JPH0671160B2

JPH0671160B2 - 搭載物検査装置

Info

Publication number: JPH0671160B2
Application number: JP60209544A
Authority: JP
Inventors: 茂樹小林; 茂谷村; 勝小幡
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-09-21
Filing date: 1985-09-21
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS6269597A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、例えばプリント基板等の基体に搭載され
る、例えば電子部品等の搭載物の配置状態を検査する装
置に関する。

（ロ）従来の技術一般に、プリント基板に抵抗器や半導体素子等の各種チ
ップをマンウトする工程は、自動化されている。しか
し、現時点の自動マウントの精度から見て、基板上の正
当な位置に正当なチップが正しい姿勢（位置・方向）で
マウントされているかどうか、また脱落がないかどうか
を検査する必要がある。この検査は、自動化が困難なた
め、目視で行われているのが現状である。

プリント基板の組上がり品の目視検査の機械化は、例え
ばパターン認識装置を用いて行う技術が検討されている
が、未だ実用に耐える自動検査装置は存在しない。

（ハ）発明が解決しようとする問題点従来のパターン認識装置を用いても、実用的な自動検査
装置を実現できない原因は、主として、従来のパターン認識装置は、１画素当たりの光量レベ
ル（グレイレベル：濃度）の記憶容量が１ビットしか用
意されていないものが多い。

プリント基板に搭載される部品とその背景となる基板
の画像上での領域識別の条件づけがなされていない。

ことである。

従来の文字認識等は、白紙上に描かれた黒色の図形・文
字等を情報処理するため、１ビットの濃度で二値化すれ
ば、ほとんどそのまま図形領域の抽出識別が可能であ
る。しかしながら、チップ部品が搭載された基板は、種
々の色彩のチップ部品や基板面が渾然としたものであ
り、その画像は、ほとんどが中間のグレイレベルを持っ
ているため、チップ領域と基板領域（チップが搭載され
た領域外の領域）を直ちに二別することが不可能であっ
た。そのため、チップ部品の本来あるべき箇所にチップ
が存在するか否かを示す信号が検出器（TVカメラ等）に
より得られないので、その後の情報処理過程で、いかな
るプログラム演算を加えても、チップ部品の領域を特定
化することができず、実用的な検査を行うことができな
かった。

この発明は、上記に鑑み、チップ部品等の搭載物領域
を、その他の領域から正確に識別でき、搭載物の検出を
精度良くなし得る検査装置を提供することを目的として
いる。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の搭載物検査装置は、基体表面を二次元走査し
て、画像信号を得る二次元撮像手段と、搭載物を搭載す
る前の前記基体の画像信号を記憶する第１の画像信号記
憶手段と、搭載物が搭載された基体の画像信号を記憶す
る第２の画像信号記憶手段と、第２の画像信号記憶手段
に記憶される画像信号レベルから第１の画像信号記憶手
段に記憶される画像信号レベルを減算して搭載物画像信
号を得る搭載物画像信号演算手段と、この搭載物画像信
号に基づいて、搭載物検査を行う手段とから構成されて
いる。

この搭載物検査装置では、二次元撮像手段で搭載物を搭
載する前の基体と、搭載物を搭載した基体のそれぞれに
ついて画像信号を得、これら両画像信号のレベル差を演
算して、搭載物のみの画像信号を得るようにしている。
そのため、基体上の搭載物が配置される領域以外の部分
で、いかなる中間レベルのパターン、ノイズが存在しよ
うとも、同レベルの減算により、相殺される。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、この発明が実施されるプリント基板自動検査
装置の構成を示す図である。同図において、プリント基
板１がチャック機構２で保持され、Ｘ−Ｙテーブル３上
に移動可能に載置されている。

Ｘ−Ｙテーブル３上方には、リング照明装置４を介して
プリント基板１を走査するためのカラーテレビカメラ５
が設けられている。カラーテレビカメラ５で撮像された
画像はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色信号に分解
され、ビデオ信号処理部６、A/D変換器７を経て、画像
メモリ８に記憶されるようになっている。画像処理部９
は、二値化処理、ウインドウ処理等の為に特別に設けら
れた専用回路である。標準パターンメモリ10には、プリ
ント基板１上に各チップ部品が配置された場合の標準パ
ターンが記憶されている。

また、機構照明コントローラ11は、リング照明装置４、
チャック機構２、Ｘ−Ｙテーブル３を制御するために設
けられている。これらシステム装置全体は、CPU12によ
って制御される。

次に、上記プリント基板自動検査装置を用いてプリント
基板を検査する場合の動作を、第２図に示すフローチャ
ートを参照して説明する。

検査されるプリント基板の一例を、第３図に示してい
る。このプリント基板31では、緑色のレジストが塗布さ
れたパターン地32にチップ部品33、34、35が搭載物とし
て載置されている。ここでは、チップ33は茶色、チップ
34は黒色、チップ35は白色であるとする。なお、36、…
…、36は、チップ部品を載置しない銅色の端子パターン
である。

検査の開始時には、先ず基準用のプリント基板をＸ−Ｙ
テーブル３上にセットする（ステップST1）。ここで、
基準用のプリント基板とは、チップ部品を搭載する前の
ものであり、例えば第３図のチップ33、34、35を搭載す
る前のプリント基板31である。

この基準用のプリント基板31を全面に亘って走査し、そ
してそのＲ信号の画像パターンPsを画像メモリ８に記憶
する（ステップST2）。今、第３図の線Ａ上を走査して
いるものとすると、画像信号レベルは、第４図（ａ）に
示すように変化する。ここでは、端子パターン36が赤色
に近い銅色なのでハイレベルとなり、その他の部分は緑
色で、反射光スペクトルはほとんど赤成分を含まないの
で、ローレベルである。

基準用のプリント基板31のパターンPsの読み込みが終了
すると、続いて基準用の基板31に代えて、チップ部品搭
載後のプリント基板31をＸ−Ｙテーブル３上にセットす
る（ステップST3）。検査用のプリント基板31には、チ
ップ部品33、34、35が搭載されている。この検査用のプ
リント基板31も全面に亘り走査され、そして、その画像
のＲ信号の対象パターンPcが読込まれ、ラッチされる
（ステップST4）。

今、第３図の線Ａ上を走査しているものとすると、画像
信号レベルは、第４図（ｂ）に示すように、端子パター
ン36が同様にハイレベルとなる他に、チップ33、34、35
に相当する部分の茶・黒・白部分の反射光にも赤波長に
相当するスペクトルを含むので、各レベルに応じて、緑
色部分よりもハイレベルとなる。

続いて、対象パターンPcから基準パターンPsの差値を演
算して、この差値を部品パターンPoとして記憶する（ス
テップST5）。この差値演算により、基準パターンPsと
対象パターンPcに含まれる同レベル成分は相殺されるの
で、配線パターン部分や端子パターン部36のレベル成分
は除去され、第４図（ｃ）に示すように、チップ部品3
3、34、35に相当するレベル成分のみが残存する。つま
り、チップ部品の、存在する部分のみが相対的に大きく
ハイレベルとなる。従って、所定のしきい値を設定し
て、部品パターンPoを二値化する（ステップST6）。

次に、この二値化パターンPoと予め標準パターンメモリ
10に記憶されている標準パターン、つまり各部品が正常
な位置に配置されている時の二値化データパターンと
を、各部品毎に比較する。そして、各部品のパターン毎
に、ずれの生じているビット数を算出する（ステップST
7）。仮に、求めた検査基板のその部品の二値化パター
ンPoと標準パターンの各ビットが全て一致している場合
は、両者は全くずれなしということになり、その部品は
正常に配置・装着されていることになる。

ある部品パターンと標準パターンにビットずれがあり、
そのビットずれ総数が基準値を越えている場合は（ステ
ップST8）、その部品は限度を越えて載置されているこ
とになる。そのため、この場合はプリント基板につき、
搭載不良処理を行う（ステップST9）。

ステップST8で、ビットずれ総数が基準値以下の場合に
は、ビットずれのチェックが、そのプリント基板の全部
について行われたか否か判定し（ステップST10）、全部
品についてビットずれチェックを終了するまで、ステッ
プST7、ST8、ST9を繰返す。全ての部品についてビット
ずれチェックを行い、なおいずれの部品もビットずれ総
数が基準値以下の場合は、搭載良好である旨の処理を行
う（ステップST11）。

なお、上記実施例において、プリント基板の載置良否判
定をなすのに、ビットずれ総数を用いているが、他の方
法を用いて良否を判定してもよい。

また、上記実施例では、プリント基板の二次元走査信号
を得るのにテレビカメラを用い、そのＲ信号を用いた
が、他のＢ信号を用いてもよいし、あるいは螢光物質の
発光スペクトルに対応する透過特性を持つフイルタを備
えた白黒テレビカメラ等、他の二次元撮像装置を用いて
もよい。

（ヘ）発明の効果この発明によれば、搭載物を搭載する前の画像信号と、
搭載物を搭載した後の画像信号のレベル差を求め、この
差の画像信号を搭載物の画像信号として、検査の後処理
を行うので、端子パターン等、搭載物に類似のパター
ン、ノイズが存在しても、これを完全に除去することが
でき、高精度の搭載物検査を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明が実施されるプリント基板自動検査
装置の構成を示す図、第２図は、同自動検査装置を用い
てプリント基板の搭載物検査を行う場合を説明するため
のフローチャート、第３図は、検査するプリント基板の
一例を示す平面図、第４図（ａ）は、チップ部品搭載前
の同プリント基板の線Ａ上を走査した時の画像波形、第
４図（ｂ）は、チップ部品搭載後の同プリント基板の線
Ａ上を走査した時の画像波形、第４図（ｃ）は、第４図
（ｂ）の画像波形レベルから第４図（ａ）の画像波形レ
ベルを減じた画像波形である。１・31:プリント基板、5:カラーテレビカメラ、 8:画像メモリ、9:画像処理部、 10:標準パターンメモリ、 12:CPU、 33・34・35:チップ部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体の所定の領域に配置される搭載物の配
置状態を検査する搭載物検査装置であって、前記基体表面を二次元走査して画像信号を得る二次元撮
像手段と、搭載物を搭載する前の前記基体の画像信号を
記憶する第１の画像信号記憶手段と、搭載物が搭載され
た基体の画像信号を記憶する第２の画像信号記憶手段
と、第２の画像信号記憶手段に記憶される画像信号レベ
ルから第１の画像信号記憶手段に記憶される画像信号レ
ベルを減算して搭載物画像信号を得る搭載物画像信号演
算手段と、この搭載物画像信号に基づいて搭載物検査を
行う手段とからなる搭載物検査装置。