JP6595646B2

JP6595646B2 - 部品装着ライン、および基板検査装置

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Publication number: JP6595646B2
Application number: JP2018046094A
Authority: JP
Inventors: 隆倉科
Original assignee: 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP2018113467A

Description

本明細書は、複数の部品装着装置および基板検査装置が列設されて構成された部品装着ライン、ならびに基板検査装置に関する。

多数の部品が装着された基板を生産する装置として、半田印刷装置、部品装着装置、リフロー装置、基板検査装置などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築することが一般的になっている。さらに、装着する部品点数が多い場合を考慮し、複数の部品装着装置を列設して部品装着ラインを構成することも多い。基板に装着された部品の装着状態を検査するため、特許文献１に例示されるように、部品装着ラインの下流側に基板検査装置を配置する。検査方法としては、カメラにより基板上の部品の装着状態を撮像し、取得した画像データを画像処理して良否を判定する画像処理法が主に採用されており、その判定精度は高い。

特許文献１の実装ラインは、実装機および検査機と、生産用データに基づいて実装機を制御する実装機制御手段と、検査用データに基づいて検査機を制御する検査機制御手段とを備え、さらに生産用データの中から検査に必要なデータを取得して検査用データを作成する手段を備えている。これにより、検査用データの作成作業を簡単に行うことができる、とされている。

ここで、或る装着位置に部品を重ねて装着する場合、例えば、特定部品を覆うシールド部品が有る場合には、シールド部品を装着した後では特定部品を撮像できない。したがって、特定部品の装着状態を検査するために、特定部品を装着する上流側部品装着装置と、シールド部品を装着する下流側部品装着装置との間に基板検査装置を配置する必要が生じる。この配置を採用した部品装着ラインでは、上流側部品装着装置の装着動作で誤って部品を落下させたりゴミなどが入り込んだりして、下流側部品装着装置に搬入した基板上に部品やゴミなどの異物が混入するおそれがある。このため、基板検査装置により基板上の異物の有無を検査することが好ましく、とりわけ、これから装着するシールド部品の装着位置の検査が重要になる。

なお、基板検査装置よりも下流側で装着する部品は、シールド部品に限定されない。例えば、上流側部品装着装置が有するフィーダ式部品供給機構で供給できない大形部品が有ると、下流側部品装着装置に設けたトレー式部品供給機構から当該の大形部品を供給して装着する場合が考えられる。このような場合にも、基板検査装置により大形部品の装着位置における異物の有無を検査することが好ましい。また、装着位置で行う検査は、異物の有無の検査のみに限定されず、例えば、嵌め込みによって装着するシールド部品の基板上の嵌合座の検査なども考えられる。

本願出願人は、この種の部品装着ラインに基板検査装置を組み込んだシステム、およびシステムにおける部品検査方法の技術例を特許文献２に開示している。特許文献２の部品実装システムは、部品装着装置を複数台直列に配置した部品実装ラインと、撮像装置で取得した撮像画面に設定された検査エリア内で検査する検査装置とを備え、さらに検査対象設定手段を備えている。検査対象設定手段は、各部品装着装置でそれぞれ装着される部品の種類および装着位置を示す実装データと、基板上に指定された検査エリアのデータとに基づいて、検査エリア内に装着位置が存在する部品を検査対象に設定する。これにより、作業者が撮像画面上で検査エリアを適宜に指定することのみで検査を実施でき、検査所要時間を大幅に短縮できる。

さらに、特許文献２の請求項３には、被覆部品（シールド部品）によって覆われた被被覆部品（特定部品）を検査対象から除く態様を開示している。これにより、検査において撮像装置による被被覆部品の認識不可による検査エラーを防止できる。このように、装着済みの部品を検査する部品検査エリアの設定に関しては、自動化・省力化が進んでいる。

特開２００６−３３９２６０号公報特開２０１２−８９５５２号公報

ところで、特許文献１および特許文献２の技術例では、基板検査装置よりも上流側で装着済みの部品を検査対象として検査および準備作業の時間短縮および省力化を図っている。このため、下流側でこれから装着する部品の装着位置について異物の有無を検査することは考慮されていない。基板上の異物の有無を検査する画像処理方法は装着済みの部品を検査する画像処理方法と異なるため、現状では、作業者は基板の状態を確認しながら異物の有無を検査する異物検査エリアを手動にて指定している。これは、生産作業の開始以前に行う準備作業であり、異物検査エリアをわざわざ指定するために手間がかかっている。加えて、作業者には特殊なスキルが必要になる。しかしながら、異物の有無の検査が重要な基板上の領域は、これから装着する部品の装着位置や外形寸法などの生産データから或る程度特定できる状態にある。

本明細書では、これから装着する部品の装着位置の検査に必要とされる基板上の領域を異物検査エリアに自動設定して、作業者の準備作業の手間を軽減するとともに、作業者の特殊なスキルを不要とする部品装着ライン、および基板検査装置を提供することを解決すべき課題とする。

本明細書で開示する部品装着ラインは、基板に部品を装着する複数の部品装着装置と、複数の前記部品装着装置の途中に配設され、装着済みの前記部品を検査するとともに、これから装着する前記部品の前記基板上の装着位置を検査する基板検査装置とが列設され、前記基板検査装置の検査を制御する制御装置が備えられた部品装着ラインであって、前記制御装置は、複数の前記部品装着装置および前記基板検査装置を含む複数の装置の列設順を記述した配列データを取得する配列データ取得手段と、前記配列データに基づいて前記基板検査装置よりも上流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、装着済みの前記部品の検査に必要とされる前記基板上の領域を、部品検査エリアに設定する部品検査エリア設定手段と、前記配列データに基づいて前記基板検査装置よりも下流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、前記基板検査装置よりも下流側の前記部品装着装置が装着するすべての部品をその前記装着位置とともに後工程部品リストにリストアップするリスト生成手段と、前記後工程部品リストに基づいて、前記装着位置の異物の有無の検査に必要とされる前記基板上の領域を、異物検査エリアに設定する異物検査エリア設定手段と、を備え、前記基板検査装置は、前記部品検査エリアおよび異物検査エリアに関して取得した状態情報に基づいて検査を実施する検査実施手段を備えた。

これによれば、基板検査装置よりも下流側の部品装着装置が装着するすべての部品をその装着位置とともにリストアップした後工程部品リストに基づいて、装着位置の異物の有無の検査に必要とされる基板上の領域を異物検査エリアに設定できる。この設定作業は自動で行われるので、作業者の準備作業の手間が軽減されるとともに、作業者の特殊なスキルも不要になる。また、これから装着する部品の基板上の装着位置の異物の有無を確実にかつ漏れなく検査できる。

また、本明細書で開示する基板検査装置は、複数の部品が装着された基板を生産する部品装着ラインの途中に配設され、装着済みの前記部品を検査するとともに、これから装着する前記部品の前記基板上の装着位置を検査する基板検査装置であって、複数の部品装着装置および前記基板検査装置を含む複数の装置の列設順を記述した配列データを取得する配列データ取得手段と、前記配列データに基づいて上流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、装着済みの前記部品の検査に必要とされる前記基板上の領域を、部品検査エリアに設定する部品検査エリア設定手段と、前記配列データに基づいて下流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、下流側の前記部品装着装置が装着するすべての前記部品をその前記装着位置とともに後工程部品リストにリストアップするリスト生成手段と、前記後工程部品リストに基づいて、前記装着位置の異物の有無の検査に必要とされる前記基板上の領域を、異物検査エリアに設定する異物検査エリア設定手段と、前記部品検査エリアおよび異物検査エリアに関して取得した状態情報に基づいて検査を実施する検査実施手段と、を備えた。

これによれば、基板検査装置の単体であっても、上記した部品装着ラインと同様の効果が生じる。

第１実施形態の基板検査装置を組み込んだ部品装着ラインの全体構成を例示した平面図である。第１実施形態の基板検査装置の装置構成を示した平面図である。ホストコンピュータのメモリに記憶された生産データおよび検査データを例示した図である。部品装着ラインで生産する基板を例示した平面図である。第１実施形態の基板検査装置の動作を示す動作フローの図である。別の基板に関する生産データのうち部品データおよび装着データを例示した図である。部品装着ラインで生産する別の基板を例示した平面図である。第２実施形態の基板検査装置の動作を示す動作フローの図である。

第１実施形態の基板検査装置について、図１〜図７を参考にして説明する。まず、第１実施形態の基板検査装置４を組み込んだ部品装着ライン９の全体構成について説明する。図１は、部品装着ライン９の全体構成を例示した平面図である。図示されるように、部品装着ライン９は、第１部品装着装置１、第２部品装着装置２、基板検査装置４、第３部品装着装置３が、この順番で上流側（図１の左側）から下流側（図１の右側）に向かって列設されている。この４台の装置１〜４には、基板搬送装置５がそれぞれ設けられている。各基板搬送装置５は、基板を第１部品装着装置１、第２部品装着装置２、基板検査装置４、第３部品装着装置３に順次搬入出する。基板を搬送する図１の紙面左側から右側に向かう方向をＸ方向とし、水平面内でＸ方向に直角な図１の紙面下側から上側に向かう方向をＹ方向とする。

４台の各装置１〜４は、それぞれの動作を制御する制御装置１１、２１、３１、４１を備えている。各制御装置１１、２１、３１、４１は、データ伝送バスとなる通信ケーブル６１を介してホストコンピュータ６に接続されている。第１部品装着装置１の上流側には、図略の基板ローダ、半田印刷装置、および半田検査装置がこの順番でＸ方向に列設されている。また、第３部品装着装置３の下流側には、図略のリフロー装置および基板アンローダがこの順番でＸ方向に列設されている。これにより、基板生産ラインが構築されている。なお、基板検査装置４の上流側および下流側に列設される部品装着装置の台数は、図１の全体構成とは異なっていてもよい。

第１部品装着装置１と第２部品装着装置２は同一構成であり、第１部品装着装置１を例にして説明する。第１部品装着装置１は、制御装置１１、基板位置決め部、部品供給部１３、ヘッド駆動機構１４、および部品装着ヘッド１５を備えている。図略の基板位置決め部は、基板搬送装置５によって搬入された基板を装着実施位置に位置決めする。部品供給部１３は、複数のフィーダ機構を着脱可能に有している。各フィーダ機構は、多数の部品を一定間隔で収容したテープをリールから引き出して、それぞれの供給位置に順次部品を供給する。ヘッド駆動機構１４は、Ｘ方向移動機構およびＹ方向移動機構からなり、部品装着ヘッド１５をＸ−Ｙ平面内で駆動する。部品装着ヘッド１５は、吸着ノズル１６、図略のノズル駆動機構、および基板カメラ１７を有している。吸着ノズルは１６、下向きに配設されており、部品供給部１３の各供給位置から部品を吸着して基板に装着する。ノズル駆動機構は、吸着ノズル１６を回動および上下動させる。基板カメラ１７は、位置決めされた基板を撮像して、基板の種類の確認および位置決め誤差の検出を行う。

第３部品装着装置３は、制御装置３１、基板位置決め部、部品供給部３３、ヘッド駆動機構３４、および部品装着ヘッド３５を備えている。基板位置決め部、ヘッド駆動機構３４、および部品装着ヘッド３５の構造は、第１部品装着装置１および第２部品装着装置２と同様であるので説明は省略する。部品供給部３３は、複数のトレー機構から順次部品を供給する。各トレー機構は、多数の部品を格子状に収容した矩形皿状のトレーを交換可能に保持している。トレー機構では、フィーダ機構で供給できない大形部品や特殊部品を供給できる。大形部品や特殊部品として、複数の接続端子が二次元配列状に配置されたボールグリッドアレー部品や、内側に配置される別の部品を遮蔽するシールド部品などを例示でき、これらに限定されない。

図２は、第１実施形態の基板検査装置４の装置構成を示した平面図である。基板検査装置４は、制御装置４１（図示省略）、基板位置決め部、ヘッド駆動機構４４、検査ヘッド４５、検査カメラ４８、および機台４９を備えている。機台４９は、堅固に形成されており、制御装置４１、基板位置決め部、およびヘッド駆動機構４４が組み付けられる。基板位置決め部は、基板搬送装置５によって搬入された基板Ｋ（便宜的にハッチングを付して表示）を検査実施位置４２に位置決めする。

ヘッド駆動機構４４は、Ｘ方向移動機構４６およびＹ方向移動機構４７からなり、検査ヘッド４５をＸ−Ｙ平面内で駆動する。Ｘ方向移動機構４６は、Ｘスライダ４６１および一対のＸ駆動部４６２から構成されている。各Ｘ駆動部４６２は、Ｘサーボモータ４６３と、Ｘサーボモータ４６３の出力軸に回転連結されたＸボールねじ４６４とからなる。Ｘスライダ４６１は、一対のＸボールねじ４６４に螺合して、Ｘ方向に移動可能に保持されている。一対のＸサーボモータ４６３がそれぞれＸボールねじ４６４を回転駆動すると、Ｘスライダ４６１がＸ方向に移動する。

Ｙ方向移動機構４７は、Ｘスライダ４６１上に設けられている。Ｙ方向移動機構４７は、Ｙスライダ４７１およびＹ駆動部４７２から構成されている。Ｙ駆動部４７２は、Ｙサーボモータ４７３と、Ｙサーボモータ４７３の出力軸に回転連結された図略のＹボールねじとからなる。Ｙスライダ４７１は、Ｙボールねじに螺合して、Ｙ方向に移動可能に保持されている。Ｙサーボモータ４７３がＹボールねじを回転駆動すると、Ｙスライダ４７１がＹ方向に移動する。

検査ヘッド４５は、Ｙスライダ４７１に固設されている。検査ヘッド４５は、下向きに配設された検査カメラ４８を有している。検査カメラ４８の撮像視野は長方形であり、その大きさはＸ方向範囲ＸＬ、Ｙ方向範囲ＹＷ（図４および図７参照）の一定とされている。検査カメラ４８の撮像視野は、撮像距離および解像度の少なくとも一方に制約されており、基板Ｋの全体像は入らない。このため、基板Ｋを複数個の撮像視野に分け、検査カメラ４８を移動して複数回の撮像を行い、複数個の画像データを取得する場合が多くなる。また、撮像視野の基準点の基板Ｋ上の撮像座標値（Ｘｃ、Ｙｃ）を指定するだけで基板Ｋ上の撮像視野範囲が定まる。検査カメラ４８は、基板Ｋ上の部品検査エリアおよび異物検査エリアを包含する１個または複数個の撮像視野に関して撮像を行って状態情報に相当する１個または複数個の画像データを取得する撮像部に相当する。

検査カメラ４８が撮像して取得した画像データは、図略の信号ケーブルを介して、あるいは無線通信を介して制御装置４１に取り込まれる。制御装置４１は、画像データを画像処理して検査を実施する画像検査部に相当する機能を有している。

図１に戻り、ホストコンピュータ６は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースなどを備えてソフトウェアで動作する一般的なコンピュータである。メモリには、部品装着ライン９の全体の動作を制御するメイン制御プログラムや各種の生産データ、検査データなどが記憶されている。また、各装置１〜４の制御装置１１、２１、３１、４１にも、一般的なコンピュータを用いる。ホストコンピュータ６から通信ケーブル６１を介して、制御装置１１、２１、３１に生産データが伝送され、制御装置４１に検査データが伝送されるようになっている。

図３は、ホストコンピュータ６のメモリに記憶された生産データおよび検査データを例示した図である。生産データとして、配列データ、部品データ、および装着データを例示でき、検査データとして撮像データを例示できる。これらのデータは、必要に応じて各装置１〜４の制御装置１１、２１、３１、４１と相互に伝送されて共有される。配列データは、ホストコンピュータ６の制御下にある各装置１〜４の列設順や、各装置１〜４の仕様などからなるデータである。配列データは、部品装着ライン９のライン構成を示しており、ライン構成が組み替えられない間は変化しない。これに対して、部品データ、装着データ、および撮像データは、生産する基板Ｋの種類や使用する部品の部品種に対応して多数記憶され、あるいは逐次変更される。

部品データは、基板Ｋに装着する部品の部品種Ｐ１〜Ｐ８と部品仕様とを対応付けたデータである。図３では、部品仕様の一例として各部品の外形寸法、すなわち長手方向寸法Ｌ１〜Ｌ８および幅方向寸法Ｗ１〜Ｗ８を示している。部品仕様はこれだけに限定されず、多様な項目を含んでいてもよい。

装着データは、各部品種Ｐ１〜Ｐ８の部品を基板Ｋに装着する動作を指定するデータである。装着データは、部品種、装着座標値、装着方向、および装着装置を対応付けて構成されている。例えば、図３中の部品種Ｐ１の部品については、部品の中央が基板Ｋ上の装着座標値（Ｘ１、Ｙ１）に位置して、部品の長手方向がＹ方向に一致するように第１部品装着装置１で装着される旨が指定されている。また例えば、部品種Ｐ８の部品については、部品の中央が基板Ｋ上の装着座標値（Ｘ８、Ｙ８）に位置して、部品の長手方向がＸ方向に一致するように第３部品装着装置３で装着される旨が指定されている。

撮像データは、基板検査装置４で検査を行うときの検査カメラ４８の撮像視野を指定するデータである。撮像データは、撮像順序、撮像座標値、および検査用途を対応付けて構成されている。例えば、図３中の撮像順序１では、検査カメラ４８の撮像視野の基準点を撮像座標値（Ｘｃ１、Ｙｃ１）に移動して撮像し、取得した画像データを装着済みの部品の検査に使用する旨が指定されている。また例えば、撮像順序３では、検査カメラ４８の撮像視野の基準点を撮像座標値（Ｘｃ３、Ｙｃ３）に移動して撮像し、取得した画像データをこれから装着する部品の装着位置の異物の有無の検査に使用する旨が指定されている。さらに、撮像順序４では、検査カメラ４８の撮像視野の基準点を撮像座標値（Ｘｃ４、Ｙｃ４）に移動して撮像し、取得した画像データを装着済みの部品の検査およびこれから装着する部品の装着位置の異物の有無の検査に共通使用する旨が指定されている。撮像データは、後述する基板検査装置４の動作フローの過程で生成される。

次に、第１実施形態の基板検査装置４の動作および作用について、生産する基板Ｋ１を例示して説明する。図４は、部品装着ライン９で生産する基板Ｋ１を例示した平面図である。基板Ｋ１は、下流側の基板アンローダで取り出された後に２枚の単位基板Ｋ１１、Ｋ１２に分割される２枚取り基板Ｋ１である。２枚の単位基板Ｋ１１、Ｋ１２は同一品であるので、以降では、主に左側の単位基板Ｋ１１について説明する。なお、基板Ｋ１は説明を簡潔にするために簡略化されたものであり、一般的な基板ではさらに多数の部品が装着される場合が多い。

２枚取り基板Ｋ１に関する生産情報のうち部品データおよび装着データは、図３に一致している。図３の装着データに示されるように、部品種Ｐ１〜Ｐ４の各部品は、部品の長手方向がＹ方向に一致するように第１部品装着装置１で装着される。また、部品種Ｐ５〜Ｐ７の各部品は、部品の長手方向がＸ方向に一致するように第２部品装着装置２で装着される。さらに、部品種Ｐ８の部品は、部品の長手方向がＸ方向に一致するように第３部品装着装置３で装着される。部品種Ｐ８の部品は、基板検査装置４で基板Ｋ１を検査するときに未だ装着されていない後工程部品（図４で破線示）である。部品種Ｐ８の部品として、ボールグリッドアレー部品を例示でき、これに限定されない。

図５は、第１実施形態の基板検査装置４の動作を示す動作フローの図である。図５の動作フローのステップＳ１で、基板検査装置４の制御装置４１は、部品装着に関する生産データ、すなわち図３の部品データおよび装着データをホストコンピュータ６から取得する。次にステップＳ２で、制御装置４１は、第１部品装着装置１および第２部品装着装置２で装着済みの部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品の検査に必要とされる基板Ｋ１上の領域を部品検査エリアに設定する。

このとき、部品データに基づき、各部品種Ｐ１〜Ｐ７ごとの部品寸法（Ｌ１〜Ｌ７、Ｗ１〜Ｗ７）を考慮し、所定の検査マージン幅を付加して、それぞれの部品検査エリア（図略）を設定できる。また、複数の部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品をまとめて考慮し、基板Ｋ１上に位置する範囲を演算処理によって求め、所定の検査マージン幅を付加して、部品検査エリア（図略）を設定してもよい。さらには、各部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品種をまとめて考慮することで得られる後述の撮像視野の全領域を部品検査エリアとしてもよい。

次にステップＳ３で、制御装置４１は、部品検査エリアを包含する１個または複数個の撮像視野を設定する。図４に示される２枚取り基板Ｋ１で、２枚の単位基板Ｋ１１、Ｋ１２の部品検査エリアを１個の撮像視野で一括して包含することは、撮像視野の大きさの制約から無理である。それでも、単位基板Ｋ１１、Ｋ１２ごとの部品検査エリアをそれぞれ１個の撮像視野で包含することができる。したがって、２枚取り基板Ｋ１において、合計で２個の撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２（図４で一点鎖線示）を設定する。

次にステップＳ４で、制御装置４１は、後工程部品の有無を判定し、無い場合にはステップＳ１３に進む。２枚取り基板Ｋ１では部品種Ｐ８の部品が後工程部品であるのでステップＳ５に進み、後工程部品リストを生成する。後工程部品リストは、これから装着する部品をその装着位置とともにリストアップしたものである。２枚取り基板Ｋ１では、後工程部品が１部品種であるので、部品データの部品種Ｐ８の段がそのまま後工程部品リストになる。一般的には、後工程部品が複数有る場合もあり、さらに、基板検査装置４の下流側に複数の部品装着装置が列設されるライン構成も考えられる。したがって、後工程部品リストを生成することで、各種データの錯綜を回避できる。

次に、制御装置４１は、ステップＳ６からステップＳ１２までの後工程部品に関する処理ループを後工程部品の部品種の数量だけ繰り返す。詳述すると、ステップＳ７で、制御装置４１は、後工程部品リストに基づいて、装着位置の異物の有無の検査に必要とされる基板上の領域を異物検査エリアＡｔ１（図４で一点鎖線示）に設定する。このとき、部品種Ｐ８の部品の外形寸法（Ｌ８、Ｗ８）に所定の検査マージン幅Ｍｇを付加して異物検査エリアＡｔ１を設定できる。異物検査エリアＡｔ１の大きさは、Ｘ方向で（Ｌ８＋Ｍｇ）となり、Ｙ方向で（Ｗ８＋Ｍｇ）となる。さらに、部品種Ｐ８の装着座標値（Ｘ８、Ｙ８）を考慮すれば、異物検査エリアＡｔ１の座標値範囲は、Ｘ方向で｛Ｘ８−（Ｌ８＋Ｍｇ）／２｝〜｛Ｘ８＋（Ｌ８＋Ｍｇ）／２｝となり、Ｙ方向で｛Ｙ８−（Ｗ８＋Ｍｇ）／２｝〜｛Ｙ８＋（Ｗ８＋Ｍｇ）／２｝となる。なお、右側の単位基板Ｋ１２でも、同様にして異物検査エリアＡｔ２（図４で一点鎖線示）を設定できる。

次にステップＳ８で、制御装置４１は、設定済みの撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に当該の異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２が包含されているか否か判定する。２枚取り基板Ｋ１では、設定済みの撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２が包含されており、ステップＳ９に進む。ステップＳ９で制御装置４１は、当該の撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２を共通設定する。共通設定することで、撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に関して取得した画像データを装着済みの部品の検査、ならびに後工程部品の装着位置の異物の有無の検査に共通使用できる。次に、ステップＳ１１に進み、最後の後工程部品か否か判定する。２枚取り基板Ｋ１では、後工程部品は１部品種であるので、ステップＳ７からステップＳ１２までを１回実施して、ステップＳ１３に抜け出す。

２枚取り基板Ｋ１の生産が開始された後のステップＳ１３で、基板検査装置４は、２枚取り基板Ｋ１を撮像して、検査を実施する。具体的に、基板検査装置４は、設定された各撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に関して撮像を行う。そして、基板検査装置４は、共通設定された撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に関して取得した画像データを画像処理して、装着済みの部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品の検査を行う。さらに、基板検査装置４は、画像データ中の異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２を画像処理して、異物の有無の検査を行う。

装着済みの部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品の装着状態の検査では、公知の方法を適宜採用できる。公知の方法で、撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２の画像データの全領域で画像処理を実施してもよく、画像データ中の限られた部品検査エリアのみを対象として画像処理を実施してもよい。

また、部品種Ｐ８の後工程部品の装着位置の異物の有無の検査でも、公知の方法を適宜採用できる。公知の方法で、画像データ中の異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２のみを対象として画像処理を実施することが好ましい。これにより、画像処理の対象となるデータ量を削減し、比較的長時間を要する異物の有無の検査に係わる演算負荷を軽減して、検査所要時間を短縮できる。なお、異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２での検査は、必ずしも異物の有無の検査のみに限定されない。例えば、後工程部品が半田付けによる装着でなく嵌合座に嵌め込まれるシールド部品であるときに、基板上の嵌合座の状態を検査してもよい。

次に、第１実施形態の基板検査装置４で、別の基板Ｋ２を対象とした場合の動作について説明する。図６は、別の基板Ｋ２に関する生産データのうち部品データおよび装着データを例示した図である。また、図７は、部品装着ライン９で生産する別の基板Ｋ２を例示した平面図である。別の基板Ｋ２は、同一の２枚の単位基板Ｋ２１、Ｋ２２を生産する２枚取り基板Ｋ２である。ただし、図６中の部品データおよび図７に示されるように、別の基板Ｋ２では、前述の部品種Ｐ１〜Ｐ８の部品にさらに部品種Ｐ９の大形部品が追加されている。

そして、図６中の装着データおよび図７に示されるように、部品種Ｐ１〜Ｐ８の部品の装着座標値（Ｘ１１〜Ｘ１８、Ｙ１１〜Ｙ１８）は、２枚取り基板Ｋ１よりもＹ方向負側（図７の紙面下方）にシフトしており、装着装置は２枚取り基板Ｋ１の場合に一致している。また、追加された部品種Ｐ９の大形部品は第３部品装着装置で装着される後工程部品であり、部品種Ｐ８の部品と合わせて合計２部品種の部品が後工程部品となっている（図７で破線示）。部品種Ｐ９の大形部品の装着座標値（Ｘ１９、Ｙ１９）は、図７に示されるように、部品種Ｐ７の部品のＹ方向正側（図７の紙面上方）に位置している。

別の基板Ｋ２を対象として、第１実施形態の基板検査装置４が図５に示される動作フローを実施すると、ステップＳ１〜ステップＳ４までは２枚取り基板Ｋ１の場合と同様に動作する。つまり、基板検査装置４の制御装置４１は、装着済みの部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品の検査に必要とされる基板Ｋ１上の領域を部品検査エリアに設定し、部品検査エリアを包含する２個の撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４を設定する。

そして、ステップＳ５で、制御装置４１は、部品データの部品種Ｐ８および部品種Ｐ９の段に相当する後工程部品リストを生成する。次に、制御装置４１は、ステップＳ６からステップＳ１２までの後工程部品に関する処理ループを部品種Ｐ８および部品種Ｐ９の部品についてそれぞれ繰り返す。まず、部品種Ｐ８の部品について２枚取り基板Ｋ１の場合と同様に動作し、２個の異物検査エリアＡｔ３、Ａｔ４（図７で一点鎖線示）を設定し、さらに異物検査エリアＡｔ３、Ａｔ４を包含している撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４（図７で一点鎖線示）を共通設定する。

次に、部品種Ｐ９の部品について、ステップＳ７で、制御装置４１は、部品種Ｐ９の部品の外形寸法（Ｌ９、Ｗ９）に所定の検査マージン幅Ｍｇを付加して異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６（図７で一点鎖線示）を設定する。次にステップＳ８で、制御装置４１は、設定済みの撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４に当該の異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６が包含されているか否か判定する。別の基板Ｋ２では、設定済みの撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４に異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６が包含されていないので、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０で制御装置４１は、当該の異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６を包含する別の撮像視野Ｐｈ５、Ｐｈ６（図７で一点鎖線示）を新規に設定する。この後、ステップＳ１１から、ステップＳ１２を経てステップＳ１３に抜け出す。

別の基板Ｋ２の生産が開始された後のステップＳ１３で、基板検査装置４は、別の基板Ｋ２を撮像して、検査を実施する。具体的に、基板検査装置４は、設定された各撮像視野Ｐｈ３〜Ｐｈ６に関して撮像を行う。そして、基板検査装置４は、共通設定された撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４に関して取得した画像データを画像処理して、装着済みの部品種Ｐ１〜Ｐ７の部品の検査を行う。さらに、基板検査装置４は、画像データ中の異物検査エリアＡｔ３、Ａｔ４を画像処理して、異物の有無の検査を行う。また、基板検査装置４は、撮像視野Ｐｈ５、Ｐｈ６に関して取得した画像データの異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６を画像処理して、異物の有無の検査を行う。

なお、上述した基板Ｋ１、Ｋ２は説明用に簡略化された例であって、実際には多数の撮像視野を設定する場合が多い。そして、部品検査エリアを包含して異物検査エリアを包含しない撮像視野が多くを占め、異物検査エリアを包含する撮像視野は少なくなる場合が多い。

動作フロー中のステップＳ２およびステップＳ３は、部品検査エリア設定手段に相当する。また、ステップＳ５はリスト生成手段に相当し、ステップＳ７〜ステップＳ１０は異物検査エリア設定手段に相当する。さらに、ステップＳ１３は検査実施手段に相当する。

さらになお、図５に示される動作フローのステップＳ１〜ステップＳ１２までの演算処理は、基板検査装置４の制御装置４１でなく生産データを共有するホストコンピュータ６や外部コンピュータで行うこともできる。この場合には、ステップＳ１２とステップＳ１３の間で、ホストコンピュータ６や外部コンピュータから基板検査装置４の制御装置４１へ演算処理の結果をデータ伝送する。また、ホストコンピュータ６や外部コンピュータの演算処理機能を含めて基板検査装置４と考えることができる。

第１実施形態の基板検査装置４は、複数の部品（部品種Ｐ１〜Ｐ８）が装着された基板（２枚取り基板Ｋ１）を生産する部品装着ライン９の途中に配設され、装着済みの部品（部品種Ｐ１〜Ｐ７）を検査するとともに、これから装着する部品（部品種Ｐ８）の基板Ｋ１上の装着位置を検査する基板検査装置４であって、装着済みの部品の検査に必要とされる基板上の領域を部品検査エリアに設定する部品検査エリア設定手段と、これから装着する部品をその装着位置とともに後工程部品リストにリストアップするリスト生成手段と、後工程部品リストに基づいて、装着位置の異物の有無の検査に必要とされる基板上の領域を異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２に設定する異物検査エリア設定手段と、部品検査エリアおよび異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２に関して取得した状態情報に基づいて検査を実施する検査実施手段と、を備えている。

これによれば、これから装着する部品（部品種Ｐ８）をその装着位置とともにリストアップした後工程部品リストに基づいて、装着位置の異物の有無の検査に必要とされる基板上の領域を異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２に設定できる。この設定作業は自動で行われるので、作業者の準備作業の手間が軽減されるとともに、作業者の特殊なスキルも不要になる。また、これから装着する部品（部品種Ｐ８）の基板Ｋ１上の装着位置の異物の有無を確実にかつ漏れなく検査できる。

さらに、第１実施形態で、検査実施手段は、基板Ｋ１上の部品検査エリアおよび異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２を包含する１個または複数個の撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に関して撮像を行って状態情報に相当する１個または複数個の画像データを取得する撮像部（検査カメラ４８）、および画像データを画像処理して検査を実施する画像検査部（制御装置４１）を含んでいる。

これによれば、画像処理法を用いて装着済みの部品（部品種Ｐ１〜Ｐ７）の検査、ならびにこれから装着する部品（部品種Ｐ８）の基板Ｋ１上の装着位置の検査の両方を行えるので、良否の判定精度が高い。

さらに、第１実施形態で、部品検査エリア設定手段は、部品検査エリアを包含する撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２を設定し、異物検査エリア設定手段は、設定済みの撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２が包含されていれば、当該の撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２を共通設定し、検査実施手段は、部品検査エリア設定手段が設定した各撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に関して撮像を行い、共通設定された撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２に関して取得した画像データを画像処理して装着済みの部品の検査ならびに装着位置の異物の有無の検査を行う。

これによれば、部品検査エリアおよび異物検査エリアに共通な撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２を認識するので、検査用途が異なっていても基板Ｋ１上の同じ領域を二度撮りしなくて済む。したがって、検査所要時間を短縮できる。

さらに、第１実施形態で別の基板Ｋ２を対象としたとき、部品検査エリア設定手段は、部品検査エリアを包含する撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４を設定し、異物検査エリア設定手段は、設定済みの撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４に異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６が包含されていなければ、異物検査エリアＡｔ５、Ａｔ６を包含する別の撮像視野Ｐｈ５、Ｐｈ６を設定し、検査実施手段は、部品検査エリア設定手段および異物検査エリア設定手段が設定した各撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４、Ｐｈ５、Ｐｈ６に関して撮像を行う。

これによれば、設定済みの撮像視野Ｐｈ３、Ｐｈ４に包含されない後工程部品（部品種Ｐ９）が仮に有ったとしても、新規に撮像視野Ｐｈ５、Ｐｈ６を設定して、後工程部品（部品種Ｐ９）の基板Ｋ２上の装着位置を確実にかつ漏れなく検査できる。

さらに、第１実施形態では、部品検査エリア設定手段および異物検査エリア設定手段の少なくとも一方で、部品の基板上の装着位置に加え部品（部品種Ｐ１〜Ｐ９）の外形寸法（Ｌ１〜Ｌ９、Ｗ１〜Ｗ９）を考慮して、部品検査エリアおよび異物検査エリアＡｔ１〜Ａｔ６の少なくとも一方を設定する。

これによれば、部品の大きさを考慮して、検査に必要とされる基板Ｋ１、Ｋ２上の領域を過不足なく正確に検査エリアに設定できる。したがって、画像処理の対象となるデータ量を削減し、演算負荷を軽減して検査所要時間を短縮できる。

さらに、第１実施形態では、これから装着する部品は、ボールグリッドアレー部品およびシールド部品の少なくとも一方を含んでいる。これによれば、後工程部品となる場合が多い大形部品や特殊部品に対して、前述した各効果が特に顕著となる。

次に、第２実施形態の基板検査装置について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態において、部品装着ライン９の全体構成および基板検査装置４の装置構成は第１実施形態と同様であり、基板検査装置４の動作フローが異なる。図８は、第２実施形態の基板検査装置４の動作を示す動作フローの図である。以降では、第１実施形態で説明した２枚取り基板Ｋ１を対象とした場合を例にして、第２実施形態における動作フローを説明する。

図８の動作フローのステップＳ３１で、第２実施形態の基板検査装置４の制御装置は、部品装着に関する生産データ、すなわち図３の部品データおよび装着データをホストコンピュータ６から取得する。次にステップＳ３２で、制御装置は、装着済みおよび未装着に関わらず全ての部品種Ｐ１〜Ｐ８の部品の検査に必要とされる基板Ｋ１上の領域を部品検査エリアに設定する。次にステップＳ３３で、制御装置は、全ての部品検査エリアを包含する１個または複数個の撮像視野を設定する。

次にステップＳ３４で、制御装置は、後工程部品の有無を判定し、無い場合にはステップＳ４２に進む。後工程部品が有る場合にはステップＳ３５に進み、後工程部品リストを生成する。次に、制御装置は、ステップＳ３６からステップＳ４１までの撮像視野に関する処理ループを撮像視野の数量だけ繰り返す。詳述すると、ステップＳ３７で、制御装置は、着目した当該の撮像視野内に後工程部品の装着位置が有るか無いかについて、後工程部品リストを参照して判定し、無い場合にはステップＳ４０に進む。有る場合には、制御装置は、ステップＳ３８で当該の撮像視野を共通設定し、ステップＳ３９で当該の後工程部品の異物検査エリアを設定する。ステップＳ３９の後、ステップＳ４０に合流する。

ステップＳ４０で、制御装置は、最後の撮像視野か否か判定する。最後でなければ着目する撮像視野を変更してステップＳ３７からステップＳ４０までを繰り返し、最後になると、ステップＳ４１を経てステップＳ４２に抜け出す。２枚取り基板Ｋ１の生産が開始された後のステップＳ４２で、基板検査装置は、２枚取り基板Ｋ１を撮像して、検査を実施する。

上述した第２実施形態における動作フローでも、第１実施形態と同様に、２枚取り基板Ｋ１に部品検査エリアおよび異物検査エリアＡｔ１、Ａｔ２を設定でき、撮像視野Ｐｈ１、Ｐｈ２を共通設定できる。第２実施形態の基板検査装置の効果は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。

なお、第１実施形態または第２実施形態の基板検査装置４を備えた部品装着ライン９は、実施形態の部品装着ラインとなっている。第１および第２実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

１〜３：第１〜第３部品装着装置
４：基板検査装置４１：制御装置４２：検査実施位置
４４：ヘッド駆動機構４５：検査ヘッド
４８：検査カメラ４９：機台
５：基板搬送装置６：ホストコンピュータ
９：部品装着ライン
Ｋ、Ｋ１、Ｋ２：基板
Ａｔ１〜Ａｔ６：異物検査エリア
Ｐｈ１〜Ｐｈ６：撮像視野

Claims

基板に部品を装着する複数の部品装着装置と、複数の前記部品装着装置の途中に配設され、装着済みの前記部品を検査するとともに、これから装着する前記部品の前記基板上の装着位置を検査する基板検査装置とが列設され、前記基板検査装置の検査を制御する制御装置が備えられた部品装着ラインであって、
前記制御装置は、
複数の前記部品装着装置および前記基板検査装置を含む複数の装置の列設順を記述した配列データを取得する配列データ取得手段と、
前記配列データに基づいて前記基板検査装置よりも上流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、装着済みの前記部品の検査に必要とされる前記基板上の領域を、部品検査エリアに設定する部品検査エリア設定手段と、
前記配列データに基づいて前記基板検査装置よりも下流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、前記基板検査装置よりも下流側の前記部品装着装置が装着するすべての部品をその前記装着位置とともに後工程部品リストにリストアップするリスト生成手段と、
前記後工程部品リストに基づいて、前記装着位置の異物の有無の検査に必要とされる前記基板上の領域を、異物検査エリアに設定する異物検査エリア設定手段と、を備え、
前記基板検査装置は、前記部品検査エリアおよび異物検査エリアに関して取得した状態情報に基づいて検査を実施する検査実施手段を備えた、部品装着ライン。
複数の部品が装着された基板を生産する部品装着ラインの途中に配設され、装着済みの前記部品を検査するとともに、これから装着する前記部品の前記基板上の装着位置を検査する基板検査装置であって、
複数の部品装着装置および前記基板検査装置を含む複数の装置の列設順を記述した配列データを取得する配列データ取得手段と、
前記配列データに基づいて上流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、装着済みの前記部品の検査に必要とされる前記基板上の領域を、部品検査エリアに設定する部品検査エリア設定手段と、
前記配列データに基づいて下流側の前記部品装着装置が使用する部品データおよび装着データを取得し、取得した前記部品データおよび前記装着データに基づいて、下流側の前記部品装着装置が装着するすべての前記部品をその前記装着位置とともに後工程部品リストにリストアップするリスト生成手段と、
前記後工程部品リストに基づいて、前記装着位置の異物の有無の検査に必要とされる前記基板上の領域を、異物検査エリアに設定する異物検査エリア設定手段と、
前記部品検査エリアおよび異物検査エリアに関して取得した状態情報に基づいて検査を実施する検査実施手段と、を備えた基板検査装置。