WO2021079541A1 - 外観検査装置及び、不良検査方法 - Google Patents

Abstract

検査対象の検査領域の画像を取得するとともに、高さ測定装置で検査領域内の所定箇所の高さを測定する外観検査装置において、より正確にはんだ突出不良の判定ができる技術を提供する。検査対象（３０）上における検査領域を撮影する撮像部（３）と、測定光を出射してその反射光を受光することで検査領域における所定箇所の高さを測定する高さ測定部（２０）と、撮像部（３）及び高さ測定部（２０）と検査対象とを相対的に移動させる移動機構（５）と、検査領域の画像と所定箇所の高さの情報とに基づいて、検査領域における検査対象の不良の有無を判定する判定部と、を備え、高さ測定部（２０）から出射される測定光が、検査対象における制限領域（Ｍ）に照射される場合には、判定部が、高さ測定部（２０）によって測定された所定箇所の高さの情報に基づいて不良判定することを制限する。

Description

外観検査装置及び、不良検査方法

　本発明は、製造工程または流通工程において、検査対象の外観検査を行う外観検査装置及び、外観検査装置を用いた不良検査方法に関する。

　回路基板等の検査対象の外観検査を行う外観検査装置においては、検査対象における検査領域の平面画像を取得するとともに、高さ測定を行う場合がある。これは、検査領域の平面画像だけでは不良を検出できない場合があるからである。例えば回路部品のリード３０ａが回路基板３０に正常にはんだ付けされた場合には、図１１（ａ）に示すように、リード３０ａの周囲に斜面を形づくる、はんだフィレット３０ｂが形成されるが、特に自動機ではんだ付けしたような場合には、図１１（ｂ）に示すように、リード３０ａの先端からさらに上側にはんだ３０ｃがツノ状に突出するはんだ突出不良が生じる場合がある。このようなはんだ突出不良は、回路基板３０の平面画像からだけでは検出することが困難で、はんだ部分の高さを測定する必要がある。

　そして、はんだ部分の高さ測定を効率的に行うためには、外観検査装置が、検査領域の画像を取得する撮像装置に加えて、はんだ部分に測定光を照射して、その反射光を受光することではんだ部分の高さを測定する高さ測定装置を備えるようにし、非接触ではんだ部分の高さを測定することが望ましい。しかしながら、このような高さ測定において、測定光がリード３０ａ及びツノ状に突出したはんだ３０ｃに照射された場合には、はんだ部分の高さが正確に測定可能であるが、測定光がはんだフィレット３０ｂの斜面に照射された場合には、その反射光がさらに回路基板の他の部分で反射され、迷光として高さ測定装置に受光される場合があった。その結果、はんだ突出不良の誤検出が生じる場合があった。

特開２００６－３００９４号公報

　本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、検査対象の検査領域の画像を取得するとともに、検査領域内の所定箇所の高さを測定する外観検査装置において、より正確な不良の判定が可能な技術を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するための本発明は、検査対象上における検査領域を撮影する撮像部と、
　測定光を出射してその反射光を受光することで前記検査対象における所定箇所の高さを測定する高さ測定部と、
　前記撮像部及び前記高さ測定部と前記検査対象とを相対的に移動させることで、前記撮像部によって撮影される前記検査領域及び、前記高さ測定部によって高さが測定される所定箇所を変更する移動機構と、
　前記撮像部によって撮影された前記検査領域の画像と、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報とに基づいて、前記検査領域における前記検査対象の不良の有無を判定する判定部と、
　を備える外観検査装置であって、
　前記高さ測定部から出射される測定光が、前記検査対象における所定の制限領域に照射される場合には、前記判定部が、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限する制限部をさらに備えることを特徴とする、外観検査装置である。

　本発明の外観検査装置においては、基本的に、撮像部によって撮影された検査領域の画像と、高さ測定部によって測定された所定箇所の高さの情報とに基づいて、判定部が、検査領域における検査対象の不良の有無を判定する。一方、高さ測定部から出射される測定光が、検査対象における所定の制限領域に照射される場合には、判定部が、高さ測定部によって測定された所定箇所の高さの情報に基づいて、不良の有無を判定することを制限する。すなわち、測定光を検査対象に照射した場合に、反射光が直接に高さ測定部に受光されず、複数回の反射の結果、迷光として高さ測定部に受光されてしまうような場所については、高さ測定部によって測定された情報を、不良の有無の判定に利用することを制限する。これによれば、測定光の反射光が高さ測定可能な態様で高さ測定部に受光されず、迷光として高さ測定部に受光されることで、不良の誤検出が発生することを抑制できる。

　また、本発明においては、前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、前記制限領域は、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードの周りにはんだが斜面を形づくったフィレット部分を含むようにしてもよい。

　これによれば、回路部品のリードを回路基板にはんだ付けする際に形成されたフィレットによって、測定光が不測の方向に反射して、迷光として高さ測定部に受光される場合には、高さ測定部による高さ情報を不良判定に利用することが制限されるので、外観検査装置による不良判定の精度を向上させることが可能である。

　また、本発明においては、前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、前記制限領域は、前記高さ測定部と前記回路基板とが相対的に移動した際に、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードに前記測定光が照射された時点の直前または直後に、前記測定光が照射される領域を含むようにしてもよい。

　ここで、高さ測定部が回路基板に対して相対移動しながら、はんだ部分の高さが測定される場合に、測定光がリードに照射されるタイミングの直前または直後には、測定光がフィレットに照射され、その反射光が迷光として高さ測定部に受光される可能性が高くなる。よって、このタイミングにおいて測定光が照射される領域を制限領域として、測定光が制限領域に照射される場合には、高さ測定部によって測定された所定箇所の高さの情報に基づいて、不良の有無を判定することが制限される。よって、迷光に起因する不良の誤検出をより確実に抑制することが可能となる。

　また、本発明においては、前記制限領域に対する、前記高さ測定部の前記回路基板に対する相対的な移動の方向または逆方向には、前記測定光が照射されたリードに隣接する他のリード及びフィレット部分が存在するものとしてもよい。換言すると、制限領域は、上述した条件に加えて、該制限領域に対する、前記高さ測定部の前記回路基板に対する相対的な移動の方向または逆方向には、前記リードに隣接する他のリード及びフィレット部分が存在する領域であって、このような場合に、前記判定部が、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限するようにしても構わない。

　すなわち、測定光が照射されるリードを含むはんだ部分の近傍に他のはんだ部分がある場合には、測定光が照射されたはんだ部分におけるフィレットで反射された測定光が、隣のはんだ部分におけるフィレットで再度反射して高さ測定部に迷光として受光される可能性が高くなる。よって、このような場合に、判定部が、高さ測定部によって測定された所定箇所の高さの情報に基づいて、不良の有無を判定することを制限することで、より効率的に、迷光による不良の誤検出を抑制することが可能となる。

　また、本発明においては、前記回路基板における前記リードの位置に基づいて前記制限領域を自動設定する設定部を、さらに備えるようにしてもよい。

　すなわち、本発明においては、リードの位置が分かれば、フィレットの存在する位置を推定することができるので、リードの位置に基づいて、フィレットの位置を推定し、その領域を自動的に制限領域とするようにしてもよい。これによれば、様々な回路基板に対して制限領域をより容易に設定することが可能となる。なお、この場合のリードの位置は、予め測定しても構わないし、回路基板の設計情報から取得するようにしても構わない。

　また、本発明においては、前記不良は、前記回路部品のリードの前記回路基板へのはんだ付けにおいて、該リードの先端からはんだが突出するはんだ突出不良であることとしてもよい。

　はんだ突出不良は、撮像部によって撮影される平面画像だけからは検出が困難であり、且つ、その検出精度に、フィレットによる反射に起因する迷光が大きく影響する。よって、本発明をはんだ突出不良の判定に適用することで、より効率的に、不良の誤検出を抑制することが可能である。

　本発明は、検査対象上における検査領域を撮影する撮像部と、
　測定光を出射してその反射光を受光することで前記検査対象における所定箇所の高さを測定する高さ測定部と、
　前記撮像部及び前記高さ測定部と前記検査対象とを相対的に移動させることで、前記撮像部によって撮影される前記検査領域及び、前記高さ測定部によって高さが測定される所定箇所を変更する移動機構と、
　を備えた、外観検査装置を用い、
　前記撮像部によって撮影された前記検査領域の画像と、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報とに基づいて、前記検査領域における前記検査対象の不良の有無を判定する、不良検査方法であって、
　前記測定光が、前記検査対象における所定の制限領域に照射される場合には、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限することを特徴とする、不良検査方法であってもよい。

　また、本発明は、前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、
　前記制限領域は、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードの周りにはんだが斜面を形づくったフィレット部分を含むことを特徴とする、上記の不良検査方法であってもよい。

　また、本発明は、前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、
　前記制限領域は、前記高さ測定部と前記回路基板とが相対的に移動した際に、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードに前記測定光が照射された時点の直前または直後に、前記測定光が照射される領域を含むことを特徴とする、上記の不良検査方法であってもよい。

　また、本発明は、前記制限領域に対する、前記高さ測定部の前記回路基板に対する相対的な移動の方向または逆方向には、前記測定光が照射されたリードに隣接する他のリード及びフィレット部分が存在することを特徴とする、上記の不良検査方法であってもよい。

　また、本発明は、前記不良は、前記回路部品のリードの前記回路基板へのはんだ付けにおいて、該リードの先端からはんだが突出するはんだ突出不良であることを特徴とする、上記の不良検査方法であってもよい。

　なお、本発明においては、上記の課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

　本発明によれば、検査対象の検査領域の画像を取得するとともに、検査領域内の所定箇所の高さを測定する外観検査装置において、不良の判定の精度を向上させることができる。

適用例における外観検査装置の概略構成を示す斜視図である。 従来技術における迷光の発生メカニズムを説明するための図である。 従来技術において得られる高さ測定装置の出力信号の例を示すグラフである。 適用例におけるマスク領域を示す概略図である。 実施例における検査対象の基板と、はんだ部分と、マスク領域を示す図である。 実施例における不良検査のための設定フローを示すフローチャートである。 実施例における不良検査フローを示すフローチャートである。 実発明が適用される外観検査装置の他の例の概略構成を示す斜視図である。 従来技術における迷光の発生メカニズムの第２の例を説明するための図である。 実施例における検査対象の基板と、はんだ部分と、マスク領域の第２の例を示す図である。 実発明におけるはんだ突出不良を説明するための図である。

〔適用例〕
　以下では、本発明の適用例としての外観検査装置１について、図面を用いて説明する。図１は、外観検査装置１の主要部の概略構成を示す斜視図である。外観検査装置１は、主として、検査対象を撮像するカメラ２を含む撮像部としての撮像ユニット３をＸ軸方向に移動可能に支持する架台４と、架台４をＹ軸方向に駆動するボールねじ５と、ボールねじ５に駆動される架台４をＹ軸方向に案内するガイド６と、それらを支持するフレーム７とを備える。フレーム７のＹ軸方向に延びるボールねじ支持部７ａには、ボールねじ５に平行に架台４の位置を検出するリニアスケール８が設けられている。

　そして、同じくフレーム７のＹ軸方向に延びるガイド支持部７ｂには、架台４に設けられたスライダーを案内するレールに平行に架台４の位置を検出するリニアスケール９が設けられている。また、Ｘ軸方向に延びる架台４に沿って、撮像ユニット３の位置を検出するリニアスケール１０が設けられている。これらのリニアスケール８，９，１０は、それぞれフレーム７及び架台４に沿って配置された被検出部と、架台４及び撮像ユニット３に設けられた検出部とからなり、検出部が、被検出部に対する位置情報を検出する。

　図１の外観検査装置１においては、撮像ユニット３には下方に向けて視野を有するカメラ２が設けられている。カメラ２の下方には、検査対象である回路基板をＸ軸方向に搬送するコンベアが配置される。コンベアによって外観検査装置１外から搬入された回路基板は、カメラ２の下方で停止し、所定位置でクランプされる。そして、検査が終了すると検査対象は、カメラ２の下方から外観検査装置１外へとコンベアによって搬送される。

　検査対象がカメラ２の下方で停止した状態において、ボールねじ５の駆動により、架台４がＹ軸方向に移動し、さらに、ボールねじ（不図示）の駆動により架台４に対しても撮像ユニット３がＸ軸方向に移動することで、撮像ユニット３を回路基板における検査位置まで移動させ、検査対象を撮影する。この撮像ユニット３によって撮影される領域は、本実施例において検査領域に相当する。そして、外観検査のための画像の取得が終了した際には、その後、高さ測定部としてのレーザー変位計２０によって、回路基板にはんだ付けされた回路部品のリードの高さを測定し、はんだ突出不良の検査を行う。なお、図１に示されるのはレーザー変位計２０のセンサ部分のみであるが、以下においても、このセンサ部分をレーザー変位計２０と呼ぶ。

　なお、外観検査装置１は、制御装置１５及び、制御装置１５の指令により、外観検査装置１のボールねじ５等の制御を行うサーボドライバ１６を有する。撮像ユニット３の画像や、レーザー変位計２０により検出された高さの情報は、制御装置１５に送信され、制御装置１５に設けられた記憶部１５ａに格納されたプログラムに従い、制御装置１５内に備えられた演算部１５ｂよって、はんだ突出不良の不良判定が行われる。ここで、架台４をＹ軸方向に駆動させるボールねじ５と撮像ユニット３を架台４に対してＸ軸方向に移動させるボールねじは、本実施例において移動機構に相当する。

　次に、図２を用いて、上記のようにレーザー変位計２０によってリードの高さ測定を行い、はんだ突出不良の検査を行う場合の不都合について説明する。図２には、レーザー変位計２０ではんだ突出不良を検査する際の各タイミングにおける、レーザー光の反射の状態を示す。図２において、レーザー変位計２０は、図中左側から右側に移動しながら、回路基板３０の各回路部品のリード３０ａの高さを測定する。なお、レーザー変位計２０において、レーザー光は、出光部２０ａから、鉛直下側に向けて出射され、検査対象からの反射光を受光部２０ｂで受光する。受光部２０ｂの受光感度は、レーザー変位計２０の出光部２０ａ側について有しており、出光部２０ａと反対側については受光感度を有していない。

　図２において図２（ａ）は、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａを通り過ぎた直後の状態を示す。図２（ｂ）は、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａの頂部に照射される場合の状態を示す。図２（ｃ）は、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａの頂部に照射される直前の状態を示す。先ず、図２（ｂ）の状態においては、レーザー変位計２０の出光部２０ａからの出射光が直接、リード３０ａの頂部に照射され、その反射光が直接、受光部２０ｂに入射している。この状態においては、リード３０ａの高さが正確に測定可能である。次に、図２（ａ）の状態においては、レーザー変位計２０の出光部２０ａからの出射光は直接、リード３０ａの頂部に照射されず、フィレット部分としてのはんだフィレット３０ｂの斜面に照射される。そして、はんだフィレット３０ｂにおいて反射したレーザー光は、その前側に隣接するリード３０ａのはんだフィレット３０ｂでさらに反射され、その反射光が受光部２０ｂに迷光として入射している。この状態においては、この迷光に起因して、レーザー変位計２０からは、実際のリード３０ａの高さより大きいノイズ信号が出力される。

　次に、図２（ｃ）の状態においても、レーザー変位計２０の出光部２０ａからの出射光は直接、リード３０ａの頂部に照射されず、リード３０ａの後側のはんだフィレット３０ｂの斜面に照射される。そして、はんだフィレット３０ｂにおいて反射したレーザー光は、その後側に隣接したリード３０ａのはんだフィレット３０ｂでさらに反射され、その反射光が受光部２０ｂに入射している。この状態においては、受光部２０ｂが、この方向の入射光に対する感度を有していないので、レーザー変位計２０からは、迷光に起因するノイズ信号は出力されない。

　図３には、このような場合のレーザー変位計２０の出力の変化について示す。図３のグラフの横軸は時間、縦軸はレーザー変位計２０の出力を示す。グラフ中実線で示すのは、レーザー変位計２０の出射光が直接、リード３０ａの頂部に照射され反射された光に基づく出力信号であり、実際のリード３０ａの高さを反映した信号である。一方、破線で示すのは、図２（ａ）で示した、前側に隣接したリード３０のはんだフィレット３０ａからの迷光に起因するノイズ信号である。また、図中水平に引かれた破線は、検査閾値であり、仮に、リード３０ａの頂部に照射され反射された光に基づく出力信号が、この閾値以上である場合には、リード３０ａの上部よりさらに上側に向けてはんだが突出していると判断され、はんだ突出不良と判定される。図３に示すように、ノイズ信号は実際のリード３０ａの頂部からの反射光による信号と比較しても大きく、検査閾値を超えてしまうため、はんだ突出不良と誤判定されてしまう場合があった。

　これに対し、本適用例においては、レーザー変位計２０の出力信号のうち、はんだフィレット３０ａの斜面の反射に起因する迷光によるノイズ信号が、はんだ突出不良の判定に使用されないようにした。より具体的には、図４にハッチングで示す制限領域としてのマスク領域Ｍにレーザー変位計２０からの出射光が照射された場合には、レーザー変位計２０の出力を、はんだ突出不良の判定に使用しないこととした。これによれば、はんだフィレット３０bの斜面の反射光に起因する迷光によって、はんだ突出不良がないにも関わらずはんだ突出不良が存在すると誤判定してしまう不都合を防止することが可能である。

〔実施例１〕
　図５には、検査対象である回路基板３０の裏面の一部を拡大した底面図を示す。回路基板３０の裏面には図に示すように、リード３０ａと、リード３０ａを基板３０にはんだ付けすることで形成されたはんだフィレット３０ｂが２列に並列して配置されている。また、図４において、レーザー変位計２０は左から右方向に移動するとする。本実施例では、図４のような状況において、破線で示したマスク領域Ｍに、測定光が出射された場合のレーザー変位計２０の出力は、はんだ突出不良の判定に使用しないこととした。

　なお、図５からわかるように、並列されたはんだフィレット３０ｂのうち、マスク領域Ｍは、レーザー変位計２０の進行方向に別のはんだフィレット３０ｂが隣接したもののみに設定されている。これは、レーザー変位計２０の進行方向に別のはんだフィレット３０ｂが隣接していない場合には、図２（ａ）に示すような迷光によるノイズ出力が発生しないからである。換言すると、本実施例においては、レーザー変位計２０の進行方向に別のはんだフィレット３０ｂが隣接しないはんだフィレット３０ａについては、マスク領域Ｍは設定されない。これによれば、はんだフィレット３０ｂのうち、迷光に起因するノイズ出力の発生の可能性の低いはんだフィレット３０ｂについては、マスク領域Ｍが設定されず、より詳細な高さ測定を行うことが可能である。

　次に、図６及び図７を用いて、はんだ突出不良の判定に係る制御について説明する。図５に示すのは、はんだ突出不良の判定における各種設定処理に係るフローチャートである。本フローチャートは、制御装置１５内の記憶部１５ａに記憶され演算部１５ｂによって実行されるものである。本フローが実行されると、まず、ステップＳ１０１において、検査対象の回路基板３０における検査位置と、レーザー変位計２０によるスキャンの開始位置と終了位置が設定される。次に、ステップＳ１０２において、回路基板３０の設計情報から、回路基板３０におけるリード３０ａの接続用孔の位置を取得し、これによりリード３０ａの位置を設定する。

　次に、ステップＳ１０３において、リード３０ａの位置から、マスク領域Ｍの位置を自動的に設定する。より具体的には、リード３０ａの位置から、レーザー変位計２０の進行方向について例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍの範囲、レーザー変位計２０の進行方向に垂直な方向については、リード３０ａの中心±１ｍｍの範囲としてもよい。このマスク領域Ｍの位置（範囲）については、リード３０ａの太さ、はんだフィレット３０ｂの大きさに応じて決めればよい。次に、ステップＳ１０４において、はんだ突出不良の判定閾値を決定する。この閾値は、はんだ突出不良が生じていない場合のリード３０ａの高さのばらつきの最大値より大きく、はんだ突出不良が生じている場合のはんだ先端高さのばらつきの最小値より小さい値として設定される。ステップＳ１０４の処理が終了すると本ルーチンを終了する。ここで、マスク領域Ｍを自動設定するステップＳ１０３を実行する制御装置１５の演算部１５ｂは本実施例において設定部に相当する。

　次に、図７には、はんだ突出不良の判定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ２０１において、検査対象としての回路基板３０が外観検査装置１に搬入される。次に、ステップＳ２０２においてレーザー変位計２０によってはんだ部分のリード３０ａの高さが計測される（実際には、この前に、撮像ユニット３によって回路基板３０における各検査領域の外観の撮影が行われる）。次に、ステップＳ２０３において、マスク領域Ｍを、レーザー変位計２０によって取得された二次元画像の検査エリアから除外する。より詳細には、マスク領域Ｍについても、レーザー変位計２０によって高さ測定は行うが、この領域から得られた高さの情報は、はんだ突出不良の判定には用いない。

　そして、ステップＳ２０４に進み、リード３０の周辺領域における最大高さがステップＳ１０４で設定した検査閾値以上かどうかが判定される。この際、上記の周辺領域からマスク領域Ｍは除外される。なお、このリード３０の周辺領域は本実施例において所定箇所に相当する。ここで、リード３０の（マスク領域Ｍを除外した）周辺領域における最大高さがステップＳ１０４で設定した検査閾値より小さかった場合には、ステップＳ２０５に進む。一方、リード３０の（マスク領域Ｍを除外した）周辺領域における最大高さがステップＳ１０４で設定した検査閾値以上であった場合には、ステップＳ２０６に進む。

　ステップＳ２０５においては、はんだ突出不良ではないと判定される。一方、ステップＳ２０６においては、はんだ突出不良が発生したと判定される。ステップＳ２０５または、ステップＳ２０６の処理が終了すると本ルーチンを終了する。

　以上、説明したとおり、本実施例によれば、レーザー変位計２０からの測定光がはんだフィレット３０ｂで反射して迷光となり、レーザー変位計２０に受光される可能性がある領域については、測定された高さの情報をはんだ突出不良の判定に使用しないこととした。これにより、はんだ突出不良の判定に誤判定が生じることを抑制することが可能となる。ここで、マスク領域Ｍを、レーザー変位計２０によって取得された二次元画像の検査エリアから除外するステップＳ２０３の処理を実行する制御装置１５の演算部１５ｂは、本実施例において制限部に相当する。また、ステップＳ２０４～ステップＳ２０６の処理を実行する制御装置１５の演算部１５ｂは、本実施例において判定部に相当する。

　なお、本実施例においては、図１に示したように、レーザー変位計２０が外観検査装置１の撮像ユニット３に固定され、撮像ユニット３を移動させて、検査対象である回路基板３０の検査箇所の高さを測定する場合について説明したが、本発明が適用される外観検査装置１は、図１に示したような構成のものに限られない。例えば、図８に示したように、外観検査装置１のガイド支持部７ｂにレーザー変位計１１及び１２が備えられ、回路基板３０の外観検査装置１への搬入時に、基板３０における検査箇所の高さを測定するタイプのものに適用されても構わない。

　また、本実施例においては、図２に示したように、レーザー変位計２０のプローブは、その進行方向に対して、出光部２０ａが受光部２０ｂより前側に配置された例について説明した。しかしながら、本発明が適用されるレーザー変位計２０の配置は上記のものに限られない。レーザー変位計２０の進行方向に対して、出光部２０ａが受光部２０ｂより後側に配置された装置についても、本発明は適用可能である。レーザー変位計２０の進行方向に対して、出光部２０ａが受光部２０ｂより後側に配置されたとした場合について、図９を用いて説明する。図９は、この場合において、レーザー変位計２０ではんだ突出不良を検査する際の各タイミングにおける、レーザー光の反射の状態を示す。

　図２の場合と同様、図９（ａ）は、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａを通り過ぎた直後の状態を示す。図９（ｂ）は、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａの頂部に照射される場合の状態を示す。図９（ｃ）は、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａの頂部に照射される直前の状態を示す。図９（ｂ）の状態においては、レーザー変位計２０の出光部２０ａからの出射光が直接、リード３０ａの頂部に照射され、その反射光が直接、受光部２０ｂに入射している。次に、図９（ａ）の状態においては、レーザー変位計２０の出光部２０ａからの出射光は、はんだフィレット３０ｂの斜面に照射される。そして、はんだフィレット３０ｂにおいて反射したレーザー光は、その前側に隣接するリード３０ａのはんだフィレット３０ｂでさらに反射され、その反射光が受光部２０ｂに迷光として入射する。この際、受光部２０ｂが、この方向の入射光に対する感度を有していないので、レーザー変位計２０からは、迷光に起因するノイズ信号は出力されない。

　次に、図９（ｃ）の状態においても、レーザー変位計２０の出光部２０ａからの出射光は直接、リード３０ａの頂部に照射されず、リード３０ａの後側のはんだフィレット３０ｂの斜面に照射される。そして、はんだフィレット３０ｂにおいて反射したレーザー光は、その後側に隣接したリード３０ａのはんだフィレット３０ｂでさらに反射され、その反射光が受光部２０ｂに入射している。この状態においては、この迷光に起因して、レーザー変位計２０からは、実際のリード３０ａの高さより大きいノイズ信号が出力される。

　よって、レーザー変位計２０の進行方向に対して、出光部２０ａが受光部２０ｂより後側に配置された場合には、マスク領域Ｍは、図１０に示すように、レーザー変位計２０の測定光がリード３０ａに照射される直前に照射される領域に設定してもよい。

　さらに、本発明は、レーザー変位計２０の進行方向に対して、出光部２０ａと受光部２０ｂが垂直に配置された装置についても適用可能である。この場合には、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａを通り過ぎた直後及び、出光部２０ａからの出射光が、リード３０ａの頂部に照射される直前の両方の状態において、はんだフィレット３０ｂで反射された測定光が迷光として、受光部２０ｂに入射する場合がある。よって、この場合には、マスク領域Ｍは、レーザー変位計２０の測定光がリード３０ａに照射される直前に照射される領域及び、直後に照射される領域の両方に対して設定してもよい。本実施例でいう、レーザー変位計２０の測定光がリード３０ａに照射される直前に照射される領域及び、直後に照射される領域とは、前述のように、リード３０ａの位置から、レーザー変位計２０の進行方向または、その逆方向について例えば、０．１ｍｍ～１ｍｍの範囲であってもよい。

　また、上記の実施例においては、マスク領域Ｍを、レーザー変位計２０によって取得された二次元画像の検査エリアから除外した。より詳細には、マスク領域Ｍについても、レーザー変位計２０によって高さ測定は行うが、この領域から得られた高さの情報は、はんだ突出不良の判定には用いないこととした。しかしながら、本発明におけるマスク領域Ｍの扱いはこれに限られない。例えば、マスク領域Ｍについては、レーザー変位計２０によって高さ測定を行わないこととしてもよい。あるいは、マスク領域Ｍについては、レーザー変位計２０により測定された高さの情報を一律でリード３０ａの高さより明らかに低い値としてもよい。さらには、マスク領域Ｍについては、レーザー変位計２０により測定された高さの情報に所定の係数（例えば、×０．１等、１以下の係数）を乗じるようにしてもよい。これらの処理は、本実施例において、「判定部が、高さ測定部によって測定された所定箇所の高さの情報に基づいて、不良の有無を判定することを制限する」ことに相当する。

　さらに、上記の実施例においては、検査対象である回路基板３０を外観検査装置１内に固定し、撮像ユニット３及びレーザー変位計２０を移動させることで、回路基板３０に対して、撮像ユニット３及びレーザー変位計２０を相対移動させた。しかしながら、本発明が適用される外観検査装置は、撮像ユニット３及びレーザー変位計２０が固定され、検査対象が移動することで、検査対象に対して、撮像ユニット３及びレーザー変位計２０を相対移動させるものであってもよい。

　なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
　検査対象（３０）上における検査領域を撮影する撮像部（３）と、
　測定光を出射してその反射光を受光することで前記検査対象における所定箇所の高さを測定する高さ測定部（２０）と、
　前記撮像部（３）及び前記高さ測定部（２０）と前記検査対象とを相対的に移動させることで、前記撮像部（３）によって撮影される前記検査領域及び、前記高さ測定部（２０）によって高さが測定される所定箇所を変更する移動機構（５）と、
　前記撮像部（３）によって撮影された前記検査領域の画像と、前記高さ測定部（２０）によって測定された前記所定箇所の高さの情報とに基づいて、前記検査領域における前記検査対象の不良の有無を判定する判定部（１５）と、
　を備える外観検査装置（１）であって、
　前記高さ測定部（２０）から出射される測定光が、前記検査対象における所定の制限領域（Ｍ）に照射される場合には、前記判定部が、前記高さ測定部（２０）によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限する制限部（１５）をさらに備えることを特徴とする、外観検査装置（１）。
＜発明７＞
　検査対象上における検査領域を撮影する撮像部（３）と、
　測定光を出射してその反射光を受光することで前記検査対象における所定箇所の高さを測定する高さ測定部（２０）と、
　前記撮像部（３）及び前記高さ測定部（２０）と前記検査対象とを相対的に移動させることで、前記撮像部（３）によって撮影される前記検査領域及び、前記高さ測定部によって高さが測定される所定箇所を変更する移動機構（５）と、
　を備えた、外観検査装置（１）を用い、
　前記撮像部（３）によって撮影された前記検査領域の画像と、前記高さ測定部（２０）によって測定された前記所定箇所の高さの情報とに基づいて、前記検査領域における前記検査対象の不良の有無を判定する、不良検査方法であって、
　前記測定光が、前記検査対象における所定の制限領域（Ｍ）に照射される場合には、前記高さ測定部（２０）によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限することを特徴とする、不良検査方法。

１：外観検査装置、２：カメラ、３：撮像ユニット、８，９，１０：リニアスケール、１５：制御装置、１６：サーボドライバ、２０：レーザー変位計、３０：回路基板、３０ａ：リード、３０ｂ：フィレット、３０ｃ：はんだ突出不良、Ｍ：マスク領域

Claims (11)

1. 　検査対象上における検査領域を撮影する撮像部と、
   　測定光を出射してその反射光を受光することで前記検査対象における所定箇所の高さを測定する高さ測定部と、
   　前記撮像部及び前記高さ測定部と前記検査対象とを相対的に移動させることで、前記撮像部によって撮影される前記検査領域及び、前記高さ測定部によって高さが測定される所定箇所を変更する移動機構と、
   　前記撮像部によって撮影された前記検査領域の画像と、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報とに基づいて、前記検査領域における前記検査対象の不良の有無を判定する判定部と、
   　を備える外観検査装置であって、
   　前記高さ測定部から出射される測定光が、前記検査対象における所定の制限領域に照射される場合には、前記判定部が、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限する制限部をさらに備えることを特徴とする、外観検査装置。
2. 　前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、
   　前記制限領域は、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードの周りにはんだが斜面を形づくったフィレット部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 　前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、
   　前記制限領域は、前記高さ測定部と前記回路基板とが相対的に移動した際に、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードに前記測定光が照射された時点の直前または直後に、前記測定光が照射される領域を含むことを特徴とする、請求項１に記載の外観検査装置。
4. 　前記制限領域に対する、前記高さ測定部の前記回路基板に対する相対的な移動の方向または逆方向には、前記測定光が照射されたリードに隣接する他のリード及びフィレット部分が存在することを特徴とする、請求項２または３に記載の外観検査装置。
5. 　前記回路基板における前記リードの位置に基づいて前記制限領域を自動設定する設定部を、さらに備えることを特徴とする、請求項２または３に記載の外観検査装置。
6. 　前記不良は、前記回路部品のリードの前記回路基板へのはんだ付けにおいて、該リードの先端からはんだが突出するはんだ突出不良であることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の外観検査装置。
7. 　検査対象上における検査領域を撮影する撮像部と、
   　測定光を出射してその反射光を受光することで前記検査対象における所定箇所の高さを測定する高さ測定部と、
   　前記撮像部及び前記高さ測定部と前記検査対象とを相対的に移動させることで、前記撮像部によって撮影される前記検査領域及び、前記高さ測定部によって高さが測定される所定箇所を変更する移動機構と、
   　を備えた、外観検査装置を用い、
   　前記撮像部によって撮影された前記検査領域の画像と、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報とに基づいて、前記検査領域における前記検査対象の不良の有無を判定する、不良検査方法であって、
   　前記測定光が、前記検査対象における所定の制限領域に照射される場合には、前記高さ測定部によって測定された前記所定箇所の高さの情報に基づいて、前記不良の有無を判定することを制限することを特徴とする、不良検査方法。
8. 　前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、
   　前記制限領域は、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードの周りにはんだが斜面を形づくったフィレット部分を含むことを特徴とする、請求項７に記載の不良検査方法。
9. 　前記検査対象は、回路部品が実装された回路基板であって、
   　前記制限領域は、前記高さ測定部と前記回路基板とが相対的に移動した際に、前記回路基板にはんだ付けされた前記回路部品のリードに前記測定光が照射された時点の直前または直後に、前記測定光が照射される領域を含むことを特徴とする、請求項７に記載の不良検査方法。
10. 　前記制限領域に対する、前記高さ測定部の前記回路基板に対する相対的な移動の方向または逆方向には、前記測定光が照射されたリードに隣接する他のリード及びフィレット部分が存在することを特徴とする、請求項８または９に記載の不良検査方法。
11. 　前記不良は、前記回路部品のリードの前記回路基板へのはんだ付けにおいて、該リードの先端からはんだが突出するはんだ突出不良であることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載の不良検査方法。

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