JP7473735B2 - 異物検出装置および異物検出方法 - Google Patents

Description

本明細書は、異物検出装置および異物検出方法に関する技術を開示する。

特許文献１に記載の実装ラインは、第一のカメラ手段と、第二のカメラ手段と、画像処理手段とを備えている。第一のカメラ手段は、プリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段であって、いずれかの実装機における電子部品の実装作業前にプリント基板を撮像可能に設けられている。第二のカメラ手段は、第一のカメラ手段と同様な範囲を視野に収めることが可能なカメラ手段であって、いずれかの実装機または当該実装機よりも後工程の実装機による電子部品の実装作業後にプリント基板を撮像可能に設けられている。

画像処理手段は、第二のカメラ手段で撮像された画像データを第一のカメラ手段で撮像された画像データと比較して画像処理を行う。これにより、特許文献１に記載の実装ラインは、プリント基板にはんだを印刷した際のはんだの印刷異常、または、プリント基板に電子部品を実装した際の電子部品の実装異常を検出しようとしている。

特開２００７－３３５５２４号公報

部品の装着位置に異物が付着していると、部品の装着が不良になる可能性があり、基板に付着する異物の有無を判断する必要がある。基板の少なくとも一部の同一の検査領域を撮像した複数の画像データを比較して、画像データの特徴量の差異に基づいて異物の有無を判断する場合、異物以外の部材を異物と誤判断する可能性がある。具体的には、画像データを画像処理して取得した検査領域の特徴量が、基板の検査領域に塗布されている基板と部品を接合する接合部材の経時変化によって変動することにより、接合部材を異物と誤判断する可能性がある。

このような事情に鑑みて、本明細書は、基板の検査領域に塗布されている基板と部品を接合する接合部材の経時変化による異物の誤判断を抑制可能な異物検出装置および異物検出方法を開示する。

本明細書は、取得部と、判断部と、設定部とを備える異物検出装置を開示する。前記取得部は、基板の少なくとも一部の検査領域を所定の許容時間の間に複数回撮像して、同一の前記検査領域を撮像した複数の画像データを取得する。前記判断部は、前記取得部によって取得された前記複数の画像データの各々を画像処理して取得した前記検査領域の特徴量の差異に基づいて、前記検査領域に付着する異物の有無を判断する。前記設定部は、前記検査領域に塗布されている前記基板と部品を接合する接合部材の経時変化によって前記検査領域の前記特徴量が変動することにより前記判断部において前記接合部材が前記異物と誤判断されないように、前記許容時間を予め設定する。

また、本明細書は、取得工程と、判断工程と、設定工程とを備える異物検出方法を開示する。前記取得工程は、基板の少なくとも一部の検査領域を所定の許容時間の間に複数回撮像して、同一の前記検査領域を撮像した複数の画像データを取得する。前記判断工程は、前記取得工程によって取得された前記複数の画像データの各々を画像処理して取得した前記検査領域の特徴量の差異に基づいて、前記検査領域に付着する異物の有無を判断する。前記設定工程は、前記検査領域に塗布されている前記基板と部品を接合する接合部材の経時変化によって前記検査領域の前記特徴量が変動することにより前記判断工程において前記接合部材が前記異物と誤判断されないように、前記許容時間を予め設定する。

上記の異物検出装置によれば、基板の検査領域に塗布されている基板と部品を接合する接合部材の経時変化による異物の誤判断を抑制することができる。異物検出装置について上述されていることは、異物検出方法についても同様に言える。

対基板作業ラインの構成例を示す構成図である。 部品装着機の構成例を示す平面図である。 異物検出装置の制御ブロックの一例を示すブロック図である。 異物検出装置による制御手順の一例を示すフローチャートである。 基準データの一例を示す模式図である。 比較データの一例を示す模式図である。 許容時間、第一所要時間および第二所要時間の関係の一例を示す模式図である。 異物検出装置による制御手順の一例を示すフローチャートである。

１．実施形態
１－１．対基板作業ラインＷＬ０の構成例
対基板作業ラインＷＬ０では、基板９０に所定の対基板作業を行う。対基板作業ラインＷＬ０を構成する対基板作業機ＷＭ０の種類および数は、限定されない。図１に示すように、本実施形態の対基板作業ラインＷＬ０は、印刷機ＷＭ１、印刷検査機ＷＭ２、部品装着機ＷＭ３、リフロー炉ＷＭ４および外観検査機ＷＭ５の複数の対基板作業機ＷＭ０を備えており、基板９０は、基板搬送装置によって、この順に搬送される。

印刷機ＷＭ１は、基板９０の複数の部品９１の装着位置に、はんだを印刷する。印刷検査機ＷＭ２は、印刷機ＷＭ１によって印刷されたはんだの印刷状態を検査する。図２に示すように、部品装着機ＷＭ３は、印刷機ＷＭ１によってはんだが印刷された基板９０に複数の部品９１を装着する。部品装着機ＷＭ３は、一つであっても良く、複数であっても良い。部品装着機ＷＭ３が複数設けられる場合は、複数の部品装着機ＷＭ３が分担して、複数の部品９１を装着することができる。

リフロー炉ＷＭ４は、部品装着機ＷＭ３によって複数の部品９１が装着された基板９０を加熱し、はんだを溶融させて、はんだ付けを行う。外観検査機ＷＭ５は、部品装着機ＷＭ３によって装着された複数の部品９１の装着状態などを検査する。このように、対基板作業ラインＷＬ０は、複数の対基板作業機ＷＭ０を用いて、基板９０を順に搬送し、検査処理を含む生産処理を実行して基板製品９００を生産することができる。なお、対基板作業ラインＷＬ０は、例えば、機能検査機、バッファ装置、基板供給装置、基板反転装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などの対基板作業機ＷＭ０を必要に応じて備えることもできる。

対基板作業ラインＷＬ０を構成する複数の対基板作業機ＷＭ０およびライン管理装置ＬＣ０は、通信部によって通信可能に接続されている。また、ライン管理装置ＬＣ０および管理装置ＨＣ０は、通信部によって通信可能に接続されている。通信部は、有線または無線によって、これらを通信可能に接続することができ、通信方法は、種々の方法をとり得る。

本実施形態では、複数の対基板作業機ＷＭ０、ライン管理装置ＬＣ０および管理装置ＨＣ０によって、構内情報通信網（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が構成されている。よって、複数の対基板作業機ＷＭ０は、通信部を介して、互いに通信することができる。また、複数の対基板作業機ＷＭ０は、通信部を介して、ライン管理装置ＬＣ０と通信することができる。さらに、ライン管理装置ＬＣ０および管理装置ＨＣ０は、通信部を介して、互いに通信することができる。

ライン管理装置ＬＣ０は、対基板作業ラインＷＬ０を構成する複数の対基板作業機ＷＭ０の制御を行い、対基板作業ラインＷＬ０の動作状況を監視する。ライン管理装置ＬＣ０には、複数の対基板作業機ＷＭ０を制御する種々の制御データが記憶されている。ライン管理装置ＬＣ０は、複数の対基板作業機ＷＭ０の各々に制御データを送信する。また、複数の対基板作業機ＷＭ０の各々は、ライン管理装置ＬＣ０に動作状況および生産状況を送信する。

管理装置ＨＣ０は、少なくとも一つのライン管理装置ＬＣ０を管理する。例えば、ライン管理装置ＬＣ０によって取得された対基板作業機ＷＭ０の動作状況および生産状況は、必要に応じて、管理装置ＨＣ０に送信される。管理装置ＨＣ０には、記憶装置が設けられている。記憶装置は、対基板作業機ＷＭ０が取得した種々の取得データを保存することができる。例えば、対基板作業機ＷＭ０によって撮像された種々の画像データは、取得データに含まれる。対基板作業機ＷＭ０によって取得された稼働状況の記録（ログデータ）などは、取得データに含まれる。また、記憶装置は、基板製品９００の生産に関する種々の生産情報を保存することができる。

対基板作業ラインＷＬ０は、入出力装置８０を備えている。入出力装置８０は、公知の入出力装置を用いることができる。入出力装置８０は、表示部を備えており、各種データを視認可能に表示する。また、表示部は、タッチパネルにより構成されており、作業者による種々の操作を受け付ける入力装置としても機能する。

１－２．部品装着機ＷＭ３の構成例
部品装着機ＷＭ３は、基板９０に複数の部品９１を装着する。図２に示すように、部品装着機ＷＭ３は、基板搬送装置１１、部品供給装置１２、部品移載装置１３、部品カメラ１４、基板カメラ１５および制御装置１６を備えている。

基板搬送装置１１は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成され、基板９０を搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送する。基板９０は、回路基板であり、電子回路、電気回路、磁気回路などが形成される。基板搬送装置１１は、部品装着機ＷＭ３の機内に基板９０を搬入し、機内の所定位置に基板９０を位置決めする。基板搬送装置１１は、部品装着機ＷＭ３による複数の部品９１の装着処理が終了した後に、基板９０を部品装着機ＷＭ３の機外に搬出する。

部品供給装置１２は、基板９０に装着される複数の部品９１を供給する。部品供給装置１２は、基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられる複数のフィーダ１２ａを備えている。複数のフィーダ１２ａの各々には、リールが装備される。リールには、複数の部品９１が収納されているキャリアテープが巻回されている。フィーダ１２ａは、キャリアテープをピッチ送りさせて、フィーダ１２ａの先端側に位置する供給位置において部品９１を採取可能に供給する。また、部品供給装置１２は、チップ部品などと比べて比較的大型の電子部品（例えば、リード部品など）を、トレイ上に配置した状態で供給することもできる。

部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３ａおよび移動台１３ｂを備えている。ヘッド駆動装置１３ａは、直動機構によって移動台１３ｂを、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動台１３ｂには、クランプ部材によって装着ヘッド２０が着脱可能（交換可能）に設けられている。装着ヘッド２０は、少なくとも一つの保持部材３０を用いて、部品供給装置１２によって供給される部品９１を採取し保持して、基板搬送装置１１によって位置決めされた基板９０に部品９１を装着する。保持部材３０は、例えば、吸着ノズル、チャックなどを用いることができる。

部品カメラ１４および基板カメラ１５は、公知の撮像装置を用いることができる。部品カメラ１４は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の上向きになるように、部品装着機ＷＭ３の基台に固定されている。部品カメラ１４は、保持部材３０に保持されている部品９１を下方から撮像することができる。基板カメラ１５は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の下向きになるように、部品移載装置１３の移動台１３ｂに設けられている。基板カメラ１５は、基板９０を上方から撮像することができる。部品カメラ１４および基板カメラ１５は、制御装置１６から送出される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ１４および基板カメラ１５によって撮像された撮像画像の画像データは、制御装置１６に送信される。

制御装置１６は、公知の演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている。制御装置１６には、部品装着機ＷＭ３に設けられる各種センサから出力される情報、画像データなどが入力される。制御装置１６は、制御プログラムおよび予め設定されている所定の装着条件などに基づいて、各装置に対して制御信号を送出する。

例えば、制御装置１６は、基板搬送装置１１によって位置決めされた基板９０を基板カメラ１５に撮像させる。制御装置１６は、基板カメラ１５によって撮像された画像を画像処理して、基板９０の位置決め状態を認識する。また、制御装置１６は、部品供給装置１２によって供給された部品９１を保持部材３０に採取させ保持させて、保持部材３０に保持されている部品９１を部品カメラ１４に撮像させる。制御装置１６は、部品カメラ１４によって撮像された画像を画像処理して、部品９１の保持姿勢を認識する。

制御装置１６は、制御プログラムなどによって予め設定される装着予定位置の上方に向かって、保持部材３０を移動させる。また、制御装置１６は、基板９０の位置決め状態、部品９１の保持姿勢などに基づいて、装着予定位置を補正して、実際に部品９１を装着する装着位置を設定する。装着予定位置および装着位置は、位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）の他に回転角度を含む。

制御装置１６は、装着位置に合わせて、保持部材３０の目標位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）および回転角度を補正する。制御装置１６は、補正された目標位置において補正された回転角度で保持部材３０を下降させて、基板９０に部品９１を装着する。制御装置１６は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すことによって、基板９０に複数の部品９１を装着する装着処理を実行する。

１－３．異物検出装置７０の構成例
図２に示すように、部品９１の装着位置に異物９２（例えば、他の部品９１、ごみなど）が付着していると、部品９１の装着が不良（例えば、部品９１の不装着、浮き、傾きなど）になる可能性があり、基板９０に付着する異物９２の有無を判断する必要がある。基板９０の少なくとも一部の同一の検査領域ＣＡ０を撮像した複数の画像データＰＤ０を比較して、画像データＰＤ０の特徴量（例えば、画素の輝度など）の差異に基づいて異物９２の有無を判断する場合、異物９２以外の部材を異物９２と誤判断する可能性がある。

具体的には、画像データＰＤ０を画像処理して取得した検査領域ＣＡ０の特徴量が、基板９０の検査領域ＣＡ０に塗布されている基板９０と部品９１を接合する接合部材９３（例えば、はんだ、接着剤など）の経時変化によって変動することにより、接合部材９３を異物９２と誤判断する可能性がある。そこで、本実施形態の対基板作業ラインＷＬ０には、接合部材９３の経時変化による異物９２の誤判断を抑制可能な異物検出装置７０が設けられている。

異物検出装置７０は、制御ブロックとして捉えると、取得部７１と、判断部７２と、設定部７３とを備えている。異物検出装置７０は、搬送制御部７４を備えることもできる。異物検出装置７０は、装着制御部７５を備えることもできる。図３に示すように、本実施形態の異物検出装置７０は、取得部７１と、判断部７２と、設定部７３と、搬送制御部７４と、装着制御部７５とを備えている。

異物検出装置７０は、種々の制御装置に設けることができる。例えば、異物検出装置７０は、部品装着機ＷＭ３の制御装置１６、ライン管理装置ＬＣ０、管理装置ＨＣ０などに設けることができる。異物検出装置７０は、クラウド上に形成することもできる。図３に示すように、本実施形態の異物検出装置７０では、取得部７１、判断部７２、搬送制御部７４および装着制御部７５は、複数（図１に示す例では、３つ）の部品装着機ＷＭ３の各々の制御装置１６に設けられ、設定部７３は、管理装置ＨＣ０に設けられている。

また、本実施形態の異物検出装置７０は、図４に示すフローチャートに従って、制御を実行する。取得部７１は、ステップＳ１２に示す処理を行う。判断部７２は、ステップＳ１３に示す処理を行う。設定部７３は、ステップＳ１１に示す処理を行う。なお、搬送制御部７４および装着制御部７５による処理は、後述されている。

１－３－１．取得部７１
取得部７１は、基板９０の少なくとも一部の検査領域ＣＡ０を所定の許容時間Ｔ０の間に複数回撮像して、同一の検査領域ＣＡ０を撮像した複数の画像データＰＤ０を取得する（図４に示すステップＳ１２）。

取得部７１は、検査領域ＣＡ０として基板９０の全部の装着領域を撮像しても良く、基板９０の一部の装着領域を撮像しても良い。取得部７１は、基板９０の一部の装着領域を撮像する場合、例えば、チップ部品と比べて電極の数が多く異物９２の影響を受け易い部品９１（例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の部品９１など）の装着領域を撮像することができる。また、取得部７１は、過去の装着実績に基づいて、異物９２によって部品９１の装着不良が発生した装着領域、異物９２が付着し易い装着領域などを知得して、これらの装着領域を検査領域ＣＡ０として撮像することもできる。

取得部７１は、基板９０に部品９１を装着する部品装着機ＷＭ３の使用者によって指定された領域を検査領域ＣＡ０とすることもできる。本実施形態の対基板作業ラインＷＬ０は、入出力装置８０を備えている。使用者は、例えば、入出力装置８０を用いて、任意の領域（基板９０の全部の装着領域または基板９０の一部の装着領域）を検査領域ＣＡ０として指定することができる。この場合、取得部７１は、基板９０における部品９１の装着領域を入出力装置８０の表示部に模式的に表示させて、使用者が任意の装着領域を選択可能にすることができる。

取得部７１は、検査領域ＣＡ０を撮像可能な撮像装置を用いて、画像データＰＤ０を取得することができる。撮像装置は、検査領域ＣＡ０を撮像可能であれば良く、限定されない。例えば、基板９０の一部の装着領域を基板９０の上方から撮像可能な基板カメラ１５、基板９０の全部の装着領域を基板９０の上方から撮像可能な天井カメラなどは、撮像装置に含まれる。本実施形態では、基板カメラ１５が用いられ、取得部７１は、部品装着機ＷＭ３の使用者によって指定された領域を検査領域ＣＡ０とする。なお、取得部７１は、撮像装置によって設定可能な撮像条件（例えば、露光時間、絞り、照明時間など）を同一にして、同一の検査領域ＣＡ０を複数回撮像させる。また、許容時間Ｔ０は、設定部７３によって設定される。

１－３－２．判断部７２
判断部７２は、取得部７１によって取得された複数の画像データＰＤ０の各々を画像処理して取得した検査領域ＣＡ０の特徴量の差異に基づいて、検査領域ＣＡ０に付着する異物９２の有無を判断する（図４に示すステップＳ１３）。

複数（本実施形態では、２つ）の画像データＰＤ０のうちの最初に取得された一の画像データＰＤ０を基準データＳＤ０とする。また、複数（２つ）の画像データＰＤ０のうちの他の一の画像データＰＤ０を比較データＣＤ０とする。このとき、判断部７２は、基準データＳＤ０から取得した検査領域ＣＡ０の特徴量と、比較データＣＤ０から取得した検査領域ＣＡ０の特徴量との差分が所定閾値を超えているときに、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していると判断する。判断部７２は、基準データＳＤ０から取得した検査領域ＣＡ０の特徴量と、比較データＣＤ０から取得した検査領域ＣＡ０の特徴量との差分が所定閾値以下のときに、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないと判断する。

特徴量は、画像データＰＤ０を画像処理して取得されるものであれば良く、限定されない。例えば、基準データＳＤ０および比較データＣＤ０の画素ごとの輝度、彩度、明度などは、特徴量に含まれる。また、基準データＳＤ０および比較データＣＤ０の各々を画像処理（例えば、二値化処理など）して取得される閉領域の面積、閉領域の外周の長さなどは、特徴量に含まれる。本実施形態では、特徴量は、基準データＳＤ０および比較データＣＤ０の画素ごとの輝度である。

また、上記の所定閾値は、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないときの特徴量（例えば、画素の輝度）よりも大きく、且つ、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着しているときの特徴量よりも小さくなるように設定される。所定閾値は、例えば、シミュレーション、実機による検証などによって、予め取得される。

図５および図６は、取得部７１によって取得された複数（２つ）の画像データＰＤ０の一例を模式的に示している。図５は、基準データＳＤ０を示し、図６は、比較データＣＤ０を示している。なお、図５および図６では、格子状に配置されている複数の画素が合わせて図示されている。また、図５および図６に示す領域ＡＲ０は、検査領域ＣＡ０のうちの同一の領域（同一の複数の画素の集合）を示している。

領域ＡＲ０に異物９２が付着している場合、図５に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度と、図６に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度との差分が所定閾値を超える。逆に、領域ＡＲ０に異物９２が付着していない場合、図５に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度と、図６に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度との差分が所定閾値以下になる。

よって、判断部７２は、図５に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度と、図６に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度との差分が所定閾値を超えているときに、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していると判断する。判断部７２は、図５に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度と、図６に示す領域ＡＲ０に含まれる画素の輝度との差分が所定閾値以下のときに、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないと判断する。輝度の比較は、対応する画素ごとに行われる。

判断部７２は、取得部７１によって取得される画像データＰＤ０の数が３つ以上の場合についても同様に判断することができる。具体的には、判断部７２は、基準データＳＤ０から取得した検査領域ＣＡ０の特徴量と、複数の比較データＣＤ０の各々から取得した検査領域ＣＡ０の特徴量との差分をそれぞれ算出して、算出した特徴量の差分が所定閾値を超えているか否かをそれぞれ判断することができる。

１－３－３．設定部７３
画像データＰＤ０を画像処理して取得した検査領域ＣＡ０の特徴量が、基板９０の検査領域ＣＡ０に塗布されている基板９０と部品９１を接合する接合部材９３の経時変化によって変動すると、判断部７２は、接合部材９３を異物９２と誤判断する可能性がある。そこで、本実施形態の異物検出装置７０は、設定部７３を備えている。

設定部７３は、検査領域ＣＡ０に塗布されている基板９０と部品９１を接合する接合部材９３の経時変化によって検査領域ＣＡ０の特徴量が変動することにより判断部７２において接合部材９３が異物９２と誤判断されないように、許容時間Ｔ０を予め設定する（図４に示すステップＳ１１）。

接合部材９３は、基板９０と部品９１を接合する部材であれば良く、限定されない。例えば、はんだ、接着剤などは、接合部材９３に含まれる。本実施形態では、接合部材９３は、はんだである。はんだは、含有するフラックスが乾燥するにつれて、銀色から灰色に変色する。そのため、はんだの経時変化によって検査領域ＣＡ０の特徴量が変動する可能性があり、判断部７２においてはんだが異物９２と誤判断される可能性がある。

許容時間Ｔ０は、例えば、シミュレーション、実機による検証などによって、予め取得される。また、接合部材９３の種類に応じて許容時間Ｔ０が異なる場合があり、設定部７３は、接合部材９３の種類に応じた許容時間Ｔ０を設定することもできる。例えば、設定部７３は、はんだの種類に応じた許容時間Ｔ０を設定することができる。また、設定部７３は、接着剤の種類に応じた許容時間Ｔ０を設定することができる。

部品装着機ＷＭ３の機内の温度が高くなるほど、はんだは、含有するフラックスの乾燥が早くなり易い。また、部品装着機ＷＭ３の機内の湿度が低くなるほど、はんだは、含有するフラックスの乾燥が早くなり易い。よって、設定部７３は、基板９０に部品９１を装着する部品装着機ＷＭ３の機内の温度および湿度のうちの少なくとも一方に応じた許容時間Ｔ０を設定することもできる。

１－３－４．対基板作業ラインＷＬ０への適用例
図１に示す対基板作業ラインＷＬ０では、基板９０は、基板９０に部品９１を装着する複数（同図では、３つ）の部品装着機ＷＭ３に順に搬送されて、複数の部品９１が順に装着される。図７に示すように、複数（３つ）の部品装着機ＷＭ３のうちの一の部品装着機ＷＭ３に基板９０が搬入されてから、当該部品装着機ＷＭ３がエラーで停止することなく正常に作動した場合に当該部品装着機ＷＭ３において装着予定の部品９１が装着されて当該部品装着機ＷＭ３より基板９０が搬出されるまでに要すると予想される時間を第一所要時間Ｔ１とする。

許容時間Ｔ０が第一所要時間Ｔ１以上の場合、取得部７１は、部品装着機ＷＭ３ごとに複数の画像データＰＤ０を取得することができる。この場合、判断部７２は、部品装着機ＷＭ３の機内において検査領域ＣＡ０に付着する異物９２の有無を判断することができる。なお、許容時間Ｔ０が第一所要時間Ｔ１の二倍以上の場合、取得部７１は、複数の部品装着機ＷＭ３ごとに複数の画像データＰＤ０を取得することもできる。この場合、判断部７２は、複数の部品装着機ＷＭ３ごとに異物９２の有無を判断することができる。また、連続して配置された複数の部品装着機ＷＭ３の間に基板搬送コンベアが設けられている場合は、当該複数の部品装着機ＷＭ３における各々の第一所要時間Ｔ１と、当該複数の部品装着機ＷＭ３の間の基板搬送コンベアによる搬送時間に相当し後述する第二所要時間Ｔ２との合計が許容時間以内であれば、取得部は、当該複数の部品装着機ＷＭ３ごとに複数の画像データＰＤＯを取得することもできる。この場合も、判断部７２は、複数の部品装着機ＷＭ３ごとに異物９２の有無を判断することができる。

また、許容時間Ｔ０が第一所要時間Ｔ１未満の場合、一つの部品装着機ＷＭ３において、取得部７１による複数の画像データＰＤ０の取得、および、判断部７２による異物９２の有無の判断が複数回、繰り返される。基板製品９００に使用される接合部材９３の経時変化についてのシミュレーション、実機による検証結果から、取得部７１は、部品装着機ＷＭ３ごとに複数の画像データＰＤ０を取得するのが好ましいことが判明した。よって、以下の搬送制御部７４および装着制御部７５の説明においては、取得部７１は、部品装着機ＷＭ３ごとに複数の画像データＰＤ０を取得し、判断部７２は、部品装着機ＷＭ３の機内において検査領域ＣＡ０に付着する異物９２の有無を判断する。また、取得部７１、判断部７２および設定部７３は、既述したいずれの形態であっても良い。

１－３－５．搬送制御部７４および装着制御部７５
対基板作業ラインＷＬ０に適用される異物検出装置７０は、例えば、図８に示すフローチャートに従って、制御を実行することができる。なお、検査領域ＣＡ０に部品９１を装着する部品装着機ＷＭ３を対象部品装着機ＭＴ０とし、対象部品装着機ＭＴ０よりも上流側に設けられる少なくとも一つの部品装着機ＷＭ３を上流側部品装着機ＭＵ０とする。本実施形態において、許容時間Ｔ０は、第一所要時間Ｔ１以上の長さであり、且つ、第二所要時間Ｔ２以上の長さであるものとする。

また、説明の便宜上、図１および図７に示すように、複数（３つ）の部品装着機ＷＭ３を上流側から順に部品装着機Ｍ１、部品装着機Ｍ２、部品装着機Ｍ３とする。さらに、部品装着機Ｍ３を対象部品装着機ＭＴ０とし、部品装着機Ｍ１および部品装着機Ｍ２を上流側部品装着機ＭＵ０とする。

異物検出装置７０は、部品装着機ＷＭ３が上流側部品装着機ＭＵ０（部品装着機Ｍ１または部品装着機Ｍ２）であるか否かを判断する（図８に示すステップＳ２１）。部品装着機ＷＭ３が上流側部品装着機ＭＵ０である場合（ステップＳ２１でＹｅｓの場合）、取得部７１によって複数の画像データＰＤ０が取得される（ステップＳ２２）。具体的には、取得部７１は、上流側部品装着機ＭＵ０の各々において、部品９１の装着処理を開始する前に検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得し、部品９１の装着処理が終了した後に検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得する。

次に、判断部７２は、上流側部品装着機ＭＵ０において、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないか否かを判断する（ステップＳ２３）。搬送制御部７４は、上流側部品装着機ＭＵ０において検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないことが判断部７２において判断されたときに（ステップＳ２３でＮｏの場合）、当該上流側部品装着機ＭＵ０よりも下流に設けられる次の部品装着機ＷＭ３に基板９０を搬出させる（ステップＳ２４）。

搬送制御部７４は、上流側部品装着機ＭＵ０において検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していることが判断部７２において判断されたときに（ステップＳ２３でＹｅｓの場合）、基板９０の搬出を停止させる（ステップＳ２５）。この場合、例えば、作業者は、基板９０を取り出して、異物９２の有無を確認することができる。また、異物９２の除去が可能な場合、作業者は、異物９２を除去することもできる。

部品装着機ＷＭ３が上流側部品装着機ＭＵ０でない場合（ステップＳ２１でＮｏの場合）、異物検出装置７０は、部品装着機ＷＭ３が対象部品装着機ＭＴ０（部品装着機Ｍ３）であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。部品装着機ＷＭ３が対象部品装着機ＭＴ０である場合（ステップＳ２６でＹｅｓの場合）、取得部７１によって複数の画像データＰＤ０が取得される（ステップＳ２７）。具体的には、取得部７１は、対象部品装着機ＭＴ０において、部品９１の装着処理を開始する前に検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得し、検査領域ＣＡ０に装着予定の部品９１を装着する前に検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得する。

次に、判断部７２は、対象部品装着機ＭＴ０において、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないか否かを判断する（ステップＳ２８）。装着制御部７５は、対象部品装着機ＭＴ０において検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないことが判断部７２において判断されたときに（ステップＳ２８でＮｏの場合）、検査領域ＣＡ０に装着予定の部品９１の装着を許可する（ステップＳ２９）。そして、異物検出装置７０による制御は、一旦、終了する。

装着制御部７５は、対象部品装着機ＭＴ０において検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していることが判断部７２において判断されたときに（ステップＳ２８でＹｅｓの場合）、検査領域ＣＡ０に装着予定の部品９１の装着を規制する（ステップＳ３０）。この場合、例えば、作業者は、基板９０を取り出して、異物９２の有無を確認することができる。また、異物９２の除去が可能な場合、作業者は、異物９２を除去することもできる。

なお、部品装着機ＷＭ３が対象部品装着機ＭＴ０でない場合（ステップＳ２６でＮｏの場合）、部品装着機ＷＭ３は、対象部品装着機ＭＴ０よりも下流に設けられており、検査領域ＣＡ０には、部品９１が既に装着されている。よって、この場合、異物検出装置７０による制御は、一旦、終了する。

このように、取得部７１は、上流側部品装着機ＭＵ０において部品９１の装着処理を開始する前と装着処理が終了した後に、それぞれ検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得する。そして、上流側部品装着機ＭＵ０において検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないことが判断部７２において判断されたときに、搬送制御部７４は、当該上流側部品装着機ＭＵ０よりも下流に設けられる次の部品装着機ＷＭ３に基板９０を搬出させる。上流側部品装着機ＭＵ０において順に上記の処理が実行されることにより、検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していない基板９０が対象部品装着機ＭＴ０に搬送される。

また、取得部７１は、対象部品装着機ＭＴ０において部品９１の装着処理を開始する前と、検査領域ＣＡ０に装着予定の部品９１を装着する前に、それぞれ検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得する。そして、対象部品装着機ＭＴ０において検査領域ＣＡ０に異物９２が付着していないことが判断部７２において判断されたときに、装着制御部７５は、検査領域ＣＡ０に装着予定の部品９１の装着を許可する。対象部品装着機ＭＴ０において上記の処理が実行されることにより、対象部品装着機ＭＴ０は、異物９２が付着していない検査領域ＣＡ０に、装着予定の部品９１を装着することができる。

１－３－６．部品装着機ＷＭ３の間の基板９０の搬送
部品装着機ＷＭ３の間の基板９０の搬送中における異物９２の付着が問題となる場合、異物検出装置７０は、以下に示す制御を行うことができる。この形態においても、基板９０は、基板９０に部品９１を装着する複数（図１に示す例では、３つ）の部品装着機ＷＭ３に順に搬送されて、複数の部品９１が順に装着される。また、取得部７１、判断部７２および設定部７３は、既述したいずれの形態であっても良い。さらに、図７に示すように、複数（３つ）の部品装着機ＷＭ３のうちの一の部品装着機ＷＭ３である第一部品装着機ＭＦ０より基板９０が搬出されてから、第一部品装着機ＭＦ０よりも下流に設けられる部品装着機ＷＭ３がエラーで停止することなく正常に作動した場合に第一部品装着機ＭＦ０よりも下流に設けられる次の部品装着機ＷＭ３である第二部品装着機ＭＳ０に基板９０が搬入されるまでに要すると予想される時間を第二所要時間Ｔ２とする。

許容時間Ｔ０が第二所要時間Ｔ２以上の場合、取得部７１は、第一部品装着機ＭＦ０における部品９１の装着処理が終了した後であって基板９０が搬出される前に検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得する。また、取得部７１は、第二部品装着機ＭＳ０に基板９０が搬入された後であって第二部品装着機ＭＳ０における部品９１の装着処理を開始する前に検査領域ＣＡ０を撮像して画像データＰＤ０を取得する。この場合、判断部７２は、第一部品装着機ＭＦ０と第二部品装着機ＭＳ０との間において基板９０が搬送されるときに検査領域ＣＡ０に付着する異物９２の有無を判断することができる。

２．異物検出方法
異物検出装置７０について既述されていることは、異物検出方法についても同様に言える。具体的には、異物検出方法は、取得工程と、判断工程と、設定工程とを備えている。取得工程は、取得部７１が行う制御に相当する。判断工程は、判断部７２が行う制御に相当する。設定工程は、設定部７３が行う制御に相当する。また、異物検出方法は、搬送制御工程を備えることができる。搬送制御工程は、搬送制御部７４が行う制御に相当する。異物検出方法は、装着制御工程を備えることもできる。装着制御工程は、装着制御部７５が行う制御に相当する。

３．実施形態の効果の一例
異物検出装置７０によれば、基板９０の検査領域ＣＡ０に塗布されている基板９０と部品９１を接合する接合部材９３の経時変化による異物９２の誤判断を抑制することができる。異物検出装置７０について上述されていることは、異物検出方法についても同様に言える。

７０：異物検出装置、７１：取得部、７２：判断部、７３：設定部、
７４：搬送制御部、７５：装着制御部、９０：基板、９１：部品、
９２：異物、９３：接合部材、ＣＡ０：検査領域、ＰＤ０：画像データ、
ＳＤ０：基準データ、ＣＤ０：比較データ、ＷＭ３：部品装着機、
ＭＴ０：対象部品装着機、ＭＵ０：上流側部品装着機、
ＭＦ０：第一部品装着機、ＭＳ０：第二部品装着機、
Ｔ０：許容時間、Ｔ１：第一所要時間、Ｔ２：第二所要時間。

Claims (14)

1. 基板の少なくとも一部の検査領域を所定の許容時間の間に複数回撮像して、同一の前記検査領域を撮像した複数の画像データを取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記複数の画像データの各々を画像処理して取得した前記検査領域の特徴量の差異に基づいて、前記検査領域に付着する異物の有無を判断する判断部と、
   前記検査領域に塗布されている前記基板と部品を接合する接合部材の経時変化によって前記検査領域の前記特徴量が変動することにより前記判断部において前記接合部材が前記異物と誤判断されないように、前記許容時間を予め設定する設定部と、
   を備える異物検出装置。
2. 前記取得部は、前記基板に前記部品を装着する部品装着機の使用者によって指定された領域を前記検査領域とする請求項１に記載の異物検出装置。
3. 前記判断部は、前記複数の画像データのうちの最初に取得された一の前記画像データである基準データから取得した前記検査領域の前記特徴量と、前記複数の画像データのうちの他の一の前記画像データである比較データから取得した前記検査領域の前記特徴量との差分が所定閾値を超えているときに、前記検査領域に前記異物が付着していると判断し、前記特徴量の前記差分が所定閾値以下のときに、前記検査領域に前記異物が付着していないと判断する請求項１または請求項２に記載の異物検出装置。
4. 前記特徴量は、前記基準データおよび前記比較データの画素ごとの輝度である請求項３に記載の異物検出装置。
5. 前記設定部は、前記接合部材の種類に応じた前記許容時間を設定する請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の異物検出装置。
6. 前記設定部は、前記基板に前記部品を装着する部品装着機の機内の温度および湿度のうちの少なくとも一方に応じた前記許容時間を設定する請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の異物検出装置。
7. 前記接合部材は、はんだである請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の異物検出装置。
8. 前記基板は、前記基板に前記部品を装着する複数の部品装着機に順に搬送されて、複数の前記部品が順に装着され、
   前記許容時間は、前記複数の部品装着機のうちの一の前記部品装着機に前記基板が搬入されてから、当該部品装着機がエラーで停止することなく正常に作動した場合に当該部品装着機において装着予定の前記部品が装着されて当該部品装着機より前記基板が搬出されるまでに要すると予想される時間である第一所要時間以上であり、
   前記取得部は、前記部品装着機ごとに前記複数の画像データを取得し、
   前記判断部は、前記部品装着機の機内において前記検査領域に付着する前記異物の有無を判断する請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の異物検出装置。
9. 前記取得部は、前記検査領域に前記部品を装着する前記部品装着機である対象部品装着機よりも上流側に設けられる少なくとも一つの前記部品装着機である上流側部品装着機の各々において、前記部品の装着処理を開始する前に前記検査領域を撮像して前記画像データを取得し、前記部品の装着処理が終了した後に前記検査領域を撮像して前記画像データを取得する請求項８に記載の異物検出装置。
10. 前記上流側部品装着機において前記検査領域に前記異物が付着していないことが前記判断部において判断されたときに、当該上流側部品装着機よりも下流に設けられる次の前記部品装着機に前記基板を搬出させ、前記上流側部品装着機において前記検査領域に前記異物が付着していることが前記判断部において判断されたときに、前記基板の搬出を停止させる搬送制御部を備える請求項９に記載の異物検出装置。
11. 前記取得部は、前記検査領域に前記部品を装着する前記部品装着機である対象部品装着機において、前記部品の装着処理を開始する前に前記検査領域を撮像して前記画像データを取得し、前記検査領域に装着予定の前記部品を装着する前に前記検査領域を撮像して前記画像データを取得する請求項８～請求項１０のいずれか一項に記載の異物検出装置。
12. 前記対象部品装着機において前記検査領域に前記異物が付着していないことが前記判断部において判断されたときに、前記検査領域に装着予定の前記部品の装着を許可し、前記対象部品装着機において前記検査領域に前記異物が付着していることが前記判断部において判断されたときに、前記検査領域に装着予定の前記部品の装着を規制する装着制御部を備える請求項１１に記載の異物検出装置。
13. 前記基板は、前記基板に前記部品を装着する複数の部品装着機に順に搬送されて、複数の前記部品が順に装着され、
    前記許容時間は、前記複数の部品装着機のうちの一の前記部品装着機である第一部品装着機より前記基板が搬出されてから、前記第一部品装着機よりも下流に設けられる前記部品装着機がエラーで停止することなく正常に作動した場合に前記第一部品装着機よりも下流に設けられる次の前記部品装着機である第二部品装着機に前記基板が搬入されるまでに要すると予想される時間である第二所要時間以上であり、
    前記取得部は、前記第一部品装着機における前記部品の装着処理が終了した後であって前記基板が搬出される前に前記検査領域を撮像して前記画像データを取得し、前記第二部品装着機に前記基板が搬入された後であって前記第二部品装着機における前記部品の装着処理を開始する前に前記検査領域を撮像して前記画像データを取得し、
    前記判断部は、前記第一部品装着機と前記第二部品装着機との間において前記基板が搬送されるときに前記検査領域に付着する前記異物の有無を判断する請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の異物検出装置。
14. 基板の少なくとも一部の検査領域を所定の許容時間の間に複数回撮像して、同一の前記検査領域を撮像した複数の画像データを取得する取得工程と、
    前記取得工程によって取得された前記複数の画像データの各々を画像処理して取得した前記検査領域の特徴量の差異に基づいて、前記検査領域に付着する異物の有無を判断する判断工程と、
    前記検査領域に塗布されている前記基板と部品を接合する接合部材の経時変化によって前記検査領域の前記特徴量が変動することにより前記判断工程において前記接合部材が前記異物と誤判断されないように、前記許容時間を予め設定する設定工程と、
    を備える異物検出方法。

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