JP2003004659A - 多面取りワークの検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な目視判定ステップを削除することによ
り、効率的にプリント基板の検査を実行するプリント基
板の検査装置を提供する。 【解決手段】 本発明のプリント基板の検査装置は、１
シート上に複数の個片を含むプリント基板の配線パター
ンの画像を撮像する撮像部と、前記配線パターンのマス
ター画像及び各個片の領域情報を記憶する記憶部と、画
像表示部と、撮像部が撮像した配線パターンの画像と前
記記憶部に記憶するマスター画像とを比較して欠陥候補
部分を検出する欠陥候補部分検出部と、判定入力部と、
真の欠陥部分を含む個片に含まれる前記欠陥候補部分を
抽出する抽出部と、制御部と、を有し、前記制御部は、
前記抽出部が抽出した前記欠陥候補部分を除く前記欠陥
部分について、前記画像表示部に拡大表示されたその前
記欠陥候補部分を表示させ、操作者の判定結果を前記判
定入力部から入力する構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント基板等の多
面取りワークにおける検査方法及び検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化・軽量化に伴
い、プリント基板の小型化・高密度化が進んでいる。そ
のプリント基板の検査手段として画像処理を用いる方法
がある。図２〜図５、図８及び図９を用いて、画像処理
を用いる従来のプリント基板の配線パターンの検査方法
を説明する。図８は従来のプリント基板の配線パターン
の検査装置の構成を示す。図８において、１は配線パタ
ーンの部分の拡大画像を撮像するカメラ、２はカメラ１
で撮像した画像を表示するモニタディスプレイ、３はラ
インセンサカメラ、４はステージ、５はステージ４を１
４の方向（Ｘ軸方向）に移動させるステージＸ軸モー
タ、６はステージ４を１５の方向（Ｙ軸方向）に移動さ
せるステージＹ軸モータ、７はＮＣコントローラ、８は
欠陥候補部分検出部、９は記憶部、１０は良判定ボタン
と欠陥判定ボタンとを有する判定入力部、１１はメイン
コントローラ（制御部）、１２は検査対象ワークである
プリント基板である。プリント基板１２は複数の個片１
３を含む。メインコントローラ１１は、ＮＣコントロー
ラ７、欠陥候補部分検出部８、記憶部９、判定入力部１
０を統合的にコントロールする。

【０００３】最初に、ＮＣコントローラ７はステージＹ
軸モータ６を駆動して、プリント基板１２をラインカメ
ラセンサ３の下を一定速度で通過させる。ラインカメラ
センサ３はステージ４の幅の長さに渡って一列に並んだ
多数のピクセルからなるＣＣＤである。プリント基板１
２がラインカメラセンサ３の下を通過する間に、ライン
カメラセンサ３はプリント基板１２の配線パターンの画
像を撮る。記憶部９には正しいプリント基板の配線パタ
ーンの画像（マスター画像）が記憶されている。欠陥候
補部分検出部８は、ラインカメラセンサ３が撮像したプ
リント基板の配線パターンの画像と、記憶部９が記憶す
るマスター画像とを比較照合し、両者が異なる部分を検
出する。両者が異なる部分は、欠陥候補部分として記憶
部９に記憶させる。

【０００４】図２（ａ）はプリント基板の配線パターン
のマスター画像である。図２（ｂ）はラインカメラセン
サ３が撮像したプリント基板の配線パターンの画像であ
る。欠陥候補部分検出部８は、両者を比較照合して、欠
陥候補部分２１（配線パターンが欠落している。）を検
出する。欠陥候補部分検出部８（コンピュータ上で実行
される欠陥候補部分検出プログラムが、その主要部を構
成している。）が検出した欠陥候補部分は、必ずしも真
の欠陥部分であるとは限らない。例えばマスター画像が
図３（ａ１）である場合に、欠陥候補部分検出部８は、
ゴミ３１が付着した図３（ａ２）の画像を検査して、ゴ
ミ３１の付着部分を欠陥部分と判定する可能性がある。
例えばマスター画像が図３（ｂ１）である場合に、欠陥
候補部分検出部８は、配線パターンが太くなった図３
（ｂ２）の画像（配線幅が公差内であるとする。）を検
査して、配線パターン幅がマスター画像より太い部分を
欠陥部分と判定する可能性がある。

【０００５】そこで、プリント基板の検査装置において
は、検査装置の操作者が、欠陥候補部分が真に欠陥部分
であるか正常であるかを目視により判定する。図４に操
作者の目視判定の様子を図示する。欠陥候補部分検出部
８は、検出した全ての欠陥候補部分をその位置の情報と
共に、記憶部９に記憶する。１シート上に同じ個片１３
が複数個配置された多面取りのプリント基板（図５
（ａ））から検出された欠陥候補部分の位置を図５
（ｂ）に示す。メインコントローラ１１は、記憶部９に
記憶した欠陥候補部分の位置情報を１つずつ読み出し、
当該欠陥候補部分がカメラ１の画像領域内に位置するよ
うに、ＮＣコントローラ７に指令する。

【０００６】ＮＣコントローラ７は、ステージＸ軸モー
タ５及びステージＹ軸モータ６を駆動し、微小部分を拡
大して撮像するカメラ１の画像領域内に当該欠陥候補部
分を位置させる。カメラ１が撮像した画像とラインカメ
ラセンサ３が撮像した画像（記憶部９に記憶されてい
る。）とをパターンマッチングしながらＮＣコントロー
ラ７を精密に制御しても良い。モニタディスプレイ２は
カメラ１が撮像した画像を表示する。当該欠陥候補部分
がカメラ１の画像領域内に位置すると、当該欠陥候補部
分がモニタディスプレイ２上に大きく表示される。プリ
ント基板の検査装置を操作する操作者は、ディスプレイ
２上に表示された画像を見て、当該欠陥候補部分がショ
ート又は断線等の真の欠陥部分であるか、単なるゴミ等
であって正常な部分であるかを判断する。操作者は判定
入力部１０の良判定ボタン又は欠陥判定ボタンを押し
て、判定結果を検査装置に入力する。

【０００７】上記の処理を全ての欠陥候補部分について
繰り返し、全ての真の欠陥部分を特定する。図９に繰り
返し処理の軌跡を模式的に示す。プリント基板１２は個
片９１、９２を有する。プリント基板１２を検査して欠
陥候補部分９３〜１０２が発見された。図９で○は正常
な部分を示し、×は欠陥部分を示し、△は未判定の欠陥
候補部分を示す。検査装置の操作者は、欠陥候補部分９
３からひとつずつ目視判定を行い、欠陥候補部分９５ま
で判定を終えたところである。操作者は、欠陥候補部分
９３、９４を正常であると判定し、欠陥候補部分９５は
真の欠陥部分であると判定した。

【０００８】個片の中に１つでも欠陥部分があれば、そ
の個片は不良品である。欠陥候補部分９５が真の欠陥部
分であると判定された時点で、個片９１は不良品である
ことが確定している。個片９１に含まれる残りの欠陥候
補部分９６、９７、９８を判定する必要はない。しか
し、従来のプリント基板の検査装置及び検査方法におい
ては、欠陥候補部分と個片との関係を全く考慮していな
かったため、欠陥候補部分９５が真の欠陥部分であると
判定された後も、残る全ての欠陥候補部分９６〜１０２
について真の欠陥部分であるか又は正常であるかの判定
を行った。その軌跡を図９の矢印に示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、プリント
基板の検査装置は欠陥候補部分の検出までは自動化され
ているが、欠陥候補部分が真に欠陥か否かの判定は操作
者の目視判定に依存している。操作者の目視判定ステッ
プに多くの時間が必要であるため、プリント基板の検査
装置の検査時間の短縮は困難であった。従来の検査装置
での画像処理は１シート単位でのパターン検査であるの
で見つけた欠陥はどの個片に含まれるものかを判断でき
ない。検査時間短縮のため、１シート全体を１つのマス
ター画像とし、検査対象ワーク（プリント基板）も１シ
ート単位で画像を取込みパターンマッチングする画像処
理方式のためである。１つの個片内に多数の欠陥候補部
分を検出し、それらの欠陥候補部分をひとつずつ目視検
査する時、その１つの個片内に真の欠陥部分が１つでも
見つかれば、当該個片内に含まれる他の欠陥候補部分を
目視検査する必要がない。しかし従来の検査装置におい
ては、他の欠陥候補部分が真の欠陥部分を含む個片内に
位置するのか否かの判断がつかず、全欠陥候補部分を目
視検査していた。そのため操作者及び検査装置が無駄な
目視検査に時間を費やしていた。本発明は、不要な目視
判定ステップを削除することにより、効率的にプリント
基板の検査を実行するプリント基板の検査装置及び検査
方法を実現することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は下記の構成を有する。請求項１の発明は、
１シート上に複数の個片を含むプリント基板の配線パタ
ーンの画像を入力する撮像ステップと、前記配線パター
ンの画像と記憶部に記憶する前記配線パターンのマスタ
ー画像とをパターンマッチングにより比較し、欠陥候補
部分を検出する欠陥候補検出ステップと、前記欠陥候補
部分の画像を表示し、その部分が真の欠陥か否かを操作
者が判定して判定結果を入力する判定ステップと、前記
判定ステップにおいて真の欠陥であると判定した部分を
含む個片の領域情報を記憶部から読み出す個片領域情報
読み出しステップと、前記判定ステップにおいて真の欠
陥であると判定した部分を含む個片と同一の個片に含ま
れる前記欠陥候補部分を抽出する抽出ステップと、を有
し、前記抽出ステップにおいて抽出された前記欠陥候補
部分以外の前記欠陥候補部分について、前記判定ステッ
プを実行することを特徴とするプリント基板の検査方法
である。

【００１１】請求項２の発明は、１シート上に複数の個
片を含むプリント基板の配線パターンの画像を撮像する
撮像部と、前記配線パターンのマスター画像及び各個片
の領域情報を記憶する記憶部と、画像表示部と、前記撮
像部が撮像した配線パターンの画像と前記記憶部に記憶
する前記配線パターンのマスター画像とをパターンマッ
チングにより比較して欠陥候補部分を検出する欠陥候補
部分検出部と、前記画像表示部に拡大表示された前記欠
陥候補部分が真の欠陥か否かを操作者が判定して判定結
果を入力する判定入力部と、真の欠陥であるとの判定結
果が入力された部分を含む個片の領域情報を記憶部から
読み出して、その個片に含まれる前記欠陥候補部分を抽
出する抽出部と、制御部と、を有し、前記制御部は、前
記抽出部が抽出した前記欠陥候補部分を除く前記欠陥部
分について、前記画像表示部に拡大表示されたその前記
欠陥候補部分を表示させ、操作者の判定結果を前記判定
入力部から入力する、ことを特徴とするプリント基板の
検査装置である。

【００１２】本発明は、不要な目視判定ステップを削除
することにより、効率的にプリント基板の検査を実行す
るプリント基板の検査装置及び検査方法を実現するとい
う作用を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施をするための最
良の形態を具体的に示した実施例について、図面ととも
に記載する。

【００１４】《実施例１》図１〜図７を用いて、画像処
理を用いる実施例のプリント基板の配線パターンの検査
装置及び検査方法を説明する。図１は実施例のプリント
基板の配線パターンの検査装置の構成を示す。図１にお
いて、１は配線パターンの部分の拡大画像を撮像するカ
メラ、２はカメラ１で撮像した画像を表示するモニタデ
ィスプレイ、３はラインセンサカメラ、４はステージ、
５はステージ４を１４の方向（Ｘ軸方向）に移動させる
ステージＸ軸モータ、６はステージ４を１５の方向（Ｙ
軸方向）に移動させるステージＹ軸モータ、７はＮＣコ
ントローラ、８は欠陥候補部分検出部、９は記憶部、１
０は良判定ボタンと欠陥判定ボタンとを有する判定入力
部、１１はメインコントローラ（制御部）、１２は検査
対象ワークであるプリント基板、１６は抽出部である。
プリント基板１２は複数の個片１３を含む。メインコン
トローラ１１は、ＮＣコントローラ７、欠陥候補部分検
出部８、記憶部９、判定入力部１０、抽出部１６を統合
的にコントロールする。実施例の検査装置は、抽出部１
６を有する点で従来例の検査装置と異なる。他の点では
同じである。

【００１５】図６は実施例のプリント基板の配線パター
ンの検査方法のフローチャートである。図６を用いて実
施例の検査装置の動作を説明する。最初に、ＮＣコント
ローラ７はステージＹ軸モータ６を駆動して、プリント
基板１２をラインカメラセンサ３の下を一定速度で通過
させる。ラインカメラセンサ３はステージ４の幅の長さ
に渡って一列に並んだ多数のピクセルからなるＣＣＤで
ある。プリント基板１２がラインカメラセンサ３の下を
通過する間に、ラインカメラセンサ３はプリント基板１
２の配線パターンの画像を撮る（ステップ６０１）。

【００１６】記憶部９には正しいプリント基板の配線パ
ターンの画像（マスター画像）が記憶されている。欠陥
候補部分検出部８は、ラインカメラセンサ３が撮像した
プリント基板の配線パターンの画像と、記憶部９が記憶
するマスター画像とを比較照合し、両者が異なる部分を
検出する（ステップ６０２）。両者が異なる部分は、欠
陥候補部分として記憶部９に記憶させる。欠陥候補部分
はｎ個あったとする。欠陥候補部分検出部８は、検出し
た全ての欠陥候補部分をその位置の情報と共に、記憶部
９に記憶する。１シート上に同じ個片１３が複数個配置
された多面取りのプリント基板（図５（ａ））から検出
された欠陥候補部分の位置を図５（ｂ）に示す。

【００１７】初期設定ｋ＝１とする（ステップ６０
３）。次に、ｋ番目の欠陥候補部分が不良個片に含まれ
るか否かをチェックする（ステップ６０４）。不良個片
に含まれる欠陥候補部分の情報は後述するステップ６０
９において取得する。ｋ番目の欠陥候補部分が不良個片
に含まれるならば、ｋ番目の欠陥候補部分の目視判定を
行うことなくステップ６１０に進む。ｋ番目の欠陥候補
部分が不良個片に含まれないならば、ステップ６０５に
進む。ステップ６０５〜６０６において、検査装置の操
作者が、欠陥候補部分が真に欠陥部分であるか正常であ
るかを目視により判定する。図４に操作者の目視判定の
様子を図示する。メインコントローラ１１は、記憶部９
に記憶した欠陥候補部分の位置情報を１つずつ読み出
し、当該欠陥候補部分がカメラ１の画像領域内に位置す
るように、ＮＣコントローラ７に指令する。

【００１８】ＮＣコントローラ７は、ステージＸ軸モー
タ５及びステージＹ軸モータ６を駆動し、微小部分を拡
大して撮像するカメラ１の画像領域内に当該欠陥候補部
分を位置させる。カメラ１が撮像した画像とラインカメ
ラセンサ３が撮像した画像（記憶部９に記憶されてい
る。）とをパターンマッチングしながらＮＣコントロー
ラ７を精密に制御しても良い。モニタディスプレイ２は
カメラ１が撮像した画像を表示する。当該欠陥候補部分
がカメラ１の画像領域内に位置すると、当該欠陥候補部
分がモニタディスプレイ２上に大きく表示される。

【００１９】プリント基板の検査装置を操作する操作者
は、ディスプレイ２上に表示された画像を見て、当該欠
陥候補部分がショート又は断線等の真の欠陥部分である
か（例えば図２（ｂ））、単なるゴミ等であって正常な
部分であるか（例えば図３（ａ２）、図３（ｂ２））を
判断する（ステップ６０５）。操作者は判定入力部１０
の良判定ボタン又は欠陥判定ボタンを押して、判定結果
を検査装置に入力する。操作者が当該部分が正常である
と判定したならば（良判定ボタンを押したならば）、ス
テップ６１０に進む。操作者が当該部分が欠陥であると
判定したならば（欠陥判定ボタンを押したならば）、ス
テップ６０７に進む（ステップ６０６）。

【００２０】操作者が当該部分が欠陥であると判定した
ならば、ステップ６０７で、記憶部９はｋ番目の欠陥候
補部分を真の欠陥部分として記憶する。記憶部９はあら
かじめ各個片１３の領域の情報を記憶している。ステッ
プ６０８で、記憶部９は当該欠陥部分（ｋ番目の欠陥候
補部分）を含む個片１３を不良個片として記憶する。次
に、抽出部１６は、当該不良個片の領域を記憶部９から
読み出し、当該不良個片の領域に含まれる欠陥候補部分
を抽出する（ステップ６０９）。抽出した欠陥候補部分
を記憶部９に記憶する。次にステップ６１０においてｋ
をインクリメントする（ｋ＝ｋ＋１）。次にステップ６
１１において、ｋ＞ｎか否かをチェックする。ｋ＞ｎで
あれば全ての欠陥候補部分のチェックが完了したので
（ステップ６０９において抽出した欠陥候補部分を除
く。）、処理を終える。ｋ＞ｎが成立しなければステッ
プ６０４に戻り、ステップ６０４〜６１１の処理を繰り
返す。

【００２１】図７に実施例の目視判定（ステップ６０
５）の軌跡を模式的に示す。プリント基板１２は個片７
１、７２を有する。プリント基板１２を検査して欠陥候
補部分７３〜８２が発見された。図７で○は正常な部分
を示し、×は欠陥部分を示し、△は未判定の欠陥候補部
分を示す。検査装置の操作者は、欠陥候補部分７３から
ひとつずつ目視判定を行い、欠陥候補部分７５まで判定
を終えたところである。操作者は、欠陥候補部分７３、
７４を正常であると判定し、欠陥候補部分７５は真の欠
陥部分であると判定した。

【００２２】個片の中に１つでも欠陥部分があれば、そ
の個片は不良品である。欠陥候補部分７５が真の欠陥部
分であると判定された時点で、個片７１は不良品である
ことを判定し記憶する（ステップ６０８）。ステップ６
０９で個片７１に含まれる残りの欠陥候補部分７６、７
７、７８を抽出する。残りの欠陥候補部分７６、７７、
７８については、ステップ６０４でステップ６１０に進
み、目視判定を行わない。欠陥候補部分７５が真の欠陥
部分であると判定されると、次に欠陥候補部分７９（次
の個片７２に含まれる。）の目視判定に進む。その軌跡
を図７の矢印に示す。

【００２３】１つの個片内に１個でも真の欠陥部分があ
ればその個片は不良個片であり使い物にならない。そこ
で、実施例のプリント基板の検査装置及び検査方法にお
いては、目視検査で１つでも真の欠陥部分を発見したな
らばその個片全体の検査を完了して（結果は不良品）、
その個片内の他の欠陥候補を目視検査しない。１つの個
片内に１個でも真の欠陥を見つけるとその個片自体を不
良個片と判定し、同一の個片内の以降の欠陥候補部分を
目視判定せずに次個片の欠陥候補部分の目視判定に移る
ことで、不要な目視検査時間を削減し作業効率を上げる
ことができる（図７）。

【００２４】記憶部９に各個片領域（位置を含む。）の
情報を登録する方法としては、各個片位置のパラメータ
（数値）をキーボード（図示していない。）で入力する
方法の他、マスター画像を生成する時に使用する対象プ
リント基板のＣＡＤデータから導きだす方法、又は欠陥
候補位置を検出するときの画像処理より導きだす方法も
考えられる。また、本発明により不良と判断した個片自
体にシールを貼ることやインクでマーキングする機構を
装置に備えつけることで作業者のミスを削減することも
できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、不要な目視判定ステッ
プを削除することにより、効率的にプリント基板の検査
を実行するプリント基板の検査装置及び検査方法を実現
するという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のプリント基板の配線パターンの検査
装置の構成図である。

【図２】 図２（ａ）はプリント基板の配線パターンの
マスター画像である。図２（ｂ）はラインカメラセンサ
３が撮像したプリント基板の配線パターンの画像であ
る。

【図３】 画像処理だけでは欠陥判定できない欠陥画像
部分の拡大図を示す。図３（ａ１）はマスター画像を示
し、図３（ａ２）は配線パターン上にゴミがある場合の
画像を示す。図３（ｂ１）はマスター画像を示し、図３
（ｂ２）はパターン線幅が太いが公差内の場合の画像を
示す。

【図４】 図４は、操作者が次々と欠陥候補部分へカメ
ラを移動させ、目視にて欠陥の真偽判定を行う様子を表
す図である。

【図５】 図５（ａ）は１シート内に複数個の個片が配
置された多面取りワークであるプリント基板の概観図で
あり、図５（ｂ）はそのプリント基板の画像から検出し
た複数個の欠陥候補部分の位置を示す図である。

【図６】 実施例のプリント基板の配線パターンの検査
方法のフローチャートである。

【図７】 実施例の目視判定の軌跡を模式的に示す図で
ある。

【図８】 従来例のプリント基板の配線パターンの検査
装置の構成図である。

【図９】 従来例の目視判定の軌跡を模式的に示す図で
ある。

【符号の説明】

１ カメラ ２ モニタディスプレイ ３ ラインカメラセンサ ４ ステージ ５ ステージＸ軸モータ ６ ステージＹ軸モータ ７ ＮＣコントローラ ８ 欠陥候補部分検出部 ９ 記憶部 １０ 判定入力部 １１ メインコントローラ １２ プリント基板 １３、７１、７２、９１、９２ 個片

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB02 CC01 JJ02 JJ03 JJ25 JJ26 MM03 PP12 QQ24 QQ39 SS02 SS04 TT03 2G051 AA65 AB02 AC04 AC21 CA03 CA04 CA07 DA07 EA14 EB05 FA01 5B057 AA03 BA11 BA26 CH11 DA03 DA04 DA08 DA16 DC33

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １シート上に複数の個片を含むプリント
   基板の配線パターンの画像を入力する撮像ステップと、 前記配線パターンの画像と記憶部に記憶する前記配線パ
   ターンのマスター画像とをパターンマッチングにより比
   較し、欠陥候補部分を検出する欠陥候補検出ステップ
   と、 前記欠陥候補部分の画像を表示し、その部分が真の欠陥
   か否かを操作者が判定して判定結果を入力する判定ステ
   ップと、 前記判定ステップにおいて真の欠陥であると判定した部
   分を含む個片の領域情報を記憶部から読み出す個片領域
   情報読み出しステップと、 前記判定ステップにおいて真の欠陥であると判定した部
   分を含む個片と同一の個片に含まれる前記欠陥候補部分
   を抽出する抽出ステップと、 を有し、 前記抽出ステップにおいて抽出された前記欠陥候補部分
   以外の前記欠陥候補部分について、前記判定ステップを
   実行することを特徴とするプリント基板の検査方法。
2. 【請求項２】 １シート上に複数の個片を含むプリント
   基板の配線パターンの画像を撮像する撮像部と、 前記配線パターンのマスター画像及び各個片の領域情報
   を記憶する記憶部と、 画像表示部と、 前記撮像部が撮像した配線パターンの画像と前記記憶部
   に記憶する前記配線パターンのマスター画像とをパター
   ンマッチングにより比較して欠陥候補部分を検出する欠
   陥候補部分検出部と、 前記画像表示部に拡大表示された前記欠陥候補部分が真
   の欠陥か否かを操作者が判定して判定結果を入力する判
   定入力部と、 真の欠陥であるとの判定結果が入力された部分を含む個
   片の領域情報を記憶部から読み出して、その個片に含ま
   れる前記欠陥候補部分を抽出する抽出部と、 制御部と、 を有し、 前記制御部は、前記抽出部が抽出した前記欠陥候補部分
   を除く前記欠陥部分について、前記画像表示部に拡大表
   示されたその前記欠陥候補部分を表示させ、操作者の判
   定結果を前記判定入力部から入力する、 ことを特徴とするプリント基板の検査装置。