JPH08210820A - 部品実装基板の外観検査装置における被検査部の認識方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複数の照明により得られる映像を
基に対象の外観等を検査する装置において複数の映像を
基に対象部品の位置や方向を検出するための処理方法の
改善を目的とする。具体的には、ＩＣなど電子部品のは
んだ接合部の良否検査を行う検査装置において、同一の
映像を利用し、部品の実装位置ずれや実装極性の判別を
行うのに適した画像抽出処理、および認識処理方式の改
善を目的としている。 【構成】 本発明の基本構成は上記目的を達成するた
め、テレビカメラから得られる１ないし複数の対象映像
を利用し、以下の手順で対象の認識を実行する。１）対
象位置概略区分処理、２）対象映像サンプリング、３）
２値化など映像変換処理、４）対象位置精密検出

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検査対象への光の照射
特性、たとえば照射角度が相違する複数組の照明器を用
い、対象への照射光を順次切替えて得られる複数の映像
情報をもとに前記検査対象の外観状態を認識し判定を行
う外観検査装置で、例えばプリント配線基板上の電子部
品の実装位置や、はんだ付接合部など光沢面を有する対
象の外観形状や外観状態の良否判定を行う検査装置にお
ける認識処理方式に関し、具体的には前記の複数の映像
情報、またはその一部を利用した検査対象部品の位置や
方向を検出する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】外観検査機の応用分野は多岐に渡り、ま
た検査方式についても多様なものがある。例えば最近高
密度化、多様化が進展しているプリント基板上の電子部
品の実装状態や、はんだ付け接合部の外観検査機なども
その例である。

【０００３】すなわち、電子機器に使用されるプリント
配線基板の実装工程では、基板上に搭載された電子部品
を接合するはんだ付部分の良否が製品信頼性を左右する
ため、作業能率の向上や作業品質確保を目的とした、は
んだ付外観検査の自動化、機械化が一般化している。ま
た、はんだ付け検査とは別に、部品の実装位置や取付け
方向の検査も重要である。すなわち、はんだ接合に異常
がなくても、有極性コンデンサやＩＣの実装方向が逆向
きである場合、電子機器の性能に致命的な問題を生じる
ためである。

【０００４】従来、電子部品を対象とする外観検査機
は、はんだ付け良否検査機と部品自体の実装状態の検査
機とに分かれていた。しかし、最近の多品種少量生産へ
の移行に伴い、双方の機能を一つの検査機に複合する多
機能検査機が増加している。このような検査機では、は
んだ良否判定以外に、電子部品の位置ずれや欠品、さら
に有極性コンデンサの取付け極性を濃淡画像から検出す
ることが可能になってきた。しかし、ＩＣの取付け方向
については、本来目視検査用に設定されている極性判別
マ−クが微細で検出が困難であることから、検査機能と
して確立しておらず、一般にはＩＣ上面にシルク印刷さ
れた文字を認識することが可能な実装検査機を併用設置
する方法が採られてきた。

【０００５】このため、ＩＣ極性判別をより確実に実行
できる認識方式の開発と同時に、このような機能を、は
んだ付け外観検査機自体に付加することが要望されてい
た。

【０００６】ここで、より具体的に、ＩＣの極性判別マ
−クの例について説明する。

【０００７】図２はＩＣパッケ−ジ１０の上面図であ
り、実際には図の上下左右４方向にリ−ド（図示せず）
が配置されている。この部品の極性マ−ク１０Ｍは図の
右側下にある（部品４隅のうち、１箇所がマ−ク１０Ｍ
に示すよう大きなカット、他の３箇所が小さなカット）
カット部分で、これにより極性判別、取付け方向が確認
できる。

【０００８】図３は別のタイプのＩＣパッケ−ジ１１の
上下２方向のリードを省略した上面図であり、この部品
の極性マ−ク１１Ｍは半円形にカットされている。

【０００９】図４は更に別のタイプのＩＣパッケ−ジ１
２の上面であり、極性判別マ−クがパッケ−ジ上面の一
隅に刻印されたプレスマ−クの形を採っている。このプ
レスマ−クＭの断面形状には、その拡大図に示すように
マーク１２Ｍａやマーク１２Ｍｂに示すように断面に種
々のものがあるが、いずれも円形であり、部品種類毎に
径が相違する。 なお、断面図は上下方向に誇張して示
してあり、実際の深さは極めて微小である（例えば１０
０ミクロン前後の凹み）。なお、図２、図３、図４にお
いて、１３はＩＣパッケ−ジ上面部、１４はその周囲に
形成されている面とりテ−パ部を表す。

【００１０】このように、ＩＣの実装極性は所定位置に
おけるカットマ−ク、あるいは円形マ−クの有無によっ
て判別しなければならない

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】例えば、上に述べたよ
うな、ＩＣパッケージの極性判定、取付け位置判定につ
いて述べると次のような問題点がある。

【００１２】１）検出対象映像が微弱：ＩＣパッケ−ジ
は一般に黒色プラスチックであるため光学反射レベルが
低いが、さらにこれを介し、その中の映像変化位置また
は領域として、マ−ク部分を抽出しなければならない。

【００１３】２）多様な背景：ＩＣが実装されている周
辺の基板上には、単純なレジスト面のほかにシルク印刷
や配線などマ−ク映像に比較して映像レベルが相対的に
高い部分があり、このような背景を含む画像の中から目
的とする部品位置やマ−クを認識する必要がある。

【００１４】３）種々の外乱：検出対象であるＩＣパッ
ケ−ジ部分は、部品種類により材質や加工方法に伴う反
射特性の相違があり、また、場合によっては照明変動に
よる反射輝度レベルのドリフトを生じる場合がある。

【００１５】本発明は、前記した、従来困難であったＩ
Ｃ実装極性判別と同時にＩＣの実装位置の高精度検出を
可能とする認識方式の提供を目的とする。

【００１６】具体的には、照明光を対象面に投射し、対
象からの反射光を撮像装置で映像信号に変換し、この映
像信号から上記検出を行うことが可能な認識方法及び装
置の提供を目的としている。

【００１７】本発明の他の目的は、このような方法及び
装置を採用することにより、従来のはんだ付け良否検査
機に上記認識方式を一体化し複合化することにある。

【００１８】さらに、本発明は、はんだ接合部の検査を
行うために生成した映像情報を、同時にＩＣの位置ずれ
や実装極性判定に利用できるようにするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明による認識処理方法の基本原理フローチャー
トを図１に示す。

【００２０】本発明は、必要に応じて、検査対象位置の
概略区分を行う。すなわち、 １）−１：撮像された被
検査対象部品の映像パターンから、検査対象範囲を限定
するため、検査対象の映像レベルが一定値以下である場
合と一定値以上の領域は対象範囲外とする。 １）−
２：更に、教示情報により、検査対象範囲を限定する。

【００２１】ここで、前記１）−１と１）−２の対象位
置概略区分は本発明においては必ずしも必須の要件では
ないがこのような方法で検査範囲を小さくすることは検
査の時間の短縮を図る上で効果がある。

【００２２】このようして、検査範囲が限定された段階
で、 ２）：前記１）により限定された範囲から更にし
きい値等の映像変換条件を得るために、該当部分の典型
的な反射特性を示す位置のサンプリング領域を設定し、
検査対象部品の映像をサンプリングする。 ３）：この
ようにして、サンプリングされた被検査対象部品の映像
パターン信号は対象部分の画素毎に２値化等の映像変換
処理を行い単純化したパターンとする。 ４）：この対
象部分の単純化したパターンの認識により、電極マーク
を検出する。

【００２３】このようにして検出された画像は検出対象
を抽出したものであり、これを利用して対象の境界位置
や変化位置の検出など、検査目的に応じた検出処理を行
う。

【００２４】

【作用】対象位置概略区分で、不要領域を除外すること
により、検査対象範囲が限定され、多様な背景画像を事
実上消去できるため、対象の映像レベルが低くても認識
処理が比較的容易となる。また、対象範囲外を示す情報
が、画面内において局部的、離散的であっても、検査対
象の基本形状や実装条件が指定されている場合は、局部
情報を含む、かなり大きな領域を対象範囲外として区分
できる。これにより、検査の時間の短縮を図ることがで
きる。一方、部品の実装条件や検査対象の位置的条件に
よっては、上記対象位置概略区分を割愛できるが、この
ような場合でも対象の映像レベル範囲を限定して処理す
ることは、異常な状態の検出を可能とする意味を持つ。

【００２５】典型的な反射特性を示す部分の対象映像サ
ンプリングにより、対象部品の領域を確認するための情
報すなわち、しきい値を、照明変動や対象部品の反射特
性の変化にかかわらず得ることができ、２値化あるい
は、多値化処理などの映像変換処理により、種々の外乱
への対応が可能となる。変換条件の決定方法としては、
サンプリング映像における輝度分布ヒストグラムの測定
結果に基づく集中分布位置などの利用、輝度平均値や代
表値の利用、輝度ばらつきの粗さのチェック、など、対
象の種類や目的に応じた種々の方法が考えられる。この
ようにして得た対象部分を特徴化し、単純化したパター
ンデータにより、被検査対象の境界の位置や変化位置の
検出など、パターン認識により、検査目的に応じた検出
処理を行う。

【００２６】以上に説明した本発明の原理を用いること
により、種々のＩＣの実装位置ずれや実装極性の判定を
確実に実行できる。特に本発明の原理は、多段環状照明
による映像手段を用いた場合に最も効果的に作用する。

【００２７】また、本発明の考え方は、プリント基板上
のＩＣ検査以外を対象とする各種の検査においても一般
的な手段として利用することができる。

【００２８】

【実施例】以下本発明の実施例について、プリント基板
上に搭載された電子部品の一例としてＩＣの場合につい
て説明する。

【００２９】実施例の対象となっているＩＣの場合、検
出すべき電極を示すマ−クはパッケ−ジの一部をカット
またはプレスしたものである。従ってカットマ−クの場
合はパッケ−ジ上面部の端部境界位置を検出する。プレ
スマ−クの場合はそのパッケ−ジ上面における円形の境
界位置を検出すればよいが、それぞれ、これらの境界位
置はパッケ−ジ上面からの面とり、あるいはテ−パ部分
として形成されている。

【００３０】このような構造を有するパッケ−ジをクロ
−ズアップし、マ−ク形状を抽出する上で、対象となる
ＩＣを上面から照射する照明以外に、傾斜方向から照射
する照明装置を設置し、これら照射装置による複数の映
像を利用することができる多段照明方式の検査装置が有
利である。

【００３１】特にＩＣのように、部品の境界位置やマ−
クが部品上面部に対し勾配を持つテ−パ部分で構成され
る部品の場合、境界部の抽出に傾斜照明による映像が効
果的である。

【００３２】すなわち、撮像装置を上方向、真上に設置
した場合、上段からの照明光は主に部品上面（撮像装置
の光軸と直角に交差する平面）の反射光を受光し、下段
の傾斜方向からの照明光は主に面とりテ−パ部分（撮像
装置の光軸と斜めに交差する平面）の反射光を、それぞ
れ撮像装置に受光させるからである。

【００３３】また、プレスマ−カが円形であること、カ
ット部も部品実装条件によってはプリント基板平面上
で、４ないし８方向に設置されることを考慮すると、照
明は撮像装置の光軸を中心に設定されるリング状のもの
が適している。

【００３４】本発明は必ずしもこのような段差照明式検
査装置を用いる必要はないが、本発明を最も有効に実施
できる装置であるため、以下この装置を用いた例につい
て説明する。

【００３５】なお、段差照明式検査装置そのものについ
ては、例えば、基本原理が特公平５−２１４０３に示さ
れている。

【００３６】図５は段差照明式検査装置の基本システム
構成を示す図で、１はリング状の照明器で１−１は上段
照明、１−２は中上段照明、１−３は中下段照明、１−
４は下段照明装置である。２はテレビカメラ等の撮像装
置、３は被検査ＩＣパッケージ１０を搭載した基板を移
動する移動テーブル、４は撮像装置２の映像信号、５は
ＡＤ変換器等を含む記憶装置、６は照明切り替え装置、
７はコード生成部、８は移動テーブル制御装置、９は認
識処理部である。

【００３７】次にこの動作を説明する。光投射角度が相
違する多段構造(図の場合は４段でリング状)の照明器１
から光が照射される。検査対象であるＩＣパッケージ１
０を介した反射光は撮像装置２で受光される構造になっ
ており、照明を切替えることにより得られる複数組の映
像信号が、対象面の輝度分布パタ−ンの形で画像記憶装
置５に記憶される。この画像記憶装置５の記憶内容に基
づきコ−ド生成部７が検査対象の各画素毎に輝度レベル
を示すコ−ドパタ−ンを生成する。さらにこれを利用し
て認識処理部９が対象の立体形状の認識ならびに良否判
定を実行する。 この認識処理分の動作フローチャート
は、図１に示すとおりである。なお、コ−ド生成部７は
はんだ付け検査の場合の実用機では、リング状照明を、
上段、中上段、中下段、および下段を切替て得られる複
数の映像の輝度レベルから、対象の平坦部から急角度部
分までを、８ないし１０段階で記述した角度コ−ドを画
素単位で生成する。後段の認識装置でその角度コードの
分布状態から検査対象の形状判定を行う。ところが、Ｉ
Ｃパッケージのマークの検出では原理的に角度コードま
で求める必要はないので本実施例では前に述べた通り輝
度レベルを示すコ−ドによる検査を行う。

【００３８】このような構成の検査装置において、各照
明毎に得られる映像信号は当然前記したＩＣの位置ずれ
や極性判別に適した情報を含むので、位置ずれや極性を
認識することも可能となる。

【００３９】以下、ＩＣ部品の実装位置および実装極性
の判定をモデルとした実施例を用いて本発明の内容をさ
らに詳細に説明する。

【００４０】なお、前にも述べたとおり、以下に説明す
る本発明の典型的実施例においては、必ずしも段差照明
を切り換えて得た映像情報すべてを用いる必要はなく、
検査対象面からの反射光が検出しようとする面の状態を
最も的確に表わす段の照明（１段のみ）を用いればよ
い。したがって、撮像装置より得る映像情報は、前述の
はんだ検査の場合のような画素毎の角度コードデータで
はなく、輝度を表すデータとなる。

【００４１】以下、本実施例においては一例として輝度
レベルはコード：Ａ、Ｂ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの７種類
とする。なお、実用機では例えば２５６段階の多階調の
輝度レベルを用いる。

【００４２】図６および図７は、図２に示したＩＣパッ
ケージにおける極性マーク１０Ｍの有無認識についての
実施例の説明図である。

【００４３】初めに、検出対象位置の該略を区分するた
め、プリント基板上の正しい搭載位置と極性は、あらか
じめ検査機への教示情報として与えられているから、こ
の情報に基づいた位置に実装検査ウインドウを設定す
る。

【００４４】撮像装置２で撮像された該当部分の映像
は、記憶装置５を経て、コード生成部７において、輝度
レベルに応じたコ−ド分布のパタ−ンとして生成され
る。このウインド内のコード化された映像を図６（ｉ）
に示す。図において１３はＩＣパッケ−ジ上面、１４は
パッケ−ジ周囲の面とりテ−パ部分、１５はＩＣリ−ド
を示し、前に述べたとおり、コードＡ、Ｂ、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅは各画素に対応した輝度レベルを示してい
る。図５のこの例の場合は図５の下段照明１−３または
１−４を照射した映像を示したもので、同一材質であっ
てもパッケ−ジ上面より勾配を持つテ−パ部分の方が輝
度レベルが平均的に高くなっている。

【００４５】なお、ここで、輝度レベルコードの高、低
の関係は次のようになっている。

【００４６】Ｂ≫ｅ＞ｄ＞ｃ＞ｂ＞ａ≪Ａ まず、ウインド内の映像をサ−ベイすると、リ−ド１５
の部分が、検査対象であるパッケ−ジに比較して極度に
輝度レベルが高いことが分かる。教示情報により、ウイ
ンド内のＩＣパッケ−ジは取付けれている方向がウイン
ドの右下であること（すななわち、ウインド内はＩＣパ
ッケ−ジの左上の部分）が分かっているので、この輝度
レベルの高い領域、つまり、ウインドの左（矢印Ｘ−Ｘ
で示す）、および上側（矢印Ｙ−Ｙで示す）が検査対象
外であると判定される。このようにして、検査対象外を
図６（ｉｉｉ）に点記号で示すように分離する。

【００４７】これが、前に述べた図１の１）対象位置概
略区分である。

【００４８】この対象位置概略区分は必要に応じて行な
われ、このような方法で検査範囲を小さくすることは検
査の時間の短縮を図る上で効果がある。

【００４９】なお、この情報は、間接的にＩＣの存在
と、その概略位置を与えていることになる。

【００５０】次に、図１の２）検出対象映像サンプリン
グを行う。これは検出対象部分の特徴的、典型的な反射
特性を示す箇所のサンプリングを行うものである。すな
わち、ＩＣパッケ−ジ上に一定の面積を持つ映像サンプ
リング領域：１０２（すなわち、特定範囲）を設定し、
この領域内の輝度レベルの度数分布をチェックする。こ
の場合、サンプリング領域：１０２内の度数分布は図６
（ｉｉ）の実線のように輝度レベルｂを中心に持つ集中
的な特性を示す。

【００５１】そこで、輝度レベルｂを中心に下限値Ｓｂ
１、上限値Ｓｂ２をしきい値と決定する。このしきい
値、下限値Ｓｂ１、上限値Ｓｂ２を用いて、ウインド内
の映像を画素毎に状態別に別けるために２値化すると、
図６（ｉｉｉ）の１／０コ−ドパタ−ンの画像を得る。
これが、前に述べた、図１の３）２値化処理などの映像
変換処理である。

【００５２】このような画像を得た段階でパッケ−ジ位
置や形状を検出できる。

【００５３】なお、このしきい値を決定するための基準
となる輝度レベルの代表値は図１４に示すよう最も発生
頻度の高い値：イ、または平均値：ロ、あるいは中央
値：ハ等、状況に応じて選択する。なお、同図におい
て、縦軸は発生度数、横軸は輝度レベルである。

【００５４】次に、図１の４）対象位置検出を行なう。
これを図７により説明する。前記の１／０コ−ドパタ−
ンの段階でのＩＣ実装位置および実装極性判定方法が図
７である。まず、図７（ｉ）の画像において、図のｙ方
向各列におけるコ−ド１の個数を調べると（ｉｉ）の特
性が得られ、個数が急激に増加する位置をパッケ−ジの
ｙ方向境界位置として検出する。同様に（ｉｉｉ）に示
すようにｘ方向境界位置を検出する。このようにして検
出された位置を基準にカット部を仮想した同面積の三角
形の領域を設定し、両領域の映像、または１／０コ−ド
情報を比較する。カットの画面である場合は両領域の映
像、または１／０コ−ド分布に大きな差異があり、カッ
ト部でなければ両領域の映像、またはコ−ド分布に大き
な差異がないことから、カットの有無が判別できる。こ
の方法は簡易なテンプレ−トマッチング手法に相当する
が、検査目的を限定した場合極めて効果的である。な
お、２個の領域間に不感帯を設置することにより、判別
性能が向上する場合が多い。また、前記領域は正方形ほ
かの形状でもよく、かならずしも同寸法とは限らない。
なおパッケ−ジ位置形状検出結果をカット部の教示長さ
と比較する方法も、カット有無の判別に利用できる。

【００５５】なお、必要に応じてさらにテ−パ部分の画
像抽出を行うこともできる。前述の図６に戻り、上記位
置検出結果を利用し、図６（ｉ）に一点鎖線示すように
テ−パ部分１４にサンプリング領域１０４を設定し、こ
れから得られる図６（ｉｉ）の一点鎖線の特性から輝度
レベルｄを中心に下限値Ｓｄ１、上限値Ｓｄ２をしきい
値とし、ウインド内対象領域の映像を２値化すると、図
６（ｉｉｉ）のコ−ド２のパタ−ンの画像が得られる。
カット部の検出は先に述べた通りである。

【００５６】次に図４に示した円形プレスマ−ク１２の
認識方式についての実施例を図８、図９および図１０に
より説明する。

【００５７】図８はＩＣパッケ−ジ面上のプレスマ−ク
周辺の輝度レベル分布をモデル的に示している。図８の
（ｉ）は、例えば図４のマーク１２Ｍａに、また図９
（ｉ）は同じく図４のマーク１２Ｍｂに対応した映像で
あり、破線で示した円形がプレスマ−クに相当してい
る。また、いずれも、検査対象外領域がすでに除去され
た状態、あるいはパッケ−ジ境界とマ−クの位置関係か
ら検査ウインド内に検査対象外領域が存在しない状態を
仮定している。

【００５８】まず図８（ｉ）の映像の輝度分布を計測す
ると図８（ｉｉ）が得られるが、このように明確に分離
した双方性ヒストグラムは、平均輝度が相違する２領域
の存在を示すことから、それぞれの中心値、ｂおよびｄ
を基準にしきい値Ｓｔ１〜Ｓｔ２およびＳｔ３〜Ｓｔ４
を設定し、図８（ｉｉｉ）の３値化画像を得る。

【００５９】一方図９（ｉ）の映像の輝度分布は図９
（ｉｉ）となる。この場合、双方性が微弱であることか
ら集中度の高い輝度ｂを基準にしきい値Ｓｔ１〜Ｓｔ
２、およびヒストグラムの分布端から一定の位置にある
輝度を基準とした下限しきい値；Ｓｔ３を設定すること
により、状態別に別けるために図９（ｉｉｉ）の３値化
画像を得る。このようなしきい値Ｓｔ３の設定は、背景
中の対象信号成分が高、または低の一方に偏っている場
合の対象抽出において有効であり、対象のサイズや形状
に応じて分布範囲の端からの位置を決定する。分布範囲
の上限方向であるか下限方向であるか不明の場合は双方
で行った認識結果を比較評価しなければならない。

【００６０】次に、図８（ｉｉｉ）の画像を基にした円
形マ−ク認識方式の実施例を図１０に示す。ただし、説
明を簡単化するため、コ−ド１の部分は０に変換処理し
ている。このような２値化画像から、円形を認識する方
法として一般的には画像相関が利用されるが、この実施
例の場合はこれを簡略化し用いている。まず、画像を図
のｘおよびｙ方向にそれぞれ個数積分を行う。これによ
り、図１０（ｉｉ）および図１０（ｉｉｉ）で示す積分
特性が得られるから、あらかじめ与えられている円の直
径を参照し検査対象マ−クの中心位置を検出する。すな
わち、円形の直径に対応し積分値累積密度の最も高い位
置、ＨｘおよびＨｙを決定し、これらの範囲の中央位置
ＰｘおよびＰｙの交点をマ−クの中心位置とする。

【００６１】次に、マ−ク中心を基準として図１０
（ｉ）に破線で示すように対称な４領域を設定し、それ
ぞれにおけるコ−ド２の個数を調べる。対象が円形であ
るか否かの判定指標としては、これらの４領域にあるコ
−ド個数のウインド内コ−ド総個数に対する比率、４領
域それぞれのコ−ド個数の対称性などを用いる。なお画
像相関に用いる領域設定方法としては、より円形に近い
形状、あるいは円環形状など種々なものが利用できる。

【００６２】以上カットおよび円形マ−ク認識の実施例
について説明したが、図３の半円形カットマ−ク１１Ｍ
の認識についても、マ−クの反対側が直線上であること
に着目すれば、以上に説明した方法の応用あるいは変形
手法により十分認識可能であることは説明するまでもな
い。

【００６３】ＩＣの位置ずれや、特に極性判別を行う場
合の認識方法の一実施例を、図１１のフローチャートに
示す。

【００６４】以上の実施例では先に説明したように、図
５に示す段差照明のうちの何れか１段を使用すれば実施
可能である。

【００６５】一方、多段照明の利点は、対象を認識する
ための映像が複数準備できることである。従って、これ
を利用することにより、より検査機能を強化し、性能の
向上を図ることができる。図５に示す一つの段の照明
器、例えば１−４の照明による映像でマ−ク認識ができ
ない場合は、確認のため他の段の照明器、例えば１−３
の照明による映像を用いた認識を行う方法を採用するこ
ともできる。この動作フローチャートを図１１に示す。

【００６６】また、図示していないが、一つの段の照明
による映像の対象抽出画像Ｓ／Ｎが悪い場合、他の段の
照明による映像の対象抽出画像との比較や加算によりＳ
／Ｎの向上を図ることができる。

【００６７】さらに、図１の１）対象位置概略区分に関
し、図５の段差照明式検査機を用いた場合には、以下図
１２を用い説明するように優れた特徴を有する。

【００６８】図１２はプリント基板上のＩＣの検査を行
う場合の格段照明１−１、１−２、１−３、１−４の輝
度レベルの分布状態を示すものである。この図は、４段
のリング状照明、すなわち、検査対象に対する照射角度
が相違する、上段１−１、中上段１−２、中下段１−
３、および下段照明１−４を用いた場合の、対象周辺の
輝度レベル相対比較を示している。同図に示すようにＩ
Ｃのパッケ−ジ上面、テ−パ面、プレスマ−クなど、検
査対象となる領域の映像は、いずれの照明による場合も
相対的に低いレベル（パッケージ部Ｐ）を示すのに対
し、背景基板のシルク印刷部分（シルク印刷部Ｓ）はよ
り高い輝度レベルとなる。さらに、ＩＣのリ−ド部分
（リード部Ｌ）は、かなり高い輝度レベルとなる。

【００６９】従って、各段差照明映像の輝度レベルにお
いて、破線で示すしきい値Ｓｔ以上の部分は検査対象外
を示す領域を区分する上で有効に利用できる。つまり、
先の実施例で説明した教示情報による区分や、二つのし
きい値による区分の他に、このように一つのしきい値に
よる対象位置概略区分も可能である。

【００７０】多段照明の利点は、対象を認識するための
映像が複数準備できることである。従って、これを利用
することにより、より検査機能を強化し、性能の向上を
図ることができる。例えば、図１３に示すように、図５
の四つの照明のうち二つの段の照明器、例えば１−１、
１−２の照明による輝度レベルがシルク印刷部Ｓとパッ
ケージ部Ｐが重なるような場合、マ−クが認識ができな
いが、このような場合でも、他の段の照明器、例えばリ
ード部Ｌ、シルク部Ｓ、パッケージ部Ｐの差が最も大き
く現れている照明器１−３の照明による映像を用いた認
識を行う方法を採用することもできる。この動作フロー
チャートを図１１に示す。

【００７１】以上説明した実施例のように、従来実用化
されている段差照明を切り換えて得た画像情報を用い
て、はんだ付けの状態を検査する検査装置（例えば、特
開平４−３０１５４９、特開平４−３４６０１１、特開
平５−３０１５４９、特開平６−６６５２８等に紹介さ
れている）のうち、多段リング状照明方式のはんだ付け
検査装置に、本発明原理を複合すれば、ＩＣの位置ずれ
や極性判別の上で新たな機構部を追加する必要がなく好
都合である。

【００７２】以上、実施例の説明においてはプリント基
板上に搭載されたＩＣの位置ずれや極性判別をモデルと
した実施例について説明したが、ＩＣ以外の部品例えば
有極コンデンサ等にも利用でき、本発明の基本的な考え
方は、他の検査対象においても利用できることは言うま
でもない。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から分かるように、本発明に
よれば、検出対象の輝度レベルが低く映像が微弱な黒色
プラスチックＩＣパッケ−ジであっても、映像変化位置
または領域として、電極マ−ク部分を抽出することがで
きる。

【００７４】また、ＩＣが実装されている周辺の基板上
に、レジスト面のほかにシルク印刷や配線など多様な背
景があり、それらがマ−ク映像に比較して輝度レベルが
相対的に高くとも、このような背景を含む画像の中から
目的とする部品位置やマ−クを認識することができる。

【００７５】部品の種類により材質や加工方法に伴う反
射特性の相違がある各種ＩＣパッケ−ジの検査に適用す
ることができる。また、輝度レベルの相対値による検出
であるため、照明の変動による反射輝度レベルのドリフ
トの影響も避けることもできる。

【００７６】このように、本発明によれば、プリント基
板上に搭載されたＩＣの実装状態、特に従来検査が困難
であった実装極性判別が容易に実施でき、工業的に見た
効果が大きい。特に、従来のはんだ検査装置照明装置、
撮像装置をそのまま用い、得られる映像データの共通利
用が可能な方式であるため、はんだ検査装置に一体化で
きる。このため、価格面や使い勝手の上でも効果が大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による対象認識基本処理フローチャート

【図２】ＩＣパッケージのマークを示す平面図

【図３】ＩＣパッケージのマークを示す平面図

【図４】ＩＣパッケージのマークを示す平面図

【図５】本発明の実施例を示す段差照明検査装置の構成
図

【図６】本発明の実施例の工程示す説明図

【図７】本発明の実施例の工程示す説明図

【図８】本発明の実施例の工程示す説明図

【図９】本発明の実施例の工程示す説明図

【図１０】本発明の実施例の工程示す説明図

【図１１】本発明の実施例のフローチャート

【図１２】本発明の実施例を説明する段差照明輝度レベ
ル図

【図１３】本発明の実施例を説明する段差照明輝度レベ
ル図

【図１４】本発明の実施例を説明する輝度レベル分布図

【符号の説明】

１ リング状照明器、２ 撮像装置、５ 記憶装置、６
照明切替装置、７コード生成部、８ 移動テーブル制
御部、９ 認識処理部、１０ ＩＣパッケージ、１０Ｍ
電極マーク、１１ ＩＣパッケージ、１１Ｍ 電極マ
ーク、１２ＩＣパッケージ、１２Ｍ 電極マーク、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 5/00 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｑ 7128−4Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に実装された部品の取付け位置や
   方向等の取付け状態の検査方法において、被検査対象を
   撮像した映像信号から各画素の輝度レベルを検出し、該
   輝度レベル情報の検査対象範囲内の典型的な特性を示す
   特定範囲の前記輝度レベルをサンプリングし、該サンプ
   リングした輝度レベルからしきい値を求め、該しきい値
   により検査範囲内の各画素をその状態別に分類し、該分
   類された画素のパターンから前記被検査部の部品取付け
   状態を認識することを特徴とする外観検査装置における
   被検査部の認識方法
2. 【請求項２】 基板上に実装された部品の取付け位置や
   方向等の取付け状態の検査方法において、被検査対象を
   撮像した映像信号から各画素の輝度レベルを検出し、該
   輝度レベル情報から検査対象範囲を限定し、該限定範囲
   内の典型的な特性を示す特定範囲の前記輝度レベルをサ
   ンプリングし、該サンプリングした輝度レベルからしき
   い値を求め、該しきい値により検査範囲内の各画素をそ
   の状態別に分類し、該分類された画素のパターンから前
   記被検査部の部品取付け状態を認識することを特徴とす
   る外観検査装置における被検査部の認識方法
3. 【請求項３】 基板上に実装された部品の取付け位置や
   方向等の取付け状態の検査方法において、被検査対象を
   撮像した映像信号から各画素の輝度レベルを検出し、該
   輝度レベル情報から検査対象範囲を限定し、該限定され
   た検査対象範囲から検査対象部分の典型的な反射特性を
   示す限定範囲のサンプリング領域を設定し、該限定範囲
   の映像をサンプリングし、該サンプリングした限定され
   た範囲の代表輝度レベルを求め該輝度レベルを基準とす
   る上限値と下限値の二つのしきい値を設け、該しきい値
   に基づき前記検査対象範囲の輝度レベルを２値化し、該
   ２値化パターンから前記検査対象範囲内の検査対象の位
   置、方向を検出することを特徴とする外観検査装置にお
   ける被検査部の認識方法。
4. 【請求項４】 被検査対象の上部空間に撮像装置を設
   け、該撮像装置の光軸を中心にリング状に配置した光源
   を複数段配置し、該光源により前記被検査対象を照射し
   前記被検査対象からの反射光を前記撮像装置で受光し電
   気信号に変換する段差照明装置と、前記撮像装置により
   電気信号に変換された被検査対象の輝度レベルに相当し
   た映像を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された
   前記被検査対象の輝度レベルコードに基づき該輝度レベ
   ル情報から検査対象範囲を限定し、該限定された検査対
   象範囲から検査対象部分の典型的な反射特性を示す限定
   範囲のサンプリング領域を設定し、該限定範囲のサンプ
   リング領域検査対象部品の映像をサンプリングし、該サ
   ンプリングした限定範囲の代表輝度レベルを求め該輝度
   レベルを基準とする上限値と下限値の二つのしきい値を
   設け、該しきい値により検査範囲内の各画素をその状態
   別に分類し、該分類された画素のパターンから前記被検
   査対象の位置、方向を検出する認識処理部とを有するこ
   とを特徴とする外観検査装置における被検査部の認識装
   置