JPH05165944A - 実装外観検査装置における部品位置ズレ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電子・電気機器に使用されるプリン
ト基板の電子部品の部品の位置ズレを検査する実装外観
検査装置における部品位置ズレ検出方法に関し、実装プ
リント基板の検査において、検査時の周囲環境に影響さ
せずに実装部品の位置ズレを検出できる部品位置ズレ検
出方法を提供することを目的とする。 【構成】 実装されたプリント基板をカメラで走査して
画像データを得ることにより、前記プリント基板の実装
部品の位置ズレを検出する実装外観検査装置の部品位置
ズレ検出方法において、検査対象の実装プリント基板か
ら得られた画像データ３４，３５のうち、少なくとも実
装部品の一方向の両端縁部の画像データを二つの所定範
囲のウインドデータ４８，４９として取り込み、該二つ
のウインドデータにおける２値化データの０若しくは１
の積算の差を演算する位置ズレ演算部５１を設けて実装
部品の位置ズレの有無を検出することに存する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子・電気機器に使用
されるプリント基板の実装部品の実装状態、即ち部品の
位置ズレを検査する実装外観検査装置における部品位置
ズレ検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板に実装された実装部
品の有無やズレ等を検査する実装外観検査装置として
は、図９乃至図１１に示すような光学式の検査装置が知
られている。即ち、実装部品１が実装されたプリント基
板面２に光源３からの光を照射し、該照射された光の一
部を遮光板４で遮って陰５を形成し、この陰５の部分に
若干入り込んだ地点にミラー７を介してカメラ６の焦点
を合わせておく。図１０に示すように、光源とカメラの
光軸８との交点の前記プリント基板面からの高さｔは約
０．３ｍｍ程度である。

【０００３】そしてプリント基板もしくは光学装置を相
対的に移動させて所定以上の高さのある実装部品１が存
在すると照射光が反射してこれをカメラ６で走査し、そ
の明暗の強弱をＡ／Ｄ変換し２値化して画像メモリーに
読み込み、良品の実装済みプリント基板の比較用データ
とで処理判別して、良否の結果をプリンターやデスプレ
イ等の表示手段に表示するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
実装外観検査装置では、実装された実装部品１の有無が
弁別されるが、実装された実装部品１の位置ズレまでは
検出できないという欠点が存在した。

【０００５】即ち、前記カメラ６のセンサー（例えばＣ
ＣＤラインセンサー）は、実装検査中で周囲環境の変化
で感度が変わることがあり、また、周囲の明るさが検査
時と基準となる良品プリント基板の画像データ取り込み
時とは異なる場合がある。よって検査対象の実装プリン
ト基板を操作すると、実装部品と未実装部分との境目で
部品の反射光の強弱による電圧レベルが良品の実装プリ
ント基板の電圧レベルと相違し、所定の実装部品に対す
るしきい値が一定値に設定してあるので、２値化したデ
ータが、比較する良品の２値化データと異なる場合があ
る。

【０００６】このような場合、実装部品の位置を２値化
された０（部品無し）または１（部品有り）のデータで
判断すると、実際と異なる判断がなされ、位置ズレの検
出ミスが生じることがある。このように単純な画像デー
タの差をとるような比較では、位置ズレを正確に検査で
きない場合があった。

【０００７】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、実装プリント基板の検査において、検査時の周囲
環境に影響させずに実装部品の位置ズレを検出できる実
装外観検査装置における部品位置ズレ検出方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題を解決
し上記目的を達成するための要旨は、実装されたプリン
ト基板に光源から所定角度で照射された光線の反射光を
カメラで走査して画像データを得ることにより、前記プ
リント基板の実装部品の位置ズレを検出する実装外観検
査装置の部品位置ズレ検出方法において、検査対象の実
装プリント基板から得られた画像データのうち、少なく
とも実装部品の一方向の両端縁部の画像データを二つの
所定範囲のウインドデータとして取り込み、該二つのウ
インドデータにおける２値化データの０若しくは１の積
算の差を演算する位置ズレ演算部を設けて実装部品の位
置ズレの有無を検出することに存する。

【０００９】

【作用】本発明に係る実装外観検査装置における部品位
置ズレ検出方法によれば、少なくとも実装部品の一方向
の両端縁部の画像データを二つの所定範囲のウインドデ
ータとして取り込み、該二つのウインドデータにおける
２値化データの０若しくは１の積算の差を演算する位置
ズレ演算部を設けて実装部品の位置ズレの有無を検出す
るようにしたので、検査対象の実装プリント基板からの
画像データによって実装部品の位置ズレの有無が判断で
きる。

【００１０】そして、一方向の走査とこれに直交する方
向にも走査して二つの所定範囲のウインドデータを取り
込んで前記位置ズレ演算部で位置ズレを検出すること
で、実装部品の２方向の位置ズレを検出することができ
る。また、ウインドデータを一方向において少なくとも
２箇所から取り込んで実装部品の位置ズレを検出するよ
うにしているが、これを一方向の２箇所とこれに直交す
る方向に２箇所の合計４箇所からウインドデータを取り
込めば、一方向の走査によって実装部品の２方向の位置
ズレが検出される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明に係る実装外観検査装置２０の要部
の概略図である。図において符号２１，２３はＬＥＤ光
源、２２，２４はカメラにおけるＣＣＤラインセンサ
ー、２５は検査対象の実装プリント基板を各々示してい
る。なお従来例に対応するものには同符号を付けてあ
る。

【００１２】実装外観検査装置２０は、図１に示すよう
に、概略として超高輝度ＬＥＤからなる光源２１とこの
光源からの反射光を走査するＣＣＤラインセンサー２２
を一体化して支持框体（図示せず）に装着して走査ユニ
ット１５とし、これを一方向に駆動源のモータとガイド
軸で移動させ、更にＬＥＤ光源２３とこの光源からの反
射光を走査するＣＣＤラインセンサー２４を一体化して
同様に走査ユニット１６として、前記の一方向と直交す
る方向に移動させるようにし、検査対象の実装プリント
基板２５をＸ−Ｙ方向の２方向に前記走査ユニット１
５，１６で走査して、画像データを取り込むようにした
ものである。

【００１３】前記ＬＥＤ光源２１とＣＣＤラインセンサ
ー２２と遮光板４とミラー７との一走査ユニット１５
は、支持框体に一体化して装着されている。そして、こ
の支持框体が駆動源のサーボモータとガイド軸によって
一定速度でＸ方向に移動される。

【００１４】また、同様にして、ＬＥＤ光源２３とＣＣ
Ｄラインセンサー２４からなる走査ユニット１６も一定
速度でＹ方向に移動される。そして、この実装外観検査
装置２０の構成ブロックを図５（イ）に、また、画像デ
ータの処理部２６の詳細なブロック図を図５（ロ）に示
す。

【００１５】前記ＬＥＤ光源２１，２３は長寿命化とメ
ンテナンスフリーのために使用したが、これに限らず他
の光源を使用できるものである。また、ＣＣＤラインセ
ンサー２２，２４は、２０４８ビットのラインセンサー
である。例えばＸ方向に走査して一画面の画像データと
して、主走査２０４８ビット×副走査２０４８ラインの
データが読み取られる。

【００１６】前記サーボモータとガイド軸はＸ−Ｙ方向
に各々設けられてＸ−Ｙ駆動部２７を構成する。また、
検査対象の実装プリント基板２５は基準ピンを備えた冶
具テーブル２８に載置され、該冶具テーブル２８は基板
搬送部２９によって検査所定位置に搬送され停止する。
前記冶具テーブル２８にはバキュームポンプが備えら
れ、前記実装プリント基板２５を吸着して平面度を良く
している。これらの移動制御や吸着動作は操作パネル３
０と制御部３１によって行われる。

【００１７】このように構成される実装外観検査装置２
０の使用方法を説明する。図１乃至図５に示すように、
冶具テーブル２８に載置された検査対象の実装プリント
基板２５を基板搬送部２９を作動させて所定位置に移動
させる。これが図１に示す基本態勢である。

【００１８】そしてＸ−Ｙ駆動部２７のＹ方向用のサー
ボモータを作動させて図２に示すように、ＬＥＤ光源２
３とＣＣＤラインセンサー２４をＹ方向にスキャンさせ
る。同時にＬＥＤ光源２１とＣＣＤラインセンサー２２
もＹ方向に移動する。そして、前記ＣＣＤラインセンサ
ー２４で得られた電気信号がビデオアンプ３２を介しＡ
／Ｄ変換３３で６４階調のデジタルデータに変換され、
この１画面分のデータがメモリーＡ３４に書き込まれ
る。

【００１９】次に、図３に示すように、前記Ｘ−Ｙ駆動
部２７のＸ方向のサーボモータを作動させ、ＬＥＤ光源
２１とＣＣＤラインセンサー２２をＸ方向にスキャンさ
せる。これと同時にＬＥＤ光源２３とＣＣＤラインセン
サー２４もＸ方向に移動する。そして前述と同様にＸ方
向の１画面分のデータがメモリーＢ３５に書き込まれ
る。図４が２方向の移動を終了した状態を示すものであ
る。

【００２０】このように検査対象の実装プリント基板２
５をＸ−Ｙの２方向で画像データを取り込めば、前記実
装プリント基板２５上の実装部品１の位置ズレが、２方
向において判定できるからである。

【００２１】前記実装プリント基板２５において、実装
部品１の位置ズレが一方向のみの走査で十分であれば、
上述のような２方向の走査を行う必要がなく、メインコ
ントローラ３６のプログラムによってキーボード３７か
らの指令で適宜選択するものである。

【００２２】次に、前記２方向の画像データを、比較判
定用の画像データで比較して検査対象の実装プリント基
板２５の実装部品１の位置ズレを判定する操作を説明す
る。図５（ロ）に示すように、前記メモリーＡ，Ｂの画
像データはバリュー演算部３８で実装部品の各々の輝度
に応じて設定されたしきい値で前記６４階調のデータを
２値化する。この制御はＣＰＵ３９で行う。

【００２３】そして位置ズレの判定の方法は、図６に示
すように、メモリーＡ３４，メモリＢ３５から切換え部
４０で選択して、そして前記しきい値で２値化され、演
算用メモリー４１にメモリーされる。更に、ブロックフ
ィルター４２によって判定セル（３×３ドット）用の判
定基準値（例えば１〜９のうちの５）で明暗を決定す
る。

【００２４】前記判定セルの明暗の決定は、３×３の９
ドットの中で１のデータ（白レベル、即ち部品有り）が
何個有るかを算出し、前記判定基準値を５とすると、こ
の数がたとえば５個以上あるときにはその判定セルの全
体を１とする。逆に４個以下のときには全体を０とす
る。勿論この判定基準値の設定は任意である。このよう
にして判定セルによって１とされた数をバリュー値カウ
ンター４３でカウントし積算する。これをウインドバリ
ュー値とする。

【００２５】このウインドバリュー値において、図７に
示すように、位置ズレ演算部５１において、ある実装部
品１における未実装部分との境目に設定した両ウインド
４４，４５に対応するウインドバリュー値をメモリー４
８，４９に読み込む。

【００２６】そして、メモリー４８，４９のバリュー値
により判定ブロック５０で両者の差をとりその大小を判
定する。この位置ズレ演算部５１からの結果をＣＰＵ３
９やＣＲＴモニターに送信する。

【００２７】ＣＰＵ３９では、判定ブロック５０の結果
により、例えば、差が０であれば実装部品１の位置ズレ
は無いと判断され、差が０より大であれば図８に示すよ
うにウインド４４の判定セルで１（白レベル）の部分４
４ａよりウインド４５での１（白レベル）の部分４５ａ
の方が大きいので、実装部品１は右方向に位置ズレして
いることが判る。また、前記差が０より小さければ実装
部品１が左方向に位置ズレしていることが判る。これは
Ｘ方向において説明したがＹ方向でも同様にして判定す
ることができる。

【００２８】このようにして、実装部品１のＸ，Ｙ方向
の位置ズレ及びそのズレ量が、ウインドの設定によりウ
インドバリュー値の比較で判定できる。上述の一実施例
においては、走査ユニット１５，１６でもってＸ−Ｙの
２方向に走査して実装部品の位置ズレを検出したが、勿
論、例えばＸ方向の走査のみであっても、ウインドの設
定をＸ方向で２箇所そしてＹ方向に２箇所の合計４箇所
にすれば、Ｘ−Ｙの２方向の実装部品の位置ズレを検出
することが可能である。この他にも、一つの走査ユニッ
ト又は実装プリント基板を適宜回転させる方式でも２方
向に走査できて上記実施例と同様に実装部品の位置ズレ
を検出できるものである。また、光学センサーもＣＣＤ
ラインセンサーに限らず例えばエリアセンサーを備えた
検査装置でも、位置ズレを検出できるものである。

【００２９】こうして、従来のように、良品の実装プリ
ント基板の２値化データと検査対象の実装プリント基板
の２値化データとを比較する方法ではないので、実装検
査時のＣＣＤセンサの感度や周囲環境温度等に影響され
ない位置ズレ検出方法となった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実装外観
検査装置における部品位置ズレ検出方法は、実装された
プリント基板に光源から所定角度で照射された光線の反
射光をカメラで走査して画像データを得ることにより、
前記プリント基板の実装部品の位置ズレを検出する実装
外観検査装置の部品位置ズレ検出方法において、検査対
象の実装プリント基板から得られた画像データのうち、
少なくとも実装部品の一方向の両端縁部の画像データを
二つの所定範囲のウインドデータとして取り込み、該二
つのウインドデータにおける２値化データの０若しくは
１の積算の差を演算する位置ズレ演算部を設けて実装部
品の位置ズレの有無を検出する部品位置ズレ検出方法と
したので、実装検査時のＣＣＤセンサの感度や周囲環境
温度等に影響されない位置ズレ検出方法となり、位置ズ
レ検出精度および信頼性の構造となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実装外観検査装置の要部の概略図
である。

【図２】実装外観検査装置の使用手順を示す説明図であ
る。

【図３】同じく実装外観検査装置の使用手順を示す説明
図である。

【図４】同じく実装外観検査装置の使用手順を示す説明
図である。

【図５】（イ）は実装外観検査装置の構成を示すブロッ
ク図であり、（ロ）は画像処理部のブロク図である。

【図６】画像処理部のバリュー演算部の詳細なブロック
図である。

【図７】実装部品に対するウインドの設定を示す概念図
である。

【図８】同じく実装部品に対するウインドの設定を示す
概念図である。

【図９】従来例における外観検査装置の走査部を示す説
明図である。

【図１０】同じく実装部品がない場合の説明図である。

【図１１】実装部品がある場合の説明図である。

【符号の説明】

１ 実装部品、２１，２３ ＬＥＤ光源、２２，２４
カメラにおけるＣＣＤラインセンサー、２５ 検査対象
の実装プリント基板 ３８ バリュー演算部、４１ 演
算用メモリー、４２ ブロックフィルター、４３ バリ
ュー値カウンター、４４，４５ Ｘ方向のウインド、４
６，４７ Ｙ方向のウインド、４８，４９ ウインドの
バリュー値メモリー、５０ 判定ブロック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装されたプリント基板に光源から所定
   角度で照射された光線の反射光をカメラで走査して画像
   データを得ることにより、前記プリント基板の実装部品
   の位置ズレを検出する実装外観検査装置の部品位置ズレ
   検出方法において、検査対象の実装プリント基板から得
   られた画像データのうち、少なくとも実装部品の一方向
   の両端縁部の画像データを二つの所定範囲のウインドデ
   ータとして取り込み、該二つのウインドデータにおける
   ２値化データの０若しくは１の積算の差を演算する位置
   ズレ演算部を設けて実装部品の位置ズレの有無を検出す
   ることを特徴としてなる実装外観検査装置における部品
   位置ズレ検出方法。