(57)【要約】【課題】  本発明は、プリンタ基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いて正確な良否判定を行うことができ、良否判定の基準となる基準データの作成を短時間で行うことができるはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法を提供することを課題とする。【解決手段】  投影データ作成部１２は、パット４と接続端子２１とのはんだ付け部の画像データをパット４の幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成し、演算部１４は、検査対象投影データと基準投影データ記憶部１３に記憶されている基準投影データとを比較し、判定部１５は、検査対象投影データと基準投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定する。【選択図】        図１
2006098365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板の表面に形成されたパッドと実装部品の接続端子とのはんだ付け状態を検査するはんだ付け外観検査装置であって、
前記プリント基板の表面に光を照射する照明手段と、
前記プリント基板からの反射光を画像データとして取り込む撮像手段と、
前記パッドと前記接続端子とのはんだ付け部の前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成する投影データ作成手段と、
投影データ作成手段によって作成された前記検査対象投影データに基づいてはんだ付け状態の良否を判定する判定手段とを具備することを特徴とするはんだ付け外観検査装置。
【請求項２】
前記投影データ作成手段は、前記はんだ付け部に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項３】
前記投影データ作成手段は、前記接続端子の所定位置から前記パッドの先端までの前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１又は２記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項４】
前記投影データ作成手段は、前記接続端子の先端の概略座標から検査対象投影データを作成するための前記画像データを特定し、前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項５】
良品もしくは不良品の基準となる基準投影データが記憶されている基準投影データ記憶手段と、
該基準投影データ記憶手段に記憶されている前記基準投影データと前記検査対象投影データとを比較する投影データ比較手段とを具備し、
前記判定手段は、前記投影データ比較手段による前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項６】
前記投影データ比較手段は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関値を算出し、
前記判定手段は、前記投影データ比較手段によって算出された前記相関値に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項５記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項７】
前記検査対象投影データの前記パッドの長手方向のデータ数は、前記基準投影データの前記パッドの長手方向のデータ数よりも多く、
前記投影データ比較手段は、前記基準投影データを前記検査対象投影データ内でずらしながら比較をそれぞれ行い、
前記判定手段は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項５又は６記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項８】
前記基準投影データ記憶手段には、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データが記憶されており、
前記投影データ比較手段は、複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較をそれぞれ行い、
前記判定手段は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項９】
前記基準投影データ記憶手段には、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データが記憶されており、
前記投影データ比較手段は、複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較を順次行い、当該比較結果に基づく良否の判定が前記判定手段によって行われた時点で以降の比較動作を停止させることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項１０】
前記基準投影データ記憶手段に記憶される前記基準投影データは、正常なはんだ付けが行われた良品における前記接続端子の先端に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した良品基準投影データであることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項１１】
良品の基準となる良品基準投影データおよび不良品の基準となる不良品基準投影データが記憶されている基準投影データ記憶手段と、
該基準投影データ記憶手段に記憶されている前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとをそれぞれ比較する投影データ比較手段とを具備し、
前記判定手段は、前記投影データ比較手段による前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項１２】
前記判定手段は、前記良品基準投影データもしくは前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１１記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定した後、更に前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１１記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項１４】
前記検査対象投影データを解析して特徴量を抽出する特徴抽出手段と、
該特徴抽出手段によって抽出される前記特徴量に対応する特徴基準値を記憶する基準値記憶手段とを具備し、
前記判定手段は、前記特徴抽出手段によって抽出される前記特徴量と前記基準値記憶手段に記憶されている前記特徴基準値とを比較することによってはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置。
【請求項１５】
プリント基板の表面に形成されたパッドと実装部品の接続端子とのはんだ付け状態を検査するはんだ付け外観検査方法であって、
前記プリント基板の表面に光を照射し、
前記プリント基板からの反射光を画像データとして取り込み、
前記パッドと前記接続端子とのはんだ付け部の前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成し、
該作成した前記検査対象投影データに基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とするはんだ付け外観検査方法。
【請求項１６】
前記はんだ付け部に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１５記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項１７】
前記接続端子の所定位置から前記パッドの先端までの前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１又は２記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項１８】
前記接続端子の先端の概略座標から検査対象投影データを作成するための前記画像データを特定し、前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項１９】
良品もしくは不良品の基準となる基準投影データを記憶しておき、
該基準投影データと前記検査対象投影データとを比較し、
前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２０】
前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関値を算出し、
該算出した前記相関値に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１９記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２１】
前記検査対象投影データの前記パッドの長手方向のデータ数は、前記基準投影データの前記パッドの長手方向のデータ数よりも多く、
前記基準投影データを前記検査対象投影データ内でずらしながら比較をそれぞれ行い、
前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１９又は２０記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２２】
良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データを記憶しておき、
複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較をそれぞれ行い、
前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２３】
良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データを記憶しておき、
複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較を順次行い、当該比較結果に基づく良否の判定が行われた時点で以降の比較動作を停止させることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２４】
前記基準投影データは、正常なはんだ付けが行われた良品における前記接続端子の先端に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した良品基準投影データであることを特徴とする請求項１９乃至２３のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２５】
良品の基準となる良品基準投影データおよび不良品の基準となる不良品基準投影データを記憶しておき、
前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとをそれぞれ比較し、
前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２６】
前記良品基準投影データもしくは前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項２５記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２７】
前記良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定した後、更に前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項２５記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２８】
前記検査対象投影データを解析して特徴量を抽出し、
該抽出する前記特徴量に対応する特徴基準値を記憶しておき、
前記抽出した前記特徴量と前記特徴基準値とを比較することによってはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法。
【請求項２９】
請求項１５乃至２８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法に関し、特にプリント基板の表面に実装されたＳＯＰ、ＱＦＰ等のリード実装部品やチップ実装部品等（以下、リード実装部品、チップ実装部品およびその他はんだ付けによる各種実装部品を総称して実装部品と称す）のはんだ付け状態の検査を行うはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１８は、従来のはんだ付け外観検査装置の判定原理を説明するための側面図であり、図１９は、従来のはんだ付け外観検査装置の判定基準を説明するための平面図であり、図２０および図２１は、従来のはんだ付け外観検査装置の判定基準のバラツキを説明するための平面図である。
プリント基板１の表面に形成されているパッド４への実装部品２の接続端子（リード、電極）２１のはんだ付け状態を検査する従来のはんだ付け外観検査装置は、プリント基板１の上方から光を照射しながら、プリント基板１の上方に取り付けられたカメラによって反射光を画像データとして取り込み、取り込んだ画像データを所定の二値化閾値で二値化することで白領域と黒領域とからなる二値化画像データを作成し、当該二値化画像データによってはんだ付け状態の良否を判定している。
【０００３】
良品、すなわち正常にはんだ付けが行われ、はんだ３によってパッド４と接続端子２１との電気的導通が良好になされている場合には、図１８（ａ）に示すように、接続端子２１の先端Ａにフィレット３１が形成され、フィレット３１が形成された箇所からの反射光は、図１８（ａ）に矢印で示すように、プリント基板１の上方に配置されたカメラに入射されなくなって、二値化画像データでは、黒領域となるのに対し、不良品、すなわち正常なはんだ付けが行われず、はんだ３によるパッド４と接続端子２１との電気的導通が不完全な場合には、図１８（ｂ）に示すように、フィレット３１が形成されず、本来フィレット３１が形成されているはずの箇所からの反射光は、図１８（ｂ）に矢印で示すように、プリント基板１の上方に配置されたカメラに入射され、二値化画像データでは、白領域となる。
【０００４】
従って、検査領域（パッド４の幅＊接続端子２１の先端Ａから所定距離に設定）内の良品の領域内二値化画像データは、図１９（ａ）に示すように、黒領域の面積が大きくなり、不良品の検査領域内の領域内二値化画像データは、図１９（ｂ）に示すように、白領域の面積が大きくなり、黒領域の面積と予め設定されている判定基準面積とを比較することによって良否判定が行われる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、従来技術のように領域内二値化画像データの黒領域の面積によって良否判定を行った場合には、良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が小さくなるものがあると共に、不良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が大きくなるものがあるため、誤った良否判定が行われる恐れがあるという問題点があった。
【０００６】
すなわち実装部品２の種類やはんだ３の量の設定によっては、良品であっても大きなフィレット３１が形成されない場合があり、図２０（ａ）に示すように、良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が小さくなって不良品と誤って判定されることがある。なお、このような良品であっても黒領域の面積が小さいものを良品として判定するために、判定基準面積を小さくした場合には、不良品が良品と誤って判定される確率が高くなってしまう。
【０００７】
また、例えば図１２（ａ）に示すように、接続端子２１が浮いた状態の場合には、パッド４上のはんだ３が図１２（ｂ）に示すようにかまぼこ状になるため、二値化画像データではパッド４の側面部が黒領域となってしまい、図２０（ｂ）に示すように、不良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が大きくなって良品と誤って判定されることがある。
【０００８】
また、実装部品２の種類によっては、接続端子２１の先端形状が丸まっているため（図１３（ａ）参照）、二値化画像データでは接続端子２１の先端部が黒領域となってしまい、当該黒領域の箇所が検査領域に設定され、図２０（ｃ）に示すように、不良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が大きくなって良品と誤って判定されることがある。
【０００９】
また、不良品であっても、パッド４上の微妙なはんだ３の表面の凹凸により部分的に明るさのばらつきが発生して二値化画像データではパッド４が部分的に黒領域となってしまい、図２１（ａ）に示すように、良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が小さくなって不良品と誤って判定されることがあると共に、図２１（ｂ）に示すように、不良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が大きくなって良品と誤って判定されることがある。
【００１０】
また、パッド４の幅方向に接続端子２１が良品の範囲でずれている場合、接続端子２１先端に形成されるフィレット３１の形状が変化するため、領域内二値化画像データの黒領域の面積が変化し、図２１（ｃ）に示すように、良品であっても領域内二値化画像データの黒領域の面積が小さくなって不良品と誤って判定されることがある。
【００１１】
また、接続端子２１の明るさやパッド４の明るさは、表面状態や材料のばらつきにより変化するため、カメラによって取り込んだ画像データを所定の二値化閾値で二値化するに際し、明るさが変化した場合には適切な二値化画像データとはならない時があり、領域内二値化画像データの黒領域の面積が期待される値よりも大きくなったり小さくなったりすることで誤った良否判定が行われることがある。
【００１２】
上述のように、各種の要因によって誤った良否判定が行われる恐れがあり、複数の要因が重なることにより、さらに誤った良否判定が行われる確率が高くなってしまう。
【００１３】
さらに従来技術では、実装部品２を搭載するプリント基板１の種類や実装部品２の種類毎に接続端子２１の形状や表面状態、パッド４の設計寸法などが異なるため、正常なフィレット３１の形状やサイズ、反射の状態が異なると共に、接続端子２１の先端が黒領域となる実装部品２と、黒領域とならない実装部品２等の実装部品２の種類毎にばらつきがあり、二値化閾値や判定のための判定基準面積等の基準データを実装部品２の種類毎に微調整しなければならず、基準データの作成に多くの時間が必要になってしまうという問題点があった。
【特許文献１】特開昭６４−１３４４２号公報
【特許文献２】特開平０２−２７８１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いて正確な良否判定を行うことができ、良否判定の基準となる基準データの作成を短時間で行うことができるはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、プリント基板の表面に形成されたパッドと実装部品の接続端子とのはんだ付け状態を検査するはんだ付け外観検査装置であって、前記プリント基板の表面に光を照射する照明手段と、前記プリント基板からの反射光を画像データとして取り込む撮像手段と、前記パッドと前記接続端子とのはんだ付け部の前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成する投影データ作成手段と、投影データ作成手段によって作成された前記検査対象投影データに基づいてはんだ付け状態の良否を判定する判定手段とを具備することを特徴とするはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項２記載の発明の要旨は、前記投影データ作成手段は、前記はんだ付け部に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項３記載の発明の要旨は、前記投影データ作成手段は、前記接続端子の所定位置から前記パッドの先端までの前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１又は２記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項４記載の発明の要旨は、前記投影データ作成手段は、前記接続端子の先端の概略座標から検査対象投影データを作成するための前記画像データを特定し、前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項５記載の発明の要旨は、良品もしくは不良品の基準となる基準投影データが記憶されている基準投影データ記憶手段と、該基準投影データ記憶手段に記憶されている前記基準投影データと前記検査対象投影データとを比較する投影データ比較手段とを具備し、前記判定手段は、前記投影データ比較手段による前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項６記載の発明の要旨は、前記投影データ比較手段は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関値を算出し、前記判定手段は、前記投影データ比較手段によって算出された前記相関値に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項５記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項７記載の発明の要旨は、前記検査対象投影データの前記パッドの長手方向のデータ数は、前記基準投影データの前記パッドの長手方向のデータ数よりも多く、前記投影データ比較手段は、前記基準投影データを前記検査対象投影データ内でずらしながら比較をそれぞれ行い、前記判定手段は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項５又は６記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項８記載の発明の要旨は、前記基準投影データ記憶手段には、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データが記憶されており、前記投影データ比較手段は、複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較をそれぞれ行い、前記判定手段は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項９記載の発明の要旨は、前記基準投影データ記憶手段には、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データが記憶されており、前記投影データ比較手段は、複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較を順次行い、当該比較結果に基づく良否の判定が前記判定手段によって行われた時点で以降の比較動作を停止させることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項１０記載の発明の要旨は、前記基準投影データ記憶手段に記憶される前記基準投影データは、正常なはんだ付けが行われた良品における前記接続端子の先端に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した良品基準投影データであることを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項１１記載の発明の要旨は、良品の基準となる良品基準投影データおよび不良品の基準となる不良品基準投影データが記憶されている基準投影データ記憶手段と、該基準投影データ記憶手段に記憶されている前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとをそれぞれ比較する投影データ比較手段とを具備し、前記判定手段は、前記投影データ比較手段による前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項１２記載の発明の要旨は、前記判定手段は、前記良品基準投影データもしくは前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１１記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項１３記載の発明の要旨は、前記判定手段は、前記良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定した後、更に前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１１記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項１４記載の発明の要旨は、前記検査対象投影データを解析して特徴量を抽出する特徴抽出手段と、該特徴抽出手段によって抽出される前記特徴量に対応する特徴基準値を記憶する基準値記憶手段とを具備し、前記判定手段は、前記特徴抽出手段によって抽出される前記特徴量と前記基準値記憶手段に記憶されている前記特徴基準値とを比較することによってはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のはんだ付け外観検査装置に存する。
また請求項１５記載の発明の要旨は、プリント基板の表面に形成されたパッドと実装部品の接続端子とのはんだ付け状態を検査するはんだ付け外観検査方法であって、前記プリント基板の表面に光を照射し、前記プリント基板からの反射光を画像データとして取り込み、前記パッドと前記接続端子とのはんだ付け部の前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成し、該作成した前記検査対象投影データに基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とするはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項１６記載の発明の要旨は、前記はんだ付け部に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１５記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項１７記載の発明の要旨は、前記接続端子の所定位置から前記パッドの先端までの前記画像データを用いて前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１又は２記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項１８記載の発明の要旨は、前記接続端子の先端の概略座標から検査対象投影データを作成するための前記画像データを特定し、前記検査対象投影データを作成することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項１９記載の発明の要旨は、良品もしくは不良品の基準となる基準投影データを記憶しておき、該基準投影データと前記検査対象投影データとを比較し、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２０記載の発明の要旨は、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関値を算出し、該算出した前記相関値に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１９記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２１記載の発明の要旨は、前記検査対象投影データの前記パッドの長手方向のデータ数は、前記基準投影データの前記パッドの長手方向のデータ数よりも多く、前記基準投影データを前記検査対象投影データ内でずらしながら比較をそれぞれ行い、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１９又は２０記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２２記載の発明の要旨は、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データを記憶しておき、複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較をそれぞれ行い、前記基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２３記載の発明の要旨は、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データを記憶しておき、複数の前記基準投影データと前記検査対象投影データとの比較を順次行い、当該比較結果に基づく良否の判定が行われた時点で以降の比較動作を停止させることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２４記載の発明の要旨は、前記基準投影データは、正常なはんだ付けが行われた良品における前記接続端子の先端に形成されるフィレット部分を含む前記画像データを前記パッドの幅方向に投影処理した良品基準投影データであることを特徴とする請求項１９乃至２３のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２５記載の発明の要旨は、良品の基準となる良品基準投影データおよび不良品の基準となる不良品基準投影データを記憶しておき、前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとをそれぞれ比較し、前記良品基準投影データおよび前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２６記載の発明の要旨は、前記良品基準投影データもしくは前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項２５記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２７記載の発明の要旨は、前記良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定した後、更に前記不良品基準投影データと前記検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項２５記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２８記載の発明の要旨は、前記検査対象投影データを解析して特徴量を抽出し、該抽出する前記特徴量に対応する特徴基準値を記憶しておき、前記抽出した前記特徴量と前記特徴基準値とを比較することによってはんだ付け状態の良否を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法に存する。
また請求項２９記載の発明の要旨は、請求項１５乃至２８のいずれかに記載のはんだ付け外観検査方法コンピュータに実行させるためのプログラムに存する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、パッドと接続端子とのはんだ付け部の画像データをパッドの幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成し、作成した検査対象投影データに基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、投影処理によって作成された検査対象投影データによって、正常なはんだ付けが行われてフィレットが形成されている場合とフィレットが形成されていない場合とを明確に区別することができ、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いて正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００１７】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、正常なはんだ付けが行われた場合に接続端子の先端に形成されるフィレット部分を含む画像データを用いて検査対象投影データを作成するように構成することにより、良品と不良品との形状が大きく異なる箇所で良否の判定を行うことができ、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００１８】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、接続端子の所定位置からパッドの先端までの画像データを用いて検査対象投影データを作成するように構成することにより、パッド先端までの範囲において現れうる特徴から良否の判定を行うことができ、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００１９】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、接続端子の先端の概略座標を検出してから、はんだ付け部とする画像データを特定するように構成することにより、検査領域の接続端子の長手方向の長さを短くすることができ、検査スピードを向上させることができるという効果を奏する。
【００２０】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、良品もしくは不良品の基準となる基準投影データを記憶しておき、基準投影データと検査対象投影データとを比較し、基準投影データと検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、良否判定の基準となる基準データを検査対象投影データと比較が容易に行なえるような同様の投影データとすることができ、良否判定の基準となる基準投影データの作成を短時間で行うことができるという効果を奏する。
【００２１】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、検査対象投影データのパッドの長手方向のデータ数は、基準投影データのパッドの長手方向のデータ数よりも多く、基準投影データを検査対象投影データ内でずらしながら比較をそれぞれ行い、基準投影データと検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、接続端子がパッドの長手方向にずれてはんだ付けされた場合にも、最も類似している箇所に基づいて良否の判定を行うことができ、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００２２】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データを記憶しておき、複数の基準投影データと検査対象投影データとの比較をそれぞれ行い、基準投影データと検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、良否判定の精度を高めることが可能になり、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００２３】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、良品の基準となる良品基準投影データおよび不良品の基準となる不良品基準投影データを記憶しておき、良品基準投影データおよび不良品基準投影データと検査対象投影データとをそれぞれ比較し、良品基準投影データおよび不良品基準投影データと検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、良品と不良品との形状が類似している場合にも、良否判定の精度を高めることが可能になり、プリント基板からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００２４】
さらに、本発明のはんだ付け外観検査装置およびはんだ付け外観検査方法は、検査対象投影データを解析して特徴量を抽出し、抽出する特徴量に対応する特徴基準値を記憶しておき、抽出した特徴量と特徴基準値とを比較することによってはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、検査対象投影データと基準投影データとの比較を行う比較処理を行わなくて良いため、検査スピードを向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図２および図３は、図１に示すカメラによって取り込まれる反射光の特徴を説明するための説明図であり、図４は、図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図であり、図５乃至図７は、図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データの特徴を説明するための説明図であり、図８は、図１に示す基準投影データ記憶部に記憶される良品基準投影データ例を示す図である。
【００２７】
第１の実施の形態は、図１を参照すると、プリント基板１の表面に搭載された実装部品２のはんだ付け状態を検査する装置であり、落射照明１０と、カメラ１１と、基準投影データ記憶部１２と、投影データ作成部１３と、演算部１４と、判定部１５と、判定結果通知部１６とからなる。
【００２８】
落射照明１０は、プリント基板１とカメラ１１との間に斜めに配置されたハーフミラーを有し、当該ハーフミラーで反射した光がプリント基板１に垂直に照射され、プリント基板１からの反射光がハーフミラーを通過してカメラ１１に到達するように構成された照明装置である。なお、落射照明１０の代わりに、カメラ１１の近くに配置された照明を用い、当該照明によって略上方からプリント基板１に光を照射させるようにしても良い。さらに、光源としては、ＬＥＤやハロゲンランプなど各種考えられ、照明の光源や照明の形状には特に限定されるものではない。
【００２９】
落射照明１０からプリント基板１に垂直に照射された光は、実装部品２の接続端子２１の表面およびプリント基板１に形成されたパッド４上のはんだ３の表面によって反射され、真上に反射された光が撮像手段であるカメラ１１によって画像データとして取り込まれる。なお、本発明がはんだ付け状態の検査対象としている実装部品２は、ＱＦＰやＳＯＰと呼ばれるリード部品だけでなく、電極等の部品接続部をパッド４にはんだ付けする部品（コンデンサや抵抗等のチップ部品等）も含まれる物であり、接続端子２１とは、リード部品のリードやチップ部品の電極等のはんだ付け接続部のことを示す。
【００３０】
はんだ３の表面が完全な鏡面である場合に、傾きθで配置されたはんだ３の表面に真上から入射された光は、図２（ａ）に示すように、正反射光として（９０度−２×θ）の角度に反射され、カメラ１１によって取り込まれない。従って、傾きのない（入射光に対して垂直な）接続端子２１の表面やパッド４上のはんだ３の表面では、真上から垂直に入射された光が真上に反射されてカメラ１１に取り込まれるため、傾きのない接続端子２１の表面やパッド４上のはんだ３の表面は、カメラ１１に取り込まれた画像データでは白領域となり、傾きのある（入射光に対して傾いている）はんだ３の表面では、真上から垂直に入射された光が真上に反射されずにカメラ１１に取り込まれないため、傾きのあるはんだ３の表面は、カメラ１１に取り込まれた画像データでは黒領域となる。
【００３１】
ところが、金属表面であるはんだ３の表面は、完全な鏡面ではなく、図２（ｂ）に示すように、乱反射成分があるため、はんだ３の表面からの反射光は、正反射光の方向の反射光強度が最も強く、正反射光の角度から離れるに従って反射光強度が弱くなる反射光強度分布となる。従って、プリント基板１に垂直に入射された光は、はんだ斜面部（真上からの入射光に対して傾いているはんだ３の表面）において、はんだ斜面部の角度が急になるほど真上に戻る反射光の反射光強度が弱くなり、はんだ斜面部の角度がなだらかになるほど真上に戻る反射光の反射光強度が強くなるという相関を持つことになり、カメラ１１によって取り込まれた画像データは、反射光強度が濃淡に反映され、反射光強度が強いほど明るく、反射光強度が弱いほど暗い濃淡画像データとなる。
【００３２】
良品、すなわち正常にはんだ付けが行われ、はんだ３によってパッド４と接続端子２１との電気的導通が良好になされている場合に形成されるフィレット３１は、図３（ａ）に示すように、接続端子２１の先端部Ａに近いほど角度が急になり、離れるほど角度かなだらかになる形状となるため、フィレット３１に真上から入射された光は、図３（ｂ）に示すように、接続端子２１の先端部Ａに近いほど真上に戻る反射光の反射光強度が弱くなり、離れるほど真上に戻る反射光の反射光強度が強くなる。
【００３３】
従って、カメラ１１によって取り込まれた良品の画像データにおける接続端子２１の長手方向の濃淡プロファイルは、図３（ｃ）に示すように、接続端子２１の表面部分では、明るく、接続端子２１の先端Ａで急激に暗くなり、接続端子２１の先端Ａから離れるほど徐々に明るくなるという傾向を有することになる。なお、接続端子２１の長手方向とは、実装部品２からの接続端子２１の延出方向を示すものであり、接続端子２１の長手方向に直交する方向をパッド４の幅方向と称す。
【００３４】
投影データ作成部１２は、図４（ａ）に示すように、カメラ１１によって取り込まれた画像データの内、接続端子２１の先端Ａを含み、（接続端子２１の長手方向のデータ数：Ｍ）＊（パッド４の幅方向のデータ数：Ｌ）個の濃淡データからなる検査領域を特定し、特定した検査領域内の画像データをパッド４の幅方向に足し込んだ投影データを検査対象投影データとして作成する投影処理を行う。第１の実施の形態において特定される検査領域は、接続端子２１の長手方向では、接続端子２１の所定位置からパッド４の先端までの範囲が、パッド４の幅方向では、パッド４の幅がそれぞれ特定されるようになっている。なお、接続端子２１の長手方向のデータ数Ｍおよびパッド４の幅方向のデータ数Ｌは、カメラ１１の画素密度に応じた値となるが、投影データ作成部１２によって行われる投影処理は、必ずしも幅方向の全てのデータを足し込む必要はなく、例えば幅方向のデータを１個おきに足し込むようにしても良く、幅方向の一部のデータを除いて足し込むようにしても良い。
【００３５】
検査領域の特定方法としては、基板の設計データ等から計算により特定する方法や、実装部品２の樹脂部分と接続端子２１との境界を検出し、接続端子２１の長さのデータから接続端子２１の先端Ａの概略座標を算出することによって特定する方法等の各種の方法が考えられるが、本発明では、いずれの方法で検査領域を特定するようにしても良く、検査領域の特定方法を限定するものではない。なお、ＳＯＰ等のように接続端子２１のずれが大きく発生する場合には、接続端子２１のフィレット部を検査領域に含めるために検査領域を大きく設定する必要があり後述する演算の時間がかかってしまうが、概略の接続端子２１の先端Ａの座標を求めてから検査領域を発生させることで検査領域のサイズを小さくすることができ、演算時間を短縮することができる。また、検査対象投影データとしては、投影処理後に投影サイズで割って正規化を行ったデータを用いるようにしても良い。
【００３６】
投影データは、図４（ｂ）に示すＬ個の接続端子２１の長手方向の濃淡プロファイルが足し込まれたものであり、パッド４上の微妙なはんだ３表面の凹凸によって発生する部分的な明るさのばらつきが投影処理によって平均化され、はんだ３表面の凹凸の影響を軽減することができ、さらに、フィレット３１が形成されている領域は、パッド幅方向が連続して暗い領域になっていると共に、接続端子２１の領域は、パッド幅方向が連続して明るい領域となっているため、フィレット３１が形成されている領域と接続端子２１の領域とは、投影処理によって強調される。なお、図４（ａ）は、正常なフィレット３１が形成された良品の画像データであり、図４（ｃ）は、正常なフィレット３１が形成された良品の投影データである。
【００３７】
従って、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、パッド４の幅方向に接続端子２１が横ずれしてはんだ付けされた場合にも、正常なフィレット３１が形成されていれば、投影処理によって接続端子２１のずれ（横ずれ）の影響はキャンセルされ、図５（ｃ）に示すように、接続端子２１が横ずれすることなくはんだ付けされた場合と大差のない投影データが作成される。
【００３８】
また、図６（ａ）に示すように、フィレット３１の表面に凸部が形成され、図６（ｂ）に示すように、検査領域内のフィレット３１によって本来暗い領域となるはずの箇所に明るい領域が存在した場合にも、フィレット３１の表面に形成された凸部を通る接続端子２１の長手方向の濃淡プロファイルは、図６（ｃ）に示すように、フィレット３１の表面に形成された凸部の影響を大きく受けたものになる。従って、投影処理していない任意の１ラインの濃淡データでは、凸部の影響がそのまま現れてしまい、誤判定してしまう恐れがあるが、投影処理を行うことにより、フィレット３１の表面に形成された凸部の影響はキャンセルされ、図６（ｄ）に示すように、フィレット３１の表面に凸部が形成されていない場合と大差のない投影データが作成され、正確な判定を行うことができる。
【００３９】
また、図７（ａ）に示すように、はんだ３の表面に凸部が形成され、図７（ｂ）に示すように、検査領域内のはんだ３によって本来明るい領域となるはずの箇所に暗い領域が存在した場合にも、はんだ３の表面に形成された凸部を通る接続端子２１の長手方向の濃淡プロファイルは、図７（ｃ）に示すように、はんだ３の表面に形成された凸部の影響を大きく受けたものになる。従って、投影処理していない任意の１ラインの濃淡データでは、凸部の影響がそのまま現れてしまい、誤判定してしまう恐れがあるが、投影処理を行うことにより、フィレット３１の表面に形成された凸部の影響はキャンセルされ、図７（ｄ）に示すように、フィレット３１の表面に凸部が形成されていない場合と大差のない投影データが作成され、正確な判定を行うことができる。
【００４０】
基準投影データ記憶部１３は、良品の基準となる基準投影データ（以下、良品基準投影データと称す）が記憶されている。良品基準投影データは、正常なフィレット３１が形成された良品に基づいて作成された投影データであり、投影データ作成部１２によって事前に作成されたものである。投影データ作成部１２は、図８（ａ）に示すように、正常なフィレット３１が形成された良品からの反射光に基づく画像データの内、接続端子２１の先端Ａを含み、（接続端子２１の長手方向のデータ数：Ｎ）＊（パッド４の幅方向のデータ数：Ｌ）個の濃淡データからなる領域を基準検査領域として特定し、特定した基準検査領域内の濃淡データ、すなわち図８（ｂ）に示す接続端子２１の長手方向のＬ個のプロファイルをパッド４の幅方向に足し込む投影処理を行い、投影処理によって得られた図８（ｃ）に示す投影データを良品基準投影データとして作成する投影処理を行う。基準検査領域の接続端子２１の長手方向のデータ数Ｎは、検査対象投影データにおける検査領域の接続端子２１の長手方向のデータ数Ｍよりも小さい値であり、接続端子２１の長手方向では、接続端子２１の所定位置から正常に形成されたフィレット３１が含まれるパッド４の所定位置までの範囲が、パッド４の幅方向では、パッド４の幅がそれぞれ基準検査領域として特定されるようになっている。また、検査対象投影データとして投影処理後に投影サイズで割って正規化を行ったデータが用いられている場合には、良品基準投影データも同様に投影処理後に投影サイズで割って正規化を行ったデータが用いられる。さらに、良品基準投影データは、複数の良品に基づいて作成された投影データから統計処理により作成するようにしてもよく、統計処理としては、複数の投影データの平均値を良品基準投影データとする方法や複数の投影データの平均値および分散値とから一つまたは複数の良品基準投影データを算出する方法が考えられる。
【００４１】
演算部１４は、検査対象投影データと良品基準投影データとの関係を演算する手段であり、演算処理としては、検査対象投影データと良品基準投影データとの相関演算（大きいほうが相関が高い）や検査対象投影データと良品基準投影データとの差の合算（小さいほうが相関が高い）が行われる。第１の実施の形態では、演算処理として相関演算が用いられ、検査対象投影データのデータ数Ｍが良品基準投影データのデータ数Ｎよりも大きいため、検査対象投影データをずらしながら検査対象投影データと良品基準投影データとのそれぞれの相関値（Ｍ−Ｎ＋１個の相関値）を演算する。なお、相関値の演算方法としては、検査対象投影データと良品基準投影データとの平均値が合うようにオフセットする正規化処理や検査対象投影データと良品基準投影データとの最大値と最小値が合うようにオフセットおよび倍率設定する正規化処理後に行うと好適であり、第１の実施の形態では、次式に示す正規化相関演算を用いて相関値を求めるように構成されている。また、次式において、Ｎは、良品基準投影データのデータ数、ｘは、良品基準投影データ、ｙは、検査対象投影データをそれぞれ示すものである。
【００４２】
【数１】
2006098365.tif 000003
【００４３】
判定部１５は、演算部１４によって求められた複数の相関値の内、最大の相関値と予め定められた基準値とを比較し、最大の相関値が予め定められた基準値よりも大きい時に良品と判定し、最大の相関値が予め定められた基準値以下である時に不良品と判定する。
【００４４】
判定結果通知部１６は、判定部１５によって良品もしくは不良品に判定された判定結果をユーザに通知する手段であり、例えばディスプレイ装置等の表示手段や判定結果の送出手段、不良箇所へのインクマーキング手段、ハードディスク等記憶手段への結果保存手段が用いられる。
【００４５】
次に、第１の実施の形態の動作について図９乃至図１３を参照して詳細に説明する。
図９は、本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートであり、図１０乃至図１３は、図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図である。
【００４６】
落射照明１０によってプリント基板１に対して真上から垂直に光を入射し（ステップＡ１）、プリント基板１の真上に配置されたカメラ１１によってプリント基板１からの反射光を画像データとして取り込む（ステップＡ２）。
【００４７】
次に、投影データ作成部１２は、カメラ１１によって取り込まれた画像データの内、接続端子２１の先端Ａを含み、（接続端子２１の長手方向のデータ数：Ｍ）＊（パッド４の幅方向のデータ数：Ｌ）個の濃淡データからなる領域を検査領域として特定し（ステップＡ３）、特定した検査領域内の濃淡データをパッド４の幅方向に足し込んだ投影データを検査対象投影データとして作成する（ステップＡ４）。
【００４８】
次に、演算部１４は、変数ｉを１に設定し（ステップＡ５）、検査対象投影データのｉ〜（Ｎ＋ｉ−１）番目と、基準投影データ記憶部１３に記憶されている良品基準投影データとの相関値を演算する（ステップＡ６）。
【００４９】
次に、演算部１４は、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍか否かを判断し（ステップＡ７）、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍでない場合には、変数ｉをインクリメントし（ステップＡ８）、ステップＡ６に戻る。これにより、検査対象投影データと良品基準投影データとの相関値がＭ−Ｎ＋１個得られることになる。なお、Ｍは、接続端子２１の長手方向のデータ数であり、Ｌは、パッド４の幅方向のデータ数である。
【００５０】
ステップＡ７で（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍである場合には、判定部１５は、演算部１４によって求められた複数の相関値（Ｍ−Ｎ＋１個の相関値）の内、最大の相関値を選択し（ステップＡ９）、選択した最大の相関値と予め定められた基準値とを比較し（ステップＡ１０）、最大の相関値が予め定められた基準値よりも大きい時に良品と判定し（ステップＡ１１）、最大の相関値が予め定められた基準値以下である時に不良品と判定する（ステップＡ１２）。判定結果は、判定部１５から判定結果通知部１６に出力され、判定結果通知部１６によって通知される。
【００５１】
図１０（ａ）に示すように、フィレット３１が形成されていない場合には、ステップＡ２でカメラ１１に取り込まれる画像データは、図１０（ｂ）に示すように、周辺部を除くほぼ全面が明るい領域で構成されたものになる。従って、ステップＡ４で投影データ作成部１２によって作成される検査対象投影データは、図１０（ｃ）に示すように、接続端子２１の先端Ａ付近で急激に落ち込むことなく常に高いレベルに維持されるプロファイルになり、図８（ｃ）に示す良品基準投影データとは、かけ離れたものになって、ステップＡ６で演算部１４によって演算された相関値は、小さい値となって正確に不良品と判定することができる。
【００５２】
図１１（ａ）に示すように、実装部品２の種類やはんだ３の量の設定によって、良品であっても大きなフィレット３１が形成されない場合には、ステップＡ２でカメラ１１に取り込まれる画像データは、図１１（ｂ）に示すように、フィレット３１部分の暗い領域の面積が小さいものになる。しかしながら、ステップＡ４で投影データ作成部１２によって作成される検査対象投影データは、図１１（ｃ）に示すように、接続端子２１の先端Ａ付近で急激に落ち込んで、落ち込んだ後に上昇するプロファイルになり、図８（ｃ）に示す良品基準投影データとは、類似したものになって、ステップＡ６で演算部１４によって演算された相関値は、大きい値となって正確に良品と判定することができる。
【００５３】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、接続端子２１が浮いてパッド４上のはんだ３がかまぼこ状になっている場合には、ステップＡ２でカメラ１１に取り込まれる画像データは、図１２（ｃ）に示すように、接続端子２１の先端Ａを境にして明るい領域の面積比率がことなるものになる。なお、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すＺ−Ｚ’断面図である。従って、ステップＡ４で投影データ作成部１２によって作成される検査対象投影データは、図１２（ｄ）に示すように、接続端子２１の先端Ａ付近で少し落ち込み、その後レベルが変化することがないプロファイルになり、図８（ｃ）に示す良品基準投影データとは、かけ離れたものになって、ステップＡ６で演算部１４によって演算された相関値は、小さい値となって正確に不良品と判定することができる。
【００５４】
図１３（ａ）に示すように、接続端子２１の先端形状が丸まっている場合には、ステップＡ２でカメラ１１に取り込まれる画像データは、図１３（ｂ）に示すように、フィレット３１によるものと類似した暗い領域が接続端子２１の先端Ａの手前に生じたものになる。しかしながら、ステップＡ４で投影データ作成部１２によって作成される検査対象投影データは、図１３（ｃ）に示すように、接続端子２１の先端Ａの手前で徐々に落ち込み、その後接続端子２１の先端Ａで急激に上昇するプロファイルになり、図８（ｃ）に示す良品基準投影データとは、かけ離れたものになって、ステップＡ６で演算部１４によって演算された相関値は、小さい値となって正確に不良品と判定することができる。
【００５５】
なお、第１の実施の形態では、基準投影データ記憶部１３に良品基準投影データを記憶させるように構成したが、良品基準投影データの代わりに不良品の基準となる基準投影データ（以下、不良品基準投影データと称す）を基準投影データ記憶部１３に記憶させるようにしても良く、この場合には、検査対象投影データと不良品基準投影データとの相関値が予め定められた基準値よりも大きい時に不良品と判定されるようにすると良い。なお、不良品基準投影データは、正常なフィレット３１が形成されていない不良品に基づいて作成された投影データであり、投影データ作成部１２によって良品基準投影データと同様の手順で作成される。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図１４は、本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
第２の実施の形態では、基準投影データ記憶部１３に複数個の良品基準投影データが記憶され、演算部１４によって検査対象投影データと複数個の良品基準投影データとのそれぞれの相関値を演算するように構成されている。
【００５８】
第２の実施の形態の動作について図１４を参照して詳細に説明する。なお、ステップＡ１〜ステップＡ４の動作は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。また、基準投影データ記憶部１３には、Ｊ個の良品基準投影データが記憶されているものとする。
【００５９】
演算部１４は、変数ｊを１に設定すると共に（ステップＢ１）、変数ｉを１に設定し（ステップＢ２）、検査対象投影データのｉ〜（Ｎ＋ｉ−１）番目と、基準投影データ記憶部１３に記憶されているｊ番目の良品基準投影データとの相関値を演算する（ステップＢ３）。
【００６０】
次に、演算部１４は、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍか否かを判断し（ステップＢ４）、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍでない場合には、変数ｉをインクリメントし（ステップＢ５）、ステップＢ３に戻る。これにより、検査対象投影データとｊ番目の良品基準投影データとの相関値がＭ−Ｎ＋１個得られることになる。なお、Ｍは、接続端子２１の長手方向のデータ数であり、Ｌは、パッド４の幅方向のデータ数である。
【００６１】
ステップＢ４で（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍである場合には、演算部１４は、ｊ＝Ｊか否かを判断し（ステップＢ６）、ｊ＝Ｊでない場合には、変数ｊをインクリメントし（ステップＢ７）、ステップＢ３に戻る。これにより、検査対象投影データとＪ個の良品基準投影データとの相関値がＪ＊（Ｍ−Ｎ＋１）個得られることになる。
【００６２】
ステップＢ６でｊ＝Ｊある場合には、判定部１５は、演算部１４によって求められた複数の相関値{Ｊ＊（Ｍ−Ｎ＋１）個の相関値}の内、最大の相関値を選択し（ステップＢ８）、選択した最大の相関値と予め定められた基準値とを比較し（ステップＢ９）、最大の相関値が予め定められた基準値よりも大きい時に良品と判定し（ステップＢ１０）、最大の相関値が予め定められた基準値以下である時に不良品と判定する（ステップＢ１１）。判定結果は、判定部１５から判定結果通知部１６に出力され、判定結果通知部１６によって通知される。
【００６３】
なお、第２の実施の形態では、基準投影データ記憶部１３に複数個の良品基準投影データを記憶させるように構成したが、良品基準投影データの代わりに複数個の不良品基準投影データを基準投影データ記憶部１３に記憶させるようにしても良く、この場合には、検査対象投影データと各不良品基準投影データとのそれぞれ相関値の内、最も大きい相関値が予め定められた基準値よりも大きい時に不良品と判定されるようにすると良い。また、基準投影データ記憶部１３に記憶された複数個の良品基準投影データもしくは複数個の不良品基準投影データと検査対象投影データとのそれぞれの相関値が算出されるために良否判定を行い、良品（良品基準投影データの場合）もしくは不良品（不良品基準投影データの場合）と判定された場合には、以降の相関値の算出を止めるようにしても良い。
【００６４】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６５】
第３の実施の形態では、基準投影データ記憶部１３に良品基準投影データと不良品基準投影データとが記憶され、演算部１４によって検査対象投影データと良品基準投影データおよび不良品基準投影データとのそれぞれの相関値を演算し、判定部１５によって検査対象投影データが良品基準投影データもしくは不良品基準投影データのいずれに近いかを判断することによって良否を判定するように構成されている。
【００６６】
第３の実施の形態の動作について図１５を参照して詳細に説明する。なお、ステップＡ１〜ステップＡ４の動作は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００６７】
演算部１４は、変数ｉを１に設定し（ステップＣ１）、検査対象投影データのｉ〜（Ｎ＋ｉ−１）番目と、基準投影データ記憶部１３に記憶されている良品基準投影データとの相関値を演算する（ステップＣ２）。
【００６８】
次に、演算部１４は、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍか否かを判断し（ステップＣ３）、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍでない場合には、変数ｉをインクリメントし（ステップＣ４）、ステップＣ２に戻る。これにより、検査対象投影データと良品基準投影データとの相関値がＭ−Ｎ＋１個得られることになる。なお、Ｍは、接続端子２１の長手方向のデータ数であり、Ｌは、パッド４の幅方向のデータ数である。
【００６９】
ステップＣ３で（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍである場合には、再び変数ｉを１に設定し（ステップＣ５）、検査対象投影データのｉ〜（Ｎ＋ｉ−１）番目と、基準投影データ記憶部１３に記憶されている不良品基準投影データとの相関値を演算する（ステップＣ６）。
【００７０】
次に、演算部１４は、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍか否かを判断し（ステップＣ７）、（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍでない場合には、変数ｉをインクリメントし（ステップＣ８）、ステップＣ６に戻る。これにより、検査対象投影データと不良品基準投影データとの相関値がＭ−Ｎ＋１個得られることになる。
【００７１】
ステップＣ７で（Ｎ＋ｉ−１）＝Ｍある場合には、判定部１５は、演算部１４によって求められた検査対象投影データと良品基準投影データとのＭ−Ｎ＋１個の内、最大の相関値を選択すると共に（ステップＣ９）、演算部１４によって求められた検査対象投影データと不良品基準投影データとのＭ−Ｎ＋１個の内、最大の相関値を選択する（ステップＣ１０）。さらに、判定部１５は、検査対象投影データと良品基準投影データとの最大の相関値が検査対象投影データと不良品基準投影データとの最大の相関値よりも大きいか否かを判断し（ステップＣ１１）、検査対象投影データと良品基準投影データとの最大の相関値が検査対象投影データと不良品基準投影データとの最大の相関値よりも大きい時に良品と判定し（ステップＣ１２）、検査対象投影データと良品基準投影データとの最大の相関値が検査対象投影データと不良品基準投影データとの最大の相関値以下である時に不良品と判定する（ステップＣ１３）。判定結果は、判定部１５から判定結果通知部１６に出力され、判定結果通知部１６によって通知される。
【００７２】
第３の実施の形態では、基準投影データ記憶部１３に良品基準投影データと不良品基準投影データとをそれぞれ１個ずつ記憶させるように構成したが、基準投影データ記憶部１３に複数の良品基準投影データと複数の不良品基準投影データとを記憶させるようにしても良い。また、基準投影データ記憶部１３に記憶されている良品基準投影データを用いて良否の判定を行い、不良と判定されたものに対して不良品基準投影データを用いて再度良否の判定を行うことで最終的に不良の判定を行うようにしても良い。
【００７３】
（第４の実施の形態）
図１６は、本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１７は、本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第４の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７４】
第４の実施の形態は、図１６を参照すると、第１の実施の形態における基準投影データ記憶部１３、演算部１４および判定部１５の代わりに、特徴抽出部１７と、基準値記憶部１８および特徴判定部１９が設けられている。
【００７５】
特徴抽出部１７は、検査対象投影データを解析して特徴量を抽出する手段であり、例えば、検査対象投影データにおいて、レベルが落ち込む量、落ち込む角度、上昇する角度等を特徴量として抽出する。
【００７６】
基準値記憶部１８は、特徴抽出部１７によって抽出される特徴量毎に対応する特徴基準値が記憶されている。なお、特徴基準値は、正常なフィレット３１が形成された良品の投影データに基づいて設定すると良い。
【００７７】
特徴判定部１９は、特徴抽出部１７によって抽出された特徴量と、基準値記憶部１８に記憶されている特徴基準値とを比較することによって良否の判定を行う。良否の判定方法としては、各種の方法が考えられるが、例えば、特徴量と特徴基準値との差が所定値以内か否かで良否を判定するようにしても良く、複数の特徴量を抽出する場合には、複数の特徴量と複数の特徴基準値との相関値によって良否を判定するようにしても良い。
【００７８】
第４の実施の形態の動作について図１７を参照して詳細に説明する。なお、ステップＡ１〜ステップＡ４の動作は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００７９】
特徴抽出部１７は、投影データ作成部１２によって作成された検査対象投影データを解析して特徴量を抽出する（ステップＤ１）。
【００８０】
次に、特徴判定部１９は、特徴抽出部１７によって抽出された特徴量と、基準値記憶部１８に記憶されている特徴基準値とを比較することによって良否の判定を行う（ステップＤ２）。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、パッド４と接続端子２１とのはんだ付け部の画像データをパッド４の幅方向に投影処理した検査対象投影データを作成し、作成した検査対象投影データに基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、投影処理によって作成された検査対象投影データによって、正常なはんだ付けが行われてフィレット３１が形成されている場合とフィレット３１が形成されていない場合とを明確に区別することができ、プリント基板１からの反射光を取り込んだ画像データを用いて正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００８２】
さらに、本実施の形態によれば、正常なはんだ付けが行われた場合に接続端子２１の先端に形成されるフィレット３１部分を含む画像データを用いて検査対象投影データを作成するように構成することにより、良品と不良品との形状が大きく異なる箇所で良否の判定を行うことができ、プリント基板１からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００８３】
さらに、本実施の形態によれば、接続端子２１の所定位置からパッド４の先端までの画像データを用いて検査対象投影データを作成するように構成することにより、パッド先端までの範囲において現れうる特徴から良否の判定を行うことができ、プリント基板１からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００８４】
さらに、本実施の形態によれば、接続端子２１の先端の概略座標を検出してから、はんだ付け部とする画像データを特定するように構成することにより、検査領域の接続端子２１の長手方向の長さを短くすることができ、検査スピードを向上させることができるという効果を奏する。
【００８５】
さらに、本実施の形態によれば、良品もしくは不良品の基準となる基準投影データを基準投影データ記憶部１３に記憶しておき、基準投影データと検査対象投影データとを比較し、基準投影データと検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、良否判定の基準となる基準データを検査対象投影データと比較が容易に行なえるような同様の投影データとすることができ、良否判定の基準となる基準投影データの作成を短時間で行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
さらに、本実施の形態によれば、検査対象投影データのパッドの長手方向のデータ数は、基準投影データのパッド４の長手方向のデータ数よりも多く、基準投影データを検査対象投影データ内でずらしながら比較をそれぞれ行い、基準投影データと検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、接続端子２１がパッド４の長手方向にずれてはんだ付けされた場合にも、最も類似している箇所に基づいて良否の判定を行うことができ、プリント基板１の反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００８７】
さらに、本実施の形態によれば、良品もしくは不良品の基準となる複数の基準投影データを基準投影データ記憶部１３に記憶しておき、複数の基準投影データと検査対象投影データとの比較をそれぞれ行い、基準投影データと検査対象投影データとの相関が最も高い比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、良否判定の精度を高めることが可能になり、プリント基板１からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００８８】
さらに、本実施の形態によれば、良品の基準となる良品基準投影データおよび不良品の基準となる不良品基準投影データを基準投影データ記憶部１３に記憶しておき、良品基準投影データおよび不良品基準投影データと検査対象投影データとをそれぞれ比較し、良品基準投影データおよび不良品基準投影データと検査対象投影データとの比較結果に基づいてはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、良品と不良品との形状が類似している場合にも、良否判定の精度を高めることが可能になり、プリント基板１からの反射光を取り込んだ画像データを用いてさらに正確な良否判定を行うことができるという効果を奏する。
【００８９】
さらに、本実施の形態によれば、検査対象投影データを解析して特徴量を抽出し、抽出する特徴量に対応する特徴基準値を記憶しておき、抽出した特徴量と特徴基準値とを比較することによってはんだ付け状態の良否を判定するように構成することにより、検査対象投影データと基準投影データとの比較を行う比較処理を行わなくて良いため、検査スピードを向上させることができるという効果を奏する。
【００９０】
なお、本実施の形態では、基準投影データ記憶部１３に正常に形成されたフィレット３１部分が含まれる範囲を基準検査領域とする良品基準投影データを記憶させるようにしたが、フィレット３１部分以外の、接続端子２１の部分やパッド４の部分等の良品と不良品との投影データに相違が表れる範囲を基準検査領域とする良品基準投影データを記憶させて検査対象投影データとの相関値を求めるようにしても良い。投影処理は、明るさを足しこむので、暗い領域は投影データの値にあまり影響せず、接続端子２１の部分やパッド４の部分等の明るい領域の幅が投影データのレベルと相関をもつので、良品の接続端子２１の部分における投影データや良品のパッド４の部分における投影データは安定している。従って、接続端子２１の部分やパッド４の部分等の良品と不良品との投影データに相違が表れる場合には、接続端子２１の部分やパッド４の部分が含まれる範囲を基準検査領域とする良品基準投影データを記憶させて検査対象投影データとの相関値を求めることで、検査精度が向上する。
【００９１】
すなわち、実装部品２の種類やリフロー条件等によっては、正常にフィレット３１が形成された場合に、パッド４の部分のはんだ３が広がり、明るい部分の幅が広くなるのに対し、接続端子２１が浮いてしまった場合には、パッド４の部分のはんだ３がかまぼこ状になり、明るい部分の幅が狭くなる。このようなケースの場合には、不良品のパッド４の部分における投影データの値が全体的に良品に比べ小さくなるという特徴を有するため、パッド４の部分が含まれる範囲の投影データを良品基準投影データとして記憶させて検査対象投影データとの相関値を求めるように構成すると、より良否判定の精度を向上させることができる。
【００９２】
また、実装部品２の種類やリフロー条件等によっては、接続端子２１が浮いてしまった場合に、パッド４の先端部分に良品と不良品の相違が顕著に現れることがある。このようなケースの場合には、パッド４の先端部分が含まれる範囲を良品基準投影データとして記憶させて検査対象投影データとの相関値を求めるように構成すると、より良否判定の精度を向上させることができる。ただし、接続端子２１の先端部からパッド４の先端部までを良品基準投影データの範囲とすると、特にＳＯＰ等の搭載ずれのために、接続端子２１の先端Ａからパッド４の先端までの長さにばらつきが発生して、良品の検査対象投影データでも良品基準投影データと類似しなくなって疑似不良が発生する。そこで、パッド４の先端部分が含まれる範囲を良品基準投影データとして記憶させる場合には、正常に形成されたフィレット３１部分が含まれる範囲と、パッド４の先端部分が含まれる範囲とをそれぞれ独立した良品基準投影データとすることで搭載ずれの影響をキャンセルすることができる。
【００９３】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すカメラによって取り込まれる反射光の特徴を説明するための説明図である。
【図３】図１に示すカメラによって取り込まれる反射光の特徴を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図である。
【図５】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データの特徴を説明するための説明図である。
【図６】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データの特徴を説明するための説明図である。
【図７】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データの特徴を説明するための説明図である。
【図８】図１に示す基準投影データ記憶部に記憶される良品基準投影データ例を示す図である。
【図９】本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図である。
【図１１】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図である。
【図１２】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図である。
【図１３】図１に示す投影データ作成部によって作成される検査対象投影データ例を示す図である。
【図１４】本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明に係るはんだ付け外観検査装置の第４の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】従来のはんだ付け外観検査装置の判定原理を説明するための側面図である。
【図１９】従来のはんだ付け外観検査装置の判定基準を説明するための平面図である。
【図２０】従来のはんだ付け外観検査装置の判定基準のバラツキを説明するための平面図である。
【図２１】従来のはんだ付け外観検査装置の判定基準のバラツキを説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  プリント基板
２  実装部品
３  はんだ
４  パッド
１０  落射照明
１１  カメラ
１２  投影データ作成部
１３  基準投影データ記憶部
１４  演算部
１５  判定部
１６  判定結果通知部
１７  特徴抽出部
１８  基準値記憶部
１９  特徴判定部
２１  接続端子
３１  フィレット
【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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【図１０】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006098365.tif 000020
【図１８】
2006098365.tif 000021
【図１９】
2006098365.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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