JPH07325044A

JPH07325044A - プリント基板のパターン検査装置

Info

Publication number: JPH07325044A
Application number: JP7143317A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hoki; 哲夫法貴
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JP2942171B2

Abstract

(57)【要約】【目的】検査処理全体としてのスループットを向上さ
せること。【構成】プロセッサ４２０、４３０は、導電性パター
ンが形成されたプリント基板のパターン検査を、ランド
切れやピンホール欠陥など２種類の検査項目に関して行
うことができる。エッジ抽出回路及びエッジ拡大回路６
００は、プリント基板のイメージまたはそれと実質的に
等価なイメージから導電性パターンのエッジを抽出して
エッジイメージを生成するとともに、エッジイメージの
各部分の幅を拡大して拡大エッジイメージを生成する。
切換手段４２０、４３０、４５０は、プリント基板のイ
メージのうち拡大エッジイメージで規定される領域とそ
れ以外の領域とにおいて、プロセッサ４２０、４３０に
おける検査項目を相互に切換える。これにより、欠陥の
発生部位を考慮した的確なパターン検査が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プリント基板のパタ
ーン検査装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】周知のように、プリント基板において
は、その片面または両面に配線等のための導電性パター
ンが形成されるとともに、多くのスルーホールが基板を
貫く方向に形成されている。そして、これらの導電性パ
ターンやスルーホールが許容誤差以内の正確さで形成さ
れているか否かを検査するために、種々のタイプの光学
的外観検査装置（パターン検査装置）が利用されてい
る。

【０００３】図２４はプリント基板上の導電性パターン
の例を示す部分平面図であり、導電性パターンは配線パ
ターン９０１やランド９０２、それに実装される電子部
品の静電シールドを行うためのシールド部９０３などを
含んでいる。また、図示していないが、各ランド９０２
にはスルーホールが形成されている。そして、光学的パ
ターン検査装置ではこのような導電性パターンやスルー
ホールのイメージを光学的に読取り、そのイメージに基
づいてプリント基板のパターン検査を行う。被検査対象
となる導電性パターンとしては、図２４に例示したＳＭ
Ｔ(Surface Mount Technology)リード端子パターンのほ
か、多層プリント基板において電源用（または接地用）
導電パターンと信号配線パターンとが混在したミックス
パターンなどもある。

【０００４】

【従来の技術】ところで、従来のパターン検査装置で
は、検査対象となる基板表面全体について単一の基準で
検査を行うように構成されている。したがって、たとえ
ば所定サイズ以上のピンホールは基板表面上のいずれの
位置に存在していても「欠陥」として判定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同じ種
類の欠陥であってもそれが存在する位置によって品質管
理上の重要度は異なっている。たとえば図２４の配線エ
リア９１０では微小な欠陥でもこのプリント基板にとっ
ては致命的な欠陥となる可能性が高いが、シールド部９
０３の中央エリア９１１では微小な欠陥がプリント基板
の品質に大きな影響を与えることはない。このため、従
来のパターン検査装置によって不良品であると判定され
たプリント基板の中には、上記中央エリア９１１のみに
微小欠陥が存在するものなどのように、本来は良品とし
て利用できるものが混在している。したがって、不良品
と判定されたプリント基板が本来の不良品であるか否か
の煩雑な確認作業が必要となっており、検査処理全体と
してのスループットが低いという問題がある。

【０００６】

【発明の目的】この発明は従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、品質管理上の重要度が高いエリ
アとそれ以外のエリアとを区別しつつパターン欠陥を検
出可能であり、後工程における確認作業を省略または簡
略化させることによって検査処理全体としてのスループ
ットを向上させることができるプリント基板のパターン
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】この発明は、絶縁性基板
の表面上に導電性パターンが形成されたプリント基板の
イメージを読取り、当該イメージに基づいて前記プリン
ト基板のパターン検査を行う装置を対象としており、こ
の装置に、(a) 前記プリント基板のパターン検査を２種
類の検査項目に関して行う処理手段と、(b) 前記プリン
ト基板のイメージまたはそれと実質的に等価なイメージ
から前記導電性パターンのエッジを抽出してエッジイメ
ージを生成するエッジ抽出手段と、(c) 前記エッジイメ
ージの各部分の幅を拡大して拡大エッジイメージを生成
するエッジ拡大手段と、(d) 前記プリント基板のイメー
ジのうち前記拡大エッジイメージで規定される領域とそ
れ以外の領域とにおいて、前記処理手段における検査項
目を相互に切換える切換手段とを設けている。

【０００８】なお、この発明における「検査項目の切換
え」とは、上記２種類の検査項目を上記２つの領域で切
換えることを意味する。たとえば拡大エッジ領域ではラ
ンド切れ検査を行い、非エッジ領域ではそのかわりにピ
ンホールの検査を行うというような切換えがこれに相当
する。

【０００９】

【作用】この発明においては、導電性パターンのエッジ
周辺のエリアに発生する欠陥が品質管理上において重要
であることに着目する。配線パターンにおいてはもちろ
んであるが、シールド部などにおいてもそのエッジ周辺
の欠陥は、基板製造の後工程で別の欠陥に関連しやす
く、信頼性の低下を伴うこともある。この発明では、エ
ッジ抽出手段とエッジ拡大手段との組合わせによってそ
のようなエリアを「拡大エッジイメージ」として把握す
る。そして、プリント基板のイメージのうち、この拡大
エッジイメージで規定される拡大エッジ領域とその他の
非エッジ領域とで検査項目を切換えることにより、欠陥
の発生部位を考慮した的確なパターン検査が可能とな
る。

【００１０】

【実施例】

＜Ａ．機構的構成＞図１はこの発明の一実施例であるプ
リント基板検査装置１０の切欠き平面図であり、図２は
その側面図である。この装置１０は下部ハウジング１１
と上部ハウジング１２とを備えており、下部ハウジング
１１の上面開口付近には、水平方向に移動テーブル１３
が設けられている。移動テーブル１３は矩形フレーム１
４の中にガラス板１５を取付けた構造となっており、こ
のガラス板１５の下面１５ａはスリ面となっている。そ
して、ガラス板１５の上面１５ｂ上にプリント基板２０
が載置されて、このガラス板１５によって支持される。

【００１１】図３に示すように、プリント基板２０はガ
ラスエポキシによって形成された絶縁ベース板２１とそ
の両面にスクリーン印刷法あるいはフォトエッチング法
によって形成された銅製のプリントパターン（導電性パ
ターン）２２とを有している。プリントパターン２２は
配線パターン部分２３とランド２４とのほか、シールド
部２７を有しており、ランド２４中にはこのプリント基
板２０を貫通するスルーホール２５が形成されている。
スルーホール２５は、通常スルーホール２５ｔとミニバ
イアホール２５ｍとの２つの種類のホールに分類され
る。通常スルーホール２５ｔは電子部品の実装に用いら
れる比較的大径のホールであり、ミニバイアホール２５
ｍは絶縁ベース板２１の表面と裏面との電気的接続を行
うための小径のホールである。これらのスルーホール２
５ｔ，２５ｍのいずれもその内壁面に導電性金属のメッ
キが施されている。

【００１２】図１および図２に戻って、フレーム１４は
一対のガイドレール１６上をスライド可能であり、この
ガイドレール１６に平行な方向にボールネジ１７が伸び
ている。フレーム１４に固定されたナット１９がこのボ
ールネジ１７に螺合しており、モータ１８によってボー
ルネジ１７を回転させると移動テーブル１３は水平（±
Ｙ）方向に移動する。

【００１３】一方、上部ハウジング１２の内部にはイメ
ージ読取りシステム５０が設けられている。イメージ読
取りシステム５０の中央上部には、水平（±Ｘ）方向に
伸びた光学ヘッドアレイ１００が配置されている。この
光学ヘッドアレイ１００は８個の光学ヘッドＨ０〜Ｈ７
を備えており、これらの光学ヘッドＨ０〜Ｈ７は支持材
１０１によって等間隔に支持されている。この支持材１
０１はガイド材１０２上を（±Ｘ）方向にスライド可能
であり、ガイド材１０２は一対の側部フレーム材５１
ａ，５１ｂに固定されている。また、支持材１０１は、
ナット（図示せず）とボールネジ１０４とを介してモー
タ１０３に結合されている。したがってモータ１０３を
回転させると、光学ヘッドＨ０〜Ｈ７は支持材１０１と
ともに（±Ｘ）方向に移動可能である。

【００１４】光学ヘッドＨ０〜Ｈ７の下方には透過照明
用光源１２０が配置されている。この光源１２０は、多
数の赤外線ＬＥＤを（±Ｘ）方向に配列したものであっ
て、実質的に線状光源として機能する。この光源１２０
は支持杆１２１，１２２によって側部フレーム５１から
支持されている。また、光学ヘッドＨ０〜Ｈ７のそれぞ
れの下部には落射照明用光源１１０が取付けられてい
る。この光源１１０は（±Ｘ）方向に伸びた赤色ＬＥＤ
の１次元配列を３組備えている。

【００１５】光学ヘッドアレイ１００の前後には押えロ
ーラ機構２００Ａ，２００Ｂが設けられている。これら
のローラ機構２００Ａ，２００Ｂは、プリント基板２０
がその下方に送られてきたときに、基板２０を押えてそ
の位置ずれとたわみとを防止するために設けられてい
る。

【００１６】また、上部ハウジング１２中には、各種の
データ処理や動作制御を行うためのデータ処理装置３０
０が配置されている。

【００１７】＜Ｂ．概略動作＞この検査装置１０の細部
構成を説明する前に、この装置１０の概略動作について
述べておく。まず、図１および図２の状態でプリント基
板２０がガラス板１５の上に載置される。そして所定の
スイッチがマニュアル操作されるとモータ１８が正回転
し、移動テーブル１３とともにプリント基板２０が（＋
Ｙ）方向へ移動する。また、光源１１０，１２０が点灯
する。

【００１８】テーブル１３の移動に伴ってプリント基板
２０がイメージ読取りシステム５０の位置へ至ると、光
源１１０からの落射照明によってプリントパターン２２
（図３）のイメージが線順次に光学ヘッドＨ０〜Ｈ７で
読取られるとともに光源１２０からの透過照明によって
スルーホール２５のイメージが線順次に光学ヘッドＨ０
〜Ｈ７で読取られる。

【００１９】ところで、光学ヘッドＨ０〜Ｈ７は直線状
に配列されているが、それぞれの視野の間にはギャップ
があるため、プリント基板２０を（＋Ｙ）方向に移動さ
せても、その表面の画像全体を読取ることはできない。
そこで、プリント基板２０を（＋Ｙ）方向に移動させ終
った後にモータ１０３を駆動し、それによって光学ヘッ
ドＨ０〜Ｈ７の全体を（＋Ｘ）方向へと移動させる。そ
の移動量は光学ヘッドＨ０〜Ｈ７の相互配列ピッチの半
分とされる。そして、この移動の後にモータ１８を逆回
転させてプリント基板２０を（−Ｙ）方向に移動させつ
つ、光学ヘッドＨ０〜Ｈ７による配線パターン２２とス
ルーホール２５とのイメージの読取りを行う。

【００２０】その結果、図１中に実線矢印Ａ１で示すス
キャンと破線矢印Ａ２で示すスキャンとが実行されるこ
とになり、プリント基板２０の表面全域にわたるイメー
ジの読取りが実現される。読取られたイメージはデータ
処理装置３００に与えられ、所定の基準に従ってプリン
トパターン２２とスルーホール２５との良否が判定され
る。

【００２１】＜Ｃ．光学ヘッドの詳細＞図４は光学ヘッ
ドＨ０の内部構成を示す模式的側面図である。この図４
はひとつの光学ヘッドＨ０についてのものであるが、他
の光学ヘッドＨ１〜Ｈ７もこれと同一の構造を有してい
る。

【００２２】落射照明用光源１１０は正反射用光源１１
１と乱反射用光源１１２，１１３との組合せからなり、
各光源１１１，１１２，１１３のそれぞれは、波長λ₁
（＝600〜700nm）の赤色光を発生する赤色ＬＥＤの一次
元配列からなる実質的な線状光源である。

【００２３】これらの光源１１１，１１２，１１３から
の光は、プリント基板２０の上面のうち、その時点で光
学ヘッドＨ０の直下に存在する被検査エリアＡＲに向け
て照射される。

【００２４】一方、透過用光源１２０は、波長λ₂（＝7
00〜1000nm）の赤外光を発生する赤外ＬＥＤの１次元配
列からなっている。そして、この光源１２０は、プリン
ト基板２０の裏面のうち、被検査エリアＡＲの裏側に相
当するエリアに向けて（＋Ｚ）方向に赤外光を照射す
る。

【００２５】落射照明用光源１１１，１１２，１１３か
ら被検査エリアＡＲに向けて照射された赤色光はこの被
検査エリアＡＲで反射される。また、透過照明用光源１
２０から照射された赤外光のうちスルーホール２５に向
かう部分はスルーホール２５を透過する。そして、これ
らの反射光と透過光とは、空間的に重なり合った複合光
として光学ヘッドＨ０へと向かう。

【００２６】この複合光は図４に示すように結像レンズ
系１４０を通ってコールドミラー１５０へと入射する。
コールドミラー１５０は赤外線のみを透過するミラーで
ある。したがって、上記複合光に含まれる光のうち赤色
光（すなわち、プリント基板２０の表面からの反射光Ｌ
Ｒ）はこのミラー１５０で反射されて（＋Ｙ）方向に進
み、第１のＣＣＤリニアイメージセンサ１６１の受光面
上で結像する。また、複合光に含まれる赤外光（スルー
ホール２５の透過光ＬＴ）はミラー１５０を透過して第
２のＣＣＤリニアイメージセンサ１６２の受光面上で結
像する。

【００２７】これらのＣＣＤリニアイメージセンサ１６
１，１６２は（±Ｘ）方向に１次元配列したＣＣＤ受光
セルを有している。このため、第１のリニアイメージセ
ンサ１６１では落射照明によるプリント基板２０の表面
の１次元イメージが検出され、第２のリニアイメージセ
ンサ１６２では透過照明によるスルーホール２５の１次
元イメージが検出される。そして、図１および図２に示
した移動機構によってプリント基板２０と光学ヘッドア
レイ１００とを相対的に移動させることにより、プリン
ト基板２０の各エリアがスキャンされ、各エリアについ
ての配線パターン２２とスルーホール２５との２次元イ
メージが把握される。

【００２８】＜Ｄ．電気的構成と動作＞＜D-1.全体構成＞図５はこの実施例における電気的全体
構成を示すブロック図である。各光学ヘッドＨ０〜Ｈ７
から得られる配線パターンイメージ信号ＰＳ₀〜ＰＳ₇と
スルーホールイメージ信号ＨＳ₀〜ＨＳ₇とは、Ａ／Ｄコ
ンバータ３０１によってデジタル信号に変換された後、
２値化回路３０２，３０３の組合せからなる回路３０４
へ与えられる。

【００２９】２値化回路３０２，３０３はそれぞれ所定
の閾値ＴＨ１，ＴＨ２とデジタル化された後のイメージ
信号ＰＳ₀，ＨＳ₀を比較し（図６参照）、閾値ＴＨ１，
ＴＨ２よりも信号ＰＳ₀，ＨＳ₀のレベルが高いときに
“Ｈ”となり、低いときに“Ｌ”となる２値化信号をそ
れぞれ出力する。他の光学ヘッドＨ１〜Ｈ７に対応する
２値化回路３０２，３０３も同様の構成となっている。

【００３０】このようにして得られた２値化済のイメー
ジ信号はパターン検査システム４００に与えられる。パ
ターン検査システム４００は各光学ヘッドＨ０〜Ｈ７に
対応して８個の検査回路ユニット４００ａ〜４００ｈを
有している。これらのユニット４００ａ〜４００ｈは各
光学ヘッドＨ０〜Ｈ７からのイメージ信号に基づいてプ
リントパターン２２やスルーホール２５の２次元イメー
ジを構築し、所定の基準に従ってその良否を判定する。

【００３１】データ処理装置３００にはまた、制御回路
３１０が設けられている。制御回路３１０は点灯回路３
１１，３１２を介して光源１１０，１２０に点灯／消灯
指令を与えるほか、モータ１８，１０３に駆動制御信号
を出力する。また、モータ１８にはロータリーエンコー
ダ１８Ｅが設けてあり、それによって検出されたモータ
回転角信号が制御回路３１０に取込まれる。この回転角
信号は、データ処理タイミングを規定する。

【００３２】また、制御回路３１０は、リニアイメージ
センサ１６１，１６２の読出しタイミングや各モータ１
８，１０３の同期制御のための同期制御回路３１４を有
している。

【００３３】＜D-2.前処理回路＞図７は検査回路ユニッ
ト４００ａの内部構成を示すブロック図であり、他の検
査回路ユニット４００ｂ〜４００ｈもこれと同様の構成
を有している。

【００３４】２値化回路３０２，３０３の出力であるイ
メージ信号ＰＳ，ＨＳはプリントパターン２２とスルー
ホール２５とのそれぞれの２次元イメージを表現するパ
ターン信号ＰＳおよびホール信号ＨＳとして前処理回路
５００に与えられる。前処理回路５００では、パターン
信号ＰＳとホール信号ＨＳとに基づいて種々の信号を生
成する。その主なものは次の通りである（図８参照）。

【００３５】補正済ホール信号ＣＨＳ。これは、ス
ルーホール２５の径を若干拡大したものに相当する信号
である。スルーホール２５の内壁にはメッキ層が形成さ
れているが、この内壁部分はパターン信号ＰＳとホール
信号ＨＳとのいずれにおいても検出されない場合がある
（特公昭６１−２５１９４号公報の第７図参照）。この
ため、ホール信号ＨＳを拡大補正し、そのような非検出
部分に起因する信号ＰＳ，ＨＳ間のギャップを埋める。
この補正済ホール信号ＣＨＳは、通常スルーホール２５
ｔに対応する信号ＣＨＳ_tと、ミニバイアホール２５ｍ
に対応する信号ＣＨＳ_mとを含んでいる。

【００３６】拡大ホール信号ＳＨＳ。この信号ＳＨ
Ｓは、補正済ホール信号ＣＨＳで表現されているホール
の径をさらに拡大して得られる信号であり、拡大通常ス
ルーホール信号ＳＨＳ_tと拡大ミニバイアホール信号Ｓ
ＨＳ_mとを含んでいる。

【００３７】穴埋め済パターン信号ＣＰＳ。これ
は、スルーホール２５に対応してパターン信号ＰＳに含
まれているヌケ部分（図６（ａ）の中央部分）を論理レ
ベル“Ｈ”で埋めた信号である。この信号ＣＰＳは、補
正済ホール信号ＣＨＳとパターン信号ＰＳとの論理和を
とることによって得ることができる（図９参照）。以
下、この信号ＣＰＳを「補正済パターン信号」とも呼
ぶ。

【００３８】なお、これらの信号は種々の目的で使用さ
れるが、図７では、以下の説明に必要な信号のみが前処
理回路５００から出力されるように描かれている。

【００３９】＜D-3.検査回路＞ところで、図７の検査回
路ユニット４００ａはパターン検査のために次のような
２種類の検査回路を備えている。

【００４０】ＤＲＣ（デザインルールチェック）回
路４２０。この回路４２０は、プリント基板２０上のパ
ターンの特徴、たとえば線幅やパターン角度、それに連
続性などを抽出し、それらが設計上の値から逸脱してい
るかどうかを判定することによって、プリント基板２０
の良否検査を行う回路である。このＤＲＣ法（特徴抽出
法）については、たとえば特開昭５７−１４９９０５号
公報に開示されている。

【００４１】比較検査回路４３０。この回路４３０
は、あらかじめ準備された基準プリント基板について得
られたイメージ信号と、検査対象となるプリント基板２
０から得られたイメージ信号とを比較照合し、それらが
相互に異なる部分を欠陥として特定する回路である。基
準プリント基板としては、検査対象となるプリント基板
２０と同一種類で、かつあらかじめ良品であると判定さ
れたプリント基板が用いられる。この方法（比較法）
は、たとえば特開昭６０−２６３８０７号公報に開示さ
れている。

【００４２】このように、この実施例装置は基準プリン
ト基板についての情報を必要とするため、検査対象とな
るプリント基板２０についてイメージ読取りを行う前に
基準プリント基板をテーブル１３上に載置してそのイメ
ージ読取りを行う。そして、この基準プリント基板の読
取りの際に前処理回路５００で生成された信号ＣＰＳが
画像メモリ４１０に与えられて記憶される。なお、この
画像メモリ４１０や後述する領域メモリ６３０（図１
０）のアドレス発生タイミング制御は、図５の同期制御
回路３１４によって行われる。

【００４３】＜D-4.エッジ抽出拡大＞前処理回路５００
（図７）で生成された信号のうち補正済パターン信号Ｃ
ＰＳは拡大エッジイメージ生成回路６００にも与えられ
る。図１０に示すようにこの回路６００はエッジ抽出回
路６１０，エッジ拡大回路６２０および領域メモリ６３
０を備えている。

【００４４】この回路６００の動作を説明する目的で、
基準プリント基板上のプリントパターンの一例が部分平
面図として図１１に示されている。このプリントパター
ン５５０は、シールド部（いわゆる銅ベタ部）５５１の
ほか、比較的細幅の配線パターン５５２，５５３を有し
ている。また、ランド５５４内にはスルーホール５５５
が形成されている。このようなパターンを読取ることに
よって得られた補正済パターン信号ＣＰＳは、エッジ抽
出回路６１０内のフリップフロップ回路６１１（図１
６）に与えられ、この回路６１１によって１画素分遅延
されて信号ＣＰＳ_aとなる。そして、信号ＣＰＳ，ＣＰ
Ｓ_aが排他的論理和（Ｅｘ．ＯＲ）ゲート６１２に与え
られる。図１１の一部分５６０を拡大した図１４（ａ）
において、同一時点でＥｘ．ＯＲゲート６１２に与えら
れている信号ＣＰＳ，ＣＰＳ_aによって表現される範囲
がそれぞれ実線と破線とで示されている。ただし、「主
走査」および「副走査」とは、それぞれ図１の（±Ｘ）
方向および（±Ｙ）方向に沿った画像走査を指してお
り、これらの方向の中の「＋」であるか「−」であるか
は、ＣＣＤリニアイメージセンサ１６１，１６２の画素
読出し方向やテーブル１３の移動方向に依存する。そし
て、図１４（ａ）において信号ＣＰＳとＣＰＳ_aとの相
互ずれエリア（斜線部）が、Ｅｘ．ＯＲゲート６１２の
出力信号ＥＳ_aによって表現される。

【００４５】補正済パターン信号ＣＰＳはまた、図１６
の１走査ライン遅延回路６１３にも与えられ、この回路
６１３によって１走査ライン分だけ遅延されて信号ＣＰ
Ｓ_bとなる。そして、信号ＣＰＳ，ＣＰＳ_bはＥｘ．ＯＲ
ゲート６１４に与えられる。図１４（ｂ）に示すよう
に、このＥｘ．ＯＲゲート６１４の出力信号ＥＳ_bは、
その時点でＥｘ．ＯＲゲート６１４に入力されている信
号ＣＰＳ，ＣＰＳ_bの相互ずれエリアを表現している。

【００４６】２つのＥｘ．ＯＲゲート６１２，６１４の
それぞれの出力信号ＥＳ_a，ＥＳ_bはＯＲゲート６１５に
与えられ、それらの論理和を示す信号ＥＳがこのＯＲゲ
ート６１５から出力される。この信号ＥＳは、図１４
（ｃ）および図１２に示すように、プリントパターン５
５０の各エッジ（輪郭線）を表現するエッジ信号となっ
ている。このエッジ信号ＥＳで表現されるエッジイメー
ジＥＩは有限の幅を持っている。図１４（ａ）〜図１４
（ｃ）中に示すように各走査方向に対して斜め方向に伸
びるエッジについては信号ＥＳ_a，ＥＳ_bが組合わされる
ことによってエッジイメージＥＩの幅は２画素分または
それ以上になる場合があるが、それ以外のエッジにおい
てはエッジイメージＥＩの幅は１画素分である。

【００４７】このようにして得られたエッジ信号ＥＳ
は、エッジ拡大回路６２０（図１７）内に設けた１ライ
ン遅延回路６２１の多段接続に与えられる。ｎを所定の
正の整数としたとき、１ライン遅延回路６２１は（２ｎ
−１）個設けられている。これらの１ライン遅延回路６
２１のそれぞれの遅延出力とエッジ信号ＥＳとはＯＲゲ
ート６２２へ与えられ、それらの論理和信号ＥＳＬが得
られる。図１５（ａ）に示すように、この論理和信号Ｅ
ＳＬは、エッジイメージＥＩを副走査方向に２ｎ画素分
だけ拡大したイメージを表現している。

【００４８】この信号ＥＳＬはフリップフロップ回路６
２３の多段接続に与えられる。フリップフロップ回路６
２３もまた（２ｎ−１）個設けられており、それぞれが
一画素分の遅延作用を持っている。また、これらのフリ
ップフロップ回路６２３のそれぞれの出力と信号ＥＳＬ
とはＯＲゲート６２４に与えられる。図１５（ｂ）に示
すように、ＯＲゲート６２４の出力信号ＳＥＳは、エッ
ジイメージＥＩを主走査方向および副走査方向の双方に
おいてそれぞれ２ｎ画素分だけ拡大したイメージＳＥＩ
を表現している。この拡大エッジ信号ＳＥＳは領域メモ
リ６３０（図１０）に与えられ、この信号ＳＥＳが表現
する拡大エッジイメージＳＥＩがこの領域メモリ６３０
にストアされる。拡大エッジイメージＳＥＩの線幅の中
心は、主走査方向および副走査方向のいずれにおいても
エッジイメージＥＩの線幅の中心からｎ画素分だけずれ
ている。しかしながら、画像メモリ６３０からの拡大エ
ッジイメージＳＥＩの読出し時にｎ画素分だけ読出しタ
イミングをずらせることにより、このずれは補償可能で
ある。図１１のプリントパターン５５０についての拡大
エッジイメージＳＥＳの全体が図１３に示されている。

【００４９】＜D-5.検査動作＞基準プリント基板につい
ての以上の処理が完了した後、テーブル１３上の基準プ
リント基板が検査対象のプリント基板２０に取換えら
れ、この基板２０についてのイメージ読取りが開始され
る。このときに図７の前処理回路５００から出力された
信号ＣＰＳがＤＲＣ検査回路４２０と比較検査回路４３
０とに与えられる。また、画像メモリ４１０にストアさ
れていた基準プリント基板についての補正済パターン信
号ＣＰＳがこれと同期して読出され、比較検査回路４３
０に与えられる。

【００５０】ＤＲＣ検査回路４２０および比較検査回路
４３０ではこれらの入力信号に基づいてそれぞれの検査
処理を実行し、検査結果信号ＩＮＳ_a，ＩＮＳ_bを出力す
る。

【００５１】一方、前処理回路５００からの拡大ミニバ
イアホール信号ＳＨＳ_mは論理合成回路４５０に与えら
れる。また、これと同期して領域メモリ６３０（図１
０）からは拡大エッジ信号ＳＥＳが走査線順次に読出さ
れてこの論理合成回路４５０に与えられる。論理合成回
路４５０は、拡大ミニバイアホール信号ＳＨＳ_mと拡大
エッジ信号ＳＥＳとの論理積を求めることにより、拡大
エッジイメージＳＥＩ内で、かつミニバイアホール２５
ｍが存在しないエリア（以下、「重要検査エリア」と呼
ぶ）で“Ｈ”となり、それ以外では“Ｌ”となる検査制
御信号ＣＯＮＴを発生する。そしてこの検査制御信号Ｃ
ＯＮＴを検査回路４２０，４３０に与えることにより、
重要検査エリアとそれ以外のエリアとの間で検査モード
を切換える。ミニバイアホール２５ｍを拡大エッジイメ
ージから除外するのは、ミニバイアホール２５ｍには電
子部品を実装しないことと関係している。すなわち、ミ
ニバイアホール２５ｍはその内壁部に形成したメッキ層
によって基板２０の上面側と下面側との電気的接続を図
るために設けられており、その接続が維持される限り、
ある程度のランド切れがあってもよい。このため、ミニ
バイアホール２５ｍについては重要検査エリアから除去
しておいてもよいのである。

【００５２】この検査モードの切換えのための構成例が
図１８および図１９に示されている。ただし、図１８
（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）および図１９
（ｂ）に示す構成は２種類の検査回路４２０，４３０を
総括的に表現しており、「プロセッサ」や「入力イメー
ジ信号」の内容は検査回路４２０と４３０とでは異なっ
たものとなっている。また、理解を容易にする目的で図
１８および図１９ではハードウエア的な「プロセッサ」
が示されているが、これらと実質的に同等な機能をソフ
ト的に実現することも可能である。まず、図１８（ａ）
の例では制御信号ＣＯＮＴをプロセッサ４２１のイネー
ブル信号として用いており、重要検査エリアのみでプロ
セッサ４２１が能動化する。したがって、重要検査エリ
ア以外では検査禁止モードとなる。その結果、重要検査
エリア以外では常に「欠陥なし」を指示する信号レベル
が検査結果信号ＩＮＳ_a（ＩＮＳ_b）として出力される。

【００５３】図１８（ｂ）はＯＲゲート４２２を使用し
て上記と同様の検査実行モードと検査禁止モードとの切
換えを行なう例を示している。ただし、検査結果信号Ｉ
ＮＳ_a（ＩＮＳ_b）が“Ｈ”レベルのとき「欠陥なし」を
指示する場合を考えている。重要検査エリアでは制御信
号ＣＯＮＴが“Ｈ”、エリア外では“Ｌ”である。

【００５４】図１９（ａ）の構成では、条件レジスタ４
２３内に互いに異なる複数の検査条件データがあらかじ
め登録されている。そして重要検査エリア内では制御信
号ＣＯＮＴに応答して比較的厳しい検査条件（欠陥判定
条件）がレジスタ４２３から読出されてプロセッサ４２
１に与えられる。また、重要検査エリア以外では比較的
緩やかな検査条件がレジスタ４２３から読出されてプロ
セッサ４２１に与えられる。プロセッサ４２１では、こ
のようにして与えられた検査条件に従って検査モードを
切換える。

【００５５】図１９（ｂ）の例では、それぞれが異なる
検査項目に対応する複数のプロセッサ４２１ａ，４２１
ｂが設けられており、検査信号ＣＯＮＴのレベルに依存
してそれらの一方が選択的に能動化する。したがって実
質的に検査項目の切換えが行われる。例えば、重要検査
エリアではランド切れ検査を行い、非重要検査エリアで
はそのかわりにピンホールの検査を行う。

【００５６】このようにして、この実施例の装置では重
要検査エリアと他のエリアとで検査モードが切換えられ
るため、品質管理上において重要なパターンエッジ周辺
領域を重点的に検査できる。このため、プリントパター
ンのシールド部の中心領域内のピンホールのように重要
度が低い欠陥についてはそれが自動的に無視される。し
たがって、後工程における欠陥の確認作業を省略または
簡略化することが可能となり、検査処理全体としてのス
ループットが向上する。

【００５７】＜Ｅ．他の実施例＞ (1) 拡大エッジイメージＳＥＩは、検査対象となるプリ
ント基板２０のパターンイメージから得ることもでき
る。プリント基板２０上のプリントパターン２２は欠陥
を持っている場合があるが、エッジ拡大幅２ｎを比較的
大きくとっておけば、詳細な検査を必要とする領域が拡
大エッジイメージからはずれてしまうことはない。エッ
ジ拡大幅２ｎは、たとえばプリント基板２０上の実寸で
約１〜２mmに設定することが好ましい。

【００５８】また、この実施例のように透過光源を有す
る装置では、プリント基板２０を作成する際に使用した
マスクフィルム上のパターンを読取り、そのパターンイ
メージに基づいて拡大エッジイメージＳＥＩを得ること
も可能である。

【００５９】(2) プリント基板２０上のパターンは、Ｃ
ＡＤを用いて設計されるため、このＣＡＤデータを用い
て拡大エッジイメージＳＥＩを得ることもできる。この
ときには、図２０に示すように入力装置６７１を用いて
ＣＡＤデータを入力する。セレクタ６７２は入力装置６
７１と前処理回路５００とのそれぞれの出力信号ＣＰＳ
₀，ＣＰＳを切換えて画像メモリ４１０や拡大エッジイ
メージ生成回路６００に出力するようになっている。検
査対象となるプリント基板２０の読取りを行う前に、Ｃ
ＡＤデータから生成された穴埋め済のパターンイメージ
信号ＣＰＳ₀を画像メモリ４１０と拡大エッジイメージ
生成回路６００に与える。拡大エッジイメージ生成回路
６００ではこの信号ＣＰＳ₀に基づいて拡大エッジ信号
ＳＥＩを生成し、それによって重要検査エリアを規定す
る。

【００６０】(3) エッジ抽出回路６１０は空間オペレー
タを用いても構成できる。たとえば図２１に示した３×
３空間オペレータＯＰの中心ＯＰ₂₂を各画素の中心に順
次にマッチングさせつつ、この３×３オペレータＯＰを
各画素に作用させる。そして、その中心オペレータＯＰ
₂₂で抽出される画素の論理レベルと異なる論理レベルが
他のオペレータＯＰ₁₁〜ＯＰ₂₁，ＯＰ₂₃〜ＯＰ₃₃のうち
少なくともひとつにおいて得られたときには、その中心
オペレータＯＰ₂₂の画素をエッジ画素のひとつとして認
識する。

【００６１】具体的には、図２２に示すような１ライン
遅延回路１６６とフリップフロップ回路１６７との組合
せによって信号Ｓ₁₁〜Ｓ₃₃を生成する。そして、図２３
に示すようなＥｘ．ＯＲゲート１６８とＯＲゲート１６
９との組合せ回路に信号Ｓ₁₁〜Ｓ₃₃を入力させ、ＯＲゲ
ート１６９の出力信号ＥＳをエッジ信号として得る。

【００６２】(4) 拡大エッジイメージＳＥＩは、穴埋め
前のパターンイメージ信号ＰＳに基づいて生成してもよ
い。また、検査対象となるプリント基板２０と基準プリ
ント基板とのそれぞれのイメージを同時に読取ることが
できるように２系統のイメージ読取りシステムを設けて
もよい。

【００６３】ＤＲＣ検査回路４２０は欠陥内容が特定で
きるなどの利点があり、比較検査回路４３０は任意のパ
ターンを有するプリント基板を検査できるという利点が
ある。このため、上記実施例のようにこれらを併用する
ことが好ましいが、この発明は、使用される検査回路の
種類に依存せずに適用可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、拡大エッジ領域と非エッジ領域とで検査項目を切換
えるため、品質管理上の観点から需要度が高いエリアで
の欠陥と他の欠陥とを区別しつつパターン欠陥を検出可
能である。このため、後工程における確認作業を省略ま
たは簡略化させることができることになり、検査処理全
体としてのスループットを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例であるプリント基板の光学的
検査装置の部分切欠平面図である。

【図２】図１に示した装置の部分切欠側面図である。

【図３】プリント基板の例を示す図である。

【図４】実施例で用いられる光学ヘッドの模式的側面図
である。

【図５】実施例の電気的全体構成を示すブロック図であ
る。

【図６】プリントパターンとスルーホールとの２値化の
説明図である。

【図７】検査回路ユニットの内部構成図である。

【図８】前処理回路内で生成される信号の説明図であ
る。

【図９】穴埋め処理のための回路構成例を示す図であ
る。

【図１０】拡大エッジイメージ生成回路の内部構成を示
すブロック図である。

【図１１】拡大エッジイメージの生成プロセスの説明図
である。

【図１２】拡大エッジイメージの生成プロセスの説明図
である。

【図１３】拡大エッジイメージの生成プロセスの説明図
である。

【図１４】拡大エッジイメージの生成プロセスを説明す
る部分拡大図である。

【図１５】拡大エッジイメージの生成プロセスを説明す
る部分拡大図である。

【図１６】エッジ抽出回路の回路構成図である。

【図１７】エッジ拡大回路の回路構成図である。

【図１８】制御信号による検査モードの切換えのための
構成例を示す図である。

【図１９】制御信号による検査モードの切換えのための
構成例を示す図である。

【図２０】この発明の他の実施例の部分図である。

【図２１】３×３空間オペレータの説明図である。

【図２２】図２１に示した３×３空間オペレータに相当
する回路部分を示す図である。

【図２３】図２１に示した３×３空間オペレータに相当
する回路部分を示す図である。

【図２４】プリント基板上のパターン説明図である。

【符号の説明】

１０プリント基板検査装置１３移動テーブル２０プリント基板５０イメージ読取りシステム１１０落射照明用光源１１１正反射用光源１１２，１１３乱反射用光源１２０透過照明用光源１６１，１６２ＣＣＤリニアイメージセンサＨ０〜Ｈ７光学ヘッド５００前処理回路６００拡大エッジイメージ生成回路６１０エッジ抽出回路６２０エッジ拡大回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板の表面上に導電性パターンが
形成されたプリント基板のイメージを読取り、当該イメ
ージに基づいて前記プリント基板のパターン検査を行う
装置であって、前記プリント基板のパターン検査を２種類の検査項目に
関して行う処理手段と、前記プリント基板のイメージまたはそれと実質的に等価
なイメージから前記導電性パターンのエッジを抽出して
エッジイメージを生成するエッジ抽出手段と、前記エッジイメージの各部分の幅を拡大して拡大エッジ
イメージを生成するエッジ拡大手段と、前記プリント基板のイメージのうち前記拡大エッジイメ
ージで規定される領域とそれ以外の領域とにおいて、前
記処理手段における検査項目を相互に切換える切換手段
と、を備えることを特徴とするプリント基板のパターン検査
装置。