(57)【要約】【課題】基材マークによる誤判断を回避し、基板検査の信頼性をより向上させる。【解決手段】検査対象のプリント基板の画像と予め設定した基準画像とを比較して検査対象のプリント基板の外観検査を行う。このとき、検査対象のプリント基板の画像の中から予め設定された特定画像を検出し、検出された特定画像を含む領域に対する検査部での検査結果が良品であるとの検査結果となるように、例えば、基準画像の特定画像を除去し、良品であるか否かを判断する判定条件を変更するなどの所定の処理を行った後（ステップＳ４１、Ｓ４２）、基準画像と検査対象のプリント基板の画像とを用いて外観検査を行う（ステップＳ４３）。これにより、基準画像や検査対象のプリント基板の画像それぞれの異なる位置に基材マークが存在する場合であっても、適切に検査を行うことができる。【選択図】      図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象のプリント基板の画像と予め設定した基準画像とを比較して前記検査対象のプリント基板の外観検査を行う検査部と、
前記検査対象のプリント基板の画像の中から予め設定された特定画像を検出する特定画像検出部と、
前記特定画像検出部で検出された前記特定画像を含む領域に対する前記検査部での検査結果が、良品であるとの検査結果となるように調整する誤判定回避処理部と、
を備えることを特徴とするプリント基板検査装置。
【請求項２】
前記誤判定回避処理部は、前記基準画像の画像データにおいて、前記特定画像に対応する画像データを前記特定画像の周囲に対応する画像データとの輝度の差が所定値より小さくなるように変更するとともに、前記検査対象のプリント基板の画像のうち前記特定画像を含む領域に対する前記検査部の判定条件を、良品であると判定されやすくなる方向に変更し、
前記検査部は、前記誤判定回避処理部により変更された後の、前記検査対象のプリント基板の画像と前記判定条件とを用いて前記外観検査を行うことを特徴とする請求項１記載のプリント基板検査装置。
【請求項３】
前記誤判定回避処理部は、前記検査部により得られた前記特定画像を含む領域に対する検査結果を強制的に良品であるとの検査結果に変更することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板検査装置。
【請求項４】
前記検査部は、前記検査対象のプリント基板の画像データにおいて、前記プリント基板に形成されたピン穴を含む領域の画像データを検出し、当該画像データに基づき、前記ピン穴加工の良否も判断することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリント基板検査装置。
【請求項５】
前記検査部は、前記検査対象のプリント基板の画像データにおいて、前記プリント基板に形成された配線パターンを含む領域の画像データを検出し、当該画像データに基づき、前記配線パターンの断線検査または短絡検査も行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリント基板検査装置。
【請求項６】
前記プリント基板は片面基板であって、前記特定画像は、前記片面基板自体に予め印刷されている基材マークであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプリント基板検査装置。
【請求項７】
検査対象のプリント基板の画像と予め設定した基準画像とを比較して前記検査対象のプリント基板の外観検査を行う検査ステップと、
前記検査対象のプリント基板の画像の中から予め設定された特定画像を検出する特定画像検出ステップと、
前記特定画像検出部で検出された前記特定画像を含む領域に対する前記検査部での検査結果が、良品であるとの検査結果となるように調整する誤判定回避処理ステップと、
を有することを特徴とするプリント基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の外観を検査するプリント基板検査装置およびその検査方法に関し、特に、検査対象のプリント基板の画像情報を用いて検査を行なうプリント基板検査装置およびその検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板検査装置として、次のような手順で検査を行なう方法が提案されている。すなわち、まず、検査対象であるプリント基板の表面の画像をＣＣＤカメラなどの撮像手段で撮像し、検査対象のプリント基板の検査画像データを得る。次に、例えば、その検査画像データの各画素値と、予め用意してある基準画像データの各画素値との差を求め、その差が許容範囲内にあるか否かの判定を行う。そして、その判定結果に基づき、検査対象であるプリント基板の良否を判別するようにしている。
【０００３】
また、基準画像データを得るためには、良品のプリント基板を撮像して得た画像データを多数用意する必要があることから、基準画像データの作製時間を短縮できるようにした、プリント基板の検査装置なども提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５６４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、片面基板は、配線パターンが片面にしかない。その逆の面、すなわち部品が搭載される部品面は基板材料がむき出しとなっているが、部品面には、ピン穴に実装される部品認識の目安とするための、「テストＳＷ」あるいは、「Ｊ１」、「Ｊ２」などといったシンボル印刷がなされている。そのため、配線パターンが形成された面だけでなく、部品面についても基板検査を行う必要がある。この部品面側には、シンボル印刷だけでなく、基板材料のメーカーのマーク（以下、基材マークという）が印刷されていることが多い。
【０００６】
ここで、個々の基板は、大判の基板を種々の大きさに分割して製造される。基材マークは、大判の基板においては所定間隔で印刷されているが、個々の基板に分割されたときには、同一種類の基板であっても、基板間でその印刷位置が異なる場合がある。
そのため、上述のように、検査対象であるプリント基板の表面の画像を撮像し、その検査画像データと、良品のプリント基板の画像データである基準画像データとを比較して、検査対象のプリント基板の良否を判別する方法にあっては、プリント基板に基材マークが印刷されている場合、検査画像データにおける基材マークの位置と、基準画像データにおける基材マークの位置とが必ずしも一致しないことから、両者の画素値の差を求めた場合、その差が許容範囲を超える可能性があり、不良品と判断される可能性がある。つまり、実際には、良品のプリント基板であっても、基材マークが原因で不良品と誤判断される可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、基材マークが原因で生じる誤判断を回避し、基板検査の信頼性をより向上させることの可能な、プリント基板検査装置およびその検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、検査対象のプリント基板の画像と予め設定した基準画像とを比較して前記検査対象のプリント基板の外観検査を行う検査部と、前記検査対象のプリント基板の画像の中から予め設定された特定画像を検出する特定画像検出部と、前記特定画像検出部で検出された前記特定画像を含む領域に対する前記検査部での検査結果が、良品であるとの検査結果となるように調整する誤判定回避処理部と、を備えることを特徴とするプリント基板検査装置、である。
【０００９】
前記誤判定回避処理部は、前記基準画像の画像データにおいて、前記特定画像に対応する画像データを前記特定画像の周囲に対応する画像データとの輝度の差が所定値より小さくなるように変更するとともに、前記検査対象のプリント基板の画像のうち前記特定画像を含む領域に対する前記検査部の判定条件を、良品であると判定されやすくなる方向に変更し、前記検査部は、前記誤判定回避処理部により変更された後の、前記検査対象のプリント基板の画像と前記判定条件とを用いて前記外観検査を行うようになっていてよい。
【００１０】
前記誤判定回避処理部は、前記検査部により得られた前記特定画像を含む領域に対する検査結果を強制的に良品であるとの検査結果に変更するようになっていてよい。
前記検査部は、前記検査対象のプリント基板の画像データにおいて、前記プリント基板に形成されたピン穴を含む領域の画像データを検出し、当該画像データに基づき、前記ピン穴加工の良否も判断するようになっていてよい。
【００１１】
前記検査部は、前記検査対象のプリント基板の画像データにおいて、前記プリント基板に形成された配線パターンを含む領域の画像データを検出し、当該画像データに基づき、前記配線パターンの断線検査または短絡検査も行うようになっていてよい。
前記プリント基板は片面基板であって、前記特定画像は、前記片面基板自体に予め印刷されている基材マークであってよい。
【００１２】
本発明の他の態様は、検査対象のプリント基板の画像と予め設定した基準画像とを比較して前記検査対象のプリント基板の外観検査を行う検査ステップと、前記検査対象のプリント基板の画像の中から予め設定された特定画像を検出する特定画像検出ステップと、前記特定画像検出部で検出された前記特定画像を含む領域に対する前記検査部での検査結果が、良品であるとの検査結果となるように調整する誤判定回避処理ステップと、を有することを特徴とするプリント基板検査方法、である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、プリント基板において基材マークなど基板の仕様に関係のない特定画像が存在する場合でも、この特定画像が存在することが原因で、プリント基板の検査において誤判定されることを回避し、プリント基板検査装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用したプリント基板検査装置の一例を示す構成図である。
【図２】片面基板の一例であって、図２（ａ）は部品面、図２（ｂ）は半田面を示す。
【図３】基材マークの一例である。
【図４】良品画像から品種データを作成する場合の品種データ作成処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は基板情報設定画面における設定項目の一覧、（ｂ）は基板情報設定画面の一例である。
【図６】基材マークピッチ取得画面の一例である。
【図７】基材マークのピッチの取得方法を説明するための説明図である。
【図８】基材マークサイズ取得画面の一例である。
【図９】器材マークのサイズの取得方法を説明するための説明図である。
【図１０】プリント基板の設計データから品種データを作成する際の、プリント基板検査装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】第１品種データの作成処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第２品種データの作成処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】検査処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】外観検査の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（検査装置の説明）
図１は、本発明を適用したプリント基板検査装置１０の一例を示す構成図である。
プリント基板検査装置１０は、図１に示すように、撮像装置１と、画像処理装置２と、画像メモリ３と、記憶装置４と、入力装置５と、表示装置６と、を少なくとも備えている。
【００１６】
撮像装置１は、図２に示すようなプリント基板（片面基板）の外観をＣＣＤカメラなどの撮像素子で撮像してＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号からなるカラー画像信号を取得し、そのカラー画像信号をＡ／Ｄ変換器（図示せず）でＡ／Ｄ変換してデジタル形態の画像データを生成して出力するものである。
画像処理装置２は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ワークメモリなどを備え、記憶装置４に格納される後述のような画像処理やプリント基板の検査の手順（プログラム）に基づき、後述のような各種の比較や演算などの処理を行う。
【００１７】
画像メモリ３は、撮像装置１が撮像したプリント基板のカラー画像のＲ、Ｇ、Ｂ信号などを一時記憶する。
記憶装置４は、ハードディスク、フレキシブルディスク、または光ディスクなどからなり、画像処理装置２が行う画像処理やプリント基板の検査の手順（プログラム）を記憶するとともに、後述のように画像データなどを記憶する。
【００１８】
入力装置５は、画像処理装置２からの要求などに応じて画像処理装置２に対して後述のような指示や設定などを行うものであり、例えばキーボード、マウス、などから構成される。
表示装置６は、画像処理装置２がその画像処理中やプリント基板の検査中に所定の表示を行うものであり、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどにより構成される。
【００１９】
（プリント基板の説明）
図２は、検査対象となるプリント基板の一例を模式的に示した平面図であり、検査対象となるプリント基板は、片面にのみ配線パターンが形成された片面基板８からなる。
図２において、（ａ）は配線パターンが形成されていない部品面、（ｂ）は配線パターンが形成された半田面を示す。
【００２０】
部品面は、図２（ａ）に示すように、基板材料がむき出しの面であり、部品面には、所定の位置に形成されたピン穴８０１の近傍に印字されたピン穴８０１に実装される部品認識の目安とするための「Ｊ１」、「Ｊ２」などの文字、また、その位置に実装されるべき部品認識の目安とするための「テストＳＷ」などといった文字などのシンボル印刷８０２がなされている。さらに、部品面には、図３に、矩形８ａで囲まれた領域に示すように、基板材料を識別するためなどに用いられるマーク（以下、基材マークという。）８０３が印刷されている。図３では、基材マーク８０３として、ローマ字の大文字の「Ｎ」のマークが印字されている。この基材マーク８０３は一定間隔で印刷される。
【００２１】
つまり、個々の片面基板は、大判の片面基板を種々の大きさに分割して製造される。基材マーク８０３は、大判の片面基板において所定間隔で印刷されている。そのため、個々の片面基板に分割されたときには基材マーク８０３は一定間隔で印刷されているものの、同一種類の片面基板であっても、基板内における基材マーク８０３の存在する位置および存在する基材マーク８０３の数は、片面基板間で異なる。
一方、半田面には、図２（ｂ）に示すように、配線パターン８０４、レジスト８０５などが形成されるとともに、ピン穴の関係を示すシンボル印刷８０６などがなされている。
【００２２】
（画像処理装置２について）
図１に戻って、プリント基板検査装置１０に含まれる画像処理装置２は、外観検査の基準となる片面基板の基板画像（以後、基準画像という。）から品種データを作成する品種データ作成処理、また、基準画像および品種データと、検査対象の片面基板（以後、検査対象基板ともいう。）の基板画像（以後、検査対象基板画像という。）と、に基づき、検査対象基板の各種検査を行う検査処理などを行う。
【００２３】
図４は、画像処理装置２における、品種データ作成処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、ここでいう、品種データとは、外観検査を行うにあたり必要なデータの集合のことをいい、片面基板の種類ごとに一つの品種データを作成し、運用する。なお、品種データおよびこの品種データの抽出に用いた基準画像などは、例えば画像メモリ３に記憶され、同種の片面基板の外観検査を行う際には、画像メモリ３に記憶した品種データおよび基準画像を用いて行われる。
【００２４】
品種データを作成する方法には、良品画像から品種データを作成する方法と、基板の設計データから品種データを作成する方法と、がある。
まず、良品画像から品種データを作成する方法を説明する。なお、ここでいう良品画像とは、良品と判断された基板の画像、すなわち検査処理において基準となる基準画像のことをいう。
【００２５】
良品画像から品種データを作成する品種データ作成処理では、まず、第１基板情報設定処理を行う（ステップＳ１）。この第１基板情報設定処理では、検査対象基板の基板品種名や、基板のサイズを設定するとともに、この検査対象基板のエンドユーザー、またコメントなど、検査対象基板に関する情報を設定する。画像処理装置２では、例えば、これら情報の入力を促すメッセージを表示装置６に表示し、この表示装置６の表示にしたがって入力装置５により入力された情報を、第１基板情報として読み込む。
【００２６】
続いて、第２基板情報設定処理を行う（ステップＳ２）。
この第２基板情報設定処理では、良品画像として検査処理において基準となる片面基板の基板画像、すなわち基準画像を取得し、基準画像から、基板各部位の色情報を抽出するとともに、基材マークの色、複数印刷される基材マークのピッチ、基材マークのサイズなどを取得する。つまり画像処理装置２では、基板上の各部品や領域を、基板各部位の色情報を用いて識別しており、基準画像の基板各部位の色情報を用いて、検査対象基板の基板各部位の位置を認識している。
【００２７】
また、第２基板情報設定処理では、基準画像において基材マークを非検出とする基材マーク非検出化機能を動作させるか否かを設定する。画像処理装置２では、例えば、これら情報の入力を促すメッセージを表示装置６に表示し、この表示装置６の表示にしたがって入力装置５により入力された情報を、第２基板情報として読み込む。
例えば、基板各部位の色情報の抽出は、図５（ａ）に示すように、基板各部位の色情報を設定する際の、各種の設定項目（例えば、「パッド」、「レジスト」、「シンボル」など）を表す設定項目一覧１０１、また、図５（ｂ）に示すような、基板情報設定画面を表示装置６に表示するとともに、良品画像を表示装置６に表示する。そして、設定項目一覧１０１で選択された設定項目について、表示装置６に表示された良品画像においてマウスでクリックすることなどにより選択された画素に対応する色情報を良品画像の画像データから取得し、対応する色を基板情報設定画面の表示領域１０２に表示する。また、前述の各種の設定項目について、チェックボックス１０３への設定状況に応じて、設定されている色情報を有効とするか無効とするかを判断する。
【００２８】
基材マークの色情報の抽出は、例えば、図５（ａ）に示すように、設定項目として「基材マーク」１０４を表示するとともに、図５（ｂ）に示すように、基材マ―クの非検出化機能を有効とするか無効とするかを設定する非検出化機能ＯＮ・ＯＦＦ切替用のチェックボックス１０５を表示する。前述の各種の設定項目の色情報の設定方法と同様に、良品画像においてマウスでクリックすることなどにより指定された画素の色情報を画像データから取得し、対応する色を基板情報設定画面の表示領域１０６に表示する。また、チェックボックス１０５へのチェックがなされたとき、基材マークの非検出化機能を有効とすると判定する。
【００２９】
基材マークのピッチの取得は、例えば、図６に示すような、基材マークピッチ取得画面を表示装置６に表示し、この表示装置６の表示にしたがって入力装置５により入力された情報をもとに基材マークのピッチを取得する。この基材マークピッチ取得画面は、例えば、図５（ｂ）に示す基材情報設定画面において、非検出化機能ＯＮ・ＯＦＦ切替用のチェックボックス１０５において有効とする設定が行われたとき表示される。
【００３０】
図６に示す基材マークピッチ取得画面において、ピッチの入力方法を設定するためのチェックボックス１１１にチェックがなされたとき、良品画像から基材マークのピッチを取得しその結果をピッチ表示領域１１２に表示する。チェックボックス１１１にチェックがなされていないときには、入力装置５により入力されたピッチをピッチ表示領域１１２に表示する。ピッチ表示領域１１２は、図６に示すように、Ｘ軸方向のピッチを表すＸピッチと、Ｙ軸方向のピッチを表すＹピッチと、を表示する。
【００３１】
良品画像からピッチを取得する方法としては、例えば、以下の方法があげられる。
すなわち、図７に示すように、良品画像の基材マーク（図７では、ローマ字の大文字の「Ｎ」）について、最近傍に位置する２つの基材マークについて、マウスのドラッグ機能を利用して、基材マークの同じ位置を基準点１１５としこれらを頂点とする矩形１１６を描く。例えば図７の場合、基材マーク「Ｎ」の右上の部分を基準点１１５とし、一方の基材マークの基準点１１５ａと、この基材マークの最近傍に位置する他方の基材マークの基準点１１５ｂとを頂点とする矩形１１６を描く。得られる矩形１１６のＹ軸方向の長さは２つの基材マーク間のＹピッチを表し、Ｘ軸方向の長さはＸピッチを表す。したがって、マウス操作により得られる矩形１１６のＸピッチおよびＹピッチを良品画像の画像データから求めることにより、基材マークのＸピッチおよびＹピッチを得ることができる。なお、図７では、基材マークの「Ｎ」の右上を基準点１１５としているが、これに限るものではなく、基材マークの「Ｎ」の左上あるいは左下、あるいは、基材マークの中央部など、任意の位置を設定することができる。
【００３２】
次に、基材マークのサイズの取得は、例えば図８に示すような、基材マークサイズ取得画面を表示装置６に表示し、この表示装置６の表示にしたがって入力装置５により入力された情報に基づき基材マークのサイズを取得する。この基材マークサイズ取得画面は、例えば図５（ｂ）に示す基材情報設定画面において、基材マークの非検出化機能ＯＮ・ＯＦＦ切替用のチェックボックス１０５において有効とするチェックが行われたとき表示される。
【００３３】
図８に示す基材マークサイズ取得画面において、サイズの入力方法を設定するためのチェックボックス１２１にチェックがなされたとき、良品画像からサイズを取得しその結果をサイズ表示領域１２２に表示する。チェックボックス１２１にチェックがなされていないとき、入力装置５により入力されたサイズをサイズ表示領域１２２に表示する。サイズ表示領域１２２は、図８に示すように、Ｘ軸方向のサイズを表すＸサイズと、Ｙ軸方向のサイズを表すＹサイズと、を表示するようになっている。
【００３４】
良品画像からサイズを取得する方法としては、例えば、以下の方法があげられる。
すなわち、図９に示すように、良品画像の基材マーク（図９では、ローマ字の大文字の「Ｎ」）について、マウスのドラッグ機能を利用して、基材マークの外形よりも所定幅だけ大きい矩形１２５を設定する。具体的には、例えば図９の場合、基材マーク「Ｎ」の左上の部分を基準点１２３、右下の部分を基準点１２４とし、これら基準点１２３、１２４が入力装置５により指定されたとき、これら基準点１２３、１２４を通る矩形よりも所定幅だけ大きい矩形１２５を描く。なお、矩形１２５は、基準点１２３、１２４を通る矩形と同等であってもよく、あるいは、基材マークとしてみなす画素の許容範囲に応じた所定幅だけ大きい矩形であってもよい。
【００３５】
このようにして得られる矩形１２５のＹ軸方向の長さは基材マークのＹ軸方向の長さすなわちＹサイズを表し、Ｘ軸方向の長さは基材マークのＸ軸方向の長さすなわちＸサイズを表す。したがって、マウス操作により得られる矩形１２５のＸサイズおよびＹサイズを良品画像の画像データから求めることにより、基材マークのＸサイズおよびＹサイズを得ることができる。なお、図９では、基材マークの「Ｎ」の左上および右下を基準点１２３、１２４としているが、これに限るものではなく、基材マークの「Ｎ」の左下と右上とを基準点として矩形１２５を描いてもよい。
【００３６】
なお、基材マークのピッチ、サイズの取得方法は、上述の方法に限るものではない。例えば、図７或いは図９に示すように、マウスのドラッグ機能を利用して、良品画像において矩形を描いた後、マウスボタンを離すことで、表示装置６に、ピッチとサイズとのいずれかを選択するための選択画面を表示する。そして、選択画面においてピッチとサイズのいずれかが選択されたときに、ピッチならば矩形から得られるＸピッチおよびＹピッチを良品画像の画像データから求め、これを基材マークのＸピッチ、Ｙピッチとして表示装置６に表示する。サイズならば矩形から得られるＸサイズ、Ｙサイズを良品画像の画像データから求め、これを基材マークのＸサイズ、Ｙサイズとして表示装置６に表示する。このようにして基材マークのピッチ、サイズを求めてもよく、基材マークのピッチ、サイズを取得することができればどのような方法であってもよい。
【００３７】
図４に戻って、第２基板情報設定処理が終了したならば、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、デザインルールの設定を行う。具体的には、検査領域を形成するための条件設定を行う。ここでいう検査領域とは、基板の部位ごとに区切られた領域であって、各部位それぞれに適した検査処理を行うために使用される。このデザインルールの設定は、例えば各種条件を設定するためのデザインルール設定画面を表示装置６に表示し、この表示装置６の表示にしたがって入力装置５によって入力された情報を、設定条件として認識することにより行う。
【００３８】
続いて、ステップＳ４に移行し、検査領域の形成処理を行う。すなわち、各部位の色情報を用いて、基板上の各部位に合わせて、基板画像を各部位ごとの検査領域に分割し、ステップＳ３で設定されたデザインルールにしたがって整形する。例えば、色情報にしたがって、パッド領域、銅箔上のレジスト領域（レジストが塗布されている配線パターンの領域）、基材上のレジスト領域（レジストが塗布されている配線パターンの無い領域）、ホール領域、シンボル印刷領域、非検査領域に分割し、それぞれのサイズ（主に太さ）をデザインルールによって指定する。
【００３９】
続いて、ステップＳ５に移行し、基材マーク消去処理を行う。具体的には、リファレンス画像としての良品画像に対し、ステップ４で形成された検査領域を参照しながら、検査領域ごとに基材マークの消去を行う。
例えば、リファレンス画像（良品画像）において、リファンレンス画像上の基材マークを検出し、各基材マークについて、基材マーク周辺の明るさの平均値で塗りつぶすことにより、基材マークを消去する。すなわち、リファレンス画像の、基材マークに対応する領域の画像データを、基材マーク周辺の輝度の平均値からなる画像データに変更することで、リファレンス画像から基材マークを消去する。
【００４０】
良品画像における基材マーク周辺の輝度の平均値は、例えば以下の手順で検出する。
まず、基材マークを表す画素を特定する。続いて、隣接する基材マークの画素を一固まりのマークとして関連づける（ラベリングする）。次に、関連づけられた基材マークの最上部位置よりも所定量、例えばＸｍｍ（Ｘは２程度）上、基材マークの最左端位置よりもＸｍｍ左、最右端位置よりもＸｍｍ右、基材マークの最下部位置よりもＸｍｍ下の座標位置を取得して、基材マークの範囲よりもＸｍｍだけ大きい矩形を取得する。そして、取得した矩形内で、基材マークでは無い画素の輝度を合算し、基材マークではない画素の数で除算することで平均値を得る。
【００４１】
この基材マークの消去は、デザインルール設定画面から後述のステップＳ６で表示される領域確認画面へ遷移する間の、検査領域形成処理後に、検査領域を参照しながらリファレンス画像に対して行う。リファレンス画像における基材マークの抽出は例えば、予め検出した基材マークの画像と、基材マークのピッチおよびサイズとをもとに、テンプレートマッチングを行うことなどにより行われる。なお、これに限るものではなく、基材マークを抽出することができればどのような方法であってもよい。
【００４２】
続いて、ステップＳ６に移行し、検査領域の確認処理を行う。具体的には、ステップＳ４で形成された検査領域を確認するための領域確認画面を表示装置６に表示して表示内容の確認を促す。また、場合によっては、入力装置５の入力情報に基づいて編集を行う。
次いで、ステップＳ７に移行し、検査パラメータの設定処理を行う。例えば、検査パラメータの設定画面を表示装置６に表示し、表示装置６の表示にしたがって、入力装置５により入力された情報を、検査パラメータの設定情報として認識する。具体的には、検査領域ごとに実行する検査の種類やその精度を設定する。
【００４３】
次いでステップＳ８に移行し、位置補正の設定を行う。具体的には、検査対象基板の検査を行う際に行う位置補正の方法を選択する。
この位置補正は、検査対象基板画像と基準画像とで画像内の同一物体の位置を合わせて、検査対象基板画像の画素と基準画像の画素とで比較対象画素を整合させるために行うものである。位置補正の方法として、予め数種類の補正方法が用意されており、状況に応じて、最適な補正方法を選択することができるようになっている。例えば、位置補正の方法の一覧を表示装置６に表示し、位置補正の方法の一覧から入力装置５によって選択された方法を、検査において誤判断防止のために行う位置補正の方法として認識する。検査対象基板が片面基板である場合には、部品面については、外形補正を選択する。
【００４４】
位置補正の方法としては、電子部品実装用の位置合わせマーク（或いはこれに似た単独のパッドなど）２点を基準とし、この位置合わせマークを利用して、基準画像と検査画像とのずれを調整する方法、或いは、テンプレートマッチングを利用して基準画像と検査画像とのずれを弔し得する方法、外形基準で補正する方法などがある。位置合わせマークがあるか否か、テンプレートマッチングの基準となる図形的特徴のある画像が基準画像ないに存在するか、各種補正を行うのに十分な情報を有しているかなどに応じて、位置ずれ量を的確に検出することのできる補正方法を最適な補正方法として選択すればよい。
【００４５】
次いでステップＳ９に移行し、品種データの保存処理を行う。すなわち、設定された品種データおよびこの品種データの抽出に用いた基準画像を、例えば画像メモリ３に記憶する。以上により、品種データの作成処理が終了する。
次に、基板の設計データから品種データを作成する方法を説明する。
なお、ここでいう、基板の設計データとは、ガーバーデータやＯＤＢ＋＋などの、プリント基板を構成する各部位、すなわち基板の外形、パターン、ソルダーレジスト、シンボル印刷、ドリルデータ、メタルマスクなどといった各部位の、形状やその位置の正確な情報を持つデータのことである。
【００４６】
この基板の設計データから品種データを作成する品種データ作成処理は、第１品種データの作成処理と第２品種データの作成処理とを含む。第１品種データの作成処理は、図１０に示すように、プリント基板検査装置１０とは別に設けられた、品種データ作成用のデータ処理装置１０Ａで実行され、画像処理装置２では、データ処理装置１０Ａで作成された第１品種データを取得し、取得した第１品種データを利用して第２品種データを作成する。
【００４７】
つまり、品種データの作成処理の全ての処理をプリント基板検査装置１０において実行すると、プリント基板検査装置１０の稼働率が低下する。そのため、品種データの作成処理を２つに分け、第１品種データの作成処理はデータ処理装置１０Ａで実行し、第２品種データは、プリント基板検査装置１０において実行するようにしている。ガーバーデータなどの基板の設計データを用いることによって、検査領域の設定および各種の検査パラメータの設定までの処理を、プリント基板検査装置１０とは別のプリント基板検査装置１０により実行することができる。
【００４８】
なお、必ずしも、第１品種データの作成処理をデータ処理装置１０Ａで実行する必要はなく、第１品種データの作成処理および第２品種データの作成処理をともにプリント基板検査装置１０で実行するようにしてもよい。
図１１に、データ処理装置１０Ａで実行される第１品種データの作成処理の処理手順の一例を示す。
【００４９】
データ処理装置１０Ａでは、まず、第１基板情報の設定処理を行う（ステップＳ１１）。この第１基板情報の設定処理は、図４で説明した良品画像から品種データを作成する処理におけるステップＳ１の処理と同様の手順で行う。
次いで、ステップＳ１２に移行し、基板の設計データの読み込みを行う。例えば各種基板の設計データが格納されている設計データ記憶装置１０Ｂから、入力装置５により指定された、検査対象基板に相当する設計データを読み出すことにより、検査対象基板に対応する設計データを取得する。
【００５０】
次いでステップＳ１３に移行し、ステップＳ１２で読み込んだ基板の設計データを、基板に合わせて編集する。具体的には、検査領域生成に不必要なデータの削除や、プリント基板検査装置１０において得られる検査対象基板の基板画像の向きと、設計データの向きとを一致させるなどの処理を行う。
次いでステップＳ１４に移行し、デザインルールの設定処理、検査領域の形成処理（ステップＳ１５）、検査領域の確認処理（ステップＳ１６）、検査パラメータの設定処理（ステップＳ１７）を順に行う。これらステップＳ１４〜ステップＳ１７の処理は、図４に示す品種データ作成処理のステップＳ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７の処理と同様の手順で行う。そして、ステップＳ１８に移行し、品種データの保存処理を行う。この品種データの保存処理では、ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理によって作成した品種データを第１品種データとして所定の記憶領域に一旦格納し、格納した第１品種データを、プリント基板検査装置１０に送信する。そして第１品種データの作成処理を終了する。
【００５１】
図１２に、プリント基板検査装置１０の画像処理装置２で実行される第２品種データの作成処理の一例を示す。
画像処理装置２は、まず、データ処理装置１０Ａから送信され所定の記憶領域に格納している第１品種データを読み込み、第１基板情報の確認処理を行う（ステップＳ２１）。具体的には、例えばデータ処理装置１０Ａで生成した第１品種データのうち、第１基板情報を表示装置６に表示する。そして、入力装置５により変更入力などが行われたならば、変更入力内容に応じて第１基板情報の更新を行い、入力装置５により確認終了操作が行われたならば、第１基板情報の確認終了を認識する。
【００５２】
次いで、ステップＳ２２に移行し、第２基板情報の設定を行う。具体的には、図４に示す品種データ作成処理のステップＳ２の処理と同様の手順で行う。
次いで、ステップＳ２３に移行し、検査領域の整合処理を行う。すなわち、検査領域内のある地点と、この検査領域内のある地点に対応する基準画像内の地点とのずれ量を計測し、このずれ量に基づいて、検査領域とこの検査領域に対応する基準画像内の領域とが一致するように整合させる。
【００５３】
次いで、ステップＳ２４に移行し検査領域の確認処理を行い、続いて基材マークの消去処理（ステップＳ２５）、位置補正設定処理（ステップＳ２６）、を行う。このステップＳ２４〜Ｓ２６の処理は、図４に示す品種データ作成処理のステップＳ６、ステップＳ５、ステップＳ８の処理と同様の手順で行う。
次いでステップＳ２７に移行し品種データの保存処理を行う。すなわち、設定された各種データを第２品種データとし、この第２品種データを例えば画像メモリ３に記憶する。なお、第２品種データは、良品画像から品種データを作成した場合の品種データ（図４のステップＳ９の処理で保存される品種データ）と同一の項目を含むデータである。
【００５４】
以上により、品種データの作成処理が終了する。
このように、良品基板の設計データを利用して、検査領域を生成することで、より正確で確実な検査領域を生成することができる。つまり、基板画像から生成する検査領域は、各部位の色を手がかりに分類されて生成されるが、部位ごとの色が似ていると、分類の間違いが起こる可能性があり、基板の設計データを利用する場合に比較して、その分検査領域生成の精度が低下する可能性がある。
【００５５】
次に、画像処理装置２で実行される検査処理を説明する。図１３は、検査処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
検査処理では、まずステップＳ３１で、品種データ作成処理において作成し画像メモリ３など所定の記憶領域に格納した、品種データ、および良品画像の画像データを読み込む。
【００５６】
次いで、ステップＳ３２に移行し、検査対象基板の画像データ（以下、カレント画像ともいう。）を取得する。具体的には、撮像装置１により検査対象基板を撮影し、その画像データを取得する。なお、カレント画像は、検査処理実行時に撮像装置１により撮像を行って取得するようにしてもよく、あるいは予め撮像装置１により撮像したカレント画像を所定の記憶領域に格納しておき、記憶しているカレント画像を読み出すようにしてもよい。
【００５７】
次いで、ステップＳ３３に移行し、ステップＳ３２で取得したカレント画像に対して位置合わせ処理を行う。つまり、良品画像の撮影元の基板と、検査対象基板とを、ハードウェアで構成されている基準に位置合わせを行った状態で撮像装置１により撮像することによって、良品画像のリファレンス画像と、検査対象基板のカレント画像との撮像範囲を大まかに一致させることができる。すなわち、リファレンス画像とカレント画像とにおいて、同一物体を同一位置に表示させることができる。さらに、カレント画像に対して位置合わせを行うことによって、カレント画像およびリファレンス画像の同一部位の画像を、より高精度に位置合わせすることができる。その結果、不良品検出の検出精度をより向上させることができる。
【００５８】
この位置合わせ処理は、例えば、半田面側については、カレント画像を小さなマス状の範囲に分割し、いずれか一つのマス領域に対応する画像が、リファレンス画像のどこに存在するかを検出することにより行う。すなわち、マス領域に対応する画像を用いてテンプレートマッチングを行い、リファレンス画像においてマス領域に対応する画像の位置を求め、リファレンス画像において求めたマス領域に対応する領域の位置座標と、カレント画像における位置のマス領域の位置座標とのずれ量を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれについて求める。
【００５９】
そして、求めたＸ軸方向およびＹ軸の方向のずれ量を、リファレンス画像とカレント画像とのずれ量として、例えばカレント画像の位置座標を補正する。
ここで、両面基板や多層基板には、部品実装用の位置合わせマークやパッドなどがあり、これらを手がかりに位置合わせを行うことにより、良品基板および検査対象基板内の同一部材どうしの、画像内における位置が一致するように位置合わせを行うことで、精度のよい、不良品判定を行うことができる。
【００６０】
一方、片面基板の場合、部品面にはパターンが無く、また、表面実装部品を実装しないため、部品実装用の位置合わせ基準が存在しない。そのため、片面基板の検査を行う場合には、部品面については、外形を基準として位置合わせを行う外形補正を行う。
また、部品面および半田面問わず、シンボル印刷については、シンボル領域ごとに、テンプレートマッチングなどの手法を用いて位置補正を行う。シンボル領域内に、その領域に対応するシンボル印刷が収まっていれば、正しく位置の補正が行われる。外形補正を行う場合には、外形補正の精度でもシンボル印刷がシンボル領域内に収まるように、シンボル領域を、実物のシンボル印刷よりも太らせたサイズにする。
【００６１】
さらに、外形補正の補正精度でも、ホール領域内に検査対象基板のピン穴が収まるように、ホール領域を実物の穴よりも大きめに作成する。ホール領域内に収まったピン穴について、その形の異常や、ピン穴の有無のチェックなどを行う。ピン穴がホール領域からはみ出た場合には、ホール領域ではなく、ホール領域の外側に設定された検査領域で、ピン穴がホール領域からはみ出ていることが原因の異常が検出される可能性が高い。また、ピン穴がホール領域からはみ出た場合、ホール領域内のピン穴の形状を見ると、元の形からかけ離れた形となるため、大きな位置ずれについてはホール領域内のピン穴の形状から検出することができる。
【００６２】
次いで、ステップＳ３４に移行し、ステップＳ３３において位置座標補正後のカレント画像とリファレンス画像とを用いて、ステップＳ３２で取得したカレント画像に対して各種検査を実行する。この検査の内容については後述する。
そして、一の検査対象基板に対する検査が終了したならば、ステップＳ３５に移行し、検査結果を表示装置６に表示する。
【００６３】
引き続き同一種類の検査対象基板に対する検査を行う場合には、ステップＳ３６からステップＳ３２に戻って、次の検査対象基板の画像データを取得し、同様の手順で検査を行う。そして、所定の検査対象基板に対する検査が終了したとき（ステップＳ３６）には、検査処理を終了する。
次に、ステップＳ３４で実行される各種検査の検査内容について説明する。
【００６４】
ここでは片面基板８に対する検査項目について説明するが、両面プリント基板など他の基板については、公知の各種検査方法を用いて検査を行う。
片面基板に対する検査項目としては、例えば、画素データの比較による外観検査、簡易パターン断線検査、簡易ホールチェックを行う。なお、必ずしもこれら全ての処理を行う必要はない。
【００６５】
画素データの比較による外観検査は、例えば次の手順で行う。
すなわち、カレント画像の各画素値と、ステップＳ３２で読み出した基準画像の画素値との差を求め、その差が許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲内にあるときには良、許容範囲内にないときには否と判断する。
このとき、図５（ｂ）に示す基板情報設定画面において、基材マ―ク非検出化機能が有効として設定されている場合には、品種データの作成に用いた良品画像の画像デ―タに対して、基材マークの消去処理が施されている。つまり、良品画像の画像データから基材マークが消去されている。
【００６６】
そのため、基材マークを含まない良品画像と基材マークを有するカレント画像とを比較することで基材マークの有無により画素値の差が大きくなり、不良と誤判断される可能性がある。これを回避するために基材マーク非検出化処理を行う。具体的には、５（ｂ）の基板情報設定画面に示すように基板各部位の色として取得された良品画像の基板各部位の色と、良品画像の基材マークの色との差を各部について求め、この差分だけ、外観検査において不良と判断するための許容範囲を調整する。すなわち、許容範囲を広げ不良と判断されにくくする。
【００６７】
例えば、カレント画像の各検査領域について基材マークを抽出し、抽出した基材マークの位置情報から当該基材マークが含まれる基板部位を特定する。そして、特定した基板部位に対応する、良品画像から得た基板部位と基材マークとの色の差分ΔＢを特定する。そして、基材マークに対応する画素について検査を行う場合には、許容範囲を差分ΔＢ相当だけ広げる。
【００６８】
ここで、良品画像の基材マークの明るさをＢ１、基材の明るさ（つまり基板各部位の明るさ）をＢ２としたとき、Ｂ１−Ｂ２が差分ΔＢ（＝Ｂ１−Ｂ２）となる。
差分ΔＢが正値である場合、検査対象基板画像の基材マークと、検査対象基板の基材マークに対応する良品画像上の位置周辺との輝度の差の上限値をＵ１としたとき、Ｕ１＋ΔＢを、一時的な許容範囲上限値Ｕｔとする。一方、差分ΔＢが負値である場合、検査対象基板画像の基材マークと、検査対象基板の基材マークに対応する良品画像上の位置周辺との輝度の差の下限値をＬ１としたとき、Ｌ１−ΔＢを、一時的な許容範囲下限値Ｌｔとする。
【００６９】
基材マーク非検出化処理が施された良品画像と、検査対象基板の画像とについて、画素データを比較し、例えば、画像データがＲＧＢ信号であるときには、Ｒ信号どうし、Ｇ信号どうし、Ｂ信号どうしについてそれぞれ画素データを比較する。このとき、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のいずれか１つでも許容範囲を超えるときには、検査対象基板の画像は不良品であると判定する。
【００７０】
すなわち、画像処理装置２では、検査対象基板が片面基板であるときには、図１４のフローチャートに示すように、カレント画像において基材マークを検出する（ステップＳ４１）。続いて、ステップＳ４２に移行し、抽出した基材マークの色と、各部位の色とをもとに、基材マークを含む領域に対する、リファレンス画像とカレント画像との画素の比較における不良と判断する判定条件を変更する。そしてリファレンス画像、すなわち、基材マークが消去された画像と、カレント画像とを比較して、基材マークを含む領域については不良品と判断されにくくなるように変更された判定条件にしたがって、良品、不良品を判断することにより外観検査を行う。
【００７１】
次に簡易パターン断線検査は、図２（ｂ）に示す半田面に対して、配線部分の断線の検査および短絡検査を行う。この簡易パターン断線検査は、配線部分に対して領域を作成し、半田面を複数の検査領域に分割し、検査領域ごとに断線、短絡の有無を検出するものである。
具体的には、例えば、０．５ｍｍ程度以下の細いパターンについてのみ簡易パターン断線検査を適用できるため、配線パターンの領域（銅箔上のレジストの領域）に対して、例えば０．１ｍｍ−０．５ｍｍというように領域の幅を指定して、この条件に適合する配線パターンの領域を抽出し、これを指定した別の配線パターン領域（別のレジスト領域）へ変換する。
【００７２】
そして、このようにして変換して得た配線パターンの領域（以下、断線検査用の領域ともいう。）において、簡易パターン断線検査を行う。
パターン配線の断線の検査としては、まず、断線検査用の領域下にある配線パターンを２値化処理により抽出する。
続いて、段階的に収縮処理をかけ、配線パターンが分断されたら断線と判断する。
【００７３】
また、配線パターンの短絡検査は、断線検査を実行する領域に隣接する配線パターンではない領域、つまり非配線領域（基板上のレジストの領域）で検出される。
まず、断線検出用の領域下にある配線パターンを２値化処理により抽出する。なお、この配線パターンの抽出は、断線検査時における配線パターンの抽出と処理を共有している。そして、断線検査用の領域から非配線領域（すなわち、断線検査用の領域の周囲の領域）に配線パターンがはみ出していれば、短絡と判定する。
【００７４】
なお、配線パターンの短絡については、配線パターンの短絡検査において、非配線領域へのはみ出しを検出するため、この検出結果から短絡の有無を検出することができる。
半田面側にシンボル印刷がなければ、簡易パターン断線検査により断線、短絡を検出することができるため、電気チェッカー（電気的な導通テスト）が不要となり、特に、コスト面で厳しい片面基板のメーカーにとっては好適である。
【００７５】
次に、ホールチェックについて説明する。
ピン穴部分に、外形基準に対するずれ量を考慮して穴径よりも大きめに穴領域を設定する。この穴領域に含まれるピン穴に対して、ピン穴の有無、穴径異常（主に穴のつまりやパンチング不良による）を検出する。穴径異常については良品基板を基準にし、これと比較することで検出する。仮にピン穴の位置がずれたとしても、穴領域からはみ出るようなずれなら、穴径異常や穴領域の外側の領域における検査で検出することができる。
【００７６】
具体的には、ピン穴に対し、ピン穴部分を検査領域化し、位置ずれを考慮して穴領域を膨張させ、穴径よりも大きめに検査領域を設定する。そして、検査領域に対して、穴径検査および穴詰まり検査を行う。
検査領域化の設定は、例えば次の手順で行う。
まず良品画像において、ピン穴から見えている基板の背後の色を抽出する。すなわち、既知の基板の背後の色の領域を抽出する。続いて、抽出した領域のうち、丸い形状の領域のみを穴領域として抽出する。そして、穴領域を所定量だけ膨張させて大きめに検査領域を設定する。
【００７７】
例えば、両面基板や多層基板においては、ピン穴を生成する際のドリルデータなどから基板画像におけるピン穴の領域を認識し、ピン穴の不良を検出する方法が一般的であるが、ピン穴がプレス加工により生成される片面基板においては、ドリルデータが存在しない。そのため、穴の領域を生成する方法として、上述のように、基板の背景色をもとにピン穴を検出し、これをもとにピン穴の領域を生成する方法などが考えられる。
【００７８】
このように、プリント基板検査装置１０において、検査対象の基板画像に対して検査を行ってホールチェックを行うことによって、ホールチェックのためのホールチェッカーなどの装置を別途用意する必要がない。したがって、その分、コスト削減を図ることができる。
以上説明したように、本実施形態におけるプリント基板検査装置１０は、良品画像の基材マークを強制的に除去し、基材マークを除去した良品画像と、検査対象基板画像とを比較し、その際、検査対象基板画像の基材マークに該当する部分については、外観検査において不良品と判断するための判定条件を、不良品と判断しにくくなる方向に変更している。その結果、基材マークが存在することにより、実際には良品であるにもかかわらず不良品と誤判断されることを回避することができる。
【００７９】
また、プリント基板検査装置１０では、良品画像と比較することによる外観検査だけでなく、外観検査とともに簡易パターン断線検査、ホールチェックなどの検査も行うことができるため、別途、パターン断線検査や、ホールチェックを行う必要はなく使い勝手を向上させることができる。また、外観検査の際には良品画像と検査対象基板画像とのずれ量を検出しこれに基づき位置合わせを行うため、ハードウェア的な外形基準による位置合わせだけでなく、実際の比較に用いる良品画像と検査対象基板画像とのずれ量に応じて位置合わせを行うため、より高精度に位置合わせを行うことができ、その結果、不良品検査の検査精度を向上させることができる。
【００８０】
なお、上記実施形態においては、特定画像として、基材マーク（Ｎマーク）を不良品検査の対象外とする場合について説明したが、基材マークに限るものではなく任意の画像を設定することができる。
また、上記実施形態においては、良品画像の基材マークを除去し、かつ検査対象基板画像における外観検査の良品判定の許容範囲を広げることによって、基材マークが存在することによる、外観検査において不良品と誤判断されることを回避するようにしているが、これに限るものではなく、例えば、外観検査においてなされた不良品との判断結果を、強制的に良品との判断結果に変更することで、外観検査において不良品と誤判断されることを回避するようにしてもよく、要は、外観検査において、最終的に、基材マークに起因して不良品との誤判断がなされなければどのような方法であっても適用することができる。
【００８１】
ここで、上記実施形態において、図１４のステップＳ４３の処理が検査部に対応し、ステップＳ４１の処理が特定画像検出部に対応し、ステップＳ４２の処理が誤判定回避処理部に対応するとともに、図４のステップＳ５の処理または図１２のステップＳ２５の処理において、リファレンス画像において基材マークを検出する処理が特定画像検出部に対応し、基材マークの画像データを、基材マーク周辺の明るさの平均値に変更する処理が誤判定回避処理部に対応している。
【００８２】
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【符号の説明】
【００８３】
１  撮像装置
２  画像処理装置
３  画像メモリ
４  記憶装置
５  入力装置
６  表示装置
１０  プリント基板検査装置
１０Ａ  データ処理装置
１０Ｂ  設計データ記憶装置
【図１】
2015219141.tif 000003
【図２】
2015219141.tif 000004
【図３】
2015219141.tif 000005
【図４】
2015219141.tif 000006
【図５】
2015219141.tif 000007
【図６】
2015219141.tif 000008
【図７】
2015219141.tif 000009
【図８】
2015219141.tif 000010
【図９】
2015219141.tif 000011
【図１０】
2015219141.tif 000012
【図１１】
2015219141.tif 000013
【図１２】
2015219141.tif 000014
【図１３】
2015219141.tif 000015
【図１４】
2015219141.tif 000016