JP3751389B2 - 配線パターン検査方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板や回路基板上に配線パターンを形成するためのホトマスク等の配線パターンを持った各種の配線パターン部材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方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【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つれ、プリント基板の配線パターンがより一層細密化し複雑化している。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、しかも長時間検査し続けることが難しくなってきているし、検査に長い時間を要している。このため、検査の自動化が強く望まれている。
【０００３】
プリント基板外観検査装置の従来例の一つとしてコーナー検出法を採用したものがある。
【０００４】
コーナー検出法は、配線パターンのエッジ部分にそのエッジの方向を表わす方向コードを付与し、この方向コードが変化する点をコーナー点とし、これを、良品である配線部材の配線パターンのコーナー点と比較して良否を判定する。このような検査方法は例えば特開平６−２８８７３８号公報などで知られている。従来のコーナー検出法を用いた配線パターン検査装置につき図９に基づいて説明する。
【０００５】
図９に示すように検査対象であるプリント基板ａを、上方の反射照明ｂからの拡散光で照明し、ＣＣＤカメラｃ等を用いた画像入力手段ｉにより撮像して濃淡画像を得る。ＣＣＤカメラｃより得られた濃淡画像信号は、２値化手段ｄにて予め濃度ヒストグラム等で求めたしきい値レベルで２値化し、配線パターン側を”１”、基材側を”０”とした２値化画像ｅに変換する。
【０００６】
次に２値化画像ｅは特定形状検出手段ｆにおいて配線パターンのコーナー部分だけを表す特徴コードに変換される。特定形状検出手段ｆでは２値化手段ｄからの２値化画像信号の配線パターンのエッジ部分にそのエッジの方向を表わす８方向の方向コードを付与し、方向コードの変化する特徴点を検出し、方向コードの変化を表すコードおよび特徴点の座標値を特徴コードｇとして抽出する。例えば特開平６−２８８７３８号は、方向コードを付与する方式として、フリーマンのチェインコード（Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ：”Ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ”、ＩＲＥ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｃｏｍｐｕｔ．ＥＣ−１０、１９６１、ｐｐ２６０−２６８）を用いた場合について開示している。この場合の方向コードは、図１０に示すように各注目画素１３０からとなりの輪郭画素に向かう８方向を、方向コードとしてそれぞれ”１”〜”８”の値で表すものである。
【０００７】
方向コードの具体的な付与は、２値化画像ｅの輪郭部に対し３×３走査窓により図１１（ｂ）に示すように順次に走査し、走査窓内からのビット配列パターンからＬＵＴを用いて図１１（ａ）に示すような方向コードを出力する方法などが考えられる。
【０００８】
上記のようにして特定形状検出手段ｆから出力された特徴コードｇは、比較判定手段ｈにて、良品であるプリント基板ａから同様な手法で予め得て、良品特徴コード記憶手段ｍに記憶しておいた特徴コードｇ0 と比較され、良品の特徴コードｇ0 と一致しない特徴コードｇが欠陥配線パターン部分に対応するものとして判定され検出される。比較判定処理での具体的操作は、特定形状検出手段ｆで検出された特徴コードｇを、比較判定手段ｈにおいて注目特徴点とこれを中心とした任意の許容範囲内に対応する次の特徴点との各特徴コードを順次結合し特徴コード列データを生成し、これを１画素程度の量子化誤差による不安定な特徴点を除去する処理を行った特徴コード列を、良品であるプリント基板につき同様にして予め作成して特徴コード記憶手段ｍに記憶しておいた特徴コード列とをコード列単位で比較する。比較の方法としては、単に特徴コード列を構成する各特徴コードの内容を比較する単純コード列比較処理と、特徴コード列を構成する各特徴コードを整列させて、対応付けできなかった余分な特徴コード（余剰コード列）がペアコード列であるかどうかを判定してコード列の類似的な比較を行うコード列類似比較処理とがある。その後、不一致となった特徴コード列に欠陥形状を示す特定の基本コード列が含まれているかを検査し、欠陥の種類を判定する。図１４（ａ）〜（ｆ）はプリント基板ａにおける主な６種類の欠陥とその特徴コード列の一例を示している。なおこの場合のコード列は配線パターンの外輪郭の画素については、時計回りに走査し、内輪郭の画素については反時計回りに走査している。さらに、判定した欠陥の種類から、図１４（ｃ）のような欠け、図１４（ｄ）のような突起等の欠陥については欠陥面積を演算し予め設定した大きさを越える欠陥だけを検出する。欠陥面積の演算方法としては、欠陥に対応する各特徴点を包括する閉鎖領域の面積値を用いる方法などがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の方法では、次に示すような問題点がある。
【００１０】
今、図１２（ａ）に示すような配線パターンｐの検査を行うことを目的として、この配線パターンの特徴コードを求めてみる。このときこの配線パターンの２値化画像の直線状部分は２値化の画素単位によって図１２（ｂ）のような階段状になる。この配線パターンのエッジの方向コードを図１２（ｂ）に矢印で示す方向に走査し、各画素ごとに図１０のコードを図１１のように当てはめて求めてみると、図１２（ｃ）のようになり、図１２（ｂ）に示すエッジ範囲の方向コードは１２個になる。これは３×３走査窓方式での注目点を中心としたエッジの方向成分が８方向しかないためであり、各方向コードの示す方向（０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５度）以外の角度を持つ直線を表すためにはその角度に近い２つの方向コードの組み合わせとなるためである。そのため、図１２（ａ）に示すような直線状の配線パターンの特徴コードは、図１２（ｃ）の方向コードを１つ置きに採った近似なものとしても図１３に網掛けして示すような６個と、単なる直線状の配線パターンを表す場合であっても大量の特徴コードを必要とする。このような場合、配線パターン検査装置は、たとえ欠陥を含まなくてもそれらの特徴コード全てのデータを記憶しておかなければならず、記憶手段に膨大なメモリを必要とするだけでなく、それらの全ての特徴コードについて比較照合を行う必要があり、そのため配線パターンの検査に時間がかかる。
【００１１】
図１４（ａ）〜（ｆ）は各種欠陥に対応する特徴コード例を示してある。
【００１２】
また、従来の方法では欠けや突起と判断された配線パターンの欠陥についてはその欠けまたは突起に相当する欠陥部分の面積を計算して、その面積値が規定された値より大きければ真の欠陥とするようになっているが、図１４に示す欠陥については判定を誤る。図１５（ａ）のように配線パターンの幅の大きさによって同じ面積の欠陥であってもＮＧで示すように致命的な欠陥となる場合とＯＫで示すようにならない場合があるのを区別ができない。また図１５（ｂ）のＯＫで示す場合のように欠陥の面積が大きくても配線パターンの幅に対して無視でき、ＮＧで示す場合のように欠陥の面積が小さくても無視できないと云ったことを区別できない。
【００１３】
さらに、従来の方法では比較判定処理により良品であるプリント基板ａの配線パターンと照合しなかった部分についてのみ欠陥としての処理を行っているため、コード列が同じであれば比較判定処理においてコード列が一致するため欠陥とは判定しない。そのため図１６（ｂ）の検査対象であるプリント基板ａの配線パターンが図１６（ａ）の良品であるプリント基板ａの配線パターンと相似形であればサイズが異なっていても欠陥として検出することができない。これは図１６（ａ）、（ｂ）のように環状な外輪郭を持つものに限らず環状な内輪郭を持つ場合も同じである。従って、半導体パッケージの接合などに用いられるＢＧＡ（ＢＯＡＬ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）等では、接合部分の配線パターンのサイズが非常に重要であるが、これを考慮し得る自動検査方法や装置はまだ提供されていない。
【００１４】
本発明の目的は、良否の判別を必要メモリ数少なく高速で達成でき、必要に応じ欠陥の種類やサイズの違いに対応できる配線パターン検査方法およびその装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の配線パターン検査方法は、
第１に、配線パターン部材の配線パターンの特徴コードを求めて、それらを連結して特徴コード列を求める際に、直線状の配線パターンの場合に現れる不必要な特徴コードを削除し、直線の始点と終点の特徴コードのみを特徴コード列に残すことを特徴とし、装置はそのための直線データ削除手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
このような構成によって、配線パターンの特徴コードを求める際に直線を表す特徴コードのうち不必要な特徴コードを削除し、検査の際に扱うデータ量を必要最低限のものに抑えることができる。従って、検査速度が向上するし、自動検査のために特徴コードを記憶しておく記憶手段のメモリ数を削減でき装置コストが低減する。
【００１７】
第２に本願発明の配線パターン検査方法は、良品である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列と、検査対象である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列を比較照合した後に、欠陥の種類を判定し、欠けまたは突起と判断された場合に、それらの欠陥の面積を求めるだけでなく配線パターンのエッジからの欠陥の深さと云った配線パターンの幅に対する欠陥特徴量を求めて真の欠陥かどうかを判定することを特徴とし、装置はそのための欠陥特徴量測定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
このような構成によれば、欠けや突起などの欠陥の検査を行う際に、欠陥と判定する基準を面積値だけでなく、配線パターンの幅に対してどの程度の欠陥特徴量（例えば深さ）のものを欠陥とするかを決めることができ、面積値が小さくても配線パターンの幅に対して致命的な深さを持つ真の欠陥を検出したり、面積値が大きくても配線パターンの幅に対して致命的でない欠陥を不良としない真の判定をすることが自動的に達成される。
【００１９】
第３に本発明の配線パターン検査方法は、良品である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列と、検査対象である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列を比較照合する際に、特徴コード列の始点と終点が接続可能な環状の輪郭形状を持つ配線パターンに関した特徴コード列について、各特徴コードの座標値からその形状のサイズを測定し、これが予め設定した許容範囲から外れているかどうかで欠陥の有無を判定することを特徴とし、装置はそのためのパターンサイズ判定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
このような構成によれば、良品である配線パターン部材の配線パターンと検査対象である配線パターン部材の配線パターンを比較する前に、特徴コードを接続して特徴コード列を求めた時点で、環状の輪郭形状を持つ配線パターンについては、そのサイズを各特徴コードの座標位置から計測し、予め設定した正規なサイズ範囲から外れる場合にはこれを欠陥として真の検査ができる上、欠陥と判定したときそれぞれの特徴コードについての比較照合を省略することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施の形態１は、図１に示すような配線パターン検査装置が用いられる。この装置は従来例で示したものと同様なプリント基板３を拡散光で照射する反射照明２と、ＣＣＤカメラ１などの撮像装置を備えた画像入力手段４と、濃淡画像を２値化画像１０１に変換する２値化手段５と、配線パターンのコーナーなど所定の形状を有する位置を特徴コードとして検出する特定形状検出手段６と、良品であるプリント基板３から得た配線パターンに関する特徴コードを記憶しておく良品特徴コード記憶手段７と、この良品特徴コード記憶手段７に記憶された特徴コードと検査対象であるプリント基板３に関する特定形状検出手段６からの特徴コードを比較照合して良否を判定する比較判定手段１０とを備えているが、これに加え特定形状検出手段６および良品特徴コード記憶手段７からの各特徴コードのそれぞれにつき、特徴コードのうち直線状のパターンを表している特徴コードを削除しながら特徴コードを連結して特徴コード列を生成する特徴コード列生成手段８を備えている。これらの各手段５〜８、１０のそれぞれは、マイクロコンピュータの内部機能として得られるが、それぞれ個別の、あるいは数組の専用回路として構成することができる。
【００２３】
図１２（ｂ）に示したような２値化した直線状の配線パターンから得られる特徴コードは図１３に示す通りであるが、この特徴コードから、矢印で示す走査方向に向って１つ置きのものを網掛けして示したように取り出し近似的な特徴コード列を生成すると、図１３に示すようなペアコード▲１▼〜▲５▼となる。ペアコードは網掛けして示した各位置の特徴コードに走査方向で見た次位の特徴コードを下位桁にしてペアにし、それぞれを連結したもので、図１３では１２−２１−１２−２１…となっていて、１２−２１の繰り返しパターンであり、その各特徴コード▲１▼〜▲５▼…の座標値はそれぞれほぼ直線上にある。そこで特徴コード列生成手段８では、これらの性質を利用して特定形状検出手段６および良品特徴コード記憶手段７よりの特徴コードから特徴コード列を生成する際に直線状の特徴コードを削除する。特徴コード列の生成方法は従来の方法と同様であるので、ここでは直線状の配線パターンを表す特徴コードを判別する方法について説明する。先にも述べたように直線状の配線パターンを表す特徴コードはペアコードの繰り返しとなるので、特徴コード列の生成の際に、前記のようなペアコードの繰り返しパターンが現れた場合に、その座標値から次に特徴コード列に加える特徴コードの候補が直線状の配線パターンを表しているものかどうかを判定する。
【００２４】
この判定方法について図２に従って説明する。図２において既に特徴コード列に連結された特徴コード１および特徴コード２と、特徴コード列に連結可能な候補点と判定された特徴コード３が示されている。これら特徴コード１、２、３の座標値はそれぞれ（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）である。まず特徴コード１、２の座標値より特徴コード１、２を通過する直線１１９の傾きを次式により求める。
【００２５】
【数１】
【００２６】
次に、直線１１９の傾きと特徴コード２および３の座標値より、直線１１９が特徴コード３と同じＸ座標値において通過する通過点１２０のＹ座標値を求める。
【００２７】
【数２】
【００２８】
通過点１２０と特徴コード３のＹ座標値の差αが予め設定した値以下であれば特徴コード１、２、３は直線状の配線パターンを表していると判定し、特徴コード２を削除し、特徴コード３を連結以下このような操作を繰り返す。
【００２９】
以上のような特徴コード列生成の手順について図３のフローチャートに従って説明する。
【００３０】
ステップ１：まず、特定形状検出手段６からの最初の特徴点、例えば図２の特徴コード１を注目点とする。
【００３１】
ステップ２：注目点を中心に図２に示すような許容領域ｒｓを設定する。
【００３２】
ステップ３：許容領域ｒｓ内に連結候補点となる特徴コードが図２の特徴点２のように存在する場合、注目点のペアコードで表わされる特徴コード１のコード１２の下位桁と同じ数字２を特徴コード２のコードの上位桁に持つ特徴コード２のような候補点をその注目点と同一特徴コード列グループとみなす。候補点となる特徴コードが複数存在する場合は最短距離の特徴コードを選択する。
【００３３】
ステップ４：候補点である特徴コードを含めて同一特徴コード列グループ内に特徴コードが例えば図２の連結済み特徴コード１、２と連結候補点である特徴コード３とのように３個以上存在する場合、（例えば１２−２１−１２）、３点並んでいるペアコードのうち１点目と２点目の座標値（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ２）から直線１１９を求め３点目の特徴コード３（コード１２、座標値Ｘ３、Ｙ３）と直線１１９とのＹ座標距離αが許容値（１ｃ）以下ならば３つの特徴コードは直線を表すものとして注目点である２点目の特徴コード２を特徴コード列から削除し、候補点である３点目の特徴コード３、すなわちステップ３において候補点とした特徴コード３を特徴コード列に連結し、その候補点を注目点として次の候補点がなくなるまでステップ２以下を繰り返す。
【００３４】
ステップ５：ステップ３において次の候補点となる特徴コードが存在しない場合は、現注目点、例えば特徴コード３を終点と判断して特徴コード列に連結し、ステップ６に移る。
【００３５】
ステップ６：最初の注目点の位置の側に順次に戻るために走査方向反転。
【００３６】
ステップ７：最初の注目点となる先の終点であった例えば図２の特徴コード３を中心に許容領域ｒｓを前記同様に設定する。
【００３７】
ステップ８：許容領域ｒｓ内に候補点となる特徴点２が存在する場合は、今度は注目点の特徴コード３のコードの上位桁と同じ数字１を特徴コード２のコード２１のように下位桁に持つ候補点の特徴コード２をその注目点と同一特徴コード列グループとみなす。
【００３８】
ステップ９：ステップ４と同様にペアコードとなる特徴コードが図２の特徴コード３、２、１のように３点並んでいてその座標値から３つの特徴コード３、２、１が直線１１ａを表すものと判定されれば、注目点である２点目の特徴コード２を特徴コード列から削除し、候補点である３点目の特徴コード１を特徴コード列に連結し、その候補点を対象として次の候補点がなくなるまでステップ７以下を繰り返す。
【００３９】
ステップ１０：ステップ８において次の候補点となる特徴コードが存在しない場合は、現注目点例えば特徴コード１を反転走査の終点対象となる始点と判断して特徴コード列に連結し、連結された各特徴コード１〜３の平均座標値を演算して高精度な特徴コード列を生成しステップ１１に移る。
【００４０】
ステップ１１：特定形状検出手段６に未処理の特徴コードがあれば、それを新たな注目点としてステップ１に戻り、なければ終了する。なお、良品特徴コード記憶手段７からの特徴コードについても同様に処理する。
【００４１】
これにより、直線状の配線パターンを表す特徴コードのうち直線部分の始点と終点を表す特徴コードのみが特徴コード列に連結される。そこで本実施の形態１における比較判定手段１０は検査対象であるプリント基板３の配線パターンに関して特定形状検出手段６から出力される各特徴コードのうち、直線部分の途中のデータが削減された少ないデータ量の特徴コードにつき、良品特徴コード記憶手段７からの特徴コードの対応するものと比較し良否の判定を行うことができる。
【００４２】
検査対象のプリント基板３の直線状の配線パターンの途中に欠けや突起と云った欠陥があった場合はその欠陥の部分の特徴コードは非直線形状を示すものとなるので、前記特徴コード列生成手段８の処理によっても削除されない。このため比較判定処理において比較照合の際に照合の相手が見つからず欠陥として検出される。従って、従来通りの精度の良否判定が少ない量のデータ比較によって高速に達成することができ、良否検査のために特徴コード列データを記憶しておくメモリを削減できる。また良品特徴コード記憶手段７に記憶する特徴コードは図１に仮想線で示したように、特徴コード列生成手段８による処理を終えたものとすれば、特徴データを記憶するためのメモリを少なくすることができ、コストが低減する。この場合良品特徴コード記憶手段７の記憶データは破線で示すように比較判定手段１０が必要に応じて呼び出し利用すればよい。
【００４３】
しかし、良品のプリント基板３の配線パターンに関する特徴コードについては特徴コード列生成手段８による処理を省略しても上記高速な判定はできる。
【００４４】
なお、本実施の形態１ではプリント基板３の配線パターンを検査対象としたが、回路基板上に配線パターンを形成するためのホトマスクの配線パターンの良否検査にも同様に適用できるし、配線パターンを持った各種の配線パターン部材に適用できる。
【００４５】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１を示す図１の配線パターン検査装置を参照して説明すると、比較判定手段１０における特徴コード列生成手段８からの特徴コード列の比較判定処理を図５に示すフローチャートに従って行う点が実施の形態１と異なる。他は実施の形態１と変らないので、異なる点について以下説明する。
【００４６】
本実施の形態２での比較判定処理は、特徴コード列生成手段８で生成された検査対象であるプリント基板３での特徴コード列と予め良品であるプリント基板３で作成して良品特徴コード記憶手段７に記憶した特徴コード列とをコード列単位で比較するコード列比較処理と、不一致となった検査対象であるプリント基板３の特徴コード列に図１４（ａ）〜（ｆ）に示すような特定の欠陥形状を示す特定の基本コード列が含まれているかを検査し、欠陥の種類を判定する欠陥形状判定処理と、判定した欠陥の種類から欠け・突起などの欠陥についてのみ配線パターンのエッジからの欠陥の深さ、すなわち、欠けであればエッジからの入り込み量、突起であればエッジからの突出量を欠陥特徴量として演算し、これが予め設定した許容範囲を越える欠陥だけを真の欠陥として検出する欠陥特徴量測定処理の組合せとしてある。
【００４７】
以下具体的に説明するが、コード列比較処理と、欠陥形状判定処理については従来例と同じであるので説明は省略し、欠陥特徴量測定処理についてのみ説明する。
【００４８】
不一致であった特徴コード列を欠陥と判定する場合、欠けや突起などの欠陥はその面積値のみでなく、配線パターンの幅に対してどの程度の深さを持つかということにも依存し、深さが使用者の設定した許容値よりも小さい場合は欠陥とならず通知する必要はない。そのため欠けや突起などの配線パターンのエッジからの深さを計算することが必要となってくる。そこで欠陥と判定された例えば図４に示すような特徴コード列１１０の始点特徴コード１０２および終点特徴コード１０８を結ぶ直線１０９を配線パターンのエッジとみなし、その直線１０９から特徴コード列の始点および終点以外の各特徴コード１０３〜１０７までの距離のうち最大のものを欠陥の深さとして計算して、予め設定した許容値を超えた場合に欠陥として通知する。
【００４９】
さらに具体的には、直線１０９の方程式は始点特徴コード１０２の座標値Ｘ０、Ｙ０、終点特徴コード１０８の座標値Ｘｎ、Ｙｎから次の式で求められる。
【００５０】
【数３】
【００５１】
この直線１０９から、特徴コード１０３までの距離は直線１０９の式と特徴コード１０３の座標値Ｘ１、Ｙ１から次式で求められる。
【００５２】
【数４】
【００５３】
同様に、特徴コード１０４〜１０７についても直線１０９からの距離を求めて、そのうちの最大のものを特徴コード列１１０の配線パターンのエッジからの深さとして通知する。
【００５４】
このような欠陥特徴量測定処理操作の具体例について図５に示すフローチャートに従って以下説明する。
【００５５】
ステップ２１：欠陥形状判定処理から、欠けまたは突起として判定された例えば図４に示すような特徴コード列１１０を注目コード列とする。
【００５６】
ステップ２２：注目コード列の始点特徴コード１０２と終点特徴コード１０３の座標値等からそれら始点と終点を結ぶ直線１０９等の方程式を求める。
【００５７】
ステップ２３：ステップ２２で求めた直線１０９から、注目コード列に含まれる各特徴コードのうち始点１０２と終点１０８を除いた各特徴コード１０３〜１０７までの距離を求める。
【００５８】
ステップ２４：求めた距離のうち最大のものを欠陥の深さとして、その値が許容値を越えた場合には欠陥として注目コード列を登録。許容値を越えなかった場合には、登録しない。
【００５９】
ステップ２５：欠けまたは突起の欠陥を持った各特徴コード列の未処理なものがなくなるまで新たな注目コード列を設定してステップ１２以下の処理を繰返えし、未処理の特徴コード列がなくなると終了する。
【００６０】
以上の欠陥特徴量測定処理により、欠けや突起は予め使用者が設定した欠陥の深さの値と比較することによって高精度に真の欠陥の有無を自動的に判定することができ、従来の面積演算処理との併用により検査を行う配線パターンの形状や配線パターン検査装置の運用に応じた欠陥検出条件の設定が可能になる。
【００６１】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、図６に示すように実施の形態１の配線パターン検査装置と同じ構成に加え、特定形状サイズ計測手段９を特徴コード列生成手段８と比較判定手段１０との間に設け、特徴コード列生成手段８は、特徴コードのうち直線状の配線パターンを表している特徴コードを削除しながら特徴コードを連結して図７に示すような特徴コード列１２３を生成し、この特徴コード列１２３の始点特徴コード１１１と終点特徴コード１１２のように、双方が連結可能な環状の輪郭を持つ配線パターンを表す特徴コード列１２３等に対してサークルフラグを付与し、特定形状サイズ計測手段９は、特徴コード列生成手段８から生成された特徴コードのうちサークルフラグを付与された前記環状の輪郭を持った特定の形状を表す特徴コード列１２３等についてその形状のサイズを測定し、比較判定手段１０は、通常の比較判定の前に、サークルフラグが付与された特徴コード列についてはそれにつき測定されているサイズが予め設定した許容値から外れるかどうかで良否を判定し、これにより欠陥と判定されなかった特徴コード列につき以降通常の比較判定を行う。
【００６２】
他の構成は実施の形態１と変らない。したがって、同一の部材や手段には同一の符号を符し重複する説明は省略する。
【００６３】
本実施の形態３では、特徴コード列生成手段８において、特徴コードを連結し特徴コード列を生成する際に始点と終点が接続可能な、環状の配線パターンを表す図７に示す特徴コード列１２３等にサークルフラグを付与する。次に、検査パターンから得られた特徴コード列と良品であるプリント基板の配線パターンから得られた特徴コード列とを比較する前に、検査パターンから得られた特徴コード列のうち、サークルフラグを持った環状などの特定の形状を示す特徴コード列１２３等についてのみ、特定形状サイズ測定手段９によってその特徴コード列１２３等を構成する特徴コード１１１〜１１８等の座標値から配線パターンのサイズを測定する。測定したサイズが予め設定した許容範囲（ｓｓ）から外れた場合に欠陥として通知し、その後の比較の処理を行わないようにフラグを立てる処理をする。
【００６４】
特定形状サイズ計測手段９につき特徴コード列の始点と終点が連結可能な環状の形状を表す特徴コード列を例にし、図７を用いて説明する。
【００６５】
まず、特徴コード列生成手段８において特定形状検出手段６からの特徴コードを連結する際に、既に特徴コード列に連結済の特徴コードも含めて注目している特徴コードに連結する候補点を選ぶ。図７の終点１１２に連結する候補点として特徴コードが既に特徴コード列に連結されていて、かつ、注目点と同じ特徴コード列の始点１１１であった場合に、注目点の連結されている特徴コード列にサークルフラグを付与する。
【００６６】
次に、特定形状サイズ計測手段９において、サークルフラグを立てた特徴コード列に対して、その特徴コード列を構成する全ての特徴コードの座標値から、Ｘ座標値、Ｙ座標値それぞれの最大値と最小値を求める。このＸ座標値、Ｙ座標値それぞれの最大値と最小値の差をその特徴コード列のＸ方向のサイズ１２１、Ｙ方向のサイズ１２２とする。
【００６７】
特定形状サイズ計測手段９による処理手順について、図８のフローチャートに従って説明する。
【００６８】
ステップ３１：特徴コード列生成手段８から生成された特徴コード列の１つを注目コード列とする。
【００６９】
ステップ３２：注目コード列が環状の配線パターンを示すサークルフラグを持った図７に示すような特徴コード列１２３等であるときだけサイズ測定ループ処理を行い、そうでなければステップ３５へ移行する。サイズ測定ループ処理では対象となった注目コード列を構成する全ての特徴コードを検査しそれぞれのＸ座標値およびＹ座標値の最大値と最小値を求める。
【００７０】
ステップ３３：ステップ３２で求めたＸ座標値、Ｙ座標値の最大値から最小値を引いたものを注目コード列の示す配線パターンのＸ方向、Ｙ方向のサイズとする。
【００７１】
ステップ３４：求めたＸ方向、Ｙ方向のサイズが許容範囲（ｓｓ）外の場合には注目コード列を欠陥として登録、通知し、次の比較判定手段１０での比較照合処理８を行わないように照合済のフラグを立てる。Ｘ方向、Ｙ方向のサイズが許容範囲（ｓｓ）内の注目コード列の場合には、登録しないし、照合済フラグは立てない。これによって、その注目コード列については次の比較判定手段１０での比較照合処理が行われる。
【００７２】
ステップ３５：特徴コード列生成手段８からの特徴コード列に未処理のものがあれば、それを新らたな注目コード列としてステップ３２以下の処理を繰り返し、未処理のものがなければ処理を終了する。
【００７３】
上記のような特定形状サイズ計測手段９の処理により、検査対象であるプリント基板の配線パターンから得られた特徴コードのうち、特定の形状（例では環状）を示す特徴コードについては良品であるプリント基板の配線パターンと相似形であっても、使用者が予め設定したサイズの許容値から異なる場合には、欠陥として検出することが可能となる。また、欠陥として判定した特徴コード列については後の比較照合処理が省略されるので処理の無駄がなく処理速度が向上する。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１に、検査パターンおよび良品基板の配線パターンの直線部分が方向コードの示す方向（０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５度）以外の角度を持つ場合に、直線部分に現れる方向コードの繰り返しパターンから生成される特徴コードのうち、検査時に無駄な特徴コードのデータを扱うことなく、高速に検査を行える配線パターン検査装置が実現でき、しかも良否検査のために特徴コード列データを記憶するのに必要なメモリ数が少なくてよく、装置コストが低減する。
【００７５】
第２に、比較判定手段において、検査基板の配線パターンと良品基板の配線パターンとを比較し、欠けまたは突起と判定された欠陥について、特徴コード列から欠陥の配線パターンのエッジからの深さを演算し、面積値による検査だけでなく、配線パターンの幅に対して予め設定した深さの欠陥のみを検出することで、誤判定を防止することの出来る信頼性の高い配線パターン検査装置を実現できる。
【００７６】
第３に、特定形状計測手段において、検査基板の配線パターンと良品基板の配線パターンが相似形であっても、配線パターンのサイズが予め設定された許容範囲内になければ欠陥として検出し、許容範囲内にある配線パターンについてのみ比較照合を行うことで、誤判定を防止することの出来る信頼性の高い配線パターン検査装置を実現できる。またこれにより欠陥と判定したものについては次の比較判定処理を省略するので無駄な処理による検査時間の延長を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における配線パターン検査装置のブロック結線図。
【図２】本発明の実施の形態１における配線パターン検査装置の特徴コード列生成手段の直線状特徴コード判定の概念図。
【図３】本発明の実施の形態１における直線状の特徴コードを削除する処理例のフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態１における欠陥特徴量の演算例を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２における欠陥の深さを求める処理例のフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態３における配線パターン検査装置のブロック結線図。
【図７】本発明の実施の形態３における特定形状サイズ計測の例を示す図。
【図８】本発明の実施の形態３における特定形状のサイズを求める演算処理例のフローチャート。
【図９】従来例における配線パターン検査装置のブロック結線図。
【図１０】従来例の配線パターン検査装置における方向コードの概念図。
【図１１】同配線パターン検査装置の方向コード変換の概念図で、その（ａ）は方向コード付与の状態図、その（ｂ）はエッジ部の３×３走査窓方式による走査状態図。
【図１２】従来例の配線パターン検査装置における直線状の配線パターンから得られる特徴コードの一例で、その（ａ）はプリント基板の配線パターン濃淡画像、その（ｂ）はその一部の２値化画像、（ｃ）は特徴コード図。
【図１３】従来例の配線パターン検査装置における直線状の配線パターンから得られる特徴コード例の一例。
【図１４】従来の配線パターン検査装置における各種配線パターンから得られる欠陥を示す特徴コード列の一例。
【図１５】従来例の配線パターン検査装置における面積値による欠陥判定が適さない欠陥の一例。
【図１６】従来例の配線パターン検査装置における検出不可能な欠陥の一例。
【符号の説明】
１ ＣＣＤカメラ
２ 反射照明
３ プリント基板
４ 画像入力手段
５ ２値化手段
６ 特定形状検出手段
７ 特徴コード記憶手段
８ 特徴コード列生成手段
９ 特定形状サイズ計測手段
１０ 比較判定手段
１０１ ２値化画像
１０２ 特徴コード列の始点
１０３〜１０７ 特徴コード列を構成する特徴コード
１０８ 特徴コード列の終点
１０９ 直線
１１０ 欠けと判定された特徴コード列
１１１ 特徴コード列の始点
１１２ 特徴コード列の終点
１１３〜１１８ 特徴コード
１２１ Ｘ方向のサイズ
１２２ Ｔ方向のサイズ
１３０ 注目画素
１１９ 直線
１２０ 通過点
１２３ 特徴コード列
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板や回路基板上に配線パターンを形成するためのホトマスク等の配線パターンを持った各種の配線パターン部材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方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【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つれ、プリント基板の配線パターンがより一層細密化し複雑化している。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、しかも長時間検査し続けることが難しくなってきているし、検査に長い時間を要している。このため、検査の自動化が強く望まれている。
【０００３】
プリント基板外観検査装置の従来例の一つとしてコーナー検出法を採用したものがある。
【０００４】
コーナー検出法は、配線パターンのエッジ部分にそのエッジの方向を表わす方向コードを付与し、この方向コードが変化する点をコーナー点とし、これを、良品である配線部材の配線パターンのコーナー点と比較して良否を判定する。このような検査方法は例えば特開平６−２８８７３８号公報などで知られている。従来のコーナー検出法を用いた配線パターン検査装置につき図９に基づいて説明する。
【０００５】
図９に示すように検査対象であるプリント基板ａを、上方の反射照明ｂからの拡散光で照明し、ＣＣＤカメラｃ等を用いた画像入力手段ｉにより撮像して濃淡画像を得る。ＣＣＤカメラｃより得られた濃淡画像信号は、２値化手段ｄにて予め濃度ヒストグラム等で求めたしきい値レベルで２値化し、配線パターン側を”１”、基材側を”０”とした２値化画像ｅに変換する。
【０００６】
次に２値化画像ｅは特定形状検出手段ｆにおいて配線パターンのコーナー部分だけを表す特徴コードに変換される。特定形状検出手段ｆでは２値化手段ｄからの２値化画像信号の配線パターンのエッジ部分にそのエッジの方向を表わす８方向の方向コードを付与し、方向コードの変化する特徴点を検出し、方向コードの変化を表すコードおよび特徴点の座標値を特徴コードｇとして抽出する。例えば特開平６−２８８７３８号は、方向コードを付与する方式として、フリーマンのチェインコード（Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ：”Ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ”、ＩＲＥ Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｃｏｍｐｕｔ．ＥＣ−１０、１９６１、ｐｐ２６０−２６８）を用いた場合について開示している。この場合の方向コードは、図１０に示すように各注目画素１３０からとなりの輪郭画素に向かう８方向を、方向コードとしてそれぞれ”１”〜”８”の値で表すものである。
【０００７】
方向コードの具体的な付与は、２値化画像ｅの輪郭部に対し３×３走査窓により図１１（ｂ）に示すように順次に走査し、走査窓内からのビット配列パターンからＬＵＴを用いて図１１（ａ）に示すような方向コードを出力する方法などが考えられる。
【０００８】
上記のようにして特定形状検出手段ｆから出力された特徴コードｇは、比較判定手段ｈにて、良品であるプリント基板ａから同様な手法で予め得て、良品特徴コード記憶手段ｍに記憶しておいた特徴コードｇ0 と比較され、良品の特徴コードｇ0 と一致しない特徴コードｇが欠陥配線パターン部分に対応するものとして判定され検出される。比較判定処理での具体的操作は、特定形状検出手段ｆで検出された特徴コードｇを、比較判定手段ｈにおいて注目特徴点とこれを中心とした任意の許容範囲内に対応する次の特徴点との各特徴コードを順次結合し特徴コード列データを生成し、これを１画素程度の量子化誤差による不安定な特徴点を除去する処理を行った特徴コード列を、良品であるプリント基板につき同様にして予め作成して特徴コード記憶手段ｍに記憶しておいた特徴コード列とをコード列単位で比較する。比較の方法としては、単に特徴コード列を構成する各特徴コードの内容を比較する単純コード列比較処理と、特徴コード列を構成する各特徴コードを整列させて、対応付けできなかった余分な特徴コード（余剰コード列）がペアコード列であるかどうかを判定してコード列の類似的な比較を行うコード列類似比較処理とがある。その後、不一致となった特徴コード列に欠陥形状を示す特定の基本コード列が含まれているかを検査し、欠陥の種類を判定する。図１４（ａ）〜（ｆ）はプリント基板ａにおける主な６種類の欠陥とその特徴コード列の一例を示している。なおこの場合のコード列は配線パターンの外輪郭の画素については、時計回りに走査し、内輪郭の画素については反時計回りに走査している。さらに、判定した欠陥の種類から、図１４（ｃ）のような欠け、図１４（ｄ）のような突起等の欠陥については欠陥面積を演算し予め設定した大きさを越える欠陥だけを検出する。欠陥面積の演算方法としては、欠陥に対応する各特徴点を包括する閉鎖領域の面積値を用いる方法などがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の方法では、次に示すような問題点がある。
【００１０】
今、図１２（ａ）に示すような配線パターンｐの検査を行うことを目的として、この配線パターンの特徴コードを求めてみる。このときこの配線パターンの２値化画像の直線状部分は２値化の画素単位によって図１２（ｂ）のような階段状になる。この配線パターンのエッジの方向コードを図１２（ｂ）に矢印で示す方向に走査し、各画素ごとに図１０のコードを図１１のように当てはめて求めてみると、図１２（ｃ）のようになり、図１２（ｂ）に示すエッジ範囲の方向コードは１２個になる。これは３×３走査窓方式での注目点を中心としたエッジの方向成分が８方向しかないためであり、各方向コードの示す方向（０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５度）以外の角度を持つ直線を表すためにはその角度に近い２つの方向コードの組み合わせとなるためである。そのため、図１２（ａ）に示すような直線状の配線パターンの特徴コードは、図１２（ｃ）の方向コードを１つ置きに採った近似なものとしても図１３に網掛けして示すような６個と、単なる直線状の配線パターンを表す場合であっても大量の特徴コードを必要とする。このような場合、配線パターン検査装置は、たとえ欠陥を含まなくてもそれらの特徴コード全てのデータを記憶しておかなければならず、記憶手段に膨大なメモリを必要とするだけでなく、それらの全ての特徴コードについて比較照合を行う必要があり、そのため配線パターンの検査に時間がかかる。
【００１１】
図１４（ａ）〜（ｆ）は各種欠陥に対応する特徴コード例を示してある。
【００１２】
また、従来の方法では欠けや突起と判断された配線パターンの欠陥についてはその欠けまたは突起に相当する欠陥部分の面積を計算して、その面積値が規定された値より大きければ真の欠陥とするようになっているが、図１４に示す欠陥については判定を誤る。図１５（ａ）のように配線パターンの幅の大きさによって同じ面積の欠陥であってもＮＧで示すように致命的な欠陥となる場合とＯＫで示すようにならない場合があるのを区別ができない。また図１５（ｂ）のＯＫで示す場合のように欠陥の面積が大きくても配線パターンの幅に対して無視でき、ＮＧで示す場合のように欠陥の面積が小さくても無視できないと云ったことを区別できない。
【００１３】
さらに、従来の方法では比較判定処理により良品であるプリント基板ａの配線パターンと照合しなかった部分についてのみ欠陥としての処理を行っているため、コード列が同じであれば比較判定処理においてコード列が一致するため欠陥とは判定しない。そのため図１６（ｂ）の検査対象であるプリント基板ａの配線パターンが図１６（ａ）の良品であるプリント基板ａの配線パターンと相似形であればサイズが異なっていても欠陥として検出することができない。これは図１６（ａ）、（ｂ）のように環状な外輪郭を持つものに限らず環状な内輪郭を持つ場合も同じである。従って、半導体パッケージの接合などに用いられるＢＧＡ（ＢＯＡＬ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）等では、接合部分の配線パターンのサイズが非常に重要であるが、これを考慮し得る自動検査方法や装置はまだ提供されていない。
【００１４】
本発明の目的は、良否の判別を必要メモリ数少なく高速で達成でき、必要に応じ欠陥の種類やサイズの違いに対応できる配線パターン検査方法およびその装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の配線パターン検査方法は、
第１に、配線パターン部材の配線パターンの特徴コードを求めて、それらを連結して特徴コード列を求める際に、直線状の配線パターンの場合に現れる不必要な特徴コードを削除し、直線の始点と終点の特徴コードのみを特徴コード列に残すことを特徴とし、装置はそのための直線データ削除手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
このような構成によって、配線パターンの特徴コードを求める際に直線を表す特徴コードのうち不必要な特徴コードを削除し、検査の際に扱うデータ量を必要最低限のものに抑えることができる。従って、検査速度が向上するし、自動検査のために特徴コードを記憶しておく記憶手段のメモリ数を削減でき装置コストが低減する。
【００１７】
第２に本願発明の配線パターン検査方法は、良品である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列と、検査対象である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列を比較照合した後に、欠陥の種類を判定し、欠けまたは突起と判断された場合に、それらの欠陥の面積を求めるだけでなく配線パターンのエッジからの欠陥の深さと云った配線パターンの幅に対する欠陥特徴量を求めて真の欠陥かどうかを判定することを特徴とし、装置はそのための欠陥特徴量測定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
このような構成によれば、欠けや突起などの欠陥の検査を行う際に、欠陥と判定する基準を面積値だけでなく、配線パターンの幅に対してどの程度の欠陥特徴量（例えば深さ）のものを欠陥とするかを決めることができ、面積値が小さくても配線パターンの幅に対して致命的な深さを持つ真の欠陥を検出したり、面積値が大きくても配線パターンの幅に対して致命的でない欠陥を不良としない真の判定をすることが自動的に達成される。
【００１９】
第３に本発明の配線パターン検査方法は、良品である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列と、検査対象である配線パターン部材の配線パターンから得られた特徴コード列を比較照合する際に、特徴コード列の始点と終点が接続可能な環状の輪郭形状を持つ配線パターンに関した特徴コード列について、各特徴コードの座標値からその形状のサイズを測定し、これが予め設定した許容範囲から外れているかどうかで欠陥の有無を判定することを特徴とし、装置はそのためのパターンサイズ判定手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
このような構成によれば、良品である配線パターン部材の配線パターンと検査対象である配線パターン部材の配線パターンを比較する前に、特徴コードを接続して特徴コード列を求めた時点で、環状の輪郭形状を持つ配線パターンについては、そのサイズを各特徴コードの座標位置から計測し、予め設定した正規なサイズ範囲から外れる場合にはこれを欠陥として真の検査ができる上、欠陥と判定したときそれぞれの特徴コードについての比較照合を省略することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施の形態１は、図１に示すような配線パターン検査装置が用いられる。この装置は従来例で示したものと同様なプリント基板３を拡散光で照射する反射照明２と、ＣＣＤカメラ１などの撮像装置を備えた画像入力手段４と、濃淡画像を２値化画像１０１に変換する２値化手段５と、配線パターンのコーナーなど所定の形状を有する位置を特徴コードとして検出する特定形状検出手段６と、良品であるプリント基板３から得た配線パターンに関する特徴コードを記憶しておく良品特徴コード記憶手段７と、この良品特徴コード記憶手段７に記憶された特徴コードと検査対象であるプリント基板３に関する特定形状検出手段６からの特徴コードを比較照合して良否を判定する比較判定手段１０とを備えているが、これに加え特定形状検出手段６および良品特徴コード記憶手段７からの各特徴コードのそれぞれにつき、特徴コードのうち直線状のパターンを表している特徴コードを削除しながら特徴コードを連結して特徴コード列を生成する特徴コード列生成手段８を備えている。これらの各手段５〜８、１０のそれぞれは、マイクロコンピュータの内部機能として得られるが、それぞれ個別の、あるいは数組の専用回路として構成することができる。
【００２３】
図１２（ｂ）に示したような２値化した直線状の配線パターンから得られる特徴コードは図１３に示す通りであるが、この特徴コードから、矢印で示す走査方向に向って１つ置きのものを網掛けして示したように取り出し近似的な特徴コード列を生成すると、図１３に示すようなペアコード▲１▼〜▲５▼となる。ペアコードは網掛けして示した各位置の特徴コードに走査方向で見た次位の特徴コードを下位桁にしてペアにし、それぞれを連結したもので、図１３では１２−２１−１２−２１…となっていて、１２−２１の繰り返しパターンであり、その各特徴コード▲１▼〜▲５▼…の座標値はそれぞれほぼ直線上にある。そこで特徴コード列生成手段８では、これらの性質を利用して特定形状検出手段６および良品特徴コード記憶手段７よりの特徴コードから特徴コード列を生成する際に直線状の特徴コードを削除する。特徴コード列の生成方法は従来の方法と同様であるので、ここでは直線状の配線パターンを表す特徴コードを判別する方法について説明する。先にも述べたように直線状の配線パターンを表す特徴コードはペアコードの繰り返しとなるので、特徴コード列の生成の際に、前記のようなペアコードの繰り返しパターンが現れた場合に、その座標値から次に特徴コード列に加える特徴コードの候補が直線状の配線パターンを表しているものかどうかを判定する。
【００２４】
この判定方法について図２に従って説明する。図２において既に特徴コード列に連結された特徴コード１および特徴コード２と、特徴コード列に連結可能な候補点と判定された特徴コード３が示されている。これら特徴コード１、２、３の座標値はそれぞれ（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）である。まず特徴コード１、２の座標値より特徴コード１、２を通過する直線１１９の傾きを次式により求める。
【００２５】
【数１】
次に、直線１１９の傾きと特徴コード２および３の座標値より、直線１１９が特徴コード３と同じＸ座標値において通過する通過点１２０のＹ座標値を求める。
【００２７】
【数２】
通過点１２０と特徴コード３のＹ座標値の差αが予め設定した値以下であれば特徴コード１、２、３は直線状の配線パターンを表していると判定し、特徴コード２を削除し、特徴コード３を連結以下このような操作を繰り返す。
【００２９】
以上のような特徴コード列生成の手順について図３のフローチャートに従って説明する。
【００３０】
ステップ１：まず、特定形状検出手段６からの最初の特徴点、例えば図２の特徴コード１を注目点とする。
【００３１】
ステップ２：注目点を中心に図２に示すような許容領域ｒｓを設定する。
【００３２】
ステップ３：許容領域ｒｓ内に連結候補点となる特徴コードが図２の特徴点２のように存在する場合、注目点のペアコードで表わされる特徴コード１のコード１２の下位桁と同じ数字２を特徴コード２のコードの上位桁に持つ特徴コード２のような候補点をその注目点と同一特徴コード列グループとみなす。候補点となる特徴コードが複数存在する場合は最短距離の特徴コードを選択する。
【００３３】
ステップ４：候補点である特徴コードを含めて同一特徴コード列グループ内に特徴コードが例えば図２の連結済み特徴コード１、２と連結候補点である特徴コード３とのように３個以上存在する場合、（例えば１２−２１−１２）、３点並んでいるペアコードのうち１点目と２点目の座標値（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ２）から直線１１９を求め３点目の特徴コード３（コード１２、座標値Ｘ３、Ｙ３）と直線１１９とのＹ座標距離αが許容値（１ｃ）以下ならば３つの特徴コードは直線を表すものとして注目点である２点目の特徴コード２を特徴コード列から削除し、候補点である３点目の特徴コード３、すなわちステップ３において候補点とした特徴コード３を特徴コード列に連結し、その候補点を注目点として次の候補点がなくなるまでステップ２以下を繰り返す。
【００３４】
ステップ５：ステップ３において次の候補点となる特徴コードが存在しない場合は、現注目点、例えば特徴コード３を終点と判断して特徴コード列に連結し、ステップ６に移る。
【００３５】
ステップ６：最初の注目点の位置の側に順次に戻るために走査方向反転。
【００３６】
ステップ７：最初の注目点となる先の終点であった例えば図２の特徴コード３を中心に許容領域ｒｓを前記同様に設定する。
【００３７】
ステップ８：許容領域ｒｓ内に候補点となる特徴点２が存在する場合は、今度は注目点の特徴コード３のコードの上位桁と同じ数字１を特徴コード２のコード２１のように下位桁に持つ候補点の特徴コード２をその注目点と同一特徴コード列グループとみなす。
【００３８】
ステップ９：ステップ４と同様にペアコードとなる特徴コードが図２の特徴コード３、２、１のように３点並んでいてその座標値から３つの特徴コード３、２、１が直線１１ａを表すものと判定されれば、注目点である２点目の特徴コード２を特徴コード列から削除し、候補点である３点目の特徴コード１を特徴コード列に連結し、その候補点を対象として次の候補点がなくなるまでステップ７以下を繰り返す。
【００３９】
ステップ１０：ステップ８において次の候補点となる特徴コードが存在しない場合は、現注目点例えば特徴コード１を反転走査の終点対象となる始点と判断して特徴コード列に連結し、連結された各特徴コード１〜３の平均座標値を演算して高精度な特徴コード列を生成しステップ１１に移る。
【００４０】
ステップ１１：特定形状検出手段６に未処理の特徴コードがあれば、それを新たな注目点としてステップ１に戻り、なければ終了する。なお、良品特徴コード記憶手段７からの特徴コードについても同様に処理する。
【００４１】
これにより、直線状の配線パターンを表す特徴コードのうち直線部分の始点と終点を表す特徴コードのみが特徴コード列に連結される。そこで本実施の形態１における比較判定手段１０は検査対象であるプリント基板３の配線パターンに関して特定形状検出手段６から出力される各特徴コードのうち、直線部分の途中のデータが削減された少ないデータ量の特徴コードにつき、良品特徴コード記憶手段７からの特徴コードの対応するものと比較し良否の判定を行うことができる。
【００４２】
検査対象のプリント基板３の直線状の配線パターンの途中に欠けや突起と云った欠陥があった場合はその欠陥の部分の特徴コードは非直線形状を示すものとなるので、前記特徴コード列生成手段８の処理によっても削除されない。このため比較判定処理において比較照合の際に照合の相手が見つからず欠陥として検出される。従って、従来通りの精度の良否判定が少ない量のデータ比較によって高速に達成することができ、良否検査のために特徴コード列データを記憶しておくメモリを削減できる。また良品特徴コード記憶手段７に記憶する特徴コードは図１に仮想線で示したように、特徴コード列生成手段８による処理を終えたものとすれば、特徴データを記憶するためのメモリを少なくすることができ、コストが低減する。この場合良品特徴コード記憶手段７の記憶データは破線で示すように比較判定手段１０が必要に応じて呼び出し利用すればよい。
【００４３】
しかし、良品のプリント基板３の配線パターンに関する特徴コードについては特徴コード列生成手段８による処理を省略しても上記高速な判定はできる。
【００４４】
なお、本実施の形態１ではプリント基板３の配線パターンを検査対象としたが、回路基板上に配線パターンを形成するためのホトマスクの配線パターンの良否検査にも同様に適用できるし、配線パターンを持った各種の配線パターン部材に適用できる。
【００４５】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１を示す図１の配線パターン検査装置を参照して説明すると、比較判定手段１０における特徴コード列生成手段８からの特徴コード列の比較判定処理を図５に示すフローチャートに従って行う点が実施の形態１と異なる。他は実施の形態１と変らないので、異なる点について以下説明する。
【００４６】
本実施の形態２での比較判定処理は、特徴コード列生成手段８で生成された検査対象であるプリント基板３での特徴コード列と予め良品であるプリント基板３で作成して良品特徴コード記憶手段７に記憶した特徴コード列とをコード列単位で比較するコード列比較処理と、不一致となった検査対象であるプリント基板３の特徴コード列に図１４（ａ）〜（ｆ）に示すような特定の欠陥形状を示す特定の基本コード列が含まれているかを検査し、欠陥の種類を判定する欠陥形状判定処理と、判定した欠陥の種類から欠け・突起などの欠陥についてのみ配線パターンのエッジからの欠陥の深さ、すなわち、欠けであればエッジからの入り込み量、突起であればエッジからの突出量を欠陥特徴量として演算し、これが予め設定した許容範囲を越える欠陥だけを真の欠陥として検出する欠陥特徴量測定処理の組合せとしてある。
【００４７】
以下具体的に説明するが、コード列比較処理と、欠陥形状判定処理については従来例と同じであるので説明は省略し、欠陥特徴量測定処理についてのみ説明する。
【００４８】
不一致であった特徴コード列を欠陥と判定する場合、欠けや突起などの欠陥はその面積値のみでなく、配線パターンの幅に対してどの程度の深さを持つかということにも依存し、深さが使用者の設定した許容値よりも小さい場合は欠陥とならず通知する必要はない。そのため欠けや突起などの配線パターンのエッジからの深さを計算することが必要となってくる。そこで欠陥と判定された例えば図４に示すような特徴コード列１１０の始点特徴コード１０２および終点特徴コード１０８を結ぶ直線１０９を配線パターンのエッジとみなし、その直線１０９から特徴コード列の始点および終点以外の各特徴コード１０３〜１０７までの距離のうち最大のものを欠陥の深さとして計算して、予め設定した許容値を超えた場合に欠陥として通知する。
【００４９】
さらに具体的には、直線１０９の方程式は始点特徴コード１０２の座標値Ｘ０、Ｙ０、終点特徴コード１０８の座標値Ｘｎ、Ｙｎから次の式で求められる。
【００５０】
【数３】
この直線１０９から、特徴コード１０３までの距離は直線１０９の式と特徴コード１０３の座標値Ｘ１、Ｙ１から次式で求められる。
【００５２】
【数４】
同様に、特徴コード１０４〜１０７についても直線１０９からの距離を求めて、そのうちの最大のものを特徴コード列１１０の配線パターンのエッジからの深さとして通知する。
【００５４】
このような欠陥特徴量測定処理操作の具体例について図５に示すフローチャートに従って以下説明する。
【００５５】
ステップ２１：欠陥形状判定処理から、欠けまたは突起として判定された例えば図４に示すような特徴コード列１１０を注目コード列とする。
【００５６】
ステップ２２：注目コード列の始点特徴コード１０２と終点特徴コード１０３の座標値等からそれら始点と終点を結ぶ直線１０９等の方程式を求める。
【００５７】
ステップ２３：ステップ２２で求めた直線１０９から、注目コード列に含まれる各特徴コードのうち始点１０２と終点１０８を除いた各特徴コード１０３〜１０７までの距離を求める。
【００５８】
ステップ２４：求めた距離のうち最大のものを欠陥の深さとして、その値が許容値を越えた場合には欠陥として注目コード列を登録。許容値を越えなかった場合には、登録しない。
【００５９】
ステップ２５：欠けまたは突起の欠陥を持った各特徴コード列の未処理なものがなくなるまで新たな注目コード列を設定してステップ１２以下の処理を繰返えし、未処理の特徴コード列がなくなると終了する。
【００６０】
以上の欠陥特徴量測定処理により、欠けや突起は予め使用者が設定した欠陥の深さの値と比較することによって高精度に真の欠陥の有無を自動的に判定することができ、従来の面積演算処理との併用により検査を行う配線パターンの形状や配線パターン検査装置の運用に応じた欠陥検出条件の設定が可能になる。
【００６１】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、図６に示すように実施の形態１の配線パターン検査装置と同じ構成に加え、特定形状サイズ計測手段９を特徴コード列生成手段８と比較判定手段１０との間に設け、特徴コード列生成手段８は、特徴コードのうち直線状の配線パターンを表している特徴コードを削除しながら特徴コードを連結して図７に示すような特徴コード列１２３を生成し、この特徴コード列１２３の始点特徴コード１１１と終点特徴コード１１２のように、双方が連結可能な環状の輪郭を持つ配線パターンを表す特徴コード列１２３等に対してサークルフラグを付与し、特定形状サイズ計測手段９は、特徴コード列生成手段８から生成された特徴コードのうちサークルフラグを付与された前記環状の輪郭を持った特定の形状を表す特徴コード列１２３等についてその形状のサイズを測定し、比較判定手段１０は、通常の比較判定の前に、サークルフラグが付与された特徴コード列についてはそれにつき測定されているサイズが予め設定した許容値から外れるかどうかで良否を判定し、これにより欠陥と判定されなかった特徴コード列につき以降通常の比較判定を行う。
【００６２】
他の構成は実施の形態１と変らない。したがって、同一の部材や手段には同一の符号を符し重複する説明は省略する。
【００６３】
本実施の形態３では、特徴コード列生成手段８において、特徴コードを連結し特徴コード列を生成する際に始点と終点が接続可能な、環状の配線パターンを表す図７に示す特徴コード列１２３等にサークルフラグを付与する。次に、検査パターンから得られた特徴コード列と良品であるプリント基板の配線パターンから得られた特徴コード列とを比較する前に、検査パターンから得られた特徴コード列のうち、サークルフラグを持った環状などの特定の形状を示す特徴コード列１２３等についてのみ、特定形状サイズ測定手段９によってその特徴コード列１２３等を構成する特徴コード１１１〜１１８等の座標値から配線パターンのサイズを測定する。測定したサイズが予め設定した許容範囲（ｓｓ）から外れた場合に欠陥として通知し、その後の比較の処理を行わないようにフラグを立てる処理をする。
【００６４】
特定形状サイズ計測手段９につき特徴コード列の始点と終点が連結可能な環状の形状を表す特徴コード列を例にし、図７を用いて説明する。
【００６５】
まず、特徴コード列生成手段８において特定形状検出手段６からの特徴コードを連結する際に、既に特徴コード列に連結済の特徴コードも含めて注目している特徴コードに連結する候補点を選ぶ。図７の終点１１２に連結する候補点として特徴コードが既に特徴コード列に連結されていて、かつ、注目点と同じ特徴コード列の始点１１１であった場合に、注目点の連結されている特徴コード列にサークルフラグを付与する。
【００６６】
次に、特定形状サイズ計測手段９において、サークルフラグを立てた特徴コード列に対して、その特徴コード列を構成する全ての特徴コードの座標値から、Ｘ座標値、Ｙ座標値それぞれの最大値と最小値を求める。このＸ座標値、Ｙ座標値それぞれの最大値と最小値の差をその特徴コード列のＸ方向のサイズ１２１、Ｙ方向のサイズ１２２とする。
【００６７】
特定形状サイズ計測手段９による処理手順について、図８のフローチャートに従って説明する。
【００６８】
ステップ３１：特徴コード列生成手段８から生成された特徴コード列の１つを注目コード列とする。
【００６９】
ステップ３２：注目コード列が環状の配線パターンを示すサークルフラグを持った図７に示すような特徴コード列１２３等であるときだけサイズ測定ループ処理を行い、そうでなければステップ３５へ移行する。サイズ測定ループ処理では対象となった注目コード列を構成する全ての特徴コードを検査しそれぞれのＸ座標値およびＹ座標値の最大値と最小値を求める。
【００７０】
ステップ３３：ステップ３２で求めたＸ座標値、Ｙ座標値の最大値から最小値を引いたものを注目コード列の示す配線パターンのＸ方向、Ｙ方向のサイズとする。
【００７１】
ステップ３４：求めたＸ方向、Ｙ方向のサイズが許容範囲（ｓｓ）外の場合には注目コード列を欠陥として登録、通知し、次の比較判定手段１０での比較照合処理８を行わないように照合済のフラグを立てる。Ｘ方向、Ｙ方向のサイズが許容範囲（ｓｓ）内の注目コード列の場合には、登録しないし、照合済フラグは立てない。これによって、その注目コード列については次の比較判定手段１０での比較照合処理が行われる。
【００７２】
ステップ３５：特徴コード列生成手段８からの特徴コード列に未処理のものがあれば、それを新らたな注目コード列としてステップ３２以下の処理を繰り返し、未処理のものがなければ処理を終了する。
【００７３】
上記のような特定形状サイズ計測手段９の処理により、検査対象であるプリント基板の配線パターンから得られた特徴コードのうち、特定の形状（例では環状）を示す特徴コードについては良品であるプリント基板の配線パターンと相似形であっても、使用者が予め設定したサイズの許容値から異なる場合には、欠陥として検出することが可能となる。また、欠陥として判定した特徴コード列については後の比較照合処理が省略されるので処理の無駄がなく処理速度が向上する。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１に、検査パターンおよび良品基板の配線パターンの直線部分が方向コードの示す方向（０、４５、９０、１３５、１８０、２２５、２７０、３１５度）以外の角度を持つ場合に、直線部分に現れる方向コードの繰り返しパターンから生成される特徴コードのうち、検査時に無駄な特徴コードのデータを扱うことなく、高速に検査を行える配線パターン検査装置が実現でき、しかも良否検査のために特徴コード列データを記憶するのに必要なメモリ数が少なくてよく、装置コストが低減する。
【００７５】
第２に、比較判定手段において、検査基板の配線パターンと良品基板の配線パターンとを比較し、欠けまたは突起と判定された欠陥について、特徴コード列から欠陥の配線パターンのエッジからの深さを演算し、面積値による検査だけでなく、配線パターンの幅に対して予め設定した深さの欠陥のみを検出することで、誤判定を防止することの出来る信頼性の高い配線パターン検査装置を実現できる。
【００７６】
第３に、特定形状計測手段において、検査基板の配線パターンと良品基板の配線パターンが相似形であっても、配線パターンのサイズが予め設定された許容範囲内になければ欠陥として検出し、許容範囲内にある配線パターンについてのみ比較照合を行うことで、誤判定を防止することの出来る信頼性の高い配線パターン検査装置を実現できる。またこれにより欠陥と判定したものについては次の比較判定処理を省略するので無駄な処理による検査時間の延長を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における配線パターン検査装置のブロック結線図。
【図２】本発明の実施の形態１における配線パターン検査装置の特徴コード列生成手段の直線状特徴コード判定の概念図。
【図３】本発明の実施の形態１における直線状の特徴コードを削除する処理例のフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態１における欠陥特徴量の演算例を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２における欠陥の深さを求める処理例のフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態３における配線パターン検査装置のブロック結線図。
【図７】本発明の実施の形態３における特定形状サイズ計測の例を示す図。
【図８】本発明の実施の形態３における特定形状のサイズを求める演算処理例のフローチャート。
【図９】従来例における配線パターン検査装置のブロック結線図。
【図１０】従来例の配線パターン検査装置における方向コードの概念図。
【図１１】同配線パターン検査装置の方向コード変換の概念図で、その（ａ）は方向コード付与の状態図、その（ｂ）はエッジ部の３×３走査窓方式による走査状態図。
【図１２】従来例の配線パターン検査装置における直線状の配線パターンから得られる特徴コードの一例で、その（ａ）はプリント基板の配線パターン濃淡画像、その（ｂ）はその一部の２値化画像、（ｃ）は特徴コード図。
【図１３】従来例の配線パターン検査装置における直線状の配線パターンから得られる特徴コード例の一例。
【図１４】従来の配線パターン検査装置における各種配線パターンから得られる欠陥を示す特徴コード列の一例。
【図１５】従来例の配線パターン検査装置における面積値による欠陥判定が適さない欠陥の一例。
【図１６】従来例の配線パターン検査装置における検出不可能な欠陥の一例。
【符号の説明】
１ ＣＣＤカメラ
２ 反射照明
３ プリント基板
４ 画像入力手段
５ ２値化手段
６ 特定形状検出手段
７ 特徴コード記憶手段
８ 特徴コード列生成手段
９ 特定形状サイズ計測手段
１０ 比較判定手段
１０１ ２値化画像
１０２ 特徴コード列の始点
１０３〜１０７ 特徴コード列を構成する特徴コード
１０８ 特徴コード列の終点
１０９ 直線
１１０ 欠けと判定された特徴コード列
１１１ 特徴コード列の始点
１１２ 特徴コード列の終点
１１３〜１１８ 特徴コード
１２１ Ｘ方向のサイズ
１２２ Ｔ方向のサイズ
１３０ 注目画素
１１９ 直線
１２０ 通過点
１２３ 特徴コード列
Claims (6)
- プリント基板等の配線パターン部材の配線パターンの良否を判定する配線パターン検査方法において、配線パターンの２値化画像のエッジ部分にそのエッジの方向を表わす方向コードを与えて方向コードの変化する点を特徴コードとし、これを、良品である配線パターン部材の配線パターンについて予め得ている特徴コードと比較照合する配線パターン検査方法において、前記特徴コードのうち直線状のパターンを表す特徴コードの繰り返しパターンを削除して、残りの特徴コードについて前記比較照合を行い、許容範囲を外れた特徴コードがある配線パターン部分を欠陥と判定する配線パターン検査方法。
- プリント基板等の配線パターン部材を拡散照明で照明し、配線パターン部材からの反射光を検知し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値化画像に変換する２値化手段と、前記２値化手段からの２値化画像に対し、画像の輪郭位置にそのエッジの方向を表す方向コードを与える方向コード付与手段と、方向コードの変化する点を特徴点として検出し、この特徴点の座標値と方向コードの変化を表す特徴コードを生成する特徴抽出手段と、良品である配線パターン部材を用いたときの特徴抽出手段からの特徴コードを予め記憶しておく良品特徴コード記憶手段と、検査対象の配線パターン部材につき前記特徴抽出手段により生成される特徴コードと前記良品特徴コード記憶手段からの特徴コードとのそれぞれについて、任意の許容範囲内に対応する特徴コードを順次連結してそれぞれの特徴コード列を生成し、これらの特徴コード列に含まれる特徴コードのうち、予め定めた直線状等の特定形状コード列を形成する特徴コードを削除する特徴コード列生成手段と、前記特徴抽出手段により生成された特徴コードから前記特徴コード列生成手段により生成された特徴コード列（Ｂ）を、前記特徴コード記憶手段からの特徴コードから前記特徴コード列生成手段により生成された特徴コード列（Ａ）と比較して欠陥を検出する比較判定手段とを備えた配線パターン検査装置。
- プリント基板等の配線パターン部材の配線パターンの良否を判定する配線パターン検査方法において、配線パターンの２値化画像のエッジ部分にそのエッジの方向を表わす方向コードを与えて方向コードの変化する点を特徴コードとし、これを、良品である配線パターン部材の配線パターンについて予め得ている特徴コードと比較照合する配線パターン検査方法において、前記比較照合により欠陥と判定された配線パターン部分のうち、それに対応する特徴コードから欠けまたは突起と判定した欠陥に対し、配線パターンのエッジからの欠陥特徴量を測定し、これが予め設定した許容値から外れているかどうかによって真の欠陥であるかどうかを判定する配線パターン検査方法。
- 比較判定手段は、特徴コード列（Ｂ）を、特徴コード列（Ａ）とコード列単位で比較判定し、不一致となった特徴コード列にショート、断線、欠け、突起等を示す特定の基本コード列の要素が含まれているかどうかにより、欠陥の種類を判定した後に、欠けおよび突起と判定された特徴コード列について配線パターンのエッジからの欠陥特徴量を演算し、これが予め設定した許容値を外れるものだけを真の欠陥として検出する請求項２記載の配線パターン検査装置。
- プリント基板等の配線パターン部材の配線パターンの良否を判定する配線パターン検査方法において、配線パターンの２値化画像のエッジ部分にそのエッジの方向を表わす方向コードを与えて方向コードの変化する点を特徴コードとし、これを、良品である配線パターン部材の配線パターンについて予め得ている特徴コードと比較照合する配線パターン検査方法において、前記比較照合の前に、特定の形状の配線パターンに対応した各特徴コードの座標値より配線パターンのサイズを計測し、これが予め設定したサイズ範囲を外れているかどうかによって特定形状の配線パターンの良否を判定する配線パターン検査方法。
- プリント基板等の配線パターン部材を拡散照明で照明し、配線パターン部材からの反射光を検知し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値化画像に変換する２値化手段と、前記２値化手段からの２値化画像に対し、画像の輪郭位置にそのエッジの方向を表す方向コードを与える方向コード付与手段と、方向コードの変化する点を特徴点として検出し、この特徴点の座標値と方向コードの変化を表す特徴コードを生成する特徴抽出手段と、良品である配線パターン部材を用いたときの特徴抽出手段からの特徴コードを記憶する特徴コード記憶手段と、前記特徴抽出手段により生成された特徴コードと前記特徴コード記憶手段からの特徴コードとのそれぞれについて、任意の許容範囲内に対応する特徴コードを順次連結してそれぞれの特徴コード列を生成し、検査対象の配線パターン部材に関する特徴コード列の始点と終点が連結可能な特徴コード列についてフラグを付与する特徴コード列生成手段と、前記特徴抽出手段により生成された特徴コードから前記形状判定特徴コード列生成手段により生成された前記フラグを持った特徴コード列（Ｂ）について、特徴コード列を構成する各特徴コードの座標値よりその特徴コードの表す配線パターンのサイズを演算し、予め設定した許容値から外れるサイズを持つ配線パターンを示す特徴コード列を真の欠陥として検出し、欠陥として判定した特徴コード列につき照合済みフラグを付与する特定形状サイズ計測手段と、前記特徴コード列（Ｂ）の照合済フラグを持たないものを、前記特徴コード記憶手段からの特徴コードから前記形状判定特徴コード列生成手段により生成された特徴コード列（Ａ）の対応するものと比較し欠陥を検出する比較判定手段を備えた配線パターン検査装置。
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