JP2576768B2 - プリント基板パターン検査装置 - Google Patents

プリント基板パターン検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板パターン
検査装置に関し、特に電源・GNDと信号ライン混在の
ミックス層、アナログ層および複雑な変則パターン混在
層といった基板の配線パターン外観を検査するプリント
基板パターン検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のプリント基板パターン検査装置と
しては、設計ルール検査方式によるもの、パターンの特
徴を抽出しマスタとの比較データ容量を減らし高速に検
査する特徴比較方式によるもの、さらに両者を併用し検
査精度を向上させたものが多くある。例えば”ラジアル
マッチングを用いたプリント基板検査”精密工学会誌,
Vol.56,No.8,pp30〜33,1990に
示されるように専用の測長センサとパターンコードを用
いたパターン検査装置がある。
【0003】図9及び図10はこの従来のパターン検査
装置の検査方法を説明する図である。図9は、測長セン
サを示し、この測長センサは、検査中心101に対して
放射線状の延びた16本の測長画素列102からなる。
各々の測長画素列102は検査中心101に対して対象
のものどうしが対をなしている。この測長センサを用い
て測定して対象パターンを各測長画素列102で計測さ
れたデータを測長画素列102における長さと対称性を
要素としてコード化する。次いでコード化されたデータ
とあらかじめ作成されたコード化辞書とを比較して対象
パターンのコードを正常パターンの点のものか欠陥パタ
ーンの点のものかを判定する。
【0004】図10は対象パターンの測長センサによる
コード化判定列を示す模式図である。図10(a)は、
対象パターンが正常パターンの場合で対象パターンの各
測長画素列102(上下方向(90°)の測長画素列1
03、左右方向(0°)の測長画素列104、斜め方向
(45°)の測長画素列105を図示)における長さが
中心101に対し対称である。図10(b)は、線細り
欠陥の場合である。この場合、正常パターンと比較する
と、パターンの上下方向の測長画素列103の対におけ
る長さは等しいが、左右方向の測長画素列104の対に
おける対称性は保存されているものの長さが短くなり、
斜め方向の測長画素列105における長さは非対称にな
る。一方図10(c)は、線太り欠陥の場合であるが、
正常なパターンと比較すると、上下方向,斜め方向は正
常パターンと等しいが、左右方向は非対称となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のプリント基板パ
ターン検査装置には設計ルール検査方式によるもの、パ
ターンの特徴を抽出しマスタとの比較データ容量を減ら
し高速に検査する特徴比較方式によるもの、さらに両者
を併用し検査精度を向上させたものが多くあるが、いず
れも信号パターン層、GND.電源層など複数のパター
ンが混在したミックス層などに対しては、検査パラーメ
ータの設定が複雑になり、各パターン領域に対して同時
に正確な検査ができないといった問題や疑似欠陥の発生
といった問題がある。
【0006】特に、上述した従来の測長センサをもちい
たパターン検査装置では、放射状に延びる測長センサを
もちいて検査中心部のパターン状態をコード化し、あら
かじめ作成する辞書コードと比較して欠陥検出を行うの
で、 ・ミックス層等の複雑なパターンが混在する基板に対応
する辞書コードの作成が混雑であり、正確な基板検査が
できない。
【0007】・GND・電源、アナログパターン、変則
パターンなど複雑なパターンで疑似欠陥が発生する。 と言った問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のプリント検査装
置は、対象配線パターンの配線パターン部分が第1の値
でそれ以外の部分が第2の値となる2値の画像を得る撮
像2値化回路と、この撮像2値化回路より得られる2値
画像を検査対象信号パターン部の線幅が1画素幅となる
段数で細線化する細線回路と、この細線回路で得られる
細線画像に対し3×3マスクオペレータにより分岐点・
端点を保存し線幅が1画素幅部分を除去する1画素縮小
回路と、この1画素縮小回路から得られる画像に対して
あらかじめ指定する拡大数で拡大処理を施して検査領域
を生成する検査領域分割データ生成部と、前記撮像2値
化回路で得た2値画像をパターン設計基準と比較して欠
陥検出を行う設計ルール検査部と、この設計ルール検査
部で検出した欠陥のうち前記検査領域分割データ生成部
から得られる検査領域内の欠陥は疑似欠陥の候補として
除去して設計ルール検査の結果として出力する設計ルー
ル検査結果判定部と、前記検査領域分割データ生成部か
ら得られる検査領域内の前記撮像2値化回路で得た2値
画像の前記第1の値の部分を切り出す面積比較画像生成
部と、この面積比較画像生成部から出力される面積検査
用画像とあらかじめ記憶しているマスタの面積検査用画
像を比較し許容値以上の面積差を持つ部分を欠陥として
検出する面積比較検査部とを含んで構成される。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。以下、図1に示す信号の流れに沿って動作を
説明する。
【0011】被検査対象となる配線パターンを光電変換
スキャナ1で走査して得られるビデオ信号dを、前処理
部2でA/D変換し更に平滑化によるノイズ除去を行い
デジタル画像データeに変換し、2値化回路3でパター
ン部が”1”,それ以外の部分を”0”の値に2値化し
た2値画像データfを得る。
【0012】図2は、配線パターンの電源・GND(G
V)部Aと信号パターンBが混在するミックス層の2値
画像データfの一例を示す模式図であり、(a)は欠陥
のないマスタとなる画像を、(b)は欠陥として欠損e
1,ブリッズe2,断線e3のある画像を示している
が、ブリッジe2は信号パターンBの幅と同程度のパタ
ーン幅をもつ幅広のブリッジであり従来の設計ルール検
査方式では検出されず、また断線e3も間隔が広く、従
来の設計ルール検査方式では欠陥として検出されないも
のである。また両図には、従来の設計ルール検査方式に
おいて疑似欠陥(誤報)として検出される可能性のある
凸鋭角部E1,凹鋭角部E2を含んでいる。凸鋭角部E
1は線細り欠陥として、凹鋭角部E2は線間隔不良部と
して疑似欠陥検出されうる。
【0013】本実施例では、従来の設計ルール検査方式
だけでは見逃すような欠陥を正確に検出し、かつ、従来
技術では検査できなかったミックス層を例にとり、この
種のミックス層、アナログ層、複雑な変則パターン混在
層といった基板の配線パターン検査を以下の動作で可能
にする。
【0014】まず、細線回路4で、2値画像データfを
入力し、線幅基準公差に基づき指定される細線処理段数
の細線処理が行われる。この細線回路4は、線幅基準公
差下限値に一致する線幅のパターンを線幅”1(画
素)”にするまでの細線処理段数を設定し2値画像デー
タfに対して被検査パターンの信号パターン部を線幅”
1”とした細線画像データgを出力する。図3は、図2
(b)の2値画像データfを細線回路4で処理した細線
画像データgを示す。図3に示すように、信号パターン
部Bは線幅”1”となり、GV部Aは線幅”1”より大
きなかたまりを持つ画像となる。また細線化により、ブ
リッジ部e2の両端で分岐点c1が、断線部e3の両端
で端点c2が、さらにGV部Aの凸鋭角部E1付近で形
状の影響から端点c2が生じている。
【0015】次に、1画素縮小回路5で、細線回路4で
得られる細線画像データgを入力し分岐点・端点以外の
線幅が”1”の部分を図8に示す1画素縮小3×3マス
クオペレータM1,M2,M3,M4,M5,M6,M
7,M8を用いて除去する。細線画像データgに3×3
マスクオペレータM1〜M8を同時に走査し、いずれか
のマスクパターンとデータが一致した場合に中心画素
を”0”とする。図4は図3の細線画像データgを1画
素縮小回路5で処理して得られる縮小画像データhを示
す。図4に示すようにGV部Aの細線化後のパターンと
分岐点c1,端点c2の画素だけが”1”の画像データ
となる。
【0016】さらに検査領域分割データ生成部6で、1
画素縮小回路5より得られる縮小画像データhの”1”
の部分をあらかじめ指定した拡大段数で拡大処理を施
す。図5に示すようにこの際、2つの拡大段数を設定
し、1つは分岐点c1,端点c2の孤立した”1”画素
点をN×Nの正方形領域BBに拡大させ、もう一方はG
V部Aの細線化後のパターンの”1”画素点のかたまり
領域を外側にM画素拡大した領域のAAに拡大させる。
図5は図4の縮小画像データhを検査領域分割データ生
成部6で処理して得られる検査領域データmを示す。図
5に示すよう得られた検査領域データmは、GV部Aを
取り囲む領域AA、分岐点を生じるブリッジe2および
端点を生じる断線e3を取り囲む領域BBを”1”で指
定することになる。
【0017】本実施例ではさらにこの検査領域データm
の”1”の領域は面積比較検査で、これ以外の領域は設
計ルール検査で処理するように動作する。
【0018】設計ルール検査部7で、2値化回路3より
2値画像データfを逐次読み込み入力したパターンをパ
ターン設計基準(回路幅,間隔等)と比較し設計基準を
満たさない部分を欠陥として検出し設計ルール検査欠陥
データoを出力する。さらに次の設計ルール検査結果判
定部8で、この設計ルール検査欠陥データoと検査領域
分割データ生成部6で生成された検査領域データmを同
時に読み込み、得られた設計ルール検査欠陥データo
うち検査領域データmの”1”の領域に発生した欠陥は
疑似欠陥の可能性があるとして除去し設計ルール検査欠
陥データr1を検査結果判定部11に出力する。
【0019】一方、この設計ルール検査の処理と並列
に、面積比較(完全比較)検査の処理が行われる。
【0020】面積比較画像生成部9で、2値化回路3か
らの2値画像データfと検査領域分割データ生成部6で
得られる検査領域データmを逐次読み込み、検査領域デ
ータmの”1”の部分に一致する2値画像データを切り
出した面積比較画像データnを出力する。図6は図5の
検査領域データmにより図2(b)の2値画像データf
から切り出された面積比較検査用の面積比較画像データ
nである。図6に示すように、GV部Aと分岐点が発生
したブリッジe2、端点が生じた断線e3を含んだ領域
Be2,Be3のみが”1”でその他は”0”の画像デ
ータとなる。
【0021】次に、面積比較検査部10で、この面積比
較画像データ生成部9で生成された面積比較画像データ
nをあらかじめ同様の動作で得たマスタの面積比較画像
データn0(図7)とパターン部の面積を比較し、設定
した欠陥判定許容値以上面積差を持つ部分を検出しこれ
を面積比較欠陥データr2として検査結果判定部11に
出力する。この場合、マスタでは、ブリッジ,端点が無
いため被検査パターンの面積比較画像データn上のブリ
ッジ,端点を含む領域Be2,Be3がマスタとの面積
差を生み、欠陥と判定される。
【0022】最終的に検査結果判定部11で、設計ルー
ル検査判定部8から出力される設計ルール検査欠陥デー
タr1と、面積比較検査部10から出力される面積比較
欠陥データr2をまとめて欠陥検出結果sを出力する。
【0023】
【発明の効果】上述したように本発明のプリント基板パ
ターン検査装置は、設計ルール検査と面積比較検査を併
用し、かつパターンの2値化画像を細線化と縮小・拡大
処理により設計ルール検査では疑似欠陥を検出する可能
性がある検査領域を生成し、各方式の検査を領域別に適
用して基板全面を検査する装置なので、従来のように、
信号パターン層、GND・電源層など複数のパターンが
混在したミックス層などに対しては、検査パラーメータ
の設定が複雑になり各パターン領域に対して同時に正確
な検査ができないといった問題や疑似欠陥の発生といっ
た問題が一切なく、複雑なパターンを正確に欠陥検出を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1に示す2値化回路3が出力する2値画像デ
ータの一例を示す模式図であり、(a)は欠陥のないマ
スタとなる画像を、(b)は欠陥として欠損,ブリッ
ジ,断線のある画像を示している。
【図3】図1に示す細線回路4で得られる細線画像デー
タgを示す模式図である。
【図4】図1に示す1画素縮小回路5で処理して得られ
縮小画像データhの模式図である。
【図5】図1に示す検査領域分割データ生成部6で処理
して得られる検査領域データmの模式図である。
【図6】図1に示す面積比較画像生成部9で得られる面
積比較画像データnの模式図である。
【図7】図1に示す面積比較検査部10で用いるマスタ
の面積比較座像の図である。
【図8】図1に示す1画素縮小回路5で用いる1画素縮
小3×3オペレータを示す図である。
【図9】従来のパターン検査装置で用いる測長センサの
図である。
【図10】図9に示す測長センサを用いた従来のパター
ン検査装置の検査方法を説明する図で、(a)は正常な
パターンを検査した場合、(b)は線細欠陥を検査した
場合、(c)は線太り欠陥を検査した場合を示す。
【符号の説明】
1 光電変換スキャナ 2 前処理部 3 2値化回路 4 細線回路 5 1画素縮小回路 6 検査領域分割データ生成部 7 設計ルール検査部 8 設計ルール検査判定部 9 面積比較画像生成部 10 面積比較部 11 検査結果出力部 101 検査中心 102 測長画素 103 上下(90°)方向測長画素対 104 左右(0°)方向測長画素対 105 斜め(45°)方向測長画素対

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象配線パターンの配線パターン部分が
    第1の値でそれ以外の部分が第2の値となる2値の画像
    を得る撮像2値化回路と、この撮像2値化回路より得ら
    れる2値画像を検査対象信号パターン部の線幅が1画素
    幅となる段数で細線化する細線回路と、この細線回路で
    得られる細線画像に対し3×3マスクオペレータにより
    分岐点・端点を保存し線幅が1画素幅部分を除去する1
    画素縮小回路と、この1画素縮小回路から得られる画像
    に対してあらかじめ指定する拡大数で拡大処理を施して
    検査領域を生成する検査領域分割データ生成部と、前記
    撮像2値化回路で得た2値画像をパターン設計基準と比
    較して欠陥検出を行う設計ルール検査部と、この設計ル
    ール検査部で検出した欠陥のうち前記検査領域分割デー
    タ生成部から得られる検査領域内の欠陥は疑似欠陥の候
    補として除去して設計ルール検査の結果として出力する
    設計ルール検査結果判定部と、前記検査領域分割データ
    生成部から得られる検査領域内の前記撮像2値化回路で
    得た2値画像の前記第1の値の部分を切り出す面積比較
    画像生成部と、この面積比較画像生成部から出力される
    面積検査用画像とあらかじめ記憶しているマスタの面積
    検査用画像を比較し許容値以上の面積差を持つ部分を欠
    陥として検出する面積比較検査部とを含むことを特徴と
    するプリント基板パターン検査装置。
  2. 【請求項2】 対象配線パターンの配線パターン部分が
    第1の値でそれ以外の部分が第2の値となる2値の画像
    を得る撮像2値化回路と、この撮像2値化回路より得ら
    れる2値画像を検査対象信号パターン部の線幅が1画素
    幅となる段数で細線化する細線回路と、この細線回路で
    得られる細線画像に対し3×3マスクオペレータにより
    分岐点・端点を保存し線幅が1画素幅部分を除去する1
    画素縮小回路と、この1画素縮小回路から得られる画像
    に対してあらかじめ指定する拡大数で拡大処理を施して
    検査領域を生成する検査領域分割データ生成部と、前記
    撮像2値化回路で得た2値画像をパターン設計基準と比
    較して欠陥検出を行う設計ルール検査部と、この設計ル
    ール検査部で検出した欠陥のうち前記検査領域分割デー
    タ生成部から得られる検査領域内の欠陥は疑似欠陥の候
    補として除去して設計ルール検査の結果として出力する
    設計ルール検査結果判定部とを含むことを特徴とするプ
    リント基板パターン検査装置。
  3. 【請求項3】 対象配線パターンの配線パターン部分が
    第1の値でそれ以外の部分が第2の値となる2値の画像
    を得る撮像2値化回路と、この撮像2値化回路より得ら
    れる2値画像を検査対象信号パターン部の線幅が1画素
    幅となる段数で細線化する細線回路と、この細線回路で
    得られる細線画像に対し3×3マスクオペレータにより
    分岐点・端点を保存し線幅が1画素幅部分を除去する1
    画素縮小回路と、この1画素縮小回路から得られる画像
    に対してあらかじめ指定する拡大数で拡大処理を施して
    検査領域を生成する検査領域分割データ生成部と、この
    検査領域分割データ生成部から得られる検査領域内の前
    記撮像2値化回路で得た2値画像の前記第1の値の部分
    を切り出す面積比較画像生成部と、この面積比較画像生
    成部から出力される面積検査用画像とあらかじめ記憶し
    ているマスタの面積検査用画像を比較し許容値以上の面
    積差を持つ部分を欠陥として検出する面積比較検査部と
    を含むことを特徴とするプリント基板パターン検査装
    置。
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