(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四周に多数の電極が突設された電子部品の各電極もしくはそれに対応するランドが形成された回路基板の各ランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査方法であって、コーナーの２位置を開始点と終了点として教示し、前記視野内の両端の電極間ピッチもしくはランド間ピッチから次の移動量を設定し、開始点から一方向に順次移動し、視野内に電極もしくはランドが無くなると部品形状に沿って方向を変換して同様に順次移動するという動作を繰り返して終了点に向けて移動して検査することを特徴とする検査方法。
【請求項２】
両側辺に多数の電極が突設された電子部品の各電極もしくはそれに対応するランドが形成された回路基板の各ランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査方法であって、対角の２位置を開始点と終了点として教示し、前記視野内の両端の電極間ピッチもしくはランド間ピッチから次の移動量を設定し、開始点から一方向に順次移動し、視野内に電極もしくはランドが無くなると終了点を通る一方向に沿うライン上の開始点に対応する位置に移動し、再び一方向に順次終了点に向けて移動して検査することを特徴とする検査方法。
【請求項３】
電子部品の各電極もしくは電子部品が装着される回路基板に電子部品の各電極に対応して形成されているランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査方法であって、
検査の開始点を教示する工程と、開始点から電子部品の形状に対応して設定されたアルゴリズムによって電子部品の形状に対応する所定の経路に沿って終了点に向けて視野を自動的に順次移動して検査する工程とを有し、
前記検査の開始点を教示する際に、電極又はランドのピッチを検出し、所定の経路に沿った視野の移動量を算出し、
予め得るか若しくは格納されている、全ての電極もしくはランドを検査するのに必要な視野の総数を取り込み、所定の経路に沿って順次移動させる視野の移動数をカウントし、上記必要な視野総数に達すると検査を終了することを特徴とする検査方法。
【請求項４】
電子部品の各電極もしくは電子部品が装着される回路基板に電子部品の各電極に対応して形成されているランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、  その視野を順次移動して検査する検査方法であって、
検査の開始点を教示する工程と、開始点から電子部品の形状に対応して設定されたアルゴリズムによって電子部品の形状に対応する所定の経路に沿って終了点に向けて視野を自動的に順次移動して検査する工程とを有し、
前記検査の開始点を教示する際に、電極又はランドのピッチを検出し、所定の経路に沿った視野の移動量を算出し、
前記所定経路に沿って視野を順次移動させ、視野内に電極もしくはランドが無くなったとき、さらに所定経路に沿って継続する次の位置に移動しても電極もしくはランドが無くなったときに検査を終了することを特徴とする検査方法。
【請求項５】
電子部品の各電極もしくは電子部品が装着される回路基板に電子部品の各電極に対応して形成されているランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査装置であって、
適当数の電極又はランドの画像を取り込み且つ検査の開始点を教示するカメラと、
カメラの視野を開始点から電子部品の形状に対応して設定されたアルゴリズムによって電子部品の形状に対応する所定の経路に沿って終了点に向けて視野を自動的に順次移動する視野移動手段と、
電極又はランドを検査する検査手段と、
前記検査の開始点を教示する際に電極又はランドのピッチを検出し所定の経路に沿った視野移動手段の移動量を算出する移動量算出手段と、
電子部品の形状に応じて視野の移動経路を決定するアルゴリズムを格納した記憶手段と、
予め得るか若しくは格納されている全ての電極もしくはランドを検査するのに必要な視野の総数を取り込み所定の経路に沿って順次移動させる視野の移動数をカウントし上記必要な視野総数に達すると検査を終了させるか、又は、前記所定経路に沿って視野を順次移動させ視野内に電極もしくはランドが無くなったときさらに所定経路に沿って継続する次の位置に移動しても電極もしくはランドが無くなったときに検査を終了させる制御部とを備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の電極や、電子部品が装着される回路基板に電子部品の各電極に対応して形成されているランドや、スクリーン印刷機などで回路基板のランド上に印刷されたクリーム半田の状態などの検査を行う検査方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示すように、回路基板１上には、一面に多数の電極がマトリック状に配置された電子部品（ＢＧＡ部品）２、四周に多数の電極が突設された電子部品（ＱＦＰ部品）３、両側辺に多数の電極が突設された電子部品（ＳＯＰ部品）４などの多数のピンを有する電子部品を実装されている。これらの電子部品２〜４を実装するため、回路基板１には各電子部品２〜４の電極をそれぞれ接合するランド５〜７が形成されており、図４に示すようなスクリーン印刷機にてこれらランド５〜７上にクリーム半田が印刷される。
【０００３】
スクリーン印刷機では、そのスクリーン８に各ランド５〜７に対応する位置にそれぞれ開口部９〜１１が形成されている。１２は認識カメラで、回路基板１のランド５〜７に印刷されたクリーム半田の状態を撮像し、その画像を処理して検査するように構成されている。認識カメラ１２は、Ｘ−Ｙ方向に動作可能であり、検査するランド５〜７の位置を予め教示しておくことにより、自動的に各ランド５〜７を順次移動して検査するように構成されている。１３はモニタＴＶで、認識カメラ１２からの画像を写し出すように構成されている。
【０００４】
認識カメラ１２による検査位置の従来の教示動作を、図８と図９を参照して説明すると、ステップ＃１で検査対象の電子部品を選択し、次にステップ＃２でランド５〜７の位置教示を行うため、オペレータがモニタＴＶ１３を見ながらそのモニタＴＶ１３内に検査対象のランド５〜７が見える位置まで認識カメラ１２を移動させることによって検査位置の教示を行う。その際、認識カメラ１２には分解能があるため、図９に示すように、モニタＴＶ１３の画面内、即ち認識カメラ１２による検査画面の視野１４内に入るランド数は限定される。そこで、最初の検査位置の教示が終了したら、ステップ＃３の判断で次の検査位置があれば、ステップ＃２に戻って同じように認識カメラ１２を移動させて次の検査位置を教示し、全てのランドの教示が終了するまで以上の動作を繰り返している。
【０００５】
例えば、ＢＧＡ部品２の場合には、図９（ａ）に示すようにマトリックス状に位置する９箇所の検査位置をそれぞれ順次教示し、ＱＦＰ部品３の場合には、図９（ｂ）に示すように部品の周囲を矩形状に取り囲むような１２箇所の検査位置をそれぞれ順次教示する。この検査位置の教示をすべての電子部品２〜４のランド５〜７について行うことになる。また、この教示は回路基板１のランド５〜７の検査とスクリーン８の開口部９〜１１の検査のいずれに対しても行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、検査する電子部品２〜４の電極５〜７を接合するランド９〜１１が、特にＢＧＡ部品２、ＱＦＰ部品３、ＳＯＰ部品４などでは多く、認識カメラ１２による検査画面の視野１４の位置、すなわち検査位置を次々に位置決めして教示しなければならず、同じ作業を繰り返し行わなければならないため、教示作業に時間がかかり、作業効率が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電子部品の電極もしくは回路基板のランドの検査を行うための検査位置教示作業を簡単にして作業効率を向上できる検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の検査方法は、四周に多数の電極が突設された電子部品の各電極もしくはそれに対応するランドが形成された回路基板の各ランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査方法であって、コーナーの２位置を開始点と終了点として教示し、前記視野内の両端の電極間ピッチもしくはランド間ピッチから次の移動量を設定し、開始点から一方向に順次移動し、視野内に電極もしくはランドが無くなると部品形状に沿って方向を変換して同様に順次移動するという動作を繰り返して終了点に向けて移動して検査することを特徴とする。
【０００９】
あるいは、本発明の検査方法は、両側辺に多数の電極が突設された電子部品の各電極もしくはそれに対応するランドが形成された回路基板の各ランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査方法であって、対角の２位置を開始点と終了点として教示し、前記視野内の両端の電極間ピッチもしくはランド間ピッチから次の移動量を設定し、開始点から一方向に順次移動し、視野内に電極もしくはランドが無くなると終了点を通る一方向に沿うライン上の開始点に対応する位置に移動し、再び一方向に順次終了点に向けて移動して検査することを特徴とする。
【００１０】
上記発明によると、検査の開始点と終了点を教示し、電子部品の種類を特定することによって自動的にすべての検査位置が設定されて検査を行うことができ、検査位置教示作業を簡単にして作業効率を向上することができる。
【００１４】
また、本発明の別の検査方法は、電子部品の各電極もしくは電子部品が装着される回路基板に電子部品の各電極に対応して形成されているランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、その視野を順次移動して検査する検査方法であって、検査の開始点を教示する工程と、開始点から電子部品の形状に対応して設定されたアルゴリズムによって電子部品の形状に対応する所定の経路に沿って終了点に向けて視野を自動的に順次移動して検査する工程とを有し、前記検査の開始点を教示する際に、電極又はランドのピッチを検出し、所定の経路に沿った視野の移動量を算出し、予め得るか若しくは格納されている、全ての電極もしくはランドを検査するのに必要な視野の総数を取り込み、所定の経路に沿って順次移動させる視野の移動数をカウントし、上記必要な視野総数に達すると検査を終了することを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、検査の開始点を教示することにより、自動的にすべての検査位置が設定されて検査を行うことができ、検査位置教示作業を簡単にして作業効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明のさらに別の検査方法は、電子部品の各電極もしくは電子部品が装着される回路基板に電子部品の各電極に対応して形成されているランドを検査する際に、認識カメラの視野内に適当数の電極もしくはランドを取り込み、  その視野を順次移動して検査する検査方法であって、検査の開始点を教示する工程と、開始点から電子部品の形状に対応して設定されたアルゴリズムによって電子部品の形状に対応する所定の経路に沿って終了点に向けて視野を自動的に順次移動して検査する工程とを有し、前記検査の開始点を教示する際に、電極又はランドのピッチを検出し、所定の経路に沿った視野の移動量を算出し、  前記所定経路に沿って視野を順次移動させ、視野内に電極もしくはランドが無くなったとき、さらに所定経路に沿って継続する次の位置に移動しても電極もしくはランドが無くなったときに検査を終了することを特徴とする。
【００１７】
上記発明によれば、検査の開始点を教示し、電子部品の種類を特定することによって自動的にすべての検査位置が設定されて検査を行うことができ、検査位置教示作業を簡単にして作業効率を向上することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を回路基板のランドにクリーム半田を印刷するスクリーン印刷機に適用した一実施形態について、図１、図２を参照しながら説明する。
【００２０】
なお、以下の実施形態の説明では、スクリーン印刷機に組み込んだものについて説明するが、本発明は回路基板のランド上に塗布されたクリーム半田の状態を検査する独立した検査装置にも適用できる。
【００２１】
回路基板及びスクリーン印刷機の構成は図３、図４を参照して説明した従来例と同一であり、共通の構成要素については同一参照番号を付している。
【００２２】
まず、最初に検査対象部品を選択してその電極、ランドの配置状況等の形状における特徴を明確にし、電極・ランドの配置状況に対して検査画面の視野位置を所定の経路に沿って順次追跡するためのアルゴリズムを特定する。次に、自動追跡するための検査の開始点と終了点の２つの位置に検査画面を位置決めして教示する。ＢＧＡ部品２の場合は、図１に示すように、対角の２つの画面位置を教示し、ＱＦＰ部品３の場合は、図２に示すように、１コーナーの隣接する２つの画面位置を教示する。また、図示は省略するが、ＣＳＰ部品４の場合には対角の２つの画面位置を教示する。
【００２３】
ＢＧＡ部品２の場合の検査方法について、図１を参照して詳しく説明すると、開始点位置に検査画面を位置決めして教示した際に、図１（ｃ）に示すように、検査画面の視野１４内に存在する両端のランド５、５間の左右と上下のピッチｌ１  、ｌ２  をカメラ分解能から算出し、それらのピッチから認識カメラ１２の次の検査画面位置までの左右方向と上下方向の移動量を算出しておく。
【００２４】
ランド５の検査時には、まず認識カメラ１２が教示された開始点に移動してその視野１４内のランド５の検査を行い、次に右方向に左右ピッチｌ１  から算出された移動量だけ移動してその視野１４内のランド５の検査を行い、以下その動作を繰り返し、図１（ｄ）に示すように視野１４内にランド５が無くなってランド未検出となったら、下方向に上下ピッチｌ２  に対応する移動量だけ移動するとともに開始点の直下位置に移動してその視野１４内のランド検査を行い、次に右方向に移動してその視野１４内のランド検査を行うという動作を繰り返す。こうして、図１（ａ）に矢印で示し、図１（ｂ）に番号を付した順に順次ランド検査を行い、視野１４が終了点に達し、その視野１４のランド５の認識を終了すると、全てのランド５の検査が終了する。
【００２５】
なお、上記のように視野１４を常に左から右に移動させて検査するのではなく、最初に右に移動した場合、その端に達するとその直下に移動して今度は左に向けて移動し、その端に達するとその直下に移動して今度は右に移動するという経路を通って検査するようにしてもよく、こうすると認識カメラ１２の移動量が少なくて済み、検査タクトを短くできる。
【００２６】
次に、ＱＦＰ部品３の場合の検査方法について、図２を参照して詳しく説明すると、開始点位置に検査画面を位置決めして教示した際に、図２（ｃ）に示すように、視野１４内に存在する両端のランド６、６間のピッチｍをカメラ分解能から算出し、そのピッチｍから認識カメラ１２の次の検査画面位置までの移動量を算出しておく。
【００２７】
ランド６の検査時には、まず認識カメラ１２が教示された開始点に移動してその視野１４内のランド６の検査を行い、次に右方向にピッチｍから算出された移動量だけ移動してその視野１４内のランド６の検査を行い、以下その動作を繰り返し、図２（ｄ）に示すように視野１４内にランド６が無くなってランド未検出となったら、ＱＦＰ部品３の部品形状に沿ってその位置から下方向への自動追跡に移行し、下方向にピッチｍに対応する移動量だけ順次移動しながらランド６の検査を行い、再びランド未検出となったらその位置から左方向への自動追跡に移行し、さらにランド未検出となったらその位置から上方向への自動追跡に移行する。こうして、図２（ａ）に矢印で示し、図２（ｂ）に番号を付した順に順次ランド検査を行い、視野１４が終了点に達してそのランド６の認識を終了すると、全てのランド６の検査が終了する。
【００２８】
なお、ＳＯＰ部品４の場合においても、詳しい説明は省略するが、上記と同様に、ＳＯＰ部品４の対角の２位置を開始点と終了点として教示し、検査画面の視野１４内の両端のランド間ピッチｍから次の移動量を設定し、開始点から右方向に順次移動し、視野１４内にランドが無くなると終了点を通る左右方向のライン上の開始点の直下位置に移動し、再び右方向に順次終了点に向けて移動して検査する。
【００２９】
以上のように本実施形態によれば、電子部品のランド検査のための検査位置教示において、従来の同一パターンを繰り返して教示するという動作に代えて、開始点と終了点の２箇所の位置を教示するだけで、対象の電子部品の特徴的な形状から自動的に追跡してランド検査を行うことができ、作業の効率化を図ることができる。
【００３０】
以上の検査方法を実施するための検査装置は、図５に示すような基本構成となっている。認識カメラ１２、モニタＴＶ１３、及び認識カメラ１２を移動させる視野移動手段１５、及び制御部１６にて構成されている。制御部１６は、移動量算出手段１７と、記憶手段１８を備えている。移動量算出手段１７は視野１４内の両端のランドのピッチ間隔から視野１４の移動量を算出する。記憶手段１８には視野１４を移動させるための所定の移動経路を電子部品の形状の特徴から自動的に決定するための移動アルゴリズム１９などが格納されている。
【００３１】
なお、上記検査方法は、スクリーン８の開口部９〜１１の検査に対しても適用される。
【００３２】
さらに、本発明の上記検査方法及び装置は、図６、図７に示すような部品装着装置における種々の検査目的にも適用できる。
【００３３】
特に、図６に示すように、本発明の検査方法は、電子部品２０が回路基板１に装着された後のランド２４と電極２２の検査に好適に適用できる。同様に、リフロー後のランド２４と電極２２の状態を検査する場合にも本発明の検査装置を適用することができる。
【００３４】
さらに、図７に示すように、本発明の検査方法は、吸着ノズル３４にて部品供給部３２から回路基板１上に向けて部品３０を吸着して移載する間に、部品３０又はその電極を認識カメラ１２で取り込んで部品３０の吸着位置や姿勢を検出する場合にも好適に適用できる。すなわち、部品装着装置において、部品又はその電極を本発明の検査方法に基づいて検査することによって、吸着ノズル３４で保持されている部品３０の吸着位置や姿勢を検出することができ、それに応じて位置補正をかけることによって回路基板１上に部品３０を正確に装着することができる。
【００３５】
次に、本発明の検査方法の第２の実施形態について説明する。上記実施形態では検査の終了点も教示したが、本実施形態においては、各部品における検査に必要な視野の総数、即ち全ての電極もしくはランドを検査するために視野を順次位置決めして行く際の位置の総数を、予め部品の種類毎に得て、制御部１６の記憶手段１８に格納しておく。すなわち、検査対象部品の各種類に対して、認識カメラ１３を検査の開始点に移動させ、上記第１の実施形態と同様にその開始点での視野内のランドピッチを検出して視野の移動量を算出し、部品の種類毎に設定されたアルゴリズムによって設定される所定の経路に沿って順次視野を移動させ、すべてのランドの検査が終了するまでの視野総数を得て、予め格納しておく。
【００３６】
検査にあたっては、まず認識カメラによる検査画面の視野が教示された開始点に移動してその視野内のランドの検査を行い、以降部品の種類によって選択されたアルゴリズムによって決定された所定の経路に沿って視野を順次移動させて各ランドの検査を行うとともに、視野の移動数をカウントしていき、そのカウント数が上記視野総数に達すると、すべてのランドの検査が終了したとしてその部品の検査を終了する。
【００３７】
この方法によれば、検査の終了点を教示する必要がないので、さらに教示作業が簡単になり、検査の１サイクルのタクトタイムを小さくでき、作業効率を向上することができる。
【００３８】
次に、本発明の検査方法の第３の実施形態について説明する。本実施形態においては、検査の終了点を教示する代わりに、視野内に電極もしくはランドが無くなり、さらに次の移動した視野でも電極もしくはランドが無いときに終了点とすることで、終了点の教示を不要とするものである。この開始点の教示時に上記第１の実施形態と同様にその開始点での視野内のランドピッチを検出して視野の移動量を算出する。
【００３９】
検査にあたっては、まず認識カメラによる検査画面の視野が教示された開始点に移動してその視野内のランドの検査を行い、以降部品の種類によって選択されたアルゴリズムによって決定された所定経路に沿って視野を順次移動させ、各ランドの検査を順次行っていく。そして、視野内に電極もしくはランドが無くなったときに、さらに所定経路に沿って継続する次の位置に移動させる。図１の（ｂ）の例で説明すると、まる９の位置で検査を行った後、視野を右に移動させると視野内にランドが無いので、次にまる７の位置の直下に視野を移動させる。この視野内でも再びランドが無いので、まる９の位置が検査の終了点であったとして、検査を終了とするものである。
【００４０】
この検査方法は、ＢＧＡ部品２のランドの検査に限らず、電極もしくはランドがマトリックス状に配置された対象物に好適に適用できる。また、ＱＦＰ部品３のランドの検査においても、視野を部品の四周に沿って移動させ、四周の電極もしくはランドの検査が終了した後次の移動位置の視野内には電極もしくはランドが無いことから検査の終了点を検出することができる。
【００４１】
この方法においても、検査の終了点を教示する必要がないので、さらに教示作業が簡単になり、検査の１サイクルのタクトタイムを小さくでき、作業効率を向上することができる。
【００４２】
次に、本発明の検査方法の第４の実施形態について説明する。本実施形態においては、視野内のランドピッチの検出を行わず、予め制御部の記憶手段に格納されている場合である。
【００４３】
検査にあたっては、教示された対象部品の検査開始点のランドを視野に納めてその検査を行い、以降予め格納されているランドピッチ又は既に算出されて格納されている移動量づつ、部品の種類によって選択されたアルゴリズムによって決定された所定経路に沿って視野を順次移動させ、各ランドの検査を順次行っていく。この方法は、同一形状部品の検査を連続して行う場合に、最初の部品の検査時に上記第１〜第３の実施形態の方法で視野の移動量を算出したものを記憶手段１８に格納しておくことによって効果的に適用できる。なお、検査の終了点の判別方法は、上記第１の実施形態のように教示してもよいし、第２、第３の実施形態のように検査工程で判定するようにしてもよい。
【００４４】
このように、本実施形態の検査方法は、同一形状部品を連続して検査する場合に、上記実施形態と組み合わせて適用するのが好適であり、ランドピッチを検出する必要がない分、検査時のデータ処理時間が短くなる分、検査の１サイクルのタクトタイムを小さくでき、作業効率を向上することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の検査方法及び装置によれば、検査位置教示作業が簡単になり、作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査方法の一実施形態におけるＢＧＡ部品のランド教示方法の説明図である。
【図２】同実施形態におけるＱＦＰ部品のランド教示方法の説明図である。
【図３】プリント基板上の各種部品の配置例を示す平面図である。
【図４】同実施形態の適用対象のスクリーン印刷機の概略構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図５】同実施形態の検査装置の構成図である。
【図６】本発明の検査装置を部品装着装置における部品装着後の検査に適用した実施形態の模式図である。
【図７】本発明の検査装置を部品装着装置における装着部品の認識適用した他の実施形態の説明図である。
【図８】従来例におけるランドの検査位置教示方法のフローチャートである。
【図９】従来例におけるランドの検査位置教示方法を示し、（ａ）はＢＧＡ部品の場合の説明図、（ｂ）はＱＦＰ部品の場合の説明図である。
【符号の説明】
２  ＢＧＡ部品（電子部品）
３  ＱＦＰ部品（電子部品）
４  ＳＯＰ部品（電子部品）
５〜６  ランド
１２  認識カメラ
１４  検査画面の視野
１５  視野移動手段
１６  制御部
１７  移動量算出手段
１８  記憶手段
１９  移動アルゴリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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