JP4030914B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外観検査装置に係り、より詳しくは、プリント基板上に配設されたクリームハンダ等の被撮像物を検査するための外観検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板の製造過程にあって、主要な工程として基板上に電子部品を実装する工程がある。電子部品の実装に際しては、まずプリント基板上に配設された所定の電極パターン上にクリームハンダが印刷される。次に、該クリームハンダの粘性に基づいてプリント基板上に電子部品が仮止めされる。その後、前記プリント基板がリフロー炉へ導かれ、所定のリフロー工程を経ることでハンダ付けが行われる。リフロー炉に導かれる前段階においてクリームハンダの印刷状態を検査する必要があり、かかる検査に際して三次元計測を行う三次元計測装置が用いられることがある。
【０００３】
上記のようなクリームハンダの印刷状態の検査においては、三次元計測により、所定の基準高さを演算し設定するとともに、該設定された基準高さをベースに、クリームハンダの高さや体積が計算される。そして、その高さや体積が所定条件を満たしている場合には良好と判定され、満たしていない場合には不良と判定される。
【０００４】
ここで、従来のクリームハンダの検査装置としては、検査対象のクリームハンダに対して照射光を照射して検査するに際し、その照明方向とそのクリームハンダの配置方向とに基づき面積補正値を求め、そのクリームハンダの面積の良否を判定するものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
また、別の検査装置としては、検査対象のはんだフィレットに対して光を照射して検査する際に、隣接部品のはんだフィレットからの２次反射光の影響を補正して、良否判定するものがある（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１８２３９号公報
【特許文献２】
特開平９−３３２２５号公報
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
上記特許文献１及び２に記載された発明においては、照明方向とクリームハンダの配置方向とに基づく面積補正値を求めたり、隣接部品のハンダフィレットからの２次反射光の影響を補正したりするにすぎない。これに対し、基板上に設けられた被撮像物である例えば半田等を照射して三次元計測を行う場合、はんだ形状やフラックスなどの外乱要因によって、反射光が強すぎたり弱すぎたりして計測不能箇所が発生することがある。即ち被撮像物の三次元計測結果において、計測結果として通常有り得ないデータが現れ、結果的に計測不能箇所が発生する。
【０００８】
この場合、上記特許文献１及び２に記載の技術では、基板上の被撮像物に関し、計測不能箇所の発生に対応することができない。そのため、計測不能箇所が発生すると、従来適切な対応策がなく、検査精度が劣化するという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、被撮像物につき計測不能箇所が発生しても、検査精度をより向上させることにより、優れた外観検査を行うことができる外観検査装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【００１１】
手段１． 基板上に配設された被撮像物を撮像可能な撮像手段を備え、少なくとも前記撮像手段による撮像に基づき、前記被撮像物の三次元計測を行って外観検査する外観検査装置であって、
前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、全体形状のうちの計測不能箇所を検出する計測不能箇所検出手段と、
前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所に関し、修正が可能な修正手段とを備えることを特徴とする外観検査装置。
【００１２】
手段１によれば、基板上に配設された被撮像物が撮像手段により撮像される。そして、撮像手段による撮像に基づき、被撮像物は三次元計測される。ここで、撮像手段により撮像された被撮像物に関し、計測不能箇所検出手段により全体形状のうちの計測不能箇所が検出される。そして、検出された計測不能箇所は、修正手段により修正される。そのため、基板上の被撮像物に関し計測不能箇所が発生しても、当該計測不能箇所が修正されて検査が行われるので、計測不能箇所が修正されない場合に比べて検査精度をより向上させることができる。従って、被撮像物につき計測不能箇所が発生しても、優れた外観検査を行うことができる。
【００１３】
手段２． 基板上に配設された被撮像物を撮像可能な撮像手段を備え、少なくとも前記撮像手段による撮像に基づき、前記被撮像物の三次元計測を行って外観検査する外観検査装置であって、
前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、全体形状のうちの計測不能箇所を検出する計測不能箇所検出手段と、
前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所に関し、修正を行うべきか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が修正を行うべきであると判定した場合、前記計測不能箇所に関し、修正を行う修正手段とを備えることを特徴とする外観検査装置。
【００１４】
手段２によれば、基板上に配設された被撮像物が撮像手段により撮像される。そして、撮像手段による撮像に基づき、被撮像物は三次元計測される。ここで、撮像手段により撮像された被撮像物に関し、計測不能箇所検出手段により全体形状のうちの計測不能箇所が検出される。検出された計測不能箇所に関し、判定手段によって、修正を行うべきか否かが判定される。そして、修正を行うべきであると判定された場合、検出された計測不能箇所は、修正手段により修正される。そのため、基板上の被撮像物に関し計測不能箇所が発生しても、修正を行うべきであると判定された場合、計測不能箇所が修正されるので、計測不能箇所が修正されない場合に比べて検査精度をより向上させることができる。従って、被撮像物につき計測不能箇所が発生しても、優れた外観検査を行うことができる。
【００１５】
手段３．前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、前記計測不能箇所が前記被撮像物の全体形状のうちの所定比率以下である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定することを特徴とする手段２に記載の外観検査装置。
【００１６】
手段３によれば、計測不能箇所が被撮像物の全体形状のうちの所定比率以下である場合、判定手段により修正を行うべきであると判定される。反対に、計測不能箇所が被撮像物の全体形状のうちの所定比率を超える場合、修正を行うべきであると判定されない。つまり、このように計測不能箇所につき修正を行うべきでないと判定された場合、計測不能箇所が修正されない。このため、所定比率を超える場合に、強引に計測不能箇所の修正が行われることで、本来不良であるものが良好と判定されてしまうという、いわば誤判定の懸念を払拭することができる。
【００１７】
この場合、計測不能箇所の長さが被撮像物の全体形状の所定部分の長さに対し所定比率以下である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定してもよい。以下同様に、計測不能箇所の面積が被撮像物の全体形状の所定部分の面積に対し所定比率以下である場合、または、計測不能箇所の体積が被撮像物の全体形状の体積に対し所定比率以下である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定してもよい。
【００１８】
手段４．前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、前記被撮像物の断面形状の周囲輪郭長のうちの計測不能箇所の長さが所定比率以下の場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定することを特徴とする手段２または３に記載の外観検査装置。
【００１９】
手段４によれば、計測不能箇所の長さが被撮像物の断面形状の周囲輪郭長のうちの所定比率以下である場合、判定手段により修正を行うべきであると判定される。反対に、計測不能箇所が被撮像物の全体形状のうちの所定比率を超える場合、修正を行うべきであるとの判定はされない。つまり、このように計測不能箇所につき修正を行うべきでないと判定された場合、計測不能箇所が修正されない。このため、所定比率を超える場合に、強引に計測不能箇所の修正が行われることで、本来不良であるものが良好と判定されてしまうという、いわば誤判定の懸念を払拭することができる。結果として、強引な修正を行った場合における不具合、例えば検査精度の低下を防止できる。
【００２０】
手段５．前記判定手段は、前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、前記被撮像物が所定高さ以下であると計測された場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定しないことを特徴とする手段２乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。この場合、「所定高さ」とは、例えば三次元計測が可能な程度の十分な高さなどをいう。
【００２１】
手段５によれば、被撮像物が所定高さ以下である場合、判定手段により修正を行うべきであるとの判定はされない。このように修正を行うべきでないと判定された場合に、計測不能箇所が修正されない。このため、所定高さ以下の場合に、強引に計測不能箇所の修正が行われることで、本来不良であるものが良好と判定されてしまうという、いわば誤判定の懸念を払拭することができる。
【００２２】
手段６．前記修正手段による修正後の被撮像物の体積または高さを測定することにより、被撮像物の良否を判断する判断手段を備えることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の外観検査装置。
【００２３】
手段６によれば、検出された計測不能箇所は修正手段により修正され、被撮像物の体積または高さが測定されることにより、修正後の被撮像物に関し良否が判断される。そのため、基板上の被撮像物に関し計測不能箇所が発生しても、計測不能箇所が修正された後に被撮像物の良否が判断され、計測不能箇所が修正されない場合に比べて検査精度をより向上させることができる。従って、被撮像物につき計測不能箇所が発生しても、優れた外観検査を行うことができる。
【００２４】
手段７．前記計測不能箇所検出手段は、前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、所定高さ位置において前記被撮像物の切断面を抽出し、当該切断面における計測不能箇所を検出することを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の外観検査装置。
【００２５】
手段７によれば、計測不能箇所検出手段により被撮像物の所定高さにおける切断面の計測不能箇所が検出されることにより、所定高さの計測不能箇所が二次元的に検出される。そのため、計測不能箇所の断面形状が明確になり、計測不能箇所が確実かつ容易に把握され、計測不能箇所の検出の際の検出精度を向上させることができる。
【００２６】
手段８．前記計測不能箇所検出手段は、前記撮像手段により撮像された被撮像物に関し、所定高さ毎に前記被撮像物の切断面を抽出し、当該切断面における計測不能箇所を個々に検出することを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の外観検査装置。
【００２７】
手段８によれば、計測不能箇所検出手段により被撮像物の切断面における計測不能箇所が高さ毎に検出されることにより、計測不能箇所が高さ毎に二次元的に検出される。そのため、計測不能箇所の断面形状が高さ毎に明確になり、計測不能箇所全体が確実かつ容易に把握され、計測不能箇所の検出の際の検出精度を向上させることができる。
【００２８】
手段９．前記計測不能箇所検出手段は、前記撮像手段により撮像された被撮像物の計測不能箇所を検出する場合、データ入力手段より入力された基板及び被撮像物に関するデータを利用することを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載の外観検査装置。
【００２９】
手段９によれば、計測不能箇所検出手段により計測不能箇所が検出される場合、データ入力手段より入力された基板及び被撮像物に関するデータが、利用されるので、基板及び被撮像物の全体形状が確実かつ容易に把握される。そのため、被撮像物の全体形状のうちの計測不能箇所も確実かつ容易に把握され、計測不能箇所の検出の際の検出精度を向上させることができる。
【００３０】
手段１０．前記修正手段は、前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所に関し、その箇所の近似形状を抽出することにより修正することを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載の外観検査装置。
【００３１】
手段１０によれば、修正手段により、検出された計測不能箇所の近似形状が抽出されて修正されるので、計測不能箇所の修正が容易となる。
【００３２】
手段１１．前記修正手段は、前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所に関し、その箇所を所定の幾何学形状で埋めることにより修正することを特徴とする手段１乃至１０のいずれかに記載の外観検査装置。
【００３３】
手段１１によれば、修正手段により、検出された計測不能箇所が所定の幾何学形状で埋められることにより修正されるので、計測不能箇所の修正が容易となる。所定の幾何学形状としては、例えば、円弧形状、楕円形状、三角形形状、四角形形状、その他の多角形形状及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。
【００３４】
手段１２．前記修正手段は、前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所に関し、当該計測不能箇所の周囲の計測可能な箇所の輪郭を延長することにより修正することを特徴とする手段１乃至１１のいずれかに記載の外観検査装置。
【００３５】
手段１２によれば、修正手段により、検出された計測不能箇所は、計測可能な周囲箇所の輪郭が延長されて修正されるので、計測不能箇所の修正が容易となる。
【００３６】
手段１３．前記修正手段は、前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所を修正する場合、データ入力手段より入力された基板及び被撮像物に関するデータを利用することを特徴とする手段１乃至１２のいずれかに記載の外観検査装置。
【００３７】
手段１３によれば、計測不能箇所が修正される場合、データ入力手段より入力された基板及び被撮像物に関するデータが、修正手段により利用されるので、基板及び被撮像物の全体形状が確実かつ容易に把握される。そのため、被撮像物の全体形状のうちの計測不能箇所も確実かつ容易に把握されるので、検出された計測不能箇所が修正される場合、その修正が容易になる。
【００３８】
手段１４．前記基板はプリント基板であり、前記被撮像物はプリント基板の銅箔上に配設されたクリームハンダであることを特徴とする手段１乃至１３のいずれかに記載の外観検査装置。
【００３９】
手段１４によれば、銅箔上に配設されたクリームハンダにつき、三次元計測された際に計測不能箇所が発生しても、計測不能箇所が修正され検査される場合、計測不能箇所が修正されない場合に比べて、その検査精度が向上する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１は、本実施の形態における三次元計測機能付の半田外観検査装置１を模式的に示す概略構成図である。なお、本実施の形態では、半田外観検査装置１は、プリント基板Ｋの回路パターン（例えば銅箔からなる）上のパッド（図示せず）に印刷されてなるクリームハンダＣの印刷状態を検査するための印刷状態検査装置として具現化されている。なお、図１においては、ほぼ円錐台形状のクリームハンダＣを特に拡大して示している。
【００４２】
図１に示すように、半田外観検査装置１は、プリント基板Ｋを載置する基台２を備えているとともに、基台２上には、Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４が設けられている。Ｙ軸移動機構４上には、レール１０が配設されており、該レール１０上に基板としてのプリント基板Ｋが載置されるようになっている。そして、Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４が作動することで、プリント基板ＫがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するようになっている。
【００４３】
半田外観検査装置１はまた、三次元計測用照射手段５と、撮像手段としてのＣＣＤカメラ（カラーカメラ）６と、ＣＣＤカメラ６に対し電気的に接続された主制御手段７とを備えている。三次元計測用照射手段５は、プリント基板Ｋの表面に対し斜め上方から所定の光パターンを照射するように構成されている。ＣＣＤカメラ６は、プリント基板Ｋの真上に配置され、プリント基板Ｋ上の前記光パターンの照射された部分を撮像可能となっている。そして、主制御手段７は、図２に示されるように、画像処理部８を備えている。この画像処理部８は所定の三次元計測によって、ＣＣＤカメラ６にて撮像された画像データに基づき画像処理を行う。
【００４４】
画像処理部８は、パッドに付けられるクリームハンダＣの三次元計測（主として高さ計測及び体積計測）を行う三次元計測制御部８ａを備えている。つまり、三次元計測制御部８ａは、パッドに位置するクリームハンダＣの高さまたは体積を計測することができる。なお、本実施の形態における三次元計測に際しては、位相シフト法、光切断法、空間コード法、合焦法等、任意の計測方法が適宜採用される。
【００４５】
その画像処理部８は、後から詳述する計測不能箇所抽出部８ｂ、断面形状抽出部８ｃ、輪郭欠落距離検出部８ｄ、近似形状抽出部８ｅ、断面形状修正部８ｆ及び修正適否判定部８ｇ及び検査部８ｈを備えている。その画像処理部８は、三次元計測制御部８ａと協働することにより、クリームハンダＣの画像処理をすることができる。この場合、画像処理の結果、図３（ａ）に示すように、クリームハンダＣの全体形状は、ほぼ円錐台形状であることがわかる。
【００４６】
そして、計測不能箇所抽出部８ｂは、三次元計測制御部８ａと協働することにより、クリームハンダＣの全体形状のうちの計測不能箇所を抽出することができる。三次元計測として例えば位相シフト法を使用する場合、演算不能な数値が検出されることがあり、その演算不能な数値の部分がクリームハンダＣの全体形状のうちの計測不能箇所として特定される。また、三次元計測の計測結果において、計測結果として通常有り得ないデータが現れることがあり、そのデータに該当する部分が計測不能箇所として特定される。この場合、計測不能箇所として、例えば、図３（ａ）に示すように、クリームハンダＣの高さ方向に延びる溝状の計測不能箇所Ｃ２が抽出される。従って、本実施形態の計測不能箇所抽出部８ｂは、計測不能箇所抽出手段として機能する。
【００４７】
また、断面形状抽出部８ｃは、三次元計測制御部８ａによる三次元計測に基づき、クリームハンダＣの所定高さの切断面を抽出することができる。この場合、例えば、図３（ａ）に示す切断位置Ｓ１において切断面が抽出され、クリームハンダＣの断面形状が検出されることになる。すると、図３（ｂ）に示すようなクリームハンダＣの断面形状Ｃ１が検出され、計測不能箇所Ｃ２の断面形状が明確に現れる。なお、断面形状抽出部８ｃは、三次元計測制御部８ａによる三次元計測に基づきクリームハンダＣの断面形状を高さ毎に検出することもできる。その場合、計測不能箇所Ｃ２が高さ毎に検出され、計測不能箇所Ｃ２の全体形状が明確に把握されることになる。従って、本実施形態の断面形状抽出部８ｃは、被撮像物であるクリームハンダＣの切断面を所定高さまたは高さ毎に抽出する切断面抽出手段として機能する。
【００４８】
また、輪郭欠落距離検出部８ｄは、図３（ｂ）に示すように、抽出されたクリームハンダＣの所定高さ（例えば切断位置Ｓ１）の切断面において、輪郭が欠落した部分つまり計測不能箇所Ｃ２の輪郭欠落距離（長さＬ１）が検出される。その輪郭欠落距離検出部８ｄにより検出された輪郭欠落距離は、次述する修正適否判定部８ｇにおいて、検出された計測不能箇所に関し、修正を行うべきか否かが判定される際に使用される。
【００４９】
即ち、修正適否判定部８ｇは、上記切断面における輪郭欠落距離（長さＬ１）が断面形状（または断面形状の近似形状）の周囲輪郭長に対して、所定比率以下であるか否かを検出し、その検出結果に基づき、計測不能箇所の修正を行うべきであるか否かを判定する。具体的には、図３（ｂ）に示す輪郭欠落距離（長さＬ１）がクリームハンダＣの断面形状（または断面形状の近似形状）の周囲輪郭長に対して、所定比率以下であるか否かが検出され、その検出結果に基づき、計測不能箇所の修正を行うべきか否かが判定される。ここで、輪郭欠落距離（長さＬ１）が周囲輪郭長に対して所定比率（例えば○○パーセント）以下である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定されるのに対し、所定比率を超える場合、修正を行うべきであると判定されない。これは、輪郭欠落距離（長さＬ１）が周囲輪郭長に対して所定比率を超える場合まで、計測不能箇所の修正を行って検査するのは、却って誤判定が生じる懸念があり、修正を行うべきでないと判定されるのは、その懸念を払拭するためである。この場合には、修正を行うことなく、不良と判定される。
【００５０】
また、修正適否判定部８ｇは、三次元計測されたクリームハンダＣが所定高さ以下であるか否かを検出し、その検出結果に基づき、計測不能箇所の修正を行うべきであるか否かを判定する。即ち、クリームハンダＣが所定高さ以上である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定されるのに対し、所定高さ以下である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定されない。これは、クリームハンダＣが所定高さ以下である場合まで、計測不能箇所の修正を行って検査するのは、却って誤判定が生じる懸念があり、修正を行うべきでないと判定されるのは、その懸念を払拭するためである。この場合にも、修正を行うことなく、不良と判定される。それにより、この実施形態において修正適否判定部８ｇは、計測不能箇所の修正を行うべきであるか否かを判定する判定手段として機能する。
【００５１】
また、近似形状抽出部８ｅは、図３（ｃ）に示すクリームハンダＣ全体の断面形状及びその計測不能箇所Ｃ２の形状を抽出するためのものである。この場合、クリームハンダＣ全体の断面形状の近似形状Ｃ３はほぼ大径の円形状であるのに対し、計測不能箇所Ｃ２の形状は、通常の幾何学形状と異なった異形状である。この場合、近似形状抽出部８ｅは、クリームハンダＣの計測不能箇所Ｃ２の形状に関し、小さい楕円形状などの幾何学形状を複数組み合わせて計測不能箇所Ｃ２の近似形状を抽出することができる。また、近似形状抽出部８ｅは、クリームハンダＣ全体の断面形状の近似形状Ｃ３を抽出することができる。従って、この実施形態において近似形状抽出部８ｅは近似形状抽出手段として機能する。
【００５２】
また、断面形状修正部８ｆは、計測不能箇所Ｃ２に所定の幾何学形状で埋めることにより修正することができる。即ち、断面形状修正部８ｆは、図３（ｃ）に示すクリームハンダＣの計測不能箇所Ｃ２に、図３（ｄ）に示すように、楕円形状などの幾何学形状を複数組み合わせた形状Ｃ４を埋めて修正を行うことができる。また、断面形状修正部８ｆは、必要に応じてクリームハンダＣ全体の断面形状を修正してもよい。従って、この実施形態において断面形状修正部８ｆは、全体の断面形状または計測不能箇所に関して修正を行う修正手段として機能する。
【００５３】
また、検査部８ｈは、三次元計測制御部８ａと協働することにより、計測不能箇所Ｃ２が幾何学形状を複数組み合わせて埋められた場合における体積を測定して、クリームハンダＣの良否を判断することができる。従って、この実施形態において検査部８ｈは、断面形状修正部８ｆによって修正された後の被撮像物の良否を判断する判断手段として機能する。
【００５４】
なお、本実施の形態における半田外観検査装置１は、検査枠内の三次元計測に際し（先だって）、パッドに位置するクリームハンダＣが配設されてなる領域を抽出するための手段を具備している。当該手段には、ハンダ抽出用照射手段１１が含まれる。ハンダ抽出用照射手段１１は、三次元計測用照射手段５による光パターンの照射に先だってプリント基板Ｋに対し、所定の光を照射するものである。
【００５５】
より詳しく説明すると、ハンダ抽出用照射手段１１は、図示しない上下一対のリングライトを具備している。上部のリングライトは、小入射角での光照射を行うようになっているとともに、赤色または緑色の光を照射可能に構成されている。下部のリングライトは、大入射角での光照射を行うようになっているとともに、青色または緑色の光を選択的に照射可能に構成されている。通常、プリント基板Ｋにおいては、パッド及び回路パターンを形成するための赤色系統の銅箔が設けられており、その上に青色系統のクリームハンダＣが印刷されていることから、赤色光はクリームハンダＣ部分からは暗くしか反射されず青色光は銅箔部分からは暗くしか反射されない。これにより、青色画像としては銅箔部分がより暗く、赤色画像としてはクリームハンダ部分がより暗くなることから、各色画像とも、明暗の差が大きくなる。そこで、本実施の形態では、三次元計測に先だって、クリームハンダＣの配設領域の（抽出）を行うべく、上部リングライトから赤色の光を、下部リングライトから青色の光をそれぞれ照射し、その照射面をＣＣＤカメラ６で撮像し、ＣＣＤカメラ６による撮像から得られた画像データに基づき、主制御手段７において、クリームハンダＣの配設領域を特定（抽出）する作業が行われるようになっている。
【００５６】
主制御手段７は、図２に示すように、プリント基板Ｋに載置パッド、クリームハンダＣ及び回路パターンなどのデータ等を入力するためのデータ入力手段１７が接続されている。また、主制御手段７は、照射制御手段２１に接続されている。照射制御手段２１は、前記三次元計測用照射手段５、ハンダ抽出用照射手段１１（上下一対のリングライト）に接続されており、前記主制御手段７からの制御信号に基づき、各照射手段５，１１の照射の実行制御及び各色の光の照射の切換制御を行う。主制御手段７はまた、Ｘ軸移動制御手段２２及びＹ軸移動制御手段２３に接続されている。これらＸ軸移動制御手段２２及びＹ軸移動制御手段２３は、主制御手段７からの制御信号に基づき、前記Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４を適宜駆動制御する。これにより、プリント基板ＫがＸ軸方向、Ｙ軸方向へと適宜移動させられる。
【００５７】
次に、上記のように構成されてなる半田外観検査装置１における作用及び効果を、主制御手段７によって行われる制御内容を中心として説明する。
【００５８】
主制御手段７は、予め定められたプログラムに従って、各種工程を経る。即ち、（１）データ入力工程、（２）撮像工程、（３）検査枠の設定工程、（４）三次元計測工程、（５）計測不能箇所抽出工程、（６）断面形状抽出工程、（７）近似形状抽出工程、（８）修正適否判定工程、（９）修正工程、（１０）検査工程を経る。そして、全てのクリームハンダＣの検査が終了した時点で、主制御手段７による検査が完了する。以下各工程の詳細な内容について説明する。
【００５９】
（１）データ入力工程として、主制御手段７の制御により、パターンデータが、データ入力手段１７を介して主制御手段７へ入力される。より詳しくは、パターンデータの入力に際し、所謂ガーバデータ、マウントデータ、部品形状データ等の、基板製作上必要な複合データが使用される。そして、主制御手段７は、データ入力手段１７を介して、各クリームハンダの配置、大きさ、形状等の基礎データ及びプリント基板Ｋに関するパターンデータを入力する。このようにパターンデータが入力された場合、プリント基板Ｋ及びクリームハンダＣの全体形状（図３（ａ）参照）が確実に把握されることから、パターンデータは計測不能箇所が検出される場合及び計測不能箇所が修正される場合に適宜利用される。
【００６０】
（２）次に、撮像工程として、主制御手段７の制御により、ＣＣＤカメラ６を用いてプリント基板Ｋが撮像される。この場合、ＣＣＤカメラ６の撮像エリアには、プリント基板Ｋのパッド、回路パターン及びクリームハンダＣが撮像される。ここで、プリント基板Ｋの大きさが、ＣＣＤカメラ６の撮像エリアより大きい場合は、プリント基板ＫがＣＣＤカメラ６に対して相対移動させられることにより、全てのクリームハンダＣが撮像される。
【００６１】
（３）次に、検査枠設定工程として、主制御手段７の制御により、ＣＣＤカメラ６の撮像エリアにおいて、パッドに付けられるクリームハンダＣの1個を囲う所定の幅を有する検査枠が設定される。その後、当該検査枠内のクリームハンダＣにつき、以下に述べる態様（４）乃至（１０）の工程が行われる。そして、設定された検査枠内のクリームハンダＣの検査工程が終了すると、別のクリームハンダＣに関し、検査枠が新たに設定され当該検査枠内のクリームハンダＣにつき、態様（４）乃至（１０）の工程が行われる。従って、全てのクリームハンダＣに関し、検査枠設定工程が行われる。
【００６２】
（４）次に、三次元計測工程として、三次元計測制御部８ａにより、検査枠内のクリームハンダＣが３次元計測される。具体的には、図３（ａ）に示されるクリームハンダにつき、３次元計測（高さ計測、体積計測）が行われる。
【００６３】
（５）次に、計測不能箇所抽出工程として、計測不能箇所抽出部８ｂにより、検査枠内のクリームハンダＣの全体形状のうちの計測不能箇所Ｃ２が抽出される。この場合、データ入力手段１７を介して入力されたクリームハンダ等の基礎データに基づき予定される数値に対し、通常有り得ないデータが抽出されたり、演算不能な数値が検出されると、そのことに基づいて計測不能箇所が抽出される。具体的には、図３（ａ）に示すクリームハンダＣにおいて、計測不能箇所Ｃ２が抽出される。
【００６４】
（６）次に、断面形状抽出工程として、断面形状抽出部８ｃにより、クリームハンダＣの所定高さの断面形状の抽出が行われる。この例においては、図３（ｂ）に示す断面形状において、計測不能箇所Ｃ２が存在する。
【００６５】
（７）次に、近似形状抽出工程として、近似形状抽出部８ｅにより、断面形状における計測不能箇所Ｃ２において、近似形状が抽出される。この場合、図３（ｃ）に示す計測不能箇所Ｃ２の近似形状は、小さい楕円形状などの幾何学形状を複数組み合わせた形状に基づき抽出される。また、クリームハンダＣの全体形状を把握するべく、その断面形状の近似形状Ｃ３が抽出される。
【００６６】
（８）次に、修正適否判定工程として、修正適否判定部８ｇにより、計測不能箇所Ｃ２に関し修正適否が判定される。この場合、輪郭欠落距離（長さＬ１）が図３（ｃ）に示すクリームハンダＣの断面形状の近似形状Ｃ３の周囲輪郭長に対して、所定比率以下であるか否かが検出され、その検出結果に基づき、計測不能箇所の修正を行うべきか否かが判定される。更に、三次元計測されたクリームハンダＣが所定高さ以下であるか否かが検出され、計測不能箇所の修正を行うべきか否かが判定される。そして、計測不能箇所Ｃ２の修正を行うべきと判定されない場合、計測不能箇所Ｃ２は修正されず一旦不良として判定される。
【００６７】
（９）次に、修正適否判定部８ｇにより、計測不能箇所Ｃ２の修正を行うべきと判定された場合、修正工程として、断面形状修正部８ｆにより、計測不能箇所Ｃ２が修正される。この場合、図３（ｄ）に示すように、幾何学形状を複数組み合わせた形状Ｃ４を埋めて修正を行うことができる。
【００６８】
（１０）次に、検査工程として、検査部８ｈにより、上記のように修正されたクリームハンダＣについて検査が行われる。上記修正が行われる場合、修正後のデータに基づき、クリームハンダＣの体積が再度計測される。一方、修正が行われない場合、上記（３）における体積が採用される。そして、その体積に基づき、クリームハンダＣの良否が判断される。クリームハンダＣの体積が一定範囲内であれば、クリームハンダＣは良好と判断されるのに対し、一定範囲を逸脱する場合には、クリームハンダＣは不良と判断される。不良と判定されたクリームハンダＣについて、再検査あるいは修復等をすることが可能となる。
【００６９】
以上詳述したように、本実施の形態では、撮像手段としてのＣＣＤカメラ６によりプリント基板Ｋ上に配設されたパッド及び当該パッドに付けられるクリームハンダＣが撮像される。そして、ＣＣＤカメラ６による撮像に基づき、クリームハンダＣの三次元計測が行われ、外観検査が行われる。この場合、ＣＣＤカメラ６による撮像より計測不能箇所Ｃ２が検出される。そして、計測不能箇所Ｃ２がクリームハンダＣ全体形状のうちの所定比率以下であるか否かが検出され、計測不能箇所Ｃ２に関し修正が行われるべきか否かが判定される。そして、修正が行われるべきであると判定された場合、計測不能箇所Ｃ２に幾何学形状を複数組み合わせた形状Ｃ４を埋めて修正を行った後に、修正後のクリームハンダＣの体積が測定され、クリームハンダＣに関し良否の検査が行われる。このようにクリームハンダＣに関し計測不能箇所Ｃ２が修正されて検査が行われるので、計測不能箇所が修正されない場合に比べて、検査精度がより向上する。
【００７０】
特に、計測不能箇所Ｃ２に関し実際には何らの異常がないのに、外乱要因によって計測不能箇所が発生するケースがある。この場合、当該箇所を修正せずに検査したら不良であると判定されるのに対し、当該箇所を修正した上で検査すると良好な結果と判定される。このような場合に、不良という誤判定を適切に回避することができ、従来では奏されることがない顕著な効果が奏される。従って、クリームハンダＣにつき計測不能箇所Ｃ２が発生しても、優れた外観検査を行うことができる。また、計測不能箇所Ｃ２に関し修正が行われるべきでないと判定された場合、計測不能箇所は修正されずに、一旦不良と判定される。結果として強引な修正による検査精度の低下を防止できる。また、クリームハンダＣの所定高さにおける切断面の計測不能箇所Ｃ２が検出されることにより、計測不能箇所Ｃ２が二次元的に検出される。そのため、計測不能箇所Ｃ２の断面形状が明確になり、計測不能箇所Ｃ２が確実かつ容易に把握され、その検出精度が向上する。ここで、計測不能箇所Ｃ２は字義通り計測不能な箇所を意味し、計測不能箇所Ｃ２につき修正を行うとは、計測不能箇所Ｃ２に例えば幾何学形状を組み合わせた形状Ｃ４を埋める等の別の手段を講じて修正を行うことを意味する。その点、検出された検出値が何らかの原因で正常値に対し異なった場合に、検出値を適宜補正する技術とは、技術的な意義において相違するものである。
【００７１】
尚、上述した実施の形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。
【００７２】
（ａ）上記実施の形態では、クリームハンダの印刷状態を検査するための検査装置に具現化されているが、上記のような構成をリフロー後の半田の外観検査装置に具現化することも可能である。また、検査対象は必ずしも半田に限定される訳ではなく、撮像手段により撮像されるものであれば、何でもよい。
【００７３】
（ｂ）撮像手段としては、上記実施の形態のようなエリアを撮像可能なＣＣＤカメラ以外にも、例えば、ＣＭＯＳカメラなど、エリア状又はライン状に撮像可能なカメラであってもよく、必ずしもＣＣＤカメラに限定されるものではない。
【００７４】
（ｃ）各照射手段５，１１を構成する光源は、ハロゲンランプでもよいし、ＬＥＤであってもよい。また、レーザ光を照射可能な照射手段を採用してもよい。
【００７５】
（ｄ）前記計測不能箇所を埋める幾何学形状は、例えば、三角形、長方形、正方形、多角形、台形、円形などの形状のうちのいずれか１からなってもよい。
【００７６】
（ｅ）前記クリームハンダの計測不能箇所の検出及びその修正をする場合、データ入力手段より入力された基板及クリームハンダなどに関するデータを利用したが、必ずしもそのデータを利用しなくてもよい。
【００７７】
（ｆ）上記実施の形態では、クリームハンダの計測不能箇所であると検出された部分に関し、所定の幾何学形状で埋めることにより修正したが、計測可能な周囲箇所の輪郭線（または面）を延長することにより、計測不能箇所を修正してもよい。
【００７８】
（ｇ）上記実施の形態では、クリームハンダの切断面を抽出し、当該切断面における計測不能箇所を検出したが、別の方法で計測不能箇所を検出してもよい。
【００７９】
（ｈ）上記実施の形態では、クリームハンダの体積を測定することにより、クリームハンダの良否を判断したが、例えばクリームハンダ全体の高さを測定することにより、クリームハンダの良否を判断してもよい。
【００８０】
（ｉ）上記実施の形態では、クリームハンダの断面形状の周囲輪郭長のうちの計測不能箇所の長さが所定比率以下の場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定したのに対し、次のように変更してもよい。即ち、他の実施の形態として、例えば、クリームハンダの計測不能箇所の面積または体積が、全体形状の面積または体積のうちの所定比率以下である場合、計測不能箇所の修正を行うべきであると判定してもよい。
【００８１】
（ｊ）なお、上記実施の形態では、計測不能箇所につき修正を行うべきでないと判定された場合、計測不能箇所は修正されずに一旦不良と判定されたが、例えば、次の様に変更してもよい。即ち、計測不能箇所につき修正を行うべきでないと判定された場合、当該クリームハンダの計測不能箇所は修正されずに外観検査が行われなくてもよい。また、計測不能箇所につき修正を行うべきでないと判定された場合、計測不能箇所は修正されずに当該クリームハンダが無いものと扱って、外観検査されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における検査装置を模式的に示す概略斜視図である。
【図２】実施の形態における検査装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図３】実施の形態における撮像されるクリームハンダの検査の工程の一部を説明するための図であって、（ａ）は拡大斜視図であり、（ｂ）乃至（ｄ）は拡大断面図である。
【符号の説明】
１…半田外観検査装置、５…三次元計測用照明手段、６…撮像手段としてのＣＣＤカメラ、７…主制御手段、８…画像処理部、８ａ…三次元計測制御部、８ｂ…計測不能箇所抽出手段としての計測不能箇所抽出部、８ｃ…断面形状抽出手段としての断面形状抽出部、８ｄ…輪郭欠落距離検出手段としての輪郭欠落距離検出部、８ｅ…近似形状抽出手段としての近似形状抽出部、８ｆ…断面形状修正手段としての断面形状修正部、８ｇ…修正適否判定手段としての修正適否判定部、８ｈ…判断手段としての検査部、１１…ハンダ抽出用照明手段、Ｋ…基板を構成するプリント基板、Ｃ…被撮像物としてのクリームハンダ、Ｃ２…計測不能箇所、Ｃ４…幾何学形状を組み合わせた形状。

Claims (6)

1. プリント基板の銅箔上に配設されたクリームハンダを撮像可能な撮像手段を備え、少なくとも前記撮像手段による撮像に基づき、前記クリームハンダの三次元計測を行って外観検査する外観検査装置であって、
   前記撮像手段により撮像されたクリームハンダに関し、全体形状のうち、通常有り得ないデータが抽出されたり、演算不能な数値が検出されると、そのことに基づいて計測不能箇所を検出する計測不能箇所検出手段と、
   前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所に関し、修正を行うべきか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段が修正を行うべきであると判定した場合、前記計測不能箇所に関し、当該計測不能箇所を所定の幾何学形状で埋めること、又は、当該計測不能箇所の周囲の計測可能な箇所の輪郭を延長することにより、修正を行う修正手段とを備え、
   前記判定手段は、
   前記撮像手段により撮像されたクリームハンダに関し、前記計測不能箇所がクリームハンダの全体形状のうちの、断面形状の周囲輪郭長、面積、又は、体積に関して所定比率を超える場合、計測不能箇所の修正を行わないと判定し、また、
   前記撮像手段により撮像されたクリームハンダに関し、前記クリームハンダが所定高さ以下であると計測された場合、計測不能箇所の修正を行わないと判定することを特徴とする外観検査装置。
2. 前記修正手段による修正後のクリームハンダの体積または高さを測定することにより、前記クリームハンダの良否を判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記計測不能箇所検出手段は、前記撮像手段により撮像されたクリームハンダに関し、所定高さ位置において前記クリームハンダの切断面を抽出し、当該切断面における計測不能箇所を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の外観検査装置。
4. 前記計測不能箇所検出手段は、前記撮像手段により撮像されたクリームハンダに関し、所定高さ毎に前記クリームハンダの切断面を抽出し、当該切断面における計測不能箇所を個々に検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の外観検査装置。
5. 前記計測不能箇所検出手段は、前記撮像手段により撮像されたクリームハンダの計測不能箇所を検出する場合、データ入力手段より入力されたプリント基板及びクリームハンダに関するデータを利用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の外観検査装置。
6. 前記修正手段は、前記計測不能箇所検出手段によって検出された計測不能箇所を修正する場合、データ入力手段より入力されたプリント基板及びクリームハンダに関するデータを利用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の外観検査装置。

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