JP2006086451A - Substrate-inspection device, and method and device for setting parameter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板検査装置で用いられるパラメータを自動生成するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for automatically generating parameters used in a substrate inspection apparatus.
従来より、多数の電子部品が実装されたプリント基板の実装品質を検査するための基板検査装置が提案されている。この種のプリント基板において「電子部品の電極部とランドを半田付けした際の半田盛りの形状」を半田フィレットと呼ぶが、電子部品の電極部の濡れ上がりによっては、半田フィレットが形成されているように見えて、実は電子部品と半田フィレットが未接触な場合もある。よって、半田付けの良否を検査するには、自由曲線からなる半田フィレットの形状を正確に捉える必要がある。 Conventionally, there has been proposed a board inspection apparatus for inspecting the mounting quality of a printed circuit board on which a large number of electronic components are mounted. In this type of printed circuit board, “the shape of the solder pile when the electrode part of the electronic component and the land are soldered” is called a solder fillet. However, depending on the wetting of the electrode part of the electronic component, a solder fillet is formed. In some cases, the electronic component and the solder fillet are not in contact with each other. Therefore, in order to inspect the soldering quality, it is necessary to accurately grasp the shape of the solder fillet made of a free curve.
しかしながら、従前の基板検査装置では、モノクロ(単色)単一照明を光源に用いていたために、半田フィレットの3次元形状を画像解析するのが困難であった。それゆえ、半田付けの良否を判定することができず、基板検査装置として実用に耐えるものではなかった。 However, in the conventional board inspection apparatus, since monochrome (single color) single illumination is used as a light source, it is difficult to perform image analysis of the three-dimensional shape of the solder fillet. Therefore, the quality of soldering cannot be determined, and the board inspection apparatus cannot be used practically.
このような課題を解決するため、本出願人は、図28に示す方式の基板検査装置を提案した(特許文献1参照)。この方式は3色光源カラーハイライト方式(もしくは単にカラーハイライト方式)とよばれるもので、複数の色の光源で検査対象を照らすことによって半田フィレットの3次元形状を疑似カラー画像として得る技術である。 In order to solve such a problem, the present applicant has proposed a substrate inspection apparatus of the type shown in FIG. 28 (see Patent Document 1). This method is called the three-color light source color highlight method (or simply the color highlight method), and is a technology that obtains the three-dimensional shape of the solder fillet as a pseudo-color image by illuminating the inspection object with light sources of multiple colors. is there.
プリント基板の自動検査の実用化は、実質、このカラーハイライト方式技術の登場以降であると言われている。特に、電子部品が小型化する現在では、半田フィレット形状を目視で判別することも困難であり、カラーハイライト方式の基板検査装置なしでは基板検査が成り立たないと言うこともできる。 It is said that the practical use of automatic inspection of printed circuit boards is practically after the advent of this color highlighting technology. In particular, at the present time when electronic components are miniaturized, it is difficult to visually determine the solder fillet shape, and it can be said that board inspection cannot be realized without a color highlight type substrate inspection apparatus.
図28に示すように、カラーハイライト方式の基板検査装置は、基板110上の検査対象107に異なる入射角で三原色光を照射する投光部105と、検査対象107からの反射光を撮像する撮像部106と、を備える。この投光部105は、異なる径を有し、かつ制御処理部からの制御信号に基づき赤色光、緑色光、青色光を同時に照射する3個の円環状光源111,112,113により構成されている。各光源111,112,113は、検査対象107の真上位置に中心を合わせ、かつ検査対象107から見て異なる仰角に対応する方向に配置されている。
As shown in FIG. 28, the color highlight type substrate inspection apparatus images the
かかる構成の投光部105で検査対象(半田フィレット)107を照射すると、撮像部106には、検査対象107の表面の傾斜に応じた色の光が入射する。よって、図29に示すように、電子部品の半田付けが良好であるとき/部品が欠落しているとき/半田不足の状態であるときなど、半田フィレットの形状に応じて、撮像画像の色彩パターンに明確な差異が現れる。これにより、半田フィレットの3次元形状を画像解析するのが容易になり、電子部品の有無や半田付けの良否を正確に判定することができるようになる。
When the inspection target (solder fillet) 107 is irradiated by the
カラーハイライト方式の基板検査装置では、「あるべき良品の色」や「あるべき不良品の色」を表す色パラメータ(色条件)を予め設定しておき、検査画像の中から色パラメータに該当する色領域を抽出し、その抽出された領域のもつ種々の特徴量(例えば、面積や長さ)に基づいて良否の判定を行う。したがって、実際の検査に先立ち、検査に用いる色パラメータ、特徴量の種類、良品と不良品とを切り分けるための判定条件(たとえば、しきい値)などを設定しておく必要がある。この色パラメータ、特徴量および判定条件を合
わせて検査ロジックもしくは検査パラメータと呼び、また検査ロジックを設定・調整することを一般にティーチングと呼ぶ。
In the color highlight type substrate inspection system, color parameters (color conditions) representing “the color of a good product that should be” and “the color of a defective product that should be” are set in advance, and the corresponding color parameter is selected from the inspection image. The color area to be extracted is extracted, and the quality is determined based on various feature amounts (for example, area and length) of the extracted area. Therefore, prior to the actual inspection, it is necessary to set the color parameters used for the inspection, the types of feature amounts, the determination conditions (for example, threshold values) for separating good products from defective products, and the like. The color parameters, feature amounts, and determination conditions are collectively referred to as inspection logic or inspection parameters, and setting and adjusting the inspection logic is generally referred to as teaching.
検査精度を向上するためには、良品の示す特徴量と不良品の示す特徴量との間に有意かつ明確な差異が現れるように色パラメータを設定することが肝要である。すなわち、色パラメータのティーチングの善し悪しが検査精度を直接左右すると言える。 In order to improve the inspection accuracy, it is important to set the color parameter so that a significant and clear difference appears between the feature quantity indicated by the non-defective product and the feature quantity indicated by the defective product. That is, it can be said that the quality of teaching of color parameters directly affects the inspection accuracy.
そこで本出願人は、図30に示すように、カラーハイライト方式における色パラメータの設定を支援するためのツールを提案している(特許文献2参照)。このツールでは、色パラメータとして、赤、緑、青の各色相比ROP、GOP、BOPおよび明度データBRTのそれぞれの上限値および下限値の設定が可能である。図30の入力画面には、色パラメータの設定値を入力するための色パラメータ設定部127とともに、設定された各色パラメータにより抽出される色彩の範囲を表示するための設定範囲表示部128が設けられている。この設定範囲表示部128には、所定の明度の下で得られるすべての色彩を示した色合い図134が表示されており、オペレータが各色パラメータの上限値、下限値を設定すると、色合い図134上には、設定された色パラメータにより抽出される色彩を囲むような確認領域135が表示される。また、2値化表示ボタン129を押すと、現在の色パラメータによる抽出結果が二値画像で表示される。このツールによれば、オペレータは、確認領域135や二値画像を見ながら、適切な抽出結果が得られるまで色パラメータの追い込みを行うことができる。
基板検査装置は、プリント基板の実装品質について一度に複数の検査項目を高速かつ正確に検査することが出来るという利点がある。ただし、基板検査装置の実稼動にあたっては、個別の検査対象に合わせて検査ロジック各々のティーチングを行い、不良品の見逃しがなく、かつ、良品を不良品と判定してしまう過検出が許容値(あらかじめ想定する値)以下に抑え込めるまで、判定精度を十分に高めなければならない。 The board inspection apparatus has an advantage that a plurality of inspection items can be inspected at high speed and accurately at once for the mounting quality of the printed board. However, in actual operation of the board inspection device, the over logic that teaches each inspection logic according to the individual inspection object, does not miss the defective product, and determines that the non-defective product is a defective product is an allowable value ( Judgment accuracy must be sufficiently increased until the value can be kept below the value assumed in advance.
不良品の見逃しと過検出について補足すれば、どのような検査であっても不良品の流出は絶対に許されない。不良品と良品の判定が難しい場合は、良品を不良品と判定する方を良しとするが、過検出が多くなると良品を不良品として廃棄するロスコストが増えるか、不良品の再検査が必要となり、検査を自動化するメリットがなくなってしまう。 Complementing the oversight and overdetection of defective products, the outflow of defective products is never allowed in any inspection. If it is difficult to judge defective products and non-defective products, it is better to judge non-defective products as defective products. However, excessive detection increases the loss cost of discarding non-defective products as defective products or requires re-inspection of defective products. The merit of automating the inspection is lost.
ところが、カラーハイライト方式の基板検査装置では、実用に耐え得る高度な基板検査が可能な反面、不良品の見逃しと過検出を目標値まで抑え込むためのティーチングが難しい。上述した色パラメータ設定支援ツールを利用したとしても、結局、色パラメータの追い込みはオペレータの経験と勘に頼る部分が大きいため、設定ミスの発生は避けられない。しかも、どれだけ優れたオペレータでも試行錯誤的に調整を繰り返さなければならず、非効率的であり、多大な労力と調整時間を要してしまうという問題がある。 However, in the color highlight type substrate inspection apparatus, although advanced substrate inspection that can withstand practical use is possible, teaching to suppress oversight and overdetection of defective products to a target value is difficult. Even if the color parameter setting support tool described above is used, it is inevitable that the setting of a color parameter will depend on the experience and intuition of the operator. In addition, no matter how good the operator is, the adjustment must be repeated on a trial and error basis, which is inefficient and requires a lot of labor and adjustment time.
また最近では、環境問題への配慮から鉛フリー半田(無鉛半田)の利用が増えつつあるが、鉛フリー半田は光を拡散反射する性質をもつため、従来の鉛半田(ほぼ鏡面反射する)に比べて色彩パターンが不明瞭になるという問題もある。 Recently, the use of lead-free solder (lead-free solder) has been increasing due to consideration of environmental issues, but lead-free solder has the property of diffusing and reflecting light, so it can be used as a conventional lead solder (substantially mirror-reflected). There is also a problem that the color pattern becomes unclear.
商品ライフサイクルの短命化が進む変化の激しい製造環境では、ティーチング作業の軽減、さらにはティーチングの自動化が強く望まれている。 In a manufacturing environment where the product life cycle is shortening and the manufacturing environment is changing rapidly, it is strongly desired to reduce teaching work and to further automate teaching.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板検査装置に用いられるパラメータを自動生成可能な技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of automatically generating parameters used in a substrate inspection apparatus.
より具体的には、本発明の目的は、部品の欠落検査に用いられるパラメータを自動生成可能な技術を提供することである。 More specifically, an object of the present invention is to provide a technique capable of automatically generating parameters used for part missing inspection.
本発明では、情報処理装置(パラメータ設定装置)が、まず、検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と、検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得する。例えば、良品を検出する良品検査の場合には、実装状態の良好な部品の画像が対象画像となり、実装状態の不良な部品の画像が除外画像となる。逆に、不良を検出する不良検査の場合には、その不良をもつ部品の画像が対象画像となり、それ以外の画像が除外画像となる。 In the present invention, an information processing device (parameter setting device) is obtained by first imaging a plurality of target images obtained by imaging a component to be detected by inspection and a component to be excluded by inspection. Acquire multiple excluded images. For example, in the case of a non-defective product inspection for detecting a non-defective product, an image of a component with a good mounting state is a target image, and an image of a component with a poor mounting state is an excluded image. Conversely, in the case of a defect inspection for detecting a defect, an image of a part having the defect is a target image, and other images are excluded images.
本発明の第1態様では、情報処理装置が、部品の実装位置が正常な良品画像における半田領域を前記対象画像として取得し、部品の実装位置が正常でない不良品画像における半田領域を前記除外画像として取得する。そして、情報処理装置が、前記対象画像の各画素の色を対象点とし、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求め、求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件(色パラメータ)として設定する。 In the first aspect of the present invention, the information processing apparatus acquires, as the target image, a solder area in a non-defective product image in which a component mounting position is normal, and a solder area in a defective product image in which the component mounting position is not normal. Get as. The information processing apparatus maps the color of each pixel of the target image as a target point, maps the color of each pixel of the excluded image as an excluded point, and maps the color space, and divides the color space. Then, a color range that maximizes the difference between the number of target points and the number of exclusion points included therein is obtained, and the obtained color range is set as a color condition (color parameter) used in substrate inspection.
これにより、検査用のパラメータの1つである色条件が自動的に生成される。上記第1態様は、部品の実装位置が正常な良品画像における半田と、部品の実装位置が正常でない(つまり、部品が位置ずれしたり、欠落した状態)不良品画像における半田とは、色彩パターンに明確な違いが生じることを利用したものである。 Thereby, a color condition which is one of inspection parameters is automatically generated. In the first aspect, the solder in the non-defective product image in which the component mounting position is normal and the solder in the defective product image in which the component mounting position is not normal (that is, the component is misaligned or missing) are color patterns. This is based on the fact that there is a clear difference.
本発明で用いる色空間は、明度、色相、彩度の3軸から少なくともなる多次元色空間であってもよいが、たとえば、対象画像に多く含まれ、かつ、除外画像にほとんど含まれない傾向にある色相についての彩度軸と明度軸からなる2次元色空間を用いることも好ましい。2次元色空間を採用することにより、色範囲の探索処理が簡単になる。また、2次元色空間において、色条件を彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限から構成すれば、色範囲が矩形領域となり、色範囲の探索処理が一層簡単になる。 The color space used in the present invention may be a multidimensional color space including at least three axes of brightness, hue, and saturation. For example, the color space tends to be included in the target image and hardly included in the excluded image. It is also preferable to use a two-dimensional color space consisting of a saturation axis and a lightness axis for a certain hue. Employing the two-dimensional color space simplifies the color range search process. In the two-dimensional color space, if the color condition is composed of a lower limit and an upper limit of saturation and a lower limit and an upper limit of lightness, the color range becomes a rectangular area, and the color range search process is further simplified.
本発明の第2態様では、情報処理装置が、前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングする。そして、情報処理装置が、前記色空間を分割する色範囲を設定し、前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色範囲を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、前記特徴量ヒストグラムにおける前記対象画像の度数分布と前記除外画像の度数分布の間の分離度を算出する色範囲探索処理を繰り返すことによって、分離度が最大となる色範囲を求める。そして、求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する。 In the second aspect of the present invention, the information processing apparatus maps the color of each pixel of the target image as a target point and the color of each pixel of the excluded image as a excluded point in the color space. Then, the information processing apparatus sets a color range that divides the color space, extracts a pixel area that satisfies the color range from each of the target image and the excluded image, and extracts a feature amount of the pixel area. A color range in which the degree of separation is maximized by creating a feature amount histogram and repeating a color range search process for calculating the degree of separation between the frequency distribution of the target image and the frequency distribution of the excluded image in the feature amount histogram. Ask for. Then, the obtained color range is set as a color condition used in the substrate inspection.
この構成によっても、検査用のパラメータの1つである色条件が自動的に生成される。上記第2態様は、特徴量ヒストグラムの分離度が最大となる色範囲こそが求めるべき色条件の最適解であることを利用したものである。 Also with this configuration, a color condition, which is one of inspection parameters, is automatically generated. The second aspect utilizes the fact that the color range in which the degree of separation of the feature amount histogram is maximized is the optimal solution for the color condition to be obtained.
前記色範囲探索処理では、彩度の範囲を固定し、明度の範囲のみを変更して、分離度が最大となる色範囲を求めるとよい。これにより、色範囲の探索処理が簡単になる。 In the color range search process, it is preferable to obtain a color range that maximizes the degree of separation by fixing the saturation range and changing only the brightness range. This simplifies the color range search process.
本発明の第3態様では、情報処理装置が、部品の実装位置が正常な良品画像における部品実装領域を前記対象画像として取得し、部品の実装位置が正常でない不良品画像における部品実装領域を前記除外画像として取得する。そして、情報処理装置が、前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求め、求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する。 In the third aspect of the present invention, the information processing apparatus acquires, as the target image, a component mounting area in a non-defective product image in which a component mounting position is normal, and the component mounting area in a defective product image in which the component mounting position is not normal. Acquired as an excluded image. Then, the information processing apparatus maps the color of each pixel of the target image as a target point and the color of each pixel of the exclusion image as an exclusion point to a color space, and divides the color space. Thus, a color range that maximizes the difference between the number of target points and the number of exclusion points included therein is obtained, and the obtained color range is set as a color condition used in substrate inspection.
この構成によっても、検査用のパラメータの1つである色条件が自動的に生成される。なお、部品実装領域とは、部品が本来配置されているべき領域をいい、たとえば両端が半田付けされる部品の場合には、両端の半田領域(もしくは半田の載るランド領域)の中間部分が該当する。つまり、部品の実装位置が正常な良品画像においては部品実装領域に部品本体が写っているのに対し、部品の実装位置が正常でない不良品画像においては部品の位置ずれまたは欠落により部品実装領域に基板が写り込んでいる。上記第3態様は、部品本体と基板の色彩パターンに明確な違いが生じることを利用したものである。 Also with this configuration, a color condition, which is one of inspection parameters, is automatically generated. The component mounting area refers to an area where the part should be placed. For example, in the case of a part to be soldered at both ends, the middle part of the solder area (or land area where the solder is placed) at both ends corresponds. To do. In other words, in the non-defective product image where the component mounting position is normal, the component body is shown in the component mounting area, whereas in the defective product image where the component mounting position is not normal, it is The board is reflected. The third aspect utilizes the fact that there is a clear difference between the color patterns of the component main body and the board.
部品実装領域の色彩パターンの相違を利用する方法は、鉛フリー半田のように光を拡散反射する性質をもつ半田が用いられている場合でも、高い精度で部品の欠落検査を行うことができる。したがって、基板に用いられている半田の種別に応じて、処理を切り替えることも好ましい。 The method of using the difference in the color pattern of the component mounting area can perform component missing inspection with high accuracy even when solder having the property of diffusing and reflecting light, such as lead-free solder, is used. Therefore, it is also preferable to switch processing depending on the type of solder used for the substrate.
すなわち、本発明の第4態様では、情報処理装置が、光を拡散反射する性質をもつ半田が用いられている場合には、部品の実装位置が正常な良品画像における部品実装領域を前記対象画像として取得するとともに、部品の実装位置が正常でない不良品画像における部品実装領域を前記除外画像として取得し、それ以外の場合には、前記良品画像における半田領域を前記対象画像として取得するとともに、前記不良品画像における半田領域を前記除外画像として取得する。 That is, in the fourth aspect of the present invention, when the information processing apparatus uses solder having the property of diffusing and reflecting light, the component mounting area in the non-defective image in which the component mounting position is normal is the target image. And acquiring a component mounting region in a defective product image where the mounting position of the component is not normal as the exclusion image, otherwise acquiring the solder region in the good product image as the target image, and The solder area in the defective product image is acquired as the exclusion image.
上記第3態様や第4態様において、情報処理装置が、前記不良品画像における部品実装領域に加え、前記良品画像における部品周辺の基板領域や部品実装前のベアボードを撮像して得られたベアボード画像における基板領域も前記除外領域として取得することも好ましい。 In the third aspect and the fourth aspect described above, the information processing apparatus captures the board area around the component in the non-defective image and the bare board before component mounting in addition to the component mounting area in the defective product image. It is also preferable to acquire the substrate area in the above as the exclusion area.
良品画像における部品周辺の基板領域やベアボードの基板領域では基板表面がきれいに露出している蓋然性が高いため、これらを除外画像に用いることで「基板の色」をより正確に把握できる。よって、対象画像の色(部品本体の色)と除外画像の色(基板の色)との切り分けを正確に行うことができ、色条件の信頼性が向上する。 In the non-defective image, the board area around the component and the board area of the bare board have a high probability that the board surface is clearly exposed. Therefore, by using these in the excluded image, the “board color” can be grasped more accurately. Therefore, the color of the target image (the color of the component main body) and the color of the excluded image (the color of the board) can be accurately determined, and the reliability of the color condition is improved.
以上のようにして色条件が設定された後は、情報処理装置が、前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記対象画像の特徴量と前記除外画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出し、算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定するとよい。これにより、検査用パラメータの1つである判定条件(しきい値)も自動的に生成される。 After the color condition is set as described above, the information processing apparatus extracts a pixel area that satisfies the color condition from each of the target image and the excluded image, and calculates a feature amount of the pixel area. Creating a feature amount histogram, calculating a threshold value for separating the feature amount of the target image and the feature amount of the excluded image based on the frequency distribution of the feature amount histogram, and calculating the calculated threshold value May be set as a determination condition used in substrate inspection. Thereby, a determination condition (threshold value), which is one of inspection parameters, is also automatically generated.
ここで特徴量としては、画素領域の面積、面積比、長さ、最大幅、重心、形状など種々のものが想定される。検査により検出すべき対象に応じて好ましい特徴量を1つまたは2つ以上採用すればよい。 Here, various features such as the area, area ratio, length, maximum width, center of gravity, and shape of the pixel region are assumed as the feature amount. What is necessary is just to employ | adopt one or two or more preferable feature-values according to the object which should be detected by test | inspection.
上記各処理は、情報処理装置のプログラムによって実行されるものである。このように
自動生成されたパラメータ(色条件と判定条件)は基板検査装置の記憶部に格納され、基板検査処理に供される。
Each of the above processes is executed by a program of the information processing apparatus. The automatically generated parameters (color conditions and determination conditions) are stored in the storage unit of the substrate inspection apparatus and used for substrate inspection processing.
基板検査装置は、基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から、前記色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域のもつ特徴量が、前記判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する。 The board inspection apparatus irradiates a mounting component on the board with light of a plurality of colors at different incident angles, and extracts an area that satisfies the color condition from an image obtained by imaging the reflected light. The mounting state of the component is inspected based on whether or not the feature quantity of the region satisfies the determination condition.
なお、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む基板検査装置のパラメータ設定方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムとして捉えることができる。また、本発明は、上記処理を実行する手段の少なくとも一部を有する基板検査装置のパラメータ設定装置、または、かかる装置を備えた基板検査装置として捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。 Note that the present invention can be understood as a parameter setting method for a substrate inspection apparatus including at least a part of the above processing, or a program for realizing the method. The present invention can also be understood as a parameter setting device of a substrate inspection apparatus having at least a part of the means for executing the above processing, or a substrate inspection apparatus equipped with such a device. Each of the above means and processes can be combined with each other as much as possible to constitute the present invention.
本発明によれば、基板検査装置に用いられるパラメータ、特に部品の欠落検査に用いられるパラメータを自動生成することができ、ティーチング作業の軽減、さらにはティーチングの自動化を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to automatically generate parameters used in the board inspection apparatus, in particular, parameters used for component missing inspection, and it is possible to reduce teaching work and further to automate teaching.
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
(基板検査システムの構成)
図1は、本発明の実施形態に係る基板検査システムのハードウェア構成を示している。
<First Embodiment>
(Configuration of board inspection system)
FIG. 1 shows a hardware configuration of a board inspection system according to an embodiment of the present invention.
基板検査システムは、基板検査処理を実行する基板検査装置1と、この基板検査装置1の基板検査処理において用いられるパラメータを自動生成するパラメータ設定装置2とから構成される。基板検査装置1とパラメータ設定装置2は、有線もしくは無線のネットワーク、または、MOやDVDなどの記録媒体を介して、画像やパラメータなどの電子データの受け渡しを行うことができる。なお、本実施形態では基板検査装置1とパラメータ設定装置2が別体構成となっているが、基板検査装置本体にパラメータ設定装置の機能を組み込んで一体構成とすることも可能である。
The substrate inspection system includes a
(基板検査装置の構成)
基板検査装置1は、カラーハイライト方式により基板20上の実装部品21の実装品質(半田付け状態など)を自動検査する装置である。基板検査装置1は、概略、Xステージ22、Yステージ23、投光部24、撮像部25、制御処理部26を備えている。
(Configuration of board inspection equipment)
The
Xステージ22およびYステージ23は、それぞれ制御処理部26からの制御信号に基づいて動作するモータ(図示せず)を備える。これらモータの駆動によりXステージ22が投光部24および撮像部25をX軸方向へ移動させ、またYステージ23が基板20を支持するコンベヤ27をY軸方向へ移動させる。
Each of the
投光部24は、異なる径を有しかつ制御処理部26からの制御信号に基づき赤色光,緑色光,青色光を同時に照射する3個の円環状光源28,29,30により構成されている。各光源28,29,30は、観測位置の真上位置に中心を合わせかつ観測位置から見て異なる仰角に対応する方向に配置されている。かかる配置により、投光部24は基板20上の実装部品21に異なる入射角で複数の色の光(本実施形態では、R,G,Bの3色)を照射する。
The light projecting unit 24 includes three annular
撮像部25はカラーカメラであって、観測位置の真上位置に下方に向けて位置決めしてある。これにより基板表面の反射光が撮像部25により撮像され、三原色のカラー信号R,G,Bに変換されて制御処理部26へ供給される。
The
制御処理部26は、A/D変換部33、画像処理部34、検査ロジック記憶部35、判定部36、撮像コントローラ31、XYステージコントローラ37、メモリ38、制御部(CPU)39、記憶部32、入力部40、表示部41、プリンタ42、通信I/F43などで構成される。
The
A/D変換部33は、撮像部25からのカラー信号R,G,Bを入力してディジタル信号に変換する回路である。各色相毎のディジタル量の濃淡画像データは、メモリ38内の画像データ格納エリアへと転送される。
The A /
撮像コントローラ31は、制御部39と投光部24および撮像部25とを接続するインターフェイスなどを備える回路であり、制御部39の出力に基づき投光部24の各光源28,29,30の光量を調整したり、撮像部25の各色相光出力の相互バランスを保つなどの制御を行う。
The
XYステージコントローラ37は制御部39とXステージ22およびYステージ23とを接続するインターフェイスなどを備える回路であり、制御部39の出力に基づきXステージ22およびYステージ23の駆動を制御する。
The
検査ロジック記憶部35は、基板検査処理に用いられる検査ロジックを記憶する記憶部である。基板検査装置1では、半田形状を検査するフィレット検査や部品の欠落を検査する欠落検査など、複数種類の検査処理を行うことができる。検査ロジックは、検査の種類ごとに用意されるものであって、画像から所定の色彩パターン(画素領域)を抽出するための色パラメータ(色条件)、その色彩パターンから抽出する特徴量の種類、その特徴量に関する良否の判定条件などから構成される。
The inspection
画像処理部34は、基板20上の部品21を撮像して得られた画像から色パラメータを満たす領域を抽出する処理、および、抽出された領域から所定の特徴量を算出する処理を実行する回路である。判定部36は、画像処理部34で算出された特徴量を受け取り、その特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで部品の実装状態の良否を判定する処理を実行する回路である。
The image processing unit 34 performs a process of extracting a region satisfying the color parameter from an image obtained by imaging the
入力部40は、操作情報や基板20に関するデータなどを入力するのに必要なキーボードやマウスなどから構成されている。入力されたデータは制御部39へ供給される。通信I/F43は、パラメータ設定装置2や他の外部装置などとの間でデータの送受信を行うためのものである。
The
制御部(CPU)39は、各種演算処理や制御処理を実行する回路である。記憶部32は、ハードディスクやメモリから構成される記憶装置であって、制御部39にて実行されるプログラムの他、基板のCAD情報、基板検査処理の判定結果などが格納される。
The control unit (CPU) 39 is a circuit that executes various arithmetic processes and control processes. The
図2に基板検査装置1の機能構成を示す。基板検査装置1は、指示情報受付機能10、基板搬入機能11、CAD情報読込機能12、ステージ操作機能13、撮像機能14、検査ロジック読込機能15、検査機能16、判定結果書込機能17、基板搬出機能18を有する。これらの機能は、制御部39が記憶部32に格納されたプログラムに従って上記ハードウェアを制御することによって実現されるものである。また、記憶部32の内部には、CAD情報を記憶するCAD情報記憶部32aと判定結果を記憶する判定結果記憶部3
2bが設けられている。
FIG. 2 shows a functional configuration of the
2b is provided.
(基板検査処理)
次に、上記基板検査装置1における基板検査処理について述べる。ここでは、基板検査処理の一例として、部品の欠落検査を説明する。部品欠落検査とは、部品の実装位置が正常か否かを判定する処理であって、部品の位置ずれや欠落などの欠落不良を発見するために行うものである。
(Board inspection processing)
Next, substrate inspection processing in the
図3の上段に示すように、部品が正常な位置(設計上の位置)に実装されている場合、半田フィレット形状が、部品21から基板20上のランドにかけて山の裾野のような広い傾斜面となる。これに対し、欠落不良品では半田がランド全面に広がり、ランド中央部の半田フィレット形状が平面状になる。
As shown in the upper part of FIG. 3, when the component is mounted at a normal position (design position), the solder fillet shape has a wide inclined surface like a mountain skirt from the
これらの半田フィレットを基板検査装置1で撮像すると、それぞれ図3の中段に示すような画像が得られる。赤色,緑色,青色の照射光はそれぞれ異なる角度で半田フィレットに入射するため、半田フィレットの傾斜に応じて撮像部25に入射する反射光の色相が変化する。つまり、傾斜の急な部分では入射角度の最も浅い青色光の反射光が支配的となるのに対し、傾斜がほとんどない部分では赤色光の反射光が支配的となる。したがって、良品の半田フィレットでは青色の色相の領域が大きくなり、欠落不良品の半田フィレットでは赤色の色相の領域が大きくなるのである。
When these solder fillets are imaged by the
本実施形態の欠落検査では、このような色彩パターンの傾向を利用し、青色領域の大きさ(面積)に基づいて部品の実装状態の良否判定を行う。以下、図4のフローチャートに沿って、欠落検査の処理の流れを具体的に説明する。 In the missing inspection according to the present embodiment, such a tendency of the color pattern is used to determine whether or not the component is mounted based on the size (area) of the blue region. Hereinafter, the flow of the missing inspection process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
指示情報受付機能10は、基板検査の実行を指示する指示情報が入力されるまで待ち状態にある(ステップS100;NO、ステップS101)。入力部40の操作により、もしくは、通信I/F43を介して外部機器から指示情報が入力されると、指示情報受付機能10が指示情報を、基板搬入機能11、CAD情報読込機能12および検査ロジック読込機能15に送る(ステップS100;YES)。この指示情報には検査対象となる基板の情報(型番など)が含まれている。
The instruction
検査ロジック読込機能15は、基板の型番に対応する検査ロジックを検査ロジック記憶部35から読み込む(ステップS102)。ここでは欠落検査用の検査ロジックが読み込まれる。検査ロジックには色パラメータ(色条件)およびしきい値(判定条件)が含まれる。
The inspection
また、基板搬入機能11は、指示情報に基づいてプリント基板搬入部から検査対象となる基板20をコンベヤ27上に搬入し(ステップS103)、CAD情報読込機能12は、基板の型番に対応するCAD情報をCAD情報記憶部32aから読み込む(ステップS104)。
The board carry-in
次に、ステージ操作機能13は、読み込まれたCAD情報から基板20の寸法、形状、部品の配置などの情報を得て、基板20上に実装された複数の部品21が順に観測位置(撮像位置)に位置合わせされるように、XYステージコントローラ37を介してXステージ22およびYステージ23を操作する(ステップS105)。
Next, the stage operation function 13 obtains information such as the dimensions, shape, and component arrangement of the
一方、撮像機能14は、撮像コントローラ31を介して投光部24の3個の光源28,29,30を発光させ、赤色、緑色、青色の光を同時に基板20上に照射する。また、撮像機能14は、撮像コントローラ31を介して撮像部25を制御し、ステージ22,23
の操作に同期して基板20上の部品21を撮像する(ステップS106)。撮像された画像はメモリ38に取り込まれる。
On the other hand, the
The
次に、検査機能16が、画像処理部34によって撮像画像から半田領域を抽出する(ステップS107)。半田領域の抽出はたとえばテンプレートマッチングにより自動で行うことができる。
Next, the
続いて、検査機能16は、抽出された半田領域を色パラメータを用いて二値化する(ステップS108)。ここで用いられる色パラメータは、青色の彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限の4つの値で構成されている。二値化処理では、色パラメータで定義された色範囲内に含まれる画素が白画素に、それ以外の画素が黒画素に変換される。
Subsequently, the
図3の下段は、二値化後の半田領域を示している。色パラメータで二値化することにより、半田領域中の青系色の領域のみが白画素として抽出され、良品画像と不良品画像の間の差異(特徴)が明確化していることがわかる。 The lower part of FIG. 3 shows the solder area after binarization. By binarizing with the color parameter, it can be seen that only the blue color region in the solder region is extracted as a white pixel, and the difference (feature) between the non-defective image and the defective product image is clarified.
続いて、検査機能16は、画像処理部34にて、白画素領域の特徴量を抽出する。ここでは特徴量として白画素領域の面積(画素数)が計算される。そして、検査機能16は、白画素領域の面積値を判定部36に引き渡し、判定部36にて白画素領域の面積値としきい値とを比較する(ステップS109)。面積値がしきい値を超えた場合には(ステップS109;YES)、当該部品21の実装品質が良と判定され(ステップS110)、面積値がしきい値以下の場合には(ステップS109;NO)、当該部品21の実装品質が不良と判定される(ステップS111)。
Subsequently, the
判定結果書込機能17は、上記判定結果をロケーションID(部品を特定するための情報)とともに判定結果記憶部32bに書き込む(ステップS112)。 The determination result writing function 17 writes the determination result together with the location ID (information for specifying a part) in the determination result storage unit 32b (step S112).
基板20上のすべての部品について検査を行ったら、基板搬出機能18がプリント基板搬送部によって基板20を搬出し、基板検査処理を終了する(ステップS113)。
When all the components on the
以上述べた基板検査処理によれば、2次元画像に現れる色彩パターンによって半田フィレットの3次元形状を的確に把握でき、それに基づき欠落不良の有無を正確に判定可能となる。 According to the board inspection process described above, it is possible to accurately grasp the three-dimensional shape of the solder fillet from the color pattern appearing in the two-dimensional image, and to accurately determine the presence or absence of a defect.
ところで、不良品の見逃しがなく、かつ、過検出が許容値以下になるような高い判定精度を実現するためには、予め検査ロジックの色パラメータ(色条件)およびしきい値(判定条件)を検査対象に合わせて最適な値に設定しておく必要がある。本実施形態では、これらのパラメータの生成(ティーチング)は、パラメータ設定装置2によって自動的に行われる。以下、詳しく説明する。 By the way, in order to achieve high determination accuracy so that defective products are not overlooked and overdetection is less than an allowable value, the color parameters (color conditions) and threshold values (determination conditions) of the inspection logic are set in advance. It is necessary to set the optimum value according to the inspection object. In the present embodiment, the generation (teaching) of these parameters is automatically performed by the parameter setting device 2. This will be described in detail below.
(パラメータ設定装置の構成)
パラメータ設定装置2は、図1に示すように、CPU、メモリ、ハードディスク、I/O制御部、通信I/F、表示部、情報入力部(キーボードやマウス)などを基本ハードウェアとして備える汎用のコンピュータ(情報処理装置)によって構成される。
(Configuration of parameter setting device)
As shown in FIG. 1, the parameter setting device 2 is a general-purpose device including a CPU, a memory, a hard disk, an I / O control unit, a communication I / F, a display unit, an information input unit (keyboard and mouse), etc. as basic hardware. It is composed of a computer (information processing device).
図5にパラメータ設定装置2の機能構成を示す。パラメータ設定装置2は、指示情報受付機能50、教師画像情報読込機能51、画像取得機能52、振分機能53、マッピング機能54、色範囲探索機能55、二値化機能56、特徴量ヒストグラム生成機能57、しきい値決定機能58、検査ロジック生成機能59、検査ロジック書込機能60を有する。これらの機能は、メモリもしくはハードディスクに格納されたプログラムがCPUに読み
込まれ実行されることによって実現されるものである。
FIG. 5 shows a functional configuration of the parameter setting device 2. The parameter setting device 2 includes an instruction
また、ハードディスク内には、ティーチングに用いる教師画像情報を記憶する教師画像情報DB61が設けられている。教師画像情報は、基板検査装置1によって撮像された実装部品の画像と、その画像が検出すべきもの(良品)か除外すべきもの(不良品)かを示す教師情報(ティーチングデータ)とからなる。ティーチングの信頼性を高めるために、良品と不良品それぞれについて数十〜数千の教師画像情報を準備することが好ましい。
In addition, a teacher
(パラメータ設定処理)
図6のフローチャートに沿って、パラメータ設定処理の流れを説明する。なお、本実施形態では、上述した欠落検査で用いられる検査パラメータを生成する例を挙げる。
(Parameter setting process)
The flow of parameter setting processing will be described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, an example in which inspection parameters used in the above-described missing inspection are generated will be described.
指示情報受付機能50は、検査ロジックの自動生成を指示する指示情報が入力されるまで待ち状態にある(ステップS200;NO、ステップS201)。情報入力部から指示情報が入力されると、指示情報受付機能50は教師画像情報読込機能51に指示情報を伝える(ステップS200;YES)。この指示情報には検査ロジック生成の対象となる教師画像情報を特定する情報、および、検査ロジックの種類などが含まれている。
The instruction
教師画像情報読込機能51は、指示情報に従って、作成すべき検査ロジックに対応する教師画像情報を教師画像情報DB61から読み込む(ステップS202)。教師画像情報には、良品画像(部品の実装位置が正常な画像)と不良品画像(部品の実装位置が正常でない画像)とが含まれる。これらの画像には教師情報が付与されている。
The teacher image
図7に良品画像と不良品画像の例を示す。良品画像では、部品62が設計通りの位置に実装されており、部品62両端のランド領域63,63に良好な半田フィレットが形成されている。この画像には教師情報「良」が付与されている。一方、不良品画像では、部品が欠落しており、ランド領域65,65には扁平な半田フィレットが形成されている。この画像には教師情報「不良」が付与されている。
FIG. 7 shows an example of a good product image and a defective product image. In the non-defective image, the
教師画像情報が読み込まれたら、画像取得機能52が、教師情報の付与された画像から半田領域を抽出する(ステップS203)。画像取得機能52は、図8に示すように、ランドウィンドウ70と部品本体ウィンドウ71から構成されるテンプレートを有しており、テンプレートを拡大/縮小したり、ランドウィンドウ70と部品本体ウィンドウ71の相対位置をずらしたりしながら、各ウィンドウ70,71を画像中のランド領域63,65および部品62に合わせ込む。なお、図8の不良品画像のように部品が欠落している場合には、両端のランドウィンドウ70の中間に部品本体ウィンドウ71を仮配置する。ウィンドウの合わせ込みには、例えば、テンプレートマッチングなどの手法を利用すればよい。これにより、良品画像と不良品画像それぞれについてランド領域63,65が特定される。そして、ランドウィンドウ70から部品本体ウィンドウ71との重なり部分を除いた領域が半田領域として抽出される(図8の斜線部分参照)。なお、ランド領域自体(ランドウィンドウ70全体)を半田領域として扱ってもよい。
When the teacher image information is read, the
次に、振分機能53が、教師情報に基づき、抽出された半田領域を対象画像と除外画像とに振り分ける(ステップS204)。本例では良品検出が目的であるため、教師情報「良」が付与された画像の半田領域が対象画像とされ、教師情報「不良」が付与された画像の半田領域が除外画像とされる。
Next, the
ここで抽出された対象画像は部品実装位置が正常な場合の良好な半田フィレットを表しており、また除外画像は欠落不良が生じた場合の不良な半田フィレットを表している。よって、欠落検査用の最適な色パラメータを作成することは、対象画像の画素の色をなるべ
く多く包含し、かつ、除外画像の画素の色をほとんど排除できるような色範囲の最適解を求めることと等価である。
The target image extracted here represents a good solder fillet when the component mounting position is normal, and the excluded image represents a bad solder fillet when a missing defect occurs. Therefore, creating an optimal color parameter for missing inspection involves finding an optimal solution in a color range that includes as many pixels as possible in the target image and that can eliminate almost all the colors of pixels in the excluded image. Is equivalent to
そこでまず、マッピング機能54が、対象画像と除外画像の全画素の色を色ヒストグラムにマッピングする(ステップS205)。このとき、対象画像の画素は「対象点」として、除外画像の画素は「除外点」として、互いに区別可能な形式でマッピングが行われる。色ヒストグラムとは、色空間内の各点に画素の度数(個数)を記録したものである。色ヒストグラムにより、半田領域を構成する画素の色分布を把握することができる。なお、ここで言うところの画素とは、画像の最小解像度のことである。複数の画素でまとめてマッピング処理を実行すると混色が発生するため、画素ごとの処理が好ましい。
Therefore, first, the
一般に、色空間は、少なくとも色相、彩度、明度の多次元空間からなる。よって、画素の色分布を正確に把握するには、多次元色空間に画素の色をマッピングした多次元色ヒストグラムを用いることが好ましい。 In general, the color space is composed of a multidimensional space of at least hue, saturation, and brightness. Therefore, in order to accurately grasp the color distribution of the pixel, it is preferable to use a multidimensional color histogram in which the color of the pixel is mapped in the multidimensional color space.
ただし、カラーハイライト方式では、光源に赤・青を使用していることから、半田領域には赤または青の色が強く現れる傾向にある(これは、半田表面において鏡面反射に近い反射が生じるためである。)。また、上述のように、良好な半田領域ではほとんどの画素が青系色となり、不良な半田領域ではほとんどの画素が赤系色になることもわかっている。 However, in the color highlight method, since red and blue are used for the light source, a red or blue color tends to appear strongly in the solder area (this causes reflection close to specular reflection on the solder surface). Because.) Further, as described above, it is also known that most pixels have a blue color in a good solder region, and most pixels have a red color in a defective solder region.
したがって、良品の色(対象点)と不良品の色(除外点)を分離するための色パラメータを決定する目的であれば、1色(たとえば青色)または2色(たとえば青色と赤色)を考慮すれば十分といえる。そこで、本実施形態では、対象画像に多く含まれ、かつ、除外画像にほとんど含まれない傾向にある色相として青色を選択し、青色の彩度軸と明度軸からなる2次元色空間に画素の色をマッピングした2次元色ヒストグラムを用いる。これにより、色パラメータの最適解を求めるアルゴリズムが極めて簡単化される。 Therefore, if the purpose is to determine the color parameters for separating the non-defective product color (target point) and the defective product color (exclusion point), one color (for example, blue) or two colors (for example, blue and red) are considered. This is enough. Therefore, in the present embodiment, blue is selected as a hue that is included in the target image and tends to be hardly included in the excluded image, and the pixel is placed in a two-dimensional color space including a blue saturation axis and a brightness axis. A two-dimensional color histogram in which colors are mapped is used. This greatly simplifies the algorithm for finding the optimal color parameter solution.
図9は、2次元色ヒストグラムの一例を示している。横軸が青の彩度を表しており、プラスの値が大きくなるほど青成分が強くなり、マイナスの値が大きくなるほど青の補色である黄成分が強くなる。縦軸は明度を表しており、値が大きくなるほど明るさが強くなる。ヒストグラム中の白丸(○)が対象点を表し、黒三角(▲)が除外点を表している。対象点と除外点では色分布に違いがあることがわかる。 FIG. 9 shows an example of a two-dimensional color histogram. The horizontal axis represents blue saturation. The larger the positive value, the stronger the blue component, and the larger the negative value, the stronger the yellow component, which is the complementary color of blue. The vertical axis represents the brightness, and the brightness increases as the value increases. White circles (◯) in the histogram represent target points, and black triangles (▲) represent exclusion points. It can be seen that there is a difference in color distribution between the target point and the excluded point.
次に、色範囲探索機能55が、2次元色ヒストグラムに基づいて、対象点の色分布と除外点の色分布とを最適に切り分ける色範囲を探索する(ステップS206)。本実施形態では、アルゴリズムの簡単化のため、図10(a)に示すように、彩度の下限(BInf)と上限(BSup)、および、明度の下限(LInf)と上限(LSup)からなる矩形の色範囲を考える。ここで求めるべき最適解は、対象点(○)をなるべく多く包含し、かつ、除外点(▲)をほとんど含まないような色範囲である。
Next, the color
具体的には、色範囲探索機能55は、BInf、BSup、LInf、LSupそれぞれの値を変えながら、各色範囲について度数合計値Eを算出し(式1参照)、度数合計値Eが最大となる色範囲を求める。度数合計値Eは、色範囲に含まれる対象点の数(度数)と除外点の数(度数)の差を表す指標である。図10(b)は、度数合計値Eが最大となる色範囲を示している。
そして、色範囲探索機能55は、度数合計値Eが最大となる色範囲を検査用の色パラメータ(色条件)として設定する。このように、本実施形態によれば、対象画像(対象点)と除外画像(除外点)とを適切に切り分ける色パラメータを自動的に生成することができる。
Then, the color
次に、上記色パラメータを用いて、検査用のしきい値(判定条件)を自動生成する処理が実行される。 Next, processing for automatically generating an inspection threshold value (determination condition) is executed using the color parameter.
まず、二値化機能56が、上記色パラメータを用いて、良品画像および不良品画像のすべての半田領域を二値化する(ステップS207)。この二値化処理では、色パラメータで定義された色範囲内に含まれる画素が白画素に、それ以外の画素が黒画素に変換される。
First, the
図11に示すように、良品画像では白画素の領域が非常に大きく、不良品画像では白画素の領域がきわめて小さくなる。よって、このような二値化画像を利用すると、良品・不良品を識別するための特徴量を定量的に計算するのが容易になる。特徴量としては、白画素領域の面積、面積比、重心、長さ、最大幅、形状などが挙げられるが、ここでは面積を特徴量として選ぶ。 As shown in FIG. 11, the white pixel region is very large in the non-defective image, and the white pixel region is extremely small in the defective image. Therefore, when such a binarized image is used, it becomes easy to quantitatively calculate a feature amount for identifying a non-defective product or a defective product. Examples of the feature amount include the area, area ratio, center of gravity, length, maximum width, and shape of the white pixel region. Here, the area is selected as the feature amount.
特徴量ヒストグラム生成機能57は、良品画像の特徴量の分布傾向と不良品画像の特徴量の分布傾向との違いを把握するため、良品画像、不良品画像のそれぞれについて、白画素領域の面積値に関する面積ヒストグラムを作成する(ステップS208)。図12は、良品画像と不良品画像の面積ヒストグラム(以下、単に「良品ヒストグラム」「不良品ヒストグラム」とよぶ。)の一例を示している。良品画像の特徴量分布と不良品画像の特徴量分布に明確な違いが現れていることがわかる。
The feature amount
次に、しきい値決定機能58が、良品ヒストグラムおよび不良品ヒストグラムの度数分布に基づいて、良品画像の特徴量と不良品画像の特徴量を最適に分離するためのしきい値を算出する(ステップS209)。特徴量ヒストグラムに現れた2つの山を最適に分離する手法は種々提案されており、ここではどの方法を採用してもよい。たとえば、大津の判別分析法を利用してもよいし、あるいは、経験に基づき良品画像の山の端から3σだけ離れた点をしきい値に決めてもよい。このようにして、良品と不良品を判別するためのしきい値が生成される。
Next, the threshold
そして、検査ロジック生成機能59が、色パラメータ、特徴量の種類(本例では面積)、しきい値から検査ロジックを生成し(ステップS210)、検査ロジック書込機能60が、その検査ロジックを基板検査装置1の検査ロジック記憶部35に書き込む(ステップ
S211)。
Then, the inspection
以上述べた本実施形態によれば、部品の欠落検査で用いられる検査ロジック(パラメータ)が自動で生成されるので、ティーチングに要する時間と負荷を大幅に削減することができる。 According to the present embodiment described above, since the inspection logic (parameter) used in the component missing inspection is automatically generated, the time and load required for teaching can be greatly reduced.
しかも、上述したアルゴリズムによって最適な色パラメータとしきい値とが算出されるので、カラーハイライト方式による良否判定を高精度に行うことが可能となる。なお、色パラメータとしきい値の信頼性は、最初に与える教師画像情報の数が多くなるほど向上する。 In addition, since the optimum color parameter and threshold value are calculated by the above-described algorithm, it is possible to perform pass / fail judgment by the color highlight method with high accuracy. Note that the reliability of the color parameter and the threshold value is improved as the number of teacher image information to be given first increases.
<第2実施形態>
上記第1実施形態の欠落検査処理では、半田領域に占める青系色画素の面積に基づいて欠落不良の有無を判定(良品検査)しているが、逆に、半田領域に占める赤系色画素の面積を調べることによっても欠落不良の有無を判定(不良品検査)することができる。これは、欠落不良品の画像ではランド中央部に赤系色が多く現れるのに対し、良品画像のランド中央部には赤系色がほとんど現れない傾向にあることに着目したものである。
Second Embodiment
In the missing inspection process of the first embodiment, the presence or absence of a missing defect is determined based on the area of the blue color pixel in the solder area (non-defective product inspection). Conversely, the red color pixel in the solder area It is also possible to determine the presence or absence of missing defects (inspection of defective products) by examining the area of each. This is because attention is paid to the fact that many reddish colors appear in the center of the land in the defective defective image, whereas red colors tend to hardly appear in the centered land of the non-defective image.
検査処理の大まかな流れは第1実施形態のもの(図4)と同様である。ただし、(1)用いられる色パラメータ(色条件)が、赤色の彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限の4つの値で構成される点と、(2)二値化後の白画素領域の面積値がしきい値を超えた場合に当該部品の実装品質が不良と判定され、面積値がしきい値以下の場合に実装品質が良と判定される点とが異なる。 The general flow of the inspection process is the same as that of the first embodiment (FIG. 4). However, (1) the color parameter (color condition) used is composed of four values, the lower limit and upper limit of the saturation of red, and the lower limit and upper limit of brightness, and (2) after binarization The difference is that when the area value of the white pixel region exceeds the threshold value, the mounting quality of the component is determined to be poor, and when the area value is equal to or less than the threshold value, the mounting quality is determined to be good.
このような色パラメータおよびしきい値は、第1実施形態のパラメータ設定処理において、欠落不良品画像を対象画像に、良品画像を除外画像に設定することによっても自動生成可能であるが、本実施形態では別の方法を採用する。以下、詳しく説明する。 Such color parameters and threshold values can be automatically generated by setting a missing defective product image as a target image and a non-defective product image as an excluded image in the parameter setting process of the first embodiment. In the form, another method is adopted. This will be described in detail below.
図13にパラメータ設定装置2の機能構成を示す。本実施形態のパラメータ設定装置2は、概ね第1実施形態と同様の機能構成であるが、色範囲設定機能80と分離度算出機能81を新たに備え、また、色範囲設定機能80、二値化機能56、特徴量ヒストグラム生成機能57および分離度算出機能81により色範囲探索機能が構成されている点が異なる。なお、これらの機能も、メモリもしくはハードディスクに格納されたプログラムがCPUに読み込まれ実行されることによって実現されるものである。
FIG. 13 shows a functional configuration of the parameter setting device 2. The parameter setting device 2 of the present embodiment has the same functional configuration as that of the first embodiment. However, the parameter setting device 2 newly includes a color
図14のフローチャートに沿って、第2実施形態におけるパラメータ設定処理の流れを説明する。なお、第1実施形態と同じ処理については同一のステップ番号を付してある。 A flow of parameter setting processing in the second embodiment will be described along the flowchart of FIG. Note that the same steps as those in the first embodiment are denoted by the same step numbers.
パラメータ設定装置2では、第1実施形態と同様の処理に従って、教師画像情報が読み込まれ、教師情報の付与された半田領域が抽出される(ステップS200〜S203)。良品画像(部品の実装位置が正常な画像)からは傾斜面をもつ半田フィレットの画像が、不良品画像(部品の実装位置が正常でない画像)からは平坦な形状の半田フィレットの画像が、それぞれ抽出される。 In the parameter setting device 2, the teacher image information is read and the solder region to which the teacher information is added is extracted according to the same process as in the first embodiment (steps S200 to S203). An image of a solder fillet with an inclined surface from a non-defective image (an image with a normal component mounting position), and an image of a flat solder fillet from a defective product image (an image with an incorrect component mounting position) Extracted.
次に、振分機能53が、教師情報に基づき、抽出された半田領域を対象画像と除外画像とに振り分ける(ステップS204)。本例では不良品検出が目的であるため、教師情報「不良」が付与された半田領域が対象画像とされ、教師情報「良」が付与された半田領域が除外画像とされる。教師情報「無視」が付与された半田領域は無視される。
Next, the
マッピング機能54は、対象画像と除外画像の全画素の色を色ヒストグラムにマッピン
グする(ステップS205)。このとき、対象画像の画素は「対象点」として、除外画像の画素は「除外点」として、互いに区別可能な形式でマッピングが行われる。
The
本実施形態では、対象画像(不良品の半田領域)に多く含まれ、かつ、除外画像(良品の半田領域)にほとんど含まれない傾向にある色相として赤色を選択し、赤色の彩度軸と明度軸からなる2次元色空間に画素の色をマッピングした2次元色ヒストグラムを用いる。 In the present embodiment, red is selected as a hue that is included in a large amount in the target image (defective product solder region) and hardly included in the excluded image (non-defective product solder region). A two-dimensional color histogram is used in which pixel colors are mapped in a two-dimensional color space consisting of lightness axes.
図15は、2次元色ヒストグラムの一例を示している。横軸が赤の彩度を表しており、プラスの値が大きくなるほど赤成分が強くなり、マイナスの値が大きくなるほど赤の補色であるシアン成分が強くなる。縦軸は明度を表しており、値が大きくなるほど明るさが強くなる。ヒストグラム中の白丸(○)が対象点を表し、黒三角(▲)が除外点を表している。対象点と除外点では色分布に違いがあることがわかる。 FIG. 15 shows an example of a two-dimensional color histogram. The horizontal axis represents the saturation of red. The larger the positive value, the stronger the red component, and the larger the negative value, the stronger the cyan component that is the complementary color of red. The vertical axis represents the brightness, and the brightness increases as the value increases. White circles (◯) in the histogram represent target points, and black triangles (▲) represent exclusion points. It can be seen that there is a difference in color distribution between the target point and the excluded point.
続いて、本実施形態では、色範囲探索機能が、色ヒストグラムを分割する色範囲を設定し、対象画像および除外画像のそれぞれからその色範囲を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量(面積値)についての面積ヒストグラムを作成し、面積ヒストグラムにおける対象画像の度数分布と除外画像の度数分布の間の分離度を算出する、といった一連の色範囲探索処理を繰り返すことによって、分離度が最大となる色範囲を求める。 Subsequently, in the present embodiment, the color range search function sets a color range for dividing the color histogram, extracts a pixel region that satisfies the color range from each of the target image and the excluded image, and has the pixel region Separation by repeating a series of color range search processes, such as creating an area histogram for feature quantities (area values) and calculating the degree of separation between the frequency distribution of the target image and the frequency distribution of the excluded image in the area histogram Find the color range that maximizes the degree.
具体的には、まず、色範囲設定機能80が、色範囲の初期値を設定する(ステップS300)。ここでは、図16(a)に示すように、赤の彩度の全範囲にわたり、かつ、中間明度〜最大明度を含むように色範囲の初期値が設定される。つまり、彩度の下限RInf=0、彩度の上限RSup=最大彩度(170)、明度の下限LInf=中間明度、明度の上限LSup=最大明度(255)となる。なお、中間明度の初期値については適当に選べばよく、たとえば、最大明度の約50%〜70%の値に設定したり、最大度数の対象点の明度に設定したりすればよい。
Specifically, first, the color
次に、二値化機能56が、上記色範囲を用いて、良品画像および不良品画像のすべての半田領域を二値化する(ステップS301)。この二値化処理では、色範囲内に含まれる画素が白画素に、それ以外の画素が黒画素に変換される。この色範囲は赤系色を内包するものであるため、良品画像よりも不良品画像の半田領域のほうが白画素領域が大きくなる。
Next, the
特徴量ヒストグラム生成機能57は、第1実施形態と同様、白画素領域の特徴量として面積値を選び、面積値に関する良品ヒストグラムと不良品ヒストグラムを作成する(ステップS302)。図16(a)に示すように、初期値の色範囲では対象点と除外点の切り分けが不適切なため、良品ヒストグラムと不良品ヒストグラムが重なってしまっている。
Similar to the first embodiment, the feature amount
次に、分離度算出機能81が、良品ヒストグラムと不良品ヒストグラムの分離度を算出する(ステップS303)。ここでは、「良品ヒストグラムの上限値と不良品ヒストグラムの下限値との距離(差分)」を分離度と定義する。なお、この定義以外の分離度(たとえば、良品ヒストグラムと不良品ヒストグラムのピーク間距離)を採用しても構わない。算出された分離度は、色範囲の各値とともにメモリに格納される。
Next, the separation
その後、色範囲設定機能80によって色範囲が順次更新され(ステップS305)、各々の色範囲における分離度が算出されてはメモリに格納されていく(ステップS301〜S304;NO)。このとき色範囲設定機能80は、彩度の範囲を固定し、明度下限値LInfのみを所定量ずつ小さくすることによって明度の範囲のみを変更する。そうすると、図16(a)〜(c)に示すように、色範囲に応じて良品ヒストグラムと不良品ヒストグラ
ムの度数分布が変化する。通常、色範囲が広がるにつれ良品ヒストグラムと不良品ヒストグラムの分離度が増加し、あるところで最大となり、それを超えるとまた分離度が減少していくという傾向を示す。
Thereafter, the color range is sequentially updated by the color range setting function 80 (step S305), and the degree of separation in each color range is calculated and stored in the memory (steps S301 to S304; NO). At this time, the color
色範囲の明度下限値LInfが最小値(0または除外点の最小明度)に達したら、色範囲探索機能は色範囲探索処理を終了する(ステップS304;YES)。そして、メモリに蓄積された各色範囲での分離度を比較し、分離度が最大となった色範囲を検査用の色パラメータ(色条件)として設定する(ステップS306)。 When the lightness lower limit LInf of the color range reaches the minimum value (0 or the minimum lightness of the exclusion point), the color range search function ends the color range search process (step S304; YES). Then, the degree of separation in each color range stored in the memory is compared, and the color range having the maximum degree of separation is set as an inspection color parameter (color condition) (step S306).
続いて、しきい値決定機能58が、分離度が最大となった面積ヒストグラムにおける良品ヒストグラムと不良品ヒストグラムの度数分布に基づいて、良品画像の特徴量と不良品画像の特徴量を最適に分離するためのしきい値を算出する(ステップS307)。
Subsequently, the threshold
その後、第1実施形態と同様にして検査ロジックの生成・記録が行われ(ステップS210〜S211)、パラメータ設定処理が終了する。 Thereafter, the inspection logic is generated and recorded in the same manner as in the first embodiment (steps S210 to S211), and the parameter setting process ends.
以上述べた本実施形態によっても、部品の欠落検査で用いられる検査ロジック(パラメータ)が自動で生成されるので、ティーチングに要する時間と負荷を大幅に削減することができる。 Also according to the present embodiment described above, the inspection logic (parameter) used in the component missing inspection is automatically generated, so that the time and load required for teaching can be greatly reduced.
<第3実施形態>
近年、環境問題への配慮から、鉛を含有していない鉛フリー半田(無鉛半田)の利用が増えつつある。しかし、鉛フリー半田は表面が粗くなる性質をもつため、照射光が半田表面で拡散反射され、赤・緑・青の各色光の混色が起こりやすいという問題がある(図17参照)。
<Third Embodiment>
In recent years, the use of lead-free solder (lead-free solder) that does not contain lead has been increasing in consideration of environmental issues. However, since lead-free solder has a property that the surface becomes rough, there is a problem in that irradiation light is diffusely reflected on the surface of the solder, and color mixture of red, green, and blue light tends to occur (see FIG. 17).
それゆえ、欠落不良品の画像ではランド中央部の赤色が弱まって青や緑の色相が増加し、その一方で良品の画像では青色が弱まって赤や緑の色相が増加することとなり、良品と不良品の色彩パターンの差異が極めて小さくなってしまう。たとえば、鉛フリー半田を用いた部品画像について、第2実施形態と同様の手順で色ヒストグラムを作成すると、図18のようになる。図中、白丸(○)が欠落不良品画像の半田領域の画素の色、黒三角(▲)が良品画像の半田領域の画素の色を表している。この色ヒストグラムからわかるように、半田領域の色に着目しても良品と不良品とを明確に区別することは困難であり、第1実施形態や第2実施形態における欠落検査処理では良否判定を精度良く行うことができない。 Therefore, in the image of the defective defective product, the red color in the center of the land is weakened and the hue of blue and green is increased. On the other hand, in the good product image, the blue color is weakened and the hue of red and green is increased. The difference in the color pattern of the defective product becomes extremely small. For example, when a color histogram is created for a component image using lead-free solder in the same procedure as in the second embodiment, the result is as shown in FIG. In the figure, the white circle (◯) represents the color of the pixel in the solder area of the defective defective product image, and the black triangle (▲) represents the color of the pixel in the solder area of the non-defective product image. As can be seen from this color histogram, it is difficult to clearly distinguish good products from defective products even if attention is paid to the color of the solder region. In the missing inspection processing in the first embodiment and the second embodiment, the pass / fail judgment is performed. It cannot be performed with high accuracy.
そこで、本発明の第3実施形態では、鉛フリー半田が使用された部品の欠落不良を判定するために、半田領域の色ではなく、部品実装領域の色(つまり、部品のある/なし)に着目する。部品実装領域とは、部品が本来配置されているべき領域をいう。たとえば図19に示すように両端が半田付けされる部品の場合には、両端の半田領域(もしくは半田の載るランド領域)の中央部分が部品実装領域に該当する。部品の実装位置が正常な良品画像においては部品実装領域に「部品の色」が現れるのに対し、部品の実装位置が正常でない(位置ずれや欠落)不良品画像においては部品実装領域に「基板の色」が現れる。部品表面と基板表面とでは色や材質が異なるため、両者の色には明確な違いが現れる。本実施形態では、かかる差異に基づき欠落不良を判定するのである。 Therefore, in the third embodiment of the present invention, in order to determine the missing defect of a component using lead-free solder, the color of the component mounting region (that is, the presence / absence of the component) is used instead of the color of the solder region. Pay attention. The component mounting area refers to an area where a component should be originally arranged. For example, as shown in FIG. 19, in the case of a component to which both ends are soldered, the central portion of the solder area (or land area on which the solder is placed) at both ends corresponds to the component mounting area. “Part color” appears in the component mounting area in the non-defective product image where the component mounting position is normal, whereas “Board” appears in the component mounting area in the defective product image where the component mounting position is not normal (misalignment or missing). Appears. " Since the color and material are different between the component surface and the substrate surface, a clear difference appears between the colors. In the present embodiment, the missing defect is determined based on the difference.
検査処理の大まかな流れは第1実施形態のもの(図4)と同様である。ただし、(1)撮像画像から検査対象領域として抽出されるのが、半田領域ではなく、部品実装領域である点と、(2)用いられる色パラメータ(色条件)が、赤色の彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限の4つの値で構成されている点とが異なる。検査対象領域として抽出
すべき箇所を指定する情報(検査対象領域情報)は、検査ロジックに定義されている。なお、色パラメータとして赤色の彩度を採用したのは、一般に、部品は赤っぽく写り、基板が黒っぽく写る傾向にある、という知見に基づくものである。部品や基板の材質や色により異なる傾向が現れる場合には、適宜色パラメータの内容を変更してもよい。
The general flow of the inspection process is the same as that of the first embodiment (FIG. 4). However, (1) it is not the solder area but the component mounting area that is extracted from the captured image as the inspection target area, and (2) the color parameter (color condition) used is the lower limit of the saturation of red. And the upper limit, and the difference between the lower limit and the upper limit of the brightness. Information (inspection area information) for specifying a location to be extracted as an inspection area is defined in the inspection logic. The reason why the red saturation is adopted as the color parameter is based on the knowledge that the component generally appears reddish and the substrate tends to appear blackish. When different tendencies appear depending on the material and color of the component or board, the content of the color parameter may be changed as appropriate.
では、上記検査処理で用いられる色パラメータおよびしきい値の生成方法について説明する。パラメータ設定装置2の機能構成は、第1実施形態のもの(図5)と同様であるため、説明を省略する。 Now, a method for generating color parameters and threshold values used in the inspection process will be described. Since the functional configuration of the parameter setting device 2 is the same as that of the first embodiment (FIG. 5), description thereof is omitted.
図20のフローチャートに沿って、パラメータ設定処理の流れを説明する。なお、第1実施形態と同じ処理については同一のステップ番号を付してある。 The flow of the parameter setting process will be described along the flowchart of FIG. Note that the same steps as those in the first embodiment are denoted by the same step numbers.
パラメータ設定装置2では、第1実施形態と同様の処理に従って、教師画像情報が読み込まれる(ステップS201〜S202)。 In the parameter setting device 2, the teacher image information is read according to the same processing as in the first embodiment (steps S201 to S202).
次に、画像取得機能52が、教師情報の付与された画像から部品実装領域を抽出する(ステップS310)。画像取得機能52は、図21に示すように、ランドウィンドウ70と部品本体ウィンドウ71と実装ウィンドウ72とから構成されるテンプレートを有しており、テンプレートを拡大/縮小したり、ランドウィンドウ70と部品本体ウィンドウ71の相対位置をずらしたりしながら、第1実施形態と同様、各ウィンドウ70,71を画像中のランド領域63,65および部品62に合わせ込む。また、実装ウィンドウ72は2つのランドウィンドウ70の中間に配置される。この実装ウィンドウ72で囲まれた領域が部品実装領域として抽出される。
Next, the
次に、振分機能53が、教師情報に基づき、抽出された部品実装領域を対象画像と除外画像とに振り分ける(ステップS311)。本例では良品検出が目的であるため、教師情報「良」が付与された画像の部品実装領域が対象画像とされ、教師情報「不良」が付与された画像の部品実装領域が除外画像とされる。対象画像は部品本体の写る画像であり、除外画像は基板表面の写る画像となる。
Next, the
これ以降は、第1実施形態と同様の処理に従って、対象画像と除外画像について色ヒストグラム(赤色の彩度軸と明度軸からなる)が作成され、色範囲探索により色パラメータが決定され、その色パラメータに基づき特徴量ヒストグラムが作成され、良品と不良品とを判別するためのしきい値が決定され、検査ロジックが生成・記録される(ステップS205〜S211)。 Thereafter, according to the same process as in the first embodiment, a color histogram (consisting of a red saturation axis and a brightness axis) is created for the target image and the excluded image, a color parameter is determined by color range search, and the color A feature amount histogram is created based on the parameters, threshold values for discriminating between non-defective products and defective products are determined, and inspection logic is generated and recorded (steps S205 to S211).
以上述べた本実施形態によれば、部品の欠落検査で用いられる検査ロジック(パラメータ)が自動で生成されるので、ティーチングに要する時間と負荷を大幅に削減することができる。 According to the present embodiment described above, since the inspection logic (parameter) used in the component missing inspection is automatically generated, the time and load required for teaching can be greatly reduced.
しかも、本実施形態では部品実装領域の色彩パターンの相違を利用するため、鉛フリー半田のように光を拡散反射する性質をもつ半田が用いられている場合でも、高い精度で部品の欠落不良を判定することができる。なお、本実施形態の検査処理を従来の鉛半田に適用することも好適である。 In addition, since this embodiment uses the difference in the color pattern of the component mounting area, even when solder having the property of diffusing and reflecting light, such as lead-free solder, is used, it is possible to eliminate defective parts with high accuracy. Can be determined. Note that it is also preferable to apply the inspection processing of this embodiment to conventional lead solder.
<第4実施形態>
不良品画像の部品実装領域には、ランドや半田の一部あるいは位置ずれした部品の一部が写り込むことがある。このような場合、第3実施形態のパラメータ設定方法では基板の色を正確に抽出することができず、色パラメータやしきい値の信頼性が低下することがある。したがって、基板の色を正確に把握するために、不良品画像の部品実装領域以外から
も基板の色を取得することが好ましい。そこで本発明の第4実施形態では、良品画像における部品周辺の基板領域から基板の色の抽出を行う。
<Fourth embodiment>
In the component mounting area of the defective product image, a part of the land, the solder, or a part of the displaced component may be reflected. In such a case, the parameter setting method of the third embodiment cannot accurately extract the color of the substrate, and the reliability of the color parameters and threshold values may be lowered. Therefore, in order to accurately grasp the color of the board, it is preferable to obtain the color of the board from other than the component mounting area of the defective product image. Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, the color of the board is extracted from the board area around the component in the non-defective image.
図22のフローチャートに沿って、第4実施形態におけるパラメータ設定処理の流れを説明する。なお、上記実施形態と同じ処理については同一のステップ番号を付してある。 The flow of parameter setting processing in the fourth embodiment will be described along the flowchart of FIG. In addition, the same step number is attached | subjected about the same process as the said embodiment.
パラメータ設定装置2では、第1実施形態と同様の処理に従って、教師画像情報が読み込まれる(ステップS201〜S202)。 In the parameter setting device 2, the teacher image information is read according to the same processing as in the first embodiment (steps S201 to S202).
画像取得機能52は、図23に示すように、ランドウィンドウ70と部品本体ウィンドウ71と実装ウィンドウ72と周辺ウィンドウ73とから構成されるテンプレートを有しており、テンプレートを拡大/縮小したり、ランドウィンドウ70と部品本体ウィンドウ71の相対位置をずらしたりしながら、第1実施形態と同様、各ウィンドウ70,71を画像中のランド領域63,65および部品62に合わせ込む。また、実装ウィンドウ72は2つのランドウィンドウ70の中間に配置され、周辺ウィンドウ73はランドウィンドウ70や部品本体ウィンドウ71を基準にして、それらを囲むように配置される。
As shown in FIG. 23, the
そして、画像取得機能52は、良品画像から部品実装領域(実装ウィンドウ72で囲まれた領域)と基板領域(周辺ウィンドウ73から部品本体ウィンドウ71を除いた領域)とを抽出する。また、不良品画像からは部品実装領域のみを抽出する(ステップS320)。
Then, the
次に、振分機能53が、教師情報に基づき、良品の部品実装領域を対象画像に、不良品画像の部品実装領域と良品画像の基板領域とを除外画像に振り分ける(ステップS321)。これ以降の処理は、上記実施形態と同様である。
Next, based on the teacher information, the
良品画像における部品周辺の基板領域では基板表面がきれいに露出している蓋然性が高いため、これを除外画像に用いることで「基板の色」をより正確に把握できる。よって、色範囲探索処理(ステップS205、S206)において、対象画像の色(部品本体の色)と除外画像の色(基板の色)との切り分けを正確に行うことができ、色パラメータの信頼性が向上する。 In the non-defective image, there is a high probability that the substrate surface is clearly exposed in the substrate area around the component. Therefore, by using this as an excluded image, the “substrate color” can be grasped more accurately. Therefore, in the color range search process (steps S205 and S206), the color of the target image (the color of the component main body) and the color of the excluded image (the color of the board) can be accurately determined, and the reliability of the color parameters. Will improve.
<第5実施形態>
第4実施形態では、基板の色を取得するために、良品画像における部品周辺の領域を抽出している。ところが、基板によっては、図24に示すように、部品周辺の基板領域(斜線部分)に配線パターンが形成されていたり、半田の一部がはみ出していることがある。このような場合、基板の色とともに、配線パターンや半田の色もノイズとして一緒に抽出されてしまうため、部品の色と基板の色とを切り分ける色パラメータが適切に設定されないことがある。図24は、ノイズの影響により色パラメータが広めに設定されてしまった例を示している。
<Fifth Embodiment>
In the fourth embodiment, in order to acquire the color of the board, the region around the component in the non-defective image is extracted. However, depending on the board, as shown in FIG. 24, a wiring pattern may be formed in the board area (shaded area) around the component, or a part of the solder may protrude. In such a case, since the wiring pattern and the solder color are extracted together with the substrate color as noise, the color parameter for separating the component color and the substrate color may not be set appropriately. FIG. 24 shows an example in which the color parameter is set wider due to the influence of noise.
そこで、本発明の第5実施形態では、ベアボード画像(部品が実装される前の基板を撮像して得られた画像)における部品実装領域から基板の色の抽出を行う。 Therefore, in the fifth embodiment of the present invention, the color of the board is extracted from the component mounting area in the bare board image (image obtained by imaging the board before the component is mounted).
図25のフローチャートに沿って、第5実施形態におけるパラメータ設定処理の流れを説明する。なお、上記実施形態と同じ処理については同一のステップ番号を付してある。 The flow of parameter setting processing in the fifth embodiment will be described along the flowchart of FIG. In addition, the same step number is attached | subjected about the same process as the said embodiment.
パラメータ設定装置2では、第1実施形態と同様の処理に従って、教師画像情報が読み込まれる(ステップS201〜S202)。この教師画像情報にはベアボード画像が含まれる。 In the parameter setting device 2, the teacher image information is read according to the same processing as in the first embodiment (steps S201 to S202). This teacher image information includes a bare board image.
画像取得機能52は、図26に示すように、テンプレートマッチングによって、良品画像、不良品画像、ベアボード画像それぞれから部品実装領域を抽出する(ステップS330)。次に、振分機能53が、教師情報に基づき、良品の部品実装領域を対象画像に、不良品画像とベアボード画像の部品実装領域を除外画像に振り分ける(ステップS331)。これ以降の処理は、第3実施形態と同様である。
As shown in FIG. 26, the
ベアボードにおける部品実装領域では基板表面が完全に露出しており、また配線パターンや半田などのノイズとなり得る要素が含まれていない。したがって、本実施形態によれば、ベアボード画像を用いることによりノイズのない基板領域を抽出でき、基板の色をより正確に把握することができる。よって、色パラメータの信頼性を一層向上させることができる。 In the component mounting area of the bare board, the substrate surface is completely exposed, and elements such as wiring patterns and solder are not included. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to extract a substrate area without noise by using the bare board image, and to grasp the color of the substrate more accurately. Therefore, the reliability of the color parameter can be further improved.
<第6実施形態>
本発明の第6実施形態では、半田の種別に応じて、生成する検査ロジックを異ならせる方法について説明する。
<Sixth Embodiment>
In the sixth embodiment of the present invention, a method for changing inspection logic to be generated according to the type of solder will be described.
本実施形態のパラメータ設定装置2は、半田の種別を判断して処理を切り替える半田種別判断機能(不図示)を備える。それ以外の機能構成は第1実施形態のもの(図5)と同様である。 The parameter setting device 2 of the present embodiment includes a solder type determination function (not shown) that determines the type of solder and switches processing. The other functional configuration is the same as that of the first embodiment (FIG. 5).
図27のフローチャートに示すように、情報入力部から指示情報が入力されると、指示情報受付機能50は半田種別判断機能に指示情報を伝える(ステップS200;YES)。この指示情報には、半田の種別に関する半田種別情報が含まれている。
As shown in the flowchart of FIG. 27, when the instruction information is input from the information input unit, the instruction
半田種別判断機能は、半田種別情報に基づいて、処理対象となる基板が鉛フリー半田を用いているものか否かを判断する(ステップS340)。鉛フリー半田の場合、半田種別判断機能は上記第3〜第5実施形態のいずれかにおけるステップS202に処理を移行する(ステップS340;YES)。逆に、鉛フリー半田でない場合には、上記第1または第2実施形態におけるステップS202に処理を移行する(ステップS340;NO)。 Based on the solder type information, the solder type determining function determines whether or not the substrate to be processed uses lead-free solder (step S340). In the case of lead-free solder, the solder type determination function shifts the processing to step S202 in any of the third to fifth embodiments (step S340; YES). Conversely, if it is not lead-free solder, the process proceeds to step S202 in the first or second embodiment (step S340; NO).
そして、色パラメータとしきい値が算出されたら、検査ロジック生成機能59が、色パラメータ、特徴量の種類、しきい値、検査対象領域情報から検査ロジックを生成する。検査対象領域は、鉛フリー半田の場合は部品実装領域に、それ以外の場合は半田領域に設定される。
When the color parameter and the threshold value are calculated, the inspection
本実施形態の処理によれば、半田の種別に応じて適切な検査ロジックが生成される。よって、鉛半田の場合も鉛フリー半田の場合も高い精度で部品の欠落検査を行うことができる。 According to the processing of this embodiment, appropriate inspection logic is generated according to the type of solder. Therefore, in the case of lead solder and lead-free solder, it is possible to inspect the missing parts with high accuracy.
<変形例>
上述した第1〜第6の実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
<Modification>
The first to sixth embodiments described above are merely examples of the present invention. The scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
たとえば、上記実施形態では2次元の色ヒストグラム(色空間)を用いたが、多次元(色相、彩度、明度)の色ヒストグラムを用いてもよい。また、2次元色ヒストグラムについても、青の彩度軸ではなく、赤、緑、黄など他の色相の彩度軸を用いたり、彩度軸ではなく色相軸を用いたりしてもよい。色ヒストグラムの軸の選択は、基板検査装置で撮像された部品画像がもつ色彩パターンの傾向に合わせて決定すればよい。 For example, in the above embodiment, a two-dimensional color histogram (color space) is used, but a multi-dimensional (hue, saturation, brightness) color histogram may be used. Also for the two-dimensional color histogram, the saturation axis of other hues such as red, green, and yellow may be used instead of the blue saturation axis, or the hue axis may be used instead of the saturation axis. The selection of the axis of the color histogram may be determined according to the tendency of the color pattern of the component image captured by the board inspection apparatus.
また、色範囲は矩形に限らず、円形、多角形、自由曲線図形などを用いてもよい。さらに、色ヒストグラムが多次元の場合には、色範囲も多次元形状にするとよい。 Further, the color range is not limited to a rectangle, and a circle, a polygon, a free curve figure, or the like may be used. Furthermore, when the color histogram is multidimensional, the color range may be multidimensional.
また、上記実施形態では欠落検査を例に挙げて説明したが、本発明は、色パラメータ(色条件)によって領域抽出を行い、その抽出された領域のもつ何らかの特徴量を判定条件によって判定するものであれば、他の基板検査処理にも適用可能である。 In the above embodiment, the missing inspection has been described as an example. However, the present invention performs region extraction based on color parameters (color conditions), and determines some feature amount of the extracted region based on the determination condition. If so, the present invention can be applied to other substrate inspection processes.
また、上記実施形態では特徴量として面積を用いたが、良否判定に用いる特徴量としては他にも、面積比、長さ、最大幅、重心などを好ましく採用できる。面積比とは、ランドウィンドウ内で二値化された面積の占有率である。たとえばランド領域に対して部品がずれて半田付けされていると、半田領域の面積が大小するため、面積比が変化する。これを特徴量として捉えれば、部品ずれの検査に有効である。また、長さとは、白画素領域の縦方向や横方向の長さであり、最大長は、白画素領域の長さの中で最大の値である。また、重心とは、白画素領域の重心のランドウィンドウに対する相対位置である。 In the above embodiment, the area is used as the feature amount. However, as the feature amount used for the pass / fail judgment, an area ratio, a length, a maximum width, a center of gravity, and the like can be preferably used. The area ratio is the occupation ratio of the binarized area in the land window. For example, if a component is soldered with a deviation from the land area, the area of the solder area increases and the area ratio changes. If this is regarded as a feature amount, it is effective for inspection of component displacement. The length is the length in the vertical direction or the horizontal direction of the white pixel region, and the maximum length is the maximum value among the lengths of the white pixel region. The center of gravity is a relative position of the center of gravity of the white pixel region with respect to the land window.
良否を精度良く判定できるものであればどの特徴量を用いてもよく、精度向上のために複数種類の特徴量を組み合わせることも好ましい。また、パラメータ設定処理において複数種類の特徴量を抽出し、その中で良品と不良品とが最もよく分離されるものを特徴量として採用するといったことも可能である。なお、上記実施形態では判定条件(しきい値)の決定に面積ヒストグラム(面積値ヒストグラム)を用いたが、特徴量の種類が異なればそれに合わせた特徴量ヒストグラム(面積比ヒストグラム、長さヒストグラム、最大幅ヒストグラム、重心ヒストグラムなど)を用いることになる。例えば、面積値ヒストグラムの替わりに面積比ヒストグラムを用いれば、ランドウィンドウにおける色パラメータで二値化された画素の占有率によって良否判定を実行するので、部品がズレたり傾いたりしてランドウィンドウの大きさが小さくなったり大きくなったりした場合でも、ランドウィンドウの大きさに影響されない判定処理が可能となる。 Any feature amount may be used as long as it can accurately determine pass / fail, and it is also preferable to combine a plurality of types of feature amounts to improve accuracy. It is also possible to extract a plurality of types of feature amounts in the parameter setting process, and to adopt a feature amount that best separates non-defective products and defective products among them. In the above embodiment, an area histogram (area value histogram) is used to determine the determination condition (threshold value). However, if the type of feature amount is different, a feature amount histogram (area ratio histogram, length histogram, Maximum width histogram, centroid histogram, etc.). For example, if an area ratio histogram is used instead of the area value histogram, the pass / fail judgment is executed based on the pixel occupation rate binarized by the color parameter in the land window. Even when the size becomes smaller or larger, a determination process that is not affected by the size of the land window is possible.
また、上記第1〜第6実施形態の処理を適宜組み合わせることも好ましい。たとえば、第1実施形態の検査処理(良品を検出する処理)と第2実施形態の検査処理(不良品を検出する処理)とを組み合わせれば、判定精度が一層向上し、不良品の見逃しや過検出のほとんどない信頼性の高い欠落検査を行うことができる。また、第4実施形態と第5実施形態とを組み合わせ、除外画像として、良品画像の基板領域とベアボード画像の基板領域とを抽出することも好ましい。また、第2実施形態のように特徴量ヒストグラムの分離度に基づいて色範囲を探索する手法を、第3〜第6実施形態に適用してもよい。 It is also preferable to combine the processes of the first to sixth embodiments as appropriate. For example, by combining the inspection process of the first embodiment (a process for detecting a non-defective product) and the inspection process of the second embodiment (a process for detecting a defective product), the determination accuracy is further improved. A highly reliable missing inspection with almost no over-detection can be performed. It is also preferable to combine the fourth embodiment and the fifth embodiment and extract the non-defective image substrate region and the bare board image substrate region as the excluded images. Further, a method of searching for a color range based on the degree of separation of the feature amount histogram as in the second embodiment may be applied to the third to sixth embodiments.
1 基板検査装置
2 パラメータ設定装置
10 指示情報受付機能
11 基板搬入機能
12 CAD情報読込機能
13 ステージ操作機能
14 撮像機能
15 検査ロジック読込機能
16 検査機能
17 判定結果書込機能
18 基板搬出機能
20 基板
21 実装部品
22 Xステージ
23 Yステージ
24 投光部
25 撮像部
26 制御処理部
27 コンベヤ
28 赤色光源
29 緑色光源
30 青色光源
31 撮像コントローラ
32 記憶部
32a CAD情報記憶部
32b 判定結果記憶部
33 A/D変換部
34 画像処理部
35 検査ロジック記憶部
36 判定部
37 XYステージコントローラ
38 メモリ
39 制御部
40 入力部
41 表示部
42 プリンタ
50 指示情報受付機能
51 教師画像情報読込機能
52 画像取得機能
53 振分機能
54 マッピング機能
55 色範囲探索機能
56 二値化機能
57 特徴量ヒストグラム生成機能
58 しきい値決定機能
59 検査ロジック生成機能
60 検査ロジック書込機能
62 部品
63,65 ランド領域
70 ランドウィンドウ
71 部品本体ウィンドウ
72 実装ウィンドウ
73 周辺ウィンドウ
80 色範囲設定機能
81 分離度算出機能
DESCRIPTION OF
Claims (17)
情報処理装置が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得し、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求め、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する基板検査装置のパラメータ設定方法において、
前記情報処理装置は、部品の実装位置が正常な良品画像における半田領域を前記対象画像として取得し、部品の実装位置が正常でない不良品画像における半田領域を前記除外画像として取得する
基板検査装置のパラメータ設定方法。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is a method of automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Information processing device
Obtaining a plurality of target images obtained by imaging the parts to be detected by the inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging the parts to be excluded by the inspection;
Mapping the color of each pixel of the target image as a target point and the color of each pixel of the excluded image as an exclusion point, respectively, and mapping them to a color space,
A color range that divides the color space, and obtaining a color range that maximizes the difference between the number of target points included therein and the number of excluded points;
In the parameter setting method of the substrate inspection apparatus for setting the obtained color range as a color condition used in the substrate inspection,
The information processing apparatus acquires a solder region in a non-defective image with a normal component mounting position as the target image, and acquires a solder region in a defective product image with a non-normal component mounting position as the exclusion image. Parameter setting method.
情報処理装置が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得し、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲を設定し、前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色範囲を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、前記特徴量ヒストグラムにおける前記対象画像の度数分布と前記除外画像の度数分布の間の分離度を算出する色範囲探索処理を繰り返すことによって、分離度が最大となる色範囲を求め、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する
基板検査装置のパラメータ設定方法。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is a method of automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Information processing device
Obtaining a plurality of target images obtained by imaging the parts to be detected by the inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging the parts to be excluded by the inspection;
Mapping the color of each pixel of the target image as a target point and the color of each pixel of the excluded image as an exclusion point, respectively, and mapping them to a color space,
Set a color range that divides the color space, extract a pixel region that satisfies the color range from each of the target image and the excluded image, and create a feature amount histogram for the feature amount of the pixel region, By repeating the color range search process for calculating the degree of separation between the frequency distribution of the target image and the frequency distribution of the excluded image in the feature amount histogram, a color range that maximizes the degree of separation is obtained,
A parameter setting method for a substrate inspection apparatus, wherein the obtained color range is set as a color condition used in substrate inspection.
前記色範囲探索処理では、彩度の範囲を固定し、明度の範囲のみを変更して、分離度が最大となる色範囲を求める
請求項2記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 The color space is a multidimensional color space consisting of at least a saturation axis and a lightness axis for hues that are included in the target image and tend to be hardly included in the excluded image,
3. The parameter setting method for a substrate inspection apparatus according to claim 2, wherein in the color range search process, a saturation range is fixed and only a brightness range is changed to obtain a color range in which the degree of separation is maximized.
情報処理装置が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得し、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求め、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する基板検査装置のパラメータ設定方法において、
前記情報処理装置は、部品の実装位置が正常な良品画像における部品実装領域を前記対象画像として取得し、部品の実装位置が正常でない不良品画像における部品実装領域を前記除外画像として取得する
基板検査装置のパラメータ設定方法。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is a method of automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Information processing device
Obtaining a plurality of target images obtained by imaging the parts to be detected by the inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging the parts to be excluded by the inspection;
Mapping the color of each pixel of the target image as a target point and the color of each pixel of the excluded image as an exclusion point, respectively, and mapping them to a color space,
A color range that divides the color space, and obtaining a color range that maximizes the difference between the number of target points included therein and the number of excluded points;
In the parameter setting method of the substrate inspection apparatus for setting the obtained color range as a color condition used in the substrate inspection,
The information processing apparatus acquires a component mounting area in a non-defective image with a normal component mounting position as the target image, and acquires a component mounting area in a defective product image with a non-normal component mounting position as the exclusion image. Device parameter setting method.
情報処理装置が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得し、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求め、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する基板検査装置のパラメータ設定方法において、
前記情報処理装置は、
光を拡散反射する性質をもつ半田が用いられている場合には、部品の実装位置が正常な良品画像における部品実装領域を前記対象画像として取得するとともに、部品の実装位置が正常でない不良品画像における部品実装領域を前記除外画像として取得し、
それ以外の場合には、前記良品画像における半田領域を前記対象画像として取得するとともに、前記不良品画像における半田領域を前記除外画像として取得する
基板検査装置のパラメータ設定方法。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is a method of automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Information processing device
Obtaining a plurality of target images obtained by imaging the parts to be detected by the inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging the parts to be excluded by the inspection;
Mapping the color of each pixel of the target image as a target point and the color of each pixel of the excluded image as an exclusion point, respectively, and mapping them to a color space,
A color range that divides the color space, and obtaining a color range that maximizes the difference between the number of target points included therein and the number of excluded points;
In the parameter setting method of the substrate inspection apparatus for setting the obtained color range as a color condition used in the substrate inspection,
The information processing apparatus includes:
When solder having the property of diffusing and reflecting light is used, a component mounting area in a non-defective product image in which the component mounting position is normal is acquired as the target image, and a defective product image in which the component mounting position is not normal The component mounting area at is acquired as the exclusion image,
In other cases, the parameter setting method of the board inspection apparatus that acquires the solder area in the non-defective image as the target image and acquires the solder area in the defective image as the exclusion image.
請求項4または5記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 6. The parameter setting method for a board inspection apparatus according to claim 4, wherein the information processing apparatus acquires a board area around a part in the non-defective image in addition to a part mounting area in the defective product image as the exclusion image.
請求項4または5記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 6. The board inspection according to claim 4, wherein the information processing apparatus acquires, as the exclusion area, a board area in a bare board image obtained by imaging a bare board before component mounting in addition to a part mounting area in the defective product image. Device parameter setting method.
前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記対象画像の特徴量と前記除外画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出し、
算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定する
請求項1〜7のうちいずれか1項記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 The information processing apparatus is
Extracting a pixel region that satisfies the color condition from each of the target image and the excluded image, and creating a feature amount histogram for the feature amount of the pixel region,
Calculating a threshold for separating the feature amount of the target image and the feature amount of the excluded image based on the frequency distribution of the feature amount histogram;
The parameter setting method for a substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the calculated threshold value is set as a determination condition used in substrate inspection.
れた画像から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域のもつ特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられるパラメータを自動生成するための装置であって、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得する画像取得手段と、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングするマッピング手段と、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求める色範囲探索手段と、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する色条件設定手段と、を備え、
前記画像取得手段は、部品の実装位置が正常な良品画像における半田領域を前記対象画像として取得し、部品の実装位置が正常でない不良品画像における半田領域を前記除外画像として取得する
基板検査装置のパラメータ設定装置。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is an apparatus for automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Image acquisition means for acquiring a plurality of target images obtained by imaging components to be detected by inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging components to be excluded by inspection;
Mapping means for mapping the color of each pixel of the target image as a target point and mapping the color of each pixel of the exclusion image as a excluded point, respectively, in a color space;
Color range search means for obtaining a color range that divides the color space and that maximizes the difference between the number of target points included therein and the number of excluded points;
Color condition setting means for setting the obtained color range as a color condition used in substrate inspection,
The image acquisition means acquires a solder region in a non-defective product image with a normal component mounting position as the target image, and acquires a solder region in a defective product image with a non-normal component mounting position as the exclusion image. Parameter setting device.
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得する画像取得手段と、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングするマッピング手段と、
前記色空間を分割する色範囲を設定し、前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色範囲を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、前記特徴量ヒストグラムにおける前記対象画像の度数分布と前記除外画像の度数分布の間の分離度を算出する色範囲探索処理を繰り返すことによって、分離度が最大となる色範囲を求める色範囲探索手段と、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する色条件設定手段と、
を備える基板検査装置のパラメータ設定装置。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is an apparatus for automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Image acquisition means for acquiring a plurality of target images obtained by imaging components to be detected by inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging components to be excluded by inspection;
Mapping means for mapping the color of each pixel of the target image as a target point and mapping the color of each pixel of the exclusion image as a excluded point, respectively, in a color space;
Set a color range that divides the color space, extract a pixel region that satisfies the color range from each of the target image and the excluded image, and create a feature amount histogram for the feature amount of the pixel region, Color range search means for obtaining a color range that maximizes the degree of separation by repeating a color range search process for calculating the degree of separation between the frequency distribution of the target image and the frequency distribution of the excluded image in the feature amount histogram; ,
Color condition setting means for setting the obtained color range as a color condition used in substrate inspection;
A parameter setting device for a substrate inspection apparatus comprising:
前記色範囲探索処理では、彩度の範囲を固定し、明度の範囲のみを変更して、分離度が最大となる色範囲を求める
請求項10記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 The color space is a multidimensional color space consisting of at least a saturation axis and a lightness axis for hues that are included in the target image and tend to be hardly included in the excluded image,
11. The parameter setting device for a substrate inspection apparatus according to claim 10, wherein, in the color range search process, a saturation range is fixed and only a brightness range is changed to obtain a color range in which the degree of separation is maximized.
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得する画像取得手段と、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングするマッピング手段と、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求める色範囲探索手段と、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する色条件設定手段と
、を備え、
前記画像取得手段は、部品の実装位置が正常な良品画像における部品実装領域を前記対象画像として取得し、部品の実装位置が正常でない不良品画像における部品実装領域を前記除外画像として取得する
基板検査装置のパラメータ設定装置。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is an apparatus for automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Image acquisition means for acquiring a plurality of target images obtained by imaging components to be detected by inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging components to be excluded by inspection;
Mapping means for mapping the color of each pixel of the target image as a target point and mapping the color of each pixel of the exclusion image as a excluded point, respectively, in a color space;
Color range search means for obtaining a color range that divides the color space and that maximizes the difference between the number of target points included therein and the number of excluded points;
Color condition setting means for setting the obtained color range as a color condition used in substrate inspection,
The image acquisition means acquires a component mounting region in a non-defective image with a normal component mounting position as the target image, and acquires a component mounting region in a defective product image with a non-normal component mounting position as the exclusion image. Device parameter setting device.
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の対象画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の除外画像とを取得する画像取得手段と、
前記対象画像の各画素の色を対象点として、前記除外画像の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングするマッピング手段と、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求める色範囲探索手段と、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する色条件設定手段と、を備え、
前記画像取得手段は、
光を拡散反射する性質をもつ半田が用いられている場合には、部品の実装位置が正常な良品画像における部品実装領域を前記対象画像として取得するとともに、部品の実装位置が正常でない不良品画像における部品実装領域を前記除外画像として取得し、
それ以外の場合には、前記良品画像における半田領域を前記対象画像として取得するとともに、前記不良品画像における半田領域を前記除外画像として取得する
基板検査装置のパラメータ設定装置。 A region satisfying a predetermined color condition is extracted from an image obtained by irradiating a component mounted on the board with light of multiple colors at different angles of incidence and imaging the reflected light, and the features of the extracted region Is an apparatus for automatically generating parameters used in a board inspection apparatus that inspects the mounting state of the component depending on whether or not a predetermined determination condition is satisfied,
Image acquisition means for acquiring a plurality of target images obtained by imaging components to be detected by inspection and a plurality of exclusion images obtained by imaging components to be excluded by inspection;
Mapping means for mapping the color of each pixel of the target image as a target point and mapping the color of each pixel of the exclusion image as a excluded point, respectively, in a color space;
Color range search means for obtaining a color range that divides the color space and that maximizes the difference between the number of target points included therein and the number of excluded points;
Color condition setting means for setting the obtained color range as a color condition used in substrate inspection,
The image acquisition means includes
When solder having the property of diffusing and reflecting light is used, a component mounting area in a non-defective product image in which the component mounting position is normal is acquired as the target image, and a defective product image in which the component mounting position is not normal The component mounting area at is acquired as the exclusion image,
In other cases, the parameter setting device of the board inspection apparatus acquires the solder area in the non-defective product image as the target image and acquires the solder area in the defective product image as the exclusion image.
請求項12または13記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 14. The parameter setting device for a board inspection apparatus according to claim 12, wherein the image acquisition means acquires a board area around a part in the non-defective image in addition to a part mounting area in the defective product image as the exclusion image.
請求項12または13記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 14. The board inspection according to claim 12 or 13, wherein the image acquisition means acquires, as the exclusion area, a board area in a bare board image obtained by imaging a bare board before component mounting in addition to a part mounting area in the defective product image. Device parameter setting device.
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記対象画像の特徴量と前記除外画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出するしきい値決定手段と、
算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定する判定条件設定手段と、をさらに備える
請求項9〜15のうちいずれか1項記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 A feature amount histogram generating means for extracting a pixel region that satisfies the color condition from each of the target image and the excluded image and creating a feature amount histogram for a feature amount of the pixel region;
Threshold determination means for calculating a threshold for separating the feature amount of the target image and the feature amount of the excluded image based on the frequency distribution of the feature amount histogram;
16. The parameter setting device for a substrate inspection apparatus according to claim 9, further comprising determination condition setting means for setting the calculated threshold value as a determination condition used in substrate inspection.
基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射する投光手段と、
その反射光を撮像して得られた画像から、前記色条件を満たす領域を抽出する領域抽出手段と、
抽出された領域のもつ特徴量が、前記判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を
検査する検査手段と、
を備える基板検査装置。 A storage unit for storing color conditions and determination conditions set by the parameter setting device according to claim 16;
A light projecting means for irradiating light of a plurality of colors at different incident angles on a mounting component on the substrate;
A region extracting means for extracting a region that satisfies the color condition from an image obtained by imaging the reflected light;
An inspection means for inspecting the mounting state of the component based on whether or not the feature value of the extracted region satisfies the determination condition;
A board inspection apparatus comprising:
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