JP2000036698A - 電子部品実装回路基板の検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラインセンサカメラを用いた検査にもかかわ
らず、回路基板の対角線上の二つの補正用マークを用い
て回路基板の位置補正量を正確に求めることのできる電
子部品実装回路基板の検査方法を提供する。 【解決手段】 電子部品実装回路基板１の長さ方向の両
端側であって対角線上で対向する二つの角部に第１及び
第２の補正用マーク１２ａ、１２ｂをもうける。先ずラ
インセンサカメラ８を高速度移動させたのちに定速度移
動させながら終端位置側の第２の補正用マーク１２ｂを
撮像し、且つその位置座標値を算出する。つぎに、ライ
ンセンサカメラ８を、始端位置まで高速度移動させたの
ちに、撮像走査方向Ｒに向け定速度移動させながら第１
の補正用マーク１２ａを撮像してその位置座標値を算出
する。算出した二つの位置座標値と基準位置座標値との
比較により回路基板１の位置補正量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装済みの電子部
品実装回路基板の外観をラインセンサカメラにより撮像
し、その画像に基づき部品実装状態の良否を判定する電
子部品実装回路基板の検査方法及びその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子部品の実装分野では、電子部
品実装用の回路基板の軽薄短小化に伴って、この回路基
板の回路パターンおよび電子部品実装の高密度化が一層
促進されており、それに応じて電子部品を実装した後の
電子部品実装回路基板の外観を自動的に検査する装置の
開発も盛んに行われている。従来の電子部品実装回路基
板の外観検査装置は、一般に図３に示すような構成にな
っている。すなわち、電子部品実装回路基板（実装され
た電子部品は不図示）１が検査テーブル（図示せず）の
所定位置にセットされると、制御部１３がモータ駆動回
路１７を介しサーボモータ２を駆動制御してボールねじ
３が回転され、このボールねじ３に螺合するキャリア部
材４がガイドシャフト７に摺動しながら所定の定速度で
移動する。ラインセンサカメラ８は、回路基板１の上方
に位置してキャリア部材４に取り付けられ、回路基板１
の長さ方向に沿った撮像走査方向Ｒへ向け定速度移動し
ながら、回路基板１の幅方向の外観のライン画像を上方
から撮像していく。

【０００３】このとき、ラインセンサカメラ８は、長方
形の回路基板１の長さ方向ｘにおける撮像走査方向Ｒの
始端側端部の幅方向の両側に設けられた二つの補正用マ
ーク１２ａ、１２ｃを最初に撮像し、制御部１３は、こ
の補正用マーク１２ａ、１２ｃの画像データの各々のｙ
座標値と、エンコーダ１４より取り込んだ信号から得ら
れたｘ座標値とから、二つの補正用マーク１２ａ、１２
ｃのｘ、ｙ座標値に基づき回路基板１の姿勢等を演算に
より算出する。つまり、制御部１３は、基準データとし
て予め設定されている両補正用マーク１２ａ、１２ｃの
基準位置座標値と、ラインセンサカメラ８で撮像した画
像データから求めた両補正用マーク１２ａ、１２ｃの計
測位置座標値との差から回路基板１の長さ方向ｘおよび
幅方向ｙの各位置補正量および傾き補正量を算出する。
そののちに、制御部１３は、ラインセンサカメラ８が移
動に伴って撮像していく画像データを、エンコーダ１４
からの信号に基づき順次算出した位置座標値を上述の位
置補正量に基づき補正した位置座標値と関連付けて制御
部１３内の画像記憶手段９に記憶させていく。

【０００４】制御部１３内の画像処理手段１０は、画像
記憶手段９に記憶された画像データのうちの指定された
一定領域の画像データを抽出して、検査対象の電子部品
の面積値、中心位置および傾きなどを計測する画像処理
を行う。さらに、判定処理手段１１は、画像処理手段１
０の画像計測処理による計測処理結果を予め設定された
判定基準値と比較して、回路基板１の良否の判定を行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子部品実装回
路基板１の検査方法では、ラインセンサカメラ８による
撮像の最初期に位置補正のためのデータを得ることがで
きるという利点があるが、上述の回路基板１の位置補正
を、長方形の回路基板１の始端に設けた同一ｘ座標上の
二つの補正用マーク１２ａ、１２ｃの位置関係に基づい
て、位置補正を行うため、回路基板１の姿勢を正しく認
識することが困難であり、ひいては画像データの正確な
位置補正を行うことが困難であるという問題があった。
しかも二つの補正用マーク１２ａ、１２ｃの内、一方の
マーク１２ｃはラインセンサカメラ８による撮像用に特
別に設けていることが実情であり、コストアップの原因
となるという問題もあった。

【０００６】また、回路基板１の実装密度が粗い状態で
あれば、従来の検査方法における回路基板の所定位置か
らの位置ずれの補正でも実用上は問題はないが、近年の
実装密度の高い回路基板では検査精度に問題が生じて、
実装状態の良否判定が正確になされない課題があった。
例えば、据置型ビデオテープレコーダの回路基板では、
１０ｃｍ² の実装スペースに約５０個の電子部品が実装
されており、これに用いられるリード付き電子部品のリ
ードピッチは０．６５ｍｍ程度であり、従来の実装状態
検査を行うための位置補正方法であっても特に問題はな
く、それ以上の精度向上の要求もなされなかった。しか
し、近来の電子機器、特に携帯機器の小型化の進展に伴
って回路基板も小型化され、実装密度が高くなってお
り、例えば、小型ビデオカメラに用いる回路基板では、
同じ１０ｃｍ² の実装スペースに約４００個の電子部品
が実装され、リードピッチも０．３ｍｍにまで小型化さ
れたものが実装されている。この回路基板の実装状態を
検査するためには、回路基板上の全ての位置で精度の高
い位置補正が必要である。

【０００７】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、回路基板の対角線上
の二つの補正用マークを用いて位置補正量を正確に求
め、ラインセンサカメラで撮像した画像データの位置座
標値を高精度に補正して正確な検査結果を得ることがで
きる電子部品実装回路基板の検査方法及びその装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の第１発明に係る電子部品実装回路基板の検査
方法は、電子部品実装回路基板の長さ方向の両端側であ
って対角線上で対向する二つの角部に第１および第２の
補正用マークを設け。前記回路基板の幅方向の外観を撮
像するラインセンサカメラを、前記回路基板の長さ方向
に沿った撮像走査方向の始端位置から終端位置近傍まで
高速度で相対移動させたのちに、定速度の相対移動によ
り前記第２の補正用マークを撮像、記憶し、つぎに、前
記カメラを前記撮像走査方向の反対方向に高速度で相対
移動させて前記始端位置に復帰させたのちに、前記撮像
走査方向に定速度で相対移動させながら前記第１の補正
用マークおよび前記回路基板の画像を撮像、記憶し、前
記第１および第２の補正用マークの各位置座標値に基づ
いて前記回路基板の画像の位置補正量を算出し、記憶し
た前記回路基板の画像データのうちの一定領域の画像デ
ータを抽出して画像計測処理を行って、その計測処理結
果に基づき良否を判定するようにしたことを特徴とす
る。

【０００９】この電子部品実装回路基板の検査方法で
は、回路基板の長さ方向における両端側であって対角線
上に対向する二つの角部に設けた補正用マークを用いて
回路基板の位置及び姿勢を求めるので、回路基板の長さ
方向および幅方向のそれぞれの位置補正量および傾き補
正量を回路基板の全体にわたり正確に求めることがで
き、撮像した画像データの位置座標値を高精度に補正し
て正確な検査結果を得ることができる。しかも、ライン
センサカメラによる回路基板の外観撮像に先立って、撮
像走査方向の終端側の補正用マークのみを撮像してその
位置座標値を予め求めるのであるが、終端側の補正用マ
ークの撮像に際しては、ラインセンサカメラを高速度で
相対移動させるので、迅速に行うことができる。また、
この種の回路基板に通常設けられている対角線上の二つ
の補正用マークのみを利用するだけであって、従来のよ
うにラインセンサカメラ撮像検査用としての特別な補正
用マークを別途設けないので、コスト高とならない。

【００１０】また、本願の第２発明は、補正用マークが
設けられ、電子部品が実装された回路基板を所定位置に
配置し、この回路基板を幅方向に撮像するラインセンサ
カメラを回路基板の長さ方向に移動させて回路基板を撮
像し、撮像された画像を処理することにより、回路基板
が配置された位置の基準位置からの位置ずれ量を補正し
て各電子部品の実装状態の良否を検査する電子部品実装
回路基板の検査方法において、前記補正用マークを回路
基板の対角位置に第１及び第２の各補正用マークとして
設定し、前記ラインセンサカメラにより前記第１及び第
２の各補正用マークが設けられた長さ方向の領域を撮像
するマーク撮像工程の後、回路基板の全面を撮像する回
路基板撮像工程を行うようにしたことを特徴とする。

【００１１】この検査方法によれば、マーク撮像工程に
より得られた画像から回路基板の基準位置からの位置ず
れ量が検出できるので、回路基板撮像工程によって得ら
れた画像を前記位置ずれ量によって補正すると、回路基
板の撮像画像は基準位置に補正されるので、実装された
各電子部品の位置、傾き等の実装状態を正確に検出する
ことができる。

【００１２】また、本願の第３発明は、補正用マークが
設けられ、電子部品が実装された回路基板を所定位置に
配置し、この回路基板を幅方向に撮像するラインセンサ
カメラを回路基板の長さ方向に移動させて回路基板を撮
像し、撮像された画像を処理することにより、回路基板
が配置された位置の基準位置からの位置ずれ量を補正し
て各電子部品の実装状態の良否を検査する電子部品実装
回路基板の検査方法において、前記補正用マークを回路
基板の対角位置に第１及び第２の各補正用マークとして
設定し、前記ラインセンサカメラにより前記第１及び第
２の各補正用マークが設けられた長さ方向の領域を撮像
した画像から、第１及び第２の各補正用マークを結ぶ対
角線の中間点から回路基板の中心座標を求めると共に、
対角線の角度角度を求め、これを基準となる回路基板の
中心座標及び傾き角度のデータと比較して回路基板の位
置ずれ量を検出し、この位置ずれ量を用いてラインセン
サカメラにより撮像された回路基板の画像の位置を補正
した後、回路基板の画像を処理して実装された各電子部
品の実装状態を検査することを特徴とする。

【００１３】この検査方法によれば、第１及び第２の各
補正用マークが設けられた領域を撮像した画像から第１
の補正用マークと第２の補正用マークとをつなぐ対角線
を検出すると、その中間点から回路基板の中心座標を求
めることができる。これを基準となる中心座標と比較す
ると、回路基板の位置ずれ量が検出され、同様に対角線
の傾き角度を基準の傾き角度と比較すると回路基板の回
転方向の位置ずれ量が検出される。この位置ずれ量によ
り回路基板全面を撮像した画像を位置補正した後、実装
された電子部品の実装位置、角度等を求めると、これを
電子部品の実装状態の基準データと比較して実装状態の
良否を判定する検査を正確に行うことができる。

【００１４】上記各検査方法において、ラインセンサカ
メラの移動を、撮像するための撮像速度に対し、撮像し
ない位置移動のときは撮像速度より速い高速度に制御す
ることにより、ラインセンサカメラによる撮像動作が迅
速になされ、検査を効率化することができる。

【００１５】また、ラインセンサカメラを第１または第
２のいずれか一方の補正用マークが設けられた領域にお
いて撮像速度で移動させ、他方の補正用マークが設けら
れた領域に高速度で移動させることにより、マーク撮像
工程を迅速に行うことができる。

【００１６】また、ラインセンサカメラを第１または第
２のいずれか一方の補正用マークが設けられた領域にお
いて撮像速度で移動させた後、高速度移動により他方の
補正用マークが設けられている側の回路基板の端部まで
移動させ、回路基板上の全面を撮像速度で移動させるこ
とにより、ラインセンサカメラを移動させる距離が減少
して撮像時間の縮小により検査が効率化される。

【００１７】また、本願の第４発明は、補正用マークが
設けられ、電子部品が実装された回路基板を所定位置に
配置し、この回路基板を幅方向に撮像するラインセンサ
カメラを回路基板の長さ方向に移動させて回路基板を撮
像し、撮像された画像を処理して各電子部品の実装状態
の良否を検査する電子部品実装回路基板の検査装置にお
いて、前記回路基板の対角位置に前記補正用マークを第
１及び第２の各補正用マークとして設定し、この第１及
び第２の各補正用マークが設定された領域を両端側にし
て、回路基板をその長さ方向に複数の領域に区分した区
画領域情報を記憶する区画領域記憶手段と、前記区画領
域情報に基づいて前記ラインセンサカメラの移動を制御
するカメラ制御手段と、前記ラインセンサカメラにより
撮像された第１及び第２の各補正用マークが設けられた
領域の画像から回路基板の位置座標を検出し、基準位置
からの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、前
記ラインセンサカメラにより撮像された回路基板全面の
画像位置を前記位置ずれ量で補正した検査画像を記憶す
る検査画像記憶手段と、前記検査画像を用いて回路基板
上に実装された各電子部品の実装状態を検出する実装状
態検出手段と、前記実装状態検出手段によって検出され
た各電子部品の実装状態を基準データと比較して良否を
判定する検査判定手段とを具備してなることを特徴とす
る。

【００１８】上記構成によれば、検査対象とする回路基
板毎に設定した区画領域情報を区画領域記憶手段に記憶
させておくと、カメラ制御手段は区画領域情報に基づい
てラインセンサカメラの移動を制御する。ラインセンサ
カメラにより撮像された第１及び第２の各補正用マーク
が設けられた領域の画像から位置ずれ量検出手段により
回路基板の基準位置からの位置ずれ量が検出されるの
で、回路基板の全面を撮像した画像を位置ずれ量で補正
すると、画像を基準位置に補正した検査画像が生成され
る。従って、各電子部品の基準となる実装状態を記憶し
た基準データと検査画像上の各電子部品の実装状態とを
比較すると、検査対象とする回路基板の実装状態の検査
は精度よくなされる。

【００１９】上記構成におけるカメラ制御手段は、ライ
ンセンサカメラの移動順序を記憶し、移動順序及び移動
する領域に応じた移動速度でラインセンサカメラを制御
するように構成することにより、撮像時は撮像速度でラ
インセンサカメラを移動させ、撮像開始位置までの移動
には高速度で移動させる制御を行い、検査の効率化を図
ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の一実施の形態に係る電子部品実装回路基板１の検査方
法を具現化するための検査装置の構成図を示し、同図に
おいて、図３と同一若しくは同等のものには同一の符号
を付してその説明を省略する。回路基板１は、従来のよ
うな検査用の補正用マーク１２ｃを特別に設けることな
く、対角線上の対向両側にそれぞれ補正用マーク１２
ａ、１２ｂが設けられた状態のまま使用する。また、ラ
インセンサカメラ８は、通常の撮像を行うのに先立って
撮像走査方向Ｒの終端側の補正用マーク１２ｂのみを予
め撮像できるように制御部１３により移動制御される。
制御部１３は、サーボモータ２の回転を検出するエンコ
ーダ１４からの信号を取り込んでカウントすることによ
り、ラインセンサカメラ８の移動距離、つまりラインセ
ンサカメラ８が撮像した画像データの回路基板１上のｘ
座標値を演算する。

【００２１】つぎに、この実施の形態の検査方法につい
て、図２を参照しながら説明する。図２（ａ）、（ｂ）
は回路基板１とラインセンサカメラ８による撮像領域８
ａとの位置関係を示す平面図である。先ず、図２（ａ）
に２点鎖線で示す所定の始端位置に待機しているライン
センサカメラ８は、通常の撮像動作を行うのに先立っ
て、制御部１３がモータ駆動回路１７を介しサーボモー
タ２を高速回転するよう制御することにより、実線で示
す撮像走査方向Ｒの終端側の補正用マーク１２ｂの手前
側近傍位置まで高速度移動される。このとき、制御部１
３は、ラインセンサカメラ８に対し撮像動作を行わない
よう指令信号を出力するとともに、エンコーダ１４から
取り込んだ信号をカウントしてラインセンサカメラ８が
始端位置から高速度移動した距離を演算により算出す
る。したがって、このときは、ラインセンサカメラ８が
撮像を行わないことから、画像記憶手段９に画像データ
が入力されない。

【００２２】つぎに、制御部１３は、モータ駆動回路１
７を介しサーボモータ２の回転を制御して、ラインセン
サカメラ８を図２（ａ）の実線位置から所定速度で定速
度移動させるとともに、ラインセンサカメラ８に対し撮
像動作を開始するよう指令信号を出力する。さらに、制
御部１３は、上述の算出したラインセンサカメラ８の移
動距離とエンコーダ１４から入力する信号とに基づい
て、始端位置からのラインセンサカメラ８の移動距離を
演算して、ラインセンサカメラ８が補正用マーク１２ｂ
を撮像したマーク画像の中心位置の位置座標値を算出
し、撮像したマーク画像データと算出した位置座標値と
を関連付けて制御部１３内の画像記憶手段９に記憶させ
る。

【００２３】続いて、ラインセンサカメラ８が図２
（ｂ）に２点鎖線で示す撮像走査方向Ｒの終端位置まで
移動して停止すると、制御部１３は、ラインセンサカメ
ラ８を撮像走査方向Ｒの反対方向へ向けて高速度移動さ
せるとともに、補正用マーク１２ａを通過したのちに図
に実線で示す元の始端位置に停止させる。このとき、制
御部１３は、ラインセンサカメラ８に対し撮像動作を行
わないよう制御するので、画像記憶手段９には画像デー
タが入力されない。したがって、この時点で画像記憶手
段９に記憶されたのは、ラインセンサカメラ８を一定速
度で移動させながら補正用マーク１２ｂを撮像した補正
用マーク画像データとその位置座標値のみである。

【００２４】そして、ラインセンサカメラ８が始端位置
に停止されたのちは、従来の検査方法とほぼ同様の検査
動作が開始される。すなわち、ラインセンサカメラ８
は、始端位置から撮像走査方向Ｒへ向けて所定速度で定
速度移動されながら回路基板１の外観の撮像を開始する
が、その撮像開始直後に始端位置側の補正用マーク１２
ａを撮像する。制御部１３は、この補正用マーク画像の
位置座標値（ｘ、ｙ座標値）をエンコーダ１７からの信
号を基にしたｘ座標値を参酌して算出し、その算出した
位置座標値と、画像記憶手段９から読み出した終端位置
側の補正用マーク１２ｂの位置座標値との位置関係か
ら、回路基板１の姿勢等を演算により算出する。

【００２５】すなわち、制御部１３は、基準データとし
て予め設定されている両補正用マーク１２ａ、１２ｂの
基準位置座標値と、ラインセンサカメラ８が撮像した画
像データから求めた両補正用マーク１２ａ、１２ｂの計
測位置座標値とを比較して、その差から回路基板１の長
さ方向ｘおよび幅方向ｙの位置補正量および傾き補正量
を算出する。そののちに、制御部１３は、ラインセンサ
カメラ８が撮像していく画像データを、エンコーダ１４
からの信号を参酌して順次算出した位置座標値を上述の
補正量に基づき補正した位置座標値と関連付けて画像記
憶手段９に記憶させる。

【００２６】その後は、従来の検査方法と同様に、制御
部１３内の画像処理手段１０は、画像記憶手段９に記憶
された画像データのうちの指定された一定領域の画像デ
ータを抽出して、検査対象の電子部品の面積値、中心位
置および傾きなどを計測するよう画像処理する。さら
に、制御部１３内の判定処理手段１１は、画像処理手段
１０の画像処理による計測結果の画像データを、予め設
定された判定基準値と比較して、回路基板１の良否の判
定を行う。

【００２７】この電子部品実装回路基板１の検査方法で
は、回路基板１に図３に示したような検査用としての補
正用マーク１２ｃを別途設けることなく、この種の回路
基板１に通常設けられている対角線上の二つの補正用マ
ーク１２ａ、１２ｂのみを用いて回路基板１の姿勢等を
求めることができるので、長方形の回路基板１全体につ
いての長さ方向ｘおよび幅方向ｙの各位置補正量および
傾き補正量を正確に求めることができ、算出した位置座
標値を高精度に補正して正確な検査結果を得ることがで
きる。しかも、終端位置側の補正用マーク１２ｂの撮像
は、その撮像時以外はラインセンサカメラ８を高速度移
動させるので、迅速に行うことができる。

【００２８】次に、本発明の第２の実施形態に係る電子
部品実装回路基板の検査方法およびこの検査方法を具現
化する検査装置について説明する。尚、先の実施形態の
構成と共通する要素には同一の符号を付して、その説明
は省略する。

【００２９】図４において、第２の実施形態に係る検査
装置は、その機械的動作構造は図１に示したものと同様
に構成されているが、制御部２０によるラインセンサカ
メラ８の移動制御及び画像の取り込み制御を異にしてい
る。制御部２０は、図５に示すように構成されており、
ラインセンサカメラ８を移動制御し、ラインセンサカメ
ラ８からの画像の取り込みを制御すると共に、取得した
画像から回路基板１上に実装された電子部品の実装状態
を検査判定する処理を行う。以下、制御部２０の構成
と、各構成要素による回路基板１の外観検査の動作につ
いて説明する。

【００３０】図６は、回路基板１の外観検査に必要な画
像を取得するために、回路基板１上を移動させるライン
センサカメラ８の移動方向と移動速度とを示す移動パタ
ーンを示すものである。長方形の回路基板１の対角線上
の両端部には、第１及び第２の各補正用マーク１２ａ、
１２ｂが設けられており、この第１及び第２の各補正用
マーク１２ａ、１２ｂが含まれるように第１のマーク領
域Ａ及び第２のマーク領域Ｂを設定すると共に、図７に
示すように、回路基板１を前記第１のマーク領域Ａを１
とし、前記第２のマーク領域ＢをＮとしてｘ軸方向にｎ
個の領域に分割した区画領域を設定する。各区画領域の
設定は、分割数ｎが大きいほど、画像デ−タの記憶領域
を少なくするメリットがあるが、少なくとも１つの電子
部品が３つの領域にまたがらないような大きさに区画さ
れる。設定された区画領域は、区画領域記憶手段２５に
記憶される。

【００３１】ここで、第１のマーク領域Ａ及び第２のマ
ーク領域Ｂと一致しない領域、例えば、区画領域１及び
Ｎより範囲が狭い領域であっても構わないものとする。

【００３２】カメラ制御手段２７は、区画領域記憶手段
２５に記憶された区画領域の情報と、自らに記憶された
ラインセンサカメラ８の移動速度の情報と、エンコーダ
１４から出力されるラインセンサカメラ８の移動位置信
号とに基づいてモータ駆動回路１７を制御し、ラインセ
ンサカメラ８を図８、図９に示すような手順により移動
制御する。このラインセンサカメラ８の移動制御に併せ
て制御部２０による画像処理動作を図８、図９に基づい
て以下に説明する。同図において、ラインセンサカメ
ラ、カメラ制御、画像処理の各動作フロ−は、互いに同
期して平行した処理がなされるものである。尚、図８及
び図９に示すＳ１、Ｓ２……は、処理動作の手順を示す
ステップ番号で本文に添記する番号と一致する。

【００３３】検査開始の初期状態では、ラインセンサカ
メラ８は回路基板１の第１の補正用マーク１２ａ側の端
辺である始端位置ｓにあり、カメラ制御手段２７は、ま
ず図６に示す移動順序を実行する。

【００３４】カメラ制御手段２７から撮像速度指令がモ
ータ駆動回路１７に出力され、撮像開始の指令がライン
センサカメラ８に出力されることにより（Ｓ１）、ライ
ンセンサカメラ８は前記第１のマーク領域Ａの境界線ａ
に到着するまでは撮像可能な速度である撮像速度Ｐで移
動する。この移動によりラインセンサカメラ８により撮
像された第１のマーク領域Ａの撮像画像はラインセンサ
カメラ８の移動と平行して画像記憶手段２８に入力され
て第１のマ−ク領域Ａの終了まで画像記憶される（Ｓ
２）。画像記憶手段２８は、ラインセンサカメラ８から
送られてくる画像の記憶用と、１つ前の区画領域につい
て画像処理するための記憶用と、更に、２つの区画領域
にまたがる電子部品の画像処理用と、計３つの区画領域
のみを記憶するものとする。従って、画像の記憶容量を
節約することができる。

【００３５】カメラ制御手段２７にはエンコーダ１４か
らの位置信号が入力されているので、ラインセンサカメ
ラ８が境界線ａに到着した位置信号が入力されたときに
は（Ｓ３）、カメラ制御手段２７はラインセンサカメラ
８に撮像停止指令を出力すると共に、移動速度を撮像速
度Ｐより速い高速度Ｈに切り換える指令をモータ駆動回
路１７に出力する（Ｓ４）。また、画像記憶手段２８は
区画領域１（第１のマ−ク領域Ａ）の記憶を終了し、区
画領域の切替えを行い、次の区画領域画像が送られてく
れば、記憶可能な状態になる。

【００３６】モータ駆動回路１７の制御により、高速度
Ｈで移動したラインセンサカメラ８が境界線ｂに到着し
た位置信号がエンコーダ１４からカメラ制御手段２７に
入力されたときには（Ｓ５）、カメラ制御手段２７はモ
ータ駆動回路１７に撮像速度Ｐの指令を出力すると共
に、ラインセンサカメラ８に撮像開始の指令を出力する
（Ｓ６）。ラインセンサカメラ８は第２のマーク領域Ｂ
の境界線ｂから終端位置ｅに到着するまでは撮像速度Ｐ
で移動する。この移動によりラインセンサカメラ８によ
り撮像された第２のマーク領域Ｂの撮像画像は画像記憶
手段２８に入力されて第２のマ−ク領域Ｂの終了まで画
像記憶される（Ｓ７）。

【００３７】カメラ制御手段２７にエンコーダ１４から
ラインセンサカメラ８が終端位置ｅに到着した位置信号
が入力されたときには（Ｓ８）、カメラ制御手段２７は
ラインセンサカメラ８に撮像停止指令を出力すると共
に、移動停止指令をモータ駆動回路１７に出力する（Ｓ
９）。また、画像記憶手段２８は区画領域Ｎ（第２のマ
−ク領域Ｂの記憶を終了し、区画領域の切替えを行い、
次の区画領域画像が送られてくれば記憶可能な状態にな
る。

【００３８】上記ステップＳ１〜Ｓ４の制御手順によ
り、ラインセンサカメラ８は第１のマーク領域Ａを撮像
し、その撮像画像は画像記憶手段２８に記憶され、上記
ステップＳ５〜Ｓ９の実行と平行して第１のマーク領域
Ａの画像処理が実行される。また、上記ステップＳ５〜
Ｓ９の制御手順により、ラインセンサカメラ８は第２の
マーク領域Ｂを撮像し、その撮像画像は画像記憶手段２
８に記憶され、後述するステップＳ１０〜Ｓ１２の処理
動作と平行して第２のマーク領域Ｂの画像処理が実行さ
れる。即ち、第１のマーク領域Ａの画像は、現物マーク
中心座標検出手段２２に取り込まれ、第１のマーク領域
Ａの画像を画像処理して第１の補正用マーク１２ａが検
出され（Ｓ３１）、第１の補正用マーク１２ａの位置座
標が算出される（Ｓ３２）。この第１の補正用マーク１
２ａの位置座標は現物マーク中心座標検出手段２２に一
端記憶される（Ｓ３３）。第２のマーク領域Ｂの画像に
ついても同様に、現物マーク中心座標検出手段２２によ
るステップＳ３４〜Ｓ３６の処理動作により、第２の補
正用マーク１２ｂの位置座標が算出されて記憶される。

【００３９】この記憶された第１及び第２の補正用マー
ク１２ａ、１２ｂの位置座標を用いて回路基板１の基準
位置からの位置ずれが検出される。まず、検出された第
１及び第２の各補正用マーク１２ａ、１２ｂの位置座標
の中間点を回路基板１の中心座標として確定する。回路
基板１が位置決めされるべき基準位置の中心座標は、基
準マーク中心座標記憶手段２１に記憶されており、現物
マーク中心座標検出手段２２によって検出された回路基
板１の中心座標と、基準マーク中心座標記憶手段２１に
記憶された基準中心座標とは、補正量算出手段２３によ
って比較され、回路基板１の基準位置からの位置ずれ量
及び傾きが算出される。

【００４０】図１０は、回路基板１が基準位置から位置
ずれした状態を、説明のために故意に誇張して示すもの
で、実線で示す回路基板１の中心座標ｑは前述の通り第
１の補正用マーク１２ａと第２の補正用マーク１２ｂと
の中間点として検出される。この中心座標ｑと、破線で
示す基準位置の中心座標ｏとの間のｘ軸方向及びｙ軸方
向の差ΔｘとΔｙとが位置ずれ量として検出され、回路
基板１の第１の補正用マーク１２ａと第２の補正用マー
ク１２ｂとをつなぐ対角線と、基準位置の対角線とがな
す角度が回路基板１の傾きΔθとして検出され（Ｓ３
７）、この位置ずれ量Δｘ、Δｙ、Δθは、補正量とし
て記憶される（Ｓ３８）。

【００４１】前記ステップＳ９の制御手順により終端位
置ｅで一端停止したラインセンサカメラ８は、引き続き
カメラ制御手段２７により、図６に示す移動順序が実
行される。図示するように、終端位置ｅにあるラインセ
ンサカメラ８を始端位置ｓまで高速度Ｈで移動させる動
作である。即ち、カメラ制御手段２７は逆向きに高速度
移動する指令をモータ駆動回路１７に出力する（Ｓ１
０）。モータ駆動回路１７の制御によりラインセンサカ
メラ８は高速度Ｈで移動し、その移動位置はエンコーダ
１４により検出されるので、エンコーダ１４からライン
センサカメラ８が始端位置ｓに到着したことが検出され
たとき（Ｓ１１）、カメラ制御手段２７はモータ駆動回
路１７に移動停止指令を出力するので（Ｓ１２）、ライ
ンセンサカメラ８は始端位置ｓに停止する。

【００４２】引き続き、カメラ制御手段２７は、移動手
順の動作を実行する。まず、モータ駆動回路１７に撮
像速度Ｐで移動する指令を出力すると共に、ラインセン
サカメラ８に撮像開始指令を出力する（Ｓ１３）。ライ
ンセンサカメラ８は始端位置から撮像速度Ｐで移動し、
区画領域１から順に撮像を進行させ（Ｓ１４）、区画領
域記憶手段２５に記憶させた区画領域ｎ毎に撮像画像は
画像記憶手段２８に記憶される（Ｓ１５）。即ち、画像
記憶手段２８はラインセンサカメラ８が移動しながら送
ってくる区画領域ｎの画像を、区画領域ｎの終了まで記
憶する。区画領域ｎが終了すると、区画を切り替え、次
の区画領域の＋１を記憶可能にする。この制御動作はラ
インセンサカメラ８が終端位置ｅまで移動して、区画領
域Ｎの撮像画像が画像記憶手段２８に取り込まれるまで
繰り返される（Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８）。

【００４３】エンコーダ１４からの位置信号によりライ
ンセンサカメラ８が終端位置ｅに移動したことが検出さ
れたとき、カメラ制御手段２７はモータ駆動回路１７に
移動停止指令を出力すると共に、ラインセンサカメラ８
に撮像停止指令を出力するので（Ｓ１９）、ラインセン
サカメラ８の移動及び撮像の動作は終了する。

【００４４】前記画像記憶手段２８に記憶された区画領
域ｎ毎の画像は、区画領域ｎの画像記憶が終了する毎に
後続の区画領域ｎ＋１の撮像と平行して実装状態の検査
工程が実行される（Ｓ２０）。区画領域ｎ毎の画像は検
査画像記憶手段２４により前記補正量算出手段２３によ
って検出された位置ずれ量と傾きとによって基準位置に
補正され（Ｓ２１）、検査画像として記憶される。この
検査画像は、実装状態検出手段２６によって画像処理さ
れ（Ｓ２２）、回路基板１上に実装された各電子部品そ
れぞれの実装位置が検出され、区画領域Ｎの画像が終了
するまで繰り返される（Ｓ２３）。

【００４５】尚、この実装位置の検出は、区画領域単位
の画像でなされ、１つの区画領域の処理が終了する毎
に、次の区画領域の画像が上書きされる。２つの区画領
域にまたがって実装されている電子部品については、そ
の電子部品については画像処理は保留し、次の区画領域
を画像処理する際に画像結合により位置検出の処理がな
される。

【００４６】図１１は、実装状態検出手段２６により電
子部品の実装状態を認識する例を示すもので、チップ部
品３４のようにリードのない電子部品の場合では、その
実装位置の中心座標（ｘ₁ 、ｙ₁ ）と、実装角度と、縦
横サイズ（ｄ₁ 、ｌ₁ ）とが検出される。また、ＩＣ部
品３５のようにリードがある電子部品の場合では、その
実装位置の中心座標（ｘ₂ 、ｙ₂ ）と、実装角度と、縦
横サイズ（ｄ₂ 、ｌ₂）と、リードピッチｌ_p とが検出
される。

【００４７】検査基準データ記憶手段３０には、回路基
板１上に実装される各電子部品の基準となる実装データ
が記憶されているので、この基準データと、前記実装状
態検出手段２６によって検出された検出データとを検査
判定手段３１で比較することにより、実装状態の良否判
定を行うことができる。この検査判定手段３１による判
定処理は、すべての区画領域についての処理が完了した
時点でなされ、所定の許容値で良否判定が実行される。
判定結果は、ディスプレイ表示あるいはプリントアウト
等の検査結果出力手段３２から出力することができる
（Ｓ２４）。

【００４８】以上説明したラインセンサカメラ８の移動
制御において、高速度Ｈは、ラインセンサカメラ８を移
動させる上限速度以下で、撮像速度Ｐより速い速度であ
ればよく、例えば、撮像速度Ｐが６０スキャン／秒であ
るとき、これの５０倍の速度に設定する。尚、第１のマ
ーク領域Ａ、第２のマーク領域Ｂそれぞれの境界は、境
界に設けた別の識別マークをラインセンサカメラ８で検
出するように構成することもできる。また、カメラ制御
と画像処理が平行して処理されるものとして説明した
が、シーケンシャルに、例えば、Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ３
２、Ｓ３３、Ｓ４、Ｓ５・・・の順にシングルタスクで
処理されたものであっても構わない。また、ラインセン
サカメラ８の移動制御は、図６に示したような移動順序
だけでなく、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図１３
（ａ）（ｂ）に示すように設定することができる。

【００４９】図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す移動順序
は、第１及び第２のマーク領域Ａ、Ｂを撮像する工程
と、回路基板１の全面を撮像する工程とを分けて設定し
たもので、それぞれの撮像方向は任意に設定できる。例
えば、図１２（ａ）に示す移動順序では、第１のマーク
領域Ａを撮像速度Ｐで移動させて撮像し、境界線ａから
第２のマーク領域Ｂ側の終端位置ｅまで高速度Ｈで移動
させる。終端位置ｅで折り返し、第２のマーク領域Ｂを
撮像速度Ｐで移動させて撮像し、境界線ｂから始端位置
ｓまで高速度Ｈで移動させる。この移動動作により第１
及び第２の各マーク領域Ａ、Ｂの画像が得られるので、
始端位置ｓから撮像速度Ｐで終端位置ｅまで移動させる
と回路基板１の全面が撮像される。

【００５０】また、図１３（ａ）（ｂ）に示す移動順序
は、第１及び第２のマーク領域Ａ、Ｂの撮像は、いずれ
か一方の領域を撮像した後、他方の領域側から回路基板
１の全面撮像を開始するようにしたものである。例え
ば、図１３（ａ）に示した移動順序では、第１のマーク
領域Ａを撮像速度Ｐで移動させて撮像し、境界線ａから
終端位置ｅまでは高速度Ｈで移動させる。終端位置ｅで
折り返し始端位置ｓまで撮像速度Ｐで移動させることに
より、回路基板１の全面の画像が得られるので、第１の
マーク領域Ａを撮像した画像と、回路基板１の全面を撮
像した画像の第２のマーク領域Ｂの画像とを用いて位置
補正のための回路基板１の位置ずれ検出を行うことがで
きる。また、回路基板１の全面の画像は電子部品の実装
状態の検査に用いることができる。

【００５１】尚、第１及び第２の各補正用マーク１２
ａ、１２ｂを設ける位置は、各図に示した対角位置と異
なる対角位置に配置しても同様に補正量検出に用いるこ
とができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明の電子部品実装回
路基板の検査方法によれば、回路基板の長さ方向におけ
る両端側であって対角線上に対向する二つの角部に設け
た補正用マークを用いて回路基板の姿勢を求めるように
したので、回路基板の長さ方向および幅方向のそれぞれ
の位置補正量および傾き補正量を回路基板の全体にわた
り正確に求めることができ、ラインセンサカメラを用い
て撮像した画像データの全ての位置座標値を高精度に補
正して正確な検査結果を得ることができる。また、この
種の回路基板に通常設けられている対角線上の二つの補
正用マークのみを利用するだけであって、従来のように
ラインセンサカメラ撮像検査用としての特別な補正用マ
ークを別途設けないので、コスト高とならない。

【００５３】また、回路基板上の全ての位置において高
精度に位置補正できるので、電子部品の実装状態の検査
を精度よく実施できる。従って、小型化されリードピッ
チが小さくなった電子部品を用いて実装密度の高い回路
基板が構成されている場合にも、電子部品個々の実装状
態を精度よく検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る電子部品実装回路
基板の検査方法の具現化に用いる検査装置の全体構成
図。

【図２】同上検査装置を用いた検査方法を説明するため
の回路基板とラインセンサカメラによる撮像領域との位
置関係を示し、（ａ）は撮像走査方向の終端位置側の補
正用マークを撮像する直前の平面図、（ｂ）は通常の撮
像開始前の平面図。

【図３】従来の電子部品実装回路基板の検査装置の全体
構成図。

【図４】第２の実施形態に係る電子部品実装基板の検査
装置の構成を示す構成図。

【図５】制御部の構成を示すブロック図。

【図６】ラインセンサカメラの移動制御の例を示す説明
図。

【図７】回路基板をｎ個に分割した区画領域を示す説明
図。

【図８】ラインセンサカメラの移動制御と画像処理の手
順を示すフローチャート。

【図９】ラインセンサカメラの移動制御と画像処理の手
順を示すフローチャート。

【図１０】回路基板の位置ずれ量を検出する状態を示す
説明図。

【図１１】電子部品の実装状態の検出を示す説明図。

【図１２】ラインセンサカメラの移動制御の例を（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示す説明図。

【図１３】ラインセンサカメラの移動制御の例を（ａ）
（ｂ）に示す説明図。

【符号の説明】

１ 電子部品実装回路基板 ８ ラインセンサカメラ ９ 画像記憶手段 １２ａ 第１の補正用マーク １２ｂ 第２の補正用マーク Ｒ 撮像走査方向 ２０ 制御部 ２１ 基準マーク中心座標記憶手段 ２２ 現物マーク中心座標検出手段 ２３ 補正量算出手段 ２４ 検査画像記憶手段 ２５ 区画領域記憶手段 ２６ 実装状態検出手段 ２７ カメラ制御手段 ２８ 画像記憶手段 ２９ 検査基準データ記憶手段 ３１ 検査判定手段 Ａ 第１のマーク領域 Ｂ 第２のマーク領域 Ｐ 撮像速度 Ｈ 高速度

フロントページの続き (72)発明者 梶山 正行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田中 末廣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品実装回路基板の長さ方向の両端
   側であって対角線上で対向する二つの角部に第１および
   第２の補正用マークを設け、 前記回路基板の幅方向の外観を撮像するラインセンサカ
   メラを、前記回路基板の長さ方向に沿った撮像走査方向
   の始端位置から終端位置近傍まで高速度で相対移動させ
   たのちに、定速度の相対移動により前記第２の補正用マ
   ークを撮像、記憶し、 つぎに、前記カメラを前記撮像走査方向の反対方向に高
   速度で相対移動させて前記始端位置に復帰させたのち
   に、前記撮像走査方向に定速度で相対移動させながら前
   記第１の補正用マークおよび前記回路基板の画像を撮
   像、記憶し、 前記第１および第２の補正用マークの各位置座標値に基
   づいて前記回路基板の画像の位置補正量を算出し、記憶
   した前記回路基板の画像データのうちの一定領域の画像
   データを抽出して画像計測処理を行って、その計測処理
   結果に基づき良否を判定するようにしたことを特徴とす
   る電子部品実装回路基板の検査方法。
2. 【請求項２】 補正用マークが設けられ、電子部品が実
   装された回路基板を所定位置に配置し、この回路基板を
   幅方向に撮像するラインセンサカメラを回路基板の長さ
   方向に移動させて回路基板を撮像し、撮像された画像の
   前記補正用マークを用いて回路基板が配置された位置の
   基準位置からの位置ずれを補正した後、撮像された画像
   を処理して各電子部品の実装状態の良否を検査する電子
   部品実装回路基板の検査方法において、 前記補正用マークを回路基板の対角位置に第１及び第２
   の各補正用マークとして設定し、前記ラインセンサカメ
   ラにより前記第１及び第２の各補正用マークが設けられ
   た領域を撮像するマーク撮像工程の後、回路基板の全面
   を撮像する回路基板撮像工程を行うようにしたことを特
   徴とする電子部品実装回路基板の検査方法。
3. 【請求項３】 補正用マークが設けられ、電子部品が実
   装された回路基板を所定位置に配置し、この回路基板を
   幅方向に撮像するラインセンサカメラを回路基板の長さ
   方向に移動させて回路基板を撮像し、撮像された画像の
   前記補正用マークを用いて回路基板が配置された位置の
   基準位置からの位置ずれを補正した後、撮像された画像
   を処理して各電子部品の実装状態の良否を検査する電子
   部品実装回路基板の検査方法において、 前記補正用マークを回路基板の対角位置に第１及び第２
   の各補正用マークとして設定し、前記ラインセンサカメ
   ラにより前記第１及び第２の各補正用マークが設けられ
   た領域を撮像した画像から、第１及び第２の各補正用マ
   ークを結ぶ対角線の中間点から回路基板の中心座標を求
   めると共に、対角線の傾き角度を求め、これを基準とな
   る回路基板の中心座標及び対角線の傾き角度のデータと
   比較して回路基板の位置ずれ量を検出し、 この位置ずれ量を用いてラインセンサカメラにより撮像
   された回路基板の画像位置を補正した後、回路基板の画
   像を処理して各電子部品の実装状態を検査することを特
   徴とする電子部品実装回路基板の検査方法。
4. 【請求項４】 ラインセンサカメラの移動を、撮像する
   ための撮像速度に対し、撮像しない位置移動のときは撮
   像速度より速い高速度に制御する請求項２または３記載
   の電子部品実装回路基板の検査方法。
5. 【請求項５】 ラインセンサカメラを第１または第２の
   いずれか一方の補正用マークが設けられた領域において
   撮像速度で移動させ、他方の補正用マークが設けられた
   領域に高速度で移動させ、他方の補正用マークが設けら
   れた領域を撮像速度で移動させる請求項２〜４いずれか
   一項に記載の電子部品実装回路基板の検査方法。
6. 【請求項６】 ラインセンサカメラを少なくとも第１ま
   たは第２のいずれか一方の補正用マークが設けられた領
   域において撮像速度で移動させた後、高速度移動により
   回路基板の端部まで移動させた後、回路基板上の全面を
   撮像速度で移動させる請求項２〜４いずれか一項に記載
   の電子部品実装回路基板の検査方法。
7. 【請求項７】 補正用マークが設けられ、電子部品が実
   装された回路基板を所定位置に配置し、この回路基板を
   幅方向に撮像するラインセンサカメラを回路基板の長さ
   方向に移動させて回路基板を撮像し、撮像された画像の
   前記補正用マークを用いて回路基板が配置された位置の
   基準位置からの位置ずれを補正した後、撮像した画像を
   処理して各電子部品の実装状態の良否を検査する電子部
   品実装回路基板の検査装置において、 前記回路基板の対角位置に前記補正用マークを第１及び
   第２の各補正用マークとして設定し、この第１及び第２
   の各補正用マークが設けられた領域を両端側にして、回
   路基板をその長さ方向に複数の領域に区分した区画領域
   情報を記憶する区画領域記憶手段と、 前記区画領域情報に基づいて前記ラインセンサカメラの
   移動を制御するカメラ制御手段と、 前記ラインセンサカメラにより撮像された第１及び第２
   の各補正用マークが設けられた領域の画像から回路基板
   の位置座標を検出し、基準位置からの位置ずれ量を検出
   する位置ずれ量検出手段と、 前記ラインセンサカメラにより撮像された回路基板全面
   の画像位置を前記位置ずれ量で補正した検査画像を記憶
   する検査画像記憶手段と、 前記検査画像を用いて回路基板上に実装された各電子部
   品の実装状態を検出する実装状態検出手段と、 前記実装状態検出手段によって検出された各電子部品の
   実装状態を基準データと比較して良否を判定する検査判
   定手段とを具備してなることを特徴とする電子部品実装
   回路基板の検査装置。
8. 【請求項８】 カメラ制御手段は、ラインセンサカメラ
   の移動順序を記憶し、移動順序及び移動する領域に応じ
   た移動速度でラインセンサカメラを制御する請求項７記
   載の電子部品実装回路基板の検査装置。