JPH06294626A - プリント配線基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スルーホールを正確に検出して真の穴マスク
画像を作成することができ，コストの安い，プリント配
線基板の検査装置を提供すること。 【構成】 プリント配線基板１０上の配線パターンを読
み取った撮像装置からのパターン画像と後記の穴マスク
画像とに基づいて真の欠陥データであるか否かを選別す
る検査部３１と，穴認識マスク処理部４と，データ集計
手段３３とよりなる。上記穴認識マスク処理部４は，穴
計測認識部４１からの穴計測信号と穴認識有効信号とか
ら穴判定を行なって穴検知信号を出力する穴判定部４４
と，穴マスク画像を作製する穴マスク生成部４５と，穴
位置情報を記録する穴情報メモリ部４２と，該穴情報メ
モリ部の穴位置情報を入力して穴認識有効信号を送信す
る穴認識領域生成部４３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，スルーホールのランド
形状により発生する検査誤報を，スルーホール近傍のパ
ターン欠陥を見逃すことなく，マスキングすることがで
きるプリント配線基板の検査装置に関する。

【０００２】

【従来技術】プリント配線基板には，スルーホールのラ
ンドを含めて多数の配線パターンが形成されている。こ
の配線パターンは，その製造過程において，断線，ショ
ート，欠け，ゴミ付着等による欠陥形状を生ずることが
ある。そのため，かかる欠陥形状を検出するための種々
の検査装置が提案されている。

【０００３】この検査装置は，プリント配線基板上の配
線パターンを読み取るＣＣＤカメラ等の撮像装置と，該
撮像装置のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器と，該ディジタル信号から欠陥形状を検出す
る検査部とを有する。この検査部としては，特徴抽出法
を検査アルゴリズムに用いたものがある。ところで，上
記欠陥形状は配線パターンにおけるリード線部分のみで
なく，スルーホール周りのランドにおいても生ずること
がある。

【０００４】図２０は，スルーホール９１の周囲に設け
られたランド９２と，該ランド９２に接続されているリ
ード線９３の状態を示している。そして図２０（Ａ）
は，ランド９２が正常状態でスルーホール９１の周囲に
設けられている状態を示している。図２０（Ｂ），
（Ｃ）に示すランド９２は，スルーホール９１の中心か
ら外れて形成されている。

【０００５】そして，図２０（Ｂ），（Ｃ）の場合に
は，通常は，欠陥形状ありと判断される。しかし，図２
０（Ｂ）の場合には，ランド９２における座残り９２１
が多いため，ランドとしての機能は充分果たす。それ
故，欠陥形状としては判定する必要がない。一方，図２
０（Ｃ）の場合には，スルーホール９１の周囲にランド
９２が半分位しかない。そのため，欠陥形状と判定しな
ければならない。

【０００６】一方，上記のごとく，ランド９２がスルー
ホール９１の周囲に正常〔図２０（Ａ）〕に形成されな
い理由としては，メッキにより配線パターンを形成する
場合に，両者の位置合せが困難なことによる。即ち，固
片化する前のプリント配線基板は通常４０ｃｍ×５０ｃ
ｍ程度の大きさを有している。

【０００７】一方，配線パターンは０．０５〜０．５ｍ
ｍの間隔で形成され，またスルーホールの間隔も０．４
〜１０．０ｍｍである。更にスルーホールの直径も０．
１〜５．０ｍｍである。そのため，上記メッキ時におけ
る位置決めが，正規の位置より若干でも外れると上記の
ごときランドの欠陥形状を生ずる。

【０００８】そこで，従来は，上記検査装置における検
査時に，欠陥形状として判定する必要のないランド〔図
２０（Ｂ）〕には穴マスク画像をマスクして，これを欠
陥形状として検出しない方法が考えられている。その方
法としては，例えば「穴位置方法」，「穴認識方法」，
「透過光方法」がある。以下これら従来技術につき，そ
の内容と問題点を説明する。

【０００９】上記の穴位置方法は，穿孔用のＮＣデー
タ，或いは穴基板を基準として予め各スルーホールの中
心座標を測定しておき，検査対象となる製品基板におけ
る各スルーホールが上記中心座標位置にあるものとして
穴マスク画像を適用するものである。この方法におい
て，ＮＣデータや穴基板の穴中心座標と，製品基板の穴
中心座標が正確に一致しているという状態が実現できれ
ば，該穴マスク画像をスルーホールと同じ大きさにで
き，この穴マスク画像によってスルーホールをマスクす
るため，製品基板における検査に問題は生じない。

【００１０】なお，上記穴基板は，銅箔基板に穴のみを
あけたものである。また，該穴基板はエッチング前の基
板を用いることもできる。そして，上記スルーホールの
中心座標は，穴基板画像の撮像認識処理や，スルーホー
ル穿孔用のＮＣデータから得られる。

【００１１】しかしながら，上記穴位置方法には次の問
題がある。即ち，上記中心座標は，標準とした穴基板
と，実際の検査対象の製品基板との間において，１００
μｍ位のズレを生じていることが多い。また，製品の伸
縮を加味すると，さらに大きな量のズレを生じることも
珍しくない。つまり，図２１（Ａ）に示すごとく，製品
基板の配線パターン９において，そのスルーホール９１
の位置は，穴基板のスルーホール９５の位置に比べて，
ランダムな方向に位置ズレを生じている。

【００１２】そのため，図２１（Ｂ）に示すごとく，製
品基板のパターン画像のスルーホール９１に対して，穴
基板を基準に作製した穴マスク画像９６を適用した場
合，両者間にはズレを生ずる。それ故，検査部における
検査時には、図２１（Ｂ）に示すごとく，ランド９２の
座残り９１１が検出される。そしてこの座残り９２１は
通常の配線パターンの幅よりも小さくなっているため，
欠陥形状であると判定される。しかし，前記のごとく，
実際はこの程度の座残り９２１があれば，充分にランド
としての機能を果たす。

【００１３】そこで，上記座残り９２１を欠陥形状とし
て判定しないために，図２１（Ｃ）に示すごとく，穴マ
スク画像を拡大した拡大穴マスク画像９６０を適用する
ことが考えられる。しかし，この場合には，上記問題は
解決するものの，真の欠陥形状であるショート９３３も
マスクされてしまうことになる。その結果，真の欠陥形
状が検出されなくなってしまう。

【００１４】次に、上記穴認識方法は、現に検査対象と
なっている製品基板そのものについて，直接に穴認識を
行い，そのスルーホールについて穴マスク画像を適用す
る方法である。この場合には，当該のスルーホールの穴
径並みの穴マスク画像を施せば良いので，誤報がない。
また，スルーホール周りの欠陥形状見逃しのない良好な
マスク処理が可能である。

【００１５】しかしながら，この方法では，スルーホー
ル以外の部分においても，スルーホールであると穴認識
してしまうことがある。即ち，この穴認識方法は，パタ
ーン画像の状態連続性を計測する方法を用いて，製品基
板中のスルーホールの中心位置からその周囲に形成され
たランドまでの距離を測定することにより穴中心位置を
定めている。さらに詳述すると，あらかじめ製品基板上
に存在するスルーホールの穴径と，それに対する許容値
を設定しておき，設定条件に適合する穴形状がないかを
本手法で計測するのである。

【００１６】ただし，この手法で単なる丸形状の検索を
行うと，図２２（Ａ）に示すごとく，ランド９２が若干
座切れを生じていた場合，完全な丸形でない為，スルー
ホール９１を，穴と認識できない。しかし，特に直径
０．３〜０．４ｍｍという小径のミニバイヤホールにお
いては，この程度の座切れが良品として許容されるた
め，穴として認識してマスク処理を施し，誤報出力させ
ない必要がある。

【００１７】そこでさらに計測条件を付加し，“穴中心
からみて「穴半径±許容値」を満たしていない範囲角度
が規定以内であれば穴である”と判定させる様にすれ
ば，上記スルーホール９１は穴認識できる。この方法に
よるときは，図２２（Ｂ）に示すごとく，２つのスルー
ホール９１に対して穴マスク画像９６を正しく施すこと
ができる。

【００１８】しかし，この方法は，上記のごとくランド
９２，つまり配線パターンの一部分を利用して穴径計測
を行ないスルーホールと認識する方法である。そのた
め，図２２（Ｂ）に示すごとく，屈曲したリード線９３
１，９３２とランド９２との間など，ある程度囲まれた
囲み部分９４においては，これらが全てランドとして検
出され，この囲み部分９４がスルーホールと認識されて
しまう。そして，この囲み部分９４に穴マスク画像が施
されてしまう。そのため，検査の信頼性が低下する。

【００１９】次に透過光方法は，透過光を利用して穴撮
像をパターン画像の撮像と共に同期して行ない，得られ
た穴像を基に穴マスク処理を行なう方法である。この方
法は，穴像が正確に撮像でき，最小マスク処理が可能と
なる。また，穴像そのものが直接に穴マスク画像として
利用できる。しかし，この方法においては，穴像の専用
撮像系，光学系の規模が大きくなる。

【００２０】また，穴像とパターン像とを一致させる必
要があり，穴像撮像系とパターン撮像系の間の座標精度
に高度のものが要求される。また，透過光を用いるた
め，プリント配線基板を載置する光透過テーブルにゴ
ミ、汚れがないように清浄管理する必要がある。それ
故，この方法はコスト高となる。

【００２１】

【解決しようとする問題】上記のごとく，穴位置方法
は，スルーホールの位置は大体検知できるが，検査すべ
き製品基板における真のスルーホール位置が性格に検出
できない。また，穴認識方法は，製品基板におけるスル
ーホールの位置は正確であるが，座切れスルーホールま
で認識しようとすると，パターン領域の前記囲み部分が
スルーホールと認識されて余計な穴マスクが生成される
為，検査信頼性が低下する。

【００２２】また．光透過方法は，穴像を直接穴マスク
画像として利用できるが，コスト高であり，また高精
度，清浄管理が要求される。本発明はかかる従来の問題
点に鑑み，スルーホールを正確に検出して真の穴マスク
画像を作製することができると共に，コストも安い，プ
リント配線基板の検査装置を提供しようとするものであ
る。

【００２３】

【課題の解決手段】本発明は，検査すべき製品基板であ
るプリント配線基板上の配線パターンを読み取る撮像装
置と，該撮像装置からのパターン画像と後記の穴マスク
画像とに基づいて真の欠陥データであるか否かを選別す
る検査部と，上記撮像装置と検査部との間に設けられた
穴認識マスク処理部と，上記欠陥データを集計するデー
タ集計手段とよりなり，上記穴認識マスク処理部は，上
記パターン画像に基づいて基材レベルの画像の連続性を
計測すると共に穴であることを認識するための穴計測認
識部と，該穴計測認識部からの穴計測信号と後記の穴認
識領域生成部からの穴認識有効信号とを入力すると共に
両信号を比較照合して最終的な穴判定を行なって穴検知
信号を出力する穴判定部と，該穴判定部からの穴検知信
号を入力して，上記パターン画像における穴部分にマス
クを施すための穴マスク画像を作製すると共に該穴マス
ク画像を上記検査部へ送信する穴マスク生成部と，プリ
ント配線基板における穴の位置を示す穴位置情報を記録
する穴情報メモリ部と，該穴情報メモリ部の穴位置情報
を入力してこれを必要補正量分拡大すると共に，上記穴
計測信号から真の穴検知情報を選択するための穴認識有
効信号を上記穴判定部へ送信する穴認識領域生成部とを
有することを特徴とするプリント配線基板の検査装置に
ある。

【００２４】本発明において最も注目すべき点は，上記
穴認識マスク処理部に穴計測認識部と穴情報メモリ部及
び穴認識領域生成部を設け，穴計測認識部からの穴計測
記号と穴認識領域生成部からの穴認識有効信号とを穴判
定部に入力して穴検知信号を作り，該穴検知信号に基づ
き穴マスク生成部において穴マスク画像を作製するよう
構成したことである。

【００２５】上記穴計測認識部には，撮像装置によって
撮像された，製品基板の配線パターンが，２値化された
パターン画像として入力される。穴計測認識部において
は，このパターン画像に基づいて，基材レベルの画像の
連続性を計測し，スルーホールの穴認識を行なう。上記
「基材レベルの画像の連続性」とは，プリント配線基板
における絶縁基材を反射光方式で撮像した時の，この部
分の２値画像の信号レベルを「基材レベル」（例えば０
とする）と定義した場合，この基材レベルの画素が任意
方向に連続している様をいう。スルーホールの穴部分の
２値画像信号レベルは「基材レベル」であるため，この
「基材レベルの画像の連続性」を計測してその連続画素
数を知ることは，スルーホール穴径を計測することと同
意となる。

【００２６】穴認識の計測方法としては，例えば実施例
に示す，放射状測定法がある。また，主走査軸から垂直
に上下２方向に画像計測し，この計測を走査方向に連続
して行った結果を積分処理して穴判定をする方式などの
方法がある。また，穴計測においては，ランドに座切れ
があっても，実用上ランドとして使用可能な程度のもの
であれば，スルーホールと認識する様に条件設定が成さ
れている。そして，上記穴認識情報を穴計測信号として
穴判定部に出力する。

【００２７】一方，穴情報メモリ部においては，プリン
ト配線基板における穴位置を示す穴位置情報を入力し
て，各スルーホールの中心位置の情報を記録しておく。
上記穴位置情報は，予め前記穴基板やスルーホール穿孔
用のＮＣデータなどにより，スルーホールの中心座標を
割り出したデータを用いる。

【００２８】この穴位置情報は，どの径のスルーホール
が製品基板のどの辺りにあるかという情報であり，後述
する穴認識領域生成部で処理され，穴判定部へ送られ
て，穴計測認識部からの上記穴計測信号と照合されて，
正確なスルーホール判定に供される。穴認識領域生成部
においては，上記穴情報メモリ部の穴位置情報を入力し
てこれを必要補正量に従って拡大処理をする。そして，
穴判定部において穴計測信号の情報から真の穴検知情報
のみを選択するための穴認識有効信号を作成する。

【００２９】また，上記検査部においては，上記穴認識
マスク処理部から送られる穴マスク画像と，製品基板の
パターン画像を入力して，パターン画像に穴マスク画像
をマスクし，前記従来例に示したごとく，配線パターン
における断線，ショート，欠け等の欠陥形状を検出す
る。上記パターン画像は２値画像である。このパターン
画像は，穴認識マスク処理部における信号処理の遅延に
基づく穴マスク画像の遅延入力と同期させるため，上記
穴計測認識部において遅延処理しておくことが好まし
い。

【００３０】

【作用及び効果】本発明の検査装置においては，製品基
板の配線パターンが撮像装置により穴計測認識部に送信
される。穴計測認識部においては上記のごとく穴計測を
行なってスルーホールを認識し，その穴計測信号は穴判
定部へ入力される。

【００３１】一方，穴情報メモリ部においては，予めス
ルーホールの大略の位置を示す穴位置情報が記録されて
いる。そこで，この穴位置情報を穴認識領域生成部へ送
る。穴認識領域生成部においては，これを上記のように
処理し，穴認識有効信号として穴判定部へ送信する。

【００３２】穴判定部においては，上記穴認識有効信号
と，上記穴計測認識部からの穴計測信号とを照合し，該
穴計測信号で示された穴が真のスルーホールであるか否
か判定する。つまり，前記従来例に示したごとく，配線
パターンの囲み部分〔図２２（Ｂ）〕などの誤報でない
か判定する。これにより，真のスルーホールのみが検知
される。

【００３３】そこで，この真のスルーホールのみが穴検
知記号として穴マスク生成部へ送られる。そして，この
穴マスク生成部において，スルーホールにマスクするた
めの穴マスク画像が作られ，該穴マスク画像は検査部ヘ
送信される。次に、上記検査部において，上記穴マスク
画像が配線パターンのスルーホールに対してマスクさ
れ，配線パターンの欠陥形状が検査され，その結果は表
示端末等のデータ集計手段に送られる。

【００３４】本発明においては，上記穴計測認識部にお
いて製品基板の穴を計測認識すると共に，予め記録して
おいた穴位置情報に基づく穴認識有効信号とを穴判定部
で照合して真のスルーホールを検知している。そのた
め，真のスルーホールのみをピックアップでき，従来の
ごとくスルーホールの誤報を生ずることがない。

【００３５】それ故，真の穴マスク画像を作成すること
ができる。また，そのため，必要部分のみに最小の穴マ
スク画像を施すことができる。また，従来の光透過方法
に比してコストも安い。したがって，本発明によれば，
スルーホールを正確に検出して真の穴マスク画像を作成
でき，コストも安いプリント配線基板の検査装置を提供
することができる。

【００３６】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる，プリント配線基板の検査装置
につき，図１〜図３により説明する。該検査装置は，検
査すべき製品基板であるプリント配線基板１０における
配線パターン１１を読み取る撮像装置２１と，該撮像装
置２１からのパターン画像と後述する穴マスク画像とに
基づいて真の欠陥データであるか否かを選別する検査部
３１と、上記撮像装置２１と検査部３１との間に設けら
れた穴認識マスク処理部４と，上記欠陥データを集計す
るデータ集計手段としての表示端末３３とよりなる。

【００３７】上記穴認識マスク処理部４は，穴計測認識
部４１と穴判定部４４と穴マスク生成部４５とを有する
と共に，穴情報メモリ部４２と穴認識領域生成部４３と
を有する。上記撮像装置２１と穴計測認識部４１との間
には，撮像されたアナログ像をディジタル信号に変える
Ａ／Ｄ変換部２２と，この信号を２値画像信号のパター
ン画像に変える２値化部２２１とを有する。

【００３８】また，穴認識マスク処理部４には，穴計測
認識部４１等の各ブロックへ駆動クロックを送るタイミ
ング発生部４６とを有する。また，図１に示すごとく，
検査部３１と表示端末３３との間にはマスタＣＰＵ３
２，該マスタＣＰＵ３２と上記穴計測認識部４１等の各
ブロックの間には，穴処理ＣＰＵ部４９が設けてある。

【００３９】穴計測認識部４１等の各ブロックの機能に
ついては，後に具体例と共に説明するが，ここで本例の
検査装置の作用効果の概要を示す。まず，撮像装置２１
で撮像された配線パターン１１は，Ａ／Ｄ変換器２２，
２値化部２２１を経て，２値画像信号として穴計測認識
部４１に入る。穴計測認識部４１においては，配線パタ
ーン１１におけるスルーホールが計測認識され，その穴
計測信号が穴判定部４４に送られる。一方，穴情報メモ
リ部４２には，穴基板（図示略）から得た穴位置情報が
予め記録されている。

【００４０】この穴位置情報は，上記穴認識領域生成部
において拡大されて穴認識有効信号となり，穴判定部４
４に対して上記穴計測信号と同期して入力される。そし
て，両者が照合されて，真のスルーホールのみについて
の穴検知信号が穴マスク生成部４５に送られる。ここ
で，穴マスク画像が作成され該穴マスク画像は検査部に
送られる。

【００４１】また，上記穴計測認識部４１において遅延
処理されたパターン画像が上記穴マスク画像と同期して
検査部３１に入力される。そして，検査部３１におい
て，従来と同様に，パターン画像のスルーホールに対し
て穴マスク画像がマスクされ，パターン画像における欠
陥形状が選別される。欠陥形状に関する欠陥データは，
マスタＣＰＵ３２を経て表示端末３３に表示される。

【００４２】次に，各ブロックについて，具体的に説明
する。まず，穴計測認識部４１においては，上記パター
ン画像の入力画像をもとに，スルーホールの計測を行な
う。この計測法として図２に示すごとく，放射状測定法
を用いる。この方法は，一応スルーホール９１であると
検出された部分について，スルーホール９１の内部にお
いて測定中心点Ｙを中心に８方向に放射状に計測する。

【００４３】そして，指定半径（例えば，０．２ｍｍ）
±許容値（例えば５０μｍ）の中に，ランド９２がある
か否かを各計測方向について判定し，出力する。この出
力線は８本となり，各出力線上には，図３に示すごと
く，ＯＫ（ランドあり）又はＮＧ（ランドなし）が出力
される。上記ＮＧは，図２に示すごとくランドに座切れ
があり，ランドなしと判定されている。

【００４４】即ち，測定中心点からの出力線ａ〜ｈの８
本の中，ａ〜ｅはランドがあり，かつ中心点からランド
までの距離が指定条件を満たすためＯＫとされ，残りは
ランドがないためＮＧとされる。また，図３に示すごと
く，上記出力は穴計測信号として穴判定部へ送られる。
また，穴計測認識部４１に入力されたパターン画像は，
遅延処理されて，遅延パターン画像として検査部３１へ
送信される。

【００４５】上記の計測は，図４，図５に示すごとく，
入力画像信号より任意の画素抽出を行ない，次に図７，
図８に示すごとくエンコーダによって抽出画素のパター
ンのコード化を行ない，加えて図６，図７に示すごと
く，ルックアップテーブルを用いて，パターン・コード
をもとに各方向のオペレーション単位にＯＫ，ＮＧ判定
をくだすという一連の流れの中で行われる。

【００４６】さて，図４は，画素抽出を行うための回路
部分を示しており，ラインメモリとシフトレジスタを組
み合わせて構成されている。また，図５は，上記８方向
の計測における抽出画素の位置関係を，図４の表示と対
応させて示している。

【００４７】基本的に主走査方向の遅延をシフトレジス
タで，一方副走査方向の遅延をラインメモリで構成して
いるが、多段の主走査方向の遅延は，回路規模を小さく
する為にラインメモリを使用している。例えば，図４に
おいて，ラインメモリの中，ａ５〜ａ０及びｅ０〜ｅ６
は，主走査１ライン単位の遅延であり，また先頭のａ６
のみ１ライン内遅延になっている。この画素抽出過程に
より，大きな処理遅延が生じるが，これを補正する意味
で，副走査方向のラインメモリ部末端より，遅延が生じ
た２値画像信号をとり出し，検査系へ出力している。

【００４８】この２値画像信号は，最終的に穴マスク画
像と位置を適合させなければならない為，この画像抽出
部分以降生じる穴処理の遅延も計算し，副走査単位で最
終の穴マスク画像と適合する様な遅延量にしている。計
測に必要な段数以上にラインメモリを使用している理由
がこれである。この様にして，計測に必要な縦横斜めの
抽出画素を得る。以降この画素の状態を計数してスルホ
ールの認識を行なっていく。

【００４９】また，図６は，抽出画素の計測，認識部分
の回路概要を示している。この回路は，ルックアップテ
ーブルをＳＲＡＭで構成した例である。図７は，上記の
穴計測の信号処理を示している。入力された抽出画素
（ａ０〜ａ６）はエンコーダでコード化されて，穴の半
径長さ判定用のルックアップテーブルに入り，穴計測信
号として，前記のごとく，ＯＫ又はＮＧとして出力され
る。

【００５０】上記エンコーダにおいては，図８に示すご
とく，入力画素パターンから，ａ０から始まるＬレベル
部分の連続長さをコード化する。図８において，「１」
は，抽出画素ａ０〜ａ６の中における，パターン部分の
存在を示している。出力コードは，ａ０からａ６方向へ
Ｌレベル部分の連続長さを計数していった時に，最初に
Ｈレベル（即ち「１」）に突き当たった時点での計数値
を意味している。

【００５１】即ち，上記においては，一方向に並んだ抽
出画素を１つのエンコーダに入力する。ここでは，計測
オペレータの中心に最も近い画素をＬＳＢ（最下位ビッ
ト）に見たて，ＬＳＢからの連続したゼロ値（即ち，
“Ｌ”レベル画素）の数をバイナリ・コードに変換して
出力している。

【００５２】次に，このコード値を，半径長判定用ルッ
クアップテーブルが取り込む。ここにおいて指定半径長
さ許容値に適合するコードが入力された時のみ，１ｂｉ
ｔの出力線がＯＫを意味する信号レベルになる。これを
穴計測信号と呼ぶことにする。このルックアップテーブ
ルの判定内容は製品基板によって変わる為，ＳＲＡＭで
構成し，「穴処理ＣＰＵ」によって自在に設定する方法
が良い。

【００５３】また，エンコードする画素数が少なくてよ
いのであれば，エンコーダも含めてルックアップテーブ
ルと一体化したＳＲＡＭロジックで組んでもよい。上記
の様な計測認識ブロックが８方向分あれば，前記図３に
示した穴計測認識部ができ上がる。次に，穴情報メモリ
部４２につき示す。穴情報メモリ部においては，穴基板
を撮像した際の穴検知結果，又はスルーホール穿孔時の
ＮＣ（数値制御）データから割り出した穴位置情報を保
存する。

【００５４】検査時においては，穴中心情報の名目でデ
ータを出力する。この穴情報メモリ部は，図９に示すご
とく，完全ビットマップ式の情報メモリとして構成する
ことができる。しかし，これでは穴情報メモリ部の容量
が不足する場合には，穴中心座標を主体に保存し，ＣＰ
Ｕか専用ＤＭＡＣによりビットマップ式小容量バッファ
に変換転送する構成とすることもできる。

【００５５】次に穴認識領域生成部４３について示す。
穴認識領域生成部４３においては，図１０に示すごと
く，穴情報メモリ部４２からの穴中心情報を元に，この
情報信号を２次元的に任意に拡大して，穴認識有効信号
として出力するための空間フィルターを用いる。

【００５６】即ち，図１０に示すごとく，例えば情報分
解能を１００μｍとして，穴位置情報４３１を画素に見
たて，これを穴中心信号を中心として更に２００μｍ拡
大させる。そして，これを穴認識有効信号４３２とな
し，これをシリアルに穴判定部へ出力する。穴位置情報
の拡大率は，ＮＣデータや穴基板の穴位置と，製品基板
の穴位置とのズレ量に応じた値に設定することになる。

【００５７】次に，穴判定部４４について示す。ここで
は，図１１に示すごとく，穴計測認識部４１の出力（本
例では８ビット分）である穴計測信号と，穴認識領域生
成部の出力（１ビット分）である穴認識有効信号を入力
とし，両信号が合致したとき，穴計測信号が真のスルー
ホールを示していると判定して，穴検知信号を出力す
る。

【００５８】即ち，穴処理ＣＰＵ部４９（図１）のＩ／
Ｏポート３ｂｉｔを本ブロックに接続し，８方向の穴計
測信号がどの条件の時に穴判定を下すかの選択信号とし
てみる（１本〜８本を，３ｂｉｔコード：０〜７にみた
てる）。この時，連続ＯＫ本数を５本（３ｂｉｔコード
の場合，４と表すことにする）と設定すると前記図２に
示した座切れスルホールの場合，ａ〜ｅの５本が連続し
てＯＫとなっているからこの条件に適合していることに
なる。

【００５９】加えて，穴認識有効信号が有効，即ち論理
レベルが１になっていれば穴であることの判定が成さ
れ，穴検知信号が“検知”側の論理レベルで出力される
（穴検知信号）。この様にしてスルホールが認識され
る。注目すべきこととしては，連続ＯＫ本数を増やすに
従って座切れスルホールの認識能力が低下し，逆にすれ
ば認識能力が向上することがある。

【００６０】本例では，穴認識有効信号により穴近傍で
のみ穴認識が働く為，この条件をゆるめて座切れスルホ
ール検知力を向上させても，余分な誤認識を発生させる
危険が非常に少ない。従って例えば，図１２（Ａ）に示
すごとく，ミニバイヤホール９１０において，その座切
れ９２３の開口角が１８０度未満の場合は良品とするな
らば，連続ＯＫ本数を５本にすればよく，しかもこの場
合，誤認識も発生しない。

【００６１】一方図１２（Ｂ）は，単なる開口状パター
ン９３４を示しており，このような場合はスルーホール
と判定されない例を示している。即ちこの場合には，連
続ＯＫ本数は５本で，図１２Ａのミニバイヤホール９１
０と同じである。しかし，この時穴判定部に入力される
穴認識有効信号は無効になっているはずである。即ち，
ＮＣデータ及び穴基板からの情報には，開口状パターン
９３４近傍にミニバイヤホールの存在を示す情報が無い
のである。そのため，スルーホールとして計測認識され
ることはない。

【００６２】次に，穴マスク生成部４５につき説明す
る。ここでは，上記穴検知信号を基に穴マスク画像を生
成する。本例においては，回路規模は大きいが，原理が
単純な拡大空間フィルタを用いる方法につき，図１３を
用いて説明する。

【００６３】回路構成としては，前記穴認識領域生成部
４３と同じで，ラインメモリにて副走査方向の拡大枠を
作り，シフトレジスタで主走査方向の拡大枠を形成す
る。シフトレジスタ出力を抽出画素として，拡大処理を
行なう。拡大処理自体はＳＲＡＭロジックにて行なう。

【００６４】また，穴検知信号を穴径分だけ拡大させる
ことで，穴マスク画像を作成している。また，最終的な
穴マスク画像と，図１〜図３に示すごとく穴計測認識部
４１を通して遅延させたパターン画像とは，検査部３１
に同期入力させて適合する必要がある。そのため，本例
では，穴検知信号の段階で「１ライン＋α」分だけ遅延
させ，パターン画像と主走査方向で位置合せしている。
副走査方向の位置合せは，既に上記したように，穴計測
認識部４１において２値画像（パターン画像）側で行な
われている。

【００６５】次に，穴処理ＣＰＵ部４９（図１）は，穴
認識マスク処理部４における各ブロックの内部条件の設
定と，マスタＣＰＵとの通信，データ転送を行なう為の
ＣＰＵである。次に，タイミング発生部４６は，穴認識
マスク処理部４における動作タイミングを生成するもの
である。即ち，画素クロック（撮像装置の駆動周波数と
同じ），撮像装置の走査イネーブル信号，穴処理ＣＰＵ
部４９からのモード設定の３要素をもとにタイミングを
生成している。

【００６６】次に，検査部３１は，２値画像信号（パタ
ーン画像）と穴マスク画像をとり込み，穴マスク領域以
外の部分の検査処理を行なう。検査結果は，欠陥検出信
号としてマスタＣＰＵ３２へ転送する。次に，マスタＣ
ＰＵ３２は装置全体を統括するＣＰＵであり，表示端末
３３は表示及び操作用の端末である。これらは，各ブロ
ックへの動作モードの指令，欠陥情報の集計等を行う。

【００６７】以上は，説明上，１種類の穴処理しか行っ
ていないが，径が異なる複数穴を認識マスク処理する必
要性が現実にはある。その為には，次に示すごとく，各
ブロックを構成する。即ち，穴計測認識部４１は，抽出
画素をエンコードするまでは一系統でよいが，その結果
から穴計測信号を導き出す，半径長判定用ルックアップ
テーブルを複数設ける。そして，異なる穴径に対応した
判定を並列に行う。

【００６８】次に，穴情報メモリ部は，処理すべきスル
ホール径に応じてビット単位別にメモリーに保存する。
メモリの容量によって，同時処理できる穴径の数が決ま
る。次に，穴認識領域生成部は同時処理する穴種分の処
理回路が必要である。これにより穴径別の穴認識有効信
号が得られる。

【００６９】次に，穴判定部は，穴認識領域生成部と同
様に，穴種類分が必要である。穴径によって連続ＯＫ本
数を使い分けられるメリットもある。次に，穴マスク生
成部は，拡大空間フィルター方式では穴種類分の処理回
路が必要となる。

【００７０】次に，図１４（Ａ），（Ｂ）には，穴情報
メモリ部における穴位置情報，スルーホール，穴マスク
画像の関係を示した。図１４（Ａ）に示すごとく，穴計
測認識部において得られた穴計測信号のスルーホール９
１に対して，穴位置情報の穴中心座標Ｙの±１００μｍ
の領域を穴認識有効信号のエリア４２５とする。そし
て，このエリアがスルーホール中心に重なっていれば，
図１４（Ｂ）に示すごとく，そのスルーホールに対する
穴マスク画像を作成する。

【００７１】次に，穴情報メモリ部における穴位置情報
の登録工程について，図１５に示す。同図は，穴基板を
基に穴位置情報を登録する場合について示している。同
図において，ステップＳ１０１〜Ｓ１０３は，マスタＣ
ＰＵからの指示で穴処理ＣＰＵ部が実行する。

【００７２】このうち，Ｓ１０３のステップ（「穴判定
部」の設定）は，本作業の中で重要なポイントである。
即ち，穴基板上にはスルーホールと同じドリル穴が存在
するのみであるから，連続ＯＫ本数は真円の８本が望ま
しく，また穴情報登録過程であるから穴認識有効信号と
は関係なく穴計測信号の情報だけから穴判定すべきであ
り，Ｓ１０３のステップでは以上の設定を行っている。
Ｓ１０４〜Ｓ１０７はハードウェア処理である。Ｓ１０
８，１０９はマスタＣＰＵに対する穴処理ＣＰＵの処理
である。

【００７３】次に，図１６，図１７は，穴位置情報から
穴マスク画像の作成及び検査部における，穴認識マスタ
処理を示している。両図において，Ｓ２０１〜Ｓ２０５
は，マスタＣＰＵからの指示に基づき穴処理ＣＰＵが実
行される。また，Ｓ２０６〜Ｓ２１６はハードウェア処
理である。上記のごとく，本例によればスルーホールを
正確に検出して真の穴マスク画像を作成することができ
ると共に従来の検査機に穴認識マスク処理部を付加する
のみで実現できる為，コストも安い。

【００７４】実施例２ 本例においては，スルーホールと共にノンスルーホール
を測定する場合の例を示す。即ち，プリント配線基板に
は，導電用のスルーホールの他に，ノンスルーホールが
ある。

【００７５】ノンスルーホールとは，ドリル穴だけのも
のであり，その存在目的としては，部品のネジどめ穴，
シートを後工程でピース単位に分割する為のミシン目な
どである。この様なことからノンスルーホール周辺に
は，検査すべき配線パターンが存在しない。また，ドリ
ル穴だけであるから，反射光方式では撮像が基本的に不
可能であり，プリント配線基板の欠陥形状検査において
は特に問題はないといえる。

【００７６】しかし，ノンスルーホール８０のエッジが
図１８（Ａ）に符号８４で示すごとく，周囲より白くな
っている場合には，図１８（Ｂ）に符号８５で示すごと
く，エッジ部分だけが２値画像上に現れてしまう事が時
々発生する。このエッジ情報は，残銅や線欠け等に誤判
定してしまうことがある。そのため，この部分のマスキ
ングが必要なことがある。

【００７７】そこで本実施例においては，図１９に示す
ごとく，本発明にかかる穴認識マスク処理部４（図１）
と並行して，ノンスルーホールの穴についてのみのマス
ク処理部４８を設けたものである。ノンスルーホール用
マスク処理部４８は，前記従来例に示した，穴位置方法
により，穴マスク（穴マスク画像）を作成する。

【００７８】ノンスルーホールは，スルーホールのごと
くランドによる反射光がないため，上記穴位置方法が採
用できる。穴位置方法の問題点として，穴マスク画像を
ドリル穴径よりも大きくする必要があるが，ノンスルー
ホールの場合，近傍に検査すべきパターンが無い為，問
題にはならない。

【００７９】そして，スルーホール用穴マスク画像とノ
ンスルーホール用穴マスク画像とは，穴マスク合成部４
８０において合成し，その穴マスクを検査部３１へ送
り，実施例１と同様に配線パターンの欠陥形状検査に供
する。本例によれば，スルーホールとノンスルーホール
の両者について，正確な穴マスク画像を適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，プリント配線基板の検査装
置のプロック回路図。

【図２】実施例１における，穴計測認識部の計測の説明
図。

【図３】実施例１における，穴計測認識部の信号処理説
明図。

【図４】実施例１における，穴計測認識部の画素抽出部
分の回路概要図。

【図５】実施例１における，穴計測認識部の抽出画素の
位置関係を示す説明図。

【図６】実施例１における，穴計測認識部の抽出画素の
計測認識部分の回路概要図。

【図７】実施例１における，穴計測認識部の抽出画素の
エンコーダ処理の説明図。

【図８】実施例１における，穴計測認識部のエンコーダ
処理のコード説明図。

【図９】実施例１における，穴情報メモリ部の説明図。

【図１０】実施例１における，穴認識領域生成部の説明
図。

【図１１】実施例１における，穴判定部の説明図。

【図１２】実施例１における，穴判定部における，穴判
定の説明図。

【図１３】実施例１における，穴マスク生成部の説明
図。

【図１４】実施例１における，スルーホールと穴認識有
効信号と穴マスク画像の関係を示す説明図。

【図１５】実施例１における，穴位置情報の登録を示す
フローチャート。

【図１６】実施例１における，穴認識マスク処理のフロ
ーチャート。

【図１７】図１６に続くフローチャート。

【図１８】実施例２におけるノンスルーホールの説明
図。

【図１９】実施例２におけるブロック線図。

【図２０】従来例における，スルーホールとランドの説
明図。

【図２１】従来例における穴位置方法の説明図。

【図２２】従来の穴認識方法の説明図。

【符号の説明】

１０・・・プリント配線基板， ２１・・・撮像装置， ４・・・穴認識マスク処理部， ４１・・・穴計測認識部， ４２・・・穴情報メモリ部， ９１・・・スルーホール， ９２・・・ランド， ９２１・・・座残り， ９２３・・・座切れ， ９３・・・リード線，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査すべき製品基板であるプリント配線
   基板上の配線パターンを読み取る撮像装置と，該撮像装
   置からのパターン画像と後記の穴マスク画像とに基づい
   て真の欠陥データであるか否かを選別する検査部と，上
   記撮像装置と検査部との間に設けられた穴認識マスク処
   理部と，上記欠陥データを集計するデータ集計手段とよ
   りなり，上記穴認識マスク処理部は，上記パターン画像
   に基づいて基材レベルの画像の連続性を計測すると共に
   穴であることを認識するための穴計測認識部と，該穴計
   測認識部からの穴計測信号と後記の穴認識領域生成部か
   らの穴認識有効信号とを入力すると共に両信号を比較照
   合して最終的な穴判定を行なって穴検知信号を出力する
   穴判定部と，該穴判定部からの穴検知信号を入力して，
   上記パターン画像における穴部分にマスクを施すための
   穴マスク画像を作製すると共に該穴マスク画像を上記検
   査部へ送信する穴マスク生成部と，プリント配線基板に
   おける穴の位置を示す穴位置情報を記録する穴情報メモ
   リ部と，該穴情報メモリ部の穴位置情報を入力してこれ
   を必要補正量分拡大すると共に，上記穴計測信号から真
   の穴検知情報を選択するための穴認識有効信号を上記穴
   判定部へ送信する穴認識領域生成部とを有することを特
   徴とするプリント配線基板の検査装置。