(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に実装された被検査対象物である電子部品の実装もれ、逆取り付け、定数違い、実装ずれの良否を判定する外観検査装置において、前記被検査対象物を撮像した撮像画像を画像処理する画像処理部と、前記撮像した撮像画像を自動保存する画像記憶部と、文字の特徴データを持つ標準辞書部及びユーザ辞書部と、前記ユーザ辞書部のデータの追加、変更、削除と文字照合の合否閾値を設定する判定パラメータ部と、前記画像処理部で画像処理されたデータと前記標準辞書部及びユーザ辞書部のデータを元に照合された結果と前記判定パラメータ部のデータを元に合否判定処理をするデータ処理部と、該データ処理部で判定された合否判定結果もしくは入力された判定結果を前記画像処理部に保存される撮像画像と関連付けて保存する検査結果記憶部とを備え、前記判定パラメータ部により前記ユーザ辞書部に文字の特徴を新規に登録するときは、前記データ処理部によって前記画像記憶部に保存した撮像画像を使った検査シュミレーションを行い、見逃しが発生しないように前記文字照合の合否閾値の設定を検証することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
請求項１において、良品を不良品と判定する虚報が発生する場合は、前記判定パラメータ部により前記ユーザ辞書部のデータの変更と文字照合の合否閾値の変更を行い、複数回の検査シュミレーションを実施して前記ユーザ辞書部のデータの変更と前記文字照合の合否閾値の設定を行うことを特徴とする外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外観検査装置に係り、特に、半導体部品などの電子部品を実装したプリント基板の部品実装の外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の外観検査装置は、プリント基板上に実装された被検査対象物である電子部品の実装もれ、逆取り付け、定数違い、実装ずれの良否を判定する機能を有する。
従来技術として、特開平９−１２６７２７号公報には、画像処理部がカメラで撮像している画像中より基板上の部品の画像を取込み、寸法計測部が画像処理により検査情報、例えばパッドの寸法、配置関係を測定し、寸法計測部による検査情報を受け取ったデータ処理部は、そのデータと一致する部品の検査情報を部品ライブラリ部から検索する方式が記載されている。
また、特開平８−２５４５０１号公報には、検査装置に通常の検査モードとティーチングモードとを設置する。ティーチングモードで前処理としてサンプルデータにより判別分析を用いて判定基準を作成し、次に、検査モードに移り、その判定基準により検査を行う。ここで、誤判定を生じる部品については、教示を行い、サンプルデータに追加し、再度判定基準を作成する方式が記載されている。しかし、いずれの技術も実基板の範囲内での最適な判定値を算出する手法であり、最終的な判定基準値については、一定量の被検査対象部品の検査を試行し、経験的要素によるチューニングを行うことが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、検査で使用する辞書データ及び判定パラメータの設定については、実基板または実部品による検証とチューニングにより設定するため、また、過去の基板と部品については、検証できないので、認識率の高い辞書登録をするためには、一定量の検査試行と経験的要素に基づく判断によらければならないため、個人の力量と労力と時間を必要とするという課題があった。
また、誤認識された検査対象において、認識率の高い辞書登録をするためには、誤認識された実検査対象を使用して辞書データをチューニングするため、生産を停止して検証するという課題があった。
【０００４】
本発明の課題は、生産を停止せずに、短時間で、力量によらない認識率の高い辞書データと判定パラメータの登録が可能な外観検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、被検査対象物を撮像した撮像画像を画像処理する画像処理部と、前記撮像した撮像画像を自動保存する画像記憶部と、文字の特徴データを持つ標準辞書部及びユーザ辞書部と、ユーザ辞書部のデータの追加、変更、削除と文字照合の合否閾値を設定する判定パラメータ部と、画像処理部で画像処理されたデータと標準辞書部及びユーザ辞書部のデータを元に照合された結果と判定パラメータ部のデータを元に合否判定処理をするデータ処理部と、該データ処理部で判定された合否判定結果もしくは入力された判定結果を画像処理部に保存される撮像画像と関連付けて保存する検査結果記憶部とを備え、判定パラメータ部によりユーザ辞書部に文字の特徴を新規に登録するときは、データ処理部によって画像記憶部に保存した撮像画像を使った検査シュミレーションを行い、見逃しが発生しないように前記文字照合の合否閾値の設定を検証する。
ここで、良品を不良品と判定する虚報が発生する場合は、判定パラメータ部によりユーザ辞書部のデータの変更と文字照合の合否閾値の変更を行い、複数回の検査シュミレーションを実施してユーザ辞書部のデータの変更と文字照合の合否閾値の設定を行う。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による外観検査装置の構成を示す。図１において、プリント基板１の上面に被検査対象物である実装部品２が実装され、下面にも被検査対象物である実装部品３が実装される。上面はＣＣＤカメラ６とプリント基板１の間に下方に向かって環状照明装置４を配置し、下面も同様にＣＣＤカメラ１０と上方に向かって環状照明装置８を配置する。外観検査装置は、上面側では、ＣＣＤカメラ６と環状照明装置４をＸＹロボット制御部１０１でＸ軸移動軸５とＹ軸移動軸７を移動しながら、検査対象となる実装部品２を環状照明装置４で照射し、ＣＣＤカメラ６で画像を撮像する。また、下面側では、ＣＣＤカメラ１０と環状照明装置８をＸＹロボット制御部１０１によって上面側とは独立してＸ軸移動軸９とＹ軸移動軸１１を移動しながら、検査対象となる実装部品３を環状照明装置８で照射し、ＣＣＤカメラ１０で画像を撮像する。
また、本実施形態の外観検査装置は、撮像した画像の特徴を画像処理により抽出する画像処理部１０３と、撮像した画像を記憶する画像記憶部２０１と、部品の文字列方向などのデータを持つ部品ライブラリ部２０２と、判定閾値を持つ判定パラメータ部２０３と、文字の特徴データを持つ標準辞書部２０４及びユーザ辞書部２０５と、部品の実装位置情報を持つ部品配置部２０６と、判定結果を保存する検査結果記憶部２０７と、検査するための検査データを作成及び良否判定処理をするデータ処理部１０２を有する。
撮像された画像は、データ処理部１０２により文字列の方向、文字の色などの情報を持つ部品ライブラリ部２０２のデータを元に画像処理部１０３で画像処理され、特徴を抽出する。次に、文字の特徴をデータとする辞書データをもつ標準辞書部２０４とユーザ辞書部２０５のデータを元に、前記で特徴を抽出した画像をＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅａｄｅｒ）方式により文字の照合を画像処理部１０３で行う。次に、照合結果と判定パラメータ部２０３のデータを元にデータ処理部１０２で良否判定処理される。
判定パラメータ部２０３では、撮像された画像の保存条件に関する情報をもち、その情報と良否判定結果により画像を画像記憶部２０１に保存する。また、撮像画像を保存した時点で、その撮像画像を管理する情報となる基板ＩＤ、実装面、デバイス、画像ファイルＮＯを画像データ管理データ５０１（図４）として検査結果記憶部２０７に保存する。基板ＩＤ、実装面、デバイスは、検査結果記憶部２０７に保存される良否判定結果との関連付けをする情報であり、画像ファイルＮＯは保存した撮像画像のファイル名称との関連付けをする情報である。
【０００７】
図２は、画像記憶部２０１に保存した撮像画像と検査結果を検査結果記憶部２０７に保存するフローを示す。
検査を開始し（３０１）、データ処理部１０２が検査不良と判定したとき（３０２）、データ処理部１０２は一時停止する。この時点では、データ処理部１０２の判定結果が正報であるか誤報であるか不明であるため、撮像画像を画面に表示してブザーなどによりオペレータを呼ぶ（３０３）。オペレータは、撮像画面と照合文字情報を比較して良品と不良品の最終判断をし（３０４）、判定結果を入力部（図示せず）からデータ処理部１０２に入力する（３０５）。入力結果は、検査結果記憶部２０７に記憶され、判定パラメータ部２０３の画像保存条件を元に撮像画像を画像記憶部２０１に保存する。
判定パラメータ２０３では、撮像画像の保存条件として、全ての画像を保存、データ処理部１０２が不良と判定した画像を保存、オペレータが入力した最終結果が不良品である画像を保存の３条件を部品の種類を区別する部品ＩＤ単位に持つ。前記の条件については予め設定しておく。
検査結果は、１基板の検査が全て終了後、検査結果記憶部２０７に検査結果データ５０２（図４）として保存される（３０６）。
【０００８】
図３は、画像記憶部２０１に保存された保存画像を使った検査シュミレーションのフローを示す。ここでは、認識率の高い辞書データと判定パラメータを登録することが目的であり、検査シュミレーションにより認識率を検証し、最終登録データを決める方式となる。
文字認識する辞書データには、文字の特徴がデフォルト値として登録されている標準辞書データと、ユーザが追加で登録するユーザ辞書データの２種類があり、判定は、この２種類の辞書データと判定パラメータを使用してデータ処理部１０２及び画像処理部１０３で処理される。標準辞書データは、標準辞書部２０４にその情報を持ち、追加、変更、削除ができない方式となっている。一方、ユーザ辞書データは、ユーザ辞書部２０５にその情報を持ち、追加、変更、削除を可能としている。従って、認識率向上は、ユーザ辞書データの追加、変更、削除と文字照合の合否閾値を設定する判定パラメータ部２０３の判定パラメータの変更により行う。
検査シュミレーションの流れについては、ユーザ辞書登録又は判定パラメータの変更後（４０１）、シュミレーション範囲を設定する（４０２）。ここでは、どの部品種類を対象とするか、何時から何時までの期間に保存された画像を対象とするか、全ての画像を対象とするか、それともデータ処理部１０２が誤認識した画像だけを対象とするか、などの条件を設定する。次に、検査シュミレーション処理を実行する（４０３）。検査シュミレションは、画像記憶部２０１に保存した撮像画像と検査アルゴリズムによりデータ処理部１０２と画像処理部１０３で処理される。処理の方式は、画像撮像以降の処理を通常検査と同じ処理で実施し、検査（良否判定）結果を出力する（４０４）。検査シュミレーションでは、検査シュミレーションデータ５０３（図４）などのデータを元に処理を実行し、検査ショミレーション結果５０４（図４）を出力し、検査結果記憶部２０７に保存する。検査ショミレーション結果５０４では、誤報の状態を確認し、不良品を良品と判定する見逃しが発生していないことを確認する（４０５）。見逃しが発生している場合は、ユーザ辞書登録又は判定パラメータの変更と検査シュミレーションを再度実施する。また、良品を不良品と判定する虚報については、ユーザ辞書登録又は判定パラメータの変更と検査シュミレーションを複数回実施して、その比較データとしてデータ処理部１０２より出力される検査シュミレーション結果まとめ５０５（図４）により、最終設定データを決定し（４０６）、変更内容を登録する（４０７）。
【０００９】
このように、本実施形態では、検査により撮像した撮像画像を画像記憶部に自動保存し、この画像記憶部に保存した撮像画像を使った検査シュミレーションを行い、良否判定するための判定パラメータの変更及び部品の特徴を登録した辞書データの変更を行い、この判定登録条件変更後の認識率を、実基板または実部品を使用せずに、画像記憶部に保存した撮像画像を使って検査シュミレーション処理して検証するので、認識率の高い辞書データと判定パラメータを登録することが可能となり、また、誤認識発生時の判定登録条件の調整が生産を停止せずにできるため、設備稼働率を向上させることができる。
【００１０】
図５は、検査シュミレーションの適用例を示す。基板に搭載されている部品６０１を検査した例であり、部品６０１の捺印文字は「ＨＧｌＢ」で、良品は部品６０２の「ＨＧＬＢ」である場合の検査例を示す。ＯＣＲでは、文字との照合率を示す確信度という指標で照合していく方式であるが、ここでは、「ｌ」を「Ｌ」と認識してしまうと、見逃しが発生する。ここでの検査では、「ＨＧｌＢ」の「ｌ」は確信度８６％で「ｌ」、確信度３４％で「Ｌ」という結果例を示し、この文字は「ｌ」であると認識する。その結果、この部品は「ｌ」が「Ｌ」でないので、不良品と判定される。
次に、部品６０３では、良品であるが、不良品と認識した例を示す。「ＬＶ４２」をここでは「Ｌ」を確信度４６％で「ｌ」、確信度３５％で「Ｌ」という結果例となっている。その結果、「ＬＶ４２」を「ｌＶ４２」と判断し、良品であるが、不良品と認識する誤報となる。この部品６０３の認識率を高くするには、「Ｌ」という文字を確実に「Ｌ」と認識できるように調整が必要となるが、ここでは、その文字「Ｌ」の特徴をユーザ辞書として登録する例を示す。
認識率を高くするようにユーザ辞書部２０５に文字「Ｌ」の特徴を新規に登録すると、登録した結果が例えば「Ｌ」を確信度９７％で「Ｌ」、確信度１７％で「ｌ」という結果になる場合がある。この場合「ＬＶ４２」を「ＬＶ４２」と判断するため、誤報でなくなる。
次に、この辞書を登録したことによる影響として、前記で不良検出できた部品６０１を検査すると、見逃しが発生することがある。前回検査した時と辞書データが変更になっているため、「ＨＧｌＢ」の「ｌ」は確信度５７％で「Ｌ」、確信度４７％で「ｌ」というように結果が変わってしまう場合があり、「ＨＧｌＢ」を「ＨＧＬＢ」と誤認識し、その結果見逃しが発生する。
これらの検証は、過去の検査部品に遡って検証する必要があるが、本実施形態では、実基板または実部品を使用せずに、画像記憶部２０１に保存した撮像画像を使って検査シュミレーション処理をして検証する方式をとるため、このような見逃しの発生を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、認識率の高い辞書データと判定パラメータが個人差なく、短期間でかつ少ない労力で登録可能となる効果がある。
また、誤認識発生時の判定登録条件の調整が生産を停止せずにできるため、設備稼働率を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による外観検査装置の構成図
【図２】本発明の撮像画像と検査結果の保存を説明するためのフロー図
【図３】本発明の保存画像を使った検査シュミレーションのフロー図
【図４】本発明の検査データの一例を示す説明図
【図５】本発明の検査シュミレーションの適用例を説明する説明図
【符号の説明】
１…プリント基板、２…上面実装部品、３…下面実装部品、４…上面側環状照明装置、５…上面側Ｙ軸移動軸、６…上面側カメラ（ＣＣＤ）、７…上面側Ｘ軸移動軸、８…下面側環状照明装置、９…下面側Ｘ軸移動軸、１０…下面側カメラ（ＣＣＤ）、１１…下面側Ｙ軸移動軸、１０１…ＸＹロボット制御部、１０２…データ処理部、１０３…画像処理部、２０１…画像記憶部、２０２…部品ライブラリ部、２０３…判定パラメータ部、２０４…標準辞書部、２０５…ユーザ辞書部、２０６…部品配置部、２０７…検査結果記憶部、５０１…画像データ管理データ、５０２…検査結果データ、５０３…検査シュミレーションデータ、５０４…検査シュミレーション結果、５０５…検査シュミレーション結果まとめ、６０１…基板に搭載されていた不良部品、６０２…良品部品
【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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