JP2712803B2 - Wiring pattern inspection equipment - Google Patents

Wiring pattern inspection equipment

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JP2712803B2
JP2712803B2 JP2260946A JP26094690A JP2712803B2 JP 2712803 B2 JP2712803 B2 JP 2712803B2 JP 2260946 A JP2260946 A JP 2260946A JP 26094690 A JP26094690 A JP 26094690A JP 2712803 B2 JP2712803 B2 JP 2712803B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリント基板やホトマスク等における配線
パターンの不良を検査するための配線パターン検査装置
に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring pattern inspection apparatus for inspecting a wiring pattern of a printed circuit board or a photomask for defects.

従来の技術 従来、プリント基板等の不良の検査は人間による目視
検査に頼っていた。ところが、製品の小型化や軽量化が
進むに連れ、配線パターンの細密化や複雑化がより一層
進んでいる。このような状況の中で、人間が高い検査精
度を保ちつつ非常に細密な配線パターンをしかも長時間
続ける事が難しくなっており、検査の自動化が強く望ま
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, inspection for defects of printed circuit boards and the like has relied on visual inspection by humans. However, as products become smaller and lighter, wiring patterns become finer and more complex. In such a situation, it is difficult for a human to keep a very fine wiring pattern for a long time while maintaining high inspection accuracy, and automation of the inspection is strongly desired.

配線パターンの欠陥検出方式としては、ジョージ エ
ル.シー.サンとアニル・ジェイン(Jorge L.C.Sanz a
nd Anil K.Jain:“Machine−vision techniques for in
spection of printed wiring boards and thick−film
circuits",Optical Society of America,Vol.3,No.9,se
ptember,pp1465−1482,1986)らにより数多くの方式が
紹介されており、主にデザインルール法と比較法の2つ
の方式に大別することができる。しかし、これらの方法
は一長一短がある。
As a method for detecting a defect in a wiring pattern, George L. et al. C. San and Anil Jane (Jorge LCSanz a
nd Anil K. Jain: “Machine-vision techniques for in
spection of printed wiring boards and thick-film
circuits ", Optical Society of America, Vol.3, No.9, se
ptember, pp. 1465-1482, 1986) introduces a number of methods, which can be roughly classified into two methods, a design rule method and a comparison method. However, these methods have advantages and disadvantages.

中でも、将来有望で興味深い方式として、ジョン ア
ール・マンデビル(Jon R.Mandevile:“Novel method f
or analysis of printed circuit images",IBM J.Res.D
EVELOP.,VOL.29,NO.1,JANUARY,1985)のものがあり、2
値化した画像データを収縮または膨張させたのち細線化
し、配線パターンの欠陥を検出する方法を提案してお
り、以下に従来例として説明する。
Among them, one promising and interesting method is Jon R. Mandevile: “Novel method f
or analysis of printed circuit images ", IBM J. Res.D
EVELOP., VOL.29, NO.1, JANUARY, 1985)
A method for detecting a defect in a wiring pattern by contracting or expanding the quantified image data and then thinning the same has been proposed, which will be described below as a conventional example.

第9図に、欠陥検出の処理の流れを示す。(a)〜
(d)は、断線の検出処理を示し、(e)〜(h)はシ
ョートの検出処理を示している。
FIG. 9 shows the flow of the process of defect detection. (A) ~
(D) shows a disconnection detection process, and (e) to (h) show a short-circuit detection process.

(a)は、欠陥を含む画像データを示しており、b点
およびc点が線幅異常と断線の致命的欠陥とし、a点は
欠陥としないものとしている。第1ステップとして
(b)では、画像の収縮処理(周辺から一画素づつ削り
取る処理)を行う。この処理により、b点の欠陥が断線
となり欠陥を誇張することになる。第2ステップとして
(c)では、細線化処理(一本の線になるまで周辺から
一画素づつ削り取る処理を繰り返す)を行う。これによ
り、配線パターンは一本の線となる。第3ステップとし
(d)では、3×3論理マスクを走査させLUT(ルック
・アップ・テーブル)を参照しながら欠陥検出を行い、
b点およびc点が断線として検出(□印)できる。さら
に、端子部と配線パターンとの接合点も検出(○印)し
ている。
(A) shows image data including a defect. Points b and c are fatal defects due to abnormal line width and disconnection, and point a is not a defect. In the first step (b), an image contraction process (a process of removing one pixel from the periphery) is performed. As a result of this processing, the defect at point b is broken and the defect is exaggerated. In the second step (c), a thinning process (repeating the process of removing one pixel at a time from the periphery until a single line is performed) is performed. Thus, the wiring pattern becomes one line. In the third step (d), a 3 × 3 logical mask is scanned to detect defects while referring to an LUT (Look Up Table).
Points b and c can be detected as broken lines (marked with □). Further, the junction between the terminal portion and the wiring pattern is also detected (marked with ○).

次に、ショートおよび線間異常について(e)〜
(h)の処理の流れに沿って説明する。
Next, regarding the short circuit and the line-to-line abnormality (e) ~
A description will be given along the flow of the process (h).

(e)は、欠陥を含む画像データを示しており、b点
およびc点を線間異常とショートの致命的欠陥とし、a
点は欠陥としないものとしている。
(E) shows image data including a defect, where point b and point c are fatal defects of line-to-line abnormalities and short circuits, and a
Points are not considered defects.

第1ステップとして(f)では、画像の膨張処理(周
辺画素から一画素づつ膨らませる)を行い、これにより
b点がショート状態になる。第2ステップとして(g)
では、細線化処理を行い、一本の線にする。第3ステッ
プとして(h)では、3×3論理マスクを走査させLUT
(ルック・アップ・テーブル)を参照しながら欠陥検出
を行い、b点およびc点がT分岐としてショートが検出
(□印)できる。さらに、端子部と配線パターンとの接
合点も検出(○印)している。
In the first step (f), the image is expanded (expanded one pixel at a time from the peripheral pixels), whereby point b is brought into a short state. (G) as the second step
Then, thinning processing is performed to make one line. In the third step (h), the 3 × 3 logical mask is scanned and the LUT
Defect detection is performed with reference to the (look-up table), and a short-circuit can be detected at the point b and the point c as a T branch (indicated by a square). Further, the junction between the terminal portion and the wiring pattern is also detected (marked with ○).

以上のようにして、断線や線幅異常およびショートや
線間異常が検出できる。
As described above, disconnection, line width abnormality, short circuit, and line-to-line abnormality can be detected.

なお、細線化処理・膨張処理および収縮処理等の画像
処理手法については、森俊二、板倉栂子著:“画像認識
の基礎〔I〕”、オーム社に詳しく記載されているので
詳細な説明は省略した。
The image processing methods such as thinning processing, dilation processing, and erosion processing are described in detail in Shunji Mori and Tsugako Itakura: "Basic Image Recognition [I]", Ohmsha, and will be described in detail. Omitted.

発明が解決しようとする課題 以上の様に、2値化画像を収縮や膨張処理を施し、欠
陥を誇張した上で細線化し3×3の論理マスクを走査し
欠陥を検出する方式について説明した。この方法は、デ
ザインルール法に基づくもので確実に欠陥が検出できる
有望な方法と言えよう。
Problems to be Solved by the Invention As described above, the method of subjecting a binarized image to shrinkage or dilation, exaggerating the defect, thinning it, scanning a 3 × 3 logical mask, and detecting the defect has been described. This method is based on the design rule method and can be said to be a promising method that can reliably detect defects.

しかし、この方法は、デザインルール法に基づくもの
で、線幅違反および最小線間違反検出の設定が複数の場
合、画像の収縮や膨張および細線化処理プロセスが複数
必要となり、ハードウェアの負担が増大する。また、細
線化できない太い配線パターンのショートや大きなラン
ド間ショート等は検査できないという課題がある。
However, this method is based on the design rule method, and if there are multiple settings for line width violation and minimum line violation detection, multiple image contraction and expansion and thinning processing processes are required, and the hardware burden is increased. Increase. In addition, there is a problem that a short circuit of a thick wiring pattern that cannot be thinned or a short circuit between large lands cannot be inspected.

本発明は、上記課題を鑑み簡単な構成で、各種の線幅
異常を検出でき、さらにラージショートやランド間ショ
ートの検出ができる配線パターン検出装置を提供するも
のである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a wiring pattern detection device that can detect various line width abnormalities and can detect a large short and a land-to-land short with a simple configuration.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明の技術的課題は、プリ
ント基板上に形成された配線パターンを光電変換する画
像入力手段と、前記画像入力手段からの濃淡画像を2値
画像に変換する2値化手段と、配線パターンの背景側か
ら1画素づつ削りながら全画素に対して予め定めた回数
を繰り返し細線化処理し、削られた対象画素を示すフラ
グとスケルトン画像を出力する第1の細線化処理手段
と、前記第1の細線化処理手段からの削られた対象画素
を示すフラグで細線化の段数値を背景からの距離値とし
て付与した距離変換画像を出力する距離画像変換手段
と、前記第1の細線化手段からのスケルトン画像をさら
に細線化処理のみを所定の回数行う第2の細線化処理手
段と、前記第2の細線化処理手段からのスケルトン画像
からエッジを抽出し、エッジ画像を出力するエッジ抽出
手段と、前記距離画像変換手段からの距離変換画像と1
つ以上の任意の設定閾値と比較すると共に前記エッジ抽
出手段からのエッジ画像から終端とT分岐とを抽出する
特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段からの特徴情報を予
め良品基板で収集し基準データとして記憶する特徴情報
記憶手段と、前記特徴抽出手段からの特徴情報と前記特
徴情報記憶手段からの基準データと比較し真の欠陥のみ
を検出する判定手段とから構成したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a technical problem of the present invention is to provide an image input unit for photoelectrically converting a wiring pattern formed on a printed circuit board, and a binary image from the image input unit. A binarizing means for converting to an image, and a thinning process that is repeated a predetermined number of times for all pixels while shaving one pixel at a time from the background side of the wiring pattern, and outputs a flag indicating the shaved target pixel and a skeleton image A first line-thinning means for outputting a distance-converted image in which a thinning step value is added as a distance value from the background with a flag indicating a target pixel removed from the first line-thinning means Image converting means, second thinning processing means for performing only the thinning processing a predetermined number of times on the skeleton image from the first thinning means, and skeleton images from the second thinning processing means. Edge extracting means for extracting an edge from the image and outputting an edge image;
A feature extraction means for comparing with at least one set threshold value and extracting a terminal end and a T-branch from the edge image from the edge extraction means; And a determination means for comparing the feature information from the feature extraction means with the reference data from the feature information storage means to detect only true defects.

作用 本発明は、プリント基板上に形成された配線パターン
を光電変換し、得られた濃淡画像を2値化手段により2
値画像に変換する。2値画像を用いて、配線パターンの
背景から1画素づつ削り取るような第1の細線化処理を
するとともに削り取られた画素に背景からの距離値を付
与し、スケルトン画像と距離変換画像とを得る。スケル
トン画像をさらに第2の細線化処理手段で細線化処理の
みを行い、そのエッジを抽出しエッジ画像を得る。距離
変換画像を1つ以上任意の閾値と比較し線幅異常を検出
するとともにエッジ画像から終端T分岐を抽出する特徴
抽出を行い、距離変換画像により線幅の測長が必要なプ
ロセスと配線パターンの接続関係を検出するプロセスに
分けて処理する。配線パターンの接続関係を検出するプ
ロセスは、さらに細線化処理のみを所定の回数行うとと
もに、スケルトン画像のエッジを抽出することにより少
ない細線化処理回数で太い配線パターンも線図形にし特
徴抽出するもので、線幅異常の検出に加えラージショー
トやランド間ショート等の太い配線パターンの欠陥も簡
便に検査できる。
The present invention photoelectrically converts a wiring pattern formed on a printed circuit board and converts the obtained grayscale image into a binary image by binarizing means.
Convert to value image. Using the binary image, a first thinning process is performed such that each pixel is removed one by one from the background of the wiring pattern, and a distance value from the background is given to the removed pixel to obtain a skeleton image and a distance-converted image. . The skeleton image is further subjected to only thinning processing by the second thinning processing means, and the edge is extracted to obtain an edge image. Processes and wiring patterns that require one or more distance-converted images to be compared with an arbitrary threshold value to detect line width anomalies, extract the terminal T-branch from the edge image, and perform line width measurement using the distance-converted images The process is divided into processes for detecting the connection relationship. The process of detecting the connection relationship of the wiring pattern is to perform only the thinning process a predetermined number of times, and extract the edges of the skeleton image to reduce the number of thinning processes to a thick wiring pattern into a line figure and to extract the features. In addition to detecting line width abnormalities, defects of large wiring patterns such as large shorts and shorts between lands can be easily inspected.

実 施 例 以下、第1図を参照しながら本発明の第1の実施例に
ついて説明する。
Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図は、本発明の配線パターン検査装置の実施例を
示すブロック図である。第1図において、101はプリン
ト基板、102は104のリング状のライトガイドなどの拡散
照明装置と103のCCDカメラのような撮像装置を備えた画
像入力手段、105は濃淡画像を2値画像に変換する2値
化手段、106は2値画像を用いて背景から1画素づつ削
り取る第1の細線化処理手段、107は背景からの最短距
離値に変換する距離画像変換手段、108はさらに細線化
処理を行う第2の細線化処理手段、109はスケルトン画
像からエッジを検出するエッジ抽出手段、110は距離変
換画像を用いてある任意の設定閾値と比較するとともに
エッジ画像から終端およびT分岐を検出する特徴抽出手
段、112は良品基板で予め特徴情報を基準データとして
記憶しておく特徴情報記憶手段、111は被検査基板の特
徴情報と特徴情報記憶手段112からの基準データと比較
判定する判定手段である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a wiring pattern inspection apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a printed circuit board; 102, an image input unit having a diffused illumination device such as a ring-shaped light guide 104; and an imaging device 103, such as a CCD camera; 105, a grayscale image into a binary image. Binarization means for converting, 106 is first thinning processing means for shaving one pixel at a time from the background using a binary image, 107 is distance image converting means for converting to the shortest distance value from the background, and 108 is further thinning Second thinning processing means for performing processing; 109, an edge extracting means for detecting an edge from a skeleton image; 110, a comparison with an arbitrary set threshold value using a distance-transformed image; 112 is a feature information storage means for storing feature information in advance as reference data on a non-defective substrate, and 111 is a feature for comparing and determining the feature information of the substrate to be inspected with the reference data from the feature information storage means 112. It is a stage.

第1図を基に、以下に説明する。 This will be described below with reference to FIG.

プリント基板101上に形成された配線パターンを、リ
ング状のライトガイド等の拡散照明装置104で照明し、C
CDカメラ(一次元または二次元)などの撮像装置103を
備えた画像入力手段102で濃淡画像として得る。本実施
例では、ラスタスキャンのイメージで以後説明するもの
とし、撮像装置として一次元のCCDカメラを用いた例を
示す。画像入力手段102で得られた濃淡画像から背景と
配線パターンを分離するために、2値化手段105で予め
濃度ヒストグラム等で得られた任意の閾値と比較し2値
画像に変換する。
The wiring pattern formed on the printed circuit board 101 is illuminated by a diffused illumination device 104 such as a ring-shaped light guide, and C
The image is obtained as a grayscale image by the image input means 102 provided with the imaging device 103 such as a CD camera (one-dimensional or two-dimensional). In the present embodiment, a raster scan image will be described below, and an example in which a one-dimensional CCD camera is used as an imaging device will be described. In order to separate the background and the wiring pattern from the grayscale image obtained by the image input means 102, the image is converted into a binary image by comparing it with an arbitrary threshold value previously obtained by a density histogram or the like by the binarization means 105.

第1の細線化処理手段106は、2値化手段105からの2
値画像を用いて、配線パターンの背景から1画素づつ削
る細線化処理を全画素に対して定めた回数実施し、削ら
れた対象画素を示すフラグとスケルトン画像を出力す
る。距離画像変換手段107は、第1の細線化処理手段106
からの削られた対象画素であることを示すフラグで細線
化の段数値を配線パターンの背景からの距離値として付
与した距離変換画像を出力する。第2の細線化処理手段
108は、第1の細線化処理手段106からのスケルトン画像
をさらに背景から1画素づつ削る細線化処理のみを所定
の回数施す。エッジ検出手段109は、第2の細線化処理
手段108のスケルトン画像のエッジを抽出しエッジ画像
を出力する。特徴抽出手段110は、距離変換手段107から
の距離変換画像と1つ以上の任意の設定閾値と比較し配
線パターンの線幅異常を検出するとともに、エッジ抽出
手段109からのエッジ画像から終端およびT分岐を検出
し配線パターンの断線やショート等の接続異常を検出す
る。特徴情報記憶手段112は、特徴抽出手段110からの線
幅異常や接続異常等の特徴情報を予め良品基板で収集し
基準データとして記憶しておく。判定手段111は、特徴
抽出手段110からの被検査基板での特徴情報を特徴情報
記憶手段112に予め記憶しておいた基準データと比較し
真の欠陥のみを検出するものである。
The first thinning processing means 106 receives the two
Using the value image, a thinning process for removing one pixel at a time from the background of the wiring pattern is performed for all pixels a predetermined number of times, and a flag indicating the removed target pixel and a skeleton image are output. The distance image conversion unit 107 includes a first thinning processing unit 106
Then, a distance conversion image is output in which a thinning step value is added as a distance value from the background of the wiring pattern with a flag indicating that the pixel is a target pixel that has been removed from the image. Second thinning processing means
108 performs only a predetermined number of thinning processes for further reducing the skeleton image from the first thinning processing unit 106 by one pixel from the background. The edge detecting means 109 extracts an edge of the skeleton image of the second thinning processing means 108 and outputs an edge image. The feature extracting unit 110 detects the line width abnormality of the wiring pattern by comparing the distance conversion image from the distance conversion unit 107 with one or more arbitrary setting thresholds, and detects the end and T from the edge image from the edge extraction unit 109. Detects branching and detects connection abnormalities such as disconnection or short circuit of the wiring pattern. The characteristic information storage unit 112 collects in advance the characteristic information such as the line width abnormality and the connection abnormality from the characteristic extraction unit 110 on a non-defective substrate, and stores it as reference data. The judging means 111 compares the characteristic information on the substrate to be inspected from the characteristic extracting means 110 with reference data stored in advance in the characteristic information storage means 112 and detects only true defects.

以上の動作を繰り返し、順次行うことによりプリント
基板101の全面について検査することができる。この一
連の動作は、適当な信号により同期しておこなうもので
ある。
The above operation is repeated and sequentially performed, so that the entire surface of the printed circuit board 101 can be inspected. This series of operations is performed in synchronization with an appropriate signal.

次に、第1の細線化処理手段106、距離画像変換手段1
07、第2の細線化処理手段、エッジ抽出手段109、特徴
抽出手段110、判定手段111および特徴情報記憶手段につ
いてさらに詳しく説明する。
Next, the first thinning processing means 106, the distance image converting means 1
07, the second thinning processing means, the edge extraction means 109, the feature extraction means 110, the determination means 111, and the feature information storage means will be described in further detail.

まず最初に細線化処理について説明する。細線化処理
は、配線パターンの外側から1画素づつ削る処理を所定
回数繰り返すことによりスケルトン画像(一本の線図
形)を得るものであり、細線化処理の一般的な手法を第
2図(b)〜(f)を用いて説明する。
First, the thinning processing will be described. The thinning process is a process for obtaining a skeleton image (one line figure) by repeating a process of cutting one pixel at a time from the outside of the wiring pattern a predetermined number of times. A general method of the thinning process is shown in FIG. This will be described with reference to FIGS.

2値化画像を第2図(b)に示すような3×3の走査
窓で走査し、注目画素(窓の中央画素*)が1の時、近
傍の8画素d1〜d8の状態に応じて注目画素を0(つま
り、削る)に変換するかどうかをLUT(ルックアップテ
ーブル)を用いて判定する。注目画素の消去判定を、4
方向に分けて処理しているが、これは偶数画素幅のパタ
ーンの消去を防ぐもので、LUT(A)〜LUT(D)には上
下左右の消去判定パターンをそれぞれ登録するもので、
その一例を第2図(c)〜(f)に示す。
The binarized image is scanned in a 3 × 3 scanning window as shown in FIG. 2 (b), and when the pixel of interest (the central pixel * of the window) is 1, the binary image corresponds to the state of the neighboring eight pixels d1 to d8. It is determined using a LUT (lookup table) whether or not the target pixel is to be converted to 0 (that is, cut). The erasure judgment of the target pixel
The processing is performed separately for each direction. This is to prevent erasure of a pattern having an even-numbered pixel width. LUT (A) to LUT (D) register upper, lower, left, and right erasure determination patterns, respectively.
One example is shown in FIGS. 2 (c) to (f).

次に第1の細線化処理手段について、第2図(a)を
用い1画素削る細線化処理の詳細ブロック図を示し説明
する。
Next, the first thinning processing means will be described with reference to a detailed block diagram of the thinning processing for removing one pixel with reference to FIG.

2値化手段105からの2値画像201を、ラインメモリ20
2および3×3走査窓203に入力し、図には記載していな
いが画素同期信号のタイミングをとりながら転送してい
くものである。3×3走窓203の出力を消去判定テーブ
ルの書き込まれたLUT(A)204に入力し、注目画素を消
去するかどうかを判断する。同様のことをカスケード接
続し4方向について処理し、1画素分削れたスケルトン
画像を出力するもので、削りたい所定の回数分同一の処
理をすれば一本のスケルトン画像を得ることができる。
さらに、2値画像201をスケルトン画像215と同期を取る
ための遅延メモリ214で遅延し、スケルトン画像215との
排他的論理和216を取ることにより削れた対象画素を示
すフラグ217を出力する。
The binary image 201 from the binarizing means 105 is stored in the line memory 20.
The data is input to the 2 and 3 × 3 scanning windows 203 and is transferred while taking the timing of the pixel synchronization signal (not shown). The output of the 3 × 3 running window 203 is input to the LUT (A) 204 in which the erasure determination table is written, and it is determined whether or not the pixel of interest is to be erased. The same processing is performed in cascade and processed in four directions, and a skeleton image cut by one pixel is output. One skeleton image can be obtained by performing the same processing a predetermined number of times.
Further, the binary image 201 is delayed by a delay memory 214 for synchronizing with the skeleton image 215, and a flag 217 indicating a target pixel removed by taking an exclusive OR 216 with the skeleton image 215 is output.

次に、第3図に距離画像変換手段107の詳細ブロック
図を示し以下に説明する。
Next, FIG. 3 shows a detailed block diagram of the distance image conversion means 107, which will be described below.

まず、第1の細線化手段106は、1画素細線化処理ブ
ロック301をn段接続し、スケルトン画像312および1画
素細線化処理ブロック301の各段からの削られた対象画
素を示すフラグを出力している。距離画像変換手段107
では、1画素細線化処理ブロック301の各段に対応した
セレクタと多値のラインメモリから構成され最終段から
は距離変換画像313が出力される。
First, the first thinning means 106 connects the one-pixel thinning processing block 301 to n stages, and outputs a flag indicating a skeleton image 312 and a target pixel removed from each stage of the one-pixel thinning processing block 301. doing. Range image conversion means 107
In this example, a distance conversion image 313 is output from the final stage, which is composed of a selector corresponding to each stage of the one-pixel thinning processing block 301 and a multi-level line memory.

最初は、1画素細線化処理ブロック#1からのフラグ
でセレクタ302の距離値“0"または“1"のどちらかを選
択し、ラインメモリ303に記憶する。つまり、フラグが
“1"なら距離値は“1"を選択する。次に、1画素細線化
処理ブロック#2からのフラグでセレクタ304で、ライ
ンメモリ303からのデータか距離値“2"のどちらかを選
択し、前処理結果と合成する。この処理を、1画素細線
化処理ブロック#nまで繰り返すことで、最終的に各段
で得られた距離値の合成結果として距離変換画像313を
得ることができる。
At first, either the distance value “0” or “1” of the selector 302 is selected by the flag from the one-pixel thinning processing block # 1 and stored in the line memory 303. That is, if the flag is “1”, the distance value selects “1”. Next, the selector 304 selects either the data from the line memory 303 or the distance value “2” with the flag from the one-pixel thinning processing block # 2, and combines the data with the preprocessing result. By repeating this processing up to the one-pixel thinning processing block #n, a distance conversion image 313 can be finally obtained as a synthesis result of the distance values obtained in each stage.

次に、第4図に第2の細線化処理手段108の詳細ブロ
ックを示し以下に説明する。
Next, FIG. 4 shows a detailed block diagram of the second thinning processing means 108, which will be described below.

基本的には、第1の細線化処理手段と同じである。異
なるところは、細線化処理のみを行うために削られたこ
とを示すフラグを出力する必要ない点であり、説明は省
略する。
Basically, it is the same as the first thinning processing means. The difference is that there is no need to output a flag indicating that the line has been cut to perform only the thinning process, and a description thereof will be omitted.

次に、第5図にエッジ抽出手段109の詳細ブロックを
示し以下に説明する。
Next, FIG. 5 shows a detailed block of the edge extracting means 109, which will be described below.

第2の細線化処理手段108からのスケルトン画像415を
入力し、ラインメモリ501と3×3走査窓502で3×3と
PLD(プログラマブル・ロジック・デバイス)503とでマ
スク処理するものである。PLD503は、エッジ抽出口ジッ
クを構成するものとする。エッジ抽出は、通常注目画素
およびその周辺画素とのパターンで検出するもので、出
力をgxyとしたとき次の論理式(1)でPLD503を構成す
るものである。
The skeleton image 415 from the second thinning processing means 108 is input, and 3 × 3 is input to the line memory 501 and the 3 × 3 scanning window 502.
Mask processing is performed with the PLD (programmable logic device) 503. The PLD 503 constitutes an edge extraction port magic. The edge extraction is usually performed by detecting a pattern of a target pixel and its surrounding pixels, and when the output is gxy, the PLD 503 is configured by the following logical expression (1).

8連結エッジ画像の場合 gxy=fxy・(a・c・e・g) ……(1) 参考のために4連結エッジ画像の場合の論理式を以下
に示しておく。
In the case of an 8-connected edge image gxy = fxy · (a · c · e · g) (1) The logical formula in the case of a 4-connected edge image is shown below for reference.

4連結エッジ画像の場合 gxy=fxy・(a・b・c・d・e・f・g・h) 次に、第6図に特徴抽出手段110の詳細ブロック図を
示し以下に説明する。
In the case of a four-connected edge image gxy = fxy · (a · b · c · d · e · f · g · h) Next, FIG. 6 shows a detailed block diagram of the feature extracting unit 110, which will be described below.

特徴抽出手段110は、距離変換画像からの線幅異常の
検出とエッジ画像からの接続異常の検出とがある。ま
ず、エッジ画像からの接異常の検出について説明する。
ラインメモリ601と3×3走査窓602及びLUT603とでマス
ク処理するものである。LUT603は、注目画素およびその
周辺画素とのパターンで検出するもので、T分岐604の
検出パターンと端点605の検出パターンがテーブル化さ
れている。
The feature extraction unit 110 detects line width abnormality from the distance conversion image and connection abnormality detection from the edge image. First, detection of a contact abnormality from an edge image will be described.
The mask processing is performed by the line memory 601 and the 3 × 3 scanning window 602 and the LUT 603. The LUT 603 detects a target pixel and its surrounding pixels using a pattern. The detection pattern of the T branch 604 and the detection pattern of the end point 605 are tabulated.

次に、線幅異常の検出について説明する。基本的な考
え方は、スケルトン画像上のマスク走査によりスケルト
ン位置を検出し、そのときの線幅を測長し測定閾値と比
較するものである。また、遅延メモリ606および遅延メ
モリ613は、T分岐・端点検出と同期をとるためのもの
である。第1の細線化処理手段からのスケルトン画像31
2を入力し、ラインメモリ614と3×3走査窓615とLUT61
6とでマスク処理しスケルトン検出するものである。LUT
616には、注目画素とその周辺画素のパターンからスケ
ルトン検出のパターンがテーブル化されている。線幅の
測長は、距離画像変換手段107からの距離変換画像313を
入力し、ラインメモリ607と3×3走査窓608と線幅演算
609とでマスク処理により線幅を演算するものである。
線幅演算609は、いろいろのやり方があるが本実施例で
は、注目画素の距離値とその周辺8画素の距離値の平均
距離を加算する(2)の方法を採用するものである。
Next, detection of a line width abnormality will be described. The basic idea is to detect the skeleton position by mask scanning on the skeleton image, measure the line width at that time, and compare it with the measurement threshold. The delay memory 606 and the delay memory 613 are for synchronizing with T branch / end point detection. Skeleton image 31 from first thinning processing means
2 is input, the line memory 614, the 3 × 3 scanning window 615, and the LUT 61
The mask processing is performed by 6 and the skeleton is detected. LUT
In 616, a table of skeleton detection patterns from the pattern of the target pixel and its surrounding pixels is tabulated. To measure the line width, the distance conversion image 313 from the distance image conversion unit 107 is input, the line memory 607, the 3 × 3 scanning window 608, and the line width calculation are performed.
In step 609, the line width is calculated by mask processing.
There are various methods for the line width calculation 609, but in this embodiment, the method (2) of adding the average distance of the distance value of the target pixel and the distance values of the eight pixels around the target pixel is adopted.

線幅W=fxy+1/8(Σdi+0.5) ……(2) (di:d1〜d8周辺画素の距離値、fxy:注目画素の距離
値を示す) 次に、線幅Wと設定閾値612とを比較して、線幅違反6
11を検出するものである。また、本実施例では、1つの
設定閾値と比較したが、最小線幅と最大線幅等の複数閾
値を設定することも容易に実現できる。また、特徴情報
としては、以上説明してきた特徴の種類と共に、座標デ
ータが一緒に出力される。
Line width W = fxy + 1/8 (Σdi + 0.5) (2) (di: distance value of d1 to d8 peripheral pixels, fxy: distance value of the pixel of interest) Compare the line width violation 6
11 is to be detected. Further, in the present embodiment, one threshold value is compared, but a plurality of threshold values such as a minimum line width and a maximum line width can be easily set. As the feature information, coordinate data is output together with the types of features described above.

次に、特徴情報記憶手段112と判定手段111について説
明する。
Next, the characteristic information storage unit 112 and the determination unit 111 will be described.

特徴情報記憶手段112は、特徴抽出手段110からの線幅
異常や接続異常等の特徴情報を予め良品基板で収集し基
準テータとして記憶するものである。
The feature information storage unit 112 collects in advance the feature information from the feature extraction unit 110, such as line width abnormalities and connection abnormalities, on non-defective substrates and stores them as reference data.

判定手段111は、特徴抽出手段110からの被検査基板で
の特徴情報を特徴情報記憶手段112に予め記憶しておい
た基準データと比較し真の欠陥のみを検出するもので、
第7図にその処理フローを示す。(イ)被検査基板の特
徴情報が通知されると、(ロ)特徴情報記憶手段112か
らの基準データと比較されて、(ハ)一致すれば良品と
して判定され、(ニ)不一致であれば欠陥として判定さ
れる。
The determination unit 111 compares the feature information on the substrate to be inspected from the feature extraction unit 110 with reference data previously stored in the feature information storage unit 112 and detects only true defects.
FIG. 7 shows the processing flow. (A) When the characteristic information of the substrate to be inspected is notified, (b) comparison is made with the reference data from the characteristic information storage means 112. (c) If they match, it is determined as a good product. It is determined as a defect.

次に、第8図の処理画像を用いて、本発明の処理例に
ついて説明する。
Next, a processing example of the present invention will be described using the processed image of FIG.

第8図(a)は距離変換された距離変換画像の例を示
し、(b)は特徴抽出によって得られた線幅異常の例を
示す。本実施例では、最小線幅7画素以下および最大線
幅13画素以上を線幅異常として検出している。第8図
(c)は、スケルトン画像からエッジ検出した画像例を
示す。
FIG. 8 (a) shows an example of a distance-converted image subjected to distance conversion, and FIG. 8 (b) shows an example of a line width abnormality obtained by feature extraction. In the present embodiment, a line width abnormality of 7 pixels or less and a maximum line width of 13 pixels or more are detected as line width abnormalities. FIG. 8 (c) shows an example of an image obtained by detecting edges from a skeleton image.

スケルトン画像をエッジ抽出し特徴抽出することは○
印で示した接合点をT分岐として検出することにより、
ラージショートやランド間ショートを容易に検出するこ
とができる。
Extracting edges and extracting features from skeleton images
By detecting the junction indicated by the mark as a T-branch,
Large shorts and shorts between lands can be easily detected.

発明の効果 以上説明したように本発明は、配線パターンの背景か
ら1画素づつ削り取るような第1の細線化処理をすると
ともに、削り取られた画素に背景からの距離値を付与
し、スケルトン画像と距離変換画像とを得て、線幅以上
を検出する。さらに、スケルトン画像を第2の細線化処
理手段で細線化処理のみを行い、そのエッジを抽出しエ
ッジ画像を得て、端点およびT分岐等の配線パターンの
接続関係の検出をする。つまり、距離変換画像により線
幅の測長が必要なプロセスと配線パターンの接続関係を
検出するプロセスに分けて処理するものである。配線パ
ターンの接続関係を検出するプロセスは、さらに細線化
処理のみを所定の回数行うとともに、スケルトン画像の
エッジを抽出することにより少ない細線化処理回数で太
い配線パターンも線図形にし特徴抽出するもので、線幅
異常の検出に加えラージショートやランド間ショート等
の太い配線パターンの欠陥も簡便に検査できる等、その
効果は大きい。
Effect of the Invention As described above, the present invention performs the first thinning processing such that each pixel is removed one by one from the background of the wiring pattern, and assigns a distance value from the background to each of the removed pixels to obtain a skeleton image. Obtain a distance-converted image and detect a line width or more. Further, only the thinning processing is performed on the skeleton image by the second thinning processing means, the edge is extracted and an edge image is obtained, and the connection relationship between the end point and the wiring pattern such as the T branch is detected. In other words, the processing is divided into a process that requires the measurement of the line width based on the distance conversion image and a process that detects the connection relationship between the wiring patterns. The process of detecting the connection relation of the wiring pattern further includes performing only the thinning process a predetermined number of times, and extracting a feature of the thick wiring pattern into a line figure with a small number of thinning processes by extracting edges of the skeleton image. In addition to the detection of an abnormal line width, a defect of a large wiring pattern such as a large short circuit and a short circuit between lands can be easily inspected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例における配線パターン検査装
置のブロック結線図、第2図は同装置における第1の細
線化処理手段の詳細ブロック結線図及び細線化されたパ
ターンを示す図、第3図は同装置における距離画像変換
手段の詳細ブロック結線図、第4図は同装置の第2の細
線化処理手段の詳細ブロック結線図、第5図は同装置の
エッジ抽出手段の詳細ブロック結線図、第6図は同装置
の特徴抽出手段の詳細ブロック結線図、第7図は判定手
段の処理フロー図、第8図は本発明の処理状態を示す
図、第9図は従来の配線パターン検査装置の処理の状態
を示した図である。 101……プリント基板、102……画像入力手段、103……
撮像装置、105……2値化手段、106……第1の細線化処
理手段、107……距離画像変換手段、108……第2の細線
化処理手段、109……エッジ抽出手段、110……特徴抽出
手段、111……判定手段、112……特徴情報記憶手段、20
2……ラインメモリ、203……3×3走査窓、204……LU
T。
FIG. 1 is a block diagram of a wiring pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a detailed block connection diagram and a thinned pattern of a first thinning processing means in the apparatus. 3 is a detailed block connection diagram of the distance image conversion means in the apparatus, FIG. 4 is a detailed block connection diagram of the second thinning processing means of the apparatus, and FIG. 5 is a detailed block connection of the edge extraction means of the apparatus. FIG. 6, FIG. 6 is a detailed block connection diagram of the feature extracting means of the apparatus, FIG. 7 is a processing flowchart of the judging means, FIG. 8 is a view showing a processing state of the present invention, and FIG. It is a figure showing a state of processing of an inspection device. 101 ... Printed circuit board, 102 ... Image input means, 103 ...
Image pickup device, 105 binarization means, 106 first thinning processing means, 107 distance image conversion means, 108 second thinning processing means, 109 edge extraction means, 110 ... characteristic extracting means, 111 ... determining means, 112 ... characteristic information storing means, 20
2 ... line memory, 203 ... 3x3 scanning window, 204 ... LU
T.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 秀彦 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番 1号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−131391(JP,A) 特開 平1−106180(JP,A) 特開 昭63−58582(JP,A) 特開 昭63−184046(JP,A) 特開 昭62−197752(JP,A) 特公 昭62−18956(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Hidehiko Kawakami 3-10-1, Higashi-Mita, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Matsushita Giken Co., Ltd. (56) References JP-A-62-131391 (JP, A) JP-A-1-106180 (JP, A) JP-A-63-58582 (JP, A) JP-A-63-184046 (JP, A) JP-A-62-197752 (JP, A) JP-B-62-18956 ( JP, B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プリント基板上に形成された配線パターン
を光電変換する画像入力手段と、前記画像入力手段から
の濃淡画像を2値画像に変換する2値化手段と、配線パ
ターンの背景側から1画素づつ削りながら全画素に対し
て予め定めた回数を繰り返し細線化処理し、削られた対
象画素を示すフラグとスケルトン画像を出力する第1の
細線化処理手段と、前記第1の細線化処理手段からの削
られた対象画素を示すフラグで細線化の段数値を背景か
らの距離値として付与した距離変換画像を出力する距離
画像変換手段と、前記第1の細線化手段からのスケルト
ン画像をさらに細線化処理のみを所定の回数行う第2の
細線化処理手段と、前記第2の細線化処理手段からのス
ケルトン画像からエッジを抽出し、エッジ画像を出力す
るエッジ抽出手段と、前記距離画像変換手段からの距離
変換画像と1つ以上の任意の設定閾値と比較すると共に
前記エッジ抽出手段からのエッジ画像から終端とT分岐
とを抽出する特徴抽出手段と、前記特徴抽出手段からの
特徴情報を予め良品基板で収集し基準データとして記憶
する特徴情報記憶手段と、前記特徴抽出手段からの特徴
情報と前記特徴情報記憶手段からの基準データと比較し
真の欠陥のみを検出する判定手段とを具備した配線パタ
ーン検査装置。
An image input means for photoelectrically converting a wiring pattern formed on a printed circuit board; a binarizing means for converting a grayscale image from the image input means into a binary image; First thinning processing means for repeatedly thinning a predetermined number of times for all pixels while shaving one pixel at a time and outputting a flag indicating a shaved target pixel and a skeleton image; A distance image conversion unit that outputs a distance conversion image in which a thinning step value is added as a distance value from the background with a flag indicating a target pixel that has been removed from the processing unit, and a skeleton image from the first thinning unit And a second thinning processing means for performing only a thinning processing a predetermined number of times, and an edge extracting means for extracting an edge from the skeleton image from the second thinning processing means and outputting an edge image A feature extraction unit that compares the distance conversion image from the distance image conversion unit with one or more arbitrary set thresholds and extracts a terminal end and a T-branch from the edge image from the edge extraction unit; Feature information storage means for previously collecting feature information from a non-defective substrate and storing the same as reference data, and comparing only the feature information from the feature extraction means with the reference data from the feature information storage means to detect only true defects. A wiring pattern inspection device comprising a determination unit.
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