JP2000011174A - 画像認識による計測方法および計測装置および記録媒体 - Google Patents
画像認識による計測方法および計測装置および記録媒体Info
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- JP2000011174A JP2000011174A JP10171964A JP17196498A JP2000011174A JP 2000011174 A JP2000011174 A JP 2000011174A JP 10171964 A JP10171964 A JP 10171964A JP 17196498 A JP17196498 A JP 17196498A JP 2000011174 A JP2000011174 A JP 2000011174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 輝度変動の影響を受けることのない画像認識
による計測方法および計測装置および記録媒体を提供す
る。 【解決手段】 先ずはんだ検査のために例えばＱＦＰの
矩形ランドパターンと正常はんだパターンを登録してお
く。基板実装ラインの中ではんだ印刷検査を行う際、正
規化相関法パターンマッチングを行い、正常はんだパタ
ーンで定位置での正常はんだ印刷の検出を行い、良否判
定により正常はんだと不良はんだを振り分ける。基板上
に正常はんだが印刷されている場合は、正規化相関係数
はＣｒ≒１で正常はんだが検出される。また全く印刷さ
れていない場合（はんだ無し）、ランドが完全に露呈す
る。はんだとランドの輝度パターンが全く異なるため、
Ｃｒ≪１となり、正常はんだは検出されず判定結果＝不
良となる。その他、印刷不良の場合、正規化相関係数Ｃ
ｒは小さくなるので、印刷不良の判定が下せる。
による計測方法および計測装置および記録媒体を提供す
る。 【解決手段】 先ずはんだ検査のために例えばＱＦＰの
矩形ランドパターンと正常はんだパターンを登録してお
く。基板実装ラインの中ではんだ印刷検査を行う際、正
規化相関法パターンマッチングを行い、正常はんだパタ
ーンで定位置での正常はんだ印刷の検出を行い、良否判
定により正常はんだと不良はんだを振り分ける。基板上
に正常はんだが印刷されている場合は、正規化相関係数
はＣｒ≒１で正常はんだが検出される。また全く印刷さ
れていない場合（はんだ無し）、ランドが完全に露呈す
る。はんだとランドの輝度パターンが全く異なるため、
Ｃｒ≪１となり、正常はんだは検出されず判定結果＝不
良となる。その他、印刷不良の場合、正規化相関係数Ｃ
ｒは小さくなるので、印刷不良の判定が下せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板上の
基準マーク、ランド、実装部品、はんだ、スクリーン印
刷マスク上の基準マーク、版抜きパターン等を認識し位
置決めをしたり、フリップチップ、チップスケールパッ
ケージ（ＣＳＰ）、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）の基準マーク、ラン
ド、バンプ等を認識し位置決めしたり、また計測や検査
を行う画像認識による計測技術に関するものである。
基準マーク、ランド、実装部品、はんだ、スクリーン印
刷マスク上の基準マーク、版抜きパターン等を認識し位
置決めをしたり、フリップチップ、チップスケールパッ
ケージ（ＣＳＰ）、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）の基準マーク、ラン
ド、バンプ等を認識し位置決めしたり、また計測や検査
を行う画像認識による計測技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回路基板に電子部品を実装する場合、基
板上のランドにクリームはんだを印刷して、部品を装着
し、リフロー炉を通してはんだを溶融凝固させて固定す
る方法が一般的に良く用いられている。
板上のランドにクリームはんだを印刷して、部品を装着
し、リフロー炉を通してはんだを溶融凝固させて固定す
る方法が一般的に良く用いられている。
【０００３】クリームはんだ印刷の良否は、基板実装の
良否に大きな影響を与えるので、クリームはんだ印刷検
査で、基板上の所定のランド上に、はんだが正常に印刷
されているか否かを検査する。
良否に大きな影響を与えるので、クリームはんだ印刷検
査で、基板上の所定のランド上に、はんだが正常に印刷
されているか否かを検査する。
【０００４】主な検査項目として、印刷不良には印刷形
状不良（はんだ欠け、だれ、にじみ、ブリッジ）、印刷
位置ズレ、印刷量不良（はんだなし、はんだかすれ、は
んだ不足、はんだ過多）がある。
状不良（はんだ欠け、だれ、にじみ、ブリッジ）、印刷
位置ズレ、印刷量不良（はんだなし、はんだかすれ、は
んだ不足、はんだ過多）がある。
【０００５】従来一般的に用いられてきた検査方法とし
て、モノクロＣＣＤカメラで被検査物を撮像して、画像
メモリに画像を入力し、２値化の閾値ではんだを分離抽
出し検査する方法が採られて来た。
て、モノクロＣＣＤカメラで被検査物を撮像して、画像
メモリに画像を入力し、２値化の閾値ではんだを分離抽
出し検査する方法が採られて来た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の２値化
による検査方法は、照明／反射の輝度変動の影響を受け
易いという欠点がある。機種変更の段取り時に設定した
閾値ではんだの分離抽出を最適化していても、照明機器
の経時劣化によって照明が暗くなると、その閾値ではは
んだの分離抽出がうまくいかなくなる。
による検査方法は、照明／反射の輝度変動の影響を受け
易いという欠点がある。機種変更の段取り時に設定した
閾値ではんだの分離抽出を最適化していても、照明機器
の経時劣化によって照明が暗くなると、その閾値ではは
んだの分離抽出がうまくいかなくなる。
【０００７】また、はんだの印刷形状の微妙な変化によ
って、はんだの反射具合、即ちはんだの画像が変化し、
はんだの分離抽出がうまくいかなくなる。
って、はんだの反射具合、即ちはんだの画像が変化し、
はんだの分離抽出がうまくいかなくなる。
【０００８】これらの問題のために、はんだ印刷検査で
の誤判定が起こりやすかった。誤判定には、不良の被検
査物を正常と判定する見逃しのケースと、正常な被検査
物を不良と判定する過剰判定のケースとがある。
の誤判定が起こりやすかった。誤判定には、不良の被検
査物を正常と判定する見逃しのケースと、正常な被検査
物を不良と判定する過剰判定のケースとがある。
【０００９】見逃しで後工程に不良を持ち込むような問
題を避けるために、検査条件を厳しくして疑わしいもの
をどんどんはじいていくことがあるが、逆に正常なもの
まで不良と判定するような過剰判定の問題が発生する。
題を避けるために、検査条件を厳しくして疑わしいもの
をどんどんはじいていくことがあるが、逆に正常なもの
まで不良と判定するような過剰判定の問題が発生する。
【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、輝度変動の影響を受けることのない画像認
識による計測方法および計測装置および記録媒体を提供
することにある。
その目的は、輝度変動の影響を受けることのない画像認
識による計測方法および計測装置および記録媒体を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（１）２値化は、閾値の
輝度レベルで対象物を分離抽出する方法であり、はんだ
と周囲との分離は、照明／反射の輝度変動の影響を受け
易く、極めて難しい。そこで本発明では、照明／反射の
輝度変動等の影響を受けにくい正規化相関法パターンマ
ッチングを用いることで、テンプレートとして登録した
正常はんだ印刷パターンではんだの検査を可能とした。
即ち、検査窓枠内の定位置に、正常はんだ印刷パターン
の検出ができるか否かで、はんだ印刷の良否判定が即座
に行える。
輝度レベルで対象物を分離抽出する方法であり、はんだ
と周囲との分離は、照明／反射の輝度変動の影響を受け
易く、極めて難しい。そこで本発明では、照明／反射の
輝度変動等の影響を受けにくい正規化相関法パターンマ
ッチングを用いることで、テンプレートとして登録した
正常はんだ印刷パターンではんだの検査を可能とした。
即ち、検査窓枠内の定位置に、正常はんだ印刷パターン
の検出ができるか否かで、はんだ印刷の良否判定が即座
に行える。
【００１２】この定位置パターン検出の方法を用いるこ
とによって、検査枠内でパターンをサーチ（探し出す）
する必要がなくなるので、正規化相関係数の計算を反復
することなく１回で求めることができる。ただし、はん
だ印刷の多少の位置ズレや変形を許容して安定した検出
を行う場合には、検査枠内でのサーチ範囲を絞り込んで
サーチを行っても良い。
とによって、検査枠内でパターンをサーチ（探し出す）
する必要がなくなるので、正規化相関係数の計算を反復
することなく１回で求めることができる。ただし、はん
だ印刷の多少の位置ズレや変形を許容して安定した検出
を行う場合には、検査枠内でのサーチ範囲を絞り込んで
サーチを行っても良い。
【００１３】良否判定で不良であることが分かれば、必
要に応じて更に詳細な検査を行えばよい。例えば、はん
だ無しの場合はランドが露呈しているので、定位置でラ
ンドパターン検出を行えば良い。他方印刷位置ズレの場
合は、定位置からずれた場所にはんだが印刷されている
ので、検査枠内ではんだパターンをサーチすれば良い。
要に応じて更に詳細な検査を行えばよい。例えば、はん
だ無しの場合はランドが露呈しているので、定位置でラ
ンドパターン検出を行えば良い。他方印刷位置ズレの場
合は、定位置からずれた場所にはんだが印刷されている
ので、検査枠内ではんだパターンをサーチすれば良い。
【００１４】（２）そこで本発明の画像認識による計測
方法は、画像認識における相互相関係数と自己相関係数
に基づいて正規化相関係数を求め、前記求められた正規
化相関係数に基づいて正規化相関法パターンマッチング
を行って、検査枠内の定位置、或は検査枠内で正常パタ
ーンの検出を行うことにより、良否判定の検査を簡単化
することを特徴とし、また、画像認識における相互相関
係数と自己相関係数に基づいて正規化相関係数を求め、
前記求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関法
パターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或は
検査枠内で不良パターンの検出を行うことにより、当該
不良を特定する検査を行うことを特徴とし、また、正規
化相関法パターンマッチングにより、検査枠内の定位置
でパターンマッチングを行うことによって、１回で正規
化相関係数を求め、計算を効率化することを特徴とし、
また、インラインにおける正常パターン検出による良否
判定で不良品をリジェクトして、オフラインで不良品の
詳細検査を行うことにより、インライン検査を効率化す
ることを特徴とし、また、インラインにおける正常パタ
ーン検出による良否判定でリジェクトされた不良品を、
オフラインで詳細検査を行い過剰判定を吟味し良品判定
されたものをラインに再投入することを特徴とし、ま
た、前記正規化相関係数は、入力画像およびパターンマ
ッチング用の基準画像の各画素値と検索領域内の画素数
に基づいて求められる相互相関係数を、前記入力画像お
よび基準画像の各画素値と検索領域内の画素数に基づい
て求められる入力画像および基準画像の自己相関係数で
除して求められた係数であることを特徴とし、また、前
記正規化相関係数は、入力画像およびパターンマッチン
グ用の基準画像の各画素値から所定の閾値を各々差し引
いた残差値を検索領域内で積和計算して検索領域内の画
素数で除して平均化した相互相関係数を、前記入力画像
の画素値から所定の閾値を差し引いた残差値を検索領域
内で平方和計算して検索領域内の画素数で除して平均化
した入力画像の自己相関係数と、前記基準画像の画素値
から所定の閾値を差し引いた残差値を検索領域内で平方
和計算して検索領域内の画素数で除して平均化した基準
画像の自己相関係数とで除して求められた閾値付き正規
化相関係数であることを特徴としている。
方法は、画像認識における相互相関係数と自己相関係数
に基づいて正規化相関係数を求め、前記求められた正規
化相関係数に基づいて正規化相関法パターンマッチング
を行って、検査枠内の定位置、或は検査枠内で正常パタ
ーンの検出を行うことにより、良否判定の検査を簡単化
することを特徴とし、また、画像認識における相互相関
係数と自己相関係数に基づいて正規化相関係数を求め、
前記求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関法
パターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或は
検査枠内で不良パターンの検出を行うことにより、当該
不良を特定する検査を行うことを特徴とし、また、正規
化相関法パターンマッチングにより、検査枠内の定位置
でパターンマッチングを行うことによって、１回で正規
化相関係数を求め、計算を効率化することを特徴とし、
また、インラインにおける正常パターン検出による良否
判定で不良品をリジェクトして、オフラインで不良品の
詳細検査を行うことにより、インライン検査を効率化す
ることを特徴とし、また、インラインにおける正常パタ
ーン検出による良否判定でリジェクトされた不良品を、
オフラインで詳細検査を行い過剰判定を吟味し良品判定
されたものをラインに再投入することを特徴とし、ま
た、前記正規化相関係数は、入力画像およびパターンマ
ッチング用の基準画像の各画素値と検索領域内の画素数
に基づいて求められる相互相関係数を、前記入力画像お
よび基準画像の各画素値と検索領域内の画素数に基づい
て求められる入力画像および基準画像の自己相関係数で
除して求められた係数であることを特徴とし、また、前
記正規化相関係数は、入力画像およびパターンマッチン
グ用の基準画像の各画素値から所定の閾値を各々差し引
いた残差値を検索領域内で積和計算して検索領域内の画
素数で除して平均化した相互相関係数を、前記入力画像
の画素値から所定の閾値を差し引いた残差値を検索領域
内で平方和計算して検索領域内の画素数で除して平均化
した入力画像の自己相関係数と、前記基準画像の画素値
から所定の閾値を差し引いた残差値を検索領域内で平方
和計算して検索領域内の画素数で除して平均化した基準
画像の自己相関係数とで除して求められた閾値付き正規
化相関係数であることを特徴としている。
【００１５】（３）また本発明の画像認識による計測装
置は、画像認識における相互相関係数と自己相関係数に
基づいて正規化相関係数を求める演算部と、前記演算部
で求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関法パ
ターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或は検
査枠内で正常パターンの検出を行う正常パターン検出部
とを有し、良否判定の検査を簡単化することを特徴と
し、また、画像認識における相互相関係数と自己相関係
数に基づいて正規化相関係数を求める演算部と、前記演
算部で求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関
法パターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或
は検査枠内で不良パターンの検出を行う不良パターン検
出部とを有し、前記不良を特定する検査を行うことを特
徴とし、また、正規化相関法パターンマッチングによ
り、検査枠内の定位置でパターンマッチングを行って、
１回で正規化相関係数を求める演算部を有し、前記正規
化相関係数の計算を効率化することを特徴とし、また、
インラインにおける正常パターン検出による良否判定で
不良と判定された不良品をリジェクトするリジェクト部
を有し、該リジェクトされた不良品についてオフライン
で詳細検査を行うことにより、インライン検査を効率化
することを特徴とし、また、前記オフラインでの詳細検
査時に、前記不良品の過剰判定の有無を吟味する検査部
を有し、該検査部で良品判定されたものをラインに再投
入することを特徴とし、また、前記正規化相関係数は、
入力画像およびパターンマッチング用の基準画像の各画
素値と検索領域内の画素数に基づいて求められる相互相
関係数を、前記入力画像および基準画像の各画素値と検
索領域内の画素数に基づいて求められる入力画像および
基準画像の自己相関係数で除して求められた係数である
ことを特徴とし、また、前記正規化相関係数は、入力画
像およびパターンマッチング用の基準画像の各画素値か
ら所定の閾値を各々差し引いた残差値を検索領域内で積
和計算して検索領域内の画素数で除して平均化した相互
相関係数を、前記入力画像の画素値から所定の閾値を差
し引いた残差値を検索領域内で平方和計算して検索領域
内の画素数で除して平均化した入力画像の自己相関係数
と、前記基準画像の画素値から所定の閾値を差し引いた
残差値を検索領域内で平方和計算して検索領域内の画素
数で除して平均化した基準画像の自己相関係数とで除し
て求められた閾値付き正規化相関係数であることを特徴
としている。
置は、画像認識における相互相関係数と自己相関係数に
基づいて正規化相関係数を求める演算部と、前記演算部
で求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関法パ
ターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或は検
査枠内で正常パターンの検出を行う正常パターン検出部
とを有し、良否判定の検査を簡単化することを特徴と
し、また、画像認識における相互相関係数と自己相関係
数に基づいて正規化相関係数を求める演算部と、前記演
算部で求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関
法パターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或
は検査枠内で不良パターンの検出を行う不良パターン検
出部とを有し、前記不良を特定する検査を行うことを特
徴とし、また、正規化相関法パターンマッチングによ
り、検査枠内の定位置でパターンマッチングを行って、
１回で正規化相関係数を求める演算部を有し、前記正規
化相関係数の計算を効率化することを特徴とし、また、
インラインにおける正常パターン検出による良否判定で
不良と判定された不良品をリジェクトするリジェクト部
を有し、該リジェクトされた不良品についてオフライン
で詳細検査を行うことにより、インライン検査を効率化
することを特徴とし、また、前記オフラインでの詳細検
査時に、前記不良品の過剰判定の有無を吟味する検査部
を有し、該検査部で良品判定されたものをラインに再投
入することを特徴とし、また、前記正規化相関係数は、
入力画像およびパターンマッチング用の基準画像の各画
素値と検索領域内の画素数に基づいて求められる相互相
関係数を、前記入力画像および基準画像の各画素値と検
索領域内の画素数に基づいて求められる入力画像および
基準画像の自己相関係数で除して求められた係数である
ことを特徴とし、また、前記正規化相関係数は、入力画
像およびパターンマッチング用の基準画像の各画素値か
ら所定の閾値を各々差し引いた残差値を検索領域内で積
和計算して検索領域内の画素数で除して平均化した相互
相関係数を、前記入力画像の画素値から所定の閾値を差
し引いた残差値を検索領域内で平方和計算して検索領域
内の画素数で除して平均化した入力画像の自己相関係数
と、前記基準画像の画素値から所定の閾値を差し引いた
残差値を検索領域内で平方和計算して検索領域内の画素
数で除して平均化した基準画像の自己相関係数とで除し
て求められた閾値付き正規化相関係数であることを特徴
としている。
【００１６】（４）また本発明の記録媒体は、前記いず
れかに記載の画像認識による計測方法をコンピュータに
実行させるプログラムを、該コンピュータが読み取り可
能な媒体に記録して成ることを特徴としている。
れかに記載の画像認識による計測方法をコンピュータに
実行させるプログラムを、該コンピュータが読み取り可
能な媒体に記録して成ることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を詳細に説明する。本発明における正規化
相関法は、相互相関係数を自己相関係数で割ることによ
り、輝度の正規化を行い、輝度変動の影響を小さくして
いる。本実施形態例における平均値の減算を含む正規化
相関係数は次の第（１）式の通りである。
の実施の形態を詳細に説明する。本発明における正規化
相関法は、相互相関係数を自己相関係数で割ることによ
り、輝度の正規化を行い、輝度変動の影響を小さくして
いる。本実施形態例における平均値の減算を含む正規化
相関係数は次の第（１）式の通りである。
【００１８】
【数１】
【００１９】また、前記第（１）式の正規化相関係数を
用いた場合、はんだ印刷パターンを検出するのに、輝度
レベルが異なる類形のランドパターンを検出してしまう
現象、及び、逆にランドパターンを検出するのに輝度レ
ベルが異なる類形のはんだ印刷パターンを検出してしま
う現象が起る場合がある。これは図６に示すように、平
均値を基準とする輝度残差＝（輝度−閾値）の輝度分布
が、テンプレートのはんだと入力画像のランドとの間で
類形パターンとなっているためである。また、平均値の
減算を含まない移動正規化相関法でもこれと同じ現象が
起こる。
用いた場合、はんだ印刷パターンを検出するのに、輝度
レベルが異なる類形のランドパターンを検出してしまう
現象、及び、逆にランドパターンを検出するのに輝度レ
ベルが異なる類形のはんだ印刷パターンを検出してしま
う現象が起る場合がある。これは図６に示すように、平
均値を基準とする輝度残差＝（輝度−閾値）の輝度分布
が、テンプレートのはんだと入力画像のランドとの間で
類形パターンとなっているためである。また、平均値の
減算を含まない移動正規化相関法でもこれと同じ現象が
起こる。
【００２０】そこで、前記第（１）式の正規化相関係数
の平均値を次の第（２）式のように閾値に置き換えるこ
とにより、正規化相関法に２値化の閾値を導入する。
の平均値を次の第（２）式のように閾値に置き換えるこ
とにより、正規化相関法に２値化の閾値を導入する。
【００２１】
【数２】
【００２２】これによって、平面形状パターンだけでな
く、閾値を基準とする輝度残差＝（輝度−閾値）の輝度
分布パターンでもパターンマッチングが行えるようにな
る。例えば図７に示すように、はんだとランドの間で閾
値τを設けると、はんだとランドの間で輝度分布パター
ンが全く異なるようになり、両者の識別が可能となる。
く、閾値を基準とする輝度残差＝（輝度−閾値）の輝度
分布パターンでもパターンマッチングが行えるようにな
る。例えば図７に示すように、はんだとランドの間で閾
値τを設けると、はんだとランドの間で輝度分布パター
ンが全く異なるようになり、両者の識別が可能となる。
【００２３】ただし、初期設定したテンプレートの輝度
レベルに対して、照明条件等の変化・変更等で入力画像
の輝度レベルが大きく変わる場合には、入力画像の閾値
を設定変更できる（τ→τ′）。
レベルに対して、照明条件等の変化・変更等で入力画像
の輝度レベルが大きく変わる場合には、入力画像の閾値
を設定変更できる（τ→τ′）。
【００２４】更に、図８に示すように、２つの閾値
τ1，τ2で輝度のレンジ（定義域）が指定された対象パ
ターンを検出することも可能である。
τ1，τ2で輝度のレンジ（定義域）が指定された対象パ
ターンを検出することも可能である。
【００２５】図１は本発明による計測方法の一実施形態
例を実施するためのブロック構成例を示す図である。図
１において、１は計測対象を照明する照明装置、２は基
準マーク等のパターン画像や計測対象物を撮像するカメ
ラなどの撮像装置、３は撮像した画像を取り込む記憶装
置（画像メモリ）、３１は記憶装置（画像メモリ）３上
のパターン画像等をストアする記憶装置（ハードディス
ク）、４は入力した画像についてソフトウェアによる画
像処理により画像認識と計測を行う処理装置（ＣＰ
Ｕ）、５は画像を表示する表示装置（ディスプレー）で
ある。
例を実施するためのブロック構成例を示す図である。図
１において、１は計測対象を照明する照明装置、２は基
準マーク等のパターン画像や計測対象物を撮像するカメ
ラなどの撮像装置、３は撮像した画像を取り込む記憶装
置（画像メモリ）、３１は記憶装置（画像メモリ）３上
のパターン画像等をストアする記憶装置（ハードディス
ク）、４は入力した画像についてソフトウェアによる画
像処理により画像認識と計測を行う処理装置（ＣＰ
Ｕ）、５は画像を表示する表示装置（ディスプレー）で
ある。
【００２６】（１）ＱＦＰの場合 ＩＣ回路チップを内蔵するＱＦＰにおいては、図２に示
すようにＱＦＰパッケージの四辺に沿って入出力ピンが
１列に並んでおり、それに対応して基板回路上のＱＦＰ
装着位置の周辺に矩形のランドが配列されている。はん
だ印刷装置では、印刷マスク開口部を通して、ランドと
類形のクリームはんだがランド配列に転写される。はん
だ印刷検査では、はんだが正常な形状と量で定位置に印
刷されているか否かの検査を行う。
すようにＱＦＰパッケージの四辺に沿って入出力ピンが
１列に並んでおり、それに対応して基板回路上のＱＦＰ
装着位置の周辺に矩形のランドが配列されている。はん
だ印刷装置では、印刷マスク開口部を通して、ランドと
類形のクリームはんだがランド配列に転写される。はん
だ印刷検査では、はんだが正常な形状と量で定位置に印
刷されているか否かの検査を行う。
【００２７】先ず新機種基板の段取りの際に、はんだ検
査のためのパターン登録を行う。主に、ＱＦＰの矩形ラ
ンドパターンと正常はんだパターンを登録する。
査のためのパターン登録を行う。主に、ＱＦＰの矩形ラ
ンドパターンと正常はんだパターンを登録する。
【００２８】基板実装ラインの中で、はんだ印刷検査を
行う際には、正規化相関法パターンマッチングを行い、
正常はんだパターンで、定位置での正常はんだ印刷の検
出を行い、良否判定により正常はんだと不良はんだとを
振り分ける。
行う際には、正規化相関法パターンマッチングを行い、
正常はんだパターンで、定位置での正常はんだ印刷の検
出を行い、良否判定により正常はんだと不良はんだとを
振り分ける。
【００２９】閾値付き正規化相関法は、閾値の条件下で
形状パターンのパターンマッチングを行うので、正常は
んだパターンのみを検出し、例え形状が似通っていても
輝度の異なるランドパターンを検出することはない。
形状パターンのパターンマッチングを行うので、正常は
んだパターンのみを検出し、例え形状が似通っていても
輝度の異なるランドパターンを検出することはない。
【００３０】パターンの検出結果は正規化相関係数値か
ら分かる。基板上に正常はんだが印刷されている場合
は、正規化相関係数はＣｒ≒１で正常はんだが検出され
る。もし、基板上にはんだが全く印刷されていない場合
（はんだ無し）、ランドが完全に露呈する。はんだとラ
ンドの輝度パターンが全く異なるため、Ｃｒ≪１とな
り、正常はんだは検出されず、判定結果＝不良となる。
その他、印刷不良の場合、正規化相関係数Ｃｒは小さく
なるので、印刷不良の判定が下せる。不良となったはん
だはラインからリジェクトされる。
ら分かる。基板上に正常はんだが印刷されている場合
は、正規化相関係数はＣｒ≒１で正常はんだが検出され
る。もし、基板上にはんだが全く印刷されていない場合
（はんだ無し）、ランドが完全に露呈する。はんだとラ
ンドの輝度パターンが全く異なるため、Ｃｒ≪１とな
り、正常はんだは検出されず、判定結果＝不良となる。
その他、印刷不良の場合、正規化相関係数Ｃｒは小さく
なるので、印刷不良の判定が下せる。不良となったはん
だはラインからリジェクトされる。
【００３１】不良状況を詳しく調べる場合には、更に、
各検査項目（印刷不良）の検査を行い原因を特定する。
例えば、はんだなしの検査はランドパターンを検出する
ことで行える。はんだ印刷位置ズレの検査は正常はんだ
パターンの位置検出を行い、印刷定位置とのズレを算出
することで行える。
各検査項目（印刷不良）の検査を行い原因を特定する。
例えば、はんだなしの検査はランドパターンを検出する
ことで行える。はんだ印刷位置ズレの検査は正常はんだ
パターンの位置検出を行い、印刷定位置とのズレを算出
することで行える。
【００３２】不良品の詳細検査はインラインで行っても
よいが検査効率が悪い。良否判定で、即、不良品をリジ
ェクトしてオフラインで時間の余裕を持って詳細検査を
行う方式が、インラインの検査タクト短縮になり効率的
である。この方式の場合、良否判定で過剰判定を行って
いたとしても、詳細検査で問題がなければラインに再投
入する救済処置もとれる。
よいが検査効率が悪い。良否判定で、即、不良品をリジ
ェクトしてオフラインで時間の余裕を持って詳細検査を
行う方式が、インラインの検査タクト短縮になり効率的
である。この方式の場合、良否判定で過剰判定を行って
いたとしても、詳細検査で問題がなければラインに再投
入する救済処置もとれる。
【００３３】また、良否判定の計算の効率上、入力画像
の検査枠の定位置で正常はんだパターンの検出を行うこ
とにより、１回で正規化相関係数を求める方法を用いる
ことができる。はんだ無し検査でも、ランドパターンの
定位置検出の方式を使用でき、はんだ無し判定の計算を
効率化できる。尚、検査枠と定位置の設定は基板レイア
ウトのＣＡＤデータとＱＦＰの基準マークから行える。
の検査枠の定位置で正常はんだパターンの検出を行うこ
とにより、１回で正規化相関係数を求める方法を用いる
ことができる。はんだ無し検査でも、ランドパターンの
定位置検出の方式を使用でき、はんだ無し判定の計算を
効率化できる。尚、検査枠と定位置の設定は基板レイア
ウトのＣＡＤデータとＱＦＰの基準マークから行える。
【００３４】ただし、多少の位置ズレを許容して安定し
た検出を行う場合は、計算時間の制限の範囲内で検査枠
内でのサーチを行っても良い。
た検出を行う場合は、計算時間の制限の範囲内で検査枠
内でのサーチを行っても良い。
【００３５】尚、前記新機種段取り時／検査条件変更時
の動作フローは図３の通りであり、インライン検査実行
の動作フローは図４の通りである。
の動作フローは図３の通りであり、インライン検査実行
の動作フローは図４の通りである。
【００３６】（２）ＢＧＡの場合 ＩＣ回路チップを内蔵するＢＧＡにおいては、図５に示
すようにＢＧＡパッケージの底面には入出力のバンプが
２次元配列されており、それに対応して基板回路上のＢ
ＧＡ装着位置の面に円型のランドが２次元配列されてい
る。はんだ印刷装置では、印刷マスク開口部を通して、
円型のクリームはんだがランド配列に転写される。
すようにＢＧＡパッケージの底面には入出力のバンプが
２次元配列されており、それに対応して基板回路上のＢ
ＧＡ装着位置の面に円型のランドが２次元配列されてい
る。はんだ印刷装置では、印刷マスク開口部を通して、
円型のクリームはんだがランド配列に転写される。
【００３７】先ず新機種基板の段取りの際に、はんだ検
査のためのパターン登録を行う。主にＢＧＡの円型ラン
ドパターンと正常はんだパターンを登録する。基板実装
ラインの中で、はんだ印刷検査を行う処理は上記ＱＦＰ
の場合と同様となる。
査のためのパターン登録を行う。主にＢＧＡの円型ラン
ドパターンと正常はんだパターンを登録する。基板実装
ラインの中で、はんだ印刷検査を行う処理は上記ＱＦＰ
の場合と同様となる。
【００３８】なお、本発明は、ＣＰＵのソフトウェア処
理により、リアルタイムのパターンマッチングを実現
し、専用の高速画像処理ボードを使用しないことで、シ
ステム構成の単純化とコストダウンを実現する。従っ
て、上記の各手順をＣＰＵに実行させるプログラムを、
ＣＰＵが読取可能な記録媒体（例えば、フロッピーディ
スクやＣＤ−ＲＯＭなど）に記録して配布することが可
能である。
理により、リアルタイムのパターンマッチングを実現
し、専用の高速画像処理ボードを使用しないことで、シ
ステム構成の単純化とコストダウンを実現する。従っ
て、上記の各手順をＣＰＵに実行させるプログラムを、
ＣＰＵが読取可能な記録媒体（例えば、フロッピーディ
スクやＣＤ−ＲＯＭなど）に記録して配布することが可
能である。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、正規化相関法パターンマッチングを行って、検
査枠内の定位置、或は検査枠内で正常パターン又は不良
パターンの検出を行うようにしたので、次のような優れ
た効果が得られる。
よれば、正規化相関法パターンマッチングを行って、検
査枠内の定位置、或は検査枠内で正常パターン又は不良
パターンの検出を行うようにしたので、次のような優れ
た効果が得られる。
【００４０】（１）照明／反射の輝度変動、焦点ボケ、
対象物／背景上のノイズ・外乱等の影響を受けることな
く、正しい画像認識による計測が行える。特に閾値付き
正規化相関係数を用いた場合はその効果が顕著である。
対象物／背景上のノイズ・外乱等の影響を受けることな
く、正しい画像認識による計測が行える。特に閾値付き
正規化相関係数を用いた場合はその効果が顕著である。
【００４１】（２）パターンマッチングにより良否判定
が簡単化される。
が簡単化される。
【００４２】（３）１回の演算で正規化相関係数を求め
ることができ、計算が効率化される。
ることができ、計算が効率化される。
【００４３】（４）インライン検査の効率化を図ること
ができる。
ができる。
【図１】本発明の実施形態例の方法を実行するブロック
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図２】本発明の計測方法をＱＦＰに適用した場合の動
作説明図である。
作説明図である。
【図３】本発明の、新機種段取り時／検査条件変更時の
手順例を示すフロー図である。
手順例を示すフロー図である。
【図４】本発明の、インライン検査実行の手順例を示す
フロー図である。
フロー図である。
【図５】本発明の計測方法をＢＧＡに適用した場合の動
作説明図である。
作説明図である。
【図６】誤判定による誤った計測の様子を示す説明図で
ある。
ある。
【図７】本発明の一実施形態例における誤判定のない正
しい計測の様子を示す説明図である。
しい計測の様子を示す説明図である。
【図８】本発明他の実施形態例における誤判定のない正
しい計測の様子を示す説明図である。
しい計測の様子を示す説明図である。
１…照明装置 ２…撮像装置 ３…記憶装置（画像メモリ） ４…ＣＰＵ（処理装置） ５…表示装置 ３１…記憶装置（ハードディスク）
Claims (15)
- 【請求項１】 画像認識における相互相関係数と自己相
関係数に基づいて正規化相関係数を求め、 前記求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関法
パターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或は
検査枠内で正常パターンの検出を行うことにより、良否
判定の検査を簡単化することを特徴とする画像認識によ
る計測方法。 - 【請求項２】 画像認識における相互相関係数と自己相
関係数に基づいて正規化相関係数を求め、 前記求められた正規化相関係数に基づいて正規化相関法
パターンマッチングを行って、検査枠内の定位置、或は
検査枠内で不良パターンの検出を行うことにより、当該
不良を特定する検査を行うことを特徴とする画像認識に
よる計測方法。 - 【請求項３】 正規化相関法パターンマッチングによ
り、検査枠内の定位置でパターンマッチングを行うこと
によって、１回で正規化相関係数を求め、計算を効率化
することを特徴とする画像認識による計測方法。 - 【請求項４】 インラインにおける正常パターン検出に
よる良否判定で不良品をリジェクトして、オフラインで
不良品の詳細検査を行うことにより、インライン検査を
効率化することを特徴とする請求項１に記載の画像認識
による計測方法。 - 【請求項５】 インラインにおける正常パターン検出に
よる良否判定でリジェクトされた不良品を、オフライン
で詳細検査を行い過剰判定を吟味し良品判定されたもの
をラインに再投入することを特徴とする請求項４に記載
の画像認識による計測方法。 - 【請求項６】 前記正規化相関係数は、 入力画像およびパターンマッチング用の基準画像の各画
素値と検索領域内の画素数に基づいて求められる相互相
関係数を、 前記入力画像および基準画像の各画素値と検索領域内の
画素数に基づいて求められる入力画像および基準画像の
自己相関係数で除して求められた係数であることを特徴
とする請求項１又は２又は３又は４又は５に記載の画像
認識による計測方法。 - 【請求項７】 前記正規化相関係数は、 入力画像およびパターンマッチング用の基準画像の各画
素値から所定の閾値を各々差し引いた残差値を検索領域
内で積和計算して検索領域内の画素数で除して平均化し
た相互相関係数を、 前記入力画像の画素値から所定の閾値を差し引いた残差
値を検索領域内で平方和計算して検索領域内の画素数で
除して平均化した入力画像の自己相関係数と、前記基準
画像の画素値から所定の閾値を差し引いた残差値を検索
領域内で平方和計算して検索領域内の画素数で除して平
均化した基準画像の自己相関係数とで除して求められた
閾値付き正規化相関係数であることを特徴とする請求項
１又は２又は３又は４又は５に記載の画像認識による計
測方法。 - 【請求項８】 画像認識における相互相関係数と自己相
関係数に基づいて正規化相関係数を求める演算部と、 前記演算部で求められた正規化相関係数に基づいて正規
化相関法パターンマッチングを行って、検査枠内の定位
置、或は検査枠内で正常パターンの検出を行う正常パタ
ーン検出部とを有し、 良否判定の検査を簡単化することを特徴とする画像認識
による計測装置。 - 【請求項９】 画像認識における相互相関係数と自己相
関係数に基づいて正規化相関係数を求める演算部と、 前記演算部で求められた正規化相関係数に基づいて正規
化相関法パターンマッチングを行って、検査枠内の定位
置、或は検査枠内で不良パターンの検出を行う不良パタ
ーン検出部とを有し、 前記不良を特定する検査を行うことを特徴とする画像認
識による計測装置。 - 【請求項１０】 正規化相関法パターンマッチングによ
り、検査枠内の定位置でパターンマッチングを行って、
１回で正規化相関係数を求める演算部を有し、前記正規
化相関係数の計算を効率化することを特徴とする画像認
識による計測装置。 - 【請求項１１】 インラインにおける正常パターン検出
による良否判定で不良と判定された不良品をリジェクト
するリジェクト部を有し、該リジェクトされた不良品に
ついてオフラインで詳細検査を行うことにより、インラ
イン検査を効率化することを特徴とする請求項８に記載
の画像認識による計測装置。 - 【請求項１２】 前記オフラインでの詳細検査時に、前
記不良品の過剰判定の有無を吟味する検査部を有し、該
検査部で良品判定されたものをラインに再投入すること
を特徴とする請求項１１に記載の画像認識による計測装
置。 - 【請求項１３】 前記正規化相関係数は、 入力画像およびパターンマッチング用の基準画像の各画
素値と検索領域内の画素数に基づいて求められる相互相
関係数を、 前記入力画像および基準画像の各画素値と検索領域内の
画素数に基づいて求められる入力画像および基準画像の
自己相関係数で除して求められた係数であることを特徴
とする請求項８又は９又は１０又は１１又は１２に記載
の画像認識による計測装置。 - 【請求項１４】 前記正規化相関係数は、 入力画像およびパターンマッチング用の基準画像の各画
素値から所定の閾値を各々差し引いた残差値を検索領域
内で積和計算して検索領域内の画素数で除して平均化し
た相互相関係数を、 前記入力画像の画素値から所定の閾値を差し引いた残差
値を検索領域内で平方和計算して検索領域内の画素数で
除して平均化した入力画像の自己相関係数と、前記基準
画像の画素値から所定の閾値を差し引いた残差値を検索
領域内で平方和計算して検索領域内の画素数で除して平
均化した基準画像の自己相関係数とで除して求められた
閾値付き正規化相関係数であることを特徴とする請求項
８又は９又は１０又は１１又は１２に記載の画像認識に
よる計測装置。 - 【請求項１５】 前記請求項１から請求項７までのいず
れかに記載の画像認識による計測方法をコンピュータに
実行させるプログラムを、該コンピュータが読み取り可
能な媒体に記録して成ることを特徴とする記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10171964A JP2000011174A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 画像認識による計測方法および計測装置および記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10171964A JP2000011174A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 画像認識による計測方法および計測装置および記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000011174A true JP2000011174A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15933033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10171964A Pending JP2000011174A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 画像認識による計測方法および計測装置および記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000011174A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7433537B2 (en) | 2001-06-19 | 2008-10-07 | Fujifilm Corporation | Image reproduction system for removing noise of a periodic pattern |
| JP2018112544A (ja) * | 2016-11-21 | 2018-07-19 | クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフトＫｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＡＧ | 歯車部品の自動機械加工と検査のための方法および装置 |
| CN117253812A (zh) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 成都宏讯微电子科技有限公司 | 一种多芯片封装方法 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP10171964A patent/JP2000011174A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7433537B2 (en) | 2001-06-19 | 2008-10-07 | Fujifilm Corporation | Image reproduction system for removing noise of a periodic pattern |
| JP2018112544A (ja) * | 2016-11-21 | 2018-07-19 | クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフトＫｌｉｎｇｅｌｎｂｅｒｇ ＡＧ | 歯車部品の自動機械加工と検査のための方法および装置 |
| CN117253812A (zh) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 成都宏讯微电子科技有限公司 | 一种多芯片封装方法 |
| CN117253812B (zh) * | 2023-11-17 | 2024-04-02 | 成都宏讯微电子科技有限公司 | 一种多芯片封装方法 |
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