JP2629881B2

JP2629881B2 - 基板検査のための検査領域設定方法およびその方法を用いた検査領域設定装置

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Publication number: JP2629881B2
Application number: JP63226768A
Authority: JP
Inventors: 保明谷村; 茂樹小林
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: JPH0274849A

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実装部品の検査領域を基板検
査に先立ち設定するための検査領域設定方法およびその
方法を用いた検査領域設定装置に関する。

＜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16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、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
面への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17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18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18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。

上記の原理の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・シュ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、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
は大変なものとなる。

また検査領域の設定については、従来は固定座標によ
り固定的に定めており、検査に際して、検査箇所を含む
基板上の領域が撮像されると、その画像の一部の領域が
前記固定座標により検査領域として抽出されてその検査
領域内のみが処理されることになる。この場合に処理時
間を短縮するため、可能な限り前記の検査領域を小さく
設定しているが、もし基板を搬送しかつ位置決めするた
めの駆動機構系の精度や、基板の加工精度およびパター
ン印刷精度などが十分でないと、検査箇所が検査領域外
にはみ出るという問題がある。

この問題を解消するため、基準となるパターンを基板
上に設定し、検査時に求めたこの基準パターンの位置と
ティーチング時に求めた基準パターンの位置とのずれ量
を算出して、検査領域の位置を補正するなどの工夫を行
っている。

ところがこのような方法では、基準となるパターンが
必要であって基板上に余計なパターンを印刷する必要が
あり、しかももしそのパターンの位置を求める処理に誤
差が生じると、それが全ての検査領域の位置に影響し
て、補正の意義が失われるという問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、基
板を撮像して得た画像を処理して実装部品の検査領域を
設定することにより、補正処理などを必要とせず、高速
かつ安定して検査領域を設定することを目的とする。

＜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実装
部品の検査領域を基板検査に先立ち設定するのに、前記
基板検査装置へ基板を供給して部品実装位置の画像を生
成し、この画像に対して基板上のランド領域を含む処理
領域を初期設定して、その処理領域内の画像を処理して
ことにより前記ランド領域を抽出した後、抽出したラン
ド領域に外接する領域を所定幅拡大して実装部品の検査
領域を設定するようにしている。また請求項２の発明
は、上記の検査領域設定方法を用いた検査領域設定装置
であって、基板を撮像して得られた部品実装位置の画像
について所定の処理領域を初期設定する処理領域設定手
段と、前記処理領域設定手段により設定された処理領域
内の画像を処理して領域内に含まれるランド領域を抽出
する抽出手段と、前記抽出手段により抽出されたランド
領域に外接する領域を設定した後この外接領域を所定幅
拡大して実装部品の検査領域とする検査領域設定手段と
を備えている。

また請求項３の発明では、前記抽出手段は、前記処理
領域内の画像に対し射影処理を行なうことにより処理領
域内に含まれるランド領域を抽出する。

＜作用＞基板検査に先立ち、基板を基板検査装置に供給して部
品実装位置を撮像し、その画像に所定の画像処理を施し
て実装部品の検査領域を設定するので、仮に基板の印刷
パターンにずれなどがあっても、確実に検査箇所を含む
検査領域を設定でき、高速かつ安定した検査領域の設定
が可能である。また基板上に基準となるパターンを設け
ることも、またその基準パターンを用いた補正処理を行
うことも不要であり、仮に検査領域の抽出にずれが生じ
ても、それが全ての検査領域の設定に悪影響を及ぼすな
どの虞れがない。

＜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,20T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）39
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、
以下に述べる手順（第３図および第４図）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
像部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
の各角部を撮像部25にて撮像させて各点の位置により実
際の基板20Sのサイズを入力した後、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５図お
よび第６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
方形部品21Sについては赤色の円形のラベル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。

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、
撮像部25より基準基板20S上の最初の領域が撮像されて
最初の画面が生成される。

第７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
以下の教示手順が実行され、それ以後は図中矢印に沿っ
て各矩形領域53につき同様の手順が繰り返し実行され
る。

教示手順では、まず三原色のカラー信号に基づき第８
図（１）（２）に示すような画像54,56上で赤色および
黄色の各領域55,57が抽出された後、各領域55,57の外接
矩形abcdにつきその２辺の大きさに応じてそれぞれが赤
色ラベル51の画像か、黄色ラベル50の画像かが識別さ
れ、赤色の領域55については外接矩形abcdの中心座標
が、また黄色の領域については外接矩形abcdの中心座標
と円弧部の向きとが、それぞれ抽出される。

第９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、所定の画面領域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59
（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。

かくして部品位置および種別の教示手順が完了する
と、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10図は、この撮像で得たSOPなどの長方形部品の画
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、部品の両側部に対応して第
10図（１）中、鎖線で示す矩形状の処理領域62A,62Bを
初期設定して、各処理領域62A,62B内で射影処理を行っ
て基板上のランド部63を自動抽出した後、それぞれにつ
き第10図（２）に示す如く、各ランド部63を含む外接矩
形68A,68Bを求め、さらにそれを四方へ所定幅拡大して
矩形状の検査領域64A,64Bを設定するものである。

第11図は、一方の処理領域62A内における前記射影処
理の方法を示している。なお処理領域62A（62B）は、そ
の縦横２辺が予め所定長さに初期設定されており、画像
61に対して先の教示手順で求めた部品の方向に応じてそ
の向きが決められることになる。

いま画像61を構成する各画素の位置を座標（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）,G（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）はつぎの〜式で与えられる。

まず前記処理領域62A内におけるランド部63を抽出す
るのに、処理領域62Aに含まれる各画素につき、上記の
各灰色レベル値と各色相値とを算出して、その値からラ
ンド部63を構成する画素であるか否かを判別する。

すなわち着目する画素がＲ（x,y）≧T₁₀かつｒ（x,
y）≧T₁₁であるとき、またＧ（x,y）≧T₁₂かつｇ（x,
y）≧T₁₃であるとき、またはＢ（x,y）≧T₁₄かつｂ（x,
y）≧T₁₅であるときはその画素はランド部63を構成する
画素とみなし、その画素にＷ（x,y）＝１の重みを与
え、それ以外のときはその画素はランド部63以外の画素
とみなし、その画素にＷ（x,y）＝０の重みを与える。
なおT₁₀，T₁₁，T₁₂，T₁₃，T₁₄，T₁₅は予め設定された固
定値である。そして画像61の各行および各列につき、Ｗ
（x,y）の総和を次式の演算により算出する。

ただしx₀≦ｘ≦x₀＋L_x−１ただしy₀≦ｙ≦y₀＋L_y−１上式中、（x₀，y₀）は前記処理領域62Aにおける左下
の角部Ｑの座標を、またL_x，L_yは処理領域62Aの２辺の
長さを、それぞれ示しており、第11図中には、画像61の
ｘ座標位置およびｙ座標位置に対するＸ−P_ro（ｘ）お
よびＹ−P_ro（ｙ）をグラフで示してある。

つぎにＸ−P_ro（ｘ）およびＹ−P_ro（ｙ）の最大値を
{X-P_ro(x)}_MAX，{Y-P_ro(y)}_MAXとすると、次式によ
りしきい値T_x，T_yを求める。

つぎに前記Ｘ−P_ro（ｘ）としきい値T_xとを比較し、
両者が一致するｘ座標を小さい順にx1（１）,x2（１）,
x1（２）,x2（２），・・・・,x1（ｉ）,x2（ｉ）と
し、また前記Ｙ−P_ro（ｙ）としきい値T_yとを比較し、
両者が一致するｙ座標を小さい順にy1（１）,y2（１）,
y1（２）,y2（２），・・・・,y1（ｊ）,y2（ｊ）とす
る。

つぎに次式により長さL_x（ｉ）およびL_y（ｊ）を
求め、座標（x1（ｉ）,y1（ｊ））と長さL_x（ｉ），L_y
（ｊ）とで規定される矩形領域（x1（ｉ）,y1（ｊ），L
_x（ｉ），L_y（ｊ）のうち、つぎの式を満たすもの
をランド部63と設定する。

L_x（ｉ）＝x2（ｉ）−x1（ｉ）＋１・・・・ L_y（ｊ）＝y2（ｊ）−y1（ｊ）＋１・・・・ L_x（ｉ）≧W_x・・・・ L_y（ｊ）≧W_y・・・・ただしW_x，W_yは固定値である。

同様にして他方の処理領域62Bについてもランド部63
を抽出した後、各ランド部63に外接する矩形68A,68Bを
求め、さらに各矩形68A,68Bを所定幅だけ拡大して、矩
形状の検査領域64A,64Bを設定するものである。

第12図は、正方形部品の画像69についての検査領域の
設定方法を具体的に示している。この場合は画像69に対
し、部品の４辺に対応して第12図（１）中、鎖線で示す
矩形状の処理領域71A〜71Dを初期設定して、各処理領域
内で前記と同様の射影処理を行って基板上のランド部70
を自動抽出した後、各辺につきランド部70を含む外接矩
形（図示せず）を求め、さらにそれを四方へ所定幅拡大
して第12図（２）に示す矩形状の検査領域72A〜72Dを設
定する。なお前記の処理領域71A〜71Dや後記する処理領
域73A〜73Hは、その縦横２辺が予め所定の長さに初期設
定されていることは勿論である。

第13図は、正方形部品の形状が大きく、ひとつの画像
69の中に部品全体の像が納まらない場合の検査領域設定
方法を示している。

この場合は先の教示で得られた部品の中心Ｏが画面の
中心に位置する撮像状態（第13図（１）に示す）に対
し、Ｘ軸テーブル部22およびＹ軸テーブル部23を駆動さ
せてテレビカメラ32の視野を移動させることにより、第
13図（２）に示す如く、画面内に部品の右上角部と右辺
および上辺の各ランド部70の列が入るように調整する。
そしてこのときのxy各方向の移動距離x_T，y_Tを記憶して
おく。この状態の画像69に対し、部品の右辺および上辺
の各位置に図中、鎖線で示す矩形状の処理領域73A,73B
を初期設定して、各処理領域内で射影処理を行って基板
上のランド部70を自動抽出した後、各辺につきランド部
70を含む外接矩形（図示せず）を求め、さらにそれを四
方へ所定幅拡大して第14図に示す矩形状の検査領域74A,
74Bを設定する。

つぎにＹ軸テーブル部23を駆動させてテレビカメラ32
の視野を−２y_Tだけ移動させることにより、第13図
（３）に示す如く、画面内に部品の右下角部と右辺およ
び下辺の各ランド部70の列が入るように調整し、処理領
域73C,73Dにつき上記と同様の処理を実行する。

ついでＸ軸テーブル部22を駆動させてテレビカメラ32
の視野を−２x_Tだけ移動させることにより、第13図
（４）に示す如く、画面内に部品の右下角部と右辺およ
び下辺の各ランド部70の列が入るように調整し、処理領
域73E,73Fにつき上記と同様の処理を実行する。

さらにＹ軸テーブル部23を駆動させてテレビカメラ32
の視野を＋２y_Tだけ移動させることにより、第13図
（５）に示す如く、画面内に部品の左上角部と左辺およ
び上辺の各ランド部70の列が入るように調整し、処理領
域73G,73Hにつき上記と同様の処理を実行する。

かくしてひとつの部品につき検査領域の設定が終了す
ると、必要に応じてオペレータが修正作業を行った後、
ランド領域に基づき各部品の部品本体（パッケージ部
分）のサイズ（第15図（１）（２）中、太線75,76で示
す）が求められ、CRT表示部41の表示画面にそのサイズ
に応じた部品表示が行われる。

第９図（２）は、このときのCRT表示部41の表示画面
を示しており、所定の画面領域58内の部品検出位置59,6
0においてその部品の検査領域の設定手順が完了する毎
に、部品サイズに応じた部品表示65,66に切り替わって
ゆく。

このようにしてひとつの部品につき検査領域の設定が
完了した後、第３図のステップ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、部品の種別に応じて上記いず
れかの手順が実行されることになる。

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や検査領域の各データ
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おいて、射影処
理を行って各ランド部を抽出した後、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、さらにこれ
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終了すると、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４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、検査領域内で射影処理を行ってランド
領域を自動抽出すると共に、各ランド部の特徴パラメー
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20T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９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、画面領域58には前記の部品表示
65,66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、基板を撮像して得た画像に処
理領域を初期設定して、その処理領域内の画像を処理し
てランド領域を抽出した後、この抽出されたランド領域
を用いて検査領域を設定するから、確実に検査箇所を含
む検査領域を設定でき、高速かつ安定した検査領域の設
定が可能である。また基板上に基準となるパターンを設
けて補正処理を行うなどの必要もなく、仮に検査領域の
抽出にずれが生じても、それが全ての検査領域の設定に
悪影響を及ぼす虞れがないなど、発明目的を達成した顕
著な効果を奏する。

【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図はティーチングの手順を示すフローチャー
ト、第４図は検査の手順を示すフローチャート、第５図
および第６図はラベルの貼付状態を示す部品の平面図、
第７図は基板上の分割領域と処理の順序を示す説明図、
第８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９図はCRT表示部の表示画面を示
す説明図、第10図は長方形部品についての検査領域の設
定方法を示す説明図、第11図は射影処理の方法を示す説
明図、第12図〜第14図は正方形部品についての検査領域
の設定方法を示す説明図、第15図は部品サイズの設定状
態を示す説明図、第16図は従来の自動検査装置を示す原
理説明図、第17図および第18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 63,70……ランド部 62A,62B,71A〜71D,73A〜73F……処理領域 64A,64B,72A〜72D,74A,74B……検査領域

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、実装部品の検査領域を基板検査に先
立ち設定するための検査領域設定方法であって、前記基板検査装置へ基板を供給して部品実装位置の画像
を生成し、この画像に対し基板上のランド領域を含む処
理領域を初期設定して、その処理領域内の画像を処理し
て前記ランド領域を抽出した後、抽出したランド領域に
外接する領域を所定幅拡大して実装部品の検査領域を設
定することを特徴とする基板検査のための検査領域設定
方法。
【請求項２】基板上の実装部品の実装状態を検査するた
めの検査領域を設定する装置であって、基板を撮像して得られた部品実装位置の画像について所
定の処理領域を初期設定する処理領域設定手段と、前記処理領域設定手段により設定された処理領域内の画
像を処理して処理領域内に含まれるランド領域を抽出す
る抽出手段と、前記抽出手段により抽出されたランド領域に外接する領
域を設定した後この外接領域を所定幅拡大して実装部品
の検査領域とする検査領域設定手段とを備えて成る検査
領域設定装置。
【請求項３】前記抽出手段は、前記処理領域内の画像に
対し射影処理を行なうことにより処理領域内に含まれる
ランド領域を抽出する手段である請求項２に記載された
検査領域設定装置。