(57)【要約】【課題】クリームはんだ印刷の３次元自動検査において陰面（オクルージョン）のない３次元画像の獲得を実現する。【解決手段】基板面の上方において第１のカラーイメージセンサカメラおよび第２のカラーイメージセンサカメラが対向し、基板の同一領域を斜めの視軸（ビューイングアングル）で見下ろして撮像する両眼視システムと、基板を直上方向から照明する第３色相光光源と、第１カメラよりも低い位置にあって第１カメラと同じ方向から基板を照明する第１色相光光源と、第２カメラよりも低い位置にあって第２カメラと同じ方向から基板を照明する第２色相光源によって３次元撮像幾何光学配置を構成することにより、陰面（オクルージョン）のないクリームはんだ印刷品質の自動的な３次元画像検査ができるようにした。【選択図】図１
2009168453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面の上方において第１のカラーイメージセンサカメラおよび第２のカラーイメージセンサカメラが対向し、基板の同一領域を斜めの視軸（ビューイングアングル）で見下ろして撮像する両眼視システムと基板ステージから成り、両カメラが基板の３次元画像をそれぞれ獲得する撮像手段と、
基板を直上方向から照明する第３色相光光源と、第１カメラよりも低い位置にあって第１カメラと同じ方向から基板を照明する第１色相光光源と、第２カメラよりも低い位置にあって第２カメラと同じ方向から基板を照明する第２色相光源とを備え、３光源によって基板を三重に照明する照明手段と、
第１カメラと第２カメラが同時に撮像したそれぞれの基板画像において、基準点画像を用いて両画像の位置補正を行う画像位置補正手段と、
第１カメラと第２カメラが撮像した画像を用いてクリームはんだ印刷後基板の３次元画像計測を行う３次元計測手段と、
３次元画像計測データを用いてクリームはんだ印刷品質の良否判定を行う判定手段と
より成る検査装置。
【請求項２】
基板面の上方において第１のカラーイメージセンサカメラおよび第２のカラーイメージセンサカメラが対向し、基板の同一領域を斜めの視軸（ビューイングアングル）で見下ろして撮像する両眼視システムと基板ステージから成り、両カメラが基板の３次元画像をそれぞれ獲得する撮像手段と、
基板を直上方向から照明する第３色相光光源と、第１カメラよりも低い位置にあって第１カメラと同じ方向から基板を照明する第１色相光光源と、第２カメラよりも低い位置にあって第２カメラと同じ方向から基板を照明する第２色相光源とを備え、３光源によって基板を三重に照明する照明手段と、
第１カメラと第２カメラが同時に撮像したそれぞれの基板画像において、基準点画像を用いて両画像の位置補正を行う画像位置補正手段と、
両カメラが撮像した画像を保存する保存手段と、
第１カメラが撮像した基準基板画像と検体基板画像の第１差分画像処理と、第２カメラが撮像した基準基板画像と検体基板画像の第２差分画像処理とをそれぞれ行う画像処理手段と、
第１差分画像処理と第２差分画像処理のそれぞれにおいて、設定閾値を超える差分のある画素を異同画素として検出する検出手段と、
検出されたそれぞれの異同画素から統合的にクリームはんだ印刷品質の良否判定を行う統合判定手段と
より成る検査装置。
【請求項３】
前記カラーイメージセンサカメラは１次元カラーイメージセンサカメラであって、前記撮像手段が両眼視システムあるいは基板ステージをイメージセンサのピクセル配置に直交する方向に相対移動することによって、両カメラが基板の３次元画像をそれぞれ獲得することを特徴とする請求項１あるいは２記載の検査装置。
【請求項４】
前記カラーイメージセンサカメラは２次元カラーイメージセンサカメラであって、前記撮像手段が両眼視システムあるいは基板ステージを相対移動することによって、両カメラが基板の３次元画像をそれぞれ獲得することを特徴とする請求項１あるいは２記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロニクス工場等において、イメージセンサカメラによりクリームはんだ印刷基板を３次元撮像して外観検査を行う検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のプリント基板への部品組みつけ工法はほぼ表面実装方式になり、素基板にクリームはんだを謄写版式に印刷塗布し、その上に部品を自動マウントし、クリームはんだをリフロー炉で加熱溶融して、基板への部品のはんだ付を完了する。この方式における部品実装不良は、クリームはんだ印刷工程、部品マウント工程、はんだ溶融工程で発生し得るので、それぞれの工程において品質を検査・確認する必要性が一般的に認識されるようになった。
中でもクリームはんだ印刷工程における印刷不良は、重篤なはんだ付不良の原因になるため、検査装置によるはんだ印刷品質の自動検査が必須になってきている。従来のこの種検査装置は、大別、２次元検出方式と３次元計測方式とがあり、前者は基板に対して垂直方向から撮った平面画像で印刷の平面方向の不良を検出する。また後者は３次元計測により、印刷はんだの高さ計測を行う。
３次元計測法は、はんだに斜め方向からレーザ光を投射して高さによる反射スポットの位置変化量から算出する方法や、既知のパタンを持つ構造光を投光して、その変形分から算出する方法などが開示されている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２０００−０９７６３１
【特許文献２】特開２００５−３３７９４３
【０００３】
一方、本出願人は、先に傾斜カメラと角度と色相の異なる２種の光源を備えたクリームはんだ３次元検査技術を考案し、出願している（未公開）。この技術は、基板に対して斜め撮像角度の１次元カラーイメージセンサが、第１色相光光源がほぼ真上から照明し、かつ第２色相光光源が撮像角度よりも浅い斜め角度で照明する基板を撮像して、第１色相光と第２色相光で同に二重照明されたクリームはんだ印刷基板の全面３次元画像を獲得し、基準基板画像と検体基板画像の差画像処理によって異常箇所を検出し、かつ異常箇所についてクリームはんだの３次元画像計測を行うものである。
【０００４】
この技術は、１台のカメラで１方向から基板を斜めに撮像するので、獲得画像は立体である印刷クリームはんだの上面と手前側面画像のみであり、反対側面は陰面即ちオクルージョン(occulusion)となり、検査および計測の対象になし得なかった。実際の基板では、オクルージョン側に何らかの異常が存在し、反対側の検査が必要な場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、クリームはんだ３次元検査装置において、オクルージョンのない印刷クリームはんだの３次元画像を獲得し、３次元検査および３次元計測ができなかった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板面の上方において第１のカラーイメージセンサカメラおよび第２のカラーイメージセンサカメラが対向し、基板の同一領域を斜めの視軸（ビューイングアングル）で見下ろして撮像する両眼視システムと基板ステージから成り、両カメラが基板の３次元画像をそれぞれ獲得する撮像手段と、基板を直上方向から照明する第３色相光光源と、第１カメラよりも低い位置にあって第１カメラと同じ方向から基板を照明する第１色相光光源と、第２カメラよりも低い位置にあって第２カメラと同じ方向から基板を照明する第２色相光源とを備え、３光源によって基板を三重に照明する照明手段と、第１カメラと第２カメラが同時に撮像したそれぞれの基板画像において、基準点画像を用いて両画像の位置補正を行う画像位置補正手段と、両カメラが撮像した画像を保存する保存手段と、第１カメラが撮像した基準基板画像と検体基板画像の第１差分画像処理と、第２カメラが撮像した基準基板画像と検体基板画像の第２差分画像処理とをそれぞれ行う画像処理手段と、第１差分画像処理と第２差分画像処理のそれぞれにおいて、設定閾値を超える差分のある画素を異同画素として検出する検出手段と、検出されたそれぞれの異同画素から統合的にクリームはんだ印刷品質の良否判定を行う統合判定手段とより成ることを主要な特徴とする。
また本発明は、基板面の上方において第１のカラーイメージセンサカメラおよび第２のカラーイメージセンサカメラが対向し、基板の同一領域を斜めの視軸（ビューイングアングル）で見下ろして撮像する両眼視システムと基板ステージから成り、両カメラが基板の３次元画像をそれぞれ獲得する撮像手段と、基板を直上方向から照明する第３色相光光源と、第１カメラよりも低い位置にあって第１カメラと同じ方向から基板を照明する第１色相光光源と、第２カメラよりも低い位置にあって第２カメラと同じ方向から基板を照明する第２色相光源とを備え、３光源によって基板を三重に照明する照明手段と、第１カメラと第２カメラが同時に撮像したそれぞれの基板画像において、基準点画像を用いて両画像の位置補正を行う画像位置補正手段と、両カメラが撮像した画像を保存する保存手段と、第１カメラが撮像した基準基板画像と検体基板画像の第１差分画像処理と、第２カメラが撮像した基準基板画像と検体基板画像の第２差分画像処理とをそれぞれ行う画像処理手段と、第１差分画像処理と第２差分画像処理のそれぞれにおいて、設定閾値を超える差分のある画素を異同画素として検出する検出手段と、検出されたそれぞれの異同画素から統合的にクリームはんだ印刷品質の良否判定を行う統合判定手段とより成ることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の検査装置は、２台のイメージセンサカメラでクリームはんだを反対方向から斜めに撮像し、かつ３基の色相別カラー光源でクリームはんだの上面、手前側面、反対側面をそれぞれの色相に着色照明するので、オクルージョンのないクリームはんだの検査および計測が格段に容易になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
オクルージョンのないクリームはんだの検査および計測が容易な３次元クリームはんだ印刷検査装置を実現するという目的を、２台のイメージセンサカメラでクリームはんだを斜めに反対方向から撮像し、かつ３基の色相別カラー光源でクリームはんだの上面、手前側面、反対側面をそれぞれの色相に着色照明することによって実現した。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明検査装置の第１実施例の全体構成図であって、基板１上にはクリームはんだ２が印刷され、基板１は１次元テーブル３に水平姿勢で保持されている。
【００１０】
基板１の上方には、２台の１次元カラーイメージセンサカメラ４−１および４−２と又照明装置の第１色相光源５−１と第２色相光源５−２と第３色相光源５−３が配置されている。
【００１１】
１次元カラーイメージセンサカメラ４−１および４−２はカラーラインＣＣＤカメラであって、基板の１点を頂点とする倒立二等辺三角形（図１の点線で示した）の底辺の２頂点に設置され、それぞれ基板の同一領域を斜めの視軸で撮像するようになっている。
【００１２】
又、第１色相光源５−１は第１カメラ４−１よりも低い位置で第１カメラと同じ方向から基板を照明し、第２色相光源５−２は第２カメラ４−２よりも低い位置で第２カメラと同じ方向から基板を照明し、第３色相光源５−３は基板を直上方向から照明している。
【００１３】
図２（Ａ）の光学配置模式図に示すように、照明・撮像系の構成は、下記のようになっている：
第１色相光源５−１は、１次元カラーイメージセンサカメラ４−１よりも下方に設置され、第１色相光例えば赤色の光束を基板に投射することによって、クリームはんだの側面を赤色に着色する。
第２色相光源５−２は、１次元カラーイメージセンサカメラ４−２よりも下方に設置され、第２色相光例えば緑色の光束を基板に投射することによって、クリームはんだの側面を緑色に着色する。
第３色相光源５−３は、カメラ視野直上に設置され、第３色相光例えば青色の光束を基板に投射することによって、クリームはんだの上面を青色に着色する。
【００１４】
この幾何光学配置で、第１色相光源５−１と第３色相光源５−３の間に設置された斜め姿勢の１次元カラーイメージセンサカメラ４−１が基板を撮像すると、図２（Ｂ）の画像模式図に示すように、クリームはんだの３次元画像が得られ、しかもはんだの上面は青色画像領域となり、また側面は赤色画像領域となる。
赤色領域の奥行き（図２（Ｂ）長方形領域の横幅に相当）はクリームはんだの側面画像の奥行きであるので、クリームはんだの高さに比例し、青色領域はクリームはんだの上面画像であるので、クリームはんだの面積に比例する。
【００１５】
又この幾何光学配置で、第２色相光源５−２と第３色相光源５−３の間に設置された斜め姿勢の１次元カラーイメージセンサカメラ４−２が基板を撮像すると、図２（Ｂ）の画像模式図に示すように、クリームはんだの３次元画像が得られ、しかもはんだの上面は青色画像領域となり、また側面は緑色画像領域となる。
緑色領域の奥行き（図２（Ｂ）長方形領域の横幅に相当）はクリームはんだの側面画像の奥行きであるので、クリームはんだの高さに比例し、青色領域はクリームはんだの上面画像であるので、クリームはんだの面積に比例する。
【００１６】
上記の画像は、１次元イメージセンサカメラが視野全体を一定傾斜角で獲得するので、画像の奥行き（図２（Ｂ）長方形領域の横幅）と基板実寸との関係が画像のどこでも一定である。従って、カメラの傾斜角から、三角法によって実寸を容易に算出することができる。又、２台のカメラで両方向から立体物である印刷されたクリームはんだの画像を撮るので、オクルージョンのない画像計測が可能である。
【００１７】
２台のカメラは、同一視野を撮像することが必要であるが、このために基板上に同じ基準点を設定し、それぞれのカメラが獲得した画像において位置補正を行うようにしている。
【００１８】
クリームはんだのはみ出しやブリッジは、いずれのカメラの画像においても青色領域の広がり異常として検出される。
【００１９】
図１の全体構成図において、１次元カラーイメージセンサカメラ４−１と４−２は、制御装置６に接続され、制御装置６は、２台の１次元センサ撮像ユニット７、２台の画像位置補正ユニット８、３次元画像抽出ユニット９、３次元画像計測ユニット１０、はんだ良否判定ユニット１１、及びシステム全体を制御する統合システム制御ユニット１２を有し、各ユニット７乃至１２は、バス１７を通じてデータの交換を行う。
【００２０】
又、制御装置６には、教示データ等の入力を行う入力ユニット１３と、検査結果等を印字する出力ユニット１４と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１５と、画像や検査結果等を表示する２台の表示ユニット１６が接続されている。
【００２１】
次に、図３（Ａ）のフロー図に従って、この実施例検査装置の教示ステップを説明する。まずクリームはんだが正しく印刷された基準基板１（図１）をテーブルに装填し（ＳＴ１）、基板のＩＤデータを教示し（ＳＴ２）、更に検査領域を教示する（ＳＴ３）。検査領域はクリームはんだが印刷される場所（パッドと称する）を中心として設定される。この教示には、基板のコンピュータ設計データを利用することができる。その後、基準基板を１次元テーブル３で移動して１次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で同時にスキャン撮像する（ＳＴ４）。獲得した基準基板の３次元全面の２画像をそれぞれ対応する表示ユニット１６に表示し、両画像中の特定箇所を位置補正マークとして設定する（ＳＴ５）。位置補正マークは、通常基板の対角コーナーに設定されるが、必要により基板の随所に設定することもできるようになっている。次に、ＳＴ３で教示した検査領域を画像上に重畳表示して、画像と検査領域との対応を確認する（ＳＴ６）。
【００２２】
教示ステップが完了したら、基準基板を除去する（ＳＴ７）。
【００２３】
次に、この実施例における自動検査の動作を、図３（Ｂ）のフロー図に沿って説明する。
まず、図１において検体基板１を１次元テーブル３に装填し（ＳＴ１１）、検体基板のＩＤデータを入力するか又は読取ると（ＳＴ１２）、制御装置６の指令で検体基板１を１次元移動し、１次元センサ撮像ユニット７の制御によって１次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で検体基板１を同時にスキャン撮像する（ＳＴ１３）。
【００２４】
そこで３次元画像抽出ユニット９が、第１カメラ画像においては検査領域内画像から閾値を超える赤色画素と青色画素を抽出する。又第２カメラ画像においては検査領域内画像から閾値を超える緑色画素と青色画素を抽出し（ＳＴ１４）、３次元画像計測ユニット１０が、両画像の全検査領域について、クリームはんだの面積、高さ、体積を計測する（ＳＴ１５）（図２（Ｂ）参照）。
【００２５】
次に、はんだ良否判定ユニット１１が、両画像から得られた全検査領域の計測データを統合して、印刷されたクリームはんだの品質良否判定を行い（ＳＴ１６）、検査結果を報告したら（ＳＴ１７）、検体基板を除去する（ＳＴ１８）。
【実施例２】
【００２６】
図４は、本発明検査装置の第２実施例の全体構成図であって、基板１と、印刷されたクリームはんだ２と、１次元テーブル３と、２台の１次元カラーイメージセンサカメラ４−１および４−２と、照明装置の第１色相光源５−１と第２色相光源５−２と第３色相光源５−３の配置は、第１実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【００２７】
図４の全体構成図において、１次元カラーイメージセンサカメラ４−１と４−２は、制御装置６に接続され、制御装置６は、２台の１次元センサ撮像ユニット７、２台の画像位置補正ユニット８、３次元画像比較ユニット９、はんだ良否判定ユニット１０、及びシステム全体を制御する統合システム制御ユニット１１を有し、各ユニット７乃至１１は、バス１６を通じてデータの交換を行う。
【００２８】
又、制御装置６には、教示データ等の入力を行う入力ユニット１２と、検査結果等を印字する出力ユニット１３と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１４と、画像や検査結果等を表示する２台の表示ユニット１５が接続されている。
【００２９】
次に、図５（Ａ）のフロー図に従って、この実施例検査装置の教示ステップを説明する。まずクリームはんだが正しく印刷された基準基板１（図４）をテーブルに装填し（ＳＴ２１）、基板のＩＤデータを教示し（ＳＴ２２）、更に検査領域を教示する（ＳＴ２３）。検査領域はクリームはんだが印刷される場所（パッドと称する）を中心として設定される。この教示には、基板のコンピュータ設計データを利用することができる。その後、基準基板を１次元テーブル３で移動して１次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で同時にスキャン撮像する（ＳＴ２４）。獲得した基準基板の３次元全面の２画像をそれぞれ対応する表示ユニット１５に表示し、両画像中の特定箇所を位置補正マークとして設定する（ＳＴ２５）。位置補正マークは、通常基板の対角コーナーに設定されるが、必要により基板の随所に設定することもできるようになっている。次に、ＳＴ２３で教示した検査領域を画像上に重畳表示して、画像と検査領域との対応を確認する（ＳＴ２６）。
【００３０】
次に、テスト基板を装填し（ＳＴ２８）、１次元テーブル３で移動して１次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で同時にスキャン撮像する（ＳＴ２９）。基準基板の３次元画像２とテスト基板の３次元画像２をそれぞれ表示ユニット１５に表示して、デフォルト画像精度とデフォルト検出感度の条件で両者の差画像処理を試行し、テスト基板上の不良を見逃すことがあれば、その検査領域の画像精度あるいは検出感度を上げ、また、過検出が多ければ、その検査領域のそれらを下げることにより、この基板に最適な画像精度と検出感度に調節する（ＳＴ３０）。
全検査領域の画像精度と検出感度の調節が終り、教示ステップが完了したら、テスト基板を除去する（ＳＴ３１）。
【００３１】
画像精度は、検査領域内の全画素を比較するか、間引いて行うか、選択できるようにしている。全画素を対象とすると、検査精度は当然アップするが、画像処理時間が長くなるので、基板の種類や不良の種類によって必要な画素密度を適用し、検査時間の短縮ができるようにしている。
また検査領域の検出感度は、差画像処理の閾値を上下させる差分感度と、閾値を超えた画素の広がりや移動の範囲を限定する感度とに大別される。異同画素の範囲を検出することによって、基板上に印刷されたクリームはんだの平面方向へのはみ出しや不足のみならず、高さの大小不良も検出できる。
基準基板と比較する基板の画像同士の差画像処理を行うと、例えば検体基板上のクリームはんだの高さが検体基板のそれよりも高い場合には、図２（Ｂ）下欄に示すように、差分画像が得られ、高さについての画像化検査が可能である。
【００３２】
次に、この実施例における自動検査の動作を、図５（Ｂ）のフロー図に沿って説明する。
まず、図４において検体基板１を１次元テーブル３に装填し（ＳＴ４１）、検体基板のＩＤデータを入力するか又は読取ると（ＳＴ４２）、制御装置６の指令で検体基板１を１次元移動し、１次元センサ撮像ユニット７の制御によって１次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で検体基板１の全面を同時にスキャン撮像する（ＳＴ４３）。
【００３３】
そこで３次元画像比較ユニット９が、基準基板３次元画像と検体基板３次元画像の各検査領域について、差分画像処理を行い（ＳＴ４４）、教示した画像精度と検出感度に基づいて異同画素を検出する（ＳＴ４５）。
【００３４】
次に、はんだ良否判定ユニット１０が、両画像から得られた異同画素データを統合して、印刷されたクリームはんだの品質良否判定を行い（ＳＴ４６）、検査結果を報告したら（ＳＴ４７）、検体基板を除去する（ＳＴ４８）。
【実施例３】
【００３５】
図６は、本発明検査装置の第３実施例の全体構成図であって、基板１上にはクリームはんだ２が印刷され、基板１はＸＹテーブル３に水平姿勢で保持されている。
【００３６】
基板１の上方には、２台の２次元カラーイメージセンサカメラ４−１および４−２と又照明装置の第１色相光源５−１と第２色相光源５−２と第３色相光源５−３が配置されている。
【００３７】
２次元カラーイメージセンサカメラ４−１および４−２はカラーエリアＣＣＤカメラであって、基板の１点を頂点とする倒立二等辺三角形（図１の点線で示した）の底辺の２頂点に設置され、それぞれ基板の同一領域を斜めの視軸で撮像するようになっている。
【００３８】
又、第１色相光源５−１は第１カメラ４−１よりも低い位置で第１カメラと同じ方向から基板を照明し、第２色相光源５−２は第２カメラ４−２よりも低い位置で第２カメラと同じ方向から基板を照明し、第３色相光源５−３は基板を直上方向から照明している。
【００３９】
図２（Ａ）の光学配置模式図に示すように、照明・撮像系の構成は、下記のようになっている：
第１色相光源５−１は、２次元カラーイメージセンサカメラ４−１よりも下方に設置され、第１色相光例えば赤色の光束を基板に投射することによって、クリームはんだの側面を赤色に着色する。
第２色相光源５−２は、２次元カラーイメージセンサカメラ４−２よりも下方に設置され、第２色相光例えば緑色の光束を基板に投射することによって、クリームはんだの側面を緑色に着色する。
第３色相光源５−３は、カメラ視野直上に設置され、第３色相光例えば青色の光束を基板に投射することによって、クリームはんだの上面を青色に着色する。
【００４０】
この幾何光学配置で、第１色相光源５−１と第３色相光源５−３の間に設置された斜め姿勢の２次元カラーイメージセンサカメラ４−１が基板を撮像すると、図２（Ｂ）の画像模式図に示すように、クリームはんだの３次元画像が得られ、しかもはんだの上面は青色画像領域となり、また側面は赤色画像領域となる。
赤色領域の奥行き（図２（Ｂ）長方形領域の横幅に相当）はクリームはんだの側面画像の奥行きであるので、クリームはんだの高さに比例し、青色領域はクリームはんだの上面画像であるので、クリームはんだの面積に比例する。
【００４１】
又この幾何光学配置で、第２色相光源５−２と第３色相光源５−３の間に設置された斜め姿勢の２次元カラーイメージセンサカメラ４−２が基板を撮像すると、図２（Ｂ）の画像模式図に示すように、クリームはんだの３次元画像が得られ、しかもはんだの上面は青色画像領域となり、また側面は緑色画像領域となる。
緑色領域の奥行き（図２（Ｂ）長方形領域の横幅に相当）はクリームはんだの側面画像の奥行きであるので、クリームはんだの高さに比例し、青色領域はクリームはんだの上面画像であるので、クリームはんだの面積に比例する。
【００４２】
２次元イメージセンサカメラは一定傾斜角で画像を獲得するので、三角法によって立体の高さと面積を算出することができる。又、２台のカメラで両方向から立体物である印刷されたクリームはんだの画像を撮るので、オクルージョンのない画像計測が可能である。
【００４３】
２台のカメラは、同一視野を撮像することが必要であるが、このために基板上に同じ基準点を設定し、それぞれのカメラが獲得した画像において位置補正を行うようにしている。
【００４４】
クリームはんだのはみ出しやブリッジは、いずれのカメラの画像においても青色領域の広がり異常として検出される。
【００４５】
図６の全体構成図において、２次元カラーイメージセンサカメラ４−１と４−２は、制御装置６に接続され、制御装置６は、２台の２次元センサ撮像ユニット７、２台の画像位置補正ユニット８、３次元画像抽出ユニット９、３次元画像計測ユニット１０、はんだ良否判定ユニット１１、及びシステム全体を制御する統合システム制御ユニット１２を有し、各ユニット７乃至１２は、バス１７を通じてデータの交換を行う。
【００４６】
又、制御装置６には、教示データ等の入力を行う入力ユニット１３と、検査結果等を印字する出力ユニット１４と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１５と、画像や検査結果等を表示する２台の表示ユニット１６が接続されている。
【００４７】
次に、図７（Ａ）のフロー図に従って、この実施例検査装置の教示ステップを説明する。まずクリームはんだが正しく印刷された基準基板１（図６）をＸＹテーブルに装填し（ＳＴ５１）、基板のＩＤデータを教示し（ＳＴ５２）、更に検査領域を教示する（ＳＴ５３）。検査領域はクリームはんだが印刷される場所（パッドと称する）を中心として設定される。この教示には、基板のコンピュータ設計データを利用することができる。その後、基準基板をＸＹテーブル３で移動して２次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で同一視野を同時に撮像していく（ＳＴ５４）。獲得した基準基板の２画像をそれぞれ対応する表示ユニット１６に表示し、両画像中の特定箇所を位置補正マークとして設定する（ＳＴ５５）。位置補正マークは、通常基板の対角コーナーに設定されるが、必要により基板の各視野に設定することもできるようになっている。次に、ＳＴ５３で教示した検査領域を視野画像上に重畳表示して、画像と検査領域との対応を確認する（ＳＴ５６）。
【００４８】
教示ステップが完了したら、基準基板を除去する（ＳＴ５７）。
【００４９】
次に、この実施例における自動検査の動作を、図７（Ｂ）のフロー図に沿って説明する。
まず、図６において検体基板１をＸＹテーブル３に装填し（ＳＴ６１）、検体基板のＩＤデータを入力するか又は読取ると（ＳＴ６２）、制御装置６の指令で検体基板１を２次元移動し、２次元センサ撮像ユニット７の制御によって２次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２が検体基板１の各視野を同時に撮像する（ＳＴ６３）。
【００５０】
そこで３次元画像抽出ユニット９が、第１カメラの視野画像においては検査領域内画像から閾値を超える赤色画素と青色画素を抽出する。又第２カメラの視野画像においては検査領域内画像から閾値を超える緑色画素と青色画素を抽出し（ＳＴ６４）、３次元画像計測ユニット１０が、両視野画像の検査領域について、クリームはんだの面積、高さ、体積を計測する（ＳＴ６５）（図２（Ｂ）参照）。
【００５１】
次に、はんだ良否判定ユニット１１が、両視野画像から得られた全検査領域の計測データを統合して、印刷されたクリームはんだの品質良否判定を行い（ＳＴ６６）、検査結果を報告したら（ＳＴ６７）、検体基板を除去する（ＳＴ６８）。
【実施例４】
【００５２】
図８は、本発明検査装置の第４実施例の全体構成図であって、基板１と、印刷されたクリームはんだ２と、ＸＹテーブル３と、２台の２次元カラーイメージセンサカメラ４−１および４−２と、照明装置の第１色相光源５−１と第２色相光源５−２と第３色相光源５−３の配置は、第３実施例と同様であるので、その説明を省略する。
【００５３】
図８の全体構成図において、２次元カラーイメージセンサカメラ４−１と４−２は、制御装置６に接続され、制御装置６は、２台の２次元センサ撮像ユニット７、２台の画像位置補正ユニット８、３次元画像比較ユニット９、はんだ良否判定ユニット１０、及びシステム全体を制御する統合システム制御ユニット１１を有し、各ユニット７乃至１１は、バス１６を通じてデータの交換を行う。
【００５４】
又、制御装置６には、教示データ等の入力を行う入力ユニット１２と、検査結果等を印字する出力ユニット１３と、外部装置との間でデータ送受を行う通信ユニット１４と、画像や検査結果等を表示する２台の表示ユニット１５が接続されている。
【００５５】
次に、図９（Ａ）のフロー図に従って、この実施例検査装置の教示ステップを説明する。まずクリームはんだが正しく印刷された基準基板１（図８）をＸＹテーブルに装填し（ＳＴ７１）、基板のＩＤデータを教示し（ＳＴ７２）、更に検査領域を教示する（ＳＴ７３）。検査領域はクリームはんだが印刷される場所（パッドと称する）を中心として設定される。この教示には、基板のコンピュータ設計データを利用することができる。その後、基準基板をＸＹテーブル３で移動して２次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で同一視野を同時に撮像する（ＳＴ７４）。獲得した基準基板の２画像をそれぞれ対応する表示ユニット１５に表示し、両画像中の特定箇所を位置補正マークとして設定する（ＳＴ７５）。位置補正マークは、通常基板の対角コーナーに設定されるが、必要により基板の各視野に設定することもできるようになっている。次に、ＳＴ７３で教示した検査領域を視野画像上に重畳表示して、画像と検査領域との対応を確認する（ＳＴ７６）。
【００５６】
次に、テスト基板を装填し（ＳＴ７８）、ＸＹテーブル３で移動して２次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で各視野を同時に撮像する（ＳＴ７９）。基準基板の視野画像２とテスト基板の視野画像２をそれぞれ表示ユニット１５に表示して、デフォルト画像精度とデフォルト検出感度の条件で両者の差画像処理を試行し、テスト基板上の不良を見逃すことがあれば、その検査領域の画像精度あるいは検出感度を上げ、また、過検出が多ければ、その検査領域のそれらを下げることにより、この基板に最適な画像精度と検出感度に調節する（ＳＴ８０）。
全検査領域の画像精度と検出感度の調節が終り、教示ステップが完了したら、テスト基板を除去する（ＳＴ８１）。
【００５７】
画像精度は、検査領域内の全画素を比較するか、間引いて行うか、選択できるようにしている。全画素を対象とすると、検査精度は当然アップするが、画像処理時間が長くなるので、基板の種類や不良の種類によって必要な画素密度を適用し、検査時間の短縮ができるようにしている。
また検査領域の検出感度は、差画像処理の閾値を上下させる差分感度と、閾値を超えた画素の広がりや移動の範囲を限定する感度とに大別される。異同画素の範囲を検出することによって、基板上に印刷されたクリームはんだの平面方向へのはみ出しや不足のみならず、高さの大小不良も検出できる。
基準基板と比較する基板の画像同士の差画像処理を行うと、例えば検体基板上のクリームはんだの高さが検体基板のそれよりも高い場合には、図２（Ｂ）下欄に示すように、差分画像が得られ、高さについての画像化検査が可能である。
【００５８】
次に、この実施例における自動検査の動作を、図９（Ｂ）のフロー図に沿って説明する。
まず、図８において検体基板１をＸＹテーブル３に装填し（ＳＴ９１）、検体基板のＩＤデータを入力するか又は読取ると（ＳＴ９２）、制御装置６の指令で検体基板１を２次元移動し、２次元センサ撮像ユニット７の制御によって２次元カラーイメージセンサカメラ４−１及び４−２で検体基板１の各視野を同時に撮像する（ＳＴ９３）。
【００５９】
そこで３次元画像比較ユニット９が、基準基板の視野画像と検体基板の視野画像の検査領域について、差分画像処理を行い（ＳＴ９４）、教示した画像精度と検出感度に基づいて異同画素を検出する（ＳＴ９５）。
【００６０】
次に、はんだ良否判定ユニット１０が、両画像から得られた異同画素データを統合して、印刷されたクリームはんだの品質良否判定を行い（ＳＴ９６）、検査結果を報告したら（ＳＴ９７）、検体基板を除去する（ＳＴ９８）。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
基板面を頂点として垂直に倒立する二等辺三角形の底辺の２頂点に対応する位置に第１および第２のカラーイメージセンサカメラをそれぞれ設置し、基板の同一領域を斜めの視軸（ビューイングアングル）で撮像するようにした両眼視システムと、基板を直上方向から照明する第３色相光光源と、第１カメラよりも低い位置にあって第１カメラと同じ方向から基板を照明する第１色相光光源と、第２カメラよりも低い位置にあって第２カメラと同じ方向から基板を照明する第２色相光源によって３次元撮像幾何光学配置を構成し、クリームはんだ印刷品質の自動的な３次元画像検査を行う検査装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】検査装置の全体構成を示した説明図である。（実施例１）
【図２】検査装置における撮像の幾何光学配置と画像処理を説明する図である。（全実施例）
【図３】検査装置における教示と自動検査の動作を示したフロー図である。（実施例１）
【図４】検査装置の全体構成を示した説明図である。（実施例２）
【図５】検査装置における教示と自動検査の動作を示したフロー図である。（実施例２）
【図６】検査装置の全体構成を示した説明図である。（実施例３）
【図７】検査装置における教示と自動検査の動作を示したフロー図である。（実施例３）
【図８】検査装置の全体構成を示した説明図である。（実施例４）
【図９】検査装置における教示と自動検査の動作を示したフロー図である。（実施例４）
【符号の説明】
【００６３】
１    基板
２    クリームはんだ
４    １次元カラーイメージセンサカメラ
５    照明装置
６    制御装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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