(57)【要約】【課題】  カメラを用いてFPCの外観検査を行うに当たり、複数の検査項目の検査を安定かつ確実に行うことができるフレキシブルプリント配線板(FPC)の外観検査方法、及びこの外観検査に最適なFPCの外観検査装置を提供する。【解決手段】  FPC1を撮像するカメラ10cと、カメラ10cから得られた画像を処理する画像処理手段(パソコン20)と、FPC1に対して光を照射する複数の異なる照明手段とを具える外観検査装置を用い、複数の異なる検査群から選択された検査を行う際、複数の異なる照明手段から各検査に適合した照明手段を選択して検査を行う。照明手段として、赤色無影反射型照明11r、青色無影反射型照明11b、白色リング型照明11w、赤色/青色切り替え可能な透過照明11uを具える。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント配線板をカメラで撮像し、得られた画像を処理することで外観の良否を判定するフレキシブルプリント配線板の外観検査方法であって、
複数の異なる検査群から選択された検査を行う際、
複数の異なる照明手段から各検査に適合した照明手段を選択して検査を行うことを特徴とするフレキシブルプリント配線板の外観検査方法。
【請求項２】
照明手段は、フレキシブルプリント配線板に対する光の角度、カメラに対する光源位置、光の波長の少なくとも一つが異なることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルプリント配線板の外観検査方法。
【請求項３】
照明手段は、フレキシブルプリント配線板の異なる構成要素のコントラストの対比が大きくなるような波長の異なる光源を具えることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルプリント配線板の外観検査方法。
【請求項４】
フレキシブルプリント配線板は、有色半透明のフィルムをベースとするものであり、
照明手段は、フィルムの補色となる波長の光源を具えることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルプリント配線板の外観検査方法。
【請求項５】
検査群は、
フレキシブルプリント配線板の接続用メッキ部のメッキが2次元的に凹みなく形成されているか否かを調べる不のり検査、
上記メッキ部においてメッキが偏りなく形成されているか否かを調べるメッキ幅検査、
フレキシブルプリント配線板の回路パターンが良好に形成されているか否かを調べる回路パターン検査、
フレキシブルプリント配線板のフィルムの表面、回路パターンの表面において異物の有無を調べる表面異物検査、
フレキシブルプリント配線板のフィルムの内部において異物の有無を調べる内部異物検査、
フレキシブルプリント配線板の端部に形成された別の部材との接続用端子部の位置ずれを調べる端子部位置ずれ検査、
フレキシブルプリント配線板の片面に配置される保護材の位置ずれを調べる保護材位置ずれ検査から選択される2種以上の検査を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線板の外観検査方法。
【請求項６】
フレキシブルプリント配線板を撮像するカメラと、
前記カメラから得られた画像を処理する画像処理手段と、
フレキシブルプリント配線板に対して光を照射する複数の異なる照明手段と、
複数の異なる検査群から選択された検査を行う際、前記複数の異なる照明手段から各検査に適合した照明手段に切り替える切替手段とを具えることを特徴とするフレキシブルプリント配線板の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラにて得られた画像を処理して外観検査を行うフレキシブルプリント配線板の外観検査方法、及びこの検査に適した外観検査装置に関するものである。特に、複数の検査項目を行う際、確実にかつ安定して良/不良選別を行うことができるフレキシブルプリント配線板の外観検査方法、及び外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パソコンや携帯電話などの電子機器では、筐体(ケース)内部といった限られた空間において3次元配線や省スペース配線を行うべく、屈曲性に優れたフレキシブルプリント配線板(Flexible  Printed  Circuit、以下、FPCと呼ぶ)が多く利用されている。このFPCの外観検査は、従来、検査作業者の目視によって行われており、作業者によって不良の判定基準がバラつき、見逃しが発生することがあった。そこで、特許文献1では、被検査物をCCDカメラで撮像し、得られた画像を正常品画像と比較することで回路パターンの良否を自動的に判定させる検査(パタン検査)が開示されている。また、パタン検査と同時に異物の外観検査を行うべく、X線観測を行うことが提案されている。特許文献2では、FPCの回路パターンの印刷状態を検査するべく、カメラを利用することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開2000-131249号公報
【特許文献２】特開2003-83909号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1、2に記載されるように、カメラを用い、画像処理にて良否の判定を自動的に行うことで、目視の際に生じていたバラつきや見逃しなどを低減する、或いは全くなくすことができる。しかし、これらの文献では、一つの検査項目を検査するに当たりカメラを利用することを開示しているに過ぎず、複数の検査項目を検査する際にカメラを利用することについては、全く検討されていない。特に、特許文献1では、カメラを用いた場合、パタン検査はできたが異物の外観検査が困難であることが明示されている。
【０００５】
従って、本発明の主目的は、カメラを用いてFPCの外観検査を行うに当たり、複数の検査項目の検査を安定かつ確実に行うことができるフレキシブルプリント配線板の外観検査方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、この外観検査に最適なフレキシブルプリント配線板の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】
【０００６】
本発明は、複数の異なる照明手段を具えておき、各検査に適した照明手段を選択することで、上記目的を達成する。
【０００７】
即ち、本発明は、フレキシブルプリント配線板をカメラで撮像し、得られた画像を処理することで外観の良否を判定するフレキシブルプリント配線板の外観検査方法であり、複数の異なる検査群から選択された検査を行う際、複数の異なる照明手段から各検査に適合した照明手段を選択して検査を行うことを特徴とする。
【０００８】
フレキシブルプリント配線板(以下、FPCと呼ぶ)の外観検査には、特許文献1、2に記載されるような回路パターンの印刷状態や異物の有無などの他にも、構成要素の位置ずれやメッキ状態など、複数の検査項目がある。本発明者は、これら複数の検査項目の検査を行う際、バラつきや見逃しなどが生じる原因を検討した結果、1種類の照明を用いて行うと、ある検査項目では十分に検査を行うことができても、別の検査では不良部分が見えにくかったり、正確な寸法が測定できないなどといった不具合を生じることがわかった。従来は、全ての検査項目に対し、1種類の照明(例えば、白色蛍光灯などの拡散照明)のみで検査を行っていた。しかし、本発明者は、各検査項目にはそれぞれ、適した照明の色(光の波長)、被検査物に対する照明の角度(光の角度)、カメラに対する照明の位置(光源の位置)があるとの知見を得た。この知見に基づき本発明を規定する。以下、本発明をより詳しく説明する。
【０００９】
本発明において検査対象とするFPCとしては、有色半透明のフィルムをベースとするものが挙げられる。より具体的な構成としては、上記ベースフィルムと、ベースフィルムの上にプリントされた銅などの回路パターンと、回路パターンを保護するべく回路パターンを覆うように配置されるカバーレイ(通常、上記ベースフィルムと同一材料で形成される)とを具える構成が挙げられる。その他、回路パターンの一端側に形成される別の部材と接続可能な端子部、他端側に形成される別の部材と接続可能な半田などからなる接続用メッキ部、ある物質、回路を保護する保護材などを具えた構成が挙げられる。メッキ部は、回路パターンと同様に銅などからなる環状に設けられた端子接続部と、端子接続部の上に形成される半田などのメッキ部を具えた構成が挙げられる。フィルムの具体的な色としては、赤茶色が挙げられる。また、半透明とは、例えば、透過画像が得られる程度の透明度を有するものが挙げられる。
【００１０】
本発明において検査項目としては、例えば、以下に示す検査から選択される2種以上が挙げられる。
1.  フレキシブルプリント配線板の接続用メッキ部のメッキが2次元的な凹みなく形成されているか否かを調べる不のり検査
2.  上記メッキ部においてメッキが偏りなく形成されているか否かを調べるメッキ幅検査
3.  フレキシブルプリント配線板の回路パターンが良好に形成されているか否かを調べる回路パターン検査
4.  フレキシブルプリント配線板のフィルムの表面、回路パターンの表面において異物の有無を調べる表面異物検査
5.  フレキシブルプリント配線板のフィルムの内部において異物の有無を調べる内部異物検査
6.  フレキシブルプリント配線板の端部に形成された別の部材との接続用端子部の位置ずれを調べる端子部位置ずれ検査
7.  フレキシブルプリント配線板の片面に配置される保護材の位置ずれを調べる保護材位置ずれ検査
【００１１】
上記のような複数の検査項目を行う場合、各検査に対して、照明手段は、FPCに対する光の角度、カメラに対する光源位置、光の波長の少なくとも一つが異なることが好ましい。
【００１２】
照明手段においてFPCに対する入射光の角度としては、例えば、FPCの表面を水平方向として、この表面に対し、直角(90°)としたり、鋭角(90°未満)とすることが挙げられる。直角とする場合、光源は、FPCの表面を水平方向として、垂直方向上方、又は垂直方向下方とするとよい。鋭角にする場合、光源は、FPCの表面を水平方向として所定の角度に傾斜させて、FPCの側方に配置するとよい。光源を複数用いて、直角と鋭角との双方を具える構成としてもよく、このような照明として、例えば、ドーム型照明に代表される無影反射型照明が挙げられる。また、鋭角の場合も複数の光源を用いたリング型照明を利用してもよい。カメラに対する光源の位置としては、カメラの光軸に同軸方向(光軸に平行方向)に光源を配置する場合、カメラの光軸に交差する方向に光源を配置する場合が挙げられる。前者の場合、FPCに対する光源の位置は、上方又は下方がある。後者の場合、FPCに対する光源の位置は、側方がある。
【００１３】
カメラ、光源、FPCの位置としては、カメラ-光源-FPC、又はカメラ-FPC-光源が挙げられる。前者の場合、光源は、FPCの上方(側方)でカメラの下方に配置されるため、カメラがFPCを撮像できる形態のもの、具体的には、中央部に孔が開いている上記ドーム型照明やリング型照明を利用するとよい。このとき、カメラは、光源から被検査物に入射された光が被検査物で反射された反射画像を撮像することになる。後者の場合、光源は、FPCの下方に配置されるため、透過照明を利用するとよい。このとき、カメラは、透過画像を撮像することになる。特に、透過照明を利用する場合、FPC全体に効率よく光が当たるように平面状の照明を利用することが好ましい。
【００１４】
光の波長を変えるには、波長の異なる光源を利用するとよい。特に、FPCの異なる構成要素(フィルム(カバーレイ)、回路パターン、メッキ部、保護材など)のコントラストの対比が大きくなるような波長の光源を具えることが好ましい。例えば、色が異なる光源を用いることが挙げられる。光源の色としては、例えば、赤色、青色、白色が挙げられる。例えば、銅からなる回路パターンと半田からなるメッキ部分とを対比する場合(配置:カメラ-光源-FPC)、半田は、青色及び赤色の双方において、分光反射率がほぼ一定して高いが、銅は、青色において分光反射率が低く、赤色において分光反射率が高いという性質を有するため、青色の光源を用いると、コントラストの対比が大きくなる。また、FPCのフィルムが赤茶色の半透明である場合、補色となるような色の光源、具体的には、青色の光源を用いると、例えば、フィルムとフィルムが無い背景部分とを対比する場合(配置:カメラ−FPC−光源)、フィルム部分がより暗く(黒く)、背景部分がより明るく(白く)みえるため、コントラストの対比が大きくなる。表1に上記7項目の試験に適した照明の色、照明方式、対比する構成要素をまとめる。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
上記複数の検査項目を行う検査装置としては、FPCを撮像するカメラと、撮像された画像を処理する画像処理手段と、FPCに対して光を照射する複数の異なる照明手段と、複数の異なる検査群から選択された検査を行う際、前記複数の異なる照明手段から各検査に適合した照明手段に切り替える切替手段とを具える構成が適する。その他、カメラの光軸方向下方に配置されてFPCを搭載する搭載台と、検査するFPCがカメラの視野に入るように搭載台を移動させる移動手段と、不良品にマーキングするマーキング手段と、カメラ、搭載台、照明手段、移動手段、マーキング手段などの各構成部材を制御する制御手段とを具えていてもよい。
【００１７】
カメラとしては、多数の撮像素子を有し、各素子で受光した光の強度を電気信号に変換出力するCCDカメラなどの公知のカメラを利用することができる。照明手段は、例えば、FPCの上方に配置する無影反射型照明（ワーク上面に全方向から均一に光を照射可能な照明）、FPCの側方に配置するリング型照明、FPCの下方に配置する透過照明(カメラの光軸と同軸方向の光が発せられる同軸照明)が挙げられる。照明の色として、赤色、青色、白色などが挙げられる。搭載台は、FPCの下方に透過照明を配置することが考えられるため、光が十分に透過できるように、無色透明のガラスやプラスチックにて形成されたものが望ましい。
【００１８】
移動手段は、水平方向において直交する二方向、例えば、X軸方向、Y軸方向に移動可能なX軸台と、Y軸台と、これらの台を移動させるモータなどの駆動源とを具える構成が挙げられる。マーキング手段としては、不良と判定されたFPCに印(マーク)を付す部材と、この部材を自動的に動かすための可動手段とを具える構成が好ましい。自動的にマーキングを行うことで、マークのし忘れといった不具合を低減することができる。マークを付す部材としては、例えば、マジックペンなどでもよい。これらの装置の構成部材の動作制御、例えば、照明手段の切り替え、照明手段のON/OFF、搭載台の位置制御などを行う制御手段及び画像処理手段としては、パソコンなどが挙げられる。また、良否の判定、判定に伴う演算などもパソコンなどにて行うとよい。
【００１９】
複数のFPCを検査する場合、一つのFPCに対して、全ての検査項目の検査を行ってから、次のFPCの検査を行ってもよいし、複数のFPCをワーク台に並べて、一つの検査を同一ワーク台上の全てのFPCに行った後、次の検査を行い、同一ワーク台上の全てのFPCに対して、全ての検査項目の検査を行ってから、次のワーク台に並べられたFPCについて検査を行ってもよい。
【００２０】
上記7項目の検査の具体的な手順としては、例えば、以下の手順が挙げられる。各ステップの詳細については、実施例にて説明する。
1.  メッキ不のり検査
1-1  照明手段として、青色の無影反射型照明でFPCの上方から照射するものを選択するステップ
1-2  FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
1-3  撮像された画像データに基づき、メッキ部において2次元的な凹みを検出するステップ
1-4  凹みがあった場合、凹みの幅及び凹みの最大深さを演算し、最大深さが設定範囲の最大値以上の場合、不のり(不良)と判定し、最大深さが設定範囲内の場合、幅と最大深さとの比を求め、この比が設定値未満の場合、不良と判定するステップ
【００２１】
上記検査は、特に、接続用メッキ部において銅の端子接続部の上に半田メッキが施されている場合に有効である。青色の無影反射型照明をFPCの上方から照射することで、半田メッキ部分は、反射して白っぽい画像となり、銅部分は、半田と比較して反射しにくいため黒っぽい画像となる。
【００２２】
ステップ1-3において凹みの検出は、例えば、画像データにおいて、メッキ部のメッキ仮想ラインと、実際にメッキが施されている実際ラインとを抽出し、これら仮想ラインと実際ラインとの差を求めることで検出することができる。仮想ラインは、凹包を求める公知の手法により得ることができる。
【００２３】
凹みが存在した場合、全て不良と判定してもよいが、特定の条件を満たす凹みは、良性の凹みとしてもよい。良性の凹みとしては、例えば、凹みの最大深さが浅い凹みや、最大深さがある程度あるが幅が広い凹みなどが挙げられる。
【００２４】
2.  メッキ幅検査
2-1  照明手段として、青色の無影反射型照明でFPCの上方から照射するものを選択するステップ
2-2  FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
2-3  撮像された画像データに基づき、メッキ部においてメッキ幅を測定し、最小メッキ幅を検出するステップ
2-4  最小メッキ幅が設定値超の場合、不良と判定するステップ
【００２５】
ステップ2-3においてメッキ幅の検出は、例えば、画像データにおいて起点を設定し、この起点から360°走査して、環状のメッキの外周縁までの長さ(以下、Sn外周長さ)及びメッキの内周縁までの長さ(以下、Sn内周長さと呼ぶ)を特定角度(例えば、1°又は0.5°)刻みに測定し、Sn外周長さとSn内周長さとの差を求めることで検出することができる。得られた複数のメッキ幅(1°刻みの走査の場合、360個)の最小値が最小メッキ幅となる。そして、最小メッキ幅が設定値を超える場合、端子接続部に対してメッキが多過ぎる部分が存在する、即ち、メッキが偏って施されていると考えられる。そこで、不良と判定する。
【００２６】
3.  回路パターン検査
3-1  照明手段として、赤色の無影反射型照明でFPCの上方から照射するものを選択するステップ
3-2  FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
3-3  撮像された画像データと、登録されているデータとを比較し、差がある場合、不良と判定するステップ
【００２７】
この検査は、特に、フィルムが赤茶色半透明で、回路パターンが銅にて形成されたFPCにおいて有効である。赤茶色のフィルムに対し、赤色のドーム型照明などの無影反射型照明をFPCの上方から照射することで、照明の光は、フィルムを透過し、下側にある銅部分にて反射して、銅部分が白っぽい画像となる。従って、銅のある部分とフィルムのみの銅の無い部分のコントラストの対比が大きく、検査が行い易い。ステップ3-3の画像データと登録データとの比較は、公知のマッチング処理を行ってもよい。
【００２８】
4.  表面異物検査
4-1  照明手段として、白色の交差照明でFPCの側方から照射するものを選択するステップ
4-2  FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
4-3  撮像された画像データにおいて白く光る部分の面積が一定以上の大きさである場合、不良と判定するステップ
【００２９】
フィルム(カバーレイ)の表面や回路パターンの表面に異物が存在することがある。この異物は種々の色が考えられるため、上記メッキ不のり検査などのように赤色や青色などを用いた場合、適切に異物の検出ができない恐れがある。そこで、フィルムや回路パターンなどの表面に存在する異物を検出するにあたり、白色の照明を用いることを提案する。そして、異物が存在した場合、効率よく検出できるように、FPCの側方から光を当てることができる照明(カメラの光軸と入射光が交差する交差照明)を用いることを提案する。側方から光を当てることで、異物があった場合、入射光は、異物にぶつかって反射し、その反射光はFPCの上方に配置されたカメラにて捉えられ、異物の画像が得られる。このとき、異物以外のFPCの構成要素は、反射光がほとんどカメラに捉えられない状態で撮られるため黒っぽい画像となり、異物は、上記のように反射光により白っぽい画像となる。従って、コントラストの対比が大きく、検査が行い易い。一方、異物がなかった場合、入射光は、FPC表面にぶつかり、入射光とほぼ同じ角度で反射する。このとき、入射光は、側方か入射することで入射角度が浅いため、この反射光をカメラで捉えることがほとんどできない。即ち、黒っぽい画像のみが得られる。
【００３０】
5.  内部異物検査
5-1  照明手段として、青色の同軸照明でFPCの下方から照射するものを選択するステップ
5-2  FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
5-3  フィルム(ワーク)の輪郭を抽出し、検査エリアを求めるステップ
5-4  照明手段として、赤色の同軸照明でFPCの下方から照射するものを選択するステップ
5-5  FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
5-6  撮像された画像データと、登録されているデータとを比較し、差がある場合、不良と判定するステップ
【００３１】
フィルムの内部(ベースフィルムとカバーレイとの間)にも異物が存在することも考えられる。そこで、フィルム部分と異物とのコントラストの対比が大きくなるような照明手段を利用すると、検査が行い易い。例えば、FPCのフィルムが赤茶色の半透明である場合、補色の青色の光源(透過照明)を用いて下方から当てると、例えば、フィルムとフィルムの無い背景部分を対比する場合、フィルム部分がより暗く(黒く)、背景部分がより明るく(白く)みえるため、コントラストの対比が大きくなり、検査エリアを抽出し易くなる。また、赤色の透過照明を用いてFPCの下方から当てると、フィルム部分は、同系色の光が透過するため、白っぽい画像となり、異物(赤色系、透明のものを除いて)は、FPCの下方にて反射して影が見えるため黒い画像となる。なお、ステップ5-6の画像データと登録データとの比較は、公知のマッチング処理を行ってもよい。
【００３２】
6.  端子部位置ずれ検査
6-1  照明手段として、赤色及び青色の同軸照明でFPCの下方から照射するものを選択するステップ
6-2  赤色の照明を用い、FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
6-3  青色の照明に切り替え、FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
6-4  撮像された赤色透過照明画像データと、青色透過照明画像データに基づき回路パターンの位置及び接続用端子部の位置を検出するステップ
6-5  回路パターンの位置と接続用端子部の位置とを比較して、その最大差を演算し、最大差が設定値以上の場合、不良と判定するステップ
【００３３】
接続用端子部は、通常、回路パターンの端部に接続させて設けられる。そこで、接続用端子部と回路パターンとの境界は、フィルムの端部縁となる。また、回路パターンの位置をより明確に検出するには、回路パターンの端部側に配置される保護材を利用することができる。そこで、接続用端子部と回路パターンとの位置ずれを検出する場合、接続用端子部、回路パターン、フィルム、保護材のコントラストの対比が大きくなるような照明手段を利用することが好ましい。しかし、一色の照明では、十分に対比させることが難しい。そのため、一色の照明ではなく、二色の照明を利用することを提案する。
【００３４】
例えば、フィルム(カバーレイ)が赤茶色の半透明で、回路パターンと接続用端子部と保護材が光を通しにくい材料にて形成されたFPCの場合、上記のように赤色の透過照明、及び青色の透過照明を利用し、下方から当てることが有効である。このとき、赤茶色のフィルムに対し、赤色の透過照明を用いることで、フィルム部分は、同系色の光が透過するため、白っぽい画像となり、回路パターン、接続用端子部、保護材の各部分は、光が透過しにくいことで黒っぽい画像となる。
【００３５】
ところで、一般に、FPCはフィルムの表面に保護材を粘着材などにより接着し、保護材の端部を、フィルムの端部よりもフィルム内方に位置させている。従って、赤色透過照明画像により、保護材の端部縁を検出でき、回路パターンの基準位置の検出に利用できる。一方、青色の透過照明を用いることで、フィルム部分は、補色により黒っぽい画像となる。従って、青色透過照明画像により、フィルムの端部縁、即ち、回路パターンと接続用端子部との境界を検出できる。この境界から一方が回路パターン、他方が接続用端子部となる。そして、得られた回路パターンの基準位置と、接続用端子部の位置とにより、位置ずれを求めることができる。なお、赤色の照明による撮像と青色の照明による撮像とはいずれが先でもよい。このことは、後述する保護材位置ずれ検査についても同様である。
【００３６】
7.  保護材位置ずれ検査
7-1  照明手段として、赤色及び青色の同軸照明でFPCの下方から照射するものを選択するステップ
7-2  赤色の照明を用い、FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
7-3  青色の照明に切り替え、FPCの上方に配置されたカメラにてFPCを撮像するステップ
7-4  撮像された赤色透過照明画像データと、青色透過照明画像データに基づきフィルムの位置及び保護材の位置を検出するステップ
7-5  フィルムの位置と保護材の位置とを比較して、その最大差を演算し、最大差が設定値以上の場合、不良と判定するステップ
【００３７】
この検査は、特に、フィルム(カバーレイ)が赤茶色半透明で、保護材が光を通しにくい材料にて形成されたFPCにおいて有効である。上記のように赤色の透過照明を利用することで、フィルム部分は、白っぽい画像となり、保護材は、光が透過しにくいことで黒っぽい画像となるため、保護材の端部縁、側部縁が分かり、保護材の位置を判断することができる。一方、青色の透過照明を利用することで、フィルム部分は、補色により黒っぽい画像となるため、フィルムの端部縁、側部縁が分かり、フィルムの位置を判断することができる。従って、赤色透過照明画像と青色透過照明画像との差分処理を行うことで、保護材のずれ量を求めることができる。
【発明の効果】
【００３８】
上記構成を具える本発明フレキシブルプリント配線板の外観検査方法によれば、複数の検査項目の検査を行うに当たり、検査作業者のスキルなどに影響されることなく、良否の判定を確実にかつ安定して行うことができる。また、このような外観検査は、本発明外観検査装置を利用することで、簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を具体的に説明する。
図1は、本発明外観検査方法の機能ブロック図、図2は、本発明外観検査方法の検査対象であるフレキシブルプリント配線板の概略構成図である。この例では、フレキシブルプリント配線板(以下、FPCと呼ぶ)の外観検査において、複数の検査項目の検査を一つの検査装置にて自動的に行う方法について説明する。この検査装置は、被検査物であるFPC1を撮像するカメラ10cと、撮像された画像を処理する画像処理手段と、FPC1に対して光を照射する複数の異なる照明手段とを具える。その他、複数のFPC1を配置したワーク台WTが搭載される搭載台12と、FPC1がカメラ10cの視野に入るように搭載台12を移動させる移動台(X軸台13x、Y軸台13y)と、不良と判定されたFPCにマークするマジックペン14とを具える。
【００４０】
カメラ10cは、市販の白黒CCDカメラを用いた。このカメラ10cには、視野の前方にレンズ10lを配置している。本例においてレンズ10lは、市販のマクロレンズを一つ用いた。また、カメラ10cは、撮像した画像を処理するための画像処理手段に接続させており、随時、画像処理が行える構成である。この例では、後述するようにFPC1の側を移動させ、カメラ10cは固定位置とした。
【００４１】
画像処理手段は、市販のパソコン20を用いた。このパソコン20には、後述する複数の照明、移動台の駆動源であるモータM、マジックペン14を駆動するマニュピレータ(図示せず)を接続させており、照明の切り替え、照明のON/OFF、移動台の移動、マジックペン14の移動の他、検査に必要な動作の制御を自動的に行えるようにしている。また、パソコン20には、モニタ21を接続させており、検査作業者が任意に画像を確認したり、制御条件を入力したりなどの動作が行えるようにしている。
【００４２】
照明手段は、FPC1の上方に配置され、FPC1上面を均一に照射することができる赤色の無影反射型照明11r、同青色の無影反射型照明11b、FPC1の側方に配置され、カメラ10cの光軸と鋭角に交差する光をFPC1に対して入射することができる白色のリング型照明11w、FPC1の下方に配置され、カメラ10cの光軸と同軸方向の光をFPC1に対して入射することができる赤色と青色とに切り替え可能な透過照明11uを用いた。無影反射型照明、リング型照明、透過照明は、いずれも市販品を用いた。これらの照明11r、11b、11w、11uは、パソコン20に接続させており、パソコン20にて切り替えやON/OFFが制御される。赤色の無影反射型照明11rと青色の無影反射型照明11bとの切り替えは、例えば、カム駆動、又はシリンダ駆動により行うことができる。この例では、シリンダ駆動とした。また、これらの照明11r、11b、11w、11uもカメラと同様に位置を固定させている(切り替え位置の移動は除く)。なお、図1においてリング型照明11wは、二つ記載されているが、実際には、もっと多くの光源が環状に配置される。また、図1では、透過照明11uがカメラ10cの光軸からずれているが、検査の際には、カメラ10cの光軸が照射範囲に含まれる位置に配置される。
【００４３】
この例では、複数のFPC1を一纏まりの検査対象とし、一つの検査項目の検査をこの一纏まりの検査対象に施してから、別の検査項目の検査を行う。そこで、複数のFPC1をワーク台WTに配置している。ワーク台WTは、光が透過できるように無色透明のガラスにて形成したものを用いた。そして、FPC1を配置したワーク台WTを検査装置の搭載台12に搭載し、FPC1の外観検査を行う。そこで、搭載台12も、光が透過できるように無色透明のガラスにて形成したものを用いた。なお、FPC1のワーク台WTへの配置、及びワーク台WTの搭載台12への搭載(検査装置への供給)は、マニュピレータなどを用いて自動的に行う構成とすると、検査作業者の負担をより軽減することができる。
【００４４】
上記搭載台12は、連結部材13にて互いに移動可能に連結されたX軸台13xと、Y軸台13yとからなる移動台に固定される。このX軸台13x、Y軸台13yにより搭載台12は、水平方向において、X軸方向及びY軸方向に移動させることができる。また、X軸台13x、Y軸台13yを移動させることで、ワーク台WT上の各FPC1は、カメラ10cの視野内に配置される。これらX軸台13x、Y軸台13yは、駆動源としてモータMを具えており、このモータMは、パソコン20に接続させて、パソコン20にて移動を制御している。
【００４５】
マジックペン14は、図示しないマニピュレータに支持され、このマニュピレータは、パソコン20に接続させており、パソコン20にて移動を制御している。この例に示す検査装置では、全ての検査項目について検査が終了した際、不良品にマジックペン14にてマークする。そこで、搭載台12からマジックペン14の近傍にワーク台WTを移動させ、パソコン20の命令にてマニュピレータを動作させることでマジックペン14を不良品となったFPCの位置に移動させて、マークする。なお、搭載台12からマジックペン14近傍にワーク台WTを移動させる際、移動位置が確認し易いように本例では、センサ15を具えた。また、搭載台12からマジックペン14近傍にワーク台WTを移動するには、図示しないマニュピレータにより自動的に行う構成とした。更に、このマニュピレータにより、検査装置から搭載台12の取り出しを行う。
【００４６】
次に、検査対象としたFPC1の構成を図2に基づいて説明する。このFPC1は、ベースフィルム(図示せず)と、ベースフィルム上に形成された回路パターン2と、回路パターン2を覆うように配置されたカバーレイ3と、一端側に設けられ、別の部材が接続可能な接続用メッキ部4と、他端側に設けられ、別の部材と接続可能な接続用端子部5とを具える。また、FPC上の一部に、下部の物質を保護するために配置された保護材6を具える。本例において、ベースフィルム及びカバーレイ3は、いずれも同一材料(ポリイミド)にて形成した赤茶色の半透明のものとした。回路パターン2は、銅にて形成した。接続用メッキ部4は、銅にて形成した環状の端子接続部2aと、図示していないが端子接続部2aの上に形成された半田によるメッキ部とを具える。接続用端子部5は、半田にて形成した。保護材6は光を透過しにくいものを用いた。このようなFPC1をワーク台WTに配置し、更に、図1に示す検査装置の搭載台12にワーク台WTを配置して、外観検査を行う。
【００４７】
上記構成を具える検査装置を用いて、複数の検査項目についてFPCの外観検査を行う手順を具体的に説明する。図3は、複数の検査項目について検査を行う本発明外観検査方法の検査手順を示す基本フローチャートである。この例では、以下に説明する検査を順に行い、各検査においてそれぞれ良否を判定して、判定結果をパソコンのメモリに保存しておき、7つの検査が全て終了してから、不良品にマークを付す構成とした。
【００４８】
具体的には、まず、複数のFPCをマニュピレータにてワーク台にセットし(ステップS1)、このワーク台をマニュピレータにて搭載台に配置する(ステップS2)。そして、カメラをONにし、適切な照明を選択して接続用メッキ部のメッキ不のり検査を行い(ステップS3)、ワーク台に配置された全てのFPCについて不のり検査が終了したら次に適切な照明を選択してメッキ幅検査を行う(ステップS4)。以下、同様にワーク台に配置された全てのFPCについて検査が終了したら、次の検査に適切な照明を選択して次の検査を行う。即ち、メッキ幅検査→回路パターン検査(ステップS5)→表面異物検査(ステップS6)→内部異物検査(ステップS7)→端子部位置ずれ検査(ステップS8)→保護材位置ずれ検査(ステップS9)を順に行う。検査ごとにFPCの判定結果データをパソコンのメモリに保存しておき、最後の検査が終わったら、判定結果データに基づき、マジックペンにてマーキングを行い(ステップS10)、このワーク台に配置された複数のFPCについて外観検査を終了する。以下、各検査の手順を詳しく説明する。
【００４９】
(メッキ不のり検査)
図4は、メッキ不のり検査の検査手順を示すフローチャート、図5(A)は、不のり検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、カメラにて撮像された画像の模式図、(C)は、図5(B)の破線円C内の拡大説明図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、青色の無影反射型照明を選択して行う(ステップSF1)。無影反射型照明11bは、図5(A)に示すように、カメラ10cの光軸と同軸方向の光をFPC1に対して上方から照射する光源DUと、FPC1の側方から光を照射する光源DSとを具え、光源DUは、カメラ10cがFPCを撮像できるように中央部に貫通孔を有する。この照明でFPC1を照射しながらカメラ10cにて撮像し(ステップSF2)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。
【００５０】
得られた画像から検査箇所を検出する(ステップSF3)。なお、図1に示すFPC1の場合、一つのFPC1につき検査対象となる接続用メッキ部4は1つであるが、1つのFPC1につき接続用メッキ部が複数存在する場合には、これら全てが検査対象となる。接続用メッキ部が複数ある場合には、カメラの一視野で全ての接続用メッキ部を撮影できるときでも、接続用メッキ部を一つずつ検査するように予め設定しておく。このことは、後述するメッキ幅検査についても同様である。
【００５１】
次に、この検査箇所において、接続用メッキ部4のメッキ部2bに凹みがないか調べるべく、凹みの検出を行い(ステップSF4)、凹みの有無を判定する(ステップSF5)。カメラ10cから得られた画像は、図5(B)に示すように半田で形成された環状のメッキ部2bが青色の光をよく反射するため、白っぽい画像となり、銅で形成された端子接続部2aは、青色の光を反射しにくいため、黒っぽい画像となり、コントラストの対比が大きく表れる。そして、メッキ部2bに凹みがあれば、銅が見えることになるため、図5(B)に示すように、凹んだ箇所が黒っぽくなる。凹みの検出は、このような凹みを検出するのであって、メッキ部2bの外周において凹みがない仮想ラインと実際のラインとを抽出し、仮想ラインと実際のラインとの差を求めることで行った。なお、この端子接続部2aは、中央部に孔を有する環状である。
【００５２】
凹みがあった場合、その凹みが良性の凹みか、不良凹み(不のり)かを調べる。具体的には、凹み幅Whと最大凹み深さHmaxを演算する(ステップSF6)。凹み幅Whは、仮想ラインと実際ラインとの2交点を結ぶ直線の距離とし、最大凹み深さHmaxは、同直線に直交する直線を引き、この直交線と仮想ラインとの交点と、直交線と実際ラインとの交点との距離を凹み深さとして、仮想ラインと実際ラインとの2交点の間における凹み深さを求め、これら凹み深さのうちの最大値とした。なお、一つの検査箇所に複数の凹みがあった場合、一つずつ良否を判定するように予め設定しておくとよい。
【００５３】
最大凹み深さHmaxが大き過ぎる場合、凹み度合いが大きいと考えられる。そこで、最大凹み深さHmaxが所定値(aμm)以上か否かを判定し(ステップSF7)、所定値(aμm)以上の場合、不良と判定し、別の凹みや他の検査箇所があってもこれ以上調べず、次のワーク又は次の検査に進む。最大凹み深さHmaxが所定値(aμm)未満の場合、良性の凹みと判定する(ステップSF8)。その後、別の凹みがあれば、ステップSF6以降の手順により検査を行い、別の凹みがなく他の検査箇所があれば、ステップSF4以降の手順により検査を行い、全ての検査箇所がなくなれば次のFPC(ワーク)について、上記ステップSF2以降の手順により検査を行う。そして、ワーク台の全てのFPCについて不のり検査が終了したら、次の検査に進む。
【００５４】
ステップSF5において凹みがなかった場合、その検査箇所は、良好であると判定され、次の検査箇所があれば、上記ステップSF4以降の手順により検査を行い、全ての検査箇所がなくなれば、次のFPC(ワーク)について、上記ステップSF2以降の手順により検査を行う。そして、ワーク台の全てのFPCについて不のり検査が終了したら、次の検査に進む。
【００５５】
(メッキ幅検査)
図6は、メッキ幅検査の検査手順を示すフローチャート、図7は、メッキ幅の測定手法を説明する説明図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、青色の無影反射型照明を選択して行う(ステップSM1)。不のり検査から引き続いてこの検査を行う場合は、同じ照明手段を利用しているため、このステップを省いてもよい。この照明でFPCを照射しながらカメラにて撮像し(ステップSM2)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。
【００５６】
次に、メッキの偏り度合いを調べるべく、最小メッキ幅Wminを演算する(ステップSM4)。最小メッキ幅Wminは、端子接続部2a、メッキ部2bの中央にある孔の中心を起点として360°走査し、1°ごとに起点からメッキ部2bの内周縁までの長さIkを求め(図7参照)、メモリに記憶させておいた起点からメッキ部2bの外周縁までの長さIsを呼び出し、両長さIs、Ikの差(W＝Is-Ik)を求め、この差Wをメッキ幅とし、360個求めた差Wのうちの最小値とした。なお、走査角度(この例では1°)は、適宜変更するとよい。
【００５７】
最小メッキ幅Wminが小さ過ぎる場合、銅部分の端子接続部に対して、半田のメッキ部分が占める割合が少ない、即ち、偏ってメッキされている部分があると考えられる。そこで、最小メッキ幅Wminが設定値(ここではメッキ幅設定値と呼ぶ)以下が否かを判定し(ステップSM5)、メッキ幅設定値以下の場合、不良と判定し、他の検査箇所の検査を行わず、次のワーク又は次の回路パターン検査に進む。最小メッキ幅Wminが設定値超の場合、メッキの偏りは少ない、或いは適正にメッキされているため、良性と判定され、他の検査箇所の検査、次のワーク、次の回路パターン検査のいずれかに進む。メッキ幅設定値は、予め設定し、パソコンに入力しておく。
【００５８】
(回路パターン検査)
図8は、回路パターン検査の検査手順を示すフローチャート、図9(A)は、回路パターン検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、端子部において登録されているデータの模式図及びカメラにて撮像された画像の模式図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、赤色の無影反射型照明を選択して行う(ステップSP1)。先のメッキ幅検査に引き続いて行う場合、照明を切り替える。無影反射型照明11rは、図9(A)に示すように基本的構成は図5(A)に示す青色無影反射型照明11bと同様であり、色が異なるだけである。この照明でFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSP2)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。カメラ10cから得られた画像は、図9(B)示すように銅で形成された端子接続部2a、回路パターンは、赤色の光をよく反射するため、白っぽい画像となり、赤茶色のカバーレイ3は、赤色の光が透過されてカバーレイ3自体の色である赤茶色となるため、黒っぽい画像となり、コントラストの対比が大きく表れる。
【００５９】
図1に示すFPC1においてこの検査の検査対象は、接続用メッキ部4(端子接続部2a)及び回路パターンとなる。このうち、回路パターンは、通常、FPCのほぼ全体に亘って形成されていることが多いため、一つの視野の検査が終了したら、適宜搭載台を移動して、カメラの視野を変更し、一つのFPCに形成された全ての回路パターンの検査が行なえるように予め設定しておくとよい。このことは、後述する表面異物検査、内部異物検査についても同様である。
【００６０】
そして、一つの視野について画像が得られたら、予め入力しておいた登録データ(ここでは登録回路データと呼ぶ)を呼び出し、得られた画像データと登録回路データとについてマッチング処理を行い(ステップSP3)、両データに差があるか否かを判定する(ステップSP4)。差があった場合、不良と判定され、他の視野について検査することなく、次のワーク又は次の検査に進む。例えば、図9(B)に示すように登録データと画像データとを比較すると、画像データには、部分的に欠けが見られ、この欠けは欠陥となる。従って、この場合、差があると判定される。差がなかった場合、良性と判定され、他の視野の検査、次のワーク、次の検査のいずれかに進む。
【００６１】
(表面異物検査)
図10は、表面異物検査の検査手順を示すフローチャート、図11(A)は、表面異物検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、異物が存在した場合の照明からの光の動作を説明する説明図、(C)は、カメラにて撮像された画像の模式図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、白色のリング型照明を選択して行う(ステップSHI1)。先の回路パターン検査に引き続いて行う場合、照明を切り替える。
【００６２】
リング型照明11wは、図11(A)に示すようにカメラ10cの光軸方向に対して、交差する方向から光を照射する光源Lを複数環状に具え(図11(A)では2つしか示していないが実際は環状に複数具える)、FPC1に対して光源Lは、側方に配置される。この例では、光源Lからの入射光の入射角度を図11(B)に示すように水平方向に対して30°とした。このような浅い角度で入射した光は、カバーレイ3や回路パターン(接続用メッキ部を含む)の表面に異物が付着していると、水平方向に対して約90°の角度で反射するため、カメラに入射されることになる。一方、異物がない場合、30°で入射された光は、水平方向に対して約30°で反射するため、カメラにほとんど入射されることがない。そのため、カメラ10cから得られた画像は、図11(C)に示すように、異物が白っぽい画像となり、異物以外の部分が黒っぽい画像となり、コントラストの対比が大きく表れる。特に、この例では、白色の照明を利用しているため、種々の色の異物に対応することができる。なお、この例では、側面の角度が水平方向に対して30°以上で、光源Lからの光が反射し易い材質、表面状態である異物の検出を想定している。異物に応じて、光源Lの入射角度は適宜変更するとよい。
【００６３】
上記照明でFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSHI2)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。画像中、白く光る部分があればその輪郭の大きさを計測し(ステップSHI3)、その値と設定値を比較し(ステップSHI4)、その値が設定値以上であれば不良と判定され、他の視野について検査することなく、次のワーク又は次の検査に進む。上記輪郭の大きさが設定値未満の場合、良性と判定され、他の視野の検査、次のワーク、次の検査のいずれかに進む。
【００６４】
(内部異物検査)
図12は、内部異物検査の検査手順を示すフローチャート、図13(A)は、内部異物検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、カメラにて撮像された画像の模式図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、赤色及び青色の面照明(透過照明)を選択して行う(ステップSNI1)。先の表面異物検査に引き続いて行う場合、照明を切り替える。
【００６５】
面照明11uは、図13(A)に示すようにカメラ10cの光軸方向と同軸方向の光をFPC1に対して下方から照射する光源を具えるものである。このような配置により、ワーク台WT及びFPC1を透過した光がカメラ10cに入射され、FPC1の構成要素や異物によって反射されると、カメラ10cは、その影を写すことになる。従って、カメラ10cから得られた画像は、図13(B)に示すように、銅からなる回路パターン2は、赤色の光をよく反射するため、FPCの下方で反射されて影が写されて黒い画像となり、異物も同様に照明からの光を反射して影が写されて黒い画像となり、赤茶色のカバーレイ3は、赤色の光が透過されてカバーレイ3自体の色である赤茶色となるため、影と比較して白っぽい画像となり、コントラストの対比が大きく表れる。なお、この例では、フィルム部分に存在する透明でない異物の検出を想定している。また、面照明11uは、青色と赤色に切り替え可能なものを使用した。
【００６６】
まず、面照明11uを青色に切り替えて、青色の照明にてFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSNI2)、検出エリアを抽出する。青色の照明は、フィルタ(カバーレイ)の補色となるため、フィルム部分が暗く、フィルム以外の部分が明るくみえることで、検出エリアを抽出することができる。次に、照明を赤色に切り替えて、赤色の照明でFPC1を照射しながらカメラにて検出エリアを撮像し(ステップSNI3)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。以降の手順は、一つの視野について画像が得られたら、予め入力しておいた登録データ(ここでは登録CLデータと呼ぶ)を呼び出し、得られた画像データと登録CLデータとについてマッチング処理を行い(ステップSNI4)、両データに差があるか否かを判定する(ステップSNI5)。差があった場合、不良と判定され、他の視野について検査することなく、次のワーク又は次の検査に進む。差がなかった場合、良性と判定され、他の視野の検査、次のワーク、次の検査のいずれかに進む。
【００６７】
なお、得られた画像に二値化処理及びラベリング処理を施すことで、異物の面積を求めることができる。
【００６８】
(端子部位置ずれ検査)
図14は、端子部位置ずれ検査の検査手順を示すフローチャート、図15(A)は、カメラにて撮像された赤色透過照明画像の模式図、(B)は、カメラにて撮像された青色透過照明画像の模式図、(C)は、走査ラインを抽出した状態を示す模式図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、赤色/青色の切り替えが可能な面照明(透過照明)を選択して行う(ステップSK1)。先の内部異物検査に引き続いて行う場合は、同じ照明手段を利用しているため、このステップを省いてもよい。この検査の特徴とするところは、一つの検査において異なる2色(赤色及び青色)の透過照明を用い、二つの透過照明画像を得て、これらの画像の差を利用することで、位置ずれの検出を行う点にある。なお、この検査の対象は、FPCの端部に設けられる接続用端子部及びその近傍であるため、カメラの視野に接続用端子部及びその近傍が入るように予め設定しておくとよい。
【００６９】
まず、赤色の照明にてFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSK2)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。このとき、カメラ10cから得られた画像は、図15(A)に示すように、回路パターン2、接続用端子部5、保護材6の部分は、黒い画像となり、赤茶色のカバーレイ3は、赤色の光が透過されてカバーレイ3自体の色である赤茶色となるため、影と比較して白っぽい画像となり、コントラストの対比が大きく表れる。この赤色透過照明画像から、保護材6の端部縁6endを抽出することができる。
【００７０】
次に、青色の照明に切り替えてFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSK3)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。このとき、青色が補色となることから、赤茶色のカバーレイ3が存在する部分は、図15(B)に示すように黒い画像となる。この画像から、カバーレイ3の端部縁3endを抽出することができ、この端部縁3endを境界として回路パターン2と接続用端子部5とに分かれる。また、接続用端子部の端部縁Mendを抽出することができる。
【００７１】
そして、得られた両透過照明画像を利用して、最大ずれ量Kmaxを演算する(ステップSK4)。最大ずれ量Kmaxは、以下のようにして求めた。図15(C)に示すように保護材の端部縁6endとカバーレイ3の端部縁3end間に走査ラインL1を引き、このラインL1を回路パターン2の位置検出ラインとする。そこで、走査ラインL1と回路パターン2との交点P1,P2の座標を求める。同様にカバーレイ3の端部縁3endと接続用端子部5の端部縁Mend間に走査ラインL2を引き、このラインL2を接続用端子部5の位置検出ラインとする。そこで、走査ラインL2と接続用端子部5との交点M1,M2の座標を求める。そして、各点の座標のずれ(この例ではX座標のずれ)を求める。即ち、(P1-M1)、(P2-M2)を求め、この差をずれ量とし、その最大値を最大ずれ量Kmaxとした。
【００７２】
最大ずれ量Kmaxが大き過ぎる場合、回路パターンと接続用端子部とが適正に接続されていないと考えられる。そこで、最大ずれ量Kmaxが設定値(ここではずれ量設定値と呼ぶ)以下か否かを判定し(ステップSK5)、ずれ量設定値超の場合、不良と判定し、次のワーク又は次の保護材ずれ検査に進む。最大ずれ量Kmaxがずれ量設定値以下の場合、良性と判定され、次のワーク又は次の保護材ずれ検査に進む。ずれ量設定値は、予め設定し、パソコンに入力しておく。
【００７３】
(保護材位置ずれ検査)
図16は、保護材位置ずれ検査の検査手順を示すフローチャート、図17(A)は、カメラにて撮像された赤色透過照明画像の模式図、(B)は、カメラにて撮像された青色透過照明画像の模式図、(C)は、走査ラインを抽出した状態を示す模式図である。この検査は、予めパソコンに入力された照明手段のデータから、赤色/青色の切り替えが可能な面照明(透過照明)を選択して行う(ステップSH1)。先の接続用端子部位置ずれ検査に引き続いて行う場合は、同じ照明手段を利用しているため、このステップを省いてもよい。この検査も先の接続用端子部位置ずれ検査と同様に、一つの検査において異なる2色(赤色及び青色)の透過照明を用い、得られた両画像の差を利用することで、位置ずれの検出を行う。なお、この検査の対象は、FPCの端部に設けられる保護材及びその近傍であるため、カメラの視野に保護材及びその近傍が入るように予め設定しておくとよい。
【００７４】
まず、赤色の照明にしてFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSH2)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。このとき、カメラ10cから得られた画像は、図17(A)に示すように、保護材6は、光を透過しにくいため、黒っぽい画像となり、赤茶色のカバーレイ3は、上記のように白っぽい画像となり、コントラストの対比が大きく表れる。この画像から、保護材6の端部縁6end及び側部縁6sideを抽出することができる。次に、青色の照明に切り替えFPC1を照射しながらカメラにて撮像し(ステップSH3)、得られた画像は、パソコンに送り適宜画像処理を行う。このとき、カメラ10cから得られた画像は、図17(B)に示すように、赤茶色のカバーレイ3が存在する部分は、青色が補色となることから、黒い画像となる。この画像から、カバーレイ3の端部縁3end及び側部縁3sideを抽出することができる。
【００７５】
そして、得られた両透過照明画像を利用して、ずれ量を演算する。この例では、垂直方向のずれ(縦ずれ量D1)の最大値である最大縦ずれ量D1maxと、水平方向のずれ(横ずれ量D2)の最大値である最大横ずれ量D2maxを演算する(ステップSH4)。最大縦ずれ量D1max及び最大横ずれ量D2maxは、以下のようにして求めた。まず、両透過照明画像に差分処理を施し、図17(C)に示すように、カバーレイ部分を白く、保護材部分及び背景部分を黒くする。そして、垂直方向に縦走査ラインLD1を引き、縦走査ラインLD1と保護材の端部縁6endとの交点と、縦走査ラインLD1とカバーレイ3の端部縁3endとの交点間の距離DL1を縦ずれ量とし、その最大値を最大縦ずれ量D1maxとした。また、水平方向に横走査ラインLD2を引き、横走査ラインLD2と保護材の側部縁6sideとの交点と、横走査ラインLD2とカバーレイ3の側部縁3sideとの交点間の距離DL2を横ずれ量とし、その最大値を最大横ずれ量D2maxとした。
【００７６】
最大縦ずれ量D1max及び最大横ずれ量D2maxが大き過ぎる場合、保護材が適正な位置に配置されていないと考えられる。そこで、最大縦ずれ量D1max及び最大横ずれ量D2maxの双方が設定値(ここでは保護材ずれ量設定値と呼ぶ)以下か否かを判定し(ステップSH5)、最大縦ずれ量D1maxが保護材ずれ量設定値D11超又は最大横ずれ量D2maxが保護材ずれ量設定値D22超の場合、不良と判定し、次のワーク又はマーキング処理に進む。最大縦ずれ量D1maxが保護材ずれ量設定値D11以下及び最大横ずれ量D2maxが保護材ずれ量設定値D22以下の場合、良性と判定され、次のワーク又はマーキング処理に進む。保護材ずれ量設定値は、予め設定し、パソコンに入力しておく。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明フレキシブルプリント配線板の外観検査方法及び外観検査装置は、フレキシブルプリント配線板の外観検査を行う際の利用に適する。特に、検査項目が複数ある場合に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明外観検査方法の機能ブロック図である。
【図２】本発明外観検査方法の検査対象であるフレキシブルプリント配線板の概略構成図である。
【図３】複数の検査項目について検査を行う本発明外観検査方法の検査手順を示す基本フローチャートである。
【図４】メッキ不のり検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図５】(A)は、メッキ不のり検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、カメラにて撮像された画像の模式図、(C)は、図5(B)の破線円C内の拡大説明図である。
【図６】メッキ幅検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図７】メッキ幅の測定手法を説明する説明図である。
【図８】回路パターン検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図９】(A)は、回路パターン検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、端子部において登録されているデータの模式図及びカメラにて撮像された画像の模式図である。
【図１０】表面異物検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図１１】(A)は、表面異物検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、異物が存在した場合の照明からの光の動作を説明する説明図、(C)は、カメラにて撮像された画像の模式図である。
【図１２】内部異物検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図１３】(A)は、内部異物検査におけるカメラ、照明、FPCの位置関係を説明する説明図、(B)は、カメラにて撮像された画像の模式図である。
【図１４】接続用端子部位置ずれ検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図１５】(A)は、カメラにて撮像された赤色透過照明画像の模式図、(B)は、カメラにて撮像された青色透過照明画像の模式図、(C)は、走査ラインを抽出した状態を示す模式図である。
【図１６】保護材位置ずれ検査の検査手順を示すフローチャートである。
【図１７】(A)は、カメラにて撮像された赤色透過照明画像の模式図、(B)は、カメラにて撮像された青色透過照明画像の模式図、(C)は、走査ラインを抽出した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７９】
1  FPC      2  回路パターン      2a  端子接続部      2b  メッキ部
3  カバーレイ      3end,6end  端部縁      3side,6side  側部縁
4  接続用メッキ部  5  接続用端子部  6  保護材
10c  カメラ  10l  レンズ  11r  赤色の無影反射型照明
11b  青色の無影反射型照明  11w  リング型照明  11u  透過照明
12  搭載台  13  連結部材  13x  X軸台
13y  Y軸台  14  マジックペン  15  センサ  20  パソコン  21  モニタ
【図１】
2006118896.tif 000004
【図２】
2006118896.tif 000005
【図３】
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【図４】
2006118896.tif 000007
【図５】
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【図６】
2006118896.tif 000009
【図７】
2006118896.tif 000010
【図８】
2006118896.tif 000011
【図９】
2006118896.tif 000012
【図１０】
2006118896.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006118896.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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