JP4476758B2

JP4476758B2 - 実装基板の検査方法及び検査装置

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Publication number: JP4476758B2
Application number: JP2004271213A
Authority: JP
Inventors: 啓且村松; 宜紀奥村
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Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-09-17
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Description

この発明は、たとえば実装機によって電子部品が実装された実装基板を検査装置により検査するに際して、検査用データを作成するための実装基板の検査用データ作成方法及び作成装置、並びに実装基板の検査方法に関する。

電子部品が実装された実装基板を検査する検査装置としては、特許文献１〜３に示すように実装基板を撮像し、その撮像した画像に基づいて基板上の電子部品の実装状態を検査するものが周知である。

従来の検査装置は、基板に実装された電子部品ごとに撮像し、撮像する毎に得られた電子部品データを、予め準備された基準の電子部品データと比較して検査するようにしている。

このような検査装置においては、検査を開始する前に、基準の電子部品データの形状や位置を含む検査用データを作成しておく必要がある。従来、この検査用データを作成する場合、検査装置のコンピュータ上で、ある程度まで作成しておき、その検査用データを用いて検査装置を実際に稼働させて、サンプル基板に対し検査（画像処理テスト）を行って、その結果に応じて、検査用データの微調整等を行うようにしている。
特開平３−２４０３７２号（１頁）特開平５−１８７８８２６号（２頁、図６，８）特開平９−３５０４７号（２頁、図４，８）

しかしながら、従来の検査装置においては、検査用データの作成を実機（検査装置）を稼働させながら行うものであるため、検査用データの作成中、装置本来の基板検査を行うことができず、その間、検査用ライン（実装ライン）を停止させる必要があり、稼働効率が低下するという問題があった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、稼働効率を向上させることができる実装基板の検査用データ作成方法および作成装置、並びに実装基板の検査方法を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］検査用データに基づいて、電子部品が搭載された実装基板の実装状態を検査装置により検査するようにした実装基板の検査方法であって、
前記検査用データを作成するに際しては、
サンプル基板が複数の撮像領域に分割された各分割領域を、前記検査装置の撮像手段によって撮像するステップと、
前記分割領域を撮像して得られる分割撮像データを、前記検査装置による検査用ラインに対し独立するオフライン上に取り込んで、オフライン上で貼り合わせてサンプル画像を作成するステップと、
オフライン上に検査用データを取得するステップと、
オフライン上で前記サンプル画像から検査領域を取り出して、前記検査用データを基準にして前記サンプル画像の画像処理テストを行って、前記検査用データを検証し、必要に応じて修正するステップと、
検証済みの前記検査用データを前記検査装置に送り出すステップと、を含み、
実装基板の実装状態を検査するに際しては、
検査対象領域を縦横に複数の撮像領域に分割して、各撮像領域を前記撮像手段によって撮像し、その分割撮像データを貼り合わせて広域撮像データを作成する撮像／合成処理と、
前記広域撮像データから検査部品データを切り出して、その検査部品データを前記検査用データと比較して検査する検査判断処理と、を含み、
前記検査判断処理においては、前記撮像／合成処理によって作成中の前記広域画像データから、切り出し可能な前記検査部品データを切り出して検査することにより、前記撮像／合成処理と並行して、部品検査を行うとともに、切り出されたデータが前記広域画像データに残されるように、前記切り出されるデータを複製して利用するようにしたことを特徴とする実装基板の検査方法。

［２］前記画像処理テストにおいて、前記サンプル画像と、前記検査用データに含まれる検査基準をなし、電子部品の形状や色を含むデータや部品位置を示すデータを含む基準データとを比較照合するようにしたことを特徴とする前項１に記載の実装基板の検査方法。

［３］前記基準データは、形状を示す数値データを含む人工データにより構成される前項２に記載の実装基板の検査方法。

［４］検査用データに基づいて、電子部品が搭載された実装基板の実装状態を検査するようにした実装基板の検査装置であって、
検査装置による検査用ラインに対し独立するオフライン上に設けられた外部コンピュータと、
サンプル基板が複数の撮像領域に分割された各分割領域を、前記検査装置の撮像手段によって撮像する手段と、
前記分割領域を撮像して得られる分割撮像データを、前記外部コンピュータに取り込んで、前記外部コンピュータ上で貼り合わせてサンプル画像を作成する手段と、
前記外部コンピュータ上に検査用データを取得する手段と、
前記外部コンピュータ上で前記サンプル画像から検査領域を取り出して、前記検査用データを基準にして前記サンプル画像の画像処理テストを行って、前記検査用データを検証し、必要に応じて修正する手段と、
検証済みの前記検査用データを前記検査装置に送り出す手段と、を備え、
実装基板の実装状態を検査するにあたって、
検査対象領域を縦横に複数の撮像領域に分割して、各撮像領域を前記撮像手段によって撮像し、その分割撮像データを貼り合わせて広域撮像データを作成する撮像／合成処理と、
前記広域撮像データから検査部品データを切り出して、その検査部品データを前記検査用データと比較して検査する検査判断処理と、を行い、
前記検査判断処理においては、前記撮像／合成処理によって作成中の前記広域画像データから、切り出し可能な前記検査部品データを切り出して検査することにより、前記撮像／合成処理と並行して、部品検査を行うとともに、切り出されたデータが前記広域画像データに残されるように、前記切り出されるデータを複製して利用するようにしたことを特徴とする実装基板の検査装置。

上記発明［１］にかかる実装基板の検査用データ作成方法によると、撮像以外の検査用データの作成をオフライン上で行うものであるため、撮像以外は検査装置を停止させずに継続して稼働することができ、稼働率を向上させることができる。さらに実装基板の検査効率および検査精度を向上させることができる。

上記発明［２］にかかる実装基板の検査用データ作成方法によると、検査基準としての電子部品等の基準データの形状や位置を正確に調整することができる。

上記発明［３］にかかる実装基板の検査用データ作成方法によると、基準データとして人工データを用いるものであるため、誤差のない検査基準を得ることができる。

上記発明［４］によると、上記と同様の効果を奏する実装基板の検査装置を提供できる。

図１は本発明の一実施形態にかかる外部コンピュータ付きの検査装置１０の正面図である。図２はその装置１０の側面断面図、図３〜５はその検査装置１０の内部構造を示すブロック図である。これらの図に示すように、この検査装置１０は、実装機によって電子部品が実装された実装基板Ｐにおける電子部品の実装状態を検査するものである。

この検査装置１０は、脚部材が支える不図示の基台となるフレームを備え、フレームにはボルトでそれぞれ脱着可能に取り付けられている複数のパネルによりハウジング１が形成されている。ハウジング１内において内部コンベア２が基板搬送ラインＸＬ（図３参照）に沿ってフレーム上に設けられている。図３〜５に示すように、内部コンベア２は、Ｙ軸移動手段２０によって、水平面内において搬送ラインＸＬに対し直交するＹ軸方向（前後方向）に沿って移動自在に構成されている。すなわち内部コンベア２は、Ｙ軸方向に沿って配置される一対のレール２２にレール長さ方向に沿ってスライド移動自在に取り付けられる。更に内部コンベア２は、Ｙ軸方向に沿って配置されるボールねじ２３に螺着されており、モータ２４の駆動によってボールねじ２３が回転駆動されることにより、内部コンベア２がＹ軸方向に移動されるよう構成されている。こうして内部コンベア２は、Ｙ軸移動手段２０によって、搬送ラインＸＬ上と、ハウジング１内の後部（奥部）との間をＹ軸方向に沿って移動できるよう構成されている。

また内部コンベア２の両側における搬送ラインＸＬ上には、コンベアカバー１１，１２で覆われた、それぞれ不図示の搬入コンベア、搬出コンベアが設けられている。ハウジング１には搬入コンベア、搬出コンベアがそれぞれ貫通する不図示の開口が設けられている。そして搬送ラインＸＬ上に内部コンベア２が配置された状態においては、ハウジング１の外部から実装基板Ｐが搬入コンベアによって内部コンベア２上に搬送されるとともに、内部コンベア２上の基板Ｐが内部コンベア２及び搬出コンベアによってハウジング１の外部に搬出されるよう構成されている。

ハウジング１内における内部コンベア２の後方（奥部）には、撮像手段としてのカメラ３が配置されている。このカメラ３は、Ｘ軸移動手段３０によって、搬送ラインＸＬと平行なＸ軸方向に沿って移動自在に構成されている。すなわちカメラ３を支持する支持部材３１は、Ｘ軸方向に沿って配置される一対のレール３２にレール長さ方向に沿ってスライド自在に取り付けられている。更にカメラ支持部材３１には、Ｘ軸方向に沿って配置されるボールねじ３３に螺着されており、モータ３４の駆動によってボールねじ３３が回転駆動されることにより、カメラ３がＸ軸方向に移動されるよう構成されている。

またカメラ支持部材３１には、カメラ３により撮像する領域を照明するための照明装置３５が設けられている。

図１に示すようにこの検査装置１０には、検査用データ作成装置としてパーソナルコンピュータ等の外部コンピュータＰＣが付設されている。この外部コンピュータＰＣは、信号線（データ送受手段）６を介して検査装置のＣＰＵ５に接続されており、検査装置１０との間で各種のデータを送受できるようになっている。

また外部コンピュータＰＣは、検査装置１０による検査用ラインを含む実装ラインとは独立するオフライン上に設けられており、稼働中の実装ライン（検査用ライン）とは別に、検査用データを作成するためのプログラムを実行可能に構成され、検査装置１０の稼働中であっても、検査用データ等のデータの入力や加工の他、後述の画像処理テストを含むデータ処理を行えるようになっている。

ここで検査用データは、検査装置１０による検査を実行するに際し必要な各種のデータによって構成される。たとえばこの検査用データには、撮像された画像と比較照合される検査基準として基準データ（電子部品データや、部品位置を示す搭載位置データ等）、後述する撮像画像（広域画像）の切り出し領域の形状、大きさ、位置、順序に関するデータの他、撮像位置や順序等を含む検査手順に関するデータ等が含まれている。

本実施形態において、検査用データは、基準データを含めて、人工データにより構成される。例えば電子部品の人工データは、マスター基板等を撮像して得られるマスター画像等とは異なり、各電子部品の形状や色を含む人工的な数値データによって構成される。

人工データの作成は、オペレータ等によって入力するようにして、検査装置１０よりも上流側の基板製造工程やマスク作成工程、クリームはんだ塗布工程、あるいは電子部品の実装工程等において使用される製造プログラムを元にして、ここから必要なデータを抽出して構成するようにしても良い。従って外部コンピュータＰＣのキーボードの他、外部から検査用データを取り込むための通信装置等は、検査用データを取得するための手段として構成される。

なお本発明においては、人工部品データ等の基準データは、必ずしも人工データにより構成する必要はなく、マスター基板等の撮像によって得られるマスター画像等によって構成しても良い。

図６は検査装置１０のコンピュータ等によって構成される主制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この装置１０においては、ＣＰＵ５によって各駆動部等の駆動が制御されて、後に詳述する動作が自動的に実行されるものである。同図において、キーボード等の入力装置４１は検査に関連した各種の情報等を検査装置に入力するためのものであり、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置４２は、各種の情報等を表示するものである。更に記憶装置４３は、検査に必要な各種のデータ等を記憶するものである。

また画像用フレームメモリ５１は、画像入力ポート５２を介して得られる分割撮像データ（分割画像）や、それを加工して得られる広域撮像データ（広域画像）、検査対象の電子部品データ（検査部品データ）等の画像データを記憶するものである。メモリ５３は、検査に必要な各種のデータを一時的に記憶するものである。更に照明コントローラ５４はカメラ３による撮像時に照明装置３５の駆動を制御するものであり、モータコントローラ５５及びモータアンプ５６は、Ｘ軸移動手段３０及びＹ軸移動手段２０の駆動を制御して、カメラ３を実装基板Ｐに対しＸＹ軸方向に相対移動させるものである。更にＣＰＵ５は各種Ｉ／Ｏポート５７を介して上記の外部コンピュータＰＣ等の周辺装置とデータを送受できるよう構成されている。

本実施形態の検査装置１０は、検査用データに基づいて実装基板の検査を行うものであるが、検査用データの作成方法については後に詳述することにして、ここでは先に検査装置１０による基板検査時の動作について説明する。

まず図７に示すように、これから検査される実装基板Ｐのサイズと、カメラ視野（撮像範囲）とから、分割撮像に必要な撮像回数、撮像位置等が計算される（ステップＳ１１）。たとえば図８に示すように、カメラ視野３ＡがＬｘ×Ｌｙの大きさを有する場合、実装基板Ｐの検査対象領域がカメラ視野３Ａを基準に縦横（ＸＹ軸方向）に格子状に複数の撮像領域Ｐｇ・・・に分割されて、撮像回数（分割数）と、各撮像領域Ｐｇを撮像する際のカメラ３の基板Ｐに対する撮像位置と、後に詳述する撮像順序が計算される。このとき、もっとも少ない撮像回数で、検査対象領域の全てを撮像できるよう検査対象領域が分割されて、その際の各撮像位置が最適な撮像位置として算出される。

なお本実施形態においては、図８に向かって左右方向をＸ軸方向（行方向）、上下方向をＹ軸方向（列方向）としており、同図の例では、実装基板Ｐの検査対象領域が、５行（ｙ１〜ｙ５）×６列（ｘ１〜ｘ６）の撮像領域Ｐｇに分割されている。

撮像回数等の計算された後、搬入コンベア及び内部コンベア２によって実装基板Ｐが内部コンベア２の所定位置まで搬送された後、位置固定される（ステップＳ１２）。

次に図９に示すように、カメラ３が実装基板Ｐに対し相対移動されて、実装基板Ｐにおけるフィデューシャルマーク（位置基準マーク）Ｐｓを含む撮像領域Ｐｇが先行して撮像される（ステップＳ１３）。例えば１行１列目（ｘ１，ｙ１）の撮像領域Ｐｇに対応する撮像位置にカメラ３が移動して、その領域が撮像され、同様に、１行６列目（ｘ６，ｙ１）の撮像領域Ｐｇ、５行１列目（ｘ１，ｙ５）の撮像領域Ｐｇ、５行６列目（ｘ６，ｙ５）の撮像領域Ｐｇが順次撮像されて、基板四隅のフィデューシャルマークＰｓを含む撮像領域Ｐｇが撮像される。こうして得られる分割撮像データが、所定位置メモリ上に貼り付けられる。

続いて図１０に示すように、カメラ３が次の撮像領域Ｐｇに移動して撮像され（ステップＳ１４，１５）、その分割撮像データが所定位置メモリ上に貼り付けられる（ステップＳ１６）。更にこれらの処理（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）が繰り返されて（ステップＳ１７：Ｎｏ）、全ての分割撮像データがオーバーラップされずに順次貼り合わされて、基板Ｐを含む検査対象領域全域の広域撮像データ（広域画像）が得られる。こうして全ての画像領域Ｐｇの撮像が完了すると（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、撮像／合成処理が終了する。なお本実施形態においては、撮像／合成処理と並行して部品検査が行われるものであるが、この検査判断処理については後に詳述する。

ここで撮像順序について説明する。本実施形態においては図１０の矢符３Ｌに示すように、先行して撮像された四隅の撮像領域Ｐｇを除いて、１行目の撮像領域Ｐｇが前列（左側）から順に撮像された後、２行目の撮像領域Ｐｇが後列（右側）から順に撮像される。以下同様に、３行目以降の撮像領域が各行毎に順次撮像される。このようにカメラ３を基板Ｐに対し蛇行させてＸ軸方向に主として移動させているため、Ｙ軸方向の移動、つまり基板Ｐ側（コンベア２側）の移動を少なくでき、カメラ３側を優先して移動させることができる。従って、移動速度を速めることできて検査効率を向上させることができるとともに、移動時の振動も少なくなり、検査精度も向上させることができる。

また本実施形態においては、各行の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像するに際して、カメラ３をＸ軸方向に移動させてから１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像するものである。例えば１行目において２列目（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇから撮像を開始する場合、カメラ３を１行２列目（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇよりも一撮像領域分（反移動方向）に移動させた位置、つまり１行１列目（ｘ１，ｙ１）の撮像領域Ｐｇに対応する位置に配置しておく。そしてその状態からカメラ３をＸ軸方向に一撮像領域分移動させて、１行２列目（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇに配置させて、その位置（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇを撮像する。同様に２行目１枚目（ｘ６，ｙ２）の撮像領域Ｐｇを撮像する場合、カメラ３を２行目最終列（ｘ６，ｙ２）の撮像領域Ｐｇよりも外側に一撮像領域分移動させた位置Ｔ２に配置しておき、そこから２行目最終列（ｘ６，ｙ２）の撮像領域Ｐｇに移動させてから撮像を行う。同様に３行目以降の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像する際には、１枚目の撮像領域Ｐｇに対し一撮像領域分外側に移動させた位置Ｔ３，Ｔ４に配置しておいて、その状態からカメラ３をＸ軸方向に移動させてから、各行の１枚目の撮像領域Ｐｇに移動させてから撮像するものである。

このように各行の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像する際に、前もってＸ軸方向に移動させることにより、１枚目の撮影開始条件を２枚目以降の撮影開始条件と同じ条件に調整することができる。このためたとえば移動停止直後に、カメラ３に振動が残った状態で撮像することになったとしても、全ての撮像領域Ｐｇを同じ条件で撮像でき、高い検査精度を得ることができる。更に撮影開始条件を同じに調整しているため、ボールねじ３３によりカメラ３を移動させた直後に生じるボールねじ３３のバックラッシュの面からも優位である。

なおＸ軸方向に移動させて各行の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像する場合、その移動量は一撮像領域分よりも少なくとも良く、Ｘ軸方向に少量移動させてから、１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像するようにしても良い。

また本実施形態においては、カメラ３による撮像を割り込み処理とし、カメラ３が所定の撮像位置に到着すれば優先的に撮像できるようにしても良い。

一方、本検査装置においては、フィデューシャルマークＰｓを撮影した後、上記の撮像／合成処理と並行して電子部品Ｅの検査が行われる。

すなわち図１１に示すように、フィデューシャルマークＰｓが認識されると（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、フィデューシャルマークＰｓの位置から基板位置が正確に特定される。基板位置が特定されると図１２に示すように、検査用データに含まれる基準の電子部品データ（基準部品データ）に基づいて、基板上における各電子部品Ｅの理想の中心位置Ｅｏが算出される。更に図１３に示すように中心位置Ｅｏと各電子部品Ｅの理想的な実装位置及び角度とに基づいて、各電子部品Ｅが存在する各部品Ｅの検査部品領域（切り出し領域）Ｅａが算出される（ステップＳ２２）。なお、この検査部品領域Ｅａには、マージン（公差及び取付誤差）が含まれている。また隣接する検査部品領域Ｅａは互いに重なり合っていても良い。

検査部品領域Ｅａが算出されると、上記撮像／合成処理において、撮像された画像（作成途中の広域画像）に、いずれかの検査部品領域Ｅａが含まれるまで待機する（ステップＳ２３：Ｎｏ）。そして図１４に示すように撮像された画像に、いずれかの検査部品領域Ｅａが含まれると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、その撮像された画像から、検査部品領域Ｅａが、検査対象の電子部品データとして切り出される。

なお本実施形態においては、撮像される手順に基づいて、検査部品領域Ｅａの切り出し順序は求められるため、切り出し順序が早い順に、検査部品領域Ｅａを前もってソートしておき、ステップＳ２３においては、切り出し順序が早い検査部品領域Ｅａから順に判断するようにしている。

続いて切り出された検査対象の部品データが、検査用データの基準データと比較されて、検査部品データに対応する電子部品に対し、欠品検査、誤部品検査、位置ずれ検査、半田付け状態検査等の実装状態が検査され（ステップＳ２４）、その検査結果が表示装置４２等に出力されるとともに、記憶装置４３に記憶される。

こうして広域画像（広域撮像データ）から検査部品データが順次取り出されて順次検査され（ステップＳ２５：Ｎｏ）、全ての検査部品データの検査が終了すると、実装基板Ｐに対する検査が完了する（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）。

なお広域画像から検査部品データが切り出される際には、その切り出されたデータは消去されずに残される。つまり検査部品データは、いわゆるカットアンドペーストではなく、コピーアンドペーストとして取り込まれるものである。

全ての検査が終了すると、内部コンベア２がＹ軸方向に沿って前方に移動し、搬送ラインＸＬに対応する位置に配置される。その後、内部コンベア２及び搬出コンベアによって基板Ｐがハウジング１の外部に搬出される。

次に、検査装置１０による検査に先立って行われる検査用データの作成方法について説明する。

まず図１５に示すように、電子部品Ｅが搭載されたサンプル基板を検査装置１０にセットして、サンプル基板のサンプル画像を作成する。

すなわち検査装置１０によってサンプル基板が複数の撮像領域Ｐｇ（図８等参照）に分割されて、各領域を分割して撮像される。更に順次撮像された画像（分割撮像データ）が、所定位置メモリ上に順次貼り付けられて、サンプル画像（広域画像）が得られる（ステップＳ３１）。

なお言うまでもなく、撮像領域Ｐｇの撮像順序は限られることはなく、どのような手順で行っても良い。

次にこのサンプル画像のデータを、オフライン上の外部コンピュータＰＣのメモリ内に取り込む（ステップＳ３２）。

なお本実施形態では、分割撮像データを外部コンピュータＰＣに順次取り込んで、外部コンピュータＰＣ上で分割撮像データを貼り合わせてサンプル画像（広域画像）を作成するようにしても良い。

次に外部コンピュータＰＣ上でサンプル基板に対応した検査用データを作成する（Ｓ３３）。例えばオペレータによって基準の電子部品データ（人工部品データ）やその搭載位置データ等を入力する。

続いてこの検査用データを基準にして、外部コンピュータＰＣ上でサンプル画像に対し画像処理テストを行う。

この画像処理テストは、上記図１１に示す基板検査と同様な手順で行われる。すなわちサンプル画像から検査対象の電子部品を順次切り出して、そのデータを基準の電子部品データ（人工部品データ）と順次比較照合する。そしてこの照合結果に基づいて、検査用データの検証、確認を行って、必要に応じて修正する。例えばサンプル画像の切り出し領域、大きさ、位置、基準の電子部品データの形状、搭載位置データ、更にはこれらの位置の許容範囲（マージン）等の微調整や修正を行う（ステップＳ３４）。

なおステップＳ３３で作成した検査用データが正確である場合には、必ずしも検査用データを修正する必要はなく、検証、確認にとどめるようにすれば良い。

こうして修正済み（検証済み）の検査用データをコピーして検査装置１０に転送する（ステップＳ３５）。

そしてこの転送された検査用データに基づいて、上記したように検査装置１０による検査が行われる（ステップＳ３６）。

以上のように本実施形態によれば、検査用データを外部コンピュータＰＣ上のオフラインで作成するものであるため、検査装置１０側で検査用データを作成する場合と異なり、検査開始前の検査装置１０側での調整作業を削減することができ、検査装置１０の稼働率を大幅に改善することができる。

特に本実施形態においては、サンプル基板の撮像以外は、外部コンピュータＰＣ（オフライン）で検査用データを作成するものであるため、撮像時以外には、検査装置１０を停止させずに継続して稼働することができ、停止時間を短縮できて稼働率をより一層向上させることができる。

また本実施形態においては、基準部品データを、数値データとして入力した人工部品データを用いるものであるため、誤差のない検査基準を得ることができ、検査精度を向上させることができる。

更に基準データとして人工部品データ等の人工データを用いることにより、基準データをオフライン上で作成でき、たとえば検査装置１０によるマスター基板の撮像工程を省略でき、検査装置１０の稼働率を更に向上させることができる。

また本実施形態においては、分割撮像データを合成してサンプル基板全域のサンプル画像を作成し、そのサンプル画像から部品データを切り出して画像処理テストを行うものであるため、所定の電子部品を再度画像処理する必要がある場合には、サンプル画像から対応する領域を切り出すだけで良く、再度撮像処理を行う必要がなく、画像処理テストを効率良く行うことができる。更にサンプル画像からの検査領域の切り出しは、オフライン上で行うことができるため、検査装置１０側の稼働率を高く維持することができる。

また、本実施形態の検査装置においては、基板Ｐを分割撮像して得られた分割撮像データを貼り合わせて広域撮像データを作成し、その広域撮像データから検査部品データを切り出して検査するものであるため、実装される電子部品Ｅの数にかかわらず、基板Ｐに対する撮像回数が特定される。このため電子部品Ｅの数が増加しようとも、撮像回数を少なく抑制することができ、検査時間を大幅に短縮でき、検査効率を向上させることができる。

特に本実施形態において、基板Ｐ上に高密度で多数の電子部品Ｅが実装されている場合には、一層効率良く検査することができる。例えば従来の検査方法のように、電子部品毎に分割撮像してその分割撮像データから検査部品データを取り込む場合には、分割撮像データに検査部品データ以外の不要データが多く含まれるため、多くの不要データを削除する必要がある。しかも従来の検査方法では、基板上における隣接する検査部品領域が重なり合う場合には、その重なり合った部分が重複して撮像されることになり、撮像効率も低下する。

これに対し本実施形態においては、高密度で電子部品Ｅが実装される場合、広域撮像データに隙間無く電子部品Ｅが存在するため、広域撮像データのほぼ全てを無駄なく利用でき、不要なデータが少なくなり、効率良く検査することができる。更に本実施形態は、分割撮像データをつなぎ合わせた広域撮像データから検査部品領域を取り出すものであるため、隣接する検査部品領域の重なり合った部分は、その部分の撮像データを複製して利用するだけで良く、重複撮像する必要がなく、撮像効率も格段に向上させることができる。

また本実施形態においては、分割撮像された分割画像を貼り合わせつつ、その作成中の広域画像から、切り出し可能な検査部品データを切り出して検査するものであるため、撮像／合成処理と並行して、バックグラウンド処理として部品検査を行うことができ、より一層検査効率を向上させることができる。また、広域画像から検査部品データを切り出すにあたり、フィデューシャルマークＰｓを利用して位置決めすることにより、切り出し精度を向上でき、結果として実装状態の検査精度を向上することができる。

また本実施形態においては、隣接した撮像領域Ｐｇをオーバーラップさせずに撮像し、隣合う分割撮像データをオーバーラップさせずにつなぎ合わせて広域撮像データやサンプル画像を作成するものであるため、撮像効率を更に向上させることができるとともに、オーバーラップ部のデータ処理等も不要となり、より一層検査効率を向上させることができる。

なお本実施形態においては、フィデューシャルマークＰｓを先行して撮像する際して、フィデューシャルマークＰｓを含む撮像領域のみを撮像するようにしているが、それだけに限られず本発明においては、図１６に示すように、フィデューシャルマークＰｓを含む各行（図１６では１行目及び５行目）の全ての撮像領域Ｐｇを先行して撮像するようにしても良い。この場合、撮像時にカメラ３のＹ軸方向の移動（コンベア２による移動）を少なくでき、撮像処理をより効率良く行うことができる。

またフィデューシャルマークＰｓが２つの撮像領域Ｐｇの境目に位置し、２つの撮像領域Ｐｇに跨って位置するような場合には、その２つの撮像領域Ｐｇやその領域を含む各行の撮像領域Ｐｇを先行して撮像するようにすれば良い。

更にフィデューシャルマークＰｓを先行して撮像するに際して、複数のフィデューシャルマークＰｓのうち、１つ以上のいずれかのフィデューシャルマークＰｓを先行して撮像し、残りのフィデューシャルマークＰｓは後に撮像するようにしても良い。

もっとも本発明においては、必ずしもフィデューシャルマークを先行して撮像する必要はなく、更に本発明は、フィデューシャルマーク等の位置基準マークが付与されない基板に対しても適用することができる。

また上記実施形態においては、実装基板Ｐの全域を撮像する場合について説明したが、それだけに限られず、本発明においては、検査不要の領域を撮像せずに、スキップして撮像するようにしても良い。例えば図１７に示すように、実装基板Ｐ上における電子部品ＥやフィデューシャルマークＰｓが含まれる領域Ｐｇのみを分割撮像して、残りの領域を撮像しないようにしても良い。このとき、各撮像領域Ｐｇ内になるべく多くの電子部品が含まれて、もっとも少ない撮像回数で撮像できるように、撮像位置、撮像回数、撮像順序が算出されるものである。

また上記実施形態においては、基板検査時や検査用データ作成時に分割撮像する際に、隣接した撮像領域Ｐｇをオーバーラップさせずに撮像してしているが、それだけに限られず、本発明においては、隣接した撮像領域Ｐｇをオーバーラップさせて撮像するようにしても良い。

また上記実施形態においては、カメラをＸ軸方向にのみ移動するように構成しているが、それだけに限られず、本発明においては、カメラをＸ軸及びＹ軸方向に共に移動するよう構成して、撮像処理時には、基板を固定しておいて、カメラをＸＹ軸方向に移動させるようにしても良く、更に基板側をＸ軸及びＹ軸方向に共に移動するよう構成して、撮像処理時には、カメラを固定しておいて、基板側をＸＹ軸方向に移動させるようにしても良い。

この発明の一実施形態にかかる外部コンピュータ付きの検査装置の正面図である。実施形態の検査装置を示す側面断面図である。実施形態の検査装置における内部構造を概略的に示す平面図である。実施形態の検査装置における内部構造を概略的に示す正面図である。実施形態の検査装置における内部構造を概略的に示す側面図である。実施形態の検査装置の主制御系を示すブロック図である。実施形態の検査装置における撮像／合成処理を示すフローチャートである。実施形態において実装基板を撮像領域に分割して示す平面図である。実施形態において実装基板の先行撮像領域を示す平面図である。実施形態において実装基板の撮像順序を示す平面図である。実施形態の検査装置における検査判断処理を示すフローチャートである。実施形態において実装基板の電子部品中心位置を示す平面図である。実施形態において実装基板の検査部品領域を示す平面図である。実施形態において実装基板の作成中の広域画像を示す平面図である。実施形態の外部コンピュータによる検査用データの作成手順を示すフローチャートである。この発明の一変形例において実装基板の先行撮像領域を示す平面図である。この発明の他の変形例において実装基板の撮像領域を示す平面図である。

符号の説明

３カメラ（撮像手段）
６データ送受手段
１０検査装置
Ｅ電子部品
Ｐ実装基板
Ｐｇ撮像領域
ＰＣ外部コンピュータ

Claims

検査用データに基づいて、電子部品が搭載された実装基板の実装状態を検査装置により検査するようにした実装基板の検査方法であって、
前記検査用データを作成するに際しては、
サンプル基板が複数の撮像領域に分割された各分割領域を、前記検査装置の撮像手段によって撮像するステップと、
前記分割領域を撮像して得られる分割撮像データを、前記検査装置による検査用ラインに対し独立するオフライン上に取り込んで、オフライン上で貼り合わせてサンプル画像を作成するステップと、
オフライン上に検査用データを取得するステップと、
オフライン上で前記サンプル画像から検査領域を取り出して、前記検査用データを基準にして前記サンプル画像の画像処理テストを行って、前記検査用データを検証し、必要に応じて修正するステップと、
検証済みの前記検査用データを前記検査装置に送り出すステップと、を含み、
実装基板の実装状態を検査するに際しては、
検査対象領域を縦横に複数の撮像領域に分割して、各撮像領域を前記撮像手段によって撮像し、その分割撮像データを貼り合わせて広域撮像データを作成する撮像／合成処理と、
前記広域撮像データから検査部品データを切り出して、その検査部品データを前記検査用データと比較して検査する検査判断処理と、を含み、
前記検査判断処理においては、前記撮像／合成処理によって作成中の前記広域画像データから、切り出し可能な前記検査部品データを切り出して検査することにより、前記撮像／合成処理と並行して、部品検査を行うとともに、切り出されたデータが前記広域画像データに残されるように、前記切り出されるデータを複製して利用するようにしたことを特徴とする実装基板の検査方法。
前記画像処理テストにおいて、前記サンプル画像と、前記検査用データに含まれる検査基準をなし、電子部品の形状や色を含むデータや部品位置を示すデータを含む基準データとを比較照合するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の実装基板の検査方法。
前記基準データは、形状を示す数値データを含む人工データにより構成される請求項２に記載の実装基板の検査方法。
検査用データに基づいて、電子部品が搭載された実装基板の実装状態を検査するようにした実装基板の検査装置であって、
検査装置による検査用ラインに対し独立するオフライン上に設けられた外部コンピュータと、
サンプル基板が複数の撮像領域に分割された各分割領域を、前記検査装置の撮像手段によって撮像する手段と、
前記分割領域を撮像して得られる分割撮像データを、前記外部コンピュータに取り込んで、前記外部コンピュータ上で貼り合わせてサンプル画像を作成する手段と、
前記外部コンピュータ上に検査用データを取得する手段と、
前記外部コンピュータ上で前記サンプル画像から検査領域を取り出して、前記検査用データを基準にして前記サンプル画像の画像処理テストを行って、前記検査用データを検証し、必要に応じて修正する手段と、
検証済みの前記検査用データを前記検査装置に送り出す手段と、を備え、
実装基板の実装状態を検査するにあたって、
検査対象領域を縦横に複数の撮像領域に分割して、各撮像領域を前記撮像手段によって撮像し、その分割撮像データを貼り合わせて広域撮像データを作成する撮像／合成処理と、
前記広域撮像データから検査部品データを切り出して、その検査部品データを前記検査用データと比較して検査する検査判断処理と、を行い、
前記検査判断処理においては、前記撮像／合成処理によって作成中の前記広域画像データから、切り出し可能な前記検査部品データを切り出して検査することにより、前記撮像／合成処理と並行して、部品検査を行うとともに、切り出されたデータが前記広域画像データに残されるように、前記切り出されるデータを複製して利用するようにしたことを特徴とする実装基板の検査装置。