JP2006292725A - 基板検査装置並びにその検査ロジック設定方法および検査ロジック設定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】情報処理装置が、新たな部品の検査ロジックを生成する際に、前記新たな部品の撮像画像を取得し、前記新たな部品の撮像画像から、着目領域の色分布の傾向を表す色分布傾向データを算出し、複数種類の過去の部品のそれぞれについて色分布傾向データを取得し、前記新たな部品に関する色分布傾向データと前記過去の部品に関する色分布傾向データとを比較することにより、色分布傾向が類似する過去の部品を選び出し、選び出された過去の部品の撮像画像を記憶装置から読み出し、前記新たな部品の撮像画像と前記過去の部品の撮像画像とを教師データとして、前記新たな部品の検査ロジックを生成する。
【選択図】図7
Description
り分けるための判定条件などを設定しておく必要がある。この色条件および判定条件が検査ロジックのパラメータとなる。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。
いし、不良のバリエーションも無数にあるため、全ての不良を網羅する十分な数のサンプルを揃えるのは不可能である。
(同定処理)が複雑になる可能性があるので、色特徴量の数は1〜3程度が好ましい。例えば、青色の強度のみの1次元色空間、青色の強度と明度の2次元色空間、明度・色相・彩度や赤・緑・青のような3次元色空間などを用いることができる。
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。
基板検査装置1は、カラー光を基板に照射してそれを撮影し、撮影された画像を用いて基板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。
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。
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、フィレット検査を説明する。フィレット検査とは、半田フィレットの形状が良好か否かを判定する処理である。
。検査ロジックには、領域条件、色条件および判定条件が含まれる。
検査ロジック設定装置2は、図1に示すように、CPU、メモリ、ハードディスクなどの記憶装置、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。
図6は、教師データ作成部の機能構成を示すブロック図である。教師データ作成部は、指示情報受付機能50、画像取得機能51、色分布傾向算出機能52、類似部品選択機能53、教師データ生成機能54を有する。これらの機能は、メモリもしくは記憶装置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。
挙げる。つまり、数少ないサンプル画像から十分な数の教師データを作成する手順について説明する。
施形態では、図9(b)に示すように、色ヒストグラムを加工(丸め処理)して色分布の傾向をより単純化・形式化したものを、色分布傾向データとして用いる。
上できるという利点もある。さらに、上記色分布傾向データは、色ヒストグラムに比べてデータサイズが極めて小さいという利点もある。例えば、1つのブロックは、良点のヒットチェック判定ブロック(網伏せに白丸で図示)、良点のマスクブロック(黒丸で図示)、不良点のヒットチェック判定ブロック(網伏せに白三角で図示)、不良点のマスクブロック(黒三角で図示)、設定無しの5つのステイタスを取ればよいので、各ステイタスに1ビット割り当てたとしても1つのブロックを5ビットで表すことができる。
(MB1∩MB2)⊇HB1
(MB1∩MB2)⊇HB2
がともに真ならば、部品P1と過去の部品P2とが類似すると判定し、上記式のいずれか一方でも偽ならば、部品P1、P2は非類似であると判定する。ただし、記号「∩」は、2つの集合の積を表し、記号「⊇」は右側の集合が左側の集合の部分集合であることを表している。
ブロック数
図13は、検査ロジック作成部の機能構成を示すブロック図である。検査ロジック作成部は、指示情報受付機能60、教師画像情報読込機能61、画像取得機能62、振分機能63、度数算出機能64、色範囲探索機能65、二値化機能66、特徴量ヒストグラム生成機能67、しきい値決定機能68、検査ロジック生成機能69、検査ロジック書込機能70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。
与された検査領域を抽出する(ステップS403)。画像取得機能62は、図16に示すように、ランドウィンドウ85と部品本体ウィンドウ86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85と部品本体ウィンドウ86の相対位置をずらしたりしながら、各ウィンドウ85,86を画像中のランド領域81,83,84および部品80,82に合わせ込む。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が特定される。本実施形態では、着目領域として、ランドウィンドウ85から部品本体ウィンドウ86との重なり部分を除いた部分を抽出する(図16の斜線部分参照)。なお、部品P1とP2の形状、大きさ等が異なる場合には、それぞれの部品種に応じてテンプレートが用意される。
置1の検査ロジック記憶部35に書き込む(ステップS411)。
上記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。
すなわち、色条件に採用する色パラメータは撮像された画像中の検査領域のもつ色彩パターンの傾向に合わせて適宜選択することができる。また、色パラメータを予め決定しておくのではなく、1または複数の色特徴量から構成される色特徴量候補を複数用意しておき、それぞれの色特徴量候補について上述した度数分布の算出処理および色条件算出処理を行い、その中から最適な色特徴量をいろ条件として採用することも好ましい。このとき、各色特徴量候補の度数分布について、対象点と除外点の分離度(本実施形態では、最大となる度数合計値Eが分離度に相当する。)を求め、互いの分離度を比較することによって、採用する色特徴量候補を決定すればよい。例えば、分離度が最大となる一つの色特徴量候補を選択してもよいし、分離度の大きい順に複数の色特徴量候補を選択してもよい。また、色範囲を探索する手法としては、上述した手法のほか、判別分析、SVM(Support Vector Machine)などの公知の手法を用いることができる。色範囲の形状は、矩形に限らず、円形、多角形、自由曲線図形などでもよい。さらに、3つ以上のパラメータを用いる場合も同様に、各パラメータについての最大値・最小値を求めてその組み合わせを色範囲としてもよいし、2つ以上のパラメータの組み合わせについての色範囲表現(例えば、3次元空間内で球形を表す範囲など)としてもよい。
2 検査ロジック設定装置
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 画像取得機能
52 色分布傾向算出機能
53 類似部品選択機能
54 教師データ生成機能
55 色分布傾向DB
56 部品画像DB
57 教師画像情報DB
60 指示情報受付機能
61 教師画像情報読込機能
62 画像取得機能
63 振分機能
64 度数算出機能
65 色範囲探索機能
66 二値化機能
67 特徴量ヒストグラム生成機能
68 しきい値決定機能
69 検査ロジック生成機能
70 検査ロジック書込機能
72 ランド領域
73 検査領域
80,82 部品
81,83,84 ランド領域
85 ランドウィンドウ
86 部品本体ウィンドウ
Claims (20)
- 基板実装部品の撮像画像における着目領域の色を調べることによって前記部品の実装状態の良否を判定する基板検査装置で用いられる検査ロジックを生成する方法であって、
情報処理装置が、新たな部品の検査ロジックを生成する際に、
前記新たな部品の撮像画像を取得し、
前記新たな部品の撮像画像から、着目領域の色分布の傾向を表す色分布傾向データを算出し、
複数種類の過去の部品のそれぞれについて色分布傾向データを取得し、
前記新たな部品に関する色分布傾向データと前記過去の部品に関する色分布傾向データとを比較することにより、色分布傾向が類似する過去の部品を選び出し、
前記過去の部品の撮像画像を記憶する記憶装置から、前記選び出された過去の部品の撮像画像を読み出し、
前記新たな部品の撮像画像と前記読み出された過去の部品の撮像画像とを教師データとして、前記新たな部品の検査ロジックを生成する基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記新たな部品の撮像画像は、良品のみもしくは不良品のみ、または良品と不良品の両方の画像から構成され、
前記過去の部品の撮像画像は、良品と不良品の両方の画像から構成される請求項1記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記記憶装置に部品の種類も登録しておき、
情報処理装置は、前記新たな部品と種類の共通する過去の部品の中から、色分布傾向が類似するものを選び出す請求項1または2記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 色分布傾向データは、着目領域の画素から得られる色特徴量の値の色空間上の分布に基づいて算出される請求項1、2または3記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 色分布傾向データは、着目領域の画素から得られる色特徴量の値の分布を、前記色空間を区画するブロックの組み合わせによって表現するデータである請求項4記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 前記色分布傾向データの算出に用いられる色特徴量の種類は、良品における着目領域の画素から得られる色特徴量の値の分布と、不良品における着目領域の画素から得られる色特徴量の値の分布との間に差異がでるように選ばれた色特徴量である請求項4または5に記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 情報処理装置が、
前記教師データのうち良品における着目領域の各画素を対象点、前記教師データのうち不良品における着目領域の各画素を除外点として、1または複数の色特徴量について、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求め、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求め、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を、検査対象部品の撮像画像における着目領域から特定の色領域を抽出するための色条件として設定する請求項1〜6のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
前記教師データのうち良品における着目領域および不良品における着目領域のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出し、
1または複数の特徴量について、前記複数の画素領域それぞれの特徴量の値の度数分布を求め、
前記1または複数の特徴量の値の度数分布に基づいて、良品の特徴量の値と不良品の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求め、
前記1または複数の特徴量の種類および値の範囲を、検査対象部品の実装状態の良否を判定するための判定条件として設定する請求項7記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 基板実装部品の撮像画像における着目領域の色を調べることによって前記部品の実装状態の良否を判定する基板検査装置で用いられる検査ロジックを生成するための装置であって、
新たな部品の検査ロジックを生成する際に、前記新たな部品の撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記新たな部品の撮像画像から、着目領域の色分布の傾向を表す色分布傾向データを算出する色分布傾向算出手段と、
複数種類の過去の部品のそれぞれについて色分布傾向データを取得し、前記新たな部品に関する色分布傾向データと前記過去の部品に関する色分布傾向データとを比較することにより、色分布傾向が類似する過去の部品を選び出す類似部品選択手段と、
前記過去の部品の撮像画像を記憶する記憶装置から、前記選び出された過去の部品の撮像画像を読み出して、前記新たな部品の撮像画像と前記読み出された過去の部品の撮像画像とから教師データを生成する教師データ生成手段と、
前記教師データから前記新たな部品の検査ロジックを生成する検査ロジック生成手段と、を備える基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記新たな部品の撮像画像は、良品のみもしくは不良品のみ、または良品と不良品の両方の画像から構成され、
前記過去の部品の撮像画像は、良品と不良品の両方の画像から構成される請求項9記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記記憶装置には部品の種類も登録されており、
前記類似部品選択手段は、前記新たな部品と種類の共通する過去の部品の中から、色分布傾向が類似するものを選び出す請求項9または10記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 色分布傾向データは、着目領域の画素から得られる色特徴量の値の色空間上の分布に基づいて算出される請求項9、10または11記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 色分布傾向データは、着目領域の画素から得られる色特徴量の値の分布を、前記色空間を区画するブロックの組み合わせによって表現するデータである請求項12記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 前記色分布傾向データの算出に用いられる色特徴量の種類は、良品における着目領域の画素から得られる色特徴量の値の分布と、不良品における着目領域の画素から得られる色特徴量の値の分布との間に差異がでるように選ばれた色特徴量である請求項12または13に記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 前記検査ロジック生成手段は、
前記教師データのうち良品における着目領域の各画素を対象点、前記教師データのうち不良品における着目領域の各画素を除外点として、1または複数の色特徴量について、前
記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求める手段と、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求める手段と、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を、検査対象部品の撮像画像における着目領域から特定の色領域を抽出するための色条件として設定する手段と、を備える請求項9〜14のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記検査ロジック生成手段は、
前記教師データのうち良品における着目領域および不良品における着目領域のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出する手段と、
1または複数の特徴量について、前記複数の画素領域それぞれの特徴量の値の度数分布を求める手段と、
前記1または複数の特徴量の値の度数分布に基づいて、良品の特徴量の値と不良品の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求める手段と、
前記1または複数の特徴量の種類および値の範囲を、検査対象部品の実装状態の良否を判定するための判定条件として設定する手段と、をさらに備える請求項15記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 基板実装部品の撮像画像における着目領域の色を調べることによって前記部品の実装状態の良否を判定する基板検査装置で用いられる検査ロジックを生成するプログラムであって、
新たな部品の撮像画像を取得する処理と、
前記新たな部品の撮像画像から、着目領域の色分布の傾向を表す色分布傾向データを算出する処理と、
複数種類の過去の部品のそれぞれについて色分布傾向データを取得する処理と、
前記新たな部品に関する色分布傾向データと前記過去の部品に関する色分布傾向データとを比較することにより、色分布傾向が類似する過去の部品を選び出す処理と、
前記過去の部品の撮像画像を記憶する記憶装置から、前記選び出された過去の部品の撮像画像を読み出す処理と、
前記新たな部品の撮像画像と前記読み出された過去の部品の撮像画像とを教師データとして、前記新たな部品の検査ロジックを生成する処理と、
を情報処理装置に実行させるためのプログラム。 - 前記新たな部品の撮像画像は、良品のみもしくは不良品のみ、または良品と不良品の両方の画像から構成され、
前記過去の部品の撮像画像は、良品と不良品の両方の画像から構成される請求項17記載のプログラム。 - 請求項17または18記載のプログラムを記憶する記憶媒体。
- 請求項15記載の検査ロジック設定装置により設定された色条件および判定条件を記憶する記憶部と、
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の着目領域から、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の良否を判定する検査手段と、を備える基板検査装置。
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