JP2009036710A

JP2009036710A - 検査装置

Info

Publication number: JP2009036710A
Application number: JP2007203000A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Ogawa; 文弘小川; Shinya Matsuda; 晋也松田; Akihisa Kato; 秋久加藤
Original assignee: Daiichi Jitsugyo Viswill Co Ltd
Current assignee: Daiichi Jitsugyo Viswill Co Ltd
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: TW200907329A; TWI442044B; JP4493048B2

Abstract

【課題】検査対象物の良否の判定を効率よく、しかも高精度にて行える検査装置を提供する。
【解決手段】搬送手段にて搬送されてきた検査対象物に検査用光を照射する照射部２と、照射部２の検査用光が照射された検査対象物の画像を取り込むための画像取込部３と、画像取込部３にて取り込んだ画像に基づいて検査対象物の良否を判定する判定処理部４とを備え、照射部２が、青色の光を照射する青色照射手段５と、赤色の光を照射する赤色照射手段６とを備え、画像取込部３が、色の異なる２種類の照射手段にて照射されている検査対象物のカラー画像を取り込むためのカラー画像取込部から構成し、青色照射手段５からの検査用光が検査対象物の外観表面を照射し、かつ、赤色照射手段６からの検査用光が検査対象物の内部に入り込むように、青色照射手段５及び赤色照射手段６を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送手段にて搬送されてくる多数のチップ型コンデンサやチップ型発光ダイオード等の主として電子部品からなる検査対象物の外観及び内部の検査を順次行うための検査装置に関する。

上記検査装置としては、例えばベルトコンベアなどの搬送装置により搬送されてくるチップ型コンデンサの上端面に青色の光を上方から照射し、該チップ型コンデンサの横側面に赤色の光を横側方から前記青色光と同時に照射するように照射部を配置し、その照射部の真上に配置したモノクロカメラにて２種類の色の光が照射されているチップ型コンデンサを１枚の画像として取り込み、その取り込んだ画像を制御部にて処理することによりチップ型コンデンサの良否を判定するようにしている。

前記構成では１台のモノクロカメラで２種類の色の光が照射されたチップ型コンデンサを１枚の画像として取り込むことができるため、それぞれの色が照射された２枚の画像を取り込む場合に比べて、取込時間の短縮化を図ることができる利点がある。

ところで、２種類の色の光を照射しているのは、チップ型コンデンサの外観表面に発生するキズやクラック（割れ目）あるいは欠け等の画像上での特徴を青色光にて強調し、チップ型コンデンサの内部クラックや電極の浮き上がり等の画像上での特徴を赤色光にて強調するためである。
しかし、２種類の色を同時に照射している状態で、モノクロカメラにより撮像した場合に、一方の色で強調された欠陥の画像上の特徴が、他方の色により弱められてしまう場合があり、不良欠陥を検出できない場合があった。

そこで、搬送手段にて搬送されてくる検査対象物の画像を取り込むモノクロＣＣＤカメラと、このカメラの光軸に対して青色発光ダイオードの光軸及び赤色発光ダイオードの光軸を傾けた状態、具体的には青色発光ダイオードの光軸とカメラの光軸との傾斜角度が赤色発光ダイオードの光軸とカメラの光軸との傾斜角度よりも小さくなるように、２種類の発光ダイオードを配置し、検査対象物がカメラの撮像領域内の所定位置に搬送されてきたときに、例えば青色発光ダイオードを点灯させて検査対象物を撮像してから、該青色発光ダイオードを消灯させるとともに赤色発光ダイオードを点灯させて前記検査対象物を再度撮像し、それら色毎に撮像された２枚の撮像された画像にて検査対象物の良否を判定することにより、前述の不都合を解消できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−６４８０１号公報（図１〜図３参照）

上記特許文献１の構成では、２種類の色にてそれぞれ照射される検査対象物の画像を２回取り込まなければならないため、１回で取り込む場合に比べて取込時間が多くかかるものであり、効率よく検査を行うことができないものであった。
又、検査対象物が搬送されていることから、画像を２回取り込む場合、その２回の取込時の検査対象物の位置が異なってしまう結果、対象物の撮像方向が異なる画像になってしまい、減算など２枚の画像間で演算処理を行うのに適した画像が得られなかった。

本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、検査対象物の良否の判定を効率よく、しかも高精度にて行える検査装置を提供することを課題とする。

本発明の検査装置は、前述の課題解決のために、搬送手段にて搬送されてきた電子部品等の検査対象物に検査用光を照射する照射部と、該照射部の検査用光が照射された検査対象物の画像を取り込むための画像取込部と、画像取込部にて取り込んだ画像に基づいて検査対象物の良否を判定する判定処理部とを備えた検査装置であって、前記照射部が、青色の光を照射する青色照射手段と、赤色の光を照射する赤色照射手段とを備え、前記画像取込部が、前記色の異なる２種類の照射手段にて照射されている前記検査対象物のカラー画像を取り込むためのカラー画像取込部から構成し、前記青色照射手段からの検査用光が検査対象物の外観表面を照射し、かつ、前記赤色照射手段からの検査用光が検査対象物の内部に入り込むように、該青色照射手段及び赤色照射手段を配置したことを特徴としている。
上記のようにカラー画像取込部から画像取込部を構成することにより、色の異なる２種類の照射手段にて照射されている前記検査対象物のカラー画像を１回で取り込むことができる。そして、取り込まれた２種類のカラー画像は、色毎に分けて２枚の画像にすることができ、検査手段により、青色照射手段にて照射された検査対象物の画像に基づいて該検査対象物の表層面の検査を行うとともに、前記赤色照射手段にて照射された検査対象物の画像に基づいて該検査対象物の内層部の検査を行うことができる。ここでいう表層面とは、カメラ側から見たときの検査対象物の撮像対象表面を示し、内層部とは照射した光が検査対象物の内部で拡散され、その拡散光がカメラ側で撮像できる表層面からのある一定深さの領域を示し、表面に近い層状の領域を指すことになる。

前記青色照射手段及び赤色照射手段のうちの少なくとも赤色照射手段を、それの照射軸が検査対象物に向ける前記カラー画像取込部の光軸に対して傾くように配置し、該赤色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度を前記青色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも大きくしてもよい。

前記青色照射手段及び赤色照射手段に加えて、緑色の光を照射する緑色照射手段を備え、該緑色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度を、前記赤色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも小さく、かつ、前記青色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも大きく設定してもよい。

前記青色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度が０度から３０度であり、前記緑色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度が３０度から６０度であり、前記赤色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度が５０度から９０度であってもよい。

前記青色照射手段、前記緑色照射手段、前記赤色照射手段のそれぞれが、多数の発光ダイオードからなり、上端中心部に前記カラー画像取込部の画像取込用の開口を備えた上端側ほど内側に位置する湾曲面を備えた支持部材の湾曲面に、それの下側から順に前記赤色照射手段の発光ダイオード、前記緑色照射手段のダイオード、前記青色照射手段のダイオードが位置し、かつ、前記カラー画像取込部の光軸に対して円環状に並ぶように、該ダイオードを配置してもよい。

画像取込部をカラー画像取込部から構成することによって、色の異なる２種類の照射手段にて照射されている前記検査対象物のカラー画像を１回で取り込むことができるから、２回取り込む場合に比べて、取込時間を短縮することができ、表層面の検査と内層部の検査とを搬送速度を遅くすることなく、効率よく行うことができる。しかも、色毎に分けた画像は、同一の位置にある検査対象物を撮像したものであることから、色毎の画像はその撮像方向が同一であり、減算など２枚の画像間で演算を行うのに適した画像を得ることができる。その結果、欠陥の特徴のみを強調することができ、精度のよい検査を行うことができる。

前記青色照射手段及び赤色照射手段のうちの少なくとも赤色照射手段を、それの照射軸が検査対象物に向ける前記カラー画像取込部の光軸に対して傾くように配置し、該赤色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度を前記青色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも大きく設定するだけで、検査対象物に最適な状態で照射することができ、検査を精度良く行うことができる。

前記青色照射手段及び赤色照射手段に加えて、緑色の光を照射する緑色照射手段を備えることによって、検査対象物の外形ラインをシャープに撮像することができるから、２種類の色では見つけられなかった検査対象物の外周縁（特に角など）のクラック（割れ目）や欠けを有効に検出することができる。又、緑色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度を、前記赤色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも小さく、かつ、前記青色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも大きく設定するだけで、検査対象物に最適な状態で照射することができ、検査を精度良く行うことができる。

前記青色照射手段、前記緑色照射手段、前記赤色照射手段のそれぞれを、多数の発光ダイオードから構成することによって、照射手段の小型化を図れるだけでなく、玉切れ等のない耐久面及び消費電力の面のいずれにおいても有利になる。又、上端中心部に前記カラー画像取込部の画像取込用の開口を備えた上端側ほど内側に位置する湾曲面を備えた支持部材の内面に、それの下側から順に前記赤色照射手段の発光ダイオード、前記緑色照射手段のダイオード、前記青色照射手段のダイオードが位置し、かつ、前記カラー画像取込部の光軸に対して円環状に並ぶように、該ダイオードを配置することによって、各発光ダイオードの角度を支持部材の湾曲面に合わせることができ、製造面において有利になる。

図１及び図２に、本発明の検査装置を示している。この検査装置は、例えば検査対象物の一例であるチップ型コンデンサＣを矢印方向に搬送する搬送手段としてのベルトコンベア１と、このベルトコンベア１により搬送されてきたチップ型コンデンサＣに上方から照射する照射部２と、該照射部２の検査用光が照射された検査対象物の画像を取り込むための画像取込部としてのカラーＣＣＤカメラ３（カラー画像取込部）と、このカラーＣＣＤカメラ３にて取り込んだ画像に基づいてチップ型コンデンサＣの良否を判定する判定処理部４とを備えている。前記検査対象物としては、チップ型コンデンサＣの他、チップ型発光ダイオードやチップ型インダクタの誘電体や内部電極を備えた電子部品を検査することができるが、表層面の検査と内層部の検査の必要なものであれば、電子部品以外のものであってもよい。前記判定処理部４にて不良品と判定された場合には、その不良品を不良品回収部（図示せず）に回収し、良品と判定された場合には、その良品を良品回収部（図示せず）に回収するように制御部Ｓに判定処理部４からの判定結果を出力して、制御部Ｓにて不良品回収部（図示せず）又は良品回収部（図示せず）を作動させるように構成している。

前記搬送手段としてベルトコンベア１から構成しているが、縦軸芯周りで回転自在なターンテーブル等から構成することもできるし、その他の各種搬送装置であってもよい。又、ここでは、上方からチップ型コンデンサＣの良否を検出する場合を示しているが、左右両横側、底面側、前側、後側のいずれの方向からもチップ型コンデンサＣの良否を検出してもよく、検出する方向は自由に変更可能である。

前記照射部２が、青色の光を照射する青色照射手段５と、緑色の光を照射する緑色照射手段６と、赤色の光を照射する赤色照射手段７とを備え、前記青色照射手段５、前記緑色照射手段６、前記赤色照射手段７のそれぞれが、多数の発光ダイオードからなり、上端中心部に前記カラーＣＣＤカメラ３の画像取込用の開口８Ａを備え、下端からほぼ真っ直ぐに上方まで伸びる縦向きの下側内面８Ｕと、この下側内面８Ｕの上端から上端まで上端側ほど内側に位置する上側湾曲面８Ｗとを備えた平面視円形の支持部材８の上側湾曲面８Ｗに、それの下側から順に前記赤色照射手段の発光ダイオード７、前記緑色照射手段のダイオード６、前記青色照射手段のダイオード５が位置し、かつ、前記カラーＣＣＤカメラ３の光軸Ｘに対して円環状に並ぶように、該ダイオード７，６，５を配置することによって、ダイオード７，６，５からチップ型コンデンサＣまでの照射距離が大きく異なることがないようにしているが、図３に示すように下端が開放された縦長状の支持部材９の内面９Ｈに、発光ダイオード７，６，５を上下方向ほぼ同一位置に位置するように取り付けてもよく、発光ダイオードの取付位置は自由に変更可能である。尚、前記支持部材９の上端中央位置に画像取込用の開口９Ａを形成している。又、照射手段としては、発光ダイオードの他、カラー蛍光ランプを用いてもよいし、又蛍光ランプや白熱ランプ等の各種白色ランプにカラーフィルターを用いて各種の色を出力するようにしてもよい。

前記青色照射手段５及び緑色照射手段６並びに赤色照射手段７を、それの照射軸Ｙ１が検査対象物に向ける前記カラーＣＣＤカメラ３の光軸Ｘに対して傾くように配置することによって、前記青色照射手段５からの検査用光がチップ型コンデンサＣの表面を照射するとともに、緑色照射手段６からの検査用光がチップ型コンデンサＣの外形を照射し、前記赤色照射手段７からの検査用光がチップ型コンデンサＣの内部に入り込むようにしている。そして、前記カラーＣＣＤカメラ３にて取り込んだ画像のうち、前記青色照射手段にて照射された検査対象物の画像に基づいて該検査対象物の表層面（撮像対象表面）の検査を行うとともに、前記赤色照射手段にて照射された検査対象物の画像に基づいて該検査対象物の内層部（カメラ側で撮像できる表層面からある一定深さの領域）の検査を行うようにしている。

図１（ａ）に示すように、前記緑色照射手段６の照射軸Ｙ２と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₂を、前記赤色照射手段７の照射軸Ｙ３と該光軸Ｘとの傾斜角度θ₃よりも小さく、かつ、前記青色照射手段５の照射軸Ｙ１と該光軸Ｘとの傾斜角度θ₁よりも大きく設定している。具体的には、前記青色照射手段５の照射軸Ｙ１と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₁を例えば３０度にしているが、０度から３０度の範囲内であればどの角度に設定してもよい。又、前記緑色照射手段６の照射軸Ｙ２と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₂を４５度にしているが、３０度から６０度の範囲内であればどの角度に設定してもよい。又、前記赤色照射手段７の照射軸Ｙ３と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₃を６０度にしているが、５０度から９０度の範囲内であればどの角度に設定してもよい。尚、傾斜角度θ₃を５０度から６０度の間に設定する場合には、傾斜角度θ₂を傾斜角度θ₃よりも小さい角度に設定することになる。

前記のように青色照射手段５の照射軸Ｙ１と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₁を０度から３０度にすることによって、チップ型コンデンサＣの上端面に対してできる限り直角又は直角に近い角度にて照射することができ、図２（ｂ）に示すように、チップ型コンデンサＣの上端面のキズやクラックＫ２を確実に検出することができるようにしている。又、緑色照射手段６の照射軸Ｙ２と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₂を３０度から６０度にすることによって、チップ型コンデンサＣの上端の外周縁に斜め上方から下方に向かって照射することができ、図２（ｃ）に示すように、チップ型コンデンサＣの外周縁のキズやクラックあるいは欠けＫ３を確実に検出することができるようにしている。又、赤色照射手段７の照射軸Ｙ３と前記カラー画像取込部３の光軸Ｘとの傾斜角度θ₃を５０度から９０度にすることによって、チップ型コンデンサＣの横側方に近い傾斜角度から照射することができ、チップ型コンデンサＣの内部に照射光を入り込ませることができ、図２（ａ）に示すように、積層された誘電体間に発生する内部クラックＫ１や内部電極の浮き上がりを確実に検出することができるようにしている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、前記照射部２のチップ型コンデンサＣの搬送方向（矢印方向）手前側に、チップ型コンデンサＣを検出するための光電型のセンサ１０を備えており、光電型のセンサ１０にてチップ型コンデンサＣを検出すると、それから設定時間経過後において照射部２の真下にチップ型コンデンサＣが位置すると想定して、照射部２を設定時間経過後に作動させてチップ型コンデンサＣに照射光を照射するとともに、カラーＣＣＤカメラ３にて照射されているチップ型コンデンサＣの画像を撮像するようにしている。前記光電型センサ１０は、発光部１０Ａと受光部１０Ｂとをチップ型コンデンサＣの通過経路に対して直交する搬送幅方向両側に配置して、チップ型コンデンサＣが発光部１０Ａからの光を受光部１０Ｂに到達することを遮ることにより、チップ型コンデンサＣの通過を検出できるようにしている。

前記カラーＣＣＤカメラ３にて撮像したチップ型コンデンサＣの画像は、前記３つの色毎の画像に分解された後、それら各画像を予め記憶されている画像データと比較することにより、各画像の良否を判定し、例えば１つでも不良の画像が存在することにより、チップ型コンデンサＣを不良であると前記制御部Ｓにて判定するようにしているが、３つの画像のうちの特定の２つの画像が不良である場合にのみ、チップ型コンデンサＣを不良であると判定するようにしてもよく、前記判定基準は自由に変更することができる。

前記カラー画像取込部として、カラーＣＣＤカメラ３を用いる他、カラーＣＭＯＳカメラ等であってもよい。

（ａ）は検査装置の縦断側面図、（ｂ）は検査装置の平面図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）はチップ型コンデンサの各種の欠陥例を示す説明図である。他の検査装置の一部を示す縦断面図である。

符号の説明

１…ベルトコンベア、２…照射部、３…カメラ、４…判定処理部、５…青色照射手段、６…緑色照射手段、７…赤色照射手段、５，６，７…発光ダイオード、８…支持部材、８Ａ…開口、８Ｗ…湾曲面、９…支持部材、１０…光電型センサ、Ｃ…チップ型コンデンサ、Ｘ…光軸、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３…照射軸

Claims

搬送手段にて搬送されてきた電子部品等の検査対象物に検査用光を照射する照射部と、該照射部の検査用光が照射された検査対象物の画像を取り込むための画像取込部と、画像取込部にて取り込んだ画像に基づいて検査対象物の良否を判定する判定処理部とを備えた検査装置であって、
前記照射部が、青色の光を照射する青色照射手段と、赤色の光を照射する赤色照射手段とを備え、前記画像取込部が、前記色の異なる２種類の照射手段にて照射されている前記検査対象物のカラー画像を取り込むためのカラー画像取込部から構成し、前記青色照射手段からの検査用光が検査対象物の外観表面を照射し、かつ、前記赤色照射手段からの検査用光が検査対象物の内部に入り込むように、該青色照射手段及び赤色照射手段を配置したことを特徴とする検査装置。
前記青色照射手段及び赤色照射手段のうちの少なくとも赤色照射手段を、それの照射軸が検査対象物に向ける前記カラー画像取込部の光軸に対して傾くように配置し、該赤色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度を前記青色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
前記青色照射手段及び赤色照射手段に加えて、緑色の光を照射する緑色照射手段を備え、該緑色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度を、前記赤色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも小さく、かつ、前記青色照射手段の照射軸と該光軸との傾斜角度よりも大きく設定したことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
前記青色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度が０度から３０度であり、前記緑色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度が３０度から６０度であり、前記赤色照射手段の照射軸と前記カラー画像取込部の光軸との傾斜角度が５０度から９０度であることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
前記青色照射手段、前記緑色照射手段、前記赤色照射手段のそれぞれが、多数の発光ダイオードからなり、上端中心部に前記カラー画像取込部の画像取込用の開口を備えた上端側ほど内側に位置する湾曲面を備えた支持部材の湾曲面に、それの下側から順に前記赤色照射手段の発光ダイオード、前記緑色照射手段のダイオード、前記青色照射手段のダイオードが位置し、かつ、前記カラー画像取込部の光軸に対して円環状に並ぶように、該ダイオードを配置したことを特徴とする請求項３又は４に記載の検査装置。