JPH04145314A - プリント基板検査装置 - 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〕 本発明はプリント基板検査装置に関し、特にプリント基
板上のソルダーレジストが正確に位置ズレなく施されて
いるかどうかを検査するプリント基板検査装置に関する
。

〔従来の技術〕

近年のプリント基板検査に関する技術は主にプリント基
板上のパターンの検査や、実装部品の検査を対象とする
ものが主でレジスト等の表面処理状態を自動的に検査す
る等の技術は未だ普及していない。特に本発明に関係す
るプリント基板上のランド周囲のソルダーレジストの状
態は目視検査によるものが通常である。

ランド周囲のソルダーレジスト状態が悪くランド（銅メ
ツキ状態等の）にかぶっている場合は、後行程のよび半
田装着時で半田が正しくのらない等の問題が生じる。ま
たレジストのかすれなどがあるとランドに接続するパタ
ーンの露出等の問題もあり、基板製造行程上レジスト状
態の検査を迅速にかつ安定に行える装置開発の要求が多
くなってきている。

従来のプリント基板検査では、人による目視検査でプリ
ント基板上のソルダーレジスト状態を判定するのが一般
的な技術であった。

また、例えば特開昭６１−１７３１０４号に示されるプ
リント配線板の表面処理検査方法を取り入れたプリント
基板検査装置が考えられる。従来の表面処理検査方法を
取り入れたプリント基板検査装置は、プリント配線板表
面に光をあて、反射光が急変する反射角度を測定してこ
の角度を標準試料の角度と比較して表面状態を検査判定
するものである。

第１１図は従来のプリント基板検査装置の構成を示す図
である。プリント配線板１０１の真上に設置された光源
１０４でプリント配線板１０１の回路パターンの表面１
０３に光を当て、反射光量をスコープ１０５で回路パタ
ーン表面１０３とのなす角αをかえながら反射光量を測
定していき、反射光量が急変するところでスコープ１０
５の角度αを角度読み取り器１０２で読みとりデータ処
理部１０６でその角度とあらかじめ測定されている表面
処理深さ状態と反射角αの関係を比較して検査対象の表
面処理状態の良否を判定する。これを応用して、ランド
周囲のレジスト状態を検査する装置が考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の目視検査によるプリント基板の検査は、
長時間にわたる作業を伴うもので欠陥の見落としや判定
ミス等が生じ安定した判定結果が得られなくなるといっ
た欠点がある。

また、従来のプリント配線板の表面処理検査方法を取り
入れたプリント基板検査装置では、スコープの角度をメ
カニカルに変化させ反射光量を測定していくものである
ため、連続的ポイント測定に時間がかかったり、表面処
理下の配線パターン状態によって反射光量測定が正確に
行えないといった欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のプリント基板検査装置は、被検査対象となるプ
リント基板上のランドとその周囲のソルダーレジスト表
面を照射する斜光照明と、その表面を撮像するＩＴＶカ
メラと、前記ＩＴＶカメラのビデオ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル信号をデジタ
ル画像として格納する画像メモリと、前記プリント基板
のランド部の中心位置と当該ランド部周囲のソルターレ
ジストの輪郭部を含むマスクウィンドのサイズのデータ
があらかじめ登録されているＣＡＤデータメモリと、前
記ＣＡＤデータメモリのデータを用いて前記画像メモリ
の画像上に前記マスクウィンドを発生するマスクウィン
ド発生部と、前記マスクウィンド内の前記ランド部の中
心位置を通るＸ方向およびＹ方向の２本の検査ライン上
の画像データの濃淡プロフィルから前記検査ライン上の
前記輪郭部である輪郭点を検出するエツジ検出部と、前
記輪郭点の前記ランド部の中心位置に対するズレ量を算
出するズレ判定部とを含んで構成される。

本発明のプリント基板検査装置は、被検査対象となるプ
リント基板上のランドとその周囲のソルダーレジスト表
面を照射する斜光照明と、その表面を撮像するＩＴＶカ
メラと、前記ＩＴＶカメラのビデオ信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル信号をデジタ
ル画像として格納する画像メモリと、前記プリント基板
のランド部の中心位置と当該ランド部の周辺を覆うマス
クウィンドのサイズがあらかじめ登録されているＣＡＤ
データメモリと、前記ＣＡＤデータメモリのデータを用
いて前記画像メモリの画像上に前記マスクウィンドを発
生するマスクウィンド発生部と、画像データの高輝度の
点を検出することにより前記マスクウィンド内の前記プ
リント基板のソルダーレジストの輪郭部を抽出するレジ
スト輪郭抽出部と、前記レジスト輪郭抽出部で得られた
ソルダーレジストの輪郭部の重心と前記ランド部の中心
位置とのズレ量を算出するズレ判定部とを含んで構成さ
れる。

〔作用〕

本発明の原理と作用を第１０図を用いて説明する。

第１０図（ａ）はプリント基板θ上のランド１２とソル
ダーレジスト１３の表面を真上から観察した場合の平面
図であり、第１０図（ｂ）は第１０図（ａ）のＡＡ断面
図である。

第１０図（ｂ）を見てわかるようにランド１２の周囲の
ソルダーレジスト１３はその輪郭部でなめらかな傾斜を
もつ３次元形状をつくり形成される。このとき斜め方向
からの斜光照明をプリント基板９の表面上にあてるとレ
ジスト１３の輪郭部の３次元形状の影響でその反射光が
真上に向くため真上から観察すると、ランド１２での反
射とソルダーレジスト１３の輪郭部の反射光量が大きく
高い輝度が得られる。

第１０図（Ｃ）にラインＡＡに沿った反射光量に相当す
る濃淡プロファイルの図を示す。第１０図（Ｃ）の斜線
の部分がソルダーレジスト輪郭部に対応し濃淡プロファ
イルで高い濃度８１〜Ｓ６が得られることになる。

本発明では、このソルダーレジスト輪郭部で斜光照明の
効果により高い濃淡値が得られることを利用して、この
領域を切り出しレジストの輪郭位置を求め、ランドに対
してレジストがズしていないか等のチエツクを行うもの
である。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

以下、第１図のブロック図の流れにそって本実施例の動
作説明をする。

まず、本実施例の検査環境の概略を示す斜視図である第
２図に示すとおり、被検査対象となるプリント基板９が
所定の位置に正確に置かれた検査ステージ１０の真上に
設置されたＩＴＶカメラ１によりプリント基板９上のラ
ンド１２とその周囲のソルダーレジスト１３を含む表面
の画像を斜光照明１１を用いて入力しこの画像のビデオ
信号ｄをＡ／Ｄ変換部２によりデジタル信号ｅに変換し
デジタル画像として画像メモリ３に格納する。

一方、座標系とＣＡＤデータメモリ４内のデータの説明
図である第３図に示すとおり、画像平面上にＸＹ座標系
が設定されて、この座標系が実際のプリント基板θ上の
ｘ、、ｙｗ座標系との対応があらかじめ明確となってい
る。そして、プリント基板上の各ランド部２の中心位置
（Ｘｍ＋ｙゆ）とこれを中心とするマスクウィンドのサ
イズ（ｗ、、ｗｙ　）が各ランド固有のデータとしてＣ
ＡＤデータメモリ４に登録されている。

次にマスクウィンド発生部５で画像メモリ３の画像デー
タｆに対し、ＣＡＤデータメモリ４のデータのランド１
２の中心位置（Ｘｍｙ７い）の座標データＤ１とウィン
ドサイズ（Ｗｘ　ｒ　Ｗｙ　）のマスクウィンドＤ２を
読み込み、マスクウィンド１４を発生してランド１２と
その周囲のソルダーレジスト１３を含むべき領域を取り
出す。

第４図はここで発生するマスクウィンド１４の説明図で
ある。第４図の場合は、ソルダーレジスト１３がランド
１２の周囲に正確に施されている場合であり、発生する
マスクウィンド１４はランド１２の各辺よりソルダーレ
ジスト端の輪郭部が含まれるようαだけ大きなサイズと
なるよう（Ｗｘ　ｔ　ＷＩＴ　）を設定しである。

さらにエッヂ検出部６でマスクウィンド発生部５で得ら
れるマスクウィンド内の領域データｇに対してＸ方向の
ラインＬ、、Ｙ方向のラインＬ。

を発生してその各ライン上のデータを処理することでソ
ルダーレジストの端点を検出する。

ここで、このエッヂ検出部６の動作を詳細に説明する。

第５図はエッヂ検出部６で発生する検査ラインＬ、、Ｌ
うの説明図である。マスクウィンド１４内の領域に対し
て、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれに平行な検査ラインＬ、、
ＬｙをＣＡＤデータメモＩＪ　４からの中心座標（Ｘ＋
ｓ＋３’ｗ）とデータＤ。

とマスクウィンドサイズ（Ｗｘ　ｅ　Ｗｙ　）のデータ
Ｄ２より発生する。

ラインＬ、は、Ｙ＝ｙｍ　Ｉ　ｘ＊　−Ｗｙ　／２＜Ｘ
＜Ｘｔｅ　＋ｗｙ　／２ ラインＬｙは、Ｘ＝Ｘｗ　＋　　３’ｍ’−Ｗｘ　／　
２　＜ｙ＜ｙｍ　−ｗｙ　／２ である。

そして各検査ラインＬ、、Ｌｙ上の画像データより濃淡
プロファイルＰｘ　（Ｘ）、Ｐ、（Ｙ）を得る。第６図
に濃淡プロファイルの説明図を示す。この濃淡プロファ
イルＰ、（Ｘ）、Ｐｙ　（Ｙ）を各々微分処理すること
で、濃淡値の大きく変化する点を検出すると、各検査ラ
イン上でのソルダーレジスト、ランドそれぞれの輪郭部
である輪郭点を得ることができる。この輪郭点のうち中
心位置Ｘ　ｗａ　＋　　ｙｗに近い距離にあるものから
ランド中央にあるスルーホール１５側のランド輪郭点、
ランド外側の輪郭点、ソルダーレジスト輪郭点となるこ
とから中心位置よりこれらの輪郭点を検索していくこと
でラインＬｘ上のソルダーレジスト輪郭点Ｘ　＋　ｓ　
Ｘ　ｒ及びラインＬ、上のソルダーレジスト輪郭点ｙＩ
、ｙ７を得ることができる。

以上の動作をエッヂ検出部６で行い、検査ラインＬ、、
Ｌｙに関する各ソルダーレジスト輪郭点（Ｘｌ　ｔ　Ｘ
ｒ　）　＋　　（）’＋　＋　　３’ｒ　）のデータｈ
をレジスト輪郭点レジスタ７に格納する。

最後にズレ判定部８でレジスト輪郭点レジスタ７からＸ
方向、Ｙ方向に関するソルダーレジスト輪郭点（Ｘ＋＊
Ｘｒ）のデータＤｘ＋（３’＋＋ｙ、）のデータＤｙと
ＣＡＤデータメモリ４内の中心座標（ＸｓｓＹｍ）の座
標データＤ１を読み出しランドの中心位置に対するソル
ダーレジスト輪郭点のＸ、Ｙ各方向のズレ量を算出する
。そして算出されたズレ量があらかじめ設定しであるズ
レ許容量と比較して、ズレ許容量より大きければ不良箇
所として判定結果Ｏを出力する。

第７図は本発明の他の実施例を構成を示すブロック図で
ある。

以下第７図のブロック図の流れに沿って本実施例の動作
を説明する。

まず、本実施例の検査環境は第２図に示すものき同様で
あり、被検査対象となるプリント基板９が所定の位置に
正確に置かれた検査ステージ１０の真上に設置されたＩ
ＴＶカメラ１によりプリント基板９上のランド１２とそ
の周囲のソルダーレジスト１３を含む表面の画像を斜光
照明１１を用いて入力し、この画像のビデオ信号ｄをＡ
／Ｄ変換部２２によりデジタル信号ｅに変換しデジタル
画像として画像メモリ２３に格納する。

一方、座標系とＣＡＤデータメモリ２４内のデータの説
明図である第８図に示すとおり、実際のプリント基板９
上のＸｗＹｗ座標系との対応があらかじめ明確となって
いるＸＹ座標系が設定されている。プリント基板上の各
ランドエ２の中心位置（ｘ、、ｙ、）と４角形の環状の
マスクウィンド１６の外周のサイズ（Ｗ　ｘ　ｒ　Ｗ　
ｙ　）及び内周のサイズ（Ｒ，、Ｒ，）が各ランド固有
のデータとしてＣＡＤデータメモリ２４に登録されてい
る。

次にマスクウィンド発生部２５で画像メモリ２３の画像
データｆに対し、ＣＡＤデータメモリ２４のランド１２
の中心位１ｔ（ＸｍｌＹｍ）の座標データＤ１とウィン
ドサイズ（Ｗｘ　、Ｗｗ　）のデータＤＱ及び（Ｒ，、
Ｒ，）のデータＤ３を読み込み特定の画像データを取り
出すマスクウィンド１５を発生する。

第９図はマスクウィンド１５の説明図である。

第９図の場合はソルダーレジスト１３がランド１２の周
囲に正確に施されている部分に発生したマスクウィンド
１６であり、このときはソルダーレジストの輪郭部を含
む形の斜線部分で示したｗＸＸｗｙの正方形領域内でラ
ンドサイズに相当するＲ、ＸＲ，の領域にはさまれた部
分を指定するものである。

そしてこのマスクウィンド１６で指定された領域の画像
データを取り出しウィンドデータｊとしてレジスト輪郭
部抽出部２６に送る。次に、レジスト輪郭部抽出部２６
で、送られてきたウィンドデータｊでソルダーレジスト
の輪郭部に相当するデータは、斜光照明からの反射によ
る効果で高輝度すなわち高い濃淡値をもつことから、あ
らかじめ設定しである濃淡値に関する閾値により２値化
し、ソルダーレジスト１３の輪郭部に対応する領域を“
１”として検出しその座標（Ｘｓ　ｐ　Ｖ＋　）を輪郭
部座標にとして判定部゛２７に送る。

最後に判定部２７で送られてくる輪郭部座標ｋから重心
を求め、ＣＡＤデータメモリ２４よりランド１２の中心
座標（Ｘｓ　＋　”Ｉｗｈ　）の座標データＤ１との差
をとりランド１２を囲むソルダーレジストの位置ズレを
算出する。そしてあらかじめ設定しであるソルダーレジ
スト位置ズレ許容量と比較してズレ量が許容量より大き
ければ不良箇所として判定結果０を出力する。

〔発明の効果〕

本発明のプリント基板検査装置は、従来、人による目視
検査でプリント基板上のソルダーレジスト検査を行う、
あるいはプリント基板上に照明をあてその反射光をスコ
ープで測定して検査を行う代わりに、ＩＴＶカメラによ
りプリント基板表面を撮像した画像を用い、ランド周囲
のソルダーレジスト輪郭部で高い濃淡値が斜光照明の効
果で得られるという特徴を生かし、ランド周囲のソルダ
ーレジスト輪郭点の位置を特定のマスクウィンドと検査
ラインを発生させ検出し、ズレ量を判定するという構成
をとるので、従来、人による目視検査で生じていた欠陥
の見落し９判定ミスや、スコープの角度をメカニカルに
変化させて反射光量を測定していく場合には連続的なポ
イントの測定に時間がかかったり、表面処理下の配線パ
ターン状態によって反射光量測定が不安定となり判定ミ
スが出るといった問題がなくなり、安定したレジスト検
査が行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図に示す実施例の検査環境を示す概略図、第３図〜
第６図はそれぞれ第１図に示す実施例における座標系と
ＣＡＤデータメモリ内のデータの説明図、マスクウィン
ドの説明図、検査ラインＬ、、Ｌ、の説明図および濃淡
プロファイル説明図であり、第７図は本発明の他の実施
例を示すブロック図、第８図および第９図はそれぞれ第
７図に示す実施例における座標系とＣＡＤデータメモリ
内のデータ説明図およびマスクウィンドの説明図、第１
０図は本発明の原理と作用の説明図、第１１図は従来の
プリント基板検査装置の構成図である。 １．２１・・・ＩＴＶカメラ、２，２２・・・Ａ／Ｄ変
換部、３．２３・・・画像メモリ、４．２４・・・ＣＡ
Ｄデータメモリ、５．２５・・・マスクウィンド発生部
、６・・・エッヂ検出部、７．２６・・・レジスト輪郭
点レジスタ、８，２７・・・ズレ判定部、９・・・プリ
ント基板、１０・・・検査ステージ、１１・・・斜光照
明、１２−・・ランド、１３・・・ソルダーレジスト、
１４゜１８・・・マスクウィンド、１５・・・スルーホ
ール、１０１・・・プリント配線板、１０２・・・角度
読み取り器、１０３・・・回路パターン表面、１０４・
・・光源、１０５・・・スコープ、１０６・・・データ
処理部、ｄ・・・ビデオ信号、ｅ・・・デジタル信号、
ｆ・・・画像データ、ｇ、ｊ・・・ウィンド領域データ
、ｈ・・・レジスト輪郭点データ、ｋ・・・輪郭部座標
％　Ｄｘ　＋　Ｄｙ・・・レジスト輪郭点データ、０・
・・判定結果、Ｄ□・・・ランド点によりランド中心座
標データ、Ｄ２・・・マスクウィンドサイズ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．被検査対象となるプリント基板上のランドとその周
   囲のソルダーレジスト表面を照射する斜光照明と、その
   表面を撮像するＩＴＶカメラと、前記ＩＴＶカメラのビ
   デオ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前
   記デジタル信号をデジタル画像として格納する画像メモ
   リと、前記プリント基板のランド部の中心位置と当該ラ
   ンド部周囲のソルターレジストの輪郭部を含むマスクウ
   インドのサイズのデータがあらかじめ登録されているＣ
   ＡＤデータメモリと、前記ＣＡＤデータメモリのデータ
   を用いて前記画像メモリの画像上に前記マスクウインド
   を発生するマスクウインド発生部と、前記マスクウイン
   ド内の前記ランド部の中心位置を通るＸ方向およびＹ方
   向の２本の検査ライン上の画像データの濃淡プロフィル
   から前記検査ライン上の前記輪郭部である輪郭点を検出
   するエッジ検出部と、前記輪郭点の前記ランド部の中心
   位置に対するズレ量を算出するズレ判定部とを含むこと
   を特徴とするプリント基板検査装置。
2. ２．被検査対象となるプリント基板上のランドとその周
   囲のソルダーレジスト表面を照射する斜光照明と、その
   表面を撮像するＩＴＶカメラと、前記ＩＴＶカメラのビ
   デオ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前
   記デジタル信号をデジタル画像として格納する画像メモ
   リと、前記プリント基板のランド部の中心位置と当該ラ
   ンド部の周辺を覆うマスクウインドのサイズがあらかじ
   め登録されているＣＡＤデータメモリと、前記ＣＡＤデ
   ータメモリのデータを用いて前記画像メモリの画像上に
   前記マスクウインドを発生するマスクウインド発生部と
   、画像データの高輝度の点を検出することにより前記マ
   スクウインド内の前記プリント基板のソルダーレジスト
   の輪郭部を抽出するレジスト輪郭抽出部と、前記レジス
   ト輪郭抽出部で得られたソルダーレジストの輪郭部の重
   心と前記ランド部の中心位置とのズレ量を算出するズレ
   判定部とを含むことを特徴とするプリント基板検査装置
   。