JP4830501B2 - 基板検査方法および装置、並びに、その検査ロジック設定方法および装置 - Google Patents
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
- H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
- H05K13/0815—Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing
Description
囲表示部128には、所定の明度の下で得られるすべての色彩を示した色合い図134が表示されており、オペレータが各色条件の上限値、下限値を設定すると、色合い図134上には、設定された色条件により抽出される色彩を囲むような確認領域135が表示される。また、2値化表示ボタン129を押すと、現在の色パラメータによる抽出結果が二値画像で表示される。このツールによれば、オペレータは、確認領域135や二値画像を見ながら、適切な抽出結果が得られるまで色条件の追い込みを行うことができる。
処理が可能となる。しかも、部品全体の画像を取り扱う必要はなく、部品本体のエッジの少なくとも一部が含まれる検査画像を処理するだけでよいので、ワークメモリや画像記憶装置の使用量を抑えることもできる。
のエッジの少なくとも一部とそのエッジに配列された複数のリードが含まれる検査画像を処理するだけでよいので、ワークメモリや画像記憶装置の使用量を抑えることもできる。
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。
基板検査装置1は、カラー光を基板に照射してそれを撮影し、撮影された画像を用いて基板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。
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。本実施形態では、部品本体のエッジの位置や角度に着目して、IC系部品のずれを検査する手法について説明する。
も一部が含まれるように、検査画像が抽出される。すなわち、部品本体90は略矩形状なので四方にエッジをもつが、少なくとも一辺のエッジが検査画像に含まれていればよい。また、そのエッジの全体が検査画像に含まれている必要はなく、エッジの一部分が現れていれば足りる。
検査ロジック設定装置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、検査ロジック設定処理の流れを説明する。
まずは、良品画像のみを用いて色条件の設定が行われる。部分特定機能52は、画像処理によって、良品画像から「部品本体の部分」(以下、「対象領域」という)と「部品本体に隣接する部分」(以下、「除外領域」という)とを特定する(ステップS203)。具体的には、部分特定機能52は、図8に示すように、部品本体ウィンドウ70、ランドウィンドウ71、リードウィンドウ72から構成されるテンプレートを有しており、テンプレートを拡大/縮小したり、各ウィンドウの相対位置をずらしたりしながら、各ウィンドウを画像中の部品本体、ランド、リードに合わせ込む。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手法を利用すればよい。続いて、部分特定機能52は、部品本体ウィンドウ70の内側を対象領域(実線ハッチング部分参照)に設定し、部品本体ウィンドウ70の外側を除外領域(破線ハッチング部分参照)に設定する。ここでは良品画像のみを用いているので、対象領域・除外領域の高精度な特定が可能である。
ている。また、後掲の図10についても、図9と同様、白丸および黒三角は個々の画素を表すものではなく、(赤の強度、明度、度数)の3次元のデータを保持しているものである。
することによって、採用する色特徴量候補を決定すればよい。例えば、分離度が最大となる一つの色特徴量候補を選択してもよいし、分離度の大きい順に複数の色特徴候補を選択してもよい。また、色範囲を探索する手法としては、上述した手法のほか、判別分析、SVM(Support Vector Machine)等の公知の手法を用いることができる。
次に、上記色条件並びに良品画像・不良品画像を用いて、ずれ検査用の判定条件を自動生成する処理が実行される。
頼性は、最初に与える教師画像情報の数が多くなるほど向上する。
上記第1実施形態では、部品本体の部分のエッジに着目してIC系部品のずれを検査している。しかしながら、部品の種類によっては、部品本体の部分の色分布にバラツキやムラがあり、エッジの特定が困難な場合がある。部品本体部分の色ムラは、例えば、部品本体の表面に文字や記号等が印刷されている場合、リフロー時の加熱によって部品本体の表面が変形した場合などにも、生じる可能性がある。そこで、本発明の第2実施形態では、IC系部品では多数のリードがエッジに沿って直線的に配列されているという点に着目し、部品本体のエッジの代わりに、複数のリードを結んだ直線(以下、「リード配列線」とよぶ)の位置や角度を調べることによって、部品のずれを検査する。
まず、図12のフローチャートを参照して、本実施形態の検査処理の流れを説明する。なお、第1実施形態の処理(図3参照)と同様の処理については、同一のステップ番号を付して詳しい説明を省略する。
。
次に、図14のフローチャートに沿って、本実施形態の検査ロジック設定処理の流れを説明する。第1実施形態の処理(図7参照)と同様の処理については、同一のステップ番号を付して詳しい説明を省略する。なお、検査ロジック設定装置の機能構成は第1実施形態のもの(図6)とほぼ同様であるが、エッジ特定機能56の代わりに「直線特定機能」を有している点が異なる。
まずは、良品画像のみを用いて色条件の設定が行われる。部分特定機能52は、画像処理によって、良品画像から「リードの基端部分」(以下、「対象領域」という)と「リードの基端部分に隣接する部分」(以下、「除外領域」という)とを特定する(ステップS400)。具体的には、部分特定機能52は、図15に示すように、部品本体ウィンドウ70、ランドウィンドウ71、リードウィンドウ72から構成されるテンプレートを有しており、テンプレートを拡大/縮小したり、各ウィンドウの相対位置をずらしたりしながら、各ウィンドウを画像中の部品本体、ランド、リードに合わせ込む。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手法を利用すればよい。続いて、部分特定機能52は、リードウィンドウ72の所定範囲(例えば、リードウィンドウ72と部品本体ウィンドウ70の境界から、距離Lの範囲)を対象領域(実線ハッチング部分参照)に設定し、部品本体ウィンドウ70の内側を除外領域(破線ハッチング部分参照)に設定する。ここでは良品画像のみを用いているので、対象領域・除外領域の高精度な特定が可能である。
含し、かつ、除外領域の画素の色をほとんど排除できるような色範囲の最適解を求めることと等価である。
次に、上記色条件並びに良品画像・不良品画像を用いて、ずれ検査用の判定条件を自動生成する処理が実行される。
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。
上のパラメータの組み合わせについての色範囲表現(例えば、三次元空間内で球形を表す範囲など)としてもよい。また、色範囲を探索する手法としては、上記実施形態で述べた手法のほか、判別分析、SVM(Support Vector Machine)等の公知の手法を用いることができる。
2 検査ロジック設定装置
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 教師画像情報読込機能
52 部分特定機能
53 度数算出機能
54 色範囲探索機能
55 二値化機能
56 エッジ特定機能
57 ヒストグラム生成機能
58 しきい値算出機能
59 検査ロジック生成機能
60 検査ロジック書込機能
61 教師画像情報DB
70 部品本体ウィンドウ
71 ランドウィンドウ
72 リードウィンドウ
90 部品本体
91 部品本体領域
92 エッジ
93 半田
94 リード
95 リード領域
96 リード配列線
Claims (20)
- 基板上に実装されたIC系部品のずれを検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成する、基板検査装置の検査ロジック設定方法であって、
前記基板検査装置は、検査対象部品の部品本体に現れる色を規定する色条件と、判定条件とを含む検査ロジックを記憶する記憶手段と、検査対象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、前記検査対象部品の部品本体のエッジの少なくとも一部が含まれる検査画像を取得する撮像手段と、前記色条件を用いて、画像処理によって、前記検査画像から前記色条件を満足する部品本体領域を抽出する領域抽出手段と、画像処理によって前記部品本体領域のエッジを特定するエッジ特定手段と、前記エッジの特徴量の値と前記判定条件とを比較することにより、前記検査対象部品が正常な姿勢か否か判定する判定手段と、を備えるものであり、
前記検査ロジック設定方法は、
情報処理装置が、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた画像から、画像処理によって部品本体の部分と部品本体に隣接する部分とを特定し、
1または複数の色特徴量について、部品本体の部分の各画素を対象点、部品本体に隣接する部分の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求め、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求め、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する、
色条件の設定処理と、
情報処理装置が、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた複数の良品画像とずれを生じたIC系部品を撮像して得られた複数の不良品画像のそれぞれから、前記色条件の設定処理で求めた色条件を満たす画素領域を抽出し、
画像処理によって各画素領域のエッジを特定し、
前記エッジの特徴量の値の度数分布を求め、
前記特徴量の値の度数分布に基づいて、前記良品画像から抽出された画素領域のエッジの特徴量の値と前記不良品画像から抽出された画素領域のエッジの特徴量の値とを最も
よく分離する特徴量の値の範囲を求め、
前記特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する、
判定条件の設定処理と、
を含む基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項1に記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 前記色条件の設定処理において、
情報処理装置が、
予め用意された、1または複数の色特徴量から構成される複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択し、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項1に記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記特徴量の種類は、前記エッジの位置または/および角度である請求項1〜3のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 基板上に実装されたIC系部品のずれを検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成する、基板検査装置の検査ロジック設定装置であって、
前記基板検査装置は、検査対象部品の部品本体に現れる色を規定する色条件と、判定条件とを含む検査ロジックを記憶する記憶手段と、検査対象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、前記検査対象部品の部品本体のエッジの少なくとも一部が含まれる検査画像を取得する撮像手段と、前記色条件を用いて、画像処理によって、前記検査画像から前記色条件を満足する部品本体領域を抽出する領域抽出手段と、画像処理によって前記部品本体領域のエッジを特定するエッジ特定手段と、前記エッジの特徴量の値と前記判定条件とを比較することにより、前記検査対象部品が正常な姿勢か否か判定する判定手段と、を備えるものであり、
前記検査ロジック設定装置は、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた画像から、画像処理によって部品本体の部分と部品本体に隣接する部分とを特定する手段、
1または複数の色特徴量について、部品本体の部分の各画素を対象点、部品本体に隣接する部分の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求める手段、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求める手段、および、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する手段、を有する色条件の設定手段と、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた複数の良品画像とずれを生じたIC系部品を撮像して得られた複数の不良品画像のそれぞれから、前記色条件の設定手段で求めた色条件を満たす画素領域を抽出する手段、
画像処理によって各画素領域のエッジを特定する手段、
前記エッジの特徴量の値の度数分布を求める手段、
前記特徴量の値の度数分布に基づいて、前記良品画像から抽出された画素領域のエッジの特徴量の値と前記不良品画像から抽出された画素領域のエッジの特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求める手段、および、
前記特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する手段、を有する判定
条件の設定手段と、
を備える基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項5に記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 前記色条件の設定手段は、
1または複数の色特徴量から構成される色特徴量候補を複数有しており、
前記複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択し、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項5に記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記特徴量の種類は、前記エッジの位置または/および角度である請求項5〜7のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法における、前記色条件の設定処理と前記判定条件の設定処理とを情報処理装置に実行させるためのプログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを記憶する記憶媒体。
- 基板上に実装されたIC系部品のずれを検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成する、基板検査装置の検査ロジック設定方法であって、
前記基板検査装置は、検査対象部品の部品本体のエッジに配列されたリードの基端部分に現れる色を規定する色条件と、判定条件とを含む検査ロジックを記憶する記憶手段と、検査対象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、前記検査対象部品の部品本体のエッジの少なくとも一部およびそのエッジに配列された複数のリードが含まれる検査画像を取得する撮像手段と、前記色条件を用いて、画像処理によって、前記検査画像から前記色条件を満足する複数のリード領域を抽出する領域抽出手段と、画像処理によって前記複数のリード領域を結ぶ直線を特定する直線特定手段と、前記直線の特徴量の値と前記判定条件とを比較することにより、前記検査対象部品が正常な姿勢か否か判定する判定手段と、を備えるものであり、
前記検査ロジック設定方法は、
情報処理装置が、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた画像から、画像処理によってリードの基端部分とリードの基端部分に隣接する部分とを特定し、
1または複数の色特徴量について、リードの基端部分の各画素を対象点、リードの基端部分に隣接する部分の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求め、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求め、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する、
色条件の設定処理と、
情報処理装置が、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた複数の良品画像とずれを生じたIC系部品を撮像して得られた複数の不良品画像のそれぞれから、前記色条件の設定処理で求めた色条件を満たす複数の画素領域を抽出し、
画像処理によって前記複数の画素領域を結ぶ直線を特定し、
前記直線の特徴量の値の度数分布を求め、
前記特徴量の値の度数分布に基づいて、前記良品画像から抽出された複数の画素領域を結ぶ直線の特徴量の値と前記不良品画像から抽出された複数の画素領域を結ぶ直線の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求め、
前記特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する、
判定条件の設定処理と、
を含む基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項11に記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 前記色条件の設定処理において、
情報処理装置が、
予め用意された、1または複数の色特徴量から構成される複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択し、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項11に記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記特徴量の種類は、前記直線の位置または/および角度である請求項11〜13のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 基板上に実装されたIC系部品のずれを検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成する、基板検査装置の検査ロジック設定装置であって、
前記基板検査装置は、検査対象部品の部品本体のエッジに配列されたリードの基端部分に現れる色を規定する色条件と、判定条件とを含む検査ロジックを記憶する記憶手段と、検査対象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、前記検査対象部品の部品本体のエッジの少なくとも一部およびそのエッジに配列された複数のリードが含まれる検査画像を取得する撮像手段と、前記色条件を用いて、画像処理によって、前記検査画像から前記色条件を満足する複数のリード領域を抽出する領域抽出手段と、画像処理によって前記複数のリード領域を結ぶ直線を特定する直線特定手段と、前記直線の特徴量の値と前記判定条件とを比較することにより、前記検査対象部品が正常な姿勢か否か判定する判定手段と、を備えるものであり、
前記検査ロジック設定装置は、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた画像から、画像処理によってリードの基端部分とリードの基端部分に隣接する部分とを特定する手段、
1または複数の色特徴量について、リードの基端部分の各画素を対象点、リードの基端部分に隣接する部分の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求める手段、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求める手段、および、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する手段、を有する色条件の設定手段と、
正常な姿勢で実装されたIC系部品を撮像して得られた複数の良品画像とずれを生じたIC系部品を撮像して得られた複数の不良品画像のそれぞれから、前記色条件の設定手段で求めた色条件を満たす複数の画素領域を抽出する手段、
画像処理によって前記複数の画素領域を結ぶ直線を特定する手段、
前記直線の特徴量の値の度数分布を求める手段、
前記特徴量の値の度数分布に基づいて、前記良品画像から抽出された複数の画素領域を結ぶ直線の特徴量の値と前記不良品画像から抽出された複数の画素領域を結ぶ直線の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求める手段、および、
前記特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する手段、を有する判定条件の設定手段と、
を備える基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項15に記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 前記色条件の設定手段は、
1または複数の色特徴量から構成される色特徴量候補を複数有しており、
前記複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択し、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項15に記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記特徴量の種類は、前記直線の位置または/および角度である請求項15〜17のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 請求項11〜14のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法における、前記色条件の設定処理と前記判定条件の設定処理とを情報処理装置に実行させるためのプログラム。
- 請求項19に記載のプログラムを記憶する記憶媒体。
Priority Applications (4)
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