JPH07333168A - パターン外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線幅が異なる多種多様なリードパターンに対
しパターン幅に応じた検査基準で判定を行い、位置ずれ
などに対しても信頼性の高いパターン外観検査を行う装
置を提供する。 【構成】 画像処理装置で外観検査を行う検査装置にお
いて、細め処理により芯線及び距離値を抽出し、芯線各
位置での線幅情報を算出し、測定データの注目点を基準
に予め設定された範囲内に位置する基準データの線幅に
比例した許容値範囲で線幅を比較判定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣリードなど電子部
品のリードパターンの外観検査を行うパターン外観検査
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来ＩＣなど電子部品のリードパターン
の外観検査は人間による目視検査に頼っていた。しかし
ながら、製品の小型軽量化が進むに連れ、リードパター
ンの線幅やピッチの細密化が進んだため、拡大鏡やテレ
ビモニタによる支援を受けても、人間が誤りなく長時間
続けて検査を行うことは困難であった。この為リードパ
ターンの目視検査の自動化が望まれていた。

【０００３】このような状況下でパターン外観検査技術
として半導体ウエハやプリント基板等の回路パターンの
検査技術が知られている。例えば特開昭６０−６１０６
４号公報や特開昭６２−１４０００号公報に開示されて
いるように、予め良品パターンを２値化し画像データと
してメモリへ取り込み、この画像データと検査対象から
の２値化された画像データとを比較して、その不一致部
が許容範囲を越えたとき不良と判定するものが知られて
いる。

【０００４】このような構成においてはリード幅の広い
パターン部分も微細パターン部分も同一基準で判定する
ものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては２値画像のデータ比較によるパターンの不一致箇所
の大きさで判定を行うもので、リード幅の広いパターン
に対してはゆるやかに、リード幅の狭いパターンに対し
ては厳しくチエックを行うことは困難であり、例えばリ
ード幅の狭いパターンに対する検査基準でリード幅の広
いパターンの判定が行われた時、本来は良と判定される
べきであるのに、そのわずかな不一致部によって不良と
判定されるという問題点を有していた。

【０００６】また、２値画像のデータ比較によるパター
ンの不一致箇所の大きさで判定を行うため、被測定物の
位置ずれなどに対して信頼性を欠くものであった。

【０００７】本発明はリード幅に応じた検査基準に適合
すると共に、位置ずれなどに対しても信頼性の高いパタ
ーン外観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】本発明は上記目的を達成
するため、電子部品のリードパターンを２値画像に変換
し、画像処理装置で外観検査を行う検査装置において、
２値画像に対し細め処理を繰り返しリードパターンの芯
線位置を求める手段と、前記細め処理の繰り返し回数か
らリードパターンの背景部からの距離値を求める手段
と、前記芯線位置と前記距離値の情報に基づいて、各芯
線位置でのリードパターンの線幅を算出する手段と、各
芯線位置での線幅についての基準データを記憶する手段
と、被検査部品から得られた線幅の測定データと前記基
準データとを比較してリードパターンの良否を判定する
比較判定手段とを有し、前記比較判定手段が測定データ
の注目点での線幅を、注目点を基準に予め設定された範
囲内に位置する基準データの線幅に比例した許容値で比
較し、リードパターンの良否の判定を行うものであるこ
とを特徴とする。

【０００９】また本発明のパターン外観検査装置は、上
記予め設定された範囲が、注目点を中心に所定の半径の
範囲であることが好適である。

【００１０】

【作用】本発明は上記構成によって、次のような作用を
営むことができる。すなわち、上記２値画像に対する細
め処理の繰り返しによりリードパターンの芯線を抽出
し、芯線上の各位置でのリード線幅が算出できる。また
各芯線位置においてパターンの線幅に比例した比率で許
容値が設定され、多種多様な線幅を有するリードパター
ンに対し、パターン幅に応じた検査基準で判定が行え
る。

【００１１】さらに測定データの注目点での線幅と、注
目点を基準に予め設定された範囲内に位置する基準デー
タの線幅が比較の対象となり、被測定物の位置ずれなど
に対して信頼性ある判定を行う事ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の実施例のブロック結線図で
ある。ＩＣや電子部品など被検査部品１、照明装置２と
ＣＣＤカメラ３を備えた画像入力部４、濃淡画像５を２
値画像７に変換する２値化処理部６、リードパターンを
背景から連結性を保ちつつ１画素ずつ細め処理を行う細
線化処理部８、リードパターンの各画素位置に距離値を
与える距離変換部９、芯線画像１０と距離値画像１１か
ら線幅情報と特徴情報を算出する情報算出部１２、予め
良品から抽出した情報を基準データとして記憶する基準
データ記憶部１６、被検査部品の情報を測定データとし
て一時記憶するメモリ１４と演算処理を行うＣＰＵ１３
を備える比較判定部１５、以上のように構成されたパタ
ーン外観検査装置について、その動作を説明する。

【００１４】被検査部品１である電子部品がステージま
たは当りガイドで位置決めされ、被検査部品は画像入力
部４の照明装置２で上方より照射され、ＣＣＤカメラ３
で撮像され、濃淡画像５として取り込まれる。

【００１５】濃淡画像５は２値化処理部６で、予め濃度
ヒストグラムなどで求めた濃度レベルでリードパターン
が”１”、背景が”０”となる２値画像７に変換され
る。

【００１６】細線化処理部８では、２値画像の値”１”
の連結性を保ちつつリードパターンを背景側から１画素
ずつ消去する細め処理を繰り返しリードパターンの芯線
を抽出する細線化処理と呼ばれる画像処理手法を実現す
るもので、背景を近傍にもつ図形上の点のうち、端点を
収縮させないように図形の連結性を損なわない画素を上
下左右から消去し、図形が変化しなくなるまで繰り返す
もので、最終的に１画素幅で連結した芯線とその位置を
得るものである。

【００１７】なお細線化処理部８では、図２（ａ）の○
印で囲まれた芯線の位置を示す芯線画像１０を得るもの
である。

【００１８】また、上記リードパターンに背景からの距
離値を与える処理は、距離変換部９において行われるも
ので、２値画像に対しリードパターン部全画素に距離
値”１”、背景に”０”を与え、細め処理の反復毎に消
去されなかったリードパターンの内部画素の距離値を１
つずつインクリメントし、最終的に芯線を含む全ての画
素に背景からの距離値を与えるもので、画像内の各点の
値をその点から背景までの最小距離で置き換える操作で
ある。

【００１９】なお図２（ａ）は細線化処理と距離変換処
理の結果得られた原理図の一例を示すもので、背景”０
０”に対しリードパターンの内部に向かって距離値が与
えられるようすを示すものである。また距離変換部９で
は、図２（ａ）に図示する背景からの距離値を示す距離
値画像１１を得る。

【００２０】上記距離値からリードパターンの芯線位置
での線幅情報を算出する方法は、距離変換部９の結果得
られた画像を３×３画素の枠で走査し、枠内中央の画素
が芯線位置上にあるとき、その距離値Ｄ０と近傍８画素
の距離値Ｄｉ（ｉ＝１〜８）を用いて（式１）で線幅Ｗ
を算出するものである。

【００２１】

【数１】

【００２２】図２（ｂ）は、図２（ａ）の○印で示す芯
線位置上において、その近傍８画素の距離値から芯線位
置の線幅を（式１）で算出した結果を示すものである。

【００２３】一方芯線位置での特徴情報の算出方法は、
図２（ａ）の○印芯線位置の画素へ値”１”、他の画素
へ値”０”を与えた画像を３×３画素の枠で走査し、枠
内中央の画素が芯線位置上にあるときその値ｄ０と近傍
８画素の値ｄｉ（ｉ＝１〜８）を用いて（式２）で端
点、（式３）で分岐点を算出するものである。

【００２４】

【数２】

【００２５】

【数３】

【００２６】これら分岐点や端点などの特徴情報の種別
は、分岐点がリードパターンのショート、端点がリード
パターンの断線を検出するためのものである。

【００２７】情報算出部１２では上記の細線化処理部８
からの芯線画像１０と距離変換部９からの距離値画像１
１が入力され、芯線位置での線幅情報（式１）と特徴情
報（式２）、（式３）が算出されるものである。

【００２８】上記に求めた線幅情報と特徴情報から比較
判定を行う方法について図面を参照しながら説明する。

【００２９】予め良品の線幅情報と特徴情報は芯線位置
の情報と共に基準データとして登録され、検査対象の測
定データと基準データが、線幅情報と特徴情報の２面か
ら比較判定されるものである。

【００３０】以下比較判定の手順を、図３に示す比較判
定処理手順のフロー図を参照しながら説明する。

【００３１】ステップ１で基準データ記憶部１６から基
準データを読みだし、ステップ２で基準データを線幅情
報と特徴情報に分離し、各々構造体としてのデータ構造
をもたせ図５に示す基準データテーブルを作成する。こ
の基準データテーブルを高速で検索できるように、ステ
ップ３では画像データをｍ×ｍの画素単位に（ｉ，ｊ）
インデックスを与え検索マップを作成する。

【００３２】次にステップ４で、情報算出部１２で算出
された測定データの線幅情報と特徴情報がメモリ１４に
格納され、ステップ５ではメモリ先頭から順次測定デー
タが読み出され、測定データの注目点である座標からイ
ンデックス（ｉ，ｊ）を求めて、基準データテーブルか
ら基準データが検索される。なお位置ずれによる判断ミ
ス防止のため（ｉ，ｊ）インデックスの近傍８インデッ
クスの基準データも検索対象となるものである。

【００３３】ステップ６では線幅情報の判定が図６に示
す線幅情報比較判定処理フローチャートに従い行われ
る。

【００３４】まず、ステップ６１において新しい線幅情
報の測定データが入力されると、注目点である座標（Ｘ
ｔ，Ｙｔ）から基準データの線幅情報のデータが基準デ
ータテーブルのインデックスに従い検索され、ステップ
６２において検索された基準データの１つが参照され
る。

【００３５】ステップ６３において測定データの注目点
の座標を中心とする半径ｒａの予め設定された範囲内の
基準データか否か判断され、範囲内であればステップ６
４で測定データの線幅Ｗｔが基準データの線幅Ｗｒの±
ｋパーセントの許容値内であるか否かが判断される。許
容値内であれば、この線幅をもつ測定データはステップ
６７で良として判定される。

【００３６】基準データが半径ｒａの範囲外、または±
ｋパーセント許容値範囲外の場合はステップ６５におい
て検索された他の基準データが残っているか否か判断
し、再びステップ６２へ戻り次の基準データを参照し以
下同様の処理を行うが、条件を満たす基準データがない
場合は、その線幅をもつ測定データはステップ６６で不
良として判定される。

【００３７】上記測定データの良または不良判定後ステ
ップ６８では、他の比較する測定データが残っているか
否かを調べ、ステップ６１へ戻り上記を繰り返すもので
ある。

【００３８】以上が線幅情報の比較判定方法で、例えば
図４の注目点Ｐ１，Ｐ２の芯線位置においてＰ２点の線
幅Ｗ２は｛ｄ／（Ｗ２＋ｄ）｝×１００≦ｋで許容値±
ｋパーセントを満足するが、Ｐ１点の線幅Ｗ１は｛ｄ／
（Ｗ１＋ｄ）｝×１００≧ｋで許容値を満足せず不良と
して判定されることになる。すなわちパターン幅の広い
Ｐ２点ではわずかな不一致量ｄを不良とはせず、同様の
パターン幅の狭いＰ１点の不一致量ｄを不良と判定する
ものである。なお図４において点線は芯線を示すもので
ある。

【００３９】次に図３のステップ７で行う特徴情報の判
定を図７に示す特徴情報比較判定処理フローチャートに
従い説明する。この判定は分岐点や端点の特徴情報の種
別の照合が行われ、ショートや断線検出を行うものであ
る。

【００４０】まずステップ７１において新しい特徴情報
の測定データが入力されると、注目点である座標（Ｘ
ｔ，Ｙｔ）から基準データの特徴情報のデータが基準デ
ータテーブルのインデックスに従い検索され、ステップ
７２において検索された基準データの未照合の特徴情報
が参照される。

【００４１】ステップ７３において測定データの注目点
の座標を中心とする半径ｒａの予め設定された範囲内の
最短距離の基準データか否か判断され、該当データであ
ればステップ７４で測定データの特徴情報の種別と基準
データの種別の一致判定を行う。

【００４２】種別が一致した場合、この特徴をもつ測定
データはステップ７７で良として判定される。

【００４３】基準データが半径ｒａの範囲外、または最
短距離でない場合、または種別不一致の場合はステップ
７５において検索された他の基準データが残っているか
否か判断し、再びステップ７２へ戻り次の基準データを
参照し以下同様の処理を行うが、条件を満たす基準デー
タがない場合は、その特徴情報をもつ測定データはステ
ップ７６で不良として判定される。

【００４４】上記測定データの良または不良判定後ステ
ップ７８では、比較する測定データが残っているか否か
を調べ、ステップ７１へ戻り上記を繰り返すものであ
る。

【００４５】以上が特徴情報の比較判定方法であり、例
えば図４の注目点Ｑ１，Ｑ２の芯線位置においてＱ１点
の位置に基準データの端点が残り、Ｑ２点の位置に測定
データの未照合の端点が残った場合リードパターンの断
線が検出されるものである。

【００４６】以上のように本実施例によれば、電子部品
のリードパターンの画像に対し、予め基準データの線幅
が記憶され、測定データの注目点での線幅が、注目点を
中心に設定された半径ｒａの範囲内に位置する基準デー
タの線幅の±ｋパーセントの許容値で比較されること
で、パターン幅に応じた検査基準で判定を行うことがで
きる。また半径ｒａの範囲に位置する基準データを参照
し比較することから、位置ずれに対しても信頼性を向上
させるものである。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、線幅が異なる多種多様
なリードパターンに対しパターン幅に応じた検査基準で
判定を行い、位置ずれなどに対しても信頼性の高いパタ
ーン外観検査を行う装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック結線図。

【図２】本発明の実施例を示すものであって、（ａ）細
線化処理と距離変換処理から得られた原理図、（ｂ）線
幅の算出結果を示す原理図である。

【図３】比較判定処理手順のフロー図。

【図４】本発明における実施例の検査結果を示す概念
図。

【図５】基準データテーブルの検索マップ概念図。

【図６】線幅情報比較判定処理フローチャート。

【図７】特徴情報比較判定処理フローチャート。

【符号の説明】

１ 被検査部品 ２ 照明装置 ３ ＣＣＤカメラ ４ 画像入力部 ５ 濃淡画像 ６ ２値化処理部 ７ ２値画像 ８ 細線化処理部 ９ 距離変換部 １０ 芯線画像 １１ 距離値画像 １２ 情報算出部 １３ ＣＰＵ １４ メモリ １５ 比較判定部 １６ 基準データ記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 7/60 (72)発明者 丸山 祐二 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 川上 秀彦 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 川原 豊樹 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品のリードパターンを２値画像に
   変換し、画像処理装置で外観検査を行う検査装置におい
   て、 ２値画像に対し細め処理を繰り返しリードパターンの芯
   線位置を求める手段と、前記細め処理の繰り返し回数か
   らリードパターンの背景部からの距離値を求める手段
   と、前記芯線位置と前記距離値の情報に基づいて、各芯
   線位置でのリードパターンの線幅を算出する手段と、 各芯線位置での線幅についての基準データを記憶する手
   段と、 被検査部品から得られた線幅の測定データと前記基準デ
   ータとを比較してリードパターンの良否を判定する比較
   判定手段とを有し、 前記比較判定手段が測定データの注目点での線幅を、注
   目点を基準に予め設定された範囲内に位置する基準デー
   タの線幅に比例した許容値で比較し、リードパターンの
   良否の判定を行うものであることを特徴とするパターン
   外観検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の予め設定された範囲が、
   注目点を中心に所定の半径の範囲である事を特徴とする
   パターン外観検査装置。