JP3123275B2 - 電子部品の欠品検査における検査データの作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラにより基板を観
察して、基板に搭載された電子部品の有無を自動的に判
定するための電子部品の欠品検査における検査データの
作成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】チップマウンタなどにより電子部品（以
下、「チップ」という）を基板に搭載した後、チップが
所定の座標位置に有るか否かを検査することが行われ
る。従来、このようなチップの欠品検査は検査員の目視
検査により行われていたが、近年はカメラなどの光学手
段を使用した自動検査が行われるようになってきた。

【０００３】図１６および図１７は従来のチップの欠品
検査装置を示している。図１６はマスター基板の平面図
であって、基板１の上面にはチップＰ１，Ｐ２，Ｐ３が
搭載されている。この基板１に向って照明光を照射して
カメラ（図外）で観察し、各々のチップＰ１、Ｐ２、Ｐ
３を包囲する検査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３を設定して、
各々の検査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３の輝度の累積値を求
め、これをコンピュータのメモリに登録することにより
検査データを作成する。

【０００４】このようにして検査データを作成したうえ
で、図１７に示す検査対象基板１の欠品検査を行う。こ
の欠品検査は、上記と同様の検査エリアＡ１、Ａ２、Ａ
３を設定し、各々の検査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３の輝度
の累積値を求める。そして求められた輝度の累積値と、
上述のようにしてコンピュータのメモリに登録された基
板（マスター基板）１の各々の検査エリアＡ１、Ａ２、
Ａ３の輝度の累積値を比較し、その差値が許容値以内で
あるか否かを検査し、許容値以内であればチップ有と判
定し、許容値以上であればチップ無と判定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の電子部品の欠品検査方法は、照明光の照度が変化する
と、輝度の累積値は大きく変化するので、誤判定をしや
すいという問題点があった。因みに、照明用光源として
は、一般にハロゲンランプなどが使用されるが、その照
度は経時変化や外乱光などによりきわめて変化しやすい
ものである。

【０００６】また基板の表面には回路パターンやシルク
印刷による文字などが形成されているが、上記検査エリ
アＡ１、Ａ２、Ａ３内に回路パターンや文字などが存在
し、且つこれらの輝度がチップの輝度と近似している場
合には、チップ有の場合の輝度の累積値とチップ無の場
合の輝度の累積値の差異がほとんどなく、チップの有無
の判定がきわめて困難であるという問題点があった。

【０００７】したがって本発明は、チップの有無を的確
に判定できる電子部品の欠品検査における検査データの
作成方法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】このために本発明は、電
子部品が搭載された搭載基板をカメラで観察して、少な
くとも電子部品の一部を包含する位置に設定された検査
エリア内の輝度情報を入手する第１のステップと、前記
第１のステップで入手した輝度情報から種類の異なる複
数の輝度データを算出する第２のステップと、電子部品
が搭載されていない生基板をカメラで観察して、前記検
査エリア内の輝度情報を入手する第３のステップと、前
記第３のステップで入手した輝度情報から種類の異なる
複数の輝度データを算出する第４のステップと、前記第
２のステップで算出された複数の輝度データと前記第４
のステップで算出された複数の輝度データのうち、同じ
種類の輝度データを比較してそれぞれの差値及びしきい
値を算出する第５のステップと、前記第５のステップで
算出された差値に基づいて欠品検査のアルゴリズムとし
きい値を選択する第６のステップとから電子部品の欠品
検査における検査データの作成方法を構成している。

【０００９】

【００１０】

【作用】上記構成によれば、最適の検査モードとしきい
値によりチップの有無を的確に判定できる。

【００１１】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１２】図１は電子部品の欠品検査装置の全体構成
図である。１１ａは搭載基板であって、電子部品（チッ
プ）Ｐ１〜Ｐｎが多数個搭載されている。１２はＸテー
ブル、１３はＹテーブルであり、Ｘ方向モータＭＸやＹ
方向モータＭＹが駆動することにより、搭載基板１１ａ
を直交するＸ方向やＹ方向に水平移動させる。搭載基板
１１ａの上方にはカメラ１４とリング状の光源１５が設
けられている。Ｘ方向モータＭＸとＹ方向モータＭＹを
駆動して搭載基板１１ａをＸ方向やＹ方向に水平移動さ
せながら、各々の電子部品Ｐ１〜Ｐｎが搭載された検査
エリアＡ１〜Ａｎ毎にカメラ１４で観察し、輝度（明る
さ）情報を取り込む。勿論搭載基板１１ａを固定し、カ
メラ１４をＸ方向やＹ方向に移動させてもよい。

【００１３】カメラ１４に取り込まれた輝度情報のデー
タはＡ／Ｄ変換器１６でアナログデータからデジタルデ
ータに変えられ、フレームメモリ１７に登録される。フ
レームメモリ１７は画像処理部であるＣＰＵ１８に接続
されている。このＣＰＵ１８には、検査データメモリ１
９、プログラムメモリ２０、ＮＧデータメモリ２１、輝
度情報メモリ２２が接続されている。プログラムメモリ
２０には、後述するフローチャートに示すプログラム等
が予め記憶されている。

【００１４】図２はチップが搭載された搭載基板１１ａ
の平面図である。図中、（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ
２）・・・（ｘｎ，ｙｎ）はチップＰ１，Ｐ２・・・Ｐ
ｎのセンターのｘ座標値とｙ座標値であり、各チップＰ
１〜Ｐｎのｘ座標値とｙ座標値は図６に示すように検査
データメモリ１９のｘ欄とｙ欄に既知の搭載位置データ
として予め登録してある（単位はｍｍ）。図２において
Ａ１〜Ａｎは、前記カメラ１４による検査エリアであっ
て、各々のチップＰ１〜Ｐｎの寸法データ（寸法データ
は既知である）と上記ｘ座標値とｙ座標値に基づいて、
各々のチップＰ１〜Ｐｎを包含するように設定される。

【００１５】図３はチップが搭載されていない生基板１
１ｂの平面図である。図中、Ａ１〜Ａｎは図２に示すも
のと同じ検査エリアであり、チップの搭載位置Ｂ１，Ｂ
２，・・・Ｂｎを包含するように設定されている。

【００１６】図４は検査エリアＡ１〜Ａｎ毎にカメラ１
４に取り込まれた搭載基板と生基板の検査エリアＡ１〜
Ａｎ内の輝度（明るさ）情報のヒストグラムを示してい
る。本実施例の輝度データはこのヒストグラムから算出
されるものであって、例えば輝度の平均値Ｍａ、Ｍｂ、
ヒストグラムの画素数が最大となる輝度のピーク値Ｑ
ａ、Ｑｂ、輝度の分散値Ｄａ、Ｄｂのヒストグラムであ
り、本発明ではこのように１つのヒストグラムから種類
の異なる複数の輝度データを入手する。勿論輝度データ
は複数であれば何種類でもよく、またその種類も本実施
例に限定されない。

【００１７】搭載基板（チップ有）１１ａと生基板（チ
ップ無）１１ｂをカメラ１４でそれぞれ観察し、各々の
検査エリアＡ１〜Ａｎについて、図示するような輝度情
報のヒストグラムを求め、それぞれの輝度の平均値Ｍ
ａ，Ｍｂ、輝度のピーク値Ｑａ，Ｑｂ、輝度の分散値Ｄ
ａ，Ｄｂを求める。搭載基板１１ａの輝度情報は図５に
示すように上記輝度情報メモリ２２に登録される。

【００１８】次に図７〜図９のフローチャートを参照し
ながら、電子部品（チップ）の欠品検査を行うための検
査データの作成方法を説明する。まず、図７及び図８を
参照しながら、搭載基板１１ａのティーチング方法を説
明する。

【００１９】図７は検査データ作成フローを示してい
る。まず、搭載基板１１ａをＸテーブル１２、Ｙテーブ
ル１３上にセットし（ステップ１）、搭載基板１１ａの
ティーチングを行う（ステップ２）。次に生基板１１ｂ
をＸテーブル１２、Ｙテーブル１３上にセットし（ステ
ップ３）、生基板１１ｂのティーチングを行う（ステッ
プ４）。

【００２０】図８は図７のステップ２の搭載基板１１ａ
のティーチングの内容を詳細に示すフローチャートであ
り、次に図８を参照しながらその説明を行う。カメラ１
４で搭載基板１１ａを観察して検査エリアＡｋ（ただし
ｋ＝１〜ｎ）内の輝度情報の取り込みを行う（ステップ
１）。そして検査エリアＡｋの輝度のヒストグラムか
ら、輝度の平均値Ｍａｋを計算し（ステップ２）、ステ
ップ２で求められた平均値Ｍａｋを輝度情報メモリ２２
の所定のアドレスに登録する（ステップ３）（図５も参
照）。同様にしてピーク値Ｑａｋを計算し（ステップ
４）、図５に示す輝度情報メモリ２２の所定のアドレス
に登録する（ステップ５）。また分散値Ｄａｋを計算し
（ステップ６）、図５に示す輝度情報メモリ２２の所定
のアドレスに登録する（ステップ７）。Ｘ方向モータＭ
ＸとＹ方向モータＭＹを駆動して搭載基板１１ａをＸ方
向やＹ方向に移動させながら、カウンタの値ｋが全部品
数ｎと等しくなるまで以上の操作を全ての検査エリアＡ
１〜Ａｎについて繰り返す（ステップ８、ステップ
９）。図５は、このようにして輝度情報メモリ２２に登
録された搭載基板１１ａの輝度情報のデータを示してい
る。

【００２１】図９〜図１１は図７のステップ４の生基板
１１ｂのティーチングの内容を詳細に示すフローチャー
トであり、次にこのフローチャートを参照しながら、生
基板１１ｂのティーチング方法を説明する。図９におい
て、カメラ１４で生基板１１ｂを観察して検査エリアＡ
ｋ内の輝度情報の取り込みを行い（ステップ１）、検査
エリアＡｋの輝度のヒストグラムから、平均値Ｍｂｋ、
ピーク値Ｑｂｋ、分散値Ｄｂｋをそれぞれ計算する（ス
テップ２、３、４）。

【００２２】次にステップ５で輝度情報メモリ２２に登
録された検査エリアＡｋの輝度の平均値Ｍａｋ，Ｍｂｋ
を呼出し、平均値の差値Ｋ１を計算する。本実施例で
は、差値Ｋ１はＭａｋとＭｂｋの差をＭａｋで除したも
のである。以下同様にして、ステップ６で輝度情報メモ
リ２２に登録された検査エリアＡｋのピーク値Ｑａｋ，
Ｑｂｋを呼び出して同様の計算式によりピーク値の差値
Ｋ２を計算し、またステップ７で輝度情報メモリ２２に
登録された検査エリアＡｋの分散値Ｄａｋ，Ｄｂｋを呼
び出して分散値の差値Ｋ３を計算する。このような演算
処理はＣＰＵ１８で行われる。

【００２３】次に図１０に示すフローチャートに従って
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の中で最も大きなものを選択して検査
モードとしきい値（ＴＨ値）を決定する。すなわち図１
０のステップ８において、｜Ｋ１｜が最大か否かを判定
し、ＹＥＳならばステップ９でしきい値ＴＨｋ＝（Ｍａ
ｋ＋Ｍｂｋ）÷２を計算し、続いてステップ１０でＫ１
が０以下であるか否かを判定し、ＹＥＳならば検査モー
ドを（イ）に設定し（ステップ１１）、ＮＯならば検査
モードを（ロ）に設定する（ステップ１２）。検査モー
ドは欠品検査のアルゴリズムを決定する。

【００２４】またステップ８でＮＯならばステップ１３
へ移行し、｜Ｋ２｜が最大か否かを判定する。ＹＥＳで
あればステップ１４でしきい値ＴＨｋ＝（Ｑａｋ＋Ｑｂ
ｋ）÷２を計算し、続いてステップ１５でＫ２が０以下
であるか否かを判定し、ＹＥＳならばステップ１６で検
査モードを（ハ）に設定し、ＮＯであればステップ１７
で検査モードを（ニ）に設定する。

【００２５】またステップ１３でＮＯであれば、図１１
のステップ１８へ移行し、しきい値ＴＨｋ＝（Ｄａｋ＋
Ｄｂｋ）÷２を計算し、ステップ１９でＫ３が０以下で
あるか否かを判定し、ＹＥＳであればステップ２０で検
査モードを（ホ）に設定し、ＮＯであればステップ２１
で（ヘ）に設定する。以上のステップをすべての検査エ
リアについて繰り返す（ステップ２２、２３）。以上の
ようにして検査エリアＡ１〜Ａｎ毎に設定された検査モ
ード（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）およびしき
い値ＴＨ１〜ＴＨｎは、図６の検査データメモリ１９に
登録される。なお本実施例では搭載基板の輝度データを
先に算出したが、生基板を先に行ってもよい。

【００２６】以上のようにして、搭載基板１１ａと生基
板１１ｂのティーチングが終了したならば、検査対象基
板について、各々の検査エリアＡ１〜Ａｎ毎にチップの
有無を検査する欠品検査が行われる。次に図１２〜図１
５のフローチャートを参照しながら、欠品検査方法を説
明する。

【００２７】まず図１２のステップ１において、カメラ
１４で検査対象基板を観察し、検査エリアＡｋ内の輝度
情報の取り込みを行う。次にステップ２でしきい値ＴＨ
に検査エリアＡｋであらかじめ設定されたしきい値ＴＨ
ｋを設定し、ステップ３で検査エリアＡｋにあらかじめ
定められている検査モードの欠品検査アルゴリズムに従
った検査を行う。以上の操作をすべての検査エリアＡｎ
について繰り返す（ステップ４、５）。

【００２８】次に図１３〜図１５を参照しながら、ステ
ップ３の検査のフローを詳細に説明する。図１３（ａ）
は検査モード（イ）の欠品検査アルゴリズムのフローチ
ャートであって、ステップ１で平均値Ｍｋを算出し、ス
テップ２でしきい値ＴＨが平均値Ｍｋよりも大であるか
否かを検査し、ＹＥＳであればチップ有と判定し（ステ
ップ３）、ＮＯであればチップ無と判定する（ステップ
４）。図１３（ｂ）〜図１５（ｂ）は他の検査モード
（ロ）〜（ヘ）の欠品検査アルゴリズムのフローチャー
トであって、その内容は図１３（ａ）とほぼ同じである
ので、その説明は省略する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板に搭載された個々のチップについて、それぞれ最適の
検査モードとしきい値を設定し、これに基いて的確に欠
品の有無を判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電子部品欠品の検査装置の
全体構成図

【図２】本発明の一実施例における搭載基板の平面図

【図３】本発明の一実施例における生基板の平面図

【図４】（ａ）本発明の一実施例における輝度のヒスト
グラム図 （ｂ）本発明の一実施例における輝度のヒストグラム図

【図５】本発明の一実施例における輝度情報メモリのデ
ータ図

【図６】本発明の一実施例における検査データメモリの
データ図

【図７】本発明の一実施例における検査データ作成のフ
ローチャート

【図８】本発明の一実施例における搭載基板のティーチ
ングのフローチャート

【図９】本発明の一実施例における生基板のティーチン
グのフローチャート

【図１０】本発明の一実施例における生基板のティーチ
ングのフローチャート

【図１１】本発明の一実施例における生基板のティーチ
ングのフローチャート

【図１２】本発明の一実施例における欠品検査のフロー
チャート

【図１３】（ａ）本発明の一実施例における検査モード
（イ）の欠品検査のアルゴリズムのフローチャート （ｂ）本発明の一実施例における検査モード（ロ）の欠
品検査のアルゴリズムのフローチャート

【図１４】（ａ）本発明の一実施例における検査モード
（ハ）の欠品検査のアルゴリズムのフローチャート （ｂ）本発明の一実施例における検査モード（ニ）の欠
品検査のアルゴリズムのフローチャート

【図１５】（ａ）本発明の一実施例における検査モード
（ホ）の欠品検査のアルゴリズムのフローチャート （ｂ）本発明の一実施例における検査モード（ヘ）の欠
品検査のアルゴリズムのフローチャート

【図１６】従来の欠品検査のためのマスター基板の平面
図

【図１７】従来の欠品検査のための検査対象基板の平面
図

【符号の説明】

１１ａ 搭載基板 １１ｂ 生基板 １４ カメラ １９ 検査データメモリ ２０ プログラムメモリ ２２ 輝度情報メモリ Ｐ 電子部品（チップ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 H05K 13/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品が搭載された搭載基板をカメラで
   観察して、少なくとも電子部品の一部を包含する位置に
   設定された検査エリア内の輝度情報を入手する第１のス
   テップと、 前記第１のステップで入手した輝度情報から種類の異な
   る複数の輝度データを算出する第２のステップと、 電子部品が搭載されていない生基板をカメラで観察し
   て、前記検査エリア内の輝度情報を入手する第３のステ
   ップと、 前記第３のステップで入手した輝度情報から種類の異な
   る複数の輝度データを算出する第４のステップと、 前記第２のステップで算出された複数の輝度データと前
   記第４のステップで算出された複数の輝度データのうち
   同じ種類の輝度データを比較してそれぞれの差値及びし
   きい値を算出する第５のステップと、 前記第５のステップで算出された差値に基づいて欠品検
   査のアルゴリズムとしきい値を選択する第６のステッ
   プ、 とを含むことを特徴とする電子部品の欠品検査における
   検査データの作成方法。
2. 【請求項２】電子部品が搭載された搭載基板をカメラで
   観察して、少なくとも電子部品の一部を包含する位置に
   設定された検査エリア内の輝度情報を入手する第１のス
   テップと、 前記第１のステップで入手した輝度情報から種類の異な
   る複数の輝度データを算出する第２のステップと、 電子部品が搭載されていない生基板をカメラで観察し
   て、前記検査エリア内の輝度情報を入手する第３のステ
   ップと、 前記第３のステップで入手した輝度情報から種類の異な
   る複数の輝度データを算出する第４のステップと、 前記第２のステップで算出された複数の輝度データと前
   記第４のステップで算出された複数の輝度データのうち
   同じ種類の輝度データを比較してそれぞれの差値を算出
   する第５のステップと、 前記第５のステップで算出された差値に基づいて欠品検
   査のアルゴリズムを選択するとともにしきい値を算出す
   る第６のステップと、 とを含むことを特徴とする電子部品の欠品検査における
   検査データの作成方法。