JPH0669700A - プリント板ユニット外観検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複数の部品を実装されたプリント
板ユニットにおける外観検査を行なうプリント板ユニッ
ト外観検査システムに関し、プリント板ユニット外観検
査の合理化および効率化を図るとともに、プリント板ユ
ニットの品質向上を実現できるようにすることを目的と
する。 【構成】 複数の部品を実装されたプリント板ユニット
における主として可視領域部分の外観検査を行なう光学
式外観検査装置１と、プリント板ユニットにおける主と
して不可視領域部分の外観検査を行なうＸ線式外観検査
装置２と、光学式外観検査装置１，Ｘ線式外観検査装置
２で不良判定とした部分を再確認する不良診断装置３と
をそなえるとともに、光学式外観検査装置１，Ｘ線式外
観検査装置２，不良診断装置３で得られた測定データを
一括して管理するサーバ４をそなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の部品を実装され
たプリント板ユニットにおける外観検査を行なうプリン
ト板ユニット外観検査システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント基板検査装置としては、
例えば特開平２−３１１４４号公報に記載された「プリ
ント基板検査装置」や特開昭６２−１６９０４０号公報
に記載された「プリント基板パターン検査装置」が挙げ
られる。前者の特開平２−３１１４４号公報に記載され
た「プリント基板検査装置」では、両面実装プリント板
ユニットおよび基板を検査するために、Ｘ線方式と光学
式方式の光源およびカメラを１台の検査装置に内蔵する
ようにして構成されている。このような構成により、Ｘ
線画像と光学画像を同一視野で取り込み、各々の画像特
徴量を抽出して、それらを比較、照合し、表面か裏面か
の画像を認識して、最後に良否判定を行なう。このよう
にして、Ｘ線画像に写った部品像の実装面の表裏を自動
的に判定し、正確で、信頼性の高い検査が可能となる。

【０００３】後者の特開昭６２−１６９０４０号公報に
記載された「プリント基板パターン検査装置」は、プリ
ント基板の配線パターンを検査するために、プリント基
板の外観を撮像する手段とパターン欠陥を検出する画像
処理手段と欠陥が真か偽かを判定する手段とを備えたパ
ターン検査装置において、偽の判定を計数する手段，あ
る値以上を検出する誤検出監視手段，それに基づき警報
を出す警報手段をそなえるようにして構成されている。
このような構成により、回路パターンを２次元画像とし
て撮像した後、画像処理を施して、マスター基板の画像
と比較して欠陥を判定する。もし、不良の場合は、計３
回の検査を検出場所で行ない、真の不良か偽の不良かを
欠陥判定手段で自動判定し、虚報件数が設定値以上にな
ったとき、警報を発生する。このようにして、機械的振
動やノイズおよびゴミの影響などの偶発的原因による誤
検出の増加を即座に自動検出して、作業者に通知するこ
とによって、検査装置、プリント基板を良好に管理でき
るとともに、検査結果の信頼性が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述に
挙げた２つの従来の技術を例として、一般に高密度実装
されたプリント板ユニット（ＳＭＴユニット）の実装状
態や半田付検査を行なう場合、従来では拡大鏡を用いた
目視検査と自動検査装置とを用いていたが、現状の技術
では一方式の検査装置のみでは、全検査項目を自動検査
することは困難である。

【０００５】すなわち、前者の特開平２−３１１４４号
公報に記載されたプリント基板検査装置においては、光
学方式の画像は表／裏を判断するために用いるものであ
り、検査は全てＸ線方式によるため、検査時間がかか
り、また不良判定箇所の確認はマニュアルでデータを見
て行なうため、その工数が大きいという課題がある。ま
た、後者の特開昭６２−１６９０４０号公報に記載され
た「プリント基板パターン検査装置」においては、プリ
ント板ユニット実装検査に適用する場合、マスターとな
るユニットの制作が難しいため、マスター画像が画一的
でなく、適用は困難であるという課題がある。

【０００６】一般に、プリント板ユニットの実装検査を
行なう場合、一方式の検査装置のみでは、全検査項目を
自動検査することは困難であり、また、検査装置の信頼
性においては、真の不良の１０倍以上（全検査ポイント
の０．１％以上）の誤判定（不良判定）をするため、検
査装置の不良判定箇所を再度目視で確認し、障害診断を
行なう必要がある。

【０００７】検査装置のテストデータ作成は、光源／カ
メラ性能に左右されるパラメータが多く実機によるティ
ーチングが必要であり、かつデータ作成工数も８〜１０
時間／図番と多い。以上のように、工数・品質の面にお
いて多くの課題があった。本発明は、このような課題に
鑑み創案されたもので、光学式およびＸ線式の異なる検
査装置と、不良箇所を確認・判断する不良診断装置と、
得られたデータを一括して管理するサーバとを組み合わ
せることによって、プリント板ユニット外観検査の合理
化および効率化を図るとともに、プリント板ユニットの
品質向上を実現できるようにした、プリント板ユニット
外観検査システム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】図１は本発明の原理ブロ
ック図で、この図１において、１は光学式外観検査装置
であり、この光学式外観検査装置１は、複数の部品を実
装されたプリント板ユニットにおける主として可視領域
部分の外観検査を行なうものである。２はＸ線式外観検
査装置であり、このＸ線式外観検査装置２は、プリント
板ユニットにおける主として不可視領域部分の外観検査
を行なうものである。

【０００９】３は不良診断装置であり、この不良診断装
置３は、光学式外観検査装置１，Ｘ線式外観検査装置２
で不良判定とした部分を再確認するものである。４はサ
ーバであり、このサーバ４は、光学式外観検査装置１，
Ｘ線式外観検査装置２，不良診断装置３で得られた測定
データを一括して管理するものである。更に詳細には、
サーバ４に光学式外観検査装置１およびＸ線式外観検査
装置２で不良判定とした部分を不良診断装置３で確認し
た結果で修正したデータが格納される。また、光学式外
観検査装置１で不良判定とした部分については、Ｘ線式
外観検査装置２で再検査するようになっている。

【００１０】５−１，５−２，５−３はデータ処理装置
であり、このデータ処理装置５−１，５−２，５−３
は、それぞれ光学式外観検査装置１，Ｘ線式外観検査装
置２，不良診断装置３に付設されるとともに、ローカル
エリアネットワーク（ＬＡＮ）６を介してサーバ４と接
続されている。７は設計データ供給装置であり、この設
計データ供給装置７は、検査すベきプリント板ユニット
に関する設計データを供給するものであって、ローカル
エリアネットワーク６に接続されている。

【００１１】なお、光学式外観検査装置１およびＸ線式
外観検査装置２がそれぞれ自動検査装置として構成され
るとともに、不良診断装置３が手動検査装置として構成
される。

【００１２】

【作用】上述の本発明のプリント板ユニット外観検査シ
ステムでは、複数の部品を実装されたプリント板ユニッ
トの外観検査において、Ｘ線式外観検査方式２はプリン
ト板ユニットにおける主として不可視領域部分の外観検
査を行なう。光学式外観検査方式１はプリント板ユニッ
トにおける主として可視領域部分の外観検査を行なう。
そして、光学式外観検査装置１で不良判定とした部分に
ついては、Ｘ線式外観検査装置２で再検査する。不良診
断装置３は光学式外観検査装置１，Ｘ線式外観検査装置
２で不良判定とした部分を再確認する。

【００１３】また、サーバ４は光学式外観検査装置１，
Ｘ線式外観検査装置２，不良診断装置３で得られた測定
データを一括して管理する。更に詳細には、サーバ４に
光学式外観検査装置１およびＸ線式外観検査装置２で不
良判定とした部分を不良診断装置３で確認した結果で修
正したデータが格納されている。さらに、光学式外観検
査装置１，Ｘ線式外観検査装置２，不良診断装置３にそ
れぞれ付設されたデータ処理装置５−１，５−２，５−
３とサーバ４とがローカルエリアネットワーク６を介し
て接続されているため、このローカルエリアネットワー
ク６を介して、設計データ供給装置７は、検査すベきプ
リント板ユニットに関するデータを供給する。

【００１４】なお、光学式外観検査装置１およびＸ線式
外観検査装置２はそれぞれ自動検査装置として機能し、
不良診断装置３は手動検査装置として機能する。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２は本発明の一実施例を示すブロック図である
が、この図２に示すプリント板ユニット外観検査システ
ムは、光学式外観検査装置１１，Ｘ線式外観検査装置１
２，不良診断装置（ステレオスコープ）１３，サーバ
（パソコン）１４，データ処理装置（パソコン）１５−
１〜１５−３，ローカルエリアネットワークとしてのＤ
ＳＬＩＮＫ１６，ＣＡＤ／ＣＡＭマシン１７，データ供
給装置（パソコン）１８をそなえて構成されている。

【００１６】ここで、光学式検査装置１１は、プリント
板ユニットにおける主として可視領域部分の外観検査を
行なうものであり、Ｘ線式検査装置１２は、プリント板
ユニットにおける主として不可視領域部分の外観検査を
行なうものである。不良診断装置１３は、光学式検査装
置１１，Ｘ線式検査装置１２で不良判定とした部分を再
確認するものである。

【００１７】また、サーバ１４としては、パソコンを用
いており、このサーバ１４は光学式検査装置１１，Ｘ線
式検査装置１２，不良診断装置１３で得られた測定デー
タを一括して管理するものである。データ処理装置１５
−１，１５−２，１５−３としても、パソコンが使用さ
れており、このデータ処理装置１５−１，１５−２，１
５−３はそれぞれ光学式検査装置１１，Ｘ線式検査装置
１２，不良診断装置１３に付設されていて、このデータ
処理装置１５−１，１５−２，１５−３とサーバ１４と
は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）として構成
されたＤＳＬＩＮＫ１６を介して相互に接続されてい
る。

【００１８】設計データ変換装置１８としても、パソコ
ンを用いており、この設計データ変換装置１８は、検査
すべきプリント板ユニットに関するテストプログラムを
作成（データ変換）し、それぞれの検査装置に供給する
ものであり、ＣＡＤ／ＣＡＭマシン１７からの設計情報
と、検査装置データを組み合わせてテストデータを作成
し、管理するようになっている。そして、設計データ変
換装置１８もＤＳＬＩＮＫ１６に接続されている。

【００１９】なお、光学式検査装置１１およびＸ線式検
査装置１２は自動検査装置として構成されるとともに、
不良診断装置１３は手動検査装置として構成されてい
る。上述の構成により、本発明の実施例においては、図
３に示すようなＳＭＴユニットの外観検査フローチャー
トに従って、検査が行なわれる。まず、ステップＳ１
で、ＳＭＴユニットのＬｎ（ｎは２以上の自然数）面
（Ｌ１面をＳＭＴユニットの裏面とすると、Ｌｎ面はＳ
ＭＴユニットの表面を意味する）に部品が搭載され、リ
フロー半田付けが施される。

【００２０】ついで、ステップＳ２で、Ｘ線式検査装置
１２による自動検査が行なわれる。このＸ線式検査装置
１２は主として不可視領域部分の外観検査を行なう。詳
細には、検査部品としてＱＦＰ，Ｊリード部品を対象と
し、検査項目として半田量、半田ブリッジ、リード浮き
があり、微細リード部品下部の半田付け検査を特徴とす
る。

【００２１】さらに、ステップＳ３で、光学式検査装置
１１による自動検査が行なわれる。光学式検査装置１１
は０．０５Ｓｅｃ／部品の高速検査であり、主として可
視領域部分の実装、半田付け検査を行なう。このときの
検査部品としてはチップＣ，Ｒ（コンデンサ，抵抗部
品），ミニトランジスタ，ＳＯＰを対象とし、検査項目
としては部品の有無、位置ずれ、部品浮き、極性、半田
量、半田ブリッジがある。

【００２２】なお、ステップＳ２のＸ線式検査装置とス
テップＳ３の光学式検査装置１１とを適用する順序は自
由である。なぜなら、基板識別コードを基に、測定デー
タがサーバ１４としてのパソコンに一元管理されている
からである。例えば、光学式検査装置１１による検査を
行なった後に、Ｘ線式検査装置１２による検査を行なう
ように運用順序を決めた場合、光学式検査装置１１で不
良と判定された部分もＸ線式検査装置１２で検査できる
ため、光学式検査装置１１の虚報を低減することが可能
となる。

【００２３】つぎに、ステップＳ４で、ステップＳ２お
よびステップＳ３での検査結果が良であるか不良である
かを判定する。ステップＳ４で不良の場合は、ステップ
Ｓ５で、不良診断装置（ステレオスコープ）１３による
目視検査を行なう。不良診断装置１３は光学式検査装置
１１，Ｘ線式検査装置１２で不良判定とした部分を再確
認する。以上、ステップＳ２〜ステップＳ５までがプリ
ント板ユニットのＬｎ面検査の処理フローである。

【００２４】次に、ステップＳ６で、リード部品を挿入
して、Ｌ１面に部品を搭載してフロー半田付けを行なっ
た後、ステップＳ７，ステップＳ８で、Ｌ１面の検査を
行なう。すなわち、ステップＳ７では、光学式検査装置
１１による自動検査を行なう。このときの検査の内容は
前述のステップＳ３と同様である。また、ステップＳ８
では、不良診断装置（ステレオスコープ）１３による目
視検査を行なう。このときの検査の内容はステップＳ５
とほぼ同様であるが、その他に基板全体の汚れや割れ、
また部品が間違っている場合には抜き取る等を調べ、自
動化検査が困難な領域を検査する。

【００２５】つぎに、本実施例におけるデータフローを
図４に示すが、この場合は、被検査対象ユニット４１を
バーコードで読み取り、図番と製造番号を認識する。そ
して、認識した図番に対応したテストプログラム（Ｔ
Ｐ）をサーバ（パソコン）１４のＴＰ管理ファイル４４
−１，４４−２，４４−３から各検査装置１１，１２，
１３がローディングして検査を行なう。検査結果はサー
バ１４の検査結果格納ファイル４５−１，４５−２に各
々格納される。

【００２６】不良診断装置１３は、Ｘ線式検査装置１２
の検査結果格納ファイル４５−２および光学式検査装置
１１の結果ファイル４５−１を読み出して、不良箇所の
確認を行ない、真の不良のみをサーバ１４の診断結果格
納ファイル４６に格納する。結果データは、図番，図番
番号，良／否，不良部品，不良位置座標，不良内容で構
成されている。なお、図４において、４２は運用管理フ
ァイル、４３は進捗管理ファイルである。

【００２７】つぎに、このデータ内容とファイルの関連
を図５に示す。この図５に示すように、Ｘ線式検査結果
および光学式検査結果のファイル名が試験結果管理テー
ブル（ＲＤＢ）５１に示され、それぞれの結果ファイル
はプロジェクタ１３−１〜１３−Ｎ（Ｎは自然数）に転
送される。また、図番マスタ（ＲＤＢ）５２よりティー
チングデータファイル５４も同様に転送される。さら
に、プロジェクタ１３−１〜１３−Ｎによる診断結果
は、データ処理装置１５−３−１〜１５−３−Ｎを介し
て、不良管理テーブル（ＲＤＢ）５３に格納される。

【００２８】本実施例では、テストプログラムと試験結
果データの格納は同一のサーバ１４としてのパソコンで
行なっているが、別々のサーバとすることも可能であ
る。また、データは全てＤＳＬＩＮＫ１６を介して送受
され、システムは運用管理ファイル４２および進捗管理
ファイル４３によって管理されている。以上のように、
本実施例によれば、自動検査と目視検査とに役割を分担
し、両者の補完作業によって検査の効率化を実現してい
るため、検査工数を削減できるほか、光学式検査装置で
の不良箇所をＸ線式検査装置で再度検査するため、誤判
定である虚報を低減できる。

【００２９】また、それぞれの検査装置間で不良・確認
箇所のデータを送受するため、確認箇所を自動指示させ
ることができ、不良確認作業をぺーパーレス化して行な
うことができる。さらに、それぞれの検査手法を最適に
組み合わせるため、プリント板ユニットの実装、半田付
けの品質が向上するのである。つぎに、前記した従来技
術との差を簡単に記述しておく。

【００３０】まず、従来技術（特開平２−３１１４４
号公報に記載されたもの）との差であるが、この従来技
術は、光学方式とＸ線方式の光源及びカメラを１台の
検査装置に内蔵しているのに対し、本実施例は、各々個
々の装置と不良診断装置とサーバから成る検査システム
であり、前者には障害診断機能がない。また、前者の技
術による判定方法は、光学式とＸ線式双方の画像と比
較、照合し表面か裏面かを認識して最後に良否判定を行
なうものであるが、本実施例では、検査対象備品を分担
し各装置は別々の時間に検査をして各々良否判定を行な
い、結果をサーバに送るものである。

【００３１】次に、従来技術（特開昭６２−１６９０
４０号公報に記載されたもの）との差であるが、この従
来技術は、エラー箇所と再検査し歩留り向上を行なう
ため、検査装置がノイズ等の外的要因により誤判定をす
ることを防いだ高信頼の検査手法の提供を実現してい
る。これに対し、本実施例では、検査装置そのものの誤
判定は対象外であり、Ｘ線及び光学式検査装置の判定結
果に対して、真の不良か偽かは不良診断装置を用いてマ
ニュアルで判断している。また、本実施例は、光学式検
査機とＸ線式検査機と不良診断装置とサーバの４つの装
置からなる検査システムであり、トータルして検査工数
の削減と信頼生の向上を図ったものである。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプリント
板ユニットによれば、光学式外観検査，Ｘ線式外観検査
および不良診断について、それぞれの検査の特徴に応
じ、役割を分担し、相互に補完させることによって、外
観検査の効率化を実現しているため、検査工数を削減で
きる利点がある。

【００３３】また、光学式外観検査装置で不良判定とし
た部分については、Ｘ線式外観検査装置で再検査するこ
とによって、誤判定である虚報を低減できるほか、それ
ぞれの検査を最適に組み合わせるため、プリント板ユニ
ットの実装、半田付けの品質が向上するという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図３】ＳＭＴユニットの外観検査を説明するためのフ
ローチャートである。

【図４】本発明の一実施例におけるデータフロー図であ
る。

【図５】ファイルの関連図である。

【符号の説明】

１，１１ 光学式外観検査装置 ２，１２ Ｘ線式外観検査装置 ３，１３ 不良診断装置 ４，１４ サーバ ５−１〜５−３，１５−１〜１５−３，１５−１−１〜
１５−３−Ｎ データ処理装置 ６ ローカルエリアネットワーク ７，１８ 設計データ供給装置 １３−１〜１３−Ｎ プロジェクタ １５−１〜３，１８ パソコン １６ ＤＳＬＩＮＫ １７ ＣＡＤ／ＣＡＭマシン ４１ 被検査対象ユニット ４２ 運用管理ファイル ４３ 進捗管理ファイル ４４−１〜４４−３ テストプログラム管理ファイル ４５−１，４５−２ 検査結果格納ファイル ４６ 診断結果格納ファイル ５１ 試験結果管理テーブル ５２ 図番マスタ ５３ 不良管理テーブル ５４ ティーチングデータファイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 修三 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の部品を実装されたプリント板ユニ
   ットにおける主として可視領域部分の外観検査を行なう
   光学式外観検査装置（１）と、 該プリント板ユニットにおける主として不可視領域部分
   の外観検査を行なうＸ線式外観検査装置（２）と、 該光学式外観検査装置（１），該Ｘ線式外観検査装置
   （２）で不良判定とした部分を再確認する不良診断装置
   （３）とをそなえるとともに、 該光学式外観検査装置（１），該Ｘ線式外観検査装置
   （２），該不良診断装置（３）で得られた測定データを
   一括して管理するサーバ（４）をそなえて構成されたこ
   とを特徴とする、プリント板ユニット外観検査システ
   ム。
2. 【請求項２】 該サーバ（４）に、該光学式外観検査装
   置（１）および該Ｘ線式外観検査装置（２）で不良判定
   とした部分を該不良診断装置（３）で確認した結果で修
   正したデータが格納されていることを特徴とする請求項
   １記載のプリント板ユニット外観検査システム。
3. 【請求項３】 該光学式外観検査装置（１）で不良判定
   とした部分については、該Ｘ線式外観検査装置（２）で
   再検査することを特徴とする請求項１記載のプリント板
   ユニット外観検査システム。
4. 【請求項４】 該光学式外観検査装置（１），該Ｘ線式
   外観検査装置（２），該不良診断装置（３）にそれぞれ
   データ処理装置（５−１〜５−３）を付設し、 これらのデータ処理装置（５−１〜５−３）と該サーバ
   （４）とがローカルエリアネットワーク（６）を介して
   接続されていることを特徴とする請求項１記載のプリン
   ト板ユニット外観検査システム。
5. 【請求項５】 検査すべき該プリント板ユニットに関す
   る設計データを供給する設計データ供給装置（７）が、
   該ローカルエリアネットワーク（６）に接続されている
   ことを特徴とする請求項４記載のプリント板ユニット外
   観検査システム。
6. 【請求項６】 該光学式外観検査装置（１）および該Ｘ
   線式外観検査装置（２）がそれぞれ自動検査装置として
   構成されるとともに、該不良診断装置（３）が手動検査
   装置として構成されていることを特徴とする請求項１記
   載のプリント板ユニット外観検査システム。