JPH0535849A - 教示データ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実装部品検査装置への教示データを手入力操作
を必要とせずに効率的に生成することを可能とする。 【構成】ＳＴ１において、基板上の実装部品の実装位
置，実装方向，部品型式をＣＡＭデータより入手し、ラ
ンドの位置や形状をＣＡＤデータより入手する。ＳＴ２
でこれら外部データに対し、変換テーブルを参照して部
品型式に対応するライブラリ名を得て検査情報（ライブ
ラリデータ）を割り付け合成する。同様の手順をすべて
の実装部品につき繰り返し実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプリント配線
基板（以下単に「基板」という）に実装された電子部品
につき、はんだ付けの良否などを自動検査するのに用い
られる実装部品検査装置に関連し、殊にこの発明は、被
検査基板上の各実装部品につき、それぞれの実装状態の
良否（以下「実装品質」という）を検査するのに必要な
実装部品検査装置に教示するためのデータを作成する方
法に関する。

【０００２】従来、被検査基板上の各実装部品について
実装品質を検査するのに、目視による検査が行われてい
る。ところがこの種の目視検査では、検査ミスの発生が
避けられず、検査結果も検査する者によりまちまちであ
り、検査処理能力にも限界がある。

【０００３】そこで近年、各実装部品の実装品質を画像
処理技術を用いて自動的に検査する実装部品検査装置が
実用化された。この実装部品検査装置を使用する場合、
検査に先立ち、検査対象である基板上のどの位置に、ど
のような部品が、どのように実装されるかにつき、基板
の種別毎に実装部品検査装置に教示する必要がある。こ
の教示作業は一般に「ティーチング」と呼ばれるもの
で、図１０に従来のティーチングの手順が具体的に示し
てある。

【０００４】同図のスタート時点において、実装部品検
査装置の観測位置に各部品が適正に実装された基準とな
る基板を導入した後、撮像装置により前記基板を撮像し
て着目する部品の画像を表示部に表示させる。オペレー
タはその部品の画像を見ながら、ステップ１（図中「Ｓ
Ｔ１」で示す）で部品の種類を、ステップ２で部品の位
置を、ステップ３で部品の方向を、それぞれ順次手操作
で入力する。これら検査対象となる基板に関する情報
（以下、「基板情報」と総称する）を入力した後、つぎ
にステップ４，５で検査に関する情報、すなわち検査領
域，特徴パラメータ，検査基準などの各情報（以下、
「検査情報」と総称する）を入力する。

【０００５】最初の部品について基板情報と検査情報と
の入力が完了すると、つぎの着目部品の画像を表示部に
表示させ、オペレータは同様にその部品の画像を見なが
ら、同様の手順（ステップ１〜５）を実行する。このよ
うにしてすべての部品につきステップ１〜５の入力操作
が繰り返し実行されると、ステップ６の判定が「ＹＥ
Ｓ」となり、これにより教示データの作成を完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の基
板情報および検査情報は、被検査基板の種類毎に部品の
ひとつづつにつきオペレータが実装部品検査装置に手入
力するため、多大の労力と時間とを要し、またティーチ
ング作業中はその実装部品検査装置による検査ができな
いという問題がある。

【０００７】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、実装部品検査装置を専有せずに効率的に教示デ
ータを短時間で作成できる教示データ作成方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、被検査基板
上に実装された複数の部品につき、それぞれの実装品質
を検査するのに必要な実装部品検査装置に教示するため
のデータを作成する方法であって、外部より入手可能な
検査対象となる基板に関する情報とあらかじめ用意され
た検査に関する情報とを対応させて合成することにより
教示データを作成することを特徴としている。

【０００９】

【作用】検査対象となる基板に関する情報は外部より入
手し、検査に関する情報はあらかじめ用意して、両情報
を合成することにより教示データを作成するので、手入
力操作によらずコンピュータによる処理により効率的に
教示データを生成できる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明を実施して作成された教示
データが教示される実装部品検査装置の全体構成を示
す。この実装部品検査装置は、被検査基板１上の各実装
部品２の実装品質を検査するためのもので、Ｘ軸テーブ
ル部３，Ｙ軸テーブル部４，投光部５，撮像部６，制御
処理部７などをその構成として含んでいる。

【００１１】前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル
部４は、それぞれ制御処理部７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３が撮像部６をＸ方向
へ移動させ、またＹ軸テーブル部４が被検査基板１を支
持するコンベヤ８をＹ方向へ移動させる。

【００１２】前記投光部５は、異なる径を有しかつ制御
処理部７からの制御信号に基づき赤色光，緑色光，青色
光を同時に照射する３個の円環状光源９，１０，１１に
より構成されており、各光源９，１０，１１を観測位置
の真上位置に中心を合わせかつ観測位置から見て異なる
仰角に対応する方向に位置させている。

【００１３】前記撮像部６は、カラーテレビカメラが用
いられ、観測位置の真上位置に下方に向けて位置決めし
てある。これにより観測対象である被検査基板１の表面
の反射光が撮像部６により撮像され、三原色のカラー信
号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換されて制御処理部７へ供給される。

【００１４】前記制御処理部７は、Ａ／Ｄ変換部１２，
メモリ１３，ティーチングテーブル１４，画像処理部１
５，判定部１６，ＸＹテーブルコントローラ１７，撮像
コントローラ１８，制御部１９，表示部２０，プリンタ
２１，キーボード２２，フロッピディスク装置２３など
で構成されるもので、被検査基板１についてのカラー信
号Ｒ，Ｇ，Ｂを処理し、被検査基板１上の各実装部品２
の検査領域につき赤，緑，青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１
上の各実装部品２につきはんだ付けの良否などの実装品
質を自動的に判定する。

【００１５】図２は、はんだ付けが良好であるとき、部
品が欠落しているとき、はんだ不足の状態にあるときの
はんだ２５の断面形態と、各場合の撮像部６による撮像
パターン，赤色バターン，緑色パターン，青色パターン
との関係を一覧表で例示したもので、いずれかの色相パ
ターン間には明確な差異が現れるため、部品の有無やは
んだ付けの良否を判定することが可能となる。

【００１６】図１に戻って、Ａ／Ｄ変換部１２は前記撮
像部６からのカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂをディジタル信号に
変換して制御部１９へ出力する。メモリ１３はＲＡＭな
どを備え、制御部１９の作業エリアとして使用される。
画像処理部１５は制御部１９を介して供給された画像デ
ータを画像処理して被検査データファイルを作成し、こ
れらを制御部１９や判定部１６へ供給する。

【００１７】ティーチングテーブル１４は制御部１９か
ら判定データファイルが供給されたとき、これを記憶す
る部分であり、また検査時に制御部１９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が読
み出されて制御部１９や判定部１６へ供給される。

【００１８】判定部１６は、検査時に制御部１９から供
給された判定データファイルと、前記画像処理部１５か
ら転送された被検査データファイルとを比較して、被検
査基板１の各実装部品２につきはんだ付け状態の良否な
どを判定し、その判定結果を制御部１９へ出力する。

【００１９】撮像コントローラ１８は、制御部１９と投
光部５および撮像部６とを接続するインターフェイスな
どを備え、制御部１９の出力に基づき投光部５の各光源
９〜１１の光量を調整したり、撮像部６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。

【００２０】ＸＹテーブルコントローラ１７は制御部１
９と前記Ｘ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４とを
接続するインターフェイスなどを備え、制御部１９の出
力に基づきＸ軸テーブル部３およびＹ軸テーブル部４を
制御する。

【００２１】表示部２０は、制御部１９から画像デー
タ、検査結果、キー入力データなどが供給されたとき、
これを表示画面上に表示し、またプリンタ２１は、制御
部１９から検査結果などが供給されたとき、これをあら
かじめ決められた書式（フォーマット）でプリントアウ
トする。

【００２２】キーボード２２は、操作情報や被検査基板
１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、キー入力データは前記制御部１９へ供給さ
れる。フロッピディスク装置２３には教示データが貯蔵
されたフロッピディスクが挿入され、制御部１９は教示
データより判定データファイルを作成してティーチング
テーブル１４へ供給する。

【００２３】制御部１９は、マイクロプロセッサなどを
備えており、メモリ１３に対するデータの読み書きを行
い、また入出力各部の動作を制御し、検査における実装
部品検査装置の動作を一連に制御する。

【００２４】図３は、この発明にかかる教示データ作成
方法の具体的手順を示し、図４はこの手順を実行するた
めの回路構成例の一部を具体的に示している。図４にお
いて、制御部２６はマイクロプロセッサで構成され、こ
の制御部２６にバス３０を介してメモリ２７，ライブラ
リ２８，変換テーブル２９などが接続されている。

【００２５】前記メモリ２７には、検査対象となる基板
に関する外部データ、たとえば基板の設計・製造に際し
て得られるＣＡＤ／ＣＡＭデータが取り込まれて記憶さ
れている。この外部データには、各部品の実装位置，実
装方向，部品型式，ランドの位置および形状などの各情
報が含まれており、図５および図６に各情報の概念が示
してある。

【００２６】図５において、３１は検査対象である基
板、３２はこの基板３１上に実装されたチップ部品であ
って、このチップ部品３１はＸＹ座標上の所定の位置Ｐ
（Ｘｉ，Ｙｉ）に、電極３３がＸ方向に向けて実装され
ている。

【００２７】また図６において、３４，３５は前記チッ
プ部品３２がはんだ付けされるランドであって、各ラン
ド３４，３５はＸ方向の長さがＬｘ１，Ｌｘ２、Ｙ方向
の長さがＬｙ１，Ｌｙ２の矩形状をなし、チップ部品の
位置Ｐに対する各ランド３４，３５の距離はＤ１，Ｄ２
に設定されている。

【００２８】従って上記チップ部品３２については、実
装位置を示すデータとしてＸｉ，Ｙｉが、ランド３４，
３５の位置および形状を示すデータとしてＤ１，Ｄ２，
Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｙ１，Ｌｙ２が、前記外部データに
含まれる。なお部品型式は各部品メーカが部品の種類，
形状，サイズなどに応じて決定した番号である。また部
品の実装方向は例えば部品のＸ軸に対する向きを９０度
単位で表したデータである。

【００２９】前記ライブラリ２７には、あらかじめ用意
された検査に関する部品種毎のライブラリデータが格納
されており、各ライブラリデータは、ライブラリ名，部
品種名，部品サイズ，部品色，総合検査基準，検査領域
数，ウィンドウ内検査基準などの各情報を含むデータ構
造となっている。

【００３０】ここで部品サイズとは、前記チップ部品３
２の場合、図７に示すように、部品の長さＬ，幅Ｗ，高
さＨおよび，電極３３の長さｅなどの各データを含むも
のである。

【００３１】部品色は、部品のボディ（パッケージ）の
色であって、白さの程度，明度，赤色相値，緑色相値，
青色相値などを表す各データを含んでいる。総合検査基
準は、各検査領域（ウィンドウ）内における検査結果を
総合して検査の良否を判定するための基準値である。

【００３２】検査領域数は、各部品について設定される
ウィンドウの総数であって、例えば前記のチップ部品３
２の場合、図８に示すように、第１〜第３の各ウィンド
ウＷ１〜Ｗ３と、必要に応じて第４〜第９の各ウィンド
ウＷ４〜Ｗ９とが設定される。このうち第１，第２の各
ウィンドウＷ１，Ｗ２ははんだ付け状態の良否を判別す
るためのもので、各ランド３４，３５の位置にランドの
形状および大きさとほぼ一致させて設定される。第３ウ
ィンドウＷ３は部品の欠落を判別するためのもので、チ
ップ部品３２の実装位置にその外形より小さな矩形状に
設定される。第４〜第９の各ウィンドウＷ４〜Ｗ９はブ
リッジ検査のためのもので、各ランド３４，３５の周囲
に隣接する部品の有無に応じて必要個数設定される。

【００３３】前記ウィンドウ内検査基準は、前記ウィン
ドウの設定個数に応じた数だけ存在し、各ウィンドウＷ
１〜Ｗ９の設定位置，サイズ，ウィンドウ内領域抽出し
きい値，検査基準などに関するデータなどを含んでい
る。

【００３４】図４に戻って、変換テーブル２９は検査対
象である基板上の各実装部品をどの検査情報を用いて処
理するかを対応付けるためのもの、すなわち前記メモリ
２７に格納された各実装部品についての外部データに対
し、前記ライブラリ２８内のどのライブラリ名のライブ
ラリデータを割り付けるかを対応付けるためのものであ
って、図９にこの変換テーブル２９の具体例が示してあ
る。同図の変換テーブル２９では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…
…で示すメーカ毎の部品型式に対し、ＲＢ１０６８など
の記号で表されるいずれかライブラリ名が対応させてあ
る。

【００３５】制御部２６は、メモリ２７に格納された各
実装部品についての外部データに対し、前記変換テーブ
ル２９を参照してライブラリ２８の対応するライブラリ
データを割り付けて教示データを合成し、それをメモリ
２７に保存する。

【００３６】図３は、この制御部２６による教示データ
の作成手順を具体的に示している。まず制御部２６は、
同図のステップ１（図中「ＳＴ１」で示す）において、
検査対象である基板上の最初の実装部品について、その
実装位置，実装方向，部品型式などのＣＡＭデータや、
その部品がはんだ付けされる各ランドの位置や形状など
のＣＡＤデータを、それぞれメモリ２７から取り込み、
つぎのステップ２で、これら外部データに対し、変換テ
ーブル２９を参照してライブラリ２８の対応するライブ
ラリデータを割り付けて教示データを合成し、それをメ
モリ２７に保存する。

【００３７】２番目以降の実装部品についても、制御部
２６は同様の手順を繰り返し実行してすべての部品につ
いての教示データを作成する。全部品についてステップ
１，２の手順が実行されると、ステップ３の判定が「Ｙ
ＥＳ」となり、これにより教示データの作成手順が終了
し、つぎに検査工程へ移行する。なお外部データはフロ
ッピディスクなどに貯蔵して図４に示す回路へ供給さ
れ、また作成された教示データもフロッピディスクに貯
蔵して実装部品検査装置へ供給されるものである。

【００３８】

【発明の効果】この発明は上記の如く、外部より入手可
能な検査対象となる基板に関する情報とあらかじめ用意
された検査に関する情報とを対応させて合成することに
より教示データを作成するから、手入力操作によらずコ
ンピュータによる処理により効率的に教示データを作成
できる。また教示データを実装部品検査装置を専用せず
に作成でき、教示データの作成時、実装部品検査装置を
本来の検査のために用いることが可能となる。また教示
データの生成に撮像手段を有する高価なティーチング機
が不要であり、しかも教示データの生成が完全に手順化
されるので、オペレータによる教示データの質のばらつ
きを防止できるなど、幾多の顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実装部品検査装置の全体構成を示すブロック図
である。

【図２】はんだ付けの良否とパターンとの関係を示す説
明図である。

【図３】この発明にかかる教示データ作成方法の手順を
示すフローチャートである。

【図４】この発明の教示データ作成方法を実施するため
の回路構成を示すブロック図である。

【図５】基板上の実装部品の位置を示す説明図である。

【図６】ランドの位置および形状を示す説明図である。

【図７】チップ部品のサイズを説明するための斜面図で
ある。

【図８】ウィンドウの設定例を示す説明図である。

【図９】変換テーブルの具体例を示す説明図である。

【図１０】従来のティーチングの手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 被検査基板 ２ 部品 ２６ 制御部 ２７ メモリ ２８ ライブラリ ２９ 変換テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ 8626−5Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 被検査基板上に実装された複数の部品に
   つき、それぞれの実装品質を検査するのに必要な実装部
   品検査装置に教示するためのデータを作成する方法であ
   って、 外部より入手可能な検査対象となる基板に関する情報と
   あらかじめ用意された検査に関する情報とを対応させて
   合成することにより教示データを作成することを特徴と
   する実装部品検査用データの生成方法。