JPH0750037B2 - 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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JPH0750037B2
JPH0750037B2 JP2052128A JP5212890A JPH0750037B2 JP H0750037 B2 JPH0750037 B2 JP H0750037B2 JP 2052128 A JP2052128 A JP 2052128A JP 5212890 A JP5212890 A JP 5212890A JP H0750037 B2 JPH0750037 B2 JP H0750037B2
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JP
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wiring pattern
thinning processing
distance
pixel
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JP2052128A
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祐二 丸山
淳晴 山本
秀実 高橋
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 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配線パターン検査装置に関する
ものである。
従来の技術 従来、プリント基板等の不良の検査は人間による目視検
査に頼っていた。ところが、製品の小型化や軽量化が進
むにつれ、プリント基板の配線パターン細密化や複雑化
がより一層進んでいる。このような状況の中で、人間が
高い検査精度を保ちつつ非常に細密な配線パターンを、
しかも長時間続けることが難しくなってきており、検査
の自動化が強く望まれている。
配線パターンの欠陥検出方式として、ジョージ、エル、
シー、サンとアニル、ケー、ジェイン、(Jorge L.C.Sa
nz and Anil K.Jain:“Machine-vision techiques for
inspection of printed wiring boards and thick-film
circuits"、Optical Society of America,Vol.3.No.9/
september pp 1465〜1482,1986)らにより数多くの方式
が紹介されており、主にデザインルール法と比較法の2
つの方式に分類することができる。しかし、これらの方
法は一長一短がある。
中でも、将来有望な興味深い方式としては、ジョン.ア
ール.マンデビル(Jon R.Mandevile:“Novel method f
or analysis of printed circuit images",IBM J.Res.D
EVELOP.,Vol.29.No.1,JANUARY.1985)の方式があ、2値
化した画像データを収縮または膨張させたのち細線化
し、配線パターンの欠陥を検出する方法であり、以下に
従来例として説明する。
第6図に、欠陥検出の処理の流れを示す。同図(a)〜
(d)は断線の検出を示し、同図(e)〜(h)はショ
ートの検出を示している。
(a)は、欠陥画像を示しており、b点およびc点が線
幅異常や断線の致命的欠陥とし、a点は欠陥としないも
のとする。第1ステップとして(b)では、画像の収縮
処理(周辺から一画素ずつ削り取る処理)を行う。この
処理により、(b)の欠陥が断線となる。第2ステップ
として(c)では、細線化処理(周辺から一本の線にな
るまで一画素ずつ削り取る処理)を行う。これにより、
配線パターンは一本の線となる。第3ステップとして
(d)では、3×3論理マスクを走査させLUT(ルック
・アップ・テーブル)を参照しながら欠陥の検出を行
い、b点およびc点が断線として検出(□印)できる。
さらに、端子部と配線パターンとの接合点も検出(〇
印)している。
次に、ショートおよび線間異常について(e)〜(h)
の処理の流れに沿って説明する。
(e)は、欠陥画像を示し、b点およびc点を線間異常
とショートの致命的欠陥としている。第1ステップとし
て(f)では、画像の膨張処理(周辺画像から一画素ず
つ膨らませる処理)を行い、これによりb点がショート
状態になる。第2ステップとして(g)では、細線化処
理を行い、一本の線にする。第3ステップとして(h)
では、3×3論理マスクを走査させLUT(ルック・アッ
プ・テーブル)を参照しながら欠陥の検出を行い、b点
およびc点がT分岐として、つまりショートとして検出
(□印)できる。以上のようにして、断線や線幅異常お
よびショートや線間異常が検出できる。
なお、細線化処理および膨張処理等の画像処理手段につ
いては、森俊二、板倉栂子著:″画像認識の基礎
[I]”、オーム社に詳しく記載されているので詳細な
説明は省略した。
発明が解決しようとする課題 さて、2値化画像を収縮や膨張し、欠陥を助長した上で
細線化し3×3の論理マスクを走査し欠陥を検出する方
式について説明した。この方法は、確実に欠陥が検出で
き有望な方法と言えよう。
しかし、最小線幅および最小線間の設定が複数の場合、
画像の収縮や膨張および細線化処理プロセスを複数必要
となり、ハードウエハの負担が大きくなる。また、欠陥
を助長する処理のために、線幅異常と断線あるいは線間
異常とショートの分類ができないなど課題がある。
本発明は上記課題に鑑み、簡単な構成で、各種の線間異
常を分類・検出できる配線パターン検査装置を提供する
ものである。
課課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明の技術的解決手段は、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、前記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値画像を入力
し、連結性を保持しつつ配線パターンの背景側から1画
素ずつ削るとともに削る対象画素を示すフラグを出力す
る細線化処理を行う細線化処理ブロックをn段カスケー
ド接続し(nは正の整数)、前記細線化処理を繰り返し
を行うことにより前記2値画像を連結したスケルトン画
像に変換する細線化処理手段と、前記細線化処理手段か
らの削られた対象画素を示す前記フラグを入力し、前記
細線化処理の繰り返し回数である距離値を前記細線化処
理手段と同期して出力する変換処理ブロックをn段カス
ケード接続し、前記2値画像を配線パターンの背景側か
ら距離変換画像に変換する距離画像変換手段と、前記ス
ケルトン画像および前記距離変換画像を同時に入力し、
スケルトン画像に沿った位置において、距離値と1つ以
上の任意の設定閾値(最小値または最大値)とを比較
し、配線パターン幅の欠陥を検出する欠陥検出手段とか
ら構成したものである。
作用 本発明は、プリント基板上に形成された配線パターンを
光電変換し、得られた濃淡画像を2値化手段により2値
画像とする。2値画像を用いて、連結性を保持しつつ配
線パターンの各画素の背景から1画素ずつ削り取るよう
な細線化処理をするとともに削り取られた画素に背景か
らの距離値を付与し、スケルトン画像と距離変換画像と
を同時に得る。注目画素がスケルトン画像位置にあると
き、距離変換画像の距離値と1つ以上の任意の設定閾値
(最小値または最大値)とを比較し配線パターン幅の欠
陥を検出するもので、距離変換画像に変換することによ
り直接距離値即ち配線パターン幅が認識できるために簡
便に検査できる。
実施例 以下、第1図を参照しながら本発明の実施例について説
明する。
第1図は本発明の配線パターン検査装置の一実施例を示
すブロック図である。第1図において、101はプリント
基板、102はリング状のライトガイドなどの拡散照明装
置104とCCDカメラのような撮影装置103を備えた画像入
力手段、105は濃淡画像を2値画像に変換する2値化手
段、106は2値画像を用いて背景から1画素ずつ削り取
る細線化処理手段、107は背景からの最短距離値に変換
する距離画像変換手段、108は距離変換画像を用いて距
離値とある任意の設定閾値と比較し配線パターン幅の欠
陥を検出する欠陥検出手段を示す。
第1図に基づき、以下にその動作を説明する。
プリント基板101上に形成された配線パターンを、リン
グ状のライトガイドなどの拡散照明装置104で照明し、C
CDカメラ(1次元または2次元)などの撮影装置103を
備えた画像入力手段102で濃淡画像とし入力する。本実
施例では、ラスタスキャンのイメージで以後説明するの
で撮影装置は1次元のCCDカメラを用いた例を示す。画
像入力手段102で得られた濃淡画像から背景と配線パタ
ーンとを分離するために、2値化手段105である任意閾
値と比較し2値画像に変換する。細線化処理手段106
は、2値化手段105からの2値画像を用いて、連結性を
保持しつつ配線パターンを背景側から1画素ずつある条
件に基づいて削る細線化処理を全画素に対して定めた回
数実施し、削られた対象画素のフラグと、連結したスケ
ルトン画像を出力する。距離画像変換手段107は、細線
化処理手段106からの削られた対象画素のフラグから配
線パターンの背景からの距離値として付与した距離変換
画像を出力する。欠陥検出手段108は、細線化処理手段1
06からのスケルトン画像と距離画像変換手段107からの
距離変換画像とを同時に入力し、スケルトン画像に沿っ
て距離変換画像の距離値と1つ以上の任意の設定閾値
(最小値または最大値)と比較し、配線パターン幅の欠
陥を検出するものである。
以上の動作を繰り返し、順次行うことによりプリント基
板101の全面について検査することができる。この一連
の動作は、適当な信号により同期して行うものである。
次に、細線化処理手段106、距離画像変換手段107および
欠陥検出手段108について、第2図〜第5図を用いてさ
らに詳しく説明する。
細線化処理は、連結性を保持しつつ配線パターンを外側
から1画素削る処理をn回繰り返すことにより連結した
細線化画像(スケルトン画像)を得るものであり、細線
化処理の一般的な手法を第2図(b)〜(f)を用いて
説明する。
2値画像を第2図(b)に示すように3×3の走査窓で
走査し、注目画素(窓の中央画素*)が1のとき、近傍
8画素d1〜d8の状態に応じて、注目画素を0(つまり、
削る)に変換するかどうかをLUTを用いて判定し、注目
画素の消去判定を4回に分けて処理する。この理由は、
偶然画素幅のパターンの消去を防ぐためのもので、LUT
(A)〜LUT(D)には上下左右から削るパターンをそ
れぞれ登録するものでその一例を第2図(c)〜(f)
に示す。
第2図(a)を用いて、配線パターンの背景側から1画
素削る細線化処理ブロック301の初段の詳細ブロック図
を示し、以下に説明する。
2値化手段105からの2値画像201(1)(2段目はスケ
ルトン画像215(1)が2値画像201(2)となり、以降
同様である。)を、1ライン遅延用のラインメモリ202
および3×3走査窓203に入力し、図には記載していな
いが画素同期信号のタイミングをとりながら転送してい
くものである。3×3走査窓203の出力をルックアップ
テーブルであるLUT(A)204に入力し、注目画素をを消
去するかどうかを判断する。同様のことを、カスケード
接続して方向(上下左右)別に登録されたLUT(A)〜L
UT(D)で4回繰り返し1画素削れたスケルトン画像21
5(1)を出力するもので、削りたい任意画素数分同一
の処理をすれば細線化画像(スケルトン画像)を得るこ
とができる。さらに、2値画像201(1)をスケルトン
画像215(1)と同期を取るために遅延メモリ213で遅延
し、スケルトン画像215(1)と遅延メモリ213で遅延し
た2値画像との排他的論理和214を取ることで削られた
対象画素を示すフラグ216(1)を出力する。
次に、第3図に距離画像変換手段の詳細ブロック図を示
し、以下に説明する。
まず、細線化処理手段106は、1画素細線化処理ブロッ
ク301をn段接続し、スケルトン画像312および1画素細
線化処理ブロック301の各段からの削られた対象画素を
示すフラグ216(1)〜216(n)を出力している。距離
画像変換手段107では、1画素細線化処理ブロック301の
各段に対応したセレクタと多値のラインメモリから構成
され最終段からは距離変換画像313が出力される。
最初は、1画素細線化処理ブロック#1からのフラグ21
6(1)でセレクタ302の距離値“0"または“1"のどちら
かを選択し、ラインメモリに記憶する。つまり、フラグ
216(1)が1なら距離値“1"を選択する。次に、1画
素細線化処理ブロック#2からのフラグ216(2)でセ
レクタ304で、ラインメモリ303からのデータが距離値
“2"のどちらかを選択し、前処理結果と合成する。この
処理を、1画素細線化処理ブロック#nまで繰り返すこ
とで、最終的に各段で得られた距離値の合成結果として
距離変換画像313を得ることができる。
次に、第4図に欠陥検出手段108の詳細ブロック図を示
し以下に説明する。
細線化処理手段106からのスケルトン画像401と距離画像
変換手段107からの距離変換画像402を入力する。距離変
換画像402は、配線パターン幅の許容値を示す任意閾値
と比較されるが、本実施例では2つの任意閾値である設
定値A406(最小値)と設定値B407(最大値)の例につい
て説明する。距離変換画像402は、同期を取るためのレ
ジスタ403を介して比較器404および405に入力され、配
線パターン幅の許容値を示す設定値A406と設定値B407と
比較されて、論理和408が取られ欠陥が検出される。さ
らに、スケルトン画像401と論理積409が取られ、スケル
トン画像上に発生した欠陥のみ欠陥情報として出力され
る。
また、欠陥情報として、座標データや欠陥の種類などを
出力することも容易に実現できることも付け加えてお
く。
さらに、スケルトン画像を3×3の走査窓で走査し、LU
Tで評価することにより終端およびT分岐等の欠陥検出
も容易に実現できることは、従来例からも明かであり詳
細な説明は省略した。
第5図に本発明で処理した例を示す。
(A)は配線パターンの線間異常の欠陥を含む2値画像
を示し、501は配線パターン部、502は基材部を示す。
(B)は細線化処理されたスケルトン画像と2値画像を
示す。(C)及び(D)はそれぞれ(B)の503及び504
付近の距離変換された距離変換画像を示し、505おび506
ははスケルトン画像位置を示す。また、距離値は、01、
02、03、・・・07がそれぞれ1画素に対応する。(D)
は欠陥検出によって得られた欠陥検出例を示す。本実施
例では、最小距離値3以下および最大距離値7以上を線
幅異常として検出している。
発明の効果 以上述べてきたように本発明の効果は、2値画像を用い
て連結性を保持しつつ配線パターンの背景側から1画素
ずつ削る処理をn回繰り返して連結したスケルトン画像
を得ると共に、削れた対象画素に背景側からの距離値を
付与し距離変換画像を出力し、両者から欠陥検出を行う
ものである。これにより、スケルトン画像と距離変換画
像を同時に得られるために、複数の線幅の許容閾値を容
易に設定できる。よって、本発明は簡単な構成で、各種
の線幅異常を分類・検出でき、その効果は大なるものが
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は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、第2図(a)は同装置における細
線化処理ブロックの詳細ブロック結線図、第2図(b)
〜(f)はその手段における処理の概念図、第3図は同
装置における距離画像変換手段の詳細ブロック図、第4
図は同装置における欠陥検出手段の詳細ブロック結線
図、第5図(A)〜(E)は本発明の処理状態を示す
図、第6図(a)〜(h)は従来の配線パターン検査装
置の処理状態を示す図である。 101……プリント基板、102……画像入力手段、103……
撮影装置、105……2値化処理手段、106……細線化処理
手段、107……距離画像変換手段、108……欠陥検出手
段、202……ラインメモリ、203……3×3走査窓、204
……LUT。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、前記画像入力手段から
    の濃淡画像を2値画像に変換する2値化手段と、前記2
    値画像を入力し、連結性を保持しつつ配線パターンの背
    景側から1画素ずつ削るとともに削る対象画素を示すフ
    ラグを出力する細線化処理を行う細線化処理ブロックを
    n段カスケード接続し(nは正の整数)、前記細線化処
    理を繰り返しを行うことにより前記2値画像を連結した
    スケルトン画像に変換する細線化処理手段と、前記細線
    化処理手段からの削られた対象画素を示す前記フラグを
    入力し、前記細線化処理の繰り返し回数である距離値を
    前記細線化処理手段と同期して出力する変換処理ブロッ
    クをn段カスケード接続し、前記2値画像を配線パター
    ンの背景側からの距離変換画像に変換する距離画像変換
    手段と、前記スケルトン画像および前記距離変換画像を
    同時に入力し、スケルトン画像に沿った位置において、
    距離値と1つ以上の任意の設定閾値(最小値または最大
    値)とを比較し、配線パターン幅の欠陥を検出する欠陥
    検出手段とを具備した配線パターン検査装置。
JP2052128A 1990-03-02 1990-03-02 配線パターン検査装置 Expired - Lifetime JPH0750037B2 (ja)

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JPH03252545A JPH03252545A (ja) 1991-11-11
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JP2002096018A (ja) * 2000-09-22 2002-04-02 Daihatsu Motor Co Ltd 塗布切れ検査方法および塗布切れ幅計測方法

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