JP3919207B2

JP3919207B2 - 外観検査装置

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Publication number: JP3919207B2
Application number: JP25438996A
Authority: JP
Inventors: 雅弘岡田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: JPH10104169A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板であって検査対象外となるキャビティ穴を有するものについてその表面に形成された微細なパターンの良否を検査する外観検査装置に関し、さらに詳細には、キャビティ穴領域を検査対象から除外するためのマスクデータを実際のキャビティ穴領域より大きく設定する必要を最小限にし、キャビティ穴領域の境界からの誤検出を排除しつつ検査漏れの可能性を減少させた外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板など、表面に微細なパターンが形成されているものについては、そのパターン形成の良否の検査が行われる。このパターンの良否検査は通常、パターン（銅メッキ等）とそうでない場所とで光の反射率が異なることを利用して、被検査体に光を照射してその明暗図形によりパターンを外観的に認識し、基準パターンと比較することにより不良箇所を検出して行われる。
【０００３】
ところでプリント配線基板によっては、搭載する素子を収納するためのキャビティと称されるくりぬき穴が設けられている場合がある。このようなプリント配線基板についてそのまま外観検査を行うと、キャビティの境界から誤信号が多数発生して実用的な検査ができない場合がある。キャビティの壁面にメッキが付着している等の原因により、あたかもそこに極細のパターンがあるかのような画像が得られやすいからである。これを避けるため、プリント配線基板のうちキャビティが存在する領域を検査対象から除外するマスク処理が必要になる。
【０００４】
従来は、このマスク処理のため、実際のプリント基板のキャビティと同様のくりぬき穴を設けた穴基板を用意し、この穴基板について検査を行うことによりマスクデータを作成していた。そして、このマスクデータにより、実際のプリント基板の撮像データのうちキャビティが存在する領域を検査対象から除外して、誤判定の発生を防止していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の外観検査装置には、キャビティに近接した位置にパターン不良があっても検出できず見逃されてしまうという問題点があった。なぜなら、実際のプリント基板には同一品種のものであっても、そのキャビティ位置に個々のばらつきがあるので、このばらつきをクリアするためにマスクデータを実際のキャビティより大きくして検査を行っていたからである。このため、マスクがキャビティの境界を越えて基板部分に食い込むオーバーラップが時としてミリ単位に及ぶことがあるので、キャビティに近接した位置のパターン不良がこのオーバーラップ領域に入ってしまい、検出できなかったのである。
【０００６】
本発明は、従来の外観検査装置が有する前記した問題点を解決するためになされたものであり、実際のキャビティとほとんど同じ大きさの領域のマスクデータを使用することにより、パターン不良の見逃しが生じないようにし、かつキャビティ位置の個々のばらつきにも対応できる外観検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた請求項１の外観検査装置は、プリント配線基板の画像から配線パターン不良を検出する外観検査装置であって、プリント配線基板の画像から外観上の欠陥候補データを抽出する特徴抽出部と、一群のプリント配線基板の最初のものの画像を用いて、検査対象とされないキャビティ穴領域に対応するマスクデータを決定するマスク決定手段と、当該一群のプリント配線基板の画像について、マスク決定手段により決定されたマスクデータを用いて、特徴抽出部で抽出された欠陥候補データから欠陥データを選択する照合部とを有し、マスク決定手段は、当該プリント配線基板の設計仕様に基づき、そのキャビティ穴領域内の検索開始位置を決定し、その検索開始位置を通る走査線からキャビティ穴領域の内部か外部かの判断を開始する。
【０００８】
各プリント配線基板におけるキャビティ穴領域の位置は、前記のように同一品種のものでもばらつきがあるが、例えば製造ロット等のグループごとに分けると、そのグループ内ではほとんどばらつきがない。そこで請求項１の外観検査装置ではグループ内での均一性を利用して前記目的を達成しようとするのである。
【０００９】
このため、最初にマスク決定手段により、一群のプリント配線基板の最初のものによりマスクデータが決定される。この「一群」は前記した製造ロットのような、キャビティ穴領域の位置のばらつきがほとんどないグループである。その一群のプリント配線基板についてはばらつきがほとんどないので、マスクデータをキャビティ穴領域より大きく設定する必要はほとんどなく、最初のプリント配線基板のキャビティ穴領域をそのままマスクデータとして差し支えない。そして、このマスクデータを用いて次のように外観検査が行われる。すなわち、プリント配線基板の画像から、特徴抽出部により外観上の欠陥候補データの抽出がなされる。そして、抽出された欠陥候補データから、マスクデータを用いて、照合部により欠陥データが選択される。さらに、開始位置は、当該プリント配線基板の設計仕様に基づいて決定される。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、プリント配線基板の画像から配線パターン不良を検出する外観検査装置であって、プリント配線基板の画像から外観上の欠陥候補データを抽出する特徴抽出部と、一群のプリント配線基板の最初のものの画像を用いて、検査対象とされないキャビティ穴領域に対応するマスクデータを決定するマスク決定手段と、当該一群のプリント配線基板の画像について、マスク決定手段により決定されたマスクデータを用いて、特徴抽出部で抽出された欠陥候補データから欠陥データを選択する照合部とを有し、マスク決定手段は、キャビティ穴領域の境界と平行な走査線上の各画素の明るさを、プリント配線基板上であるが配線パターンがない場所の明るさとキャビティ穴領域の内部の場所の明るさとの中間の値を閾値として２値化した値により、各画素がキャビティ穴領域の内部か外部かを判断するとともに走査線を平行に移動し、キャビティ穴領域の外部であると判断される画素数が所定の規定値を最初に超えた走査線の座標をキャビティ穴領域の外郭位置の座標としてマスクデータを決定し、特徴抽出部は、プリント配線基板の画像を、配線パターンがある場所の明るさとプリント配線基板上であるが配線パターンがない場所の明るさとの中間の値を閾値として２値化した画像を用いるものである。
【００１１】
請求項２の外観検査装置では、マスク決定手段によるマスクデータの決定は、一群のプリント配線基板の最初のものについて次のように行われる。まず、プリント配線基板の画像中、キャビティ穴領域の境界と平行であってキャビティ穴領域内の開始位置を含む線が開始線とされ、この開始線を走査線としてその線上の各画素の明るさが点検される。具体的には、その明るさの２値化値により、各画素がキャビティ穴領域の内部か外部かが判断される。例えば、その画素の明るさの２値化値がハイであればキャビティ穴領域の外であると判断され、ローであればキャビティ穴領域の中であると判断される。プリント配線基板の種類と背景物との組み合わせによっては逆になることもあり得る。このときの２値化の閾値は、プリント配線基板上であるが配線パターンがない場所の明るさとキャビティ穴領域の内部の場所の明るさとの中間の値を用いる。これは、キャビティ穴領域の内外の判別のための値であるから、外観検査装置本来の欠陥データ抽出のための２値化の閾値とは必ずしも一致しない。そして、走査線が順次平行に移動され、１走査線内においてキャビティ穴領域の外部であると判断される画素数が所定の規定値を超えると、その最初に超えた走査線の座標をもってキャビティ穴領域の外郭位置と決定される。この外郭位置の決定は、望ましくは上下左右の４方向について行われる。かくして、当該プリント配線基板のキャビティ穴とほぼ一致する領域のマスクデータが得られる。一方、特徴抽出部は、配線パターンがある場所の明るさとプリント配線基板上であるが配線パターンがない場所の明るさとの中間の値を閾値として、プリント配線基板の画像を２値化した画像を用いて欠陥データの抽出を行う。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載する外観検査装置であって、マスク決定手段は、当該プリント配線基板の設計仕様に基づき、そのキャビティ穴領域内の検索開始位置を決定し、その検索開始位置を通る走査線からキャビティ穴領域の内部か外部かの判断を開始する。
【００１３】
請求項３の外観検査装置では、開始位置は、当該プリント配線基板の設計仕様に基づいて決定される。明らかにキャビティ穴領域内の位置であってその境界に近い位置をあらかじめ定めておけばよく、その定め方は１ｍｍ刻み程度の粗い座標上で十分である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の外観検査装置を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る外観検査装置１は、図１の概略図に示すように、ＣＣＤカメラ３を有しており、下方に載置された被検査体であるプリント配線基板５１を別に設けたランプハウスで照射しつつ、プリント配線基板５１上の各位置に対応する画素ごとに明るさを検知してこれを撮像するようになっている。なおプリント配線基板５１が載置されるテーブルは、黒色等の暗色でつやなしとされている。あるいはそのようなシートをテーブルに敷いてその上にプリント配線基板５１を載置することとしてもよい。そしてＣＣＤカメラ３には、アナログ画像をデジタル化するＡ／Ｄ変換回路２０が接続され、さらに、デジタル化された画像データ（例えば２５６階調）を所定の閾値で２値化する２値化回路２１が接続されている。
【００１６】
そして、２値化画像からパターンの欠陥に相当する形状を抽出する特徴抽出部２２と、抽出された欠陥候補データから真の欠陥データのみを選択する照合部２３と、選択された真の欠陥データを集計する集計部２４とが設けられている。また、照合部２３で真の欠陥データでないものを除去するためのマスターデータおよびマスクデータを格納するマスターメモリ２５およびマスクメモリ２６が設けられている。マスターデータは、プリント配線基板５１の正常なパターン中に含まれている欠陥と判定されやすい形状のデータである。マスクデータは、プリント配線基板５１の後述するキャビティ穴５２の部分を検査対象から外すためのデータである。
【００１７】
さらに、外部メモリ２７と制御部２８とが設けられ、これらは２値化回路２１、特徴抽出部２２、集計部２４、マスターメモリ２５、およびマスクメモリ２６に対し、データバス２９を介して接続されている。制御部２８は、外観検査装置１の全体制御を行うマスターＣＰＵであり、オペレータが操作するための端末機３０が備えられている。外部メモリ２７は、制御部２８による制御上必要なプログラム類や数値類等を格納しておくものである。これらにより、２値化回路２１に対する２値化の閾値の設定、特徴抽出部２２に対する動作条件の設定、集計部２４からの集計データの収集、マスターメモリ２５およびマスクメモリ２６に対するデータの設定や修正、等ができるようになっている。また、特徴抽出部２２からマスターメモリ２５およびマスクメモリ２６に対し、学習値のフィードバックができるようになっており、マスターデータやマスクデータがその学習値を反映して変更されるようになっている。
【００１８】
次に、外観検査装置１により検査されるプリント配線基板５１について簡単に説明する。検査対象であるプリント配線基板５１は、図２に示す個別基板（「ピース」ともいう）５１ａを左右に多数有している。すなわちプリント配線基板５１は、各ピース５１ａに裁断する前の大板である。そして各個別基板５１ａのそれぞれほぼ中央には、搭載するＩＣその他の素子を収納するためのキャビティ穴５２がくり抜かれており、キャビティ穴５２以外の部分の表面上には、銅メッキによる配線パターン５３が形成されている。配線パターン５３の銅メッキは金属光沢を有しているので、ランプハウスからの光の照射により他の部分（合成樹脂）に対し明確なコントラストをなし、ＣＣＤカメラ３によりこのパターン５３を撮像することができる。
【００１９】
外観検査装置１で検査しようとするのはもちろんこの配線パターン５３が仕様通りに正しく形成されているか否かである。ただし仕様によっては、正しいパターン５３の中に欠陥と判断されやすい形状が含まれている場合があり、これを欠陥判定の対象から除外するのが前記したマスターメモリ２５である。また、キャビティ穴５２の壁面は、本来は銅メッキパターンがない場所であるが、この部分にパターン間の短絡とならない程度に銅メッキが付着している場合があり、その場合にはあたかも壁面に沿って極細のパターンがあるかのごとき画像が得られて誤判定の原因となってしまう。そこでこれを検査対象から除外する必要がある。そのためのデータがマスクメモリ２６に格納されたマスクデータである。
【００２０】
続いて、外観検査装置１の動作を説明する。外観検査装置１の基本的な動作は、プリント配線基板５１上のパターン５３の良否検査であり、次のように行われる。
【００２１】
すなわち図１において、ＣＣＤカメラ３により撮像されたプリント配線基板５１の画像（アナログ）を、まずＡ／Ｄ変換回路２０によりデジタル化する。そしてそのデジタル化された画像を、２値化回路２１で２値化する。このときの２値化の閾値は、パターン５３の銅メッキがある場所の明るさとない場所の明るさとの中間の値に設定されている。したがって、この２値化により、銅メッキがある位置の画素は画像データがハイとなり、銅メッキがない位置の画素は画像データがローとなる。したがってハイの画素の分布形状が、プリント配線基板５１上の配線パターン５３の形状を示している。なお２値化のための閾値は、ここでは配線パターン５３の形状をもっともよく再現できるように定められているが、キャビティ穴５２の位置をもっともよく再現できるように定めることもできる。
【００２２】
２値化画像は特徴抽出部２２へ送られ、そこで欠陥候補データの抽出が行われる。すなわち、特徴抽出部２２には制御部２８から、断線、短絡、欠け等の欠陥と判断すべき形状のデータが供給されており、２値化画像をこれらと比較して一致する箇所があれば欠陥候補データとして出力する。１枚の２値化画像の中に２以上の欠陥候補データが発見されることもあり得る。
【００２３】
出力された欠陥候補データは照合部２３で、マスターメモリ２５から供給されるマスターデータおよびマスクメモリ２６から供給されるマスクデータと照合される。この照合により、欠陥候補データの中から配線パターン５３の実際の欠陥に基づくもの、つまり真の欠陥データのみが選択される。すなわち、欠陥候補データとして出力されたものであっても、マスターデータと一致するものは、正常なパターン５３であって欠陥ではない。また、マスクデータの領域内のものは、前記したようにキャビティ穴５２の壁面等から生じる虚信号であって欠陥ではない。照合部２３ではこれら欠陥でない信号が除去され、真の欠陥データのみが集計部２４に集計される。かくして、集計部２４に集計された欠陥データにより、プリント配線基板５１の外観の良否判断をすることができる。
【００２４】
外観検査装置１のかかる動作中、重要なのはマスクメモリ２６に格納されたマスクデータである。マスク領域が実際のキャビティ穴５２より小さいと、壁面から生じる虚信号を照合部２３で除去できないし、その一方、マスク領域が実際のキャビティ穴５２より大きいと、真の欠陥データとして集計部２４に集計されるべきものが照合部２３で除去されてしまうおそれがあるからである。したがって、マスクデータの作成如何により、外観検査の精度は大きく影響される。
【００２５】
そこで外観検査装置１では、図３〜図５のフローチャートに示すようにして、同一の製造ロットに属する一群のプリント配線基板５１のうち最初のものを用いて、キャビティ穴５２の位置およびサイズに対して最適なマスクデータを作成することにしている。
【００２６】
（Ｓ１）
まず、検査しようとするプリント配線基板５１の品種が、当該外観検査装置１にとって初めてのものであるか否かを判断する。ここで判断するのは、当該プリント配線基板５１と同一品種のものを当該外観検査装置１で過去に検査したことがあるか否かである。当該外観検査装置１にとって初めての品種のものである場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）Ｓ２へ進み、過去に同一品種のものを検査したことがある場合には（Ｓ１：Ｎｏ）Ｓ３へ進む。
【００２７】
（Ｓ２）
キャビティ穴５２の境界位置を検索して割り出すための検索開始位置を決定する。検索開始位置は、キャビティ穴５２の位置の多少のばらつきを考慮しても明らかにキャビティ穴５２の内部にはいるがなるべくそのコーナーに近い位置である。具体的には、当該プリント配線基板５１の設計仕様より、図６に示すように、検索開始ライン（上限ｕ、下限ｄ、左限ｌ、右限ｒの計４本）を指定する。これらはキャビティ穴５２の境界と平行である。これにより、検索開始位置ｕｌ、ｕｒ、ｄｌが決定される。このうち位置ｕｌは、キャビティ穴５２の上境界５２ｕおよび左境界５２ｌを割り出すための検索開始位置である。同様に位置ｕｒは右境界５２ｒのため、位置ｄｌは下境界５２ｄのための検索開始位置である。この検索開始位置の決定は、例えば１ｍｍ間隔のような粗いスケーリングの座標上で行えば十分である。決定した検索開始位置は、データファイルに保存しておく。なお、図６に示すキャビティ穴５２は、実物ではなくデータ上のイメージである。
【００２８】
（Ｓ３）
過去に同一品種のものを検査したときの検索開始位置がデータファイルに保存されているので、これを読み出す。
【００２９】
（Ｓ４）
検索開始位置を決定し（Ｓ２）または読み出し（Ｓ３）たら、マスクメモリ２６上で検索開始アドレスを割り出す。
【００３０】
（Ｓ５）
２値化回路２１での２値化の閾値を設定する。ここで設定する閾値は、キャビティ穴５２の内外の区別に適した値である。図７のグラフに示すように、キャビティ穴５２の外側すなわち基板のある場所では配線パターン５３の有無により明るさが異なり、配線パターン５３のない場所（基板の基材）が配線パターン５３のある場所より暗い。そしてキャビティ穴５２の内側すなわち基板のない場所では、背景の暗色つやなしの載置テーブル（またはシート）がそのまま撮像対象となるので、基板はあるが配線パターン５３がない場所よりさらに暗い。したがって、基板はあるが配線パターン５３がない場所の明るさと基板がないキャビティ穴５２内の明るさとの中間の値を閾値Ｔとして設定することになる。
【００３１】
（Ｓ６）
当該プリント配線基板５１をスキャンして撮像し、その２値化画像をマスクメモリ２６に保存する。
【００３２】
（Ｓ７）
２値化画像を基に、キャビティ穴５２の境界位置（上下左右）をマスクメモリ２６上に割り出す。その詳細は図４、図５により後に詳述する。
【００３３】
（Ｓ８）
割り出した境界位置の座標により、マスクメモリ２６にマスクデータを生成する。ここでは、割り出された上下左右の境界位置の座標により張られる四辺形の範囲内がマスク領域となる。
【００３４】
（Ｓ９）
生成したマスクデータに対し、面取り処理を行うか否かを判断する。すなわち、プリント配線基板５１の仕様によってはキャビティ穴５２のコーナーが面取りされた形状（頂点が丸められた形状を含む）となっている場合があるので、その場合には生成されたマスクデータにも面取り処理を行う必要があるからである。この判断は、当該プリント配線基板５１の仕様明細による。すなわち、コーナーが面取りされた形状のキャビティ穴５２である場合にＹｅｓと判断され、面取りされていない形状のキャビティ穴５２である場合にＮｏと判断される。
【００３５】
（Ｓ１０）
面取り処理を行う必要があると判断された場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、マスクメモリ２６に生成されているマスクデータに対し必要な面取り処理を行う。その際の面取りの量などは、当該プリント配線基板５１の仕様明細による。この面取り処理は、プリント配線基板５１の各ピースについて行われる。面取り処理がなされると、マスクデータの作成は終了する。前記Ｓ９で面取り処理を行う必要がないと判断された場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、それにてマスクデータの作成は終了する。
【００３６】
次に、前記Ｓ７の境界位置の割り出し処理について図４、図５により説明する。まず図４により、処理の概要を説明する。
【００３７】
（Ｓ２１）
最初に、プリント配線基板５１（図２に示した大板）上、Ｘ方向、Ｙ方向ともに第１番目のピース５１ａに照準を合わせる。
【００３８】
（Ｓ２２〜Ｓ２５）
上限（Ｓ２２）、下限（Ｓ２３）、右限（Ｓ２４）、左限（Ｓ２５）の順に各方向の境界位置を検索する。もちろんこの順序は任意に入れ替え可能である。境界位置の検索の詳細は、図５にそれぞれ示す。これにより、当該ピース５１ａにおけるキャビティ穴５２の四方の境界座標が決定される。
【００３９】
（Ｓ２６、Ｓ２７）
Ｓ２２〜Ｓ２５の処理を行ったピース５１ａがＸ方向の最終ピース５１ａであるか否かを判断し（Ｓ２６）、最終ピース５１ａでない場合（Ｓ２６：Ｎｏ）には照準をＸ方向に１ピースずらして（Ｓ２７）、Ｓ２２へ戻る。すなわち、Ｘ方向に隣のピース５１ａについて、同様にキャビティ穴５２の境界座標の決定を行う。
【００４０】
（Ｓ２８、Ｓ２９）
Ｓ２２〜Ｓ２５の処理を行ったピース５１ａが、Ｘ方向の最終ピース５１ａであった場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、そのピース５１ａがＹ方向の最終ピース５１ａであるか否かを判断し（Ｓ２８）、最終ピース５１ａでない場合（Ｓ２８：Ｎｏ）には照準をＹ方向に１ピースずらすとともにＸ方向には第１番目のピース５１ａに合わせて（Ｓ２９）、Ｓ２２へ戻る。すなわち、Ｙ方向に隣の列の各ピース５１ａについて、同様にキャビティ穴５２の境界座標の決定を行う。すべてのピース５１ａについてキャビティ穴５２の境界座標の決定が行われると、Ｓ２９でＮｏと判断されて図３のメインフローに戻る。
【００４１】
続いて、前記Ｓ２２の上限境界座標の検索について、図５により説明する。
【００４２】
（Ｓ３１）
まず、検索アドレスを検索開始位置に合わせる。ここでの検索開始位置は、上限検索開始位置ｕｌである。したがってこのとき、上限検索開始位置ｕｌを含みキャビティ穴５２の上境界５２ｕに平行な線、すなわち上限検索開始ラインｕが検索ラインとなる。
【００４３】
（Ｓ３２）
そして、画素数のカウント値を０とする。画素数のカウント値とは、ある検索ライン上で、閾値（Ｓ５で設定した値）より明るい画素、すなわちキャビティ穴５２の境界または外側であると判断される画素の個数をカウントするものである。検索開始位置（図６参照）がキャビティ穴５２の境界より内側の位置よりとされているので、検索開始時にはキャビティ穴５２の境界または外側であると判断された画素はまだないからである。
【００４４】
（Ｓ３３）
ライン内検索回数を０とする。ライン内検索回数とは、検索ライン上ですでにチェックした画素の個数をカウントするものである。この時点ではその検索ラインの各画素についてはまだチェックをしていないからである。
【００４５】
（Ｓ３４）
検索アドレスの画素について２値化画像の論理値をマスクメモリ２６から読み出し、ハイかローかを判断する。このハイ・ローは前記のように、その画素位置に基板があるかないかに対応するものである。ハイであった場合（Ｓ３４：Ｈｉｇｈ）にはＳ３５に進み、ローであった場合（Ｓ３４：Ｌｏｗ）にはＳ３５、Ｓ３６をバイパスしてＳ３７に進む。
【００４６】
（Ｓ３５）
画素数のカウント値を１増やす。Ｓ３４で当該画素がハイであっても、ゴミやノイズのせいであることも考えられるので、直ちにはキャビティ穴５２の境界であるとの処理はせず、当該検索ライン中のハイの画素数がある程度以上あることを確認してから境界位置の割り出しを行うためである。
【００４７】
（Ｓ３６）
画素数のカウント値があらかじめ定められた規定数に達したか否かを判断する。規定数未満であった場合（Ｓ３６：Ｎｏ）には、キャビティ穴５２の境界であるとはまだいえないので、Ｓ３７へ進み検索を続行する。規定数以上であった場合（Ｓ３６：Ｙｅｓ）には、キャビティ穴５２の境界に達したものとして、検索を打ち切りＳ４１へ進む。
【００４８】
（Ｓ３７）
ライン内検索回数を１増やす。Ｓ３４で当該検索ライン上の１つの画素についてチェックを行ったからである。
【００４９】
（Ｓ３８）
検索アドレスを検索方向に１画素ずらす。チェックした画素のとなりの画素について同様にチェックするためである。これにより検索アドレスは、当該検索ライン上を１画素分、検索方向に移動したことになる。移動の向きは、左検索開始ラインｌから右検索開始ラインｒに向かう向き（図６中右向き）である。
【００５０】
（Ｓ３９）
ライン内検索回数が検索幅相当数に達したか否かを判断する。Ｓ３８で移動した検索アドレスが右検索開始ラインｒに到達していないときは、ライン内検索回数が検索幅相当数に達していないので（Ｓ３９：Ｎｏ）、Ｓ３４へ戻る。すなわち、移動後の検索アドレスについてチェックを行う。移動後の検索アドレスが右検索開始ラインｒに到達しているときは、ライン内検索回数が検索幅相当数に達しているので（Ｓ３９：Ｙｅｓ）、Ｓ４０へ進む。
【００５１】
（Ｓ４０）
Ｓ３６で画素数のカウント値が規定数に達するには至らないまま当該検索ラインについてのすべての画素についてチェックが済んだので、検索ラインを１画素列分ずらす。ずらす向きは、図６中上向き、すなわちキャビティ穴５２の上境界５２ｕに近づく向きである。このとき検索アドレスは、新たな検索ラインと左限検索開始ラインｌとの交点に合わせられる。そしてＳ３２に戻り、新たな検索ラインについて検索が行われる。
【００５２】
（Ｓ４１）
Ｓ３６で画素数のカウント値が規定数に達したので、そのときの検索ラインのＹ座標によりキャビティ穴５２の上境界５２ｕが割り出されたことになる。そこで、そのときのＹ座標をキャビティ上限Ｙ座標として登録する。この座標登録によって上限境界座標の検索は終了し、図４中Ｓ２３の下限境界座標の検索に移行する。
【００５３】
続く下限境界座標の検索も、図５の上限境界座標の検索と同様の手順で行われる。ただし、Ｓ３１における検索アドレスの位置合わせは、下限検索開始位置ｄｌに行われる。したがってこのとき検索ラインとなるのは、下限検索開始位置ｄｌを含みキャビティ穴５２の下境界５２ｄに平行な線、すなわち下限検索開始ラインｄである。そしてＳ４０における検索ラインずらしは、下向き、すなわちキャビティ穴５２の下境界５２ｄに近づく向きに行われる。そしてＳ４１の座標登録においては、そのときのＹ座標がキャビティ下限Ｙ座標として登録される。下限境界座標の検索が終了すると、図４中Ｓ２４の右限境界座標の検索に移行する。
【００５４】
続く右限境界座標の検索も、同様の手順で行われる。ただし、Ｓ３１における検索アドレスの位置合わせは、右限検索開始位置ｕｒに行われる。したがってこのとき検索ラインとなるのは、右限検索開始位置ｕｒを含みキャビティ穴５２の右境界５２ｒに平行な線、すなわち右限検索開始ラインｒである。そしてＳ４０における検索ラインずらしは、右向き、すなわちキャビティ穴５２の右境界５２ｒに近づく向きに行われる。そしてＳ４１の座標登録においては、そのときのＸ座標がキャビティ右限Ｘ座標として登録される。右限境界座標の検索が終了すると、図４中Ｓ２５の左限境界座標の検索に移行する。
【００５５】
続く左限境界座標の検索も同様の手順で行われる。ただし、Ｓ３１における検索アドレスの位置合わせは、左限検索開始位置ｕｌ（上限検索開始位置でもある）に行われる。したがってこのとき検索ラインとなるのは、左限検索開始位置ｕｌを含みキャビティ穴５２の左境界５２ｌに平行な線、すなわち左限検索開始ラインｌである。そしてＳ４０における検索ラインずらしは、左向き、すなわちキャビティ穴５２の左境界５２ｌに近づく向きに行われる。そしてＳ４１の座標登録においては、そのときのＸ座標がキャビティ左限Ｘ座標として登録される。左限境界座標の検索が終了すると、図４中Ｓ２６以下の処理に移行する。すなわち、各ピース５１ａについて同様に上限Ｙ、下限Ｙ、右限Ｘ、左限Ｘの座標登録がなされる。
【００５６】
かくして作成されたマスクデータは、各ピース５１ａごとのキャビティ穴５２の位置およびサイズに最適なものである。すなわち図８に示すように、マスクＭがキャビティ穴５２の上境界５２ｕ（他の境界も同じ）を越えて基板に食い込むオーバーラップＬは、高々マスクメモリ上の画像の分解能に相当する値（例えば１００μｍ程度）であり、非常に小さい。したがって、キャビティ穴５２に近接する位置のパターン不良がこのオーバーラップＬの領域に入ってしまい検出漏れとなることは、実用上ほとんどない。そしてこのマスクデータは、マスクデータの作成に用いたプリント配線基板５１が属する製造ロットの他のプリント配線基板５１に対しても良好に使用できるものである。
【００５７】
以上詳細に説明したように本実施の形態に係る外観検査装置１によれば、同一の製造ロットに属する一群のプリント配線基板５１のうち最初のものを用いて、キャビティ穴５２の位置およびサイズに対して最適なマスクデータを作成することとしたので、その製造ロットに属する他のプリント配線基板５１については、作成したマスクデータを用いて外観検査を行うことができる。キャビティ穴５２の位置等は、同一の製造ロット内ではほとんどばらつきがなく一定なので、キャビティ穴５２の境界部分が検査対象となることによる誤判定や、マスクとキャビティ穴５２の境界とのオーバーラップ領域内でパターン不良が見逃されることがない。かくして、製造ロット内の最初のものによりマスクデータを作成すればその製造ロットについてはいちいちマスクを作成し直すことなく、迅速に検査を行うことができる外観検査装置が提供されている。
【００５８】
また、マスクデータを作成しようとするプリント配線基板５１が当該外観検査装置にとって初めての品種のものである場合にはその設計仕様により境界位置の検索開始位置を指定するとともに、その外観検査装置で過去に同一品種のプリント配線基板５１を外観検査している場合にはそのときの検索開始位置を使用して境界位置の割り出しを行うので、初めての品種のものでなければいちいち設計仕様を考慮することなく直ちにマスクデータの作成に取り掛かることができる。
【００５９】
そして、走査線上の各画素についてその明るさを２値化した値により各画素がキャビティ穴５２の内部か外部（基板）かの判断を行うとともに、キャビティ穴５２の外部と判断される画素の個数が所定の規定数を初めて超えた走査線の座標をもってキャビティ穴５２の境界位置としてその座標によりマスクデータを作成することとしたので、キャビティ穴５２内のゴミ等をキャビティ穴５２の境界と誤判断することなく確実に境界位置を割り出して的確なマスクデータを作成することができる。ここにおいて２値化の閾値を本来のパターン不良検出のための閾値とは別に、境界位置の割り出しに最も適した値に設定するので、各画素がキャビティ穴５２の内部か外部かの判断が確実で、キャビティ穴５２の境界位置を正しく割り出すことができる。
【００６０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。また、プリント配線基板以外の被検査体の外観検査に使用することを妨げない。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、キャビティ穴領域の位置等が当該一群のプリント配線基板の中ではほぼばらつきなく均一であることを利用して迅速かつ的確な外観検査を行うことができる外観検査装置が提供されている。また、請求項２の発明によれば、ゴミ等の異物の影響によりキャビティ穴領域の外郭位置を誤って決定することがなく適切にマスクデータを作成できる外観検査装置が提供されている。そして請求項３の発明によれば、キャビティ穴領域の内外判断が適切に開始されマスクデータを作成できる外観検査装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る外観検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】プリント配線基盤の概要を示す図である。
【図３】マスクデータの作成手順を示すフローチャート（その１）である。
【図４】マスクデータの作成手順を示すフローチャート（その２）である。
【図５】マスクデータの作成手順を示すフローチャート（その３）である。
【図６】マスクデータの作成における検索開始位置と検索方向とを示す図である。
【図７】閾値の設定を説明するグラフである。
【図８】作成したマスクとキャビティ穴の境界との位置関係を説明する図である。
【符号の説明】
１外観検査装置
３ＣＣＤカメラ
２１２値化回路
２２特徴抽出部
２６マスクメモリ
２８制御部
５１プリント配線基板
５２キャビティ穴

Claims

プリント配線基板の画像から配線パターン不良を検出する外観検査装置において、
プリント配線基板の画像から外観上の欠陥候補データを抽出する特徴抽出部と、
一群のプリント配線基板の最初のものの画像を用いて、検査対象とされないキャビティ穴領域に対応するマスクデータを決定するマスク決定手段と、
当該一群のプリント配線基板の画像について、前記マスク決定手段により決定されたマスクデータを用いて、前記特徴抽出部で抽出された欠陥候補データから欠陥データを選択する照合部とを有し、
前記マスク決定手段は、当該プリント配線基板の設計仕様に基づき、そのキャビティ穴領域内の検索開始位置を決定し、その検索開始位置を通る走査線からキャビティ穴領域の内部か外部かの判断を開始することを特徴とする外観検査装置。
プリント配線基板の画像から配線パターン不良を検出する外観検査装置において、
プリント配線基板の画像から外観上の欠陥候補データを抽出する特徴抽出部と、
一群のプリント配線基板の最初のものの画像を用いて、検査対象とされないキャビティ穴領域に対応するマスクデータを決定するマスク決定手段と、
当該一群のプリント配線基板の画像について、前記マスク決定手段により決定されたマスクデータを用いて、前記特徴抽出部で抽出された欠陥候補データから欠陥データを選択する照合部とを有し、
前記マスク決定手段は、
キャビティ穴領域の境界と平行な走査線上の各画素の明るさを、プリント配線基板上であるが配線パターンがない場所の明るさとキャビティ穴領域の内部の場所の明るさとの中間の値を閾値として２値化した値により、各画素がキャビティ穴領域の内部か外部かを判断するとともに走査線を平行に移動し、
キャビティ穴領域の外部であると判断される画素数が所定の規定値を最初に超えた走査線の座標をキャビティ穴領域の外郭位置の座標としてマスクデータを決定し、
前記特徴抽出部は、プリント配線基板の画像を、配線パターンがある場所の明るさとプリント配線基板上であるが配線パターンがない場所の明るさとの中間の値を閾値として２値化した画像を用いることを特徴とする外観検査装置。
請求項２に記載する外観検査装置において、
前記マスク決定手段は、当該プリント配線基板の設計仕様に基づき、そのキャビティ穴領域内の検索開始位置を決定し、その検索開始位置を通る走査線からキャビティ穴領域の内部か外部かの判断を開始することを特徴とする外観検査装置。