JPH0231144A - プリント基板検査装置 - 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、Ｘ線を用いて両面実装プリント基板を検査
するための装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は例えば精密上学会講習会テキスト「サブミクロ
ンパターン形状・欠陥計測・認識技術」（昭和６３年２
月２５日開催）第５３頁に掲載された従来のプリント基
板検査装置としてのＸ線透視検査装置を示すブロック図
であり、図において、２０ａはＸ線発生器、２０ｂはＸ
線発生器２０ａを制御するコントローラ、２０ｃはＸ線
管球冷却用のオイルを冷却してＸ線発生器２０ａへ送出
するオイルクーラ、２１は被検査物であるプリント基板
、２２ａはプリント基板２１を載置されるＸ−Ｙテーブ
ル、２２ｂはｘ−ｙテーブル２２ａを駆動操作するため
の移動指示を入力する操作ユニット。

２２ｃは操作ユニット２２ｂからの移動指示に従ってＸ
−Ｙテーブル２２ａを駆動制御するコントローラ、２３
はＸ線発生器２０ａからＸ線の照射を制御する自動シャ
ッタ、２４はＸ線用のフィルタ、２５はプリント基板２
１を透過したＸ線を撮像するＸ線ビジコンカメラ、２６
はＸ線ビジコンカメラ２５およびビュワーカメラ３０を
制御するためのカメラコントローラ、２７は各カメラ２
５゜３０からの画像信号を処理するための画像処理装置
、２８は画像処理装置２７により処理された画像を写し
出すモニタテレビ、２９はプリント基板２１の上面外観
像を反射してビュワーカメラ３０へ導くミラーである。

次に動作について説明する。プリント基板２１をＸ−Ｙ
テーブル２２ａ上に載置してから、Ｘ−Ｙテーブル操作
ユニット２２ｂによって移動指示を外部（例えば熟練し
たオペレータ等）から与え、その移動指示に従って、コ
ントローラ２２ｃによりＸ−Ｙテーブル２２ａを所定の
位置に駆動制御する。そして、Ｘ線発生器２２ａからの
ｘｉが、自動シャッタ２３およびフィルタ２４を通過し
てプリント基板２１へ照射する。Ｘ線はプリント基板２
１を透過した後にＸ線ビジコンカメラ２５によって画像
として撮像される。その画像信号は、カメラコントロー
ラ２６を通って画像処理装置２７へ入力され、輪郭エン
ハンス等の処理が行なわれてからモニタテレビ２８上に
写し出される。

一方、プリント基板２１は、その位置を確認するために
その上面外観像をミラー２９を介してビュワーカメラ３
０で撮像され、カメラコントローラ２６２画像処理装置
２７を通ってモニタテレビ２８上に表示され写し出され
る。

このように、Ｘ３画像が上面外観像とともに同一のモニ
タテレビ２８上に写し出されるので、オペレータは、モ
ニタテレビ２８の画面をｔＲ察することによりプリント
基板２１の位置の確認を行ないながらその検査を行なう
ことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のＸ線透過検査装置（プリント基板検査装置）は以
上のように構成されているので、両面実装のプリント基
′＠２１を検査しようとする場合には、プリント基板２
１の両側に実装された部品のＸ線透過像が重なって見、
えることになり、その判定が困難であるほか、実装面の
表裏の判定を行なえないなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、両面実装プリント基板の検査に際して、Ｘ線画
像に写った部品像の実装面の表裏を自動的に判定できる
ようにすることで、正確で且つ信頼性の高い検査を実現
したプリント基板検査装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るプリント基板検査装置は、Ｘ線発生手段
と、両面実装プリント基板のＸ線透過画像を生成するＸ
線撮像手段と、前記両面実装プリント基板の一方の面を
光学的に撮像する光学撮像手段と、前記のｘｇ撮像手段
および光学撮像手段からのＸ線画像および光学画像の画
像特徴量をそれぞれ抽出する第１および第２の画像特微
量抽出手段と、前記Ｘ線画像についての画像特徴量と前
記光学画像についての画像特徴量とを相互に比較・照合
する画像比較・照合手段と、その比較・照合結果に基づ
き画像データについて前記両面実装プリント基板の表裏
位置を判定する画像認識手段と、その認識結果に基づき
前記両面実装プリント基板の各面における電子部品を検
査する良否判定手段とをそなえたものである。

［作　　　用］ この発明におけるプリント基板検査装置では、Ｘ線撮像
手段により両面実装プリント基板の透過Ｘ線画像が得ら
れるとともに、光学撮像手段によりＸ線画像と同一視野
のプリント基板の一方の面の光学画像が得られる。そし
て、第１および第２の画像特微量抽出手段により、それ
ぞれＸ線画像および光学画像から特徴量を抽出し、画像
比較・照合手段において抽出した特徴量を比較・照合す
ることで、その結果に基づいて画像認識手段により撮像
された画像データが両面実装プリント基板の表裏いずれ
の位置にあるかを判定・認識する。

この認識結果に基づき、両面実装プリント基板の表裏い
ずれ側にある電子部品であるかを認識しながら良否判定
手段においてその電子部品の検査を行なう。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例によるプリント基板検査装置を
示すブロック図であり、本実施例では、プリント基板の
表裏面に実装された電子部品のハンダ付は部分をＸ線を
用いて検査する装置について説明する。

第１図において、１は強度を制御できるＸ線発生源（Ｘ
線発生手段）、２はＸ線発生源１のＸ線をその表面（上
面）側から照射される被検査物としての両面実装プリン
ト基板、３ａ、３ｂはそれぞれプリント基板２の表裏面
に実装された電子部品としてのチップ抵抗およびＩＣ１
４はプリント基板２のＸ線透過画像を生成するイメージ
インテシファイヤ（Ｘ線撮像手段）、５ａ、５ｂはいず
れもプリント基板２の表面側を照明する照明手段、６は
プリズム７を介してプリント基板２の表面（Ｘ線画像と
同一視野）を光学的に撮像する光学カメラ（光学撮像手
段）、８ａ、８ｂはそれぞれイメージインテシファイヤ
４および光学カメラ６からの画像信号をそれぞれデジタ
ル化して格納記憶する第１および第２の画像メモリ手段
、９ａ、９ｂはそれぞれ第１および第２の画像メモリ手
段８ａ、８ｂに格納された画像信号についてそれぞれの
画像信号に基づき画像特微量を抽出する第１および第２
の画像特徴量抽出手段、１０は第１の画像特徴量抽出手
段９ａからのＸ線画像についての画像特微量と第２の画
像特徴量抽出手段９ｂからの光学画像についての画像特
微量とを相互に比較・照合する画像比較・照合手段、１
１は画像比較・照合手段１０からの比較・照合結果に基
づき撮像された画像データについてプリント基板２の表
裏位置を判定する画像認識手段、１２は画像認識手段１
１からの認識結果に基づきプリント基板２の各面におけ
る電子部品（チップ抵抗３ａ、ＩＣ３ｂ）を検査する良
否判定手段である。

次に、上述のように構成された本実施例の装置の動作を
第２図に従い説明する。第２図は本実施例装置の処理の
流れを示すフローチャートである。

まず、Ｘ線発生源１から放射状に照射されたＸ線は、プ
リント基板２を透過してイメージインテンシファイヤ４
に入射し、このイメージインテンシファイヤ４により光
学画像に変換される。そして、変換されたＸ線画像を９
例えば５１２　Ｘ　５１２（画素）　Ｘ　８　（ｂｉｔ
）のデジタル画像として第１の画像メモリ手段８ａに格
納する。これにより、プリント基板２のＸ線画像が取り
込まれる（ステップＳ１）。

ついで、プリント基板２の表面を、上記Ｘ線画像と同一
視野についてプリズム７を介して光学カメラ６により撮
像し、その光学画像を、前述と同様にデジタル画像とし
て第２の画像メモリ手段８ｂに格納する。これにより、
プリント基板２の表面側の光学画像が取り込まれる（ス
テップＳ２）。

ただし、プリズム７で反射して得られた光学画像は、実
際の像を裏返したものとなっているので、画像メモリ手
段８ｂは、その光学画像の格納時にそれを反転修正する
。なお、光学カメラ６による撮像に際して、充分な光度
が得られるように照明手段８ａ、８ｂによりプリント基
板２の表面を照明する。

そして、第１の画像特徴量抽出手段９ａにおいて、画像
メモリ８ａに格納されたＸ線画像を処理し、特徴量とし
て例えば画像中のエツジを抽出し、途切れ線の連結、不
要線の除去を行なって線画を再構成する（ステップＳ３
）。第３図は第１の画像特徴量抽出手段９ａにより得ら
れた線画の例を示す模式図である。第３図において、１
３はＩＣ３ｂのリードの一部に対応する像、１４はチッ
プ抵抗３ａの電極部分に対応する像、１５はハンダ部分
の輪郭像、１６はランド部の輪郭像である。

続いて、第２の画像特徴量抽出手段９ｂにおいて１画像
メモリ８ｂに格納された光学画像を処理し、上述と同様
にして線画を再構成する（ステップＳ４）。第４図は第
２の画像特徴量抽出手段９ｂにより得られた線画の例を
示す模式図である。

第４図において、１７はチップ抵抗３ａの像。

１８はランドの像である。

Ｘ線画像および光学画像のそれぞれについて特微量を抽
出して線画を再構成した後、画像比較・照合手段１０に
より、Ｘ線画像特微量（第３図）と光学画像特徴量（第
４図）とを比較・照合する（ステップＳ５）。線画同志
の比較・照合によって、第３図の画像にあってしかも第
４図の画像にある線分は、プリント基板２の表面の部品
、即ち、この場合、チップ抵抗３ａのものであり、また
、第３図の画像にあって第４図の画像にない線分は、プ
リント基板２の裏面の部品、即ちＩＣ３ｂのものである
と判断できる。

このように第３図、第４図の画像に含まれる像。

含まれない像の比較・照合結果に基づき、画像認識手段
１１において、第５図に示すように、線画を構成する線
分が、プリント基板２の表面側の部品１８を実線で、プ
リント基板２の裏面側の部品１９を破線で区別して表示
した線画が再々構成される。そして、第５図に示す線画
に基づいて、部品の種類２位置、方向の認識を行なう（
ステップＳ６）。

この後、良否判定手段１２により１部品のハンダ付は状
態が評価され、その良否が決定される。

評価にはＸ線画像が用いられ、第５図に示した認識結果
と対応づけることによりハンダ部の所望の位置での濃度
分布が抽出され、それが予め与えられた良品のハンダ付
は状態のものと比較されることで、良否が判定される。

このとき、認識された部品の実装面がプリント基板の表
裏どちら側であるかが認識されているので、Ｘ線画像上
でプリント基板２の表裏両方の部品が重なることによっ
て生じる濃度分布の乱れによる誤判定を確実に避けるこ
とができる。

なお、上記実施例では、Ｘ線撮像手段としてイメージイ
ンテンシファイヤ４を用い、また光学カメラ６で光学画
像を撮像するためにプリズム７を用いているが、それぞ
れＸ線ビジコンカメラ、反射ミラーを用いてもよい。

また、上記実施例では、プリズム７を介して光学カメラ
６により光学画像を撮像しているが、プリズムやミラー
等を介さずに斜め方向から直接的にプリント基板２の表
面側の光学画像を撮像し、画像処理によってプリント基
板２の直上方から撮像した画像に変換するようにしても
よく、さらにプリント基板２の表裏各々の面を撮像する
光学カメラを複数設けて同様の画像特徴量抽出、比較・
照合に供してもよい。また、上記実施例では、画像特徴
量として線分の集合で表された線画を用いたが、エツジ
の折れ曲がり点や閉じた線分で囲まれた領域を特微量と
しても同様の効果を奏する。

さらに、上記実施例では、プリント基板２の部品のハン
ダ付は状態を検査する場合について説明したが、実装後
の部品の位置ずれ検査や多層基板における内層配線パタ
ーンの検査に対しても、本発明の装置は有効に適用され
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、Ｘ線撮像手段と光学
撮像手段とを併用し、各撮像手段により得られたＸ線画
像と光学画像との特微量を比較・照合することでプリン
ト基板上の電子部品の表裏位置を判定できるように構成
したので、検査時にプリント基板の部品による濃度分布
の乱れが原因の誤認識がなくなり、正確で信頼性の高い
検査を行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるプリント基板検査装
置を示すブロック図、第２図は上記実施例装置の動作を
説明するためのフローチャート、第３〜５図は上記実施
例装置による特徴量抽出にて得られた線画の例を示す模
式図、第６図は従来のプリント基板検査装置を示すブロ
ック図である。 図において、１−Ｘ線発生源（Ｘ線発生手段）、２−両
面実装プリント基板、３ａ・・−チップ抵抗（１ｆｆｉ
子部品）、３ｂ−ＩＣ（電子部品）、４−・−イメージ
インテシファイヤ（ＸＩ＆撮像手段）、６−光学カメラ
（光学撮像手段）、９ａ、９ｂ−第１および第２の画像
特徴量抽出手段、１０・・−画像比較・照合手段、１１
−画像認識手段、１２−良否判定手段。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　両面実装プリント基板ヘＸ線を照射するＸ線発生手段
   と、前記両面実装プリント基板のＸ線透過画像を生成す
   るＸ線撮像手段と、前記両面実装プリント基板の一方の
   面を光学的に撮像する光学撮像手段とがそなえられると
   ともに、前記のＸ線撮像手段および光学撮像手段からの
   画像信号についてそれぞれの画像信号に基づき画像特徴
   量を抽出する第１および第２の画像特徴量抽出手段と、
   前記第１の画像特徴量抽出手段からのＸ線画像について
   の画像特徴量と前記第２の画像特徴量抽出手段からの光
   学画像についての画像特徴量とを相互に比較・照合する
   画像比較・照合手段と、前記画像比較・照合手段からの
   比較・照合結果に基づき画像データについて前記両面実
   装プリント基板の表裏位置を判定する画像認識手段と、
   前記画像認識手段からの認識結果に基づき前記両面実装
   プリント基板の各面における電子部品を検査する良否判
   定手段とがそなえられたことを特徴とするプリント基板
   検査装置。