JPH02110306A - 観測位置検出方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えば基板上の実装部品を検査するための
技術に関連し、殊にこの発明は、ＳＯＰ部品のリードに
ように既知の間隔で並ぶ複数の観測対象についてそれぞ
れの観測位置を検出するのに用いられる観測位置検出方
法およびその装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の基板検査装置は、第１１図に示す如く、基板ｌ上
の領域をリング状の蛍光灯などで上方より照明し、この
照明状態（図中矢印２で示す）下で検査部品３を斜め上
方位置より撮像装置４で１最像し、その画像５（第１２
図に示す）を画像処理装置（図示せず）にて画像処理し
て検査箇所の反射像を解析し、前記部品３の実装状態の
良否を判定するものである。

同図の部品３は、パッケージ６の両側面より多数本のり
−ド７ａ〜７ｄを突出させたＳＯＰ部品であって、各リ
ード７ａ〜７ｄのランド部へのハンダ付けの有無や良否
が判定されている。

同図の場合、第１〜第３の各リード７ａ〜７Ｃは適正に
ハンダ付けされているが、第４のリード７ｄはハンダが
欠落した状態となっており、第１２図に示す画像５には
、各リード７ａ〜７ｄの基端部１０の反射像１０′やハ
ンダ部１１の反射像１１′が現れている。

上記の基板検査装置において、画像処理装置は、画像５
に対し各リード７ａ〜７ｄの先端位置、すなわちランド
部へのハンダ付は箇所にそれぞれウィンドウ１２Ａ〜１
２Ｄを設定し、各ウィンドウ内の画像を解析して、その
解析結果からハンダ付けの有無や良否を判定している。

このような基板検査装置では、第１２図に示す如く、ウ
ィンドウ１２Ａ−１２Ｄの設定位置が適正位置より位置
ずれすることがあるため、高分解能で観測するためには
、適正な観測位置をその都度探索することが必要となる
。

第１３図は、リード部分につき横方向の観測位置を検出
するための方法を示している。同図中、ａ　−ｄは各リ
ードの像位置を示すもので、左端のリードの像位置ａに
対し観測位置検出用のウィンドウ８が設定しである。同
図の方法は、このウィンドウ８の探索範囲りを予め定め
、ウィンドウ８を矢印方向へ走査しつつウィンドウ８内
の画像の輝度を探索範囲りの全体にわたって計測し、そ
の計測値が最大となるウィンドウ８の位置を横方向の観
測位置として検出する。

そしてリードの配列間隔は既知であるから、左端のリー
ドの像位置ａの観測位置とリードの配列間隔とから全て
のリードの像の横方向の観測位置を算出するものである
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこの種の観測位置検出方法の場合、リード
の像の輪郭が第１４図（１）に示すように歪んでいたり
、左端のリードの像の近傍に第１４図（２）に示すよう
なノイズ９が存在したりすると、その像のみならず全て
の像についての観測位置を適正かつ正確に得ることが困
難となる。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、観測
位置検出用のウィンドウを複数用いて広範囲の情報を処
理することにより、像の歪。

ぼけ、ノイズなどによる影響が少なく、適正かつ正確に
観測位置を検出し得る新規な観測位置検出方法およびそ
の装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、既知の間隔で
並ぶ複数の観測対象につきそれぞれの観測位置を検出す
るのに、全ての観測対象を含む画像を生成してその画像
上に前記の間隔に対応する間隔でウィンドウを設定し、
各ウィンドウを観測対象の配列方向へ一斉移動させつつ
各ウィンドウ内の画像の輝度を計測すると共に、各ウィ
ンドウについての計測値を用いて観測対象の観測位置を
算出するようにしている。

またこのような観測位置検出方法を実現するのに、この
発明の観測位置検出装置では、全ての観測対象を含む画
像を生成するための撮像手段と、この撮像手段で得た画
像上に前記の間隔に対応する間隔で複数のウィンドウを
観測対象の配列方向へ一斉移動可能に設定するウィンド
ウ設定手段と、各ウィンドウの移動位置で各ウィンドウ
内の画像の輝度を計測する計測手段と、各ウィンドウに
ついての計測値を用いて観測対象の観測位置を求める位
置検出手段とを具備させている。

く作用〉 観測対象の間隔に合わせて設定された複数のウィンドウ
により輝度の計測値を得て、各ウィンドウについての計
測値を用いて観測対象の観測位面を求めているから、観
測対象の像に歪。

ぼけ、ノイズなどが存在していても、その影響が軽減さ
れ、適正かつ正確に観測位置を検出できる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の観測位置検出方法の原理を説明す
るためのもので、ＳＯＰ部品のリード部分につき横方向
の観測位置を検出している。

同口中、ａ　−ｄは各リードの像位置を示しており、こ
の画像上にリードの間隔に対応する所定の間隔りで４個
のウィンドウＷＩ’％−Ｗ４が設定しである。なおリー
ドの配列間隔は部品毎に既知の値である。各ウィンドウ
Ｗ、％Ｗ、はり一ドの配列方向（図中矢印で示す）へそ
れぞれの間隔ｔを維持して一斉移動され、各移動位置（
例えば１画素毎の移動位置）で各ウィンドウ内の画像の
輝度が計測される。これら計測値を用いてその総和や平
均値などが算出され、その算出値が最大となる位置を各
リードの像の観測位置とする。

第２図は、この発明の原理を応用して観測位置の検出を
行っている基板検査装置の一例を示している。

図示例のものは、ＸＹ子テーブルり成る測定テーブル１
３上に検査対象が載置され、その上方の所定位置に下方
または斜め下方に向けて照明装置１４．投光装置１５．
撮像装置１６が配備しである。この実施例の場合、検査
対象は基板１７のランド部上にＳＯＰ部品（第５図に示
す）のような表面実装部品がハンダ付けされたものであ
って、着目したいずれか検査部品１８につき適正にハン
ダ付けされているか否かの判定を行っている。

前記照明装置１４は、例えばリング状の蛍光灯であって
、検査部品１８の真上に位置して、検査部品１８を含む
基板１７上の所定領域を照明する。第７図中、矢印１９
はこの照明装置１４による照明光を示す。

投光装置１５は、検査部品１８の真上位置に配備され、
基板１７および検査部品１８の表面にスリット光を照射
して、このスリット光による光切断線を生成する。第５
図〜第７図において、２０はスリット光を、２１は光切
断線を、それぞれ示す。

撮像装置１６は、検査部品１８の斜め上方位置に配備さ
れ、前記スリット光２０による光切断線２１を撮像する
と共に、照明装置１４による照明下で検査部品１日を撮
像して、それぞれの画像を生成する。第８図および第１
０図は前記光切断線２１の画像２１′を含む画像２２を
、また第９図は照明装置１４による照明下で得た検査部
品１８の画像２５を、それぞれ示す。

上記の照明装置１４．投光装置１５．撮像装置１６およ
び、測定テーブル１３は、マイクロコンピュータのＣＰ
Ｕより成る演算制御装置２８に接続されており、この演
算制御装置２８はメモリ２９のプログラムを解読実行し
て、撮像装置１６の撮像動作、照明装置１４および投光
装置１５の照明および投光動作、測定テーブル１３の移
動などを制御信号により一連に制御すると共に、撮像装
置１６より映像信号を取り込んで画像メモリ３０に記憶
させ、基板検査に関する各種演算や処理を実行する。な
お第１図中、モニタ部３１は撮像装置１６で得た画像を
モニタするためのもの、また表示部３２や印字部３３は
検査結果を表示したり、印字したりするためのものであ
る。

第３図および第４図は基板検査に関する演算制御装置２
８による制御手順を、また第５図〜第１０図は基板検査
の具体例を、それぞれ示すもので、ＳＯＰ部品を検査部
品１８として４本の各リード３４ａ〜３４ｄのハンダ付
は状態を検査している。

このＳＯＰ部品の検査では、第３図のステップｌ（図中
ｒｓＴＩＪで示す）において、投光装置１５を作動させ
、検査部品１８に対して第５図に示す如くスリット光２
０を照射し、基板１７および検査部品１８の上面に光切
断線２１を形成している。

この検査部品１８は部品本体が黒いパッケージ３７で覆
われ、その両側面に金属光沢をもつ４本のリード３４ａ
〜３４ｄを所定間隔で突出させである。各リード３４ａ
〜３４ｄは水平な基端部３８と、斜め下方に伸びる中間
部３９と、水平な先端部４０とを一連に備えて、先端部
４０が基板１７のランド部上にハンダ付けされる。

同図の場合、第１〜第３の各リード３４ａ〜３４ｃは良
好なハンダ付は状態であるが、第４のり一ド３４ｄはハ
ンダが欠落したハンダ付は不良の状態となっている。

前記の光切断線２１は、基板１７と検査部品１８との間
の表面形状に沿ってパッケージ３７の短辺と平行に形成
されており、その結果、光切断線２１は第５図および第
６図に示す如く、パッケージ３７の両端部にて途切れる
ような形態となる。この光切断綿２１は撮像装置１６に
より斜め上方より撮像されて演算制御装置２８に取り込
まれ、演算制御装置２８はこの画像を解析して途切れ部
分の位置を検出することにより、パッケージ３７の両端
点４１．４１の位置を求めている。

つぎに演算制御装置２８は、ステップ２において、パッ
ケージ３７の端点４１とリード３４ａ〜３４ｄの先端部
４０との距離２から、リード先端部４０の位置を画像上
で計測する。なお距離ｌは部品毎に既知の値である。続
くステップ３において、投光装置１５を再度作動させ、
この先端部４０の位置に第７図に示す如くスリット光２
０を照射し、各リード３４ａ〜３４ｄおよび基板１７の
上面に光切断線２１を形成する。

この光切断線２１は、各リード３４ａ〜３４ｄと基板１
７との間の表面形状に沿ってパッケージ３７の長辺と平
行に形成され、その結果、光切断線２１はリード先端部
４０やハンダ部４２で盛り上がるような形態となる。こ
の光切断線２１は撮像装置１６により斜め上方より撮像
され、第８図に示すような光切断線の凹凸画像２１′を
含む画像２２が得られる。この画像２２は演算制御装置
２８に取り込まれて解析され、各リード３４ａ〜３４ｄ
につきハンダ付は箇所（観測位置）が検出される。

第１０図は、ハンダ付は箇所を検出する方法の原理を、
また第４図は演算制御装置２８によるその手順を、それ
ぞれ示している。

第４図のステップ３−１において、撮像装置１６により
得た画像２２上でリードの画像の厚みに対応する所定高
さｈの位置に、その横幅ｄがリードの画像の幅に一致す
る４個の横長形状のウィンドウＷ、〜Ｗ４を設定する。

各ウィンドウＷｌ＃Ｗ、は、リードの画像の間隔Ｓに対
応させて配設している。つぎにステップ３−２で、演算
制御装置２８の所定の最大値記憶領域ＭＡＸにゼロをセ
ットした後、つぎのステップ３−３で、各ウィンドウＷ
、〜Ｗ４を一斉に図中液腺で示す方向へ例えば１画素横
移動させて各ウィンドウＷ、％Ｗ、内の明るさ（各画素
の輝度和）を計測する（ステップ３−４）。つぎにステ
ップ３−５では全ウィンドウの輝度和の総和Ｓを算出し
て、その値が前記記憶領域ＭＡＸ内のセット値より大き
いかどうかを判別する（ステップ３−６）。もし総和Ｓ
がセット値より大きければ記憶領域ＭＡＸ内のセット値
を総和Ｓの値に置き換えると共に、そのときのウィンド
ウＷ１〜Ｗ４の位置を所定の記憶領域に記憶させる（ス
テップ３−７）。

同様の処理を探索範囲の全体にわたり行った結果、全ウ
ィンドウの輝度和の総和Ｓが最大となる位置をハンダ付
は箇所として検出する（ステップ３−８．３−９）。

つぎに演算制御装置２８は、第３図のステップ４におい
て、ステップ３で検出した各リードの画像におけるハン
ダ付は箇所に縦長のウィンドウ４４Ａ〜４４Ｄを第８図
のように設定して、画像２２中での観測位置を決定する
。

この観測位置の計測工程が完了すると、つぎにステップ
５において、照明装置１４を作動して検査部品１８を含
む基板１７上の領域を照明し、撮像装置１６によりこの
照明下で検査部品１８を撮像して第９図に示すような反
射画像２５を得る。同図の画像２５には、各リード３４
ａ〜３４ｄの基端部３８の反射像３８′やハンダ部４２
の反射像４２′が現れている。この画像２５は演算制御
装置２８に取り込まれ、各ウィンドウ４４Ａ〜４４Ｄ内
の画像の解析が行われて、ハンダの有無や良否が判定さ
れる。

なお上記実施例では、全ウィンドウｗｌｘｗ４の輝度和
の総和Ｓにより観測位置を求めているが、これに限らず
、全ウィンドウｗ１〜ｗ４の輝度和の平均値や分散値に
より観測位置を求めることもできる。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如（、既知の間隔で並ぶ複数の観測対
象につきそれぞれの観測位置を検出するのに全ての観測
対象を含む画像を生成してその画像上に前記の間隔に対
応する間隔でウィンドウを設定し、各ウィンドウを観測
対象の配列方向へ一斉移動させつつ各ウィンドウ内の画
像の輝度を計測すると共に、各ウィンドウについての計
測値を用いて観測対象の観測位置を算出するようにした
から、観測対象の像に歪、ぼけ、ノイズなどが存在して
いても、その影響が軽減され、適正かつ正確に観測位置
を検出できるなど、発明目的を達成した顕著な効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を示す説明図、第２図はこの発
明が適用された基板検査装置の概略構成を示すブロック
図、第３図および第４図は基板検査における制御手順を
示すフローチャート、第５図〜第７図はＳＯＰ部品に対
するスリット光の照射状況を示す斜面図、第８図はスリ
ット光による光切断線の画像を示す説明図、第９図は検
査部品の画像を示す説明図、第１０図はハンダ付は箇所
を検出する方法を示す説明図、第１１図は従来の基板検
査方法を示す斜面図、第１２図は従来例による検査部品
の画像を示す説明図、第１３図は従来の観測位置検出方
法の原理を示す説明図、第１４図は不良画像を示す説明
図である。 １６・・・・１最像装置　　　２８・・・・演算制御装
置Ｗ、〜ｗ４・・・・ウィンドウ 骨４）ｚ 養栖」灸釦にンするシｒｔ卸チ桶しネすフ０−チャ斗付
１１２１ 寸１３）ｚ 付１４１図 ＋ｐ駐遣ｂ（場ｋをカミず説弓り１２コ刊′３）ヱ 剖′６）ｚ ＳＯＰ　Ｊ１品１にりけヴろヌプイト尤のワａ爵１」人
尤１ホう４す市ノしろ丹ＩＱ）￥Ｕ ハンｆｖけ１面均１ネ矢゛本する方ＡＰオ、ｌｆ−図Ｗ
１　〜　調−一−・・つ（ンドつ 舅′８）コ ヌリ７ト尤ｙ、Ｊ、る尤ｔｔｙｌｆｒＫ奪−乃＆イ虞２
２ポ４説弓ηを何・９）Σ カ１覧舒ゐの画ｆ本２才、４を見朗図 」川１）２１ オメ堵−吃ルト枠し組方シム費Ａ擾矛４釦ＩＺ封１２）
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Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．既知の間隔で並ぶ複数の観測対象につきそれぞれの
   観測位置を検出するための観測位置検出方法であって、 全ての観測対象を含む画像を生成してその 画像上に前記の間隔に対応する間隔でウィンドウを設定
   し、各ウィンドウを観測対象の配列方向へ一斉移動させ
   つつ各ウィンドウ内の画像の輝度を計測すると共に、各
   ウィンドウについての計測値を用いて観測対象の観測位
   置を算出することを特徴とする観測位置検出方法。
2. ２．既知の間隔で並ぶ複数の観測対象につきそれぞれの
   観測位置を検出するための観測位置検出装置であって、 全ての観測対象を含む画像を生成するため の撮像手段と、 この撮像手段で得た画像上に前記の間隔に 対応する間隔で複数のウィンドウを観測対象の配列方向
   へ一斉移動可能に設定するウィンドウ設定手段と、 各ウィンドウの移動位置で各ウィンドウ内 の画像の輝度を計測する計測手段と、 各ウィンドウについての計測値を用いて観 測対象の観測位置を求める位置検出手段とを具備して成
   る観測位置検出装置。