WO2000006997A1

WO2000006997A1 - Processeur d'image

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Publication number: WO2000006997A1
Application number: PCT/JP1999/004096
Authority: WO
Inventors: Masahiro Okada
Original assignee: Ibiden Co., Ltd.
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2000-02-10
Also published as: EP1109009B1; AU4930799A; US20010053242A1; US6636632B2; DE69935793T2; EP1109009A4; JP2000046745A; JP4071866B2; DE69935793D1; EP1109009A1

Description

明細書画像処理装置技術分野

本発明は，画像処理装置に関する。例えば、非定形な形状として画像認識されてしまうフォトビアホールに画素単位の適正なマスクを形成し、よって誤検出なく力つ検査漏れを排除した配線パターン検査を実現できるパターン検査装置にも利用できる画像処理装置に関するものである。背景技術

プリント配線板などの被検査体には，配線パターン検査装置で欠陥と誤判定されやすい形状が含まれている場合がある。このため，そのような形状が含まれる部分を検査対象外としなければならない。スルーホールやフォトビアホールのような層間導通穴等（以下，「ビアホール」という）の部分がこれに該当する。そこで従来，例えば日本国公開公報：特開平 6 - 2 9 4 6 2 6号公報に記載されている @E ¾パターン検査装置は，被検査体を撮像して得られたパターン画像と，別に作成された穴マスク画像とに基づいて真の欠陥データを抽出することにより，配線パターンの良否検査を行うものである。すなわち，パターン画像に含まれる欠陥候補データのうち，穴マスク画像と一致しないものが真の欠陥データである。この穴マスク画像は，パターン画像のうちスル一ホールであると思われる形状を有する部分を示す穴計測信号と，被検査体の仕様から得られた穴認識有効信号とを比較対照して作成される。ここにおいて，パターン画像からの穴計測信号の抽出は，次のようにして行われていた。すなわち，図 1 1に示すように， 2値化されたパターン画像中の喑画素が 4つ集まっている箇所から， N, N E , E , S E , S , S W, W, NWの 8つの方角ごとに暗画素がいくつ続いているかをカウントする。そして，暗画素が続いている個数が，どの方角についても所定の範囲（スルーホール半径に対応する個数の上限値と下限値）内であれば，その箇所の各画素について穴計測信号をオンとするのである。

し力しながら， l己した従来の配線パターン検査装置には，以下に説明する問題点があつた。すなわち，スルーホ一ルのような貫通穴には対応できるが，レーザ加工されたブラインドビアホールやフォトビアホールのような非貫通穴には対応できないのである。その原因は，スルーホールとフォトビアホール等との， 2値化されたパターン画像上での違いにある。すなわちスルーホールは貫通穴であるため，その内部の画素は 2値化されれば必ず暗画素となる。このためスルーホールは， 2値化されたパターン画像上では図 3に示すようなほぼ円形の喑画素の固まりとして現れることになる。だからこそ図 1 1のような計測で認識できるのである。なお，図 3中の数字「1」は明レベルを，「0」は喑レベルを，それぞれ示している（図 4 , 図 1 3等においても同じ）。

これに対しフォトビアホール等は，底面の銅が鈍く光るため，必ずしもその全体が暗画素となるわけではない。このため， 2値ィ匕されたパターン画像上で図 4に示すようにいびつな形状の暗画素領域として現れる場合がある。その喑画素領域には， 1画素分の幅しかない部分 Tもあり得る。そのような部分 Tで図 1 1の計測を行おうとすると，図 1 2に示すように，カウント開始画素が喑画素とならない方角（N， N E , NW) が出てしまう。このためこの部分 Tについては穴計測信号をオンとすることができない。すなわち，この部分 Tでは図 1 1のような計測はできないのである。なお，図 1 2において，方角記号の右に付した記号「X」は，その方角のカウントができないことを示している。また，方角記号の右の括弧内の数字は，カウントができた方角についてのカウント数を示している（図 1 3等においても同じ）。

また，図 4の形状中の部分 T以外の領域に着目した場合には，図 1 1のような計測が一応は可能であるように見える。しかしながら，その計測値が所定の範囲内にない。図 1 1の計測が実際に可能なのは極めて限られた場合でしかない。このため，フォトビアホール等の被覆性が悪く，適切な穴マスク画像を作成することができなかった。この結果，配線パターンの検査の際，虚報が多く出て不便であった。

なお，図 1 2において，各方角の暗画素数の和をとれば，図 4の部分 Tでも和の値は正の有限値 ( 3 + 1 + 1 + 1 + 2 = 8 ) となる。したがって，和の値に一定の上限値を設定しておけば，図 1 1のような計測でも部分 Tを認識することが可能である。しかしながらこの場合には，図 1 3に示すように，フォトビアホール等の径と一致した幅の線間 Zを有する並列パターンを測定したときに和の値（4 + 4 + 4 = 1 2 ) が上限値以下となることがある。すなわち，フォトビアホール等でない場所をフォトビアホール等と認識してしまうのである。もしその近くに穴認識有効信号があれば，不要な穴マスクが生成され，検査の信頼性が落ちてしまうこととなる。また，パターン画像にァフィン変換（平行移動，倍率補正，回転移動 ) を施してマッチングさせることも考えられるが，検査タクトが大幅に低下してしまう。本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，非貫通穴についても適切に暗画素部分を認識し，高精度に最小限の穴マスクを生成することにより，非貫通穴の周辺における検査の信頼性を確保しつつ，非貫通穴に起因する虚報の発生を抑えた配線パターン検査装置等に利用できる画像処理装置を提供することにある。

発明の開示

この課題の解決のためになされた本発明に係る画像処理装置は，物体のパターンを読み取つて得た画素データからなるパターン画像を作成するパターン画像作成手段と， l己パタ一ン画像に含まれる各画素について，その画素から同種の画素が続いている個数を複数の方角について計数するとともに，各方角ごとにその計数値と所定の値との大小を判定する判定手段と，前記物体において処理が必要な領域が存在しうる範囲を示す要処理領域認識有効信号を作成する要処理領域認識領域作成手段と，前記判定手段の判定結果に基づいてその画素が要処理候補画素力かを認定する要処理候補認定手段と，前記要処理候補画素と前記要処理領¾識有効信号とを対比して処理画像を作成する処理画像作成手段とを有する。

その具体的一例として配線パターン検査装置で表現すれば、本発明に係る配線パターン検査装置は、パターン画像作成手段と，径判定手段と，マスク認識領域作成手段と，マスク候補認定手段と，マスク作成手段と，検査手段とを有している。パターン画像作成手段は，被検査体の配線パタ一ンを読み取つて得た画素デ一タからなるパターン画像を作成するものである。この画素データは， 2値化されたデータであってもよい。径判定手段は，前記パターン画像に含まれる各画素について，その画素から同種の画素が続いている個数を複数の方角について計るとともに，各方角ごとにその計数値と所定の値との大小を判定するものである。マスク認識領域作成手段は，前記被検査体において検査対象外領域が存在しうる範囲を示すマスク認識有効信号を作成するものである。マスク候補認定手段は，前記径判定手段の判定結果に基づいてその画素がマスク候補画素か否かを認定するものである。マスク作成手段は，前記マスク候補画素と前記マスク認識有効信号とを対比してマスク画像を作成するものである。検査手段は，前記パターン画像のうち前記マスク画像以外の部分から，欠陥形状を抽出するものである。

この配線パターン検査装置では，まず被検査体の配線パターンが読み取られる。そして，読み取られた配線パターンの画像に含まれる各画素デ一タによるパターン画像が作成される。画素データが 2値化されている場合には，パターン画像中の各画素は，暗画素か明画素かのいずれかである。通常，配線パターン上の画素は明画素となり，パターン間の画素は暗画素となる。ビアホールの穴内の画素は，すべて喑画素となるのが理想的である。しかし実際には 2値化前の明度値がランダムな値になっていることが多く， 2値化により一部は明画素となってしまい，いびつな形状の暗画素群となることがある。ここまでの操作は，パターン画像作成手段により行われる。そして，パターン画像に含まれる各画素については，径判定手段により径判定が行われる。径判定は，次のようにして行われる。すなわち，着目している 1つの画素を出発点として，その画素から暗画素が続いている個数が，複数の方角（4方， 8方， 1 2方， 1 6方など ) について計数される。すなわち図 1に示すように各方角の計測開始画素を 1点の画素としている。この点で，図 1 1のように計測開始画素が必ずしも 1点でない従来のものと相違している。したがって計数値は， 0または自然数である。そして，各方角についての計数値が所定の値（上限値）と比較され，その値以内の自然数であれば良と判定され， 0または超えている場合は不良と判定される。これが径判定であり，パターン画像に含まれる各画素についてなされる。

なお上限値は，ビアホールなど検査対象外領域のサイズに対応するものであるが，すべての方角について同じとは限らない。画像の X方向または Y方向と一 ίΗ"る方角と，そうでない斜めの方角とでは上限値が違ってくる可能性があるからである。また，検査対象外領域の形状自体も，常に円形とは限らないからである。なお，各方角における計数は，暗画素がとぎれるまで行う必要は必ずしもなく，計数値が上 PSf直を超えたらそこで中止してもよい。この配線パターン検査装置では，上記の径判定作業の一方で，マスク認識有効信号の作成 , マスク認識領域作成手段により行われる。マスク認識有効信号は，被検査体において検査対象外領域が存在しうる範囲を示すものである。その作成は，次のようにして行われる。すなわち，配線パターン検査装置には，被検査体においてビアホール等の検査対象外領域が存在する標準的な位置が別途入力されている。これは，被検査体の設計データから持ってきてもよいし，ビアホール等のみを形成した測定基準板を作成しこれについての測 ^結果から取得してもよい。実際の被検査体では，個体のばらつきのために検査対象外領域の位置が標準的な位置から若干ずれているので，これを適度な幅で拡大することにより，マスク認識有効信号が作成されることが多い。このときの計数は，被検査体の要求精度等により定めればよい。

径判定の結果は，マスク候補認定手段に送られ，判定結果に基づいてその画素についてマスク候補画素か否かの認定が行われる。この認定は，好ましくは次のようにして行われる。すなわち，判定結果が良である方角の数が計数される。そして，計数された方角の数が所定のしきい値と比較され，しきい値以上であれば着目している画素がマスク候補画素と認定される。しきい値が方角の総数である場合には，マスク候補画素と認定される画素は，喑画素力上限値に対応する直径の中にのみ存在する領域の画素である。ビアホール内の暗画素がその例である。 SH^パターン上の画素は，明画素であるためマスク候補画素とはならない。また，パターン間の画素は，暗画素であるが，通常，長い距離にわたって連続しており上限値に対応する直径の中に収まらないのでマスク候補画素とはならない。なお，ピンホール欠陥は，この時点ではマスク候補画素となるが，後に排除される。

上記の作業がパターン画像に含まれるすべての暗画素について行われる。これにより，喑画素のうち，ビアホール等の検査対象外領域に属するものと，ピンホール等の欠陥に起因するもの等と力 s マスク候補画素となる。

ここで，計数された方角の数と比較される所定のしきい値は，通常は方角の総数（4方， 8方， 1 2方， 1 6方など）と同じである。その理由は次の通りである。ビアホールのような検査対象外領域は，通常，配線パターンのランドに囲まれているので，着目画素からいかなる方角にカウントしても，必ずランドの明画素に突き当たって上限値以内でカウントが終了するはずだからである。もし，上 Ι¾ί直を超えてしまうような長い距離にわたって暗画素が続くならば，通常それはビアホール等ではなくパターン間部分などであると考えられる。しかしながら常にそうとは限らない。被検査体の要求精度によっては，ビアホール等の回りのランドにある程度の座切れが許容される # ^がある。その場合には，座切れ部分をよぎつた方角についての計数値が上限値を超えてしまうことがある。これをマスク候補画素として認定するためには，しきい値を方角の総数より少ない値にする必要がある。好ましくは，しきい値を可変とするとともにその可変範囲に方角の総数を含め，両方の場合に対応できるようにするとよい。

ただし，座切れは普通， 1つのビアホールの周囲に 1力所だけであり残りはランドが連続しているはずである。座切れの原因はビアホールとランドとの中心位置の合わせ精度にあるからである。したがって，しきい値を方角の総数より少ない値にするにしても，計数値が上 Ρ艮値以内である方角が連続してしきい値以上の数存在している場合に限り着目画素をマスク候補画素として認定することが望ましい。

マスク候補画素とマスク認識有効信号とがそろったら，マスク作成手段によりそれらが対比され，マスク画像が作成される。すなわち，マスク候補画素であってかつマスク認識有効信号に該当するものが抽出されてマスクとされる。これにより，マスク候補画素のうちビアホール等の検査対象外領域に属するもの以外は排除される。ピンホール等の欠陥に起因するものはここではねられ，マスクにはならない。ここで，マスク認識有効信号に一¾1"るマスク候補画素が抽出されたときに，その画素そのもののみをマスクとしてもよいし，若干の倍率を掛けてマスクとしてもよい。かくして作成されたマスクは， 2値化されたパターン画像の喑画素部分に沿ってこれを最小限に網羅するものである。

こうしてマスクが作成されると，検査手段での最終検査が行われる。すなわち，パターン画像のうちマスク画像以外の部分から欠陥形状が抽出される。マスク画像の部分は，たとえ欠陥形状が存在しても，それはビアホール等に起因するものと考えられるので無視される。ここで，マスク作成手段により作成されたマスクが最小限のものであることから，ビアホ一ル等の検査対象外領域の近辺における検査の信頼性を損なわずに，虚報の発生が防止されている。

図面の簡単な説明

図 1は本発明の配線パターン検査装置での各方角の画素数のカウント方法を示す図、図 2 は実施の形態に係る配線パターン検査装置のプロック構成を示す図、図 3はスルーホールの 2値化画像を示す図、図 4はフォトビアホールの 2値化画像を示す図、図 5はピンホールの 2値化画像を示す図、図 6は配線と,との間の絶縁部分の 2値化画像を示す図、図 Ίは実施の形態の配線パターン検査装置での各方角の喑画素数のカウントを説明する図、図 8は S R AMを用、た径判定処理を説明する図、図 9は S R AMを用いたマスク判定処理を説明する図、図 1 0は座切れを説明する図である。

図 1 1は従来の配線パターン検査装置での各方角の暗画素数のカウント方法を示す図、図 1 2は従来の配線パターン検査装置でのフォトビアホールの測定を示す図、図 1 3は従来の配線パタ一ン検査装置での線間絶縁部分の測定を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下，本発明の配線パターン検査装置を具体ィ匕した実施の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係る配線パターン検査装置は，プリント配線板上に形成された配線パターンの良否検査を行うものである。この配線パターン検査装置は，図 2のブロック構成図に示すように，撮像系 2と，検査部 3 1と，それらの間のマスク処理部 4とを有している。そしてさらに，全体の統括制御を行うマスタ C P U 3 2と，オペレータによる操作や検査結果の表示等のための端末 3 3とが設けられている。検査部 3 1とマスタ C P U

3 2とは，通信バス 5 3により接続されている。

まず，撮像系 2について説明する。撮像系 2は，プリント配線板 1 0上に銅などの金属で形成された ,パターン 1 1を読み取ってパターン画像を取得する機能を有している。このため， ΙΒ^パターン 1 1を撮像する C C Dカメラ 2 1と，そのアナログ画像をデジタルに変換する AZD変換部 2 2と，そのデジタル信号を 2値化する 2値化回路 2 3とを有している。すなわち， 2値化回路 2 3から出力されるパターン画像 P Iは，暗画素と明画素とからなる 2値画像である。このパターン画像 P Iは，おおむね，配線パターン 1 1のある場所の画素が明画素であり，それ以外の場所の画素が喑画素である。それ以外の場所とは，パターン間の隙間部分や，ビアホールの中の部分，ピンホール等の欠陥などである。

次に，マスク処理部 4について説明する。マスク処理部 4は，パターン画像のうち検査対象から除外する部分を示すマスク画像を作成し，パターン画像とともに検査部 3 1に供給する機能を有している。この機能のためマスク処理部 4は，以下の各ブロックを有している。すなわち，撮像系 2の 2値化回路 2 3からパターン画像 P Iの入力を受けてその中に含まれる各画素について暗画素の径判定を行う径判定部 4 1 , プリント配線板 1 0のビアホールのデータを格納する穴情報メモリ部 4 2 , そのビアホールのデータ D Hに基づいて穴認識有効信号 M Eを作成する穴認識領域作成部 4 3，径判定部 4 1の判定結 ¾M Cと穴認識有効信号 MEとを対比する穴判定部 4 4，その判 ¾^果に基づいてマスク画 M Iを作成するマスク作成部 4 5，各ブロックに駆動クロックを供給するタイミング発生部 4 6，マスク処理部 4 を統括制御するマスク処理 C P U部 4 9，パターン画像 P Iをマスク画^ M lの作成に要する時間の分遅延させて検査部 3 1へ供給する遅延回路 4 7 , の各ブロックである。これらの各ブロックは，ローカルバス 5 1により相互に接続されている。また，マスク処理 C P U部

4 9は，通信バス 5 2によりマスタ C P U 3 2に接続されている。

マスク処理部 4の各ブロックのうち主なものについて簡単に説明する。まず径判定部 4 1 7

10 は，前述のように，暗画素についての径判定を行うブロックである。径判定とは，簡単にいえば，パターン画像 P Iに含まれる暗画素から，パターン間の隙間部分に起因するものを除いた画素である。パターン間の隙間部分は，虚報の原因となるようなものでないのでマスクとする必要がなく，また配線パターン 1 1に沿って長い距離にわたっている点でビアホール等と明確に区別できるからである。判定結果 MCは，穴判定部 4 4へ送られる。

次に穴情報メモリ部 4 2は，前述のように，プリント配線板 1 0のビアホールのデータ D Hを格納するブロックである。ビアホールは，プリント配線板 1 0の良否検査に当たって虚報の発生原因となりやすいものである一方，その存在しうる位置はプリント配線板 1 0の品種ごとに決まっているからである。このデータを用意する方法としては，例えば，プリント配線板 1 0の設計データから持ってくる方法がある。あるいは，測定の基準板を用意してこれについてのパターン画像 P Iから作成する方法がある。いずれの方法でもよいが，ここでは設計データから持ってくる方法を採用している。基準板を用いる場合，その基 «としては，ビアホールのみをプリント配線板 1 0と同一の仕様で形成した s«を用いることができる。あるいは，同一の製造ロットで製造された多数の同一品種のプリント配線板 1 0のうちの最初のものを基準板としてもよい。データ DHは，？ m識領域作成部 4 3へ送られる。次に穴認識領域作成部 4 3は，前述のように，穴認識有効信号 MEを作成するプロックである。このブロックでは，穴情報メモリ部 4 2から供給されたデータ D Hをそのまま穴認識有効信号 MEとしてもよいが，ここではそのホール部分を所定の幅（画素数または倍率）で拡大して穴認識有効信号 MEとする。プリント配線板 1 0において実際にビアホールがある位置は，正確にデータ D Hの通りであるとは限らず，加工精度により若干のばらつきがある力である。したがってその拡大幅は，プリント配線板 1 0の加工精度のグレード（品種ごとに決まっている）に応じて可変としておくとよい。これより穴認識有効信号 MEは，プリント配線板 1 0においてビアホールが存在しうる範囲内の画素を被覆している。この範囲內にマスク候補たる暗画素があれば，それは実際のビアホールを現していると考えられる。逆に，この範囲外にマスク候補たる喑画素があっても，それはプリント配線板 1 0のビアホールとは関係がないので，これを基準にマスクを生成すべきではないのである。作成された穴認識有効信号 MEは，穴判定部 4 4へ送られる。

次に穴判定部 4 4は，前述のように，径判定部の判定結果 MCと穴認識有効信号 MEとを対比するブロックである。その目的は，パターン画像 P Iに含まれる暗画素から，真にプリント配線板 1 0のビアホールに起因するもののみを選び出すことにある。このためこのブロックは，判定結 :¾MCに基づいてマスク候補たる暗画素を選び出し，さらにこれを穴認識有効信号 MEと対比する。すなわち，穴認識有効信号 MEの範囲內の喑画素は，真にビアホールに起因する信号であると判定する。一方，穴認識有効信号 MEの範囲外のものは，真にビァホールに起因する信号ではないと判定する。真にビアホールに起因すると判定された画素の信号 MRがマスク作成部 4 5へ送られる。

次にマスク作成部 4 5は，前述のように，穴判定部 4 4の判定結果に基づいてマスク画像 M Iを作成するプロックである。このプロックでは基本的には，穴判定部 4 4から送られた穴認識信号 MRに含まれる各画素に対し当該 1画素をマスク画像 M lとする。これにより，ビアホールをぎりぎりカバ一するマスクが得られる。その後，要求される検査精度に応じて信号 MRに含まれる各画素に対しある程度の倍率（9倍等）を掛けてもよい。その場合には少し大きめ（9倍なら 1画素幅分大きい）のマスクが得られる。作成されたマスク画像 M l は，検査部 3 1へ送られる。

続いて，検査部 3 1について説明する。検査部 3 1は，パターン画像 P Iから最終的にパターンの欠陥であると考えられる形状を検出して，その検出信号 D Dをマスタ C P U 3 2に向けて出力するものである。このため検査部 3 1には，マスク作成部 4 5からマスク画像 M Iが入力され，また，マスク画像 M lの入力とタイミングを合わせるために遅延回路 4 7を介してパターン画像 P Iが入力されるようになっている。そして検査部 3 1では，パターン画像 P Iのうち，マスク画像 M lにより検査对象外とされる範囲以外の範囲について，断線，短絡，欠け等の欠陥形状を抽出する。そのための欠陥形状データは，検査部 3 1の中にあらかじめ格納しておいてもよいし，マスタ C P U 3 2から供給されるようにしてもよい。次に，この配線パターン検査装置によるプリント配線板 1 0の良否検査の動作について説明する。ここでは，検査対象たるプリント配線板 1 0について，その品種の設計データから得られたビアホールのデータ D Hが，穴情報メモリ部 4 2にあらかじめ格納されているものとする。

まず，検査するプリント板 1 0を C C Dカメラ 2 1の下に置き，その配線パターン 1 1を撮像する。すると，そのアナログ画像が A/D変換部 2 2でデジタルに変換され，さらに 2値ィ匕回路 2 3で 2値化される。これにより，暗画素と明画素とからなる 2値画像のパターン画像 P Iが得られる。得られたパターン画像 P Iは，マスク処理部 4に送られ，径判定部 4 1に入力される。パターン画像 P Iには，スルーホール（図 3 ) ，フォトビアホール（図 4 ) , ピンホール欠陥（図 5 ) , 線間（図 6 ) のような，喑画素により構成される形状が含まれている。このうち図 4のフォトビアホールは，従来技術の項で説明した理由によりいびつな形状を呈している。

径判定部 4 1では，パターン画像 P Iに含まれる暗画素について，次の作業を行う。すなわち図 7に示すように，ある暗画素 Aに着目し，その暗画素 Aから N， N E , E， S E， S ， SW, W, NWの 8つの方角ごとに喑画素がいくつ続いているかをカウントする。このとき着目画素 Aを 1としてカウントする。図 7では，各方角記号の右の括弧内の数字に示すように，方角 Eについてはカウント値が「2」であり，方角 Wについてはカウント値が「4」である。これら以外の方角のカウント値はいずれも「1」である。

各方角についてのカウント値が得られたら，それらのカウント値が，プリント配線板 1 0 に含まれるスルーホールゃフォトビアホールの直径の設計値に対応する画素数（この例の場合、フォトビアホールの直径は、画素数「1 1」）と比較され， O Kか NGかの判定がなされる。この比較のため径判定部 4 1には，表 Iのようなルックアップテーブルが用意されている。なお，表 Iにおける「カウント値」は，実際のルックアップテーブルでは 2進数で表現されている。

【表 I】

すなわち，カウント値の「0」と「1 2」以上に対しては出力値「0」が割り付けられており，「1」〜「1 1」のカウント値に対しては出力値「1」が割り付けられている。出力値の「0」はその方角のカウント結果が NGであることを意味し，出力値の「1」はカウント結果が O Kであることを意味している。また，出力値「1」が割り付けられる最大のカウント数「1 1」は，ビアホールの直径の設計値に対応する画素数である。これより，カウント値が最大径である「1 1」以下の正の数であった場合にその方角について OKと判定され , カウント値がそれ ¾外の場合にはその方角について N Gと判定される。こういったルック了ップテーブルが，ビアホールの各サイズに応じて複数種用意されている。

ここで，カウント値が Γ 0」のときに判定結果が NGとなるとは，着目画素が明画素であつた場合にはマスク候補として認定され得ないことを意味している。また，カウント値が「 1 2」以上のときに判定結果が N Gとなるとは，暗画素が長い距離にわたって続いているので，ビアホールではないと考えられることを意味している。この結果，着目画素が図 7の A であった場合には，すべての方角について O Kと判定されることとなる。同様に，着目画素がスルーホール（図 3 ) やピンホール欠陥（図 5 ) に属するものであった場合にも，すべての方角について OKと判定される。これに対し，着目画素が線間（図 6 ) に属するものであつた場合には，方角 Nと方角 Sとについては NGと判定されることとなる。

径判定部 4 1では，図 8に示すように, S R AMを用いてこの判定を行うようにしている。すなわち図 8のシステムでは，カウント値がマルチプレクサを介して S R AMのアドレス線（A 0〜A 3 ) に入力され，その入力に応じて表 Iのルックアップテーブルに示される出力値（0 (NG) または 1 (O K) ) が S RAMのデータ線（I /O 0〜I /O 3 ) に出力される。カウント値は図 7に示す方角の数，すなわち 8個あるから，これら方角数分の図 8の回路が用意されており，並列してこの処理がなされる。図 8では S RAMのデータ線が 4ビットであるから， O Kか NGかの判定基準を 4通り設定することが可能である。ただしここでは 1通りのみ設定している。あるいは， 4ビットを，穴径の異なる 4種類の径判定を同時に行うルックアップテーブルとして使用することも可能である。出力された各方角の出力値 (以下，「径判定値 MC」という）は，穴判定部 4 4へ送られる。この処理は，パターン画像 P Iの各画素についてなされる。なお，図 8の S R AMに表 Iのルックアップテーブルを書き込むときには， C P Uアドレスと C P Uデータバスとが接続されて指定のデータが入力される。以上が径判定部 4 1での処理である。

以上の径判定部 4 1での処理と並列して，穴情報メモリ部 4 2および穴認識領域作成部 4 3で，穴認識有効信号 MEの作成が行われる。このため穴情報メモリ部 4 2には，検査するプリント配線板 1 0におけるビアホールの位置や大きさに関するデータ DHが，あら力じめ設計データから抽出されて用意されている。データ DHは，ビアホール内の画素については値が「1」であり，それ以外の画素については値が「0」である。ビアホールが最大 8種類あるとすれば，穴情報メモリ部 4 2のデータ幅は 8ビットあればよいことになる。そして穴認識領域作成部 4 3では，そのデータ D Hを所定の画素幅で拡大してマスク認識有効信号 M Eを作成してもよい。実際のプリント配線板 1 0では，ビアホールの位置が，所定の公差內で設計値からずれていることがあるからである。すなわち，穴認識有効信号 MEは，ビアホールが設計値からずれうる最大範囲を考慮したものである。作成された;^識有効信号 ME は，穴判定部 4 4へ送られる。次に，穴判定部 4 4における処理について説明する。穴判^ 4 4には，径判定部 4 1力ら，パターン画像 P Iの各喑画素についての各方角の径判定値 MCが入力される。また，穴認識領域作成部 4 3から，穴認識有効信号 MEが入力される。さらに，マスク処理 C P U部 4 9力ら，連続 O K本数という信号が入力される。連続 O K本数についての詳細な説明は後に譲るが，原則的にはその値は，径判定部 4 1で行われる径判定の際の方角の数，すなわち Γ 8」と同じである。これらにより穴判定部 4 4では，パターン画像 Ρ Iの各暗画素について穴判定が行われる。

この穴判定は，図 9に示すように S R AMを用いて行われる。すなわち図 9のシステムでは，パターン画像 P Iのある暗画素についての各方角の径判定値 MCが S R AMのアドレス線に入力されている。また，連続 O K本数の信号および穴認識有効信号 MEも入力されている。これにより次のようにして，穴認識信号 MRが作成され，データ線から出力される。まず，各径判定値 MCのうち値が「1」，すなわち O Kである方角が何本連続しているかが力ゥントされる。例えば着目画素が図 7に示す Aであった場合には，すべての方角について判定が O Kであるからカウント値は「8」となる。同様に着目画素がスルーホール（図 3 ) やピンホール欠陥（図 5 ) に属するものであった場合にも，カウント値は「8」となる。これに対し，着目画素が線間（図 6 ) に属するものであった場合には，方角 Nと方角 Sとについては判定が NGであるから，連続して判定が O Kである方角は，「N E， E , S E」および「SW， W， NWJ であり，カウント値は「3」となる。

そして，このカウント値と連続 O K本数とが比較される。カウント値が連続 O K本数以上であった場合には着目画素はマスク^ «であるとされる。カウント値が連続 OK本数を下回つていた場合には着目画素はマスク候補でないとされる。例えば着目画素が図 7に示す Aであった場合には，カウント値が「8」であるから，マスク候補とされる。同様に着目画素がスルーホール（図 3 ) やピンホール欠陥（図 5 ) に属するものであった場合にも，マスク候補とされる。これに対し，着目画素が線間（図 6 ) に属するものであった場合には，カウント値が「3」であり，連続 O K本数を下回っているので，マスク候補ではないとされる。なお，連続 OK本数を方角の総数と同じとしたのは，通常のプリント配線板 1 0ではビアホールの周囲のランドに座切れがないはずだからである。ただしプリント配線板 1 0の仕様により加工精度のグレードが低い場合には，多少の座切れが許容されることがある。その場合には図 1 0に示すように，ランドがどこか一箇所で切れており，そこを通る方角の判定が N Gとなることがある。この場合にこのような画素がマスク候補ではないとされてしまうの 997

15 は不適当である。連続 OK本数を方角の総数より少し小さくする、あるいは特定の上記方角の結果を「OK」に固定しておけば，これを回避することができる。このため連続 ΟΚ本数は，方角の総数を含む範囲内で可変とし，その可変範囲内で設定でき、しかも所定の穴に対し所定の方角の結果を固定できるようにされている。

着目画素がマスク候補であったばあいには，さらに穴認識有効信号 MEによる選別に供される。すなわち，マスク候補と認定された画素であってかつその画素の位置が前記穴認識有効信号 MEの位置範囲内にある場合のみが選別され真の穴認識信号と判定される。この選別により，穴認識有効信号 MEの範囲外のマスク候補画素が排除される。穴認識有効信号 ME の範囲外のマスク候補画素は，ビアホールに基づくものではあり得ず，ピンホール等の欠陥に基づくと考えられる。したがってこのような画素をマスクとするのは不適当だからである以上の，マスク候補の認定および穴認識有効信号 MEによる選別が，パターン画像 P Iに含まれる各喑画素について行われる。穴判定部 4 4からマスク作成部 4 5へと送られる穴認識信号 MRは，このように最終的に真にマスク作成の基準となるべきものとして選別された画素に関する情報である。

続いて，穴認識信号 MRの入力を受けたマスク作成部 4 5では，マスク画像 M lの作成が行われる。すなわち，穴認識信号 MRに含まれる各画素に対し当該 1画素をマスク画素とする。これにより，ビアホールをぎりぎりカバーするマスク画像 M lが得られる（図 4の場合、「0」の画素全てがそのままマスクとなる）。ただし，穴認識信号 MRに含まれる各画素に対しある程度の倍率（9倍等）を掛けてもよい。その場合には少し大きめ（9倍なら 1画素幅分大きい）のマスクが得られる（図 4の場合、上記ぎりぎりカバ一するマスク画像を 1 画素分拡大したマスクとなる）。このようにマスク作成部 4 5は，任意のマスクサイズを得るための拡大フィルターといえる。作成されたマスク画像 M lは，パターン画像 P Iのうち , 良否検査の対象外とされる部分を表している。

かくしてマスク画像 M lが作成されると，検査部 3 1での検査処理が行われる。このため検査部 3 1には，マスク画像 M lとパターン画像 P Iとが入力される。ちなみに，検査部 3 1に入力されるパターン画像 P Iは，マスク画像 M lとの位置合わせのため，マスク処理時間分の遅延処理を遅延回路 4 7で受けている。また，検査部 3 1には，断線，短絡，欠け等の欠陥形状のデータが，あらかじめマスタ C P U 3 2から供給されて格納されている。これにより検査部 3 1は，パターン画像 P Iのうちマスク画像 M l以外の範囲について，欠陥形状もしくはこれに類似する形状を抽出する処理を行う。抽出された欠陥形状等のデータ D D は，マスタ C P U 3 2へ送られ，集計される。ここで，プリント配線板 1 0の仕様によっては，正しい配線パターンの中に上記の欠陥に類似する形状が含まれている場合がある。そのような場合には，あらかじめこれを検査対象から除外するデータを検査部 3 1に用意しておくことが好ましい。マスタ C P U 3 2に集計された欠陥データは，端末 3 3を通じて表示したり出力したりすることができる。

以上のようにして，プリント配線板 1 0についての検査がなされる。そして，同一の製造ロットに属する同一品種のプリント配線板 1 0について続けて良否検査を行う場合でも， 1 枚目と同様に当該プリント配線板 1 0のパターン画像 P Iから穴認識信号 MRを抽出し，改めてマスク画像 M lを作成することとなる。当該プリント配線板 1 0の穴形状にマッチングした高精度なマスク画像 M Iにて良否検査を行うためである。

以上詳細に説明したように本実施の形態の配線パターン検査装置では，プリント配線板 1 0の撮像データを 2値化して得られたパターン画像 P Iに含まれる各暗画素について，径判定部 4 1にて，その暗画素から 8つの方角ごとに喑画素がいくつ続いているかをカウントし径判定6MCを出力することとしている。ここで，各方角とも着目している画素のカウント値を「1」としてカウントすることとしているので，喑画素が 1画素の部分も見逃すことなく抽出できる。このため，ビアホールのようないびつな形状の暗画素群を形成するものであつても，もれなく抽出して穴認識信号 MRとすることができる。もちろん，従来のように半径基準判定によるスルーホール抽出もできる。したがって，フォトビアホールを含むプリント配線板 1 0であっても，マスク作成部 4 5で，穴形状をぎりぎり被覆する適切なマスクを作成できる。これにより，ビアホール等に起因する虚報の発生を排除しつつ，かつ検査漏れの発生しにく、ffi^パターン検査装置が実現されている。

また，径判定値 M Cと穴認識有効信号 M Eとに基づいて穴判定部 4 4で穴認識信号 MRを抽出するに際し，連続 O K本数の値を抽出の判断基準として用いている。そしてその値を，方角の総数を含む範囲内で可変とし，その可変範囲内で設定できるようにしたので，プリント配線板 1 0の仕様が，加工精度のグレードが低くある程度の座切れが許容されるものであつたとしても，その使用に応じた適正なマスク画像を用いた検査ができるため、虚報の発生を押さえた漏れのない検査が可能となるのである。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがつて本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例え 7

17 ば，穴認識有効信号 MEを基にパタ一ン画像 P Iを径判定することにより，より高速にマスク画像を作成するようにしてもよい。また， 2値化データに限らず 3値化以上のデータでも利用できる。また，径判定部 4 1における径判定の方角の数は，「8」に限らない。例えば，「4」，「1 2」，「1 6」等も考えられるし， 4の倍数でなくてもよい。

また，穴情報メモリ部 4 2から穴認識領域作成部 4 3へ供給するビアホールのデータ D H は，プリント配線板 1 0の設計データから持ってくる代わりに別の手段で用意してもよい。例えば，検査するプリント配線板 1 0と同じ穴形成を行った基準板についてパターン画像 P Iを作成するとともに，それについての穴判定部 4 4での処理（図 9 ) において，穴認識有効信号 MEを用いず，径判定値 MCおよび連続 O K本数のみで穴認識信号 MRを作成し，これを穴情報メモリ部 4 2へフィードバックしてデータ DHとすることが考えられる。さらにこの場合には，各プリント配線板 1 0の検査をするたびに穴認識信号 MRを穴情報メモリ部 4 2へフィードバックして学習効果を持たせることも考えられる。

7 P

18 産業上の利用可能性

以上の説明から明らかなように本発明によれば，底面が鈍く光るフォトビアホールのような非貫通穴についても適切に暗画素部分を認識し，高精度に最小限の穴マスクを生成することができ，これににより非貫通穴の周辺における検査の信頼性を確保しつつ，非貫通穴に起因する虚報の発生を抑えた配線パターン検査装置を提供できる。

なお、本発明は、上述したとおり、高精度に最小限の処理画像を生成できる画像処理装置であることから、その用途は上記配線パターン検査装置に限定されず、様々な産業分野の画像処理装置に利用される。

Claims

請求の範囲 . 物体のパターンを読み取って得た画素データからなるパターン画像を作成するパターン画像作成手段と，

前記パターン画像に含まれる各画素について，その画素から同種の画素が続いている個数を複数の方角について計数するとともに，各方角ごとにその計数値と所定の値との大小を判定する判定手段と，

前記物体において処理が必要な領域が存在しうる範囲を示す要処理領 ¾KB識有効信号を作成する要処理領^識領域作成手段と，

前記判定手段の判定結果に基づいてその画素が要処理候補画素力否かを認定する要処理候 «¾定手段と，

前記要処理候補画素と前記要処理領識有効信号とを対比して処理画像を作成する処理画像作成手段とを有することを特徴とする画像処理装置。

. 被検査体の E ^パターンを読み取つて得た画素データからなるパターン画像を作成するパターン画像作成手段と，

前記パタ一ン画像に含まれる各暗画素にっヽて，その画素から同種の画素が続レヽている個数を複数の方角について計 i rるとともに，各方角ごとにその計数値と所定の値との大小を判定する径判定手段と，

前記被検査体において検査対象外領域が存在しうる範囲を示すマスク認識有効信号を作成するマスク認識領域作成手段と，

前記径判定手段の判定結果に基づいてその画素がマスク候補画素力否かを認定するマスク候補認定手段と，

前記マスク候補画素と前記マスク認識有効信号とを対比してマスク画像を作成するマスク作成手段と，

前記パターン画像のうち tin己マスク画像以外の部分から，欠陥形状を抽出する検査手段とを有することを特徴とする画像処理装置。

. 請求の範囲第 2項に記載する画像処理装置において，

前記マスク候補認定手段は，前記計数値が前記所定の値以内である方角の数が所定のしきい値以上である場合にその画素をマスク候補画素と認定することを特徴とする画像処理

4 . 請求の範囲第 3項に記載する画像処理装置において，

前記マスク候、定手段は，前記計数値が前記所定の値以內である方角が連続して所定のしきレ、値以上の数存在している場合にその画素をマスク候補画素と認定することを特徴とする画像処理装置。

5 . 請求の範囲第 3項または第 4項に記載する画像処理装置において，

前記マスク候補認定手段における方角の数のしきい値が可変であることを特徴とする画像処理装置。

6 . 請求の範囲第 5項に記載する画像処理装置において，

前記しきい値の可変範囲に，前記方角の総数が含まれることを特徴とする画像処理装置。