JPS59171199A - 微小部品装着位置検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、視覚認識により基板上に装着された微小部品
の位置を検査する微小部品装着位置検査装置に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 従来の微小部品装着位置の検査は、一部の場合を除きほ
とんどが人間の目により行なわれている。

その一部の微小部品装着位置検査装置の従来例の構成と
その問題点を以下に示す。

第１図は同検査装置の従来の一例の認識用撮像部と被検
査物の位置関係を示す正面図である。

１０１は被検査物すなわち基板上に装着された微小部品
であり、１０２は微小部品１０１の装着状態を認識する
ために微小部品１０１の真上に設置された撮像部である
。

前記のように構成された従来の同検査装置について、以
下その動作を説明する。

まず撮像部１０２により基準となる微小部品の装着状態
の画像を取り込み、その画像を記憶部に格納する。これ
が装着位置の基準情報となる。次に被検査基板上の微小
部品の装着状態を前記と同様にして取り込み、この画像
の２値化画像と前記記憶部に格納された画像の２値化画
像の白黒のパターンを比較する。装着装置のずれ量はこ
の白黒パターンのずれ量により検出される。第２図は前
記撮像部により取り込まれた画像の２値化画像の状態の
一例を示した図である。１０３は微小部品であり、１０
４は微小部品１０２の位置を明確にするための基板上の
マークである。

しかし前記のように構成された従来の同検査装置では被
検査基板の色やその上に装着されている微小部品の色の
影響を非常に受け易い。そのため従来の同検査装置によ
り検査を行なう場合、基板面や微小部品の色をある程度
限定する必要がある。

また従来の同検査装置では、基板の水平方向へのずれに
対する較正手段がなく、基板の水平方向へのずれ量がそ
のまま検査時の誤差になるという欠点を有している。

第３図は同検査装置の従来における第２の例の構成を示
す正面図である。１０５は基板であり、１０６は基板１
０５に装着された微小部品であり、１０７は光源であり
、１０８は光源１０７の透過光（微小部品１０６の装着
状態）を取り込むための撮像部である。

前記のように構成された従来における第２の例の同検査
装置について、以下その動作を説明する。

基板１０５は光をよく透過する基板であり、その真下か
ら光源１０７により投光し、基板１０５の真上からその
状態を見ると微小部品１０６の部分やハンダ面等は暗く
、その他の部分は明るく見える。第４図に撮像部１０８
により取り込まれた画像の２値化画像の状態の一例を示
した図である。

１０９は基板面で光が透過している部分、１１０は微小
部品の装着されている部分、１１１はハンダ面や配線パ
ターンのある部分である。ここで光を透さない部分（斜
線の部分）は黒にそれ以外の部分は白になる。前記の一
例と同様に、前記２値化画像の白黒パターンの比較を基
準情報との間で行ない微小部品の位置ずれ量を検出する
。

しかし前記のように構成された従来における第２の例の
同検査装置では、基板の材質に大きな影響を受け光を透
過しにくい基板は使用できず、基板上のハンダ面や配線
パターン等に大きな影響を受ける。またこの例の場合も
、前記の一例と同様に基板の水平方向へのずれに対する
較正手段がなく、基板の水平方向へのずれ量がそのまま
検査時の誤差になるという欠点を有している。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、従来の検査装置のように基板
の色や材質、その基板上のハンダ面や配線パターンの状
態および基板面に装着された微小部品の色に影響を受け
ずに検査を行なうことが可能であり、また基板の水平お
よび垂直方向へのずれに対して比較を行なうことのでき
る微小部品装着位置を提供するものである。

発明の構成 本発明は基板向に斜めから投光する光源部と、前記基板
面に対して斜め方向に設置した撮像部と、前記撮像部に
より取り込まれた前記基板上の微小部品の稜辺の影の状
態により微小部品の位置データを算出する微小部品位置
算出部と、前記微小部品位置算出部で算出された基準と
なる基板上の微小部品の位置データを記憶する記憶部と
、前記微小部品位置算出部で算出された被検査基板上の
微小部品の位置データと前記記憶部に記憶されている基
準データとの比較により微小部品の位置ずれ量を算出す
る微小部品ずれ量算出部と、前記撮像部により取り込ま
れた前記基板面にある穴の影の状態により基板の位置デ
ータを算出する基板位置算出部と、前記基板位置算出部
で算出された前記基準となる基板の位置データを記憶す
る記憶部と、前記基板位置算出部で算出された前記被検
査基板の位置データを前記記憶部に記憶されている基準
データとの比較により基板の位置ずれ量を算出する基板
ずれ量算出部と、前記微小部品ずれ量算出部で算出され
た微小部品の位置ずれ量と前記基板ずれ量算出部で算出
された基板の位置ずれ量とを比較演算する比較演算部と
、前記比較演算部で比較された微小部品に位置ずれ量が
良品の範囲内にあるか否かを判定する判定部をしている
ため、基板の色や材質、その基板上のハンダ面や配線パ
ターンの状態および基板上の微小部品の色に影響を受け
ずに検査を行なうことができ、また前記撮像部により取
り込まれた前記基板面にある穴の影の状態により基板の
位置を検出してそのデータを使用することにより基板の
水平および垂直方向へのずれに対して較正を行なうこと
ができる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第５図は本発明の一実施例における微小部品装着位置検
査装置の構成を示す正面図であり、第６図は同検査装置
の構成を示す上面図である。同図において、１は基板、
２は基板１の上に装着された微小部品、３は基板１にあ
けられた穴（スルーホール）、４は基板１の面に対して
斜め方向に設置された光源部、５は基板１の面の状態を
取り込むために基板面に対して斜め方向に設置された撮
像部、６は微小部品位置算出部、７は基準基板上の微小
部品の位置データを記憶する記憶部Ａ、８は被検査基板
上の微小部品の位置データと記憶部Ａ７の基準データと
の比較により微小部品の位置ずれ量を算出する微小部品
位置ずれ量算出部、９は基板位置算出部、１０は基準基
板の位置データを記憶する記憶部Ｂ、１１は被検査基板
の位置データと記憶部Ｂ１０の基準データとの比較によ
り基板の位置ずれ量を算出する基板位置ずれ量算出部、
１２は微小部品の位置ずれ量を基板の位置ずれ量で較正
する較正演算部、１３は較正演算部１２で較正された微
小部品の位置ずれ量が良品の範囲内にあるか否かを判定
する判定部、１４は光源部４の光によって作られる微小
部品の影である。

以上のように構成された同検査装置について、以下その
動作について説明する。

まず光源４により基板面に対して斜め方向から基板１の
面に光をあてると、この微小部品２のもつ高さにより影
１４が作られ、また穴３にも影が作られる。その状態を
基板面に対して斜め方向に設置された撮像部５により取
り込むと影の部分は光が入ってこないために黒に、それ
以外の部分については光源部４による直接反射光が撮像
部５に取り込まれるために白となる。その撮像部５に取
り込まれた画像の２値化状態を第７図に示す。同図にお
いて１５は微小部品の上面、１６は微小部品の影、２２
は基板面、２３は穴にできた影である。

次にこの取り込まれた２値化画像から微小部品の位置を
検出する方法について第７図を用いて説明する。まず同
図を左から右へ走査していき白から黒（斜線の部分）へ
変化する点を取り出す。１７はこの点の集合のうち右下
がりのものに対して直線近似した直線、１８は左下がり
のものに対して直線近似した直線、１９は直線１７と直
線１８との交点、２０は交点１９から任意の距離ｄの位
置にある直線１７上の点、２１は交点１９から任意の距
離ｅの位置にある直線１８上の点である。前記のように
算出した交点１９と他の２点２０、２１が微小部品の位
置データとなる。基準基板に対して前記の処理を行ない
算出された前記の３点が微小部品の基準の位置データと
なり、これを記憶部に格納する。前記３点を位置データ
として必要とする理由は、交点１９により微小部品の平
行ずれ量を検出し点１９と点２０または点１９と点２１
の組合わせにより微小部品の回転ずれ量を検出するため
である。

次に取り込まれた２値化画像から穴（スルーホール等）
の位置を検出する方法について第８図を用いて説明する
。２４は穴にできた影であり、これを左から右へ走査し
ていき白から黒（斜線の部分）へ変化する点を取り出す
。２５はこの点の集合のうち右下がりのものに対して直
線近似した直線、２６は左下がりのものに対して直線近
似した直線である。また前記と同様の走査で黒から白へ
変化する点を取り出す。２７はこの点の集合のうち右下
がりのものに対して直線近似した直線、２８は左下がり
のものに対して直線近似した直線、２９、３０、３１、
３２は前記４本の近似直線の交点である。３３は点２９
と点３１の中点を通り、軸に平行な直線、３４は点３０
と点３２の中点を通りｈ軸に平行な直線、３５は直線３
３と直線３４の交点である。前記のように算出された点
３５が穴の位置データすなわち基板の位置データである
。

基準基板に対して前記の処理を行ない算出された前記の
点が基板の基準の位置データとなり、これを記憶部に格
納する。また４点２９、３０、３１、３２により穴の形
状、大きさを判別して、検査に必要な穴とその周囲のノ
イズとの判別を行なう。

第９図にその一例を示す。

次に基板のずれに対する較正の方法について第１０図を
用いて説明する。第１０図は較正の原理を示すための正
面図である。３６は基準となる基板、３７は基準基板３
６を水平方向に距離ｓ、垂直方向に距離ｔずれた被検査
基板、３８は微小部品、３９は穴、４０は光源部、４１
は撮像部の撮像面である。同図においてｌ１は撮像面上
での微小部品の位置のずれ量、ｌ２は撮像面上での穴の
位置ずれ量であるが、この２つの基板が同一のものであ
れば次式が成り立つ。

ｌ１＝ｌ２ すなわち水平、垂直方向に基板が任意の距離ずれた場合
、微小部品の位置ずれ量ｌ１を穴の位置ずれ量すなわち
基板の位置ずれ量ｌ２により引けば基板の位置ずれ量を
消却、較正できる。

次に同検査装置の全体の流れについて第１１図の流れ図
を用いて説明を加える。４２は基準となるデータを取り
込む処理、４３は検査の処理である。検査を行なう前に
まず基準となるデータを取り込む処理４２を行なう必要
がある。４４は基準となる基板上の穴（スルーホール等
）により基準となる基板の位置データを算出する処理、
４５は前記処理４４により算出されたデータを記憶部へ
格納する処理、４６は前記基準となる基板上の微小部品
の位置データを算出する処理、４７は前記処理４６によ
り算出されたデータを記憶部へ格納する処理である。４
８は被検査基板上の穴により被検査基板の位置データを
算出する処理、４９は前記処理４８により算出された位
置データと処理４５により記憶されている基準データと
の比較により被検査基板のずれ量を算出する処理、５０
は前記被検査基板上の微小部品の位置データを算出する
処理、５１は前記処理５０により算出された位置データ
と処理４７により記憶されている基準データとの比較に
より被検査基板上の微小部品のずれ量を算出する処理、
５２は前記処理５１により算出された微小部品の位置ず
れ量を前記処理４９により算出された基板の位置ずれ量
を用いて較正する処理、５３は前記処理５２で較正され
た微小部品の位置ずれ量が良品の範囲内にあるか否かを
判定する処理である。

発明の効果 以上のように本発明は、光源部と撮像部を基板面に対し
て斜め方向に設置して、前記撮像部により張り込まれた
前記基板上の微小部品の稜辺の影の状態により微小部品
の位置を検出することにより、基板の色や材質、その基
板上のハンダ面や配線パターンの状態および基板上の微
小部品の色に影響を受けずに検査を行なうことができ、
また前記撮像部により取り込まれた前記基板面にあを穴
の影の状態により基板の位置を検出してそのデータを使
用することにより基板の水平および垂直方向へのずれに
対して較正を行なうことができ、その実用的効果は大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の微小部品装着位置検査装置の正面図、第
２図は従来の同検査装置の撮像部に取り込まれた画像の
２値化画像を示した状態図、第３図は他の従来の例の検
査装置の正面図、第４図は他の従来例の検査装置の撮像
部に取り込まれた画像の２値化画像を示した状態図、第
５図は本発明の一実施例における同検査装置の構成ブロ
ックダイヤグラム図、第６図は本発明の一実施例におけ
る同検査装置の上面図、第７図、第８図、第９図は本発
明の一実施例における同検査装置の撮像部に取り込まれ
た画像の状態を示した状態図、第１０図は本発明の一実
施例における同検査装置の正面図、第１１図は本発明の
一実施例における同検査装置の処理の流れを示すフロー
チャート図である。 １・・・・・・基扱、２・・・・・・微小部品、３・・
・・・・穴、４・・・・・・光源部、５・・・・・・撮
像部、６・・・・・・微小部品位置算出部、７・・・・
・・記憶部Ａ、８・・・・・・微小部品位置ずれ量算出
部、９・・・・・・基板位置算出部、１０・・・・・・
記憶部Ｂ、１１・・・・・・基板位置ずれ量算出部、１
２・・・・・・較正演算部、１３・・・・・・判定部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第４
図 第６図 第７図　　ｆ７ 第９図 ＠１０図 ｎ 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板面に斜めから投光する光源部と、前記基板面に対し
   て斜め方向に設置した撮像部と、前記撮像部により取り
   込まれた前記基板上の微小部品の稜辺の影の状態により
   微小部品の位置データを算出する微小部品位置算出部と
   、前記微小部品位置算出部で算出された基準となる基板
   上の微小部品の位置データを記憶する記憶部と、前記微
   小部品位置算出部で算出された被検査基板上の微小部品
   の位置データと前記記憶部に記憶されている基準データ
   との比較により微小部品の位置ずれ量を算出する微小部
   品ずれ量算出部と、前記撮像部により取り込まれた前記
   基板面にある穴の影の状態により基板の位置データを算
   出する基板位置算出部と、前記基板位置算出部で算出さ
   れた前記基準となる基板の位置データを記憶する記憶部
   と、前記基板位置算出部で算出された前記被検査基板の
   位置データと前記記憶部に記憶されている基準データと
   の比較により基板の位置ずれ量を算出する基板ずれ量算
   出部と、前記微小部品ずれ量算山部で算出された微小部
   品の位置ずれ量と前記基板ずれ量算出部で算出された基
   板の位置ずれ量とを比較演算する比較演算部と、前記比
   較演算部で比較された微小部品の位置ずれ量が良品の範
   囲内にあるか否かを判定する判定部を有する微小部品装
   着位置検査装置。