JP2008216228A - 表面状態検査方法および基板検査方法、ならびにこれらの方法を用いた検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板Sの上方に、9種類の色彩光を、それぞれ入射角度αが異なる方向から基板Sに照射する照明装置2を配備し、光軸を鉛直方向に沿って配備したカメラ1により基板Sを撮像する。ティーチング時には、基板上の部品種毎に、フィレットの正しい傾斜角度を求め、さらに基板上の各部品について、9種類の色彩光の中から、フィレットに照射されたときの正反射光がカメラ1に入射するものを特定し、その特定された色彩光に対応する色彩を抽出色として検査のために登録する。
【選択図】図1
Description
α=180°−β−(2×θ) ・・・(1)
また照明装置としては、各照明光の波長範囲が完全に切り分けられるもの(すなわち各照明光の色彩の違いを明確に視認できるもの)を使用するのが望ましい。ただし、これに限らず、入射角度の変化の方向に沿って波長が連続して変化する光を照射する構成の照明装置を使用し、その光出射面を、色彩の違いの視認が可能な4以上の範囲毎に区切り、各範囲からの光に対応する色彩を抽出色としてもよい。
この方法では、波長範囲が異なる光を4種類以上出射可能な照明装置を使用するとともに、検査対象の基板に搭載される部品の種毎に、フィレットの正しい傾斜角度をあらかじめ取得する。そして、撮像装置の撮像対象領域に含まれる検査対象の部品毎に、その部品に対応する部品種につき取得した正しい傾斜角度と、撮像対象領域に対する当該部品の相対位置とに基づき、照明装置から出射される複数種の光の中から、フィレットの表面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射するものを特定し、その特定された光に対応する色彩を検査のために抽出する。
この基板検査装置は、はんだ付け処理後のプリント基板Sを対象に、フィレットの表面状態などを検査するためのもので、基板Sの上方には、2次元カラーカメラ1(以下、単に「カメラ1」という。)とドーム型の照明装置2(この図では、光出射部20のみを示す。)とが配備される。
なお、「青み緑」は青緑よりも緑に近い色であり、「緑み青」は青緑よりも青に近い色である。
この実施例では、照射角度αが17度から80度までの範囲になるようにLEDランプを配置し、角度αが7度変化する毎に、各LEDランプ内のR,G,Bの各発光素子のパワー配分を変更することによって、各色彩光の点灯領域を設定する。
この基板検査装置には、前出のカメラ1および照明装置2のほか、Xステージ部3、Yステージ部4、制御処理装置5などが含まれる。また図示はしていないが、検査対象の基板Sを支持するために、基板支持テーブルが設けられる。
さらにこの実施例では、基板上の各フィレットについて、それぞれそのフィレットの撮像対象領域Rに対する相対位置と、当該フィレットがとるべき正しい傾斜角度とに応じて、抽出色を設定することにより、検査すべき部位の抽出精度を確保するようにしている。
照明装置2からの各種色彩光は、各フィレットf1,f2上で正反射するが、これらのうち、カメラ1に入射した正反射光によって、画像中のフィレットの色彩が決まる。
一方、フィレットf1よりも距離xだけ外側にずれて位置するフィレットf2からは、青緑、青み緑、緑、黄緑の各色彩光に対する正反射光がカメラ1に入射する。したがって、画像中のフィレットf2について、フィレットf1と同じ範囲を抽出するには、青緑、青み緑、緑、黄緑の4色を抽出色に設定する必要がある。
この図5は、カメラ1および照明装置2と検査対象の部品7との関係を示すもので、図5の(A)は各構成を上方から見た状態を、(B)は真横方向から見た状態を、それぞれ示す。なお、この図5では、図示の便宜上、部品7およびフィレット71を誇張して描いているため、撮像対象領域Rの記載は省略する。
Y=y ・・・(b)
Z=(X+x)×tanα ・・・(c)
α=180°−β−(2×θ) ・・・(1)
β=tan−1(d/x) ・・・(e)
よって、上記X,Zの算出結果と(2)式に基づき求めた座標Yとによって、点Qの位置を特定することができるから、この特定された点Qから出射される色彩光を、フィレットからカメラ1に入射する正反射光に対応する光として特定することができる。
なお、照明光の出射位置(X,Y,Z)を求めるのに代えて、(e)式および(1)式により求めた角度αを、図2に示したテーブルと照合することにより、フィレット71からカメラ1に入射する正反射光に対応する照明光の方向を特定してもよい。
最初のST1では、処理対象の部品種を選択するとともに、良品基板上で当該部品種に属する部品の中のいずれかを代表部品として選択する。ST2では、選択した代表部品をカメラ1の視野の中央部に位置合わせして撮像を行う。
なお、抽出色は1色でも良いが、抽出された部位の大きさに応じて複数色を指定することもできる。
θ=(90°−α)/2 ・・・(f)
なお、この(f)式は角度βが90°のときの(1)式を変形したものである。
なお、抽出色が複数設定されている場合には、座標および傾斜角度の特定は、抽出色毎に実行される。また、座標の特定処理は、抽出色毎に設定された代表点に対して行えば良いが、代表点は複数設定することもできる。
ST10では、着目中の部品について、基板のCADデータから部品種や実装位置などを読み出す。さらにST11では、読み出された部品種について、メモリの作業領域から検査領域の設定データ、抽出対象部位の座標および傾斜角度を読み出す。
この処理は、検査対象の基板Sが基板支持テーブルに搬入されたことに応じて開始される。最初のステップであるST21では、Xステージ部3およびYステージ部4の動作を制御して、登録された撮像対象領域Rにカメラ1を位置合わせし、ST22において撮像を行う。
2 照明装置
5 制御処理装置
50 制御部
f1,f2,71 フィレット
R 撮像対象領域
S 基板
Claims (6)
- カラー画像用の撮像装置を、その撮像対象領域内に検査対象物が含まれるように配置するとともに、入射角度が異なる複数の方向からそれぞれ波長範囲が異なる光を照射する照明装置により前記撮像対象領域を照明し、この照明下で撮像装置により生成されたカラー画像から1以上の色彩を抽出して、その抽出結果に基づき前記検査対象物の表面状態を検査する方法において、
前記波長範囲が異なる光を4種類以上出射可能な照明装置を使用するとともに、前記検査対象物の被検査面の正しい傾斜角度をあらかじめ取得しておき、
前記取得した傾斜角度と撮像対象領域に対する検査対象物の相対位置とに基づき、前記照明装置から出射される複数種の光の中から、前記被検査面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射するものを特定し、その特定された光に対応する色彩を前記検査のために抽出する、
ことを特徴とする表面状態検査方法。 - 前記被検査面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射する光を特定する処理では、前記撮像対象領域に対する検査対象物の相対位置に基づき、被検査面に対する撮像装置の方向を表す角度を求め、この角度と被検査面の正しい傾斜角度とを用いて、被検査面から撮像装置に入射する正反射光に対応する照明光の方向または出射位置を特定する、請求項1に記載された表面状態検査方法。
- はんだ付け後のプリント基板を検査対象として、カラー画像用の撮像装置を、その撮像対象領域内に前記基板の所定範囲が含まれるように配置するとともに、入射角度が異なる複数の方向からそれぞれ波長範囲が異なる光を照射する照明装置により前記撮像対象領域を照明し、この照明下で撮像装置により生成されたカラー画像から1以上の色彩を抽出して、その抽出結果に基づき前記撮像対象領域に含まれるはんだフィレットの表面状態を検査する方法において、
前記波長範囲が異なる光を4種類以上出射可能な照明装置を使用するとともに、検査対象の基板に搭載される部品の種毎に、はんだフィレットの正しい傾斜角度をあらかじめ取得しておき、
前記撮像対象領域に含まれる検査対象の部品毎に、その部品に対応する部品種につき取得した正しい傾斜角度と、撮像対象領域に対する当該部品の相対位置とに基づき、前記照明装置から出射される複数種の光の中から、はんだフィレットの表面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射するものを特定し、その特定された光に対応する色彩を前記検査のために抽出する、
ことを特徴とする基板検査方法。 - 前記撮像装置を、その光軸が基板の部品実装面に直交するように配備するとともに、前記照明装置として、前記波長範囲が異なる4種類以上の光を撮像対象領域内に照射する構成のものを使用し、
前記被検査面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射する光を特定する処理では、前記撮像対象領域に対する検査対象の部品の相対位置に基づき、はんだフィレットの表面から見た撮像装置の方向を表す角度を求め、この角度とはんだフィレットの正しい傾斜角度とを用いて、はんだフィレットから撮像装置に入射する正反射光に対応する照明光の方向または出射位置を特定する、請求項3に記載された基板検査方法。 - 検査対象物を撮像対象領域に含むように配置されるカラー画像用の撮像装置と、この撮像装置の撮像対象領域に対し、入射角度が異なる複数の方向からそれぞれ波長範囲が異なる光を照射する照明装置と、前記照明装置による照明下で撮像装置に撮像を行わせ、生成されたカラー画像から1以上の色彩を抽出して、その抽出結果に基づき前記検査対象物の表面状態を検査する制御処理装置とを具備し、
前記照明装置は、前記波長範囲が異なる光を4種類以上出射可能に構成されており、
前記制御処理装置には、前記検査対象物の被検査面の正しい傾斜角度を登録するためのメモリが含まれており、このメモリに登録された正しい傾斜角度と撮像対象領域に対する検査対象物の相対位置とに基づき、前記照明装置から出射される複数種の光の中から、前記被検査面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射するものを特定し、特定された光に対応する色彩を前記検査のために抽出する、
ことを特徴とする表面状態検査装置。 - はんだ付け後のプリント基板の所定範囲を撮像対象領域内に含むように配置されるカラー画像用の撮像装置と、この撮像装置の撮像対象領域に対し、入射角度が異なる複数の方向からそれぞれ波長範囲が異なる光を照射する照明装置と、前記照明装置による照明下で撮像装置に撮像を行わせ、生成されたカラー画像から1以上の色彩を抽出して、その抽出結果に基づき前記撮像対象領域に含まれるはんだフィレットの表面状態を検査する制御処理装置とを具備し、
前記照明装置は、前記波長範囲が異なる光を4種類以上出射可能に構成されており、
前記制御処理装置には、検査対象の基板に搭載される部品の種毎に、はんだフィレットの正しい傾斜角度を登録するためのメモリが含まれており、前記撮像対象領域に含まれる検査対象の部品毎に、その部品に対応する部品種につきメモリに登録された正しい傾斜角度と、撮像対象領域に対する当該部品の相対位置とに基づき、前記照明装置から出射される複数種の光の中から、はんだフィレットの表面に照射されたときの正反射光が撮像装置に入射するものを特定し、その特定された光に対応する色彩を前記検査のために抽出する、ことを特徴とする基板検査装置。
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