JPH09145334A - 実装部品検査方法およびその装置 - Google Patents

実装部品検査方法およびその装置

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JPH09145334A
JPH09145334A JP7328130A JP32813095A JPH09145334A JP H09145334 A JPH09145334 A JP H09145334A JP 7328130 A JP7328130 A JP 7328130A JP 32813095 A JP32813095 A JP 32813095A JP H09145334 A JPH09145334 A JP H09145334A
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JP7328130A
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Masato Ishiba
正人 石羽
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Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査精度を向上するとともに、検査領域の設
定位置の教示にかかる時間や労力を大幅に削減する。 【解決手段】 実装部品検査装置において、被検査部品
の画像上のあらかじめ教示された位置に、ランドウィン
ドウW1,ボディウィンドウW2,部品本体ウィンドウ
W3の各検査領域と、これら検査領域の位置決めに用い
る確認用ウィンドウW4とを設定し、検査を実行する。
この検査に先立ち、制御処理部は、まず確認用ウィンド
ウW4内の画像データから部品のランド部分を抽出し、
この抽出結果に基づきランドウィンドウW1,W1の設
定位置を変更した後、この変更されたランドウィンドウ
W1,W1の位置を基準としてボディウィンドウW2の
設定位置を変更する。さらに制御処理部は、確認用視野
領域W4内の画像データから部品の画像を抽出し、その
抽出結果に基づき部品本体ウィンドウW3の設定位置を
変更する。

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
ための検査領域を設定する方法、およびその方法を用い
て実装部品の実装品質を検査する実装部品検査装置に関
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。ところがこの種の目視検査で
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、各部品の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
装されるかなどにつき、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。この教示作業は一般に「ティ
ーチング」と呼ばれている。
【0004】前記の教示データには、被検査基板上に実
装される部品の位置や種類の他に、部品本体、リード、
ランドなどの検査対象毎に設定する検査領域の設定位
置,各検査領域内で検査対象の画像パターンを抽出する
ために各色相や明度毎に設けられた2値化しきい値,前
記2値化しきい値により検査領域内で抽出された画像パ
ターンの面積や形状などの特徴量(以下「特徴パラメー
タ」と総称する)の基準値などが含まれる。
【0005】被検査基板の検査に際して、この実装部品
検査装置は、前記教示データに基づき、被検査基板を撮
像して得られた画像上の所定位置に検査領域を設定した
後、前記2値化しきい値を用いて検査領域内の特徴パラ
メータを抽出し、この特徴パラメータを基準値と比較し
て部品の実装品質を判定する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の教示データのう
ち、特に検査領域の設定位置については、各部品毎に正
確に教示する必要があるため、教示作業に多大な労力と
時間とを要する。その上検査時に、被検査部品の実装位
置が教示された実装位置から微妙にずれていたり、検査
装置に対する被検査基板の位置決めに誤差があったりす
ると、前記教示データに基づき設定された検査領域は検
査対象から位置ずれしてしまい、正確な検査ができなく
なるという問題が生じる。
【0007】この発明は上記問題に着目してなされたも
ので、画像上のあらかじめ教示された検査領域の設定位
置の近傍に存在する検査対象の画像を抽出して、この抽
出結果に基づき検査領域の設定位置を変更することによ
り、検査精度を大幅に向上するとともに、検査領域の設
定位置の教示にかかる時間や労力を大幅に削減すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、基板
上の実装部品を撮像して得られた画像上に部品の検査領
域を設定し、この検査領域内の画像データを用いて部品
の実装品質を検査する方法において、前記画像上のあら
かじめ教示された検査領域の設定位置の近傍に存在する
検査対象の画像を抽出し、この抽出結果に基づき前記検
査領域の設定位置を変更した後、変更後の検査領域内の
画像データを用いて部品の実装品質を判定することを特
徴とする。
【0009】請求項2の発明は、上記の方法を実現する
ための実装部品検査装置であって、前記検査領域の設定
位置を記憶する記憶手段と、入力された画像上の、前記
記憶手段に記憶された検査領域の設定位置近傍の画像デ
ータを処理して、検査対象の画像を抽出する画像抽出手
段と、前記画像抽出手段による抽出結果に基づき前記検
査領域の設定位置を変更する設定位置変更手段と、前記
設定位置変更手段により変更された設定位置に前記検査
領域を設定する検査領域設定手段と、前記検査領域設定
手段により設定された検査領域内の画像データを用いて
部品の実装品質を判定する判定手段とを備えている。
【0010】請求項3の発明では、前記画像抽出手段
は、前記検査領域の設定位置を含む所定の領域内の画像
データを処理して、検査対象の部品のランドの画像を抽
出している。
【0011】
【作用】実装部品を撮像して得られた画像において、検
査対象が教示された検査領域の設定位置から位置ずれし
ていても、この検査対象の画像の抽出結果に基づき検査
領域の設定位置が変更され、検査領域は検査対象上に正
確に位置決めされる。
【0012】
【発明の実施の形態】請求項1〜3の各発明を実施する
ための一例として、図1のような構成の実装部品検査装
置を挙げる。この実装部品検査装置のティーチングテー
ブル19内には、各被検査部品2Tに対する複数個の検
査領域の設定データが記憶されている。検査時には、ま
ず教示された設定位置に各検査領域が初期設定された
後、確認ウィンドウW4(図2,図6に示す)内のラン
ドの画像が抽出され、さらにこの抽出結果に基づき、検
査領域設定部17による検査領域の変更処理が行われ
る。
【0013】
【実施例】図1は、この発明の一実施例にかかる実装部
品検査装置の全体構成を示す。この実装部品検査装置
は、実装品質が良好な基準基板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
被検査基板1T上にある各部品2Tの検査領域の特徴パ
ラメータとを比較するなどして、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軸テー
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。
【0014】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が投光部5および
撮像部6をX軸方向へ移動させ、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軸方向へ移
動させる。
【0015】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。
【0016】前記撮像部6はカラーテレビカメラであっ
て、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。
【0017】前記制御処理部7は、画像入力部12,メ
モリ13,撮像コントローラ14,画像処理部15,X
Yテーブルコントローラ16,検査領域設定部17,判
定部18,ティーチングテーブル19,制御部20,キ
ーボード21,CRT表示部22,プリンタ23,送受
信部24,フロッピーディスク装置25などで構成され
る。
【0018】前記画像入力部12は、前記撮像部6から
のカラー信号R,G,Bを入力してディジタル信号に変
換するもので、各色相毎のディジタル量の濃淡画像デー
タは、メモリ13内の画像データ格納エリアへと転送さ
れる。
【0019】撮像コントローラ14は、制御部20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20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。
【0020】XYテーブルコントローラ16は制御部2
0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20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の
駆動を制御する。
【0021】画像処理部15はメモリ13内に格納され
た赤色,緑色,青色の各画像データR,G,Bより明度
および三原色の色相度を画素単位で抽出した後、この抽
出結果をそれぞれティーチングテーブルに記憶された所
定の2値化しきい値による2値化処理を行って各部品の
特徴パラメータを抽出し、これを被検査用のデータとし
て判定部18に供給する。
【0022】ティーチングテーブル19は、検査情報と
して、前記した各特徴パラメータを抽出するための2値
化しきい値のほか、部品毎の検査領域の設定位置(以下
「領域設定データ」という),前記特徴パラメータの良
否を判定するための基準(以下「判定基準」という),
検査の手順などが組み込まれたプログラム(以下「検査
プログラム」という)などを被検査部品毎に記憶してい
る。これらの検査情報は、検査時に、制御部20を介し
て、画像処理部15、検査領域設定部17、判定部18
などに供給される。
【0023】検査領域設定部17は、前記領域設定デー
タを供給されて後述する手順で被検査部品2T上に所定
の検査領域を設定する。また2値化しきい値は画像処理
部15に与えられ、被検査部品2Tの各検査領域につい
ての被検査用のデータが生成される。また判定部16
は、検査プログラムや判定基準などの供給を受け、検査
プログラムに基づき前記画像処理部15から転送された
被検査用のデータを判定基準と比較して、被検査基板1
Tの各部品2Tにつき実装品質を判定し、その判定結果
を制御部20へと出力する。制御部20は、各部品につ
いての判定結果を総合して被検査基板1Tが良品か否か
を判定し、その判定結果をCRT表示部22やプリンタ
23に出力する。
【0024】キーボード21は、操作情報や基準基板1
Sおよび被検査基板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20へ供給される。
【0025】CRT表示部22は、制御部20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23は、
制御部20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でプリントアウトする。
【0026】送受信部24は、図示しないはんだ修正装
置やホストコンピュータなどとデータの送受信を行うた
めのもので、検査結果などのデータの送信や後述するラ
イブラリデータの受信など、各種データの送受信を実行
する。フロッピーディスク装置25には、ライブラリデ
ータなどが格納されたフロッピーがセットされ、制御部
20を介してデータの読み書きが行われる。
【0027】この実装部品検査装置は、前記検査情報の
ティーチングに際し、同一仕様の部品毎に、前記領域設
定データ,2値化しきい値,判定基準,検査プログラム
などの検査情報を編集したライブラリデータを用いるよ
うにしている。このライブラリデータは、前記送受信部
24やフロッピーディスク装置25を介してメモリ13
内に取り込まれるほか、適宜、基準基板の画像データや
キーボード21からの入力データなどを用いて編集され
るものである。
【0028】図2は、角チップについて設定された検査
領域のライブラリデータを示す。このライブラリデータ
は、角チップのモデルを撮像して得られる画像などを用
いて編集されるもので、図中、W1は、ランド部の画像
上に設定されてはんだ検査を行うための検査領域(以下
「ランドウィンドウW1」という)を、W2は、部品の
欠落を検査するための検査領域(以下「ボディウィンド
ウW2」という)を、W3は、部品のサイズを検査する
ための検査領域(以下「部品本体ウィンドウW3とい
う)を、それぞれ示す。
【0029】またW4は、前記の各ウィンドウW1〜W
3を中央部に含む所定の大きさを有するウィンドウであ
って、検査時に各ウィンドウW1〜W3を最終的に位置
決めするために用いられるほか、後記するように、部品
のずれやはんだのブリッジの有無をチェックするために
用いられる(以下、このウィンドウW4を「確認用ウィ
ンドウW4」と呼ぶことにする)。
【0030】上記の各ウィンドウW1〜W4の部品に対
する設定位置は、あらかじめライブラリデータとして記
憶されており、ティーチング時には、このライブラリデ
ータと部品の実装位置とに応じて各ウィンドウW1〜W
4の設定位置が求められ、前記領域設定データとして教
示される。
【0031】図3は、ティーチングの手順を示す。まず
同図のステップ1,2において、オペレータはキーボー
ド21を操作して教示対象とする基板名の登録を行った
後、基板サイズをキー入力し、さらにステップ3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。
【0032】つぎにステップ4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
すると、制御部20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。
【0033】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5で撮像部6が基準基
板1Sの領域を撮像して部品の実装位置が教示される。
【0034】つぎのステップ6で、制御部20は、ライ
ブラリデータが記憶されている部品種の一覧を、CRT
表示部22に表示させる。オペレータが、表示された部
品種一覧から実装位置が教示された部品2Sに対応する
部品種を選択すると、制御部20は、この部品種につい
てのライブラリデータをメモリ13より読み出し、この
データを部品2Sについての教示データとしてティーチ
ングテーブル19内に保存する。
【0035】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7の判定が
「YES」となってステップ8以下の修正ティーチング
へと移行する。この修正ティーチングは、前記ステップ
5,6で生成された教示データにより実装品質の良否が
既知の基板を実際にテスト検査し、教示した検査用デー
タを最適なものに修正する処理である。
【0036】まずステップ8で、制御部20は、前記基
準基板1Tを再び初期位置に設定し、教示された検査情
報を用いて最初の検査対象部品から順に画像パターンを
抽出し、各部品の実装品質の良否を判定する。なおこの
検査手順は、後述する図7の手順と同様のものであり、
ここではその詳細な説明は省略する。
【0037】上記の検査の結果、いずれかの部品につい
て、実装品質が不良であるとの判定結果が得られると、
ステップ9が「YES」となり、オペレータは、不良と
判定された部品について、特徴パラメータを抽出するた
めの2値化しきい値を変更するなど、教示データの修正
を行う(ステップ10)。
【0038】不良と判定されたすべての部品についての
修正処理が終了すると、ステップ11が「YES」とな
り、制御部20は、再びステップ8以降の手順を繰り返
し実行する。このループは不良と判定される部品がなく
なるまで繰り返し行われ、ステップ9が「NO」となっ
た時点で最終的な検査情報が生成される。なお、実装品
質が良好な良品基板と実装品質が不良な不良基板とを用
いて、複数回の修正ティーチングを実行することによ
り、最適な検査情報を得ることができる。
【0039】検査時には、まず教示された設定位置デー
タに基づき、各ウィンドウW1〜W4が設定される。こ
のとき部品の実装位置にずれがあったり、被検査基板2
Tの位置決めに誤差があるなどして、前記ウィンドウW
1〜W3が対応する検査対象上からずれていた場合、検
査領域設定部17によりウィンドウW1〜W3の設定位
置が変更され、検査へと移行する。
【0040】図4は、角チップに対するウィンドウの初
期設定例を示すもので、前記図2に示した各ウィンドウ
W1〜W3は、それぞれ検査対象のランドの画像26,
27や部品本体の画像28から若干ずれた位置に設定さ
れている。
【0041】図5は、前記の角チップに対する各ウィン
ドウの設定手順を、図6は各ウィンドウの具体的な設定
方法を、それぞれ示すもので、以下、図6を参照しつ
つ、図5の手順について、詳細な説明を展開する。検査
領域設定部17には、制御部20を介して前記ティーチ
ングテーブル19に記憶された領域設定データが供給さ
れており、まず最初のステップAで、検査領域設定部1
7は、画像上の領域設定データに基づく位置に各ウィン
ドウを初期設定する。
【0042】つぎに制御部20は、画像処理部15に前
記ティーチングテーブル19に記憶された所定の2値化
しきい値を供給する。画像処理部15は、この2値化し
きい値により、前記確認ウィンドウW4内の画像データ
の2値化処理を行って、画像上のランド部分を抽出する
(ステップB)。
【0043】つぎのステップCで、検査領域設定部17
は、各ランドウィンドウW1,W1を移動させて、抽出
された各ランドの画像がそれぞれウィンドウ内に含まれ
るようにランドウィンドウW1,W1の設定位置を変更
する(図6(1))。なおこの設定位置の変更は、ウィ
ンドウの左下点と右上点との座標をそれぞれ変更するな
どの方法により行われる。
【0044】つぎのステップDで、検査領域設定部17
は、変更されたランドウィンドウW1,W1の位置を基
準としてボディウィンドウW2を移動させ、各ウィンド
ウW1,W1,W2の相対位置関係が、ティーチングテ
ーブル19に記憶された初期設定時の相対位置関係と同
じになる位置でボディウィンドウW2を位置決めする
(図6(2))。
【0045】つぎに制御部20は、前記とは異なる2値
化しきい値を画像処理部15にセットして2値化処理を
行わせ、確認ウィンドウW4内で部品本体の画像部分を
抽出させる(ステップE)。この抽出処理により部品の
存在が確認されると、ステップFが「YES」となって
ステップGへと移行し、検査領域設定部17は、抽出さ
れた部品本体の画像がこの部品本体ウィンドウW3内に
含まれるように、部品本体ウィンドウW3の設定位置を
変更する。
【0046】一方、確認ウィンドウW4内で部品本体の
画像が確認されなかったときは、ステップFが「NO」
となってステップHへと移行し、検査領域設定部17
は、前記ボディウィンドウW2と同様、変更されたラン
ドウィンドウW1,W1の位置を基準として部品本体ウ
ィンドウW3を移動させ、この部品本体ウィンドウW3
の各ランドウィンドウW1,W1に対する相対位置関係
が、ティーチングテーブル19に記憶された初期設定時
の相対位置関係と同じになる位置で部品本体ウィンドウ
W3を位置決めする(図6(3))。
【0047】図7は、制御処理部7による自動検査の制
御手順を示す。同図のステップ1,2で、オペレータ
は、検査すべき基板名を選択して基板検査の開始操作を
行い、つぎのステップ3で実装部品検査装置への被検査
基板1Tの供給をチェックする。その判定が「YES」
であれば、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を搬入し、自動検査を開始する(ステッ
プ4,5)。
【0048】ステップ5において、制御部19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、前記図5のステップA〜H
と同様の手順で、この部品2Tに対し、検査領域設定部
17による検査領域の設定を行った後、各検査領域内の
特徴パラメータを順次抽出して判定部18に供給し、は
んだ状態,部品欠落,部品サイズなどの検査項目につい
ての検査を実行する。
【0049】最後に判定部18は、前記確認ウィンドウ
W4内の他のウィンドウを含まない画像領域(図8中、
斜線で示す)内に、部品のずれやはんだのブリッジを示
す特徴パラメータが存在するか否かをチェックする。図
9は、部品本体に回転ずれが生じた例を示すもので、こ
の場合、確認ウィンドウW4内の斜線の領域で部品本体
の一部を示す特徴パラメータが抽出され、部品の実装状
態が不良であることが判明する。
【0050】図7に戻って、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、実装状態が不良な部品が存在するとステップ6
の判定が「NO」となり、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Y軸テーブル部4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「YES」となって検査が完了する。
【0051】
【発明の効果】この発明は上記の如く、基板上の実装部
品を撮像して得られた画像上に所定の検査領域を設定し
て部品の実装品質を検査する際に、画像上の、あらかじ
め教示された検査領域の設定位置の近傍に存在する検査
対象の画像を抽出し、この抽出結果に基づき検査領域の
設定位置を変更するようにしたから、検査時に検査領域
を検査対象上に正確に位置決めすることができ、検査精
度を大幅に向上することができる。またティーチングに
際し、検査領域の設定位置を厳密に決定する必要がなく
なるので、教示作業にかかる時間や労力を削減できるな
ど、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる実装部品検査装置
の概略構成を示すブロック図である。
【図2】検査領域にかかるライブラリデータの一例を示
す説明図である。
【図3】ティーチングの手順を示すフローチャートであ
る。
【図4】検査時に初期設定された検査領域を示す説明図
である。
【図5】検査領域の設定手順を示すフローチャートであ
る。
【図6】各検査領域の設定位置の変更手順を示す説明図
である。
【図7】検査手順を示すフローチャートである。
【図8】部品本体のずれやブリッジの検査を行うための
検査領域を示す説明図である。
【図9】部品本体がずれた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1T 被検査基板 2T 被検査部品 17 検査領域設定部 18 判定部 19 ティーチングテーブル 20 制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の実装部品を撮像して得られた画
    像上に部品の検査領域を設定し、この検査領域内の画像
    データを用いて部品の実装品質を検査する方法におい
    て、 前記画像上のあらかじめ教示された検査領域の設定位置
    の近傍に存在する検査対象の画像を抽出し、この抽出結
    果に基づき前記検査領域の設定位置を変更した後、変更
    後の検査領域内の画像データを用いて部品の実装品質を
    判定することを特徴とする検査領域設定方法。
  2. 【請求項2】 基板上の実装部品を撮像して得られた画
    像を入力して所定の検査領域を設定し、この検査領域内
    の画像データを用いて部品の実装品質を検査する実装部
    品検査装置であって、 前記検査領域の設定位置を記憶する記憶手段と、 入力された画像上の、前記記憶手段に記憶された検査領
    域の設定位置近傍の画像データを処理して、検査対象の
    画像を抽出する画像抽出手段と、 前記画像抽出手段による抽出結果に基づき前記検査領域
    の設定位置を変更する設定位置変更手段と、 前記設定位置変更手段により変更された設定位置に前記
    検査領域を設定する検査領域設定手段と、 前記検査領域設定手段により設定された検査領域内の画
    像データを用いて部品の実装品質を判定する判定手段と
    を備えて成る実装部品検査装置。
  3. 【請求項3】 前記画像抽出手段は、前記検査領域の設
    定位置を含む所定の領域内の画像データを処理して、検
    査対象の部品のランドの画像を抽出する手段である請求
    項2に記載された実装部品検査装置。
JP7328130A 1995-11-22 1995-11-22 実装部品検査方法およびその装置 Pending JPH09145334A (ja)

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