JPS62215855A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、基板の両面をＩａ像して、この基板の表面に
取りｆＮＪ’　ｔノられた部品と、鬼面に取り付けられ
た部品とを同時に検査する基板検査装置に関する。

（従来の技術） プリン］−阜仮に抵抗器や半導体素子等の各種チップ部
品をマウントするときにおいて自動マウント５Ａ置を用
いた場合、マウント後においてマウントデータどうりに
部品がマウントされていないことがある。

このため、このような自動マウン１−装冒等を用いる場
合には、マウント後にプリント基板をチェックして、こ
のプリント基板上の正規の位置に正当なチップ部品が正
しい姿勢（位置、方向）でマウントされているかどうか
、また脱落がないかどうかを検査する必要がある。

しかしこのような検査を従来と同じように人手による目
視検査で行なっていたのでは、検査ミスの発生を完全に
無くすことができず、また検査速度を高めることができ
ないという問題がある。

そこで、近年、この種の検査を自動釣に行なうことがで
きるプリント基板の自動検査装置が各メーカから種々提
案されている。

第８図は、このような自動検査装置の一例を示すブロッ
ク図である。

この図に示す自動検査装置は、部品１が実装された被検
査プリント基板２−２を［１するＴＶ力メラ３と、キー
ボード８から入力されたデータ、つまり第９図に示すよ
うに基準基板となる基を隻プリント基板２−１の種類等
に関するデータおよびこの基準プリント基板２−１上に
載っている各部品１の種類、配量位置、取付は姿勢、形
状等に関するデータおよびこれらの各部品１の検査処理
手順等に関する情報（データ）を記憶する記憶部４と、
この記憶部４に記憶されている情報と前記ＴＶカメラ３
からの画像によって示される情報とを比較して前記被検
査プリン１一基板２−２上に全ての部品１が有るかどう
か、またこれらの部品１が位置ずれ等を起こしているか
どうかを判定する判定回路５と、この判定回路５の判定
結束を表示したり、プリントアラ１−シたりするモニタ
６とを備えて構成されている。

（弁明が解決しようとする問題点） ところでこの種の自動検査装置においては、被検査プリ
ント基板２−２を検査する場合、この被検査プリン１〜
基板２−２の一面のみを搬像して、この面に載せられた
部品１のみを検査するように構成されていたので、この
被検査プリント基板２−２が両面実装基板であるときに
は、一方の面上に取り（＝ｉｔづられている部品１の検
査処理が終った後に、この被検査プリン１へ基板２−２
を裏返して、他方の面上に取り付【）られている部品１
の検査処理を行なわなければならなかった。

このため、従来の自動検査装置においては、このような
両面実装基板を検査するときに、検査時間が長くなると
いう問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、液検査プリント基板上の両
面に部品が実装されている場合にも、この被検査プリン
ト基板を寝返すことなくその両面に取り付けられている
部品を一度に検査することができ、これによってその処
理時間を短くすることができる基板検査装置を提供する
ことを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明によるＭ仮検査８置
は、基板を画像して得られたデータを処理して前記基板
上の部品を検査する基板検査装置において、前記基板の
両面を撮像する撮像部と、この撮像部によって得られた
前記基板の両面画像情報を処理して前記基板の表面にあ
る部品と裏面にある部品とを検査する処理部とを備えた
ことを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明による基板検査装置の第一実施例を示す
ブロック図である。

この図に示す基板検査装置は、基準プリント基板１Ｏ−
１（または、被検査プリント基板１Ｏ−２）の両面を同
時に搬像することにより、この基準プリント基板１Ｏ−
１（または、被検査プリント基板１Ｏ−２）の各面に各
々取り付Ｃプられている各部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｎａ
（または部品１ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｎｂ＞を一度に処理す
るようにしたものであり、Ｘ−Ｙテーブル部１２と、撮
像部１３と、処理部１４とを備えている。

Ｘ−Ｙテーブル部１２は、前記処理部１４からの制御イ
５″；″、に基づいて１」準プリント基板１Ｏ−１（ま
たは、被検査プリン１〜基板１０−２＞のＸ軸方向位置
およびＹ軸方向位置を決めるものであり、第２図に示す
如くＸ軸方向位置決め部１５と、Ｙ軸方向位置決め部１
６と、基板保持部１７とを備えている。

Ｘ軸方向位置決め部１５は、前記処理部１４からのＸ方
向制御信号に基づいて動作するＸ軸周パルスモータ２０
と、このＸ軸周パルスモータ２０によって駆動される２
つの駆動プーリ２１ａ、２１ｂと、これらの各駆動プー
リ２１ａ、２１ｂと平行に配置される従動プーリ２２ａ
、２２ｂと、これら各従動プーリ２２ａ、２２ｂと前記
各駆動プーリ２１ａ、２１ｂとの間に各々掛けられるノ
ンスリップベルト２３ａ、２３ｂと、これらの各ノンス
リップベルト２３ａ、２３ｂ上の同じ位置に固定される
スライドブロック２４ａ、２４ｂと、これらの各スライ
ドブロック２４ａ、２４ｂをＸ軸方向に移動自在にガイ
ドするスライド軸２５　ａ　。

２５ｂとを備えており、前記処理部１４からのＸ方向制
御信号に基づいて基板保持部１７のＸ軸方向位置を決め
る。

またＹ軸方向位置決め部１６はその両端が前記各スライ
ドブロック２４ａ、２４ｂ上に各々固定されるガイドレ
ール２６と、ボールネジ機構１８のナツトが嵌入された
状態で前記ガイドレール２６に移動自在に取り付けられ
るスライドブロック２９と、前記ガイドレール２６の上
面一端に固定され、前記処理部１４からのＹ方向制御信
号に基づいて前記ボールネジ機構１８のネジ軸を回転駆
動し、前記スライドブロック２９のＹ軸方向位置を決め
るＹ軸用パルスモータ２７とを備えており、前記処理部
１４からのＹ方向制御信号に基づいて基板保持部１７の
Ｙ軸方向位置を決める。

基板保１．′１部１７は前記スライドブロック２９に固
定されるホルダ３１と、このホルダ３１に装着されたｌ
　ｔ％１プリント基板１Ｏ−１（または被検査プリント
基板１Ｏ−２）をこのホルダ３１に固定させるチャック
機構３０とを備えて構成されており、この基板保持部１
７にセットされた基準プリン１〜塁板１０−１　（また
は被検査プリント基板１Ｏ−２）は前記Ｘ軸方向位置決
め部１５と、Ｙ軸方向位置決め部１６とによってそのＸ
−Ｙ方向位置が決められた後、その表面および裏面が撮
像部１３によって撮像される。

搬像部１３は前記基板保持部１７の上方に配置される上
部ＴＶカメラ３２と、この上部Ｔ　Ｖ　ｊｊメラ３２の
レンズｆｉＱ面に、これと同軸的に設けられる上部リン
グ照明装置３３と、前記基板保持部１７の下方に配置さ
れる下部ＴＶカメラ３４と、この下部ＴＶカメラ３４の
レンズ前面に、これと同軸的に設けられる下部リング照
明装置３５と、これら上部ＴＶカメラ３２〜下部リング
照明装買３５を支持するアングル３６とを備えており、
前記基板保持部１７にセットされて、位置出しされた基
準プリント基板１０−１　（または、被検査プリント基
板１０−２＞は前記上部リング照明装着３３と、下部リ
ング照明装置３５によってその表面と、裏面とが照明さ
れながら前記上部ＴＶカメラ３２と、下部ＴＶカメラ３
４とによってその両面が１１像され、この撮像動作によ
り得られた上面側画像信号と、下面側画像信号とが処理
部１４へ供給される。

処理部１４はティーチングモードのとき、前記搬像部１
３から供給される上面側画像信号、下面側画像信号（前
記基準プリント基板１０−１の上面側画像信号、下面側
画像信号）から前記基準プリント基板１０−１の両面に
ある各部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｎａのパラメータを抽出
して判定データファイルを作成し、また検査モードのと
ぎ、前記陽像部１３から供給される上面側画像信号、下
面側画像信号（前記被検査プリント基板１０−２の上面
側画像化＠５下面側画像信号）から前記被検査プリント
基板１０−２の両面にある各部品１ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｎ
ｂのパラメータを抽出して被検査データファイルを作成
するとともに、この被検査データファイルと１１部記判
定データファイルとを比較して、この比較結果から前記
各部品１ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｎｂの脱落１位置ずれ等を検
出するものであり、上部へ／Ｄ変換部４２と、下部Ａ／
Ｄ変換部４３と、メモリ４４と、ティーチングテーブル
４５と、画像処理部４６と、Ｘ−Ｙステージコント０−
５４７と、ＣＲＴ表示器４８と、プリンタ４９と、キー
ボード５０と、１１部（ＭＡＩＮ−ＣＰＵ）５１とを備
えている。

上部Ａ／Ｄ変換部４２は前記撮像部１３がら上面側画像
信号を供給されたとぎに、これをＡ／Ｄ変換（アナログ
・デジタル変換〉して上面側画像データを作成し、これ
を制御部５１へ供給する。

また、下部Ａ／Ｄ変換部４３は前記上部Ａ／Ｄ変換部４
２と同様に構成されるものであり、前記照像部１３から
下面側画像信号を供給されたときに、これをＡ／Ｄ変換
して下面側画像データを作成し、これを制御部５１へ供
給する。

またメモリ４４は、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メ
モリ）等を備えて構成されるものであり、前記制御部５
１０作業エリアとして使われる。

また画像処理部４６は前記制御ｉ１１部５１を介して上
面側画像データ、下面側画像データを供給されたとき、
これら上面側画像データおよび下面側画像データを２値
化して各部品画像毎にラベル（識別番号）を付すもので
あり、ここで１１られたラベル付きの各部品画像は前記
制御部５１へ供給される。

またテイーヂングテーブル４５は、フロッピーディスク
装置等を備えており、ティーチング時において前記制御
部５１から判定データファイル等を供給されたとぎに、
これを記憶し、また検査時において、前記制御部５１が
転送要求を出力したとぎ、この要求に応じて判定データ
ファイル等を読み出して、これを制御部５１などへ供給
する。

またＸ−ＹステージコントＯ−ラ４７は前記制御部５１
と前記Ｘ−Ｙテーブル部１２とを接続するインタフェー
ス等を備えて構成されるものであり、前記制御部５１の
出力に基づいて前記Ｘ−Ｙテーブル部１２を制御する。

またＣＲＴ表示皿４８はブラウン管（ＣＲＴ）を喝えて
おり、前記制御部５１から画像データ。

判定結果、キー人力データ等を供給されたとき、これを
画面上に表示させる。

またプリンタ４９は、前記制御部５１から判定結果等を
供給されたとき、これを予め決められた９１式（フォー
マツ１−）でプリントアウトする。

またキーボード５０は操作情報や前記基準プリント基板
１０−１に関するデータ、この基準プリント基板１０−
１上にある部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｎａに関するデータ
等を入力するのに必要な各種キーを備えており、このキ
ーボード５０から入力された情報やデータ等は制御部５
１へ供給される。

制御部５１は、マイクロプロセッサ等を備えており、次
に述べるように動作する。

まず、新たな被検査プリント基板１０−２を検査すると
きには、制御部５１は第３図（Ａ）に示すようにメイン
フローチャートのステップＳＴ１で第３図（Ｂ）のフロ
ーチャートで示されるティーチングルーチン５２を呼び
出し、このティーチングルーチン５２のステップＳＴ２
でＸ−Ｙテーブル部１２の基板保持部１７に基準プリン
ト基板１０−１がセットされるまで待つ。

そしてＸ−Ｙテーブル部１２の基板保持部１７に基準プ
リント基板１０−１がセットされれば、制御部５１は前
記ステップＳＴ２からステップＳＴ３へ分岐し、ここで
Ｘ−Ｙテーブル部１２を制御して上部ＴＶカメラ３２の
下方に基準プリント基板１０−１のＩＩ像エリア５３−
１８　（第４図参照）を配置させる。このとき、下部Ｔ
Ｖカメラ３４の上方に前記撮像エリア５３−１　ａの裏
面が位置する。

この後、制御部５１はステップＳＴ４で上部ＴＶカメラ
３２と、下部ＴＶカメラ３４とを動作させて、前記基準
プリント基板１０−１の撮像エリア５３−１ａ部分の表
面側と、裏面側とを各々撮像させるとともに、これによ
って冑られた上面側画像信号と下面側画像信号とを上部
Ａ／Ｄ変換器４２と、下部Ａ／Ｄ変換器４３とで各々Ａ
／Ｄ変換させて、このＡ／Ｄ変換結果（基準プリント基
板１０−１の両面画像データ）をメモリ４４にリアルタ
イムで記憶させる。

次いで、制御部５１はステップＳＴ５で前記メモリ４４
から基準プリント基板１０−１の両面画像データを読み
出し、これを画像処理部４６に供給して２値化させると
ともに、この２ｔｊｒｉ化処理によって得られた各部品
１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｉａ（２≦ｉ≦ｎ）の部品画像毎に
ラベルを伺けさせる。

次いで、制御部５１はステップＳＴ６で前記画像処理部
４６によ・つて得られたラベル付きの各部品画像を取り
込み、各部品１１　１ａ〜１ｌ−ｉａの位２９色、形状
、形態等のパラメータを抽出するとともに、ステップＳ
Ｔ７でこれらの各パラメータから各部品１ｌ−１ａ〜１
ｉ−ｉａに関する判定データを作成する。

この後、制御部５１はステップＳＴ８で各部品１ｉ−１
ａ〜１ｌ−ｉａの全てについて判定データが得られたか
どうかをチェックし、部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｉａの全
てについて判定データが１１７られるまで、前記ステッ
プＳＴ６〜ステップＳＴ８を繰り返し実行する。

そして、これら各部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｉａの全てに
ついて判定データが１ｉＩられたとき、制Ｏａ部５１は
前記ステップＳＴ８からステップＳＴ９へ分岐し、ここ
で基準プリン１〜基板１０−１の全＠像１リア５３−１
　ａ〜５３−ｍａについて処理が終了したかどうかをチ
ェックする。

そして、まだ処理されていない撮像エリアが残っていれ
ば、制御部５１はこのステップＳＴ９から前記ステップ
ＳＴ３へ戻り、上述した動作を繰り返す。

そして、１ｆｆｉｌＥｌエリア５３−１〜５３−ｍａの
全てについて処理が終了したとき、制御部５１は前記ス
テップＳＴ９からステップ５Ｔ１０へ分岐し、ここで前
記各部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｎａについての各判定デー
タから被検査プリント基板１０−２を検査するのに必要
な判定１−タフアイルを作成し、これをティーチングテ
ーブル４５に記憶さゼた後、このティーチングルーチン
５２を終了する。

また、このティーチングルーチン５２が終了して、検査
モードにされれば、制御部５１はメインフローチャー１
−のステップ５Ｔ１１で第３図（Ｃ）のフローチャー１
・で示される検査ルーチン５４を呼び出し、この検査ル
ーチン５４のステップ５Ｔ１２でティーチングテーブル
４５やキーボード５０からその日の日付データ、被検査
プリント基板１０−２のＩＤナンバ（識別番号）を取り
込むとともに、ティーチングテーブル４５から判定デー
タファイルを読み出して、これらをメモリ４４に記憶さ
せる。

次いで、制御部５１はステップ５Ｔ１３でＸ−Ｙテーブ
ル部１２の基板保持部１７に被検査プリント基板１０−
２がセットされるまで待つ。

そして、Ｘ−Ｙテーブル部１２の基板保持部１７に被検
査プリント基板１０−２がセットされれば、制御部５１
は前記ステップ５Ｔ１３からステップ５Ｔ１４へ分岐し
、ここでＸ−Ｙテーブル部１２を制御して上部ＴＶカメ
ラ３２の下方に被検査プリント基板１０−２の画像エリ
ア５３−１ｂ（第５図参照）を配置させる。このとき、
下部ＴＶカメラ３４の上方に前記［１１エリア５３−１
　ｂの裏面が位置する。

この後、制御部５１はステップ５Ｔ１５で上部ＴＶカメ
ラ３２と、下部ＴＶカメラ３４とを動作させて、前記被
検査プリント基板１０−２のＲａエリア５３−１　ｂ部
分の表面側と、裏面側とを各々に１像させるとともに、
これによって得られた上面側画像信号と、下面側内Ｂ４
信号とを上部Ａ／Ｄ変換器４２と、下部Ａ／Ｄ変換器４
３とで各々Ａ／Ｄ変換させて、このＡ／Ｄ変換結果（被
検査プリント基板１０−２の両面画像データ）をリアル
タイムでメモリ４４に記憶さける。

次いで、制御部５１はステップ５Ｔ１６で前記メモリ４
４から被検査プリント基板１０−２の両面画像データを
読み出し、これを画像処理部４６に供給して２値化させ
るとともに、この２値化処理によって得られた各部品１
ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｉｂ（２≦ｉ≦ｎ）の部品画像毎にラ
ベルを付けさせる。

次いで、制御部５１はステップ５Ｔ１７で前記画像処理
部１６によって得られたラベル付きの各部品画像を取り
込み、各部品１ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｉｂの位巴１色、形状
、形態等のパラメータを抽出させるとともに、これらの
各パラメータに基づき、部品１ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｉｂの
全てについて被検査データを作成する。

この後、制御部５１はステップ５Ｔ１８で前記メモリ４
４から判定データファイル中の画像エリア５３−１ａに
関する各判定データを読み出すとともに、これらの各判
定データと前記各被検査データとを各々比較して、被検
査プリント基板１〇−２上の部品１１−１　ｂ〜１ｌ−
ｉｂが欠落１位置ずれ等を起こしているか否かを判定し
、この判定結果をメモリ４４に記憶させる。

この後、制御部５１はステップＳＴ１９から前記ステッ
プＳＴ１４へ戻り、被検査プリント基板１０−２の画像
エリア５３−２ｂ　〜５３−ｍｂについて上述した処理
を順次実行する。

そして、＠像エリア５３−１　ｂ　〜５３−ｍｂの全て
について処理が終了したとき、制御部５１は前記ステッ
プ５Ｔ１９からステップ５Ｔ２０へ分岐し、ここでメモ
リ４４に記憶されている各部品１ｌ−１ｂ〜１ｌ−ｎｂ
の判定結果を読み出して、これをＣＲＴ表示器４８に表
示させたり、プリンタ４９からプリントアウトさせたり
する。

このようにこの実施例においては、Ｂｔ準プリンＩへ基
板１Ｏ−１（または被検査プリント基板１Ｏ−２）の各
面を上部ＴＶカメラ３２と、下部ＴＶカメラ３４とによ
って同時に撮像させるようにしているので、その両面に
部品１ｌ−１ａ〜１ｌ−ｎａ（または、部品１１−１　
ｂ　〜１１−ｎｂ）が実装されている基準プリント基板
１Ｏ−１（または、被検査プリント基板１Ｏ−２）を高
速で処理することができる。

また、上Ｊした実施例においては、上部ＴＶカメラ３２
と、下部ＴＶカメラ３４とを用いて基準プリント基板１
Ｏ−１（または、被検査プリント基板１Ｏ−２）の両面
画像データを１７でいるが、第６図または第７図に示す
如く１つのＴＶカメラ６０によって基準プリント基板１
Ｏ−１（または、被検査プリント・基板１Ｏ−２）の両
面画像データを得るようにしても良い。

この場合、第６図に示す撮像部１３−２はＴＶカメラ６
０ど、このＴＶカメラ６ｏのレンズ＋’＋Ｎ面に回転自
在に配置される切換ミラー６１と、基板保持部１７にセ
ットされた基準プリント基板１Ｏ−１（または、被検査
プリント基板１０−２＞の上面光学像を前記切換ミラー
６１まで導く２つの上部ミラー６２．６３と、前記基準
プリン＋−ｍ板１Ｏ−１（または、被検査プリント基１
ｉ１０−２）の下面光学像を前記切換ミラー６１まで導
く２つの下部ミラー６４．６５と、前記ＴＶカメラ６０
〜下部ミラー６５および上部リング照明装置３３゜下部
リング照明装置３５を支持するアーム６６とを備えてお
り、切換ミラー６１の角度を切換えることにより前記基
準プリント丼板１Ｏ−１（または、被検査プリント基板
１Ｏ−２）の上面側と下面側とをＴＶカメラ６０によっ
て順次撮像し、この搬像動作により得られた上面側画像
信号と、下面側画像信号とを時分割で出力する。

また第７図に示す撮像部１３−３が、第６図に示す１ｌ
ｌｔｉ部１３−２と異なる点は、切換ミラー６１に代え
て、固定式の三角ミラー７ｏを設けたことである。

このように構成することにより、この撮像部１３−３で
は、ＴＶカメラ６０によつ′Ｃ阜基準リント塁板１Ｏ−
１（または、被検査プリント基板１Ｏ−２）の上面側と
下面側とを一度にＲ像することとができる。

（発明の効果） 以上説明したＪ、うに本発明によれば、被検査プリント
基板上の両面に部品が実装されている場合にも、この被
検査プリント基板を裏返すことなく、その両面に取り付
けられている部品を一度に検査することができ、これに
よってその処理時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＭ板検査装置の第１実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図に示すＸ−Ｙテーブル部の
一構成を示す斜視図、第３図（Ａ）は同実施例の動作例
を説明するためのメインフローチャート、第３図（Ｂ）
は同実施例のティーチングルーチン例を示すフローチャ
ート、第３図（Ｃ）は同実施例の検査ルーチン例を示す
フローチャート、第４図は同実施例の基準プリント基板
に対して設定される撮像エリアの一例を示す模式図、第
５図は同実施例の被検査プリント基板に対して設定され
る撮像エリアの一例を示す模式図、第６図は本発明の第
２実施例を説明するための側面図、第７図は本゛発明の
第３実施例を説明するための側面図、第８図は従来の自
動検査装置の一例を示すブロック図、第９図はこの自動
検査装置の検査基準となる基準プリント基板の一例を示
す側面図である。 １０−１・・・基板（基準プリント基板）、１０−２・
・・基板（被検査プリント基板）、１ｌ−１ａ〜１１−
　ｎ　ａ　・・・部品、１１−１　ｂ　〜１１−　ｎ　
ｂ・ｇｔＳ品、１２・・・Ｘ−Ｙテーブル部、１３・・
・岡像部、１４・・・処理部。 特許出願人　　　立石電機株式会社 代理人　弁理士　吉倉哲二（他１名） 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板を撮像して得られたデータを処理して前記基板上
   の部品を検査する基板検査装置において、前記基板の両
   面を撮像する撮像部と、この撮像部によつて得られた前
   記基板の両面画像情報を処理して前記基板の表面にある
   部品と裏面にある部品とを検査する処理部とを備えたこ
   とを特徴とする基板検査装置。