JP4801492B2 - Appearance inspection apparatus and printed wiring board inspection method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、無線タグが実装されたプリント配線基板に搭載される電子部品の実装状況を、ビデオカメラにより撮影され取込まれる画像に基づき検査する、外観検査装置および同装置を用いたプリント配線基板の検査方法に関する。 The present invention relates to an appearance inspection apparatus and a printed wiring board using the same that inspects the mounting state of electronic components mounted on a printed wiring board on which a wireless tag is mounted based on an image photographed and captured by a video camera. It relates to the inspection method.
電子部品が高密度実装されたプリント配線基板(PCB)において、大きな1枚のPCB(以下、メインPCBという)から複数枚のPCB(以下、サブPCBという)を切り出す基板製造方法が知られている。
図12に、そのプロセスフローが示されている。図12において、メインPCBは、前記メインPCBが製造ライン上を搬送するための治具であるロードカセットに搭載され、図示せぬ搬送装置により製造ライン上を搬送される(ステップS121)。メインPCBがクリーム半田印刷された後(ステップS122)、部品搭載機設置場所に至ると、必要な電子部品が自動で実装され(ステップS123)、電子部品の実装を終えたメインPCBは、リフロー半田装置設置場所に搬送され、ここで半田付け処理が行われる(ステップS124)。
そして、半田付けされたメインPCBは、外観検査装置に搬送され、外観検査を受ける(ステップS125)。
2. Description of the Related Art A printed circuit board (PCB) on which high-density electronic components are mounted is known as a board manufacturing method for cutting out a plurality of PCBs (hereinafter referred to as sub PCBs) from a large PCB (hereinafter referred to as main PCB). .
FIG. 12 shows the process flow. In FIG. 12, the main PCB is mounted on a load cassette, which is a jig for transporting the main PCB on the production line, and is transported on the production line by a transport device (not shown) (step S121). After the main PCB is printed with cream solder (step S122), the necessary electronic components are automatically mounted (step S123) when the component mounting machine is reached, and the main PCB after mounting the electronic components is reflow soldered. It is transported to the apparatus installation location, where soldering processing is performed (step S124).
Then, the soldered main PCB is transferred to the appearance inspection apparatus and undergoes appearance inspection (step S125).
メインPCB上に実装された電子部品の実装状態を検査する外観検査装置は、メインPCB上の各電子部品の画像を取得し、この画像に基づいて実装部品が正しい位置に実装されているか、実装漏れがないか否かを判定するのが一般的である。このため、電子部品に印字された文字を照合することにより実装部品の正否を判定するか、部品の形状等についてあらかじめ作成したテンプレートを用いてパターンマッチングを行い、実装電子部品の実装位置の正否、および実装漏れを判定している。
外観検査後、メインPCBはアンロードカセットにストックされ、以降、V字溝あるいはミシン目に沿ってサブPCBの分離処理がなされる(ステップS126)。
An appearance inspection apparatus that inspects the mounting state of the electronic component mounted on the main PCB acquires an image of each electronic component on the main PCB, and determines whether the mounting component is mounted at a correct position based on the image. It is common to determine whether there is a leak. For this reason, the correctness of the mounting component is determined by collating characters printed on the electronic component, or pattern matching is performed using a template created in advance for the shape of the component, and the correctness of the mounting position of the mounting electronic component is determined. Judgment of mounting omission.
After the appearance inspection, the main PCB is stocked in the unload cassette, and thereafter, the sub PCB is separated along the V-shaped groove or perforation (step S126).
一方、サブPCBのそれぞれに無線タグチップ(RF−IC)を実装し、このRF−ICに記録された情報を読み出すことで、製造工程や製造後の履歴を管理する方法が知られている。
例えば、サブPCBが多数形成されて成るメインPCBにおいて、メインPCBに回路部品を実装する前にRF−ICを実装しておき、そのRF−ICに電子回路部品実装用の情報を記憶させ、その内容に従い電子回路部品を実装する技術が知られている。また、RF−ICに記録された情報に基づき、電子回路部品実装後のメインPCBを仕分けることもできる(例えば、特許文献1参照)。
For example, in a main PCB in which a large number of sub PCBs are formed, an RF-IC is mounted before circuit components are mounted on the main PCB, and information for mounting electronic circuit components is stored in the RF-IC. A technique for mounting electronic circuit components according to the contents is known. Further, based on information recorded in the RF-IC, the main PCB after electronic circuit component mounting can also be sorted (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記した特許文献1に開示された技術によれば、製造ライン上の搬送途中でRF−ICのIDを一括読み取りしていたため、輻輳等の問題でサブPCBの位置情報とIDとを正確に対応付けることが困難であり、したがって、サブPCBに実装誤りや実装漏れ等があった場合、そのサブPCBを特定することができず、また、サブPCBは特定できてもメインPCBが特定できない、あるいは、メインPCBは特定できてもサブPCBは特定できないといった課題があった。
However, according to the technique disclosed in
本発明は前記した課題を解決するためになされたものであり、外観検査工程においてRF−ICのID読み取りを行うことにより、IDとサブPCBの位置情報との対応付けを正確に行い、実装誤りや実装漏れ等が発生した場合の対応を効率良く行うことのできる、外観検査装置および同装置を用いたプリント配線基板の検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By reading the ID of the RF-IC in the appearance inspection process, the ID and the position information of the sub PCB are accurately associated with each other, and a mounting error is caused. It is an object of the present invention to provide an appearance inspection apparatus and a printed wiring board inspection method using the apparatus, which can efficiently cope with occurrence of mounting leakage or the like.
前記した課題を解決するために本発明は、1枚のメインプリント配線基板に、それぞれに無線タグが実装された複数枚のサブプリント配線基板が含まれ、前記メインプリント配線基板を単位に、搭載された電子部品の実装状況をビデオカメラにより撮影され取込まれる画像に基づき外観検査する外観検査装置であって、ステージ上に載置された前記メインプリント配線基板上で、前記ビデオカメラの視野と電波の放射範囲が重複するように配置された、前記無線タグのリーダのアンテナと、前記無線タグを含む検査対象部品の配置位置をそれぞれ定義した配置位置情報、および、前記無線タグを含む検査対象部品を画像認識する際に必要となるパターンマッチングデータを記憶した記憶部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記配置位置情報によって定義された前記メインプリント配線基板上の検査対象部品の配置位置に基づいて、前記メインプリント配線基板が載置されたステージを、前記ビデオカメラの視野および電波の放射範囲の重複範囲に前記検査対象部品が含まれるように移動制御し、前記ビデオカメラにより撮影され取り込まれる画像に前記無線タグが存在するか否かを前記パターンマッチングデータを用いて判定し、前記無線タグが存在すると判定されたときは、前記アンテナを介して無線タグからIDを読取る動作を行い、前記IDを読み取れたときは外観検査を省略し、前記IDを読み取れないとき、または前記取り込まれる画像が前記無線タグではないと判定したときは、前記ビデオカメラにより撮影され取り込まれる画像を前記パターンマッチングデータを用いてパターンマッチングすることにより前記検査対象部品の外観検査を行い、前記配置位置情報に定義された各検査対象部品の外観検査を終了後、前記サブプリント配線基板の位置情報と前記読み取られたIDとをリンクさせて検査結果情報を生成する検査結果ファイル生成部と、を備える構成とした。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a single main printed wiring board including a plurality of sub printed wiring boards each mounted with a wireless tag, and the main printed wiring board is mounted as a unit. An appearance inspection apparatus for inspecting an appearance of a mounted state of the electronic component based on an image captured and captured by a video camera, on the main printed wiring board mounted on a stage, and a visual field of the video camera The radio tag reader antenna, the arrangement position information that defines the arrangement position of the inspection target part including the wireless tag, and the inspection target including the wireless tag, which are arranged so that the radiation ranges of the radio waves overlap. A storage unit storing pattern matching data necessary for image recognition of a component; and a control unit, wherein the control unit is configured to store the arrangement position information. The stage on which the main printed wiring board is placed is placed within the overlapping range of the visual field of the video camera and the radiation range of the radio wave based on the arrangement position of the inspection target component on the main printed wiring board defined by the report. The movement control is performed so that the inspection target part is included, it is determined whether or not the wireless tag is present in an image captured and captured by the video camera using the pattern matching data, and it is determined that the wireless tag is present. When the ID is read, the appearance inspection is omitted. When the ID cannot be read, or the captured image is not the wireless tag. If it is determined that the pattern matching data is an image captured and captured by the video camera. After performing the appearance inspection of the inspection target component by pattern matching using the position information of the sub printed wiring board and the read ID after finishing the appearance inspection of each inspection target component defined in the arrangement position information And an inspection result file generation unit that generates inspection result information by linking to each other.
本発明によれば、サブPCBに実装されているそれぞれのRF−ICの実装位置に合わせてリーダとPCBの相対位置を移動することで、メインPCB上のRF−ICの一括読み取りを回避できるため、サブPCBの位置情報とIDとの対応付けを正確に行うことができ、したがって、電子部品の実装誤りや実装漏れ等が発生した場合の対応を効率良く行うことができる。 According to the present invention, it is possible to avoid batch reading of the RF-ICs on the main PCB by moving the relative positions of the reader and the PCB in accordance with the mounting positions of the respective RF-ICs mounted on the sub PCB. Thus, it is possible to accurately associate the position information of the sub PCB with the ID. Therefore, it is possible to efficiently perform the correspondence when a mounting error or a mounting omission of the electronic component occurs.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1にかかわる外観検査装置の構成を示すブロック図である。図1(a)に示されるように、本発明の実施の形態1にかかわる外観検査装置は、主制御装置10を核に、X−Yステージ装置4と、ビデオカメラ5と、リーダ装置6と、リーダアンテナ7と、画像処理装置8と、ステージ制御装置9とで構成される。
[Embodiment 1]
1 is a block diagram showing a configuration of an appearance inspection apparatus according to
X−Yステージ4上には、それぞれにRF−IC2およびRF−ICアンテナ3が実装された複数枚のサブPCBから成る1枚のメインPCB1が載置されている。図1(b)に示されるように、メインPCB1は、X−Yステージ4と共にステージ制御装置9の制御により測定位置へ移動され、サブPCB毎任意の位置に実装されたRF−ICタグ2のIDが読み取られる。
また、X−Yステージ4の真上には、ビデオカメラ5が設置され、ビデオカメラ5近傍にはリーダ装置6のリーダアンテナ7が装着される。詳しくは、リーダアンテナ7は、電波の放射範囲とビデオカメラ5の視野が重複するような位置に装着される。したがって、ビデオカメラ5の視野と、リーダ装置6の読み取り範囲との関係は、図1(c)のようになる。このため、サブPCBに実装されているそれぞれのRF−IC2直上でそのIDを読み取ることができる。
On the
A
なお、画像処理装置8は、ビデオカメラ5によりメインPCB1に実装された電子部品の画像を取得し、この画像を拡大して電子部品が正しく実装されているか否か、実装漏れがないか等を判定するためのデータを生成して主制御装置10へ出力する。
主制御装置10は、RF−IC2を含む検査対象部品の配置が定義され記憶された検査データテーブル(リスト)を読み取り、ステージ制御装置9をコントロールして、メインPCB1が載置されたX−Yステージ4を検査データテーブルにより定義された前記メインPCB1内の前記検査対象部品の配置位置に基づいて、前記ビデオカメラ5の視野および電波の放射範囲の重複範囲と前記検査対象部品とがこの範囲内となるように移動制御する。
The image processing apparatus 8 acquires an image of the electronic component mounted on the
The
主制御装置10は、検査データテーブル102より、検査対象部品がRF−IC2か否かを判定する。そして、RF−IC2であると判定されたとき、X−Yステージ4を減速してリーダ装置6をコントロールしてRF−IC2のIDを読み取って外観検査をスルーする。また、RF−IC2のIDを読取れないとき、画像処理による外観検査を行う。RF−IC2でないと判定されたとき、前記サブPCB内の検査対象部品の配置位置を前記範囲内にX−Yステージ4を停止させ、画像処理による外観検査を行う。
更に、主制御装置10は、検査データテーブル102に定義された検査対象部品の外観検査を終了後、外観検査の結果をリーダ装置6によって読み取られたIDとサブPCB毎の位置情報および検査結果を関連付けた検査結果ファイルを生成する。
Further, after completing the appearance inspection of the inspection target part defined in the inspection data table 102, the
図2は、リーダアンテナ7の付帯設備を説明するために引用した図である。リーダアンテナ7は、X−Yステージ4上に載置されたRF−IC2が複数実装されたメインPCB1と、リーダアンテナ7との垂直方向の距離と、ビデオカメラ5の光軸とリーダアンテナ7から放射される電波の放射中心がなす角度θを調整する調整機構を備えている。
この調整機構は、図2(a)の正面図に示されるように、Z軸ステージ40と連動して垂直方向に移動する機構と、図2(b)の平面図に示されるように、リーダアンテナ7の中心を回転軸70として、±90度回転させる回転機構7a、7bとを備えている。
FIG. 2 is a diagram cited for explaining the incidental equipment of the
As shown in the front view of FIG. 2 (a), this adjustment mechanism includes a mechanism that moves in the vertical direction in conjunction with the Z-
RF−IC2の近傍に背の高い電子部品が配置された場合、この電子部品の陰になってRF−IC2のID読み取り率が低下する恐れがあるが、前記した調整機構を制御し、例えば、リーダアンテナ7と、メインPCB1との垂直方向の距離を伸ばし、カメラ光軸とリーダアンテナ7とがなす角度θを小さくすることでRF−IC2のID読み取り率を上げることができる。
When a tall electronic component is arranged in the vicinity of the RF-
図3は、図1に示す主制御装置10の機能構成を示すブロック図である。図3に示されるように、主制御装置10は、主制御部100と、検査制御ファイル101a、及び検査位置座標ファイル101bと、検査データテーブル102と、ステージ移送制御部103と、ID読み取り制御部104と、画像取得部105と、パターンマッチング判定部106と、パターンDB107と、検査結果ファイル生成部108と、検査結果DB109と、アンロードカセット位置情報受信部111とで構成される。
ここで、主制御部100、検査データテーブル102、検査制御ファイル101a、検査位置座標ファイル101bおよびパターンDB107は、それぞれ特許請求の範囲に記載の制御部、配置位置情報、検査制御情報、検査位置座標情報およびパターンマッチングデータに相当する。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of
Here, the
検査データテーブル102は、検査制御ファイル101a、および検査位置座標ファイル101bにRF−IC2を含む検査対象電子部品の配置が定義され記憶された情報を読み取り、これを展開し、検査データテーブルとして主制御部100へ出力する。
検査データテーブル102は、等間隔(図7のピッチ)でマトリックス状に分割したメインPCB1上の各マス(サブPCB)をどの種類のサブPCBとするかを定義(行、列で指定)している。また、検査位置座標ファイル101b(図9(a)(b)参照)は、各サブPCB内での各検査対象部品のID、位置(サブPCB内でのローカル座標の原点からのオフセット(Xn,Yn)で記述)および、撮影した画像と比較すべき画像(正常に配置された場合にどのように見えるかを示す座標)と、RF−ICであればIDとを対応付けて格納している。したがって、検査データテーブル102に展開する各マス(サブPCB)を「行,列」で特定し、サブPCBの種別を特定し、前記ピッチの情報と「行,列」の情報(図7の検査位置座標ファイルの指定)とからサブPCBのローカル座標の原点(サブPCBのオフセット位置)を特定し、さらに、サブPCB種別に対応する検査位置座標ファイルに定義された各検査対象部品のローカル座標とサブPCBのオフセット位置(図7のサブPCBのオフセット値)の和から、各検査対象部品のグローバルな座標が算出できる。前記のように算出された各検査対象部品のグローバル座標が検査データファイル102に格納される。
なお、検査制御ファイル101aは図7に、検査位置座標ファイル101bは図9(a)(b)にそのデータ構造の一例が示されている。詳細は後記する。
ステージ移送制御部103は、主制御部100によるコントロールの下、メインPCB1が載置されたX−Yステージ4を、検査制御ファイル101aによって定義された前記メインPCB1内の前記検査対象部品の配置位置に基づいて、前記ビデオカメラ5の視野および電波の放射範囲の重複範囲と前記検査対象部品とが範囲内となるように移動する。
The inspection data table 102 reads information stored in the
The inspection data table 102 defines (specifies by row and column) which type of sub PCB each cell (sub PCB) on the
FIG. 7 shows an example of the data structure of the
The stage
ID読み取り制御部104は、主制御部100のコントロールの下、X−Yステージ4に載置された各サブPCBのRF−IC2からIDを読み取って主制御部100へ出力する。
また、画像取得部105は、ビデオカメラ5により撮影される画像を取得し、拡大してパターンマッチング判定部106へ出力する。パターンマッチング判定部106は、主制御部100によるコントロールの下で、画像取得部105により取得した電子部品の画像と、パターンDB107に格納された正常に実装された電子部品の基準画像との類似度判定を行い、その結果を主制御部100へ出力する。
The ID
In addition, the
主制御部100は、検査データテーブル102の出力により、まず、検査対象電子部品がRF−IC2か否かを判定し、RF−IC2であると判定されたとき、ステージ移送制御部103をコントロールしてX−Yステージ4を減速し、また、ID読み取り制御部104をコントロールして、サブPCBのRF−IC2のIDを読み取り、外観検査をスルーする制御を行う。
RF−IC2のID読取りが不成功の場合、主制御部100は、ステージ移送制御部103をコントロールしてX−Yステージ4を前記サブPCB内の前記電子部品の座標位置を前記交点の近傍に減速又は停止させる。そして、外観検査を行うように、画像取得部105を介して取込まれた画像をパターンマッチング判定部106へ入力させる。パターンマッチング判定部106は、パターンDB107に記憶された基準画像パターンと、入力され取り込まれた検査対象電子部品の画像との比較により外観検査を行い、その結果を主制御部100へ出力する。
Based on the output of the inspection data table 102, the
When the reading of the ID of the RF-
主制御部100はまた、RF−IC2のIDが読み取れなかったとき、X−Yステージ4を微動制御して読み取り位置を修正し、読み取りが成功したときに使用した読み取り位置から、オフセット量を算出してオフセット記憶部110に登録する制御を行う。そして、主制御部100は、オフセット記憶部110に登録されたオフセット量を検査データテーブル102と検査位置座標ファイル101bに反映する。
検査結果ファイル生成部108は、主制御部100によるコントロールの下、検査データテーブル102に定義された検査対象電子部品の外観検査を終了後、サブPCBの位置情報と、読み取られたIDとを関連付け、それぞれに検査結果を付加して検査結果ファイルを生成し、検査結果DB109に出力する。
ここで、検査結果ファイルは、特許請求の範囲に記載の検査結果情報に相当する。
The
The inspection result
Here, the inspection result file corresponds to the inspection result information described in the claims.
検査結果DB109に格納される検査結果ファイルのデータ構造の一例は、図4に示されている。
図4に示されるように、検査結果DB109は、メインPCB1毎、メインPCB1に実装されたサブPCBのそれぞれのIDと、サブPCB毎のメインPCB1における位置情報と、検査結果が格納される。ここでは、電子部品実装前に10枚積層され用意されたメインPCB1の1枚目(1/10)に実装されたサブPCB(ID#0100〜ID#0200)のそれぞれは、メインPCBの(1、1)〜(3、3)の座標を持つ。そして、サブPCBの検査対象部品毎、その検査結果が付加される。検査結果ファイルのデータの詳細は、図7〜図9を参照しながら後記する。
なお、前記した主制御装置10の機能構成である、主制御部100、検査制御ファイル101a、検査位置座標ファイル101b、検査データテーブル102、ステージ移送制御部103、ID読み取り制御部104、画像取得部105、パターンマッチング判定部106、パターンDB107、検査結果ファイル生成部108、検査結果DB109およびアンロードカセット位置情報受信部111のそれぞれは、いずれもハードウェアとしての実装が可能であり、また、その一部はソフトウェアによる実装も可能である。
An example of the data structure of the inspection result file stored in the
As shown in FIG. 4, the
Note that the
図5は、本発明の実施の形態1に係る外観検査装置の動作を説明するために引用したフローチャートであり、ここでは、外観検査およびID読み取りの処理手順を示す。
以下、図5に示すフローチャートを参照しながら、図3に示す外観検査装置の動作について詳細に説明する。
FIG. 5 is a flowchart cited for explaining the operation of the appearance inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and here, the processing procedure of appearance inspection and ID reading is shown.
The operation of the appearance inspection apparatus shown in FIG. 3 will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、検査データテーブル102は、検査制御ファイル101a、および検査位置座標ファイル101bを読み込んで主制御部100へ出力する(ステップS501)。検査データテーブル102には、メインPCB1に属するサブPCB毎、実装されるRF−IC2を含む、外観検査の対象となる電子部品の座標および電子部品の属性情報があらかじめ定義され登録されている。
主制御部100は、メインPCB1が載置されたX−Yステージ4を、検査データテーブル102により出力された検査制御ファイル101aと検査位置座標ファイル101bに定義された前記メインPCB1内の前記電子部品の座標に基づいて、前記ビデオカメラ5の光軸および電波の放射方向の交点と前記電子部品とが近傍となるように移動制御する(ステップS502)。
First, the inspection data table 102 reads the
The
そして、主制御部100は、検査対象電子部品がRF−IC2であるか否かをパターンマッチングにより判定する(ステップS503)。
パターンマッチング判定部106が、画像取得部105により取得された画像はRF−IC2であると判定したとき、主制御部100は、X−Yステージ4に載置されたメインPCB1に対してステージ移送制御部103をコントロールしてX−Yステージ4を減速制御し(ステップS506)、更に、ID読み取り制御部104をコントロールしてRF−IC2のIDを読み取って外観検査の処理をスルーする(ステップS507)。
Then, the
When the pattern
一方、検査データテーブル102の出力がRF−IC2でないと判定したとき、主制御部100は、ステージ移送制御部103をコントロールしてX−Yステージ4をサブPCB内の電子部品の座標位置を交点の近傍に減速または停止させる(ステップS504)。そして、外観検査を行うように、画像取得部105を介して取込まれた画像をパターンマッチング判定部106へ入力させる。パターンマッチング判定部106は、パターンDB107に記憶された基準画像パターンと、入力され取り込まれた検査対象電子部品の画像との比較により外観検査を行い、その結果を主制御部100へ出力する(ステップS505)。
主制御部100は、前記したステップS502〜S507の処理を繰り返し、読み取られた検査データテーブルに定義された検査対象部品の外観検査を全て終了後(ステップS508)、検査結果ファイル生成部108を起動する。検査結果ファイル生成部108は、メインPCB1に含まれる各サブPCBの位置情報とIDとをリンク付けするとともに、外観検査結果が付された検査結果ファイルを生成し、検査結果DB109に書き込む(ステップS509)。
On the other hand, when it is determined that the output of the inspection data table 102 is not RF-IC2, the
The
前記した本発明の実施の形態1によれば、サブPCBの位置情報と、読み取ったIDとが検査結果DB109上でリンクされるため、メインPCB1上の座標位置からサブPCBのIDを特定でき、または、サブPCBのIDからメインPCB1上の座標位置を特定することができる。このため、メインPCB1上で電子部品の不良が発見された場合、不良のサブPCBを特定することができる。
また、前記したように、RF−IC2のID読み取りにあたり、X−Yステージ4を停止することなく減速状態でIDを読み取り、また、RF−IC2についてIDの読み取りが成功したことにより検査完了とし、外観検査を省略することで、外観検査のスループットの改善がはかれる。
According to the first embodiment of the present invention described above, since the sub PCB position information and the read ID are linked on the
Further, as described above, when reading the ID of the RF-
なお、主制御部100は、RF−IC2のIDが読み取れなかったとき、ステージ移送制御部103によりX−Yステージ4を微動制御して読み取り位置を修正し、読み取りが成功したときに使用した読み取り位置から、オフセット量を算出してオフセット記憶部110に登録する。
このことにより、2枚目以降のメインPCB1の外観検査時、オフセット記憶部110に記憶されたオフセット量に従いX−Yステージ4の読み取り位置を制御することでIDの読み取り率が向上し、一層、外観検査のスループットが向上する。
When the ID of the RF-
This improves the ID reading rate by controlling the reading position of the
図6は、本発明の実施の形態1に係る外観検査装置の動作を説明するために引用したフローチャートであり、ここでは、外観検査終了後におけるサブPCBのID読み取り処理の手順を示す。
以下、図6に示すフローチャートを参照しながら図3に示す外観検査装置の動作について詳細に説明する。
FIG. 6 is a flowchart cited for explaining the operation of the appearance inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. Here, the procedure of the ID reading process of the sub PCB after the appearance inspection is shown.
Hereinafter, the operation of the appearance inspection apparatus shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
主制御部100は、外観検査処理終了後、ステージ移送制御部103によりX−Yステージ4を減速制御して(ステップS601)、RF−IC2のIDを読み取る(ステップS602)。
ここで、ID読み取りが出来なかった場合にはX−Yステージを微動制御し(ステップS604)、IDが読み取れるまで前記処理を繰り返す(ステップS605)。そして、N枚に分割されたサブPCBにおける任意の一つのIDを読み取ることでメインPCB1を特定することができる(ステップS603)。
主制御部100は、更に、検査結果DB109を参照し(ステップS606)、メインPCBの外観検査後に製造ラインからはずして格納する場所であるアンロードカセット内の位置情報を検査結果DB109に格納する(ステップS607)。
同様に、外観検査処理終了後、アンロードカセットに搬送、格納されたメインPCBの格納位置をアンロードカセットユニットよりの位置情報をアンロードカセット位置情報受信部111が取得し、主制御部100に送信する。主制御部100は、検査結果DB109にアンロードカセット位置情報を格納することもできる。
After the appearance inspection process is completed, the
If the ID cannot be read, the XY stage is finely controlled (step S604), and the above process is repeated until the ID is read (step S605). Then, the
The
Similarly, after the appearance inspection process is completed, the unload cassette position
アンロードカセットの位置情報を特定するとき、サブPCBにおける任意の1つのIDが読み取れればメインPCBが特定できる。このことにより、アンロードカセット内の位置確認が可能となり、サブPCBの不良電子部品を特定することができる。
なお、検査結果DB109はネットワーク接続すれば、外観検査以外に他の工程において使用される設備により共用使用が可能である。
When specifying the position information of the unload cassette, the main PCB can be specified if any one ID in the sub PCB can be read. As a result, the position in the unload cassette can be confirmed, and the defective electronic component of the sub PCB can be specified.
If the
以下、1枚のメインPCB1に仕様が異なるサブPCBを合計9枚配置した場合を例示して、検査データテーブルの記述、メイン(サブ)PCB配置、検査結果ファイルのそれぞれについて、図7〜図9を参照しながら説明する。
Hereinafter, a case where a total of nine sub PCBs having different specifications are arranged on one
図7は、検査制御ファイルの記述の一例を示す。冒頭の3ラインで1枚のメインPCBには3×3のサブPCBが含まれ、100×70(mm)のピッチで配置されていることが定義されている。また、ここでは、オフセットは無しとして説明する。
そして、9枚のサブPCBのうち、仕様が異なるPCB01、PCB02仕様毎、その検査位置座標ファイル(PCB01.data、PCB02.data)が定義され、サブPCBのオフセット値(0,0)が定義されている。
FIG. 7 shows an example of the description of the inspection control file. It is defined that one main PCB in the first three lines includes 3 × 3 sub PCBs and is arranged at a pitch of 100 × 70 (mm). Here, the description will be made assuming that there is no offset.
The inspection position coordinate file (PCB01.data, PCB02.data) is defined for each of the PCB01 and PCB02 specifications having different specifications among the nine sub PCBs, and the offset value (0, 0) of the sub PCB is defined. ing.
図8(a)は、図7によって定義されるメインPCB1に属するサブPCBの配置が示されている。また、図8(b)は、検査位置座標ファイルPCB01.dataで示される各測定点座標データおよびRF−IC2を含めて配置される電子部品の属性が、図8(c)は、検査位置座標ファイルPCB02.dataで示される各測定点座標データおよびRF−IC2を含めて配置される電子部品の属性が示されている。
なお、図8(b)におけるP7、図8(c)におけるP5は、ともにRF−IC2の読み取り座標位置である。
FIG. 8A shows the arrangement of sub PCBs belonging to the
Note that P7 in FIG. 8B and P5 in FIG. 8C are reading coordinate positions of the RF-IC2.
また、図9は、本発明の外観検査装置により検査されるRF−IC2を含む検査対象電子部品の配置が定義され記憶された検査位置座標ファイルおよび、本発明の外観検査装置により外観検査が行われた結果、検査結果ファイル生成部108により生成される検査結果ファイルを示している。
図9(a)に、PCB01.dataの検査位置座標ファイルが、図9(b)に、PCB02.dataの検査位置座標ファイルが、図9(c)に、測定点毎の外観検査結果(ok/none)が、それぞれサブPCBのIDと対応付けて示されている。また、メインPCBのアンロードカセットの位置情報が示されている。
FIG. 9 shows an inspection position coordinate file in which the arrangement of electronic components to be inspected including the RF-
FIG. 9A shows PCB01. The inspection position coordinate file of data is shown in FIG. FIG. 9C shows the data inspection position coordinate file, and the appearance inspection result (ok / none) for each measurement point is associated with the ID of the sub PCB. In addition, position information of the unload cassette of the main PCB is shown.
以上説明のように本発明の実施の形態1によれば、サブPCBに実装されているそれぞれのRF−IC直上でそのIDを読み取ることで、サブPCBの位置情報とIDとの対応付けを正確に行うことができ、したがって、電子部品の実装誤りや実装漏れ等が発生した場合の対応を効率良く行うことができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the ID is read immediately above each RF-IC mounted on the sub PCB, so that the correspondence between the position information of the sub PCB and the ID can be accurately performed. Therefore, it is possible to efficiently cope with a case where an electronic component mounting error or mounting omission occurs.
[実施の形態2]
図10(a)は、本発明の実施の形態2にかかわる外観検査装置の構成を示すブロック図である。
図10(a)において、図1(a)に示した実施の形態1との差異は、リーダアンテナ71、72がビデオカメラ5を挟んで装着されたことにある。リーダアンテナ71、72は、図1に示す実施の形態1同様、電波の放射範囲とビデオカメラの視野範囲が重複するような位置に装着される。したがって、ビデオカメラ5の視野と、リーダ装置6の読み取り範囲との関係は図10(b)のようになる。
[Embodiment 2]
FIG. 10A is a block diagram showing a configuration of an appearance inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
10A differs from the first embodiment shown in FIG. 1A in that the
RF−IC2の近傍に背の高い電子部品が配置された場合、この電子部品の陰に隠れてRF−ICの読み取り率が低下する可能性があるが、例えば、2つのリーダアンテナ71、72を装着することで背の高い電子部品の逆方向からの電波により、読み取りが可能になる。
なお、図11に示されるように、図1の実施の形態1同様、X−Yステージ4上に載置されたRF−IC2が複数実装されたメインPCB1と、リーダアンテナ71、72との垂直方向の距離と、ビデオカメラ5の光軸とリーダアンテナ71、72から放射される電波の放射方向がなす角度θを調整する調整機構(Z軸ステージ40および回転機構71a、71b、72a、72b)を備えることで、一層、RF−IC2の読み取り率の向上がはかれる。
When a tall electronic component is arranged in the vicinity of the RF-
As shown in FIG. 11, as in the first embodiment shown in FIG. 1, the
なお、前記した本発明の実施の形態1、実施の形態2によれば、ともにビデオカメラ5とリーダアンテナ(7、71,72)が固定で、メインPCB1が載置されたX−Yステージ4が移動する外観検査装置を例示したが、メインPCB1を固定とし、ビデオカメラ5とリーダアンテナ7がX−Yステージ上を移動する外観検査装置であっても同じ効果が得られる。
According to the first and second embodiments of the present invention described above, both the
また、図3に示す主制御部100と、検査データテーブル102と、ステージ移送制御部103と、ID読み取り制御部104と、画像取得部105と、パターンマッチング判定部106と、検査結果ファイル生成部108のそれぞれが持つ機能は、主制御装置10が持つCPUが、記憶装置に格納されたプログラムを逐次読み出して実行し、図1に示すリーダ装置6、画像処理装置8、ステージ制御装置9を制御することにより実現される。
なお、このとき、検査データテーブル102と、パターンDB107と、検査結果DB109、オフセット記憶部110のそれぞれは、記憶装置の作業領域に割り付けられ、記憶されるものとする。ここでは、CPU、記憶装置ともに図示省略してある。
In addition, the
At this time, each of the inspection data table 102, the
1 メインPCB
2 RF−IC(無線タグチップ)
3 RF−ICアンテナ
4 X−Yステージ
5 ビデオカメラ
6 リーダ装置
7 リーダアンテナ
8 画像処理装置
9 ステージ制御装置
10 主制御装置
100 主制御部
101a 検査制御ファイル
101b 検査位置座標ファイル
102 検査データテーブル
103 ステージ移送制御部
104 ID読み取り制御部
105 画像取得部
106 パターンマッチング判定部
107 パターンDB
108 検査結果ファイル生成部
109 検査結果DB
110 オフセット記憶部
111 アンロードカセット位置情報受信部
1 Main PCB
2 RF-IC (Radio Tag Chip)
DESCRIPTION OF
108 inspection result
110 Offset
Claims (5)
ステージ上に載置された前記メインプリント配線基板上で、前記ビデオカメラの視野と電波の放射範囲が重複するように配置された、前記無線タグのリーダのアンテナと、
前記無線タグを含む検査対象部品の配置位置をそれぞれ定義した配置位置情報、および、前記無線タグを含む検査対象部品を画像認識する際に必要となるパターンマッチングデータを記憶した記憶部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記配置位置情報によって定義された前記メインプリント配線基板上の検査対象部品の配置位置に基づいて、前記メインプリント配線基板が載置されたステージを、前記ビデオカメラの視野および電波の放射範囲の重複範囲に前記検査対象部品が含まれるように移動制御し、
前記ビデオカメラにより撮影され取り込まれる画像に前記無線タグが存在するか否かを前記パターンマッチングデータを用いて判定し、
前記無線タグが存在すると判定されたときは、前記アンテナを介して無線タグからIDを読取る動作を行い、
前記IDを読み取れたときは外観検査を省略し、
前記IDを読み取れないとき、または前記取り込まれる画像が前記無線タグではないと判定したときは、前記ビデオカメラにより撮影され取り込まれる画像を前記パターンマッチングデータを用いてパターンマッチングすることにより前記検査対象部品の外観検査を行い、
前記配置位置情報に定義された各検査対象部品の外観検査を終了後、前記サブプリント配線基板の位置情報と前記読み取られたIDとをリンクさせて検査結果情報を生成する検査結果ファイル生成部と、
を備えたことを特徴とする外観検査装置。 A single main printed wiring board includes a plurality of sub printed wiring boards each mounted with a wireless tag, and the mounting status of the mounted electronic components is photographed with a video camera for each main printed wiring board. An appearance inspection device for inspecting appearance based on captured images,
On the main printed circuit board placed on the stage, the antenna of the reader of the wireless tag, which is arranged so that the field of view of the video camera and the radiation range of the radio wave overlap,
A storage unit that stores arrangement position information that defines an arrangement position of a part to be inspected including the wireless tag, and pattern matching data that is necessary for image recognition of the part to be inspected including the wireless tag;
A control unit,
The controller is
Based on the arrangement position of the inspection target component on the main printed wiring board defined by the arrangement position information, the stage on which the main printed wiring board is placed is overlapped with the visual field of the video camera and the radio wave radiation range. Movement control so that the inspection target part is included in the range,
Using the pattern matching data to determine whether the wireless tag is present in an image captured and captured by the video camera;
When it is determined that the wireless tag is present, an operation of reading an ID from the wireless tag via the antenna is performed,
When the ID can be read, the appearance inspection is omitted,
When the ID cannot be read, or when it is determined that the captured image is not the wireless tag, the inspection object component is obtained by pattern matching using the pattern matching data on the captured image captured by the video camera. Inspect the appearance of
An inspection result file generation unit that generates inspection result information by linking the position information of the sub-printed wiring board and the read ID after the appearance inspection of each inspection target component defined in the arrangement position information; ,
An appearance inspection apparatus comprising:
前記ステージを減速して任意のサブプリント配線基板に実装された無線タグのIDを読み取ってメインプリント配線基板を特定し、前記特定されたメインプリント配線基板に基づき前記検査結果情報を参照して前記メインプリント配線基板がストックされるアンロードカセットの位置情報を特定することを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。 The controller is
The stage is decelerated and the ID of a wireless tag mounted on an arbitrary sub printed wiring board is read to identify the main printed wiring board, and the inspection result information is referred to based on the identified main printed wiring board The appearance inspection apparatus according to claim 1 , wherein position information of an unload cassette in which the main printed wiring board is stocked is specified.
前記外観検査装置は、ステージ上に載置された前記メインプリント配線基板上で、前記ビデオカメラの視野と電波の放射範囲が重複するように配置された、前記無線タグのリーダのアンテナを有し、
前記外観検査装置を制御する制御部は、
前記無線タグを含む検査対象部品の配置位置が定義され記憶された検査制御情報および検査位置座標情報より展開される配置位置情報を読み取る第1のステップと、
前記配置位置情報によって定義された前記メインプリント配線基板上の検査対象部品の配置位置に基づいて、前記メインプリント配線基板が載置されたステージを、前記ビデオカメラの視野および電波の放射範囲の重複範囲に前記検査対象部品が含まれるように移動し、前記ビデオカメラにより撮影され取込まれる画像に前記無線タグが存在するか否かを、前記無線タグを含む検査対象部品を画像認識する際に必要となるパターンマッチングデータを用いて判定する第2のステップと、
前記無線タグが存在すると判定されたときは、前記アンテナを介して無線タグからIDを読取る動作を行い、
前記IDを読み取れたときは外観検査を省略し、
前記IDを読み取れないとき、または前記取り込まれる画像が前記無線タグではないと判定したときは、前記ビデオカメラより撮影され取り込まれる画像を前記パターンマッチングデータを用いてパターンマッチングすることにより前記検査対象部品の外観検査を行う第3のステップと、
前記第2、第3のステップの実行を繰り返し、前記配置位置情報に定義された各検査対象部品の外観検査を終了後、前記サブプリント配線基板の位置情報と前記読み取られたIDとをリンクさせて検査結果情報を生成する第4のステップと、
を実行することを特徴とするプリント配線基板の検査方法。 A single main printed wiring board includes a plurality of sub printed wiring boards each mounted with a wireless tag, and the mounting status of the mounted electronic components is photographed with a video camera for each main printed wiring board. A printed wiring board inspection method using an appearance inspection apparatus that inspects an appearance based on an image that is captured,
The appearance inspection apparatus includes an antenna of a reader of the wireless tag, which is arranged on the main printed wiring board placed on a stage so that a field of view of the video camera and a radio wave radiation range overlap. ,
The control unit for controlling the appearance inspection apparatus is:
A first step of reading arrangement position information developed from inspection control information and inspection position coordinate information in which an arrangement position of an inspection target part including the wireless tag is defined and stored;
Based on the arrangement position of the inspection target component on the main printed wiring board defined by the arrangement position information, the stage on which the main printed wiring board is placed is overlapped with the visual field of the video camera and the radio wave radiation range. When moving the image so that the inspection target part is included in the range and the wireless tag is present in the image captured and captured by the video camera, the image of the inspection target part including the wireless tag is recognized. A second step of determining using necessary pattern matching data;
When it is determined that the wireless tag is present, an operation of reading an ID from the wireless tag via the antenna is performed,
When the ID can be read, the appearance inspection is omitted,
When the ID cannot be read, or when it is determined that the captured image is not the wireless tag, the image to be inspected is captured by the video camera and subjected to pattern matching using the pattern matching data, so that the inspection target component A third step for visual inspection of
After repeating the execution of the second and third steps and finishing the appearance inspection of each inspection target part defined in the arrangement position information, the position information of the sub-printed wiring board and the read ID are linked. And a fourth step of generating inspection result information,
A method for inspecting a printed wiring board, comprising:
前記無線タグのIDが読み取れなかったとき、前記ステージを微動制御して読み取り位置を修正し、読み取りが成功したときに使用した読み取り位置から、オフセット量を算出して配置位置情報および検査位置座標情報に更新することを特徴とする請求項3に記載のプリント配線基板の検査方法。 In the third step,
When the ID of the wireless tag cannot be read, the reading position is corrected by finely controlling the stage, and the offset amount is calculated from the reading position used when the reading is successful, and the arrangement position information and the inspection position coordinate information The printed wiring board inspection method according to claim 3 , wherein the printed wiring board inspection method is updated to:
前記特定されたメインプリント配線基板に基づき前記検査結果情報を参照して前記メインプリント配線基板がストックされるアンロードカセットの位置情報を特定する第6のステップと、
を実行することを特徴とする請求項3に記載のプリント配線基板の検査方法。 After the completion of the fourth step, the fifth step of decelerating the stage and reading the ID of the wireless tag mounted on an arbitrary sub printed wiring board to identify the main printed wiring board;
A sixth step of identifying position information of an unload cassette in which the main printed wiring board is stocked with reference to the inspection result information based on the identified main printed wiring board;
The printed wiring board inspection method according to claim 3 , wherein:
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