JP2003130812A

JP2003130812A - パターン検査装置およびパターン検査方法およびプリント配線板

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Publication number: JP2003130812A
Application number: JP2001328792A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Wakino; 智生脇野
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP4009085B2

Abstract

(57)【要約】【課題】銅の飛び散りに影響されず，欠陥形状につい
て高精度に特定できるパターン検査装置およびパターン
検査方法およびその方法により検査されたプリント配線
板を提供すること。【解決手段】テーブルカメラ部２１は，プリント配線
板のパターン面を撮像する機能を有している。テーブル
カメラ部２１は，パターン面を撮像する検査カメラ２１
１と，光源となる照明器２１２と，入射した光を拡散さ
せる拡散板２１３とを有している。検査カメラ２１１お
よび照明器２１２は，垂線からの傾斜角がほぼ同じにな
るように配置されている。また，拡散板２１３は，照明
器２１２とパターン面との間に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，パターンの良否を
検査するパターン検査装置およびパターン検査方法およ
びその方法により検査されたプリント配線板に関する。
さらに詳細には，パターン中に含まれる特定の図形につ
いて，消失や過剰等の欠陥を良好に検出できるパターン
検査装置およびパターン検査方法およびその方法により
検査されたプリント配線板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板においては，その表面の
パターンに特定の図形が含まれることがある。例えば，
レーザ加工によるビアホール形成のため，上層配線板に
開けられる穴がその例である。この穴は，位置，形状，
径が仕様どおりに正しく形成されていないと，層間接続
の失敗等の不良を引き起こすことになる。このため，穴
あけ後に，穴が正しく形成されているか否かを検査する
必要がある。

【０００３】この検査のための手法としては，特開２０
０１−５０９０６号公報に記載されている方法が挙げら
れる。この方法では，図６に示すように，プリント配線
板の配線パターンを２値化したパターン画像に大臨界円
５２および小臨界円５１を当てはめる。このとき，小臨
界円５１の内部の領域５３の画素がすべて「暗」であ
り，大臨界円５２の外側を沿う領域５４の画素がすべて
「明」であれば，領域５３の暗画素およびこれに連続す
る暗画素を穴と認識する手法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記し
た従来の検査手法には次のような問題点があった。すな
わち，ダイレクトレーザ法により穴あけを行った場合，
開けられた穴の周辺には，図７に示すような，銅の飛び
散り（以下，「スパッタ」という）が生じる。このスパ
ッタは，穴加工される部分の銅が飛び散ることで形成さ
れる。スパッタは，加工した穴６０を囲むリング部６１
と，銅の飛び散り部分である放射部６２とで構成されて
おり，それぞれの形状は一定していない。そのため，従
来の手法で必要なリング形状を安定して認識できない。

【０００５】また，ダイレクトレーザ加工の前段階に行
われる銅箔表面の黒化処理において，ごみ等の付着によ
り黒化処理されない箇所が生じることがある。そのよう
な箇所として，例えば図８に示すような撮像結果が得ら
れる場合がある。図８の例では，黒化されていない環状
の部分の中に黒化された部分や汚れおよび凹んで影にな
る部分が存在している。従来の手法で図９のように小臨
界円５１，大臨界円５２を適用すると，小臨界円５１の
内部の画素がすべて「暗」であり，大臨界円５２の外側
を沿う領域の画素がすべて「明」となり，穴と認識する
条件を満たすこととなる。そのため，穴あけがされた箇
所として誤認識してしまう。

【０００６】本発明は，前記した従来の技術が有する問
題点を解決するためになされたものである。すなわちそ
の課題とするところは，銅の飛び散りに影響されず，欠
陥形状について高精度に特定できるパターン検査装置お
よびパターン検査方法およびプリント配線板を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的と
してなされた本発明のパターン検査装置は，対象物の表
面パターンを検査するパターン検査装置であって，対象
物の表面パターンに基づく画像データを取得する画像デ
ータ取得部と，画像データ取得部が取得した画像データ
を２値化する２値化部と，２値化部により２値化された
画像データに用いて対象物の表面パターンを検査する検
査部とを有し，画像データ取得部は，対象物を照らす照
明光源と，照明光源と対象物との間に位置し照明光源か
らの光を拡散させる拡散手段と，対象物の表面パターン
を撮像する撮像カメラとを有するものである。

【０００８】また，本発明のパターン検査方法は，対象
物の表面パターンを検査するパターン検査方法にであっ
て，拡散光で照らされた対象物の表面パターンを撮像カ
メラで撮像して画像データを取得する画像データ取得ス
テップと，取得した画像データを２値化する２値化ステ
ップと，２値化された画像データを用いて対象物の表面
パターンを検査する検査ステップとを有している。

【０００９】また，本発明のプリント配線板は，表面に
配線パターンを有するプリント配線板であって，表面を
拡散光で照らし，配線パターンを撮像カメラで撮像して
画像データを取得する画像データ取得ステップと，取得
した画像データを２値化する２値化ステップと，２値化
された画像データを用いて配線パターンを検査する検査
ステップとを有するパターン検査方法により検査された
ものである。

【００１０】このパターン検査装置およびパターン検査
方法では，対象物の表面パターンを拡散光で照らしてい
る。すなわち，対象物の表面パターンは，単一方向の光
ではなく，方向分布を有する光により照らされている。
この対象物の表面パターンを撮像して画像データを取得
し，取得した画像データを２値化する。そして，２値化
された画像データを用いて対象物の表面パターンを検査
する。例えば，対象物の表面にスパッタがある場合，そ
のリング部と放射部とでは，撮像カメラから見て明度が
異なる。このため，リング部と放射部との間で明確なコ
ントラストが得られる。そして，取得した画像データを
適切な閾値で２値化することにより，リング部のみの形
状を認識できる。これにより，リング部のみの形状によ
る検査ができる。

【００１１】また，本発明の別のパターン検査装置は，
対象物の表面パターンを検査するパターン検査装置であ
って，対象物の表面パターンに基づく画像データを取得
する画像データ取得部と，画像データ取得部が取得した
画像データ中の各位置に所定の検出条件を当てはめ，検
出条件に合致した場合にその位置を被検図形候補である
と認識し，検出条件に合致しない場合に被検図形候補で
ないと認識することにより対象物の表面パターンを検査
する検査部とを有するものであり，検査部における第１
の検出条件は，第１の被検図形に許容される最小エリア
の外周に配置された複数の位置と被検図形の中心とを結
んだ星形部と，第１の被検図形に許容される最小エリア
内であって星形部により区画された各領域内にそれぞれ
配置された複数の点部とについて，星形部および点部を
構成するすべての位置で画像データが所定の値である。

【００１２】また，本発明の別のパターン検査方法は，
対象物の表面パターンを検査するパターン検査方法であ
って，対象物の表面パターンに基づく画像データを取得
する画像データ取得ステップと，画像データ中の各位置
に所定の検出条件を当てはめ，検出条件に合致した場合
にその位置を被検図形候補であると認識し，検出条件に
合致しない場合に被検図形候補でないと認識する欠陥抽
出により対象物の表面パターンを検査する検査ステップ
とを有し，欠陥抽出における第１の検査条件として，第
１の被検図形に許容される最小エリアの外周に配置され
た複数の位置と被検図形の中心とを結んだ星形部と，第
１の被検図形に許容される最小エリア内であって星形部
により区画された各領域内にそれぞれ配置された複数の
点部とについて，星形部および点部を構成するすべての
位置で画像データが所定の値であることを用いる。

【００１３】また，本発明の別のプリント配線板は，表
面に配線パターンを有するプリント配線板であって，表
面の配線パターンに基づく画像データを取得する画像デ
ータ取得ステップと，画像データ中の各位置に所定の検
出条件を当てはめ，検出条件に合致した場合にその位置
を被検図形候補であると認識し，検出条件に合致しない
場合に被検図形候補でないと認識する欠陥抽出により配
線パターンを検査する検査ステップとを有するパターン
検査方法によって検査されたものであり，欠陥抽出にお
ける第１の検査条件として，第１の被検図形に許容され
る最小エリアの外周に配置された複数の位置と被検図形
の中心とを結んだ星形部と，第１の被検図形に許容され
る最小エリア内であって星形部により区画された各領域
内にそれぞれ配置された複数の点部とについて，星形部
および点部を構成するすべての位置で画像データが所定
の値であることを用いる。

【００１４】このパターン検査装置およびパターン検査
方法では，第１の被検図形の第１の検出条件として，星
形部と複数の点部とで構成されるすべての位置で画像デ
ータが所定の値であることを用いる。この第１の検出条
件により，所定の範囲以上に同じ値が連続している箇所
を検出する。例えば，黒化処理後の対象物を撮像した画
像データに対して，所定の値を「明」として第１の条件
を満たす箇所は，黒化処理されていない箇所として認識
することができる。これにより，黒化処理が実施されて
いるか否かを検査することができる。

【００１５】さらに，このパターン検査装置において，
画像データ取得部は，対象物を照らす照明光源と，照明
光源と対象物との間に位置し照明光源からの光を拡散さ
せる拡散手段と，対象物の表面パターンを撮像する撮像
カメラとを有するものであるとよりよい。また，このパ
ターン検査方法において，画像データ取得ステップは，
拡散光で照らされた対象物の表面パターンを撮像カメラ
で撮像して画像データを取得するとよりよい。

【００１６】この画像データ取得部および画像データ取
得ステップでは，対象物の表面パターンを拡散光で照ら
している。すなわち，対象物の表面パターンは，単一方
向の光ではなく，方向分布を有する光により照らされて
いる。この対象物の表面パターンを撮像して得られた画
像データを用いて対象物の表面パターンを検査する。例
えば，対象物の表面にスパッタがある場合，そのリング
部と放射部とでは，撮像カメラから見て明度が異なる。
このため，リング部と放射部との間で明確なコントラス
トが得られる。そして，取得した画像データを適切な閾
値で２値化することにより，リング部のみの形状を認識
できる。これにより，リング部のみの形状を認識でき，
併せて対象物の黒化処理されていない箇所も認識する検
査をすることができる。

【００１７】さらに，第２の検出条件として，第２の被
検図形に許容される最小サイズに相当する小臨界の内部
の全域で画像データが所定の値であり，第２の被検図形
に許容される最大サイズに相当する大臨界に沿う領域の
すべての位置で画像データが別の所定の値であることを
用い，第２の被検図形の存在または消失が検出された位
置について第１の被検図形候補であるか否かを判断する
こととするとよりよい。

【００１８】この第２の検査条件を用いることにより，
一定のエリアを穴あけされている箇所として認識するこ
とができる。そして，穴の存在が検出された位置につい
て第１の検査条件を当てはめることにより，所定の範囲
以上に同じ値が連続している箇所，例えば黒化処理され
ていない箇所を穴として誤認識しているか否かを判断す
ることが出来る。また，穴の存在が消失した位置につい
て第１の条件を当てはめることにより，消失した原因が
例えば黒化処理されていないことであるか否かを認識す
ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下，本発明を具体化した実施の
形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
本形態は，プリント配線板の表面パターンを検査するパ
ターン検査装置，およびその装置により実行されるパタ
ーン検査方法として本発明を適用したものである。特に
は，プリント配線板の製造途上で，上層銅箔に黒化処理
を行った後，ダイレクトレーザ加工により上層銅箔に開
けられた穴の検査のための装置および方法である。な
お，本形態の検査対象物は最終製品ではなく，製造途上
での中間品であるが，以下，この対象物をプリント配線
板として説明する。

【００２０】本形態に係るパターン検査装置は，図１に
示すように，撮像部２０と検査部３０とを有している。
さらに，全体の統括制御を行うとともに，オペレータに
よる操作や検査結果の表示等を行うコンピュータ端末４
１が設けられている。また，コンピュータ端末４１に
は，それ自身の表示画面の他に像モニタ４２が付設され
ている。

【００２１】まず，撮像部２０について説明する。撮像
部２０は，プリント配線板１０上にレーザ加工等で形成
されたパターン１１を読み取ってパターン画像を取得す
る機能を有している。詳細には，パターンを撮像するテ
ーブルカメラ部２１と，アナログ画像をデジタル画像に
変換するＡ／Ｄ変換部２２と，デジタル信号を２値化す
る２値化部２３とを有している。すなわち，２値化部２
３から出力される画像は，暗画素と明画素とからなる２
値画像である。この画像は，おおむね，黒化処理が行わ
れている場所やレーザ加工により開けられた穴の部分の
画素が暗画素であり，それ以外の場所の画素が明画素で
ある。ここで，それ以外の場所とは，ダイレクトレーザ
加工により発生するスパッタの部分や，ごみ等により黒
化処理が行われなかった部分等である。なお，本形態で
は，１画素のサイズを１５μｍ四方としている。

【００２２】次に，検査部３０について説明する。検査
部３０は，撮像部２０からパターン画像を受け取り，穴
の形成の良否を検査する機能を有している。詳細には，
パターン画像の入力を受けてその中に含まれる穴の候補
（以下，「穴候補」という）を認識する穴認識部３１
と，検査のためのマスタデータを記憶するマスタデータ
メモリ部３２と，穴認識部３１での認識結果とマスタデ
ータとを照合して穴の消失や過剰を検出する消失・過剰
検出部３３と，検出結果を処理して虚報を排除する検出
結果処理部３４とを有している。

【００２３】次に，撮像部２０の各構成部について説明
する。まず，テーブルカメラ部２１は，プリント配線板
のパターン面を撮像する機能を有している。テーブルカ
メラ部２１は，図２に示すように，パターン面を撮像す
る検査カメラ２１１と，光源となる照明器２１２と，入
射した光を拡散させる拡散板２１３とを有している。検
査カメラ２１１および照明器２１２は，垂線からの傾斜
角がほぼ同じになるように配置されている。また，拡散
板２１３は，照明器２１２とパターン面との間に配置さ
れている。この拡散板２１３としては，すりガラス等が
使用可能である。なお，拡散板２１３の材質はガラスに
限るものではない。

【００２４】次に，Ａ／Ｄ変換部２２は，テーブルカメ
ラ部２１で撮影したアナログ画像データをデジタル画像
データに変換する機能を有している。次に，２値化部２
３は，入力されたデジタル信号を２値化する機能を有し
ている。なお，２値化のための閾値は，コンピュータ端
末４１を用いて変更することができる。

【００２５】次に，検査部３０の各構成部について説明
する。穴認識部３１は，パターン画像の中の穴候補およ
び黒化処理が行われていない部分（以下，「未黒化候
補」という）を認識する機能を有している。まず，穴候
補の認識は，図６に示すように，小臨界円５１および大
臨界円５２からなるフォームを用いて行われる。小臨界
円５１は，穴の径の許容範囲の最小限に相当する。大臨
界円５２は，穴の径の許容範囲の最大限に相当する。こ
れらは，ほぼ同心円状に配置されている。そして，次の
２つの条件により穴候補の認識がなされる。第１の条件
（以下，「内条件」という）は，小臨界円５１の内部の
領域５３の画素がすべて暗画素であることである。第２
の条件（以下，「外条件」という）は，大臨界円５２の
外側の全周にわたる領域５４の画素がすべて明画素であ
ることである。これら２つの条件がともに満たされると
きに，領域５３およびそれに暗画素が連続している範囲
が穴候補として認識される。なお，小臨界円５１と大臨
界円５２との間の領域５５や，領域５４の外側の領域５
６は，判断の対象外であり，暗画素でも明画素でもかま
わない。

【００２６】一方，未黒化候補の認識は，図３に示すよ
うな４つの点部７２と，十字線部７１とからなるフォー
ムを用いて行われる。当該フォームは，十字線部７１が
フォームの中心部から４方に引かれた直線で構成され，
当該十字線部７１で区切られたエリア内に点７２が一つ
ずつ存在するように構成されている。また，当該フォー
ムの最大幅は，スパッタのリング部６１（図７）を未黒
化処理候補と認識しないようにするため，リング部６１
の幅より大きい。そして，未黒化候補とする認識条件と
しては，十字線部７１およびすべての点部７２が明画素
であることである。本条件を満たすことにより，十字線
部７１，点部７２，およびそれらに明画素が連続し，あ
る程度の大きさをもつ範囲が未黒化候補として認識され
る。なお，十字線部７１および点部７２以外の領域７３
は判断の対象外であり，暗画素でも明画素でもかまわな
い。

【００２７】なお，図３のフォームの変形例として，図
１０に示すようなフォーム８１を用いることも考えられ
ないわけではない。しかし，フォーム８１では次のよう
な問題点がある。すなわち，２値化部２３での閾値によ
っては，未黒化部分であっても暗画素を含む場合もあ
る。この場合にフォーム８１を用いると，その暗画素の
部分のため，未黒化の部分を正しく検出できない。この
ため，フォーム内の直線部をあまりに増加させるのは妥
当ではない。

【００２８】また，図３のフォームの変形例として，図
１１に示すようなフォーム９１を用いることも考えられ
ないわけではない。しかし，フォーム９１では次のよう
な問題点がある。すなわち，未黒化部分以外でも明画素
が散在する場合がある。フォーム９１を用いると，その
ような明画素のため，未黒化部分でない箇所を未黒化部
分を誤認識するおそれがある。このため，フォーム内の
直線部をなくすのは妥当ではない。

【００２９】このようにしてなされる穴候補であるか否
かの認識，および未黒化候補であるか否かの認識は，フ
ォームを縦横に１画素ずつずらしつつパターン画像の全
領域の各画素について行われる。なお，各フォームの大
きさや形状等は，コンピュータ端末４１を用いて設定す
ることができる。

【００３０】次に，マスタデータメモリ部３２は，穴候
補の認識のためのマスタデータを記憶する機能を有して
いる。マスタデータとは，検査対象であるプリント配線
板１０において，穴が存在するはずの位置を示すデータ
である。マスタデータを用意する方法としては，プリン
ト配線板１０の標準品を用意してこれについてのパター
ン画像から作成する方法がある。標準品としては，穴が
設計仕様通りに正しく形成されていることが別の方法で
確認されている良品のプリント配線板１０を用いること
ができる。また，同一の製造ロットで製造された多数の
同一品種のプリント配線板１０のうちの最初のものを用
いてもよい。また，ＣＡＤデータより作成することも可
能である。

【００３１】マスタデータメモリ部３２では，マスタデ
ータの記憶を，１２０μｍ（１５μｍ×８画素）四方を
１セルとして１セル毎に行う。すなわち，１セルには６
４個（８×８）の画素が含まれる。そして，６４個のう
ち，標準品のパターン画像において穴であると認識され
た画素が１つでも含まれていれば，そのセルはマスタデ
ータ上，「穴あり」として扱われる。一方，６４個のう
ち，標準品のパターン画像において穴であると認識され
た画素が１つも含まれていなければ，そのセルはマスタ
データ上，「穴なし」として扱われる。なお，未黒化候
補については，通常，全面黒化処理が施されているもの
が標準品に該当するため，マスタデータを作成しない。
また，マスタデータと検査対象品の認識結果のデータと
の対比も，セル単位に行われる。なお，セルのサイズ
は，コンピュータ端末４１を用いて変更することができ
る。

【００３２】次に，消失・過剰検出部３３は，前述のよ
うに穴認識部３１での認識結果と，マスタデータとをセ
ル単位で照合して穴の消失・過剰を検出する機能を有し
ている。さらには，未黒化部分を検出する機能を有して
いる。詳細には，消失・過剰検出部３３は，消失出力機
能と，過剰出力機能とを有している。消失出力機能で
は，マスタデータによれば穴があるはずなのに穴候補の
認識データがないセルを出力する。そして，その出力を
消失欠陥とする。一方，過剰出力機能では，マスタデー
タによれば穴ではないはずなのに穴候補の認識データが
あるセルを出力する。そして，それら出力を過剰欠陥と
する。また，未黒化候補の認識データが含まれるセルを
黒化欠陥として出力する。

【００３３】次に，検出結果処理部３４は，消失・過剰
検出部３３の検出結果を処理して虚報を排除する機能を
有している。検出結果処理部３４は，消失・過剰検出部
３３から出力された消失欠陥，過剰欠陥および黒化欠陥
のうち消失欠陥について，虚報を排除して真に消失欠陥
であると考えられるもののみを抽出する処理を行う。以
上が，検査部３０である。なお，着目セルの周囲を考慮
する範囲は，コンピュータ端末４１を用いて設定するこ
とができる。

【００３４】次に，図１のパターン検査装置により実行
されるパターン検査方法を説明する。このパターン検査
方法は大別して，プリント配線板の標準品によるマスタ
データの作成と，そのマスタデータを用いて行うプリン
ト配線板の検査対象品の検査との２段階に分けられる。

【００３５】マスタデータの作成は，次のようにして行
われる。まず，撮像部２０において，テーブルカメラ部
２１（図２参照）の撮影位置にプリント配線板１０の標
準品を設置する。次に，照明器２１２により，プリント
配線板１０に対して光を照射する。プリント配線板１０
は，上層銅箔を黒化処理した後，ダイレクトレーザ加工
によって穴が開けられた状態である。そのため，上層表
面の穴の周辺には，スパッタ（図７）が生じている。こ
のスパッタは，図４に示すように，上層面上に銅が付着
した状態となっている。すなわち，もともと穴加工部に
あった銅箔が飛び散り，リング部６１および放射部６２
を形成している。なお，リング部６１の表面には凹凸が
あり，鏡面にはなっていない。

【００３６】次に，照明器２１２から射出された光は，
拡散板２１３によって拡散される。このためプリント配
線板１０は，拡散光により照らされる。すると，検査カ
メラ２１１には，スパッタのリング部６１については，
ある程度の光量の光が得られる。一方，スパッタの放射
部６２からは光がほとんど得られない。このため，後述
する２値化部２３の閾値を適切に設定することにより放
射部６２を除去した画像を作成できる。

【００３７】そして，テーブルカメラ部２１からの出力
画像が，Ａ／Ｄ変換部２２でデジタルデータ化され，さ
らに２値化回路２３で２値化される。このとき，２値化
回路２３の閾値をリング部６１からの光量より小さく放
射部６２からの光量より大きい値に設定することによ
り，光のほとんど得られない放射部６２は除去される。
すなわち，スパッタの放射部６２を除くリング部６１の
みの画像を得ることができる。そして，２値化された状
態のパターン画像が，検査部３０の穴認識部３１に入力
される。

【００３８】穴認識部３１では，受け取ったパターン画
像について，図６に示した小臨界円５１および大臨界円
５２を用いて，穴候補の認識が行われる。例えば，図５
の（ａ）のように本来の寸法通りに正常に形成されてい
る穴を図６に当てはめると，内条件と外条件とがともに
満たされる。「暗」の領域と「明」の領域との境界が，
小臨界円５１と大臨界円５２との間に来るからである。
よって，「暗」の領域内の画素が穴候補として認識され
る。一方，標準品のプリント配線板１０であっても，異
なる寸法の穴が，レーザ加工用以外の用途のために設け
られている場合がある。しかしながら，図５の（ｂ）の
ように大きい穴については，外条件が満たされない。よ
って，その場合には穴候補が認識されない。なお，ここ
で想定している穴の径は，１００〜２００μｍ程度であ
る。よって，標準品における１つの穴に対し，１つのセ
ルのみが「穴あり」として記憶されることもあれば，隣
接する２つないし４つのセルのみが「穴あり」として記
憶されることもある。

【００３９】かくして作成されたマスタデータは，通
常，当該標準品を含む１ロットのプリント配線板１０に
対して有効とされる。ただし，ロット間のバラツキが小
さい場合には，同一の仕様のすべてのプリント配線板１
０に対して有効として取り扱ってもよい。

【００４０】検査対象品の検査は，次のようにして行わ
れる。まず，撮像部２０において，テーブルカメラ部２
１の撮影位置にプリント配線板１０の検査対象品を設置
する。このとき検査対象品は，マスタデータ作成時の標
準品と同様にアライメントされなければならないことは
いうまでもない。検査対象品が正しく設置されたら，マ
スタデータ作成時と同様に，パターン１１が撮像され，
そして２値化されたパターン画像が穴認識部３１に入力
される。

【００４１】穴認識部３１では，マスタデータ作成時の
穴候補の認識処理と同様の処理が行われる。すなわち，
図５の（ａ）のように本来の寸法通りに正常に形成され
ている穴を図６に当てはめると，内条件と外条件とがと
もに満たされ，「暗」の領域内の画素が穴候補として認
識される。しかしながら，図５の（ｂ）のように大きい
穴については，外条件が満たされない。よって，その場
合には穴候補が認識されない。また，図５の（ｃ）のよ
うに小さい穴，もしくは，図５の（ｄ）のように黒化処
理が不十分でつぶれている穴については，内条件が満た
されない。この場合についても穴候補が認識されない。
また，図５の（ｅ）のように本来あるべき位置に穴がな
い，もしくは，図５の（ｆ）のように穴がある位置がず
れている場合は，外条件が満たされない。当然，穴候補
として認識されない。

【００４２】さらに，穴認識部３１では，図３に示した
フォームを用いて，未黒化候補の認識処理が行われる。
当該フォームは，フォームの中心部から臨界までに引か
れた４本の直線で構成される十字線部７１と，当該十字
線部７１で区切られたエリア内に一つずつ存在している
点７２とで構成されている。当該フォームは，当該フォ
ームの許容される幅は，スパッタ（図７）のリング部６
１の幅より大きい。そして，未黒化候補とする認識条件
としては，十字線部７１およびすべての点部７２が明画
素であることである。本条件を満たすことにより，十字
線部７１，点部７２，およびそれらに明画素が連続し，
ある程度の大きさをもつ範囲が未黒化候補として認識さ
れる。十字線部７１および点部７２のそれぞれの大きさ
などの認識条件は，コンピュータ端末４１を用いてあら
かじめ設定しておく。これにより，例えば，図５の
（ｇ）のように異物等により未黒化部となっている箇所
に図３に当てはめると，未黒化候補となるための条件が
満たされる。十字線部７１および点部７２がすべて
「明」の領域となるからである。また，図９のように異
物等により穴と誤認識してしまう箇所の未黒化部分に図
３に当てはめると，未黒化候補となるための条件が満た
される。十字線部７１および点部７２がすべて「明」の
領域となるからである。よって，図９のようなセルは，
穴候補かつ未黒化候補として認識される。

【００４３】穴候補か否かの認識は，図６の小臨界円５
１および大臨界円５２を縦横に１画素ずつずらしつつパ
ターン画像の全域の各画素について行われる。各画素に
ついての穴候補の認識の有無のデータ（以下，「穴候補
検査データ」という）は，消失・過剰検出部３３に送ら
れる。また，未黒化部か否かの認識は，図３の十字線部
７１および点部７２を縦横に１画素ずつずらしつつ該当
セルの全域の各画素について行われる。各画素について
の未黒化候補の認識の有無のデータ（以下，「未黒化検
査データ」という）は，消失・過剰検出部３３に送られ
る。

【００４４】消失・過剰検出部３３では，穴認識部３１
から未黒化検査データおよび穴候補検査データを受け取
るとともに，マスタデータメモリ部３２からマスタデー
タを受け取る。そして，穴候補検査データとマスタデー
タとをセル単位で比較する。これにより，消失欠陥およ
び過剰欠陥が認識できる。また，穴候補として認識され
たセルおよび消失欠陥となったセルについて，当該セル
の穴候補検査データと未黒化検査データとを比較する。
もし，穴候補検査データが「穴有り」であり未黒化検査
データが「未黒化部無し」であれば，当該穴候補検査デ
ータによる穴はそのまま穴として認識する。また，穴候
補検査データが「穴有り」であり未黒化検査データが
「未黒化部有り」であれば，当該穴候補検査データによ
る穴は誤認識であり未黒化の部分として認識する。これ
により，穴候補の誤認識およびその原因を知ることがで
きる。また，消失欠陥となったセルの未黒化検査データ
が「未黒化部有り」であれば，当該消失欠陥の原因は未
黒化によるものと認識できる。なお，穴候補として認識
されたセルもしくは消失欠陥となったセル以外のセルに
ついては，黒化の有無の影響はないため未黒化検査デー
タとの比較を行わなくてもよい。

【００４５】かくして消失欠陥，過剰欠陥および黒化欠
陥は，消失・過剰検出部３３から検出結果処理部３４へ
送られる。検出結果処理部３４は，受け取った消失欠陥
および過剰欠陥について，虚報を排除する処理を行う。
そして，虚報が排除された消失欠陥，過剰欠陥および黒
化欠陥が，検出結果処理部３４からコンピュータ端末４
１へ出力される。するとコンピュータ端末４１では，報
告された消失欠陥，過剰欠陥および黒化欠陥の情報を画
面に表示する。これにより，検査対象品のプリント配線
板１０が合格品か否かについて，オペレータが判断する
ことができる。また，オペレータは必要に応じて，当該
欠陥を含む部位の画像を，像モニタ４２にて目視で確認
することもできる。

【００４６】以上詳細に説明したように本実施の形態で
は，プリント配線板１０のパターンを撮像するテーブル
カメラ２１において，照明器２１２とパターン面との間
に拡散板２１３を配置することとしている。これによ
り，プリント配線板１０のパターン面を拡散光で照らし
ながら撮像することとしている。このため，スパッタの
放射部６２とリング部６１との間に明確なコントラスト
が得られる。よって，２値化する際に放射部６２を除去
でき，リング部６１のみの形状を認識できる。かくし
て，スパッタの飛び散りに影響されることのないパター
ン検査装置およびパターン検査方法およびその方法によ
り検査されたプリント配線板が実現されている。

【００４７】さらに，読み取って得た２値画像につい
て，検査部３０の穴認識部３１では，図６のフォームを
用いて穴候補の認識を行うこととしている。さらに，図
３のフォームを用いて未黒化候補の認識を併せて行うこ
ととしている。すなわち，図５の（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ）のような穴の異常を検出するだけでなく，図５の
（ｇ）や図９のような穴と誤認識してしまう形状も異常
として検出できる。このため，穴候補に加えて未黒化部
についても認識することができる。かくして，欠陥形状
を高精度に特定できるパターン検査装置およびパターン
検査方法が実現されている。

【００４８】なお，本実施の形態は単なる例示にすぎ
ず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本
発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良，変形が可能である。例えば，黒化処理直後に黒化処
理そのものの良否を検査することもできる。この場合
は，未黒化処理部があるか否かの検査のみを行う。

【００４９】また，本形態では，穴認識部３１において
未黒化候補を全領域について検査することとしている
が，穴候補として認識された箇所に対してのみ未黒化候
補の認識を行ってもよい。これでも，穴認識部３１にお
いて穴候補として認識されているが，未黒化であり誤認
識している箇所を認識するには十分である。

【００５０】また，本形態では，未黒化部分があればす
べて黒化欠陥としたため，未黒化候補のマスタデータを
作成する必要がなかった。しかし，意図的に黒化しない
部分を形成し，当該部分の良否を検査する場合には，未
黒化候補のマスタデータを作成する。そして，マスタデ
ータと検出したデータとを消失・過剰検出部３３で照合
する。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，銅の飛び散りに影響されず，欠陥形状について
高精度に特定できるパターン検査装置およびパターン検
査方法およびその方法により検査されたプリント配線板
が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係るパターン検査装置の構成図で
ある。

【図２】実施の形態に係るテーブルカメラ部の構成図で
ある。

【図３】実施の形態に係る穴認識のフォームを示す概念
図である。

【図４】検査対象であるプリント配線板に係るレーザ加
工部の断面図である。

【図５】穴として認識される画像例と認識されない画像
例を示す説明図である。

【図６】従来の検査方法における穴認識のフォームを示
す概念図である。

【図７】ダイレクトレーザ法により穴あけを行った配線
板の表面を示す概念図である。

【図８】穴候補と誤認識するパターンの一例を示す概念
図である。

【図９】穴候補と誤認識するパターンの一例にフォーム
を適用した概念図である。

【図１０】穴認識のフォームの一例を示す概念図（その
１）である。

【図１１】穴認識のフォームの一例を示す概念図（その
２）である。

【符号の説明】

１０プリント配線板２０撮像部２１テーブルカメラ部２１１検査カメラ２１２照明器２１３拡散板３０検査部３１穴認識部６１リング部６２放射部７１十字線部７２点部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｇ０１Ｂ 11/24 ＦＦターム(参考） 2F065 AA49 AA56 BB02 CC01 FF42 FF61 HH02 JJ03 JJ19 JJ26 LL49 QQ08 QQ24 RR09 SS02 SS04 SS13 2G014 AA01 AB59 AC09 AC11 AC18 2G051 AA65 AB07 BB07 CA04 CB01 EA11 EA14 EB01 ED07 ED11 5B057 AA03 BA15 CA08 CA12 CB06 CB12 CE12 DA03 DB02 DB09 DC09 DC33 5L096 BA03 CA02 EA43 HA07 JA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物の表面パターンを検査するパター
ン検査装置において，対象物の表面パターンに基づく画
像データを取得する画像データ取得部と，前記画像デー
タ取得部が取得した画像データを２値化する２値化部
と，前記２値化部により２値化された画像データに用い
て対象物の表面パターンを検査する検査部とを有し，前
記画像データ取得部は，対象物を照らす照明光源と，前
記照明光源と対象物との間に位置し，前記照明光源から
の光を拡散させる拡散手段と，対象物の表面パターンを
撮像する撮像カメラとを有することを特徴とするパター
ン検査装置。
【請求項２】対象物の表面パターンを検査するパター
ン検査装置において，対象物の表面パターンに基づく画
像データを取得する画像データ取得部と，前記画像デー
タ取得部が取得した画像データ中の各位置に所定の検出
条件を当てはめ，検出条件に合致した場合にその位置を
被検図形候補であると認識し，検出条件に合致しない場
合に被検図形候補でないと認識することにより対象物の
表面パターンを検査する検査部とを有し，前記検査部に
おける第１の検出条件は，第１の被検図形に許容される
最小エリアの外周に配置された複数の位置と被検図形の
中心とを結んだ星形部と，第１の被検図形に許容される
最小エリア内であって前期星形部により区画された各領
域内にそれぞれ配置された複数の点部とについて，前記
星形部および前記点部を構成するすべての位置で画像デ
ータが所定の値であることを特徴とするパターン検査装
置。
【請求項３】請求項１に記載するパターン検査装置に
おいて，前記検査部は，画像データ中の各位置に所定の
検出条件を当てはめ，検出条件に合致した場合にその位
置を被検図形候補であると認識し，検出条件に合致しな
い場合に被検図形候補でないと認識することにより対象
物の表面パターンを検査するものであり，前記検査部に
おける第１の検査条件は，第１の被検図形に許容される
最小エリアの外周に配置された複数の位置と被検図形の
中心とを結んだ星形部と，第１の被検図形に許容される
最小エリア内であって前期星形部により区画された各領
域内にそれぞれ配置された複数の点部とについて，前記
星形部および前記点部を構成するすべての位置で画像デ
ータが所定の値であることを特徴とするパターン検査装
置。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載するパタ
ーン検査装置において，前記検査部における第２の検出
条件は，第２の被検図形に許容される最小サイズに相当
する小臨界の内部の全域で画像データが所定の値であ
り，第２の被検図形に許容される最大サイズに相当する
大臨界に沿う領域のすべての位置で画像データが別の所
定の値であることであり，前記検査部は，第２の被検図
形の存在または消失が検出された位置について第１の被
検図形候補であるか否かを判断することを特徴とするパ
ターン検査装置。
【請求項５】対象物の表面パターンを検査するパター
ン検査方法において，拡散光で照らされた対象物の表面
パターンを撮像カメラで撮像して画像データを取得する
画像データ取得ステップと，取得した画像データを２値
化する２値化ステップと，２値化された画像データを用
いて対象物の表面パターンを検査する検査ステップとを
有することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項６】対象物の表面パターンを検査するパター
ン検査方法において，対象物の表面パターンに基づく画
像データを取得する画像データ取得ステップと，画像デ
ータ中の各位置に所定の検出条件を当てはめ，検出条件
に合致した場合にその位置を被検図形候補であると認識
し，検出条件に合致しない場合に被検図形候補でないと
認識する欠陥抽出により対象物の表面パターンを検査す
る検査ステップとを有し，前記欠陥抽出における第１の
検査条件として，第１の被検図形に許容される最小エリ
アの外周に配置された複数の位置と被検図形の中心とを
結んだ星形部と，第１の被検図形に許容される最小エリ
ア内であって星形部により区画された各領域内にそれぞ
れ配置された複数の点部とについて，星形部および点部
を構成するすべての位置で画像データが所定の値である
ことを用いることを特徴とするパターン検査方法。
【請求項７】請求項５に記載するパターン検査方法に
おいて，前記検査ステップでは，画像データ中の各位置
に所定の検出条件を当てはめ，検出条件に合致した場合
にその位置を被検図形候補であると認識し，検出条件に
合致しない場合に被検図形候補でないと認識する欠陥抽
出を行い，前記欠陥抽出における第１の検査条件とし
て，第１の被検図形に許容される最小エリアの外周に配
置された複数の位置と被検図形の中心とを結んだ星形部
と，第１の被検図形に許容される最小エリア内であって
星形部により区画された各領域内にそれぞれ配置された
複数の点部とについて，星形部および点部を構成するす
べての位置で画像データが所定の値であることを用いる
ことを特徴とするパターン検査方法。
【請求項８】請求項６または請求項７に記載するパタ
ーン検査方法において，前記欠陥抽出における第２の検
出条件として，第２の被検図形に許容される最小サイズ
に相当する小臨界の内部の全域で画像データが所定の値
であり，第２の被検図形に許容される最大サイズに相当
する大臨界に沿う領域のすべての位置で画像データが別
の所定の値であることを用い，前記検査ステップでは，
第２の被検図形の存在または消失が検出された位置につ
いて第１の被検図形候補であるか否かを判断することを
特徴とするパターン検査方法。
【請求項９】表面に配線パターンを有するプリント配
線板において，表面を拡散光で照らし，配線パターンを
撮像カメラで撮像して画像データを取得する画像データ
取得ステップと，取得した画像データを２値化する２値
化ステップと，２値化された画像データを用いて配線パ
ターンを検査する検査ステップとを有するパターン検査
方法により検査されたことを特徴とするプリント配線
板。
【請求項１０】表面に配線パターンを有するプリント
配線板において，表面の配線パターンに基づく画像デー
タを取得する画像データ取得ステップと，画像データ中
の各位置に所定の検出条件を当てはめ，検出条件に合致
した場合にその位置を被検図形候補であると認識し，検
出条件に合致しない場合に被検図形候補でないと認識す
る欠陥抽出により配線パターンを検査する検査ステップ
とを有するパターン検査方法によって検査されたもので
あり，前記欠陥抽出における第１の検査条件として，第
１の被検図形に許容される最小エリアの外周に配置され
た複数の位置と被検図形の中心とを結んだ星形部と，第
１の被検図形に許容される最小エリア内であって星形部
により区画された各領域内にそれぞれ配置された複数の
点部とについて，星形部および点部を構成するすべての
位置で画像データが所定の値であることを用いたことを
特徴とするプリント配線板。