(57)【要約】【課題】実装基板の製造ラインにおける必要箇所に容易に設置可能な実装基板外観検査装置を提供すること。【解決手段】実装基板外観検査装置１の画像検査ユニット４は、スライドガイド３によって、基板撮影位置４Ａから後退位置４Ｂまで手動によりスライド可能である。画像検査ユニット４によって覆い隠されている基板アクセス用開口部９は、画像検査ユニット４が後退位置４Ｂにスライドすると上方に開放した状態になり、内部の基板配置部８に配置されている実装基板６の表面を外部から直接に目視でき、外部に実装基板６を取り出して回収できる。基板搬送機構を組み込む必要がないので、実装基板外観検査装置１を容易に小型化できる。既設の実装基板の製造ラインにおける隣接する処理機械の間の狭いスペースに設置可能な実装基板外観検査装置を実現できる。【選択図】図４
2020187075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置筐体と、
検査対象の実装基板を配置するために前記装置筐体に設けた基板配置部と、
前記基板配置部に配置された前記実装基板の検査を行う画像検査ユニットと、
前記装置筐体に設けた基板アクセス用開口部と、
前記装置筐体に取り付けたスライドガイドと、
を備えており、
前記画像検査ユニットは、前記基板配置部に配置される前記実装基板の表面画像を撮影するカメラが内蔵されているユニット本体部、前記カメラによる撮影画像に基づき前記実装基板を検査する画像処理部として機能するコンピュータ、および前記コンピュータに接続される入出力機器を備えており、
前記基板アクセス用開口部を介して、前記基板配置部に配置される前記実装基板の基板表面を前記装置筐体の外部から目視可能、前記基板配置部に配置される前記実装基板に対する作業を前記装置筐体の外部から行うことが可能、または、前記基板配置部から前記実装基板を前記装置筐体の外部に取出し可能であり、
前記スライドガイドは、前記画像検査ユニットにおける少なくとも前記ユニット本体部を、前記基板配置部に配置される前記実装基板の表面画像を撮影する基板撮影位置および当該基板撮影位置から外れた後退位置にスライド可能な状態で支持しており、
前記基板撮影位置は、前記ユニット本体部が前記基板アクセス用開口部を覆い隠す位置であり、
前記後退位置は、前記ユニット本体部が前記基板アクセス用開口部から外れた位置である実装基板外観検査装置。
【請求項２】
前記基板配置部には前記実装基板が水平に配置され、
前記基板アクセス用開口部は、前記基板配置部の上方の位置において上方に開口しており、
前記スライドガイドによる前記画像検査ユニットのスライド経路は、前記基板アクセス用開口部に沿って、装置前後方向に向けて水平に延びており、
前記画像検査ユニットの前記ユニット本体部は、前記基板アクセス用開口部の上方に位置しており、
前記基板撮影位置は、前記スライド経路における前記装置前後方向の前端に位置し、
前記後退位置は、前記スライド経路における前記装置前後方向の後端に位置する
請求項１に記載の実装基板外観検査装置。
【請求項３】
前記画像検査ユニットの前記ユニット本体部は、前記カメラが内蔵されたユニット本体部、および、前記ユニット本体部における前記装置前後方向の前面に取り付けた取っ手を備えており、
前記カメラは、前記ユニット本体部の内部における固定位置に取り付けられており、
前記基板撮影位置にある前記ユニット本体部によって、前記基板アクセス用開口部が覆い隠される請求項２に記載の実装基板外観検査装置。
【請求項４】
前記画像検査ユニットの前記コンピュータおよび前記入出力機器は、前記ユニット本体部に搭載されており、前記ユニット本体部と一緒に、前記スライドガイドに沿ってスライド可能である請求項３に記載の実装基板外観検査装置。
【請求項５】
前記基板配置部を経由して装置幅方向に向けて前記実装基板を搬送可能なコンベアを通すために、前記装置筐体に設けたコンベア通し部を備えており、
前記コンベア通し部における前記装置幅方向の両側の端は、それぞれ側方に開口している請求項２に記載の実装基板外観検査装置。
【請求項６】
前記基板配置部を経由して装置幅方向に向けて、前記実装基板を載せたスライドテーブルを手動操作により搬送可能なスライドテーブルユニットを備えており、
前記スライドテーブルユニットは、前記コンベア通し部に配置されている請求項５に記載の実装基板外観検査装置。
【請求項７】
前記コンピュータの画像処理部は、前記画像検査ユニットを前記後退位置から前記基板撮影位置に戻した場合における前記画像検査ユニットの位置ずれを補正する位置ずれ補正機能を備えており、
前記位置ずれ補正機能は、
前記基板撮影位置に位置決めされた前記画像検査ユニットの前記カメラによって撮影された基板画像を基準画像として記憶する記憶機能と、
前記基準画像のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸に対する、前記後退位置から検出位置に戻した前記画像検査ユニットの前記カメラによって撮影された撮影画像のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸のそれぞれのずれ量ΔＸ、ΔＹおよびΔθを算出するずれ量算出機能と、
算出した前記ずれ量に基づき、前記撮影画像の位置ずれを補正する画像補正機能と
を備えている請求項１ないし６のうちのいずれか一つの項に記載の実装基板外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板の基板表面の撮影画像に基づき、実装部品、配線パターン、半田付け部分、傷・汚れの有無、その他の実装状態を検査する実装基板外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実装基板の製造ラインでは、プリント基板の指定箇所にクリーム状の半田を印刷し、実装機により電子部品を指定箇所に搭載し、リフロー炉と呼ばれる溶融炉で半田を溶かすことで電子部品を接合する工程を経て、実装基板が完成する。実装ラインの各工程においては、実装基板の外観検査が行われ、実装機で搭載した各電子部品が正しい位置に正しい向きで配置されているか否か、リフロー後に形成される半田付け部分の状態が良好であるか否か等の実装状態の良否を検査している。この検査のために、実装ラインの各工程には、実装基板外観検査装置が配置される。実装基板外観検査装置はリフロー炉の後段の最終工程に配置されることが多い。
【０００３】
実装基板外観検査装置として、本発明者は、特許文献１において、カラー画像に対する検出精度が高く、直行率も高く、また、判定処理のための演算が速く、初期設定が容易であり、コストが安い画像検査装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６２３３８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実装基板の製造ラインでは、一般に、クリーム半田塗布機、複数台の電子部品等の実装機、リフロー炉が、この順に並んでいる。各処理機械の間はベルトコンベアで繋がれている。製造ラインの小型化、コンパクト化のために、各処理機械の間の搬送経路を短くしている。したがって、実装基板外観検査装置を、製造ラインにおける必要とされる処理機械の間に設置する場合には、これらの間を繋ぐ長さの短いベルトコンベアに代えて、実装基板外観検査装置を配置する必要がある。処理機械の間のスペースが狭いために、実装基板外観検査装置を配置できない場合が多い。この場合には、スペース確保のために、製造ラインの稼働を停止し、製造ラインを構成する各処理機械を移動させる等の工事が必要になる。
【０００６】
ここで、製造ラインにおける実装機とリフロー炉との間に実装基板外観検査装置を配置して、電子部品の半田付けの前に検査を行うことが望ましい。電子部品の搭載状態の検査を半田付け前に行うことで、電子部品の位置不良等があれば、その場で位置等の修正を行うことが可能である。半田付け後の検査結果に基づき、電子部品の位置等の修正等を行う場合に比べて、修正のための作業時間を大幅に短縮できる。しかしながら、リフロー炉と、その前段の機械との間の間隔は、最大でも、リフロー前に作業員１名が実装基板を目視確認できる６０ｃｍ〜１ｍ程度と狭い。一般的に、実装基板外観検査装置を設置するためには、そのスペースを確保するために、製造ラインを広げる必要がある。
【０００７】
一方、実装基板外観検査装置によって実装基板が不良であると判断された場合等においては、不良品である実装基板が外部に取り出されることがある。直接に実装基板の基板表面を目視検査するために、実装基板が外部に取り出されることもある。このために、実装基板外観検査装置には、実装基板を出し入れするための搬送機構が組み込まれる。また、実装基板の基板表面の全体の撮影画像を得るために、検査用のカメラを基板表面に沿って二軸方向に移動させるカメラ移動機構が組み込まれている場合もある。このような基板搬送機構、カメラ移動機構が組み込まれた実装基板外観検査装置は、実装基板の製造ラインにおける処理機器の間の狭いスペースに設置できるように、小型化、コンパクト化することが一般に困難である。
【０００８】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、製造ラインにおける実装機とリフロー炉の間等の必要とされる箇所に容易に設置可能な実装基板外観検査装置を提供することにある。特に、既設の製造ラインをそのままの状態で、実装機とリフロー炉の間等の必要とされる箇所に、容易に設置可能な実装基板外観検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の実装基板外観検査装置は、
装置筐体と、
検査対象の実装基板を配置するために装置筐体に設けた基板配置部と、
基板配置部に配置された実装基板の検査を行う画像検査ユニットと、
装置筐体に設けた基板アクセス用開口部と、
装置筐体に取り付けたスライドガイドと、
を備えており、
前記画像検査ユニットは、基板配置部に配置される実装基板の表面画像を撮影するカメラが内蔵されているユニット本体部、カメラによる撮影画像に基づき実装基板を検査する画像処理部として機能するコンピュータ、およびコンピュータに接続される入出力機器を備えており、
基板アクセス用開口部を介して、基板配置部に配置される実装基板の基板表面を装置筐体の外部から目視可能、基板配置部に配置される実装基板に対する修正作業を装置筐体の外部から行うことが可能、または、基板配置部から実装基板を装置筐体の外部に取出し可能であり、
スライドガイドは、画像検査ユニットにおける少なくともユニット本体部を、基板配置部に配置される実装基板の表面画像を撮影する基板撮影位置および当該基板撮影位置から外れた後退位置にスライド可能な状態で支持しており、
基板撮影位置は、ユニット本体部が基板アクセス用開口部を覆い隠す位置であり、
後退位置は、ユニット本体部が基板アクセス用開口部から外れた位置であることを特徴としている。
【００１０】
本発明の実装基板外観検査装置において、検査によって実装基板の異常が検出された場合等においては、画像検査ユニットのユニット本体部を基板撮影位置から後退位置までスライドさせる。画像検査ユニットのユニット本体部によって覆われていた基板アクセス用開口部が開放状態になるので、ここを介して、基板配置部に配置されている検査対象の実装基板を外部から直接に目視できる。また、不良品であると判断された実装基板を、基板アクセス用開口部を介して外部に取り出して回収することができる。
【００１１】
実装基板外観検査装置には、基板配置部から外部に実装基板を取り出すための基板搬送機構を組み込む必要がなく、その分、実装基板外観検査装置を小型化できる。また、実装基板の製造ラインに設置する場合に、処理機械との間に、基板を目視あるいは取出すためのスペースを確保する必要がない。よって、既設の実装基板の製造ラインにおいて、隣接する機械の間の狭いスペースに容易に設置できる。
【００１２】
ここで、基板配置部には、一般的に、実装基板が上向きの水平姿勢で配置される。この場合には、基板アクセス用開口部は、基板配置部の上方の位置において上方に開口しており、スライドガイドによる画像検査ユニットのスライド経路は、基板アクセス用開口部に沿って、装置前後方向に向けて水平に延びており、画像検査ユニットは、基板アクセス用開口部の上方に位置しており、基板撮影位置は、スライド経路における装置前後方向の前端に位置し、後退位置は、スライド経路における装置前後方向の後端に位置する。
【００１３】
また、画像検査ユニットは、カメラが内蔵されたユニット本体部、および、ユニット本体部における装置前後方向の前面に取り付けた取っ手を備えた構成とすることができる。この場合には、基板撮影位置にあるユニット本体部によって、基板アクセス用開口部が覆い隠される。カメラは、ユニット本体部の内部における固定位置に取り付けた固定式カメラとすることが望ましい。また、画像検査ユニットのコンピュータおよび入出力機器を、ユニット本体部に内蔵あるいは上面等に載せ、ユニット本体部と一緒に、スライドガイドに沿ってスライドさせることもできる。
【００１４】
画像検査ユニットとして、移動式のカメラを用いて、実装基板の表面に沿って二軸方向に移動させて狭視野での撮影・検査を繰り返す構成を採用する場合がある。この場合には、ユニット本体部の内部に、カメラを移動させるための移動機構、そのための配線等を配置する必要がある。本発明の画像検査ユニットは、このような機構が不要なので、画像検査ユニットのユニット本体部の小型化、軽量化を実現できる。よって、手動操作によって画像検査ユニットのユニット本体部をスライドさせることが容易である。
【００１５】
ここで、本発明の実装基板外観検査装置は、基板配置部を経由して装置幅方向に向けて実装基板を搬送するためのコンベアを通すことができるように、コンベア通し部を装置筐体に設けておくことが望ましい。コンベア通し部における装置幅方向の両側は開口部とされる。
【００１６】
この場合には、既存の実装基板の製造ラインにおいて、設置しようとする処理機械の間を繋ぐベルトコンベアを流用できる。すなわち、既設のベルトコンベアがコンベア通し部に通された状態となるように、実装基板外観検査装置を製造ラインの処理機械の間に設置して、ベルトコンベアの基板搬送経路上に基板配置部が位置するようにする。これにより、既設の製造ラインを変更することなく、当該製造ラインに実装基板外観検査装置を組み込むことができるので便利である。
【００１７】
既設のベルトコンベアを流用する代わりに、実装基板外観検査装置は、予め、コンベア通し部に、ベルトコンベアあるいは手動操作式のスライドテーブルなどの基板搬送具を搭載しておくことも可能である。この場合には、既設の製造ラインに組み込む場合等においては、例えば、基板搬送具を、設置場所の処理機械の間を繋ぐベルトコンベアと差し替えることで、実装基板外観検査装置を簡単に製造ラインに組み込むことができる。
【００１８】
次に、画像検査ユニットをスライド可能にすると、基板撮影位置から後退位置にスライドさせた画像検査ユニットを再び基板撮影位置に戻した際に、基板撮影位置に精度良く位置決めされない場合が想定される。この対策として、画像検査ユニットの基板撮影位置からの位置ずれを補正する位置ずれ補正機能を備えていることが望ましい。位置ずれ補正機能は、検出位置に位置決めされた画像検査ユニットによって撮影された基板画像を基準画像として記憶する記憶機能と、基準画像のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸に対する、後退位置から検出位置に戻した画像検査ユニットによって撮影された撮影画像のＸ軸、Ｙ軸のそれぞれのずれ量ΔＸ、ΔＹおよびΔθを算出するずれ量算出機能と、算出したずれ量に基づき、撮影画像の位置ずれを補正する画像補正機能とを備えた構成とされる。これにより、画像検査ユニットの位置ずれに起因する検査精度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した実装基板外観検査装置を示す説明図である。
【図２】図１の実装基板外観検査装置の主要部分を示す説明図である。
【図３】実装基板外観検査装置が組み込まれた実装基板の製造ラインの一例を示す説明図である。
【図４】製造ラインに設置された実装基板外観検査装置の画像検査ユニットの動きを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して本発明を適用した実装基板外観検査装置の実施の形態を説明する。なお、以下の説明は、本発明を実施の形態の構成に限定することを意図したものではない。
【００２１】
図１は本実施の形態に係る実装基板外観検査装置を示す説明図である。図２は実装基板外観検査装置の主要部分を示す説明図であり、図２（ａ）は前側から見た場合の説明図であり、図２（ｂ）は側方から見た場合の説明図である。これらの図を参照して説明すると、実装基板外観検査装置１は、装置筐体２と、この装置筐体２の水平な天面２１に組み付けられたスライドガイド３と、スライドガイド３を介して装置筐体２の天面２１にスライド可能な状態で搭載された画像検査ユニット４とを備えている。
【００２２】
装置筐体２は、全体として直方体形状をしており、例えば、アルミニウム製等の枠材を組み合わせて構成した枠体にパネルを張り付けた構造となっている。装置筐体２の上端側の部分は、天面２１と平行な仕切り床２２によって上下に仕切られている。天面２１と仕切り床２２との間に形成される扁平な直方体形状の設置スペースが、コンベア通し部５となっている。コンベア通し部５の装置幅方向ｘの両側に位置する装置筐体２の両側の部分は、側方に開口した基板搬入搬出口５１、５２となっている。
【００２３】
本例では、コンベア通し部に、検査対象の実装基板６を搬送するための基板搬送具として、手動式のスライドテーブルユニット７が取り外し可能な状態で組み付けられている。スライドテーブルユニットは、スライドテーブル７１と、スライドテーブル７１を装置幅方向ｘにスライド可能に支持しているガイドレール７２と、スライドテーブル７１をスライドさせる手動操作用のハンドル７３とを備えている。ハンドル７３を回転すると、ベルト等の伝達機構（図示せず）を介して、スライドテーブル７１がガイドレール７２に沿って装置幅方向ｘにスライドする。ハンドル７３を装置前側から操作できるように、装置筐体２の前面の一部が開口している。
【００２４】
スライドテーブル７１は、基板搬入搬出口５１あるいは５２から搬入される検査対象の実装基板６を、内部の基板配置部８に搬送する。検査後の実装基板６を、基板配置部８から、基板搬入搬出口５２あるいは５１を介して搬出する。コンベア通し部５の上端を規定している装置筐体２の天面２１には、矩形枠によって囲まれる上方に開口した基板アクセス用開口部９が形成されている。開放状態の基板アクセス用開口部９を介して、基板配置部８に位置する検査対象の実装基板６を外部から目視可能であり、また、外部に取り出すことが可能である。
【００２５】
装置筐体２の天面２１を規定している矩形枠には、画像検査ユニット４のスライドガイド３が組み付けられている。スライドガイド３は、天面２１の両側の縁に沿って装置前後方向ｙに平行に延びる一対のガイドシャフト３１と、各ガイドシャフト３１の軸線方向にスライド可能な状態で各ガイドシャフト３１に取り付けたブッシュ３２（スライダ）と、スライド範囲を規定する前後のストッパ３３、３４とを備えている。左右のブッシュ３２は、それぞれ画像検査ユニット４の底面において、その両側の縁部における前後の端に固定されている。したがって、画像検査ユニット４は、スライドガイド３によって、装置筐体２の天面２１に沿って、装置前後方向ｙに向けて水平にスライド可能である。
【００２６】
画像検査ユニット４は、装置筐体２の天面２１の上に配置されている。画像検査ユニット４は、ユニット本体部４１と、ユニット本体部４１に内蔵された１台あるいは複数台のカメラ４２と、カメラ４２による撮影画像に基づき実装基板６を検査する画像処理部として機能するコンピュータ４３、コンピュータ４３に接続されたディスプレイ４４等の入出力機器、表示灯４５を備えている。カメラ４２によって基板配置部８に配置される実装基板６の表面画像が撮影され、撮影画像がコンピュータ４３の画像処理部に取り込まれ、所定の画像処理が行われて、実装基板６の良否の検査が行われる。
【００２７】
ユニット本体部４１は扁平な直方体形状をしており、複数台のカメラ４２はユニット本体部４１の内部の固定した位置に配置された固定式カメラである。ユニット本体部４１の内部には、撮影用の照明光源としてのＬＥＤランプ（図示せず）も搭載されている。本例では、ユニット本体部４１の天面に、コンピュータ４３、ディスプレイ４４、表示灯４５等が搭載されている。また、ユニット本体部４１は、基板アクセス用開口部９を覆い隠すことができる寸法となっており、基板アクセス用開口部９の真上に位置している。ユニット本体部４１の前面には、その左右に取っ手４６が取り付けられている。左右の取っ手４６を持って、画像検査ユニット４の全体を装置前後方向ｙにスライドさせることが可能である。
【００２８】
コンピュータ４３には、一般に、不図示のマウス、キーボードその他のインターフェース手段も接続されている。コンピュータ４３は、インストールされた画像検査用プログラムを実行することにより、カメラ４２の撮影画像を処理して実装基板６の電子部品の実装状態、配線状態などを検査する画像処理部、検査結果などをディスプレイ４４に表示させる表示制御部等として機能する。画像検査ユニット４による実装基板６の画像検査方法は、例えば、先に引用した特許第６２３３８２４号公報に記載の方法を用いることができる。
【００２９】
なお、画像検査ユニット４のカメラ４２は実装基板６のカラー画像を撮影するものである。カメラ４２は４台設けられているが１台であっても、複数台であってもよい。カメラ４２としては、例えば１８００万画素のＵＳＢカメラを用いることができる。また、カメラ４２のレンズとしては、被写界深度が深い広角レンズを用いることができる。これに対し、従来の画像検査装置には挟角レンズが採用されることが多いが、挟角レンズは被写界深度が浅いため、高さの異なる全ての部品に対してピントを合わせることが困難である。このため挟角レンズを用いたカメラの場合には、カメラを三軸ロボットで移動させながら、高さ方向にカメラを移動させて各部品に対して焦点を合わせながら撮影する必要があるため、移動機構が複雑になる問題、移動時の振動の問題、得られた画像の倍率調整の問題等がある。本例では、カメラ４２に広角レンズが採用されているため、広い範囲を一度に撮影でき、また、光学分解能は例えば３６μｍ／ｐｉｘｅｌである。また、一番高さの低い部品を基準にして焦点を設定しておけば、ほぼ全ての高さの部品に対してピントがあった状態のカラー画像を得ることができる。従って、カメラ４２は固定式であり、かつ、絞りも必要ないため、カメラには可動部がなく、低コストで、高寿命であると共に、小型化も可能である。
【００３０】
図２を参照して、実装基板外観検査装置１における画像検査ユニット４のスライドガイド３に沿った動きを説明する。画像検査ユニット４は、スライドガイド３に沿って、基板配置部８に配置される実装基板６の検査を行う基板撮影位置４Ａから、当該基板撮影位置４Ａから装置後方に外れた後退位置４Ｂにスライドさせることができる。本例では、スライドガイド３によるスライド経路が装置前後方向ｙに水平に延びる直線経路であり、基板撮影位置４Ａはスライド経路における装置前後方向ｙの前端の位置であり、後退位置４Ｂは装置前後方向ｙの後端の位置である。基板撮影位置４Ａおよび後退位置４Ｂは、スライドガイド３のガイドシャフト３１の前後の端に設けたストッパ３３によって規定される。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、装置筐体２の天面２１に形成した基板アクセス用開口部９は、基板配置部８の真上に位置しており、画像検査ユニット４の基板撮影位置４Ａは、基板アクセス用開口部９の真上に位置し、当該基板アクセス用開口部９を覆い隠している。画像検査ユニット４は、基板撮影位置４Ａにおいて基板配置部８に配置される実装基板６の基板表面の画像を撮影し、撮影画像を解析して、電子部品の実装位置・向き、配線状態等を検査する。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、画像検査ユニット４を基板撮影位置４Ａから後退位置４Ｂまでスライドすると、画像検査ユニット４は、基板アクセス用開口部９から装置前後方向ｙの後方に外れた位置となる。これにより、基板アクセス用開口部９が上方に開口した状態になる。ここを介して、上方から、基板配置部８に配置されている実装基板６の基板表面の状態を目視により確認できる。また、実装されている電子部品の向き等を修正する場合には、実装基板６を、基板アクセス用開口部９を介して、外部に取り出して、修正作業を行うことができる。
【００３３】
実装基板の検査は次のように行われる。操作者はスライドテーブル７１に検査対象の実装基板６を搭載する。操作者はハンドル７３を掴んで、スライドテーブル７１を基板配置部８まで押し込み、実装基板６の基板表面を撮影する。撮影画像のデータがコンピュータ４３（図１参照）に送信される。コンピュータ４３の画像処理部によって、撮影画像と、予め記憶保持されている基準画像との比較、例えばテンプレートマッチングが行われ、実装基板６の良否の判定が行われる。実装基板６が良品であると判定された場合には、操作者はスライドテーブル７１を装置幅方向ｘにスライドして、次の検査対象の実装基板６に入れ替えて検査を続行する。
【００３４】
実装基板６が不良品である可能性があると判定された場合には、その旨が操作者に報知され、検査が中断される。例えば、ディスプレイ４４に、不良判定部分が表示される。操作者は、必要に応じて、不良と判定された実装基板６を外部に取り出して、直接、目視により確認する。あるいは、実装基板６を外部に取り出して、不良品として回収して修正作業などを行う。
【００３５】
ここで、実装基板６が、スライドテーブル７１によって基板配置部８に配置された状態のままで、外部から実装基板６を直接、目視により確認することができる。この場合には、画像検査ユニット４を、その後退位置４Ｂに向けて後方に押し込む。画像検査ユニット４が後退位置４Ｂまでスライドすると、画像検査ユニット４によって覆い隠されていた基板アクセス用開口部９が開放状態になる（図２（ｂ））。基板アクセス用開口部９を介して、内部の基板配置部８に配置されている実装基板６を直接に目視して確認できる。また、基板アクセス用開口部９を介して、実装基板６を外部に排出して回収することできる。
【００３６】
（画像検査ユニットの位置ずれ補正機能）
ここで、実装基板外観検査装置１では、画像検査ユニット４が手動操作で基板撮影位置４Ａから後退位置４Ｂにスライド可能である。画像検査ユニット４を後退位置４Ｂから再び基板撮影位置４Ａに戻した場合に、画像検査ユニット４を正確に基板撮影位置４Ａに位置決めする必要がある。画像検査ユニット４に位置ずれが生じると、そのユニット本体部４１に搭載されているカメラ４２による実装基板６の撮影画像と、良否判定用の比較対象の基準画像との間に位置ずれが生じ、画像比較による検査を精度良く行うことができいないおそれがある。
【００３７】
画像検査ユニット４の位置ずれに起因する画像検査誤差は、カメラ画像認識による自動補正により、カメラ撮影位置のずれを補正することで解消できる。これにより、画像検査ユニット４をスライドさせることに起因する検査精度の低下を回避できる。
【００３８】
例えば、本例の実装基板外観検査装置１では、コンピュータ４３に位置ずれ自動補正用の画像修正プログラムが搭載されている。この画像修正プログラムでは、事前に登録されている基準画像の各座標軸であるＸ軸、Ｙ軸およびθ軸の３軸位置と、検査対象の実装基板６の撮影画像のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸との間のずれ量を算出し、各座標軸のずれ量ΔＸ、ΔＹおよびΔθを用いて、撮影画像の位置ずれを自動補正する。これにより、機構的に画像検査ユニット４を精度良く基板撮影位置に位置決めする必要がない。また、画像検査ユニット４が位置ずれした状態で撮影画像が取得された場合においても検査精度の低下を回避できる。
【００３９】
（実装基板の製造ライン）
図３は、本例の実装基板外観検査装置１が組み込まれた実装基板６の製造ラインの一例を示す説明図である。この図を参照して、製造ラインに組み込まれた本例の実装基板外観検査装置１について説明する。
【００４０】
製造ライン１００では、基板（図示せず）を、はんだ印刷機１０１、標準機１０２、異型機１０３およびリフロー炉１０４を順次経由して搬送して、基板に電子部品がはんだ付けされた実装基板６が得られる。はんだ印刷機１０１では、基板における電子部品をはんだ付けする位置にペースト状のはんだを印刷する。標準機１０２では、基板の所定の位置に標準部品を搭載する。異型機１０３では基板の所定の位置に異型部品を搭載する。リフロー炉１０４では、基板を高温の炉に通し、基板に対して部品をはんだ付けする。製造ライン１００では、各処理機械の間の狭い隙間に、それぞれベルトコンベア１１１〜１１６が配置され、基板を前段の処理機械から後段の処理機械に受け渡すように構成されている。
【００４１】
ここで、製造ライン１００において、各処理機械の後段には画像検査装置が設けられている。各画像検査装置においては、不良品を早期に発見すると共に、前段の処理機械への早期のフィードバックを可能にしている。本例では、はんだ印刷機１０１の後段に、はんだ印刷検査装置１２１が設けられ、異型機１０３の後段にはリフロー前部品搭載検査装置１２２が設けられ、リフロー炉１０４の後段にははんだ及び部品搭載検査装置１２３が設けられている。また、製造ライン１００を経由して得られる実装基板には、検査員による目視検査ステーション１０５における検査、および、オフライン部品搭載検査装置１０６による検査が行われる。これらの画像検査装置は全て設けられる必要はなく、必要なものを選択することができる。
【００４２】
本例の実装基板外観検査装置１は、例えば、リフロー前部品搭載検査装置１２２として用いることができる。勿論、他の部分に配置される画像検査装置として用いることも可能である。リフロー前部品搭載検査装置１２２においては、リフロー半田付けの前に部品の搭載不良等の不良を判別することができるので修理が不要となり、かつ、印刷機１０１、標準機１０２及び異型機１０３に対して早期のフィードバックが可能となる。
【００４３】
リフロー前部品搭載検査装置１２２として、高価な検査装置又は設定に長時間を要する検査装置を配置することは困難であるが、本発明の実装基板外観検査装置１は、設定が簡単でコストも安く、しかも、検出精度が高いうえに直行率が高いため、リフロー前部品搭載検査装置１２２として採用すると高い効果が得られる。また、本例の実装基板外観検査装置１は、内部にカメラの移動機構、実装基板を搬送するための駆動機構などが搭載されておらず、シンプルな構造を備えており、装置寸法を小さくできる。よって、既設の製造ライン１００であっても、各処理機器の間の狭いスペースに設置できるので便利である。
【００４４】
また、実装基板外観検査装置１をリフロー前部品搭載検査装置１２２として製造ライン１００に組み込む際には、実装基板外観検査装置１におけるスライドテーブル７１に対する実装基板６の搭載および取出しを自動的に行う装置を追加すればよい。例えば、異型機１０３と実装基板外観検査装置１との間、実装基板外観検査装置１とリフロー炉１０４との間を、それぞれ短いベルトコンベア１１４、１１５によって繋げばよい。
【００４５】
この代わりに、実装基板外観検査装置１のスライドテーブルユニット７に代えて、異型機１０３からリフロー炉１０４までの間を繋ぐ基板搬送具、例えば、ベルトコンベアを配置してもよい。この場合には、ベルトコンベアによる基板搬送経路上に、基板配置部８が位置するように、ベルトコンベアをコンベア通し部５に搭載すればよい。
【００４６】
また、図４に示すように、既設の製造ライン１００において、その異型機１０３とリフロー炉１０４との間に実装基板外観検査装置１を設置する場合には、これらの間を繋ぐ既設のベルトコンベア７Ａをそのまま用いることも可能である。すなわち、実装基板外観検査装置１のコンベア通し部５からスライドテーブルユニット７を取り外し、この代わりに、既設のベルトコンベア７Ａをコンベア通し部５に通す。
【００４７】
このような場合においては、例えば、実装基板外観検査装置１の画像検査処理動作と、製造ライン１００のシーケンス制御とのマッチングを図ることにより、画像検査装置が組み込まれた製造ラインを自動化することができる。勿論、実装基板外観検査装置１を操作するための操作者を配置して、製造ライン１００における検査の一部を手動で行うことも可能である。
【００４８】
さらに、生産基板機種を変更する場合には、リフロー炉の温度設定を生産予定の基板に最適な状態に変更する。この場合、実際の炉内温度を測定するために、基板上の数か所に熱電対線を取り付け、この基板を製造ラインに投入し、回収する必要がある。熱電対線の取付け作業等のスペースも、本装置１のスライド機構によって確保できる。
【００４９】
以下に、図４を参照して、スライドテーブルユニット７の代わりに、ベルトコンベア７Ａが装着された実装基板外観検査装置１の検査動作の手順の概要を簡単に説明する。まず、検査対象の実装基板６の良品基板のカラー画像である基準画像が取得され記憶保持される。製造ライン１００におけるインラインによる基板検査においては、異型機１０３から搬出される実装基板６はベルトコンベア７Ａによって実装基板外観検査装置１の基板配置部８まで搬入される。実装基板６が基板配置部８に位置決めされると、実装基板６の基板表面が撮影される。撮影画像のデータがコンピュータ４３に送信される。コンピュータ４３によって、撮影画像と、基準画像との比較、例えばテンプレートマッチングが行われ、実装基板６の良否の判定が行われる。実装基板６が良品であると判定された場合には、ベルトコンベア７Ａによって、実装基板６は、次段のリフロー炉１０４に向けて送り出される。この後は、後続の実装基板６が基板配置部８に搬入されて検査を行うという動作が繰り返される。
【００５０】
実装基板６が不良品である可能性があると判定された場合には、その旨が操作者に報知され、検査が中断される。例えば、ディスプレイ４４に、不良判定部分が表示される。操作者は、必要に応じて、不良と判定された実装基板６を外部に取り出して、直接、目視により確認する。あるいは、不良個所が数個から数十個の場合に、実装基板６を外部に取り出して、不良品として回収し、製造ライン１００とは別工程で修正作業などを行う。勿論、実装基板６を外部に取り出すことなく、停止状態のベルトコンベア７Ａ上に載った状態の実装基板６に対して、外部から、部品位置、向き等の修正その他の作業を行うことも可能である。
【００５１】
実装基板６を外部に取り出す場合には、画像検査ユニット４を、その後退位置４Ｂに向けて後方に押し込む。画像検査ユニット４が後退位置４Ｂまでスライドすると、画像検査ユニット４によって覆い隠されていた基板アクセス用開口部９が開放状態になる。基板アクセス用開口部９から、内部の基板配置部８に配置されている実装基板６を直接に目視して確認できる。また、基板アクセス用開口部９を介して、実装基板６を外部に排出して回収できる。この後は、再び、画像検査ユニット４を後退位置４Ｂから基板撮影位置４Ａに戻す。これにより、次の実装基板６を受け入れて検査を行うことが可能な状態になる。
【符号の説明】
【００５２】
１  実装基板外観検査装置
２  装置筐体
３  スライドガイド
４  画像検査ユニット
４Ａ  基板撮影位置
４Ｂ  後退位置
５  コンベア通し部
６  実装基板
７  スライドテーブルユニット
７Ａ  ベルトコンベア
８  基板配置部
９  基板アクセス用開口部
２１  天面
２２  仕切り床
３１  ガイドシャフト
３２  ブッシュ
３３、３４  ストッパ
４１  ユニット本体部
４２  カメラ
４３  コンピュータ
４４  ディスプレイ
４５  表示灯
４６  取っ手
５１、５２  基板搬入搬出口
７１  スライドテーブル
７２  ガイドレール
７３  ハンドル
１００  製造ライン
１０１  印刷機
１０２  標準機
１０３  異型機
１０４  リフロー炉
１０５  目視検査ステーション
１０６  オフライン部品搭載検査装置
１１１〜１１６  ベルトコンベア
１２１  印刷検査装置
１２２  リフロー前部品搭載検査装置
１２３  部品搭載検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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