JP7423368B2 - Defect detection device and method - Google Patents

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本発明は、基板の画像による不良検出装置及び不良検出方法に関する。 The present invention relates to a defect detection device and a defect detection method using images of a substrate.

特許文献1は、半導体基板等の外観検査に用いられる画像分類装置について記載している。撮像装置で基板上の検査対象領域を撮像し、撮像された画像に対して学習済みの分類器を用いて欠陥の属性を自動的に分類している。そして、欠陥の種類や存在領域を示す分類結果を出力している。 Patent Document 1 describes an image classification device used for visual inspection of semiconductor substrates and the like. An imaging device captures an image of the inspection target area on the board, and a trained classifier is used to automatically classify defect attributes on the captured image. The system then outputs classification results indicating the type and area of defects.

特開2017-54239号公報JP 2017-54239 Publication

特許文献1等の画像分類装置では、欠陥を有していて本来不良品に分類されるべき基板が良品に分類される場合があった。例えば、学習済みの分類器は、基板上に付着した異物(以下、「浮遊異物」ともいう。)と、基板上の塗膜が剥がれて下地が露出した状態(以下、「下地露出」ともいう。)を精度良く判別することが難しい。同様に、基板上に付着した繊維(以下、「繊維異物」ともいう。)と、基板上に形成された傷を精度良く判別することが難しい。そのため、浮遊異物有りに分類されたものの中に下地露出を有するものが紛れ込む虞があった。同様に、繊維異物有りに分類されたものの中に傷を有するものが紛れ込む虞があった。 In the image classification apparatus disclosed in Patent Document 1, a board that has a defect and should originally be classified as a defective product may be classified as a non-defective product. For example, a trained classifier can detect foreign matter attached to a substrate (hereinafter also referred to as "floating foreign matter") and conditions in which the coating film on the substrate has peeled off and the base is exposed (hereinafter also referred to as "substrate exposure"). ) is difficult to accurately determine. Similarly, it is difficult to accurately distinguish between fibers attached to a substrate (hereinafter also referred to as "fiber foreign matter") and scratches formed on the substrate. For this reason, there was a risk that those with exposed substrate may be mixed in among those classified as having floating foreign matter. Similarly, there is a possibility that items with scratches may be mixed in with items classified as having foreign fiber particles.

一般に、浮遊異物や繊維異物は比較的容易に除去することができるため、浮遊異物有りや繊維異物有りに分類されたものは良品に分類される場合が多い。これに対し、下地露出有りや傷有りに分類されたものは不良品に分類される場合が多い。そのため、浮遊異物有りや繊維異物有りに分類されて良品に分類されたものの中に不良品が含まれる、所謂、検出漏れが生じる虞があった。本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、不良品の検出精度を向上し得る不良検出装置及び不良検出方法を提供することにある。 Generally, floating foreign matter and fibrous foreign matter can be removed relatively easily, so products classified as having floating foreign matter or fibrous foreign matter are often classified as non-defective products. On the other hand, products classified as having exposed base or scratches are often classified as defective products. Therefore, there is a risk that defective products may be included among those classified as having floating foreign matter or fiber foreign matter and being classified as non-defective products, which is a so-called detection failure. The present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a defect detection device and a defect detection method that can improve the accuracy of detecting defective products.

上記課題を解決するための本発明の不良検出装置は、基板の画像による不良検出装置であって、学習済みの分類器によって上記画像の属性を分類する分類部と、上記分類部で分類された画像のうち、特定の分類に属する画像を解析する画像解析部とを備えることを要旨とする。 A defect detection device of the present invention for solving the above problems is a defect detection device using an image of a board, and includes a classification section that classifies the attributes of the image using a trained classifier, and The gist of the present invention is to include an image analysis unit that analyzes images belonging to a specific classification among images.

上記構成によれば、分類部において特定の属性に分類された画像を、画像解析部でさらに解析することにより、分類部で検出されなかった不良を検出することができる。分類部のみで不良を検出する態様に比べて、不良の検出精度を向上させることができる。また、分類部での検出精度を向上させるための大量の学習サンプルと長時間の学習時間がなくても、高い検出精度を得ることができる。 According to the above configuration, by further analyzing the image classified into a specific attribute by the classification unit in the image analysis unit, it is possible to detect defects that were not detected by the classification unit. Compared to a mode in which defects are detected only by the classification section, the accuracy of detecting defects can be improved. Further, high detection accuracy can be obtained without a large number of learning samples and a long learning time to improve detection accuracy in the classification section.

本発明の不良検出装置について、上記特定の分類は、浮遊異物、及び、繊維異物の少なくともいずれか一方を有する分類であることが好ましい。この構成によれば、下地露出、及び、傷の少なくともいずれか一方の不良の検出精度を好適に向上させることができる。 Regarding the defect detection device of the present invention, it is preferable that the above-mentioned specific classification is a classification including at least one of floating foreign matter and fibrous foreign matter. According to this configuration, it is possible to suitably improve the detection accuracy of defects in at least one of base exposure and scratches.

本発明の不良検出装置について、上記画像解析部は、上記画像の色味、又は、上記画像中に存在する線状物の少なくとも一方を解析することが好ましい。この構成によれば、下地露出や傷を効率良く検出することが可能になる。 Regarding the defect detection device of the present invention, it is preferable that the image analysis section analyzes at least one of the color tone of the image or the linear objects present in the image. According to this configuration, it becomes possible to efficiently detect base exposure and scratches.

上記課題を解決するための本発明の不良検出方法は、基板の画像による不良検出方法であって、学習済みの分類器によって上記画像の属性を分類する分類ステップと、上記分類ステップで分類された画像のうち、特定の分類に属する画像を解析する画像解析ステップとを備えることを特徴とする。 The defect detection method of the present invention for solving the above problems is a defect detection method using an image of a board, which includes a classification step of classifying the attributes of the image using a trained classifier, and a classification step of classifying the attributes of the image using a trained classifier. The method is characterized by comprising an image analysis step of analyzing images belonging to a specific classification among the images.

上記構成によれば、特定の属性に分類された画像を解析する画像解析ステップを備えることにより、分類ステップで検出されなかった不良を検出することができる。分類ステップのみで不良を検出する態様に比べて、不良の検出精度を向上させることができる。また、分類ステップでの検出精度を向上させるための大量の学習サンプルと長時間の学習時間がなくても、高い検出精度を得ることができる。 According to the above configuration, by including the image analysis step of analyzing images classified into specific attributes, it is possible to detect defects that were not detected in the classification step. Compared to a mode in which defects are detected only by the classification step, the accuracy of detecting defects can be improved. In addition, high detection accuracy can be obtained even without a large number of learning samples and a long learning time to improve detection accuracy in the classification step.

本発明の不良検出方法について、上記特定の分類は、浮遊異物、及び、繊維異物の少なくともいずれか一方を有する分類であることが好ましい。この構成によれば、下地露出、及び、傷の少なくともいずれか一方の不良の検出精度を好適に向上させることができる。 Regarding the defect detection method of the present invention, it is preferable that the above-mentioned specific classification is a classification including at least one of floating foreign matter and fibrous foreign matter. According to this configuration, it is possible to suitably improve the detection accuracy of defects in at least one of base exposure and scratches.

本発明の不良検出方法について、上記画像解析ステップは、上記画像の色味、又は、上記画像中に存在する線状物の少なくとも一方を解析することが好ましい。この構成によれば、下地露出や傷を効率良く検出することが可能になる。 In the defect detection method of the present invention, it is preferable that the image analysis step analyzes at least one of the color tone of the image and the linear objects present in the image. According to this configuration, it becomes possible to efficiently detect base exposure and scratches.

本発明の不良検出装置及び不良検出方法によれば、不良品の検出精度を向上させることができる。 According to the defect detection device and defect detection method of the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of defective products.

不良検出装置の構成を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a defect detection device. コンピュータの構成を示す模式図。A schematic diagram showing the configuration of a computer. 不良検出装置の機能構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of a defect detection device. (a)は浮遊異物有りの基板の模式図、(b)は下地露出有りの基板の模式図。(a) is a schematic diagram of a substrate with floating foreign matter, and (b) is a schematic diagram of a substrate with an exposed base. (a)は繊維異物有りの基板の模式図、(b)は傷有りの基板の模式図。(a) is a schematic diagram of a substrate with fiber foreign matter, and (b) is a schematic diagram of a substrate with scratches. 不良検出の流れを示すフローチャート。Flowchart showing the flow of defect detection.

不良検出装置の一実施形態を説明する。
図1に示すように、不良検出装置10は、撮像装置20とコンピュータ30を備える。撮像装置20は、基板11上の検査対象領域を撮像して基板11の画像を取得し、取得した画像をコンピュータ30に入力する。コンピュータ30は、撮像装置20から入力された画像の属性を学習済みの分類器によって分類する。そのため、コンピュータ30は分類部として機能する。
An embodiment of a defect detection device will be described.
As shown in FIG. 1, the defect detection device 10 includes an imaging device 20 and a computer 30. The imaging device 20 captures an image of the substrate 11 by capturing an image of the inspection target area on the substrate 11, and inputs the obtained image to the computer 30. The computer 30 classifies the attributes of the image input from the imaging device 20 using a learned classifier. Therefore, the computer 30 functions as a classification section.

さらに、コンピュータ30は、分類部で良品に分類された画像のうち、特定の分類として浮遊異物有りや繊維異物有りに分類された画像を解析する。そのため、コンピュータ30は画像解析部としても機能する。画像解析部で画像を解析することによって、分類部で良品に分類された画像のうち、本来不良品に分類されるべき画像、例えば、下地露出有りや傷有りの画像を検出することができる。 Further, the computer 30 analyzes images classified as having floating foreign matter or having fibrous foreign matter as a specific classification among the images classified as non-defective by the classification section. Therefore, the computer 30 also functions as an image analysis section. By analyzing the images in the image analysis section, it is possible to detect images that should originally be classified as defective products, such as images with exposed background or scratches, among the images classified as non-defective products by the classification section.

ここで、不良検出装置10で不良を検出する基板11としては、特に限定されないが、回路パターンが形成されたプリント基板を挙げることができる。プリント基板としては、半導体等の電子部品が実装された基板や、ソルダーレジストが塗布された基板であってもよい。 Here, the substrate 11 on which defects are detected by the defect detection device 10 is not particularly limited, but may include a printed circuit board on which a circuit pattern is formed. The printed circuit board may be a board on which electronic components such as semiconductors are mounted, or a board coated with a solder resist.

不良検出装置10の構成要素である撮像装置20とコンピュータ30について説明する。
撮像装置20について説明する。
The imaging device 20 and computer 30, which are components of the defect detection device 10, will be described.
The imaging device 20 will be explained.

図1に示すように、撮像装置20は、基板11が載置されるステージ21、ステージ21上の基板11を撮像する撮像デバイス22、及び、撮像デバイス22で撮像された画像をコンピュータ30に入力する入力デバイス23を備える。 As shown in FIG. 1, the imaging device 20 includes a stage 21 on which the substrate 11 is placed, an imaging device 22 that images the substrate 11 on the stage 21, and an image captured by the imaging device 22 that is input to a computer 30. The input device 23 includes an input device 23 for

ステージ21は、固定式のステージであってもよいし、移動式のステージであって複数の基板11を載置した状態で移動することにより、複数の基板11を連続的に撮像できるように構成されていてもよい。ステージ21は、ベルトコンベア等として基板11の製造設備に設けられて基板11の製造工程中に複数の基板11を連続的に撮像できるように構成されていてもよい。 The stage 21 may be a fixed stage or a movable stage, and is configured to be able to continuously image the plurality of substrates 11 by moving with the plurality of substrates 11 placed thereon. may have been done. The stage 21 may be configured as a belt conveyor or the like to be provided in the substrate 11 manufacturing equipment so as to be able to continuously image a plurality of substrates 11 during the substrate 11 manufacturing process.

撮像デバイス22としては、特に限定されないが、光学系もしくは電子系のカメラを用いることができる。
入力デバイス23としては、特に限定されないが、電気信号や光信号に変換された画像をコンピュータ30との間で有線通信するケーブルや、後述するコンピュータ30の通信部39との間で無線通信する送信機を用いることができる。
The imaging device 22 is not particularly limited, but an optical or electronic camera can be used.
Examples of the input device 23 include, but are not limited to, a cable for wired communication of images converted into electrical signals or optical signals with the computer 30, and a transmitter for wireless communication with a communication unit 39 of the computer 30, which will be described later. machine can be used.

コンピュータ30について説明する。
図2に示すように、コンピュータ30は、各種演算処理を行うCPU31、基本プログラムを記憶するROM32、および、各種情報を記憶するRAM33を含む一般的なコンピュータシステムの構成となっている。
The computer 30 will be explained.
As shown in FIG. 2, the computer 30 has a general computer system configuration including a CPU 31 that performs various calculation processes, a ROM 32 that stores basic programs, and a RAM 33 that stores various information.

コンピュータ30は、情報記憶を行う固定ディスク34、画像等の各種情報の表示を行うディスプレイ35、及び、ユーザからの入力を受け付けるキーボード36a及びマウス36b(以下、「入力部36」と総称する。)を有している。また、コンピュータ30は、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ30が読み取り可能な記録媒体38から情報の読み取りを行う読取装置37、及び、不良検出装置10の他の構成との間で信号を送受信する通信部39を有している。 The computer 30 includes a fixed disk 34 that stores information, a display 35 that displays various information such as images, and a keyboard 36a and mouse 36b (hereinafter collectively referred to as the "input unit 36") that accept input from the user. have. The computer 30 also transmits signals between a reading device 37 that reads information from a recording medium 38 readable by the computer 30 such as an optical disk, a magnetic disk, and a magneto-optical disk, and other components of the defect detection device 10. It has a communication section 39 for transmitting and receiving.

コンピュータ30には、事前に読取装置37を介して記録媒体38からプログラム40が読み出され、固定ディスク34に記憶される。そして、CPU31によりRAM33及び固定ディスク34を利用しつつプログラム40に従って演算処理が実行される。 A program 40 is read in advance from the recording medium 38 into the computer 30 via the reading device 37 and is stored on the fixed disk 34 . Then, the CPU 31 executes arithmetic processing according to the program 40 while using the RAM 33 and the fixed disk 34.

不良検出装置10の機能構成について説明する。
図3に示すように、不良検出装置10は、機能構成として、分類部50、分類器構築部60、及び、画像解析部70を有している。分類部50、及び、分類器構築部60によって、画像の属性が分類される。画像解析部70によって、特定の分類に属する画像が解析される。
The functional configuration of the defect detection device 10 will be explained.
As shown in FIG. 3, the defect detection device 10 has a classification section 50, a classifier construction section 60, and an image analysis section 70 as functional configurations. The classification unit 50 and the classifier construction unit 60 classify attributes of the image. The image analysis unit 70 analyzes images belonging to a specific classification.

なお、図3では、コンピュータ30のCPU31、ROM32、RAM33、固定ディスク34等により実現される機能構成を、符号を付す破線の矩形にて囲んでいる。
分類部50について説明する。
In FIG. 3, the functional configuration realized by the CPU 31, ROM 32, RAM 33, fixed disk 34, etc. of the computer 30 is surrounded by a dashed rectangle with a symbol.
The classification section 50 will be explained.

分類部50は、対象画像記憶部51及び分類制御部52を有している。分類制御部52は、特徴量算出部および複数の分類器54を有する。分類部50は、撮像装置20から入力された画像について、ニューラルネットワーク、決定木、判別分析等を利用して当該画像の属性を分類して、良品と不良品を分類する。 The classification section 50 includes a target image storage section 51 and a classification control section 52. The classification control section 52 includes a feature amount calculation section and a plurality of classifiers 54. The classification unit 50 classifies the attributes of the image input from the imaging device 20 using neural networks, decision trees, discriminant analysis, etc., and classifies good products and defective products.

分類器構築部60について説明する。
分類器構築部60は、分類部50における複数の分類器54を構築する。分類器構築部60は、教師データ記憶部61及び学習部62を有しており、複数の分類器54は、事前に構築されている。これらの構成が実現する機能の詳細については後述する。なお、これらの機能は専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい。
The classifier construction unit 60 will be explained.
The classifier construction unit 60 constructs a plurality of classifiers 54 in the classification unit 50. The classifier construction unit 60 includes a teacher data storage unit 61 and a learning unit 62, and a plurality of classifiers 54 are constructed in advance. Details of the functions realized by these configurations will be described later. Note that these functions may be constructed by a dedicated electric circuit, or a dedicated electric circuit may be partially utilized.

画像解析部70について説明する。
画像解析部70は、コンピュータ30内の画像処理ソフトを用いて、分類部50で良品に分類された画像のうち、特定の分類として浮遊異物有りや繊維異物有りに分類された画像を処理して解析する。画像の処理としては、例えば、色の濃淡等の色味を変換して特定の色を抽出しやすくすることや、画像内の線状物の形状を計測して数値化することが挙げられる。ここで、「線状物」とは、線のように細長い形状を意味するものとする。画像解析ソフトは、コンピュータに接続された他のコンピュータ等の端末内にあってもよい。画像解析ソフトは、公知の画像解析ソフトを用いることができる。
The image analysis section 70 will be explained.
The image analysis section 70 uses the image processing software in the computer 30 to process the images classified as having floating foreign matter or having fiber foreign matter as a specific classification among the images classified as non-defective by the classification section 50. To analyze. Image processing includes, for example, converting tints such as color shading to make it easier to extract a specific color, and measuring the shape of a linear object in an image and converting it into a numerical value. Here, the term "linear object" means an elongated shape like a line. The image analysis software may be located in a terminal such as another computer connected to the computer. As the image analysis software, known image analysis software can be used.

分類器54の構築機構について説明する。
分類器54は、分類器54が含むパラメータに値を付与したり、構造を決定すること等によって構築される。分類器54の構築の際には、事前準備として、多数の画像が分類器構築部60の教師データ記憶部61に記憶される。多数の画像には、基板11の表面画像、裏面画像、カラー画像、白黒画像、良品画像(以下、「参照画像」ともいう。)、欠陥画像等が含まれている。続いて、ユーザにより、各欠陥画像が示す欠陥に対して、複数の属性項目についての教示が行われる。ここで、欠陥の属性項目とは、欠陥の色、欠陥の種類、欠陥の存在領域等であり、欠陥の性質や特徴に関する評価項目(評価の観点)である。例えば、欠陥の色では、基板11の表面のソルダーレジストが剥がれて銅配線が露出することによる赤味がかった色等の属性がある。欠陥の種類では、基板11上の電子部品の位置ずれ、外形の欠け、傷、下地露出等の属性がある。また、欠陥の存在領域では、表面、裏面、中央部、端部等の属性がある。
The construction mechanism of the classifier 54 will be explained.
The classifier 54 is constructed by assigning values to parameters included in the classifier 54, determining the structure, and the like. When constructing the classifier 54, a large number of images are stored in the teacher data storage section 61 of the classifier construction section 60 as a preliminary preparation. The large number of images include a front surface image, a back surface image, a color image, a black and white image, a non-defective image (hereinafter also referred to as a "reference image"), a defective image, etc. of the substrate 11. Subsequently, the user teaches a plurality of attribute items for the defect indicated by each defect image. Here, the defect attribute items include the color of the defect, the type of defect, the area where the defect exists, and are evaluation items (viewpoints of evaluation) regarding the nature and characteristics of the defect. For example, the defect color has attributes such as a reddish color caused by peeling off the solder resist on the surface of the substrate 11 and exposing the copper wiring. The types of defects include attributes such as misalignment of electronic components on the board 11, chipping of the outer shape, scratches, and exposure of the base. Furthermore, the region where the defect exists has attributes such as the front surface, the back surface, the center portion, and the edge portion.

教示すべき複数の属性項目(以下、「設定属性項目」という。)は、入力部36を介したユーザの入力により定められる。設定属性項目についての教示では、まず、複数の欠陥画像が、コンピュータのディスプレイに表示される。そして、ユーザにより、各欠陥画像に対して各設定属性項目における一の属性を示す入力が入力部36を介して行われる。すなわち、各欠陥画像に対する各設定属性項目についての属性の入力が入力部36により受け付けられる。以下、設定属性項目について入力された属性を「教示情報」という。各欠陥画像に対する複数の設定属性項目についての教示情報と、当該欠陥画像(すなわち、複数の設定属性項目についての教示が行われた欠陥画像であり、以下、「教師画像」という。)とは互いに関連付けられ、教師データセット63として教師データ記憶部61に記憶される。このようにして、複数の教師データセット63が準備される。 A plurality of attribute items to be taught (hereinafter referred to as "setting attribute items") are determined by user input via the input unit 36. In teaching about setting attribute items, first, a plurality of defect images are displayed on the computer display. Then, the user performs an input through the input unit 36 indicating one attribute in each setting attribute item for each defect image. That is, input of attributes for each set attribute item for each defect image is accepted by the input unit 36. Hereinafter, the attributes input for the setting attribute items will be referred to as "teaching information." The teaching information regarding multiple setting attribute items for each defective image and the defective image (that is, the defective image to which multiple setting attribute items have been taught, hereinafter referred to as the "teacher image") are mutually exclusive. The data are associated with each other and stored in the teacher data storage unit 61 as a teacher data set 63. In this way, a plurality of teacher data sets 63 are prepared.

また、分類部50の対象画像記憶部51には、撮像された画像と参照画像とを比較して得られた差分画像と、当該差分画像を二値化したマスク画像とが画像セットデータ51aとして記憶される。これら画像セットデータ51aも教師データセット63して準備される。 In addition, the target image storage unit 51 of the classification unit 50 stores a difference image obtained by comparing the captured image and a reference image, and a mask image obtained by binarizing the difference image as image set data 51a. be remembered. These image set data 51a are also prepared as a teacher data set 63.

分類部50の特徴量算出部において、教師データセット63に含まれる画像から分類器54において利用される特徴量が取得される。分類器構築部60の学習部62において、全ての教師データにおける欠陥の種類の教示情報、及び、特徴量算出部により取得された特徴量を用いて分類器54を学習させる。これにより、複数の設定属性項目に関する分類をそれぞれ行う複数の分類器54が個別に構築される。 The feature amount calculation section of the classification section 50 obtains the feature amounts used in the classifier 54 from the images included in the teacher data set 63. The learning section 62 of the classifier construction section 60 trains the classifier 54 using the teaching information of the defect type in all the teacher data and the feature amounts acquired by the feature amount calculation section. As a result, a plurality of classifiers 54 are individually constructed, each of which performs classification regarding a plurality of setting attribute items.

画像解析部70の画像解析機構について説明する。
図4(a)は浮遊異物有り、図4(b)は下地露出有りの基板11の模式図を示している。図5(a)は繊維異物有り、図5(b)は傷有りの基板11の模式図を示している。
The image analysis mechanism of the image analysis section 70 will be explained.
FIG. 4(a) shows a schematic diagram of the substrate 11 with floating foreign matter, and FIG. 4(b) shows a schematic diagram of the substrate 11 with exposed underlying material. FIG. 5(a) shows a schematic diagram of the substrate 11 with fiber foreign matter, and FIG. 5(b) shows a schematic diagram of the substrate 11 with scratches.

コンピュータ30の分類部50は、浮遊異物12と下地露出13とを精度良く判別することが難しい。同様に、繊維異物14と傷15とを精度良く判別することが難しい。そのため、浮遊異物有りに分類された画像の中に下地露出有りの画像が紛れ込む虞があるとともに、繊維異物有りに分類された画像の中に傷有りの画像が紛れ込む虞がある。 It is difficult for the classification unit 50 of the computer 30 to accurately distinguish between the floating foreign matter 12 and the exposed base 13. Similarly, it is difficult to accurately distinguish between the fiber foreign matter 14 and the flaw 15. Therefore, there is a risk that an image with an exposed background may be mixed in with an image classified as having a floating foreign object, and an image with a scratch may be mixed in with an image classified as having a fiber foreign object.

下地が露出した箇所は、例えば、下地の銅配線が露出して赤味がかった色になりやすい。そのため、例えば、デジタル画像処理を行って画像の色味を変換し、赤色を抽出しやすくすることによって、浮遊異物12と下地露出13を判別しやすくなる。 In areas where the underlying layer is exposed, for example, the underlying copper wiring is exposed and tends to turn reddish. Therefore, for example, by performing digital image processing to convert the color of the image and making it easier to extract red, it becomes easier to distinguish between the floating foreign matter 12 and the exposed background 13.

また、基板11上の傷15は直線状に形成されやすいのに対し、繊維異物14は複数の屈曲部を有して縮れた形状になりやすい。そのため、ハフ変換により画像内の線状物の直進性を計測することにより、繊維異物14と傷15を判別しやすくなる。 Furthermore, the scratches 15 on the substrate 11 tend to be formed in a straight line, whereas the foreign fiber particles 14 tend to have a curled shape with a plurality of bends. Therefore, by measuring the straightness of the linear object in the image using the Hough transform, it becomes easier to distinguish between the fiber foreign object 14 and the flaw 15.

直進性の計測方法はハフ変換に限定されないが、例えば、線状物の長手方向における複数個所をドットで表示し、複数のドットを繋いだ仮想線を作成する。直進性の値に関する閾値を設定して仮想線を比較することにより、直進性を評価することができる。 Although the method for measuring straightness is not limited to Hough transform, for example, a plurality of locations in the longitudinal direction of a linear object are displayed as dots, and a virtual line is created by connecting the plurality of dots. Straightness can be evaluated by setting a threshold regarding the straightness value and comparing virtual lines.

不良検出装置を用いた不良検出の流れについて説明する。
図6にフローチャートを示す。
(ステップS101)
ステップS101は、撮像装置で基板を撮像するステップである。得られた画像を入力デバイスを通じてコンピュータに入力する。
The flow of defect detection using the defect detection device will be explained.
A flowchart is shown in FIG.
(Step S101)
Step S101 is a step of capturing an image of the board with an imaging device. The obtained image is input to a computer through an input device.

(ステップS102)
ステップS102は、コンピュータの分類部において画像を分類する分類ステップである。画像を良品と不良品とに分類し、良品に分類された画像の中から、さらに特定の分類に属する画像として、浮遊異物有りと繊維異物有りを分類する。
(Step S102)
Step S102 is a classification step in which images are classified by the classification unit of the computer. Images are classified into non-defective products and defective products, and from among the images classified as non-defective products, images with floating foreign matter and those with fibrous foreign matter are further classified as images belonging to a specific classification.

(ステップS103)
ステップS103は、ステップS102において良品に分類され、さらに浮遊異物有りと繊維異物有りに分類された画像を、画像解析ソフトを用いて解析する画像解析ステップである。コンピュータ内の画像解析ソフトを用いて、浮遊異物有りに分類された画像から、下地露出有りの画像を検出して不良品に分類する。同様に、繊維異物有りに分類された画像から、傷有りの画像を検出して不良品に分類する。
(Step S103)
Step S103 is an image analysis step in which the images classified as non-defective in step S102 and further classified into those with floating foreign matter and those with fiber foreign matter are analyzed using image analysis software. Using image analysis software in a computer, images with exposed substrate are detected from images classified as having floating foreign matter and classified as defective products. Similarly, images with scratches are detected from the images classified as having fiber foreign matter and classified as defective products.

(ステップS104)
ステップS104は、ステップS102において、不良品に分類された画像を不良品として記憶するとともに、良品に分類された画像のうち、浮遊異物有り以外及び繊維異物有り以外の画像を良品としてコンピュータに記憶するステップである。
(Step S104)
Step S104 stores the images classified as defective products in step S102 as defective products, and stores the images classified as non-defective products in the computer as non-defective products. It is a step.

また、ステップS103において、下地露出有りと傷有りに分類された画像を不良品に分類するとともに、下地露出有りと傷有りに分類されなかった画像を良品としてコンピュータに記憶するステップである。 Further, in step S103, images classified into those with exposed background and those with scratches are classified as defective products, and images which are not classified into those with exposed base and scratches are stored in the computer as non-defective products.

以上の流れによって、不良を検出することができる。また、ステップS104において、分類結果をコンピュータに記憶することに代えて、分類結果をコンピュータのディスプレイに表示したり、他の装置に出力してもよい。 Through the above flow, defects can be detected. Furthermore, in step S104, instead of storing the classification results in the computer, the classification results may be displayed on the computer display or output to another device.

本実施形態の作用及び効果について記載する。
(1)コンピュータの分類部で浮遊異物有りに分類された画像に対して、コンピュータの画像解析部で画像解析を行うことにより、下地露出有りの画像を検出することができる。同様に、分類部で繊維異物有りに分類された画像に対して、画像解析部で画像解析を行うことにより、傷有りの画像を検出することができる。分類部で検出されなかった不良を検出することができるため、分類部のみで不良を検出する態様に比べて、不良の検出精度を向上させることができる。
The functions and effects of this embodiment will be described.
(1) By performing image analysis in the image analysis unit of the computer on images classified as having floating foreign matter by the classification unit of the computer, it is possible to detect images with exposed background. Similarly, by performing image analysis in the image analysis section on an image classified by the classification section as having a fiber foreign object, it is possible to detect an image with a flaw. Since it is possible to detect defects that were not detected by the classification section, the accuracy of defect detection can be improved compared to a mode in which defects are detected only by the classification section.

(2)コンピュータの分類部のみで不良を検出する態様では、不良の検出精度を向上させるためには膨大な教師データを用いて分類器を学習させる必要がある。そのため、分類器の学習に時間と労力がかかる。これに対し、本実施形態の不良検出装置では、良品と不良品の分類を学習済みの分類器で行った後、特定の分類に属する画像を画像解析ソフトを用いて解析しているため、不良の検出精度をより短時間に、より少ない労力で向上させることができる。 (2) In a mode in which defects are detected only by the classification section of a computer, it is necessary to train the classifier using a huge amount of training data in order to improve the defect detection accuracy. Therefore, it takes time and effort to train the classifier. In contrast, the defect detection device of this embodiment uses a trained classifier to classify non-defective products and defective products, and then analyzes images belonging to a specific classification using image analysis software. The detection accuracy can be improved in a shorter time and with less effort.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態において、不良検出装置は、撮像装置とコンピュータを備えていたが、この態様に限定されない。不良検出装置は、撮像装置を備えてなく、コンピュータのみで構成されていてもよい。例えば、不良検出装置とは別に撮像装置が設けられており、この撮像装置で撮像された基板の画像を、別途不良検出装置に入力することによって、不良検出を行うように構成されていてもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- In the present embodiment, the defect detection device includes an imaging device and a computer, but is not limited to this aspect. The defect detection device may not include an imaging device and may consist only of a computer. For example, an imaging device may be provided separately from the defect detection device, and the image of the board taken by the imaging device may be input to the separate defect detection device to detect defects. .

・本実施形態において、不良検出装置を構成する分類部、分類器構築部、及び、画像解析部は、一つのコンピュータ内に設けられていたが、この態様に限定されない。分類部、分類器構築部、及び、画像解析部は、それぞれ異なるコンピュータ内に設けられていてもよい。 - In this embodiment, the classification unit, classifier construction unit, and image analysis unit that constitute the defect detection device are provided in one computer, but the present invention is not limited to this aspect. The classification unit, classifier construction unit, and image analysis unit may be provided in different computers.

・本実施形態において、画像解析部で解析する特定の分類は、浮遊異物有りと、繊維異物有りの両方であったが、この態様に限定されない。浮遊異物有りと繊維異物有りのいずれか一方のみであってもよいし、浮遊異物有り以外及び繊維異物有り以外の良品とされる分類であってもよい。 - In the present embodiment, the specific classifications analyzed by the image analysis unit are both the presence of floating foreign matter and the presence of fibrous foreign matter, but the present invention is not limited to this aspect. The product may be categorized as either having floating foreign matter or having fibrous foreign matter, or may be classified as non-defective products other than having floating foreign matter and other than having fibrous foreign matter.

・画像解析部における画像解析は、画像の色味や、線状物の直進性に限定されない。
・本実施形態では、コンピュータの分類器で分類を行った後、画像解析を行っていたが、この態様に限定されない。コンピュータの分類器で分類を行う前に、別途画像解析を行って分類を行い、その後、コンピュータの分類器での分類と、画像解析部による解析を行ってもよい。
- Image analysis in the image analysis unit is not limited to the color of the image or the straightness of linear objects.
- In this embodiment, image analysis is performed after classification by a computer classifier, but the invention is not limited to this mode. Before classification is performed by a computer classifier, image analysis may be performed separately to perform classification, and then classification by the computer classifier and analysis by an image analysis unit may be performed.

・本実施形態において、分類部と画像解析部は、同じ撮像装置で得られた画像を元にして分類を行っていたが、この態様に限定されない。分類部と画像解析部は、異なる撮像装置で得られた画像を元にして分類を行っていてもよい。例えば、画像解析部では、より高画質の撮像が可能な撮像装置を用いてもよい。 - In the present embodiment, the classification unit and the image analysis unit perform classification based on images obtained by the same imaging device, but the invention is not limited to this aspect. The classification unit and the image analysis unit may perform classification based on images obtained by different imaging devices. For example, the image analysis section may use an imaging device that can capture images with higher image quality.

・本実施形態では、分類部で良品に分類された画像のうち、特定の分類として、浮遊異物有りと繊維異物有りの画像に対して画像解析を行い、不良を検出していたが、この態様に限定されない。分類部において不良品に分類された画像に対して画像解析を行い、良品を検出してもよい。例えば、分類部において不良品に分類された画像のうち、特定の分類として、下地露出有りと傷有りに分類された画像に対して画像解析を行ってもよい。この態様においても、不良品の検出精度を向上させることが可能になる。 - In this embodiment, among the images classified as non-defective by the classification unit, image analysis is performed on images with floating foreign matter and with fiber foreign matter as specific classifications, and defects are detected. but not limited to. Image analysis may be performed on images classified as defective products by the classification unit to detect non-defective products. For example, image analysis may be performed on images classified as having an exposed background and having scratches as specific classifications among images classified as defective by the classification unit. Also in this aspect, it is possible to improve the detection accuracy of defective products.

以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
(実施例1)
本実施形態の不良検出装置を用いて、電子部品を実装したソルダーレジスト基板の不良を検出した。
Examples that further embody the above embodiment will be described below.
(Example 1)
Using the defect detection device of this embodiment, defects in a solder resist substrate on which electronic components were mounted were detected.

まず、基板を撮像装置で撮像し、学習済みの分類器を用いて良品と不良品を分類した。次に、良品に分類された画像のうち、浮遊異物有りと、繊維異物有りに分類された画像について、公知の画像解析ソフトを用いて画像解析を行い、良品と不良品の分類を行った。 First, the board was imaged with an imaging device, and a trained classifier was used to classify good products and defective products. Next, among the images classified as non-defective products, images classified as containing floating foreign matter and containing fibrous foreign matter were analyzed using known image analysis software, and classified into non-defective products and defective products.

浮遊異物有りの画像に対しては、画像の色味を変換し、赤色を抽出しやすくした。
繊維異物有りの画像に対しては、ハフ変換を行って画像中の線状物の長手方向における複数個所をドットで表示し、複数のドットを繋いだ仮想線を作成した。直進性の値に関する閾値を用いて線状物の直進性を評価した。
For images with floating foreign matter, the color of the image was converted to make it easier to extract red.
For images with fiber foreign matter, Hough transform was performed to display multiple locations in the longitudinal direction of linear objects in the image as dots, and a virtual line connecting the multiple dots was created. The straightness of the linear object was evaluated using a threshold value regarding the straightness value.

(評価試験)
本実施形態の不良検出装置を用いて、良品に分類された基板について、検査員が顕微鏡を用いて再度検査をし、良品と不良品の分類を行った。
(Evaluation test)
Using the defect detection device of this embodiment, the inspectors re-inspected the substrates that were classified as non-defective using a microscope and classified them into non-defective and defective products.

不良検出装置で良品に分類されたものの中で、検査員の検査で不良品に分類されたものの割合を、漏れ率(dpm)とした。なお、(dpm)は、良品100万個中に含まれる不良品の個数を意味する。実施例1では、漏れ率は、350dpmであった。 The percentage of items that were classified as defective by the inspector's inspection among the items that were classified as non-defective by the defect detection device was defined as the leakage rate (dpm). Note that (dpm) means the number of defective products included in 1 million non-defective products. In Example 1, the leakage rate was 350 dpm.

(比較例1)
本実施形態の不良検出装置を用いて、学習済みの分類器のみを用いて良品と不良品を分類したものを比較例1とした。すなわち、比較例1では、画像解析ソフトを用いた画像解析を行っていない。比較例1では、漏れ率は、400dpmであった。
(Comparative example 1)
Comparative Example 1 is an example in which non-defective products and defective products are classified using only a trained classifier using the defect detection device of this embodiment. That is, in Comparative Example 1, image analysis using image analysis software was not performed. In Comparative Example 1, the leakage rate was 400 dpm.

10…不良検出装置、11…基板、50…分類部、54…分類器70…画像解析部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Defect detection device, 11... Board, 50... Classification part, 54... Classifier 70... Image analysis part.

Claims (4)

基板の画像による不良検出装置であって、
学習済みの分類器によって前記画像の属性を分類する分類部と、
前記分類部で分類された画像のうち、特定の分類に属する画像として、浮遊異物有りに分類された画像を解析して、下地露出有りの画像を検出して不良品に分類する、もしくは、特定の分類に属する画像として、繊維異物有りに分類された画像を解析して、傷有りの画像を検出して不良品に分類する画像解析部とを備えることを特徴とする不良検出装置。
A defect detection device based on an image of a board,
a classification unit that classifies attributes of the image using a trained classifier;
Among the images classified by the classification section, images classified as having floating foreign matter are analyzed as images belonging to a specific classification, and images with exposed background are detected and classified as defective products, or identified. What is claimed is: 1. A defect detection device comprising: an image analysis unit that analyzes images classified as having fiber foreign matter as images belonging to the classification, and detects images with scratches and classifies them as defective products .
前記画像解析部は、前記画像の色味、又は、前記画像中に存在する線状物の少なくとも一方を解析する請求項1に記載の不良検出装置。 The defect detection device according to claim 1 , wherein the image analysis section analyzes at least one of the color of the image and the linear objects present in the image. 基板の画像による不良検出方法であって、
学習済みの分類器によって前記画像の属性を分類する分類ステップと、
前記分類ステップで分類された画像のうち、特定の分類に属する画像として、浮遊異物有りに分類された画像を解析して、下地露出有りの画像を検出して不良品に分類する、もしくは、特定の分類に属する画像として、繊維異物有りに分類された画像を解析して、傷有りの画像を検出して不良品に分類する画像解析ステップとを備えることを特徴とする不良検出方法。
A defect detection method using an image of a board,
a classification step of classifying attributes of the image using a trained classifier;
Among the images classified in the classification step, images classified as having floating foreign matter are analyzed as images belonging to a specific classification, and images with exposed background are detected and classified as defective products, or identified. A defect detection method comprising: an image analysis step of analyzing an image classified as having a fiber foreign object as an image belonging to the classification, and detecting an image with a scratch and classifying it as a defective product .
前記画像解析ステップは、前記画像の色味、又は、前記画像中に存在する線状物の少なくとも一方を解析する請求項に記載の不良検出方法。 4. The defect detection method according to claim 3 , wherein the image analysis step analyzes at least one of a color tone of the image and a linear object present in the image.
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