JP3468643B2 - プリント配線基板の外観検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば中央演算処
理回路（ＣＰＵ）や記憶回路（ＲＯＭ，ＲＡＭ）等の電
子部品が実装されるプリント配線基板の外観検査方法に
関し、特に、半田付け用のランドにレジストの付着不良
が発生しているか否か、またはパターン配線部の途中部
位に擬似接触不良等の欠陥箇所があるか否かを検査する
ようにしたプリント配線基板の外観検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンの電子制御式
燃料噴射装置等に用いられる制御ユニット（コントロー
ルユニット）は、アルミニウム等の金属材料からなるユ
ニットケース内にプリント配線基板等が設けられ、該プ
リント配線基板上には半田付け等の手段を用いて中央演
算処理回路（以下、「ＣＰＵ」という）および記憶回路
（以下、「ＲＯＭ」，「ＲＡＭ」という）等の電子部品
が実装される構成となっている。

【０００３】ここで、プリント配線基板は、セラミック
や合成樹脂材料等からなる絶縁基板と、該絶縁基板上に
銅等の導電性材料からなる被膜を印刷した後に、レジス
トを塗布した状態でエッチング処理を施すことにより絶
縁基板上に形成される複数のパターン配線部と、該各パ
ターン配線部と共に前記エッチング処理によって絶縁基
板上に形成され、電子部品の各リード部等が半田付けさ
れる複数のランド等とから構成されている。

【０００４】そして、この種の従来技術によるプリント
配線基板にあっては、前記各ランドの周囲にソルダーレ
ジストを形成し、基板識別用のシルク印刷等を施した完
成品状態で製品として出荷する前に電気的な導通検査を
行うと共に、例えば特開平７−２７５３１号公報等に記
載の画像処理装置を用いて外観検査を行い、前記導通検
査のみでは検出が難しい前記ランドへのレジスト（異
物）付着、パターン配線上のソルダーレジスト剥れおよ
びパターン配線部の擬似接触不良等の欠陥を、画像処理
により自動検査するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、画像処理装置を用いてプリント配線基板の
外観検査を行う場合に、前記絶縁基板上に形成したパタ
ーン配線部やランド等の位置にバラツキが生じ易く、例
えば５０μｍ程度の欠陥を検出するのに、前記バラツキ
が１００μｍ程度まで大きくなると、パターン配線部や
ランド等の欠陥を検出するのが難しくなるという問題が
ある。

【０００６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は画像処理によるプリント配線基
板の外観検査を高精度に行うことができ、電気的な導通
検査等では発見できない微少な欠陥をも確実に検出でき
るようにしたプリント配線基板の外観検査方法を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明によるプリント配線基板の外観
検査方法は、各角隅にそれぞれ認識ランドが設けられた
プリント配線基板を移動テーブル上にセットする取付け
工程と、前記移動テーブルを水平方向に移動させること
により、外観検査手段に対する前記プリント配線基板の
位置を、前記認識ランドの画像データを用いて位置補正
する第１の位置補正工程と、前記外観検査手段により前
記プリント配線基板の検査エリアを、位置補正用の基準
ランドがそれぞれ設けられた複数の画像読込み部に分割
し、該各画像読込み部毎に画像を読込む画像読込み工程
と、前記各画像読込み部毎にそれぞれ前記位置補正用の
基準ランドと予め用意したマスタデータとを比較し、前
記各画像読込み部毎に画像位置を補正する第２の位置補
正工程と、前記外観検査手段により画像位置を補正した
前記各画像読込み部毎に画像処理を行い、前記プリント
配線基板が良品であるか不良品であるかを判定する判定
処理工程とを含んでいる。

【０００８】上記の外観検査方法では、プリント配線基
板を移動テーブル上にセットした後に、第１の位置補正
工程で移動テーブルを水平方向に移動させることによ
り、プリント配線基板の各角隅にそれぞれ設けた認識ラ
ンドの画像データから、外観検査手段に対するプリント
配線基板の位置を機械的に位置補正できると共に、その
後には画像読込み工程でプリント配線基板の検査エリア
を外観検査手段により、位置補正用の基準ランドがそれ
ぞれ設けられた複数の画像読込み部に分割し、該各画像
読込み部毎に画像を読込んだ状態で第２の位置補正工程
により、各画像読込み部毎にそれぞれ前記位置補正用の
基準ランドと予め用意したマスタデータとを比較して、
前記各画像読込み部毎に画像位置を補正することができ
る。

【０００９】そして、プリント配線基板が良品であるか
不良品であるかを判定する判定処理工程では、外観検査
手段により画像位置を補正した前記各画像読込み部毎に
画像処理を行うことができ、例えば電子部品のリード部
が半田付けされるランドまたはパターン配線部等に位置
的なバラツキがあった場合でも、画像処理により位置補
正を行った状態で微少な欠陥の有無を検査できる。

【００１０】また、請求項２の発明では、前記判定処理
工程で、前記外観検査手段により前記各画像読込み部の
ランドを画像として取込みつつ、該ランドの外縁部にマ
スクをかけるようにして取込み画像を一定寸法分だけ自
動縮小した後に、この縮小した取込み画像と予め用意し
たマスタ画像とを比較することにより、前記ランドに欠
陥があるか否かを判定する構成としている。

【００１１】この場合には、ランドの外縁部よりも内側
の部分をマスタ画像と比較してレジストの付着不良等に
よる欠陥の有無を検出するようにしているから、ソルダ
ーレジストの位置にバラツキがあったり、ランドの大き
さや位置にバラツキがあった場合でも、これらのバラツ
キを吸収して、マスタ画像との比較検査を正確に行うこ
とができ、実際の半田付けで強度が要求されるランドの
外縁部よりも内側の部分において、レジストの付着不良
等による欠陥が発生しているか否かを画像処理により判
別できる。

【００１２】さらに、請求項３の発明では、前記判定処
理工程で、前記外観検査手段により前記各画像読込み部
のパターン配線部を画像として取込み、該パターン配線
部の取込み画像から前記パターン配線部に欠陥があるか
否かを判定する構成としている。

【００１３】これにより、プリント配線基板の各画像読
込み部毎に画像を読込んだ状態で該各画像読込み部のパ
ターン配線部を画像として取込み、この取込み画像から
前記パターン配線部の途中部位に断線を起こす可能性の
高い擬似接触不良等の欠陥があるか否かを判定すること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳述する。

【００１５】ここで、図１ないし図８は本発明の第１の
実施例によるプリント配線基板の外観検査装置を示して
いる。

【００１６】図において、１は検査対象物であるプリン
ト配線基板を示し、該プリント配線基板１は図２、図３
および図８に示す如く、セラミックや合成樹脂材料等か
らなる四角形となった絶縁基板２と、該絶縁基板２上に
銅等の導電性材料からなる被膜を印刷し、レジストを塗
布した状態でエッチング処理を施すことにより絶縁基板
２上に形成された複数のパターン配線部３，３，…と、
該各パターン配線部３と共に前記エッチング処理によっ
て絶縁基板２上に形成される複数のランド４，４，…と
から大略構成され、該各ランド４上には図８に示すよう
に、電子部品５（ＣＰＵまたはＲＯＭ，ＲＡＭ等からな
る）の各リード部５Ａ等が半田付けされる。

【００１７】ここで、プリント配線基板１は各ランド４
の周囲に図５および図８に示す如くソルダーレジスト６
を形成し、基板識別用のシルク印刷（図示せず）等を施
した完成品状態で、製品として出荷する前に電気的な導
通検査を行うと共に、後述の画像処理装置１３等を用い
て外観検査が実施される。そして、プリント配線基板１
は図２に示す如く、絶縁基板２の４周囲が縁取り部２Ａ
として形成され、該縁取り部２Ａの各角隅には認識ラン
ド７，７，…が設けられている。

【００１８】また、プリント配線基板１は縁取り部２Ａ
の内側が検査エリア８となり、該検査エリア８は画像処
理装置１３により図２中に仮想線で示す如く、例えば１
辺が２０ｍｍ程度の正方形状に区画された（ｎ×ｍ）個
の画像読込み部８Ａ，８Ａ，…に分割される。ここで、
プリント配線基板１に例えば１６０ｍｍ×１８０ｍｍの
大きさに検査エリア８を形成した場合には、合計（９×
８＝７２）個の画像読込み部８Ａに検査エリア８は分割
されるものである。

【００１９】さらに、各画像読込み部８Ａ内には図３に
示す如く、各パターン配線部３と共に各ランド４が検査
対象のランド（以下、検査ランド４という）として形成
され、該各検査ランド４のうち画像読込み部８Ａのほぼ
中央に位置する任意のランドが、位置補正用の基準ラン
ド４Ａとして予め選定されるものである。そして、後述
するコントロールユニット１９の記憶エリア１９Ａ内に
は基準ランド４Ａに対応した形状のマスタデータ（図示
せず）等が予め記憶されている。

【００２０】１１はプリント配線基板１の検査位置に設
けられた位置補正ユニットで、該位置補正ユニット１１
は図１に示す如くその上側に移動テーブル１２が設けら
れ、該移動テーブル１２を水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸および
Ｚ軸を中心とする回転角θの方向を含む）に移動する構
成となっている。また、移動テーブル１２は吸引チャッ
ク（図示せず）を備え、この吸引チャックはプリント配
線基板１を移動テーブル１２の上面側に吸着状態で位置
決めするものである。ここで、位置補正ユニット１１は
移動テーブル１２をＸ軸およびＹ軸の正，逆方向に１０
〜２０μｍ程度の精度をもって移動させ、Ｚ軸を中心と
する回転角θの方向では１０μｍ程度の精度をもって回
転させる。

【００２１】１３は移動テーブル１２の上方に配設され
た外観検査手段としての画像処理装置で、該画像処理装
置１３は投光手段としての投光器１４、ハーフミラー１
５、後述の撮像機１６、画像モニタ１８およびコントロ
ールユニット１９等により構成されている。ここで、投
光器１４は例えば赤い光を投光するＬＥＤ等からなり、
ハーフミラー１５を介してプリント配線基板１上へと矢
示Ａ方向に赤い光を照射させるものである。そして、プ
リント配線基板１に銅泊等で形成された各検査ランド４
は、矢示Ａ方向からの赤い光を効果的に反射させ、この
ときの反射光は撮像機１６に向けて矢示Ｂ方向に送出さ
れる。

【００２２】１６はプリント配線基板１からの反射光を
受光する受光手段としての撮像機を示し、該撮像機１６
は移動テーブル１２の上方に配設された例えばＣＣＤカ
メラ等によって構成されている。そして、撮像機１６は
矢示Ｂ方向の反射光からなる光学像を映像信号に変換し
つつ、これをコントロールユニット１９に出力するもの
である。

【００２３】１７はキーボード等からなる入力装置、１
８はディスプレイ等の画像モニタ、１９はマイクロコン
ピュータ等からなるコントロールユニットを示し、該コ
ントロールユニット１９は画像モニタ１８および入力装
置１７と共に、例えばパーソナルコンピュータを構成し
ている。そして、コントロールユニット１９は、その入
力側が撮像機１６および入力装置１７等に接続され、出
力側が位置補正ユニット１１、投光器１４および画像モ
ニタ１８等に接続されている。

【００２４】ここで、コントロールユニット１９はその
記憶回路内に図４に示すプログラム等を格納し、プリン
ト配線基板１に形成した各検査ランド４等の外観検査処
理を行うようになっている。また、コントロールユニッ
ト１９の記憶回路にはその記憶エリア１９Ａ内に、前記
位置補正用の基準ランド４Ａに対応した形状のマスタデ
ータ、図５に示すマスク幅Ｗをもったマスク２０および
図６に示すマスタ画像２１等が更新可能に格納されてい
る。

【００２５】本実施例によるプリント配線基板の外観検
査装置は上述の如き構成を有するもので、次にコントロ
ールユニット１９によるプリント配線基板の外観検査処
理について図４を参照して説明する。

【００２６】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ１で位置補正ユニット１１の移動テーブル１２上にプ
リント配線基板１を供給し、吸引チャックによりプリン
ト配線基板１を移動テーブル１２上にセットさせる（取
付け工程）。

【００２７】次に、ステップ２ではプリント配線基板１
の４隅に形成した各認識ランド７のうち対角線上に位置
する２個の認識ランド７，７が撮像機１６の真下に来る
ように位置補正ユニット１１で移動テーブル１２を水平
方向に移動させる。そして、このときに撮像機１６で各
認識ランド７の画像を取込むことにより、各認識ランド
７の位置計測を行う。

【００２８】次に、ステップ３では撮像機１６から取込
んだ各認識ランド７の画像データによりプリント配線基
板１の原点位置を演算し、プリント配線基板１を原点位
置へと復帰させるように位置補正ユニット１１で移動テ
ーブル１２を水平移動させ、第１の位置補正工程として
の所謂メカ補正を行い、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定
するまでこれを繰返す。

【００２９】これにより、移動テーブル１２上のプリン
ト配線基板１は、撮像機１６に対してＸ軸およびＹ軸の
正，逆方向に１０〜２０μｍ程度の精度をもって位置決
めされ、Ｚ軸を中心とする回転角θの方向では１０μｍ
程度の精度をもって位置決めされる。

【００３０】次に、ステップ５では撮像機１６からプリ
ント配線基板１の画像を図２に示す如く取込むと共に、
プリント配線基板１の検査エリア８内を、例えば１辺が
２０ｍｍ程度の正方形状に区画された（ｎ×ｍ）個の画
像読込み部８Ａ，８Ａ，…に分割し、移動テーブル１２
を順次移動させることにより各画像読込み部８Ａの位置
に撮像機１６の視野を移動させる。

【００３１】そして、ステップ６では撮像機１６により
各画像読込み部８Ａ毎の画像を図３に示すように読込む
画像読込み工程を実行し、位置補正用の基準ランド４Ａ
を画像として取込む。また、ステップ７では基準ランド
４Ａに対応した形状のマスタデータを記憶エリア１９Ａ
から読出す。

【００３２】次に、ステップ８では前記基準ランド４Ａ
とマスターデータとを比較し、両者の位置が一致するよ
うに第２の位置補正工程としての画像データ上の補正
（画像補正）を行い、ステップ９で「ＹＥＳ」と判定す
るまでこれを繰返す。これにより、画像読込み部８Ａ
（各検査ランド４）の位置は少なくとも１画素（２０μ
ｍ×２０μｍ）の範囲内で補正され、各検査ランド４は
Ｘ軸およびＹ軸の正，逆方向に２０μｍ程度の精度をも
って位置補正される。

【００３３】次に、ステップ１０〜ステップ１２が判別
処理工程となるが、まず、ステップ１０では画像読込み
部８Ａ内の各検査ランド４を図５に示すように画像とし
て取込みつつ、例えば３０μｍ程度のマスク幅Ｗをもっ
たマスク２０を各検査ランド４の外縁部にかける。これ
により、該各検査ランド４を図５中に点線で示す部分よ
りも内側の部分まで自動縮小させ、この部分を図６に示
す如く検査用の取込み画像２２として次なるステップ１
１で画像処理する。

【００３４】即ち、ステップ１１では検査用の取込み画
像２２と、記憶エリア１９Ａ内に予め格納したマスタ画
像２１とを図６に示すように比較して差分処理し、取込
み画像２２中にレジストの付着不良等による欠陥がある
か否かを判定する。

【００３５】この場合、実際の画像処理としては取込み
画像２２の検査画像データを２値化し、例えば９画素以
上に亘って異物２３（図７参照）が検出されるか否か
で、検査画像データの異常判定が行われる。そして、画
像処理後の画像データが図６に示す如く良品データ２４
と判定されたときには白抜き表示として出力され、図７
に示す如く不良品データ２５と判定されたときには、こ
のデータ中に異物２３が黒点として表示される。

【００３６】次に、ステップ１２では図２に示す検査エ
リア８の全ての画像読込み部８Ａに亘って前述の如き画
像処理が実施されたかを、全視野完了か否かとして判定
し、「ＮＯ」と判定する間はステップ５に移って次なる
画像読込み部８Ａの画像処理を繰返す。そして、ステッ
プ１２で「ＹＥＳ」と判定したときには検査エリア８の
全ての画像読込み部８Ａに亘って画像処理が完了したと
きであるから、ステップ１３に移って位置補正ユニット
１１の移動テーブル１２上から検査済のプリント配線基
板１を排出させ、処理を終了させる。

【００３７】なお、取込み画像２２の検査画像データが
図７に示す不良品データ２５の場合には、例えば図８に
示す如く検査ランド４上にレジストの付着不良等による
欠陥箇所２６が存在する場合となる。そして、この欠陥
箇所２６上で半田部２７によりランド４に対して電子部
品５のリード部５Ａを接合したときには、半田部２７の
接合強度が欠陥箇所２６で大きく弱められ、例えば自動
車の振動等により電子部品５のリード部５Ａが欠陥箇所
２６のあるランド４から早期に剥離してしまう等の可能
性がある。

【００３８】かくして、本実施例によれば、プリント配
線基板１を移動テーブル１２上にセットした状態で、位
置補正ユニット１１により移動テーブル１２を水平方向
に移動させ、撮像機１６に対するプリント配線基板１の
位置を機械的にメカ補正すると共に、その後には画像処
理装置１３側でプリント配線基板１の検査エリア８内を
複数の画像読込み部８Ａ，８Ａ，…に分割し、該各画像
読込み部８Ａ毎に画像を読込んだ状態で各画像読込み部
８Ａの基準ランド４Ａと予め用意したマスタデータとを
比較して、前記各画像読込み部８Ａ毎に画像補正を行う
構成としているから、下記のような作用効果を得ること
ができる。

【００３９】即ち、前記メカ補正（第１の位置補正工
程）によって移動テーブル１２上のプリント配線基板１
を、撮像機１６に対してＸ軸およびＹ軸の正，逆方向に
１０〜２０μｍ程度の精度をもって位置決めでき、Ｚ軸
を中心とする回転角θの方向では１０μｍ程度の精度を
もって位置決めでき、これによって撮像機１６に対する
絶縁基板２自体の位置補正を正確に行うことができる。

【００４０】そして、次なる画像補正（第２の位置補正
工程）では、画像読込み部８Ａ（各検査ランド４）の位
置を少なくとも１画素（２０μｍ×２０μｍ）の範囲内
で高精度に補正でき、絶縁基板２上で画像読込み部８Ａ
や各検査ランド４に大きさや位置のバラツキ等が生じて
いるような場合でも、これらの各検査ランド４等の位置
補正を画像補正により、Ｘ軸およびＹ軸の正，逆方向に
２０μｍ程度の精度をもって正確に行うことができる。

【００４１】また、その後に行う画像処理による判定処
理工程では、撮像機１６から各画像読込み部８Ａの検査
ランド４を画像として取込みつつ、該検査ランド４の外
縁部にマスク２０（図５参照）をかけるようにして取込
み画像２２を一定寸法分だけ自動縮小すると共に、この
縮小した取込み画像２２と予め用意したマスタ画像２１
とを比較し、各検査ランド４の外縁部よりも内側の部分
（取込み画像２２）にレジストの付着不良等による欠陥
があるか否かを検出するようにしている。

【００４２】この結果、各検査ランド４の位置が絶縁基
板２上で僅かに位置ずれしていたり、各検査ランド４の
大きさにバラツキが生じているような場合でも、マスタ
画像２１と取込み画像２２との比較検査を正確に行うこ
とができ、実際の半田付けで強度が要求される検査ラン
ド４の外縁部よりも内側の部分において、レジストの付
着不良等による欠陥が発生しているか否かを画像処理に
より正確に判別できる。

【００４３】従って、本実施例によれば、電気的な導通
検査等では発見できない図８に例示したレジストの付着
不良等による欠陥箇所２６を、プリント配線基板１の完
成状態（出荷前等）に行う画像処理による外観検査で確
実に検出でき、画像処理装置１３を用いたプリント配線
基板１の外観検査を高精度に行うことができる。

【００４４】そして、本実施例の場合には、通常のメカ
補正に加えて画像補正を行うようにしているから、絶縁
基板２上で各検査ランド４の大きさや位置に僅かなバラ
ツキが生じているような場合でも、例えば１画素に相当
する小さい微小範囲内で画像読込み部８Ａ（各検査ラン
ド４）の位置を高精度に補正でき、絶縁基板２上での各
検査ランド４の位置的なバラツキや大きさのバラツキを
実質的に吸収することができる。これにより、マスク２
０等を各検査ランド４に対して高い精度をもって位置決
めでき、例えば５０μｍ程度の微小な欠陥をも確実に検
出できると共に、画像処理による外観検査の信頼性を大
幅に向上させることができる。

【００４５】次に、図９ないし図１４は本発明の第２の
実施例を示し、本実施例の特徴は、プリント配線基板の
パターン配線部に位置的なバラツキがあった場合でも、
画像処理により位置補正を行った状態で微少な欠陥の有
無を検査できる構成としたことにある。なお、本実施例
では前述した第１の実施例と同一の構成要素に同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。

【００４６】図中、３１は移動テーブル１２と撮像機１
６との間に高さ調整可能に配設された投光手段としての
照明器を示し、該照明器３１はリング状をなす蛍光灯等
によって構成され、プリント配線基板１の各パターン配
線部３等を明るく照らすために、前記第１の実施例で述
べた投光器１４およびハーフミラー１５に替えて用いら
れるものである。そして、照明器３１はプリント配線基
板１上へと矢示Ｃ，Ｃ方向に光を照射させ、このときの
反射光は撮像機１６に向けて矢示Ｄ方向へと送出され
る。

【００４７】３２は出力側に照明器３１等が接続された
コントロールユニットで、該コントロールユニット３２
は前記第１の実施例で述べたコントロールユニット１９
とハード構成は同一であるものの、ディスク等の記憶媒
体を替えることによりソフト構成を変更したものであ
る。そして、コントロールユニット３２はその記憶回路
内に図１０に示すプログラム等を格納し、プリント配線
基板１に形成した各パターン配線部３等の外観検査処理
を行うようになっている。また、コントロールユニット
３２の記憶回路にはその記憶エリア３２Ａ内に、図３に
例示した位置補正用の基準ランド４Ａに対応する形状の
マスタデータ、図１１に示すマスク幅Ｗ1をもったマス
ク３３および図１１に示す擬似接触不良等の欠陥箇所３
４を判別するための閾値（例えば５０μｍ）等が更新可
能に格納されている。

【００４８】本実施例によるプリント配線基板１の外観
検査装置は上述の如き構成を有するもので、次に、本実
施例の特徴であるコントロールユニット３２による各パ
ターン配線部３等の外観検査処理について図１０を参照
して説明する。

【００４９】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ２１〜ステップ２９に亘る処理を前記第１の実施例で
述べた図４に示すステップ１〜ステップ９と同様に行
い、後述のステップ３０〜ステップ３２で判別処理工程
を行う。

【００５０】そして、ステップ３０では画像読込み部８
Ａ内の各パターン配線部３を図１１に例示するように画
像として取込みつつ、該パターン配線部３上にシルク印
刷部３５等が形成されている場合には、該シルク印刷部
３５に対してその両側でマスク幅Ｗ1 （例えば１０〜２
０μｍ程度）をもったマスク３３をパターン配線部３お
よびシルク印刷部３５上に設定する。

【００５１】次に、ステップ３１では各パターン配線部
３の画像を図１３または図１４に示すように、検査用の
取込み画像３６，３７として取出すと共に、これを画像
処理して２値化し、直線状の検査画像データ３６Ａ，３
７Ａとする。そして、パターン配線部３の途中に擬似接
触不良等の欠陥箇所３４が存在しない場合には、図１３
に示す取込み画像３６の如くその２値化データを１直線
に延びる検査画像データ３６Ａとし、擬似接触不良等に
よる欠陥のない良品データとして判別処理できる。

【００５２】一方、パターン配線部３の途中に図１１に
示す如き擬似接触不良等の欠陥箇所３４が存在する場合
には、この欠陥箇所３４が図１２に示すように凹形状を
なし撮像機１６による映像は、パターン配線部３の他の
部分に比較して欠陥箇所３４が黒い影部分となって表示
される。そして、この欠陥箇所３４を前記画像処理で２
値化するときには、欠陥箇所３４の幅寸法Ｗa ，Ｗb
が、例えば５０μｍ程度の閾値を越えているか否か、ま
た、幅寸法Ｗc がパターン幅の半分（１５０μｍのパタ
ーンに対して７５μｍ）以上となっているか否かを判定
することにより、擬似接触不良による欠陥があるか否か
を判別処理する。

【００５３】即ち、図１１に例示した欠陥箇所３４の幅
寸法Ｗa ，Ｗb が、例えば５０μｍ程度の閾値を越え、
幅寸法Ｗc が閾値（例えば７５μｍ程度）を越えている
場合には、半田付け工程での熱影響や自動車の振動等に
よりパターン配線部３に断線が生じる可能性が高い。そ
こで、この場合にはパターン配線部３の取込み画像３７
を図１４に示す如く２値化するときに、直線状の検査画
像データ３７Ａに欠損部３８を与え、擬似接触不良等に
よる欠陥が存在する不良品データとして判別処理でき
る。

【００５４】次に、ステップ３２では図２に例示した検
査エリア８の全ての画像読込み部８Ａに亘り前述の如き
画像処理が実施されたかを、全視野完了か否かとして判
定され、「ＮＯ」と判定する間はステップ２５に移って
次なる画像読込み部８Ａの画像処理が繰返される。そし
て、ステップ３２で「ＹＥＳ」と判定したときには検査
エリア８の全ての画像読込み部８Ａに亘って画像処理が
完了したときであるから、ステップ３３に移って位置補
正ユニット１１の移動テーブル１２上から検査済のプリ
ント配線基板１を排出させ、処理を終了させる。

【００５５】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例と同様に通常のメカ補正に加え
て画像補正を行うようにしているから、絶縁基板２上で
各パターン配線部３等に位置的なバラツキが生じている
ような場合でも、例えば１画素に相当する小さい微小範
囲内で画像読込み部８Ａ（各パターン配線部３）の位置
を高精度に補正でき、例えば５０μｍを越える擬似接触
不良等による微小な欠陥をも確実に検出できると共に、
画像処理による外観検査の信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。

【００５６】また、図１１に例示した如くパターン配線
部３上にシルク印刷部３５等が形成されている場合に
は、該シルク印刷部３５に対してその両側で例えば１０
〜２０μｍ程度のマスク幅Ｗ1 をもったマスク３３をパ
ターン配線部３上に設定する構成としたから、シルク印
刷部３５等を擬似接触不良等による欠陥として誤検出す
るのを防止でき、外観検査の信頼性を高めることができ
る。さらに、パターン配線部３上に貼られた不良箇所認
識テープの剥し忘れ品等もシルク印刷部３５と同様にし
て判別処理することができる。

【００５７】なお、前記第１の実施例では、検査対象と
なるランド４を四角形状に形成した場合を例に挙げて説
明したが、本発明はこれに限らず、例えば検査対象とな
るランドを円形または長円形状に形成してもよいもので
ある。

【００５８】また、前記各実施例では、画像処理装置１
３の受光手段を構成する撮像機１６としてＣＣＤカメラ
等を用いるものとして述べたが、撮像機１６としては白
黒用またはカラー用のテレビカメラ等を採用でき、画像
処理装置１３の受光手段は、プリント配線基板１からの
映像信号をコントロールユニット１９（３２）側に出力
できるものであればよく、例えばディジタル式のカメラ
等を用いてもよいものである。

【００５９】さらに、前記各実施例では、自動車用エン
ジンの制御ユニット等に用いるプリント配線基板１を検
査対象とする場合を例に挙げて説明したが、本発明はこ
れに限るものではなく、例えばブレーキ用の制御装置等
に用いるプリント配線基板を検査対象としてもよく、自
動車関係以外の制御装置等に用いるプリント配線基板を
検査対象としてもよいものである。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によるプリン
ト配線基板の外観検査方法にあっては請求項１に記載し
た如く、プリント配線基板を移動テーブル上にセットし
た後、第１の位置補正工程で移動テーブルを水平方向に
移動させることにより、プリント配線基板の各角隅にそ
れぞれ設けた認識ランドの画像データから、外観検査手
段に対するプリント配線基板の位置を機械的に位置補正
すると共に、その後に画像読込み工程でプリント配線基
板の検査エリアを外観検査手段により、位置補正用の基
準ランドがそれぞれ設けられた複数の画像読込み部に分
割し、該各画像読込み部毎に画像を読込んだ状態で第２
の位置補正工程により各画像読込み部毎にそれぞれ前記
位置補正用の基準ランドと予め用意したマスタデータと
を比較して、前記各画像読込み部毎に画像位置を補正す
るようにしたから、例えば電子部品のリード部が半田付
けされるランドまたはパターン配線部等に位置的なバラ
ツキがあった場合でも、第１の位置補正工程による機械
的な補正と第２の位置補正工程による画像補正とを組合
せることにより、ランドやパターン配線部等の位置的な
バラツキを補正によって確実に吸収することができる。

【００６１】そして、プリント配線基板が良品であるか
不良品であるかを判定する判定処理工程では、外観検査
手段により画像位置を補正した前記各画像読込み部毎に
画像処理を行うことにより、電気的な導通検査等では発
見できない微少な欠陥をも確実に検出でき、画像処理装
置等を用いたプリント配線基板の外観検査を高精度に行
うことができる。

【００６２】また、請求項２の発明では、外観検査手段
により前記各画像読込み部のランドを画像として取込み
つつ、該ランドの外縁部にマスクをかけるようにして取
込み画像を一定寸法分だけ自動縮小した後に、この縮小
した取込み画像と予め用意したマスタ画像とを比較する
ことにより、前記ランドに欠陥があるか否かを判定する
構成としているから、ランドの大きさにバラツキがあっ
たり、ランドの位置が基板上で僅かに位置ずれしている
ような場合でも、マスタ画像との比較検査を正確に行う
ことができ、ランドの外縁部よりも内側の部分でレジス
トの付着不良等による欠陥が発生しているか否かを高精
度に判別でき、画像処理による外観検査の信頼性を向上
させることができる。

【００６３】さらに、請求項３の発明では、外観検査手
段により前記各画像読込み部のパターン配線部を画像と
して取込み、該パターン配線部の取込み画像から前記パ
ターン配線部に欠陥があるか否かを判定する構成として
いるので、前記取込み画像からパターン配線部の途中部
位に断線を起こす可能性の高い擬似接触不良等の欠陥が
あるか否かを正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるプリント配線基板
の外観検査装置を示す全体構成図である。

【図２】図１に示すプリント配線基板の平面図である。

【図３】図３中の画像読込み部を拡大して示す説明図で
ある。

【図４】図１中のコントロールユニットによるプリント
配線基板の外観検査処理を示す流れ図である。

【図５】検査ランドにマスクをかけた状態を示す図３の
要部拡大図である。

【図６】検査ランドの取り込み画像とマスタ画像とを比
較して画像処理により良否判定を行う状態を示す説明図
である。

【図７】不良品データとして判定した状態を示す図６と
同様の説明図である。

【図８】プリント配線基板のランド上に電子部品のリー
ド部を半田付けした状態を示す縦断面図である。

【図９】本発明の第２の実施例によるプリント配線基板
の外観検査装置を示す全体構成図である。

【図１０】図９中のコントロールユニットによるプリン
ト配線部の外観検査処理を示す流れ図である。

【図１１】シルク印刷部上にマスクをかけた状態を示す
説明図である。

【図１２】プリント配線部の途中部位に擬似接触不良等
による欠陥が存在する状態を示す図１１中の矢示 XII−
XII 方向拡大断面図である。

【図１３】プリント配線部に欠陥がない場合の画像処理
を示す説明図である。

【図１４】プリント配線部に欠陥がある場合の画像処理
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ プリント配線基板 ２ 絶縁基板 ３ パターン配線部 ４ ランド（検査ランド） ４Ａ 基準ランド ５ 電子部品 ５Ａ リード部 ６ ソルダーレジスト ７ 認識ランド ８ 検査エリア ８Ａ 画像読込み部 １１ 位置補正ユニット １２ 移動テーブル １３ 画像処理装置（外観検査手段） １４ 投光器（投光手段） １５ ハーフミラー １６ 撮像機 １８ 画像モニタ １９，３２ コントロールユニット ２０，３３ マスク ２１ マスタ画像 ２２，３６，３７ 取込み画像 ２３ 異物 ２４ 良品データ ２５ 不良品データ ２６，３４ 欠陥箇所 ３１ 照明器（投光手段） ３５ シルク印刷部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垰田 勝己 東京都千代田区大手町２丁目２番１号 株式会社高岳製作所内 (56)参考文献 特開 平８−193818（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−110305（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−94534（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−55710（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−27034（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 ＰＡＴＯＬＩＳ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各角隅にそれぞれ認識ランドが設けられ
   たプリント配線基板を移動テーブル上にセットする取付
   け工程と、 前 記移動テーブルを水平方向に移動させることにより、
   外観検査手段に対する前記プリント配線基板の位置を、
   前記認識ランドの画像データを用いて位置補正する第１
   の位置補正工程と、 前 記外観検査手段により前記プリント配線基板の検査エ
   リアを、位置補正用の基準ランドがそれぞれ設けられた
   複数の画像読込み部に分割し、該各画像読込み部毎に画
   像を読込む画像読込み工程と、 前 記各画像読込み部毎にそれぞれ前記位置補正用の基準
   ランドと予め用意したマスタデータとを比較し、前記各
   画像読込み部毎に画像位置を補正する第２の位置補正工
   程と、 前 記外観検査手段により画像位置を補正した前記各画像
   読込み部毎に画像処理を行い、前記プリント配線基板が
   良品であるか不良品であるかを判定する判定処理工程と
   を含んでなるプリント配線基板の外観検査方法。
2. 【請求項２】 前記判定処理工程では、前記外観検査手
   段により前記各画像読込み部のランドを画像として取込
   みつつ、該ランドの外縁部にマスクをかけるようにして
   取込み画像を一定寸法分だけ自動縮小した後に、この縮
   小した取込み画像と予め用意したマスタ画像とを比較す
   ることにより、前記ランドに欠陥があるか否かを判定す
   る構成としてなる請求項１に記載のプリント配線基板の
   外観検査方法。
3. 【請求項３】 前記判定処理工程では、前記外観検査手
   段により前記各画像読込み部のパターン配線部を画像と
   して取込み、該パターン配線部の取込み画像から前記パ
   ターン配線部に欠陥があるか否かを判定する構成として
   なる請求項１に記載のプリント配線基板の外観検査方
   法。