JPS63225153A - 基板検査方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、基板を撮像して得られたデータを処理して前
記基板上の部品実装状態を検査する基板検査方法に関す
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部品
をマウントするときにおいて自動マウント装置を用いた
場合、マウント後においてマウントデータどうりに部品
がマウントされていないことがある。

このため、このような自動マウント装置等を用いた場合
には、マウント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
るプリント基板の自動検査装置が各メーカから種々提案
されている。

第６図は、このような自動検査装置の一例を示すブロッ
ク図である。

この図に示す自動検査装置は、部品１が実装された被検
査基板（被検査プリント基板）２を撮像するＴＶカメラ
３と、キーボード４から入力された判定データを記憶す
る記憶部５と、この記憶部５ｔ２　’ｆｌ　３　ｈ　Ｔ
　イ６　判定７”　−９＆　ｅｉＪ　記Ｔ　Ｖ　ｈ　％
　７３からの画像によって示される被検査データとを比
較して前記被検査基板２上に部品１が全て有るかどうか
、またこれらの部品１が位置ずれ等を起こしていないか
どうかを判定する判定部６と、この判定部６の判定結果
を表示したり、プリントアウトしたりするモニタ部７と
を備えて構成されている。

（発咀が解決しようとする問題点） ところでこの種の自動検査装置によって検査される部品
のなかには、基板の地色と似ているものがあり、このよ
うな部品については部品部分の信号レベルと、背景部分
の信号レベルとがほぼ同じになってしまう。このため、
この部品が脱落していても、また位置ずれ等を起こして
いても、これを検出することができないという問題があ
った。

本発明は上記の事情に鑑み、部品の色と、基板の地色と
が同じ場合や似ている場合でも、全部品についてもこれ
らが脱落していないか、位置ずれ等を起こしていないか
を検査することができる基板検査方法を提供することを
目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために本発明による基板検査方
法は、基板を撮像して得られたデータを処理して前記基
板上の部品を検査する基板検査方法において、波長λ１
の蛍光を発する励起蛍光剤を含むプリフラックスが塗布
されるとともに、波長λ２の蛍光を発する励起蛍光剤を
含む接着剤が塗布され後、部品が実装された基板に光を
当てながらこの基板を撮像し、この撮像結果の色を識別
して前記部品のマウント状態を検査することを特徴とし
ている。

（実施例） 第１図は、本発明による基板検査方法の一実施例を適用
した基板検査装置の一例を示すブロック図である。

この図に示す基板検査ｆｉ置は、Ｘ−Ｙテーブル部１５
と、照明部１６と、ｍ像部１７と、処理部１８とを備え
ており、基準基板２０ａをｍ像して得られた前記基準基
板２Ｏａ上にある各部品２１ａのパラメータ（判定デー
タ）と、被検査基板２０ｂを撮像して得られた前記被検
査基板２０ｂ上にある各部品２１ｂのパラメータ（被検
査データ）とを比較して、これらの各部品２１ｂが脱落
していたり、位置ずれ等を起こしているときに、これを
検出する。

Ｘ−Ｙテーブル部１５は、前記処理部１８からの制御信
号に基づいて動作するパルスモータ２２゜２３と、これ
らの各パルスモータ２２，２３によりは、照明部１６に
よって照明されながら撤像部１７によって撮像される。

この場合、前記基準基板２０ａは、次に述べるようにし
て作られている。

まず、両面（または、片面）に銅箔が張られた生基板に
エツチング加工、レジスト加工、穴あけ加工等を施して
第２図（Ａ）に示すような素基板２５を作成する。次い
で、この素基板２５の全面に緑色の蛍光（波長λ１）を
発する紫外線励起蛍光剤を含むプリフラックス２６を塗
布して蛍光層２７を形成した後、第２図（Ｂ）に示す如
くこの蛍光層２７上の、部品２０ａがマウントされる部
分に、赤色の蛍光（波長λ２）を発する紫外線励起蛍光
剤を含む接着剤２８と、緑色の蛍光を発する紫外線励起
蛍光剤を含むソルダーペースト２９を塗布する。そして
第２図（Ｃ）に示す如く、この上に部品２１ａがマウン
トされたものが基準基板２０ａとなる。

また前記被検査基板２０ｂも前記基準基板２０ａと同様
な手順で作られる。

また照明部１６は、前記処理部１８からの制御信号に基
づいてオン／オフ制御される光源−４−　　　　　３５
と、この光源３５が発した波長３００〜４３０ｎｍの光
を前記Ｘ−Ｙテーブル部１部側５側射して前記各基板２
０ａ、２０ｂからの光を透過させるハーフミラ−３６と
を備えており、このハーフミラ−３６を透過した光は撮
像部１７に供給される。

撮像部１７は、前記照明部１６の上方に設けられるＴＶ
カメラ（カラーＴＶカメラ）３７を備えており、前記各
基板２０ａ、２０ｂからの光は、このＴＶカメラ３７に
よって電気信号（画像信号）に変換されて処理部１８に
供給される。

この場合、第３図（Ａ）に示す如く部品２１ａ。

２１ｂが正しくマウントされていれば、このＴＶカメラ
３７から出力されるラインａの画像信号中、Ｒ信号は第
３図（８）に示す如く接着剤２８がはみ出した部分だけ
が高いレベルになり、またＧ信号は第３図（Ｃ）に示す
如く部品２１ａ、２１ｂ部分と接着剤２８部分とを除い
た部分だけが高いレベルとなる。また前記画像信号中の
８信号は、第３図（Ｄ）に示す如く部品２１ａ、２１ｂ
の極性マーク（白色）３８部分だけが高いレベルとなる
。

また第４図（Ａ）に示す如く部品２１ａ、２１ｂが正し
くマウントされていなければ、このＴＶカメラ３７から
出力されるラインａの画像信号中、そのＲ信号は第４図
（Ｂ）に示す如く接着剤２８部分だけが高いレベルにな
り、また第４図（Ｃ）に示す如くそのＧ信号は接着剤２
８部分を除いた部分だけが高いレベルとなる。また前記
画像信号中の８信号は、第４図（０）に示す如く全体的
に低いレベルとなる。

したがって、ＩＩ像部１７から出力される画像信号によ
って示される各画素の色レベルを識別させ、これら各画
素が基板領域、接着剤領域、部品領域のどの領域に属す
るかを判定させることによって部品２１ａ、２１ｂの位
置、形状を算出することができ、これによって部品２１
ａ、２１ｂが正しくマウントされているかどうかを判定
させることができる。

また処理部１８は、Ａ／Ｄ変換部４０と、メモリ４１と
、ティーチングテーブル４２と、画像処理部４３と、判
定部４４と、Ｘ−Ｙステージコントローラ４５と、ｌｉ
ｌ像コシコントローラ４６ＣＲ１表示部４７と、プリン
タ４８と、キーボード４９と、制御部（ＣＰＵ）５０と
を備えており、ティーチングモードのとき、前記撮像部
１７から供給される画像信号（前記基準基板２０ａの画
像信号）から前記基準基板２Ｏａ上にある各部品２１ａ
のパラメータを抽出して判定データファイルを作成する
。そして検査モードのとき、前記撮像部１７から供給さ
れる画像信号（＃２被検査基板２０ｂの画像信号）から
前記被検査基板２Ｏｂ上にある各部品２１ｂのパラメー
タを抽出して被検査データファイルを作成するとともに
、この被検査データファイルと前記判定データファイル
と比較して、この比較結果から前記各部品２１ｂの脱落
、位Ｉｆれ等を検出する。

Ａ／Ｄ変換部４０は、前記撮像部１７から画像信号を供
給されたときに、これをＡ／Ｄ変換（アナログ・デジタ
ル変換）して画像データを作成し、これを制御部５０へ
供給する。

またメモリ４１は、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メ
モリ）等を備えており、前記制御部５０の作業エリアと
して使われる。

また画像処理部４３は、前記制御部５０を介して画像デ
ータを供給されたとき、この画像データの色を識別して
各部分が基板領域、接着剤領域、部品領域のどの領域に
属するか判定するとともに、この判定結果に基づいて部
品の特徴を示す各種のパラメータを算出するように構成
されており、ここで得られた各パラメータは、前記制御
部５０や判定部４４へ供給される。

またティーチングテーブル４２は、フロッピーディスク
装置等を備えており、ティーチング時において前記制御
部５０から判定データファイル等を供給されたときに、
これを記憶し、また検査時において、前記制御部５０が
転送Ｃ求を出力したとき、この要求に応じて判定データ
ファイル等を読み出して、これを制御部５０などへ供給
する。

また判定部４４は１、検査時において前記制御部５０か
ら判定データファイルを供給され、かつ前記画像処理部
４３から検査データを供給されたとき、これらを比較判
定して、部品２１ｂの有無、位置ずれ等を判定するよう
に構成されており、この判定結果は前記制御部５０へ供
給される。

また撮像コントローラ４６は、前記制御部５０と前記照
明部１６、Ｒ像部１７とを接続するインターフェース等
を備えており、前記制御部５０の出力に基づいて前記照
明部１６と、＠像部１７とをυ制御する。

するインターフェース等を備えており、前記制御部５０
の出力に基づいて前記Ｘ−Ｙテーブル部１５を制御する
。

またＣＲ７表示部４７は、ブラウン管（ＣＲＴ）等を備
えており、前記制御部５０から画像データ、判定結果、
キー人力データ等を供給されたとき、これを画面上に表
示させる。

またプリンタ４８は、前記制御部５０から判定結果等を
供給されたとき、これを予め決められた書式（フォーマ
ット）でプリントアウトする。

またキーボード４つは、操作情報や前記基準基板２０ａ
に関するデータ、この基準基板２Ｏａ上にある部品２１
ａに関するデータ等を入力するのに必要な各種キーを備
えており、このキーボード４９から入力された情報やデ
ータ等は、制御部５０へ供給される。

制御部５０は、マイクロプロセッサ等を備えており、次
に述べるように動作する。

まず、新たな被検査基板２０ｂを検査するときには、ｉ
ｂ制御部５０は第５図［Ａ）に示すようにメインフロー
チャートのステップＳＴＩで第５図（８）のフローチャ
ートで示されるティーチングルーチン５１を呼出し、こ
のティーチングルーチン５１のステップＳＴ２で装置各
部をイニシャライズしてＲ像条件およびデータの処理条
件を整えた後、ステップＳＴ３でＸ−Ｙテーブル部１５
上に基準基板２０ａが載せられるまで持つ。

そして、Ｘ−Ｙテーブル部１５上に基準基板２０ａが載
せられれば、制御部５０は前記ステップＳＴ３からステ
ップＳＴ４へ分岐し、ここでＸ−Ｙテーブル部１５を制
御してＴＶカメラ３７の下方に基準基板２０ａの第１撮
像エリアを配置させる。

この後、制御部５０は、ステップＳＴ５でＴＶカメラ３
７によって得られた画像信号をＡ／Ｄ変換部４０でＡ／
Ｄ変換させるとともに、このＡ／Ｄ変換結果（基準基板
２０ａの画像データ）をメモリ４１にリアルタイムで配
憶させる。

次いで、ステップＳＴ６で、制御部５０は、前記メモリ
４１から基準基板２０ａの画像データを読み出し、これ
を画像処理部４３に供給してこの画像データを構成する
各画素が基板領域、接着剤領域、部品領域のどの領域に
属するかを判定させた後、ステップＳＴ７でこの判定結
果に基づいて第１ｆｆｉ（Ｉ！エリア内にある各部品２
１ａの特徴を示す各種のパラメータを抽出させる。

次いで、制御部５０はステップＳＴ８で前記各パラメー
タから各部品２１ａに関する判定データを作成する。

この後、制御部５０はステップＳＴ９で各部品２１ａの
全てについて判定データが得られたかどうかをチェック
し、部品２１ａの全てについて判定データが得られるま
で、前記ステップＳＴ７〜ＳＴ９を繰り返し実行する。

そして、これら各部品２１ａの全てについて判定データ
が得られたとき、制御部５０は前記ステップＳＴ９から
ステップ５ＴＩＯへ分岐し、ここで基準基板２０ａの全
撮像エリアについて処理が終了したかどうかをチェック
する。

そして、まだ処理されていない画像エリアが残っていれ
ば、制御部５０はこのステップ５Ｔ１０から前記ステッ
プＳＴ４に戻り、上述した動作を繰り返す。

そして、全撮像エリアについて処理が終了したとき、制
御部５０は前記ステップ５Ｔ１０からステップ５Ｔ１１
へ分岐し、ここで各部品２１ａについての各判定データ
から被検査基板２０ｂを検査するのに必要な判定データ
ファイルを作成し、これをティーチングテーブル４２に
記憶させた後、このティーチングルーチン５１を終了す
る。

また、このティーチングルーチン５１が終了して、検査
モードにされれば、制御部５ｏはメインフローチャート
のステップ５Ｔ１２で第５図（Ｃ）のフローチャートで
示される検査ルーチン５２を呼出し、この検査ルーチン
５２のステップ５Ｔ１３でティーチングテーブル４２や
キーボード４９からその日の日付はデータ、被検査基板
２０ｂのＩＤナンバ（識別番号）を取り込むとともに、
ティーチングテーブル４２から判定データファイルを読
み出して、これを判定部４４に供給する。

次いで、制御部５０はステップ５Ｔ１４でＸ−Ｙテーブ
ル部１５上に被検査基板２０ｂが載せられるまで持つ。

そして、Ｘ−Ｙテーブル部１５上に被検査基板２０ｂが
載せられれば、制御部５０は前記ステップＳＴＩ　４か
らステップ５Ｔ１５に分岐し、ここでＸ−Ｙテーブル部
１５を制御してＴＶカメラ３７の下方に被検査基板２０
ｂの第１＠像エリアを配置させる。

次いで、制御部５０はステップ５Ｔ１６でＴＶカメラ３
７によって得られた画像信号をＡ／Ｄ変換部４０でＡ／
Ｄ変換させるとともに、このＡ／Ｄ変換結果（被検査基
板２０ｂの画像データ）をリアルタイムでメモリ４１に
記憶させる。

次いで、制御部５０は、ステップ５Ｔ１７で前記メモリ
４１から被検査基板２０ｂの画像データを読み出し、こ
れを画像処理部４３に供給してこの画像データを構成す
る各画素が基板領域、接着剤領域、部品領域のどの領域
に属するかを判定させた後、ステップ５Ｔ１８でこの判
定結果に基づいて第１＠像エリア内にある各部品２１ｂ
の特徴を示す各種のパラメータを抽出させた後、これら
の各パラメータから各部品２１ｂに関する被検査データ
を作成させる。

この後、制御部５０はステップ５Ｔ１９で前記被検査デ
ータを判定部４４に転送させて、この被検査データと、
前記判定データとを比較させて被検査基板２Ｏｂ上の部
品２１ｂが欠落、位置ずれ、逆マウント、誤マウント等
を起こしていないかどうかを判定させるとともに、この
判定結果をメモリ４１に記憶させる。

この後、制御部５０はステップ５Ｔ２０から前記ステッ
プ５Ｔ１５へ戻り、被検査基板２０ｂの残りの撮像エリ
アについて上述した処理を順次実行する。

そして、全撮像エリアについて処理が終了したとき、制
御部５０は前記ステップ５Ｔ２０からステップ５Ｔ２１
に分岐し、ここでメモリ４１に記憶されている各部品２
１ｂの判定結果を読み出して、これをＣＲ７表示部４７
に表示させたり、プリンタ４８からプリントアウトさせ
たりする。

また上述した実施例においては、画像データを構成する
各画素が基板領域、接着剤領域、部品領域のどの領域に
属するかを直接判定させるようにしているが、キーボー
ド４９等から各部品毎の検査ウィンドを入力し、この検
査ウィンドを用いて前記画像データから検査領域の画像
を切り出し、この切り出した画像を構成する各画素が基
板領域、接着剤領域、部品領域のどの領域に属するかを
判定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、部品の色と、基板
の地色とが同じ場合や似ている場合でも、全部品につい
てもこれらが脱落していないか、位置ずれ等を起こして
いないかを高速に、かつ安価に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による基板検査方法の一実施例を適用
した基板検査装置の一例を示すブロック図、第２図（Ａ
）〜（Ｃ）は各々同実施例における基板の作成工程例を
示す斜視図、第３図（Ａ）は同実各信号例を示す波形図
、第４図（Ａ）は同実施例における部品のマウント例を
示す平面図、第４図（Ｂ）〜（０）は各々第１ＩＩＡラ
インａにおける各信号例を示す波形図、第５図（＾）〜
（Ｃ）は各々同実施例の動作例を示すフローチャート、
第６図は従来の自動検査装置の一例を示すブロック図で
ある。 １５・・・Ｘ−Ｙテーブル部、１６・・・照明部、１７
・・・撮像部、１８・・・処理部、２０ａ・・・基板（
基準基板）、２０　ｂ　・・・基板（被検査基板）、２
１ａ。 ２１ｂ・・・部品、２６・・・プリフラックス、２８・
・・接着剤。 代理人　　　弁理士　　岩倉哲二（他１名）第３図 第４図 第５図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板を撮像して得られたデータを処理して前記基板上
   の部品を検査する基板検査方法において、波長λ１の蛍
   光を発する励起蛍光剤を含むプリフラックスが塗布され
   るとともに、波長λ２の蛍光を発する励起蛍光剤を含む
   接着剤が塗布され後、部品が実装された基板に光を当て
   ながらこの基板を撮像し、この撮像結果の色を識別して
   前記部品のマウント状態を検査することを特徴とする基
   板検査方法。