JP3189441B2 - 実装部品検査装置における教示データ修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプリント配線
基板（以下単に「基板」という）に実装された電子部品
につき、はんだ付け前は電子部品の有無や姿勢などを、
はんだ付け後ははんだ付けの良否などを、それぞれ検査
するのに用いられる実装部品検査装置に関連し、殊にこ
の発明は、基板上に実装された複数の部品につき、それ
ぞれの実装状態の良否（以下「実装品質」という）を検
査するのに必要な検査用データを実装部品検査装置に教
示しかつ修正するための実装部品検査装置における教示
データ修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検査基板上の各実装部品（はん
だ付け前のものとはんだ付け後のものとを総称して「実
装」という）について、それぞれの実装品質を検査する
のに、目視による検査が行われている。ところがこの種
目視検査では、検査ミスの発生が避けられず、検査結果
も検査する者によりまちまちであり、また検査処理能力
にも限界がある。

【０００３】そこで近年、多数の部品が実装された基板
につき、実装品質を画像処理技術を用いて自動的に検査
する実装部品検査装置が実用化された。この実装部品検
査装置を使用する場合、検査に先立ち、被検査基板上の
どの位置に、どのような部品が、どのように実装される
かにつき、基板の種別毎に実装部品検査装置に教示する
必要がある。この教示作業は一般に「ティーチング」と
呼ばれる。

【０００４】部品の実装品質の検査に関わる情報（以下
「検査用データ」という）には、各部品がはんだ付けさ
れる基板上のランドに関する情報（形状，長さ，幅な
ど）、検査領域として設定されるウィンドウに関する情
報（形状，大きさなど）、ランド上のはんだ付け状態な
どを表す特徴パラメータに関する情報（色相，明度な
ど）、特徴パラメータなどの良否を判定するための判定
基準などが含まれる。

【０００５】各部品の検査用データは、被検査基板の種
類毎にオペレータによって実装部品検査装置に手入力さ
れるもので、この検査用データの教示作業が完了する
と、各部品の実装品質がすべて良好な基板（これを「基
準基板」という）を実際にその実装部品検査装置に導入
してテスト検査を行うことにより、各部品についての教
示済の検査用データが適切であるかどうかを確認してい
る。

【０００６】実装品質が良好な基準基板を検査するので
あるから、すべての部品について実装品質が良好である
旨の検査結果が得られるはずであるが、もしいずれか部
品について実装品質が不良である旨の検査結果が得られ
れば、その部品の検査用データが適切でないと判断し
て、その検査用データを修正することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特に実装
密度が高い被検査基板については、実装品質が不良であ
ると判定される部品が多数出現する虞があり、この場
合、検査用データの修正作業に多大の時間がかかり、オ
ペレータにとって大きな負担となる。

【０００８】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、検査用データの修正作業を効率良く行うことが
できる実装部品検査装置における教示データ修正方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、実装部品検
査装置に教示された部品毎の検査用データを修正するた
めの方法であって、前記検査用データが教示された実装
部品検査装置により各部品の実装品質がすべて良好な基
板を検査し、実装品質が不良であると判定された部品に
つきその部品を指定する情報を実装部品検査装置に記憶
させた後、前記情報を参照して不良判定の対象となった
部品のみを探索して教示データの修正を行うようにした
ものである。

【００１０】

【作用】実装品質が不良であると判定された部品のみを
探索して教示データの修正を行うので、修正作業を効率
良く行うことができ、オペレータの作業負担が軽減され
る。

【００１１】

【実施例】図１は、実装部品検査装置の全体構成を示
す。この実装部品検査装置は、基準基板１Ｓを撮像して
得られた前記基準基板１Ｓ上にある各部品２Ｓの検査領
域の特徴パラメータと、被検査基板１Ｔを撮像して得ら
れた前記被検査基板１Ｔ上にある各部品２Ｔの検査領域
の特徴パラメータとを比較して、各部品２Ｔの実装品質
を検査するためのもので、Ｘ軸テーブル部３，Ｙ軸テー
ブル部４，投光部５，撮像部６，制御処理部７などをそ
の構成として含んでいる。

【００１２】前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル
部４は、それぞれ制御処理部７からの制御信号に基づい
て動作するモータ（図示せず）を備えており、これらモ
ータの駆動によりＸ軸テーブル部３が撮像部６をＸ方向
へ移動させ、またＹ軸テーブル部４が基板１Ｓ，１Ｔを
支持するコンベヤ８をＹ方向へ移動させる。

【００１３】前記投光部５は、異なる径を有しかつ制御
処理部７からの制御信号に基づき赤色光，緑色光，青色
光を同時に照射する３個の円環状光源９，１０，１１に
より構成されており、各光源９，１０，１１を観測位置
の真上位置に中心を合わせかつ観測位置から見て異なる
仰角に対応する方向に位置させている。

【００１４】この実施例では、各光源９，１０，１１と
して白色光源に赤色，緑色，青色の各着色透明板を被せ
た構造のものが用いてあるが、これに代えて、赤色光，
緑色光，青色光をそれぞれ発生する３本の円環状のカラ
ー蛍光灯やネオン管を用いてもよい。

【００１５】前記撮像部６は、カラーテレビカメラであ
って、観測位置の真上位置に下方に向けて位置決めして
ある。これにより観測対象である基板１Ｓ，１Ｔの表面
の反射光が撮像部６により撮像され、三原色のカラー信
号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて制御処理部７へ供給される。

【００１６】前記制御処理部７は、Ａ／Ｄ変換部１２，
メモリ１３，ティーチングテーブル１４，画像処理部１
５，判定部１６，ＸＹテーブルコントローラ１７，撮像
コントローラ１８，制御部１９，表示部２０，プリンタ
２１，キーボード２２，フロッピディスク装置２３など
で構成されるもので、ティーチングモードのとき、基準
基板１Ｓについてのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理し、実
装品質が良好な各部品の検査領域について色相、明度な
どの特徴パラメータを検出して判定データファイルを作
成する。

【００１７】また制御処理部７は検査モードのとき、被
検査基板１Ｔについてのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理
し、被検査基板１Ｔ上の各部品２Ｔの検査領域につき
赤，緑，青の各色相パターンを検出して特徴パラメータ
を生成し、被検査データファイルを作成する。そしてこ
の被検査データファイルと前記判定データファイルとを
比較して、この比較結果から被検査基板１Ｔ上の各部品
２Ｔにつきはんだ付けの良否などの実装品質を自動的に
判定する。

【００１８】図２は、はんだ付けが良好であるとき、部
品が欠落しているとき、はんだ不足の状態にあるときの
はんだ２５の断面形態と、各場合の撮像部６による撮像
パターン，赤色パターン，緑色パターン，青色パターン
との関係を一覧表で例示したもので、いずれかの色相パ
ターン間には明確な差異が現れるため、部品の有無やは
んだ付けの良否を判定することが可能となる。

【００１９】図１に戻って、Ａ／Ｄ変換部１２は前記撮
像部６からのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂをディジタル信号に
変換して制御部１９へ出力する。メモリ１３はＲＡＭな
どを備え、制御部１９の作業エリアとして使用される。
画像処理部１５は制御部１９を介して供給された画像デ
ータを画像処理して前記被検査データファイルや判定デ
ータファイルを作成し、これらを制御部１９や判定部１
６へ供給する。

【００２０】ティーチングテーブル１４はティーチング
時に制御部１９から判定データファイルが供給されたと
き、これを記憶し、また検査時に制御部１９が転送要求
を出力したとき、この要求に応じて判定データファイル
を読み出してこれを制御部１９や判定部１６などへ供給
する。

【００２１】判定部１６は、検査時に制御部１９から供
給された判定データファイルと、前記画像処理部１５か
ら転送された被検査データファイルとを比較して、被検
査基板１Ｔの各部品２Ｔにつきはんだ付け状態の良否な
どを判定し、その判定結果を制御部１９へ出力する。

【００２２】撮像コントローラ１８は、制御部１９と投
光部５および撮像部６とを接続するインターフェイスな
どを備え、制御部１９の出力に基づき投光部５の各光源
９〜１１の光量を調整したり、撮像部６の各色相光出力
の相互バランスを保つなどの制御を行う。

【００２３】ＸＹテーブルコントローラ１７は制御部１
９と前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４とを
接続するインターフェイスなどを備え、制御部１９の出
力に基づきＸ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４を
制御する。

【００２４】表示部２０は、制御部１９から画像デー
タ、検査結果、キー入力データなどが供給されたとき、
これを表示画面上に表示し、またプリンタ２１は、制御
部１９から検査結果などが供給されたとき、これを予め
決められた書式でプリントアウトする。

【００２５】キーボード２２は、操作情報や基準基板１
Ｓや被検査基板１Ｔに関するデータなどを入力するのに
必要な各種キーを備えており、キー入力データは前記制
御部１９へ供給される。制御部１９は、マイクロプロセ
ッサなどを備えており、後述する制御手順に従って、テ
ィーチング，修正ティーチングおよび，検査における実
装部品検査装置の動作を制御する。

【００２６】図３は、ティーチングの手順をステップ１
（図中「ＳＴ１」で示す）〜ＳＴ７で示す。まず同図の
ステップ１において、オペレータはキーボード２２を操
作して教示対象とする基板名の登録を行い、また基板サ
イズをキー入力した後、つぎのステップ２で、良好な実
装品質を有する基準基板１ＳをＹ軸テーブル部４上にセ
ットしてスタートキーを押操作する。

【００２７】つぎにステップ３で基準基板１Ｓの原点と
右上および左下の各角部を撮像部６にて撮像させて各点
の位置により実際の基準基板１Ｓのサイズを入力する
と、制御部１９は入力データに基づきＸ軸テーブル部３
およびＹ軸テーブル部４を制御して基準基板１Ｓを初期
位置に位置出しする。

【００２８】基準基板１Ｓが初期位置に位置決めされる
と、つぎのステップ４で撮像部６が基準基板１Ｓ上の領
域を撮像して部品２Ｓの実装位置を教示する。

【００２９】つぎのステップ５では、撮像部６により良
好な実装品質を持つ部品２Ｓの実装位置の画像を撮像
し、ステップ４で実装位置が教示された部品２Ｓについ
ての検査用データを教示する。なお、この検査用データ
は、予め部品種毎のテーブルに記憶させておき、教示に
際して、そのテーブルより該当する部品の検査用データ
を読み出して用いることもできる。

【００３０】同様の手順が基準基板１Ｓ上のすべての部
品について繰り返し実行されると、ステップ６の判定が
「ＹＥＳ」となってステップ７へ移行し、ステップ４，
５で作成した教示データより被検査基板を検査するのに
必要な判定データファイルを作成し、これをティーチン
グテーブル１４に記憶させた後、ティーチングを終了す
る。

【００３１】図４は、教示データの修正を行うための修
正ティーチングの手順を示す。この修正ティーチングで
は、教示済の実装部品検査装置により前記基準基板１Ｓ
を実際にテスト検査し、実装品質が不良であると判定さ
れた部品について検査用データを適切なものに修正す
る。

【００３２】まずステップ１で修正ティーチングの対象
となる基板名を入力し、つぎのステップ２で前記基準基
板１ＳをＹ軸テーブル部４上へ搬入して位置決めする。
検査コマンドが入力されると、つぎに制御処理部７は基
準基板１Ｓ上のすべての部品２Ｓを予め決められた順に
撮像して所定の検査処理を実行し、その検査結果を前記
メモリ１３に記憶させると共に、前記表示部２０または
プリンタ２１へ出力する（ステップ３，４）。

【００３３】前記メモリ１３には、実装品質が不良であ
ると判定された部品を指定する情報（これを「インデッ
クス情報」と称する）を記憶させるためのインデックス
記憶領域が設けてあり、不良判定の対象となった部品に
対応するインデックス記憶領域にはインデックス情報と
してフラグ「１」がセットされる。

【００３４】図５は、基準基板１Ｓの検査対象領域内の
各部品２Ｓの配置を、また図６は、前記テスト検査によ
る各部品の検査結果を、それぞれ示している。図６にお
いて、白塗りの矩形部分３０は実装品質が良好であると
判定された部品を、また黒塗りの矩形部分３１は実装品
質が不良であると判定された部品を、それぞれ示すもの
で、実装品質が不良であると判定された部品３１につい
ては前記インデックス情報が設定されている。

【００３５】図４に戻って、ステップ５は実装品質が不
良であると判定された部品が存在するか否かを前記メモ
リ１３の内容から判定しており、その判定が「ＮＯ」で
あれば、教示した検査用データが適切であるとして、基
準基板１Ｓを実装部品検査装置より搬出する（ステップ
１０）。

【００３６】もしステップ５の判定が「ＹＥＳ」であれ
ば、制御部１９はステップ６で前記メモリ１３を参照し
てインデックス情報を自動探索し、インデックス情報が
設定された最初の部品についての検査用データが呼び出
されると、オペレータはこの検査用データを最適なもの
に修正する（ステップ７）。

【００３７】同様の手順が、インデックス情報が設定さ
れたすべての部品について繰り返し実行される。図７
は、インデックス情報を利用して実装品質が不良である
と判定された部品３１のみが順次探索される様子を示し
ており、実装品質が良好であると判定された部品３０に
ついてはスキップされる。

【００３８】このようにして修正作業が完了すると、ス
テップ８の判定が「ＹＥＳ」となってステップ９へ進
み、オペレータが再度このテスト検査の実行を指示する
と、このステップ９の判定が「ＹＥＳ」となって、ステ
ップ３の検査手順へ移行する。もし再度のテスト検査の
実行が指示されないとき（ステップ９の判定が「ＮＯ」
のとき）、または再度のテスト検査により実装品質が不
良であると判定された部品が存在していないとき（ステ
ップ５が「ＮＯ」のとき）、ステップ１０へ進んで基準
基板１Ｓは実装部品検査装置より搬出され、修正ティー
チングが終了する。

【００３９】図８は、ティーチングおよび修正ティーチ
ングが完了した実装部品検査装置による被検査基板１Ｔ
の自動検査の手順を示す。まず同図のステップ１，２に
おいて、検査すべき基板名を選択して基板検査の開始操
作を行う。つぎのステップ３で実装部品検査装置へ被検
査基板１Ｔが供給されると、コンベヤ８が作動してＹ軸
テーブル部４上に被検査基板１Ｔが搬入され、自動検査
が開始される（ステップ４，５）。

【００４０】ステップ５において、制御部１９はＸ軸テ
ーブル部３およびＹ軸テーブル部４を制御して、被検査
基板１Ｔ上の１番目の部品２Ｔに対し撮像部６の視野を
位置決めして撮像を行わせ、検査領域内の各ランド領域
を自動抽出すると共に、各ランド領域の特徴パラメータ
を算出して、被検査データファイルを作成する。ついで
制御部１９は、この被検査データファイルと判定データ
ファイルとを比較して、１番目の部品２Ｔにつきハンダ
付けの良否などの実装品質を判定させる。

【００４１】このような検査が被検査基板１Ｔ上の全て
の部品２Ｔにつき繰り返し実行され、その結果、はんだ
付け不良などがあるとステップ６の判定が「ＹＥＳ」と
なり、その不良部品と不良内容とが表示部２０に表示さ
れ或いはプリンタ２１に印字された後、被検査基板１Ｔ
は観測位置より搬出される（ステップ７，８）。かくし
て同様の検査手順が全ての被検査基板１Ｔにつき実行さ
れると、ステップ９の判定が「ＹＥＳ」となって検査が
完了する。

【００４２】

【発明の効果】この発明は上記の如く、前記検査用デー
タが教示された実装部品検査装置により各部品の実装品
質がすべて良好な基板を検査し、実装品質が不良である
と判定された部品につきその部品を指定する情報を実装
部品検査装置に記憶させた後、前記情報を参照して不良
判定の対象となった部品のみを探索して教示データの修
正を行うようにしたから、修正作業を効率良く行うこと
ができ、オペレータの作業負担が軽減されるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実装部品検査装置の全体構成を示す説明図であ
る。

【図２】はんだ付け状態の良否とパターンとの関係を示
す説明図である。

【図３】ティーチングの手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】修正ティーチングの手順を示すフローチャート
である。

【図５】基準基板上の部品の配置を示す説明図である。

【図６】テスト検査の検査結果を示す説明図である。

【図７】修正ティーチングの順序を示す説明図である。

【図８】自動検査の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１Ｓ 基準基板 ６ 撮像部 ７ 制御処理部 １９ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−332754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−261047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180251（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 H01L 21/64 - 21/66 H05K 3/32 - 3/34 512 H05K 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装部品検査装置に教示された部品毎
   の検査用データを修正するための方法であって、 前記検査用データが教示された実装部品検査装置により
   各部品の実装品質がすべて良好な基板を検査し、実装品
   質が不良であると判定された部品につきその部品を指定
   する情報を実装部品検査装置に記憶させた後、前記情報
   を参照して不良判定の対象となった部品のみを探索して
   教示データの修正を行うことを特徴とする実装部品検査
   装置における教示データ修正方法。