JPS62272379A - 配線パタ−ン検査装置 - 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】 ｉ）発明の詳細な説明 一′〔産業上の利用分野〕・ 本発明は、配線パターンにおける欠け、突起等の欠陥の
自動検出装置に係り、特に２つの配線パターンの同一箇
所の不一致部分を欠陥とする比較検査方式に好適な配線
パターン検査装置に関する。

〔従来の技術〕

配線パターンとしては、ＬＳＩ、プリント基板。

フォトマスク等があるが、ここではプリント基板を対象
として記述する。

プリント基板の配線パターンの欠け、突起等の欠陥を検
出する方法として、比較検査方式がある。

これは同一配線パターンからなる２つのプリント基板の
同一箇所を光学的に検出し、検出像を光電変換素子によ
って映像信号に変換し、映像信号を２値化し、メモリに
２次元パターンとして記憶し、２つの記憶した配線パタ
ーンの各画素の不一致部分を欠陥として検出する。もの
である。なおこの糧の装置として関連するものには例え
ば特開昭部−１２７５７４が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、基準となるプリント基板のパターンと
検査対象となるプリント基板のパターンの同一箇所を比
較して検査する際、両者の不一致部分があらかじめ決め
られた大きさの画素外をもつ４角形状の不一致エリアＰ
において、全画素、不一致となった場合のみ欠陥として
検出する。

このような検査方式に対し、第２図に示すような基準と
なるパターンが破線で示すようなライン４とパッド４で
できていて、被検査パターンと比較して斜線で示すよう
な不一致部分が検出された場合について考える。不一致
部分としては、突起状の不一致部分（ａｌ）〜（”４）
％欠は状の不一致部分（ｂｌ）〜（ｂ４）がある。突起
状の不一致部分は微小な突起（ａｌ）、配線の太り（α
２）、大きな突起（Ａ３）、細長い突起又は短絡（，４
）、欠は状の不一致部分は微小な欠け（ｂｌ）、配線の
細り（ｈ２）、大きな欠け（ｈ３）、細長い欠は又は断
線（ｈ４）である。

これらの欠陥に対し、従来の検査技術では、（α３）や
（ｂ３）は４角形状の不一致エリアＰの全画素において
基準パターンと複検査パターンが不一致となっているた
め、欠陥として検出するが、他の（ａｌ）　、　（Ａ２
）　、　（Ａ４）　、　（ｂｌ）　、　（Ａ２）　、　
（ｂ４）は４角形状の不一致エリアＰの全画素において
、基準パターンと被検査パターンが不一致とはなってい
ないため、欠陥として検出しない。

しかし、配線パターンの回路の機能を考慮すると細長い
短絡（α４）や細長い増線（ｂ４）は欠陥として検出す
る必要がある。

このように従来の技術では細長い短絡（１１４）や細長
い断線（ｈ４）のように配線パターンの境界からの長さ
が大きいが幅の小さい線状の不一致部分を欠陥として検
出することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、プリント基板の配線パターンの欠陥検
出を比較検査方式によって行う場合、不一致部分の配線
パターンの境界からの長さが小さい場合は欠陥とせず、
不一致部分の幅は小さいが配線パターンの境界からの長
さが大きい突起や短絡、不一致部分の幅は小さいが配線
パターンの境界からの長さが大きい欠けや断線を欠陥と
する検査できるようにした配線パターン検査装置を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、従来、比較手段で行なった２つのプリント
基板の同一箇所の配線パターンを用いて不一致部分を抽
出する処理を一方の２次元配線パターンを拡大・縮小し
て、この拡大された配線パターン及び縮小された配線パ
ターンの輪郭線を抽出し、これら拡大パターン及び縮小
パターンの輪郭線と他方の配線パターンの一致部分を検
出して判定するように構成することにより達成される。

〔作用〕

２値化信号で得られる２つのプリント基板の同一箇所の
配線パターンＡ、Ｂに対し、一方の配線パターンＡを拡
大回路１輪郭線抽出回路によって配線パターンＡの外側
に、また配線パターンＡを縮小回路１輪郭線抽出回路に
よって配線パターンＡの内側に、それぞれパターン部分
の境界よりＮ画素の距離をもりた拡大輪郭線パターンＡ
ｌ、縮小輪郭線パターンＡ２を作成する。

次に一致回路によ′りて、検査すべき配線パターンＢに
対し、拡大輪郭線パターンＡ１を用い、拡大輪郭線パタ
ーンＡｌ上に配線パターンＢのパターン部分があるか否
かの検出を行ない、パターン部分があるとき、その部分
を突起状の欠陥とする。

同様に一致回路によって、検査すべき配線パターンＥｌ
ζ対し、縮小輪郭線パターンＡ２を用い、縮小輪郭線パ
ターンＡ２上に配線パターンＢの基材部分があるか否か
の検出を行ない、基材部分があるとき、その部分を欠は
状の欠陥とする。

こうすることによって、配線パターンＢの境界からの長
さがＮ画素より小さい突起状の不一致部分及び、欠は状
の不一致部分は無視し、境界からの長さがＮ画素より大
きく、４角形状の不一致エリアでは検出できないような
欠陥を検出可能にする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図におけるプリント基板検査装置は、プリント基板
のパターンを検出する光学系と、パターンの検出信号を
処理して欠陥を検出する処理回路とからなる。光学系は
プリント基板１．Ｓ／、プリント基板１，１′を全面走
査するためのＸＹテープ゛ル２．パターンを照明する超
高圧水銀燈３．３’。

照明光の光路変更するためのハーフミラ−４，４’。

結像レンズ５．５’、検出像を光電変換するＣＣＤリニ
アセンサ６．６′とからなる。

一方、処理回路はＣＣＤリニアセンサ６．６′で得られ
る映像信号を２値化する２値化回路８．８’。

ｚ値化信号で形成される２次元パターンを拡大する拡大
回路１０．同じく２次元パターンを縮小する縮小回Ｗｓ
１２．拡大パターン、縮小パターンの輪郭線を抽出する
輪郭線抽出回路１４，１６．輪郭線上のパターンを検出
する一致回路、　１８．２０．欠陥検出結果を表示する
欠陥表示器ｎとからなる。

欠番ζその動作を説明する。始めに光学系について述べ
る。プリント基板１．プリント基板１′は同一パターン
からなるもので、欠陥のない基準パターンとなるものを
プリント基板１．被検査パターシとなるものをプリント
基板１′として、ＸＹテーブル２，２′にそれぞれ設置
する。次にプリント基板の両端にある位置合わせ用マー
クを用いて、両者のプリント基板１，１′が同一箇所が
検出できるように、ＸＹテーブル２，２′を独立に移動
して位置合わせを行なう。位置合わせ終了後、図には示
されていないが、ＸＹテーブル２．２′はＸＹテーブル
２，２′が同一平面にのった１つの大型ＸＹテーブルに
よって同一方向、同一速度で走査される。

照明は超高圧水銀燈３，３′を用い、照明光はノ１−フ
ミラーを介して光路を９０′曲げプリント基板１゜１′
上に照射する。プリント基板１．１′は銅でできたパタ
ーン部分は反射率が高く、ポリイミド等でできた基材部
分は反射率が低い。そのため、プリント基板１．１′の
反射光を結像レンズ５，５′を用いてＣＯＤ　ＩＪｌニ
アセンサ６６′上に結像した像は、パターン部分が明、
基材部分が暗となる。検出像は、ＣＣＤリニアセンサ６
．６′で映像信号７．７′に変換される。映像信号７．
７′はパターン部分が高レベル、基材部分が低レベルで
ある。

次に処理回路について述べる。映像信号７、フ′は２値
化回路８．８′によってＣＣＤリニアセンサ６．６′の
駆動信号に同期した同期信号にもとづいてサンプリング
され、画素単位で基材部分を１゜パターン部分を０とす
る１連の２値化信−４９，９’に変換される。変換され
た２値化信号９．９′のうち、基準、パターンの２値化
信号９を拡大回路１０に入力する。

拡大回路ｌＯは、第３図（、）に示すように、シフトレ
ジスタお、メモリス、論理和回路部とからなる。

シフトレジスタおはＣＣＤリニアセンサ６の一走査分の
同期信号の数と同数の記憶素子からなるものを３列並列
に設置したもので、ＣＣＤ　ＩＪｌニアセンサ６駆動信
号と同期して２値化信号９を１画素分づつ順次シフトし
ていく。各シフトレジスタの右端から出力されるｚ値化
信号は、その段のメモリ及び次の段のシフトレジスタの
左端に入力される。メモＩＪ　２４は３×３画素の２次
元パターンを記憶、読み出しするもので、シフトレジス
タからの画素毎の２値化信号を前記同期信号と同期して
左から右に順次シフトしていく。これにより、メモリ２
４盛ζはＣＣＤ　ｌニアセンサ６で検出された２次元パ
ターンが３８３画素の大きさでＣＣＤ　ＩＪｌニアセン
サ６走査方向に従って順次格納されていく。論理和回路
５は第３図（ａｌに示すように、３×３画素のメモリｎ
の全画素の論理和をとり、全パターンが０（基材部分）
となるときのみＯ（基材部分）を出力し、１つでもｌ（
パターン部分）があるとき１（パターン部分）を出力す
ることによりて、２次元パターンのパターン部分の境界
を１画素づつ拡大する処理を行なう。こうして、拡大回
路１０によって、パターン部分が１．基材部分がＯの拡
大画像信号１１が出力される。

ところで、２値化信号９は、拡大回路１０と並列して、
縮小回路１１に入力される。縮小回％　１１は、第３図
（ｂ）＆ζ示すように、シフトレジスタ冗、メモリｎ、
論理積回路四とからなる。シフトレジスタ２６は拡大回
路１０のシフトレジスタｎウメモリｎは拡大回路１０の
メモリスと同一で、メモＩＪ　２７には拡大回路ｌＯの
メモリ２４　（ｌ！−同様、ＣＣＤ　ＩＪｌニアセンサ
６検出された２次元パターンが３Ｘ３画素の大キサでＣ
ＯＤ　ＩＪニアセンサ６の走査方向に従って順次格納さ
れていく。論理積回路具は第３図（ｂ）に示すよう尋こ
、３×３画素のメモＩＩ　２７の全画素の論理積をとり
、全パターンが１（パターン部分）となるときのみ１（
パターン部分）を出力し、１つでも０（基材部分）があ
るときＯ（基材部分）を出力することによって、２次元
パターンのパターン部分の境界を１画素づつ縮小する処
理を行なう。

こうして、縮小画１８１２によって、パターン部分が１
、基材部分がＯの縮小画像信号１３が出力される。

今述べた拡大回路１０．縮小回路１２では一２次元パタ
ーンのパターン部分の境界をそれぞれ１画素づつ、拡大
、縮小する処理を行なう。従ってＮ画素（Ｎ＞ｔ）拡大
、縮小する場合、今述べた拡大回路、縮小回路をＮ段つ
なげ、最終段の出力をそれぞれ、拡大画像信号１１．縮
小画像信号１３とする。

拡大回路１０．縮小回路１２で出力された拡大画像信号
１１．縮小画像信号１３は、輪郭線抽出回路１４゜１６
に入力される。輪郭線抽出回路１４．１６は同一のもの
で第４図に示すように、シフトレジスタ２９゜メモ１Ｊ
３０．否定論理積回路３１と論理積回路３２とからなる
。シフトレジスタ四、メモリ３０は、拡大画Ｍ　１０の
シフトレジスタｎ、メモリ２４．縮小回路１２のシフト
レジスタ２６．メモリ２７と同一である。否定論理積回
路３１は、メモリ（９）の十字形の４画素の論理積の否
定をとるもので、４画素のうち１つでも０（基材部分）
があるとき１を出力し、４画素すべてパターン部分のと
き０を出力する。論理積口ｊ８３２は、メモリ（９）の
中心画素と否定論理積回路３１の論理積をとるもので、
中心画素が１（パターン部分）で、周辺の十字形の４画
素のうち１つでもＯ（基材部分）があるときのみ１を出
力する。

これにより２次元パターンのパターン部分の境界を１画
素単位で抽出し、パターンの境界部分を１゜それ以外を
Ｏとする拡大輪郭線信号１５．縮小輪郭線信号１７を出
力する。

ところで、拡大口ｗＡ１０．縮小回路１２１輪郭線抽出
回路１４．１６では、対象画素の上下左右の周辺の画素
を用いて処理を行うため、各走査線の１番目及び最終画
素の出力はパターン情報として意味ない。拡大回路１０
．縮小回路１２の段数をＮとした場合、／／＋１画素の
情報が失われるため、あらかじめ、検出エリアを大きく
しておく必要がある。

拡大輪郭線信号１５は一致回路１８に、縮小輪郭線信号
１７は一致回路加に入力される。一致回路１８は第５図
（α）に示すように論理積回路おからなり、拡大輪郭線
信号１５、及び被検査パターンの２値化信号９′が入力
される。このとき２値化信号９／は、被検査パターンが
基準パターンの同一箇所を検出した信号であるように拡
大輪郭線信号１５に同期させて入力する。論理積回路あ
は拡大輪郭線信号１５が１（輪郭線部分）で、２値化信
号９′が１（パターン部分）のときのみ欠陥ありとして
欠陥検出信号１９を１として出力する。これにより、被
検査パターンのパターン部分が、基準パターンの拡大輪
郭線上にあるとき、欠陥部分として検出する。

一方、一致回路２０は第５図（Ａｌに示すように論理積
回路具からなり、縮小輪郭線信号１７、及び被検査パタ
ーンの２値化信号９′を反転したものが入力される。こ
のとき、２値化信号９′は縮小輪郭線信号１７に同期さ
せて、プリント基板の同一箇所の検出信号であるように
して入力する。論理積回路あは縮小輪郭線信号１７が１
（輪郭線部分）で、２値化信号９′がＯ（基材部分）の
ときのみ欠陥ありとして欠陥検出信号２１を１にして出
力する。これにより、被検査パターンの基材部分が基準
パターンの縮小輪郭線上にあるとき、欠陥部分として検
出する。

次に第６図により検出される欠陥の大きさについて述べ
る。複検査パターンの２値化信号９′を２次元化して表
わすと２値パターン（パターン部分あ、基材部分３６）
となる。同じく、輪郭線抽出回路１４．　１６の出力で
ある拡大輪郭線信号１５．縮小輪郭線信号１７を２次元
化して表わし、先に表わしたｚ値化パターンに重ね合わ
せると、拡大輪郭線パターン４１．４３．縮小輪郭線パ
ターン４２．４４となる。

（α）はＮ１画素拡大、縮小した拡大輪郭線パターン４
１゜縮小輪郭線パターン４２．　（ｂ）はＮ１画素（Ｎ
ｔ　＞　Ｎｔ　）拡大、縮小した拡大輪郭線パターン４
３．縮小輪郭線パターン■である。

第６図（α）に示すようにＮ１画素拡大、縮小した場合
、拡大輪郭線パターン４２と２値化パターンのパターン
部分あが突起部訂、３８で一致し、突起部３７゜゛あが
突起状欠陥、また縮小輪郭線パターン４２と２値化パタ
ーンの基材部分あが欠は部３９．４０で一致し、欠は部
３９．４０が欠は状欠陥とそれぞれ判定される。同様に
、第６図（Ａ）に示すようにＮ８画素拡大、縮小した場
合、突起部３７のみが突起状欠陥、欠は部４０のみが欠
は状欠陥と判定される。

このように拡大回路１０．縮小回路１２での拡大及び縮
小画素数Ｎを変化することによって、検出すべき欠陥の
大きさを変化させることが可能となる。

検出された欠陥は、欠陥検出信号１９．２１として欠陥
表示器２２に入力され、欠陥信号が座標として記憶１表
示される。

ところで、今は被検ｉパターンのプリント基板が１′で
、基準となるパターンのプリント基板が１であるとして
て説明を進めたが、これを逆に設置した場合、拡大輪郭
線パターン４１上に２値化パターンのパターン部分３５
がある場合、その部分を欠は状の欠陥とし、縮小輪郭線
パターン４２上に２値化パターンの基材部分３６がある
とき、その部分を突起状の欠陥として欠陥検出すること
ができる。

しかし、欠陥の大きさがパターン部分の境界からの長さ
が大きいが、幅が小さい細長の欠陥のときは、拡大・縮
小処理によって欠陥が消滅してしまうため欠陥として検
出できない。従りて前に述べたように、基準となるパタ
ーンを常に１の側に設置するのが望ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、一方のパターンを
拡大、縮小してその輪郭線を得、これを用いて他方のパ
ターンのパターン部、あるいは基材部の有無を検出する
ことによりパターンの欠陥を検出できる。そのため、線
の太りゃ、細り、微小な突起や、欠けなど、配線パター
ンの境界からの寸法が小さい不一致部分は欠陥としては
検出しない。そして、従来の検査方式では検出不可能な
、不一致部分の権は小さいが境界からの長さが大きい線
状の不一致部分を欠陥として検出できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のプリント基板検査装置の構成
図、第２図は欠陥の種類の説明図、第３図は実施例のプ
リント基板検査装置の拡大回路、縮小回路の構成図、第
４図は実施例のプリント基板検査装置の輪郭線抽出回路
の構成図、第５図は実施例のプリント基板検査装置の一
致回路の構成図、第６図は検出欠陥の大きさの説明図。 １、１’・・・プリント基板　　　２．２′・・・ｘＹ
テーブル３．３′・・・超高圧水銀灯　　　４．４′・
・・ハーフミラ−５，５′・・・結像レンズ へ６′・・・ＣＣＤリニアセンサ ４８′・・・２値化回路　　　　１０・・・拡大回路１
２・・・縮小回路　　　　　　１４１６・・・輪郭線抽
出回路１ａ２０・・・−数回路　　　　　２２・・・欠
陥表示器へ２ａ　２９・・・シフトレジスタ ２４２７、３０・・・メモリ　　　　６・・・論理和回
路２え　１λ　Ｍ　　　、、、　　桧苓明　憎　丘１　
ε窯　　　　　　　り１．、、／Ｅ　　ζツ　修ヘフ召
　羽ｔ　ｒゴ　−９も１図 第３図 αい （ｂ） 劉４図 翳５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２つの同一箇所の配線パターンの実像を得る複数の
   光学系と、該光学系の各々で得られた光学的実像を映像
   信号に変換する複数の撮像装置と、該撮像装置の各々で
   得られた映像信号を２値化する複数の２値化回路と、２
   値該各々の２値化回路で得られる信号を比較して欠陥を
   検出する比較手段とを有する配線パターン検査装置にお
   いて、一方のパターンを拡大及び縮小して各々の輪郭線
   を抽出し、該拡大された輪郭線パターン上に他方の配線
   パターンのパターン部があるとき、及び上記縮小された
   輪郭線パターン上に他方の配線パターンの差材部がある
   とき欠陥と判定する判定手段を備え付けたことを特徴と
   する配線パターン検査装置。