JPH07117497B2 - 基板自動検査装置におけるティーチング方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、部品が実装された被検査基板を撮像して得ら
れる像を処理して前記基板上の部品の有無、位置ずれ等
を検査する基板自動検査装置に基準基板の情報を教示す
る基板自動検査装置におけるティーチング方法および装
置に関する。

［従来の技術］ プリント基板に抵抗器や半導体素子等の各種チップツプ
部品を実装するときにおいて自動実装装置を用いた場
合、実装後において実装データ通りに部品が実装されて
いないことがある。

このため、このような自動実装装置等を用いる場合に
は、実装後にプリント基板をチェックして、このプリン
ト基板上の正規の位置に正当なチップ部品が正しい姿勢
（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。

しかし、このような検査を従来と同じように人手による
目視検査で行っていたのでは、検査ミスの発生を完全に
無くすことができず、また検査速度を高めることができ
ないという問題がある。

そこで、近年、この種の検査を自動的に行うことができ
るプリント基板の基板自動検査装置が各メーカから種々
提案されている。

第７図は、このような基板自動検査装置の一例を示すブ
ロック図である。

この図に示す基板自動検査装置は、部品１が実装された
被検査プリント基板２−２を撮像するTVカメラ３と、キ
ーボード８から入力されたデータ、つまり第８図に示す
ように基準基板となる基準プリント基板２−１の種類等
に関するデータ及びこの基準プリント基板２−１上に載
っている各部品１の種類、配置位置、取付け姿勢等に関
するデータ及びこれらの各部品１の検査処理手順等に関
する情報（データ）を記憶する記憶部４と、この記憶部
４に記憶されている情報と前記TVカメラ３からの画像に
よって示される情報とを比較して前記被検査プリント基
板２−２上に全ての部品１が有るかどうか、また、これ
らの部品１が位置ずれ等を起こしているかどうかを判定
する判定回路５と、この判定回路５の判定結果を表示す
る表示器６とを備えて構成されている。

そして、この基板自動検査装置を使用する場合、被検査
プリント基板２−２の検査に先立ち、まず素基板７上に
各部品１が正しく載っている基準プリント基板２−１に
関するデータをキーボード８から入力（ティーチング）
する。

この場合、第９図のフローチャートで示す如く、このテ
ィーチング動作ではステップST1でキーボード８から基
準プリント基板２−１のカードナンバが入力される。

次いで、ステップST2でキーボード８からこの基準プリ
ント基板２−１に載っている部品１の位置、形状等に関
する数値データ及びこの部品１の特徴（このｌの色、明
度等の情報）に関する数値データが入力される。

次いで、ステップST3で全ての部品１に関する数値デー
タが入力されたかどうかがチェックされ、もしまだ数値
データが入力されていない部品があれば、このステップ
ST3から前記ステップST2へ戻って残りの部品に関する数
値データ入力が繰り返し実行される。

そして、全ての部品１についてデータ入力が終了すれ
ば、ステップST4でこれらの数値データが基準データと
して記憶部４に記憶される。

また、被検査プリント基板２−２の検査時においては、
前記TVカメラ３によって撮像された被検査プリント基板
２−２の画像から得られる数値データと前記記憶部４が
出力する数値データ戸が判定回路５によって比較され、
この比較結果が表示器６上に表示される。

そして、前記TVカメラ３によって撮像された被検査プリ
ント基板２−２のある部分が欠落していれば、前記TVカ
メラ３が出力する画像に基づいて得られる数値データ
と、前記記憶部４が出力する数値データとが一致しなく
なり、判定回路５がこれを検知して、欠落している部分
を表示器６上に表示する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の基板自動検査装置にお
いては、判定基準となる数値データの数を多くして検査
制度を高くしようとすれば、ティーチング時において、
キーボード８から入力しなければならないデータ数が増
大し、これを入力するのに、多大な時間と労力が必要に
なるという問題がある。

本発明は上記の事情に鑑み、キーボード等を用いること
なく、基板自動検査装置に部品の位置、形状等のデータ
をティーチングすることができ、これによってティーチ
ング時におけるデータの登録時間を短くすることができ
ると共に、登録に要する労力を軽減することができる基
板自動検査装置におけるティーチング方法および装置を
提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するため本発明は、第１に、基板自動
検査装置におけるティーチング方法として、部品が実装
された被検査基板を撮像して得られる像を処理して前記
被検査基板上の部品を検査する自動検査装置におけるテ
ィーチング方法において、部品の像と部品以外の像との
差が明確な基準基板を撮像させ、次に、撮像された画像
を２値化して、２値化された画像をラベル付けし、更
に、ラベル付けされた領域に基づいてウインドを設定
し、次に、ウインドの形状および基板上におけるウイン
ドの位置データに基づいた検査ウインドデータを記憶し
て、検査ウインドデータで特定されるウインド毎に、検
査に必要な特徴パラメータおよび検査内容を記憶するこ
とを特徴としており、第２に、基板自動検査装置におけ
るティーチング装置として、部品が実装された被検査基
板を撮像して得られる像を処理して前記被検査基板上の
部品を検査する基板自動検査装置におけるティーチング
装置において、部品の像と部品以外の像との差が明確な
基準基板を撮像する撮像部と、撮像された画像を２値化
する手段と、２値化された画像をラベル付けすると共
に、ラベル付けされた領域に基づいてウインドを設定す
る手段と、ウインドの形状および基板上におけるウイン
ドの位置データに基づいて検査ウインドデータを作成す
る手段と、前記検査ウインドデータを記憶する記憶部と
を有し、検査ウインドデータで特定されるウインド毎
に、検査に必要な特徴パラメータおよび検査内容を記憶
することを特徴としている。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を適用した基板自動検査
装置の一構成例を示すブロック図である。

この図に示すプリント基板の基板自動検査装置は、部品
の像と、この部品以外の像との差が明確な基準プリント
基板16−１を作成し、この基準プリント基板16−１を撮
像して被検査プリント基板16−２を検査するときの基準
となる基板情報を入力するようにしたものであり、Ｘ−
Ｙテーブル部10と、撮像部11と、処理部12と、判定結果
出力26と、情報入力部27と、テーブルコントローラ29
と、撮像コントローラ30とを備えて構成されている。

Ｘ−Ｙテーブル部10は、テーブルコントローラ29によっ
て制御される２つのパルスモータ13,14と、これらの各
パルスモータ13,14によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に
駆動されるテーブル15と、このテーブル15上に載せられ
た基準プリント基板16−１や被検査プリント基板16−２
を固定するチャック機構17とを備えており、前記テーブ
ル15上に載せられた基準プリント基板16−１（または被
検査プリント基板16−２）は前記チャック機構17によっ
て固定された後、前記各パルスモータ13,14によってＸ
軸方向及びＹ軸方向の位置が決められ、撮像部11によっ
て撮像される。

この場合、基準プリント決板16−１は、第２図に示す如
く素基板18上に部品19−１〜19−ｎが正しい位置で、か
つ正しい姿勢で載せられると共に、前記素基板18上に白
色（または緑色、黄色など）のペイント塗装が施され、
かつ部品19−１〜19−ｎの各側面及び上面に黒色のペイ
ント塗装が施されたものであり、この塗装処理によって
撮像部11でこの基準プリント基板16−１を撮像したとき
部品19−１〜19−ｎの像と、これら部品19−１〜19−ｎ
以外の像（前記素基板18の像）とが明確に識別し得るよ
うになっている。

また、前記被検査プリント基板16−２は、前記基準プリ
ント基板16−１上の部品19−１〜19−ｎと同じくなるよ
うに、部品が配置された量産基板であり、検査時におい
て前記基準プリント基板16−１と比較され、その良否が
判別される。

また撮像部11は、前記Ｘ−Ｙテーブル部10の上方に配置
され、前記撮像コントローラ30が出力する制御信号によ
ってそのピント、倍率、感度等が制御されるTVカメラ20
と、このTVカメラ20と、このTVカメラに対して同軸的に
配置され、前記撮像コントローラ30が出力する制御信号
によって、その明るさ等が制御されるリング照明装置21
とを備えて構成されるものであり、前記TVカメラ20によ
って得られた画像信号（アナログ信号）は処理部12へ供
給される。

処理部12は、ティーチングモードのときに、前記撮像部
11から供給される画像（前記基準プリント基板16−１の
画像からの部品19−１〜19−ｎの位置、形状等のデータ
（基準データの１つ）を抽出して記憶すると共に、前記
情報入力部27から入力される前記各部品19−１〜19−ｎ
の特徴等のデータ（基準データの１つ）及びその処理手
順等を記憶し、また検査モードの時には、前記処理手順
に基づいて前記撮像部11から供給される画像（前記被検
査プリント基板16−２の画像）から部品の位置、形状、
特徴等のデータ（被検査データ）を抽出すると共に、こ
の被検査データと前記基準データとを比較して、この比
較結果からの前記被検査プリント基板16−２の良否を判
定するものであり、画像入力部22と、画像処理部23と、
メモリ24と、判定部25と、制御部28とを備えて構成され
ている。

画像入力部22は、前記撮像部11から供給された画像信号
をA/D変換したり各種の補正処理（例えば、シェーディ
ング補正など）をしたりして、前記基準プリント基板16
−１（又は、被検査プリント基板16−２）の画像データ
（画像信号を補正して量子化したデータ）を作成するも
のであり、ここで得られた前記基準プリント基板16−１
（又は、被検査プリント基板16−２）に関する画像デー
タは前記制御部28などへ供給される。

また、画像処理部23は、予め決められている処理手順や
情報入力部27から入力された処理手順に基づいて前記制
御部28を介して供給される画像データを処理することに
より、前記基準プリント基板16−１（又は、被検査プリ
ント基板16−２）上にある各部品19−１〜19−ｎのパラ
メータ（例えば、各部品の面積、形状、位置、色などに
関するパラメータ）を抽出したりするものであり、ここ
で得られた前記基準プリント基板16−２）に関するパラ
メータは前記制御部28などへ供給される。

また、メモリ24は前記制御部28から前記基準プリント基
板16−１上にある各部品19−１〜19−ｎのパラメータ
（基準パラメータ）や処理手順等を供給されたときに、
これを記憶するものであり、前記制御部28から転送要求
があったときに、この基準パラメータ等を前記画像処理
部３や判定25等へ供給する。

判定部25は、検査モードのときに前記メモリ24が出力す
る前記基準パラメータと、前記制御部28を介して供給さ
れる画像処理部23で得られたパラメータ（前記被検査プ
リント基板16−２に関する被検査パラメータ）とを比較
して、前記被検査プリント基板16−２の部品19−１〜19
−ｎが脱落しているかどうか、及びこれらの部品19−１
〜19−ｎが姿勢ずれを起こしているかどうかなどを判定
するものであり、この判定結果は前記制御部28等へ供給
される。

制御部28は処理部12内にある前記画像入力部22と、画像
処理部23と、メモリ24と、判定部25とを制御して、これ
らをティーチングモードで動作させたり、検査モードで
動作させたりするものであり、これら各モードのときに
得られたデータは判定結果出力26へ供給される。

判定結果出力部26はCRT（ブラウン管表示器）やプリン
タ等を備えて構成されるものであり、前記制御部28から
基準パラメータや被検査パラメータを供給されたり、前
記基準プリント基板16−１（又は、被検査プリント基板
16−２）の画像データ供給されたり、判定結果を供給さ
れたりしたときにこれを表示したり、プリントアウトし
たりする。

また、情報入力部27は、基準プリント基板16−１の種類
（例えば、基板ナンバ等）及びこの基準プリント基板16
−１に載っている部品19−１〜19−ｎの種類、部品数、
特徴等に関するデータや操作情報或いは検査内容等を入
力するためのキーボードとマウスとを備え、更に入力し
たデータや操作情報などを確認するためのモニタ、プリ
ンタ等を備えて構成されるものであり、ここから入力さ
れたデータや操作情報などは前記制御部28へ供給され
る。

また、テーブルコントローラ29は前記制御部28と前記Ｘ
−Ｙテーブル部10とを接続するインターフェース等を備
えて構成されるものであり、前記Ｘ−Ｙテーブル部10で
得られたデータを前記制御部28へ供給したり、前記制御
部28から供給される制御信号に基づいて前記Ｘ−Ｙテー
ブル部10を制御したりする。

また、撮像コントローラ30は前記制御部28と前記撮像部
11とを接続するインターフェース等を備えて構成される
ものであり、前記制御部28から供給される制御信号に基
づいて前記撮像部11を制御したりする。

次に、この実施例の動作をティーチングモードと検査モ
ード戸に分けて説明する。

まず、ティーチングモードにおいては、前記Ｘ−Ｙテー
ブル部10のテーブル15上に基準プリント基板16−１が載
せられる。

この後、制御部28はチャック機構17を動作させて、この
基準プリント基板16−１を固定させ、次いで各パルスモ
ータ13、14を制御して、基準プリント基板16−１のＸ軸
方向位置及びＹ軸方向位置を決めると共に、リング照明
装置21の明るさ及びTVカメラ20の撮像条件を調整する。

次いで、制御部28は、前記TVカメラ20に基準プリント基
板16−１を撮像させると共に、画像入力部22と、画像処
理部23と、メモリ24と、判定部25とを制御して第３図の
フローチャートで示す画像処理動作を実行させる。

この画像処理動作では、制御部28は画像入力部22を制御
して、前記撮像部11によって撮像された前記基準プリン
ト基板16−１の画像信号を画像入力部22に取り込ませ、
この基準プリント基板16−１の画像データを作成させる
と共に、ステップST5でこの画像データを取り込む。

次いで、制御部28は、ステップST6で前記画像データを
画像処理部23へ供給して、これを２値化させ（又は、２
値化されたデータとして処理させて）、この画像データ
の中に含まれる全ての部品19−１〜19−ｎの位置と形状
とを抽出させる。

この後、制御部28は、ステップST7で前記画像処理部23
からこれらの部品19−１〜19−ｎの位置と形状とを取り
込んで、各部品19−１〜19−ｎ毎にラベル（識別番号）
を割り付ける。

この場合、部品19−１〜19−ｎの像と、これら部品19−
１〜19−ｎ以外の像（前記素基板18の像）とが明確に識
別し得るように前記基準プリント基板16−１が塗装され
ているので、画像処理部23で２値化処理を行ったとき、
全ての部品19−１〜19−ｎの位置と形状を正確に抽出す
ることができる。

次いで、制御部28は、ステップST8で前記ラベルの数を
計数して、前記部品19−１〜19−ｎの数（この場合、ｎ
個）を求めると共に、この数と予め入力されている部品
数とが一致しているかどうかチェックし、この後、ステ
ップST9〜ST11を部品の数だけ繰り返して、第４図に示
すように全ての部品19−１〜19−ｎ毎に、その部品エッ
ジに外接するウインド（データの取込み窓）31を求める
と共に、第５図に示すように全ての部品19−1/19−ｎの
ラベル名と、位置と、形状（ウインド情報）とが記され
たファイル32を作成する。

次いで、制御部28は、このファイル32をメモリ24に供給
し、これを基準データの一部として記憶させる。

そして、このようにメモリ24に各部品19−１〜９−ｎの
位置、形状を示す基準データが登録されれば、制御部28
はステップST12,ST13において情報入力部27から前記各
部品19−１〜19−ｎの特徴（例えば、色、明度等）と、
これら各部品19−１〜19−ｎの処理手順を入力させて、
これらを各々特徴データファイルとして前記メモリ24に
記憶させる。

また、検査モードにおいては、前記Ｘ−Ｙテーブル部10
のテーブル15上に被検査プリント基板16−２が載せられ
る。

この後、制御部28は、チャック機構17を動作させて、こ
の被検査プリント基板16−２を固定させ、次いで各パル
スモータ13,14を制御して、被検査プリント基板16−２
のＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置を決めると共に、リン
グ照明装置21の明るさ及びTVカメラ20の撮像条件等を調
整する。

次いで、制御部28は、前記TVカメラ20に被検査プリント
基板16−２のを撮像させると共に、第６図に示すフロー
チャートのステップST15で前記撮像部11によって撮像さ
れた前記被検査プリント基板16−２の画像信号を画像入
力部22に取り込ませて、この被検査プリント基板16−２
の画像データを作成されると共に、この画像データと前
記メモリ24にあるファイル32及び前記各部品19−１〜19
−ｎに関する処理手順ファイルを画像処理部23へ転送さ
せ、このファイル32のウインド31と処理手順ファイルと
を用いて画像データ中に含まれる全部品のパラメータ
（例えば、色，明度等のパラメータ）を抽出させる。

次いで、制御部28は、ステップST16でこの全パラメータ
を判定部25へ転送させると共に、前記メモリ24にある前
記各部品19−１〜19−ｎに関する特徴データファイルを
判定部25へ転送させて、この特徴データファイルで示さ
れる各部品19−１〜19−ｎ毎の基準パラメータと前記画
像処理部23で得られた今回の被検査パラメータとを比較
させて、被検査プリント基板16−２の部品が脱落してい
るかどうか、及びこれらの部品が姿勢ずれを起こしてい
るかどうかなどを判定させ、ステップST17でこの判定結
果を判定結果出力部26へ供給させて表示させる。

また、上述した実施例においては、画像処理部23や判定
部25で画像の処理やパラメータの判定処理を行うように
しているが、これら画像処理部23や判定部25で行う処理
は、制御部28のプログラムで行うようにしても良い。

また上述して実施例においては、１つの部品に対して１
つのウインドを設けているが、１つの部品であっても、
その各部分の特徴が異なるものについては、１つの部品
に対して複数のウインドを設け、そのウインド毎にパラ
メータを抽出するようにしても良い。

また、このようなウインドを作成することなく、基準プ
リント基板16−１の画像信号から位置パラメータ、形状
パラメータを抽出して、これを基準データとしてメモリ
24に記憶させるようにしても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、検査位置を基準基
板で抽出した後、それを検査ウインドとして記憶し、そ
の記憶された検査ウインド内での検査に必要な特徴パラ
メータと検査内容を記憶することを特徴としており、キ
ーボード等を用いることなく基板自動検査装置に部品の
位置、形状等のデータをティーチングすることができ、
これによってティーチング時におけるデータの登録時間
を短くすることができると共に、登録に要する労力を軽
減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による基準基板データのティーチング
方法の一実施例を適用した基板自動検査装置の一構成例
を示すブロック図、第２図はこの実施例で用いられる基
準プリント基板の一例を示す平面図、第３図はこの実施
例のティーチング動作例を示すフローチャート、第４図
はこの実施例で用いられるウインドの一例を示す模式
図、第５図はこの実施例におけるティーチング動作で得
られるファイルの一例を示す模式図、第６図はこの実施
例における検査時の動作例を示すフローチャート、第７
図は従来の自動検査装置の一例を示すブロック図、第８
図はこの基板自動検査装置の検査基準となる基準プリン
ト基板の一例を示す側面図、第９図はこの基板自動検査
装置のティーチング動作例を示すフローチャートであ
る。 11……撮像部、12……処理部、16−１……基準基線（基
準プリント基板）、16−２……被検査基板（被検査プリ
ント基板）、18……素基板、19−１〜19−ｎ……部品。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部品が実装された被検査基板を撮像して得
   られる像を処理して前記被検査基板上の部品を検査する
   基板自動検査装置におけるティーチング方法において、 部品の像と部品以外の像との差が明確な基準基板を撮像
   させ、 次に、撮像された画像を２値化して、 ２値化された画像をラベル付けし、 更に、ラベル付けされた領域に基づいてウインドを設定
   し、 次に、ウインドの形状および基板上におけるウインドの
   位置データに基づいた検査ウインドデータを記憶して 検査ウインドデータで特定されるウインド毎に、検査に
   必要な特徴パラメータおよび検査内容を記憶する、 ことを特徴とする基板自動検査装置におけるティーチン
   グ方法。
2. 【請求項２】部品が実装された被検査基板を撮像して得
   られる像を処理して前記被検査基板上の部品を検査する
   基板自動検査装置におけるティーチング装置において、 部品の像と部品以外の像との差が明確な基準基板を撮像
   する撮像部と、 撮像された画像を２値化する画像入力部と、 ２値化された画像をラベル付けすると共に、ラベル付け
   された領域に基づいてウインドを設定する制御部と、 ウインドの形状および基板上におけるウインドの位置デ
   ータに基づいて検査ウインドデータを作成する画像処理
   部と、 前記検査ウインドデータを記憶する記憶部とを有し、 検査ウインドデータで特定されるウインド毎に、検査に
   必要な特徴パラメータおよび検査内容を記憶することを
   特徴とする基板自動検査装置におけるティーチング装
   置。