JPH10300448A - プリント回路板アセンブリの検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣボード試験において、半田不良や部品の
足浮きなどのリード形状に関する試験と、部品違いや値
違いなどに関する試験とを同時に行うことができるよう
にする。 【解決手段】 ＰＣボード１に対して垂直な光軸を有す
るカラー・カメラ２と、該光軸に関して対称に設けら
れ、斜めからＰＣボード上の部品の撮像を行う白黒カメ
ラ３，４を備える。カラー・カメラによってＰＣボード
上の特徴パターンを得て、部品違いや値違いなどを検出
する。それと同時に、斜めからの白黒カメラによる撮像
によって高さ情報の計算が可能となり、リードの浮き、
曲がりなどのリード形状及び半田ブリッジなどの半田不
良に関する試験も行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像機械を用いたプ
リント回路板（ＰＣＢ）アセンブリの検査方法および検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】エレクトロニクス素子の
小型化と高実装密度化の進展にともなってプリント回路
板上の面実装素子（ＳＭＤ）の自動化された検査の重要
性が増してきている。自動化検査は、その一貫性、速度
および長期的に見たコストの低さという点で手動による
検査よりも優れている。

【０００３】面実装ＰＣＢアセンブリに一般的に見られ
る欠陥としては特に部品の不在、位置ずれ、部品の傾
き、トゥームストーニング（tombstoning）または開
路、部品違い、部品の値違い、半田ブリッジなどによる
短絡、リードの曲がり、極性違い、不要部品、リードの
浮き、半田不足、半田過剰等がある。

【０００４】産業上利便性を有する検査機械とは、これ
らの欠陥を確実かつ生産速度に対応した十分な速度で検
出可能なものでなければならない。検査技術は３つのク
ラスに大別することができる。すなわち、Ｘ線技術、レ
ーザ走査、およびマシン・ビジョン・システムである。
Ｘ線技術はファイン・フォーカスＸ線源とＰＣＢアセン
ブリのＸ線画像の獲得および解析を行なう適当な検出器
からなる。半田不足、半田過剰および濡れ不良等の半田
関係の欠陥はＸ線技術によって簡単に検出することがで
きる。しかし、部品の値違い、部品違い、極性違いおよ
びリードの曲がりはこの方法では検出することができな
い。

【０００５】レーザ走査技術は、レーザ三角測量法を用
いてＰＣＢアセンブリの三次元プロフィールを判定する
ものである。レーザビームがＰＣＢアセンブリの表面上
に走査され、その戻りビーム情報を用いて、走査された
経路の三次元プロフィールが計算される。そのＰＣＢア
センブリの三次元プロフィールは基準となる所望の基板
プロフィールと比較される。しかし、値違いおよび極性
違いはこの方法では検査することができない。この方法
を少し変更したものとして、ＰＣＢアセンブリの表面上
に２つのコヒーレントなレーザビームの干渉によって生
成された干渉縞を用いるものがある。

【０００６】マシンビジョン技術はカメラあるいは他の
視覚ソースによって捕捉された画像を用いてＰＣＢアセ
ンブリの解析を行なうものである。したがって、この技
術は照明および観察のための設定に依存するところが大
きい。たとえば、かかる技術の１つにおいては、照明モ
ードの多数の組み合わせを得るように構成可能な何百個
というそれぞれ個別にプログラム可能なＬＥＤを含む半
球形の照明器具が用いられる。半田不良あるいは組み立
て不良は照明モードの様々な組み合わせを用いて強調さ
れる。しかし、この方法には限界がある。たとえば、Ｌ
ＥＤによって生成される光の強度は通常十分な明かるさ
がなく、したがってカメラの開口を大きくしなければな
らない。カメラの開口が大きいと撮像システムの被写界
深度が制限される。検出アルゴリズムは照明モードに密
接な関係があり、したがって数百のＬＥＤの選択および
プログラミングが難しくなる。したがって、新規のＰＣ
Ｂアセンブリのための検査機械に必要なティーチング時
間（teaching time）は長くなり、そのティーチングは
複雑なものとなる。

【０００７】近年、ＰＣＢ上の欠陥を検査するための、
コンピュータ制御による多角度照明システムが発表され
ている。かかる照明システムは強度レベルがコンピュー
タ制御され、入射角の調整が可能である。また、照明制
御用エレクトロニクス、クワッド・クオーツ・ハロゲン
・ランプ・アレー光源（quad quartz halogen lamp arr
ay light source）、光ファイバー回線コンバータおよ
び照明捕集システムを含む。

【０００８】検査システムは高信頼性、高精度であり、
周囲条件の変化を受けにくく、新規のＰＣＢアセンブリ
に対する設定が容易であることが望ましい。かかる検査
システムは、通常の技術者あるいは作業者がプログラミ
ングやマシン・ビジョンに関する最小限の知識があれば
操作可能であることが好適である。本発明は照明および
観察技術を用いてこれらの機能を達成する方法を開示す
るものである。

【０００９】

【発明の概要】本発明は独自のカメラおよび照明の構成
を用いてＰＣＢアセンブリの信頼性の高い検査を実行す
るものである。一実施形態においては、白黒カメラとカ
ラー・カメラ（ビデオ・ソース）の両方を採用した多重
ビデオ・カメラ・システムが用いられる。以下、本明細
書および特許請求の範囲において「カメラ」という用語
は「ビデオ・カメラ」のことを指している。

【００１０】本発明の第１の実施形態においては、複数
のカメラと照明組立体を有する、プリント回路板アセン
ブリ検査装置を提供する。かかる複数のカメラは、プリ
ント回路板アセンブリに対してほぼ垂直に配設された光
軸を有する中央カメラと４つの周辺カメラからなり、こ
れら周辺カメラはそれぞれの光軸がプリント回路板アセ
ンブリに対して斜めになり、またこれら４つの周辺カメ
ラの光軸が中央カメラの光軸に関して対称になるように
配設される。

【００１１】また、中央カメラはカラー・カメラであ
り、周辺カメラは白黒カメラであることが好ましい。

【００１２】４つの周辺カメラはＰＣＢアセンブリに対
してある角度を成して傾斜している。これら４つの白黒
カメラはしたがってＰＣＢを斜めから見た画像を獲得す
る。複数の画像が集合的にそのＰＣＢアセンブリの全体
像を与え、ＰＣＢアセンブリの信頼性のある正確な解析
が可能となる。

【００１３】本発明の第２の局面によれば、プリント回
路板アセンブリの検査方法が提供される。この方法で
は、照明アセンブリを用いてプリント回路板アセンブリ
を照射し、複数のカメラを用いてプリント回路板アセン
ブリを観察する。かかる複数のカメラは、プリント回路
板アセンブリに対してほぼ垂直に配設された光軸を有す
る中央カメラと４つの周辺カメラからなり、これらの周
辺カメラはそれぞれの光軸がプリント回路板アセンブリ
に対して斜めになり、またこれら４つの周辺カメラの光
軸が中央カメラの光軸に関して対称になるように配設さ
れる。 複数のカメラのうち少なくとも１つからのビデ
オ信号が少なくとも１つのフレーム・グラバ（frame gr
abber）に転送される。その後この信号が処理され、プ
リント回路板アセンブリ内の欠陥を検出することができ
る。

【００１４】本発明の一実施形態において、中央カラー
・カメラによって捕捉された画像にカラー画像処理が施
され、背景からの部品の抽出が容易になる。たとえば、
ＰＣＢ自体の色は大部分が緑色であり、部品は通常緑で
はない。したがって、ＰＣＢアセンブリのカラー画像を
獲得することによって部品をその背景から容易に分離す
ることができる。

【００１５】本発明の一実施形態においては４つの斜め
に配置された白黒カメラが中央カラー・カメラの周囲に
配置され、ＰＣＢアセンブリを４つの異なる方向から見
るようになっている。便宜上、これらの方向を東西南北
とする。４つの斜めのカメラの視野は、ＰＣＢアセンブ
リ上のある共通の領域（以下、「セグメント」と称す
る）をこれらのカメラによって常に一度に検査できるよ
うに、中央カメラに関連づけられている。任意の２つの
対向するカメラの被写界深度は、画像解像度と総検査面
積を増大しうるように重なり合わないことが好ましい。
白黒画像は半田あるいはリードとＰＣＢとの間のコント
ラストを有効に捕捉することができるが、部品とＰＣＢ
の区別を容易にするものではない。４つの白黒カメラを
ＰＣＢアセンブリに対して斜めに取り付けることによっ
て高さ情報の計算が可能である。したがって、斜めの白
黒カメラはリードの浮きやリードの曲がりといったリー
ド形状に関係する欠陥の検査に有効である。

【００１６】本発明の他の実施形態においては、周囲の
照明条件が実際の検査条件に影響しないように高強度照
明が用いられる。量的には、光源は対象上で周囲の照明
レベルに起因する強度の少なくとも10倍の強度を達成す
るものでなければならない。強い照明を用いることによ
って、カメラレンズの開口（「アイリス絞り」ともい
う）を小さく調整することができ、よってカメラの被写
界深度を大きくすることができる。開口の大きさは撮像
システムの被写界深度に反比例する。被写界深度が大き
ければ、撮像システムは検査対象の高さあるいは奥行き
の変化の影響を受けにくくなる。ＰＣＢアセンブリの奥
行きあるいは高さの変化は、部品寸法、ＰＣＢの厚み、
あるいはＰＣＢの反りの変化から発生する場合がある。
かかる変化は望ましいものではなく、カメラによって捕
捉される画像の鮮明度に影響を与える。被写界深度を大
きくすると、かかる変動にもかかわらず良好に焦点の合
った画像を捕捉することができる。さらに、ＰＣＢアセ
ンブリに対して斜めに角度をなして取り付けられた白黒
カメラは、被写界全体を鮮明に見るためには被写界深度
を大きくする必要がある。斜視カメラの近視野と遠視野
は異なる深度を有する。好適にはリング状白色光源が用
いられる。白色光源は異なる色のスペクトルを均等に照
射することができ、したがってカラー画像処理および解
析が容易になる。白色光源とそれに関係付けられたカラ
ー画像処理の使用は面実装される抵抗器やコンデンサ等
の色のついた部品の検出に特に有効である。これらの部
品には茶、黄、青あるいはオレンジ色のものがある。白
黒画像のみを用いる場合、かかる色のついた部品を背景
から識別することは不可能である。白黒画像ではＰＣＢ
と色のついた部品はほとんど同じグレー階調に見え、し
たがって容易に検出できるようなコントラストを投影し
ない。

【００１７】本発明の他の実施形態においては、ＰＣＢ
アセンブリはＰＣＢアセンブリをＸおよびＹ方向に移動
可能なＸ−Ｙテーブルに載置される。ＰＣＢアセンブリ
は通常カメラの被写界深度より大きく、したがってこの
Ｘ−Ｙテーブルは、ＰＣＢアセンブリをカメラおよび照
明システムの下でそのセグメント単位で位置決めして検
査を行なうのに用いられる。これによって、ＰＣＢアセ
ンブリ全体を十分に検査することができる。ＰＣＢアセ
ンブリ上のセグメントの大きさはカメラの被写界深度に
よって決定される。特に、中央カラー・カメラによって
検出すべき欠陥については、そのセグメントの大きさは
中央カラー・カメラの被写界深度によって決まる。リー
ド検査を行なってリードの浮き、ブリッジ、リードの曲
がりおよびリード上の半田不良を調べる必要のあるICお
よび他の部品については、そのセグメントの大きさは４
つの斜めの白黒カメラの被写界深度によって決まる。

【００１８】本発明の他の実施形態においては、ＰＣＢ
アセンブリ上の欠陥の検出のために、規則に基づいた方
法が用いられる。カラー・カメラおよび白黒カメラによ
って捕捉された複数の画像から様々な特徴を有するパタ
ーン（以下、「サイン」と称する）が抽出される。かか
るサインが、ある規則群を用いて検証され、ＰＣＢアセ
ンブリの状態が判定される。

【００１９】

【実施例】図１及び図２には５つのカメラ２、３、４、
５および６を有する実施形態を示す。中央カメラ２はＰ
ＣＢアセンブリ１を正面から、すなわち垂直に見るカラ
ー・カメラである。つまり、中央カラー・カメラ２の光
軸８はＰＣＢアセンブリ１に対して垂直である。高強度
のリング状白色光源７が中央カラー・カメラ２の下に取
り付けられて、ＰＣＢアセンブリを照射する。このリン
グ状光源７はその中心に開口部10を有し、中央カラー・
カメラ２がこの開口部10を通してＰＣＢアセンブリ１を
見るようになっている。４つの白黒カメラ３、４、５お
よび６が中央カラー・カメラ２の周囲に対称に（すなわ
ち均等な間隔で）配置されている。これらの白黒カメラ
３、４、５および６の光軸はＰＣＢアセンブリ１に垂直
な面に対してある角度を成して傾斜している。本実施形
態では、中央カラー・カメラ２、４つの斜めの白黒カメ
ラ３、４、５および６および白色リング状光源７は集合
的に「カメラ・照明アセンブリ」（１２）と呼ばれる共
通の構造に取り付けられている。

【００２０】便宜上、４つの斜めの白黒カメラをそれぞ
れ北カメラ５、南カメラ６、東カメラ４および西カメラ
３と呼ぶことにする。任意の２つの対向する白黒カメラ
の視野は重複しない（図３参照）。たとえば、北カメラ
６および南カメラ６は重複する領域を有しない。それら
の視野はそれぞれ第１の領域21および第２の領域22とし
て示されている。これは東カメラ３および西カメラ４に
も同様にあてはまる。それらの視野は第３の領域23およ
び第４の領域24として示されている。２つの対向する視
野の間の間隔はＰＣＢアセンブリ１上に使用されている
ICのサイズによって決まる。４つの斜めの白黒カメラ
３、４、５および６のそれぞれの倍率は同じであり、そ
の４つの画像すべてに同じ画像処理アルゴリズムを適用
しうるようになっている。

【００２１】中央カラー・カメラ２は主として部品の不
在、位置ずれ、トゥームストーニング、ブリッジ、部品
の値違い、部品違い、向きすなわち極性違い、および半
田不足等の半田関係の欠陥の検査を行なう。正面から見
る中央カラー・カメラは撮像処理にいかなる形状の歪み
も誘発しない。また、背の高い部品による妨害を受けな
い。

【００２２】４つの斜めに取り付けられた白黒カメラ
３、４、５および６は特にICリードを含む画像の獲得に
適している。たとえば、クワッド・フラット・パックＩ
Ｃ （５１）の四辺上のリード52（図７）を４つの白黒
カメラ３、４、５および６によって見ることができる。
４つの斜めの白黒カメラ３、４、５および６のうちの１
つが、ＩＣ 51の各辺のうち対応するリード52を見る。I
Cが斜めの白黒カメラの視野より大きい場合、リード52
を完全にカバーするにはいくつかの獲得ステップの実行
が必要となる場合がある。様々な領域の画像を獲得する
ためのかかる動作はＸ−Ｙテーブルによって実行するこ
とができ、これについては以下に詳細に説明する。ＳＯ
ＩＣ 54（図８参照）等のデュアル・サイデッドＩＣ
（対向する２つの側面からピンが出ているＩＣ）の場
合、１対の斜めの白黒カメラのみを用いてリード55を見
ることができる。たとえば、SOIC 54がその長辺が東西
方向に伸長する場合、北カメラ５と南カメラ６のみでリ
ード55を見ることができる。４つの斜めの白黒カメラ
３、４、５および６はそれぞれＰＣＢアセンブリ１に対
して傾斜しているため、高さ関係の情報を得ることがで
きる。ある部品の高さのばらつきは部品位置のずれとし
て解釈される。リード浮き欠陥はリード高さの変化を伴
なうので、斜視カメラによって捕捉される画像内でのそ
の位置の変化として検出することができる。

【００２３】図１および図２に示すように、本発明では
白色リング光源７が用いられる。白色リング光源７は中
央カラー・カメラ２の周囲に取り付けられ、ＰＣＢアセ
ンブリ１をその上方から均一な分布の光で照射する。白
色リング光源７はその中心に開口部10を有する。この妨
げるものがない開口部10によって、中央カラー・カメラ
はＰＣＢアセンブリ１を障害物のない状態で見ることが
できる。白色リング光源７はそのスペクトル中の異なる
色を均等に照射することができ、したがってカラー画像
の処理および解析を容易にする。白色リング光源７およ
びそれに関係付けられたカラー画像処理の使用は、面実
装された抵抗器やコンデンサ等の色のついた部品の検出
に特に有効である。これらの部品には茶、黄、青あるい
はオレンジ色のものがある。白黒画像のみを用いる場
合、かかる色のついた部品を背景から識別することは不
可能である。白黒画像ではＰＣＢと色のついた部品はほ
とんど同じグレー階調に見え、したがって容易に検出で
きるようなコントラストを投影しない。

【００２４】リング状白色光源７は周囲の照明条件が実
際の検査条件に影響しないように高強度出力を有する。
量的には、白色リング光源７の強度は周囲の照明レベル
の少なくとも10倍である。また、照明強度を高くするこ
とによって、カメラレンズの開口（「アイリス絞り」と
もいう）を小さく調整することができ、カメラの被写界
深度を大きくすることができる。これは４つの斜めの白
黒カメラ３、４、５および６について特に重要である。
開口の大きさは撮像システムの被写界深度に反比例す
る。被写界深度が大きければ撮像システムは検査対象の
高さあるいは奥行きの変化の影響を受けにくくなる。Ｐ
ＣＢアセンブリ１の奥行きあるいは高さの変化は、部品
寸法の変化、ＰＣＢの厚み17（図４を参照）あるいはＰ
ＣＢの反り16（図５を参照）の変化から発生する場合が
ある。かかる変化は望ましいものではなく、カメラ２、
３、４、５および６によって捕捉される画像の鮮明度に
影響を与える。被写界深度を大きくすると、かかる変動
にもかかわらず良好に焦点の合った画像を捕捉すること
ができる。さらに、ＰＣＢアセンブリ１に対して斜角11
（図４参照）をなして取り付けられた白黒カメラ３、
４、５および６は、被写界全体を鮮明に見るためにはそ
れぞれの被写界深度を大きくする必要がある。斜視カメ
ラの近視野と遠視野は図４中の参照番号15で示すように
異なる深度を有する。

【００２５】ＰＣＢアセンブリ１の大きさはカメラの視
野よりはるかに大きい場合がある。したがって、そのよ
うな場合、ＰＣＢアセンブリ１は多数の異なるセグメン
トに分割され、一度にそのうちの１つが検査される。Ｐ
ＣＢアセンブリ１の各セグメントをカメラ・照明アセン
ブリ12（図２参照）に移動して検査を行なうにはＸ−Ｙ
テーブル62（図６参照）が必要である。各セグメントに
は種々の部品やＩＣが含まれる可能性がある。中央カラ
ー・カメラ２の視野20（図３参照）の実際の大きさはＰ
ＣＢアセンブリ１上で見られる最小の部品サイズによっ
て決まる。たとえば、1.0 mm×0.5 mmというような小型
の面実装部品が存在する。したがって、中央カラー・カ
メラ２の画素解像度としては30〜50μｍが必要である。
視野は水平方向の幅（H）と垂直方向の幅（V）で測定さ
れる。視野20の水平方向の係数は、水平方向の総画素数
に画素解像度を掛けたものに等しい。同様に、視野の垂
直方向の係数は、垂直方向の画素数に画素解像度を掛け
たものに等しい。各斜めの白黒カメラ３、４、５および
６には、20〜30μｍの画素解像度が必要である。斜めの
白黒カメラ３、４、５および６の有効視野21、22、23お
よび24は、中央カラー・カメラの有効視野20より小さい
（図３参照）。したがって、図３に示すように、中央カ
ラー・カメラ２の視野と斜めの白黒カメラ３、４、５お
よび６の視野は大きく重なり合う。画素解像度は、検査
速度と検査精度のどちらを重視するかに依存する。たと
えば、画素解像度が20μｍ未満である場合は、リードの
浮き等の欠陥の検出が容易である。しかし、視野の範囲
が小さく、Ｘ−Ｙテーブルのステッピングをより多く実
行しなければならない場合、総検査時間が長くなる。

【００２６】本実施形態においては、ＰＣＢアセンブリ
１の欠陥の検出に、ある規則に基づいた方法が用いられ
る。カラーおよび白黒カメラ２、３、４、５および６に
よって捕捉された複数の画像からサイン（すなわち、各
領域に関する詳細な情報）が抽出される。かかるサイン
がある規則群に照らして検証され、ＰＣＢアセンブリ１
の状態が判定される。規則に基づく方法とは、良品のＰ
ＣＢアセンブリ１の画像を記憶する必要がない方法のこ
とを意味する。その結果、画像処理システムの必要メモ
リ量が低減され、計算速度が上がる。抽出可能なサイン
としては、部品およびＩＣのリードおよび本体のＸおよ
びＹ投影がある。かかるＸおよびＹ投影を用いて、変位
の数、量、勾配等の、さらに他のいくつかのパラメータ
を抽出することができる。これらのサインは、照明条件
の変化の影響を受けにくくなるように正規化される。

【００２７】全体的システム設定には、ホスト60として
用いられるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が含まれ
る。ホストＰＣ60はフレーム・グラバ61およびプログラ
ム可能論理制御装置（ＰＬＣ）65に接続されている。ホ
ストＰＣ60は検査動作全体を調整する。フレーム・グラ
バ61はさらに５つのカメラ２、３、４、５および６に接
続されている。フレーム・グラバ61は５つのカメラ２、
３、４、５および６からのビデオ・ソースを受け取り、
それをデジタル画像処理に適した形式でデジタル化す
る。フレーム・グラバ61はデジタル画像処理のための画
像処理装置を備える。ＰＬＣ 65はセンサー群64からの
入力を受け取る。センサー群64はコンベヤ63上のＰＣＢ
アセンブリの存在、その定位置および他の安全に関わる
サインの検出に用いられる。ＰＬＣ 65は、検査を行な
うためにＰＣＢアセンブリ１をカメラ・照明アセンブリ
12へセグメント単位で移動させるＸ−Ｙテーブル62を制
御する。

【００２８】図９には本発明のシステムの他の実施形態
を示す。図９に示すように、本システム12Bは図２に示
す実施形態のすべての特徴を有する。さらに、システム
12Bは（光源７に加えて）物体１（たとえばＰＣＢアセ
ンブリ）を光源７からの光と区別可能な波長の光で照射
する第２の光源7Bを有する。第２の光源7Bからの光は、
光源７による照射と光源7Bによる照射では物体１の三次
元的特徴が異なって見えるように、光源７からの光に対
してかなりの角度を成して物体１に当たる。光源7Bもま
たリング状として物体をより均一に照射するようにする
ことができる。追加のカメラを用いて第２の光源7Bの波
長の画像を捕捉することができる。あるいは、光源７と
光源7Bを同時に使用しない場合、同じカメラ３、４その
他を用いることができる。種々のカメラによって種々の
光を用いて収集された情報を処理して、物体１の三次元
的特徴を解析することができる。

【００２９】〔実施態様〕なお、本発明の実施態様の例
を以下に示す。

【００３０】[実施態様１〕その平面に電子部品が実装
されたプリント回路板アセンブリ（１）の検査装置であ
って、それぞれが前記プリント回路板アセンブリ（１）
の前記平面に対して斜めの光軸を有する複数の斜めに配
置された、前記電子部品を撮像するためのカメラ（３〜
６）であって、前記平面に対してそれぞれ同じ側に配置
され、前記プリント回路板アセンブリ（１）の検査領域
の周囲に均等に配置されたカメラ（３〜６）と、前記プ
リント回路板アセンブリ（１）の電子部品を撮像し、前
記電子部品の色および形状を判定するための、前記平面
において前記斜めに配置された前記カメラ（３〜６）と
同じ側に、かつ、前記斜めに配置された前記カメラ（３
〜６）から等距離に設けられたカラー・カメラ（２）
と、前記プリント回路板アセンブリ（１）を照射して前
記斜めに配置されたカメラ（３〜６）及び前記カラー・
カメラ（２）における撮像のための光を供給する光源
（７）と、前記斜めに配置されたカメラ（３〜６）から
の画像を解析して前記プリント回路板アセンブリ上の形
状欠陥を判定し、前記カラー・カメラ（２）からの画像
を解析して前記プリント回路板アセンブリ中の電子部品
の欠陥を判定する処理装置（６０）とを設けて成ること
を特徴とする検査装置。

【００３１】[実施態様２〕前記斜めに配置されたカメ
ラ（３〜６）は白黒カメラであることを特徴とする、実
施態様１に記載の検査装置。

【００３２】[実施態様３〕前記斜めに配置されたカメ
ラ（３〜６）を４つ用いることを特徴とする、実施態様
１または実施態様２に記載の検査装置。

【００３３】[実施態様４〕前記斜めに配置されたカメ
ラ（３〜６）及び前記カラー・カメラ（２）としてビデ
オ・カメラを用いることを特徴とする、実施態様１乃至
実施態様３のいずれか一項に記載の検査装置。

【００３４】[実施態様５〕前記光源（７）は前記検査
領域上において周囲の光の１０倍以上高い光強度を有す
る光を発して、形状欠陥解析のための大きな被写界深度
を達成する白色光源であることを特徴とする、実施態様
１乃至実施態様４のいずれか一項に記載の検査装置。

【００３５】[実施態様６〕前記光源（７）はリング光
源であることを特徴とする、実施態様１乃至実施態様５
のいずれか一項に記載の検査装置。

【００３６】[実施態様７〕前記カラー・カメラ（２）
の光軸は前記プリント回路板アセンブリ（１）に対して
ほぼ垂直であり、前記斜めに配置されたカメラ（３〜
６）の光軸は前記カラー・カメラ（２）の光軸に関して
対称であることを特徴とする、実施態様１乃至実施態様
６のいずれか一項に記載の検査装置。

【００３７】[実施態様８〕それぞれのカメラが視野を
有し、前記斜めに配置されたカメラ（３〜６）は、カラ
ー・カメラ（２）に関して対称に配置された２つの対向
する前記斜めに配置されたカメラ（３、４、および５、
６）の視野はほとんど重なり合わないことを特徴とす
る、実施態様１乃至実施態様７のいずれか一項に記載の
検査装置。

【００３８】[実施態様９〕前記カメラ（２〜６）はビ
デオ・カメラであり、前記処理装置（６０）は、前記画
像を所定の基準と比較し、前記プリント回路板アセンブ
リ（１）上の欠陥を判定し、高さの差は前記斜めに配置
されたカメラ（３〜６）によって撮像された位置ずれと
して処理されることを特徴とする、実施態様１乃至実施
態様８のいずれか一項に記載の検査装置。

【００３９】[実施態様１０〕その平面に電子部品が実
装されたプリント回路板アセンブリ（１）の検査方法で
あって、前記電子部品を前記平面の一方の側から斜めに
撮像して、前記プリント回路基板アセンブリ（１）の検
査領域の周囲の異なる視点からの斜めの画像を形成し、
前記平面の前記斜めからの撮像と同じ側のカラー・カメ
ラによって前記電子部品を撮像してカラー画像を形成
し、前記電子部品の色および形状を判定し、前記プリン
ト回路基板アセンブリ（１）に照明を当てて撮像のため
の光を供給し、前記斜めの画像を解析して前記プリント
回路基板アセンブリ（１）上の形状欠陥を判定し、前記
カラー画像を解析して前記プリント回路基板アセンブリ
（１）中の電子部品の欠陥を判定することを特徴とする
検査方法。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るＰＣＢ検査装置は、斜めに取り付けられた白黒カメラ
によって高さ情報の計算が可能であり、半田ブリッジや
部品の足浮きなどのリード形状に関係する検査に有効で
あると同時に、中央のカラー・カメラのカラー撮像によ
って、部品違いや値違い（たとえば、抵抗器の色のパタ
ーン）を検出することも可能としている。また、高強度
の光源を使用して試験対象に照射することによって、カ
メラの開口を小さくすることができ、これによって、カ
メラの被写界深度を大きくすることを実現する。つまり
このことは、ＰＣＢの反りや厚みの変化など、検査対象
の高さあるいは奥行きの変化があった場合にもカメラに
よって捕捉される画像の鮮明度に影響が及びにくいこと
を意味する。さらに、光源として白色光源を使用するこ
とにより、カラー画像処理および解析を容易にしてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における照明およびカメ
ラ組立体の平面図である。

【図２】 本発明の一実施形態における照明およびカメ
ラ組立体の正面図である。

【図３】 各被写界の配置を示す図である。

【図４】 斜視補償のための被写界深度を示す図であ
る。

【図５】 反り補償のための被写界深度を示す図であ
る。

【図６】 システム全体の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】 ４つの斜めの白黒カメラの重複視野による、
クワッド・フラット・パックＩＣの平面図である。

【図８】 ２つの対向する斜めの白黒カメラの重複視野
による、スモール・アウトラインＩＣ（SOIC）の平面図
である。

【図９】 本発明のシステムの他の実施形態の正面図で
ある。

【符号の説明】

１ ＰＣＢアセンブリ、 ２ 中央カラー・カメラ、 ３〜６ 白黒カメラ、 ７,7B 白色リング状光源、 ８ 中央カラー・カメラ２の光軸、 10 リング状光源７の開口部、 11 斜角、 12, 12B カメラ・照明アセンブリ、 15 斜視カメラの被写界深度、 16 ＰＣＢの反り、 17 ＰＣＢの厚み、 20 中央カラー・カメラの視野、 21, 22, 23, 24 白黒カメラ３、４、５および６の
有効視野、 51 クワッド・フラット・パックＩＣ、 52 リード、 54 SOIC、 55 リード、 60 ホスト、 61 フレーム・グラバ、 62 Ｘ−Ｙテーブル、 63 コンベヤ、 64 センサー群、 65 プログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その平面に電子部品が実装されたプリント
   回路板アセンブリの検査装置であって、 それぞれが前記プリント回路板アセンブリの前記平面に
   対して斜めの光軸を有する複数の斜めに配置された、前
   記電子部品を撮像するためのカメラであって、前記平面
   に対してそれぞれ同じ側に配置され、前記プリント回路
   板アセンブリの検査領域の周囲に均等に配置されたカメ
   ラと、 前記プリント回路板アセンブリの電子部品を撮像し、前
   記電子部品の色および形状を判定するための、前記平面
   において前記斜めに配置された前記カメラと同じ側に、
   かつ、前記斜めに配置された前記カメラから等距離に設
   けられたカラー・カメラと、 前記プリント回路板アセンブリを照射して前記斜めに配
   置されたカメラ及び前記カラー・カメラにおける撮像の
   ための光を供給する光源と、 前記斜めに配置されたカメラからの画像を解析して前記
   プリント回路板アセンブリ上の形状欠陥を判定し、前記
   カラー・カメラからの画像を解析して前記プリント回路
   板アセンブリ中の電子部品の欠陥を判定する処理装置と
   を設けて成ることを特徴とする検査装置。