JP2001217537A - 検査領域設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査領域を設定する際に移動ステージの移動
量を微調整したり、過度に重複した領域を設定したりす
る不具合がなく、基板の検査領域を設定する作業を効率
的に行うことができる。 【解決手段】 基板の所定領域が移動ステージによって
ＣＣＤカメラの検査視野下に置かれる。基板の板面の全
体画像がＣＲＴディスプレイ上に表示され、表示された
画像上の任意位置に、上記検査視野に対応した所定の大
きさのフレームＦＲが順次貼り付けられる。画像上にお
ける上記各フレームＦＲの中心座標に基づいて、各フレ
ームＦＲに対応する基板の所定領域の中心を順次上記検
査視野の中心に一致させるべく上記移動ステージによっ
て基板が移動させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は検査領域設定装置に
関し、特にプリント配線基板の基板面に検査領域を設定
して当該領域の半田付けの良否を検査する等の用途に使
用される検査領域設定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５には半田付け検査装置の一例を示
す。図において、表面実装の部品１はその両端面のリー
ド部１１が半田付け部３によってプリント配線基板（以
下、単に基板という）２上の電極（図示略）に接続固定
されている。基板２は移動ステージ４上に載置されてお
り、基板２上に半田付けされた多数の部品１のうち検査
対象となるものが、後述する検査領域設定によって予め
記憶された順序で、照明装置５の直下に移動ステージ４
によって順次移送され位置決めされる。この移動ステー
ジ４は図１６に示すように、直角に交差するＸ軸ステー
ジ４１とＹ軸ステージ４２を有し、Ｘ軸ステージ４１に
設けられたサーボモータ４１１でボールネジ４１２を回
転駆動することによってＹ軸ステージ４２がテーブル４
３と共にＸ軸方向へ移動させられ、さらに基板２を載せ
た上記テーブル４３が、Ｙ軸ステージ４２のサーボモー
タ４２１でボールネジ４２２を回転駆動することによっ
てＹ軸方向へ移動させられる。このようにして、基板２
を二次元のＸ−Ｙ平面上で位置決めすることができる。
なお、各サーボモータ４１１，４２１は上記位置決め回
路７２の出力信号によって回転制御されている。

【０００３】照明装置５（図１５）は複数の円環状照明
リング５１〜５４を有し、これら照明リング５１〜５４
は上下方向へ間隔をおいて同心状に配設されるととも
に、上方へ向かうにつれて小径となっている。照明リン
グ５１〜５４はそれぞれ照明制御回路７１へ接続され、
照明制御回路７１は各照明リング５１〜５４の発光ダイ
オード群を適宜通電発光させる。

【０００４】照明装置５の上方にはその中心軸上にＣＣ
Ｄカメラ８が設けてあり、ＣＣＤカメラ８は上記半田付
け部３からの反射光を入射してその画像を得る。ＣＣＤ
カメラ８で得られた画像は、データ処理装置６の情報処
理部６２からの指令によりその画像処理部６１へ送ら
れ、半田付け検査のための処理がなされる。データ処理
装置６はパーソナルコンピュータ等で構成され、内部に
ＣＰＵ、ビデオＲＡＭを含む各種メモリ、およびＩ／Ｏ
インターフェース等を有するとともに、ＣＲＴディスプ
レイやプリンタ等が接続されている。画像処理部６１お
よび情報処理部６２はソフトウエアによって実現されて
おり、情報処理部６２は上記照明制御回路７１や位置決
め回路７２の作動を制御するとともに、画像処理部６１
における各半田付け部３の検査結果をＣＲＴディスプレ
イ上へ表示し、あるいはプリントアウトする。

【０００５】ここで、ＣＣＤカメラ８の検査視野(例え
ば１５×２１ｍｍ）は基板面（例えば２５０×３３０ｍ
ｍ）よりもかなり小さいため、基板上に実装された各部
品１の半田付けの良否を検査する場合には従来、ＣＣＤ
カメラ８のモニタ画像を見ながら移動ステージ４上の基
板２をＣＣＤカメラ８に対して相対移動させて、上記検
査視野に対応した大きさの基板２上の各領域毎にこの時
の移動ステージ４の移動位置（すなわち基板２の移動位
置）を順次記憶させるティーチング（検査領域設定）を
行っている。そして、検査時には基板２上の各領域が順
次ＣＣＤカメラ８の検査視野下に移動するように、位置
決め回路７２からの出力信号によって移動ステージ４の
Ｘ軸、Ｙ軸の各ステージ４１，４２が逐次駆動される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、検査対象と
なる基板２上の各領域を設定する場合には、上記ＣＣＤ
カメラ８で撮像され図１７に示すモニタ８１上に表示さ
れた画像が基板２上のいずれの領域ＲＧに当たるかを常
に確認しつつ移動ステージ４を微小移動させる必要があ
るため検査すべき領域ＲＧを設定するのに手間取るとい
う問題があった。また、既に設定した領域ＲＧと新たに
設定する領域ＲＧの相対位置関係が確認できないため
に、往々にして大幅に重複した検査領域を設定してしま
うことがあり、設定作業の効率が悪いことからやはり設
定作業に手間取るという問題があった。

【０００７】本発明はこのような課題を解決するもの
で、検査領域を設定する際に位置決め手段の移動量を微
調整したり、過度に重複した領域を設定したりする不具
合がなく、検査領域を設定する作業を効率的に行うこと
ができる検査領域設定装置を提供することを目的とす
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
に本第１発明では、検査対象となる基板（２）を相対移
動させて検査装置（８）の検査視野下に基板（２）の所
定領域（ＲＧ）を合致させる位置決め手段（４）を具備
する検査装置のための検査領域設定装置であって、基板
（２）の板面の全体画像を表示する表示手段（６６）
と、表示された画像上の任意位置に、上記検査視野に対
応した所定の大きさの検査領域（ＦＲ）を設定する検査
領域設定手段（６２，ステップ１１１〜１１３）と、画
像上における検査領域（ＦＲ）の中心座標（ｘ0，ｙ0）
に基づいて、検査領域（ＦＲ）に対応する基板（２）の
所定領域（ＲＧ）の中心を上記検査視野の中心に一致さ
せるべく位置決め手段（４）による基板移動位置を算出
する移動位置算出手段（６２，ステップ１１４）とを具
備している。

【０００９】本第１発明においては、表示手段で表示さ
れた基板の板面の全体画像上で検査領域を設定すると、
当該検査領域に対応する基板の所定領域の中心が検査装
置の検査視野の中心に一致するように位置決め手段によ
って基板が適当量移動させられる。したがって、従来の
ようにモニタ画像を確認しつつ位置決め手段たる移動ス
テージを微小移動させる手間は要しない。したがって、
検査領域の設定作業を速やかに行なうことができる。

【００１０】本第２発明では、上記移動量算出手段（６
２，ステップ１１４）は、上記基板（２）上に設けた基
準点（ＳＰ）が上記検査視野の中心に位置する時の、位
置決め手段（４）による基板移動位置の座標を記憶して
おり、画像上の上記基準点（ＳＰ）の座標（ｘ1，ｙ1）
と検査領域（ＦＲ）の中心座標（ｘ0，ｙ0）との差に基
づいて上記基板移動位置を算出するものである。このよ
うな手順により、基板の必要移動量を簡易かつ確実に算
出することができる。

【００１１】本第３発明では、上記検査領域設定手段
（６２，ステップ１１１〜１１３）は、上記画像上に検
査領域（ＦＲ）を複数設定するものである。

【００１２】本第３発明においては、複数の検査領域の
設定を、表示手段で表示された基板の全体画像上で行な
うことができるから、本第１発明における効果がさらに
著しいとともに、設定された複数の検査領域を基板の全
体画像上で常に確認することができるから、大幅に重複
する検査領域を設定してしまうという不具合は生じず、
検査領域設定のための作業効率を大幅に向上させること
ができる。

【００１３】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に半田付け検査装置に付設さ
れる検査領域設定装置の装置構成を示す。本装置は、既
に従来技術で説明した上記半田付け検査装置（図１５参
照）のデータ処理装置６の情報処理部６２に、後述する
検査領域設定のための手順を記したプログラムを組み込
んで実現されている。なお、このプログラムはウインド
ウズ（登録商標）ＯＳ上で動作するアプリケーションプ
ログラムである。上記情報処理部６２には図１に示すよ
うに、基板画像を入力するためのイメージスキャナ６
３、各種の文字や数字を入力するためのキーボード６
４、カーソル移動用のマウス６５、および画像やダイア
ログボックス（以下、単にダイアログという）を表示す
るＣＲＴディスプレイ６６が接続されている。

【００１５】以下、図２、図３のフローチャートにした
がって検査領域設定の手順を説明する。図２のステップ
１０１で、ＣＲＴディスプレイ６６上に表示されたプル
ダウンメニューより「フレームティーチング」を選択す
ると、図４に示すダイアログＤ１が表示される（ステッ
プ１０２）。ステップ１０３でダイアログＤ１のウイン
ドウＤ１１に基板名を入力すると、当該基板の画像が既
に記憶登録されている場合には、図５に示すような部品
１を多数実装した基板２の板面の全体画像がＣＲＴディ
スプレイ６６上に表示される（ステップ１０４，１０
６）。ステップ１０４で画像が無い場合には、画像登録
を指示するダイアログがＣＲＴディスプレイ６６上に表
示されるから、ステップ１０５でイメージスキャナ６３
より基板２の画像を取り込んで上記基板名で記憶登録す
る。

【００１６】次にステップ１０７では画像表示されてい
る基板２の登録データの有無が確認される。登録データ
が無い場合にはステップ１０８で図６に示すダイアログ
Ｄ２がＣＲＴディスプレイ６６上に表示される。ダイア
ログＤ２内のウインドウＤ２１，Ｄ２２には、後述する
基準ピンから認識マークまでの実寸を入力する。また、
「画面上の基準ピンの位置」「ステージの基準ピンの位
置」をラジオボタンで設定する。なお、基準ピンは移動
ステージ４（図１６)のテーブル４３上に設けられてお
り(図示略）、基板２に形成された後述する取付穴内に
挿入されて当該基板２を位置決めするものである。

【００１７】さらにダイアログＤ２で、「１枚取り」か
ら「４枚」取りの基板情報、および「基板取り方向」の
基板情報をラジオボタンで設定する。このうち、「同一
回路同軸」とは同一基板上に同一回路が位置をずらして
複数同一姿勢で形成されているものである。また、「同
一回路対称」とは同一基板上に同一回路が位置をずらし
て複数対称姿勢で形成されているものである。さらに
「縦軸対称」とは四角形基板の縦軸に対して、「横軸対
称」とは四角形基板の横軸に対して、二対の同一回路が
それぞれ対称姿勢で形成されているものである。ウイン
ドウＤ２３には「基板取り数」を入力し、また、ウイン
ドウＤ２４〜Ｄ２７にはそれぞれ基板２の縦横の実寸お
よび基板端面から基準ピンまでの縦横の実寸を入力す
る。

【００１８】ステップ１０９では、ＣＲＴディスプレイ
６６上に表示された基板画像上に図７に示すように基準
ピンＳＰの位置を指定する。この指定は、マウス６５に
よってカーソルの位置を実際に基準ピンが挿入されてい
る基板四隅の取付穴２１の一つに移動させ、ダブルクリ
ックすることによって行う。続くステップ１１０では認
識マークＲＭの指定を行う。この指定は、基準ピンＳＰ
を指定した取付穴２１に対して対角方向にある取付穴２
１にカーソル位置を移動させてダブルクリックすること
によって行う。

【００１９】図３のステップ１１１以下では、基板画像
上にフレームを貼り付けることによって検査領域の設定
を行なう。フレームＦＲは図８に示すような四角形状の
もので、ＣＣＤカメラ８（図１５参照）の検査視野を基
板画像の縮尺に合わせて拡縮したものであり、マウス６
５で移動させられるカーソル位置を中心としてその周囲
に形成される。なお、基板画像の縮尺は、ステップ１０
８のダイアログＤ２で設定された基準ピンから認識マー
クまでの実際の距離（図６）と、基板画像上での基準ピ
ンＳＰから認識マークＲＭまでのピクセル数とから算出
される。

【００２０】ステップ１１１で、フレームＦＲ中心のカ
ーソル位置には最初にフレーム番号「１」が表示され
(図８）、マウス６５でカーソル、すなわちフレームＦ
Ｒを動かして、これが適当位置に至ったら（図９）ダブ
ルクリックすることによってその位置を確定する（ステ
ップ１１２，１１３）。ステップ１１４では、確定され
たカーソル位置（フレームＦＲの中心の位置）の画面上
の座標を後述する計算式で移動ステージ４上の座標に変
換する。

【００２１】さらに新たなフレームＦＲの貼付けを行な
う場合にはステップ１１５よりステップ１１１以下を繰
り返す。すなわち、再びカーソルを移動させてフレーム
ＦＲが適当な位置に至った時にマウス６５をダブルクリ
ックすることによって位置を確定し、この時の画面上
の、フレームＦＲの中心座標を移動ステージ４上の座標
に変換する。なお、フレームＦＲの中心に表示されるフ
レーム番号はステップ１１１以下を繰り返す毎に順次カ
ウントアップされ、図１０にはフレーム番号「６」まで
のフレームＦＲの位置が確定された状態を示す。図に示
すように、位置が確定したフレームＦＲはカーソルの移
動に無関係にその位置で固定されて表示される。

【００２２】図１１に示すように、半田付け検査を要す
る領域を全てカバーするような全てのフレームＦＲ（本
実施形態ではフレーム番号「２０」まで）の貼り付けを
終えた場合には、プルダウンメニューより「データ保
存」を選択すると（ステップ１１６）、ステップ１１４
で得られた移動ステージ４上の座標がフレームＦＲのフ
レーム番号順に情報処理部６２（図１）の所定領域にス
トアされ、半田付け検査装置による自動検査工程で順次
位置決め回路７２へ出力されて基板２上の検査対象とな
る各領域ＲＧ（図１６参照）がＣＣＤカメラ８の検査視
野下に移動させられる。

【００２３】ここで、画面上のフレームＦＲの中心座標
を移動ステージ４上の座標に変換する計算式を以下に説
明する。図１２にはＣＲＴディスプレイ６６上に表示さ
れた基板２の画像を示し、画面上のフレームＦＲの中心
座標は（ｘ0，ｙ0）、基準ピンＳＰおよび認識マークＲ
Ｍの座標はそれぞれ（ｘ1，ｙ1）（ｘ2，ｙ2）であると
する。一方、図１３に示すように実際の基板２の基準ピ
ンと認識マークとの間のｘ軸方向距離およびｙ軸方向距
離はそれぞれＤｘ、Ｄｙであり（上記ステップ１０８で
設定）、ＣＣＤカメラ８で撮像された移動ステージ４上
の基準ピンがモニタ画面の中心に位置した時に、移動ス
テージ４上の座標が（Ｘ，Ｙ）であったとする。なお、
この座標（Ｘ，Ｙ）は検査領域設定のプログラム中に予
め定数として設定される。

【００２４】以上の前提の下で、上記フレームＦＲの中
心座標（ｘ0，ｙ0）は以下の計算式（１），（２）によ
って移動ステージ４上の座標（Ｘ0，Ｙ0）に変換され
る。したがって、この座標（Ｘ0，Ｙ0）に基づいて移動
ステージ４で基板２を適当に移動させることにより、上
記フレームＦＲに対応する基板２上の検査対象領域ＲＧ
の中心をＣＣＤカメラ８の検査視野下の中心に移動させ
ることができる。

【００２５】 Ｘ0＝Ｘ＋｛Ｄｘ／（ｘ2−ｘ1）｝＊（ｘ0−ｘ1）…（１） Ｙ0＝Ｙ＋｛Ｄｙ／（ｙ2−ｙ1）｝＊（ｙ0−ｙ1）…（２）

【００２６】このように、ＣＲＴディスプレイ６６上に
表示された基板２全体の画像上で、既に張り付けられた
各フレームＦＲの位置を確認しつつ新たなフレームＦＲ
の張り付けを行うことにより、実際の基板２上に新たな
検査対象領域ＲＧを設定することができる。したがっ
て、移動ステージ４の移動を実際に行なうことなく、か
つ互いに隣接する検査対象領域ＲＧの重複度を確認しな
がら、効率良く迅速に当該領域ＲＧを設定することがで
き、設定作業の手間を大幅に削減することができる。

【００２７】なお、フレームＦＲの貼り付けを終了した
後に、フレーム番号の変更等をしたい場合には、プルダ
ウンメニューから「フレームティーチング変更」を選択
すると、図１４に示すダイアログＤ３がＣＲＴディスプ
レイ６６上に表示される。フレーム番号を変更する場合
にはウインドウＤ３１に当該フレームＦＲの現在のフレ
ーム番号を、ウインドウＤ３２に変更後のフレーム番号
を入力する。その後「入れ替え」ボタンを押すと、上記
フレームＦＲのフレーム番号が新たな番号に変更される
とともに、他の各フレームＦＲのフレーム番号が、上記
フレームＦＲの新たなフレーム番号の前後で従前の順序
にしたがって整理変更される。

【００２８】また、フレーム番号を削除する場合、すな
わち、実質的にフレームＦＲの貼り付けを解消する場合
には、削除するフレームＦＲのフレーム番号をウインド
ウＤ３３に入力して「削除」ボタンを押すと、削除され
たフレーム番号以降の各フレームＦＲのフレーム番号が
従前の順序にしたがって繰り上げられる。さらに、フレ
ーム番号を新たに挿入する場合、すなわちフレームＦＲ
の貼り付けを追加する場合には、挿入するフレームＦＲ
のフレーム番号をウインドウＤ３４に入力して「挿入」
ボタンを押すと、挿入されたフレーム番号以降の各フレ
ームＦＲのフレーム番号が従前の順序にしたがって繰り
下げられる。そして、新たに挿入されるフレーム番号が
付されたフレームＦＲをマウス６５で移動させ、適当な
位置に至った時点でダブルクリックにより確定する。

【００２９】さらに、ダイアログＤ２(図６）で設定さ
れる「同一回路同軸」「同一回路対称」「縦軸対称」
「横軸対称」等の基板取りの場合には、基板２上の一つ
の回路についてＣＲＴディスプレイ６６上でフレームＦ
Ｒの貼り付けを行ない、各検査対象領域ＲＧの座標を算
出すれば、他の回路についてはダイアログＤ２上で設定
された情報や数値に基づいて上記座標を適宜量オフセッ
トさせることにより、フレームＦＲの貼り付けを新たに
行なうことなく上記他の回路における検査対象領域を設
定することができる。これにより、設定の手間を大きく
削減することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の検査領域設定装
置によれば、検査領域を設定する際に位置決め手段の移
動量を微調整したり、過度に重複した領域を設定したり
する不具合がないから、検査領域を設定する作業を効率
的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における、検査領域設定装
置のハード構成を示すブロック図である。

【図２】検査領域設定の手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】検査領域設定の手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】ＣＲＴディスプレイ上に表示されたダイアログ
の正面図である。

【図５】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像の
正面図である。

【図６】ＣＲＴディスプレイ上に表示されたダイアログ
の正面図である。

【図７】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像の
正面図である。

【図８】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像の
正面図である。

【図９】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像の
正面図である。

【図１０】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像
の正面図である。

【図１１】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像
の正面図である。

【図１２】ＣＲＴディスプレイ上に表示された基板画像
の概略正面図である。

【図１３】基板の概略平面図である。

【図１４】ＣＲＴディスプレイ上に表示されたダイアロ
グの正面図である。

【図１５】半田付け検査装置のハード構成を示すブロッ
ク図である。

【図１６】移動ステージの概略平面図である。

【図１７】モニタの正面図である。

【符号の説明】

１…部品、２…プリント配線基板、３…半田付け部、４
…移動ステージ、６…データ処理装置、６２…情報処理
部、６６…ＣＲＴディスプレイ、８…ＣＣＤカメラ、Ｆ
Ｒ…フレーム、ＲＧ…検査対象領域、ＳＰ…基準ピン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 綱次 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA09 AA17 AA49 BB02 BB27 CC01 CC26 DD06 FF27 FF42 FF61 GG17 HH12 HH14 JJ09 NN01 NN20 PP12 QQ24 QQ26 QQ27 QQ28 QQ36 SS02 SS13 TT01 TT02 2G051 AA65 AB14 AC02 BB02 CA03 CA04 DA07 EA08 FA01 5E319 AC01 CC22 CD53 GG15 5H303 AA05 BB02 BB12 DD01 DD25 EE03 EE06 EE09 FF13 GG11 HH01 HH09 LL03 QQ08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象となる基板を相対移動させて検
   査装置の検査視野下に前記基板の所定領域を合致させる
   位置決め手段を具備する検査装置のための検査領域設定
   装置であって、前記基板の板面の全体画像を表示する表
   示手段と、表示された画像上の任意位置に、前記検査視
   野に対応した所定の大きさの検査領域を設定する検査領
   域設定手段と、画像上における前記検査領域の中心座標
   に基づいて、前記検査領域に対応する前記基板の所定領
   域の中心を前記検査視野の中心に一致させるべく前記位
   置決め手段による基板移動位置を算出する移動位置算出
   手段とを具備する検査領域設定装置。
2. 【請求項２】 前記移動位置算出手段は、前記基板に設
   けた基準点が前記検査視野の中心に位置する時の、前記
   位置決め手段による基板移動位置の座標を記憶してお
   り、前記画像上に現れた前記基準点の座標と前記検査領
   域の中心座標との差に基づいて前記基板移動位置を算出
   するものである請求項１に記載の検査領域設定装置。
3. 【請求項３】 前記検査領域設定手段は、前記画像上に
   前記検査領域を複数設定するものである請求項１又は２
   に記載の検査領域設定装置。