JP2019100753A - Printed circuit board inspection device and printed circuit board inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板の生産工程におけるプリント基板や電子部品搭載後のプリント基板の電子部品や半田付け等を検査するプリント基板検査装置及びプリント基板検査方法に関する。 The present invention relates to a printed circuit board inspection apparatus and a printed circuit board inspection method for inspecting electronic components, soldering, and the like of a printed circuit board after mounting of the printed circuit board and electronic components in a production process of the printed circuit board.
近年、携帯電話、家電、自動車等、あらゆるものが電子制御されており、プリント基板への高い信頼性が求められる。このため、プリント基板の各製造プロセスにおいて、より信頼性の高い品質管理のための検査装置が要求されている。 In recent years, everything is electronically controlled, such as mobile phones, home appliances, automobiles, etc., and high reliability to printed circuit boards is required. For this reason, in each manufacturing process of a printed circuit board, a more reliable inspection apparatus for quality control is required.
従来、この種の検査装置におけるプリント基板の検査方法としては、例えば下記特許文献1や特許文献2などに開示されるように、カメラによる撮像法が知られている。
Conventionally, as an inspection method of a printed circuit board in this type of inspection apparatus, an imaging method using a camera is known as disclosed in, for example,
カメラによる撮像法としては、カメラで撮像した画像をコンピューターで判断するプリント基板の外観検査法があるが、半田付け接合部を画像から判断するには難しく、照明の位置や色を変えたりして、同一箇所を複数枚撮像し、複数枚の画像から判定を行っている。 As an imaging method by a camera, there is an appearance inspection method of a printed circuit board in which an image taken by a camera is judged by a computer. However, it is difficult to judge a soldered joint from an image. A plurality of images of the same part are taken, and determination is made from a plurality of images.
上述した特許文献1や特許文献2を含め、従来のカメラによる撮像法では、測定時間が短い利点があり、プリント基板の半田表面で光が乱反射する場合には像面の外観をカメラで得ることができる。しかしながら、プリント基板の半田表面が鏡面であって、光が正反射する場合には、像面の外観をカメラで得るのが難しいという問題があった。しかも、2次元平面画像を用いるため、プリント基板の半田箇所の高さ方向の情報が取得できず、プリント基板の良否判定を高精度に行うことができなかった。
The conventional camera imaging method including the above-described
ところで、近年のプリント基板は、益々、部品の微小化や実装の高密度化が飛躍的に進み、プリント基板の品質を保証するための検査技術は、この変化に追従できなくなってきている。また、部品に不具合が発生した場合には、破棄せざるを得ないことも多く、多額な損失が生じてしまう課題がある。 By the way, in recent years, with the printed circuit board, the miniaturization of parts and the densification of mounting have been dramatically advanced, and the inspection technology for guaranteeing the quality of the printed circuit board can not follow this change. In addition, in the case where a failure occurs in a part, it often has to be discarded, which causes a large loss.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、従来のカメラによる撮像法よりも高精度にプリント基板の検査を行うことができるプリント基板検査装置及びプリント基板検査方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a printed circuit board inspection apparatus and a printed circuit board inspection method capable of inspecting a printed circuit board with higher accuracy than a conventional camera imaging method. The purpose is that.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載されたプリント基板検査装置は、プリント基板Wを検査するプリント基板検査装置1であって、
光を出力する光源21aと、前記光源から放射された光を細く絞り前記プリント基板の測定対象表面Waに照射する投光レンズ21bと、前記測定対象表面からの反射光または散乱光を集光する受光レンズ21cと、前記受光レンズで集光された光スポットが照射されるイメージセンサ21dと、
前記測定対象表面に照射される光と該測定対象表面とを相対的に走査させる走査制御部22と、
前記測定対象表面に照射される光の走査位置並びに前記イメージセンサ上の結像位置や光量に基づいて、前記測定対象表面の高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方を測定する光変位測定部23と、を含む光変位測定モジュール2と、
前記高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方の情報を特徴量として取得する特徴量取得部3と、
前記特徴量を元に高さの3次元変位分布データ、又は反射光量の3次元変位分布データの少なくとも一方を生成する3次元変位分布データ生成部4と、
前記3次元変位分布データから評価項目に対応する特定領域データを抽出する特定領域データ抽出部5と、
前記特定領域データ抽出部で抽出した特定領域データに対し、学習済のニューラルネットワークに適用して、プリント基板の良否を判定する判定部8と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the printed circuit board inspection apparatus according to
A
A
A light displacement for measuring at least one of a height displacement amount of the surface to be measured or a displacement amount of a reflected light amount based on a scanning position of light irradiated to the surface to be measured and an imaging position and light amount on the image sensor A light
A feature amount acquisition unit 3 that acquires information of at least one of the height displacement amount and the displacement amount of the reflected light amount as a feature amount;
A three-dimensional displacement distribution data generation unit 4 that generates at least one of three-dimensional displacement distribution data of height or three-dimensional displacement distribution data of reflected light quantity based on the feature amount;
A specific area
The specific area data extracted by the specific area data extraction unit is applied to a learned neural network to determine the quality of the printed circuit board.
請求項2に記載されたプリント基板検査装置は、請求項1のプリント基板検査装置において、
前記評価項目は半田付けの良否判定であり、前記特定領域を半田付け領域として、前記3次元変位分布データから半田付け領域における特定領域データを抽出し、半田不良を評価することを特徴とする。
The printed circuit board inspection apparatus according to
The evaluation item is the determination of whether the soldering is good or not, and the specific area is extracted from the three-dimensional displacement distribution data from the three-dimensional displacement distribution data using the specific area as the soldering area, and the solder defect is evaluated.
請求項3に記載されたプリント基板検査装置は、請求項1のプリント基板検査装置において、
前記評価項目は部品実装の良否判定であり、前記特定領域を部品実装領域として、前記3次元変位分布データから部品実装領域における特定領域データを抽出し、部品実装の不良を評価することを特徴とする。
The printed circuit board inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is the printed circuit board inspection apparatus according to the first aspect, wherein
The evaluation item is quality determination of component mounting, and the specific region is extracted from the three-dimensional displacement distribution data using the specific region as a component mounting region, and the defect of the component mounting is evaluated. Do.
請求項4に記載されたプリント基板検査装置は、請求項1〜3の何れかのプリント基板検査装置において、
検査者による検査結果の良否と前記特定領域データを学習データとして記憶する学習データ記憶部6と、
前記学習データを用いて前記ニューラルネットワークの学習を実行する学習実行部7とを備えたことを特徴とする。
The printed circuit board inspection apparatus according to claim 4 is the printed circuit board inspection apparatus according to any one of
A learning
And a learning execution unit that executes learning of the neural network using the learning data.
請求項5に記載されたプリント基板検査方法は、プリント基板Wを検査するプリント基板検査方法であって、
光源21aから放射された光を細く絞り前記プリント基板の測定対象表面Waに照射するステップと、
前記測定対象表面からの反射光または散乱光を集光し、該集光された光スポットをイメージセンサ21dに照射させるステップと、
前記測定対象表面に照射される光と該測定対象表面とを相対的に走査させるステップと、
前記測定対象表面に照射される光の走査位置並びに前記イメージセンサ上の結像位置や光量に基づいて、前記測定対象表面の高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方を測定するステップと、
前記高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方の情報を特徴量として取得するステップと、
前記特徴量を元に高さの3次元変位分布データ、又は反射光量の3次元変位分布データの少なくとも一方を生成するステップと、
前記3次元変位分布データから評価項目に対応する特定領域データを抽出するステップと、
前記特定領域データに対し、学習済のニューラルネットワークに適用して、前記プリント基板の良否を判定するステップと、を含むことを特徴とする。
The printed circuit board inspection method according to
Irradiating the light emitted from the
Collecting the reflected light or the scattered light from the surface to be measured and irradiating the collected light spot to the
Relatively scanning the light irradiated to the surface to be measured and the surface to be measured;
Measuring at least one of a height displacement amount of the surface to be measured and a displacement amount of a reflected light amount based on a scanning position of light irradiated to the surface to be measured and an imaging position and light amount on the image sensor; ,
Acquiring at least one information of the height displacement amount or the displacement amount of the reflected light amount as a feature amount;
Generating at least one of height three-dimensional displacement distribution data or three-dimensional displacement distribution data of reflected light quantity based on the feature amount;
Extracting specific area data corresponding to an evaluation item from the three-dimensional displacement distribution data;
Applying the above specific area data to a learned neural network to determine whether the printed circuit board is good or bad.
本発明によれば、プリント基板や電子部品搭載後のプリント基板の検査において、重大欠陥(例えば部品欠落等)や品質欠陥(例えば部品の歪みやズレ、未半田、半田量少、半田ブリッジ等)検査の良否判定をより高精度に行うことができる。 According to the present invention, in the inspection of printed circuit boards and printed circuit boards after mounting electronic components, serious defects (for example, missing parts) and quality defects (for example, distortion or deviation of parts, unsold, small amount of solder, solder bridge, etc.) It is possible to determine the quality of the inspection with higher accuracy.
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
本発明に係るプリント基板検査装置及びプリント基板検査方法は、プリント基板の生産工程におけるプリント基板や電子部品搭載後のプリント基板の電子部品や半田付け等の良否を検査するものである。 The printed circuit board inspection apparatus and the printed circuit board inspection method according to the present invention inspect the quality of the printed circuit board in the production process of the printed circuit board and the electronic components of the printed circuit board after mounting of the electronic component such as soldering.
図1に示すように、本実施の形態のプリント基板検査装置1(1A)は、光変位測定モジュール2、特徴量取得部3、3次元変位分布データ生成部4、特定領域データ抽出部5、学習データ記憶部6、学習実行部7、判定部8、判定結果出力部9を備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the printed circuit board inspection apparatus 1 (1A) of this embodiment includes a light
光変位測定モジュール2は、三角測量方式を応用した変位センサであり、図3に示すように、光学モジュール21、走査制御部22、光変位測定部23を備えて構成される。
The light
光学モジュール21は、図3に示すように、光を出力する半導体レーザなどの光源21aと、光源21aからの光を細く絞ってプリント基板(測定対象)Wの測定対象表面Waに照射する投光レンズ21bと、プリント基板Wの測定対象表面Waからの反射光や散乱光を集光する受光レンズ21cと、受光レンズ21cで集光された光スポットが照射され、光スポットの像の位置と明るさに対応した電流を出力するイメージセンサ21dとを含む構成である。
As shown in FIG. 3, the
図3の光変位測定モジュール2では、プリント基板Wの測定対象表面Waに対し、光源21aから放射されたレーザを投光レンズ21bにて細く絞って照射すると、測定対象表面Waに光スポットができる。この光スポットから反射または散乱した光は受光レンズ21cで集光され、イメージセンサ21d上に光スポットの像を作る。この光スポットの像は、測定対象表面Waが変位するとイメージセンサ21d上を移動する。イメージセンサ21dからは像の位置と明るさに対応した電流が出力され、この出力電流を電圧変換して和と差の信号を作り除算して補正処理を施すことで測定対象表面Waの高さの変位量と反射光量(正反射または散乱)の変位量が検出できる。そして、走査制御部22がプリント基板Wの測定対象表面Waに対して照射される光をプリント基板Wの測定対象表面Waに対して走査させ、光変位測定部23にて走査位置に応じたプリント基板Wの測定対象表面Waの高さの変位量および反射光量の変位量の情報を得ることができる。
In the light
また、光変位測定モジュール2として、ポリゴンスキャナを回転させて光源(半導体レーザ)からレーザを走査して測定位置を移動させ、さらに、イメージセンサをレーザ走査方向と直交する方向に移動させる構成すれば、ポリゴンスキャナで走査した範囲におけるプリント基板Wの測定対象表面Waの高さの変位量および反射光量の変位量を測定することができる。
Further, as the light
なお、図示はしないが、光変位測定モジュール2として、プリント基板Wの測定対象表面Waからの正反射光と散乱光をそれぞれ独立した2つのイメージセンサで受光する構成とすれば、反射光量に応じてイメージセンサを選択して使用することができる。
Although not shown, if the light
走査制御部22は、プリント基板Wの測定対象表面Waに照射される光をプリント基板Wの測定対象表面Waに照射して測定対象表面Waを走査制御する。例えば図4に示すように、所定の走査幅Hでプリント基板Wの測定対象表面Waの左側から1→2→・・・→nの順に右側に向かって測定対象表面Wa全体を走査制御する。なお、走査制御部22は、光源21aや投光レンズ21bからなる光学系を走査させる方式や、プリント基板Wの測定対象表面Waを走査させる方式など、プリント基板Wの測定対象表面Waに照射される光と測定対象表面Waとが相対的に変位すればよく、いずれの方式でも適用可能である。
The
光変位測定部23は、イメージセンサ21dから出力された電流の情報と走査制御部22の走査情報により、プリント基板Wの測定対象表面Waの高さ変位量と反射光量の変位量の少なくとも一方を測定する。
The light
特徴量取得部3は、高さ変位量と反射光量の変位量の少なくとも一方の情報を特徴量として取得する。特徴量として取得される高さ変位量と反射光量の変位量は、走査制御部22の走査制御により得られたプリント基板Wの測定対象表面Waに照射される光に対する測定対象表面Waの各位置情報にそれぞれ対応している。
The feature amount acquisition unit 3 acquires information of at least one of the height displacement amount and the displacement amount of the reflected light amount as a feature amount. The height displacement amount acquired as the feature amount and the displacement amount of the reflected light amount are each position of the measurement target surface Wa with respect to the light irradiated to the measurement target surface Wa of the printed circuit board W obtained by the scan control of the
3次元変位分布データ生成部4は、特徴量取得部3が取得した特徴量を元に高さ変位量の3次元変位分布データと反射光量の3次元変位分布データの少なくとも一方を生成する。3次元変位分布データは、高さ変位量や反射光量を色の違いとして表現した画像として生成される。 The three-dimensional displacement distribution data generation unit 4 generates at least one of the three-dimensional displacement distribution data of the height displacement amount and the three-dimensional displacement distribution data of the reflected light amount based on the feature amount acquired by the feature amount acquisition unit 3. The three-dimensional displacement distribution data is generated as an image representing the amount of height displacement and the amount of reflected light as a difference in color.
特定領域データ抽出部5は、3次元変位分布データ生成部4にて生成された1つ以上の3次元変位分布データ(高さ変位量、反射光量)から評価項目に対応した特定領域データを抽出する。評価項目は、プリント基板Wの各部品の半田付けの良否判定、またはプリント基板Wの部品実装の良否判定などである。
The specific area
なお、特定領域は、プリント基板Wに実装用マウントデータ(プリント基板W上に実装される各部品の位置を示すデータ)から予め取得することで容易に半田付け領域や部品実装領域を特定することができる。 The specific area is easily specified in advance from the mounting mount data on the printed circuit board W (data indicating the position of each component mounted on the printed circuit board W) by specifying in advance the soldering area and the component mounting area. Can.
また、特定領域は、3次元変位分布データ生成部4にて生成される高さ変位量の3次元変位分布データ、又は反射光量の3次元変位分布データから特定することもできる。 The specific region can also be specified from the three-dimensional displacement distribution data of the height displacement amount generated by the three-dimensional displacement distribution data generation unit 4 or the three-dimensional displacement distribution data of the reflected light quantity.
学習データ記憶部6は、プリント基板Wの検査結果の良否情報と、特定領域データ抽出部5にて抽出した特定領域データとを学習データとして記憶する。なお、プリント基板Wの検査結果の良否情報は、予め検査者によって行われるプリント基板Wの検査結果から正常のフラグを付与した検査結果情報と異常のフラグを付与した検査結果情報として取得することができる。
The learning
学習実行部7は、学習データ記憶部6に記憶された学習データを用いてニューラルネットワークの学習を実行する。
The learning
ここで、学習実行部7にて畳み込みニューラルネットワークを使用すれば高精度な良否判定が可能となる。畳み込みニューラルネットワークは、従来型の全結合型のニューラルネットワークの問題であった、汎化性能が上がらないという過学習の問題を解決している。
Here, if a convolutional neural network is used in the
多層ニューラルネットの学習法には誤差逆伝搬法(back propagation)を用いることが多い。誤差逆伝搬法とは、入力サンプルに対するネットワークの誤差(目標出力と実際の出力との差)を入力層から逆に伝搬させ、各層の重みの勾配を計算するという方法である。この計算の際、入力層から離れた深い層に進むにつれ、勾配が急速に小さくなったり、あるいは急速に大きくなって発散してしまう、いわゆる勾配消失問題と呼ばれる現象が起きるようになる。このことが多層ネットワークの学習を困難な物にしてきた。 A back propagation method is often used as a learning method for multi-layered neural networks. The error back propagation method is a method in which the error of the network (the difference between the target output and the actual output) with respect to the input sample is propagated back from the input layer, and the gradient of the weight of each layer is calculated. In this calculation, as the depth goes away from the input layer, a phenomenon called gradient disappearance problem occurs in which the gradient is rapidly reduced or rapidly increased and diverges. This has made it difficult to learn multi-layered networks.
畳み込みニューラルネットワークは、特定の画像処理を行う働きを持つ層を何層か重ねた構造を持ち、そのために層間の結合はまばらなネットワークになっている。このため誤差逆伝搬法を使った畳み込みニューラルネットを使った多層ネットワークの学習が可能となる。このネットワーク層の構成は、人間の視覚のメカニズムに良く似ているため、学習データの与え方、学習データの量と質など学習の最適化により人間の認識能力に近い高精度な良否判定が可能となる。 A convolutional neural network has a structure in which layers having a function of performing specific image processing are stacked, so that the connection between layers is a sparse network. For this reason, it becomes possible to learn a multilayer network using a convolutional neural network using an error back propagation method. The configuration of this network layer is very similar to the mechanism of human vision, so optimization of learning, such as how to give learning data and the amount and quality of learning data, enables high-quality judgment as to whether it is human's cognitive ability It becomes.
判定部8は、特定領域データ抽出部5で抽出した特定領域データに対し、学習済のニューラルネットワークを適用してプリント基板Wの良否を判定する。さらに説明すると、判定部8は、特定領域を半田付け領域としてプリント基板Wの半田付けの良否判定を行う場合、各3次元変位分布データから特定領域データとして抽出した半田付け領域に学習済のニューラルネットワークを適用し、未半田、半田不足、半田過多、接合不良、半田ブリッジ、半田クラック等の半田不良の有無を判定する。
The
また、判定部8は、特定領域を部品実装領域としてプリント基板Wの部品実装の良否判定を行う場合、各3次元変位分布データから特定領域データとして抽出した部品実装領域に学習済のニューラルネットワークを適用し、部品欠落や部品ずれ等の部品実装の不良の有無を判定する。
In addition, when the
判定結果出力部9は、判定部8で判定したプリント基板Wの半田不良の有無や部品実施の不良の有無の良否結果を出力する。
The determination result output unit 9 outputs the result of the presence or absence of the solder defect of the printed circuit board W determined by the
次に、上記のように構成されるプリント基板検査装置1を用いてプリント基板Wを検査するプリント基板検査方法について図5を参照しながら説明する。
Next, a printed circuit board inspection method for inspecting the printed circuit board W using the printed circuit
プリント基板Wを検査する場合には、まず、光変位測定モジュール2の光源21aからプリント基板Wの測定対象表面Waに向かって光を走査制御部22にて走査しながら放射する(ST1)。
When the printed circuit board W is inspected, first, light is emitted from the
さらに説明すると、走査制御部22は、光変位測定モジュール2の光源21aから放射する光をプリント基板Wの測定対象表面Waに照射してプリント基板Wの測定対象表面Waを走査幅Hで走査し、測定対象表面Wa全体に渡って、光変位測定部23が測定対象表面Waの高さの変位量や測定対象表面Waからの反射光量を測定できるように光変位測定モジュール2から測定対象表面Waに照射される光を走査制御する。これにより、光変位測定モジュール2の光源21aから放射された光は、測定対象表面Waで反射または散乱し、イメージセンサ21d上に集光する。
To explain further, the
ここで、集光像は、光変位測定モジュール2と測定対象表面Waの距離が変位すると、イメージセンサ21d上の異なる位置に移動する。この集光像の位置の変化から測定対象表面Waの高さの変位量を測定することができる。
Here, the focused image moves to a different position on the
また、イメージセンサ21dは、集光像を受光し集光像の明るさに比例した電流を出力する。このため、反射光量(反射または散乱光の強さ)を測定することができる。
Further, the
次に、特徴量取得部3は、走査制御部22の走査制御により得られたプリント基板Wの測定対象表面Waの各位置情報に対応した、高さの変位量情報や反射光量情報を特徴量として取得する(ST2)。
Next, the feature amount acquisition unit 3 calculates the feature amount information of the height displacement amount and the reflected light amount corresponding to each position information of the measurement target surface Wa of the printed circuit board W obtained by the scan control of the
次に、3次元変位分布データ生成部4は、特徴量(測定対象表面の各位置情報に対応した、高さの変位量情報や反射光量情報)を元に、高さの変位量の3次元変位分布データや反射光量の3次元変位分布データを生成する(ST3)。 Next, the three-dimensional displacement distribution data generation unit 4 generates three-dimensional displacement of the height based on the feature amount (displacement information of the height and reflected light amount information corresponding to each position information of the surface to be measured). Displacement distribution data and three-dimensional displacement distribution data of reflected light quantity are generated (ST3).
そして、特定領域データ抽出部5は、3次元変位分布データ生成部4にて生成された各3次元変位分布データから1つ以上の特定領域におけるデータを抽出する(ST4)。
Then, the specific area
そして、判定部8は、特定領域データ抽出部5にて抽出した特定領域データに対し、学習データ記憶部6に記憶された学習データを用いて学習実行部7が学習した学習済のニューラルネットワークに適用して、部品実装の有無あるいは半田付けの良否を判定し(ST5)、良否結果を判定結果出力部9から出力する。
Then, the
なお、判定部8にてプリント基板Wの半田付けの良否判定を行う場合には、3次元変位分布データから抽出する特定領域を半田付け領域とする。これにより、判定部8は、特定領域データとして抽出した半田付け領域に学習済のニューラルネットワークを適用し、未半田、半田不足、半田過多、接合不良、半田ブリッジ、半田クラック等の半田不良を判定し、良否結果を判定結果出力部9から出力する。
When the
また、判定部8にてプリント基板Wの部品実装の良否判定を行う場合には、3次元変位分布データから抽出する特定領域を部品実装領域とする。これにより、判定部8は、特定領域データとして抽出した部品実装領域に学習済のニューラルネットワークを適用し、部品欠落や部品ずれ等の部品実装の不良を判定、良否結果を判定結果出力部9から出力する。
When the
ところで、上述した実施の形態において、特定領域の抽出に学習済みのニューラルネットワークを使用することもできる。この場合の構成を図2に示す。なお、図2において、図1と同一又は同等の機能を有する構成要素には同一番号を付し、その説明を省略している。 By the way, in the embodiment described above, it is also possible to use a learned neural network for extraction of a specific area. The configuration in this case is shown in FIG. In FIG. 2, components having the same or equivalent functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図2のプリント基板検査装置1(1B)では、3次元変位分布データ生成部4にて生成された高さの変位量の3次元変位分布データや反射光量の3次元変位分布データからプリント基板W上の各部品のリード部分の形状データを形状データ記憶部11に記憶する。そして、学習実行部12は、形状データ記憶部11に記憶された形状データを用いて特定領域抽出用ニューラルネットワークの学習を実行する。
In the printed circuit board inspection apparatus 1 (1B) of FIG. 2, the printed circuit board W is generated from the three-dimensional displacement distribution data of the displacement amount of height generated by the three-dimensional displacement distribution data generation unit 4 and the three-dimensional displacement distribution data of the reflected light quantity. The shape data of the lead portion of each upper part is stored in the shape
特定領域抽出用ニューラルネットワークは、あらかじめ部品のリード部分の形状特徴を学習しており、3次元変位分布データ生成部4にて生成された3次元変位分布データを特定領域データ抽出部5の学習済みニューラルネットワークで処理することで、リード部分のみの領域を特定領域として抽出することができる。
The specific area extraction neural network learns in advance the shape features of the lead portion of the part, and the three-dimensional displacement distribution data generated by the three-dimensional displacement distribution data generation section 4 has been learned by the specific area
このように、本実施の形態によれば、プリント基板や電子部品搭載後のプリント基板の検査において、プリント基板の部品や半田箇所の高さ方向の情報も得られるので、従来のカメラによる撮像法と比較して、重大欠陥(例えば部品欠落等)や品質欠陥(例えば部品の歪みやズレ、未半田、半田量少、半田ブリッジ等)検査の良否判定をより高精度に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, in the inspection of the printed circuit board and the printed circuit board after mounting the electronic component, information on the height direction of the component and the solder portion of the printed circuit board can also be obtained. As compared with the above, it is possible to perform the quality determination of the inspection of the serious defect (for example, missing part etc.) or the quality defect (for example, distortion or deviation of the part, unsold solder, small amount of solder, solder bridge etc.) with high accuracy.
以上、本発明に係るプリント基板検査装置及びプリント基板検査方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述および図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例および運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。 Although the best mode of the printed circuit board inspection apparatus and the printed circuit board inspection method according to the present invention has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings according to this mode. That is, it is needless to say that all other forms, examples, operation techniques and the like made by those skilled in the art based on this form are included in the scope of the present invention.
1(1A,1B) プリント基板検査装置
2 光変位測定モジュール
3 特徴量取得部
4 3次元変位分布データ生成部
5 特定領域データ抽出部
6 学習データ記憶部
7 学習実行部
8 判定部
9 判定結果出力部
11 形状データ記憶部
12 学習実行部
21 光学モジュール
21a 光源
21b 投光レンズ
21c 受光レンズ
21d イメージセンサ
22 走査制御部
23 光変位測定部
W プリント基板(測定対象)
Wa 測定対象表面
H 走査幅
1 (1A, 1B) Printed circuit
Wa Target surface H scan width
Claims (5)
光を出力する光源(21a)と、前記光源から放射された光を細く絞り前記プリント基板の測定対象表面Waに照射する投光レンズ(21b)と、前記測定対象表面からの反射光または散乱光を集光する受光レンズ(21c)と、前記受光レンズで集光された光スポットが照射されるイメージセンサ(21d)と、
前記測定対象表面に照射される光と該測定対象表面とを相対的に走査させる走査制御部(22)と、
前記測定対象表面に照射される光の走査位置並びに前記イメージセンサ上の結像位置や光量に基づいて、前記測定対象表面の高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方を測定する光変位測定部(23)と、を含む光変位測定モジュール(2)と、
前記高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方の情報を特徴量として取得する特徴量取得部(3)と、
前記特徴量を元に高さの3次元変位分布データ、又は反射光量の3次元変位分布データの少なくとも一方を生成する3次元変位分布データ生成部(4)と、
前記3次元変位分布データから評価項目に対応する特定領域データを抽出する特定領域データ抽出部(5)と、
前記特定領域データ抽出部で抽出した特定領域データに対し、学習済のニューラルネットワークに適用して、プリント基板の良否を判定する判定部(8)と、を備えたことを特徴とするプリント基板検査装置。 A printed circuit board inspection apparatus (1) for inspecting a printed circuit board (W)
A light source (21a) for outputting light, a light projection lens (21b) for narrowing the light radiated from the light source and irradiating the surface to be measured Wa of the printed circuit board, reflected light or scattered light from the surface to be measured A light receiving lens (21c) for collecting light, and an image sensor (21d) to which the light spot collected by the light receiving lens is irradiated;
A scan control unit (22) for relatively scanning the light irradiated to the surface to be measured and the surface to be measured;
A light displacement for measuring at least one of a height displacement amount of the surface to be measured or a displacement amount of a reflected light amount based on a scanning position of light irradiated to the surface to be measured and an imaging position and light amount on the image sensor A light displacement measurement module (2) including a measurement unit (23);
A feature amount acquisition unit (3) that acquires information of at least one of the height displacement amount and the displacement amount of the reflected light amount as a feature amount;
A three-dimensional displacement distribution data generation unit (4) that generates at least one of three-dimensional displacement distribution data of height or three-dimensional displacement distribution data of reflected light quantity based on the feature amount;
A specific area data extraction unit (5) for extracting specific area data corresponding to an evaluation item from the three-dimensional displacement distribution data;
The specific area data extracted by the specific area data extraction unit is applied to a learned neural network to determine the quality of the printed circuit board; apparatus.
前記学習データを用いて前記ニューラルネットワークの学習を実行する学習実行部(7)とを備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のプリント基板検査装置。 A learning data storage unit (6) for storing pass / fail of inspection results by the inspector and the specific area data as learning data;
The printed circuit board inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a learning execution unit (7) that executes learning of the neural network using the learning data.
光源(21a)から放射された光を細く絞り前記プリント基板の測定対象表面(Wa)に照射するステップと、
前記測定対象表面からの反射光または散乱光を集光し、該集光された光スポットをイメージセンサ(21d)に照射させるステップと、
前記測定対象表面に照射される光と該測定対象表面とを相対的に走査させるステップと、
前記測定対象表面に照射される光の走査位置並びに前記イメージセンサ上の結像位置や光量に基づいて、前記測定対象表面の高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方を測定するステップと、
前記高さ変位量又は反射光量の変位量の少なくとも一方の情報を特徴量として取得するステップと、
前記特徴量を元に高さの3次元変位分布データ、又は反射光量の3次元変位分布データの少なくとも一方を生成するステップと、
前記3次元変位分布データから評価項目に対応する特定領域データを抽出するステップと、
前記特定領域データに対し、学習済のニューラルネットワークに適用して、前記プリント基板の良否を判定するステップと、を含むことを特徴とするプリント基板検査方法。 A printed circuit board inspection method for inspecting a printed circuit board (W), comprising:
Irradiating the light emitted from the light source (21a) to the surface to be measured (Wa) of the narrow stop of the printed circuit board;
Collecting the reflected light or the scattered light from the surface to be measured and irradiating the collected light spot to the image sensor (21d);
Relatively scanning the light irradiated to the surface to be measured and the surface to be measured;
Measuring at least one of a height displacement amount of the surface to be measured and a displacement amount of a reflected light amount based on a scanning position of light irradiated to the surface to be measured and an imaging position and light amount on the image sensor; ,
Acquiring at least one information of the height displacement amount or the displacement amount of the reflected light amount as a feature amount;
Generating at least one of height three-dimensional displacement distribution data or three-dimensional displacement distribution data of reflected light quantity based on the feature amount;
Extracting specific area data corresponding to an evaluation item from the three-dimensional displacement distribution data;
And D. applying the above specific area data to a learned neural network to determine the quality of the printed circuit board.
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