JPH0727531A - 外観形状検査装置における検査領域認識方法 - Google Patents

外観形状検査装置における検査領域認識方法

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JPH0727531A
JPH0727531A JP5196904A JP19690493A JPH0727531A JP H0727531 A JPH0727531 A JP H0727531A JP 5196904 A JP5196904 A JP 5196904A JP 19690493 A JP19690493 A JP 19690493A JP H0727531 A JPH0727531 A JP H0727531A
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JP
Japan
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threshold value
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inspection target
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JP5196904A
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Shigeyuki Murata
茂幸 村田
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Hitachi Denshi KK
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Hitachi Denshi KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95684Patterns showing highly reflecting parts, e.g. metallic elements
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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板上の電子部品はんだ付け接合
部の外観形状や外観状態の良否判定を行う検査装置に関
し、検査範囲を各段照明による映像信号から検査に必要
なランド部をより正確に検出すること。 【構成】 複数組の照明光源と、該照明光源による前記
検査対象からの反射光を、受光し、電気信号として出力
する受光センサと、前記複数照明光源の発光位置を切換
えて得られる複数の受光センサ出力信号パターンを記憶
するための記憶装置と、該複数信号パターンより角度コ
ードの生成を行うコード信号生成部と、該生成コードの
検査領域における分布状態を基に前記検査対象の立体的
形状を認識する認識処理装置とを有する外観形状検査装
置において、検査対象領域を検出する機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板上の電
子部品はんだ付け接合部の外観形状や外観状態の良否判
定を行う検査装置に関するものである。検査対象角度が
相違する多段構造をした複数組の照明器を用い、対象へ
の照射光を切り替えて得られる複数の映像信号を各画素
ごとに対象面角度を表現するコード信号に生成し、その
コードパターン分布から立体形状の良否を判定する外観
検査装置において、検査領域は事前に行われるティーチ
ングによりランドに一致した形で設定されていた。本発
明は、この検査範囲を各段照明による映像信号から検査
に必要な検査領域をより正確に検出することを目的と
し、検出されたランドだけコード生成することにより、
外観検査における良否判定精度や、検査速度の向上を図
るものである。
【0002】
【従来の技術】はんだ接合部に代表される微細な対象部
品の自動外観検査装置として既に多様な方式のものが開
発されているが、その効果的な一手段として、多段照明
による検査方式が周知である。その概要は以下の通りで
ある。図10に多段照明式はんだ検査装置の基本システ
ム構成を示す。検査対象5に対する光投射角度が相違す
る多段構造の照明器10からの光は検査対象5から反射
し、テレビカメラ15で受ける。この照明10を切替え
ることにより得られる複数組の映像信号20が、対象面
の輝度分布パターンの形で画像記憶装置25に記憶され
る。この複数組の記憶内容に基づき認識処理部45が対
象の立体形状の認識ならびに良否判定を実行する。な
お、認識処理部45は、必要に応じてテーブル制御信号
55により駆動装置65を介して移動テーブル70を検
査に適した位置に順次移動させ、処理動作を行わせる。
例えば検査対象をICリードのはんだ付けと仮定した場
合、テレビカメラの画面内にはICの複数本のリードが
含まれるが、その各々について順次検査ウインド(すな
わち、検査領域)が設定されはんだ付けの良否判定が行
われる。検査ウインドの設定位置は、事前にプリント配
線板にある基準点より得られるランド位置の座標をティ
ーチング情報として装置に記憶させ、検査を行う度に通
常はんだ付けランドに一致した形で設定される。この検
査ウインド内の各画素毎に複数の輝度情報を利用して検
査対象物の良否判定が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、多段照明
式の外観検査装置は、検査範囲の設定を事前に行われる
ティーチング情報に基づき、通常図7、図11に示すよ
うにはんだ付けのランド11に一致した形で設定され
る。しかし、従来の検査範囲設定では、図8、図12で
示すように検査範囲に対して、ランド位置がずれ、レジ
スト部をはんだと認識する場合がある。なお、図7、図
8は、はんだ付部の斜視図、図11、図12はウインド
とランドとの関係を示す図である。図7、図8、図11
そして図12において、6はICのリード、7はリード
とランドを接合するはんだフィレット、8はプリント配
線板上のランド、11はティーチング情報による検査範
囲すなわち、ウインド、101は検査範囲内の画素部分
である。
【0004】これは、一般に検査を行う場合、基準点を
1画素も間違わず正確に認識する能力が無い、プリント
配線板を搬送するときの振動、また基板の歪と、はんだ
付け検査では、同一条件の検査は困難なため、事前に与
えた検査範囲では、パッドと正確に一致した検査範囲に
ならないことがある。すると、ランド周囲のレジスト部
が検査範囲に入り、はんだ形状を誤った形で認識する。
以上述べた問題点を解決し、より性能の高い外観検査を
実現するためには形状認識判定処理をランド内のみにす
るため、検査範囲をランドと正確に一致させなければな
らない。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
め、本発明では、検査領域認識部を設けこの検査領域認
識部は、しきい値算出部としきい値判定部の2つの機能
から構成する。しきい値算出部は、レジストやプリント
配線板の各映像信号を採取し、その総和に一定の付加値
を与え、パッドとレジストを分けるしきい値の算出を行
う。これは、レジストや、プリント配線板は、平らであ
るが、光を散乱する性質を持っており、入射角がいずれ
にせよテレビカメラには散乱光しか受けないため、各映
像信号は微小なものになる。これに対してランド部は、
ランド、はんだとも光反射率が高いため、各段いずれか
の照明による映像信号が強くなるからである。
【0006】
【作用】しきい値判定部は、しきい値算出部で算出した
敷居値より、入力された各映像信号の総和が高い映像信
号であればランドであると判断し、ランド位置を正確に
決定しコード生成を行わせようとするものである。
【0007】
【実施例】図1に本発明の一実施例を示す。これは図1
0に示した従来の基本システムの画像記憶装置25とコ
ード生成部35の間に検査領域認識部90を加えたもの
である。また、図2はこの検査領域認識部90の構成を
示すブロック図である。両図において、5は検査対象
(ICリードのはんだ接合部を含む)、10は照明器、
15はテレビカメラなど受光センサ、20は受光センサ
出力、25は映像パターン記憶部、30は映像パターン
出力、35はコード生成部、40はコード生成部出力
(コードパターン)、45は認識処理部、50は照明制
御信号、55はテーブル制御信号、60は照明切替え装
置、65はテーブル駆動装置、70は移動テーブル、9
0はランド領域認識部、91はしきい値算出部、92は
しきい値判定部である。初めに、従来から知られている
多段照明による検査方式について簡単に説明する。検査
対象5への光投射角度が相違する多段構造の照明器10
から検査対象5により反射した光をテレビカメラ15で
受ける。この照明10を上、下切替えることにより得ら
れる複数組の映像信号20が、対象面の輝度分布パター
ンの形で画像記憶装置25に記憶される。この複数組の
記憶内容に基づきコード生成部35が対象面の角度分布
を示すコード分布パターンを生成し、さらにこれを利用
して認識処理部45が対象の立体形状の認識ならびに良
否判定を実行する。このような多段照明による検査方式
を用いた自動外観検査装置の公知例として例えば、特開
昭61−41906、特開平4−301549、特開平
4−343046、特開平4−346011等がある。
さて、認識処理部45は、図3に示すよう必要に応じて
テーブル制御信号55により駆動装置65を介して移動
テーブル70を検査に適した位置に順次移動させ、照明
制御信号50を介して照明切替え装置60により照明を
切替える。更に認識処理部45は、検査対象範囲にウイ
ンド−を設定し、輝度分布映像をコード分布に変換(ウ
インド−各画素単位でコード化)し、コード分布パター
ンから対象の立体形状を認識し良否判定処理動作を行わ
せる制御部でもある。例えば検査対象物5が図9に示す
ようなICである場合、照明器10からの投射光と、検
査対象5であるICリードのはんだフィレットの関係を
図4に示す。図4において、6はICのリードの断面形
状を、また7は同じくリードとプリント配線板9上のラ
ンド8とを電気的に接合するはんだフィレットの断面を
示している。検査対象をICリードのはんだ付けと仮定
した場合の、この一連の処理過程を図3に示す。テレビ
カメラの画面内にはICの複数本のリードが含まれる
が、その各々について順次検査ウインドが設定されはん
だ付けの良否判定が行われる。検査ウインドの設定位置
は、事前にプリント配線板にある基準点より得られるラ
ンド位置の座標をティーチング情報として装置に記憶さ
せ、検査を行う度に通常はんだ付けランドに一致した形
で設定される。この検査ウインド−内の各画素毎に複数
の輝度情報を利用して対象面の角度を記述するコード信
号が生成され、このコード分布パターンから対象の立体
形状把握と対象の良否判定が行われる。検査対象5がテ
レビカメラ15の画面内に入ると、各映像信号20を採
取し、ランド領域認識部90に入る。ここで図4による
10−1、10−3、10−5、および10−7による
入射光に対して反射光をそれぞれ、S1、S3、S5、
およびS7とする。そのしきい値算出部91で検査対象
の周囲にある、プリント配線板上のS1からS7までの
映像信号レベルを総和した値をS0として、このS0を
ランドとレジストを分ける暫定のしきい値とする。この
暫定しきい値s0に基板の種類より設定される判別定数
tを加えてしきい値sを決定する。通常判別定数tはs
0の1/2の値にする。しきい値sが決定すると、しき
いち値判定部92で従来の検査範囲である図5のCから
Dまでより幅が広い、AからBまでの範囲で映像信号レ
ベルを検査する。検査方法は、Aより各画素ごと映像信
号レベルの総和s0を算出し、しきい値sと比較する。
そして、しきい値sより映像信号レベルが大きくなる座
標N1を認識してBに向けて進む。次にしきい値sより
映像信号レベルが小さくなる座標N2を認識する。この
工程をAからBまでの映像信号レベルの変動をグラフ化
すると図6に示す通りになる。この動作により実際のラ
ンド領域P1からP2が認識したランド領域N1からN
2と一致したことになる。このように、しきいち値判定
部92で一連の動作をすることによりN1からN2まで
が実際のランド範囲となる。よって、ランド領域認識部
90で得られたランド領域をコード生成部35へ渡しラ
ンド領域内のみでコード生成を行うことが出来るように
なる。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により検査対
象範囲を厳密に認識することは、対象物の形状を正確に
認識するために重要なことであり、また安定して得られ
なければならない最低条件であるので、はんだ付けなど
光沢物の外観検査装置における性能の向上に効果があ
る。 なお検査対象範囲の認識について、図5では1方
向のみについて説明したが、必要に応じてこれと直角方
向の認識を行う場合、あるいは同一方向において、複数
箇所の認識を行う場合も本発明の原理内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図。
【図2】本発明の実施例であるランド領域認識部のブロ
ック図。
【図3】本発明の実施例であるランド領域認識部の動作
流れ図。
【図4】光学系の反射モデルを示す図。
【図5】本発明によるランド領域の検査方法を示す図。
【図6】本発明による映像信号レベルとランドの関係を
示す図。
【図7】多段照明式外観検査装置における正常な検査領
域設定によるコード生成のモデル図。
【図8】多段照明式外観検査装置における誤った検査領
域によるコード生成のモデル図。
【図9】ICリードの平面図。
【図10】従来例のブロック図。
【図11】正しいウインドとランドの関係を示す図。
【図12】誤差の有るウインドとランドの関係を示す
図。
【符号の説明】
5 検査対象(ICリードのはんだ接合部を含む) 6 ICリード 7 ランドとリードを接合するフィレット 8 プリント配線板上のはんだ付けランド 9 プリント配線板 10 照明器 11 検査ウインド領域 15 テレビカメラなど受光センサ 20 受光センサ出力 25 映像パターン記憶部 30 映像パターン出力 35 コード生成部 40 コード生成部出力(コードパターン) 45 認識処理部 50 照明制御信号 55 テーブル制御信号 60 照明切替え装置 65 テーブル駆動装置 70 移動テーブル 90 ランド領域認識部 91 しきいち値算出部 92 しきいち値判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 7/00 H05K 3/34 512 B 7128−4E

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象への投光角度が相違する複数組
    の照明光源と、該照明光源による前記検査対象からの反
    射光を、検査対象を含む2次元領域における反射光輝度
    分布として受光し電気信号として出力するための受光セ
    ンサと、前記複数照明光源の発光位置を切換えて得られ
    る複数の受光センサ出力信号パターンを記憶するための
    記憶装置と、該複数信号パターンを入力とし、これを基
    に検査対象を含む2次元領域各位置の角度コードの生成
    を行うコード信号生成部と、該生成コードの検査領域に
    おける分布状態を基に前記検査対象の立体的形状を認識
    する認識処理装置とを有する外観形状検査装置における
    コード生成する検査対象の認識方法であって、前記受光
    センサ出力情報より、検査対象領域の検出に適したしき
    い値の算出を行う機能を有することを特徴とした外観形
    状検査装置における検査領域認識方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の外観形状検査装置におい
    て、コード生成する検査対象領域の認識方法であって、
    入力情報が請求項1のしきい値を参照して検査対象領域
    を検出する機能を有することを特徴とする検査領域認識
    方法。
JP5196904A 1993-07-14 1993-07-14 外観形状検査装置における検査領域認識方法 Pending JPH0727531A (ja)

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JP5196904A JPH0727531A (ja) 1993-07-14 1993-07-14 外観形状検査装置における検査領域認識方法

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000013005A1 (en) * 1998-08-27 2000-03-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Illuminating and optical apparatus for inspecting soldering of printed circuit board
US6930685B1 (en) 1999-08-06 2005-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Image processing method and apparatus
JP2007026217A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Ckd Corp 検査装置及び検査方法
EP3282248A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-14 Omron Corporation Inspection apparatus and quality control system for surface mounting line

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