JP4502760B2 - 実装基板の検査用データ作成方法、実装基板の検査方法および同装置 - Google Patents

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基板に対しその電子部品の実装状態を検査するための検査用データを作成する検査用データ作成方法等に関する。

電子部品が実装された実装基板の検査装置として、検査対象とする基板を撮像し、その撮像データ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。

このような検査装置においては、検査用データを前工程の実装装置における実装用データを利用して作成する方法が提案されている（特許文献１）。
特開平８−８５９８号公報

しかしながら、実装装置における実装用データ等は利用目的の違いから検査用データとデータ内容やデータ構造が異なり、たとえば公差データ等を有しない。そこで公差データ等を記憶したデータベースを利用することも提案されている。ところが、検査用データとしてデータ蓄積のない部品が存在すると実装用データ等が利用できず、結局、検査用データ作成のために同じ内容を再入力している場合が多く、改善の余地があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、効率的に検査用データを作成することができる実装基板の検査用データの作成方法等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］実装基板上に搭載された電子部品の実装状態を検査するための検査用データの作成方法であって、
基板の製造または基板への部品の実装に用いられ、基板上に実装される部品の部品名、それが実装されるべき位置を示す搭載位置データおよび基板上に実装される部品の種類を示す部品種データを含む上流側生産データを取得し、
前記上流側生産データにおける部品名と部品データベースにおける部品名とを対応付けた部品名変換テーブルに基づいて、前記上流側生産データにおける部品名を部品データベースにおける部品名に変換する部品名変換処理を行った後、
前記部品名変換処理により変換した部品名、あるいは変換する部品名がなかった場合には元の部品名で、前記部品データベースを検索し、
当該部品名が前記部品データベースにあれば、その部品データを前記部品データベースから取得し、
前記上流側生産データおよび前記部品データに基づいて検査用データを作成するとともに、
前記部品データベースに部品名がない部品については、予め設定され、かつ前記部品種データに応じて複数設定された標準部品データ中から、前記部品種データに応じた前記標準部品データを前記部品データとして採用するものとし、
標準部品データを採用して検査用データを作成した場合には、オペレータに対し標準部品データを採用して検査用データを作成したことを伝達するとともに、
前記部品データベースに部品名がない部品について、該当部品の部品種データに応じた標準部品データもない場合には、前記部品データベースに部品名がない部品について、該当部品の部品種データに応じた標準部品データもないことを後から識別表示するようにしたことを特徴とする実装基板の検査用データ作成方法。

［２］前記上流側生産データにおける前記搭載位置データを検査装置における座標系に座標変換することを特徴とする前項１に記載の実装基板の検査用データ作成方法。

［３］前記部品データには、部品の色データが含まれることを特徴とする前項１または２に記載の実装基板の検査用データ作成方法。

［４］前記部品データには、部品の色公差データが含まれることを特徴とする前項３に記載の実装基板の検査用データ作成方法。

［５］実装基板上に搭載された電子部品の実装状態の検査方法であって、
前項１〜４のいずれかに記載の実装基板の検査用データ作成方法により作成された検査用データを取得するステップと、
検査対象の実装基板を撮影して該実装基板上の電子部品の実装状態を取得するステップと、
前記検査用データと前記検査対象の実装基板を撮影して得られた実装状態とを比較することにより、該実装基板上の電子部品の実装状態を検査するステップと、
を含むことを特徴とする実装基板の検査方法。

［６］実装基板上に搭載された電子部品の実装状態の検査装置であって、
前項１〜４のいずれかに記載の実装基板の検査用データ作成方法により作成された検査用データを取得する取得手段と、
検査対象の実装基板を撮影して該実装基板上の電子部品の実装状態を取得する撮像手段と、
前記検査用データと前記検査対象の実装基板を撮影して得られた実装状態とを比較することにより、該実装基板上の電子部品の実装状態を検査する比較手段と、
を含む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、上流側生産データで指定されながら部品データベースに部品名がない部品であっても、予め設定された標準部品データを採用することで検査用データが作成されるため、データ蓄積のない部品についても上流側生産データを利用して効率的に検査用データを作成することができる。

さらに上記発明［１］にかかる実装基板の検査用データ作成方法によると、部品データベースに部品名のない部品について、その部品の種類を示す部品種データに応じた標準部品データを採用するため、部品の種類に応じた適切な標準部品データを適用して検査用データを作成することができる。

さらに上記発明［１］にかかる実装基板の検査用データ作成方法によると、上流側生産データにおける部品名を部品データベースにおける部品名に変換するため、上流側生産データと前記部品データベースとで異なる部品名が用いられている場合にも容易に対応することができる。

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、上流側生産データにおける搭載位置データを検査装置における座標系に座標変換するため、上流側生産データと検査装置とで異なる座標系が用いられている場合にも容易に対応することができる。

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、部品データに部品の色データが含まれるため、部品の色に応じた正確な検査を行うことができる。

上記発明［４］にかかる実装基板の検査用データ作成方法によると、部品データに部品の色公差データが含まれるため、部品の色についても必要十分な精度を確保した検査を行うことができる。

上記発明［５］にかかる実装基板の実装状態の検査方法によると、上流側生産データにて指定されながら部品データベースに部品名がない部品であっても、予め設定された標準部品データを採用することで検査用データを作成するため、データ蓄積のない部品についても上流側生産データを利用して効率的に検査用データを作成して、検査を行うことができる。

上記発明［６］にかかる実装基板の実装状態の検査装置によると、上流側生産データにて指定されながら部品データベースに部品名がない部品であっても、予め設定された標準部品データを採用することで検査用データを作成するため、データ蓄積のない部品についても上流側生産データを利用して効率的に検査用データを作成して、検査を行うことができる。

図１は本発明の一実施形態にかかる実装基板の検査装置を含む実装基板製造システムの説明図である。この製造システム６０では、ＰＣＢ設計を行うＣＡＤ装置６１、基板に配線パターンを形成する基板製造装置６２、実装ライン６３を構成し、基板上にクリームはんだを塗布するはんだ印刷機６４、基板上に接着剤等を塗布するディスペンサ６５、基板上に電子部品を実装する複数台の実装機６６…、電子部品の実装状態を検査する検査装置６７、クリームはんだを溶融させるリフロー炉６８等を備えている。

図２は本発明の一実施形態にかかる実装基板の検査装置の正面図、図３は同検査装置の内部構造を示す平面図である。これらの図に示すように、この検査装置６７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り、基板実装システム６０の実装ライン６３に沿って配置されている。

この検査装置６７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ている。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、撮像装置（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可能に構成されている。すなわちカメラ３を指示する支持部材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４は検査装置の主制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この装置においては、ＣＰＵ５等からなるコンピュータを備えており、この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、画像入力ボード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（人工部品データ）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を介して周辺装置等をデータを送受できるよう構成されている。

図５はこの検査装置において検査対象の実装基板を撮影して得られた撮像画像の一例である。

この検査装置では、基板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、実装基板Ｐの検査対象領域を縦横（ＸＹ軸方向）に格子状に複数の撮像領域Ｐｇ・・・に分割して撮影が行われるようになっている。

この検査装置では、こうして撮影される検査対象基板の画像により各電子部品の実装状態が検査されるが、この検査基準とする検査用データは、検査装置より製造工程の上流側にある上流側装置における上流側生産データを利用して作成される。

以下、この実施形態における検査用データの作成について説明する。

この検査用データの作成処理は、検査装置が備える上述したコンピュータにおいて行っても、他の実装ライン外のコンピュータ等において行ってもよい。

上流側装置とは、図１に示したように、検査装置６７より製造工程の上流側であって、基板の製造または基板への部品の実装に用いられる装置である。具体的に図１の製造システム６０では、ＰＣＢ設計を行うＣＡＤ装置６１、基板に配線パターンを形成する基板製造装置６２、基板上にクリームはんだを塗布するはんだ印刷機６４、基板上に接着剤等を塗布するディスペンサ６５、基板上に電子部品を実装する実装機６６…等が該当する。

上流側生産データは、これら上流側装置における基板の製造又は基板への部品の実装に用いられる。具体的にＣＡＤ装置６１では、部品配置、回路図、パターン配線、基板外形、はんだ位置領域等の情報を含むＣＡＤデータがあり、基板製造装置６２では、回路図やパターン配線情報、基板外形情報等を含む基板製造データがあり、クリームはんだ印刷機６４では、基板外形情報やはんだ位置領域等を含むはんだ塗布データがあり、実装機６６…では、基板上に部品を実装する搭載位置データを含む実装データがある。

上流側生産データは、検査用データ作成を行う検査装置またはライン外のコンピュータによって取得され、これらコンピュータは取得手段として機能する。

検査用データの作成に利用される上流側生産データには、基板上に実装される部品の部品名と、各部品が実装される基板上の位置を示す搭載位置データと、各部品の種類を示す部品種データと、が含まれる。

上流側生産データにおける部品名は、上流側装置において各部品を識別するために用いられる部品名である。後述するように、同一の部品であっても、この上流側生産データにおける部品名と、検査装置における部品名とが異なる場合がある。たとえば実装機であれば、内部回路構成の異なる部品を区別する必要があるのに対し、検査装置では外観が同一の部品を区別する必要がないためである。

搭載位置データは、各部品を実装する位置（座標）を示すデータである。搭載位置データには部品の角度姿勢を示すデータも含む。なお割基板等を生産する場合等において、１枚の基板上に複数のブロックを形成する場合等は、各ブロックの基板上での位置（座標）と、各ブロックの座標系における各部品の位置（座標）との組合せによって各部品の搭載位置データを表現するようにしてもよい。

部品種データは、各部品の種類を示すものである。部品の種類とは、チップ、トランジスタ、ＳＯＰ、ＱＦＰ、コネクタ等を挙げることができる。この部品種データにおいて区分けされる部品の種類は、部品のサイズに応じたより詳細な分類ができる程度のものとしてもよい。たとえば１００５のチップ、２１２５のチップ等を区別してもよい。

図６は、上流側生産データの一例の実装データである。同図に示すように、この上流側生産データ（実装データ）は、基板に実装される部品の部品名と、搭載位置データを構成する搭載座標Ｘ，Ｙおよび角度姿勢Ｒと、各部品の種類を示す部品種データとが含まれている。

この上流側生産データにおける各部品の搭載位置データは、上流側装置において採用されている座標系で表現されている。そこで、この上流側装置の座標系が検査装置における座標系と異なる場合には、各部品の搭載位置データを検査装置の座標系のデータに変換する座標変換を行う。

図７は、搭載位置データの座標変換処理の説明図である。同図（ａ）は、上流側装置（実装機）における座標系、同図（ｂ）は、検査装置における座標系を示している。これらの図では基板Ｐがコンベア７０，７０上にセットされている。同図（ａ）の上流側装置の座標系では基板Ｐの右下を原点Ｏとして、左向きをＸ軸＋方向、上向きをＹ軸＋方向としている。同図（ｂ）の検査装置の座標系では基板の右上を原点Ｏ’として、左向きをＸ軸＋方向、下向きをＹ軸＋方向としている。

図６に示した上流側生産データについて座標変換処理を行う場合、原点位置の変更と座標の向き（プラス方向）の変更処理を行う。基板サイズＸ＝１２０．０，Ｙ＝５０．０とすると、部品「１ＳＳ２２６」のＸ座標は変わらず１０．０，Ｙ座標は４０．０となっている。

図８は、搭載位置データについて座標変換を行った結果を示すデータ例である。部品「１ＳＳ２２６」および「ＨＣＲ１２」ともＹ座標が４０．０から１０．０に変換され、部品名「ＰＱＲ」はＹ座標が３０．０から２０．０に変換されている。

このような座標変換処理を行えば、上流側生産データと検査装置とで異なる座標系が用いられている場合にも容易に対応することができる。

なお、上流側生産データにおけるデータ構造や単位系等が検査用データと異なる場合、座標変換処理と合わせて構造変換や単位系変換を行えばよい。

次に部品データベースについて説明する。上流側生産データは基板の製造または電子部品の実装に用いられるデータであるため、各電子部品の搭載位置データは含まれるが、検査用データに必要な公差等のデータがない。また、各電子部品の検査対象部位の詳細な形状データや色データ等も一般には含まれていない。部品データベースはこれらのデータを上流側生産データに補完して検査用データを作成するために用いられる。

この部品データベースは、検査装置のコンピュータが備えるハードディスク装置等の記憶手段上に構成しても、実装ラインを統括制御するコンピュータやライン外の他のコンピュータ等の記憶手段上に構成してもよい。

部品データベースは、検査用データを作成するために用いられるものであるため、この部品データベースにおける部品名が、上流側生産データにおける部品名と異なる場合がある。特に、検査工程では、外観が同一の部品を区別する必要がないため、検査用データとしては外観が同一の部品は同一のデータを共用することがデータ管理上も有利である。

そこで、上流側生産データにおける部品名と、部品データベースにおける部品名とを対応付けた部品名変換テーブルに基づいて、上流側生産データにおいて搭載位置データが与えられた各電子部品の部品名を、部品データベースにおける部品名に変換する部品名変換処理を行う。

図９は部品名変換テーブルの一例である。この例では、実装機における部品名が７４ＨＣ１７４、７４ＨＣ７６および７４ＨＣ２４である３種類の部品は外観が同一であり、検査工程上は区別する必要がないため、検査用データのための部品データベースでは単一の部品名ＳＯＰ１６が対応付けられている。

なお上流側生産データの部品名であっても、この部品名変換テーブルに登録されていない新規の部品や、上流側生産データと部品データベースとで同一の部品名が使用されている部品については、この部品名変換を行わない。図６の例では部品名「ＰＱＲ」は部品名変換テーブルにないため、部品名変換を行わない。

こうして部品名が変換されれば、その変換された部品名によって、部品データベースが検索され、上流側生産データに追加されるべき部品データが取得される。

図６の例では、実装機における部品名が「１ＳＳ２２６」と「ＨＣＲ１２」の部品は、それぞれ検査用のデータを格納した部品データベース（部品ＤＢ）では「Ｃ２１２５」と「Ｒ３２１６」という部品名が付されていることが分かる。

このような部品名変換処理を行えば、上流側生産データと部品データベースとで異なる部品名が用いられている場合にも容易に対応することができる。

図１０は部品データベースの一例である。この例の部品データベースには、部品データベースにおける部品名毎に、部品データとして、部品サイズデータＸＬ，ＹＬ、リード本数データ、位置公差データＸ１，Ｙ１，Ｒ１、部品の色データＲ０，Ｇ０，Ｂ０および部品の色公差データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が登録されている。

このように部品データに各部品の色データが設定されることにより、各部品の色に応じた正確な検査を行うことができる。また、部品データに各部品の色公差データが設定されることにより必要十分な精度を確保した検査を行うことができる。

図１１は、検査用データの一例である。この例は、図６の上流側生産データから検査用データを作成する上述の一連の場合を示している。この例では、部品「１ＳＳ２２６」と「ＨＣＲ１２」は部品名変換により部品データベースではそれぞれ「Ｃ２１２５」、「Ｒ３２１６」という部品名で部品データが格納されていることが分かるため、この部品名で部品データベースを検索することにより抽出した部品データが、それぞれの検査用データとして追加されている。

ところで、検査装置においては、新規の部品等、部品データベースに部品データが登録されていない部品が存在しうる。このような部品データのない部品が上流側生産データに含まれていると、当該部品についての検査用データが作成できず、ひいては検査用データ全体を人手によって一から作成することになる場合も多かった。

本実施形態では、部品データベースに部品データが登録されていない部品であっても、かかる部品については、予め設定された標準部品データを採用することで検査用データを作成できるようになっている。

また、本実施形態における標準部品データは、部品の種類を示す部品種データに応じて各部品種類毎に用意されている。すなわち、この標準部品データは、例えば検査機メーカにおいて準備されて検査機使用者に供給される。標準部品データは、市場に出回っている各社部品メーカの部品の内、各社共通の標準的な部品サイズ、リード本数、位置公差、部品色、色公差等を有する部品に対し、部品種別にこれらのデータを取りまとめたものである。

この実施形態では、これら標準部品データは通常の部品データとともに部品データベースに登録され、特別な部品名が付されることで、標準部品データであることが判別できるようになっている。

具体的に図１０の例では、部品名に「Ｄｅｆａｕｌｔ」を付したデータが標準部品データであり、部品種類がチップの部品についての標準部品データである「ＤｅｆａｕｌｔＣｈｉｐ」と、部品種類がトランジスタの部品についての標準部品データである「ＤｅｆａｕｌｔＴｒａｎ」とが設定されている。

これら標準部品データは、それぞれ通常の部品データと同様に、部品サイズデータＸＬ，ＹＬ、リード本数データ、位置公差データＸ１，Ｙ１，Ｒ１、部品の色データＲ０，Ｇ０，Ｂ０および部品の色公差データＲ１，Ｇ１，Ｂ１が登録されている。

図６の上流側生産データ（実装データ）の例では部品「ＰＱＲ」があるが、この部品名は図９の部品名変換テーブルにないため部品名変換がなされず、また図１０の部品データベースにもなかったことから、この部品「ＰＱＲ」の検査用データを作成するための部品データがないことになる。

この場合には、当該部品「ＰＱＲ」の部品種データが「チップ」であることから、「チップ」の標準部品データを部品データベースから検索し、予め設定されている「ＤｅｆａｕｌｔＣｈｉｐ」の標準部品データを、当該部品「ＰＱＲ」の部品データとして採用すればよい。図１１の検査用データの例では、当該部品「ＰＱＲ」の部品データが標準部品データによって作成されている。

このような標準部品データを予め設定しておき、上流側生産データにて指定されながら部品データベースに部品名がない部品についてはこれら標準部品データを採用することで検査用データを作成するようにしたことにより、データ蓄積のない部品についても上流側生産データを利用して効率的に検査用データを作成することができる。すなわち、上流側生産データに基づき、部品データベースが参照され、次いで標準部品データが参照される。検査対象部品が標準部品データ上の標準部品にも該当しない場合のみ、この部品のデータを例えば人手で入力するのみでできる。

また、標準部品データを部品の種類に応じて設定したため、部品データベースに登録されていない部品についてその種類に応じた適切な部品データを設定することができる。

なお、標準部品データを採用して検査用データを作成した場合等には、オペレータ等に対し標準部品データを採用して検査用データを作成したことを伝達し、標準部品データによって作成した部品データが当該部品について適切であったかを確認するようにしてもよい。また、その際、不適切であったならば、オペレータが修正入力することができるようにしてもよい。また、当該部品を部品データベースに自動登録してもよい。さらに必要に応じて、当該部品の部品種データに応じた標準部品データを更新登録するようにしてもよい。

図１２は検査用データの作成手順を示すフローチャートである。この図に示すように検査用データの作成では、まず上流側生産データが取得され（ステップＳ１１）、上流側装置と検査装置とで座標系が異なる場合には各部品の搭載位置データについて座標変換処理を行う（ステップＳ１２）。

つづいて上流側生産データに含まれる部品名について部品名変換テーブルにより部品名変換処理を行い（ステップＳ１３）、変換した部品名、あるいは変換する部品名がなかった場合には元の部品名で、部品データベース（部品ＤＢ）を検索する（ステップＳ１４）。

この検索の結果、当該部品名が部品データベースにあれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、部品データベースからその部品データを抽出して当該部品の検査用データとして採用する（ステップＳ１６）。

一方、当該部品名が部品データベースになければ（ステップＳ１５：ＮＯ）、当該部品の部品種データに対応する標準部品データを抽出し、これを当該部品の部品データとして当該部品の検査用データを作成する。

以上の一連の処理ステップＳ１２からＳ１７をすべての部品について繰り返し行い、すべての部品について終了すれば、検査用データの作成が終了する。なお、ステップＳ１７で該当部品が標準部品データのデータベースにもない場合には、ステップＳ１７で該当部品の部品種データに応じた標準部品データもないことを後から識別表示できるようにしてステップＳ１８に進むようにし、検査用データ作成の自動ルーチンが終了後、該当部品が標準部品データのデータベースにもないことを画面上に表示し、オペレータの修正入力の便に供するようにしても良い。

図１３は実装基板上の電子部品の実装状態の検査を行う手順を示すフローチャートである。

この検査では、まず検査対象基板が撮像され、検査対象の撮像画像が取得される（ステップＳ２１）。この撮影は、上述したように基板を格子状に分割し、各エリア毎にカメラを相対移動させることによって検査対象基板全体が撮像され、分割画像を合成して基板全体の広域画像が得られる。図５はこうして得られる広域画像の一例である。

こうして基板が撮影されれば、分割画像を合成した広域画像から検査範囲が切り出される（ステップＳ２２）。この切り出し範囲は、各電子部品の人工部品データが示す各電子部品の大きさとその公差および想定される最大誤差を加味したマージンを加えた領域を、搭載位置データが示す部品中心位置座標に配置することで設定され、予め検査用データに含まれている。図１４は、広域画像から切り出された検査範囲画像の一例である。

次に、切り出された撮像画像と、人工部品データとして作成された人工画像（検査基準）とが画像処理によって比較照合され、電子部品の実装状態が検査される（ステップＳ２３）。この画像処理による検査は、各部品における検査項目を分別してそれぞれ設定した検査モジュール毎に行われる。この検査では、撮像画像と人工部品データの人工画像とを比較照合して、検査モジュールが対象とする部位の位置や角度姿勢等が、実際の撮像画像においてどこにどのような姿勢で存在するかが求められ、当該部品の搭載位置データに規定されている搭載されるべき位置やあるべき角度姿勢等と比較され、そのずれ量が検査結果として求められる。また両画像における検査対象部位の色の差異はどの程度であるか等が算出される。この比較照合は、検査装置が備えるコンピュータが行われ、このコンピュータは、比較手段として機能する。

図１５は電子部品の撮像画像と人工画像との画像処理による検査の説明図である。同図において左側が実際の基板から撮影された撮像画像、右側が人工部品データにおける人工画像である。この例では、部品全体を１つの検査モジュールとしており、同図において×印が検査対象部位の中心位置を、黒丸印が搭載位置データに規定されている部品の中心位置を示しており、この例では×印と黒丸印の距離だけ部品の搭載位置がずれている。

次に、前記検査結果と、各電子部品について設定されている公差とが比較される（ステップＳ２４）。公差は、上述したとおり、各部品毎に設定された代表公差と検査モジュールにおいて設定された付加量とから算出される。なお、検査結果と公差の比較は検査結果が公差内にあるか否かを判定するだけでなく、優良程度まで判定するようにしてもよい。

以上の検査をすべての検査対象部品のすべての検査モジュールについて繰り返し実行し（ステップＳ２５：ＮＯ）、すべての検査モジュールの検査が完了すれば（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、検査結果がＮＧ、すなわち公差を越えるずれのある検査モジュールが存在したかが判定される（ステップＳ２６）。

検査結果がＮＧの検査モジュールがなければ（ステップＳ２６：ＮＯ）、検査結果を出力して（ステップＳ２７）、当該検査対象基板について合格判定を行い（ステップＳ２８）、当該基板に対する一連の検査を終了する。

一方、検査結果がＮＧの検査モジュールが存在すれば（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、検査結果を出力して（ステップＳ２９）、当該検査対象基板について不合格判定を行い（ステップＳ３０）、当該基板に対する一連の検査を終了する。

なお、ステップＳ２７，Ｓ２９の検査結果の出力においては、基板全体としての合格不合格にかかわらず、各検査モジュールの検査結果の優良程度や、ずれ量の数値結果をもファイル出力し、複数の検査対象基板について蓄積することにより、検査工程より上流側の基板製造や部品実装等の生産工程における不具合の解析等に利用することができる。

そして検査結果の傾向を導くことによって上流側の生産工程に対して情報をフィードバックし、不良品の発生を未然に防ぐことができる。

このような検査結果データを分類し、表示することで、人の判断をサポートする機能（クオリティーアドバイザ）や、検査結果データを蓄積し、統計的に変化点を抽出することで、不良発生を予告、予防する機能（クオリティーアナライザ）にもつなげることができる。

次に、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上流側生産データとして、はんだの領域を示すはんだ領域データを含むデータを利用することにより、公差データを含む検査用データを作成するものである。はんだ領域データを含む上流側生産データは、具体的にはＰＣＢ設計を行うＣＡＤ装置のＣＡＤデータ、基板に配線パターンを形成する基板製造装置の基板製造データ、基板上にクリームはんだを塗布するはんだ印刷機のはんだ塗布データ等を挙げることができる。

図１６は、第２実施形態におけるはんだ領域を利用して検査用データを作成する例の説明図である。同図においては、取得した上流側生産データのはんだ領域データから把握される、基板Ｐ上においてはんだが塗布される位置及び大きさを示すはんだ領域８０…が表現されている。

一方、このようなはんだ領域８０…が形成されている基板Ｐ上に実装される各電子部品については、その形状データ等を含む部品データが部品データベースに記憶されている。

この部品データベースでは、特に基板Ｐのはんだ領域８０…と電気的接続が求められる電極の形状を示す電極データが各部品データに含まれている。この電極データは、トランジスタ、ＳＯＰ、ＱＦＰおよびトランジスタなど、リードのある部品であれば各リードの形状データを含み、チップのような外形の一部が直接はんだと導通する部品であれば、その導通する部分の形状データを含む。図１６には、３本のリードＬを有する部品Ｅを例示している。

このような電子部品の実装状態の良否は、各電子部品が基板上の所定の回路部分と正確に電気的に接続されているかが重要であり、この点に最も高い精度が要求される。そして、各電子部品と基板上の回路との電気的接続は、各電子部品の電極が対応する基板上のはんだと接触しているか、言い換えると各電極が対応するはんだ領域内に存在するかによって、確認することができる。

この第２実施形態の検査用データの作成においては、かかる観点から、はんだ領域８０から電極の占める領域を引いた残存領域を、電極の位置ずれに許容される範囲、すなわち公差として設定する。

図１６の例では、上流側生産データから取得したはんだ領域８０…から、部品データベースから取得した部品Ｅの各電極（リード）Ｌが占める領域を引くことで、斜線部として示す残存領域が、各電極Ｌの公差として求められる。なお、複数の電極を有する部品については、最も厳しい公差を当該複数の電極についての公差として設定することができ、これを当該部品の公差として設定することができる。

こうして求められる公差のデータを上記部品データに含めて各電子部品の検査用データが作成される。

このようにはんだ領域データと部品の電極データから公差データを含む検査用データを作成すれば、電気的接続のために高い精度が求められる部位の正確な公差データを含む検査用データを作成することができる。

本発明の一実施形態にかかる実装基板の検査装置を含む実装基板製造システムの説明図である。 本発明の一実施形態にかかる実装基板の検査装置の正面図である 同検査装置の内部構造を示す平面図である。 検査装置の主制御系を示すブロック図である。 この検査装置において検査対象の実装基板を撮影して得られた撮像画像の一例である。 上流側生産データの一例の実装データである。 搭載位置データの座標変換処理の説明図である。 搭載位置データについて座標変換を行ったデータ例である。 部品名変換テーブルの一例である。 部品データベースの一例である。 検査用データの一例である。 検査用データの作成手順を示すフローチャートである。 実装基板上の電子部品の実装状態の検査を行う手順を示すフローチャートである。 広域画像から切り出された検査範囲画像の一例である。 電子部品の撮像画像と人工画像との画像処理による検査の説明図である。 第２実施形態におけるはんだ領域を利用して検査用データを作成する例の説明図である。

符号の説明

６０ 基板製造システム
６１ ＣＡＤ装置（上流側装置）
６２ 基板製造装置（上流側装置）
６４ はんだ印刷機（上流側装置）
６５ ディスペンサ（上流側装置）
６６ 実装機（上流側装置）
６７ 検査装置
Ｅ 電子部品
Ｐ 実装基板

Claims (6)

1. 実装基板上に搭載された電子部品の実装状態を検査するための検査用データの作成方法であって、
   基板の製造または基板への部品の実装に用いられ、基板上に実装される部品の部品名、それが実装されるべき位置を示す搭載位置データおよび基板上に実装される部品の種類を示す部品種データを含む上流側生産データを取得し、
   前記上流側生産データにおける部品名と部品データベースにおける部品名とを対応付けた部品名変換テーブルに基づいて、前記上流側生産データにおける部品名を部品データベースにおける部品名に変換する部品名変換処理を行った後、
   前記部品名変換処理により変換した部品名、あるいは変換する部品名がなかった場合には元の部品名で、前記部品データベースを検索し、
   当該部品名が前記部品データベースにあれば、その部品データを前記部品データベースから取得し、
   前記上流側生産データおよび前記部品データに基づいて検査用データを作成するとともに、
   前記部品データベースに部品名がない部品については、予め設定され、かつ前記部品種データに応じて複数設定された標準部品データ中から、前記部品種データに応じた前記標準部品データを前記部品データとして採用するものとし、
   標準部品データを採用して検査用データを作成した場合には、オペレータに対し標準部品データを採用して検査用データを作成したことを伝達するとともに、
   前記部品データベースに部品名がない部品について、該当部品の部品種データに応じた標準部品データもない場合には、前記部品データベースに部品名がない部品について、該当部品の部品種データに応じた標準部品データもないことを後から識別表示するようにしたことを特徴とする実装基板の検査用データ作成方法。
2. 前記上流側生産データにおける前記搭載位置データを検査装置における座標系に座標変換することを特徴とする請求項１に記載の実装基板の検査用データ作成方法。
3. 前記部品データには、部品の色データが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板の検査用データ作成方法。
4. 前記部品データには、部品の色公差データが含まれることを特徴とする請求項３に記載の実装基板の検査用データ作成方法。
5. 実装基板上に搭載された電子部品の実装状態の検査方法であって、
   請求項１〜４のいずれかに記載の実装基板の検査用データ作成方法により作成された検査用データを取得するステップと、
   検査対象の実装基板を撮影して該実装基板上の電子部品の実装状態を取得するステップと、
   前記検査用データと前記検査対象の実装基板を撮影して得られた実装状態とを比較することにより、該実装基板上の電子部品の実装状態を検査するステップと、
   を含むことを特徴とする実装基板の検査方法。
6. 実装基板上に搭載された電子部品の実装状態の検査装置であって、
   請求項１〜４のいずれかに記載の実装基板の検査用データ作成方法により作成された検査用データを取得する取得手段と、
   検査対象の実装基板を撮影して該実装基板上の電子部品の実装状態を取得する撮像手段と、
   前記検査用データと前記検査対象の実装基板を撮影して得られた実装状態とを比較することにより、該実装基板上の電子部品の実装状態を検査する比較手段と、
   を含むことを特徴とする実装基板の検査装置。