JPS62277506A - 部品実装検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、プリント基板上に実装された部品が正しい位
置に配置されているか否かを高速で判別するための部品
実装検査装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の部品実装検査装置のブロック回路図を第６図に示
す。第６図において、チップ部品１の実装されたプリン
ト基板２がＸ−Ｙテーブル３上に載置され、このＸ−Ｙ
テーブル３が中央演算処理装置（以後ＣＰＵと称す）４
の信号に基づいてＸ−Ｙテーブルコントローラ５で位置
制御される。また、Ｘ−Ｙテーブル３の上方にはチップ
部品１を撮影するテレビカメラ６が設けられるとともに
、チップ部品１を斜め上方の異なる方向から照射する一
対のランプ７．８が設けられている。

そして、これらのランプ７．８は、ＣＰＵ４に制御され
る照射用電源９で時間をずらして点灯され、それぞれの
点灯時にテレビカメラ６でチップ部品１のｗＬ影が行わ
れる。さらに、テレビカメラ６の画像出力は、ＣＰＵ４
を介して高速画像処理装置ｌＯに与えられて適宜に処理
され、そのデータがＣＰＵ４に与えられる。また、ＣＰ
Ｕ４から画像出力がモニタテレビ１１に与えられる。

かかる構成において、まずランプ７．８のいずれか一方
の点灯による一方からの照射によりテレビカメラ６は、
第７図のごとく、チップ部品１とその反対側にできる影
１ａとをＷＬ形する。次に、ランプ７．８の他方の点灯
による他方からの照射によりテレビカメラ６は、第８図
のごとく、チップ部品１とその反対側にできる影１ｂと
を撮影する。そして、これらの２画像出力が、第９図の
ごとく、高速画像処理装置１０で合成され、影１ａ。

１ｂからチップ部品１の縦Ｊ２１と横ＪＺ２の寸法を推
測して部品の誤りおよびその実装位置が正確であるか否
かをＣＰＵ４で判別する。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記′従来の部品実装検査装置は、目視によ
る部品実装検査を自動化できるという優れたものである
が、この部品実装検査装置では、テレビカメラ６による
２回の撮影と、この２つの画像出力を合成して所定の演
算処理を行うための時間が必要であり、１つのチップ部
品１の検査に０．２〜０．３秒の検査時間が必要で検査
が遅いという問題点があった。また、上記検査時間とは
別に、次に検査すべきチップ部品１をテレビカメラ６で
撮影するための所定位置に移動すべくＸ−Ｙテーブル３
を移動させる移動時間が必要である。このため、例えば
１００個のチップ部品１が実装された１枚のプリント基
板２の検査は、次に検査するチップ部品工を所定位置と
するのに０゜２秒、１つのチップ部品１を検査するのに
０．３秒とすれば、合計約５０秒の時間が必要となる。

したがって、プリント基板２の１枚当りの検査が遅いと
いう問題点があった。さらに、チップ部品１の影１ａ、
ｌｂよりチップ部品１の寸法と位置ずれを判別するので
、チップ部品１が黒色であれば、チップ部品１と影１ａ
、ｌｂの区分ができず検査できないという問題点があっ
た。

本発明の目的は、上記従来の部品実装検査装置の問題点
を解決すべくなされたもので、検査時間の速い部品実装
検査装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の部品実装検査装
置は、部品が実装されたプリント基板がそれぞれに載置
される複数のＸ−Ｙテーブルおよび、これらのＸ−Ｙテ
ーブルにａ置された前記プリント基板上に実装された部
品を撮影するテレビカメラとを含む複数の画像入力装置
と、前記Ｘ−Ｙテーブルを移動させて前記プリント基板
上の部品を順次所定位置に移動させる複数のＸ−Ｙテー
ブルコントローラと、前記画像入力装置の画像出力を多
数の画素に分割して濃淡レベルによる複数のステップ幅
で区分けする高速画像処理装置と、前記画像入力装置と
前記Ｘ−Ｙテーブルコントローラを制御するとともに、
前記プリント基板上の正確な位置に配置された部品の画
像出力を前記高速画像処理装置で濃淡レベルで区分けし
た各ステップ幅の画素数を予め基準値として記憶すると
ともに前記画像入力装置の画像出力を記憶し、かつ前記
プリント基板上に実装された部品を前記テレビカメラで
撮影した画像出力を前記高速画像処理装置で多数の画素
に分割して濃淡レベルによるｎ１記複数のステップ幅で
区分けした各ステップ幅の画素数を検査値として前記基
準値と前記ステップ幅毎に比較、演算して前記部品が正
しい位置に配、置されているか否かを判別する中央演算
処理装置と、を備え、前記Ｘ−Ｙテーブルコントローラ
で前記Ｘ−Ｙテーブルを移動させている間に、前記中央
演算処理装置で前記複数の画像入力装置の画像出力を演
算処理するように構成されている。

（作用） プリント基板上の正確な位置に配置された部品を撮影し
た画像出力を、多数の画素に分割して濃淡レベルによる
複数のステップ幅で区分けした各ステップ幅の画素数を
基準値とし、プリント基板上に実装された部品を撮影し
た画像出力の各ステップ幅の画素数を検査値として基準
値と各ステップ幅毎に比較するので、実装された部品が
正しい位置に配置されていなければ画像出力の変化によ
り各ステップ幅の検査値が基準値と相違し、実装された
部品を一度の撮影で正しい位置に配置されているか否か
を判別でき、従来に比較して高速に検査を行うことがで
きる。また、部品をテレビカメラで撮影する画像入力装
置を複数台備え、Ｘ−Ｙテーブルを移動させている間に
複数の画像入力装置の画像出力を中央演算処理装置で演
算処理するようにしたので、部品を所定位置に移動させ
る間に、複数の画像出力の演算処理が並行してなされ、
演算処理するための時間を格別に必要とせず、複数枚の
プリント基板を同時に高速で検査することができる。さ
らに、画像出力の濃淡に基づいて検査を行うので、部品
の色にかかわりなく検査することができる。そしてさら
に、色の異なる異種の部品の混入をも検出できる。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図を参照して
説明する。第１図は、本発明の部品実装検査装置の一実
施例のブロック回路図であり、第２図は、プリント基板
の正確な位置に配置されたチップ部品を撮影した画像出
力の一例であり、第３図は、位置がずれて配置されたチ
ップ部品を撮影した画像出力の一例であり、第４図は、
チップ部品の位置ずれによる各ステップ幅の画素数の変
化の比率の一例を示す図であり、第５図は、第１図の装
置の動作を説明するタイムチャートである。第１図にお
いて、第６図と同一回路ブロックには同一符号を付して
重複する説明を省略する。

第１図において、部品実装検査装置には、第１の画像入
力装置２０と第２の画像入力装置３０とが設けられてい
る。これらの第１と第２の画像入力装置２０．　：］Ｏ
は、Ｘ−Ｙテーブル３の上方にチップ部品１を照明する
ために設けられたランプ７．８が照明用電源１２で同時
に点灯され、テレビカメラ６でチップ部品１が撮影され
る。これらのＸ−Ｙテーブル３とテレビカメラ６および
ランプ７．８等は暗室１３内に設けられている。

そして、テレビカメラ６．６の視野６ａ、６ａ内の画像
出力、すなわち第１と第２の画像入力装置２０．３０の
画像出力はともにＣＰＵ４に与えられ、ＣＰＵ４の記憶
装置に記憶される。さらに、高速画像処理装置１０に与
えられて多数の画素に分割され、これらの画素が濃淡レ
ベルに応じて複数のステップ幅で区分けされ、そのステ
ップ幅に区分けされた画素数のデータが再度ＣＰＵ４に
与えられる。また、第１と第２の画像入力装置２０．３
０のＸ−Ｙテーブル３．３に、それぞれ対応してＸ−Ｙ
テーブルコントローラ５．５が設けられている。これら
のＸ−Ｙテーブルコントローラ５．５でＣＰＵ４の信号
に基づいてＸ−Ｙテーブル３゜３が位置制御される。さ
らに、第１と第２の画像入力装置２０．３０の照射用電
源１２．１２は、ともにＣＰＵ４により制御される。

かかる構成において、まずチップ部品１が正しい位置に
配置されているか否かの判別について説明する。例えば
、第２図のごとく、正しく配置されたチップ部品１を撮
影した画像出力は、チップ部品１の本体１ｃの茶色、端
子部１ｄの半田色、プリント基板２のパターン２ａの銅
色、レジスト部２ｂの緑色等のある一定の面積比で構成
されている。そして、この画像出力が高速画像処理装置
１０で、多数の画素に分割されて濃淡レベルにより複数
のステップ幅（例えば、濃淡レベル０〜２５５を１０の
ステップ幅に分割）に区分けされると、ステップ幅毎の
画素数はある一定の値となる。この各ステップ幅に区分
けされた画素数を基準値としてＣＰＵ４に予め記憶する
。

そして、プリント基板２上に実装されたチップ部品１を
テレビカメラ６で撮影する。ここで、チップ部品１が、
第３図のごとく、位置ずれして配置されたとすれば、視
野６ａ内の画像出力は色（濃淡）の面積比が第２図の面
積比と相違する。

そして、この画像出力が多数の画素に分割されて濃淡レ
ベルにより複数のステップ幅毎に区分けされた画素数も
第２図の値と相違する。なお、色の異なる異種のチップ
部品でも画素数の値が相違する。

そこで、プリント基板２上に実装されたチップ部品１を
撮影した画像出力が各ステップ幅に区分けされた画素数
の検査値と予め記憶された基準値とをＣＰＵ４で比較演
算する。この比較演算としては、例えば、各ステップ幅
毎に基準値に対する基準値と検査値との差の比率を求め
る。そして、第４図のごとく、各ステップ幅毎の比率で
例えば±１０％のしきい値を越えるステップ幅が存在す
れば、チップ部品１は正しい位置に配置されていないと
判別する。なお、色の異なる異種部品も正しい位置に配
置されていないと判別される。

ところで、チップ部品１が許容範囲内の正しい位置に配
置されていても、チップ部品１の色むらや反射率の違い
さらにはプリント基板２の色むら等によって、各ステッ
プ幅に区分けされる画素数が少しづつずれ易い。そして
、このようなずれに対して、基準値の小さいステップ幅
では、僅かな検査値の変化により、基準値に対する基準
値と検査値との差の比率が大きくなってチップ部品１が
正しい位置に配置されていないと判別されてしまう。そ
こで、基準値と検査値との差が、ある一定の画素数以下
、例えば画像全体の画素数をステップ幅の数で割フた値
の判別しきい値以下であれば、比率がしきい値を越えて
もこれを無視し１判別しきい値以上のものについてのみ
ＣＰＵ４で濃淡分布のステップ幅毎の画素数を比較して
チップ部品１の位置ずれを判別させる。このように、判
別しきい値を設定することで、判定能力の向上を図り、
判定結果の安定度を向上させることができる。

次に、装置全体の動作につき説明する。第５図（Ａ）の
ごとく、第１と第２の画像入力装置２０゜３０（７）　
Ｘ　−Ｙ　テーブル３，３はＸ−Ｙテーブルコントロー
ラ５．５で同時に位置制御されて、時間ｔｌ、例えば０
．２秒で次に検査するチップ部品１．１を所定位置に移
動させる。そして、チップ部品１．１が所定位置に位置
決めされると、第５図（Ｂ）のごとく、照明用電源１２
．１２が駆動されるとともにテレビカメラ６．６がチッ
プ部品１゜１を撮影し、第１と第２の画像入力装置２０
．　：ＩＱから同時に画像出力がＣＰＵ４に与えられて
記憶される。このテレビカメラ６．６によるチップ部品
１．１の撮影および画像出力のＣＰＵ４による記憶は、
時間ｔ２．例えば０．０３３秒で行われる。さらに、次
に検査するチップ部品１．１を所定位置に移動させるべ
く　ｘ−ｙテーブル３．３が制御されている間に、まず
第５図（Ｃ）のごとく、ＣＰＵ４に記憶されている第１
の画像入力装置２０の画像出力を時間ｔ１の１／２時間
ｔ３．例えば０．１秒で高速画像処理装置【０により濃
淡レベルに応じたステップ幅の画素数の検査値に変換す
るとともにこの検査値と基準値をＣＰＵ４で演算処理し
て、第１の画像入力装置２０で検査されるチップ部品１
が正しい位置に配置されているか否かを判別する。つづ
いて、第５図（Ｄ）のごとくＣＰＵ４に記憶されている
第２の画像入力装置３０の画像出力をＸ−Ｙテーブル３
，３が制御されている残りの間に、時間ｔ３で同様に演
算処理して第２の画像入力装置３０で検査されるチップ
部品１が正しい位置に配置されているか否かを判別する
。したがって、例えば１枚に１００個のチップ部品１が
それぞれ実装される２枚のプリント基板２．２の検査を
、画像出力を演算処理するための格別な時間を必要とせ
ずに、Ｘ−Ｙテーブル３゜３の移動時間と画像入力装置
の入力時間の合計の２３．５秒で行うことができ、１０
０個のチップ部品１が実装されるプリント基板２の１枚
当りの検査時間を１２秒弱と高速で行うことができる。

なお、上記実施例では、Ｘ−Ｙテーブル３．３を位置制
御する移動時間ｔｌ内にＣＰＵ４で演算処理できる画像
出力が２つであるために、第１と第２の２つの画像入力
装置２０．３０を設けたが、これに限られず、Ｘ−Ｙテ
ーブル３，３を位置制御する移動時間ｔｌ内にＣＰＵ４
で演算処理できる画像出力の数だけの複数の画像入力装
置を設けることができる。また、上記実施例では、暗室
１３゜１３内でチップ部品１．１をテレビカメラ６．６
で撮影する構成としたが、これに限られず、テレビカメ
ラ６．６の絞りを適宜に調整することで暗室１３、１３
以外の場所でチップ部品１．１を撮影するようにしても
良い。さらに、検査される部品は、チップ部品１に限ら
れず、トランジスタやＩＣ等の電子部品に通用しても良
いことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の部品実装検査装置によれ
ば、プリント基板上の正確な位置に配置された部品をＷ
ｉ影した画像出力を、多数の画素に分割して濃淡レベル
による複数のステップ幅で区分けした各ステップ幅の画
素数を基準値とし、プリント基板上に実装された部品を
Ｗｉ影した画像出力の各ステップ幅の画素数を検査値と
して基準値と各ステップ幅毎に比較するので、実装され
た部品か正しい位置に配置されていなければ画像出力の
変化により各ステップ幅の検査値が基準値と相違し、実
装された部品を一度の撮影で正しい位置に配置されてい
るか否かを判別でき、従来に比較して高速に検査を行う
ことができる。また、部品をテレビカメラで撮影する画
像入力装置を複数台備え、Ｘ−Ｙテーブルを移動させて
いる間に複数の画像入力装置の画像出力を中央演算処理
装置で演算処理するようにしたので、部品を所定位置に
移動させる間に、複数の画像出力の演算処理が並行して
なされ、演算処理するための時間を格別に必要とせず、
複数枚のプリント基板を同時に高速で検査することがで
きる。さらに、画像出力の濃淡に基づいて検査を行うの
で、部品の色にかかわりなく検査することができる。そ
してさらに、色の異なる異種の部品の混入をも検出でき
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の部品実装検査装置の一実施例のブロ
ック回路図であり、第２図は、プリント基板の正確な位
置に配置されたチップ部品をｉ影した画像出力の一例で
あり、第３図は、位置がずわて配置されたチップ部品を
撮影した画像出力の一例であり、第４図は、チップ部品
の位置ずれによる各ステップ幅の画素数の変化の比率の
一例を示す図であり、第５図は、第１図の装置の動作を
説明するタイムチャートであり、第６図は、従来の部品
実装検査装置のブロック回路図であり、第７図および第
８図は、それぞれ第６図で撮影される２つの画像出力の
説明図であり、第９図は、第７図と第８図の２つの画像
出力が合成された説明図である。 １：チップ部品、　　　２ニブリント基板、３：Ｘ−Ｙ
テーブル、４　：　ＣＰＵ、６：テレビカメラ、　　６
ａ　：視野、ＩＯ・高速画像処理装置、 ２０：第１の画像入力装置、 ３０、第２の画像入力装置。 第１図 ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　部品が実装されたプリント基板がそれぞれに載置され
   る複数のＸ−Ｙテーブルおよび、これらのＸ−Ｙテーブ
   ルに載置された前記プリント基板上に実装された部品を
   撮影するテレビカメラとを含む複数の画像入力装置と、
   前記Ｘ−Ｙテーブルを移動させて前記プリント基板上の
   部品を順次所定位置に移動させる複数のＸ−Ｙテーブル
   コントローラと、前記画像入力装置の画像出力を多数の
   画素に分割して濃淡レベルによる複数のステップ幅で区
   分けする高速画像処理装置と、前記画像入力装置と前記
   Ｘ−Ｙテーブルコントローラを制御するとともに、前記
   プリント基板上の正確な位置に配置された部品の画像出
   力を前記高速画像処理装置で濃淡レベルで区分けした各
   ステップ幅の画素数を予め基準値として記憶するととも
   に前記画像入力装置の画像出力を記憶し、かつ前記プリ
   ント基板上に実装された部品を前記テレビカメラで撮影
   した画像出力を前記高速画像処理装置で多数の画素に分
   割して濃淡レベルによる前記複数のステップ幅で区分け
   した各ステップ幅の画素数を検査値として前記基準値と
   前記ステップ幅毎に比較演算して前記部品が正しい位置
   に配置されているか否かを判別する中央演算処理装置と
   、を備え、前記Ｘ−Ｙテーブルコントローラで前記Ｘ−
   Ｙテーブルを移動させている間に、前記中央演算処理装
   置で前記複数の画像入力装置の画像出力を演算処理する
   ように構成したことを特徴とする部品実装検査装置。