JPH11258178A - 検査装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査した対象の状態を場所と時間を違えても
把握できるようにする。 【構成】 実装不良と判定された部品については，その
部品を含む画像を切り出し，この部品画像データを検査
結果とともに，表示，プリント，記憶または送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は検査装置および方法に関し，た
とえばプリント配線基板に実装された複数の部品（主に
電子部品）の実装状態の良否を判定する実装部品検査装
置（またはプリント配線基板等の検査装置）に関する。

【０００２】

【従来技術】プリント配線基板（以下，単に「基板」と
いう）上の電子部品の実装検査には，はんだ付け前にお
ける電子部品の有無およびその姿勢の検査と，はんだ付
け後におけるはんだ付けの良否の検査とが含まれる。こ
こで，はんだ付け前後を問わず基板上に部品がある状態
のすべてを「実装」ということにする。したがって，基
板上の部品は実装部品である。また，はんだ付け前にお
ける電子部品の有無およびその姿勢，ならびにはんだ付
け後におけるはんだ付けの良否を総称して実装状態の良
否（または実装品質）という。

【０００３】目視による実装品質の検査では検査ミスの
発生が避けられず，検査員によって検査結果にばらつき
が生じやすい。また，検査処理能力にも限界がある。

【０００４】そこで，多数の部品が実装された基板につ
いて，実装品質を画像処理技術を用いて自動的に検査す
る検査装置が実用化されてきた。検査装置による検査結
果を生産管理情報の一つとして利用することも試みられ
ている。検査装置から得られる検査結果情報は基板単位
または部品単位で単に良／不良を示すものであったり
（直行率），はんだ付けの状態を数値で代替したもので
ある。これらの検査結果情報は統計処理などを施すこと
によりすべて数値情報に変換されて取り扱われている。

【０００５】検査対象は良品の場合はそのまま，不良の
場合は不良箇所が修正された上で，その後商品として出
荷されてしまうため，数値情報だけが記録として残って
いることになる。数値情報だけでは，後になって実際の
検査対象がどのような状態であったか明確に解析するこ
とができないという問題がある。

【０００６】

【発明の開示】この発明は，実際の検査対象がどのよう
な状態であったかを，後に，明確に解析できるようにす
ることを目的とする。

【０００７】この発明は，複数の部品が実装された検査
対象を撮像することにより得られる画像に基づいて部品
の実装状態を判定する検査装置において，少なくとも実
装不良と判定された部品を含む画像を表すデータを取得
する手段，および検査結果情報と取得した画像データと
を関連づけて出力する手段を備えていることを特徴とす
る。

【０００８】この発明は，複数の部品が実装された検査
対象を撮像することにより得られる画像に基づいて部品
の実装状態を判定する検査方法において，少なくとも実
装不良と判定された部品を含む画像を表すデータを取得
し，検査結果情報と取得した画像データとを関連づけて
出力することを特徴とするものである。

【０００９】検査結果情報と部品画像データとを関連づ
けて出力するとは，これらを表示すること（プリントす
ることも含む），記憶すること，および他の装置に送信
することを含む。したがって，検査しているときに検査
結果情報と部品画像データとを表示することもできる
し，記憶しておいて後に表示することもできるし，他の
装置に送信して，この他の装置で表示することもでき
る。

【００１０】検査装置を含む検査システムを構築するこ
ともできる。この検査システムは，上記の検査装置と，
検査装置から出力された検査結果情報および画像データ
を関連づけて記憶する記憶装置と，上記記憶装置から検
査結果情報および画像データを読出して検査結果情報お
よび画像を表示する表示装置とから構成される。

【００１１】この発明によると，検査結果情報（良／不
良情報を代替する数値情報も含む）とともに，少なくと
も実装不良の部品についてはその画像を表わす画像デー
タを取得しているので，この画像情報により実際の検査
対象がどのような状態であったかを，場所と時間を代え
ても，容易に把握することもできるようになり，生産品
質のより明確な解析ができるようになる。

【００１２】

【実施例】図１は実装部品検査システムの構成例を示し
ている。一台または複数台の実装部品検査装置10と，サ
ーバ11と，情報分析端末装置12とが通信ラインまたはネ
ットワーク13によって相互にデータ通信可能に接続され
ている。

【００１３】検査装置10において得られる検査結果情報
（後述するように，良／不良情報，数値情報および画像
情報が含まれる）はサーバ11に伝送される。サーバ11は
検査結果情報を一定の期間（たとえば１ヶ月または１
年）にわたって保存する。情報分析端末装置12ではサー
バ11に貯えられている検査結果情報を読出して，生産管
理，生産品質状況の分析等が行われる。

【００１４】図２は実装部品検査装置10の構成を示すも
のである。

【００１５】検査装置10は，基準基板20Ｓを撮像しかつ
その撮像データを処理して得られる，基準基板20Ｓ上に
ある各部品21Ｓの検査領域の特徴パラメータ（基準パラ
メータ）と，被検査基板20Ｔを撮像しかつその撮像デー
タを処理して得られる，上記被検査基板20Ｔ上にある各
部品21Ｔの検査領域の特徴パラメータ（検査パラメー
タ）とを比較して，判定基準に基づいてこれらの各部品
21Ｔが正しく実装されているかどうかを判定するもので
あって，ＸＹテーブル部23，投光部24，撮像部25および
処理装置27を含んでいる。

【００１６】ＸＹテーブル部23は処理装置27のＸＹテー
ブル・コントローラ31から与えられる制御信号により制
御されるＸ軸モータおよびＹ軸モータ（いずれも図示
略）を備えており，これらモータの駆動により，基板20
Ｓまたは20Ｔを支持するステージ26をＸ方向およびＹ方
向へ移動させかつ位置決めする。

【００１７】ＸＹテーブル部23によって支持された基板
20Ｓおよび20Ｔは投光部24によって照射されかつ撮像部
25により撮像される。

【００１８】投光部24は，処理装置27の撮像コントロー
ラ29からの制御信号に基づきそれぞれ赤色光，緑色光お
よび青色光を発生して検査対象へ異なる入射角で照射す
るためのリング状の発光体を備えている。これらの発光
体から出射される三色の光により基板20Ｓまたは20Ｔが
照明される。その反射光像は撮像部25によって電気信号
に変換される。

【００１９】撮像部25は，投光部24の上方に位置するカ
ラー・テレビ・カメラを備えており，基板20Ｓまたは20
Ｔからの反射光はこのカラー・テレビ・カメラによって
三原色のカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて処理装置27
へ供給される。撮像部25はオートフォーカス機能，ズー
ム機能等を持っている。

【００２０】処理装置27は，画像入力部28，撮像コント
ローラ29，画像処理部30，ＸＹテーブル・コントローラ
31，検査領域抽出部32，判定部33，ティーチング・テー
ブル34，画像取得部42，メモリ35，キーボード36，ＣＲ
Ｔ表示装置37，プリンタ38，通信装置39，フロッピィ・
ディスク装置40，および制御部41から構成されている。
これらの各部28〜34，41，42等の一部または全部はプロ
グラムされたコンピュータによって実現される。図２で
はコンピュータの果たす機能を各部として表現してい
る。

【００２１】画像入力部28は撮像部25からカラー信号
Ｒ，Ｇ，Ｂが供給されたときに，そのデジタル信号への
変換，その他の処理を行って画像データとして制御部41
へ与える。メモリ35はＲＡＭを含み，制御部41の作業エ
リアとして使われる。

【００２２】検査領域抽出部32は制御部41を介して与え
られる画像データから検査対象（部品等）が存在する範
囲の画像を切り出し，さらにこの切り出した画像から検
査領域を抽出する。

【００２３】画像処理部30は検査領域抽出部32によって
抽出された画像データを画像処理して上記特徴パラメー
タ（基準パラメータ，検査パラメータ）を作成し，これ
らを判定部33，ティーチング・テーブル34または制御部
41に供給する。ティーチング・テーブル34は教示モード
において画像処理部30で得られた検査パラメータ，その
他の教示データを記憶する。

【００２４】判定部33は検査モードにおいて，ティーチ
ング・テーブル34から読み出された基準パラメータと，
画像処理部30から転送される検査パラメータとを比較し
て，判定基準にしたがって，その被検査基板20Ｔについ
て実装状態（はんだ付け状態等）の良否を判定し，その
判定結果を制御部41へ出力する。

【００２５】画像取得部42は判定部33において実装状態
不良と判定されたときに，不良と判定された箇所を含む
画像（部品を含むように切り出された画像）を表わすデ
ータを取得し，記憶する。実装状態の良否にかかわら
ず，すべての部品の画像を画像取得部42に取り込むよう
にしてもよい。

【００２６】撮像コントローラ29は，制御部41と投光部
24および撮像部25とを接続するインターフェースなどを
備え，制御部41からの指令に応じて投光部24の発光体の
光量を調整したり，撮像部25のカラー・テレビ・カメラ
の制御を行う。

【００２７】ＸＹテーブル・コントローラ31は制御部41
とＸＹテーブル部23とを接続するインターフェースなど
を備え，制御部41の出力に基づきＸＹテーブル部23を制
御してその上の基板20Ｓまたは20Ｔの位置決め等を行
う。

【００２８】ＣＲＴ表示装置37は陰極線管（ＣＲＴ）を
備え，制御部41から画像データ，判定結果，キー入力デ
ータなどが供給されたとき，これを画面上に表示する。
プリンタ38は制御部41から検査結果などが供給されたと
き，これを予め定められたフォーマットでプリントアウ
トする。キーボード36は操作情報，基準基板20Ｓや被検
査基板20Ｔ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，このキーボード36から入力された
情報やデータなどは制御部41へ供給される。フロッピィ
・ディスク装置40は制御部41から与えられる検査結果デ
ータなどをフロッピィ・ディスクに記憶する。

【００２９】通信装置39はサーバ11や情報分析端末装置
12と検査装置10との間のデータ通信を行う。

【００３０】制御部41はＣＰＵを含み，上述した各部の
制御を通して教示モードにおける動作および検査モード
における動作の全体を統括的に制御するとともに，通信
装置39を介してサーバ11や端末装置12とデータのやりと
りを行う。

【００３１】教示モードにおいて，基準基板20ＳはＸＹ
テーブル23上に置かれ（または搬入され），基準基板20
上の各部品21Ｓが撮像部25により撮像され，画像入力部
28，領域抽出部32，画像処理部30等の動作によって各部
品21Ｓの検査部位（はんだ付け箇所など）についての特
徴パラメータ（基準パラメータ）が作成される。検査パ
ラメータは他の教示データとともにティーチング・テー
ブル34に格納される。教示データとしては，基準基板
名，各部品の実装位置，部品種別，部品名，実装方向等
がある。これらはＣＲＴ表示装置37の表示にしたがって
キーボード36から入力されてもよいし，撮像部25から得
られる画像データの処理により検出することもできる
し，フロッピィ・ディスクまたはメモリ35（辞書）にあ
らかじめ格納されていたものを読み取っても得られる
し，サーバ11から取得してもよい。

【００３２】図３は検査モードにおける検査手順を示し
ている。

【００３３】オペレータはキーボード36から検査対象と
すべき基板の基板名を入力し（ステップ51），キーボー
ド36から検査開始を入力する（ステップ52）。

【００３４】ＸＹテーブル部23上に被検査基板20Ｔが自
動的にまたはオペレータによってセットもしくは搬入さ
れる（ステップ53，54）。被検査基板20Ｔ上の実装部品
21Ｔが撮像部25の撮像位置にくるようにＸＹテーブル部
23が制御される。

【００３５】撮像部25によって撮像された画像から検査
すべき領域が領域抽出部32によって抽出され，抽出され
た画像データに基づいて特徴パラメータ（検査パラメー
タ）が画像処理部30によって作成される。作成された検
査パラメータがティーチング・テーブル34に格納されて
いる基準パラメータと比較され，判定基準にしたがって
実装部品の良否が判定される。被検査基板20Ｔ上のすべ
ての実装部品21Ｔについて上記の処理が繰り返される
（ステップ55）。

【００３６】検査の結果，実装不良の部品を含む基板に
ついては，その検査結果および不良部分の画像がＣＲＴ
表示装置37に表示される（ステップ56，57）。表示され
る検査結果および画像の一例が図４に示されている。

【００３７】検査結果を示すデータには不良部品につい
てその座標（位置），部品名称，不良内容（はんだ不
良，部品なしなど）などの情報や，計測データ情報（フ
ィレット長など）が含まれる。この表示にはまた，基板
のレイアウトのイメージが含まれる。さらにこの基板イ
メージ上において，実装不良の部品が指示され（符号Ｆ
で示す），その実装不良部品を含む部分の画像が，良好
な実装状態を示す画像と並べて，表示される。これらの
画像は画像取得部42によって切り出されたものであり，
実装不良部品の画像については被検査基板20Ｔの撮像画
像の該当部分から切り出され，実装良好な部品の画像に
ついては教示モードにおいて基準基板20Ｓの撮像画像か
ら前もって切り出される。

【００３８】これらの部品の画像において，ハッチング
のない部分は部品を示し，左上がりのハッチングは青
（Ｂ）色部分を，右上がりハッチングは緑（Ｇ）色部分
を，横線は赤（Ｒ）色部分を，縦線は基板をそれぞれ表
している。実装不良部品の画像の他の例が図５に示され
ている。

【００３９】ＣＲＴ表示装置37に表示されたような検査
結果や画像情報は相互に関連づけて（たとえば基板名で
リンクして）外部に出力される（ステップ58）。たとえ
ば，フロッピィ・ディスク装置40によって記憶される，
または通信装置39によりサーバ11に転送される。表示さ
れた内容の一部または全部は必要に応じてプリンタ38に
よって印字される。

【００４０】この後，被検査基板20ＴがＸＹテーブル23
上から搬出され（ステップ59），この後，すべての被検
査基板について上述の処理が繰り返される。

【００４１】すべての部品について実装状態が良好であ
ると判定された基板についての検査結果情報を表示した
り，外部出力したりしても良いのはいうまでもない。ま
た，検査が終了したのちに，検査した基板の数，良，不
良と判定された基板の数等の集計情報が作成され，外部
に出力される。実装状態が良好であっても，あらかじめ
定められた，またはオペレータが指定した部品について
はその画像を切り出して上記と同時に保存しておいても
よい。

【００４２】このようにして，基板検査の結果を示す情
報がサーバ11に送られ，そこで保存される。サーバ11に
保存されている情報を用いて，必要に応じて，端末装置
12において分析が行われる。この分析においては，たと
えば基板単位の不良発生率，部品単位の不良発生率，不
良内容ごとの発生率等が求められる。また，必要に応じ
て，上述した実装不良の部品の画像が基板イメージとと
もにサーバ11から読み出され，端末装置12の表示装置
に，図４に示すような形で，表示される。これにより，
実際の被検査基板がどのような状態であったかを容易に
把握することができ，生産品質のより明確な解析を行う
ことが可能となる。

【００４３】検査を行ったときに，基板上の部品（実装
不良，良にかかわらず）の画像を切り出して保存してお
くことにより，上述のように生産管理情報，生産品質情
報として有効に利用でき，この画像に基づいて判定基準
の再考，教示が可能となり，さらにレポート等の作成が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】検査システム全体を示す。

【図２】検査装置の構成を示すものである。

【図３】検査モードにおける処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図４】表示画面の例を示す。

【図５】実装不良部品の画像の他の例を示す。

【符号の説明】

10 実装基板検査装置 11 サーバ 12 情報分析端末装置 20Ｔ 被検査基板 21Ｔ 部品 25 撮像部 27 処理装置 30 画像処理部 33 判定部 37 ＣＲＴ表示装置 39 通信装置 41 制御部 42 画像取得部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の部品が実装された検査対象を撮像
   することにより得られる画像に基づいて部品の実装状態
   を判定する検査装置において，少なくとも実装不良と判
   定された部品を含む画像を表すデータを取得する手段，
   および検査結果情報と取得した画像データとを関連づけ
   て出力する手段，を備えた検査装置。
2. 【請求項２】 上記出力手段が，表示装置，記憶装置お
   よび通信装置のうちの少なくとも一つである，請求項１
   に記載の検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の検査装置と，検査装置
   から出力された検査結果情報および画像データを関連づ
   けて記憶する記憶装置と，上記記憶装置から検査結果情
   報および画像データを読出して検査結果情報および画像
   を表示する表示装置とを備えた検査システム。
4. 【請求項４】 複数の部品が実装された検査対象を撮像
   することにより得られる画像に基づいて部品の実装状態
   を判定する検査方法において，少なくとも実装不良と判
   定された部品を含む画像を表すデータを取得し，検査結
   果情報と取得した画像データとを関連づけて出力する，
   検査方法。