JP2629882B2 - Teaching method for substrate inspection and substrate inspection teaching device using the method - Google Patents

Teaching method for substrate inspection and substrate inspection teaching device using the method

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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
きハンダ付け部位の良否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
置に対してハンダ付け部位の特徴量を基板検査に先立ち
教示するための教示方法および装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a board inspection apparatus used for inspecting, for example, the quality of a soldered portion of a surface-mounted component on a board. The present invention relates to a teaching method and an apparatus for teaching a feature amount of a soldered portion to a board inspection apparatus of this kind prior to board inspection.

<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。
<Conventional technology> Conventionally, visual inspection has been performed for inspecting the surface mounted components on a board for the quality of the mounting state. Particularly, the quality of the soldering state is determined by the presence or absence, amount, and melting of the solder. , Short circuit, poor conduction, etc. are determined by this visual inspection. However, in such a visual inspection, the occurrence of an inspection error is inevitable, the judgment result varies depending on the inspected person, and the inspection processing capacity is limited.

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。
Therefore, in recent years, various automatic inspection apparatuses capable of automatically performing this kind of inspection have been proposed.

第14図は、3次元の形状情報が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。
FIG. 14 shows an example of an automatic inspection device capable of detecting three-dimensional shape information. The apparatus shown in the figure irradiates a solder light on a substrate 2 with a slit light 1 from a laser light source to generate a light cutting line 3 distorted along the surface shape on the surface of the substrate 2 including the solder light. Is what you do. This light cutting line 3
Is reflected by the imaging device 4, and the three-dimensional shape of the soldered part is detected by checking the distortion state of the imaging pattern.

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。
However, in this inspection method, only the shape information of the portion irradiated with the slit light 1 is obtained, and it is difficult to grasp the three-dimensional shape of the other portion.

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。
As a method for solving this problem, the orientation of the curved surface element of the soldering part is obtained by irradiating the surface of the soldering part with light having a different incident angle and imaging the pattern of each reflected light image of the soldering part. There is a method of detecting. This method focuses on the fact that when a light beam of a certain pattern is applied to an inspection object, the pattern of the reflected light beam is deformed according to the three-dimensional shape of the inspection object, and the shape of the inspection object is determined from the deformed pattern. It is to estimate.

第15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の位置関係を示している。
FIG. 15 is a diagram for explaining the principle of this method.
2 shows a positional relationship between a detection system including an image sensor 6 and a soldering portion 7 to be inspected.

同図において、投光装置5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で照射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。
In the figure, when the light beam 8 is projected from the light projecting device 5 to the surface of the soldering portion 7 at an incident angle i, the angle i ′ (= i)
Is incident on the imaging device 6 at the position directly above and is detected. As a result, it is detected that the curved surface element of the soldering portion 7 irradiated with the light beam 8 is oriented at an angle i with respect to the reference surface 10. Therefore, if a plurality of light projecting devices having different incident angles are used to project light onto the soldering portion 7 composed of a large number of curved surface elements oriented in different directions, a group of curved surface elements corresponding to each of the incident angles becomes an imaging device. 6, whereby it is possible to detect what orientation each curved surface element of the soldering portion 7 has, that is, what the surface properties of the soldering portion are.

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
す傾斜角が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。
If the light projecting device 5 projects a light beam 8 having a width of 2Δi from an incident angle of i + Δi to i−Δi, a reflected light beam 9 having a width corresponding to the width is detected by the imaging device 6. become. That is, in this case, it is possible to detect a curved surface element whose inclination angle with the reference plane 10 has an angle having a width from i + Δi to i−Δi.

さらに投光装置5が、第16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。
Further, as shown in FIG. 16, if the light projecting device 5 is a ring-shaped device installed horizontally with respect to the reference surface 10, the surface of the soldering portion 7 is positioned with respect to an axis perpendicular to the reference surface 10. Regardless of the rotation angle, the distance between the light projecting device 5 and the soldering portion 7 is constant, and the orientation of the curved surface element in the rotation angle direction is eliminated. Will be detected.

またこの第16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対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。
As shown in FIG. 16, the light emitting device 5 is connected to a plurality of ring-shaped light emitting pairs 11, 1 having different incident angles to the soldering portion 7.
If constituted by 2,13, the luminous flux by each luminous body 14,15,16
As described above, the curved surface element having the orientation corresponding to the incident angle can be detected in that much detail.

いま半径がrn(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hn(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in(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in
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。
Now, three ring-shaped light-emitting bodies 11, 12, and 13 having a radius of r n (where n = 1, 2, 3) have heights h n (n = 1, 2,
If installed horizontally at the position of 3), respectively the incident angle i n (n = 1,2,3) next to the light beams 14, 15, 16 to the soldering portion 7, the inclination angle of the soldering site 7 each curved element is i n each can be detected by the imaging device 6. At this time, since the size of the curved surface element is sufficiently smaller than the total optical path length from each of the light emitters 11, 12, and 13 to the imaging device 6 through the surface of the soldering portion 7, the incident angle, that is, the detection angle What is necessary is just to determine the inclination angle of the curved surface element to be obtained.

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。
As a method for inspecting the appearance of a soldered portion based on the above principle, a method using a white light source for each of the luminous bodies 11, 12, and 13 has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-293657). In this inspection method, the luminous bodies 11, 12, and 13 were temporally different from each other in order to distinguish reflected light images from three luminous bodies 11, 12, and 13 having different incident angles with respect to a soldering portion. It is turned on at the timing and turned off.

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。
However, in this method, a memory for storing images obtained at different light projection timings, an arithmetic device for arithmetically processing these images as the same visual field image, and a device for instantly lighting each illuminant. A lighting device and the like are required, and there are many technical complications, which also cause problems in cost and reliability.

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。
In order to solve the problem of the time sharing system at a glance, the inventor of the present invention has recently proposed a board inspection apparatus having a configuration shown in FIG. As will be described in detail later, the board inspection apparatus includes a light emitting section 24 for irradiating red, green, and blue lights having different incident angles to the surface of the soldering portion, and a reflection from the surface of the soldering portion. The imaging device includes an imaging unit 25 for capturing an optical image for each hue, and a processing unit 26 for detecting properties of each curved surface element of the soldering part from an imaging pattern obtained by the imaging unit 25. Department
The 24 uses three ring-shaped light-emitting bodies 28, 29, and 30 that respectively generate red light, green light, and blue light. Each of the luminous bodies 28, 29, and 30 has a luminescence energy distribution with respect to wavelength so that white light is obtained by combining the respective lights. Is adjustable.

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。
According to this board inspection apparatus, when red light, green light, and blue light are emitted from each of the luminous bodies 28, 29, and 30 at different incident angles to the soldered portion, the red, green, and blue light from the surface of the soldered portion is irradiated. Are simultaneously separated and detected by the imaging unit 25. In this case, since red light, green light and blue light by the light emitters 28, 29 and 30 are combined to form white light, in addition to the information on the curved surface property of the soldered portion, the information on each component on the board is added. Peripheral information such as information (for example, part number, polarity, color code, etc.) and board pattern information (such as various marks), which are indispensable for automatic inspection of board mounted components, can be detected.

<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に使用する場合、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)の特徴量に関す
るデータが教示される。
<Problems to be Solved by the Invention> When used in such a board inspection apparatus, prior to the inspection of the board to be inspected, a board on which predetermined components are correctly mounted at predetermined positions (this is referred to as a “reference board”). Teaching operation of inputting various data concerning the above-mentioned) from a keyboard. This teaching work is called "teaching", and the position of components mounted on the reference board,
Data relating to the type, inspection area, and the like, and data relating to the characteristic amount of the mounting state (for example, soldering state) of each component in the inspection area are taught.

このうち特にハンダ付け状態の特徴量を教示する場合
に、従来は各部品が正常にハンダ付けされている1枚の
基準基板を予め用意し、この基準基板より各部品のハン
ダ付け状態の特徴量を抽出した後、その抽出量に固定の
幅を持たせて正常なハンダ付け状態を規定する特徴量の
範囲を決定することにしている。
In particular, when teaching the characteristic amount of the soldering state, one reference board to which each component is normally soldered is prepared in advance, and the characteristic amount of the soldering state of each component is prepared from this reference board. Is extracted, the extracted amount is given a fixed width to determine the range of the feature amount that defines the normal soldering state.

しかしながら教示用に用意された基準基板は、各部品
のハンダ付け状態が正常状態を代表するのに適した状態
のものであるという保証は全くなく、従ってもしそうで
ない場合は、教示される特徴量は平均的なものでなく偏
ったものとなり、ハンダ付け状態の検査に際して、実装
不良を見逃したり、許容できる実装状態を厳しい判断の
下に不良判別するなどの事態が頻発するという問題があ
る。
However, the reference board prepared for teaching is not at all guaranteed that the soldering state of each component is in a state suitable for representing a normal state, and therefore, if not, the feature quantity to be taught Is not an average but a biased one, and there is a problem that, in the inspection of the soldering state, a mounting failure is often missed, or a defective determination is made based on strict determination of an allowable mounting state.

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、複
数の基準基板を用いて部品のハンダ付け部位の特徴量を
抽出して、その抽出結果を統計処理することにより、確
実でかつ安定した部品のハンダ付け部位の検査を実現す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and extracts a feature amount of a soldered part of a component using a plurality of reference boards, and performs a statistical process on the extraction result, thereby ensuring a reliable and stable operation. An object of the present invention is to realize inspection of a soldered part of a component.

<問題点を解決するための手段> 請求項1の発明では、検査対象の基板について、部品
の正常な実装状態を示すデータから各部品の種類,位
置,方向を抽出した後、この抽出結果に基づき各部品の
ハンダ付け部位に検査領域を設定する第1の工程と、前
記基板検査装置に対し、部品が正常に実装された複数の
基準基板を供給して各基準基板を撮像させ、各基準基板
につきそれぞれの画像より前記設定された各検査領域内
の特徴量を抽出する第2の工程と、各画像について得ら
れた特徴量を統計処理し、その統計結果から前記特徴量
の教示データを作成する第3の工程とを一連に実施する
ようにしている。
<Means for Solving the Problems> According to the invention of claim 1, after extracting the type, position, and direction of each component from the data indicating the normal mounting state of the component on the board to be inspected, the extraction result is obtained. A first step of setting an inspection area at a soldering site of each component based on the plurality of reference substrates on which the components are normally mounted to the board inspection apparatus, and imaging each of the reference substrates; A second step of extracting a feature amount in each of the set inspection areas from each image for the substrate, and statistically processing the feature amount obtained for each image; The third step to be created and the third step are performed in series.

また、請求項2の発明では、基板検査装置に対し、部
品が正常に実装された基準基板を供給して撮像させ、得
られた画像より各部品の種類,位置,方向を抽出した
後、その抽出結果に基づき各部品のハンダ付け部位に検
査領域を設定して教示する第1の工程と、前記基板検査
装置に対し、部品が正常に実装された複数の基準基板を
供給して各基準基板を撮像させ、各基準基板につきそれ
ぞれの画像より前記教示された各検査領域内の特徴量を
抽出する第2の工程と、各画像について得られた特徴量
を統計処理し、その統計結果から前記特徴量の教示デー
タを作成する第3の工程とを一連に実施するようにして
いる。
According to the second aspect of the present invention, the reference board on which the components are normally mounted is supplied to the board inspection apparatus to be imaged, and the type, position, and direction of each component are extracted from the obtained image. A first step of setting and teaching an inspection area at a soldered part of each component based on the extraction result, and supplying a plurality of reference boards on which the components are normally mounted to the board inspection apparatus, A second step of extracting a feature amount in each of the taught inspection areas from each image for each reference board, and statistically processing the feature amount obtained for each image, and The third step of creating feature amount teaching data is performed in series.

さらに請求項3の発明にかかる基板検査教示装置は、
検査対象の基板について、部品の正常な実装状態を示す
データから各部品の種類,位置,方向を抽出した後、そ
の抽出結果に基づき各部品のハンダ付け部位に検査領域
を設定する検査領域設定手段と、部品が正常に実装され
た複数の基準基板を撮像して得られるそれぞれの画像か
ら前記設定された各検査領域内の特徴量を抽出する特徴
量抽出手段と、前記特徴量抽出手段により抽出された特
徴量を統計処理する演算手段と、前記演算手段による統
計結果から前記特徴量の教示データを決定して記憶する
記憶手段とを備えている。
Further, the board inspection teaching device according to the invention of claim 3 comprises:
Inspection area setting means for extracting the type, position, and direction of each component from data indicating a normal mounting state of the component on the board to be inspected, and then setting an inspection area at a soldered portion of each component based on the extraction result. A feature amount extracting unit that extracts a feature amount in each of the set inspection areas from images obtained by imaging a plurality of reference boards on which components are normally mounted, and a feature amount extracting unit that extracts the feature amount. Computing means for statistically processing the obtained feature quantity, and storage means for determining and storing the teaching data of the feature quantity from the statistical result of the computing means.

<作用> 部品の正常な実装状態を示すデータから抽出される各
部品の種類,位置,方向に基づき、各部品のハンダ付け
部位に検査領域を設定した後、複数の基準基板の画像よ
り前記設定された各検査領域内の特徴を抽出してその統
計処理した値を特徴量として基板検査装置に教示するか
ら、たとえ個々の基準基板におけるハンダ付け部位の特
徴量にばらつきがあっても、統計処理により特徴量が平
均化されているため、部品のハンダ付け部位の検査に際
して、実際不良の見逃しや見すぎが少なくなり、確実で
かつ安定した基板検査を行い得る。
<Operation> Based on the type, position, and direction of each component extracted from the data indicating the normal mounting state of the component, an inspection area is set at a soldering site of each component, and the setting is performed based on images of a plurality of reference boards. Since the features in each inspection area are extracted and the statistically processed values are taught to the board inspection apparatus as feature quantities, even if the feature quantities of the soldered portions on the individual reference boards vary, the statistical processing is performed. Therefore, when inspecting a soldered part of a component, the number of overlooked or overlooked defects is reduced, and a reliable and stable board inspection can be performed.

<実施例> 第1図は、基板検査装置の概略構成を示している。<Example> FIG. 1 shows a schematic configuration of a substrate inspection apparatus.

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上にある各部分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線
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。
The board inspection apparatus includes a feature parameter (judgment data) of an inspection area of each portion 21S on the reference substrate 20S obtained by imaging the reference substrate 20S, and the imaging parameter obtained by imaging the substrate to be inspected 20T. By comparing the characteristic parameters (inspection data) of the inspection area of each component 21T on the inspection target board 20T,
This is for checking whether these components 21T are correctly mounted and soldered, and includes an X-ray table unit 22, a Y-axis table unit 23, a light emitting unit 24, an imaging unit 25, and a processing unit 26. And so on as its configuration.

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。
Each of the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 includes a motor (not shown) that operates based on a control signal from the processing unit 26. The drive of these motors causes the X-axis table unit 22 to operate as an imaging unit. 25 is moved in the X direction, and the Y-axis table 23 is a conveyor 27 for supporting the substrates 20S and 20T.
Is moved in the Y direction.

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。
The substrates 20S and 20T are imaged by the imaging unit 25 while receiving irradiation light from the light projecting unit 24.

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
蛍光灯(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。
The light projecting unit 24 includes ring-shaped light emitters 28, 29, and 30 for generating red light, green light, and blue light based on a control signal from the processing unit 26 and irradiating the object to be inspected with different incident angles. The light is emitted to the substrates 20S, 20T by the mixed light of the three primary colors emitted from the light emitters 28, 29, 30 and the reflected light image is obtained by the imaging unit 25 and converted into an electric signal. . In the case of this embodiment, each of the luminous bodies 28, 29, and 30 has a structure in which a red, green, and blue colored transparent plate is covered with a white light source, but generates light of each of the three primary colors. As long as it is not limited to such a configuration, three ring-shaped color fluorescent lamps (red, green, and blue) or three ring-shaped neon tubes (red, green, and blue) are used. You can also.

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に工夫
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。
In addition, the light projecting unit 24 is capable of detecting information (part number, polarity, color code, etc.) and component pattern information (various marks, etc.) on components on the substrates 20S, 20T under the illumination. In addition, a device is devised so that when the lights of the respective hues emitted from the respective luminous bodies 28, 29 and 30 are mixed, a complete white light is obtained. That is, each of the luminous bodies 28, 29, and 30 is composed of a luminous body that emits light of a red light spectrum, a green light spectrum, and a blue light spectrum having a luminous energy distribution with respect to wavelength such that white light is obtained by mixing colors. The light amount of each hue light can be adjusted by the imaging controller 31 so that red light, green light, and blue light emitted from the bodies 28, 29, and 30 are mixed to form white light.

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。
Next, the imaging unit 25 includes a color television camera 32 positioned above the light projecting unit 24, and the reflected light from the substrate 20S or 20T is supplied by the color television camera 32 to color signals R, G of three primary colors. , B and supplied to the processing unit 26.

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品の良,不良を自
動的に判定する。
The processing unit 26 includes an A / D conversion unit 33, a memory 38, a teaching table 35, an image processing unit 34, a determination unit 36, an X and Y table controller 37, an imaging controller 31, a CRT display unit 41, a printer 42,
Keyboard 40, floppy disk device 43, control unit (CPU) 3
In the teaching mode, the mounting position of each component 21S, the type and mounting direction of the mounted component, the inspection area, and the inspection area are detected in the teaching mode in a manner to be described later. The color signals R, G, and B are processed to detect red, green, and blue hue patterns for the inspection area of each component 21S having a good soldering state, generate feature parameters, and create a determination data file.
Further, in the inspection mode, the processing unit 26 processes the color signals R, G, and B for the substrate to be inspected 20T, detects each similar hue pattern for the inspection region of each component 21T on the substrate, and generates feature parameters. Then, an inspection data file is created.
Then, the inspected data file is compared with the determination data file, and the quality of the soldered component is automatically determined for the predetermined component 21T on the inspected board 20T from the comparison result.

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
確な差異が現われるため、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。
FIG. 2 shows the cross-sectional form of the solder 44 when the soldering is good, when parts are missing, and when the solder is insufficient, and the imaging pattern, red pattern, green pattern, and blue color in each case. The relationship with the patterns is shown in a list, and a clear difference appears between any of the hue patterns, so that the presence or absence of components and the quality of soldering can be determined.

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。
Returning to FIG. 1, when the color signals R, G, and B are supplied from the imaging unit 25, the A / D conversion unit 33 converts them into analog signals.
The digital conversion is performed and stored in the memory 38. Memory 38 is RA
Equipped with M etc. and used as image memory. Image processing unit 3
4 performs image processing of the image data stored in the memory 38 in accordance with an instruction from the control unit 39 to create the inspection data file and the determination data file, and stores them in the control unit 39 and the determination unit.
Supply to 36.

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。
The teaching table 35 controls the controller 39 during teaching.
When the judgment data file is supplied from the, it is stored, and when the control unit 39 outputs a transfer request at the time of inspection,
In response to this request, the determination data file is read and supplied to the control unit 39, the determination unit 36, and the like.

判定部36は、検査時に制御部39から供給されたデータ
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。
The determination unit 36 compares the data file supplied from the control unit 39 at the time of inspection with the data file to be inspected transferred from the image processing unit 34, and determines whether the soldering state of the substrate 20T to be inspected is good. Control unit and
Output to 39.

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。
The imaging controller 31 includes an interface for connecting the control unit 39 to the light emitting unit 24 and the image capturing unit 25, and adjusts the light amounts of the respective light emitters 28, 29, and 30 of the light emitting unit 24 based on the output of the control unit 39. And controls to maintain mutual balance of each hue light output of the color television camera 32 of the imaging unit 25.

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と接続するインタフ
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。
The X, Y table controller 37 includes an interface for connecting the control unit 39 to the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23, and controls the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 based on the output of the control unit 39. Control.

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。
The CRT display unit 41 includes a cathode ray tube (CRT), and when image data, a determination result, key input data, and the like are supplied from the control unit 39, these are displayed on a screen. When the printer 42 receives the determination result or the like from the controller 39, the printer 42 prints it out in a predetermined format.
The keyboard 40 is used for operating information, the reference board 20S and the board under test 20T.
There are provided various keys necessary for inputting data and the like relating to information, and information and data input from the keyboard 40 are supplied to the control unit 39.

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。
The control unit 39 includes a microprocessor and the like,
The operation in teaching and inspection is controlled according to the procedure described below (FIGS. 3 and 4).

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2
3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。
First, at the time of teaching, at the start of FIG. 3, the control unit 39 controls each unit of the apparatus to turn on the light projecting unit 24 and the imaging unit 25, and prepares imaging conditions and data processing conditions. Next, the operator operates the keyboard 40,
After registering the name of the board to be taught in Step 1 (indicated by “ST1” in the figure) and inputting the board size by key, in Step 2 the reference board 20S is
3 Set on the top and press the start key. Then, in step 3, the origin and the upper right and lower left corners of the reference substrate 20S are imaged by the imaging unit 25, and the actual size of the substrate 20S is input according to the position of each point. The X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 are controlled based on the position of the reference substrate 20S at the initial position.

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。
The reference substrate 20S is formed by appropriately soldering a predetermined component 21S to a component mounting position and forming a good mounting state. At substantially the center of the upper surface of each component 21S, FIG. 5 and FIG. Labels 50 and 51 as shown in FIG. 6 are attached.

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、この実施例の場合、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。
These labels 50 and 51 indicate the mounting position of the component 21S,
It is used to teach the type and mounting direction of the mounted components. In this embodiment, a large number of leads 52 are provided on both sides.
For a rectangular component 21S such as an SOP with a yellow semi-circular label 50, with the arc portion directed in the mounting direction,
In addition, a red circular label 51 is attached to a square component 21S such as QFP having a large number of leads 52 on all four sides, and another color or shape is changed for a chip component such as a square chip (not shown). Attach the label. In the case of this embodiment, the mounting position of the component is taught by the sticking position of the label, the type of the component is taught by the color and shape of the label, and the mounting direction of the component is taught by the sticking direction of the label. In this embodiment, both the color and the shape of the label are prepared for the identification of the component type, but this is to prevent erroneous identification based on the single information.

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により基準基板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。
Returning to FIG. 3, when the reference board 20S is positioned at the initial position, a teaching procedure about the mounting position of the component, the type of the mounted component, and the like is started in step 4;
The first area on the reference substrate 20S is imaged by the imaging unit 25, and the first screen is generated.

第7図は、基板20S上の領域を縦横lx×lyの矩形領域5
3に分割にして、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。
Figure 7 is a rectangular region of the region Aspect l x × l y on the substrate 20S 5
It is divided into three and each rectangular area 53 is made to correspond to the size of one screen. First, a screen of the lower left area is generated, the following teaching procedure is executed, and thereafter, the arrow in the figure A similar procedure is repeatedly executed along each of the rectangular areas 53.

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。
In the teaching procedure, first, based on the color signals of the three primary colors, the eighth
After the red and yellow regions 55 and 57 are extracted on the images 54 and 56 as shown in FIGS. 1 and 2, the circumscribed rectangle abcd of each region 55 and 57 depends on the size of the two sides. It is identified whether the image is the image of the red label 51 or the image of the yellow label 50, and the center coordinates of the circumscribed rectangle abcd for the red area 55 and the center coordinates of the circumscribed rectangle abcd and the arc part of the arc area for the yellow area. The direction and the direction are respectively extracted.

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。
FIG. 9 (1) shows a display screen of the CRT display section 41 when the above procedure is in progress. In a predetermined screen area 58, a detection position 59 of a rectangular component 20S to which a yellow label 50 is attached is shown.
(Indicated by + in the figure) and a detection position 60 (indicated by in the figure) of the square component 20S to which the red label 51 is affixed.

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。
Thus, when the teaching procedure of the component position and the type is completed, the process proceeds to step 5 in FIG. 3, and the reference board 20S is carried out.

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。
In the next step 6, the operator sets the reference board 20S on which predetermined components are properly mounted at predetermined positions on the Y-axis table unit 23, presses the start key of the keyboard 40, and then operates the inspection area. Starts the teaching procedure for setting. In this embodiment, the reference substrate 20S used in the teaching procedure of the previous step 4 is reused, but it is needless to say that the present invention is not limited to this.

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。
First, in step 7, "1" is initially set to a component count counter j of the control unit 39, and the control unit 39 sets the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit based on the component position data obtained by the previous teaching. By controlling 23, the first component 20S is positioned in the field of view of the television camera 32 and the component is imaged.

第10図は、この際像で得た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10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63を自動抽
出した後、それぞれにつき各ランド部63を含む外接矩形
を求め、さらにそれを四方へ所定幅拡大して第10図
(2)に示す矩形状の検査領域64A,64Bを設定するもの
である。なおここではSOP部品についての検査領域の設
定方法も例示したが、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。
FIG. 10 specifically shows a method of setting an inspection area for the image 61 of the SOP component obtained at this time. This method
For the image 61, rectangular areas 62A and 62B indicated by chain lines in FIG. 10 (1) are set corresponding to both sides of the SOP component, and a land 63 on the substrate is set in each rectangular area 62A and 62B. After the automatic extraction, a circumscribed rectangle including each land portion 63 is obtained for each, and the circumscribed rectangle is further enlarged by a predetermined width in all directions to set rectangular inspection areas 64A and 64B shown in FIG. 10 (2). . Here, the method of setting the inspection area for the SOP component is also described as an example, but it is a matter of course that the inspection area is set for other parts by a method according to the method.

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。
After the setting of the inspection area for the first component is completed in this way, when the operator presses the next key of the keyboard 40 in the next step 9, the counter j is incremented by one, and based on the contents of the counter j, all counters are incremented. It is determined whether the inspection area has been set for the component (steps 10 and 11). If the determination in step 11 is "NO", the next part is imaged and the same procedure as above is executed.

第9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、所定の画面領域58の部品検
出位置59,60において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。
FIG. 9 (2) shows the CRT display unit 4 when the above procedure is in progress.
1 shows a display screen, and each time an inspection area of the part is set at a part detection position 59, 60 in a predetermined screen area 58, a display 65, 66 corresponding to the shape and size of the part.
It switches to.

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、ステップ11の判定が“YES"になると、基準基板20
S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。
Thus, the same processing is repeatedly performed for all the components, and when the determination in step 11 is “YES”, the reference board 20
S is unloaded, and the process proceeds to the characteristic parameter teaching procedure.

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る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。
First, in step 13, “1” is initially set in a counter n for counting the number of substrates in the control unit 39, and then in step 14, the operator sets the first reference substrate 20 S (when a predetermined component is properly positioned at a predetermined position). Is mounted on the Y-axis table unit 23 and the start key of the keyboard 40 is pressed, and in step 15, the control unit
Reference numeral 39 controls the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 based on the component position data obtained by the previous teaching, and sequentially positions the field of view of the television camera 32 to each component to perform imaging.

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内の各ランド領域
を抽出した後、前記メモリ38より各色相に対応する画像
データ画像処理部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、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。
The three primary color signals R,
G and B are A / D converted by the A / D converter 33, and the conversion result is stored in the memory 38 in real time. Next, the control unit 39
After extracting each land area in the inspection area of each part obtained by the previous teaching, the image data is transferred from the memory 38 to the image processing unit 34 corresponding to each hue. The normal soldering state of each land is detected as red, green, and blue patterns by binarizing the image data of each of the hues with an appropriate threshold value for each hue, and the features of these patterns are characterized by feature parameters. Is calculated as

第11図(1)は、基準基板20S上に実装された部品21S
につき、ランド部70に対してリード52が適正にハンダ付
けされた状態を示しており、ランド部70上に十分な量の
ハンダ71が載って、ランド部70の先端部70aまで覆って
いる。
FIG. 11 (1) shows a component 21S mounted on a reference substrate 20S.
This shows a state in which the lead 52 is properly soldered to the land 70, and a sufficient amount of solder 71 is placed on the land 70 and covers the tip 70a of the land 70.

このような正常なハンダ付け部位を撮像すると、第12
図(1)に示すような三原色のパターンが現れ、特に先
端部70aの赤領域はハンダ71の存在により赤く輝くこと
になる。
When imaging such a normal soldering site, the twelfth
A pattern of three primary colors as shown in FIG. 1A appears. In particular, the red region at the tip end portion 70a shines red due to the presence of the solder 71.

そこでこの先端部70aの赤領域につき赤色相値を求め
て、これを特徴パラメータのひとつとする。
Therefore, a red hue value is obtained for the red region of the tip 70a, and this is set as one of the characteristic parameters.

1枚目の基準基板20Sにつき各部品毎に複数種の特徴
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20
S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。
When the extraction of a plurality of types of characteristic parameters for each component of the first reference board 20S is completed, the counter n is incremented by 1 after the board is unloaded and the second reference board 20S is added.
S is designated, and feature parameter extraction processing is executed in the same procedure as described above.

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についての各特徴パラメ
ータを統計処理して平均値および標準偏差を算出し、平
均値±定数×標準偏差に相当する範囲を正常範囲とする
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。
When the characteristic parameter extraction processing is completed for a predetermined number (n) of the reference substrates 20S in this manner, step 16
Is "YES" and the routine proceeds to step 18. Step 18
Then, the control unit 39 calculates the average value and the standard deviation by statistically processing the characteristic parameters of the n reference substrates 20S in order to obtain an average characteristic amount for each component, and calculates an average value + constant × A determination data file in which the range corresponding to the standard deviation is set as a normal range is created, stored in the teaching table 35, and the data is corrected if necessary, thereby completing the teaching.

第13図は、ランド部70の先端部70aの赤色相値につ
き、n枚の基準基板20Sより求めたデータの分布を示し
ており、統計処理により算出した赤色相値の平均値と標
準偏差とからこの特徴パラメータの正常範囲を規定して
いる。
FIG. 13 shows the distribution of data obtained from the n reference substrates 20S with respect to the red hue value of the tip portion 70a of the land 70, and the average value and the standard deviation of the red hue value calculated by the statistical processing are shown. Defines the normal range of this characteristic parameter.

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。
When the teaching is completed as described above, the board inspection apparatus is ready for an automatic inspection of the board to be inspected 20T after soldering.

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。
Thus, the operator shifts to the inspection mode shown in FIG. 4, selects the name of the substrate to be inspected in steps 1 and 2, and performs the operation of starting the substrate inspection.

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に搬入
され、基板検査が開始される(ステップ4,5)。
The next step 3 is that the substrate to be inspected 20
Checking the supply of T, conveyor 2
7 is actuated, carried into the substrate to be inspected 20T in the Y-axis table unit 23, and substrate inspection is started (steps 4 and 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、被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。
In step 5, the control unit 29 controls the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 to position the field of view of the television camera 32 with respect to the first component 21T on the board to be inspected and perform imaging. Each land area in the inspection area is automatically extracted, and a characteristic parameter of each land area is calculated to create an inspection data file. Then control unit 39
Causes the inspection data file to be transferred to the determination unit 36,
The inspected data file is compared with the judgment data file to judge whether the first component 21T is good or not.

第11図(2)は、ハンダ付け不良の存在する部品21T
を示しており、ランド部70上にわずかな量のハンダ71が
載っているのみで、ランド部70の先端部70aはハンダ71
が欠落して、露出した状態となっている。
FIG. 11 (2) shows a part 21T having a poor soldering.
Only a small amount of solder 71 is placed on the land 70, and the tip 70a of the land 70 is
Is missing and exposed.

このような状態のハンダ付け部位を撮像すると、第12
図(2)に示す如く、正常状態と同様の三原色のパター
ンが現れるが、先端部70aの赤領域はハンダ71の欠落に
より赤色の輝きが鈍いものとなる。
When an image of the soldered part in such a state is taken, the twelfth
As shown in FIG. 2B, a pattern of three primary colors similar to the normal state appears, but the red area of the tip portion 70a has a dull red glow due to the lack of the solder 71.

従って先端部70aの赤領域についての赤色相値を特徴
パラメータとして求めると、その値は第13図に示す正常
範囲より外れることになる。
Therefore, when the red hue value of the red region of the tip end portion 70a is determined as a feature parameter, the value is out of the normal range shown in FIG.

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)。
Such an inspection is repeatedly performed for all the components 21T on the substrate to be inspected 20T. As a result, if there is a soldering defect, the defective component and the content of the defect are displayed on the CRT display section 41 or printed on the printer 42. After the inspection, the substrate to be inspected 20T
Is carried out from the inspection position (steps 6 to 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。
FIG. 9 (3) shows a display screen of the CRT display section 41 displaying the determination result.

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。
In the screen shown in FIG.
65 and 66 are performed, and the defective soldering component 65 ′ is displayed in a specific color, and a screen area 67 below the defective soldering component 65 ′ is designated by the operator.
The content of the defect for 65 'is specifically displayed. In addition, the parts specified by the operator are parts with poor soldering.
The color different from the color indicating 65 'is specified on this screen.

<発明の効果> この発明は上記の如く、基板検査に先立ち部品の実装
状態の特徴量を教示するのに、部品が正常に実装された
基準基板のデータから抽出される各部品の種類,位置,
方向に基づき、各部品のハンダ付け部位に検査領域を設
定した後、複数の基準基板の画像より前記設定された各
検査領域内の特徴量を抽出してその統計処理した値を特
徴量として基板検査装置を教示するようにしたから、部
品のハンダ付け部位の検査に際して、実装不良の見逃し
や見すぎが少なくなり、確実でかつ安定した基板検査が
実現されるなど、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention teaches the characteristic amount of the mounted state of a component prior to board inspection, and the type and position of each component extracted from data of a reference board on which the component is normally mounted. ,
Based on the direction, after setting the inspection area at the soldered part of each component, the feature amount in each of the set inspection areas is extracted from the images of the plurality of reference boards, and the value obtained by statistical processing is used as the feature amount. Since the inspection device is taught, in the inspection of the soldering part of the component, the oversight and the oversight of mounting defects are reduced, and a reliable and stable board inspection is realized. It works.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

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図は検査領域の設定方法を示す説明図、
第11図は部品のハンダ付け状態を示す断面図、第12図は
ハンダ付け部位の撮像パターンを示す説明図、第13図は
赤色相値のデータ分布を示す説明図、第14図は従来の自
動検査装置を示す原理説明図、第15図および第16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
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the board inspection apparatus, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the quality of the soldering state and the pattern, FIG. 3 is a flowchart showing the teaching procedure, and FIG. FIG. 5 and FIG. 6 are plan views of parts showing the state of label attachment,
FIG. 7 is an explanatory diagram showing divided areas on a substrate and the order of processing;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an image of a label extracted on the image and its circumscribed rectangle, FIG. 9 is an explanatory diagram showing a display screen of a CRT display unit, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of setting an inspection area. Figure,
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a soldered state of a part, FIG. 12 is an explanatory view showing an imaging pattern of a soldered part, FIG. 13 is an explanatory view showing a data distribution of a red phase value, and FIG. FIG. 15 and FIG. 16 are explanatory diagrams showing the principle of the automatic inspection device, and FIG. 15 and FIG. 20S …… Reference board, 21S …… Parts

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上の実装部品のハンダ付け状態を検査
する基板検査装置に対し、部品のハンダ付け部位の特徴
量を基板検査に先立ち教示するための方法であって、 検査対象の基板について、部品の正常な実装状態を示す
データから各部品の種類,位置,方向を抽出した後、こ
の抽出結果に基づき各部品のハンダ付け部位に検査領域
を設定する第1の工程と、 前記基板検査装置に対し、部品が正常に実装された複数
の基準基板を供給して各基準基板を撮像させ、各基準基
板につきそれぞれの画像より前記設定された各検査領域
内の特徴量を抽出する第2の工程と、 各画像について得られた特徴量を統計処理し、その統計
結果から前記特徴量の教示データを作成する第3の工程
とを一連に実施することを特徴とする基板検査のための
教示方法。
1. A method for teaching a feature amount of a soldered part of a component to a board inspection apparatus for inspecting a soldering state of a mounted component on the board prior to the board inspection. Extracting a type, a position, and a direction of each component from data indicating a normal mounting state of the component, and setting an inspection area in a soldered portion of each component based on the extracted result; A second method of supplying a plurality of reference boards on which components are normally mounted to the apparatus, imaging each of the reference boards, and extracting a feature amount in each of the set inspection areas from each image for each of the reference boards. And a third step of statistically processing a feature amount obtained for each image and creating teaching data of the feature amount from the statistical result in a series of steps. Teaching method
【請求項2】基板上の実装部品のハンダ付け状態を検査
する基板検査装置に対し、部品のハンダ付け部位の特徴
量を基板検査に先立ち教示するための方法であって、 前記基板検査装置に対し、部品が正常に実装された基準
基板を供給して撮像させ、得られた画像より各部品の種
類,位置,方向を抽出した後、その抽出結果に基づき各
部品のハンダ付け部位に検査領域を設定して教示する第
1の工程と、 前記基板検査装置に対し、部品が正常に実装された複数
の基準基板を供給して各基準基板を撮像させ、各基準基
板につきそれぞれの画像より前記教示された各検査領域
内の特徴量を抽出する第2の工程と、 各画像について得られた特徴量を統計処理し、その統計
結果から前記特徴量の教示データを作成する第3の工程
とを一連に実施することを特徴とする基板検査のための
教示方法。
2. A method for teaching a feature amount of a soldered portion of a component to a board inspection apparatus for inspecting a soldering state of a mounted component on a board prior to the board inspection. On the other hand, the reference board on which the components are normally mounted is supplied and imaged, and the type, position, and direction of each component are extracted from the obtained image. A first step of setting and teaching, and supplying a plurality of reference boards on which components are normally mounted to the board inspection apparatus to image each reference board, and for each reference board, A second step of extracting a feature amount in each of the taught inspection areas, a third step of performing statistical processing on the feature amount obtained for each image, and creating teaching data of the feature amount from the statistical result; Is implemented in a series Teaching method for a substrate inspecting characterized by.
【請求項3】基板上の実装部品のハンダ付け状態を検査
する基板検査装置に対し、部品のハンダ付け部位の特徴
量を基板検査に先立ち教示するための装置であって、 検査対象の基板について、部品の正常な実装状態を示す
データから各部品の種類,位置,方向を抽出した後、そ
の抽出結果に基づき各部品のハンダ付け部位に検査領域
を設定する検査領域設定手段と、 部品が正常に実装された複数の基準基板を撮像して得ら
れるそれぞれの画像から前記設定された各検査領域内の
特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 前記特徴量抽出手段により抽出された特徴量を統計処理
する演算手段と、 前記演算手段による統計結果から前記特徴量の教示デー
タを決定して記憶する記憶手段とを備えて成る基板検査
教示装置。
3. An apparatus for teaching a feature amount of a soldered portion of a component to a board inspection apparatus for inspecting a soldering state of a mounted component on the board prior to the board inspection. Inspection area setting means for extracting the type, position, and direction of each component from the data indicating the normal mounting state of the component, and setting an inspection area in a soldered portion of each component based on the extraction result; A feature amount extracting unit that extracts a feature amount in each of the set inspection regions from images obtained by imaging a plurality of reference substrates mounted on the device, and a feature amount extracted by the feature amount extracting unit. A board inspection teaching device comprising: an arithmetic unit for performing statistical processing; and a storage unit for determining and storing the teaching data of the feature amount from the statistical result of the arithmetic unit.
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