JP4736764B2 - 基板検査装置並びにその検査ロジック設定方法および検査ロジック設定装置 - Google Patents
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Description
定に関しても、従来はオペレータが経験と勘を頼りに試行錯誤的に設定するほか無かった。しかも、領域条件が変われば上述した色条件および判定条件についても再度調整が必要となるため、ティーチングの負担が倍増することとなり問題となっていた。
値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求める。この1または複数の色特徴量の種類およびその値の範囲(以下、色特徴量の種類とその値の範囲を「色範囲」とよぶ。)は、色条件として設定される。
装置が、色距離が相対的に大きいブロックを複数選択し、選択された複数のブロックを色距離の大きさに基づいてグループ分けすることによって、前記互いに領域の異なる複数の領域条件を作成するとよい。色距離の類似するブロックをまとめて検査領域を形成したほうが、検査領域内の色分布のバラツキが小さくなり、判定結果の信頼性が向上するからである。また、色距離の類似するブロックをまとめることで、検査領域の数を少なくすることができ、検査ロジック設定処理並びに基板検査処理の処理負荷を軽減できるという効果もある。
法、または、かかる方法を実現するためのプログラム、または、そのプログラムを記憶した記憶媒体として捉えることができる。また、本発明は、上記処理を実行する手段の少なくとも一部を有する基板検査装置の検査ロジック設定装置、または、かかる装置を備えた基板検査装置として捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
(基板検査システムの構成)
図1は、本発明の実施形態に係る基板検査システムのハードウェア構成を示している。
基板検査装置1は、カラー光を基板に照射してそれを撮影し、撮影された画像を用いて基板20上の実装部品21の実装品質(半田付け状態など)を自動検査する装置である。基板検査装置1は、概略、Xステージ22、Yステージ23、投光部24、撮像部25、制御処理部26を備えている。
(CPU)39、記憶部32、入力部40、表示部41、プリンタ42、通信I/F43などで構成される。
ードウェアを制御することによって実現されるものである。また、記憶部32の内部には、CAD情報を記憶するCAD情報記憶部32aと判定結果を記憶する判定結果記憶部32bが設けられている。
次に、上記基板検査装置1における基板検査処理について述べる。ここでは、基板検査処理の一例として、ぬれ不良(浮き不良)検査を説明する。ぬれ不良とは、電子部品における実装不良の一種であり、部品の電極が半田と接着していないことを原因とする不良である。
ジ22およびYステージ23を操作する(ステップS105)。
度を実現するためには、予め検査ロジックの色条件および判定条件を検査対象に合わせて最適な値に設定しておく必要がある。また、半田形状は、基板の種類、半田ペーストの状態などの様々な要因によって変化するとともに、同種の部品かつ同種の不良であっても不良の特徴の現れる箇所は変化するため、それに応じて良品と不良品の差異が最もよく現れる箇所が検査領域として選ばれるように領域条件を設定することが重要である。本実施形態では、検査ロジックの生成(ティーチング)は、検査ロジック設定装置2によって自動的に行われる。以下、詳しく説明する。
検査ロジック設定装置2は、図1に示すように、CPU、メモリ、ハードディスク、I/O制御部、通信I/F、表示部、情報入力部(キーボードやマウス)などを基本ハードウェアとして備える汎用のコンピュータ(情報処理装置)によって構成される。
図7のフローチャートに沿って、検査ロジック設定処理の流れを説明する。なお、本実施形態では、上述したぬれ不良検査で用いられる検査ロジックを生成する例を挙げる。
無視」が付与されている。
度の組み合わせごとに度数を計算する。
強いことを表す。明度は値が大きくなるほど明るさが強くなることを表す。図中の白丸(○)が対象画像の画素(対象点)の度数が1以上の点を表し、黒三角(▲)が除外画像の画素(除外点)の度数が1以上の点を表している。
されるので、カラー画像を用いた良否判定を高精度に行うことが可能となる。なお、色条件と判定条件の信頼性は、最初に与える教師画像情報の数が多くなるほど向上する。
上記第1実施形態によれば、教師画像から適切な領域条件が設定され、良好なぬれ不良検査を実施可能である。しかしながら、部品や基板の種類によっては、良品の半田形状にバラツキが生じやすいものもあり、そのような部品では良品であっても検査領域の一部分にぬれ不良品と類似した色彩パターンが現れることがある。
図15のフローチャートに沿って、本実施形態のパラメータ設定処理の流れを説明する。なお、小検査領域を規定するための複数の領域条件の設定処理以外の部分は第1実施形態の処理(図7参照)と同様なので、同一のステップ番号を付して詳しい説明を省略する。
値kより大きいか否かを調べ(ステップS402)、色距離差の絶対値が定数k以下のブロック同士を統合する(ステップS403)。所定の値kは、例えば、すべての組み合わせについて色距離差の絶対値を求め、その平均値を用いるというように、算出した色距離差の絶対値に関する統計的処理を行うことによりシステムが自動で求めてもよいし、経験的に求められた値が存在するときはその値を用いてもよい。ブロック統合後に残ったブロック数が1より多い場合には(ステップS404;YES)、残ったブロックについて再度ステップS400からの処理を繰り返す。
基板検査処理においては、第1実施形態と同様の処理により(図4参照)、小検査領域の各々について個別に良否判定が行われ、個別判定結果が得られる。その後、基板検査装置は、個別判定結果を論理演算して最終的な部品実装状態の判定結果を算出する。
上記第2実施形態では、良品にバラツキが発生しやすいケースに好適な基板検査処理を
説明した。これに対し、第3実施形態では、不良品にバラツキが発生しやすいケースに好適な基板検査処理を説明する。
上記第2、第3実施形態では、2つの小検査領域の個別判定結果の論理積あるいは論理和を最終判定結果とした。これらの方法は、それぞれ、良品にバラツキが発生しやすい傾向にある部品、不良品にバラツキが発生しやすい傾向にある部品に好適である。
R=(R1 ∪ R2) ∩ R3
ただし、記号「∪」は論理和、記号「∩」は論理積を表す。
上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
2 検査ロジック設定装置
10 指示情報受付機能
11 基板搬入機能
12 CAD情報読込機能
13 ステージ操作機能
14 撮像機能
15 検査ロジック読込機能
16 検査機能
17 判定結果書込機能
18 基板搬出機能
20 基板
21 実装部品
22 Xステージ
23 Yステージ
24 投光部
25 撮像部
26 制御処理部
27 コンベヤ
28 赤色光源
29 緑色光源
30 青色光源
31 撮像コントローラ
32 記憶部
32a CAD情報記憶部
32b 判定結果記憶部
33 A/D変換部
34 画像処理部
35 検査ロジック記憶部
36 判定部
37 XYステージコントローラ
38 メモリ
39 制御部
40 入力部
41 表示部
42 プリンタ
50 指示情報受付機能
51 教師画像情報読込機能
52 画像取得機能
53 振分機能
54 度数算出機能
55 色範囲探索機能
56 二値化機能
57 特徴量ヒストグラム生成機能
58 しきい値算出機能
59 検査ロジック生成機能
60 検査ロジック書込機能
62,64 部品
63,65,66 ランド領域
70 ランドウィンドウ
71 部品本体ウィンドウ
72 ランド領域
73 検査領域
80 色距離算出機能
81 検査領域決定機能
Claims (42)
- 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から所定の領域条件で規定される検査領域を抽出し、その検査領域から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成する方法であって、
情報処理装置が、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の第1画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の第2画像とを取得し、
前記複数の第1画像および第2画像のそれぞれの画像を複数のブロックに分割し、
前記複数の第1画像と前記複数の第2画像との間の色距離を、前記ブロックごとに算出し、
前記複数のブロックの中から色距離が相対的に大きいブロックを1つ以上選択し、
選択されたブロックを前記領域条件として設定する基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
前記第1画像から前記領域条件で規定される部分を対象画像として抽出し、
前記第2画像から前記領域条件で規定される部分を除外画像として抽出し、
1または複数の色特徴量について、前記対象画像の各画素を対象点、前記除外画像の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求め、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求め、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項1記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項2記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 情報処理装置が、
1または複数の色特徴量から構成される色特徴量候補を複数有しており、
前記複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択し、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項2記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出し、
1または複数の特徴量について、前記複数の画素領域それぞれの特徴量の値の度数分布を求め、
前記1または複数の特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象画像から抽出された画素領域の特徴量の値と前記除外画像から抽出された画素領域の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求め、
前記1または複数の特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する請求項2〜4のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記特徴量の種類が予め定められている請求項5記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 情報処理装置が、
1または複数の特徴量から構成される特徴量候補を複数有しており、
前記複数の特徴量候補のそれぞれについて、前記対象画像から抽出された画素領域の特徴量の値と前記除外画像から抽出された画素領域の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記判定条件として採用する特徴量候補を選択し、
前記選択された特徴量候補を構成する1または複数の特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する請求項5記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
前記選択されたブロックから互いに領域の異なる複数の領域条件を作成し、
前記複数の領域条件のそれぞれについて、前記色条件および前記判定条件を算出し設定する請求項5〜7のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
色距離が相対的に大きいブロックを複数選択し、
選択された複数のブロックを色距離の大きさに基づいてグループ分けすることによって、前記互いに領域の異なる複数の領域条件を作成する請求項8記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
前記領域条件について、互いに異なる複数の前記色条件および前記判定条件の組を算出し設定する請求項5〜9のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 情報処理装置が、
算出された前記領域条件、色条件および判定条件の複数の組の論理演算式を、基板検査装置が検査を行うための検査ロジックとして設定する請求項5〜10のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。 - 前記検査ロジックは、部品の種類ごとに求められる請求項1〜11のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 前記検査ロジックは、不良の種類ごとに求められる請求項1〜12のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定方法。
- 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から所定の領域条件で規定される検査領域を抽出し、その検査領域から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成するための装置であって、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の第1画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の第2画像とを取得する画像取得手段と、
前記複数の第1画像および第2画像のそれぞれの画像を複数のブロックに分割して、前記複数の第1画像と前記複数の第2画像との間の色距離を、前記ブロックごとに算出する色距離算出手段と、
前記複数のブロックの中から色距離が相対的に大きいブロックを1つ以上選択し、選択されたブロックを前記領域条件として設定する領域条件決定手段と、
を備える基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記第1画像から前記領域条件で規定される部分を対象画像として抽出する手段と、
前記第2画像から前記領域条件で規定される部分を除外画像として抽出する手段と、
1または複数の色特徴量について、前記対象画像の各画素を対象点、前記除外画像の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求める手段と、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求める手段と、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する手段と、
をさらに備える請求項14記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項15記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 1または複数の色特徴量から構成される色特徴量候補を複数有しており、
前記複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択し、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する請求項15記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出する手段と、
1または複数の特徴量について、前記複数の画素領域それぞれの特徴量の値の度数分布を求める手段と、
前記1または複数の特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象画像から抽出された画素領域の特徴量の値と前記除外画像から抽出された画素領域の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求める手段と、
前記1または複数の特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する手段と、
をさらに備える請求項15〜17のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記特徴量の種類が予め定められている請求項18記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 1または複数の特徴量から構成される特徴量候補を複数有しており、
前記複数の特徴量候補のそれぞれについて、前記対象画像から抽出された画素領域の特徴量の値と前記除外画像から抽出された画素領域の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記判定条件として採用する特徴量候補を選択し、
前記選択された特徴量候補を構成する1または複数の特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する請求項18記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記領域条件決定手段によって、前記選択されたブロックから互いに領域の異なる複数の領域条件が作成され、
前記複数の領域条件のそれぞれについて、前記色条件および前記判定条件が算出され設定される請求項18〜20のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記領域条件決定手段は、
色距離が相対的に大きいブロックを複数選択し、
選択された複数のブロックを色距離の大きさに基づいてグループ分けすることによって、前記互いに領域の異なる複数の領域条件を作成する請求項21記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。 - 前記領域条件について、互いに異なる複数の前記色条件および前記判定条件の組が算出され設定される請求項18〜22のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 算出された前記領域条件、色条件および判定条件の複数の組の論理演算式が、基板検査装置が検査を行うための検査ロジックとして設定される請求項18〜23のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 前記検査ロジックは、部品の種類ごとに求められる請求項14〜24のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 前記検査ロジックは、不良の種類ごとに求められる請求項14〜25のいずれかに記載の基板検査装置の検査ロジック設定装置。
- 基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射し、その反射光を撮像して得られた画像から所定の領域条件で規定される検査領域を抽出し、その検査領域から所定の色条件を満たす領域を抽出し、抽出された領域が所定の判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する基板検査装置において用いられる検査ロジックを生成するプログラムであって、
検査により検出されるべき部品を撮像して得られた複数の第1画像と検査により除外されるべき部品を撮像して得られた複数の第2画像とを取得する処理と、
前記複数の第1画像および第2画像のそれぞれの画像を複数のブロックに分割する処理と、
前記複数の第1画像と前記複数の第2画像との間の色距離を、前記ブロックごとに算出する処理と、
前記複数のブロックの中から色距離が相対的に大きいブロックを1つ以上選択する処理と、
選択されたブロックを前記領域条件として設定する処理と、
を情報処理装置に実行させるためのプログラム。 - 前記第1画像から前記領域条件で規定される部分を対象画像として抽出する処理と、
前記第2画像から前記領域条件で規定される部分を除外画像として抽出する処理と、
1または複数の色特徴量について、前記対象画像の各画素を対象点、前記除外画像の各画素を除外点として、前記複数の対象点および除外点それぞれの色特徴量の値の度数分布を求める処理と、
前記1または複数の色特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲を求める処理と、
前記1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する処理と、
をさらに情報処理装置に実行させるための請求項27記載のプログラム。 - 前記色特徴量の種類が予め定められている請求項28記載のプログラム。
- 1または複数の色特徴量から構成される色特徴量候補を複数有しており、
前記複数の色特徴量候補のそれぞれについて、前記対象点の色特徴量の値と前記除外点の色特徴量の値とを最もよく分離する色特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記色条件として採用する色特徴量候補を選択する処理と、
前記選択された色特徴量候補を構成する1または複数の色特徴量の種類および値の範囲を前記色条件として設定する処理と、
を情報処理装置に実行させるための請求項28記載のプログラム。 - 前記対象画像および前記除外画像のそれぞれから前記色条件を満たす画素領域を抽出する処理と、
1または複数の特徴量について、前記複数の画素領域それぞれの特徴量の値の度数分布を求める処理と、
前記1または複数の特徴量の値の度数分布に基づいて、前記対象画像から抽出された画素領域の特徴量の値と前記除外画像から抽出された画素領域の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲を求める処理と、
前記1または複数の特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する処理と、
をさらに情報処理装置に実行させるための請求項28〜30のいずれかに記載のプログラム。 - 前記特徴量の種類が予め定められている請求項31記載のプログラム。
- 1または複数の特徴量から構成される特徴量候補を複数有しており、
前記複数の特徴量候補のそれぞれについて、前記対象画像から抽出された画素領域の特徴量の値と前記除外画像から抽出された画素領域の特徴量の値とを最もよく分離する特徴量の値の範囲および分離度を求め、その分離度を比較することによって前記判定条件として採用する特徴量候補を選択する処理と、
前記選択された特徴量候補を構成する1または複数の特徴量の種類および値の範囲を前記判定条件として設定する処理と、
を情報処理装置に実行させるための請求項31記載のプログラム。 - 前記選択されたブロックから互いに領域の異なる複数の領域条件が作成され、
前記複数の領域条件のそれぞれについて、前記色条件および前記判定条件が算出され設定される請求項31〜33のいずれかに記載のプログラム。 - 色距離が相対的に大きいブロックが複数選択され、
選択された複数のブロックを色距離の大きさに基づいてグループ分けすることによって、前記互いに領域の異なる複数の領域条件が作成される請求項34記載のプログラム。 - 前記領域条件について、互いに異なる複数の前記色条件および前記判定条件の組が算出され設定される請求項31〜35のいずれかに記載のプログラム。
- 算出された前記領域条件、色条件および判定条件の複数の組の論理演算式を、基板検査装置が検査を行うための検査ロジックとして設定する処理をさらに情報処理装置に実行させるための請求項31〜36のいずれかに記載のプログラム。
- 前記検査ロジックは、部品の種類ごとに求められる請求項27〜37のいずれかに記載のプログラム。
- 前記検査ロジックは、不良の種類ごとに求められる請求項27〜38のいずれかに記載
のプログラム。 - 請求項27〜39のいずれかに記載のプログラムを記憶する記憶媒体。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の検査ロジック設定方法によって設定された領域条件、色条件および判定条件を記憶する記憶部と、
基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射する投光手段と、
その反射光を撮像して得られた画像から前記領域条件で規定される検査領域を抽出し、その検査領域から前記色条件を満たす領域を抽出する領域抽出手段と、
抽出された領域が、前記判定条件を満たすか否かで前記部品の実装状態を検査する検査手段と、を備える基板検査装置。 - 請求項11に記載の検査ロジック設定方法によって設定された領域条件、色条件および判定条件の複数の組、並びに、その複数の組の論理演算式を記憶する記憶部と、
基板上の実装部品に異なる入射角で複数の色の光を照射する投光手段と、
その反射光を撮像して得られた画像から前記複数の組のそれぞれの領域条件で規定される複数の検査領域を抽出し、各検査領域から、対応する前記色条件を満たす領域を抽出する領域抽出手段と、
前記各検査領域について、抽出された領域が、対応する前記判定条件を満たすか否かを個別に判定した後、それらの個別判定結果を前記論理演算式に代入することにより部品実装状態の最終的な判定結果を算出する検査手段と、を備える基板検査装置。
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