JPS62201339A - 回路基板の光学的試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回路基板の光学的試駆方法に関する。

〔従来の技術〕

この釉の方法は、導体間の距離や寸法に対してのように
巨視的領域で回路基板を試験する「デザイン・ルール・
テスト」と呼ばれるものを含めて従来より知られている
。この方法においては、初めにユーザにより、検出すべ
き導体トラック幅および間隔の最小値が試験を実行する
装置に入力される。詳しく述べるに、装置は供給された
回路基板をスキャンするが、それは上述した寸法をチェ
ックするためであって、予め格納された幾つかの値また
はマスターあるいは基準回路基板でもって比較を遂行す
るためではない。この試験は、単に、所定の最小値が観
測されたか否かのような局部的基準によって回路基板の
形状を検出する。このようなデザイン・ルール・テスト
においては、導体トラック位置は無関係である。

周知のように、試験は複数のイメージポイントに分割さ
扛た各イメージをスキャンニング処理することで実行さ
れる。ビデオカメラによりラインまたはアレイとして与
えられるビデオ情報はアナログに変換されると共に処理
される。それによって不所望なサイド効果が除かれ、金
属または非金属領域に対応する黒および白領域のみをも
つ回路基板のラスタイメーノがもたらされる。このよう
にして得られる黒および白情報は予め決定される最小幅
値との比較に使用される。この手法において、被試験用
回路基板の最小必要条件が満足されたか否かを見出すこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記デザイン・ルール・ｆロセスの１つの欠点は、各回
路基板上の導体トラックパターンに関係なく試験が進行
されるために、不良回路基板の出現を即座に検出するこ
とができないということである。導体トラックが展開さ
れる特定の進路に関係なく、試験は予め選択されるデザ
イン・ルール（最小間隔、最小幅）に被試験物が対応す
るか否かのみに係る。良くても、被試験体は鋭角に延び
た導体トラックのような許容されない幾可学的な形状の
出現が試験される程度である。

上述した従来方法の別の欠点は、製造における不完全な
回路基板の処理が予め選択されたデザイン・ルール（最
小間隔、最小幅）を未だ満足しない欠陥性のパターンを
もたらす状態に落ち込むということである。例えば、こ
の方法は、中断の寸法が予め決定された値および許容さ
れる導体トラック間隔値に対応する限りは、不所望な導
体トラック中断を受は容れてしまうということである。

このように生じがちな欠点を除去するためには、基準回
路基板を使用してビット・パイ・ビット比較で進行され
ることである。たとえ、４：１縮減のような目の粗いグ
リッドやマスタを使用して比較がなされたとしても、処
理すべきデータ量は莫大である。このため基準回路基板
によるビット・パイ・ビット比較は実用化が困難である
。

〔問題点を解決するための手段および作用〕従って、こ
の発明の目的は、巨視的領域で動作し且つ上述したよう
なデザイン・ルール・テストを上述したように実行する
と共に、特定の種類の回路基板の出現全試験するのに十
分な情報処理機能が付加された回路基板の光学的試験方
法ｒ提供することである。

この目的を達成するために、この発明で（工、導体トラ
ック間の間隔と寸法に対してのような巨視的領域におけ
る従来の方法に発明性のある工程が含まれる巨視的領域
における試験が付加嘔れる。

〔発明の効果〕

この試験は、ある時間に試験されるものが特定回路基板
であるか否かを認識することができるという特別の利点
をもたらす。有利なことは、処理または評価すべき情報
量が基準回路基板によるビット・パイ・ビット比較で必
要とされる量よりもはるかに少なくなる。結果として、
発明性のある方法は比較的に簡単な構成の電子回路およ
び手段で実行される。

ウィンドのイメージを格納することに含まれる情報の軽
減に関して、巨視的領域中で単に中間値を測定すると有
利である。また、処理すべき情報に関しおよび感度に関
して、各ウィンドの中間値に加えや重心を測定すると有
利である。特に、許容できるものとして（回路基板製造
からもたらされるような）公称導体幅からの離脱を検出
することができるようにするために粒状値を各ウィンド
について（その中間値またはその中間値に重心をプラス
したものを付加して）測定すると有利である。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの発明の実施例につき詳細に説明
する。

第１図に示すように、特定のｉＲターンにアレンノされ
た導体トランクを有する被試験用の回路基板ｌは図示の
如き形態で部分的領域またはウィンド２に分割される。

ここで、導体トラックは銅であり、これらのウィンド２
は“′銅”または１非銅”についてウィンドの各ポイン
トを試験すると共Ｋ、銅および弁銅領域の重心の座標を
付加的に確認することにより、銅からなる表面部分に対
しこのように試験される。例えば、銅領域は黒ポイント
に且つ弁銅領域は白ポイントに対応することを割り当て
る。好ましくは、銅領域の重心の座標は各ウィンド２に
ついて測定される。各ウィンドについて、加算はウィン
ドの特性同定化特徴を構成する特定の中間値を生じる。

加えて、黒領域のような白または黒領域の重心を測定す
るようにしてもよい。また、この重心は各ウィンドの特
性同定化特徴を構成する。各ウィンドについて得られる
同定化特徴のうちの一方または両方は、マスターまたは
基準回路基板の各対応ウィンドについて得ら几る同定化
特徴と比較される。このウィンド・パイ・ウィンド比較
において、被試験用回路基板ｌのウィンド２の各中間値
の分布（および重心の選択的な分布）は、マスターまた
は基準回路基板上の対応するウィンドの中間値の分布（
または重心の分布）とは異なって、欠陥の表示であると
共に、欠陥表示として評価される。

マスターまたは基準回路基板の各ウィンドについて、銅
まだは弁銅領域の１つの中間値のみおよび可能な重心の
座標は、被試験用の回路基板１上の対応するウィンド２
の同じ値による順次の比較に対して記憶されることを必
要とする。この結果、記憶すべきおよび処理すべきデー
タ量が大幅に軽減される。このため、前述したような利
点が得られる。

留意すべきことは、導体トランク領域と非導体領域間の
コントラストのみを評価するために動作するこの方法の
ようにそれ自体が知られている手法においては、回路基
板上の導体トラックは他の物質から構成されてもよいと
いうことである。

ウィンド２のサイズは所望な正確性に従って確定される
。一般に、中間値の分析および可能な重心の座標の測定
について要求される正確性はウィンド２のサイズと共に
増加する。しかるに、若しウィンドがあまシにも大きす
ぎると、試験値の手得における固有のエラーは検出すべ
き欠陥に対応、する大きさの程度とみなされるので、有
効な試験結果をもはや得ることができなくなってしまう
。

結果として、サイズがあまりにも大きすぎるウィンドは
、過度の測定エラーを生成する。

以上詳述した理由のために、従来のデザイン・ルール・
テストからの試験結果の巨視的分析は１：６４の割合で
データ軽減を生じる。しかるに、この値は例示的である
。各個々のケースに使用すべき軽減の量についての特別
な要求は、表面領域すなわちウィンドの試験ポイント数
であり、カメラによって決定されるビット単位より大き
な数百倍とすべきである。使用に際し、ウィンドのサイ
ズは選択され、それで各ウィンドの出現特性、すなわち
、銅領域の比率と位置あるいは黒または白およびそれら
の重心の評価は十分に安全に説明される。

評価は、中間値のウィンド・パイ・ウィンド測定および
選択的な重心の座標のために、カウンタ手段に並列結合
されているデザイン・ルール・テスト中に集収されたデ
ータによって実行される。

このようなカウンタ手段は、銅領域に対応するポイント
数および弁銅領域に対応するポイント数をカウントする
ことにより、ウィンドの中間値を確定するために動作す
る。銅領域の重心は、各ウィンドのＸおよびＹ方向でそ
れぞれ鋼または弁銅領域に対応するポイントの座標から
測定される。各スキャンされたウィンドについて、中間
値および若し使用するなら重心の座標がこの方法で測定
される。これらの値および座標はそれからマスターまた
は基準回路基板の対応するウィンド群の中間値および重
心の座標と比較式れる。

被試験用回路基板は、試験装置がイニシャライズさルた
ときに記憶される基準ポイントに整列される。例えば、
４または８個の基準ポイントが選択される。被試験用回
路基板の導入により、試験装置は、寸法的な許容精度を
考慮に入れて、回路基板の正確な位置を確認するために
基準ポイントの位ｆｉｔを測定する。この位置測定ステ
ップはデザイン・ルール・テストおよび巨視的試験の準
備中に実行される。このようにして測定さ九た回路基板
位置に基いて、試験装置はウィンドを試験することに移
行する。各ウィンドのサイズは０．８Ｘ０．８ミＩＪメ
ートルまたは３２Ｘ３２画素であり、例えば、１画素は
カメラによって与えられる１ビット単位からなる。例え
ば、各ウィンドは蛇行通路に沿って回路基板全スキャン
ニングするカメラで与えられる。回路基板１上のウィン
ド２０１つの中での各ずれまたは不完全な変動は雪庇ま
たは中間値および銅領域の重心の位置に大幅な変動をも
たらす。このような巨視的な値の変動は容易に検出され
る。例えば、ここで導体トラックが特定のウィンド内で
見えなくなると、すなわちウィンドの中間値が欠陥を指
示しようとするために実質的に変動する。同じく、ここ
で導体トラックが所望の位置から大きく移動されると、
このような移動は黒または銅領域の重心の実質的な変化
を即座にもたらす。このような巨視的な試験は、特定の
イメージの値の正確な位置を決定する必要なしに高い好
結果の可能性でもって検出すべき所望の値または座標か
らの逸脱を許す。

ここで、基準回路基板の代りにフィルムが使用されると
、製造工程で生じる回路基板とフィルムとの間の差異は
簡単な手法で評価される。被試験用の回路基板上の導体
トラックの幅は、エツチング処理によってフィルムより
僅かに大きくされる。

これらの差異は、特定または所定量だけ変動することが
知られているような銅の値として、この発明性のある欠
陥検出方法において、百分率によって容易に計算される
。結果として、数値データの簡単な比較だけで十分であ
シ、全体のイメージ処理は必要でない。

回路基板の製造工程において、トリートメント処置は往
々にして所望の値より広いか狭い導体トラックをもたら
す。これは銅のパーセンテージが同じであってもウィン
ドの濃度の変動に差異をもたらす。製造工程において生
じがちなこのような変動を検出するかまたはこれらの変
動が受は容れられるか否かを決定するために、この発明
のさらに改良された特別の利点は、あるウィンドにおけ
る導体トラック（銅領域）および非銅領域トラックとの
間の境界の長さとして分析すべきこと全マスター回路基
板に許す。これは境界領域のポイント数全カウントする
ことにより、および合成カウント値を記憶することによ
りて達成される。詳しく述べると、上述したポイントは
弁銅領域に隣接する銅ポイントあるいは銅領域に隣接す
る半調領域のポイントである。

第２図には、１つの直線状導体トラックおよび１つの曲
線導体トラックを有した１つのウィンドがみられる。各
導体トラックは、各導体トラックの実際のエツジである
２つの実線によって描かれている。印刷回路基板の製造
工程で遂行されるエツチング処理やその他のステップに
よって、各トラックは第２図の破線３２または３１によ
って示されるように僅かに広いかまたは狭くなる。

実際の動作で使用される手順は次の通りである。

まず第１に、境界（線）７ｊ？インドが測定すべきポイ
ントとしてもたれる。このだめ、チェックはウインドの
各ポイントについてなされ、すなわち、異なるイメージ
値を有する異なる方向のいずれか１つの隣接ポイントで
あるか否かを（各ポイントからスタートして）異なる方
向でみつける。換言すると、若し上記（各）ポイントが
鋼（または非銅）領域で且つ隣接２インドが非銅（また
は銅）領域を示していれば、結果的に上記（各）ポイン
トが境界（線）ポイントであると決められる。上述した
方向は任意に選択されるが、好ましくは例えば直交座標
システム（ｘ−ｙ座標）の４方向である。

これらの境界（線）ポイントは加算される。この加算処
理において、各境界ポイントは自動的に結果として２度
入れられる。従って、シャープな境界線の代りに、第２
図の破線で示され且つ後述するような“′チューブ領域
”と呼ばれる境界線領域をこの方法はもたらす。被試験
用回路基板のウィンド・パイ・ウィンド式のスキャンニ
ングにおいて、第２図に示さｎるように、チーーブ領域
の内側に位置付けられたノ１セイントは上記加算動作に
入ｆＬられない如く無視される。従って、被試験用回路
基板のすべての導体は、マスター回路基板の導体３より
狭い（破線３））または広い（破線３２）ものとを問わ
ず、受は容れられるものとして考察される。結果として
、製造工程で生じがちな破線の範囲内の導体トラックの
広狭は欠陥として考察されない。

実際の動作において、ここに利用された非分析的なカウ
ンティング処理は、１画素より広いかまたは狭いかに対
応しない広狭導体トラックを受は容れる。これは、０．
３倍だけ軽減された画素数のような検出される少ない画
素数また導体トラックあるいは境界線（角度位置等）の
幾可学的は伸長とは独立しているからである。結果とし
て、このように検出されるチーーブ領域は２画素で規定
されるチューブ領域より狭くなり、それでこの方法は全
体としてより精細になる。

記憶すべきウィンド情報すなわち予め確定された範囲内
を保持すべきデータ量を実質的に軽減することは、各ウ
ィンドについて中間値のみまたは中間値と座標重心の両
方のいずれを測定するための巨視的な領域において可能
である。また、それは中間値および粒状値のみを測定す
るために意図される。後者の場合において、集収すべき
データ量はこの欠陥検出処理が高精度に動作していると
き、約％に軽減される。この場合、上述のように算出さ
ｎる粒状値に対して製造工程において起りがちな／マラ
メータの変動を正規化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は被試験用回路基板を示す図、第２図はこの発明
のさらなる展開を示す図である。 １・・・回路基板、２・・・ウィンド。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦乙 ＦＩＧ、　　＋ ＦＩＧ、　　２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）初めに、導体トラック幅および必要とされる最小
   値を有する導体トラック間の空間距離を確認するために
   、回路基板がポイント・バイ・ポイント手法でスキャン
   されるもので、１台またはそれ以上のカメラを有するコ
   ンピュータ制御試験装置の支援でもって回路基板または
   同種のものの機能的欠陥（短絡、中断、部品配置欠陥）
   を光学的に試験する方法において、前記回路基板（１）
   を予め選択されたサイズを有する予め確立された複数の
   ウインド（２）に、該ウインド（２）に対して前記回路
   基板（１）をスキャンニングすることによって得られる
   データに関連付けられて、分割する工程と、前記各ウイ
   ンド（２）に対して導体トラック領域に対応するイメー
   ジポイントのみの加算または非導体トラック領域に対応
   するイメージポイントのみの加算を測定する工程と、基
   準回路基板または同種のものの対応するウインドに対し
   て予め確立された所望の値と前述のように得られた前記
   両加算を比較する工程とを具備することを特徴とする回
   路基板の光学的試験方法。
2. （２）前記各ウインドについて、それぞれ導体トラック
   領域または非導体トラック領域を構成するポイントの座
   標を確認することにより導体トラック領域または非導体
   トラック領域に対応するイメージ部分の重心を測定する
   と共に、基準回路基板または同種のものの対応するウイ
   ンドについて重心の所定の座標値と前述のように得られ
   た値とを比較することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法。
3. （３）前記各ウインド（２）についで、導体トラック領
   域および非導体領域間の境界線に沿つて位置付けられる
   それらのイメージポイントのすべてを基準回路基板の各
   ウインドについて検出することにより、粒状値を測定す
   ると共にそれをカウントしてポイント自体が生じる値と
   異なる値を生じる周囲のある方向における隣接イメージ
   ラスタポイントについて上記イメージポイントからのそ
   れらのすべての加算を測定し、且つ上記粒状値により被
   試験用回路基板上の各対応ウインドの加算を補正するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項いず
   れか１項に記載の方法。