JPH0518903A - 配線パターン検査装置 - Google Patents

配線パターン検査装置

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JPH0518903A
JPH0518903A JP22262891A JP22262891A JPH0518903A JP H0518903 A JPH0518903 A JP H0518903A JP 22262891 A JP22262891 A JP 22262891A JP 22262891 A JP22262891 A JP 22262891A JP H0518903 A JPH0518903 A JP H0518903A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板における配線パターンの不良を
検査するための配線パターン検査装置に関するもので、
配線パターンの2値画像を膨張、収縮、細線化などの反
復処理を施すことなく、簡易なマスク走査処理により配
線パターンの形状特徴を抽出し、断線、ショート、線幅
不足を分類などの欠陥を検出できる優れた配線パターン
検査装置を実現することを目的とする。 【構成】 プリント配線パターンの2値画像をM×N窓
走査手段105で1画素ずつ走査し、同窓内の同心状の
領域において水平方向の各行及び垂直方向の各列におい
て論理演算手段106で論理積及び論理和演算を行い、
水平及び垂直方向に投影された形状特徴を抽出し、さら
に前記論理積の結果の論理和演算を行い配線パターンの
中心位置を示す特徴量を抽出し、前記各特徴量の組合せ
でパターンの形状と位置を判定するため、1回のマスク
走査で配線パターン中心線上において多様な欠陥を検出
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリント基板やホトマス
ク等における配線パターンの不良を検査するためのプリ
ント基板パターンの欠陥検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント基板への電子部品実装の高密度
化に伴い、配線パターンの細密化が進んでいる。従来、
プリント基板等の不良検査は人間による目視検査が行わ
れてきたが、配線パターンの細密化により検査精度を維
持しつつ長時間検査作業を続けることが困難になってき
ており、検査の自動化が要望されている。配線パターン
の欠陥検査方式としては、ジェー・エル・シー・サンツ
やエー・ケー・ジェイン(J.L.C.Sanz and A.K.Jain,"M
achine vision techniques for inspection of printed
wiring boards and thick-film circuits",J.Opt.Soc.
Amer.,vol.3,no.9,pp.1465-1482,Sept.1986)らにより
多くの方式が紹介されており、特にデザインルール法あ
るいは比較法に分類される方式が数多く提案されてい
る。これらの方式は長短があるが、中でも将来有望な興
味深い方式として、ジェー・アール・マンデヴィル(J.
R.Mandeville,"Novel Method for analysis of printed
circuit images",IBM J.Res.Develop.,vol.29,no.1,p
p.73-86,Jan.1985)があり、2値画像データを収縮ある
いは膨張させた後細線化し、配線パターンの欠陥を検出
する方式で、以下に従来例として説明する。図7に欠陥
検出処理手順を示す。図7(a)〜(d)は欠落性欠陥
の検出手順、(c)〜(h)は突出性欠陥の検出手順を
示している。
【0003】まず欠落性欠陥の検出方法について図を参
照しながら説明する。(a)は欠陥画像を示しており、
b点及びc点は線幅不足及び断線で致命的欠陥として検
出し、a点は欠陥として検出しないものとする。第1の
手順として(b)では、画像を所定サイズ収縮(侵食)
することによりb点の連結を遮断する。第2の手順とし
て(c)では1画素幅までパターンを細線化する。第3
の手順として(d)では3×3局所領域(図中□で示さ
れる位置)において細線化画像の連結性を判定し、b点
及びc点を断線として検出する。なお前記3×3局所領
域の連結判定により端子部と配線パターンの結合部(図
中○で示される位置)も特徴点として検出できることを
示している。
【0004】次に突出性欠陥の検出方法について図を参
照しながら説明する。(e)は欠陥画像を示しており、
b点及びc点を線幅異常及びショートで致命的欠陥とし
て検出し、a点は欠陥として検出しないものとする。第
1の手順として(f)では、画像を所定サイズ膨張する
ことによりb点に新たな連結を発生させる。第2の手順
として(g)では1画素幅までパターンを細線化する。
第3の手順として(h)では3×3局所領域(図中□で
示される位置)において細線化画像の連結性を判定し、
b点及びc点を分岐点すなわちショートとして検出す
る。異常の手順によって線幅太り、断線及びショートが
検出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】2値画像を膨張及び収
縮し、欠陥の特徴を助長した後細線化し、3×3局所領
域における判定で欠陥検出する方式について説明した。
この方式は配線パターンの設計ルールを巧妙に利用し欠
陥を検出するもので、有望な方式といえよう。
【0006】しかし、収縮や膨張処理で欠陥の特徴を助
長するために、線幅不足と断線あるいは線幅太りとショ
ートの分類ができない。また複数の設計線幅に対し線幅
検査を行う場合、画像の収縮・膨張・細線化のプロセス
が複数必要となり、装置化する際のハードウェアやソフ
トウェアの負担が大きくなるなどの課題がある。
【0007】本発明は上記課題に鑑み、画像の収縮・膨
張・細線化などの反復処理を施すことなく簡易なマスク
処理で、断線・ショート。線幅不足などの多様な欠陥を
検査することができる配線パターン検査装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、プリント基板上に形成された配線パターン
を光電変換する画像入力手段と、画像入力手段からの濃
淡画像を2値画像に変換する2値化手段と、前記2値画
像を記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶
された2値画像を窓走査するM×N窓走査手段と、前記
M×N走査窓内の複数の同心状領域において各行及び各
列ごとに論理積及び論理和を演算する論理演算手段と、
前記各行及び各列の論理演算の結果の総和を演算する中
心位置検出手段と、前記論理演算手段及び中心位置検出
手段からの演算結果を参照し、断線、ショート、線幅不
足などの欠陥を検出する欠陥判定手段とから構成したも
のである。
【0009】
【作用】本発明は上記構成によって、プリント基板上に
形成された配線パターンを光電変換して得られる濃淡画
像を2値化し、2値画像をM×N走査窓で1画素ずつ走
査し、窓内の同心状の領域において水平方向の各行及び
垂直方向の各列において論理演算を行い、前記水平及び
垂直方向に投影された論理演算の結果パターンの形状と
位置を判定するため、1回のマスク走査による簡易な処
理で配線パターン中心線上において多様な欠陥の検査を
行うことができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例における配線パタ
ーン検査装置の構成図である。図1において、101は
プリント基板、102はCCDカメラなどの撮像装置を
備えた画像入力手段、103は濃淡画像を2値画像に変
換する2値化手段、104は2値画像を記憶する画像記
憶手段、105は前記画像記憶手段に記憶された2値画
像をM×N走査窓で切り出し走査するM×N窓走査手
段、106は前記M×N走査窓の画素データの論理和あ
るいは論理積演算を行う論理演算手段、107は前記論
理演算の結果から配線パターンの中心位置を検出する中
心位置検出手段、108は、前記論理演算の結果から欠
陥の判定を行う欠陥判定手段である。
【0012】以上のように構成された配線パターン検査
装置について、その動作を説明する。まずプリント基板
101に形成された配線パターンを、CCDカメラなど
の画像入力手段102で光学的に検知し光電変換を行い
濃淡画像に変換する。2値化手段103では前記画像入
力手段102からの濃淡画像を所定の閾値と比較し、配
線パターンを1、基材部を0とする2値画像に変換す
る。前記2値画像はフレームメモリなどの画像記憶手段
104に記憶され、以降前記画像記憶手段104に記憶
された画像に対し、M×N窓走査手段105によりM×
N画素の局所領域を切り出し、画像の先頭から1画素ず
つ走査する。ここでM及びNは、配線パターンの標準幅
の1.5倍程度とする。論理演算手段106は、前記M
×N窓走査手段105にからの画像データに対し、主走
査方向の各行毎、副走査方向の各列毎に論理和及び論理
積演算を行い、各演算結果のビットパターンを図示しな
いレジスタに一時的に記憶する。中心位置検出手段10
7は前記論理積演算の結果の論理和を演算し、配線パタ
ーンの中心位置を検出するためのビットパターンを生成
し、図示しないレジスタに一時的に記憶する。欠陥判定
手段108は前記論理演算手段106及び中心位置検出
手段107における演算結果が格納されたレジスタを参
照し、そのビットパターンの組合せから欠陥パターンの
判定を行うものである。
【0013】以上のように構成された配線パターン検査
装置について、図面を参照しながらその動作をさらに詳
しく説明する。以下、本実施例では配線パターンの設計
線幅を8画素とし、前記M×N走査窓を12×12画素
の走査窓として動作を説明する。図2は論理演算手段1
05の具体例を示す図である。図2において、201は
6×6走査窓、202は8×8局所領域、203は10
×10局所領域、204は12×12走査窓、211、
212、213及び214は主走査方向の論理積レジス
タ、215は主走査方向の論理和レジスタ、221、2
22、223及び224は副走査方向の論理積レジス
タ、225は副走査方向の論理和レジスタである。以下
各レジスタに出力する演算内容について説明する。レジ
スタ211、212、213、及び214は、走査窓に
おける201、202、203及び204の各領域にお
いて水平方向の画素の論理積演算を行い、各行の演算結
果を各レジスタの対応するビット位置に出力する。例え
ば、r11はd40からd45の6個データの論理積、r21は
d27からd34の8個のデータの論理積、r31はd14から
d23の10個のデータの論理積、r41はd1からd12の
12個のデータの論理積の結果を格納する。レジスタ2
21、222、223、及び224も同様に、走査窓に
おける201、202、203及び204の各領域にお
いて垂直方向の画素の論理積演算を行い、各列の演算結
果を各レジスタの対応するビット位置に出力する。また
主走査方向の論理和レジスタ215には、領域204の
水平方向の論理和演算の結果を対応するビット位置に出
力する。例えばp1はd1からd12の12個のデータの論
理積の結果が格納される。副走査方向の論理和レジスタ
225も同様に、領域204の垂直方向の論理和演算の
結果を対応するビット位置に出力する。以上の演算によ
り、走査窓204における同心上の複数の方形領域の水
平及び垂直方向の論理射影が形成され、欠陥判定の特徴
量として欠陥判定手段108に出力される。
【0014】次に中心位置検出手段107における具体
的処理について、図3を参照しながら説明する。図3
は、主走査方向の中心位置検出レジスタの演算内容を示
す図である。図3においてにおいて、r11からr4cは、
図2における主走査方向の論理積レジスタ211、21
2、213及び214に格納されたデータ、301は中
心位置検出レジスタを示す。中心位置検出レジスタ30
1は、走査窓204における各領域の論理積演算の結果
の総和を示すデータを格納するもので、本実施例ではレ
ジスタ211、212、213及び214の水平方向の
要素ごとの論理和をとる例について示す。すなわち中心
位置検出レジスタ301における12ビットのパターン
が、1を挟んで両側に対称に0が配置される構成をとる
とき、走査窓204は主走査方向の配線パターンの中心
線上を走査している事を意味する。なお説明は省略する
が、副走査方向の論理積レジスタ221、222、22
3及び224に格納されたデータに対しても、水平方向
の要素ごとの論理和をとり、図示しない副走査方向の中
心位置検出レジスタに格納する。欠陥判定手段108
は、前記論理演算手段106と中心位置検出手段107
より提示される各特徴のビットパターンを判定し欠陥の
判定を行う。
【0015】以下に欠陥判定手段108における欠陥の
判定手順について図4、図5及び図6を参照しながら説
明する。まず図4を用いて線幅不足の検出手順について
説明する。図4において401は配線パターン、402
及び403は図2における214及び224に対応する
論理積レジスタ、404及び405は図2における21
5及び225に対応する論理和レジスタ、406及び4
07は図3における301に対応する中心位置検出レジ
スタ、410は走査窓を示す。まず中心位置検出レジス
タ406及び407を参照し、走査窓410が配線パタ
ーンの中心位置にあるかどうかを判定する。具体的には
レジスタ406と407のいずれかのビットパターンに
おいて1を挟んで両側に対称に0が配置しているかどう
かを判定する。前記判定により走査窓が配線パターンの
中心位置にあるとき、その方向の論理積レジスタを参照
し、値1の画素数をカウントし、最小設計線幅との比較
を行い線幅不足を検出する。図4に示す例では、中心位
置検出レジスタ407におけるビットパターンにより走
査窓が配線パターンの中心位置であることが検出される
ので、論理積レジスタ403を参照し、線幅カウント値
4画素を得る。ここで配線パターンの最小設計線幅を6
画素とすると、線幅カウント値は最小設計線幅を下回
り、この位置で線幅不足が検出される。
【0016】次に図5を用いて配線パターンのショート
や突起により発生する分岐の検出手順について説明す
る。図5において501は配線パターン、502及び5
03は図2における214及び224に対応する論理積
レジスタ、504及び505は図2における215及び
225に対応する論理和レジスタ、506及び507は
図3における301に対応する中心位置検出レジスタ、
510は走査窓を示す。まず中心位置検出レジスタ50
6及び507を参照し、レジスタ506及び507のビ
ットパターンがともに配線パターンの中心位置を検出し
ているかどうかを判定する。前記条件を満足する場合、
次に論理和レジスタ504及び505を参照し、レジス
タ504と506のいずれかのビットパターンが全て1
であるときに分岐であると判定する。図5に示す例は、
副走査方向のパターンに対し主走査方向の分岐の発生を
示しており、2組のパターンの中心軸を検出することに
より、パターンの交差あるいは分岐を検出される。配線
パターンの屈曲部においても同様に2組のパターンの中
心軸が検出されるが、論理和レジスタ504及び505
における判定によりパターンが走査窓を完全に通過して
いることを検出し、欠陥の誤検出を防止するものであ
る。
【0017】次に図6を用いて配線パターンの断線の検
出手順について説明する。図6において601は配線パ
ターン、602及び603は図2における214及び2
24に対応する論理積レジスタ、604及び605は図
2における215及び225に対応する論理和レジス
タ、606及び607は図3における301に対応する
中心位置検出レジスタ、610は走査窓を示す。まず中
心位置検出レジスタ606及び607を参照し、レジス
タ606及び607のビットパターンのいずれかが配線
パターンの中心位置を検出しているかどうかを判定す
る。次に前記条件を満足する方向の論理和レジスタを参
照し、ビットパターンが中央に1を挟んで両側に対称に
0が配置しているかどうかを判定する。さらに前記条件
を満足する場合にもう片方の論理和レジスタを参照し、
ビットパターンが連続した1のビット群と連続した0の
ビット群の2組のビット群のみから構成されるとき、断
線であると判定する。図6に示す例では、中心位置検出
レジスタ607により中心位置を検出し、その方向の論
理和レジスタ605より副走査方向の配線パターンであ
ることを確定し、さらにもう一方の論理和レジスタ60
6により、走査窓610の下側で配線パターンが途切れ
ていることを検出するものである。以上図4、図5及び
図6に示した3組の判定は、走査窓が1画素シフトする
ごとに各々独立して並列的に実行するため、走査窓の同
じ位置で例えば線幅不足と断線というように同時に複数
の欠陥が検出される場合もある。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明は、プリント配線パ
ターンの2値画像をM×N走査窓で1画素ずつ走査し、
窓内の同心状の領域において水平方向の各行及び垂直方
向の各列において論理積及び論理和演算を行い水平及び
垂直方向に投影された形状特徴を抽出し、さらに前記論
理積の結果の論理和演算を行い配線パターンの中心位置
を示す特徴量を抽出し、前記各特徴量の組合せでパター
ンの形状と位置を判定するため、1回のマスク走査で配
線パターン中心線上において多様な欠陥の検査を行うこ
とができる優れた配線パターン検査装置を実現できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における配線パターン検査装
置のブロック結線図
【図2】同配線パターン検査装置における論理演算手段
の概念構成図
【図3】同配線パターン検査装置における中心位置検出
手段のブロック結線図
【図4】同配線パターン検査装置における線幅不足の検
出手順を示す図
【図5】同配線パターン検査装置における分岐の検出手
順を示す図
【図6】同配線パターン検査装置における断線の検出手
順を示す図
【図7】従来の配線パターンの欠陥検出手順を示す図
【符号の説明】 101 プリント基板 102 画像入力手段 103 2値化手段 104 画像記憶手段 105 M×N窓走査手段 106 論理演算手段 107 中心位置検出手段 108 欠陥判定手段 201 6×6局所領域 202 8×8局所領域 203 10×10局所領域 204 12×12走査窓 211 主走査方向論理積レジスタ 212 主走査方向論理積レジスタ 213 主走査方向論理積レジスタ 214 主走査方向論理積レジスタ 215 主走査方向論理和レジスタ 221 副走査方向論理積レジスタ 222 副走査方向論理積レジスタ 223 副走査方向論理積レジスタ 224 副走査方向論理積レジスタ 225 副走査方向論理和レジスタ 301 中心位置検出レジスタ 401 配線パターン 402 主走査方向論理積レジスタ 403 副走査方向論理積レジスタ 404 主走査方向論理和レジスタ 405 副走査方向論理和レジスタ 406 主走査方向中心位置検出レジスタ 407 副走査方向中心位置検出レジスタ 410 12×12走査窓 501 配線パターン 502 主走査方向論理積レジスタ 503 副走査方向論理積レジスタ 504 主走査方向論理和レジスタ 505 副走査方向論理和レジスタ 506 主走査方向中心位置検出レジスタ 507 副走査方向中心位置検出レジスタ 510 12×12走査窓 601 配線パターン 602 主走査方向論理積レジスタ 603 副走査方向論理積レジスタ 604 主走査方向論理和レジスタ 605 副走査方向論理和レジスタ 606 主走査方向中心位置検出レジスタ 607 副走査方向中心位置検出レジスタ 610 12×12走査窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/00 Q 6921−4E

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】プリント基板上に形成された配線パターン
    を光電変換する画像入力手段と、画像入力手段からの濃
    淡画像を2値画像に変換する2値化手段と、前記2値画
    像を記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶
    された2値画像を窓走査するM×N窓走査手段と、前記
    M×N走査窓内の複数の同心状領域において各行及び各
    列ごとに論理積及び論理和を演算する論理演算手段と、
    前記各行及び各列の論理演算の結果の総和を演算する中
    心位置検出手段と、前記論理演算手段及び中心位置検出
    手段からの演算結果の組合せから配線パターンの欠陥を
    判定する欠陥判定手段を備えた配線パターン検査装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6801823B2 (en) 2002-04-01 2004-10-05 Renesas Technology Corp. Photomask supply system with photomask production period shortened

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6801823B2 (en) 2002-04-01 2004-10-05 Renesas Technology Corp. Photomask supply system with photomask production period shortened

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