(57)【要約】【課題】検査効率を向上する上で有利であり装置に対する負担を軽減する上で有利な実装基板検査装置を提供する。【解決手段】実装基板２が第１の移動手段１６により実装基板２の延在方向に沿って往復移動されるとともに、撮像装置１２が第２の移動手段１８により実装基板２の延在方向に沿って移動される。実装基板２と撮像装置１２の移動方向が一致し、かつ、実装基板２と撮像装置１２との相対的な速度差が所定値以下となった状態で撮像装置１２に撮像動作を実行させる。これにより、撮像装置１２を停止させたり減速させたりする必要が無く検査効率が向上し、また、撮像装置１２で得られる画像を画像ぶれの無い良好なものとすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装された検査対象部品を前記基板の上方から撮像装置で撮影することにより撮影信号を得るとともに、該撮影信号に基づいて前記検査対象部品の実装状態を検査する実装基板検査装置であって、
前記撮像装置または前記基板の一方を、前記基板の延在方向に沿って往復移動させる第１の移動手段と、
前記撮像装置または前記基板の他方を、前記基板の延在方向に沿って一定速度で移動させる第２の移動手段と、
前記基板と前記撮像装置の移動方向が一致し、かつ、前記基板と撮像装置との相対的な速度差が所定値以下となった状態で前記撮像装置に撮像動作を実行させる撮影制御手段と、
を備えることを特徴とする実装基板検査装置。
【請求項２】
前記第１の移動手段は前記基板を往復移動させ、前記第２の移動手段は前記撮像装置を移動させることを特徴とする請求項１記載の実装基板検査装置。
【請求項３】
前記第１の移動手段は前記撮像装置を往復移動させ、前記第２の移動手段は前記基板を移動させることを特徴とする請求項１記載の実装基板検査装置。
【請求項４】
前記所定値は前記撮像装置から得られた前記撮像信号に基づいて生成される前記基板の画像にぶれが生じない速度差であることを特徴とする請求項１記載の実装基板検査装置。
【請求項５】
基板上に実装された検査対象部品を前記基板の上方から撮像装置で撮影することにより撮影信号を得るとともに、該撮影信号に基づいて前記検査対象部品の実装状態を検査する実装基板検査装置であって、
前記撮像装置を支持するフレーム内において該撮像装置を前記基板の延在方向に沿って往復移動させる第１の移動手段と、
前記フレームを前記基板の延在方向に沿って一定速度で移動させる第２の移動手段と、
前記基板に対する撮像装置の相対的な速度差が所定値以下となった状態で前記撮像装置に撮像動作を実行させる撮影制御手段と、
を備えることを特徴とする実装基板検査装置。
【請求項６】
前記所定値は前記撮像装置から得られた前記撮像信号に基づいて生成される前記基板の画像にぶれが生じない速度差であることを特徴とする請求項５記載の実装基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実装基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に実装された検査対象部品を基板の上方から撮像装置で撮影することにより撮影信号を得るとともに、該撮影信号に基づいて前記検査対象部品の実装状態を検査する実装基板検査装置がある。
このような実装基板検査装置として、撮像装置をＸＹテーブルに取着しモータなどの駆動手段によって基板の延在方向に一定速度で移動させつつ基板を撮影するようにしたものが提供されている（例えば特許文献１）。
撮像装置は、ＣＣＤなどの撮像素子を有し、該撮像素子が所定の撮像時間（シャッター時間）で撮像動作を行なうことにより撮像信号を生成する。このため、前記撮像時間の間、撮像素子の１画素以上に相当する距離だけ撮像装置と基板とが相対的に移動すると得られた画像にはぶれが生じてしまう。
このため、従来は、撮像装置を完全に停止させてから撮像を行なうか、画像ぶれが生じない程度に撮像装置の移動速度を低速にする必要があった。
例えば、１画素のサイズが１０μｍで、シャッター速度を１／１０００ｓｅｃにした場合、この１／１０００ｓｅｃ中に１０μｍ以上撮像装置が移動できないことになる。すなわち、撮像装置を移動できる速度は、１０μｍ／１０００ｓｅｃ＝１０ｍｍ／ｓｅｃ以下という低速にならざるを得ない。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２４９０４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の実装基板検査装置では、次のような問題があった。
１）撮像装置を停止せずに撮影する場合には、該撮像装置の移動速度を低速にしなくてはならないため検査効率を向上する上で不利である。
２）撮像装置を停止して撮影する場合には、撮影動画毎に撮像装置の駆動手段を停止させるため、その加減速制御や位置制御が複雑で時間がかかるだけでなく駆動手段に機械的な負担がかかる。
本発明は、このような実状に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、検査効率を向上する上で有利であり装置に対する負担を軽減する上で有利な実装基板検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、基板上に実装された検査対象部品を前記基板の上方から撮像装置で撮影することにより撮影信号を得るとともに、該撮影信号に基づいて前記検査対象部品の実装状態を検査する実装基板検査装置であって、前記撮像装置または前記基板の一方を、前記基板の延在方向に沿って往復移動させる第１の移動手段と、前記撮像装置または前記基板の他方を、前記基板の延在方向に沿って一定速度で移動させる第２の移動手段と、前記基板と前記撮像装置の移動方向が一致し、かつ、前記基板と撮像装置との相対的な速度差が所定値以下となった状態で前記撮像装置に撮像動作を実行させる撮影制御手段とを備えることを特徴とする。
そのため、基板または撮像装置の一方が第１の移動手段により基板の延在方向に沿って往復移動されるとともに、基板または撮像装置の他方が第２の移動手段により基板の延在方向に沿って移動される。この際、基板と撮像装置の移動方向が一致し、かつ、基板と撮像装置との相対的な速度差が所定値以下となった状態で撮像装置に撮像動作を実行させるので、撮像装置を停止させたり減速させたりする必要が無く検査効率が向上し、また、撮像装置で得られる画像を画像ぶれの無い良好なものとすることができる。
また、本発明は、基板上に実装された検査対象部品を前記基板の上方から撮像装置で撮影することにより撮影信号を得るとともに、該撮影信号に基づいて前記検査対象部品の実装状態を検査する実装基板検査装置であって、前記撮像装置を支持するフレーム内において該撮像装置を前記基板の延在方向に沿って往復移動させる第１の移動手段と、前記フレームを前記基板の延在方向に沿って一定速度で移動させる第２の移動手段と、前記基板に対する撮像装置の相対的な速度差が所定値以下となった状態で前記撮像装置に撮像動作を実行させる撮影制御手段とを備えることを特徴とする。
そのため、撮像装置が第１の移動手段により基板の延在方向に沿って往復移動されつつ撮像装置が第２の移動手段により基板の延在方向に沿って移動される。この際、基板に対する撮像装置の相対的な速度差が所定値以下となった状態で撮像装置に撮像動作を実行させるので、撮像装置を停止させたり減速させたりする必要が無く検査効率が向上し、また、撮像装置で得られる画像を画像ぶれの無い良好なものとすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実装基板検査装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施の形態における実装基板検査装置の正面図、図２は実装基板検査装置の平面図、図３は実装基板検査装置の制御系の構成を示すブロック図、図４は実装基板検査装置の各部の時間経過に伴う速度変化を示す線図である。
【０００７】
図３に示すように、実装基板２を検査する実装基板検査装置１０は、撮像装置１２、画像処理手段１４、第１の移動手段１６、第２の移動手段１８、撮影制御手段２０などを備えて構成されている。
図１、図２に示すように、実装基板２は、基台１００２上に設けられた第１の移動手段１６により該実装基板２の延在方向に（あるいは実装基板２に実装された部品の配列方向に）往復移動可能に配設されている。
第１の移動手段１６は、基台１００２上においてスライダ１６０２を介して往復移動可能に支持された移動台１６０４と、前記往復移動方向の一方の移動台１６０４箇所に設けられたカムフォロア１６０６と、このカムフォロア１６０６に係合するように配設されたカム１６０８と、このカム１６０８を回転駆動するモータ１６１０と、前記往復移動方向の他方の移動台１６０４箇所に配設され移動台１６０４をカム方向に付勢するスプリング１６１２と、このスプリング１６１２の受け部材１６１４などで構成され、実装基板２は移動台１６０４上に載置される。
前記カム１６０８は、モータ１６１０により回転駆動され、移動台１６０４がスプリング１６１２によりカム１６０８に係合する方向に付勢されているため、移動台１６０４はカムフォロア１６０６を介しカム１６０８の回転に伴って図１（Ａ）、（Ｂ）に示す矢印方向に往復直線移動される。
前記撮像装置１２は、フレーム１２０２により支持されており、基台の上方に設けられた第２の移動手段１８により、第１の移動手段１６による実装基板２の移動方向に沿って一定速度で直線移動される。
第２の移動手段１８は、基台１００２の上方に設けられたボールねじ１８０２と、このボールねじ１８０２を回転駆動するモータ１８０４と、ボールねじ１８０２と平行して延在する不図示のガイドロッドと、フレーム１２０２に設けられボールねじ１８０２が螺合する不図示の雌ねじと、フレーム１２０２に設けられ前記ガイドロッドが挿通された不図示の挿通孔などで構成されており、モータ１８０４によりボールねじ１８０２が回転されると、フレーム１２０２が前記ガイドロッドに沿って直線移動しこれにより撮像装置１２が実装基板２の移動方向に沿って一定の速度で直線移動される。
【０００８】
図３に示すように、撮像装置１２は、撮像素子を有し撮影制御手段２０から入力される撮影指令信号に基づいて前記撮像素子が所定の撮像時間（シャッター時間）で撮像動作を行なうことにより撮像信号を生成する。
画像処理手段１４は、前記撮像信号を取り込み所定の画像処理を行なうことで実装基板２の画像情報を生成する。この画像情報は不図示の検査手段に供給され、該検査手段によって実装基板２の実装状態の良否が周知の方法によって判別され、これにより実装基板２の検査がなされる。
撮影制御手段２０は、第２の移動手段１８のモータ１８０４および第１の移動手段１６のモータ１６１０の回転駆動の制御を行なうとともに、基台１６０４の移動速度を検出するように構成されている。基台１６０４の移動速度の検出は、例えば、モータ１８０４が一定速度で回転駆動している場合には、該モータ１８０４の回転角度からカム１６０８の回転角度を検出し、この回転角度から算出することができる。
【０００９】
次に、実装基板検査装置１０の作用および効果について図１乃至図４を参照して説明する。
図４は撮像装置１２の速度Ａと、移動台１６０４の速度Ｂと、これら速度Ａ、Ｂの相対的な速度差Ｃとを時間経過とともに示した線図である。なお、図４の横軸は時間Ｔ、縦軸は速度Ｖを示しており速度Ｖの単位は任意単位である。また、図中、符号Ｄは、撮像装置１２による撮像時に画像ぶれが生じない撮像装置１２の移動速度の限界値を示している。
まず、図１、図２に示すように、実装基板２が移動台１６０４上に載置された状態でモータ１６１０が所定の回転速度で回転駆動すると、移動台１６０４および実装基板２が往復移動される。次いで、モータ１８０４が所定の回転速度で回転駆動すると、撮像装置１２が一定の速度でガイドロッドに沿って直線移動する。
したがって、図４に示すように、撮像装置１２の速度Ａは２．０の一定速度となり、移動台１６０４の速度Ｂはカム１６０８の回転により＋１．０乃至−１．０の間で正弦波状に変化するものとなっている。したがって、これら速度Ａ、Ｂの相対的な速度差Ｃ、すなわち撮像装置１２に対する実装基板２の速度差は１．０乃至３．０の間で正弦波状に変化する。
撮影制御手段２０は、前記相対的な速度差Ｃが移動速度Ｄに一致した時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、…でそれぞれ撮影指令信号を撮像装置１２に与える。
これにより、撮像装置１２は、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、…毎に撮像動作を行ない撮像信号を生成し画像処理手段２２に供給する。すなわち、撮影制御手段２２は、実装基板２と撮像装置１２の移動方向が一致し、かつ、実装基板２と撮像装置１２との相対的な速度差Ｃが限界値Ｄ（所定値）以下となった状態で撮像装置１２に撮像動作を実行させることになる。
この際、実装基板２と撮像装置１２との相対的な速度差Ｃが限界値Ｄ以下で撮像装置１２による撮像動作が行なわれるので、撮像装置１２で得られた画像は画像ぶれの無い良好なものとなる。
したがって、撮像装置１２を一定の速度Ａで移動しつつ実装基板２の検査を行なうことができるので、検査効率を向上する上で有利となり、また、撮影動作毎に撮像装置１２を停止しなくて済むので、撮像装置１２や第２の移動手段１８にかかる負担を軽減する上でも有利となる。
【００１０】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下では第１の実施の形態と同様な箇所、部材には同一の符号を付して説明する。
図５は第２の実施の形態の実装基板検査装置の正面図である。
第２の実施の形態では、図５に示すように、第１の移動手段１６により撮像装置１２を往復移動させ、第２の移動手段１８により実装基板２を直線移動させている点が第１の実施の形態と異なっている。
第１の移動手段１６は、撮像装置１２を支持するフレーム１２０２に設けられている。すなわち第１の移動手段１６は、撮像装置１２をフレーム１２０２内で基板２の延在方向に沿って移動可能に支持する不図示のガイドと、モータ１６２０により回転駆動されるカム１６２２と、撮像装置１２をカム１６２２に係合する方向に付勢するスプリング１６２４とを備えており、カム１６２２が回転駆動されることで撮像装置１２はフレーム１２０２内で実装基板２の延在方向に沿って往復直線移動される。
第２の移動手段１８は、基台１００２に載置されたベルトコンベア１８２０により構成されており、ベルトコンベア１８２０は、モータ１８２２により回転駆動される駆動ローラ１８２４と、回転可能な従動ローラ１８２６と、これらローラ１８２４、１８２６に掛け渡されたベルト１８２８で構成されており、ベルト１８２８上に実装基板２が載置され、モータ１８２２の駆動によりベルト１８２８が搬送し、実装基板２はその延在方向に移動される。
このような第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様な効果が奏される。
【００１１】
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同様な箇所、部材には同一の符号を付して説明する。
図６は第３の実施の形態の実装基板検査装置の正面図である。
第３の実施の形態では、図６に示すように、基台１００２上に実装基板２が載置され、この実装基板２の上方で第１の移動手段１６によりフレーム１２０２内で撮像装置１２を往復移動させつつ第２の移動手段１８によりフレーム１２０２を直線移動させる点が第１の実施の形態と異なっている。
第１の移動手段１６は、撮像装置１２を支持するフレーム１２０２に設けられている。すなわち第１の移動手段１６は、撮像装置１２をフレーム１２０２内で基板２の延在方向に沿って移動可能に支持する不図示のガイドと、モータ１６２０により回転駆動されるカム１６２２と、撮像装置１２をカム１６２２に係合する方向に付勢するスプリング１６２４とを備えており、カム１６２２が回転駆動されることで撮像装置１２はフレーム１２０２内で実装基板２の延在方向に沿って往復直線移動される。
第２の移動手段１８は、実装基板２の上方で実装基板２の延在方向に沿って延在するボールねじ１８０２と、ボールねじ１８０２を回転するモータ１８０４と、ボールねじ１８０２と平行して延在する不図示のガイドロッドと、フレーム１２０２に設けられボールねじ１８０２に螺合する不図示の雌ねじと、フレーム１２０２に設けられ前記ガイドロッドが挿通する不図示の挿通孔とで構成され、ボールねじ１８０２の回転によりフレーム１２０２が直線移動されるように構成されている。
このような第３の実施の形態によれば、撮影制御手段２０によって、実装基板２に対する撮像装置１２の相対的な速度差が所定値、すなわち撮像装置１２から得られた撮像信号に基づいて生成される実装基板２の画像にぶれが生じない速度差以下となった状態で撮像装置１２に撮像動作を実行させることにより、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００１２】
なお、上述した実施の形態では、第１、第２の移動手段１６、１８によって移動される実装基板２の方向が１つの方向、例えばＸ軸方向である場合について説明したが、実装基板２の移動方向がＸ軸方向と該Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向との２方向である場合についても本発明を適用できることは無論であり、前記２方向のなす角度も任意である。
また、第１の移動手段としてカムを用いる代りに油圧プランジャや空圧アクチエータを用いてもよく、また、第２の移動手段としてボールねじやコンベアを用いる代りにタイミングベルトを用いてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査効率を向上する上で有利であり装置に対する負担を軽減する上で有利な実装基板検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施の形態における実装基板検査装置の正面図である。
【図２】実装基板検査装置の平面図である。
【図３】実装基板検査装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】実装基板検査装置の各部の時間経過に伴う速度変化を示す線図である。
【図５】第２の実施の形態の実装基板検査装置の正面図である。
【図６】第３の実施の形態の実装基板検査装置の正面図である。
【符号の説明】
２……実装基板、１０……実装基板検査装置、１２……撮像装置、１６……第１の移動手段、１８……第２の移動手段、２０……撮影制御手段。
【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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