JP3280720B2 - 基板検査装置および基板検査方法 - Google Patents
基板検査装置および基板検査方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検査基板の導体の形
状や、基板に実装された電子部品や印刷されたクリーム
半田などを撮像して得られる複数色のカラー画像を処理
して、導体や電子部品やクリーム半田などの有無、それ
らの位置ずれ、面積の違いなどを検査する基板検査装置
および基板検査方法に関する。
状や、基板に実装された電子部品や印刷されたクリーム
半田などを撮像して得られる複数色のカラー画像を処理
して、導体や電子部品やクリーム半田などの有無、それ
らの位置ずれ、面積の違いなどを検査する基板検査装置
および基板検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、表面実装部品を含む回路基板の製
造は、クリーム半田印刷、電子部品のマウント(装
着)、半田付けの3工程に分けて行われている。近年の
電子部品の小型化と実装基板の高密度化にともない、ほ
とんどの場合、この3工程はクリーム半田自動印刷機、
部品の自動装着機、半田リフロー機によって自動で行わ
れている。このように自動機を用いた場合、様々な要因
により、正しく印刷されないときや、正しく装着されな
いときなどがあり、その不良印刷や不良実装のまま半田
付けを行うと手直しの手間が大きいため、半田付け前に
検査を行う必要があった。
造は、クリーム半田印刷、電子部品のマウント(装
着)、半田付けの3工程に分けて行われている。近年の
電子部品の小型化と実装基板の高密度化にともない、ほ
とんどの場合、この3工程はクリーム半田自動印刷機、
部品の自動装着機、半田リフロー機によって自動で行わ
れている。このように自動機を用いた場合、様々な要因
により、正しく印刷されないときや、正しく装着されな
いときなどがあり、その不良印刷や不良実装のまま半田
付けを行うと手直しの手間が大きいため、半田付け前に
検査を行う必要があった。
【0003】しかし、このような検査を検査作業員によ
る目視検査に頼っていたのでは、検査ミスの発生を完全
に無くすことができず、しかも、近年の電子部品の小型
化と実装基板の高密度化にともない目視による検査は限
界にきている。
る目視検査に頼っていたのでは、検査ミスの発生を完全
に無くすことができず、しかも、近年の電子部品の小型
化と実装基板の高密度化にともない目視による検査は限
界にきている。
【0004】そこで、基板の自動検査機が重要になって
くるが、その方式としては白黒カメラ、カラーカメラ、
三次元カメラ、X線カメラなど、様々な提案が各社から
なされている。精度、タクト、コストなどの諸条件およ
び諸性能を考えた場合、インラインでの検査機において
はタクトが特に重要であり、撮像時間が短いカラーカメ
ラによる検査が注目されている。
くるが、その方式としては白黒カメラ、カラーカメラ、
三次元カメラ、X線カメラなど、様々な提案が各社から
なされている。精度、タクト、コストなどの諸条件およ
び諸性能を考えた場合、インラインでの検査機において
はタクトが特に重要であり、撮像時間が短いカラーカメ
ラによる検査が注目されている。
【0005】以下、図面を参照しながら、上述した従来
のカラー画像による部品実装基板の検査方法について説
明する。図2は従来の基板検査装置の構成を示すブロッ
ク図であり、カラー画像による部品実装基板の検査方法
として特開昭62−180250号公報に示されてい
る。図2において、X−Yテーブル1は、被検査対象で
あるプリント基板2を乗せるテーブルである。また、カ
ラー画像の撮像部3は、照明4によりプリント基板2を
照らし、プリント基板2のカラー画像を撮像する。この
カラー画像の撮像部3が接続される画像入力部5の画像
信号線形変換部6はカラー画像撮像部3からの出力画像
信号を線形変換する。さらに、画像入力部5、画像信号
線形変換部6、画像処理部7、判定部8およびメモリ9
により処理部10が構成されて、カラー画像撮像部3か
らの出力画像信号を処理する。さらに、制御部11は各
部を制御する。また、撮像コントローラ12はカラー画
像の撮像部3に接続され、テーブルコントローラ13は
X−Yテーブル1に接続されてそれぞれを制御する。さ
らに、判定結果出力部14には判定結果が出力される。
のカラー画像による部品実装基板の検査方法について説
明する。図2は従来の基板検査装置の構成を示すブロッ
ク図であり、カラー画像による部品実装基板の検査方法
として特開昭62−180250号公報に示されてい
る。図2において、X−Yテーブル1は、被検査対象で
あるプリント基板2を乗せるテーブルである。また、カ
ラー画像の撮像部3は、照明4によりプリント基板2を
照らし、プリント基板2のカラー画像を撮像する。この
カラー画像の撮像部3が接続される画像入力部5の画像
信号線形変換部6はカラー画像撮像部3からの出力画像
信号を線形変換する。さらに、画像入力部5、画像信号
線形変換部6、画像処理部7、判定部8およびメモリ9
により処理部10が構成されて、カラー画像撮像部3か
らの出力画像信号を処理する。さらに、制御部11は各
部を制御する。また、撮像コントローラ12はカラー画
像の撮像部3に接続され、テーブルコントローラ13は
X−Yテーブル1に接続されてそれぞれを制御する。さ
らに、判定結果出力部14には判定結果が出力される。
【0006】以上のように構成された半田接合部の検査
装置について、以下、その動作を説明する。まず、照明
4によりX−Yテーブル1上の被検査対象であるプリン
ト基板2を照らして、カラー画像撮像部3で撮像で行
う。そして、カラー画像撮像部3からの出力画像信号を
処理する処理部10にて画像の処理を行い、判定結果出
力部14に判定結果を出力する。このとき、処理部10
の内部では、カラー画像撮像部3からの出力画像信号が
シューディング補正、RGB信号の正規化のためのR−
Y、G−Y信号演算など画像信号線形変換部6で変換さ
れ、画像入力部5を通してメモリ9に送られる。このよ
うにして送られてメモリ9に蓄えられた画像信号を、画
像処理部7、判定部8および制御部11にて良不良を判
定して判定結果出力部14に出力する。
装置について、以下、その動作を説明する。まず、照明
4によりX−Yテーブル1上の被検査対象であるプリン
ト基板2を照らして、カラー画像撮像部3で撮像で行
う。そして、カラー画像撮像部3からの出力画像信号を
処理する処理部10にて画像の処理を行い、判定結果出
力部14に判定結果を出力する。このとき、処理部10
の内部では、カラー画像撮像部3からの出力画像信号が
シューディング補正、RGB信号の正規化のためのR−
Y、G−Y信号演算など画像信号線形変換部6で変換さ
れ、画像入力部5を通してメモリ9に送られる。このよ
うにして送られてメモリ9に蓄えられた画像信号を、画
像処理部7、判定部8および制御部11にて良不良を判
定して判定結果出力部14に出力する。
【0007】ここで、基板、電子部品およびクリーム半
田などを各画素の色情報の差によって見分けているが、
白黒カメラで撮像した場合には、たとえば、同一輝度の
緑の基板と黄色の部品などで差がなく見分けがつかな
い。これにより、図2の従来例ではカラー画像による部
品実装基板の検査方法を採用している。
田などを各画素の色情報の差によって見分けているが、
白黒カメラで撮像した場合には、たとえば、同一輝度の
緑の基板と黄色の部品などで差がなく見分けがつかな
い。これにより、図2の従来例ではカラー画像による部
品実装基板の検査方法を採用している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、基板、電子部品およびクリーム半田など
を各画素の色情報の差によって見分けるには次のような
問題がある。
来の構成では、基板、電子部品およびクリーム半田など
を各画素の色情報の差によって見分けるには次のような
問題がある。
【0009】すなわち、基板を撮像したときの各画素の
色度並びに輝度をプロットしたのが図3である。ここに
見られるように見分けなくてはならないほとんどの部品
の色度情報、たとえば電子部品Aや基板Dなどの色度情
報は最大値の輝度10%エリアa以内に集中しており、
また、部品の電極E、シルクスクリーンF、銅ランドH
および半田部分などの輝度情報は大変高い。ここで、色
度の分解能を上げるために照明4の光量を上げると基板
2の電極E、シルクスクリーンF、銅ランドHおよび半
田部などの輝度は飽和していまい電極E、シルクスクリ
ーンF、銅ランドHおよび半田部が見分けられなくな
る。また逆に、たとえば電極と半田部を見分けようとす
ると、その他の部分が見分けられなくなる。また、光量
を上げた場合の例を示したのが図4である。図4におい
ては、部品Aや基板Dなどの色度情報は分解能が向上し
ているが、基板2の電極E、シルクスクリーンF、銅ラ
ンドHおよび半田部などの輝度は飽和しており、輝度が
強くR,G,Bが最大になって白になっている。
色度並びに輝度をプロットしたのが図3である。ここに
見られるように見分けなくてはならないほとんどの部品
の色度情報、たとえば電子部品Aや基板Dなどの色度情
報は最大値の輝度10%エリアa以内に集中しており、
また、部品の電極E、シルクスクリーンF、銅ランドH
および半田部分などの輝度情報は大変高い。ここで、色
度の分解能を上げるために照明4の光量を上げると基板
2の電極E、シルクスクリーンF、銅ランドHおよび半
田部などの輝度は飽和していまい電極E、シルクスクリ
ーンF、銅ランドHおよび半田部が見分けられなくな
る。また逆に、たとえば電極と半田部を見分けようとす
ると、その他の部分が見分けられなくなる。また、光量
を上げた場合の例を示したのが図4である。図4におい
ては、部品Aや基板Dなどの色度情報は分解能が向上し
ているが、基板2の電極E、シルクスクリーンF、銅ラ
ンドHおよび半田部などの輝度は飽和しており、輝度が
強くR,G,Bが最大になって白になっている。
【0010】したがって、通常の光量に対して線形性を
持つ撮像手段を用いた場合、必要な色の分解能を得るこ
とが難しいという問題があった。また、人間の目の特性
は対数特性であり、暗い色の色相の差の分解能が高いこ
ともこれに合致した現象である。
持つ撮像手段を用いた場合、必要な色の分解能を得るこ
とが難しいという問題があった。また、人間の目の特性
は対数特性であり、暗い色の色相の差の分解能が高いこ
ともこれに合致した現象である。
【0011】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、基板、電子部品およびクリーム半田などの色の差と
輝度の差を充分な分解能で見分け、部品や半田の有無や
位置ずれなどを安定して検査することができる基板検査
装置および基板検査方法を提供することを目的とする。
で、基板、電子部品およびクリーム半田などの色の差と
輝度の差を充分な分解能で見分け、部品や半田の有無や
位置ずれなどを安定して検査することができる基板検査
装置および基板検査方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の基板検査方法は、電子部品を実装した基板、
あるいはクリーム半田を印刷した基板に光を当てながら
複数色のカラー画像撮像手段を用いて検査する基板検査
方法であって、前記部品電極、ランドなどの輝度の高い
箇所と基板や電子部品などの輝度の低い箇所の内、前記
輝度の低い箇所について前記カラー画像撮像手段にて撮
像した出力信号を非線形変換し、分解能の必要な小さい
信号を引き伸ばし、部品の実装ずれやクリーム半田の印
刷ずれなどの基板検査を行なうものである。
に本発明の基板検査方法は、電子部品を実装した基板、
あるいはクリーム半田を印刷した基板に光を当てながら
複数色のカラー画像撮像手段を用いて検査する基板検査
方法であって、前記部品電極、ランドなどの輝度の高い
箇所と基板や電子部品などの輝度の低い箇所の内、前記
輝度の低い箇所について前記カラー画像撮像手段にて撮
像した出力信号を非線形変換し、分解能の必要な小さい
信号を引き伸ばし、部品の実装ずれやクリーム半田の印
刷ずれなどの基板検査を行なうものである。
【0013】
【作用】上記構成により、分解能の必要な信号の小さい
部分を引き伸ばして必要な色の分解能を得、そして、基
板、電子部品およびクリーム半田などの色の差を見分
け、部品や半田の有無や位置ずれなどを安定して検査す
る。このとき、各カラーの映像信号出力の小さい部分を
引き伸ばすため、基板、電子部品およびクリーム半田な
どの各カラーの映像信号出力に対して充分な分解能を得
ることができ、また、各画素毎に演算を行い、色相、明
度、彩度などの色差をもとめる場合においても同様に、
充分な分解能を得ることができる。
部分を引き伸ばして必要な色の分解能を得、そして、基
板、電子部品およびクリーム半田などの色の差を見分
け、部品や半田の有無や位置ずれなどを安定して検査す
る。このとき、各カラーの映像信号出力の小さい部分を
引き伸ばすため、基板、電子部品およびクリーム半田な
どの各カラーの映像信号出力に対して充分な分解能を得
ることができ、また、各画素毎に演算を行い、色相、明
度、彩度などの色差をもとめる場合においても同様に、
充分な分解能を得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例における基
板検査装置の構成を示すブロック図である。図1におい
て、基板21および基板21上の部品22などの被写体
に対して照明23で照射してカラー画像を撮像する光学
系24には、R,G,B信号それぞれの光電変換素子2
5,26,27が設けられている。このR信号光電変換
素子25は、R信号対数アンプ28、R信号A/D変換
回路29さらにR信号シェーディング補正回路30を介
してRGB−YIQ変換回路31に接続され、また、こ
のG信号光電変換素子26は、G信号対数アンプ32、
G信号A/D変換回路33さらにG信号シェーディング
補正回路34を介してRGB−YIQ変換回路31に接
続され、さらに、このB信号光電変換素子27は、B信
号対数アンプ35、B信号A/D変換回路36さらにB
信号シェーディング補正回路37を介してRGB−YI
Q変換回路31に接続されている。このRGB−YIQ
変換回路31はY,I,Q信号それぞれの画像メモリ3
8,39,40をそれぞれ介して、画像メモリ38,3
9,40の内容を演算する演算処理装置、たとえば1チ
ップマイクロコンピュータ41に接続されている。
しながら説明する。図1は本発明の一実施例における基
板検査装置の構成を示すブロック図である。図1におい
て、基板21および基板21上の部品22などの被写体
に対して照明23で照射してカラー画像を撮像する光学
系24には、R,G,B信号それぞれの光電変換素子2
5,26,27が設けられている。このR信号光電変換
素子25は、R信号対数アンプ28、R信号A/D変換
回路29さらにR信号シェーディング補正回路30を介
してRGB−YIQ変換回路31に接続され、また、こ
のG信号光電変換素子26は、G信号対数アンプ32、
G信号A/D変換回路33さらにG信号シェーディング
補正回路34を介してRGB−YIQ変換回路31に接
続され、さらに、このB信号光電変換素子27は、B信
号対数アンプ35、B信号A/D変換回路36さらにB
信号シェーディング補正回路37を介してRGB−YI
Q変換回路31に接続されている。このRGB−YIQ
変換回路31はY,I,Q信号それぞれの画像メモリ3
8,39,40をそれぞれ介して、画像メモリ38,3
9,40の内容を演算する演算処理装置、たとえば1チ
ップマイクロコンピュータ41に接続されている。
【0015】以上のように構成された基板検査装置につ
いて、以下、その動作を説明する。まず、照明23で照
射された、基板21や部品22などの被写体からの反射
光が、撮像のための光学系24により、R,G,B信号
それぞれの光電変換素子25,26,27上にそれぞれ
像を結び、入射光量に比例したアナログ信号が出力され
る。次に、各アナログ信号をR,G,B信号それぞれの
対数アンプ28,32,35により非線形変換を行い信
号の小さい部分を引き伸ばす。そして、その引き伸ばさ
れたアナログ信号を、RGB信号それぞれのA/D変換
回路29,33,36それぞれでA/D変換した後、R
GB信号それぞれのシェーディング補正回路30,3
4,37さらにRGB−YIG変換回路31によりRG
B信号をYIQ信号に変換してTIQ信号それぞれの画
像メモリ38,39,40にそれぞれ書き込む。最後
に、YIQ信号の画像メモリ38,39,40の内容を
演算する演算処理装置、この場合、1チップマイクロコ
ンピュータ41によって、基板、電子部品およびクリー
ム半田などの色の差を充分な分解能で見分け、部品や半
田の有無や位置ずれなどを安定して検査する。
いて、以下、その動作を説明する。まず、照明23で照
射された、基板21や部品22などの被写体からの反射
光が、撮像のための光学系24により、R,G,B信号
それぞれの光電変換素子25,26,27上にそれぞれ
像を結び、入射光量に比例したアナログ信号が出力され
る。次に、各アナログ信号をR,G,B信号それぞれの
対数アンプ28,32,35により非線形変換を行い信
号の小さい部分を引き伸ばす。そして、その引き伸ばさ
れたアナログ信号を、RGB信号それぞれのA/D変換
回路29,33,36それぞれでA/D変換した後、R
GB信号それぞれのシェーディング補正回路30,3
4,37さらにRGB−YIG変換回路31によりRG
B信号をYIQ信号に変換してTIQ信号それぞれの画
像メモリ38,39,40にそれぞれ書き込む。最後
に、YIQ信号の画像メモリ38,39,40の内容を
演算する演算処理装置、この場合、1チップマイクロコ
ンピュータ41によって、基板、電子部品およびクリー
ム半田などの色の差を充分な分解能で見分け、部品や半
田の有無や位置ずれなどを安定して検査する。
【0016】このようにして、複数色の光電変換素子2
5,26,27からのアナログ出力信号を非線形変換す
る手段により、分解能の必要な信号の小さい部分を引き
伸ばすことによって、基板、電子部品およびクリーム半
田などの色の差を充分な分解能で見分け、部品や半田の
有無や位置ずれなどを安定して検査する検査方法を可能
とする。
5,26,27からのアナログ出力信号を非線形変換す
る手段により、分解能の必要な信号の小さい部分を引き
伸ばすことによって、基板、電子部品およびクリーム半
田などの色の差を充分な分解能で見分け、部品や半田の
有無や位置ずれなどを安定して検査する検査方法を可能
とする。
【0017】なお、本実施例では、RGB信号をそれぞ
れTIQ信号にそれぞれ変換したが、このような変換を
せずにRGB信号のまま画像メモリ38,39,40に
取り込めば変換機構が不要という利点があり、また、対
数特性をもつ色度空間(Lab等)に変換して取り込め
ば量子化誤差が小さくできるという利点がある。
れTIQ信号にそれぞれ変換したが、このような変換を
せずにRGB信号のまま画像メモリ38,39,40に
取り込めば変換機構が不要という利点があり、また、対
数特性をもつ色度空間(Lab等)に変換して取り込め
ば量子化誤差が小さくできるという利点がある。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数色の
カラー画像撮像手段からのアナログ出力信号を非線形変
換する手段を設けることにより、分解能の必要な信号の
小さい部分を引き伸ばして必要な色の分解能を得るた
め、基板、電子部品およびクリーム半田などの色の差を
充分な分解能で見分けることができ、電子部品やクリー
ム半田の有無や位置ずれなどを安定して確実に検査する
ことができる。
カラー画像撮像手段からのアナログ出力信号を非線形変
換する手段を設けることにより、分解能の必要な信号の
小さい部分を引き伸ばして必要な色の分解能を得るた
め、基板、電子部品およびクリーム半田などの色の差を
充分な分解能で見分けることができ、電子部品やクリー
ム半田の有無や位置ずれなどを安定して確実に検査する
ことができる。
【図1】本発明の一実施例における基板検査装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図2】従来の基板検査装置の構成を示すブロック図
【図3】基板を撮像したときの各画素の色度並びに輝度
をプロットした図
をプロットした図
【図4】図3において光量を上げた場合の図
21 基板 22 電子部品 24 光学系 25 R信号光電変換素子 26 G信号光電変換素子 27 B信号光電変換素子 28 R信号対数アンプ 32 G信号対数アンプ 35 B信号対数アンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−188004(JP,A) 特開 平4−277991(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 H05K 3/00 H05K 13/08
Claims (2)
- 【請求項1】 電子部品を実装した基板、あるいはクリ
ーム半田を印刷した基板に光を当てながら複数色のカラ
ー画像撮像手段を用いて検査する基板検査方法であっ
て、前記部品電極、ランドなどの輝度の高い箇所と基板
や電子部品などの輝度の低い箇所の内、前記輝度の低い
箇所について前記カラー画像撮像手段にて撮像した出力
信号を非線形変換し、分解能の必要な小さい信号を引き
伸ばし、部品の実装ずれやクリーム半田の印刷ずれなど
の基板検査を行なう基板検査方法。 - 【請求項2】 電子部品を実装した基板、あるいはクリ
ーム半田を印刷した基板に光を当てながら複数色のカラ
ー画像撮像手段を用いて検査する基板検査装置であっ
て、前記カラー画像撮像手段からの出力信号の内、輝度
情報の低い箇所についてのみ前記カラー撮像手段にて撮
像した出力信号を非線形変換する非線形変換手段を設
け、前記非線形変換手段により分解能の必要な小さい信
号を引き伸し部品の実装ずれやクリーム半田の印刷ずれ
などの基板検査を行なう基板検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30423292A JP3280720B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 基板検査装置および基板検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30423292A JP3280720B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 基板検査装置および基板検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06160035A JPH06160035A (ja) | 1994-06-07 |
JP3280720B2 true JP3280720B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=17930596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30423292A Expired - Fee Related JP3280720B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 基板検査装置および基板検査方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3280720B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6833913B1 (en) * | 2002-02-26 | 2004-12-21 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Apparatus and methods for optically inspecting a sample for anomalies |
JP5239561B2 (ja) * | 2008-07-03 | 2013-07-17 | オムロン株式会社 | 基板外観検査方法および基板外観検査装置 |
CN112014404A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | Oppo(重庆)智能科技有限公司 | 组件检测方法、装置、系统、电子设备及存储介质 |
KR20230070410A (ko) * | 2020-09-23 | 2023-05-23 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 검사 장치 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP30423292A patent/JP3280720B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06160035A (ja) | 1994-06-07 |
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