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JP6097389B2 - 検査装置および検査方法 - Google Patents

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Description

この発明は、検査装置および検査方法に関し、特に、3次元計測部を備えた検査装置および検査方法に関する。
従来、3次元計測部を備えた検査装置が知られている。このような検査装置は、たとえば、特開2011−149736号公報に開示されている。
上記特開2011−149736号公報には、3次元計測用の第1の光を照射する投射ユニットと、2次元計測用の照明ユニットとを備える電子部品が実装された基板を検査する外観検査装置(検査装置)が開示されている。また、この外観検査装置は、投射ユニットおよび照明ユニットそれぞれから照射された光により撮像された画像を撮像する撮像ユニットと、制御部とを備えている。また、制御部は、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて検査対象部位を検査する検査ウインドウ(検査領域)を自動的に設定するように構成されている。また、この外観検査装置は、自動的に検査ウインドウを設定した後、検査ウインドウを設定するために3次元計測を行った基板とは別の基板に対して、この検査ウインドウを用いて2次元計測を行うように構成されていると考えられる。
特開2011−149736号公報
しかしながら、上記特開2011−149736号公報の外観検査装置では、検査対象部位を検査する際の検査ウインドウを自動的に設定することが可能である一方、検査ウインドウを設定するために3次元計測を行った基板とは別の基板の2次元計測を行うため、2次元計測を行う際に、設定された検査ウインドウと検査対象部位とがずれる場合があり、その場合、2次元計測(検査)を精度よく行うことができないという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、設定された検査領域と検査対象部位とがずれている場合でも、2次元計測(検査)を精度よく行うことが可能な検査装置および検査方法を提供することである。
この発明の第1の局面による検査装置は、検査対象部位の高さ情報を取得可能な3次元計測部と、検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とを取得可能な2次元計測部と、3次元計測を行うとともに、3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された検査対象部位の形状を示す3次元計測の結果に基づき、検査対象部位の中心座標と検査対象部位を検査する検査領域の中心座標とのずれを補正し、補正された検査領域において2次元計測を行う制御部とを備え、制御部は、3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された検査対象部位の形状を示す3次元計測の結果と2次元計測により取得された検査対象部位の形状を示す2次元計測の結果とを対比し、対比結果に基づいて、検査対象部位の状態を判別する要否を決定するか、または、3次元計測の結果と2次元計測の結果とが異なる場合に、3次元計測の結果のうち2次元計測の結果と異なる結果を考慮せずに検査対象部位の状態を判別するか、もしくは、3次元計測の結果のうち2次元計測の結果と異なる結果を2次元計測の結果を用いて補正することにより検査対象部位の状態を判別する制御を行うように構成されている。
この発明の第1の局面による検査装置では、上記のように、3次元計測の結果に基づいて検査対象部位を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において2次元計測を行う制御部を設けることによって、設定された検査領域と検査対象部位との位置がずれている場合でも、ずれた検査領域と検査対象部位との位置を合せるように調整することができる。これにより、検査領域と検査対象部位との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、検査対象部位の高さ情報を取得可能な3次元計測用の第1の光を照射可能な第1照明部と、検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報を取得可能な2次元計測用の第2の光を照射可能な第2照明部と、第1照明部の第1の光と第2照明部の第2の光とをそれぞれ用いて検査対象部位を撮像可能な撮像部とをさらに備え、制御部は、第1照明部から照射される第1の光を用いて3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて検査対象部位を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において第2照明部から照射される第2の光を用いて2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、第1照明部、第2照明部および撮像部を設けた簡易な構成により、設定された検査領域と検査対象部位との位置がずれている場合でも、ずれた検査領域と検査対象部位との位置を合せるように調整することができる。
上記第1の局面による検査装置において、制御部は、3次元計測の結果と2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が略同一であると判断された場合に、検査対象部位の状態を判別する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、検査領域と検査対象部位との位置のずれが調整された状態で計測された2次元計測の結果と、3次元計測の結果との両方に基づいて、検査対象部位の状態を正確に判別することができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、制御部は、3次元計測の結果と2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が異なると判断された場合に、検査対象部位の状態を判別しない制御を行うように構成されている。このように構成すれば、正確に3次元計測または2次元計測が行われていない可能性がある場合に、不正確な3次元計測の結果および2次元計測の結果に基づいて、検査対象部位の状態を判別するのを抑制することができるので、検査対象部位の状態を判別する際の精度が低下するのを抑制することができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、位相シフト法による3次元計測を行うための第1の光と第1の光とは異なる2次元計測を行うための第2の光とをそれぞれ切り替えて照射可能に構成され、検査対象部位の高さ情報を取得可能な3次元計測用の第1の光を照射可能な第1照明部および、検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報を取得可能な2次元計測用の第2の光を照射可能な第2照明部として機能するプロジェクタをさらに備え、制御部は、第1の光を用いて3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて、検査対象部位を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において第2の光を用いて2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、設定された検査領域と検査対象部位とがずれている場合でも、第1照明部および第2照明部の両方の機能を有するプロジェクタを用いて、検査領域と検査対象部位との位置ずれが調整された状態で2次元計測を行うことができる。これにより、検査装置(照明部)の構造を簡素化しながら、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
この場合、好ましくは、第1照明部の第1の光と第2照明部の第2の光とをそれぞれ用いて検査対象部位を撮像可能な撮像部をさらに備え、プロジェクタは、上方から見て、撮像部を取り囲むように複数個設けられ、制御部は、複数個のプロジェクタのうちの1つのプロジェクタから第2の光を照射し、補正された検査領域において第2の光を用いて2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、撮像部を取り囲むように設けられた第2照明部により照射された光を照射することにより検出対象物の影を検出して2次元計測を行う場合と異なり、所定の1方向から光を照射することにより検出対象物の影を容易に検出して2次元計測を行うことができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、制御部は、検査対象部位としての電子部品の3次元計測を行うことにより電子部品の位置を特定するとともに、特定された電子部品の位置に基づいて、電子部品を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、設定された検査領域と検査対象部位である電子部品との位置がずれている場合でも、検査領域と電子部品との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、電子部品の2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
この場合、好ましくは、制御部は、検査対象部位としての電子部品の3次元計測を行うことにより電子部品の位置を特定するとともに、特定された電子部品の位置に基づいて、電子部品の2次元計測を行う際の検査領域を規定する検査枠座標を補正する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、設定された検査領域と検査対象部位である電子部品との位置がずれている場合でも、検査領域を規定する検査枠座標を用いて、ずれた検査領域と電子部品との位置を合せるように容易に調整することができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、制御部は、検査対象部位としての半田が基板に印刷された際に、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて半田を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、設定された検査領域と基板に印刷された検査対象部位である半田との位置がずれている場合でも、検査領域と半田との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、電子部品が基板上(半田の上)に実装される前に2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。これにより、基板に電子部品が実装された後に半田の検査を行う場合と比べて早い段階で半田の検査を行うことができるので、生産効率が低下するのを抑制することができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、制御部は、検査対象部位としての電子部品が基板に実装されるとともにリフロー前のタイミングで、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて電子部品を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、設定された検査領域と基板に実装された検査対象部位である電子部品との位置がずれている場合でも、検査領域と電子部品との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、リフローされる前に2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。これにより、電子部品が実装され、リフローされた後に電子部品の検査を行う場合と比べて早い段階で電子部品の検査を行うことができるので、生産効率が低下するのを抑制することができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、制御部は、検査対象部位としての電子部品が基板に実装されるとともにリフロー後のタイミングで、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて電子部品を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において用いて2次元計測を行うことにより電子部品を検査するように構成されている。このように構成すれば、リフロー工程での半田の溶融および硬化に伴なって電子部品の端子部の位置ずれが発生する場合にも、検査領域と電子部品との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができる。
上記第1の局面による検査装置において、好ましくは、制御部は、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて電子部品を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において電子部品が配置される向きおよび半田接合状態のうち少なくとも一方についての2次元計測を行うように構成されている。このように構成すれば、検査領域と電子部品との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、電子部品が配置される向きおよび半田接合状態の2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。また、制御部は、2次元計測部によって取得された、検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とによって、検査対象部位の表面上における薄膜状物体を検出する制御を行うように構成されている。
この発明の第2の局面による検査方法は、検査対象部位の高さ情報を取得可能な3次元計測を行うステップと、3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された検査対象部位の形状を示す3次元計測の結果に基づいて、検査対象部位の中心座標と検査対象部位を検査する検査領域の中心座標とのずれを補正するステップと、補正された検査領域において、検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とを取得可能な2次元計測を行うステップと、3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された検査対象部位の形状を示す3次元計測の結果と2次元計測により取得された検査対象部位の形状を示す2次元計測の結果とを対比し、対比結果に基づいて、検査対象部位の状態を判別する要否を決定するか、または、3次元計測の結果と2次元計測の結果とが異なる場合に、3次元計測の結果のうち2次元計測の結果と異なる結果を考慮せずに検査対象部位の状態を判別するか、もしくは、3次元計測の結果のうち2次元計測の結果と異なる結果を2次元計測の結果を用いて補正することにより検査対象部位の状態を判別するステップと、を備える。

この発明の第2の局面による検査方法では、上記のように、3次元計測の結果に基づいて検査対象部位を検査する検査領域を補正し、補正された検査領域において2次元計測を行うステップを設けることによって、設定された検査領域と検査対象部位との位置がずれている場合でも、ずれた検査領域と検査対象部位との位置を合せるように調整することができる。これにより、検査領域と検査対象部位との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
本発明によれば、上記のように、設定された検査領域と検査対象部位とがずれている場合でも、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
本発明の第1実施形態による検査装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第1実施形態による検査装置のプロジェクタおよび照明部を説明するための図である。 本発明の第1実施形態による検査装置の制御に関する構成を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態による検査装置により3次元計測された半田を示した図である。 本発明の第1実施形態による検査装置により2次元計測された半田を示した図である。 本発明の第1実施形態による検査装置の検査領域を補正する前の状態を示した図である。 本発明の第1実施形態による検査装置の検査領域を補正した後の状態を示した図である。 本発明の第1実施形態による検査装置の半田検査処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2実施形態による検査装置の検査領域を補正する前の状態を示した図である。 本発明の第2実施形態による検査装置の検査領域を補正した後の状態を示した図である。 本発明の第2実施形態による検査装置の電子部品検査処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第1実施形態の変形例による検査装置のプロジェクタおよび照明部を説明するための図である。 本発明の第1実施形態の変形例による検査装置により検査される異物を上部からみた図である。 本発明の第1実施形態の変形例による検査装置により検査される異物の影を示した図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
まず、図1〜図7を参照して、本発明の第1実施形態による検査装置100の構造について説明する。
図1に示すように、第1実施形態による検査装置100は、半田120がプリント基板130に印刷された半田印刷済み基板110(図2参照)に対して、半田の印刷状態を検査するための装置である。半田印刷済み基板110には、プリント基板130上の所定位置に半田120が配置(印刷)されている。また、プリント基板130の表面と半田120の表面とは、同系統の色を有している。検査装置100は、半田120の設計位置に対する位置ズレの量が許容範囲内か、半田120が印刷されているか否か(欠品検査)などの各種検査を行うように構成されている。なお、半田120は、本発明の「検査対象部位」の一例である。また、プリント基板130は、本発明の「基板」の一例である。
図1に示すように、検査装置100は、基台1上に設けられた半田印刷済み基板110(図2参照)を搬送するための基板搬送コンベア10と、半田印刷済み基板110をY方向に移動させる移動テーブル20と、ユニット支持部30と、ユニット支持部30によりX方向に移動可能に支持される撮像ユニット40と、制御装置50(図3参照)とを主に備えている。以下、検査装置100の具体的な構造を説明する。
基板搬送コンベア10は、半田印刷済み基板110(図2参照)を保持してX方向に搬送することによって、検査装置100への半田印刷済み基板110の搬入、検査位置への搬送および検査装置100からの半田印刷済み基板110の搬出を行う機能を有する。基板搬送コンベア10は、装置上流側(矢印X2方向側)の搬入部11と、装置下流側(矢印X1方向側)の搬出部12と、移動テーブル20上に設けられた移動部13とを含んでいる。
搬入部11および搬出部12は、X方向に延びる一対のコンベア部をそれぞれ有している。具体的には、搬入部11および搬出部12は、それぞれ基台1上に固定的に設けられた矢印Y2方向側の前側コンベア11aおよび12aと、基台1に対してY方向に移動可能に設けられた矢印Y1方向側の後側コンベア11bおよび12bとを有している。搬入部11および搬出部12は、この後側コンベア11bおよび12bを図示しないモータにより駆動してY方向に同期して移動させることにより、コンベアの間隔(前側コンベアと後側コンベアとの間のY方向の距離)を搬送される半田印刷済み基板110の幅(Y方向の幅)に応じて調整することが可能なように構成されている。
また、移動部13は、Y方向に移動可能な移動テーブル20上に設けられたX方向に延びる一対のコンベア部をそれぞれ有している。具体的には、移動部13は、移動テーブル20上に固定的に設けられた前側コンベア13aと、移動テーブル20に対してY方向に移動可能に設けられた後側コンベア13bとを有している。移動部13は、この後側コンベア13bを図示しないモータにより駆動してY方向に移動させることにより、コンベア間隔(前側コンベアと後側コンベアとの間のY方向の距離)を搬送される半田印刷済み基板110の幅に応じて調整することが可能なように構成されている。また、移動部13は、図示しない保持機構によって半田印刷済み基板110を移動部13上の所定位置に固定的に保持することが可能なように構成されている。
また、移動部13がY方向において搬入部11と位置が一致した状態で、搬入部11の前側コンベア11a、後側コンベア11b、移動部13の前側コンベア13a、後側コンベア13bが同期して駆動されることにより、半田印刷済み基板110が搬入部11から移動部13に搬入されるように構成されている。そして、移動部13がY方向において搬出部12と位置が一致した状態で、搬出部12の前側コンベア12a、後側コンベア12b、移動部13の前側コンベア13a、後側コンベア13bが同期して駆動されることにより、半田印刷済み基板110が移動部13から搬出部12に搬出されるように構成されている。
また、移動テーブル20は、移動部13が載置されたテーブル21と、基台1上にY方向に延びるように固定的に設けられた一対のガイドレール22と、Y方向に延びるように回転可能に設けられたボールネジ軸23と、ボールネジ軸23を軸回りに回転駆動するためのY軸モータ24とを含んでいる。テーブル21は、基台1上でガイドレール22に沿って移動可能に設けられるとともに、ボールネジ軸23と螺合するナット部(図示せず)を有している。これにより、移動テーブル20は、Y軸モータ24によりボールネジ軸23を回転駆動することによってテーブル21をY方向に移動させ、その結果、移動部13の一対のコンベア(前側コンベア13aおよび後側コンベア13b)に保持された半田印刷済み基板110をY方向に移動させるように構成されている。
ユニット支持部30は、移動テーブル20および移動部13よりも上方の位置で移動テーブル20を跨ぐように設けられたX方向に延びる梁部31と、基台1上のX方向の両端部において梁部31の両端部をそれぞれ支持する一対の脚部(図示せず)とからなる門型形状を有している。また、梁部31上には、Y2方向側で撮像ユニット40を支持する支持フレーム32と、X方向に延びるように設けられた一対のガイドレール33と、X方向に延びるように回転可能に設けられたボールネジ軸34と、ボールネジ軸34を軸回りに回転駆動するためのX軸モータ35とが設けられている。支持フレーム32は、ボールネジ軸34に螺合するとともに、一対のガイドレール33に沿って移動可能に構成されている。これにより、ユニット支持部30は、X軸モータ35によりボールネジ軸34を回転駆動して支持フレーム32をX方向に移動させることにより、支持フレーム32に支持された撮像ユニット40を移動テーブル20(移動部13)の上方でX方向に移動させるように構成されている。
ここで、第1実施形態では、図2に示すように、撮像ユニット40は、異なる複数の照射角度で照明光を照射可能な照明部41と、所定角度から照明光を照射可能な複数のプロジェクタ42とを含んでいる。また、撮像ユニット40は、撮像方向を鉛直下方(矢印Z2方向)に向けられ半田印刷済み基板110(半田120)の上面画像を撮像する撮像部43を含んでいる。この撮像ユニット40がユニット支持部30によってX方向に移動されるとともに、移動部13上の半田印刷済み基板110が移動テーブル20によってY方向に移動される。これにより、撮像ユニット40が半田印刷済み基板110上の所定位置で半田120の撮像を行うことが可能である。なお、照明部41は、本発明の「第2照明部」および「2次元計測部」の一例である。また、プロジェクタ42は、本発明の「第1照明部」および「3次元計測部」の一例である。また、撮像部43は、本発明の「3次元計測部」および「2次元計測部」の一例である。
また、照明部41は、概略的には、頂部に開口部411が形成されたドーム状形状を有し、ドームの内面側に設けられた複数の照明を有している。開口部411の上方(矢印Z1方向)には撮像部43が配置され、撮像部43がこの開口部411を介して半田印刷済み基板110の撮像を行うように構成されている。照明部41の内面側には、開口部411の設けられた頂点側(矢印Z1方向側)から順に、上段照明412と、中段照明413と、下段照明414とが、それぞれ上方から見て円形状に複数設けられている。また、上段照明412と、中段照明413と、下段照明414とは、上方から見て、撮像部43を取り囲むように設けられている。
具体的には、上段照明412は、照明部41において最も上方(矢印Z1方向)の位置に、開口部411の外周を取り囲むように複数設けられている。また、中段照明413は、上段照明412よりも下方(矢印Z2方向)の位置であって、下段照明414よりも上方(矢印Z1方向)の位置で、上段照明412を取り囲むように複数設けられている。そして、下段照明414が、中段照明413よりも下方(矢印Z2方向)の位置で、中段照明413を取り囲むように複数設けられている。また、上段照明412と、中段照明413と、下段照明414とは、それぞれ、色相(階調)、彩度および明度の情報を取得可能な2次元計測用の光を照射可能なように構成されている。具体的には、これらの上段照明412と、中段照明413と、下段照明414とは、それぞれ白色LEDから構成されている。これにより、図2に示す例のように、3次元計測では検出し難い、半田120の表面上の薄膜状の異物120a(たとえば、フィルム)などを検出することが可能である。なお、簡略化のため、以下の説明では、この2次元計測用の照明光を第2の光として説明する。
なお、照明部41がドーム状形状を有するため、上段照明412から下方(矢印Z2方向)に向かうにしたがって照明の位置が撮像部43(開口部411)から離間する。このため、上段照明412は、撮像対象(半田印刷済み基板110上の半田120)に対して略直上(矢印Z1方向)の位置から第2の光を照射するように構成されている。したがって、上段照明412の照射方向と撮像部43の撮像方向とが略同一方向となるように構成されている。また、中段照明413は、照明部41のドーム内面で光を反射させ、撮像対象(実装済み基板110上の半田120)の全体に均一な第2の光を照射するように構成されている。そして、下段照明414は、撮像対象に対して約30度の照射角度(仰角)で第2の光を照射するように構成されている。これにより、撮像部43は、同一の撮像対象に対して、異なる角度から照射された第2の光を用いて撮像を行うことが可能なように構成されている。
プロジェクタ42は、プリント基板130に対する半田120の高さ情報を取得可能な3次元計測用の照明光(第1の光)を照射可能なように構成されている。プロジェクタ42は、第1の光である正弦波状の光強度分布を有する投影パターンの照明光により照明を行うように構成されている。これにより、一定の周期(たとえば、3mm)で光強度が変化する縞状の光パターンが半田120に対して投影される。この第1の光により照明を行うことによって、位相シフト法(3次元計測)により半田120の高さ位置を測定(高さ情報を取得)することが可能である。また、プロジェクタ42は、半田120(プリント基板130)に対して略45度の斜め上方の位置から、第1の光を照射可能に構成されている。また、プロジェクタ42は、上方から見て、撮像部43を囲むように複数個設けられている。
撮像部43は、レンズ43aが設けられたCCDカメラなどから構成されている。撮像部43は、半田印刷済み基板110(基板搬送コンベア10)に対して上方(矢印Z1方向)の位置に設けられるとともに、撮像方向が半田印刷済み基板110に対して略垂直となるように、鉛直下方(矢印Z2方向)を向けて設けられている。撮像部43は、プロジェクタ42の第1の光と、上段照明412、中段照明413および下段照明414の第2の光とをそれぞれ用いて半田120を撮像可能なように構成されている。
これにより、撮像部43は、プロジェクタ42から半田印刷済み基板110(半田120)に対して照射された第1の光を用いて、半田印刷済み基板110(半田120)の3次元画像を撮像するように構成されている。これにより、プロジェクタ42による第1の光の下では高さ情報を含む画像が得られる。また、撮像部43は、照明部41から半田印刷済み基板110(半田120)に対して照射された第2の光を用いて、半田印刷済み基板110(半田120)の上面の2次元(平面)画像を撮像するように構成されている。この撮像部43は、赤色(r)成分、緑色(g)成分および青色(b)成分のそれぞれの光の強度を検知する成分別の撮像素子を有している。これにより、白色LEDからなる上段照明412、中段照明413および下段照明414による照明光の下では赤色(r)成分、緑色(g)成分、青色(b)成分を含むカラー画像が得られる。また、撮像部43は、上段照明412、中段照明413および下段照明414のそれぞれにより、半田120の2次元データ(画像)120cの上段部120d、中段部120eおよび下段部120fに対応するデータ(画像)を取得するように構成されている。そして、取得されたデータに基づいて、演算処理部51により、色相、彩度および明度の情報が取得される。
図3に示すように、検査装置100は、制御装置50によって制御されるように構成されている。制御装置50は、演算処理部51と、記憶部52と、モータ制御部53と、照明制御部54と、撮像制御部55とを含んでいる。また、制御装置50には、タッチパネルなどからなる表示ユニット60が接続され、ユーザからの操作入力を受け付けるように構成されている。なお、演算処理部51は、本発明の「制御部」の一例である。
演算処理部51は、論理演算を実行するCPU、CPUを制御するプログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)および装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)などから構成されている。演算処理部51は、ROMに記憶されているプログラムに従って、モータ制御部53、照明制御部54および撮像制御部55を介して、検査装置100の各部を制御するように構成されている。これにより、演算処理部51は、搬入された半田印刷済み基板110を撮像ユニット40により撮像するとともに、撮像画像を用いて半田印刷済み基板110に印刷された半田120の印刷状態の検査を行うように構成されている。
また、第1実施形態では、演算処理部51は、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて半田120を検査する検査領域140(検査領域140を規定する検査枠座標)を補正し、補正された検査領域140において(補正された検査枠座標に基づいて)、2次元計測(検査)(高精度計測制御)を行うように構成されている。具体的には、図6および図7に示すように、演算処理部51は、第1の光を用いて3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果(実際に印刷された半田120の中心座標140aと設計上の半田120の中心座標140bとのズレ)に基づいて、半田120を検査する検査領域140を補正するように構成されている。そして、演算処理部51は、補正された検査領域140において上段照明412、中段照明413および下段照明414から照射される第2の光を用いて2次元計測(検査)を行うように構成されている。また、演算処理部51は、半田120が印刷されたプリント基板130に対して、この制御を行うように構成されている。また、演算処理部51は、たとえば、プリント基板130に半田120が印刷された際に、この制御を行うように構成されている。なお、この検査領域140は、移動テーブル20が移動する方向に略垂直な方向に延びる検査枠座標軸140Xと、移動テーブル20が移動する方向に略平行な方向に延びる検査枠座標軸140Yとにより定められる検査枠座標により規定されている。
演算処理部51は、3次元計測の結果と2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が略同一であると判断された場合に、半田120の状態を判別(検査)する制御を行うように構成されている。一方、演算処理部51は、3次元計測の結果と2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が異なると判断された場合に、半田120の状態を判別(検査)しないように構成されている。詳細には、演算処理部51は、第1の光による3次元計測により取得された半田120の形状を示すデータ(画像)120b(3次元計測の結果)のうち一部120b1(図4参照)が、第2の光による2次元計測により取得された半田120の形状を示すデータ(画像)120c(2次元計測の結果(図5参照))と異なっている場合には、半田120の状態を判別(検査)しない制御を行うように構成されている。
記憶部52は、各種データの記憶および演算処理部51による読み出しが可能な不揮発性の記憶装置からなる。記憶部52には、撮像部43によって撮像された撮像画像データ、プリント基板130に印刷される半田120の設計上の位置情報を定めた基板データ、および、半田120の形状を定めた部品形状データベースなどが記憶されている。
モータ制御部53は、演算処理部51から出力される制御信号に基づいて、検査装置100の各サーボモータ(移動テーブル20をY方向に移動するためのY軸モータ24、撮像ユニット40をX方向に移動させるためのX軸モータ35、基板搬送コンベア10の半田印刷済み基板110の搬送用のモータ14など)などの駆動を制御するように構成されている。また、モータ制御部53は、各サーボモータのエンコーダ(図示せず)からの信号に基づいて、撮像部43の撮像位置および半田印刷済み基板110の位置などを取得するように構成されている。
照明制御部54は、演算処理部51から出力される制御信号に基づいて、プロジェクタ42、照明部41の上段照明412、中段照明413および下段照明414の各々を、所定のタイミングで点灯させるように構成されている。
撮像制御部55は、演算処理部51から出力される制御信号に基づいて、撮像部43から所定のタイミングで撮像信号の読み出しを行うことにより、撮像画像のデータを取得するように構成されている。
表示ユニット60は、ユーザからの情報入力(操作入力)を受け付け可能なタッチパネルを有し、撮像部43により撮像された撮像画像の表示を行う表示部としての機能と、表示画面上での入力操作を受け付ける入力部としての機能とを有している。
次に、図4〜図8を参照して、本発明の第1実施形態の検査装置100の演算処理部51による半田検査処理について説明する。なお、半田検査処理は、たとえば、半田120がプリント基板130に印刷された際に実行される。
まず、ステップS1において、半田120の位置に視野が移動される。具体的には、撮像ユニット40がユニット支持部30によってX方向に移動されるとともに、半田120が印刷された半田印刷済み基板110が移動テーブル20によってY方向に移動され、半田120が撮像ユニット40の撮像視野に収められる。
次に、ステップS2において、視野の撮像が行われる。具体的には、プロジェクタ42から第1の光が照射され、撮像部43により視野の撮像が行われるとともに、上段照明412、中段照明413および下段照明414から第2の光が照射され、撮像部43により視野の撮像が行われる。
次に、ステップS3において、第1の光が照射された際に撮像された画像に基づいて、半田120の3次元形状が計測される。次に、ステップS4において、ステップS3で計測された3次元形状に基づいて、半田120の本体形状が抽出される。
次に、ステップS5において、3次元検査が行われる。具体的には、ステップS3で計測された3次元形状およびステップS4で抽出された半田120の本体形状に基づいて、半田120の高さ(3次元)に関する情報が取得される。そして、ステップS6において、実際に印刷された半田120の中心座標140a(図6参照)が取得される。
次に、ステップS7において、検査領域140(検査領域140を規定する検査枠座標)の補正が行われる。図6および図7に示す例では、記憶部52に記憶されているプリント基板130に印刷される半田120の設計上の中心座標140b(位置情報)と、上記ステップS6において取得された半田120の中心座標140aとが比較され、記憶部52に記憶されている設計上の中心座標140bに対する取得された半田120の中心座標140aのズレ量が検出される。そして、このズレ量に基づいて、実際に印刷された半田120の中心座標140aに対応するように検査領域140が補正される。これにより、プリント基板130の表面および半田120の表面が同系統の色を有することに起因して、2次元計測によりプリント基板130および半田120の境界が検出し難い場合でも、3次元計測によりプリント基板130および半田120の境界を検出するとともに、検査領域140を補正することが可能である。
次に、ステップS8において、2次元検査が行われる。具体的には、色相(階調)、彩度および明度の情報を取得可能な2次元計測用の第2の光を半田120に照射した際に取得された画像に基づいて、半田120についての2次元の情報が取得される。
次に、ステップS9において、2次元検査と3次元検査との結果が対比される。そして、ステップS10において、2次元検査と3次元検査との結果が略同一であるか否かが判断される。2次元検査と3次元検査との結果が略同一でない場合には、ステップS1に戻る。一方、2次元検査と3次元検査との結果が略同一である場合には、ステップS11に進む。たとえば、図4および図5に示す例では、第1の光を半田120に照射した際に取得されたデータ(画像)120b(図4参照)は、一部120b1にノイズを含んでおり、第2の光を半田120に照射した際に取得されたデータ(画像)120c(図5参照)は、半田120の形状に対応している。このような場合には、2次元検査と3次元検査との結果が略同一でないとして、ステップS1に戻る。
次に、ステップS11において、半田120の状態が判別(検査)される。具体的には、ステップS5の半田120の高さ(3次元)に関する情報とステップS8の第2の光を半田120に照射した際に取得された情報に基づいて、半田120の体積、形状、ブリッジ(短絡)などの各種項目が、予め決められている所定範囲に入っているか(半田120の状態が適正であるか)否かが判別(検査)される。
次に、ステップS12において、半田印刷済み基板110上の全ての視野が検査されたか否かが判断される。半田印刷済み基板110上の全ての視野が検査されていない場合には、ステップS1に戻る。一方、半田印刷済み基板110上の全ての視野が検査された場合には、半田検査処理が終了される。
第1実施形態では、上記のように、3次元計測の結果に基づいて半田120を検査する検査領域140を補正し、補正された検査領域140において2次元計測を行う演算処理部51を設ける。これにより、設定された検査領域140と半田120との位置がずれている場合でも、ずれた検査領域140と半田120との位置を合せるように調整することができる。その結果、検査領域140と半田120との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
また、第1実施形態では、上記のように、3次元計測の結果に基づいて検査領域140を規定する検査枠座標を補正し、補正された検査枠座標に基づいて、2次元計測を行うように演算処理部51を構成する。これにより、検査領域140を規定する検査枠座標を用いて、ずれた検査領域140と半田120との位置を合せるように容易に調整することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、プリント基板130に対する半田120の高さ情報を取得可能な第1の光を照射可能なプロジェクタ42と、色相、彩度および明度の情報を取得可能な第2の光を照射可能な照明部41と、第1の光と第2の光とをそれぞれ用いて半田120を撮像可能な撮像部43とを設ける。また、第1の光を用いて3次元計測を行うとともに、検査領域140を補正し、補正された検査領域140において第2の光を用いて2次元計測を行うように演算処理部51を構成する。これにより、上記のプロジェクタ42、照明部41および撮像部43を設けた簡易な構成により、ずれた検査領域140と検査対象部位との位置を合せるように調整することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、3次元計測の結果と2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が略同一であると判断された場合に、半田120の状態を判別(検査)する制御を行う演算処理部51を設ける。これにより、2次元計測の結果と、3次元計測の結果との両方に基づいて、半田120の状態を正確に判別(検査)することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、3次元計測の結果と2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が異なると判断された場合に、検査対象部位の状態を判別しない制御を行う演算処理部51を設ける。これにより、正確に3次元計測または2次元計測が行われていない可能性がある場合に、不正確な3次元計測の結果および2次元計測の結果に基づいて、半田120の状態を判別(検査)するのを抑制し、判別する際の精度が低下するのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、プリント基板130に半田120が印刷された際に、上記高精度計測制御を行うように演算処理部51を構成する。これにより、電子部品がプリント基板130上(半田120の上)に実装される前に2次元計測(検査)を精度よく行うことができるので、プリント基板130に電子部品が実装された後に半田120の検査を行う場合と比べて早い段階で半田120の検査を行うことができるので、生産効率が低下するのを抑制することができる。
(第2実施形態)
以下、図1、図3、図9および図10を参照して、本発明の第2実施形態による検査装置200の構成について説明する。
この第2実施形態では、検査対象部位としての半田120について検査を行った第1実施形態と異なり、検査対象部位としての電子部品220について検査を行う検査装置200について説明する。
図1に示すように、第2実施形態による検査装置200は、電子部品220がプリント基板230に実装された電子部品実装済み基板210(図9参照)に対して、電子部品220の実装状態を検査するための装置である。電子部品実装済み基板210には、プリント基板230上の所定位置に電子部品220が配置(実装)されている。また、プリント基板230の表面と電子部品220の表面とは、同系統の色を有している。検査装置200は、電子部品220の設計位置に対する配置方向や位置ズレの量が許容範囲内か、電子部品220をプリント基板230に半田付けした際のフィレットの形状が許容範囲内か、電子部品220が搭載されているか否か(欠品検査)などの各種検査を行うように構成されている。また、電子部品220には、図9および図10に示すように、電子部品220の配置方向を検査するための極性マーク221や、プリント基板230に実装するための端子222などが設けられている。なお、図9および図10に示す例では、半田が印刷されたプリント基板230に電子部品220が実装された状態を示しているが、端子222をプリント基板230に接合する半田を省略して図示している。なお、電子部品220は、本発明の「検査対象部位」の一例である。また、プリント基板230は、本発明の「基板」の一例である。
図1に示すように、検査装置200は、基台1上に設けられた電子部品実装済み基板210(図9参照)を搬送するための基板搬送コンベア10と、電子部品実装済み基板210をY方向に移動させる移動テーブル20と、ユニット支持部30と、ユニット支持部30によりX方向に移動可能に支持される撮像ユニット40と、制御装置250(図3参照)とを主に備えている。
また、図3に示すように、撮像ユニット40は、異なる複数の照射角度で第2の光を照射可能な照明部41(上段照明412、中段照明413および下段照明414)と、複数のプロジェクタ42とを含んでいる。また、撮像ユニット40は、撮像方向を鉛直下方(矢印Z2方向)に向けられ電子部品実装済み基板210の上面画像を撮像する撮像部43を含んでいる。
また、上段照明412と、中段照明413と、下段照明414とは、それぞれ、色相(階調)、彩度および明度の情報を取得可能な2次元計測用の光を照射可能なように構成されている。これにより、図10に示す例のように、3次元計測では検出し難い、電子部品220の表面上の部分(電子部品220が配置される向きの標識となる薄膜状の極性マーク221や、半田接合状態(半田のフィレット))などを検出することが可能である。
プロジェクタ42は、プリント基板230に対する電子部品220の高さ情報を取得可能な3次元計測用の照明光(第1の光)を照射可能なように構成されている。縞状の投影パターンの第1の光により照明を行うことによって、位相シフト法(3次元計測)により電子部品220の高さ位置を測定(高さ情報を取得)することが可能である。
演算処理部51は、3次元計測を行うことにより電子部品220の位置を特定する。そして、演算処理部51は、3次元計測により特定された電子部品220の位置に基づいて、電子部品220を検査する検査領域240を補正し、補正された検査領域240において2次元計測(検査)を行うように構成されている。具体的には、図9および図10に示すように、演算処理部51は、第1の光を用いて3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果(実際に実装された電子部品220の中心座標240aと設計上の電子部品220の中心座標240bとのズレ)に基づいて、電子部品220の2次元計測を行う際の検査領域240(検査領域240を規定する検査枠座標)を補正する制御を行うように構成されている。そして、演算処理部51は、補正された検査領域240において上段照明412、中段照明413および下段照明414から照射される第2の光を用いて2次元計測(検査)を行うように構成されている。なお、この検査領域240は、移動テーブル20が移動する方向に略垂直な方向に延びる検査枠座標軸240Xと、移動テーブル20が移動する方向に略平行な方向に延びる検査枠座標軸240Yとにより定められる検査枠座標により規定されている。
また、演算処理部51は、電子部品220が実装されたプリント基板230に対して、この制御を行うように構成されている。また、演算処理部51は、たとえば、電子部品220がプリント基板230に実装された後のリフロー前およびリフロー後のタイミングで、3次元計測を行うとともに、3次元計測の結果に基づいて電子部品220を検査する検査領域240を補正し、補正された検査領域240において2次元計測を行うように構成されている。
記憶部52には、撮像部43によって撮像された撮像画像データ、プリント基板230に実装される電子部品220の設計上の位置情報を定めたデータ、電子部品220に設けられた極性マーク221、端子222およびプリント基板230を半田により接合する位置などが記憶されている。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
次に、図9〜図11を参照して、本発明の第2実施形態の検査装置200の演算処理部51による電子部品検査処理について説明する。なお、電子部品検査処理は、たとえば、電子部品220がプリント基板230に実装されるとともに、リフロー前およびリフロー後のタイミングに実行される。
まず、ステップS21において、電子部品220の位置に視野が移動される。具体的には、撮像ユニット40がユニット支持部30によってX方向に移動されるとともに、電子部品220が実装された電子部品実装済み基板210が移動テーブル20によってY方向に移動され、電子部品220が撮像ユニット40の撮像視野に収められる。
次に、ステップS22において、視野の撮像が行われる。具体的には、プロジェクタ42から第1の光が照射され、撮像部43により視野の撮像が行われるとともに、上段照明412、中段照明413および下段照明414から第2の光が照射され、撮像部43により視野の撮像が行われる。
次に、ステップS23において、第1の光が照射された際に撮像された画像に基づいて、電子部品220の3次元形状が計測される。次に、ステップS24において、ステップS23で計測された3次元形状に基づいて、電子部品220の本体形状が抽出される。
次に、ステップS25において、3次元検査が行われる。具体的には、ステップS23で計測された3次元形状およびステップS24で抽出された電子部品220の本体形状に基づいて、電子部品220の高さなどの3次元に関する情報が取得される。そして、ステップS26において、実際に実装された電子部品220の中心座標240a(図9参照)が取得される。
次に、ステップS27において、検査領域240(検査領域240を規定する検査枠座標)の補正が行われる。図9および図10に示す例では、記憶部52に記憶されているプリント基板230に印刷される電子部品220の設計上の中心座標240b(位置情報)と、上記ステップS26において取得された電子部品220の中心座標240aとが比較され、記憶部52に記憶されている設計上の中心座標240bに対する取得された電子部品220の中心座標240aのズレ量が検出される。そして、このズレ量に基づいて、実際に実装された電子部品220の中心座標240aに対応するように検査領域240(検査枠座標)が補正される。これにより、プリント基板230の表面および電子部品220の表面が同系統の色を有することに起因して、2次元計測によりプリント基板230および電子部品220の境界が検出し難い場合でも、3次元計測によりプリント基板230および電子部品220の境界を検出するとともに、検査領域240を補正することが可能である。
次に、ステップS28において、フィレットの2次元検査が行われる。具体的には、色相(階調)、彩度および明度の情報を取得可能な2次元計測用の第2の光を電子部品220の端子222に設けられた半田(図示せず)に照射した際に取得された画像に基づいて、半田のフィレットについての2次元の情報が取得される。
次に、ステップS29において、電子部品220の極性(配置方向)の2次元検査が行われる。具体的には、色相(階調)、彩度および明度の情報を取得可能な2次元計測用の第2の光を電子部品220の極性マーク221に照射した際に取得された画像に基づいて、電子部品220の極性(配置方向)についての2次元の情報が取得される。
次に、ステップS30において、2次元検査と3次元検査との結果が対比される。そして、ステップS31において、2次元検査と3次元検査との結果が略同一であるか否かが判断される。2次元検査と3次元検査との結果が略同一でない場合には、ステップS21に戻る。一方、2次元検査と3次元検査との結果が略同一である場合には、ステップS32に進む。
次に、ステップS32において、電子部品220の状態が判別(検査)される。具体的には、ステップS25の電子部品220の高さなどの3次元に関する情報、ステップS28の電子部品220の端子222に設けられた半田のフィレットの2次元の情報、およびステップS29の電子部品220の極性(配置方向)についての2次元の情報に基づいて、電子部品220の向きや端子222に設けられた半田の形状などの各種項目が、予め決められている所定範囲に入っているか(電子部品220の状態が適正であるか)否かが判別(検査)される。
次に、ステップS33において、電子部品実装済み基板210上の全ての視野が検査されたか否かが判断される。電子部品実装済み基板210上の全ての視野が検査されていない場合には、ステップS21に戻る。一方、電子部品実装済み基板210上の全ての視野が検査された場合には、電子部品検査処理が終了される。
第2実施形態では、上記のように、3次元計測の結果に基づいて電子部品220を検査する検査領域240を補正し、補正された検査領域240において2次元計測を行う演算処理部51を設ける。これにより、設定された検査領域240と電子部品220との位置がずれている場合でも、ずれた検査領域240と電子部品220との位置を合せるように調整することができる。その結果、検査領域240と電子部品220との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
第2実施形態では、上記のように、電子部品220の3次元計測を行うことにより電子部品220の位置を特定するとともに、特定された電子部品220の位置に基づいて、電子部品220を検査する検査領域240を補正し、補正された検査領域240において2次元計測を行うように演算処理部51を構成する。これにより、検査領域240と電子部品220との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、電子部品220の2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
また、第2実施形態では、上記のように、電子部品220の3次元計測を行うことにより電子部品220の位置を特定するとともに、特定された電子部品220の位置に基づいて、電子部品220の2次元計測を行う際の検査領域240を規定する検査枠座標を補正する制御を行うように演算処理部51を構成する。これにより、検査領域240を規定する検査枠座標を用いて、ずれた検査領域240と電子部品220との位置を合せるように容易に調整することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、電子部品220がプリント基板230に実装されるとともにリフロー前のタイミングで、上記高精度計測制御を行うように演算処理部51を構成する。これにより、リフローされる前に2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。その結果、電子部品220が実装され、リフローされた後に電子部品220の検査を行う場合と比べて早い段階で電子部品220の検査を行うことができるので、生産効率が低下するのを抑制することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、電子部品220がプリント基板230に実装されるとともにリフロー後のタイミングで、上記高精度計測制御を行うように演算処理部51を構成する。これにより、リフロー工程での半田の溶融および硬化に伴なって電子部品220の端子222の位置ずれが発生する場合にも、検査領域240と電子部品220との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、補正された検査領域240において電子部品220が配置される向きおよび半田接合状態についての2次元計測を行うように演算処理部51を構成する。これにより、検査領域240と電子部品220との位置がずれた状態で2次元計測が行われてしまうのを抑制することができるので、電子部品220が配置される向きおよび半田接合状態の2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。
また、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記第1実施形態および第2実施形態では、照明部(第2照明部)を、上段照明412と、中段照明413と、下段照明414とによって3つの異なる照射角度で照明光を照射可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2照明部を、上段照明および下段照明のみにより2つの照射角度で照明光を照射可能なように構成してもよいし、4つ以上の異なる照射角度で照明光を照射可能なように構成してもよい。
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、上段照明412、中段照明413および下段照明414(第2照明部)と撮像部とをそれぞれ別個に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2照明部と撮像部とが一体的に構成された2次元計測部を設けてもよい。また、上記第1実施形態および第2実施形態では、プロジェクタ(第1照明部)と撮像部とをそれぞれ別個に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1照明部と撮像部とが一体的に構成された3次元計測部を設けてもよい。
また、上記第1実施形態では、半田(検査対象部位)について検査を行い、上記第2実施形態では電子部品(検査対象部位)について検査を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査対象部位としての半田や電子部品以外の部位について検査を行ってもよい。
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、色相、彩度および明度に基づいて、2次元計測を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、色相、彩度および明度のうち、いずれか1つまたは2つに基づいて、2次元計測を行ってもよい。
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、3次元計測の結果と2次元計測の結果とが異なると判断された場合に、半田および電子部品(検査対象部位)の状態を判別しない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、3次元計測の結果と2次元計測の結果とが異なると判断された場合に、3次元計測の結果のうち2次元計測と異なる結果を考慮せずに検査対象部位の状態を判別してもよい。これにより、正確に3次元計測または2次元計測が行われていない可能性がある場合に、不正確な3次元計測の結果および2次元計測の結果に基づいて、検査対象部位の状態を判別するのを抑制することができるので、検査対象部位の状態を判別する際の精度が低下するのを抑制することができる。また、3次元計測の結果のうち2次元計測と異なる結果を2次元計測の結果を用いて補正することにより検査対象部位の状態を判別してもよい。これにより、正確に3次元計測が行われていない可能性がある場合に、不正確な3次元計測の結果に基づいて、検査対象部位の状態を判別するのを抑制することができるので、検査対象部位の状態を判別する際の精度が低下するのを抑制することができる。
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、上段照明412、中段照明413および下段照明414(照明部)により、2次元計測用の第2の光を照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、位相シフト法による3次元計測を行うための第1の光と第1の光とは異なる2次元計測用の第2の光とをそれぞれ切り替えて照射可能に構成されたプロジェクタ142(第1照明部)により、第2の光を照射してもよい。すなわち、プロジェクタ142は、第1の光を照射する第1照明部および第2の光を照射する第2照明部として機能するように構成されていてもよい。これにより、設定された検査領域と検査対象部位とがずれている場合でも、第1照明部および第2照明部の両方の機能を有するプロジェクタ142を用いて、検査領域と検査対象部位との位置ずれが調整された状態で2次元計測を行うことができる。その結果、検査装置の構造を簡素化しながら、2次元計測(検査)を精度よく行うことができる。また、プロジェクタ142は、本発明の「第1照明部」および「第2照明部」の一例である。
また、上記第1実施形態および第2実施形態では、上方から見て、撮像部を取り囲むように設けられた上段照明412、中段照明413および下段照明414(照明部)により、2次元計測用の第2の光を照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図12に示すように、3次元計測を行うための第1の光と第1の光とは異なる2次元計測を行うための第2の光とをそれぞれ切り替えて照射可能に構成されたプロジェクタ142を、上方から見て、撮像部を取り囲むように複数個設け、複数個のプロジェクタ142のうちの1つのプロジェクタ142により、第2の光を照射してもよい。これにより、撮像部を取り囲むように設けられた第2照明部により照射された光を照射することにより検出対象物の影を検出することにより2次元計測を行う場合と異なり、所定の1方向から光を照射することにより検出対象物の影を容易に検出することにより2次元計測を行うことができる。具体的には、図13に示すように、検査対象部位としてのプリント基板330上に立体的な異物320がある場合には、撮像部を取り囲むように設けられた照明部により2次元計測用の第2の光を照射した際には、異物の周方向の全体から第2の光が照射されるので影が形成されないため、異物320を検出することができない。これに対して、上記構成では、図14に示すように、任意の1方向から光を照射することにより影321を形成することができるので、異物320を容易に検出することができる。
また、上記第1実施形態では、プリント基板に半田(検査対象部位)が印刷された際に上記高精度計測制御を行い、上記第2実施形態では、電子部品(検査対象部位)がプリント基板に実装されるとともに、リフロー前およびリフロー後のタイミングで上記高精度計測制御制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、印刷後、リフロー前およびリフロー後以外のタイミングで検査を行ってもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、たとえば、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
41 照明部(第2照明部、2次元計測部)
42 プロジェクタ(第1照明部、3次元計測部)
43 撮像部(3次元計測部、2次元計測部)
51 演算処理部(制御部)
100、200 検査装置
130、230 プリント基板(基板)
120 半田(検査対象部位)
140、240 検査領域
142 プロジェクタ(第1照明部、第2照明部)
220 電子部品(検査対象部位)

Claims (14)

  1. 検査対象部位の高さ情報を取得可能な3次元計測部と、
    前記検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とを取得可能な2次元計測部と、
    3次元計測を行うとともに、前記3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された前記検査対象部位の形状を示す前記3次元計測の結果に基づき、前記検査対象部位の中心座標と前記検査対象部位を検査する検査領域の中心座標とのずれを補正し、補正された前記検査領域において2次元計測を行う制御部とを備え、
    前記制御部は、前記3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された前記検査対象部位の形状を示す前記3次元計測の結果と前記2次元計測により取得された前記検査対象部位の形状を示す前記2次元計測の結果とを対比し、対比結果に基づいて、前記検査対象部位の状態を判別する要否を決定するか、または、前記3次元計測の結果と前記2次元計測の結果とが異なる場合に、前記3次元計測の結果のうち前記2次元計測の結果と異なる結果を考慮せずに前記検査対象部位の状態を判別するか、もしくは、前記3次元計測の結果のうち前記2次元計測の結果と異なる結果を前記2次元計測の結果を用いて補正することにより前記検査対象部位の状態を判別する制御を行うように構成されている、検査装置。
  2. 前記検査対象部位の高さ情報を取得可能な前記3次元計測用の第1の光を照射可能な第1照明部と、
    前記検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とを取得可能な前記2次元計測用の第2の光を照射可能な第2照明部と、
    前記第1照明部の第1の光と前記第2照明部の第2の光とをそれぞれ用いて前記検査対象部位を撮像可能な撮像部とをさらに備え、
    前記制御部は、前記第1照明部から照射される前記第1の光を用いて前記3次元計測を行うとともに、前記3次元計測の結果に基づいて前記検査対象部位を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において前記第2照明部から照射される前記第2の光を用いて前記2次元計測を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  3. 前記制御部は、前記3次元計測の結果と前記2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が略同一であると判断された場合に、前記検査対象部位の状態を判別する制御を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  4. 前記制御部は、前記3次元計測の結果と前記2次元計測の結果とを対比し、対比した結果が異なると判断された場合に、前記検査対象部位の状態を判別しない制御を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  5. 位相シフト法による前記3次元計測を行うための第1の光と前記第1の光とは異なる前記2次元計測を行うための第2の光とをそれぞれ切り替えて照射可能に構成され、前記検査対象部位の高さ情報を取得可能な前記3次元計測用の第1の光を照射可能な第1照明部、および、前記検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とを取得可能な前記2次元計測用の第2の光を照射可能な第2照明部として機能するプロジェクタをさらに備え、
    前記制御部は、前記第1の光を用いて前記3次元計測を行うとともに、前記3次元計測の結果に基づいて、前記検査対象部位を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において前記第2の光を用いて前記2次元計測を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  6. 前記第1照明部の第1の光と前記第2照明部の第2の光とをそれぞれ用いて前記検査対象部位を撮像可能な撮像部をさらに備え、
    前記プロジェクタは、上方から見て、前記撮像部を取り囲むように複数個設けられ、
    前記制御部は、複数個の前記プロジェクタのうちの1つのプロジェクタから前記第2の光を照射し、補正された前記検査領域において前記第2の光を用いて前記2次元計測を行うように構成されている、請求項に記載の検査装置。
  7. 前記制御部は、前記検査対象部位としての電子部品の前記3次元計測を行うことにより前記電子部品の位置を特定するとともに、特定された前記電子部品の位置に基づいて、前記電子部品を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において前記2次元計測を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  8. 前記制御部は、前記検査対象部位としての電子部品の前記3次元計測を行うことにより前記電子部品の位置を特定するとともに、特定された前記電子部品の位置に基づいて、前記電子部品の前記2次元計測を行う際の前記検査領域を規定する検査枠座標を補正する制御を行うように構成されている、請求項に記載の検査装置。
  9. 前記制御部は、前記検査対象部位としての半田が基板に印刷された際に、前記3次元計測を行うとともに、前記3次元計測の結果に基づいて前記半田を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において前記2次元計測を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  10. 前記制御部は、前記検査対象部位としての電子部品が基板に実装されるとともにリフロー前のタイミングで、前記3次元計測を行うとともに、前記3次元計測の結果に基づいて前記電子部品を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において前記2次元計測を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  11. 前記制御部は、前記検査対象部位としての電子部品が基板に実装されるとともにリフロー後のタイミングで、前記3次元計測を行うとともに、前記3次元計測の結果に基づいて前記電子部品を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において用いて前記2次元計測を行うことにより前記電子部品を検査するように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  12. 前記制御部は、前記3次元計測を行うとともに、前記3次元計測の結果に基づいて電子部品を検査する前記検査領域を補正し、補正された前記検査領域において前記電子部品が配置される向きおよび半田接合状態のうち少なくとも一方についての前記2次元計測を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  13. 前記制御部は、前記2次元計測部によって取得された、前記検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とによって、前記検査対象部位の表面上における薄膜状物体を検出する制御を行うように構成されている、請求項1に記載の検査装置。
  14. 検査対象部位の高さ情報を取得可能な3次元計測を行うステップと、
    前記3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された前記検査対象部位の形状を示す前記3次元計測の結果に基づいて、前記検査対象部位の中心座標と前記検査対象部位を検査する検査領域の中心座標とのずれを補正するステップと、
    補正された前記検査領域において、前記検査対象部位の形状の情報と、色相、彩度、明度のうち少なくとも1つの情報とを取得可能な2次元計測を行うステップと、
    前記3次元計測により取得された高さ情報に基づいて取得された前記検査対象部位の形状を示す前記3次元計測の結果と前記2次元計測により取得された前記検査対象部位の形状を示す前記2次元計測の結果とを対比し、対比結果に基づいて、前記検査対象部位の状態を判別する要否を決定するか、または、前記3次元計測の結果と前記2次元計測の結果とが異なる場合に、前記3次元計測の結果のうち前記2次元計測の結果と異なる結果を考慮せずに前記検査対象部位の状態を判別するか、もしくは、前記3次元計測の結果のうち前記2次元計測の結果と異なる結果を前記2次元計測の結果を用いて補正することにより前記検査対象部位の状態を判別するステップと、を備える、検査方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102314469B1 (ko) * 2015-02-03 2021-10-20 삼성디스플레이 주식회사 표면 결함 검사 장치 및 그것을 이용한 표면 결함 검사 방법
CN107764822B (zh) * 2016-08-23 2020-09-04 泰科电子(上海)有限公司 焊接质量检测平台
CN106814307B (zh) * 2017-01-10 2020-05-12 深圳鼎缘电子科技有限公司 一种腔体滤波器自动调试方法及系统
KR102285760B1 (ko) * 2017-02-13 2021-08-05 주식회사 고영테크놀러지 인쇄 회로 기판에 실장된 부품을 검사하는 장치, 그 동작 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
CN109813727B (zh) * 2018-12-25 2021-08-03 苏州江奥光电科技有限公司 一种基于深度信息的pcb板焊接缺陷检测方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002031605A (ja) 2000-07-13 2002-01-31 Hitachi Ltd 欠陥確認装置および自動外観検査装置
US7324685B2 (en) * 2003-10-20 2008-01-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inspection systems and methods
JP4809032B2 (ja) * 2005-10-04 2011-11-02 ヤマハ発動機株式会社 実装基板の検査装置および印刷装置
JP4869776B2 (ja) * 2006-04-28 2012-02-08 ヤマハ発動機株式会社 印刷検査装置及び印刷装置
JP2009036736A (ja) * 2007-08-04 2009-02-19 Djtech Co Ltd 印刷半田検査方法及び装置
KR101251372B1 (ko) * 2008-10-13 2013-04-05 주식회사 고영테크놀러지 3차원형상 측정방법
JP5566707B2 (ja) 2010-01-19 2014-08-06 株式会社サキコーポレーション 外観検査装置及び外観検査方法
KR101078781B1 (ko) * 2010-02-01 2011-11-01 주식회사 고영테크놀러지 3차원 형상 검사방법
JP5365644B2 (ja) * 2011-01-13 2013-12-11 オムロン株式会社 はんだ付け検査方法、およびはんだ付け検査機ならびに基板検査システム

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