JPH0274848A - 基板検査装置における教示方法 - 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〉 この発明は、例えば基板上に表面実装された部品につき
ハンダ付けの良否などの部品実装状態を検査するのに用
いられる基板検査装置に関連し、殊にこの発明は、この
種基板検査装置に対して部品の実装位置および実装部品
の種別を基板の検査に先立ち教示するための教示方法に
関する。

〈従来の技術〉 従来、基板上の表面実装部品につきその実装状態の良否
を検査するのに、目視による検査が行われており、殊に
ハンダ付は状態の良否は、ハンダの有無、　Ｉｔ、溶解
性、短絡、導通不良などをこの目視検査で判定している
。ところがこのような目視検査では、検査ミスの発生が
避けられず、判定結果も検査する者によりまちまちであ
り、また検査処理能力にも限界がある。

そこで近年、この種の検査が自動的に行える自動検査装
置が各種提案された。

第１３図は、３次元の形状情報を検出できる自動検査装
置の一例を示す。同図の装置は、レーザ光源からスリッ
ト光１を基板２上のハンダ付は部位へ照射して、ハンダ
付は部位を含む基板２の表面に表面形状に沿って歪を受
けた光切断線３を生成するものである。この光切断線３
の反射光像は撮像装置４で撮像され、その撮像パターン
の歪状態をチエツクすることにより、ハンダ付は部位の
立体形状が検出される。

ところがこの検査方法の場合、スリット光１が照射され
た部分の形状情報が得られるのみで、それ以外の部分の
立体形状を把握するのは困難である。

この問題を解消する方法として、ハンダ付は部位の表面
へ入射角が異なる光を照射してハンダ付は部位の各反射
光像のパターンを撮像することにより、ハンダ付は部位
が有する曲面要素の配向性を検出するという方法が存在
している。

この方法は、一定パターンの光束を検査対象に当てたと
き、その反射光束のパターンが検査対象の立体的形状に
応じた変形を受けることに着目したもので、その変形パ
ターンから検査対象の形状を推定するというものである
。

第１４図は、この方法の原理説明図であり、投光装置５
と撮像装置６とから成る検出系と、検査対象であるハン
ダ付は部位７との位置関係を示している。

同図において、投光装置５よりハンダ付は部位７の表面
へ入射角ｉで光束８を投光すると、角度ｉ’　　（＝ｉ
）の反射光束９が真上位置の撮像装置６に入射して検出
される。これにより前記光束８で照明されたハンダ付は
部位７の曲面要素は基準面１０に対してｉの角度をなし
て配向していることが検出されたことになる。従って異
なる方向に配向する多数の曲面要素から成るハンダ付は
部位７に対して、入射角が異なる複数の投光装置による
投光を行えば、それぞれの入射角に対応する曲面要素の
群が撮像装置６により検出され、これによりハンダ付は
部位７の各曲面要素がそれぞれどんな配向をしているか
、すなわちハンダ付は部位の表面性状がどのよう・であ
るかを検出できる。

また投光装置５が、入射角がｉ＋ΔｉからｉΔｉまで２
Δｉの幅をもつ光束８を投光するならば、その幅に対応
した幅を有する反射光束９が撮像装置６により検出され
ることになる。

すなわちこの場合は、基準面１０となす傾斜角がｉ＋Δ
ｊからｉ−Δｊまでの幅の角度をもつ曲面要素を検出で
きることになる。

さらに投光装置５が、第１５図に示す如く、基準面１０
に対して水平に設置されたリング状のものであれば、ハ
ンダ付は部位７の表面が基準面１０に垂直な軸に対して
どのような回転角をもっていても、投光装置５とハンダ
付は部位７との距離は一定であり、曲面要素の回転角方
向の配向性は消去されるので、基準面１０となす傾斜角
だけが検出されることになる。

またこの第１５図に示すように、投光装置５をハンダ付
は部位７への入射角が異なる複数のリング状発光体１１
，１２．１３をもって構成すれば、各発光体による光束
１４，１５．１６の入射角に対応した配向をもつ曲面要
素がそれだけ詳細に検出できることは前述したとおりで
ある。

いま半径がｒｎ　（ただしｎ　＝１．２．３　）の３個
のリング状の発光体１１．１２．１３を基準面１０に対
して高さり、、（ｎ＝１．２．３　）の位置に水平に設
置すれば、ハンダ付は部位７への各光束１４，１５．１
６の入射角はそれぞれ１７（ｎ＝１．２．３　）となり
、ハンダ付は部位７における傾斜角がそれぞれ１７であ
る各曲面要素を撮像装置６により検出することができる
。このとき各発光体１１，１２．１３からハンダ付は部
位７の表面を経て撮像装置６に至る全光路長に比して曲
面要素の大きさが十分に小さいので、次式により入射角
、すなわち検出しようとする曲面要素の傾斜角を定めれ
ばよい。

上記の原理に基づきハンダ付は部位の外観を検査する方
法として、前記の各発光体１１．１２゜１３に白色光源
を用いたものが提案されている（特開昭６１−２９３６
５７号）。この検査方法においては、ハンダ付は部位に
対する入射角の異なる３個の発光体１１，１２．１３に
よる反射光像を相互に識別するために、それぞれ発光体
１１１２．１３を時間的に異なったタイミングで点灯さ
せ、また消灯させている。

ところがこの方法では、異なる投光タイミングで得た各
画像を貯蔵するためのメモリや、これら画像を同一視野
像として演算処理するための演算装置や、各発光体を瞬
間的に点灯動作させるための点灯装置などが必要であり
、技術面での煩雑さが多く、またそれがコスト面や信顛
性の面で問題となる。

そこでこのタイム・シェアリング方式の課題を一挙に解
消するため、この発明の発明者は、先般、第１図に示す
構成の基板検査装置を提案した。この基板検査装置は、
その詳細は後述するが、ハンダ付は部位の表面へ入射角
が異なる赤色光、緑色光、青色光を照射するための投光
部２４と、ハンダ付は部位の表面からの反射光像を各色
相側に撮像するための１最像部２５と、撮像部２５で得
た撮像パターンよりハンダ付は部位の有する各曲面要素
の性状を検出するための処理部２６とで構成され、前記
投光部２４には、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発
生するリング状をなす３個の発光体２Ｂ、２９．３０が
用いである。各発光体２Ｂ、２９．３０はそれぞれの光
の合成により白色光となるような対波長発光エネルギー
分布を有しており、各発光体による光を合成したとき白
色光となるように各発光体の光量が調整可能としである
。

この基板検査装置によれば、ハンダ付は部位に対し異な
る入射角をもって各発光体２Ｂ、２９゜３０から赤色光
、緑色光、青色光を照射すると、ハンダ付は部位の表面
からの赤色、緑色、青色の各反射光像が撮像部２５によ
り同時に分離して検出される。この場合に、各発光体２
Ｂ、２９゜３０による赤色光、緑色光、青色光は合成さ
れると白色光となるため、ハンダ付は部位の曲面性状に
関する情報に加えて、基板上の各部品に関する情報（例
えば部品番号、極性、カラーコードなど）や基板パター
ン情報（種々のマークなど）など、基板実装部品の自動
検査に不可欠な周辺情報が検出できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような基板検査装置を使用する場合、被検査基板の
検査に先立ち、所定の位置に所定の部品が正しく実装さ
れている基板（これを「基準基板」という）に関する各
種のデータをキーボードからキー人力する教示作業が必
要とされている。この教示作業は「ティーチング」と呼
ばれるもので、基準基板上に実装される部品の位置１種
類、検査領域などに関するデータや各部品の検査領域内
の実装状態（例えばハンダ付は状態）の特徴に関するデ
ータが教示される。

しかしながらこのようなキー人力による教示方法では、
キー人力すべきデータが著しく多いため、その人力作業
に多大な時間と労力とが必要であり、その作業負担は大
変なものであった。

この問題を解消する教示方法として、基板の表面を黒色
塗料で着色し、実装部品の方は白色塗料で着色したもの
を位置決め基板として作製し、この位置決め基板を基板
検査装置で撮像させることにより、被検査基板を検査す
る際の基準となるデータ（部品位置など）を教示するよ
うにしたものが提案された（特開昭６２−１８０２５１
号）。

しかしながらこの教示方法の場合、位置決め基板の作製
に塗装作業が必要となるばかりでな（、その基板は塗装
のためにもはや再利用が不可能となって甚だ不経済であ
る。また塗装箇所を正確に塗装しないと、部品位置など
を正しく教示できず、しかもこの方法では部品位置以外
の教示、例えば部品の種別などを教示するのは容易でな
いなどの問題がある。

この発明は上記問題に着目してなされたもので、部品の
実装位置や実装部品の種別を教示するのにラベルを用い
ることにより、教示用の基準基板の作製が容易でありか
つその基板の再利用が可能な新規な基板検査装置におけ
る教示方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、基板上の実装
部品を検査する基板検査装置に対して部品の実装位置お
よび実装部品の種別を基板の検査に先立ち教示するのに
、前記基板検査装置に対し、基板上の部品実装位置にそ
れぞれラベルを貼付したものを供給して、各ラベルを撮
像させることにより、ラベルの貼付位置から部品の実装
位置を教示すると共に、ラベルの色彩または形状から部
品の種別を教示するようにしている。

く作用〉 被検査基板の検査に先立ち、基板上の部品実装位置に部
品の種別に応じた色または形状のラベルを貼付して基準
基板を作製する。この基準基板は基板検査装置により撮
像されてラベルの貼付位置、形状９色彩が読み取られ、
これにより部品の実装位置や実装部品の種別が教示され
る。

この教示方法の場合、基準基板はラベルを貼付するだけ
で簡単に作製でき、またラベルを剥がせばその基板の再
利用が可能となり経済的である。しかもこの教示方法に
よると、部品位置以外の教示、例えば部品の種別を教示
するのも容易である。

〈実施例〉 第１図は、基板検査装置の概略構成を示している。

この基板検査装置は、基準基板２０３を撮像して得られ
た前記基準基板２０３上にある各部品２１Ｓの検査領域
の特徴パラメータ（判定データ）と、被検査基板２０Ｔ
を撮像して得られた前記被検査基板２ＯＴ上にある各部
品２１Ｔの検査領域の特徴パラメータ（被検査データ）
とを比較して、これらの各部品２１Ｔが正しく実装され
かつハンダ付けされているかどうかを検査するためのも
のであって、Ｘ軸テーブル部２２、Ｙ軸テーブル部２３
．投光部２４．撮像部２５．処理部２６などをその構成
として含んでいる。

Ｘ軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３は、それ
ぞれ処理部２６からの制御信号に基づいて動作するモー
タ（図示せず）を備えており、これらモータの駆動によ
りＸ軸テーブル部２２が撮像部２５をＸ方向へ移動させ
、またＹ軸テーブル部２３が基板２Ｏ３，２０Ｔを支持
するコンベヤ２７をＸ方向へ移動させる。

これら基板２０３，２０Ｔは、投光部２４がらの照射光
を受けっつ撮像部２５により撮像される。

投光部２４は、処理部２６からの制御信号に基づき赤色
光、緑色光、青色光をそれぞれ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２Ｂ、２９
．３０を備えており、これら発光体２Ｂ、２９．３０を
発した三原色光の混合した光により前記基板２０３．２
０７への投光を施して、その反射光像を撮像部２５で得
て電気信号に変換する。この実施例の場合、前記の各発
光体２Ｂ、２９．３０は白色光源に赤色、緑色、青色の
各着色透明板を被せた構造のものを用いているが、三原
色の各色相光を発生させるものであれば、このような構
成に限らず３本のリング状のカラー螢光灯（赤、緑、青
）を用いたり、３本のリング状のネオン管（赤。

緑、青）を用いることもできる。

またこの投光部２４は、その照明下で基板２０３．２０
Ｔ上の部品に関する情報（部品番号、掻性、カラーコー
ドなど）や基板パターン情報（種々のマークなど）を検
出することを可能となすため、各発光体２Ｂ、２９．３
０が発する各色相の光が混色されると完全な白色光とな
るような工夫を施しである。すなわち各発光体２８．２
９．３０は、混色により白色光となるような対波長発光
エネルギー分布を有する赤色光スペクトル、緑色光スペ
クトル、青色光スペクトルの光を発する発光体をもって
構成すると共に、各発光体２８．２９．３０から照射さ
れた赤色光、緑色光、青色光が混色して白色光となるよ
うに、撮像コントローラ３１により各色相光の光量の調
整を可能としている。

つぎに撮像部２５は、前記投光部２４の上方に位置させ
たカラーテレビカメラ３２を備えており、前記基板２Ｏ
３または２０Ｔからの反射光はこのカラーテレビカメラ
３２によって三原色のカラー信号Ｒ，Ｇ、　Ｂに変換さ
れて処理部２６へ供給される。

処理部２６は、Ａ／Ｄ変換部３３．メモリ３８゜ティー
チングテーブル３５１画像処理部３４゜判定部３６．Ｘ
、Ｙテーブルコントローラ３７゜撮像コントローラ３１
．ＣＲ７表示部４１．プリンタ４２．キーボード４０．
フロッピディスク装置４３．制御部（ＣＰＵ）３９など
から構成されるもので、ティーチングモードのとき、基
準基板２０Ｓより後記する方法で各部品２１Ｓの実装位
置、実装部品の種別や実装方向および。

検査領域を検出すると共に、基準基板２０Ｓについての
カラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂを処理しハンダ付は状態が良好な
各部品２１３の検査領域につき赤色、緑色、青色の各色
相パターンを検出して特徴パラメータを生成し、判定デ
ータファイルを作成する。また処理部２６は、検査モー
ドのとき、被検査基板２０Ｔについてのカラー信号Ｒ，
Ｇ、Ｂを処理し基板上の各部品２１Ｔの検査領域につき
同様の各色相パターンを検出して特徴パラメータを生成
し、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基板２ＯＴ上の所定の部品
２１Ｔにつきハンダ付は部分の良、不良を自動的に判定
する。

第２図は、ハンダ付けが良好であるとき、部品が欠落し
ているとき、ハンダ不足の状態にあるときのそれぞれハ
ンダ４４の断面形態と、各場合の撮像パターン、赤色バ
クーン、緑色パターン、青色パターンとの関係を一覧表
で示したものであり、いずれか色相パターン間には明確
な差異が現われるため、部品の有無やハンダ付けの良否
が判定できることになる。

第１図に戻って、Ａ／Ｄ変換部３３は前記撮像部２５か
らカラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂが供給されたときに、これをア
ナログ・ディジタル変換して制御部３９へ出力する。メ
モリ３８はＲＡＭなどを備え、制御部３９の作業エリア
として使われる。画像処理部３４は制御部３９を介して
供給された画像データを画像処理して前記被検査データ
ファイルや判定データファイルを作成し、これらを制御
部３９や判定部３６へ供給する。

ティーチングテーブル３５はティーチング時に制御部３
９から判定データファイルが供給されたとき、これを記
憶し、また検査時に制御部３９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を読み出して
、これを制御部３９や判定部３６などへ供給する。

判定部３６は、検査時に制御部３９から供給された判定
データファイルと、前記画像処理部３４から転送された
被検査データファイルとを比較して、その被検査基板２
０Ｔにつきハンダ付は状態の良否を判定し、その判定結
果を制御部３９へ出力する。

撮像コントローラ３１は、制御部３９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３９の出力に基づき投光部２４の各発光体２Ｂ
、２９．３０の光量を調整したり、撮像部２５のカラー
テレビカメラ３２゛の各色相光出力の相互バランスを保
つなどの制御を行う。

Ｘ、Ｙテーブルコントローラ３７は制御部３９と前記Ｘ
軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３とを接続す
るインターフェースなどを備え、制御部３９の出力に基
づきＸ軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３を制
御する。

ＣＲ７表示部４１はブラウン管（ＣＲＴ）を備え、制御
部３９から画像データ、判定結果、キー人力データなど
が供給されたとき、これを画面上に表示する。プリンタ
４２は制御部３９から判定結果などが供給されたとき、
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。キーボード４０は操作情報、基準基板２０
Ｓや被検査基準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４０か
ら入力された情報やデータなどは制御部３９へ供給され
る。

制御部３９は、マイクロプロセッサなどを備えており、
つぎに述べる手順に沿ってティーチングおよび検査にお
ける動作を制御する。

まずティーチングに際して、制御部３９は、第３図のス
タート時点において、装置各部を制御して投光部２４や
描像部２５をオンし、また撮像条件やデータの処理条件
を整える。つぎにオペレータは、キーボード４０を操作
して、ステップ１（図中「ＳＴ１」で示す）で教示対象
とする基板名の登録を行い、また基板のサイズをキー人
力した後、つぎのステップ２で、基準基板２Ｏ３をＹ軸
テーブル部２３上にセットしてスタートキーを押操作す
る。そしてステップ３でその基準基板２Ｏ３の原点と右
上および左下の各角部の点がキー人力されると、制御部
３９は入力データに基づきＸ軸テーブル部２２およびＹ
軸テーブル部２３を制御して基準基板２０Ｓを初期位置
に位置出しする。

前記基準基板２０Ｓは、部品実装位置に所定の部品２１
Ｓを適正にハンダ付けして良好な実装状態が形成された
ものであって、各部品２１Ｓの上面のほぼ中央には、第
６図および第７図に示すようなラベル５０．５１が貼付
されている。

これらラベル５０．５１は、それぞれ部品２１Ｓの実装
位置、実装部品の種類および実装方向を教示するために
用いられており、この実施例の場合、両側面に多数のり
一ド５２を備えたＳＯＰのような長方形の部品２１Ｓに
ついては黄色の半円形のラベル５０を、円弧部を実装方
向に向けて貼付し、また周囲四面に多数のり−ド５２を
備えたＱＦＰのような正方形の部品２１Ｓについては赤
色の円形ラベル５１を貼付し、また図示しない角チップ
のようなチップ部品については色または形状を違えた他
のラベルを貼付する。この実施例の場合、ラベルの貼付
位置をもって部品の実装位置を、ラベルの色および形状
をもって部品の種別を、ラベルの貼付方向をもって部品
の実装方向を、それぞれ教示する。この実施例ではラベ
ルの色と形状との両方を部品種別の識別に用意している
が、これは単独情報による誤識別を防止するためである
。

なおこの実施例では、部品実装位置に所定の部品２１Ｓ
が適正にハンダ付けされた基準基板２Ｏ３を用いて、各
部品２１Ｓの上面にそれぞれのラベル５０．５１を貼付
しているが、これに限らず、部品が実装されていない基
板を用いて各部品の実装位置に前記のラベル５０．５１
を直接貼付するようにしてもよい。後者による場合は、
部品位置教示用の基準基板の他に、後記する特徴パラメ
ータを教示するための基準基板を別に準備する必要があ
る。

第３図に戻って、基準基板２０Ｓが初期位置に位置決め
されると、つぎにステップ４において、部品の実装位置
や実装部品の種別などについての教示手順が開始される
。

第４図はこの教示手順の詳細を示しており、同図のステ
ップ４−１において、制御部３９の撮像領域計数用のカ
ウンタｉに「１」が初期設定され、このカウンタｉの内
容に対応する基準基板２Ｏ３上の領域が撮像されて最初
の画面が生成される（ステップ４−２）。

第８図は、基板２０Ｓ上の領域を縦横に８×２ｙの矩形
領域５３に分割して、各矩形領域５３を１画面の大きさ
に対応させたもので、まず最初に左下の領域の画面が生
成されて以下の手順（ステップ４−３〜４−１０）が実
行され、それ以後は図中矢印に沿って各矩形領域５３に
つき同様の処理が繰り返し実行される。

まずステップ４−３では、画像処理部３４にて赤色領域
の抽出が行われる。

いま画像上の各画素位置を座標（ｘ、ｙ）で表し、座標
（ｘ、ｙ）の画素につき三原色の各カラー信号の灰色レ
ベル値をＲ（ｘ、　　ｙ）、　Ｇ（ｘ、　　ｙ）、　Ｂ
　（ｘ、　　ｙ）とすると、赤色、緑色、青色の各色相
値ｒ　（ｘ、　　ｙ）、　　ｇ　（ｘ、　　ｙ）ｂ　（
ｘ、ｙ）はつぎの０〜０式で与えられる。

ｈ十ｔｙ十ｂ ステップ４−３の赤色領域の抽出は、Ｒ（ｘ。

ｙ）≧Ｔ、かつｒ　（ｘ、ｙ）≧Ｔ２　（ただしＴ１Ｔ
２は予め設定された固定値である）を満たす画素を抽出
することで実現する。

第９図（１）〜（３）は、画像５４上で抽出された赤色
領域５５を示しており、このうち第９図（１）は画像５
４の中央部位置で、第９図（２）（３）は画像５４の端
部位置で、それぞれ赤色領域５５が抽出されている。

つぎにステップ４−４において、この赤色領域５５の輪
郭追跡を行うことにより外接矩形ａｂｃｄを生成し、こ
の外接矩形の２辺の長さがともに前記ラベル５１の半径
！より大きいか否かを判定し、これによりこの赤色領域
５５の大きさが一定以上か否か、すなわちこの赤色領域
５５が赤色のラベル５１の画像に相当するものであるか
否かを判定する。

もしステップ４−４の判定が“Ｎｏ”であれば、ステッ
プ４−５をスキップしてステップ４−６へ進むが、ステ
ップ４−４が“ＹＥＳ“のときは、制御部３９はつぎの
ステップ４−５において、赤色領域５５の中心座標を第
９図（１）〜（３）の各場合に応じて算出する。

すなわち第９図（１）は、抽出された赤色領域５５が画
像５４のいずれの辺にも接していない場合であり、この
場合は外接矩形ａｂｃｄの中心位置をラベル５１の中心
位置として算出する。

第９図（２）は、抽出された赤色領域５５が画像５４の
いずれか一辺に接する場合であり、この場合は外接矩形
ａｂｃｄの一点ａから線分ａｂの方向へ２１の長さをと
って矩形ａｂ’　　ｃ’　ｄを作り、この矩形の中心位
置をラベル５１の中心位置として算出する。

第９図（３）は、抽出された赤色領域５５が画像５４の
二辺に接する場合であり、この場合は外接矩形ａｂｃｄ
の一点ａから線分ａｂ、ａｄの各方向へ２１の長さをと
って矩形ａｂ’　ｃ’　ｄ’を作り、この矩形の中心位
置をラベル５１の中心位置として算出する。

このラベル５１の中心位置座標が求まると、制御部３９
はこの座標を基準基板２０Ｓにおける座標系に変換して
これを部品位置とする。

つぎに画像処理部３４は、ステップ４−６において、黄
色領域の抽出を行う。この黄色領域の抽出は、Ｒ（ｘ、
ｙ）≧Ｔ、かつｒ　（ｘ、ｙ）≧Ｔ４かつＧ（ｘ、ｙ）
≧Ｔ、かつｇ　（ｘ、ｙ）≧Ｔ、かつＢ　（ｘ　、　　
Ｖ　）　＜Ｔ７かつｂ　（ｘ、ｙ）＜’ｒＢ　（ただし
Ｔ、〜Ｔ、は予め設定された固定値である）を満たす画
素を抽出することで実現する。

第１０図は、画像５６上で抽出された黄色領域５７を示
しており、このうち第１０図（１）は画像５６の中央部
位置で、第１０図（２）（３）は画像５６の端部位置で
、それぞれ黄色領域５７が抽出されている。

つぎにステップ４−７において、この黄色領域５７の輪
郭追跡を行うことにより外接矩形ａｂｃｄを生成し、こ
の外接矩形の１辺の長さが前記ラベル５０の半径！より
大きくかつ他の１辺の長さがｆ／２より大きいか否かを
判定し、これによりこの黄色領域５７の大きさが一定以
上か否か、すなわちこの黄色領域５７が黄色のラベル５
０の画像に相当するものであるか否かを判定する。

もしステップ４−７の判定が”’ＮＯ”であれば、ステ
ップ４−８をスキップしてステップ４−９へ進むが、ス
テップ４−７が“ＹＥＳ”のときは、制御部３９はつぎ
のステップ４−８において、黄色領域５７の中心座標を
第１０図（１）〜（３）の各場合に応じて算出する。

すなわち第１Ｏ図（１）は、抽出された黄色領域５７が
画像５６のいずれの辺にも接していない場合であり、こ
の場合は外接矩形ａｂｃｄの中心位置をラベル５０の中
心位置として算出する。

第１０図（２）は、抽出された黄色領域５７が画像５６
のいずれか一辺に接する場合であり、この場合は外接矩
形ａｂｃｄの一辺が！、他の一辺が２／２となるような
矩形（図中破線で示す）を作り、この矩形の中心位置を
ラベル５０の中心位置として算出する。

第１Ｏ図（３）は、抽出された黄色領域５７が画像５６
の二辺に接する場合であり、この場合も外接矩形ａｂｃ
ｄの一辺が２、他の一辺が２／２となるような矩形（図
中破線で示す）を作り、この矩形の中心位置をラベル５
０の中心位置として算出する。

このラベル５０の中心位置座標が求まると、制御部３９
はこの座標を基準基板２０３における座標系に変換して
これを部品位置とする。

また制御部３９は、黄色領域５７についてはその重心位
置Ｇの座標を算出し、この重心位置Ｇと前記の中心位置
０との位置関係から黄色のラベル５０の円弧部がいずれ
の方向に向いているかを検出する。例えば外接矩形ａｂ
ｃｄの中心位置座標が（ＸＯＩ＞’０）、黄色領域５７
の重心位置座標が（ｘｃ、ｙ＋、）の場合、Ｙｏ＝３’
ｃ　＋　　Ｘｏ　＜Ｘａならば黄色のラベル５０の円弧
部は左方向を向くものと判断される。

このようにして赤色領域５１や黄色領域５０の抽出や中
心位置の算出が完了すると、ステップ４−９で前記カウ
ンタｉを１加算し、このカウンタｉの内容により基準基
板２０Ｓ上の全ての矩形領域５３についての処理が終了
したか否かを判定する（ステップ４−１０）。その判定
が“ＮＯ”であればステップ４−２に戻り、前記カウン
タｉの内容に対応する基準基板２Ｏ３上の矩形領域５７
につき撮像が行われて、以下、同様の手順が実行される
。

第１２図（１）は、上記手順の進行時におけるＣＲＴ表
示部４１の表示画面を示しており、画面中の所定領域５
８には黄色ラベル５０が貼付された長方形の部品２０Ｓ
の検出位置５９（図中子で示す）と、赤色ラベル５１が
貼付された正方形の部品２０Ｓの検出位置６０（図中・
で示す）とが表示されている。

かくしてステップ４−１０の判定が“ＹＥＳ”になれば
、部品位置および種別の教示手順が完了し、第３図のス
テップ５に進んで基準基板２０Ｓは搬出される。

つぎのステップ６でオペレータは、所定の位置に所定の
部品が適正に実装された基準基板２０ＳをＹ軸テーブル
部２３上にセットして、キーボード４０のスタートキー
を押操作し、つぎに検査領域を設定するための教示手順
を開始する。なおこの実施例では、ここでの基準基板２
０Ｓとして先のステップ４の教示手順で用いたものを再
利用しているが、これに限らないことは勿論である。

まずステップ７において、制御部３９の部品計数用のカ
ウンタｊに「１」が初期設定され、制御部３９は先の教
示で得られた部品位置データに基づきＸ軸テーブル部２
２およびＹ軸テーブル部２３を制御して、１番目の部品
２０３をテレビカメラ３２の視野内に位置決めしてその
部品を撮像させる。

第１１図は、この撮像で得たＳＯＰ部品の画像６１につ
き検査領域の設定方法を具体的に示しである。この方法
は、画像６１に対し、ＳＯＰ部品の両側部に対応して第
１１図（１）中、鎖線で示す矩形領域６２Ａ　　、６２
Ｂを設定して、各矩形領域６２Ａ、６２Ｂ内につき基板
上のランド部の像６３を自動抽出した後、各矩形領域６
２Ａ、６２Ｂ内につき各ランド部の像６３を含む外接矩
形を求め、さらにそれを一定幅拡大して第１１図（２）
に示す矩形領域６４Ａ、６４Ｂを求めて、これを検査領
域に設定するものである。なおここではＳＯＰ部品につ
いての検査領域の設定方法を例示したが、他の部品につ
いてもこれに準じた方法で検査領域の設定を行うことは
勿論である。

このようにして１番目の部品につき検査領域の設定が完
了した後、つぎのステップ９でオペレータがキーボード
４０のネキストキーを押すと、前記カウンタｊは１加算
され、このカウンタｊの内容に基づき全ての部品につき
検査領域の設定が行われたか否かが判定される（ステッ
プ１０．１１）。もしステップ１１の判定がＮＯ″であ
れば、つぎの部品が撮像されて、上記と同様の手順が実
行されることになる。

第１２図（２）は上記手順の進行時におけるＣＲＴ表示
部４１の表示画面を示しており、領域５８には部品検出
位置５９．６０でその部品の検査領域が設定される毎に
、その部品の形状および大きさに応じた表示６５．６６
に切り換わってゆく。

かくして全ての部品につき同様の処理が繰り返し実行さ
れて、ステップ１１の判定が“ＹＥＳ”になると、基準
基板２０Ｓが搬出されて、つぎに特徴パラメータの教示
手順へ移行する。

まずステップ１３で制御部３９の基板枚数計数用のカウ
ンタｎに「１」が初期設定された後、つぎのステップ１
４でオペレータが、１枚目の基準基板２０Ｓ（所定位置
に所定の部品が適正に実装されかつハンダ付けされたも
の）をＹ軸テーブル部２３上にセットして、キーボード
４０のスタートキーを押操作すると、ステップ１５にお
いて、制御部３９は先の教示で得られた部品位置データ
に基づきＸ軸テーブル部２２およびＹ軸テーブル部２３
を制御して、テレビカメラ３２の視野を順次各部品に位
置決めして撮像を行わせる。

それぞれの撮像動作で得られた三原色のカラー信号Ｒ，
Ｇ、　ＢはＡ／Ｄ変換部３３でＡ／Ｄ変換され、その変
換結果はメモリ３８にリアルタイムで記憶される。つい
で制御部３９は、先の教示で得られた各部品の検査領域
につき前記メモリ３８より各色相に対応する画像データ
を画像処理部３４へ転送させ、この画像処理部３４にて
各色相の画像データを各色相側の適当なしきい値で２値
化するなどし′ζ、各ランド部の正常なハンダ付は状態
を赤色、緑色、青色のパターンとして検出した後、これ
らパターンの特徴を特徴パラメータとして算出する。

１枚目の基準基板２０Ｓにつき各部品毎に特徴パラメー
タの抽出が完了すると、その基板が搬出された後、前記
カウンタｎが１加算されて２枚目の基準基板２０Ｓが指
定され、前記と同様の手順で特徴パラメータの抽出処理
が実行される。

このようにして所定枚数（ｎ枚）の基準基板２０Ｓにつ
き特徴パラメータの抽出処理が終了すると、ステップ１
６の判定が“ＹＥＳ”となってステップ■８へ進む。ス
テップ１８では、制御部３９は、各部品についての平均
的な特徴量を得るため、ｎ枚の基準基板２０３について
の特徴パラメータを統計処理して平均値データを得、こ
の平均値データに基づき判定データファイルを作成して
、これをティーチングテーブル３５に記憶させ、必要に
応じてデータの修正を施してティーチングを終了する。

以上でティーチングが完了すると、この基板検査装置は
ハンダ付は後の被検査基板２０Ｔの自動検査が可能な状
態となる。

か（してオペレータは、第５図に示す検査モードに移行
し、ステップ１．２で検査すべき基板名を選択して基板
検査の開始操作を行うことになる。

つぎのステップ３は、基板検査装置への被検査基板２０
Ｔの供給をチエツクしており、°“ＹＥＳ″の判定でコ
ンベヤ２７が作動して、Ｙ軸テーブル部２３に被検査基
板２０Ｔが搬入され、基板検査が開始される（ステップ
４，５）。

ステップ５において、制御部２９はＸ軸テーブル部２２
およびＹ軸テーブル部２３を制御して、被検査基板上の
１番目の部品２１Ｔに対しテレビカメラ３２の視野を位
置決めして撮像を行わせ、検査領域内の各ランド領域を
自動抽出すると共に、各ランド領域の特徴パラメータを
算出して、被検査データファイルを作成する。

ついで制御部３９は、前記被検査データファイルを判定
部３６に転送させ、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させて、１番目の部品２１Ｔ
につきハンダ付けの良否を判定させる。

このような検査が被検査基板２０Ｔ上の全ての部品２１
Ｔにつき繰り返し実行され、その結果、ハンダ付は不良
があると、その不良部品と不良内容とがＣＲＴ表示部４
１に表示され或いはプリンタ４２に印字された後、被検
査基板２０Ｔは検査位置より搬出される（ステップ７゜
８）。

第１２図（３）は、判定結果を表示したＣＲ７表示部４
１の表示画面を示している。

同図の画面において、領域５８には前記の部品表示６５
．６６が行われると共に、ハンダ付は不良の部品６５′
が特定の色彩で着色表示されており、またその下の画面
領域６７には、オペレータが指定したハンダ付は不良の
部品６５′についての不良内容が具体的に表示されてい
る。

なおオペレータによる指定部品は、ハンダ付は不良の部
品６５′を示す色彩とは異なる色彩をもってこの画面上
で明示される。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、基板上の部品実装位置にそれぞ
れラベルを貼付したものを基板検査装置へ供給して、各
ラベルを盪像させることにより、ラベル貼付位置から部
品の実装位置を教示し、またラベル色彩または形状から
部品の種別を教示するようにしたから、教示用の基板の
作成が容易であり、しかもラベルを剥がせばその基板の
再利用が可能であって経済的である。

またこの発明の教示方法によれば、部品位置のみならず
、部品の種別も教示できるなど、発明目的を達成した顕
著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板検査装置の全体構成を示す説明図、第２図
はハンダ付は状態の良否とパターンとの関係を示す説明
図、第３図および第４図はティーチングの手順を示すフ
ローチャート、第５図は検査の手順を示すフローチャー
ト、第６図および第７図はラベルの貼付状態を示す部品
の平面図、第８図は基板上の分割領域と処理の順序を示
す説明図、第９図および第１０図は画像上で抽出された
ラベルの画像とその外接矩形とを示す説明図、第１１図
は検査領域の設定方法を示す説明図、第１２図はＣＲＴ
表示部の表示画面を示す説明図、第１３図は従来の自動
検査装置を示す原理説明図、第１４図および第１５図は
自動検査装置の原理を示す原理説明図である。 ２０Ｓ・・・・基準基板　　　　２１Ｓ・・・・部品５
０、５１・・・・ラベル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板上の実装部品を検査する基板検査装置に対し、部
   品の実装位置および実装部品の種別を基板の検査に先立
   ち教示するための教示方法であって、 前記基板検査装置に対し、基板上の部品実装位置にそれ
   ぞれラベルを貼付したものを供給して、各ラベルを撮像
   させることにより、ラベルの貼付位置から部品の実装位
   置を教示すると共に、ラベルの色彩または形状から部品
   の種別を教示することを特徴とする基板検査装置におけ
   る教示方法。