(57)【要約】【課題】分割して撮像した画像を精度良くつなぎ合わせることができる実装基板の撮像方法を提供する。【解決手段】本発明の撮像方法は、電子部品Ｅが実装された実装基板Ｐを複数の撮像領域Ｐｇに分割するとともに、各撮像領域Ｐｇに撮像手段３を順次移動させて撮像して複数の分割撮像データを得る撮像ステップと、複数の分割撮像データをつなぎ合わせて合成撮像データを得る合成ステップと、合成撮像データにおける撮像領域毎の位置ずれ量に基づいて、撮像手段３の撮像領域Ｐｇに対する撮像位置を補正する補正ステップと、を含む。【選択図】      図１６
2006084185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された実装基板を撮像手段によって撮像する方法であって、
実装基板を複数の撮像領域に分割するとともに、各撮像領域に前記撮像手段を順次移動させて撮像して複数の分割撮像データを得る撮像ステップと、
前記複数の分割撮像データをつなぎ合わせて合成撮像データを得る合成ステップと、
前記合成撮像データにおける撮像領域毎の位置ずれ量に基づいて、前記撮像手段の撮像領域に対する撮像位置を補正する補正ステップと、を含むことを特徴とする実装基板の撮像方法。
【請求項２】
前記合成ステップにおいて、前記複数の分割撮像データをオーバーラップさせずにつなぎ合わせることを特徴とする請求項１に記載の実装基板の撮像方法。
【請求項３】
前記撮像ステップにおいて、前記実装基板に付与された位置基準マークを含む撮像領域を撮像し、
前記補正ステップにおいて、前記位置基準マークを基準にして、前記合成撮像データにおける複数の電子部品の位置データを求め、その位置データと、予め準備された基準の電子部品の位置データとを比較して、各電子部品の位置ずれ量を算出し、各電子部品の位置ずれ量を撮像領域毎に集計して、前記撮像領域毎の位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の実装基板の撮像方法。
【請求項４】
前記補正ステップにおいて、前記合成撮像データにおける各撮像領域内の位置ずれ量に基づいて、実装機による実装位置を補正するための補正値を算出することを特徴とした請求項１〜３のいずれかに記載の実装基板の撮像方法。
【請求項５】
電子部品が実装された実装基板を検査するようにした実装基板の検査方法であって、
請求項１〜４のいずれかに記載の実装基板の撮像方法によって得られた合成撮像データから、部分的に検査部品データを取り出し、その検査部品データに基づいて、検査部品データに対応する電子部品の良否を判断することを特徴とする実装基板の検査方法。
【請求項６】
電子部品が実装された実装基板を検査するようにした実装基板の検査装置であって、
前記撮像手段を実装基板に対し撮像面と平行なＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記撮像手段及び前記移動手段の駆動を制御し、請求項５に記載の検査方法を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする実装基板の検査装置。
【請求項７】
基板に電子部品を実装する実装機と、その実装機によって電子部品が実装された基板を検査する検査装置とを備える実装ラインであって、
前記検査装置が請求項６に記載の実装基板の検査装置により構成されたことを特徴とする実装ライン。
【請求項８】
前記補正ステップにおいて、前記合成撮像データにおける各撮像領域内の位置ずれ量に基づいて、実装機による実装位置を補正することを特徴とする請求項７に記載の実装ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば実装機によって電子部品が実装された実装基板に対しその電子部品の実装状態を検査する際に適用される実装基板の撮像方法、検査方法及び検査装置、並びに実装ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装された実装基板を画像処理によって検査するに際し、特許文献１〜３に示すように実装基板の検査対象部を分割して撮像し、その撮像した画像をつなぎ合わせて、合成画像を作成するものが周知である。
【特許文献１】特開平３−２４０３７２号（１頁）
【特許文献２】特開平５−１８７８８２６号（２頁、図６，８）
【特許文献３】特開平９−３５０４７号（２頁、図４，８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の検査装置においては、撮像した画像を位置精度良くつなぎ合わせることが困難であり、たとえば時系列的につなぎ合わせ部分の位置精度が低下するという問題を抱えている。
【０００４】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、分割して撮像した画像を位置精度良くつなぎ合わせることができる実装基板の撮像方法、並びに実装基板の検査方法及び検査装置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】
【０００５】
本発明は下記の手段を提供する。
【０００６】
［１］  電子部品が実装された実装基板を撮像手段によって撮像する方法であって、
実装基板を複数の撮像領域に分割するとともに、各撮像領域に前記撮像手段を順次移動させて撮像して複数の分割撮像データを得る撮像ステップと、
前記複数の分割撮像データをつなぎ合わせて合成撮像データを得る合成ステップと、
前記合成撮像データにおける撮像領域毎の位置ずれ量に基づいて、前記撮像手段の撮像領域に対する撮像位置を補正する補正ステップと、を含むことを特徴とする実装基板の撮像方法。
【０００７】
［２］  前記合成ステップにおいて、前記複数の分割撮像データをオーバーラップさせずにつなぎ合わせることを特徴とする前項１に記載の実装基板の撮像方法。
【０００８】
［３］  前記撮像ステップにおいて、前記実装基板に付与された位置基準マークを含む撮像領域を撮像し、
前記補正ステップにおいて、前記位置基準マークを基準にして、前記合成撮像データにおける複数の電子部品の位置データを求め、その位置データと、予め準備された基準の電子部品の位置データとを比較して、各電子部品の位置ずれ量を算出し、各電子部品の位置ずれ量を撮像領域毎に集計して、前記撮像領域毎の位置ずれ量を算出することを特徴とする前項１又は２に記載の実装基板の撮像方法。
【０００９】
［４］  前記補正ステップにおいて、前記合成撮像データにおける各撮像領域内の位置ずれ量に基づいて、実装機による実装位置を補正するための補正値を算出することを特徴とした前項１〜３のいずれかに記載の実装基板の撮像方法。
【００１０】
［５］  電子部品が実装された実装基板を検査するようにした実装基板の検査方法であって、
前項１〜４のいずれかに記載の実装基板の撮像方法によって得られた合成撮像データから、部分的に検査部品データを取り出し、その検査部品データに基づいて、検査部品データに対応する電子部品の良否を判断することを特徴とする実装基板の検査方法。
【００１１】
［６］  電子部品が実装された実装基板を検査するようにした実装基板の検査装置であって、
前記撮像手段を実装基板に対し撮像面と平行なＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記撮像手段及び前記移動手段の駆動を制御し、前項５に記載の検査方法を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする実装基板の検査装置。
【００１２】
［７］  基板に電子部品を実装する実装機と、その実装機によって電子部品が実装された基板を検査する検査装置とを備える実装ラインであって、
前記検査装置が前項６に記載の実装基板の検査装置により構成されたことを特徴とする実装ライン。
【００１３】
［８］  前記補正ステップにおいて、前記合成撮像データにおける各撮像領域内の位置ずれ量に基づいて、実装機による実装位置を補正することを特徴とする前項７に記載の実装ライン。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明［１］にかかる実装基板の撮像方法によると、合成撮像データにおける撮像領域毎の位置ずれ量に基づいて、撮像位置を補正するものであるため、分割画像を位置精度良くつなぎ合わせることができる。
【００１５】
上記発明［２］にかかる実装基板の撮像方法によると、撮像効率を向上させることができるとともに、オーバーラップ部のデータ処理等も不要となり、より一層撮像効率を向上させることができる。
【００１６】
上記発明［３］にかかる実装基板の撮像方法によると、位置基準マークを基準にして各電子部品の位置データを求めるものであるため、位置データを精度良く求めることができ、分割画像のつなぎ合わせ部分の位置精度をより一層向上させることができる。
【００１７】
上記発明［４］にかかる実装基板の撮像方法によると、実装機による実装位置も正確に補正することができる。
【００１８】
上記発明［５］によると、上記と同様の効果を奏する実装基板の検査方法を提供することができる。
【００１９】
上記発明［６］によると、上記と同様の効果を奏する実装基板の検査装置を提供することができる。
【００２０】
上記発明［７］［８］によると、上記と同様の効果を奏する実装ラインを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の一実施形態にかかる実装ライン（実装システム）を示す概略平面図である。同図に示すようにこの実装ラインにおいては、プリント基板Ｐの搬送ラインＸＬに沿って並んで配置される実装機６及び検査装置１０を有している。
【００２２】
実装機６は、基台６１上の搬送ラインＸＬに沿って配置され、プリント基板Ｐを搬送するコンベア７と、このコンベア７の両側のうち一方側（フロント側）に配置された部品供給部８と、基台６１の上方に設けられた実装用ヘッドユニット９とを備えている。
【００２３】
部品供給部８は、比較的小型のチップ部品の供給に適した多数列のテープフィーダ８１…をもって構成されている。
【００２４】
各テープフィーダ８１…には、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品Ｅを所定間隔毎に収納保持したテープが巻着されたリールが着脱可能に装着され、このリールからテープがテープフィーダ８１の先端側へ間欠的に繰り出され、テープに収納したチップ部品をヘッドユニット９にてピックアップできるようになっている。
【００２５】
ヘッドユニット９は、部品供給部８から部品をピックアップしてプリント基板Ｐ上に装着し得るように、部品供給部８とプリント基板Ｐ上の実装位置とを含む領域を移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット９は、移動手段によって、Ｘ軸方向（搬送ラインＸＬと平行な方向）、Ｙ軸方向（水平面内でＸ軸方向と直交する方向）に移動自在に構成されている。
【００２６】
また、ヘッドユニット９には、電子部品Ｅを吸着して基板Ｐに装着するための複数のヘッド９１…がＸ軸方向に並んで搭載されている。各ヘッド９１…は、Ｚ軸駆動手段（図示省略）により上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともに、Ｒ軸駆動手段としての回転駆動機構により回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。
【００２７】
図２は検査装置１０の正面図である。図３はその装置の側面断面図、図４〜６はその検査装置１０の内部構造を示すブロック図である。これらの図に示すように、この検査装置１０は、実装機６によって電子部品Ｅが実装された実装基板Ｐにおける電子部品Ｅの実装状態を検査するものである。
【００２８】
この検査装置１０は、脚部材が支える不図示の基台となるフレームを備え、フレームにはボルトでそれぞれ脱着可能に取り付けられている複数のパネルによりハウジング１が形成されている。ハウジング１内において内部コンベア２が基板搬送ラインＸＬに沿ってフレーム上に設けられている。図４〜６に示すように、内部コンベア２は、Ｙ軸移動手段２０によって、水平面内において搬送ラインＸＬに対し直交するＹ軸方向（前後方向）に沿って移動自在に構成されている。すなわち内部コンベア２は、Ｙ軸方向に沿って配置される一対のレール２２にレール長さ方向に沿ってスライド移動自在に取り付けられる。更に内部コンベア２は、Ｙ軸方向に沿って配置されるボールねじ２３に螺着されており、モータ２４の駆動によってボールねじ２３が回転駆動されることにより、内部コンベア２がＹ軸方向に移動されるよう構成されている。こうして内部コンベア２は、Ｙ軸移動手段２０によって、搬送ラインＸＬ上と、ハウジング１内の後部（奥部）との間をＹ軸方向に沿って移動できるよう構成されている。
【００２９】
また内部コンベア２の両側における搬送ラインＸＬ上には、コンベアカバー１１，１２で覆われた、それぞれ不図示の搬入コンベア、搬出コンベアが設けられている。ハウジング１には搬入コンベア、搬出コンベアがそれぞれ貫通する不図示の開口が設けられている。そして搬送ラインＸＬ上に内部コンベア２が配置された状態においては、ハウジング１の外部から実装基板Ｐが搬入コンベアによって内部コンベア２上に搬送されるとともに、内部コンベア２上の基板Ｐが内部コンベア２及び搬出コンベアによってハウジング１の外部に搬出されるよう構成されている。
【００３０】
ハウジング１内における内部コンベア２の後方（奥部）には、撮像手段としてのカメラ３が配置されている。このカメラ３は、Ｘ軸移動手段３０によって、搬送ラインＸＬと平行なＸ軸方向に沿って移動自在に構成されている。すなわちカメラ３を支持する支持部材３１は、Ｘ軸方向に沿って配置される一対のレール３２にレール長さ方向に沿ってスライド自在に取り付けられている。更にカメラ支持部材３１には、Ｘ軸方向に沿って配置されるボールねじ３３に螺着されており、モータ３４の駆動によってボールねじ３３が回転駆動されることにより、カメラ３がＸ軸方向に移動されるよう構成されている。
【００３１】
またカメラ支持部材３１には、カメラ３により撮像する領域を照明するための照明装置３５が設けられている。
【００３２】
図７は検査装置１０の主制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この装置においては、ＣＰＵ５によって各駆動部等の駆動が制御されて、後に詳述する動作が自動的に実行されるものである。同図において、キーボード等の入力装置４１は検査に関連した各種の情報等を検査装置１０に入力するためのものであり、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置４２は、各種の情報等を表示するものである。更に記憶装置４３は、検査に必要な各種のデータ等を記憶するものである。
【００３３】
また画像用フレームメモリ５１は、画像入力ポート５２を介して得られる分割撮像データ（分割画像）や、それを加工して得られる合成撮像データ（合成画像）としての広域撮像データ（広域画像）、検査対象の電子部品データ（検査部品データ）等の画像データを記憶するものである。メモリ５３は、検査に必要な各種のデータを一時的に記憶するものである。更に照明コントローラ５４はカメラ３による撮像時に照明装置３５の駆動を制御するものであり、モータコントローラ５５及びモータアンプ５６は、Ｘ軸移動手段３０及びＹ軸移動手段２０の駆動を制御して、カメラ３を実装基板Ｐに対しＸＹ軸方向に相対移動させるものである。更にＣＰＵ５は各種Ｉ／Ｏポート５７を介して実装機６等の周辺装置とデータを送受できるよう構成されている。
【００３４】
そして制御手段としてのＣＰＵ５は、入力装置４１を介して得られる動作開始指令に応答して作動し、検査装置１０の各駆動部の駆動を制御して、後に詳述する動作を行うものである。
【００３５】
本実施形態の実装ラインにおいては、上記したように実装機６によって基板Ｐ上に電子部品Ｅが実装され、その実装基板Ｐがコンベア７によって検査装置１０側の搬入コンベアへと搬送される。
【００３６】
一方、検査装置１０は、まず図８に示すように、予め準備されたデータに基づいて、これから検査される実装基板Ｐのサイズと、カメラ視野（撮像範囲）とから、分割撮像に必要な撮像回数、撮像位置等が計算される（ステップＳ１１）。たとえば図９に示すように、カメラ視野３ＡがＬｘ×Ｌｙの大きさを有する場合、実装基板Ｐの検査対象領域がカメラ視野３Ａを基準に縦横（ＸＹ軸方向）に格子状に複数の撮像領域Ｐｇ・・・に分割されて、撮像回数（分割数）と、各撮像領域Ｐｇを撮像する際のカメラ３の基板Ｐに対する撮像位置と、後に詳述する撮像順序が計算される。このとき、もっとも少ない撮像回数で、検査対象領域の全てを撮像できるよう検査対象領域が分割されて、その際の各撮像位置が最適な撮像位置として算出される。
【００３７】
なお本実施形態においては、図９に向かって左右方向をＸ軸方向（行方向）、上下方向をＹ軸方向（列方向）としており、同図の例では、実装基板Ｐの検査対象領域が、５行（ｙ１〜ｙ５）×６列（ｘ１〜ｘ６）の撮像領域Ｐｇに分割されている。
【００３８】
撮像回数等の計算された後、搬入コンベア及び内部コンベア２によって実装基板Ｐが内部コンベア２の所定位置まで搬送された後、位置固定される（ステップＳ１２）。
【００３９】
次に図１０に示すように、カメラ３が実装基板Ｐに対し相対移動されて、実装基板Ｐにおけるフィデューシャルマーク（位置基準マーク）Ｐｓを含む撮像領域Ｐｇが先行して撮像される（ステップＳ１３）。例えば１行１列目（ｘ１，ｙ１）の撮像領域Ｐｇに対応する撮像位置にカメラ３が移動して、その領域が撮像され、同様に、１行６列目（ｘ６，ｙ１）の撮像領域Ｐｇ、５行１列目（ｘ１，ｙ５）の撮像領域Ｐｇ、５行６列目（ｘ６，ｙ５）の撮像領域Ｐｇが順次撮像されて、基板四隅のフィデューシャルマークＰｓを含む撮像領域Ｐｇが撮像される。こうして得られる分割撮像データが、所定位置メモリ上に貼り付けられる。
【００４０】
続いてカメラ３が次の撮像領域Ｐｇに移動して撮像され（ステップＳ１４，１５）、その分割撮像データが所定位置メモリ上に貼り付けられる（ステップＳ１６）。更にこれらの処理（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）が繰り返されて（ステップＳ１７：Ｎｏ）、全ての分割撮像データがオーバーラップされずに順次貼り合わされて、基板Ｐを含む検査対象領域全域の広域撮像データ（広域画像）が得られる。こうして全ての画像領域Ｐｇの撮像が完了すると（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、撮像／合成処理が終了する。なお本実施形態においては、撮像／合成処理と並行して部品検査が行われるものであるが、この検査判断処理については後に詳述する。
【００４１】
ここで撮像順序について説明する。本実施形態においては図１１の矢符３Ｌに示すように、先行して撮像された四隅の撮像領域Ｐｇを除いて、１行目の撮像領域Ｐｇが前列（左側）から順に撮像された後、２行目の撮像領域Ｐｇが後列（右側）から順に撮像される。以下同様に、３行目以降の撮像領域が各行毎に順次撮像される。このようにカメラ３を基板Ｐに対し蛇行させてＸ軸方向に主として移動させているため、Ｙ軸方向の移動、つまり基板Ｐ側（コンベア２側）の移動を少なくでき、カメラ３側を優先して移動させることができる。従って、移動速度を速めることできて検査効率を向上させることができるとともに、移動時の振動も少なくなり、検査精度も向上させることができる。
【００４２】
また本実施形態においては、各行の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像するに際して、カメラ３をＸ軸方向に移動させてから１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像するものである。例えば１行目において２列目（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇから撮像を開始する場合、カメラ３を１行２列目（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇよりも一撮像領域分（反移動方向）に移動させた位置、つまり１行１列目（ｘ１，ｙ１）の撮像領域Ｐｇに対応する位置に配置しておく。そしてその状態からカメラ３をＸ軸方向に一撮像領域分移動させて、１行２列目（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇに配置させて、その位置（ｘ２，ｙ１）の撮像領域Ｐｇを撮像する。同様に２行目１枚目（ｘ６，ｙ２）の撮像領域Ｐｇを撮像する場合、カメラ３を２行目最終列（ｘ６，ｙ２）の撮像領域Ｐｇよりも外側に一撮像領域分移動させた位置Ｔ２に配置しておき、そこから２行目最終列（ｘ６，ｙ２）の撮像領域Ｐｇに移動させてから撮像を行う。同様に３行目以降の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像する際には、１枚目の撮像領域Ｐｇに対し一撮像領域分外側に移動させた位置Ｔ３，Ｔ４に配置しておいて、その状態からカメラ３をＸ軸方向に移動させてから、各行の１枚目の撮像領域Ｐｇに移動させてから撮像するものである。
【００４３】
このように各行の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像する際に、前もってＸ軸方向に移動させることにより、１枚目の撮影開始条件を２枚目以降の撮影開始条件と同じ条件に調整することができる。このためたとえば移動停止直後に、カメラ３に振動が残った状態で撮像することになったとしても、全ての撮像領域Ｐｇを同じ条件で撮像でき、高い検査精度を得ることができる。更に撮影開始条件を同じに調整しているため、ボールねじ３３によりカメラ３を移動させた直後に生じるボールねじ３３のバックラッシュの面からも優位である。
【００４４】
なおＸ軸方向に移動させて各行の１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像する場合、その移動量は一撮像領域分よりも少なくとも良く、Ｘ軸方向に少量移動させてから、１枚目の撮像領域Ｐｇを撮像するようにすれば、同様の効果を得ることができる。
【００４５】
また本実施形態においては、カメラ３による撮像を割り込み処理とし、カメラ３が所定の撮像位置に到着すれば優先的に撮像できるようにしても良い。
【００４６】
一方、本検査装置１０においては、フィデューシャルマークＰｓを撮影した後、上記の撮像／合成処理と並行して電子部品Ｅの検査が行われる。
【００４７】
すなわち図１３に示すように、フィデューシャルマークＰｓが認識されると（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、フィデューシャルマークＰｓの位置から基板位置が正確に特定される。基板位置が特定されると、図１４に示すように予め準備された基準の電子部品データ（基準部品データ）に基づいて、基板上における各電子部品Ｅの理想の中心位置Ｅｏが算出され更に、その中心位置Ｅｏと各電子部品Ｅの理想的な実装位置及び角度とに基づいて、各電子部品Ｅが存在する各部品Ｅの検査部品領域（切り出し領域）Ｅａが算出される（ステップＳ２２）。なお、この検査部品領域Ｅａには、マージン（公差及び取付誤差）が含まれている。また隣接する検査部品領域Ｅａは互いに重なり合っていても良い。
【００４８】
検査部品領域Ｅａが算出されると、上記撮像／合成処理において、撮像された画像（作成途中の広域画像）に、いずれかの検査部品領域Ｅａが含まれるまで待機する（ステップＳ２３：Ｎｏ）。そして図１５に示すように撮像された画像に、いずれかの検査部品領域Ｅａが含まれると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、その撮像された画像から、検査部品領域Ｅａが、検査対象の電子部品データ（検査部品データ）として切り出される。
【００４９】
なお本実施形態においては、撮像される手順に基づいて、検査部品領域Ｅａの切り出し順序は求められるため、切り出し順序が早い順に、検査部品領域Ｅａを前もってソートしておき、ステップＳ２３においては、切り出し順序が早い検査部品領域Ｅａから順に判断するようにしている。
【００５０】
続いて切り出された検査部品データが、予め準備された基準の電子部品データ（基準部品データ）と比較されて、検査部品データに対応する電子部品に対し、欠品検査、誤部品検査、位置ずれ検査、半田付け状態検査等の実装状態が検査され（ステップＳ２４）、その検査結果が表示装置４２等に出力されるとともに、記憶装置４３に記憶される。
【００５１】
こうして広域画像（広域撮像データ）から検査部品データが順次取り出されて順次検査され（ステップＳ２５：Ｎｏ）、全ての検査部品データの検査が終了すると、実装基板Ｐに対する検査が完了する。（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）
なお広域画像から検査部品データが切り出される際には、その切り出されたデータは消去されずに残される。つまり検査部品データは、いわゆるカットアンドペーストではなく、コピーアンドペーストとして取り込まれるものである。
【００５２】
全ての検査が終了すると、内部コンベア２がＹ軸方向に沿って前方に移動し、搬送ラインＸＬに対応する位置に配置される。その後、内部コンベア２及び搬出コンベアによって基板Ｐがハウジング１の外部に搬出される。
【００５３】
こうして、実装機６によって電子部品Ｅが実装された基板Ｐが検査装置１０に順次搬送されて順次検査される。
【００５４】
一方、本実施形態の検査装置１０においては、以下に詳述するように、電子部品Ｅの位置データが蓄積されて、この位置データに基づき、検査装置１０のカメラ３による撮像位置や、実装機６のヘッド９１による実装位置を補正するものである。
【００５５】
ここで広域画像の電子部品Ｅに位置ずれが生じる要因は、第１〜３の３つのパターンに分類される。第１分類は実装機６のヘッド９１の軸移動ずれにより実装位置にずれがある場合、第２分類は検査装置１０のカメラ３の軸移動ずれにより撮像位置にずれがある場合、第３分類は実装位置及び撮像位置の双方に位置ずれがある場合である。
【００５６】
本実施形態において、第１分類に含まれるか否かの判断は、合成画像における各撮像領域Ｐｇ内の部品位置ずれ量が、基準位置からの距離に対し一定の増減率で変化しているか否かを基準に行われる。すなわち、実装ヘッド９１の軸移動にずれがある場合、各電子部品Ｅの位置ずれ量δｌは、フィデューシャルマークＰｓからの理想の距離に比例して増減する。具体的には図１７に示すようにフィデューシャルマークＰｓから各電子部品Ｅ１〜Ｅ８までの理想の距離（ｍｍ）を、「１．０００」「２．０００」・・・「８．０００」としたとき、実装位置にずれがあり、撮像位置にずれがない場合には、例えば図１８に示すように、１番目の電子部品Ｅ１の位置ずれ量δｌが「０．００３（＝実測距離「１．００３」−理想距離「１．０００」）」、２番目の電子部品Ｅ２の位置ずれ量δｌが「０．００６」、３番目が「０．００９」・・・８番目が「０．０２４」となるよう配置される。この位置ずれ量δｌと理想距離との関係をグラフで示すと、図１９に示すように各部品の位置ずれ量δｌは、フィデューシャルマークＰｓからの理想距離に対し比例し、一定の増減率（伸縮率）で変化しているのが判る。従って本実施形態においては、後述するように各撮像領域Ｐｇ内の位置ずれ量δｌの増減率に基づいて、実装位置にずれがあるかを判断し、ずれがある場合には、補正値を実装機６にフィードバックするものである。なお図１９は規定数の基板Ｐを検査した際の実測値に基づいて作成されたものであり、同グラフの線分ｌａは各点を通過する最小二乗直線を示す（以下、図２４，２５においても同じ）。
【００５７】
また図１８及び図１９においては、撮像位置にずれがない場合を示しているが、後述するように撮像位置にずれがある場合でも、実装位置にずれがあると、各撮像領域内において、各部品の位置ずれ量δｌは一定の増減率で変化する。
【００５８】
第２分類に含まれるか否かの判断は、位置ずれ量δｌが各撮像領域Ｐｇ毎に変化しているか否かを基準にして行われる。すなわち、検査装置１０におけるカメラ３の軸移動にずれがある場合、隣接する撮像領域Ｐｇの端辺（接辺）同士が一致せず、例えば図２０に示すように撮像領域Ｐｇの各間に所定量の隙間が形成され、その状態で分割撮像されることになる。この状態で、撮像された画像を合成すると、図２１に示すように１番目（左端）の撮像領域Ｐｇ内における電子部品Ｅ１，Ｅ２の位置ずれ量δｌは「０」、２番目（中間）の撮像領域Ｐｇ内における電子部品Ｅ３〜Ｅ５の位置ずれ量δｌは「−０．００８」、３番目（右端）の撮像領域Ｐｇ内における電子部品Ｅ６〜Ｅ８の位置ずれ量δｌは「−０．０１６」となる。この位置ずれ量δｌとフィデューシャルマークＰｓからの理想距離との関係をグラフで示すと、図２２に示すように、各撮像領域Ｐｇ毎の位置ずれ量δｌに一定量の段差（オフセット）が生じているのが判る。従って本実施形態においては、後述するように各撮像領域Ｐｇ毎の位置ずれ量δｌに基づいて、撮像位置にずれがあるかを判断し、ずれがある場合には、補正値を検査装置１０自体にフィードバックするものである。
【００５９】
なお図２０〜図２２においては、実装位置にずれがない場合を示しているが、後述するように実装位置にずれがある場合でも、撮像位置にずれがあると、各撮像領域Ｐｇ毎の位置ずれ量δｌが所定量ずつ変化する。
【００６０】
第３分類は、第１及び第２分類の双方に含まれる場合であり、各撮像領域Ｐｇ内の部品位置ずれ量δｌが一定の増減率で変化し、かつ各撮像領域Ｐｇ毎の部品位置ずれ量δｌに所定量のオフセットがあるか否かで判断する。すなわち第３分類に含まれる場合、例えば図２３に示すように、１番目（左端）の撮像領域Ｐｇ内における電子部品Ｅ１，Ｅ２の位置ずれ量δｌは「０．００３」「０．００６」、２番目（中間）の撮像領域Ｐｇ内における電子部品Ｅ３〜Ｅ５の位置ずれ量δｌは「０．００１」「０．００４」「０．００７」、３番目（右端）の撮像領域Ｐｇ内における電子部品Ｅ６〜Ｅ８の位置ずれ量δｌは「０．００２」「０．００５」「０．００８」となる。この位置ずれ量δｌとフィデューシャルマークＰｓからの理想距離との関係をグラフで示すと、図２４に示すように各撮像領域Ｐｇ内の部品位置ずれ量δｌは、一定の増減率で変化し、かつ各撮像領域Ｐｇ毎に位置ずれ量が所定量ずつが変化しているのが判る。従って本実施形態において、この第３分類に含まれる場合には、実装機６及び検査装置１０の双方に補正値をフィードバックするものである。
【００６１】
次に、本実施形態の検査装置１０における補正処理の動作について説明する。なお以下の説明においては、Ｘ軸方向の補正を例に挙げて説明するが、本実施形態においてＹ軸方向についてもＸ軸方向と同様に補正されるものである。
【００６２】
まず図１６に示すように、本検査装置１０は、広域画像（合成画像）における基板Ｐ上の各電子部品Ｅの位置が検査されて、位置データとして記憶される（ステップＳ３１）。
【００６３】
そして規定枚数（例えば６枚）の基板における位置データが蓄積されると（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、蓄積された位置データに基づいて、各電子部品ＥのフィデューシャルマークＰｓからの距離が計算され、その実測距離が、予めプログラムされた理想の距離と比較されて、各電子部品Ｅの位置ずれ量δｌが算出される（ステップＳ３３）。
【００６４】
そして位置ずれ量δｌがごく僅かで実装位置及び撮像位置の補正が不要の場合には、補正処理は終了する（ステップＳ３４：Ｎｏ）。
【００６５】
補正が必要な場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）には、撮像領域Ｐｇ毎に部品位置ずれ量δｌが集計され、図１９，図２２及び図２４に示すように位置ずれ量δｌを縦軸、フィデューシャルマークＰｓから部品までの理想距離を横軸にしてグラフが作成される。更にそのグラフから各点を通過する最小二乗直線ｌａが各撮像領域Ｐｇ毎に作成されて、その線分ｌａの傾き（増減率）がそれぞれ求められる（ステップＳ３５）。
【００６６】
続いて、各撮像領域Ｐｇ内で位置ずれ量δｌが一定の増減率で変化しているか否か、つまり各撮像領域Ｐｇ内の線分ｌａに傾きがあるか否かが判断される（ステップＳ３６）。例えば図１９及び図２４に示すように各撮像領域Ｐｇ内の線分ｌａに傾きがある場合、第１分類に含まれると判断され、位置ずれ量δｌの増減率から補正値が計算されて、その補正値が実装機６にフィードバックされて、ヘッド４１の移動量（実装位置）が補正される（ステップＳ３７）。なお各撮像領域Ｐｇの位置ずれ量δｌの増減率（各撮像領域Ｐｇの線分ｌａの傾き）はそれぞれ等しくなる。
【００６７】
次に補正値が実装機６にフィードバックされた後、あるいは各撮像領域Ｐｇ内の位置ずれ量δｌが変化していない場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、隣合う撮像領域Ｐｇの境界部での位置ずれ量δｌの段差量（オフセット量）がそれぞれ求められる（ステップＳ３８）。
【００６８】
続いて各撮像領域Ｐｇ毎の位置ずれ量が段階的に変化しているか否か、つまりオフセットがあるか否かが判断される（ステップＳ３９）。例えば図２２及び図２４に示すように、オフセットがある場合には第２分類に含まれると判断される。そしてこのオフセット量から補正値が計算されてその補正値が検査装置１０自体にフィードバックされて、カメラ３の移動量（撮像位置）が補正される（ステップＳ４０）。なお各撮像領域Ｐｇ毎のオフセット量はそれぞれ等しくなる。
【００６９】
続いて補正値のフィードバックが終了した後、あるいはオフセットがない場合（ステップＳ３９：Ｎｏ）、本検査装置における補正処理が終了する。
【００７０】
なお既述したように、本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸方向の位置ずれ量がそれぞれ求められて、双方向の補正が行われるものである。
【００７１】
以上のように本実施形態においては、分割撮像データを合成して得られる合成画像から各電子部品の位置ずれ量δｌを算出して、これらの位置ずれ量δｌを各撮像領域Ｐｇ毎に集計し、各撮像領域Ｐｇ毎の位置ずれ量δｌに基づいて、カメラ３の撮像位置を補正するものであるため、分割撮像データをオーバーラップさせずとも位置精度良くつなぎ合わせて高精度の広域画像を得ることができる。従ってこの高精度の広域画像に基づいて、精度良く検査することができる。さらにこの高精度の広域画像に基づき部品検査範囲を簡単且つ正確に絞り込むことが可能となり、検査にかかる時間を短縮でき、検査効率を向上できる。
【００７２】
また各撮像領域Ｐｇ内の位置ずれ量δｌに基づいて、実装機６による実装位置を補正するものであるため、実装機３の位置精度を高度に維持することができる。
【００７３】
また本実施形態においては、検査中の実装基板Ｐから補正用のデータ（位置データ）を取得して、撮像位置及び実装位置を補正するものであるため、直前の有効な補正用のデータを用いて正確に補正することができる。たとえば、室内の温度や湿度等の条件は時刻や日によって異なり、条件によって補正値も変化するが、本実施形態においては、直前に取得したデータに基づいて補正しているため、時系列的に条件が変化しようとも、各条件に応じて正確に補正することができる。
【００７４】
特に本実施形態では、カメラ３や実装ヘッド９１の移動手段としてのボールねじの温度変化による伸縮にも有効に対処することができる。すなわちボールねじの温度伸縮に対処するには、たとえばボールねじの伸縮率を予め稼働時間毎に測定しておき、稼働時間によって移動量を補正する方法や、ボールねじ部の温度を測定し、その温度変化からボールねじの伸縮率を求めて補正する方法等がある。ところがこれらの方法では、正確さに欠け、条件が異なる場合には特に正確な補正値を得ることができない。これに対し、本実施形態では、直前の実測データを用いて補正値を得るものであるため、ボールねじの温度伸縮にも有効に対処することができる。
【００７５】
なお本実施形態の補正方法は、上記したように温度変化からボールねじの伸縮率を求めて補正する方法を併用するようにしても良い。この場合には、２つの補正方法から導き出された補正値が一致した際に、非常に信頼性の高い補正値を得ることができるので、この信頼性の高い補正値によって補正するという方法も採用することができる。
【００７６】
また本実施形態においては、所定枚数の基板Ｐを処理する毎に、撮像位置や実装位置を補正するものであるため、撮像位置のずれや実装位置のずれが公差の範囲内で逐一補正することができ、僅かなずれの積み重ねによる有害なずれの発生を防止することができる。
【００７７】
また本実施形態の検査装置１０においては、広域撮像データから検査部品データを切り出して検査するものであるため、実装される電子部品Ｅの数にかかわらず、基板Ｐに対する撮像回数が特定される。このため電子部品Ｅの数が増加しようとも、撮像回数を少なく抑制することができ、検査時間を大幅に短縮でき、検査効率を向上させることができる。
【００７８】
特に本実施形態において、基板Ｐ上に高密度で多数の電子部品Ｅが実装されている場合には、一層効率良く検査することができる。例えば従来の検査方法のように、電子部品毎に分割撮像してその分割撮像データから検査部品データを取り込む場合には、分割撮像データに検査部品データ以外の不要データが多く含まれるため、多くの不要データを削除する必要がある。しかも従来の検査方法では、基板上における隣接する検査部品領域が重なり合う場合には、その重なり合った部分が重複して撮像されることになり、撮像効率も低下する。
【００７９】
これに対し本実施形態においては、高密度で電子部品Ｅが実装される場合、広域撮像データに隙間無く電子部品Ｅが存在するため、広域撮像データのほぼ全てを無駄なく利用でき、不要なデータが少なくなり、効率良く検査することができる。更に本実施形態は、分割撮像データをつなぎ合わせた広域撮像データから検査部品領域を取り出すものであるため、隣接する検査部品領域の重なり合った部分は、その部分の撮像データを複製して利用するだけで良く、重複撮像を行う必要がなく、撮像効率も格段に向上させることができる。
【００８０】
また本実施形態においては、分割撮像された分割画像を貼り合わせつつ、その作成中の広域画像から、切り出し可能な検査部品データを切り出して検査するものであるため、撮像／合成処理と並行して、バックグラウンド処理として部品検査を行うことができ、より一層検査効率を向上させることができる。また広域画像から、検査部品データを取り出すにあたり、フィデューシャルマークＰｓを利用して位置決めすることにより、切り出し精度を向上でき、結果として実装状態の検査精度を向上することができる。
【００８１】
また本実施形態においては、隣接した撮像領域Ｐｇをオーバーラップさせずに撮像し、隣合う分割撮像データをオーバーラップさせずにつなぎ合わせて広域撮像データを作成するものであるため、撮像効率を更に向上させることができるとともに、オーバーラップ部のデータ処理等も不要となり、より一層検査効率を向上させることができる。
【００８２】
なお本実施形態においては、フィデューシャルマークＰｓを先行して撮像する際して、フィデューシャルマークＰｓを含む撮像領域のみを撮像するようにしているが、それだけに限られず本発明においては、図２５に示すように、フィデューシャルマークＰｓを含む各行（図２５では１行目及び５行目）の全ての撮像領域Ｐｇを先行して撮像するようにしても良い。この場合、撮像時にカメラ３のＹ軸方向の移動（コンベア２による移動）を少なくでき、撮像処理をより効率良く行うことができる。
【００８３】
またフィデューシャルマークＰｓが２つの撮像領域Ｐｇの境目に位置し、２つの撮像領域Ｐｇに跨って位置するような場合には、その２つの撮像領域Ｐｇやその領域を含む各行の撮像領域Ｐｇを先行して撮像するようにすれば良い。
【００８４】
更にフィデューシャルマークＰｓを先行して撮像するに際して、複数のフィデューシャルマークＰｓのうち、１つ以上のいずれかのフィデューシャルマークＰｓを先行して撮像し、残りのフィデューシャルマークＰｓは後に撮像するようにしても良い。
【００８５】
もっとも本発明においては、必ずしもフィデューシャルマークを先行して撮像する必要はなく、更に本発明は、フィデューシャルマーク等の位置基準マークが付与されない基板に対しても適用することができる。
【００８６】
また上記実施形態においては、実装基板Ｐの全域を撮像する場合について説明したが、それだけに限られず、本発明においては、検査不要の領域を撮像せずに、スキップして撮像するようにしても良い。例えば図２６に示すように、実装基板Ｐ上における電子部品ＥやフィデューシャルマークＰｓが含まれる領域Ｐｇのみを分割撮像して、残りの領域を撮像しないようにしても良い。このとき、各撮像領域Ｐｇ内になるべく多くの電子部品が含まれて、もっとも少ない撮像回数で撮像できるように、撮像位置、撮像回数、撮像順序が算出されるものである。
【００８７】
また上記実施形態においては、分割撮像する際に、隣接した撮像領域Ｐｇをオーバーラップさせずに撮像してしているが、それだけに限られず、本発明においては、隣接した撮像領域Ｐｇをオーバーラップさせて撮像するようにしても良い。
【００８８】
また上記実施形態においては、カメラをＸ軸方向にのみ移動するように構成しているが、それだけに限られず、本発明においては、カメラをＸ軸及びＹ軸方向に共に移動するよう構成して、撮像処理時には、基板を固定しておいて、カメラをＸＹ軸方向に移動させるようにしても良く、更に基板側をＸ軸及びＹ軸方向に共に移動するよう構成して、撮像処理時には、カメラを固定しておいて、基板側をＸＹ軸方向に移動させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】この発明の一実施形態にかかる実装ラインを示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態に適用された検査装置の正面図である。
【図３】実施形態の検査装置を示す側面断面図である。
【図４】実施形態の検査装置における内部構造を概略的に示す平面図である。
【図５】実施形態の検査装置における内部構造を概略的に示す正面図である。
【図６】実施形態の検査装置における内部構造を概略的に示す側面図である。
【図７】実施形態の検査装置の主制御系を示すブロック図である。
【図８】実施形態の検査装置における撮像／合成処理を示すフローチャートである。
【図９】実施形態において実装基板を撮像領域に分割して示す平面図である。
【図１０】実施形態において実装基板の先行撮像領域を示す平面図である。
【図１１】実施形態において実装基板の撮像順序を示す平面図である。
【図１２】実施形態の検査装置における検査判断処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態において実装基板の電子部品中心位置を示す平面図である。
【図１４】実施形態において実装基板の検査部品領域を示す平面図である。
【図１５】実施形態において実装基板の作成中の広域画像を示す平面図である。
【図１６】実施形態の実装基板における補正処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態において理想的な合成画像を示す平面図である。
【図１８】実施形態において第１分類に含まれる合成画像を示す平面図である。
【図１９】第１分類の合成画像において部品位置ずれ量と理想距離との関係を示すグラフである。
【図２０】実施形態において第２分類に含まれる画像を合成前の状態で示す平面図である。
【図２１】実施形態において第２分類に含まれる画像を合成後の状態で示す平面図である。
【図２２】第２分類の合成画像において部品位置ずれ量と理想距離との関係を示すグラフである。
【図２３】実施形態において第３分類に含まれる合成画像を示す平面図である。
【図２４】第３分類の合成画像において部品位置ずれ量と理想距離との関係を示すグラフである。
【図２５】この発明の一変形例において実装基板の先行撮像領域を示す平面図である。
【図２６】この発明の他の変形例において実装基板の撮像領域を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９０】
３  カメラ（撮像手段）
６  実装機
１０  検査装置
２０  Ｙ軸移動手段
３０  Ｘ軸移動手段
Ｅ，Ｅ１〜Ｅ８  電子部品
Ｐ  実装基板
Ｐｇ  撮像領域
Ｐｓ  フィデューシャルマーク（位置基準マーク）
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図９】
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【図１０】
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【図１５】
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【図２５】
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【図２６】
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