JP4595705B2 - 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。
があることが多い。よって、ランド上に形成された半田フィレットの形状等を検査するためには、最初に、画像からリード部分と半田部分との境界を見極めて半田部分のみを抽出する必要がある。
にマッピングする。そして、前記色採取領域のそれぞれのパターンについて、前記色空間における対象点分布と除外点分布との分離度を算出し、前記分離度が最大となる色採取領域のパターンを選択する。
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。
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。
号に変換する回路である。各色相毎のディジタル量の濃淡画像データは、メモリ38内の画像データ格納エリアへと転送される。
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(半田フィレットの形状が良好か否かを判定する検査)を説明する。
指示情報受付機能10は、基板検査の実行を指示する指示情報が入力されるまで待ち状態にある(ステップS100;NO、ステップS101)。入力部40の操作により、もしくは、通信I/F43を介して外部機器から指示情報が入力されると、指示情報受付機能10が指示情報を、基板搬入機能11、CAD情報読込機能12および検査ロジック読込機能15に送る(ステップS100;YES)。この指示情報には検査対象となる基板の情報(型番など)が含まれている。
部品の配置などの情報を得て、基板20上に実装された複数の部品21が順に観測位置(撮像位置)に位置合わせされるように、XYステージコントローラ37を介してXステージ22およびYステージ23を操作する(ステップS105)。
検査機能16はまず、図5Aに示すように、画像処理部34によって撮像画像からリードと半田を含む部分画像を抽出する(ステップS107)。そして、検査機能16は、抽出された部分画像を第1色パラメータを用いて二値化する(ステップS108)。第1色パラメータは、リード部分に現れる傾向にある色(赤系色)を規定する色条件であって、赤色の彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限の4つの値で構成されている。二値化処理では、色パラメータで定義された色範囲内に含まれる画素が白画素に、それ以外の画素が黒画素に変換される。よって、二値化後の画像では、図5Bに示すように、リード部分に大きな白画素領域が現れる。
検査機能16は、検査対象領域決定処理で抽出された半田部分の画像を、第2色パラメータを用いて二値化する(ステップS111)。第2色パラメータは、良品の半田部分に現れる傾向にある色(青系色)を規定する色条件であって、青色の再度の下限と上限、および、明度の下限と上限の4つの値で構成されている。この第2色パラメータで二値化することにより、図5Dに示すように、半田の青系色部分を白画素領域として抽出できる。
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。
図7のフローチャートに沿って、パラメータ設定処理の流れを説明する。
、ランドウィンドウ72から構成されるテンプレートを有しており、これらのテンプレートを拡大/縮小したり、相対位置をずらしたりしながら、各ウィンドウ70,71,72を画像中の部品本体、リード、ランドに合わせ込む。ウィンドウの合わせ込みには、たとえば、テンプレートマッチングなどの画像処理手法を利用すればよい。なお、ここでの区分け(ウィンドウの合わせ込み)は大まかで構わない。
における対象点分布と除外点分布との分離度を算出する(ステップS206)。本実施形態では、分離度として、対象点の集合と除外点の集合の間の距離を採用し、距離が大きいほど分離度が大きいとする。なお、集合間の距離を計算する手法は従来より種々のものが提案されている。ここではどの手法を利用してもよい。例えば、「除外点分布の重心と対象点分布との間のマハラノビス距離」、「除外点分布と対象点分布の重心間のユークリッド距離」などが考えられる。また、経験的な数値を用いて、「重心間の距離に対して、(明度値を重視するため)明度軸方向の距離を重み付けする」ような方法を用いても良い。
かる。このような二値化画像を利用すると、リードと半田の境界を識別するための特徴量を定量的に計算するのが容易になる。
・幅:Wmin〜Wmax(%) (Wmin,Wmaxは任意の数、本例ではWmin=40%、Wmax=90%とする)
・ライン数:Lmin〜Lmax(本) (Lmin,Lmaxは任意の数、本例ではLmin=1本、Lmax=5本とする)
格納される。
上記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 指示情報受付機能
51 教師画像読込機能
52 画像取得機能
53 パターン設定機能
54 マッピング機能
55 パターン選択機能
56 色範囲探索機能
57 二値化機能
58 判定条件算出機能
59 検査ロジック生成機能
60 検査ロジック書込機能
70 部品本体ウィンドウ
71 リードウィンドウ
72 ランドウィンドウ
73 第1領域
74 第2領域
Claims (9)
- 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において基板上の第1部分と第1部分に隣接する第2部分との境界を特定するために、前記第1部分に現れる傾向にある色を規定する所定の色条件を満たす領域を前記画像から抽出し、抽出された領域のもつ特徴量と所定の判定条件とを比較することにより前記境界を決定する基板検査処理において用いられるパラメータを自動生成する方法であって、
情報処理装置が、
部品を撮像して得られた複数の教師画像を取得し、
前記教師画像のそれぞれに対し、前記第1部分の色を採取するための第1領域と前記第2部分の色を採取するための第2領域からなる色採取領域を複数パターン設定し、
前記色採取領域のそれぞれのパターンについて、第1領域内の各画素の色を対象点として、第2領域内の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングし、
前記色採取領域のそれぞれのパターンについて、前記色空間における対象点分布と除外点分布との分離度を算出し、
前記分離度が最大となる色採取領域のパターンを選択し、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる前記選択されたパターンにおける対象点の数と除外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前記基板検査処理で用いられる色条件として設定する
基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記色空間は、前記第1部分に多く含まれ、かつ、前記第2部分にほとんど含まれない傾向にある色相、又は、前記第2部分に多く含まれ、かつ、前記第1部分にほとんど含まれない傾向にある色相についての彩度軸と明度軸から少なくともなる多次元色空間である請求項1記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。
- 前記色条件は、彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限からなる
請求項2記載の基板検査装置のパラメータ設定方法。 - 前記情報処理装置が、
前記教師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、
それら画素領域のもつ特徴量を統計解析することにより、前記第1部分と第2部分の境界を判定するための条件を算出し、
算出された前記条件を前記基板検査処理で用いられる判定条件として設定する
請求項1〜3のいずれかに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において基板上の第1部分と第1部分に隣接する第2部分との境界を特定するために、前記第1部分に現れる傾向にある色を規定する所定の色条件を満たす領域を前記画像から抽出し、抽出された領域のもつ特徴量と所定の判定条件とを比較することにより前記境界を決定する基板検査処理において用いられるパラメータを自動生成するための装置であって、
部品を撮像して得られた複数の教師画像を取得する画像取得手段と、
前記教師画像のそれぞれに対し、前記第1部分の色を採取するための第1領域と前記第2部分の色を採取するための第2領域からなる色採取領域を複数パターン設定するパターン設定手段と、
前記色採取領域のそれぞれのパターンについて、第1領域内の各画素の色を対象点として、第2領域内の各画素の色を除外点として、それぞれ色空間にマッピングするマッピング手段と、
前記色採取領域のそれぞれのパターンについて、前記色空間における対象点分布と除外点分布との分離度を算出し、前記分離度が最大となる色採取領域のパターンを選択するパターン選択手段と、
前記色空間を分割する色範囲であって、そこに含まれる前記選択されたパターンにおける対象点の数と除外点の数の差が最大となるような色範囲を求める色範囲探索手段と、
求められた前記色範囲を前記基板検査処理で用いられる色条件として設定する色条件設定手段と、
を備える基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記色空間は、前記第1部分に多く含まれ、かつ、前記第2部分にほとんど含まれない傾向にある色相、又は、前記第2部分に多く含まれ、かつ、前記第1部分にほとんど含まれない傾向にある色相についての彩度軸と明度軸から少なくともなる多次元色空間である請求項5記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。
- 前記色条件は、彩度の下限と上限、および、明度の下限と上限からなる
請求項6記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 前記教師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する領域抽出手段と、
それら画素領域のもつ特徴量を統計解析することにより、前記第1部分と第2部分の境界を判定するための条件を算出する条件決定手段と、
算出された前記条件を前記基板検査処理で用いられる判定条件として設定する判定条件設定手段と、
をさらに備える請求項5〜7のいずれかに記載の基板検査装置のパラメータ設定装置。 - 請求項8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において基板上の第1部分と第1部分に隣接する第2部分との境界を特定するために、前記色条件を満たす領域を前記画像から抽出し、抽出された領域のもつ特徴量と前記判定条件とを比較することにより前記境界を決定する境界決定手段と、
前記境界を基準にして検査対象領域を抽出し、前記検査対象領域に対して検査処理を施す検査手段と、
を備える基板検査装置。
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