JP6792369B2 - Circuit board inspection method and inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、基板に部品が取り付けられた回路基板を検査するための検査方法及び検査装置に関し、なお詳細には、基板上に余剰な物品が存在するか否かを検査する検査方法及び検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection method and an inspection device for inspecting a circuit board in which components are attached to the board, and more specifically, an inspection method and an inspection device for inspecting whether or not there is a surplus article on the board. Regarding.
基板上に電気・電子部品を実装した回路基板は様々な機器に用いられている。機器の小型化、薄型化等の要求に対応して回路基板の高密度化が進んでいる。このような回路基板を検査する検査装置についても高精度化、高機能化が求められており、近年では、基板の所定位置に所定の部品が適切に取り付けられているか否かを検査する機能に加えて、基板上に余剰部品が存在するか否かを検査する機能を備えた検査装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 Circuit boards with electrical and electronic components mounted on the boards are used in various devices. The density of circuit boards is increasing in response to the demands for miniaturization and thinning of equipment. Higher precision and higher functionality are also required for inspection devices that inspect such circuit boards, and in recent years, the function of inspecting whether or not a predetermined component is properly mounted at a predetermined position on the board has been added. In addition, an inspection device having a function of inspecting whether or not a surplus component is present on the substrate has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来の検査装置においては、余剰部品が存在しない良品の回路基板の画像を基準とし、撮像ユニットにより撮像された検査対象の回路基板の画像と対比することによって余剰部品の有無を判定する検査方法が用いられてきた。このような検査方法について、次のような課題が指摘されていた。まず、検査を始める以前に、予め基準画像を準備する必要があった。具体的には、良品の回路基板を１０枚程度用意して各回路基板の画像をサンプリングし、これらのサンプリング画像間で相違する部分を処理して基準画像を作成し、これを良品の回路基板の画像として設定しておく必要があった。 However, in the conventional inspection device as described above, the presence or absence of surplus parts is present by comparing the image of the non-defective circuit board with no surplus parts with the image of the circuit board to be inspected captured by the imaging unit. Inspection methods have been used to determine. The following issues have been pointed out regarding such inspection methods. First, it was necessary to prepare a reference image in advance before starting the inspection. Specifically, about 10 non-defective circuit boards are prepared, images of each circuit board are sampled, and the parts that differ between these sampled images are processed to create a reference image, which is used as a non-defective circuit board. It was necessary to set it as an image of.
また、基準画像と検査対象の画像とを対比し、色彩が相違する部分を抽出する手法では、余剰部品の色が背景（基板表面）の色と同色または近似する場合に、余剰部品を検出できないことがあった。また、輝度が高い部分と低い部分との境界（例えば、シルクと基板の境目等のようにコントラストが高い部分）を余剰部品として誤検出することがあった。 In addition, in the method of comparing the reference image and the image to be inspected and extracting the parts having different colors, the surplus parts cannot be detected when the color of the surplus parts is the same as or similar to the color of the background (board surface). There was something. In addition, the boundary between the high-luminance portion and the low-luminance portion (for example, a portion having high contrast such as the boundary between silk and the substrate) may be erroneously detected as a surplus component.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、事前に良品の基板を準備して基準画像を作成する必要がなく、また基板や余剰部品の色彩等によることなく、余剰部品の有無を正確に判定することができる回路基板の検査方法、及びこの検査方法を用いた検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and it is not necessary to prepare a non-defective substrate in advance to create a reference image, and there is no surplus component due to the color of the substrate or the surplus component. It is an object of the present invention to provide a circuit board inspection method capable of accurately determining the above-mentioned, and an inspection apparatus using this inspection method.
上記課題を解決するため、本発明を例示する第１の態様は、基板に部品が取り付けられた回路基板の検査方法である。この検査方法は、回路基板について高さ情報を含む画像を取得するステップと、部品が位置すべき部品配置領域を除外して検査領域を規定するステップと、検査領域内の高さ情報に基づいて基板上の余剰物品を検出するステップとを有して構成される。ここで、前記回路基板の画像を取得するステップは、回路基板を複数の領域に分割して分割領域の画像を取得するステップと、複数の分割領域の画像を合成するステップとを有し、複数の分割領域の画像を合成するステップは、各分割領域内に複数設定された参照点（例えば、実施形態における歪観察点：ＤＯＰ（Distortion Observation Point））の基板面の高さ情報から、近接する参照点を結ぶ線分により囲まれた領域の基板面の高さ及び傾きを算出し、算出された基板面の高さ及び傾きに基づいて線分に囲まれた領域内の高さ情報を補正して、複数の線分に囲まれた領域のデータを合成する処理を有して構成される。 In order to solve the above problems, the first aspect illustrating the present invention is a method for inspecting a circuit board in which components are attached to the board. This inspection method is based on a step of acquiring an image including height information about a circuit board, a step of excluding a component placement area where a component should be located and defining an inspection area, and a height information in the inspection area. It is configured to include a step of detecting surplus articles on the substrate. Here, the step of acquiring the image of the circuit board includes a step of dividing the circuit board into a plurality of regions to acquire an image of the divided region and a step of synthesizing an image of the plurality of divided regions. The steps of synthesizing the images of the divided regions are close to each other from the height information of the substrate surface of a plurality of reference points (for example, distortion observation points (DOP (Distortion Observation Point)) set in each divided region). The height and inclination of the board surface in the area surrounded by the lines connecting the reference points are calculated, and the height information in the area surrounded by the lines is corrected based on the calculated height and inclination of the board surface. Then, it is configured to have a process of synthesizing the data of the area surrounded by a plurality of line segments.
なお、前記余剰物品を検出するステップは、高さが予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することが好ましく、長さが予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することが好ましい。 The step of detecting the surplus article preferably includes a process of selecting a portion having a predetermined height set in advance, and a process of selecting a portion having a predetermined length set in a predetermined range. It is preferable to have.
また、前記余剰物品を検出するステップは、高さのバラつきが予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することが好ましく、輝度が予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することが好ましい。 Further, the step of detecting the surplus article preferably has a process of selecting a portion in which the height variation is in a preset predetermined range, and a process of selecting a portion in which the brightness is in a preset predetermined range. It is preferable to have.
本発明を例示する第２の態様は、基板に部品が取り付けられた回路基板の検査装置である。この検査装置は、回路基板に対して高さ情報を含む画像を得るための照明光（例えば、実施形態におけるパターン）を投射する投射ユニットと、照明光が投射された回路基板の画像を取得するカメラユニットと、取得した画像を用いて請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査方法により余剰物品を検出する制御ユニットとを有して構成される。
The second aspect illustrating the present invention is a circuit board inspection device in which components are attached to the substrate. This inspection device acquires an image of a projection unit that projects an illumination light (for example, a pattern in an embodiment) for obtaining an image including height information on the circuit board, and an image of the circuit board on which the illumination light is projected. It includes a camera unit and a control unit that detects surplus articles by the inspection method according to any one of claims 1 to 5 using the acquired image.
本発明においては、検査対象である回路基板について、部品が位置すべき部品配置領域を除外して検査領域が設定される。換言すれば、本来、基板上に部品等が配置されない（部品等が位置すべきでない）領域が検査領域として設定される。検査領域内の高さは基本的に基板面の高さであり、検査領域内の高さ情報を監視することにより基板上の余剰物品が検出される。そのため、本発明によれば、事前に良品の基板を準備して基準画像を作成する必要がなく、また基板や余剰部品の色彩等によることなく、余剰部品の有無を正確に判定することができる。 In the present invention, the inspection area is set for the circuit board to be inspected by excluding the component arrangement area in which the component should be located. In other words, an area where parts and the like are not originally arranged on the substrate (parts and the like should not be located) is set as an inspection area. The height in the inspection area is basically the height of the substrate surface, and surplus articles on the substrate are detected by monitoring the height information in the inspection area. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to prepare a non-defective substrate in advance to create a reference image, and it is possible to accurately determine the presence or absence of a surplus component without depending on the color of the substrate or the surplus component. ..
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る検査装置１の概要構成について、図１を参照して説明する。検査装置１は、被検査体を撮像して得られる被検査体画像を解析して被検査体を検査する装置である。被検査体の代表例として、基板上に複数の電気・電子部品が実装された回路基板９０が例示される。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the outline configuration of the inspection device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The inspection device 1 is a device that inspects the inspected body by analyzing the image of the inspected body obtained by imaging the inspected body. As a typical example of the object to be inspected, a circuit board 90 in which a plurality of electric / electronic components are mounted on the substrate is exemplified.
検査装置１は、回路基板９０を保持するテーブルユニット１０と、回路基板９０を撮像する撮像ユニット２０と、テーブルユニット１０に保持された回路基板９０に対して撮像ユニット２０を相対移動させる駆動ユニット３０と、テーブルユニット１０、撮像ユニット２０及び駆動ユニット３０の作動を制御し、回路基板９０の検査を実行する制御ユニット５０とを備えて構成される。なお説明の便宜上、図１中に座標軸を示すように、テーブルユニット１０における基板配置面をＸＹ平面とし、その配置面に垂直な方向をＺ方向とする。 The inspection device 1 includes a table unit 10 that holds the circuit board 90, an image pickup unit 20 that images the circuit board 90, and a drive unit 30 that moves the image pickup unit 20 relative to the circuit board 90 held by the table unit 10. A control unit 50 that controls the operation of the table unit 10, the image pickup unit 20, and the drive unit 30 and executes an inspection of the circuit board 90 is provided. For convenience of explanation, as shown in FIG. 1, the substrate arrangement surface of the table unit 10 is an XY plane, and the direction perpendicular to the arrangement surface is the Z direction.
テーブルユニット１０は、回路基板９０を撮像位置に保持する機能を備えたユニットであり、回路基板９０を保持する検査テーブル１１と、検査テーブル１１に保持された回路基板９０を撮像位置にローディングして位置決め保持し、検査終了後にアンローディングするテーブル駆動機構１５とを備えて構成される。 The table unit 10 is a unit having a function of holding the circuit board 90 at the imaging position, and loads the inspection table 11 holding the circuit board 90 and the circuit board 90 held by the inspection table 11 at the imaging position. It is configured to include a table drive mechanism 15 that holds the position and unloads after the inspection is completed.
撮像ユニット２０は、回路基板９０を撮影するカメラユニット２１と、回路基板９０を照明する照明ユニット２２と、回路基板９０にパターンを投射する投射ユニット２４とを備えて構成される。 The image pickup unit 20 includes a camera unit 21 for photographing the circuit board 90, a lighting unit 22 for illuminating the circuit board 90, and a projection unit 24 for projecting a pattern on the circuit board 90.
カメラユニット２１は、回路基板９０の画像を取得する機能を備えたユニットであり、二次元画像を生成する撮像素子と、撮像素子に画像を結像させるための光学系などから構成される。カメラユニット２１は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラを好適に用いることができる。カメラユニット２１は、回路基板９０の検査面を垂直方向から撮像するユニットであり、この光学系の光軸がＺ軸方向に沿って配設される。 The camera unit 21 is a unit having a function of acquiring an image of a circuit board 90, and is composed of an image pickup element that generates a two-dimensional image, an optical system for forming an image on the image pickup element, and the like. As the camera unit 21, for example, a digital camera using a solid-state image sensor such as CCD or CMOS can be preferably used. The camera unit 21 is a unit that images the inspection surface of the circuit board 90 from the vertical direction, and the optical axis of this optical system is arranged along the Z-axis direction.
照明ユニット２２は、回路基板９０に照明光を投射する機能を備えたユニットである。本実施形態では、照明ユニット２２として、上位光源２２ａ、中位光源２２ｂ及び下位光源２２ｃを設けた構成を例示する。上位光源２２ａ、中位光源２２ｂ及び下位光源２２ｃは、回路基板９０を異なる角度で斜め上方から照明する照明源である。これらの光源２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、カメラユニット２１の光軸を中心として各々円環状の照明光を回路基板９０に投射するリング照明源を好適に用いることができる。リング照明源を用いることによって、回路基板９０に実装された部品が高さを有することに起因して生じ得る「陰」の影響を抑制することができる。 The lighting unit 22 is a unit having a function of projecting illumination light onto the circuit board 90. In the present embodiment, the configuration in which the upper light source 22a, the middle light source 22b, and the lower light source 22c are provided as the lighting unit 22 is illustrated. The upper light source 22a, the middle light source 22b, and the lower light source 22c are illumination sources that illuminate the circuit board 90 at different angles from diagonally above. For these light sources 22a, 22b, and 22c, a ring illumination source that projects an annular illumination light on the circuit board 90 about the optical axis of the camera unit 21 can be preferably used. By using a ring illumination source, it is possible to suppress the influence of "shadow" that may occur due to the height of the components mounted on the circuit board 90.
なお、上位光源２２ａに加えて、あるいは上位光源２２ａに代えて、カメラユニット２１の光軸と同軸に照明光を投射する落射照明源を設けても良い。落射照明源は、カメラユニット２１の光軸上に設けたハーフミラーと、このハーフミラーに照明光を出射する落射光源とにより構成できる。上位光源２２ａ、中位光源２２ｂ、下位光源２２ｃ及び落射光源は、カメラユニット２１の撮像素子により検出可能な波長領域で任意波長の光を発する光源を選択して用いることができる。例えば、落射光源として白色光を出射する光源を用い、上位光源２２ａ、中位光源２２ｂ及び下位光源２２ｃとして各々異なる波長の光（例えば、赤色光、青色光、及び緑色光）を出射する光源を用いることができる。あるいは、落射光源、上位光源２２ａ及び下位光源２２ｃとして赤色光を出射する光源を用い、中位光源２２ｂとして異なる波長の光（同上）を出射する光源を用いることができる。 In addition to the upper light source 22a, or instead of the upper light source 22a, an epi-illumination source that projects illumination light coaxially with the optical axis of the camera unit 21 may be provided. The epi-illumination source can be composed of a half mirror provided on the optical axis of the camera unit 21 and an epi-illumination light source that emits illumination light to the half mirror. As the upper light source 22a, the middle light source 22b, the lower light source 22c, and the epi-illumination light source, a light source that emits light of an arbitrary wavelength in a wavelength region that can be detected by the image sensor of the camera unit 21 can be selected and used. For example, a light source that emits white light is used as the epi-illumination light source, and a light source that emits light having different wavelengths (for example, red light, blue light, and green light) is used as the upper light source 22a, the middle light source 22b, and the lower light source 22c. Can be used. Alternatively, a light source that emits red light can be used as the epi-illumination light source, the upper light source 22a, and the lower light source 22c, and a light source that emits light of a different wavelength (same as above) can be used as the middle light source 22b.
投射ユニット２４は、回路基板９０の検査面にパターンを投射する機能を備えたユニットである。投射ユニット２４は、いずれも詳細図示を省略するが、パターンを形成するパターン形成装置と、パターン形成装置を照明する光源と、光源により照明されたパターンを回路基板９０に投影し検査面にパターンの像を形成させる光学系などから構成される。パターン形成装置は、例えば液晶ディスプレイ等のように所望のパターンを動的に生成し得る可変パターニング装置を好適に用いることができる。回路基板９０に投影されるパターンは、代表的には、明るさがサインカーブに従って変化し明線と暗線とが交互に周期的に繰り返される縞パターンが用いられる。なお、パターン形成装置は、ガラスプレート等の基板上にパターンが固定的に形成された固定パターニング装置を用いても良い。この場合、固定パターニング装置を移動させる移動機構を設け、あるいはパターン投影用の光学系に調整機構を設けることにより、可変パターニング装置と同様にパターンの投影位置を可変とすることができる。 The projection unit 24 is a unit having a function of projecting a pattern on the inspection surface of the circuit board 90. Although detailed illustration of the projection unit 24 is omitted, the pattern forming apparatus for forming the pattern, the light source for illuminating the pattern forming apparatus, and the pattern illuminated by the light source are projected onto the circuit board 90 to display the pattern on the inspection surface. It is composed of an optical system that forms an image. As the pattern forming apparatus, a variable patterning apparatus capable of dynamically generating a desired pattern, such as a liquid crystal display, can be preferably used. As the pattern projected on the circuit board 90, a fringe pattern in which the brightness changes according to a sine curve and bright lines and dark lines are alternately and periodically repeated is typically used. As the pattern forming apparatus, a fixed patterning apparatus in which a pattern is fixedly formed on a substrate such as a glass plate may be used. In this case, the pattern projection position can be made variable in the same manner as the variable patterning apparatus by providing a moving mechanism for moving the fixed patterning apparatus or providing an adjusting mechanism in the optical system for pattern projection.
投射ユニット２４は、パターンが所定の入射角で回路基板９０に入射するように、光学系の光軸がＺ軸に対して傾斜して配置される。このようにパターンが回路基板９０に斜めに投射されるとき、回路基板９０の平坦な部分（例えば、基板面や直方体状の部品の上面部分等）では入射したパターンは変化しない。すなわち、投射ユニットが投射するパターン（以下「投射パターン」という。）と、カメラユニット２１により撮像されるパターン（「以下撮像パターン」という。）とは同一になる。一方、回路基板９０で高さが変化する部分（例えば部品の側面やリード部分等）では、入射したパターンが変化（例えば屈曲変形）して、投射パターンと撮像パターンとが一致しない。 The projection unit 24 is arranged so that the optical axis of the optical system is inclined with respect to the Z axis so that the pattern is incident on the circuit board 90 at a predetermined angle of incidence. When the pattern is projected obliquely onto the circuit board 90 in this way, the incident pattern does not change on the flat portion of the circuit board 90 (for example, the substrate surface or the upper surface portion of the rectangular parallelepiped component). That is, the pattern projected by the projection unit (hereinafter referred to as “projection pattern”) and the pattern imaged by the camera unit 21 (hereinafter referred to as “imaging pattern”) are the same. On the other hand, in the portion of the circuit board 90 where the height changes (for example, the side surface of the component, the lead portion, etc.), the incident pattern changes (for example, bending deformation), and the projection pattern and the imaging pattern do not match.
そのため、投射パターンと撮像パターンとの不一致を検出することによって高さ変化を検出することができ、その不一致の状態に基づいてその部位の高さを求めることができる。例えば、投射パターンとして前述の縞パターンを用いた場合、高さの変化は縞パターンのずれとして表れ、そのずれ量はサインカーブの位相差に相当する。そのため、縞パターンのずれ量からＰＭＰ（Phase Measurement Profilometry）法に基づいて高さの変化量を求めることができ、これにより回路基板９０の高さマップを求めることができる。 Therefore, the height change can be detected by detecting the mismatch between the projection pattern and the imaging pattern, and the height of the portion can be obtained based on the state of the mismatch. For example, when the above-mentioned fringe pattern is used as the projection pattern, the change in height appears as a shift of the fringe pattern, and the amount of shift corresponds to the phase difference of the sine curve. Therefore, the amount of change in height can be obtained from the amount of deviation of the fringe pattern based on the PMP (Phase Measurement Profilometry) method, and the height map of the circuit board 90 can be obtained from this.
投射ユニット２４は、カメラユニット２１の周囲に複数設けられており、例えばカメラユニット２１の光軸を中心として、方位角方向に１２０度ピッチで３つ、あるいは９０度ピッチで４つ設けられる。これら複数の投射ユニット２４，２４，２４…は、配設位置に応じて縞の形成方向が異なるパターンを異なるタイミングで回路基板９０に投射し、カメラユニット２１は各投射ユニットの投射タイミングに同期して回路基板９０を撮像する。このような構成によれば、回路基板９０に、縞の形成方向が異なるパターンが異なるタイミングで投影され、各方向の画像がカメラユニット２１に撮影される。そのため、一方向からの投射では部品の陰になってパターンが投影されない領域を、他方向からの照射でパターンを投影して撮像することができる。 A plurality of projection units 24 are provided around the camera unit 21, for example, three are provided at a 120-degree pitch or four at a 90-degree pitch in the azimuth angle direction around the optical axis of the camera unit 21. These plurality of projection units 24, 24, 24 ... Project a pattern having different stripe formation directions on the circuit board 90 at different timings depending on the arrangement position, and the camera unit 21 synchronizes with the projection timing of each projection unit. The circuit board 90 is imaged. According to such a configuration, patterns having different stripe formation directions are projected on the circuit board 90 at different timings, and images in each direction are captured by the camera unit 21. Therefore, a region where the pattern is not projected behind the component when projected from one direction can be imaged by projecting the pattern by irradiation from the other direction.
駆動ユニット３０は、テーブルユニット１０により位置決め保持された回路基板９０に対して撮像ユニット２０を相対移動させる機能を備えたユニットである。駆動ユニット３０は、例えば、撮像ユニット２０をＸ軸方向に移動させるＸステージと、撮像ユニット２０をＹ軸方向に移動させるＹステージとを備えた、いわゆるＸ−Ｙステージを用いることができる。Ｘ−Ｙステージは、各軸方向に延びるリニアガイド等のガイド機構と、各軸方向に撮像ユニット２０を駆動するリニアモータやボールねじ等の駆動機構などにより構成することができる。駆動ユニット３０は、上記Ｘ−Ｙステージに加えて、撮像ユニット２０をＺ方向に移動させるＺステージや、撮像ユニット２０をＺ軸回りに回転させるθステージを備えて構成しても良い。 The drive unit 30 is a unit having a function of relatively moving the image pickup unit 20 with respect to the circuit board 90 positioned and held by the table unit 10. As the drive unit 30, for example, a so-called XY stage including an X stage for moving the image pickup unit 20 in the X-axis direction and a Y stage for moving the image pickup unit 20 in the Y-axis direction can be used. The XY stage can be configured by a guide mechanism such as a linear guide extending in each axial direction, a drive mechanism such as a linear motor or a ball screw that drives the image pickup unit 20 in each axial direction, or the like. In addition to the XY stage, the drive unit 30 may include a Z stage for moving the image pickup unit 20 in the Z direction and a θ stage for rotating the image pickup unit 20 around the Z axis.
制御ユニット５０は、検査装置１を構成するテーブルユニット１０、撮像ユニット２０、駆動ユニット３０などの作動を統括的に制御するユニットである。制御ユニット５０は、ハードウエアとしては、コンピュータを主体とした電気・電子機器により実現され、ソフトウエアとしてはメモリに設定記憶されたプログラムなどによって実現される。図１にはこれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。 The control unit 50 is a unit that comprehensively controls the operations of the table unit 10, the imaging unit 20, the drive unit 30, and the like that make up the inspection device 1. The control unit 50 is realized by an electric / electronic device mainly composed of a computer as hardware, and is realized by a program set and stored in a memory as software. FIG. 1 depicts a functional block realized by these cooperation.
制御ユニット５０は、各種のプログラムやデータ等が設定記憶される記憶部５１、基板検査プログラムの進行に応じて各ユニットを作動させる作動制御部５２、基板検査プログラムの進行に応じて画像処理や合否判定等の処理を行うデータ処理部５３、入力機器６１や出力機器６２と情報の入出力を行うＩ／Ｏ部５５などを備えて構成される。 The control unit 50 includes a storage unit 51 in which various programs and data are set and stored, an operation control unit 52 that operates each unit according to the progress of the board inspection program, and image processing and pass / fail according to the progress of the board inspection program. It is configured to include a data processing unit 53 that performs processing such as determination, an input device 61, an output device 62, and an I / O unit 55 that inputs and outputs information.
記憶部５１は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリを主体として構成される。これらのメモリには、基板検査プログラムや各部の作動を制御する制御プログラム等のプログラム、回路基板９０の基板データや実装部品の部品データ、後述するマスクデータ等の各種データなどが予め設定記憶されている。 The storage unit 51 is mainly composed of a memory such as a ROM or a RAM. In these memories, programs such as a board inspection program and a control program for controlling the operation of each part, board data of the circuit board 90, component data of mounted parts, various data such as mask data described later are set and stored in advance. There is.
ここで、回路基板の良否を判定するために行う検査の項目すなわち検査項目は、想定される不具合の内容に応じて設けられる。検査装置１においては、複数の検査項目が選択可能に設けられており、基板検査プログラムは、検査項目に対応した複数の検査プログラムの集合体になっている。検査項目に対応した検査プログラムの例として、実装部品検査プログラム、接続部検査プログラム、余剰物品検査プログラムなどが示される。 Here, the inspection items, that is, the inspection items to be performed for determining the quality of the circuit board are provided according to the contents of the assumed defects. The inspection device 1 is provided with a plurality of inspection items that can be selected, and the substrate inspection program is an aggregate of a plurality of inspection programs corresponding to the inspection items. Examples of the inspection program corresponding to the inspection items include a mounted component inspection program, a connection part inspection program, and a surplus article inspection program.
実装部品検査プログラムは、基板に取り付けられた部品の適否を検査項目とする検査プログラムであり、例えば部品の位置ずれや欠品、極性反転などについて良否を判定する。接続部検査プログラムは、基板と部品との接続状態を検査項目とする検査プログラムであり、例えば基板側のパッドとパッドにハンダ接合されたリードとの接合状態について良否を判定する。余剰物品検査プログラムは、回路基板９０に余剰物品が含まれるか否かを検査項目とする検査プログラムであり、例えば基板面に異物や余剰部品などの余剰物品が存在するか否かにより良否を判定する。 The mounted component inspection program is an inspection program whose inspection item is the suitability of the component mounted on the board. For example, the quality of the component is determined for misalignment, missing parts, polarity reversal, and the like. The connection portion inspection program is an inspection program in which the connection state between the board and the component is an inspection item. For example, the quality of the connection state between the pad on the board side and the lead soldered to the pad is determined. The surplus article inspection program is an inspection program in which whether or not the circuit board 90 contains surplus articles is an inspection item. For example, the quality is determined by whether or not there are surplus articles such as foreign substances and surplus parts on the substrate surface. To do.
基板データは、回路基板９０の構成、すなわち回路基板のサイズや部品のレイアウトなどが規定された実装図に相当するデータである。部品データは、回路基板９０を構成する基板や部品のデータであり、各部品の形状寸法や色彩などのデータである。 The board data is data corresponding to a mounting diagram in which the configuration of the circuit board 90, that is, the size of the circuit board, the layout of parts, and the like are defined. The component data is data on the boards and components that make up the circuit board 90, and is data such as the shape, dimensions, and color of each component.
作動制御部５２は、基板検査プログラムの進行に応じて各ユニットに信号を出力し、制御プログラムに基づいて各ユニットの作動を制御する。例えば、基板検査プログラムにおいて撮像ユニット２０をＸ軸方向に移動させるステップになったときに、駆動ユニット３０のＸステージに信号を出力して当該ステップに設定された速度及び移動量で撮像ユニット２０をＸ軸方向に移動させる。同様に、基板検査プログラムにおいて回路基板９０を撮像するステップになったときに、撮像ユニット２０のカメラユニット２１、照明ユニット２２及び投射ユニット２４に信号を出力して当該ステップに設定された撮影条件、照明条件、投射条件でカメラユニット２１、照明ユニット２２及び投射ユニット２４を作動させ、回路基板９０を撮像させる。カメラユニット２１で撮影された回路基板９０の画像は制御ユニット５０に送信され、記憶部５１のメモリに記憶される。 The operation control unit 52 outputs a signal to each unit according to the progress of the board inspection program, and controls the operation of each unit based on the control program. For example, when the step of moving the image pickup unit 20 in the X-axis direction is performed in the substrate inspection program, a signal is output to the X stage of the drive unit 30 to move the image pickup unit 20 at the speed and movement amount set in the step. Move in the X-axis direction. Similarly, when the step of imaging the circuit board 90 in the substrate inspection program is performed, signals are output to the camera unit 21, the lighting unit 22, and the projection unit 24 of the imaging unit 20, and the imaging conditions set in the step are set. The camera unit 21, the lighting unit 22, and the projection unit 24 are operated under the illumination conditions and the projection conditions to image the circuit board 90. The image of the circuit board 90 taken by the camera unit 21 is transmitted to the control unit 50 and stored in the memory of the storage unit 51.
データ処理部５３は、検査装置１において実行される検査プログラムに応じて演算処理を実行する。データ処理部５３が実行する演算処理は、基板検査プログラムに設定された検査項目に応じて様々であるが、後述する余剰物品検査に関連する演算処理の例として、高さマップ作成処理、マスク処理、余剰物品判定処理などが挙げられる。 The data processing unit 53 executes arithmetic processing according to the inspection program executed by the inspection device 1. The arithmetic processing executed by the data processing unit 53 varies depending on the inspection items set in the board inspection program, and as an example of the arithmetic processing related to the surplus article inspection described later, height map creation processing and mask processing , Surplus article determination processing and the like.
Ｉ／Ｏ部５５は、入力機器６１から制御ユニット５０に入力される信号や、制御ユニット５０から出力機器６２に出力する信号を制御する入出力制御部である。入力機器６１は、検査装置１に設けられたマウスやキーボードなどが相当し、検査装置１が設置されたライン（回路基板９０の製造ラインや出荷ライン等）の作動を統合的に制御する統合制御装置などの外部装置が含まれる。出力機器６２は、検査装置１に設けられたディスプレイやプリンタなどが相当し、上記統合制御装置などの外部装置が含まれる。 The I / O unit 55 is an input / output control unit that controls a signal input from the input device 61 to the control unit 50 and a signal output from the control unit 50 to the output device 62. The input device 61 corresponds to a mouse, keyboard, or the like provided in the inspection device 1, and is an integrated control that integrally controls the operation of the line (manufacturing line, shipping line, etc. of the circuit board 90) in which the inspection device 1 is installed. Includes external devices such as devices. The output device 62 corresponds to a display, a printer, or the like provided in the inspection device 1, and includes an external device such as the integrated control device.
以上のように概要構成される検査装置１には、基板上に余剰物品が存在するか否かを検査する検査方法として新規な検査方法が採用されている。この検査方法は、回路基板９０について高さ情報を含む画像を取得するステップと、部品が位置すべき部品配置領域を除外して検査領域を規定するステップと、検査領域内の高さ情報に基づいて基板上の余剰物品を検出するステップとを有して構成される。 In the inspection device 1 generally configured as described above, a new inspection method is adopted as an inspection method for inspecting whether or not there is a surplus article on the substrate. This inspection method is based on a step of acquiring an image including height information about the circuit board 90, a step of excluding the component placement area where the component should be located, and defining the inspection area, and the height information in the inspection area. It is configured to have a step of detecting surplus articles on the substrate.
この検査方法を実現する余剰物品検査プログラムの一例を図２に示す。ここで、図示する余剰物品検査プログラムＴＰは、複数の検査項目からなる基板検査プログラムの一部であり、オペレータが入力機器６１を操作して検査項目のリストから「余剰物品検査」を選択した場合（あるいは検査項目のリストから「余剰物品検査」を除外しなかった場合）に基板検査プログラムに組み込まれて実行される検査プログラムである。そのため、余剰物品検査プログラムや実装部品検査プログラム、接続部検査プログラムなどの個別の検査プログラムが実行されるのに先だって、各検査項目で必要になる画像の取得やこれに付随する処理などが先行して行われる。また、余剰物品の検査を効率的に行うため、事前に実行可能な処理がある。そこで、余剰物品検査プログラムＴＰの説明を行う前にこれらの事項について説明する。 FIG. 2 shows an example of a surplus article inspection program that realizes this inspection method. Here, the illustrated surplus article inspection program TP is a part of a substrate inspection program composed of a plurality of inspection items, and when the operator operates the input device 61 to select "surplus article inspection" from the list of inspection items. It is an inspection program that is incorporated into the board inspection program and executed (or when "surplus article inspection" is not excluded from the list of inspection items). Therefore, before the individual inspection programs such as the surplus article inspection program, the mounted parts inspection program, and the connection part inspection program are executed, the acquisition of the images required for each inspection item and the processing associated therewith are preceded. Is done. In addition, there are processes that can be performed in advance in order to efficiently inspect surplus articles. Therefore, these matters will be described before the surplus article inspection program TP is explained.
まず、基板検査に先だって実行可能な処理としてマスクの自動作成がある。この処理は、余剰物品検査プログラムで使用するマスクを自動的に作成する処理である。検査装置１においては、作成するマスクのタイプが複数種類用意されており、オペレータが入力機器６１を操作してマスクのタイプを選択することによって、選択されたタイプのマスクが自動的に作成されるようになっている。オペレータが選択可能なマスクのタイプとして、輪郭タイプと外形タイプとを例示する。 First, there is automatic mask creation as a process that can be executed prior to board inspection. This process is a process of automatically creating a mask to be used in the surplus article inspection program. In the inspection device 1, a plurality of types of masks to be created are prepared, and when the operator operates the input device 61 to select the mask type, the mask of the selected type is automatically created. It has become like. Contour type and outline type are exemplified as mask types that can be selected by the operator.
いずれのタイプのマスクも、回路基板９０に実装された部品をマスキングするものであるが、輪郭タイプは部品を投影したときに観察されるような部品の輪郭形状をしたマスクであり、外形タイプは部品の最外周点を結んだときに形成されるようなマスクである。マスクを説明するための説明図を図３に示す。この図はマスクタイプとして輪郭タイプを選択した場合を示しており、図３（ａ）はカメラユニット２１により撮影された回路基板９０の画像の一部、図３（ｂ）は自動的に作成されたマスク９５の構成例である。図示するように、輪郭タイプのマスク９５は、部品の本体部分をマスキングするマスク部から、各リードをマスキングする短冊状のマスク部が多数突出したような形態になっている。外形タイプのマスクは、この輪郭タイプのマスクにおける短冊状のマスク部を合体してリードの突出領域全体を覆うような形態になっている。 Both types of masks mask the parts mounted on the circuit board 90, but the contour type is a mask with the contour shape of the parts as observed when the parts are projected, and the outer shape type is A mask that is formed when the outermost points of parts are connected. An explanatory diagram for explaining the mask is shown in FIG. This figure shows the case where the contour type is selected as the mask type. FIG. 3A shows a part of the image of the circuit board 90 taken by the camera unit 21, and FIG. 3B is automatically created. This is a configuration example of the mask 95. As shown in the figure, the contour type mask 95 has a form in which a large number of strip-shaped mask portions masking each lead protrude from the mask portion masking the main body portion of the component. The outer shape type mask has a form in which the strip-shaped mask portions of this contour type mask are united to cover the entire protruding region of the reed.
既述したように、記憶部５１には、回路基板９０の基板データ（回路基板９０のサイズや部品のレイアウト等）や部品データ（回路基板９０を構成する基板や部品単体のデータ等）が予め設定記憶されている。検査装置１においては、オペレータによってマスクタイプが選択されたときに、データ処理部５３が記憶部５１から基板データ及び部品データを読み出して、マスクが自動的に作成される。図示するように、マスク９５は、基板（プリント配線基板）９１に実装されたＩＣ部品９２ａ，９２ｂやコネクタ部品９２ｃ、抵抗等のチップ部品に対応して生成され、図中黒塗りの部分マスク９５ａ，９５ｂ，９５ｃの集合体として構成される。作成されたマスクデータは、基板データ、部品データとともに記憶部５１のメモリに記憶される。 As described above, the storage unit 51 contains in advance board data of the circuit board 90 (size of the circuit board 90, layout of parts, etc.) and component data (data of the board constituting the circuit board 90, data of a single component, etc.). The settings are stored. In the inspection device 1, when the mask type is selected by the operator, the data processing unit 53 reads the board data and the component data from the storage unit 51, and the mask is automatically created. As shown in the figure, the mask 95 is generated corresponding to the IC parts 92a and 92b mounted on the board (printed wiring board) 91, the connector parts 92c, the chip parts such as resistors, and the black-painted partial mask 95a in the figure. , 95b, 95c. The created mask data is stored in the memory of the storage unit 51 together with the board data and the component data.
次に、基板検査プログラムが開始されてから、余剰物品検査プログラムや実装部品検査プログラム等の個別の検査プログラムに先だって行われる回路基板９０の撮影、及び付随する処理について説明する。基板検査が開始されると、制御ユニット５０は、基板検査プログラムに基づいてテーブルユニット１０、撮像ユニット２０、駆動ユニット３０などの作動を制御し、回路基板９０の画像を取得する。 Next, the photographing of the circuit board 90 and the accompanying processing performed after the board inspection program is started and prior to the individual inspection programs such as the surplus article inspection program and the mounted component inspection program will be described. When the board inspection is started, the control unit 50 controls the operation of the table unit 10, the imaging unit 20, the drive unit 30, and the like based on the board inspection program, and acquires an image of the circuit board 90.
具体的には、作動制御部５２がテーブルユニット１０のテーブル駆動機構１５に信号を出力して検査テーブル１１を駆動し、検査テーブル１１に保持された回路基板９０を撮像のための基準位置にローディングして位置決め保持する。作動制御部５２は撮像ユニット２０のカメラユニット２１、照明ユニット２２、投射ユニット２４などに信号を出力して所定の照明条件、パターン投射条件で回路基板９０を撮影させる。カメラユニット２１は撮影した回路基板９０の画像を制御ユニット５０に出力し、記憶部５１はカメラユニット２１から出力された画像のデータをメモリに書き込んで記憶する。このとき記憶部５１に記録される画像には、照明ユニット２２により照明された状態の回路基板９０の画像と、投射ユニット２４によりパターンが投射された状態の画像とが含まれる。 Specifically, the operation control unit 52 outputs a signal to the table drive mechanism 15 of the table unit 10 to drive the inspection table 11, and loads the circuit board 90 held by the inspection table 11 at a reference position for imaging. Position and hold. The operation control unit 52 outputs a signal to the camera unit 21, the lighting unit 22, the projection unit 24, and the like of the imaging unit 20, and causes the circuit board 90 to take a picture under predetermined lighting conditions and pattern projection conditions. The camera unit 21 outputs the captured image of the circuit board 90 to the control unit 50, and the storage unit 51 writes and stores the image data output from the camera unit 21 in the memory. The image recorded in the storage unit 51 at this time includes an image of the circuit board 90 illuminated by the lighting unit 22 and an image of the pattern projected by the projection unit 24.
データ処理部５３は、パターンが投射された状態の二次元の画像を読み込んで三次元の高さマップを作成する。（高さマップ作成処理）。具体的には、データ処理部５３は、投射ユニット２４が回路基板９０に投射したパターンの画像（「投射パターン画像」という。）と、記憶部５１から読み込んだ回路基板９０上のパターンの画像（「撮影パターン画像」という。）とを対比して、回路基板９０の高さマップを作成する。すなわち、データ処理部５３は、まず投射パターン画像と撮影パターン画像との局所的な位相差を算出して回路基板９０の検査面の位相差マップを求め、求めた位相差マップに基づいてＰＭＰ法により回路基板９０の高さマップを作成する。このとき、高さの基準となる基準面は、一般的に回路基板９０の基板表面（基板面）とされる。作成された高さマップの画像は記憶部５１のメモリに記憶される。 The data processing unit 53 reads a two-dimensional image in a state where the pattern is projected and creates a three-dimensional height map. (Height map creation process). Specifically, the data processing unit 53 includes an image of the pattern projected by the projection unit 24 on the circuit board 90 (referred to as “projection pattern image”) and an image of the pattern on the circuit board 90 read from the storage unit 51 (referred to as “projection pattern image”). A height map of the circuit board 90 is created in comparison with the “photographed pattern image”). That is, the data processing unit 53 first calculates the local phase difference between the projection pattern image and the photographing pattern image, obtains a phase difference map of the inspection surface of the circuit board 90, and uses the PMP method based on the obtained phase difference map. Creates a height map of the circuit board 90. At this time, the reference plane that serves as a reference for the height is generally the substrate surface (board surface) of the circuit board 90. The created height map image is stored in the memory of the storage unit 51.
このようにして余剰物品検査に必要な画像が取得されると、図２に示す余剰物品検査プログラムＴＰがスタートする。データ処理部５３は、記憶部５１のメモリに記憶された回路基板９０の高さマップの画像を読み込む（ステップＳ１００）。 When the image necessary for the surplus article inspection is acquired in this way, the surplus article inspection program TP shown in FIG. 2 is started. The data processing unit 53 reads the image of the height map of the circuit board 90 stored in the memory of the storage unit 51 (step S100).
次に、データ処理部５３は、読み込んだ高さマップの画像に対して、部品が位置すべき部品配置領域を除外するマスク処理を行って検査領域を規定する（ステップＳ１１０）。データ処理部５３は、記憶部５１から回路基板９０のマスクデータを呼び出し、高さマップの画像にマスクをかけて部品配置領域を除外し、本来的には部品が存在しない領域を検査領域として規定する。すなわち、図３（ａ）に例示した画像に対応する高さマップの画像に、図３(ｂ)に示したマスク９５をかけて部品９２（９２ａ，９２ｂ，９２ｃ等）が配置された領域を除外して検査領域を規定する。 Next, the data processing unit 53 defines the inspection area by performing mask processing on the read height map image to exclude the component arrangement area where the component should be located (step S110). The data processing unit 53 calls the mask data of the circuit board 90 from the storage unit 51, masks the image of the height map to exclude the component placement area, and defines the area where the component does not originally exist as the inspection area. To do. That is, the area where the parts 92 (92a, 92b, 92c, etc.) are arranged by applying the mask 95 shown in FIG. 3 (b) to the image of the height map corresponding to the image illustrated in FIG. 3 (a). Exclude and specify the inspection area.
次に、データ処理部５３は、基板面の高さを基準（高さゼロ）として、検査領域内で基板面よりも高い部分（高さを有する部分）を検出する（ステップＳ１２０）。上記のように、ステップＳ１１０で規定された検査領域は、本来的には基板上に部品が存在せず基板面が現れている領域である。従って、検査領域内で高さを有する部分があれば、基本的には、その部分を余剰物品として検出することができる。 Next, the data processing unit 53 detects a portion higher than the substrate surface (a portion having a height) in the inspection region with the height of the substrate surface as a reference (height zero) (step S120). As described above, the inspection area defined in step S110 is an area in which no component is originally present on the substrate and the substrate surface is exposed. Therefore, if there is a portion having a height in the inspection area, that portion can be basically detected as a surplus article.
但し、検査領域内で高さが検出される部分には、例えばマスクからはみ出たリードの一部やハンダ、ノイズなどが含まれている可能性がある。そのため、検査領域内で高さを有する部分をそのまま余剰物品と判断すると、過剰検出になるおそれがある。そこで、検査プログラムＴＰでは、ステップＳ１２０において検出された検査領域内で高さを有する部分から余剰物品を抽出する抽出処理を次のステップＳ１３０で行っている。抽出処理の例として、高さ範囲による抽出処理（高さ範囲抽出処理）と、長さ範囲による抽出処理（長さ範囲抽出処理）を提示する。 However, the portion where the height is detected in the inspection area may include, for example, a part of the lead protruding from the mask, solder, noise, and the like. Therefore, if the portion having a height in the inspection area is judged as a surplus article as it is, there is a risk of over-detection. Therefore, in the inspection program TP, the extraction process of extracting the surplus article from the portion having a height in the inspection region detected in the step S120 is performed in the next step S130. As an example of the extraction process, an extraction process based on the height range (height range extraction process) and an extraction process based on the length range (length range extraction process) are presented.
ここで、検査領域に存在し得る余剰物品には、部品や異物などが考えられる。これらの「物（有体物）」は、必ずその物の性質に応じた長さと高さを有する。例えば、その「物」が部品である場合、基板上に残り得る部品（余剰部品）は、回路基板９０を製造するときにその製造設備で用いられる部品の確率が高く、特に回路基板９０に実装された部品のいずれかである確率が高い。回路基板９０に実装された部品は、部品ごとに固有の長さと高さを有している。その「物」が異物である場合、も同様であり、基板上に残り得る異物は、回路基板９０を製造する製造設備で用いられる部材や回路基板９０に用いられる部材の一部（例えばケーブル芯線の断片や樹脂部品の破断片等）である確率が高い。 Here, the surplus articles that may exist in the inspection area may include parts and foreign substances. These "things (tangible things)" always have a length and a height according to the nature of the thing. For example, when the "thing" is a component, the component (surplus component) that can remain on the board has a high probability of being used in the manufacturing equipment when the circuit board 90 is manufactured, and is particularly mounted on the circuit board 90. There is a high probability that it is one of the parts that have been made. The components mounted on the circuit board 90 have a unique length and height for each component. The same applies when the "object" is a foreign substance, and the foreign substance that can remain on the substrate is a part of a member used in a manufacturing facility for manufacturing the circuit board 90 or a part of a member used for the circuit board 90 (for example, a cable core wire). Fragments, broken fragments of resin parts, etc.) are highly probable.
高さ範囲抽出処理は、検査領域内の高さを有する部分について、予め設定された所定の高さ範囲にある部分を選択する処理である。設定する高さ範囲は、対象とする「物」に応じて適宜に設定することができる。例えば、微細な異物を含めて広く対象にするような場合には、最小値を１００〜３００μｍ程度（例えば２００μｍ）とし最大値を無限大とする高さ範囲設定を行う。これにより、検査領域内で高さが２００μｍ以上の部分が余剰物品の候補として抽出される。一方、実装部品を対象にするような場合には、最小値を実装部品中最も小さい部品の最小寸法よりも幾分小さい値（例えば最小部品の寸法が２×４×０．５ｍｍの場合には０．４ｍｍ程度）とし、最大値を実装部品中最も大きい部品の最大寸法よりも幾分大きい値（例えば１５ｍｍ）とする高さ範囲設定を行う。これにより、検査領域内で高さが０．４〜１５ｍｍの部分が余剰物品の候補として抽出される。 The height range extraction process is a process of selecting a portion within a predetermined height range set in advance for a portion having a height in the inspection area. The height range to be set can be appropriately set according to the target "object". For example, in the case of a wide range of objects including fine foreign substances, the height range is set so that the minimum value is about 100 to 300 μm (for example, 200 μm) and the maximum value is infinite. As a result, a portion having a height of 200 μm or more in the inspection area is extracted as a candidate for the surplus article. On the other hand, when targeting mounted parts, the minimum value is slightly smaller than the minimum size of the smallest part among the mounted parts (for example, when the size of the minimum part is 2 x 4 x 0.5 mm). The height range is set to about 0.4 mm) and the maximum value is set to a value slightly larger (for example, 15 mm) than the maximum dimension of the largest component among the mounted components. As a result, a portion having a height of 0.4 to 15 mm in the inspection area is extracted as a candidate for the surplus article.
長さ範囲抽出処理は、検査領域内の高さを有する部分において、予め設定された所定の長さ範囲にある部分を選択する処理である。設定する長さ範囲は、上記高さ範囲と同様に適宜に設定することができる。例えば、微細な異物を含めて広く対象にするような場合には、最小値を１〜２ｍｍ程度（例えば１．５ｍｍ）とし最大値を無限大とする長さ範囲設定を行う。これにより、検査領域内で長さが１．５ｍｍ以上の部分が余剰物品の候補として抽出される。実装部品を対象にするような場合には、最小値を実装部品中最も小さい部品の最小長さよりも幾分小さい値（例えば最小部品の寸法が２×４×０．５ｍｍの場合には１．８ｍｍ程度）とし、最大値を実装部品中最も大きい部品の最大長さよりも幾分大きい値（例えば１５ｍｍ）とする長さ範囲設定を行う。これにより、検査領域内で長さが１．８〜１５ｍｍの部分が余剰物品の候補として抽出される。 The length range extraction process is a process of selecting a portion within a predetermined length range set in advance in a portion having a height in the inspection area. The length range to be set can be appropriately set in the same manner as the above height range. For example, in the case of a wide target including fine foreign matter, the length range is set so that the minimum value is about 1 to 2 mm (for example, 1.5 mm) and the maximum value is infinite. As a result, a portion having a length of 1.5 mm or more in the inspection area is extracted as a candidate for the surplus article. When targeting mounted components, the minimum value is a value that is slightly smaller than the minimum length of the smallest component among the mounted components (for example, when the dimensions of the minimum component are 2 x 4 x 0.5 mm, 1. (Approximately 8 mm), and the length range is set so that the maximum value is slightly larger than the maximum length of the largest component among the mounted components (for example, 15 mm). As a result, a portion having a length of 1.8 to 15 mm in the inspection area is extracted as a candidate for the surplus article.
本実施形態に例示する検査装置１においては、検査領域の画像に対して、まず、高さ範囲抽出処理を行って所定の高さを有する部分を抽出した画像を生成し、この画像に対してメディアンフィルター処理を行ってノイズを除去し、さらに長さ範囲抽出処理を行って所定の長さを有する部分を抽出している（ステップＳ１３０）。例えば、高さ範囲の最小値を２００μｍとし最大値を無限大として検査領域内で高さが２００μｍ以上の部分を抽出た画像を生成し、この画像に適宜なサイズ（例えば７×７ピクセル）のメディアンフィルターをかけてノイズを除去し、さらに、長さ範囲の最小値を１．５ｍｍとし最大値を無限大として長さが１．５ｍｍ以上の部分を抽出する。この抽出処理により、検査領域内で高さが２００μｍ以上でありかつ長さが１．５ｍｍ以上の部分が抽出された画像が生成される。なお、メディアンフィルター処理は、高さ範囲抽出処理と同時に行っても良い。メディアンフィルター処理を高さ抽出処理と同時に行うことにより、これらの処理を段階的に行った場合と比較して処理時間を短縮することができる。 In the inspection device 1 exemplified in the present embodiment, first, a height range extraction process is performed on an image of an inspection area to generate an image obtained by extracting a portion having a predetermined height, and the image is obtained. A median filter process is performed to remove noise, and a length range extraction process is further performed to extract a portion having a predetermined length (step S130). For example, the minimum value of the height range is set to 200 μm, the maximum value is set to infinity, and an image is generated by extracting a portion having a height of 200 μm or more in the inspection area, and the image has an appropriate size (for example, 7 × 7 pixels). A median filter is applied to remove noise, and a portion having a length of 1.5 mm or more is extracted with the minimum value of the length range set to 1.5 mm and the maximum value set to infinity. By this extraction process, an image is generated in which a portion having a height of 200 μm or more and a length of 1.5 mm or more is extracted in the inspection area. The median filter process may be performed at the same time as the height range extraction process. By performing the median filter processing at the same time as the height extraction processing, the processing time can be shortened as compared with the case where these processings are performed stepwise.
データ処理部５３は、抽出処理によって抽出された部分にラベリング処理を行う（ステップＳ１４０）。上記抽出処理によって抽出された部分は、隣接する複数の画素により撮影された点の集合体である。データ処理部５３は、画素が接しているときはこれらの点の集合体からなる部分を１つのグループとしてラベリングし、それぞれのグループの情報を管理する。 The data processing unit 53 performs a labeling process on the portion extracted by the extraction process (step S140). The portion extracted by the extraction process is a collection of points photographed by a plurality of adjacent pixels. When the pixels are in contact with each other, the data processing unit 53 labels a portion consisting of an aggregate of these points as one group and manages the information of each group.
データ処理部５３は、ラベリングされた各部分（余剰物品の候補）について、それが余剰物品であるか否かを判定する余剰物品判定処理を行う（ステップＳ１５０）。余剰物品判定処理の例として、ここでは、高さのバラツキに基づく判定処理と輝度に基づく判定処理を提示する。 The data processing unit 53 performs a surplus article determination process for determining whether or not each labeled portion (candidate for surplus article) is a surplus article (step S150). As an example of the surplus article determination process, here, a determination process based on height variation and a determination process based on brightness are presented.
高さのバラツキに基づく判定処理は、ラベリングされた部分（画素のグループ）について、高さのバラツキが予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理である。これは、ラベリングされた部分が「物」である場合は、隣接する画素で検出される高さは大きく変化せず高さのバラツキが小さい一方、その部分が例えば部品で反射されたパターンに起因するノイズであったような場合には、隣接する画素で検出される高さが大きく変化して高さのバラツキが大きくなる現象に着目した判定処理である。この高さのバラツキに基づく判定処理により、高さのバラツキが大きい部分が余剰物品の候補から除外され、高さのバラツキが小さいラベリング部分が余剰物品と判定される。 The determination process based on the height variation is a process of selecting a portion within a predetermined range in which the height variation is preset for the labeled portion (pixel group). This is due to the fact that when the labeled part is an "object", the height detected by adjacent pixels does not change significantly and the height variation is small, while that part is reflected by, for example, a part. In the case of noise, the determination process focuses on the phenomenon that the height detected by adjacent pixels changes significantly and the height variation increases. By the determination process based on the height variation, the portion having a large height variation is excluded from the candidates for the surplus article, and the labeling portion having a small height variation is determined to be the surplus article.
輝度に基づく判定処理は、ラベリングされた部分について、輝度が予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理である。これは、基板上に残余する余剰物品の輝度と、基板に設けられたパッドやスルーホール等の構造物の輝度とが相違することに着目した判定処理である。例えば、ラベリングされた部分がパッドのようにメッキが鍍着された部位である場合、この部分は鍍着されたメッキによって照明光が反射されるため、余剰物品と比較して輝度が高い状態になっている。また、ラベリングされた部分がスルーホールである場合には、この部分は照明光が十分に届かないため、余剰物品と比較して輝度が低い状態になっている。 The determination process based on the brightness is a process of selecting a portion whose brightness is within a predetermined range set in advance for the labeled portion. This is a determination process focusing on the difference between the brightness of the surplus article remaining on the substrate and the brightness of a structure such as a pad or a through hole provided on the substrate. For example, if the labeled part is a plated part such as a pad, the illuminated part is reflected by the plated plating, so the brightness is higher than that of the surplus article. It has become. Further, when the labeled portion is a through hole, the illumination light does not sufficiently reach this portion, so that the brightness is lower than that of the surplus article.
そのため、判定処理における輝度範囲の最大値を、メッキが鍍着されたパッド部分の輝度よりも幾分低い輝度に設定すると、これよりも輝度が高いパッド等が余剰物品の候補から除外される。また、輝度範囲の最小値を、スルーホール部分よりも幾分高い輝度に設定すると、これよりも輝度が低いスルーホール等が余剰物品の候補から除外される。判定処理の輝度範囲として両者を組み合わせ、共に満足する部分にすると、余剰物品の候補からパッド及びスルーホールが除外され、残ったラベリング部分が余剰物品と判定される。 Therefore, if the maximum value of the brightness range in the determination process is set to a brightness slightly lower than the brightness of the pad portion to which the plating is plated, the pad or the like having a brightness higher than this is excluded from the candidates for the surplus article. Further, when the minimum value of the brightness range is set to a brightness slightly higher than that of the through hole portion, through holes and the like having a brightness lower than this are excluded from the candidates for surplus articles. When both are combined as the brightness range of the determination process and both are satisfied, the pad and the through hole are excluded from the candidates for the surplus article, and the remaining labeling portion is determined to be the surplus article.
本実施形態の検査装置１においては、余剰物品判定処理として高さのバラツキ基づく判定処理と輝度に基づく判定処理の両方を行っている。これにより、ステップＳ１４０でラベリングされた余剰物品の候補群から、ノイズやパッド等のように余剰物品に該当しないものが排除され、残ったラベリング部分が余剰物品と判定される。 In the inspection device 1 of the present embodiment, both the determination process based on the height variation and the determination process based on the brightness are performed as the surplus article determination process. As a result, items that do not correspond to the surplus articles such as noise and pads are excluded from the candidate group of the surplus articles labeled in step S140, and the remaining labeling portion is determined to be the surplus articles.
データ処理部５３は、ラベリング部分を特定して判定結果を出力する(ステップＳ１６０)。判定結果は、例えば、記憶部５１から読み出した回路基板９０の画像上に、余剰物品と判定したラベリング部分が明確に視認されるような表現形態で表現される。例えば、図４に示すように、白色の照明光で照明された回路基板９０の画像に対し、余剰物品と判定したラベリング部分を赤色の枠Ｍｋで囲んで表現し、あるいは当該ラベリング部分を赤色に着色して表現する。また、余剰物品の候補として抽出されたが判定処理で除外されたラベリング部分は緑色の枠で囲んで表現し、あるいは当該ラベリング部分を緑色に着色して表現する。 The data processing unit 53 identifies the labeling portion and outputs the determination result (step S160). The determination result is expressed, for example, in a representation form in which the labeling portion determined to be a surplus article is clearly visible on the image of the circuit board 90 read from the storage unit 51. For example, as shown in FIG. 4, with respect to the image of the circuit board 90 illuminated by the white illumination light, the labeling portion determined to be a surplus article is represented by surrounding it with a red frame Mk, or the labeling portion is colored red. Express by coloring. Further, the labeling portion extracted as a candidate for the surplus article but excluded by the determination process is represented by enclosing it in a green frame, or the labeling portion is represented by coloring it in green.
判定結果は記憶部５１のメモリに記憶されるとともに、Ｉ／Ｏ部５５を介してディスプレイやプリンタ等の出力機器６２に出力され、必要に応じて統合制御装置などの外部装置に出力される。 The determination result is stored in the memory of the storage unit 51, and is output to an output device 62 such as a display or a printer via the I / O unit 55, and is output to an external device such as an integrated control device as needed.
以上説明したように、本検査方法は、検査対象である回路基板９０について、部品が位置すべき部品配置領域を除外して検査領域が設定される。そのため、本検査方法によれば、事前に良品の基板を準備して基準画像を作成する必要がなく、基板や余剰部品の色彩等によることなく余剰部品を検出することができる。また、高さ範囲や長さ範囲を選択して抽出処理を行うことで、マスクからはみ出たリードの一部やハンダ、ノイズ等を効果的に除去することができ、これにより過剰検出を防止することができる。さらに、高さのバラツキの範囲や輝度の範囲を選択して判定処理を行うことで誤検出が抑制され、高精度で余剰物品を検出することができる。 As described above, in this inspection method, the inspection area is set for the circuit board 90 to be inspected by excluding the component arrangement area in which the component should be located. Therefore, according to this inspection method, it is not necessary to prepare a non-defective substrate in advance and create a reference image, and the surplus parts can be detected without depending on the color of the substrate or the surplus parts. In addition, by selecting the height range and length range and performing the extraction process, it is possible to effectively remove a part of the leads protruding from the mask, solder, noise, etc., thereby preventing excessive detection. be able to. Further, by selecting the range of height variation and the range of brightness and performing the determination process, erroneous detection can be suppressed, and surplus articles can be detected with high accuracy.
以上では、回路基板９０を撮影した画像から基板上に存在する余剰物品を検出する方法について説明した。この検出方法は、回路基板９０のサイズが比較的小さく回路基板全体を一度の撮影で取得可能な場合や、一度の撮影で取得した回路基板９０の一部について余剰物品を検出するような場合にはそのまま適用できる。ところが、回路基板９０のサイズが比較的大きいため、回路基板をカメラユニット２１の観察領域（ＦＯＶ：Field of View）に応じた複数の領域に分割して撮影し、これら複数の分割領域の画像を合成して回路基板全体の画像を得た場合に、分割領域の境界付近で余剰物品の誤検出が発生しやすいという新たな課題が発生した。 In the above, the method of detecting the surplus article existing on the substrate from the photographed image of the circuit board 90 has been described. This detection method is used when the size of the circuit board 90 is relatively small and the entire circuit board can be acquired by one shooting, or when a surplus article is detected for a part of the circuit board 90 acquired by one shooting. Can be applied as is. However, since the size of the circuit board 90 is relatively large, the circuit board is divided into a plurality of regions according to the observation area (FOV: Field of View) of the camera unit 21 and photographed, and images of these plurality of divided regions are captured. When an image of the entire circuit board is obtained by synthesizing, a new problem has arisen in which erroneous detection of surplus articles is likely to occur near the boundary of the divided region.
発明者らは、このような現象が生じる理由について鋭意研究し、その原因が分割領域の画像（以下、「分割領域画像」という。）を合成する際の基板面の高さ補正にあることを突き止め、このような現象が生じない新たな手法を開発した。まず、従来の分割領域画像の合成方法と、この合成方法によって生じた課題について説明する。 The inventors have diligently studied the reason why such a phenomenon occurs, and found that the cause is the height correction of the substrate surface when synthesizing the image of the divided region (hereinafter referred to as "divided region image"). We found out and developed a new method that does not cause such a phenomenon. First, a conventional method of synthesizing divided region images and problems caused by this synthesizing method will be described.
図５は、分割領域画像の取得から、高さ及び傾きを補正して合成し、回路基板全体の画像を取得するまでの流れを示したイメージ図である。図５（ａ）に示すように、回路基板９０の基板９１は基板自身の撓みや部品配置など様々な要因によって歪んだ状態になっている。回路基板９０は、カメラユニット２１の観察領域（ＦＯＶ）に応じて複数（図５では９つ)の領域に分割して撮影される。データ処理部５３は、各分割領域について基板面を代表する平面（便宜的に、「ＦＯＶ面」という。）を算出する。このとき、各分割領域のＦＯＶ面はそれぞれ異なる高さと傾きを持っており、これをそのまま接合したものが図５（ｂ）である。但し、この状態では基板面の高さが分割領域ごとに異なるため、このままでは回路基板全体について基板面の高さをゼロとした高さ計測が正確に行えない。そこで、各分割領域のＦＯＶ面が高さゼロの水平面になるように領域内の高さデータを補正して、分割領域のデータを合成したものが図５（ｃ）である。これにより、基板９１の歪みの影響を抑制した回路基板の画像が生成される。 FIG. 5 is an image diagram showing a flow from the acquisition of the divided region image to the acquisition of the image of the entire circuit board by correcting the height and the inclination and synthesizing the image. As shown in FIG. 5A, the substrate 91 of the circuit board 90 is in a distorted state due to various factors such as bending of the substrate itself and arrangement of components. The circuit board 90 is divided into a plurality of regions (nine in FIG. 5) according to the observation region (FOV) of the camera unit 21 and photographed. The data processing unit 53 calculates a plane (referred to as “FOV surface” for convenience) representing the substrate surface for each divided region. At this time, the FOV planes of the divided regions have different heights and inclinations, and FIG. 5 (b) shows the joints thereof as they are. However, since the height of the substrate surface differs for each divided region in this state, it is not possible to accurately measure the height of the entire circuit board with the height of the substrate surface set to zero. Therefore, FIG. 5C is a composite of the data of the divided regions by correcting the height data in the regions so that the FOV plane of each divided region becomes a horizontal plane having a height of zero. As a result, an image of the circuit board in which the influence of the distortion of the substrate 91 is suppressed is generated.
しかし、基板の厚さが薄く剛性が低い基板やスリットが設けられた基板、局所的に大きな荷重がかかる基板などの場合、基板が複雑な形状に撓むことがある。このとき、ＦＯＶ面は滑らかに繋がらずに隣接する分割領域間で段差ができ、この状態で補正すると分割領域の境界付近に高さを有する部分が発生し得ることが確認された。図６はこの状況を説明するための説明図であり、図６における（ａ），（ｂ）は回路基板の断面を模式的に示したイメージ図であり、回路基板９０の基板９１を実線、分割領域の境界を点線、高さゼロの水平面を二点鎖線で示している。図６（ｃ）は図５（ｂ）に相当するイメージ図である。 However, in the case of a substrate having a thin substrate and low rigidity, a substrate provided with slits, a substrate to which a large load is locally applied, or the like, the substrate may bend into a complicated shape. At this time, it was confirmed that the FOV surfaces were not smoothly connected and a step was formed between adjacent divided regions, and if correction was made in this state, a portion having a height could be generated near the boundary of the divided regions. 6A and 6B are explanatory views for explaining this situation, and FIGS. 6A and 6B are image diagrams schematically showing a cross section of the circuit board, and the board 91 of the circuit board 90 is divided into solid lines. The boundary of the region is indicated by a dotted line, and the horizontal plane with zero height is indicated by a two-dot chain line. FIG. 6 (c) is an image diagram corresponding to FIG. 5 (b).
図６（ａ）に示すように、回路基板９０の基板９１が凹凸の曲線状に撓んでいた場合、各分割領域のＦＯＶ面は一点鎖線で示すように求められる。このとき、求められた各分割領域のＦＯＶ面ＦＶａ，ＦＶｂ，ＦＶｃのうち、左から２番目の分割領域のＦＯＶ面ＦＶｂと左から３番目の分割領域のＦＯＶ面ＦＶｃとの境界にはほとんど段差が見られない。しかし、左から１番目の分割領域のＦＯＶ面ＦＶａと左から２番目の分割領域のＦＯＶ面ＦＶｂとの境界には大きな段差Ｇが生じている。図６（ｃ）は、このように複数の分割領域間で段差Ｇが生じたＦＯＶ面をそのまま接合した場合のイメージを示している。 As shown in FIG. 6A, when the substrate 91 of the circuit board 90 is bent in a curved shape of unevenness, the FOV surface of each divided region is required to be indicated by a alternate long and short dash line. At this time, among the obtained FOV surfaces FVa, FVb, and FVc of each divided region, there is almost a step at the boundary between the FOV surface FVb of the second divided region from the left and the FOV surface FVc of the third divided region from the left. Can not be seen. However, a large step G is formed at the boundary between the FOV surface FVa of the first divided region from the left and the FOV surface FVb of the second divided region from the left. FIG. 6C shows an image when the FOV surfaces in which the step G is generated between the plurality of divided regions are joined as they are.
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した高さ及び傾きが異なるＦＯＶ面ＦＶａ，ＦＶｂ，ＦＶｃが高さゼロの水平面ＦＶになるように、各分割領域内の各部の高さを補正して合成したときの状況を示している。このとき、補正後の回路基板９０の各部の高さは、ＦＯＶ面間で段差があった左から１番目の基板部分９１ａと左から２番目の基板部分９１ｂとの間に段差Ｇが生じ、この段差を挟んだ左右で高さが不連続になる。そのため、この合成時の補正によって大きく持ち上げられた基板部分９１ｂの左端近傍は、高さゼロの基板面ＦＶに対して高さを有しており、余剰物品として誤検出されるおそれがあった。また、前記従来の分割領域画像の合成方法によると、分割領域にまたがって一個の余剰物品が存在する場合、複数の余剰物品として誤検出されるおそれがあった。 6 (b) shows the height of each part in each divided region so that the FOV surfaces FVa, FVb, and FVc having different heights and slopes shown in FIG. 6 (a) are horizontal planes FV having zero height. It shows the situation when it is corrected and combined. At this time, the height of each part of the circuit board 90 after correction is such that a step G is generated between the first board portion 91a from the left and the second board portion 91b from the left where there is a step between the FOV surfaces. The height becomes discontinuous on the left and right sides of this step. Therefore, the vicinity of the left end of the substrate portion 91b, which is greatly lifted by the correction at the time of synthesis, has a height with respect to the substrate surface FV having a height of zero, and there is a risk of erroneous detection as a surplus article. Further, according to the conventional method of synthesizing the divided region image, when one surplus article is present over the divided region, there is a possibility that it is erroneously detected as a plurality of surplus articles.
次に、新たな分割領域画像の合成方法について説明する。この分割領域画像の合成方法では、予め、回路基板９０の各分割領域（観察領域（ＦＯＶ））内に複数の歪観察点（ＤＯＰ：Distortion Observation Point）が設定される。歪観察点(以下「ＤＯＰ」と表記する。)は、分割領域の画像を合成する際の基板面の高さを規定する観察点である。図７は回路基板９０の各分割領域内に４つのＤＯＰが位置するように自動割り付けて均等に配置した場合における、回路基板全体でのＤＯＰの配置例を示す。 Next, a new method of synthesizing the divided region image will be described. In this method of synthesizing the divided region images, a plurality of distortion observation points (DOPs) are set in advance in each divided region (observation region (FOV)) of the circuit board 90. The distortion observation point (hereinafter referred to as “DOP”) is an observation point that defines the height of the substrate surface when synthesizing images in the divided region. FIG. 7 shows an example of arranging DOPs in the entire circuit board when the four DOPs are automatically allocated and evenly arranged so as to be located in each divided region of the circuit board 90.
各ＤＯＰの高さは、分割領域ごとに撮影された分割領域画像から求められる。例えば、前述したように分割領域ごとにＦＯＶ面を求め、ＤＯＰ位置のＦＯＶ面の高さをそのＤＯＰの高さとすることができる。あるいは分割領域ごとに撮影された分割領域画像の高さマップから、ＤＯＰ位置が基板面であると判断されるときに、その高さをＤＯＰの高さとすることができる。 The height of each DOP is obtained from the divided area images taken for each divided area. For example, as described above, the FOV plane can be obtained for each divided region, and the height of the FOV plane at the DOP position can be set as the height of the DOP. Alternatively, when it is determined from the height map of the divided area image taken for each divided area that the DOP position is the substrate surface, that height can be set as the height of the DOP.
このようにして高さを求めたＤＯＰについて、隣接するＤＯＰを直線で結んで三角形の平面を形成する。このとき、分割領域の中央部に２つの三角形の平面が形成され、その周囲に、隣り合う分割領域と繋がる多数（図示した構成例では１４）の三角形の平面が形成される。すなわち、これらの三角形平面（便宜的に「ＤＯＰ面」という。）は、各分割領域の内外を通して連続して形成される。各ＤＯＰ面の高さ及び傾きはＦＯＶ面と同様に求めることができ、求められたＤＯＰ面の高さ及び傾きに基づいて領域内の各部の高さを補正し、これらを合成することによって回路基板全体の画像が生成される。 For the DOP whose height is obtained in this way, adjacent DOPs are connected by a straight line to form a triangular plane. At this time, two triangular planes are formed in the central portion of the divided region, and a large number of triangular planes (14 in the illustrated configuration example) connected to the adjacent divided regions are formed around the two triangular planes. That is, these triangular planes (referred to as "DOP planes" for convenience) are continuously formed through the inside and outside of each division region. The height and inclination of each DOP surface can be obtained in the same manner as the FOV surface, and the height of each part in the region is corrected based on the obtained height and inclination of the DOP surface, and these are combined to form a circuit. An image of the entire board is generated.
図８（ａ），（ｂ）は、上記の状況を説明するための説明図であり、前述した図６（ａ），（ｂ）に対応した回路基板９０の断面を模式的に示したイメージ図である。回路基板９０の基板９１を実線、分割領域の境界（ＦＯＶのつなぎ目）を点線、ＤＯＰの設定位置及び、高さゼロの水平面を二点鎖線で示している。 8 (a) and 8 (b) are explanatory views for explaining the above situation, and are image views schematically showing a cross section of the circuit board 90 corresponding to the above-mentioned FIGS. 6 (a) and 6 (b). Is. The substrate 91 of the circuit board 90 is indicated by a solid line, the boundary of the divided region (the joint of the FOV) is indicated by a dotted line, the DOP setting position, and the horizontal plane having zero height are indicated by a two-dot chain line.
図８（ａ）に示すように、回路基板９０の基板９１が凹凸の曲線状に撓んでいた場合、各分割領域のＤＯＰ面は一点鎖線で示すように求められる。上記したように、ＤＯＰ面（ＤＰ1〜ＤＰ7）は各分割領域の内外を通して連続して形成されており、ＦＯＶ面で段差Ｇが生じていた左から１番目の分割領域と左から２番目の分割領域との境界は、それぞれの分割領域内に設けられたＤＯＰを結んで形成されるＤＯＰ面ＤＰ3で繋がっている。左から２番目の分割領域と左から３番目の分割領域との境界も同様であり、ＤＯＰ面ＤＰ5で繋がっている。 As shown in FIG. 8A, when the substrate 91 of the circuit board 90 is bent in a curved shape of unevenness, the DOP surface of each divided region is required to be indicated by a alternate long and short dash line. As described above, the DOP planes (DP 1 to DP 7 ) are continuously formed through the inside and outside of each divided region, and the first divided region from the left and the second from the left where the step G is generated on the FOV plane. The boundary with the divided region is connected by the DOP surface DP 3 formed by connecting the DOPs provided in each divided region. The boundary between the second division area from the left and the third division area from the left is the same, and is connected by the DOP surface DP 5 .
このため、図８（ｂ）に示すように、ＤＯＰ面ＤＰ1〜ＤＰ7が高さゼロの水平面になるように各分割領域の高さデータを補正したときに、補正後の回路基板９０の各部の高さは、分割領域の境界部を含めて段差を生じることがない。従って、以上説明した分割領域画像の合成方法を用いて回路基板９０の全体画像を生成し、生成された回路基板９０の全体画像を取得して前述した余剰物品の検出方法により基板検査を行うことで、サイズが比較的大型の回路基板であっても高精度で余剰物品を検出することができる。 Therefore, as shown in FIG. 8B, when the height data of each divided region is corrected so that the DOP surfaces DP 1 to DP 7 are horizontal planes with zero height, the corrected circuit board 90 The height of each portion does not cause a step including the boundary portion of the divided region. Therefore, the entire image of the circuit board 90 is generated by using the method of synthesizing the divided region images described above, the entire image of the generated circuit board 90 is acquired, and the substrate is inspected by the above-mentioned method of detecting surplus articles. Therefore, even a circuit board having a relatively large size can detect surplus articles with high accuracy.
以上では、回路基板９０の分割領域を基準に、ＤＯＰを自動割り付けて均等配置した構成を例示したが、ＤＯＰは他の方法で設定することもできる。ＤＯＰ設定の他の方法一例として、オペレータが自らＤＯＰを設定する方法を例示する。このとき、オペレータは、記憶部５１に基板データとして記憶された回路基板の画像を呼び出してディスプレイに表示させ、適宜画像の拡大機能を利用しながら基板面が露出している所を選択してＤＯＰを設定し記憶させる。このようにしてＤＯＰを設定した回路基板９０の画像を図９に示す。ＤＯＰの設定が終わると、隣接するＤＯＰを結ぶ三角形が自動的に作成される。図における各三角形の交点がオペレータが任意に設定したＤＯＰである。 In the above, the configuration in which the DOPs are automatically allocated and evenly arranged based on the divided region of the circuit board 90 has been illustrated, but the DOPs can also be set by other methods. As another example of the DOP setting method, a method in which the operator sets the DOP by himself / herself will be illustrated. At this time, the operator calls the image of the circuit board stored as the board data in the storage unit 51 and displays it on the display, selects a place where the board surface is exposed while appropriately using the image enlargement function, and DOP. To set and memorize. An image of the circuit board 90 in which the DOP is set in this way is shown in FIG. When the DOP setting is completed, a triangle connecting adjacent DOPs is automatically created. The intersection of each triangle in the figure is a DOP arbitrarily set by the operator.
このような設定方法では、ＤＯＰの位置は基板面が露出した部位であるため、カメラユニット２１で撮影された画像の高さをそのままＤＯＰ位置の高さとして用いることができる。すなわち、カメラユニット２１で撮影された画像からにＦＯＶ面を求め、ＤＯＰ位置の高さを算出するような処理を行う必要がない。そして、回路基板の部品の実装状況等に応じて適宜な位置にＤＯＰを設定すること（例えば、撓みが想定される領域に高密度にＤＯＰを設定すること等）ができるため、きめ細かく基板の歪みを補正して分割領域画像を合成することができ、これにより高精度の回路基板全体の画像を得ることができる。 In such a setting method, since the DOP position is a portion where the substrate surface is exposed, the height of the image captured by the camera unit 21 can be used as it is as the height of the DOP position. That is, it is not necessary to perform a process of obtaining the FOV surface from the image taken by the camera unit 21 and calculating the height of the DOP position. Then, since the DOP can be set at an appropriate position according to the mounting status of the components of the circuit board (for example, the DOP can be set at a high density in the region where the bending is expected), the distortion of the board can be finely set. Can be corrected to synthesize a divided region image, whereby a highly accurate image of the entire circuit board can be obtained.
なお、高さを有する部分から余剰物品の候補を抽出する抽出処理の例として、高さ範囲抽出処理と、長さ範囲抽出処理を示したが、他の処理方法を用いても良い。例えば、検査領域内において予め設定された所定の面積範囲にある部分を余剰物品の候補として抽出する面積範囲抽出処理や、検査領域内において予め設定された所定の体積範囲にある部分を余剰物品の候補として抽出する体積範囲抽出処理などを用いても良い。 Although the height range extraction process and the length range extraction process are shown as examples of the extraction process for extracting candidates for surplus articles from the portion having a height, other processing methods may be used. For example, an area range extraction process for extracting a portion within a predetermined predetermined area range in the inspection area as a candidate for a surplus article, or a portion within a predetermined volume range preset in the inspection area for a surplus article. A volume range extraction process or the like to be extracted as a candidate may be used.
１ 検査装置
２０ 撮像ユニット
２１ カメラユニット
２２ 照明ユニット（２２ａ 上位光源、２２ｂ 中位光源、２２ｃ 下位光源）
２４ 投射ユニット
５０ 制御ユニット（５１ 記憶部、５２ 作動制御部、５３ データ処理部、５５ Ｉ／Ｏ部）
９０ 回路基板
９１ 基板
９２ 部品（９２ａ，９２ｂ ＩＣ部品、９２ｃ コネクタ部品）
ＤＯＰ 歪観察点（参照点）
ＤＰ1〜ＤＰ7 ＤＯＰ面
Ｓ１００〜Ｓ１６０ 余剰物品検査プログラムのステップ
ＴＰ 余剰物品検査プログラム
1 Inspection device 20 Imaging unit 21 Camera unit 22 Lighting unit (22a upper light source, 22b middle light source, 22c lower light source)
24 Projection unit 50 Control unit (51 storage unit, 52 operation control unit, 53 data processing unit, 55 I / O unit)
90 Circuit board 91 Board 92 parts (92a, 92b IC parts, 92c connector parts)
DOP distortion observation point (reference point)
DP 1 to DP 7 DOP surface S100 to S160 Steps of surplus article inspection program TP Surplus article inspection program
Claims (6)
前記回路基板について高さ情報を含む画像を取得するステップと、
前記部品が位置すべき部品配置領域を除外して検査領域を規定するステップと、
前記検査領域内の高さ情報に基づいて前記基板上の余剰物品を検出するステップと
を有し、
前記回路基板の画像を取得するステップは、前記回路基板を複数の領域に分割して分割領域の画像を取得するステップと、複数の前記分割領域の画像を合成するステップとを有し、
前記複数の分割領域の画像を合成するステップは、
各前記分割領域内に複数設定された参照点の基板面の高さ情報から、近接する前記参照点を結ぶ線分により囲まれた領域の基板面の高さ及び傾きを算出し、算出された前記基板面の高さ及び傾きに基づいて前記線分に囲まれた領域内の高さ情報を補正して、
複数の前記線分に囲まれた領域のデータを合成する処理を有することを特徴とする回路基板の検査方法。 This is a method of inspecting a circuit board with components attached to the board.
The step of acquiring an image including height information about the circuit board, and
A step of defining the inspection area by excluding the part placement area where the part should be located, and
It has a step of detecting a surplus article on the substrate based on the height information in the inspection area .
The step of acquiring the image of the circuit board includes a step of dividing the circuit board into a plurality of regions to acquire an image of the divided region and a step of synthesizing an image of the plurality of divided regions.
The step of synthesizing the images of the plurality of divided regions is
From the height information of the substrate surface of a plurality of reference points set in each of the divided regions, the height and inclination of the substrate surface of the region surrounded by the line segments connecting the adjacent reference points were calculated and calculated. Correct the height information in the area surrounded by the line segment based on the height and inclination of the substrate surface,
A method for inspecting a circuit board, which comprises a process of synthesizing data in a region surrounded by a plurality of the line segments .
高さが、予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の検査方法。 The step of detecting the surplus article is
The method for inspecting a circuit board according to claim 1, further comprising a process of selecting a portion whose height is within a predetermined range set in advance.
長さが、予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板の検査方法。 The step of detecting the surplus article is
The method for inspecting a circuit board according to claim 1 or 2, wherein the process includes a process of selecting a portion whose length is within a predetermined range set in advance.
高さのバラつきが、予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路基板の検査方法。 The step of detecting the surplus article is
The method for inspecting a circuit board according to any one of claims 1 to 3, further comprising a process of selecting a portion in which the height variation is within a preset predetermined range.
輝度が、予め設定された所定範囲にある部分を選択する処理を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路基板の検査方法。 The step of detecting the surplus article is
The method for inspecting a circuit board according to any one of claims 1 to 4, wherein the process of selecting a portion whose brightness is within a predetermined range set in advance is included.
前記回路基板に対して高さ情報を含む画像を得るための照明光を投射する投射ユニットと、 A projection unit that projects illumination light to obtain an image including height information on the circuit board.
前記照明光が投射された前記回路基板の画像を取得するカメラユニットと、 A camera unit that acquires an image of the circuit board on which the illumination light is projected, and
前記画像を用いて請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査方法により余剰物品を検出する制御ユニットと A control unit that detects surplus articles by the inspection method according to any one of claims 1 to 5 using the image.
を有することを特徴とする回路基板の検査装置。A circuit board inspection device characterized by having.
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