(57)【要約】【課題】１つの装置内で外観検査とＸ線透過検査を可能にし、設置スペースを狭くするとともに検査時間を短縮できる基板検査方法を提供する。【解決手段】外観検査部２で光を基準となるプリント基板に照射し、その反射光に基づいて光学基準画像を生成し、Ｘ線検査部３でＸ線を基準となるプリント基板に照射し、その透過像をＸ線基準画像として生成し、外観検査部２で光を検査対象となるプリント基板に照射し、その反射光に基づく画像と光学基準画像とを比較することにより、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別し、Ｘ線検査部３で良否の判別されたプリント基板にＸ線を照射して透過したＸ線像を撮影したＸ線像とＸ線基準画像とを比較し、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別する。【選択図】        図１
2004226127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に取付けられた電子部品の接続状態の外観検査を行う外観検査部と、前記プリント基板にＸ線を照射してＸ線透過検査を行うＸ線透過検査部とを備えた装置内で行う基板検査方法であって、
前記外観検査部で光を基準となるプリント基板に照射し、その反射光に基づいて光学基準画像を生成する第１のステップと、
前記Ｘ線検査部でＸ線を前記基準となるプリント基板に照射し、その透過像をＸ線基準画像として生成する第２のステップと、
前記外観検査部で光を検査対象となるプリント基板に照射し、その反射光に基づく画像と前記光学基準画像とを比較することにより、前記プリント基板における前記電子部品の接続部分の良否を判別する第３のステップと、
前記Ｘ線検査部で前記第３のステップで良否の判別された前記プリント基板にＸ線を照射して透過したＸ線像を撮影したＸ線像と前記Ｘ線基準画像とを比較して、前記プリント基板における前記電子部品の接続部分の良否を判別する第４のステップとを備えたことを特徴とする、基板検査方法。
【請求項２】
前記第２のステップは、前記基準となるプリント基板の透過像上で検査位置を特定して二値化し、検査除外エリアと裏面実装部品を選択してマスクし、前記Ｘ線基準画像の検査しきい値を設定することを特徴とする、請求項１に記載の基板検査方法。
【請求項３】
前記第２のステップは、前記Ｘ線基準画像として複数のプリント基板の透過画像を平均化して求めることを特徴とする、請求項２に記載の基板検査方法。
【請求項４】
前記外観検査部側で検査基板が確定されたときは該外観検査側でユーザ情報を取得し、前記Ｘ線検査部側で検査基板が確定されたときは該Ｘ線検査部側でユーザ情報を取得することを特徴とする、請求項１に記載の基板検査方法。
【請求項５】
プリント基板に取付けられた電子部品の接続状態を検査する基板検査装置であって、
前記プリント基板の外観検査を行う外観検査部と、
前記プリント基板にＸ線を照射してＸ線透過検査を行うＸ線透過検査部と、
外部から搬入したプリント基板を前記外観検査部から前記Ｘ線検査部に搬送する搬送手段と、
前記外観検査部で光を基準となるプリント基板に照射し、その反射光に基づいて光学基準画像を生成し、該プリント基板を前記基板搬送手段により前記Ｘ線透過検査部へ搬送し、前記Ｘ線検査部でＸ線を照射し、その透過像をＸ線基準画像として生成する第１のモードと、前記外観検査部で光を検査対象となるプリント基板に照射し、その反射光に基づく画像と前記光学基準画像とを比較することにより、前記プリント基板における前記電子部品の接続部分の良否を判別し、判別されたプリント基板を前記基板搬送手段により前記Ｘ線透過検査部に搬送し、前記Ｘ線検査部でＸ線を照射して透過したＸ線像を撮影したＸ線像と前記Ｘ線基準画像とを比較して、前記プリント基板における前記電子部品の接続部分の良否を判別する第２のモードを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする、基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板検査方法および基板検査装置に関し、特に、プリント基板に実装されたＳＭＴ部品やＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）の半田接合状態をＣＣＤカメラによる自動外観検査とＸ線透過画像による自動Ｘ線検査を１台の装置内で行う基板検査方法および基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サブミクロンの微細加工技術によりＬＳＩの高集積化が進み、従来複数のパッケージに分かれていた機能を１つのＬＳＩに積め込むことができるようになった。特に、最近では必要なピン数が著しく増えたことにより、従来のＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＰＧＡ（Ｐｉｎ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）では対応できなくなったため、ＢＧＡやＣＳＰパッケージが多用されている。
【０００３】
ＬＳＩのＢＧＡやＣＳＰパッケージは超小型化には大いに貢献する反面、半田部分が目に見えないという特徴がある。ＢＧＡやＣＳＰパッケージを実装したプリント基板を検査するとき、通電検査だけでは信頼性が乏しいため、検査部分に光を照射し、その反射光を読み取り画像処理によって外観検査を行ったり、Ｘ線を検査部分に透過させてその透過光を画像処理することにより、検査を行うＸ線透過検査装置が実用化されている。
【０００４】
光学系を利用した外観検査装置としては、たとえば特開平８−２９２０１８号公報に記載されており、Ｘ線透過検査装置としてはたとえば特開平６−２３７０７７号公報に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２９２０１８号公報（段落番号００３６〜００６７、図１）
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−２３７０７７号公報（段落番号００２３〜００２５、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板の検査において信頼性を向上させようとすれば、上記２つの検査装置でそれぞれ外観検査とＸ線透過検査をする必要がある。そのためには２つの検査装置を設置し、一方の検査装置でプリント基板の検査を完了すると、そのプリント基板を他方の検査装置に移して検査する工程が必要になる。このため２つの検査装置の設置場所が必要になるばかりでなく、プリント基板を２つの検査装置に移すための人員も必要となる。さらに、検査工程での時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、１つの装置内で外観検査とＸ線透過検査を可能にし、設置スペースを狭くするとともに検査時間を短縮できる基板検査方法および検査装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、プリント基板に取付けられた電子部品の接続状態の外観検査およびＸ線透過検査を装置内で並行して行う基板検査方法であって、外観検査部で光を基準となるプリント基板に照射し、その反射光に基づいて光学基準画像を生成する第１のステップと、Ｘ線検査部でＸ線を基準となるプリント基板に照射し、その透過像をＸ線基準画像として生成する第２のステップと、外観検査部で光を検査対象となるプリント基板に照射し、その反射光に基づく画像と光学基準画像とを比較することにより、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別する第３のステップと、Ｘ線検査部で第３のステップで良否の判別されたプリント基板にＸ線を照射して透過したＸ線像を撮影したＸ線像とＸ線基準画像とを比較して、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別する第４のステップとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、１つの装置内で外観検査とＸ線透過検査を可能にし、設置スペースを狭くするとともに検査時間を短縮できる。
【００１１】
また、第２のステップは、基準となるプリント基板の透過像上で検査位置を特定して二値化し、検査除外エリアと裏面実装部品を選択してマスクし、Ｘ線基準画像の検査しきい値を設定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、第２のステップは、Ｘ線基準画像として複数のプリント基板の透過画像を平均化して求めることを特徴とする。
【００１３】
外観検査部側で検査基板が確定されたときは該外観検査側でユーザ情報を取得し、Ｘ線検査部側で検査基板が確定されたときは該Ｘ線検査部側でユーザ情報を取得することを特徴とする。
【００１４】
他の発明は、プリント基板に取付けられた電子部品の接続状態を検査する基板検査装置であって、プリント基板の外観検査を行う外観検査部と、プリント基板にＸ線を照射してＸ線透過検査を行うＸ線透過検査部と、外部から搬入したプリント基板を外観検査部からＸ線検査部に搬送する搬送手段と、外観検査部で光を基準となるプリント基板に照射し、その反射光に基づいて光学基準画像を生成し、該プリント基板を基板搬送手段によりＸ線透過検査部へ搬送し、Ｘ線検査部でＸ線を照射し、その透過像をＸ線基準画像として生成する第１のモードと、外観検査部で光を検査対象となるプリント基板に照射し、その反射光に基づく画像と光学基準画像とを比較することにより、プリント基板における前記電子部品の接続部分の良否を判別し、判別されたプリント基板を基板搬送手段によりＸ線透過検査部に搬送し、Ｘ線検査部でＸ線を照射して透過したＸ線像を撮影したＸ線像とＸ線基準画像とを比較して、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別する第２のモードを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態における基板検査装置の全体の外観図である。図１において、基板検査装置１は外観検査部２とＸ線検査部３とが一体化されて構成されている。外観検査部２は装置内の第１の領域に設けられ、検査の対象となるプリント基板に光を照射し、その反射光を画像処理してプリント基板に実装された全ＳＭＴ部品の半田接合状態を検査する。Ｘ線検査部３は装置内の第１の領域に隣接する第２の領域に設けられ、ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージ・シールドケース中・フイレットレスＳＭＤなどの外観検査で見えない箇所についてＸ線を照射し、Ｘ線透過画像による自動Ｘ線検査を行う。
【００１６】
なお、この実施形態の基板検査装置１では、ワークであるプリント基板を外観検査部２で外観検査した後、Ｘ線検査部３に搬送すると同時に新たなワークを外観検査部２に搬送し、外観検査の終了したワークのＸ線検査を行うと同時に、新たなワークの外観検査が並行に行われ、検査時間の短縮が図られている。
【００１７】
また、この実施形態の基板検査装置１では、ブリッジ，半田過多，半田過小，ズレ，ゴミ，オープン，ボイドの各検査が行われる。ブリッジは半田過多，ズレ，メタルマスクの傷などにより隣接する端子同士がショートする状態であり、半田過多はメタルマスクの傷，基板のそり，高さ調整不良などによって生じる。半田過小はそり，メタルマスク目詰まり，印刷不良などで生じ、ゴミは抵抗，コンデンサなどの小物物品が飛んできたことによって生じる。オープンは加熱不良，印刷不良などによって半田が接続されていない状態であり、ボイドは基板不良，加熱などにより半田ボール内に空洞が生じる状態である。
【００１８】
外観検査部２の正面にはキーボード２２と、マウス２３とが設けられており、上部にはディスプレー２４が設けられている。Ｘ線検査部３の正面にはキーボード３２と、マウス３３とが設けられており、上部にはディスプレー３４が設けられている。各キーボード２２，３２およびマウス２３，３３は各種データを入力するために操作される。ディスプレー２４，３４は各種データを表示する。
外観検査部２の側面には検査対象となるプリント基板が挿入される開口部２１が形成されており、内部には挿入されたプリント基板を搬送するためのインラインの搬送機構４０（後述の図３に示す）が設けられている。したがって、基板検査装置１を図示しない部品実装装置に隣接して配置すれば、全基板の全部品を組み立て後直ちに自動検査することが可能となり、プリント基板を移し代えたりする手間を省くことができ、省力化に寄与できる。
【００１９】
図２はこの発明の一実施形態における基板検査装置の構成を示すブロック図である。図２において、図１に示したキーボード２２と、マウス２３と、ディスプレー２４は外観検査用の制御部２０に接続されており、キーボード３２と、マウス３３と、ディスプレー３４はＸ線検査用の制御部３０に接続されている。制御部２０，３０はそれぞれ汎用のパーソナルコンピュータで構成されている。
【００２０】
一方の制御部２０には２軸ドライバ２５が接続されており、この２軸ドライバ２５は移動手段としてのワークステージ４１をＸＹ方向に移動させる。ワークステージ４１にはエリアカメラ２６が設けられている。エリアカメラ２６はたとえばＣＣＤカメラなどによって構成されてワークの上方からワークの画像を撮像し、その画像出力を第１の判別手段としての制御部２０に出力する。このようにエリアカメラ２６をワークステージ４１によってＸＹ方向に自在に移動できるので、プリント基板におけるすべての領域の検査が可能になる。制御部２０はその画像出力を処理して外観検査を行う。
【００２１】
他方の第２の判別手段としての制御部３０には３軸ドライバ３５とＸ線コントローラ３６とが接続されている。３軸ドライバ３５はワークステージ４３をＸＹＺ方向に移動させる。ワークステージ４３には外観検査の終了したワークが搬送される。Ｘ線コントローラ３６はＸ線源３７を制御し、ワークステージ４３上のワークにＸ線を照射させる。Ｘ線源３７に対向するようにカメラ３８が固定的に設けられており、カメラ３８の近傍にはアライメントカメラ３９が設けられている。
【００２２】
外観検査部２ではワークが固定されてワークステージ４１がＸＹ方向に移動するように構成されているが、Ｘ線検査部３ではＸ線源３７とカメラ３８とが対向して固定されており、ワークステージ４３がＸＹＺ方向に自在に移動できるようにされている。これはＸ線源３７とカメラ３８とを対向させた状態でＸＹＺ方向に移動可能にしようとすると、装置の規模が大きくなってしまうからである。
【００２３】
カメラ３８はワークステージ４３上のワークを透過したＸ線像を撮影し、その撮影出力を制御部３０に与える。アライメントカメラ３９は画像上でのワークの位置決めを行うために、ワーク上の所定のマークや記号などを撮像する。このアライメントカメラ３９もたとえばＣＣＤカメラなどによって構成されている。
【００２４】
制御部２０と３０とは電気的に接続されており、制御部２０による外観検査の結果は制御部３０に与えられ、制御部３０はカメラ３８の撮影出力に基づいてＸ線画像の良否を判定し、その判定結果を外観検査結果とともに外部に出力する。この外部出力に基づいて、プリンタなどによって検査結果が印字される。
【００２５】
なお、この実施形態では、図示しないスイッチを操作することにより、外観検査およびＸ線透過検査の両方について自動検査モードとパスモードのいずれかを設定できるようにされている。自動検査モードは外観検査およびＸ線透過検査の個々の自動検査を実行するモードであり、パスモードは制御部２０，３０に関係なく搬送機構４０を動作させてプリント基板の各検査をすることなく通過させるモードである。パスモードはプリント基板に装着される電子部品が比較的大型の部品であり、外観検査だけで済みＸ線検査が不要である場合や、Ｘ線透過検査のみで済み外観検査が不要である場合があるため、検査時間を短縮するために設けられている。
【００２６】
これにより、外観検査とＸ線透過検査の両方を自動検査モードに設定する，いずれか一方を自動検査モードに設定し、他方をパスモードに設定する，両方をパスモードに設定するのいずれかを選択することができる。
【００２７】
図３は搬送機構の概略の構成を示す図であり、図４は基板検査装置の内部構造図である。
【００２８】
図３および図４において、搬送機構４０はワークを搬送するためのレール５１〜５６を含む。レール５１，５２は外観検査部２内に設けられており、レール５３〜５６はＸ線検査部３内に設けられている。手前側の搬送レール５２は外観検査部２の図示しない筐体に固定されており、搬送レール５４，５６はＸ線検査部３の図示しない筐体に固定されている。奥側の搬送レール５１，５３，５５は矢印に示す幅方向に移動可能にされていて、ワークの幅に応じて搬送レール５１と５２，５３と５４，５５と５６の間隔が調整される。
【００２９】
すなわち、搬送レール５１，５２に設けられている搬送幅確認センサ６１，６２の両方がワークを検出できるように搬送レール５１，５２の間隔が手動で決められ、搬送レール５３，５４に設けられている搬送幅確認センサ６３，６４の両方がワークを検出できるように搬送レール５３，５５と５４，５６の間隔が決められる。これにより基板搬送エラーが生じたり、基板が落下するのを防止できる。搬送幅確認センサ６１〜６４はそれぞれ第１および第２の領域にワークが存在するか否かを検出し、それぞれの検出出力を制御部２０，３０に与える。
【００３０】
なお、幅調整は幅調整用ハンドルを設け、このハンドルを操作することで行うようにしてもよい。搬送レール５３〜５６の右側端部にはセンサ検出用金具６５〜６８が設けられている。
【００３１】
搬送レール５１，５２上には、図４に示すようにワークを搬送するための搬送コンベア４２が設けられており、搬送レール５３〜５６上にはワークステージ４３が設けられている。ワークステージ４３の搬送方向前方側には補助コンベア４４が設けられており、この補助コンベア４４によってワークステージ４３上のワークが装置外部へ排出される。搬送レール５３〜５６上を移動するワークステージ４３の動きを検出するために、搬送レール５３〜５６の右側端部にはセンサ検出用金具６５〜６８が設けられている。
【００３２】
なお、搬送レール５１と５３，５２と５４との間および搬送レール５５，５６の開放端側には図２に示したＸ線源３７から発せられたＸ線が外観検査部２側および装置外部に漏れて人体に悪影響を及ぼさないように搬入シャッタ５７，搬出シャッタ５８が配置されている。
【００３３】
図５はワークの搬入状態を示す図であり、図６は検査ステージにワークを固定した状態を示す図であり、図７はワークの位置決め状態を示す図であり、図８はＸ線像の取り込みと２次元自動検査の状態を示す図であり、図９はワークの搬出動作を示す図であり、図１０はワークの搬入から排出までの動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１０（ａ）は基板搬入動作を示し、図１０（ｂ）は基板搬出動作を示している。
【００３４】
次に、図１ないし図１０を参照して、この発明の基板検査装置における基板搬入搬出の具体的な動作について説明する。図５に示すようにワーク７１が搬送レール５１，５２上に載置され、図示しない基板搬入ボタンが押し下げられると、図１０（ａ）に示すステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、ワークステージ４３が基板搬入出位置へ移動され、ステップＳＰ２において図示しない基板ストッパがＯＮされる。ステップＳＰ３において、搬送コンベア４２が駆動されてワーク７１が第１の領域である外観検査部２内に取込まれる。そして、ステップＳＰ４において搬入シャッタ５７が開かれてワーク７１が搬送コンベア４２からワークステージ４３側に搬入され、ステップＳＰ５において基板搬入待機となる。
【００３５】
また、図６に示すように搬送コンベア４２に新たなワーク７２が搬入される。ワークステージ４３にはワークの搬入されたことを検出するための搬入口センサ（図示せず）が設けられており、搬入口センサがＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦしたことを確認すると、搬入シャッタ５７と排出シャッタ５８が閉じられ、補助コンベア４４がオープン状態にされてワークステージ７１の移動領域が確保される。ステップＳＰ７において、図示しないストッパー位置移動確認センサがＯＮされたことを確認すると、搬送コンベア４２が停止される。この一連の動作によりワーク７１，７２の搬入が完了し、図７に示す状態となる。
【００３６】
図７に示すように、外観検査部２ではエリアカメラ２６によって新たなワーク７２上のマークを認識し、Ｘ線検査部３ではワークステージ４３をＸＹＺ方向に移動させて位置決めが実行される。このとき、補助コンベア４４がオープンにされているので、ワークステージ４４をＸＹＺ方向に任意に移動させることができる。また、アライメントカメラ３９はワーク７１上の所定のマークや記号などを撮像し、制御部３０はその撮像出力に基づいて画像上でのワーク７１の位置決めを行う。外観検査部２では図８に示すようにエリアカメラ２６がワーク７２に対して外観の自動検査を開始する。この外観検査は、たとえば前述の特開平８−２９２０１８号公報に記載されている光学系を用いた外観検査方法を用いることができる。
【００３７】
また、Ｘ線検査部３ではワークステージ４３が図８の点線から実線で示すようにワーク７１をＸ線画像の取得位置までＸＹＺ方向に移動させる。そして、その位置でＸ線源３７からＸ線が照射され、ワーク７１を透過したＸ線透過画像がカメラ３８により撮影され、制御部３０はカメラ３８の撮影出力のＸ線透過画像に基づいてワーク７１上の接続部の良否を判定する。その後、Ｘ線源３７からのＸ線の照射が停止され、図示しない基板排出ボタンが押し下げられると、図１０（ｂ）に示すワーク搬出動作が実行される。
【００３８】
ステップＳＰ１１において、図９に示すようにＸ線検査部３のワークステージ４３が元の基板搬入出位置に戻され、ステップＳＰ１２において補助コンベア４４がクローズにされ、ステップＳＰ１３において図示しない基板ストッパがＯＦＦにされる。ステップＳＰ１４において、搬入シャッタ５７と搬出シャッタ５８とが開かれる。ステップＳＰ１５において図２に示した搬送幅確認センサ６３，６４がＯＮしていることを確認した後、搬送コンベア４２および補助コンベア４４が駆動される。これにより、Ｘ線検査部３のワークステージ４３上のワーク７１が補助コンベア４４を介して外部に排出される。また、外観検査部２の搬送コンベア４２上のワーク７２がＸ線検査部３のワークステージ４３に搬送される。
【００３９】
ステップＳＰ１６において、搬出口センサがＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦになっていてワークの搬出されていることが確認された後、搬出シャッタ５８がクローズされ、ステップＳＰ１７において搬送コンベア４２および補助コンベア４４が停止される。そして、ステップＳＰ１８において補助コンベア４４がオープンにされる。この一連の動作によりワーク７１の搬出動作が完了する。そして、Ｘ線検査部３に新たに搬入されたワークのＸ線透過検査が行われるとともに、外観検査部２では新たに搬入されたワークの外観検査が行われる。
【００４０】
ワークの外観検査およびＸ線透過による検査では予め基準となるテンプレートの画像を登録しておき、そのテンプレートの画像と検査したプリント基板の画像とを比較して、良否が判定される。外観検査でのテンプレート画像の登録は前述の特開平８−２９２０１８号公報に記載されている方法を適用できる。この方法について簡単に説明すると、図２に示すエリアカメラ２６によりテンプレート基板の画像を撮像して得られた画像信号に基づいて、テンプレート基板上の部品実装部位の検査を行い、その検査データを登録しておく。
【００４１】
一方、Ｘ線透過検査のために使用されるテンプレート画像の登録は、図１１に示すフローチャートに基づいて実行される。以下に、その具体的な動作について説明する。
【００４２】
図１１のステップＳＰ２１において、図１に示すＸ線検査部３のディスプレー３４の画面上で図１２に示すように、プログラム名と基板外形サイズ入力画面が表示される。ユーザはこの画面表示を見てプログラム名とプリント基板の横（Ｘ）と縦（Ｙ）の寸法をＸ線検査部３のキーボード３２から入力し、「次へ」の表示をクリックすると、ステップＳＰ２２において図１３に示す基板搬入を指示する画面が表示される。良品であるテンプレート基板を基板挿入口２１に挿入し、「次へ」の表示をクリックする。挿入されたテンプレート基板は搬送機構４０によってＸ線検査部３へ搬送される。
【００４３】
ステップＳＰ２３において基板認識のための位置決めマークを設定する。この位置決めマークは、自動検査時のＸ，Ｙ軸補正用検査位置に最も近い場所にある位置であって、２箇所に登録される。図１４は位置決めするときのディスプレー３４に表示される画面の表示例である。この表示は図２に示したＸ線源３７からのＸ線をテンプレート基板に照射し、その透過画像をカメラ３８で撮影した画面であって、位置決めマークとしては（Ｘ＝１２．４，Ｙ＝１２３．６）、（Ｘ＝１１０．１，Ｙ＝２１３．６）のように入力される。
【００４４】
ただし、Ｚ軸は補正されないのでＺ軸補正用の位置マークは設定されない。なお、テスト基板などでは位置決めマークが全くないときもあるので、その場合にはステップＳＰ２３がスキップされる。ステップＳＰ２３において位置決めマークをスキップした場合にはステップＳＰ２４において基板認識マークが設定される。
【００４５】
ステップＳＰ２５においてテンプレート基板の全体画像取得処理が行われる。その全体イメージは図１５に示すように、カメラ３８で分割して撮影されたＸ線像をつなぎ合わせた画像がディスプレー３４のサブウィンドウのエリアａ１に表示される。メインウインドウのエリアａ０には、●で示す半田ボールが拡大して表示されている。エリアａ１のサブウインドウに表示されている全体イメージをマウス３３でクリックすると、その位置にワークステージ４３が移動される。なお、全体イメージは拡大・縮小表示もできるようにされている。また、全体イメージ取得が実行されるまではエリアａ１に全体イメージは表示されないが、イメージが表示されない状態でも基板サイズは判っているので、それをもとにワークステージ４３の移動は可能にされている。
【００４６】
ステップＳＰ２６においてユーザの操作により検査画像の角度補正が行われ、ステップＳＰ２７においてユーザ操作により検査位置が指定される。すなわち、図１６に示すようにユーザはマウス３３を操作して検査するエリアａ２を囲むと同時に回転させる角度をキーボード３２によって入力する。すると入力された角度だけ画像が回転して表示される。また、このエリアａ２に表示された画像は全体イメージのエリアａ１にも反映されるが、回転補正には影響されず、常に０度表示される。
【００４７】
ステップＳＰ２８において二値化レベルの設定が行われ、ステップＳＰ２９において検査エリア除外の選択が行われる。すなわち、ユーザは図１７に示す二値化レベル設定エリアａ３に二値化するための数値をキーボード３２から入力するとともに、検査エリアａ２内で検査除外にするエリアａ４をすべて選択する。ステップＳＰ３０においてユーザは図１８に示すように裏面実装部品のエリアａ５を選択し、ステップＳＰ３１においてマスク領域を指定する。これらは、プリント基板の両面に部品が実装されていると、Ｘ線透過画像の解析が困難になるため、予め検査対象から削除するものである。
【００４８】
マスク領域は、テンプレート画像に半田上がり（スルーホール）などがあると、検査ボールとして判断する場合があるのでこれもマスクされる。ただし、検査除外とは異なり実際にはこの基板を検査するとごみ判定される。なお、図１９の画面において半田ボールよりも小さい●がスルーホールであり、このスルーホールが多ければ、それぞれのスルーホールを選択するのが面倒であるため半田ボールの指定面積よりも小さいものがスルーホールとして自動的に検出される。
【００４９】
ステップＳＰ３２において、検査しきい値（マッチング率）が設定される。図２０に示すように、テンプレート画像とのマッチング率（％）を「過多」，「過小」・「オープン」・「ボイド」・「ズレ」検査それぞれについて設定が可能とされている。「ブリッジ検査」に関しては検査の有無のみの設定が可能にされており、「ゴミ」検査についてはサイズ（μｍ）の入力ができるようにされている。
【００５０】
ステップＳＰ３３において、次の検査位置を登録すべきか否かを判別し、登録を係属するときは前述のステップＳＰ２４に戻り、ステップＳＰ２４〜ＳＰ３３の動作を繰り返す。登録を継続しない場合には、登録した位置に関して平均化用画像の取得を行うか否かをステップＳＰ３４で判別する。平均化用画像の取得を行う場合には、ステップＳＰ３５においてユーザが平均化画像を取得するためのプリント基板を検査装置１に搬入する。
【００５１】
ステップＳＰ３６においてプリント基板の搬入されたことを確認し、ステップＳＰ３７において、登録ショット数分画像を取込む。ステップＳＰ３８において平均化用画像取得を継続するか否かを判別する。継続する場合にはステップＳＰ３５〜ＳＰ３８を繰り返す。平均化用画像の収得を継続しない場合にはステップＳＰ３９において基準平均化を実行し、ステップＳＰ４０でテストランニングを行う。その結果画像が図２０に示されている。この画面では過多，過小，オープン，ボイド，ゴミ，ズレについて、設定値に対する計測値が表示される。
【００５２】
ステップＳＰ４１において検査プログラムを保存し、ステップＳＰ４２において基板検査装置１内にプリント基板があれば搬送機構４０によって自動的に排出する。これにより良品のテンプレート登録動作を終了する。
【００５３】
次に、実際の検査開始から終了までの具体的な動作について説明する。この実施形態では、外観検査部２側とＸ線検査部３側にキーボード２２，３２が設けられているので、外観検査部２側で検査基板名を決定する場合と、Ｘ線透過検査部３側で検査基板を決定する場合があり、それぞれについて以下に詳細に説明する。
【００５４】
図２１は、外観検査部２側で検査基板が決定された場合の検査開始から終了までの動作を説明するためのフローチャートである。図２１のステップＳＰ３１においてユーザ操作により検査基板が確定され、ステップＳＰ３２において外観検査部２の制御部２０はフロントパネルの「ＳＴＯＰ」のボタンを点灯表示させるとともに、Ｘ線検査部３側の制御部３０に「ＳＴＯＰ」コマンドＢＯを送信する。制御部３０は「ＳＴＯＰ」コマンドＢＯを受信すると、ステップＳＰ４１においてレスポンスｂｏを制御部２０に送信する。
【００５５】
制御部２０はステップＳＰ３３において、結果出力ユーザ情報を取得し、結果出力ユーザ情報読込コマンドＲＩを送信する。制御部３０はステップＳＰ４２において、ユーザ設定情報読込コマンドＲＩを受信後、レスポンスｒｉを制御部２０に送信する。制御部２０はステップＳＰ３４において、検査開始待ちコマンドＷＡを送信した後、レスポンスｗａが送られてくるのを待つ。制御部３０はステップＳＰ４３において、検査開始待ちコマンドＷＡを受信後、レスポンスｗａを送信し、ステップＳＰ４４においてフロントパネルの「ＳＴＡＲＴ」ボタンを点滅表示させる。
【００５６】
制御部２０および３０はパネル上の「検査開始ボタン」が押し下げられるまで待機する。制御部２０は、ステップＳＰ３５においてプリント基板を搬送コンベア４２により外観検査部２内に搬送し、ステップＳＰ３６において検査を開始する。この検査ではエリアカメラ２６で撮像された画像とテンプレートの画像とを比較し、一致しているか否かが判別される。Ｘ線検査部３側では、制御部３０がＳＰ４５でフロントパネルの「ＳＴＡＲＴ」ボタンを点灯表示させる。制御部２０はステップＳＰ３７において検査結果の出力コマンドＲＴを送信後、レスポンスｒｔが送られてくるのを待ち、制御部３０はステップＳＰ４６において、その検査結果出力コマンドＲＴを受信後、レスポンスｒｔを送信する。
【００５７】
外観検査部２はステップＳＰ３８において、Ｘ線検査部３が搬入可能状態になりしだいプリント基板をＸ線検査部３側へ排出する。そして、制御部２０は「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられているか否かを判別し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていなければ次のプリント基板を検査するために、ステップＳＰ３５〜ＳＰ３９の動作を繰り返し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていれば外観検査を終了する。
【００５８】
一方、Ｘ線検査部３ではステップＳＰ４７においてプリント基板を搬入し、ステップＳＰ４８において検査を開始する。この検査ではカメラ３８で撮影されたＸ線透過画像とテンプレートの撮影画像とを比較し、一致しているか否かが判別される。ステップＳＰ４９において制御部３０が検査結果を出力し、ステップＳＰ５０で検査の終了したプリント基板を搬出する。ステップＳＰ５１において「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられているか否かを判別し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていなければ次のプリント基板を検査するために、ステップＳＰ４７〜ＳＰ５１の動作を繰り返し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていれば、ステップＳＰ５２でフロントパネルの「ＳＴＡＲＴ」ボタンを消灯させるとともに「ＳＴＯＰ」ボタンについては基板が搬入されていないことを確認後即座に消灯し、外観検査を終了する。
【００５９】
図２２は、Ｘ線検査部３側で検査基板が決定された場合の検査開始から終了までの動作を説明するためのフローチャートである。
【００６０】
図２２のステップＳＰ６１においてユーザ操作により検査基板が確定され、ステップＳＰ６２においてＸ線検査部３の制御部３０はフロントパネルの「ＳＴＯＰ」のボタンを点灯表示させるとともに、ステップＳＰ６３において外観検査部２側の制御部２０に検査開始待ちコマンドＷＡを送信する。制御部２０はステップＳＰ８１で検査開始待ちコマンドＷＡを受信すると、ステップＳＰ８２において検査出力ユーザ設定情報読込コマンドＲＩを送信後、レスポンスｒｉが送られてくるのを待つ。
【００６１】
制御部３０はステップＳＰ６４において、検査出力ユーザ設定情報読込コマンドＲＩを受信し、レスポンスｒｉを送信する。制御部２０はステップＳＰ８３において、レスポンスｒｉを受信すると検査開始待ちレスポンスｗａを送信し、制御部３０はステップＳＰ６５において、検査開始待ちレスポンスｗａを受信した後、ステップＳＰ６６においてフロントパネルの「ＳＴＡＲＴ」ボタンを点滅表示させる。
【００６２】
制御部２０および３０はパネル上の「検査開始ボタン」が押し下げられるまで待機する。制御部２０は、検査開始ボタンが押し下げられると、ステップＳＰ８４においてプリント基板を搬送コンベア４２により外観検査部２内に搬送し、ステップＳＰ８５において検査を開始する。Ｘ線検査部３側では、制御部３０がステップＳＰ６７でフロントパネルの「ＳＴＡＲＴ」ボタンを点灯表示させる。制御部２０はステップＳＰ８６において検査結果の出力コマンドＲＴを送信後、レスポンスｒｔが送られてくるのを待ち、制御部３０はステップＳＰ６８において、その検査結果出力コマンドＲＴを受信後、レスポンスｒｔを送信する。
【００６３】
外観検査部２はＸ線検査部３が搬入可能状態になりしだい、ステップＳＰ８７でプリント基板をＸ線検査部３側へ排出する。制御部２０はステップＳＰ８８で「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられているか否かを判別し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていなければ次のプリント基板を検査するために、ステップＳＰ８４〜ＳＰ８８の動作を繰り返し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていれば外観検査を終了する。
【００６４】
一方、Ｘ線検査部３ではステップＳＰ６９においてプリント基板を搬入し、ステップＳＰ６９において検査を開始する。ステップＳＰ７１において制御部３０が検査結果を出力し、ステップＳＰ７２で検査の終了したプリント基板を搬出する。ステップＳＰ７３において「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられているか否かを判別し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていなければ次のプリント基板を検査するために、ステップＳＰ６８〜ＳＰ７３の動作を繰り返し、「ＳＴＯＰ」ボタンが押下げられていれば、ステップＳＰ７４でフロントパネルの「ＳＴＡＲＴ」ボタンを消灯させるとともに「ＳＴＯＰ」ボタン基板搬入を確認後即座に消灯し、Ｘ線検査を終了する。
【００６５】
なお、検査項目は上述の項目に限定されるものではなく、部品の未実装検査や部品の逆実装検査や一般のＳＭＤ半田接合検査やその他幅広い検査項目を追加してもよい。
【００６６】
図面を参照してこの発明の一実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、外観検査部で光を基準となるプリント基板に照射し、その反射光に基づいて光学基準画像を生成し、Ｘ線検査部でＸ線を基準となるプリント基板に照射し、その透過像をＸ線基準画像として生成し、外観検査部で光を検査対象となるプリント基板に照射し、その反射光に基づく画像と光学基準画像とを比較することにより、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別し、Ｘ線検査部で良否の判別されたプリント基板にＸ線を照射して透過したＸ線像を撮影したＸ線像とＸ線基準画像とを比較して、プリント基板における電子部品の接続部分の良否を判別するようにしたので、１つの装置内で外観検査とＸ線透過検査を可能にし、設置スペースを狭くするとともに検査時間を短縮できる。
【００６８】
また、外観検査とＸ線透過検査とを時系列的に実行することができるので、検査時間を短縮することができ、１時間あたりのプリント基板の検査処理数を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態における基板検査装置の外観図である。
【図２】この発明の一実施形態における基板検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】搬送機構の概略の構成を示す図である。
【図４】基板検査装置の内部構造図である。
【図５】ワークの搬入状態を示す図である。
【図６】検査ステージにワークを固定した状態を示す図である。
【図７】ワークの位置決め状態を示す図である。
【図８】Ｘ線画像の取り込みと２次元自動検査の状態を示す図である。
【図９】ワークの搬出動作を示す図である。
【図１０】この発明の一実施形態における基板検査装置におけるワークの搬入・搬出動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】この発明の一実施形態におけるＸ線透過検査のためのテンプレート登録動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】プログラム名と基板外形サイズ入力画面の表示例である。
【図１３】基板搬入を指示する画面の表示例を示す図である。
【図１４】位置決めするときのディスプレーに表示される画面の表示例である。
【図１５】テンプレート画像の表示例を示す図である。
【図１６】回転補正および検査領域の指定画面を示す図である。
【図１７】二値化レベルおよび検査除外領域の指定画像を示す図である。
【図１８】裏面実装部品の指定画面を示す図である。
【図１９】半田上がり指定画像を示す図である。
【図２０】テストランニングによる結果画像の一例を示す図である。
【図２１】外観検査側で検査基板が決定された場合の検査開始から終了までの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２２】Ｘ線透過検査側で検査基板が決定された場合の検査開始から終了までの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  基板検査装置、２  外観検査部、３  Ｘ線検査部、２０，３０  制御部、２１  開口部、２２，３２  キーボード、２３，３３  マウス、２４，３４  ディスプレー、２５  ２軸ドライバ、２６  エリアカメラ、３５  ３軸ドライバ、３６  Ｘ線コントローラ、３７  Ｘ線源、３８  カメラ、３９  アライメントカメラ、４０  搬送機構、４１，４３  ワークステージ、４２  搬送コンベア、４４  補助コンベア、５１〜５６  搬送レール、５７  搬入シャッタ、５８  搬出シャッタ、６１〜６４  搬送幅確認センサ、６５〜６８  センサ検出用金具。
【図１】
2004226127.tif 000003
【図２】
2004226127.tif 000004
【図３】
2004226127.tif 000005
【図４】
2004226127.tif 000006
【図５】
2004226127.tif 000007
【図６】
2004226127.tif 000008
【図７】
2004226127.tif 000009
【図８】
2004226127.tif 000010
【図９】
2004226127.tif 000011
【図１０】
2004226127.tif 000012
【図１１】
2004226127.tif 000013
【図１２】
2004226127.tif 000014
【図１３】
2004226127.tif 000015
【図１４】
2004226127.tif 000016
【図１５】
2004226127.tif 000017
【図１６】
2004226127.tif 000018
【図１７】
2004226127.tif 000019
【図１８】
2004226127.tif 000020
【図１９】
2004226127.tif 000021
【図２０】
2004226127.tif 000022
【図２１】
2004226127.tif 000023
【図２２】
2004226127.tif 000024