JPH0426684B2 - - Google Patents

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JPH0426684B2
JPH0426684B2 JP61107407A JP10740786A JPH0426684B2 JP H0426684 B2 JPH0426684 B2 JP H0426684B2 JP 61107407 A JP61107407 A JP 61107407A JP 10740786 A JP10740786 A JP 10740786A JP H0426684 B2 JPH0426684 B2 JP H0426684B2
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length measurement
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Satoshi Iwata
Moritoshi Ando
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、プリント板の配線パターンの二値化
データから欠陥検査を行うパターン検査装置にお
いて、前記配線パターンの各位置における所定方
向の長さを測定する測長手段を有し、該測長手段
からの方向及び長さデータにより、良品パターン
に対する辞書の自動作成、ならびに該辞書内容と
入力パターンの各位置における方向及び長さデー
タとの比較による自動欠陥検出を可能にし、異種
のプリント板パターンに対して適用範囲の広い汎
用的なパターン検査装置を実現するものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プリント板の配線パターンの二値化
データから欠陥検査を行うパターン検査技術に係
り、特に異種のプリント板パターンに対して適用
範囲の広い汎用的なパターン検査装置に関する。
〔従来の技術〕
プリント配線板パターンの良否の検査は、それ
を用いたシステム製品の信頼性向上のために不可
欠の要素となつている。
従来、このような検査は顕微鏡による目視に頼
つてきたが、パターン形状の複雑化、精密化に伴
い、自動検査技術の開発が望まれている。
現在、プリント板の自動欠陥検査を行う技術と
しては、配線パターンを光学的に読みとり電気信
号に変換した後、二値化を行つて記憶回路に取り
込み、この二値化パターンデータに特定形状の空
間フイルタをかけることにより特徴抽出を行い、
パターン形状の異状を検出する方式がある。この
場合の空間フイルタとは、対象パターンに発生し
うる欠陥形状に依存したもので、この空間フイル
タと入力パターンとの重なり具合を検査し、これ
を複数の空間フイルタに対して行つて重なりのあ
る入力パターンがあつた場合にそれぞれ欠陥とし
て検出するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記従来例のようなパターン検査装置
は、所定の配線パターン専用の特定形状の空間フ
イルタを用いているため、異種パターンに対して
適用範囲が狭く汎用的でないという問題点を有し
ていた。さらに、上記空間フイルタは2次元形状
を有しているため、各入力パターンに対する空間
フイルタの配置の最適化が難しく、誤判別をしや
すいという問題点を有していた。
本発明は上記問題点を除くために、欠陥検査を
行う場合の特徴量として配線パターンの各位置に
おける所定方向の長さ情報を用い、この方向及び
長さデータの組み合わせから、良品パターンに対
する辞書の自動作成及びそれに基づく自動欠陥検
査を可能にし、異種のプリント板パターンに対し
て適用範囲の広い汎用的なパターン検査装置を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のパターン検査装置においては、複数方
向に放射状に配置された測長センサによつて構成
され、前記二値化データから前記配線パターンま
たはビツト反転パターンの各位置における前記複
数方向毎の配線パターン部分または該配線パター
ン間の間隔部分の長さを測定し、前記各位置にお
ける配線パターンの中心点を決定し、該中心点位
置に前記測長センサの中心を位置決めした後互い
に方向が180゜異なる組毎に各長さの和および差を
演算し各々所定値毎に量子化して出力する測長手
段11と、良品パターンについて前記測長手段1
1によつて得られる前記各位置における該測長手
段11からの出力データを記憶する辞書記憶手段
13と、入力パターンについて前記測長手段11
によつて得られる前記各位置における該測長手段
11からの出力データと前記辞書記憶手段13に
記憶された前記良品パターンの各記憶内容とを比
較し欠陥検出を行う比較判定手段12とを有する
ことを特徴とする。
〔作用〕
上記手段において、まず良品パターンについて
前記測長手段11により各位置における所定方向
の長さを測定し、方向及び長さデータの組み合わ
せとして前記辞書記憶手段13に記憶させる。こ
れを多数の良品パターンについて行い良品パター
ン辞書とする。
次に、検査を行うべき入力パターンについて良
品パターンの場合と同様にして前記測長手段11
により各位置における方向及び長さデータを得
る。そして、各位置毎に前記比較判定手段12に
よつて前記辞書記憶手段13に記憶された内容と
比較を行い、欠陥検出を行う。
配線パターンが変更された場合には、上記手続
きにより良品パターン辞書を作り直せばよく、異
種のプリント板パターンに対しても柔軟に適応す
ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例につき詳細に説明を行
う。
〔パターン検査装置の構成(第1図)〕 第1図は、本発明によるパターン検査装置の構
成図である。レンズ15およびCCD16からな
るラインセンサが被検査試料14上を走査するこ
とにより、該試料上の配線パターンが電気信号に
変換される。この信号は二値化回路17により二
値化された後、記憶回路18に格納される。記憶
回路18の出力は測長回路11に送られ、測長回
路11の出力の参照辞書記憶回路13又は比較判
定回路12に送られる。比較判定回路12は測長
回路11からのデータと参照辞書記憶回路13の
内容との比較を行い、欠陥検出結果の出力19と
して出力する。
〔パターン検査装置による前処理動作及びリード
部中心検出動作(第2図〜第4図)〕 上記パターン検査装置の動作につき、以下に詳
細に説明を行う。まず、第2図は本発明による欠
陥検出動作の説明図である。まず、CCD16
(第1図)によつて得られる配線パターンの検知
信号(SI)は、二値化回路17(第1図)により
二値化され原バイナリパターンに変換される
(S2)。原バイナリパターンは例えば検知信号の
明るい部分は“1”、暗い部分は“0”というよ
うに符号化された信号で、これにより配線パター
ン部分であるリード部と周囲の絶縁部分であるラ
ンド部とがほぼ分離される。しかも、実際には二
値化が完全でない場合又は、ノイズ等の影響によ
り、部分的に孤立して誤つて符号化されてしまう
ことがあるため、このような孤立ビツトは二値化
回路17内において原バイナリパターンを得た
後、論理処理により除去され、記憶回路18(第
1図)に格納される(S3)。
次に上記前処理によつて記憶回路18に格納さ
れた二値化パターンデータに対して、配線パター
ン部分であるリード部の検査Aと、絶縁部分であ
るランド部の検査Bとが行われるが、ランド部検
査Bは本発明には直接には関連しないため説明を
省略する。リード部検査Aはビツト反転しないで
行う場合(S4〜S8)と、ビツトを反転して行う
場合(S9〜S14)とがあるが、後者については、
後述することとし、まずS4〜S8の処理動作につ
き説明を行う。
記憶回路18に格納されている二値化パターン
データは測長回路11に送られ、まずリード部中
心検出(S4)が行われる。本発明においては、
測長回路11内に第3図aに示すような放射状の
ビツトメモリセルにより形成されるゲート回路を
有しており、これが入力パターンの各方向の測長
を行う測長センサとなる。この測長センサは第3
図bに示すような16方向に対して、同図aに示す
ように、中心ビツトXからなる放射状に伸びるデ
イジタル直線によつて形成され、各ビツトには同
図aに例として示すように中心ビツトXからのビ
ツト距離が割り当てられている。ここで同じ位置
に黒マークがついているビツトは、同一直線上に
あることを示している。本発明の論理ではこの測
長センサにより、パターン各位置における各方向
の長さの特徴を促え、欠陥診断を行つているため
測長センサの形状は入力パターンの形状に対して
全く独立であるという特徴を有する。
前記測長センサを用いてリード部中心を検出す
るためには、まず記憶回路18からの二値化パタ
ーンデータのうち、リード部の各ビツト位置(例
えば“1”で表わされるビツト位置)に前記測長
センサの中心ビツトXを合わせ、各16方向毎に中
心ビツトXから最初のビツト転換点(“1”から
“0”に変化するビツト)までのビツト距離を検
出する。今、各方向a,b,c…,rの16本のセ
ンサによる各測長値を各々r1,r2,…r16とした
時、各方向の測長値が以下に示す(1)〜(3)式の関係
を全て同時に満す時に、その方向について中心条
件が成立したと判定する。
|ro−ro+8|≦Cngo …(1) ro≦Snax …(2) ro+8≦Snax …(3) ここで、Cngoは180゜方向が異なる測長値の差に
対するマージンであり、Snaxは測長可能な最大
値、すなわちセンサ長であり、第3図の場合16で
ある。今、中心ビツトXが第4図に示すようにリ
ード部の中心にある場合には、互いに180゜異なる
方向の測定値はほぼ同じ値になり上記中心条件を
満している。そして、上記中心条件を満たす各方
向に対して、さらに以下(4)式を満す時に測長セン
サの中心ビツトXが示す位置がリード部中心と判
定される。
(中心条件が成立する方向数) ≧Cpair(Cpair≦8) …(4) 第4図の例の場合、aとi、bとj、cとk、
gとp、hとrの方向の組に対して上記条件が成
立していることがわかる。
以上の処理を繰り返すことにより、第4図に示
すような検出中心線が決定される。
〔測長・コード化動作(第5図、第6図)〕 次に、以上のようにしてリード部中が検出され
た位置の長測値と方向の組み合わせを測長回路1
1(第1図)においてコード化する(第2図S
5)。この場合、測長センサは第3図に示したセ
ンサと同じものを用いるが、その方向は16方向で
はなく、第5図に示すように45゜ずつの4方向に
単純化し、その時の各リード径lをl1、l3、l5、l7
とすると、 l2o-1=r2o-1+r2o+7 −1 (n=1〜4) …(5) として計算を行い、各方向について前記(1)〜(3)式
の中心条件を満している場合(PAIR)と満して
いない場合(NON−PAIR)の各場合について、
上記各リード径lを第5図及び第6図に示すよう
に各々4段階、計8段階(S,C,L,O,NS,
NC,NL,NO)と分類してコード化を行う。
〔良品パターンに対する辞書コードの作成動作第
7図、第8図)〕 次に、参照辞書記憶回路13(第1図)に格納
する良品パターンに対する辞書コードの作成動作
について説明を行う。まず、良品パターンを入力
し(第2図S1〜S3)、前記リード部中心検出(第
2図S4)を行つた後、リード部中心における前
記測長・コード化(第2図S5)を行う。この場
合、第5図及び第6図で説明したように4方向の
各測長値に対して8段階の分類が行われるため、
第6図の各分類に対応して第7図aのような割り
当てを行う。この割り当ては3ビツトで表現でき
るため、4方向全てに対しては3×4=12ビツト
で表現できることになる。今、例えば第7図bに
示すようなリードパターンに対する測長センサの
出力は、第6図より4方向に対してOLCSとなり
同図aにもとづいてコード化を行うと4565とな
る。これを参照辞書記憶回路13内の参照アドレ
スとして、そのアドレスの値を“1”とする。す
なわち、良品パターンに対する測長センサ出力の
方向と測長値の組み合わせは、それに対応する参
照辞書記憶回路13内のアドレスの値を“1”に
することにより表現される。
上記動作を第8図に示すように、いくつかの良
品パターン入力に対して繰り返すことにより、所
定の良品パターンに対する測長センサ出力の方向
と測長値の組み合わせの辞書が作成される。この
場合、新たな良品パターンコード(漏れコード)
を追加する時に、第8図に示すようにユーザーが
ブラウン管などを見て目視によつて判断が加えら
れるようにすることもできる。
〔欠陥検査動作(第9図)〕 次に、上記動作により作成された参照辞書を用
いて欠陥検査を行う場合の動作について説明を行
う。まず、ある入力パターンに対して、測長回路
11(第1図)において前記リード部中心検出
(第2図S4)を行つた後、リード部中心における
前記測長コード化(第2図S5)を行う。この場
合の4方向の各測長値に対する分類及びコード化
は、前記第6図及び第7図aに従つて行う。今、
第9図に示すような断線欠陥パターン部分が入力
され測長センサによる測長が行われると、その出
力(第6図による)はNO NC C NCとなり、
対応アドレス(第7図aによる)は0626となる。
比較判定回路12(第1図)は、このアドレスで
参照辞書記憶回路13(第1図)を検索しその値
が“0”であることを検知することにより、上記
方向と測長値の組み合わせが良品パターンにおい
ては存在しないことを知り、欠陥であると判定し
て欠陥を示す出力19を出力する。参照したアド
レスの値が“1”であれば、そのパターンは正常
であるとして正常を示す出力19を出力する。
〔ビツト反転による欠陥検査動作(第2図)〕 以上の動作により、リード部の欠陥検査を行う
ことができるが、隣りあうリード部分が接近して
いる場合には、そのすき間の絶縁部のほうから判
定したほうがよい場合もあるため、入力パターン
のビツトを反転しリード部とランド部を逆として
欠陥検査を行うことによりさらに精度のよい自動
検査が可能となる。この場合は、第2図の処理
S9によつてビツト反転を行つた後、前記S4〜S8
の処理と同様にしてS10〜S14の欠陥検査の処理
を行えばよい。この場合作成される参照辞書は、
当然ビツト反転パターン専用の辞書となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、測長手段を有することにより
方向及び測長値の組み合わせとして良品パターン
の辞書を構成することができ、これにより入力パ
ターンの形状に左右されない精度の高い欠陥検査
を行うことができる。
また、特徴量としてパターン中心からの方向及
び測長値の組み合わせたものを用いることによ
り、異種パターンに対しても容易に辞書を作り直
すことが可能となり、汎用性を格段に向上させる
ことが可能となる。
さらに、方向および測長値の組み合わせをコー
ド化しそれを辞書のアドレスとして対応させるこ
とにより、検索は非常に早く行うことができ検査
時間を短縮させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるパターン検査装置の構
成図、第2図は、本発明による欠陥検査の動作説
明図、第3図a,bは、測長センサの説明図、第
4図は、リード部中心検出動作の説明図、第5図
は、測長動作に用いる測長センサの説明図、第6
図は、測長値の分類動作の説明図、第7図a,b
は、辞書コード作成動作の説明図、第8図は、辞
書コード作成動作の流れ図、第9図は、欠陥検査
動作の説明図である。 11…測長回路、12…比較判定回路、13…
参照辞書記憶回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検査試料14の配線パターンを光学的検知
    手段16により電気信号として検知し二値化を行
    つた後二値化データから検査を行うパターン検査
    装置において、 複数方向に放射状に配置された測長センサによ
    つて構成され、前記二値化データから前記配線パ
    ターンまたはビツト反転パターンの各位置におけ
    る前記複数方向毎の配線パターン部分または該配
    線パターン間の間隔部分の長さを測定し、前記各
    位置における配線パターンの中心点を決定し、該
    中心点位置に前記測長センサの中心を位置決めし
    た後互いに方向が180゜異なる組毎に各長さの和お
    よび差を演算し各々所定値毎に量子化して出力す
    る測長手段11と、 良品パターンについて前記測長手段11によつ
    て得られる前記各位置における該測長手段11か
    らの出力データを記憶する辞書記憶手段13と、 入力パターンについて前記測長手段11によつ
    て得られる前記各位置における該測長手段11か
    らの出力データと前記辞書記憶手段13に記憶さ
    れた前記良品パターンの各記憶内容とを比較し欠
    陥検出を行う比較判定手段12と、 を有することを特徴とするパターン検査装置。 2 前記良品パターンに対する前記測長手段11
    からの前記各位置における出力データは、量子化
    及びコード化を行い該コードを前記辞書記憶手段
    13における参照アドレスとして該アドレスの値
    を変更することにより辞書登録を行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のパターン検査
    装置。 3 前記比較判定手段12は、前記入力パターン
    に対する前記測長手段11からの前記各位置にお
    ける出力データを量子化及びコード化し、該コー
    ドを前記辞書記憶手段13における参照アドレス
    として該アドレスの値が変更されているかどうか
    を検知することにより欠陥検出を行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載のパターン検査
    装置。
JP61107407A 1986-05-10 1986-05-10 パタ−ン検査装置 Granted JPS62263404A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61107407A JPS62263404A (ja) 1986-05-10 1986-05-10 パタ−ン検査装置
EP87401052A EP0246145B1 (en) 1986-05-10 1987-05-07 Pattern inspection system
DE87401052T DE3786699T2 (de) 1986-05-10 1987-05-07 System zur Untersuchung von Mustern.
US07/047,480 US4830497A (en) 1986-05-10 1987-05-11 Pattern inspection system

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