JPH0786468B2 - Printed circuit board pattern inspection method - Google Patents

Printed circuit board pattern inspection method

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JPH0786468B2
JPH0786468B2 JP2315503A JP31550390A JPH0786468B2 JP H0786468 B2 JPH0786468 B2 JP H0786468B2 JP 2315503 A JP2315503 A JP 2315503A JP 31550390 A JP31550390 A JP 31550390A JP H0786468 B2 JPH0786468 B2 JP H0786468B2
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JP
Japan
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pattern
hole
image
circuit board
printed circuit
Prior art date
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JP2315503A
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Japanese (ja)
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浩之 大西
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔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方法、特に配
線パターンのランドとラインとのネック切れを検出する
方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed circuit board pattern inspection method, and more particularly to a method for detecting a neck break between a land and a line of a wiring pattern.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子部品の小形軽量化、高性能化に伴なって、プリント
基板回路のパターンも微細化,高密度化が進んでおり、
パターンの細線化,スルーホールの小径化が要求されて
いる。特に、多層基板の導通用スルーホールとしては、
過去の0.8mm径から、さらに小径化された0.5mm〜0.1mm
径のミニバイアホールと呼ばれるスルーホールが、現在
用いられている。
As electronic components become smaller, lighter, and more sophisticated, the patterns of printed circuit boards are becoming finer and higher in density.
There is a demand for finer patterns and smaller through holes. In particular, as a through hole for conduction of a multilayer board,
0.5 mm to 0.1 mm, which has been further reduced from the past 0.8 mm diameter
Through holes, called diameter mini via holes, are currently used.

スルーホールの小径化に伴い、スルーホールのメッキ技
術、ドリル加工、信頼性検査などの各方面において新し
い技術が望まれる。
As the diameter of through holes becomes smaller, new technologies are desired in various fields such as through hole plating technology, drilling, and reliability inspection.

一般に、ドリル加工は、フォトエッチングプロセスに比
べて精度が悪く、スルーホールがパターンからずれるこ
とが多い。0.8mm径程度のスルーホールにおいては、そ
の周囲に充分大きなランドが設けられており、スルーホ
ールの多少の位置ずれが起きても、基板の電気的信頼性
への影響は軽微であった。
Generally, the drilling process is less accurate than the photoetching process, and the through holes often shift from the pattern. A through hole having a diameter of about 0.8 mm has a sufficiently large land around it, and even if the through hole is slightly displaced, the electrical reliability of the substrate is not significantly affected.

しかし、スルーホールの小軽化が進むと、ランドも小さ
くなり、ドリル加工において、ランド内に確実にスルー
ホール用の穴を設ける精度が保証されなくなってきた。
そのため、穴の位置ずれによるプリント基板の電気的信
頼性の低下が問題となり、スルーホールの穴の位置ずれ
検査の重要性が増大する。
However, as the size of through holes has become smaller and smaller, the size of the land has also become smaller, and the accuracy of reliably forming a hole for the through hole in the land has become uncertain during drilling.
Therefore, the electric reliability of the printed circuit board is deteriorated due to the positional deviation of the holes, and the importance of the positional deviation inspection of the through holes increases.

穴の位置ずれ検査においては、電気式検査および外観検
査の両面からのアプローチが必要となる。外観検査にお
いては、メッキのクラックからの漏洩光を検出する方式
の検査機が知られているが、基板の高多層化が進むにつ
れて、様々な課題が指摘されている。また、スルーホー
ルとパターンとの相対的な位置ずれによって生じるパタ
ーン切れの検査に対しては、適用できない。
The hole displacement inspection requires approaches from both the electrical inspection and the visual inspection. In the visual inspection, an inspection machine of a type that detects light leaked from a crack of plating is known, but various problems have been pointed out as the number of layers of a board increases. Further, it cannot be applied to the inspection of the pattern breakage caused by the relative displacement between the through hole and the pattern.

第18A図,第18B図は、ランドRとスルーホールHとの相
対的位置関係を示す図である。第18A図において、ラン
ドRの中心にスルーホールHの中心Oが一致しており、
良好なパターンとなっている。第18B図においては、ラ
ンドRの中心とスルーホールHの中心Oがずれており、
スルーホールHの一部が、ランドRの外側に突出してい
る。この突出部分の大きさは開口角θによって求められ
る。開口角θが所定の基準より大きい時には、そのパタ
ーン切れは不良と判定される。
18A and 18B are diagrams showing the relative positional relationship between the land R and the through hole H. In FIG. 18A, the center O of the through hole H coincides with the center of the land R,
It has a good pattern. In FIG. 18B, the center of the land R and the center O of the through hole H are displaced,
A part of the through hole H projects outside the land R. The size of this protruding portion is determined by the opening angle θ. When the opening angle θ is larger than a predetermined reference, the pattern break is determined to be defective.

以上のように、開口角θを求めることによって、パター
ン切れの良否を判定することができ、判定の自動化を意
図した技術も提案されている。
As described above, by determining the opening angle θ, it is possible to determine whether the pattern is broken or not, and there is also proposed a technique intended to automate the determination.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかし開口角θを測定した良否判断では、第19図に示す
ようにランドRとラインLとが切れたいわゆる「ネック
切れ」の判定が困難であるという問題点があった。例え
ば本出願人による特願平1−82117号に開示されている
開口角θの測定方法は、スルーホールHの輪郭を拡大し
て拡大輪郭RPを求め、これとランドRとの重なり具合を
観察し、重なっていない部分の角度の開口角θ(=θ
+θ)を測定していた。しかしこれでは、良否判断は
行えてもネック切れか否かの判断をなし得ず、配線パタ
ーンの製造工程管理上ネック切れか否かの判断を得るこ
とが望まれていた。
However, in the quality judgment by measuring the opening angle θ, there is a problem that it is difficult to judge what is called “neck break” in which the land R and the line L are cut as shown in FIG. For example, the measuring method of the opening angle θ disclosed in Japanese Patent Application No. 1-82117 by the present applicant is to enlarge the contour of the through hole H to obtain the enlarged contour RP, and observe the degree of overlap between this and the land R. However, the opening angle θ (= θ 1
+ Θ 2 ) was measured. However, in this case, it is impossible to judge whether the neck is broken or not even if the quality can be judged, and it is desired to obtain the judgment whether the neck is broken or not in view of the manufacturing process management of the wiring pattern.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、配線パ
ターンのネック切れを自動的に判定するプリント基板の
検査方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of inspecting a printed circuit board for automatically determining a neck break of a wiring pattern.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明は、プリント基板を光電走査して、画素ごとに
読取った画像データに基づいて、プリント基板上の配線
パターンとスルーホールとの間の相対的位置関係を判定
する、プリント基板のパターン検査方法であって、読み
取った画像データに基づいて、配線パターンを示すパタ
ーンイメージと、スルーホールを示すホールイメージと
を求め、パターンイメージに細線化処理を施して細線化
パターンイメージを求め、ホールイメージを含むウィン
ドウを設定し、ウィンドウ内において細線化パターンイ
メージの端点の個数を求め、この端点の個数から配線パ
ターンのネック切れを検出するものである。
The present invention is a pattern inspection method for a printed circuit board, which photoelectrically scans the printed circuit board and determines a relative positional relationship between a wiring pattern on the printed circuit board and a through hole based on image data read for each pixel. The pattern image indicating the wiring pattern and the hole image indicating the through hole are obtained based on the read image data, and the pattern image is subjected to the thinning process to obtain the thinned pattern image, which includes the hole image. The window is set, the number of end points of the thinned pattern image is calculated in the window, and the disconnection of the wiring pattern neck is detected from the number of end points.

〔作用〕[Action]

この発明において細線化されたパターンイメージは元の
配線パターンの「切れ」を端点として呈示し、ホールイ
メージを含んで設定されたウィンドウ内での端点の個数
はネック切れか否かについの情報を含んでおり、これを
数えることでネック切れが生じているか否かを判断す
る。
In the present invention, the thinned pattern image presents the "cut" of the original wiring pattern as an end point, and the number of end points in the window set including the hole image includes information on whether the neck is broken or not. Therefore, by counting this, it is determined whether or not a neck break has occurred.

〔実施例〕〔Example〕

A.全体構成と概略動作 第2A図は、この発明の一実施例を適用するパターン検査
装置の全体構成を示すブロック図である。
A. Overall Configuration and Schematic Operation FIG. 2A is a block diagram showing the overall configuration of a pattern inspection apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.

ステージ10上には、検査対象となるプリント基板11が配
置される。プリント基板11は、ライン方向Xごとに、そ
のイメージを読取装置20によって読みとられながら、搬
送方向Yに送られる。読取装置20は、数千素子を有する
CCD複数個をライン方向Xに直列配列したものであり、
画素ごとにプリント基板11のパターンを読み取る。読み
取られた画像データは、2値化回路21a,21bに送られ
る。2値化回路21aは、後述するホールイメージ原信号H
IS0を生成し、2値化回路21bは後述するパターンイメー
ジ原信号PIS0を生成する。信号HIS0,PIS0は共に、パタ
ーン検査回路30に入力される。
A printed circuit board 11 to be inspected is placed on the stage 10. The printed circuit board 11 is sent in the transport direction Y while the image is read by the reading device 20 in each line direction X. The reader 20 has thousands of elements.
A plurality of CCDs are arranged in series in the line direction X,
The pattern of the printed circuit board 11 is read for each pixel. The read image data is sent to the binarization circuits 21a and 21b. The binarization circuit 21a uses a Hall image original signal H described later.
IS 0 is generated, and the binarization circuit 21b generates a pattern image original signal PIS 0 described later. Both the signals HIS 0 and PIS 0 are input to the pattern inspection circuit 30.

パターン検査回路30は、後述する機能を有し、配線パタ
ーン(ランドを含む)や、これとスルーホールとの相対
的位置関係を検査し、その結果を中央演算装置(MPU)5
0に与える。
The pattern inspection circuit 30 has a function to be described later, inspects a wiring pattern (including a land) and a relative positional relationship between the wiring pattern and the through hole, and outputs the result to the central processing unit (MPU) 5
Give to 0.

MPU50は、制御糸51を介して、装置全体を制御する。制
御系51は、パターン検査回路30において得られたデータ
のアドレスを特定するためのX−Yアドレスなどを生成
する。また、このX−Yアドレスをステージ駆動系52に
も与えて、ステージ10の搬送機構を制御する。
The MPU 50 controls the entire device via the control thread 51. The control system 51 generates an XY address or the like for specifying the address of the data obtained in the pattern inspection circuit 30. The XY address is also given to the stage drive system 52 to control the transport mechanism of the stage 10.

CRT60は、MPU50からの指令を受けて、各種の演算結果、
例えばホールイメージなどを表示する。キーボード70
は、MPU50に対して種々の命令を入力するために用いら
れる。
CRT60 receives various commands from MPU50,
For example, a hall image is displayed. Keyboard 70
Are used to input various commands to the MPU 50.

オプション部80には、欠陥確認装置81,欠陥品除去装置8
2および欠陥位置マーキング装置83などが配置される。
欠陥確認装置81は、検出された欠陥を、例えばCRT60上
に拡大して表示するための装置である。また、欠陥品除
去装置82は、欠陥を有するプリント基板11を検出した
ら、そのプリント基板11を不良品用トレーなどに搬送す
るための装置である。また、欠陥位置マーキング装置83
は、プリント基板11上の欠陥部分に直接、または、その
部分に該当するシート上の点にマーキングを行うための
装置である。これらの装置は必要に応じて取り付けられ
る。
The option section 80 includes a defect confirmation device 81 and a defective product removal device 8
2 and the defect position marking device 83 are arranged.
The defect confirmation device 81 is a device for enlarging and displaying the detected defect on the CRT 60, for example. The defective product removing device 82 is a device for transporting the printed circuit board 11 to a defective product tray or the like when the defective printed circuit board 11 is detected. In addition, the defect position marking device 83
Is a device for marking a defective portion on the printed circuit board 11 directly or at a point on the sheet corresponding to that portion. These devices are installed as needed.

B.読取り光学系 第3A図は、第2A図に示すステージ10,プリント基板11お
よび読取装置20などによって構成される読取り光学系の
一例を示す図である。
B. Reading Optical System FIG. 3A is a diagram showing an example of a reading optical system including the stage 10, the printed circuit board 11, the reading device 20 and the like shown in FIG. 2A.

第3A図において、光源22からの高は、ハーフミラー23で
反射されてステージ10上のプリント基板11上に照射され
る。プリント基板11上には、下地となるベースB,配線パ
ターンL,スルーホールHおよびそのまわりのランドRが
存在する。プリント基板11からの反射光はハーフミラー
23を通過し、さらにレンズ25を介して、読取装置20内に
設けられたCCD24に入射される。CCD24は、搬送方向Yに
送られるプリント基板11上のベースB,配線パターンL,ス
ルーホールH,ランドRなどからの反射光を線順次に読取
っていく。
In FIG. 3A, the height from the light source 22 is reflected by the half mirror 23 and irradiated on the printed board 11 on the stage 10. On the printed circuit board 11, there are a base B, a wiring pattern L, a through hole H, and a land R around the base B as a base. The light reflected from the printed circuit board 11 is a half mirror
After passing through the lens 23, the light enters the CCD 24 provided in the reading device 20 through the lens 25. The CCD 24 sequentially reads the reflected light from the base B, the wiring pattern L, the through holes H, the lands R, etc. on the printed circuit board 11 which is sent in the carrying direction Y.

第4図は第3A図のA−A′線において読み取られた信号
波形を示すグラフと、この信号波形を合成して得られる
パターンの一例を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing a signal waveform read on the line AA ′ in FIG. 3A and an example of a pattern obtained by synthesizing the signal waveforms.

第4図の信号波形に示すように、ベースBにおいては反
射光は比較的少く、閾値TH1,TH2(TH1<TH2)の間のレ
ベルの信号が生成される。ランドRは、銅などの金属に
よって形成されているので、この部分での反射光は多
く、閾値TH2以上のレベルの信号が生成される。なお、
配線パターンLにおいても、同じレベルの信号が生成さ
れる。また、スルーホールHにおいては、反射光はほと
んど無く、閾値TH1以上のレベルの信号が生成される。
さらに、通常スルーホールHとランドRとの間には、穴
あけ時に形成されるエッジ(開口縁部)Eが存在する。
この部分にはガタつきや傾斜が存在し、この部分での反
射光レベルは、特に一定の値を取らないが、ほぼ閾値TH
1と閾値TH2との間にある。
As shown in the signal waveform of FIG. 4, the reflected light is relatively small in the base B, and a signal having a level between the thresholds TH1 and TH2 (TH1 <TH2) is generated. Since the land R is formed of a metal such as copper, a lot of light is reflected at this portion, and a signal having a level equal to or higher than the threshold TH2 is generated. In addition,
A signal of the same level is generated also in the wiring pattern L. In the through hole H, there is almost no reflected light, and a signal having a level equal to or higher than the threshold TH1 is generated.
Further, between the through hole H and the land R, there is usually an edge (opening edge) E formed at the time of drilling.
There is rattling and inclination in this part, and the reflected light level in this part does not have a particularly constant value, but it is almost the threshold value TH.
It is between 1 and the threshold TH2.

読取装置20からの信号は、第2A図の2値化回路21a,21b
において、例えば閾値TH1,TH2をそれぞれ用いて2値化
される。2値化回路21aは、スルーホールHを示すホー
ルイメージHIを生成し、2値化回路21bはランドRおよ
び配線パターンPを示すパターンイメージPIを生成す
る。この2つのイメージHI,PIが、後述する処理に必要
な信号として用いられる。
The signal from the reading device 20 is supplied to the binarization circuits 21a and 21b shown in FIG. 2A.
In, for example, it is binarized by using thresholds TH1 and TH2, respectively. The binarization circuit 21a generates a hole image HI indicating the through hole H, and the binarization circuit 21b generates a pattern image PI indicating the land R and the wiring pattern P. These two images HI and PI are used as signals necessary for the processing described later.

第3B図は、読取光学系の他の例を示す図である。光源22
aからの光は、第3A図に示す例と同様に、反射光として
ハーフミラー23およびレンズ25を介して読取装置20内の
CCD24上に照射される。この例においては、さらにステ
ージ10の裏側に光源22bが備えられており、スルーホー
ルHを通過した光もCCD24上に照射される。従って、ス
ルーホールHにおいて、信号レベルが最も高く、ランド
R,配線パターンLにおいて、信号レベルが中程度、ベー
スBおよびエッジEにおいて信号レベルが比較的低くな
る。
FIG. 3B is a diagram showing another example of the reading optical system. Light source 22
Similarly to the example shown in FIG. 3A, the light from a passes through the half mirror 23 and the lens 25 as reflected light inside the reading device 20.
It is irradiated on CCD24. In this example, a light source 22b is further provided on the back side of the stage 10, and the light passing through the through hole H is also applied to the CCD 24. Therefore, in the through hole H, the signal level is the highest and the land
In R and the wiring pattern L, the signal level is medium, and in the base B and the edge E, the signal level is relatively low.

さらに、他の例として、CCD24を2列以上用意し、光源2
2aによって、ランドRおよび配線パターンLを検出し、
光源22bによってスルーホールHのみを検出し、それら
のデータを別々に後段の2値化回路に出力するように構
成してもよい。
Furthermore, as another example, two or more rows of CCD24 are prepared and the light source 2
2a detects the land R and the wiring pattern L,
Only the through hole H may be detected by the light source 22b, and the data thereof may be separately output to the binarization circuit in the subsequent stage.

C.パターン検査回路 第2B図は、第2A図に示すパターン検査回路30の内部構成
を示すブロック図である。
C. Pattern Inspection Circuit FIG. 2B is a block diagram showing an internal configuration of the pattern inspection circuit 30 shown in FIG. 2A.

第2A図の2値化回路21a,21bで生成されたホールイメー
ジ原信号HIS0,パターンイメージ原信号PIS0は、インタ
ーフェース31を介してノイズフィルタ32a,32bにそれぞ
れ与えられる。ノイズフィルタ32a,32bは平滑化処理な
どを行って、ノイズを除去し、ホールイメージ信号HIS,
パターンイメージ信号PISをそれぞれ生成する。
The hole image original signal HIS 0 and the pattern image original signal PIS 0 generated by the binarization circuits 21a and 21b of FIG. 2A are given to the noise filters 32a and 32b via the interface 31, respectively. The noise filters 32a and 32b remove noise by performing smoothing processing, etc.
The pattern image signal PIS is generated respectively.

ホールイメージ信号HISとパターンイメージ信号PISはど
ちらも、比較検査回路33,DRC(Design Rule Check)回
路34,スルーホール検査回路35のすべてに与えられる。
Both the hole image signal HIS and the pattern image signal PIS are given to all of the comparison inspection circuit 33, the DRC (Design Rule Check) circuit 34, and the through hole inspection circuit 35.

比較検査回路33は、ホールイメージ信号HIS及びパター
ンイメージ信号PISと、あらかじめ準備された基準プリ
ント基盤について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11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)はたとえば本出願人による特開昭60−263807
号公報に開示されている。
The comparison / inspection circuit 33 is a circuit for comparing and collating the hole image signal HIS and the pattern image signal PIS with the image signal obtained for the reference printed circuit board prepared in advance, and for identifying a portion where they are different from each other as a defect. . As the reference printed circuit board, a printed circuit board which is of the same type as the printed circuit board 11 to be inspected and which is determined in advance to be a good product is used. This method (comparative method) is disclosed, for example, in JP-A-60-263807 by the present applicant.
It is disclosed in the publication.

DRC回路34はプリント基板11上のパターンPの特徴、例
えば線幅やパターン角度、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11の良否検査を行う回路である。
このDRC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。
The DRC circuit 34 extracts the characteristics of the pattern P on the printed circuit board 11, such as the line width, the pattern angle, and the continuity, and determines whether or not the values deviate from the designed values. It is a circuit that performs an inspection.
This DRC method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-149905.

D.スルーホール検査回路 (D−1).概要 スルーホール検査回路の各部の詳細な構造・動作の説明
をする前に、その概要について以下に述べる。
D. Through hole inspection circuit (D-1). Outline Before explaining the detailed structure and operation of each part of the through-hole inspection circuit, the outline will be described below.

第1A図は、第2B図に示すスルーホール検査回路35の内部
構成を示すブロック図であり、第1B図は第1A図に示され
た構成で行われるプリント基板のパターン検査方法の流
れを示すフローチャートである。
FIG. 1A is a block diagram showing the internal structure of the through-hole inspection circuit 35 shown in FIG. 2B, and FIG. 1B shows the flow of a pattern inspection method for a printed circuit board performed with the structure shown in FIG. 1A. It is a flowchart.

第1A図の中心判定及び径測定回路36はホールイメージHI
の中心位置に関する情報CP(以下「中心CP」)と径に関
する情報、例えば直径Dを出力する回路であり、第1B図
のステップS11に対応する。
The center judgment and diameter measuring circuit 36 in FIG.
This is a circuit for outputting the information CP regarding the center position (hereinafter "center CP") and the information regarding the diameter, for example, the diameter D, and corresponds to step S11 in FIG. 1B.

中心CPは座標(X,Y)の値であってもよいし、あるいは
位置情報行列[X,Y]の中でビットを立てる形式であっ
てもよい。いずれにしても、後述する様に本発明におい
ては中心CPを必ずしも正確に求める必要なない。
The center CP may be a value of coordinates (X, Y), or may be in the form of setting a bit in the position information matrix [X, Y]. In any case, it is not always necessary to accurately determine the central CP in the present invention, as will be described later.

上記回路36の構成としては、例えば十字オペレータを構
成するものが挙げられる。第5図において、ホールイメ
ージ信号HISから得られるホールイメージHIに対して十
字型の空間オペレータ(十字オペレータ)OPを作用さ
せ、オペレータOPの4つの腕とホールイメージHIとが重
なる部分の長さd1〜d4を比較することにより、ホールイ
メージHIの中心とその径についての情報を得ることがで
きる。かかる空間オペレータの手法については例えば本
出願人による特願平2−191343号の出願において開示さ
れている。あるいは後述する膨張処理を用いてホールイ
メージHIの背景を膨張させ、等価的にホールイメージHI
を縮小させていって中心CPを求め、要した縮小段数から
直径Dを求めてもよい。
Examples of the configuration of the circuit 36 include a configuration that forms a cross operator. In FIG. 5, a cross-shaped spatial operator (cross operator) OP is applied to the hall image HI obtained from the hall image signal HIS, and the length d of the portion where the four arms of the operator OP and the hall image HI overlap each other. By comparing 1 to d 4 , information about the center of the hole image HI and its diameter can be obtained. Such a space operator method is disclosed in, for example, the application of Japanese Patent Application No. 2-191343 by the present applicant. Alternatively, the background of the Hall image HI is expanded using the expansion processing described later, and the Hall image HI is equivalently expanded.
May be reduced to obtain the center CP, and the diameter D may be obtained from the required number of reduction steps.

このようにして求められたホールイメージHIの中心CPと
直径Dはウィンドウ設定回路38に入力される。この回路
においては中心CPからネック切れ判定に必要な大きさ、
例えば寸法が4D×4DのウィンドウWを設定する。具体的
には例えばCP=(xC,yC)として、 W1=(xC+2D,yC+2D) W2=(xC+2D,yC−2D) W3=(xC−2D,yC−2D) W4=(xC−2D,yC−2D) の4点で規定される矩形状領域をもってウィンドウWと
する。この処理は第1B図ではステップS12に対応する。
The center CP and the diameter D of the hole image HI thus obtained are input to the window setting circuit 38. In this circuit, the size necessary for judging the neck break from the center CP,
For example, a window W having a size of 4D × 4D is set. Specifically, for example, CP = (x C , y C ), W 1 = (x C + 2D, y C + 2D) W 2 = (x C + 2D, y C −2D) W 3 = (x C −2D, The rectangular area defined by the four points of y C −2D) W 4 = (x C −2D, y C −2D) is defined as the window W. This process corresponds to step S12 in FIG. 1B.

ホールイメージ信号HISはラベリング処理回路37にも入
力される。ここでホールイメージ信号HISから生成され
る各ホールイメージHIに異なるラベルLABが付され、そ
れぞれが互いに識別される。この処理は第1B図のステッ
プS13に対応する。
The hall image signal HIS is also input to the labeling processing circuit 37. Here, each hole image HI generated from the hole image signal HIS is labeled with a different label LAB to identify them from each other. This process corresponds to step S13 in FIG. 1B.

一方、パターンイメージ信号PISは細線化回路39に入力
され、細線化信号PILとなる。これは第1B図のステップS
14に対応する。細線化については公知の手法、例えば第
6図に示す3×3マスクを用いることができる。即ち画
像データの注目する画素の3×3近傍が同図(a)のパ
ターンに一致したら、その画素を1から0へ置き換える
ことが左から右へ一画素細くすることができる(同図
(b))。これと同様の処理を上下左右4方向からすべ
ての画素について行えばよい。また例えば本出願人によ
る特開平2−14383号公報に開示されたようなベクトル
化を伴う細線化を行ってもよい。
On the other hand, the pattern image signal PIS is input to the thinning circuit 39 and becomes the thinning signal PIL. This is step S in Figure 1B.
Corresponds to 14. A known method for thinning can be used, for example, a 3 × 3 mask shown in FIG. That is, if the 3 × 3 neighborhood of the pixel of interest of the image data matches the pattern of FIG. 10A, replacing the pixel from 1 to 0 can make one pixel thinner from left to right (FIG. )). The same processing as this may be performed for all pixels from four directions in the vertical and horizontal directions. Further, for example, thinning with vectorization as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-14383 by the present applicant may be performed.

第1A図に戻って、ウィンドウW及び細線化信号PILは、
端点抽出回路41に入力される。ここではステップS15の
処理、即ち端点Qの個数Nを求める。ネック切れの判定
は、ランドR(スルーホールH)の近傍を検査すれば充
分であるので、ウィンドウW内で端点の個数Nを数れば
足りる。
Returning to FIG. 1A, the window W and the thinned signal PIL are
It is input to the end point extraction circuit 41. Here, the process of step S15, that is, the number N of end points Q is obtained. It is sufficient to determine the neck break by inspecting the vicinity of the land R (through hole H). Therefore, it is sufficient to count the number N of end points in the window W.

端点抽出には公知の手法、例えば第7図に示す3×3マ
スクを用いることができる。即ち、細線化された画像デ
ータの注目する画素の3×3近傍が同図の8種のパター
ンのいずれかに一致したら、その画素を端点Qと認識す
ることとする。
A known method, for example, a 3 × 3 mask shown in FIG. 7 can be used for the end point extraction. That is, if the 3 × 3 neighborhood of the pixel of interest in the thinned image data matches any of the eight types of patterns in the figure, the pixel is recognized as the end point Q.

このようにして求められた端点の個数Nは、ラベリング
処理S12や端点抽出処理S15での遅延が位相調整回路40に
よって補正されたラベルLABをアドレスとして端点個数
メモリ42に記憶される。第1B図ではステップS16が対応
する。
The number N of end points thus obtained is stored in the end point number memory 42 with the label LAB in which the delay in the labeling process S12 and the end point extraction process S15 is corrected by the phase adjusting circuit 40 as an address. In FIG. 1B, step S16 corresponds.

一方、座標メモリ43には中心CPがレベルLABをアドレス
として記憶されるので、例えばプリント基板11の全部の
ホールHについてその端点Qの個数Nを数えた後で、あ
る位置にあるホールHと個数NとをラベルLABを介して
関連づけることができる。ネック切れ判定回路44ではこ
のようにして関連づけられた個数Nをその値によってネ
ック切れか否かを判断し(ステップS17)、ネック切れ
と判断されたホールHの座標は欠陥座標メモリ45に記憶
される(ステップS18)。具体的な判別方法については
後述する。
On the other hand, since the center CP is stored in the coordinate memory 43 by using the level LAB as an address, for example, after counting the number N of end points Q of all holes H of the printed circuit board 11, the number of holes H at a certain position is calculated. N can be associated via the label LAB. The neck breakage determination circuit 44 determines whether or not the number N associated in this way is a neck breakage based on the value (step S17), and the coordinates of the hole H determined as a neck breakage are stored in the defect coordinate memory 45. (Step S18). A specific determination method will be described later.

以上のようにして、スルーホール検査回路35では配線パ
ターンのネック切れを検出し、欠陥か否かを判定する。
As described above, the through-hole inspection circuit 35 detects the disconnection of the neck of the wiring pattern and determines whether or not there is a defect.

次にネック切れの検出の具体的な例について説明する。Next, a specific example of detecting a neck break will be described.

(D−2).ラベリング処理 第8図にラベリング処理の概要を、第9図にラベリング
処理回路37のブロック図を、第10図に同回路37のフロー
チャートをそれぞれ示す。ホールイメージ信号HISによ
り生成されるホールイメージHIは膨張回路37aに入力さ
れ、膨張したホールイメージHFが求まる(ステップS2
1)。この膨張処理については公知の手法、例えば第11
図に示す様に画像データの注目する画素が1の時、その
3×3近傍の画素を全て1とするなどすればよい。
(D-2). Labeling Process FIG. 8 shows an outline of the labeling process, FIG. 9 shows a block diagram of the labeling process circuit 37, and FIG. 10 shows a flow chart of the circuit 37. The hole image HI generated by the hole image signal HIS is input to the expansion circuit 37a, and the expanded hole image HF is obtained (step S2
1). A well-known method for this expansion processing, for example, the 11th
As shown in the figure, when the pixel of interest in the image data is 1, all 3 × 3 neighboring pixels may be set to 1.

次に膨張したホールイメージHFをラベル付け回路37bに
入力し、ラベルLABを付ける(ステップS22)。このラベ
ル付けに前記膨張処理は必ずしも必要ではないが、ある
程度の大きさまで膨張させた方が処理上容易となって望
ましい。ラベル付けには公知の手法、例えば第12図に示
すように、膨脹した各ホールイメージHFに固有の番号が
割当てられ、かつ背景をもラベル番号0として含むラベ
ルLi(非負整数)を考え、画像データの注目する画素の
3×3近傍のラベルのうち、正の最も小さいラベルをそ
の画素のラベルとして付けなおし、ラベルの値が収束す
るまでくりかえす等すればよい。
Next, the expanded hole image HF is input to the labeling circuit 37b and a label LAB is attached (step S22). The expansion treatment is not always necessary for this labeling, but it is desirable to expand the label to a certain size because it is easy to process. For labeling, a known method, for example, as shown in FIG. 12, consider a label L i (a non-negative integer) in which a unique number is assigned to each inflated hole image HF, and the background also includes the label number 0, Of the labels in the 3 × 3 vicinity of the pixel of interest in the image data, the smallest positive label may be re-assigned as the label of that pixel, and the label value may be repeated until it converges.

なお第8図はラベルLABとの対応のため、ウィンドウW
の様子をも示した。
Note that Fig. 8 shows the window W for correspondence with the label LAB.
I also showed the situation.

(D−3).端点抽出回路 第13図に端点抽出回路41の構成のブロック図を、第14図
に同回路41のフローチャートをそれぞれ示す。端点判別
回路41aにおいては(D−1)で説明したように、例え
ば第6図に示す3×3マスクを用いて細線化処理された
パターンPLのウィンドウW内での端点Q1,Q2,…を第7図
に示す3×3マスクを用いて求める(ステップS31)。
端点個数カウント回路41bにおいては端点Q1,Q2,…の個
数Nを求める(ステップS32)。
(D-3). End Point Extraction Circuit FIG. 13 shows a block diagram of the configuration of the end point extraction circuit 41, and FIG. 14 shows a flowchart of the same circuit 41. In the end point determination circuit 41a, as described in (D-1), for example, the end points Q 1 , Q 2 , in the window W of the pattern PL subjected to the thinning processing using the 3 × 3 mask shown in FIG. Is calculated using the 3 × 3 mask shown in FIG. 7 (step S31).
In the end point number counting circuit 41b, the number N of end points Q 1 , Q 2 , ... Is obtained (step S32).

第15A図及び第15B図に端点抽出の様子を示す。いずれの
図においても上段は実際の配線パターンPとスルーホー
ルHの関係を、下段は細線化処理されたパターンPL及び
端点Q1,Q2,…(図中▲で示した)をそれぞれ示してお
り、Nの値はその上に示したパターンの端点の個数を表
わしている。
15A and 15B show how endpoints are extracted. In each figure, the upper part shows the relationship between the actual wiring pattern P and the through hole H, and the lower part shows the pattern PL and the end points Q 1 , Q 2 , ... (Indicated by ▲ in the figure). The value of N represents the number of end points of the pattern shown above.

(D−4).ネック切れ判定回路 第16図にネック切れ判定回路44の構成のブロック図を、
第17図に同回路44のフローチャートをそれぞれ示す。比
較回路44aは端点の個数Nを入力し、ある基準値と比較
することでネック切れか否かを判断するもので、ステッ
プS41およびS42に対応する。また出力回路44bは上記判
断に応じてOK/Errorを出力する回路であり、ステップS4
3及びS44が対応する。
(D-4). Neck break determination circuit Figure 16 shows a block diagram of the configuration of the neck break determination circuit 44.
FIG. 17 shows a flowchart of the same circuit 44. The comparison circuit 44a inputs the number N of end points and compares it with a certain reference value to determine whether or not the neck is broken, and corresponds to steps S41 and S42. The output circuit 44b is a circuit for outputting OK / Error according to the above judgment, and the step S4
3 and S44 correspond.

第15A図はネック切れがない場合を、第15B図はネック切
れがある場合を示す。第15A図からわかる様に、配線パ
ターンPが正常であって、しかもスルーホールHがほぼ
正しく配線パターンPに合っている場合にはN=0とな
り、スルーホールHがネックから離れて位置ずれを起こ
した場合にはN=2となる。更にスルーホールHの位置
ずれ以外の要因によってネック切れでないパターン切れ
が生じた場合には、必ず偶数個の端点の生成を伴うの
で、原則としてNが奇数でなければ、ネック切れが生じ
ていないと判定できる(ステップS41)。またN=1の
場合にもネック切れは生じていないのでOKを出力する
(ステップS42,S44)。
FIG. 15A shows the case where there is no neck break, and FIG. 15B shows the case where there is a neck break. As can be seen from FIG. 15A, when the wiring pattern P is normal and the through hole H is almost correctly aligned with the wiring pattern P, N = 0, and the through hole H moves away from the neck and is displaced. If it occurs, N = 2. Furthermore, when a pattern break that is not a neck break occurs due to a factor other than the position shift of the through hole H, an even number of end points is always generated. Therefore, as a general rule, a neck break does not occur unless N is an odd number. It can be determined (step S41). Even when N = 1, no neck break has occurred, so OK is output (steps S42 and S44).

ネック切れが生じる場合は例えば第15B図のN=3の場
合の様に、ネック付近をスルーホールHが覆う場合であ
り、更にスルーホールHの位置ずれ以外の要因によって
パターン切れが生じた場合には必ず偶数個の端点の生成
を伴うので、原則としてNが3以上の奇数であればネッ
ク切れが生じているとみなすことができる。但し同図中
のN=4の場合の様に、理論的にはNが偶数であってか
つネック切れが生じている場合も考えられるが、経験上
このような場合は殆ど無く、考慮する必要はない。従っ
てNが3以上の奇数であればErrorを出力する(ステッ
プS43)。
The case where the neck break occurs is the case where the through hole H covers the vicinity of the neck as in the case of N = 3 in FIG. 15B, and when the pattern break occurs due to factors other than the position shift of the through hole H. Always involves generation of an even number of end points, so in principle it can be considered that a neck break has occurred if N is an odd number of 3 or more. However, as in the case of N = 4 in the same figure, theoretically N may be an even number and a neck break may occur, but experience shows that this case is rare and needs to be considered. There is no. Therefore, if N is an odd number of 3 or more, Error is output (step S43).

E.変形例 (1) ウィンドウWとしては、上記の矩形状領域に限
らず例えば円形上領域でもよく、また、この円形上領域
として、膨脹処理したホールイメージWFを利用してもよ
い。
E. Modified Example (1) The window W is not limited to the rectangular area described above, and may be, for example, a circular upper area, and an expanded hole image WF may be used as the circular upper area.

(2) 上記ネック切れ判定基準は任意に設定すること
もできる。
(2) The above-mentioned neck break determination criterion can be set arbitrarily.

(3) スルーホール検査全体としては、上記のネック
切れ検査の他に、上述の本出願人による特願平1−8211
7号の開口角θにもとづく検査を使用することができ
る。
(3) In addition to the above-mentioned neck breakage inspection, the whole of the through-hole inspection includes the above-mentioned Japanese Patent Application No. 1-8211 by the applicant.
Inspection based on No. 7 opening angle θ can be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明のプリント基板の検査方
法は、プリント基板の配線パターンを読みとり、このパ
ターンイメージを細線化し、スルーホール近傍に設定し
たウィンドウ内で細線化されたパターンイメージの端点
を数え、ネック切れか否かを判断するので、ホールイメ
ージにおける円の中心判定も厳密に行う必要がなく、比
較的簡単な手段で配線パターンのネック切れを自動的に
判定することができる。
As described above, the printed circuit board inspection method of the present invention reads the wiring pattern of the printed circuit board, thins this pattern image, and counts the end points of the thinned pattern image in the window set near the through hole. Since it is determined whether or not the neck is broken, it is not necessary to strictly determine the center of the circle in the hole image, and the neck of the wiring pattern can be automatically judged by a relatively simple means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1A図はこの発明の一実施例を示すブロック図、 第1B図はこの発明の一実施例を示すフローチャート、 第2A図はこの発明を適用する装置の構成を示すブロック
図、 第2B図はこの発明を適用する回路の構成を示すブロック
図、 第3A図乃至第3B図は光電走査による読取を示す概念図、 第4図は第3A図によって読み取られた信号波形及びそれ
を合成して得られるパターンを示す図、 第5図は十字オペレータの概念を示す図、 第6図は細線化の一例を示す図、 第7図は端点検出の一例を示す図、 第8図はラベル付けの一例を示す図、 第9図はラベリング処理回路の構成を示すブロック図、 第10図はラベリング処理回路の流れを示すフローチャー
ト、 第11図は膨張処理の一例を示す図、 第12図はラベリングの一例を示す図、 第13図は端点抽出回路の構成を示すブロック図、 第14図は端点抽出回路の流れを示すフローチャート、 第15A図はネック切れを生じていない配線パターンの細
線化を示す図、 第15B図はネック切れを生じた配線パターンの細線化を
示す図、 第16図はネック切れ判定回路の構成を示すブロック図、 第17図はネック切れ判定回路の流れを示すフローチャー
ト、 第18A図〜第18B図及び第19図は従来の技術の問題点を示
す図である。 11……プリント基板、 38……ウィンドウ設定回路、 39……細線化回路、41……端点抽出回路、 44……ネック切れ判定回路、 P……配線パターン、PI……パターンイメージ、 H……スルーホール、HI……ホールイメージ、 PL……細線化処理されたパターン、 W:ウィンドウ、 Q1〜Q4……端点
FIG. 1A is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a flow chart showing an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a block diagram showing the configuration of an apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2B is A block diagram showing a configuration of a circuit to which the present invention is applied, FIGS. 3A to 3B are conceptual diagrams showing reading by photoelectric scanning, and FIG. 4 is a signal waveform read by FIG. FIG. 5 is a diagram showing the pattern of a cross operator, FIG. 5 is a diagram showing an example of a cross operator, FIG. 6 is a diagram showing an example of thinning, FIG. 7 is a diagram showing an example of end point detection, and FIG. 8 is an example of labeling. FIG. 9, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the labeling processing circuit, FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the labeling processing circuit, FIG. 11 is a diagram showing an example of expansion processing, and FIG. 12 is an example of labeling. Fig. 13 shows the structure of the end point extraction circuit. Fig. 14 is a flow chart showing the flow of the end point extraction circuit, Fig. 15A is a diagram showing the thinning of the wiring pattern without neck break, and Fig. 15B is the thin line of the wiring pattern with neck break. FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the neck cutout determination circuit, FIG. 17 is a flowchart showing the flow of the neck cutout determination circuit, and FIGS. 18A to 18B and FIG. It is a figure which shows a problem. 11 …… Printed circuit board, 38 …… Window setting circuit, 39 …… Thinning circuit, 41 …… End point extraction circuit, 44 …… Neck break judgment circuit, P …… Wiring pattern, PI …… Pattern image, H …… through-hole, HI ...... hole image, has been treated PL ...... thinning pattern, W: window, Q 1 ~Q 4 ...... endpoints

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プリント基板を光電走査して、画素ごとに
読取った画像データに基づいて、前記プリント基板上の
配線パターンとスルーホールとの間の相対的位置関係を
判定する、プリント基板のパターン検査方法であって、 (a) 前記画像データに基づいて、前記配線パターン
を示すパターンイメージと、前記スルーホールを示すホ
ールイメージと、を求める工程と、 (b) 前記パターンイメージに細線化処理を施して、
細線化パターンイメージを求める工程と、 (c) 前記ホールイメージを含むウィンドウを設定す
る工程と、 (d) 前記ウィンドウ内において前記細線パターンイ
メージの端点の個数を求める工程と、 (e) 前記端点の個数から前記配線パターンのネック
切れを検出する工程と、を含むプリント基板のパターン
検査方法。
1. A pattern of a printed circuit board, wherein a relative positional relationship between a wiring pattern on the printed circuit board and a through hole is determined based on image data read for each pixel by photoelectrically scanning the printed circuit board. An inspection method comprising: (a) obtaining a pattern image showing the wiring pattern and a hole image showing the through hole based on the image data; (b) performing a thinning process on the pattern image. Give,
Obtaining a thin line pattern image; (c) setting a window including the hole image; (d) obtaining the number of end points of the thin line pattern image in the window; A method for inspecting a printed circuit board pattern, the method comprising: detecting a neck break of the wiring pattern based on the number of printed wiring boards.
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