JP2629880B2

JP2629880B2 - 基板検査装置における教示方法

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Publication number: JP2629880B2
Application number: JP63226767A
Authority: JP
Inventors: 茂樹小林; 保明谷村
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPH0274848A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、例えば基板上に表面実装された部品につ
きハンダ付けの良否などの部品実装状態を検査するのに
用いられる基板検査装置に関連し、殊にこの発明は、こ
の種基板検査装置に対して部品の実装位置および実装部
品の種別を基板の検査に先立ち教示するための教示方法
に関する。

＜従来の技術＞従来、基板上の表面実装部品につきその実装状態の良
否を検査するのに、目視による検査が行われており、殊
にハンダ付け状態の良否は、ハンダの有無，量，溶解
性，短絡，導通不良などをこの目視検査で判定してい
る。ところがこのような目視検査では、検査ミスの発生
が避けられず、判定結果も検査する者によりまちまちで
あり、また検査処理能力にも限界がある。

そこで近年、この種の検査が自動的に行える自動検査
装置が各種提案された。

第13図は、３次元の形状情報を検出できる自動検査装
置の一例を示す。同図の装置は、レーザ光源からスリッ
ト光１を基板２上のハンダ付け部位へ照射して、ハンダ
付け部位を含む基板２の表面に表面形状に沿って歪を受
けた光切断線３を生成するものである。この光切断線３
の反射光像は撮像装置４で撮像され、その撮像パターン
の歪状態をチェックすることにより、ハンダ付け部位の
立体形状が検出される。

ところがこの検査方法の場合、スリット光１が照射さ
れた部分の形状情報が得られるのみで、それ以外の部分
の立体形状を把握するのは困難である。

この問題を解消する方法として、ハンダ付け部位の表
面へ入射角が異なる光を照射してハンダ付け部位の各反
射光像のパターンを撮像することにより、ハンダ付け部
位が有する曲面要素の配向性を検出するという方法が存
在している。この方法は、一定パターンの光束を検査対
象に当てたとき、その反射光束のパターンが検査対象の
立体的形状に応じた変形を受けることに着目したもの
で、その変形パターンから検査対象の形状を推定すると
いうものである。

第14図は、この方法の原理説明図であり、投光装置５
と撮像装置６とから成る検出系と、検査対象であるハン
ダ付け部位７との位置関係を示している。

同図において、投光装置５によりハンダ付け部位７の
表面へ入射角ｉで光束８を投光すると、角度ｉ′（＝
ｉ）の反射光束９が真上位置の撮像装置６に入射して検
出される。これにより前記光束８で照明されたハンダ付
け部位７の曲面要素は基準面10に対してｉの角度をなし
て配向していることが検出されたことになる。従って異
なる方向に配向する多数の曲面要素から成るハンダ付け
部位７に対して、入射角が異なる複数の投光装置による
投光を行えば、それぞれの入射角に対応する曲面要素の
群が撮像装置６により検出され、これによりハンダ付け
部位７の各曲面要素がそれぞれどんな配向をしている
か、すなわちハンダ付け部位の表面性状がどのようであ
るかを検出できる。

また投光装置５が、入射角がｉ＋Δｉからｉ−Δｉま
で２Δｉの幅をもつ光束８を投光するならば、その幅に
対応した幅を有する反射光束９が撮像装置６により検出
されることになる。すなわちこの場合は、基準面10とな
る傾斜角がｉ＋Δｉからｉ−Δｉまでの幅の角度をもつ
曲面要素を検出できることになる。

さらに投光装置５が、第15図に示す如く、基準面10に
対して水平に設置されたリング状のものであれば、ハン
ダ付け部位７の表面が基準面10に垂直な軸に対してどの
ような回転角をもっていても、投光装置５とハンダ付け
部位７との距離は一定であり、曲面要素の回転角方向の
配向性は消去されるので，基準面10となす傾斜角だけが
検出されることになる。

またこの第15図に示すように、投光装置５をハンダ付
け部位７への入射角が異なる複数のリング状発光体11,1
2,13をもって構成すれば、各発光体による光束14,15,16
の入射角に対応した配向をもつ曲面要素がそれだけ詳細
に検出できることは前述したとおりである。

いま半径がr_n（ただしｎ＝1,2,3）の３個のリング状
の発光体11,12,13を基準面10に対して高さh_n（ｎ＝1,2,
3）の位置に水平に設置すれば、ハンダ付け部位７への
各光束14,15,16の入射角はそれぞれi_n（ｎ＝1,2,3）と
なり、ハンダ付け部位７における傾斜角がそれぞれi_nで
ある各曲面要素を撮像装置６により検出することができ
る。このとき各発光体11,12,13からハンダ付け部位７の
表面を経て撮像装置６に至る全光路長に比して曲面要素
の大きさが十分に小さいので、次式により入射角、すな
わち検出しようとする曲面要素の傾斜角を定めればよ
い。

上記の原理に基づきハンダ付け部位の外観を検査する
方法として、前記の各発光体11,12,13に白色光源を用い
たものが提案されている（特開昭61−293657号）。この
検査方法においては、ハンダ付け部位に対する入射角の
異なる３個の発光体11,12,13による反射光像を相互に識
別するために、それぞれ発光体11,12,13を時間的に異な
ったタイミングで点灯させ、また消灯させている。

ところがこの方法では、異なる投光タイミングで得た
各画像を貯蔵するためのメモリや、これら画像を同一視
野像として演算処理するための演算装置や、各発光体を
瞬間的に点灯動作させるための点灯装置などが必要であ
り、技術面での煩雑さが多く、またそれがコスト面や信
頼性の面で問題となる。

そこでこのタイム・シェアリング方式の課題を一挙に
解消するため、この発明の発明者は、先般、第１図に示
す構成の基板検査装置を提案した。この基板検査装置
は、その詳細は後述するが、ハンダ付け部位の表面へ入
射角が異なる赤色光，緑色光，青色光を照射するための
投光部24と、ハンダ付け部位の表面からの反射光像を各
色相別に撮像するための撮像部25と、撮像部25で得た撮
像パターンよりハンダ付け部位の有する各曲面要素の性
状を検出するための処理部26とで構成され、前記投光部
24には、赤色光，緑色光，青色光をそれぞれ発生するリ
ング状をなす３個の発光体28,29,30が用いてある。各発
光体28,29,30はそれぞれの光の合成により白色光となる
ような対波長発光エネルギー分布を有しており、各発光
体による光を合成したとき白色光となるように各発光体
の光量が調整可能としてある。

この基板検査装置によれば、ハンダ付け部位に対し異
なる入射角をもって各発光体28,29,30から赤色光，緑色
光，青色光を照射すると、ハンダ付け部位の表面からの
赤色，緑色，青色の各反射光像が撮像部25により同時に
分離して検出される。この場合に、各発光体28,29,30に
よる赤色光，緑色光，青色光は合成されると白色光とな
るため、ハンダ付け部位の曲面性状に関する情報に加え
て、基板上の各部品に関する情報（例えば部品番号，極
性，カラーコードなど）や基板パターン情報（種々のマ
ークなど）など、基板実装部品の自動検査に不可欠な周
辺情報が検出できる。

＜発明が解決しようとする問題点＞このような基板検査装置を使用する場合、被検査基板
の検査に先立ち、所定の位置に所定の部品が正しく実装
されている基板（これを「基準基板」という）に関する
各種のデータをキーボードからキー入力する教示作業が
必要とされている。この教示作業は「ティーチング」と
呼ばれるもので、基準基板上に実装される部品の位置，
種類，検査領域などに関するデータや各部品の検査領域
内の実装状態（例えばハンダ付け状態）の特徴に関する
データが教示される。

しかしながらこのようなキー入力による教示方法で
は、キー入力すべきデータが著しく多いため、その入力
作業に多大な時間と労力とが必要であり、その作業負担
は大変なものであった。

この問題を解消する教示方法として、基板の表面を黒
色塗料で着色し、実装部品の方は白色塗料で着色したも
のを位置決め基板として作製し、この位置決め基板を基
板検査装置で撮像させることにより、被検査基板を検査
する際の基準となるデータ（部品位置など）を教示する
ようにしたものが提案された（特開昭62−180251号）。

しかしながらこの教示方法の場合、位置決め基板の作
製に塗装作業が必要となるばかりでなく、その基板は塗
装のためにもはや再利用が不可能となって甚だ不経済で
ある。また塗装箇所を正確に塗装しないと、部品位置な
どを正しく教示できず、しかもこの方法では部品位置以
外の教示、例えば部品の種別などを教示するのは容易で
ないなどの問題がある。

この発明は上記問題に着目してなされたもので、部品
の実装位置に部品識別用の識別マークがつけられた基板
を用いることにより、教示用の基準基板を容易に作成す
ると共に部品の実装位置や実装部品の種別を簡単に教示
し得る基板検査装置における教示方法を提供することを
目的とする。またこの発明が他に目的とするところは、
前記識別マークとしてラベルを採用し、このラベルを基
板上の部品実装位置に貼付することにより、基準基板の
再利用を可能とする点にある。

＜問題点を解決するための手段＞上記目的を達成するため、この発明では、基板上の実
装部品の実装状態を検査する基板検査装置に対して部品
の実装位置および実装部品の種別を基板の検査に先立ち
教示するのに、前記基板検査装置に対し、基板上の部品
実装位置にそれぞれ部品識別用の識別マークをつけたも
のを供給して、各識別マークを撮像させることにより、
識別マークの貼付位置から部品の実装位置を教示すると
共に、識別マークの色彩または形状から部品の識別を教
示するようにしている。また請求項２の発明では、前記
識別マークとしてラベルを用いており、基板検査装置に
はこのラベルを部品実装位置に貼付した基板が供給され
る。

＜作用＞被検査基板の検査に先立ち、基板上の部品実装位置に
部品の種別に応じた色または形状の識別マークをつけて
基準基板を作製する。この基準基板は基板検査装置によ
り撮像されてラベルの貼付位置，形状，色彩が読み取ら
れ、これにより部品の実装位置や実装部品の種別が容易
に教示される。

また請求項２の発明では、基板の部品実装位置にラベ
ルを貼付して基準基板を作成し、この基準基板を基板検
査装置に供給して各ラベルを撮像することにより、部品
の実装位置や部品の種別が教示される。

この教示方法の場合、基準基板はラベルを貼付するだ
けで簡単に作製でき、またラベルを剥がせばその基板の
再利用が可能となり経済的である。

＜実施例＞第１図は基板検査装置の概略構成を示している。

この基板検査装置は、基準基板20Sを撮像して得られ
た前記基準基板20S上にある各部品21Sの検査領域の特徴
パラメータ（判定データ）と、被検査基板20Tを撮像し
て得られた前記被検査基板20T上にある各部品21Tの検査
領域の特徴パラメータ（被検査データ）とを比較して、
これらの各部品21Tが正しく実装されかつハンダ付けさ
れているかどうかを検査するためのものであって、Ｘ軸
テーブル部22,Y軸テーブル部23,投光部24、撮像部25,処
理部26などをその構成として含んでいる。

Ｘ軸テーブル部22およびＹ軸テーブル部23は、それぞ
れ処理部26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22が撮像部25をＸ方向へ移動させ、また
Ｙ軸テーブル部23が基板20S,20Tを支持するコンベヤ27
をＹ方向へ移動させる。

これら基板20S,20Tは、投光部24からの照射光を受け
つつ撮像部25により撮像される。

投光部24は、処理部26からの制御信号に基づき赤色
光，緑色光，青色光をそれぞれ発生して検査対象へ異な
る入射角で照射するためのリング状の発光体28,29,30を
備えており、これら発光体28,29,30を発した三原色光の
混合した光により前記基板20S,20Tへの投光を施して、
その反射光像を撮像部25で得て電気信号に変換する。こ
の実施例の場合、前記の各発光体28,29,30は白色光源に
赤色，緑色，青色の各着色透明板を被せた構造のものを
用いているが、三原色の各色相光を発生させるものであ
れば、このような構成に限らず３本のリング状のカラー
螢光灯（赤，緑，青）を用いたり、３本のリング状のネ
オン管（赤，緑，青）を用いることもできる。

またこの投光部24は、その照明下で基板20S,25T上の
部品に関する情報（部品番号，極性，カラーコードな
ど）や基板パターン情報（種々のマークなど）を検出す
ることを可能となすため、各発光体28,29,30が発する各
色相の光が混色されると完全な白色光となるような工夫
を施してある。すなわち各発光体28,29,30は、混色によ
り白色光となるような対波長発光エネルギー分布を有す
る赤色光スペクトル，緑色光スペクトル，青色光スペク
トルの光を発する発光体をもって構成すると共に、各発
光体28,29,30から照射された赤色光，緑色光，青色光が
混色して白色光となるように、撮像コントローラ31によ
り各色相光の光量の調整を可能としている。

つぎに撮像部25は、前記投光部24の上方に位置させた
カラーテレビカメラ32を備えており、前記基板20Sまた
は20Tからの反射光はこのカラーテレビカメラ32によっ
て三原色のカラー信号R,G,Bに変換されて処理部26へ供
給される。

処理部26は、A/D変換部33,メモリ38,ティーチングテ
ーブル35,画像処理部34,判定部36,X,Yテーブルコントロ
ーラ37,撮像コントローラ31,CRT表示部41,プリンタ42,
キーボード40,フロッピディスク装置43,制御部（CPU）3
9などから構成されるもので、ティーチングモードのと
き、基準基板20Sより後記する方法で各部品21Sの実装位
置，実装部品の種別や実装方向および，検査領域を検出
すると共に、基準基板20Sについてのカラー信号R,G,Bを
処理しハンダ付け状態が良好な各部品21Sの検査領域に
つき赤色，緑色，青色の各色相パターンを検出して特徴
パラメータを生成し、判定データファイルを作成する。
また処理部26は、検査モードのとき、被検査基板20Tに
ついてのカラー信号R,G,Bを処理し基板上の各部品21Tの
検査領域につき同様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前記判定データファ
イルとを比較して、この比較結果から被検査基板20T上
の所定の部品21Tにつきハンダ付け部分の良，不良を自
動的に判定する。

第２図は、ハンダ付けが良好であるとき、部品が欠落
しているとき、ハンダ不足の状態にあるときのそれぞれ
ハンダ44の断面形態と、各場合の撮像パターン，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
で示したものであり、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、部品の有無やハンダ付けの良否
が判定できることになる。

第１図に戻って、A/D変換部33は前記撮像部25からカ
ラー信号R,G,Bが供給されたときに、これをアナログ・
ディジタル変換してメモリ38へ格納する。メモリ38はRA
Mなどを備え、画像メモリとして使われる。画像処理部3
4は制御部39の指示によりメモリ38に格納されている画
像データを画像処理して前記被検査データファイルや判
定データファイルを作成し、これらを制御部39や判定部
36へ供給する。

ティーチングテーブル35はティーチング時に制御部39
から判定データファイルが供給されたとき、これを記憶
し、また検査時に制御部39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を読み出して、こ
れを制御部39や判定部36などへ供給する。

判定部36は、検査時に制御部39から供給された判定デ
ータファイルと、前記画像処理部34から転送された被検
査データファイルとを比較して、その被検査基板20Tに
つきハンダ付け状態の良否を判定し、その判定結果を制
御部39へ出力する。

撮像コントローラ31は、制御部39と投光部24および撮
像部25とを接続するインターフェースなどを備え、制御
部39の出力に基づき投光部24の各発光体28,29,30の光量
を調整したり、撮像部25のカラーテレビカメラ32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。

X,Yテーブルコントローラ37は制御部39と前記Ｘ軸テ
ーブル部22およびＹ軸テーブル部23とを接続するインタ
ーフェースなどを備え、制御部39の出力に基づきＸ軸テ
ーブル部22およびＹ軸テーブル部23を制御する。

CRT表示部41はブラウン管（CRT）を備え、制御部39か
ら画像データ、判定結果、キー入力データなどが供給さ
れたとき、これを画面上に表示する。プリンタ42は制御
部39から判定結果などが供給されたとき、これを予め決
められた書式（フォーマット）でプリントアウトする。
キーボード40は操作情報，基準基板20Sや被検査基板20T
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、このキーボード40から入力された情報やデー
タなどは制御部39へ供給される。

制御部39は、マイクロプロセッサなどを備えており、
つぎに述べる手順に沿ってティーチングおよび検査にお
ける動作を制御する。

まずティーチングに際して、制御部39は、第３図のス
タート時点において、装置各部を制御して投光部24や撮
像25をオンし、また撮像条件やデータの処理条件を整え
る。つぎにオペレータは、キーボード40を操作して、ス
テップ１（図中「ST1」で示す）で教示対象とする基板
名の登録を行い、また基板のサイズをキー入力した後、
つぎのステップ２で、基準基板20SをＹ軸テーブル部23
上にセットしてスタートキーを押操作する。そしてステ
ップ３でその基準基板20Sの原点と右上および左下の各
角部の点がキー入力されると、制御部39は入力データに
基づきＸ軸テーブル部22およびＹ軸テーブル部23を制御
して基準基板20Sを初期位置に位置出しする。

前記基準基板20Sは、部品実装位置に所定の部品21Sを
適正にハンダ付けして良好な実装状態が形成されたもの
であって、各部品21Sの上面のほぼ中央には、第６図お
よび第７図に示すようなラベル50,51が貼付されてい
る。

これらラベル50,51は、それぞれ部品21Sの実装位置，
実装部品の種類および実装方向を教示するために用いら
れており、この実装例の場合、両側面に多数のリード52
を備えたSOPのような長方形の部品21Sについては黄色の
半円形のラベル50を、円弧部を実装方向に向けて貼付
し、また周囲四面に多数のリード52を備えたQFPのよう
な正方形の部品21Sについては赤色の円形ラベル51を貼
付し、また図示しない角チップのようなチップ部品につ
いては色または形状を違えた他のラベルを貼付する。こ
の実施例の場合、ラベルの貼付位置をもって部品の実装
位置を、ラベルの色および形状をもって部品の種別を、
ラベルの貼付方向をもって部品の実装方向を、それぞれ
教示する。この実施例ではラベルの色と形状との両方を
部品種別の識別に用意しているが、これは単独情報によ
る誤識別を防止するためである。

なおこの実施例では、部品実装位置に所定の部品21S
が適正にハンダ付けされた基準基板20Sを用いて、各部
品21Sの上面にそれぞれのラベル50,51を貼付している
が、これに限らず、部品が実装されていない基板を用い
て各部品の実装位置に前記のラベル50,51を直接貼付す
るようにしてもよい。後者による場合は、部品位置教示
用の基準基板の他に、後記する特徴パラメータを教示す
るための基準基板を別に準備する必要がある。

第３図に戻って、基準基板20Sが初期位置に位置決め
されると、つぎにステップ４において、部品の実装位置
や実装部品の種別などについての教示手順が開始され
る。

第４図はこの教示手順の詳細を示しており、同図のス
テップ４−１において、制御部39の撮像領域計数用のカ
ウンタｉに「１」が初期設定され、このカウンタｉの内
容に対応する基準基板20S上の領域が撮像されて最初の
画面が生成される（ステップ４−２）。

第８図は、基板20S上の領域を縦横l_X×l_yの矩形領域5
3に分割して、各矩形領域53を１画面の大きさに対応さ
せたもので、まず最初に左下の領域の画面が生成されて
以下の手順（ステップ４−３〜４−10）が実行され、そ
れ以後は図中矢印に沿って各矩形領域53につき同様の処
理が繰り返し実行される。

まずステップ４−３では、画像処理部34にて赤色領域
の抽出が行われる。

いま画像上の各画素位置を座標（x,y）で表し、座標
（x,y）の画素につき三原色の各カラー信号の灰色レベ
ル値をＲ（x,y）,C（x,y）,B（x,y）とすると、赤色，
緑色，青色の各色相値ｒ（x,y）,g（x,y）,b（x,y）は
次の〜式で与えられる。

ステップ４−３の赤色領域の抽出は、Ｒ（x,y）≧T₁
かつｒ（x,y）≧T₂（ただしT₁T₂は予め設定された固定
値である）を満たす画素を抽出することで実現する。

第９図（１）〜（３）は、画像54上で抽出された赤色
領域55を示しており、このうち第９図（１）は画像54の
中央部位置で、第９図（２）（３）は画像54の端部位置
で、それぞれ赤色領域55が抽出されている。

つぎにステップ４−４において、この赤色領域55の輪
郭追跡を行うことにより外接矩形abcdを生成し、この外
接矩形の２辺の長さがともに前記ラベル51の半径ｌより
大きいか否かを判定し、これによりこの赤色領域55の大
きさが一定以上か否か、すなわちこの赤色領域55が赤色
のラベル51の画像に相当するものであるか否かを判定す
る。

もしステップ４−４の判定が“NO"であれば、ステッ
プ４−５をスキップしてステップ４−６へ進むが、ステ
ップ４−４が“YES"のときは、制御部39はつぎのステッ
プ４−５において、赤色領域55の中心座標を第９図
（１）〜（３）の各場合に応じて算出する。

すなわち第９図（１）は、抽出された赤色領域55が画
像54のいずれの辺にも接していない場合であり、この場
合は外接矩形abcdの中心位置をラベル51の中心位置とし
て算出する。

第９図（２）は、抽出された赤色領域55が画像54のい
ずれか一辺に接する場合であり、この場合は外接矩形ab
cdの一点ａから線分abの方向へ2lの長さをとって矩形a
b′ｃ′ｄを作り、この矩形の中心位置をラベル51の中
心位置として算出する。

第９図（３）は、抽出された赤色領域55が画像54の二
辺に接する場合であり、この場合は外接矩形abcdの一点
ａから線分ab,adの各方向へ2lの長さをとって矩形ab′
ｃ′ｄ′を作り、この矩形の中心位置をラベル51の中心
位置として算出する。

このラベル51の中心位置座標が求まると、制御部39は
この座標を基準基板20Sにおける座標系に変換してこれ
を部品位置とする。

つぎに画像処理部34は、ステップ４−６において、黄
色領域の抽出を行う。この黄色領域の抽出は、Ｒ（x,
y）≧T₃かつｒ（x,y）≧T₄かつＧ（x,y）≧T₅かつｇ
（x,y）≧T₆かつＢ（x,y）＜T₇かつｂ（x,y）＜T₈（た
だしT₃〜T₈は予め設定された固定値である）を満たす画
素を抽出することで実現する。

第10図は、画像56上で抽出された黄色領域57を示して
おり、このうち第10図（１）は画像56の中央部位置で、
第10図（２）（３）は画像56の端部位置で、それぞれ黄
色領域57が抽出されている。

つぎにステップ４−７において、この黄色領域57の輪
郭追跡を行うことにより外接矩形abcdを生成し、この外
接矩形の１辺の長さが前記ラベル50の半径ｌより大きく
かつ他の１辺の長さがl/2より大きいか否かを判定
し、、これによりこの黄色領域57の大きさが一定以上か
否か、すなわちこの黄色領域57が黄色のラベル50の画像
に相当するものであるか否かを判定する。

もしステップ４−７の判定が“NO"であれば、ステッ
プ４−８をスキップしてステップ４−９へ進むが、ステ
ップ４−７が“YES"のときは、制御部39はつぎのステッ
プ４−８において、黄色領域57の中心座標を第10図
（１）〜（３）の各場合に応じて算出する。

すなわち第10図（１）は、抽出された黄色領域57が画
像56のいずれの辺にも接していない場合であり、この場
合は外接矩形abcdの中心位置をラベル50の中心位置とし
て算出する。

第10図（２）は、抽出された黄色領域57が画像56のい
ずれか一辺に接する場合であり、この場合は外接矩形ab
cdの一辺が2l,他の一辺がｌとなるような矩形（図中破
線で示す）を作り、この矩形の中心位置をラベル50の中
心位置として算出する。

第10図（３）は、抽出された黄色領域57が画像56の二
辺に接する場合であり、この場合も外接矩形abcdの一辺
が2l,他の一辺がｌとなるような矩形（図中破線で示
す）を作り、この矩形の中心位置をラベル50の中心位置
として算出する。

また制御部39は、黄色領域57についてはその重心位置
Ｇの座標を算出し、この重心位置Ｇと前記の中心位置Ｏ
との位置関係から黄色のラベル50の円弧部がいずれの方
向に向いているかを検出する。例えば外接矩形abcdの中
心位置座標が（x_o，y_o）、黄色領域57の重心位置座標が
（x_G，Y_G）の場合、y_O＝y_G，x_O＜X_Gならば黄色のラベル
50の円弧部は左方向を向くものと判定される。

このようにして赤色領域55や黄色領域57の抽出や中心
位置の算出が完了すると、ステップ４−９で前記カウン
タｉを１加算し、このカウンタｉの内容により基準基板
20S上の全ての矩形領域53についての処理が終了したか
否かを判定する（ステップ４−10）。その判定が“NO"
であればステップ４−２に戻り、前記カウンタｉの内容
に対応する基準基板20S上の矩形領域57につき撮像が行
われて、以下、同様の手順が実行される。

第12図（１）は、上記手順の進行時におけるCRT表示
部41の表示画面を示しており、画面中の所定領域58には
黄色ラベル50が貼付された長方形の部品20Sの検出位置5
9（図中＋で示す）と、赤色ラベル51が貼付された正方
形の部品20Sの検出位置60（図中・で示す）とが表示さ
れている。

かくしてステップ４−10の判定が“YES"になれば、部
品位置および種別の教示手順が完了し、第３図のステッ
プ５に進んで基準基板20Sは搬出される。

つぎのステップ６でオペレータは、所定の位置に所定
の部品が適正に実装された基準基板20SをＹ軸テーブル
部23上にセットして、キーボード40のスタートキーを押
操作し、つぎに検査領域を設定するための教示手順を開
始する。なおこの実施例では、ここでの基準基板20Sと
して先のステップ４の教示手順で用いたものを再利用し
ているが、これに限らないことは勿論である。

まずステップ７において、制御部39の部品計数用のカ
ウンタｊに「１」が初期設定され、制御部39は先の教示
で得られた部品位置データに基づきＸ軸テーブル部22お
よびＹ軸テーブル部23を制御して、１番目の部品20Sを
テレビカメラ32の視野内に位置決めしてその部品を撮像
させる。

第11図は、この撮像で得たSOP部品の画像61につき検
査領域の設定方法を具体的に示してある。この方法は、
画像61に対し、SOP部品の両側部に対応して第11図
（１）中、鎖線で示す矩形領域62A,62Bを設定して、各
矩形領域62A,62B内につき基板上のランド部の像63を自
動抽出した後、各矩形領域62A,62B内につき各ランド部
の像63を含む外接矩形を求め、さらにそれを一定幅拡大
して第11図（２）に示す矩形領域64A,64Bを求めて、こ
れを検査領域に設定するものである。なおここではSOP
部品についての検査領域の設定方法を例示したが、他の
部品についてもこれに準じた方法で検査領域の設定を行
うことは勿論である。

このようにして１番目の部品につき検査領域の設定が
完了した後、つぎのステップ９でオペレータがキーボー
ド40のネキストキーを押すと、前記カウンタｊは１加算
され、このカウンタｊの内容に基づき全ての部品につき
検査領域の設定が行われたか否かが判定される（ステッ
プ10,11）。もしステップ11の判定が“NO"であれば、つ
ぎの部品が撮像されて、上記と同様の手順が実行される
ことになる。

第12図（２）は上記手順の進行時におけるCRT表示部4
1の表示画面を示しており、領域58には部品検出位置59,
60でその部品の検査領域が設定される毎に、その部品の
形状および大きさに応じた表示65,66に切り換わってゆ
く。

かくして全ての部品につき同様の処理が繰り返し実行
されて、ステップ11の判定が“YES"になると、基準基板
20Sが搬出されて、つぎに特徴パラメータの教示手順へ
移行する。

まずステップ13で制御部39の基板枚数計数用のカウン
タｎに「１」が初期設定された後、つぎのステップ14で
オペレータが、１枚目の基準基板20S（所定位置に所定
の部品が適正に実装されかつハンダ付けされたもの）を
Ｙ軸テーブル23上にセットして、キーボード40のスター
トキーを押操作すると、ステップ15において、制御部39
は先の教示で得られた部品位置データに基づきＸ軸テー
ブル部22およびＹ軸テーブル部23を制御して、テレビカ
メラ32の視野を順次各部品に位置決めして撮像を行わせ
る。

それぞれの撮像動作で得られた三原色のカラー信号R,
G,BはA/D変換部33でA/D変換され、その変換結果はメモ
リ38にリアルタイムで記憶される。ついで制御部39は、
先の教示で得られた各部品の検査領域につき前記メモリ
38より各色相に対応する画像データを画像処理部34へ転
送させ、この画像処理部34にて各色相の画像データを各
色相別の適当なしきい値で２値化するなどして、各ラン
ド部の正常なハンダ付け状態を赤色，緑色，青色のパタ
ーンとして検出した後、これらパターンの特徴を特徴パ
ラメータとして算出する。

１枚目の基準基板20Sにつき各部品毎に特徴パラメー
タの抽出が完了すると、その基板が搬出された後、前記
カウンタｎが１加算されて２枚目の基準基板20Sが指定
され、前記と同様の手順で特徴パラメータの抽出処理が
実行される。

このようにして所定枚数（ｎ枚）の基準基板20Sにつ
き特徴パラメータの抽出処理が完了すると、ステップ16
の判定が“YES"となってステップ18へ進む。ステップ18
では、制御部39は、各部品についての平均的な特徴量を
得るため、ｎ枚の基準基板20Sについての特徴パラメー
タを統計処理して平均値データを得、この平均値データ
に基づき判定データファイルを作成して、これをティー
チングテーブル35に記憶させ、必要に応じてデータの修
正を施してティーチングを終了する。

以上でティーチングが完了すると、この基板検査装置
はハンダ付け後の被検査基板20Tの自動検査が可能な状
態となる。

かくしてオペレータは、第５図に示す検査モードに移
行し、ステップ1,2で検査すべき基板名を選択して基板
検査の開始操作を行うことになる。

つぎのステップ３は、基板検査装置への被検査基板20
Tの供給をチェックしており、“YES"の判定でコンベヤ2
7が作動して、Ｙ軸テーブル部23に被検査基板20Tが搬入
され、基板検査が開始される（ステップ4,5）。

ステップ５において、制御部29はＸ軸テーブル部22お
よびＹ軸テーブル部23を制御して、被検査基板上の１番
目の部品21Tに対してテレビカメラ32の視野を位置決め
して撮像を行わせ、検査領域内の各ランド領域を自動抽
出すると共に、各ランド領域の特徴パラメータを算出し
て、被検査データファイルを作成する。ついで制御部39
は、前記被検査データファイルを判定部36に転送させ、
この被検査データファイルと前記判定データファイルと
を比較させて、１番目の部品21Tにつきハンダ付けの良
否を判定させる。

このような検査が被検査基板20T上の全ての部品21Tに
つき繰り返し実行され、その結果、ハンダ付け不良があ
ると、その不良部品と不良内容とがCRT表示部41に表示
され或いはプリンタ42に印字された後、被検査基板20T
は検査位置より搬出される（ステップ６〜８）。

第12図（３）は、判定結果を表示したCRT表示部41の
表示画面を示している。

同図の画面において、領域58には前記の部品表示65,6
6が行われると共に、ハンダ付け不良の部品65′が特定
の色彩で着色表示されており、またその下の画面領域67
には、オペレータが指定したハンダ付け不良の部品65′
についての不良内容が具体的に表示されている。なおオ
ペレータによる指定部品は、ハンダ付け不良の部品65′
を示す色彩とは異なる色彩をもってこの画面上で明示さ
れる。

＜発明の効果＞この発明は上記の如く、基板上の部品実装位置にそれ
ぞれ識別マークをつけたものを基板検査装置へ供給し
て、各識別マークを撮像させることにより、識別マーク
の位置から部品の実装位置を教示し、また識別マークの
色彩または形状から部品の種別を教示するようにしたか
ら、教示用の基板の作成が容易であり、部品の実装位置
や部品の種別を簡単に教示することができる。また請求
項２の発明では、識別マークとしてラベルを採取し、基
板の部品実装位置にラベルを貼付するようにしたから、
ラベルを剥がせばその基板の再利用が可能であって経済
的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板検査装置の全体構成を示す説明図、第２図
はハンダ付け状態の良否とパターンとの関係を示す説明
図、第３図および第４図はティーチングの手順を示すフ
ローチャート、第５図は検査の手順を示すフローチャー
ト、第６図および第７図はラベルの貼付状態を示す部品
の平面図、第８図は基板上の分割領域と処理の順序を示
す説明図、第９図および第10図は画像上で抽出されたラ
ベルの画像とその外接矩形とを示す説明図、第11図は検
査領域の設定方法を示す説明図、第12図はCRT表示部の
表示画面を示す説明図、第13図は従来の自動検査装置を
示す原理説明図、第14図および第15図は自動検査装置の
原理を示す原理説明図である。 20S……基準基板、21S……部品 50,51……ラベル

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−293657（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−261047（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−127617（ＪＰ，Ａ) 特開平２−76079（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上の実装部品の実装状態を検査する基
板検査装置に対し、部品の実装位置および実装部品の種
別を基板の検査に先立ち教示するための教示方法であっ
て、前記基板検査装置に対し、基板上の部品実装位置にそれ
ぞれ部品識別用の識別マークをつけたものを供給して、
各識別マークを撮像させることにより、識別マークの位
置から部品の実装位置を教示すると共に、識別マークの
色彩または形状から部品の種別を教示することを特徴と
する基板検査装置における教示方法。
【請求項２】前記識別マークはラベルであって、前記基
板検査装置には基板上の部品実装位置にラベルが貼付さ
れた基板が供給される特許請求の範囲第１項に記載され
た基板検査装置における教示方法。