JPS63106509A - 実装基板検査装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、特に斜光陰影法において、実装部品の基準デ
ータとの比較なしに高速に多量の実装基板を実装状態に
応じてランク分けするための実装部品検査装置に関する
。

（従来の技術） 高密度に実装された部品の欠品１位置１回転などの検査
手法に関しては、基本的に下記の３つの手法が知られて
いる。すなわち、■光切断法、■パターン比較法、■斜
光陰影法、これらの内、上記■の方法は、切断光を基板
上に斜めにあて、上方から観察した時に、部品がある場
合、切断光に段差が生ずる事を情報として利用する。上
記■の方法は、あらかじめ記憶された良品基板の画像に
対し、被検査基板の画像情報（濃淡レベル、色など）を
画素毎に比較する方法である。上記の。

■の手法は、切断光を基板全面（あるいは一部）にスキ
ャンさせる必要があり、また、例えば角形部品の回転を
検出するためには１部品あたり場所を変え、２回以上の
照射をしなければならず、時間がかかった。また■の手
法は、画素比較を多数回行なわなければならず、やはり
時間がかかる。

これに比べ■の斜光陰影法は、対向する２つの斜め照明
を用い、互に照明を変えた場合の２つの画像の引算から
部品の影情報のみを抽出する事で、大幅になる情報圧縮
を行なうため、極めて高速な検査が可能である。

しかしながら、いわゆる斜光陰影法では、２つの方向を
変えた照明による画像の引算を行ない部品の影位置を抽
出し、その影位置より部品の中心や回転角を求め、それ
らのデータと実装機で用いた実装位置指示データをつき
合わせて実装Ｐ：１度（位置ずれ１回転、欠品など）を
判定していた。

そのため、検査能率が低く、高速検査の障害となってい
た。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述したように、従来の実装部品検査がすこ
ぶる低能率であることを勘案してなされたもので、実装
位置指示データを用いず、より高速に大量の基板の実装
品位を仕分けることのできる実装部品検査装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）実装部品が装着
されている実装基板を保持・位置決めする保持部と、実
装基板に対して少なくとも二方向から照明する照明部と
、各照明方向ごとに実装基板を撮像して画像信号を出力
する撮像部と、この撮像部から出力された画像信号に基
づいて実装基板上に投影された実装部品の影のみが抽出
された２値化画像信号を出力する影抽出部と、この影抽
出部から出力された２値化信号に基づいて基準パターン
と被検パターンとを設定し両者の一致度を求め、この−
成度により良否判定する良否判定部とからなり、高速か
つ高謂度の検査が可能となるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の実装基板（１）を保持して位置
決めする例えばＸ−Ｙテーブルなどの保持部（２）と、
この保持部（２）により保持されている実装基板（１）
を左右対称となっている斜め上方の両側位置から矢印（
３Ｍ）、　（３ｂ）方向に交互に照明する照明部（４）
と、この照明部（４）により照明されている実装基板（
１）を撮像してディジタル画像信号ＳＡを出力する撮像
部（５）と、この撮像部（５）から出力されたディジタ
ル画像信号ＳＡに基づいて実装基板（１）に実装されて
いる実装部品（６）・・・の影（７）・・・のみが抽出
された２値化画像信号ＳＢを出力する影抽出部（８）と
、この影抽出部（８）から出力された２値化画像信号Ｓ
Ｂに基づいて基準パターン（ＰＯ）と被検パターン（Ｐ
Ｉ）との対応する画素ごとの比較を行いその一致度を算
出する一致度演算部（９）と、この−成度演算部（９）
から出力された一成度信号ＳＣに基づき実装基板（１）
の実装状態の合否を判定するとともにあらかじめ格納さ
れているプログラムに基づき保持部（２）、照明部（４
）。

撮像部（５）、影抽出部（８）及び−成度演算部（９）
に制御信号ＳＸＩ、　ＳＸ２．　ＳＸ３．８Ｘ４．　Ｓ
Ｘ５を出力して有機的に統御する例えばマイクロコンビ
真−夕す（！ｌ’　（Ｄ　演算制御部（１Ｇと、この演
算制御部（１１における判定結果を表示する例えばブラ
ウン管などの表示部ｔｉυとから構成されている。上記
−成度演算部（９）と演算制御部０υとは、合否判定部
（１０ａ）を構成している。

しかして、照明部（４）は、矢印（３ａ）方向に照明す
る第１元源（１２ａ）と、矢印（３ｂ）方向に照明する
第２光源（１２ｂ）と、これら第１及び第２光源（１２
ａ）、　（１２ｂ）の照明を切換えさせる切換回路０と
からなっている。京た、撮像部（５）は、保持部（２）
直上位置に配設され実装基板（１）を撮像して画像信号
ＳＤを出力するＩＴＶカメラα讐と、このＩＴＶカメラ
Ｉから出力された画像信号５Ｄｔｌ−Ａ／′Ｄ変換しデ
ィジタル画像信号ＳＡを出力するＡ／Ｄ変換器α９とか
らなっている。さらに、影抽出部（８）は、第１光源（
１２ａ）により照明したときＡβ変換器ａＳｌから出力
された画像信号ＳＡＩを入力して所定のアドレスに画像
データとして記憶する第１画像メモリ（１６ａ）と、第
２光源（１２ｂ）により照明したときから出力されたデ
ィジタル信号Ｓ人２を入力して所定のアドレスに画像デ
ータとして記憶する第２画像メモ＋７　（１６ｂ）と、
これら第１及び第２画像メモリ（１６ａ）、　（１６ｂ
）から出力された画像データ信号ＳＥＩ、　ＳＥＺを入
力して両者の差を算出し前記形（力・・・のみが抽出さ
れた画像信号ｆ３Ｆを出力する減算回路（Ｌ７）と、こ
の減算回路（１７）から出力された画像信号ＳＦを入力
してあらかじめ設定されている閾値ＶＴにより２値化し
て２値化画像信号ＳＢを出力する２値化回路帖とからな
っている。上記閾値ＶＴは、第１及び第２光源により照
明され実装基板（１）上に投影された影（力・・・を他
部から峻別して抽出できる大きさに設定されている。し
かして、−成度演算部（９）は、基準となる実装基板（
１）を用いたとき２値化回路α枠から出力された画像信
号ＳＢを入力して基準パターン（ｐｏ）として格納する
基準パターンメモリα９と、被検対象となっている実装
基板（１）を用いたとき２値化回路（１３から出力され
た画像イざ号ＳＢを入力して被検パターン（ＰＩ）とし
て格納する被検パターンメモリ■と、基拳パターンメモ
リαｅから出力された画像データ信号８Ｇ１及び被検パ
ターンメモリ■から出力された画像データ信号ＳＧ２を
入力して対応する画素ごとに一致しているか否かを比較
しその一致数と不一致数との比率を算出する一成度算出
回路圓とからなっている。一方、演算制御部（１Ｇは、
−成度算出回路Ｑυから出力された一成度信号ＳＣを入
力して後述する判定処理を行い、判定結果を我示部（９
）に出力するようになっている。

つぎに、上記構成の実装部品検査装置の作動について述
べる。

まず、第２図に示す実装部品（６）・・・が設計位置に
装着された所謂「良品」となる基準実装基板（１）を保
持部（２）に保持させる。この実装基板（１）には、第
２図に示すように、銅箔からなる配線パターン！２３が
設けられている。この配線パターン（社）は、第１及び
第２光源（１２ａ）、　（１２ｂ）により照明したとき
最も明るくみえる。これに対して、実装部品（６）・・
・は外表面が黒色をなしているので、最も暗くみえる。

また、実装基板（１）は、配線パターン＠と実装部品（
６）・・・との中間の明るさにみえる。しかして、演算
制御部四から制御信号ＳＸＩが保持部（２）に出力され
、実装基板（１）の位置決めが行われる。ついで、演算
制御部００から制御信号ＳＸ２が切換回路ＣＬ３に出力
されると、第１光源（１２ａ）が点燈し、矢印（３ａ）
方向の照明が行われる。すると、第３図に示すように、
実装基板＜１）上には実装部品（６ン・・・の影（７）
・・・が投影される。ついで、演算制御部α１から印加
された制御信号ＳＸ３により、第３図に示す第１照明パ
ターン（２人）がＩＴＶカメ−）α養により撮像される
。その結果、ＩＴＶカメラ側からは、パターン（ＰＡ）
を示す画像信号ＳＤが〜Φ変換器（ハ）に出力され〜［
Ｆ］変換される。

ついで、このＡ／Ｄ変換器α９からは、ディジタル画像
信号８Ａｌが、演算制御部αＧから出力された制御信号
ＳＸ４に基づいて、第１画像メモリＪ　（１６ａ）に格
納される。つまり、この第１画像メモリ（１６ａ）には
、第１照明パターン（ＰＡ）が格納される。ついで、切
換回路（１３により第１光源（１２ａ）を消磨して、第
２光源（１２ｂ）を点燈し、矢印（３ｂ）方向に照明す
る。

すると第４図に示すように、実装基板上には、実装部品
（６）・・・の影（７）・・・が投影される。しかして
、第４図に示す第２照明パターン（ＦＢ）は、第１照明
パターン（２人）と同様の処理をへて、ディジタル画像
信号８Ａ２が第２画像メモリ（１６ｂ）に出力されるこ
とにより、第１照明パターン（ＰＡ）と１対１の対応関
係を有するアドレスに格納される。しかして、第１画像
メモリ）　（１６ａ）に格納されている第１照明パター
ン（ＦＡ）を示す画像データＭ号ＳＥＩと第２画像メモ
＋７　（１６ｂ）に格納されている第２照明パターン（
ＦＢ）を示す画像データ信号８Ｅ２とが減算回路（１７
）に出力される。すると、この減算回路（ｌ′ｔ）にて
は、対応関係、を有する画素（アドレス）ごとに減算が
行われる。この減算処理により、第１及びＷＩ２照明パ
ターン（ＦＡ）、　（ＦＢ）の影（刀・・・以外の背景
パターンが相殺され影（力・・・のみが抽出される。つ
いで、減算回路αηからは、影（７）・・・のみが抽出
された画像信号ＳＦが２値化回路α秒に出方され、影（
７）・・・部分が論理値「１」及び背景部分が論理値ｒ
ＯＪの２値化画偉信号ＳＢが出力される（第５図参照）
。ついで、演算制御部０１から出力された制御信号ＳＸ
ｓにより２値化画像信号８Ｂは、基準パターンメモリ（
２）に出力され、基準パターン（ＰＯ）として格納され
る。つぎに、演算制御部ａ１からの制御信号ｓＸ１に基
づいて、■ＴＶカメラα荀が実装基板（１）の全領域を
撮像するように保持部（２）により実装基板（１）を断
続的に位置決めする。そうして、各位置決めごとに上述
の処理を繰返し、メ装基板（１）の全領域の基準パター
ン（ＰＯ）を基準パターンメモ！ｊ　Ｑ、’Ｊに格納す
る。つづいて、保持部（２）から第２図に示す「良品」
となる基準実装基板（１）をとりはずし、かわりに、第
６図に示すような実装部品（６）・・・の位置ずれ１回
転、欠品等の実装不良を生じている被検実装基板（１）
を保持部（２）に保持させる。しかして、前の基準実装
基板（１）と同様の処理により第７図に示すような被検
パターン（ＰＩ　）を被検パターンメモリ四に格納する
。

この被検パターン（ＰＩ）は、欠品が生じている部分は
、影（７）・・・が生じないことにより論理値ｒＯＪと
なり、また、位置ずれを生じている実装部品（６）・・
・の影（７）・・・は、位置ずれに対応して所定の投影
位置からずれている。つぎに、演算制御部（１１から出
力された制御信号ＳＸ５により、基準パターンメモリ（
ｌｌから画像データ信号８Ｇ１が、また、被検パターン
メモリ■から画像データ信号８Ｇ２が一成度算出回路Ｃ
υに出力される。かくして、一致度算出回路Ｃ１）にて
は、被検パターン（ＰＩ　）と基準パターン（ＰＯ）と
が１対１で対応する画素ごとに、比較される。そうして
、比較結果に基づいて、各画素ごとに、論理値の一致数
及び不一致数を求め、さらに全画素数に対する上記−成
敗の割合つまり一致度を算出する。ついで、一致度算出
回路Ｃυからは、一致度信号ＳＣが演算制御部（１１に
出力される。かくて、演算制御部α１にては、第８図（
ζ示すように、あらかじめ判定レベルＬＪ　（これは１
００％に対してバラツキ幅Ｃだけ小さい。）が設定され
ている。これは、実装基賠（１）・・・を「良品」と「
不良品」ｃｃ：）ンク分けするためのものであって、既
に検査終了した例えば実装基板１００枚からなる１０ツ
トの一致度データの統計的処理により求められたもので
ある。

この判定レベルＬＪは、たとえば、９８％（したがって
、バラツキ＠Ｃは２％としている。）に設定されている
。上記バラツキ幅２は、実装基板（１）・・・とじて「
良品」とみなすことができる。つまり許容できる不一致
数を示している。しかして、当該一致度信号ＳＣが示す
一致度が、判定レベルＬＪより大きければ「良品」と判
定し、逆に、判定レベルＬＪより小さければ「不良品」
と判定し、判定結果は表示部αυにて表示される。以下
、同様にして他の被検実装基板（１）・・・の検査を繰
り返し、その検査結果を第８図のように表示させる。一
方、「不良品」と判定された実装基板（１）・・・につ
いては、目視により再検査を行う。

以上のように、この実施例の実装部品検査装置は、基準
パターンデータを「良品」とみなせる実装基板の画像デ
ータに基づいて更新自在に設定でき、かつ、基準パター
ンと被検パターンとの一致度に基づいて合否を判定して
いるので、高速検査が可能となる。また、得られた一致
度に基づいて実装基板のランク分けが可能となり、ロフ
トごとの品質管理に役立つ。

なお、上記実施例においては、ランク分けは、「良品」
と「不良品」との２段階であるが、さらに、「不良品」
を−散文９０％ラインで「要目視検売品」と「目視検査
不要品」とにランク分けし、「要目視検売品」にては、
再度、目視検査を行い、そのうちから「良品」を回収す
るようにしてもよい。さらに、上記実施例においては、
−成度は、基板全領域のものに対して求めているが、各
部分領域ごとに一致度を求め、−成度が低いとこ、うの
み再検査するようにしてもよい。さらに、上記実施例に
おいては、影のみを抽出するようにしてぃるが、実装部
品がその側壁面が上方から観察できる形体のときは、基
板に投影された影とともに側壁面に生じた影を抽出し、
これらの影に基づいて実装状態を判定するようにしても
よい。

〔発明の効果〕

本発明の実装部品検査装置は、基準パターンデータの設
定を迅速かつ容易に行うことができるとともに１基準パ
ターンと被検パターンとの一致度に基づいて実装状態の
合否を判定しているので、高速検査が可能となるととも
に、合否判定精度も高くなる。また、得られた一致度に
基づいて実装基板のランク分けが可能となり、品質管理
に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の実装部品検査装置の構成図
、第２図乃至第７図は同じく検査手順の説明図、第８図
は合否判定方法を説明するためのグラフである。 （１）：実装基板、　　（２）：保持部、（４）：照明
部、　　　（５）：撮像部、（６）：実装部品、　　（
７）：影、 （８）：影抽出部、　　　（９）ニ一致度演算部、ａ（
１：演算制御部（良否判定部）。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男 第１閃 ＠２図　　　　第３因 ４ｓ４図　　　　第５図 第６閃　　　　第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）実装部品が装着されている実装基板を保持して相
   対的に位置決めする保持部と、この保持部に保持されて
   いる実装基板に対して少なくとも二方向から交互に照明
   し上記実装部品の影を上記実装基板上に投影する照明部
   と、この照明部により照明されている上記実装基板を上
   記各照明方向ごとに撮像して画像信号を出力する撮像部
   と、上記各照明方向ごとの画像信号の減算処理を行うこ
   とにより上記実装部品の少なくとも上記実装基板上に投
   影された影のみが抽出された２値化画像信号を出力する
   影抽出部と、基準となる実装基板の上記２値化画像信号
   を入力して基準パターンとして記憶するとともに検査対
   象となる実装基板の上記２値化画像信号を入力して被検
   パターンとして記憶し且つ対応する画素ごとに上記基準
   パターンと上記被検パターンとを比較して一致度を算出
   する一致度演算部と、この一致度演算部において算出さ
   れた一致度を既に検査された実装基板の一致度データの
   統計的処理により得られた基準値と比較し比較結果に基
   づいて上記実装基板の良否を判定する良否判定部とを具
   備することを特徴とする実装基板検査装置。
2. （２）良否判定部にては複数の基準値を算出し、これら
   の基準値に基づいて実装基板をその良否に従ってランク
   分けすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   実装基板検査装置。