JPS63135849A - 基板検査システム - 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） この発明は、ＩＣ等の部品を取付けた状態の基板の検査
システムに関し、特に撮像手段を用いて、基板上の個々
の部品について取付品位を検査し、基板の良否を判定す
る基板の検査システムに関する。

（従来の技術） 従来、実装基板の外観検査は主に基板全体、若しくは基
板の一部を撮像手段によって撮像し、予め入力されてい
る部品に関する取付位置、あるいは形状や大きさに関す
るデータにもとづいて、上で部品の輪郭より、この部品
の重心Ｇを求め、この重心Ｇの位置によって部品の取付
位置の正誤を判定する方法もあった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、形状に関する画像処理によって相互の相
関を調べる方法は、通常、部品の輪郭形状鹿識を行う必
要があるため、その処理工程が複雑になり、多大な検査
時間を要していた。

さらに、基板に部品を取付けた状態では取付けた部品の
周囲の照明の状態、基板表面に施したシルク印刷及び隣
接する部品の相対的な位置関係によって、Ｓ／Ｎ比が低
下するため、処理時間の増大や、検査結果に対する信頼
性の低下を招来するところとなった。

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、その目的
としては、Ｓ／Ｎ比の大小に関係なく、信頼性の高い検
査を短時間に行うことのできる基板検査装置を提供する
ことにある。

、　　［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は部品を取付けた状態
の被検査基板を撮像手段によって撮像し、この画像によ
るデータをもとに演算手段によって、上記部品の占める
面積を演算し、この部品の取付品位の判定を行うことを
要旨とする。

（作用） 本発明における基板の検査システムにおいては、撮像手
段によって部品を取付けた状態の被検査基板を撮像し、
この撮像画像について検査範囲の設定手段によって部品
毎に検査範囲を設定し、この検査範囲内における被検査
部品に関する画像の専有面積を算出し、この面積の大き
さにもとづいて、上記部品の取付品位を判定する。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図乃至第９図にもとづいて詳述
する。第１図は本実施例の構成を示すブロック図、第２
図は判定手順を示すフローチャート、第３図乃至第９図
は上記フローチャートに示される各判定方法を説明する
ためにウィンドＷと被検査部品４１の関係を示す図面で
ある。

第１図において、規格登録器３は部品４の形状や大きさ
及び取付位置等の部品４に関する初期データをＣＰＵボ
ード２３に入力して登録するために、画像処理ユニット
２と接続されて使用するキーボード部を具えたデータの
入力器である。

撮像手段たる撮像カメラ１は、被検査基板５に装着した
被検査部品４を搬像するための小型カメラであって、被
検査基板５上の被検査部品４を個々に撮像しうる適当な
視野と解像度を有しているものであれば良く、固体撮像
素子を利用したカメラ等が用いられる。またこの撮像カ
メラ１の下方には被検査基板４を順次移送し、かつ正確
に位置決めする公知の移送手段及び精密位置決め手段を
構成する（図示せず）。

また、本実施例においては、この撮像カメラ１による撮
像範囲を上記被検査基板５に装着した複数の部品４の各
々について後述する校正データにもとづいて設定するた
め、上記精密位置決め手段によって被検査基板５を順次
前述および左右方向に所定量移動せしめて搬像範囲を移
動する方法を用いるが、検査範囲が狭小であるような場
合には、被検査基板５を固定して撮像し、一旦、この画
像データを後述する画像メモリボード２２に記憶してか
ら必要とする撮像範囲を順次、この画像メモリボード２
２より取り出して処理を行っても構わない。

画像処理ユニット２は、前処理回路２１と、画像メモリ
ボード２２と、演算手段であるＣＰＵボード２３を一体
に構成してなる。

前処理回路２１は、上記ｆｌｉｔ像カメラ１によって撮
像した被検査基板５の画像信号を量子化する回路であっ
て、この量子化された画像信号は画像メモリボード２２
に画像データとして棗き込まれる。

ＣＰＵボード２３は、上記画像データの処理速度と精度
を高めるために、予め登録した初期データにもとづいて
この画像データに適宜処理範囲（以下、ウィンドウＷと
いう。）を設定し、この初期データを良品の実装基板の
実測によって校正して校正データを作成し、さらに、こ
の処理範囲内の部品４１等の面積と校正データ値との比
較を行なうことによって、部品４１の取付品位に関する
判定を行い、不良基板を検出する。

また、本実施例では、ウィンドウＷとして、面積サーチ
エリアＷ１、傾きサーチエリアＷ２、隣接サーチエリア
Ｗ３の３種類を設定する。

面積サーチエリアＷ１は、第４図に示すように検査対象
である部品４１より若干大きい範囲に設定され、欠品判
定、立ち判定、位置ずれ判定、余分判定の際に使用する
。

傾きサーチエリアＷ２は、第７図に示すように部品４１
の重心Ｇから一定距離の位置にあって、部品４１の両端
部分を各々一定割合で覆う大きさの２個の小ウィンドウ
よりなり、傾き判定の際に使用する。

隣接サーチエリアＷ３は、第９図に示すように部品の近
傍に設定した２個の棒状のウィンドウよりなり、隣接判
定の際に使用する。

また、傾きサーチエリアＷ２．ＦＡ接サーチエリアＷ３
のウィンドウの数は特に限定するものではなく、部品４
の配置状態等によって適宜加減されるものである。

以下、第２図のフローチャートにもとづいて、ＣＰＵボ
ード２３における処理手順を簡単に説明する。

まず、面積サーチエリアＷ１の占める面積を算出して（
ステップ６１）、次に部品４１の背景ノイズ４３を含む
面積Ａ１を算出し、欠品判定を行なう（ステップ６２．
６３）。

欠品判定は、第４図に示すように主に部品４１の未実装
を検出するものであって、面積サーチエリアＷ１内に占
める部品の面積へ１が登録された校正データ値Ｄ１より
、一定以上小である場合に欠品不良であるとみなす。す
なわち、Ｄ＋　＞Ａ１／ＮＩであるとき欠品不良である
。

（但し、Ｎ１　：定数、通常Ｎ５＝４＞欠品不良である
場合は、欠品ＮＧとして処理する（ステップ７６．８２
）。

次に、部品４１の重心の座標（ＸＧ　、　ＹＧ　）を求
め（ステップ６４）、この部品４１の重心の座標（ＸＧ
　、　ＹＧ　）をもとに、位置ずれ判定を行なう（ステ
ップ６５．６６）。

位置ずれ判定は、第６図に示すように、部品４１の基板
５に対する取付は位置のずれを検出するものであって、
部品４１の重心の座標（ＸＧ、ＹＧ）と校正データ値を
比較し、その位置偏差が許容範囲以上である場合に位置
不良であるとみなす。

すなわち、面積サーチエリアＷ１の中心座標に関する校
正座標データを（Ｘｗ　、　Ｙｗ　）とするとき、の場
合に位置ずれ不良である。

位置ずれ不良である場合は、位置ずれＮＧとして処理す
る（ステップ７７．８２）。

また、部品４１の面積から立ち判定を行なう（ステップ
６７．６８）。

立ち判定は、第５図に示すように、部品４１の取付は状
態を識別するものであって、測定した面積Ａ１を校正デ
ータ値Ｄ２と比較し、データ値Ｄ２より一定以上小であ
る場合に、部品４１の転倒あるいは立設装着等とみなし
、立ち不良とする。

すなわち、Ｄ２　＞Ｎ２　　・Ａ＋であるとき立ち不良
である。

（但し、Ｎ２：Ｎ２＜１の定数であって、通常Ｎ２−０
．８） 立ち不良である場合は、立ちＮＧとして処理する（ステ
ップ７８．８２）。

さらに、傾きサーチエリアＷ２内の部品の面積から傾き
および傾き位置ずれ判定を行なう（ステップ６９．７０
）。

傾き判定は、第７図に示すように部品４１の基板に対す
る水平方向の傾きを検出するものであって、部品４１の
取付は向きが傾いている場合（第７図（ｂ）参照）、１
組の傾きサーチエリアＷ２に掛かる部品４１の面積の和
Ａ２は、正常である場合の校正データ値Ｄ４に比べ（第
７図（ａ　）参照）、−窓以上狭小に検出されて、傾き
不良とみなす。すなわち、Ｄ４　＞Ｎ４・Ａ２であると
き傾き不良。

（但し、Ｎ４：Ｎ４＜１の定数） また、傾き位置ずれ判定は、部品４１の重心の座標（Ｘ
Ｇ　、　Ｙａ　）と、部品４１を傾けた時の中心座標に
関する校正データとを比較して位置ずれ判定を行なうも
のであって、通常、傾き１０度、２０度の場合について
行なう。

傾き不良及び、傾き位置ずれ不良は、傾きＮＧとして処
理する（ステップ７９．８２）。

また、部品４１の面積からは余分判定も行なわれる（ス
テップ７１．７２）。

余分判定は、第８図に示すように立ち判定と同様であっ
て、面積値が校正データ値Ｄ３より一定以上大である場
合に他の部品４２が付着してるものとみなし、余分不良
とする。すなわち、Ｄ３　＞Ｎ３　・Ａ１であるとき余
分不良である。（但し、Ｎ３：Ｎ３＞１の定数であって
、通常Ｎ３−１゜余分不良である場合は、余分ＮＧとし
て処理する（ステップ８０．８２）。

隣接サーチエリアＷ３内において、隣接判定を行なう（
ステップ７３．７４）。

隣接判定は、第９図に示すように、隣接する部品４２と
の相対的位置を検出するものであって、測定した面積値
Ａ３を校正データ値Ｄ５と比較し、データ値よりも一定
値以上大である場合に隣接した部品４２が近接して取付
いているものとみなして隣接不良とする。すなわち、Ｄ
５　＜Ｎ５　・Ａ３であるとき隣接不良である。

（但し、Ｎ５　：定数） 隣接不良である場合は、隣接ＮＧとして処理する（ステ
ップ８１．８２）。

上記、各判定において、良品とされた基板５は前記移送
手段によって、次の工程へと移送され、あるいは不良と
されてＮＧ処理（ステップ８２）によって除去されると
、次の基板が所定の位置に配置され、上記と同様な工程
によって検査が行なわれる。但し各判定の実施順序は、
限定されるものではなく、適宜変更しても構わない。

この様に、ウィンドウＷを設定して、このウィンドウＷ
内において部品４１の占める面積を求めるた時（第３図
参照）、検査対象の部品４１以外の、例えば隣接部品４
２の投影やシルク印刷等の背景ノイズ４３も上記部品４
１の面積と混同して測定されるが、この背景ノイズは、
この部品４１を含む測定範囲に固有なものであり、検査
前の校正作業により検査時における画像データとして有
効に活用し得るものである。

すなわち、通常部品４１の基板への取付は時に、部品４
１の基板５に対する部品４１の向きや取付は位置と、こ
の部品４１の形状や大きさ等の部品に関する初期データ
を部品自動装着機械に入力し、これらの初期データにも
とづいて部品装着機械による部品４１の取付は作業を行
うが、本発明においては、これらのデータを規格登録器
３よりＣＰＵボード２３に対しても入力を行うことによ
って部品４１に対する初期データを登録し、さらに上記
初期データをもとに、上述の背景ノイズ４３等のデータ
を良品基板を用いて予め測定し、この背景ノイズ４３に
関するデータを用いて上記初期データにもとづく画像デ
ータの校正を行う。

この校正作業を未検査基板の検査の前に行うことによっ
て、部品２１が基板に取付いた状態の画像データをＣＰ
Ｕボード２３に与えることができるので、判定に対する
信頼性を高める。

本実施例は、基板５に実装された部品４１の取付品位の
判定を行う際に、この部品４１の面積を基準に判定を行
うようにしたので、例えば、従来１チップ当り１００ｍ
５以上要していた、この種の検査の処理時間を同１０〜
１５ｍ　ｓと大幅に短縮することができ、又基板５に実
装した状態のデータ値と比較して判定を下すので、信頼
性の高い判定を行うことが可能となり、そのため、検査
工程における作業時間の短縮と、信頼性の向上を同時に
かつ容易に計ることができるものである。

［発明の効果］ 本発明は、被検査基板の取付品位の判定に、演算処理の
容易な面積を用いたので、基板検査の高速化と高信頼性
を低廉な検査装置によっても可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
その判定手順を示すフローチャート、第３図乃至第９図
は各判定処理を説明する図面である。 １・・・撮像カメラ ２・・・画像処理ユニット ４１・・・被検査部品 ５・・・被検査基板 ２１・・・前処理回路 ２２・・・画像メモリボード ２３・・・ＣＰＬＩボード 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 代理人　弁理士　　三　俣　弘　文 集１図 第３図 第４図 第５ｒＩ！Ｊ 第６図　　　　　　□ 第８図 ７．１ 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）部品を取付けた状態の被検査基板を撮像する撮像
   手段と、 この撮像手段によつて得られた被検査基板の撮像画像に
   ついて部品毎に検査範囲を設定する検査範囲設定手段と
   、 この検査範囲内において被検査部品に関する画像の専有
   面積を算出し、その大きさにもとづいて上記部品の取付
   品位の判定を行なう手段とを有することを特徴とする基
   板検査システム。
2. （２）前記検査範囲設定手段は、正規部品の有無等に関
   する検査における検査範囲の設定を、この部品全体を覆
   う大きさにもとづいて設定することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の基板の検査システム。
3. （３）前記検査範囲設定手段は、被検査部品の取付け方
   向等に関する検査における検査範囲の設定を、この部品
   の両端部分を各々覆う大きさに２個設定することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の基板の検査システム
   。
4. （４）前記検査範囲設定手段は、被検査部品と隣設する
   部品の相対的取付け位置等に関する検査における検査範
   囲の設定を、上記被検査部品の近傍に複数設定すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の基板の検査
   システム。