JPH04216443A - 基板検査装置 - Google Patents

基板検査装置

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Publication number
JPH04216443A
JPH04216443A JP2411277A JP41127790A JPH04216443A JP H04216443 A JPH04216443 A JP H04216443A JP 2411277 A JP2411277 A JP 2411277A JP 41127790 A JP41127790 A JP 41127790A JP H04216443 A JPH04216443 A JP H04216443A
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JP
Japan
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board
positioning
imaging
measure
axis
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Pending
Application number
JP2411277A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoichi Oguri
小栗 良一
Nobuo Morita
森田 信夫
Jiro Hayashi
林 次郎
Toru Watanabe
徹 渡辺
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AICHI KEISO KK
Original Assignee
AICHI KEISO KK
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板検査装置に関し、
詳しくは集積回路(IC)その他の素子を実装した基板
の基板上のハンダ付状況等を検査する基板検査装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ICその他の素子を実装した
プリント基板の基板上の状況を検査したい場合がある。 例えば、基板上のICなどの素子のハンダ付けが正常に
なされているか否か、基板上に実装されたICが所定の
正しい種類のものであるか否か、またハンダ付け部でぬ
れ不良(ハンダ量不足、部分無ハンダ、いもハンダ等)
不良あるいは短絡などが発生していないか、などを検査
したい場合があった。
【0003】これらの検査は簡単には直接人手でルーペ
などを用いて目視することにより行なわれる場合もある
。しかし、生産性が上がらないことおよびプリント基板
上の実装密度が高くなってICその他の素子及び部品の
プリント基板へのハンダ付けの状況などは顕微鏡などを
用いて検査する必要があることなどにより、基板検査装
置が用いられるようになっている。
【0004】従来の基板検査装置としては、プリント基
板を撮像素子により撮像しその結果をCRTモニタに表
示するものがある。また、いわゆるフラットパッケージ
のICではリード線がICの側面から出ており基板に実
装された場合にそのICの斜めから観察する必要がある
ため、基板上のICの実装状態を全周斜めから観察およ
び検査できるようにした基板検査装置がある。ICの全
周を観察するためには例えば所定の光学系を電動で回転
させ実装されたICの全周を斜め上方から撮像するよう
にしたものがある。
【0005】このような従来の基板検査装置では、まず
基板検査装置の観察台に検査したいプリント基板を載せ
、人手で検査したい基板上のICなどを目標に観察台を
動かし位置決めを行なう。そして、例えば観察用の光学
系を電動で回転させそのICの全周を斜め上方から撮像
してCRTモニタなどに表示する。検査者はこのCRT
モニタを目視し、ICのリード線が全周にわたって適切
にハンダづけされているか否かなどの実装の状況を観察
検査する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の基板検査装置では基板上の検査したいICなどに人手
で位置決めする必要があり、検査の効率が悪く使い難い
という不都合があった。また、人手で位置決めを行なう
ため、繰返し性がなく同種類の複数の基板を繰返し検査
する場合に基板上の同じ箇所を同じ状態で観察すること
が困難であるという欠点があった。さらに検査箇所漏れ
なども少なくなかった。
【0007】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑み、実装基板の検査装置において、人手による基板の
位置決めを要せず、同じ種類の複数の基板を繰返し検査
する場合であっても常に基板上の検査したい幾つかの部
位を正確にかつ容易に繰り返し高効率で検査することの
できる基板検査装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、集積回路その他の素子を実装した基板の
検査装置であって、上記基板上を撮像する撮像手段と、
該撮像手段による撮像範囲を表示する表示手段と、上記
撮像手段の撮像位置を指定するための位置指定手段と、
該位置指定手段により指定された上記撮像手段の撮像位
置を位置データとして記憶する記憶手段と、該記憶手段
に記憶された撮像手段の位置データに基づいて上記撮像
手段を位置決めする位置決め手段とを具備することを特
徴とする。  位置指定手段は、撮像手段の撮像位置を
入力するための入力手段を具備するようにするとよい。
【0009】あるいは位置指定手段は、撮像手段を自由
に動かして所望の位置に設定し、そのときの撮像手段の
位置を指定された位置とするようなものでもよい。
【0010】
【作用】上記の構成によれば、位置指定手段により撮像
手段が基板上を撮像する際の撮像位置を指定することが
できる。この指定の方式としては例えばキーボードなど
の入力手段を用いて直接撮像手段の位置を入力してもよ
いし、撮像手段を人手で自由に動かして検査を行ないた
い所望の位置に合せそのときの撮像手段の位置を自動的
に読みとってそれを指定された位置とすることもできる
【0011】位置指定手段により指定された撮像手段の
位置は記憶手段に位置データとして記憶される。実際に
基板を検査する場合は、この記憶手段に記憶された位置
データを読出し、この位置データに基づいて位置決め手
段により撮像手段を位置決めする。そして、位置決めさ
れた位置において撮像手段で基板上を撮像し表示手段に
より表示する。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0013】図1は、本発明の一実施例に係る基板検査
装置の外観図を示す。同図において、1はCPUやメモ
リ等を有するメインボードあるいは電源装置などが配置
されたデスクラック、2はXYテーブル、3は観察台で
ある。XYテーブル2を駆動することにより観察台3は
XY方向(図1の紙面左右方向および紙面に垂直な方向
)に移動可能である。観察台3の上に検査すべきプリン
ト基板20が載置される。
【0014】4はプリント基板20を撮像するCCDカ
メラ、5はCCDカメラ4を基板20に実装されたIC
の周りで回転させるためのθ軸モータ、6はθ軸モータ
5の回転軸、7はこの回転軸6に固定されたCCDカメ
ラ4の支持棒、8は支持棒7の先端部にCCDカメラを
取付けるためのヒンジ、9はθ軸モータ5を固定するた
めの固定部材、10は固定部材9を支持する支持具、1
1はデスクに固定された棒状支持具である。
【0015】θ軸モータ5が回転すると、CCDカメラ
の支持棒7は軸6のまわりに回転せられ、これによりC
CDカメラ4は基板20の軸6直下の位置付近(検査範
囲となる)の全周を撮像することができる。
【0016】12は基板20の周辺を照明するための光
源、13はプリント基板20のCCDカメラ4による撮
像結果を表示するCRTモニタ、14は検査の結果など
をプリント出力するプリンター、15はキーボードであ
る。
【0017】図2は、図1の基板検査装置のXYテーブ
ル2およびCCDカメラ4の周辺を詳細に示した外観図
である。
【0018】図2において、図1と同一の部材は同一の
付番で示す。XYテーブル2はX軸方向(矢印X)に基
板20を移動するためのX軸モータ31およびY軸方向
(矢印Y)に基板20を移動させるためのY軸モータ3
2を有する。なお、この図では基板20を載置するため
の観察台3は省略して示している。このようなXYテー
ブル2の移動によりIC21などが実装された基板20
は矢印Xおよび矢印Yの方向に移動が可能である。
【0019】θ軸モータ5は、詳細には、エンコーダ5
1、駆動モータ52およびギヤ53を有する。ギヤ53
の回転軸6の先にはヒンジ41を介して支持棒7の一端
が取付けられている。支持棒7の他端にはヒンジ8を介
してCCDカメラ4が取付けられている。ヒンジ41お
よびヒンジ8を適当に調整することによりθ軸モータ5
を回転させて基板20の例えばIC21の全周をCCD
カメラ4で撮像するようにできる。
【0020】図3は、図1および図2に示した基板検査
装置のブロック構成図である。  図3において、マザ
ーボード101にはメインボード102が接続されてい
る。メインボード102は、CPU103、数値演算プ
ロセッサ104、リードオンリーメモリ(ROM)10
5、ランダムアクセスメモリ(RAM)106、バスイ
ンターフェース107、フロッピーディスクコントロー
ラ108、キーボードインターフェース110、パラレ
ルインターフェース112、シリアルインターフェース
114、クロック116を有する。
【0021】フロッピーディスクコントローラ108に
はフロッピーディスク装置109が、キーボードインタ
ーフェース110にはキーボード装置111(図1付番
15)が、パラレルインターフェース112にはプリン
タ装置113(図1付番14)が、シリアルインターフ
ェース114にはモデムなど115が、それぞれ接続さ
れている。
【0022】マザーボード101には日本語対応ビデオ
ボード117を介してCRTモニタ118(図1付番1
3)が接続されている。また、マザーボード101には
ハードディスクコントローラボード119を介してハー
ドディスク装置120が接続されている。
【0023】さらに、マザーボード101にはデュアル
ポートメモリ121を介して位置決めユニット143が
接続されている。位置決めユニット143は、デュアル
ポートメモリ121に接続された内部バス122、マイ
クロプロセッサ123、ROM124、RAM125、
θ軸サーボドライバ126、X軸サーボドライバ127
、Y軸サーボドライバ128を有する。
【0024】θ軸サーボドライバ126は、θ軸方向の
サーボモータ137(図2付番52)の位置を制御しつ
つ駆動する。θ軸サーボドライバ126は、目標値Rを
生成するポジションジェネレータ131、偏差カウンタ
132、補償回路133、およびポジションデコーダ1
36を有する。θ軸方向のサーボモータ137にはロー
タリエンコーダ138(図2付番51)が接続されサー
ボモータ137の位置を検出することができるようにな
っている。
【0025】マイクロプロセッサ123からθ軸方向の
位置が指令されるとθ軸サーボドライバ126のポジシ
ョンジェネレータ131はその指令に対応した目標値R
を出力する。目標値Rは偏差カウンタ132および補償
回路(デジタルフィルタP.I.D.)133を介して
PWM信号としてアンプ134に入力する。アンプ13
4で増幅された駆動信号はサーボモータ137に入力し
、これによりサーボモータ137は所定の量だけ回転駆
動する。サーボモータ137の回転駆動によりロータリ
エンコーダ138はその駆動量を検出し、ポジションデ
コーダ136に入力する。ポジションデコーダ136は
エンコーダ138の出力をデコードし、比較器132に
入力する。
【0026】以上のようにしてマイクロプロセッサ12
3から指令された位置データ(目標値R)にしたがって
θ軸方向の位置決めがなされる。
【0027】X軸サーボドライバ127およびY軸サー
ボドライバ128の構成はθ軸サーボドライバ126と
同様であるので説明は省略する。これらのサーボドライ
バ127,128によりX軸およびY軸方向の位置決め
を行うことができる。
【0028】なお、図3には第1,2図付番4に示した
CCDカメラが不図示であるが、別系統にCCDカメラ
(コントローラなども含む)を有し、このCCDカメラ
4の撮像結果はCRTモニタ118にスーパーインポー
ズされ表示されるようになっている。
【0029】次に、図4〜図6のフローチャートを参照
して、この基板検査装置の操作および動作の手順を説明
する。
【0030】この実施例の基板検査装置では位置決めの
位置を指定する方式としてダイレクト入力方式とダイレ
クトティーチング方式との2つの方式を設けている。ダ
イレクト入力方式は基板上の検査すべきICなどの位置
をキーボードなどにより直接入力しその入力データにし
たがって検査を実施するものである。ダイレクトティー
チング方式は人手にて直接観察台3やCCDカメラの方
向を移動させて検査を行いたいICの位置に位置付け、
このときのXYテーブルおよびカメラの位置を自動的に
読みとってこれを指定された位置とする方式である。
【0031】図4は、ダイレクト入力方式による操作お
よび動作手順を示す。同図において、まずステップS1
で人手にて基板上または図面より検査したいICの位置
を計算する。次に、ステップS2でキーボード111か
らそのIC位置(目標値)とそのICの種類を入力し、
ステップS3でメモリ106にこれらの入力データを記
憶する。そして、ステップS4で入力が終了したか否か
を判別し、未だ入力すべきデータがあれば再びステップ
S2へと戻る。
【0032】ステップS4で入力終了であれば、ステッ
プS5でメモリ106に記憶されたデータをプログラム
データとして補助記憶装置120または109に記憶し
処理を終了する。
【0033】図5は、ダイレクトティーチング方式によ
る位置の指定処理を説明するためのフローチャートであ
る。ダイレクトティーチング方式による位置の指定では
、まずステップS11で人手にて直接プリント基板を載
置した観察台を動かし、ステップS12でプリント基板
上の検査したいICの1つの角がCRTモニタ118上
の中央に表示されるようにする。このとき、位置決めユ
ニット143のXYθ軸の各サーボモータ137,13
9,141の駆動軸はモータオフ指令で電気的に切り離
されCCDカメラ4とXYテーブル2は自由に動くこと
ができるようになっている。また、エンコーダ138,
140,142は作動しており、その出力からCPU1
03はカメラ4の回転軸方向の位置およびXYテーブル
2のXY方向の位置を知ることができるようになってい
る。
【0034】次に、ステップS13でキーボード111
上の記憶キーを押下する。ステップS14でエンコーダ
138,140,142の現在値(現在のXYステージ
およびθ軸方向の位置を示す)とメカ的なオフセットに
より各軸方向の目標値を計算し、ステップS15でその
目標値をメモリ106に記憶する。そして、ステップS
16でICの種類(これによりICのサイズなどが分か
る)を入力し、ステップS17でそのICの種類データ
をメモリ106に記憶する。
【0035】次に、ステップS18で入力終了か否かを
判別し、まだ入力すべき検査位置データがある場合は再
びステップS11に戻り、以上の処理を繰り返す。
【0036】ステップS18ですべての検査位置を入力
したら、ステップS19でメモリ106上に蓄積したデ
ータをプログラムデータとして補助記憶装置120また
は109に記憶し、処理を終了する。
【0037】以上のようにして、ダイレクト入力方式あ
るいはダイレクトティーチング方式により位置データを
入力した後、検査を開始する。
【0038】図6は、検査の際の処理の流れを示すフロ
ーチャートである。実際の検査においては、まずステッ
プS31であらかじめ補助記憶装置120または109
に記憶してあるプログラムデータを読み込み、ステップ
S32でICデータを読み込む。ICデータはICの種
類ごとの大きさなどを記憶したデータである。これらの
読み込みデータに基づいて基板検査を進めていく。
【0039】ステップS33でプログラムデータ中の1
つの位置データを取り出し目標値の計算を行う。この目
標値計算Iは、例えば図7のIC201に対しその1つ
の角部分を撮像するようにカメラをP点からA点に位置
決めする際の目標値を計算する処理である。その後、ス
テップS34でその目標値の位置へXYステージおよび
θ軸モータを駆動開始して位置決めを開始する。ステッ
プS35でその位置決め(例えばP点からA点への位置
決め)が完了したか否かを判別し、完了していなければ
再びステップS35へと戻る。これは位置決めの完了ま
で繰り返される。
【0040】上記の位置決めが完了したら、ステップS
36で次の目標値の計算を行う。この目標値計算IIは
、例えば図7のA点からB点へと位置決めする際の目標
値を計算する処理である。その後、ステップS37でそ
の目標値の位置へXYステージおよびθ軸モータを駆動
開始して位置決めを開始する。次に、ステップS38で
キーボードのキーの押下を判別する。キーの押下がない
場合は、ステップS40で位置決めが完了したか否かを
判別する。位置決めが完了していない場合はステップS
38に戻ってキーの押下のチェックを繰り返す。このス
テップS38→S40→S38のループ処理の間、CC
Dカメラ4は例えば図7A点からB点へと移動してIC
201の辺201a周辺を撮像し、CRTモニタに写し
出す。これにより、検査者はIC201の一辺201a
のリード線のハンダ付けの状況などを検査することがで
きる。検査者はCRTモニタに表示された画面を目視し
て確認しハンダ付けなどの異常を発見した場合はNGキ
ーを押下する。NGキーが押下されると、ステップS3
8からS39に分岐し、ステップS39でNG位置をメ
モリに記憶し、ステップS40へと進む。
【0041】ステップS40で位置決めが完了したら(
例えばA点からB点への位置決めの完了)、ステップS
41でθ軸方向にモータを90°回転させ、次の目標位
置C点までの検査(ICの一辺201bの検査)を行う
べく、ステップS36へと戻る。以後、スタートキーが
押下されるまで、C点からD点、D点からA点、A点か
らB点、…と同様に検査が繰り返される。
【0042】ステップS38でスタートキーが押下され
た場合は、ステップS42で読み込んだプログラムデー
タに沿ってすべての位置決めと撮像が終了したか否かす
なわちプログラムエンドか否かを判別する。プログラム
エンドでない場合はステップS33へと戻り、次のIC
について同様の検査を繰り返す。ステップS42でプロ
グラムエンドである場合は、ステップS43でNGキー
が一度以上押下されたか否かを判別し、押下されている
場合はステップS44でNGリストおよびNGファイル
を出力し処理を終了する。ステップS43でNGキーの
押下が一度も無かった場合はそのまま処理を終了する。
【0043】以上のように、まずステップS33の目標
値計算Iにおいて、図7の位置決め前の位置P点からA
点に位置決めするために、プログラムデータのX,Y,
θ各軸の目標値とメカ的なオフセット値とからA点の位
置を計算し、ステップS34,S35で位置決めする。 そして、A点からB点、B点からC点、C点からD点、
およびD点からA点へ位置決めするために、ステップS
36の目標値計算IIにおいて、移動前の位置およびそ
のIC201のサイズに応じてA,B,CおよびD点の
位置を計算し、ステップS37,S40,S41で位置
決めを行う。そして、A点から順次カメラとXYテーブ
ルが移動する間に、IC201の各辺201a,201
b,201c,201dをCCDカメラで斜め上から撮
像して、CRTモニタに表示し、検査者によるICのハ
ンダ付けの状況や取り付けの状況などの基板の状況を検
査することができる。
【0044】図8は、ICの全周を表示している様子を
示す。
【0045】なお、上記の実施例ではICの全周を直接
CCDカメラを移動させて撮像していたが所定の光学系
を用いて撮像するようにしてもよい。
【0046】図9は、図1の基板検査装置の撮像手段を
変更した実施例を示す。図10は、図9の基板検査装置
の撮像手段周辺の詳細図である。これらの図において、
図1と共通の部材は同一の付番を付してその説明を省略
する。
【0047】図9において、71はCCDカメラを固定
するための固定部材、72はCCDカメラ、73は光学
顕微鏡、74は光学系を回転させるためのθ軸モータ、
75はプリント基板20の上のICの全周を撮像するた
めの光学系である。
【0048】図10を参照して、図9の撮像手段の周辺
を説明する。図10において、CCDカメラ72は光学
顕微鏡73の像を撮像する。光学顕微鏡73はプリント
基板20上のIC21の斜めからの像をミラー78,7
7,76を介して矢印79のように進む光を検出するこ
とにより撮像する。81は光学顕微鏡73にθ軸モータ
74を固定するための固定手段、82はモータ74の回
転軸である。回転軸82の先端にはギア83が設けられ
ており、このギア83にギア84が噛合している。ギア
84は光学顕微鏡73の中心軸近傍を軸として回動可能
になっておりモータ74を駆動することによりギア84
が回転する。ギア84にミラー76,77,78が固定
されており、モータ74を駆動することによりこれらの
ミラー76,77,78は顕微鏡73の中心軸を軸とし
て回転する。このようにしてIC21の全周を観察する
ことができる。
【0049】なお、上記の実施例ではCCDカメラを直
接移動し、あるいは所定の光学系を用いてICの全周を
撮像しているが、カメラは固定し、ステージを移動させ
るようにすることもできる。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ICその他の素子及び部品を実装した基板をあらかじめ
指定された位置に自動的に位置決めして検査するように
しているので、検査すべき箇所に高速にかつ正確に位置
決めでき検査したい箇所の位置決めに手間がかからない
。また、繰り返し性があり、一度位置決めデータを入力
すればその位置データは何度でも使用できるので、同じ
種類の複数のプリント基板で検査を繰り返し行うような
場合に、検査の見落としもなく同じ箇所を同じ状態で観
察することができる。また、位置データの入力方式とし
てはキーボードからのダイレクト入力方式またはダイレ
クトティーチング方式を採用しており入力は非常に容易
である。さらに、プリンタを接続すれば基板の良否の結
果をプリントアウトすることもできる。また、品質の統
計を取ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る基板検査装置の外観図
である。
【図2】図1の基板検査装置の撮像手段の周辺の部材を
示す外観図である。
【図3】この実施例の基板検査装置のブロック構成図で
ある。
【図4】この実施例の基板検査装置のダイレクト入力方
式による位置データの入力の操作および動作を説明する
ためのフローチャートである。
【図5】この実施例の基板検査装置のダイレクトティー
チング方式による位置データの入力の操作および動作を
説明するためのフローチャートである。
【図6】位置決めをしながら検査を行う際の動作手順を
示すフローチャートである。
【図7】検査するICの回りの位置決めする位置を示す
概念図である。
【図8】ICの全周を観察している画面の一例を示す図
である。
【図9】本発明の第2の実施例に係る基板検査装置の外
観図である。
【図10】図9の基板検査装置の光学系などを示す概念
図である。
【符号の説明】
2  XYテーブル 3  観察台 4  CCDカメラ 5  θ軸モータ 13  CRTモニタ 14  プリンタ 15  キーボード 31  X軸モータ 32  Y軸モータ 52  θ軸モータ 101  マザーボード 102  メインボード 103  中央処理装置(CPU) 105  ROM 106  RAM 109  フロッピディスク装置 111  キーボード 113  プリンタ 118  CRTモニタ 120  ハードディスク装置 123  マイクロプロセッサ 124  ROM 125  RAM 126  θ軸サーボドライバ 127  X軸サーボドライバ 128  Y軸サーボドライバ 137,139,141  θ,X,Y軸の各サーボモ
ータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  集積回路抵抗、コンデンサ、コネクタ
    等その他の部品を実装した基板の検査装置であって、上
    記基板上を撮像する撮像手段と、該撮像手段による撮像
    範囲を表示する表示手段と、上記撮像手段の撮像位置を
    指定するための位置指定手段と、該位置指定手段により
    指定された上記撮像手段の撮像位置を位置データとして
    記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された撮像手段
    の位置データに基づいて上記撮像手段を位置決めする位
    置決め手段とを具備することを特徴とする基板検査装置
  2. 【請求項2】  前記位置指定手段は、前記撮像手段の
    撮像位置を入力するための入力手段を具備する請求項1
    に記載の基板検査装置。
  3. 【請求項3】  前記位置指定手段は、撮像手段と撮像
    対象を自由に動かして所望の位置に設定し、そのときの
    撮像手段の位置を指定された位置とする請求項1に記載
    の基板検査装置。
JP2411277A 1990-12-18 1990-12-18 基板検査装置 Pending JPH04216443A (ja)

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JP (1) JPH04216443A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007178127A (ja) * 2005-12-26 2007-07-12 Toshiba Corp 外観検査システム、及び外観検査システムの制御方法

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