JP2010027964A - 検査領域の領域設定データの作成方法および基板外観検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】部品実装前の基板のモデルを撮像し(S1)、生成された画像からランド、シルク印刷パターン、配線パターンをそれぞれ個別に検出して2値画像を生成する(S2〜S3)。つぎに、各2値画像の対応関係に基づき、シルク印刷パターンおよび配線パターンが介在していないランドの集合が同じグループに含まれるように、各ランドをグループ分けする(S5〜S8)。つぎに、部品種毎の標準ランドパターンを1または複数のグループに対応づけて照合することにより、基板上の各部品につき、それぞれ部品種、部品対応領域、部品の向きを特定し(S9)、特定された部品種の標準検査データを、特定された部品対応領域および部品の向きに合わせてあてはめ、検査領域を設定する。
【選択図】図2
Description
図1は、この発明が適用された基板外観検査装置の電気的構成を示す。
この基板外観検査装置(以下、単に「検査装置」という。)は、はんだ付け後のプリント基板を対象に、各部品の位置および姿勢、はんだ付け状態などの適否を検査するためのもので、カメラ1、照明装置2、Xステージ部3、Yステージ部4、およびコンピュータによる制御部5を含む制御処理装置50などにより構成される。このほか、図1には示していないが、この検査装置には、検査対象の基板を支持するための基板支持テーブルや、基板の搬出入機構などが設けられる。
上記検査装置では、検査に先立ち、検査対象の基板のモデル(以下、「モデル基板」という。)の画像(以下、「モデル画像」という。)と、ランドパターン登録部62および標準検査データ登録部63の登録情報とを用いて、検査対象の基板の検査データを作成して、検査データファイル61に登録するようにしている。検査データの作成および登録に関する一連の処理も、メモリ6に格納されたプログラムにより動作する制御部5が実行するものである。
この実施例では、1枚のモデル基板を、クリームはんだの塗布、部品実装、はんだ付けの各工程を実行する前および各工程を実行した後の2回にわたって、それぞれ撮像することにより、部品実装前の基板のモデル画像と、部品実装後の基板のモデル画像とを生成する。以下、前者を「実装前モデル画像」、後者を「実装後モデル画像」という。
これら2枚のモデル画像のうち、検査データの作成処理において主要な役割を果たすのは、実装前モデル画像である。
ステップS2では、実装前モデル画像を、ランドの色彩を有する画素が「1」、その他の色彩の画素が「0」となるように2値化し、2値化後の画像にノイズ除去処理等を施すことによって、図4に示すようなランドパターン画像を生成する。
つぎに、ステップS3では、実装前モデル画像を、シルク印刷パターンの色彩を有する画素が「1」になり、その他の色彩の画素が「0」になるように2値化を行い、ノイズの除去や直線パターンを補完する処理などを実行することによって、図5に示すようなシルクパターン画像を生成する。
これらのステップでは、ステップS2で生成されたランドパターン画像をベースに、シルクパターン画像や配線パターン画像との対応関係に基づき、各ランドをグループ分けする。この一連のグループ分けでは、シルク印刷パターンに挟まれたり、配線パターンにより接続されているランドが同じグループに含まれないようにすることを条件とする。シルク印刷パターンは、1つ1つの部品の実装範囲の境界を表すものであるから、同じ部品に対応するランド間にシルク印刷パターンが介在することはあり得ず、また同じ部品に対応するランドが配線パターンを介して短絡することもあり得ないからである。
この図では、相互に線種の異なる矩形枠や塗りパターンを用いて、各グループとランドとの関係を表している。
この処理は、シルクパターン画像を用いて、シルク印刷パターンにより囲まれて独立している領域(これを「シルク包含領域」という。)を検出し、シルク包含領域毎にランドグループを設定するもので、図7に詳細な手順を、図8に具体例を、それぞれ示してある。
この処理では、シルク包含領域の外側に位置するランドを対象に、各ランドを、リード部品用の電極(リード)を接続するためのランド(以下、「リード用ランド」という。)と、リード部品以外の部品の電極を接続するためのランド(以下、「一般ランド」という。)とに分類する。図9は、この振り分け処理の詳細な手順を示すものである。
この処理では、上記の振り分け処理によりリード用ランドとして特定されたランドを対象に、グルーピングを行う。図10はその詳細な手順を示す。
この図11の例は、図3の領域Tに設定された4つのICグループG1〜G4を統合するものである。ここでは、まず設定されたICグループの1つ(G1)に着目して、このグループG1と対向する関係にあり、同様のランド配列を有するグループを検索する(図11の(1)(2))。具体的には、着目グループのランドの配列の方向に直交する方向に沿って、当該グループとランドの数が同一で、各ランドの大きさおよび形状が近似するグループを探すことになる。なお、図11には示していないが、この場合の検索も、着目グループの配列を挟んで反転する2方向に対して行われ、検索の範囲も限定される。
このグルーピングは、ステップS6で一般ランドに振り分けられたランドを対象に、実行される。図12は、その詳細な手順を示す。
ランド200に着目した場合には、その左隣のランド201および下方のランド202が候補として検出されるが、ランド201は、配線パターン205により着目ランド200に接続されているので、グループに入る条件を満たさない。一方、ランド202は、配線パターンやシルク印刷パターンを挟むことなく着目ランド200の隣に配置されているので、グループに入る条件を満たしている。
この処理は、上記の各種グルーピングにより設定されたランドグループに、各部品種の標準ランドパターンを用いたマッチング処理を実行することによって、基板上の各部品の部品種、実装範囲、および部品の向きを特定し、ランドを対応づけるものである。具体的には、コネクタ・トランジスタグループを対象に図14の処理を実行した後に、ICグループおよび一般ランドグループについて、図15に示す処理をグループ毎に実行するようにしている。
まず、図14を参照して、コネクタ・トランジスタグループ用の部品特定処理を説明する。まず、未処理のコネクタ・トランジスタグループの1つに着目し(ステップ901)、ランドパターン登録部62からコネクタまたはトランジスタの標準ランドパターンを1つ読み出す(ステップ902)。
ICグループや一般ランドグループについては、それぞれ図15の手順をグループ別に実行する。
この処理は、上記の部品特定処理の結果に基づき、実装後モデル画像に標準検査データを適用し、検査領域の設定データをはじめとする各種検査データを定めるものである。図17は、その詳細な手順を示す。
この図において、301〜306は、はんだ検査用の検査領域である。これらの検査領域301〜306は、いずれもはんだ付け部位毎に設定されたものであるが、検査領域302と304とは、同一のランド(グループG11のランド)に対応する。また、検査領域402,404は、部品の有無を判別するための検査領域であって、部品本体の中央部に設定される。また、検査領域401,403は、部品の位置や姿勢の適否の検査に用いられるもので、部品本体全体を含むように設定される。
上記の実施例では、コネクタ・トランジスタグループにのみ、着目グループに隣のグループを含めた範囲を対象にしたマッチング処理を行ったが、ICグループについても、各配列毎に設定されたグループを統合せずに、コネクタ・トランジスタグループと同様の処理を行ってもよい。
5 制御部
6 メモリ
7 画像入力部
61 検査データファイル
62 ランドパターン登録部
63 標準検査データ登録部
Claims (6)
- 部品実装基板を対象にした自動外観検査において画像中の各部品に対する検査領域の設定に用いられる領域設定データを、コンピュータにより作成する方法であって、
複数の部品種について、それぞれ部品電極に対応するランド領域の標準配置パターンと標準の領域設定データとを前記コンピュータのメモリに登録する第1ステップと、
部品実装前または部品実装後のモデル基板の画像から基板上のランド領域およびシルク印刷パターンならびに配線パターンをそれぞれ個別に検出し、各検出結果を表す3種類の2値画像を生成する第2ステップと、
シルク印刷パターンまたは配線パターンが介在する関係にあるランド領域の組を同じグループに分類しないことを条件として、前記3種類の2値画像の対応関係に基づき各ランド領域をグループ分けする第3ステップと、
前記グループ分けの終了後に、前記ランド領域の2値画像を部品種毎のランド領域の標準配置パターンと照合する処理を、同一グループ内のランド領域を同一の部品種に対応づけることを条件として実行することにより、前記基板に実装される各部品の部品種、実装範囲、および部品の向きを特定する第4ステップと、
第4ステップにより特定された各部品に対し、それぞれ特定された実装範囲に特定された部品の向きに基づき特定された部品種の標準の領域設定データを適用することによって、当該部品に設定する検査領域を特定し、この検査領域の設定にかかる領域設定データを前記コンピュータのメモリに登録する第5ステップと、
を実行することを特徴とする検査領域の領域設定データの作成方法。 - 前記第3ステップでは、シルク印刷パターンに囲まれた状態で配置されているランド領域により1つのグループを設定する、請求項1に記載された検査領域の領域設定データの作成方法。
- 前記第3ステップでは、面積および形状が整合する複数のランド領域がシルク印刷パターンおよび配線パターンのいずれも介在させずに一定の方向に沿って並んでいる複数のランド領域を、同一のグループに分類する、請求項1に記載された検査領域の領域設定データの作成方法。
- 前記第3ステップでは、面積および形状が整合し、シルク印刷パターンおよび配線パターンのいずれも介在させずに配置されている複数のランド領域を、同一のグループに分類する、請求項1に記載された検査領域の領域設定データの作成方法。
- 前記第4ステップでは、1つの部品種の標準パターンを1または複数のグループのランド領域の分布パターンに対応づけて、ランド領域の数および配置の一致度を求める、請求項1に記載された検査領域の領域設定データの作成方法。
- 基板を撮像するための撮像手段と、この撮像手段が検査対象の基板を撮像することにより生成された検査対象画像中の各部品に設定する検査領域の領域設定データを作成する領域設定データ作成手段と、作成された領域設定データを保存するためのメモリと、前記メモリに登録された領域設定データに基づき検査対象画像に検査領域を設定し、各検査領域内の画像を処理することにより基板上の各部品の実装状態を判別する検査実行手段と、前記検査実行手段による判別結果を出力する出力手段とを具備する基板外観検査装置において、
前記メモリには、複数の部品種について、それぞれ部品電極に対応するランド領域の標準配置パターンと検査領域の標準の領域設定データを含む標準検査データとが登録されており、
前記領域設定データ作成手段は、
部品実装前または部品実装後のモデル基板の画像から基板上のランド領域およびシルク印刷パターンならびに配線パターンをそれぞれ個別に検出し、各検出結果を表す3種類の2値画像を生成する2値画像生成手段と、
シルク印刷パターンまたは配線パターンが介在する関係にあるランド領域の組を同じグループに分類しないことを条件として、前記3種類の2値画像の対応関係に基づき各ランド領域をグループ分けするグルーピング手段と、
前記グループ分けの終了後に、前記ランド領域の2値画像を部品種毎のランド領域の標準配置パターンと照合する処理を、同一グループ内のランド領域を同一の部品種に対応づけることを条件として実行することにより、前記基板に実装される各部品の部品種、実装範囲、および部品の向きを特定する部品特定手段と、
前記部品特定手段により特定された各部品に対し、それぞれ特定された実装範囲に特定された部品の方向に基づき特定された部品種の標準の領域設定データを適用することによって、当該部品に設定する検査領域を特定し、この検査領域の設定にかかる領域設定データを前記メモリに登録する登録手段とを、具備する基板外観検査装置。
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