WO1989011093A1 - Substrate examining apparatus and method of operating same - Google Patents

Description

明 細 書 基板等の検査装置 お よ びそ の動作方法 技術分野

こ の発明 は基板等の検査装置 お よ びそ の動作方法 に 関 し ， と く に ， 表面が異な る 方向 に配向 し て い る 多数 の 曲面要素の 集合 よ り な る 曲面体 に お い て， 各曲面要 素の 配向性を検出す る の に 適用 さ れ る 曲面性状検査装 置， 基板上 に実装 さ れた部品 の ハ ン ダ付 け部分の形状 な どを検査す る の に好適 な 曲面性状検査装置， 基板上 に実装 さ れた部品を撮像 し て得 ら れ た原画像か ら 三原 色の色相パ タ ー ン を抽出 し ， そ の 抽 出結果を教示 デー 夕 と 比較 し てハ ン ダ付 け状態な ど の部品 の実装状態の 良否を判定す る 基板検査装置， 上記基板検査装置 に 対 し て， 部品 の実装位置， 実装部品の種別， 部品の実装 状態の特徴量等を基板の検査 に先立 ち 教示す る た め の 教示方法， 上記基板検査装置 に対 し て実装部品 の 検査 領域を， 基板検査 に先立 ち 設定す る た め の検査領域設 定方法， 上記基板検査装置 に お い て， 部品の検査結果 を 表 示 部 の 画 面上 に 表示 す る た め の 検査結果表示方 法， な ら び に 色相パ タ ー ン の抽出状態の良否を確認す る の に 好 適 な 基板検査装置 に お け る 表示 方法 に 関す 背景技術

多配向性曲面を も つ 曲面体の代表例 と し て， 基板上 に実装 さ れた部品 に おけ る ハ ン ダ付け部位表面形状が 挙げ ら れる 。 従来 こ の ハ ン ダ付け部位は 目 視に よ り 検 查 さ れて お り ， ハ ン ダ付 け状態の良否， すな わ ち ハ ン ダの有無， 量， 溶解性， 短絡， 導通不良な どが こ の 目 視検査に よ っ て判定 さ れて い る 。

と こ ろ が こ の よ う な 目 視検査に よ る 方法では， 検査 ミ ス の発生が避け ら れず， 判定結果 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 近年， こ の種の検査を 自 動的 に行 う こ と がで き る 自 動検査装置が各種提案 さ れて い る 。

ハ ン ダ付け部位の表面形状は， 3 次元の拡が り を も つ立体形状であ っ て， こ れを検査す る に は， 3 次元の 形状情報を検出で き る こ と が不可欠で あ る 。

第 1 図 は 3 次元の形状情報を検出で き る 自 動検査装 置の一例を示す も の であ り ， ス リ ッ ト 光 1 を基板 2 上 の ハ ン ダ付け部位へ照射す る も の で あ る 。 ス リ ツ ト 光 1 の照射に よ っ て， ハ ン ダ付け部位を含む基板 2 の表 面に生成 さ れ る 光切断線 3 の反射光像を撮像'装置 4 で 摄像 し ， そ の撮像パ タ ー ン を調べ る こ と に よ り ， ハ ン ダ付け部位の立体形状を検出す る 。 と こ ろ 力《 こ の検査方法で は， ス リ ッ ト 光 1 力 照射 さ れ た部分の形状情報が得 ら れ る の みで， そ れ以外 の 部 分の 立体形状を把握す る こ と は困難で あ る 。 し か も ハ ン ダ付 け部位の表面 は， そ の配向方向が基板 2 の面方 向 に対 し て一定 し て い な い た め， 光源 と 撮像装置 4 と の組み合わせが少な く と も 4 組以上 は必要で あ り ， こ の た め に装置が複雑化 し ， かつ高精度の組立作業が必 要 と な り ， コ ス ト 高を招 く な ど の 問題が あ る 。

そ こ で こ の 問題 を解消す る た め に ， 検査対象で あ る 曲面体の表面 に 向 け て入射角 が異 な る 複数の 方向 か ら 光 を 照射 し ， 曲 面 体 の 表面 か ら の 各反射光像 を撮像 し ， そ れぞれの撮像パ タ ー ン か ら 曲面体の も つ 曲面要 素の配向性を検出す る 方法があ る 。 こ の方法 は 3 次元 画像情報検出方法の 1 つ で あ る 「 ア ク テ ィ ブ · セ ン シ ン グ法」 に属す る も ので あ る 。 す な わ ち こ の方法 は， 一定の パ タ ー ン を も っ た光束を検査対象 に投光 し た と き ， そ の検査対象か ら 得 ら れ る 反射光束のパ タ ー ン が 検査対象の立体的形状 に対応 し て変形を受 け る こ と に 着 目 し た も の で， そ の変形パ タ ー ン か ら 検査対象の形 状を推定す る と い う 方法で あ る 。

第 2 図 は， こ の方法の原理説明 図で あ り ， 投光装置 5 と 撮像装置 6 と か ら 成 る 検出系 と ， 検査対象で あ る 曲面体 7 と の位置関係を示 し て い る 。

あ る 位置 に配置 さ れた投光装置 5 か ら 曲面体 （ た と えばハ ンダ付 け部位） 7 の表面に対 し て光束 8 を投光 し た と き に， そ の反射光束 9 が真上に置かれた撮像装 置 6 に入射 し て検出 さ れた と す る と ， 曲面体 7 の光束 8 に よ っ て照明 さ れた部分の 曲面要素は水平な基準面 1 0に対 し て S の角 度で配向 し てい る こ と が検出 さ れ る こ と に な る （ 0 は入射角 ） 。 し たが っ て曲面体 7 の表 面性状が， ハ ン ダ付け面の よ う に異な る 方向 に配向 し てい る 多数の 曲面要素か ら な る も の であ る 場合に は， 入射角 が異な る 複数の投光装置を用 い て曲面体 7 の表 面に投光すれば， それぞれの入射角 に対応す る 曲面要 素の群が撮像装置 6 に よ っ て検出 さ れ， こ れに よ り 曲 面体 7 表面の各曲面要素がそれぞれ どん な配向 を し て い る か， すな わ ち ハ ン ダ付け部位の表面性状が どの よ う であ る かを検出で き る 。

ま た投光装置 5 力 の幅を も つ光束 8 を投光す る も のであ る な ら ば， そ の幅に対応 し た幅を有す る反 射光束 9 が撮像装置 6 に よ り 検出 さ れ る こ と に な る 。 すなわ ち こ の場合 に は， 角度に の幅を も つ 曲面要 素が検出でき る こ と に な る 。

さ ら に投光装置 5 が， 第 3 図 に示す よ う に， 基準面 1 0に対 し て水平に設置 さ れた リ ン グ状の発光体 1 1， 1 2 お よ び 1 3を含む も のであ れば， 曲面体 7 が 準面 1 0に 垂直な軸 に対 し て どの よ う な 回転角 を も っ てい て も ， 投光装置 5 と 曲 面体 7 と の 距離 は一定で あ り ， 曲面 要素の 回転角 方向 の配向性 は消去 さ れ る の で， 曲面体 7 の 基準面 10と な す傾斜角 だ けが検出 さ れ る こ と に な る 0

ま た第 3 図 に示す よ う に ， 投光装置 5 を 曲面体 7 へ の入射角 が異な る 複数の リ ン グ状発光体 11， 12お よ び 13を も っ て構成すれば， 各発光体 に よ る 光束 14， 15お よ び 1 Sの入射角 に対応 し た配向 を も つ 曲面要素が詳細 に 検出 で き る こ と は上述 し た と お り で あ る 。

い ま 半径力く r — ( m = 1 , 2 , 3 ) の 3 個の リ ン グ 状 発光体 11， 12お よ び 13を 基 準 面 10か ら の 高 さ h _m ( m = 1 , 2 , 3 ) の位置 に水平 に設置 し ， こ れ ら の 発光体 11， 12, 13か ら の光束 14, 15, 16の 曲面体 7 へ の入射角 を e _m ( m - 1 , 2 ， 3 ) と すれば， 曲面体 7 に お け る 傾斜角 がそ れぞれ _m で あ る 曲面要素を撮 像装置 6 に よ り 検出す る こ と がで き る 。 各発光体 11, 12, 13か ら 曲面体 7 の表面を経て撮像装置 6 に至 る 全 光路長 に 比 し て 曲 面要素 の 大 き さ は十分 に 小 さ い の で， 次式 に よ り 入射角 ， すな わ ち 検出 し ょ う と す る 曲 面要素の傾斜角 を定め る こ と がで き る 。 上記の原理 に基づい てハ ン ダ付 け部位の外観を検査 す る 方法 と し て， 発光体 11, 12, 13と し て 白 色光源を 用 い た も の が提案 さ れて い る （ 日 本特許出願公開 （特 開昭） 第 61— 293657号） 。 こ の検査方法 に お い て は， ハ ン グ付 け面 に 対 す る 入射角 の 異 な る 3 個 の 発光钵 1 1 , 1 2 , 1 3に よ る 反射光像を相互 に識別す る た め に， そ れぞれ発光体 1 i， 1 2， 1 3を時間的 に異な っ た タ イ ミ ン グで点灯 し ， ま た消灯 し てい る 。

し 力、 し な 力く ら こ の よ う な点灯制御方法では， 異な る 投光 タ イ ミ ン グで得 た 各 画 像 を 貯蔵す る た め の メ モ リ ， こ れ ら の画像を同一視野像 と し て演算処理す る た め の演算装置， 各発光体を瞬間的に点灯動作 さ せ る た め の点灯装置 な どが必要であ り ， 技術面で煩雑 さ が多 く ， ま た そ れが コ ス ト 面や信頼性の面で課題 と な っ て い る o

そ こ で こ の よ う な タ イ ム ♦ シ ェ ア リ ン グ方式 に お け る 課題を一挙に解消す る も の と し て， ワ イ ヤ の よ う な 線状物体を検査す る 装置 と し て提案 さ れた方法があ る ( 日 本特許出願公開 （特開昭） 第 6 2— 1 2 7 6 1 7号） 。 こ の方法では， 検查対象に対す る 入射角 の異な る 3 個 の 発光体 と し て， 赤， 緑お よ び青の三原色光源を用 い て お り ， 検査対象か ら の赤色， 緑色お よ び青色の各反射 光像を カ ラ ー テ レ ビ カ メ ラ の よ う な色相感知型の撮像 装置に よ り 同一タ イ ミ ン グで撮像 し ， かつ色分離 し て 検出す る も ので あ る 。

こ の方法をハ ン ダ付け部位の 自 動検査装置 に適用 す る と ， ハ ン ダ付け部位の 曲面性状を短時間で検出す る こ と は理論上可能 と な る が， 基板上の各部位に関す る 情報 （ た と え ば部品番号， 極性， カ ラ ー コ ー ド な ど） や基板パ タ ー ン情報 （種 々 の マ ー ク な ど） の よ う な 基 板実装部品の 自 動検査 に不可欠 な周辺情報を検出す る 工夫力くな さ れて い な い た め， こ の ま ま で は装置 の 実用 化 は到底困難であ る 。

と こ ろ で基板検査装置を使用 す る 場合， 被検査基板 の 検査 に 先立ち ， 所定の 位置 に所定の 部品が正 し く 実 装 さ れて い る 基板 （ こ れを 「基準基板」 と い う ） に 関 す る 各種の デー タ を キ ー ボー ドか ら キ ー 入力す る 教示 作業が必要 と さ れ て い る 。 こ の教示作業 は 「テ ィ ー チ ン グ」 と 呼ばれ る も の で， 基準基板上 に 実装 さ れ る 部 品の 位置， 種類， 検査領域な ど に 関す る デー タ や， 各 部品 の検査領域内 の 実装状態 （ た と え ばハ ン ダ付 け状 態） の特徴量 に関す る デー タ が教示 さ れ る 。

し 力、 し な 力 ら こ の よ う な キ ー 入力 に よ る 教示方法で は， キ ー入力すべ き デー タ が著 し く 多 い た め， そ の 入 力作業 に多大な時間 と 労力 と が必要であ り ， そ の 作業 負担 は大変 な も の であ っ た。

こ の 問題を解消す る 教示方法 と し て， 基板の表面を 黒色塗料で着色 し ， 実装部品を 白色塗料で着色 した も の を位置決め基板 （基準基板） と し て あ ら か じ め作製 し てお き ， こ の位置決め基板を基板検査装置 に よ っ て 撮像 さ せ る こ と に よ り ， 被検査基板の検査の た め の基 準 と な る デー タ （部品位置 な ど）' を教示す る よ う に し a た も の が提案 さ れて い る （ 日 本特許 出 願公開 （特開 昭） 第 6 一 Q 2 5 1号） 。

し か しなが ら こ の教示方法に よ る と ， 位置決め基扳 の作製に塗装作業が必要であ る ばか り でな く ， 塗装 さ れた基板は も はや再利用が不可能 と な っ て不経済であ る 。 ま た正確 に塗装 し な い と ， 部品位置な どを正 し く 教示.でき な い。 さ ら に こ の方法に よ る と 部品位置以外 項目： 教示， た と え ば部品の種別な どを教示す る の は'容葛でない な どの 問題があ る 。

他方， ハ ン ダ付け状態の特徴量を教示す る 場合に従 来は， 各部品が正常にハ ン ダ付け さ れて い る 1 枚の基 準基板を予め用意 し ， こ の基準基板を用 い て各部品の ンダ f け状態の特徴量を抽出 し ， そ の後， そ の抽出 量に國定の幅を持たせて正常な ハ ン ダ付 け状態を規定 する特徴量の範囲を決定 し て い た。

L か し なが ら教示用 に用意さ れた基準基板が各部品 の: : Ε常なハ ン ダ付け状態を代表す る の に適 し た も の で あ る とい う 保証は全 く な く ， し たが っ て も し そ う でな い場合に は， 教示 さ れ る 特徵量は平均的な も の で はな く 偏 っ た も の と な り ， ハ ン ダ付 け状態 の 検査 に お い て， 実装不良を見逃 し た り ， 許容で き る 実装状態を厳 し い判新の下に不良 と 判別す る な どの事態が頻発す る と い う 問題が あ る 。

テ ィ ー チ ン グゃ検査に 際 し， 部品の実装伏態の特徴 量を求 め る た め に は， 基板上の 実装部品 を撮像 し て得 た原画像か ら 三原色の色相パ タ ー ン を抽 出す る 。 適 正 な 基板検査を実現す る に は， こ のパ タ ー ン 抽出 を正確 に行 う こ と がそ の前提 と な る 。 従来 は こ の 抽 出 の良否 を確認す る た め に， 求め た特徵量を表示部 に数値で表 示 し た り ， 基板上の実装部品を撮像 し て得 た検査領域 の原画像 の 位置 に抽出結果 に基づ く 画像 を表示す る な どの方法が提案 さ れて い る 。

し 力、 し な 力 < ら 前者の方法で は数値 に よ る 表示で あ る た め， 抽 出状態を具体的 に把握す る の が困難で あ る 。 ま た後者の方法で は原画像が画面か ら 消失す る た め， 抽 出結果を原画像 と 対比す る の が困難で あ る 。 い ずれ の方法 も 抽 出状態の良否を容易 に確認で き な い と い う 問題力く あ っ た。

検査領域の 設定 に つ い て述べ る と ， 従来 は検査領域 を 固 定座標 に よ り 固定 的 に 定 め て お り ， 検査 に 際 し て， 検査個所を含む基板上の領域が撮像 さ れ る と ， そ の 画像 の一部の領域が上記固定座標を用 い て検査領域 と し て抽 出 さ れ， そ の抽 出 さ れた検査領域内 の みが処 理 さ れ る こ と に な る 。 処理時間を短縮す る た め， 可能 な 限 り 上記の検査領域が小 さ く 設定 き れて い る 。 し か し ， 基板を搬送 し かつ位置決 めす る た め の駆動機構系 の精度， 基板の加工精度お よ びパ タ ー ン 印刷精度 な ど が十分高 く な い と ， 検査すべ き 箇所が設定 さ れた 検査 I D 領域外 に はみ岀 る と い う 問題力 あ る 。

こ の 問題 を解消す る ·た め ， 従来 は ， 基準 と な る パ タ ー ン を基扳上に設定 し ， 検査時に求め た こ の基準パ タ ー ン の位置と テ ィ 一チ ン グ時に求め た基準パ タ ー ン の位置 と のずれ量を算出 し て， 検査領域の 位置を補正 す る な どの工夫を行 っ て い る 。

と こ ろ が こ の よ う な方法で は， 基準 と な る パ タ ー ン が必要であ る か ら すべての基板上に余計なパ タ ー ン を 印刷す る必要があ り ， しか も ， も し基準パ タ ー ン の位 置を検出する 処理に誤差が生 じ る と ， そ れが全ての検 査領域の位置 に影響す る と い う 問題があ る 。

上記基板検査装置 に よ り 被検査基板を撮像 して， 各 部品の実装状態の良否， すなわ ち 部品の欠落の有無や ハ ン ダ付け状態の良否な どを検査 し た場合， 各部品の 検査結果は C R T表示部の 画面上に表示 さ れ， 必要に 応 じ てプ リ ン タ で印字 さ れ る こ と に な る 。

基板検査装置にお け る 検査結果表示方法 と し て従来 か ら ， C R T 表示部 に不良部品の番号， 不良箇所， 不 良内容を表示す る 方法や， 基板上の各部品の実装位置 を表示 し て不良部品の みを他の色彩で表示する 方法な どが採用 さ れてい る 。

し か し なが ら前者の方法では， 不良部品の番号 と そ の部品の基板上の位置 と の対応付けが困難であ り ， ま た後者の方法では， 不良部品の位置は確認で き る が， そ の 部品の不良内容が不明で あ る た め ， 検査員が基板 を検証 し て不良内容を 目 視で確認す る 必要が あ る な ど の 問題力 あ る 。 発明 の 開示

こ の発明 は， 投光装置を構成す る 複数の 発光体の 照 射光を合成す る と 白色光 と な る よ う に工夫す る こ と に よ り ， ハ ン ダ付 け部位な ど の 曲面体の 曲面性状を短時 間で検出 で き ， し か も 実際の検査 に不可欠 な 周 辺情報 の検出 を も 可能 と し た 曲面性状検査装置 を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

こ の発明 は部品 の 実装位置や実装部品 の種別 を教示 す る の に ラ ベルを用 い る こ と に よ り , 教示用 の 基準基 板の 作製が容易で あ り かつ そ の基板の再利用 が可能な 基板検査装置 に お け る 教示方法を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

こ の発明 は ま た ， 複数の基準基板を用 い て部品の 実 装状態の特徴量を求め る こ と に よ り , 確実でかつ 安定 し た部品の 実装状態の検査を実現で き 基板検査装置 に お け る 教示方法を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

さ ら に こ の発明 は， 基板を撮像 し て得 ら れ た 画像 を 処理 し て実装部品の 検査領域を設定す る こ と に よ り ， 補正処理な どを必要 と せず， 高速でかつ安定 し て検査 領域 の 設定が可 能 な 基板検査 装 置 に お け る 検査領域 1 Ξ 設定方法を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

こ の発明 さ ら に は， 一画面上に不良部品の位置 び不良 内容 を 同 時 に 表示す る 方式を採用 す る こ よ っ て， 目視 に よ る 基板の検証を必要 と せず に， 不良 部品の位置お よ び不良内容の確認を可能 と し た基板検 査装置 にお け る 検査結果表示方法を提供す る こ と を 目 的 とす る。 こ の発明 さ ら に は， パ タ ー ン の抽出結果の表示方法 を工夫する こ と に よ り ， 抽出状態の良否を容易かつ 的 確に確認で き る 基板検査装置に お け る 表示方法を提供 す る こ と を 目 的 と す る 。

こ の発明 に よ る 曲面性状検査装置 は， 光の合成 に よ り 白色光と な る よ う な対波長発光エネ ルギ分布を有す る 赤色光， 緑色光お よ び青色光を それぞれ発生 しおと， こ よに れ ら の光を検査すべ き 曲面体の表面へ入射角が互い に 異な る よ う に投射す る 位置に配置 さ れた リ ン グ状の 3 種類の発光体を含む投光手段， 上記の発光体か ら 出射 さ れ る 光を合成 し た と き に 白色光 と な る よ う に各発光 体の光量を調整す る た めの光量調節手段， 検査すべ き 曲面体の表面か ら の反射光像を撮像 し て色相別の撮像 パ タ ー ン を得 る 撮像手段， お よ び上記撮像手段か ら 得 ら れ た 摄像 パ タ ー ン か ら 上記 曲 面体の 曲面要素 の 性 状 を検 出 す る 処理手段 を備 え て い る こ と を特徵 と す る 。 検査すべ き 曲面体の表面 に 異 な る 入射角 で リ ン グ状 の 各発光体か ら の赤色光， 緑色光お よ び青色光が照射 さ れ る 。 曲面体の表面か ら 赤色， 緑色お よ び青色の反 射光像が色相別 に 同時に検出 さ れ る よ う 構成 さ れて い る 力、 ら ， 得 ら れた色相パ タ ー ン を用 い て 曲面体の 性状 を短時間 に検出 で き る 。 し か も 発光体か ら 出射 さ れ る 赤色光， 緑色光お よ び青色光 は合成 さ れ る と 白 色光 と な る よ う に 設定 さ れて い る 力、 ら ， 実装部品 の ハ ン ダ検 查 に お い て必要不可欠 な周辺情報， た と え ば基板上の 各部品 に 関す る 情報 （部品番号， 極性， カ ラ ー コ ー ド な ど） や基板パ タ ー ン情報 （種 々 の マ ー ク な ど） な ど の検出 も 可能で あ り ， こ の よ う に し てハ ン ダ状態検査 の 自 動化を実現で き る 。

基板上 に実装 さ れた部品 の 実装状態を検査す る 基板 検査装置 に ， 部品 の実装位置お よ び実装部品の種別 を 基板の検査 に先立 ち 教示す る た め の こ の発明 に よ る 教 示方法 は， 部品の実装位置 に そ れぞれ ラ ベ ルを貼付 し た基準基板を上記基板検査装置 に 供給 し ， ラ ベルを撮 像 さ せ る こ と に よ り ， ラ ベルの貼付位置 に よ っ て部品 の実装位置を教示 し ， ラ ベ ル の色彩 ま た は形状 に よ つ て部品の種別を教示す る も の で あ る 。

被検査基板の検査 に先立 ち ， 基板上の部品実装位置 に部品の種別に応 じ た色 ま た は形状の ラ ベルを貼付 し て基準基板を作製す る 。 こ の基準基板 は基板検査装置 に供給 さ れラ ベルが撮像 さ れ る こ と に よ り ラ ベルの貼 付位置， 形状， 色彩が読み取 ら れ る 。 ラ ベ ル貼付位置 か ら 部品の実装位置を教示 さ れ， ラ ベ ル の色彩ま た は 形状か ら 部品の種別が教示 さ れ る 。

こ の教示方法に よ る と ， 教示用 の基準基板は ラ ベ ル を貼付す る だ けで簡単に作製で き ， ま た ラ ベルを剥が せばそ の基板の再利用 が可能 と な り 経済的であ る 。 し か も こ の教示方法に よ る と ， 部品位置の みな ら ず部品 の種別を教示す る の も 容易であ る 。

こ の発明に よ る も う 1 つ の教示方法は， 基板上に実 装 さ れた部品の実装状態を検査す る 基板検査装置 に， 部品の実装状態の特徴量を基板検査に先立ち 教示す る も の であ る 。 こ の教示方法では部品が正常に実装 さ れ た 複数 の 基準基板 を 上記基板検査装置 に順次供耠す る 。 そ し て供耠 さ れた複数の基準基板を撮像 し， そ の 画像か ら 部品の実装状態の特徵量を抽出 し， こ れ ら 特 徵量を統計処理 し ， そ の算出値を特徴量 と し て設定す る よ う に， 上記基板検査装置を動作 さ せ る 。

こ の発明の教示方法に よ る と ， 複数の基準基板の画 像か ら 部品の実装状態の特徵量を抽出 し ， それ ら の統 計処理 し た値を特徴量 と し て基板検査装置に教示 し て い る 力、 ら ， た と え個 々 の基準基板に お け る 部品の実装 状態 に ば ら つ き があ っ て も ， 統計処理に よ り 特徵量が 平均化 さ れる 。 こ れに よ り 部品の実装状態の検査 に お い て， 実装不良部品の 見逃 し や正常部品 を不良 と 誤判 断す る こ と が少な く な り ， 確実でかつ安定 し た基板検 査を行い得 る 。

こ の発明 は さ ら に ， 基板上の 実装部品を検査す る 基 板検査装置 に ， 実装部品 の検査領域を基板検査 に先立 ち 設定す る た め の検査領域設定方法を提供 し て い る 。 こ の 方法 は供給 さ れた基板 1 を撮像 し て部品実装位置 の

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画像を生成 し ， こ の 画像 に対 し 基板上の ラ ン ド領域を 含 む処理領域を初期設定 し ， そ の処理領域内で射影処 理を施 こ す こ と に よ り 上記 ラ ン ド領域を抽 出 し ， 抽 出 し た ラ ン ド領域 に外接す る 領域を所定幅拡大 し て実装 部品 の検査領域を設定す る こ と を特徴 と す る 。

こ の発明 の検査領域設定方法 に よ る と ， 基板検査 に 先立 ち ， 基板を基板検査装置 に 供給 し て部品実装位置 を撮像 し ， そ の 画像 に所定の 画像処理を施 し て実装部 品の検査領域を設定 し て い る の で， 仮に基板の 印刷パ タ ー ン に ずれな どが あ っ て も ， 確実 に検査箇所を含む 検査領域を設定で き ， 高速かつ安定 し た検査領域の設 定が可能で あ る 。 ま た基板上 に基準 と な る パ タ ー ン を 設 け る こ と も ， ま た そ の基準パ タ ー ン を用 い た 補正処 理を行 う こ と も 不要で あ り ， 仮 に検査領域の 抽 出 に ず れが生 じ て も ， そ れが全て の検査領域の設定 に悪影響 を及ぼすお そ れがな い。

こ の発明 に よ る 検査結果表示方法 は基板上 に 実装 さ れ た 複数 の 部 品 を 撮像 し ， 各部品の 実装状態 を検査 し ， 各部品の検査結果を表示部の画面上に表示す る 基 扳検查装置 に お い て ， 前記表示部 の 画面上の一領域 に， 基板上の 各部品の実装位置を所定の色彩で表示 し かつ実装不良 と 判断 し た部品の位置を他の部品位置 と は異な る 色彩で表示 し ， 他の領域に ， 上記不良部品の 不良内容を同時 に表示す る こ と を特徵 と す る 。

こ の発明 の検査結果表示方法に よ る と ， 表示部の画 面 に は基板上の 各部品の実装位置が所定の色彩で表示 さ れる 。 不良 と 判定 さ れた部品につ いて は， そ の部品 位置が正常部品 と は異な る 色彩で表示 さ れ， 加え て不 良内容 も 同 じ 画面上に 同時に表示 さ れ る 。 こ の た め不 良部品 と そ の部品の基板上の位置 と の対応付 けが容易 で あ り ， し 力、 も そ の 部品 の 不良 内容 も 直 ち に把握 し 得， 検査員は基板を検証 し て 目 視確認す る 作業を行な う 必要がな い。

さ ら に こ の発明 は も う 1 つ の表示方法を提供 し て い る 。 こ の表示方法 は， 基板上の実装部品を撮像 し て得 た原画像か ら 三原色の色相パ タ ー ン を抽出 し ， そ の抽 出結果を教示デー タ と 比較 して部品 の実装状態の良否 を判定す る 基板検査装置 に お い て， 表示部 の 画面上 に， 上記原画像 と 抽 出結果に基づ く 画像 と を隣接 さ せ て表示す る と と も に， 抽出結果に基づ く 画像を各色相 パ タ ー ン に対応す る 擬似カ ラ ー を用 い て着色す る こ と を特徵 と す る 。

表示部の 画面 に は， 基板上の実装部品 を撮像 し て得 ら れた検査領域の原画像 と ， 色相パ タ ー ン を そ れ ら に 対応す る 擬似 カ ラ ー で そ れぞれ着色 し た 抽出結果 に基 づ く 画像 と を 隣接 し て表示 し て い る の で ， 検査員 は抽 出状態を具体的 に把握で き る と と も に ， 両画像 の色を 直接対比で き る た め， 抽出状態の 良否を容易 に確認で さ る 。 図面の 簡単 な 説明

第 1 図 は従来の 自 動検査装置 に お け る 検査原理を説 明す る た め の斜視図で あ る 。

第 2 図お よ び第 3 図 は 自 動検査装置 に お け る 検査原 理を示す説明 図で あ る 。

第 4 図 は こ の発明 の実施例 に お け る 基板検査装置 の 全体構成を示す プ ロ ッ ク 図であ る 。

第 5 図 はハ ン ダ付 け状態の良否 と パ タ ー ン と の 関係 を示す図で あ る 。

第 6 図 お よ び第 7 図 は テ ィ 一 チ ン グの処理手順を示 す フ ロ ー チ ヤ 一 ト で あ る 。

第 8 図 は検査処理の手順を示す フ ロ ー チ ヤ 一 卜 で あ る

第 9 図 お よ び第 1 0図 は ラ ベ ル の貼付状態を示す部品 の平面図で あ る 。 IS 第 i 1図 は基板上の分割領域 と処理の順序を示す説明 図であ る 。

第 12 a 図， 第 12 b 図， 第 12 c 図， 第 13 a 図， 第 13 b 図お よ び第 13 c 図 は画像上で抽出 さ れた ラ ベルの 画像 と そ の外接矩形 と を示す説明 図であ る 。

第 14 a 図お よ び第 14 b 図 は検査領域の設定方法を示 す説明 図であ る 。

第 15 a 図， 第 15 b 図お よ び第 15 c 図 は C R T 表示部 の表示画面を示す図であ る 。

第 16図は射影処理の方法を示す説明図であ る 。

第 17 a 図， 第 17 b 図， 第 18 a 図， 第 18 b 図， 第 18 c 図， 第 18 d 図， 第 18 e 図お よ び第 19図は正方形部品 に つ い て の検査領域の設定方法を示す図であ る 。

第 20 a 図お よ び第 20 b 図 は部品サ イ ズの設定状態を 示す図であ る 。

第 21 a 図お よ び第 21 b 図 は部品の ハ ン ダ付け状態を 示す断面図であ る 。

第 22 a 図お よ び第 22 b 図 はハ ン ダ付け部位の撮像パ タ ー ン を示す説明図であ る 。

第 23図 は赤色相 値 の デ ー タ 分布 を 示す グ ラ フ で あ る o

第 24図 は じ R T 表示部の表示画面を示す説明図で あ る o

第 25図 は 修 正 テ ィ 一 チ ン グ の 手 順 を 示 す フ ロ ー 1=] チ ヤ 一 ト で あ る 。

第 26 a 図お よ び第 26 b 図 は そ れぞれテ ィ 一 チ ン グ時 に お け る C R T 表示部の表示 画面を示す図お よ び そ の 一部を拡大 し て示す説明 図で あ る 。

第 27 a 図お よ び第 27 b 図 は そ れぞれ修正テ ィ ー チ ン グ時 に お け る C R T 表示部の表示画面を示す図 お よ び パ 夕 一 ン 抽 出が良好 な と き の そ の一部を拡大 し て示す 説明 図で あ る 。

第 28図 はパ タ ー ン 抽出が良好で な い と き の表示画面 の一部を拡大 し て示す説明 図で あ る 。 発明 を実施す る た め の最良の形態

第 4 図 は こ の発明 の 実施例の基板検査装置 の 構成を 示 し て い る 。

こ の 基板検査装 置 は ， 基準基板 （ 位置決 め 基板） 20 S を撮像 し かつ そ の撮像デー タ を処理 し て得 ら れ る 基準基板 2G S 上に あ る 各部品 21 S の検査領域の特徵パ ラ メ ー タ （判定デー タ ） と ， 被検査基板 2 Q T を撮像 し て得 ら れ る 上記被検査基板 20 T 上 に あ る 各部品 21 T の 検査領域の特徴パ ラ メ ー タ （被検査 デー タ ） と を比較 し て， こ れ ら の 各部品 21 T が正 し く 実装 さ れかつ ハ ン ダ付 け さ れ て い る 力、 ど う か を 検査す る た め の も の で あ っ て， X 軸 テ ー ブル部 22， Y軸 テ ー ブル部 23， 投光 部 24, 撮像部 25お よ び処理部 26を含ん で い る 。 SO

X軸 テー ブル部 22お よ び Y $由テー ブル部 23は， そ れ ぞれ処理部 26か ら の制御信号に よ り 制御 さ れ る モ ー タ (図示略） を備えてお り ， こ れ ら モ ー 夕 の駆動に よ り X軸 テー ブル部 22が撮像部 25を X方向へ移動 さ せ， ま た Y軸テ ー ブル部 23が基板 20 S ま た は 2 Q T を支持す る コ ンベア 27を Y方向へ移動 さ せ る 。

基扳 20 S お よ び 20 T は投光部 24に よ つ て照射 さ れか つ撮像部 25に よ り 撮像 さ れ る 。

投光部 24は， 処理部 28か ら の制御信号 に基づ き そ れ ぞれ赤色光， 緑色光お よ び青色光を発生 し て検査対象 へ異 な る 入射 角 で照射す る た め の リ ン グ状 の 発光体

28， 29お よ び 30を備えてい る 。 こ れ ら の発光体 28, 29 お よ び 30か ら 出射 さ れ る 三原色光の混合 し た光に よ り 基板は 20 S ま た は 2 G T が照明 さ れ る 。 そ の反射光像 は 撮像部 25に よ っ て電気信号に変換 さ れ る 。 こ の実施例 では， 発光体 28 , 29お よ び 3 Qは 白 色光源 に それぞれ赤 色， 緑色お よ び青色の着色透明板 （色フ ィ ル タ ） を被 せた構造の も の が用 い ら れてい る が， 三原色の色相光 を 発生 さ せ る も の で あ れ ば， こ の よ う な 構成 に 限 ら ず， た と え ば 3 本 の リ ン グ状 の カ ラ ー 蛍光灯 （赤， 綠 ， 青 ） を 用 い た り ， 3 本 の リ ン グ 状 の ネ オ ン 管 (赤， 緑， 青） を用 い る こ と も で き る 。

ま た こ の投光部 24は， そ の照明下で基板 20 S ， 20T 上の部品 に関す る 情報 （部品番号， 極性， カ ラ ー コ ー ド な ど） や基板パ タ ー ン情報 （種 々 の マ ー ク な ど ） を 検出 す る こ と を可能 と す る た め， 発光体 28， 29お よ び 30が発す る 各色相 の光が混色 さ れ る と 完全な 白 色光 と な る よ う に 設定 さ れて い る 。 すな わ ち発光体 28, 29お よ び 3 Gは， 混色 に よ り 白色光 と な る よ う な 対波長発光 エ ネ ル ギ分 布 （ 波長 を 横軸 と す る 発光 エ ネ ル ギ分布 で， そ の ピー ク 力く 1 ( 100 % ) に 設定 さ れ る ） を有す る 赤色光ス ぺ ク ト ル， 緑色光ス ぺ ク ト ルお よ び青色光 ス ぺ ク ト ル の光を発す る 発光体で そ れぞれ構成す る と と も に ， 発光体 28 , 29及び 30か ら 投射 さ れた赤色光， 緑色光お よ び青色光が混色 し て 白 色光 と な る よ う に， 撮像 コ ン ト ロ ー ラ 31に よ り 発光体 28, 29お よ び 30か ら 出力 さ れ る 色相光の光量が調整 さ れ る 。

撮像部 25は， 投光部 24の上方 に 位置す る カ ラ 一 テ レ ビ カ メ ラ 32を備え て お り ， 基板 20 S ま た は 20 T 力、 ら の 反射光 は こ の カ ラ ー テ レ ビ カ メ ラ 32に よ っ て三原色 の カ ラ ー 信号 R , G , B に変換 さ れて処理部 26へ供給 さ れ る 。

処 理 部 28は A D 変 換 部 33, 画 像 処 理 部 34, テ ィ 一 チ ン グ テ ー ブ ル 35， 判 定部 36， 撮像 コ ン ト ロ ー ラ 31, X Y テ ー プ ノレ ♦ コ ン ト ロ ー ラ 37, キ ー ボ ー ド 40, C R T 表示部 41, プ リ ン タ 42, フ ロ ッ ピ ィ デ ィ ス ク 装置 43， メ モ リ 38お よ び制御部 （ C P U ) 39 か ら 構成 さ れ る も の で， テ ィ 一 チ ン グ （教示） モ ー ド の と き ， 後述する 方法で基準基板 2Q S 上の各部品 21 S の 実装位置 実装部品の種別， 実装方向 お よ び検查領 域 を検 出 す る と と も に ， 基準基板 2 Q S に つ い て の 力 ラ ー信号 R , G , B を処理す る こ と に よ り ， ハ ン ダ付 け状態が良好な部品 21 S の検査領壊に つ い て赤色， 綠 色お よ び青色の色相パ タ ー ン を検出 し て特徴パ ラ メ 一 タ を生成 し， こ れに よ り 判定デー タ * フ ア イ ノレを作製 す る。. ま た処理部 26は， 検査モ ー ド の と き ， 被検査基 扳 2d.T に つ い ての カ ラ ー信号 R， G ， B を処理 し ， 基 板上の 各部品 21 T の 検査領域 に つ い て 同様 の 色相 パ タ ー ン を検出 し て特徵パラ メ ー タ を生成 し ， こ れに よ り 被検査デー タ · フ ァ イ ルを作製す る 。 そ し て こ の被 検査デー タ · フ ァ イ ル と 上記判定デー タ · フ ァ イ ル と を比較 し て， こ の比較結果か ら 被検査基板 20 T 上の所 定の部品 21 T につ い てハ ン ダ付 け部分の良， 不良を 自 動的に判定す る 。

第 5 図は， ハ ン ダ付けが良好であ る と き ， 部品が欠 落 し てい る と き ， お よ びハ ン ダ不足の状態に あ る と き の それぞれの ハ ン ダ 44の断面形態 と ， 上記の 各場合 に お け る 撮像パ タ ー ン ， 赤色パ タ ー ン ， 緑色パ タ ー ン お よ び青色パ タ ー ン と の関係を一覧表で示 し た も の で あ り ， こ れ ら の色相パ タ ー ン 間 に は明確な差異が現われ る ため， 部品の有無やハ ン ダ付け の良否が判定で き る こ と に な る 。 E3 第 4 図 に戻 っ て， A Z D 変換部 33は撮像部 25か ら 力 ラ 一 信号 R , G , B が供袷 さ れた と き に， こ れを デ ィ ジ タ ル信号 に変換 し て制御部 39へ与え る 。 メ モ リ 38は R A M を 含 み ， 制 御 部 39の 作業 エ リ ァ と し て使 わ れ る 。 画像処理部 34は制御部 39を介 し て供給 さ れた 画像 デー タ を画像処理 し て上記被検査 デー タ · フ ァ イ ルや 判定デー タ · フ ァ イ ルを作成 し ， こ れ ら を制御部 39や 判定部 36へ供給す る 。

テ ィ 一 チ ン グ ♦ テ ー ブ ル 35は テ ィ 一 チ ン グ · モ ー ド に お い て制御部 39か ら 判定デ一 夕 · フ ァ イ ル力 供給 さ れた と き ， こ れを記憶 し ， ま た検査モ ー ド に お い て制 御部 39が転送要求を 出力 し た と き ， こ の要求 に 応 じ て 判定デー タ ♦ フ ァ イ ルを読み 出 し て， こ れを制御部 39 や判定部 36な どへ供給す る 。

判定部 36は， 検査モ — ド に お い て制御部 39か ら 供給 さ れ る 判定デー タ ， フ ァ イ ル と ， 画像処理部 S4か ら 転 送 さ れ る 被検査 デー タ ♦ フ ァ イ ル と を比較 し て， そ の 被検査基板 2 G T に つ い てハ ン ダ付 け状態の良否を判定 し ， そ の判定結果を制御部 39へ出力す る 。

撮像 コ ン ト ロ ー ラ 31は， 制御部 39と 投光部 24お よ び 撮像部 25と を接続す る ィ ン タ ー フ ュ ー ス な どを備 え ， 制御部 39か ら の指令 に応 じ て投光部 24の発光体 28 , 29 お よ び 30の光量を調整 し た り ， 撮像部 25の カ ラ ー テ レ ビ カ メ ラ 32の色相光出力相互のバ ラ ン ス を保つ な どの 制御を行 う 。

X , Y テ ー ブル ♦ コ ン ト ロ ー ラ 37は制御部 39と X 皐由 テ ー ブル部 22お よ び Y軸テー ブル部 23と を接続す る ィ ン タ ー フ ェ 一 ス な どを備え， 制御部 39の 出力 に基づ き X 軸 テ ー ブ ル部 22お よ び Y $由 テ ー ブル部 23を制御す

C R T表示部 41は陰極線管 （ C R T ) を備え， 制御 部 39か ら 画像デー タ ， 判定結杲， キ ー入力 デー タ な ど が供耠 さ れた と き ， こ れを画面上に表示す る 。 プ リ ン 夕 42は制御部 39か ら 判定結果な どが供給 さ れた と き ， こ れを予め定め ら れた フ ォ ー マ ツ 卜 でプ リ ン ト ァ ゥ ト す る 。 キー ボー ド 4Qは操作情報， 基準基板 2Q S ゃ被検 查基板 20 T 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 ， こ の キ ー ボー ド 40か ら 入力 さ れた情報や デー タ な どは制御部 39へ供給 さ れ る 。

制御部 39はマ イ ク 口 プ ロ セ ッ サな どを含んでお り ， つ ぎに述べる 手順に沿 っ てテ ィ 一チ ン グお よ び検査 に お け る動作を制御す る 。

ま ずテ ィ 一 チ ン グ動作の一例 につ い て第 6 図を参照 し て説明す る 。 制御部 39は， テ ィ ー チ ン グの ス タ ー ト に お い て， 投光部 24や摄像部 25をォ ンす る と と も に撮 像条件や デー タ の処理条件を整え る 。 オペ レ ー タ は， ス テ ッ プ 1 (図面で は 「 S T 1 」 で示す） でキー ボー ド 40を操作 し て ， 教示対象 の 基板名 の 登録 と 基板の Ξ5 サ イ ズの 入力 を行な う 。 こ の後， 次の ス テ ッ プ 2 で， オ ペ レ 一 タ は 基 準基板 2 Q S を Y 軸 テ ー ブ ル部 23上 に セ ッ ト し て ス タ ー ト キ ー を押す。 そ し て ス テ ッ プ 3 で そ の基準基板 2Q S の原点 と し て右上お よ び左下の 各角 部を撮像部 25で撮像 さ せ， そ れを C R T 41上 に表示 さ せ る 。 オ ペ レ ー タ が上記の 各角 部の 位置 に 力 一 ソ ルを 合わせて特定の キ ー を押す と ， カ ー ソ ル の 位置座標が 上記角 部の座標 と し て入力 さ れ る 。 制御部 39は こ の 入 力 さ れた座標デー タ に 基づ き X 軸 テ ー ブル部 22お よ び Y 軸 テ ー ブ ル部 23を制御 し て基準基板 20 S を初期位置 に位置決 めす る 。

基準基板 20 S は， 所定の部品実装位置 に所定の 部品 21 S を適正 に ハ ン ダ付 けす る こ と に よ り 良好 な 実装状 態が形成 さ れた も の であ つ て， 各部品 21 S 上面 の ほ ぼ 中 央 に は ， 第 9 図 お よ び第 10図 に 示 す よ う な ラ ベ ル 50, 51力く貼付 さ れて い る 。

こ れ ら ラ ベル 50， 51は， そ れぞれ部品 21 S の実装位 置， 実装部品の種類お よ び実装方向 （部品 の方向） を 教示す る た め に用 い ら れて い る 。 こ の実施例 の場合， 両 側 辺 に 多 数 の リ ー ド 52を 備 え た S 0 P ( Sm l l Out l ined Package) の よ う な 長方形の 部品 21 S に つ い て は黄色の 半円形の ラ ベル 50が， そ の 円弧部を実装方 向 （部品 21 S の特定の方向） に 向 け て貼付 さ れ （第 9 図 ） ， 四 辺 に 多数 の リ ー ド 52を 備 え た Q F P ( Quad EL

F l a t P a c k a g e ) の よ う な正方形の部品 2 1 S につ い て は赤色の 円形ラ ベル 5 1が貼付 さ れ （第 1 Q図） ， ま た 角 チ ッ プの よ う な チ ッ プ部品 （図示略） につ い て は色ま た は形状を違え た他の ラ ベルが貼付 さ れ る 。 こ の実施 例 で は ， ラ ベ ル の 貼付位置 に よ っ て部品 の 実装位置 が， ラ ベルの色お よ び形状 に よ っ て部品の種別が， ラ ベ ルの貼付方向 に よ つ て部品の実装方向がそれぞれ教 示 さ れ る 。 ラ ベルの色 と 形状 と の両方を部品種別の識 別 に用 い て い る の は単独情報に よ る 誤識別を防止す る た めでめ る 。

こ の実施例では， 部品実装位置 に所定の部品 2 1 S が 適正にハ ン ダ付け さ れた基準基板 2 0 S を用 い， 各部品 2 1 S の上面 にそれぞれラ ベノレ 5 0ま た は 5 1を貼付 し て い る 。 し 力、 し な力く ら ， 部品が実装 さ れて い な い基板を用 い て， そ の基板上の部品実装位置 に ラ ベル 5 0ま た は 5 1 を 直接貼付す る よ う に し て も よ い 。 後者 に よ る 場合 は， 部品実装位置教示用 の基準基板の他 に， 後述す る 特徵パ ラ メ ー タ を教示す る ため の基準基板を別に準備 す る 必要があ る 。

第 6 図に戻 っ て， 基準基板 2 Q S が初期位置 に位置決 め さ れ る と ， つ ぎの ス テ ッ プ 4 に お い て， 部品の実装 位置や実装部品の種别 な どにつ い て の教示処理が開始 さ れる 。

第 7 図 は こ の教示処理の詳細を示 し てお り ， ス テ ツ プ 4 — 1 に お い て， 制御部 39の撮像領域計数用 の カ ウ ン タ i に 「 1 」 が初期設定 さ れ， こ の カ ウ ン タ i の 内 容 に 対応す る 基準基板 2 (3 S 上の 領域が撮像 さ れて最初 の 画面が生成 さ れ る （ ス テ ッ プ 4 — 2 ) 。

第 11図 に示すよ う に， 基板 2D S 上の領域 は縦横 Ε _χ X E _y の多数の矩形領域 53に分割^ れ， 各矩形領域 53 力く 1 画面の大 き さ に 対応 し て い る 。 ま ず最初 に 左下の 領域 53の 画面が生成 さ れて ス テ ツ プ 4 - 3 か ら ス テ ツ プ 4 — 1Qの処理が実行 さ れ る 。 そ れ以後 は 図中 の 矢印 に し た が っ て各矩形領域 53につ い て同様の処理が繰 り 返 し 実行 さ れ る 。

ま ず ス テ ツ プ 4 一 3 で は， 画像処理部 34に お い て赤 色領域の抽 出が行われ る 。

い ま 画像上の画素位置を座標 （ X , y ) で表 し ， 座 標 （ x ， y ) の 画 素 の 各 カ ラ ー 信号 の 三原色 の 灰色 レ ベ ル値 （明度） を そ れぞれ R ( X , y ) , G ( X , y ) , Β ( χ , y ) と す る と ， 赤色， 綠色， 青色の 各 色相値 r ( X , y ) , g ( x ， y ) , b ( x ， y ) は そ れぞれ第 （2) , (3) , (4) 式で与え ら れ る 。

r ( x ， y ) = [ R / ( R + G + B ) 〕 X 100 - (2) g ( x , y ) = C G / ( R + G + B ) 〕 100 - (3) b ( x , y ) = C B / ( R + G + B ) 〕 x 100 "' (4) ス テ ッ プ 4 一 3 の赤色領域の抽出処理 は， R ( X ,

Y ) T ェ かつ ( X , y ) T

2 ( Τ

1 τ ₂ は予 め設定さ れた 固定値であ る ） を満たす画素を抽 出す る こ と に よ り 実行 さ れ る 。

第 12 a 図か ら 第 12 c 図 は， 画像 54上で抽 出 さ れた赤 色領域 55を示 し て い る 。 こ の う ち第 12 a 図 は画像 54の 中央部で， 第 12 b 図お よ び第 12 c 図は画像 54の周辺部 で， それぞれ赤色領域 55が抽出 さ れてい る こ と を示 し て い る 。

つ ぎ に ス テ ッ プ 4 - 4 に お い て， 抽出 し た赤色領域 55の輪郭'追跡を行 う こ と に よ り こ の赤色領域 55に外接 す る 矩形 a b c d を生成 し ， こ の外接矩形の 2 辺の長 さ が と も に ラ ベ ル 51の半径 L よ り 大 き い か否かを判定 す る 。 こ れに よ り こ の赤色領域 55の大 き さ が一定以上 か否か， すな わ ち こ の赤色領域 55が赤色の ラ ベル 51の 画像 に相当す る も の であ る か否かが判定 さ れ る 。

も し ス テ ッ プ 4 一 4 の判定が N 0 であ ればス テ ッ プ

4 — 5 を ス キ ッ プ し て ス テ ッ プ 4 一 6 へ進むが， ス テ ツ プ 4 — 4 で Y E S の と き は， 制御部 39はつ ぎの ス テ ツ プ 4 - 5 に お い て ， 赤色領域 55の 中心座標を第 12 a 図〜第 12 c 図 に示す各場合 に応 じ て算出す る 。

すなわ ち第 12 a 図 は， 抽出 さ れた赤色領域 55が画像

54の いずれの辺に も 接 し て い な い場合を示 し てお り ， こ の場合 に は外接矩形 a b c d の 中心位置を ラ ベ ル 51 の 中心位置 と す る 。

第 12 b 図は， 抽 出 さ れた赤色領域 55が画像 54の いず れ か 一辺 に 接 す る 場合 で あ り ， こ の 場合 は外接矩形 a b c d の 一点 a か ら 線分 a b の方向へ 2 L の長 さ を と っ て矩形 a b ' ' d を作 り ， こ の矩形の 中心位置 を ラ ベル 51の 中心位置 と す る 。

第 12 c 図 は， 抽 出 さ れた赤色領域 55が画像 54の 二辺 に接す る 場合で あ り ， こ の場合 は外接矩形 a b e d の —点 a 力、 ら 線分 a b , a d の 各 方 向 へ 2 L の 長 さ を と っ て矩形 a b ' c ' d ' を作 り ， こ の 矩形の 中心位 置を ラ ベ ル 51の 中心位置 と す る 。

ラ ベ ル 51の 中心位置座標が求 ま る と ， 制御部 39は こ の座標を基準基板 20 S に お け る 座標系 に変換 し て こ れ を部品位置 と す る 。

つ ぎ に 画像処理部 34は ， ス テ ッ プ 4 一 6 に お い て ， 黄 色 領 域 の 抽 出 を 行 う 。 こ の 黄 色 領 域 の 抽 出 処 理 は ， R ( , y ) ≥ T 。 力、つ r ( x , y ) ≥ T ₄ 力、 つ G ( x , y ) ≥ T ₅ 力、つ g ( x , y ) ≥ Τ _Λ 力、つ B ( x , y ) < T ₇ 力、 つ b ( x , y ) < T „ ( T ₃ 〜 Τ ₈ は予め設定 さ れた 固定値で あ る ） を満 た す画素を 抽出す る こ と に よ り 実行 さ れ る 。

第 13 a 図か ら 第 13 c 図 は， 画像 56上で抽 出 さ れた黄 色領域 57を示 し てお り ， こ の う ち 第 13 a 図 は画像 56中 央部で， 第 13 b 図お よ び第 13 c 図 は画像 56の周辺部で そ れぞれ黄色領域 57が抽出 さ れて い る 様子を示 し て い 3Q つ ぎに ス テ ツ プ 4 - 7 に お い て， こ の黄色領域 5 7の 輪郭追跡 を 行 う こ と に よ り 外接矩形 a b c d を生成 し ， こ の外接矩形の 1 辺の長 さ 力 ラ ベル 5 0の半径 L よ り 大 き く かつ他の 1 辺の長 さ 力 L Z 2 よ り 大 き い か否 かを判定 し ， こ れ に よ り こ の黄色領域 5 7の大 き さ が一 定以上か否か， すな わ ち こ の黄色領域 5 7が黄色ラ ベル 5 0の 画像に相当す る も の であ る か否か を判定す る 。

も し ス テ ッ プ 4 — 7 の判定が N 0 であ れば， ス テ ツ プ 4 — 8 を ス キ ッ プ し て ス テ ッ プ 4 — 9 へ進 む 。 ス テ ツ プ 4 一 7 で Y E S の と き に は， 制御部 3 9はつ ぎの ス テ ッ プ 4 一 8 に おいて， 黄色領域 5 7の 中心座標を第 1 3 a 図 〜第 1 3 c 図 の各場合 に 応 じ て算出す る 。

第 1 3 a 図 は， 抽 出 さ れた黄色領域 5 7が画像 5 6の いず れの辺 に も 接 し て い な い場合を示 し てお り ， こ の場合 に は外接矩形 a b c d の 中心位置を ラ ベ ル 5 0の 中心位 置 と す る 。

第 1 3 b 図 は， 抽出 さ れた黄色領域 5 7が画像 5 6の いず れかの一辺に接す る 場合を示 し てお り ， こ の場合 に は 外接矩形 a b c d の一辺が L , 他の一辺が L Z 2 と な る よ う な矩形 （破線で示す） を作 り ， こ の矩形の 中心 位置を ラ ベ ル 5 0の 中心位置 と する 。

第 1 3 c 図 は， 抽出 さ れた黄色領域 5 7が画像 5 6の二辺 に 接す る 場合 を 示 し て お り ， こ の 場合 に も 外接矩形 a b c d の 一辺力 L ， 他一辺が L Z 2 と な る よ う な矩 形 （破線で示す） を作 り ， こ の 矩形の 中心位置 を ラ ベ ル 50の 中心位置 と す る 。

ラ ベ ル 50の 中心位置座標が求 ま る と ， 制御部 39は こ の座標を基準基板 2D S に お け る 座標系 に変換 し て こ れ を部品位置 と す る 。

ま た制御部 39は， 黄色領域 57に つ い て は そ の 重心位 置 G の座標を算出 し ， こ の重心位置 G と 上記の 中心位 置 0 と の位置関係力、 ら 黄色の ラ ベル 50の 円 弧部力 い ず れの方向 を向 い て い る かを検出す る 。 た と え ば外接矩 形 a b e d の 中心位置 0 の座標を （ x 。 ， y _Q ) ， 黄 色領域 57の重心位置 G の座標を （ X G ' ^ G ^} と し た 場合， y 0. = y _η υ ' χ 0 < χ ρ υ な ら ば黄色の ラ ベ ル 50 の 円 弧部 は左方向 （ X 軸上で負方向 ） を 向 い て い る も の と 判断 さ れ る 。

こ の よ う に し て赤色領域 51や黄色領域 50の抽出 お よ び そ れ ら の 中 心位 置 の 算 出 が完 了す る と ， ス テ ッ プ 4 — 9 で上記 カ ウ ン タ i を 1 加算 し ， こ の カ ウ ン タ i の 内容 に よ り 基準基板 2G S 上 の 全 て の矩形領域 53に つ い て の 処理 が終了 し た か 否 か を 判定す る （ ス テ ッ プ 4 — 10) 。 そ の判定が N 0 で あ ればス テ ッ プ 4 — 2 に 戻 り ， カ ウ ン タ i の 計数値 に よ っ て指定 さ れ る 基準基 板 2 G S 上の矩形領域 53に つ い て上記 と 同様の処理が実 行 さ れ る 。

第 15 a 図 は， 上記処理の進行時 に お け る C R T 表示 3E 部 41の表示画面を示 し てお り ， 画面中の所定領域 58に は黄色ラ ベル 5 Gが貼付 さ れた長方形の部品 21 S の検出 位置 59 ( +で示す） と ， 赤色ラ ベル 51が貼付 さ れた正 方形の部品 21 S の検出位置 60 ( ♦ で示す） と が表示 さ れて い る 。

ス テ ッ プ 4 — 10の判定が Y E S に な れば， 部品位置 お よ び種別の教示処理が完了 し ， 第 6 図の ス テ ツ プ 5 に進んで基準基板 20 S は搬出 さ れ る 。

第 6 図 に お け る 次の ス テ ッ プ 6 でオ ペ レ ー タ は， 所 定 の 位置 に所定 の 部 品 が適正 に 実装 さ れ た 基準基板 20 S を Y軸 テー ブル部 23上にセ ッ ト し て， キ一 ボー ド 40の ス タ ー ト キ一 を押 し ， 検査領域を設定す る た め の 教示処理を開始 さ せ る 。 こ の実施例では， 検査領域設 定の た め の基準基板 2Q S と し て先の ス テ ッ プ 4 の教示 処理で用 い た も の を再利用 し てい る 力 こ れに 限 ら な い こ と は も ち ろ んで あ る 。

ま ずス テ ツ プ 7 に お い て， 制御部 39の部品計数用 の カ ウ ン タ j に 1 が初期設定 さ れ る 。 制御部 39は先の教 示で得 ら れた部品位置デー タ に基づ き X 軸 テ ー ブル部 22お よ び Y軸 テー ブル部 23を制御 し て， 1 番 目 の部品 21 S をテ レ ビカ メ ラ 32の視野内に位置決め し て そ の部 品を摄像 さ せ る 。

第 14 a 図 お よ び第 14 b 図 は ， こ の 撮像 に よ り 得 た S 0 P な どの長方形部品の画像 61につ い て検査領域の 設定方法を具体的 に示す も の で あ る 。 こ の方法 は， 画 像 61に対 し ， S 0 P 部品の 両側部 に 対応 し て第 14 a 図 に鎖線で示す矩形状の処理領域 62 A , 62 B を初期設定 し ， 各処理領域 62 A , 62 B 内で射影処理を行 っ て基板 上の ラ ン ド部 63を 自 動抽 出 し ， そ の 後， 第 14 b 図 に示 す よ う に ， ラ ン ド部 63を含む外接矩形 68 A ， 68 B を そ れぞれ求め ， さ ら に そ れを 四方へ所定幅拡大 し て矩形 状の検査領域 64A , 64 B と し て設定す る も の で あ る 。 こ の検査領域の 設定処理 につ い て は後 に 詳述す る 。

こ こ で は S 0 P 部品 につ い ての検査領域の 設定方法 を例示 し て い る が， 他の部品 に つ い て も こ れ に準 じ た 方法で検査領域の設定を行 う の は い う ま で も な い。

こ の よ う に し て 1 番 目 の部品 に つ い て検査領域の 設 定 が完 了 し た 後 ， つ ぎ の ス テ ッ プ 9 でォ ペ レ 一 夕 が キ ー ボー ド 40の ネ キ ス ト キ 一 を押す と ， 上記 カ ウ ン タ j は 1 力 Π算 さ れ （ ス テ ッ プ 10) , こ の カ ウ ン タ j の 内 容 に基づ き 全て の部品 につ い て検査領域の設定が行わ れた か否かが判定 さ れ る （ ス テ ッ プ 11 ) 。 も し ス テ ツ プ 11の 判 定 力く N 0 で あ れ ば ， つ ぎ の 部品 が撮像 さ れ て， 上記 と 同様の処理が実行 さ れ る こ と に な る 。

第 15 b 図 は上記処理の進行時 に お け る C R T 表示部 41の表示画面 を示 し て お り ， 領域 58に は部品検出位置 59, 6 ϋでそ の部品 の検査領域が設定 さ れ る 毎 に ， 位置 59, 6 Qの表示が そ の部品の 形状お よ び大 き さ に応 じ た 表示 65, 68に切 り 換わ っ て ゆ く 。

こ の よ う に し てすベての部品 につ い て同 じ よ う な処 理が缲 り 返 し 実行 さ れ る 結果， ス テ ッ プ 11の 判定が Y E S に な る と ， 基準基板 2Q S が搬出 さ れて （ス テ ツ プ 12 ) , つ ぎ に 特徵バ ラ メ ー タ の 教示処理へ移行す ま ずス テ ッ プ 13で制御部 39の基板枚数計数用 の 力 ゥ ン タ n に 1 が初期設定 さ れた後， つ ぎの ス テ ツ プ 14で オ ペ レ ー タ が， 1 枚 目 の基準基板 2Q S (所定位置 に所 定 の 部品 が適正 に 実装 さ れか つ ハ ン ダ付 け さ れ た も の ） を Y軸 テ ー ブル部 23上 にセ ッ ト し て， キー ボー ド 40の ス タ ー ト キ ー を押す と ， ス テ ッ プ 15に お い て， 制 御部 39は先の教示で得 ら れた部品位置デー タ や検査領 域デー タ に基づ き X軸テー ブル部 22お よ び Y軸テー プ ル部 23を制御 し て， テ レ ビカ メ ラ 32の視野を順次各部 品 に位置決め し て撮像を行わせ る 。

撮像に よ り 得 ら れた三原色の カ ラ ー 信号 R , G , B は A ノ D 変換部 33でディ ジ タ ル · デー タ に変換 さ れ， メ モ リ 38に リ ア ル タ イ ム で記憶 さ れ る 。 つ い で制御部 39は， 先の教示で得 ら れた各部品 の検査領域内の各 ラ ン ド部を抽出 し ， それ ら の ラ ン ド部 に関す る 各色相 の 画像デー タ をメ 乇 リ 38か ら読出 し て画像処理部 34へ転 送す る 。 画像処理部 34では各色相 の画像デー タ を各色 相毎に適当な し き い値で 2 値化す る な ど し て， 各ラ ン ド部の正常な ハ ン ダ付 け状態を赤色， 緑色お よ び青色 の ノ、。 タ ー ン と し て検出 し ， こ れ ら パ タ ー ン の 特徴を特 徴パ ラ メ ー タ と し て算出す る 。

第 2 1 a 図 は， 基準基板 2 Q S 上 に 実装 さ れた部品 2 1 S に つ い て ， ラ ン ド部 7 0に リ 一 ド 5 2が適正 に ハ ン ダ付 け さ れ た状態を示 し て お り ， ラ ン ド部 7 G上 に十分 な 量 の ハ ン ダ 7 iが載 っ て， ラ ン ド部 7 0の先端部 7 0 a ま で覆 つ て い る 。

こ の よ う な正常な ハ ン ダ付 け部位を撮像す る と ， 第 2 2 a 図 に示す よ う な 三原色の パ タ ー ン が現れ， 特 に先 端部 7 0 a の赤領域 はハ ン ダ 7 1の存在 に よ り 赤 く 輝 く こ と に な る 。

そ こ で こ の先端部 7 0 a の 赤領域 に つ き 赤色相値を求 め て， こ れを特徵パ ラ メ ー タ の ひ と つ と す る 。

1 枚 目 の基準基板 2 Q S に つ い て各部品每 に複数種の 特徵パ ラ メ ー タ の抽出が完了す る と ， そ の基板が搬出 さ れ る 。 そ の後， 上記カ ウ ン タ n 力 1 加算 さ れて 2 枚 目 の基準基板 2 G S が指定 さ れ， 上記 と 同様の手順で特 徵パ ラ メ 一 タ の抽出処理が緣返 さ れ る 。

こ の よ う に し て所定枚数 （ n 枚） の基準基板 2 Q S に つ い て 特 徵 パ ラ メ ー タ の 抽 出 処理が終了す る と ， ス テ ツ プ 1 6の 判定が Y E S と な っ て ス テ ッ プ 1 8へ進 む。 ス テ ッ プ 1 8で は， 制御部 3 9は， 各部品 に つ い て の平均 的 な 特徴量を得 る た め， n 枚の基準基板 2 Q S に つ い て 3b の 各特徵パ ラ メ 一 タ を統計処理 し て平均値お よ び標準 偏差を算出 し ， 平均値 土 定数 X 標準偏差に相当す る 範 囲 を 正常範 囲 と す る 判定 デ ー タ ♦ フ ァ イ ル を作成 し て， こ れをテ ィ ー チ ン グ ♦ テー ブル 35に記憶 さ せ， 必 要に応 じてデー タ の修正を施 し てテ ィ 一チ ン グを終了 す る 。

第 23図 は， ラ ン ド部 70の先端部 70 a の赤色相値 につ き ， n 枚の基準基板 2Q S か ら 求めた デー タ の分布を示 し てお り ， 統計処理に よ り 算出 し た赤色相値の平均値 と ft準偏差 と か ら こ の特徵パ ラ メ 一 夕 の正常範囲を規 定 し て い る 。

以上でテ ィ ー チ ン グが完了す る と ， こ の基板検査装 置 はハ ン ダ付け後の被検査基板 20 T の 自 動検査が可能 な状態と な る 。

オペ レ ー タ は， 第 8 図 に示す検査モ ー ド に移 り ， ス テ ツ プ 21, 22で検査すべ き 基板名 を選択 し て基板検査 の開始操作を行 う こ と に な る 。

つ ぎの ス テ ッ プ 23で は， 基板検査装置への被検査基 板 20T の供铪をチ ェ ッ ク し てお り ， 供耠があ れば コ ン ベ ア 27が作動 し て ， Y 軸 テ ー ブ ル部 23に 被検査基板 20 T が搬入 さ れ， 基板検査 が開始 さ れ る （ ス テ ッ プ 24, 25) o

ス テ ツ プ 25に お い て， 制御部 29は X軸 テ ー ブ ル部 22 お よ び Y軸テー ブル部 23を制御 して， 被検査 '基板上の 1 番 目 の部品 21 T に対 し テ レ ビ カ メ ラ 32の 視野を位置 決め し て撮像を行わせ， 検査領域内 の 各 ラ ン ド領域を 自 動抽 出す る と 共 に ， 各 ラ ン ド領域の特徵パ ラ メ 一 夕 を算出 し て， 被検査デー タ · フ ァ イ ルを作成す る 。 つ い で制御部 39は， 上記被検査デー タ · フ ァ イ ルを判定 部 36に転送 し ， こ の被検査デ ー タ · フ ァ イ ル と 上記判 定デー タ · フ ァ イ ル と を比較 し て， 1 番 目 の部品 21 T に つ い て ハ ン ダ付 け の良否を判定 さ せ る 。

第 21 b 図 は， ハ ン ダ付 け不良 の 存在す る 部品 21 T を 示 し てお り ， ラ ン ド部 70上 に わずか な量 の ハ ン ダ 71が 載 っ てい る の みで， ラ ン ド部 70の先端部 70 a はハ ン ダ 71が欠落 し て， 露出 し た状態 と な っ て い る 。

こ の よ う な 状態の ハ ン ダ付 け部位を撮像す る と ， 第 22 b 図 に 示 す よ う に ， 正 常状 態 と 同様 の 三原色 の パ タ ー ン が現われ る が， 先端部 7 G a の赤領域 は ハ ン ダ 71 の欠落 に よ り 赤色の輝 き が鈍い も の と な る 。

し たが つ て こ の よ う な不良品の先端部 7 Q a の赤領域 に つ い て の 赤 色相 値 を 特徵パ ラ メ ー タ と し て求 め る と ， そ の値 は第 23図 に示す正常範囲 よ り 外れ る こ と に 7よ る 。

こ の よ う な検査が被検査基板 20 T 上の 全て の部品 21 T に つ い て綠 り 返 し 実行 さ れ， そ の結果， ハ ン ダ付 け 不良があ る と ， そ の 不良部品 と 不良 内容 と が C R T 表 示部 41に表示 さ れ， ま た は プ リ ン 夕 42に よ っ て印字 さ 33 れ， そ の後， 被検査基板 20 T は検査位置よ り 搬出 さ れ る （ス テ ッ プ 27, 28) 。

第 15 c 図 は， 判定結果を表示 し た C R T 表示部 41の 表示画面を示 し てい る 。 こ の 図 に おいて， 領域 58に は 上述 し た部品表示 65 , 66が行われる と 共に， ハ ン ダ付 け 不良 の 部 品 65 a が特定 の 色彩 で着色表示 さ れて お り ， ま た そ の下の画面領域 67に は， オペ レ ー タ が指定 し た ハ ン ダ付け不良の部品 につ い て の不良内容が具体 的 に表示 さ れてい る 。 オペ レ ー タ によ っ て指定 さ れた 部品 は， ハ ン ダ.付け不良の部品 65 a を示す色彩 と は異 な る 色彩で画面上に 明示 さ れ る 。

第 14 a 図お よ び第 14 b 図を参照 し て簡単に説明 し た 検查領域の設定方法 （第 6 図 ス テ ッ プ 8 ) の詳細 につ い て以下に述べる。

第 16図は， 一方の処理領域 62 A 内 に お け る 射影処理 の方法を示 し てい る 。 処理領域 62 A ( 62 B ) は， そ の 縦横 2 辺が予め所定長 さ に初期設定 さ れてお り ， 画像 61に つ い て先 の 教示手順で求 め た部品 の方向 に応 じ て， そ の向 き が決め ら れ る こ と に な る 。

い ま 画像 61を 構成す る 各画素 の 位置 を座標 （ X , y ) で表わ し ， 座標 （ X , y ) の 画素 の 三原色の 力 ラ ー信号の灰色 レベル値をそれぞれ R ( X , y ) , G ( x ， y ) およ び B ( x , y ) と す る と ， 赤色， 緑色 お よ び青色の 色相値 r ( X , y ) , g ( x , y ) お よ び b ( x , y ) は上述 し た第 （2) 式〜第 （4) 式で そ れ ぞれ与え ら れ る 。

処理領域 62A 内 に お け る ラ ン ド部 63を抽 出す る た め に処理領域 62A に 含 ま れ る すべて の 各画素 につ い て， 各灰色 レ ベ ル値 と 各色相値 と を算 出 し て， そ れ ら の 値 に基づい て ラ ン ド部 63を構成す る 画素で あ る か否かを 判別す る 。

す な わ ち 着 目 す る 画素が R ( X , y ) T _{1 Q}力、つ r ( X , y ) 丄丄で あ る と き ， ま た は G ( X , y ) ≥

^T 12かつ g ( X , y T 丄 ₃で あ る と き ま た は B

( , y ) T ₁₄かつ b ( , y ) T

15で あ る と は そ の 画素 は ラ ン ド部 63を構成す る 画素 と み な し ， そ の 画素 に W ( X , y ) = 1 の 重み を与え， そ れ以外 の と き は そ の 画 素 は ラ ン ド 部 63以 外 の 画素 と み な し ， そ の 画素 に W ( X , y ) = ◦ の重み を与え る 。 T _{1 ()}, τ _η, τ _{ί), τ ₁₃, τ ₁₄, τ ₁₅は予 め設定 さ れた 固定 値で あ る 。 そ し て画像 61の 各行お よ び各列 に つ い て， W ( X , y ) の総和を次式 に よ り 算出す る 。

X PRO ( X ) W¹

"y₀ W ( x y ) (5) た だ し y o ^{≤ y} ^ ^y o ^{+ L} y — ¹

Y PRO ( y ) = v∑ ¹ W ( x , y ) (6) x"^xo

た だ し χ ^χ ^ ^Χ ο ^{+ L} x — ¹ こ こ で （ x 。 ， y 。 ） は処理領域 82 A に お け る 左上 の 角 部 Q の座標を， L _x , L _y は処理領域 62A の 2 辺 の長 さ を それぞれ表わす。 第 16図に は X _pR() ( X ) お よ び Υ _βρ() ( y ) を グラ フ で示 し てあ る 。

つ ぎに X p_R0 ( X ) お よ び Y p_R0 ( y ) の最大値を それぞれ { X _PR0 ( X I MAX . ^ ^Y PRO ^{( Y ) }} MAX と し ， 次式に よ り し き い値 Τ _χ , T _y を そ れぞれ求め

Τ _χ = (1/ 6) { X _pR0 ( x } _MAX … 〉 T _y = (1X 6) { Y _PR0 ( 7 ) } MAX … ） x _PR0 ( x ) と し き い値 τ_χ と を比較 し ， 両者が一 致す る X 座標を小 さ い順に X 1 ( 1 ) ， X 2 ( 1 ) ， X 1 (2) , X 2 (2) , …， X 1 (i ) ， X 2 ( i ) と し ， ま た Y _pR0 ( y ) と し き い値 T _y と を比較 し ， 両者が一致 す る y 座標 を 小 さ い 順 に y 1 (1) , y 2 (1) , y 1 (2) , y 2 (2) ， … ， y 1 (j) , y 2 (j) と す る ( i , j 〖ま上述の カ ウ ン タ と は関係な い） 。

つ ぎに次の第 （9) 式， 第 （10)式に よ り 長 さ L i お よ び を求 め ， 座標 （ x l (i) , y 1 (j) ) と 長 さ L _{ , L - と で規定 され る 矩形領域 （ x l (i) , y 1 (j) , L _i , L ） の う ち ， 次の第 （11)式， 第 （12)式 を満たす も の を ラ ン ド部 63と 設定す る 。

L _i = X 2 (i ) - x 1 (i ) + 1 … (9)

L - = y 2 (j) - y 1 (j) + 1 … (10) Ml

L ≥ W

L W (12)

W W は 固定値で あ る

同様 に し て他方の処理領域 62 B に つ い て も ラ ン ド部 63を抽 出 し た後， 各 ラ ン ド部 63に外接す る 矩形 68 A , 68 B を求め， さ ら に 各矩形 68 A , 68 B を所定幅だ け拡 大 し て， 矩形状 の 検査領域 64A , 64 B を設定す る 。

第 17 a 図 お よ び第 17 b 図 は， 正方形部品の 画像 69に つ い て の検査領域の 設定方法を具体的 に示 し て い る 。 こ の場合 は部品の 画像 69の 4 辺 に対応 し て鎖線で示す 矩形状の処理領域 71 A 〜 71D を初期設定 し て， 各処理 領域内で上記 と 同様の射影処理を行 っ て基板上の ラ ン ド部 70を 自 動抽 出 し ， そ の後， 各辺 に つ い て ラ ン ド部 70を含む外接矩形を求め， さ ら に そ れを 四方へ所定幅 拡大 し て第 17 b 図 に示す矩形状の検査領域 72A 〜 了 2 D を設定す る 。 上記の処理領域 71 A ~ 71 D や後述す る 処 理領域 73 A 〜 73 H は， そ の縦横 2 辺が予め所定の長 さ に初期設定 さ れて い る の は も ち ろ ん で あ る 。

第 18 a 図か ら 第 18 e 図 は， 正方形部品 の 形状が大 き く ， ひ と つ の 画像 69 ( C R T の画面） の 中 に 部品全体 の像が納 ま ら な い場合の検査領域設定方法を示 し て い る 0

こ の場合 は先 に述べた教示で得 ら れた 部品 の 中心 0 が画面の 中心 に 位置す る 撮像状態 （第 18 a 図 に示す状 Μ5 態） 力、 ら X 軸 テー ブル部 22お よ び Y軸テ ー ブル部 23を 駆動 さ せてテ レ ビカ メ ラ S2の視野を移動 さ せ る こ と に よ り ， 第 18 b 図 に示すよ う に， 画面内 に部品の右上角 部 と右辺お よ び上辺の各ラ ン ド部 70の列が入 る よ う に 調整す る 。 こ の と き X , Y の 各方向の移動距離 x _T ， y _τ を記憶 し てお く 。 こ の状態の画像 69に対 し ， 部品 の右辺お よ び上辺の 各位置 に鎖線で示す矩形状の処理 領域 7SA ， 73 Β を初期設定 し て， 各処理領域内で射影 処理を行 っ て基板上の ラ ン ド部 70を 自 動抽 出 し ， そ の 後， 各辺 につ い て ラ ン ド部 70を含む外接矩形を求め， さ ら に そ れを 四方へ所定幅拡大 し て第 19図 に示す矩形 状の検査領域 74Α ， 74Β を設定す る 。

つ ぎに Υ軸 テー ブル.部 2 Sを駆動 し てテ レ ビカ メ ラ 32 の視野を — 2 y _T 移動 さ せ る こ と に よ り ， 第 18 c 図 に 示す よ う に， 画面内 に部品の右下角部 と 右辺お よ び下 辺の各ラ ン ド部 7 Qの列が入 る よ う に調整 し ， 処理領域

73 C , 73D につ い て上記 と 同様の処理を実行す る 。

つ いで X 軸 テー ブル部 22を駆動 し テ レ ビカ メ ラ 32の 視野を 一 2 χ _τ 移動 さ せ る こ と に よ り ， 第 18 d 図 に示 すよ う に， 画面内 に部品の左下角部 と 左辺お よ び下辺 の 各 ラ ン ド部 7 Qの 列 が入 る よ う に調整 し ， 処理領域 73 E , 7S F に つ い て上記 と 同様の処理を実行す る 。

さ ら に Y軸テ ー ブル部 2 Sを駆動 し テ レ ビカ メ ラ 32の の視野を + 2 y _T 移動さ せ る こ と に よ り ， 第 18 e 図 に ^3 示す よ う に ， 画面内 に 部品 の 左上角 部 と 左辺お よ び上 辺 の 各 ラ ン ド部 7 Gの 列が入 る よ う に調整 し ， 処理領域 73 G , 73 H に つ い て上記 と 同様の処理を実行す る 。

の よ う に し て 1 つ の 部品 につ い て検査領域の 設定 が終了す る と ， 必要 に応 じ てォ ペ レ 一 夕 が修正作業を fT つ た 後 ， ラ ン ド 領 域 に 基 づ き 各 部 品 の 部 品 本 体 (パ ッ ケ ー ジ部分） の サ イ ズ （第 20 a 図お よ び第 20 b 図 に太線 75 , 76で示す） が求 め ら れ， C R T 表示部 41 の 表 示 画 面 に そ の サ イ ズ に 応 じ た 部品表示が行 わ れ 上述 し た よ う に第 15 b 図 は こ の と き の C R T 表示部

41の 表示画面を示 し て お り ， 所定の 画面領域 58内 の 部

□ 出 位置 59, 60の 表示が， そ の 部品 の検査領域の 設 定処理が完了す る 毎 に ， 部品 サ イ ズ に応 じ た部品表示

65, 66に 切 り 替わ っ て ゆ く 。 検査結果表示画面の例 は上述の よ う に第 15 c 図 に 示 さ れて い る o ^ 24図 は検査結果表示画面の他の 例 を示 す も の で あ る 。

第 24図 に お い て， C R T 表示部 41の表示画面 は複数 の 画面領域 に分 け ら れてお り ， 基板上の部品位置 を表 示す る た め の 画面領域 58の他 に ， そ の下方位置 に シ ス テ ム の状態を示すた め の 画面領域 81と ， キ ー 操作ガ イ ド や不良部品の 不良 内容を表示す る た め の 画面領域 82 と が 設 け ら れ， ま た 右 側 方 位 置 に は モ ー ド の 名 称 を 示す画面領域 8 3 , 基板 メ ニ ュ ー やサブ メ ニ ュ ー の 内容 を表示す る 画面領域 8 4 , 8 5 , 日 付を表示す る 画面領域 8 6， シ ス テ ム ♦ メ ッ セ ー ジ を表示す る 画面領域 8 7な ど が設け ら れて い る 。

画面領域 5 8に は， 基板上の部品位置が部品形状に応 じ た形状の表示 6 5， 6 6に よ っ て示 さ れてお り ， 検査で

「良部品」 で あ る と 判断 さ れた も の につ い て は所定の 色相 （ た と え ば 白 色） で着色表示 さ れ る の に対 し ，

「不良部品」 で あ る と 判断 さ れた も の につ い て は異な る 色相 の色 （ た と え ば赤色） に よ る 形状の表示 6 5 a に 切 り 換わ る 。

ま た画面領域 8 2は， 不良部品の不良内容 と し て， 部

□

aa番号， ハ ン ダ不良の リ ー ド番号， ハ ン ダ ブ リ ツ ジ や ハ ン ダボー ルが存在す る リ ー ド間の番号， 実装不良の 有無を示す コ ー ド， ハ ン ダ不良の 内容を示す コ ー ド ま た は文字， な どを表示す る も のであ る 。 こ の実施例の 場合， 1 つ の不良部品 につ い ての情報が領域 8 2に表示 さ れ， キー ボー ド 4 0の所定キー を押す毎 に画面が切 り 替わ っ て， 他の不良部品の不良内容が順次表示 さ れ る よ う に な つ て い る 。 こ の場合， 画面領域 8 2に表示中 の 不良部品 につ い て は， 画面領域 5 8に お い て さ ら に異な る 色相の色 （た と え ば黄色） でそ の表示 6 5 b 'が行われ てお り ， し たが っ て不良部品 と そ の部品位置 と の対応 付けや不良内容の確認が一層容易 と な っ て い る 。 MS こ の実施例 は， 不良内容を 1 部品毎 に つ き 1 画面で 表示す る 方式を採用 し て い る が， こ れ に 限 ら ず， 1 画 面中 に 全て の 不良部品 につ い て の不良 内容 を表 に し て 一斉表示す る こ と も 可能であ る 。

基板上の 部品 に つ い ての検出 し た ハ ン ダ付 け状態の 他の表示方法 に つ い て説明す る 。

ま ず， 第 6 図の ス テ ッ プ 15に お け る 特徵抽 出処理 に お い て得 ら れ た 画像デ ー タ の表示 に つ い て述べ る 。 上 述の よ う に 特徴抽 出処理で は， ラ ン ド部の正常 な ハ ン ダ付 け状態が赤色， 緑色お よ び青色の パ タ ー ン と し て 検出 さ れ， さ ら に こ れ ら の パ タ ー ン の 特徴が特徴パ ラ メ ー タ と し て算 出 さ れ る 。

ラ ン ド部の ハ ン ダ付 け状態を赤色， 緑色お び青色の パ タ ー ン と し て検 出す る た め に ， 赤色パ タ ー ン の検出 は上述の よ う に R ( X , y ) ≥ T _{ 力、つ r ( x , y ) ≥ T ₂ を満 た す画素を抽出す る こ と に よ り 行 う 。 ま た 綠パ タ ー ン の検出 は G ( X , y ) ≥ T ₂₃力、つ g ( , y ) T ₂₄を満 た す画素を抽 出す る こ と に よ り 行 い ， さ ら に青色パ タ ー ン の 検出 は Β ( X , y ) ≥ T ₂₅かつ b ( x , y ) ≥ T ₂₆を満 たす画素を抽 出す る こ と に よ り 行 う 。 τ ₂₃〜 τ ₂₆はオペ レ ー タ に よ り 設定 さ れた 固 定値で あ る 。

こ の よ う に し て各 ラ ン ド部を構成す る 赤色， 綠色お よ び青色の 各パ タ ー ン を検出す る と ， 各色の パ タ ー ン 4b

領 域 を 対 応 す る 一 定 の 色栢 の 色 （ こ れ を 「擬 似 力 ラ ー 」 と い う ） でそ れぞれ代表 さ せて そ の部品の画像 を C R T表示部 41に表示 さ せ る 。 た と え ば赤色の擬似 カ ラ ー は一定の色相の赤で も よ い し 他の色で も よ い。

第 26 a 図 は C R T 表示部 41の 表示 画面を示 し て お り ， ラ ン ド部 6Sは， 第 26 b 図の拡大図 に示す よ う に， 赤色の擬似カ ラ ー に よ る パ タ ー ン領域 P _β (左下が り の斜線で示す） と ， 緑色の擬似 カ ラ ー に よ る パ タ ー ン 領域 Ρ （横線で示す） と ， 青色の擬似 カ ラ ー に よ る パ タ ー ン領域 Ρ _Β (右下が り の斜線で示す） と に よ り 構成 さ れて い る 。

上述 し た よ う に所定枚数 （ η 枚） の基準基板 20 S に つ い て 特徵パ ラ メ ー タ の 抽 出処理が終了す る と ， ス テ ツ プ 16で Y E S と な っ てス テ ッ プ 18へ進む。 ス テ ツ プ 18に お い て， 制御部 39は， 各部品 につ い て の平均的 な特徵量を得 る た め， n 枚の基準基板 2Q S につ い て の 特徵パ ラ メ ー タ を統計処理 し て平均値デー タ を得， こ の平均値デー タ に基づ き判定デー タ · フ ァ イ ルを作成 し て， こ れを テ ィ 一チ ン グ · テ ー ブル 35に記憶 さ せ る の は上述 し た と お り であ る 。

判定デー タ * フ ア イ ノレの作製が終 る と ， こ の デー タ を用 いて基板検査が行われ る 。 こ の検査 に お い てハ ン ダ付け状態の良否判定に誤判定があ っ た場合 に は， 上 記の テ ィ ー チ ン グ内容に修正を加え る 必要があ る 。 こ M7 の 修正の た め の モ ー ドを修正 テ ィ 一 チ ン グ と い い ， 第 25図 に そ の手順が示 し て あ る 。

ま ず オ ペ レ ー タ は ， 第 25図 の ス テ ッ プ 31で 修 正 テ ィ 一 チ ン グを行 う べ き 基板名 を キ ー 入力 し ， つ ぎ に ス テ ッ プ 32で検査対象 の基板 20T を コ ン ベ ア 27に載せ て ス タ ー ト キ 一 を押す。

ス テ ツ プ 33に お い て， オ ペ レ ー タ は た と え ば不良判 定時 に 検査を中断 さ せ る た め の コ マ ン ド を入力 し て ， 基板検査を開始 さ せ る 。

そ の結果， 判定部 36があ る 部品 に つ き ハ ン ダ付 け不 良で あ る 旨の不良判定を行 っ た と き ， ス テ ッ プ 35で検 査の 進行が止 ま り ， オペ レ ー タ は そ の不良判定が誤判 定で あ る か否かの確認 と ， 誤判定で あ る 場合の原因究 明 と を行 う た め に ， 手操作 に よ る 必要な処理を実行す と る 。

すな わ ち オペ レ ー タ は， ま ず不良判定 と な っ た部品 に つ い て各色相パ タ ー ン の抽 出状態を C R T 表示部 41 に 表示 さ せ る た め に所定の コ マ ン ドを入力す る と （ ス テ ツ プ S3) , C R T 表示部 41の 画面 に は， 第 27 a 図 に 示す よ う な 部品の表示が現わ れ る （ ス テ ッ プ 35 ) 。

こ の表示 は， 基板 2G T 上の 実装部品を撮像 し て得 ら れ る 各 ラ ン ド部の原画像 70と ， こ の原画像 70か ら 三原 色の 各色相パ タ ー ン を抽 出 し て得 ら れ る 各 ラ ン ド部 の 画 像 91お よ び ラ ン ド 部 間 の 画 像 92と を 含ん で お り ， 抽岀锆果に基づ く 画像 91， 92は各色相パ タ ー ン を それ に対応す る 擬似 カ ラ ー で表現 し て表示 さ れて い る 。 ラ ン ド部間の 画像 92は， ハ ン ダ ブ リ ッ ジ やハ ン ダボ一ル が存在 し て い な ければ黒色で表示 さ れ る 。

ラ ン ド部の抽出結果に基づ く 画像 91は， 原画像 70に 隣接す る 位置， すな わ ち ラ ン ド部の先端位置 に表示 さ れ， ま た ラ ン ド部間の抽出結果に基づ く 画像 92は隣接 す る 画像 91の 間に表示 さ れ る 。

第 27 b 図 は， パ タ ー ン の抽出が良好な場合の ラ ン ド 部につ い ての原画像 70と 抽出結果に基づ く 画像 91と を 拡大 し て示す も の であ り ， 抽出結果に基づ く 画像 91に は， 原画像 70の赤色領域 P _{R 1}と 緑領域 P _eiと 青色領域 P _Bェと に そ れぞれ対応 し て， こ れ ら の 各色に対応す る 擬似 カ ラ 一 に よ る パ タ ー ン領域 P _R , P _G , P D が現 わ れて い る 。

第 28図 は， パ タ ー ン の抽出が良好でな い場合の ラ ン ド部 につ い ての原画像 70と 抽出結果に基づ く 画像 91と を拡大 し て示す も の であ り ， 原画像 70の赤， 綠， 青 の 各色領域 Ρ _{β 1}, P _G P _{B 1}と ， 抽出結果に よ る 各色相 の擬似カ ラ ー に よ る パ タ ー ン領域 P D , P _g ， P _B と は完全に対応せず， と く に こ の例 の場合 は， 赤色領域

P _R丄と 赤色の擬似カ ラ ー に よ る パ タ ー ン領域 P D と が 不一致 と な っ て い る 。 こ の よ う な 表示が現 わ れた と き ， 上記固定値 , T ₂ の設定が不適切で あ つ た と 4 =] 判断す る こ と がで き ， こ れ ら の 値を再設定 し て 同様の 画像比較を行 う こ と に な る 。

こ の よ う に し て不良判定の 全ての 部 口

ロロ つ い て同様 の修正処理を実行 し ， ス テ ッ プ 3 4で終了 コ マ ン ド の 入 力が確認 さ れ る と ， ス テ ッ プ 3 6で基板 2 0 Τ が搬出 さ れ ο

以上で修正テ ィ ー チ ン グが完了す る と ， こ の 基板検 査装置 は被検査基板 2 Q Τ の正確な 自 動検査が可能な 状 態 と な り ， 第 8 図 に示す検査処理 に移 る 。 産業上の利用可能性

こ の発明 に よ る 基板等の検査装置お よ びそ の動作方 法 は， 上述の よ う に ， と く に ， 基板上 に実装 さ れた電 子部品 の ハ ン ダ付 け の良否を 自 動的 に判定す る 装置 に 適用 さ れ， 電子機器 の基板組立工程， 部品実装工程等 の 自 動化， 省力化 に役立つ。

Claims

SD 請求の範囲

1 . 光の合成に よ り 白色光 と な る よ う な対波長発光ェ ネ ルギ分布を有す る 赤色光， 緑色光お よ び青色光を そ れぞれ発生 し ， こ れ ら の光を検査すべ き 曲面体の表面 へ入射角 が互い に異な る よ う に投射す る 位置 に配置 さ れた リ ン グ状の 3 種類の発光体を含む投光手段，

上記の発光体か ら 出射さ れ る 光を合成 し た と き に 白 色光 と な る よ う に 各発光体の光量を調整す る た め の光 量調節手段，

検査すべ き 曲面体の表面か ら の反射光像を撮像 し て 色相別の撮像パ タ ー ン を得 る 摄像手段， お よ び

上記撮像手段か ら 得 ら れた撮像:パ タ ー ン か ら 上記曲 面体の 曲面要素の性状を検出す る 処理手段，

を備 え た 曲面性状検査装置。

2 . 基板上に実装さ れた部品の実装状態を検査する 基 扳検查装置 に， 部品の実装位置お よ び実装部品の種別 を 基板 の 検査 に 先立 ち 教示す る た め の 教示方法で あ ) ,

部品の実装位置 に そ れぞれラ ベ ルを貼付 し た基準基 板を上記基板検査装置に供耠 し，

ラ ベルを撮像 さ せ る こ と に よ り ， ラ ベ ル の貼付位置 に よ っ て部品の実装位置を教示 し， ラ ベルの色彩ま た は形状に よ つ て部品の種別を教示す る ， S I 基板検査装置 に お け る 教示方法。

3 . 基板上 に 実装 さ れた部品 の実装状態を検査す る 基 板検査装置 に ， 部品 の実装状態の特徴量を基板検査 に 先立 ち 教示す る た め の教示方法で あ り ，

部品が正常 に 実装 さ れた複数の基準基板を上記基板 検査装置 に順次供給 し ，

供給 さ れ た複数の基準基板を撮像 し ， そ の 画像か ら 部品 の実装状態の特徴量を抽 出 し ， こ れ ら 特徴量を統 計 処 理 し ， そ の 算 出 値 を 特.徴量 と し て 設定す る よ う に ， 上記基板検査装置を動作 さ せ る ，

基板検査装置 に お け る 教示方法。

4 . 基板上の 実装部品を検査す る 基板検査装置 に ， 実 装部品 の検査領域を基板検査 に先立 ち 設定す る た め の 検査領域設定方法であ り ，

供給 さ れた基板を撮像 し て部品実装位置 の 画像を生 成 し ，

こ の 画像 に対 し 基板上の ラ ン ド領域を含む処理領域 を初期設定 し ，

そ の処理領域内で射影処理を施 こ す こ と に よ り 上記 ラ ン ド領域を抽 出 し ，

抽出 し た ラ ン ド領域に外接す る 領域を所定幅拡大 し て実装部品 の検査領域を設定す る ，

基板検査装置 に お け る 検査領域設定方法。

5 . 基板上 に 実装 さ れた複数の部品 を撮像 し ， 各部 □D の実装状態を検査 し， 各部品 の検査結果を表示部の画 面上に表示す る 基板検査装置 にお い て， - 前記表示部の 画面上の一領域に， 基板上の 各部品の 実装位置を所定の色彩で表示 し かつ実装不良 と 判断 し た 部 品 の 位置 を 他 の 部品 位置 と は異 な る 色彩で表示 し， 他の領域に， 上記不良部品の不良内容 ¾r同時に表 示す る こ と を特徵 と す る 基板検査装置 に お け る 検査結 果 ^: ^ ίέ ο

6 . 基板上の実装部品を撮像 し て得た原画像か ら 三原 色の色相パ タ ー ン を抽 出 し ， そ の抽出結果を教示 デー タ と 比較 し て部品の実装状態の良否を判定す る 基板検 查装置に お い て，

表示部の画面上に， 上記原画像 と 抽出結果 に基づ く 画像 と を隣接 さ せて表示す る と と も に， 抽 出結果に基 づ ぐ画像を各色相パ タ ー ン に対応す る 擬似 カ ラ ー を用 い て着色する こ と を特徴 と す る 基板検査装置 に お け る 表示方法。