(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のリード穴に挿通された電子部品のリードと該基板とを接合する半田の状態を検査
する半田検査方法であって、
上方からの光が照射された前記半田をカメラによって撮像し、
前記カメラの撮像画像内の検査領域の輝度に基づいて前記半田の状態を検査するに際し、
前記検査領域が、前記撮像画像における前記電子部品のリードの外周より外側の領域の少なくとも一部分を含み、
前記検査領域が、前記リード穴と同心のリング形状の検査領域であって、その内径が前記リード穴の径方向の前記電子部品の実装誤差と前記リードの直径との和である
半田検査方法。
【請求項２】
基板のリード穴に挿通された電子部品のリードと該基板とを接合する半田の状態を検査
する半田検査方法であって、
上方からの光が照射された前記半田をカメラによって撮像し、
前記カメラの撮像画像内の検査領域の輝度に基づいて前記半田の状態を検査するに際し、
前記検査領域が、前記撮像画像における前記電子部品のリードの外周より外側の領域の少なくとも一部分を含み、
前記検査領域が、前記リード穴と同心のリング形状の検査領域であって、その外径が前記リード穴の直径と同一である
半田検査方法。
【請求項３】
前記リング形状の検査領域を囲む第２のリング形状の検査領域を定義し、
２つのリング形状の検査領域それぞれにおける反射光の光量に基づいて前記半田の状態を検査する
請求項１または２に記載の半田検査方法。
【請求項４】
前記２つのリング形状の検査領域の輝度の少なくとも一方が所定の輝度を超える場合に、半田の状態を不良と判定する
請求項３に記載の半田検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装されたプリント基板において、半田の状態を検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品実装、例えば、クリーム半田を用いてリフロー装置による半田付けを行う表面実装ラインは、電子部品の小型化・高実装密度化に伴い、急速に全自動化が進んでいる。これは、電子部品を基板に実装する実装装置や、実装状態を検査する検査装置の開発が、進展していることも理由である。
【０００３】
実装の全自動化が進んでいるものの、一部は、例えば、リード付き電子部品などの部分的に基板に挿入される電子部品の実装は、いまだに人手に頼ることがある。特に、半田の検査は、半田の外観状態が多様であるため、他の検査に比べて自動化が困難であり、いまでも目視で検査されている。
【０００４】
しかし、不良品の発生の抑制、省人化の観点から半田の検査の自動化に対するニーズは高く、いくつかの半田の自動検査が検討されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載する半田の検査方法は、図１１に示すように、検査対象の半田１００の上方に位置する照明１０１によって半田１００に対して光を照射し、光が照射された半田１００をカメラ１０２によって撮像する。次に、ウィンドウ発生部１０３が、カメラ１０２の撮像画像に対してリード穴と略同じ大きさの検査ウィンドウ（撮影画像内において検査に使用する領域を定義するためのウィンドウ）を設定する。続いて、２値化部１０４が検査ウィンドウ内の撮影画像領域を２値化（白黒化）し、面積測定部１０５が２値化された領域における２値のいずれか一方の面積（白または黒の面積）を測定する。そして、判定部１０６が測定した面積に基づいて半田１００の状態の良否を判定する。
【０００６】
また例えば、特許文献２に記載する半田の検査方法は、図１２に示すように、三次元センサ１０７と座標演算部１０８とによって半田１０９の形状を三次元測定して三次元データを取得し、取得した三次元データに基づいて良否判定部１１０が半田１０９の状態の良否を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２９９７０９号公報
【特許文献２】特開平３−０７２２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の半田外観検査方法は、電子部品のリードが検査範囲（検査ウィンドウ）に含まれているため、リードの先端の形状のバラツキ、リード穴に対するリードの位置やリード穴に対するリードの傾きのバラツキ（すなわちリード付き電子部品の実装誤差）などの影響を大きく受け、半田の状態の判定において誤判定が起こることがある。また、電子部品のリードがクリンチされている場合（リードが屈曲されている場合）、屈曲したリード部分からの反射光や屈曲したリード部分によって発生する影により、誤判定が起こることがある。さらに、現実には、特許文献１に記載の検査方法が想定しない半田の状態が発生し、半田が想定外の状態であるときに誤判定が起こることがある。
【０００９】
また、特許文献２のように、半田の形状の三次元データに基づいて半田の状態を検査する場合、特に検査対象である半田の数が多い場合、検査に要する時間が長くなる。例えば、半田の形状をレーザスキャンによって測定する場合、半田の数だけのスキャン時間が必要になり、半田の数が増えるほど検査時間は長くなる。検査時間が長くなることは、生産効率の観点から言えば、好ましくない。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の課題を解決し、判定精度が高く、且つ、高速に半田を検査できる半田検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、基板のリード穴に挿通された電子部品のリードと該基板とを接合する半田の状態を検査する半田検査方法であって、上方からの光が照射された前記半田を前記カメラによって撮像し、前記カメラの撮像画像内の検査領域の輝度に基づいて前記半田の状態を検査するに際し、前記検査領域が、前記撮像画像における前記電子部品のリードの外周より外側の領域の少なくとも一部分を含み、前記検査領域が、前記リード穴と同心のリング形状の検査領域であって、その内径が前記リード穴の径方向の前記電子部品の実装誤差と前記リードの直径との和である、半田検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高精度に半田の状態を検査することができる。また、検査がカメラの撮影画像に基づいて行われるため、半田の形状を３次元測定する場合に比べて、高速に複数の半田の状態の検査を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半田検査装置の概略的な構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係るリング形状の検査ウィンドウを説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１における、半田の状態、カメラの撮像画像、および検査ウィンドウの対応関係を示す図
【図４】検査ウィンドウの内周および外周を説明する図
【図５】本発明の実施の形態１における検査の流れを示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における、半田の状態、カメラの撮像画像、および検査ウィンドウの対応関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における検査の流れを示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態３に係る半田検査装置の概略的な構成図
【図９】本発明の実施の形態３における、半田の状態、カメラの撮像画像、および検査ウィンドウの対応を示す図
【図１０】本発明の実施の形態３における検査の流れを示すフローチャート
【図１１】従来の半田検査装置の概略的な構成図
【図１２】別の従来の半田検査装置の概略的な構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１〜図５は本発明の実施の形態１を説明する図である。図１は、実施の形態１に係る半田検査装置の構成を概略的に示している。
【００１６】
半田検査装置は、半田を撮像するカメラ１と、半田に対して光を照射するリング照明２と、カメラ１の撮像画像を画像処理して半田の状態を判定する画像処理装置３とを有する。
【００１７】
カメラ１は、検査時、基板２０に形成されたリード穴２１の中心と光軸Ｃ（一点鎖線）とが一致した状態で配置される。カメラ１は、リード穴２１に挿通された電子部品２２のリード２３と基板２０とを接合する半田２４を上方から撮像する。また、カメラ１は、撮像した画像に対応する画像信号を画像処理装置３に出力する。なお、半田２４は、リード穴２１の円周に沿って基板２０上に設けられたランド２５上に盛られている。
【００１８】
なお、本実施の形態において、カメラは１つの半田を撮像しているが、本発明はこれに限らない。例えば、高解像度のカメラを使用して複数の半田を同時に撮像してもよい。複数の半田が映る撮像画像から１つの半田が含まれる撮像領域を画像処理によって抽出することにより、カメラが１つの半田を撮像するように、１つの半田が映る撮像画像を得ることができる。
【００１９】
リング照明２は、リング形状の照明であって、半田２４に向かってその上方から光を照射する。具体的には、リング照明２は、半田２４の上方から光を照射するように構成されている。そして、リング照明２からの照射は、半田２４の上方に位置するカメラ１に対して基板２０の表面に平行な半田２４の平坦部分からの反射光が、該半田２４の傾斜部分（リード２３に沿って半田２４が盛り上がる部分）からの反射光に比べて強く入射するように、構成されている。
【００２０】
画像処理装置３は、例えばマイクロコンピュータであって、カメラ１の撮像画像を画像処理して半田２４の状態を判定するように構成されている。画像処理装置３は、撮像画像のランド２５内において所定輝度以上の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部４と、撮像画像のランド２５内に所定領域（特許請求の範囲に記載の「検査領域」に対応）を定義する検査ウィンドウを設定する検査ウィンドウ設定部５と、所定領域における高輝度領域の面積を算出する面積算出部６と、算出された高輝度領域の面積に基づいて半田２４の状態を判定する判定部７とを有する。ここで、半田の状態とは、検査によって調べた、半田の三次元的な形状を示す。
【００２１】
画像処理装置３の高輝度領域抽出部４は、例えば、２５６階調のグレースケール画像である撮像画像のランド２５内（ランド２５の外周内の領域）において、所定階調以上の領域を高輝度領域として抽出する。例えば、図２に示すように、ランド２５内において、高輝度領域３０が抽出される。なお、３１は、高輝度領域３０を除いた領域、すなわち所定階調未満の低輝度領域である。
【００２２】
検査ウィンドウ設定部５が設定する検査ウィンドウ３２は、撮影画像において半田２４の検査に使用する領域を定義するウィンドウである。すなわち、検査ウィンドウ３２内が検査に使用する領域である。また、検査ウィンドウ３２は、図２に点線によって示すように、リング形状であって、その中心がリード穴２１の中心に一致するように設定される。なお、検査ウィンドウ３２の具体的な形状を決定する内周の大きさ（直径）と外周の大きさ（直径）とについては後述する。
【００２３】
面積算出部６は、検査ウィンドウ３２内における高輝度領域の面積を算出する。例えば、図２に示す場合、検査ウィンドウ３２内に高輝度領域３０が含まれていないので、面積算出部６は、高輝度領域の面積をゼロ（高輝度領域の面積比０％）と算出する。
【００２４】
判定部７は、面積算出部６が算出した高輝度領域の面積に基づいて、半田２４の状態を判定する。判定部７は、面積算出部６が算出した高輝度領域の面積が所定のしきい値以上（例えば、検査ウィンドウ３２の面積に対して、高輝度領域の面積比が５０％以上）である場合、半田２４を「不良品」と判定する。なお、高輝度領域の面積が所定のしきい値以上であるときに半田２４を「不良品」と判定する理由については後述する。
【００２５】
ここからは、検査ウィンドウ３２の詳細について図３および図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図３（ａ）、図３（ｅ）、図３（ｉ）、図３（ｍ）は、異なる形状の半田２４の断面を示している。また、図３（ｂ）、図３（ｆ）、図３（ｊ）、図３（ｎ）は、半田２４の各形状に対応する、カメラ１の撮像画像、具体的には画像処理装置３の高輝度領域抽出部４が抽出した高輝度領域３０を示している。さらに、図３（ｃ）、図３（ｇ）、図３（ｋ）、図３（ｏ）は、カメラ１の撮像画像に検査ウィンドウ３２（点線）を設定した様子を示している。なお、比較例として、図３（ｄ）、図３（ｈ）、図３（ｌ）、図３（ｐ）に、従来の検査ウィンドウ（特許文献１）をカメラ１の撮影画像に設定した様子も示している。
【００２７】
図３（ａ）は、電子部品２２のリード２３のリード穴２１からの突出量と半田２４の量とが適量であって、さらにリード２３の先端が半田２４から突出して露出している、いわゆる「良品」の半田２４の状態を示している。半田２４は、ランド２５の周縁からリード２３に近づくにしたがって平坦から徐々に立ち上がり（盛り上がり）、リード２３に沿って急激に立ち上がる形状となっている。すなわち、半田２４の傾斜は、リード２３に向けて二次関数的に大きくなっている。
【００２８】
図３（ａ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｂ）に示すように、高輝度領域３０として、撮影画像のランド２５内において、リード２３の直径と略同一直径の高輝度領域３０ａと、リード穴２１の直径に比べて大きい内径のリング形状の高輝度領域３０ｂとが、間に低輝度領域３１を挟んで出現する。この高輝度領域３０ａは、リード２３の先端面からの反射光の多くがカメラ１に入射することによって出現する。一方、高輝度領域３０ｂは、ランド２５上の半田２４の平坦部分からの反射光の多くがカメラ１に入射することによって出現する。これに対して、低輝度領域３１は、リード２３の傾斜部分から、カメラ１に向かう方向以外の方向に反射光が反射するために出現する。
【００２９】
図３（ｅ）は、リード２３のリード穴２１からの突出量が少なく、また半田２４の量が過多である、さらにリード２３の先端が半田２４から突出していない、いわゆる「不良品」の半田２４の状態を示している。半田２４は、ランド２５の周縁から急激に立ち上がり、リード２３に近づくにしたがってその傾斜が緩やかになり、リード２３の先端を完全に覆っている。
【００３０】
図３（ｅ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｆ）に示すように、リード穴２１より大きい高輝度領域３０が中央に出現し、その外側に低輝度領域３１が出現する。これは、半田２４の頭頂部の傾斜が緩やかなためである。
【００３１】
図３（ｉ）は、リード２３のリード穴２１からの突出量が不足し、また半田２４の量が適量または適量より僅少である、さらにリード２３の先端面上に半田２４が薄く広がる（場合によってはリード２３の一部がわずかに見える）、いわゆる「不良品」の半田２４の状態を示している。半田２４は、ランド２５の周縁からリード２３に向かって緩やかに盛り上がっている。
【００３２】
図３（ｉ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｊ）に示すように、リード２３の直径よりわずかに大きい直径の低輝度領域３１が中央に出現し、その外側に高輝度領域３０が出現する。これは、リード２３の先端面上において半田２４が略完全平面になって鏡面を構成し、リード２３の先端面からの反射光が、カメラ１に向かう方向と異なる一方向のみに進行するためである。すなわち、リード２３の先端面に当たった光が様々な方向に拡散して反射することがないために起こる。
【００３３】
図３（ｍ）は、リード２３のリード穴２１からの突出量が大きく不足し、また半田２４の量が過少である、さらにリード２３の先端が半田２４から突出していない、いわゆる「不良品」の半田２４の状態を示している。半田２４は、略平坦状態である。
【００３４】
図３（ｍ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｎ）に示すように、撮影画像のランド２５内全体にわたって高輝度領域３０が出現する。これは、半田２４が略平坦状態であることによる。
【００３５】
検査ウィンドウ３２は、図３（ａ）、図３（ｅ）、図３（ｉ）、および図３（ｍ）に示す半田２４の状態を識別できるようにするために、その外周が、リード穴２１の直径と同一の直径の外周とされている。また、検査ウィンドウ３２の内周は、リード２３の直径、または、好ましくはリード２３の直径とリード穴２１の径方向の電子部品２２の実装誤差との和と同一の直径の内周とされている。
【００３６】
なお、ここで言う「リード穴２１の直径」は、リード穴２１の公差の範囲の直径または許容最小直径以上であって許容最大直径以下の間の直径を言う。また、「リード２３の直径」は、リード２３の公差の範囲の直径または許容最小直径以上であって許容最大直径以下の間の直径を言う。さらに、「径方向の電子部品２２の実装誤差」は、電子部品２２のリード２３をリード穴２１に挿入したときに、リード２３の中心とリード穴２１の中心との間の許容できるリード穴径方向の距離を言う。
【００３７】
図３（ａ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｃ）に示すように、検査ウィンドウ３２内は低輝度領域３１である。したがって、画像処理装置の面積測定部６が高輝度領域３０の面積を、例えば０％と算出し、判定部７が半田２４を「良品」と判定する。
【００３８】
図３（ｅ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｇ）に示すように、検査ウィンドウ３２内は高輝度領域３０である。したがって、画像処理装置の面積測定部６が高輝度領域３０の面積を、例えば１００％と算出し、判定部７が半田２４を「不良品」と判定する。
【００３９】
図３（ｉ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｋ）に示すように、検査ウィンドウ３２内は高輝度領域３０である。したがって、半田２４は「不良品」と判定される。
【００４０】
図３（ｍ）に示すような半田２４の状態である場合、図３（ｏ）に示すように、検査ウィンドウ３２内は高輝度領域３０である。したがって、半田２４は「不良品」と判定される。
【００４１】
なお、図３（ｄ）に比較例として示すように、リード２１穴の直径と同一の直径である円形状の従来の検査ウィンドウ１３２（特許文献１の検査ウィンドウ）を採用すると、図３（ａ）に示すような半田２４の状態である場合、リード２３の直径や判定部７が判定するときの基準である所定しきい値の値によっては、半田２４が「不良品」と誤判定される。
【００４２】
また、図３（ｈ）に比較例として示すように、従来の検査ウィンドウ１３２を使用すると、図３（ｅ）に示すような半田２４の状態である場合、半田２４は「不良品」と判定される。
【００４３】
さらに、図３（ｌ）に比較例として示すように、従来の検査ウィンドウ１３２を使用すると、図３（ｉ）に示すような半田２４の状態である場合、リード２３の直径や判定部７が判定するときの基準である所定しきい値の値によっては、半田２４は「良品」と誤判定される。
【００４４】
さらにまた、図３（ｐ）に比較例として示すように、従来の検査ウィンドウ１３２を使用すると、図３（ｍ）に示すような半田２４の状態である場合、半田２４は「不良品」と判定される。
【００４５】
ここからは、検査ウィンドウ３２の内周と外周とについての補足説明を、図４を参照しながら行う。
【００４６】
図４（ａ）は電子部品２２のリード２３がリード穴２１の中心に位置しているときの半田２４の状態を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応する、カメラ１の撮像画像に検査ウィンドウ３２（点線）を設定した様子を示している。図４（ａ）に示す検査ウィンドウ３２は、その内周の直径が電子部品２２のリード２３の直径である。このとき、検査ウィンドウ３２内は低輝度領域３１である。
【００４７】
図４（ｃ）に示すように電子部品２２のリード２３がリード穴２１の中心から許容範囲内でずれると、図４（ｄ）に示すように検査ウィンドウ３２内に部分的に高輝度領域３０ａが含まれる。このような場合を想定し（すなわち、このような場合に半田２４の状態を「良品」にもかかわらず「不良品」と判定しないように）、画像処理装置３の判定部７は構成されている（所定しきい値が決定されている）。例えば、検査ウィンドウ３２内に５０％以上の高輝度領域３０が含まれる場合に「不良品」と判定するように、判定部７は構成されている。これは、幾何学的に説明すれば、検査ウィンドウ３２のようなリングに該リングに包囲される大きさ（リングの内周より小さい直径）のサークルを重ねた場合、リングとサークルとが重なる面積は、確実にリングの面積の５０％以下であることに基づいている。
【００４８】
より好ましくは、検査ウィンドウ３２の内周の直径は、電子部品２２のリード２３がリード穴２１の中心から許容範囲内でずれることを想定した直径にするのがよい。すなわち、上述したように、検査ウィンドウ３２の内周の直径を、リード２３の直径とリード穴２１の径方向の電子部品２２の実装誤差との和と同一の直径にするのがよい。これにより、図４（ｆ）に示すように、リード２３がリード穴２１の中心からずれても、検査ウィンドウ３２内に高輝度領域３０ａがほとんど含まれない。このような検査ウィンドウ３２を採用することにより、高精度に半田２４の状態を検査することができる。
【００４９】
次に、検査ウィンドウ３２の外周について説明する。
【００５０】
図４（ｇ）は、図４（ａ）に比べて半田２４の量がわずかに少ない、「良品」の半田２４の状態を示している。この場合、半田２４は、図４（ａ）に比べてランド２５上において平坦状態になり、それにより図４（ｈ）に示すように、外側の高輝度領域３０ｂが図４（ｂ）に比べて厚くなる。
【００５１】
図４（ｇ）に示すような半田２４の状態の場合に、検査ウィンドウ３２の外周がリード穴２１に比べて大きいと、図４（ｈ）に示すように検査ウィンドウ３２内は高輝度領域３０ｂを含むことになる。そして、そのために、「良品」であるにもかかわらず、図４（ｇ）に示すような半田２４の状態を「不良品」と誤判定することになる。したがって、検査ウィンドウ３２の外周の直径は、ランド２５の外周直径および内周直径の間の中間の直径より小さくするのがよく、より好ましくは、ランド２５の内周の直径以下、すなわちリード穴２１の直径以下にするのがよい。
【００５２】
なお、現実的には、リード２３の直径やリード穴２１の径にはバラツキがあるので、検査ウィンドウ３２の内周および外周の径は適宜変更される。そのために、画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５は、検査ウィンドウ３２の内周および外周の径を変更可能に構成されているのが好ましい。
【００５３】
次に、以上の説明してきた検査ウィンドウ３２を使用する、半田検査装置による半田２４の状態の外観検査の一例の流れについて、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。図５に示すフローチャートは、１つの半田２４に対する検査の流れを示している。
【００５４】
まず、ステップＳ１において、リング照明２を点灯して半田２４に光を照射する。そしてカメラ１によって半田２４を撮像する。
【００５５】
次に、ステップＳ２において、画像処理装置３の高輝度領域抽出部４は、カメラ１の撮影画像のランド２５内において所定輝度以上の高輝度領域を抽出する。例えば、図２に示すように、高輝度領域３０を抽出する。
【００５６】
続いて、ステップＳ３において、画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５が、図２に示すように、ランド２５内に検査ウィンドウ３２を設定する。
【００５７】
続いて、ステップＳ４において、画像処理装置３の面積算出部６が、検査ウィンドウ３２内における高輝度領域の面積を算出する。
【００５８】
続いて、ステップＳ５において、画像処理装置３の判定部７が、ステップＳ４で算出された高輝度領域面積が所定しきい値以上か否かを判定する。高輝度領域面積が所定しきい値以上である場合、ステップＳ６に進み、半田２４の状態が「不良品」であると判定する。高輝度領域面積が所定しきい値以上でない場合、ステップＳ７に進み、半田２４の状態が「良品」であると判定する。判定部７による半田２４の状態の判定が完了すると、１つの半田２４に対する外観検査が完了する。
【００５９】
本実施の形態によれば、リード２３の先端形状やリード付き電子部品２２の実装誤差に影響されることなく高精度に半田２４の状態を外観検査することができる。また、検査がカメラ１の撮影画像に基づいて行われるため、半田２４の形状を３次元測定する場合に比べて、高速に複数の半田２４の状態を検査することが可能になる。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態と実施の形態１の違いは、検査ウィンドウの数であり、本実施の形態は２つの検査ウィンドウを使用する。その理由は後述する。なお、本実施の形態は、画像処理装置の検査ウィンドウ設定部、面積測定部、および判定部が実施の形態１と異なるだけなので、ここではその異なる点について説明する。
【００６１】
図６は半田２４の状態、カメラ１の撮影画像、および検査ウィンドウの対応関係を示している。
【００６２】
図６（ａ）に示す半田２４の状態は図３（ａ）と同一であって、また、図６（ｄ）と図３（ｅ）とが同一、図６（ｇ）と図３（ｉ）とが同一、図６（ｊ）と図３（ｍ）とが同一である。
【００６３】
さらに、図６（ｂ）に示すカメラ１の撮影画像は図３（ｂ）と同一であって、また、図６（ｅ）と図３（ｆ）とが同一、図６（ｈ）と図３（ｊ）とが同一、図６（ｋ）と図３（ｎ）とが同一である。
【００６４】
図６（ｃ）、図６（ｆ）、図６（ｉ）、および図６（ｌ）に示すように、本実施の形態の画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５は、２つの検査ウィンドウ３２，３３を設定する。
【００６５】
内側に位置する第１の検査ウィンドウ３２は、実施の形態１と同じである。ただし、外周の直径は、リード穴２１の直径である。
【００６６】
外側に位置する第２の検査ウィンドウ３３は、第１の検査ウィンドウ３２と同様にリング形状であって、リード穴２１と同心である。また、その外周の直径は、ランド２５の外周直径および内周直径の間の中間の直径より小さい。なお、第２の検査ウィンドウ３３の内周の直径は、第１の検査ウィンドウ３２の外周の直径より大きければよく、細かい条件は特に規定しない。
【００６７】
画像処理装置３の面積測定部６は、２つの検査ウィンドウ３２，３３それぞれについて高輝度領域の面積を算出する。
【００６８】
画像処理装置３の判定部７は、面積算出部６が算出した２つの検査ウィンドウ３２，３３内の高輝度領域の面積に基づいて、半田２４の状態を判定する。判定部７は、２つの検査ウィンドウ３２，３３の少なくとも一方において、面積算出部６が算出した高輝度領域の面積が所定しきい値以上である場合に半田２４の状態を「不良品」と判定する。
【００６９】
具体的に説明すると、図６（ａ）に示すような半田２４の状態である場合、図６（ｃ）に示すように、２つの検査ウィンドウ３２，３３内は、ともに低輝度領域３１である。したがって、この場合、画像処理装置３の判定部７は、半田２４の状態を「良品」と判定する。
【００７０】
図６（ｄ）に示すような半田２４の状態である場合、図６（ｆ）に示すように、内側の第１の検査ウィンドウ３２内が高輝度領域３０であって、外側の第２の検査ウィンドウ３３内が低輝度領域３１である。したがって、この場合、画像処理装置３の判定部７は、半田２４の状態を「不良品」と判定する。
【００７１】
図６（ｇ）に示すような半田２４の状態である場合、図６（ｉ）に示すように、内側の第１の検査ウィンドウ３２内が部分的に高輝度領域３０であって、外側の第２の検査ウィンドウ３３内が高輝度領域３０である。したがって、この場合、画像処理装置３の判定部７は、半田２４の状態を「不良品」と判定する。
【００７２】
図６（ｊ）に示すような半田２４の状態である場合、図６（ｌ）に示すように、２つの検査ウィンドウ３２，３３内は、ともに高輝度領域３０である。したがって、画像処理装置３の判定部７は、半田２４の状態を「不良品」と判定する。
【００７３】
２つの検査ウィンドウ３２，３３を設定する理由は、図６（ｄ）に示すような半田２４の状態と、図６（ｇ）に示すような半田２４の状態とを識別するためである。
【００７４】
図６（ｅ）と図６（ｈ）を参照すれば、高輝度領域３０の配置が正反対であることが分かる。図６（ｄ）に示すような半田２４の状態の場合には高輝度領域３０が中央に位置し、これに対し、図６（ｇ）に示すような半田２４の状態の場合には高輝度領域３０が周縁に位置する。この場合、図６（ｄ）と図６（ｇ）の半田２４の状態を１つの検査ウィンドウによって識別する場合、検査ウィンドウの内周および外周の直径を非常に厳しく設定しなければならない。さもなくば、例えば、検査ウィンドウが図６（ｆ）に示すような低輝度領域３１に位置し、そのために半田２４の状態を「良品」と誤判定する可能性がある。すなわち、半田２４の状態の検査の精度が低精度になる。したがって、これらを考慮して、２つの検査ウィンドウ３２，３３が設定されている。
【００７５】
次に、２つの検査ウィンドウ３２，３３を使用する、本実施の形態の半田２４の状態の外観検査の一例の流れを、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００７６】
まず、ステップＳ２１において、図５に示す実施の形態１のステップＳ１と同様に、リング照明２を点灯して半田２４に光を照射する。そしてカメラ１によって半田２４を撮像する。
【００７７】
次に、ステップＳ２２において、実施の形態１のステップ２と同様に、画像処理装置３の高輝度領域抽出部４は、カメラ１の撮影画像のランド２５内において所定輝度以上の高輝度領域を抽出する。
【００７８】
続いて、ステップＳ２３において、画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５が、ランド２５内に第１（内側）の検査ウィンドウ３２を設定する。
【００７９】
続いて、ステップＳ２４において、画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５が、ランド２５内に第２（外側）の検査ウィンドウ３３を設定する。
【００８０】
続いて、ステップＳ２５において、画像処理装置３の面積算出部６が、２つの検査ウィンドウ３２，３３内における高輝度領域の面積を算出する。
【００８１】
続いて、ステップＳ２６において、画像処理装置３の判定部７が、ステップＳ２５で算出された２つの検査ウィンドウ内の高輝度領域面積の少なくとも一方が所定しきい値以上か否かを判定する。少なくとも一方が高輝度領域面積が所定しきい値以上である場合、ステップＳ２７に進み、半田２４の状態が「不良品」であると判定する。そうでない場合、ステップＳ２８に進み、半田２４の状態が「良品」であると判定する。判定部７による半田２４の状態の判定が完了すると、１つの半田２４に対する検査が完了する。
【００８２】
本実施の形態によれば、２つの検査ウィンドウ３２，３３を設定することにより、図６（ｄ）と図６（ｇ）に示すような半田２４の状態を確実に識別することができるため、実施の形態１に比べて高精度に半田２４の状態を検査できる。
【００８３】
（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態２の改良形態であって、電子部品のリードがクリンチ（屈曲）されている場合に対応するものである。
【００８４】
図８は、本実施の形態に半田検査装置の構成を概略的に示している。実施の形態２と異なる点は、面積算出部６とマスク設定部８である。したがって、面積算出部６とマスク設定部８を主に説明する。
【００８５】
図９は、半田２４の形状、カメラ１の撮影画像、検査ウィンドウおよびマスクの対応関係を示している。
【００８６】
図９（ａ）に示すように、電子部品２２のリード２３はクリンチされている（屈曲されている）。
【００８７】
図９（ａ）に示すようにリード２３がクリンチされると、リード２３の屈曲部分より先端側部分からの反射により、図９（ｂ）に示すように、中央からリード２３のクリンチ方向と逆方向に向かって延びる高輝度領域３０ｄが出現する。
【００８８】
図９（ｂ）に示すようにリード２３のクリンチ由来の高輝度領域３０ｄが出現した状態で、実施の形態２のように半田２４の状態の外観検査を実施すると、「良品」にもかかわらず「不良品」と誤判定する可能性がある。
【００８９】
例えば、図９（ｃ）に示すように内側の第１の検査ウィンドウ３２と外側の第２の検査ウィンドウ３３とに高輝度領域３０ｄが含まれるために、画像処理装置３の判定部７が「不良品」と誤判定する可能性がある。
【００９０】
この対処として、本実施の形態の画像処理装置３は、リード２３がクリンチされている場合、図９（ｄ）に示すように、リード２３のクリンチ方向と逆方向をマスクする、すなわちマスクされた撮影画像の領域を検査に利用しないようにするマスク３４を設定するマスク設定部８を有する。
【００９１】
マスク設定部８によって設定されるマスク３４は、リード２３のクリンチ方向と逆方向に延びる高輝度領域３０ｄをマスクする扇形状であって、リード穴２１の中心から反クリンチ方向に延びている。扇形状の角度は０〜１８０°の範囲の角度であって、具体的な角度はクリンチの角度によって決定される。なお、マスク３４は、扇形状以外の形状であってもよく、リード穴２１の中心より反クリンチ方向側を少なくとも部分的に、すなわち反クリンチ方向側に現れる高輝度領域３０ｄを少なくとも部分的にマスクできる形状であればよい。
【００９２】
このようなマスク３４により、図９（ｄ）に示すようにクリンチによって現れる高輝度領域３０ｄを除いて、第１および第２の検査ウィンドウ３２，３３を使用して半田２４の状態を検査することができる。例えば、図９（ｄ）の場合、両方の検査ウィンドウ３２，３３内の高輝度領域が５０％以下になるので、画像処理装置３の判定部７は「良品」と正しく判定する。
【００９３】
次に、リード２３がクリンチされている場合における、２つの検査ウィンドウ３２，３３を使用する、本実施の形態の半田２４の状態の外観検査の一例の流れを、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００９４】
まず、ステップＳ３１において、図５に示す実施の形態１のステップＳ１と同様に、リング照明２を点灯して半田２４に光を照射する。そしてカメラ１によって半田２４を撮像する。
【００９５】
次に、ステップＳ３２において、実施の形態１のステップ２と同様に、画像処理装置３の高輝度領域抽出部４は、カメラ１の撮影画像のランド２５内において所定輝度以上の高輝度領域を抽出する。
【００９６】
続いて、ステップＳ３３において、マスク設定部８が、図９（ｄ）に示すように、マスク３４を設定する。
【００９７】
続いて、ステップＳ３４において、マスク３４が設定された撮影画像の領域を除外する。
【００９８】
続いて、ステップＳ３５において、画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５が、ランド２５内に第１（内側）の検査ウィンドウ３２を設定する。
【００９９】
続いて、ステップＳ３６において、画像処理装置３の検査ウィンドウ設定部５が、ランド２５内に第２（外側）の検査ウィンドウ３３を設定する。
【０１００】
続いて、ステップＳ３７において、画像処理装置３の面積算出部６が、２つの検査ウィンドウ３２，３３内における高輝度領域の面積を算出する。
【０１０１】
続いて、ステップＳ３８において、画像処理装置３の判定部７が、ステップＳ３７で算出された２つの検査ウィンドウ内の高輝度領域面積の少なくとも一方が所定しきい値以上か否かを判定する。少なくとも一方が高輝度領域面積が所定しきい値以上である場合、ステップＳ３９に進み、半田２４の状態が「不良品」であると判定する。そうでない場合、ステップＳ４０に進み、半田２４の状態が「良品」であると判定する。判定部７による半田２４の状態の判定が完了すると、１つの半田２４に対する検査が完了する。
【０１０２】
本実施の形態によれば、マスク設定部８が設定するマスク３４により、電子部品２２のリード２３がクリンチされていても高精度に半田２４の状態を検査できる。
【０１０３】
以上、３つの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これら３つの実施の形態に限定されない。
【０１０４】
例えば、上述の実施の形態の場合、検査ウィンドウ内の撮影画像領域全てを用いて半田の状態を検査しているが、本発明はこれに限らない。広義には、検査に使用する撮影画像の領域（検査領域）は、撮像画像におけるリードの外周より外側の領域の少なくとも一部分であればよい。また、必ずしも連続した領域である必要はない。例えば、図３（ｃ）に示すような内径がリードの直径と同一であって外径がリード穴の直径と同一であるリング形状の領域内において、間隔をあけて配置される複数の独立した領域を検査に使用する検査領域としてもよい。例えば、９０度ずつ間隔を開けて配置される４つの独立した領域であってもよい。
【０１０５】
また、上述の実施の形態の場合、画像処理装置の判定部は、半田の状態を「良品」または「不良品」と判定するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、図３（ａ）、図３（ｅ）、図３（ｉ）、図３（ｍ）に示すように、４つの半田の状態を識別できるので、画像処理装置の判定部を「良品」、「不良品１」、「不良品２」、または「不良品３」の少なくとも１つを判定結果として出力するように構成してもよい。これによれば、「不良品１」、「不良品２」、「不良品３」とそれぞれ判定されたときの対応策を予め決めておくことにより、判定部による「不良品」との判定後、「不良品」と判定された半田を確認することなく、すぐに対応策を実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、基板のリード穴に装通された電子部品のリードと該基板とを接合する半田の状態を検査する方法であるので、電子基板の半田外観検査に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１      カメラ
２      リング照明
２０    基板
２１    リード穴
２２    電子部品
２３    リード
２４    半田
２５    ランド
３０    高輝度領域
３１    低輝度領域
３２    検査ウィンドウ
【図１】
0005546364.tif 000002
【図２】
0005546364.tif 000003
【図３】
0005546364.tif 000004
【図４】
0005546364.tif 000005
【図５】
0005546364.tif 000006
【図６】
0005546364.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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