JPH07107514B2

JPH07107514B2 - 基板検査装置における表示方法および表示装置

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Publication number: JPH07107514B2
Application number: JP63230738A
Authority: JP
Inventors: 保明谷村; 茂樹小林
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1995-11-15
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH0278937A

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入射
角の異なる複数の光を照射して各反射光を撮像し、得ら
れた原画像より各反射光のパターンを抽出した後、その
抽出結果を教示データと比較してハンダ付け状態などの
部品の実装状態の良否を判定するようにした基板検査装
置に関連し、殊にこの発明は、反射光のパターン（以下
「反射パターン」という）の抽出状態の良否を確認する
のに好適な基板検査装置における表示方法および表示装
置に関する。

＜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
ハンダ付け上の良否は、ハンダの有無，量，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15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上のハンダ付け部位へ照射して、ハンダ付
け部位を含む基板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、その撮像パターンを
歪状態をチェックすることにより、ハンダ付け部位の立
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、ハンダ付け部位の表面
へ入射角が異なる光を照射してハンダ付け部位の各反射
光像のパターンを撮像することにより、ハンダ付け部位
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16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
付け部位７との位置関係を示している。

同図において、投光装置５よりハンダ付け部位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け部位
７の曲面要素は基準面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け部位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け部位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
わちハンダ付け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ｉ＋Δｉからｉ−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＋Δｉ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17図に示す如く、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
付け部位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とハンダ付け部
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17図に示すように、投光装置５をハンダ付け
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評価に
検出できることは前述したとおりである。

いま半径がr_n（ただしｎ＝1,2,3）の３個のリング状の
発光体11,12,13を基準面10に対して高さh_n（ｎ＝1,2,
3）の位置に水平に設置すれば、ハンダ付け部位７への
各光束14,15,16の入射角はそれぞれi_n（ｎ＝1,2,3）と
なり、ハンダ付け部位７における傾斜角がそれぞれi_n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からハンダ付け部位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け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61−293657号）。この検
査方法においては、ハンダ付け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が信
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、
その詳細に後述するが、ハンダ付け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、ハンダ付け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け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が用いてある。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
量が調整可能としてある。

この基板検査装置によれば、ハンダ付け部位に対し異な
る入射角をもって各発光体28,29,30から赤色光，緑色
光，青色光を照射すると、ハンダ付け部位の表面からの
赤色，緑色，青色の各反射光像が撮像部25により同時に
分離し検出される。この場合に、各発光体28,29,30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、ハンダ付け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＞第17図の原理を応用した各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入力する教示作業が必要
である。この教示作業は「ティーチング」と呼ばれ、基
準基板上に実装される部品の位置，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
ばハンダ付け状態）の特徴量に関するデータが教示され
る。

このティーチングや検査に際し、部品の実装状態の特徴
量を求めるには、基板上の実装部品を撮像して得た原画
像より各照射光の反射パターンを抽出することになる
が、適正な基板検査を実現するには、このパターン抽出
を正確に行うことがその前提となる。従来はこの抽出の
良否を確認するのに、求めた特徴量を表示部に数値で表
示したり、基板上の実装部品を撮像して得た検査領域の
原画像上に抽出結果に基づく画像を重ねて表示するなど
の方法が提案されている。

しかしながら前者の方法では数値による表示であるた
め、抽出状態を具体的に把握するのが困難であり、また
後者の方法では原画像が画面より消失するため、抽出結
果を原画像と対比するのが困難であり、いずれの方法も
抽出状態の良否を容易に確認できないという問題があっ
た。

この発明は、上記問題を着目してなされたもので、反射
パターンの抽出結果の表示方法を工夫することにより、
抽出状態の良否を容易かつ的確に確認できる基板検査装
置における表示方法および表示装置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＞請求項１の発明は、基板上の実装部品に入射角の異なる
複数の光を照射し、各反射光を撮像して得られた原画像
よりそれぞれの反射光のパターンを抽出した後、その抽
出結果を教示データと比較して部品の実装状態の良否を
判定する基板検査装置における表示方法であって、表示
部の画面上に、前記原画像と抽出結果に基づく画像とを
対応させて表示すると共に、抽出結果に基づく画像で
は、抽出された各反射光のパターンを他のパターンと区
別可能に表示することを特徴とする。

また請求項３の発明は、上記の方法を用いた表示装置で
あって、前記原画像を取り込む画像入力部と、前記画像
入力部により取り込まれた原画像から各反射光のパター
ンを抽出するパターン抽出部と、前記原画像およびパタ
ーン抽出部による抽出結果を対応させて表示すると共
に、抽出結果に基づく画像中の各反射光のパターンを他
のパターンと区別可能に表示する表示部とを備えてい
る。

請求項２の発明は、基板上の実装部品に異なる入射角で
三原色の光をそれぞれ照射し、各反射光を撮像して得ら
れた現画像より三原色の各反射光のパターンを抽出し、
その抽出結果を教示データと比較して部品の実装状態の
良否を判定する基板検査装置における表示方法であっ
て、表示部の画面上に、前記原画像と抽出結果に基づく
画像とを対応させて表示すると共に、抽出結果に基づく
画像では、抽出された各反射光のパターンを疑似カラー
をもって着色表示することを特徴とする。

また請求項４の発明は、上記の方法を用いた表示装置で
あって、前記原画像を取り込む画像入力部と、前記画像
入力部により取り込まれた原画像から各反射光のパター
ンを抽出するパターン抽出部と、前記原画像およびパタ
ーン抽出部による抽出結果を対応させて表示すると共
に、抽出結果に基づく画像中の各反射光のパターンを疑
似カラーをもって着色表示する表示部とを備えている。

＜作用＞請求項１および３の発明では、基板上の実装部品を撮像
して得た原画像に対応させて、この原画像について抽出
された各反射光のパターンを他のパターンと区別可能に
表わした画像を表示するので、両画像を比較することに
より各反射パターンの抽出が的確に行われたか否かを容
易に確認できる。

請求項２および４の発明では、原画像に対応させて、こ
の原画像について抽出された三原色の各反射パターンを
疑似カラーをもって着色した画像を表示するので、両画
像の色を比較することにより各反射パターンの抽出状態
を正確に判別できる。

＜実施例＞第１図は、この発明の一実施例にかかる基板検査装置の
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21S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20T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られ
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Ｙ方
向へ移動させる。

これら基板20S,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28,29,30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、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,20T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28,29,30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
してある。すなわち各発光体28,29,30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、後述する処理部26の撮像コン
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20Sまたは2
0T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35,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,CRT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20S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
処理しハンダ付け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20T上
の所定の部品21Tにつきハンダ付け部分の良，不良を自
動的に判定する。

第２図は、バンダ付け良好であるとき、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、いずれの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けの良否が判
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
ィジタル変換してメモリ38へ格納する。メモリ38はRAM
などを備え、画像メモリとして使われる。画像処理部34
は制御部39の指示によりメモリ38に格納されている画像
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39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20Tにつ
きハンダ付け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
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。

CRT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、キー入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20Sや被検査基板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〜第５図）に沿ってティーチン
グおよび検査における動作を制御する。

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１（図中「ST1」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入力した後、
つぎのステップ２で、基準基板20S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でその基準基板20S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
基板20Sのサイズを入力した後、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20Sを初期位置に位置出しする。

前記基準基板20Sは、部品実装位置に所定の部品21S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６図およ
び第７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、両側面に多数のリード52を
備えたSOPのような長方形の部品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リード52を備えたQFPのような正
方形の部品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ッ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。そ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20S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８図は、基板20S上の領域を縦横l_x×l_y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９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55,57の外接矩
形abcd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abcdの中心座標が、ま
た黄色の領域については外接矩形abcdの中心座標と円弧
部の向きとが、それぞれ抽出される。

第10図（１）は、上記手順の進行時におけるCRT表示部4
1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20Sの検出位置59
（図中＋で示す）と、赤色ラベル51が貼付された正方形
の部品20S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20S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2
3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20S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39の部品計数用のカウ
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、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11図は、この撮像で得たSOP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てある。この方法は、画
像61に対し、 SOP部品の両側部に対応して第11図（１）中、鎖線で示
す矩形領域62A,62Bを設定して、各矩形領域62A,62B内に
つき基板上のランド部63を自動抽出した後、それぞれに
つき各ランド部63を含む外接矩形を求め、さらにそれを
四方所定幅拡大して第11図（２）に示す矩形状の検査領
域64A,64Bを設定するものである。なおここではSOP部品
についての検査領域の設定方法を例示したが、他の部品
についてもこれに準じた方法で検査領域の設定を行うこ
とは勿論である。

このようにして１番目の部品につき検査領域の設定が完
了した後、つぎのステップ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の内容に基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、上記と同様の手順が実行されるこ
とになる。

第10図（２）は上記手順の進行時におけるCRT表示部41
の表示画面を示しており、所定の画面領域58の部品検出
位置59,60においてその部品の検査領域が設定される毎
に、その部品の形状および大きさに応じた表示65,66に
切り換わってゆく。

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、つぎのステ
ップ12で基準基板20S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の基準枚数計数用のカウンタ
ｎに「１」が初期設定された後、つぎのステップ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上にセットして、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、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3
8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内の各ランド領域を
抽出した後、前記メモリ38より各色相に対応する画像デ
ータを画像処理部34へ転送させ、この画像処理部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け状態を
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。

いまランド部の画像の各画素位置を座標（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〜式で与えられる。

各ランド部のハンダ付け状態を赤色，緑色，青色のパタ
ーンとして検出するのに、赤色パターンの検出はｒ（x,
y）≧T₁かつＲ（x,y）≧T₂を満たす画素を抽出すること
で行い、また緑色パターンの検出はｇ（x,y）≧T₃かつ
Ｇ（x,y）≧T₄を満たす画素を抽出することで行い、さ
らに青色パターンの検出はｂ（x,y）≧T₅かつＢ（x,y）
≧T₆を満たす画素を抽出することで行うものである。た
だしT₁〜T₆はオペレータにより設定された固定値であ
る。

このようにして各ランド部を構成する赤色，緑色，青色
の各パターンを検出すると、各色のパターン領域を対応
する色相の統一色（これを「擬似カラー」という）でそ
れぞれ代表させてその部品の画像をCRT表示部41に表示
させる。

第12図（１）は、この場合のCRT表示部41の表示画面を
示しており、各ランド部63は、第12図（２）の拡大図に
示す如く、赤色の擬似カラーによるパターン領域P_R（図
中左下がりの斜線で示す）と緑色の擬似カラーによるパ
ターン領域P_G（図中横線で示す）と青色の擬似カラーに
よるパターン領域P_B（図中右下がりの斜線で示す）とで
構成されている。

１枚目の基準基板20Sにつき各部品の特徴パラメータの
抽出が完了すると、その基板が搬出された後、ステップ
17で前記カウンタｎが１加算されて２枚目の基準基板20
S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20S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16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徴量を得
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および標準偏差値データを
得、これら平均値データおよび標準偏差値データに基づ
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に記憶させる。

判定データファイルを作成すると、このデータを用いて
後述の検査を行うが、この検査においてハンダ付け状態
の良否判定に誤判定があった場合には、前記のティーチ
ングに修正を加える必要がある。このときのモードを修
正ティーチングといい、第４図にその手順が示してあ
る。

まずオペレータは、第４図のステップ１で修正ティーチ
ングを行うべき基板名をキー入力した後、つぎのステッ
プ２で検査対象の基板20Tをコンベヤ27上に載せてスタ
ートキーを押操作する。

つぎのステップ３において、オペレータは例えば不良判
定時に検査を中断させるためのコマンドを入力して、基
板検査を開始させる。

その結果、判定部36がある部品につきハンダ付け不良で
ある旨の不良判定を行ったとき、ステップ５で検査の進
行が止まり、オペレータはその不良判定が誤判定である
か否かの確認と、誤判定である場合の原因究明とを行う
ために、手操作により必要な手順を実行することにな
る。

すなわちオペレータは、まず不良判定にかかる部品につ
きCRT表示部41に各色相パターンの抽出状態を表示させ
るべく所定のコマンドを入力すると（ステップ３）、CR
T表示部41の画面には、第13図（１）に示すような部品
の表示が現れる（ステップ５）。

この表示は、基板20T上の実装部品を撮像して得た各ラ
ンド部の現画像70と、この現画像70より三原色の各色相
パターンを抽出して得た各ランド部およびランド部間の
画像71,72とを含んでおり、抽出結果に基づく画像71,72
は各色相パターンを擬似カラーをもって着色表示されて
いる。なおランド部間の画像72は、ハンダブリッジやハ
ンダボールが存在していなければ黒色で表示される。

前記ランド部の抽出結果に基づく画像71は、原画像70に
隣接する位置、すなわちランド部の先端位置に表示さ
れ、またランド部間の抽出結果に基づく画像72は前記画
像71,71の中間位置に表示される。

第13図（２）は、パターンの抽出が良好な場合のランド
部についての原画像70と抽出結果に基づく画像71とが拡
大して示してあり、抽出結果に基づく画像71には、原画
像70の赤色領域P_R′と緑色領域P_G′と青色領域P_B′とに
対応する位置に、対応する各色の擬似カラーによるパタ
ーン領域P_R,P_G,P_Bが現れている。

第14図は、パターンの抽出が良好でない場合のランド部
についての原画像70と抽出結果に基づく画像71とを拡大
して示したものであり、原画像70の赤，緑，青の各色領
域P_R′,P_G′,P_B′と、抽出結果による各色の擬似カラー
によるパターン領域P_R,P_G,P_Bとは完全に対応せず、殊に
この例の場合は、赤色領域P_R′と赤色の擬似カラーによ
るパターン領域P_Rとが不一致となっている。このような
表示が現れたとき、前記した固定値T₁,T₂の設定が不適
切であったと判断し得、これら値を再設定しつつ同様の
画像比較を行うことになる。

かくして不良判定にかかる全ての部品につき同様のチェ
ックを実行し、ステップ４で終了コマンドの入力が確認
されると、ステップ６で基板20Tが搬出される。

以上で修正ティーチングが完了すると、この基板検査装
置は被検査基板20Tの正確な自動検査が可能な状態とな
る。

かくしてオペレータは、第５図に示す検査モードに移行
し、ステップ1,2で検査すべき基板名を選択して基板検
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20T
の供給をチェックしており、“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89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、検査領域内の各ランド領域を自動抽出す
ると共に、各ランド領域の各色相パターンを抽出した
後、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21T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20T上の全ての部品21Tにつ
き繰り返し実行され、その結果、ハンダ付け不良がある
と、ステップ６の判定が“YES"となり、その不良部品と
不良内容とがCRT表示部41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10図（３）は、判定結果を表示したRCT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6
5,66が行われると共に、ハンダ付け不良の部品65′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け不良の部品6
5′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、ハンダ付け不良の部品
65′を示す色彩とは異なる色相をもってこの画面上で明
示される。

＜発明の効果＞請求項１および３の発明では、入射角の異なる複数の光
を照射しつつ撮像して得られた原画像と抽出結果に基づ
く画像とを対応させて表示すると共に、各反射パターン
を画面上で他の反射パターンと区別できる状態で表示す
るようにしたので、両画像を比較することにより各反射
光のパターンの抽出状態を具体的に把握でき、抽出状態
の良否を容易に確認することができる。

また請求項２の発明では、異なる入射角をって照射され
た三原色の各反射光を撮像して得られた原画像と抽出結
果に基づく画像とを対応させて表示すると共に、抽出さ
れた各色の反射パターンをモニタ画面上に擬似カラーを
もって着色表示するようにしたので、両画像の色を直接
対比して各反射パターンの抽出状態を正確に判別でき、
抽出状態の良否を容易に確認することができる。

【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
はハンダ付け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図は修正ティーチングの手順を示すフローチャ
ート、第５図は検査の手順を示すフローチャート、第６
図および第７図はラベルの貼付状態を示す部品の平面
図、第８図は基板上の分割領域と処理の順序を示す説明
図、第９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10図はCRT表示部の表示画面
を示す説明図、第11図は検査領域の設定方法を示す説明
図、第12図はティーチング時におけるCRT表示部の表示
画面とその一部を拡大して示す説明図、第13図は修正テ
ィーチング時におけるCRT表示部の表示画面とパターン
抽出が良好なときのその一部を拡大して示す説明図、第
14図はパターン抽出が良好でないときの表示画面の一部
を拡大して示す説明図、第15図は従来の自動検査装置を
示す原理説明図、第16図および第17図は自動検査装置の
原理を示す原理説明図である。 20S,20T……基板、21S,21T……部品 41……CRT表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上の実装部品に入射角の異なる複数の
光を照射し、各反射光を撮像して得られた原画像よりそ
れぞれの反射光のパターンを抽出した後、その抽出結果
を教示データと比較して部品の実装状態の良否を判定す
る基板検査装置において、表示部の画面上に、前記原画像と抽出結果に基づく画像
とを対応させて表示すると共に、抽出結果に基づく画像
では、抽出された各反射光のパターンを他のパターンと
区別可能に表示することを特徴とする基板検査装置にお
ける表示方法。
【請求項２】基板上の実装部品に異なる入射角で三原色
の光をそれぞれ照射し、各反射光を撮像して得られた現
画像より三原色の各反射光のパターンを抽出し、その抽
出結果を教示データと比較して部品の実装状態の良否を
判定する基板検査装置において、表示部の画面上に、前記原画像と抽出結果に基づく画像
とを対応させて表示すると共に、抽出結果に基づく画像
では、抽出された各反射光のパターンを疑似カラーをも
って着色表示することを特徴とする基板検査装置におけ
る表示方法。
【請求項３】基板上の実装部品に入射角の異なる複数の
光を照射し、各反射光を撮像して得られた原画像よりそ
れぞれの反射光のパターンを抽出した後、その抽出結果
を教示データと比較して部品の実装状態の良否を判定す
る基板検査装置において、前記原画像を取り込む画像入力部と、前記画像入力部により取り込まれた原画像から各反射光
のパターンを抽出するパターン抽出部と、前記原画像およびパターン抽出部による抽出結果を対応
させて表示すると共に、抽出結果に基づく画像中の各反
射光のパターンを他のパターンと区別可能に表示する表
示部とを備えて成る基板検査装置における表示装置。
【請求項４】基板上の実装部品に異なる入射角で三原色
の光をそれぞれ照射し、各反射光を撮像して得られた現
画像より三原色の各反射光のパターンを抽出し、その抽
出結果を教示データと比較して部品の実装状態の良否を
判定する基板検査装置において、前記原画像を取り込む画像入力部と、前記画像入力部により取り込まれた原画像から各反射光
のパターンを抽出するパターン抽出部と、前記原画像およびパターン抽出部による抽出結果を対応
させて表示すると共に、抽出結果に基づく画像中の各反
射光のパターンを疑似カラーをもって着色表示する表示
部とを備えて成る基板検査装置における表示装置。