外観検査装置における外観検査方法
【課題】複数層に形成された検査対象物の各形成状態を検査する場合において、品質上問題の生じる可能性の低い領域や検査不可能な領域について、虚報の出やすい領域を除外したり、あるいは閾値を緩くしたり、判定アルゴリズムを変更したりすることで虚報を抑えられるようにする。
【解決手段】配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４を形成したプリント基板２を検査する場合、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４の設計データで囲まれた領域を膨張処理し、これによって生成された配線パターン２１やパッド２２の設計データに対する膨張領域と、レジスト２３の設計データに対する膨張領域とを重ね合わせる。そして、その重ね合わさった重複領域４３を他の内側領域４１や外側境界領域４２における検査方法と異なる判定アルゴリズムで検査する。あるいは、その重複領域４３については、検査を行わないようにする。
【解決手段】配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４を形成したプリント基板２を検査する場合、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４の設計データで囲まれた領域を膨張処理し、これによって生成された配線パターン２１やパッド２２の設計データに対する膨張領域と、レジスト２３の設計データに対する膨張領域とを重ね合わせる。そして、その重ね合わさった重複領域４３を他の内側領域４１や外側境界領域４２における検査方法と異なる判定アルゴリズムで検査する。あるいは、その重複領域４３については、検査を行わないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の形成状態を検査する外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、外観検査装置を用いて物品の形成状態を検査する場合、画像取得手段を用いて検査対象物の画像（以下、「被検査画像」という）を取得し、これと、あらかじめ記憶手段に記憶されている基準データとを比較することによって判定を行う。これをプリント基板を検査する場合について説明すると、プリント基板を検査する場合、まず、表面に設けられた配線パターンやパッド、レジスト、シルクなどの画像を取得し、その画像をＡ／Ｄ変換して画像メモリに格納する。ここで、配線パターンやパッド、レジスト、シルクなどを検査する場合は、取得された画像から所定の輝度幅毎の画像を抽出し、配線パターンやパッド、レジスト、シルクごとの各検査領域の画像を抽出する。より具体的には、低輝度領域からレジストの塗布された領域を抽出し、また、高輝度領域からシルクの印刷された領域を抽出する。そして、このように抽出された検査領域に対応して設けられた基準データを用い、その検査領域ごとに独自の検査手法や閾値などを用いて検査を行うようにしている。
【０００３】
ところで、このような外観検査を行う場合、ＣＡＤデータを用いて検査する方法が各種提案されている（特許文献１〜特許文献６）。このうち、下記の特許文献１に記載された検査方法を図１２を用いて説明すると、ＣＡＤデータを用いて検査する場合、まず、検査対象物の画像を取得し、その画像から配線パターンなどのエッジを抽出する。一方、記憶手段には、あらかじめその検査対象物を形成する際に使用されたＣＡＤデータを第一のマスタパターンとして記憶させておく。そして、このＣＡＤデータで（第一のマスタパターン）を縮小処理することで第二のマスタパターンＭ１を生成し、また、そのＣＡＤデータ（第一のマスタパターン）を膨張処理することで第三のマスタパターンＭ２を生成する。なお、ここで膨張処理して第三のマスタパターンＭ２を生成する場合において、隣接して複数の配線パターンが設けられている場合は、その膨張処理されたそれぞれの間における領域（すなわち、配線パターンの存在しない部分）が第三のマスタパターンＭ２の領域となる。そして、このように各マスタパターンＭ１、Ｍ２を記憶させた状態で、これらのマスタパターンＭ１、Ｍ２とエッジ画像を位置合わせし、それぞれ重なり合った部分を抽出し、この重なり合った部分を不良部分として検出する。図１２においては、縮小処理領域内で重なった部分９０が欠けを示しており、また、膨張領域の外側領域と重なった部分９１が突起を示している。そして、この重なった領域を欠けや突起の存在する不良箇所として判定するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１４１９３０号公報
【特許文献２】特開２００６−０３０５１８号公報
【特許文献３】特開２００２−２９８１２４号公報
【特許文献４】特開２００２−０３９９６２号公報
【特許文献５】特開平６−２８８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際にプリント基板を製造する場合、配線パターンやパッド、レジスト、シルクなどの位置がＣＡＤデータの位置からずれることがある。これを図５を用いて説明すると、図９における最上図は、正常なレジストの開口部に正常なパッドが存在する状態を示した図である。この図９において、２３はレジストの塗布領域、２３ａはそのレジスト２３の塗布されていない開口部、２２はその開口部２３ａに設けられたパッド、２１ａはそのパッド２２と配線パターン２１の連結部分となるネックを示している。このようなプリント基板を製造する場合、実際には、図９（ｂ）に示すように、レジスト２３の開口部２３ａの位置がずれてしまってネック２１ａがなくなったり、あるいは、ネック２１ａの位置や長さが変化してしまうことがある。そして、このようにネック２１ａの存在しないパッド２２近傍の形成状態を検査しようとすると、露出した金属の面積（画素数）が少なくなることから不良と判定されてしまう可能性が高い。しかしながら、実際には、レジスト２３の開口部２３ａからパッド２２が露出していれば、使用上問題ないため、その後の目視検査によって良品と修正されることになる。
【０００５】
また、別の例を図１１に示すと、図１１（ａ）は、配線パターン２１の上にレジスト２３が塗布され、さらに、その上にシルク２４が印刷された状態を示している。このように多層にわたって形成されたプリント基板において、配線パターン２１の形成状態を検査する場合、シルク２４の下層の配線パターン２１の画像を正確に取得することができないため、その形成状態を検査することができない。一方、このシルク２４の下層の配線パターン２１をＣＡＤデータを用いて割り出し、そのＣＡＤデータに基づく配線パターン２１の領域内で検査しようとすると、シルク２４の印刷された領域について配線パターン２１の判定方法で検査してしまうことになって、不良と判定されてしまう可能性が高くなる。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に着目して、複数層に形成された検査対象物の各形成状態を検査する場合において、品質上問題の生じる可能性の低い領域や検査不可能な領域について、虚報の出やすい領域を除外したり、あるいは閾値を緩くしたり、判定アルゴリズムを変更したりすることで虚報を抑えられるようにした外観検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する場合において、各設計データで囲まれた領域を膨張処理することによって膨張領域を生成し、その生成された一の膨張領域と他の設計データによる膨張領域とを重ね合わせる。そして、物品から取得された画像のうち、その重ね合わされた重複領域について、他の領域で用いられる判定方法と異なる判定方法で判定を行い、もしくは、その物品から取得された画像のうち重複領域については判定を行わないようにする。
【０００８】
また、このような発明の一態様として、複数の設計データのうち、一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第一膨張領域を生成するとともに、他の一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第二膨張領域を生成し、この第一膨張領域と第二膨張領域を重ね合わせて重複領域を抽出する。そして、物品から取得された画像における第一膨張領域については第一の判定方法で判定を行い、物品から取得された画像のうち当該重複領域については第一の判定方法と異なる第二の判定方法で判定を行うようにする。もしくは、その物品から取得された画像のうち、重複領域について判定を行わないようにする。
【０００９】
そして、好ましくは、膨張領域を生成する場合、製造基準で示された製造誤差の範囲内で膨張処理を行うようにする。
【００１０】
このようにすれば、製造時に各層でずれが生じた場合であっても、そのずれの生ずる可能性の高い領域について閾値を緩くしたり、判定アルゴリズムを変えたり、あるいは、判定処理を行わないようにしたりすることによって、虚報を減らすことができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の設計データを膨張処理してそれぞれを重ね合わせ、その重複領域について、他の領域で用いられる判定方法と異なる判定方法で判定を行い、もしくは、その物品から取得された画像のうち重複領域について判定を行わないようにしたので、製造時に各層における形成位置がずれた場合であっても、製造誤差の範囲内での虚報を減らして検査を行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における外観検査装置１の概要を示したものであり、図２は、その外観検査装置１の機能ブロック図を示したものである。
【００１３】
外観検査装置１の概要について図１を用いて説明すると、この外観検査装置１は、検査対象物であるプリント基板２をステージ１１上に載置させるピックアップ機構１２と、ステージ１１上に載置されたプリント基板２を搬送し、その途中で表面画像を取得する画像取得部１３とを備えてなる。この画像取得部１３は、プリント基板２に光を照射する発光部１３ａと、その反射光を受光する受光部１３ｂとを備え、プリント基板２に斜めから光を照射し、その反射光をプリント基板２の真上で受光する。１４は回収部であり、良品と判定されたプリント基板２と不良と判定されたプリント基板２とに振り分けて回収する。
【００１４】
このような外観検査装置１において、画像取得部１３によって取得された画像は、Ａ／Ｄ変換され、図２に示す画像メモリ３０に一旦格納される。そして、この画像メモリ３０に格納された画像から配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの各検査領域の画像が抽出される。一方、記憶手段３３には、プリント基板２を製造する際に使用されたＣＡＤデータなどの設計データを格納しておき、配線パターン２１やパッド２２の第一の設計データ、レジスト２３の塗布領域を示す第二の設計データ、シルク２４の印刷領域を示す第三の設計データを格納しておく。そして、これらの各設計データを拡大・収縮処理し、他の種類の設計データを拡大・収縮処理した領域と重なり合った重複領域４３や、拡大・縮小処理によって得られた複数の領域を抽出し、検査対象物から取得された画像について、これらの重複領域４３などごとに検査方法を変えて検査するようにしたものである。以下に、本実施の形態における外観検査装置１の詳細について説明する。なお、次に述べる各手段は、外観検査装置１に組み込まれたＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置に格納されたプログラムと協働して実現される。
【００１５】
図２において、画像取得手段３１は、受光部１３ｂによって取得された画像をＡ／Ｄ変換し、２５６階調の輝度値で表された画像として画像メモリ３０に記憶される。このとき、画像メモリ３０に格納される画像は、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの混在した画像である。ここで、取得された画像のうち、シルク２４が最も高い輝度となり、次いで、露出した配線パターン２１やパッド２２、配線パターン２１上に塗布されたレジスト２３領域、基材上に塗布されたレジスト２３が順に低い輝度となる。
【００１６】
画像抽出手段３２は、この画像取得手段３１によって取得された画像をもとにノイズを除去した各検査領域の画像を抽出する。各検査領域の画像を抽出する場合、例えば、第一の輝度幅から比較的明るい検査領域の画像を抽出し、また、第二の輝度幅から中間的な輝度を有する検査領域の画像を抽出する。また、第三の輝度幅から比較的暗い検査領域の画像を抽出する。より具体的には、第一の輝度幅として、輝度２００から輝度２５５までの高輝度幅の画素を抽出してシルク２４を含む画像を抽出し、また、第二の輝度幅として、輝度１５０から輝度２１０までの輝度幅の画素を抽出して露出した配線パターン２１やパッド２２などの金属を含む画像を抽出する。また、第三の輝度幅として、輝度８０から輝度１２０までの輝度幅の画素を抽出してレジスト２３が塗布された配線パターン２１を含む画像を抽出し、また、第四の輝度幅として、輝度２０から輝度６０までの輝度幅の画素を抽出し、プリント基板２上に塗布されたレジスト２３を含む画像を生成する。なお、これらの輝度値や輝度幅についてはこれらの値に限定されるものではなく、金属色やレジストの色、シルクの色などによって変更される。
【００１７】
この画像抽出手段３２によって図３（ａ）に示すようなレジスト２３の開口部２３ａにパッド２２が存在している画像を取得する場合、開口部２３ａの縁部２３ｂが光の照射角度によって反射してしまい、パッド２２と同じ輝度の有する図３（ｂ）に示すような画像が取得されることがある。そして、この画像をそのままパッド２２の検査領域の画像として検査したのでは、開口部２３ａの縁部２３ｂをパッド２２と認識してしまい、欠陥があると判定されてしまうことになる。そこで、このように抽出された画像から縁部２３ｂのノイズを除去すべく設計データを使用する。
【００１８】
記憶手段３３には、あらかじめプリント基板２の各製造工程で使用された複数の設計データが格納される。この設計データには、例えば、配線パターン２１やパッド２２などの金属領域を形成するための第一の設計データと、レジスト２３の塗布領域を設定するための第二の設計データと、シルク２４を印刷するための第三の設計データなどがあるが、これ以外に、スルーホールを形成するための設計データや、スリットを形成するための設計データを含むようにしてもよい。
【００１９】
膨張処理手段３４ａは、この記憶手段３３に格納された複数の設計データを読み出し、各設計データで囲まれた領域の膨張処理を行う。この膨張処理では、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの領域を外側に向けて製造基準で示された許容製造誤差分だけ膨張処理して膨張領域を生成する。図３および図４に、この膨張処理を行った状態について示す。図３や図４において、斜線で囲まれた領域は第一の輝度幅から取得されたプリント基板２の画像であり、２２はパッド、２１はパッド２２のネック２１ａに形成された配線パターン、２７はその配線パターン２１に形成された太り、２８は配線パターン２１に形成された細り２８である。また、２５はパッド２２に形成された突起、２６はパッド２２の欠けである。ここで、太り２７とは、相対的に他の部分よりも長い幅において厚くなった部分をいい、細り２８とは、長い幅において他の部分よりも薄くなった部分をいう。また、突起２５とは、短い幅において他の部分よりも突出した部分をいい、欠け２６とは、短い幅において他の部分より内側に切れ込んだ部分をいう。図４（ａ）において、２３ｂで囲まれた領域はレジスト２３の開口部２３ａの縁部２３ｂで反射した領域を示しており、また、図中の破線は、第一の設計データである配線パターン２１やパッド２２の領域を膨張処理した膨張領域（以下、第一膨張領域２２ａという）を示している。図４ａから分かるように、第一輝度幅によって取得された画像と第一膨張領域２２ａの画像を位置合わせすると、図４（ａ）に示すように、第一膨張領域２２ａの内側領域が実際のパッド２２の領域を囲むことになり、レジスト２３の開口部２３ａの縁部２３ｂはその内側領域から除外された状態となる。
【００２０】
収縮処理手段３４ｂは、記憶手段３３に格納された設計データを読み出し、設計データで囲まれた領域を収縮処理する。この収縮処理では、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの領域を内側に向けて製造基準で示された許容製造誤差分だけ内側に収縮させて収縮領域を生成する。図４において、太い破線で囲まれた領域は、第一の設計データである配線パターン２１やパッド２２の領域を縮小処理した領域（以下、第一縮小領域２２ｂという）を示している。
【００２１】
位置合わせ手段３５は、配線パターン２１やパッド２２を含む第一輝度領域と配線パターン２１とパッド２２のみからなる第一設計データを膨張処理した第一膨張領域２２ａとの位置合わせ処理を行う。同様に、レジスト２３やシルク２４を含む第ｎ輝度領域（ｎ＝１、２、３…）の画像とレジスト２３やシルク２４からなる第ｍ設計データ（ｍ＝１，２、３…）を膨張処理した第ｍ膨張領域との位置合わせ処理を行う。この位置合わせに際しては、検査対象であるプリント基板２の図示しない基準マークを抽出し、その基準マークを用いて第ｎ輝度領域の画像と第ｍ膨張領域を有する画像との位置合わせする。また、プリント基板２が膨張もしくは縮小している場合は、第ｎ輝度領域の画像を膨張もしくは縮小処理してから位置合わせを行う。
【００２２】
そして、重複領域抽出手段３６では、このように位置合わせ処理が行われた画像から、第ｎ輝度領域の画像と第ｍ膨張領域の内側領域の重複領域４３を抽出する。図４（ａ）の例では、第一輝度領域のうちパッド２２やそのネック２１ａからなる画像と、第一設計データにおける配線パターン２１やパッド２２の第一膨張領域２２ａの画像とが重なっているので、図４（ｂ）に示すように縁部２３ｂの画像が除去された画像が抽出される。このときパッド２２に突起２５や欠け２６、あるいは、パッド２２のネック２１ａに太り２７や細り２８が存在していても、膨張処理された第一膨張領域２２ａの範囲内にそれらの突起２５や欠け２６、太り２７や細り２８が存在する場合は、その突起２５なども抽出することができる。ただし、膨張範囲を小さくしておくと、突起２５がその膨張領域からはみ出てしまうため、不良と判定できる範囲を超える大きさで膨張させるようにする。膨張処理を行うに際して、例えば、小さな突起２５や太り２７に対しても厳しく不良とする場合は、比較的膨張率を小さく設定しておいてノイズによる影響を小さくする。また、多少の位置ずれなどに対しても良品と判定すべき場合は、膨張率を大きく設定しておき、その大きな膨張領域内での良否を判定する。すなわち、各設計データごとに膨張範囲を変えるようにしておく。
【００２３】
検査領域分割手段３７は、あらかじめ記憶手段３３に格納されている各種設計データをそれぞれ膨張・収縮処理させることによって重なり具合や膨張・収縮に応じた複数の領域に分割する。この膨張・収縮処理では、先の膨張処理手段３４ａや収縮処理手段３４ｂを用いて処理される。この検査領域の分割方法について図５を用いて説明する。図５（ａ）において、細い破線は配線パターン２１やパッド２２の領域を外側に向けて膨張処理した領域であり、太い破線は、配線パターン２１やパッド２２の領域を内側に向けて収縮処理した領域である。また、２３ｂは、レジストの塗布領域を外側に向けて（開口部の内側に向けて）膨張処理した領域である。そして、検査領域分割手段３７では、これらの膨張・収縮処理された領域から、配線パターン２１やパッド２２の膨張領域とレジスト２３の膨張領域の重なった領域と（図５（ｂ））、配線パターン２１やパッド２２を膨張処理した領域から縮小処理した領域を除去したリング状の領域（図５（ｃ））と、配線パターン２１やパッド２２を縮小処理した内側の領域（図５（ｄ））などに分割する。
【００２４】
判定手段３８は、このように分割された各領域について固有の判定プログラムを用いて判定を行う。ここで、固有の判定プログラムとは、判定処理を行うためのアルゴリズムが異なる場合だけでなく、良否判定の際の閾値を変更する場合、あるいは、判定をまったく行わない場合も含むものである。判定処理を行う場合、好ましくは、配線パターン２１やパッド２２の内側領域４１（図５（ｄ））に対しては比較的緩い基準で判定を行い、また、配線パターン２１やパッド２２の外側境界領域４２（図５（ｃ））については比較的厳しい基準で判定を行う。このように外側境界領域４２について厳しい基準で判定するのは、配線パターン２１やパッド２２の境界部分に突起が存在すれば、他の配線パターン２１などと短絡を生じる可能性が高いからである。また、パッド２２のネック２１ａの領域（図５（ｂ））については、レジスト２３の塗布ずれによって面積が大きく変化するため、比較的緩い基準で判定を行うようにする。
【００２５】
配線パターン２１やパッド２２の内側領域４１を判定する場合について説明すると、まず、被検査画像と第一膨張領域との内側における重複領域４３を抽出し、その抽出によって得られた画像における輝度と画素数のヒストグラムを生成する。この生成されたヒストグラムを図６に示すと、図６において、横軸は輝度を示しており、Ｐ１は配線パターン２１やパッド２２の領域を抽出する際に使用された第一輝度幅の下側輝度値、Ｐ４はその第一輝度幅における上側輝度値を示している。このヒストグラムにおいては、輝度平均を中心として正規分布をなしているが、配線パターン２１やパッド２２に欠け２６や細り２８を有している場合は、ヒストグラムが全体的に暗い側へシフトする。そして、このシフト具合に応じて配線パターン２１やパッド２２の形成状態を判定すべく、あらかじめ記憶手段３３に暗い側における基準画素数（第一の基準画素数Ｓ１）を少なくとも記憶させておき、この輝度幅内における画素数と比較する。そして、被検査画像におけるその輝度幅の画素数が基準画素数Ｓ１よりも多い場合は欠陥があると判定する。図６（ｂ）においては、パッド２２の表面に多くのスリ傷が存在してヒストグラムが暗い側へシフトした状態を示している。
【００２６】
次に、図５（ｃ）におけるパッド２２の外側境界領域４２（リング状の領域）の判定方法を説明する。外側境界領域４２を検査する場合、まず、図７（ａ）に示すように、第一の設計データを縮小処理した境界部分から法線方向２２ｃに沿った輝度と位置に関するグラフを生成する。これにより、図７（ｂ）に示すように、パッド２２に突起が存在する場合は、外側方向へ正常な状態よりも高輝度の状態が長くなり、一方、パッド２２に欠けが存在すると、外側方向への高輝度の状態が短くなる。そこで、このように外側領域については、特に形状を判定できるようにすべく、図７（ｂ）におけるグラフの変曲点を検出し、正常な状態における変曲点の位置Ｘ０よりも一定の距離δ以上変曲点の位置がずれている場合は欠陥があると判定する。
【００２７】
また、配線パターン２１やパッド２２の拡大領域とレジスト２３の拡大領域の重なった領域（図５（ｂ））については、次のようにして判定処理を行う。すなわち、ネック２１ａ近傍の重複領域４３については、開口部２３ａにおける基材領域の輝度を４０±２０、レジスト２３の輝度を１００±２０、露出した配線パターン２１やパッド２２の輝度を１８０±２０とした場合、その重複領域４３内に基材部分の輝度である輝度（４０±２０）の画素が一定数以上あるか否かを検出する。具体的には、図８に示すように、重複領域４３についてヒストグラムを生成し、輝度２０から輝度６０までの画素数を計数する。そして、あらかじめ、基準となる画素数を記憶させておき、その基準画素数よりも輝度２０から輝度６０までの画素数が多い場合は、ネック２１ａの銅パターンが少ない、すなわち、パターン切れであると判定する。これにより、正常なレジスト２３の塗布状態（図９（ａ））から位置がずれたとしても（図９（ｂ））、比較的緩い判定基準で判定するので虚報を減らすことができる。
【００２８】
そして、出力手段３９は、このように各種判定プログラムによって判定された各領域ごとの判定結果をその座標位置とともに報知可能に出力する。
【００２９】
次に、このように構成された外観検査装置１における検査方法について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず、プリント基板２を検査する場合、あらかじめ各種設計データを記憶手段３３に格納しておき（ステップＴ１）、また、この設計データに基づく領域を拡大・縮小処理し（ステップＴ２）、他の設計データに基づく拡大・縮小領域と重ね合わせて（ステップＴ３）複数の分割領域を生成する（ステップＴ４）。そして、各分割領域に応じて固有の判定プログラムを格納する（ステップＴ５）。
【００３１】
そして、このように事前に分割領域や判定プログラムを設定した状態で、プリント基板２を検査する場合、検査対象となるプリント基板２から表面画像を取得し（ステップＳ１）、Ａ／Ｄ変換して一旦画像メモリ３０に格納する（ステップＳ２）。そして、第ｎ輝度幅（ｎ＝１、２…）内の輝度の画像をそれぞれ抽出する（ステップＳ３）。これにより、第一輝度幅からシルク２４や他の白い輝度を有する画像を抽出し、また、第二輝度幅からパッド２２や露出した配線パターン２１などのようにシルク２４より輝度の低い画像を抽出し、さらに、第三輝度幅からレジスト２３の塗布された配線パターン２１を含む輝度の画像を抽出する。また、第四輝度幅からプリント基板２の基材上に塗布されたレジスト２３の画像を抽出する。このとき、各輝度幅から概ねシルク２４や配線パターン２１、パッド２２、レジスト２３の塗布された配線パターン２１、基材上のレジスト２３の画像を抽出することができるが、パッド２２のスリ傷やレジスト２３の塗布状態、シルク２４の印刷の厚み、あるいは、光の照射角度によってノイズが含まれることになる。
【００３２】
次に、このように抽出された各検査領域（シルク２４の領域、配線パターン２１やパッド２２の領域、レジスト２３の塗布された配線パターン２１の領域、基板上のレジスト２３の領域）からノイズを除去して目的の検査領域を抽出すべく、記憶手段３３に格納されていた設計データのうち、検査領域に対応する第ｎ設計データを読み出し（ステップＳ４）、これを膨張処理する（ステップＳ５）。そして、この膨張処理された画像と検査対象物から取得された第ｎ輝度幅の画像との位置合わせした後（ステップＳ６）、重複領域４３を抽出する（ステップＳ７）。これにより、図３（ａ）に示すように、レジスト２３の開口部２３ａにパッド２２が存在する場合、図４（ｂ）に示すように、開口部２３ａの縁部２３ｂのノイズが除去される。
【００３３】
次に、このようにノイズを除去した画像について、先に設定データから得られた分割領域を当てはめ（ステップＳ８）、その分割された各領域における検査対象物の画像を取得する（ステップＳ９）。そして、分割領域ごとに独自の判定プログラムに基づいて検査を行い（ステップＳ１０）、例えば、パッド２２の内側領域４１についてはスリ傷の程度を検査し、パッド２２の外側境界領域４２については突起の有無などの形状を検査し、パッド２２のネック２１ａについては、銅パターンの面積の大きさなどを検査する。そして、これらの各分割領域ごとに独自の判定プログラムで良否の判定処理を行い、その結果を出力する（ステップＳ１１）。
【００３４】
＜第二の実施の形態＞
次に、第二の実施の形態において、レジスト２３の上にシルク２４が印刷されている場合における配線パターン２１の検査方法について説明する。
【００３５】
図１１において、２１は配線パターンであり、その上にレジスト２３が塗布され、さらにその上にシルク２４が印刷された状態を示している。このように配線パターン２１の上にシルク２４が印刷されている場合、その下層に設けられたレジスト２３や配線パターン２１を後から検査することができない。一方、シルク２４の印刷状態や色によっては、レジスト２３下層の配線パターン２１とほぼ同じ輝度になることがある。このように、印刷状態の悪いシルク２４とレジスト２３下層の配線パターン２１がほぼ同じ輝度になれば、第三の輝度幅で取得された画像にノイズが含まれることになり、虚報として出力されてしまうことになる。
【００３６】
そこで、第二の実施の形態では、第一の実施の形態と同様に、膨張処理手段３４を用いて配線パターン２１の設計データを膨張処理するとともにシルク２４の設計データを膨張処理し（図１１（ｂ））、配線パターン２１の膨張領域からシルク２４の膨張領域を除去する。そして、この除去処理された設計データと被検査画像の第三の輝度幅で取得された画像とを位置合わせした後、それぞれの重ね合わさった内側の重複領域４３を抽出する。すると、図１１（ｃ）に示すように、シルク２４の除去された配線パターン２１の領域のみが抽出される。そして、この抽出された配線パターン２１の領域からヒストグラムを生成し、このヒストグラムにおける低輝度側における一定輝度幅の画素数と、高輝度側の一定輝度幅の画素数を計数するとともに、あらかじめ記憶手段３３に基準となる第一の基準画素数Ｓ１と第二の基準画素数Ｓ２とを記憶させておき、これらを比較する。そして、低輝度側における一定輝度幅の画素数が第一の基準画素数よりも多い場合、または、高輝度側の一定輝度幅の画素数が第二の基準画素数よりも多い場合は欠陥があると判定する。このとき、シルク２４の下側は検査されないことになるが、シルク２４のもともと検査することができないために、この検査不可領域を虚報として出力しないようにする。
【００３７】
このように上記実施の形態によれば、第一から第四の設計データを用いて製造されたプリント基板２における配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４の各形成状態を判定する場合において、第一の設計データで囲まれた領域を膨張処理し、これによって生成された一の膨張領域と、第二の設計データによる膨張領域とを重ね合わせ、その重複領域４３を他の内側領域４１や外側境界領域４２における検査方法と異なる検査方法で検査するようにしたので、製造時にレジスト２３の塗布位置がずれた場合であっても、そのずれの生ずる可能性の高い領域の緩く検査することで、虚報を減らすことができるようになる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３９】
例えば、上記第一の実施の形態では、重複領域４３について比較的判定基準の緩い検査方法で検査するようにしたが、この重複領域４３については、第二の実施の形態と同様に、検査を行わないようにすることもできる。
【００４０】
また、上記実施の形態では、各領域について検査する方法を述べたが、この検査方法に限定されるものではなく、種々の検査方法で検査することができる。
【００４１】
さらに、上記実施の形態では、プリント基板２を検査する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、複数層にわたって製造されるような物品であれば、どのようなものに対しても適用することができる。
【００４２】
加えて、上記実施の形態では、各設計データの膨張領域の重複する領域について検査方法を変えるようにしたが、これに限らず、収縮処理された領域と他の拡大された領域、あるいは、収縮処理された領域と他の収縮処理された領域との重ね合った領域について検査方法を変えるようにしてもよい。すなわち、一の設計データの拡大・縮小領域と他の一の設計データの拡大・縮小領域の組み合わせ４パターンについて検査方法を変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す外観検査装置の概要を示す図
【図２】同形態における機能ブロックを示す図
【図３】同形態におけるプリント基板の表面のレジスト開口部分を示す図
【図４】図３におけるパッドの領域を膨張処理した状態を示す図
【図５】同形態における設計データから分割領域を生成する状態を示す図
【図６】同形態における内側領域の検査に使用されるヒストグラムを示す図
【図７】同形態における外側境界領域の検査に使用される位置−輝度を示す図
【図８】同形態におけるネックの重複領域の検査に使用されるヒストグラムを示す図
【図９】同形態におけるレジストの開口部がずれた状態を示す図
【図１０】同形態における外観検査装置の処理を示すフローチャート
【図１１】本発明の他の実施の形態を示す重複領域を除外した検査を示す図
【図１２】従来における配線パターンの検査方法を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１・・・外観検査装置
１１・・・ステージ
１２・・・ピックアップ
１３・・・画像取得部
１４・・・発光部
１４ａ・・・受光部
１４ｂ・・・回収部
２・・・プリント基板
２１・・・配線パターン
２１ａ・・・ネック
２２・・・パッド
２３・・・レジスト
２３ａ・・・開口部
２３ｂ・・・縁部
２４・・・シルク
２５・・・突起
２６・・・欠け
２７・・・太り
２８・・・細り
３０・・・画像メモリ
３１・・・画像取得手段
３２・・・第一の画像抽出手段
３３・・・記憶手段
３４・・・膨張処理手段
３５・・・位置合わせ手段
３６・・・重複領域抽出手段
３７・・・判定手段
４１・・・外側境界領域
４２・・・内側領域
４３・・・重複領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の形成状態を検査する外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、外観検査装置を用いて物品の形成状態を検査する場合、画像取得手段を用いて検査対象物の画像（以下、「被検査画像」という）を取得し、これと、あらかじめ記憶手段に記憶されている基準データとを比較することによって判定を行う。これをプリント基板を検査する場合について説明すると、プリント基板を検査する場合、まず、表面に設けられた配線パターンやパッド、レジスト、シルクなどの画像を取得し、その画像をＡ／Ｄ変換して画像メモリに格納する。ここで、配線パターンやパッド、レジスト、シルクなどを検査する場合は、取得された画像から所定の輝度幅毎の画像を抽出し、配線パターンやパッド、レジスト、シルクごとの各検査領域の画像を抽出する。より具体的には、低輝度領域からレジストの塗布された領域を抽出し、また、高輝度領域からシルクの印刷された領域を抽出する。そして、このように抽出された検査領域に対応して設けられた基準データを用い、その検査領域ごとに独自の検査手法や閾値などを用いて検査を行うようにしている。
【０００３】
ところで、このような外観検査を行う場合、ＣＡＤデータを用いて検査する方法が各種提案されている（特許文献１〜特許文献６）。このうち、下記の特許文献１に記載された検査方法を図１２を用いて説明すると、ＣＡＤデータを用いて検査する場合、まず、検査対象物の画像を取得し、その画像から配線パターンなどのエッジを抽出する。一方、記憶手段には、あらかじめその検査対象物を形成する際に使用されたＣＡＤデータを第一のマスタパターンとして記憶させておく。そして、このＣＡＤデータで（第一のマスタパターン）を縮小処理することで第二のマスタパターンＭ１を生成し、また、そのＣＡＤデータ（第一のマスタパターン）を膨張処理することで第三のマスタパターンＭ２を生成する。なお、ここで膨張処理して第三のマスタパターンＭ２を生成する場合において、隣接して複数の配線パターンが設けられている場合は、その膨張処理されたそれぞれの間における領域（すなわち、配線パターンの存在しない部分）が第三のマスタパターンＭ２の領域となる。そして、このように各マスタパターンＭ１、Ｍ２を記憶させた状態で、これらのマスタパターンＭ１、Ｍ２とエッジ画像を位置合わせし、それぞれ重なり合った部分を抽出し、この重なり合った部分を不良部分として検出する。図１２においては、縮小処理領域内で重なった部分９０が欠けを示しており、また、膨張領域の外側領域と重なった部分９１が突起を示している。そして、この重なった領域を欠けや突起の存在する不良箇所として判定するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１４１９３０号公報
【特許文献２】特開２００６−０３０５１８号公報
【特許文献３】特開２００２−２９８１２４号公報
【特許文献４】特開２００２−０３９９６２号公報
【特許文献５】特開平６−２８８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実際にプリント基板を製造する場合、配線パターンやパッド、レジスト、シルクなどの位置がＣＡＤデータの位置からずれることがある。これを図５を用いて説明すると、図９における最上図は、正常なレジストの開口部に正常なパッドが存在する状態を示した図である。この図９において、２３はレジストの塗布領域、２３ａはそのレジスト２３の塗布されていない開口部、２２はその開口部２３ａに設けられたパッド、２１ａはそのパッド２２と配線パターン２１の連結部分となるネックを示している。このようなプリント基板を製造する場合、実際には、図９（ｂ）に示すように、レジスト２３の開口部２３ａの位置がずれてしまってネック２１ａがなくなったり、あるいは、ネック２１ａの位置や長さが変化してしまうことがある。そして、このようにネック２１ａの存在しないパッド２２近傍の形成状態を検査しようとすると、露出した金属の面積（画素数）が少なくなることから不良と判定されてしまう可能性が高い。しかしながら、実際には、レジスト２３の開口部２３ａからパッド２２が露出していれば、使用上問題ないため、その後の目視検査によって良品と修正されることになる。
【０００５】
また、別の例を図１１に示すと、図１１（ａ）は、配線パターン２１の上にレジスト２３が塗布され、さらに、その上にシルク２４が印刷された状態を示している。このように多層にわたって形成されたプリント基板において、配線パターン２１の形成状態を検査する場合、シルク２４の下層の配線パターン２１の画像を正確に取得することができないため、その形成状態を検査することができない。一方、このシルク２４の下層の配線パターン２１をＣＡＤデータを用いて割り出し、そのＣＡＤデータに基づく配線パターン２１の領域内で検査しようとすると、シルク２４の印刷された領域について配線パターン２１の判定方法で検査してしまうことになって、不良と判定されてしまう可能性が高くなる。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に着目して、複数層に形成された検査対象物の各形成状態を検査する場合において、品質上問題の生じる可能性の低い領域や検査不可能な領域について、虚報の出やすい領域を除外したり、あるいは閾値を緩くしたり、判定アルゴリズムを変更したりすることで虚報を抑えられるようにした外観検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する場合において、各設計データで囲まれた領域を膨張処理することによって膨張領域を生成し、その生成された一の膨張領域と他の設計データによる膨張領域とを重ね合わせる。そして、物品から取得された画像のうち、その重ね合わされた重複領域について、他の領域で用いられる判定方法と異なる判定方法で判定を行い、もしくは、その物品から取得された画像のうち重複領域については判定を行わないようにする。
【０００８】
また、このような発明の一態様として、複数の設計データのうち、一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第一膨張領域を生成するとともに、他の一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第二膨張領域を生成し、この第一膨張領域と第二膨張領域を重ね合わせて重複領域を抽出する。そして、物品から取得された画像における第一膨張領域については第一の判定方法で判定を行い、物品から取得された画像のうち当該重複領域については第一の判定方法と異なる第二の判定方法で判定を行うようにする。もしくは、その物品から取得された画像のうち、重複領域について判定を行わないようにする。
【０００９】
そして、好ましくは、膨張領域を生成する場合、製造基準で示された製造誤差の範囲内で膨張処理を行うようにする。
【００１０】
このようにすれば、製造時に各層でずれが生じた場合であっても、そのずれの生ずる可能性の高い領域について閾値を緩くしたり、判定アルゴリズムを変えたり、あるいは、判定処理を行わないようにしたりすることによって、虚報を減らすことができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の設計データを膨張処理してそれぞれを重ね合わせ、その重複領域について、他の領域で用いられる判定方法と異なる判定方法で判定を行い、もしくは、その物品から取得された画像のうち重複領域について判定を行わないようにしたので、製造時に各層における形成位置がずれた場合であっても、製造誤差の範囲内での虚報を減らして検査を行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における外観検査装置１の概要を示したものであり、図２は、その外観検査装置１の機能ブロック図を示したものである。
【００１３】
外観検査装置１の概要について図１を用いて説明すると、この外観検査装置１は、検査対象物であるプリント基板２をステージ１１上に載置させるピックアップ機構１２と、ステージ１１上に載置されたプリント基板２を搬送し、その途中で表面画像を取得する画像取得部１３とを備えてなる。この画像取得部１３は、プリント基板２に光を照射する発光部１３ａと、その反射光を受光する受光部１３ｂとを備え、プリント基板２に斜めから光を照射し、その反射光をプリント基板２の真上で受光する。１４は回収部であり、良品と判定されたプリント基板２と不良と判定されたプリント基板２とに振り分けて回収する。
【００１４】
このような外観検査装置１において、画像取得部１３によって取得された画像は、Ａ／Ｄ変換され、図２に示す画像メモリ３０に一旦格納される。そして、この画像メモリ３０に格納された画像から配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの各検査領域の画像が抽出される。一方、記憶手段３３には、プリント基板２を製造する際に使用されたＣＡＤデータなどの設計データを格納しておき、配線パターン２１やパッド２２の第一の設計データ、レジスト２３の塗布領域を示す第二の設計データ、シルク２４の印刷領域を示す第三の設計データを格納しておく。そして、これらの各設計データを拡大・収縮処理し、他の種類の設計データを拡大・収縮処理した領域と重なり合った重複領域４３や、拡大・縮小処理によって得られた複数の領域を抽出し、検査対象物から取得された画像について、これらの重複領域４３などごとに検査方法を変えて検査するようにしたものである。以下に、本実施の形態における外観検査装置１の詳細について説明する。なお、次に述べる各手段は、外観検査装置１に組み込まれたＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置に格納されたプログラムと協働して実現される。
【００１５】
図２において、画像取得手段３１は、受光部１３ｂによって取得された画像をＡ／Ｄ変換し、２５６階調の輝度値で表された画像として画像メモリ３０に記憶される。このとき、画像メモリ３０に格納される画像は、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの混在した画像である。ここで、取得された画像のうち、シルク２４が最も高い輝度となり、次いで、露出した配線パターン２１やパッド２２、配線パターン２１上に塗布されたレジスト２３領域、基材上に塗布されたレジスト２３が順に低い輝度となる。
【００１６】
画像抽出手段３２は、この画像取得手段３１によって取得された画像をもとにノイズを除去した各検査領域の画像を抽出する。各検査領域の画像を抽出する場合、例えば、第一の輝度幅から比較的明るい検査領域の画像を抽出し、また、第二の輝度幅から中間的な輝度を有する検査領域の画像を抽出する。また、第三の輝度幅から比較的暗い検査領域の画像を抽出する。より具体的には、第一の輝度幅として、輝度２００から輝度２５５までの高輝度幅の画素を抽出してシルク２４を含む画像を抽出し、また、第二の輝度幅として、輝度１５０から輝度２１０までの輝度幅の画素を抽出して露出した配線パターン２１やパッド２２などの金属を含む画像を抽出する。また、第三の輝度幅として、輝度８０から輝度１２０までの輝度幅の画素を抽出してレジスト２３が塗布された配線パターン２１を含む画像を抽出し、また、第四の輝度幅として、輝度２０から輝度６０までの輝度幅の画素を抽出し、プリント基板２上に塗布されたレジスト２３を含む画像を生成する。なお、これらの輝度値や輝度幅についてはこれらの値に限定されるものではなく、金属色やレジストの色、シルクの色などによって変更される。
【００１７】
この画像抽出手段３２によって図３（ａ）に示すようなレジスト２３の開口部２３ａにパッド２２が存在している画像を取得する場合、開口部２３ａの縁部２３ｂが光の照射角度によって反射してしまい、パッド２２と同じ輝度の有する図３（ｂ）に示すような画像が取得されることがある。そして、この画像をそのままパッド２２の検査領域の画像として検査したのでは、開口部２３ａの縁部２３ｂをパッド２２と認識してしまい、欠陥があると判定されてしまうことになる。そこで、このように抽出された画像から縁部２３ｂのノイズを除去すべく設計データを使用する。
【００１８】
記憶手段３３には、あらかじめプリント基板２の各製造工程で使用された複数の設計データが格納される。この設計データには、例えば、配線パターン２１やパッド２２などの金属領域を形成するための第一の設計データと、レジスト２３の塗布領域を設定するための第二の設計データと、シルク２４を印刷するための第三の設計データなどがあるが、これ以外に、スルーホールを形成するための設計データや、スリットを形成するための設計データを含むようにしてもよい。
【００１９】
膨張処理手段３４ａは、この記憶手段３３に格納された複数の設計データを読み出し、各設計データで囲まれた領域の膨張処理を行う。この膨張処理では、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの領域を外側に向けて製造基準で示された許容製造誤差分だけ膨張処理して膨張領域を生成する。図３および図４に、この膨張処理を行った状態について示す。図３や図４において、斜線で囲まれた領域は第一の輝度幅から取得されたプリント基板２の画像であり、２２はパッド、２１はパッド２２のネック２１ａに形成された配線パターン、２７はその配線パターン２１に形成された太り、２８は配線パターン２１に形成された細り２８である。また、２５はパッド２２に形成された突起、２６はパッド２２の欠けである。ここで、太り２７とは、相対的に他の部分よりも長い幅において厚くなった部分をいい、細り２８とは、長い幅において他の部分よりも薄くなった部分をいう。また、突起２５とは、短い幅において他の部分よりも突出した部分をいい、欠け２６とは、短い幅において他の部分より内側に切れ込んだ部分をいう。図４（ａ）において、２３ｂで囲まれた領域はレジスト２３の開口部２３ａの縁部２３ｂで反射した領域を示しており、また、図中の破線は、第一の設計データである配線パターン２１やパッド２２の領域を膨張処理した膨張領域（以下、第一膨張領域２２ａという）を示している。図４ａから分かるように、第一輝度幅によって取得された画像と第一膨張領域２２ａの画像を位置合わせすると、図４（ａ）に示すように、第一膨張領域２２ａの内側領域が実際のパッド２２の領域を囲むことになり、レジスト２３の開口部２３ａの縁部２３ｂはその内側領域から除外された状態となる。
【００２０】
収縮処理手段３４ｂは、記憶手段３３に格納された設計データを読み出し、設計データで囲まれた領域を収縮処理する。この収縮処理では、配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４などの領域を内側に向けて製造基準で示された許容製造誤差分だけ内側に収縮させて収縮領域を生成する。図４において、太い破線で囲まれた領域は、第一の設計データである配線パターン２１やパッド２２の領域を縮小処理した領域（以下、第一縮小領域２２ｂという）を示している。
【００２１】
位置合わせ手段３５は、配線パターン２１やパッド２２を含む第一輝度領域と配線パターン２１とパッド２２のみからなる第一設計データを膨張処理した第一膨張領域２２ａとの位置合わせ処理を行う。同様に、レジスト２３やシルク２４を含む第ｎ輝度領域（ｎ＝１、２、３…）の画像とレジスト２３やシルク２４からなる第ｍ設計データ（ｍ＝１，２、３…）を膨張処理した第ｍ膨張領域との位置合わせ処理を行う。この位置合わせに際しては、検査対象であるプリント基板２の図示しない基準マークを抽出し、その基準マークを用いて第ｎ輝度領域の画像と第ｍ膨張領域を有する画像との位置合わせする。また、プリント基板２が膨張もしくは縮小している場合は、第ｎ輝度領域の画像を膨張もしくは縮小処理してから位置合わせを行う。
【００２２】
そして、重複領域抽出手段３６では、このように位置合わせ処理が行われた画像から、第ｎ輝度領域の画像と第ｍ膨張領域の内側領域の重複領域４３を抽出する。図４（ａ）の例では、第一輝度領域のうちパッド２２やそのネック２１ａからなる画像と、第一設計データにおける配線パターン２１やパッド２２の第一膨張領域２２ａの画像とが重なっているので、図４（ｂ）に示すように縁部２３ｂの画像が除去された画像が抽出される。このときパッド２２に突起２５や欠け２６、あるいは、パッド２２のネック２１ａに太り２７や細り２８が存在していても、膨張処理された第一膨張領域２２ａの範囲内にそれらの突起２５や欠け２６、太り２７や細り２８が存在する場合は、その突起２５なども抽出することができる。ただし、膨張範囲を小さくしておくと、突起２５がその膨張領域からはみ出てしまうため、不良と判定できる範囲を超える大きさで膨張させるようにする。膨張処理を行うに際して、例えば、小さな突起２５や太り２７に対しても厳しく不良とする場合は、比較的膨張率を小さく設定しておいてノイズによる影響を小さくする。また、多少の位置ずれなどに対しても良品と判定すべき場合は、膨張率を大きく設定しておき、その大きな膨張領域内での良否を判定する。すなわち、各設計データごとに膨張範囲を変えるようにしておく。
【００２３】
検査領域分割手段３７は、あらかじめ記憶手段３３に格納されている各種設計データをそれぞれ膨張・収縮処理させることによって重なり具合や膨張・収縮に応じた複数の領域に分割する。この膨張・収縮処理では、先の膨張処理手段３４ａや収縮処理手段３４ｂを用いて処理される。この検査領域の分割方法について図５を用いて説明する。図５（ａ）において、細い破線は配線パターン２１やパッド２２の領域を外側に向けて膨張処理した領域であり、太い破線は、配線パターン２１やパッド２２の領域を内側に向けて収縮処理した領域である。また、２３ｂは、レジストの塗布領域を外側に向けて（開口部の内側に向けて）膨張処理した領域である。そして、検査領域分割手段３７では、これらの膨張・収縮処理された領域から、配線パターン２１やパッド２２の膨張領域とレジスト２３の膨張領域の重なった領域と（図５（ｂ））、配線パターン２１やパッド２２を膨張処理した領域から縮小処理した領域を除去したリング状の領域（図５（ｃ））と、配線パターン２１やパッド２２を縮小処理した内側の領域（図５（ｄ））などに分割する。
【００２４】
判定手段３８は、このように分割された各領域について固有の判定プログラムを用いて判定を行う。ここで、固有の判定プログラムとは、判定処理を行うためのアルゴリズムが異なる場合だけでなく、良否判定の際の閾値を変更する場合、あるいは、判定をまったく行わない場合も含むものである。判定処理を行う場合、好ましくは、配線パターン２１やパッド２２の内側領域４１（図５（ｄ））に対しては比較的緩い基準で判定を行い、また、配線パターン２１やパッド２２の外側境界領域４２（図５（ｃ））については比較的厳しい基準で判定を行う。このように外側境界領域４２について厳しい基準で判定するのは、配線パターン２１やパッド２２の境界部分に突起が存在すれば、他の配線パターン２１などと短絡を生じる可能性が高いからである。また、パッド２２のネック２１ａの領域（図５（ｂ））については、レジスト２３の塗布ずれによって面積が大きく変化するため、比較的緩い基準で判定を行うようにする。
【００２５】
配線パターン２１やパッド２２の内側領域４１を判定する場合について説明すると、まず、被検査画像と第一膨張領域との内側における重複領域４３を抽出し、その抽出によって得られた画像における輝度と画素数のヒストグラムを生成する。この生成されたヒストグラムを図６に示すと、図６において、横軸は輝度を示しており、Ｐ１は配線パターン２１やパッド２２の領域を抽出する際に使用された第一輝度幅の下側輝度値、Ｐ４はその第一輝度幅における上側輝度値を示している。このヒストグラムにおいては、輝度平均を中心として正規分布をなしているが、配線パターン２１やパッド２２に欠け２６や細り２８を有している場合は、ヒストグラムが全体的に暗い側へシフトする。そして、このシフト具合に応じて配線パターン２１やパッド２２の形成状態を判定すべく、あらかじめ記憶手段３３に暗い側における基準画素数（第一の基準画素数Ｓ１）を少なくとも記憶させておき、この輝度幅内における画素数と比較する。そして、被検査画像におけるその輝度幅の画素数が基準画素数Ｓ１よりも多い場合は欠陥があると判定する。図６（ｂ）においては、パッド２２の表面に多くのスリ傷が存在してヒストグラムが暗い側へシフトした状態を示している。
【００２６】
次に、図５（ｃ）におけるパッド２２の外側境界領域４２（リング状の領域）の判定方法を説明する。外側境界領域４２を検査する場合、まず、図７（ａ）に示すように、第一の設計データを縮小処理した境界部分から法線方向２２ｃに沿った輝度と位置に関するグラフを生成する。これにより、図７（ｂ）に示すように、パッド２２に突起が存在する場合は、外側方向へ正常な状態よりも高輝度の状態が長くなり、一方、パッド２２に欠けが存在すると、外側方向への高輝度の状態が短くなる。そこで、このように外側領域については、特に形状を判定できるようにすべく、図７（ｂ）におけるグラフの変曲点を検出し、正常な状態における変曲点の位置Ｘ０よりも一定の距離δ以上変曲点の位置がずれている場合は欠陥があると判定する。
【００２７】
また、配線パターン２１やパッド２２の拡大領域とレジスト２３の拡大領域の重なった領域（図５（ｂ））については、次のようにして判定処理を行う。すなわち、ネック２１ａ近傍の重複領域４３については、開口部２３ａにおける基材領域の輝度を４０±２０、レジスト２３の輝度を１００±２０、露出した配線パターン２１やパッド２２の輝度を１８０±２０とした場合、その重複領域４３内に基材部分の輝度である輝度（４０±２０）の画素が一定数以上あるか否かを検出する。具体的には、図８に示すように、重複領域４３についてヒストグラムを生成し、輝度２０から輝度６０までの画素数を計数する。そして、あらかじめ、基準となる画素数を記憶させておき、その基準画素数よりも輝度２０から輝度６０までの画素数が多い場合は、ネック２１ａの銅パターンが少ない、すなわち、パターン切れであると判定する。これにより、正常なレジスト２３の塗布状態（図９（ａ））から位置がずれたとしても（図９（ｂ））、比較的緩い判定基準で判定するので虚報を減らすことができる。
【００２８】
そして、出力手段３９は、このように各種判定プログラムによって判定された各領域ごとの判定結果をその座標位置とともに報知可能に出力する。
【００２９】
次に、このように構成された外観検査装置１における検査方法について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず、プリント基板２を検査する場合、あらかじめ各種設計データを記憶手段３３に格納しておき（ステップＴ１）、また、この設計データに基づく領域を拡大・縮小処理し（ステップＴ２）、他の設計データに基づく拡大・縮小領域と重ね合わせて（ステップＴ３）複数の分割領域を生成する（ステップＴ４）。そして、各分割領域に応じて固有の判定プログラムを格納する（ステップＴ５）。
【００３１】
そして、このように事前に分割領域や判定プログラムを設定した状態で、プリント基板２を検査する場合、検査対象となるプリント基板２から表面画像を取得し（ステップＳ１）、Ａ／Ｄ変換して一旦画像メモリ３０に格納する（ステップＳ２）。そして、第ｎ輝度幅（ｎ＝１、２…）内の輝度の画像をそれぞれ抽出する（ステップＳ３）。これにより、第一輝度幅からシルク２４や他の白い輝度を有する画像を抽出し、また、第二輝度幅からパッド２２や露出した配線パターン２１などのようにシルク２４より輝度の低い画像を抽出し、さらに、第三輝度幅からレジスト２３の塗布された配線パターン２１を含む輝度の画像を抽出する。また、第四輝度幅からプリント基板２の基材上に塗布されたレジスト２３の画像を抽出する。このとき、各輝度幅から概ねシルク２４や配線パターン２１、パッド２２、レジスト２３の塗布された配線パターン２１、基材上のレジスト２３の画像を抽出することができるが、パッド２２のスリ傷やレジスト２３の塗布状態、シルク２４の印刷の厚み、あるいは、光の照射角度によってノイズが含まれることになる。
【００３２】
次に、このように抽出された各検査領域（シルク２４の領域、配線パターン２１やパッド２２の領域、レジスト２３の塗布された配線パターン２１の領域、基板上のレジスト２３の領域）からノイズを除去して目的の検査領域を抽出すべく、記憶手段３３に格納されていた設計データのうち、検査領域に対応する第ｎ設計データを読み出し（ステップＳ４）、これを膨張処理する（ステップＳ５）。そして、この膨張処理された画像と検査対象物から取得された第ｎ輝度幅の画像との位置合わせした後（ステップＳ６）、重複領域４３を抽出する（ステップＳ７）。これにより、図３（ａ）に示すように、レジスト２３の開口部２３ａにパッド２２が存在する場合、図４（ｂ）に示すように、開口部２３ａの縁部２３ｂのノイズが除去される。
【００３３】
次に、このようにノイズを除去した画像について、先に設定データから得られた分割領域を当てはめ（ステップＳ８）、その分割された各領域における検査対象物の画像を取得する（ステップＳ９）。そして、分割領域ごとに独自の判定プログラムに基づいて検査を行い（ステップＳ１０）、例えば、パッド２２の内側領域４１についてはスリ傷の程度を検査し、パッド２２の外側境界領域４２については突起の有無などの形状を検査し、パッド２２のネック２１ａについては、銅パターンの面積の大きさなどを検査する。そして、これらの各分割領域ごとに独自の判定プログラムで良否の判定処理を行い、その結果を出力する（ステップＳ１１）。
【００３４】
＜第二の実施の形態＞
次に、第二の実施の形態において、レジスト２３の上にシルク２４が印刷されている場合における配線パターン２１の検査方法について説明する。
【００３５】
図１１において、２１は配線パターンであり、その上にレジスト２３が塗布され、さらにその上にシルク２４が印刷された状態を示している。このように配線パターン２１の上にシルク２４が印刷されている場合、その下層に設けられたレジスト２３や配線パターン２１を後から検査することができない。一方、シルク２４の印刷状態や色によっては、レジスト２３下層の配線パターン２１とほぼ同じ輝度になることがある。このように、印刷状態の悪いシルク２４とレジスト２３下層の配線パターン２１がほぼ同じ輝度になれば、第三の輝度幅で取得された画像にノイズが含まれることになり、虚報として出力されてしまうことになる。
【００３６】
そこで、第二の実施の形態では、第一の実施の形態と同様に、膨張処理手段３４を用いて配線パターン２１の設計データを膨張処理するとともにシルク２４の設計データを膨張処理し（図１１（ｂ））、配線パターン２１の膨張領域からシルク２４の膨張領域を除去する。そして、この除去処理された設計データと被検査画像の第三の輝度幅で取得された画像とを位置合わせした後、それぞれの重ね合わさった内側の重複領域４３を抽出する。すると、図１１（ｃ）に示すように、シルク２４の除去された配線パターン２１の領域のみが抽出される。そして、この抽出された配線パターン２１の領域からヒストグラムを生成し、このヒストグラムにおける低輝度側における一定輝度幅の画素数と、高輝度側の一定輝度幅の画素数を計数するとともに、あらかじめ記憶手段３３に基準となる第一の基準画素数Ｓ１と第二の基準画素数Ｓ２とを記憶させておき、これらを比較する。そして、低輝度側における一定輝度幅の画素数が第一の基準画素数よりも多い場合、または、高輝度側の一定輝度幅の画素数が第二の基準画素数よりも多い場合は欠陥があると判定する。このとき、シルク２４の下側は検査されないことになるが、シルク２４のもともと検査することができないために、この検査不可領域を虚報として出力しないようにする。
【００３７】
このように上記実施の形態によれば、第一から第四の設計データを用いて製造されたプリント基板２における配線パターン２１やパッド２２、レジスト２３、シルク２４の各形成状態を判定する場合において、第一の設計データで囲まれた領域を膨張処理し、これによって生成された一の膨張領域と、第二の設計データによる膨張領域とを重ね合わせ、その重複領域４３を他の内側領域４１や外側境界領域４２における検査方法と異なる検査方法で検査するようにしたので、製造時にレジスト２３の塗布位置がずれた場合であっても、そのずれの生ずる可能性の高い領域の緩く検査することで、虚報を減らすことができるようになる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３９】
例えば、上記第一の実施の形態では、重複領域４３について比較的判定基準の緩い検査方法で検査するようにしたが、この重複領域４３については、第二の実施の形態と同様に、検査を行わないようにすることもできる。
【００４０】
また、上記実施の形態では、各領域について検査する方法を述べたが、この検査方法に限定されるものではなく、種々の検査方法で検査することができる。
【００４１】
さらに、上記実施の形態では、プリント基板２を検査する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、複数層にわたって製造されるような物品であれば、どのようなものに対しても適用することができる。
【００４２】
加えて、上記実施の形態では、各設計データの膨張領域の重複する領域について検査方法を変えるようにしたが、これに限らず、収縮処理された領域と他の拡大された領域、あるいは、収縮処理された領域と他の収縮処理された領域との重ね合った領域について検査方法を変えるようにしてもよい。すなわち、一の設計データの拡大・縮小領域と他の一の設計データの拡大・縮小領域の組み合わせ４パターンについて検査方法を変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す外観検査装置の概要を示す図
【図２】同形態における機能ブロックを示す図
【図３】同形態におけるプリント基板の表面のレジスト開口部分を示す図
【図４】図３におけるパッドの領域を膨張処理した状態を示す図
【図５】同形態における設計データから分割領域を生成する状態を示す図
【図６】同形態における内側領域の検査に使用されるヒストグラムを示す図
【図７】同形態における外側境界領域の検査に使用される位置−輝度を示す図
【図８】同形態におけるネックの重複領域の検査に使用されるヒストグラムを示す図
【図９】同形態におけるレジストの開口部がずれた状態を示す図
【図１０】同形態における外観検査装置の処理を示すフローチャート
【図１１】本発明の他の実施の形態を示す重複領域を除外した検査を示す図
【図１２】従来における配線パターンの検査方法を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１・・・外観検査装置
１１・・・ステージ
１２・・・ピックアップ
１３・・・画像取得部
１４・・・発光部
１４ａ・・・受光部
１４ｂ・・・回収部
２・・・プリント基板
２１・・・配線パターン
２１ａ・・・ネック
２２・・・パッド
２３・・・レジスト
２３ａ・・・開口部
２３ｂ・・・縁部
２４・・・シルク
２５・・・突起
２６・・・欠け
２７・・・太り
２８・・・細り
３０・・・画像メモリ
３１・・・画像取得手段
３２・・・第一の画像抽出手段
３３・・・記憶手段
３４・・・膨張処理手段
３５・・・位置合わせ手段
３６・・・重複領域抽出手段
３７・・・判定手段
４１・・・外側境界領域
４２・・・内側領域
４３・・・重複領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記各設計データで囲まれた領域を膨張処理させることによって膨張領域を生成するステップと、
当該生成された一の膨張領域と他の設計データの膨張領域とを重ね合わせることによってそれぞれの膨張領域の重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像における当該重複領域について、他の領域で用いられる判定方法と異なる判定方法で判定を行うステップとを備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記各設計データで囲まれた領域を膨張処理させることによって膨張領域を生成するステップと、
当該生成された一の膨張領域と他の設計データの膨張領域とを重ね合わせることによってそれぞれの膨張領域の重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、当該重複領域を除く他の領域について判定を行うステップとを備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項３】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記複数の設計データのうち、いずれか一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第一膨張領域を生成するステップと、
前記複数の設計データのうち、他の一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第二膨張領域を生成するステップと、
前記生成された第一膨張領域と第二膨張領域を重ね合わせることによって重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、前記第一膨張領域の中から前記重複領域を除外した領域について第一の判定方法で判定するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、前記重複領域について前記第一の判定方法と異なる第二の判定方法で判定を行うステップと、
を備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記複数の設計データのうち、いずれか一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第一膨張領域を生成するステップと、
前記複数の設計データのうち、他の一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第二膨張領域を生成するステップと、
前記生成された第一膨張領域と第二膨張領域を重ね合わせることによって重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、前記第一膨張領域の中から前記重複領域を除外した領域について第一の判定方法で判定するステップと、
を備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項５】
前記膨張処理が、製造基準で示された製造誤差の範囲内で膨張処理を行うものである請求項１から５のいずれか１項に記載の外観検査方法。
【請求項１】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記各設計データで囲まれた領域を膨張処理させることによって膨張領域を生成するステップと、
当該生成された一の膨張領域と他の設計データの膨張領域とを重ね合わせることによってそれぞれの膨張領域の重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像における当該重複領域について、他の領域で用いられる判定方法と異なる判定方法で判定を行うステップとを備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記各設計データで囲まれた領域を膨張処理させることによって膨張領域を生成するステップと、
当該生成された一の膨張領域と他の設計データの膨張領域とを重ね合わせることによってそれぞれの膨張領域の重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、当該重複領域を除く他の領域について判定を行うステップとを備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項３】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記複数の設計データのうち、いずれか一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第一膨張領域を生成するステップと、
前記複数の設計データのうち、他の一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第二膨張領域を生成するステップと、
前記生成された第一膨張領域と第二膨張領域を重ね合わせることによって重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、前記第一膨張領域の中から前記重複領域を除外した領域について第一の判定方法で判定するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、前記重複領域について前記第一の判定方法と異なる第二の判定方法で判定を行うステップと、
を備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】
複数の設計データを用いて製造された物品の各形成状態を判定する外観検査装置で使用される外観検査方法において、
前記複数の設計データのうち、いずれか一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第一膨張領域を生成するステップと、
前記複数の設計データのうち、他の一の設計データで囲まれた領域を膨張処理して第二膨張領域を生成するステップと、
前記生成された第一膨張領域と第二膨張領域を重ね合わせることによって重複領域を抽出するステップと、
前記物品から取得された画像のうち、前記第一膨張領域の中から前記重複領域を除外した領域について第一の判定方法で判定するステップと、
を備えたことを特徴とする外観検査方法。
【請求項５】
前記膨張処理が、製造基準で示された製造誤差の範囲内で膨張処理を行うものである請求項１から５のいずれか１項に記載の外観検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２９８４３６（Ｐ２００８−２９８４３６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４１４０６（Ｐ２００７−１４１４０６）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度、経済産業省、独立行政法人情報処理推進機構の委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５９７０２８０８１）株式会社メガトレード (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度、経済産業省、独立行政法人情報処理推進機構の委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５９７０２８０８１）株式会社メガトレード (27)
【Ｆターム（参考）】
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