(57)【要約】【課題】基板に部品を実装す実装システムで、装置の複雑化、大型化なく、複数の実装状態を精度よく検査できるようにする。【解決手段】個別のカメラ１３・・を、搬送される回路基板１上の複数の検査エリア１ａ・・を撮影できるように配置し、搬送される回路基板１を個別のストッパ２１・・により、個別のカメラ１３・・による各撮影位置３１・・へ順次に一時停止させ、各撮影位置３１・・に回路基板１を一時停止させる都度、撮影位置３１・・にあるカメラ１３・・によりそこに一時停止している回路基板１上の対応する検査エリア１ａ・・を撮影し、ストッパ位置を原点Ｏとした、回路基板１上の実装位置情報Ｘ１，Ｙ１・・および各カメラ１３・・の撮影位置情報Ｘ１，Ｙ１・・の関係から、実装状態を検査することにより、上記の目的を達することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を基板に実装するシステムにおいて、搬送される前記基板を上部から撮影する個別のカメラと、前記個別のカメラに応じた個別のストッパとを、前記基板の搬送部に設け、前記ストッパにて、前記基板を一時停止させ、前記個別のカメラにて撮影することで実装状態を検査することを特徴とする実装状態検査方法。
【請求項２】
前記個別のカメラを、搬送される基板上の前記複数の検査エリアを撮影できるように配置しておき、搬送される基板を、前記個別のカメラに対応した個別のストッパにより、それら個別のカメラによる各撮影位置へ順次に一時停止させ、この各撮影位置に基板を一時停止させる都度、その撮影位置にあるカメラによりそこに一時停止している基板上の対応する検査エリアを撮影し、ストッパ位置を原点として予め設定した、基板上の実装位置情報および各カメラの撮影位置情報の関係から、各検査エリアの撮影画像における作業位置を特定して実装位置情報の画像データと比較し、実装状態を検査することを特徴とする請求項１に記載の実装状態検査方法。
【請求項３】
複数の検査エリアを撮影する個別のカメラは、実装作業位置の同一の搬送経路上に相互の干渉を避けるように上流側から順に位置設定する請求項１または２に記載の実装状態検査方法。
【請求項４】
ストッパは、対応する配置済みのカメラで搬送方向に移動する基板を撮影しているスルー画像をモニタしながら、基板を停止させる停止位置に設定する請求項１、２、３のいずれか1項に記載の実装状態検査方法。
【請求項５】
実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを重畳して比較し、実装状態を検査する請求項２に記載の実装状態検査方法。
【請求項６】
実装位置情報の画像データと撮影画像データとの重畳は、実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを同一画面上に表示し、撮影画像上の特徴点である２つの撮影画像移動始点のカーソルによる位置指定と、これら２つの撮影画像移動始点についての実装位置情報の画像データ上の対応する特徴点である２つの撮影画像移動終点のカーソルによる位置指定とによって、撮影画像を、その上に指定した２つの撮影画像移動始点が実装位置情報の画像上に指定した２つの撮影画像移動終点まで移動させて行う請求項５に記載の実装状態検査方法。
【請求項７】
カーソルにより位置指定した撮影画像移動始点から撮影画像移動終点への撮影画像の移動に加え、方向を指定したキー操作ごとにその指定した方向に向け表示画素単位に撮影画像を移動させる請求項６に記載の実装状態検査方法。
【請求項８】
検査は、実装位置情報の画像データにない異物についても行う請求項１〜７のいずれか１項に記載の実装状態検査方法。
【請求項９】
基板を受け入れて部品の実装を行う１つ以上の実装作業工程部と、実装作業工程部での実装作業後の基板を送り出して次の実装作業工程部へ供給するか、あるいは搬出する搬送部とを備え、前記搬送部に搬送される前記基板を上部から撮影する個別のカメラと、前記個別のカメラに応じた個別のストッパとを設け、前記ストッパにて、前記基板を一時停止させ、前記個別のカメラにて撮影することで実装状態を検査する制御手段を設けたことを特徴とする実装状態検査装置。
【請求項１０】
搬送している基板の所定の実装作業を終えた検査エリアを撮影するためのカメラをその搬送部での搬送方向に個々に位置調節できるように複数支持できるカメラ支持部およびそれに個別に支持した１ないし複数のカメラと、このカメラに対応し基板の搬送経路に一時的に突出して基板を一時的に停止させるストッパを搬送方向に個々に位置調節できるように複数支持できるストッパ支持部およびにそれに個別に支持した１ないし複数の前記ストッパと、を搬送部に設け、それらストッパを一時的に突出させてそこに搬送されてくる基板を一時的に停止させ、それに対応するカメラにより基板上の割り当てられた実装作業後の検査エリアを撮影することを２か所以上で行い、これら２か所以上で撮影した基板上の各検査エリアに関するストッパ位置を原点として予め設定した実装位置情報と各カメラの撮影位置情報との関係から、各検査エリアの撮影画像における作業位置を特定して実装位置情報の画像データとを比較し、実装状態を検査する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項９に記載の実装状態検査装置。
【請求項１１】
カメラおよびストッパは、１つの実装作業工程部からの同一搬送部に複数組設けてある請求項１０に記載の実装状態検査装置。
【請求項１２】
実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを同一画面に表示するモニタを備え、制御手段はモニタに表示される実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを重畳させてデータ比較し、実装状態を検査する請求項１０、１１のいずれか１項に記載の実装状態検査装置。
【請求項１３】
モニタ上に表示される撮影画像データ上の特徴ある２つの撮影画像移動始点と、実装位置情報の画像データ上の対応する特徴ある２つの撮影画像移動終点とを表示画面上のカーソルで指定する画像移動のための操作手段を備え、制御手段は、撮影画像を指定された撮影画像上の２つの撮影画像移動始点が実装位置情報の画像データ上の撮影画像移動終点に到達するように表示画面上で移動させる請求項１２に記載の実装状態検査装置。
【請求項１４】
モニタ上に表示される撮影画像データの微調整方向を指定する微調整方向指定操作手段を備え、制御手段は微調整方向指定操作手段による指定操作の都度、指定された方向に撮影画像データを表示画素単位に微小移動させる請求項１１３に記載の実装状態検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は部品を基板上に実装するシステムでの実装状態を検査する実装状態検査方法とその装置に関し、例えば、回路基板上に電子部品を実装して電子回路基板を製造する場合の、電子部品の実装状態を始めとする電子部品の実装に関する各種の実装作業状態を検査するのに利用される。
【背景技術】
【０００２】
電子回路基板を製造する場合のシステムにつき、本発明の実施の形態を示す図１（ａ）を参照して説明すると、回路基板１を実装対象基板として取り扱い、その製造すべき電子回路基板８の種類に応じたプリント配線が施されており、実装過程において所定の電子部品の実装や取り扱いが行なわれるように、回路基板１にはその種類を示すバーコード２などが付されている。回路基板１は、まず、半田印刷工程部３ａをなす半田印刷機３に供給されて電極上にクリーム半田が印刷される。次いで、回路基板１は１つ以上のチップマウンタ４が配置された１つまたはそれ以上のチップ部品実装工程部４ａ、４ｂ・・に順次供給されて、所定のチップ部品が順次に実装されクリーム半田の粘着性による仮実装状態とされる。その後回路基板１はバーコードリーダ５によるバーコード２の読み取り部を経て、異形部品実装工程部６ａをなす多機能機６に供給され、回路基板１の種類に応じたコネクタなどの異形部品が実装されクリーム半田の粘着性による仮実装状態とされる。最後に回路基板１は接合完了工程部７ａをなすリフロー炉７に供給されて、クリーム半田の溶融とその後の固化とを図って回路基板１に仮実装状態であったチップ部品や異形部品を半田の固化によって回路基板１上の電極と導電状態に接合された実装完了状態となり、所定の電子回路基板８の製造を終える。
【０００３】
ところで、このような電子回路基板８を製造するのに、電子機器の小型化、高性能化によって、実装部品の微小化、実装の高密度化が進んでいることから、クリーム半田や実装部品の位置ずれ、付着異物などが品質不良につながりやすいし、実装上のトラブル発生の確率が増大するなど、歩留まりの低下の原因になっており、実装システムの実装工程で行なう各種の実装作業が首尾よく達成されたかどうかの検査を数多く、きめこまかく行うことが望まれている。
【０００４】
しかし、そのような検査は従来、図６に示すような独立した検査機を用いて行われるのが一般的である。このような検査機は、搬入される回路基板ａを検査機上の原点ｏを基準に位置決めし、この位置決めした回路基板ａに対し検査機上の原点ｏを基準にＸＹ２方向に位置調節されるカメラｂによって撮影し、回路基板ａに対する各種の実装状態を複数の検査エリアｃ、ｄなどで検査するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、多面体ワークの複数の端面を検査するのに、多面体ワークをベルトやディスクなどの周回搬送手段に検査対象端面を２方向などに露出させて保持し周回搬送しながら、それら検査対象とする各端面をそれが露出した側から対応する個別のカメラで撮影して検査することを、複数の周回搬送手段間での受け渡しを伴い必要に応じ全端面につき行える技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献３】特開平８−３１３２２８号公報
【特許文献２】特開２００１−３９５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のもののような独立した検査機では、視野の小さなカメラを採用した複数の検査機を併用するのに対して、視野の小さなカメラを自動的に移動させることにより、検査対象物上の複数の検査エリアｃ、ｄを切り替え撮影したり、カメラ視野を超える広い範囲のエリアを走査しながら撮影して検査することにより検査設備の簡略化は図れるが、視野の小さなカメラを持った１台の検査機であっても、検査可能な最大範囲に対応した検査ステージを持つ必要がある上、検査機上の１つの原点を基準にして各種作業の位置や状態を検出する関係からカメラを自動で精度よく移動させる必要があるので、複雑かつ大型で高価なものとならざるを得ず、図１を参照して示したような電子部品を実装し電子回路基板８を製造する実装システム１１中の検査を必要とする位置に挟み込み検査する関係から、実装システム１１の設計、施工に影響する。従って、実装システム１１中の複数の個所で検査を行いたいような場合に特に不便で、実装システム１１の設備を一層複雑化、大規模化させてしまい、コスト面だけでなく占有スペース上の問題も生じてくる。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のものは、ベルトやディスクなどの周回搬送手段による搬送経路に沿って配置し固定した複数のカメラにより、それら周回搬送手段が各種向きに露出させながら搬送している多面体の各露出端面を個別に撮影し検査する簡単な装置であるが、各カメラが撮影する撮影画像データを位置的に関連付けた検査はできない。
【０００８】
本発明の目的は、基板に部品を実装するシステムで、搬送される基板を異なる位置に一時的に停止させてそこにある個々のカメラにより同じ側から撮影した複数の画像データを関連づけて簡単かつ高精度に実装状態が検査できる実装過程での検査方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するために、本発明の実装状態検査方法は、部品を基板に実装するシステムにおいて、搬送される前記基板を上部から撮影する個別のカメラと、前記個別のカメラに応じた個別のストッパとを、前記基板の搬送部に設け、前記ストッパにて、前記基板を一時停止させ、前記個別のカメラにて撮影することで実装状態を検査することを特徴としている。
【００１０】
このような構成では、部品の実装を伴い搬送される基板に対し、個々のカメラとそれに対応した個々のストッパとの協働により、複数のエリアを上方から個々に撮影して、各撮像画像を基板のストッパによる停止位置を基準に関連づけて実装位置情報と比較することで、簡単かつ高精度に実装状態を検査することができる。
【００１１】
このような方法は、基板を受け入れて部品の実装を行う１つ以上の実装作業工程部と、作業工程部での作業後の基板を送り出して次の作業工程部へ供給するか、あるいは搬出する搬送部とを備え、前記搬送部に搬送される前記基板を上部から撮影する個別のカメラと、前記個別のカメラに応じた個別のストッパとを設け、前記ストッパにて、前記基板を一時停止させ、前記個別のカメラにて撮影することで実装状態を検査する制御手段を設けたことを特徴とする実装状態検査装置によって自動的に安定して達成できる。
【００１２】
特に、前記個別のカメラを、搬送される基板上の前記複数の検査エリアを撮影できるように配置しておき、搬送される基板を、前記個別のカメラに対応した個別のストッパにより、それら個別のカメラによる各撮影位置へ順次に一時停止させ、この各撮影位置に基板を一時停止させる都度、その撮影位置にあるカメラによりそこに一時停止している基板上の対応する検査エリアを撮影し、ストッパ位置を原点として予め設定したＣＡＤデータなどである基板上の実装位置情報と、各カメラの撮影位置情報との関係から、各検査エリアの撮影画像における作業位置を特定して実装位置情報の画像データと比較し、実装状態を検査する、さらなる構成では、
基板に部品を実装するための１つ以上の実装作業工程と基板の実装作業後の搬送とを伴い部品の実装を行いながら、基板上の複数の検査エリアにつき個別のカメラで撮影した画像データに基づき、各検査エリアでの部品の実装状態を含む所定の実装状態を検査するのに、個別のカメラを搬送される基板上の複数の検査エリアを個別に撮影できるように配置し、それらに対応した個別のストッパにより、搬送される基板を個別のカメラによる各撮影位置へ順次に一時停止させ、各撮影位置に基板を一時停止させる都度そこにあるカメラにより対応する検査エリアを撮影するので、各カメラで撮影する複数の検査エリアおよびそれの撮影画像が基板上の異なった位置であっても、各カメラの基板に対する撮影条件、つまり撮影距離と撮影倍率とが共通していることを条件に、各ストッパ位置を原点とした実装位置情報の画像データと個々のカメラによる撮影位置データとから、各検査エリアでの撮影画像上の作業位置が特定し、それぞれの撮影画像を実装位置情報の画像データ上のストッパ位置を原点に共通に取り扱い、実装位置情報との関係から、各検査エリアの撮影画像における作業位置を特定して実装位置情報の画像データと比較し、実装状態を検査することができる。
【００１３】
このような方法は、基板を受け入れて実装のための作業を行う１つ以上の実装作業工程部と、実装作業工程部での作業後の基板を送り出して次の実装作業工程部へ供給するか、あるいは搬出する搬送部とを備え、搬送部にそれが搬送している基板の所定の実装作業を終えた検査エリアを撮影するためのカメラをその搬送部での搬送方向に個々に位置調節できるように複数支持できるカメラ支持部およびそれに個別に支持した１ないし複数のカメラと、このカメラに対応し基板の搬送経路に一時的に突出して基板を一時的に停止させるストッパを搬送方向に個々に位置調節できるように複数支持できるストッパ支持部およびにそれに個別に支持した１ないし複数の前記ストッパと、これらストッパを一時的に突出させてそこに搬送されてくる基板を一時的に停止させ、それに対応するカメラにより基板上の割り当てられた作業後の検査エリアを撮影することを２か所以上で行い、これら２か所以上で撮影した基板上の各検査エリアに関するストッパ位置を原点として予め設定した実装位置情報と各カメラの撮影位置情報との関係から、各検査エリアの撮影画像における作業位置を特定して実装位置情報の画像データと比較し、実装状態を検査する制御手段とを設けたことを特徴とする装置によって自動的に安定して達成することができる。
【００１４】
複数の検査エリアを撮影するカメラは、実装作業位置の同一の搬送経路上に相互の干渉を避けるように上流側から順に位置設定する、さらなる構成では、
複数のカメラによる複数の検査エリアの撮影が、作業後の同一搬送経路上であっても、それらが互いに干渉しない関係を満足して実現し、この搬送経路前で行われた複数のエリアへの作業についての検査を分担し合って行える。
【００１５】
それには、装置としては、カメラおよびストッパは、１つの作業工程部からの同一搬送部に複数組設けてあることにより実現する。
【００１６】
ストッパが、対応する配置済みのカメラで搬送方向に移動する基板を撮影しているスルー画像をモニタしながら、基板を停止させる停止位置に設定する、さらなる構成では、
基板を搬送方向に移動させながらカメラで撮影したスルー画像により検査エリアとの位置関係の変化をモニタ上で視認しながら、基板を撮影位置へ停止させるストッパ位置を容易かつ確実に設定することができ、そのときのストッパ位置と基板およびカメラによる撮影画像の位置を既知としておける。
【００１７】
実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを重畳して比較し、実装状態を検査する、さらなる構成では、
実装位置情報の画像データに対し撮影画像データを重畳することにより、実装位置情報の画像データに対する撮影画像データのずれや違いを、モニタ上で簡易に視認し、またデータ判定することができる。
【００１８】
それには、装置としては、実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを同一画面に表示するモニタを備え、制御手段はモニタに表示される実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを重畳させてデータ比較し、実装状態を検査するものであればよい。
【００１９】
実装位置情報の画像データと撮影画像データとの重畳は、実装位置情報の画像データと対応する撮影画像データとを同一画面上に表示し、撮影画像上の特徴点である２つの撮影画像移動始点のカーソルによる位置指定と、これら２つの撮像画像移動始点についての実装位置情報の画像データ上の対応する特徴点である２つの撮影画像移動終点のカーソルによる位置指定とによって、撮影画像を、その上に指定した２つの撮影画像移動始点が実装位置情報の画像上に指定した２つの撮影画像移動終点まで移動させて行う、さらなる構成では、
作業位置情報の画像データと撮影画像データとに特定の作業位置や実装状態に対応する特徴点が共存している関係を利用して、撮影画像データ上の２つの特徴点を画像移動始点としてカーソル指定し、それに対応する作業位置情報の画像データ上の２つの特徴点を画像移動終点としてカーソル指定し、撮影画像上の２つの移動始点が対応する作業位置情報の画像データ上の撮像画像移動終点まで移動させることにより、撮影画像データが実装位置情報の画像データに対してＸＹ２方向の位置ずれに加え、回転角θにずれがあるような場合も含め、それらのずれを一挙に解消して簡易に重畳させられる。
【００２０】
それには、装置としては、モニタ上に表示される撮影画像データ上の特徴ある２つの撮影画像移動始点と、実装位置情報の画像データ上の対応する特徴ある２つの撮影画像移動終点とを表示画面上のカーソルで指定する画像移動のための操作手段を備え、制御手段は、撮影画像を指定された撮影画像上の２つの撮影画像移動始点が実装位置情報の画像データ上の撮影画像移動終点に到達するように表示画面上で移動させる構成とすれば足りる。
【００２１】
カーソルにより位置指定した撮影画像移動始点から撮影画像移動終点への撮影画像の移動に併せ、方向を指定したキー操作ごとにその指定した方向への表示画素単位に撮影画像を移動させる、さらなる構成では、
実装位置情報の画像データと撮影画像データとの重畳が表示画面上でのオペレータのカーソル操作によるもので、微小な位置ずれが残ったり生じたりしやすいが、そのようなことがあっても、方向指定キーを操作するごとに指定した方向に表示画素単位に撮影画像を移動させることによって微小調節し正確な位置関係で重畳させて、実装位置情報に対する撮影画像データの比較検査を容易に精度よく行えるようにすることができる。
【００２２】
それには、装置としては、モニタ上に表示される撮影画像データの微調整方向を指定する微調整方向指定操作手段を備え、制御手段は、微調整方向指定操作手段による指定操作の都度、指定された方向に撮影画像データを表示画素単位に微小移動させるもので足りる。
【００２３】
検査は、実装位置情報の画像データにない異物についても行う、さらなる構成では、
品質や歩留まりに係わりやすい異物、例えば、回路基板の部品を実装するクリーム半田が密集しているような場所に異物があると、実装する部品の接合不良になったりするので、そのような異物を実装位置情報の画像データにない物として検出できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実装状態検査方法とその装置によれば、搬送される基板を個々のカメラとそれに対応した個々のストッパとの協働により個々に撮影して、各撮像画像を基板の停止位置を基準に統合した位置条件を確保し、実装システムを特に複雑化、大型化、および高コスト化せずに基板全面で各種の検査ができ、多機能、高精度化する電子回路基板の製造に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態に係る実装状態検査方法とその装置について、図１〜図５を参照しながら説明し本発明の理解に供する。
【００２６】
本実施の形態は図１（ａ）を参照して既述したように、回路基板１を基板として図２、図３に例示するような部品、具体的には電子部品１２を実装するもので、クリーム半田印刷工程部３ａ、１つまたはそれ以上のチップ部品実装工程部４ａ、４ｂ、異形部品実装工程部６ａ、接合完了工程部７ａが配列された設備ライン１１にて電子回路基板８を製造する場合の一例である。回路基板１はリフロー炉７に供給されて、クリーム半田の溶融とその後の固化とを図ることによって、回路基板１に搭載しクリーム半田の粘着性で仮実装状態となっていたチップ部品や異形部品をクリーム半田の固化によって回路基板１上の電極と導電状態に接合された実装完了状態とし、所定の電子回路基板８の製造を終える。
【００２７】
このような実装過程での本実施の形態の実装状態検査方法は、回路基板１に電子部品１２を実装するための作業と作業後の搬送を伴い電子部品１２の実装を行いながら、回路基板１上にある作業済みの複数の検査エリア１ａ、１ｂ・・につき個別のカメラ１３、１４、・・１７・・で撮影し、各検査エリア１ａ、１ｂでの電子部品１２の実装状態を含む実装状態を検査するのに、個別のカメラ１３、１４・・１７を、搬送される回路基板１上の複数の検査エリア１ａ、１ｂ・・を撮影できるよう図１（ａ）に示すように配置しておく。そして、搬送される回路基板１を、個別のカメラ１３、１４・・１７に対応した個別のストッパ２１、２２・・２７・・により、それら個別のカメラ１３、１４・・１７による図２や図３に示すような各撮影位置３１、３２・・へ順次に一時停止させ、この各撮影位置３１、３２・・に回路基板１を図３に実線および仮想線で順次に一時停止させる都度、その撮影位置３１、３２・・にあるカメラ１３、１４・・によりそこに一時停止している回路基板１上の対応する検査エリア１ａ、１ｂ・・を撮影し、図５に示すようなストッパ２１、２２・・の位置を原点Ｏ（ＸＯ，ＹＯ）として予め設定した例えばＣＡＤデータである回路基板１上の実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・と、各カメラ１３、１４・・の撮影位置情報Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２・・との関係から、各検査エリア１ａ、１ｂの撮影画像１５、１５・・における作業位置を特定して図４（ａ）（ｂ）に示すような実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データ７１と比較し、実装状態を検査する。
【００２８】
このように本実施の形態では、回路基板１に電子部品１２を実装するための１つ以上の作業と回路基板１の作業後の搬送を伴い電子部品１２の実装を行いながら、回路基板１上の複数の検査エリアにつき個別のカメラ１３、１４・・で撮影した撮像画像１５の画像データに基づき、各検査エリア１ａ、１ｂでの電子部品１２の実装状態を含む所定の実装状態を検査する際、個別のカメラ１３、１４・・を搬送される回路基板１上の複数の検査エリア１ａ、１ｂ・・を個別に撮影できるように配置し、それらに対応した個別のストッパ２１、２２・・により、搬送される回路基板１を個別のカメラ１３、１４・・による各撮影位置Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２・・へ順次に一時停止させ、各撮影位置Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２・・に回路基板１を一時停止させる都度そこにあるカメラ１３、１４・・により対応する検査エリア１ａ、１ｂ・・を撮影するので、各カメラ１３、１４・・で撮影する複数の検査エリア１ａ、１ｂ・・およびそれの撮影画像１５、１５が回路基板１上の異なった位置であっても、各カメラ１３、１４・・の回路基板１に対する撮影条件、つまり撮影距離と撮影倍率とによる視野サイズが共通していることを条件に、各ストッパ位置を原点Ｏ（ＸＯ，ＹＯ）とした実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１の画像データと個々のカメラ１３、１４・・による撮影位置データＸ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２・・とから、各検査エリア１ａ、１ｂでの撮影画像１５、１５・・上の作業位置が特定し、それぞれの撮影画像１５、１５・・を実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１の画像データ７１上のストッパ位置を原点に共通に取り扱い、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・との関係から、各検査エリア１ａ、１ｂの撮影画像１５、１５における作業位置を特定して、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・と比較し、実装状態を検査することができる。
【００２９】
この結果、実装過程の設備ライン１１中に独立した検査装置を必要数設置するようなことなく、搬送経路５１ａ上の必要検査位置にカメラとストッパの組を個別に配置するだけで、設備ライン１１を特に複雑化、大型化、および高コスト化せずに統合した位置条件を確保して各種の検査ができ、多機能、高精度化する電子回路基板の製造に好適である。
【００３０】
以上を要約すると、本実施の形態の実装状態検査方法は、電子部品１２を回路基板１に実装する実装システム１１において、搬送される回路基板１を上部から撮影する個別のカメラ１３、１４・・と、前記個別のカメラ１３、１４・・に応じた個別のストッパ２１、２２・・とを、回路基板１の搬送手段５１に設け、ストッパ２１、２２・・にて、回路基板１を一時停止させ、個別のカメラ１３、１４・・にて撮影することを特徴としたものであるといえ、これによって、電子部品１２の実装を伴い搬送される回路基板１に対し、個々のカメラ１２、１３・・とそれに対応した個々のストッパ２１、２２・・との協働により、複数の検査エリア１ａ、１ｂ・・を上方から個々に撮影して、各撮像画像１５を回路基板１のストッパ２１、２２・・による停止位置を基準に関連づけて実装位置情報Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２、・・と比較することで、簡単かつ高精度に実装状態を検査することができる。そして、このような方法は、回路基板１を受け入れて電子部品の実装を行う１つ以上の実装作業工程部と、実装作業工程部での実装作業後の回路基板１を送り出して次の実装作業工程部へ供給するか、あるいは搬出する搬送手段５１とを備え、前記搬送手段５１に搬送される回路基板１を上部から撮影する個別のカメラ１３、１４・・と、個別のカメラ１３、１４・・に応じた個別のストッパ２１、２２・・とを設け、ストッパ２１、２２・・にて、前記回路基板１を一時停止させ、個別のカメラ１３、１４・・にて撮影することで実装状態を検査する制御装置４７を設けたことを特徴とする実装状態検査装置によって自動的に安定して達成できる。
【００３１】
さらに具体的には、本実施の形態の実装状態検査装置は、図１（ａ）に示すように回路基板１を受け入れて実装のための作業を行う１つ以上の作業工程部、具体的には既述したクリーム半田印刷工程部３ａ、チップ部品実装工程部４ａ、４ｂ、異形部品実装工程部６ａ、接合完了工程部７ａに、各工程部での作業後の回路基板１を送り出して次の工程部へ供給するか、あるいは搬出する搬送手段５１を設けて、それらを図１（ｂ）に示すような制御装置４７により操作パネル４３のスタートキー４６の操作に従い制御を開始して電子回路基板８を自動で連続的に製造できるようにし、特に、搬送手段５１にそれが搬送している回路基板１の所定の実装作業を終えた検査エリア１ａ、１ｂ・・を撮影するためのカメラ１３、１４・・を搬送手段５１での搬送方向に個々に位置調節できるように複数支持できるカメラ支持部５２およびそれに個別に支持した１ないし複数のカメラ１３、１４・・と、これら個々のカメラ１３、１４・・に対応して位置し回路基板１の搬送経路５１ａに一時的に突出して回路基板１を一時的に停止させるストッパ２１、２２・・を搬送方向に個々に位置調節できるように複数支持できるストッパ支持部５３およびにそれに個別に支持した１ないし複数の前記ストッパ２１、２２・・とを設け、前記制御装置４７により、ストッパ２１、２２を一時的に突出させてそこに搬送されてくる回路基板１を一時的に停止させ、それに対応するカメラ１３、１４・・により回路基板１上の割り当てられた検査エリア１ａ、１ｂを撮影することを２か所以上で行い、これら２か所以上で撮影した回路基板１上の各検査エリア１ａ、１ｂ・・に関するストッパ位置を原点Ｏ（ＸＯ，ＹＯ）とした実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１と各カメラ１３、１４・・の撮影位置情報Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２との関係から、各検査エリア１ａ、１ｂの撮影画像１５、１５における作業位置を特定して実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・と比較し、実装状態を検査するようにし、実装過程の所定位置にカメラ１３、１４・・とストッパ２１、２２・・との必要数の組を設けるだけで自動的に安定して達成することができる。
【００３２】
この場合、制御装置４７はカメラ１３、１４・・からの撮影画像データを図１（ｂ）に示すようにビデオコントローラ４１を通じて取り扱い、モニタ４２上に実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・と共に画像表示しながらデータ処理し検査するのが好適であり、検査結果は図１（ａ）に示すようなグラフや表などに整理して品質サーバ４８に保存し、品質や生産性の判定や対策に役立てられるようにする。
【００３３】
搬送手段５１は加工工程ごとに個別に設けたものでも、一連に設けたものでもよく、一般に図２、図３に示すような左右一対のＬ型のガイドレール５１ｂが図示しない機体フレームに支持して設けられ、ガイドレール５１ｂ上を搬送ベルト５１ｃが走行して受載した回路基板１を搬送するようにされる。カメラ支持手段５２およびストッパ支持手段５３は、それらが支持するカメラ１３、１４・・の搬送方向Ｘ−Ｘでの位置調節と、ストッパ２１、２２・・の搬送方向Ｘ−Ｘでの位置調節とが、互いの干渉なく行えるように個別に設ける。具体的にはカメラ支持手段５２およびストッパ支持手段５３はＣ形断面のチャンネル材よりなるガイドレール５２ａ、５３ａを採用してガイドレール５１ｂに併設し、カメラ１３、１４・・、ストッパ２１、２２・・を個別に移動できるように支持している。具体的には、ガイドレール５２ａ、５３ａはアルミニウム製で、ガイドレール５２ａは左右のガイドレール５１ｂの上に上向きに付設し、溝内に移動できるように嵌め合わせたスライダ５４に門形の支持フレーム５５の両脚部５５ａを図示しないねじにてねじ止めし、そのねじの締結によって所定の移動位置に固定し確固に支持できるようにしている。しかし、支持フレーム５５は門形以外のものによる片側支持のものとすることもできる。ガイドレール５３ａは左右のガイドレール５１ｂの例えば一方の下に内向きに付設し、溝内に移動できるように嵌め合わせたスライダ５６に図示しないねじによってねじ止めし、そのねじの締結によって所定の移動位置に固定できるようにしている。また、ストッパ２１、２２・・はそれの上流側の近傍に搬送されてくる回路基板１を検出してストッパ２１、２２・・を突出させる信号を制御装置４７に送る反射形のセンサ２１ａ、２２ａ・・が一定の位置関係を保って付帯しており、搬送されてくる回路基板１をストッパ２１、２２の位置に確実に停止させられるようにしており、ストッパ２１、２２により回路基板１を停止されるストッパ位置としての原点Ｏ（ＸＯ，ＹＯ）は、回路基板１の搬送方向での停止位置の搬送方向に直角などの位置をとってもよいが、既述したように停止される回路基板１のコーナ部などに設定すると、撮影位置Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２などとの位置関係を単純にするのが好適である。また、カメラ１３、１４・・はそれの支持フレーム５５に対し搬送方向に直角な向きに移動調節できるようにして、その支持位置をＸＹ２方向にヘッド１３ｂ、１４ｂ・・を移動させ、カメラ１３、１４・・による互いに干渉し合わない撮影位置を設定しやすくしている。しかも、カメラ１３、１４・・はヘッド１３ｂ、１４ｂ・・に対しＸ方向に微小位置調節するマイクロ位置調節具５７とＹ方向に微小位置調節するマイクロ位置調節具５８とを設けて、カメラ１３、１４・・による撮影位置を最終的に高精度に設定できるようにしている。
【００３４】
このような支持によって、カメラ１３、１４・・の複数の検査エリア１ａ、１ｂに対する各撮影位置Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２への位置決めが、作業工程後の１つの搬送経路５１ａ上であっても、互いに干渉しない関係を満足して実現し、この搬送経路５１ａ前で行われた複数の検査エリア１ａ、１ｂ・・への作業についての検査を分担し合って行える。これは、カメラ１２、１３・・およびストッパ２１、２２・・が、１つの搬送経路５１ａに複数組設けることにより実現し、位置決め手順としては、カメラ１３、１４・・の搬送経路５１ａにおける搬送方向で見た最上流側のカメラ１３につき図２に示すように位置決めして、対応するストッパ２１の位置を設定し、次いで、次のカメラ１３につき図３に仮想線で示すように位置決めして、対応するストッパ２２を位置決めし、下流側のカメラ１４およびストッパ２３へと順次に移して行けばよい。また、カメラ１３、１４・・を所定位置に位置決めするには、回路基板１を搬送方向に移動させながらそれらカメラ１３、１４で撮影したスルー画像をモニタ４２に表示するなどして、検査エリア１ａ、１ｂ・・との位置関係の変化を視認しながら回路基板１を所定の撮影位置Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２へ停止させるストッパ位置を容易かつ確実に設定することができ、そのときの図５に示すようなストッパ位置ＸＯ，ＹＯ、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・、回路基板１のカメラ１３、１４による撮影画像１５、１５の位置Ｘ１，Ｙ１、Ｘ２，Ｙ２の関係を既知としておき、前記検査が可能になる。
【００３５】
さらに、図４（ａ）に示す実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データと対応する撮影画像１５、１５のデータとを重畳して比較し検査するのに、それらの画像を図４（ｂ）に示すように重畳して行うのが好適である。このような重畳状態とすることにより、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データに対する撮影画像１５、１５のデータのずれ量や違いを、簡易に視認し、また自動的に判定することができる。もっとも、このような比較はモニタ４２の画面上で行うのが好適であるが、これに限られることはなく表示せずに時系列な画像データどうしを比較しても行える。
【００３６】
このような検査のために、制御装置４７はモニタ４２に表示される実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データと対応する撮影画像１５、１５とを重畳させることになるが、その手法としては、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データと対応する撮影画像１５、１５の画像データとを図４（ａ）に示すように同一画面上に表示し、撮影画像１５上の特徴点である２つの撮影画像移動始点Ａ１、Ｂ１のカーソルＣによる位置指定と、これら２つの移動始点Ａ１、Ｂ１について実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１上の対応する特徴点である２つの撮影画像移動終点Ａ２、Ｂ２のカーソルＣによる位置指定とによって、撮影画像１５を、その上に指定した２つの撮影画像移動始点Ａ１、Ｂ１が作実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データ７１上に指定した２つの撮影画像移動終点Ａ２、Ｂ２まで図４（ｂ）に示すように移動させて行うことになる。これは、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・と撮影画像１５のデータとに特定の作業位置や実装状態に対応する特徴点Ａ１，Ａ２、Ｂ１，Ｂ２どうしが不変な位置関係で共存しているのを利用したもので、撮影画像１５のデータ上の２つの特徴点Ａ１、Ｂ１を画像移動始点としてカーソル指定し、それに対応する実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１上の２つの特徴点Ａ２、Ｂ２を画像移動終点としてカーソル指定し、撮影画像１５上の２つの移動始点Ａ１、Ｂ１が対応する実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１上の移動終点Ａ２、Ｂ２まで移動させることにより、撮影画像１５のデータが実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１に対してＸＹ２方向の位置ずれに加え、回転角θにずれがあるような場合も含め、それらのずれを一挙に解消して簡易に重畳させられる。
【００３７】
このような操作のために、モニタ４２上に表示される撮影画像１５のデータ上の特徴ある２つの撮影画像移動始点Ａ１、Ｂ１と、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１上の対応する特徴ある２つの撮影画像移動終点Ａ２、Ｂ２とをモニタ４２上のカーソルＣで指定する画像移動のための操作手段として、図１（ｂ）に示すマウス４５を利用し、制御装置４７によって、指定された撮影画像１５上の２つの撮影画像移動始点Ａ１、Ｂ１が実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１上の撮影画像移動終点Ａ２、Ｂ２に到達するように、撮影画像１５の表示位置をモニタ４２の表示画面上で移動させるようにする。さらに、制御装置４７は、カーソルＣにより位置指定した撮影画像移動始点Ａ１、Ｂ１から撮影画像移動終点Ａ２、Ｂ２への撮影画像１５の移動に併せ、方向指定キー４４による方向を指定した操作ごとにその指定した方向への表示画素単位に撮影画像を移動させるようにする。これにより、実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像７１と撮影画像１５との初期重畳が、モニタ４２の表示画面上でのオペレータのカーソル操作によるもので、微小な位置ずれが残ったり生じたりしやすいが、そのようなことがあっても、方向指定キーを操作するごとに指定した方向に表示画素単位に撮影画像を移動させることによって微小調節し正確な位置関係で重畳させて、実装位置情報に対する撮影画像データの比較検査を容易に精度よく行えるようにすることができる。もっとも、カーソルＣによる位置指定は画像移動始点Ａ１、Ｂ１のクリックから画像移動終点Ａ２、Ｂ２へのドラッグ操作後のクリックとで行ったり、画像移動始点Ａ１のクリック後に関連する画像移動終点Ａ２をクリックし、エンターキー５０の操作をして行うなどどのようにしてもよい。また、２組の位置の指定および移動は１つの位置ずつ前後して行うと操作、制御共に簡単になる。
【００３８】
なお、検査は、実装した電子部品１２の不一致、実装位置や実装角度の不一致などのほか、品質や歩留まりに係わりやすい異物、例えば、回路基板１の電子部品１２を実装するクリーム半田が密集しているような場所に異物があると、実装する電子部品１２の接合不良になったりするので、そのような異物を実装位置情報Ｘ１１，Ｙ１１、Ｘ２１，Ｙ２１・・の画像データにない物として検出できる。また、必要ならクリーム半田の印刷状態も検査することもできる。要するに電子部品１２の実装に係わるどのような実装状態でも画像データとして撮影できる範囲で検査対象とすることができる。また、回路基板１に傾きがあると傾き方向の距離が短くなるので、前記比較検査からそれを判定することもできる。傾きが上向きか下向きかの判定は電子部品１２の撮影画像１５上での立体化状態で判定できる。また、カメラ１３、１４・・による複数箇所でのフォーカシングデータからも回路基板１の傾きやその上下の向きなどを判定することもできる。
【００３９】
また、ガイドレール５２ａ、５２ａによる回路基板１に対する搬送方向に直角な方向での遊びが左右合わせて４００〜５００μｍ程度あり、回路基板１のストッパ２１、２２・・１つによる停止姿勢、つまり角度θが不安定で検査精度に影響する場合、図３に示すように回路基板１の搬送方向に直角な向きでの偏心位置を停止させることで、安定な角度θ一杯まで強制的に回転させて姿勢を一定にすることができる。もっとも、ストッパ２１、２２・・を位置調節時の干渉を避けるために搬送経路５１ａの左右、つまり搬送方向に直角な向きに振り分けて配置するような場合、その振り分け位置によって回路基板１の角度θは平面視して時計回り方向と反時計回り方向とに分かれるが、これも比較検査において補正することができるので問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、電子部品を回路基板に実装し電子回路基板を製造する際の実装作業やそれに係わる他の作業の状態を簡単な装置で精度よく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る実装状態検査方法とその装置を採用して、回路基板に電子部品を実装して電子回路基板を製造する実装システムを示す概略図である。
【図２】図１の実装システムにおける回路基板の搬送経路上での、１つ目のカメラおよびストッパの位置調節状態を示す説明図である。
【図３】図１の設備ラインにおける回路基板の搬送経路上での、２つ目のカメラおよびストッパの位置調節状態を示す説明図である。
【図４】作業位置データと撮影画像とによる作業状態の検査手法を示し、その（ａ）は並列表示状態図、その（ｂ）は重畳表示状態図である。
【図５】ストッパ位置による原点位置と回路基板およびその上の実装位置との位置関係を示す説明図である。
【図６】従来の検査機を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  回路基板
３  半田印刷機
３ａ  クリーム半田印刷工程部
４  チップマウンタ
４ａ、４ｂ  チップ部品実装工程部
６  多機能機
６ａ  異形部品実装工程部
７  リフロー炉
７ａ  接合完了工程部
８  電子回路基板
１１  設備ライン
１３、１４・・１７  カメラ
１５  撮影画像
２１、２２、・・２５  ストッパ
２１ａ、２２ａ  センサ
３１、３２  撮影位置
４１  ビデオコントローラ
４２  モニタ
４３  操作パネル
４４  方向指定キー
４５  マウス
４６  スタートキー
４７  制御装置
５０  エンターキー
５１  搬送手段
５１ａ  搬送経路
５２  カメラ支持手段
５３  ストッパ支持手段
７１  実装位置情報（ＣＡＤデータ）
【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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