JP2002277407A - 外観検査支援方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の製造拠点を世界各地に拡げると、
各地の検査精度を効率よく高めるのは難しい。 【解決手段】 本システムにおいては、複数の外観検査
装置１０間で検査データの精度を互いに参照する。試験
ユニット１４は、基板１上の部品を走査して画像を得
る。メインユニット１２は、試験ユニット１４を制御
し、画像を解析する。検査データ保持ユニット４８は検
査データを有し、評価ユニット５１は検査データの精度
を評価し、成績データ保持ユニット４９は検査精度を示
す成績データを有する。提供処理ユニット５５は、他の
装置へ成績データと検査データを送り、取得処理ユニッ
ト５３は、より精度の高い検査データを他の装置から取
得し更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外観検査支援方
法およびシステムに関する。この発明は特に、プリント
基板などの被検査体に搭載される電子部品の実装状態を
検査する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の急激な発展ととも
に、パーソナルコンピュータや携帯電話が爆発的に普及
してきている。普及の背景には、単にこれらの製品価格
が低下してきたこと以外に、多様化したデザインとこれ
を実現するための機器のコンパクト化が進んだことも重
要な要素のひとつとして挙げられる。電子機器のコンパ
クト化は機器の携帯性に対する影響も大きく、電子部品
の高集積化の開発競争に一層拍車をかけている。

【０００３】電子部品の高密度設計を支えるためには、
部品の実装技術そのものだけでなく、その実装状態を検
査する技術の実現が欠かせない。こうした技術のひとつ
として、従来は、部品実装後のプリント基板（以下、単
に「基板」という。）の外観検査に、接触型の試験を行
うＩＣＴ（In-Circuit Tester）などが用いられたが、
たとえばＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Si
ze Package, Chip Scale Package）といった技術が登場
したように実装方法の変化と高密度化が一層進んだ結
果、接触型の検査装置による対応が困難になりつつあ
る。したがって、非接触型、特に画像認識技術を用いた
外観検査装置の需要が伸びてきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、部品の外観検
査における検査精度の高さは、検査内容が記述された検
査データの作成に関する作業者の技術によるところが大
きい。こうした技術はすべての作業者において均等に高
いことが望ましいが現実には難しい。一方で、近年、各
企業は電子部品の製造拠点を世界各地に拡げており、作
業者の技術や熟練度の差は単なる個人差の問題ではなく
距離を隔てた地域間の問題になりつつある。しかしなが
ら、指導員や技術者を各地に派遣して高いレベルの技術
を指導するのは人的にも時間的にも無駄が多い。しか
も、検査対象の部品種が増えるたびに各地で独自に新規
の検査データを作成するのは全体として効率が悪い。

【０００５】本発明者は以上の認識に基づき本発明をな
したもので、その目的は、より精度の高い検査技術を複
数の検査装置で共有することによって基板検査の効率を
高める技術の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のある態様は、外
観検査支援方法に関する。この方法は、検査内容を記述
した検査データに基づいて被検査体に搭載された部品の
実装状態を検査する方法であって、検査データを用いた
検査の実績に基づき、その検査データによる検査精度を
部品ごとに評価し、その評価の結果をリモートまたはロ
ーカルからネットワーク経由で検索可能な情報として保
持する。

【０００７】ここでいう「被検査体」は、主に各種電子
部品を搭載した基板を示す。「外観検査」には、たとえ
ば誤搭載部品の検出などの検査項目が含まれる。「部品
ごとに」とは、同一部品を単位にする場合と、同一形状
を有する同種の部品を単位とする場合の双方を含む。電
気的に性質が異なる部品であっても、形状が同一であれ
ば検査に用いることができる。「部品」は、部品におけ
る特定の部位であってもよい。「検査データ」は、部品
または部品種を単位として作成して検査に用いるデータ
であり、様々な部品の検査データを集めた検査ライブラ
リから抽出してもよいし、基板ごとに用意される検査フ
ァイルの一部を構成してもよい。

【０００８】検査すべき部品の検査データより高い検査
精度をもつ他の検査データをネットワーク経由で検索し
て特定し、特定した他の検査データをダウンロードして
検査すべき部品の検査データに反映させてもよい。「他
の検査データ」は、「検査すべき部品」を検査する検査
装置とネットワークで接続された他の検査装置が有する
データである。この「ネットワーク」は、ＷＡＮ（Wide
Area Network）でもよいし、ＬＡＮ（Local Area Netw
ork）でもよい。「ダウンロード」は、必ずしも他の検
査装置へデータ送信要求を送ることにより転送を受ける
場合に限定する趣旨ではなく、他の検査装置から送られ
たデータ受信要求を受け入れることにより転送を受ける
場合も含む。「反映させる」とは、検査データを修正す
る場合を含んでもよいし、検査データを置換する場合を
含んでもよい。または、検査すべき部品の検査データを
保有しないときに、ダウンロードで取得した他の検査デ
ータで代用する場合を含んでもよい。

【０００９】本発明の別の態様は、外観検査支援システ
ムに関する。このシステムは、検査内容を記述した検査
データに基づいて被検査体に搭載された部品の実装状態
を検査する装置を支援するシステムであって、検査デー
タを用いた検査の実績に基づき、その検査データによる
検査精度を部品ごとに評価する評価ユニットと、その評
価された検査精度に関する情報を、部品ごとに成績デー
タとして保持する成績データ保持ユニットと、その成績
データを、リモートまたはローカルからネットワーク経
由を介して接続された他の検査装置へ提供可能な成績提
供ユニットと、を含む。

【００１０】検査データを格納する検査データ保持ユニ
ットと、他の検査装置からの要求を受け付ける要求受付
ユニットと、成績データに基づき、要求に適合する検査
精度をもった検査データを部品単位で検査データ保持ユ
ニットから特定可能な抽出ユニットと、特定された検査
データを他の検査装置へ送信する検査データ提供ユニッ
トと、をさらに含んでもよい。「要求」とは、検索要求
でもよいし、転送要求でもよい。

【００１１】本発明のさらに別の態様の外観検査支援シ
ステムは、検査内容を記述した検査データに基づいて被
検査体に搭載された部品の実装状態を検査する装置を支
援するシステムであって、検査データを用いた検査の実
績に基づいて評価された検査精度に関する情報を、部品
ごとに成績データとして保持する成績データ保持ユニッ
トと、検査すべき部品の検査データより高い検査精度を
もった他の検査データを、リモートまたはローカルにて
ネットワークを介して接続された他の検査装置から取得
して検査すべき部品の検査データに反映させる更新ユニ
ットと、を含む。

【００１２】本態様に示す外観検査支援システムは、ネ
ットワーク上に設置された単体の外観検査装置を示す場
合と、ネットワーク上に設置された複数の外観検査装置
の組み合わせを示す場合と、ネットワーク上に設置され
た外観検査装置および外観検査支援サーバの組み合わせ
を示す場合と、のいずれも示唆する。

【００１３】なお、以上の構成要素の任意の組合せや、
本発明の構成要素や表現を方法、装置、システム、コン
ピュータプログラムなどの間で相互に置換したものもま
た、本発明の態様として有効である。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態の外
観検査支援システムは、複数の外観検査装置の間で検査
データを共有する。ある装置が保有する検査データより
も精度が高い他の検査データが他の装置に保有されてい
れば、精度の高い検査データを取得して置き換える。こ
れを繰り返すことにより、複数の装置の間で最良の精度
をもった検査データを基準にして各装置の検査精度を効
率よく高められる。

【００１５】図１は、外観検査支援システムの構成を示
す。本実施形態における外観検査支援システム１３は、
ネットワーク１１を介して接続された複数の外観検査装
置１０を含む。

【００１６】図２は、外観検査装置の構成を示す。この
装置は、被検査体の検査面をラインセンサで走査して画
像を形成し、画像認識によって部品搭載状態の合否を判
定するものである。ラインセンサによる走査方向に対し
て垂直に走査ヘッドを駆動させることで順次ラインごと
の画像が得られ、走査ヘッドの一次元運動で検査が完了
する。外観検査装置の別のタイプとして、検査面を二次
元的に移動させて停止し、これを繰り返して次々にスポ
ット撮影をするものもあるが、その場合、一般に機構系
が複雑になり、検査時間も長い場合が多い。その点で、
本実施形態のように一次元センサを用いる方が有利であ
る。

【００１７】外観検査装置１０は、メインユニット１２
と試験ユニット１４を備える。試験ユニット１４の下部
には支持台２２が設けられ、被検査体である基板１が把
持されている。試験ユニット１４の上部には、走査ヘッ
ド１６と、それを駆動するステッピングモータ２０と、
走査ヘッド１６を支持するリニアガイド等のガイド１８
が設けられている。

【００１８】走査ヘッド１６は照明ユニット３０、レン
ズ３２およびラインセンサ３４を有する。これらの部材
はフレーム３６上に固定されている。照明ユニット３０
は、ハーフミラーなどを内蔵する。基板１から垂直上方
への反射光はハーフミラーでレンズ３２へ導かれ、レン
ズ３２を通過した後、一次元ＣＣＤセンサであるライン
センサ３４へ入力される。ラインセンサ３４はライン単
位に基板１を走査してその画像データ５４を出力する。

【００１９】メインユニット１２は、本装置全体を統括
的に制御するもので、ハードウェア的には、任意のコン
ピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現で
き、ソフトウェア的にはメモリにロードされた外観検査
機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここ
ではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描
いている。したがって、これらの機能ブロックがハード
ウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せ
によっていろいろなかたちで実現できることは、当業者
には理解されるところである。

【００２０】メインユニット１２のヘッド制御ユニット
４０はまず、照明制御信号５０を照明ユニット３０へ出
力し、試験の内容に応じて異なる点灯状態を実現する。
ヘッド制御ユニット４０はさらに、モータ制御信号５２
をステッピングモータ２０へ、試験開始信号５６をメモ
リ制御ユニット４２へそれぞれ出力する。モータ制御信
号５２によってステッピングモータ２０のステップ制御
がなされ、検査の開始に際し、走査ヘッド１６が基板１
の端部へ移動する。以降、１ライン走査されるたびにモ
ータ制御信号５２によって走査ヘッド１６が１ライン分
進行する。一方、試験開始信号５６を参照し、メモリ制
御ユニット４２はメモリ４４へ画像データ５４の書込を
制御し、以降、画像データ５４がライン単位で記録され
ていく。

【００２１】解析ユニット４６は、走査と並行して、ま
たは走査完了後にメモリ４４から画像データ５４を読み
出し、検査データ保持ユニット４８にあらかじめ記録さ
れた検査データに照らして、検査項目ごとに合否を判断
する。検査項目として、部品の位置ずれ、欠品、ハンダ
のヌレの判定、ハンダブリッジの有無、極性の反転の判
定などがある。検査データ保持ユニット４８にはあらか
じめ検査すべき基板１の搭載部品について、合否に関す
る判断基準または基準画像が格納され、実際にラインセ
ンサ３４で取得された画像にそれらの基準または画像を
適用して合否判定が行われる。検査データ保持ユニット
４８が保持する検査データは、同一形状部品ごとの検査
データを汎用的なデータとして集めた検査ライブラリ４
７の一部であってもよい。解析ユニット４６は、被検査
体である基板１に搭載されたすべての部品に対応する検
査データを検査ライブラリ４７から集めて検査ファイル
を作成してもよい。

【００２２】評価ユニット５１は、検査データを用いた
検査の実績に基づき、その検査データによる検査精度を
部品ごとに評価する。評価した検査精度に関する情報
は、成績データ保持ユニット４９によって部品ごとに成
績データとして保持される。成績データ保持ユニット４
９は、検査ライブラリ４７の一部であってもよく、成績
データは検査データに追記されるかたちであってもよ
い。検査精度の評価は、不良の検出率や不良の誤認識率
に基づいて判断されてもよい。

【００２３】提供処理ユニット５５は、検査データ保持
ユニット４８に格納された検査データと、成績データ保
持ユニット４９に格納された成績データを、通信処理ユ
ニット５７を介して他の検査装置へ送信する。提供処理
ユニット５５は、検査データおよび成績データを他の装
置からネットワーク経由で参照または検索できるような
状態にして管理してもよい。これにより、検査データお
よび成績データが他の装置との間で共有される。

【００２４】取得処理ユニット５３は、より検査精度の
高い検査データを通信処理ユニット５７を介して他の検
査装置から取得し、そのデータで検査データ保持ユニッ
ト４８に格納された検査データを置き換える。検査デー
タの置換を繰り返すことにより、結果として最良の検査
データを保有することができる。

【００２５】図３は、提供処理ユニット５５の詳細な構
成を示す機能ブロック図である。提供処理ユニット５５
は、検査データ提供ユニット６０、抽出ユニット６２、
成績提供ユニット６４、および要求受付ユニット６６を
含む。

【００２６】要求受付ユニット６６は、他の検査装置か
らデータ抽出またはデータ転送の要求を受け付ける。成
績提供ユニット６４は、他の検査装置へ成績データを提
供する。抽出ユニット６２は、他の検査装置からの要求
に適合する検査精度をもった検査データを部品単位で検
査データ保持ユニット４８から特定する。

【００２７】要求受付ユニット６６が他の検査装置か
ら、成績データの転送を求められた場合を想定する。要
求受付ユニット６６は、部品を特定するために必要な情
報を受け取り、これをもとに抽出ユニット６２がその部
品に対応する成績データを成績データ保持ユニット４９
から特定し、これを成績提供ユニット６４が他の検査装
置へ送信する。該他の検査装置は、受け取った成績デー
タと自己が持つ成績データとを比較し、受けとったデー
タの精度がより高いと判断した場合には、要求受付ユニ
ット６６へ検査データの転送を要求する。抽出ユニット
６２は要求された検査データを検査データ保持ユニット
４８から特定し、これを検査データ提供ユニット６０が
他の検査装置へ送信する。

【００２８】要求受付ユニット６６が他の検査装置か
ら、成績データの比較を求められた場合を想定する。要
求受付ユニット６６は、部品を特定するために必要な情
報とともに、その部品の成績データを他の検査装置から
受け取り、同種の成績データを成績データ保持ユニット
４９から抽出してこれらを比較する。成績データ保持ユ
ニット４９に格納された成績データの精度がより高いと
判断した場合には、その成績データに対応する検査デー
タを抽出ユニット６２が検査データ保持ユニット４８か
ら特定し、これを検査データ提供ユニット６０が他の検
査装置へ送信する。

【００２９】ある部品に関して要求受付ユニット６６へ
転送要求した他の検査装置自身が成績データおよび検査
データを保有しない場合、検査データ提供ユニット６０
は、成績データの比較を待たずにその部品に関する検査
データを送信してもよい。

【００３０】図４は、取得処理ユニットの詳細な構成を
示す機能ブロック図である。取得処理ユニット５３は、
更新ユニット７０、探索ユニット７２、およびアドレス
保持ユニット７４を含む。

【００３１】更新ユニット７０は、より高い検査精度を
もった他の検査データを他の検査装置から取得し、検査
データ保持ユニット４８に格納された検査データと置き
換える。探索ユニット７２は、検査すべき部品に関して
より検査精度が高い他の検査データをネットワーク上で
特定する。探索ユニット７２は、ネットワーク上で検査
精度が最良となる他の検査データを特定してもよい。

【００３２】探索ユニット７２は、他の検査装置へ成績
データの転送を要求し、受け取った成績データと、成績
データ保持ユニット４９に格納された成績データとを比
較してもよい。成績データ保持ユニット４９に格納され
た成績データを他の検査装置へ送信し、該他の検査装置
側で成績データの比較を行うよう要求してもよい。

【００３３】アドレス保持ユニット７４は、他の検査装
置のネットワークアドレスを保持する。探索ユニット７
２は、アドレス保持ユニット７４を参照して各要求の宛
先として他の検査装置のアドレスを特定する。探索ユニ
ット７２は、ネットワーク上における複数の検査装置に
関するアドレスリストを他の検査装置から受け取って探
索ユニット７２を更新してもよい。

【００３４】図５は、検査データ保持ユニットに格納さ
れた検査データのテーブルを例示する。本テーブルに
は、部品種欄８０、ウィンドウ名欄８２、ウィンドウデ
ータ欄８４、および検査条件欄８６を含む。部品種欄８
０には、この検査データによって検査されるべき部品の
種類が記録される。ウィンドウ名欄８２には、検査ウィ
ンドウを特定する情報が記録される。この検査ウィンド
ウは、部品上の検査部位を示し、検査においてクローズ
アップされる領域である。ウィンドウデータ欄８４に
は、検査ウィンドウの位置、角度、大きさなどの情報が
記録される。検査条件欄８６には、各種検査項目ごとに
設定された検査条件が記録される。

【００３５】図６は、成績データ保持ユニットに格納さ
れた成績データのテーブルを例示する。本テーブルに
は、部品種欄９０および検査精度欄９２が含まれる。部
品種欄９０には、部品の種類が記録される。この部品種
欄９０に記録された情報をキーとして図５に示される検
査データとの対応関係が保たれる。検査精度欄９２に
は、対応する検査データの検査精度が記録される。他の
検査装置が保持する成績データとの間でこの数値が比較
される。

【００３６】以上の構成による動作を以下説明する。

【００３７】図７は、本システムの動作を示すフローチ
ャートである。まず、外観検査装置１０が検査データの
検査精度を評価し、成績データ保持ユニット４９へ格納
する（Ｓ１０）。アドレス保持ユニット７４から他の検
査装置のネットワークアドレスを参照し（Ｓ１２）、そ
のアドレスをもとに他の検査装置へ成績データを送信す
る（Ｓ１４）。成績データを受け取った他の検査装置
は、該他の検査装置が保有する成績データとの間で比較
する（Ｓ１６）。この比較により、他の検査装置がもつ
検査データの方が精度が高いと判定された場合（Ｓ１８
Ｙ）、他の検査装置から検査データをダウンロードして
（Ｓ２０）、検査データ保持ユニット４８に格納された
検査データと置き換える（Ｓ２２）。より精度の高い検
査データを探索する場合（Ｓ２４Ｙ）、Ｓ１２〜Ｓ２２
の動作を繰り返す。これにより検査データ保持ユニット
４８に格納された検査データがより精度の高いデータに
随時更新される。

【００３８】（第２実施形態）本実施形態においては、
複数の外観検査装置をサーバが管理する。各外観検査装
置のそれぞれは、お互い直接的に成績データの比較を要
求し合うのではなく、その要求を集中的にサーバへ委ね
る。

【００３９】図８は、本実施形態における外観検査支援
システムの構成を示す。外観検査支援システム１３は、
複数の外観検査装置１０および支援サーバ１５を含む。
支援サーバ１５は、複数の外観検査装置１０に割り当て
られたネットワークアドレスを管理してもよいし、複数
の外観検査装置１０がもつ成績データを管理してもよ
い。各外観検査装置１０は、支援サーバ１５へ成績デー
タの比較を要求し、最良の精度をもつ検査データの所在
が特定された場合にはその検査データをもつ他の外観検
査装置１０のアドレスを参照する。そのアドレスをもと
に直接その装置へアクセスして検査データをダウンロー
ドしてもよい。支援サーバ１５は、各外観検査装置１０
の検査データ自体を保持して管理してもよい。

【００４０】以上、本発明をいくつかの実施の形態をも
とに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それ
らの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな
変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲
にあることは当業者に理解されるところである。以下、
変形例を挙げる。

【００４１】本実施形態においては、外観検査装置１０
が成績データ機能および検査データ取得機能の双方を有
する。変形例においては、これらのうちいずれかの機能
だけを有してもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、複数の外観検査装置の
間で効率よく検査精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 外観検査支援システムの構成を示す図であ
る。

【図２】 外観検査装置の構成を示す機能ブロック図で
ある。

【図３】 提供処理ユニットの詳細な構成を示す機能ブ
ロック図である。

【図４】 取得処理ユニットの詳細な構成を示す機能ブ
ロック図である。

【図５】 検査データ保持ユニットに格納された検査デ
ータのテーブルを例示する図である。

【図６】 成績データ保持ユニットに格納された成績デ
ータのテーブルを例示する図である。

【図７】 本システムの動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】 第２実施形態における外観検査支援システム
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 外観検査装置、 １１ ネットワーク、 １３
外観検査支援システム、 ４８ 検査データ保持ユニッ
ト、 ４９ 成績データ保持ユニット、 ５１評価ユニ
ット、 ６０ 検査データ提供ユニット、 ６２ 抽出
ユニット、６４ 成績提供ユニット、 ６６ 要求受付
ユニット、 ７０ 更新ユニット、７２ 探索ユニッ
ト。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査内容を記述した検査データに基づい
   て被検査体に搭載された部品の実装状態を検査する方法
   であって、 検査データを用いた検査の実績に基づき、その検査デー
   タによる検査精度を部品ごとに評価し、その評価の結果
   をリモートまたはローカルからネットワーク経由で検索
   可能な情報として保持することを特徴とする外観検査支
   援方法。
2. 【請求項２】 検査すべき部品の検査データより高い検
   査精度をもつ他の検査データをネットワーク経由で検索
   して特定し、特定した前記他の検査データをダウンロー
   ドして前記検査すべき部品の検査データに反映させるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の外観検査支援方法。
3. 【請求項３】 検査内容を記述した検査データに基づい
   て被検査体に搭載された部品の実装状態を検査する装置
   を支援するシステムであって、 検査データを用いた検査の実績に基づき、その検査デー
   タによる検査精度を部品ごとに評価する評価ユニット
   と、 前記評価された検査精度に関する情報を、部品ごとに成
   績データとして保持する成績データ保持ユニットと、 前記成績データを、リモートまたはローカルからネット
   ワーク経由を介して接続された他の検査装置へ提供可能
   な成績提供ユニットと、を含むことを特徴とする外観検
   査支援システム。
4. 【請求項４】 前記検査データを格納する検査データ保
   持ユニットと、 前記他の検査装置からの要求を受け付ける要求受付ユニ
   ットと、 前記成績データに基づき、前記要求に適合する検査精度
   をもった検査データを部品単位で前記検査データ保持ユ
   ニットから特定可能な抽出ユニットと、 前記特定された検査データを前記他の検査装置へ送信す
   る検査データ提供ユニットと、 をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の外観検
   査支援システム。
5. 【請求項５】 検査内容を記述した検査データに基づい
   て被検査体に搭載された部品の実装状態を検査する装置
   を支援するシステムであって、 検査データを用いた検査の実績に基づいて評価された検
   査精度に関する情報を、部品ごとに成績データとして保
   持する成績データ保持ユニットと、 検査すべき部品の検査データより高い検査精度をもった
   他の検査データを、リモートまたはローカルにてネット
   ワークを介して接続された他の検査装置から取得して前
   記検査すべき部品の検査データに反映させる更新ユニッ
   トと、 を含むことを特徴とする外観検査支援システム。
6. 【請求項６】 検査すべき部品に関して検査精度が最良
   となる他の検査データをネットワーク上で特定する探索
   ユニットをさらに含み、 前記更新ユニットは、前記特定された他の検査データを
   ネットワーク経由で取得して前記検査すべき部品の検査
   データに反映させることを特徴とする請求項５に記載の
   外観検査支援システム。