JP2011091181A - 部品実装システムおよび実装状態検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品寸法にばらつきが存在する場合にあっても実装状態検査において安定した正しい良否判定結果を得ることができる部品実装システム及び部品実装システムにおける実装状態検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】部品実装装置および実装状態を検査する検査装置Ｍ６Ａを連結して構成された部品実装システムにおいて、部品実装装置にて搭載ヘッドに保持された状態の部品を撮像して取得した画像データを演算処理部３３ａによって認識処理して、検査装置Ｍ６Ａによるパターンマッチングにおいて部品を抽出するための参照パターンに用られる部品サイズデータ３５ａをパターン情報として取得し、部品実装装置から送られたパターン情報に基づいて参照パターン更新部４５によって参照パターンを更新し、更新された参照パターンを用いて実装状態検査を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する部品実装システムおよびこの部品実装システムにおいて部品の実装状態を検査する実装状態検査方法に関するものである。

電子機器を構成する実装基板は、配線基板に半導体素子などの電子部品を半田接合などによって接合して製作される。実装基板の製造過程においては、異種部品を取り違えて実装する誤実装や実装後の位置が許容範囲を超えた状態となる実装位置不良などの各種の不具合を防止するため、半田接合に先立って実装状態の正否を確認するための実装状態検査が行われる。この実装状態検査は、部品を搭載した後の基板をカメラによって撮像し、取得した画像を画像処理することにより、部品のサイズや位置を検出する（例えば特許文献１参照）。

特開平９−１５２３１７号公報

ところで上述の実装状態検査においては、正しい検査判定結果を得る上で種々の阻害要因が存在する。例えば、部品実装面における個々の部品の形状や姿勢を検出する手法として、部品実装面を撮像した画像をパターンマッチングすることが一般に行われており、このパターンマッチングにおける参照パターンとして、従来より部品ライブラリによって与えられる部品形状・サイズデータが用いられていた。しかしながら、実装対象の部品は同一品番であっても製造メーカの相違によって、さらに同一メーカ製であっても製造ロットが異なる場合には、部品サイズにある程度のばらつきが存在する。このため、パターンマッチングに用いられる参照パターンが必ずしも実際の検査対象の部品と対応したものになるとは限らず、正しい良否判定結果が得られない場合が生じていた。

そこで本発明は、部品寸法にばらつきが存在する場合にあっても実装状態検査において安定した正しい良否判定結果を得ることができる部品実装システム及び部品実装システムにおける実装状態検査方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装システムは、基板に部品を実装する部品実装装置および前記基板における前記部品の実装状態をパターンマッチングを用いた光学的手法によって検査する検査装置を含む複数の部品実装用装置を連結して構成され、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装システムであって、前記部品実装装置は、前記部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部から搭載ヘッドによって部品を取り出して基板搬送部によって位置決め保持された前記基板の実装位置に移送搭載する部品搭載部と、前記搭載ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する部品撮像部と、前記部品撮像部によって取得した画像データを認識処理することにより、前記部品の正規位置からの位置ずれを示す位置情報および前記パターンマッチングによって前記部品を抽出するための参照パターンに用いられる所定のパターン情報を取得する演算処理を行う演算処理部と、前記位置情報に基づいて前記部品搭載部を制御する実装制御部とを備え、前記検査装置は、前記部品が実装された後の基板の実装面を撮像する基板撮像部と、前記基板撮像部を制御して前記基板の任意の検査対象位置を撮像させる検査制御部と、前記基板撮像部によって取得した画像を対象
として前記参照パターンを用いたパターンマッチング処理を行って前記部品を抽出し、次いで前記部品の抽出結果と部品が実装されるべき位置を示す実装位置データとに基づいてこの部品の位置ずれ状態を検出し、この検出結果を予め記憶された検査判定データと比較することにより当該基板における前記部品の実装状態の良否を判定する検査処理部とを備え、さらに前記部品実装装置から送られた前記パターン情報に基づいて前記参照パターンを更新する参照パターン更新部を備えた。

本発明の部品実装システムにおける実装状態検査方法は、基板に部品を実装する部品実装装置および検査装置を含む複数の部品実装用装置を連結して構成され、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装システムにおいて、前記検査装置によって前記基板における前記部品の実装状態をパターンマッチングを用いた光学的手法によって検査する実装状態検査方法であって、前記部品実装装置によって、前記部品供給部から搭載ヘッドによって部品を取り出して基板保持部に位置決め保持された前記基板の実装位置に移送搭載し、前記搭載ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像し、前記部品撮像部によって取得した画像データを認識処理することにより、前記部品の正規位置からの位置ずれを示す位置情報および前記パターンマッチングによって前記部品を抽出するための参照パターンに用いられる所定のパターン情報を取得し、前記検査装置によって、前記部品が実装された後の基板実装面を撮像する基板撮像部を制御することにより前記基板の任意の検査対象位置を撮像し、前記基板撮像部によって取得した画像を対象として前記参照パターンを用いたパターンマッチング処理を行って前記部品を抽出し、次いで前記部品の抽出結果と部品が実装されるべき位置を示す実装位置データとに基づいてこの部品の位置ずれ状態を検出し、この検出結果を予め記憶された検査判定データと比較することにより当該基板における前記部品の実装状態の良否を判定し、前記部品実装装置から送られた前記パターン情報に基づいて前記参照パターンを更新する。

本発明によれば、部品実装装置にて搭載ヘッドに保持された状態の部品を撮像して取得した画像データを認識処理して、パターンマッチングによって部品を抽出するための参照パターンに用られる所定のパターン情報を取得し、部品実装装置から送られたパターン情報に基づいて参照パターンを更新することにより、部品寸法にばらつきが存在する場合にあっても実装状態検査において安定した正しい良否判定結果を得ることができる。

本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける検査・実装装置の構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品実装装置による部品撮像の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける検査装置による部品撮像の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける検査装置による部品の実装状態検査の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける検査装置による部品の実装状態検査の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品の実装状態検査のフロー図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装システム１について説明する。図１において
部品実装システム１は、印刷装置Ｍ１、基板受渡し装置Ｍ２、検査・実装装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、Ｍ５、検査・実装装置Ｍ６、基板受渡し装置Ｍ７およびリフロー装置Ｍ８の各装置（部品実装用装置）を、基板搬送方向（Ｘ方向）に連結して成る部品実装ラインを主体としている。部品実装ラインを構成する各装置は通信ネットワーク２によって接続され、管理コンピュータの機能を有するホスト装置３によって制御される。

印刷装置Ｍ１は、基板４の部品接続用のランド上に部品接合用の半田ペーストをスクリーン印刷する。基板受渡し装置Ｍ２は、印刷装置Ｍ１から受け取った印刷後の基板４を、所定のタイミングにて下流側装置に受け渡す（矢印ａ）。検査・実装装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、Ｍ５、検査・実装装置Ｍ６は、いずれも基板４を基板搬送方向に搬送する基板搬送部６（図２参照）の両側に、検査機構や部品実装機構などの作業動作機構を配置した構成となっている。

検査・実装装置Ｍ３は、作業動作機構として検査装置Ｍ３Ａ、部品実装装置Ｍ３Ｂを備えており、検査装置Ｍ３Ａは印刷後の基板４における半田印刷状態を検査する。この半田印刷検査においては、基板４に形成された半田印刷部の位置計測も併せて行われ、下流側の部品実装装置による部品搭載動作時の位置補正用の半田位置データとして下流側の各部品実装装置にフィードフォワードされる。本実施の形態では、部品を実装点に位置合わせする基準として、基板４のランド位置を基準とするランド位置基準と、印刷された半田印刷部の位置を基準とする半田位置基準とを選択して使い分けられるようになっている。すなわちここでは、部品実装装置の前工程にて印刷された半田印刷位置を検出する印刷検査装置を備えた構成となっている。

部品実装装置Ｍ３Ｂは、半田印刷検査後の基板４に対して部品を実装する。部品実装装置Ｍ４、Ｍ５は、それぞれ独立して作業動作が可能な２つの部品実装装置Ｍ４Ａ、Ｍ４Ｂおよび部品実装装置Ｍ５Ａ、Ｍ５Ｂを備えており、これらの各部品実装装置によって基板４に順次部品を実装する。検査・実装装置Ｍ６は、検査装置Ｍ６Ａ、部品実装装置Ｍ６Ｂを備えており、部品実装装置Ｍ６Ｂは基板４に部品を実装し、検査装置Ｍ６Ａは上流側の各部品実装装置による部品実装作業が終了した後の基板４を対象として部品実装状態を検査する。この部品実装状態の検査は、パターンマッチングを用いた光学的手法によって行われる。検査後の基板４は、基板受渡し装置Ｍ７を介してリフロー装置Ｍ８に搬入され（矢印ｂ）、ここで加熱することにより半田が溶融固化し、部品が基板４に半田接合される。

次に図２を参照して、検査・実装装置Ｍ３、Ｍ６の構造を説明する。なお部品実装装置Ｍ４、Ｍ５の部品実装装置Ｍ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ５Ａ、Ｍ５Ｂは、図２に示す部品実装装置Ｍ３Ｂ，Ｍ６Ｂと同一構成であるので、ここでは説明を省略する。図２において、基台５の中央部には、２つの搬送レールを備えた基板搬送部６がＸ方向に配設されている。基板搬送部６は上流側装置から搬入された基板４を下流側に搬送し、当該装置における作業位置に位置決めして保持する。そしてそれぞれの基板搬送部６に位置決め保持された基板４に対して、検査装置Ｍ３Ａ、部品実装装置Ｍ３Ｂおよび検査装置Ｍ６Ａ、部品実装装置Ｍ６Ｂによって所定の作業動作が実行される。

部品実装装置Ｍ３Ｂ、Ｍ６Ｂには部品供給部７が配設されており、部品供給部７には複数のテープフィーダ８が並列して装着された台車１９が配置されている。テープフィーダ８は、台車１９にセットされたテープ供給リール２０から部品を保持したキャリアテープを引き出してピッチ送りすることにより、以下に説明する部品搭載部によるピックアップ位置に部品を供給する。

基台５のＸ方向における一方側の端部には、リニアモータによる直動機構を備えたＹ軸
移動テーブル９がＹ方向に配設されている。Ｙ軸移動テーブル９には、同様にリニアモータによる直動機構を備えたＸ軸移動テーブル１０Ａ、１０Ｂが、Ｘ方向に延出してＹ方向に移動自在に装着されている。Ｘ軸移動テーブル１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ検査装置Ｍ３Ａ、部品実装装置Ｍ３Ｂおよび検査装置Ｍ６Ａ、部品実装装置Ｍ６Ｂに対応している。

Ｘ軸移動テーブル１０Ｂには、複数の単位搭載ヘッド１６を備えた搭載ヘッド１５がＸ方向に移動自在に装着されており、さらにＸ軸移動テーブル１０Ｂの下面側には、搭載ヘッド１５と一体的に移動する基板撮像部１７が配設されている。またＸ軸移動テーブル１０Ａには、撮像カメラ１２を備えた撮像ヘッド１１がＸ方向に移動自在に装着されている。検査装置Ｍ３Ａ、Ｍ６Ａには画像認識ユニット１４を内蔵した台車１３が装着されている。

部品実装装置Ｍ３Ｂ，Ｍ６Ｂの動作を説明する。Ｙ軸移動テーブル９、Ｘ軸移動テーブル１０Ｂを駆動することにより、搭載ヘッド１５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動し、これにより、単位搭載ヘッド１６の下端部に装着された吸着ノズル１６ａによって部品供給部７のテープフィーダ８から部品を取り出し、基板搬送部６によって位置決め保持された基板４に部品を搭載する。したがって、Ｙ軸移動テーブル９、Ｘ軸移動テーブル１０Ｂおよび搭載ヘッド１５は、部品供給部７から搭載ヘッド１５によって部品を取り出して、基板搬送部６によって位置決め保持された基板４の実装位置に移送搭載する部品搭載部３２ａ（図５参照）を構成する。そして基板撮像部１７を搭載ヘッド１５と一体的に移動させることにより、基板撮像部１７は基板４の上方に移動し基板４を撮像する。そして撮像によって取得した画像を認識処理することにより、基板４に設けられた認識マークや部品実装位置が認識される。

部品供給部７と基板搬送部６との間の搭載ヘッド１５の移動経路には、部品撮像部１８が配設されている。図３（ａ）に示すように、吸着ノズル１６ａによって部品（ここでは端子型の部品２１）を保持した搭載ヘッド１５が、部品撮像部１８の上方をＸ方向へ移動することにより（矢印ｃ）、搭載ヘッド１５に保持された状態の部品を部品撮像部１８によって撮像する。そして撮像によって取得した画像を認識処理することにより、部品２１の正規位置からの位置ずれを示す位置情報が取得される。部品搭載部３２ａによる基板４への部品搭載動作においては、この位置情報に基づいて搭載位置の位置補正が行われる。さらに本実施の形態においては、部品撮像部１８による撮像によって取得した画像を認識処理することにより、以下に説明するように、検査装置Ｍ６Ａによって行われる実装状態検査において、部品を抽出するための参照パターンに用いられるパターン情報を取得するようにしている。

図３（ｂ）は、部品撮像部１８によって取得された画像１８ａを示しており、画像１８ａには、本体部２１ａの両側に端子部２１ｂが形成された形状の部品２１が表示されている。本体部２１ａは樹脂で被覆されており、端子部２１ｂは金属より成ることから、画像１８ａにおいて本体部２１ａ、端子部２１ｂには明瞭な輝度差が存在する。この画像１８ａを演算処理部３３ａ（図５参照）によって認識処理することにより、部品２１の各部寸法を示す部品サイズデータ、すなわち２つの端子部２１ｂのＸ方向寸法ｘ１，ｘ３、２つの端子部２１ｂを隔てる間隔寸法ｘ２、２つの端子部２１ｂのＹ方向寸法ｙ１，ｙ２が取得される。この部品サイズデータは、実装状態検査におけるパターンマッチングの参照パターンに用いられるパターン情報であり、検査実行用データ記憶部３５（図５参照）に部品サイズデータ３５ａとして記憶される。

図３（ｃ）は、このパターン情報を用いて生成される参照パターン２２を示しており、ここでは、部品２１における１対の端子部２１ｂに相当する１対の矩形枠２２ａによって参照パターン２２を構成する例を示している。ここで１対の矩形枠２２ａの形状・サイズ
および矩形枠２２ａ相互の間隔は、前述の部品サイズデータ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｙ１，ｙ２）によって規定される。

なお参照パターン２２の構成は図３（ｃ）に示す例に限定されるものではなく、対象となる部品の形状・サイズのばらつき特性などに応じて、適宜簡略化することが可能である。例えば、部品２１全体を１つの矩形と見なして、Ｙ方向寸法ｙ１，ｙ２のうちのいずれかをＹ寸法とし、Ｘ方向寸法ｘ１，ｘ２，ｘ３の総和を全体のＸ寸法とする参照パターンを用いるようにしてもよい。またパターン情報として、ここでは上述のような部品サイズデータを用いる例を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、部品の外形形状を特定する輪郭形状データなど、パターンマッチングにおける参照パターンを特定することが可能なデータであれば、パターン情報として採用することができる。

検査装置Ｍ６Ａの動作を説明する。Ｙ軸移動テーブル９、Ｘ軸移動テーブル１０Ａを駆動することにより、撮像ヘッド１１はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、図４（ａ）に示すように、前工程において部品２１がランド４ａ上に実装され、基板搬送部６に位置決め保持された基板４の実装面を撮像カメラ１２によって撮像する。したがって、Ｙ軸移動テーブル９、Ｘ軸移動テーブル１０Ａおよび撮像ヘッド１１は、部品２１が実装された後の基板４の実装面を撮像する基板撮像部４２ａ（図５参照）を構成する。ここの撮像により、図４（ｂ）に示すように、部品２１の平面画像を含む画像１２ａが取得される。画像１２ａにおいては、部品２１を構成する本体部２１ａ、端子部２１ｂが異なる輝度で現れている。部品実装状態の検査は、このようにして得られた画像１２ａをパターンマッチングの対象とすることによって行われる。

次に図５を参照して、部品実装システム１の制御系の構成を説明する。なお、ここでは部品実装装置Ｍ３Ｂ〜Ｍ６Ｂ、Ｍ４Ａ、Ｍ５Ａおよび部品実装状態の検査を行う検査装置Ｍ６Ａのみの構成を図示している。上述の各部品実装装置は、通信部３０、実装制御部３１、実装機構３２、認識装置３３、記憶部３４を備えている。通信部３０は通信ネットワーク２を介してホスト装置３および検査装置Ｍ６Ａの制御装置と接続されており、これらの他装置との間で、制御信号やデータの授受を行う。実装制御部３１は、記憶部３４に記憶された各種のデータに基づいて、実装機構３２を構成する基板搬送部６、部品供給部７、部品搭載部３２ａを制御する。これにより基板４を対象とする部品実装作業が実行される。

認識装置３３は、前述の部品撮像部１８、基板撮像部１７および演算処理部３３ａより構成され、部品撮像部１８、基板撮像部１７によって取得された画像は、演算処理部３３ａによって認識処理される。本実施の形態においては、部品撮像部１８によって取得した画像データを演算処理部３３ａによって認識処理することにより、部品２１の正規位置からの位置ずれを示す位置情報およびパターンマッチングによって部品２１を抽出するための参照パターン２２に用いられる所定のパターン情報を取得する演算処理を行う。

記憶部３４は、実装座標データ３４ａ、部品形状データ３４ｂ、部品配列データ３４ｃなど、部品実装作業の実行に必要な各種のデータを記憶する。実装座標データ３４ａは、基板４における設計上の部品実装位置を各部品毎に座標データの形で示す。部品形状データ３４ｂは、実装対象となる各部品の形状やサイズを示す部品ライブラリデータである。部品配列データ３４ｃは、部品供給部７におけるテープフィーダ８の配列を部品種と対応させて示すフィーダデータであり、これにより部品の配列位置が特定される。

検査実行用データ記憶部３５は、検査装置Ｍ６Ａでの実装状態検査に用いられる検査実行用データを記憶する。ここでは、前述のパターン情報としての部品サイズデータ３５ａおよび当該部品実装装置における部品実装に際して用いられた実装位置データ３５ｂを検
査実行用データとして記憶するようにしている。実装位置データ３５ｂとしては、記憶部３４に記憶された実装座標データ３４ａまたは検査装置Ｍ３Ａによって取得された半田位置データのいずれかが選択的に記憶される。すなわち、ランド位置基準で部品搭載を行う場合には実装座標データ３４ａが選択され、半田位置基準で部品搭載を行う場合には半田位置データが選択される。これらの検査実行用データは、通信部３０および通信ネットワーク２を介して下流側の検査装置Ｍ６Ａに送られる。なお、ここでは検査実行用データ記憶部３５を各部品実装装置に設けた例を示しているが、このデータ記憶機能をホスト装置３に持たせるようにしてもよい。

次に、部品の実装状態検査を行う検査装置Ｍ６Ａの制御系の構成を説明する。検査装置Ｍ６Ａは、通信部４０、検査制御部４１、検査機構４２、検査処理部４３、記憶部４４を備えている。通信部４０は通信ネットワーク２を介してホスト装置３および他の部品実装装置の制御装置と接続されており、これらの他装置との間で制御信号やデータの授受を行う。検査制御部４１は、記憶部４４に記憶された各種のデータに基づいて、検査機構４２を構成する基板搬送部６、基板撮像部４２ａや、検査処理部４３、参照パターン更新部４５を制御する。これにより基板４の任意の検査対象位置を撮像カメラ１２によって撮像させるとともに、実装状態の良否判定に必要な各種処理が実行される。

記憶部４４には、実装位置データ４４ａ、参照パターンデータ４４ｂ、検査判定データ４４ｃが記憶されている。実装位置データ４４ａは、検査対象の部品が実装されるべき位置、すなわち当該部品が部品実装装置によって実装された際に用いられた実装位置を特定するデータである。ここでは、当該部品実装装置から通信ネットワーク２を介して送信された実装位置データ３５ｂが実装位置データ４４ａとして記憶される。

参照パターンデータ４４ｂは、実装状態検査において検査対象の部品を抽出するためのパターンマッチングに用いられる参照パターンを規定するデータである。ここでは、同様に上流の部品実装装置から通信ネットワーク２を介して送信された部品サイズデータ３５ａに基づいて、検査制御部４１によって作成され、記憶部４４に記憶される。検査判定データ４４ｃは、実装状態検査における良否判定に用いられるデータであり、例えば正常な部品実装位置からの位置ずれ量が許容範囲であるか否かを示す閾値の形で予め入力される。

検査処理部４３は、基板撮像部４２ａによって取得した画像データを対象として、実装状態検査に必要な以下の処理を実行する。まず、基板撮像部４２ａによって取得した画像を対象として、参照パターン２２を用いたパターンマッチング処理を行って、検査対象となる部品２１を抽出する。すなわち、図６（ａ）に示すように、部品２１を撮像した画像１２ａに設定されるサーチエリア内において、参照パターン２２によって部品２１をＸ，Ｙ、θ方向にサーチしながら（矢印ｄ）、マッチング率を演算する。

そして最大のマッチング率を与える位置、すなわち図６（ｂ）に示すように、参照パターン２２の矩形枠２２ａが画像１２ａにおける部品２１の端子部２１ｂに重なる位置を以て、画像１２ａにおける部品２１の検出位置Ｐとして特定する。次いで部品２１の抽出結果と部品２１が実装されるべき位置を示す実装位置データ４４ａとに基づいて、この部品２１の位置ずれ状態を検出する。

ここで、実装位置データとしては、前述のように、図６（ｃ）に示す２種類（イ）、（ロ）を選択して用いることができる。（イ）に示すランド位置基準の例では、基板４に形成された部品接合用のランド４ａの位置を基準として、すなわち２つのランド４ａの中点ＰＬを部品２１が実装されるべき位置として定め、この中点ＰＬと検出位置Ｐとの差を以て位置ずれ量Ｄとして検出する。また（ロ）に示す例では、部品接合用のランド４ａを対
象として印刷された半田印刷部２３の位置を基準として、すなわち２つの半田印刷部２３の中点ＰＳを部品２１が実装されるべき位置として定め、この中点ＰＳと検出位置Ｐとの差を以て位置ずれ量Ｄとして検出する。すなわちこの場合には、検査装置Ｍ６Ａは、半田印刷位置の検出結果に基づいて設定された実行用の前記実装位置データを用いて、部品２１の位置ずれ状態を検出するようにしている。そしてこの検出された位置ずれ量Ｄを、予め記憶された検査判定データ４４ｃに規定される閾値と比較することにより、当該基板４における部品２１の実装状態の良否を判定する。

参照パターン更新部４５は、部品実装装置から送られたパターン情報に基づいて、記憶部４４に記憶された参照パターンデータ４４ｂを更新する処理を行う。なお、ここに示す例では、参照パターン更新部４５を検査装置Ｍ６Ａに備えるようにしているが、参照パターン更新機能をホスト装置３に持たせるようにしてもよい。すなわち、検査実行用データ記憶部３５の機能をホスト装置３に持たせる場合には、参照パターン更新機能の機能を併せてホスト装置３に備えるようにし、更新済みの参照パターン２２を検査装置Ｍ６Ａに送信するように構成してもよい。

次に図７を参照して、部品実装システム１における部品実装状態検査のフローを説明する。まず、上流側装置から作業対象となる部品実装装置に基板４を搬入し、基板搬送部６によって位置決め保持する（ＳＴ１）。次いで部品供給部７から搭載ヘッド１５によって部品２１を取り出し（ＳＴ２）、搭載ヘッド１５を部品撮像部１８の上方へ移動させて部品２１を撮像する（ＳＴ３）。次にこの撮像によって取得された画像データを演算処理部３３ａによって認識処理することにより、部品２１の正規位置からの位置ずれを示す位置情報およびパターンマッチングによって部品２１を抽出するための参照パターンに用いられる所定のパターン情報を取得する（ＳＴ４）。

次いでこのようにして取得されたパターン情報を、実装状態検査を行う検査装置Ｍ６Ａに送信する（ＳＴ６）。次いで検査装置Ｍ６Ａにおいて、取得したパターン情報に基づいて参照パターンを更新する処理が、参照パターン更新部４５によって実行される（ＳＴ７）。そして基板４が部品実装ラインにおいて上流側から下流側へ搬送される過程では、（ＳＴ１）〜（ＳＴ７）の各ステップが、複数の部品実装装置によって反復実行される。これにより、検査装置Ｍ６Ａの記憶部４４には、検査対象となる複数の部品２１について実装位置データ４４ａ、参照パターンデータ４４ｂが書き込まれ、実装状態の検査の実行が可能な状態となる。

この後、部品実装装置Ｍ６Ｂにおいて最後の部品実装作業が完了したならば、検査装置Ｍ６Ａによって実装状態検査が実行される。まず、基板４に実装された部品２１を撮像カメラ１２によって撮像する（ＳＴ８）。次いで、以下の処理が検査処理部４３によって実行される。すなわち更新された参照パターン２２を用いたパターンマッチングにより、撮像によって取得された画像において部品２１を抽出する（ＳＴ９）。次いで実装状態の良否判定を行う（ＳＴ１０）。

すなわち部品２１の抽出結果と部品２１が実装されるべき位置を示す実装位置データ４４ａとに基づいてこの部品２１の位置ずれ状態を検出し、この検出結果を予め記憶された検査判定データ４４ｃと比較することにより、当該基板４における部品２１の実装状態の良否を判定する。次いで判定結果の出力を行う（ＳＴ１１）。この判定結果の出力は、当該検査装置に備えられた表示装置（図示省略）に表示する方法や、通信部４０を介して検査記録データとしてホスト装置３に送信する方法などが適宜選択される。

上記説明したように、本実施の形態においては、部品実装装置にて搭載ヘッドに保持された状態の部品を撮像して取得した画像データを認識処理して、パターンマッチングによ
って部品を抽出するための参照パターンとして用られる所定のパターン情報を取得し、部品実装装置から送られたパターン情報に基づいて参照パターンを更新するようにしている。これにより、同一の機能を有する部品であっても製造メーカが相違することにより、さらに同一メーカ製であっても製造ロットが異なることによって部品寸法にばらつきが存在する場合にあっても、常に現物に即した参照パターンを用いることとなり、実装状態検査において安定した正しい正誤判定を得ることができる。

なお上記実施の形態においては、検査専用の撮像ヘッド１１を備えた検査・実装装置Ｍ３，Ｍ６の例を示したが、部品実装装置Ｍ３Ｂ，Ｍ６Ｂが備える基板撮像部１７に、撮像ヘッド１１と同様の機能を持たせるようにしてもよい。

本発明の部品実装システムおよび実装状態検査方法は、部品寸法にばらつきが存在する場合にあっても実装状態検査において安定した正しい良否判定結果を得ることができるという効果を有し、基板に部品を実装して実装基板を製造する部品実装分野において有用である。

１ 部品実装システム
３ ホスト装置
４ 基板
４ａ ランド
６ 基板搬送部
７ 部品供給部
９ Ｙ軸移動テーブル
１０Ａ、１０Ｂ Ｘ軸移動テーブル
１１ 撮像ヘッド
１２ 撮像カメラ
１５ 搭載ヘッド
１７ 基板撮像部
１８ 部品撮像部
２１ 部品
２１ｂ 端子部
２２ 参照パターン
２３ 半田印刷部
Ｍ１ 印刷装置
Ｍ３、Ｍ６ 検査・実装装置
Ｍ４、Ｍ５ 部品実装装置
Ｐ 検出位置

Claims (3)

1. 基板に部品を実装する部品実装装置および前記基板における前記部品の実装状態をパターンマッチングを用いた光学的手法によって検査する検査装置を含む複数の部品実装用装置を連結して構成され、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装システムであって、
   前記部品実装装置は、前記部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部から搭載ヘッドによって部品を取り出して基板搬送部によって位置決め保持された前記基板の実装位置に移送搭載する部品搭載部と、前記搭載ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する部品撮像部と、前記部品撮像部によって取得した画像データを認識処理することにより、前記部品の正規位置からの位置ずれを示す位置情報および前記パターンマッチングによって前記部品を抽出するための参照パターンに用いられる所定のパターン情報を取得する演算処理を行う演算処理部と、前記位置情報に基づいて前記部品搭載部を制御する実装制御部とを備え、
   前記検査装置は、前記部品が実装された後の基板の実装面を撮像する基板撮像部と、前記基板撮像部を制御して前記基板の任意の検査対象位置を撮像させる検査制御部と、前記基板撮像部によって取得した画像を対象として前記参照パターンを用いたパターンマッチング処理を行って前記部品を抽出し、次いで前記部品の抽出結果と部品が実装されるべき位置を示す実装位置データとに基づいてこの部品の位置ずれ状態を検出し、この検出結果を予め記憶された検査判定データと比較することにより当該基板における前記部品の実装状態の良否を判定する検査処理部とを備え、
   さらに前記部品実装装置から送られた前記パターン情報に基づいて前記参照パターンを更新する参照パターン更新部を備えたことを特徴とする部品実装システム。
2. 前記部品実装装置の前工程にて印刷された半田印刷位置を検出する印刷検査装置を備え、前記検査装置は、前記半田印刷位置の検出結果に基づいて設定された実行用の前記実装位置データを用いて前記位置ずれ状態を検出することを特徴とする請求項１記載の部品実装システム。
3. 基板に部品を実装する部品実装装置および検査装置を含む複数の部品実装用装置を連結して構成され、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装システムにおいて、前記検査装置によって前記基板における前記部品の実装状態をパターンマッチングを用いた光学的手法によって検査する実装状態検査方法であって、
   前記部品実装装置によって、前記部品供給部から搭載ヘッドによって部品を取り出して基板保持部に位置決め保持された前記基板の実装位置に移送搭載し、前記搭載ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像し、前記部品撮像部によって取得した画像データを認識処理することにより、前記部品の正規位置からの位置ずれを示す位置情報および前記パターンマッチングによって前記部品を抽出するための参照パターンに用いられる所定のパターン情報を取得し、
   前記検査装置によって、前記部品が実装された後の基板実装面を撮像する基板撮像部を制御することにより前記基板の任意の検査対象位置を撮像し、前記基板撮像部によって取得した画像を対象として前記参照パターンを用いたパターンマッチング処理を行って前記部品を抽出し、次いで前記部品の抽出結果と部品が実装されるべき位置を示す実装位置データとに基づいてこの部品の位置ずれ状態を検出し、この検出結果を予め記憶された検査判定データと比較することにより当該基板における前記部品の実装状態の良否を判定し、
   前記部品実装装置から送られた前記パターン情報に基づいて前記参照パターンを更新することを特徴とする部品実装システムにおける実装状態検査方法。

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