JP2009133696A - 基板の検査方法及び基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低解像度カメラによる概要検査で詳細検査を必要とする部品を特定し、特定された部品の詳細検査を行う場合、概要検査範囲内の全部品が特定されるまで詳細検査を開始できないという問題がある。
【解決手段】検査機１００は、複数の検査ヘッド（ヘッド１、ヘッド２）を備え、複数の検査ヘッドで交互に基板を撮像して検査を行う。ヘッド１は低解像度のカメラが装着された検査ヘッドで、大視野で基板を撮像し、低解像度のカメラが装着された検査ヘッドの検査結果に応じて、高解像度のカメラが装着された他の検査ヘッドであるヘッド２が前記検査ヘッドに替わって小視野の詳細な検査を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数台のカメラを用いてはんだの印刷状態（ずれ・かすれ・にじみ等）を含む基板上の部品の実装状態を検査する方法に関する。

外観検査機は、部品実装機により基板上に実装された部品をカメラで撮像し、得られた画像を画像処理することにより、部品の実装位置ずれおよび実装状態などを検査する装置である。

図８（ａ）は、従来の１ヘッド検査機の平面図である。検査機９００は、下部にカメラが取り付けられたヘッド１を有している。ヘッド１は、Ｘ及びＹ方向に移動可能に構成されている。部品が実装された基板２０は、カメラの撮像可能な位置にコンベアレール９０２で搬送され、検査が終了するまで検査機９００の所定の位置に一時停止される。カメラの視野は限られているため、基板が停止している間、ヘッド１が基板２０上を移動しながら、ヘッド１に取り付けられたカメラで基板２０上に実装された部品の状態を撮像する。従来の外観検査では、基板２０上の部品の実装状態をより効率よく撮像及び検査するために、まず低解像度で撮像した画像を用いて概要検査した後、より詳細な検査が必要であると判断される領域だけを高解像度で撮像した画像を用いて詳細検査するという工夫がなされている。そのために、１つのヘッド１に大視野（＝低解像度）と小視野（＝高解像度）の２台のカメラを備えたり、１台のカメラにズーム機能を備えたりすることにより、１つのヘッドで大視野と小視野との両方を撮像する。

図８（ｂ）は、従来の検査機が基板上の部品を検査する際の撮像順序の一例を示す図である。図８（ｂ）に示すように、基板の表面状態を大視野と小視野とに分けて撮像する場合、例えば、基板２０上の検査領域を大視野の区画（ＩＤ大１及びＩＤ大２）に分割し、さらに、その区画の中でより詳細な検査を必要とする小視野の区画（ＩＤ１〜ＩＤ５）が定められる。ヘッド１は、まず大視野のカメラを用いて大視野の区画を撮像し（ＩＤ大１）、撮像した画像を解析して詳細な検査を要する小視野の区画を特定（ＩＤ１〜ＩＤ５）する。特定結果に従って、ヘッド１は、カメラの視野をＸ方向及びＹ方向に移動させて例えば、ＩＤ１→ＩＤ２の順に撮像する。このとき、詳細な検査を要しない区画はスキップする。このように１つの大視野の区画ＩＤ大１内での各区画の詳細検査が終了すると、検査機９００は、ヘッド１をＸ方向に一区画移動し、次の大視野の区画ＩＤ大２の概要検査を行う。この区画ＩＤ大２も、ＩＤ大１と同様に、大視野で撮像され画像処理されたデータを解析することによって、詳細な検査を要する小視野の区画を特定する。そして、特定された区画につき、小視野のカメラを用いて例えば、ＩＤ３→ＩＤ４→ＩＤ５の順で詳細な検査を行う。

しかしながら、このような外観検査では、１つのヘッド１に２台のカメラを装着したり、ズーム機能を備えたカメラを装着したりすることにより、ヘッド１が重くなる。その結果、ヘッド１の動きを速くするとスムーズな動きができなくなり、撮像した画像がぶれるなどの弊害を生じ、ヘッド１の動きを遅くせざるを得ないという問題がある。

さらに、ヘッド１は、大視野の区画を撮像した後、大視野の区画内にある小視野の区画の詳細検査の要否を判断している間、大視野での撮像も小視野での撮像も開始することができないため、この時間がタクトロスになるという問題がある。

図９（ａ）は、図８（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像し、画像処理を行う場合の動作の概要を示す図である。図９（ｂ）は、図８（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像する場合のヘッド１の処理手順の一例を示す図である。例えば、図９（ａ）に示すように、低解像度カメラがＩＤ大１の大視野の区画を撮像して得られた画像データを、ＣＰＵが画像解析する（図９（ｂ）のＳ８０１）。この大視野撮像で概要検査を行い、撮像結果を解析して、問題のありそうな部品を検出する（図９（ｂ）のＳ８０２）。問題のありそうな部品があれば、その部品を含む区画（例えば、図９（ａ）のＩＤ２の区画）を特定し、特定した区画を小視野撮像で詳細検査する（図９（ｂ）のＳ８０３）。

このように、１ヘッドでは、大視野撮像（Ｓ８０１）の後、詳細検査が必要な部品を検出している間（Ｓ８０２）、どの区画を撮像するべきかが定まらないので、小視野で撮像することができない。そのため、ヘッド１は停止したままで画像解析処理のみを行う。この時間がタクトロスになる。

図１０（ａ）は、図８（ｂ）に示した基板上の区画を図９（ｂ）で示した順で撮像する場合の各動作とタクトとの関係の一例を示す図である。図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像した場合にヘッド１の動きを停止するために生じるタクトロスの例を示すタイミングチャートである。

（１）ヘッド１はまず、ＩＤ大１の区画を撮像する。ヘッド１は、この処理に５秒を要する。

（２）次いで、ヘッド１はＩＤ大１の画像撮像結果を解析して、ＩＤ大１の区画内で詳細に検査する必要があるすべての区画（ここでは、ＩＤ１、ＩＤ２）を特定する。ヘッド１は、この処理に５秒を要する。この間、ヘッド１は、カメラを低解像度から高解像度に切り替える。しかし、この間、高解像度で撮像するべきＩＤ大１内の区画が特定されないので、高解像度での撮像を開始することができず、ヘッド１は待ち状態となる。この待ち時間である５秒が検査機のタクトロスになる。

（３）低解像度での画像データの解析が終了すると、ヘッド１は、画像データの解析結果でＩＤ大１内で詳細検査が必要として特定された区画を、高解像度カメラにより順次、撮像する。まず、高解像度カメラによりＩＤ１の区画を撮像する。ヘッド１は、この処理に３秒を要する。

（４）高解像度カメラによるＩＤ１の区画の撮像が終了すると、ヘッド１はさらに、高解像度カメラによりＩＤ２の区画を撮像する。ヘッド１は、この処理に３秒を要する。

（５）上記のように、ＩＤ大１内で検出されたすべての区画（ここではＩＤ１、ＩＤ２）について撮像が終了すると、ヘッド１は、カメラを高解像度から低解像度に切り替え、次の大視野の区画であるＩＤ大２の区画を撮像する。ヘッド１は、この処理に５秒を要する。

（６）ここで、ＩＤ１、ＩＤ２及びＩＤ大２について、ヘッド１が撮像した画像を解析し、ＩＤ１およびＩＤ２の区画に実装された部品に異常がないかを検出するとともに、大視野の区画であるＩＤ大２の区画内で詳細に検査する必要があるすべての区画（ここでは、ＩＤ３、ＩＤ４、ＩＤ５）を特定する。この処理に７秒を要する。この場合も、高解像度で撮像するべきＩＤ大２内の区画が特定されないので、高解像度での撮像を開始することができず、ヘッド１は待ち状態となるので、この７秒が検査機のタクトロスになる。

（７）上記の（３）と同様に、低解像度での画像データの解析が終了すると、ヘッド１は、画像データの解析結果でＩＤ大２内で詳細検査が必要として特定された区画を、高解像度カメラにより順次、撮像する。まず、高解像度カメラによりＩＤ３の区画を撮像する。ヘッド１は、この処理に３秒を要する。

（８）さらに、ヘッド１は、高解像度カメラによりＩＤ４の区画を撮像する。この処理に４秒を要する。

（９）次いで、ヘッド１は、高解像度カメラによりＩＤ５の区画を撮像する。この処理に３秒を要する。

この結果、従来の検査機９００ではＩＤ１からＩＤ５までの区画に分割された基板の詳細検査を完了するまでに３８秒を要し、そのうち詳細検査を開始するまでの間の待ち時間を１２秒も含んでしまうという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、１つの検査ヘッドで２段階の検査を行う場合に、最初の段階の検査をすべて完了しなければ次の検査を開始することができないことに起因するタクトロスを低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の基板の検査方法は、カメラが装着された検査ヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態を検査する基板の検査方法であって、複数の検査ヘッドのうちの１つが基板を撮像し、前記検査ヘッドの検査結果に応じて、他の検査ヘッドが前記検査ヘッドに替わって検査を行うことを特徴とする。

これにより、本発明の基板の検査方法によれば、カメラが装着された１つのヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態を検査すると、その検査結果に応じて、他の検査ヘッドが前記検査ヘッドに替わって検査を行うことができるので、前記１つのヘッドにより撮像された画像の解析を実行しながら、別のヘッドによる基板の撮像を並行して行うことができ、タクトロスを最小限に抑えることができるという効果がある。

本発明は、上述したような特徴的なステップを備える基板の検査方法として実現することができるだけでなく、基板の検査方法が備えるステップを実行する処理部を備える基板の検査装置として実現することができる。また、上述したような特徴的なステップを備えるヘッド切り替え決定方法として実現することができるだけでなく、ヘッド切り替え決定方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。

以上のように本発明によれば、一方の検査ヘッドによる撮像が待ち状態になったとき、撮像を他の検査ヘッドと交替して、他のヘッドによる基板撮像動作中に撮像済みの画像データについて画像処理を続行することができるので、基板検査のタクトロスを最小限に抑えることができるという効果がある。また、それぞれ１つの検査ヘッドに低解像度または高解像度の１つのカメラを備えるだけであるので、検査ヘッドの軽量化を図ることができ、これにより、検査ヘッドの高速移動が可能になるとともに、精度のよい撮像結果を得ることかできるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態に係る検査機について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る検査機１００を備えた部品実装システムの構成を示す外観図である。図１（ａ）は実施の形態の検査機１００を含む部品実装システムの外観を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した部品実装システムの平面図である。

図１（ａ）に示すように、本実施の形態の部品実装システムは、複数の実装機と１台の検査機１００を備える。複数の実装機は、上流（図１に向かって左手側）から下流（図１に向かって右手側）に向けて基板２０を送りながら、実装ヘッドにより部品カセットから部品を吸着して基板上に電子部品を実装する。この後、最下流に位置する検査機１００で基板２０の表面状態を検査する。それぞれの実装機は、お互いが協調して、交互動作を行なう２つの実装ヘッドを備えている。同様に、本実施の形態の検査機１００もまた、視野の異なるカメラを装着し、互いが協調して、交互動作を行う２つの検査ヘッドを備えている。

図２は、検査機１００の平面図及び基板の表面状態の検査方法を示す図である。図２（ａ）は検査機１００の平面図である。図２（ｂ）は基板２０上で撮像の単位となる区画を示す図である。基板２０において破線で囲みハッチングを施した大きい領域ＩＤ大１、ＩＤ大２は大視野で概要検査を行う区画を示している。また、大視野で概要検査を行う区画の中で破線で囲まれた領域ＩＤ１〜ＩＤ５は、小視野で詳細検査を行う区画を示している。ただし、小視野で詳細検査を行う区画であっても、概要検査により実装されている部品等に異常がないため詳細検査が不要と判定された領域は、例えば、内部がハッチングされ破線で囲んだ小さい矩形領域（ＩＤ１、ＩＤ４）で示している。基板２０上の小さい円および四角形は、実装された電子部品を示している。

まず、検査機１００の中央部には図２（ａ）に示したコンベアレール９０２によって上流の実装機から、部品の実装が完了した基板２０がＸ方向に搬送される。図２（ａ）に示す検査機１００の平面図では、ヘッド１が基板２０上に進入して大視野のカメラ１０４で基板２０の表面状態を検査しているところを示している。

図３は、検査機１００がヘッド１による撮像の後、ヘッド２に交替して撮像を行う一例を示す図である。図３（ａ）は、ヘッド１が基板２０を撮像している間、ヘッド２が基板２０上から退避している状態を示す図である。図３（ｂ）は、ヘッド１が基板２０上から退避した後、ヘッド２がヘッド１と交替して基板２０を撮像する状態を示す図である。図３（ａ）に示すように、例えば、ヘッド１が基板２０上で撮像を行っている間、他方のヘッド２は基板２０上から退避して静止している。次いで、ヘッド１による大視野撮像により、撮像した画像を分析した結果から詳細検査が必要な部品が抽出されると、ビーム９０３がＹ方向の負の方向にスライドし、ヘッド１を基板２０上から退避させる。これに合わせて、ビーム９０４がＹ方向の負の方向にスライドし、ヘッド２を基板２０上の位置に移動させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、ヘッド１は基板２０上から退避して静止し、ヘッド２が基板２０上の撮像領域を移動して撮像を行う。

図４は、検査機１００が備える構成を示すブロック図である。
検査機１００は、「カメラが装着された検査ヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態を検査する基板の検査装置であって、複数の前記検査ヘッドを備え、複数の前記検査ヘッドのうちの１つが前記基板を撮像し、前記検査ヘッドの検査結果に応じて、他の検査ヘッドが前記検査ヘッドに替わって検査を行う基板の検査装置」の一例であって、より具体的には、「前記１つの検査ヘッドに装着されるカメラは、大視野の低解像度カメラであり、前記他の検査ヘッドに装着されるカメラは、小視野の高解像度カメラであり、前記低解像度カメラが装着された検査ヘッドは、前記低解像度カメラにより基板を撮像することにより、詳細な検査が必要な箇所を特定するための概要検査を実行し、前記高解像度カメラが装着された検査ヘッドは、前記概要検査によって前記詳細な検査が必要な箇所が特定されると、前記概要検査における分析処理と並行して、特定された前記箇所を前記高解像度カメラにより撮像を実行する検査機」の一例である。さらに、本実施の形態の検査機１００は、「前記高解像度カメラが装着された前記検査ヘッドは、前記低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドが基板上に位置し、前記基板を撮像する間は前記基板上から退避し、前記低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドが前記基板上から退避するとともに、前記基板上に進入して前記高解像度カメラにより前記基板を撮像する検査機」の一例である。すなわち、検査機１００は、２つの検査ヘッドにそれぞれ解像度の異なるカメラを１つずつ備え、低解像度のカメラを備えた検査ヘッドの検査結果に従って、高解像度のカメラを備えた検査ヘッドが低解像度のカメラを備えた検査ヘッドに替わって詳細な検査を行う検査機である。この検査機１００は、表示部１０２と、入力部１０３と、機構部１２０と、機構制御部１１１と、記憶部１１４と、通信Ｉ／Ｆ部１１５と、カメラ切替タイミング決定部１１６とを備える。機構部１２０は、大視野のカメラ１０４が装着されたヘッド１と、小視野のカメラ１０５が装着されたヘッド２とを備える。また、実際のハードウェアとして機構制御部１１１およびカメラ切替タイミング決定部１１６はＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０で構成される。機構制御部１１１は、カメラ１０４およびカメラ１０５により撮像され画像メモリに格納された画像データを画像処理して部品の実装の不具合（実装部品の間違い、実装位置ずれ、部品の実装漏れなど）またははんだ印刷状態の不具合（はんだのずれ・かすれ・にじみ）がないか否かを判定する。

入力部１０３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどであり、後述する実装データやヘッド１およびヘッド２の切替タイミングなどを入力したり変更したりするためのインタフェースである。上述の実装データとは、基板２０上のどの部分にどのような部品が実装されるかなどを示すデータである。

記憶部１１４は、基板２０に実装される部品に関する情報を含む実装データ１１４ａや、ヘッド１のカメラ１０４の撮像領域及びヘッド２のカメラ１０５の撮像領域などを記憶する記憶媒体である。上述の撮像領域とは所定の区画に区切られた基板上の領域をいう。さらに、記憶部１１４は、カメラ１０４及びカメラ１０５によって撮像された画像データを格納する記憶領域を備える。

機構部１２０は、上述のヘッド１及びカメラ１０４と、ヘッド２及びカメラ１０５を有する。２つの検査ヘッドは、それぞれ、所定の大きさに区切られた区画ごとに基板の表面状態を撮像するカメラ１０４及びカメラ１０５を備える。

表示部１０２は、検査機１００のヘッド２が基板２０の表面状態を検査した結果などを表示する。

カメラ１０４は、ヘッド１に取り付けられ、低解像度で大視野の領域を撮像する機能を備える。これにより、ヘッド１の機能は大視野での概要検査のみであるが、ヘッド１を軽量化することができる。この軽量化により、ヘッド１は高速でスムーズに動作することができるとともに、精度よく所定の位置に停止することができるので、カメラ１０４は、ぶれのない画像を撮像することができる。

カメラ１０５は、ヘッド２に取り付けられ、高解像度で小視野の領域を撮像する機能を備える。これにより、ヘッド２の機能は小視野での詳細検査のみであるが、ヘッド２を軽量化することができる。ヘッド１と同様、ヘッド２もまた、この軽量化により、高速でスムーズに動作することができるとともに、精度よく所定の位置に停止することができるので、カメラ１０５は、ぶれのない精密な画像を撮像することができる。

機構制御部１１１は、検査機１００を制御する処理部である。機構制御部１１１は、カメラ切替タイミング決定部１１６で決定されたタイミングで、記憶部１１４が記憶している情報を参照し、機構部１２０を制御し、ヘッド１及びヘッド２に部品実装後の基板２０の表面状態を検査させる。

ヘッド２の詳細検査を実行する機構制御部１１１は、ヘッド１の概要検査により、基板２０上への部品の実装の不具合や、あらかじめ詳細検査が決められている特定の部品などを含む検査箇所が特定されると、カメラ１０５によって撮像された該当部分の画像を記憶部１１４に保持しておき、後に表示部１０２に表示することなどにより操作者に通知する。

通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１１５は、実装基板生産システムを構成する他の機械やホストコンピュータ（図示せず）などと通信するためのインタフェースであり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタなどである。

カメラ切替タイミング決定部１１６は、ヘッド１が低解像度のカメラ１０４による撮像により、大視野の画像データを取得すると、当該ヘッド１を基板上から退避させ、機構制御部１１１に画像処理されたヘッド１のデータの解析を続行させるよう決定する。この後、カメラ切替タイミング決定部１１６は、機構制御部１１１が、概要検査の結果、より詳細な検査を要する部品、最初から詳細検査を予定されている部品、詳細検査が必要なはんだ部分または詳細検査が必要な小視野の領域を１つ検出すると、ヘッド１と交替に、他方のヘッド２を基板上に進入させ、詳細検査を開始させることを決定する。基板上から退避したヘッド１によって撮像されたデータを解析する機構制御部１１１は、大視野領域内の残りの部分について、詳細検査が必要な箇所の特定を行う。ヘッド１は、引き続き退避後の位置で待機する。低解像度のカメラ１０４による基板表面の撮像は、撮像すべき領域が図２（ｂ）に示すように、基板上にあらかじめ定められているので、ヘッド２の解析結果に関係なく、あらかじめ定められた順に撮像を行う。従って、カメラ切替タイミング決定部１１６は、カメラ１０５による小視野領域の撮像が完了すると、即座に、ヘッド２を基板上から退避させ、ヘッド１による大視野の撮像を開始するよう切り替えを決定する。

図５（ａ）は、図２（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像し、画像処理を行う場合の動作の概要を示す図である。図５（ｂ）は、図２（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像する場合のヘッド１およびヘッド２の処理手順の一例を示す図である。例えば、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヘッド１により低解像度カメラが大視野の区画を撮像して得られた画像データを、機構制御部１１１が画像処理する（図５（ｂ）ヘッド１）。機構制御部１１１は、この大視野撮像による撮像結果を解析して、問題のありそうな部品を検出する。問題のありそうな部品があれば、その部品を含む区画（例えば、図５（ａ）の破線で囲んだ白抜きの区画）を特定する（図５（ｂ）のヘッド１）。機構制御部１１１が大視野撮像による撮像結果により詳細検査が必要な区画を１つ特定すると、ヘッド２がヘッド１に交替して、特定された区画を撮像し、機構制御部１１１は小視野撮像で詳細検査する（図５（ｂ）のヘッド２）。

図６（ａ）は、図２（ｂ）に示した区画を大視野で概要検査を行うヘッド１と小視野で詳細検査を行うヘッド２とで交互に検査する場合における検査ヘッドの交替のタイミングを示す表である。図６（ｂ）は、図２（ｂ）に示した区画をヘッド１とヘッド２とで交互に検査する場合における検査ヘッドの交替のタイミングを示すタイミングチャートである。なお、図２の説明において、ＩＤ１、ＩＤ４は異常がない区画で、詳細検査を行わないとしていたが、ここでは、ＩＤ１、ＩＤ４も詳細検査が必要として説明する。しかし、もちろん、ＩＤ１、ＩＤ４を異常がない区画として、詳細検査をスキップするものであっても構わない。

図６（ａ）に示すように、まず、ヘッド１の大視野のカメラ１０４が、ＩＤ大１の区画を撮像する。ヘッド１がこの処理に要する時間は５秒である。この段階ではまだ、機構制御部１１１はＩＤ大１の区画の中で詳細検査が必要な箇所は特定できないが、ヘッド１は基板上から退避する（ヘッド１の動作（１））。

機構制御部１１１は引き続きヘッド１による撮像結果を解析し、ヘッド２による詳細検査が必要な区画を特定する。機構制御部１１１は、ＩＤ大１の中で詳細検査が必要なすべての区画を特定するためには５秒を要するが（ヘッド１の動作（２））、最初の１区画だけを特定するのにはそれほど時間を要しない。まず、機構制御部１１１が詳細検査を必要とする最初の区画（例えば、ＩＤ１）を特定すると、ヘッド２が基板２０上に進入し、特定された区画ＩＤ１を撮像する。ヘッド２がＩＤ１の区画を撮像するために要する時間は３秒である（ヘッド２の動作（３））。

ヘッド２がＩＤ１の区画を撮像している間に、これと並行して機構制御部１１１はヘッド１によるＩＤ大１の画像データを解析して、ＩＤ大１の中で詳細検査が必要な残りの区画を特定する（ヘッド１の動作（２））。この結果、ＩＤ大１の中で詳細検査が必要な区画として、ＩＤ２の区画が特定されるので、ヘッド２は、ＩＤ１の撮像が完了した後、ＩＤ２の区画を撮像することができる。ＩＤ２の区画をヘッド２が撮像するのに要する時間は３秒である（ヘッド２の動作（４））。機構制御部１１１の解析結果によりＩＤ大１の区画にこれ以上詳細検査が必要な区画がないことが分かると、ヘッド２は基板上から退避する。

ヘッド１による大視野での概要検査は、ヘッド２の詳細検査の結果に影響を受けないので、ヘッド１はヘッド２が基板２０上から退避すると同時に、基板２０上に進入し、次の大視野の区画ＩＤ大２を撮像する。ヘッド１が大視野の区画ＩＤ大２を撮像するために要する時間は５秒である（ヘッド１の動作（５））。ヘッド１は、ＩＤ大２の区画を撮像した後、基板２０上から退避する。

次いで、機構制御部１１１が、ヘッド１による撮像結果を解析して、大視野の区画ＩＤ大２内で詳細検査を要するすべての箇所を特定する。この処理に機構制御部１１１は、７秒を要する（ヘッド１の動作（６））。しかし、この場合も、最初の１区画だけ特定するためにはそれほど時間を要しない。この場合、例えば、機構制御部１１１はＩＤ大２の区画の中で、まず最初に詳細検査を要する箇所としてＩＤ３の区画を特定する。

機構制御部１１１によって、ＩＤ３の区画が特定されると、ヘッド２が基板２０上に進入し、ＩＤ３の区画を撮像する。この処理に要する時間は３秒である（ヘッド２の動作（７））。この処理と並行して、機構制御部１１１はヘッド１の撮像画像を解析しており（ヘッド１の動作（６））、詳細検査を要する次の箇所としてＩＤ４の区画を特定する。

ヘッド２は、ＩＤ３の区画の撮像が終了すると、ＩＤ４の区画を撮像する。この処理に要する時間は、４秒である（ヘッド２の動作（８））。この処理の間も並行して、機構制御部１１１はヘッド１によるＩＤ大２の撮像画像を解析しており（ヘッド１の動作（６））、詳細検査を要する次の箇所としてＩＤ５の区画を特定する。

ヘッド２は、ＩＤ４の区画の撮像が終了すると、特定されたＩＤ５の区画の撮像を行う（ヘッド２の動作（９））。ヘッド２がこの処理に要する時間は３秒である。

なお、図６（ｂ）では、ヘッド１の動作（２）として、機構制御部１１１による撮像画像の解析処理の開始と、ヘッド２の動作（３）であるＩＤ１の撮像開始とが同時であるように図示されているが、厳密にいえば、ＩＤ大１の撮像が終了した後、機構制御部１１１がＩＤ大１の撮像画像を解析して、詳細検査を要する最初の区画を特定して、初めて、ヘッド２の動作（３）であるＩＤ１の撮像を開始することができる。しかし、実際には、機構制御部１１１は、ヘッド１のＩＤ大１の撮像（１）が終了しなくても、ヘッド１のＩＤ大１の撮像（１）中から、ＩＤ大１の撮像結果の解析を開始することができる。これにより、ヘッド２は、ヘッド１によるＩＤ大１の撮像が終了すると同時に、ＩＤ大１の中で最初に特定された詳細検査が必要な箇所であるＩＤ１の撮像を開始することができる。ヘッド１によるＩＤ大２の撮像（５）が終了すると同時に、ヘッド２によるＩＤ３の撮像（７）を開始する場合についても同様にして、ほぼ同時にタイミングをあわせることができる。

このようにすることによって、同じ処理を行う場合であっても、図１０（ａ）および（ｂ）に示したように、従来のように１ヘッドで処理を行った場合では３８秒を要したのに対し、本実施の形態のように、低解像度のカメラ１０４を備えるヘッド１と高解像度のカメラ１０５を備えるヘッド２との２ヘッドで処理を行った場合では、２６秒で検査を終了することができている。すなわち、１ヘッドで検査を行った場合と比較すると本実施の形態の２ヘッドによる検査では、検査時間を１２秒も短縮できている。これは、ヘッド１とヘッド２との連携により、図１０（ｂ）の（２）及び（６）に示したようなタクトロスをなくすことができたためである。

図７は、ヘッド１とヘッド２との交互動作を説明するフローチャートである。カメラ切替タイミング決定部１１６は、基板２０のすべての大視野の区間について詳細検査が完了し、検査を終了したか否かを判定する（Ｓ７０１）。検査が終了していれば、その基板の検査を終了する。検査が終了していなければ、ヘッド１による大視野の区画を撮像する（Ｓ７０２）。次に、ヘッド１の撮像結果として得られた画像データの中で、すべての部品について詳細検査が必要な部品であるか否かの解析が終了したか否かを判定する（Ｓ７０３）。Ｓ７０２において撮像した大視野の区画の中ですべての部品について詳細検査を完了していれば、Ｓ７０１の処理に戻り、基板上のすべての大視野の区画について検査を完了したか否かを調べる。また、Ｓ７０２において撮像した大視野の区画の中で、まだ詳細検査が必要か否かの解析を完了していない部品があれば、その部品を抽出し（Ｓ７０４）、抽出した部品について詳細検査が必要か否かを解析する（Ｓ７０５）。その部品について詳細検査が必要であると解析した場合、その部品を含む小視野の区画を特定してヘッド２に高解像度のカメラ１０５による撮像を行わせる（Ｓ７０６）。その後、Ｓ７０３の処理に戻り、Ｓ７０２で撮像した大視野の区画の中で、すべての部品について詳細検査が必要な部品であるか否かの解析が終了したか否かを判定する。Ｓ７０５において、解析が完了していない部品について詳細検査が不要であると判定した場合も、Ｓ７０３の処理に戻り、Ｓ７０２で撮像した大視野の区画の中で、すべての部品について詳細検査が必要な部品であるか否かの解析が終了したか否かを判定する。

このように、大視野の区画の中ですべての部品について詳細検査が必要か否かを解析し、詳細検査が必要であれば詳細検査を実行し、必要でなければ解析が終わっていない部品について詳細検査が必要か否かの解析を繰り返す。これによって大視野の区画の中のすべての部品について必要な部品についてだけ詳細検査を行うことができる。

以上のように、本実施の形態の検査機１００によれば、大視野の低解像度カメラ１０４と、小視野の高解像度カメラ１０５とをそれぞれヘッド１とヘッド２とに備え、大視野撮像の撮像結果を解析する処理と、小視野撮像処理とを並行して行うことにより、タクトロスを低減することができるという効果がある。また、それぞれのヘッドに１つのカメラを備えるので、検査ヘッドの軽量化を実現することができ、その結果、精度の高い撮像結果を得ることができるという効果がある。

なお、上記実施の形態では、基板への部品の実装後に、部品の実装状態を検査する検査機について説明したが、本発明の検査機は部品実装後の状態のみを検査する場合に限定されず、例えば、基板への部品の実装前に、クリームはんだのずれ・かすれ・にじみなどの印刷状態を検査するものであってもよい。

また、本実施の形態では、ヘッドが２つの場合についてのみ説明したが、ヘッドの数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。

また、上記実施の形態では、片方のヘッドが基板２０上で撮像を行っている間は、他方のヘッドは基板２０上から退避していると説明したが、撮像中のヘッドの動作の邪魔にならない位置であれば基板２０上であってもよい。

以上、本発明の基板の検査方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、部品実装機による部品の実装を検査する基板検査機に適用でき、特に、複数の検査ヘッドにより交互に基板に対して処理を行なう検査機等に適用できる。

（ａ）は実施の形態の検査機を含む部品実装システムの外観を示す図である。（ｂ）は、図１（ａ）に示した部品実装システムの平面図である。 （ａ）は検査機の平面図である。（ｂ）は基板上で撮像の単位となる区画を示す図である。 （ａ）は、ヘッド１が基板を撮像している間、ヘッド２が基板上から退避している状態を示す図である。（ｂ）は、ヘッド１が基板上から退避した後、ヘッド２がヘッド１と交替して基板を撮像する状態を示す図である。 本実施の形態の検査機が備える構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図２（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像し、画像処理を行う場合の動作の概要を示す図である。（ｂ）は、図２（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像する場合の検査ヘッドおよび検査ヘッドの処理手順の一例を示す図である。 （ａ）は、図２（ｂ）に示した区画を大視野で概要検査を行う検査ヘッドと小視野で詳細検査を行う検査ヘッドとで交互に撮像する場合における検査ヘッドの交替のタイミングを示す表である。（ｂ）は、図２（ｂ）に示した区画を検査ヘッドと検査ヘッドとで交互に撮像する場合における検査ヘッドの交替のタイミングを示すタイミングチャートである。 ヘッド１とヘッド２との交互動作を説明するフローチャートである。 （ａ）は、従来の１ヘッド検査機の平面図である。（ｂ）は、従来の検査機が基板上の部品を検査する際の撮像順序の一例を示す図である。 （ａ）は、図８（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像し、画像処理を行う場合の動作の概要を示す図である。（ｂ）は、図８（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像する場合のヘッドの処理手順の一例を示す図である。 （ａ）は、図８（ｂ）に示した基板上の区画を図９（ｂ）で示した順で撮像する場合の各動作とタクトとの関係の一例を示す図である。（ｂ）は、図９（ｂ）に示した順で基板上の区画を撮像した場合にヘッドの動きを停止するために生じるタクトロスの例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

２０ 基板
１００、９００ 検査機
１０２ 表示部
１０３ 入力部
１０４、１０５ カメラ
１１１ 機構制御部
１１４ 記憶部
１１４ａ 実装データ
１１５ 通信Ｉ／Ｆ部
１１６ カメラ切替タイミング決定部
１２０ 機構部
１５０ ＣＰＵ
１、２ ヘッド
９０２ コンベアレール
９０３、９０４ ビーム

Claims (7)

1. カメラが装着された検査ヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態もしくははんだの印刷状態を検査する基板の検査方法であって、
   複数の検査ヘッドのうちの１つが基板を撮像し、前記検査ヘッドの検査結果に応じて、他の検査ヘッドが前記検査ヘッドに替わって検査を行う
   ことを特徴とする基板の検査方法。
2. 前記１つの検査ヘッドに装着されるカメラは、大視野の低解像度カメラであり、前記他の検査ヘッドに装着されるカメラは、小視野の高解像度カメラであり、
   前記低解像度カメラが装着された検査ヘッドは、前記低解像度カメラにより基板を撮像することにより、詳細な検査が必要な箇所を特定するための概要検査を実行し、
   前記高解像度カメラが装着された検査ヘッドは、前記概要検査によって前記詳細な検査が必要な箇所が特定されると、前記概要検査における分析処理と並行して、特定された前記箇所を前記高解像度カメラにより撮像を実行する
   ことを特徴とする請求項１記載の基板の検査方法。
3. 前記高解像度カメラが装着された前記検査ヘッドは、前記低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドが基板上に位置し、前記基板を撮像する間は前記基板上から退避し、前記低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドが前記基板上から退避するとともに、前記基板上に進入して前記高解像度カメラにより前記基板を撮像する
   ことを特徴とする請求項２記載の基板の検査方法。
4. カメラが装着された検査ヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態もしくははんだの印刷状態を検査する基板の検査方法であって、
   高解像度カメラが装着された前記検査ヘッドと、低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドとにより検査を行い、
   前記高解像度カメラが装着された前記検査ヘッドは、前記低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドが基板上に位置し、前記基板を撮像する間は前記基板上から退避し、前記低解像度カメラが装着された前記検査ヘッドが前記基板上から退避するとともに、前記基板上に進入して前記高解像度カメラにより前記基板を撮像する
   ことを特徴とする基板の検査方法。
5. カメラが装着された検査ヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態もしくははんだの印刷状態を検査する基板の検査装置であって、
   複数の前記検査ヘッドを備え、複数の前記検査ヘッドのうちの１つが前記基板を撮像し、前記検査ヘッドの検査結果に応じて、他の検査ヘッドが前記検査ヘッドに替わって検査を行う
   ことを特徴とする基板の検査装置。
6. 前記１つの検査ヘッドに装着されるカメラは、大視野の低解像度カメラであり、前記他の検査ヘッドに装着されるカメラは、小視野の高解像度カメラである
   ことを特徴とする請求項５記載の基板の検査装置。
7. カメラが装着された検査ヘッドで基板を撮像し、撮像された画像を解析することによって前記基板への部品の実装状態もしくははんだの印刷状態を検査する基板の検査装置のためのプログラムであって、コンピュータに、複数の前記検査ヘッドのうちの１つが前記基板を撮像し、前記検査ヘッドの検査結果に応じて、他の検査ヘッドが前記検査ヘッドに替わって検査を行うよう検査ヘッドの制御を実行させるプログラム。

Images