JP2005345386A - チップ部品の検査方法及びその検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 チップ部品における湾曲部Rの異常を検出することができるチップ部品の検査方法及び検査装置を提供する。
【解決手段】 チップ部品1の検査装置2は、2値化画像処理部7と、異常検出部8と、モニタ11とを備える。2値化画像処理部7は、検査対象となるチップ部品1における外周縁の湾曲部Rの輝度と、湾曲部Rの周囲における平面の輝度との相違を区別するように、チップ部品1の画像信号を2値化処理する。異常検出部8は、湾曲部Rが存在する位置に対応する画像領域に、検査エリアを設定する検査エリア設定部14と、検査エリア内において、湾曲部Rの輝度に応じて2値化処理され、連続している湾曲部輝度領域を認識する湾曲部輝度領域認識部15と、隣接する湾曲部輝度領域同士の間にあるギャップの長さを算出するギャップ算出部16と、ギャップの長さが所定閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部17を備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、チップ部品の検査方法及びその検査装置に関する。
チップ部品の外観検査として、チップ部品の素体に、ワレ、カケがないか、未剥離のカケがないか、表面に異物が付着していないか、クラックが生じていないか等の項目が検査されている。このような検査は、検査装置によって、チップ部品の画像信号に含まれる輝度情報を2値化処理することによって行われている(例えば、特許文献1)。
特開平5−280958号公報
本発明は、チップ部品における湾曲部の異常を検出することができるチップ部品の検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。
本発明者は、チップ部品における湾曲部の異常を検出するにあたり、チップ部品の外周縁の湾曲部では、照明が周囲に散乱されるように反射されるために、チップ部品の平面部よりも、湾曲の輝度は低いことに注目した。そして、鋭意研究した結果、湾曲部に、衝撃等によって未剥離の薄いワレ(以下、チッピングという)等の異常が生じた場合、異常部分に照射された照明は湾曲部ほど周囲に散乱されないために、チップ部品の正面への反射量は大きく、したがって、その異常部分における輝度は、湾曲部の輝度よりも高いことを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明に係るチップ部品の検査方法は、検査対象となるチップ部品における外周縁の湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との相違を区別するように、チップ部品の画像信号を2値化処理する2値化画像処理ステップと、湾曲部が存在する位置に対応する画像領域において、湾曲部の輝度に応じて2値化処理された領域が不連続部を有することに基づいて、チップ部品の異常を検出する異常検出ステップとを含むことを特徴とする。
このチップ部品の検査方法によれば、不連続部が発生している位置に対応する湾曲部において、チッピング等の異常が発生したことが分かる。したがって、簡易にチップ部品の異常を検出することができる。
また、上記異常検出ステップにおいては、湾曲部が存在する位置に対応する画像領域に、検査エリアを設定し、検査エリア内において、湾曲部の輝度に応じて2値化処理され、連続している湾曲部輝度領域を認識し、湾曲部輝度領域が複数認識された場合に、隣接する湾曲部輝度領域同士の間にある不連続部の長さを算出すると好適である。この方法を採用すれば、検査エリアを設定することで、湾曲部に発生したチッピング等の異常を迅速に検出することができる。また、湾曲部輝度領域を認識し、湾曲部輝度領域が複数認識された場合に、隣接する湾曲部輝度領域同士の間にある不連続部の長さを算出することにより、チッピング等の異常箇所の大きさを把握することができる。
また、上記異常検出ステップにおいては、不連続部の長さが所定閾値を超えたか否かを判定すると良い。これにより、チッピング等の異常箇所の大きさが許容範囲であるか否かを判定することができる。
また、上記2値化画像処理ステップにおいては、湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との間の輝度を2値化処理用閾値として、チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理すると好適である。湾曲部は、湾曲部の周囲における平面部と比べて、照射された照明を強く反射するため、輝度も比較的高い。したがって、湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との間の輝度を2値化処理用閾値として、2値化処理することにより、湾曲部と湾曲部の周囲における平面とを区別することができる。
また、本発明に係るチップ部品の検査装置は、検査対象となるチップ部品における外周縁の湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との相違を区別するように、チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理する2値化画像処理手段と、湾曲部が存在する位置に対応する画像領域において、湾曲部の輝度に応じて2値化処理された領域が不連続部を有することに基づいて、チップ部品の異常を検出する異常検出手段とを備えることを特徴とする。
このチップ部品の検査装置によれば、不連続部が発生している位置に対応する湾曲部において、チッピング等の異常が発生したことが分かる。したがって、簡易にチップ部品の異常を検出することができる。
このようなチップ部品の検査装置において、上記異常検出手段は、湾曲部が存在する位置に対応する画像領域に、検査エリアを設定する検査エリア設定手段と、検査エリア内において、湾曲部の輝度に応じて2値化処理され、連続している湾曲部輝度領域を認識する湾曲部輝度領域認識手段と、湾曲部輝度領域認識手段によって複数の湾曲部輝度領域が認識された場合に、隣接する湾曲部輝度領域同士の間にある不連続部の長さを算出する不連続部算出手段とを備えると好適である。この構成を採用すれば、検査エリア設定手段によって検査エリアを設定することで、湾曲部に発生したチッピング等の異常を迅速に検出することができる。また、湾曲部輝度領域認識手段によって複数の湾曲部輝度領域が認識された場合、不連続部算出手段によって隣接する湾曲部輝度領域同士の間にある不連続部の長さを算出することにより、チッピング等の異常箇所の大きさを把握することができる。
また、上記異常検出手段は、不連続部の長さが所定閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部を備えると良い。これにより、チッピング等の大きさが許容範囲であるか否かを判定することができる。
また、本発明に係るチップ部品の検査装置は、検査対象となるチップ部品における外周縁の湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との相違を区別するように、チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理する2値化画像処理手段と、2値化画像処理手段によって2値化処理された記チップ部品の画像信号を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
この構成により、表示手段には、湾曲部の輝度に応じて連続している湾曲部輝度領域が表示されると共に、湾曲部においてチッピング等の異常が生じている部分に、湾曲部輝度領域が欠けて不連続部が発生している。したがって、検査者は、表示手段に表示された画像から湾曲部における異常の有無を判定することができる。
また、上記の2値化画像処理手段は、湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との間の輝度を2値化処理用閾値として、チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理すると好適である。湾曲部は、湾曲部の周囲における平面部と比べて、照射された照明を強く反射するため、輝度も比較的高い。したがって、湾曲部の輝度と、湾曲部の周囲における平面の輝度との間の輝度を2値化処理用閾値として、2値化処理することにより、湾曲部と湾曲部の周囲における平面とを区別することができる。
本発明によれば、チップ部品における湾曲部の異常を検出することができる。
以下、添付図面を参照して本発明に係るチップ部品の検査方法及びその検査装置の好適な一実施形態について詳細に説明する。
[ チップ部品の検査装置の構成 ]
図1は、チップ部品1の検査装置2の構成ブロック図である。チップ部品1は、リング状の照明器具3によって照明され、レンズ4が取り付けられたカメラ6によって撮像されている。カメラ6によって撮像されたチップ部品1の撮像信号は、画素ごとに輝度情報を含み、検査装置2に送信される。
検査装置2は、2値化画像処理部7、異常検出部8、インターフェイス9、及びモニタ(表示手段)11を備えている。また、インターフェイス9には、文字情報等を入力するためのキーボード12及びポインティングデバイスであるマウス13が接続されている。また、異常検出部8には、検査エリア設定部14、湾曲部輝度領域認識部15、ギャップ算出部(不連続部算出手段)16、及び閾値判定部17を備える。なお、この検査装置2は、物理的には、CPU、RAM、ROM等により構成されている。
図2は、チップ部品1の平面の写真である。図2に示すように、チップ部品1はセラミック製のアレイ型チップ部品であり、チップ部品1の表面には、素地1aと電極部1bとが表れている。チップ部品1の外周縁の角には、丸い湾曲部Rが形成されている。
図1に戻り、2値化画像処理部7は、カメラ6によって検査対象となるチップ部品1の輝度情報を含む画像信号をカメラ6から受け、チップ部品1における外周縁の湾曲部Rの輝度と、その湾曲部Rの周囲における平面の輝度との相違を区別するように、チップ部品1の画像信号における輝度情報を2値化処理する。ここで、湾曲部Rは、湾曲部Rの周囲における素地1aの平面部に比べて、照射された照明を周囲に散乱させるように反射するため、輝度も比較的低い。さらに、湾曲部Rに生じたチッピング等の異常部分は、湾曲部Rの正常部分ほどは周囲に散乱させないため、湾曲部Rの異常部分におけるチップ部品1の正面方向(平面部の垂直方向)への反射量は、湾曲部Rの正常部分のそれよりも大きい。したがって、チップ部品1の正面から見たチップ部品1の輝度は、「湾曲部Rの正常部分における輝度」<「湾曲部Rの異常部分における輝度」<「素地1aの平面部における輝度」となる。したがって、2値化画像処理部7に設定された2値化処理用閾値は、湾曲部Rの正常部分における輝度と、湾曲部Rの周囲における平面の輝度との間の輝度であって、なおかつ、湾曲部Rの正常部分における輝度と、湾曲部Rの異常部分における輝度との間の輝度である。そして、2値化画像処理部7は、2値化処理用閾値よりも高い輝度の領域を白く、低い輝度を黒く表示するよう2値化処理する。したがって、湾曲部Rの正常部分は黒く表示され、湾曲部Rの異常部分及び素地1aの平面部は白く表示されることになる。さらに、2値化画像処理部7は、黒く2値化した画像領域が狭かったり、斑点状であったりしても、その画像領域を認識しやすくするため、黒く2値化した画素を、湾曲部Rが延在する方向に対して直交する方向(横方向)に膨張させ、黒く2値化した画素同士を融合させ、さらに、融合させた画素は分離させないようにして元の倍率に収縮させる。
検査エリア設定部14は、湾曲部Rが存在する位置に対応する画像領域に、検査エリアLA,RAを設定する。ここで、図3及び図4を参照して、検査エリアLA,RAの設定について説明する。図3は、チップ部品1の電極部1bを有しない左側縁部の写真である。図4は、チップ部品1の電極部1bを有しない右側縁部の写真である。
まず、検査エリア設定部14は、カメラ6から送信されたチップ部品1の画像信号を受けて、チップ部品1の外形領域を求める。すなわち、検査エリア設定部14は、チップ部品1とチップ部品1の背景との境界を輝度によって判定し、チップ部品1の外形領域座標を求める。
そして、図3に示すように、検査エリア設定部14は、チップ部品1の左側縁部における検査エリアLAを、次のように設定する。
(X方向)
エリア左端LLA=チップ部品左端CL−左オフセットLOF (1)
エリア右端RLA=エリア左端LLA+エリア幅AW (2)
(Y方向)
エリア上端ULA=チップ部品上端CU+上オフセットUOF (3)
エリア下端DLA=チップ部品下端CD−下オフセットDOF (4)
ここで、左オフセットLOFは、数画素分の長さである。また、エリア幅AWは、湾曲部Rの横幅よりも十分長く、エリア左端LLAとエリア右端RLAとの間に、チップ部品1の左側縁部における湾曲部Rが位置する長さであり、10画素程度である。また、上オフセットUOF及び下オフセットDOFも10画素程度である。
また、図4に示すように、検査エリア設定部14は、チップ部品1の右側縁部における検査エリアRAを、次のように設定する。
(X方向)
エリア右端RRA=チップ部品左端CR+右オフセットROF (5)
エリア左端LRA=エリア右端RRA−エリア幅AW (6)
(Y方向)
エリア上端URA=チップ部品上端CU+上オフセットUOF (7)
エリア下端DRA=チップ部品下端CD−下オフセットDOF (8)
ここで、左オフセットROFは、数画素分の長さである。また、エリア幅AWは、エリア左端LRAとエリア右端RRAとの間に、チップ部品1の右側縁部における湾曲部Rが位置する長さでもあり、10画素程度である。
湾曲部輝度領域認識部15は、検査エリアLA,RA内において、湾曲部Rの輝度に応じて2値化処理され、細長く連続している黒い塊状の湾曲部輝度領域Zを認識する。複数の湾曲部輝度領域Zが存在する場合、湾曲部輝度領域認識部15は、個々に湾曲部輝度領域Z1,Z2,Z3…を認識する。
ギャップ算出部(不連続部算出手段)16は、湾曲部輝度領域認識部15によって複数の湾曲部輝度領域Zが認識された場合、隣接する湾曲部輝度領域Z同士の間にあるギャップ(不連続部)Gの長さを算出する。このとき、複数のギャップGが存在する場合、ギャップ算出部16は、それぞれのギャップG1,G2,G3…の長さを算出する。なお、このギャップGが湾曲部Rにおける異常部分である。
閾値判定部17は、各ギャップG1,G2,G3…の長さが閾値を超えたか否かを判定する。この閾値は、ギャップGの長さが許容範囲であるか、不良品として扱うかの指標となる値であり、閾値判定部17において予め設定されている。
モニタ11は、2値化画像処理部7によって2値化処理された画像信号を受けて、表示する。そのため、モニタ11には、湾曲部Rが黒く、湾曲部R付近の平面部は白く表示される。また、ギャップGの部分は白く表示される。
[ チップ部品の検査方法 ]
図5を参照して、チップ部品1の検査装置2における検査方法について説明する。図5は、検査装置2の2値化画像処理部7及び異常検出部8における処理のフローチャートである。
まず、カメラ6によって撮像されたチップ部品1の撮像信号は、検査装置2の2値化画像処理部7に送信される。そして、チップ部品1の撮像信号は、2値化画像処理部7によって、チップ部品1における外周縁の湾曲部Rの輝度と、その湾曲部Rの周囲における平面の輝度との相違が区別されるように、2値化処理される(S101)。このとき、湾曲部Rの輝度を黒く、湾曲部R付近の平面部の輝度を白く表示するよう2値化処理される。また、湾曲部Rに異常部分が存在した場合には、その異常部分は白く表示されるよう2値化処理される。さらに、黒く2値化された画像領域を認識しやすくするため、黒く2値化された画素は、2値化画像処理部7によって、湾曲部Rが延在する方向に対して直交する方向に膨張されて、黒く2値化された画素同士が融合され、さらに元の倍率に収縮される。
次いで、検査エリア設定部14によって、湾曲部Rが存在する位置に対応する画像領域に、検査エリアLA(参照図3),RA(参照図4)が設定される(S102)。
さらに、湾曲部輝度領域認識部15により、各検査エリアLA,RA内において、湾曲部Rの輝度に応じて2値化処理された湾曲部輝度領域Zが認識される(S103)。湾曲部輝度領域Zは、細長く連続しており黒く塊状に表示される領域である。このとき、湾曲部輝度領域Zの個数が湾曲部輝度領域認識部15によって認識される。
そして、S104において、湾曲部輝度領域Zの個数が、各検査エリアLA,RA内において、1個であると湾曲部輝度領域認識部15によって認識された場合(Yes)には、ギャップはなかったのであるから、「チッピングなし」と判定され(S105)、処理は終了する。
一方、S104において、湾曲部輝度領域Zの個数が、各検査エリアLA,RA内において、1個ではない(複数ある)と湾曲部輝度領域認識部15によって認識された場合、検査対象番号が定義され、「検査対象番号=1」と設定される(S106)。そして、最初のギャップG1の長さが、ギャップ算出部16によって計算される(S107)。次に、ギャップ全数について検査済みか否か判定する(S108)。
ここで、ギャップ全数について検査済みではないと判定された場合(No)、S107において計算されたギャップの長さが予め設定された閾値を超えるか否かが、閾値判定部17によって判定される(S109)。このS109において、ギャップの長さが閾値を超えていると判定された場合(Yes)には、許容できる長さを超えたチッピングが存在していたこととなるため、「チッピングあり」と閾値判定部17によって判定されて(S110)、処理は終了する。このように処理が終了するのは、許容長さを超えたチッピングが一箇所でも存在していた場合には、その他のギャップを検査するまでもなく、不良品として扱われるためである。
S109において、ギャップの長さは閾値を超えていないと判定された場合(No)、検査対象番号を「検査対象番号+1」の演算により、インクリメントされ(S111)、S107に戻る。
このようにして、S108において、ギャップの全数が検査されたと判定されるか、或いは、S109において、一箇所でもギャップの長さが閾値を超えるまでは、S107で次のギャップの長さが計算されて、S107〜S111の処理が繰り返される。そして、S109において、全てのギャップの長さが閾値を超えていない場合、S108において、ギャップの全数が検査済みとなる(Yes)。このとき、全てのギャップの長さは許容範囲内にあることになるため、そのチップ部品1は良品として扱われる。したがって、「チッピングなし」と判定され(S112)、処理は終了する。
次に、図6を参照して、チッピングの検出の一例を説明する。
図6(a)は、図2に示すチップ部品1が2値化画像処理部7によって2値化処理された画像の実施例を示している。図6(b)は、従来の方法により2値化処理された画像を示しており、チップ部品1の素地1aが正常とされる下限閾値から上限閾値までの輝度を白く、異常とされる下限閾値を下回る輝度及び上限閾値を超える輝度を黒く表示させた比較例である。図6(c)は、図6(a)で検出されたギャップにおけるチッピング部分の拡大写真である。
図6(b)に示すように、湾曲部Rに生じたチッピング部分における輝度は、正常な素地1aの輝度とさほど差がないため、従来の方法による2値化処理では、チッピングを検出することはできなかった。しかしながら、図6(a)に示すように、本実施形態における2値化処理によれば、湾曲部輝度領域は湾曲部Rの輝度に応じて黒く表示され、湾曲部Rのチッピング部分では、湾曲部輝度領域が途中でとぎれてギャップ(不連続部)が生じている。そして、図6(c)に示すように、このギャップ部分がチッピングであることが確認された。したがって、湾曲部輝度領域がとぎれたギャップを識別することによりチッピング等の異常を検出することができることが分かる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
例えば、上記実施形態では、2値化処理された画像において黒い画素を横方向に膨張、収縮させて、ギャップを識別しやすくしたが、画素の膨張、収縮を行わずに、ギャップを検出しても良い。
また、上記実施形態では、異常検出は異常検出部8によって行われたが、これに限らず、2値化処理された画像をモニタ11に表示させて、モニタ11の画像により、検査者がギャップの有無を判定してもよい。
本発明に係るチップ部品の検査装置の一実施形態を示す構成ブロック図である。 チップ部品の平面の写真である。 チップ部品の左側縁部の写真である。 チップ部品の右側縁部の写真である。 検査装置における処理のフローチャートである。 チッピングの検出の一例を示す画像であり、図6(a)は、チップ部品が2値化画像処理部によって2値化処理された画像の実施例を示している。図6(b)は、従来の方法により2値化処理された画像を示している。図6(c)は、図6(a)で検出されたギャップにおけるチッピング部分の拡大写真である。
符号の説明
1…チップ部品、2…検査装置、7…2値化画像処理部、8…異常検出部、11…モニタ(表示手段)、14…検査エリア設定部、15…湾曲部輝度領域認識部、16…ギャップ算出部、17…閾値判定部、LA,RA…検査エリア、G…ギャップ(不連続部)。

Claims (9)

  1. 検査対象となるチップ部品における外周縁の湾曲部の輝度と、前記湾曲部の周囲における平面の輝度との相違を区別するように、前記チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理する2値化画像処理ステップと、
    前記湾曲部が存在する位置に対応する画像領域において、前記湾曲部の輝度に応じて2値化処理された領域が不連続部を有することに基づいて、前記チップ部品の異常を検出する異常検出ステップと
    を含むことを特徴とするチップ部品の検査方法。
  2. 前記異常検出ステップにおいては、前記湾曲部が存在する位置に対応する前記画像領域に、検査エリアを設定し、前記検査エリア内において、前記湾曲部の輝度に応じて2値化処理され、連続している湾曲部輝度領域を認識し、前記湾曲部輝度領域が複数認識された場合に、隣接する前記湾曲部輝度領域同士の間にある前記不連続部の長さを算出することを特徴とする請求項1に記載のチップ部品の検査方法。
  3. 前記異常検出ステップにおいては、前記不連続部の長さが所定閾値を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のチップ部品の検査方法。
  4. 前記2値化画像処理ステップにおいては、前記湾曲部の輝度と、前記湾曲部の周囲における前記平面の輝度との間の輝度を2値化処理用閾値として、前記チップ部品の前記画像信号における前記輝度情報を2値化処理することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のチップ部品の検査方法。
  5. 検査対象となるチップ部品における外周縁の湾曲部の輝度と、前記湾曲部の周囲における平面の輝度との相違を区別するように、前記チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理する2値化画像処理手段と、
    前記湾曲部が存在する位置に対応する画像領域において、前記湾曲部の輝度に応じて2値化処理された領域が不連続部を有することに基づいて、前記チップ部品の異常を検出する異常検出手段と
    を備えることを特徴とするチップ部品の検査装置。
  6. 前記異常検出手段は、
    前記湾曲部が存在する位置に対応する前記画像領域に、検査エリアを設定する検査エリア設定手段と、
    前記検査エリア内において、前記湾曲部の輝度に応じて2値化処理され、連続している湾曲部輝度領域を認識する湾曲部輝度領域認識手段と、
    前記湾曲部輝度領域認識手段によって複数の前記湾曲部輝度領域が認識された場合に、隣接する前記湾曲部輝度領域同士の間にある前記不連続部の長さを算出する不連続部算出手段と
    を備えること特徴とする請求項5に記載のチップ部品の検査装置。
  7. 前記異常検出手段は、前記不連続部の長さが所定閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部を備えることを特徴とする請求項5又は6に記載のチップ部品の検査装置。
  8. 検査対象となるチップ部品における外周縁の湾曲部の輝度と、前記湾曲部の周囲における平面の輝度との相違を区別するように、前記チップ部品の画像信号における輝度情報を2値化処理する2値化画像処理手段と、
    前記2値化画像処理手段によって2値化処理された前記チップ部品の画像信号を表示する表示手段と
    を備えることを特徴とするチップ部品の検査装置。
  9. 前記2値化画像処理手段は、前記湾曲部の輝度と、前記湾曲部の周囲における前記平面の輝度との間の輝度を2値化処理用閾値として、前記チップ部品の前記画像信号における前記輝度情報を2値化処理することを特徴とする請求項5〜8のいずれか一項に記載のチップ部品の検査装置。
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