JP3581040B2 - 配線パターン検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用画像処理でのパターン２値化方法に係り、特に、プリント配線板やセラミック基板及びグリーンシートなどの自動外観検査装置において、配線パターンを高精度に検出する配線パターン検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリント基板などの検査装置、例えば、外観検査装置において、パターン検出方法としては、単純２値化、即ち、単一の２値化閾値による２値化処理が一般的な方法であるが、特に、特開平１−１４２９８８公報に記載の２値化装置の場合、配線パターンに生ずる細いヘアライン状の断線欠陥を安定に検出可能とするため、固定閾値による２値画像と２次微分の２値化画像とを合成する方式がとられている。この方式によれば、検出対象である配線パターンを固定閾値にて検出するとともに、ヘアライン状の断線欠陥や配線パターン間をショートするショート欠陥を、２次微分画像により、顕在化検出することが可能な構成となっている。
【０００３】
この他にも、「精密工学会誌 ＪＳＰＥ−５９−０６」１９９３ ｐｐ．９９３〜１０００の論文「設計パターンとの比較による高精度プリント基板パターン検査装置」には、微小振幅欠陥を抽出する２値化方式について詳細に述べられている。この方式も、微分を基本とするオペレータを作用させることにより、微細な欠陥を検出するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、検出された配線パターンの濃淡画像を２次微分することにより、細いヘアライン状の欠陥部分が急峻な信号変化となって現われるようにし、これによってかかる欠陥を検出するものである。
【０００５】
しかしながら、導体パターン内部に発生するピンホール状の欠陥（以下、ピンホール欠陥という）や、実際にショートはしていないが、導体間隔が基準値（設計仕様）以下となるような半ショート欠陥では、一般的に、濃淡画像での信号変化がなだらかとなるため、２次微分処理によるかかる欠陥の顕在化の効果が小さいし、また、微小なピンホール欠陥は、信号コントラストも低いため、通常の場合に設定される２値化閾値では、検出できない。
【０００６】
一方、配線パターンに生ずる欠陥としては、不足系欠陥（または欠落性欠陥とも呼ばれ、ピンホール、断線や半断線などの欠陥がこれに該当する）と余剰系欠陥（または突出性欠陥とも呼ばれ、飛散、孤立点、半ショートやショートなどの欠陥がこれに該当する）とがあるが、単一の２値化閾値では、これらの欠陥モードを同等に扱うことは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、検出対象物の形状や面積などによる図形的性質の違いや対象パターン密度の変化に依存せず、画像から安定して検出対象物を抽出することができるようにした配線パターン検査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、プリント基板あるいはセラミックス基板などの被検査対象物に形成された配線パターンの濃淡画像を入力する手段と、該濃淡画像を２次微分画像に変換する２次微分処理手段と、該２次微分画像を互いに異なる所定の閾値で２値化する複数の２次微分画像２値化手段と、該濃淡画像を互いに異なる所定の閾値で２値化する複数の濃淡画像２値化手段と、該濃淡画像での該２次微分画像２値化手段と該濃淡画像２値化手段とで処理される画素が該配線パターンの部分の画素であるか、該被対象物の基材部分の画素であるか、該配線パターンの境界部の画素であるかを判定する領域判定手段とを備え、該２次微分画像２値化手段の出力と該濃淡画像２値化手段の出力とを、該領域判定手段の出力に応じて、選択し、合成することにより、該濃淡画像の２値化画像を得るものである。
【０００９】
領域判定手段は、濃淡画像２値化手段の出力画像に対し、Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは整数）の領域分割オペレータ中の所定画素値の有効画素数を計数し、その計数値に応じて上記の判定を行なうものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
プリント基板やセラミック基板，グリーンシート（以下では、プリント基板で代表させる）に形成された配線パターンには、図４に示すように、配線パターン１の断線や配線パターン１の幅が基準値（設計仕様）よりも狭い半断線，ピンホールといった欠陥で代表される不足系欠陥（欠落性欠陥または凹系欠陥とも呼称される）や、半ショートやショート，飛散といった欠陥で代表される余剰系欠陥（突出性欠陥または凸系欠陥とも呼称される）が発生する。外観検査装置などの配線パターン検査装置は、このような欠陥の有無を検査するものである。
【００１５】
図５は配線パターン検査装置でのかかる欠陥の検査アルゴリズムの一例であるパターンの連結関係比較方式を示す図である。かかる検査アルゴリズムの詳細に関しては、特許第１５８９７９３号に記述されているので、ここでは、その原理について簡単に説明する。
【００１６】
同図において、連結関係比較方式は、検出された配線パターンの濃淡画像を２値化し、この２値パターンを太線状に膨張させることにより、半ショート部分（パターンの間隔が基準値以下の部分）をショート状態とする画像パターンに変換する膨張系と、この２値パターンを細線状に収縮させて半断線部分（パターンの幅が基準値以下の部分）を断線状態とする画像パターンに変換する収縮系との２通りの処理を行ない、これら膨張系で得られた画像パターンと収縮系で得られた画像パターンとについて、パッド（パターンの端部の円形部分）間の連結関係を抽出して設計情報と比較し、半ショートや半断線などの欠陥を検出するものである。
【００１７】
これは、導体間隔が規定の間隔以下のとき欠陥とし、あるいは導体幅が規定の幅以下のとき欠陥とする検査規定によるものであって、膨張系は、欠陥とする規定値以下の間隔を潰して導体間をくっつけるようにし、また、収縮系では、規定値以下の導体幅をなくして切断された状態とし、欠陥の検査を行なうものである。従って、もとの配線パターンから膨張パターンを形成する場合の膨張量は最小導体間隔とし、収縮量は最小パターン幅とするものである。
【００１８】
ここで、連結関係の抽出処理とは、パッドの中心に番号（パッド番号）を割り当ててパッド番号をパターンに沿って伝播させ、これが他のパッド番号に到達したとき、そのパッド番号と出発点のパッド番号との間に連結があったものとして記憶させるという方法である。
【００１９】
図５によると、膨張系の場合、パッド番号▲１▼がパッド番号▲２▼，▲３▼，▲４▼と連結されているという連結関係が抽出されるが、設計情報によると、パッド番号▲１▼とパッド番号▲２▼とが、また、パッド番号▲３▼とパッド番号▲４▼とが夫々連結されていることになるから、抽出された連結関係と設計情報とを比較することにより、パッド番号▲１▼とパッド番号▲３▼，▲４▼との間に半ショートあるいはショートといった欠陥があることが分かる。
【００２０】
また、収縮系の場合には、同様にして、パッド番号▲３▼，▲４▼間のみが連結されているという連結関係が抽出されるが、設計情報によると、パッド番号▲１▼，▲２▼間も連結されていることになるから、このパッド番号▲１▼，▲２▼間に半断線あるいは断線といった欠陥があることが分かる。
【００２１】
図６は配線パターン検査装置の検査アルゴリズムの全体構成を示す図である。
【００２２】
同図において、パターン検出部１００では、プリント基板からの光画像を光電変換することにより、このプリント基板の表面の濃淡画像の信号を得る。この濃淡画像は膨張系と収縮系とに送られる。
【００２３】
膨張系では、この配線パターンの濃淡画像を２値化１０１し、得られた２値パターンを、上記のように、膨張１１０ａさせ、この膨張パターンを、連結関係を保ったまま画像を縮小変化させるデータ圧縮処理１１１ａを行なった後、一旦画像メモリに記憶１１２させる。縮小系でも同様であって、配線パターンの濃淡画像を２値化１０２し、得られた２値パターンを、上記のように、縮小１２０させ、この縮小パターンを、連結関係を保ったまま画像を縮小変化させるデータ圧縮処理１１１ｂを行なった後、一旦画像メモリに記憶１１３させる。
【００２４】
しかる後、画像メモリから膨張パターンと縮小パターンとを読み出して夫々の連結関係を抽出１１４し、夫々の抽出結果を設計情報１１５と比較して欠陥の判定１１６を行ない、この判定結果に基づいて膨張パターンと収縮パターンでの欠陥を含む連結関係部分を抽出１１７し、欠陥位置を特定１１８する。
【００２５】
このような配線パターンの検査において、膨張系では、図４に示すようなショートは勿論のこと、半ショートや細い幅のヘアラインショートや細かい飛散，孤立点といった小さい余剰系欠陥も明確に欠陥として検出可能となり、かつヘアライン断線やピンホールといった不足系欠陥がなくなるような膨張パターンが得られるようにすることが必要であるし、また、収縮系についても、図４に示すような断線や半断線は勿論のこと、細い幅のヘアライン断線や細かいピンホールといった不足系欠陥も明確に欠陥として検出可能となり、かつヘアラインショートや細かい飛散，孤立点といった余剰系欠陥がなくなるような収縮パターンが得られるようにすることが必要である。
【００２６】
従来では、２値化処理１０１，１０２としては、単一の２値化閾値を用いる単純２値化方式により、検出された濃淡画像の２値化を行ない、これを膨張系，収縮系で処理するようにしていたが、上記のような余剰系，不足系の欠陥全てを検出できるような２値化閾値を設定することができなかった。これに対し、本発明では、膨張系，収縮系での処理で上記の欠陥が全て検出できるような２値化１０１，１０２を可能とするものである。
【００２７】
以下、本発明による配線パターン検査方法の一実施形態について説明する。
この実施形態は、３閾値による２値化と２次微分による２値化とを併用し、かつこれら２値化のための５種類の閾値を適正に設定することができるようにしたものであるが、まず、図１により、かかる５種類の閾値について説明する。
【００２８】
図１（ａ）はプリント基板上の配線パターンの一具体例を示すものであって、１は配線パターン、２はヘアライン断線、３はピンホール、４はヘアラインショート、５は飛散、６はプリント基板の基材部である。
【００２９】
同図（ａ）において、プリント基板の基材部６の表面は輝度が高くて明るく、この表面に輝度が低くて暗い配線パターン１が形成されているものとする。そして、ここでは、この配線パターン１にヘアライン断線２やピンホール３が生じており、また、この配線パターン１と他の配線パターンとの間にヘアラインショート４が、さらに、基材部６の表面に飛散５が発生しているものとする。
【００３０】
かかるプリント基板上のＡ−Ａ線に沿って読み取られる濃淡画像信号１０は、図１（ｂ）に示すように、配線パターン１に対する低レベル部分と基材部６に対する高レベル部分とからなり、これら低レベル部分と高レベル部分との境のレベル変化部分が配線パターン１のエッジ部分となる。
【００３１】
ここで、暗い配線パターン１中に存在はヘアライン断線２は、配線パターン１の部分よりも明るいが、基材部６に比べて暗く、細くなるほど配線パターン１の明るさに近づいていく。このため、濃淡画像信号１０では、図１（ｂ）に示すように、ヘアライン断線２の部分のレベルは配線パターン１の部分のレベルよりも若干高くなっている。また、ピンホール３も、ヘアライン断線２と同様、配線パターン１と基材部６との間の明るさを持つが、ヘアライン断線２に比べて広い面積を持つため、濃淡画像信号１０では、図１（ｂ）に示すように、ヘアライン断線２の部分よりもレベルが高いものとなる。
【００３２】
また、ヘアラインショート４や飛散５は、その周りが基材部６で囲まれているため、むしろ基材部６に近い明るさを持っており、その幅や大きさが小さくなるほど、その明るさが基材部６に近づいてくる。従って、濃淡画像信号１０では、図１（ｂ）に示すように、ヘアラインショート４や飛散５の部分のレベルは、基材部６のレベルよりも低いが、ヘアライン断線２やピンホール３の部分のレベルよりも高く、これら間のレベル差は、基材部６と配線パターン１との明るさの差（コントラスト）が大きくなるほど、大きくなる。この場合も、飛散５は、ヘアラインショート４に対して面積を持つため、濃淡画像信号１０では、飛散５の部分のレベルがヘアラインショート４の部分のレベルよりも低い。
【００３３】
このように、ヘアライン断線２やピンホール３といった不足系欠陥とヘアラインショート４や飛散５といった余剰系欠陥とでは、濃淡画像信号１０での信号レベルが大きく異なるものであり、このため、従来のような単一の２値化閾値を用いた２値化方式では、これら欠陥を全て含む２値化パターンを得ることができない。
【００３４】
この実施形態では、図１（ｂ）に示すように、濃淡画像信号１０に対しては、
ｔｈ１：基本閾値
ｔｈＨ：飛散検出用の高い閾値
ｔｈＬ：ピンホール検出用の低い閾値
を用いる。
【００３５】
また、ヘアライン断線２やヘアラインショート４の検出には、濃淡画像信号１０の２次微分信号の２値化方式を併用するものである。図１（ｃ）はこの２次微分信号１１を示すものである。濃淡画像信号１０でのヘアライン断線２の部分はピンホール３の部分よりも信号変化も急峻であるから、図１（ｃ）に示すように、２次微分信号１１において、ヘアライン断線２の部分はピンホール３の部分よりも振幅が大きい。同様にして、２次微分信号１１において、ヘアラインショート４の部分は飛散５の部分よりも振幅が大きい。このことから、この２次微分信号１１に対し、
ｔｈ２：２次微分画像に対するヘアラインショート検出用閾値
ｔｈ３：２次微分画像に対するヘアライン断線検出用閾値
を設定する。
【００３６】
図１（ｄ）は図１（ｂ）における濃淡画像信号１０を適切に設定された基本閾値ｔｈ１で２値化して得られる２値パターンＡ_１を示すものであって、この濃淡画像信号の明るさ（濃淡値）をＩとすると、
【００３７】
【数１】

【００３８】
である。図１（ｈ）は図１（ｂ）における濃淡画像信号１０を適切に設定された飛散検出用閾値ｔｈＨで２値化して得られる２値パターンＡ_Ｈを示すものであって、
【００３９】
【数２】

【００４０】
である。図１（ｊ）は図１（ｂ）における濃淡画像信号１０を適切に設定されたピンホール検出用閾値ｔｈＬで２値化して得られる２値パターンＡ_Ｌを示すものであって、
【００４１】
【数３】

【００４２】
である。
【００４３】
また、図１（ｉ）は図１（ｃ）における２次微分信号１１を適切に設定されたヘアラインショート検出用閾値ｔｈ２で２値化して得られる２値パターンＡ_２を示すものであって、２次微分値をＩ”_ａ，Ｉ”_ｂ，Ｉ”_ｃ，Ｉ”_ｄとして、
【００４４】
【数４】

【００４５】
である。ここで、２次微分値Ｉ”_ａは図１（ｂ）に示した濃淡画像信号１０に図２（ａ）に示す画素単位で５×５の２次微分オペレータを作用させることによって得られるものであり、以下、２次微分値をＩ”_ｂ，Ｉ”_ｃ，Ｉ”_ｄは夫々、濃淡画像信号１０に図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す画素単位で５×５の２次微分オペレータを作用させることによって得られるものである。図１（ｋ）は図１（ｃ）における２次微分信号１１を適切に設定されたヘアラインショート検出用閾値ｔｈ３で２値化して得られる２値パターンＡ_３を示すものであって、
【００４６】
【数５】

【００４７】
である。
【００４８】
なお、図２（ａ）に示す２次微分オペレータは水平方向に沿うパターンエッジを顕在化するものであり、図２（ｂ）に示す２次微分オペレータは右上がり方向に沿うパターンエッジを顕在化するものであり、図２（ｃ）に示す２次微分オペレータは垂直方向に沿うパターンエッジを顕在化するものであり、図２（ｄ）に示す２次微分オペレータは右下がり方向に沿うパターンエッジを顕在化するものである。即ち、これら２次微分オペレータは入力される濃淡画像のエッジ部分を顕在化するものであり、このエッジ部が急峻なほど２次微分値Ｉ”_ａ，Ｉ”_ｂ，Ｉ”_ｃ，Ｉ”_ｄは大きくなる。従って、図１（ｃ）に示すように、ヘアライン断線２やヘアラインショート４の部分の２次微分値はピンホール３や飛散５の部分の２次微分値よりも大きくなる。
【００４９】
ところで、上記数１〜５による２値化を行なうと、基準閾値による２値パターンＡ_１は、図１（ｄ）に示すように、パターンエッジを境として、配線パターン１の部分で“１”，基材部６の部分で“０”となる。つまり、パターンエッジでレベルが反転する信号である。
【００５０】
濃淡画像１０の飛散検出用閾値ｔｈＨによる２値パターンＡ_Ｈは、図１（ｈ）に示すように、基材部６に存在するヘアラインショート４や飛散５といった欠陥に対して“１”となり、飛散検出用閾値ｔｈＨを適切に設定することにより、飛散５に対する信号成分はこの飛散５の幅の実寸法に応じた時間幅の信号として含まれる。しかし、この２値パターンＡ_Ｈには、かかる飛散５に対する信号成分ばかりでなく、ヘアラインショート４に対する信号成分も含まれる場合もあるし、また、配線パターン１の部分では、常時“１”である。
【００５１】
また、濃淡画像１０のピンホール検出用閾値ｔｈＬによる２値パターンＡ_Ｌは、図１（ｊ）に示すように、配線パターン１に存在するヘアライン断線２やピンホール３といった欠陥に対して“０”となり、ピンホール検出用閾値ｔｈＬを適切に設定することにより、ピンホール３に対する信号成分はこのピンホール３の幅の実寸法に応じた時間幅の信号として含まれる。基材部６の部分では、２値パターンＡ_Ｌは常時“０”となる。
【００５２】
２次微分パターン１１のヘアラインショート検出用閾値ｔｈ２による微分２値パターンＡ_２は、図１（ｉ）に示すように、ヘアラインショート検出用閾値ｔｈ２を適切に設定することにより、ヘアラインショート４に対する信号成分がこの欠陥の幅の実寸法に応じた時間幅の“１”の信号として含まれるのであるが、エッジ部分の急峻さに応じて、ピンホール３や飛散５のエッジ部や配線パターン１のエッジ部なども含まれることになる。
【００５３】
２次微分パターン１１のヘアライン断線検出用閾値ｔｈ３による微分２値パターンＡ_２は、図１（ｋ）に示すように、ヘアライン断線検出用閾値ｔｈ３を適切に設定することにより、ヘアライン断線２に対する信号成分がこの欠陥の幅の実寸法に応じた時間幅の“０”の信号として含まれるのであるが、エッジ部分の急峻さに応じて、ピンホール３や配線パターン１などのエッジ部も含まれることになる。
【００５４】
さて、以上のような２値パターンにおいて、２値パターンＡ_Ｌ，Ａ_３を論理積処理することにより、ヘアライン断線２及びピンホール３の夫々の欠陥に対するそれらの実寸法に応じた時間幅の信号成分を含む２値パターン（Ａ_Ｌ・Ａ_３）が得られる。同様にして、２値パターンＡ_Ｈ，Ａ_２を論理積処理することにより、ヘアラインショート４及び飛散５の夫々の欠陥に対するそれらの実寸法に応じた時間幅の信号成分を含む２値パターン（Ａ_Ｈ＋Ａ_２）が得られる。ここで、・は論理積、＋は論理和を表わす。
【００５５】
ところで、上記２値パターン（Ａ_Ｌ・Ａ_３）についてみると、ヘアライン断線２及びピンホール３は配線パターン１の領域に存在する欠陥であるから、これら欠陥の信号成分を得るためには、この２値パターン（Ａ_Ｌ・Ａ_３）のうちの配線パターン１の領域の部分のみ抽出する必要がある。同様にして、上記２値パターン（Ａ_Ｈ＋Ａ_２）についてみると、ヘアラインショート４及び飛散５は基材部６の領域に存在する欠陥であるから、これら欠陥の信号成分を得るためには、この２値パターン（Ａ_Ｈ＋Ａ_２）のうちの基材部６の領域の部分のみ抽出する必要がある。なお、配線パターン１のエッジ部は、上記の各閾値ｔｈ１，ｔｈＨ，ｔｈＬ，ｔｈ２，ｔｈ３による２値化で検出されるが、欠陥ではない。また、閾値ｔｈ１，ｔｈＨ，ｔｈＬ，ｔｈ２，ｔｈ３による２値化では、この配線パターン１のエッジ部は正しく検出されない。即ち、基本閾値ｔｈ１が配線パターン１のエッジ部を検出するためのものであり、この基本閾値ｔｈ１を適切に設定することにより、配線パターン１のエッジ部が正しい位置で検出されることになる。図１（ｄ）に示す２値パターンＡ_１のレベル反転部が配線パターン１のエッジ部を表わしていることになる。
【００５６】
以上のことからして、ヘアライン断線２及びピンホール３は２値パターン（Ａ_Ｌ・Ａ_３）から、ヘアラインショート４及び飛散５は２値パターン（Ａ_Ｈ＋Ａ_２）から、配線パターン１のエッジ部は２値パターンＡ_１から夫々得られるようにする必要がある。
【００５７】
そこで、この実施形態では、さらに、信号の時間軸方向に、エッジ部を除いた配線パターン１の領域とこの配線パターン１のエッジ部を含むエッジ領域と基材部６の領域とに領域分割する。図１（ｅ）は配線パターン１の領域を表わす２値パターンＡ_ＮＬ（なお、この配線パターン１の領域も配線パターン領域Ａ_ＮＬという）を、図１（ｆ）は配線パターン１のエッジ部の領域を表わす２値パターンＡ_ＮＭ（なお、このエッジ部の領域もエッジ領域Ａ_ＮＭという）を、図１（ｇ）は基材部６の領域を表わす２値パターンＡ_ＮＨ（なお、この基材部６の領域も基材部領域Ａ_ＮＨという）を夫々表わしている。かかる領域Ａ_ＮＬ，Ａ_ＮＭ，Ａ_ＮＨは、後述する領域分割オペレータでの着目画素の周囲の“１”の有効画素数をＮ、後述するように判定値をＮ_Ｌ，Ｎ_Ｈとして、次の数６で表わされる。
【００５８】
【数６】

【００５９】
但し、
Ａ_ＮＬ＋Ａ_ＮＭ＋Ａ_ＮＨ＝１
である。
【００６０】
そして、配線パターン領域でヘアライン断線２及びピンホール３の検出を行なうために、２値パターン（Ａ_Ｌ・Ａ_３），Ａ_ＮＬの演算処理、即ち、
Ａ_ＮＬ・（Ａ_Ｌ・Ａ_３）
を行ない、基材部６の領域でヘアラインライン４及び飛散５の検出を行なうために、２値パターン（Ａ_Ｈ＋Ａ_２），Ａ_ＮＨの演算処理、即ち、
Ａ_ＮＨ・（Ａ_Ｈ＋Ａ_２）
を行なう。また、エッジ領域で配線パターン１のエッジ部の検出を行なうために
、 Ａ_ＮＭ・（Ａ_１・Ａ_３＋Ａ_１・Ａ_２）
の処理を行なう。なお、上記演算式において、Ａ_１・Ａ_３はこのエッジ領域でのレベルと配線パターン領域でのＡ_ＮＬ・（Ａ_Ｌ・Ａ_３）のレベルとを揃えるための演算であり、また、Ａ_１・Ａ_２は２値パターンＡ１が図示とはレベル反転しているときのエッジ領域でのレベルと基材部領域でのＡ_ＮＨ・（Ａ_Ｈ＋Ａ_２）のレベルとを揃えるための演算である。
【００６１】
従って、以上の２値化処理によって得られる２値化出力Ａ_Ｒは、
【００６２】
【数７】

【００６３】
となる。この出力Ａ_Ｒを図１（ｌ）に示す。
【００６４】
次に、上記の領域分割について説明する。
【００６５】
ここで、このような配線パターン領域Ａ_ＮＬ，エッジ領域Ａ_ＮＭ，基材部領域Ａ_ＮＨへの分割は、図１（ｄ）に示す基本閾値ｔｈ１による２値パターンＡ_１へ領域分割オペレータを作用させ、２値パターンＡ_１での着目画素がこれら領域Ａ_ＮＬ，Ａ_ＮＭ，Ａ_ＮＨのいずれに属しているかを判定するものである。この領域分割オペレータは、２値パターンＡ_１での画素の２次元配列に作用させるものであって、着目画素が判定基準となる周囲の有効画素にどのような状態で囲まれているかに応じて、この着目画素が領域Ａ_ＮＬ，Ａ_ＮＭ，Ａ_ＮＨのいずれに属しているかを判定するものである。
【００６６】
図３は領域分割オペレータの具体例を示すものである。かかる具体例は、有効画素を着目画素Ｐを中心とする円周上の画素Ｂとするものであって、これら有効画素Ｂが“１”であるか否かを判定して、“１”の有効画素Ｂの個数Ｎをカウントし、このカウント値Ｎに応じてこの着目画素Ｐが領域Ａ_ＮＬ，Ａ_ＮＭ，Ａ_ＮＨのいずれに属しているかを判定するものである。
【００６７】
ここで、周囲画素Ｂが存在する円周の直径が画素単位でｎ画素であるとき、この領域分割オペレータをサイズｎ×ｎのオペレータという。このオペレータサイズは配線パターン１の線幅やこの配線パターンのエッジ幅に応じて設定されるものであって、異なる線幅やエッジ幅の配線パターンのプリント基板を検査する検査装置の場合には、各プリント基板毎に最適なサイズの領域分割オペレータが予め設けられており、検査するプリント基板に応じて使用する領域分割オペレータを異ならせる。
【００６８】
図３には、サイズが７×７，９×９及び１１×１１の領域分割オペレータを示している。サイズ７×７の領域分割オペレータでは、有効画素Ｂは１６画素であり、この画素数に対して２つの判定値Ｎ_Ｌ＝１４，Ｎ_Ｈ＝２が設定されている。また、サイズ９×９の領域分割オペレータでは、有効画素Ｂは２４画素であって、この画素数に対して２つの判定値Ｎ_Ｌ＝２２，Ｎ_Ｈ＝２が設定され、サイズ１１×１１の領域分割オペレータでは、有効画素Ｂは２８画素であり、この画素数に対して２つの判定値Ｎ_Ｌ＝２５，Ｎ_Ｈ＝３が設定されている。
【００６９】
このような領域分割オペレータの判定値Ｎ_Ｌ，Ｎ_Ｈと上記の“１”の有効画素Ｂの個数Ｎとから、上記数６に基づいて着目画素Ｐの属する領域Ａ_ＮＬ，Ａ_ＮＭ，Ａ_ＮＨを判定するものである。
【００７０】
ところで、上記のような欠陥が発生しないとするならば、有効画素Ｂが全て“１”のとき、着目画素Ｐは配線パターンの領域にあると判定でき、また、有効画素Ｂが全て“０”のとき、着目画素Ｐは基材部の領域にあると判定でき、さらに、一部の有効画素Ｂが“１”での凝りの有効画素Ｂが“０”のとき、着目画素Ｐは配線パターンのエッジ部の領域に属すると判定することができる。このため、例えば、サイズ７×７の領域分割オペレータにおいて、Ｎ_Ｌ＝１６，Ｎ_Ｈ＝０とすることも考えられる。
【００７１】
しかし、このようにすると、例えば、サイズ７×７の領域分割オペレータにおいて、配線パターン領域Ａ_ＮＬで有効画素Ｂが並んだ円周を１画素以下の幅のヘアライン断線が横切る場合、２個の有効画素が“０”となって“１”の有効画素Ｂの個数Ｎ＝１４となり、Ｎ＜Ｎ_Ｌであるから、配線パターン領域Ａ_ＮＬであるにもかかわらず、配線パターンのエッジ部の領域Ａ_ＮＭと誤った判定をすることになる。このため、図３では、判定値Ｎ_Ｌを有効画素Ｂの総数よりもヘアライン断線の幅分少ない値としているのである。同様にして、判定値Ｎ_Ｈにも、ヘアラインショートの幅分の値を持たせ、ヘアラインショートがあっても、これにより、基材部の領域Ａ_ＮＨを配線パターンのエッジ部の領域Ａ_ＮＭと誤って判定することがないようにしている。
【００７２】
そして、このように判定値Ｎ_Ｌ，Ｎ_Ｈを設定して正しく配線パターン，そのエッジ部，基材部の各領域を判定できることにより、配線パターンの領域Ａ_ＮＬでのヘアライン断線を、また、基材部の領域Ａ_ＮＨでのヘアラインショートを検出できるようになる。
【００７３】
なお、ヘアライン断線やヘアラインショートの幅は、領域分割オペレータのサイズに応じて異ならせてもよく、その領域分割オペレータを使用する配線パターンでのかかる欠陥の幅がどの程度となるかに応じて決定されるものである。
【００７４】
また、ここでは、有効画素Ｂを着目画素Ｐに対して等方的な配置となる円周上に配置されたものとしたが、これのみに限定されるものではなく、例えば、着目画素Ｐを中心とする円内の全ての画素や着目画素を中心とする正方形内の全ての画素など、被検査物の図形的性質や仕様などに応じて適宜その範囲を変更可能である。
【００７５】
次に、領域分割オペレータと配線パターンの線幅との関係について、図７を用いて説明する。
【００７６】
図７（ａ）は配線パターン１の線幅（ここでは、この線幅を５画素分とする）以下のサイズの領域分割オペレータ（ここでは、オペレータサイズ５×５とする）がこの配線パターン１を、図面上、右方向に横切る動作を示しており、配線パターン１に対する領域分割オペレータの位置が（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）の順に変化していくものとする。
【００７７】
（ｉ）の状態は着目画素Ｐの周りの有効画素Ｂが全て配線パターン１の領域内にあり、このときの有効画素Ｂは全て“１”である。ここで、全有効画素Ｂの個数に対する“１”の有効画素Ｂの個数Ｎの比をαとすると、この（ｉ）の状態では、α＝１２／１２である。次に、配線パターン１に対して領域分割オペレータが２画素分右方に移動した（ｉｉ）の状態では、右側の５個の有効画素Ｂが配線パターン１からはみ出して“０”となり、このときには、比α＝７／１２となる。さらに、配線パターン１に対して領域分割オペレータが１画素分右方に移動した（ｉｉｉ）の状態になると、右側の７個の有効画素Ｂが配線パターン１からはみ出して“０”となり、このときには、比α＝５／１２となる。
【００７８】
このように、オペレータサイズが配線パターン１の線幅よりも小さいときには、領域分割オペレータが配線パターン１内にあるとき、比α＝１となって最大となり、領域分割オペレータが配線パターン１から外れていくにつれてαが小さくなっていく。
【００７９】
これに対し、図７（ｂ）はオペレータサイズが配線パターン１の線幅（ここでも、この線幅を５画素分としている）よりも大きい場合（ここでは、オペレータサイズ７×７とする）を示すものである。この場合も、図７（ａ）の場合と同様、領域分割オペレータがこの配線パターン１を、図面上、右方向に横切る動作を示しており、配線パターン１に対する領域分割オペレータの位置が（イ），（ロ），（ハ）の順に変化していくものとする。
【００８０】
（イ）の状態は着目画素Ｐが配線パターン１の幅方向中心部に位置しているものとしている。この場合には、５画素の線幅に対してオペレータサイズが７×７であるから、左右両側３個ずつの有効画素Ｂが配線パターン１の領域からはみ出して“０”である。従って、この（イ）の状態では、α＝１０／１２である。次に、配線パターン１に対して領域分割オペレータが１画素分右方に移動した（ロ）の状態では、右側の５個の有効画素Ｂのみが配線パターン１からはみ出して“０”となり、このときには、比α＝１１／１２となる。さらに、配線パターン１に対して領域分割オペレータが１画素分右方に移動した（ハ）の状態になると、右側の７個の有効画素Ｂが配線パターン１からはみ出して“０”となり、このときには、比α＝９／１２となる。
【００８１】
このように、オペレータサイズが配線パターン１の線幅よりも大きいときには、着目画素Ｐが配線パターン１の幅方向中心部にあるよりも、領域分割オペレータが配線パターン１から一方に若干片寄った方が比αが大きくなり、しかる後、領域分割オペレータが配線パターン１から外れていくにつれてαが小さくなっていく。
【００８２】
以上のことからして、オペレータサイズが配線パターン１の線幅以下のときには、領域分割オペレータがこの配線パターン１内にあるとき、比α＝１となって最大となり、領域オペレータが配線パターン１から外れていくにつれてαは単調に小さくなっていくが、オペレータサイズが配線パターン１の線幅よりも大きいと、着目画素Ｐが配線パターン１の幅方向中心部にあるよりも、これよりも若干ずれた方がαが大きくなり、領域分割オペレータと配線パターンとの位置関係とαとの関係が不自然なものとなる。
【００８３】
従って、領域分割オペレータのサイズとしては、プリント基板上での配線パターン１の最小線幅以下であることが必要である。これにより、検査対象となるプリント基板上での配線パターン１の最小線幅に応じて、使用可能な領域分割オペレータの最大のサイズが決まることになる。
【００８４】
図８は検査対象となるプリント基板上での配線パターン１に対する使用可能な領域分割オペレータの最小のサイズを説明した図である。
【００８５】
配線パターン１の濃淡画像信号１０のエッジ部は、パターンのにじみにより、図８に示すように、明るさ（濃淡値）が連続して変化していく傾斜した波形の有限の期間を有している。ここで、このエッジ部において、ピンホール検出用閾値ｔｈＬの明るさから飛散検出用閾値ｔｈＨの明るさまでの明るさ範囲に含まれる明るさの画素数を、以下、明かるさ変化画素数という。
【００８６】
図８（ａ）はオペレータサイズ＞明るさ変化画素数の場合のエッジ部近傍での２値パターンを示すものであって、この場合には、領域分割オペレータで決まるエッジ部の領域Ａ_ＮＭはこの濃淡画像信号１０のエッジ部全体を含むため、このこのエッジ部の領域Ａ_ＮＭ 内にのみ基本閾値ｔｈ１で得られた２値パターンＡ_１のエッジＥ_０が得られることになる。
【００８７】
これに対し、図８（ｂ）に示すように、オペレータサイズ＜明るさ変化画素数の場合には、領域分割オペレータで決まるエッジ部の領域Ａ_ＮＭは濃淡画像信号１０のエッジ部の範囲よりも狭くなり、領域分割オペレータで決まる配線パターン１の領域Ａ_ＮＬも基材部６の領域Ａ_ＮＨもこのエッジ部の範囲に入り込んでくる。このため、勿論領域Ａ_ＮＭで基本閾値ｔｈ１で得られた２値パターンＡ_１のエッジＥ_０が得られるが、領域Ａ_ＮＬでも、ピンホール検出用閾値ｔｈＬで得られる２値パターンＡ_Ｌでこのエッジ部に対するエッジＥ_Ｌが、また、領域Ａ_ＮＨでも、飛散検出用閾値ｔｈＨで得られる２値パターンＡ_Ｈでこのエッジ部に対するエッジＥ_Ｈが夫々発生することになる。
【００８８】
このように、オペレータサイズ＜明るさ変化画素数にすると、領域Ａ_ＮＬ，Ａ_ＮＭ，Ａ_ＮＨの全てに配線パターン１での同じエッジ部が誤って検出されるという不自然な事態が発生することになる。従って、領域分割オペレータのサイズは、配線パターン１のエッジ部の幅以上とすることが必要となる。
【００８９】
なお、領域分割オペレータはサイズを７×７，９×９，１１×１１と離散的な値しかとれないが、有効画素数のカウントに対して閾値Ｎ_Ｈ、Ｎ_Ｌを設けることにより、かかる離散的な実際のサイズの間のサイズの領域分割オペレータを実現することができる。即ち、閾値Ｎ_Ｈ，Ｎ_Ｌを近づけると、オペレータサイズが小さくなることと同様な効果が得られるのである。
【００９０】
この実施形態では、上記のようにして、低い閾値ｔｈＬでピンホール欠陥を、高い閾値ｔｈＨで飛散欠陥を夫々顕在化し、また、ヘアライン断線やヘアラインショートは専ら２次微分閾値により検出するものであり、この結果、上記数７で示す２値化出力Ａ_Ｒが得られるのであるが、上記各閾値ｔｈ１，ｔｈＨ，ｔｈＬ，ｔｈ２，ｔｈ３の設定は、図６に示す欠陥検査装置の場合、２値化手段１０１，１０２とこれによって得られる上記数７で表わされる２値化画像を表示する画像表示手段１３１，１３２を用いて行なわれる。
【００９１】
なお、これら２値化手段１０１，１０２では、上記閾値を適宜設定することにより、２値化機能の切り替えを可能となる。即ち、２次微分併用の２値化とするためには、閾値の設定をｔｈ１＝ｔｈＨ＝ｔｈＬとすればよい。これにより、数１，２，３からＡ_１＝Ａ_Ｈ＝Ａ_Ｌとなるので、上記数７に示す２値化出力信号Ａ_Ｒは、

となり、従来の２次微分を併用した２値化を実現できる。但し、この場合の上記数７では、Ａ_ＮＭ・Ａ_１・Ａ_２はＡ_ＮＭ＝１（パターンエッジ領域）かつＡ_１＝０の領域での閾値ｔｈ２による２次微分２値画像を表わすものであり、また、Ａ_ＮＨ・Ａ_３・Ａ_２はＡ_ＮＨ＝１の領域であるが、この領域ではＡ_３＝１であり、Ａ_１＝１と同等である。従って、この場合の数７における（Ａ_ＮＭ・Ａ_１・Ａ_２＋Ａ_ＮＨ・Ａ_３・Ａ_２）はＡ_１・Ａ_２となり、上記の２値化出力信号Ａ_Ｒ が得られることになる。
【００９２】
一方、２次微分２値化を用いないで３閾値２値化として機能させるためには、２次微分画像Ｉ”の閾値をｔｈ２＝∞、ｔｈ３＝−∞とすればよく、上記数４により、Ａ_２＝０、また、上記数５により、Ａ_３＝１となるため、これを上記数７に代入すると、２値化出力信号Ａ_Ｒは、
Ａ_Ｒ＝Ａ_ＮＬ・Ａ_Ｌ＋Ａ_ＮＭ・Ａ_１＋Ａ_ＮＨ・Ａ_Ｈ
となり、３閾値２値化パターンが得られることになる。
【００９３】
さらに、単純２値化（閾値ｔｈ１のみによる２値化）として機能させる場合には、ｔｈ１＝ｔｈＨ＝ｔｈＬ，ｔｈ２＝∞，ｔｈ３＝−∞とすればよい。これにより、Ａ_１＝Ａ_Ｈ＝Ａ_Ｌ、Ａ_２＝０，Ａ_３＝１となり、かつＡ_ＮＬ＋Ａ_ＮＭ＋Ａ_ＮＨ＝１であるから、これを上記数７に代入すると、２値化出力信号Ａ_Ｒは、
Ａ_Ｒ＝Ａ_１
となる。
【００９４】
このように、この実施形態では、各種欠陥の検出に対応することが可能であると共に、柔軟に機能の切り替えを行なうことができる。
【００９５】
次に、パターンを精度良く検出するための２値化閾値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３，ｔｈＨ，ｔｈＬの設定方法について説明する。
【００９６】
この設定のためには、各欠陥モード（即ち、ヘアライン断線やヘアラインショートなどの欠陥の種類）の限界欠陥サンプルを基準として用いる。基準となるサンプルは、実欠陥でも、模擬欠陥でもよい。即ち、検出すべき最小幅を有するヘアライン断線やヘアラインショート，最小導体間隔となる半ショート，最小線幅を有する半断線欠陥，最小検出サイズのピンホールや飛散欠陥などである。
【００９７】
図９は図６の膨張系と収縮系での各２値化閾値の設定基準の一具体例を示すものである。
【００９８】
図６の膨張系での各閾値を設定する場合、パターン検出手段１００から上記のサンプルを持つ濃淡画像を２値化手段１０１に供給し、ここで得られる２値化パターンＡ_Ｒ を画像表示手段１３１で表示させ、閾値を調整することにより、最適な閾値に設定するものである。以下、その設定方法を図９を用いて説明する。
【００９９】
膨張系の場合、パターン検出用の基準閾値ｔｈ１は、検出対象をパターンのエッジ部と半ショート（導体パターン間隔が規定される最小間隔よりも狭くなっている欠陥：図４を参照）とするものであって、この基準閾値ｔｈ１で得られる２値化パターンを、先に説明したように、規定幅だけ膨張したとき、この半ショートが必ずショートするような閾値とするものであり、また、飛散検出用の閾値ｔｈＨを決定する際の基準となるものである。従って、濃淡画像をこの基準閾値ｔｈ１で２値化して得られる２値化パターンの規定される最小導体間隔（欠陥ではない）が実寸通りに検出されるように、この閾値ｔｈ１を設定する必要がある。このことは、半ショートがなければ、導体パターンの間隔が規定の最小の場所でも、膨張したときにショートが生じないことを意味している。このように基準閾値ｔｈ１を設定するためには、ｔｈ１＝ｔｈＨ＝ｔｈＬ，ｔｈ２＝∞，ｔｈ３＝−∞とし、かつ最小導体間隔の濃淡画像をサンプルとして使用して、このサンプルから得られる上記数７の２値化出力信号Ａ_ＲをＡ_Ｒ＝Ａ_１として画像表示手段１３１で表示しながら基準閾値ｔｈ１を調整する。
【０１００】
膨張系の場合、閾値ｔｈ２は、２次微分画像を２値化するものであって、余剰系欠陥としてのヘアラインショートや孤立点を検査対象欠陥とするものであり、検出すべき最小サイズのかかる欠陥が実寸で検出されるように設定されるものであるが、このためには、かかるサイズの欠陥を持つサンプルの濃淡画像を得、これを上記のように基準閾値ｔｈ１で２値化して２値化パターンＡ_１を得るとともに、この濃淡画像の２次微分画像を得、これを閾値ｔｈ２で２値化してかかる最小サイズのかかる欠陥が実寸で検出されるように、この閾値ｔｈ２を調整するものである。この場合、検査対象欠陥が抽出されて画像表示手段１３１で表示されるように、２次微分画像の閾値ｔｈ２による２値画像のうちの２値化パターンＡ_１の“０”の領域だけを抽出して画像表示手段１３１に供給するようにする。このために、ｔｈ１＝ｔｈＨ＝ｔｈＬ，ｔｈ３＝−∞とすることにより、Ａ_１＝Ａ_Ｈ＝Ａ_Ｌ＝０（従って、Ａ_１＝１），かつＡ_３＝１とし、２値化出力信号Ａ_Ｒを、上記数７から、
Ａ_Ｒ＝Ａ_ＮＭ・Ａ_１・Ａ_２＋Ａ_ＮＨ・Ａ_２＝（Ａ_ＮＭ・Ａ_１＋Ａ_ＮＨ）・Ａ_２
とするものである。領域（Ａ_ＮＭ・Ａ_１＋Ａ_ＮＨ）は、図１から明らかなように、Ａ_１＝１の領域である。
【０１０１】
膨張系の場合、閾値ｔｈＨは、濃淡画像を２値化して余剰系欠陥としての飛散を検出するためのものであって、その２値化画像で検出する最小サイズのかかる欠陥が実寸で検出されるように設定される。この場合、検査対象欠陥が抽出されて画像表示手段１３１で表示されるように、濃淡画像の閾値ｔｈＨによる２値画像のうちの２値化パターンＡ_１の“０”の領域だけを抽出して画像表示手段１３１に供給するようにする。このために、ｔｈ１＝ｔｈＬ，ｔｈ２＝∞，ｔｈ３＝−∞とすることにより、Ａ_１＝Ａ_Ｌ＝Ａ_２＝０（従って、Ａ_１＝１），かつＡ_３＝１とし、２値化出力信号Ａ_Ｒを、上記数７から、
Ａ_Ｒ＝Ａ_ＮＨ・Ａ_Ｈ
とするものである。領域Ａ_ＮＨは、図１から明らかなように、パターンエッジ部を除いたＡ_１＝１の領域である。
【０１０２】
閾値ｔｈ３は導体パターン中の不足系欠陥であるヘアライン断線を検出するためのものであり、閾値ｔｈＬは導体パターン中の不足系欠陥であるピンホールを検出するためのものであるから、膨張系では、これら閾値ｔｈ３，ｔｈＬは使用されず、一例として収縮系と同じ値に設定される。
【０１０３】
次に、図６の収縮系での各閾値を設定する場合、パターン検出手段１００からサンプルを持つ濃淡画像を２値化手段１０２に供給し、ここで得られる２値化パターンＡ_Ｒを画像表示手段１３２で表示させ、閾値を調整することにより、最適な閾値に設定するものである。以下、その設定方法を図９を用いて説明する。
【０１０４】
収縮系の場合、パターン検出用の基準閾値ｔｈ１は、検出対象をパターンのエッジ部と半断線（導体パターンの幅が規定される最小幅よりも狭くなっている欠陥：図４を参照）とするものであって、この基準閾値ｔｈ１で得られる２値化パターンを、先に説明したように、規定幅だけ縮小したとき、この半断線が必ず断線するような閾値とするものであり、また、ピンホール検出用の閾値ｔｈＬとを決定する際の基準となるものである。従って、濃淡画像をこの基準閾値ｔｈ１で２値化して得られる２値化パターンの規定される最小導体幅（欠陥ではない）が実寸通りに検出されるように、この閾値ｔｈ１を設定する必要がある。このことは、半断線がなければ、導体パターンの幅が規定の最小の場所でも、収縮したときに断線が生じないことを意味している。このように基準閾値ｔｈ１を設定するためには、ｔｈ１＝ｔｈＨ＝ｔｈＬ，ｔｈ２＝∞，ｔｈ３＝−∞とし、かつ最小導体幅の濃淡画像をサンプルとして使用して、このサンプルから得られる上記数７の２値化出力信号Ａ_ＲをＡ_Ｒ＝Ａ_１として画像表示手段１３１で表示しながら基準閾値ｔｈ１を調整する。
【０１０５】
収縮系の場合、閾値ｔｈ３は、２次微分画像を２値化するものであって、不足系欠陥としてのヘアライン断線を検査対象欠陥とするものであり、検出すべき最小サイズのかかる欠陥が実寸で検出されるように設定されるものであるが、このためには、かかるサイズの欠陥を持つサンプルの濃淡画像を得、これを上記のように基準閾値ｔｈ１で２値化して２値化パターンＡ_１を得るとともに、この濃淡画像の２次微分画像を得、これを閾値ｔｈ３で２値化してかかる最小サイズのかかる欠陥が実寸で検出されるように、この閾値ｔｈ３を調整するものである。この場合、検査対象欠陥が抽出されて画像表示手段１３２で表示されるように、２次微分画像の閾値ｔｈ３による２値画像のうちの２値化パターンＡ_１の“１”の領域だけを抽出して画像表示手段１３２に供給するようにする。このために、ｔｈ１＝ｔｈＨ＝ｔｈＬ，ｔｈ２＝∞とすることにより、Ａ_１＝Ａ_Ｈ＝Ａ_Ｌ＝１（従って、Ａ_１＝０），かつＡ_２＝０とし、２値化出力信号Ａ_Ｒを、上記数７から、
Ａ_Ｒ＝Ａ_ＮＬ・Ａ_３＋Ａ_ＮＭ・Ａ_３＝（Ａ_ＮＬ＋Ａ_ＮＭ）・Ａ_３
（但し、Ａ_ＮＨ＝１の領域でＡ_１＝Ａ_Ｈ＝０であるから、Ａ_ＮＨ・Ａ_３・Ａ_Ｈ＝０）
とするものである。領域（Ａ_ＮＬ＋Ａ_ＮＭ）は、図１から明らかなように、Ａ_１＝１の領域である。
【０１０６】
収縮系の場合、閾値ｔｈＬは、濃淡画像を２値化して不足系欠陥としてのピンホールを検出するためのものであって、その２値化画像で検出する最小サイズのかかる欠陥が実寸で検出されるように設定される。この場合、検査対象欠陥が抽出されて画像表示手段１３２で表示されるように、濃淡画像の閾値ｔｈＬによる２値画像のうちの２値化パターンＡ_１の“１”の領域だけを抽出して画像表示手段１３２に供給するようにする。このために、ｔｈ１＝ｔｈＨ，ｔｈ２＝∞，ｔｈ３＝−∞とすることにより、Ａ_１＝Ａ_Ｈ＝１（従って、Ａ_１＝０），かつＡ_２＝０，Ａ_３＝１とし、２値化出力信号Ａ_Ｒを、上記数７から、
Ａ_Ｒ＝Ａ_ＮＬ・Ａ_Ｌ＋Ａ_ＮＭ・Ａ_１
（但し、Ａ_ＮＨ＝１の領域でＡ_１＝Ａ_Ｈ＝０であるから、Ａ_ＮＨ・Ａ_３・Ａ_Ｈ＝０）
とするものである。領域Ａ_ＮＬは、図１から明らかなように、パターンエッジ部を除いたＡ_１＝１の領域であり、また、分割領域Ａ_ＮＭ（即ち、パターンエッジ部）でのＡ_１＝１の領域である。
【０１０７】
閾値ｔｈ２は導体パターン中の余剰系欠陥であるヘアラインショートを検出するためのものであり、閾値ｔｈＨは導体パターン中の余剰系欠陥である飛散を検出するためのものであるから、収縮系では、これら閾値ｔｈ２，ｔｈＨは使用されず、一例として膨張系と同じ値に設定される。
【０１０８】
以上のようにして、図６の膨張系では、２値化手段１０１と画像表示手段１３１とを用いて、基準閾値ｔｈ１とヘアラインショート／孤立点検出用の閾値ｔｈ２と飛散検出用の閾値ｔｈＨとが設定され、また、図６の収縮系では、２値化手段１０２と画像表示手段１３２とを用いて、基準閾値ｔｈ１とヘアライン断線検出用の閾値ｔｈ２とピンホール検出用の閾値ｔｈＬとが設定される。
【０１０９】
以上の設定に際しては、２値化閾値をパラメータとして、対象欠陥の検出寸法の関係を求めるとよい。図１０にピンホール検出用の閾値ｔｈＬと飛散検出用の閾値ｔｈＨの設定例を示す。
【０１１０】
図１０（ａ）は直径２５μｍのピンホール欠陥に対して閾値ｔｈＬを変化させた場合のこのピンホール欠陥の検出サイズを示したものである。この検出結果から明らかなように、閾値ｔｈＬを高めるにつれて検出サイズが小さくなっていき、図示する関係から、ピンホール欠陥が正確に検出することができるためには、閾値ｔｈＬを５０階調とすればよいことが分かる。ここで、閾値に依存して検出欠陥サイズが変化するのは、濃淡画像におけるパターン波形のモジュレーションに起因するものである。なお、基準閾値ｔｈ１は、上記手順によって最小導体間隔から求めたものを用いる。
【０１１１】
また、図１０（ｂ）は直径２８μｍの飛散欠陥に対する閾値ｔｈＨを変化させた場合のこの飛散欠陥の検出サイズを示したものである。この検出結果から明らかなように、閾値ｔｈＨを高めるにつれて検出サイズが大きくなっていき、図示する関係から、飛散欠陥が正確に検出することができるためには、閾値ｔｈＨを９０〜１１０階調の範囲にすればよく、特に、１００階調が最適であることが分かる。
【０１１２】
以上の２値化閾値の決定に際しては、夫々の２値化画像の表示及び閾値をパラメータとしたときの基準欠陥の検出サイズに関するデータの集計が、図６において、画像表示手段１３１，１３２で行なわれる。これら画像表示手段１３１，１３２は、例えば、パーソナルコンピュータとモニタで構成されたものとすることができる。
【０１１３】
図１１はかかる画像表示手段１３１，１３２での表示画面２００の一具体例を示す図である。
【０１１４】
同図において、画像表示手段１３１，１３２の機能としては、夫々の閾値を変化させたときの２値画像２０１の記憶及び表示画面２００での表示機能、上記５つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３，ｔｈＬ，ｔｈＨによる２値画像を表示画面２００で選択表示する機能、原画像２０２と２値画像との比較表示が表示画面２００でできるように構成することも可能である。また、表示画面２００で上記２値画像の任意の局所領域２０３を所定の倍率により拡大表示するように構成することも可能である。さらに、上記２値化閾値と欠陥検出サイズに関するデータの集計及び図１０で説明したようなグラフ２０４を表示画面２００で表示するように構成することも可能である。さらにまた、かかるデータの集計にあたっては、対象物の２値画像において、寸法の測定位置を予め教示しておくことにより、上記２値化閾値の設定手順を自動化するように構成することも可能である。そして、以上の機能を実行する際には、グラフィックインタフェースによるメニュー２０５に集約すると使い勝手がよい。
【０１１５】
なお、この実施形態の検査アルゴリズムの構成においては、最小線幅と最小導体間隔を実寸通り検出する基本閾値ｔｈ１が各々異なる場合を想定し、図６に示したように、膨張系と収縮系とで個別に２値化手段１０１，１０２を設けた。但し、これら膨張系，収縮系で基本閾値ｔｈ１が一致するか、またはその差が無視できる条件下では、膨張系と収縮系とでの２値化を共通化してもよい。
【０１１６】
また、パターンの検出に際しては、シェーディング補正や暗レベル補正を行なった上で２値化閾値の設定を行なうことにより、パラメータの標準化が可能となる。即ち、これにより、材質の変化や検出系の特性に依存するような明るさ変化の影響を最小限に抑制する効果がある。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の画像入力手段により入力したパターンを、実寸通り高精度に２値化検出することが可能となり、パターン上の欠陥をより安定かつ精密に検査することができるし、２値化の際には、検出対象欠陥の限界値サンプルを使用することにより、容易に２値化閾値を設定することができる。これにより、従来の検査では対応が困難であったような微小欠陥を検出することが可能になるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配線パターン検査方法の一実施形態を示す図である。
【図２】図１における２次微分画像を得るための２次微分オペレータの一具体例を示す図である。
【図３】図１における領域分割のための領域分割オペレータの具体例を示す図である。
【図４】配線パターン上の検査対象欠陥の種類を示す図である。
【図５】欠陥検出のためのパターンの連結関係抽出処理を示す図である。
【図６】本発明による配線パターン検査方法を用いた検査アルゴリズムの全体構成を示す図である。
【図７】パターンの最小幅と領域分割オペレータのサイズとの関係を示す図である。
【図８】パターンエッジ幅と領域分割オペレータのサイズとの関係を示す図である。
【図９】図１に示した各２値化閾値の設定基準を示す図である。
【図１０】設定閾値とピンホール欠陥，飛散欠陥の検出サイズとの関係を示す図である。
【図１１】図６に示す画像表示手段における表示画面の一具体例を示す図である。
【符号の説明】
１ 配線パターン
２ ヘアライン断線
３ ピンホール欠陥
４ ヘアラインショート
５ 飛散欠陥
６ 基材部
１０ 濃淡画像
１１ ２次微分画像
１００ パターン検出／画像入力手段
１０１，１０２ ２値化手段
１３１，１３２ 画像表示手段
ｔｈ１ 基準閾値
ｔｈＨ 飛散検出用の閾値
ｔｈＬ ピンホール検出用の閾値
ｔｈ２ ヘアラインショート検出用の閾値
ｔｈ３ ヘアライン断線検出用の閾値

Claims (2)

1. プリント基板あるいはセラミックス基板などの被検査対象物に形成された配線パターンの濃淡画像を入力する手段と、
   該濃淡画像を２次微分画像に変換する２次微分処理手段と、
   該２次微分画像を互いに異なる所定の閾値で２値化する複数の２次微分画像２値化手段と、
   該濃淡画像を互いに異なる所定の閾値で２値化する複数の濃淡画像２値化手段と、
   該濃淡画像での該２次微分画像２値化手段と該濃淡画像２値化手段とで処理される画素が該配線パターンの部分の画素であるか、該被対象物の基材部分の画素であるか、該配線パターンの境界部の画素であるかを判定する領域判定手段と
   を備え、
   該２次微分画像２値化手段の出力と該濃淡画像２値化手段の出力とを、該領域判定手段の出力に応じて、選択し、合成することにより、該濃淡画像の２値化画像を得ることを特徴とする配線パターン検査方法。
2. 請求項２において、
   前記領域判定手段は、前記濃淡画像２値化手段の出力画像に対し、Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは整数）の領域分割オペレータ中の所定画素値の有効画素数を計数し、その計数値に応じて前記判定を行なうことを特徴とする配線パターン検査方法。

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