JP4506395B2 - 基板検査装置並びにそのパラメータ設定方法およびパラメータ設定装置 - Google Patents
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Description
わせて検査ロジックもしくは検査パラメータと呼び、また検査ロジックを設定・調整することを一般にティーチングと呼ぶ。
減、さらにはティーチングの自動化が強く望まれている。
に基づいて前記良品画像の特徴量と前記不良品画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出し、算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定するとよい。
(基板検査システムの構成)
図1は、本発明の実施形態に係る基板検査システムのハードウェア構成を示している。
み込んで一体構成とすることも可能である。
基板検査装置1は、カラーハイライト方式により基板20上の実装部品21の実装品質(半田付け状態など)を自動検査する装置である。基板検査装置1は、概略、Xステージ22、Yステージ23、投光部24、撮像部25、制御処理部26を備えている。
実行する回路である。判定部36は、画像処理部34で算出された特徴量を受け取り、その特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで部品の実装状態の良否を判定する処理を実行する回路である。
次に、上記基板検査装置1における基板検査処理について述べる。ここでは、基板検査処理の一例として、フィレット検査を説明する。フィレット検査とは、半田フィレットの形状が良好か否かを判定する処理である。
能となる。
パラメータ設定装置2は、図1に示すように、CPU、メモリ、ハードディスク、I/O制御部、通信I/F、表示部、情報入力部(キーボードやマウス)などを基本ハードウェアとして備える汎用のコンピュータ(情報処理装置)によって構成される。
本実施形態の基板検査装置1では、基板に対する入射角が大きい順に、青色、緑色、赤色の3つの光源30,29,28を用いているため、各色の光について二次反射が起こり得る。しかしながら、青色光と緑色光の二次反射を考慮する必要はなく、入射角の最も小さい赤色光の二次反射の影響を考慮すれば足りる。その理由を図7に示す。
も、入射角の最も大きい青色光の色が支配的となる領域にしか現れないのである。
トグラムを用いることが好ましい。ただし、カラーハイライト方式では、光源に赤・青を使用していることから、得られる色彩パターンは赤や青などの色が明確に現れる。したがって、スルーホール周辺画素の色分布を把握する目的や、良好な半田領域に現れる色と不良な半田領域に現れる色を分離するための色パラメータを決定する目的などであれば、1色(たとえば青色)または2色(たとえば青色と赤色)を考慮すれば十分といえる。
図11のフローチャートに沿って、推定された二次反射色範囲を用いたパラメータ設定処理の流れを説明する。なお、本実施形態では、上述したフィレット検査で用いられる検査パラメータを生成する例を挙げる。
上記第1実施形態では、教師画像として良品画像と不良品画像を用いている。しかし、
現実的には、基板実装ラインにおいて生じ得る不良を予測することも、ティーチングのためだけにわざわざ大量の不良品を製造することも困難である。よって、良品画像のみからティーチングを行わざるを得ないことも多い。そこで、本発明の第2実施形態では、良品画像だけからパラメータを生成する手法を提案する。
以下、図19のフローチャートに沿って、第2実施形態におけるパラメータ設定処理の流れを説明する。なお、第1実施形態と同様の処理については同一のステップ番号を付し、詳しい説明を省略する。
が、その検査ロジックを基板検査装置1の検査ロジック記憶部35に書き込む(ステップS315)。
上述した実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
2 パラメータ設定装置
10 指示情報受付機能
11 基板搬入機能
12 CAD情報読込機能
13 ステージ操作機能
14 撮像機能
15 検査ロジック読込機能
16 検査機能
17 判定結果書込機能
18 基板搬出機能
20 基板
21 実装部品
22 Xステージ
23 Yステージ
24 投光部
25 撮像部
26 制御処理部
27 コンベヤ
28 赤色光源
29 緑色光源
30 青色光源
31 撮像コントローラ
32 記憶部
32a CAD情報記憶部
32b 判定結果記憶部
33 A/D変換部
34 画像処理部
35 検査ロジック記憶部
36 判定部
37 XYステージコントローラ
38 メモリ
39 制御部
40 入力部
41 表示部
42 プリンタ
50 基板画像読込機能
51 CAD情報読込機能
52 スルーホール画像取得機能
53 スルーホール周辺画素マッピング機能
54 外れ値削除機能
55 色分布範囲設定機能
56 色分布範囲補正機能
57 二次反射色情報書込機能
58 二次反射色情報記憶部
60 指示情報受付機能
61 教師画像情報読込機能
62 画像取得機能
63 振分機能
64 二次反射色情報読込機能
65 二次反射領域特定機能
66 二次反射領域除去機能
67 マッピング機能
68 色範囲探索機能
69 二値化機能
70 特徴量ヒストグラム生成機能
71 しきい値決定機能
72 検査ロジック生成機能
73 検査ロジック書込機能
80 スルーホール
81 金属環
82 スルーホールの存在範囲
83 スルーホールの詳細位置
84 スルーホール周辺画素の色分布範囲
85 不良色範囲
90 部品
91,92 ランド領域
93 ランドウィンドウ
94 部品本体ウィンドウ
Claims (17)
- 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域のもつ特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられるパラメータである色条件および判定条件を教師画像から生成する方法であって、
情報処理装置が、
半田付けの良好な部品を撮像して得られた複数の良品画像を取得し、
基板上のスルーホールを撮像して得られた複数のスルーホール画像を取得し、
前記スルーホール画像におけるスルーホール周辺画素の色分布から、良品画像の画素のうち入射角の最も小さい光の二次反射光成分を含む画素がとり得る色範囲である二次反射色範囲を推定し、
前記良品画像の中から前記二次反射色範囲内の色をもつ画素で構成される二次反射領域を特定し、
特定された二次反射領域を前記良品画像から除去し、
基板検査で用いられるパラメータである色条件および判定条件を生成するパラメータ設定処理において、二次反射領域除去後の良品画像を教師画像として用いる
基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記二次反射色範囲は、少なくとも、入射角の最も大きい光の色相の彩度の範囲と、明度の範囲とを規定する
請求項1記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置は、
前記スルーホール周辺画素の色分布範囲を求め、その色分布範囲の明度方向の値域を補正することによって前記二次反射色範囲を決定する
請求項1または2記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置は、
前記スルーホール周辺画素の色分布範囲の明度の上限を明度最大値まで拡大したものを前記二次反射色範囲とする
請求項3記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置は、
半田付けの不良な部品を撮像して得られた複数の不良品画像を取得し、
二次反射領域除去後の前記良品画像における半田領域の各画素の色を良点として、前記不良品画像における半田領域の各画素の色を不良点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる良点の数と不良点の数の差が最大となるような色範囲を求め、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する
請求項1〜4のうちいずれか1項記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置は、
前記良品画像および前記不良品画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記良品画像の特徴量と前記不良品画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出し、
算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定する
請求項5記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置は、
二次反射領域除去後の前記良品画像の各画素の色分布範囲に基づいて、基板検査で用いられる色条件を決定する
請求項1〜4のうちいずれか1項記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置は、
前記良品画像における半田領域から前記色条件を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを生成し、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記良品画像における半田領域の特徴量を判別するためのしきい値を算出し、
算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定する
請求項7記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域のもつ特徴量が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられるパラメータである色条件および判定条件を教師画像から自動生成するための装置であって、
半田付けの良好な部品を撮像して得られた複数の良品画像を取得する画像取得手段と、
基板上のスルーホールを撮像して得られた複数のスルーホール画像を取得するスルーホール画像取得手段と、
前記スルーホール画像におけるスルーホール周辺画素の色分布から、良品画像の画素のうち入射角の最も小さい光の二次反射光成分を含む画素がとり得る色範囲である二次反射色範囲を推定する二次反射色範囲推定手段と、
前記良品画像の中から前記二次反射色範囲内の色をもつ画素で構成される二次反射領域を特定する二次反射領域特定手段と、
特定された二次反射領域を前記良品画像から除去する二次反射領域除去手段と、
二次反射領域除去後の良品画像を教師画像として用いて、基板検査で用いられるパラメータである色条件および判定条件を生成するパラメータ生成手段と、
を備える基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記二次反射色範囲は、少なくとも、入射角の最も大きい光の色相の彩度の範囲と、明度の範囲とを規定する
請求項9記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記二次反射色範囲推定手段は、
前記スルーホール周辺画素の色分布範囲を求め、その色分布範囲の明度方向の値域を補正することによって前記二次反射色範囲を決定する
請求項9または10記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記二次反射色範囲推定手段は、
前記スルーホール周辺画素の色分布範囲の明度の上限を明度最大値まで拡大したものを前記二次反射色範囲とする
請求項11記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記画像取得手段は、半田付けの不良な部品を撮像して得られた複数の不良品画像を取得し、
前記パラメータ生成手段は、
二次反射領域除去後の前記良品画像における半田領域の各画素の色を良点として、前記不良品画像における半田領域の各画素の色を不良点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる良点の数と不良点の数の差が最大となるような色範囲を求め、
求められた前記色範囲を基板検査で用いられる色条件として設定する
請求項9〜12のうちいずれか1項記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記パラメータ生成手段は、
前記良品画像および前記不良品画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを作成し、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記良品画像の特徴量と前記不良品画像の特徴量とを分離するためのしきい値を算出し、
算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定する
請求項13記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記パラメータ生成手段は、
二次反射領域除去後の前記良品画像の各画素の色分布範囲に基づいて、基板検査で用いられる色条件を決定する
請求項9〜12のうちいずれか1項記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記パラメータ生成手段は、
前記良品画像における半田領域から前記色条件を満たす画素領域を抽出して、その画素領域のもつ特徴量についての特徴量ヒストグラムを生成し、
前記特徴量ヒストグラムの度数分布に基づいて前記良品画像における半田領域の特徴量を判別するためのしきい値を算出し、
算出された前記しきい値を基板検査で用いられる判定条件として設定する
請求項15記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 請求項14または16記載のパラメータ設定装置により設定された色条件および判定条件を記憶する記憶部と、
基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射する投光手段と、
その反射光を撮像して得られた画像から、前記色条件を満たす領域を抽出する領域抽出手段と、
抽出された領域のもつ特徴量が、前記判定条件を満たすか否かで前記部品の半田付け状態を検査する検査手段と、
を備える基板検査装置。
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