JPS63113679A - 基板の検査方法 - 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、基板を撮像して得られたデータを処理して前
記基板上の部品実装状態を検査する基板の検査方法に関
する。

（従来の技術） プリント基板に抵抗器や半導体素子等の各種チップ部品
をマウントするときにおいて自動マウント装置を用いた
場合、マウントデータどうりに部品がマウントされてい
ないことがある。

このため、このような自動マウント装置等を用いる場合
には、マウント後にプリント基板をチェックして、この
プリント基板上の正規の位置に正当なチップ部品が正し
い姿勢（位置、方向）でマウントされているかどうか、
また脱落がないがどうかを検査する必要がある。

しかしこのような検査を従来と同じように人手による目
視検査で行なっていたのでは、検査ミスの発生を完全に
無くすことができず、また検査速度を高めることができ
ないという問題がある。

そこで、近年、この種の検査を自動的に行なうことがで
きるプリント基板の自動検査装置が各メーカから種々提
案されている。

第６図は、このような自動検査装置の一例を示すブロッ
ク図である。

この図に示す自動検査装置は、部品１が実装された被検
査プリント基板２−２を映像す°るＴＶカメラ３と、キ
ーボード８から入力されたデータ、つまり第７図に示す
ように検査基準となる基準プリント基板２−１の種類等
に関するデータおよびこの基準プリント基板２−１上に
載っている各部品１の種類、配置位置、取付姿勢、形状
等に関するデータ、およびこれら各部品１の検査処理手
順等に関する情報（データ）等を記憶する記憶部４と、
この記憶部４に記憶されている情報と前記ＴＶカメラ３
からの画像によって示される情報とを比較して前記被検
査プリント基板２−２上に全ての部品１が有るかどうか
、またこれらの部品１が位置ずれ等を起こしていないか
どうかを判定する判定回路５と、この判定回路５の判定
結果を表示したり、プリントアウトしたりするモニタ６
とを備えて構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところでこの種の自動検査装置によって検査される部品
１のなかには、基板の地色と似ているものがあり、この
ような部品１については部品部分の信号レベルと、背景
部分の信号レベルとがほぼ同じくなってしまい、この部
品１が脱落していても、また位置ずれ等を起していても
これを検出することができないという問題があった。

そこで、被検査プリント基板２−２のベース基板上に、
第８図（Ａ）、（８）に示す如く紫外線励起蛍光剤入り
のレジスト５０を塗布してレジスト層５２を形成し、こ
れを紫外線光源によって照明したとぎ、このベース基板
上にマウントされている部品１のシルエツト像が得られ
るようにしたものも既に開発されているが、このような
ものでは、第９図に示す如くランド５１にレジスト層５
２が形成されていないので、部品１の完全なシルエツト
像を得ることができないという問題があった。　またこ
の種の自動検査装置では、被検査プリント基板２−２を
ＴＶカメラ３によって搬像するとき、被検査プリント基
板２−２をＸ−Ｙテーブル等に載せて、これを位置出し
するようにしていたので、被検査プリント基板２−２を
Ｘ−Ｙテーブルにセツトシたり、外したりする分だけ、
検査速度が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、Ｘ−Ｙテーブル等の位置決
め装置を用いることなく部品の完全なシルエツト像を得
ることができ、これによって部品の色と、基板の色とが
同じ場合や似ている場合でも、全部品について、これら
が脱落していないか、位置ずれ等を起していないかどう
かを検査することができるとともに、部品の極性や基板
マークが正しいかどうかをも検査することができる基板
の検査方法を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明による基板の検査方
法は、基板を撮像してＩられたデータを処理して前記基
板上の部品実装状態を検査する基板の検査方法において
、昼光励起蛍光剤を含むプリフラックスが塗布された後
、部品が実装された基板を励起光を含む光で照明しなが
ら瞬間的に搬像し、このｗＬ画像果の蛍光部分と、非蛍
光部分とを区別して、前記基板上の部品実装状態を検査
することを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明による基板の検査方法の第１実施例を適
用した基板検査装置の一例を示すブロック図である。

この図に示す基板検査装置は、ベルトコンベア部１４と
、照明部１２と、搬像部１５と、処理部１６とを備えて
おり、基準プリント基板１０−１を撮像して得られた前
記基準プリント基板１０−１上にある各部品１３ａのパ
ラメータ（判定データ〉と、被検査プリント基板１０−
２を撮像してｌＦ’７られた前記被検査プリント基板１
０−２上にある各部品１３ｂのパラメータ（被検査デー
タ〉とを比較して、これらの各部品１３ｂが正しくマウ
ントされていないときに、これを検出する。

この場合、前記基準プリント基板１０−１は次に）ホベ
るようにして作られている。

まず、両面（または片面）に銅箔が張られた生基板にエ
ツチング加工、レジスト加工、穴あけ加工等を施して第
２図（Ａ）に示すような素基板１１を作成する。次いで
、この素基板１１の基板マークエリア５５を除いた面上
に昼光励起蛍光剤（例えば、シンロイヒ株式会社製のＦ
Ｚ−６０１３、またはＦＺ−６０１１など）を含むプリ
フラックス４５を塗布して蛍光層４６を形成した後、第
２図＜８）に示す如くこの蛍光層４６上の、部品１３ａ
がマウントされる部分に、昼光励起蛍光剤を含む接着剤
４７、または昼光励起蛍光剤を含むソルダーペースト４
８を塗布する。そして第２図（Ｃ）に示す如く、この上
に部品１３ａをマウントしたものが基準プリント基板１
０−１となる。

また、前記被検査プリント基板１０−２も前記基準プリ
ント基板１０−１と同様な手順で作られる。

またベルトコンベア部１４は、前記処理部１６からの制
御信号に基いて動作するモータ（図示略）と、このモー
タによって駆動されるベルトコンベア本体１８とを備え
ており、このベルトコンベア本体１８の搬送ベルト１９
上に載せられて搬送されている前記各プリント基板１０
−１．１０−２は照明部１２によって照明される。

照明部１２は、前記処理部１６からの制御信号に基づい
てオン／オフ制御や調光制御されるリング状の白色光源
７を備えており、前記各プリント基板１０−１．１０−
２はこの白色光源７によって照明されながら撮像部１５
によって撮像される。

撮像部１５は前記照明部１２の上方に設けられるカラー
ＴＶカメラ２１と、このカラーＴＶカメラ２１のレンズ
前面に配置されるメカニカルシャッタ２０とを備えてお
り、前記処理部１６からの制御信号に基づいてメカニカ
ルシャッタ２０を瞬間的に開いて、カラーＴＶカメラ２
１に前記各プリント基板１０−１．１０−２を撮像させ
るとともに、この撮像動作によって得られた画像信号を
処理部１６に供給する。

この場合、照明部１２によって各プリント基板１０−１
．１０−２を照明すれば、各プリント基板１０−１．１
０−２上の蛍光層４６が蛍光（例えば、緑色の光）を発
するので、第３図（Ａ）に示す如くプリント基板１０−
１．１０−２の地色が茶色で、かつこれら各プリント基
板１０−１゜１０−２上にマウントされている各部品１
３ａ。

１３ｂの色が茶色や黒色のときでも、第３図（Ｂ）、（
Ｃ）、（Ｄ）に示す如く搬像部１５から出力されるＲ、
Ｇ、Ｂカラー信号のうち、Ｇカラー信号の走査ラインａ
に対応する部分に着目すれば、部品１３ａ、１３ｂ部分
の信号レベルよりその背景部分の信号レベルの方が高い
。

また、同じ理由によりＧカラー信号の基板マークエリア
５５部分（第２図（Ｃ）参照）に着目すれば、基板マー
クエリア５５部分の信号レベルよりその背景部分の信号
レベルの方が高い。

したがってこのＧカラー信号を＠ｌｌＩ［ＴＨｌで２値
化するだけで、各部品１３ａ、１３ｂ部分と、基板マー
クエリア５５部分のシルエツト像を得ることができる。

またこのシルエツト像を用いて前記撮像部１５の出力（
Ｒ，Ｇ、Ｂカラー信号）から部品１３ａ。

１３ｂ部分のＲ，Ｇ、８画像と、基板マークエリア５５
部分のＲ，０，８画像とを各々切り出してその色を識別
すれば、各部品１３ａ、１３ｂのカラーコード６０８〜
６０Ｃの値を読んだり、電極６１ａ、６１ｂ’１分の色
を識別して橿性を判別したり、基板マークの値を読んだ
りすることができる。

また処理部１６は、Ａ／Ｄ変換部２３と、メモリ２４と
、ティーチングテーブル２５と、画像処ｉ１部２６と、
判定部２２と、コンベアコントローラ３５と、撮像コン
トローラ３８と、ＣＲＴ表示器２８と、プリンタ２９と
、キーボード３０と、制御部（ＣＰＵ）３１とを備えて
おり、ティーチングモードのとき、前記１８像部１５か
ら供給される画像信号〈前記基準プリント基板１０−１
の画像信号）を処理して前記基準プリント基板１０−１
上にある各部品１３ａのパラメータを抽出して判定デー
タファイルを作成し、また検査モードのとき、前記撮像
部１５から供給される画像信号（前記被検査プリント基
板１０−２の画像信号）を処理して前記被検査プリント
基板１０−２上にある各部品１３ｂのパラメータを抽出
して被検査データファイルを作成する。そして、この被
検査データファイルと前記判定データファイルとを比較
して、この比較結果から被検査プリント基板１０−２の
基板マーク、各部品１３ｂのカラーコードの値、極性が
正しいかどうか、およびこれらの部品１３ｂが位置ずれ
なしで全てマウントされているかどうかなどを検査する
。

Ａ／Ｄ変換部２３は前記随像部１５から画像信号（Ｒ，
Ｇ、Ｂカラー信号）を供給されたときに、これをＡ／Ｄ
変換（アナログ・デジタル変換）して、これを制御部３
１へ供給する。

またメモリ２４は、ＲＡＭ　（ランダム・アクセル・メ
モリ）等を備えて構成されており、前記制御部３１の作
業エリアとして使われる。

また画像処理部２６は前記制御部３１を介して画像デー
タを供給されたとき、この画像データを構成するＧカラ
ー信号を２値化して各部品１３ａ。

１３ｂや基板マークエリア５５部分のシルエット画像を
抽出したり、このカラー画像を構成するＲｌＧ、Ｂ画素
に基づいて基板マークおよび各部品１３ａ、１３ｂのカ
ラコード、極性等を識別したりするように構成されてお
り、ここで得られた各データは前記制御２１１部３１や
判定Ｉ′ｊＩ２２へ供給される。

またティーチングテーブル２５は、フロッピーディスク
装置等を備えており、ティーチング時において前記制御
部３１から判定データファイル等を供給されたときに、
これを記憶し、また検査時において、前記制御部３１が
転送要求を出力したとき、この要求に応じて判定データ
ファイル等を゛読み出して、これを制御部３１などへ供
給する。

また判定部２２は、検査時において前記制御部３１から
判定データファイルを供給され、かつ前記画像処理部２
６から被検査データファイルを転送されたとき、これら
を比較判定して、被検査プリント基板１０−２の基板マ
ーク、部品１３ｂのカラーコードの値、極性等が正しい
かどうか、およびこれらの部品１３ｂが位置ずれなしで
全てマウントされているかどうかなどを判定するように
構成されており、この判定結果は前記制御部３１へ供給
される。

また撮像コントローラ３８は、前記制御部３１と、前記
照明部１２、撮像部１５とを接続するインターフェース
等を備えており、前記制御部３１の出力に基づいて前記
照明部１２と撮像部１５とを制御する。

またコンベアコントローラ３５は、前記制御部３１と前
記ベルトコンベア部１４とを接続するインターフェース
等を備えており、前記制御部３１の出力に基づいて前記
ベルトコンベア部１４を制御する。

またＣＲＴ表示器２８は、ブラウン管（ＣＲＴ）を備え
ており、前記制御部３１から画像データ、判定結果、キ
ー人力データ等を供給されたとき、これを画面上に表示
させる。

またプリンタ２９は、前記制御部３１から判定結果等を
供給されたとき、これを予め決められた書式（フォーマ
ット）でプリントアウトする。

またキーボード３０は、操作情報や前記基準プリント基
板１０−１に関するデータ、この基準プリント基板１０
−１上にある部品１３ａに関するデータ等を入力するの
に必要な各種キーを備えており、このキーボード３０か
ら入力された情報やデータ等は制御部３１へ供給される
。

制御部３１は、マイク０プロセッサ等を備えており、次
に述べるように動作する。

まず、新たな被検査プリント基板１０−２を検査すると
きには、制御部３１は、第４図（Ａ＞に示す如くメイン
フローチャートのステップＳＴＩで第４図（Ｂ）のティ
ーチングルーチン３２を呼び出し、このティーチングル
ーチン３２のステップＳＴ２で装置各部を制御して照明
部１２ヤ撮像部１５をオンさせたり、データの処理条件
を整えたりした後、ベルトコンベア部１４をオンさせて
搬送ベルト１９の走行を開始させる。

そして、搬送ベルト１９上に基準プリント基板１０−１
が載せられ、これが搬送ベルト１９によってカラーＴＶ
カメラ２１の真下にぎたとぎ、制御部３１はステップＳ
Ｔ３でこれを検知してこのステップＳＴ３からステラフ
Ｓ丁４へ分岐するとともに、ここでメカニカルシャッタ
２０を一瞬だけ開いてカラーＴＶカメラ２１に基準プリ
ント基板１０−１を撮像させる。

この場合、基準プリント基板１０−１は常に動いている
が、メカニカルシャッタ２０の作用によってカラーＴＶ
カメラ２１に基準プリント基板１０−１が止まっている
ように映る。

そしてこのカラーＴＶンカメラ２１によって得られた基
準プリント基板１０−１の静止画像信号（画像信号）は
Ａ／Ｄ変換部２３でＡ／Ｄ変換されてメモリ２４にリア
ルタイムで記憶される。

次いで制御部３１は、ステップＳＴ５で前記メモリ２４
に記憶されている画像データを画像処理部２６へ転送さ
せて、この画像処理部２６に前記画像データの０画像デ
ータを閾値ＴＨ１で２Ｉｊｎ化させ、各部品１３ａおよ
び基板マークエリア５５のシルエット画像を抽出させる
とともに、ステップＳＴ６でこのシルエット画像を用い
て前記画像データから各部品１３ａおよび基板マークエ
リア５５の画像を抽出させる。

次いで制御部３１は、ステップＳＴ７で画像処理部２６
を制御し、前記各部品１３ａおよび基板マークエリア５
５の画像を構成しているＲ、Ｇ。

８画像を各部分（電極など）の領域に分割した後、各部
分の明度を求めて各部品１３ａの電極６１ａ。

６１ｂの極性、これら各部品１３ａのカラーコード６０
ａ、６０ｂの色、および基準プリント基板１０−１の基
板マークを識別させる。

この後制御部３１は、ステップＳＴ８で前記シルエット
画像と、前記識別結果とに基づいて被検査プリント基板
１０−２を検査するのに必要な判定データファイルを作
成し、これをティーチングテーブル２５に記憶させた後
、このティーチングルーチン３２を終了する。

また、このティーチングルーチン３２が終了して、検査
モードにされれば、制御部３１はメインフローチャート
のステップＳＴ９で第４図（Ｃ）のフローチャートで示
される検査ルーチン３４を呼び出し、この検査ルーチン
３４のステップ５Ｔ１０でティーチングテーブル２５や
キーボード３０からその日の日付データ、被検査プリン
ト基板１０−２のＩＣ）ナンバ（識別番号）を取゛り込
むとともに、ティーチングテーブル２５から判定データ
ファイルを読み出して、これを判定部２２に供給する。

この後、制御部３１は、撮録条件やデータの処理条件を
整えた後、ベルトコンベア部１４をオンさせて搬送ベル
ト１９の走行を開始させるとともに、ステップ５Ｔ１１
で搬送ベルト１９上に被検査プリント基板１０−２が載
せられ、これがカラーＴＶカメラ２１の真下にあるかど
うかをチェックする。

そして、マウントエ稈等の前処理工程から搬出された被
検査プリント基板１０−２が搬送ベルト１９の導入端側
に載せられ、カラーＴＶカメラ２１の真下まで搬送され
たとき、制御部３１はステップ５Ｔ１１からステップ５
Ｔ１２へ分岐するとともに、ここでメカニカルシャッタ
２０を一瞬だけ聞いてカラーＴＶカメラ２１に被検査プ
リント基板１０−２を搬像させる。

この後、制御部３１はカラーＴＶカメラ２１によって得
られた被検査プリント基板１０−２の静止画像信号（画
像信号）をＡ／Ｄ変換部２３でＡ／Ｄ変換させるととも
に、このＡ／Ｄ変換によって得られた画像データをメモ
リ２４にリアルタイムで記憶させる。

次いで、制御部３１は、ステップ５Ｔ１３で前記メモリ
２４から画像データを読み出し、これを画像処理部２６
に供給してこの画像データの０画像データを閾値ＴＨＩ
で２値化させ、各部品１３ｂおよび基板マークエリア５
５のシルエット画像を抽出させるとともに、ステップＳ
Ｔ１４でこのシルエット画像を用いて前記画像データか
ら各部品１３ｂおよび基板マークエリア５５の画像を特
定させる。

次いで制御部３１は、ステップ５Ｔ１５で画像処理部２
６を制御し、前記各画像を構成しているＲ、Ｇ１８画像
のティーチングによる各パラメータを用いて各部品１３
ｂの主極６１ａ、６１ｂの極性、各部品１３ｂのカラー
コード６０ａ〜６０ｂの値、および被検査プリント基板
１０−２の基板マークを識別させる。

この後、制御部３１は、ステップＳＴ１６で前記シルエ
ット画像と、前記識別結果とに基づいて被検査データフ
ァイルを作成した後、ステップ５Ｔ１７で前記被検査デ
ータファイルを判定部２２に転送させて、この被検査デ
ータファイルと前記判定データファイルとを各々比較さ
せて被検査プリント基板１０−２上の部品１３ｂが欠落
、位置ずれ、誤配置等を起しているか否か、および基板
マークが合っているか否か等を判定させるとともに、ス
テップ５Ｔ１８でこの判定結果をＣＲＴ表示器２８やプ
リンタ２９に供給して、これらを表示させたり、プリン
トアウトさせたりする。

このようにこの実施例においては、メカニカルシャッタ
２０を動作させて各プリント基板１０−１．１０−２を
瞬間的に搬像するようにしているので、これら各プリン
ト基板１０−１．１０−２を搬送しながらその静止画像
を得ることができ、これによって検査速度を向上させる
ことができる。

またこの実施例においては、部品１３ａ（または、部品
１３ｂ）をマウントする前の未実装基板上に昼光励起蛍
光剤を含むプリフラックス４５を塗布したので、プリン
ト基板の地色と、各部品１３ａ、１３ｂの色とが同じ場
合でも、これら各部品１３ａ、１３ｂの正確なシルエツ
ト像を得ることができる。

またこの実施例においては、各プリント基板１０−１．
１０−２を白色光によって照明し、このとき各プリント
基板１０−１．１０−２の基板マークエリア５５、およ
びこれら各プリント基板１０−１．１０−２上にマウン
トされている各部品１３ａ、１３ｂからの反射光を色識
別して各プリント基板１０−１．１０−２の基板マーク
および各部品１３ａ、１３ｂのカラーコードの値、電極
の極性等を検知するようにしているので、プリント基板
の梗類を間違ったり、各プリント基板１０−１．１０−
２上に間違った部品がマウントされていても、またマウ
ント方向（電極の極性）が間違っていても、これを検知
することができる。

第５図は本発明による基板の検査方法の第２実施例を適
用した基板検査装置の一例を示すブロック図である。な
おこの図において、第１図の各部と対応する部分には同
一な符号が付しである。

この図に示す基板検査装置が第１図に示すものと賃なる
点は、白色光ｙＱ７の下面側にリング状の蛍光励起光選
択フィルタ４３を設け、この蛍光励起光選択フィルタ４
３によって白色光源７が発した白色光から単色光（この
単色光は、昼光励起蛍光剤を励起することができる光）
を抽出するとともに、この単色光によって、搬送ベルト
１つによって搬送されている各プリント基板１０−１．
１０−２を照明しながら、照明部１２の上方に配着され
ている撮像部１５−２によって、これら各プリン１一基
板１０−１．１０−２を瞬間的に搬像するようにしたこ
とである。

この場合、扼惟部１５−２は、前記各プリント基板１０
−１．１０−２からの光を一瞬だけ透過させるメカニカ
ルシャッタ２０と、このメカニカルシャッタ２０を透過
した光を２つに分ける光分配器４４と、この光分配器４
４から出射される一方の光から各プリント基板１０−１
．１０−２が発する蛍光を抽出する蛍光選択フィルタ４
９ａと、この蛍光選択フィルタ４９ａによって選択され
た蛍光画像を電気信号に変換するモノクロＴＶカメラ４
２ａと、前記光分配器４４から出射される他方の光から
前記蛍光励起光選択フィルタ４３と同じ波長の光を抽出
する励起光選択フィルタ４９ｂと、この励起光選択フィ
ルタ４９ｂによって選択された反射光画像を電気信号に
変換するモノクロＴＶカメラ４２ｂとを備えており、こ
れら各モノクロＴＶカメラ４２ａ、４２ｂによって得ら
れた画像信号は処理部１６−２に供給されて処理される
。

勿論この場合においても、これら各プリント基板１０−
１．１０−２上には昼光励起蛍光剤を含むプリフラック
ス４５が塗布されているので、プリント基板の地色と、
各部品１３８，１３ｂの色とが似ている場合にも、部品
１３ａ、１３ｂの正確なシルエツト像を得ることができ
る。

またこの場合、各モノクロＴＶカメラ４２ａ。

４２ｂが各々、相異なった色の画像を電気信号に変換す
るので、これらモノクロＴＶカメラ４２ａ。

４２ｂによって得られた画像信号間に演粋を施して各画
素の色を判別させることにより、各部品１３ａ、１３ｂ
の電極６１８．６１Ｍ）色や各プリント基板１０−１．
１０−２の基板マークを識別させることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、Ｘ−Ｙテーブル等
の位置決め装置を用いることなく部品の完全なシルエツ
ト像を得ることができ、これによって部品の色と、基板
の色とが同じ場合や似ている場合でも、全部品について
、これらが脱落していないか、位置ずれ等を起していな
いかどうかを検査することができる。また、少なくとも
２色の画像を抽出するようにしているので、部品の極性
や基板マークが正しいかどうかをも検査することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図、第２図
（Ａ）〜（Ｃ）は各々この第１実施例におけるプリント
基板の作成工程を示す斜視図、第３図（Ａ）はこの第１
実施例にお（プる部品の一例を示す平面図、第３図（Ｂ
）、（Ｃ）、（Ｄ）は各々第３図（Ａ＞のラインａにお
ける搬像信号例を示す波形図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）は
各々この第１実施例の動作例を示すフローチャート、第
５図は本発明の第２実施例を示すプロッタ図、第６図は
従来の自動検査装置の一例を示すブロック図、第７図は
この装置で用いられるｌプリント基板の一例を示す正面
図、第８図（Ａ）、（Ｂ）は各々従来の自動検査装置の
他の例を説明するためのプリント基板作成工程図、第９
図は第８図（Ｂ）の部分拡大平面図である。 １０−１・・・基準プリント基板、１０−２・・・被検
査プリント基板、１２・・・照明部、１４・・・ベルト
コンベア部、１５・・・撮像部、１６・・・処理部、４
６・・・蛍光層。 代理人　　　弁理士　　岩０哲二（他１名）手続７１１
正書く方式） 昭和６２年２月５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板を撮像して得られたデータを処理して前記基板上
   の部品実装状態を検査する基板の検査方法において、昼
   光励起蛍光剤を含むプリフラックスが塗布された後、部
   品が実装された基板を移動させつつ、励起光を含む光で
   照明しながら瞬間的に撮像し、この撮像結果の蛍光部分
   と、非蛍光部分とを区別して、前記基板上の部品実装状
   態を検査することを特徴とする基板の検査方法。