JPH0777496A

JPH0777496A - 自動光学検査のためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JPH0777496A
Application number: JP5287402A
Authority: JP
Inventors: Edward P Luke; ピー、ルークエドワード; Damien W P Creavin; ダブリュー、ピー、クリーヴィンデイミーン; Robert R Reetz; アール、リーツロバート
Original assignee: Advanced Interconnection Technology Inc
Current assignee: Advanced Interconnection Technology Inc
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-03-20
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JP2824552B2; EP0594146A3; DE69331433T2; CA2108915C; US5483603A; CA2108915A1; EP0594146B1; DE69331433D1; EP0594146A2

Abstract

(57)【要約】【目的】回路基板上の欠陥を検出するための光学検査
システムを提供する。【構成】回路基板１８上のホールサイトのイメージを
受け取るビデオカメラ１４が準備される。カメラは各イ
メージを電気的ビデオ信号に変換する。フレームグラッ
バー１２は電気的ビデオ信号を複数のピクセルに変換
し、各ピクセルに含まれる色要素値を表す情報を記憶す
る。パネル特徴検出器はピクセルの色要素値を受け取
り、この値が配線の特徴に対応するとき配線表示を与え
る。欠陥検出回路は配線特徴検出器からホールサイトに
関係する予め決定されるピクセルに対応する配線表示を
受け、回路基板上の欠陥を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は自動光学検査システム、特に、
高密度および大容量の離散配線パネルまたは回路基板に
おける欠陥を検査するための光学検査システムに関す
る。

【０００２】近年、エレクトロニクス産業は、表面に多
数の端子が取り付けられたよりコンパクトな集積回路パ
ッケージの開発を指向している。配線パターンの密度
は、ここ数年のうちに著しく増大した。したがって、今
日、たいていの回路基板の応用において、互いに交差す
る絶縁配線を含む離散配線技術が用いられている。その
結果、信号経路は、同一基板上においてＸ−Ｙ平面内を
走り、また非軸方向に走る。

【０００３】したがって、基板表面上に連続した配線要
素を供給し、それと同時に配線を貼り、そして配線を予
め決められた連結点で切断することによって、絶縁基板
に絶縁配線がなされる。こうして、予め決められた連結
パターンの配線イメージが生成され、そしてこれは基板
に貼られた離散的なまたは不連続な配線部分を含んでい
る。回路基板は、米国特許第３，６７４，９１４号に記
載されている。

【０００４】連結点は、配線の終点、および、配線に沿
った一定の中間点において、金属メッキされたホールの
形で存在する。そして連結点は、外部コンポーネントの
端子に対する伝導路を与える。

【０００５】ホールの位置および大きさは予め決められ
ており、それぞれの回路基板に複写され得る。一般に、
まず最初、予め形成される絶縁された導体配線を予めプ
ログラムされた経路に沿って基板表面に適用し、その
後、基板上の端子が配置されるべき位置にドリルまたは
レーザービームによってホールを形成することが好まし
い。その後、メッキ材料がホールの内部に入り込み、配
線の末端を外部パッドに接続する。

【０００６】一旦離散配線基板が作成されると、配線エ
ラーがないか基板を検査することが必要となる。従来
は、オペレータの目による基板の検査がなされる場合が
あった。しかしながら、代表的な基板に対し多数の配線
が存在し、これによって目による検査は非常に非能率的
となり、またエラーを生じやすいものとなる。この問題
は、連結位置において重大となる。配線は、ホールの形
成された位置において、後の接続のために絶縁を取り除
かれているので、配線エラーは、連結位置における「短
絡」または「開回路」を引き起こすおそれがある。

【０００７】自動光学検査システムは、オペレータの目
による検査に比べて、配線欠陥を検出するに際し、はる
かに有益である。従来、自動光学検査機は、２つの基礎
的方法に基づいて設計されてきた。第１の方法は、デザ
インルール法(design rule approach)である。この方法
によれば、微小な窓の広がりの範囲内で検出可能な最小
のデザインルールの破れを検出すべく基板の走査がなさ
れる。最小のトレース幅およびトレース分離の破れは、
かき傷のような小さな欠陥と共に、デザインルールチェ
ックの対象となる。

【０００８】第２の方法はリファレンス比較法(referen
ce comparison approach) である。リファレンス法によ
れば、テスト基板が、ピクセル毎に、メモリに記憶され
た「金製の基板」の表現と比較される。

【０００９】一般的な自動光学検査アーキテクチャは、
非コヒーレント光によるパネル照明、および単色電荷結
合デバイス（ＣＣＤ）アレイによるイメージ検出を含ん
でいる。このようなシステムに対し、パターンおよびホ
ールサイトの検査は背面からの照明によってもたらさ
れ、また基板に対する導体の検査は上方からの照明によ
って達成される。背面からの照明において、光源および
検査ハードウェアはそれぞれ、検査中の物品の両側に配
置される。上方からの照明において、検査ハードウェア
および光源は、物品の一方の側に配置される。

【００１０】上方からの照明を伴う自動光学検査は、基
板に光を照射し、反射光の異なる強度を検出することに
基づいている。すなわち、導体および基板は、それらの
反射する光の量によって検出され得る。例えば、光輝く
銅は、にぶく曇った基板と容易に区別され得る。

【００１１】しかしながら、酸化銅の検査はそれほど容
易ではない。困難な検査作業は、ハンダ付けされた位置
での欠陥の検出である。かかる困難性は、ハンダが不規
則に形作られた３次元的な表面を有しているとともに、
非常に光輝いていることに起因している。かかる特質に
よって、光は不規則に反射される。離散配線回路基板の
検査は、同様に非常に困難であることが証明されてい
る。ハンダの場合と同様に、配線は、光を不規則に反射
させる湾曲した３次元的な表面を有している。配線がな
された方法、接着剤が配線からはみ出したかどうか、ま
た、配線がかき傷および近接する交差の存在による影響
を受けたかどうかは、すべて、それが光を反射する状態
を決定する要因である。さらに、離散配線パネルは、カ
プセル封じに先立って、配線以外の構造的特徴を付与さ
れる。柔軟な光輝く基板における隆起、かき傷、溝およ
び畝は、明るい反射の中に生じ、従来の自動光学検査シ
ステムに対してゴーストとして作用する。

【００１２】例えば、上方から照明された離散配線回路
基板を観察するとき、配線の分布および基板の明るさ
は、基板上の２つの広く重なり合う領域に落ちる。重な
り合う領域において、光の強度だけに基づいた分析で
は、材料のタイプが潜在的に不明瞭となる。空間的な構
造を考慮することで、かかる不明瞭さはいくぶん軽減さ
れるが、それは、コンピュータ的に費用がかかり、しか
もしばしば依然として決定てきではない。すなわち、控
えめに言って、最低限の決定を行い、悪い点を認めるよ
りむしろ良好な点を拒絶することを支持するという過ち
を冒すことが必要となる。かかる拒絶の判断基準は、従
来の自動検査システムに伴うさらなる欠点である。

【００１３】配線を基板と区別する作業は、配線の色が
基板の色に類似している場合には、さらに困難となる。
この場合、配線および基板の明るさは、実質上重なり合
い、多くの誤った判断をもたらす。

【００１４】こうして、上述の欠点を生じることなく、
極めて効率よく、高い信頼性をもって高密度回路基板を
検査することが必要とされている。

【００１５】

【発明の要約】したがって、本発明の目的は、一般に回
路基板の自動光学検査を行うための信頼のおけるシステ
ムを提供することである。本発明の別の目的は、離散配
線回路基板のプリント回路サブコンポーネントを含む離
散配線回路基板の自動光学検査を行うためのシステムお
よび方法を提供することである。

【００１６】本発明のさらに別の目的は、プリント回路
基板および離散配線回路基板を含む回路基板を検査する
ための、色に基づく自動光学検査システムを提供するこ
とである。本発明のさらに別の目的は、類似色を有する
基板と配線を区別することができる、色に基づく自動光
学検査システムを提供することである。

【００１７】本発明のさらに別の目的は、登録クーポン
の位置のずれによって表示されるものとして、基板の伸
張および収縮を測定することができる自動光学検査シス
テムを提供することである。本発明のさらに別の目的
は、検査Ｘ−Ｙテーブルに回路基板が不正確に配置され
ることから生じるすべてのエラーを補正することができ
る自動光学検査システムを提供することである。

【００１８】このため、ビデオカメラが検査されるべき
配線基板の上方に配置される。ビデオカメラは基板のイ
メージを受け、その情報を、システムの分析部を構成す
る分析器に送る。システムは、ビデオカメラから受けた
すべての色情報を用い、「赤」−「緑」−「青」（ＲＧ
Ｂ）ルックアップテーブルを用いて直接に作動する。本
発明の別の実施例において、ＲＧＢフォーマットにおけ
るイメージデータは、「色相」−「彩度」−「強度」
（ＨＳＩ）フォーマットに変換される。その後、システ
ムはＨＳＩデータの色相成分を用いるが、彩度および強
度成分は無視し、可能な最高の処理速度を達成する。本
発明のさらに別の実施例において、ルックアップテーブ
ルの代わりに、ＲＧＢデータに直接作用する神経網技法
が、配線と基板を区別するために使用され得る。

【００１９】システムは、ＲＧＢ空間を表示する３次元
ルックアップテーブルを確立する。もっぱら配線の特徴
に属するすべてのＲＧＢ値のうちの大部分は、そのとき
配線ルックアップテーブル内においてセットビットをア
ドレス指定する。基板の特徴に属するすべてのＲＧＢ値
は、配線ルックアップテーブル内においてゼロビットを
アドレス指定する。逆に、もっぱら基板の特徴に属する
すべてのＲＧＢ値のうちの大部分は、そのとき基板ルッ
クアップテーブル内においてセットビットをアドレス指
定する。

【００２０】システムは、第１に、調整モードにおいて
サンプル配線および基板領域に対して作動せしめられ、
よって、対応する配線ルックアップテーブルおよび基板
ルックアップテーブルをセットアップする。サンプルが
とられる毎に、システムが基板に向けられた領域は緑色
になり、システムが配線に向けられた領域は明るい赤色
になる。

【００２１】実際の検査の間に、連結点が開回路を引き
起こしあるいは短絡していないかどうかがチェックされ
る。参照ファイルは、各連結点での正確な配線を記述す
る情報を含んでおり、ホールのタイプ、各配線がホール
に出入りする角度を含んでいる。もし検査された連結点
が参照ファイルと矛盾するならば、欠陥が検出される。

【００２２】本発明のさらに別の目的および多くの付随
した効果が、本発明がさらに詳細に説明されるにつれて
明らかとなるだろう。

【００２３】

【好ましい実施例の詳細な説明】図１は、本発明による
回路基板の自動光学検査システムの１実施例を示したも
のである。コンピュータ１０は、システムの動作を制御
する。コンピュータ１０としては、好ましくは、１６ビ
ットまたは３２ビットのマイクロプロセッサを備えた比
較的安価なパーソナルコンピュータが使用され得る。

【００２４】フレームグラッバー(frame grabber) １２
は、コンピュータに接続されている。フレームグラッバ
ーは、コンピュータの後面パネルにおいて１つのスロッ
トを占める。フレームグラッバー１２は、市場で容易に
入手可能なコンポーネントの１つである。フレームグラ
ッバー１２は、ＲＧＢビデオカメラ１４に接続されてい
る。ビデオカメラは、移動可能なＸ−Ｙテーブル１６の
上方に配置されている。Ｘ−ＹテーブルはＸ軸およびＹ
軸に沿って移動せしめられ得る。テーブル１６の上面に
は、離散配線パネル１８が検査のために置かれる。

【００２５】光源２０は、離散配線パネル１８上に入射
光を与える。モーションコントローラ２２は、コンピュ
ータ１０のＩ／ＯポートおよびＸ−Ｙテーブル１６に接
続されている。

【００２６】ＲＧＢビデオモニタ２４は、フレームグラ
ッバー１２に接続されており、ＲＧＢビデオカメラ１４
によって撮影される離散配線パネル位置のイメージを与
える。ＲＧＢビデオカメラ１４は、離散配線パネル１８
からの反射光を受ける複数の電荷結合デバイスアレイを
含んでいる。フレームグラッバー１２は、ＲＧＢビデオ
カメラからのイメージをＲＧＢフォーマットで受信す
る。したがって、イメージ中の各要素は、赤色成分、緑
色成分および青色成分のそれぞれによって表現される。

【００２７】フレームグラッバー１２は、ＲＧＢビデオ
カメラによって撮影されたイメージを表現するアナログ
信号を、２次元ディジタルアレイに変換する。２次元デ
ィジタルアレイのフレームグラッバー中における大きさ
は、米国規格では５１２×４８０ピクセル、またヨーロ
ッパ規格では５１２×５１２ピクセルである。また、Ｒ
ＧＢビデオカメラ１４の光受容体チップ上の位置と、フ
レームグラッバー１２の２次元ディジタルアレイとの間
には固定された対応関係が存在する。したがって、フレ
ームグラッバー１２の２次元ディジタルアレイ中の各ピ
クセル位置は、ＲＧＢカメラによって検出されたイメー
ジ中の一義的な位置に対応する。

【００２８】すなわち、フレームグラッバー１２によっ
て与えられるデータは、通常のフォーマットにおいてコ
ンピュータの使用に容易に供され得る。モーションコン
トローラ２２は、コンピュータ１０からの命令を受け、
Ｘ−Ｙテーブル１６を望まれた位置に動かす。すなわ
ち、離散配線パネル１８上のすべての点は、ＲＧＢビデ
オカメラ１４によって検査され得る。

【００２９】図２は、本発明によって検査されるべき離
散配線パネルの１例を示した図である。複数本の配線２
８がパネル上になされている。配線は連結点３０を通過
し、あるいは連結点３０で終了している。図示したよう
に、連結点のいくつかは、それを通過するいかなる配線
も有していない。このような位置は、電源端子およびア
ース端子として、または機械的な目的のために使用され
るスルーホールを形成すべく、後にドリルでホールを形
成される。連結点３０は、離散配線パネル製造の続く工
程においてドリルでホールが形成される位置である。

【００３０】離散配線パネル上のホールサイトはそれぞ
れ、予め決定される位置と対応する予め決定される直径
を有している。離散配線パネル１８はそれぞれ、パネル
の四隅のそれぞれに各１つ、合計４つの登録クーポン２
９を有している。異なるサイズのパネルは、異なる名目
位置にクーポンを有しており、これらの位置の座標は、
コンピュータ１０に対してアクセス可能なファイル内に
記憶される。登録クーポンは参照点を与え、その結果、
予め決定される正確なホールサイトが各パネル上に正確
に見つけ出される。

【００３１】システムが配線と基板を区別できるように
するため、トレーニング手続きがまず最初に開始されな
ければならない。システムの検査能力は、ＲＧＢ空間を
表示する図１の３次元ルックアップテーブルに依存す
る。

【００３２】これに対応して、図３には、本発明の１実
施例の機能ブロック図が示してある。上で図１を参照し
て説明したように、フレームグラッバー１２はＲＧＢカ
メラ１４からイメージ情報を受け取る。

【００３３】マイクロプロセッサ１０は、コンソールモ
ニタ５０およびキーボード５２に接続されている。すな
わち、基板を検査するオペレータとシステムの間のイン
ターフェイスは、キーボードおよびモニタ５０上に表示
されるメニューを用いることによってもたらされる。マ
イクロプロセッサ１０は、また、分析器４０をモニタ
し、制御する。当業者にとって明らかなように、分析器
４０は、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれかに
おいて提供される。分析器４０は、ホールサイト３０に
おける配線の状態を決定するための種々のサブシステム
を含んでいる。

【００３４】パネル特徴検出器分析器４０の１つのサブシステムは、パネル特徴検出器
８０である。パネル特徴検出器は、フレームグラッバー
１２によって与えられるピクセルが、検査中のパネル１
８の配線または基板のいずれに対応するかを決定するこ
とができる。パネル特徴検出器８０は、配線ルックアッ
プテーブル８２、基板ルックアップテーブル８４および
抑止器(inhibitor) ８６を含んでいる。配線ルックアッ
プテーブル８２および基板ルックアップテーブル８４は
共に、フレームグラッバー１２によって与えられるピク
セルの赤色（Ｒ）値、緑色（Ｇ）値および青色（Ｂ）値
の大部分によってアドレス指定される。

【００３５】すなわち、これらのルックアップテーブル
８２、８４は、３次元ＲＧＢ空間を表示する。図４は、
それぞれ配線および基板に対する３次元ＲＧＢ空間１５
０および１５２を示したものである。すなわち、図４の
（Ａ）における配線ビット分布１５４は、ＲＧＢ空間に
おける配線特徴に対応する点を表しており、図４の
（Ｂ）における基板ビット分布１５６は、基板特徴に対
応する点を表している。したがって、基板特徴に属する
ＲＧＢ値はすべて、配線ＲＧＢ空間１５０においてゼロ
ビットをアドレス指定し、配線特徴に属するＲＧＢ値は
すべて、基板ＲＧＢ空間１５２においてゼロビットをア
ドレス指定する。

【００３６】したがって、ＲＧＢ値の組合せはすべて、
配線ＲＧＢ空間内または基板ＲＧＢ空間内の点に関係す
る。配線および基板ルックアップテーブルは、そのと
き、「Ｒ」値、「Ｇ」値および「Ｂ」値によってアドレ
ス指定され、対応するデータは、ＲＧＢ値が配線または
基板のいずれに属しているかどうかによって「１」また
は「０」に設定され得る。しかしながら、「１」または
「０」は、通常のコンピュータまたはマイクロプロセッ
サ装置において８ビットを占める。本発明の１実施例で
は、配線および基板ルックアップテーブルは、「１」ま
たは「０」の値が１ビットだけを占めるようにセットア
ップされている。

【００３７】図５には、本発明の１実施例による配線お
よび基板ルックアップテーブル８２、８４の構造が示し
てある。赤色、緑色および青色に対応するテーブルの各
次元は、テーブル全体のサイズ２６２１４４ビットに対
し、６ビットの分解能を有している。これは、３２７６
８バイトに換算される。フレームグラッバー１２からの
利用可能な生のデータは、１ＲＧＢ成分当たり８ビット
で与えられるので、これは、各次元毎に４倍の圧縮をも
たらす。しかしながら、１次元当たり６ビットは、ダイ
ナミックレンジとメモリ保存の満足のいくバランスをも
たらすことが照明されている。

【００３８】図５のテーブル１６０は、図３のテーブル
８２または８４に対応している。連続した８バイトはす
べて、青色軸の限界に及んでいる。各１バイトは８ビッ
トを含んでおり、青色軸を全部で６４個の離散的な増分
に分割する。緑色軸もまた６４個の増分を有している。
緑色軸に沿って隣接する２つの増分は、ルックアップテ
ーブル中において８バイト離れた２つのアドレスに対応
する。赤色軸もまた６４個の増分を有している。赤色軸
に沿って隣接する２つの増分は、ルックアップテーブル
中において５１２バイト（８×６４＝５１２）離れた２
つのアドレスに対応する。

【００３９】したがって、一旦ＲＧＢ値がフレームグラ
ッバー１２によって与えられると、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分は、
１つの１８ビット２進数に融合される。６つの最も重要
なビットは赤色値に対応し、次の６つの最も重要なビッ
トは緑色値に対応する。６つの最も重要でないビットは
青色値に対応する。その後、青色値に対応する３つの最
も重要でないビットが取り除かれ、そして残りの１５ビ
ットがバイトアドレスを与える。アドレス指定されたバ
イトにおける各ビットは、さらに、前に取り除かれた３
つの最も重要でないビットによってアドレス指定され
る。したがって、ルックアップテーブル中のすべてのビ
ットは、アドレス指定され、それに対応して「１」また
は「０」に設定され得る。例えば、配線特徴がＲ＝０、
Ｇ＝０およびＢ＝２７、または（０１１、０１１）を有
していると仮定すると、テーブル１６０における位置１
６２に対応するビットは、もしテーブル１６０が配線ル
ックアップテーブルであるならば、「１」に設定される
だろう。青色値の３つの最も重要なビットはバイトアド
レスに寄与し、また、青色値の３つの最も重要でないビ
ットは、当該バイトにおけるビット位置を指示する。

【００４０】そのとき、適当なビットを配線または基板
から生じたＲＧＢ値に対応する「１」に設定することに
よって、テーブル８２、８４を満たすことが可能であ
る。図３の抑止器８６は、配線および基板ルックアップ
テーブルの両方においてセットビットを有するＲＧＢ値
をモニタし、配線ルックアップテーブル８２内の対応す
るビットを「０」に設定する。すなわち、配線および基
板ルックアップテーブル８２、８４の両方に存在するす
べてのＲＧＢ値は、基板として解釈される。

【００４１】本発明の好ましい実施例において、図３の
フレームグラッバー１２は、ピクセル列バッファー８８
に対し、列基底毎にデータを与える。ピクセル列バッフ
ァーは、１つの列に含まれるすべてピクセルの情報を保
持し、この情報を、パネル特徴検出器８０に対してピク
セル基底毎に与える。

【００４２】それ故、パネル特徴検出器８０の入力は、
ピクセル列バッファー８８によって与えられた１列のピ
クセル内におけるピクセルに対応するＲＧＢ値であり、
パネル特徴検出器８０の出力は、配線ルックアップテー
ブル８２によって与えられたライン８３におけるビット
であり、ピクセルが配線に対応するか否かを表してい
る。

【００４３】ピクセル検索コントローラ図３にはピクセル検索コントローラ９１が示してある。
ピクセル検索コントローラは、開回路／短絡走査テーブ
ル９６、および排除走査テーブル９８を含んでいる。開
回路／短絡走査テーブル９６および排除走査テーブル９
８からの出力は共に、ピクセル列転送コントローラ９４
およびピクセル列走査コントローラ９２に結合される。

【００４４】開回路／短絡走査テーブル９６に記憶され
たデータは、ホールサイトにおけるシステムの短絡およ
び開回路検出規準に基づいており、排除走査テーブル９
８に記憶されたデータは、ホールサイトが全く配線の交
差を伴わずにいるべきであるという規準に基づいてい
る。

【００４５】フレームグラッバー１２は、図２のホール
サイト３０のイメージを記憶することは当業者にとって
明らかである。テーブル９６、９８に記憶されたデータ
は、図６を参照してより詳細に説明される。

【００４６】図６の（Ａ）には、小さい開回路焦点板
と、ホールサイトのイメージ上に置かれたリングからな
る大きな短絡焦点板が示してある。短絡焦点板および開
回路焦点板は、ホールサイトにあるビデオモニタ上に実
際に表示されることは当業者によって明らかである。短
絡検出は、３つの幾何学的規則に基づいている。これら
の規則は、検査位置におけるホールサイトの直径よりも
わずかに大きい内径をもつ短絡リング１６６に適用され
る。これらの幾何学的規則とは、（ａ）配線は常にリン
グと直交すること、（ｂ）すべての配線交差の弧の長さ
は上限によって制限されていること、（ｃ）配線は予め
決定される回数以上は交差しないことである。好ましい
実施例において、可能な交差の回数は２回に制限され
る。

【００４７】開回路検出リング１６４は、実質上、検査
されるホールサイトの中心に配置された環状領域であ
る。開回路検出は、不十分な配線が開回路検出リング１
６４の範囲内で検出されたときに欠陥を検出する。

【００４８】短絡焦点板１６６の内径は、新たなホール
サイトのサイズ毎に変化し得る。短絡焦点板１６６の幅
は、短絡焦点板の内径に依存してわずかに変化する。

【００４９】開回路／短絡走査テーブルは、垂直な直径
から、短絡焦点板１６６によって形成される外側および
内側の円まで、各列毎にピクセルの個数を記憶する。開
回路／短絡走査テーブルはまた、垂直な直径から、開回
路焦点板１６４によって形成される円まで、各列毎にピ
クセルの個数を記憶する。

【００５０】すなわち、例えば、走査線１６８に対し、
開回路／短絡走査テーブルは、リングの中心から短絡検
出リングに至るピクセルの個数を記憶し、リングの中心
から短絡検出リングの内側の円に至るピクセルの個数を
記憶し、そしてリングの中心から開回路検出リング１６
４の直径に至るピクセルの個数を記憶する。開回路／短
絡走査線の本数は、短絡検出リングの内径に依存する。
一般に、より大きい径のリングに対し、開回路／短絡走
査線はさらに離れ、走査線の本数はより多くなる。

【００５１】図６（Ｂ）には、図３の開回路／短絡走査
テーブル９６に記憶された内容の１例が示してある。す
なわち、１つの特定のホールサイトに対し、開回路／短
絡走査線番号毎に、ピクセル単位での３つの対応する距
離パラメータが存在する。例えば、中心にある走査線１
６８に対し、検査の間に短絡検出焦点板の外側境界は１
８０個のピクセルであり、短絡検出焦点板の内側境界は
１７０個のピクセルであり、開回路検出焦点板の境界は
５０個のピクセルである。同様に、中心走査線から離れ
た３本の走査線からなる走査線（３）に対し、短絡検出
焦点板の外側境界は１７２個のピクセルであり、短絡検
出焦点板の内側境界は１６０個のピクセルであり、開回
路検出焦点板の境界は４２個のピクセルである。テーブ
ル９６は、分析されなければならない開回路／短絡走査
線番号だけを含んでいる。種々の大きさのホールサイト
の直径をもつシステムに対する１つ以上の開回路／短絡
走査テーブルが存在する。なぜなら、各ホールサイトに
対する走査線パラメータは異なる傾向があるからであ
る。

【００５２】開回路／短絡走査線情報は、ピクセル列走
査コントローラ９２およびピクセル列転送コントローラ
９４に対して与えられる。ピクセル列転送コントローラ
９４は、開回路／短絡走査テーブル９６から、分析され
るべき次の走査線のパラメータを受け取る。その後、ピ
クセル列転送コントローラ９４は、望まれた走査線にお
けるピクセルの正確な個数を、ピクセル列バッファーに
転送し、その結果、望まれた走査線はフレームグラッバ
ー１２から検索され得る。

【００５３】ピクセル列走査コントローラ９２は、開回
路／短絡走査テーブル９６から、開回路および短絡焦点
板のピクセル境界情報を受け、その情報に基づいて、制
御信号をピクセル列バッファー８８に送る。その結果、
ピクセル列バッファー８８は、対応するピクセル情報
を、ピクセル基底毎に、配線ルックアップテーブル８２
に送る。ピクセル列走査コントローラ９２によって与え
られた制御情報は、基本的に、特定の行番号および列番
号において分析されるべき次のピクセルのアドレスであ
る。行番号は走査線番号であり、列番号は、当該列にお
いて分析されるべきピクセルの個数である。

【００５４】ピクセル列走査コントローラ９２はまた、
ピクセル／ビンマップ９０に対してピクセルの行番号お
よび列番号を与える。ピクセル／ビンマップ９０の動作
を、図６（Ａ）を参照してより詳細に説明する。開回路
／短絡焦点板におけるピクセルのアドレスはそれぞれ独
立に記憶され、よって、当該ピクセルに対応する色情報
は、ピクセル列バッファー８８に対する再分類なしに、
個々の関係するピクセルのアドレスに基づいてパネル特
徴検出器８０に転送され得ることは当業者にとって明ら
かである。

【００５５】図６（Ａ）に示したように、短絡焦点板
は、多くの部分すなわちビン１７０に分割される。本発
明の１実施例によれば、短絡焦点板は２５６個のビンに
分割される。各ビン１７０は、割り当てられたビン番号
を有している。図３のピクセル／ビンマップ９０は、短
絡焦点板１６６における対応するピクセルのそれぞれに
関対する割り当てられたビン番号を記憶する。

【００５６】図７には、ピクセル／ビンマップ１６６の
１例を示してある。それに対応して、ホールサイトのそ
れぞれのタイプに対し、特定の開回路／短絡焦点板のサ
イズがシステムによって用いられる。一旦適当な開回路
／短絡焦点板情報が、開回路／短絡走査テーブル９６内
にロードされると、ピクセル／ビンマップ９０内のデー
タがまた設定される。図６（Ａ）から明らかなように、
各走査線に含まれるピクセルは、短絡焦点板１６６にお
ける１つ以上のビンに落ちる。走査線が、中央走査線１
６８からさらに離れると、同一走査線上のピクセルに対
応するビンの個数は増加する。

【００５７】図６（Ａ）には、ピクセル１７２および１
７４に割り当てられるビン番号を決定する方法の１例が
示してある。これに対応して、走査線１６９に対応する
走査線番号およびピクセル１７２に対応する列番号は、
ピクセル１７２のＸおよびＹ座標として導出される。こ
の情報に基づいて、ピクセル１７２に対応する角度θ１
は、アークタンジェント（ｙ／ｘ）を計算することによ
って決定される。同様に、ピクセル１７４に対応する角
度θ２が決定される。対応するビン番号は次式によって
決定される。

【００５８】

【数１】

【００５９】ビン番号は、８ビット数で目盛り付けされ
ており、図７のピクセル／ビットマップ９０内にバイト
Ｘ₁、Ｘ₂、‥‥、Ｘ_nとして記憶される。

【００６０】当業者によって明らかなように、開回路／
短絡焦点板およびピクセル／ビン変換に対するメモリ装
置は、種々の方法で構成され得る。例えば、開回路／短
絡走査テーブル９６は、図３のフレームグラッバー１２
内に存在するすべての走査線に対応するパラメータを記
憶し得る。同様に、ピクセル／ビンマップ９０は、すべ
ての走査線における各ピクセルに割り当てられたビン番
号を含み得る。その場合、一定の走査線が、特定のタイ
プのホールサイトに関係する走査線だけの分析の間にス
キップされるとき、ポインタテーブルは、ピクセル／ビ
ンマップにおいて新たな走査線が開始する位置を指示す
る。

【００６１】短絡検出器図３に示したように、分析される各ピクセルに割り当て
られたビン番号は、短絡検出器１００に送られる。短絡
検出器１００はビンヒストグラムメモリ１０２を含んで
いる。ビンヒストグラムメモリ１０２はまた、ライン８
３を介して、配線ルックアップテーブル８２から信号を
受け取る。すなわち、分析されるピクセル毎に、ビンヒ
ストグラムメモリは、ピクセル／ビンマップ９０からそ
のピクセルに割り当てられたビン番号を受け取り、ま
た、そのピクセルが配線を表しているのか、あるいは配
線ルックアップテーブル８２からのものでないのかどう
かを指示する信号を受け取る。

【００６２】すなわち、ホールサイトのすべてのピクセ
ルが分析された後、配線に属するピクセルのビンヒスト
グラムがビンヒストグラムメモリ１０２内に形成され
る。ホールサイトと交差する各配線に対し、ビンヒスト
グラムメモリ内には少数の隣接した対応するビンにわた
って１つのピークが存在する。すなわち、ビンヒストグ
ラム内の大部分のピクセルが、せいぜい２つのピークに
起因することができない場合には、欠陥が検出される。

【００６３】当業者によって明らかなように、ビンヒス
トグラムメモリ１０２における重要なデータは、種々の
システムノイズのために不明瞭となる可能性がある。す
なわち、ビンヒストグラムメモリ１０２は、さらに処理
され、システムノイズの影響が軽減される。

【００６４】これに対応して、ディジタルフィルタ１０
４はビンヒストグラムメモリ１０２からビンヒストグラ
ムデータを受け取る。第１近似までで、短絡検出焦点板
において配線交差に関係する配線に属するピクセルは、
角度位置の関数として三角分布を形成する。

【００６５】ディジタルフィルタ１０４はフィルタを平
均化する運動する窓であり、その一般的応答は、次の式
（１）によって定義される。

【００６６】

【数２】

【００６７】ここで、Ｓは入力信号、Ｒはフィルタ１０
４の出力応答であり、Ｗは窓の幅であり、Ｄは除数であ
る。本発明の１実施例によれば、ディジタルフィルタ１
０４は

【数３】によって定義される。

【００６８】フィルタ１０４の出力は、そのとき、ビン
ヒストグラムメモリ１０２内に形成されたヒストグラム
の平滑化されたバージョンを含む処理ヒストグラムメモ
リ１０６に与えられる。

【００６９】各配線交差の中心を検出するため、処理ヒ
ストグラムメモリ１０６に含まれたデータが、ディジタ
ルフィルタ１０７に与えられる。各配線交差の中心は、
複数の配線交差が極端に接近して生じてデザインルール
を破っていないかどうか、また、実際の交差位置が期待
された配線位置からかなりそれて参照規則を破っていな
いかどうかを決定するために必要な情報である。配線交
差の中心は、配線に属するピクセルの密度が平滑化の後
最大値に達する位置であると考えられる。

【００７０】しかしながら、ときどき、配線交差は、２
つの山をもったピークを生じる。このような場合、ピー
クの中心は、これらの山の間の小さな谷としてよりむし
ろ、これらの山のいずれか一方として識別される。ディ
ジタルフィルタ１０７は、このタイプのエラーを除去す
るように設計されている。

【００７１】ディジタルフィルタ１０７はピーク増大フ
ィルタである。その応答は、信号振幅に比例し、三角形
のピークを形成する。フィルタ１０７の一般的な応答
は、

【数４】によって定義される。ここで、Ｓはメモリ１０６によっ
て与えられた入力信号であり、Ｒは出力応答であり、Ｗ
は窓の幅である。

【００７２】本発明の１実施例によれば、フィルタパラ
メータは、

【数５】によって定義される。

【００７３】このフィルタに対する係数は、１、２、
３、４、５、６、７、８、７、６、５、４、３、２、１
である。

【００７４】図８は、処理ヒストグラムメモリ１０６に
よって与えられた処理されたヒストグラムを示すグラフ
である。ディジタルフィルタ１０７の出力は、クラスタ
識別器１０８に結合される。クラスタ識別器は、配線交
差をなすと仮定される２つの最も高い分布に対応するビ
ン番号を決定する。

【００７５】これに対応して、クラスタ識別器１０８
は、図８の（Ａ）および（Ｂ）のそれぞれ２つのピーク
２４８および２５０の中心に対応するビン番号をクラス
タ分析器１１０に与える。クラスタ分析器１１０はま
た、処理ヒストグラムメモリ１０６からデータを受け取
る。

【００７６】図９には、クラスタ分析器１１０の動作フ
ローチャートが示してある。これに対応して、ステップ
２２０において、クラスタ分析器１１０は、処理ヒスト
グラムメモリ１０６から受け取った処理されたヒストグ
ラムにおける最も高いピークをもつカーブ２４０に三角
形２４２をおく。その後、ステップ２０２において、高
さ「Ｈ₁」をもつ三角形２４２は、ピーク高さ「Ｐ₁」
の１．５倍に設定される。ステップ２０４において、三
角形の底辺が窓パラメータの２倍に設定される。窓パラ
メータは、三角形２４２の底辺の大きさおよびフィルタ
１０７の窓の大きさを制御するために使用される。１５
（ビン）の欠陥値が、データに対して最も適当であると
思われる。その結果、ステップ２０６において、三角形
２４２内に閉じ込められたカーブ２４０の領域Ａ₁が、
その領域内の配線に属するピクセルの個数を数えること
によって測定される。

【００７７】ステップ２０８において、クラスタ分析器
１１０は、処理ヒストグラムメモリ１０６から受け取っ
た処理されたヒストグラムにおける第２の高さのピーク
をもつカーブ２４４に三角形をおく。その後、ステップ
２１０において、高さＨ₂をもつ三角形２４６が、第１
のピークの位置２４８から少なくとも窓の幅１つ分だけ
離れて、カーブ２４４におかれる。三角形２４６の高さ
Ｈ₂は、ピークの高さＰ₂の１．５倍に設定される。

【００７８】ステップ２１２において、三角形２４６内
に閉じ込められたカーブ２４４の領域Ａ₂が、その領域
内の配線に属するピクセルの個数を数えることによって
測定される。ステップ２１４において、クラスタ分析器
１１０は、すべてのヒストグラムビンにおけるすべての
ピクセルの個数を数えることによって、処理されたヒス
トグラム全体の全領域Ａ₃を測定する。

【００７９】ステップ２１６において、領域Ａ₁および
Ａ₂のピクセル数を、領域Ａ₃の全ピクセル数で割った
比が計算される。決定のためのステップ２２０におい
て、クラスタ分析器１１０は、ステップ２１６で測定さ
れた比が０．９に等しいか、あるいはこれより大きいか
どうかを決定する。もしそうでなければ、クラスタ分析
器はステップ２２２に進み、「エラー」フラグを立て
る。しかしながら、もしステップ２１６で測定された比
が０．９に等しいか、あるいはこれより大きければ、シ
ステムは決定のためのステップ２２４に進む。なぜな
ら、ビンヒストグラムメモリ内のピクセル計数の大部分
は、せいぜい２つのピークに属しているからである。

【００８０】決定のためのステップ２２４において、ク
ラスタ分析器１１０は、第１のピークＨ₁と第２のピー
クＨ₂の間の距離を計算し、その距離を（度を単位とし
て測った）角度に変換する。もし、２つのピークの間の
角度がしきい値より大きければ、システムはステップ２
２８に進み、「良」フラグを立てる。本発明の１実施例
において、しきい値は２２度である。もししきい値より
小さければ、システムはステップ２２６に進み、「エラ
ー」フラグを立てる。また、２つのピーク位置は参照位
置と比較され、もし不一致があまりに大きければ、シス
テムはエラーを発生する。好ましい実施例では、４５度
が適当な良／不良のしきい値である。

【００８１】開回路検出器図３には、開回路検出器１２０が示してある。開回路検
出器１２０は、ホールサイトが実際に形成されときに、
ホールサイトに開回路が生じるかどうかを検出する。開
回路検出器１２０は配線ピクセルカウンタ１２２を含ん
でいる。配線ピクセルカウンタは、ライン８３上におい
て、配線ルックアップテーブル８２から配線ピクセルカ
ウントを受け取る。配線ピクセルカウンタ１２２は、図
６（Ａ）の開回路焦点板１６４内に存在する配線ピクセ
ルに関係するピクセルカウントを受け取る。

【００８２】したがって、ピクセル列走査コントローラ
９２およびピクセル列転送コントローラ９４は、開回路
／短絡走査テーブル９６から、走査線上に存在しかつ開
回路焦点板１６４内に閉じ込められたピクセル数を受け
取る。すなわち、分析されるピクセルは、ピクセル列バ
ッファー８８に転送される。分析されるピクセルが配線
に属していると、配線ピクセルカウンタ１２２はカウン
トを１つ増加させる。当業者によって明らかなように、
開回路検出にたいするピクセルは、開回路および短絡検
出に役立つ単一の列転送から導出される。

【００８３】開回路焦点板内にピクセルを有するすべて
の走査線に対して作業が完了した後、配線ピクセルカウ
ントはコンパレータ１２４に送られる。コンパレータ１
２４は、しきい値参照メモリ１２８から参照しきい値を
受け取り、配線ピクセルカウントの個数を参照しきい値
と比較する。配線ピクセルカウント数が参照しきい値よ
り小さい場合、コンパレータは、開回路カウンタ１２６
に「エラー」フラグを送る。

【００８４】排除検出器図３には、また、排除検出器１３０が示してある。排除
検出器１３０は、配線されないホールサイトにおけるあ
らゆる不規則な配線交差が存在するかどうかを検出す
る。開回路検出器１２０と同様に、排除検出器１３０は
配線ピクセルカウンタ１３２を含んでおり、排除焦点板
の配線ピクセルカウントをコンパレータ１３４に与え
る。コンパレータ１３４は、その後、配線ピクセルカウ
ンタ１３２によって与えられた配線ピクセルカウント
を、しきい値参照メモリ１３８に記憶された参照しきい
値と比較する。もし、配線ピクセルカウントが参照しき
い値より大きければ、コンパレータは排除カウンタ１３
６に「エラー」フラグを送る。

【００８５】排除検出器１３０はライン８３上におい
て、配線ルックアップテーブル８２から配線ピクセルカ
ウントトリガを受け取る。排除検出に対して分析される
ピクセルの位置は、排除走査テーブル９８によって記憶
され、与えられる。排除走査テーブル９８は、排除焦点
板における走査線番号、および各走査線上のピクセルの
個数を与える。この情報はその後、ピクセル列転送コン
トローラ９４およびピクセル列走査コントローラ９２に
よって使用され、適当なピクセルが配線ルックアップテ
ーブル８２に送られ、そしてその結果、配線ピクセルカ
ウントが配線ピクセルカウンタ１３２に送られる。

【００８６】登録コントローラ図３には、また、登録コントローラ６２が示してある。
検査のためのパネルはそれぞれ、パネルの四隅のそれぞ
れに対して各１つの、合計４つの登録クーポンを有して
いる。検査が必要なパネル１８上におけるそれぞれの位
置は、Ｘ−Ｙ座標によってアドレス指定される。すなわ
ち、Ｘ−Ｙテーブル上のパネルが正確に配置されていな
い場合には、システムはパネル上の望まれた位置を決定
することができない。さらに、種々の理由から、パネル
１８は、たとえＸ−Ｙテーブル上に正確に配置されてい
ても、歪みによって、システムがパネル上の望まれた位
置を決定することができない程度まで変形されてしまう
可能性がある。本発明の１実施例による登録コントロー
ラは、このような位置のずれまたは歪みを補正する。パ
ネルの配置エラーおよび歪みを検出するため、登録コン
トローラは、４つの登録クーポンの位置を決定する。図
２には、パネル１８上の登録クーポン２９が示してあ
る。これに対応して、各登録クーポンは、３本の垂直配
線および水平配線を有している。

【００８７】図３における登録コントローラ６２は、行
プロファイルバッファー６４および列プロファイルバッ
ファー６６を含んでおり、これらのバッファーはそれぞ
れ、ライン８３上において、配線ルックアップテーブル
８２から配線ピクセルカウントを受け取る。行プロファ
イルバッファーの各要素は、イメージの特定の行に見出
される配線ピクセルの和を与える。列プロファイルバッ
ファーの各要素は、イメージの特定の列に見出される配
線ピクセルの和を与える。行プロファイルバッファー６
４および列プロファイルバッファー６６からの情報は、
クラスタ識別器６８に与えられる。クラスタ識別器６８
は、配線に対応するすべてのクラスタを行および列プロ
ファイル内に配置する。

【００８８】もし３つのクラスタが各バッファー内に見
出されたならば、クラスタ識別器６８に導出された情報
はクラスタ分析器７０に与えられる。クラスタ分析器７
０において、行プロファイルにおける３つのクラスタの
中心と、列プロファイルにおける３つのクラスタの中心
が決定される。すなわち、各登録クーポンの中心のｘ、
ｙ座標が得られる。

【００８９】各登録クーポンの中心のｘ、ｙ座標は、そ
の後コンパレータ７２に送られる。コンパレータ７２
は、登録クーポンの実際のｘ、ｙ座標を、理想的なパネ
ルの登録クーポンの参照ｘ、ｙ座標と比較する。その
後、コンパレータ７２は、検査中のパネルに対するｘ、
ｙ座標のオフセット値を与える。これらは、パネル上の
登録クーポンが現存する位置とそれらが存在すべき位置
とに対応する。これらのオフセット値は、並行移動およ
び回転を含んでいる。

【００９０】ｘ、ｙ変換器５８は補正器７２に結合され
ている。ｘ、ｙ変換器５８は、検査されるホールサイト
のパネル上における理想的な位置と、現実の位置との間
の変換行列を与える。

【００９１】ジョブファイル図３および図１０には、また、パネル上の検査されるホ
ールサイトのすべてに関する情報を含むジョブファイル
５４が示してある。ジョブファイル５４の第１のフィー
ルドＨは、ホールのサイズに基づくホールコード２５０
を表す。

【００９２】ホールコード２５０おは、６つのフィール
ド２６６〜２７６をもつ図１０（Ｂ）の別のレコード２
８０に対するポインタである。６つのフィールド２６６
〜２７６は、各ホールコードに関係する焦点板のサイズ
を表している。最初の３つのフィールド２６６〜２７０
は、自動検査の間に使用される焦点板情報を含んでい
る。最初の３つのフィールドの焦点板は、開回路焦点板
２６６、短絡焦点板２６８および排除焦点板２７０を定
義する。残りの３つのフィールドは、欠陥の検査の間に
使用される焦点板であり、欠陥の検査の間に使用される
許可／拒絶規準に従って選ばれる。

【００９３】ジョブファイルの残りのフィールドは、検
査される各ホールサイトのｘ、ｙ座標を表すフィールド
２５２、２５４を含んでいる。フィールド２５６、２５
８は、ホールサイトにおける各配線交差の進入および進
出ベクトルを表す。

【００９４】図１１には、ホールサイトにおける進入お
よび進出ベクトルの１例が示してある。これに対応し
て、ホールサイトはそれぞれ、少数の部分に分割され
る。すなわち、例えば、図１１の配線２８２は、ベクト
ル１、すなわちＶ_entry＝１に沿ってホールサイトに進
入し、ベクトル６、すなわちＶ_exit＝６に沿ってホール
サイトから進出している。

【００９５】図１０（Ａ）の残りの３つのフィールド２
６０〜２６４は、検査されたホールに対する欠陥状態情
報を与える。これに対応して、フィールド２６０は、排
除焦点板走査の後に欠陥が発見されたときに設定され
る。同様にして、フィールド２６２および２６４は、短
絡／開回路焦点板走査の後に欠陥が発見されたときに設
定される。

【００９６】上述のように、図３および図１のモーショ
ンシステムコントローラ２２は、Ｘ−Ｙテーブル１６に
対する運動制御を行う。モーションシステムコントロー
ラ２２は、図３のＸ−Ｙ変換器５８から補正されたＸ、
Ｙ座標を受け取る。当業者によって明らかなように、望
まれたホールサイトが検査を要するときはいつでも、ジ
ョブファイル５４のフィールド２５２および２５４にお
けるＸ、Ｙ座標がＸＹ変換器５８に与えられ、その結
果、パネル上における実際のホールサイトが得られる。

【００９７】神経網特徴検出器本発明の別の実施例によれば、パネル特徴検出器８０
は、神経網に基づく別のパネル特徴検出器によって置き
換えられる。図１２（Ａ）には、パネル特徴検出器３０
０が示してある。これに対応して、パネル特徴検出器３
００は、前述のように図３のフレームグラッバー１２か
らＲＧＢ情報を受け取る。ノード３０２の出力は、ピク
セルのＲＧＢ値が配線に対応するか否かを表す。

【００９８】パネル特徴検出器３００は、２つの隠れ層
が完全に接続された正方向送り神経網である。入力層
は、直線転送機能を備えた３つのノード３０４、３０
６、３０８を含んでいる。ノード３０４、３０６、３０
８は、ＲＧＢデータを神経網の残りの部分に分配する。
その次の層は、ノード３１０〜３２０およびノード３２
２〜３３２を含んでおり、現実の世界に対する入力また
は出力として現れることのない接続を有している。この
ため、これらの層は隠れ層と呼ばれる。入力層を除くす
べての層はＳ字形転送機能を有している。Ｓ字形転送機
能は、また「押しつぶし機能」としても知られており、
典型的には正の無限大に達する大きな入力領域を、次式
のように、パネル特徴検出器３００において用いられ得
る小さな出力範囲にマッピングする。

【００９９】

【数６】

【０１００】一般に、押しつぶし機能は、連続であり、
滑らかであり、かつすべての点において微分可能でなけ
ればならない。０．０〜１．０の範囲内の出力値を伴う
連続的な値をもつ人口神経網の実行において、０．５よ
り小さい出力値が、通常、「偽」のような１つの状態を
表すためにとられる一方、０．５より大きい出力値が、
「真」のような１つの状態を表すためにとられる。出力
値が０．５から離れるにつれて、その強さはより大きく
なる。０．５に中心をもち、０．４〜０．６の範囲内に
ある領域を、例えば、「真」および「偽」の間のバッフ
ァー領域として取扱い、「非決定」状態に対応させるこ
とが一般に望ましい。

【０１０１】これに対応して、図１２（Ａ）におけるノ
ード３０２の状態は、配線の存在および非存在を指示し
ている。さらに、パネル特徴検出器３００における各ノ
ードは、次の層におけるすべてのノードに接続されてい
る。

【０１０２】図１２（Ｂ）には、図１２（Ａ）に示した
ノードのうちのいずれかとなり得る１つのノードが示し
てある。各ノードは、前の層のノードからの入力を受け
る。重み付け要素３４０〜３５０は、前のノードのそれ
ぞれが主ノード３５２に及ぼす影響を決定する。

【０１０３】各ノードは、次式のように、前のノードか
ら受け取った重み付けされたノード値を加え合わせる。

【数７】ここでＡはノードの励起と呼ばれ、別のノードから受け
取られたノード値であり、またＷ_iは、前のノードのそ
れぞれが主ノードに及ぼす影響の程度を与える重み因子
である。

【０１０４】各ノードＫに対する励起Ａは、そのとき、
「押しつぶし機能」によって次式のように押しつぶされ
る。

【数８】

【０１０５】図１２（Ａ）の神経網を調整するために、
逆伝播法(back propagation method) が実行される。こ
れに対応して、配線パターンがパネル特徴検出器３００
に与えられる。確かな応答のために、ノード３０２の出
力が、配線ピクセルに対しては０．９となり、基板ピク
セルに対しては０．１となることが望ましい。

【０１０６】しかしながら、例えば調整モードの間に、
ノード３０２の出力は、最初に配線ピクセルにさらされ
たとき、０．９より小さい値となり得る。したがって、
エラーが発生し、望ましい０．９の出力と実際のノード
の出力の間の１つの値となる。

【０１０７】その後、ノード３２２〜３３２、３１０〜
３２０および３０２に対する入力重みは、ノード３０２
における出力値が０．９により近づくように操作され
る。神経網はまた基板ピクセルにさらされる。神経網に
おけるすべてのノードの重みは、ノード３０２の出力値
が、すべての基板ピクセルに対して、０．１により近づ
くように操作される。神経網は、多数の新たな配線およ
び基板にさらされ、新たなピクセルがすべて正確に、矛
盾なく分類されるまで必要に応じて調節される。

【０１０８】神経網が一旦調整されると、システムは検
査モードの準備が完了する。当業者によって明らかなよ
うに、神経網は、完全に接続されたネットワークとして
実行される必要はない。したがって、いくつかの重み付
け要素がゼロ値をもつような部分的に接続された神経網
が、同様に実行され得る。ゼロ値をもつ重み付け要素は
ノード接続を消滅させる。

【０１０９】色相に基づく特徴検出器本発明のさらに別の実施例では、図３のパネル特徴検出
器８０が図１３のパネル特徴検出器３５０で置き換えら
れている。パネル特徴検出器３５０は、図３のフレーム
グラッバー１２からＲＧＢ情報を受け取る。パネル特徴
検出器３５０はＲＧＢ−ＨＳＩ変換器３５２を含んでい
る。ＲＧＢ−ＨＳＩ変換器３５２は、分析される各ピク
セルに対応するＲＧＢ値を受け取り、そして、ＲＧＢ値
を、色相、彩度および強度値に変換する。

【０１１０】ＲＧＢと同様に、カラーイメージのＨＳＩ
（色相、彩度および強度）による記述は、３つの成分を
用いる。ＨＳＩ成分を用いることによって、ただ１つの
成分、特に色相を利用してパネルの特徴を検出すること
が可能である。ＨＳＩの適用に対して、フレームグラッ
バー１２は、ＲＧＢ成分をＨＳＩ成分に変換する市場に
おいて入手可能な装置、例えば、データトランスレーシ
ョン(DATA TRANSLATION)によって製造された「ＨＳＩカ
ラーフレームグラッバー」、部品番号ＤＴ−２８７１か
らなっている。

【０１１１】ＨＳＩ変換器３５２からのＨ成分は、しき
い値調整器３５４に与えられる。調整モードの間に、し
きい値調整器３５４は、色相値が配線ピクセルを表す範
囲内において、上限パラメータＴ₁および下限パラメー
タＴ２を設定する。図１４には、色相しきい値パラメー
タＴ₁３５６およびＴ₂３５８が示してある。すなわ
ち、配線ピクセルは、図１４（Ａ）においてＴ₁〜Ｔ₂
の範囲内にある色相値を有している。

【０１１２】ＨＳＩ領域において、色相は０〜３６０度
の範囲内の角度として表される。色相は、０度での赤色
ベクトルの寄与、１２０度での緑色ベクトルの寄与、お
よび２４０度での青色ベクトルの寄与の総和をとること
によって導出される。図１４（Ａ）には、赤色ベクト
ル、緑色ベクトルおよび青色ベクトルに関して、色相し
きい値Ｔ₁およびＴ₂を示してある。すなわち、Ｔ₁お
よびＴ₂の位置、並びにＴ₁およびＴ₂の間の距離は、
パネルの特徴を決定するための確かなしきい値が見出さ
れるまで調節され得る。

【０１１３】動作本発明によるシステムの動作は、２つの独立なモードを
含んでいる。第１のモードは、システムがパネル上の特
徴を区別し得るようにする、システム調整モードであ
る。特に、調整モードの間に、システムを配線が基板と
区別されるように調整することができる。

【０１１４】図１および図３に示したように、離散配線
パネル１８は、システムの調整のためにＸ−Ｙテーブル
１６の上面に置かれる。この位置で、システムは、パネ
ル１８上の配線の特徴を基板の特徴と区別することがで
きないと仮定する。コンソールモニタ５０は、オペレー
タの使用のためにオプションのメニューを与える。離散
配線パネル１８が一旦Ｘ−Ｙテーブル１６上に置かれる
と、オペレータは手動クーポン登録を実行する。マイク
ロプロセッサ１０は、ゼロオフセット値によってＸ−Ｙ
変換器５８を初期化する。したがって、実際のＸ−Ｙ値
はモーションシステム２２に与えられ、Ｘ−Ｙテーブル
１６は、登録クーポンがＲＧＢカメラ１４の下に現れる
まで動かされる。

【０１１５】その間に、オペレータは、ビデオモニタ２
４の画面上において、Ｘ−Ｙテーブルの運動を目で追跡
する。

【０１１６】図２（Ｂ）には、ビデオモニタ２４の画面
上で見られる登録クーポン２９が示してある。照準用十
字線４００がビデオモニタのイメージ上に重ね合わされ
る。照準用十字線４００は、カメラレンズの中心に対応
し、オペレータが登録クーポンに照準を定めるのに役立
つ。

【０１１７】これに対応して、Ｘ−Ｙテーブル１６は、
照準用十字線４００が登録クーポン２９の中心上に落ち
るまで動かされる。オペレータが一旦登録クーポンに照
準が定められたとの決定を下すと、登録クーポンの中心
のＸ、Ｙ座標が、その後、図３のキーボード５２のボタ
ンを押すことによって記憶される。この動作は、４つの
登録クーポンすべてのＸ、Ｙ座標が決定されるまで繰り
返される。その後、これらのＸ、Ｙ座標は図３の補正器
７２に与えられ、登録クーポンの実際の位置が、パネル
ファイル５５に記憶されたそれらの参照位置と比較され
る。独立なパネルファイル５５は、すべてのパネルのタ
イプに対するクーポンの配置を記述するために用いられ
る。補正器７２は、その後、Ｘ、Ｙ変換器５８に適当な
変換行列を与える。

【０１１８】一旦パネルが手動的に登録されると、オペ
レータは、キーボード５２上の別のボタンを押すことに
よって調整モードを開始させる。マイクロプロセッサ１
０はその後、ＲＧＢカメラ１４によって撮られたイメー
ジ上に調整矩形４０２を重ね合わせる。この調整矩形４
０２の大きさは、アルゴリズム的に、あるいは調整矩形
テーブル９３によって与えられる。本発明の１実施例に
よれば、調整矩形の長さおよび幅は、２×２ミル（０．
０５０８×０．０５０８ミリメートル）であり、これに
よって１０個×１０個のピクセル領域が取り囲まれる。
調整矩形４０２は、フレームグラッバー１２の望まれた
部分に重ね合わされ得る。ビデオモニタ２４は表示され
たイメージ上を動く矩形４０２のイメージを表示する。

【０１１９】その後、オペレータは調整矩形４０２を動
かし、それが基板シーンの一部を取り囲むようにする。
これが達成されると、オペレータはシステムに対し、こ
の調整矩形４０２の範囲内でＲＧＢ値をサンプリングす
るように命令する。

【０１２０】「サンプリング」命令が受け取られると、
マイクロプロセッサ１０は、フレームグラッバー１２に
対し信号を与え、ＲＧＢカメラ１４によって撮られたイ
メージを凍結する。調整矩形テーブル９３は、調整矩形
領域内に閉じ込められたピクセルの検索に必要な情報を
ピクセル列バッファー８８に与える。検索されたＲＧＢ
値は基板領域に対応しているので、そのＲＧＢ値に関係
する基板ルックアップテーブル内のビットだけが「１」
に設定される。ディジタル化されたビデオ信号はかなり
の量のノイズを含んでいるので、矩形の範囲内における
ピクセルのサンプリングを多数回行うことが望ましい。
本発明の１実施例において、オペレータがデータサンプ
リングを初期化するたびに、矩形内のすべてのピクセル
は２０回サンプリングされる。これは、１回のオペレー
タの動作当たり２０００回のサンプルを生成する。結果
として、基板に対応するルックアップテーブル８４の関
係する領域は、急速に「１」で満たされる。オペレータ
は、より多くの基板シーンのサンプルをとり続ける。サ
ンプリングが完了するたびに、基板ルックアップテーブ
ルによって基板であると分かった表示されたイメージ領
域は、人工的に緑色を付される。これは、オペレータ
に、調整がいかに良好に進行しているかに関するフィー
ドバックを与える。基板のサンプリングの間に、オペレ
ータはできるだけ多くの変化をとらえようとする。とら
えられた基板の微妙な差異はすべて、調整の後に配線で
あるとして間違えられないことが保証される。また、調
整の間に、光の強度および焦点が変化せしめられること
が望まれる。これは、光および焦点の変化をパネル特徴
検出器８０に組み込む。

【０１２１】その後、オペレータは調整矩形４０２内に
配線のシーンをおくことを開始し、システムに、サンプ
リングを行い、配線ルックアップテーブル内にデータを
記憶するように命令する。再びオペレータは、光および
焦点が変動する状態で調整を実行しなければならない。
配線に無関係な特徴は、それらを調整矩形４０２から排
除することによって配線ルックアップテーブル８２内に
組み込まれることが防止される。このとき、配線ルック
アップテーブル８２に対応するＲＧＢ値を伴ったビデオ
モニタ２４上のすべてのイメージ領域は、サンプリング
が完了するたびに、人工的に赤色を付される。そして、
基板に対応する領域はすべて再び緑色を付される。

【０１２２】図３の抑止器８６は、両方のルックアップ
テーブル８４および８２におけるＲＧＢ値を比較する。
ＲＧＢ値が、基板ルックアップテーブル８４および配線
ルックアップテーブル８２の両方において１ビットを設
定している場合には、配線ルックアップテーブルにおけ
るビットはゼロに設定される。これに対応して、ＲＧＢ
値は基板として解釈され、このＲＧＢ値に対応するピク
セルは緑色を付される。

【０１２３】結局、認識精度は、システムが調整の間に
さらされたシーンの特徴の多様性の関数である。調整の
能率を高めるために、オペレータは基板ルックアップテ
ーブル８４および配線ルックアップテーブル８２を拡張
することができる。拡張の下に、値「１」をもつすべて
のビットは、３次元全体にわたって近接するビットを強
制的に「１」に設定する。これは一般化を強制するとい
う効果を有する。人工的な色付けがされないために未定
義なものとして、あるいはノイズを伴ったものとして検
出されるイメージ領域は、拡張の下に定義された状態に
素早く変化する。結局、付加的な新たなイメージのすべ
ての領域が強制的に、正確に分類されたとき、調整が完
了する。オペレータは、システムに対し、１実施例では
コンピュータディスク上にあるＲＧＢファイル６０に、
３２ｋバイトの配線ルックアップテーブル８２を記憶す
るように命令する。

【０１２４】図１３および図１４には、図１３のパネル
特徴検出器３５０が図３のパネル特徴検出器８０に対し
て置き換えられたときのシステムの調整動作が示してあ
る。これに対応して、しきい値３５６および３５８が、
図１および図３のビデオモニタ２４を使用することによ
って決定され、設定される。図１４（Ａ）のＲＧＢベク
トルの円表示は、図１４（Ｂ）の直線状の色相スペクト
ル３６０によって表され得る。すなわち、ＲＧＢベクト
ルに対応する色相値は、色相スペクトル３６０における
０〜２５５の間にある数によって表示され得る。

【０１２５】白色のバー３６２は、ビデオモニタ２４上
に示されたイメージの上に重ね合わされる。オペレータ
は白色のバー３６２を、色相スペクトル３６０に沿って
これに並んで動かすことができる。オペレータはまた、
この白色のバーを短くしまたは長くすることができる。
すなわち、色相スペクトル上のしきい値Ｔ₁およびＴ₂
が定義される。

【０１２６】それ故、白色のバー３６２によって定義さ
れた境界領域内の色相値をもつすべてのピクセル要素は
配線に関係し、白色のバー３６２によって定義された境
界領域の外側にある色相値をもつピクセル要素は基板の
特徴に関係する。神経網特徴検出器の調整も同様に、上
で説明したように実行される。

【０１２７】システムが一旦調整されると、同じ配線回
路パネルを検査することが可能となる。したがって、オ
ペレータは検査されるべき回路をＸ−Ｙテーブル１６上
に置く。マイクロプロセッサ１０は、パネルファイルか
ら、登録クーポンの座標を１度に１つ検索する。登録ク
ーポンの座標は、その後、Ｘ−Ｙテーブルに与えられ、
テーブルは、登録クーポンの周辺がＲＧＢカメラ１４の
下に置かれるように動かされる。登録クーポンが一旦Ｒ
ＧＢカメラに出くわすと、クーポン登録６２が呼び出さ
れ、登録クーポンの中心を配置させる。すなわち、配置
された中心の座標は、参照座標と比較される実際の座標
となる。したがって、モーションコントローラ２２は、
Ｘ座標およびＹ座標の両方においてＸ−Ｙテーブル１６
を動かし、よって、行プロファイルバッファー６４およ
び列プロファイルバッファー６６は、登録クーポンの各
３本の水平な線および垂直な線に対応する配線ピクセル
カウントを受け取ることができる。登録６２は、最終的
に、クーポンの中心を導出し、ＸＹ変換器５８における
変換行列に対する情報を与える。

【０１２８】その後、ホールサイトの検査が、ジョブフ
ァイル５４から、検査されるべきそれぞれのホールサイ
トの座標を検索することによって開始される。それぞれ
のホールサイトの座標は、その後、ＸＹ変換器５８に与
えられ、よって、検査される特定のパネル上の実際のホ
ールサイトが配置され得る。

【０１２９】一旦ホールサイトがＲＧＢカメラの下に配
置されると、開回路／短絡走査テーブル９６および排除
走査テーブル９８は対応するデータを与え、その結果、
分析のための適当なピクセルが検索され、そしてパネル
特徴検出器８０に送られる。その後、短絡検出器１００
は、ホールサイトの境界上における配線交差が前に説明
したいずれかの規則を破っていないかどうかを検出す
る。特に、短絡検出器１００はホールサイトの境界にわ
たる配線交差の個数と配線の進入および進出位置を検出
する。

【０１３０】同様に、開回路検出器１２０は、配線の本
質的な部分が開回路焦点板内にあるように十分正確に配
線が配置されているかどうかを検出する。いかなる配線
交差も許されないホールサイトに対し、排除検出器は、
いずれかの配線がホールサイトに不規則に進入していな
いかどうかを検出する。システムは、そのとき、配線パ
ネル１８上のすべてのホールサイトを１度に１つ分析す
る。ジョブファイル５４は、好ましくは、点順序最適化
位相(point order optimization phase)を適用すること
によって、すべての点を巡って移動する距離が最小とな
るように形成される。最適化は、ホールの分類規準に関
してなされる。最適化された検査ジョブファイル内の点
を横切るとき、与えられたホールの分類内のすべての点
が互いに出くわされる。これは、検査システムが新たな
ホールコードに対して調整されるとき、コンピュータの
オーバーヘッドが含まれるからである。

【０１３１】前に説明したように、新たなホールコード
が使用されるたびに、ピクセル／ビンマップ９０は初期
化されなければならず、これはコンピュータのオーバー
ヘッドを含んでいる。検査の間に必要とされるホールコ
ードは、したがって、最適化の間に強度的に最小にされ
る。

【０１３２】欠陥が検出されるたびに、ホールサイトに
対応する情報は欠陥ファイル５６に記憶される。ホール
サイトがすべて検査されると、システムは検査モードに
進み、オペレータは昭夫らかな欠陥を有するすべてのホ
ールサイトを目で検査することができる。

【０１３３】欠陥のあるホールサイトの位置は、手動検
査に対し、欠陥ファイル５６から検索される。そして、
オペレータは、システムによって指示されたエラーが重
要なものかどうか、それらのエラーは容易に補正され得
るかどうかを決定する。すなわち、多数のホールサイト
を検査する作業は、著しく信頼性を有し、かつ単純なも
のとなる。

【０１３４】図１５には、ホールサイトにおける配線交
差のいくつかの例が示してある。図１５（Ａ）は、欠陥
のある配線の終了を示している。なぜなら、配線２８２
は、開回路焦点板１６４の範囲内で終わっていないから
である。したがって、ホールサイトにドリルでホールが
形成されたとき、配線２８２とホールが形成されたホー
ルサイトに進入する導体との間が接続されないために開
回路が生じるおそれがある。これに対し、図１５（Ｄ）
は、開回路焦点板１６４の範囲内に十分な長さの配線を
有する適切な配線の終了を示している。同様にして、図
１５（Ｂ）および図１５（Ｅ）は、それぞれ欠陥のある
配線の屈折および適切な配線の屈折を示している。図１
５（Ｃ）は、ホールが形成されたときに短絡を生じるお
それがある、欠陥のあるホールサイトを示している。図
１５（Ｃ）に示した例では、短絡検出器は、ホールサイ
トを横切る不規則な配線２８３のために２つ以上の配線
交差を検出する。図１５（Ｆ）は、配線交差に対する望
ましい状況を示している。

【０１３５】当業者によって明らかなように、本発明に
よるシステムは、プリント回路基板の検査を実行すべく
容易に変形され得る。したがって、システムは、プリン
ト回路基板上の導体トレースと、導体トレースが配置さ
れる基板との間の差異に対して調整される。本発明によ
るシステムは、導体トレースからの反射光強度と基板か
らの反射光強度が非常に類似している場合に特に効果を
発揮する。前述のような従来の白黒イメージングシステ
ムは、導体トレースからの反射光強度が基板からの反射
光強度に類似している場合には効果がない。

【０１３６】したがって、プリント回路基板検査に対
し、従来技術において一般に知られた適当なデザインル
ールは、導体トレースが一定の最小デザイン要件を満た
すように実行される。例えば、しきい値許容度は、導
体、または２つの導体の間の間隙の幅に対して設定さ
れ、それ以下の値をプリント配線基板は許容し得ない。

【０１３７】以上のように、本発明は種々の実施例によ
って実行され得る。本発明は前述の実施例に限定される
ものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的事項の範
囲内において種々の変形例を構成することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回路基板の自動光学検査のための
実施例を示す概略図である。

【図２】本発明によって検査される離散配線パネルの１
例を示す平面図である。

【図３】本発明の実施例の機能ブロック図である。

【図４】３次元ＲＧＢ空間の例を示す図であり、（Ａ）
は配線に対するもの、（Ｂ）は基板に対するものを示
す。

【図５】本発明の１実施例による配線および基板ルック
アップテーブルの構造を示す図である。

【図６】ホールサイトに置かれた、小さい開回路焦点板
と大きい短絡焦点板を示す図である。

【図７】ピクセル／ビンマップの１例を示す図である。

【図８】処理ヒストグラムメモリによる処理されたヒス
トグラムを示すグラフである。

【図９】クラスタ分析器の動作フローチャートである。

【図１０】パネル上の検査されるすべてのホールサイト
についての関連情報を含むジョブファイルを示す図であ
る。

【図１１】ホールサイトにおける配線の出入りの１例を
示す図である。

【図１２】本発明の１実施例によるパネル特徴検出器を
示す図である。

【図１３】本発明の１実施例による別のパネル特徴検出
器を示す図である。

【図１４】色相しきい値パラメータＴ₁およびＴ₂を示
す図である。

【図１５】ホールサイトにおける適切な配線交差および
欠陥のある配線交差の例を示す図である。

【符号の説明】

１０コンピュータ１２フレームグラッバー１４ビデオカメラ１６Ｘ−Ｙテーブル１８離散配線パネル２２モーションコントローラ２４ビデオモニタ３０ホールサイト（連結点）５４ジョブファイル６２登録コントローラ８０パネル特徴検出器８２配線ルックアップテーブル８４基板ルックアップテーブル８６抑止器８８ピクセル列バッファー９１ピクセル検索コントローラ１００短絡検出器１２０開回路検出器１３０排除検出器１６４開回路焦点板１６６短絡焦点板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１２ 7128−4Ｅ (72)発明者デイミーンダブリュー、ピー、クリーヴィンアメリカ合衆国、ニューヨーク州 10018、ニューヨーク、フィフスアベニュー 372、アパートメント６イー (72)発明者ロバートアール、リーツアメリカ合衆国、ノースカロライナ州 27502、アペックス、パークトゥリーコート 103

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に複数の配線がなされた回路基板
のホールサイトにおける欠陥を検出するための光学検査
システムであって、前記回路基板上の望まれたホールサイトのイメージを受
け取り、前記受け取ったイメージのそれぞれを電気的ビ
デオ信号に変換するビデオカメラと、前記ビデオカメラからの前記電気的ビデオ信号を複数の
ピクセルに変換し、前記ピクセルのそれぞれに含まれた
色要素値を表す情報を記憶するフレームグラッバーと、前記フレームグラッバーから分析されるべきピクセルの
前記色要素値を受け取り、前記ピクセルの前記色要素値
が配線の特徴に対応するとき、配線表示を与えるパネル
特徴検出器と、分析されるべきホールサイトに関係する予め決定される
ピクセルに対応する色要素値を前記パネル特徴検出器に
転送すべく、前記フレームグラッバーにコマンド信号を
与えるピクセル検索コントローラと、前記パネル特徴検出器から、前記ホールサイトに関係す
る前記予め決定されるピクセルに対応する前記配線表示
を受け取り、前記ホールサイトにドリルによってホール
が形成されたときに開回路が生じるかどうかを検出する
開回路検出回路とを有していることを特徴とするシステ
ム。
【請求項２】前記パネル特徴検出器から、前記ホール
サイトに関係する前記予め決定されるピクセルに対応す
る前記配線表示を受け取り、前記ホールサイトにドリル
によってホールが形成されたときに短絡が生じるかどう
かを検出する短絡検出回路を有していることを特徴とす
る請求項１に記載のシステム。
【請求項３】前記パネル特徴検出器から、前記ホール
サイトに関係する前記予め決定されるピクセルに対応す
る前記配線表示を受け取り、いかなる配線も前記ホール
サイトを横切っていないかどうかを検出する排除検出回
路を有していることを特徴とする請求項２に記載のシス
テム。
【請求項４】前記フレームグラッバーは走査線上のデ
ータをピクセル列バッファーに与え、前記ピクセル列バ
ッファーは走査線に含まれるすべてのピクセルに関する
情報を保持し、前記情報をピクセル基底毎に、前記パネ
ル特徴検出器に与えることを特徴とする請求項３に記載
のシステム。
【請求項５】前記ピクセル検索コントローラは、複数の対応する走査線をもつホールサイトに関係する開
回路／短絡走査テーブルと、複数の対応する走査線をもつホールサイトに関係する排
除走査テーブルとを有しており、前記開回路／短絡走査テーブルは、前記走査線毎に、開
回路／短絡走査線番号と、前記ホールサイトを直径方向
に貫通する垂直な直径から短絡焦点板によって形成され
た外側および内側円に至るピクセルの個数と、前記ホー
ルサイトを直径方向に貫通する前記垂直な直径から開回
路焦点板によって形成された円に至るピクセルの個数を
記憶し、前記排除走査テーブルは、前記走査線毎に、排除走査線
番号と、前記ホールサイトを直径方向に貫通する垂直な
直径から排除焦点板に至るピクセルの個数を記憶し、前記ピクセル検索コントローラは、さらに、前記開回路／短絡走査線番号および前記排除走査線番号
を受け取り、対応する走査線を前記フレームグラッバー
から前記ピクセル列バッファーに転送するピクセル列転
送コントローラと、前記開回路／短絡走査テーブルおよび前記排除走査テー
ブルから、それぞれ前記ピクセルの個数を受け取り、対
応するピクセルを前記ピクセル列バッファーから前記パ
ネル特徴検出器に向けるピクセル列走査コントローラを
有していることを特徴とする請求項４に記載のシステ
ム。
【請求項６】前記短絡検出器は、それぞれ対応するビン番号をもつ複数のビンを有し、前
記短絡焦点板を等しい複数の部分に分割し、各ビン番号
に関係する検出された配線ピクセルの個数を記憶するビ
ンヒストグラムと、前記ビンヒストグラムに記憶されたデータを処理し、前
記検出された配線ピクセルのピークを識別するディジタ
ルフィルタと、最も高いピークから順に２つのピークにおいて検出され
た配線ピクセルの個数を前記ビンヒストグラムにおける
ピクセルの総数で割った比が、予め決定されるしきい値
以上であるかどうかを検出する分析器を有していること
を特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】前記開回路検出器は、配線ピクセルカウンタと、開回路焦点板において検出された配線ピクセルの個数
が、予め決定されるしきい値以上であるかどうかを検出
するコンパレータとを有していることを特徴とする請求
項６に記載のシステム。
【請求項８】前記排除検出器は、配線ピクセルカウンタと、排除焦点板において検出された配線ピクセルの個数が、
予め決定されるしきい値以下であるかどうかを検出する
コンパレータとを有していることを特徴とする請求項７
に記載のシステム。
【請求項９】登録分析器を有しており、前記登録分析
器は、前記パネル特徴検出器から前記配線ピクセル表示を受け
取る行プロファイルバッファーと、前記パネル特徴検出器から前記配線ピクセル表示を受け
取る列プロファイルバッファーと、前記行プロファイルバッファーおよび前記列プロファイ
ルバッファーにおける重要な配線ピクセルピークを検出
するクラスタ識別器と、前記行プロファイルバッファーおよび前記列プロファイ
ルバッファーにおけるデータに対応する前記配線ピクセ
ルピークの中心のｘ−ｙ座標を決定するクラスタ分析器
と、前記中心の望まれた位置と前記クラスタ分析器によって
決定された前記中心の実際の位置を比較し、変換行列を
計算して、前記回路基板の不適当な配置から生じるエラ
ーが補正され得るようにするコンパレータを有している
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】前記パネル特徴検出器は、３次元ＲＧＢ空間を表示し、前記フレームグラッバーに
よって与えられたピクセルの色要素値の大きさに対応す
る数によってアドレス指定され、前記アドレスに対応す
るデータは、前記ピクセルの前記色要素値が配線ピクセ
ルに対応するとき１に設定される、配線ルックアップテ
ーブルと、３次元ＲＧＢ空間を表示し、前記フレームグラッバーに
よって与えられたピクセルの色要素値の大きさに対応す
る数によってアドレス指定され、前記アドレスに対応す
るデータは、前記ピクセルの前記色要素値が基板ピクセ
ルに対応するとき１に設定される、基板ルックアップテ
ーブルと、ピクセルの同一の色要素値が、前記配線ルックアップテ
ーブルおよび前記基板ルックアップテーブルの両方にお
けるビットを１に設定するときにはいつでも、前記配線
ルックアップテーブルにおけるアドレス指定されたビッ
トを０に設定する抑止器を有していることを特徴とする
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】前記配線ルックアップテーブルおよび
前記基板ルックアップテーブル内に値１をもつセットビ
ットを位置付け、前記配線ルックアップテーブルおよび
前記基板ルックアップテーブルに対応する前記ＲＧＢ空
間の３つの次元のすべてにおいて前記セットビットに近
接するビットを値１に設定する拡張器を有していること
を特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】前記パネル特徴検出器は、分析されている各ピクセルに対応するＲＧＢ値を受け取
り、前記分析されているピクセルに対応する色相成分を
与えるＲＧＢ−ＨＳＩ変換器と、色相値の範囲を、前記分析されているピクセルに対応す
る前記色相成分の値が前記色相値の範囲内にあるとき前
記分析されているピクセルが配線ピクセルに属するよう
に定義する第１および第２のパラメータを有するしきい
値調整器を有していることを特徴とする請求項９に記載
のシステム。
【請求項１３】前記パネル特徴検出器は、直線転送機能を備えた３つのノードを含む入力層を有す
る神経網であって、前記ノードによって分析されるべき
ピクセルに対応する入力ＲＧＢデータが前記神経網の残
りの部分に分配せしめられるようにしたものと、Ｓ字転送機能を備えた複数のノードを含む複数の隠れた
層であって、前記ノードはそれぞれ次の層の予め決定さ
れるノードに接続されるようにしたものと、前記分析されるべきピクセルが配線ピクセルかまたは基
板ピクセルかどうかを指示する出力ノードを有している
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】前記神経網は、２つの隠れ層が完全に
接続された前方向送りネットワークであることを特徴と
する請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】基板上になされた複数の配線を有する
回路基板において、前記配線を前記基板と区別するため
の光学検査システムであって、前記回路基板上の望まれたイメージを受け取り、前記受
け取ったイメージのそれぞれを電気的ビデオ信号に変換
するビデオカメラと、前記ビデオカメラからの前記電気的ビデオ信号を、複数
のピクセルを有する複数の走査線に変換する変換手段
と、前記イメージの前記ピクセルのそれぞれに含まれるＲＧ
Ｂ色要素値を表す情報を記憶するメモリ手段と、それぞれ複数のバイトをもつ、配線ルックアップテーブ
ルおよび基板ルックアップテーブルを有しており、前記配線ルックアップテーブルおよび前記基板ルックア
ップテーブルは、前記ＲＧＢ色要素値の各成分を表す２
進数値を結合することによってアドレスをもち、前記ア
ドレスの３つの最も重要でないビットが前記バイトの１
つにおけるビット位置を指示し、前記アドレスの残りの
最も重要なビットがバイト位置を指示することを特徴と
するシステム。
【請求項１６】配線の特徴に属するすべてのＲＧＢ値
は、前記配線ルックアップテーブルにおいて１ビットを
アドレス指定し、基板の特徴に属するすべてのＲＧＢ値
は、前記基板ルックアップテーブルにおいて１ビットを
アドレス指定することを特徴とする請求項１５に記載の
システム。
【請求項１７】前記配線ルックアップテーブルにおい
てアドレス指定されたビットは、ピクセルに対応する同
一のＲＧＢ値が、アドレス指定されたビットを前記基板
ルックアップテーブルにおいて１に設定するときにはい
つでも、０に設定されることを特徴とする請求項１６に
記載のシステム。
【請求項１８】赤色、緑色および青色に対応するＲＧ
Ｂ空間のそれぞれの次元は、６ビットの分解能を有して
いることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】それぞれ基板上に複数の配線を有する
複数の回路基板のホールサイトにおいて欠陥を検出する
ための方法であって、回路基板のそれぞれから望まれたイメージを受け取るス
テップと、前記望まれたイメージの各１つを、前記基板上の前記配
線に対応する複数の配線ピクセルと前記基板に対応する
複数の基板ピクセルに変換するステップと、前記回路基
板から受け取った前記望まれたイメージを表示するステ
ップと、各イメージの前記配線ピクセルおよび前記基板ピクセル
のそれぞれに含まれる色要素値を導出するステップと、前記配線ピクセルの色要素値を配線表示に結び付け、前
記基板ピクセルの色要素値を基板表示に結び付け、配線
ピクセルに属するそれぞれの表示されたイメージにおけ
るすべてのピクセルに第１の色を付し、基板ピクセルに
属するそれぞれの表示されたイメージにおけるすべての
ピクセルに第２の色を付すことによって、サンプル回路
基板に対する調整モードを与えるステップと、分析されるべきホールサイトに関係する予め決定される
ピクセルに対応する色要素値を検索し、前記色要素値が
配線ピクセルに対応するとき前記配線表示を与え、前記
予め決定されるピクセルに対応する前記配線表示を分析
して前記ホールサイトにホールが形成されたときに開回
路が生じるかどうかを検出することによって、前記複数
の回路基板に対する検査モードを与えるステップを含ん
でいることを特徴とする方法。
【請求項２０】前記予め決定されるピクセルに対応す
る前記配線表示を分析し、前記ホールサイトにホールが
形成されたときに短絡が生じるかどうかを検出するステ
ップを含んでいることを特徴とする請求項１９に記載の
方法。
【請求項２１】前記予め決定されるピクセルに対応す
る前記配線表示を分析し、配線が前記ホールサイトと交
差するかどうかを検出するステップを含んでいることを
特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】前記望まれたイメージの各１つを、前
記基板上の前記配線に対応する複数の配線ピクセルと前
記基板に対応する複数の基板ピクセルに変換する前記ス
テップは、ステップ走査線上に前記望まれたイメージの各１つを受
け取るステップと、走査線に含まれるすべての配線ピクセルおよび基板ピク
セルに関する情報を保持するステップを含んでいること
を特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】色要素値を検索する前記ステップは、複数の走査線をもつホールサイトに関係する開回路／短
絡走査テーブルであって、各ホールサイト毎に、受け取
られる走査線を識別し、開回路および短絡焦点板におい
て分析されるピクセルを識別するテーブルを準備するス
テップと、複数の対応する走査線をもつ前記ホールサイトに関係す
る排除走査テーブルであって、各ホールサイト毎に、受
け取られる走査線を識別し、排除焦点板において分析さ
れるピクセルを識別するテーブルを準備するステップを
含んでいることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】前記配線表示を分析する前記ステップ
は、それぞれが対応するビン番号をもち、前記短絡焦点板を
等しい複数個の部分に分割する複数のビンを有し、各ビ
ン番号に関係する検出された配線ピクセルの個数を記憶
するビンヒストグラムを準備するステップと、前記検出された配線ピクセルのピークを識別すべく、前
記ビンヒストグラムに記憶されたデータを処理するステ
ップと、前記ビンヒストグラムにおける検出された配線ピクセル
の総数に対する最も高いものから順に２つのピーク内に
ある検出された配線ピクセルの個数の比が、予め決定さ
れるしきい値を越えるかどうかを検出するステップを含
んでいることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】配線ピクセルに関係する色要素値によ
ってアドレス指定された配線ルックアップテーブルにお
ける適当な位置を、配線表示を表す１に設定するステッ
プと、基板ピクセルに関係する色要素値によってアドレス指定
された基板ルックアップテーブルにおける適当な位置
を、基板表示を表す１に設定するステップと、ピクセルに対する同一の色要素値が、配線ルックアップ
テーブルおよび基板ルックアップテーブルの両方におい
てアドレス指定されたビットを１に設定するときにはい
つでも、前記配線ルックアップテーブルにおけるアドレ
ス指定されたビットを０に抑止するステップを含んでい
ることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】色要素値を導出する前記ステップは、分析される各ピクセルに対応する色相成分を与えるステ
ップと、前記色相成分が、第１および第２の色相パラメータによ
って定義された予め決定される色相値の範囲内にあると
き、前記分析されるピクセルを配線ピクセルに分類する
ステップを含んでいることを特徴とする請求項２３に記
載の方法。
【請求項２７】色要素値を導出する前記ステップは、直線転送機能を備えた３つのノードを含む入力層を有す
る神経網であって、前記ノードによって、分析されるピ
クセルに対応する入力ＲＧＢデータが前記神経網の残り
の部分に分配されるようにしたものを準備するステップ
と、Ｓ字転送機能を備えた複数個のノードを含む複数の隠れ
層であって、前記複数個のノードはそれぞれ、次の層の
予め決定されるノードに接続されるようにしたものを準
備するステップと、前記分析されるピクセルが配線ピクセルかまたは基板ピ
クセルかどうかを表示する出力ノードを準備するステッ
プを含んでいることを特徴とする請求項２３に記載の方
法。
【請求項２８】隠れ層を準備する前記ステップは、２つの隠れ層が完全に接続された前方向送りネットワー
クからなる神経網を準備するステップを含んでいること
を特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】基板上に配置された複数の導体トレー
スを有するプリント回路基板における望まれた検査位置
で欠陥を検出するための光学検査システムであって、前記プリント回路基板上における前記望まれた検査位置
のイメージを受け取り、それぞれのイメージを電気的ビ
デオ信号に変換するビデオカメラと、前記ビデオカメラからの前記電気的ビデオ信号を複数個
のピクセルに変換し、前記ピクセルのそれぞれに含まれ
る色要素値を表す情報を記憶するフレームグラッバー
と、前記フレームグラッバーから分析されるピクセルの前記
色要素値を受け取り、前記ピクセルの前記色要素値が導
体トレースに対応するとき、導体トレース表示を与える
パネル特徴検出器と、前記フレームグラッバーに対してコマンド信号を与え、
前記パネル特徴検出器に対して、前記分析される望まれ
た検査位置に関係する予め決定されるピクセルに対応す
る色要素値を転送するピクセル検索コントローラと、前記パネル特徴検出器から、前記望まれた検査位置に関
係する前記予め決定されるピクセルに対応する前記導体
トレース表示を受け取り、前記望まれた検出位置におい
て欠陥が生じていないかどうかを検出する欠陥検出器を
有していることを特徴とするシステム。
【請求項３０】前記欠陥検出器は、２つの導体トレー
スの間の間隔を検出し、前記間隔を予め決定されるしき
い値と比較することを特徴とする請求項２９に記載のシ
ステム。
【請求項３１】前記欠陥検出器は、検査される導体ト
レースの幅を検出し、前記幅を予め決定されるしきい値
と比較することを特徴とする請求項３０に記載のシステ
ム。
【請求項３２】前記フレームグラッバーは走査線上の
データをピクセル列バッファーに与え、前記ピクセル列
バッファーは、走査線に含まれるすべてのピクセルに関
する情報を保持し、前記情報を、ピクセル基底毎に前記
パネル特徴検出器に与えることを特徴とする請求項３１
に記載のシステム。
【請求項３３】登録分析器を有しており、前記登録分
析器は、前記パネル特徴検出器から前記導体トレースピクセル表
示を受け取る行プロファイルバッファーと、前記パネル特徴検出器から前記導体トレースピクセル表
示を受け取る列プロファイルバッファーと、前記行プロファイルバッファーおよび前記列プロファイ
ルバッファーにおける重要な導体トレースピクセルピー
クを検出するクラスタ識別器と、前記行プロファイルバッファーおよび前記列プロファイ
ルバッファーにおけるデータに対応する前記導体トレー
スピクセルピークの中心のｘ−ｙ座標を検出するクラス
タ分析器と、前記ピークの中心の望まれた位置と前記クラスタ分析器
によって検出された前記ピークの中心の実際の位置を比
較し、前記プリント回路基板の配置エラーが補正され得
るように変換行列を計算する補正器を有していることを
特徴とする請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】前記配線特徴検出器は、３次元ＲＧＢ空間を表示し、前記フレームグラッバーに
よって与えられたピクセルの色要素値の大きさに対応す
る数によってアドレス指定されるものであって、前記ア
ドレスに対応するデータは、前記ピクセルに対応する前
記色要素値が導体トレースピクセルに対応するとき１に
設定されるようにした導体トレースルックアップテーブ
ルと、３次元ＲＧＢ空間を表示し、前記フレームグラッバーに
よって与えられたピクセルの色要素値の大きさに対応す
る数によってアドレス指定されるものであって、前記ア
ドレスに対応するデータは、前記ピクセルに対応する前
記色要素値が基板ピクセルに対応するときに１に設定さ
れるようにした基板ルックアップテーブルと、ピクセルの同一の色要素値が、導体トレースルックアッ
プテーブルおよび基板ルックアップテーブルの両方にお
いてアドレス指定されたビットを１に設定するときには
いつでも、前記導体トレースルックアップテーブルにお
けるアドレス指定されたビットを０に設定する抑止器を
有していることを特徴とする請求項３３に記載のシステ
ム。
【請求項３５】前記導体トレースルックアップテーブ
ルおよび前記基板ルックアップテーブル内に値１を有す
るセットビットを配置し、前記導体トレースルックアッ
プテーブルおよび前記基板ルックアップテーブルに対応
する前記ＲＧＢ空間の３次元のすべてにおいて前記セッ
トビットに近接するビットを値１に設定する拡張器を有
していることを特徴とする請求項３４に記載のシステ
ム。
【請求項３６】前記パネル特徴検出器は、分析されている各ピクセルに対応するＲＧＢ値を受け取
り、前記分析されているピクセルに対応する色相成分を
与えるＲＧＢ−ＨＳＩ変換器と、色相値の範囲を、前記分析されているピクセルに対応す
る前記色相成分の値が前記色相値の範囲内にあるときに
前記分析されているピクセルが導体トレースに属するよ
うに定義する第１および第２のパラメータを有するしき
い値調整器を有していることを特徴とする請求項３３に
記載のシステム。
【請求項３７】前記パネル特徴検出器は、直線転送機能を備えた３つのノードを含む入力層を有す
る神経網であって、前記ノードが、分析されるピクセル
に対応する入力ＲＧＢデータを前記神経網の残りの部分
に分配せしめるようにしたものと、それぞれが次の層の予め決定されるノードに接続され
た、Ｓ字転送機能を備えた複数のノードを含む複数の隠
れ層と、前記分析されるノードが導体トレースピクセルであるか
または基板ピクセルであるかどうかを指示する出力ノー
ドを有していることを特徴とする請求項３３に記載のシ
ステム。
【請求項３８】前記神経網は、２つの隠れ層が完全に
接続された前方向送りネットワークであることを特徴と
する請求項３７に記載のシステム。