JPH0526815A - 実装部品検査用データの教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実装部品検査用データの中でも特に労力と時間
とを要する画像およびその判定基準に関する情報を効率
的に実装部品検査装置へ教示可能とする。 【構成】ＳＴ１で教示対象とする基板名を登録し、ＳＴ
２で基準基板を実装部品検査装置にセットしてスタート
操作を行う。ＳＴ３で基準基板の基準点を入力した後、
ＳＴ４で基準基板上の所定領域を撮像して部品の実装位
置を教示する。ＳＴ５でその部品に対応する部品の画像
およびその判定基準に関する情報を部品種テーブルより
読み出して教示する。この情報は教示に先立ち部品種テ
ーブルにあらかじめ記憶させてある。同様の手順をすべ
ての部品について繰り返し実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプリント配線
基板（以下単に「基板」という）に実装された電子部品
につき、はんだ付け前は電子部品の有無や姿勢などを、
はんだ付け後ははんだ付けの良否などを、それぞれ検査
するのに用いられる実装部品検査装置に関連し、殊にこ
の発明は、基板上に実装された複数の部品につき、それ
ぞれの実装状態の良否（以下「実装品質」という）を検
査するのに必要な実装部品検査用データを実装部品検査
装置に教示するための実装部品検査用データの教示方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検査基板上の実装部品（はんだ
付け前のものとはんだ付け後のものとを総称して「実
装」という）について実装品質を検査するのに、目視に
よる検査が行われている。ところがこの種目視検査で
は、検査ミスの発生が避けられず、検査結果も検査する
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。

【０００３】そこで近年、多数の部品が実装された基板
につき、実装品質を画像処理技術を用いて自動的に検査
する実装部品検査装置が実用化された。この実装部品検
査装置を使用する場合、検査に先立ち、被検査基板上の
どの位置に、どのような部品が、どのように実装される
かにつき、基板の種別毎に実装部品検査装置に教示する
必要がある。この教示作業は「ティーチング」と呼ばれ
るもので、その実装部品検査用データには、被検査基板
上に実装される部品の位置や種類の他に、自動検査に必
要な画像およびその判定基準に関する情報も含まれる。

【０００４】前記画像およびその判定基準に関する情報
には、各部品がはんだ付けされる基板上のランドに関す
る情報（形状，長さ，幅など）、検査領域として設定さ
れるウィンドウに関する情報（形状，大きさなど）、ラ
ンド上のはんだ付け状態などを表す特徴パラメータに関
する情報（色相，明度など）、特徴パラメータなどの良
否を判定するための判定基準などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記実装部品検査用デ
ータは，被検査基板の種類毎にオペレータが実装部品検
査装置に手入力しており、多大の労力と時間とを要し、
また教示作業中はその実装部品検査装置による検査がで
きないという問題がある。

【０００６】前記実装部品検査用データのうち、被検査
基板上に実装される部品の位置や種類については、近年
特に普及が著しいチップマウンタやＣＡＤからの情報を
利用できるが、画像やその判定基準に関する情報につい
ては、各部品が適正に実装されている基準基板を実装部
品検査装置に供給し、各実装部品およびその周辺の画像
を生成して前記特徴パラメータなどを抽出しかつその判
定基準を決定した上で、基板の種類毎に実装部品検査装
置に対し手入力により教示する必要がある。

【０００７】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、実装部品検査用データの中でも特に労力と時間
とを要する画像およびその判定基準に関する情報を効率
的に実装部品検査装置へ教示できる実装部品検査用デー
タの教示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】この発明は、基板上に実
装された複数の部品につき、それぞれの実装品質を検査
するのに必要な実装部品検査用データを実装部品検査装
置に教示する方法であって、前記実装部品検査用データ
として必要な画像およびその判定基準に関する情報を部
品の種別毎にあらかじめメモリに記憶させた後、教示時
に基板上の各部品につき対応する部品の画像およびその
判定基準に関する情報を前記メモリより選択して読み出
し、前記実装部品検査装置に教示するようにしたもので
ある。

【０００９】

【作用】実装部品検査用データとして必要な画像および
その判定基準に関する情報を予めメモリに記憶させた
後、教示に際し、この情報をメモリより読み出して実装
部品検査装置へ教示するので、教示に要する労力と時間
とが大幅に節減されることになる。

【００１０】

【実施例】図１は、実装部品検査装置の全体構成を示
す。この実装部品検査装置は、基準基板１Ｓを撮像して
得られた前記基準基板１Ｓ上にある各部品２Ｓの検査領
域の特徴パラメータと、被検査基板１Ｔを撮像して得ら
れた前記被検査基１Ｔ上にある各部品２Ｔの検査領域の
特徴パラメータとを比較して、各部品２Ｔの実装品質を
検査するためのもので、Ｘ軸テーブル部３，Ｙ軸デーブ
ル部４，投光部５，撮像部６，制御処理部７などをその
構成として含んでいる。

【００１１】前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル
部４は、それぞれ制御処理部７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３が撮像部６をＸ方向
へ移動させ、またＹ軸テーブル部４が基板１Ｓ，１Ｔを
支持するコンベヤ８をＹ方向へ移動させる。

【００１２】前記投光部５は、異なる径を有しかつ制御
処理部７からの制御信号に基づき赤色光，緑色光，青色
光を同時に照射する３個の円環状光源９，１０，１１に
より構成されており、各光源９，１０，１１を観測位置
の真上位置に中心を合わせかつ観測位置から見て異なる
仰角に対応する方向に位置させている。

【００１３】この実施例では、各光源９，１０，１１と
して白色光源に赤色，緑色，青色の各着色透明板を被せ
た構造のものが用いてあるが、これに代えて、赤色光，
緑色光，青色光をそれぞれ発生する３本の円環状のカラ
ー蛍光灯やネオン管を用いてもよい。

【００１４】またこの投光部５による照明下で基板１
Ｓ，１Ｔ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、各光源９，１０，１１
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
よう工夫してある。すなわち各光源９，１０，１１は混
色により白色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光源をもって構成されると共に、
各光源９，１０，１１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後記する撮像コント
ーラ１８による各色相光の光量の調整を可能としてい
る。

【００１５】つぎに撮像部６は、カラーテレビカメラが
用いられ、観測位置の真上位置に下方に向けて位置決め
してある。これにより観測対象である基板１Ｓ，１Ｔの
表面の反射光が撮像部６により撮像され、三原色のカラ
ー信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて制御処理部７へ供給され
る。

【００１６】制御処理部７は、Ａ／Ｄ変換部１２，メモ
リ１３，ティーチングテーブル１４，画像処理部１５，
判定部１６，ＸＹテーブルコントローラ１７，撮像コン
トローラ１８，部品種テーブル１９，表示部２０，プリ
ンタ２１，キーボード２２，フロッピディスク装置２
３，制御部２４などで構成されるもので、ティーチング
モードのとき、あらかじめ登録されている部品種テーブ
ル１９の中から、基準基板１Ｓ上の各部品２Ｓに対応す
る部品種をそれぞれ選択して呼び出し、観測位置に搬入
された基準基板１Ｓの各部品の検査領域について色相、
明度などの特徴パラメータを適用して判定データファイ
ルを作成し、また検査モードのとき、被検査基板１Ｓに
ついてのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理し、被検査基板１
Ｔ上の各部品２Ｔの検査領域につき赤，緑，青の各色相
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１Ｔ上の各部品２Ｔにつきはんだ付
けの良否などの実装品質を自動的に判定する。

【００１７】図２は、はんだ付けが良好であるとき、部
品が欠落しているとき、はんだ不足の状態にあるときの
はんだ２５の断面形態と、各場合の撮像部６による撮像
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例示したもので、いずれかの色相パ
ターン間には明確な差異が現れるため、部品の有無やは
んだ付けの良否を判定することが可能となる。

【００１８】図１に戻って、Ａ／Ｄ変換部１２は前記撮
像部６からのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂをディジタル信号に
変換して制御部２４へ出力する。メモリ１３はＲＡＭな
どを備え、制御部２４の作業エリアとして使用される。
画像処理部１５は制御部２４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２４や判定部１
６へ供給する。

【００１９】前記部品種テーブル１９は、実装部品の検
査に必要な画像およびその判定基準に関する情報、例え
ば各部品がはんだ付けされる基板上のランドに関する情
報（形状，長さ，幅など）、検査領域として設定される
ウィンドウに関する情報（形状，大きさなど）、ランド
上のはんだ付け状態などを表す特徴パラメータに関する
情報（色相や明度など）、特徴パラメータの良否などを
判定するための判定基準などを部品の種類毎にあらかじ
め記憶させておくためのテーブルであって、前記判定デ
ータファイルを作成する際に部品種に応じてこれら情報
が選択されて読み出される。なおこの実施例では、画像
に関する情報はカラー画像情報であって、色相、明度
（全カラーの総合明度）、各色相毎の明度、彩度などの
各情報のうち、必要なものを選択的に用いるが、画像に
関する情報がモノクローム画像情報である場合は、白黒
の濃淡情報が用いられることになる。

【００２０】ティーチングテーブル１４はティーチング
時に制御部２４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２４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２４は判定部１６などへ供給
する。

【００２１】判定部１６は、検査時に制御部２４から供
給された判定データファイルと、前記画像処理部１５か
ら転送された被検査データファイルとを比較して、被検
査基板１Ｔの各部品２Ｔにつきはんだ付け状態の良否な
どを判定し、その判定結果を制御部２４へ出力する。

【００２２】撮像コントローラ１８は、制御部２４と投
光部５および撮像部６とを接続するインターフェイスな
どを備え、制御部２４の出力に基づき投光部５の各光源
９〜１１の光量を調整したり、撮像部６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。

【００２３】ＸＹテーブルコントローラ１７は制御部２
４と前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４とを
接続するインターフェイスなどを備え、制御部２４の出
力に基づきＸ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４を
制御する。

【００２４】表示部２０は、制御部２４から画像デー
タ、検査結果、キー入力データなどが供給されたとき、
これを表示画面上に表示し、またプリンタ２１は、制御
部２４から検査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。

【００２５】キーボード２２は、操作情報や基準基板１
Ｓや被検査基板１Ｔ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、キー入力データは前記制
御部２４へ供給される。制御部２４は、マイクロプロセ
ッサなどを備えており、図３，図５および，図６に示す
手順に従って、部品種テーブル１９の作成，ティーチン
グおよび，検査における実装部品検査装置の動作を制御
する。

【００２６】図３は、前記部品種テーブル１９の作成手
順を示している。まず制御部２４は、同図のスタート時
点において、装置各部を制御して投光部５や撮像部６を
作動し、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２１を操作してステップ
１（図中「ＳＴ１」で示す）において、部品エディタを
選択すると、あらかじめ実装部品検査装置が保有してい
る部品種テーブル１９の内容が表示部２０の画面に表示
される。

【００２７】図４は、このときの表示部２０の表示例で
あって、Ａ〜Ｇで示す複数の部品種（例えば抵抗，ＩＣ
など）と、各部品種に属する部品グループ（例えばＡ１
〜Ａ８）とが示されている。つぎにオペレータは、対象
とする部品について、つぎのステップ２で対応する部品
種を、続くステップ３で部品グループの中の該当する部
品を、それぞれ選択すると、表示部２０の画面上に選択
された部品についての既存の部品情報が表示される（ス
テップ４）。

【００２８】この部品情報をそのまま保存しておけば自
動検査に有効であるとオペレータが判断したとき、ステ
ップ５の判定は「ＹＥＳ」となり、つぎの部品グループ
についての検討に移行するが、もしその部品情報をその
まま自動検査に用いることができないと判断したとき
は、ステップ５の判定は「ＮＯ」であり、基準基板１Ｓ
を実装部品検査装置の観測位置に搬入する（ステップ
６）。

【００２９】つぎにステップ７で、基準基板１Ｓ上の該
当する部品２Ｓを撮像部６により撮像してその画像にか
かわるパラメータを抽出し、さらに続くステップ８で、
その各パラメータの値を調整して、部品種テーブル１９
に保存したい画像およびその判定基準に関する情報を生
成する。ここで調整されるパラメータには、部品の位
置，ランドに関する情報，ブリッジ検出などに必要なウ
ィンドウに関する情報、ランド上のはんだ付け状態など
を表す特徴パラメータに関する情報、実装品質を良否判
定するための判定基準などが含まれる。

【００３０】この調整が終了すると、つぎのステップ９
で基準基板１Ｓを実装部品検査装置より搬出し、つぎの
ステップ１０で新たに調整された部品情報を部品種テー
ブル１９に保存する。以下同様にして、自動検査に必要
な他の部品についての部品情報も部品種テーブル１９に
保存する。

【００３１】図５は、ティーチングの手順を示すもの
で、まず同図のステップ１において、オペレータはキー
ボード２２を操作して教示対象とする基板名の登録を行
い、また基板サイズをキー入力した後、つぎのステップ
２で、基準基板１ＳをＹ軸テーブル部４上にセットして
スタートキーを押操作する。つぎにステップ３でその基
準基板１Ｓの原点と右上および左下の各角部を撮像部６
にて撮像させて各点の位置により実際の基準基板１Ｓの
サイズを入力した後、制御部２４は入力データに基づき
Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４を制御して基
準基板１Ｓを初期位置に位置出しする。

【００３２】前記基準基板１Ｓは、部品実装位置に所定
の部品２Ｓが適正にはんだ付けされた良好な実装品質を
有するものであって、この基準基板１Ｓが初期位置に位
置決めされると、つぎのステップ４で撮像部６が基準基
板１Ｓ上の領域を撮像して部品の実装位置を教示する。

【００３３】つぎのステップ５では表示部２０に部品種
テーブル１９の内容を表示させ、実装位置が教示された
部品２Ｓに対応する部品を選択し、その部品情報を部品
種テーブル１９より読み出して教示データとして保存す
る。

【００３４】同様の手順が基準基板１Ｓ上の全ての部品
について繰り返し実行されると、ステップ６の判定が
「ＹＥＳ」となってステップ７へ移行し、修正ティーチ
ングを実行する。この修正ティーチングは、ステップ
４，５で生成された教示データによって全ての検査箇所
を実際に自動検査し、その検査結果に不十分な箇所があ
れば、該当箇所についてのみ教示データを修正するため
のもので、その修正データによる満足な結果が得れたと
き、それを教示データとして保存する（ステップ８）。

【００３５】図６は、自動検査の手順を示すもので、同
図のステップ１，２で検査すべき基板名を選択して基板
検査を開始操作を行う。つぎのステップ３は、実装部品
検査装置への被検査基板１Ｔの供給をチェックしてお
り、「ＹＥＳ」の判定でコンベヤ８が作動して、Ｙ軸テ
ーブル部４に被検査基板１Ｔが搬入され、自動検査が開
始される（ステップ４，５）。

【００３６】ステップ５において、制御部２４はＸ軸テ
ーブル部３およびＹ軸テーブル部４を制御して、被検査
基板１Ｔ上の１番目の部品２Ｔに対し撮像部６の視野を
位置決めして撮像を行わせ、検査領域内の各ランド領域
を自動抽出すると共に、各ランド領域の特徴パラメータ
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２４は、前記被検査データファイルを判定部１６
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２Ｔにつきハ
ンダ付けの良否などの実装品質を判定させる。

【００３７】このような検査が被検査基板１Ｔ上の全て
の部品２Ｔにつき繰り返し実行され、その結果、ハンダ
付け不良などがあると、その不良部品と不良内容とが表
示部２０に表示され或いはプリンタ２１に印字された
後、被検査基板１Ｔは観測位置より搬出される（ステッ
プ７，８）。かくして同様の検査手順が全ての被検査基
板１Ｔにつき実行されると、ステップ９の判定が「ＹＥ
Ｓ」となって検査が完了する。

【００３８】

【発明の効果】この発明は上記の如く、実装部品検査用
データとして必要な画像および検査基準に関する情報を
部品の種別毎にあらかじめメモリに記憶させた後、教示
時に基板上の各部品につき対応する部品の画像および判
定基準に関する情報を前記メモリより選択して読み出
し、前記実装部品検査装置に教示するようにしたから、
教示に要する労力と時間とが大幅に節減されという顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実装部品検査装置の全体構成を示す説明図であ
る。

【図２】はんだ付け状態の良否とパターンとの関係を示
す説明図である。

【図３】部品種テーブルの作成手順を示すフローチャー
トである。

【図４】部品種テーブルの内容を示す説明図である。

【図５】ティーチングの手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】自動検査の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１Ｓ 基準基板 １Ｔ 被検査基板 ２Ｓ，２Ｔ 部品 ６ 撮像部 ７ 制御処理部 １９ 部品種テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｚ 8315−4Ｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上に実装された複数の部品につき、
   それぞれの実装品質を検査するのに必要な実装部品検査
   用データを実装部品検査装置に教示する方法であって、 前記実装部品検査用データとして必要な画像およびその
   判定基準に関する情報を部品の種別毎にあらかじめメモ
   リに記憶させた後、教示時に基板上の各部品につき対応
   する部品の画像およびその判定基準に関する情報を前記
   メモリより選択して読み出し、前記実装部品検査装置に
   教示することを特徴とする実装部品検査用データの教示
   方法。