WO2012124260A1 - はんだ高さ検出方法およびはんだ高さ検出装置 - Google Patents

はんだ高さ検出方法およびはんだ高さ検出装置 Download PDF

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WO2012124260A1
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height
solder
value
substrate
height detection
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PCT/JP2012/001105
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政典 池田
友松　道範
谷口　昌弘
陽介 八朔
浩志 岡村
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パナソニック株式会社
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    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder

Definitions

  • the present invention relates to a solder height detecting method and a solder height detecting device for detecting the height of solder printed on a substrate.
  • a mounting board production system that produces a component mounting board with components mounted on the board is a printing machine that prints solder on the board, a component mounting machine that mounts parts on the printed board, and solders the mounted parts. It consists of a reflow machine.
  • the board that is the target of component mounting is transported through a series of conveyors in the mounting board production system, and is produced as a mounting board by a flow operation. That is, in each machine, each process of printing solder on the board, mounting a large number of components of various sizes on the board, and soldering is performed on the board.
  • the mounting board is produced through a series of production processes by such machines. The mounting board produced in this way is mounted on a final product such as a home appliance.
  • a defective part mounting board may be produced.
  • Patent Document 1 Conventionally, a technique has been proposed in which an inspection apparatus installed in a subsequent process inspects a printed state of a substrate on which solder is printed by a printing machine (see, for example, Patent Document 1).
  • the position and area of the solder printed on the substrate are measured using a two-dimensional image taken with a camera equipped with a solid-state imaging device. Further, the height of the solder printed on the substrate is measured using a laser distance measuring means.
  • the printed state of the board can be inspected using the solder position, area and height measured in this way.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect the height of solder printed on a substrate relatively easily without using laser distance measuring means.
  • An object is to provide a solder height detection method and a solder height detection device.
  • a solder height detection method is a solder height detection method for detecting the height of solder printed on a board, and the surface side on which the solder is printed
  • the pixel value and the solder height which are values representing at least one of the luminances of red, green, and blue represented by the RGB color model, and the hue, saturation, and brightness represented by the HSI color model It is possible to detect the height of the solder corresponding to the pixel value of the pixels constituting the two-dimensional image based on the height information indicating the corresponding relationship. That is, it is possible to easily detect the height of the solder using the two-dimensional image without using the laser distance measuring means.
  • the height information includes a proportional coefficient between the brightness value and the solder height in the HSI color model, and in the height detection step, a product of the proportional coefficient included in the height information and the brightness value. It is preferable to detect the height of the solder by calculating.
  • the height information includes a proportional coefficient between the blue luminance value and the solder height in the RGB color model.
  • the proportional coefficient included in the height information and the blue luminance are included. It is preferable to detect the height of the solder by calculating a product with the value.
  • a two-dimensional image generated by a general imaging device is an image represented by an RGB color model. Therefore, it is not necessary to convert the two-dimensional image represented by the RGB color model acquired from the imaging apparatus into the two-dimensional image represented by the HSI color model, and the processing load can be reduced.
  • the height information indicates that the difference value between the brightness value and the hue value in the HSI color model corresponds to the height of the solder.
  • the difference value is calculated to calculate the solder value. It is preferable to detect the height.
  • the height of the solder can be detected by utilizing that the difference value between the brightness value and the hue value corresponds to the height of the solder. As a result, it becomes possible to detect the height of the solder universally regardless of the type of the substrate.
  • a display step for displaying the detected height of the solder is further included.
  • the inspector can inspect the state of the solder printed on the substrate.
  • the solder height detection device is a solder height detection device that detects the height of the solder printed on the substrate, and the substrate imaged from the surface on which the solder is printed.
  • An image acquisition unit that acquires a two-dimensional image of the image data, and a value representing at least one of luminances of red, green, and blue represented by the RGB color model, and hue, saturation, and brightness represented by the HSI color model
  • a height detection unit configured to detect a solder height corresponding to a pixel value of a pixel constituting the two-dimensional image based on height information indicating a correspondence relationship between the pixel value and the solder height;
  • the height of the solder printed on the substrate can be detected relatively easily without using the laser distance measuring means.
  • FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a front view of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a bottom view of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention as viewed from the lower surface.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the illumination device provided in the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a solder height detection method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a display example of the solder height according to the embodiment of the present invention.
  • the inventors of the present application conducted experiments and the like, and the pixel values (values represented by the RGB color model or the HSI color model) of the two-dimensional image generated by photographing the board on which the solder is printed are I found that it depends on the height of the. Therefore, an embodiment of the present invention for detecting the solder height from the two-dimensional image using the pixel value of the two-dimensional image and the dependency of the solder will be described below.
  • each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. That is, the numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement and connection forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples of the present invention and are not intended to limit the present invention. .
  • constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.
  • the solder height detection device 130 uses the solder information corresponding to the pixel values of the pixels constituting the two-dimensional image based on the height information indicating the correspondence relationship between the pixel values and the solder height. Detect the height of.
  • the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is an external view of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a front view (partial sectional view) of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a bottom view of the inspection apparatus shown in FIG. 2A as viewed from the bottom surface in the Z-axis direction.
  • FIG. 3 is sectional drawing for demonstrating the structure of the illuminating device which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention. In the figure, the surface of the board on which the solder is printed and the XY plane are parallel, and the Z-axis direction coincides with the height direction of the solder.
  • the inspection apparatus 100 includes an imaging device 110, an illumination device 120, and a solder height detection device 130.
  • the imaging device 110 captures the board 200 on which the solder is printed and generates a two-dimensional image.
  • the imaging device 110 generates a two-dimensional image represented by an RGB (Red, Green, Blue) color model.
  • the imaging device 110 includes an imaging element 111 and an optical system 112 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the image pickup device 111 is a solid-state image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the image sensor 111 is a CCD image sensor that converts light transmitted through the optical system 112 into electrical signals of each color (RGB).
  • the image sensor 111 generates a two-dimensional image of, for example, 1 million pixels or more represented by an RGB color model.
  • the optical system 112 includes a lens, and condenses the reflected light from the substrate 200 on the imaging surface of the imaging element 111.
  • the optical axis of the optical system 112 is represented by a one-dot chain line.
  • the lighting device 120 irradiates the substrate 200 with light.
  • the illumination device 120 includes a coaxial illumination unit 121 and a side illumination unit 122.
  • the coaxial illumination unit 121 is a light source that irradiates light onto the substrate 200 from above the substrate 200. That is, the coaxial illumination unit 121 is positioned at a position on the surface side of the substrate 200 where the optical axis of the optical system 112 and the substrate 200 intersect with each other so as to be in a direction (Z-axis direction) at an angle of about 90 degrees from the surface of the substrate 200. Irradiate light.
  • the coaxial illumination unit 121 includes an LED that emits white light (Light Emitting Diode) and an LED that emits red light. The LEDs that emit white light and the LEDs that emit red light are alternately arranged.
  • the side illumination unit 122 arranged in a ring shape is a light source that irradiates light onto the substrate 200 obliquely from the side of the substrate 200.
  • the side illumination unit 122 includes a first side illumination unit 122a and a second side illumination unit 122b.
  • the first side illumination unit 122 a is installed above the second side illumination unit 122 b and irradiates light obliquely from the side of the substrate 200.
  • the first side illumination unit 122a is an LED that emits white light.
  • the first side illumination unit 122a has a direction of an angle of, for example, about 50 degrees from the surface of the substrate 200 with respect to a position where the optical axis of the optical system 112 and the substrate 200 intersect. Irradiate light so that
  • the second side illumination unit 122b is installed below the first side illumination unit 122a and irradiates light obliquely from the side of the substrate 200.
  • the second side illumination unit 122b is an LED that emits white light.
  • the second side illumination unit 122b has a direction of an angle of, for example, about 35 degrees from the surface of the substrate 200 with respect to the position where the optical axis of the optical system 112 and the substrate 200 intersect. Irradiate light so that
  • the side illumination unit 122, the first side illumination unit 122a, and the second side illumination unit 122b are applied to the substrate 200 from different angles so as not to cause a shadow on the solder printing surface of the substrate 200. Irradiate light.
  • solder height detection device 130 will be described with reference to FIG.
  • the solder height detection device 130 is a device realized by a processor, a memory, and the like, and detects the height of the solder printed on the substrate 200 from the two-dimensional image photographed by the imaging device 110. As shown in FIG. 4, the solder height detection device 130 includes an image acquisition unit 131 and a height detection unit 132.
  • the image acquisition unit 131 acquires a two-dimensional image of the substrate 200. Specifically, the image acquisition unit 131 acquires a two-dimensional image of the substrate 200 taken from the side on which the solder is printed.
  • the image acquisition unit 131 acquires a two-dimensional image represented by the RGB color model from the imaging device 110. Then, the image acquisition unit 131 converts a two-dimensional image (hereinafter simply referred to as “RGB image”) represented by the RGB color model into an HSI (Hue, Saturation, Intensity) color. It is converted into a two-dimensional image represented by a model (hereinafter simply referred to as “HSI image”).
  • RGB image a two-dimensional image represented by the RGB color model
  • HSI image Hue, Saturation, Intensity
  • the height detection unit 132 is a pixel value that is a value representing at least one of the luminances of red, green, and blue represented by the RGB color model, and hue, saturation, and brightness represented by the HSI color model, and the solder value. Based on the height information indicating the correspondence relationship with the height, the height of the solder corresponding to the pixel value of the pixels constituting the two-dimensional image is detected.
  • the height information indicates that the solder height is proportional to the pixel value, and includes a proportionality coefficient (eg, “0.5”) between the solder height and the pixel value. That is, the height detection unit 132 detects the height of the solder by calculating the product of the proportionality coefficient between the brightness value and the height of the solder included in the height information and the brightness value.
  • the height information does not necessarily include a proportional coefficient.
  • the height information may be information in a table format in which the solder height is stored in association with the pixel value.
  • the height information is preferably held for each type of substrate 200 and each type of land treatment on the surface of the conductor pattern on the side surface of the substrate 200 to be imaged.
  • the height information that the land processing of the glass epoxy substrate corresponds to copper, the height information that the land processing of the glass epoxy substrate corresponds to gold, or the height information that the land processing of the polyimide substrate corresponds to copper is held respectively. It is preferable that As a result, the solder height detection device 130 can appropriately detect the solder height in accordance with the type of the substrate or the land processing.
  • the land treatment includes an untreated surface that is not subjected to surface treatment.
  • the display unit 133 is a liquid crystal display, for example, and displays the detected height. Specifically, the display unit 133 displays, for example, the height of each pixel constituting the two-dimensional image as a three-dimensional graph.
  • the substrate 200 is a glass epoxy substrate, a polyimide substrate, a flexible substrate, a ceramic substrate, or the like.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of solder height detection processing according to the embodiment of the present invention. In the following solder height detection process, it is assumed that height information corresponding to the substrate 200 is generated and held in advance.
  • the image acquisition unit 131 acquires a two-dimensional image of the substrate 200 (S201).
  • the image acquisition unit 131 acquires a two-dimensional image (RGB image) represented by an RGB color model from the imaging device 110.
  • the height detection unit 132 converts the RGB image into an HSI image (S202).
  • the height detection unit 132 captures a two-dimensional image (RGB image, HSI image) based on height information indicating the correspondence between the pixel value (RGB color model, HSI color model) and the height of the solder. Etc.), the height of the solder corresponding to the pixel value of the pixel is detected (S203).
  • the display part 133 displays the height of the solder detected in this way (S204). For example, as shown in FIG. 6, the display unit 133 displays the solder height at each image position in a three-dimensional graph. Thereby, the inspector can easily confirm the printing state of the substrate 200 by the display unit 133 looking at the three-dimensional graph displayed on the display unit 133.
  • the height information can be generated by measuring the brightness value in the HSI image and the height of the solder when a board having a known solder height is photographed.
  • an example of such height information generation processing will be described below.
  • the board 200 on which a solder having a predetermined height is printed is photographed.
  • the captured RGB image is converted into an HSI image.
  • the brightness value of the pixel corresponding to the position where the solder is printed is specified.
  • the ratio of the height (predetermined height) of the solder printed on the board 200 to the brightness value specified in this way is calculated as a proportional coefficient.
  • the proportionality factor between the lightness value and the solder height is calculated.
  • the brightness of the lighting device 120 is preferably adjusted so that the brightness value corresponding to the upper limit value of the height of the solder to be detected is saturated (for example, 255 for 256 gradations). As a result, the height of the solder can be detected with higher accuracy.
  • a reference board for example, a black glossy board
  • the hue value, saturation value, and brightness value in the HSI image are set as reference values (for example, H (50/255), S (50/255), I (100/255)) are preferably calculated.
  • the lighting device 120 is adjusted so that the HSI image obtained by photographing the reference board matches the reference value (for example, the first side illumination unit (20/255), the second side illumination unit (200 / 255)), it becomes unnecessary to calculate the proportionality coefficient again using the board on which the solder is printed.
  • the inspection apparatus 100 corresponds to the pixel values of the pixels constituting the two-dimensional image based on the height information indicating the correspondence relationship between the pixel values and the solder height.
  • the height of the solder can be detected. That is, it is possible to easily detect the height of the solder using the two-dimensional image without using the laser distance measuring means. Specifically, the height of the solder can be easily detected by utilizing the fact that the brightness value in the HSI color model of the HSI image and the height of the solder are in a proportional relationship.
  • the height of the solder is detected using the brightness value in the HSI image, but in this modification, the height of the solder is detected using the blue luminance value in the RGB image.
  • the height detection unit 132 calculates the product of the proportionality coefficient between the blue luminance value and the solder height included in the height information and the blue luminance value, Detect the solder height.
  • the height detection unit 132 can detect the height of the solder using the blue luminance value in the RGB image as in the present modification.
  • the solder height detection device 130 can detect the solder height using the blue luminance value, the process of converting the RGB image into the HSI image (S202) becomes unnecessary, and the processing load is reduced. Is possible.
  • the height of the solder is detected using only the lightness value among the hue value, the saturation value, and the lightness value in the HSI image, but in this modification, the difference between the lightness value and the hue value.
  • the value is used to detect the solder height.
  • the value obtained by subtracting the hue value from the brightness value corresponds to the solder height because the hue value corresponds to a virtual resist surface (the surface of the substrate 200 (height reference)).
  • This virtual resist surface corresponds to a green resist surface (green resist surface) that protects the surface when the substrate 200 is a glass epoxy substrate (so-called printed circuit board), for example.
  • a height reference surface having a large color difference from the surface to be measured is separately provided. It may be provided in the substrate or outside the substrate, and the solder height may be measured.
  • the height detection unit 132 detects the solder height by calculating the difference value between the brightness value and the hue value of the HSI image, but in order to detect the solder height with higher accuracy, Further, the height of the solder may be detected using a correction value such as a proportional coefficient.
  • solder height detection apparatus 130 which concerns on 1 aspect of this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to these embodiment. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out various deformation
  • the solder height detection device 130 includes the display unit 133, but the display unit 133 is not necessarily provided. That is, step S204 is not necessarily included in the solder height detection method shown in FIG. In this case, the solder height detection device 130 may output information (numerical value, height graph, etc.) indicating the detected height to the display device, for example.
  • the solder height detection device 130 may further detect an area where the solder on the substrate 200 is printed based on the two-dimensional image. Then, the solder height detection device 130 may detect the amount of solder based on the detected area and the detected height. This makes it possible to inspect the state of the solder printed on the substrate in more detail.
  • the imaging device 110 does not have to photograph the surface on which the solder is printed at a time, and may photograph while relatively scanning the surface on which the solder is printed on the substrate 200. That is, the imaging device 110 does not necessarily include an area image sensor as the imaging element 111, and may include a line image sensor as the imaging element 111.
  • the inspection apparatus 100 may inspect the printed state of the substrate 200 by determining whether or not the detected solder height is included in a predetermined height range. Furthermore, the inspection apparatus 100 may output a warning sound or turn on a warning lamp when, for example, the inspection result is unacceptable. Thereby, it is possible to reduce the load on the inspector.
  • solder height inspection device 130 is not necessarily provided in the inspection device 100, and may be provided outside the inspection device 100.
  • the inspection apparatus 100 may be provided in a component mounter or a printing machine.
  • solder height detection device 130 may be configured by a single system LSI (Large Scale Integration).
  • the solder height detection device 130 may be configured by a system LSI having an image acquisition unit 131 and a height detection unit 132.
  • the system LSI is an ultra-multifunctional LSI manufactured by integrating a plurality of components on a single chip. Specifically, a microprocessor, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc. It is a computer system comprised including. A computer program is stored in the RAM. The system LSI achieves its functions by the microprocessor operating according to the computer program.
  • system LSI may be called IC, LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
  • method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • the present invention can be realized not only as a solder height detection device including such a characteristic processing unit, but also as a step of using a characteristic processing unit included in the solder height detection device as a step. It can also be realized as a detection method. It can also be realized as a computer program that causes a computer to execute the characteristic steps included in the solder height detection method. And it goes without saying that such a computer program can be distributed via a computer-readable non-transitory recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Only Memory) or a communication network such as the Internet. .
  • a computer-readable non-transitory recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Only Memory) or a communication network such as the Internet.
  • solder height detection device that detects the height of solder printed on a substrate
  • an inspection device that inspects the state of solder printed on the substrate before components are mounted on the substrate.

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Abstract

　基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出方法であって、はんだが印刷された面側から撮影された基板の２次元画像を取得する画像取得ステップ（Ｓ２０１）と、ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する高さ検出ステップ（Ｓ２０３）とを含む。

Description

はんだ高さ検出方法およびはんだ高さ検出装置
　本発明は、基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出方法およびはんだ高さ検出装置に関する。
　基板に部品が実装された部品実装基板を生産する実装基板生産システムは、基板にはんだを印刷する印刷機、はんだが印刷された基板に部品を実装する部品実装機、実装した部品をはんだ付けするリフロー機などにより構成される。
　部品実装の対象となる基板は、実装基板生産システムの中を一連のコンベアにより搬送され、流れ作業により実装基板として生産されていく。つまり、各機械において、基板上にはんだを印刷し、大小様々な多数の部品を基板に実装し、はんだ付けするといった各工程が基板に対して実行される。実装基板は、このような各機械による一連の生産工程を経て生産される。このようにして生産された実装基板は、家電製品などの最終製品に搭載される。
　このような実装基板生産システムにおいて、部品実装基板の不良品が生産される場合がある。品質不良の原因はさまざまであるが、その１つに、はんだの印刷不良がある。例えば、はんだ印刷の不良があるにもかかわらず、部品の実装およびはんだ付けを行えば、無駄な工程の実行および部品の浪費などの無駄を生じさせる。
　不良品の生産数量を減らし、実装基板生産システムの無駄な工程の実行を減らすためには、一連の生産工程の途中で不良が発生した場合に、早期に不良の発生を検知し、対策を講じる技術が有効である。
　従来、印刷機によりはんだが印刷された基板について、後続工程に設置された検査装置が印刷状態を検査する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、固体撮像素子を備えるカメラで撮影した２次元画像を用いて、基板に印刷されたはんだの位置および面積などを計測する。さらに、レーザ測距手段を利用して、基板に印刷されたはんだの高さを計測する。
　このように計測されたはんだの位置、面積および高さなどを用いて、基板の印刷状態を検査することができる。
特開２００７－１３４４０６号公報
　しかしながら、特許文献１のように、レーザ測距手段を利用して基板に印刷されたはんだの高さが計測された場合、検査装置の製造コストが増加するという課題がある。さらに、レーザ測距手段は比較的重いため、搭載できる装置に制限もある。またさらに、レーザ測距手段は、はんだの高さの検出に比較的長い時間を要するという課題もある。
　そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、レーザ測距手段を利用しなくても、基板に印刷されたはんだの高さを比較的容易に検出することができるはんだ高さ検出方法およびはんだ高さ検出装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るはんだ高さ検出方法は、基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出方法であって、はんだが印刷された面側から撮影された前記基板の２次元画像を取得する画像取得ステップと、ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、前記２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する高さ検出ステップとを含む。
　これによれば、ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出することができる。つまり、レーザ測距手段を利用することなく、２次元画像を用いてはんだの高さを容易に検出することが可能となる。
　また、前記高さ情報は、ＨＳＩカラーモデルにおける明度値とはんだの高さとの間の比例係数を含み、前記高さ検出ステップでは、前記高さ情報に含まれる比例係数と前記明度値との積を算出することにより、前記はんだの高さを検出することが好ましい。
　これによれば、ＨＳＩカラーモデルにおける明度値とはんだの高さとが比例関係にあることを利用して、はんだの高さを容易に検出することが可能となる。
　また、前記高さ情報は、ＲＧＢカラーモデルにおける青の輝度値とはんだの高さとの間の比例係数を含み、前記高さ検出ステップでは、前記高さ情報に含まれる比例係数と前記青の輝度値との積を算出することにより、前記はんだの高さを検出することが好ましい。
　これによれば、青の輝度値とはんだの高さとが比例関係にあることを利用して、はんだの高さを容易に検出することが可能となる。一般的な撮像装置によって生成される２次元画像は、ＲＧＢカラーモデルで表わされた画像である。したがって、撮像装置から取得される、ＲＧＢカラーモデルで表わされた２次元画像を、ＨＳＩカラーモデルで表わされた２次元画像に変換することが不要となり、処理負荷を軽減することができる。
　また、前記高さ情報は、ＨＳＩカラーモデルにおける明度値と色相値との差分値がはんだの高さに対応することを示し、前記高さ検出ステップでは、前記差分値を算出することにより前記はんだの高さを検出することが好ましい。
　これによれば、明度値と色相値との差分値がはんだの高さに対応することを利用して、はんだの高さを検出することができる。その結果、基板の種類によらず、汎用的にはんだの高さを検出することが可能となる。
　また、さらに、検出された前記はんだの高さを表示する表示ステップを含むことが好ましい。
　これによれば、はんだの高さを表示することができるので、検査者は、基板に印刷されたはんだの状態を検査することが可能となる。
　また、本発明の一態様に係るはんだ高さ検出装置は、基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出装置であって、はんだが印刷された面側から撮影された前記基板の２次元画像を取得する画像取得部と、ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、前記２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する高さ検出部とを備える。
　この構成によれば、上記のはんだ高さ検出方法と同様の効果を奏することができる。
　本発明によれば、レーザ測距手段を利用しなくても、基板に印刷されたはんだの高さを比較的容易に検出することができる。
図１は、本発明の実施の形態に係る検査装置の外観図である。 図２Ａは、本発明の実施の形態に係る検査装置の正面図である。 図２Ｂは、本発明の実施の形態に係る検査装置を下面から見た状態の底面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る検査装置が備える照明装置について説明するための断面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る検査装置の機能構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るはんだ高さ検出方法を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施の形態に係るはんだの高さの表示例を示す図である。
　本願発明者らは、実験などを行うことにより、はんだが印刷された基板が撮影されることにより生成された２次元画像の画素値（ＲＧＢカラーモデルまたはＨＳＩカラーモデルで表わされる値）が、はんだの高さに依存することを発見した。そこで、この２次元画像の画素値とはんだの高さと依存関係を利用して、２次元画像からはんだの高さを検出する本発明の実施の形態について、以下に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、本発明の一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
　（実施の形態）
　本発明の実施の形態に係るはんだ高さ検出装置１３０は、画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、前記２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する。以下、本実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る検査装置の外観図である。また、図２Ａは、本発明の実施の形態に係る検査装置の正面図（部分断面図）である。また、図２Ｂは、図２Ａに示す検査装置をＺ軸方向の下面から見た状態の底面図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る検査装置の機能構成を示すブロック図である。なお、図において、基板のはんだが印刷された面とＸＹ平面とが平行であり、Ｚ軸方向がはんだの高さ方向と一致する。
　図１～図４に示すように、検査装置１００は、撮像装置１１０と、照明装置１２０と、はんだ高さ検出装置１３０とを備える。
　撮像装置１１０は、はんだが印刷された基板２００を撮影して２次元画像を生成する。本実施の形態では、撮像装置１１０は、ＲＧＢ（赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ））カラーモデルで表された２次元画像を生成する。具体的には、撮像装置１１０は、図１および図２に示すように、撮像素子１１１と光学系１１２とを備える。
　撮像素子１１１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサあるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの固体撮像素子である。本実施の形態では、撮像素子１１１は、光学系１１２を透過した光を各色（ＲＧＢ）の電気信号に変換するＣＣＤイメージセンサである。撮像素子１１１は、ＲＧＢカラーモデルで表わされた例えば１００万画素以上の２次元画像を生成する。
　光学系１１２は、レンズを含み、基板２００からの反射光を撮像素子１１１の撮像面に集光する。なお、図１などにおいて、光学系１１２の光軸は、一点鎖線で表わされている。
　照明装置１２０は、基板２００に光を照射する。照明装置１２０は、同軸照明部１２１と側方照明部１２２とを備える。
　同軸照明部１２１は、基板２００の上方から基板２００に光を照射する光源である。つまり、同軸照明部１２１は、光学系１１２の光軸と基板２００とが交差する基板２００の表面側の位置に、基板２００面から約９０度の角度の方向（Ｚ軸方向）になるように光を照射する。本実施の形態では、同軸照明部１２１は、白色光を発するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）と赤色光を発するＬＥＤとを有する。白色光を発するＬＥＤと赤色光を発するＬＥＤとは交互に配置されている。
　リング状に配置されている側方照明部１２２は、基板２００の側方から斜めに基板２００に光を照射する光源である。本実施の形態では、側方照明部１２２は、第１の側方照明部１２２ａと第２の側方照明部１２２ｂとを含む。
　第１の側方照明部１２２ａは、第２の側方照明部１２２ｂよりも上方に設置され、基板２００の側方から斜めに光を照射する。本実施の形態では、第１の側方照明部１２２ａは、白色光を発するＬＥＤである。ここでは、第１の側方照明部１２２ａは、図３に示すように、光学系１１２の光軸と基板２００とが交差する位置に対して、基板２００面から例えば約５０度の角度の方向になるように光を照射する。
　第２の側方照明部１２２ｂは、第１の側方照明部１２２ａよりも下方に設置され、基板２００の側方から斜めに光を照射する。本実施の形態では、第２の側方照明部１２２ｂは、白色光を発するＬＥＤである。ここでは、第２の側方照明部１２２ｂは、図３に示すように、光学系１１２の光軸と基板２００とが交差する位置に対して、基板２００面から例えば約３５度の角度の方向になるように光を照射する。
　このように、側方照明部１２２、第１の側方照明部１２２ａおよび第２の側方照明部１２２ｂは、基板２００のはんだ印刷面に影が生じないように、互いに異なる角度から基板２００に光を照射する。
　次に、はんだ高さ検出装置１３０について、図４を参照しながら説明する。
　はんだ高さ検出装置１３０は、プロセッサおよびメモリなどによって実現される装置であり、撮像装置１１０によって撮影された２次元画像から基板２００に印刷されたはんだの高さを検出する。図４に示すように、はんだ高さ検出装置１３０は、画像取得部１３１と高さ検出部１３２とを備える。
　画像取得部１３１は、基板２００の２次元画像を取得する。具体的には、画像取得部１３１は、はんだが印刷された面側から撮影された基板２００の２次元画像を取得する。
　本実施の形態では、画像取得部１３１は、ＲＧＢカラーモデルで表わされた２次元画像を撮像装置１１０から取得する。そして、画像取得部１３１は、ＲＧＢカラーモデルで表わされた２次元画像（以下、単に「ＲＧＢ画像」という）を、ＨＳＩ（色相（Ｈｕｅ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、明度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ））カラーモデルで表わされた２次元画像（以下、単に「ＨＳＩ画像」という）に変換する。
　高さ検出部１３２は、ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する。本実施の形態では、高さ情報は、はんだの高さが画素値に比例することを示し、はんだの高さと画素値との間の比例係数（例えば「０．５」）を含む。つまり、高さ検出部１３２は、高さ情報に含まれる、明度値とはんだの高さとの間の比例係数と、明度値との積を算出することにより、はんだの高さを検出する。
　なお、高さ情報は、必ずしも比例係数を含む必要はない。例えば、高さ情報は、画素値に対応付けてはんだの高さが格納されたテーブル形式の情報であってもよい。
　また、高さ情報は、基板２００の種類および基板２００の撮像される側表面の導体パターンの表面のランド処理の種類ごとに保持されていることが好ましい。例えば、ガラスエポキシ基板のランド処理が銅に対応する高さ情報、ガラスエポキシ基板のランド処理が金に対応する高さ情報、あるいはポリイミド基板のランド処理が銅に対応する高さ情報などがそれぞれ保持されていることが好ましい。これにより、はんだ高さ検出装置１３０は、基板の種類あるいはランド処理に応じて適切にはんだの高さを検出することが可能となる。なお、ランド処理には、ランド材質に表面処理を行わない未処理も含まれる。
　表示部１３３は、例えば液晶ディスプレイなどであり、検出された高さを表示する。具体的には、表示部１３３は、例えば、２次元画像を構成する各画素の高さを３次元グラフとして表示する。
　基板２００は、ガラスエポキシ基板、ポリイミド基板、フレキシブル基板、あるいはセラミック基板などである。
　次に、以上のように構成されたはんだ検査装置１００における各種動作について説明する。
　図５は、本発明の実施の形態に係るはんだ高さ検出処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下のはんだ高さ検出処理では、基板２００に対応する高さ情報が予め生成され、保持されているものとする。
　まず、画像取得部１３１は、基板２００の２次元画像を取得する（Ｓ２０１）。本実施の形態では、画像取得部１３１は、ＲＧＢカラーモデルで表わされた２次元画像（ＲＧＢ画像）を撮像装置１１０から取得する。次に、高さ検出部１３２は、ＲＧＢ画像をＨＳＩ画像に変換する（Ｓ２０２）。
　続いて、高さ検出部１３２は、画素値（ＲＧＢカラーモデル、ＨＳＩカラーモデル）とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、撮像された２次元画像（ＲＧＢ画像、ＨＳＩ画像等）を構成する画素ごとに、当該画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する（Ｓ２０３）。本実施の形態では、高さ情報は、はんだの高さがＨＳＩ画像の明度値に比例することを示す。例えば、高さ情報に比例係数０．５が含まれ、ＨＳＩ画像を構成する一画素の明度値が２２５である場合は、高さ検出部１３２は、当該画素におけるはんだの高さを１１２．５［μｍ］（はんだ高さ＝明度値×比例係数）と検出する。
　そして、表示部１３３は、このように検出されたはんだの高さを表示する（Ｓ２０４）。例えば、表示部１３３は、図６に示すように、各画像位置におけるはんだの高さを３次元グラフで表示する。これにより、検査者は、表示部１３３は、表示部１３３に表示された３次元グラフを見ることで、基板２００の印刷状態を容易に確認することができる。
　なお、高さ情報は、はんだの高さが既知である基板を撮影したときのＨＳＩ画像における明度値とはんだの高さとを計測することにより生成することができる。ここで、このような高さ情報の生成処理の一例を以下に説明する。
　まず、撮像装置１１０を用いて、予め定められた高さのはんだが印刷された基板２００が撮影される。続いて、撮影されたＲＧＢ画像がＨＳＩ画像に変換される。ここで、変換されたＨＳＩ画像において、はんだが印刷された位置に対応する画素の明度値が特定される。このように特定された明度値に対する、基板２００に印刷されたはんだの高さ（予め定められた高さ）の比が比例係数として計算される。
　以上のように、明度値とはんだの高さとの間の比例係数が計算される。なお、検出すべきはんだの高さの上限値に対応する明度値が飽和（例えば、２５６階調であれば２５５）するように、照明装置１２０の明るさが調整されていることが好ましい。これにより、より高精度にはんだの高さを検出することが可能となる。
　また、このように調整された照明装置１２０の明るさにおいて、基準基板（例えば、黒色のつやなし基板）を撮影し、ＨＳＩ画像における色相値、彩度値および明度値を基準値（例えば、Ｈ（５０／２５５）、Ｓ（５０／２５５）、Ｉ（１００／２５５））として算出することが好ましい。これにより、この基準基板を撮影したＨＳＩ画像が基準値と一致するように照明装置１２０を調整（例えば、第１の側方照明部（２０／２５５）、第２の側方照明部（２００／２５５））すれば、はんだが印刷された基板を用いて再び比例係数を算出することが不要となる。
　以上のように、本実施の形態に係る検査装置１００によれば、画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出することができる。つまり、レーザ測距手段を利用することなく、２次元画像を用いてはんだの高さを容易に検出することが可能となる。具体的には、ＨＳＩ画像のＨＳＩカラーモデルにおける明度値とはんだの高さとが比例関係にあることを利用して、はんだの高さを容易に検出することが可能となる。
　（変形例１）
　次に、本発明の変形例１について説明する。
　上記実施の形態では、ＨＳＩ画像における明度値を利用してはんだの高さを検出していたが、本変形例では、ＲＧＢ画像における青の輝度値を利用してはんだの高さを検出する。
　つまり、本変形例に係る高さ検出部１３２は、高さ情報に含まれる、青の輝度値とはんだの高さとの間の比例係数と、青の輝度値との積を算出することにより、はんだの高さを検出する。
　ＲＧＢ画像における赤・緑・青の輝度値の中で、青の輝度値が、ＨＳＩ画像における明度値に最も近い。したがって、高さ検出部１３２は、本変形例のように、ＲＧＢ画像における青の輝度値を利用してはんだの高さを検出することもできる。
　このように、はんだ高さ検出装置１３０は、青の輝度値を用いてはんだの高さを検出できるので、ＲＧＢ画像をＨＳＩ画像に変換する処理（Ｓ２０２）が不要となり、処理負荷を軽減することが可能となる。
　（変形例２）
　次に、本発明の変形例２について説明する。
　上記実施の形態では、ＨＳＩ画像における色相値、彩度値および明度値のうち明度値のみを用いてはんだの高さを検出していたが、本変形例では、明度値と色相値との差分値を用いてはんだの高さを検出する。
　つまり、本変形例に係る高さ検出部１３２は、ＨＳＩ画像のＨＳＩカラーモデルにおける明度値と色相値との差分値を算出することにより、はんだの高さを検出する。具体的には、高さ検出部１３２は、例えば、明度値が２２５であり、かつ色相値が１１２である場合に、はんだの高さを１１３［μｍ］（はんだ高さ＝明度値－色相値）と検出する。
　明度値から色相値を減算した値がはんだの高さに相当するのは、色相値が仮想的なレジスト面（基板２００の表面（高さ基準））に相当するからである。この仮想的なレジスト面は、基板２００が例えばガラスエポキシ基板（いわゆるプリント基板）である場合には、表面を保護する緑色のレジスト面（グリーンレジスト面）に相当する。このように、明度値と色相値との差分値を用いてはんだの高さを検出することにより、基板２００の表面の高さ基準面の色が測定する面の色と差がある場合に、基板の種類に関わらずはんだの高さを検出することができ、汎用性を向上させることが可能となる。
　なお、基板２００の高さ基準となる面が高さを測定する対象となる面と色の差が小さい場合には、別途、測定する対象となる面と色の差が大きい高さ基準面を基板内または基板外に設けて、はんだの高さを測定してもよい。
　またなお、高さ検出部１３２は、ＨＳＩ画像の明度値と色相値との差分値を算出することによりはんだの高さを検出したが、より高精度にはんだの高さを検出するために、さらに比例係数等の補正値を用いてはんだの高さを検出してもよい。
　以上、本発明の一態様に係るはんだ高さ検出装置１３０について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、あるいは異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
　例えば、上記実施の形態において、はんだ高さ検出装置１３０は、表示部１３３を備えていたが、必ずしも表示部１３３を備える必要はない。つまり、図５に示すはんだ高さ検出方法に、必ずしもステップＳ２０４が含まれる必要なない。この場合、はんだ高さ検出装置１３０は、例えば、検出された高さを示す情報（数値、高さグラフ等）を表示装置に出力すればよい。
　また、はんだ高さ検出装置１３０は、さらに、２次元画像に基づいて基板２００上のはんだが印刷されている領域を検出してもよい。そして、はんだ高さ検出装置１３０は、検出された領域と、検出された高さとに基づいて、はんだ量を検出してもよい。これにより、基板に印刷されたはんだの状態をより詳細に検査することが可能となる。
　また、撮像装置１１０は、はんだが印刷された面を一度に撮影する必要はなく、基板２００のはんだが印刷された面を相対的に走査しながら撮影してもよい。つまり、撮像装置１１０は、必ずしもエリアイメージセンサを撮像素子１１１として備える必要はなく、ラインイメージセンサを撮像素子１１１として備えてもよい。
　また、検査装置１００は、検出されたはんだの高さが予め定められた高さの範囲に含まれるか否かを判定することにより、基板２００の印刷状態を検査してもよい。さらに、検査装置１００は、例えば検査結果が不合格であった場合に、警告音を出力してもよい、または警告ランプを点灯してもよい。これにより、検査者の負荷を軽減させることが可能となる。
　また、はんだ高さ検査装置１３０は、必ずしも検査装置１００に備えられる必要はなく、検査装置１００の外部に設けられてもよい。また、検査装置１００は、部品実装機あるいは印刷機に備えられてもよい。
　また、上記実施の形態におけるはんだ高さ検出装置１３０が備える構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。例えば、はんだ高さ検出装置１３０は、画像取得部１３１と高さ検出部１３２とを有するシステムＬＳＩから構成されてもよい。
　システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
　なお、ここでは、システムＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、ＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、あるいはＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
　また、本発明は、このような特徴的な処理部を備えるはんだ高さ検出装置として実現することができるだけでなく、はんだ高さ検出装置に含まれる特徴的な処理部をステップとするはんだ高さ検出方法として実現することもできる。また、はんだ高さ検出方法に含まれる特徴的な各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなコンピュータプログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピュータ読取可能な非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。
　基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出装置、さらに部品が基板に実装される前に基板に印刷されたはんだの状態を検査する検査装置として利用できる。
　１００　　検査装置
　１１０　　撮像装置
　１１１　　撮像素子
　１１２　　光学系
　１２０　　照明装置
　１２１　　同軸照明部
　１２２　　側方照明部
　１２２ａ　第１の側方照明部
　１２２ｂ　第２の側方照明部
　１３０　　はんだ高さ検出装置
　１３１　　画像取得部
　１３２　　高さ検出部
　１３３　　表示部
　２００　　基板

Claims (6)

  1. 　基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出方法であって、
    　はんだが印刷された面側から撮影された前記基板の２次元画像を取得する画像取得ステップと、
    　ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、前記２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する高さ検出ステップとを含む
    　はんだ高さ検出方法。
  2. 　前記高さ情報は、ＨＳＩカラーモデルにおける明度値とはんだの高さとの間の比例係数を含み、
    　前記高さ検出ステップでは、前記高さ情報に含まれる比例係数と前記明度値との積を算出することにより、前記はんだの高さを検出する
    　請求項１に記載のはんだ高さ検出方法。
  3. 　前記高さ情報は、ＲＧＢカラーモデルにおける青の輝度値とはんだの高さとの間の比例係数を含み、
    　前記高さ検出ステップでは、前記高さ情報に含まれる比例係数と前記青の輝度値との積を算出することにより、前記はんだの高さを検出する
    　請求項１に記載のはんだ高さ検出方法。
  4. 　前記高さ情報は、ＨＳＩカラーモデルにおける明度値と色相値との差分値がはんだの高さに対応することを示し、
    　前記高さ検出ステップでは、前記差分値を算出することにより前記はんだの高さを検出する
    　請求項１に記載のはんだ高さ検出方法。
  5. 　さらに、
    　検出された前記はんだの高さを表示する表示ステップを含む
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のはんだ高さ検出方法。
  6. 　基板に印刷されたはんだの高さを検出するはんだ高さ検出装置であって、
    　はんだが印刷された面側から撮影された前記基板の２次元画像を取得する画像取得部と、
    　ＲＧＢカラーモデルで表わされる赤、緑および青の輝度、およびＨＳＩカラーモデルで表わされる色相、彩度および明度のうちの少なくとも１つを表わす値である画素値とはんだの高さとの対応関係を示す高さ情報に基づいて、前記２次元画像を構成する画素の画素値に対応するはんだの高さを検出する高さ検出部とを備える
    　はんだ高さ検出装置。
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KR1020127033137A KR20130141345A (ko) 2011-03-14 2012-02-20 땜납 높이 검출 방법 및 땜납 높이 검출 장치
CN201280001753.3A CN103429984B (zh) 2011-03-14 2012-02-20 焊锡高度检测方法以及焊锡高度检测装置
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101614061B1 (ko) * 2012-03-29 2016-04-20 주식회사 고영테크놀러지 조인트 검사 장치
JP6736882B2 (ja) * 2015-12-28 2020-08-05 株式会社リコー 立体造形装置
CN107883879A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 联合汽车电子有限公司 涂胶质量3d视觉检测***及其检测方法
CN107202705A (zh) * 2017-06-02 2017-09-26 成都福莫斯智能***集成服务有限公司 焊接机器人的可靠性测试方法
KR20190084167A (ko) * 2017-12-21 2019-07-16 주식회사 고영테크놀러지 인쇄 회로 기판 검사 장치, 스크린 프린터의 결함 유형 결정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
JP7307918B2 (ja) * 2019-05-21 2023-07-13 国立大学法人秋田大学 データ処理装置、データ処理プログラムおよび基板群評価システム
CN112857234A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 峻鼎科技股份有限公司 结合物体二维和高度信息的测量方法及其装置
CN112331574B (zh) * 2020-10-29 2021-11-05 长江存储科技有限责任公司 半导体器件高度分布的检测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06168321A (ja) * 1991-02-28 1994-06-14 American Teleph & Telegr Co <Att> 二次元画像処理方法および装置
JPH10311713A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Canon Inc ボンディングワイヤ検査方法および装置
JP2007134406A (ja) 2005-11-08 2007-05-31 Anritsu Corp 印刷はんだ検査装置
JP2008039750A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Kaneyuki Kubodera 高さ測定装置
JP2008309580A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Omron Corp はんだフィレットの検査方法および基板外観検査装置
JP2009042089A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Omron Corp 基板外観検査装置
JP2009168453A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 Shigeki Kobayashi 検査装置
JP2009294115A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Shigeki Kobayashi ３次元計測表示方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495337A (en) * 1991-11-06 1996-02-27 Machine Vision Products, Inc. Method of visualizing minute particles
US6317513B2 (en) * 1996-12-19 2001-11-13 Cognex Corporation Method and apparatus for inspecting solder paste using geometric constraints
US5862973A (en) * 1997-01-30 1999-01-26 Teradyne, Inc. Method for inspecting solder paste in printed circuit board manufacture
US6956963B2 (en) * 1998-07-08 2005-10-18 Ismeca Europe Semiconductor Sa Imaging for a machine-vision system
CA2277855A1 (fr) * 1999-07-14 2001-01-14 Solvision Methode et systeme de mesure de la hauteur des billes de soudure d'un circuit imprime
US7181058B2 (en) * 1999-12-13 2007-02-20 Gsi Group, Inc. Method and system for inspecting electronic components mounted on printed circuit boards
US6549647B1 (en) * 2000-01-07 2003-04-15 Cyberoptics Corporation Inspection system with vibration resistant video capture
JP4234661B2 (ja) * 2004-09-30 2009-03-04 株式会社カイジョー ワイヤボンディングにおけるボールの検査方法
JP4694272B2 (ja) * 2005-06-07 2011-06-08 アンリツ株式会社 印刷はんだ検査装置及び印刷はんだ検査方法
CN101523169A (zh) * 2006-10-02 2009-09-02 强生消费者公司 用于使用L*a*b*色空间来分析皮肤的装置和方法
WO2008124397A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-16 David Fishbaine Inspection system and method
CN101918789A (zh) * 2007-09-16 2010-12-15 梅厄·本-利维 利用周期图案照明和tdi的成像测量***
CZ2009133A3 (cs) * 2009-03-03 2009-07-08 Witrins S.R.O. Zarízení, zpusob merení vnejších rozmeru testovaného výrobku a použití tohoto zarízení
DE102010028894B4 (de) * 2009-05-13 2018-05-24 Koh Young Technology Inc. Verfahren zur Messung eines Messobjekts
US8369603B2 (en) * 2009-07-03 2013-02-05 Koh Young Technology Inc. Method for inspecting measurement object
US8766450B2 (en) * 2009-09-22 2014-07-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Lead pin for package substrate
CN201754085U (zh) * 2010-08-11 2011-03-02 天津电装电子有限公司 焊锡膜厚度测量仪

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06168321A (ja) * 1991-02-28 1994-06-14 American Teleph & Telegr Co <Att> 二次元画像処理方法および装置
JPH10311713A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Canon Inc ボンディングワイヤ検査方法および装置
JP2007134406A (ja) 2005-11-08 2007-05-31 Anritsu Corp 印刷はんだ検査装置
JP2008039750A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Kaneyuki Kubodera 高さ測定装置
JP2008309580A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Omron Corp はんだフィレットの検査方法および基板外観検査装置
JP2009042089A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Omron Corp 基板外観検査装置
JP2009168453A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 Shigeki Kobayashi 検査装置
JP2009294115A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Shigeki Kobayashi ３次元計測表示方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2573508A4 *

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