JP2006322951A - Method and device for surface condition inspection, and device for inspecting substrate - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表面の鏡面性が高く、かつその表面に傾斜面が含まれる物体を検査対象として、その検査対象物を撮像して得られた画像を用いて表面状態の良否を検査する方法および装置に関する。また、この発明は、複数のはんだ付け部位が設定された基板を検査対象として、その基板上の各はんだ付け部位のはんだの表面状態を検査する装置に関する。 The present invention relates to a method for inspecting the quality of a surface state using an image obtained by imaging an object to be inspected using an object whose surface has a high specularity and includes an inclined surface on the surface, and Relates to the device. The present invention also relates to an apparatus for inspecting the surface state of the solder at each soldering site on the board, with a board on which a plurality of soldering sites are set as an inspection target.
出願人は、以前に、はんだ付け部位の鏡面反射性を利用して、画像処理の手法により基板上のはんだ付け部位を自動検査する装置を開発した(特許文献1参照。)。 The applicant has previously developed an apparatus for automatically inspecting a soldering site on a substrate by an image processing technique using the specular reflectivity of the soldering site (see Patent Document 1).
図16は、上記特許文献1に開示された基板検査装置の構成および検査の原理を示す。この検査装置は、赤、緑、青の各色彩光を有する3個の光源8,9,10と撮像装置3とにより検査対象の画像を生成するものである。図中の1は基板、2は検査対象のはんだであり、各光源8,9,10は、基板1やはんだ2に対してそれぞれ異なる仰角方向に配備される。一方、撮像装置3は、前記はんだ2を真上位置から撮像するように配備される。 FIG. 16 shows the configuration of the substrate inspection apparatus disclosed in Patent Document 1 and the principle of inspection. This inspection apparatus generates an image to be inspected by the three light sources 8, 9, and 10 having red, green, and blue color lights and the imaging apparatus 3. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a solder to be inspected, and the light sources 8, 9, and 10 are arranged in different elevation angles with respect to the substrate 1 and the solder 2. On the other hand, the imaging device 3 is arranged so as to image the solder 2 from a position directly above.
上記構成によれば、各光源8,9,10からの色彩光は、それぞれはんだ2の表面に異なる方向から照射される。また、はんだの傾斜面に対し、その傾斜に直交する方向を軸として撮像装置3の方向に対称な方向からの光が照射されると、その光の鏡面反射光は撮像装置3に導かれる。すなわち、はんだ表面から撮像装置3に入射する鏡面反射光の色彩は、そのはんだ表面の傾きによって異なるものとなる。 According to the above configuration, the colored light from each of the light sources 8, 9, 10 is applied to the surface of the solder 2 from different directions. Further, when light from a direction symmetric to the direction of the image pickup device 3 is irradiated with respect to the inclined surface of the solder with the direction orthogonal to the inclination as an axis, the specular reflected light of the light is guided to the image pickup device 3. That is, the color of the specular reflected light incident on the image pickup device 3 from the solder surface varies depending on the inclination of the solder surface.
図16に示した光学系では、はんだ2から見て、赤色光源8の仰角が最も大きく、青色光源10の仰角が最も小さくなるようにし、これらの光源8,10の間に緑色光源9が位置するように、各光源8,9,10を配置している。したがって、前記はんだ2が球体状のはんだであれば、図17に示すように、中央部の平坦面が赤色の画像領域として、基板面の近傍の急傾斜面が青色の画像領域として、またこれらの中間に位置する比較的緩やかな傾斜面(暖傾斜面)が緑色の画像領域として、それぞれ切り分けられた画像が生成されることになる。 In the optical system shown in FIG. 16, the elevation angle of the red light source 8 is the largest and the elevation angle of the blue light source 10 is the smallest when viewed from the solder 2, and the green light source 9 is positioned between these light sources 8 and 10. As shown, each light source 8, 9, 10 is arranged. Therefore, if the solder 2 is a spherical solder, as shown in FIG. 17, the flat surface at the center is a red image region, the steeply inclined surface near the substrate surface is a blue image region, and these A relatively gentle inclined surface (warm inclined surface) located in the middle of each of the images is generated as a green image region, and an image cut out is generated.
また、はんだのフィレットを検査する場合には、図18に示すように、上方の急傾斜面では青、中間の暖傾斜面では緑、基板面の近傍の平坦に近い面では赤、というように、各色彩による画像領域が切り分けられる。なお、図18中のS1は、ランドの形成範囲である。 When inspecting a solder fillet, as shown in FIG. 18, the upper steeply inclined surface is blue, the intermediate warm inclined surface is green, the substrate surface near the flat surface is red, and so on. The image area by each color is cut out. Note that S1 in FIG. 18 is a land formation range.
このように、はんだの画像では、その表面の勾配の変化に応じて赤、緑、青の各色彩領域に区分けされた画像が生成される。よって、あらかじめ良好な形状のはんだの画像における各色彩のパターンを登録しておき、検査対象の画像上における各色彩のパターンを前記登録パターンと比較することにより、はんだの表面状態の良否を判別することができる。 In this manner, in the solder image, an image divided into red, green, and blue color regions is generated in accordance with the change in the gradient of the surface. Therefore, each color pattern in the image of the solder with a good shape is registered in advance, and the quality of the solder surface state is determined by comparing each color pattern on the image to be inspected with the registered pattern. be able to.
従来の検査装置では、上記の原理に基づき、あらかじめディジタルカラー画像を構成するR,G,Bの各階調データ毎に所定の2値化しきい値を設定しておき、前記撮像装置3により得た画像をこれら2値化しきい値により2値化することによって、赤、緑、青の各色彩領域を抽出するようにしている。また、これらの色彩領域について、あらかじめ良好な形状のはんだの画像において抽出された領域の位置、形状、大きさなどを登録しておき、検査対象の画像における色彩領域の抽出結果を登録されたデータと比較することにより、はんだの表面状態の良否を判別するようにしている。 In the conventional inspection apparatus, based on the above principle, a predetermined binarization threshold value is set in advance for each of the R, G, and B gradation data constituting the digital color image, and obtained by the imaging apparatus 3. By binarizing the image with these binarization threshold values, red, green, and blue color regions are extracted. In addition, for these color areas, the position, shape, size, etc. of the area extracted in a good-shaped solder image are registered in advance, and the color area extraction result in the image to be inspected is registered. In this way, the quality of the solder surface state is determined.
ところで、図16に示した光学系では、温度や使用時間により照明光の明るさや色合いが変動すると、画像上の明るさや色合いも変動すると考えられる。このような画像の明るさや色合いの変動は、色彩領域の抽出結果に影響を及ぼすおそれがある。特に、はんだの検査では、表面状態が良好であっても、色合いの変化により各色彩領域の特徴量が変動すると、良品の基準値をクリアできなくなり、不良と判定される可能性がある。 By the way, in the optical system shown in FIG. 16, when the brightness and hue of the illumination light vary depending on the temperature and usage time, it is considered that the brightness and hue on the image also vary. Such variations in image brightness and hue may affect the extraction result of the color region. In particular, in the solder inspection, even if the surface state is good, if the feature amount of each color region varies due to a change in hue, the reference value for a non-defective product cannot be cleared, and it may be determined as defective.
したがって、検査の精度を維持するには、2値化しきい値を頻繁に変更するのが望ましい。しかしながら、この種の検査装置では、次々に基板の供給を受けて検査を繰り返すことが要求されるから、2値化しきい値の更新によって検査を中断すると、処理効率の低下を招くおそれがある。また、2値化しきい値を更新するタイミングを正確に判断するのも困難である。 Therefore, it is desirable to frequently change the binarization threshold in order to maintain inspection accuracy. However, in this type of inspection apparatus, it is required to repeat the inspection by receiving the substrate one after another. If the inspection is interrupted by updating the binarization threshold value, the processing efficiency may be lowered. It is also difficult to accurately determine the timing for updating the binarization threshold.
一方、上記の2値化処理に代わる処理として、実装状態が良好な基板の画像をモデル画像としたパターンマッチング処理を実行する方法がある。この方法では、検査対象の画像とモデル画像との間で正規化相関演算を実行するので、照明が変動しても、判別のためのしきい値を変更せずに対応できるというメリットがある。しかしながら、検査対象のはんだの形状が少し変化しただけでも相関値が低下してしまい、判別処理にかかる正答率が悪い、という問題がある。 On the other hand, as a process replacing the above binarization process, there is a method of executing a pattern matching process using an image of a board with a good mounting state as a model image. This method has an advantage that the normalized correlation calculation is performed between the image to be inspected and the model image, so that even if the illumination fluctuates, it can be handled without changing the threshold value for discrimination. However, there is a problem that even if the shape of the solder to be inspected is slightly changed, the correlation value is lowered and the correct answer rate for the discrimination processing is poor.
また、近年の基板では、部品が微小化し、また多数の部品が実装される傾向にあるため、各部品に対するランドの面積を周辺の実装密度に応じて調整する必要が生じている。このため、同一種の部品であっても、周囲に実装される部品が比較的少ない場合と、周囲に多数の部品が実装される場合とで、ランドの大きさが異なるようになる。これを受けて、はんだフィレットの勾配も部品の実装位置によって異なるようになるから、フィレットの画像における各色彩領域の大きさや形状なども異なるものになる。 Further, in recent boards, there is a tendency that parts are miniaturized and a large number of parts are mounted. Therefore, it is necessary to adjust the land area for each part according to the peripheral mounting density. For this reason, even if it is the same kind of component, the size of the land differs between the case where a relatively small number of components are mounted around and the case where a large number of components are mounted around. In response to this, the gradient of the solder fillet also varies depending on the mounting position of the component, so the size and shape of each color region in the fillet image also differ.
たとえば、周囲に実装される部品が比較的少ない場合には、はんだ付けの安定のためにランドが大きめに形成されるから、フィレットの勾配は比較的緩やかになり、赤、緑、青の各色彩領域が適度に出現する。一方、実装密度の高い領域に実装される部品では、ランドの面積を小さくせざるを得ないから、フィレットの勾配が急になり、画像上では青色領域が優勢になり、緑色領域や赤色領域は出現しにくくなる。このように、同一種の部品であっても、画像上に現れる色彩領域の分布状態が異なるため、各色彩領域に対する判定基準値を部品毎に設定しなければ、検査精度を確保するのは困難となる。 For example, if there are relatively few parts mounted around, the land will be formed larger for soldering stability, so the fillet gradient will be relatively gentle, and red, green, and blue colors. The area appears moderately. On the other hand, in parts mounted in areas with high mounting density, the land area must be reduced, so the slope of the fillet becomes steep, the blue area predominates on the image, and the green and red areas It becomes difficult to appear. In this way, even in the same type of component, the distribution state of the color regions appearing on the image is different, so it is difficult to ensure inspection accuracy unless the determination reference value for each color region is set for each component. It becomes.
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、傾斜面の状態を検査する際に、画像の明るさや色合いが変動しても、信頼度の高い検査を実行できるようにすることを第1の目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem. When inspecting the state of an inclined surface, it is possible to perform a highly reliable inspection even if the brightness and hue of an image fluctuate. The first purpose.
さらにこの発明は、勾配が急であったり、または反対に緩やかであって、すべての光源に対応する色彩領域が出現しにくいような検査対象物についても、精度の高い検査を実行できるようにすることを、第2の目的とする。 Furthermore, the present invention makes it possible to perform a highly accurate inspection even on an inspection object in which the gradient is steep or, conversely, the color region corresponding to all the light sources hardly appears. This is the second purpose.
この発明にかかる表面状態検査方法は、表面に傾斜面を有する検査対象物に対し、互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を前記検査対象物から見た仰角が異なるように配列して照明し、前記配置位置の上方に設置した撮像手段により得られた画像を用いて前記検査対象物の表面状態を検査するものである。この発明では、画像中の検査対象物を含む検査領域を設定し、この検査領域において、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する第1のステップと、第1のステップで抽出された方向をあらかじめ設定された基準の方向と比較する第2のステップと、前記第2のステップの比較結果に基づき、前記検査対象物の表面状態の良否を判別する第3のステップとを実行する。 In the surface condition inspection method according to the present invention, a plurality of light sources that emit different colored lights are arranged and illuminated with respect to an inspection object having an inclined surface on the surface so that elevation angles viewed from the inspection object are different. The surface state of the inspection object is inspected using an image obtained by an imaging means installed above the arrangement position. In the present invention, a first step of setting an inspection region including an inspection object in an image and extracting a direction in which a hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs in the inspection region; A second step of comparing the direction extracted in the step with a reference direction set in advance, and a third step of determining the quality of the surface state of the inspection object based on the comparison result of the second step And execute.
互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を検査対象物から見た仰角が異なるように配置して照明すると、撮像手段により得られた画像中の傾斜面に対応する部分では、その勾配の大きさに応じた色彩が現れる。また、前記図17,18の例の平坦面、暖傾斜面、急傾斜面のように、傾斜面の勾配の大きさが徐々に変化する場合、この変化の方向において、各光源に対応する色彩が検査対象物から見た光源の配置の順(仰角の大きさの順)に並んで現れると考えることができる。 When a plurality of light sources that emit different colored lights are arranged and illuminated so that the elevation angles viewed from the inspection object are different, the magnitude of the gradient is obtained at the portion corresponding to the inclined surface in the image obtained by the imaging means. Depending on the color appears. Further, when the slope of the inclined surface gradually changes, such as the flat surface, warm inclined surface, and steeply inclined surface in the examples of FIGS. 17 and 18, the color corresponding to each light source in the direction of the change. Can be considered to appear side by side in the order of the arrangement of the light sources as viewed from the inspection object (in order of the magnitude of the elevation angle).
この発明において、「各光源の配列に対応した色相の変化」とは、各光源が発する色彩(発光色)を、検査対象物から見た各光源の配列の順序(仰角が小さい方から大きい方に向かう順またはその逆の順序をいう。以下も同じ。)に沿って並べたときに、その並び方向に沿って現れる色相の変化ということができる。たとえば、前記した図16の光学系によれば、赤、緑、青の順、または青、緑、赤の順に各色彩を並べたときの色相(色合い)の変化として捉えることができる。 In the present invention, the “change in hue corresponding to the arrangement of each light source” means the color (emission color) emitted from each light source in the order of the arrangement of each light source as viewed from the inspection object (the one with the smallest elevation angle to the larger one). It can be said that the hue changes along the arrangement direction when arranged along the line. For example, according to the optical system shown in FIG. 16, it can be understood as a change in hue (hue) when colors are arranged in the order of red, green, and blue, or in the order of blue, green, and red.
前記したように、傾斜面に対応する部分の画像では、その勾配の大きさが変化する方向に沿って、各光源に対応する色彩が、前記検査対象物から見た各光源の配列の順に並んで現れる。すなわち、この並び方向に、「各光源の配列に対応した色相の変化」が現れていることになる。よって、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向は、傾斜面の勾配の大きさが変化している方向(勾配が緩やかな部分から急な部分に向かう方向、または勾配が急な部分から緩やかな部分に向かう方向)を示す、と考えることができる。 As described above, in the image of the portion corresponding to the inclined surface, the color corresponding to each light source is arranged in the order of the arrangement of each light source viewed from the inspection object along the direction in which the magnitude of the gradient changes. Appears at That is, the “change in hue corresponding to the arrangement of each light source” appears in this arrangement direction. Therefore, the direction in which the hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs is the direction in which the gradient of the inclined surface changes (the direction from a gentle gradient to a steep portion, or a sharp gradient). It can be considered to indicate a direction from a gentle part to a gentle part.
画像上の明るさや色合いが変動しても、各光源の配列に対応して色相の変化が生じる方向は、変化しないと考えることができる。よって、あらかじめ、モデルの対象物の画像を用いるなどして、各光源の配列に対応した色相の変化が生じる基準の方向を設定し、検査対象の画像で抽出された方向を基準の方向と比較することによって、傾斜面の勾配が変化する方向の適否を判別することができる。 It can be considered that the direction in which the hue changes corresponding to the arrangement of the light sources does not change even if the brightness or hue on the image varies. Therefore, using a model object image in advance, set a reference direction that causes a hue change corresponding to each light source array, and compare the direction extracted from the image to be inspected with the reference direction. By doing so, it is possible to determine whether or not the direction in which the gradient of the inclined surface changes is appropriate.
また、同種の検査対象物であるのに、勾配の大きさにばらつきがある場合でも、勾配の方向は変化しないと考えられる。したがって、これらの検査対象物の1つについて前記基準の方向を設定すれば、その設定データを他の検査対象物にも適用することができ、検査情報の教示を効率良く行うことが可能になる。 Further, even if the inspection object is of the same type, the gradient direction is considered not to change even if the gradient size varies. Therefore, if the reference direction is set for one of these inspection objects, the setting data can be applied to other inspection objects, and the inspection information can be efficiently taught. .
上記の表面状態検査方法の好ましい態様では、前記複数の光源は、前記検査対象物に対し、それぞれの発光色が色相環上の色相変化の方向に沿って並ぶように配列される。たとえば、前記光源として、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する3個の光源を用いる場合には、前記仰角が赤、緑、青または青、緑、赤の順に大きくなるように、各光源が配置されることになる。また、第1のステップでは、前記検査領域内の各画素につき、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出するようにしている。 In a preferred aspect of the above surface condition inspection method, the plurality of light sources are arranged so that the respective emission colors are aligned along the direction of hue change on the hue circle with respect to the inspection object. For example, when three light sources that respectively emit red light, green light, and blue light are used as the light source, each of the elevation angles increases in the order of red, green, blue, blue, green, and red. A light source will be arranged. Further, in the first step, for each pixel in the inspection area, one-dimensional hue data whose value changes along the hue circle is acquired, and the hue data changes to a large value or a small value. The changing direction is extracted.
上記態様では、複数の光源が色相環上の色相変化の方向に沿った順序で配列されるので、画像上における各光源の配列に対応した色相の変化も、色相環の変化に対応するものとなる。また、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを用いることにより、前記各光源の配置に対応した色相の変化が生じている方向を、色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向として表すことができる。したがって、この態様によれば、前記色相の変化が生じている方向を、色相の変化量に基づくベクトルとして簡単に抽出することができる。 In the above aspect, since the plurality of light sources are arranged in the order along the direction of the hue change on the hue ring, the change in hue corresponding to the arrangement of each light source on the image also corresponds to the change in the hue ring. Become. Further, by using one-dimensional hue data whose value changes along the hue circle, the direction in which the hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs is changed to a direction in which the hue data changes to a large value or a small value. It can be expressed as a direction that changes to a value. Therefore, according to this aspect, the direction in which the hue change occurs can be easily extracted as a vector based on the hue change amount.
表面状態検査方法の他の好ましい態様では、前記第1のステップにおいて、前記検査領域内の各画素につき、前記複数の光源のうちのいずれかの色彩光に対応する色成分の強度の度合いを反映した1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出する。 In another preferable aspect of the surface state inspection method, in the first step, for each pixel in the inspection region, the degree of intensity of the color component corresponding to any one of the plurality of light sources is reflected. The obtained one-dimensional hue data is extracted, and the direction in which the hue data changes to a large value or the direction to change to a small value is extracted.
たとえば、前記図16に示した光学系を使用する場合、青色光源10に対応する青色成分、すなわち階調データBに着目すると、この階調データBは、勾配が急になるほど大きくなり、勾配が緩やかになるほど小さくなると考えることができる。したがって、この階調データBについて、他の色成分(階調データR,G)に対する比率(たとえばB/R、もしくはB/(R+G))または明度に対する比率(B/(R+G+B))を求め、これを色相データとすることができる。この場合にも、各光源の配置に対応した色相の変化が生じている方向を、色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向として表すことができるから、前記色相の変化が生じている方向を、色相の変化量に基づくベクトルとして簡単に抽出することができる。 For example, when the optical system shown in FIG. 16 is used, paying attention to the blue component corresponding to the blue light source 10, that is, the gradation data B, the gradation data B becomes larger as the gradient becomes steeper, and the gradient becomes larger. It can be considered that it becomes smaller as it becomes gentler. Therefore, for the gradation data B, a ratio (for example, B / R or B / (R + G)) or a ratio (B / (R + G + B)) to the lightness is obtained with respect to the other color components (gradation data R, G). This can be used as hue data. Also in this case, the direction in which the hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs can be expressed as the direction in which the hue data changes to a large value or the direction in which the hue data changes to a small value. The generated direction can be easily extracted as a vector based on the amount of change in hue.
上記の2つの態様のように、一次元の色相データを取得して、その変化を抽出するようにする場合には、第1のステップにおいて、前記検査領域内の複数の画素に順に着目しつつ、着目画素を通る複数の方向毎に色相データの変化量を抽出するステップと、着目した各画素について抽出した色相データの変化量を方向毎に平均化して複数のベクトルを設定するステップと、これらのベクトルの合成ベクトルを設定するステップとを実行する。この態様によれば、検査領域において、複数の方向毎にそれぞれその方向における色相の平均的な変化量を「長さ」とするベクトルを求めた後、これらのベクトルを合成することによって、前記色相環に沿う色相の変化、すなわち各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出することができる。 When acquiring one-dimensional hue data and extracting the change as in the above two aspects, in the first step, paying attention to the plurality of pixels in the inspection region in order. Extracting a hue data change amount for each of a plurality of directions passing through the pixel of interest; averaging a hue data change amount extracted for each pixel of interest for each direction to set a plurality of vectors; and And a step of setting a composite vector of the vectors. According to this aspect, in the inspection region, for each of a plurality of directions, a vector whose length is the average amount of change in hue in each direction is obtained, and then these vectors are combined to obtain the hue. It is possible to extract a hue change along the ring, that is, a direction in which a hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs.
なお、上記の態様で抽出する合成ベクトルは、検査の目的に合わせて、所定のしきい値以上の長さを持つものとするのが望ましい。しきい値よりも短い合成ベクトルしか抽出されない場合には、検査領域には、良好な傾斜面が存在しないものとみなすのが望ましい。 It should be noted that the combined vector extracted in the above-described manner preferably has a length equal to or longer than a predetermined threshold according to the purpose of inspection. When only a composite vector shorter than the threshold value is extracted, it is desirable to consider that there is no good inclined surface in the inspection region.
つぎに、この発明にかかる表面状態検査装置は、互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を検査対象物の配置位置から見た仰角が異なるように配列して成る照明手段と、前記検査対象物の配置位置の上方に配備された撮像手段と、前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段により生成された画像を取り込む画像入力手段と、前記画像入力手段が入力した画像中の検査対象物を含む検査領域を設定し、その検査領域において、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する抽出手段と、前記検査対象物の表面状態が良好であるときに前記抽出手段により抽出される基準の方向を登録する登録手段と、前記抽出手段により抽出された変化の方向を前記登録手段により登録された基準の方向と比較して、前記検査対象物の表面状態の良否を判別する判別手段と、前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具備する。 Next, the surface condition inspection apparatus according to the present invention includes a lighting unit in which a plurality of light sources that emit different colored lights are arranged so as to have different elevation angles when viewed from the arrangement position of the inspection object, and the inspection object An image input means arranged above the arrangement position, an image input means for capturing an image generated by the image pickup means with each light source of the illumination means turned on, and an image input by the image input means When an inspection area including the inspection object is set, and in the inspection area, the extraction means for extracting the direction in which the hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs, and the surface state of the inspection object is good A registration unit for registering a reference direction extracted by the extraction unit, and a direction of change extracted by the extraction unit is compared with a reference direction registered by the registration unit. Comprising a determining means for determining the quality of the surface state of the object, and output means for outputting a discrimination result by said discrimination means.
上記において、照明手段は、たとえば色彩毎に異なる径を有するリング状の光源を中心を合わせて配列したものとすることができる。また同色の光を発光する複数の発光体(LEDなど)をリング状に配列したものを、1つの光源として使用することもできる。また光源はリング状に限らず、ライン状の光源を用いることもできる。 In the above, the illumination means may be, for example, a ring-shaped light source having a different diameter for each color and arranged centering on the center. Further, a plurality of light emitters (such as LEDs) that emit light of the same color arranged in a ring shape can be used as one light source. The light source is not limited to a ring shape, and a line light source can also be used.
撮像手段は、各色彩毎の画像信号を生成可能なCCDカメラにより構成することができる。照明手段にリング状の光源を用いる場合、撮像手段は、各光源の中心軸に光軸を合わせた状態で、鉛直方向に向けて配備されるのが望ましい。 The imaging means can be constituted by a CCD camera capable of generating an image signal for each color. When a ring-shaped light source is used as the illumination unit, the imaging unit is preferably arranged in the vertical direction with the optical axis aligned with the central axis of each light source.
画像入力手段、抽出手段、登録手段、判別手段、出力手段は、同一の筐体内に配備することができる。このうち、抽出手段、登録手段、判別手段は、これらの手段の処理を実行するためのプログラムが組み込まれたコンピュータにより構成することができる。これらのコンピュータは、手段毎に設けることもできるし、各手段を1つのコンピュータで構成することもできる。 The image input unit, the extraction unit, the registration unit, the determination unit, and the output unit can be provided in the same casing. Among these, the extraction means, the registration means, and the determination means can be configured by a computer in which a program for executing the processing of these means is incorporated. These computers can be provided for each means, and each means can be constituted by one computer.
画像入力手段には、前記撮像手段からの画像信号を増幅処理するための増幅回路や、この画像信号をディジタル変換するためのA/D変換回路などを含めることができる。ただし、前記撮像手段にディジタルカメラを使用した場合には、画像入力手段は、ディジタルのカラー画像データを取り込むための入力ポートとして構成することができる。 The image input means can include an amplifier circuit for amplifying the image signal from the imaging means, an A / D conversion circuit for digitally converting the image signal, and the like. However, when a digital camera is used as the imaging means, the image input means can be configured as an input port for capturing digital color image data.
抽出手段は、前記した第1のステップを実行するためのものであり、判別手段は第2および第3のステップを実行するためのものである。登録手段は、前記照明手段や撮像手段を用いて生成された検査対象物の良品モデルの画像が入力されたときに、その画像から抽出された基準の方向をコンピュータのメモリに登録するように構成することができる。たとえば、良品モデルの画像上に検査領域を設定する操作が行われたときに、その領域内の画像データを前記抽出手段に処理させ、抽出された方向を基準の方向としてメモリに保存する手段を、登録手段とすることができる。または、良品モデルの画像上で各光源に対応する色彩が光源の配置に対応する順序で並ぶ方向を指定する操作を受け付けて、その方向を基準の方向としてメモリに保存する手段を、登録手段としてもよい。 The extracting means is for executing the first step described above, and the determining means is for executing the second and third steps. The registration unit is configured to register a reference direction extracted from the image in a computer memory when an image of a non-defective model of the inspection object generated using the illumination unit or the imaging unit is input. can do. For example, when an operation for setting an inspection area on an image of a non-defective model is performed, image data in the area is processed by the extraction unit, and the extracted direction is stored in a memory as a reference direction. , A registration means. Alternatively, a means for accepting an operation for designating a direction in which colors corresponding to each light source are arranged in an order corresponding to the arrangement of the light sources on the non-defective model image, and storing the direction in the memory as a reference direction is used as a registration means. Also good.
出力手段は、前記判別手段による判別結果を表示装置に表示する表示用インターフェースや、判別結果を外部装置に出力する出力インターフェースとして構成することができる。このほか、出力手段は、前記判別結果を、フレキシブルディスク、CD−R、光磁気ディスクなどの記憶媒体に記録する手段として構成することもできる。 The output means can be configured as a display interface for displaying the determination result by the determination means on a display device, or an output interface for outputting the determination result to an external device. In addition, the output means can be configured as means for recording the determination result on a storage medium such as a flexible disk, a CD-R, or a magneto-optical disk.
好ましい態様にかかる表面状態検査装置では、前記照明手段の各光源は、前記検査対象物に対し、それぞれの発光色が色相環上の色相変化の方向に沿って並ぶように配列される。また、前記抽出手段は、前記検査領域内の各画素につき、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出するように設定される。
前記照明手段の好ましい構成では、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する3個の光源が、赤、緑、青または青、緑、赤の順に前記仰角が大きくなるような順序で配置される。
In the surface condition inspection apparatus according to a preferred aspect, the light sources of the illuminating means are arranged so that the respective emission colors are aligned along the direction of hue change on the hue circle with respect to the inspection object. In addition, the extraction unit acquires one-dimensional hue data whose value changes along the hue circle for each pixel in the inspection region, and the hue data changes to a large value or a small value. It is set to extract the direction to perform.
In a preferred configuration of the illumination means, three light sources that respectively emit red light, green light, and blue light are arranged in such an order that the elevation angle increases in the order of red, green, blue or blue, green, and red. The
他の好ましい態様にかかる表面状態検査装置では、前記抽出手段は、前記検査領域内の各画素につき、前記複数の光源のいずれかに対応する色成分の強度の度合いを反映した1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出するように設定される。この態様においても、前記照明手段は、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する3個の光源を、赤、緑、青または青、緑、赤の順に前記仰角が大きくなるような順序で配置するのが望ましい。照明手段がこのような構成をとる場合には、前記色相データに使用する色成分として、赤色光源に対応するRの階調データ、または青色光源に対応するBの階調データを選択するのが望ましい。この場合、選択された階調データについて、他の一階調データに対する比率もしくは他の階調データの和または明度に対する比率を求めて、前記色相データとすることができる。たとえば選択した階調データがBであれば、色相データとして、B/R、もしくはB/(R+G))、またはB/(R+G+B)を求めることができる。 In the surface condition inspection apparatus according to another preferred aspect, the extracting means is one-dimensional hue data reflecting a degree of intensity of a color component corresponding to one of the plurality of light sources for each pixel in the inspection region. And the direction in which the hue data changes to a large value or the direction to change to a small value is extracted. Also in this aspect, the illuminating means includes three light sources that emit red light, green light, and blue light in the order of increasing the elevation angle in the order of red, green, blue or blue, green, red. It is desirable to arrange. When the illumination means has such a configuration, R gradation data corresponding to a red light source or B gradation data corresponding to a blue light source is selected as a color component used for the hue data. desirable. In this case, the selected gradation data can be used as the hue data by obtaining a ratio with respect to the other gradation data, or a ratio with respect to the sum or brightness of the other gradation data. For example, if the selected gradation data is B, B / R or B / (R + G)) or B / (R + G + B) can be obtained as the hue data.
さらに、前記抽出手段には、前記検査領域内の複数の画素に順に着目しつつ、着目画素を通る複数の方向毎に色相データの変化量を抽出する手段と、着目した各画素について抽出した色相データの変化量を方向毎に平均化して複数のベクトルを設定する手段と、これらのベクトルの合成ベクトルを設定する手段とを含めることができる。 Further, the extracting means focuses on the plurality of pixels in the inspection region in order, and extracts the amount of change in hue data for each of a plurality of directions passing through the pixel of interest, and the hue extracted for each pixel of interest. Means for averaging a change amount of data for each direction and setting a plurality of vectors, and means for setting a combined vector of these vectors can be included.
つぎに、この発明は、複数の部品がはんだ付けされた基板を検査する基板検査装置に適用することができる。この基板検査装置は、前記した表面状態検査装置と同様の照明手段、撮像手段、画像入力手段を具備するとともに、画像入力手段が入力した画像中のはんだ付け部位にそれぞれ検査領域を設定し、これらの検査領域毎に、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する抽出手段と、前記検査領域内のはんだの表面状態が良好であるときに前記抽出手段により抽出される基準の方向を登録する登録手段と、前記抽出手段により抽出された変化の方向を前記登録手段により登録された基準の方向と比較する処理を検査領域毎に実行して、各はんだ付け部位の良否を判別する判別手段と、前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具備するものとなる。 Next, the present invention can be applied to a board inspection apparatus for inspecting a board on which a plurality of components are soldered. This board inspection apparatus comprises the same illumination means, imaging means, and image input means as those of the surface condition inspection apparatus described above, and sets inspection areas at the soldering sites in the image input by the image input means. Extraction means for extracting the direction in which the hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs for each inspection area, and the extraction means when the surface condition of the solder in the inspection area is good A registration means for registering a reference direction and a process for comparing the direction of change extracted by the extraction means with the reference direction registered by the registration means for each inspection region, Discriminating means for discriminating between and an output means for outputting a discrimination result by the discriminating means.
上記の基板検査装置の抽出手段、登録手段、判別手段、出力手段も、基本的には前記表面状態検査装置と同様の構成にすることができる。また、この基板検査装置にも、前記表面状態検査装置と同様の態様を設定することができる。 The extraction means, registration means, discrimination means, and output means of the substrate inspection apparatus can basically have the same configuration as that of the surface condition inspection apparatus. Moreover, the same aspect as the said surface state inspection apparatus can be set also to this board | substrate inspection apparatus.
さらに、好ましい態様にかかる基板検査装置においては、前記登録手段は、前記検査対象の基板に同一種の部品が複数実装されるとき、これらの部品のうちの1つのはんだ付け部位に対して登録した基準の方向を同一種の他の部品にも適用する機能を有する。この機能によれば、基板上に同一種の部品が複数実装される場合でも、これらの部品毎に登録処理を行う必要がなくなり、検査情報の教示にかかる効率を向上することができる。
なお、登録対象の基準の方向については、前記表面状態検査装置について述べたのと同様に、ユーザーによる指定操作を受け付けて設定しても良いし、良品基板の画像を前記抽出手段に処理させて、基準の方向を抽出するようにしてもよい。また、同一種の他の部品に基準の方向を転用する場合、その部品の実装方向が先に登録された部品と異なる場合には、その実装方向の角度差を用いて基準の方向を補正する処理が必要になる。
Furthermore, in the board inspection apparatus according to a preferred aspect, when a plurality of components of the same type are mounted on the substrate to be inspected, the registration unit registers with respect to one soldering portion of these components. It has the function of applying the reference direction to other parts of the same type. According to this function, even when a plurality of components of the same type are mounted on the board, it is not necessary to perform registration processing for each of these components, and the efficiency of teaching inspection information can be improved.
The reference direction of the registration target may be set by accepting a designation operation by the user in the same manner as described for the surface condition inspection apparatus, or by causing the extraction means to process an image of a non-defective substrate. The reference direction may be extracted. Also, when the reference direction is diverted to another part of the same type, if the mounting direction of the part is different from the previously registered part, the reference direction is corrected using the angular difference of the mounting direction. Processing is required.
この発明にかかる基板検査装置によれば、はんだ付け部位の傾斜面の勾配の変化の方向が正しい方向であるかどうかを判別することによって、はんだの傾斜状態の適否を精度良く判別することができる。また、各光源の配列に対応した色相の変化の大きさや色相の変化の抽出位置に基づき、はんだの傾斜面が形成されているか否かや、その形成位置の適否を判別することもできる。さらに、同じ基板に同一の部品が複数実装される場合に、実装位置の部品の密度によってはんだの勾配が異なるようになっても、基準の方向については変化しないから、簡単かつ精度の高い検査を実行することが可能になる。 According to the board inspection apparatus according to the present invention, it is possible to accurately determine the suitability of the solder inclination state by determining whether or not the direction of change in the gradient of the inclined surface of the soldering portion is the correct direction. . It is also possible to determine whether or not the solder inclined surface is formed and whether or not the formation position is appropriate based on the magnitude of the hue change corresponding to the arrangement of each light source and the extracted position of the hue change. In addition, when multiple identical components are mounted on the same board, the reference direction does not change even if the solder gradient changes depending on the density of the components at the mounting position. It becomes possible to execute.
この発明では、検査対象の画像上で各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出することにより、傾斜面の勾配が変化する方向を求め、その方向を登録された基準の方向と比較するので、画像上の明るさや色合いが変動しても、安定した検査を行うことができる。また、画像上の明るさや色合いが変動しても、登録された基準の方向を変更する必要がないので、基板検査のように、複数の検査対象物を次々と処理しなければならない場合の利便性を高めることができる。また、勾配が急であったり、緩やかであったりして、すべての光源に対応する色彩領域が出現しにくいような検査対象物についても、傾斜面の勾配が変化する方向を抽出することにより、精度の高い検査を実行することができる。 In this invention, by extracting the direction in which the hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs on the image to be inspected, the direction in which the gradient of the inclined surface changes is obtained, and the direction is registered as a reference standard. Since it is compared with the direction, stable inspection can be performed even if the brightness and color tone on the image fluctuate. In addition, even if the brightness and color tone on the image fluctuate, there is no need to change the registered reference direction. This is convenient when a plurality of inspection objects must be processed one after another, such as a board inspection. Can increase the sex. In addition, by extracting the direction in which the slope of the inclined surface changes, for an inspection object in which the color area corresponding to all the light sources is unlikely to appear due to a steep or gentle slope, A highly accurate inspection can be performed.
図1は、この発明の一実施例にかかる基板検査装置の構成を示す。
この基板検査装置は、検査対象の基板を撮像して得た画像を処理して、前記基板上のはんだ付け部位や部品の実装状態の適否などを判別するためのもので、撮像部3,投光部4,制御処理部5,X軸テーブル部6,Y軸テーブル部7などにより構成される。
なお、図中の1Tは、検査対象の基板(以下「被検査基板1T」という。)である。また1Sは、はんだ付け状態や部品の実装状態が良好な基準基板であって、検査に先立つティーチング時に用いられる。
FIG. 1 shows the configuration of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
This board inspection apparatus is for processing an image obtained by imaging a board to be inspected to determine whether or not a soldering site on the board or a component mounting state is appropriate. The optical unit 4, the control processing unit 5, the X-axis table unit 6, the Y-axis table unit 7, and the like are included.
In addition, 1T in the figure is a substrate to be inspected (hereinafter referred to as “inspected substrate 1T”). Further, 1S is a reference board with a good soldering state and component mounting state, and is used for teaching prior to inspection.
前記Y軸テーブル部7は、基板1S,1Tを支持するコンベヤ7Aを具備し、図示しないモータによりこのコンベヤ7Aを動かして、前記基板1S,1TをY軸方向に(図の紙面に直交する方向)に沿って移動させる。前記X軸テーブル部6は、Y軸テーブル部7の上方で、撮像部3および投光部4を支持しつつ、これらをX軸方向(図の左右方向)に移動させる。 The Y-axis table unit 7 includes a conveyor 7A that supports the substrates 1S and 1T. The conveyor 7A is moved by a motor (not shown) to move the substrates 1S and 1T in the Y-axis direction (a direction orthogonal to the drawing sheet). ). The X-axis table unit 6 supports the imaging unit 3 and the light projecting unit 4 above the Y-axis table unit 7 and moves them in the X-axis direction (left-right direction in the figure).
前記投光部4は、異なる径を有する3個の円環状光源8,9,10により構成される。これらの光源8,9,10は、それぞれ赤色、緑色、青色の各色彩光を発光するもので、観測位置の真上位置に中心を合わせることにより、前記基板1S,1Tから見て、異なる仰角に対応する方向に位置するように配備される。 The light projecting unit 4 is composed of three annular light sources 8, 9, and 10 having different diameters. These light sources 8, 9, and 10 emit red, green, and blue color lights, respectively, and are positioned at a position directly above the observation position to thereby have different elevation angles as viewed from the substrates 1S and 1T. It is arranged so that it may be located in the direction corresponding to.
前記撮像部3は、カラー画像生成用のCCDカメラであって、その光軸が各光源8,9,10の中心に対応し、かつ鉛直方向に沿うように位置決めされる。これにより観測対象である基板1S,1Tからの反射光が撮像部3に入射し、三原色のカラー信号R,G,Bに変換されて制御処理部5へ入力される。 The image pickup unit 3 is a CCD camera for generating a color image, and is positioned so that its optical axis corresponds to the center of each light source 8, 9, 10 and is along the vertical direction. As a result, the reflected light from the substrates 1S and 1T to be observed enters the imaging unit 3, is converted into color signals R, G, and B of the three primary colors and is input to the control processing unit 5.
制御処理部5は、CPUを含むコンピュータを制御部11として、画像入力部12、メモリ13、撮像コントローラ14、画像処理部15、照明制御部16、XYテーブルコントローラ17、検査部18、ティーチングテーブル19、ライブラリデータ記憶部20、データ管理部21、入力部22、CRT表示部23、プリンタ24、送受信部25、外部メモリ装置26などを構成として含む。 The control processing unit 5 includes a computer including a CPU as a control unit 11, and an image input unit 12, a memory 13, an imaging controller 14, an image processing unit 15, an illumination control unit 16, an XY table controller 17, an inspection unit 18, and a teaching table 19. , A library data storage unit 20, a data management unit 21, an input unit 22, a CRT display unit 23, a printer 24, a transmission / reception unit 25, an external memory device 26, and the like.
画像入力部12は、撮像部3からの三原色の各画像信号を増幅する増幅回路や、これら画像信号をディジタル信号に変換するためのA/D変換回路などを備える。メモリ13には、各色彩毎のディジタル濃淡画像データ(以下、「階調データR,G,B」という。)のほか、これら階調データR,G,Bを処理して得られる2値画像データや色相データなどが格納される。 The image input unit 12 includes an amplification circuit that amplifies the three primary color image signals from the imaging unit 3, an A / D conversion circuit that converts these image signals into digital signals, and the like. In the memory 13, in addition to digital grayscale image data for each color (hereinafter referred to as "gradation data R, G, B"), a binary image obtained by processing these gradation data R, G, B is stored. Data, hue data, etc. are stored.
撮像コントローラ14は、撮像部3を制御部11に接続するインターフェースなどを備えるもので、制御部11からの命令に基づいて前記撮像部3を駆動したり、各色彩光の出力レベルを調整するなどの制御を行う。照明制御部16は、投光部4の各光源の光量を調整するためのものである。なお、この実施例では、赤、緑、青の各色彩光が混合されることによって白色照明が施されるように、各光源8,9,10の光量を調整するようにしている。 The imaging controller 14 includes an interface for connecting the imaging unit 3 to the control unit 11. The imaging controller 14 drives the imaging unit 3 based on a command from the control unit 11 and adjusts the output level of each color light. Control. The illumination control unit 16 is for adjusting the light quantity of each light source of the light projecting unit 4. In this embodiment, the light amounts of the light sources 8, 9, and 10 are adjusted so that white illumination is performed by mixing red, green, and blue color lights.
XYテーブルコントローラ17は、前記X軸テーブル部6およびY軸テーブル部7を制御部11に接続するインターフェースなどを含み、制御部11からの指令に基づき、X軸テーブル部6およびY軸テーブル部7の移動動作を制御する。 The XY table controller 17 includes an interface for connecting the X-axis table unit 6 and the Y-axis table unit 7 to the control unit 11, and based on commands from the control unit 11, the X-axis table unit 6 and the Y-axis table unit 7. Controls the movement movement.
ティーチングテーブル19は、基板の検査情報を記憶するための記憶部である。この検査情報には、後記する検査用ウィンドウの設定条件のほか、部品、ランド、はんだなどの検査対象について、それぞれその対象物の色彩を抽出するための2値化しきい値(R,G,B毎の2値化しきい値のほか、明度に対する2値化しきい値を含む。)や、これらの2値化しきい値により抽出されたパターンの特徴量の良否を判定するための判定基準値(位置,大きさなど特徴量の種類毎に設定される。)などが含められる。さらに、この実施例では、はんだフィレット用の検査情報として、後記する色合い変化ベクトルの基準データを登録するようにしている。 The teaching table 19 is a storage unit for storing board inspection information. In this inspection information, in addition to the setting conditions of inspection windows to be described later, binarization threshold values (R, G, B) for extracting the colors of the inspection objects such as parts, lands, and solder, respectively. In addition to the binarization threshold value for each, a binarization threshold value for lightness is included.) And a determination reference value (position for determining the quality of the pattern feature extracted by these binarization threshold values) , Etc., are set for each type of feature quantity such as size). Furthermore, in this embodiment, reference data for a hue change vector, which will be described later, is registered as inspection information for solder fillets.
ライブラリデータ記憶部20は、部品種毎の基準の検査情報(以下、「ライブラリデータ」という。)を登録するための記憶部である。この実施例では、ライブラリデータとして、後記する検査用ウィンドウの設定データや、各検査用ウィンドウで実行する検査プログラムの種類などが登録される。 The library data storage unit 20 is a storage unit for registering reference inspection information (hereinafter referred to as “library data”) for each component type. In this embodiment, setting data for an inspection window, which will be described later, the type of inspection program executed in each inspection window, and the like are registered as library data.
前記ティーチングテーブル19に登録される各種の検査情報は、検査に先立ち、前記基準基板1Sを撮像して得られた画像や前記ライブラリデータを用いて教示されるもので、基板の種類毎に、判定ファイルとしてまとめられる。前記データ管理部21は、基板の種類と判定ファイルとを対応づけるリンク情報が格納されたメモリである。制御部11は、被検査基板1Tの基板名の入力を受け付けた後、データ管理部21のリンク情報に基づき、その被検査基板1Tに対応する判定ファイルを読み出してメモリ13にセットする。画像処理部15や検査部18は、この読み出された判定ファイル内の検査情報に基づき処理を実行する。 Various types of inspection information registered in the teaching table 19 are taught using an image obtained by imaging the reference substrate 1S and the library data prior to inspection, and are determined for each type of substrate. Combined as a file. The data management unit 21 is a memory in which link information for associating a board type with a determination file is stored. After receiving the input of the board name of the board 1T to be inspected, the control unit 11 reads the determination file corresponding to the board 1T to be inspected based on the link information of the data management unit 21 and sets it in the memory 13. The image processing unit 15 and the inspection unit 18 execute processing based on the inspection information in the read determination file.
画像処理部15は、検査時に、メモリ13に格納された各階調データR,G,Bを処理して、良否判別のための各種のパラメータを抽出する。検査部18は、抽出された各パラメータを該当する検査情報と比較することにより、実装部品毎に、部品の欠落や位置ずれ、はんだ付け部位の良否などを判別する。制御部11は、これらの判別結果を総合して被検査基板1Tが良品か否かを判定する。この最終的な判定結果は、CRT表示部23やプリンタ24,あるいは送受信部25に出力される。 The image processing unit 15 processes the gradation data R, G, and B stored in the memory 13 at the time of inspection, and extracts various parameters for determining pass / fail. The inspection unit 18 compares each extracted parameter with the corresponding inspection information, and determines, for each mounted component, whether a component is missing or misaligned, whether a soldered part is good or bad, and the like. The control unit 11 determines whether the inspected substrate 1T is a non-defective product by combining these determination results. The final determination result is output to the CRT display unit 23, the printer 24, or the transmission / reception unit 25.
前記入力部22は、検査のための各種条件や検査情報の入力などを入力するためのもので、キーボードやマウスなどにより構成される。CRT表示部23(以下、単に「表示部23」という。)は、制御部11から画像データ、検査結果などの供給を受けて、これらを表示画面上に表示する。またプリンタ24は、制御部11から検査結果などの供給を受け、これを予め定められた形式でプリントアウトする。 The input unit 22 is used to input various conditions for inspection, input of inspection information, and the like, and includes a keyboard and a mouse. The CRT display unit 23 (hereinafter simply referred to as “display unit 23”) receives supply of image data, inspection results, and the like from the control unit 11 and displays them on the display screen. The printer 24 receives the inspection result from the control unit 11 and prints it out in a predetermined format.
送受信部25は、他の装置との間でデータのやりとりを行うためのもので、たとえば不良と判定された被検査基板1Tについて、その識別情報や不良の内容を後段の修正装置に送信することにより、不良箇所を速やかに修正することができる。外部メモリ装置26は、フレキシブルディスク、CD−R、光磁気ディスクなどの記憶媒体にデータを読み書きするための装置であって、前記検査結果を保存したり、検査に必要なプログラムや設定データを外部から取り込むために用いられる。 The transmission / reception unit 25 is for exchanging data with other devices. For example, for the substrate 1T to be inspected determined to be defective, the transmission / reception unit 25 transmits the identification information and the content of the defect to the subsequent correction device. Thus, the defective portion can be promptly corrected. The external memory device 26 is a device for reading / writing data from / to a storage medium such as a flexible disk, a CD-R, or a magneto-optical disk. The external memory device 26 stores the inspection results and stores programs and setting data necessary for the inspection. Used to capture from.
なお、上記構成において、画像処理部15および検査部18は、上記した各処理を実行するためのプログラムを組み込んだ専用のプロセッサにより構成される。ただし、必ずしも、専用のプロセッサを設ける必要はなく、制御部11に画像処理部15および検査部18の機能を付与するようにしてもよい。 In the above configuration, the image processing unit 15 and the inspection unit 18 are configured by a dedicated processor in which a program for executing the above-described processes is incorporated. However, a dedicated processor is not necessarily provided, and the functions of the image processing unit 15 and the inspection unit 18 may be provided to the control unit 11.
また、この実施例では、3個の円環状光源8,9,10により投光部4を構成しているが、この投光部4に代えて、図2のような構成の投光部4Aを使用してもよい。
この投光部4Aは、中心部に筒状の開口部42を有する筐体41の内部を2枚の壁部45,46を用いて区切ることにより、径方向に並ぶ3つの収容空間43R,43G,43Bを形成したものである。最も内側の収容空間43Rには赤色のLED44Rが、中央の収容空間43Gには緑色のLED44Gが、最も外側の収容空間43Bには青色のLED44Bが、それぞれ複数列にわたって配列される。筐体41の下面は、ドーム型の拡散板47により構成されており、撮像部3は、前記開口部42の上方に光軸を鉛直方向に合わせて配備される。
Further, in this embodiment, the light projecting unit 4 is constituted by the three annular light sources 8, 9, and 10, but instead of the light projecting unit 4, a light projecting unit 4A having a configuration as shown in FIG. May be used.
The light projecting portion 4A is divided into three housing spaces 43R and 43G arranged in the radial direction by dividing the inside of a housing 41 having a cylindrical opening 42 in the center portion by using two wall portions 45 and 46. , 43B are formed. A red LED 44R is arranged in the innermost accommodation space 43R, a green LED 44G is arranged in the central accommodation space 43G, and a blue LED 44B is arranged in a plurality of rows in the outermost accommodation space 43B. The lower surface of the housing 41 is constituted by a dome-shaped diffusion plate 47, and the imaging unit 3 is disposed above the opening 42 with the optical axis aligned in the vertical direction.
各収容空間43R,43G,43Bで生じた赤色光、緑色光、青色光は、拡散板47を透過した後に基板1T(1S)に照射される。よって、前記図1の投光部4と同様に、基板1T(1S)に対し、異なる仰角の方向から各色彩光を照射することができる。 The red light, the green light, and the blue light generated in the respective accommodation spaces 43R, 43G, and 43B are transmitted to the substrate 1T (1S) after passing through the diffusion plate 47. Accordingly, similarly to the light projecting unit 4 in FIG. 1, each color light can be irradiated to the substrate 1T (1S) from different elevation angles.
以下、上記基板検査装置で実行される検査の詳細について、説明する。なお、以下では、基板に搭載される頻度が高いチップ部品に検査対象を限定して説明するが、チップ部品以外の部品についても、同様の方法で検査を実行できることは言うまでもない。 The details of the inspection executed by the substrate inspection apparatus will be described below. In the following description, the inspection target is limited to chip components that are frequently mounted on a substrate. However, it is needless to say that components other than chip components can be inspected in the same manner.
図3は、チップ部品に対する検査用ウィンドウの設定例を示す。図中、W11,W12は、はんだ検査のためのウィンドウであって、基板上のランドを含むように設定される。以下、このウィンドウW11,W12を「ランドウィンドウW11,W12」という。また、W2は、部品の欠落や位置ずれなどを検査するためのウィンドウであって、以下、これを「部品ウィンドウW2」という。
さらに、前記ランドウィンドウW11,W12や部品ウィンドウW2を含む第3の検査用ウィンドウW3が設定される。このウィンドウW3は、ランドウィンドウW11,W12や部品ウィンドウW2を位置決めする際の基準となるもので、以下、これを「基準ウィンドウW3」という。
FIG. 3 shows an example of setting an inspection window for a chip component. In the figure, W11 and W12 are windows for solder inspection, and are set so as to include lands on the board. Hereinafter, the windows W11 and W12 are referred to as “land windows W11 and W12”. Further, W2 is a window for inspecting a missing part or a positional deviation of the component, and this is hereinafter referred to as a “component window W2”.
Further, a third inspection window W3 including the land windows W11 and W12 and the component window W2 is set. The window W3 serves as a reference for positioning the land windows W11 and W12 and the component window W2. Hereinafter, this window is referred to as a “reference window W3”.
各検査用ウィンドウW11,W12,W2,W3の設定条件を示す情報(ウィンドウの大きさや設定位置など)は、基板の設計データ(CADデータ)と前記ライブラリデータとをリンクさせる制御部11の処理により、自動的に作成される。CADデータには、各部品の実装位置や実装される部品の識別情報(部品種名や型番など)が含まれており、ライブラリデータも、部品名などの識別情報と各種検査情報とを対応づけた構成をとる。制御部11は、CADデータが示す各部品の実装位置に、それぞれ前記識別情報に基づき実装される部品のライブラリデータを適用して、各検査用ウィンドウW11,W12,W2,W3の具体的な大きさおよび設定位置を定める。ここで定められた検査用ウィンドウW11,W12,W2の大きさや設定位置が、前記設定条件としてティーチングテーブル19に登録されることになる。 Information indicating the setting conditions of the inspection windows W11, W12, W2, and W3 (window size, setting position, and the like) is obtained by processing of the control unit 11 that links the board design data (CAD data) and the library data. Created automatically. The CAD data includes the mounting position of each component and the identification information (component type name, model number, etc.) of the mounted component, and the library data also associates identification information such as the component name with various inspection information. Take the configuration. The control unit 11 applies the library data of the component mounted based on the identification information to the mounting position of each component indicated by the CAD data, and the specific size of each inspection window W11, W12, W2, W3. Determine the position and setting position. The sizes and setting positions of the inspection windows W11, W12, and W2 determined here are registered in the teaching table 19 as the setting conditions.
検査時には、前記登録された設定条件に基づき、各検査用ウィンドウW11,W12,W2,W3を設定した後、基準ウィンドウW3でランドを抽出する。そして、その抽出結果に基づき、前記ランドウィンドウW11,W12や部品ウィンドウW2の設定位置を微調整する。 At the time of inspection, after setting each inspection window W11, W12, W2, W3 based on the registered setting condition, the land is extracted by the reference window W3. Based on the extraction result, the setting positions of the land windows W11 and W12 and the component window W2 are finely adjusted.
なお、ランドの抽出は、ランドの色彩を抽出する2値化処理を実行した後、その2値画像をx,yの各軸方向に投影する処理により行うことができる。または、基準ウィンドウW3内の画像をモノクロ画像に変換してエッジを抽出し、その抽出結果からランドに対応するエッジを抽出するようにしてもよい。 The land can be extracted by performing a binarization process for extracting the color of the land and then projecting the binary image in the x and y axis directions. Alternatively, the image in the reference window W3 may be converted into a monochrome image to extract an edge, and the edge corresponding to the land may be extracted from the extraction result.
各検査用ウィンドウW11,W12,W2が設定されると、これらのウィンドウ毎にそれぞれ登録された検査情報に基づく検査を実行する。なお、前記部品ウィンドウW2については、従来と同様に、前記2値化しきい値を用いて部品の色彩パターンを抽出し、そのパターンの面積や重心などの特徴量を用いた検査を実行する。よって、以下では、ランドウィンドウW11,W12で実行されるフィレット検査について、詳細な説明を展開することにする。 When each inspection window W11, W12, W2 is set, an inspection based on the inspection information registered for each of these windows is executed. For the component window W2, as in the prior art, a color pattern of a component is extracted using the binarized threshold value, and an inspection using a feature quantity such as the area and the center of gravity of the pattern is executed. Therefore, in the following, a detailed description of the fillet inspection executed in the land windows W11 and W12 will be developed.
フィレットを検査する場合には、図4に示すように、各ランドウィンドウW11,W12内の画像のうち、部品電極52aの端縁からランドウィンドウW11,12の外側端縁までの範囲(図中、網点を付した範囲)を処理対象とする。以下、この網点の範囲に対応する領域31,32を「検査領域31,32」という。なお、この図4では、つぎの図5にならって、チップ部品の部品本体の画像を51aとし、電極の画像を52aとしている。 When inspecting the fillet, as shown in FIG. 4, the range from the edge of the component electrode 52a to the outer edge of the land window W11, 12 in the images in the land windows W11, W12 (in the figure, (A range with halftone dots) is the processing target. Hereinafter, the areas 31 and 32 corresponding to the range of the halftone dots are referred to as “inspection areas 31 and 32”. In FIG. 4, the image of the component body of the chip component is 51a and the image of the electrode is 52a, following FIG.
図5は、チップ部品のはんだフィレットについて、画像上に現れる色彩の分布状態(上段)と実際の形状を側方から見た状態(下段)とを対応づけて示す。なお、この図5では、部品本体を51、電極を52、フィレットを53とし、これらの画像を51a,52a,53aとして示す。 FIG. 5 shows the distribution state of the color appearing on the image (upper stage) and the state when the actual shape is viewed from the side (lower stage) with respect to the solder fillet of the chip part. In FIG. 5, the component main body is 51, the electrode is 52, the fillet is 53, and these images are shown as 51a, 52a, and 53a.
図5(A)は、フィレット53の形状が良好な場合の例である。この場合のフィレット53では、部品51に近い部分が急斜面、基板1に近い部分が平坦面、両者の中間部が暖傾斜面となるから、画像上の色彩は、フィレット53aの下端から上端に向かう方向PAに沿って、赤、緑、青の順に変化する。一方、図5(B)は、不良な場合の例であって、ぬれ性不良やはんだ過多のために、フィレット53が形成されず、はんだが山状に盛り上がった不良部位54になる。このような不良部位54では、部品51に近い部分が平坦面、基板1に近い部分が急斜面、両者の中間部が暖傾斜面となる。したがって、不良部位の画像54aの色彩は、良品の場合とは逆の方向、すなわち上端から下端に向かう方向PBに沿って、赤、緑、青の順に変化することになる。 FIG. 5A shows an example where the shape of the fillet 53 is good. In the fillet 53 in this case, a portion close to the component 51 is a steep slope, a portion close to the substrate 1 is a flat surface, and an intermediate portion between them is a warm inclined surface. along the direction P a, to change red, green, in the order of blue. On the other hand, FIG. 5B shows an example of a defective case, and due to poor wettability and excessive solder, the fillet 53 is not formed, and a defective portion 54 in which the solder swells up is formed. In such a defective portion 54, a portion close to the component 51 is a flat surface, a portion close to the substrate 1 is a steep slope, and an intermediate portion therebetween is a warm slope. Accordingly, the color of the image 54a of the defective portion changes in the order of red, green, and blue along the direction P B that is opposite to that of the non-defective product, that is, the direction P B from the upper end to the lower end.
このように、画像上のはんだ付け部位の赤、緑、青の色彩の分布状態は、はんだの傾斜状態によって異なるものとなる。ただし、いずれの場合にも、傾斜面の勾配が小さい方から大きい方に向かって、赤、緑、青の順に色彩が変化する。この変化は、色相環に沿った変化と同様である。 As described above, the distribution state of red, green, and blue colors of the soldered portion on the image varies depending on the inclination state of the solder. However, in any case, the color changes in the order of red, green, and blue from the smaller gradient of the inclined surface to the larger gradient. This change is the same as the change along the hue circle.
したがって、前記検査領域31,32内の各画素につき、それぞれ赤みが強くなるほど小さくなり、青みが強くなるほど大きくなるように値が変化する1次元の色相データを求め、各方向における色相データの変化量を算出すると、前記図5の方向PA,PBのように、赤、緑、青の順に色彩が変化する方向では、この変化量は所定値以上の大きさを持つものになる。これに対し、上記のような色彩の変化が現れていない方向では、色相の変化量は前記所定値より小さくなる。また、青、緑、赤の順に色彩が変化する方向では、前記色相の変化量はマイナス値になると考えることができる。 Accordingly, for each pixel in the inspection regions 31 and 32, one-dimensional hue data whose value decreases so that the redness becomes stronger and the blueness becomes stronger is obtained, and the change amount of the hue data in each direction is obtained. In the direction in which the color changes in the order of red, green, and blue as in the directions P A and P B in FIG. On the other hand, the hue change amount is smaller than the predetermined value in the direction where the color change does not appear. In the direction in which the color changes in the order of blue, green, and red, it can be considered that the amount of change in hue is a negative value.
そこで、この実施例では、赤の側から青の側への色相の変化が現れる方向を示すベクトルを色合い変化ベクトルと定義して、前記1次元の色相データを用いて色合い変化ベクトルを抽出し、このベクトルの大きさや方向を用いてフィレットの良否を判別するようにしている。 Therefore, in this embodiment, a vector indicating the direction in which the hue change from the red side to the blue side appears is defined as a hue change vector, and the hue change vector is extracted using the one-dimensional hue data, Whether the fillet is good or bad is determined using the magnitude and direction of the vector.
前記画像処理部15は、前記色合い変化ベクトルの抽出のために、検査領域31,32内の各画素につき、それぞれR,G,Bの各階調データから成る3次元の画像データを1次元の色相データHに変換する。この変換処理では、R,G,Bの値を相互に比較し、これらの中の最大値VmaxがR,G,Bのいずれであるかによって、下記の(1)(2)(3)式のいずれかを選択して演算を実行する。なお、(1)〜(3)式中のrr,bb,ggは、それぞれ(4)(5)(6)式により求められる。また、(4)〜(6)において、VminはR,G,Bの中の最小値である。 In order to extract the hue change vector, the image processing unit 15 converts three-dimensional image data composed of R, G, and B gradation data into one-dimensional hue for each pixel in the inspection regions 31 and 32, respectively. Convert to data H. In this conversion process, the values of R, G, and B are compared with each other, and depending on whether the maximum value V max among them is R, G, or B, the following (1) (2) (3) Select one of the expressions to perform the operation. In addition, rr, bb, and gg in the equations (1) to (3) are obtained by equations (4), (5), and (6), respectively. In (4) to (6), V min is the minimum value among R, G, and B.
R=Vmaxのとき H=(bb−gg)*π/3 ・・・(1)
G=Vmaxのとき H=2+(rr−bb)*π/3 ・・・(2)
B=Vmaxのとき H=4+(gg−rr)*π/3 ・・・(3)
When R = V max H = (bb−gg) * π / 3 (1)
When G = V max H = 2 + (rr−bb) * π / 3 (2)
When B = V max H = 4 + (gg−rr) * π / 3 (3)
rr=(Vmax−R)/(Vmax−Vmin) ・・・(4)
gg=(Vmax−G)/(Vmax−Vmin) ・・・(5)
bb=(Vmax−B)/(Vmax−Vmin) ・・・(6)
rr = (V max -R) / (V max -V min) ··· (4)
gg = (V max -G) / (V max -V min) ··· (5)
bb = (V max -B) / (V max -V min) ··· (6)
R,G,Bが256階調(8ビット)で表されるものとすると、上記の演算による色相データHの値は、理論的には0〜(4+π/3)の範囲で変化する(R=255、G=B=0のときにHは最小値の0になり、R=G=0、B=255のときにHは最大値の4+π/3になる。)。
さらに、この実施例では、この数値変化の範囲が0〜10になるように、下記の(7)式を用いてHの値を補正するようにしている。
H1=H*10/(4+π/3) ・・・(7)
Assuming that R, G, and B are represented by 256 gradations (8 bits), the value of the hue data H obtained by the above calculation theoretically changes in the range of 0 to (4 + π / 3) (R When H = 255 and G = B = 0, H becomes the minimum value 0, and when R = G = 0 and B = 255, H becomes the maximum value 4 + π / 3.
Further, in this embodiment, the value of H is corrected using the following equation (7) so that the range of the numerical change is 0-10.
H1 = H * 10 / (4 + π / 3) (7)
上記の色相データH,H1は、赤みが強くなるほど小さくなり、青みが強くなるほど大きくなる。したがって、検査領域31,32において、前記色相データH1に所定のしきい値を上回る変化が現れている場合には、その変化の方向を色合い変化ベクトルの方向として設定することができる。 The above hue data H and H1 become smaller as the redness becomes stronger, and becomes larger as the blueness becomes stronger. Therefore, in the inspection areas 31 and 32, when a change exceeding a predetermined threshold appears in the hue data H1, the direction of the change can be set as the direction of the hue change vector.
この実施例では、上記の原理に基づき、図6に示すような手順で色合い変化ベクトルを抽出するようにしている。以下、この図6の処理の内容を、図7〜13に示す具体例を参照しながら、詳細に説明する。なお、図6では、各ステップをST101〜107の符号により示している。以下の説明でも、これにならって「ステップ」を「ST」と略す。また、図7〜13では、左から右に向かう方向をx軸の正方向、下から上に向かう方向をy軸の正方向とし、部品の横幅方向がx軸方向に沿っているものとする。 In this embodiment, based on the above principle, a hue change vector is extracted by a procedure as shown in FIG. Hereinafter, the contents of the processing in FIG. 6 will be described in detail with reference to the specific examples shown in FIGS. In addition, in FIG. 6, each step is shown with the code | symbol of ST101-107. In the following description, “step” is also abbreviated as “ST”. 7 to 13, the direction from left to right is the positive direction of the x-axis, the direction from bottom to top is the positive direction of the y-axis, and the horizontal direction of the component is along the x-axis direction. .
図7は、前記チップ部品51に対する右側のランドウィンドウW11内に設定された検査領域31における前記色相データH1の算出例を示している。説明を簡単にするために、この例では、検査領域31の大きさを、x軸方向に5画素、y軸方向に7画素としている。 FIG. 7 shows an example of calculation of the hue data H1 in the inspection region 31 set in the right land window W11 for the chip part 51. In order to simplify the explanation, in this example, the size of the inspection region 31 is 5 pixels in the x-axis direction and 7 pixels in the y-axis direction.
図6の色合い変化ベクトルの抽出処理では、まず最初のST101において、図8に示すような3画素×3画素のマスクMを前記検査領域の左上端に初期設定する。以下、このマスクM内の9つの画素gを、行・列の関係に基づき座標(i,j)(i,j=1,2,3)で表すものとする。また各画素gについても、それぞれの座標を用いて画素gijと記す。 In the process of extracting the hue change vector in FIG. 6, first, in ST101, a 3 × 3 pixel mask M as shown in FIG. 8 is initially set at the upper left corner of the inspection area. Hereinafter, the nine pixels g in the mask M are represented by coordinates (i, j) (i, j = 1, 2, 3) based on the row / column relationship. Each pixel g is also referred to as a pixel g ij using the respective coordinates.
つぎのST102では、マスクM内の各画素gijについて、それぞれ中央の画素g22との間の色相データの差(gij−g22)を算出する。これらのうち、画素g22同士の演算結果以外の値は、前記画素g22から見た周囲8方向における色相の変化量を表すものとなる。各画素gij毎に得た算出値は、それぞれマスクMにおけるその画素の座標(i,j)に対応づけてメモリ13に保存される。 In the next ST102, for each pixel g ij in the mask M, a difference (g ij −g 22 ) in hue data from the center pixel g 22 is calculated. Of these, values other than the operation result between the pixel g 22 becomes to represent the color variation in the surrounding eight directions as viewed from the pixel g 22. The calculated value obtained for each pixel g ij is stored in the memory 13 in association with the coordinates (i, j) of the pixel in the mask M.
以下、マスクMが検査領域31の右下に位置合わせされるまで、マスクMを1画素ずつ移動させながら、各位置において前記色相の変化量を算出する処理を実行する(ST102〜104)。 Subsequently, the process of calculating the hue change amount at each position is performed while moving the mask M pixel by pixel until the mask M is aligned with the lower right of the inspection region 31 (ST102 to ST104).
図9は、前記図7に示したデータ構成の検査領域31に前記マスクMを走査した場合に、各位置において前記マスクMから抽出された色相データの構成を示す。なお、以下では、マスクMがy軸方向に沿って走査されるものとして、マスクMを検査領域31の左側端縁に合わせて行う走査を「1列目の走査」といい、マスクMを1画素右にずらして行う走査を「2列目の走査」といい、マスクMをさらに1画素右にずらして行う走査を「3列目の走査」という。 FIG. 9 shows a configuration of hue data extracted from the mask M at each position when the mask M is scanned on the inspection area 31 having the data configuration shown in FIG. In the following, assuming that the mask M is scanned along the y-axis direction, scanning performed by aligning the mask M with the left edge of the inspection region 31 is referred to as “first-row scanning”. Scanning performed by shifting pixels to the right is referred to as “second column scanning”, and scanning performed by shifting the mask M further to the right by one pixel is referred to as “third column scanning”.
図10は、前記1列目の走査において、前記マスクMにより抽出された色相データに前記ST102の処理を実行した結果を示したものである。図11は2列目の走査について、図12は3列目の走査について、それぞれ図10と同様の処理結果を示したものである。 FIG. 10 shows the result of performing the process of ST102 on the hue data extracted by the mask M in the scanning of the first column. FIG. 11 shows the same processing results as FIG. 10 for the second row scanning, and FIG. 12 shows the same processing results for FIG.
このように、マスクMを1画素ずつ動かしながら、各位置においてST102を実行することにより、前記8方向毎の色相の変化量を表すデータ配列が15組抽出されることになる。最終位置における処理が終了すると、ST103が「YES」となってST105に進み、前記色相の変化量について方向毎に平均値を求める処理が実行される。 In this way, by executing ST102 at each position while moving the mask M pixel by pixel, 15 sets of data arrays representing hue change amounts in the eight directions are extracted. When the process at the final position is completed, ST103 is “YES”, the process proceeds to ST105, and a process for obtaining an average value for each direction of the hue change amount is executed.
ST105では、具体的には、前記15組のデータ配列に含まれるデータを、それぞれマスクMにおける相対座標が同じ画素毎にまとめて平均値Iijを算出する。たとえば、前記マスクの左上端の画素g11について言えば、各走査位置で画素g11につき求めた変化量(1列目の−1,+1,+1,+2,+2、2列目の−1,+1,+2,+4,+5、3列目の+1,+2,+1,+3,+4)の平均値I11を求めることにより、+1.8という値を得ることができる。他の画素g12〜g33についても、同様にして、平均値I12〜I33が求められる。 In ST105, specifically, the average value I ij is calculated by grouping data included in the 15 sets of data arrays for each pixel having the same relative coordinate in the mask M. For example, regarding the pixel g 11 at the upper left corner of the mask, the amount of change obtained for the pixel g 11 at each scanning position (−1, +1, +1, +2, +2 in the first column, −1, + 1, + 2, + 4, + 5,3 row + 1, + 2, + 1, + 3, by obtaining the average value I 11 of + 4), it is possible to obtain a value of + 1.8. Similarly, average values I 12 to I 33 are obtained for the other pixels g 12 to g 33 .
図13は、前記15組のデータ配列から前記ST105の処理により求めた平均値Iijの算出結果を示す。この結果によれば、中央の画素g22より左側の画素g11,g21,g31における平均値I11,I21,I31が正になっているとともに、画素g22より右側の画素g13,g23,g33における平均値I13,I23,I33は負になっている。よって、色合い変化ベクトルは、x軸の負の方向を向いているものと推測することができる。 FIG. 13 shows the calculation result of the average value I ij obtained by the process of ST105 from the 15 sets of data arrays. According to this result, the average values I 11 , I 21 , I 31 in the pixels g 11 , g 21 , g 31 on the left side of the central pixel g 22 are positive, and the pixel g on the right side of the pixel g 22 is positive. 13, the average value I 13 in g 23, g 33, I 23 , I 33 is negative. Therefore, it can be estimated that the hue change vector is oriented in the negative direction of the x-axis.
図6の処理では、色合い変化ベクトルを特定するために、さらに以下のような処理を実行する。まず、ST106において、前記ST105で算出された各平均値Iijを用いて、x軸方向およびy軸方向における色相の変化量Cx,Cyを算出する。この算出処理は、濃淡画像のエッジ抽出処理に用いられるソーベルフィルタを応用した演算により行われる。具体的には下記の(8)(9)式が使用される。 In the process of FIG. 6, the following process is further executed in order to specify the hue change vector. First, in ST 106, using the average value I ij calculated in the ST105, the amount of change in hue in the x axis direction and y axis direction Cx, calculates the Cy. This calculation process is performed by calculation using a Sobel filter used for edge extraction processing of a grayscale image. Specifically, the following formulas (8) and (9) are used.
Cx=(I13+2I23+I33)−(I11+2I21+I31) ・・・(8)
Cy=(I11+2I12+I13)−(I31+2I32+I33) ・・・(9)
Cx = (I 13 + 2I 23 + I 33 ) − (I 11 + 2I 21 + I 31 ) (8)
Cy = (I 11 + 2I 12 + I 13 ) − (I 31 + 2I 32 + I 33 ) (9)
上記の変化量CxおよびCyは、検査領域において、色相データが増加に向かう方向およびその変化量を、x,yの各軸に分解して示したものと考えることができる。よって、ST107では、これらCx,Cyが示すベクトルを合成したものを色合い変化ベクトルとして、このベクトルの長さおよび方向をCx,Cyから算出するようにしている。 The above-described change amounts Cx and Cy can be considered as the direction in which the hue data increases and the change amount in the inspection region are decomposed into the x and y axes. Therefore, in ST107, a combination of the vectors indicated by Cx and Cy is used as a hue change vector, and the length and direction of this vector are calculated from Cx and Cy.
ST107では、前記CxおよびCyにより表される2つのベクトルの合成ベクトルの長さおよび方向を算出する処理を実行する。この実施例では、合成ベクトルの方向を、x軸の正方向に対してベクトルがなす角度θとして定義し、Cx,Cyの値に応じて下記の(A)〜(E)式のいずれかを用いて算出するようにしている。また、ベクトルの長さは(F)式により求められる。
Cx>0およびCy≧0のとき
θ=tan−1(Cy/Cx)・・・(A)
Cx>0およびCy<0のとき
θ=tan−1(Cy/Cx)+360 ・・・(B)
Cx<0のとき θ=tan−1(Cy/Cx)+180 ・・・(C)
Cx=0およびCy>0のとき θ=0 ・・・・・(D)
Cx=0およびCy<0のとき θ=180 ・・・(E)
In ST107, processing for calculating the length and direction of the combined vector of the two vectors represented by Cx and Cy is executed. In this embodiment, the direction of the combined vector is defined as an angle θ formed by the vector with respect to the positive direction of the x axis, and any one of the following formulas (A) to (E) is set according to the values of Cx and Cy. It is made to calculate using. Moreover, the length of a vector is calculated | required by (F) Formula.
When Cx> 0 and Cy ≧ 0
θ = tan −1 (Cy / Cx) (A)
When Cx> 0 and Cy <0
θ = tan −1 (Cy / Cx) +360 (B)
When Cx <0 θ = tan −1 (Cy / Cx) +180 (C)
When Cx = 0 and Cy> 0, θ = 0 (D)
When Cx = 0 and Cy <0, θ = 180 (E)
前記図13に示した平均値の算出例の場合、上記の(8)(9)式から、Cx=−17.11、Cy=0.07となる。すなわち、赤の側から青の側に向かう色相の変化は、x軸方向においては負の方向(図の左側)を向くベクトルにより表され、y軸方向においては正の方向(図の上側)を向くベクトルにより表されると、考えることができる。 In the case of the average value calculation example shown in FIG. 13, Cx = −17.11 and Cy = 0.07 from the above equations (8) and (9). That is, the change in hue from the red side to the blue side is represented by a vector pointing in the negative direction (left side in the figure) in the x-axis direction, and a positive direction (upper side in the figure) in the y-axis direction. It can be thought of as being represented by a facing vector.
さらに、上記のCxおよびCyの値を用いてST107を実行した場合、合成ベクトルの角度θの算出については、(C)が適用されることから、θ=179.77°となる。また、ベクトルの長さDについては、(F)式により、D=17.11となる。
この算出結果によれば、前記した推論どおり、色合い変化ベクトルは、x軸の負の方向を向いていることになる。
Further, when ST107 is executed using the above-described values of Cx and Cy, (C) is applied to the calculation of the angle θ of the combined vector, and θ = 179.77 °. The vector length D is D = 17.11 according to the equation (F).
According to this calculation result, as described above, the hue change vector is oriented in the negative direction of the x axis.
前記図7に示した検査領域31は、部品の右側のランドウィンドウW11に設定されたものであるから、色合い変化ベクトルの望ましい方向は、前記図5に示した方向PA、すなわちx軸の負の方向となる。上記の演算結果によれば、例示の検査領域31から抽出された色合い変化ベクトルの方向は前記望ましい方向PAに適合しており、前記検査領域31には、良好な状態のフィレットが存在すると考えることができる。 Since the inspection area 31 shown in FIG. 7 is set in the land window W11 on the right side of the part, the desirable direction of the hue change vector is the direction P A shown in FIG. Direction. According to the above calculation result, the direction of the hue change vectors extracted from the inspection region 31 of the illustrated complies with the desired direction P A, in the inspection region 31 is considered to fillet a good condition exists be able to.
この実施例のフィレット検査では、ランドウィンドウW11,W12内にそれぞれ検査領域31,32を設定し、これらの検査領域31,32毎に上記の色合い変化ベクトルの抽出処理を実行した後、抽出されたベクトルの方向をあらかじめ登録された基準の方向と比較する。ただし、いずれかの検査領域において抽出された色合い変化ベクトルの大きさが所定のしきい値より小さい場合には、その検査領域内には、赤から青の方向への色相変化は現れていないものとみなす。言い換えれば、検査領域内には、フィレットに該当する傾斜面が含まれていないということになる。 In the fillet inspection of this embodiment, the inspection areas 31 and 32 are set in the land windows W11 and W12, respectively. After the above-described hue change vector extraction processing is performed for each of the inspection areas 31 and 32, the extraction is performed. The direction of the vector is compared with a pre-registered reference direction. However, if the magnitude of the hue change vector extracted in any inspection area is smaller than the predetermined threshold value, no hue change from red to blue appears in the inspection area. It is considered. In other words, the inspection area does not include an inclined surface corresponding to the fillet.
図14は、前記色合い変化ベクトルの基準の方向の教示例を示す。この例では、作業者が、画像上で赤,緑,青の順に色彩が変化している方向を視認しながら、ランドの端縁部から部品の中央部Cに向けてカーソルを移動する操作を行うことによって、そのカーソルの移動方向(図中、矢印f,kで示す。)を基準の方向として指定するようにしている。指定された方向f,kは、それぞれx軸の正の方向に対する角度に変換され、前記ティーチングテーブル19に登録される。 FIG. 14 shows a teaching example of the reference direction of the hue change vector. In this example, the operator moves the cursor from the edge of the land toward the center C of the component while visually confirming the direction in which the color changes in the order of red, green, and blue. By doing so, the direction of movement of the cursor (indicated by arrows f and k in the figure) is designated as the reference direction. The designated directions f and k are converted into angles with respect to the positive direction of the x axis, respectively, and are registered in the teaching table 19.
図15は、前記基板検査装置における検査の手順を示す。この手順の実行に先立ち、係員は、前記入力部22を用いて被検査基板1Tの基板名などを入力する作業を行っており、これに応じて、被検査基板1Tに対応する判定ファイルが読み出されてメモリ13にセットされ、図15の手順がスタートする。なお、この手順は、1枚の被検査基板1Tに対して行われるもので、被検査基板1Tの数に応じて繰り返されることになる。なお、この図15では、処理の開始をST1とする。 FIG. 15 shows an inspection procedure in the substrate inspection apparatus. Prior to the execution of this procedure, the clerk performs an operation of inputting the board name of the board 1T to be inspected using the input unit 22, and the determination file corresponding to the board 1T to be read is read accordingly. Is set in the memory 13 and the procedure of FIG. 15 is started. This procedure is performed for one board to be inspected 1T, and is repeated according to the number of boards to be inspected 1T. In FIG. 15, the start of the process is ST1.
ST1では、被検査基板1TがY軸テーブル部7に搬入され、撮像部3による撮像が開始される。つぎに、制御部11は、前記判定ファイル内の位置決めデータに基づき、被検査基板1Tに撮像部3および投光部4を位置合わせして、前記基板1Tの画像を生成する。そして、生成された画像上の各部品に検査用ウィンドウW11,W12,W2,W3を設定する。 In ST1, the inspected substrate 1T is carried into the Y-axis table unit 7, and imaging by the imaging unit 3 is started. Next, the control unit 11 aligns the imaging unit 3 and the light projecting unit 4 with the substrate to be inspected 1T based on the positioning data in the determination file, and generates an image of the substrate 1T. Then, inspection windows W11, W12, W2, and W3 are set for each component on the generated image.
つぎのST3では、最初の検査対象部品につき、前記基準ウィンドウW3内で両側のランドを抽出する処理を行い、その抽出結果に応じてランドウィンドウW11,W12の位置を補正する。つぎのST4では、この部品について、フィレットの検査を実行するかどうかをチェックする。この判定が「YES」であれば、以下、ST5〜9を順に実行する。 In the next ST3, for the first part to be inspected, a process of extracting lands on both sides in the reference window W3 is performed, and the positions of the land windows W11 and W12 are corrected according to the extraction result. In the next ST4, it is checked whether or not to perform a fillet inspection for this part. If this determination is “YES”, then ST5 to ST9 are executed in order.
なお、このST5〜9は、2つのランドウィンドウW11,W12毎に個別に行われるものであるが、以下では、説明を簡単にするために、ランドウィンドウW11のみを処理対象にして説明する。また、この説明でも、部品の横幅方向がx軸方向に沿っているものとする。 Note that ST5 to 9 are individually performed for each of the two land windows W11 and W12. However, for the sake of simplicity, only the land window W11 will be described below as a processing target. Also in this description, it is assumed that the horizontal width direction of the component is along the x-axis direction.
まず、ST5では、前記ランドウィンドウW11において、前記部品の電極とフィレットとの境界位置を抽出する処理を実行する。この処理のために、前記判定ファイルには、あらかじめ、電極の画像の色彩(一般に赤みが強い色彩である。)を抽出するための2値化しきい値(R,G,B毎に設定される。)や、電極の縦幅の長さに相当する画素数が登録される(これらのデータも前記ライブラリデータから転用することができる。)。ST5では、ランドウィンドウW11内の画像を前記2値化しきい値により2値化した後、ランドウィンドウW11の内側(部品の側)から外側に向かう方向をサーチ方向として、そのサーチ方向に直交するラインに順に着目しつつ、前記電極の色彩が前記縦幅の長さに相当する画素数分連なっているラインを抽出する。ここで電極の色彩が現れているラインが抽出される状態から抽出されない状態に移行したときのサーチ位置のx座標を、前記電極とフィレットとの境界位置として認定する。 First, in ST5, processing for extracting a boundary position between the electrode of the component and the fillet is executed in the land window W11. For this processing, the determination file is set in advance for each of the binarization threshold values (R, G, B) for extracting the color of the electrode image (generally a color with a strong redness). Or the number of pixels corresponding to the vertical length of the electrode is registered (these data can also be diverted from the library data). In ST5, after the image in the land window W11 is binarized by the binarization threshold value, the direction from the inner side (part side) to the outer side of the land window W11 is set as the search direction, and the line is orthogonal to the search direction. The lines in which the colors of the electrodes are continuous for the number of pixels corresponding to the length of the vertical width are extracted. Here, the x-coordinate of the search position when the line where the color of the electrode appears is shifted from the extracted state to the non-extracted state is recognized as the boundary position between the electrode and the fillet.
このようにして、電極とフィレットとの境界位置が抽出されると、つぎのST6では、その抽出された境界位置からランドウィンドウW11の外側端縁までの範囲に検査領域31を設定する。続くST7では、設定された検査領域31内の各画素につき、それぞれ前記(1)〜(7)式を用いて色相データH1を求める。ST8では、画素毎の色相データH1を用いて、検査領域31における色合い変化ベクトルを抽出する処理を実行する。このST8では、前記図6に示した一連の処理が実行されるもので、色合い変化ベクトルの方向を表す角度θおよび長さDが算出される。 When the boundary position between the electrode and the fillet is thus extracted, in the next ST6, the inspection region 31 is set in a range from the extracted boundary position to the outer edge of the land window W11. In subsequent ST7, the hue data H1 is obtained for each pixel in the set inspection region 31 using the equations (1) to (7). In ST8, a process for extracting a hue change vector in the inspection region 31 is executed using the hue data H1 for each pixel. In ST8, the series of processes shown in FIG. 6 is executed, and an angle θ and a length D representing the direction of the hue change vector are calculated.
つぎのST9では、抽出された色合い変化ベクトルを用いて、フィレットが形成されているか否かやそのフィレットの傾斜面の良否を判別する。
この判別処理では、まず色合い変化ベクトルの長さDを所定のしきい値(前記(F)式の場合、10程度にするとよい。)と比較する。この比較において、前記長さDがしきい値以上であれば、前記角度θをあらかじめ登録された基準の角度と比較する。そして基準の角度に対する前記角度θの差が所定のしきい値(たとえば10°)以内であれば、フィレットは良好に形成されていると判断する。他方、前記角度差が前記しきい値を上回る場合には、フィレットの傾斜状態は不適であると判断する。また、前記ベクトルの長さDがしきい値を下回る場合には、検査領域31にはフィレットに該当する傾斜面は含まれていないと判断する。
In the next ST9, it is determined whether or not a fillet is formed and the quality of the inclined surface of the fillet using the extracted hue change vector.
In this discrimination process, first, the length D of the hue change vector is compared with a predetermined threshold value (in the case of the formula (F), it may be about 10). In this comparison, if the length D is equal to or greater than a threshold value, the angle θ is compared with a reference angle registered in advance. If the difference of the angle θ with respect to the reference angle is within a predetermined threshold (for example, 10 °), it is determined that the fillet is well formed. On the other hand, if the angle difference exceeds the threshold value, it is determined that the tilted state of the fillet is inappropriate. If the vector length D is less than the threshold value, it is determined that the inspection area 31 does not include an inclined surface corresponding to a fillet.
このようにしてフィレットの検査が終了すると、ST10に進み、その他の検査(部品の有無や位置ずれなど)を実行する。この検査については、従来と同様であるので、詳細は省略する。 When the fillet inspection is completed in this way, the process proceeds to ST10, and other inspections (such as the presence / absence of parts and positional deviation) are performed. Since this inspection is the same as the conventional one, the details are omitted.
以下、同様にして,画像上の各部品に対する検査を順に実行する。各部品に対する判別結果は、メモリ13に一時保存される。また、1画面分の検査が終了すると、前記X軸テーブル部6やY軸テーブル部7を動かして撮像部3の視野を変更し、再度撮影を行って、得られた画像上の部品について、同様の検査を実行する。 Thereafter, in the same manner, the inspection for each part on the image is sequentially executed. The determination result for each component is temporarily stored in the memory 13. When the inspection for one screen is completed, the X-axis table unit 6 and the Y-axis table unit 7 are moved to change the field of view of the imaging unit 3, and imaging is performed again. A similar test is performed.
すべての部品に対する処理が終了すると、ST11が「YES」となってST12に進み、前記メモリ13に保存された判別結果に基づき、不良と判別された部位があったか否かを判別する。ここで不良部位があると判別すると、ST13に進んで、被検査基板1Tは不良であると判定する。他方、いずれの部品についても良判定が得られている場合には、ST14に進み、前記被検査基板1Tは良品であると判定する。この後は、ST15に進み、前記判定結果を出力して処理を終了する。 When the processing for all the parts is completed, ST11 becomes “YES”, and the process proceeds to ST12. Based on the determination result stored in the memory 13, it is determined whether or not there is a part determined to be defective. If it is determined that there is a defective portion, the process proceeds to ST13, where it is determined that the inspected substrate 1T is defective. On the other hand, if the good determination is obtained for any of the components, the process proceeds to ST14 and it is determined that the inspected substrate 1T is a good product. Thereafter, the process proceeds to ST15, the determination result is output, and the process is terminated.
なお、上記の実施例では、ティーチング時には、作業者の操作に応じて色合い変化ベクトルの基準方向を登録するものとしたが、これに限らず、検査時と同様の処理によってランドウィンドウW11,W12内の色合い変化ベクトルを抽出し、その抽出結果を登録するようにしてもよい。この場合には、検査時に抽出された色合い変化ベクトルと登録された色合い変化ベクトルとの間で、方向および長さを比較することができる。 In the above embodiment, at the time of teaching, the reference direction of the hue change vector is registered according to the operation of the operator. However, the present invention is not limited to this, and the land windows W11 and W12 are processed by the same processing as that at the time of inspection. May be extracted, and the extraction result may be registered. In this case, the direction and length can be compared between the hue change vector extracted at the time of inspection and the registered hue change vector.
さらに、ティーチング時に、色合い変化ベクトルの抽出位置を登録するようにしてもよい。この場合、検査時の色合い変化ベクトルの抽出位置を登録された位置と比較することによって、フィレットの位置ずれを検出することが可能である。 Further, the extraction position of the hue change vector may be registered during teaching. In this case, it is possible to detect the misalignment of the fillet by comparing the extracted position of the hue change vector at the time of inspection with the registered position.
さらに、この色合い変化ベクトルによれば、基板上に複数の同一部品が実装される場合、そのうちの1つの部品について色合い変化ベクトルの基準方向を登録すれば、他の部品にもその登録データを転用することができる。前記したように、同一部品であっても、その周辺の実装密度によってフィレットの傾斜角度が異なる可能性があるが、色合い変化ベクトルの方向は変動しない。したがって、同一部品間におけるフィレットの傾斜角度にばらつきがあっても、共通の検査情報を使用することが可能になり、ティーチングにおける効率を向上することができる。また、ランドが小さいために急峻になり、2値化処理では青色領域しか抽出されないようなフィレットについても、色合い変化ベクトルならば、その勾配の変化の方向を抽出することが可能になるから、フィレット検査の精度を大幅に高めることができる。
なお、色合い変化ベクトルの基準方向は、ライブラリデータとして登録しておくこともできる。
Further, according to the color change vector, when a plurality of identical components are mounted on the board, if the reference direction of the color change vector is registered for one of the components, the registered data is transferred to other components. can do. As described above, even if the parts are the same, the inclination angle of the fillet may be different depending on the peripheral mounting density, but the direction of the hue change vector does not change. Therefore, even if there is a variation in the inclination angle of the fillet between the same parts, it is possible to use common inspection information and improve the efficiency in teaching. Also, for a fillet that is steep due to the small land and only the blue region is extracted in the binarization process, the direction of the gradient change can be extracted with the hue change vector. Inspection accuracy can be greatly increased.
The reference direction of the hue change vector can be registered as library data.
また、上記の実施例で使用した色相データH1は、着目する画素の色彩が色相環の赤から青までの範囲のどの位置に相当するかを示すものであるが、これに代えて、たとえば青色光源に対応する階調データBについて、下記(10)式による色相データbを求めてもよい。 Further, the hue data H1 used in the above embodiment indicates which position in the range from red to blue of the hue circle the color of the pixel of interest corresponds to, but instead of this, for example, blue For the gradation data B corresponding to the light source, the hue data b according to the following equation (10) may be obtained.
上記(10)式による色相データbは、画素の明度を決定する色成分のうちの青色成分の割合を示すものである。この色相データbも、前記色相データH1と同様に、青みが強くなるほど大きくなり、赤みが強くなるほど小さくなるから、先の実施例と同様の方法で色合い変化ベクトルを設定し、そのベクトルの方向からフィレットの傾斜方向を判別することができる。 The hue data b according to the above equation (10) indicates the ratio of the blue component of the color components that determine the brightness of the pixel. Similarly to the hue data H1, the hue data b increases as the bluish color increases and decreases as the redness increases. Therefore, a hue change vector is set in the same manner as in the previous embodiment, The inclination direction of the fillet can be determined.
さらにこの実施例では、異なる色彩光を発光する光源8,9,10を使用してカラー画像を処理するようにしたが、これに代えて、これらの光源8,9,10を白色光源にしてモノクロカメラで撮像する場合にも、上記した実施例と同様の処理を実行することが可能である。
たとえば、最初に光源8を点灯させて撮像し、得られた濃淡画像データをRの階調データとみなしてメモリ13に一時保存する。次に光源9を点灯させて撮像し、得られた濃淡画像データをGの階調データとみなしてメモリ13に一時保存する。最後に光源10を点灯させて撮像し、得られた濃淡画像データをBの階調データとみなしてメモリ13に一時保存する。このように、順に取得した3枚の濃淡画像データを、それぞれをR,G,Bの階調データとして取り扱い、上記した実施例を適用して色合い変化ベクトルの抽出処理を実行する。この方法によれば、画像データの生成に必要な時間は長くなるが、その後は、カラー画像を使用する場合と同様のアルゴリズムでフィレットの検査を実行することができる。
Furthermore, in this embodiment, the color images are processed using the light sources 8, 9, and 10 that emit different color lights. Instead, these light sources 8, 9, and 10 are used as white light sources. Even when imaging with a monochrome camera, it is possible to execute the same processing as in the above-described embodiment.
For example, the light source 8 is first turned on to take an image, and the obtained grayscale image data is regarded as R gradation data and temporarily stored in the memory 13. Next, the light source 9 is turned on for imaging, and the obtained grayscale image data is regarded as G gradation data and temporarily stored in the memory 13. Finally, the light source 10 is turned on to take an image, and the obtained grayscale image data is regarded as B gradation data and temporarily stored in the memory 13. In this way, the three shaded image data acquired in sequence are handled as R, G, and B gradation data, respectively, and the hue change vector extraction process is executed by applying the above-described embodiment. According to this method, the time required for generating the image data becomes long, but thereafter, the fillet inspection can be executed by the same algorithm as that in the case of using the color image.
1T 被検査基板
3 撮像部
4 投光部
5 制御処理部
8,9,10 光源
11 制御部
15 画像処理部
18 検査部
19 ティーチングテーブル
23 CRT表示部
25 送受信部
26 外部メモリ装置
1T Board to be inspected 3 Imaging unit 4 Projecting unit 5 Control processing unit 8, 9, 10 Light source 11 Control unit 15 Image processing unit 18 Inspection unit 19 Teaching table 23 CRT display unit 25 Transmission / reception unit 26 External memory device
Claims (10)
前記画像中の検査対象物を含む検査領域を設定し、この検査領域において、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する第1のステップと、第1のステップで抽出された方向をあらかじめ設定された基準の方向と比較する第2のステップと、前記第2のステップの比較結果に基づき、前記検査対象物の表面状態の良否を判別する第3のステップとを実行することを特徴とする表面状態検査方法。 A plurality of light sources that emit different colored lights are arranged and illuminated with respect to an inspection object having an inclined surface on the surface so that elevation angles viewed from the arrangement position of the inspection object are different, and above the arrangement position In a method for inspecting the surface state of the inspection object using an image obtained by an installed imaging means,
A first step of setting an inspection region including an inspection object in the image, and extracting a direction in which a hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs in the inspection region, and extracting in the first step A second step of comparing the determined direction with a preset reference direction, and a third step of determining the quality of the surface state of the inspection object based on the comparison result of the second step A surface condition inspection method characterized by:
前記第1のステップでは、前記検査領域内の各画素につき、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出するようにした請求項1に記載された表面状態検査方法。 The plurality of light sources are arranged so that the respective emission colors are arranged along the direction of hue change on the hue ring with respect to the inspection object,
In the first step, for each pixel in the inspection area, one-dimensional hue data whose value changes along the hue circle is acquired, and the hue data changes to a large value or changes to a small value. The surface state inspection method according to claim 1, wherein a direction in which to perform the extraction is extracted.
前記検査対象物の配置位置の上方に配備された撮像手段と、
前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段により生成された画像を取り込む画像入力手段と、
前記画像入力手段が入力した画像中の検査対象物を含む検査領域を設定し、その検査領域において、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する抽出手段と、
前記検査対象物の表面状態が良好であるときに前記抽出手段により抽出される基準の方向を登録する登録手段と、
前記抽出手段により抽出された変化の方向を前記登録手段により登録された基準の方向と比較して、前記検査対象物の表面状態の良否を判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具備して成る表面状態検査装置。 Illumination means comprising a plurality of light sources that emit different color lights and arranged such that the elevation angles when viewed from the arrangement position of the inspection object are different,
Imaging means arranged above the position of the inspection object;
An image input means for capturing an image generated by the imaging means in a state where each light source of the illumination means is turned on;
An extraction means for setting an inspection area including an inspection object in the image input by the image input means, and extracting a direction in which a hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs in the inspection area;
Registration means for registering a reference direction extracted by the extraction means when the surface condition of the inspection object is good;
A determination unit that compares the direction of change extracted by the extraction unit with a reference direction registered by the registration unit to determine whether the surface state of the inspection object is good;
A surface condition inspection apparatus comprising output means for outputting a discrimination result by the discrimination means.
前記抽出手段は、前記検査領域内の各画素につき、色相環に沿って値が変化する1次元の色相データを取得して、この色相データが大きな値に変化する方向または小さな値に変化する方向を抽出する請求項5に記載された表面状態検査装置。 Each light source of the illuminating means is arranged so that each emission color is aligned along the direction of the hue change on the hue ring with respect to the inspection object,
The extraction unit acquires one-dimensional hue data whose value changes along the hue circle for each pixel in the inspection area, and the direction in which the hue data changes to a large value or a small value. The surface condition inspection device according to claim 5, wherein the surface condition inspection device is extracted.
互いに異なる色彩光を発光する複数の光源を検査対象の基板から見た仰角が異なるように配列して成る照明手段と、
前記基板の上方に配備された撮像手段と、
前記照明手段の各光源を点灯させた状態で前記撮像手段により生成された画像を取り込む画像入力手段と、
前記画像入力手段が入力した画像中のはんだ付け部位にそれぞれ検査領域を設定し、これらの検査領域毎に、各光源の配列に対応した色相の変化が生じている方向を抽出する抽出手段と、
前記検査領域内のはんだの表面状態が良好であるときに前記抽出手段により抽出される基準の方向を登録する登録手段と、
前記抽出手段により抽出された変化の方向を前記登録手段により登録された基準の方向と比較する処理を検査領域毎に実行して、各はんだ付け部位の良否を判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果を出力する出力手段とを具備して成る基板検査装置。 An apparatus for inspecting a board on which a plurality of components are soldered,
Illumination means comprising a plurality of light sources that emit different color lights arranged so that the elevation angles when viewed from the substrate to be inspected are different,
Imaging means disposed above the substrate;
An image input means for capturing an image generated by the imaging means in a state where each light source of the illumination means is turned on;
Extraction means for setting an inspection region at each soldering site in the image input by the image input means, and extracting a direction in which a hue change corresponding to the arrangement of each light source occurs for each of the inspection regions;
Registration means for registering the reference direction extracted by the extraction means when the surface condition of the solder in the inspection area is good;
A determination unit that performs a process of comparing the direction of change extracted by the extraction unit with a reference direction registered by the registration unit for each inspection region, and determines whether each soldering part is good or bad;
A substrate inspection apparatus comprising: output means for outputting a discrimination result by the discrimination means.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064801A (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Daiichi Jitsugyo Viswill Co Ltd | Lighting system and appearance inspection device equipped with it |
US8077307B2 (en) | 2008-04-09 | 2011-12-13 | Orbotech Ltd. | Illumination system for optical inspection |
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EP3070431B1 (en) * | 2014-01-08 | 2023-12-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Visual inspection device and visual inspection method |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064801A (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Daiichi Jitsugyo Viswill Co Ltd | Lighting system and appearance inspection device equipped with it |
US8077307B2 (en) | 2008-04-09 | 2011-12-13 | Orbotech Ltd. | Illumination system for optical inspection |
EP3070431B1 (en) * | 2014-01-08 | 2023-12-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Visual inspection device and visual inspection method |
JPWO2021019611A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | ||
WO2021019611A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | 株式会社Fuji | Illuminating unit |
JP7189351B2 (en) | 2019-07-26 | 2022-12-13 | 株式会社Fuji | lighting unit |
CN116518877A (en) * | 2023-05-25 | 2023-08-01 | 北京工业大学 | Cross-arranged longitude-latitude color light source and surface topography detection method |
JP7650343B1 (en) | 2023-12-15 | 2025-03-24 | Ckd株式会社 | Solder fillet inspection device and solder fillet inspection method |
JP2025095544A (en) * | 2023-12-15 | 2025-06-26 | Ckd株式会社 | Solder fillet inspection device and solder fillet inspection method |
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