(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入された回路基板表面の画像をカメラで取り込んで画像取込み後の回路基板を搬出し、取り込んだ画像に基づいて回路基板の検査を行なう基板検査装置において、
所定の第１の方向に並ぶ、搬入された回路基板を受け取る搬入位置と、回路基板表面の画像を取り込む検査位置と、画像取込み後の回路基板を搬出する搬出位置とのうち、前記搬入位置と前記検査位置との間で往復動し、搬入された回路基板を前記搬入位置で受け取っては前記検査位置に搬送する搬入体、
前記第１の方向に対して交わる所定の第２の方向に配列された複数の受光素子を有するカメラであって、前記搬入体の、前記第１の方向の動きに同期して該第１の方向に移動し、前記搬入体により前記検査位置に搬送された回路基板を、該搬入体が該検査位置から前記搬入位置に戻る際に該第１の方向に走査して、該回路基板表面の画像を取り込むカメラ、
前記搬入体の動きに同期して、前記検査位置と前記搬出位置との間で往復動し、画像取込み後の回路基板を前記検査位置で受け取っては前記搬出位置に搬送する搬出体、および
前記カメラで取り込んだ画像に基づいて回路基板を検査する基板検査部を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬入された回路基板表面の画像をカメラで取り込んで画像取り込み後の回路基板を搬出し、取り込んだ画像に基づいて回路基板の検査を行なう基板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板の検査を行なうには、一般的に回路基板を１枚ずつ順次基板検査装置内に搬入し、搬入された回路基板を、例えば一次元ＣＣＤカメラで受光素子の並び方向に対し直角の方向に走査してその回路基板の画像を取り込み、その画像取込み後の回路基板をその基板検査装置から搬出するとともに、その取り込んだ画像を表わす画像データと、あらかじめ用意した基準データとのパターンマッチングを行なうことによりその回路基板上の配線パターンに断線や短絡等の欠陥がないかどうかが検査される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、画像処理技術も進歩し、画像を取り込んだ後のパターンマッチング等による回路基板の検査はかなり高速化されているが、回路基板を基板検査装置内に搬入し、その搬入された回路基板をＣＣＤカメラで走査して画像を取り込み、画像取込み後の回路基板をその基板検査装置から搬出するという機械的な動作速度が、回路基板１枚あたりの検査時間を短縮化し、多数枚の回路基板の検査効率を上げる上でのネックとなっている。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、検査時間の短縮化が図られた基板検査装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の基板検査装置は、
搬入された回路基板表面の画像をカメラで取り込んで画像取込み後の回路基板を搬出し、取り込んだ画像に基づいて回路基板の検査を行なう基板検査装置において、
（１）所定の第１の方向に並ぶ、搬入された回路基板を受け取る搬入位置と、回路基板表面の画像を取り込む検査位置と、画像取込み後の回路基板を搬出する搬出位置とのうち、上記搬入位置と上記検査位置との間で往復動し、搬入された回路基板を上記搬入位置で受け取っては上記検査位置に搬送する搬入体
（２）上記第１の方向に対して交わる所定の第２の方向に配列された複数の受光素子を有するカメラであって、上記搬入体の、上記第１の方向の動きに同期してこの第１の方向に移動し、上記搬入体により上記検査位置に搬送された回路基板を、この搬入体がこの検査位置から上記搬入位置に戻る際にこの第１の方向に走査して、この回路基板表面の画像を取り込むカメラ
（３）上記搬入体の動きに同期して、上記検査位置と上記搬出位置との間で往復動し、画像取込み後の回路基板を上記検査位置で受け取っては上記搬出位置に搬送する搬出体
（４）上記カメラで取り込んだ画像に基づいて回路基板を検査する基板検査部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の基板検査装置は、回路基板が並ぶ第１の方向に対して交わる所定の第２の方向に配列された複数の受光素子を有する、搬入体の動きに同期してこの第１の方向に移動するカメラで、この搬入体が検査位置から搬入位置に戻る際にこの第１の方向に走査して検査位置に搬送された回路基板表面の画像を取り込む。つまり、搬入体を移動させるときにカメラが回路基板を走査する。これにより、搬入体の動きとは独立に、すなわち搬入体が検査位置からはずれるまで待ってカメラで走査する場合と比較して、短時間で回路基板の検査が行われる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の基板検査装置の概略の構成を示す側面図、図２は、その上面図である。
この基板検査装置１０の外部と、搬入された回路基板を受け取る搬入位置Ａとの間には、図２に示すように、回路基板を搬入位置Ａに搬送する、ｘ方向に延びる２本の搬入コンベア２１が設置されている。回路基板はこの２本の搬入コンベア２１に載置され搬入位置Ａに搬送される。この基板検査装置１０は、後述するようにして、この搬入位置Ａで回路基板を受け取り、この搬入位置Ａで受け取った回路基板を、回路基板表面の画像を取り込む検査位置Ｂに搬送し、この検査位置Ｂに固定されている検査テーブル２３に回路基板を載置する。その後この検査テーブル２３に載置された回路基板表面の画像を取り込み、取り込んだ画像に基づいて回路基板の検査を行う。また、この基板検査装置１０は、画像取り込み後の回路基板を、画像取り込み後の回路基板を搬出する搬出位置Ｃに搬送する。この搬出位置Ｃと基板検査装置１０の外部との間には、図２に示すように、基板検査装置１０から回路基板を搬出する、ｘ方向に延びる２本の搬出コンベア２２が設置されており、回路基板が搬出位置Ｃに搬送されると、この回路基板は２本の搬出コンベア２２に載置され基板検査装置１０から搬出される。
【０００８】
以下に、基板検査装置１０に搬入された回路基板が基板検査装置１０から搬出されるまでの動作について説明する。
この基板検査装置１０は、図１に示すように、搬入パッド１１およびこの搬入パッド１１を上下方向（図１に示すｚ方向）に移動させる搬入パッド上下移動用機構部１２を備えている。この搬入パッド１１および搬入パッド上下移動用機構部１２はガイドレール２４に沿って移動するものであり（図２参照。尚、図２では、搬入パッド上下移動用機構部１２は図示省略している。以下、基板検査装置１０の上面図を示す場合は、この搬入パッド上下移動用機構部１２は図示省略する。）、この搬入パッド１１は、搬入位置Ａと検査位置Ｂとの間で往復動し、基板検査装置１０に搬入された回路基板を搬入位置Ａで受け取っては検査位置Ｂに搬送するものである。
【０００９】
図３は、図１、図２に示す基板検査装置において、搬入パッドを搬入位置Ａから見たときの搬入パッドの上面図、図４は、図３に示す矢印ａ方向から搬入パッドを見た図である。
搬入パッド１１は、この搬入パッド１１を３分割するように、ｘ方向に延びる２本の溝３２を有している。また搬入パッド１１はｙ方向に延びる４本の溝３３を有している。溝３２は、図３に示すように２つの搬入コンベア２１の真下に位置している。また、溝３２，３３には、搬入位置Ａに搬送された回路基板の位置を調節するピン３１が備えられている。このピン３１の動作については後述する。
【００１０】
図５は、搬入コンベアによって搬入位置Ａに回路基板が搬送されたときの搬入パッドの上面図、図６は、図５に示す矢印ａ方向から搬入パッドを見た図である。
図５に示すように搬入コンベア２１によって搬入位置Ａに回路基板３４が搬送されると、２つの搬入コンベア２１の回転が停止し、搬入パッド上下移動用機構部１２（図１参照）によって搬入パッド１１が上昇し、この搬入パッド１１が回路基板３４を受け取る。
【００１１】
図７は、回路基板を受け取った搬入パッドを示す上面図、図８は、図７に示す矢印ａ方向から搬入パッドを見た図である。
図３〜図６においては、ピン３１は搬入パッド１１の表面に対し水平に配置されているが、搬入パッド１１の上昇により搬入パッド１１が回路基板３４を受け取る際に、このピン３１は、図７、図８に示すように垂直に起き上がる。これにより、図５に示すように、回路基板３４が搬入パッド１１の真上から若干ずれた位置に搬送されても、回路基板３４が搬入パッド１１の真上に移動するように粗位置決めされる。
【００１２】
搬入パッド１１が、図７に示すように回路基板３４を受け取ると、この搬入パッド１１は検査位置Ｂに移動する。
また、基板検査装置１０は、図１が示される紙面に対し垂直方向（図１に示すｘ方向に対し垂直方向）に配列された複数の受光素子を有する、検査位置Ｂに搬送された回路基板の画像を取り込むＣＣＤカメラ１４を備えている。このＣＣＤカメラ１４には、図１が示される紙面に対し垂直方向に配列された、回路基板表面の画像取り込み時にこの回路基板を上から照明するＬＥＤ（図示せず）が取り付けられており、また、このＣＣＤカメラ１４の下には、図１が示される紙面に対し垂直方向に配列された、回路基板表面の画像取り込み時にこの回路基板を下から照明するＬＥＤ１５が備えられている。このＣＣＤカメラ１４は、図２に示すように２つのガイドレール２４に取り付けられ、またＬＥＤ１５も２つのガイドレール２４に取り付けられており、ＣＣＤカメラ１４およびＬＥＤ１５は、搬入パッド１１の、ｘ方向の動きに同期してｘ方向に移動する。搬入パッド１１が回路基板を検査位置Ｂに搬送してから、ＣＣＤカメラ１４によりこの回路基板表面の画像を取り込むまで動作については後述する。
【００１３】
また、基板検査装置１０は、搬出パッド１６および、この搬出パッド１６を上下方向（図１に示すｚ方向）に移動させる搬出パッド上下移動用機構部１７を備えている。この搬出パッド１６および搬出パッド上下移動用機構部１７は、ガイドレール２４に沿って移動するものであり、この搬出パッド１６は、搬入パッド１１の動きに同期して、検査位置Ｂと搬出位置Ｃとの間で往復動し、画像取り込み後の回路基板を検査位置Ｂで受け取っては搬出位置Ｃに搬出するものである。この搬出パッド１６は、図１に示すように、搬入パッド１１が搬入位置Ａに位置しているときは、検査位置Ｂに位置している。
【００１４】
図９は、図１、図２に示す基板検査装置において、検査位置Ｂから搬出パッドをみたときの搬出パッドの上面図である。
搬出パッド１６は、この搬出パッド１６を３分割するように、ｘ方向に延びる２本の溝４１を有しており、この溝４１は、図９に示すように検査テーブル２３の真下に位置している。またこの搬出パッド１６は、図３〜図８を参照しながら説明した、搬入パッド１１が回路基板を受け取る動作と同様の動作で（ただし、回路基板の粗位置決めは行わない）、検査位置Ｂで回路基板を受け取る。
【００１５】
図１０は、図８に示すように搬入パッドが回路基板を受け取ったときの基板検査装置を示す側面図である。
搬入パッド１１が上昇すると、図１０に示すように搬入パッド１１の溝３２内に搬入コンベア２１が配置され、搬出パッド１６が上昇すると、搬出パッド１６の溝４１内に検査テーブル２３が配置される。このとき搬入パッド１１は、図１０に示すように回路基板３４を受け取る。その後、搬入パッド１１は検査位置Ｂに移動する。
【００１６】
図１１は、搬入パッドが検査位置Ｂに移動したときの基板検査装置を示す側面図、図１２はその上面図、図１３は、図１１、図１２に示す基板検査装置において、検査位置Ｂから搬入パッドをみたときの搬入パッドの上面図である。
搬入パッド１１が搬入位置Ａで回路基板を受け取ると、搬入パッド１１は検査位置Ｂに移動し、図１３に示すように搬入パッド１１の溝３２内に検査テーブル２３が配置される。また搬入パッド１１が検査位置Ｂに移動すると搬出パッド１６は搬出位置Ｃに移動し、図１２に示すようにこの搬出パッド１６の溝４１内に搬出コンベア２２が配置される。その後、搬入パッド１１および搬出パッド１６は下降する。
【００１７】
図１４は、搬入パッドおよび搬出パッドが下降したときの図である。
図１４に示すように、搬入パッド１１が下降することにより、検査テーブル２３に回路基板３４が載置される。この回路基板３４には、回路基板が検査テーブル２３の所定位置からどれだけずれた位置に載置されたのかがわかるようにするためのマーカが設けられており、検査テーブル２３に回路基板が載置されると、搬入パッド上下移動用機構部１２に取り付けられているＬＥＤ１３で回路基板上のマーカを照明し、２次元カメラ１９でこのマーカの画像を取り込む。２次元カメラ１９で取り込まれた画像をあらわす画像データは、回路基板を検査する基板検査部２０に入力される。この基板検査部２０での回路基板の検査方法については後述する。また、搬入パッド１１が下降することにより検査テーブル２３に回路基板が載置されると、この搬入パッド１１は検査位置Ｂから搬入位置Ａに戻る。ＣＣＤカメラ１４およびＬＥＤ１５は、上述したように、搬入パッド１１の動きに同期して移動するため、搬入パッド１１が検査位置Ｂから搬入位置Ａに戻る際に、ＣＣＤカメラ１４は検査位置Ｂにある回路基板３４上を通過し、ＬＥＤ１５はこの回路基板３４の下を通過する。
【００１８】
図１５は、搬入パッドが検査位置Ｂから搬入位置Ａに戻る際に、ＣＣＤカメラが検査位置Ｂにある回路基板上を通過し、ＬＥＤ１４がこの回路基板の下を通過するときの図である。
図１５に示すように、ＬＥＤ１５が回路基板の下を通過しているときに、回路基板を下から照明し、また、ＣＣＤカメラ１４が検査位置Ｂにある回路基板３４上を通過しているときに、このＣＣＤカメラ１４に取り付けられているＬＥＤで、回路基板３４を上から照明する。このように回路基板３４を照明して、ＣＣＤカメラ１４で回路基板３４をｘ方向に走査して回路基板３４の画像を取り込む。ＣＣＤカメラ１４で取り込まれた画像はモニタ１８に表示され、また、この画像をあらわす画像データが基板検査部２０に入力される。この基板検査部２０には、基板検査装置１０に搬入される回路基板表面に形成される配線パターンとの相違が比較される配線パターンの基準データが記憶されており、この基板検査部２０に、２次元カメラ１９で取り込まれたマーカの画像を表わす画像データと、ＣＣＤカメラ１４で取り込まれた回路基板表面の画像データとが入力されると、マーカの画像を表わす画像データから、ＣＣＤカメラ１４で取り込まれた回路基板表面の画像を表わす画像データを、その回路基板が検査テーブル２３の所定位置に載置されたときの画像データになるように補正し、この補正された画像データと、予め記憶されている基準データとを比較して、補正された画像データと基準データとの相違を検出し回路基板を検査する。このように、搬入パッド１１が検査位置Ｂから搬入位置Ａに戻る際に、ＣＣＤカメラ１４で回路基板の画像を取り込み、搬入パッド１１は搬入位置Ａに戻る。
【００１９】
図１６は、搬入パッドが搬入位置Ａに戻った場合の基板検査装置の側面図である。
搬入パッド１１が搬入位置Ａに戻ると、図１６に示すように搬出パッド１６は検査位置Ｂに移動し、また、搬入位置Ａに回路基板３５が搬送される。その後搬入パッド１１および搬出パッド１６は、図１０、図１１、および図１４を参照しながら説明したように再び移動し、回路基板３４，３５を、それぞれ検査テーブル２３，搬出コンベア２２に搬送する。
【００２０】
図１７は、回路基板が検査テーブルおよび搬出コンベアに搬送された図である。
搬出コンベア２２に載置された回路基板３４は基板検査装置１０の外部に搬出される。また、搬入パッド１１は再び搬入位置Ａに戻り、図１５〜図１７を参照しながら説明した工程が繰り返され、基板検査装置１０に搬入される回路基板の検査が行われる。
【００２１】
本実施形態の基板検査装置１０は、搬入パッド１１が検査位置Ｂに移動して検査テーブル２３に回路基板を載置した後、この搬入パッド１１が搬入位置Ａに搬送される回路基板を受け取りに検査位置Ｂから搬入位置Ａに戻る際に、この搬入パッド１１の動きに同期して動くＣＣＤカメラ１４で検査位置Ｂの回路基板の画像を取り込む。つまり、搬入パッド１１を移動させるのと同時に、ＣＣＤカメラ１４が回路基板表面を走査する。従って、基板検査装置１０に搬入される回路基板の検査時間の短縮化が図られる。
【００２２】
尚、本実施形態の基板検査装置１０を構成するＣＣＤカメラ１４は、図１に示すｘ方向に対し垂直方向に配列された複数の受光素子を有している。ＣＣＤカメラ１４を受光素子がこのように配列される向きに設置すると、受光素子の配列数が定まっている場合分解能等の点から有利であるが、ＣＣＤカメラ１４を、受光素子がこのｘ方向に対し例えば４５度の角度で交わる方向に配列される向きに設置しても、搬入パッド１１のｘ方向の動きと同期したｘ方向への走査で画像を取り込むという本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００２３】
また、本実施形態の基板検査装置１０では、搬入パッド１１および搬出パッド１６が回路基板を受け取る時には、回路基板は搬入パッド１１あるいは搬出パッド１６に載置されているが搬入パッド１１および搬出パッド１６は回路基板を受け取る時に、回路基板を吸着してもよい。
また、本実施形態の基板検査装置１０では、搬入パッド１１をテーブル状のものとし、それを搬入パッド上下移動用機構部１２により上下（Ｚ方向）させると共に、一方向（Ｘ方向）に移動させたが、テーブルは不動とし、上下移動機構１２に吸着機能を設け、これを一方向に移動させてもよい。さらに、テーブル状の搬出パッド１６の代わりに、上下移動機構１７に吸着機能を設けて搬出パッドとしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板検査装置によれば、検査時間の短縮化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板検査装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の基板検査装置の概略の構成を示す上面図である。
【図３】図１、図２に示す基板検査装置において、搬入位置Ａから搬入パッドを見たときの搬入パッドの上面図である。
【図４】図３に示す矢印ａ方向から搬入パッドを見た図である。
【図５】搬入コンベアによって搬入位置Ａに回路基板が搬送されたときの搬入パッドの上面図である。
【図６】図５に示す矢印ａ方向から搬入パッドを見た図である。
【図７】回路基板を受け取ったときの搬入パッドの上面図である。
【図８】図７に示す矢印ａ方向から搬入パッドを見た図である。
【図９】図１、図２に示す基板検査装置において、検査位置Ｂから搬出パッドをみたときの搬出パッドの上面図である。
【図１０】図８に示すように搬入パッドが回路基板を受け取ったときの基板検査装置を示す側面図である。
【図１１】搬入パッドが検査位置Ｂに移動したときの基板検査装置を示す側面図である。
【図１２】搬入パッドが検査位置Ｂに移動したときの基板検査装置を示す上面図である。
【図１３】図１１、図１２に示す基板検査装置において、検査位置Ｂから搬入パッドをみたときの搬入パッドの上面図である。
【図１４】搬入パッド１１および搬出パッドが下降したときの図である。
【図１５】搬入パッドが検査位置Ｂから搬入位置Ａに戻る際に、ＣＣＤカメラが検査位置Ｂにある回路基板上を通過し、ＬＥＤ１４がこの回路基板の下を通過するときの図である。
【図１６】搬入パッドが搬入位置Ａに戻った場合の基板検査装置の側面図である。
【図１７】搬入パッドおよび搬出パッドが下降したときの基板検査装置の側面図である。
【符号の説明】
１０  基板検査装置
１１  搬入パッド
１２  搬入パッド上下移動用機構部
１３，１５  ＬＥＤ
１４  ＣＣＤカメラ
１６  搬出パッド
１７  搬出パッド上下移動用機構部
１８  モニタ
１９  ２次元カメラ
２０  基板検査部
２１  搬入コンベア
２２  搬出コンベア
２３  検査テーブル
３１  ピン
３２，３３，４１  溝
３４，３５  回路基板
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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