JP2001324455A - Visual inspection apparatus for mounting substrate - Google Patents
Visual inspection apparatus for mounting substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】被検査基板上の被検査体に対
し特定の照明機器で照射し、被検査体表面反射光を特定
の撮像機器により撮像して得られる画像を処理し、被検
査基板上の部品実装状態、およびはんだ付け状態を検査
する実装基板外観検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The object to be inspected on a substrate to be inspected is illuminated by a specific lighting device, and an image obtained by imaging reflected light from the surface of the object to be inspected by a specific imaging device is processed. The present invention relates to a mounting board appearance inspection apparatus for inspecting the above-mentioned component mounting state and soldering state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、被検査基板上の被検査体に対し特
定の照明機器で照射し、被検査体表面反射光を特定の撮
像機器により撮像して得られる画像を処理し、被検査基
板上の部品実装状態およびはんだ付け状態を検査する実
装基板外観検査装置において、その撮像機器にモノクロ
ＣＣＤカメラを用いたものと、カラーＣＣＤカメラを用
いたものとがある。2. Description of the Related Art Conventionally, an object to be inspected on a substrate to be inspected is illuminated by a specific lighting device, and an image obtained by imaging reflected light from the surface of the object to be inspected by a specific imaging device is processed. In the mounting board appearance inspection apparatus for inspecting the above-mentioned component mounting state and soldering state, there are a device using a monochrome CCD camera and a device using a color CCD camera as its imaging device.
【０００３】モノクロＣＣＤカメラを用いた場合、カラ
ーＣＣＤカメラを用いた場合に対し安価にシステム構築
でき、利用者が色別の検査パラメータを入力する必要が
無いため、検査データが容易に作成できるなどの利点が
ある。[0003] When a monochrome CCD camera is used, a system can be constructed at a lower cost than when a color CCD camera is used, and since there is no need for a user to input inspection parameters for each color, inspection data can be easily created. There are advantages.
【０００４】しかし、輝度情報のみで検査処理するた
め、例えば、被検査体が反射光輝度の近い別のものに隣
接する部分において、被検査体の形状を正確に画像抽出
することができないなどの問題がある。However, since the inspection process is performed using only the luminance information, for example, it is not possible to accurately extract an image of the shape of the object to be inspected in a portion adjacent to another object having close reflected light luminance. There's a problem.
【０００５】特に、被検査体がＣＣＤカメラの撮像素子
面に対し、被検査体毎に一定でない角度を持つはんだフ
ィレットなどの場合を図４にて説明すると、特定の照明
機器による照射光ｅ１は、はんだフィレット表面でｅ２
に拡散反射される。一方はんだフィレット近傍の被検査
基板表面ではｅ３のように拡散反射する。このような状
態で被検査体の形状を輝度情報のみにより画像抽出する
と、被検査体によってはｅ２とｅ３の反射光量が近似し
ていることが多々あり、被検査基板面と被検査体の違い
を判別できず、正確な被検査体の画像を抽出することは
困難であった。[0005] In particular, the case where the object to be inspected is a solder fillet having an angle that is not constant for each object to be inspected with respect to the imaging element surface of the CCD camera will be described with reference to FIG. , E2 on the solder fillet surface
Is diffusely reflected. On the other hand, the surface of the substrate to be inspected near the solder fillet is diffusely reflected like e3. When an image of the shape of the object to be inspected is extracted only from the luminance information in such a state, the reflected light amounts of e2 and e3 are often similar depending on the object to be inspected. And it was difficult to extract an accurate image of the test object.
【０００６】一方、カラーＣＣＤカメラを利用した場
合、モノクロＣＣＤカメラを用いた場合に対し、画像デ
ータに輝度情報と色情報を持つことから、被検査基板と
被検査体の違いを色で判別可能として前記の問題を解決
している。On the other hand, when a color CCD camera is used, since the image data has luminance information and color information as compared with the case of using a monochrome CCD camera, the difference between the substrate to be inspected and the object to be inspected can be distinguished by color. The above problem has been solved.
【０００７】また、特開平６−２５８２４３により実施
される、ＲＧＢ別々の照射角が異なる照明条件で撮像し
た画像データをＲＧＢ毎に２値化処理し、その色別にパ
ターン抽出する装置が実現されており、特に、被検査体
がＣＣＤカメラの撮像素子面に対し被検査体毎に一定で
ない角度を持つはんだフィレットなどの場合有効であ
る。Further, an apparatus implemented by Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-258243 for binarizing image data captured under illumination conditions of different RGB illumination angles for each RGB and extracting a pattern for each color is realized. This is particularly effective when the object to be inspected is a solder fillet having an angle that is not constant for each object to be inspected with respect to the imaging element surface of the CCD camera.
【０００８】しかし、カラーＣＣＤカメラを用いた場
合、ＲＧＢ毎の検査パラメータを設定する必要があり、
モノクロＣＣＤカメラを用いた場合に対して、検査デー
タ作成に手間がかかる。However, when a color CCD camera is used, it is necessary to set inspection parameters for each of RGB.
It takes time to create inspection data as compared to the case of using a monochrome CCD camera.
【０００９】また、検査領域内の平均値などを算出する
際、ＲＧＢ毎の演算が必要となるため、検査処理時間上
不利となる。Further, when calculating the average value in the inspection area, calculation for each of RGB is required, which is disadvantageous in inspection processing time.
【００１０】また、従来の技術による実装基板外観検査
装置において、その特定の照明機器の構造が例えば特公
平７−３９９９６に代表されるように、幾つかの照射角
毎に被検査体に対して直接照射される照明機器を有する
装置があるが、被検査体のＣＣＤカメラ等の撮像素子面
に対する傾斜角度が、４５°を超えるものである場合
は、照明機器における光源の配置上、被検査体の表面で
反射する主光軸が撮像素子面に対し入射するように配置
をすることができない、傾斜角度に固体差があるなどの
理由から、照射角度の異なる毎の照明機器で入射光量の
みによる検査手法では、判定精度の安定性に欠ける。Further, in a conventional mounting board appearance inspection apparatus according to the prior art, the structure of a specific lighting device is, for example, represented by Japanese Patent Publication No. 7-39996. Although there is an apparatus having a lighting device that is directly irradiated, if the angle of inclination of the object to be inspected with respect to an image pickup device surface such as a CCD camera is more than 45 °, the position of the object to be inspected due to the arrangement of the light source in the illumination device It is not possible to arrange the main optical axis reflected on the surface of the image sensor so that it is incident on the image sensor surface, and there are individual differences in the inclination angle. The inspection method lacks stability of determination accuracy.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来の問題を簡潔に整
理すると、モノクロＣＣＤカメラを用いた画像では、輝
度情報のみによる検査処理のため、被検査体の形状を正
確に画像抽出することができないなどの問題があり、カ
ラー画像による従来の検査処理においてＲＧＢすべての
色情報を検査処理に用いる際、ＲＧＢ毎の検査データ作
成のため、手間がかかる。またＲＧＢ毎に処理演算が行
われるため、検査処理時間上不利となる。本考案はこの
ような問題を解決することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION To briefly summarize the conventional problems, an image using a monochrome CCD camera cannot be accurately extracted for the shape of the object to be inspected because of an inspection process using only luminance information. In the conventional inspection process using a color image, when all the color information of RGB is used for the inspection process, it takes time to create inspection data for each RGB. Further, since the processing calculation is performed for each of RGB, it is disadvantageous in the inspection processing time. The purpose of the present invention is to solve such a problem.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本考案は、被検査基板上
の被検査体に対し特定の照明機器で照射し、被検査体表
面反射光を特定の撮像機器により撮像して得られる画像
を処理し、被検査基板上の部品実装状態およびはんだ付
け状態を検査する実装基板外観検査装置において、その
撮像機器にカラーＣＣＤカメラを使用し、かつ白色多光
軸照明を有し、請求項２の発明を施すことでＲＧＢ毎に
よる検査データ作成の手間を緩和し、検査処理時間を高
速化することとしている。According to the present invention, an object to be inspected on a substrate to be inspected is illuminated by a specific illuminating device, and an image obtained by imaging reflected light from the surface of the object to be inspected by a specific imaging device is obtained. 3. A mounting board appearance inspection apparatus for processing and inspecting a component mounting state and a soldering state on a board to be inspected, wherein a color CCD camera is used as an imaging device and white multi-optical axis illumination is provided. By applying the invention, the labor of creating inspection data for each of RGB is reduced, and the inspection processing time is shortened.
【００１３】また、請求項３の発明にかかる実装基板外
観検査装置においては、輝度情報により被検査体を画像
抽出する際、ＲＧＢそれぞれの輝度情報の内１つをオペ
レータにより選定でき、かつ請求項１に記載の照明機器
により、照射角が異なる毎に撮像された画像データに関
し、どれか一つの画像データ、画像データの相互を引算
した画像データ、または和算した画像データの内１つを
選定でき、それぞれ選定された色情報及び画像データ
を、自由に組み合わせた検査処理を可能としたことによ
り、被検査体形状を正確に画像抽出することを提供して
いる。Further, in the mounting board appearance inspection apparatus according to the third aspect of the present invention, when extracting an image of the object to be inspected from the luminance information, one of the luminance information of each of RGB can be selected by an operator. 1. Regarding the image data captured by the lighting device according to 1 at every irradiation angle, any one of the image data, the image data obtained by subtracting the image data from each other, or the summed image data It is possible to perform an inspection process in which the selected color information and image data can be freely combined, thereby providing accurate image extraction of the shape of the inspection object.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明は、撮像手段にカラーＣＣ
Ｄカメラを使用し、かつ白色多光軸照明を有すること
で、輝度情報、色情報、及び照射角の違う毎の画像デー
タを得ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a color CC for an image pickup means.
By using a D camera and having white multi-optical axis illumination, luminance information, color information, and image data for each different illumination angle are obtained.
【００１５】請求項２、３に係る発明は、白色光源のみ
により実施される検査処理であり、白色光源以外での検
査処理は、本発明の実施の形態とは異なるため除外す
る。The invention according to claims 2 and 3 is an inspection process performed only by a white light source, and an inspection process performed by a light source other than a white light source is different from the embodiment of the present invention, and is excluded.
【００１６】前記の白色光源は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ
（青）個々の三原色を発光し、乳白状に成形されたアク
リルなどに代表される拡散透過体により、拡散混合させ
ることで白色発光するようにしてもよい。The white light source is R (red) G (green) B
(Blue) Light of each of the three primary colors may be emitted, and white light may be emitted by diffusion-mixing with a diffused transmissive material typified by opaque acrylic or the like.
【００１７】前記の白色多方向照明におけるそれぞれの
照射角は、１つは被検査実装基板に対し、できるだけ垂
直に照射されるように配置し、２つ目は被検査基板面に
対しできるだけ鋭角に照射されるように配置することが
望ましい。The respective irradiation angles in the white multidirectional illumination are arranged such that one is irradiated so as to be as perpendicular to the board to be inspected as possible, and the other is as acute as possible to the surface of the board to be inspected. It is desirable to arrange so that it is irradiated.
【００１８】請求項２、３に係る発明は、撮像機器にカ
ラーＣＣＤカメラを使用し、白色多光軸照明を有するこ
とで実現するものであり、照射角が１方向のみによる場
合は本発明の実施の形態とは異なるため、除外する。The invention according to claims 2 and 3 is realized by using a color CCD camera as an image pickup apparatus and having white multi-optical axis illumination. Since it is different from the embodiment, it is omitted.
【００１９】被検査基板に対し任意の撮像領域座標で撮
像する必要があり、被検査基板と前記の撮像機器及び照
明機器（以後両方をまとめて撮像部と呼称する）の位置
関係を所定の手段で移動できる必要がある。被検査基板
と撮像部とにおいて、どちらかを移動手段に取り付ける
こととなるが、被検査基板に比べ、前記の撮像部は座標
移動方向に小型であることから、被検査基板を固定と
し、Ｘ−Ｙロボットなどの移動手段側に前記の撮像部を
取り付けることにより、検査装置全体を小型化すること
ができる。It is necessary to take an image of the substrate to be inspected at an arbitrary image capturing area coordinate, and the positional relationship between the substrate to be inspected and the above-mentioned imaging device and illumination device (both will be collectively referred to as an imaging unit) is determined by a predetermined means. You need to be able to move by. Either the substrate to be inspected or the imaging unit is attached to the moving means, but since the imaging unit is smaller in the coordinate movement direction than the substrate to be inspected, the substrate to be inspected is fixed, and X By attaching the above-described imaging unit to a moving means side such as a −Y robot, the entire inspection apparatus can be reduced in size.
【００２０】しかしながら、被検査基板と前記の撮像装
置及び照明装置の重量を比べた場合、被検査基板の重量
が軽いため、移動手段の加減速の観点から、被検査基板
側に取り付ける場合もある。However, when the weight of the substrate to be inspected is compared with that of the image pickup device and the illuminating device, the substrate to be inspected is light in weight. .
【００２１】[0021]
【実施例】図１は、本発明による一実施例である実装基
板外観検査装置全体のシステム摸式図で、白色多光軸照
明１及びカラーＣＣＤカメラ２（以後両方をまとめる場
合撮像部１ａと呼称する）は、移動手段であるＸＹロボ
ット３に取り付けられている。FIG. 1 is a system schematic diagram of an entire mounting board appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The white multi-optical axis illumination 1 and the color CCD camera 2 (hereinafter, the imaging unit 1a and the ) Is attached to the XY robot 3 which is a moving means.
【００２２】図２は白色多光軸照明１及びカラーＣＣＤ
カメラ２と、被検査基板の撮像時における位置関係を表
す縦断面図で、白色多光軸照明１は、その光源である白
色ＬＥＤが被検査基板に対する照射角が同じとなるよう
に円状に配置された、照射角毎にＡ群とＢ群とから成
る。FIG. 2 shows a white multi-axis illumination 1 and a color CCD.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a positional relationship between the camera 2 and a substrate to be inspected at the time of image capturing. A group and a B group are arranged for each irradiation angle.
【００２３】Ａ群とＢ群の各照射角の異なる毎の照明
は、メインコンピュータ４ａによりそれぞれを別々に点
灯制御することができる。The illumination of each of the different illumination angles of the group A and the group B can be separately controlled by the main computer 4a.
【００２４】検査データ作成のためのデータは、ＧＵＩ
環境のオペレーションシステムにて提供されるシステム
で、各種パラメータを表示装置９の画面上で、キーボー
ド１０、マウス１１により入力できる。The data for preparing the inspection data is a GUI
In a system provided by an operating system of the environment, various parameters can be input on the screen of the display device 9 by using the keyboard 10 and the mouse 11.
【００２５】図８（ａ）〜（ｃ）のフローチャート図は
請求項２、３に係る一実施例で、検査データの作成手順
を示す。以後このフローチャートに合わせ説明する。FIGS. 8 (a) to 8 (c) are flow charts showing a procedure for creating inspection data according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made in accordance with this flowchart.
【００２６】オペレータの操作により検査データ作成を
指示し、検査データファイル名、キャリブレーションデ
ータ、基板マーク認識などの基礎データを、被検査基板
固有の検査データを画面操作により入力する。The operator instructs creation of inspection data by operating the operator, and inputs basic data such as an inspection data file name, calibration data, board mark recognition, and the like, and inspection data unique to the substrate to be inspected by operating the screen.
【００２７】撮像部１ａを被検査基板上の撮像したい位
置（撮像座標）に移動するため、ＸＹロボットをオペレ
ータの画面操作により移動する。The XY robot is moved by an operator's screen operation in order to move the imaging unit 1a to a position (imaging coordinates) on the substrate to be imaged on the board to be inspected.
【００２８】撮像部１ａの移動が完了すると、白色多光
軸照明１によりＡ群の照射による画像（以後画像データ
Ａｄと呼称）とＢ群の照射による画像（以後画像データ
Ｂｄと呼称）のそれぞれを撮像し、それぞれの画像デー
タＡｄ及びＢｄは、画像処理ＣＰＵ６によりメインメモ
リ５に取り込まれ、表示装置９に表示される。When the movement of the image pickup section 1a is completed, an image obtained by irradiating the group A (hereinafter referred to as image data Ad) and an image obtained by irradiating the group B (hereinafter referred to as image data Bd) by the white multi-optical axis illumination 1 are respectively provided. And the respective image data Ad and Bd are taken into the main memory 5 by the image processing CPU 6 and displayed on the display device 9.
【００２９】オペレータによる画面操作により、画像デ
ータに対し被検査領域ｆを短形領域指定し、被検査体の
違いよる抽出方法が、例えばＩＣ部品などの場合、色検
査による抽出を、また被検査体がはんだフィレットなど
表面反射率が高いものである場合、輝度検査による抽出
に画面操作により指定する。尚、被検査体の違いによる
色検査と輝度検査の選定は、基本的にはオペレータの経
験則で選定が為される。The operator specifies a rectangular area f to be inspected with respect to the image data by operating the screen, and if the extraction method based on the difference of the inspected object is, for example, an IC component, the extraction by color inspection is performed. When the body has a high surface reflectivity such as a solder fillet, it is designated by a screen operation for extraction by a luminance test. The selection of the color inspection and the luminance inspection depending on the object to be inspected is basically made based on the rule of thumb of the operator.
【００３０】被検査体を抽出するための方法が色検査に
よる抽出の場合は、検査領域内被検査体部分における画
像の一部をオペレータによる画面操作により、色指定領
域ｇを短形領域指定する。In the case where the method for extracting the object to be inspected is extraction by color inspection, a part of the image in the object to be inspected in the inspection area is designated by a screen operation by the operator to designate the color designation area g as a rectangular area. .
【００３１】色指定領域が指定されると、直ちに式
（１）〜（５）の演算を行う。As soon as the color designation area is designated, the operations of equations (1) to (5) are performed.
【００３２】[0032]
【数１】 (Equation 1)
【００３３】[0033]
【数２】 (Equation 2)
【００３４】[0034]
【数３】 (Equation 3)
【００３５】[0035]
【数４】Ｇｐ＝Ｒｂ−Ｇｂ…式（４）Gp = Rb−Gb Equation (4)
【００３６】[0036]
【数５】Ｂｐ＝Ｒｂ−Ｂｂ…式（５）## EQU5 ## Bp = Rb-Bb Equation (5)
【００３７】ここで式（１）によるＲｂは画像データの
短形領域内ｄに指定された色指定領域ｅにおけるＲ信号
の平均値ではない一定値で、同じく式（２）によるＧｂ
はＧ信号の、式（３）によるＢｂはＢ信号の一定値であ
る。さらにＲｂ，Ｇｂ，Ｂｂを式（４）及び式（５）で
得た値（Ｇｐ，Ｂｐ）は、Ｒを基準とした色情報値で、
これをＲ相対２色値とすることで、従来のＲＧＢ毎の色
相値に比べ同じ色情報としては、２／３に圧縮されてい
る。Here, Rb according to the equation (1) is a constant value which is not the average value of the R signal in the color designation area e designated in the rectangular area d of the image data.
Is the G signal, and Bb by equation (3) is a constant value of the B signal. Further, the values (Gp, Bp) obtained from Rb, Gb, and Bb by equations (4) and (5) are color information values based on R,
By making these R relative two color values, the same color information is compressed to 2/3 as compared with the conventional hue value for each RGB.
【００３８】図５（ｂ）は、Ｒ相対２色値による表示の
一例で、画像データに予め指定した検査領域が短形領域
ｆで、また色指定領域が短形領域ｇで表示装置９に表示
され、色指定領域内において、式（１）〜（５）により
求まったＲ相対２色値に対応した色が短形領域ｈ部分内
に表示されると同時に、短形領域ｆ内のＲ相対２色値に
一致する部分を画素毎に抽出パターンｐ１で表示され
る。FIG. 5B shows an example of a display using R relative two color values. The inspection area specified in the image data is a short area f and the color specification area is a short area g on the display device 9. In the color designation area, the color corresponding to the R relative two-color values obtained by the equations (1) to (5) is displayed in the short area h, and at the same time, the R in the short area f is displayed. A portion corresponding to the relative two color values is displayed for each pixel as an extraction pattern p1.
【００３９】前記の抽出パターンｐ１が、適正である被
検査体の範囲となるよう、上限面積パラメータｊ及び下
限面積パラメータｉを画面操作により入力する。なお、
上限面積パラメータｊと下限面積パラメータｉの間とな
る適性面積パラメータｋは、ｊとｉを入力すると、自動
的にｋに表示される。An upper limit area parameter j and a lower limit area parameter i are input by a screen operation so that the extraction pattern p1 is within a proper range of the object to be inspected. In addition,
The appropriate area parameter k between the upper limit area parameter j and the lower limit area parameter i is automatically displayed on k when j and i are input.
【００４０】以上までのオペレータによる操作で入力さ
れた、被検査実装基板上の撮像位置、検査抽出方法、撮
像領域における検査領域ｆ、Ｒ相対２色値、及び適正面
積パラメータｋの各データを、被検査体に対しての固有
の色検査データとして記憶装置７に記憶し、被検査実基
板上すべての色検査部分に対し繰返し同じ操作を行う。The data of the imaging position on the board to be inspected, the inspection extraction method, the inspection area f in the imaging area, the R relative two-color value, and the appropriate area parameter k, which have been input by the above operations by the operator, are The data is stored in the storage device 7 as color test data unique to the test object, and the same operation is repeatedly performed for all color test portions on the actual test substrate.
【００４１】以後被検査基板毎に同じ部分の被検査領域
における抽出パターンｐ１の面積を比較することで、被
検査体が適正であるか非かを判定し、結果を表示装置９
に表示する。Thereafter, by comparing the area of the extracted pattern p1 in the same region to be inspected for each substrate to be inspected, it is determined whether the object to be inspected is proper or not, and the result is displayed on the display device 9.
To be displayed.
【００４２】一方、被検査体を抽出するための方法が輝
度検査による抽出の場合、以後検査原理により、最適検
査色、最適検査画像の各パラメータを画面操作により入
力する。On the other hand, when the method for extracting the object to be inspected is the extraction by the luminance inspection, the parameters of the optimal inspection color and the optimal inspection image are input by screen operation according to the inspection principle.
【００４３】被検査基板面に対し前記Ａ群より照射され
る照射光ａ１はＲＧＢを含んでおり、被検査体近傍の被
検査基板表面で反射され被実装基板表面の色を強く含む
ａ２となり、更にａ２は被検査体表面で反射される２次
反射光ａ３として、カラーＣＣＤカメラ２に撮像され
る。Irradiation light a1 emitted from the group A to the surface of the substrate to be inspected contains RGB, and becomes a2 which is reflected on the surface of the substrate to be inspected near the object to be inspected and strongly includes the color of the surface of the substrate to be inspected. Further, a2 is imaged by the color CCD camera 2 as secondary reflected light a3 reflected on the surface of the inspection object.
【００４４】被検査体近傍の被検査基板表面反射光はａ
４としてカラーＣＣＤカメラ２に撮像される。The light reflected on the surface of the substrate to be inspected near the object to be inspected is a
As 4, the image is captured by the color CCD camera 2.
【００４５】例えば被検査基板表面色が緑色の場合で、
被検査体がはんだフィレットなど表面の反射率が高いも
のである場合、ａ３はａ２同様の被検査基板表面の色を
強く含む反射光として撮像され、図７（ａ）のような色
別の反射光量となる。For example, when the surface color of the substrate to be inspected is green,
When the object to be inspected has a high surface reflectance such as a solder fillet, a3 is imaged as reflected light strongly including the color of the surface of the substrate to be inspected similarly to a2, and reflection by color as shown in FIG. Light quantity.
【００４６】一方被検査基板面に対し直角または直角に
近い角度で交わるように照射されたＢ群より照射される
別の照射光ｂ１の内、被検査体ｔ１に照射される部分光
ｃ１は被検査体表面でｃ２に反射され、被検査体表面の
拡散反射光ｃ３のみがカラーＣＣＤカメラ２に撮像さ
れ、図７（ｂ）のような色別の反射光量となる。On the other hand, of the other irradiation light b1 irradiated from the group B irradiated so as to intersect at right angles or close to a right angle with the surface of the substrate to be inspected, the partial light c1 irradiated to the inspection object t1 is an object. Only the diffusely reflected light c3 reflected on the surface of the test object and c3 on the surface of the test object is imaged by the color CCD camera 2, and the amount of reflected light for each color as shown in FIG.
【００４７】被検査基板表面に照射される部分光ｄ１
は、被検査基盤表面の色を強く含むｄ２に拡散反射さ
れ、カラーＣＣＤカメラ２に撮像される。Partial light d1 applied to the surface of the substrate to be inspected
Are diffusely reflected by d2 containing the color of the surface of the substrate to be inspected strongly, and captured by the color CCD camera 2.
【００４８】また拡散反射光の内ｄ３は、被検査体表面
で拡散反射するｄ４となるが、主光軸でない（拡散光）
ため、反射光量は極僅かとなる。Further, d3 of the diffusely reflected light becomes d4 which is diffusely reflected on the surface of the test object, but is not the main optical axis (diffuse light).
Therefore, the amount of reflected light is extremely small.
【００４９】被検査基板表面部分の画像データＡｄは、
ａ４を撮像したもので、被検査基板部分の画像データＢ
ｄはｄ２を撮像したものである。同じく、被検査体部分
の画像データＡｄは、ａ３を撮像したもので、被検査体
部分の画像データＢｄはｃ３を撮像したものである。The image data Ad of the surface of the substrate to be inspected is
a4 is imaged, and image data B of the inspected substrate portion
d is an image of d2. Similarly, the image data Ad of the object to be inspected is obtained by imaging a3, and the image data Bd of the object to be inspected is obtained by imaging c3.
【００５０】被検査基板表面部分と被検査体部分とで分
けて画像データＡｄ及びＢｄを比べると、被検査基板表
面が鏡面状な場合を除き、ａ４とｄ２の反射光量は近似
しており、一方ａ３とｃ３を比べた場合、反射光ａ３は
ａ１の主光軸で、ｃ３はｃ１の拡散反射光であるため、
ａ３の反射光量がｃ３に比べ大となる。また、ｄ４はｃ
３に比べ極僅かなため無視する。Comparing the image data Ad and Bd separately for the surface of the substrate to be inspected and the object to be inspected, the reflected light amounts of a4 and d2 are similar except when the surface of the substrate to be inspected is a mirror surface. On the other hand, when comparing a3 and c3, the reflected light a3 is the main optical axis of a1 and c3 is the diffuse reflected light of c1.
The reflected light amount of a3 is larger than c3. D4 is c
Ignored because it is very small compared to 3.
【００５１】照射光ａ１で撮像した画像データＡｄよ
り、照射光ｂ１で撮像した画像データＢｄの輝度をＲＧ
Ｂ各色別に引算すると、被検査基板表面の色に同じＧに
ついての色情報を引算した結果が最大値となり、図７
（ｃ）のようになる。言い換えれば、被検査基板表面の
色情報で画像Ａｄから画像Ｂｄを引算した場合、被検査
基板表面部分はａ４よりｄ２を引算することにより打ち
消され、被検査体部分はａ３よりｃ３を引算した場合最
大値となり、被検査基板部分と被検査体部分を鮮明に抽
出することができる。Based on the image data Ad captured by the irradiation light a1, the luminance of the image data Bd captured by the irradiation light b1 is calculated as RG.
When the subtraction is performed for each B color, the result of subtracting the color information for the same G from the color of the surface of the substrate to be inspected becomes the maximum value.
(C). In other words, when the image Bd is subtracted from the image Ad by the color information of the inspected substrate surface, the inspected substrate surface portion is canceled by subtracting d2 from a4, and the inspected object portion is subtracted from c3 by a3. When the calculation is performed, the maximum value is obtained, and the inspection target board portion and the inspection target portion can be clearly extracted.
【００５２】以上の原理により、被検査基板部分と被検
査体部分を鮮明に抽出することができるように、ＲＧＢ
の内一つに取り決めた色情報を適正検査色、ＡｄよりＢ
ｄを引算した画像データに代表するように、被検査体部
分を最も鮮明に抽出すべく選定した画像データを適正検
査画像とする。According to the above-described principle, the RGB and RGB portions are extracted so that the substrate portion to be inspected and the inspected portion can be clearly extracted.
Color information decided as one of the two
The image data selected so as to most clearly extract the part to be inspected, as represented by the image data obtained by subtracting d, is defined as an appropriate inspection image.
【００５３】これまでの原理説明では、画像データＡｄ
より画像データＢｄを引算した画像を適正検査画像とし
たが、被検査体の形状や、表面反射の度合い、被検査体
近傍の状態など諸々の条件により、オペレータは画像デ
ータＡｄ及びＢｄのそれぞれを和算、引算、画像データ
Ａｄのみ、または画像データＢｄのみでの検査演算を選
択が可能であり、オペレータは経験則により、被実装基
板と被検査体を鮮明に抽出することができる適正検査色
と適正検査画像を画面操作で選定する。In the above description of the principle, the image data Ad
The image obtained by subtracting the image data Bd is used as the appropriate inspection image. However, depending on various conditions such as the shape of the object to be inspected, the degree of surface reflection, and the state near the object to be inspected, the operator can use the image data Ad and Bd respectively. , Subtraction, inspection operation using only the image data Ad or only the image data Bd can be selected, and the operator can clearly extract the mounting substrate and the inspection object by empirical rules. An inspection color and an appropriate inspection image are selected by screen operation.
【００５４】図６（ａ）（ｂ）は本考案による表示の一
例で、適正検査色及び適正検査画像により検査演算を画
面操作により実行させると、検査領域ｆ内の輝度を２５
６階調でＸ軸に、輝度別の面積総和をＹ軸、上限輝度パ
ラメータ値を線１１、下限輝度パラメータ値を線１２と
からなる図６（ａ）を表示装置９に表示する。FIGS. 6A and 6B show an example of a display according to the present invention. When the inspection calculation is executed by a screen operation using an appropriate inspection color and an appropriate inspection image, the luminance in the inspection area f is reduced to 25.
FIG. 6A showing the X-axis with six gradations, the area sum for each luminance on the Y-axis, the upper limit luminance parameter value on line 11 and the lower limit luminance parameter value on line 12 is displayed on the display device 9.
【００５５】図６（ａ）における輝度別面積総和が最大
となる部分を中心とした波形は、検査領域内の被検査体
部分の反射光情報とみなすことができ、波形の両端にそ
れぞれ上限輝度パラメータｍと下限輝度パラメータｎを
画面操作により設定し、上限輝度パラメータｍと下限輝
度パラメータｎの間に位置する輝度情報は、適正輝度パ
ラメータとし、ｍとｎを入力すると自動的にｏに表示さ
れる。The waveform centered on the portion where the total area by luminance in FIG. 6A is the maximum can be regarded as the reflected light information of the part to be inspected in the inspection area. A parameter m and a lower limit luminance parameter n are set by a screen operation. Luminance information located between the upper limit luminance parameter m and the lower limit luminance parameter n is set to an appropriate luminance parameter, and when m and n are input, they are automatically displayed on o. You.
【００５６】オペレータの画面操作により検査演算を実
行すると、検査領域内における適正輝度パラメータと一
致する画素毎にｐ２のようにパターン（以後適正輝度パ
ターンと呼称する）表示され、適正輝度パターンｐ２と
被検査体の実体の形状が一致するように適正輝度パラメ
ータｏをオペレータの画面操作により設定する。When the inspection calculation is performed by operating the screen of the operator, a pattern (hereinafter referred to as an appropriate luminance pattern) such as p2 is displayed for each pixel that matches the appropriate luminance parameter in the inspection area, and the pixel is covered with the appropriate luminance pattern p2. An appropriate luminance parameter o is set by an operator's screen operation so that the shape of the body of the inspection object matches.
【００５７】以上までのオペレータによる操作で取り決
められた、被検査実装基板上の撮像位置、撮像領域にお
ける検査領域ｆ、検査抽出方法、最適検査色、最適検査
画像、及び適正輝度パラメータｏの設定などの各データ
を、被検査体に対しての固有の輝度検査データとして記
憶装置７に記憶し、被検査基板上すべての輝度検査部分
に対し繰り返し同じ操作を行う。The imaging position on the board to be inspected, the inspection area f in the imaging area, the inspection extraction method, the optimal inspection color, the optimal inspection image, and the setting of the optimal luminance parameter o determined by the above-described operations by the operator. Are stored in the storage device 7 as luminance test data unique to the test object, and the same operation is repeatedly performed on all the luminance test portions on the test substrate.
【００５８】以後被検査基板毎に同じ部分の被検査領域
内ｆにおける抽出パターンｐ２の面積を比較すること
で、被検査体が適正であるか非かを判定し、結果を表示
装置９に表示する。Thereafter, by comparing the area of the extracted pattern p2 in the same region f within the region to be inspected for each substrate to be inspected, it is determined whether the object to be inspected is appropriate or not, and the result is displayed on the display device 9. I do.
【００５９】被検査体を抽出するための色検査データ及
び輝度検査データを被実装基板上の全ての検査領域に対
し行われた後、それら検査データ全てをその被検査実装
基板固有の検査データファイルとして記憶装置７に記憶
させ、以後被検査基板毎に検査が実行されると、記憶装
置７に記憶された検査データと被検査基板毎の画像デー
タを比較演算して、結果を表示機器９に表示する。After the color inspection data and the luminance inspection data for extracting the object to be inspected are applied to all the inspection areas on the mounting substrate, all the inspection data are converted into an inspection data file unique to the mounting substrate. When the inspection is performed for each substrate to be inspected thereafter, the inspection data stored in the storage device 7 is compared with the image data for each substrate to be inspected, and the result is displayed on the display device 9. indicate.
【００６０】[0060]
【発明の効果】本項案による実装基板外観検査装置で
は、被検査体を色検査により抽出する際、従来ＲＧＢ毎
に色パラメータの設定が必要であったが、請求項２に記
載にされるＲ、Ｇ、Ｂの色情報をＲ相対２色値としてデ
ータ化することで、被検査体特有の色が抽出できるの
で、検査データ作成の手間を緩和することができる。According to the mounting board appearance inspection apparatus of the present invention, it is necessary to set the color parameters for each of the RGB when extracting the object to be inspected by the color inspection. By converting the color information of R, G, and B into data as R relative two color values, it is possible to extract a color unique to the object to be inspected, so that it is possible to reduce the trouble of creating inspection data.
【００６１】また、従来の実装基板外観検査装置では、
ＲＧＢ全ての色情報を利用した色検査が行われる際、Ｒ
ＧＢの各色信号毎に予め記憶装置に記憶されたデータと
比較する検査演算が行われていたが、請求項２に記載に
されるＲ、Ｇ、Ｂの色情報をＲ相対２色値としてデータ
化することで、色情報を２／３に圧縮し検査演算するた
め、従来にくらべ処理時間を短縮することができる。In a conventional mounting board appearance inspection apparatus,
When a color inspection using all the RGB color information is performed, R
3. A check operation for comparing each of the GB color signals with data stored in a storage device in advance has been performed, but the R, G, and B color information described in claim 2 is used as R relative two color values. Since the color information is reduced to 2/3 and the inspection calculation is performed, the processing time can be reduced as compared with the related art.
【００６２】請求項１に記載の内容をを施すことにより
実現される請求項３に記載の検査手法では、被検査実装
基板表面の色に着目した色別の輝度情報により検査演算
できるようにしたので、被検査体近傍の実装基板面と被
検査体を間違えることなく、抽出することができるよう
になった。In the inspection method according to the third aspect, which is realized by applying the contents described in the first aspect, the inspection operation can be performed by using luminance information for each color focusing on the color of the surface of the mounting board to be inspected. Therefore, it is possible to extract the test object from the mounting substrate surface near the test object without making a mistake.
【００６３】[0063]
【図１】本考案の一例である実装基板外観検査装置全体
の模式図FIG. 1 is a schematic view of an entire mounting board appearance inspection apparatus as an example of the present invention.
【図２】本考案の一例である撮像手段と照明、及びその
光路を示す縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an image pickup unit and an illumination, and an optical path thereof, which are an example of the present invention;
【図３（ａ）】FIG. 3 (a)
【図３（ｂ）】FIG. 3 (b)
【図３（ｃ）】本考案の一例である照明装置の、照射角
毎の光路を示す縦断面図FIG. 3 (c) is a longitudinal sectional view showing an optical path for each irradiation angle of the illumination device as an example of the present invention.
【図４（ａ）】従来の技術による撮像手段と照明、及び
その光路を示す縦断面図FIG. 4 (a) is a longitudinal sectional view showing a conventional imaging means, illumination, and its optical path.
【図５（ａ）】FIG. 5 (a)
【図５（ｂ）】色検査データを作成する際の表示の一例
である。FIG. 5B is an example of a display when creating color inspection data.
【図６（ａ）】FIG. 6 (a)
【図６（ｂ）】輝度検査データを作成する際の表示の一
例である。FIG. 6B is an example of a display when creating luminance inspection data.
【図７（ａ）】FIG. 7 (a)
【図７（ｂ）】FIG. 7 (b)
【図７（ｃ）】色別の輝度情報を現す図。FIG. 7C is a diagram showing luminance information for each color.
【図８（ａ）】FIG. 8 (a)
【図８（ｂ）】FIG. 8 (b)
【図８（ｃ）】本考案による検査データ作成手順の一例
を説明するためのフローチャート図。FIG. 8C is a flowchart for explaining an example of a procedure for creating inspection data according to the present invention.
１…白色多光軸照明 ２…カラーＣＣＤカメラ ３…ＸＹロボット ４…メインＣＰＵ ５…メインメモリ ６…画像処理ＣＰＵ ７…記憶装置 ８…Ｉ／Ｏ制御 ９…表示機器 ４ａ…メインコンピュータ Ａ…被検査体に対する照射角が同じ（Ｂとは異なる）光
源群 Ｂ…被検査体に対する照射角が同じ（Ａとは異なる）光
源群 ａ１…Ａ群照射光の１つの光線を現す線 ａ２…ａ１が被検査基板表面で反射した主光軸を現す線 ａ３…ａ２が被検査体表面で反射した主光軸を現す線 ａ４…ａ１が被検査基板表面で拡散反射した光線を現す
線 ｂ１…Ｂ群照射光の１つの光軸を現す線 ｃ１…Ｂ群照射光の内、被検査体に照射される光線を現
す線 ｃ２…ｃ１が被検査体表面で反射した主光線 ｃ３…ｃ１が被検査体表面で拡散反射した光線を現す線 ｄ１…Ｂ群照明光の１つの光線を現す線 ｄ２、ｄ３…ｄ１が被検査体表面で拡散反射した光線の
１つを現す線 ｄ４…ｄ３が被検査体表面で拡散反射した光線を現す線 ｅ１…従来の照明による照射光を現す線 ｅ２…ｅ１が被検査体表面で拡散反射した主光軸を現す
線 ｅ３…ｅ１が被検査基板表面で反射した主光軸を現す線 ｆ…検査領域を現す短形領域線 ｇ…色指定領域を現す短形領域線 ｈ…Ｒ相対２色値演算処理された色を現す短形領域線 ｉ…下限面積パラメータ ｊ…上限面積パラメータ ｋ…適正面積パラメータ １１…上限輝度値 １２…下限輝度値 ｎ…下限輝度パラメータ ｍ…上限輝度パラメータ ｏ…適正輝度パラメータ ｐ１…色検査演算により表示機器上に画素毎に表示され
るパターン ｐ２…輝度検査演算により表示機器上に画素毎に表示さ
れるパターンDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... White multi-axis lighting 2 ... Color CCD camera 3 ... XY robot 4 ... Main CPU 5 ... Main memory 6 ... Image processing CPU 7 ... Storage device 8 ... I / O control 9 ... Display device 4a ... Main computer A ... A light source group having the same irradiation angle to the inspection object (different from B) B: a light source group having the same irradiation angle to the object to be inspected (different from A) a1 a line representing one ray of the A group irradiation light a2 ... a1 A line representing a main optical axis reflected on the surface of the substrate to be inspected a3... A2 representing a main optical axis reflected on the surface of the substrate to be inspected a4... A1 Lines representing light beams diffusely reflected on the surface of the substrate to be inspected b1. A line representing one optical axis of the irradiating light c1... Of the group B irradiation light, a line representing a light beam irradiating the inspected object c2... C1 is a principal ray reflected on the surface of the inspected object c3. Lines representing light rays diffusely reflected by the surface d1 ... B group Lines d2, d3... D1 representing one light beam of bright light represent one of light beams diffusely reflected on the surface of the test object d4. E1 represents a main optical axis diffusely reflected on the surface of the test object, and lines e3... E1 represent a main optical axis reflected on the surface of the test substrate. F. A rectangular area representing an inspection area. Line g: a rectangular region line representing a color designation region h: a rectangular region line representing a color subjected to R-relative two-color value calculation processing i: lower limit area parameter j: upper limit area parameter k: proper area parameter 11: upper limit luminance value 12: lower limit luminance value n: lower limit luminance parameter m: upper limit luminance parameter o: proper luminance parameter p1: pattern displayed for each pixel on the display device by color inspection calculation p2: pattern for each pixel on the display device by luminance inspection calculation Displayed Pattern
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA54 BB05 CC26 CC27 DD06 FF42 GG07 GG17 HH02 JJ03 JJ26 QQ17 QQ21 QQ23 QQ25 QQ29 QQ32 QQ36 SS13 2G051 AA65 AB14 AC01 AC19 BA02 BC01 CA03 CB01 EA11 EA12 EA16 EA17 EC03 ED04 ED07 5E319 CD53 Continuation of the front page F term (reference) 2F065 AA54 BB05 CC26 CC27 DD06 FF42 GG07 GG17 HH02 JJ03 JJ26 QQ17 QQ21 QQ23 QQ25 QQ29 QQ32 QQ36 SS13 2G051 AA65 AB14 AC01 AC19 BA02 BC01 CA03 CB01 EA11 EA07 EA12 EA03
Claims (3)
機器で照射し、被検査体表面反射光を特定の撮像機器に
より撮像して得られる画像を処理し、被検査基板上の部
品実装状態およびはんだ付け状態を検査する実装基板外
観検査装置において、その照明機器に同一撮像領域に対
し、２方向以上の照射角が異なる毎に円状に白色ＬＥＤ
が配置されるとともに、各照射角毎に点灯できる照明を
有し、かつ撮像機器にカラーＣＣＤカメラを有すること
を特徴とした実装基板外観検査装置。An object to be inspected on a substrate to be inspected is illuminated by a specific illuminating device, an image obtained by imaging reflected light from the surface of the object to be inspected by a specific imaging device is processed, and In a mounting board appearance inspection device for inspecting a component mounting state and a soldering state, a white LED is formed in a circular shape for each illumination angle in two or more directions with respect to the same imaging area in the lighting equipment.
A mounting board appearance inspection apparatus characterized by having illumination arranged to be lit at each irradiation angle and having a color CCD camera as an imaging device.
いて、被検査体を画像抽出する、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ
（青）（以下Ｒ、Ｇ、Ｂと略称する）の色情報を、Ｒを
基準とした相対値でＧ及びＢをデータ化することによ
り、色信号データを圧縮し処理することを特徴とした実
装基板外観検査装置。2. The mounting board appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein R (red) G (green) B for extracting an image of the inspection object.
The color information of (blue) (hereinafter abbreviated as R, G, B) is converted into data of G and B with a relative value based on R, thereby compressing and processing the color signal data. Mounting board appearance inspection device.
いて、輝度情報により被検査体を画像抽出する際、ＲＧ
Ｂそれぞれの輝度情報の内１つを選定でき、かつ請求項
１に記載の照明機器により、照射角が異なる毎に撮像さ
れた画像データに関し、どれか一つの画像データ、画像
データの相互を引算した画像データ、または和算した画
像データの内１つを選定でき、それぞれ選定された輝度
情報及び画像データを、自由に組み合わせた検査処理を
可能としたことを特徴する実装基板外観検査装置。3. An apparatus for inspecting the appearance of a mounting board according to claim 1, wherein when extracting an image of the object to be inspected based on the luminance information, RG
B, one of the luminance information can be selected, and any one of the image data and the image data is referred to by the lighting device according to claim 1 with respect to the image data captured every time the illumination angle is different. A mounting board appearance inspection apparatus characterized in that one of the calculated image data and the summed image data can be selected, and inspection processing in which the selected luminance information and image data are freely combined can be performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000180530A JP2001324455A (en) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | Visual inspection apparatus for mounting substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001324455A true JP2001324455A (en) | 2001-11-22 |
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ID=18681597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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