JPH0758500A

JPH0758500A - 外観検査装置

Info

Publication number: JPH0758500A
Application number: JP5218087A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ota; 眞之太田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-08-10
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で検出精度の高い、外観検査装置
を提供することを目的とする。【構成】表面実装部品を装着した基板１１に対して、
検査用の照明光を照射し、この基板の電極部分１１ａ，
１１ｂ及び部品１６の電極部１６ａ，１６ｂとに対する
反射輝度の差異に基づいて、表面実装の検査を行なう外
観検査装置１０において、照明光が、基板の電極部分を
構成する材料に対する反射輝度が比較的低くなるよう
な、スペクトルを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面実装部品を基板に
対して装着した後、この基板上の実装部品の有無，位置
ずれ等の装着状態を検査するための外観検査装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような外観検査装置は、例え
ば図６に示すように、構成されている。図６において、
外観検査装置１は、検査すべき基板２を水平方向に移動
可能に支持するステージ３と、このステージ３上の基板
２を照明するための照明光源４と、この照明光源４によ
り照明された基板２の画像を取り込むためのＣＣＤ等か
ら成るカメラ５と、このステージ３の水平方向の移動を
制御すると共に、このカメラ５からの画像信号を適宜に
処理するための制御回路６とから構成されている。

【０００３】また、上記基板２は、図７に示すように、
その表面に形成された銅箔から成る二つの電極部分２
ａ，２ｂを備えている。そして、この二つの電極部分２
ａ，２ｂに対して、実装部品７の両端に形成された各電
極部７ａ，７ｂが、それぞれ当接するようにして、接着
剤により仮止めされている。

【０００４】この状態から、上記基板２が、外観検査装
置１のステージ３上に載置される。そして、上記ステー
ジ３が、制御回路６によって、水平方向に移動制御され
る。これにより、図７に示すように、検査すべき基板２
の電極部分２ａ，２ｂと、実装部品７の電極部７ａ，７
ｂが重なっている領域に、カメラ５による検査窓部分５
ａまたは５ｂが位置合わせされる。

【０００５】かくして、照明光源４からの照明光は、ス
テージ３上の基板２を照明し、この基板２の表面で反射
される。従って、カメラ５が、上記検査窓５ａ，５ｂを
介して、基板２の画像を取り込んだとき、このカメラ５
からの画像信号に基づいて、制御回路６が、上記反射光
の輝度を検出する。この場合、基板２の電極部分２ａ，
２ｂと、部品７の電極部７ａ，７ｂとは材料が異なるた
めに、反射輝度が異なる。

【０００６】これにより、制御回路６によって、基板２
の電極部分２ａ，２ｂ上において部品７の電極部７ａ，
７ｂの存在が検出される。かくして、部品７の欠品，位
置ずれ等の実装状態が検査されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の外観検査装置１においては、上記照明光源４
は、例えば白色のリングライトや赤色ＬＥＤ等が使用さ
れている。このため、照明光は、赤色の波長成分を多く
含んでいるので、銅箔から成る上記基板２の電極部分２
ａ，２ｂにおける反射輝度が比較的高い。

【０００８】従って、部品７の電極部７ａ，７ｂにおけ
る反射輝度と、基板２の電極部分２ａ，２ｂにおける反
射輝度との差異が比較的小さく、図９に示すように、部
品７の電極部７ａ，７ｂの反射画像は、基板２の電極部
分２ａ，２ｂの反射画像と、その輝度分布が重なること
になる。これにより、図８に示すように、検査窓５ａ，
５ｂ内の全体が、比較的高輝度になってしまう。

【０００９】かくして、部品７の電極部７ａ，７ｂの検
出のための、部品７の画像信号に対する判定用のパラメ
ータの設定が困難となる。このため、このようなパラメ
ータ設定のデバッグ作業が必要であると共に、検出精度
が低くなってしまい、場合によっては、再検査の必要が
あるという問題があった。

【００１０】このため、カメラ５をカラー化することに
より、色による検出精度を高くすることもできる。しか
し、カラーカメラが比較的高価であると共に、複雑な画
像処理が必要であるため、コストが大幅に高くなってし
まうという問題があった。

【００１１】本発明は、以上の点に鑑み、構成が簡単
で、検出精度の高い、外観検査装置を提供することを目
的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、表面実装部品を装着した基板に対して、検査用の
照明光を照射し、この基板の電極部分と部品の電極部と
に対する反射輝度の差異に基づいて、表面実装の検査を
行なう外観検査装置において、上記照明光が、基板の電
極部分を構成する材料に対する反射輝度が比較的低くな
るような、スペクトルを有している、外観検査装置によ
り、達成される。

【００１３】本発明による外観検査装置は、好ましく
は、前記照明光が、６５０ナノメータ以下のスペクトル
成分を有している。

【００１４】さらに、本発明による外観検査装置は、好
ましくは、前記照明光源が、上記照明光を発光する発光
体、例えば緑色ＬＥＤから構成されている。

【００１５】また、本発明による外観検査装置は、好ま
しくは、前記照明光源が、白色光を発光する発光体と、
不要なスペクトル成分を吸収するフィルタ、例えば青色
フィルタまたは緑色フィルタとから構成されている。

【００１６】さらに、上記目的は、本発明によれば、表
面実装部品を装着した基板に対して、検査用の照明光を
照射し、この基板の電極部分と部品の電極部とに対する
反射輝度の差異に基づいて、表面実装の検査を行なう外
観検査装置において、上記基板による反射光のうち、基
板の電極部分を構成する材料に対する反射輝度が比較的
低くなるような、スペクトル成分を取り出して、このス
ペクトル成分に基づいて表面実装の検査が行なわれる構
成とした、外観検査装置により、達成される。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、検査すべき基板に対する照
明光が、発光源として、例えば緑色ＬＥＤを使用し、ま
たは白色光源に対するフィルタとして、青色または緑色
フィルタを使用することにより、あるいは、反射光が、
青色または緑色フィルタを介して、例えば６５０ナノメ
ータ以下のスペクトル成分を有することになる。従っ
て、銅箔から成る基板の電極部分に対する照明光の反射
輝度が比較的低くなる。

【００１８】他方、部品の電極部は、通常銀色であるこ
とから、照明光のスペクトル成分の影響をあまり受けず
に、比較的高い反射輝度のままである。これにより、基
板の電極部分と部品の電極部に対する照明光の反射輝度
の差異が比較的大きくなる。かくして、基板の画像を取
り込んだとき、基板の電極部分に対する部品の電極部の
存在が、確実に検出されることになる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
５を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００２０】図１は、本発明による外観検査装置の一実
施例を示している。図１において、外観検査装置１０
は、検査すべき基板１１を水平方向に移動可能に支持す
るステージ１２と、このステージ１２上の基板１１を照
明するための照明光源１３と、この照明光源１３により
照明された基板１１の画像を取り込むためのＣＣＤ等か
ら成るカメラ１４と、このステージ１２の水平方向の移
動を制御すると共に、このカメラ１４からの画像信号を
適宜に処理するための制御回路１５とを有している。

【００２１】ここで、上記基板１１は、図２に示すよう
に、その表面に形成された銅箔から成る二つの電極部分
１１ａ，１１ｂを備えている。そして、この二つの電極
部分１１ａ，１１ｂに対して、実装部品１６の両端に形
成された各電極部１６ａ，１６ｂが、それぞれ当接する
ようにして、接着剤により仮止めされている。

【００２２】さらに、本実施例による外観検査装置１０
の場合には、上記照明光源１３から照射される照明光が
従来と異なっている。すなわち、上記基板１１の電極部
分１１ａ，１１ｂを構成する銅箔に対する反射輝度と、
部品１６の電極部１６ａ，１６ｂとに対する反射輝度と
が、比較的大きく異なるような、スペクトル成分、例え
ば６５０ナノメータ以下のスペクトル成分を有してい
る。

【００２３】この外観検査装置１０により、基板１１の
検査を行なう場合には、以下のようにして行なわれる。
先づ、上記基板１１が、外観検査装置１０のステージ１
２上に載置される。そして、上記ステージ１２が、制御
回路１５によって、水平方向に移動制御される。これに
より、図２に示すように、検査すべき基板１１の電極部
分１１ａ，１１ｂと、実装部品１６の電極部１６ａ，１
６ｂが重なっている領域に、カメラ１４による検査窓部
分１４ａまたは１４ｂが位置合わせされる。

【００２４】ここで、上記照明光源１３からの照明光
は、ステージ１２上の基板１１を照明し、この基板１１
の表面で反射される。その際、基板１１の電極部分１１
ａ，１１ｂにおいては、所謂赤色に近いスペクトル域に
属する光が照射されていないので、その反射光量が少な
くなるから、従来に比べて反射輝度が比較的低く、また
部品１６の電極部１６ａ，１６ｂにおいては、反射輝度
が比較的高くなる。

【００２５】かくして、カメラ１４が、上記検査窓１４
ａ，１４ｂを介して、基板１１の画像を取り込んだと
き、このカメラ１４からの画像信号に基づいて、制御回
路１５が、上記反射光の輝度を検出することにより、基
板１１の電極部分１１ａ，１１ｂ上の部品１６の電極部
１６ａ，１６ｂの存在が検出される。

【００２６】この場合、上記照明光源１３は、好ましく
は、緑色ＬＥＤ，青色ＬＥＤ等の６５０ナノメータ以下
のスペクトル成分を有する発光体が使用されている。こ
のため、照明光は、赤色の波長成分が殆ど含まれていな
いので、上記基板１１の銅箔から成る電極部分１１ａ，
１１ｂにおける反射輝度が比較的低い。これに対して、
部品１６の電極部１６ａ，１６ｂは、銀色であることか
ら、照明光のスペクトル分布にかかわらず、反射輝度は
比較的高い。

【００２７】このため、図３に示すように、部品１６の
電極部１６ａ，１６ｂの反射画像は、基板１１の電極部
分１１ａ，１１ｂの反射画像と、その輝度分布が重なら
ず、互いに離反することになる。これにより、図２に示
すように、検査窓１４ａ，１４ｂ内においては、部品１
６の電極部１６ａ，１６ｂの部分が、他の部分、即ち基
板１１の電極部分１１ａ，１１ｂより十分輝度が高い。

【００２８】従って、部品１６の電極部１６ａ，１６ｂ
の検出のための、部品１６の画像信号に対する判定用の
パラメータ、即ち判定のためのしきい値レベルは、図３
にて鎖線で示すように、基板１１の電極部分１１ａ，１
１ｂに対する反射輝度の領域より高い位置に設定すれば
よい。

【００２９】これにより、部品１６の電極部１６ａ，１
６ｂに対する反射輝度の領域が検出された場合に、部品
１６の実装が正常に行なわれていると判断される。従っ
て、上記パラメータの設定が容易に行なわれ得ることに
なる。これにより、パラメータ設定のデバッグ作業は、
不要となる。また、検出精度が向上されることになり、
再検査も不要となる。

【００３０】かくして、部品１６の欠品，位置ずれ等の
実装状態が、精度よく、しかも容易に検査されることに
なる。尚、本発明者等の実験によれば、外観検査装置１
０の照明光の属するスペクトルである６５０ナノメート
ル以下でも、検出精度の向上を図ることができることは
勿論であり、６３０ナノメートル付近で最もよい結果が
得られた。

【００３１】これに対して、７００ナノメートル程度で
は、ほとんど望ましい結果が得られなかった。また、照
明光のスペクトルが上記よりさらに短い場合は特に限界
はなく、この点ＬＥＤ等の発光手段のうち通常用いられ
ているものであれば、波長が短いことは問題にはならな
い。

【００３２】また、カメラ１４等の撮像手段としてＣＣ
Ｄ等の撮像素子を用いる場合には、照明用光源１３によ
る照明光が電極部分１１ａ，１１ｂで反射された反射光
が、この撮像素子により識別可能な輝度ないし光量の範
囲に設定される必要がある。この点、現在広く使用され
ているＣＣＤが識別可能なスペクトルは８５０ナノメー
トルより短く設定されていて、これより短い波長に関し
ては、制限がない。したがって、照明光源１４のスペク
トルは、このような条件においては、撮像素子を考慮せ
ずに決めることができる。

【００３３】図１に示した外観検査装置１０において
は、照明光源１３として、リング状の照明光源が使用さ
れているが、例えば図４にて示すような構成も可能であ
る。図４（Ａ）においては、照明光源１７は、基板１１
に対するカメラ１４の光軸状に配設されたハーフミラー
１８を介して、側方から基板１１に対して同軸照明を行
なうようになっている。尚、この場合、カメラ１４の検
査窓１４ａ，１４ｂの位置に対するスポット照明として
も良いことは明らかである。

【００３４】図４（Ｂ）においては、照明装置１９は、
複数個のＬＥＤ等の点光源を環状に配設したものであ
る。この場合、図１のリング状照明光源と同様に、影の
ない照明が行なわれ得ることになる。

【００３５】図４（Ｃ）においては、図４（Ａ）の照明
光源１７の代わりに、白色光源１７ａと、青色または緑
色のフィルタ１７ｂから成る照明光源が使用されてい
る。これにより、白色光源１７ａから出射した白色光
は、フィルタ１７ｂにより、青色または緑色光となっ
て、基板１１を照明することになる。従って、上記照明
光源１７と同様の効果が得られることになる。

【００３６】図５は、本発明による外観検査装置の第二
の実施例を示している。図において、外観検査装置２０
は、検査すべき基板２１を水平方向に移動可能に支持す
るステージ２２と、このステージ２２上の基板２１を照
明するための照明光源２３と、この照明光源２３により
照明された基板２１の画像を取り込むためのＣＣＤ等か
ら成るカメラ２４と、このカメラ２４の手前に配設され
たフィルタ２５と、このステージ２２の水平方向の移動
を制御する制御回路２６と、このカメラ２４からの画像
信号を適宜に処理するための画像処理回路２７とを有し
ている。ここで、上記基板２１は、図２に示す基板１１
と同様の構成である。

【００３７】上記フィルタ２５は、上記基板２１の電極
部分を構成する銅箔に対する反射光と、部品の電極部と
に対する反射光の輝度が、比較的大きく異なるような、
透過スペクトルを有する、例えば６５０ナノメータ以下
の透過スペクトルを有している。この透過スペクトル
は、例えば青色フィルタまたは緑色フィルタを使用する
ことにより、得られる。

【００３８】このような構成の外観検査装置２０によれ
ば、照明光源２３からの照明光は、ステージ２２上の基
板２１を照明し、この基板２１の表面で反射されて、フ
ィルタ２５を介して、カメラ２４に入射する。その際、
基板１１の電極部分における反射光は、この電極部分が
銅箔であることから、比較的赤色成分を多く含んでお
り、上記フィルタ２５を透過したとき、赤色成分が除去
されることにより、比較的輝度が低くなる。また、部品
の電極部における反射光は、白色光とほぼ同じスペクト
ル成分であることから、上記フィルタ２５を透過したと
き、赤色成分が除去されるが、他の成分が多く残ってい
るために、比較的輝度が高い。

【００３９】かくして、カメラ２４が、検査窓を介し
て、基板２１の画像を取り込んだとき、このカメラ２４
からの画像信号に基づいて、制御回路２７が、上記反射
光の輝度を検出することにより、基板２１の電極部分上
の部品の電極部の存在が検出されることとなる。

【００４０】尚、上述した実施例においては、基板１
１，２１を水平方向に移動可能なステージ１２，２２上
に載置するように構成されているが、これに限らず、基
板１１，２１を固定配置し、照明光源１３，１７，１
９，１７ａ，２３及びカメラ１４，２４を水平方向に移
動させるようにしてもよいことは明らかである。

【００４１】また、上記説明においては、銅箔から成る
基板の電極部分と部品の電極部との判別について説明し
たが、これに限らず、他の材料から成る基板の電極部分
と部品の電極部との判別に応用することも可能である。
その場合、判別すべき対象Ｊなる材料に対応して、その
反射スペクトル成分に基づいて、適宜のスペクトル成分
を有する発光源やフィルタを使用することにより、確実
に判別が行なわれ得ることになる。

【００４２】このように、これらの実施例によれば、検
査すべき基板に対する照明光または反射光が、例えば６
５０ナノメータ以下のスペクトル成分を有しているの
で、銅箔から成る基板の電極部分に対する照明光の反射
輝度が比較的低くなり、部品の電極部における反射輝度
に対して、比較的差異が大きくなる。

【００４３】従って、部品の電極部を検出するための、
部品の画像信号に対する判定用のパラメータの設定が容
易に行なわれ得ることになる。かくして、パラメータ設
定のデバッグ作業が不要になると共に、検出精度が向上
され、再検査の必要性が排除されることになる。また、
画像信号の判定は、モノカラーでよいことから、画像取
り込み装置や画像処理回路が低コストで済むことにな
る。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、構
成を複雑にすることなく、高い検出精度を有する、外観
検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による外観検査装置の第一の実施例を示
す概略図である。

【図２】図１の外観検査装置の照明光源により照明され
た検査すべき基板の拡大平面図である。

【図３】図１の外観検査装置により照明された図２の基
板の輝度分布を示すグラフである。

【図４】図１の外観検査装置における照明光源の種々の
構成例を示す概略図である。

【図５】本発明による外観検査装置の第二の実施例を示
す概略図である。

【図６】従来の外観検査装置の一例を示す概略図であ
る。

【図７】外観検査装置により検査すべき基板の拡大平面
図である。

【図８】図６の外観検査装置の照明光源により照明され
た検査すべき基板の拡大平面図である。

【図９】図１の外観検査装置により照明された図２の基
板の輝度分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１０外観検査装置１１基板１１ａ電極部分１１ｂ電極部分１２ステージ１３照明光源１４カメラ１４ａ検査窓１４ｂ検査窓１５制御回路１６部品１６ａ電極部１６ｂ電極部１７照明光源１７ａ白色光源１７ｂフィルタ１８ハーフミラー１９点光源２０外観検査装置２１基板２２ステージ２３照明光源２４カメラ２５フィルタ２６制御回路２７画像処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面実装部品を装着した基板に対して、
検査用の照明光を照射し、この基板の電極部分と部品の
電極部とに対する反射輝度の差異に基づいて、表面実装
の検査を行なう外観検査装置において、上記照明光が、基板の電極部分を構成する材料に対する
反射輝度が低くなるような、スペクトルを有しているこ
とを特徴とする、外観検査装置。
【請求項２】前記照明光が、６５０ナノメータ以下の
スペクトル成分を有していることを特徴とする、請求項
１に記載の外観検査装置。
【請求項３】前記照明光源が、上記照明光を発光する
発光体から構成されていることを特徴とする、請求項１
または２に記載の外観検査装置。
【請求項４】前記発光体が、緑色ＬＥＤであることを
特徴とする、請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】前記照明光源が、白色光を発光する発光
体と、不要なスペクトル成分を吸収するフィルタとから
構成されていることを特徴とする、請求項１または２に
記載の外観検査装置。
【請求項６】前記フィルタが、青色フィルタまたは緑
色フィルタであることを特徴とする、請求項５に記載の
外観検査装置。
【請求項７】表面実装部品を装着した基板に対して、
検査用の照明光を照射し、この基板の電極部分と部品の
電極部とに対する反射輝度の差異に基づいて、表面実装
の検査を行なう外観検査装置において、上記基板による反射光のうち、基板の電極部分を構成す
る材料に対する反射輝度が比較的低くなるような、スペ
クトル成分を取り出して、このスペクトル成分に基づい
て表面実装の検査が行なわれる構成としたことを特徴と
する、外観検査装置。