JP2570239B2 - 実装部品検査用データ生成方法およびその方法の実施に用いられる実装部品検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプリント配線
基板（以下単に「基板」という）に実装された電子部品
につき、はんだ付けの良否などを自動検査するのに用い
られる実装部品検査装置に関連し、殊にこの発明は、被
検査基板上の各実装部品につき、それぞれの実装状態の
良否（以下「実装品質」という）を検査するのに必要な
検査用のデータを生成する方法および装置に関する。

【０００２】従来、被検査基板上の各実装部品について
実装品質を検査するのに、目視による検査が行われてい
る。ところがこの種の目視検査では、検査ミスの発生が
避けられず、検査結果も検査する者によりまちまちであ
り、検査処理能力にも限界がある。

【０００３】そこで近年、各実装部品の実装品質を画像
処理技術を用いて自動的に検査する実装部品検査装置が
実用化された。この実装部品検査装置を使用する場合、
検査に先立ち、検査対象である基板上のどの位置に、ど
のような部品が、どのように実装されるかにつき、基板
の種別毎に実装部品検査装置に教示する必要がある。こ
の教示作業は一般に「ティーチング」と呼ばれるもの
で、図１０に従来のティーチングの手順が具体的に示し
てある。

【０００４】同図のスタート時点において、実装部品検
査装置の観測位置に各部品が適正に実装された基準とな
る基板を導入した後、撮像装置により前記基板を撮像し
て着目する部品の画像を表示部に表示させる。オペレー
タはその部品の画像を見ながら、ステップ１（図中「Ｓ
Ｔ１」で示す）で部品の種類を、ステップ２で部品の位
置を、ステップ３で部品の方向を、それぞれ順次手操作
で入力する。これら検査対象となる基板に関する情報
（以下、「基板情報」と総称する）を入力した後、つぎ
にステップ４，５で検査に関する情報、すなわち検査領
域，特徴パラメータ，検査基準などの各情報（以下、
「検査情報」と総称する）を入力する。

【０００５】最初の部品について基板情報と検査情報と
の入力が完了すると、つぎの着目部品の画像を表示部に
表示させ、オペレータは同様にその部品の画像を見なが
ら、同様の手順（ステップ１〜５）を実行する。このよ
うにしてすべての部品につきステップ１〜５の入力操作
が繰り返し実行されると、ステップ６の判定が「ＹＥ
Ｓ」となり、これにより教示データの作成を完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の基
板情報および検査情報は、被検査基板の種類毎に部品の
ひとつづつにつきオペレータが実装部品検査装置に手入
力するため、多大の労力と時間とを要し、またティーチ
ング作業中はその実装部品検査装置による検査ができな
いという問題がある。

【０００７】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、実装部品検査装置を専有せずに効率的に実装部
品検査用データを短時間で生成できる実装部品検査用デ
ータ生成方法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、検査
基板上に実装された複数の部品につき、それぞれの実装
品質を検査するのに必要な実装部品検査用データを生成
するための実装部品検査用データ生成方法であって、複
数の部品種についてそれぞれ少なくとも検査対象部位と
検査基準とを対応づけたライブラリデータと、各部品種
毎にその部品種を識別するための識別情報とライブラリ
データとを対応づけるための変換テーブルとを、あらか
じめ記憶しておき、前記被検査基板上の各部品につい
て、その部品種を識別するための識別情報，実装方向，
および実装位置を外部より入力した後、この入力された
識別情報および前記変換テーブルを用いてその部品に該
当するライブラリデータを読み出して前記実装方向およ
び実装位置と合成することにより、前記実装部品検査用
データを生成することを特徴としている。また請求項２
の発明は、上記の方法を実施するための実装部品検査装
置であって、前記被検査基板上の各部品について、それ
ぞれその部品種を識別するための識別情報，実装方向，
および実装位置を、それぞれ外部より入力して記憶する
第１の記憶手段と、複数の部品種について、それぞれ少
なくとも検査対象部位と検査基準とを対応づけたライブ
ラリデータを記憶する第２の記憶手段と、前記各部品種
について、それぞれその部品種を識別するための識別情
報とライブラリデータとを対応づけるための変換テーブ
ルを記憶する第３の記憶手段と、前記第１の記憶手段に
記憶される各部品の識別情報と前記第３の記憶手段に記
憶される変換テーブルとを用いて、被検査基板上の各部
品毎に、その部品種に該当するライブラリデータを前記
第２の記憶手段から読み出した後、このライブラリデー
タと前記実装方向および実装位置とを合成して前記実装
部品検査用データを生成する合成手段とを備えている。

【０００９】

【作用】検査対象となる基板上に実装された各部品につ
いて、それぞれ外部より、その部品種の識別情報，実装
方向，および実装位置が入力されると、その識別情報お
よび変換テーブルによりその部品に該当する部品種のラ
イブラリデータが特定されて読み出される。このライブ
ラリデータと前記実装方向および実装位置とを合成する
ことにより、被検査基板上の各部品の実装品質を検査す
るための検査用データが作成されるので、手入力操作に
よらずコンピュータによる処理により効率的に実装部品
検査用データを生成できる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明を実施して作成された実装
部品検査用データが教示される実装部品検査装置の全体
構成を示す。この実装部品検査装置は、被検査基板１上
の各実装部品２の実装品質を検査するためのもので、Ｘ
軸テーブル部３，Ｙ軸テーブル部４，投光部５，撮像部
６，制御処理部７などをその構成として含んでいる。

【００１１】前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル
部４は、それぞれ制御処理部７からの制御信号に基づい
て動作するモータ（図示せず）を備えており、これらモ
ータの駆動によりＸ軸テーブル部３が撮像部６をＸ方向
へ移動させ、またＹ軸テーブル部４が被検査基板１を支
持するコンベヤ８をＹ方向へ移動させる。

【００１２】前記投光部５は、異なる径を有しかつ制御
処理部７からの制御信号に基づき赤色光，緑色光，青色
光を同時に照射する３個の円環状光源９，１０，１１に
より構成されており、各光源９，１０，１１を観測位置
の真上位置に中心を合わせかつ観測位置から見て異なる
仰角に対応する方向に位置させている。

【００１３】前記撮像部６は、カラーテレビカメラが用
いられ、観測位置の真上位置に下方に向けて位置決めし
てある。これにより観測対象である被検査基板１の表面
の反射光が撮像部６により撮像され、三原色のカラー信
号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて制御処理部７へ供給される。

【００１４】前記制御処理部７は、Ａ／Ｄ変換部１２，
メモリ１３，ティーチングテーブル１４，画像処理部１
５，判定部１６，ＸＹテーブルコントローラ１７，撮像
コントローラ１８，制御部１９，表示部２０，プリンタ
２１，キーボード２２，フロッピディスク装置２３など
で構成されるもので、被検査基板１についてのカラー信
号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理し、被検査基板１上の各実装部品２
の検査領域につき赤，緑，青の各色相パターンを検出し
て特徴パラメータを生成し、被検査データファイルを作
成する。そしてこの被検査データファイルと判定データ
ファイルとを比較して、この比較結果から被検査基板１
上の各実装部品２につきはんだ付けの良否などの実装品
質を自動的に判定する。

【００１５】図２は、はんだ付けが良好であるとき、部
品が欠落しているとき、はんだ不足の状態にあるときの
はんだ２５の断面形態と、各場合の撮像部６による撮像
パターン，赤色パターン，緑色パターン，青色パターン
との関係を一覧表で例示したもので、いずれかの色相パ
ターン間には明確な差異が現れるため、部品の有無やは
んだ付けの良否を判定することが可能となる。

【００１６】図１に戻って、Ａ／Ｄ変換部１２は前記撮
像部６からのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂをディジタル信号に
変換して制御部１９へ出力する。メモリ１３はＲＡＭな
どを備え、制御部１９の作業エリアとして使用される。
画像処理部１５は制御部１９を介して供給された画像デ
ータを画像処理して被検査データファイルを作成し、こ
れらを制御部１９や判定部１６へ供給する。

【００１７】ティーチングテーブル１４は制御部１９か
ら判定データファイルが供給されたとき、これを記憶す
る部分であり、また検査時に制御部１９が転送要求を出
力したとき、この要求に応じて判定データファイルが読
み出されて制御部１９や判定部１６へ供給される。

【００１８】判定部１６は、検査時に制御部１９から供
給された判定データファイルと、前記画像処理部１５か
ら転送された被検査データファイルとを比較して、被検
査基板１の各実装部品２につきはんだ付け状態の良否な
どを判定し、その判定結果を制御部１９へ出力する。

【００１９】撮像コントローラ１８は、制御部１９と投
光部５および撮像部６とを接続するインターフェイスな
どを備え、制御部１９の出力に基づき投光部５の各光源
９〜１１の光量を調整したり、撮像部６の各色相光出力
の相互バランスを保つなどの制御を行う。

【００２０】ＸＹテーブルコントローラ１７は制御部１
９と前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４とを
接続するインターフェイスなどを備え、制御部１９の出
力に基づきＸ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４を
制御する。

【００２１】表示部２０は、制御部１９から画像デー
タ、検査結果、キー入力データなどが供給されたとき、
これを表示画面上に表示し、またプリンタ２１は、制御
部１９から検査結果などが供給されたとき、これをあら
かじめ決められた書式（フォーマット）でプリントアウ
トする。

【００２２】キーボード２２は、操作情報や被検査基板
１に関するデータなどを入力するのに必要な各種キーを
備えており、キー入力データは前記制御部１９へ供給さ
れる。フロッピディスク装置２３には実装部品検査用デ
ータが貯蔵されたフロッピディスクが挿入され、制御部
１９は実装部品検査用データより判定データファイルを
作成してティーチングテーブル１４へ供給する。

【００２３】制御部１９は、マイクロプロセッサなどを
備えており、メモリ１３に対するデータの読み書きを行
い、また入出力各部の動作を制御し、検査における実装
部品検査装置の動作を一連に制御する。

【００２４】図３は、この発明にかかる実装部品検査用
データ作成方法の具体的手順を示し、図４はこの手順を
実行するための回路構成例の一部を具体的に示してい
る。図４において、制御部２６はマイクロプロセッサで
構成され、この制御部２６にバス３０を介してメモリ２
７，ライブラリ２８，変換テーブル２９などが接続され
ている。

【００２５】前記メモリ２７には、検査対象となる基板
に関する外部データ、たとえば基板の設計・製造に際し
て得られるＣＡＤ／ＣＡＭデータが取り込まれて記憶さ
れている。この外部データには、各部品の実装位置，実
装方向，部品型式，ランドの位置および形状などの各情
報が含まれており、図５および図６に各情報の概念が示
してある。

【００２６】図５において、３１は検査対象である基
板、３２はこの基板３１上に実装されたチップ部品であ
って、このチップ部品３２はＸＹ座標上の所定の位置Ｐ
（Ｘｉ，Ｙｉ）に、電極３３がＸ方向に向けて実装され
ている。

【００２７】また図６において、３４，３５は前記チッ
プ部品３２がはんだ付けされるランドであって、各ラン
ド３４，３５はＸ方向の長さがＬｘ１，Ｌｘ２、Ｙ方向
の長さがＬｙ１，Ｌｙ２の矩形状をなし、チップ部品の
位置Ｐに対する各ランド３４，３５の距離はＤ１，Ｄ２
に設定されている。

【００２８】従って上記チップ部品３２については、実
装位置を示すデータとしてＸｉ，Ｙｉが、ランド３４，
３５の位置および形状を示すデータとしてＤ１，Ｄ２，
Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｙ１，Ｌｙ２が、前記外部データに
含まれる。なお部品型式は各部品メーカが部品の種類，
形状，サイズなどに応じて決定した番号である。また部
品の実装方向は例えば部品のＸ軸に対する向きを９０度
単位で表したデータである。

【００２９】前記ライブラリ２８には、あらかじめ用意
された検査に関する部品種毎のライブラリデータが格納
されており、各ライブラリデータは、ライブラリ名，部
品種名，部品サイズ，部品色，総合検査基準，検査領域
数，ウィンドウ内検査基準などの各情報を含むデータ構
造となっている。

【００３０】ここで部品サイズとは、前記チップ部品３
２の場合、図７に示すように、部品の長さＬ，幅Ｗ，高
さＨおよび，電極３３の長さｅなどの各データを含むも
のである。

【００３１】部品色は、部品のボディ（パッケージ）の
色であって、白さの程度，明度，赤色相値，緑色相値，
青色相値などを表す各データを含んでいる。総合検査基
準は、各検査領域（ウィンドウ）内における検査結果を
総合して検査の良否を判定するための基準値である。

【００３２】検査領域数は、各部品について設定される
ウィンドウの総数であって、例えば前記のチップ部品３
２の場合、図８に示すように、第１〜第３の各ウィンド
ウＷ１〜Ｗ３と、必要に応じて第４〜第９の各ウィンド
ウＷ４〜Ｗ９とが設定される。このうち第１，第２の各
ウィンドウＷ１，Ｗ２ははんだ付け状態の良否を判別す
るためのもので、各ランド３４，３５の位置にランドの
形状および大きさとほぼ一致させて設定される。第３ウ
ィンドウＷ３は部品の欠落を判別するためのもので、チ
ップ部品３２の実装位置にその外形より小さな矩形状に
設定される。第４〜第９の各ウィンドウＷ４〜Ｗ９はブ
リッジ検査のためのもので、各ランド３４，３５の周囲
に隣接する部品の有無に応じて必要個数設定される。

【００３３】前記ウィンドウ内検査基準は、前記ウィン
ドウの設定個数に応じた数だけ存在し、各ウィンドウＷ
１〜Ｗ９の設定位置，サイズ，ウィンドウ内領域抽出し
きい値，検査基準などに関するデータなどを含んでい
る。

【００３４】図４に戻って、変換テーブル２９は検査対
象である基板上の各実装部品をどの検査情報を用いて処
理するかを対応付けるためのもの、すなわち前記メモリ
２７に格納された各実装部品についての外部データに対
し、前記ライブラリ２８内のどのライブラリ名のライブ
ラリデータを割り付けるかを対応付けるためのものであ
って、図９にこの変換テーブル２９の具体例が示してあ
る。同図の変換テーブル２９では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…
…で示すメーカ毎の部品型式に対し、ＲＢ１０６８など
の記号で表されるいずれかライブラリ名が対応させてあ
る。

【００３５】制御部２６は、メモリ２７に格納された各
実装部品についての外部データに対し、前記変換テーブ
ル２９を参照してライブラリ２８の対応するライブラリ
データを割り付けて実装部品検査用データを合成し、そ
れをメモリ２７に保存する。

【００３６】図３は、この制御部２６による実装部品検
査用データの作成手順を具体的に示している。まず制御
部２６は、同図のステップ１（図中「ＳＴ１」で示す）
において、検査対象である基板上の最初の実装部品につ
いて、その実装位置，実装方向，部品型式などのＣＡＭ
データや、その部品がはんだ付けされる各ランドの位置
や形状などのＣＡＤデータを、それぞれメモリ２７から
取り込み、つぎのステップ２で、これら外部データに対
し、変換テーブル２９を参照してライブラリ２８の対応
するライブラリデータを割り付けて実装部品検査用デー
タを合成し、それをメモリ２７に保存する。

【００３７】２番目以降の実装部品についても、制御部
２６は同様の手順を繰り返し実行してすべての部品につ
いての実装部品検査用データを作成する。全部品につい
てステップ１，２の手順が実行されると、ステップ３の
判定が「ＹＥＳ」となり、これにより実装部品検査用デ
ータの作成手順が終了し、つぎに検査工程へ移行する。
なお外部データはフロッピディスクなどに貯蔵して図４
に示す回路へ供給される。

【００３８】

【発明の効果】この発明は上記の如く、複数種の部品種
について、少なくとも検査対象部位と検査基準とを対応
づけたライブラリデータと、その部品種を識別するため
の識別情報とライブラリデータとを対応づけるための変
換テーブルとを、あらかじめ記憶しておき、被検査基板
上に実装された複数の部品について、それぞれその部品
種を識別するための識別情報，実装方向，および実装位
置が外部から入力されたとき、入力された識別情報およ
び変換テーブルを用いて各部品に該当するライブラリデ
ータを読み出して、前記入力された実装方向および実装
位置と合成することにより、各部品の実装品質を検査す
るのに必要な実装部品検査用データを生成するようにし
たから、手入力操作によらずコンピュータによる処理に
より効率的に実装部品検査用データを作成できる。また
実装部品検査用データを実装部品検査装置を専有せずに
作成でき、実装部品検査用データの作成時にも、実装部
品検査装置を本来の検査のために用いることが可能とな
る。また実装部品検査用データの生成に撮像手段を有す
る高価なティーチング機が不用であり、しかも実装部品
検査用データの生成が完全に手順化されるので、オペレ
ータによる実装部品検査用データの質のばらつきを防止
できるなど、幾多の顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実装部品検査装置の全体構成を示すブロック図
である。

【図２】はんだ付けの良否とパターンとの関係を示す説
明図である。

【図３】この発明にかかる実装部品検査用データ作成方
法の手順を示すフローチャートである。

【図４】この発明の実装部品検査用データ作成方法を実
施するための回路構成を示すブロック図である。

【図５】基板上の実装部品の位置を示す説明図である。

【図６】ランドの位置および形状を示す説明図である。

【図７】チップ部品のサイズを説明するための斜面図で
ある。

【図８】ウィンドウの設定例を示す説明図である。

【図９】変換テーブルの具体例を示す説明図である。

【図１０】従来のティーチングの手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 被検査基板 ２ 部品 ２６ 制御部 ２７ メモリ ２８ ライブラリ ２９ 変換テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０６Ｆ 15/60 ３７０Ａ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査基板上に実装された複数の部品に
   つき、それぞれの実装品質を検査するのに必要な実装部
   品検査用データを生成するための実装部品検査用データ
   生成方法であって、複数の部品種についてそれぞれ少なくとも検査対象部位
   と検査基準とを対応づけたライブラリデータと、各部品
   種毎にその部品種を識別するための識別情報とライブラ
   リデータとを対応づけるための変換テーブルとを、あら
   かじめ記憶しておき、 前記被検査基板上の各部品について、その部品種を識別
   するための識別情報，実装方向，および実装位置を外部
   より入力した後、この入力された識別情報および前記変
   換テーブルを用いてその部品に該当するライブラリデー
   タを読み出して前記実装方向および実装位置と合成する
   ことにより、 前記実装部品検査用データを生成すること
   を特徴とする実装部品検査用データ生成方法。
2. 【請求項２】 被検査基板上に実装された複数の部品に
   つき、それぞれの実装品質を検査するのに必要な実装部
   品検査用データを生成するための装置であって、前記被検査基板上に実装された各部品について、それぞ
   れその部品種を識別するための識別情報，実装方向，お
   よび実装位置を、それぞれ外部より入力して記憶する第
   １の記憶手段と、 複数の部品種について、それぞれ少なくとも検査対象部
   位と検査基準とを対応づけたライブラリデータを記憶す
   る第２の記憶手段と、 前記各部品種について、それぞれその部品種を識別する
   ための識別情報とライブラリデータとを対応づけるため
   の変換テーブルを記憶する第３の記憶手段と、 前記第１
   の記憶手段に記憶される各部品の識別情報と前記第３の
   記憶手段に記憶される変換テーブルとを用いて、被検査
   基板上の各部品毎に、その部品種に該当するライブラリ
   データを前記第２の記憶手段から読み出した後、このラ
   イブラリデータと前記実装方向および実装位置とを合成
   して前記実装部品検査用データを生成する合成手段とを
   備えて成る実装部品検査用データ生成装置。