JP2004325338A - Device and method for inspecting printed circuit board - Google Patents

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JP2004325338A
JP2004325338A JP2003122173A JP2003122173A JP2004325338A JP 2004325338 A JP2004325338 A JP 2004325338A JP 2003122173 A JP2003122173 A JP 2003122173A JP 2003122173 A JP2003122173 A JP 2003122173A JP 2004325338 A JP2004325338 A JP 2004325338A
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Kazuhiro Hara
和弘 原
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device to precisely detect an appearance defect in a printed circuit board. <P>SOLUTION: This device/method is provided with a conveying means 12 for conveying line-directionally the printed circuit board 1 having a mark line 1b arrayed continuously with rectangular marks having sides CA crossed diagonally with a conveying direction D, a line sensor 13 for image-picking up the board 1 to transmit an inspected image data S1, image processing means 17A, 17B for forming an inspected image V based on the data S1 to extract the mark line 1b as a mark image, a correction means for correcting the inspected image V in response to a measured result of the mark image, and a determination means 17D for comparing an inspected image Vm after the correction with a reference image Vo of the printed circuit board 1 to conduct determination in response to a result therein. The correction means is constituted to measure an inclination of the side CA corresponding to the side CA of the mark image and a change thereof and to correct the two-dimensional inspected image V. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板の外観欠陥を検出するプリント基板検査装置及びプリント基板検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子部品を実装する、あるいは電子部品を実装したプリント基板の外観欠陥検査においては、プリント基板の外観を画像として取り込み、この画像を正規の外観画像と比較してその違いから欠陥を検出するプリント基板検査方法やその方法により検査をする検査装置が開発されている。
この検査装置の一例として、固定配置したラインセンサーに対してプリント基板を搬送手段により移動させて画像を取り込み、このプリント基板の外観2次元画像を得て検査するものがある(特許文献1参照)。
【0003】
また、この例は、プリント基板を移動する際の速度変調によって取り込まれた画像が移動方向に伸縮してしまうという問題を改善するために、プリント基板上に伸縮量検出マークを形成し、取り込まれた画像の伸縮量検出マークと予め記憶させてある基準伸縮量検出マークと合致するように基板の移動速度を制御するものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平2−40540号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プリント基板のパターンはその基板の外形や基準となる部位に対して傾きをもって形成されたり、検査時の移動方向と直交する方向等にパターン位置ずれを生じている場合がある。
これらは、いずれも近年の高密度化実装において欠陥(不良)とされるものであるが、従来の方法や装置は移動方向に等間隔に設けられたパターンマークのその間隔を測定して基準間隔と比較するものであり、このパターンやパターン上に実装された部品の傾きや位置ずれを精度よく検出することができなかった。
【0006】
また、基板を移動する際の速度変調が細かく発生すると、従来の方法や装置では、パターンマーク間で発生した速度変調を検出させずに平均化するので、特に微細パターンや微細パターン上の部品実装状態に欠陥があった場合、これを確実に検出することができなかった。
【0007】
従って、これらの場合に被検出画像の補正が確実に行えず、基準の画像との比較において外観欠陥を精度よく検出することができないという問題があった。
【0008】
そこで本発明が解決しようとする課題は、プリント基板のパターンや部品実装状態の外観欠陥を精度よく検出することができるプリント基板検査装置及びプリント基板検査方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項1は、プリント基板1の外観を検査するプリント基板検査装置であって、所定の形状のマークABCを連続して一方向に配列したマーク列1bが表面に形成されたプリント基板1を前記方向に搬送する搬送手段12と、前記プリント基板1を搬送しつつ該プリント基板1一次元的に撮像して撮像データS1として送出するラインセンサ13と、送出された前記撮像データS1から2次元の2次元被検査画像Vを形成すると共に該2次元被検査画像Vから前記マーク列1bの画像をマーク画像として抽出する画像処理手段17A,17Bと、抽出された前記マーク画像を計測処理し、その結果に応じて前記2次元被検査画像Vを補正する補正手段と、前記プリント基板1の基準となる表面の画像を基準画像V0として予め記憶する記憶手段16と、前記記憶手段16から該記憶手段16に記憶された前記基準画像V0を取り出し、該基準画像V0と補正された前記2次元被検査画像Vmとを比較し、その結果に応じて外観欠陥の有無判定を行う判定手段17Dとを備え、
前記マークABCは前記方向Dと斜交する辺CAを有する角形であり、前記補正手段17Cを、前記マーク画像における前記辺CAに対応する辺の画像の前記方向Dに対する傾きと該傾きの変化を計測し、該計測結果に応じて前記2次元被検査画像Vを補正するように構成したことを特徴とするプリント基板検査装置である。
【0010】
また、上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項2は、被検査対象のプリント基板1の表面に、角形のマークABCを前記角形の1辺CAと斜交する一方向に連続して配列したマーク列1bとして形成し、前記プリント基板1を前記方向に搬送し、この搬送中にラインセンサ13で前記プリント基板1の前記表面の画像を撮像して前記画像のデータを被検査画像データS1として送出し、送出した前記被検査画像データS1から2次元の2次元被検査画像Vを形成すると共に該2次元被検査画像Vから前記マーク列1bの画像をマーク画像として抽出し、抽出した前記マーク画像における前記1辺CAに対応する辺の画像の前記方向Dに対する傾きと該傾きの変化とを計測し、この計測結果に応じて前記2次元被検査画像Vを補正し、補正した前記2次元被検査画像Vmと予め基準画像として設定した前記プリント基板の表面の画像V0とを比較し、その比較結果に応じて外観欠陥の有無判定を行うことを特徴とするプリント基板検査方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図1〜図5を用いて説明する。
図1は、本発明のプリント基板検査方法の実施例で検査するプリント基板を説明する図であり、
図2は、本発明のプリント基板検査方法の実施例を説明する図であり、
図3は、本発明のプリント基板検査方法の実施例を説明する別の図であり、
図4は、本発明のプリント基板検査装置の実施例の構成を示す図であり、
図5は、本発明のプリント基板検査方法の実施例における補正を説明する図である。
【0012】
まず、本発明のプリント基板検査装置と、この装置で検査するプリント基板とを図1,図4を用いて説明する。なお、以下の説明は電子部品搭載前のプリント基板におけるパターン等の欠陥を検出する場合であるが、電子部品搭載後においても同様である。
【0013】
始めに、検査するプリント基板について説明する。
図1(a)において、プリント基板1の表面には後工程で搭載される電子部品搭載用のランド1cや配線パターン(図示せず)が形成されている。
また、この表面の対角近傍には一対の位置決めマーク1aが形成されている。
さらに、検査時にこの基板が搬送される搬送方向Dに沿って直角三角形ABCのマークを連続配列した同期マーク列1bが形成されている。
【0014】
この同期マーク列1bの1つの三角形ABC(以下単位マークΔと称する)の詳細を図1(b)に示す。
【0015】
この単位マークΔは、搬送方向Dに沿った線分P1−P2上にある長さLの第1の辺(底辺)A−Bと、線分P1−P2に直交する第2の辺B−Cと、第2の辺B−Cと内角θで交差する第3の辺C−Aとからなる三角形である。
第1の辺の長さLは2mm〜5mm,内角θは30°〜60°と設定するのが好適であるが、実装する部品のサイズやこの同期マークが占有できる基板上の面積あるいは、搬送する速度等から最適なL,θを設定することができる。
【0016】
位置決めマーク1aと同期マーク列1bとは、後述する画像処理において容易に抽出できるようにプリント基板1のベース色に対して輝度の高い色で形成してある。
画像の抽出が可能あれば他の方法で差別化してもよく、例えば、プリント基板1のベース色と彩度の異なる色にしたり、異なる反射率を有するものとして形成してもよい。
【0017】
次に、本実施例のプリント基板検査装置の全体構成を図4により説明する。
この装置は、搬送駆動装置11と搬送台12aとを有してプリント基板1を搬送方向Dに搬送する基板搬送部12と、搬送されるプリント基板1の位置を検知して検知信号S4を送出する検知センサ15と、プリント基板1の外観欠陥有無を判別する検出部17と、図示しない固定手段によりこの検査装置に固定されてプリント基板1の表面の1次元画像を取り込み、その画像データ信号S1を検出部17に送出するラインセンサ13と、プリント基板1の基準となる位置となる位置決めマーク1aを検出し、その位置を位置情報S2として検出部17に送出する基板位置検出センサ14と、予め記憶した正規のプリント基板の画像データ信号S3を検出部17に送出する記憶部16と、検知センサ15からの検知信号S4に基づいてラインセンサ13の取り込み動作を制御する制御信号S5を送出するラインセンサ制御部18とを備えている。
【0018】
また、上述した検出部17は、ラインセンサ13から送出された一次元画像データ信号S1を集積展開することで2次元画像Vを作成する2次元画像形成部17Aと、この2次元画像Vを2値化処理し同期マーク列1b部分の画像を抽出する2値化抽出部17Bと、記憶部16から送出された正規のプリント基板の画像V0に含まれる正規の同期マーク列と2値化抽出部17Bで抽出された同期マーク列1bvとを比較し、その結果に応じて2次元画像Vを補正する補正部17Cと、補正部17Cで補正された2次元画像Vmと正規のプリント基板の画像V0とを比較して欠陥の有無判定を行う判定部17Dとを備えている。
【0019】
このような構成を有する本実施例のプリント基板検査装置を用いてプリント基板の検査を行うプリント基板検査方法について次に詳述する。
【0020】
検査するプリント基板1を、基板搬送部12の搬送台12aにセットし、基板駆動装置11の駆動により搬送方向Dに搬送する(図4参照)。
プリント基板1が所定位置に搬送されると、その下面側の所定位置に配置された検知センサ15がこのプリント基板1を検知し、検知信号S4を制御部18に送出する。
【0021】
制御部18は、この検知信号S4に基づいてラインセンサ13に画像取り込みを開始するようにラインセンサ13に制御信号S5を送出する。
また、プリント基板1の搬送に伴い、基板位置検出センサ14は位置決めマーク1aを検出して位置情報信号S2を検出部17に送出する。
【0022】
一方、制御信号S5によって取り込みを開始したラインセンサ13から同期マーク列1bを含めた1次元の画像データS1が検出部17に送出される。
この画像データS1に基づいて、検出部17の2次元画像形成部17Aは2次元画像Vを形成し、2値化抽出部17Bはこの2次元画像Vから周知の2値化手法を用いて同期マーク列1b部を抽出し、抽出した同期マーク列1bvの情報を補正部17Cに送出する。
【0023】
プリント基板1の搬送においては、駆動モータの特性のばらつきや、駆動に用いられるベルト等の駆動部品の滑りや駆動機構のバックラッシュやガタ等により、その速度が細かく変化している。
従って、形成された2次元画像Vは、その速度変調に応じて搬送方向に伸縮した画像になっており、抽出した同期マーク列1bvは、図5(a)に示すような正規の直角三角形ではなく、図5(b)に示すような速度変調に応じて変形した形状となる。特にこの速度変調は、三角形の斜辺の傾きの大きさとその変化として表れる。
【0024】
そこで、補正部17Cは、この斜辺の搬送方向に対する傾きとこの傾きの変化率を求めて搬送速度やその変化を検出し、2次元画像Vを、その搬送方向への伸縮を相殺するように補正する。
【0025】
斜辺の傾きを求める方法を図2を用いて説明する。
補正部17Cにおいて、同期マークΔが搬送方向Dと直交するG−Gラインが斜辺C−Aと底辺A−B交わる点K1,k2の座標(Xk1,Yk1),(Xk2,Yk2)を測定する。そして、そのY成分からその交点間距離Kを求め、このKの時間変化を速度として算出する。
従って、図2(a)のマークΔから求めた速度は図2(b)のように一定周期の略矩形状に表される。
【0026】
従って、例えば、図5(b)のように速度変調を受けてゆがんだ斜辺を有する同期マークが抽出された場合、この斜辺の傾きすなわち速度は図5(c)のように検出される。
もちろん、斜辺が直線であれば速度は一定となり、斜辺の傾きが大きいほど速度が大きな値になる。この速度や速度の変化に応じて、形成した2次元画像Vの搬送方向の伸縮を補正する。
【0027】
また、欠陥評価に影響のない許容速度変化範囲をRmax,Rminと設定し、この範囲を超えた場合に2次元画像Vを補正することもできる。
また、大きな速度変化範囲の上限,下限をR1max,R2minと設定し、その範囲を超えた場合には異常動作として装置を停止させるように駆動装置を制御する構成にしてもよい。この設定の一例を図3(a),図3(b)に示す。
図3(a)は、速度が安定している場合を示し、図3(b)は、速度が不安定で一部がR1maxを越えた異常値となっている場合を示している。
【0028】
上述した補正の説明は、同期マークが搬送方向と平行な場合における、搬送方向の伸縮を補正するものであるが、実際にはマーク形成時の位置ずれ等でこのマークは搬送方向に対して傾斜している場合がある。
そのため、上述の速度やその変化の検出には、この同期マーク列の搬送方向に対する傾斜分も含めて補正する必要がある。
そのため、補正部17Cは、上述したように、抽出した同期マーク列1bvの搬送方向と直交する方向の位置も座標として求め、そのマーク列の搬送方向Dに対する傾きも検出するように構成されている。
【0029】
例えば、図1において、補正部17Cは、搬送方向DをX座標軸とした座標系に対して同期マーク列1bの例えば両端点P1,P2の座標(X1,Y1),(X2,Y2)から同期マーク列1bの傾きTL=(Y2−Y1)/(X2−X1)を求める。
2次元画像形成部17Aにおいて形成した2次元画像Vmに対して、上述した搬送方向の伸縮補正とこのTL値に応じた傾き補正とを合わせて施すことで、より精度よく正規画像と比較すべき2次元画像を得ることができる。
【0030】
次に、検査するプリント基板に欠陥があるか否かを判定する方法について説明する。具体的には、上述の補正方法に基づき、検査するプリント基板1のある特定部位の位置を求め、その位置とその部位が本来あるべき正規のプリント基板の画像データ上の位置とを比較することで行う。これについて図5を用いて説明する。
【0031】
例えば、同期マーク列1bの単位マークΔのL値をX方向の10として図5(a)のように所定の基準位置から距離X0=25となるべき部位P3を検査する場合、図5(c)のX=20となる区切りから図の右方向に面積M(斜線部)が5となるX値を求め、その部位P3の被検査基板上の位置Xpとする。
そして、XpとX0との差が予め設定した許容範囲に入っているか否かで欠陥の有無判定をする。
従って、上述した方法によれば、速度変調や搬送方向に対する傾きを考慮して比較検査すべき部位の位置が連続的に精度良く得ることができるので、欠陥を検出する精度が大幅に向上する。
【0032】
さて、本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形してもよいものである。
【0033】
例えば、上述した実施例では、ラインセンサを固定し基板側を移動させたが、基板を固定してラインセンサを移動させてもよい。
同期マークの形状は三角に限るものではなく、搬送方向に対して斜交する辺を有する形状であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、傾きを得るラインA−Bを同期マーク列と独立して設け、同期マークを菱形にしてもよい。
Lとθの設定については上述したが、特にθについては、形成する2次元画像Vにおいて、正規の搬送速度で45°となるように設定するのが速度変化を最も精度よく把握できて好ましい。
【0034】
【発明の効果】
以上詳述したように、本願発明によれば、搬送速度の変調や搬送方向以外の位置ずれの影響を受けずに、プリント基板のパターンや部品実装状態の外観欠陥が高精度に検出できるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリント基板検査装置の実施例で検査するプリント基板を説明する図である。
【図2】本発明のプリント基板検査方法の実施例を説明する図である。
【図3】本発明のプリント基板検査方法の実施例を説明する別の図である。
【図4】本発明のプリント基板検査装置の実施例の構成を示す図である。
【図5】本発明のプリント基板検査方法の実施例における補正を説明する図である。
【符号の説明】
1 プリント基板
1a 位置決めマーク
1b 同期マーク(列)
1bv (抽出された)同期マーク
1c ランド
11 搬送駆動装置
12 基板搬送部
12a 搬送台
13 ラインセンサ
14 基板位置検出センサ
15 検知センサ
16 記憶部
17 検出部
17A 2次元画像形成部
17B 2値化抽出部
17C 補正部
17D 判定部
ABC マーク
D 搬送方向
L (底辺の)長さ
V (形成された)2次元画像
Vm (補正された)2次元画像
V0 (記憶された)プリント基板の画像
S1,S3 画像データ信号
S2 位置情報
S4 検知信号
θ 内角
Δ 単位同期マーク
P1,P2 端点
Rmax,Rmin (許容速度変化範囲の)上限,下限
R1max,R1min (大きな速度変化範囲の)上限,下限
TL 傾き
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed board inspection apparatus and a printed board inspection method for detecting an appearance defect of a printed board.
[0002]
[Prior art]
In the appearance defect inspection of a printed circuit board on which electronic components are mounted or on which electronic components are mounted, the appearance of the printed circuit board is captured as an image, and this image is compared with a regular appearance image to detect a defect based on the difference. An inspection method and an inspection apparatus for performing an inspection by the method have been developed.
As an example of this inspection apparatus, there is an apparatus in which a printed circuit board is moved by a transporting means with respect to a fixedly arranged line sensor to capture an image, and a two-dimensional appearance image of the printed circuit board is obtained and inspected (see Patent Document 1). .
[0003]
Also, in this example, in order to improve the problem that the image captured by the speed modulation when moving the printed circuit board expands and contracts in the movement direction, an expansion / contraction amount detection mark is formed on the printed circuit board and the image is captured. The moving speed of the substrate is controlled so as to match the expansion / contraction amount detection mark of the image and the reference expansion / contraction amount detection mark stored in advance.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2-40540
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the pattern of the printed board may be formed with an inclination with respect to the outer shape of the board or a reference portion, or the pattern may be displaced in a direction orthogonal to a moving direction at the time of inspection.
These are all regarded as defects (defective) in recent high-density mounting. However, conventional methods and apparatuses measure the intervals of pattern marks provided at equal intervals in the moving direction and determine a reference interval. The inclination and the displacement of the pattern and the components mounted on the pattern could not be accurately detected.
[0006]
In addition, if the speed modulation during the movement of the substrate occurs finely, the conventional method and apparatus average the speed modulation generated between the pattern marks without detecting it, so that especially the fine pattern and the component mounting on the fine pattern If the state had a defect, it could not be reliably detected.
[0007]
Therefore, in these cases, there is a problem that the detected image cannot be reliably corrected, and the appearance defect cannot be accurately detected in comparison with the reference image.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a printed circuit board inspection apparatus and a printed circuit board inspection method capable of accurately detecting appearance defects in a printed circuit board pattern and component mounting state.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration as means.
That is, claim 1 is a printed circuit board inspection apparatus for inspecting the appearance of a printed circuit board 1, wherein the printed circuit board 1 has a mark array 1 b on the surface in which marks ABC having a predetermined shape are continuously arranged in one direction. Transport means 12 for transporting the printed circuit board 1 in the direction, a line sensor 13 for one-dimensionally capturing the printed board 1 while transporting the printed board 1 and transmitting the captured image data S1, and transmitting the captured image data S1 to 2 Image processing means 17A and 17B for forming a two-dimensional two-dimensional image to be inspected V and extracting the image of the mark sequence 1b as a mark image from the two-dimensional image to be inspected V, and measuring and processing the extracted mark image A correcting means for correcting the two-dimensional image to be inspected V according to the result, and an image of a surface serving as a reference of the printed circuit board 1 is previously stored as a reference image V0. The storage unit 16 retrieves the reference image V0 stored in the storage unit 16 from the storage unit 16 and compares the reference image V0 with the corrected two-dimensional inspection image Vm. Determining means 17D for determining the presence or absence of an appearance defect;
The mark ABC is a square having a side CA obliquely intersecting with the direction D. The correction unit 17C is configured to determine the inclination of the image of the side corresponding to the side CA in the mark image with respect to the direction D and the change in the inclination. A printed circuit board inspection apparatus is configured to measure and correct the two-dimensional inspection image V according to the measurement result.
[0010]
In order to solve the above problems, the present invention has the following procedure as means.
That is, the second aspect of the present invention forms a mark array 1b on the surface of the printed circuit board 1 to be inspected as a mark array 1b in which the square marks ABC are continuously arranged in one direction obliquely crossing one side CA of the square. The board 1 is conveyed in the above direction, and during this conveyance, an image of the front surface of the printed circuit board 1 is captured by the line sensor 13 and the data of the image is sent out as the image data S1 to be inspected. A two-dimensional two-dimensional inspection image V is formed from the data S1, and an image of the mark sequence 1b is extracted from the two-dimensional inspection image V as a mark image, which corresponds to the one side CA in the extracted mark image. The inclination of the image of the side with respect to the direction D and the change in the inclination are measured, and the two-dimensional inspection image V is corrected according to the measurement result. Comparing the image V0 of the surface of the printed circuit board set as a quasi-image, a printed circuit board inspection method and performing presence judgment of appearance defects according to the comparison result.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram for explaining a printed circuit board to be inspected in an embodiment of the printed circuit board inspection method of the present invention,
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the printed circuit board inspection method of the present invention,
FIG. 3 is another diagram illustrating an embodiment of the printed circuit board inspection method of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the printed circuit board inspection apparatus of the present invention,
FIG. 5 is a diagram for explaining correction in the embodiment of the printed board inspection method of the present invention.
[0012]
First, a printed board inspection apparatus of the present invention and a printed board to be inspected by the apparatus will be described with reference to FIGS. The following description is for the case of detecting a defect such as a pattern on a printed circuit board before mounting electronic components, but the same applies after mounting electronic components.
[0013]
First, a printed circuit board to be inspected will be described.
In FIG. 1A, a land 1c for mounting electronic components and a wiring pattern (not shown) are formed on the surface of the printed board 1 in a later step.
Further, a pair of positioning marks 1a is formed near the diagonal of this surface.
Further, a synchronous mark row 1b is formed in which marks of right triangles ABC are continuously arranged along the transport direction D in which the substrate is transported at the time of inspection.
[0014]
FIG. 1B shows details of one triangle ABC (hereinafter, referred to as a unit mark Δ) of the synchronization mark row 1b.
[0015]
The unit mark Δ has a first side (bottom side) AB having a length L on a line segment P1-P2 along the transport direction D and a second side B- orthogonal to the line segment P1-P2. A triangle formed by C and a third side CA intersecting the second side BC at an interior angle θ.
It is preferable that the length L of the first side is set to 2 mm to 5 mm and the internal angle θ is set to 30 ° to 60 °. However, the size of the component to be mounted, the area on the substrate that can be occupied by the synchronization mark, or the conveyance The optimum L and θ can be set based on the speed and the like.
[0016]
The positioning mark 1a and the synchronization mark row 1b are formed in a color having a higher luminance than the base color of the printed circuit board 1 so that it can be easily extracted in image processing described later.
If the image can be extracted, the image may be differentiated by another method. For example, the image may be formed to have a color different in saturation from the base color of the printed circuit board 1 or to have a different reflectance.
[0017]
Next, the overall configuration of the printed board inspection apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
This device has a transport driving device 11 and a transport table 12a, and transports the printed circuit board 1 in the transport direction D, and detects a position of the transported printed circuit board 1 and sends out a detection signal S4. Sensor 15, a detecting unit 17 for determining the presence or absence of an appearance defect of the printed circuit board 1, and a one-dimensional image of the surface of the printed circuit board 1 which is fixed to the inspection apparatus by fixing means (not shown), and the image data signal S1 And a board position detection sensor 14 that detects a positioning mark 1a serving as a reference position of the printed circuit board 1 and sends the position to the detection unit 17 as position information S2. A storage unit 16 that sends the stored image data signal S3 of the regular printed circuit board to the detection unit 17 and a line based on the detection signal S4 from the detection sensor 15 And a line sensor control unit 18 sends a control signal S5 for controlling the fetching operation of the capacitors 13.
[0018]
The detection unit 17 described above includes a two-dimensional image forming unit 17A that creates a two-dimensional image V by integrating and developing the one-dimensional image data signal S1 sent from the line sensor 13, and converts the two-dimensional image V into two-dimensional images. A binarization extraction unit 17B for performing a binarization process to extract an image of a synchronization mark string 1b portion; a regular synchronization mark string included in a regular printed circuit board image V0 sent from the storage unit 16; The correction unit 17C compares the synchronization mark string 1bv extracted in 17B and corrects the two-dimensional image V according to the result, and the two-dimensional image Vm corrected by the correction unit 17C and the image V0 of the regular printed circuit board. And a determination unit 17D for determining the presence or absence of a defect by comparing the above.
[0019]
A printed board inspection method for inspecting a printed board using the printed board inspection apparatus of the present embodiment having such a configuration will be described in detail below.
[0020]
The printed circuit board 1 to be inspected is set on the transfer table 12a of the board transfer section 12, and is transferred in the transfer direction D by driving the board driving device 11 (see FIG. 4).
When the printed circuit board 1 is transported to a predetermined position, a detection sensor 15 disposed at a predetermined position on the lower surface side detects the printed circuit board 1 and sends out a detection signal S4 to the control unit 18.
[0021]
The control unit 18 sends a control signal S5 to the line sensor 13 based on the detection signal S4 so that the line sensor 13 starts capturing an image.
Further, as the printed board 1 is transported, the board position detection sensor 14 detects the positioning mark 1a and sends out the position information signal S2 to the detection unit 17.
[0022]
On the other hand, the one-dimensional image data S1 including the synchronization mark sequence 1b is transmitted to the detection unit 17 from the line sensor 13 that has started capturing by the control signal S5.
Based on the image data S1, the two-dimensional image forming unit 17A of the detecting unit 17 forms a two-dimensional image V, and the binarizing extracting unit 17B synchronizes the two-dimensional image V using a well-known binarizing method. The mark sequence 1b is extracted, and information on the extracted synchronization mark sequence 1bv is sent to the correction unit 17C.
[0023]
The speed at which the printed circuit board 1 is transported varies minutely due to variations in the characteristics of the drive motor, slippage of drive components such as a belt used for drive, backlash and backlash of the drive mechanism, and the like.
Therefore, the formed two-dimensional image V is an image that expands and contracts in the transport direction according to the speed modulation, and the extracted synchronization mark sequence 1bv is a regular right triangle as shown in FIG. Instead, the shape is changed according to the velocity modulation as shown in FIG. In particular, this velocity modulation appears as the magnitude of the inclination of the hypotenuse of the triangle and its change.
[0024]
Accordingly, the correction unit 17C calculates the inclination of the hypotenuse with respect to the conveyance direction and the rate of change of the inclination to detect the conveyance speed and its change, and corrects the two-dimensional image V so as to offset the expansion and contraction in the conveyance direction. I do.
[0025]
A method for obtaining the inclination of the hypotenuse will be described with reference to FIG.
The correction unit 17C measures the coordinates (Xk1, Yk1) and (Xk2, Yk2) of points K1 and k2 where the GG line where the synchronization mark Δ is orthogonal to the transport direction D intersects the oblique side CA and the bottom side AB. . Then, the distance K between the intersections is obtained from the Y component, and the time change of this K is calculated as the speed.
Accordingly, the speed obtained from the mark Δ in FIG. 2A is represented in a substantially rectangular shape with a constant period as shown in FIG. 2B.
[0026]
Therefore, for example, when a synchronization mark having a distorted oblique side subjected to velocity modulation as shown in FIG. 5B is extracted, the inclination of the oblique side, that is, the velocity, is detected as shown in FIG. 5C.
Of course, if the hypotenuse is a straight line, the speed is constant, and the greater the inclination of the hypotenuse, the greater the speed. The expansion and contraction of the formed two-dimensional image V in the transport direction is corrected according to the speed and the change in the speed.
[0027]
Also, the allowable speed change range that does not affect the defect evaluation is set as Rmax and Rmin, and the two-dimensional image V can be corrected when the range is exceeded.
Further, the upper limit and the lower limit of the large speed change range may be set to R1max and R2min, and the drive device may be controlled so as to stop the device as an abnormal operation when the range is exceeded. An example of this setting is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).
FIG. 3A shows a case where the speed is stable, and FIG. 3B shows a case where the speed is unstable and a part of the speed is an abnormal value exceeding R1max.
[0028]
The above description of the correction is for correcting the expansion and contraction in the transport direction when the synchronization mark is parallel to the transport direction. However, this mark is actually tilted with respect to the transport direction due to misalignment during mark formation. You may have.
For this reason, it is necessary to correct the above-described speed and its change including the inclination of the synchronization mark row with respect to the transport direction.
Therefore, as described above, the correction unit 17C is configured to obtain the position of the extracted synchronization mark row 1bv in the direction orthogonal to the transport direction as coordinates, and also detect the inclination of the extracted mark row with respect to the transport direction D. .
[0029]
For example, in FIG. 1, the correction unit 17C synchronizes with the coordinate system in which the transport direction D is the X coordinate axis from the coordinates (X1, Y1) and (X2, Y2) of, for example, both ends P1 and P2 of the synchronization mark row 1b. The inclination TL of the mark row 1b is obtained as follows: TL = (Y2-Y1) / (X2-X1).
The two-dimensional image Vm formed in the two-dimensional image forming unit 17A is subjected to the above-described expansion and contraction correction in the transport direction and the inclination correction according to the TL value together, so that the two-dimensional image Vm should be compared with the normal image with higher accuracy. A two-dimensional image can be obtained.
[0030]
Next, a method for determining whether or not a printed circuit board to be inspected has a defect will be described. Specifically, based on the above-described correction method, the position of a specific part of the printed circuit board 1 to be inspected is obtained, and the position is compared with the position on the image data of a regular printed circuit board where the part should be. Do with. This will be described with reference to FIG.
[0031]
For example, assuming that the L value of the unit mark Δ of the synchronization mark row 1b is 10 in the X direction and a part P3 where the distance X0 = 25 from a predetermined reference position is to be inspected as shown in FIG. ), The X value at which the area M (hatched portion) becomes 5 is determined in the right direction of the figure from the section where X = 20, and is set as the position Xp of the part P3 on the inspection target substrate.
Then, the presence or absence of a defect is determined based on whether or not the difference between Xp and X0 falls within a preset allowable range.
Therefore, according to the above-described method, since the position of the portion to be compared and inspected can be continuously and accurately obtained in consideration of the speed modulation and the inclination with respect to the transport direction, the accuracy of detecting a defect is greatly improved.
[0032]
The embodiments of the present invention are not limited to the above-described configuration, and may be modified without departing from the gist of the present invention.
[0033]
For example, in the above-described embodiment, the line sensor is fixed and the substrate side is moved, but the substrate may be fixed and the line sensor may be moved.
It goes without saying that the shape of the synchronization mark is not limited to a triangle, and the same effect can be obtained as long as the shape has a side oblique to the transport direction.
Alternatively, the line AB for obtaining the inclination may be provided independently of the synchronization mark row, and the synchronization mark may be formed in a rhombus shape.
Although the setting of L and θ has been described above, it is particularly preferable that θ be set to 45 ° at a regular transport speed in the two-dimensional image V to be formed since the speed change can be grasped most accurately.
[0034]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to detect the appearance defect of the pattern of the printed circuit board or the component mounting state with high accuracy without being affected by the modulation of the transport speed or the displacement other than the transport direction. Get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a printed circuit board to be inspected by an embodiment of a printed circuit board inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a printed circuit board inspection method according to the present invention.
FIG. 3 is another diagram illustrating an embodiment of the printed board inspection method of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a printed circuit board inspection apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating correction in an embodiment of the printed circuit board inspection method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Printed circuit board 1a Positioning mark 1b Synchronous mark (row)
1bv (extracted) synchronization mark 1c land 11 transport drive unit 12 substrate transport unit 12a transport table 13 line sensor 14 substrate position detection sensor 15 detection sensor 16 storage unit 17 detection unit 17A two-dimensional image forming unit 17B binarization extraction unit 17C Correction unit 17D Judgment unit ABC Mark D Transport direction L Length (at the bottom) V (Formed) 2D image Vm (Corrected) 2D image V0 (Stored) Printed board image S1, S3 image Data signal S2 Position information S4 Detection signal θ Inner angle Δ Unit synchronization mark P1, P2 End point Rmax, Rmin Upper limit, lower limit R1max, R1min (of large speed change range) Upper limit, lower limit TL slope

Claims (2)

プリント基板の外観を検査するプリント基板検査装置であって、
所定の形状のマークを連続して一方向に配列したマーク列が表面に形成されたプリント基板を前記方向に搬送する搬送手段と、
前記プリント基板を搬送しつつ該プリント基板を一次元的に撮像して撮像データとして送出するラインセンサと、
送出された前記撮像データから2次元の2次元被検査画像を形成すると共に該2次元被検査画像から前記マーク列の画像をマーク画像として抽出する画像処理手段と、
抽出された前記マーク画像を計測処理し、その結果に応じて前記2次元被検査画像を補正する補正手段と、
前記プリント基板の基準となる表面の画像を基準画像として予め記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から該記憶手段に記憶された前記基準画像を取り出し、該基準画像と補正された前記2次元被検査画像とを比較し、その結果に応じて外観欠陥の有無判定を行う判定手段とを備え、
前記マークは前記方向と斜交する辺を有する角形であり、
前記補正手段を、前記マーク画像の前記辺に対応する辺の画像の、前記方向に対する傾きと該傾きの変化とを計測し、該計測結果に応じて前記2次元被検査画像を補正するように構成したことを特徴とするプリント基板検査装置。
A printed circuit board inspection device for inspecting the appearance of a printed circuit board,
Conveying means for conveying a printed circuit board having a mark array in which marks of a predetermined shape are continuously arranged in one direction formed on the surface in the direction,
A line sensor that one-dimensionally images the printed board while transporting the printed board and sends out the imaged data,
Image processing means for forming a two-dimensional two-dimensional image to be inspected from the transmitted image data and extracting an image of the mark train as a mark image from the two-dimensional image to be inspected;
Correction means for measuring the extracted mark image and correcting the two-dimensional image to be inspected according to the result;
Storage means for storing in advance a reference surface image of the printed circuit board as a reference image,
Determining means for extracting the reference image stored in the storage means from the storage means, comparing the reference image with the corrected two-dimensional image to be inspected, and determining presence / absence of an appearance defect according to the result; With
The mark is a rectangle having a side oblique to the direction,
The correction unit measures an inclination of the image of the side corresponding to the side of the mark image with respect to the direction and a change in the inclination, and corrects the two-dimensional inspection image according to the measurement result. A printed circuit board inspection device characterized by comprising.
被検査対象のプリント基板の表面に、角形のマークを前記角形の1辺と斜交する一方向に連続して配列したマーク列として形成し、
前記プリント基板を前記方向に搬送し、
この搬送中にラインセンサで前記プリント基板の前記表面の画像を撮像して前記画像のデータを被検査画像データとして送出し、
送出した前記被検査画像データから2次元の2次元被検査画像を形成すると共に該2次元被検査画像から前記マーク列の画像をマーク画像として抽出し、
抽出した前記マーク画像における前記1辺に対応する辺の画像の前記方向に対する傾きと該傾きの変化とを計測し、
この計測結果に応じて前記2次元被検査画像を補正し、
補正した前記2次元被検査画像と予め基準画像として設定した前記プリント基板の表面の画像とを比較し、その比較結果に応じて外観欠陥の有無判定を行うことを特徴とするプリント基板検査方法。
Forming square marks on the surface of a printed circuit board to be inspected as a mark row continuously arranged in one direction oblique to one side of the square;
Transporting the printed circuit board in the direction,
During this conveyance, an image of the surface of the printed circuit board is taken by a line sensor and the data of the image is transmitted as image data to be inspected,
Forming a two-dimensional two-dimensional inspection image from the transmitted inspection image data and extracting an image of the mark sequence from the two-dimensional inspection image as a mark image;
Measuring an inclination of the image of the side corresponding to the one side in the extracted mark image with respect to the direction and a change in the inclination,
Correcting the two-dimensional inspection image according to the measurement result,
A method of inspecting a printed circuit board, comprising: comparing the corrected two-dimensional image to be inspected with an image of the surface of the printed circuit board set in advance as a reference image, and determining whether there is an appearance defect based on the comparison result.
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