JPH087155B2 - 配線パターン検査装置 - Google Patents
配線パターン検査装置Info
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- JPH087155B2 JPH087155B2 JP2242120A JP24212090A JPH087155B2 JP H087155 B2 JPH087155 B2 JP H087155B2 JP 2242120 A JP2242120 A JP 2242120A JP 24212090 A JP24212090 A JP 24212090A JP H087155 B2 JPH087155 B2 JP H087155B2
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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。
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 プリント基板への電子部品実装の高密度化に伴い、配
線パターンの細密化が進んでいる。従来、プリント基板
等の不良検査は人間による目視検査が行われてきたが、
配線パターンの細密化により検査精度を維持しつつ長時
間検査作業を続けることが困難になってきており、検査
の自動化が要望されている。
線パターンの細密化が進んでいる。従来、プリント基板
等の不良検査は人間による目視検査が行われてきたが、
配線パターンの細密化により検査精度を維持しつつ長時
間検査作業を続けることが困難になってきており、検査
の自動化が要望されている。
配線パターンの欠陥検査方式としては、ジェー・エル
・シー・サンツやエー・ケー・ジェイン（J.L.C.Sanz a
nd A.K.Jain,“Machine vision techniques for inspec
tion of printed boards and thick−film circuits,"
J.Opt.Soc.Amer.,vol.3 no.9,pp.1465−1482,Sept.198
6）らにより多くの方式が紹介されており、特にデザイ
ンルール法あるいは比較法に分類される方式が数多く提
案されている。これらの方式は長短があるが、中でも将
来有望な興味深い方式として、ジェー・アール・マンデ
ビル（J.R.Mandeville,“Novel method for aNalysis o
f printed circuit images,"IBM J.Res.Develop.,vol.2
9,no.1,pp.349−376,Jan.1979）の方式があり、２値画
像データを収縮あるいは膨張させた後細線化し、配線パ
ターンの欠陥を検出する方式で、以下に従来例として説
明する。第12図に、欠陥検出処理の手順を示す。同図
（ａ）〜（ｄ）は欠落性欠陥の検出手順、同図（ｅ）〜
（ｈ）は突出性欠陥の検出手順を示している。
・シー・サンツやエー・ケー・ジェイン（J.L.C.Sanz a
nd A.K.Jain,“Machine vision techniques for inspec
tion of printed boards and thick−film circuits,"
J.Opt.Soc.Amer.,vol.3 no.9,pp.1465−1482,Sept.198
6）らにより多くの方式が紹介されており、特にデザイ
ンルール法あるいは比較法に分類される方式が数多く提
案されている。これらの方式は長短があるが、中でも将
来有望な興味深い方式として、ジェー・アール・マンデ
ビル（J.R.Mandeville,“Novel method for aNalysis o
f printed circuit images,"IBM J.Res.Develop.,vol.2
9,no.1,pp.349−376,Jan.1979）の方式があり、２値画
像データを収縮あるいは膨張させた後細線化し、配線パ
ターンの欠陥を検出する方式で、以下に従来例として説
明する。第12図に、欠陥検出処理の手順を示す。同図
（ａ）〜（ｄ）は欠落性欠陥の検出手順、同図（ｅ）〜
（ｈ）は突出性欠陥の検出手順を示している。
先ず欠落性欠陥の検出方法について図を参照しながら
説明する。（ａ）は欠陥画像を示しており、ｂ点及びｃ
点は線幅不足及び断線で致命的欠陥として検出し、ａ点
は欠陥として検出しないものとする。第１の手順として
（ｂ）では、画像を所定サイズ収縮（侵食）することに
よりｂ点の連結を遮断する。第２の手順として（ｃ）で
は１画素幅までパターンを細線化する。第３の手順とし
て（ｄ）では３×３局所領域（図中□で示される位置）
において細線化画像の連結性を判定し、ｂ点及びｃ点を
断線として検出する。なお前記３×３局所領域の連結判
定により端子部と配線パターンの接合部（図中○で示さ
れる位置）も特徴点として検出できることを示してい
る。
説明する。（ａ）は欠陥画像を示しており、ｂ点及びｃ
点は線幅不足及び断線で致命的欠陥として検出し、ａ点
は欠陥として検出しないものとする。第１の手順として
（ｂ）では、画像を所定サイズ収縮（侵食）することに
よりｂ点の連結を遮断する。第２の手順として（ｃ）で
は１画素幅までパターンを細線化する。第３の手順とし
て（ｄ）では３×３局所領域（図中□で示される位置）
において細線化画像の連結性を判定し、ｂ点及びｃ点を
断線として検出する。なお前記３×３局所領域の連結判
定により端子部と配線パターンの接合部（図中○で示さ
れる位置）も特徴点として検出できることを示してい
る。
次に突出性欠陥の検出方法について図を参照しながら
説明する。（ｅ）は欠陥画像を示しており、ｂ点及びｃ
点を線幅異常及びショートで致命的欠陥として検出し、
ａ点は欠陥として検出しないものとする。第１の手順と
して（ｆ）では、画像を所定サイズ膨張することにより
ｂ点に新たな連結を発生させる。第２の手順として
（ｇ）では１画素幅までパターンを細線化する。第３の
手順として（ｈ）では３×３局所領域（図中□で示され
る位置）において細線化画像の連結性を判定し、ｂ点及
びｃ点を分岐点すなわちショートとして検出する。以上
の手順によって細幅太り、断線及びショートが検出でき
る。
説明する。（ｅ）は欠陥画像を示しており、ｂ点及びｃ
点を線幅異常及びショートで致命的欠陥として検出し、
ａ点は欠陥として検出しないものとする。第１の手順と
して（ｆ）では、画像を所定サイズ膨張することにより
ｂ点に新たな連結を発生させる。第２の手順として
（ｇ）では１画素幅までパターンを細線化する。第３の
手順として（ｈ）では３×３局所領域（図中□で示され
る位置）において細線化画像の連結性を判定し、ｂ点及
びｃ点を分岐点すなわちショートとして検出する。以上
の手順によって細幅太り、断線及びショートが検出でき
る。
発明が解決しようとする課題 ２値画像を収縮及び膨張することにより、欠陥の特徴
を助長した後細線化し、３×３局所領域における連結判
定により欠陥を検出する方式について説明した。この方
式は配線パターンの設計ルールを巧妙に利用し、確実に
欠陥を検出できるもので有望な方式といえよう。
を助長した後細線化し、３×３局所領域における連結判
定により欠陥を検出する方式について説明した。この方
式は配線パターンの設計ルールを巧妙に利用し、確実に
欠陥を検出できるもので有望な方式といえよう。
しかしスルーホールを有する基板を検出する場合、導
体部とランド部ではパターン幅の基準が異なるために、
同一サイズで収縮するとランド部のパターンが途切れて
しまい、ランド位置で誤って線幅不足として検出される
問題点があった。
体部とランド部ではパターン幅の基準が異なるために、
同一サイズで収縮するとランド部のパターンが途切れて
しまい、ランド位置で誤って線幅不足として検出される
問題点があった。
本発明は上記課題に鑑み、プリント基板にスルーホー
ルが存在しても、誤報のない検査を行なうとともに、座
切れ等のランドで発生する欠陥と、線幅違反、断線、シ
ョート等の導体で発生する欠陥を分離して検出すること
ができ、多様な欠陥検査ができる配線パターン検査装置
を提供するものである。
ルが存在しても、誤報のない検査を行なうとともに、座
切れ等のランドで発生する欠陥と、線幅違反、断線、シ
ョート等の導体で発生する欠陥を分離して検出すること
ができ、多様な欠陥検査ができる配線パターン検査装置
を提供するものである。
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学的に検
知し光電変換する画像入力手段と、前記プリント基板を
透過光源により所定の周期で変調した光を照射する変調
光発生手段と、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値化手段からの２
値パターンのエッジを検出するエッジ検出手段と、前記
エッジ検出手段からのエッジ画像を所定サイズ膨張する
第１の膨張手段と、前記第１の膨張手段からの２値画像
を所定サイズ収縮する収縮手段と、前記収縮手段からの
２値画像を所定サイズ膨張する第２の膨張手段と、前記
２値化手段からの２値画像と前記第２の膨張手段の２値
画像からランドと導体を分離し、ランドの欠陥を検出す
る欠陥検出手段とから構成したものである。
プリント基板上に形成された配線パターンを光学的に検
知し光電変換する画像入力手段と、前記プリント基板を
透過光源により所定の周期で変調した光を照射する変調
光発生手段と、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値化手段からの２
値パターンのエッジを検出するエッジ検出手段と、前記
エッジ検出手段からのエッジ画像を所定サイズ膨張する
第１の膨張手段と、前記第１の膨張手段からの２値画像
を所定サイズ収縮する収縮手段と、前記収縮手段からの
２値画像を所定サイズ膨張する第２の膨張手段と、前記
２値化手段からの２値画像と前記第２の膨張手段の２値
画像からランドと導体を分離し、ランドの欠陥を検出す
る欠陥検出手段とから構成したものである。
作用 本発明は上記構成により、第１にプリント基板上の配
線パターンの反射光とスルーホールを透過する変調光を
光電変換して得られる濃淡画像を２値化し、反射光イメ
ージと透過光イメージが混在する２値画像からスルーホ
ール領域を分離するため、スルーホール領域のパターン
の幅検査、座切れ検査等多様な検査が可能となる。
線パターンの反射光とスルーホールを透過する変調光を
光電変換して得られる濃淡画像を２値化し、反射光イメ
ージと透過光イメージが混在する２値画像からスルーホ
ール領域を分離するため、スルーホール領域のパターン
の幅検査、座切れ検査等多様な検査が可能となる。
第２に分離しスルーホール像を元の画像と重ね合わせ
てスルーホール領域を塗りつぶした画像を生成すること
により、簡易な構成でスルーホール加工前の基板と同じ
画像を得ることができ、スルーホール領域において誤報
を発生することなく配線パターン検査が可能となる。
てスルーホール領域を塗りつぶした画像を生成すること
により、簡易な構成でスルーホール加工前の基板と同じ
画像を得ることができ、スルーホール領域において誤報
を発生することなく配線パターン検査が可能となる。
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説
明する。
明する。
第１図は、本発明の一実施例における配線パターン検
査装置のブロック構成図である。第１図において、101
はプリント基板、102は104のリング状ライトガイドなど
の拡散照明装置と103のCCDセンサカメラなどの撮像装置
を備えた画像入力手段、105は透過光を変調し変調光を
生成する変調光発生手段、106は濃淡画像を２値化する
２値化手段、107は２値画像の発生のエッジを検出する
エッジ検出手段、108はエッジ画像を所定サイズ膨張す
る第１の膨張手段、109は前記第１の膨張手段108の出力
画像を所定サイズ収縮する収縮手段、110は収縮手段109
の出力画像を所定サイズ膨張する第２の膨張手段、111
は２値化手段106からの２値画像と第２の膨張手段から
の２値画像とからランド等の欠陥を検出する欠陥検出手
段である。
査装置のブロック構成図である。第１図において、101
はプリント基板、102は104のリング状ライトガイドなど
の拡散照明装置と103のCCDセンサカメラなどの撮像装置
を備えた画像入力手段、105は透過光を変調し変調光を
生成する変調光発生手段、106は濃淡画像を２値化する
２値化手段、107は２値画像の発生のエッジを検出する
エッジ検出手段、108はエッジ画像を所定サイズ膨張す
る第１の膨張手段、109は前記第１の膨張手段108の出力
画像を所定サイズ収縮する収縮手段、110は収縮手段109
の出力画像を所定サイズ膨張する第２の膨張手段、111
は２値化手段106からの２値画像と第２の膨張手段から
の２値画像とからランド等の欠陥を検出する欠陥検出手
段である。
上記構成において、以下その動作について説明する。
まず、プリント基板101上に形成された配線パターンの
上方から、リング状ライトガイドなどの拡散照明装置10
4で照明し、CCDセンサカメラなどの撮像装置103を備え
た画像入力手段102で濃淡画像として入力する。このと
き同時にプリント基板の下方から、変調光発生手段105
により所定の周期で変調された光を照射し、画像入力手
段102に入力する。本実施例では撮像装置103として１次
元CCDセンサカメラを用いた例を示し、変調光発生手段1
02は前記１次元CCDセンサカメラの水平同期信号に同期
して、透過光の振幅を変調する。プリント基板101は図
示しない移動テーブル上に設置され、前記CCDセンサカ
メラによって走査されるため、撮像装置103から得られ
る濃淡画像はスルーホール領域において副走査方向に１
画素おきに画信号レベルが変調された画像となる。２値
化手段106では、撮像装置103からの濃淡画像を所定の閾
値と比較し、配線パターン部を１、基材部を０とする２
値画像に変換する。２値化によってスルーホール領域の
画信号レベルが副走査方向に１と０が交番した縞状画像
が得られる。エッジ検出手段は前記２値化手段106から
の２値画像をエッジ画像に変換する。第１の膨張手段10
8は前記エッジ画像を所定の画素数太らせ、スルーホー
ル領域を塗りつぶす。本実施例ではスルーホール領域は
エッジが１画素間隔で並んでいるため、１画素の膨張に
よりスルーホール領域を塗りつぶすことができる。収縮
手段109は、第１の膨張手段108からの２値画像を所定サ
イズ収縮し、スルーホール領域以外のエッジ画像を消去
する。第１の膨張手段108によってエッジが１画素膨張
して３画素幅になっているので、例えばパターンの両側
から２値画像以上収縮すれば、スルーホール領域以外の
輪郭は消去され、スルーホール領域を分離できる。第２
の膨張手段110は、収縮手段109からの２値画像を所定サ
イズ膨張し、スルーホールのサイズを元にもどす。欠陥
検出手段111は２値化手段106からの２値画像と第２の膨
張手段110からのスルーホール画像を用いて、ランド部
と導体部を分離して、欠陥の検出を行う。
まず、プリント基板101上に形成された配線パターンの
上方から、リング状ライトガイドなどの拡散照明装置10
4で照明し、CCDセンサカメラなどの撮像装置103を備え
た画像入力手段102で濃淡画像として入力する。このと
き同時にプリント基板の下方から、変調光発生手段105
により所定の周期で変調された光を照射し、画像入力手
段102に入力する。本実施例では撮像装置103として１次
元CCDセンサカメラを用いた例を示し、変調光発生手段1
02は前記１次元CCDセンサカメラの水平同期信号に同期
して、透過光の振幅を変調する。プリント基板101は図
示しない移動テーブル上に設置され、前記CCDセンサカ
メラによって走査されるため、撮像装置103から得られ
る濃淡画像はスルーホール領域において副走査方向に１
画素おきに画信号レベルが変調された画像となる。２値
化手段106では、撮像装置103からの濃淡画像を所定の閾
値と比較し、配線パターン部を１、基材部を０とする２
値画像に変換する。２値化によってスルーホール領域の
画信号レベルが副走査方向に１と０が交番した縞状画像
が得られる。エッジ検出手段は前記２値化手段106から
の２値画像をエッジ画像に変換する。第１の膨張手段10
8は前記エッジ画像を所定の画素数太らせ、スルーホー
ル領域を塗りつぶす。本実施例ではスルーホール領域は
エッジが１画素間隔で並んでいるため、１画素の膨張に
よりスルーホール領域を塗りつぶすことができる。収縮
手段109は、第１の膨張手段108からの２値画像を所定サ
イズ収縮し、スルーホール領域以外のエッジ画像を消去
する。第１の膨張手段108によってエッジが１画素膨張
して３画素幅になっているので、例えばパターンの両側
から２値画像以上収縮すれば、スルーホール領域以外の
輪郭は消去され、スルーホール領域を分離できる。第２
の膨張手段110は、収縮手段109からの２値画像を所定サ
イズ膨張し、スルーホールのサイズを元にもどす。欠陥
検出手段111は２値化手段106からの２値画像と第２の膨
張手段110からのスルーホール画像を用いて、ランド部
と導体部を分離して、欠陥の検出を行う。
上記構成において以下各要部の動作につき、図面を参
照しながらさらに詳細に説明する。第２図は画像入力手
段102と変調光発生手段の具体例を示す図である。第２
図において、201はプリント基板、202は光学レンズ、20
3はCCDラインセンサ、204はリング状ライトガイド、205
はハロゲンランプ、206は拡散板、207はLEDアレイ、208
はLEDのドライバ、209は1/2分周回路、210はCCD駆動回
路、211はCCDセンサの画素クロック（以下CLKと略記す
る）、212はCCDセンサの水平同期クロック（以下SYNCと
略記する）、213はCCDラインセンサからの濃淡画像の出
力端子である。以下その動作を説明する。ハロゲンラン
プ205からの照明光をリング状ライトガイド204によって
拡散させてプリント基板201を拡散照明する。同時にLED
アレイ207からの照明光を拡散板206によって拡散させプ
リント基板201のスルーホールを透過照明する。リング
状ライトガイド照明による反射光と、LEDアレイ207から
の透過光を光学レンズ202によりCCDラインセンサ203に
結像する。CCDラインセンサ203はCCD駆動回路210よりCL
K211とSYNC212の供給を受け濃淡画像信号を端子213より
出力する。このときSYNC212は1/2分周回路209によって1
/2分周されドライバ208を制御するため、LEDアレイ207
はSYNC212に同期して１周期毎に点滅する。第３図に２
値化手段106による２値化画像を示す。第３図（ａ）は
スルーホール部における画信号レベルの副走査方向の変
動を示す図である。同図において301は導体部、302はス
ルーホール部である。画信号レベルはスルーホール部30
2において副走査方向に１ライン周期で振動するため、
閾値θで２値化すると第３図（ｂ）に示すようにスルー
ホール部において副走査方向に１ラインおきに“1"と
“0"が交番する２値画像が得られる。
照しながらさらに詳細に説明する。第２図は画像入力手
段102と変調光発生手段の具体例を示す図である。第２
図において、201はプリント基板、202は光学レンズ、20
3はCCDラインセンサ、204はリング状ライトガイド、205
はハロゲンランプ、206は拡散板、207はLEDアレイ、208
はLEDのドライバ、209は1/2分周回路、210はCCD駆動回
路、211はCCDセンサの画素クロック（以下CLKと略記す
る）、212はCCDセンサの水平同期クロック（以下SYNCと
略記する）、213はCCDラインセンサからの濃淡画像の出
力端子である。以下その動作を説明する。ハロゲンラン
プ205からの照明光をリング状ライトガイド204によって
拡散させてプリント基板201を拡散照明する。同時にLED
アレイ207からの照明光を拡散板206によって拡散させプ
リント基板201のスルーホールを透過照明する。リング
状ライトガイド照明による反射光と、LEDアレイ207から
の透過光を光学レンズ202によりCCDラインセンサ203に
結像する。CCDラインセンサ203はCCD駆動回路210よりCL
K211とSYNC212の供給を受け濃淡画像信号を端子213より
出力する。このときSYNC212は1/2分周回路209によって1
/2分周されドライバ208を制御するため、LEDアレイ207
はSYNC212に同期して１周期毎に点滅する。第３図に２
値化手段106による２値化画像を示す。第３図（ａ）は
スルーホール部における画信号レベルの副走査方向の変
動を示す図である。同図において301は導体部、302はス
ルーホール部である。画信号レベルはスルーホール部30
2において副走査方向に１ライン周期で振動するため、
閾値θで２値化すると第３図（ｂ）に示すようにスルー
ホール部において副走査方向に１ラインおきに“1"と
“0"が交番する２値画像が得られる。
次にエッジ検出手段107における画信号処理の詳細に
ついて説明する。第４図はエッジ検出手段の回路構成を
示す図である。第４図において、401は２値化手段106か
らの２値データの入力端子、402は前記２値データを１
ライン遅延させるラインメモリ、409はエッジ検出回
路、410はエッジ信号の出力端子である。第４図はライ
ンメモリとシフトレジスタを用いた３×３窓走査回路の
一般的な構成を示しており、図示しないCCDセンサの画
素クロックCLKに同期して１画素ずつデータをシフトし
ながら画像を走査する。２値画像のエッジは注目画素値
404とその４近傍の画素値405〜408を用いて同図409の組
合せ回路で検出できる。次に第１の膨張手段108、収縮
手段109、第２の膨張手段110の具体的処理について第５
図を参照しながら説明する。第５図は第１の膨張手段10
8、収縮手段109、第２の膨張手段110における膨張また
は収縮処理のｍ×ｍ論理マスクである。前記論理マスク
は第４図と同様ラインメモリとシフトレジスタを用いて
構成され、前記画素クロックに同期して１画素ずつ窓を
シフトしながら所定の論理演算を行うものとする。第１
の膨張手段108及び第２の膨張手段110における膨張処理
は、第５図の論理マスクにおける所定の画素の論理和に
より実現できる。サイズｋ（ｋ≦ｍ）の膨張処理を行う
場合は、論理マスクについた番号がｋ以下の画素の論理
和をとる。また収縮手段109における収縮処理は、同様
に所定サイズｋ以下の番号のついた画素の論理積をと
る。エッジ検出手段107に入力されるエッジ画像は、ス
ルーホール部において透過光イメージのエッジが１画素
間隔で並んでおり、第１の膨張手段によりサイズ１膨張
するとスルーホール部は１で塗りつぶされる。次に収縮
手段109によりサイズk'（k'≧２）以上収縮するとスル
ーホール以外のエッジは消去され、スルーホール領域が
分離される。収縮手段109の出力画像は元のスルーホー
ルよりサイズが（k'−１）小さくなっているので、第２
の膨張手段109によってサイズ（k'−１）膨張すると、
元の大きさのスルーホール画像が得られる。そして欠陥
検出手段111により、２値化手段106からの２値画像を第
２の膨張手段111からのスルーホール画像を入力し欠陥
検査を行う。
ついて説明する。第４図はエッジ検出手段の回路構成を
示す図である。第４図において、401は２値化手段106か
らの２値データの入力端子、402は前記２値データを１
ライン遅延させるラインメモリ、409はエッジ検出回
路、410はエッジ信号の出力端子である。第４図はライ
ンメモリとシフトレジスタを用いた３×３窓走査回路の
一般的な構成を示しており、図示しないCCDセンサの画
素クロックCLKに同期して１画素ずつデータをシフトし
ながら画像を走査する。２値画像のエッジは注目画素値
404とその４近傍の画素値405〜408を用いて同図409の組
合せ回路で検出できる。次に第１の膨張手段108、収縮
手段109、第２の膨張手段110の具体的処理について第５
図を参照しながら説明する。第５図は第１の膨張手段10
8、収縮手段109、第２の膨張手段110における膨張また
は収縮処理のｍ×ｍ論理マスクである。前記論理マスク
は第４図と同様ラインメモリとシフトレジスタを用いて
構成され、前記画素クロックに同期して１画素ずつ窓を
シフトしながら所定の論理演算を行うものとする。第１
の膨張手段108及び第２の膨張手段110における膨張処理
は、第５図の論理マスクにおける所定の画素の論理和に
より実現できる。サイズｋ（ｋ≦ｍ）の膨張処理を行う
場合は、論理マスクについた番号がｋ以下の画素の論理
和をとる。また収縮手段109における収縮処理は、同様
に所定サイズｋ以下の番号のついた画素の論理積をと
る。エッジ検出手段107に入力されるエッジ画像は、ス
ルーホール部において透過光イメージのエッジが１画素
間隔で並んでおり、第１の膨張手段によりサイズ１膨張
するとスルーホール部は１で塗りつぶされる。次に収縮
手段109によりサイズk'（k'≧２）以上収縮するとスル
ーホール以外のエッジは消去され、スルーホール領域が
分離される。収縮手段109の出力画像は元のスルーホー
ルよりサイズが（k'−１）小さくなっているので、第２
の膨張手段109によってサイズ（k'−１）膨張すると、
元の大きさのスルーホール画像が得られる。そして欠陥
検出手段111により、２値化手段106からの２値画像を第
２の膨張手段111からのスルーホール画像を入力し欠陥
検査を行う。
以下欠陥検出手段111における具体的処理について第
６図を用いて説明する。第６図は本発明の一実施例にお
ける欠陥検出手段の構成図である。第６図において、60
1はスルーホール画像の入力端子、602は２値化手段106
からの２値画像の入力画像の入力端子、603はスルーホ
ール画像を所定サイズ膨張する膨張手段、605はパター
ンを外側から１画素ずつ細める細線化手段、606は前記
細線化と同時に配線パターンを構成する画素にパターン
の外側からの距離値を与える距離変換手段、607は細線
化パターンに沿って前記距離値を参照しパターンの幅を
測定する測長手段、608は細線化パターンの分岐や端点
を検出する分岐・端点検出手段である。以下、欠陥検出
手段の動作を説明する。端子601からのスルーホール画
像を反転し端子602からの２値画像と論理積をとり、元
の２値画像のスルーホール部の周期パターンを除去した
画像を細線化手段605に入力する。細線化手段605におい
ては１画素ずつパターンを細める処理を所定回数反復す
る。第７図にｎ回目の細線化の具体的な回路構成を示
す。第７図において701は（ｎ−１）回細線化した画像
の入力端子、702はｎ回目の細線化処理後の画像の出力
端子、703はラインメモリ、704はシフトレジスタ、705
〜708は細線化の判定のルックアップテーブル（以下LUT
と略記する）、710〜713はエッジ検出回路である。１回
の細線化は上下左右４方向からの画素の消去によって行
い、３×３窓にビットパターンからLUTA〜LUTD705〜708
を参照し、注目位置の消去判定を行う。細線化処理は一
般的な処理であるので詳細な説明は省略するが、例えば
第８図（ａ）〜（ｄ）に示すように、消去すべき位置を
LUTAからLUTDに振り分ければ、複数画素幅のパターンが
消滅することなく、連結を保持してパターンを細めるこ
とができる。エッジ検出回路710〜713は細線化による画
素の消去位置をパターンの４連結エッジ位置にするか８
連結エッジにするかを決めるもので、エッジ検出信号で
前記LUTの出力信号をゲートする。検出すべきエッジは
例えば１〜ｎ回の細線化において、順に８連結エッジ、
８連結エッジ、４連結エッジ、８連結エッジ……という
ように設定しておく。検出回路は注目画素をd0、８近傍
の画素をd1〜d8として ４連結エッジの場合 ８連結エッジの場合 という組合せ論理で構成する（但し「・」は論理積を、
「−」は否定を示す。） 次に第９図を用いて距離変換手段606の動作を説明す
る。第９図は距離変換の手順を説明するフロー図であ
る。距離変換手段606は細線化と同時に入力画像に細線
化の反復番号を与える処理で最初の細線化を行う前に、
入力画像において１の位置に距離値１を、０の位置に距
離値０を与えておくものとする。第９図において、901
の判定で注目画像がエッジ位置かどうかを判定しエッジ
位置の場合902の判定を行い、そうでない場合903の判定
を行う。902の判定においてｎ回目の細線化で注目画素
が消去されたときステップ904で注目位置に距離値ｎを
与え、そうでない場合ステップ905へ進み距離値は更新
しない。また903の判定において注目位置の距離値がｎ
かどうか判定し、ｎの場合はステップ906で距離値（ｎ
＋１）を与え、そうでない場合はステップ907へ進み距
離値は更新しない。以上の手順で入力画像に１〜ｎ＋１
までの細線化の反復番号を与え、距離画像610として細
線化画像609と同時に測長手段607と分岐・端点検出手段
608に入力する。次に測長手段607の具体的処理について
説明する。測長手段607は細線化画像に沿って距離画像
を参照しながら、注目位置の線幅を測定し、設計上の線
幅に違反する位置を検出する。注目位置が細線化画像に
おいて１の位置であるとき、次式によって線幅の測長値
Ｗを決める。
６図を用いて説明する。第６図は本発明の一実施例にお
ける欠陥検出手段の構成図である。第６図において、60
1はスルーホール画像の入力端子、602は２値化手段106
からの２値画像の入力画像の入力端子、603はスルーホ
ール画像を所定サイズ膨張する膨張手段、605はパター
ンを外側から１画素ずつ細める細線化手段、606は前記
細線化と同時に配線パターンを構成する画素にパターン
の外側からの距離値を与える距離変換手段、607は細線
化パターンに沿って前記距離値を参照しパターンの幅を
測定する測長手段、608は細線化パターンの分岐や端点
を検出する分岐・端点検出手段である。以下、欠陥検出
手段の動作を説明する。端子601からのスルーホール画
像を反転し端子602からの２値画像と論理積をとり、元
の２値画像のスルーホール部の周期パターンを除去した
画像を細線化手段605に入力する。細線化手段605におい
ては１画素ずつパターンを細める処理を所定回数反復す
る。第７図にｎ回目の細線化の具体的な回路構成を示
す。第７図において701は（ｎ−１）回細線化した画像
の入力端子、702はｎ回目の細線化処理後の画像の出力
端子、703はラインメモリ、704はシフトレジスタ、705
〜708は細線化の判定のルックアップテーブル（以下LUT
と略記する）、710〜713はエッジ検出回路である。１回
の細線化は上下左右４方向からの画素の消去によって行
い、３×３窓にビットパターンからLUTA〜LUTD705〜708
を参照し、注目位置の消去判定を行う。細線化処理は一
般的な処理であるので詳細な説明は省略するが、例えば
第８図（ａ）〜（ｄ）に示すように、消去すべき位置を
LUTAからLUTDに振り分ければ、複数画素幅のパターンが
消滅することなく、連結を保持してパターンを細めるこ
とができる。エッジ検出回路710〜713は細線化による画
素の消去位置をパターンの４連結エッジ位置にするか８
連結エッジにするかを決めるもので、エッジ検出信号で
前記LUTの出力信号をゲートする。検出すべきエッジは
例えば１〜ｎ回の細線化において、順に８連結エッジ、
８連結エッジ、４連結エッジ、８連結エッジ……という
ように設定しておく。検出回路は注目画素をd0、８近傍
の画素をd1〜d8として ４連結エッジの場合 ８連結エッジの場合 という組合せ論理で構成する（但し「・」は論理積を、
「−」は否定を示す。） 次に第９図を用いて距離変換手段606の動作を説明す
る。第９図は距離変換の手順を説明するフロー図であ
る。距離変換手段606は細線化と同時に入力画像に細線
化の反復番号を与える処理で最初の細線化を行う前に、
入力画像において１の位置に距離値１を、０の位置に距
離値０を与えておくものとする。第９図において、901
の判定で注目画像がエッジ位置かどうかを判定しエッジ
位置の場合902の判定を行い、そうでない場合903の判定
を行う。902の判定においてｎ回目の細線化で注目画素
が消去されたときステップ904で注目位置に距離値ｎを
与え、そうでない場合ステップ905へ進み距離値は更新
しない。また903の判定において注目位置の距離値がｎ
かどうか判定し、ｎの場合はステップ906で距離値（ｎ
＋１）を与え、そうでない場合はステップ907へ進み距
離値は更新しない。以上の手順で入力画像に１〜ｎ＋１
までの細線化の反復番号を与え、距離画像610として細
線化画像609と同時に測長手段607と分岐・端点検出手段
608に入力する。次に測長手段607の具体的処理について
説明する。測長手段607は細線化画像に沿って距離画像
を参照しながら、注目位置の線幅を測定し、設計上の線
幅に違反する位置を検出する。注目位置が細線化画像に
おいて１の位置であるとき、次式によって線幅の測長値
Ｗを決める。
（但し、撮像分解能をμ、D0は注目位置の距離値D1〜D8
はその８近傍の距離値を示し、［＊］は＊の切捨てを示
す。）この測長値Ｗを用いて、設計上の線幅WCとランド
座残り幅WLとの比較による線幅検査の手順を第10図に示
す。951においてスルーホール領域信号604が１かどうか
を検出し、１の場合952で測長値Ｗとランド座残り幅WL
を比較し、WL＞Ｗのときランド座残り幅違反とする。95
1においてスルーホール領域信号604が０の場合、954で
最小設計線幅WCと測長値Ｗを比較し、WC＞Ｗのとき最小
線幅違反とする。上記手順においてスルーホール領域信
号604は、端子601からのスルーホール画像を膨張手段60
3によって所定サイズ膨張した領域を示し、元のスルー
ホールの大きさからランドが包含される際大きさだけ膨
張された領域であるものとする。次に分岐・端点検出手
段608の具体的処理について説明する。分岐・端点の検
出処理は細線化画像を３×３窓で走査し、パターンの端
点や分岐点といった図形特徴を検出し、距離画像の同じ
位置の距離値を参照して断線、ショートを検出する処理
である。第11図に分岐・端点のパターンを示す。第11図
（ａ）のパターンがあらわれた場合、その位置はショー
トとして検出する。また第11図（ｂ）のパターンは端点
として検出し、距離画像の同じ位置の距離値を参照し、
前記第１式と同じ手順で測長値Ｗを求め、設計上の最小
パッドサイズWPと比較しWP＞Ｗの場合断線と判定する。
第11図において、３×３パターンの鏡面対称及び回転対
称は図示を省略した。なおスルーホール領域信号604が
１の領域において断線が発生した場合はランドの座切れ
と判定する。
はその８近傍の距離値を示し、［＊］は＊の切捨てを示
す。）この測長値Ｗを用いて、設計上の線幅WCとランド
座残り幅WLとの比較による線幅検査の手順を第10図に示
す。951においてスルーホール領域信号604が１かどうか
を検出し、１の場合952で測長値Ｗとランド座残り幅WL
を比較し、WL＞Ｗのときランド座残り幅違反とする。95
1においてスルーホール領域信号604が０の場合、954で
最小設計線幅WCと測長値Ｗを比較し、WC＞Ｗのとき最小
線幅違反とする。上記手順においてスルーホール領域信
号604は、端子601からのスルーホール画像を膨張手段60
3によって所定サイズ膨張した領域を示し、元のスルー
ホールの大きさからランドが包含される際大きさだけ膨
張された領域であるものとする。次に分岐・端点検出手
段608の具体的処理について説明する。分岐・端点の検
出処理は細線化画像を３×３窓で走査し、パターンの端
点や分岐点といった図形特徴を検出し、距離画像の同じ
位置の距離値を参照して断線、ショートを検出する処理
である。第11図に分岐・端点のパターンを示す。第11図
（ａ）のパターンがあらわれた場合、その位置はショー
トとして検出する。また第11図（ｂ）のパターンは端点
として検出し、距離画像の同じ位置の距離値を参照し、
前記第１式と同じ手順で測長値Ｗを求め、設計上の最小
パッドサイズWPと比較しWP＞Ｗの場合断線と判定する。
第11図において、３×３パターンの鏡面対称及び回転対
称は図示を省略した。なおスルーホール領域信号604が
１の領域において断線が発生した場合はランドの座切れ
と判定する。
なお、本実施例は入力の２値画像においてスルーホー
ル画像を用いてスルーホール部の縞パターンを消去した
が、スルーホール画像と２値画像を重ね合わせてスルー
ホール加工前のパターンと同じパターンに変換し、スル
ーホールに留意することなく欠陥検査を行うことも可能
である。
ル画像を用いてスルーホール部の縞パターンを消去した
が、スルーホール画像と２値画像を重ね合わせてスルー
ホール加工前のパターンと同じパターンに変換し、スル
ーホールに留意することなく欠陥検査を行うことも可能
である。
発明の効果 本発明の効果としては、１つの撮像装置でプリント基
板の反射光イメージと透過光イメージを検出し、２値化
の後エッジを検出し、膨張、収縮を行い、スルーホール
画像を検出するため、簡易な構成でスルーホールイメー
ジと基板の配線パターンのイメージを分離でき、スルー
ホール領域とそれ以外の領域の検査基準を切り替えて、
誤報のない多様な欠陥検査が可能となる。
板の反射光イメージと透過光イメージを検出し、２値化
の後エッジを検出し、膨張、収縮を行い、スルーホール
画像を検出するため、簡易な構成でスルーホールイメー
ジと基板の配線パターンのイメージを分離でき、スルー
ホール領域とそれ以外の領域の検査基準を切り替えて、
誤報のない多様な欠陥検査が可能となる。
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図は同装置の要部である画像
入力手段と変調光発生手段の要部ブロック結線図、第３
図は同装置の要部である２値化手段による２値化画像を
示す図、第４図は同装置の要部であるエッジ検出手段の
回路図、第５図は同装置の要部である第1,第２の膨張手
段及び収縮手段の論理マスクの概念図、第６図は同装置
の要部である欠陥検出手段のブロック結線図、第７図は
同装置の要部である細線化手段の回路図、第８図は同細
線化の消去パターンの概念図、第９図は同装置の要部で
ある距離変換手段の手順を示すフロー図、第10図は同装
置の線幅検査手順を示すフロー図、第11図は同装置の要
部である分岐・端点検出手段のパターンを示す図、第12
図は従来の配線パターン検査装置における欠陥検出を示
す図である。 201……プリント基板、202……光学レンズ、203……CCD
ラインセンサ、204……リング状ライトガイド、205……
ハロゲンランプ、206……拡散板、207……LEDアレイ、2
08……LEDドライバ、209……1/2分周回路、210……CCD
駆動回路。
置のブロック結線図、第２図は同装置の要部である画像
入力手段と変調光発生手段の要部ブロック結線図、第３
図は同装置の要部である２値化手段による２値化画像を
示す図、第４図は同装置の要部であるエッジ検出手段の
回路図、第５図は同装置の要部である第1,第２の膨張手
段及び収縮手段の論理マスクの概念図、第６図は同装置
の要部である欠陥検出手段のブロック結線図、第７図は
同装置の要部である細線化手段の回路図、第８図は同細
線化の消去パターンの概念図、第９図は同装置の要部で
ある距離変換手段の手順を示すフロー図、第10図は同装
置の線幅検査手順を示すフロー図、第11図は同装置の要
部である分岐・端点検出手段のパターンを示す図、第12
図は従来の配線パターン検査装置における欠陥検出を示
す図である。 201……プリント基板、202……光学レンズ、203……CCD
ラインセンサ、204……リング状ライトガイド、205……
ハロゲンランプ、206……拡散板、207……LEDアレイ、2
08……LEDドライバ、209……1/2分周回路、210……CCD
駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平５−60535（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−332853（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−319649（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−268444（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】プリント基板上に形成されたスルーホール
部を有する配線パターンを光学的に検知した光電変換す
る画像入力手段と、前記プリント基板を透過光源により
所定の周期で変調した光を照射する変調光発生手段と、
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値化手段からの２値パターンのエ
ッジを検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段
からのエッジ画像を所定サイズ膨張する第１の膨張手段
と、前記第１の膨張手段からの２値画像を所定サイズ収
縮する収縮手段と、前記収縮手段からの２値画像を所定
サイズ膨張する第２の膨張手段と、前記２値化手段から
の２値画像と前記第２の膨張手段の出力である２値画像
からランドと導体を分離し、前記ランドの欠陥を検出す
る欠陥検出手段とを具備する配線パターン検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242120A JPH087155B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 配線パターン検査装置 |
| US07/757,408 US5214712A (en) | 1990-09-11 | 1991-09-10 | Pattern inspection system for inspecting defect of land pattern for through-hole on printed board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242120A JPH087155B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 配線パターン検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120448A JPH04120448A (ja) | 1992-04-21 |
| JPH087155B2 true JPH087155B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17084597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2242120A Expired - Fee Related JPH087155B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | 配線パターン検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087155B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608816A (en) * | 1993-12-24 | 1997-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for inspecting a wiring pattern according to a micro-inspection and a macro-inspection performed in parallel |
| JP5481012B2 (ja) * | 2006-06-05 | 2014-04-23 | 吉郎 山田 | 表面検査装置 |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP2242120A patent/JPH087155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04120448A (ja) | 1992-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |