KR20130141345A

KR20130141345A - 땜납 높이 검출 방법 및 땜납 높이 검출 장치

Info

Publication number: KR20130141345A
Application number: KR1020127033137A
Authority: KR
Inventors: 마사노리 이케다; 미치노리 도모마츠; 마사히로 다니구치; 요우스케 하사쿠; 히로시 오카무라
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-12-26
Also published as: US8428338B1; CN103429984B; JP5124705B1; EP2573508B1; US20130089239A1; EP2573508A1; EP2573508A4; CN103429984A; JPWO2012124260A1; WO2012124260A1

Abstract

기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 방법으로서, 땜납이 인쇄된 면측에서 촬영된 기판의 2차원 화상을 취득하는 화상 취득 단계(S201)와, RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나를 나타내는 값인 화소치와 땜납의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 2차원 영상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출하는 높이 검출 단계(S203)를 포함한다.

Description

땜납 높이 검출 방법 및 땜납 높이 검출 장치{SOLDER HEIGHT DETECTION METHOD AND SOLDER HEIGHT DETECTION DEVICE}

본 발명은, 기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 방법 및 땜납 높이 검출 장치에 관한 것이다.

기판에 부품이 실장된 부품 실장 기판을 생산하는 실장 기판 생산 시스템은, 기판에 땜납을 인쇄하는 인쇄기, 땜납이 인쇄된 기판에 부품을 실장하는 부품 실장기, 실장한 부품을 납땜하는 리플로우기 등에 의해 구성된다.

부품 실장의 대상이 되는 기판은, 실장 기판 생산 시스템 내를 일련의 컨베이어에 의해 반송되고, 컨베이어 시스템에 의해 실장 기판으로서 생산되어 간다. 즉, 각 기계에 있어서, 기판 상에 땜납을 인쇄하고, 크고 작은 여러 가지 다수의 부품을 기판에 실장하고, 납땜하는 것과 같은 각 공정이 기판에 대해 실행된다. 실장 기판은, 이러한 각 기계에 의한 일련의 생산 공정을 거쳐 생산된다. 이와 같이 하여 생산된 실장 기판은, 가전제품 등의 최종 제품에 탑재된다.

이러한 실장 기판 생산 시스템에 있어서, 부품 실장 기판의 불량품이 생산되는 경우가 있다. 품질 불량의 원인은 다양하나, 그 하나로, 땜납의 인쇄 불량이 있다. 예를 들면, 땜납 인쇄의 불량이 있음 에도 불구하고, 부품의 실장 및 납땜을 행하면, 불필요한 공정의 실행 및 부품의 낭비와 같은 문제를 일으킨다.

불량품의 생산 수량을 줄이고, 실장 기판 생산 시스템의 불필요한 공정의 실행을 줄이기 위해서는, 일련의 생산 공정 도중에 불량이 발생한 경우에, 조기에 불량의 발생을 검지하고, 대책을 강구하는 기술이 효과적이다.

종래, 인쇄기에 의해 땜납이 인쇄된 기판에 대해서, 후속 공정에 설치된 검사 장치가 인쇄 상태를 검사하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 고체 촬상 소자를 구비하는 카메라로 촬영한 2차원 화상을 이용하여, 기판에 인쇄된 땜납의 위치 및 면적 등을 계측한다. 또한, 레이저 측거 수단을 이용하여, 기판에 인쇄된 땜납의 높이를 계측한다.

이와 같이 계측된 땜납의 위치, 면적 및 높이 등을 이용하여, 기판의 인쇄 상태를 검사할 수 있다.

일본국 특허 공개 2007－134406호 공보

그러나, 특허 문헌 1과 같이, 레이저 측거 수단을 이용하여 기판에 인쇄된 땜납의 높이가 계측된 경우, 검사 장치의 제조 비용이 증가한다는 문제점이 있다. 또한, 레이저 측거 수단은 비교적 무거워서, 탑재할 수 있는 장치에 제한도 있다. 또한, 레이저 측거 수단은, 땜납의 높이의 검출에 비교적 긴 시간을 필요로 한다는 문제점도 있다.

그래서, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 레이저 측거 수단을 이용하지 않아도, 기판에 인쇄된 땜납의 높이를 비교적 용이하게 검출할 수 있는 땜납 높이 검출 방법 및 땜납 높이 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 한 양태에 따른 땜납 높이 검출 방법은, 기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 방법으로서, 땜납이 인쇄된 면측에서 촬영된 상기 기판의 2차원 화상을 취득하는 화상 취득 단계와, RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나를 표시하는 값인 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 상기 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출하는 높이 검출 단계를 포함한다.

이에 의하면, RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 가운데 중 적어도 하나를 나타내는 값인 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출할 수 있다. 즉, 레이저 측거 수단을 이용하지 않고, 2차원 화상을 이용하여 땜납의 높이를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.

또, 상기 높이 정보는, HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수를 포함하고, 상기 높이 검출 단계에서는, 상기 높이 정보에 포함되는 비례 계수와 상기 명도치의 곱을 산출함으로써, 상기 땜납의 높이를 검출하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 땜납의 높이가 비례 관계에 있는 것을 이용하여, 땜납의 높이를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.

또, 상기 높이 정보는, RGB 컬러 모델에 있어서의 청색의 휘도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수를 포함하고, 상기 높이 검출 단계에서는, 상기 높이 정보에 포함되는 비례 계수와 상기 청색의 휘도치의 곱을 산출함으로써, 상기 땜납의 높이를 검출하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 청색의 휘도치와 땜납의 높이가 비례 관계에 있는 것을 이용하여, 땜납의 높이를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다. 일반적인 촬상 장치에 의해 생성되는 2차원 화상은, RGB 컬러 모델로 표시된 화상이다. 따라서, 촬상 장치로부터 취득되는, RGB 컬러 모델로 표시된 2차원 화상을, HSI 컬러 모델로 표시된 2차원 화상으로 변환하는 것이 불필요하게 되어, 처리 부하를 경감할 수 있다.

또, 상기 높이 정보는, HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 색상치의 차분치가 땜납의 높이에 대응하는 것을 나타내고, 상기 높이 검출 단계에서는, 상기 차분치를 산출함으로써 상기 땜납의 높이를 검출하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 명도치와 색상치의 차분치가 땜납의 높이에 대응하는 것을 이용하여, 땜납의 높이를 검출할 수 있다. 그 결과, 기판의 종류에 상관없이, 범용적으로 땜납의 높이를 검출하는 것이 가능해진다.

또한, 검출된 상기 땜납의 높이를 표시하는 표시 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 땜납의 높이를 표시할 수 있으므로, 검사자는 기판에 인쇄된 땜납의 상태를 검사하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 한 양태에 따른 땜납 높이 검출 장치는, 기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 장치로서, 땜납이 인쇄된 면측에서 촬영된 상기 기판의 2차원 화상을 취득하는 화상 취득부와, RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나를 표시하는 값인 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 상기 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출하는 높이 검출부를 구비한다.

이 구성에 의하면, 상기의 땜납 높이 검출 방법과 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명에 의하면, 레이저 측거 수단을 이용하지 않아도, 기판에 인쇄된 땜납의 높이를 비교적 용이하게 검출할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 외관도이다.
도 2a는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 정면도이다.
도 2b는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치를 하면으로부터 본 상태의 저면도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치가 구비하는 조명 장치에 대해서 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 땜납 높이 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른 땜납 높이의 표시예를 나타내는 도면이다.

본원 발명자들은, 실험 등을 행함으로써, 땜납이 인쇄된 기판이 촬영됨으로써 생성된 2차원 화상의 화소치(RGB 컬러 모델 또는 HSI 컬러 모델로 표시되는 값)가, 땜납의 높이에 의존함을 발견했다. 그래서, 이 2차원 화상의 화소치는 땜납의 높이와 의존 관계를 이용하여, 2차원 화상으로부터 땜납의 높이를 검출하는 본 발명의 실시형태에 대해서 이하에 설명한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시형태는, 모두 본 발명의 바람직한 한 구체예를 나타낸다. 즉, 이하의 실시형태에서 나타나는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 본 발명의 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 또, 이하의 실시형태에 있어서의 구성 요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 보다 바람직한 형태를 구성하는 임의의 구성 요소로서 설명된다.

(실시형태)

본 발명의 실시형태에 따른 땜납 높이 검출 장치(130)는, 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 상기 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출한다. 이하, 본 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 외관도이다. 또, 도 2a는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 정면도(부분 단면도)이다. 또, 도 2b는, 도 2a에 나타낸 검사 장치를 Z축 방향의 하면으로부터 본 상태의 저면도이다. 또, 도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른 조명 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 또, 도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 검사 장치의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한, 도면에서, 기판의 땜납이 인쇄된 면과 XY 평면이 평행이며, Z축 방향이 땜납의 높이 방향과 일치한다.

도 1~도 4에 나타낸 바와 같이, 검사 장치(100)는, 촬상 장치(110)와, 조명 장치(120)와, 땜납 높이 검출 장치(130)를 구비한다.

촬상 장치(110)는, 땜납이 인쇄된 기판(200)을 촬영하여 2차원 화상을 생성한다. 본 실시형태에서는, 촬상 장치(110)는, RGB(적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)) 컬러 모델로 표시된 2차원 화상을 생성한다. 구체적으로는, 촬상 장치(110)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 촬상 소자(111)와 광학계(112)를 구비한다.

촬상 소자(111)는, 예를 들면, CCD(Charge　Coupled　Device) 이미지 센서 혹은 CMOS(Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor) 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자이다. 본 실시형태에서는, 촬상 소자(111)는, 광학계(112)를 투과한 광을 각 색(RGB)의 전기 신호로 변환하는 CCD 이미지 센서이다. 촬상 소자(111)는, RGB 컬러 모델로 표시된 예를 들면 100만 화소 이상의 2차원 화상을 생성한다.

광학계(112)는, 렌즈를 포함하고, 기판(200)으로부터의 반사광을 촬상 소자(111)의 촬상면에 집광한다. 또한, 도 1 등에서, 광학계(112)의 광축은, 일점 쇄선으로 표시되어 있다.

조명 장치(120)는, 기판(200)에 광을 조사한다. 조명 장치(120)는, 동축 조명부(121)와 측방 조명부(122)를 구비한다.

동축 조명부(121)는, 기판(200)의 상방으로부터 기판(200)에 광을 조사하는 광원이다. 즉, 동축 조명부(121)는, 광학계(112)의 광축과 기판(200)이 교차하는 기판(200)의 표면측의 위치에, 기판(200)면으로부터 약 90도 각도의 방향(Z축 방향)이 되도록 광을 조사한다. 본 실시형태에서는, 동축 조명부(121)는, 백색광을 발하는 LED(Light　Emitting　Diode)와 적색광을 발하는 LED를 갖는다. 백색광을 발하는 LED와 적색광을 발하는 LED는 번갈아 배치되어 있다.

링형상으로 배치되어 있는 측방 조명부(122)는, 기판(200)의 측방으로부터 비스듬하게 기판(200)에 광을 조사하는 광원이다. 본 실시형태에서는, 측방 조명부(122)는, 제1의 측방 조명부(122a)와 제2의 측방 조명부(122b)를 포함한다.

제1의 측방 조명부(122a)는, 제2의 측방 조명부(122b)보다도 상방에 설치되고, 기판(200)의 측방으로부터 비스듬하게 광을 조사한다. 본 실시형태에서는, 제1의 측방 조명부(122a)는, 백색광을 발하는 LED이다. 여기에서는, 제1의 측방 조명부(122a)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광학계(112)의 광축과 기판(200)이 교차하는 위치에 대해, 기판(200)면으로부터 예를 들면 약 50도 각도의 방향이 되도록 광을 조사한다.

제2의 측방 조명부(122b)는, 제1의 측방 조명부(122a)보다도 하방에 설치되고, 기판(200)의 측방으로부터 비스듬하게 광을 조사한다. 본 실시형태에서는, 제2의 측방 조명부(122b)는, 백색광을 발하는 LED이다. 여기에서는, 제2의 측방 조명부(122b)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광학계(112)의 광축과 기판(200)이 교차하는 위치에 대해, 기판(200)면으로부터 예를 들면 약 35도 각도의 방향이 되도록 광을 조사한다.

이와 같이, 측방 조명부(122), 제1의 측방 조명부(122a) 및 제2의 측방 조명부(122b)는, 기판(200)의 땜납 인쇄면에 그림자가 생기지 않도록, 서로 상이한 각도에서 기판(200)에 광을 조사한다.

다음에, 땜납 높이 검출 장치(130)에 대해서, 도 4를 참조하면서 설명한다.

땜납 높이 검출 장치(130)는, 프로세서 및 메모리 등에 의해 실현되는 장치이며, 촬상 장치(110)에 의해 촬영된 2차원 화상으로부터 기판(200)에 인쇄된 땜납의 높이를 검출한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 화상 취득부(131)와 높이 검출부(132)를 구비한다.

화상 취득부(131)는, 기판(200)의 2차원 화상을 취득한다. 구체적으로는, 화상 취득부(131)는, 땜납이 인쇄된 면측으로부터 촬영된 기판(200)의 2차원 화상을 취득한다.

본 실시형태에서는, 화상 취득부(131)는, RGB 컬러 모델로 표시된 2차원 화상을 촬상 장치(110)로부터 취득한다. 그리고, 화상 취득부(131)는, RGB 컬러 모델로 표시된 2차원 화상(이하, 단순히 「RGB 화상」이라고 함)을, HSI(색상(Hue), 채도(Saturation), 명도(Intensity)) 컬러 모델로 표시된 2차원 화상(이하, 단순히 「HSI 화상」이라고 함)으로 변환한다.

높이 검출부(132)는, RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나를 나타내는 값인 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출한다. 본 실시형태에서는, 높이 정보는, 땜납의 높이가 화소치에 비례하는 것을 나타내고, 땜납의 높이와 화소치 사이의 비례 계수(예를 들면 「0.5」)을 포함한다. 즉, 높이 검출부(132)는, 높이 정보에 포함되는, 명도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수와, 명도치의 곱을 산출함으로써, 땜납의 높이를 검출한다.

또한, 높이 정보는, 반드시 비례 계수를 포함할 필요는 없다. 예를 들면, 높이 정보는, 화소치에 대응하여 땜납의 높이가 저장된 테이블 형식의 정보여도 된다.

또, 높이 정보는, 기판(200)의 종류 및 기판(200)이 촬상되는 측 표면의 도체 패턴의 표면의 랜드 처리의 종류별로 유지되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유리 에폭시 기판의 랜드 처리가 구리에 대응하는 높이 정보, 유리 에폭시 기판의 랜드 처리가 금에 대응하는 높이 정보, 혹은 폴리이미드 기판의 랜드 처리가 구리에 대응하는 높이 정보 등이 각각 유지되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 기판의 종류 혹은 랜드 처리에 따라 적절히 땜납의 높이를 검출하는 것이 가능해진다. 또한, 랜드 처리에는, 랜드 재질에 표면 처리를 행하지 않는 미처리도 포함된다.

표시부(133)는, 예를 들면 액정 디스플레이 등이며, 검출된 높이를 표시한다. 구체적으로는, 표시부(133)는, 예를 들면, 2차원 화상을 구성하는 각 화소의 높이를 3차원 그래프로서 표시한다.

기판(200)은, 유리 에폭시 기판, 폴리이미드 기판, 플렉시블 기판, 혹은 세라믹 기판 등이다.

다음에, 이상과 같이 구성된 땜납 검사 장치(100)에 있어서의 각종 동작에 대해서 설명한다.

도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 땜납 높이 검출 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 또한, 이하의 땜납 높이 검출 처리에서는, 기판(200)에 대응하는 높이 정보가 미리 생성되고, 유지되어 있는 것으로 한다.

우선, 화상 취득부(131)는, 기판(200)의 2차원 화상을 취득한다(S201). 본 실시형태에서는, 화상 취득부(131)는, RGB 컬러 모델로 표시된 2차원 화상(RGB 화상)을 촬상 장치(110)로부터 취득한다. 다음에, 높이 검출부(132)는, RGB 화상을 HSI 화상으로 변환한다(S202).

계속해서, 높이 검출부(132)는, 화소치(RGB 컬러 모델, HSI 컬러 모델)와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 촬상된 2차원 화상(RGB 화상, HSI 화상 등)을 구성하는 화소마다, 당해 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출한다(S203). 본 실시형태에서는, 높이 정보는, 땜납의 높이가 HSI 화상의 명도치에 비례하는 것을 나타낸다. 예를 들면, 높이 정보에 비례 계수 0.5가 포함되고, HSI 화상을 구성하는 한 화소의 명도치가 225인 경우는, 높이 검출부(132)는, 당해 화소에 있어서의 땜납의 높이를 112.5［μm］(땜납 높이=명도치×비례 계수)로 검출한다.

그리고, 표시부(133)는, 이와 같이 검출된 땜납의 높이를 표시한다(S204). 예를 들면, 표시부(133)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 화상 위치에 있어서의 땜납의 높이를 3차원 그래프로 표시한다. 이에 의해, 검사자는, 표시부(133)는, 표시부(133)에 표시된 3차원 그래프를 보는 것으로, 기판(200)의 인쇄 상태를 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 높이 정보는, 땜납의 높이가 이미 알려져 있는 기판을 촬영했을 때의 HSI 화상에 있어서의 명도치와 땜납의 높이를 계측함으로써 생성할 수 있다. 여기서, 이러한 높이 정보의 생성 처리의 일례를 이하에 설명한다.

우선, 촬상 장치(110)를 이용하여, 미리 정해진 높이의 땜납이 인쇄된 기판(200)이 촬영된다. 계속해서, 촬영된 RGB 화상이 HSI 화상으로 변환된다. 여기서, 변환된 HSI 화상에 있어서, 땜납이 인쇄된 위치에 대응하는 화소의 명도치가 특정된다. 이와 같이 특정된 명도치에 대한, 기판(200)에 인쇄된 땜납의 높이(미리 정해진 높이)의 비가 비례 계수로서 계산된다.

이상과 같이, 명도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수가 계산된다. 또한, 검출 해야하는 땜납의 높이의 상한치에 대응하는 명도치가 포화(예를 들면, 256계조이면 255)되도록, 조명 장치(120)의 밝기가 조정되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 보다 고정밀도로 땜납의 높이를 검출하는 것이 가능해진다.

또, 이와 같이 조정된 조명 장치(120)의 밝기에 있어서, 기준 기판(예를 들면, 흑색의 무광택 기판)을 촬영하여, HSI 화상에 있어서의 색상치, 채도치 및 명도치를 기준치(예를 들면, H(50/255), S(50/255), I(100/255))로서 산출하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이 기준 기판을 촬영한 HSI 화상이 기준치와 일치하도록 조명 장치(120)를 조정(예를 들면, 제1의 측방 조명부(20/255), 제2의 측방 조명부(200/255))하면, 땜납이 인쇄된 기판을 이용하여 다시 비례 계수를 산출하는 것이 불필요하게 된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 검사 장치(100)에 의하면, 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출할 수 있다. 즉, 레이저 측거 수단을 이용하지 않고, 2차원 화상을 이용하여 땜납의 높이를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, HSI 화상의 HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 땜납의 높이가 비례 관계에 있는 것을 이용하여, 땜납의 높이를 용이하게 검출하는 것이 가능해진다.

(변형예 1)

다음에, 본 발명의 변형예 1에 대해서 설명한다.

상기 실시형태에서는, HSI 화상에 있어서의 명도치를 이용하여 땜납의 높이를 검출했는데, 본 변형예에서는, RGB 화상에 있어서의 청색의 휘도치를 이용하여 땜납의 높이를 검출한다.

즉, 본 변형예에 따른 높이 검출부(132)는, 높이 정보에 포함되는, 청색의 휘도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수와, 청색의 휘도치의 곱을 산출함으로써, 땜납의 높이를 검출한다.

RGB 화상에 있어서의 적색·녹색·청색의 휘도치 중에서, 청색의 휘도치가, HSI 화상에 있어서의 명도치에 가장 가깝다. 따라서, 높이 검출부(132)는, 본 변형예와 같이, RGB 화상에 있어서의 청색의 휘도치를 이용하여 땜납의 높이를 검출할 수도 있다.

이와 같이, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 청색의 휘도치를 이용하여 땜납의 높이를 검출할 수 있으므로, RGB 화상을 HSI 화상으로 변환하는 처리(S202)가 불필요해져, 처리 부하를 경감하는 것이 가능해진다.

(변형예 2)

다음에, 본 발명의 변형예 2에 대해서 설명한다.

상기 실시형태에서는, HSI 화상에 있어서의 색상치, 채도치 및 명도치 중 명도치만을 이용하여 땜납의 높이를 검출했는데, 본 변형예에서는, 명도치와 색상치의 차분치를 이용하여 땜납의 높이를 검출한다.

즉, 본 변형예에 따른 높이 검출부(132)는, HSI 화상의 HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 색상치의 차분치를 산출함으로써, 땜납의 높이를 검출한다. 구체적으로는, 높이 검출부(132)는, 예를 들면, 명도치가 225이며, 또한 색상치가 112인 경우에, 땜납의 높이를 113［μm］(땜납 높이=명도치-색상치)라고 검출한다.

명도치로부터 색상치를 감산한 값이 땜납의 높이에 상당하는 것은, 색상치가 가상적인 레지스트면(기판(200)의 표면(높이 기준))에 상당하기 때문이다. 이 가상적인 레지스트면은, 기판(200)이 예를 들면 유리 에폭시 기판(이른바 프린트 기판)인 경우에는, 표면을 보호하는 녹색의 레지스트면(그린 레지스트면)에 상당한다. 이와 같이, 명도치와 색상치의 차분치를 이용하여 땜납의 높이를 검출함으로써, 기판(200)의 표면의 높이 기준면의 색이 측정하는 면의 색과 차가 있는 경우에, 기판의 종류에 관계없이 땜납의 높이를 검출할 수 있어, 범용성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 기판(200)의 높이 기준이 되는 면이 높이를 측정하는 대상이 되는 면과 색의 차가 작은 경우에는, 별도로, 측정하는 대상이 되는 면과 색의 차가 큰 높이 기준면을 기판 내 또는 기판 외에 형성하여, 땜납의 높이를 측정해도 된다.

또한, 높이 검출부(132)는, HSI 화상의 명도치와 색상치의 차분치를 산출함으로써 땜납의 높이를 검출했는데, 보다 고정밀도로 땜납의 높이를 검출하기 위해서, 또한 비례 계수 등의 보정치를 이용하여 땜납의 높이를 검출해도 된다.

이상, 본 발명의 한 양태에 따른 땜납 높이 검출 장치(130)에 대해서, 실시형태에 의거하여 설명했는데, 본 발명은, 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각해내는 각종 변형을 본 실시형태에 실시한 것, 혹은 상이한 실시형태에 있어서의 구성 요소를 조합하여 구축되는 형태도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

예를 들면, 상기 실시형태에 있어서, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 표시부(133)를 구비하고 있었는데, 반드시 표시부(133)를 구비할 필요는 없다. 즉, 도 5에 나타낸 땜납의 높이 검출 방법에, 반드시 단계 S204가 포함될 필요는 없다. 이 경우, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 예를 들면, 검출된 높이를 나타내는 정보(수치, 높이 그래프 등)를 표시 장치에 출력하면 된다.

또, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 또한, 2차원 화상에 의거해 기판(200) 상의 땜납이 인쇄되어 있는 영역을 검출해도 된다. 그리고, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 검출된 영역과 검출된 높이에 의거해, 땜납량을 검출해도 된다. 이에 의해, 기판에 인쇄된 땜납 상태를 보다 상세하게 검사하는 것이 가능해진다.

또, 촬상 장치(110)는, 땜납이 인쇄된 면을 한 번에 촬영할 필요는 없고, 기판(200)의 땜납이 인쇄된 면을 상대적으로 주사하면서 촬영해도 된다. 즉, 촬상 장치(110)는, 반드시 에리어 이미지 센서를 촬상 소자(111)로서 구비할 필요는 없고, 라인 이미지 센서를 촬상 소자(111)로서 구비해도 된다.

또, 검사 장치(100)는, 검출된 땜납의 높이가 미리 정해진 높이의 범위에 포함되는지 아닌지를 판정함으로써, 기판(200)의 인쇄 상태를 검사해도 된다. 또한, 검사 장치(100)는, 예를 들면 검사 결과가 불합격이었던 경우에, 경고음을 출력해도 되고, 또는 경고 램프를 점등해도 된다. 이에 의해, 검사자의 부하를 경감시키는 것이 가능해진다.

또, 땜납 높이 검사 장치(130)는, 반드시 검사 장치(100)에 구비될 필요는 없고, 검사 장치(100)의 외부에 설치되어도 된다. 또, 검사 장치(100)는, 부품 실장기 혹은 인쇄기에 구비되어도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서의 땜납 높이 검출 장치(130)가 구비되는 구성 요소의 일부 또는 전부는, 1개의 시스템 LSI(Large　Scale　Integration：대규모 집적 회로)로 구성되어 있도록 해도 된다. 예를 들면, 땜납 높이 검출 장치(130)는, 화상 취득부(131)와 높이 검출부(132)를 갖는 시스템 LSI로 구성되어도 된다.

시스템 LSI는, 복수의 구성부를 1개의 칩 상에 집적하여 제조된 초다기능 LSI이며, 구체적으로는, 마이크로 프로세서, ROM(Read　Only　Memory), RAM(Random　Access　Memory) 등을 포함하여 구성되는 컴퓨터 시스템이다. 상기 RAM에는, 컴퓨터 프로그램이 기억되어 있다. 상기 마이크로 프로세서가 상기 컴퓨터 프로그램에 따라 동작함으로써, 시스템 LSI는 그 기능을 달성한다.

또한, 여기서는, 시스템 LSI로 했으나, 집적도의 차이에 따라, IC, LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 불리는 경우도 있다. 또, 집적 회로화의 수법은 LSI로 한정하는 것이 아니라, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field　Programmable　Gate　Array), 혹은 LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블·프로세서를 이용해도 된다.

또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생되는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히, 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행해도 된다. 바이오 기술의 적용 등이 가능성으로서 있을 수 있다.

또, 본 발명은, 이러한 특징적인 처리부를 구비하는 땜납 높이 검출 장치로서 실현되는 것이 가능할 뿐만 아니라, 땜납 높이 검출 장치에 포함되는 특징적인 처리부를 단계로 하는 땜납 높이 검출 방법으로서 실현될 수도 있다. 또, 땜납 높이 검출 방법에 포함되는 특징적인 각 단계를 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서 실현될 수도 있다. 그리고, 그러한 컴퓨터 프로그램을, CD－ROM(Compact　Disc　Read　Only　Memory) 등의 컴퓨터 판독 가능한 비일시적인 기록 매체 혹은 인터넷 등의 통신 네트워크를 통해 유통시킬 수 있음은 말할 필요도 없다.

기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 장치, 또한 부품이 기판에 실장되기 전에 기판에 인쇄된 땜납 상태를 검사하는 검사 장치로서 이용할 수 있다.

100: 검사 장치 110: 촬상 장치
111: 촬상 소자 112: 광학계
120: 조명 장치 121: 동축 조명부
122: 측방 조명부 122a: 제1의 측방 조명부
122b: 제2의 측방 조명부 130: 땜납 높이 검출 장치
131: 화상 취득부 132: 높이 검출부
133: 표시부 200: 기판

Claims

기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 방법으로서,
땜납이 인쇄된 면측에서 촬영된 상기 기판의 2차원 화상을 취득하는 화상 취득 단계와,
RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나를 나타내는 값인 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 상기 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출하는 높이 검출 단계를 포함하는, 땜납 높이 검출 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 높이 정보는, HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수를 포함하고,
상기 높이 검출 단계에서는, 상기 높이 정보에 포함되는 비례 계수와 상기 명도치의 곱을 산출함으로써 상기 땜납의 높이를 검출하는, 땜납 높이 검출 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 높이 정보는, RGB 컬러 모델에 있어서의 청색의 휘도치와 땜납의 높이 사이의 비례 계수를 포함하고,
상기 높이 검출 단계에서는, 상기 높이 정보에 포함되는 비례 계수와 상기 청색의 휘도치의 곱을 산출함으로써 상기 땜납의 높이를 검출하는, 땜납 높이 검출 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 높이 정보는, HSI 컬러 모델에 있어서의 명도치와 색상치의 차분치가 땜납의 높이에 대응하는 것을 나타내고,
상기 높이 검출 단계에서는, 상기 차분치를 산출함으로써 상기 땜납의 높이를 검출하는, 땜납 높이 검출 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
검출된 상기 땜납의 높이를 표시하는 표시 단계를 더 포함하는, 땜납 높이 검출 방법.
기판에 인쇄된 땜납의 높이를 검출하는 땜납 높이 검출 장치로서,
땜납이 인쇄된 면측에서 촬영된 상기 기판의 2차원 화상을 취득하는 화상 취득부와,
RGB 컬러 모델로 표시되는 적색, 녹색 및 청색의 휘도, 및 HSI 컬러 모델로 표시되는 색상, 채도 및 명도 중 적어도 하나를 표시하는 값인 화소치와 땜납의 높이의 대응 관계를 나타내는 높이 정보에 의거해, 상기 2차원 화상을 구성하는 화소의 화소치에 대응하는 땜납의 높이를 검출하는 높이 검출부를 구비하는, 땜납 높이 검출 장치.