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JP4467966B2 - Substrate visual inspection device - Google Patents
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JP4467966B2 - Substrate visual inspection device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体部品などの電子部品が実装された基板(プリント基板)についてその部品の実装状態の正否を検査する基板外観検査装置に関する。   The present invention relates to a substrate visual inspection apparatus that inspects whether a component mounted state of a substrate (printed substrate) on which an electronic component such as a semiconductor component is mounted is correct.

基板上に実装された部品の実装状態を検査する基板外観検査は、基板上の部品の画像を取得し、この画像に基づいて実装部品が正しいか否かや実装漏れを判定するのが一般的である。このような画像を用いた基板外観検査については、大きく分けて二つの手法が知られている。一つは、部品に印字されている文字(文字、数字、記号など)の照合で実装部品の正否を判定する手法であり(例えば特許文献1、特許文献2)、他の一つは、部品の形状などについて作成したテンプレートを用いるパターンマッチングで実装部品の正否や実装漏れを判定する手法である(例えば特許文献3、特許文献4)。また文字照合手法については、ニューラルネットワークを用いた文字を認識する方式(例えば特許文献1)、検査対象部品の撮像画像を良好なものとするためにレーザ光による高さ位置計測後にカメラの焦点距離を自動設定する方式(例えば特許文献5)などが知られている。   The board appearance inspection, which inspects the mounting state of the components mounted on the board, generally obtains an image of the part on the board, and determines whether the mounted part is correct or mounting omission based on this image It is. As for the substrate appearance inspection using such an image, two methods are broadly known. One is a method of determining correctness of a mounted component by collating characters (characters, numbers, symbols, etc.) printed on the component (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2), and the other is a component. This is a method for determining whether a mounted component is right or wrong and a mounting omission by pattern matching using a template created for the shape or the like (for example, Patent Document 3 and Patent Document 4). As for the character matching method, a method of recognizing characters using a neural network (for example, Patent Document 1), and the focal length of the camera after measuring the height position by laser light in order to improve the picked-up image of the inspection target component There is known a method for automatically setting (for example, Patent Document 5).

特開2003−99758号公報JP 2003-99758 A 特開平7−175894号公報JP-A-7-175894 特開2003−110298号公報JP 2003-110298 A 特開平8−180191号公報JP-A-8-180191 特開平11−3415号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-3415

上記のように、画像を用いる基板の外観検査には文字照合法とパターンマッチング法がある。文字照合法は、例えば半導体パッケージや抵抗のように部品型式や電気的定数などとして文字が印字されている部品に対して適用することができ、実装部品の正否について、より高精度な検査を可能とする。ただ部品の画像から個々の部品ごとに文字を認識して照合するという処理を必要とするために検査速度に劣る。一方、パターンマッチング法は、似たような形状の部品の判定などに困難があるものの、複数の部品を一括して検査することもでき、そのようにする場合には高速な検査が可能となる。   As described above, there are a character matching method and a pattern matching method for appearance inspection of a substrate using an image. The character verification method can be applied to parts with characters printed as part types or electrical constants, such as semiconductor packages and resistors. For example, it is possible to perform more accurate inspections on the correctness of mounted parts. And However, since it requires a process of recognizing and collating characters for each part from the part image, the inspection speed is inferior. On the other hand, the pattern matching method is difficult to determine parts with similar shapes, but it is also possible to inspect a plurality of parts at once. In such a case, high-speed inspection is possible. .

ここで、基板への電子部品の実装から外観検査までの工程について簡単に説明する。基板への部品の実装は部品搭載機で行われる。その部品搭載機には、一定の数量の補充単位で部品が補充される。すなわち部品は保持テープに、例えば1テープに1000個といった単位で、保持されており、リール状に巻かれたその保持テープの単位で補充される。部品搭載機で部品を実装された基板はフローはんだ装置に送られてフローはんだによるはんだ処理を受け、それから基板外観検査装置に送られて外観検査を受ける。   Here, a process from mounting an electronic component on a substrate to appearance inspection will be briefly described. The component is mounted on the board by a component mounting machine. The parts mounting machine is replenished with a certain number of replenishment units. That is, the parts are held on a holding tape, for example, in units of 1000 per tape, and are replenished in units of the holding tape wound in a reel shape. The substrate on which the component is mounted by the component mounting machine is sent to the flow soldering device and subjected to soldering processing by flow soldering, and then sent to the substrate visual inspection device to undergo visual inspection.

基板外観検査装置における外観検査では、(1)必要な部位に部品が実装されているか、(2)その実装部品が正しいものであるか、という検査がなされる。このような検査内容を考察した場合に以下のことがいえる。まず一般論として、実装部品が正しいものであるか否かの検査は全ての部品について行う必要は必ずしもなく、特定の部品について行うだけで、検査精度という点では十分であり、その他の部品については必要な部位に部品が実装されている否かを検査するだけで足りるということである。このことを文字照合法とパターンマッチング法それぞれの特性と関連させると、実装部品が正しいものであるか否かの検査を必要とする部品についてだけ、高精度だが速度の遅い文字照合法を適用し、その他の部品については必要な部位に部品が実装されているか否かを高速なパターンマッチング法で検査するようにするのが、高い検査精度を保ってなおかつ検査効率を高める上で有効であるといえる。   In the appearance inspection in the board appearance inspection apparatus, it is inspected whether (1) a component is mounted at a necessary site or (2) whether the mounted component is correct. The following can be said when considering such inspection contents. First of all, as a general rule, it is not always necessary to inspect whether or not a mounted part is correct. It is not necessary to inspect all parts. This means that it is sufficient to inspect whether or not a component is mounted on a necessary part. When this is related to the characteristics of the character matching method and the pattern matching method, the high-accuracy but slow character matching method is applied only to parts that require checking whether the mounted parts are correct. For other parts, it is effective to inspect whether or not the parts are mounted at the required site by using a high-speed pattern matching method, while maintaining high inspection accuracy and increasing inspection efficiency. I can say that.

次に、このような文字照合法とパターンマッチング法の使い分けの基準をどのようにするかを考える。その具体的な例の一つは、上記のような検査内容に上記のような部品の実装から検査まで工程を関係させることで得られる。必要な部位に実装されている部品が正しいものであるか否かは、部品搭載機による部品の実装方式からして、部品搭載機に人手で部品を新たに補充する際に人為的ミスで誤った部品が補充されるか否かにのみかかっている。すなわち部品補充に際して補充部品を間違えるというミスがない限り、必要な部位に実装された部品が誤っているということはないといえる。このように考えると、部品の正否についての検査は、部品補充がなされた場合に、その補充単位から最初に基板に実装された部品についてだけ行えば十分であり、その他の部品については部品の正否についての検査を必ずしも必要としない。このことから、「補充単位から最初に基板に実装された部品」が文字照合法とパターンマッチング法の使い分けの基準として導かれる。具体的には、補充単位から最初に基板に実装された部品についてだけ、高精度だが速度の遅い文字照合法を適用し、その他の部品については必要な部位に部品が実装されているか否かを高速なパターンマッチング法で検査するようにするのが、高い検査精度を保ってなおかつ検査効率を高める上で有効であることになる。   Next, let us consider how to use the standard for properly using the character matching method and the pattern matching method. One specific example is obtained by associating a process from the mounting of the component to the inspection as described above with the inspection content as described above. Whether or not the parts mounted in the necessary parts are correct is determined by the human error when manually refilling the parts mounting machine with the parts mounting system based on the mounting method of the parts by the parts mounting machine. It depends only on whether the parts are refilled. That is, it can be said that there is no mistake in the components mounted on the necessary parts unless there is a mistake that the replacement components are mistaken when the components are supplied. In view of this, it is sufficient to inspect the correctness of a component only when the component is replenished, and only for the component first mounted on the board from that replenishment unit. Inspection is not always necessary. From this, “the component first mounted on the board from the replenishment unit” is derived as a standard for properly using the character matching method and the pattern matching method. Specifically, only the parts that are first mounted on the board from the replenishment unit are applied with a high-accuracy but slow character matching method, and for other parts, whether or not the parts are mounted in the necessary parts. Inspecting by a high-speed pattern matching method is effective for maintaining high inspection accuracy and increasing inspection efficiency.

本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものであり、文字照合法とパターンマッチング法を適切に使い分けることにより、高精度でかつ高効率な検査を可能とする基板外観検査装置の提供を目的としている。   The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and provides a substrate appearance inspection apparatus that enables highly accurate and highly efficient inspection by properly using the character matching method and the pattern matching method. It is an object.

上記目的のために本発明では、基板上に部品搭載機で実装された各部品を撮像し、前記各部品が正しく実装されているか否かを前記撮像による画像に基づいて検査するようになっている基板外観検査装置において、前記部品に印字されている文字のみを照合して当該部品の正否を判定する文字照合検査系を備えるとともに、前記部品の形状又は配置状態に関して予め作成されてあるテンプレートに基づいたパターンマッチングにて前記部品の実装状態の正否を判定するパターンマッチング検査系を備え、検査の状況に応じて前記文字照合検査系とパターンマッチング検査系を使い分けできるようにされ、前記基板に実装する部品が一定の数量の補充単位で前記部品搭載機に補充された場合に前記部品搭載機から部品の補充に関して部品情報を受け、この部品情報を基に、前記補充単位から最初に前記基板に実装された部品については前記文字照合検査系による検査を行い、その他の部品については前記パターンマッチング検査系による検査を行うようにして前記使い分けをなすようにされていることを特徴としている。
For the above purpose, in the present invention, each component mounted on a substrate by a component mounting machine is imaged, and whether or not each component is correctly mounted is inspected based on the image obtained by the imaging. In the substrate visual inspection apparatus, a template is prepared in advance for the shape or arrangement state of the component, and includes a character verification inspection system that determines only correctness of the component by comparing only characters printed on the component. A pattern matching inspection system for determining whether the component mounting state is correct or not by pattern matching based on the character matching inspection system and the pattern matching inspection system according to the state of the inspection. When the parts to be replenished are replenished to the component mounting machine in a replenishment unit of a certain quantity, the parts information on the replenishment of parts from the component mounting machine is Therefore, based on this component information, the component first mounted on the substrate from the replenishment unit is inspected by the character verification inspection system, and the other components are inspected by the pattern matching inspection system. It is characterized in that it is used properly.

また本発明では上記のような基板外観検査装置について、前記文字照合検査系による文字照合検査では、前記部品に印字されている文字列における文字の間隔が狭い場合に、前記文字列に関して予め作成されてある文字テンプレートを用いて前記文字列の領域を抽出して抽出文字列を取得し、そして前記抽出文字列から予め設定の文字幅に基づいて一文字ずつ文字を分離する処理と、前記抽出文字列を等間隔に分けて求められるヒストグラムをもとに文字を分離する処理とを併用できるようにしている。   Further, in the present invention, for the board appearance inspection apparatus as described above, in the character collation inspection by the character collation inspection system, the character string is created in advance when the character spacing in the character string printed on the component is narrow. Extracting the character string region using a character template to obtain an extracted character string, and separating the characters one by one from the extracted character string based on a preset character width; and the extracted character string Can be used in combination with a process of separating characters based on a histogram obtained by dividing them at equal intervals.

また本発明では上記のような基板外観検査装置について、前記パターンマッチング検査系が、検査対象部品の外形領域で当該部品の形状におけるエッジを抽出し、この抽出エッジから当該部品の外形サイズを求め、この求めた外形サイズを検査対象部品についてのサイズデータと比較することで必要部品の有無を判定する処理もなせるようにしている。   Further, in the present invention, for the board appearance inspection apparatus as described above, the pattern matching inspection system extracts an edge in the shape of the part in the outer region of the part to be inspected, and obtains the outer size of the part from the extracted edge. By comparing the obtained external size with the size data for the inspection target component, it is possible to perform processing for determining the presence or absence of the necessary component.

本発明では、高精度な検査を必要とする場合以外は高速なパターンマッチング検査で検査することができ、高い検査精度と高い効率による検査とを両立させることが可能となる。そしてこのことは、文字照合検査とパターンマッチング検査の使い分けの基準を部品搭載機における部品補充時におくことで、より効果的なものとすることができる。
In the present invention, it is possible to perform inspection by high-speed pattern matching inspection except when high- precision inspection is required, and it is possible to achieve both high inspection accuracy and inspection with high efficiency. This can be made more effective by setting the standard for proper use of the character matching inspection and the pattern matching inspection at the time of component replenishment in the component mounting machine.

以下、本発明を実施する上で好ましい形態について説明する。本発明の一実施形態による基板外観検査装置の構成を図1に示す。基板外観検査装置1は、文字照合検査系2、パターンマッチング検査系3、制御部4、および基板シリアル番号読取手段5を含んでなる。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described. A configuration of a substrate visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. The substrate appearance inspection apparatus 1 includes a character verification inspection system 2, a pattern matching inspection system 3, a control unit 4, and a substrate serial number reading means 5.

文字照合検査系2は、文字照合検査用の撮像部6と文字照合検査用の判定処理部7を含む。撮像部6は、図2に示すように、例えばCCDカメラなどが用いられる撮像手段21にリング状の照明手段23を組み合わせた構成とされる。この撮像部6は、文字照合検査用であることから、狭い画角、具体的には一つの部品程度の画角で基板25を撮像し、画像26のような画像を取得できるようにされている。判定処理部7は、基板25に実装の各種部品の正否を撮像部6で得られた画像に基づいて判定する。その判定は、部品28に印字されている文字を照合することで行う。そのために各部品に印字されている文字に関するデータなどの照合用データを格納してある文字照合データベース8を有している。   The character collation inspection system 2 includes an imaging unit 6 for character collation inspection and a determination processing unit 7 for character collation inspection. As shown in FIG. 2, the imaging unit 6 has a configuration in which, for example, an imaging unit 21 using a CCD camera or the like is combined with a ring-shaped illumination unit 23. Since the imaging unit 6 is for character verification inspection, the imaging unit 6 captures an image of the substrate 25 with a narrow angle of view, specifically, an angle of view of about one component, and an image such as an image 26 can be acquired. Yes. The determination processing unit 7 determines whether or not various components mounted on the substrate 25 are correct based on an image obtained by the imaging unit 6. The determination is performed by collating the characters printed on the component 28. For this purpose, it has a character collation database 8 that stores collation data such as data related to characters printed on each component.

パターンマッチング検査系3は、パターンマッチング検査用の撮像部9とパターンマッチング検査用の判定処理部10を含む。撮像部9は、図2に示すように、撮像部6と基本的には同様であり、撮像手段22にリング状の照明手段24を組み合わせた構成とされる。ただこの撮像部9は、高速処理のパターンマッチング検査用であることから、広い画角、具体的には図2中の画像27の例のように複数の部品を捉えることのできる画角で基板25を撮像できるようにされている。判定処理部10は、基板25に実装される各種部品の正否と実装漏れ撮像部9で得られた画像に基づいて判定する。その判定は、各種部品の形状や配置状態などに関して予め作成されたテンプレートに基づいたパターンマッチングを基本として行う。そのためにテンプレートなどのデータを格納してあるパターンマッチングデータベース11を有している。   The pattern matching inspection system 3 includes an imaging unit 9 for pattern matching inspection and a determination processing unit 10 for pattern matching inspection. As shown in FIG. 2, the imaging unit 9 is basically the same as the imaging unit 6, and has a configuration in which the imaging unit 22 is combined with a ring-shaped illumination unit 24. However, since the imaging unit 9 is used for high-speed pattern matching inspection, the substrate has a wide angle of view, specifically, an angle of view that can capture a plurality of components as in the example of the image 27 in FIG. 25 can be imaged. The determination processing unit 10 performs determination based on correctness of various components mounted on the board 25 and an image obtained by the mounting leakage imaging unit 9. The determination is based on pattern matching based on a template created in advance with respect to the shape and arrangement state of various components. For this purpose, a pattern matching database 11 in which data such as templates are stored is provided.

制御部4は、文字照合検査系2とパターンマッチング検査系3を制御する。その制御としては、部品ごとに文字照合検査とパターンマッチング検査の何れの検査方式を適用するかということ、基板上の実装部品をどのような順番で検査するかということなどがある。検査方式の適用には、後述のように、部品搭載機からの部品補充に関する部品情報を必要とする。そのために部品情報受信部12を有している。またCADなどから得られる基板の設計情報をもとに部品の検査順序など定めた検査リスト13を有している。   The control unit 4 controls the character collation inspection system 2 and the pattern matching inspection system 3. The control includes, for each component, which inspection method of character collation inspection and pattern matching inspection is applied, and in what order the mounted components on the board are inspected. Application of the inspection method requires parts information relating to parts replenishment from the parts mounting machine, as will be described later. For this purpose, the component information receiving unit 12 is provided. Further, it has an inspection list 13 in which the inspection order of components is determined based on the board design information obtained from CAD or the like.

基板シリアル番号読取手段5は、検査対象の基板に付されているシリアル番号を読み取るのに用いられる。基板のシリアル番号はバーコードや文字で付されている。したがって基板シリアル番号読取手段5は、これらを撮像して得られる画像を処理することで基板シリアル番号を読み取るように構成されるのが通常である。   The board serial number reading means 5 is used to read a serial number given to a board to be inspected. The serial number of the board is attached with a bar code or letters. Therefore, the board serial number reading means 5 is usually configured to read the board serial number by processing an image obtained by imaging them.

図3に部品搭載機から基板外観検査装置まで生産ラインの構成例を示す。部品を実装すべき基板25は搬送装置31で搬送されてくる。その基板25が部品搭載機32に至ると、そこで必要な各種電子部品が自動的に実装される。部品の実装を終えた基板25は搬送装置31によりフローはんだ装置33へ搬送され、はんだ付け処理が行われる。はんだ付けされた基板25は基板外観検査装置1へ搬送されて外観検査を受ける。   FIG. 3 shows a configuration example of the production line from the component mounting machine to the board appearance inspection apparatus. A substrate 25 on which a component is to be mounted is transported by a transport device 31. When the board 25 reaches the component mounting machine 32, various necessary electronic components are automatically mounted there. The substrate 25 after mounting the components is transported to the flow soldering device 33 by the transporting device 31, and soldering processing is performed. The soldered substrate 25 is conveyed to the substrate appearance inspection apparatus 1 and undergoes appearance inspection.

部品搭載機32と基板外観検査装置1は通信ライン34で結ばれており、部品搭載機32から基板外観検査装置1に部品情報が送られる。部品情報は、部品搭載機32において部品の補充がなされた場合に基板外観検査装置1に送られる。部品搭載機32における部品の補充は、上述のように、例えば1000個といった単位で部品を保持したリール状の保持テープを単位としてなされる。部品情報を部品搭載機32における部品の補充に際してなすのは、その部品情報をもとに適用すべき検査方式を選択するためである。すなわち本発明では、高精度な検査を可能とする文字照合検査と高速な検査を可能とするパターンマッチング検査を所定の基準で使い分けることで、高検査精度と高検査効率を両立させるようにしており、その検査方式の使い分けの基準を「補充単位から最初に基板に実装された部品」におくようにし、そのために部品情報をもとに適用すべき検査方式を選択する。したがって部品情報には、補充単位の部品の最初の部品が実装された基板のシリアル番号、その基板における当該部品の実装位置、および当該部品の部品型式が含まれる。   The component mounting machine 32 and the board appearance inspection apparatus 1 are connected by a communication line 34, and component information is sent from the component mounting machine 32 to the board appearance inspection apparatus 1. The component information is sent to the board appearance inspection apparatus 1 when the component mounting machine 32 replenishes the component. As described above, replenishment of components in the component mounting machine 32 is performed in units of reel-shaped holding tapes that hold components in units of, for example, 1000 pieces. The reason why the component information is refilled in the component mounting machine 32 is to select an inspection method to be applied based on the component information. In other words, in the present invention, the high-precision inspection efficiency and the high-inspection efficiency are achieved by properly using the character matching inspection that enables high-precision inspection and the pattern matching inspection that enables high-speed inspection according to a predetermined standard. Then, the standard of proper use of the inspection method is set to “parts first mounted on the board from the replenishment unit”, and for this purpose, the inspection method to be applied is selected based on the component information. Therefore, the part information includes the serial number of the board on which the first part of the part in the supplement unit is mounted, the mounting position of the part on the board, and the part type of the part.

以上のような基板外観検査装置における検査処理の主要部分の流れを図4に示す。まず処理101として、部品搭載機で部品補充がなされた場合に、その部品補充に関する上記のような部品情報を取得する。次に処理102として、検査対象基板のシリアル番号を図1における基板シリアル番号読取手段5で読み取る。続く処理103では、処理101で取得した部品情報に含まれるシリアル番号と処理102で読み取ったシリアル番号とを比較し、両者が一致しているかを判断する。一致していた場合には、そのシリアル番号の基板は、部品搭載機において部品の補充がなされてその補充単位における最初の部品が実装された基板であるということになる。そこで、図1における検査リスト13から部品情報における型式の部品が文字照合検査可能な部品であるか否かの情報を得、文字照合検査可能な部品である場合には、部品情報における部品実装位置をもとに、当該基板における該当部品については検査方式を文字照合検査に変更する(処理104)。すなわち通常はパターンマッチング検査で検査を行っており、部品補充単位における最初の部品が検査対象となった場合に、その部品については文字照合検査を選択する。   FIG. 4 shows the flow of the main part of the inspection process in the substrate appearance inspection apparatus as described above. First, as processing 101, when a component is replenished by a component mounting machine, the above-described component information regarding the component replenishment is acquired. Next, as processing 102, the serial number of the board to be inspected is read by the board serial number reading means 5 in FIG. In the subsequent process 103, the serial number included in the component information acquired in process 101 is compared with the serial number read in process 102, and it is determined whether or not they match. If they match, the board of that serial number is the board on which the parts are replenished in the component mounting machine and the first part in the replenishment unit is mounted. 1 is obtained from the inspection list 13 in FIG. 1 as to whether or not the part of the type in the part information is a part that can be subjected to character collation inspection. Based on the above, the inspection method is changed to the character verification inspection for the corresponding part on the board (process 104). That is, the inspection is normally performed by the pattern matching inspection, and when the first part in the part replenishment unit becomes the inspection target, the character verification inspection is selected for the part.

次いで処理105として、当該部品の検査方式が検査精度優先か否か、つまり文字照合検査なのかパターンマッチング検査なのかを判断する。文字照合検査であった場合には、図1における文字照合検査系2の撮像部6を用いて撮像を行い、判定処理部7にて文字照合による検査を行う(処理106)。一方、パターンマッチング検査であった場合には、図1におけるパターンマッチング検査系3の撮像部9を用いて撮像を行い、判定処理部10にてパターンマッチングによる検査を行う(処理107)。そして最後に処理106または処理107の検査結果として実装の正否や実装漏れの判定を行う(処理108)。   Next, as processing 105, it is determined whether or not the inspection method of the part has priority on inspection accuracy, that is, whether it is a character matching inspection or a pattern matching inspection. If it is a character collation inspection, an image is picked up using the image pickup unit 6 of the character collation inspection system 2 in FIG. 1, and the determination processing unit 7 performs an inspection by character collation (processing 106). On the other hand, if it is a pattern matching inspection, an image is picked up using the image pickup section 9 of the pattern matching inspection system 3 in FIG. 1, and the determination processing section 10 performs an inspection by pattern matching (process 107). Finally, whether the mounting is correct or not is determined as the inspection result of the processing 106 or 107 (processing 108).

以上のように文字照合検査とパターンマッチング検査を、「補充単位から最初に基板に実装された部品」を基準にして使い分けることより、高い精度で効率的な検査を行うことができるようになる。例えば全ての部品について部品の正否を判定する高精度な検査を行う場合と比較した場合、必要な部位での部品の有無を検査するパターンマッチング検査で平均N個の部品をまとめて検査できるとすれば、N倍近い検査速度とすることができ、しかも高い検査精度を保つことができる。   As described above, the character collation inspection and the pattern matching inspection are selectively used based on the “component first mounted on the substrate from the replenishment unit” as a reference, so that an efficient inspection can be performed with high accuracy. For example, when compared with the case of performing a high-accuracy inspection for determining whether a part is correct or not for all parts, an average of N parts can be inspected collectively by a pattern matching inspection for inspecting the presence or absence of a part at a required part. Thus, the inspection speed can be made close to N times, and high inspection accuracy can be maintained.

以下では文字照合検査とパターンマッチング検査それぞれの具体的内容について説明する。まず図1における文字照合検査系2を用いる文字照合検査について説明する。文字照合検査では、部品に印字されている文字を図1における文字照合データベース8に部品ごとに格納されている文字データと照合して行う。その照合に際しては基板上の部品を撮像して得られた画像から一文字ごとに切り出して文字の認識を行う。この場合に、図5の(a)に示すように、部品における印字文字の間隔が一定以上に広ければ、図5の(a)の下方に示すヒストグラムによる一文字ごとの切り出しは容易である。一方、図5の(b)に示すように、印字文字が互いに接触するような状態となって間隔が狭い場合にはヒストグラムによる切り出しが困難になる。   Hereinafter, specific contents of the character matching inspection and the pattern matching inspection will be described. First, the character collation inspection using the character collation inspection system 2 in FIG. 1 will be described. In the character collation inspection, characters printed on parts are collated with character data stored for each part in the character collation database 8 in FIG. In the collation, characters are recognized by cutting out characters one by one from an image obtained by imaging the parts on the board. In this case, as shown in FIG. 5A, if the interval between the printed characters on the part is larger than a certain value, it is easy to cut out each character by the histogram shown in the lower part of FIG. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the print characters are in contact with each other and the interval is narrow, it is difficult to cut out with a histogram.

このような場合には、認識する文字数と文字毎の幅に関するデータを例えば文字テンプレートとして文字照合データベース7に用意しておく。具体的には、図5に示すような基板41に実装の部品42を検査する場合、文字列部分に対応する文字テンプレート44を用い、検査領域43の中から文字領域抽出処理にて文字領域抽出画像(抽出文字列)45を抽出する。次いで、文字領域抽出画像45をもとに一文字ずつ分割して分離する処理を行う。この分割分離処理では、文字個々の横幅が一定でない場合であれば、分割画像46のように、予め記憶してある文字幅で文字ごとに分割することで分離する。一方、各文字の横幅が均一の場合には、分割しようとする狭い領域47内でヒストグラムの結果を抽出し、分布の一番低い箇所で分離する。これら2通りの文字分割分離処理を併用することで一文字毎に分離した文字認識画像48を取得し、この文字認識画像48をもとに文字照合処理を行う。   In such a case, data relating to the number of characters to be recognized and the width of each character is prepared in the character collation database 7 as a character template, for example. Specifically, when the component 42 mounted on the board 41 as shown in FIG. 5 is inspected, the character template 44 corresponding to the character string portion is used, and the character area is extracted from the inspection area 43 by the character area extraction processing. An image (extracted character string) 45 is extracted. Next, a process of dividing and separating characters one by one based on the character region extraction image 45 is performed. In this division / separation process, if the width of each character is not constant, the character is separated by dividing the character with a character width stored in advance as in the divided image 46. On the other hand, when the horizontal width of each character is uniform, the result of the histogram is extracted in the narrow region 47 to be divided and separated at the lowest distribution point. The character recognition image 48 separated for each character is acquired by using these two types of character division separation processing together, and character collation processing is performed based on the character recognition image 48.

次に、パターンマッチング検査について説明する。図1におけるパターンマッチング検査系3を用いるパターンマッチング検査は、部品の形状や配置状態などに関して予め作成されてパターンマッチングデータベース11に格納されているテンプレートを用いたパターンマッチングを基本にして行う。具体的には、図7にその検査の様子をイメージ化して示すように、部品51が検査領域52内に存在するか否か、つまり必要部品の有無を、テンプレート56を用いたパターンマッチングで判定する。このようなパターンマッチング検査では、文字の印字などが無いために部品51に対応するテンプレート56に特徴が乏しく、しかも背景の基板53と部品51との間に差がほとんどないような場合が問題になる。すなわち部品51が実装されていない場合でもパターンマッチングとしてはある程度一致し、実装漏れを見落とす可能性がある。これを防ぐために、特徴の乏しい部品については以下のような方式を適用する。すなわち部品の外形領域で部品形状54のエッジ(エッジ抽出画像)55を抽出し、この抽出エッジから当該部品の外形サイズを求め、この求めた外形サイズを検査対象部品についてのサイズデータと比較することで必要部品の有無を判定できるようにする。   Next, the pattern matching inspection will be described. The pattern matching inspection using the pattern matching inspection system 3 in FIG. 1 is performed based on pattern matching using a template that is created in advance and stored in the pattern matching database 11 with respect to the shape and arrangement state of components. Specifically, as shown in the image of the state of the inspection in FIG. 7, it is determined by pattern matching using the template 56 whether or not the part 51 exists in the inspection region 52, that is, whether or not there is a necessary part. To do. In such a pattern matching inspection, there is no character printing, so that the template 56 corresponding to the component 51 is poor in characteristics, and there is almost no difference between the background substrate 53 and the component 51. Become. That is, even when the component 51 is not mounted, the pattern matching is consistent to some extent, and there is a possibility that a mounting omission is overlooked. In order to prevent this, the following method is applied to parts with poor features. That is, the edge (edge extraction image) 55 of the part shape 54 is extracted from the external region of the part, the external size of the part is obtained from the extracted edge, and the obtained external size is compared with the size data for the inspection target part. To be able to determine the presence or absence of necessary parts.

本発明では、高精度な検査を可能とする文字照合検査と高速な検査を可能とするパターンマッチング検査を使い分けることで、検査精度と検査効率を両立させるようにしている。このようは本発明は、ますます高密度化する基板の製造工程の合理化に有効であり、特に多品種少量生産がなされる基板の製造工程につてはその有用性が高い。   In the present invention, the inspection accuracy and the inspection efficiency are made compatible by properly using the character matching inspection that enables high-precision inspection and the pattern matching inspection that enables high-speed inspection. As described above, the present invention is effective in rationalizing the manufacturing process of substrates with higher and higher density, and is particularly useful for the manufacturing process of substrates that are produced in a variety of products in small quantities.

一実施形態による基板外観検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the board | substrate external appearance inspection apparatus by one Embodiment. 図1の基板外観検査装置における撮像部による基板の撮像の状態をイメージ化して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an image of a state of imaging of a substrate by an imaging unit in the substrate appearance inspection apparatus of FIG. 1. 部品搭載機から基板外観検査装置まで生産ラインの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a production line from a component mounting machine to a board | substrate external appearance inspection apparatus. 図1の基板外観検査装置における検査処理の主要部分の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the principal part of the test | inspection process in the board | substrate external appearance inspection apparatus of FIG. 文字の切り出し方法を説明した図である。It is a figure explaining the cutting method of a character. 文字間隔が狭い場合の文字の切り出しを説明した図である。It is a figure explaining extraction of a character when a character space is narrow. パターンマッチング検査の様子をイメージ化した図である。It is the figure which imaged the mode of the pattern matching test | inspection.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板外観検査装置
2 文字照合検査系
3 パターンマッチング検査系
6、9 撮像部
25 基板
28 部品
32 部品搭載機
44 文字テンプレート
45 文字領域抽出画像(抽出文字列)
51 検査対象部品
55 エッジ
56 テンプレート

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate appearance inspection apparatus 2 Character matching inspection system 3 Pattern matching inspection system 6, 9 Image pick-up part 25 Board | substrate 28 Component 32 Component mounting machine 44 Character template 45 Character area extraction image (extracted character string)
51 Inspection target component 55 Edge 56 Template

Claims (3)

基板上に部品搭載機で実装された各部品を撮像し、前記各部品が正しく実装されているか否かを前記撮像による画像に基づいて検査するようになっている基板外観検査装置において、
前記部品に印字されている文字のみを照合して当該部品の正否を判定する文字照合検査系を備えるとともに、前記部品の形状又は配置状態に関して予め作成されてあるテンプレートに基づいたパターンマッチングにて前記部品の実装状態の正否を判定するパターンマッチング検査系を備え、検査の状況に応じて前記文字照合検査系とパターンマッチング検査系を使い分けできるようにされ、
前記基板に実装する部品が一定の数量の補充単位で前記部品搭載機に補充された場合に前記部品搭載機から部品の補充に関して部品情報を受け、この部品情報を基に、前記補充単位から最初に前記基板に実装された部品については前記文字照合検査系による検査を行い、その他の部品については前記パターンマッチング検査系による検査を行うようにして前記使い分けをなすようにされていることを特徴とする基板外観検査装置。
In the board appearance inspection apparatus configured to inspect each component mounted on a substrate by a component mounting machine and inspect whether or not each of the components is correctly mounted based on the image by the imaging,
A character verification inspection system that determines only correctness of the component by verifying only the characters printed on the component, and pattern matching based on a template that is created in advance regarding the shape or arrangement state of the component. It is equipped with a pattern matching inspection system that determines the correctness of the mounting state of components, and according to the state of inspection, the character matching inspection system and the pattern matching inspection system can be used properly.
When a component to be mounted on the board is replenished to the component mounting machine in a replenishment unit of a certain quantity, component information is received from the component mounting machine regarding the replenishment of the component. The components mounted on the board are inspected by the character verification inspection system, and the other components are inspected by the pattern matching inspection system so as to be used properly. Substrate visual inspection device.
前記文字照合検査系による文字照合検査では、前記部品に印字されている文字列における文字の間隔が狭い場合に、前記文字列に関して予め作成されてある文字テンプレートを用いて前記文字列の領域を抽出して抽出文字列を取得し、そして前記抽出文字列から予め設定の文字幅に基づいて一文字ずつ文字を分離する処理と、前記抽出文字列を等間隔に分けて求められるヒストグラムをもとに文字を分離する処理とを併用できるようにされている請求項1に記載の基板外観検査装置。   In the character collation inspection by the character collation inspection system, the character string region is extracted using a character template created in advance for the character string when the character interval in the character string printed on the component is narrow. The extracted character string is obtained, and the character is separated from the extracted character string one character at a time based on a predetermined character width, and the histogram is obtained by dividing the extracted character string at equal intervals. The substrate visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the substrate visual inspection apparatus can be used in combination with a process for separating the substrate. 前記パターンマッチング検査系は、検査対象部品の外形領域で当該部品の形状におけるエッジを抽出し、この抽出エッジから当該部品の外形サイズを求め、この求めた外形サイズを検査対象部品についてのサイズデータと比較することで必要部品の有無を判定する処理もなせるようにされている請求項1または請求項2に記載の基板外観検査装置。   The pattern matching inspection system extracts an edge in the shape of the part in the outer region of the part to be inspected, obtains the outer size of the part from the extracted edge, and uses the obtained outer size as size data for the part to be inspected. The board visual inspection apparatus according to claim 1, wherein a process for determining the presence / absence of a necessary part by comparing the parts can be performed.
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