(57)【要約】【課題】プリント基板上の不良部品の部品種別の判定を、部品種別に基づく付加情報を追加して表示して正確に行う。【解決手段】検査すべき電子部品の部品種別情報中の形状データを表示部８０５にて２次元表示して被検体となる電子部品を選択決定し、決定された検査すべき電子部品データをプリント基板が表示される表示部８０５上で配置し、プリント基板上のグランドの位置高さである基準高さを決定し、選択決定された電子部品の部品種別情報に対応して付加形状情報記憶部８１２に記憶されている描画情報をグランドデータからの高さデータを基準高さにして部品形状と共に配置して表示部８０５にて表示する。【選択図】  図８
2005164454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に配置された電子部品や半田やクリーム半田の内、１つ以上を画像データ
として計測して検査する実装外観検査方法において、
プリント基板上に配置された電子部品の部品形状データと部品位置データと部品種別情
報が記憶されたティーチングデータをティーチングデータ記憶部より取得し、
その取得されたティーチングデータの部品種別情報に対応した付加形状情報を付加形状
情報記憶部から取得し、
計測される画像データが記憶される計測データ記憶部より前記プリント基板の計測され
た画像データを取得し、
当該画像データに基づいて、前記付加形状情報の表示サイズを決定し、
前記決定される表示サイズを含む付加形状情報と前記部品形状データを、前記部品位置
データに基づいて表示することを特徴とする実装外観検査方法。
【請求項２】
前記プリント基板の複数のグランド点から仮想基準平面を設定して、表示する高さ位置決
定することを特徴とする請求項１に記載の実装外観検査方法。
【請求項３】
前記付加形状情報記憶部に記憶された付加形状情報は、前記部品の形状データに対応した
３次元形状データであることを特徴とする請求項１に記載の実装外観検査方法。
【請求項４】
前記プリント基板上の実装電子部品の画像データを計測し、当該計測された画像データと、予め作成され記憶されている検査を行う電子部品の検査判定基準値を設定したティーチングデータを比較し、前記実装電子部品の良否を判定する検査部を有し、不良と判定された電子部品を３次元表示することを特徴とする請求項１に記載の実装外観検査方法。
【請求項５】
プリント基板上に実装された電子部品、電子部品とプリント基板を接合した
半田、およびクリーム半田の１つ以上を被検体に対して、検査を行う被検体の形状、位置、検査方法を設定したティーチングデータを作成し、計測した画像に対して、ティーチングデータに基づいて、検査を実行し、被検体が搭載された実装プリント基板の良否を決定する実装外観検査装置において、
前記プリント基板の被検体の画像データ及びグランドデータを計測するデータ計測部と、
計測された画像データを記憶する画像データ記憶部と、
当該計測された画像データと予め作成され記憶されている検査を行う電子部品の検査判定
基準値を記憶したティーチングデータ記憶部と、
前記計測された画像データと前記ティーチング記憶部に記憶されるティーチングデータに
基づいて被検体の良否を検査する検査部と、
当該検査部の検査結果を記憶する検査結果記憶部と、
前記実装プリント基板の検査すべき被検体の部品種別情報を記憶するライブラリデータ記
憶部と、
前記電子部品の部品種別情報に対応した付加形状情報を記憶する付加形状情報記憶部と、
前記画像データから付加形状情報のサイズを決定するティーチングデータ表示データ生成
部と、
ティーチングデータ中の形状データとその形状データに対応した付加情報を重畳して前記
グランドデータからの高さデータを基準高さにして３次元表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする実装外観検査装置。
【請求項６】
前記ティーチングデータ記憶部は、前記検査すべき被検体の近傍のグランドデータを前記
被検体の検査部品データと対応して記憶することを特徴とする請求項５に記載の実装外観
検査装置。
【請求項７】
前記基準高さは、プリント基板の複数のグランド点から仮想基準平面を設定して決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の実装外観検査装置。
【請求項８】
前記付加情報記憶部に記憶された描画情報は、前記部品種別情報中の形状データに対応し
た３次元形状データであることを特徴とする請求項５に記載の実装外観検査装置。
【請求項９】
前記ライブラリデータ記憶部に記憶されるライブラリデータには、被検体である電子部品
の部品種類を示すデータであることを特徴とする請求項５に記載の実装外観検査装置。
【請求項１０】
前記検査部にて不良と判定された被検体は、良品の被検体の表示色と異なる色にて表示す
ることを特徴とする請求５に記載の実装外観検査装置。
【請求項１１】
前記検査部にて不良と判定された被検体は、当該被検体の表示に十字カーソルを重畳して
表示することを特徴とする請求５に記載の実装外観検査装置。
【請求項１２】
プリント基板上に配置された電子部品、電子部品とプリント基板を接合し
た半田、およびクリーム半田の１つ以上を被検体に対して、検査を行う被検体の形状、位
置、検査方法を設定したティーチングデータを作成し、計測した画像に対して、ティーチングデータに基づいて、検査を実行し、被検体が搭載されたプリント基板の良否を決定する実装外観検査方法において、
前記プリント基板のグランドの位置高さである基準の高さを決定し、
前記被検体の部品種別を決定し、
前記決定された部品種別による部品形状データと当該部品種別に対応した付加形状情報と
より当該部品の画像データを合成し、
前記画像データを前記基準高さに重畳して表示することを特徴とする実装外観検査方法。
【請求項１３】
前記プリント基板のグランドの位置高さは、前記被検体の電子部品の近傍の複数のグラン
ド点から決定することを特徴とする請求項１２に記載の実装外観検査方法。
【請求項１４】
前記検査部にて不良と判定された被検体は、良品の被検体の表示色と異なる色にて表示す
ることを特徴とする請求１２に記載の実装外観検査方法。
【請求項１５】
前記検査部にて不良と判定された被検体は、当該被検体の表示に十字カーソルを重畳して
表示することを特徴とする請求１２に記載の実装外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント実装基板を製造する工程における実装外観検査装置及び実装外観検
査方法に関するもので、特に、検査を行う被検体の基準値となるティーチングデータの表
示に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
実装外観検査装置は、カメラやレーザー計測により電子基板の画像を撮像し、その撮像
した画像データを用いて、検査対象となるプリント基板上に配置された電子部品や半田の
状態を認識し、その良否を判定する装置である。
【０００３】
実装外観検査装置を製造工程に適用し、製造ライン上を流れる電子基板の良否を判定さ
せるためには、まず予め検査対象となる被検体（電子部品など）が装着される装着位置、
装着角度、部品寸法、検査内容、およびデータ計測領域等を設定したティーチングデータ
を作成し保存する。そして、実際の製造工程において外観検査を実施する際に、保存して
あるティーチングデータから目的のデータを選択して読み出し、そのティーチングデータ
に基づいて、外観検査装置で電子基板の所望の部位の画像データを計測し、本計測した画
像データを用いて各種検査処理を行い、その検査結果データから電子基板の良否判定を行
う。電子部品に対する検査項目としては、部品位置ずれ、部品浮き、表裏反転、極性、
リード浮き、リード位置ずれ、はんだ不良、リード間ブリッジなどがあり、クリームはん
だ検査においては、はんだ面積、はんだ体積、はんだずれ、形状以上などがある。
【０００４】
実装ラインにおいて検査を行う際には、予め作成したティーチングデータをディスプレ
イ上にグラフィック表示し、基板毎に、不良と判断した被検体に対して、被検体の形状
データの表示色を良品と異ならせて表示し、不良個所が視覚的に確認できるように表示す
る。また外観検査機で不良基板と判定した基板を修理する工程においても、ディスプレイ
上にティーチングデータをグラフィック表示し、検査時に不良と判断した被検体の形状
データの表示色を良品と異ならせて表示し、その不良個所が視覚的に確認できるようにし
ている。
【０００５】
特許文１には、不良箇所を２次元表示し、検査対象の修正に基づいて画面を変更するの
で、表示画面上で検査対象の未修正が容易に判断できることなどが開示されている。
また、特許文献２には、プリント基板に搭載される部品の単価情等を３次元形状、マーク、文字などで視覚的に分かり易く表示することが開示されている。
【特許文献１】特公平８−２７３２９号公報
【特許文献２】特開平１１−２０３３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の実装外観検査装置のティーチングデータ作成においては、検査に必要な情報のみ
を設定しており、部品に関する全ての情報は設定されない。例えば部品サイズ情報におい
て、検査に必要な箇所のデータのみを設定するれば目的とする検査が行えるため、その他
のデータは設定する必要性がない。通常検査システムは、ユーザーのデータ入力作業を軽
減するため、検査に必要な情報のみの入力要求を行い、その他のデータの入力要求は行わ
ない。このためティーチングデータに基づいて、ディスプレイ上に被検体の部品形状をグ
ラフィック表示した場合、その表示のみからでは、部品種別を判別することが困難となっ
ている。例えば、チップ部品をグラフィック表示した場合、チップ抵抗およびチップコン
デンサの部品形状は同じであり、画面表示からでは、２種類の部品種別を判別することが
できない。またアルミ電解コンデンサの表示においては、本体円筒の状態を検査せず、土
台部分の矩形のみを検査対象とするため、その形状データは土台形状（矩形）となり、グ
ラフィック表示からでは、アルミ電解コンデンサと想像することさえも不可能となる。
【０００７】
また、検査機において不良と判定した電子基板を修理する修理工程においては、実装外
観検査装置と同様に、ティーチングデータをディスプレイ上にグラフィック表示し、基板
上における不良部品の位置を良品と区別して判別できるように、不良部品の形状データの
表示色を変えたり十字カーソル表示などによって、その位置情報を提供し、その表示情報
に基づいて、修理者は実際の不良基板の不良箇所を特定し、修理作業を行っている。しか
し検査において用いる部品サイズのグラフィック表示情報のみからでは部品種別が判別で
きず、本来の不良部品を周辺の良品部品と間違えてしまう等の問題が発生しており、検査
機で正しく不良を特定しているにもかかわらず、人的行為より不良を後工程に流出させて
いる問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来の課題を解決するために、本発明の実装外観検査方法は、プリント基板上に配置さ
れた電子部品や半田やクリーム半田の内、１つ以上を画像データとして計測して検査する
実装外観検査方法において、プリント基板上に配置された電子部品の部品形状データと部
品位置データと部品種別情報が記憶されたティーチングデータをティーチングデータ記憶
部より取得し、その取得されたティーチングデータの部品種別情報に対応した付加形状情
報を付加形状情報記憶部から取得し、計測される画像データが記憶される計測データ記憶
部より前記プリント基板の計測された画像データを取得し、当該画像データに基づいて、
前記付加形状情報の表示サイズを決定し、前記決定される表示サイズを含む付加形状情報
と前記部品形状データを、前記部品位置データに基づいて表示することを特徴としたもの
である。
【０００９】
また、本発明の実装外観検査装置は、プリント基板上に実装された電子部品、電子部
品とプリント基板を接合した半田、およびクリーム半田の１つ以上を被検体に対して、検
査を行う被検体の形状、位置、検査方法を設定したティーチングデータ（教示データ）を
作成し、計測した画像に対して、ティーチングデータに基づいて、検査を実行し、被検体
が搭載された実装プリント基板の良否を決定する実装外観検査装置において、
前記プリント基板の被検体の画像データ及びグランドデータを計測するデータ計測部と、
計測された画像データを記憶する画像データ記憶部と、当該計測された画像データと予め
作成され記憶されている検査を行う電子部品の検査判定基準値を記憶したティーチング
データ記憶部と、前記計測された画像データと前記ティーチング記憶部に記憶される
ティーチングデータに基づいて被検体の良否を検査する検査部と、当該検査部の検査結果
を記憶する検査結果記憶部と、前記実装プリント基板の検査すべき被検体の部品種別情報
を記憶するライブラリデータ記憶部と、前記電子部品の部品種別情報に対応した付加形状
情報を記憶する付加形状情報記憶部と、前記画像データから付加形状情報のサイズを決定
するティーチングデータ表示データ生成部と、ティーチングデータ中の形状データとその
形状データに対応した付加情報を重畳して前記グランドデータからの高さデータを基準高
さにして３次元表示する表示部と、を備えたことを特徴としたものである。
【００１０】
また、本発明の実装外観検査方法は、プリント基板上に配置された電子部品、電子部
品とプリント基板を接合した半田、およびクリーム半田の１つ以上を被検体に対して、検
査を行う被検体の形状、位置、検査方法を設定したティーチングデータ（教示データ）を
作成し、計測した画像に対して、ティーチングデータに基づいて、検査を実行し、被検体
が搭載されたプリント基板の良否を決定する実装外観検査方法において、前記プリント基
板のグランドの位置高さである基準の高さを決定し、前記被検体の部品種別を決定し、前
記決定された部品種別による部品形状データと当該部品種別に対応した付加形状情報とよ
り当該部品の画像データを合成し、前記画像データを前記基準高さに重畳して表示するこ
とを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実装外観検査方法及び実装外観検査装置によれば、ティーチングデータにおけ
る部品の形状データと、部品種別毎に付加形状情報とを合成表示することにより、表示情
報のみから部品種別の視覚的判定が可能となる。これにより、不良部品を修理する際、実
基板とティーチングデータのグラフィック表示の比較作業において、実基板における不良
部品の位置を特定することが容易となり、誤認識を抑制することが可能となる。また、誤
認識を抑制することで、外観検査機が不良と判定した部品を搭載した基板が、修理されず
に後工程に流出することを抑制することが可能となる。
【００１２】
また、ティーチングデータに、被検体の近傍のグランド点からグランドデータを作成す
るので、正確な被検体の３次元表示が可能となるとともに、プリント基板の良否判定が正
確に行える。
【００１３】
これにより、企業から生産される電子機器において、市場への不良流出を抑制すること
が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実装外観検査装置及び実装外観検査方法に関し、特にティーチング
データ作成と表示の方法について図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実装外観検査装置及び実装外観検査方法は、クリーム半田が塗布されたプリ
ント基板やプリント基板に電子部品が実装された実装基板の検査などにも適用ができるも
のであり、以下に実装基板の製造ラインについて説明する。
【００１６】
図２において、まず、クリームはんだ塗布装置２１０により、回路パターンが施された
プリント基板にクリームはんだを塗布する。その後、クリームはんだ外観検査装置２２０
により、塗布されたクリーム半田の位置や塗布量等を検査する。そして検査の結果に基づ
き良品基板は次工程２３０へ、不良基板は修正工程２２５で修理をした後、次工程２３０
へ搬入する。この修理工程においては、塗布されたクリームはんだをすべてふき取り、再
度クリームはんだ塗布装置２１０へ搬入し印刷行う場合もある。
【００１７】
次に、電子部品搭載装置２３０により、クリーム半田外観検査を通過した良品の実装基
板に対して電子部品を搭載し、その後、リフロー前外観検査装置２４０により、搭載した
電子部品の状態やリード先端にあるクリーム半田の状態、あるいは電子部品が搭載されて
いない箇所におけるクリーム半田の状態や異物混入検査を行う。そして検査の結果に基づ
き良品基板は次工程２５０へ、不良基板は修理工程２４５で修理をした後、次工程２５０
へ搬入する。修理工程においては、検査機における検査結果画面において不良とされた部
品を確認し修理を行う場合や、検査結果を別の検査結果確認システムに表示し、本表示に
基づいて不良箇所を確認し修理を行う場合等がある。
【００１８】
最後に、リフロー前検査装置を通過した良品の実装基板に対して、リフロー装置２５０
によって、プリント基板と電子部品をはんだ接合し、その後、リフロー後外観検査装置２
６０により、はんだ付けされた部品の状態や接合した半田の状態等、完成した実装基板の
状態を検査する。そして検査結果に基づき良品基板は後工程２７０（例えば組み立て工
程）へ、不良基板は修理工程２６５で修理を行い、後工程２７０へ引き渡す。修理工程に
おいては、検査機における検査結果画面において不良とされた部品を確認し修理を行う場
合や、検査結果を別の検査結果確認システムに表示し、本表示に基づいて不良箇所を確認
し修理を行う場合等がある。
【００１９】
上記実装基板製造ラインにおいては３つの工程で外観検査機を用いた例を示したが、そ
の他のケースとして、少なくとも３工程の外観検査の内、１工程以上に外観検査装置が適
用される製造ラインであってもよい。また外観検査装置として、Ｘ線投影装置やＸ線ＣＴ
装置が用いられるケースであってもよい。
【００２０】
図３は、本発明の実装外観検査装置及び実装外観検査方法に使用される３次元外観検査
部の動作原理を説明するための模式図である。
【００２１】
まず、外観検査部は、計測するデータに基づいて２種類に分類すると、ＣＣＤカメラ
やラインセンサ等のセンサで２次元データを計測し、本２次元データに基づいて検査を行
う２次元外観検査と、レーザー三角測量等のセンシングにより被検体の表面形状データ
（高さ画像）も含んだ３次元情報を計測し、本３次元データに基づいて検査を行う３次元
外観検査を行う装置がある。また透過型Ｘ線検査装置やＸ線ＣＴ装置もある。
【００２２】
図３においては、３次元データ計測が可能な３次元外観検査を行う場合の撮像原理に
おける一実施例を示す。
【００２３】
本３次元外観検査を行う計測部は、レーザーユニット３１０からレーザー光３２０を被
検体３３０に照射し、被検体３３０からの反射光をＰＳＤ（Position Sensitive 
Detector）センサ（３４０）で受光する。三角測量の原理から、レーザーの照射座標、被
検体上の計測座標（サンプリング座標）、センサにおける信号受信座標により、サンプリ
ング点における高さが決定される。例えば、被検体３３０が存在する場合、レーザー光３
２０はポイント３５０で反射し、集光レンズ３７０を通り、その反射光３５１はＰＳＤ３
４０におけるポイント３５２へ到達する。これに対し、被検体３３０が存在しない場合、
照射されたレーザー光３２０はポイント３６０で反射し、その反射光３６１は集光レンズ
３７０を通り、ＰＳＤ３４０におけるポイント３６２へ到達する。このように、サンプリ
ング座標における高さ（Ｚ）の違いにより、ＰＳＤセンサが受光する位置が異なる。ＰＳ
Ｄは受光位置に応じた２つの信号を出力するセンサであり、この２つの信号を(式１)に基
づいて計算することによりサンプリング座標における高さを決定することができる。また
図３においては、簡略化のため投光光学系および受光光学系の記載を省略しているが、こ
れらが組み込まれた場合においても、計測原理は同様となる。
【００２４】
３次元外観検査を行う場合は、任意領域のデータ計測を行うため、３次元外観計測部を
固定したまま被検体をＸＹ平面内で平行移動させて信号計測を繰り返し行うか、あるいは、被検体を固定したままサンプリング座標点を平行移動させることによって、２次元領域における表面形状データを計測する。このとき計測した表面形状データは、２次元配列に格納され、その画素値が、各サンプリング点における高さを表す。以下高さ画像と記述する。
【００２５】
即ち、任意座標（ｘ、ｙ）におけるＰＳＤ３４０の出力信号値１をＩａ（ｘ、ｙ）、Ｐ
ＳＤ３４０の出力信号値２をＩｂ（ｘ、ｙ）とし、任意座標（ｘ、ｙ）における表面状
データをＨ（ｘ、ｙ）とすると、表面状データＨ（ｘ、ｙ）は、Ｈ（ｘ、ｙ）＝Ｉａ（ｘ、ｙ）／（Ｉａ（ｘ、ｙ）＋Ｉｂ（ｘ、ｙ））と表わすことができる。
【００２６】
また３次元外観計測部においては、ＰＳＤ３４０センサから出力される２つの信号デー
タＩａ（ｘ、ｙ）とＩｂ（ｘ、ｙ）を足し合わせることにより、受光光量を反映した輝度
画像を生成することができ、カメラ画像と同様な画像を計測することができる。即ち、検
査面座標（ｘ、ｙ）の輝度画像データＢ（ｘ、ｙ）は、Ｂ（ｘ、ｙ）＝Ｉａ（ｘ、ｙ）＋
Ｉｂ（ｘ、ｙ）にて得ることができる。
【００２７】
以上に説明した３次元外観検査部の動作原理を用いた３次元外観検査装置については、
特許公報第３０６４５１７号公報にて詳細に示している。
【００２８】
上記３次元外観計測部によって計測した画像データをティーチングデータ（教示デー
タ）に基づいて処理することによって、被検体であるプリント基板上のはんだ部や電子部
品を検査する。ティーチングデータは、予めユーザーが作成するもので、ティーチング
データの作成とは、プリント基板上の被検体の形状、位置、検査方法や、検査機において
画像を撮像する計測領域等を設定することをいう。そして、３次元外観計測部を用いて撮
像した被検体の画像データに対して、作成されたティーチングデータに基づき検査を実行
し、被検体が搭載されたプリント基板の良否を決定する。
【００２９】
次に、図８に示す実装外観検査装置のブロック図を用いて、実装外観検査装置の動作を
説明する。
【００３０】
図８において、ティーチングに用いる実装基板全体の画像データの計測や、実際の検
査においてティーチングデータに基づいて基板検査に必要な領域の画像データの計測を行
うデータ計測部８０１、データ計測部８０１において計測した実装基板全体の画像データ
や、被検体ごとの画像データ等を記憶する計測データ記憶部８０２を有する。そして実際
の検査において、データ計測部８０１によって計測した画像データ、あるいは計測データ
記憶部８０２に記憶された画像データと、予め作成済みでティーチングデータ記憶部８１
１に記憶されているティーチングデータにより、被検体の良否の判定を行う検査部８０３、検査部８０３の検査結果を記憶する検査結果記憶部８０４を有する。電子部品に対する検査項目としては、部品位置ずれ、部品浮き、表裏反転、極性、リード浮き、リード位置ずれ、はんだ不良、リード間ブリッジなどがあり、クリームはんだ検査においては、はんだ面積、はんだ体積、はんだずれ、形状異常などが検査項目となる。
【００３１】
次に検査に用いるティーチングデータを作成するための機構として、ライブライリ
データ入力部８２０において、被検体の形状データや検査方法を部品種別毎に作成し、作
成したライブライリデータをライブライリデータ記憶部８２１に記憶する。そして記憶し
たライブライリデータを用いて、ティーチングデータ入力部８１０により、ティーチング
データを作成する。具体的には、ティーチングデータ入力部８１０において、ライブライ
リデータ記憶部８２１に記憶されたライブライリから被検体に適したライブラリを選択し、その形状データを被検体の位置や角度に合わせて配置する。また被検体に応じた部品種別情報を設定する。本処理を被検体数分繰り返し、基板全体の検査情報を作成する。またティーチングデータ作成においては、全ての被検体を計測するための計測エリアの設定も行う。こうして作成したデータをティーチングデータを、ティーチングデータ記憶部８１１に登録する。
【００３２】
次にティーチングデータを表示する処理においては、ティーチングデータ記憶部８１
１に登録されている表示対象となるティーチングデータと、ティーチングデータにおいて
設定されているライブライリデータ記憶部８２１に記憶されているライブライリデータと、ティーチングデータにおいて設定された部品種別に対応した付加形状情報記憶部８１２に登録されている付加形状データを合成してティーチングデータの表示用形状データを生成するティーチングデータ表示データ生成部８３０を有する。付加形状情報は、ティーチングデータに指定し、保存する場合の他に、ライブラリデータにて、指定・保存してもよい。
【００３３】
データ制御部８００は、ティーチング状態や検査状態の制御を行い、また各状態にお
いて必要な情報を表示部８０５に表示する。
【００３４】
図４、図５、図８を用いて、実装外観検査装置のティーチングデータ作成手順を、
チップコンデンサ５１３のティーチングデータを作成する場合を例に説明する。
（１）プリント基板サイズを入力し、これをティーチングデータに登録し、表示部８０５
に相当するディスプレイ５１０に表示する（ステップ４００）。
（２）プリント基板中において、撮影する領域と位置を設定し、撮影領域としてティーチ
ングデータに登録し、ディスプレイ表示する（ステップ４０１）。通常、基板サイズに対
して、撮影可能な最大サイズを設定する。予め被検体となる電子部品が実装されている箇
所が特定できる場合は、基板サイズのグラフィック表示上において適切な場所に適切なサ
イズの撮影領域を設定する。サイズ設定や変更はディスプレイ５１０上でマウスやキー
ボート等の入力デバイス５１２により行う。
（３）設定した撮影領域の画像データを計測する。あるいは、既に計測し保存している画
像データを読み出す（ステップ４０２）
（４）計測した画像や読み込んだ画像データをディスプレイ５１０に表示する。（ステッ
プ４１０）
（５）ディスプレイ５１０に表示した画像上において、入力デバイス５１２を用いて、
ティーチングデータの作成を開始する。ティーチングデータは、検査部品データ、ティー
チングデータ、グランドデータからなる。
（６）被検体の形状や検査情報が、予めライブライリデータとして登録されているかどう
かの判断を行う（ステップ４２１）。もしライブライリデータとして登録されていない場
合、ステップ４３０〜４３５のライブライリ作成処理を実行し、既にライブラリ登録され
ている場合は、ライブライリ作成処理をスキップしステップ４４０へ移行する。
（７）ライブラリ作成処理は、被検体の種別毎に、形状情報や検査方法を決定し、これを
ライブライリデータとして登録する（ステップ４３０）。まずライブライリデータとして、部品本体５２１の形状・サイズ、リード（５２２，５２３）の数・形状・サイズ、ランド（５２４，５２５）の形状・サイズ等、被検体に関する形状データをティーチングデータ入力インターフェイス５４０において５４１の入力エリアに設定するか、あるいはディスプレイ５１０上でマウスなどの入力デバイス５１２を用いて画像上で指定する（ステップ４３１）。次に、被検体に対する検査項目とその検査パラメータ入力エリア５４２において設定する（ステップ４３２）。検査項目としては、部品の位置ずれ検査、表裏反転検査、部品浮き検査、リード位置ずれ検査、リード浮き検査、はんだ検査、ブリッジ検査等を設定する。検査項目としては、その他の項目を用いてもよい。そして入力終了後、上記で設定された形状データをディスプレイ５１０にグラフィック表示する（ステップ４３３）。最後に設定された形状データと検査データをライブライリデータの１つとして登録する（ステップ４３４）。
（８）グランドデータ作成処理は、３次元検査装置特有の処理で、部品の高さを決定する
ために必要なグランドデータを作成する処理である（ステップ４４０）。基板は一様な平
面ではなく歪を有しているため、一般に基板面が機械座標系の高さゼロの位置に存在しな
い。このため部品の高さを基板面からの相対値で決定する。つまり部品の高さから基板の
高さを引いた値が部品の高さとなる。この基板の高さを精度良く決定する方法として、で
きるだけ被検体の近くにグランドデータ３点を設定し、その３点の高さを決定し、その高
さをグラド中心座標における高さとして決定する。そしてグランド中心座標３点を通る平
面を決定し、その平面における被検体の中心座標（Ｘ、Ｙ）における高さ（Ｚ）を決定す
る。求めた高さの値をプリント基板面高さとして決定する。被検体の周辺に３点のグラン
ド点を設定できない場合は、グランドデータ１つにおける高さを決定し、そのグランドに
おける高さをプリント基板高さとして決定する。そして決定したグランド高さが部品を表
示する際の高さ方向における基準高さとする。本グランド点における高さは、検査を行う
プリント基板毎に求める。
【００３５】
本プリント基板面の高さを求める領域を設定する処理がグランドデータ作成処理であ
る。作成したグランドデータは任意のグランド番号を付与し、ティーチングデータに登録
する。部品５２１においては、周辺の回路パターン（銅箔面）５２６，５２７上にグラン
ド領域として３点（５２８，５２９，５３０）のグランドデータを設定している。
（９）検査を行う検査部品データを作成し、ティーチングデータに登録する（ステップ４
５０）。ディスプレイ５１０上において表示された画像データに対して、予め登録したラ
イブラリデータから適切なライブライリデータを決定し、被検体の位置や角度において応
じて、決定したライブラリデータを配置する。そして決定したライブライリデータ、位
置・角度を検査部品データとして登録し、この検査部品データをティーチングデータに登
録する。まず、検査部位品データとして、部品種別情報を入力エリア５５１に入力する
（ステップ４５１）。例えば、チップ抵抗、チップコンデンサ、多連抵抗、アルミ電解コ
ンデンサ、QFP、SOP等を設定する。次に、予め登録したライブライリデータから、被検体
の検査を行うために最適なライブライリデータを入力エリア５５２において決定する（ス
テップ４５２）。そして決定したライブライリデータを配置する位置と角度を入力デバイ
ス５１２を用いてディスプレイ上で決定するか、あるいは入力エリア５５３において設定
する（ステップ４５３）。次に、被検体のランド形状にあわせて、ランドサイズを画像上
にて入力デバイス５１２を用いて決定するか、入力エリア５５４で設定する（ステップ４
５４）。次に予め登録してあるグランドデータから、電子部品５２１の基準高さを決定す
るために用いるグランドデータ３点をディスプレイ５１０上でマウスなどによって選択するか、あるいは入力エリア５５５において選択する（ステップ４５５）。そして最後に、設定したデータを検査部品データとして、ティーチングデータに登録する（ステップ４５６）。
（１０）ティーチングデータに登録された検査部品データに基づいて、ディスプレイ５１
０に部品形状データをグラフィック表示する（ステップ４６０）。検査部品データにおい
て使用しているライブリラデータの部品形状データと、さらに検査部品データに登録され
ている部品種別情報に基づいて予めティーチングシステムに登録している付加形状情報を
合成して表示する。表示する際には、ステップ４４０で決定したグランドデータから決定
した基準高さを部品を配置する高さ方向の基準点とする。本処理内容においては、図１を
用いて別途詳細に説明する。
（１１）画像において、検査対象となる全ての部位に、部品検査データが設定されるまで
繰り返し処理を行う（ステップ４７０）。
【００３６】
上記のティーチング手順は、検査対象がクリームはんだと電子部品で形状データが若干
異なるものの、クリームはんだ外観検査装置、リフロー前外観検査装置、リフロー後外観
検査装置ともほぼ同様のティーチング手順で実現される。また２次元外観検査装置やＸ線
検査装置においてもほぼ同様の手順で実現される。
【００３７】
図１と図８を用いて、ティーチングデータを表示する際、ライブラリに登録されている
部品形状データと、さらに部品種別情報に応じて予め実装外観検査装置に登録されてある
付加形状情報記憶部８１２に記憶されている付加形状情報とを統合表示する一例を説明す
る。
【００３８】
まず図１におけるチップ抵抗とチップコンデンサーの表示例を示す。本発明の実装外
観検査装置においてティーチングに必要な形状情報は、ボディーサイズ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、
リードサイズ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、ランドサイズであり、本ティーチングデータの形状データ
に基づいて２次元表示した結果を１１１に示し、３次元ワイヤーフレーム表示結果を１１
２、３次元シェーディング表示結果を１１３に示す。図１から分かる通り、ティーチング
データの形状データにおいては、チップ抵抗およびチップコンデンサとも、同一形状と
なっており、またサイズも類似のものが多く、ティーチングデータをそのまま表示しただ
けでは、その違いを視覚的に認識することができない。
【００３９】
実装外観検査装置の３次元検査部で不良と判定したプリント基板は、修理を行うか、破
棄される。一般的には、修理を行うことが多く、修理作業を行った後、後工程の製品組み
立てに引き渡される。この修理作業においては、不良箇所を修理者へ分かりやすく示すた
めに、従来においては、ティーチングデータをディスプレイ表示し、その不良箇所を異な
る色や十字カーソル等の使用している。修理者は、本表示情報と実基板を相対比較し、実
基板上の不良部品を特定し、修理作業を行う。
【００４０】
しかし、上記したように、ティーチングデータの情報のみからの表示では、不良部品の
種別を判断することができず、このため、異なった位置の部品を不良部品と誤認識し、本
来の不良部品を修理することなく、後工程に送出する問題があった。
【００４１】
そして、プリント基板に実装されるチップ電子部品が小型化されるとともに高密度実装されると、プリント基板の反りや、部品の浮きや部品が傾いて実装される場合や、クリーム半田の付着むらが発生している場合などが不良原因となり得るので、正確な電子部品の高さを含めて表示する事が必要となる。また、ＢＧＡやＱＦＰなどのＩＣパッケージの部品は高価であり、そのＩＣパッケージの下に、半田片や、小型のチップ部品などが誤って装着される場合なども高さを測定することにより判定可能であり、正確に不良部分を特定し表示することができる。図３に示す本３次元外観検査を行う計測部の測定分解能は１０ミクロンと高精度であり、前述のような不良箇所を判別し表示することが可能である。
【００４２】
そこで、視覚的に部品種別を判別するために、部品種別情報に基づいて、予め特徴的な
形状情報を付加形状情報として付加形状記憶部８１２に保持させ、ティーチングデータ表
示の際、その部品種別情報に基づいた描画情報とティーチングデータ記憶部８１１からの
ティーチングデータを合成し表示する。これを実施した表示として、チップ抵抗の表示を
１２０に、チップコンデンサーの表示を１３１、１３２に示す。チップ抵抗１２０は、
チップ抵抗のリード領域を除外した領域の一部１２１を黒く描画しており、チップコンデ
ンサーは、全体１３３を黒く表示する、あるいは、異なる色（例えば茶色）で表示してい
る。これは、実部品が持つ形態情報を反映したもので、実基板と比較した際、対比が容易
になり、修理者の誤判断を削減することが可能となる。
【００４３】
次にアルミ電解コンデンサーの表示における一実施例を示す。アルミ電解コンデンサー
においては、本発明の実装外観検査装置の３次元外観検査部においては、アルミ電解コン
デンサーの土台部分を検査対象する。このティーチングの様子を１４０に示す。土台本体
が１４１、リードが１４２、ランドが１４３となる。２次元の表示においては、それが何
であるか判別することができず、３次元で表示した場合においても同様である（１５１、
１５２）。そこでアルミ電解コンデンサの中央の円筒形状１６０を予め付加形状情報とし
て付加形状記憶部８１２に登録しておき、本円筒形状をティーチングデータの土台１４１
上部に配置し表示した３次元表示１７０として表示する。その他の部品の表示例として、
図７において、可変抵抗の表示例を示している。上記表示方法を適用することにより、被
検体と類似した形状を修理者に提示することが可能となり、実基板との比較において、誤
認識を削減させることを可能とする。
【００４４】
図６において、ティーチングデータを表示する際、ライブリラデータ記憶部８２１に登
録されている部品形状データと、さらに部品種別情報に応じて予め付加情報記憶部８１２
に登録されている付加形状情報とをティーチングデータ表示データ生成部８３０で合成表
示する処理フローの一例を説明する
まず、チップ抵抗を表示する際の合成データ生成処理フローを説明する。ステップ６１
０において、ライブリラデータ記憶部８２１に登録されているチップ抵抗の部品形状から、チップ抵抗の本体縦サイズ６００、本体横サイズ６０２、本体高さサイズ６０１、リード縦サイズ６０３、リード横サイズ６０２、リード高さサイズ６０１を取得する。次にステップ６１１において、ステップ６００において取得したデータから、付加形状データ６０６の上面縦サイズ６０４、上面横サイズ６０２、側面縦サイズ６０５、側面横サイズ６０４と、部品形状データに対する相対位置をティーチングデータ入力部８１０にて入力することにより決定する。ここでサイズ６０５は、サイズ６０１の１／５とする。最後に、ステップ６１２において、求めた付加形状データとライブラリにおける部品形状データを１つの部品形状データとしてティーチングデータ表示データ生成部８３０で合成し、表示形状を決定する。
【００４５】
次に、アルミ電解コンデンサーを表示する際の合成データ生成処理フローを説明する。
ステップ６３０において、ライブリラデータ記憶部８２１に登録されているアルミ電解コ
ンデンサの部品形状から、アルミ電解コンデンサの土台縦サイズ６２０、土台横サイズ６
２１、土台高さサイズ６２２を取得する。次にステップ６３１において、付加形状データ
６２４の円筒形状（楕円形状）モデルの縦サイズ、横サイズを、土台を内接する楕円サイ
ズとして決定する。次にステップ６３２において、ティーチングデータから基板上の位置
を取得し、その土台の高さを高さ画像データから決定する。画像データから土台の高さを
決定する処理としては、土台領域において、P-タイルアルゴリズムや平均計算により決定
する。ステップ６３３において、ステップ６３２と同様に、付加形状が配置される領域の
高さを高さ画像データから決定する。円筒形状の高さを画像データから決定する処理とし
て、円筒形状内の領域において、ステップ６３２と同様にP-タイルアルゴリズムや平均計
算により決定する。または、円筒形状の高さを予め決定した固定値を用いてもよい。ス
テップ６３４において、付加形状モデルの円筒形状の高さ６２３を、ステップ６３３で決
定した円筒形状内の高さの値からステップ６３２で決定した土台領域の高さを引くことに
より決定する。最後に、ステップ６３５において、求めた付加形状データとライブラリに
おける部品形状データを１つの部品形状データとして合成モデルを生成する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例１における実装外観検査装置のティーチングデータの一表示例を示す図
【図２】本発明の実施例１における実装外観検査装置のプリント基板製造工程の概略を説明するための図
【図３】本発明の実施例１における実装外観検査装置の３次元外観検査部の動作原理を説明するための模式図
【図４】本発明の実施例１における実装外観検査方法のティーチング手順フローチャート
【図５】本発明の実施例１における実装外観検査装置及び実装外観検査方法のティーチング処理を説明するための図
【図６】本発明の実施例１における実装外観検査装置及び実装外観検査方法のティーチングデータと付加形状データの合成データの生成の処理フローを説明するための図
【図７】本発明の実施例１における実装外観検査装置及び実装外観検査方法のティーチングデータの表示例を示す図
【図８】本発明の実施例１における実装外観検査装置のブロック図
【符号の説明】
【００４７】
８００  データ制御部
８０１  データ計測部
８０２  計測データ記憶部
８０３  検査部
８０４  検査結果記憶部
８０５  表示部
８１１  ティーチングデータ記憶部
８１２  付加形状情報記憶部
８１０  ティーチングデータ表示データ生成部
８２０  ライブラリデータ入力部
８２１  ライブラリデータ記憶部
８３０  ティーチングデータ表示データ生成部
【図１】
2005164454.tif 000003
【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】
2005164454.tif 000008
【図７】
2005164454.tif 000009
【図８】
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