CN102301225A - 通孔检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明不提取边缘而能够准确地检查通孔的位置偏离。在检查焊盘(81)的通孔(84)的形成状态时，事先设定焊盘(81)的坐标位置及焊盘RGB信息、除外RGB信息。然后，以从印刷线路板(8)取得的表面图像为基础，使用上述的坐标位置及焊盘RGB信息、除外RGB信息来提取检查区域(9)的图像。接下来，对该提取后的检查区域(9)的图像进行二值化，基于该二值化映射而对焊盘(81)以外的区域执行标示处理。然后，除去与检查区域(9)的边界部分(91)相接的标示区域(92)，对该除去后的标示区域(92)的个数进行计数，当该个数为“1”时判定为“无位置偏离”，当个数为“0”时判定为“有位置偏离”。

Description

通孔检查装置

技术领域

本发明涉及能够检查在印刷线路板的焊盘上形成的通孔的位置的通孔检查装置。

背景技术

通常，在印刷线路板的焊盘上形成有用于安装电子部件的通孔。由于该通孔在与形成焊盘的工序不同的工序中形成，因此有时通孔的位置与焊盘的中心偏离。因此，提出有各种能够准确地检查通孔的形成位置的检查装置(专利文献1～专利文献4)。

例如，在下述的专利文献1中公开有对通孔的孔数进行计数，而检查是否与基准的数目一致的方法。根据此种方法，在通孔发生堵塞时，能够将其检测作为不良。而且，在专利文献2中公开有除了检测通孔的孔眼堵塞之外，连通孔的孔径都能够检查的检查装置。

此外，在下述的专利文献3中，如图10所示，公开有一种对焊盘及通孔的图像进行细线化处理，观察其端点而能够检测通孔的位置偏离的方法。根据此种方法，例如，当通孔从焊盘露出时，焊盘的边缘被通孔切断，因此在细线化处理后的线上产生多个端点(图10下图的×记号)，由此能够检测通孔的位置偏离。

另外，在下述的专利文献4中公开有一种对焊盘或通孔的图像进行二值化处理，如图11所示，将图像在八个方向上分割而提取边缘，从而能够判断通孔的形成状态的检查装置。根据此种方法，即使在专利文献3的细线化处理时产生误差，也不会产生其噪声，而能够可靠地检测通孔的位置偏离。

专利文献1：日本实开平2-105156号公报

专利文献2：日本特开平5-060537号公报

专利文献3：日本特公平7-086468号公报

专利文献4：日本特开平9-203620号公报

发明内容

然而，在上述专利文献所记载的方法中，会产生如下的问题。

即，专利文献1及专利文献2所示的方法对通孔的孔数或孔径的大小进行判断，因此即使在通孔的形成位置从焊盘露出的情况下，若孔数或孔径适合，则也不能将其判断为不良。

另外，如专利文献3或专利文献4所示提取边缘而进行检查的方法中，根据图像的取得状态的不同，有时焊盘或通孔的轮廓模糊不清，无法提取准确的边缘。尤其是将抗蚀剂涂敷至焊盘的边缘的内侧的情况下，亮度值从焊盘的中心侧依次顺滑地变化成“铜色(露出金属色)”“涂敷在铜上的抗蚀剂色”“基板上的抗蚀剂色”，因此难以通过灰度值取得图像和进行边缘的准确的提取。而且，由于光的照射方向的不同而边缘强烈地反射或形成阴影时，更难以进行边缘的提取。因此，在专利文献3那样的细线化处理的方法及专利文献4所示在八个方向上提取边缘的方法中，进行该处理前的焊盘及通孔的检查区域的图像模糊不清，无法准确地提取边缘。

因此，本发明着眼于上述课题而作出，其目的在于提供一种能够不提取边缘而准确地检查通孔的位置偏离的通孔检查装置。

即，本发明为了解决上述课题，而提供一种通孔检查装置，检查设置在印刷线路板的焊盘上的通孔的形成状态，其中，设有：图像取得单元，取得印刷线路板的表面图像；区域提取单元，从该表面图像提取包含焊盘在内的检查区域的图像；二值化处理单元，根据该提取后的图像而生成二值化映射；标示单元，基于该二值化映射而执行标示处理；及判定单元，基于该标示处理后的信息而对焊盘以外的标示区域的个数进行计数，在该标示区域的个数为规定的个数以下时判定为位置偏离。

如此，在超过焊盘的边缘而形成通孔时，将通孔的区域和焊盘以外的标示区域连结而成为1个，由此能够检测通孔发生位置偏离的情况。另一方面，在通孔收容于焊盘内时，由于焊盘内的通孔的标示区域和焊盘外侧的标示区域存在有两个，因此能够判断通孔收容在焊盘内的情况。

另外，在此种发明中，预先设定与焊盘区域对应的焊盘RGB信息及与焊盘以外的区域对应的除外RGB信息，对该焊盘RGB信息和除外RGB信息的区域进行膨胀处理而从表面图像提取检查区域的图像。

如此，通过彩色图像提取焊盘区域及除此以外的区域时，即使未全部指定焊盘的RGB、焊盘以外的RGB的亮度值，仅通过设定多个像素或一定区域的RGB，也能够提取接近该指定的RGB的像素，而且，能够将其排除。

此外，在此种发明中，在根据标示的图像而判定通孔的形成状态时，除去与检查区域的外侧边界相接的焊盘以外的标示区域，然后，对焊盘以外的标示区域的个数进行计数，在该个数为既定值以下时判定为位置偏离。

如此，即使在检查区域内存在伤或其他的配线图案等的情况下，也能够将被该伤分割的标示区域除去而准确地检查通孔的位置偏离。

发明效果

根据本发明的检查装置，由于设有取得印刷线路板的表面图像的图像取得单元、从该表面图像提取包含焊盘在内的检查区域的图像的区域提取单元、根据该提取的图像而生成二值化映射的二值化处理单元、基于该二值化映射而执行标示处理的标示单元、基于该标示处理的信息而对焊盘以外的标示区域的个数进行计数且在该标示区域的个数为规定的个数以下时判定为位置偏离的判定单元，因此，在超过焊盘的边缘而形成通孔时，将通孔的区域和焊盘以外的标示区域的个数连结而成为1个，由此能够检测通孔的位置偏离。另一方面，在通孔收容于焊盘内时，由于焊盘内的通孔的标示区域和焊盘外侧的标示区域存在有两个，因此能够判断通孔收容在焊盘内的情况。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的检查装置的功能框图。

图2是表示从该方式中的印刷线路板的表面图像取得的焊盘RGB的区域和被排除的除外RGB的信息的图。

图3是表示该方式中的焊盘与通孔的位置关系的图。

图4是表示该方式中的焊盘附近存在伤等的状态的图。

图5是表示该方式中的二值化处理后的二值化映射的图。

图6是表示该方式中的标示处理的概要的图。

图7是表示该方式中的标示处理后的图像和判定处理的图。

图8是表示该方式中的设定处理的流程图的图。

图9是表示该方式中的检查处理的流程图的图。

图10是表示现有例的通孔的检查方法的图。

图11是表示现有例的通孔的检查方法的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。如图3所示，本实施方式中的检查装置1能够检查在印刷线路板上形成的焊盘81内通孔84是否准确地收容，从印刷线路板8取得其表面图像，提取焊盘81存在的位置的检查区域9的图像。并且，如图4及图5所示，在该检查区域9中对焊盘81的区域和除此以外的区域进行二值化处理(使焊盘81的区域为“0”、除此以外的区域为“1”的二值化处理)，能够基于焊盘以外的标示区域的个数而检查通孔84是否从焊盘81露出。以下，基于图1中的功能框图而对检查装置1的结构进行详细说明。

首先，图像取得单元2从检查对象即印刷线路板8取得其表面图像。从印刷线路板8取得表面图像时，也可以通过灰度值而取得表面图像，但若为灰度值，则无法明确图3所示的露出有金属的焊盘81的区域(虚线的内侧区域)、在该焊盘81上涂敷有抗蚀剂83的区域81R(虚线与实线之间的区域)、在基板82上直接涂敷有抗蚀剂83的区域82R(实线的外侧区域)的亮度值之差，仅通过256级的亮度值无法准确地提取焊盘81的图像。因此，优选，通过彩色图像而取得印刷线路板8的表面图像。利用该图像取得单元2取得印刷线路板8的表面图像时，从排列在印刷线路板8的斜上方的照明装置照射光，利用印刷线路板8的正上方的线性传感器或区域传感器取得该反射光。该取得的表面图像由(RGB)＝(0，0，0)～(255，255，255)形成的亮度的像素来构成。然后，将该表面图像存储在图像存储器中，从该表面图像提取检查区域9即焊盘81或通孔84的图像。

区域提取单元3从该取得的印刷线路板8的表面图像提取检查区域9即焊盘81的检查区域9的图像。此时，预先通过设定单元4设定焊盘81存在的坐标位置。而且，设定应从该图像提取的焊盘RGB像素信息、和应该从此处积极除外的除外RGB像素信息。在此，设定焊盘81的坐标位置时，以印刷线路板8的设计时使用的CAD数据为基础而设定焊盘81的坐标位置，以该坐标位置为中心设定将焊盘81全部包含在内的检查区域9。作为该检查区域9的形状，既可以是正方形、长方形等矩形形状，或者也可以是圆形形状。优选，预先将作为检查对象的焊盘81、通孔84全部包含在内。

另一方面，焊盘RGB信息是表示用于从表面图像提取焊盘81的RGB亮度信息的信息，基于从作为基准的印刷线路板8的焊盘81取得的图像而设定。此时，例如，仅提取焊盘81的金属露出部分时，设定(R，G，B)＝(200，60，60)附近的亮度值，而提取焊盘81的外周部分的与抗蚀剂83重叠的重叠部分81R作为焊盘区域时，设定(R，G，B)＝(120，150，80)附近的亮度值。这些亮度值根据抗蚀剂83的涂敷厚度或金属表面的研磨伤等进行变化，因此在设定了亮度值后，以包含这些亮度值的方式对RGB亮度值进行一定幅度的膨胀处理。具体而言，根据作为基准的印刷线路板8的表面图像，利用鼠标设定焊盘81的一像素或矩形区域，然后，以包含该指定的像素的亮度值(设定矩形区域时，该矩形区域内的全部的像素的亮度值)的方式，例如膨胀成120-α1＜R＜200+α2、60-β1＜G＜150+β2、60-γ1＜B＜80+γ2等(参照图2)。需要说明的是，在此，α1～γ2的各值既可以单独设定，分别为不同的值，或者也可以设定成α1＝α2、β1＝β2、γ1＝γ2这样分别相同。

除外RGB信息是设定要积极地从表面图像排除的RGB的亮度值的信息，在该实施方式中，设定成接近焊盘色的基材色或基板82上的抗蚀剂色等。该除外RGB信息也基于从作为基准的印刷线路板8取得的图像而设定，例如，在仅排除基材82其本身的颜色时，设定(R，G，B)＝(60，30，30)附近的亮度值，而且，在排除该基材82上涂敷有抗蚀剂83的区域82R时，设定成(R，G，B)＝(80，120，50)附近的亮度值。这些亮度值也根据抗蚀剂83的涂敷厚度进行变化，因此在指定了亮度值后，以包含这些亮度值的方式使RGB亮度值膨胀一定幅度(参照图2)。即，通过鼠标，根据作为基准的印刷线路板8的表面图像而设定了一像素或矩形区域后，以包含该指定的像素的亮度值(设定了矩形区域时，该矩形区域内的全部的像素的亮度值)在内的方式膨胀。

如此对焊盘RGB信息和除外RGB信息进行膨胀处理时，如图2所示，表示焊盘RGB信息的区域31和表示除外RGB信息的区域32有可能会重叠。这种情况下，先从检查区域9除去包含在除外RGB信息的区域32中的像素，然后，提取包含在焊盘RGB信息的区域31中的像素。而且，即使与此相反地，在提取属于焊盘RGB信息的像素之后，将包含在除外RGB信息中的像素排除，作为结果，提取的图像也相同。

二值化处理单元5基于如此提取的检查区域9的图像，进行二值化处理，而生成图4或图5所示的二值化映射。在二值化处理中，在检查区域9内，将作为焊盘RGB色而提取的像素设定为“0”，将作为焊盘以外的除去RGB色等而排除的像素设定为“1”。此时，例如通孔84从焊盘81露出时，在通孔84收容在焊盘81内的情况下，如图5(a)所示，比特值“1”的区域的块在焊盘的内侧和外侧总计存在两个，另一方面，如图5(b)所示，焊盘以外(即比特值“1”)的区域的块仅为1个。

标示单元6基于如此被二值化处理后的二值化映射，按照比特值“0”或“1”的块来执行标示处理。在此“标示”是指按照二值化处理后的比特值的块来分配标号，在该实施方式中，按照焊盘81以外的区域(即，分配了“1”的区域)的块来给予标签。

图6表示该标示处理的一例。在图6中，标号93是关注像素，标号94是其周围的参照像素。首先，对关注像素93分配标签时，该关注像素93的比特值为“1”，且还未对其周围的参照像素94分配任何标签时，记上新标签而分配给该关注像素93。另一方面，已经对参照像素94分配了标签时，将与该标签相同的标签分配给关注像素93。在图6中，关注像素93的比特值为“1”，由于已经对其左侧周围的参照像素94分配了标签“1”，因此对该关注像素93分配标签“1”。以下，从检查区域9的左上朝向右下的各像素进行同样的处理，生成标示后的映射。需要说明的是，关于该标示处理的方法，也可以采用其他方法，但根据标示的规则的不同，而存在由该规则产生的缺点，被标示的区域有可能发生分割或合并。尤其是关于检查区域9的边界部分91，与中心部分相比，相对容易产生噪声，例如图4所示，当检查区域9的附近存在伤或配线图案等时，如图4(b)所示，由于该伤等而比特值“1”的区域有可能被分割成内侧和外侧。

因此，在判定单元7中，将如此标示后的图像中的与检查区域9的边界部分91相接的标示区域92除去，并对该除去后的标示区域的个数进行计数。即，如图5(a)所示，在检查区域9内没有其他的配线图案或伤的状态下在焊盘81的内侧形成通孔84时，焊盘81的外侧的标示区域92和焊盘81的内侧的标示区域92存在，总计存在两个标示区域(图7(a))。此时，若除去与检查区域9的边界部分91相接的标示区域92，则焊盘81的区域内的标示区域92仅残留1个。即，以正常的状态形成通孔84时，边界部分除去后的标示区域的个数成为仅“1个”。而且，如图4(a)所示，当由于检查区域9的其他配线图案或伤等而基材82上的抗蚀剂区域82R被分割时，虽然标示区域的个数成为“3个”，但由于焊盘外侧的标示区域都与检查区域9的边界部分91相接，因此标示区域的个数成为“1个”。

另一方面，如图5(b)所示，当通孔84从焊盘81露出时，若除去与外侧边界91相接的标示区域92，则检查区域9的标示区域的个数成为“0个”(图7(b))。因此，在判定单元7中，去除与该检查区域9的边界部分91相接的标示区域92，对之后的标示区域的个数进行计数，若该个数为“0个”，则判定为“位置偏离”。

接下来，使用图8的流程图来说明如此构成的检查装置1的检查流程。

<用于检查区域9的图像提取的设定>

首先，使用图8说明为了从表面图像提取包含焊盘81、通孔84在内的检查区域9而进行的事前作业。

首先，从检查对象物即印刷线路板8提取焊盘81的检查区域9时，事前准备作为基准的印刷线路板8，取得其表面图像(步骤S1)。此时，作为成为基准的印刷线路板8，使用通过其他的检查装置1或目视检查判断为良品的基板，并将该取得的表面图像显示在显示器上(步骤S2)。然后，由操作者通过CAD数据或鼠标产生的画面操作而进行焊盘81的坐标位置的设定接受(步骤S3)，并存储该坐标位置或包含焊盘81在内的矩形区域的大小(步骤S4)。

如此设定了坐标位置或检查区域9的大小后，这一次，基于显示在显示器上的检查区域9的图像，接受焊盘81的金属露出部分、焊盘81上的抗蚀剂83涂敷区域的像素的选择，并存储该像素的RGB信息作为焊盘RGB信息(步骤S5)。而且，与此相同地，在焊盘81以外的部分中，对于想要积极地排除的颜色的像素，接受选择，并存储该像素的RGB信息作为除外RGB信息(步骤S6)。此时，作为除外颜色，设定成容易与焊盘色区别开的颜色。并且，在如此设定了焊盘RGB信息、除外RGB信息后，对各个信息进行膨胀处理而存储作为焊盘RGB信息、除外RGB信息(步骤S7)。

<检查对象物的检查处理>

接下来，使用图9的流程图说明如此设定了检查区域9的坐标及焊盘RGB信息、除外RGB信息后，对检查对象物即印刷线路板8进行检查的处理。

对检查对象物即印刷线路板8的形成状态进行检查时，同样地，从检查对象物的印刷线路板8取得表面图像(步骤T1)，将该图像存储在图像存储器中。并且，从该表面图像基于预先存储的焊盘81的坐标位置而提取检查区域9(步骤T2)，从该检查区域9的图像除去所述膨胀处理后的除外RGB信息中包含的像素(步骤T3)。此时，除去与基材82其本身的颜色对应的像素、与涂敷在基材82上的抗蚀剂83的颜色对应的像素等。如此去除了除外RGB信息中包含的像素后，提取属于进行了所述膨胀处理后的焊盘RGB信息的像素(步骤T4)，例如，仅提取焊盘81的金属色、焊盘81上的抗蚀剂色等所包含的像素。通过进行此种处理，作为检查区域9的图像，仅残留与焊盘81的区域对应的图像，而这以外的图像被除去。

接下来，对如此提取的焊盘81的区域的图像进行二值化处理而生成二值化映射(步骤T5)。在该二值化处理中，设焊盘81以外的区域为“1”，设焊盘81的区域为“0”。由此，如图4、图5所示，基材82的抗蚀剂83区域、通孔84的部分成为“1”，焊盘81的金属露出部分、焊盘81的抗蚀剂涂敷区域81R成为“0”。

在步骤T6中，根据如此生成的二值化映射而进行标示处理。在该标示处理中，执行焊盘81以外的区域的标示处理，按照二值化映射中附加了“1”的像素的块，给予标签。通过该处理，例如，在焊盘81内形成通孔84时，如图7所示，由于通孔84的部分的标签“1”的部分和焊盘81的其外侧区域的标签“2”的部分而存在两个标示区域92。另一方面，通孔84从焊盘81的边界部分露出时，标示区域92仅为1个。

在判定处理中，基于该标示处理后的映射而判定通孔84的位置偏离。在该判定处理中，除去与检查区域9的边界部分91相接的标示区域92(步骤T7)，因此对残留的标示区域92的个数进行计数。此时，在焊盘81内形成有通孔84时，除去与检查区域9的边界部分91相接的标示区域92后的标示区域的个数仅为“1个”(焊盘81内的通孔部分的1个)，另一方面，当通孔84从焊盘81露出时，通孔84和外侧区域被一体化，标示区域的个数成为“0个”。因此，通过判定单元7在标示区域的个数为“0个”时判定为“位置偏离”(步骤T9)，另一方面，在标示区域的个数为“1个”时判定为“无位置偏离”(步骤T10)而输出其结果。

如此，根据上述实施方式，具备取得印刷线路板8的表面图像的图像取得单元2、基于焊盘81的坐标位置及焊盘RGB信息、除外RGB信息等而提取包含焊盘81在内的检查区域9的图像的区域提取单元3、根据该检查区域9的图像而生成二值化映射的二值化处理单元5、基于该二值化映射而对焊盘81以外的区域执行标示处理的标示单元6，对焊盘81以外的标示区域92的个数进行计数，在其个数少于既定值时判定为“位置偏离”，因此能够判定是否超过焊盘81的边缘81a而形成通孔84。

另外，如此提取检查区域9时，对焊盘RGB信息和除外RGB信息的区域进行膨胀处理而提取检查区域9的图像，因此以彩色图像来提取焊盘81的检查区域9时，即使未全部指定焊盘81的RGB、焊盘81以外的RGB的亮度值，仅通过设定多个像素的RGB或一定范围内的RGB，就能提取该指定的RGB附近的像素，而且，能够进行排除。

此外，根据标示的图像而判定通孔84的形成状态时，除去与检查区域9的边界部分91相接的标示区域92，然后，若焊盘81以外的区域的标示区域的个数为“0”，则判定为“位置偏离”，因此如图4所示，即使在检查区域9中存在伤或其他的配线图案等的情况下，也能够将由于该伤等而分割的标示区域92除去，从而准确地检查位置偏离。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，而能够以各种形态进行实施。

例如，在上述实施方式中，当标示区域的个数为“0”时判定为“位置偏离”，当标示区域的个数为“1”时判断为“无位置偏离”，但在能够忽视伤等的影响的情况下，通孔84露出时标示区域的个数减少1个，因此也可以在标示区域的个数少于既定值时判断为“位置偏离”。

另外，在上述实施方式中，根据标示区域的个数而检测通孔84的位置偏离，但在焊盘81的内侧形成通孔84时，也可以基于内侧的标示区域92的面积还同时检查通孔84的孔径。

此外，在上述实施方式中，基于除外RGB信息而先排除除外像素，然后，基于焊盘RGB信息而提取与焊盘81对应的像素，但也可以仅基于焊盘RGB信息而提取与焊盘81对应的像素。

工业实用性

本发明能够检查在未安装电子部件的印刷线路板的焊盘上形成的通孔的位置偏离。

标号说明：

1…检查装置

2…图像取得单元

3…区域提取单元

4…设定单元

5…二值化处理单元

6…标示单元

7…判定单元

31…焊盘RGB区域

32…除外RGB区域

8…印刷线路板

81…焊盘

81a…边缘

82…基材

83…抗蚀剂

82R…基材抗蚀剂

81R…焊盘上抗蚀剂

84…通孔

9…检查区域

91…边界部分

92…标示区域

Claims (3)

1.一种通孔检查装置，检查设置在印刷线路板的焊盘上的通孔的形成状态，其特征在于，设有：

图像取得单元，取得印刷线路板的表面图像；

区域提取单元，从该表面图像提取包含焊盘在内的检查区域的图像；

二值化处理单元，根据该提取后的图像而生成二值化映射；

标示单元，基于该二值化映射而执行标示处理；及

判定单元，基于该标示处理后的信息而对焊盘以外的标示区域的个数进行计数，在该标示区域的个数为规定的个数以下时判定为位置偏离。

2.根据权利要求1所述的通孔检查装置，其中，

所述区域提取单元预先设定与焊盘区域对应的焊盘RGB信息及与焊盘以外的区域对应的除外RGB信息，对该焊盘RGB信息和除外RGB信息的区域进行膨胀处理而提取检查区域的图像。

3.根据权利要求1所述的通孔检查装置，其中，

所述判定单元在根据标示后的图像而判定通孔的形成状态时，除去与检查区域的外侧边界相接的焊盘以外的标示区域，然后，对焊盘以外的标示区域的个数进行计数，在该个数为既定值以下时判定为位置偏离。

Images