JPH0274849A - 基板検査のための検査領域設定方法およびその方法を用いた検査領域設定装置 - 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、例えば基板上に表面実装された部品につき
ハンダ付けの良否などの部品実装状態を検査するのに用
いられる基板検査装置に関連し、殊にこの発明は、この
種基板検査装置に対して実装部品の検査領域を基板検査
に先立ち設定するための検査領域設定方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、基板上の表面実装部品につきその実装状態の良否
を検査するのに、目視による検査が行われており、殊に
ハンダ付は状態の良否は、ハンダのを無、を溶解性、短
絡、導通不良などをこの目視検査で判定している。とこ
ろがこのような目視検査では、検査ミスの発生が避けら
れず、判定結果も検査する者によりまちまちであり、ま
た検査処理能力にも限界がある。

そこで近年、この種の検査が自動的に行える自動検査装
置が各種提案された。

第１６図は、３次元の形状情報を検出できる自動検査装
置の一例を示す。同図の装置は、レーザ光源からスリッ
ト光１を基板２上のハンダ付は部位へ照射して、ハンダ
付は部位を含む基板２の表面に表面形状に沿って歪を受
けた光切断線３を生成するものである。この光切断線３
の反射光像は撮像装置４で撮像され、その撮像パターン
の歪状態をチエツクすることにより、ハンダ付は部位の
立体形状が検出される。

ところがこの検査方法の場合、スリット光１が照射され
た部分の形状情報が得られるのみで、それ以外の部分の
立体形状を把握するのは困難である。

この問題を解消する方法として、ハンダ付は部位の表面
へ入射角が異なる光を照射してハンダ付は部位の各反射
光像のパターンを撮像することにより、ハンダ付は部位
が有する曲面要素の配向性を検出するという方法が存在
している。

この方法は、一定パターンの光束を検査対象に当てたと
き、その反射光束のパターンが検査対象の立体的形状に
応じた変形を受けることに着目したもので、その変形パ
ターンから検査対象の形状を推定するというものである
。

第１７図は、この方法の原理説明図であり、投光装置５
と撮像装置６とから成る検出系と、検査対象であるハン
ダ付は部位７との位置関係を示している。

同図において、投光装置５よりハンダ付は部位７の表面
へ入射角ｉで光束８を投光すると、角度ｉ’　　（＝ｉ
）の反射光束９が真上位置の撮像装置６に入射して検出
される。これにより前記光束８で照明されたハンダ付は
部位７０曲面要素は基準面１０に対してｉの角度をなし
て配向していることが検出されたことになる。従って異
なる方向に配向する多数の曲面要素から成るハンダ付は
部位７に対して、入射角が異なる複数の投光装置による
投光を行えば、それぞれの入射角に対応する曲面要素の
群が撮像装置６により検出され、これによりハンダ付は
部位７の各曲面要素がそれぞれどんな配向をしているか
、すなわちハンダ付は部位の表面性状がどのようである
かを検出できる。

また投光装置５が、入射角がｊ＋Δ、ｊから１−Δｉま
で２Δｉの幅をもつ光束８を投光するならば、その幅に
対応した幅を有する反射光束９が撮像装置６により検出
されることになる。

すなわちこの場合は、基準面１０となす傾斜角がｉ＋Δ
ｉからｉ−Δｉまでの幅の角度をもつ曲面要素を検出で
きることになる。

さらに投光装置５が、第１８図に示す如（、基準面１０
に対して水平に設置されたリング状のものであれば、ハ
ンダ付は部位７の表面が基準面１０に垂直な軸に対して
どのような回転角をもっていても、投光装置５とハンダ
付は部位７との距離は一定であり、曲面要素の回転角方
向の配向性は消去されるので、基準面１０となす傾斜角
だけが検出されることになる。

またこの第１８図に示すように、投光装置５をハンダ付
は部位７への入射角が異なる複数のリング状発光体１１
．１２．１３をもって構成すれば、各発光体による光束
１４，１５．１６の入射角に対応した配向をもつ曲面要
素がそれだけ詳細に検出できることは前述したとおりで
ある。

いま半径がｒ、、（ただしｎ　＝１．２＋３　）の３個
のリング状の発光体１１，１．２．１３を基準面１０に
対して高さｈ７　（ｎ＝１．２．３）の位置に水平に設
置すれば、ハンダ付は部位７への各光束１４，１５．１
６の入射角はそれぞれ１１（ｎ＝１．２．３　）となり
、ハンダ付は部位７における傾斜角がそれぞれ１７であ
る各曲面要素を撮像装置６により検出することができる
。このとき各発光体１１，１２．１３からハンダ付は部
位７の表面を経て撮像装置６に至る全光路長に比して曲
面要素の大きさが十分に小さいので、次式により入射角
、すなわち検出しようとする曲面要素の傾斜角を定めれ
ばよい。

上記の原理に基づきハンダ付は部位の外観を検査する方
法として、前記の各発光体１１．１２゜１３に白色光源
を用いたものが提案されている（特開昭６１−２９３６
５７号）。この検査方法においては、ハンダ付は部位に
対する入射角の異なる３個の発光体１１，１２．１３に
よる反射光像を相互に識別するために、それぞれ発光体
１１゜１２．１３を時間的に異なったタイミングで点灯
させ、また消灯させている。

ところがこの方法では、異なる投光タイミングで得た各
画像を貯蔵するためのメモリや、これら画像を同一視野
像として演算処理するための演算装置や、各発光体を瞬
間的に点灯動作させるための点灯装置などが必要であり
、技術面での煩雑さが多く、またそれがコスト面や信頼
性の面で問題となる。

そこでこのタイム・シェアリング方式の課題を一挙に解
消するため、この発明の発明者は、先般、第１図に示す
構成の基板検査装置を提案した。この基板検査装置は、
その詳細は後述するが、ハンダ付は部位の表面へ入射角
が異なる赤色光、緑色光、青色光を照射するための投光
部２４と、ハンダ付は部位の表面からの反射光像を各色
相別に撮像するための撮像部２５と、撮像部２５で得た
撮像パターンよりハンダ付は部位の有する各曲面要素の
性状を検出するための処理部２６とで構成され、前記投
光部２４には、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発生
するリング状をなす３個の発光体２８，２９．３０が用
いである。各発光体２８，２９．３０はそれぞれの光の
合成により白色光となるような対波長発光エネルギー分
布を有しており、各発光体による光を合成したとき白色
光となるように各発光体の光量が調整可能としである。

この基板検査装置によれば、ハンダ付は部位に対し異な
る入射角をもって各発光体２．８．２９３０から赤色光
、緑色光、青色光を照射すると、ハンダ付は部位の表面
からの赤色、緑色、青色の各反射光像が撮像部２５によ
り同時に分離して検出される。この場合に、各発光体２
８，２９゜３０による赤色光、緑色光、青色光は合成さ
れると白色光となるため、ハンダ付は部位の曲面性状に
関する情報に加えて、基板上の各部品に関する情報（例
えば部品番号、極性、カラーコードなど）や基板パター
ン情報（種々のマークなど）など、基板実装部品の自動
検査に不可欠な周辺情報が検出できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような基板検査装置を使用する場合、被検査基板の
検査に先立ち、所定の位置に所定の部品が正しく実装さ
れている基板（これを「基準基板」という）に関する各
種のデータをキーボードからキー人力する教示作業が必
要とされている。この教示作業は「ティーチング」と呼
ばれるもので、基準基板上に実装される部品の位置１種
類、検査領域などに関するデータや各部品の検査領域内
の実装状態（例えばハンダ付は状態）の特徴に関するデ
ータが教示される。

しかしながらこのようなキー人力による教示方法では、
キー人力すべきデータが著しく多いため、その入力作業
に多大な時間と労力とが必要であり、その作業負担は大
変なものとなる。

また検査領域の設定については、従来は固定座標により
固定的に定めており、検査に際して、検査箇所を含む基
板上の領域が撮像されると、その画像の一部の領域が前
記固定座標により検査領域として抽出されてその検査領
域内のみが処理されることになる。この場合に処理時間
を短縮するため、可能な限り前記の検査領域を小さく設
定しているが、もし基板を搬送しかつ位置決めするため
の駆動機構系の精度や、基板の加工精度およびパターン
印刷精度などが十分でないと、検査箇所が検査領域外に
はみ出るという問題がある。

この問題を解消するため、基準となるパターンを基板上
に設定し、検査時に求めたこの基準パターンの位置とテ
ィーチング時に求めた基準パターンの位置とのずれ量を
算出して、検査領域の位置を補正するなどの工夫を行っ
ている。

ところがこのような方法では、基準となるパターンが必
要であって基板上に余計なパターンを印刷する必要があ
り、しかももしそのパターンの位置を求める処理に誤差
が生じると、それが全ての検査領域の位置に影響して、
補正の意義が失われるという問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、基板
を撮像して得た画像を処理して実装部品の検査領域を設
定することにより、補正処理などを必要とせず、高速か
つ安定して検査領域の設定が可能な基板検査装置におけ
る検査領域設定方法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、基板上の実装
部品を検査する基板検査装置に対して実装部品の検査領
域を基板検査に先立ち設定するのに、前記基板検査装置
へ基板を供給して部品実装位置の画像を生成し、この画
像に対し基板−トのランド領域を含む処理領域を初期設
定して、その処理領域内で射影処理を施こすことにより
前記ランド領域を抽出した後、抽出したランド領域に外
接する領域を所定幅拡大して実装部品の検査領域を設定
するようにしている。

〈作用〉 基板検査に先立ち、基板を基板検査装置に供給して部品
実装位置を撮像し、その画像に所定の画像処理を施して
実装部品の検査領域を設定するので、仮に基板の印刷パ
ターンにずれなどがあっても、確実に検査箇所を含む検
査領域を設定でき、高速かつ安定した検査領域の設定が
可能である。また基板上に基準となるパターンを設ける
ことも、またその基準パターンを用いた補正処理を行う
ことも不要であり、仮に検査領域の抽出にずれが生じて
も、それが全ての検査領域の設定に悪影響を及ぼすなど
の虞れがない。

〈実施例〉 第１図は、基板検査装置の概略構成を示している。

この基板検査装置は、基準基板２０Ｓを撮像して得られ
た前記基準基板２０Ｓ上にある各部品２１３の検査領域
の特徴パラメータ（判定データ）と、被検査基板２０Ｔ
を撮像して得られた前記被検査基板２ＯＴ上にある各部
品２１Ｔの検査領域の特徴パラメータ（被検査データ）
とを比較して、これらの各部品２１Ｔが正しく実装され
かつハンダ付けされているかどうかを検査するためのも
のであって、Ｘ軸テーブル部２２、Ｙ軸テーブル部２３
．投光部２４．撮像部２５．処理部２６などをその構成
として含んでいる。

Ｘ軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３は、それ
ぞれ処理部２６からの制御信号に基づいて動作するモー
タ（図示せず）を備えており、これらモータの駆動によ
りＸ軸テーブル部２２が撮像部２５をＸ方向へ移動させ
、またＹ軸テーブル部２３が基板２０Ｓ、２０Ｔを支持
するコンベヤ２７をＸ方向へ移動させる。

これら基板２Ｏ３，２０Ｔは、投光部２４からの照射光
を受けつつ撮像部２５により撮像される。

投光部２４は、処理部２６からの制御信号に基づき赤色
光、緑色光、青色光をそれぞれ発生して検査対象へ異な
る入射角で照射するためのリング状の発光体２Ｂ、２９
．３０を備えており、これら発光体２８，２９．３０を
発した三原色光の混合した光により前記基板２０Ｓ、　
２０Ｔへの投光を施して、その反射光像を撮像部２５で
得て電気信号に変換する。この実施例の場合、前記の各
発光体２８，２９．３０は白色光源に赤色、緑色、青色
の各着色透明板を被せた構造のものを用いているが、三
原色の各色相光を発生させるものであれば、このような
構成に限らず３本のリング状のカラー螢光灯（赤、緑、
青）を用いたり、３本のリング状のネオン管（赤。

緑、青）を用いることもできる。

またこの投光部２４は、その照明下で基板２０Ｓ、２０
Ｔ上の部品に関する情報（部品番号、極性、カラーコー
ドなど）や基板パターン情報（種々のマークなど）を検
出することを可能となすため、各発光体２Ｂ、２９．３
０が発する各色相の光が混色されると完全な白色光とな
るような工夫を施しである。すなわち各発光体２Ｂ、２
９．３０は、混色により白色光となるような対波長発光
エネルギー分布を有する赤色光スペクトル、緑色光スペ
クトル、青色光スペクトルの光を発する発光体をもって
構成すると共に、各発光体２８，２９．３０から照射さ
れた赤色光、緑色光、青色光が混色して白色光となるよ
うに、撮像コントローラ３１により各色相光の光量の調
整を可能としている。

つぎに撮像部２５は、前記投光部２４の上方に位置させ
たカラーテレビカメラ３２を備えており、前記基板２Ｏ
Ｓまたは２０Ｔからの反射光はこのカラーテレビカメラ
３２によって三原色のカラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂに変換され
て処理部２６へ供給される。

処理部２６は、Ａ／Ｄ変換部３３．メモリ３８゜ティー
チングテーブル３５２画像処理部３４゜判定部３６．Ｘ
、Ｙテーブルコントローラ３７撮像コントローラ３１．
ＣＲ７表示部４１．プリンタ４２．キーボード４０．フ
ロッピディスク装置４３．制御部（ＣＰＵ）３９などか
ら構成されるもので、ティーチングモードのとき、基準
基板２０３より後記する方法で各部品２１Ｓの実装位置
、実装部品の種別や実装方向および。

検査領域を検出すると共に、基準基板２０Ｓについての
カラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂを処理しハンダ付は状態が良好な
各部品２１Ｓの検査領域につき赤色、緑色、青色の各色
相パターンを検出して特徴パラメータを生成し、判定デ
ータファイルを作成する。また処理部２６は、検査モー
ドのとき、被検査基板２０Ｔについてのカラー信号Ｒ，
Ｇ、Ｂを処理し基板上の各部品２１Ｔの検査領域につき
同様の各色相パターンを検出して特徴パラメータを生成
し、被検査データファイルを作成する。そしてこの被検
査データファイルと前記判定データファイルとを比較し
て、この比較結果から被検査基板２ＯＴ上の所定の部品
２１Ｔにつきハンダ付は部分の良、不良を自動的に判定
する。

第２図は、ハンダ付けが良好であるとき、部品が欠落し
ているとき、ハンダ不足の状態にあるときのそれぞれハ
ンダ４４の断面形態と、各場合の撮像パターン、赤色パ
ターン、緑色パターン、青色パターンとの関係を一覧表
で示したものであり、いずれか色相パターン間には明確
な差異が現われるため、部品の有無やハンダ付げの良否
が判定できることになる。

第１図に戻って、Ａ／Ｄ変換部３３は前記撮像部２５か
らカラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂが供給されたときに、これをア
ナログ・ディジタル変換して制御部３９へ出力する。メ
モリ３８はＲＡＭなどを備え、制御部３９の作業エリア
として使われる。画像処理部３４は制御部３９を介して
供給された画像データを画像処理して前記被検査データ
ファイルや判定データファイルを作成し、これらを制御
部３９や判定部３６へ供給する。

ティーチングテーブル３５はティーチング時に制御部３
９から判定データファイルが供給されたとき、これを記
憶し、また検査時に制御部３９が転送要求を出力したと
き、この要求に応じて判定データファイルを読み出して
、これを制御部３９や判定部３６などへ供給する。

判定部３６は、検査時に制御部３９から供給された判定
データファイルと、前記画像処理部３４から転送された
被検査データファイルとを比較して、その被検査基板２
０Ｔにつきハンダ付は状態の良否を判定し、その判定結
果を制御部３９へ出力する。

撮像コントローラ３１は、制御部３９と投光部２４およ
び撮像部２５とを接続するインターフェースなどを備え
、制御部３９の出力に基づき投光部２４の各発光体２８
．２９．３０の光量を調整したり、撮像部２５のカラー
テレビカメラ３２の各色相光出力の相互バランスを保つ
などの制御を行う。

Ｘ、Ｙテーブルコントローラ３７は制御部３９と前記Ｘ
軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３とを接続す
るインターフェースなどを備え、制御部３９の出力に基
づきＸ軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３を制
御する。

ＣＲ７表示部４１はブラウン管（ＣＲＴ）を備え、制御
部３９から画像データ、判定結果、キー人力データなど
が供給されたとき、これを画面上に表示する。プリンタ
４２は制御部３９から判定結果などが供給されたとき、
これを予め決められた書式（フォーマット）でプリント
アウトする。キーボード４０は操作情報、基準基板２０
Ｓや被検査基準２０Ｔに関するデータなどを入力するの
に必要な各種キーを備えており、このキーボード４０か
ら入力された情報やデータなどは制御部３９へ供給され
る。

制御部３９は、マイクロプロセッサなどを備えており、
以下に述べる手順（第３図および第４図）に沿ってティ
ーチングおよび検査における動作を制′４１１１する。

まずティーチングに際して、制御部３９は、第３図のス
タート時点において、装置各部を制御して投光部２４や
撮像部２５をオンし、また撮像条件やデータの処理条件
を整える。つぎにオペレータは、キーボード４０を操作
して、ステップｌ　（図中ｒｓＴＩＪで示す）で教示対
象とする基板名の登録を行い、また基板のサイズをキー
人力した後、つぎのステップ２で、基準基板２Ｏ３をＹ
軸テーブル部２３上にセットしてスタートキーを押操作
する。そしてステップ３でその基（＄基板２Ｏ３の原点
と右上および左下の各角部を撮像部２５にて撮像させて
各点の位置により実際の基ｖｉ２Ｏ３のサイズを人力し
た後、制御部３９は入力データに基づきＸ軸テーブル部
２２およびＹ軸テーブル部２３を制御して基準基板２Ｏ
３を初期位置に位置出しする。

前記基準基板２Ｏ３は、部品実装位置に所定の部品２１
Ｓを適正にハンダ付けして良好な実装状態が形成された
ものであって、各部品２１Ｓの上面のほぼ中央には、第
５図および第６図に示すようなラベル５０．５１が貼付
されている。

これらラベル５０．５１は、それぞれ部品２１Ｓの実装
位置、実装部品の種類および実装方向を教示するために
用いられており、この実施例の場合、両側面に多数のり
一ド５２を備えたＳＯＰのような長方形部品２１Ｓにつ
いては黄色の半円形のラベル５０を、円弧部を実装方向
に向けて貼付し、また周囲四面に多数のり−ド５２を備
えたＱＦＰのような正方形部品２１Ｓについては赤色の
円形のラベル５１を貼付し、また図示しない角チンプの
ようなチップ部品については色または形状を違えた他の
ラベルを貼付する。この実施例の場合、ラベルの貼付位
置をもって部品の実装位置を、ラベルの色および形状を
もって部品の種別を、ラベルの貼付方向をもって部品の
実装方向を、それぞれ教示する。

この実施例ではラベルの色と形状との両方を部品種別の
識別に用意しているが、これは単独情報による誤識別を
防止するためである。

第３図に戻って、基準基板２０Ｓが初期位置に位置決め
されると、つぎにステップ４において、部品の実装位置
や実装部品の種別などについての教示手順が開始され、
撮像部２５により基準基板２Ｏ３上の最初の領域が撮像
されて最初の画面が生成される。

第７図は、基板２０Ｓ上の領域を縦横２Ｘ×２ｙの矩形
領域５３に分割して、各矩形領域５３を１画面の大きさ
に対応させたもので、まず最初に左下の領域の画面が生
成されて以下の教示手順が実行され、それ以後は図中矢
印に沿って各矩形領域５３につき同様の手順が繰り返し
実行される。

教示手順では、まず三原色のカラー信号に基づき第８図
（１）　（２）に示すような画像５４．５６上で赤色お
よび黄色の各領域５５．５７が抽出された後、各領域５
５．５７の外接矩形ａ　ｂｃｄにつきその２辺の大きさ
に応じてそれぞれが赤色ラベル５１の画像か、黄色ラベ
ル５０の画像かが識別され、赤色の領域５５については
外接矩形ａｂｅｄの中心座標が、また黄色の領域につい
ては外接矩形ａ　ｂｃｄの中心座標と円弧部の向きとが
、それぞれ抽出される。

第９図（１）は、上記手順の進行時におけるＣＲ７表示
部４１の表示画面を示しており、所定の画面領域５８に
は黄色ラベル５０が貼付された長方形の部品２０３の検
出位置５９（図中十で示す）と、赤色ラベル５１が貼付
された正方形の部品２０３の検出位置６０（図中・で示
す）とが表示されている。

かくして部品位置および種別の教示手順が完了すると、
第３図のステップ５に進んで基準基板２Ｏ３は搬出され
る。

つぎのステップ６でオペレータは、所定の位置に所定の
部品が適正に実装された基準基板２０ＳをＹ軸テーブル
部２３上にセットして、キーボード４０のスタートキー
を押操作し、つぎに検査領域を設定するための教示手順
を開始する。なおこの実施例では、ここでの基準基板２
Ｏ３として先のステップ４の教示手順で用いたものを再
利用しているが、これに限らないことは勿論である。

まずステップ７において、制御部３９０部品計数用のカ
ウンタｊに「１」が初期設定され、制御部３９は先の教
示で得られた部品位置デー・夕に基づきＸ軸テーブル部
２２およびＹ軸テーブル部２３を制御して、１番目の部
品２０Ｓをテレビカメラ３２の視野内に位置決めしてそ
の部品を撮像させる。

第１０図は、この撮像で得たＳＯＰなどの長方形部品の
画像６１につき検査領域の設定方法を具体的に示しであ
る。この方法は、画像６１に対し、部品の両側部に対応
して第１０図（１）中、鎖線で示す矩形状の処理領域６
２Ａ、６２Ｂを初期設定して、各処理領域６２Ａ、６２
Ｂ内で射影処理を行って基板上のランド部６３を自動抽
出した後、それぞれにつき第１０図（２）に示す如く、
各ランド部６３を含む外接矩形６８Ａ。

６８Ｂを求め、さらにそれを四方へ所定幅拡大して矩形
状の検査領域６４Ａ、６４Ｂを設定するものである。

第１１図は、一方の処理領域６２Ａ内における前記射影
処理の方法を示している。なお処理領域６２Ａ（６２Ｂ
）は、その縦横２辺が予め所定長さに初期設定されてお
り、画像６１に対して先の教示手順を求めた部品の方向
に応じてその向きが決められることになる。

いま画像６１を構成する各画素の位置を座標（ｘ、ｙ）
で表し、座標（ｘ、ｙ）の画素につき三原色の各カラー
信号の灰色レベル値をＲ（ｘ、ｙ）、Ｇ　（ｘ、ｙ）、
Ｂ　（ｘ、　　ｙ）とすると、赤色、緑色、青色の各色
相値ｒ　（ｘ、　　ｙ）。

ｇ　（ｘ、ｙ）、ｂ　（ｘ、ｙ）はつぎの０〜０式％式
％ ｙ）＝１の重みを与え、それ以外のときはその画素はラ
ンド部６３以外の画素とみなし、その画素にＷ　（ｘ、
ｙ）＝０の重みを与える。なおＴ、。ｒ　Ｔ、、、　Ｔ
ｌ２１　Ｔｌ：ｌｌ　’ｒ＋ａ、　’Ｉ”Ｉｓは予め設
定された固定値である。そして画像６１の各行および各
列につき、Ｗ（ｘ、ｙ）の総和を次式■■の演算により
算出する。

まず前記処理領域６２Ａ内におけるランド部６３を抽出
するのに、処理領域６２Ａに含まれる各画素につき、上
記の各灰色レベル値と各色相値とを算出して、その値か
らランド部６３を構成する画素であるか否かを判別する
。

すなわち着目する画素がＲ（ｘ、ｙ）≧Ｔ、。

かつｒ　（ｘ、ｙ）≧Ｔ１１であるとき、またはＧ（ｘ
、ｙ）≧’ｒ’＋ｚかつｇ　（ｘ、ｙ）≧Ｔ１３である
とき、またはＢ　（ｘ、ｙ）≧Ｔ１４かつｂ　（ｘ。

ｙ）≧Ｔ　＋　ｓであるときはその画素はランド部６３
を構成する画素とみなし、その画素にＷ　（ｘ。

ただしｘ０≦Ｘ≦ＸＯ＋Ｌ、　−ま ただしｙ０≦ｙ≦Ｖｏ　＋Ｌ、　−１ 上式中、（ｘｏ、ｙｏ）は前記処理領域６２Ａにおける
左上の角部Ｑの座標を、またＬＸＬ、は処理領域６２Ａ
の２辺の長さを、それぞれ示しており、第１１図中には
、画像６１のＸ座標位置およびｙ座標位置に対するｘ−
ｐ、。（Ｘ）およびＹ−Ｐ、。（ｙ）をグラフで示しで
ある。

つぎにＸ−Ｐ、、。（ｘ）およびＹ−Ｐ、。（ｙ）の最
大値を（Ｘ−Ｐ、、　（ｘ）　ｌ　ＭＡｘ　、　　ｆｙ
ｐｒｏ　（ｙ　）　ｌ　ＷＡＸ　とすると、次式■■に
よりしきい値′ｒ工、Ｔｙを求める。

Ｔ、＝−＋Ｘ−Ｐ、。（Ｘ））Ｍｏ　・９１．■Ｔｙ−
−−（ｙ−Ｐｒｏ（ｘ）Ｌａｗ　　−−−−■つぎに前
記Ｘ　　Ｐｒｏ（ｘ）としきい値ＴＸとを比較し、両者
が一致するＸ座標を小さい順にｘ　１（１）、　　ｘ　
２（］）、　　ｘ　１（２）、　　ｘ　２（２）、・・
・・、ｘｉ（ｉ）　　　ｘ　２　（ｉ）　とし、また前
記Ｙ−Ｐ、、（Ｖ）としきい値Ｔｙとを比較し、両者が
一致するｙ座標を小さい順にｙ　１　（１）、　　ｙ　
２（１）、（１）、　　ｙ　１　（２）ｙ２（２）、　
　・・・・ｙ　１（ｊ）　、　　ｙ　２（ｊ）　　とす
る。

つぎに次式■［相］により長さり、　（ｉ）およびＬｙ
（ｊ）を求め、座１５ｔ　（ｘ　１（ｉ）　、　　ｙ　
１（ｊ）　）と長さり、　（ｉ）　、　　Ｌ、　（ｊ）
　　とで規定される矩形領域（ｘ　１（ｉ）　、　　ｙ
　１（ｊ）　、　　Ｌ、（ｉ）　、　　Ｌ、　（ｊｌｌ
）のうち、つぎの００式を満たすものをランド部６３と
設定する。

Ｌ、　　（ｉ）　　＝ｘ２（ｉ）　　−ｘ　１（ｉ）　
　＋１　　−−−−■Ｌｙ　　（ｊ）　　＝ｙ２（ｊ）
　　−ｙ　１（ｊ）　　＋１　　　・・・・０Ｌ、（ｉ
）　　≧Ｗｘ　　・・・・■ Ｌ、（ｊ）　　≧Ｗ、　　　・・・・＠ただしＷＸ、Ｗ
、は固定値である。

同様にして他方の処理領域６２Ｂについてもランド部６
３を抽出した後、各ランド部６３に外接する矩形６８Ａ
、６８Ｂを求め、さらに各矩形６８Ａ、６８Ｂを所定幅
だけ拡大して、矩形状の検査領域６４Ａ、６４Ｂを設定
するものである。

第１２図は、正方形部品の画像６９についての検査領域
の設定方法を具体的に示している。

この場合は画像６９に対し、部品の４辺に対応して第１
２図（１）中、鎖線で示す矩形状の処理領域７１Ａ〜７
１Ｄを初期設定して、各処理領域内で前記と同様の射影
処理を行って基板上のランド部７０を自動抽出した後、
各辺につきランド部７０を含む外接矩形（図示せず）を
求め、さらにそれを四方へ所定幅拡大して第１２図（２
）に示す矩形状の検査領域７２Ａ〜７２Ｄを設定する。

なお前記の処理領域７１Ａ〜７１Ｄや後記する処理領域
７３Ａ〜７３Ｈは、その縦横２辺が予め所定の長さに初
期設定されていることは勿論である。

第１３図は、正方形部品の形状が大きく、ひとつの画像
６９の中に部品全体の像が納まらない場合の検査領域設
定方法を示している。

この場合は先の教示で得られた部品の中心Ｏが画面の中
心に位置する撮像状態（第１３図（１）に示す）に対し
、Ｘ軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３を駆動
させてテレビカメラ３２の視野を移動させることにより
、第１３図（２）に示す如く、画面内に部品の右上角部
と右辺および上辺の各ランド部７０の列が入るように調
整する。そしてこのときｘｙの各方向の移動距離Ｘｔ、
ｙｒを記憶しておく。この状態の画像６９に対し、部品
の右辺および上辺の各位置に図中、鎖線で示す矩形状の
処理領域７３Ａ、７３Ｂを初期設定して、各処理領域内
で射影処理を行つて基板上のランド部７０を自動抽出し
た後、各辺につきランド部７０を含む外接矩形（図示せ
ず）を求め、さらにそれを四方へ所定幅拡大して第１４
図に示す矩形状の検査領域７４Ａ、７４Ｂを設定する。

つぎにＹ軸テーブル部２３を駆動させてテレビカメラ３
２の視野を一２ｙｔだけ移動させることにより、第１３
図（３）に示す如く、画面内に部品の右下角部と右辺お
よび下辺の各ランド部７０の列が入るように調整し、処
理領域７３Ｃ１７３Ｄにつき上記と同様の処理を実行す
る。

ついでＸ軸テーブル部２２を駆動させてテレビカメラ３
２の視野を一２ＸＴだけ移動させることにより、第１３
図（４）に示す如く、画面内に部品の左下角部と左辺お
よび下辺の各ランド部７０の列が入るように調整し、処
理領域７３Ｅ。

７３Ｆにつき上記と同様の処理を実行する。

さらにＹ軸テーブル部２３を駆動させてテレビカメラ３
２の視野を＋２ｙ丁だけ移動させることにより、第１３
図（５）に示す如く、画面内に部品の左上角部と左辺お
よび゛上辺の各ランド部７０の列が入るように調整し、
処理領域７３Ｇ７３Ｈにつき上記と同様の処理を実行す
る。

かくしてひとつの部品につき検査領域の設定が終了する
と、必要に応じてオペレータが修正作業を行った後、ラ
ンド領域に基づき各部品の部品本体（パッケージ部分）
のサイズ（第１５図（１）（２）中、太線７５．７６で
示す）が求められ、ＣＲＴ表示部４１の表示画面にその
サイズに応じた部品表示が行われる。

第９図（２）は、このときのＣＲＴ表示部４１の表示画
面を示しており、所定の画面領域５８内の部品検出位置
５９．６０においてその部品の検査領域の設定手順が完
了する毎に、部品サイズに応じた部品表示６５．６６に
切り替わってゆく。

このようにしてひとつの部品につき検査領域の設定が完
了した後、第３図のステップ９でオペレータがキーボー
ド４０のネキストキーを押すと、前記カウンタｊは１加
算され、このカウンタｊの内容に暴づき全ての部品につ
き検査領域の設定が行われたか否かが判定される（ステ
ップ１０．１１）。もしステップ１１の判定が“”ＮＯ
”であれば、つぎの部品が撮像されて、部品の種別に応
じて上記いずれかの手順が実行されることになる。

かくして全ての部品につき同様の処理が繰り返し実行さ
れて、ステップ１１の判定が“ＹＥＳ”になると、基準
基板２Ｏ３が搬出されて、つぎに特徴パラメータの教示
手順へ移行する。

まずステップ１３で制御部３９の基板枚数計数用のカウ
ンタｎに「１」が初期設定された後、つき゛のステップ
１４でオペレータが、１枚目の基準基板２０Ｓ（所定位
置に所定の部品が適正に実装されかつハンダ付けされた
もの）をＹ軸・テーブル部２３上にセントして、キーボ
ード４０のスタートキーを押操作すると、ステップ１５
において、制御部３９は先の教示で得られた部品位置や
検査領域の各データに基づきＸ軸テーブル部２２および
Ｙ軸テーブル部２３を制？１ｎ　Ｌ。

て、テレビカメラ３２の視野を順次各部品に位置決めし
て撮像を行わせる。

それぞれの撮像動作で得られた三原色のカラー信号Ｒ，
Ｇ、　　ＢはＡ／Ｄ変換部３３でＡ／Ｄ変換され、その
変換結果はメモリ３８にリアルタイムで記憶される。つ
いで制御部３９は、先の教示で得られた各部品の検査領
域において、射影処理を行って各ランド部を抽出した後
、画像処理部３４にて各色相の画像データを各色相別の
適当なしきい値で２値化するなどして、各ランド部の正
常なハンダ付は状態を赤色、緑色。

青色のパターンとして検出し、さらにこれらパターンの
特徴を特徴パラメータとして算出する。

１枚目の基準基板２０Ｓにつき各部品毎に特徴パラメー
タの抽出が完了すると、その基板が搬出された後、前記
カウンタｎが１加算されて２枚目の基準基板２０Ｓが指
定され、前記と同様の手順で特徴パラメータの抽出処理
が実行される。

このようにして所定枚数（ｎ枚）の基準基板２０３につ
き特徴パラメータの抽出処理が終了すると、ステップ１
６の判定が“”ＹＥＳ”となってステップ１８へ進む。

ステップ１８では、制御部３９は、各部品についての平
均的な特ｎｔｔを得るため、ｎ枚の基準基板２０Ｓにつ
いての特徴パラメータを統計処理して平均値データを得
、この平均値データに基づき判定データファイルを作成
して、これをティーチングテーブル３５に記憶させ、必
要に応じてデータの修正を施してティーチングを終了す
る。

以上でティーチングが完了すると、この基板検査装置は
ハンダ付は後の被検査基板２０Ｔの自動検査が可能な状
態となる。

かくしてオペレータは、第４図に示す検査モードに移行
し、ステップ１，２で検査すべき基板基を選択して基板
検査の開始操作を行うことになる。

つぎのステップ３は、基板検査装置への被検査基板２０
Ｔの供給をチエツクしており、°“ＹＥＳ”の判定でコ
ンベヤ２７が作動して、Ｙ軸テーブル部２３に被検査基
板２０Ｔが搬入され、基板検査が開始される（ステップ
４．５）。

ステップ５において、制御部２９はＸ軸テーブル部２２
およびＹ軸テーブル部２３を制御して、被検査基板上の
１番目の部品２１Ｔに対しテレビカメラ３２の視野を位
置決めして撮像を行わせ、検査領域内で射影処理を行っ
てランド領域を自動抽出すると共に、各ランド部の特徴
パラメータを算出して、被検査データファイルを作成す
る。ついで制御部３９は、前記被検査データファイルを
判定部３６に転送させ、この被検査データファイルと前
記判定データファイルとを比較させて、１番目の部品２
１Ｔにつきハンダ付けの良否を判定させる。

このような検査が被検査基板２ＯＴ上の全ての部品２１
Ｔにつき繰り返し実行され、その結果、ハンダ付は不良
があると、その不良部品と不良内容とがＣＲ７表示部４
１に表示され或いはプリンタ４２に印字された後、被検
査基板２０Ｔは検査位置より搬出される（ステップ７゜
８）。

第９図（３）は、判定結果を表示したＣＲ７表示部４１
の表示画面を示している。

同図の画面において、画面領域５８には前記の部品表示
６５．６６が行われると共に、ハンダ付は不良の部品６
５′が特定の色彩で着色表示されており、またその下の
画面領域６７には、オペレータが指定したハンダ付は不
良の部品６５′についての不良内容が具体的に表示され
ている。

なおオペレータによる指定部品は、ハンダ付は不良の部
品６５′を示す色彩とは異なる色彩をもってこの画面上
で明示される。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、基板を撮像して得た画像に処理
領域を初期設定して、その処理領域内で射影処理を施こ
すことによりランド領域を抽出した後、検査領域を設定
するから、確実に検査箇所を含む検査領域を設定でき、
高速かつ安定した検査領域の設定が可能である。また基
板上に基準となるパターンを設けて補正処理を行うなど
の必要もなく、仮に検査領域の抽出にずれが生じても、
それが全ての検査領域の設定に悪影響を及ぼす虞れがな
いなど、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図は基板検査装置の全体構成を示す説明図、第２図
はハンダ付は状態の良否とパターンとの関係を示す説明
図、第３図はティーチングの手順を示すフローチャート
、第４図は検査の手順を示すフローチャート、第５図お
よび第６図はラベルの貼付状態を示す部品の平面図、第
７図は基板上の分割領域と処理の順序を示す説明図、第
８図は画像上で抽出されたラベルの画像とその外接矩形
とを示す説明図、第９図はＣＲＴ表示部の表示画面を示
す説明図、第１０図は長方形部品についての検査領域の
設定方法を示す説明図、第１１図は射影処理の方法を示
す説明図、第１２図〜第１４図は正方形部品についての
検査領域の設定方法を示す説明図、第１５図は部品サイ
ズの設定状態を示す説明図、第１６図は従来の自動検査
装置を示す原理説明図、第１７図および第１８図は自動
検査装置の原理を示す原理説明図である。 ２０Ｓ・・・・基準基板　　　　２１Ｓ・・・・部品６
３、７０・・・・ランド部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上の実装部品を検査する基板検査装置に対し、実
   装部品の検査領域を基板検査に先立ち設定するための検
   査領域設定方法であって、前記基板検査装置へ基板を供
   給して部品実装位置の画像を生成し、この画像に対し基
   板上のランド領域を含む処理領域を初期設定して、その
   処理領域内で射影処理を施こすことにより前記ランド領
   域を抽出した後、抽出したランド領域に外接する領域を
   所定幅拡大して実装部品の検査領域を設定することを特
   徴とする基板検査装置における検査領域設定方法。