JP6745117B2 - 検査装置、実装装置、検査方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、基板に対する部品の搭載有無を検査する検査装置、実装装置、検査方法及びプログラムに関する。

実装装置として、実装ヘッドに搭載された撮像装置を用いて、基板に対する部品の搭載有無を検査する検査装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の検査装置では、基板に対する搭載面を部品の搭載前後で撮像して、搭載前画像と搭載後画像との輝度差分を求めることで、基板の搭載領域に部品が搭載されているか否かが検査される。このような搭載前後の輝度差分を利用した検査では、部品以外の箇所の輝度差分が影響を与える場合がある。このため、通常は部品の周辺ノイズを除去するために撮像画像に対してノイズカットが施されている。

特開２０１４−１１０３３５号公報

ところで、部品のボディ部分が基板と同程度の輝度に映る場合には、部品の搭載前画像と搭載後画像の輝度差分が小さい。この場合、必要な輝度差分を出すために部品のボディに印字された文字や金属箇所の光沢等が重要になっている。しかしながら、撮像画像の全体に対して文字や光沢等の割合が小さいと、撮像画像にノイズカットが施されることで文字や光沢等による輝度差分が小さくなってしまう。このため、搭載前画像と搭載後画像の十分な輝度差分が得られず、基板の搭載面に部品が搭載されているにも関わらず、部品が搭載されていないと誤判定される可能性があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な処理により、基板に対する部品の搭載有無を高精度に検査することができる検査装置、実装装置、検査方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の検査装置は、基板の搭載面に対する部品の搭載前後を撮像した前記部品の搭載前画像と搭載後画像から前記部品の搭載有無を検査する検査装置であって、前記搭載前画像と前記搭載後画像から差分画像を生成する差分画像生成部と、前記搭載前画像と前記搭載後画像の前記差分画像の検査領域に対して複数の分割領域を設定する領域設定部と、前記差分画像の前記検査領域の全体に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第１の検査と、前記差分画像の前記複数の分割領域に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第２の検査とを行う場合に、前記第２の検査において、前記差分画像の前記複数の分割領域のいずれかで輝度が分割領域用の判定閾値以上か否かに基づいて前記部品の搭載有無を判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記第１の検査において、前記差分画像の前記検査領域の輝度が、検査領域用の第１の判定閾値より小さく、且つ、検査領域用の第２の判定閾値以上である場合に、前記第２の検査を実行することを特徴とする。

本発明の検査方法は、基板の搭載面に対する部品の搭載前後を撮像した前記部品の搭載前画像と搭載後画像から前記部品の搭載有無を検査する検査方法であって、前記搭載前画像と前記搭載後画像から差分画像を生成するステップと、前記搭載前画像と前記搭載後画像の前記差分画像の検査領域に対して複数の分割領域を設定するステップと、前記差分画像の前記検査領域の全体に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第１の検査と、前記差分画像の前記複数の分割領域に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第２の検査とを行う場合に、前記第２の検査において、前記差分画像の前記複数の分割領域のいずれかで輝度が分割領域用の判定閾値以上か否かに基づいて前記部品の搭載有無を判定するステップとを有し、前記判定するステップでは、前記第１の検査において、前記差分画像の前記検査領域の輝度が、検査領域用の第１の判定閾値より小さく、且つ、検査領域用の第２の判定閾値以上である場合に、前記第２の検査を実行することを特徴とする。

これらの構成によれば、検査領域を複数に分割した各分割領域で搭載前画像と搭載後画像が比較されるため、各分割領域における搭載前画像と搭載後画像の差分箇所が強調される。よって、検査領域全体では搭載前画像と搭載後画像の差分箇所の違いが曖昧であっても、分割領域毎に搭載前画像と搭載後画像を比較することで、搭載前画像と搭載後画像の差分箇所が強調されて部品の搭載有無を高精度に検査することができる。また、搭載前画像と搭載後画像の差分画像における各分割領域の輝度から部品の搭載有無を高精度に検査することができる。さらに、検査領域に対する初期検査（第１の検査）で基板の搭載面に部品が搭載されていないと判定された場合に、分割領域毎に部品の搭載有無を再検査（第２の検査）することができる。さらに、検査領域に対する初期検査（第１の検査）で、輝度が判定閾値付近であるにも関わらず基板の搭載面に部品が搭載されていないと判定された場合にのみ、分割領域毎に部品の搭載有無を再検査（第２の検査）することができる。よって、基板の載置面に明らかに部品が搭載されていない場合には再検査（第２の検査）されず、基板の載置面に部品が搭載されている可能性がある場合にのみ再検査（第２の検査）させることができる。

上記の検査装置において、前記分割領域用の判定閾値が、前記検査領域用の第１の判定閾値を前記分割領域の分割数で除算した除算結果にマージンを設けた値である。この構成によれば、分割領域の大きさに適した判定閾値によって部品の搭載有無を検査することができる。また、分割領域毎に差分箇所が強調されることで輝度が増加傾向にあるため、マージンによって判定閾値を高くしてバランスを調整することができる。

本発明の実装装置は、上記の検査装置と、前記搭載面に対して前記部品を搭載する実装ヘッドと、前記実装ヘッドによる部品の搭載前後を撮像する撮像装置とを備えたことを特徴とする。この構成によれば、撮像装置によって実装ヘッドによる部品の搭載前後の実装面が撮像され、搭載前画像と搭載後画像から実装ヘッドによる部品の搭載ミスを即座に検出することができる。

本発明のプログラムは、上記の検査方法を検査装置に実行させることを特徴とする。この構成によれば、検査装置にプログラムをインストールすることで、部品の搭載有無の高精度な検査機能を検査装置に追加することができる。

本発明によれば、検査領域を複数の分割領域に分割することで、各分割領域における搭載前画像と搭載後画像の差分箇所を強調した状態で比較して部品の搭載有無を高精度に検査することができる。

本実施の形態の実装装置全体を示す模式図である。 本実施の形態の実装ヘッド周辺を示す模式図である。 比較例の部品の差分画像の一例を示す図である。 本実施の形態の検査装置のブロック図である。 本実施の形態の検査処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の部品の搭載前画像及び搭載後画像の一例を示す図である。 本実施の形態の差分画像の一例を示す図である。 本実施の形態の領域設定処理の一例を示す図である。 本実施の形態の判定処理の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して本実施の形態の実装装置について説明する。図１は、本実施の形態の実装装置全体を示す模式図である。図２は、本実施の形態の実装ヘッド周辺を示す模式図である。図３は、比較例の部品の差分画像の一例を示す図である。なお、本実施の形態の実装装置は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

図１に示すように、実装装置１は、テープフィーダ等の部品供給ユニット２０から供給された部品Ｐ（図２参照）を、一対の実装ヘッド４０によって基板Ｗの載置面に搭載するように構成されている。基板Ｗの表面には配線パターンや電極パッド等が設けられており、配線パターンや電極パッド等には後段のリフロー工程で部品Ｐの端子に接合するための半田ペーストが付着されている。なお、基板Ｗは部品Ｐが搭載可能なものであればよく、形状や種類は特に限定されない。また、部品ＰとしてＩＣチップを例示して説明するが、基板Ｗに搭載される部品であれば、特に電子部品に限られない。

実装装置１には、Ｘ軸方向に基板Ｗを搬送する基板搬送ユニット１０が配設されている。基板搬送ユニット１０は、基板Ｗを搬送する一対のコンベアベルト１１と各コンベアベルト１１に沿って基板Ｗの搬送をガイドする一対のガイドレール１２とによって搬送路を形成している。コンベアベルト１１は、Ｘ軸方向の一端側から部品搭載前の基板Ｗを実装ヘッド４０の下方に搬入して位置決めし、部品搭載後の基板ＷをＸ軸方向の他端側に搬出している。一対のガイドレール１２の上部は内向きに屈曲している（図２参照）。昇降機構（不図示）により、この屈曲部分に向けて、基板Ｗと一対のコンベアベルト１１が上昇して、基板Ｗが位置決めされる。

部品供給ユニット２０にはテープリール２１が着脱自在に装着され、テープリール２１には多数の部品Ｐをパッケージングしたキャリアテープが巻回されている。各部品供給ユニット２０は、テープリール２１の回転によって実装ヘッド４０にピックアップされる受け渡し位置に向けて、順番に部品Ｐを繰り出している。実装ヘッド４０の受け渡し位置では、キャリアテープから表面のカバーテープが剥離され、キャリアテープのポケット内の部品Ｐが外部に露出される。なお、本実施の形態では、部品供給ユニット２０としてテープフィーダを例示したが、ボールフィーダ等の他の部品供給ユニット２０で構成されていてもよい。

一対の実装ヘッド４０は、移動機構３０によって実装ヘッド４０をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて、部品供給ユニット２０からピックアップした部品Ｐを基板Ｗ上の搭載面に実装している。移動機構３０は、Ｙ軸方向に延びる一対のＹ軸駆動部３１上に、Ｘ軸方向に延びる一対のＸ軸駆動部３２が両持ちで支持されている。一対のＹ軸駆動部３１には一対のＸ軸駆動部３２がＹ軸方向に移動可能に設置されており、各Ｘ軸駆動部３２には実装ヘッド４０がＸ軸方向に移動可能に設置されている。一対の実装ヘッド４０は、Ｘ軸駆動部３２とＹ軸駆動部３１とによって、部品供給ユニット２０と基板Ｗとの間を往復移動される。

図２に示すように、実装ヘッド４０は、Ｘ軸駆動部３２に支持されたヘッド本体４１に複数のノズル４２（本実施の形態では１つのみ図示）を設けて構成されている。各ノズル４２は、ノズル駆動部４３を介してヘッド本体４１に支持されており、ノズル駆動部４３によってＺ軸方向に上下動すると共にノズル４２をＺ軸回りに回転する。各ノズル４２は吸引源（不図示）に接続されており、吸引源からの吸引力によって部品Ｐを吸着保持する。ノズル４２にはコイルバネが設けられており、コイルバネを収縮させながらノズル４２に吸着された部品Ｐを基板Ｗに搭載している。

ヘッド本体４１には、基板Ｗからの高さを検出する高さセンサ（不図示）や、ノズル４２で吸着した部品Ｐの姿勢を検出する姿勢認識部４５が設けられている。高さセンサでは、基板Ｗからノズル４２までの距離が検出され、検出結果に基づいてノズル４２の上下方向の移動量が制御される。姿勢認識部４５では、横一列に並んだ発光素子４６と受光素子４７とを水平方向で対向させ、各発光素子４６からのレーザー光が部品Ｐに遮られて各受光素子４７の受光状態が変わることで部品Ｐの吸着姿勢が認識される。この姿勢認識部４５の認識結果によってノズル４２の吸着位置や吸着向きが補正される。

ヘッド本体４１には、基板Ｗ上のＢＯＣマークを真上から撮像する基板撮像部（不図示）と、ノズル４２による部品Ｐの搭載動作を斜め上方から撮像する部品撮像部４８（撮像装置）とが設けられている。基板撮像部では、ＢＯＣマークの撮像画像に基づいて基板Ｗの位置、反り等が認識され、これらの認識結果に基づいて基板Ｗに対する部品Ｐの搭載位置が補正される。部品撮像部４８では、部品供給ユニット２０に対する部品Ｐの吸着前後が撮像される他、基板Ｗの載置面に対する部品Ｐの搭載前後が撮像される。これら撮像画像によって、ノズル４２による部品Ｐの吸着有無、基板Ｗにおける部品Ｐの搭載有無が検査される。

また、実装装置１には、装置各部を統括制御する制御装置５０と、ノズル４２による部品Ｐの吸着有無や基板Ｗに対する部品Ｐの搭載有無を検査する検査装置６０とが設けられている。これらの装置は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成されており、実装装置１の制御プログラムや、検査装置６０に検査方法を実行させるためのプログラム等、部品Ｐの搭載有無の判定閾値等の各種パラメータが記憶されている。

このように構成された実装装置１では、実装ヘッド４０を部品供給ユニット２０（図１参照）まで移動させて、部品供給ユニット２０から供給された部品Ｐをノズル４２でピックアップして、基板Ｗの所望の搭載面に部品Ｐを搭載している。このノズル４２による部品Ｐの搭載動作では、基板Ｗに対する部品Ｐの搭載が失敗して、基板Ｗ上に部品Ｐが搭載されていない場合がある。このため、上記したように、基板Ｗの搭載面に対する部品Ｐの搭載前後がモノクロ画像で撮像され、検査装置６０によって部品Ｐの搭載前画像と搭載後画像から基板Ｗ上の部品Ｐの搭載有無が検査されている。

部品Ｐの搭載有無を検査する際には、搭載前画像と搭載後画像から差分画像が生成され、差分画像に対して設定されたウインドウ内の輝度（二乗和）に基づいて部品Ｐの搭載有無が検査される。しかしながら、実装装置１の振動等によって搭載前画像と搭載後画像にズレが生じる場合がある。この場合、基板Ｗ上のシルク等のように輝度のコントラストが明確な箇所にズレが生じていると、差分画像のウインドウの中で部品Ｐ以外の箇所の影響が大きくなる。このため、通常はウインドウ全体にノイズカットが施されて搭載前画像と搭載後画像のズレの影響が抑えられている。

また、比較的大きな部品Ｐを基板Ｗに搭載する場合にはウインドウが広く設定された分だけシルクのズレ等のようにコントラストが明確なノイズが入り込み易い。このため、上記のウインドウ内に対するノイズカットに加えて、差分画像に対する輝度判定の際の判定閾値が高く設定されている。ノイズカットによって搭載前画像と搭載後画像の差分画像の輝度が小さくなると共に高い判定閾値によって基板Ｗに対する部品Ｐの搭載有無が判定されるため、部品Ｐが搭載されているにも関わらず、部品Ｐが搭載されていないと誤判定されるおそれがある。

例えば、図３に示すように、モノクロ画像では部品Ｐのボディ部分が基板Ｗと同程度の輝度に映る場合があり、このような場合には、金属製の取付穴の光沢７８、リードの光沢７９等の差分箇所の輝度が重要になる。しかしながら、差分画像に対してノイズカットが施されているため、取付穴の光沢７８やリードの光沢７９による輝度が小さくなる。このように、目視では明らかに搭載前画像と搭載後画像に差分があるものであっても、ノイズカットや判定閾値によっては搭載前画像と搭載後画像に差分がないと判定されてしまう。

そこで、本実施の形態の検査装置６０では、ウインドウ内の検査領域を複数の分割領域に分割することで、各分割領域における搭載前画像と搭載後画像の差分箇所を強調した状態で比較して、部品Ｐの搭載有無を高精度に検査するようにしている。これにより、検査領域全体に対する検査では搭載前画像と搭載後画像に差分がないと判定される場合であっても、分割領域のいずれかでは搭載前画像と搭載後画像の差分箇所が強調されて部品の搭載有無を高精度に検査することが可能になっている。

以下、部品の搭載有無の検査処理について説明する。図４は、本実施の形態の検査装置のブロック図である。図５は、本実施の形態の検査処理の一例を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態の部品の搭載前画像及び搭載後画像の一例を示す図である。図７は、本実施の形態の差分画像の一例を示す図である。図８は、本実施の形態の領域設定処理の一例を示す図である。図９は、本実施の形態の判定処理の一例を示す図である。

先ず、図４を参照して、検査装置６０の制御構成について簡単に説明する。検査装置６０は、部品撮像部４８に接続されており、部品撮像部４８から基板Ｗの載置面に対する部品Ｐの搭載前画像及び搭載後画像を取得して部品Ｐの搭載有無を検査している。この場合、先ずウインドウ全体を検査領域にした初期検査（第１の検査）が実施され、初期検査（第１の検査）で部品Ｐの搭載ミスと判定された場合に、検査領域を複数に分割した各分割領域で再検査（第２の検査）が実施される。検査装置６０は、マッチング部６１、差分画像生成部６２、領域設定部６３、算出部６４、判定部６５を備えている。

マッチング部６１では、部品撮像部４８から取得した搭載前画像と搭載後画像を位置合わせするマッチング処理が実施される。差分画像生成部６２では、搭載前画像と搭載後画像から差分画像の生成処理が実施される。領域設定部６３では、初期検査時に差分画像に対してウインドウが設定される他、再検査時に差分画像に対してウインドウ内の検査領域を複数に分割した複数の分割領域が設定される。算出部６４では、初期検査時に検査領域で各画素の輝度の二乗和が算出される他、再検査時に各分割領域で各画素の輝度の二乗和が算出される。

判定部６５では、初期検査時にウインドウ内の検査領域における各画素の輝度の二乗和とウインドウの大きさに対応した判定閾値とが比較されて、検査領域の二乗和が検査領域用の判定閾値以上か否かで部品Ｐの搭載有無の判定処理が実施される。また、判定部６５では、再検査時に各分割領域における各画素の二乗和と分割領域の大きさに対応した判定閾値とが比較されて、複数の分割領域のいずれかの二乗和が分割領域用の判定閾値以上か否かで部品Ｐの搭載有無の判定処理が実施される。なお、図４のブロック図には、検査装置６０が簡略化して記載されているが、検査装置６０が通常備える構成については備えているものとする。

続いて、図５から図９を参照して、検査装置の検査処理の流れについて説明する。なお、図５のフローチャートの説明では、図４の各ブロックに付された符号を適宜使用して説明する。図５に示すように、検査装置６０には、部品撮像部４８から搭載前画像及び搭載後画像が入力される（ステップＳ０１）。図６Ａに示すように、搭載前画像は、部品Ｐの搭載前に部品撮像部４８で斜め上方から基板Ｗを撮像したモノクロ画像である。搭載前画像には、基板Ｗに印刷されたシルク７１や、シルク７１の内側の載置面７２が映されている。載置面７２には、半田７３が載った電極や金属製の取付穴７４が設けられている。

図６Ｂに示すように、搭載後画像は、部品Ｐの搭載後に部品撮像部４８で斜め上方から基板Ｗを撮像したモノクロ画像である。搭載後画像には、基板Ｗの載置面７２（図６Ａ参照）上に搭載された部品Ｐが映されている。部品Ｐのボディ部分７５には文字７７が付され、部品Ｐのリード７６が半田７３上に設置されている。なお、モノクロ画像とは、無彩色又は有彩色の単色の濃淡で表された画像であり、グレースケールを含むものである。次に、マッチング部６１にてマッチング処理が実施される（ステップＳ０２）。マッチング処理では、部品Ｐの搭載時に生じる基板Ｗの反りや撓みを考慮して、搭載前画像と搭載後画像が位置合わせされる。

次に、差分画像生成部６２にて差分画像の生成処理が実施される（ステップＳ０３）。図７に示すように、差分画像の生成処理ではマッチング後の搭載前画像と搭載後画像の輝度差分の絶対値を取って差分画像が生成される。差分画像には、シルク７１の一部、金属製の取付穴７４の光沢７８、リード７６の光沢７９等が搭載前画像と搭載後画像の特徴的な差分箇所として現れている。しかしながら、差分画像にはノイズカットが施されているため、ボディ部分の文字７７（図６Ｂ参照）が除去されると共に、これら差分箇所の輝度が小さくなっている。

次に、領域設定部６３にて差分画像に対する検査領域８１の設定処理が実施される（ステップＳ０４）。図８Ａに示すように、検査領域８１の設定処理では、部品Ｐの大きさに応じたウインドウによって差分画像に検査領域８１が設定される。次に、算出部６４にて、差分画像に設定された検査領域８１に対して算出処理が実施される（ステップＳ０５）。検査領域８１に対する算出処理では、算出部６４によって検査領域８１の各画素の輝度の二乗の合計値が初期検査用の算出結果Ｖ１として算出される。このように、本実施の形態では差分画像の検査領域８１の輝度として、検査領域８１の輝度を強調した値を用いている。

次に、領域設定部６３にて差分画像に対する分割領域８２の設定処理が実施される（ステップＳ０６）。図８Ｂに示すように、分割領域８２の設定処理では、ウインドウ内の検査領域８１を４分割した分割領域８２が差分画像に設定される。次に、算出部６４にて、差分画像に設定された分割領域８２毎に算出処理が実施される（ステップＳ０７）。各分割領域８２に対する算出処理では、算出部６４によって分割領域８２の各画素の輝度の二乗の合計値が再検査用の算出結果Ｖ２として算出される。このように、本実施の形態では差分画像の各分割領域８２の輝度として、各分割領域８２の輝度を強調した値を用いている。

なお、分割領域８２は、ウインドウ内の検査領域８１を４分割した領域に限られず、適宜変更することが可能である。ただし、検査領域８１の分割数を増やして分割領域８２を狭くすることで、部品Ｐの搭載前後の差分箇所が強調されるが、分割数を増やし過ぎると逆に差分箇所が曖昧になる。例えば、図８Ｃに示すように、検査領域８１を４分割した分割領域Ａ−Ｄでは輝度の偏りが大きくなって差分箇所が強調されるが、検査領域８１を９分割した分割領域Ｅ−Ｍでは輝度の偏りが小さくなって差分箇所が殆ど強調されない。このため、分割領域８２の輝度の偏りが一定以上になるように検査領域８１の分割数が決定されている。

次に、初期検査として判定部６５にてウインドウ内の検査領域８１で部品Ｐの搭載有無を判定する第１の判定処理が実施される。第１の判定処理では、差分画像の検査領域８１での算出結果Ｖ１（検査領域８１の輝度）と検査領域８１用の判定閾値Ｔｈ１とが比較され、算出結果Ｖ１が判定閾値Ｔｈ１以上か否かが判定される（ステップＳ０８）。算出結果Ｖ１が判定閾値Ｔｈ１以上の場合（ステップＳ０８でＹＥＳ）、「部品あり」と判定される（図９Ａ参照）。一方で、算出結果Ｖ１が判定閾値Ｔｈ１よりも小さい場合（ステップＳ０８でＮＯ）、算出結果Ｖ１が判定閾値Ｔｈ１を上限値Ｈとする所定範囲内か否かが判定される。

所定範囲は再検査が必要か否かを示す範囲であり、上記の判定閾値Ｔｈ１が上限値Ｈであるため、ここでは所定範囲の下限値Ｌ以上か否かが判定される（ステップＳ０９）。算出結果Ｖ１が下限値Ｌよりも小さい場合（ステップＳ０９でＮＯ）、算出結果Ｖ１が所定範囲に含まれないため、部品Ｐの搭載有無の再検査が実施されることなく「部品なし」と判定される（図９Ａ参照）。一方で、算出結果Ｖ１が下限値Ｌ以上の場合（ステップＳ０９でＹＥＳ）、算出結果Ｖ１が所定範囲に含まれるため、検査領域８１を複数に分割した各分割領域８２で部品Ｐの搭載有無が再検査される（図９Ａ参照）。

このように、ウインドウ内の検査領域８１に対する初期検査で、算出結果Ｖ１が判定閾値Ｔｈ１付近であるにも関わらず基板Ｗの搭載面に部品Ｐが搭載されていないと判定された場合にのみ、分割領域８２毎に部品Ｐの搭載有無が再検査される。よって、基板Ｗの載置面に明らかに部品Ｐが搭載されていない場合には再検査されず、基板Ｗの載置面に部品Ｐが搭載されている可能性がある場合にのみ再検査させることができる。なお、所定範囲は、例えば判定閾値Ｔｈ１の１００％の上限値Ｈと判定閾値Ｔｈ１の８５％の下限値Ｌで設定されることが好ましい。

初期検査用の算出結果Ｖ１が所定範囲に含まれると、再検査として判定部６５にて各分割領域８２で部品Ｐの搭載有無を判定する第２の判定処理が実施される。第２の判定処理では、差分画像の各分割領域８２の算出結果Ｖ２（各分割領域８２の輝度）と分割領域８２用の判定閾値Ｔｈ２とが比較され、差分画像の各分割領域８２のいずれかで算出結果Ｖ２が判定閾値Ｔｈ２以上か否かが判定される（ステップＳ１０）。各分割領域８２のいずれかで算出結果Ｖ２が判定閾値Ｔｈ２以上の場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、いずれかの分割領域８２で部品Ｐの搭載前画像と搭載後画像の差分が明確だとして「部品あり」と判定される（図９Ｂ参照）。

一方で、全ての分割領域８２で算出結果Ｖ２が判定閾値Ｔｈ２よりも小さい場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、全ての分割領域８２で部品Ｐの搭載前画像と搭載後画像に差分が無いとして「部品なし」と判定される（図９Ｂ参照）。分割領域８２の判定閾値Ｔｈ２は、ウインドウ内の検査領域８１に対応した判定閾値Ｔｈ１を分割領域８２の分割数（本実施の形態では４分割）で除算した除算結果を１．５倍して、除算結果にマージンを設けた値である。これにより、分割領域８２の大きさに適した判定閾値Ｔｈ２によって部品Ｐの搭載有無を検査することができる。また、分割領域８２毎に差分箇所が強調されることで輝度が増加傾向にあるため、マージンによって判定閾値Ｔｈ２を高くしてバランスを調整することができる。

なお、除算結果に対するマージンの設け方は特に限定されないが、除算結果よりも高くなるようにマージンが設けられればよい。また、上記の説明では、差分画像の検査領域８１の輝度を算出した後に続けて、差分画像の各分割領域の輝度を算出する構成について説明したが、差分画像の各分割領域８２の輝度の算出タイミングは検査領域８１の輝度の算出直後に限定されない。差分画像の各分割領域８２の輝度の算出は、再検査時に実施されてもよいし、差分画像の検査領域８１の輝度の算出と同時並行で実施されてもよい。上記のフローチャートは、あくまでも一例を示しており、適宜順番を入れ替えることは可能である。

以上のように、本実施の形態の検査装置６０は、ウインドウ内の検査領域８１を複数に分割した各分割領域８２で搭載前画像と搭載後画像が比較されるため、各分割領域８２における搭載前画像と搭載後画像の差分箇所が強調される。よって、検査領域８１全体では搭載前画像と搭載後画像の差分箇所の違いが曖昧であっても、分割領域８２毎に搭載前画像と搭載後画像を比較することで、搭載前画像と搭載後画像の差分箇所が強調されて部品Ｐの搭載有無を高精度に検査することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、本実施の形態において、判定部６５は、差分画像の複数の分割領域８２のいずれかで輝度が分割領域用の判定閾値Ｔｈ２以上か否かに基づいて部品Ｐの有無を判定したが、この構成に限定されない。判定部６５は、分割領域８２毎に搭載前画像と搭載後画像を比較することで、部品Ｐの搭載有無を判定すればよい。例えば、例えば、搭載前画像と搭載後画像のそれぞれの分割領域のマッチング処理にて算出された相関値によって部品Ｐの搭載有無が検査されてもよい。また、分割領域８２に優先順序を設けて、一つの分割領域で部品Ｐの搭載有りが判定できれば、残された他の分割領域での部品搭載の有無の判定を省略しても良い。

また、本実施の形態において、検査装置６０が実装装置１に備えられている構成について説明したが、この構成に限定されない。検査装置６０は、部品の搭載有無の検査が必要な加工装置に備えられていればよい。また、検査装置６０は、実装装置１とは別体の検査専用の装置でもよい。

また、本実施の形態において、撮像装置としての部品撮像部４８が斜め上方から基板Ｗを撮像する構成にしたが、この構成に限定されない。撮像装置は搭載前画像と搭載後画像を比較可能に撮像できればよく、例えば、真上から基板Ｗを撮像してもよい。また上述した、ヘッド本体４１に設けた基板Ｗ上のＢＯＣマークを真上から撮像する基板撮像部を用いて撮像してもよい。なお、斜め上方から基板Ｗを撮像する部品撮像部４８は、ヘッド本体４１が移動することなく、基板に搭載された部品Ｐの周辺画像を撮像することができるようにその撮影領域が設定されている。

また、本実施の形態において、判定部６５が差分画像のウインドウ内の検査領域８１の輝度として、検査領域８１の各画素の輝度の二乗和に基づいて部品Ｐの搭載有無を判定する構成にしたが、この構成に限定されない。判定部６５は、検査領域８１の輝度に基づいて部品Ｐの搭載有無を判定する構成であればよい。例えば、判定部６５は、検査領域８１の各画素の輝度値の合計で部品Ｐの搭載有無を判定してもよいし、検査領域８１の各画素の輝度の三乗和に基づいて部品Ｐの搭載有無を判定してもよい。

また、本実施の形態において、判定部６５が差分画像の各分割領域８２の輝度として、各分割領域８２の各画素の輝度の二乗和に基づいて部品Ｐの搭載有無を判定する構成にしたが、この構成に限定されない。判定部６５は、各分割領域８２の輝度に基づいて部品Ｐの搭載有無を判定する構成であればよい。例えば、判定部６５は、各分割領域８２の各画素の輝度値の合計で部品Ｐの搭載有無を判定してもよいし、各分割領域８２の各画素の輝度の三乗和に基づいて部品Ｐの搭載有無を判定してもよい。

また、本実施の形態において、基板Ｗは、プリント基板に限定されず、治具基板上に載せられたフレキシブル基板であってもよい。

また、本実施の形態において、検査装置６０は、検査領域８１で部品Ｐの搭載有無を判定する初期検査後の再検査として、分割領域８２毎に部品Ｐの搭載有無を判定する構成にしたが、この構成に限定されない。検査装置６０は、初期検査時に分割領域８２毎に部品Ｐの搭載有無を判定してもよい。すなわち、検査装置６０は、検査プログラムのリトライ処理を実施しなくてもよい。

また、本実施の形態において、検査領域８１用の判定閾値Ｔｈ１を上限値とした所定範囲に、差分画像の検査領域８１の輝度が含まれる場合に再検査が実施される構成にしたが、この構成に限定されない。差分画像の検査領域８１の輝度が検査領域８１用の判定閾値Ｔｈ１より小さい場合に再検査が実施されてもよい。これにより、検査領域８１に対する初期検査で基板Ｗの搭載面に部品Ｐが搭載されていないと判定された場合に、分割領域８２毎に部品Ｐの搭載有無を再検査することができる。

さらに、本発明のプログラムは、上記の検査方法を検査装置に実行させている。プログラムには、初期検査用のプログラムとして上記の検査方法が組み込まれてもよいし、再検査用のプログラムとして上記の検査方法が組み込まれてもよい。

以上説明したように、本発明は、簡易な処理により、基板に対する部品の搭載有無を高精度に検査することができるという効果を有し、特に、リードが設けられた比較的大きな部品の搭載有無を検査する検査装置、実装装置、検査方法及びプログラムに有用である。

１ 実装装置
４０ 実装ヘッド
４８ 部品撮像部
６０ 検査装置
６１ マッチング部
６２ 差分画像生成部
６３ 領域設定部
６４ 算出部
６５ 判定部
８１ 検査領域
８２ 分割領域
Ｐ 部品
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 基板の搭載面に対する部品の搭載前後を撮像した前記部品の搭載前画像と搭載後画像から前記部品の搭載有無を検査する検査装置であって、
   前記搭載前画像と前記搭載後画像から差分画像を生成する差分画像生成部と、
   前記搭載前画像と前記搭載後画像の前記差分画像の検査領域に対して複数の分割領域を設定する領域設定部と、
   前記差分画像の前記検査領域の全体に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第１の検査と、前記差分画像の前記複数の分割領域に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第２の検査とを行う場合に、前記第２の検査において、前記差分画像の前記複数の分割領域のいずれかで輝度が分割領域用の判定閾値以上か否かに基づいて前記部品の搭載有無を判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記第１の検査において、前記差分画像の前記検査領域の輝度が、検査領域用の第１の判定閾値より小さく、且つ、検査領域用の第２の判定閾値以上である場合に、前記第２の検査を実行することを特徴とする検査装置。
2. 前記分割領域用の判定閾値は、前記検査領域用の第１の判定閾値を前記分割領域の分割数で除算した除算結果にマージンを設けた値であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の検査装置と、
   前記搭載面に対して前記部品を搭載する実装ヘッドと、
   前記実装ヘッドによる部品の搭載前後を撮像する撮像装置とを備えたことを特徴とする実装装置。
4. 基板の搭載面に対する部品の搭載前後を撮像した前記部品の搭載前画像と搭載後画像から前記部品の搭載有無を検査する検査方法であって、
   前記搭載前画像と前記搭載後画像から差分画像を生成するステップと、
   前記搭載前画像と前記搭載後画像の前記差分画像の検査領域に対して複数の分割領域を設定するステップと、
   前記差分画像の前記検査領域の全体に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第１の検査と、前記差分画像の前記複数の分割領域に対して前記搭載前画像と前記搭載後画像を比較することで前記部品の搭載有無を判定する第２の検査とを行う場合に、前記第２の検査において、前記差分画像の前記複数の分割領域のいずれかで輝度が分割領域用の判定閾値以上か否かに基づいて前記部品の搭載有無を判定するステップとを有し、
   前記判定するステップでは、前記第１の検査において、前記差分画像の前記検査領域の輝度が、検査領域用の第１の判定閾値より小さく、且つ、検査領域用の第２の判定閾値以上である場合に、前記第２の検査を実行することを特徴とする検査方法。
5. 請求項４に記載の検査方法を検査装置に実行させることを特徴とするプログラム。

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