(57)【要約】【課題】部品実装基板の検査の判定結果の精確性を格段に向上させることができる基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置を得ること。【解決手段】本発明の一実施例の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置は、複数の部品実装基板の電気回路パターンに半田を印刷した後のそれら半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田の印刷位置などの半田印刷検査で得た画像データにおける閾値の数値データを記憶し、それらの平均値を求める平均算出機能を有することを特徴とする。この平均算出機能により算出された基準値は、その後の実際の部品実装基板の検査に用いられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品実装基板の電気回路パターンに半田を印刷した後の該半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田の印刷位置などの半田印刷検査で得た画像データにおける閾値の数値データを記憶し、それらの平均値を求める平均算出機能を有することを特徴とする基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置。
【請求項２】
前記複数の部品実装基板における半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田の印刷位置などの記憶された数値情報から前記平均値算出処理に有効／無効とするデータの選択機能を持たせることにより、より精度の高い平均値処理を行うことができる平均値対象外項目選択機能を有することを特徴とする請求項１に記載の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置。
【請求項３】
前記複数の部品実装基板の半田印刷の検査時の画像データの中から予め設定した許容値を超えた画像データを制御装置内の記録メディアに保存する機能を有することで平均値処理を行う前に作業者が前記検査結果の検査ポイント画像認識エリアの画像を目視で確認し、平均値算出に適応するか否かの判断を行うことで、より信頼性の高い平均値処理を行うことができる画像一時保存機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置。
【請求項４】
複数回の部品実装基板の画像認識で得た前記画像データをバラツキの大きい順にソートし、問題となる画像認識ポイントの把握を瞬時に行うことができるソート機能を有することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装基板上の半田印刷後の半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田の印刷位置などを精密に検査するための基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の部品実装基板用検査装置においては、部品実装基板の各検査ポイントの基準値を取得する場合、各検査データのパラメーター取得時に検査基準となる部品実装基板１枚の半田印刷の状態を画像処理装置を用いて取り込み、これら取り込んだ半田の印刷面積、印刷幅、印刷位置などを基準として検査を行っていた。
【０００３】
このような半田印刷の検査ではないが、ほぼ同様の技術思想で半導体ウエハーの表面に形成された回路パターンの検査に画像認識した画像データを予めティーチングしてある基準値と比較して、その半導体ウエハーの良否を検査する画像認識技術が特開２００３−２４２４８２、特開平５−１０８８００などに開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４２４８２（第１頁、要約及び図１）
【特許文献２】特開平５−１０８８００（第１頁、要約及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の部品実装基板の場合、基準値取得時に得られる数値が基準となるため、部品実装基板１枚のみで基準値を取得すると、半田印刷の繰り返し精度、温度変化などにより半田の経時変化及びその他の要因による半田の印刷後の変化に対応した正しい基準値の取得、精度の高い検査ができないという可能性がある。
【０００５】
また、印刷半田の検査における基準値との絶対比較を行う場合、基準値取得時に採用した部品実装基板がベースとなるため、製造工程での品質保証が難しくなる。
【０００６】
更に、検査プログラムの作成は生産開始初期に行うため、基準となる印刷済み基板自体も未だ品質的に安定状態になっているとは言い切れない場合があり、機械的な全自動基準値取得では実質的に運用困難であった。
【０００７】
本発明は、これらの課題を解決しようとするものであって、部品実装基板の検査の判定結果の精確性を格段に向上させることができる基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置は、複数の部品実装基板の電気回路パターンに半田を印刷した後の該半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田の印刷位置などの半田印刷検査で得た画像データにおける閾値の数値データを記憶し、それらの平均値を求める平均算出機能を有することを特徴とする。
【０００９】
前記基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置には、前記複数の部品実装基板における半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田の印刷位置などの記憶された数値情報から前記平均値算出処理に有効／無効とするデータの選択機能を持たせることにより、より精度の高い平均値処理を行うことができる平均値対象外項目選択機能を持たせることが好ましく、また、前記複数の部品実装基板の半田印刷の検査時の画像データの中から予め設定した許容値を超えた画像データを制御装置内の記録メディアに保存する機能を有することで平均値処理を行う前に作業者が前記検査結果の検査ポイント画像認識エリアの画像を目視で確認し、平均値算出に適応するか否かの判断を行うことで、より信頼性の高い平均値処理を行うことができる画像一時保存機能を持たせることも好ましく、更に、複数回の部品実装基板の画像認識で得た前記画像データをバラツキの大きい順にソートし、問題となる画像認識ポイントの把握を瞬時に行うことができるソート機能を持たせることも望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置によれば、
１．検査の判定結果の精確性が向上する
２．判定基準となる基準値取得が安定して得られる
３．検査基準となる実装基板を特定するのではなく、製造現場にある実装基板からの検査  データの数値が容易に得られ、かつ数値データに信頼性のある情報が得られる
４．民生機器の製品の品質が向上する
５．生産工程の品質解析、工場管理能力が向上する
６．前工程での半田印刷の品質確認にも応用できる
など、数々の優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を用いて、本発明の実施例の基準値の平均値取得機能を備えた部品実装基板検査装置（以下、単に「部品実装基板検査装置」と略記する）を説明する。
【００１２】
なお、本発明の具体的説明を行う前に部品実装基板検査計測技術の開発における半田印刷検査装置の概要を簡単に説明する。
【００１３】
半田印刷検査装置は、半田印刷機によりプリント基板などの部品実装基板にクリーム半田を印刷した基板の半田印刷状態を画像処理装置を用いて印刷の良否を判定する装置である。印刷の良否の判定手法は、検査装置に予め設定している半田印刷の情報（半田の印刷面積、半田の印刷幅、半田印刷の位置）を基に部品実装基板上の半田印刷の状態を画像処理装置を用いて取り込まれた情報と比較処理することで半田印刷の良否の判定を行う。この判定処理においては、判定が精確に行えることが重要である。
【００１４】
本発明はこの判定の精確性を確立するために発明された手法であり以下に具体的な説明を行う。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明装置の一実施例の部品実装基板検査装置のシステムの概念図、図２は図１に示した部品実装基板検査装置の主制御装置のシステムブロック図、図３は図１及び図２に示した部品実装基板検査装置における基板検査の基準値平均化を説明するためのフローチャート、図４は平均化操作で仮基準値に対して基準値が許容値を超えたＮＧ画像の比較を行う操作画面図、図５は平均化操作画面で実際に複数枚検査した時の検査ポイント毎の検査データを数値化して表に示した平均値取得メイン画面図、そして図６は部品実装基板の検査ポイントの検査情報を表す画面図である。
【００１６】
先ず、図１及び図２を用いて本発明の一実施例の部品実装基板検査装置の構成を説明する。
【００１７】
図１において、符号１は全体として部品実装基板検査装置を指す。この部品実装基板検査装置１は大別して主制御装置１０、ロボット筐体ブロック２０、機構制御装置３０などから構成されている。
【００１８】
主制御装置１０は、後記するように、コンピュータを中心に構成されていて、画像処理制御機能と演算処理機能を備えている。
【００１９】
ロボット筐体ブロック２０は、照明用鏡筒２１と画像取り込み用のカメラ２２とが共に一体化されたブロックである。鏡筒２１の内面には、半田Ｓを照明するのに好適な赤色光を発する半導体発光素子と反射鏡（いずれも不図示）が組み込まれている。カメラ２２は、例えば、ＣＣＤのような固体撮像素子を備えており、前記反射鏡で反射された映像を取り込み、主制御装置１０に伝送する。
【００２０】
機構制御装置３０は主制御装置１０とインターフェイスＩｆが取られおり、その主制御装置１０の指示に従ってロボット筐体ブロック２０を駆動、制御し、また、鏡筒２１内の照明灯の明るさを適切に調整する装置である。またカメラ２２のシャッターをコントロールする。この機構制御装置３０は主制御装置１０の元に制御され、ロボット筐体ブロック２０を同一水平面でＸＹ方向に所定のシーケンスに従って駆動、制御する。
【００２１】
また、図１には、ペースト状の半田Ｓが電気回路パターン（不図示）の所定の位置に印刷された部品実装基板Ｐも図示した。電気回路パターンも含めて半田Ｓは多数の検査単位であるセクションに分割されており、各セクションは前記のように機構制御装置３０の下で鏡筒２１により照明される。
【００２２】
主制御装置１０は、図２に示したように、画像データ変換制御部１１０、主制御盤１２０、情報処理部１３０などから構成されており、更に、画像データ変換制御部１１０は撮影画像データ記憶部１１１、画像処理アプリケーションソフトウエア１１２から構成されており、主制御盤１２０は画面操作部１２１、データベース１３１へのアクセス部１２２から構成されており、そして情報処理部１３０はデータベース部１３１、検査結果データ記憶部１３２、画像データ保存部１３３、平均基準値取得データ記憶部１３４、演算処理部１３５などから構成されている。
【００２３】
画面操作部１２１の操作により、画像データ変換制御部１１０の撮影画像データ記憶部１１１にはカメラ２２が撮影した画像データが入力され、記憶される。記憶された画像データは画像処理アプリケーションソフトウエア１１２で数値化される。
【００２４】
数値化された画像データはアクセス部１２２の動作によりデータベース１３１へ書き込まれ、或いは、読み出される。
【００２５】
データベース１３１には基板データ、画像データ、検査結果データの他、鏡筒２１を移動させるデータ、照明の輝度を可変させるデータなどが記憶されている。
【００２６】
検査結果データ記憶部１３２には検査された部品実装基板の全ての数値データが保存される。
【００２７】
画像データ保存部１３３には、データベース１３１から作業者が必要とするデータ、例えば、半田Ｓの印刷面積、半田Ｓの印刷幅、半田Ｓの印刷位置などの画像データが引き出され、保存される。
【００２８】
平均基準値取得データ記憶部１３４には後記する手法で得られた、部品実装基板の検査に用いられる平均基準値が記憶され、保存される。
【００２９】
演算処理部１３５は基準値平均化処理、画像データより得られた半田情報を基に平均化処理を実行する。
【００３０】
次に、図３に示したフローチャートを用いて、本発明の部品実装基板検査装置１の動作を説明する。
【００３１】
先ず、画面操作部１２１を操作して部品実装基板検査装置１を始動させる（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、ステップＳ２で検査しようとする種類の部品実装基板の最初の部品実装基板Ｐがロボット筐体ブロック２０の下方の載置盤（不図示）に載置、投入され、ロボット筐体ブロック２０内の照明装置（不図示）でその部品実装基板Ｐを照明しながら、カメラ２２でその部品実装基板Ｐの検査ポイントを所定のシーケンスに従って順次撮影して行く。
【００３３】
撮影した画像データは主制御装置１０のデータベース１３１に溜め込まれる（ステップＳ３）。この画像データは一枚目の部品実装基板Ｐのデータの仮基準値として設定され、演算処理部１３５に取り込まれる（ステップＳ４）。
【００３４】
ステップＳ５ではステップＳ２以下の作業と同じ作業で２枚目以降の部品実装基板Ｐの検査を行う。
【００３５】
次に、ステップＳ４で取り込んだ仮基準値と２枚目以降の各部品実装基板Ｐの画像データとをそれぞれ演算処理部１３５で比較する（ステップＳ６）。
【００３６】
この比較で仮基準値との差がなければ、画像データとして先ず取得し、検査結果データ記憶部１３２に取り込む（ステップＳ７）。この一連の作業が終了しなければ、更に何枚かの部品実装基板Ｐを流して画像データを採る。何枚かの部品実装基板Ｐの画像データを採って作業者が良いと判断したら止める。なお、このステップＳ７における「ＮＯ」は次の新しい部品実装基板Ｐを見るか、という意味である。
【００３７】
ステップＳ６において、取得した２枚目以降の部品実装基板Ｐの画像データが仮基準値から外れているとＮＧ（Ｎｏ  Ｇｏｏｄの略）とされてステップＳ８へ進み、これも検査結果データ記憶部１３２に保存される。
【００３８】
ＮＧ警告は画面操作部１２１の画面上に、図４に示したような画面として表示される。左側の仮基準値を取得した部品実装基板Ｐの１検査ポイントの半田部分を表示し、右側は二枚目以降の部品実装基板Ｐを検査して前記仮基準値から許容値を超えたＮＧの部品実装基板Ｐの前記と同一の１検査ポイントの半田部分を表示した詳細確認画面を示している。
【００３９】
そして、それぞれの画面の下方には、それぞれの各種データの表の画像が、それぞれの検査ポイントの名称、判定などの欄を区分して表示され、そして上閾値、下閾値、半田の印刷位置ずれ検査、２値化、表示拡大、表示縮小、検査、ヒストグラムなどのボタンが表示されている。
【００４０】
また、図５に平均値取得メイン画面として示したように、ハッチングで示した部分を作業者に、その比較結果がＮＧだったことが明確に判るように、例えば、赤字で表示することができる。このＮＧ警告は警告だけを行って引き続いて他の部品実装基板Ｐを次々に比較して行くことも可能である。そして、例えば、５枚の部品実装基板Ｐを検査、比較した後に、このＮＧ警告の画像データを詳細を見て行くことができる。
【００４１】
なお、図５の平均値取得メイン画面において、上左側の画面は仮基準値の部品実装基板Ｐの１検査リージョンを表示しており、これに対して上右側の画面はＮＧとされた部品実装基板Ｐの１検査リージョンで、両者比較対照できるように表示されている。そして下半分の画面に表示されている表は検査に掛けられた部品実装基板Ｐの各検査ポイント毎の数値データを示したもので、右端の「履歴表示」の欄に矢示Ａで示したように、半田の印刷面積の数値を示している。この他、半田の印刷幅（Ｘ方向幅、Ｙ方向幅）、半田のずれ量（重心Ｘ軸、重心Ｙ軸）でも表示することができる。
【００４２】
ステップＳ１０で検査結果データ記憶部１３２からＮＧの検査ポイントの抽出を行い、ステップＳ１１で前記ＮＧ検査ポイントの平均化処理への採用不採用の判定を作業者が目視で行う。
【００４３】
この目視による判定は数値データで行ってもよいが、図４に示した詳細確認画面の「ヒストグラム」というボタンをクリックすることにより、画面操作部１２１上に図６の右下画面に示したような２値化データのヒストグラムとして表示でき、平均化処理への採用不採用の判定を作業者が目視で行い易くすることが好ましい。このヒストグラムは半田Ｓの印刷面積を表しており、縦軸は明るさの面積、横軸は明るさの分布を指す。この右側のヒストグラムは半田Ｓ部分を、左側のヒストグラムは電気回路パターンＰａ（銅）部分を指す。
【００４４】
なお、上右側の画面はその部品実装基板Ｐの全体図であって、検査ポイントを含む全検査リージョンを長方形の線で示した。上左側の画面は１検査リージョン内の１検査ポイントを拡大して示したもので、薄い灰色の四角の部分は半田Ｓ部分を指し、やや濃い灰色の部分は電気回路パターンＰａ部分である。そしてこのヒストグラムは半田の印刷面積を表しており、この他、半田の印刷幅の大きさ、半田の印刷位置のずれ量を同様に表すことができる。
【００４５】
ステップＳ１１での目視はヒストグラムで行っても良いし、図５の下表に示したように、半田の印刷面積の平均値と基準値との比をとり、比率の大きい順に並び換えて数値で比較し易いように、例えば、［表１］でハッチングを施した部分を赤字で表示して採用不採用の判定を行ってもよい。この比較で「不採用」と判定した場合、平均値算出の条件設定キーのＫの「削除」キーをクリックすることにより、その測定結果は削除され、平均値算出に採り入れられないことができる。［表１］は４カ所の検査ポイントのみを取り出し、拡大して示した。
【００４６】
ステップＳ１１で不採用と判定した検査ポイントの検査結果データは捨て、採用と判定した検査結果データはステップＳ７で取得した検査結果データと共に演算処理部１３５に加えられ、それらを平均化して平均基準値を出す（ステップＳ１２）。この操作を繰り返し実行することにより、基準値の平均化処理の精度を向上させることができる。
【００４７】
この平均化処理で得られた数値が各検査ポイントの基準値となる。それぞれの基準値は平均基準値取得データ記憶部１３４に取り込み、部品実装基板検査装置１はこれらの基準値を基にして部品実装基板Ｐの半田印刷後の絶対値判定を画像認識処理で実行することになる。
【００４８】
この部品実装基板検査装置１を用いることにより、製造現場で精度の高い検査数値データの確保が容易にできるようになり、検査判定の精度向上、信頼性の向上が実現する。
【００４９】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明装置の一実施例の部品実装基板検査装置のシステムの概念図である。
【図２】図１に示した部品実装基板検査装置の主制御装置のシステムブロック図である。
【図３】図１及び図２に示した部品実装基板検査装置における基板検査の基準値平均化を説明するためのフローチャートである。
【図４】平均化操作で仮基準値に対して基準値を許容値を超えたＮＧ画像の比較を行う操作画面図である。
【図５】平均化操作画面で実際に複数枚検査した時の検査ポイント毎の検査データを数値化して表に表した平均値取得メイン画面図である。
【図６】部品実装基板の検査ポイントの検査情報を表す画面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  本発明の一実施例の部品実装基板検査装置
１０  主制御装置
１１０  画像データ変換制御部
１１１  撮影画像データ記憶部
１１２  画像処理アプリケーションソフトウエア
１２０  主制御盤
１２１  画面操作部
１２２  データベース１３１へのアクセス部
１３０  情報処理部
１３１  データベース
１３２  検査結果データ記憶部
１３３  画像データ保存部
１３４  平均基準値取得データ記憶部
１３５  演算処理部
２０  ロボット筐体ブロック
２１  鏡筒
２２  カメラ
３０  機構制御装置
Ｓ  半田
Ｐ  部品実装基板
Ｉｆ  インターフェイス
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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