(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面のみに部品を実装した表面試料画像データを得て記憶し、次いで、表裏面に部品が実装された基板における両面透視画像データを得て記憶し、該両面透視画像データから前記表面試料画像データを差分して裏面の透視画像データを得て裏面試料画像データとなし、実際の検査基板においては、該検査基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データおよび前記裏面試料画像データを差分して、検査基板の裏面および表面の実画像データを得て、この実画像データから部品の実装状態の良否を判定するようにしたことを特徴とする両面実装基板検査方法。
【請求項２】
前記表面試料画像データは、表面のみに部品が実装された複数枚の基板における透視画像データの平均値を求めて表面試料画像データとし、また、前記裏面試料画像データは、前記両面に部品が実装された複数枚の基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データとの差分を求めて裏面試料基板の平均値の画像データとしたことを特徴とする請求項１記載の両面実装基板検査方法。
【請求項３】
基板に対してＸ線を照射して実装された部品も含めた透視画像を得るＸ線撮像手段と、
該Ｘ線撮像手段によって得られた透視画像をＡＤ変換して透視画像データを得る画像変換手段と、
表面のみに部品が実装された基板の透視画像データを表面試料画像データとして記憶するメモリと、
該画像変換手段によって得られた両面に部品が実装された透視画像データを記憶するメモリと、
前記メモリに記憶された両面に部品が実装された透視画像データから前記メモリに記憶されている表面試料画像データの差分を行う演算手段と、
該演算手段によって得られた裏面の透視画像データを裏面試料画像データとして記憶するメモリと、
検査基板における両面透視画像データから前記メモリに記憶された表面試料画像データとの差分を行い裏面画像データを得る演算手段と、
該演算手段によって得られた裏面画像データを裏面実画像データとして記憶するメモリと、
検査基板における両面透視画像データから前記メモリに記憶された裏面試料画像データとの差分を行い表面画像データを得る演算手段と、
該演算手段によって得られた表面画像データを表面実画像データとして記憶するメモリと、
前記表裏面実画像データから部品の実装状態の良否を判定する良否判定手段と、
を具備したことを特徴とする両面実装基板検査装置。
【請求項４】
前記表面試料画像データを記憶するメモリは、複数枚の透視画像データを平均化した透視画像データを記憶し、また、前記裏面試料画像データを記憶するメモリは、前記両面に部品が実装された複数枚の基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データとの差分を求めた平均化した透視画像データを記憶していることを特徴とする請求項３記載の両面実装基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線を照射し、プリント基板等の基板の両面に実装された電子部品の状態、例えば、部品の半田付け状態や取付け状態を検査するための検査方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における両面に電子部品が実装された基板の半田付け状態を検査する方法としては、例えば、特許第２９４５５３７号公報に開示された方法がある。この方法は、表裏面に部品が半田付けされた基板にＸ線を照射し、そのＸ線透視画像データを得た後、該透視画像データから表面又は裏面のみに部品が正常に半田付けされた基板のＸ線透視画像データを減じて得られる画像データと、裏面又は表面のみに部品が正常に半田付けされた基板の透視画像との対比から半田付けの良否を判定する方法である。
【０００３】
すなわち、この半田付け検査方法は、画像データとして両面に部品が半田付けされた基板の第１の画像データと、表面又は裏面のみに正常に半田付けされた第２の画像データおよび裏面又は表面のみに正常に半田付けされた第３の画像データの３つの画像データが必要であり、かつ、第１の画像データから第２の画像データおよび第３の画像データとの差分を求め、該差分によって得られた第４および第５の画像データと予め設定した画像データとの対比を行うことにより良否判定を行う方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来例にあっては、両面に部品が実装された検査基板の第１の画像データから前記第２および第３の画像データを差分して良否判断を行うものであることから、表面のみに部品を実装した基板と裏面のみに部品を実装した基板の検査用の２枚が必要となり、しかも、２枚の基板は正常に部品が半田付けされたものである必要があることから、２枚の基板の製作が面倒であると共に、本来、後から部品が実装される側に先に部品を実装した基板は検査後に反対側の部品を実装することができないため、試料用として製作した基板の半数が無駄になるといった問題があった。
【０００５】
なお、従来例における明細書中には前記検査用の２枚の基板の代わりに設計上で得られた設計上のデータを数値入力してもよいとの記載があるが、この数値データの作成が困難であると共に、実際の検査用の基板と数値データとは必ずしも一致するものではなく、このような数値データを検査用として使用した場合には、検査結果に誤差が生じるという問題がある。
【０００６】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、通常の基板実装において行われる表面のみに部品を実装した基板のみを試料用基板として製作するのみで、その他は通常の両面実装基板を用意すれば足りるので、表面のみに部品を実装した基板は後の工程で裏面にも部品を実装することが可能であることから、試料用として用意した基板が無駄にならず経費の節減が図れると共に、検査時間の短縮を図ることができる両面実装基板検査方法およびその装置を提供せんとするにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の両面実装基板検査方法は前記した目的を達成せんとするもので、その手段は、基板の表面のみに部品を実装した表面試料画像データを得て記憶し、次いで、表裏面に部品が実装された基板における両面透視画像データを得て記憶し、該両面透視画像データから前記表面試料画像データを差分して裏面の透視画像データを得て裏面試料画像データとなし、実際の検査基板においては、該検査基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データおよび前記裏面試料画像データを差分して、検査基板の裏面および表面の実画像データを得て、この実画像データから部品の実装状態の良否を判定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記表面試料画像データは、表面のみに部品が実装された複数枚の基板における透視画像データの平均値を求めて表面試料画像データとし、また、前記裏面試料画像データは、前記両面に部品が実装された複数枚の基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データとの差分を求めた裏面試料基板の平均値の画像データとしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の両面実装基板検査装置の手段は、基板に対してＸ線を照射して実装された部品も含めた透視画像を得るＸ線撮像手段と、該Ｘ線撮像手段によって得られた透視画像をＡＤ変換して透視画像データを得る画像変換手段と、表面のみに部品が実装された基板の透視画像データを表面試料画像データとして記憶するメモリと、該画像変換手段によって得られた両面に部品が実装された透視画像データを記憶するメモリと、前記メモリに記憶された両面に部品が実装された透視画像データから前記メモリに記憶されている表面試料画像データの差分を行う演算手段と、該演算手段によって得られた裏面の透視画像データを裏面試料画像データとして記憶するメモリと、検査基板における両面透視画像データから前記メモリに記憶された表面試料画像データとの差分を行い裏面画像データを得る演算手段と、該演算手段によって得られた裏面画像データを裏面実画像データとして記憶するメモリと、検査基板における両面透視画像データから前記メモリに記憶された裏面試料画像データとの差分を行い表面画像データを得る演算手段と、該演算手段によって得られた表面画像データを表面実画像データとして記憶するメモリと、前記表裏面実画像データから部品の実装状態の良否を判定する良否判定手段とを具備したものである。
【００１０】
また、前記表面試料画像データを記憶するメモリは、複数枚の透視画像データを平均化した透視画像データを記憶し、また、前記裏面試料画像データを記憶するメモリは、前記両面に部品が実装された複数枚の基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データとの差分を求めた平均化した透視画像データを記憶しているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る両面実装基板検査装置の一実施の形態を図面と共に説明する。
図１において、１はＸ線照射装置、２はプリント基板Ｐ（以下、単に基板という）を透過した画像を撮像するＸ線撮像装置、３は該Ｘ線撮像装置２からの画像をＡＤ変換器を介してデジタル画像信号に変換する画像変換手段、４は図２に詳述する制御手段、５は前記制御手段によって得られた検査基板の表面および裏面の画像データを用いて、実装部品の半田付け状態や取付け状態の良否判定を行う良否判定手段、６は該良否判定手段によって不良と判定された場合に、どの部分が不良であるかの表示を行うＣＲＴ等の表示手段である。
【００１２】
次に、前記した制御手段４の詳細について説明するに、該制御手段４は後述する各段階におけるＸ線照射装置１によって撮像され、前記画像変換手段３によって変換された透視画像データを記憶するメモリと、複数の透視画像データの平均値を求める演算手段と、該演算手段によって平均化された表面および裏面の試料画像データと両面に部品が実装された検査基板の透視画像データとの差分を行う演算手段を具備しているものである（図示せず）。
【００１３】
次に、前記した構成に基づいて動作を図２のフローチャートと共に説明する。
先ず、両面に部品を実装した被検査基板である基板Ｐを製作するには、部品実装装置によって表面に部品を実装し炉を通して半田付けし、その後、同様に、裏面に部品を実装し炉を通して半田付けする。
【００１４】
ここで、表面、次いで、裏面に部品を半田付けするというように部品実装装置を設定した場合（一般的な部品実装装置は表面、裏面という順序で部品実装が行われる）には、裏面側のみに部品を実装し半田付けした基板にあっては、表面側に部品実装装置を用いて部品を実装するということは不可能となる。
【００１５】
先ず、複数枚の基板Ｐにおける表面側のみに部品を実装した該基板ＰをＸ線照射装置１とＸ線撮像装置２との間に配置し、Ｘ線照射装置１を起動して基板ＰにＸ線を照射すると、該基板Ｐの透視画像がＸ線撮像装置２で得られる。
【００１６】
そして、このＸ線撮像装置２よりの透視画像を画像変換手段３によってデジタル信号に変換して表面透視画像データとしてメモリに記憶され、かつ、このような作業を繰り返し行い複数枚の表面透視画像データをメモリに記憶させる。
【００１７】
次いで、複数枚の表面透視画像データを演算手段によって平均化して、この平均化した表面透視画像データを表面試料画像データａ（図３の写真参照）としてメモリに記憶させておく（ステップＳ１）。
【００１８】
次に、表裏両面に部品を実装した実検査基板を複数枚用意しておき、それぞれの実検査基板の透視画像データｂを前記したＸ線照射装置１とＸ線撮像装置２との間に配置して得、この両面実装基板の透視画像データｂ（図４の写真参照）をメモリに記憶させる（ステップＳ２）。
【００１９】
次いで、演算手段において、前記メモリに記憶されている両面に部品が実装された基板Ｐの透視画像データから前記メモリに記憶されている表面のみに部品が実装された表面試料画像データの差分を演算して、検査基板である基板Ｐの裏面側の透視画像データを求めると共にメモリに記憶する。
【００２０】
そして、このような作業を前記用意した両面実装基板の枚数分だけ裏面側の透視画像データを繰り返し求め、全ての作業が終了した後に演算手段によって裏面側透視画像データの平均化を行い、この平均化された画像データを裏面試料画像データｃ（図５の写真参照）としてメモリに記憶しておく（ステップＳ３）。なお、図５の写真において画像下部分で完全に抽出されていない部分があるが、これは表面にＸ線を遮断する部品が載っているためである。
【００２１】
次に、検査を行う両面に部品が実装された基板をＸ線照射装置１とＸ線撮像装置２との間に配置し、その透視画像データｄを一旦メモリに記憶し（ステップＳ４）、このメモリに記憶された透視画像データｄから前記裏面試料画像データａとの差分を演算手段によって行い、その結果、得られた画像データｅをメモリに記憶する（ステップＳ５）。
【００２２】
次いで、前記したと同様に、前記透視画像データｄから前記表面試料データｃの差分を演算手段によって行い、その結果、得られた画像データｆをメモリに記憶する（ステップＳ６）。
【００２３】
そして、このような手順によって得られた検査基板である基板Ｐの表面側と裏面側の画像データにおける部品の半田付け状態や取付け状態が正常か不良であるかの判定を良否判定手段５によって行い（ステップＳ７）、不良が発生しているとの判定が行われるとＣＲＴ等の表示手段６において表示される。
【００２４】
なお、試料としての表面側の透視画像データとしては、基板の表面のみに部品を実装した複数枚の基板における平均値を求めたものについて説明したが、表面側の透視画像データとしては、設計上のデータを数値として入力したデータをメモリに記憶させたものであってもよい。
【００２５】
また、前記した実施の形態にあっては、裏面試料画像データを得るのに、両面に部品を実装した１枚毎の基板の画像データと表面試料画像データとの差分を行った後に、その差分の平均値から裏面試料画像データを得るようにしたものについて説明したが、複数枚の両面実装基板の透視画像データの平均値を得た後に、この平均値と表面試料画像データとの差分を行うことによって、裏面試料画像データを得るようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は前記したように、表面のみに部品が実装された基板の透視画像データを得て表面試料画像データとなし、次いで、表裏面に部品が実装された基板における両面透視画像データを得て記憶し、該両面透視画像データから前記表面試料画像データを差分して裏面の透視画像データを得て裏面試料画像データとなし、実際の検査基板においては、該検査基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データおよび前記裏面試料画像データを差分して、検査基板の裏面および表面の実画像データを得て、この実画像データから部品の実装状態の良否を判定するようにしたので、従来例のように裏面に部品を実装した基板を無駄にすることがなくなり、かつ、両面実装基板の部品の半田付け状態や取付け状態を高精度で確認することができる共に検査時間の短縮を図ることができる。
【００２７】
また、前記表面試料画像データは、表面のみに部品が実装された複数枚の基板における透視画像データの平均値を求めて表面試料基板の画像データとし、また、前記裏面試料画像データは、前記両面に部品が実装された複数枚の基板における両面透視画像データから前記表面試料画像データとの差分を求めた裏面試料基板の平均値の画像データとしたので、両面実装基板の部品の半田付け状態や取付け状態の検査をより一層精度よく行うことができる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る両面実装基板検査装置の概略を示すブロック図である。
【図２】動作を示すフローチャートである。
【図３】表面のみに部品を実装した基板のＸ線写真である。
【図４】両面に部品を実装した基板のＸ線写真である。
【図５】図４の写真から図３の写真を差分したＸ線写真である。
【符号の説明】
１                      Ｘ線照射装置
２                      Ｘ線撮像装置
３                      画像変換手段
４                      制御手段
５                      良否判定手段
６                      表示手段
【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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