特許 6013172 基板検査装置、基板検査方法及び基板検査プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013172

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】基板検査装置、基板検査方法及び基板検査プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/956 B

【請求項の数】13

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2012-277801(P2012-277801)

(22)【出願日】2012年12月20日

(65)【公開番号】特開2014-122797(P2014-122797A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2015年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000243881

【氏名又は名称】名古屋電機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】今井 勝次

(72)【発明者】

【氏名】山下 清司

(72)【発明者】

【氏名】豊島 保典

(72)【発明者】

【氏名】米本 幸司

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０７８２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２５４４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４３２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２９０３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１９４３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１３３３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５０６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２０３５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０４９５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１０２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上の被検査対象に照射光を照射する照射手段と、
固定配置された複数の撮像素子により前記被検査対象を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した複数の画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の画像を再構成した再構成画像の中から、前記被検査対象を検査するための検査領域を探索する検査領域探索手段と、
前記探索した検査領域の画像パターンに基づいて前記被検査対象の良否判定を行う良否判定手段と、
を備え、
前記被検査対象は、所定の配列方向に向かって配列された複数の実装部を含み、
前記良否判定手段は、前記配列方向と垂直な方向に向かって前記検査領域の輝度を累積した輝度累積値と短絡判定しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記複数の実装部の短絡状態を判定し、
前記短絡判定しきい値は、第１のしきい値と、前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値を含み、
前記良否判定手段は、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第１のしきい値よりも大きい範囲が、第１の範囲内に含まれていることと、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第２のしきい値より小さい範囲が、第２の範囲内に含まれていること、がサイクリックに繰り返され一回も外れない場合、前記複数の実装部が短絡していないと判定する、
基板検査装置。

【請求項2】

前記良否判定手段は、前記輝度累積値と未はんだ判定しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記複数の実装部の未はんだ状態を判定する、
請求項１に記載の基板検査装置。

【請求項3】

前記良否判定手段は、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第１のしきい値よりも大きい範囲において、前記輝度累積値の最大値と最小値の差分が未はんだ判定しきい値より大きい場合、前記複数の実装部が未はんだであると判定する、
請求項１に記載の基板検査装置。

【請求項4】

前記複数の実装部を前記基板に実装するための位置情報を含む実装情報を記憶する実装情報記憶手段を備え、
前記検査領域探索手段は、前記実装情報に含まれる前記複数の実装部の位置情報に対応する前記基板上の領域を前記検査領域であると特定する、
請求項１乃至３いずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項5】

前記検査領域は、前記配列方向の大きさが、前記複数の実装部の配列領域に前記複数の実装部の間隔を加えた大きさであり、前記検査領域の前記配列方向に対し垂直方向の大きさが、前記複数の実装部の前記垂直方向の大きさである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項6】

前記複数の実装部は、信号線を接続するためのコネクタピンである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項7】

前記複数の撮像素子は、前記複数の撮像素子の撮像範囲が前記基板の基板面を含むように、アレイ状に固定配列されている、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項8】

前記照射手段は、
前記複数の撮像素子の近傍に配置された複数の第１の照射手段と、
前記第１の照射手段と前記基板との間に配置された複数の第２の照射手段と、を含む、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項9】

前記照射手段は、
所定の照射角で前記基板を照射する複数の第１の照射手段と、
前記第１の照射手段の照射角よりも低い角度で前記基板を照射する複数の第２の照射手段と、を含む、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項10】

前記複数の第１の照射手段は、前記複数の撮像素子のそれぞれの周囲を囲むように配置され、
前記複数の第２の照射手段は、前記複数の撮像素子の配置領域全体を囲むように配置されている、
請求項８または９に記載の基板検査装置。

【請求項11】

前記撮像手段は、
前記複数の撮像素子を実装する撮像素子用基板と、
前記撮像素子用基板より前記基板側に固定され、前記複数の第１の照射手段を実装する照射手段用基板と、
前記照射手段用基板より前記基板側に固定され、前記複数の第１の照射手段の光を拡散させる拡散板と、を備える、
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の基板検査装置。

【請求項12】

基板上の被検査対象へ照射手段により照射光を照射し、
複数の撮像素子を固定配置した撮像手段により前記被検査対象を撮像し、
前記撮像手段が撮像した複数の画像を取得し、
前記複数の画像を再構成した再構成画像の中から、前記被検査対象を検査するための検査領域を探索し、
前記探索した検査領域の画像パターンに基づいて前記被検査対象の良否判定を行い、
前記被検査対象は、所定の配列方向に向かって配列された複数の実装部を含み、
前記良否判定では、前記配列方向と垂直な方向に向かって前記検査領域の輝度を累積した輝度累積値と短絡判定しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記複数の実装部の短絡状態を判定し、
前記短絡判定しきい値は、第１のしきい値と、前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値を含み、
前記良否判定では、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第１のしきい値よりも大きい範囲が、第１の範囲内に含まれていることと、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第２のしきい値より小さい範囲が、第２の範囲内に含まれていることと、がサイクリックに繰り返され一回も外れない場合、前記複数の実装部が短絡していないと判定する、
基板検査方法。

【請求項13】

コンピュータに基板検査処理を実行させるための基板検査プログラムであって、
前記基板検査処理は、
照射光が照射された基板上の被検査対象を、複数の撮像素子を固定配置した撮像手段により撮像された複数の画像を取得し、
前記複数の画像を再構成した再構成画像の中から、前記被検査対象を検査するための検査領域を探索し、
前記探索した検査領域の画像パターンに基づいて前記被検査対象の良否判定を行い、
前記被検査対象は、所定の配列方向に向かって配列された複数の実装部を含み、
前記良否判定では、前記配列方向と垂直な方向に向かって前記検査領域の輝度を累積した輝度累積値と短絡判定しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記複数の実装部の短絡状態を判定し、
前記短絡判定しきい値は、第１のしきい値と、前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値を含み、
前記良否判定では、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第１のしきい値よりも大きい範囲が、第１の範囲内に含まれていることと、前記配列方向に向かって前記輝度累積値が連続して前記第２のしきい値より小さい範囲が、第２の範囲内に含まれていることと、がサイクリックに繰り返され一回も外れない場合、前記複数の実装部が短絡していないと判定する、
基板検査プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板検査装置、基板検査方法及び基板検査プログラムに関し、特に、基板上の被検査対象を検査する基板検査装置、基板検査方法及び基板検査プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、基板上の被検査対象をカメラで撮影した画像に基づいて、被検査対象の実装状態等を検査する基板検査装置が利用されている。従来の基板検査装置として、例えば、特許文献１や２が知られている。

【0003】

特許文献１に記載された従来の基板検査装置は、基板上の被検査対象に上方から照明光を照射する上側照明具と、斜め側方から照明光を照射する下側照明具と、上側照明具および下側照明具の軸中心上方に設けられた撮影部と、撮影部と被検査対象との間に挿入可能に設けられた斜め画像を撮影しうるように撮影部の光路を被検査対象の斜め方向に誘導する光学手段と、光学手段を移動、回転させることより平面画像と斜め画像の撮影の切換えおよび斜め画像の撮影方向の変更を行う光路変更手段と、これらを制御すると共に、撮影した画像に基づいて被検査対象の状態の良否を判定する制御手段と、を備えている。

【0004】

また、特許文献２に記載された従来の基板検査装置（電子部品外観検査装置）は、電子部品が固定された基板の上面に対して光軸が垂直方向になるように配置されたカメラと前記基板の上面に対して光軸が斜め方向になるように配置された複数のカメラを備えた画像認識装置と、画像認識装置から得られる情報に基づいて基板平面上での電子部品の位置及び基板に対する電子部品の高さを演算し、基板に対する電子部品の位置ずれ、電子部品の脱落、電子部品の浮き及び半田付け状態を検査する制御装置を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−１９８３９７号公報

【特許文献2】特開平０１−０７０８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１などの従来の基板検査装置では、被検査対象の上方の位置までカメラ（撮影部）を移動し、移動したカメラにより被検査対象を撮影して良否判定を行っている。このため、アクチュエータ等の移動手段によりカメラを移動する必要があることから、検査を行うためのサイクルタイムに無駄が生じ、検査速度が遅くなってしまう。

【0007】

したがって、従来の基板検査装置では、検査速度を向上し、効率よく検査を行うことが困難であるという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る基板検査装置は、基板上の被検査対象に照射光を照射する照射手段と、固定配置された複数の撮像素子により前記被検査対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した複数の画像を取得する画像取得手段と、前記複数の画像を再構成した再構成画像の中から、前記被検査対象を検査するための検査領域を探索する検査領域探索手段と、前記探索した検査領域の画像パターンに基づいて前記被検査対象の良否判定を行う良否判定手段と、を備えるものである。

【0009】

本発明に係る基板検査方法は、基板上の被検査対象へ照射手段により照射光を照射し、複数の撮像素子を固定配置した撮像手段により前記被検査対象を撮像し、前記撮像手段が撮像した複数の画像を取得し、前記複数の画像を再構成した再構成画像の中から、前記被検査対象を検査するための検査領域を探索し、前記探索した検査領域の画像パターンに基づいて前記被検査対象の良否判定を行うものである。

【0010】

本発明に係る基板検査プログラム、コンピュータに基板検査処理を実行させるための基板検査プログラムであって、前記基板検査処理は、照射光が照射された基板上の被検査対象を、複数の撮像素子を固定配置した撮像手段により撮像された複数の画像を取得し、前記複数の画像を再構成した再構成画像の中から、前記被検査対象を検査するための検査領域を探索し、前記探索した検査領域の画像パターンに基づいて前記被検査対象の良否判定を行うものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、検査速度を向上し、効率よく検査を行うことが可能な基板検査装置、基板検査方法及び基板検査プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１に係る基板検査装置の構成を示す構成図である。

【図2】実施の形態１に係るカメラアレイユニットの機能ブロックを示すブロック図である。

【図3A】実施の形態１に係る基板撮影部の上面図である。

【図3B】実施の形態１に係る基板撮影部の長手方向側面図である。

【図3C】実施の形態１に係る基板撮影部の短手方向側面図である。

【図3D】実施の形態１に係る基板撮影部の下面図である。

【図4】実施の形態１に係るカメラアレイユニットの拡大側面図である。

【図5】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図6】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図7】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図8】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図9】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図10】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図11】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図12】実施の形態１に係る基板検査装置の光学系の動作原理を説明するための図である。

【図13】実施の形態２に係る基板検査装置の機能ブロックを示すブロック図である。

【図14】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図15】実施の形態２に係る基板検査方法を説明するための図である。

【図16】実施の形態２に係る基板検査方法を説明するための図である。

【図17A】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図17B】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図17C】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図17D】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図17E】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図17F】実施の形態２に係る基板検査方法を示すフローチャートである。

【図18】実施の形態２に係る基板検査方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。図１は、本実施の形態に係る基板検査装置１の構成を示している。

【0014】

図１に示すように、基板検査装置１は、基板撮影部１００及び制御部２００を備えている。基板検査装置１は、検査対象である被検査基板１３０の基板面１３０ａを撮影し、基板面１３０ａの画像に基づいて、基板面１３０ａ上の実装状態等の良否を検査する。例えば、基板検査装置１は、異物の付着を検査する異物検査、実装部品の欠品を検査する欠品検査、半田付け状態を検査する半田付け検査等を行う。例えば、基板面１３０ａには被検査対象であるコネクタピンが配置（実装）されており、基板検査装置１は、コネクタピンの短絡状態や未はんだ状態を検査する。

【0015】

基板撮影部１００は、カメラアレイユニット１１０及び低角照射ユニット１２０を備えている。被検査基板１３０の検査を行う場合、被検査基板１３０の基板面１３０ａがカメラアレイユニット１１０と対向するようにステージ等に被検査基板１３０を固定し、低角照射ユニット１２０が、被検査基板１３０の基板面１３０ａを低い角度で照射し、カメラアレイユニット１１０が、照射された基板面１３０ａを撮影する。図１では、被検査基板１３０の上面を被検査対象として、被検査基板１３０の上面側に基板撮影部１００を配置し被検査基板１３０の上面を撮影しているが、被検査基板１３０の下面を被検査対象としてもよい。被検査基板１３０の上面及び下面を被検査対象として、被検査基板１３０の上面側及び下面側にそれぞれ基板撮影部１００を配置し、被検査基板１３０の上面及び下面を撮影し、上面及び下面の検査を同時に行ってもよい。

【0016】

カメラアレイユニット１１０は、基板検査装置１に固定されており、上面視で略長方形の板状部材から構成されている。また、カメラアレイユニット１１０は、アレイ状に配列された複数のカメラモジュール１１１と、カメラモジュール１１１の間の領域等に配置された複数のＬＥＤ（高角ＬＥＤ）１１２を備えている。被検査基板１３０に対向する下面側が撮影を行う撮影面となるようにカメラモジュール１１１が配置され、下面側が光を出射する出射面となるようにＬＥＤ１１２が配置されている。なお、カメラアレイユニット１１０を撮像手段と称してもよいし、カメラモジュール１１１を撮像手段、ＬＥＤ１１２を照射手段と称してもよい。

【0017】

低角照明ユニット１２０は、カメラアレイユニット１１０に固定されており、カメラアレイユニット１１０の外周を囲む、略長方形の四辺に対応したフレーム状部材から構成されている。また、低角照明ユニット１２０は、内周面に複数のＬＥＤ（低角ＬＥＤ）１２１を備えている。低角照明ユニット１２０は、カメラアレイユニット１１０と被検査基板１３０の間に固定される。このため、ＬＥＤ１２１は、ＬＥＤ１１２よりも低い位置から低い角度（照射角）で被検査基板１３０へ光を照射する。すわなち、低角照明ユニット１２０の複数のＬＥＤ１２１とカメラアレイユニット１１０の複数のＬＥＤ１１２の複数の角度（位置）から被検査基板１３０の基板面１３０ａの全体を照射し、複数のカメラモジュール１１１により基板面１３０ａの全体を撮影する。例えば、カメラアレイユニット１１０のＬＥＤ１１２が第１の照射手段であり、低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１が第２の照射手段である。

【0018】

制御部２００は、カメラアレイユニット１１０及び低角照明ユニット１２０に接続されたＬＥＤ照明コントローラ２１０、カメラアレイユニット１１０及びＬＥＤ照明コントローラ２１０に接続された画像処理パソコン２２０、画像処理パソコン（パーソナルコンピュータ）２２０に接続されたＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）２３０を備えている。なお、ＬＥＤ照明コントローラ２１０、画像処理パソコン２２０及びＰＬＣ２３０は、別々の装置であってもよいし、１つ以上の任意の数の装置であってもよい。

【0019】

ＬＥＤ照明コントローラ２１０は、画像処理パソコン２２０からの指示にしたがって、カメラアレイユニット１１０のＬＥＤ１１２及び低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１の電流を制御し、ＬＥＤ１１２及びＬＥＤ１２１の発光輝度（光度）を制御する。

【0020】

画像処理パソコン２２０は、サブコントローラであり、カメラアレイユニット１１０のカメラモジュール１１１の動作の制御、ＬＥＤ照明コントローラ２１０を介してカメラアレイユニット１１０のＬＥＤ１１２及び低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１の動作を制御する。画像処理パソコン２２０は、カメラアレイユニット１１０が撮影した被検査基板１３０の基板面１３０ａの画像を取得し、取得した画像に基づいて検査対象の良否判定を行う。すなわち、画像処理パソコン２２０は、基板面１３０ａの画像を解析し、異物検査、欠品検査、半田付け状態検査等を行う。

【0021】

ＰＬＣ２３０は、メインコントローラであり、画像処理パソコン２２０の検査動作に必要な制御を行う。ＰＬＣ３３０は、検査パラメータ等を記憶し、検査パラメータ等の必要な情報を画像処理パソコン２２０へ通知し、検査開始を指示する。

【0022】

図２は、本実施の形態に係るカメラアレイユニット１１０の構成を示している。図２に示すように、カメラアレイユニット１１０は、撮像素子３１０、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３２０、調停マイコン３３０を備えている。

【0023】

撮像素子３１０はカメラモジュール１１１ごとに配置されている。撮像素子３１０は、画像を撮像（撮影）するＣＭＯＳカメラ等であり、感光部３１１及び画像メモリ３１２を備えている。感光部３１１は、ＣＭＯＳセンサ等であり、レンズを介して受光する光を光電変換し画像信号（画像データ）を生成する。画像メモリ３１２は、感光部３１１が生成した画像信号（画像データ）を記憶する。画像メモリ３１２は、シャッター指示に応じて、感光部３１１の画像信号を取り込んで記憶し、画像要求に応じて、記憶している画像信号を出力する。

【0024】

調停マイコン３３０は、画像処理パソコン２２０とＦＰＧＡ３２０の信号の入出力タイミングを調停する。ＦＰＧＡ３２０は、調停マイコン３３０を介して画像処理パソコン２２０から信号が入力される。ＦＰＧＡ３２０は、入力された指示等の信号に応じて、シャッター指示、画像要求を撮像素子３１０の画像メモリ３１２へ出力し、また、画像メモリ３１２から画像信号を取得し、取得した画像信号を画像処理パソコン２２０へ出力する。ＦＰＧＡ３２０は、撮像素子３１０ごとに設けてもよいし、全ての撮像素子３１０に対して１つのＦＰＧＡ３２０を設けてもよい。例えば、ＦＰＧＡ３２０は、全てのカメラモジュール１１１の撮像素子３１０からそれぞれ画像信号を取得し、取得した複数の画像信号を画像処理パソコン２２０へ出力する。

【0025】

図３Ａ〜図３Ｄは、本実施の形態に係る基板撮影部１００の具体的な構成を示している。図３Ａは、基板撮影部１００の上面図であり、図３Ｂは、基板撮影部１００の長手方向側面図であり、図３Ｃは、基板撮影部１００の短手方向側面図であり、図３Ｄは、基板撮影部１００の下面図である。

【0026】

図３Ａ〜図３Ｄに示すように、基板撮影部１００は、カメラアレイユニット１１０及び低角照明ユニット１２０を備え、さらに、カメラアレイユニット１１０を固定支持するカメラアレイ取付ベース１４０を備えている。

【0027】

カメラアレイ取付ベース１４０は、カメラアレイユニット１１０と同様に略長方形の板状部材である。カメラアレイ取付ベース１４０は、カメラアレイユニット１１０を固定支持するために、カメラアレイユニット１１０よりもサイズが大きい。カメラアレイ取付ベース１４０は、不図示の支持部を介して基板検査装置１の筐体に固定されている。また、カメラアレイユニット１１０は、ネジ（ボルト、ナット）等の固定部材１４０ａによりカメラアレイ取付ベース１４０に固定されている。これにより、カメラアレイユニット１１０はカメラアレイ取付ベース１４０を介して基板検査装置１に確実に固定されている。例えば、カメラアレイユニット１１０の周辺部の８箇所で固定部材１４０ａを介して固定されている。

【0028】

カメラアレイユニット１１０には、複数のカメラモジュール１１１がアレイ状（マトリクス状）に２次元に配列されている。例えば、縦（短手方向）１０個×横（長手方向）１０個で合計１００個のカメラモジュール１１１が配列されている。さらに、カメラモジュール１１１の周辺領域に複数のＬＥＤ１１２が配列されている。例えば、ＬＥＤ１１２が縦（短手方向）２１個×横（長手方向）２１個配列され、もしくは、ＬＥＤ１１２が縦（短手方向）１１個×横（長手方向）１１個配列されている。複数のカメラモジュール１１１の配置領域（アレイ領域）の外周部では、縦２１個×横２１個のＬＥＤ１１２を配置し、その他の部分では縦１１個×横１１個のＬＥＤ１１２を配置することで、外周部の発光輝度を高めている。

【0029】

カメラアレイユニット１１０は、カメラモジュール１１１を配置（実装）するカメラ基板４０１、ＬＥＤ１１２を配置（実装）するＬＥＤ基板４０２、ＬＥＤ１１２の光を拡散させる拡散板４０３、カメラアレイユニット１１０の外周を覆うアルミボディ４１０を備えている。カメラ基板４０１の上面側に固定部材１４０ａが締結等されてカメラアレイ取付ベース１４０に固定されている。カメラ基板４０１の下面側にアルミボディ４１０が固定され、アルミボディ４１０の下側にＬＥＤ基板４０２が固定され、ＬＥＤ基板４０２の下側に拡散板４０３が固定されている。

【0030】

カメラ基板４０１、ＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３は、略長方形状である。ＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３は、略同じサイズであり、カメラモジュール１１１及びＬＥＤ１１２の配置領域に応じたサイズである。カメラ基板４０１は、カメラモジュール１１１及びＬＥＤ１１２に加えて、ＦＰＧＡ３２０や調停マイコン３３０、外部インタフェース等を実装するため、ＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３よりもサイズが大きい。

【0031】

拡散板４０３は、ネジ等の固定部材４０３ａによりＬＥＤ基板４０２に固定されている。例えば、拡散板４０３の周辺部及び中央部の１４箇所で固定部材４０３ａを介して固定されている。同様に、ＬＥＤ基板４０２は、固定部材によりアルミボディ４１０に固定されている。

【0032】

低角照明ユニット１２０は、ＬＥＤフレーム１２２を備え、ＬＥＤフレーム１２２の内周面にＬＥＤ（ＬＥＤテープライト）１２１が貼り付けられている。ＬＥＤフレーム１２２は、カメラモジュール１１１を取り囲むように形成され、フレームの一端と他端が連結板１２４により連結されている。ＬＥＤフレーム１２２は、カメラモジュール１１１及びＬＥＤ１１２の配置領域に合わせて、四角形もしくはその他の多角形状に曲折形成される。例えば、ＬＥＤフレーム１２２は、四角形の角部を斜めに折り曲げた八角形状である。角部を斜めとすることで、ＬＥＤ１２１の光をより均等に被検査基板１３０へ照射することができる。カメラモジュール１１１及びＬＥＤ１１２の配置領域との距離が均等となるように、低角照明ユニット１２０の長手方向のサイズはＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３と略同じであり、短手方向のサイズはＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３よりも大きい。例えば、低角照明ユニット１２０の短手方向のサイズは、カメラアレイ取付ベース１４０と略同じサイズである。

【0033】

ＬＥＤフレーム１２２は、ブラケット１２３によりアルミボディ４１０に固定されている。ＬＥＤフレーム１２２の外周面にブラケット１２３の一端がネジ等により固定され、アルミボディ４１０の外周面にブラケット１２３の他端がネジ等により固定される。ブラケット１２３は、長方形に延びる板状の固定部材である。ブラケット１２３は、ＬＥＤフレーム１２２を安定して支持するため、ＬＥＤフレーム１２２の各長辺部にそれぞれ２箇所、合計４箇所の位置に固定される。

【0034】

ＬＥＤフレーム１２２の長辺部は、アルミボディ４１０よりもサイズ（幅）が大きいため、ブラケット１２３は、ＬＥＤフレーム１２２とアルミボディ４１０のサイズに合わせて折れ曲がっている。ブラケット１２３は、ＬＥＤフレーム１２２の外周の位置から垂直方向にアルミボディ４１０へ向かって延び、アルミボディ４１０の近傍で水平方向に内側へ折れ曲がり、さらに、アルミボディ４１０の外周の位置で垂直方向に折れ曲がって延びている。

【0035】

図４は、本実施の形態に係るカメラアレイユニット１１０の拡大側面図である。図４に示すように、図３Ａ〜図３Ｄと同様、カメラアレイユニット１１０は、カメラ基板４０１、ＬＥＤ基板４０２、拡散板４０３、アルミボディ４１０を備えている。また、カメラモジュール１１１は、撮像素子（ＣＭＯＳセンサ）３１０、レンズ３１３、レンズを収容するレンズボディ３１４を備えている。

【0036】

カメラ基板４０１の下面側（カメラ基板４０１上ともいえる）に撮像素子３１０が実装されている。撮像素子３１０は、画像の歪みが生じないための精度を満たしていることが好ましい。また、アルミボディ４１０は、カメラ基板４０１の下面側に、ネジ等の固定部材４１０ａにより固定されている。

【0037】

ＬＥＤ基板４０２の下面側（ＬＥＤ基板４０２上ともいえる）にＬＥＤ１１２が実装されている。ＬＥＤ基板４０２は、アルミボディ４１０の下面側に、連結ネジ等の固定部材４０２ａにより固定されている。拡散板４０３は、ＬＥＤ基板４０２の下面側に、連結ネジ等の固定部材４０３ａにより固定されている。固定部材４０２ａ及び固定部材４０３ａは同じ位置でＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３を固定し、互いに連結されることで、ＬＥＤ基板４０２及び拡散板４０３をアルミボディ４１０に固定している。拡散板４０３を配置することで、ＬＥＤ１１２が撮影した画像に写り込むことを防ぐことができる。

【0038】

レンズボディ３１４は、カメラ基板４０１と拡散板４０３の間の位置に配置され、例えば、レンズボディ３１４の光を受光する開口部が拡散板４０３の位置となるように配置されている。レンズボディ３１４では、拡散板４０３の近傍にレンズ３１３が配置されている。ＬＥＤ１１２及びレンズ３１３の位置は、撮影した画像に影が生じないための条件を満たすことが好ましい。

【0039】

図５は、本実施の形態に係る基板検査装置の光学系の動作原理を示している。図５に示すように、カメラ基板４０１上にカメラモジュール１１１が表面実装され、ＬＥＤ基板４０２上にＬＥＤ１１２が表面実装されている。これにより、高集積化と低コスト化を両立することができる。

【0040】

ＬＥＤ１１２は高輝度ＬＥＤであり、ＬＥＤ１１２の表面が拡散キャップ１１２ａにより覆われている。拡散キャップ１１２ａにより、ＬＥＤを高輝度拡散ＬＥＤとし、拡散板４０３の手前の段階で、ＬＥＤ１１２の光を拡散させ、直進性を弱めている。

【0041】

拡散板４０３は、高分子ポリマー拡散板である。拡散板４０３により、ＬＥＤ１１２の光をさらに拡散させ、ＬＥＤ１１２の光の直進性をさらに弱めている。拡散板４０３により光を拡散させることで、カメラモジュール１１１の撮影範囲の大部分の領域に光を照射できる。さらに、本実施の形態では、低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１（サイド照明）を配置している。ＬＥＤ１２１を配置することで、被検査基板１３０の周辺部から中央部へ向かって光を照射し、被検査基板１３０の全体を明るくすることができる。高角のＬＥＤ１１２及び低角のＬＥＤ１２１により、被検査基板１３０上に付着している異物１３１を明るくすることができるため、異物１３１を精度よく検出することができ、また、コネクタピン等その他の検査対象についても精度良く検査を行うことができる。

【0042】

このように、複数のＬＥＤ１１２及びＬＥＤ１２１により被検査基板１３０へ光を照射し、複数のカメラモジュール１１１により被検査基板１３０を撮影し、精度よく検査を行うためには、以下のような要素を考慮・検討し、基板検査装置１の光学系を設計することが好ましい。

【0043】

図６は、カメラモジュール１１１の間隔、カメラ基板４０１と被検査基板１３０の距離、カメラモジュール１１１の焦点の関係を示している。例えば、カメラモジュール１１１の間隔を３２．４０ｍｍ、カメラ基板４０１と被検査基板１３０の距離を１５０．００ｍｍとすると、カメラモジュール１１１の焦点に対し、１つ隣のカメラモジュール１１１との角度は１２．５７°、２つ隣のカメラモジュール１１１との角度は２６．４２°となる。この位置関係及び角度を考慮し、ＬＥＤ１１２及びＬＥＤ１２１の照射位置及び照射光量等を設定する。

【0044】

図７は、使用するＬＥＤの例である。例えば、ＬＥＤ１１２及びＬＥＤ１２１には、日亜化学製の高輝度ＬＥＤであるＮＳＳＷ０６４を使用する。ＮＳＳＷ０６４を、縦２７．４８ｍｍ、横３８．４０ｍｍ（間隔１．００ｍｍ含む）の領域に配置する。このようなＬＥＤのパラメータを考慮して、ＬＥＤ１１２及びＬＥＤ１２１の照射位置及び照射光量等を設定する。

【0045】

図８及び図９は、ＬＥＤの指向特性を示し、ＬＥＤの放射角度／焦点からの距離に対する光度分布を示している。ＬＥＤの光は、放射角度が広がるにしたがって、すなわち、焦点から離れるにしたがって、光度が弱まる。このようなＬＥＤのパラメータを考慮して、ＬＥＤ１１２及びＬＥＤ１２１の照射位置及び照射光量等を設定する。特に、ＬＥＤの光は直進性が強いため、放射角度０°付近、すなわち、焦点付近では、撮影する画像にハレーションが生じないように設定する。

【0046】

図１０及び図１１は、カメラアレイユニット１１０のカメラモジュール１１１とＬＥＤ１１２の配置関係、光度分布を示している。例えば、拡散光の光度を重ね合わせたとき、光度むらができる限り小さくなるように、ＬＥＤを選定することが好ましい。また、個々のカメラモジュール１１１のカメラ（撮像素子３１０）の撮像範囲には、ばらつきがあるため、撮像範囲が重複する領域を設け、盲点（撮影もれ）の無いようにカメラを配置することが好ましい。さらに、個々のカメラの撮像範囲のばらつきを検出するため、矯正板を作り、基板検査装置出荷前に補正を行い、定期点検を実施することが好ましい。また、撮像素子３１０には、カラーカメラを使用し、Ｒ（赤）とＧ（緑）フレームのみ使用し、Ｂ（青）フレームは無視してもよい。

【0047】

図１２は、低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１による効果を示している。カメラアレイユニット１１０のＬＥＤ１１２は、被検査基板１３０から離れた位置に配置され、被検査基板１３０に対して高角に光を照射する。このため、被検査基板１３０上の突起１３２の形状によって、高い角度からのＬＥＤ１１２の光が低い角度に反射されることとなり、カメラアレイユニット１１０の撮像素子３１０に反射光が届きにくいため、突起１３２を検出することが困難である。本実施の形態では、低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１を、被検査基板１３０の近い位置に配置し、被検査基板１３０に対して低角に光を照射する。これにより、被検査基板１３０上の突起１３２は、低い角度からのＬＥＤ１２１の光を、高い角度に反射することとなり、カメラアレイユニット１１０の撮像素子３１０に反射光が届きやすくなるため、突起１３２を容易に検出することができる。

【0048】

以上のような本実施の形態の効果について説明する。特許文献１などの従来の基板検査装置では、カメラを移動して被検査対象を撮影することで検査を行っていた。このため、上記のように検査のサイクルタイムに無駄が生じ検査速度が遅くなるという問題がある。

【0049】

また、従来の基板検査装置では、カメラを移動するためのアクチュエータが必要になり、また、安全を確保するための装置が必要である。このため、基板検査装置のコストが高くなってしまい、また、設備筐体が大きくなってしまう。さらに、基板の両面を同時に検査することが困難である。

【0050】

そこで、本実施の形態では、複数のカメラをアレイ状に配列したカメラアレイにより、基板を撮影し検査を行うこととした。これにより、従来技術のようにカメラを移動させる必要がなく、画像取得速度が速くなるため、検査速度を向上し、効率よく検査を行うことができる。また、カメラを移動させるためのアクチュエータが不要であるため、コストを低減し、設備筐体も小さくすることができる。さらに、設備が小さいため、基板の両面を同時に検査することも可能である。

【0051】

また、カメラアレイだけでは、高い角度からの落射照明のみになるため、基板上の突起物等の検出力が不足するという問題がある。このため、本実施の形態では、複数カメラを固定したプリント基板検査装置で、基板上に付着した異物や、実装部品の脱落、はんだ付けの不具合を検出するために最適な照明構造を提案する。具体的には、複数カメラ間にＬＥＤを配置し、さらに、複数カメラを囲む外周ＬＥＤ（低角ＬＥＤ）を配置することで、基板を明るくし照射し、基板上の突起物等の検出を可能にする。

【0052】

（実施の形態２）
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１の基板検査装置１を用いた基板検査方法について説明する。基板検査装置１における基板撮影部１００等の構成については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

【0053】

図１３は、本実施の形態に係る画像処理パソコン２２０の機能ブロックを示している。図１３に示すように、画像処理パソコン２２０は、画像データ受信部２２１、検査画像生成部２２２、検査領域探索部２２３、良否判定部２２４、ＣＡＤデータ記憶部２２５を備えている。例えば、画像処理パソコン２２０は、一般的なコンピュータ装置から構成される。画像処理パソコン２２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリやハードディスク装置等の記憶装置、キーボード等の入力装置、液晶ディスプレイ等の表示装置、カメラアレイユニット１１０及びＰＬＣ２３０に接続するインタフェース部等を含んでいる。記憶装置には、本実施の形態に係る基板検査処理を実行するための基板検査プログラムが記憶され、このプログラムをＣＰＵが実行することで、各機能ブロックが実現される。なお、画像処理パソコン２２０は、単一のコンピュータに限らず、複数のコンピュータによって構成することも可能である。

【0054】

画像データ受信部２２１は、カメラアレイユニット１１０が撮影した被検査基板１３０の画像データを受信する。カメラアレイユニット１１０の複数のカメラモジュール１１１が撮影した複数の画像データを受信する。検査画像生成部２２２は、画像データ受信部２２１が生成した複数の画像データに基づいて、被検査基板１３０を検査するための検査画像（再構成画像）を生成する。すなわち、検査画像生成部２２２は、複数の画像データを合成して、被検査基板１３０の基板面１３０ａ全体の画像を再構成する。

【0055】

検査領域探索部２２３は、検査画像生成部２２２が生成した検査画像から、コネクタピン等の被検査対象を含む検査領域を探索する。ＣＡＤデータ記憶部２２５は、コネクタピン等を実装する位置情報を含むＣＡＤデータ（実装情報）を記憶する。検査領域探索部２２３は、ＣＡＤデータ記憶部２２５に記憶されているＣＡＤデータを参照し、ＣＡＤデータの位置情報に基づいて、検査を行うための検査領域を特定する。良否判定部２２４は、検査領域探索部２２３が探索した検査領域の画像パターンを解析し、被検査対象の良否を判定する。

【0056】

図１４は、本実施の形態に係る検査方法の概要を示している。この検査方法は、本実施の形態に係る基板検査装置１で実行される基板検査処理であり、特に、基板検査処理に含まれるコネクタピン間ショート検査処理（コネクタピン間ショート検査方法）の概要を示している。本実施の形態に係るコネクタピン間ショート検査処理では、フラックス残渣に影響されずに、コネクタピン間ショートとコネクタ部の未はんだ（ヌレ不良含む）を検出可能とする。なお、ここでは被検査対象をコネクタピン（実装部）とし、コネクタピンのショート状態（短絡状態）及び未はんだ状態を検査するが、その他の実装部の実装状態を検査してもよい。

【0057】

図１４に示すように、まず、画像データ受信部２２１は、カメラアレイユニット１１０から複数の画像データを受信する（Ｓ１０１）。基板検査装置１が被検査基板１３０の検査を開始すると、被検査基板１３０が基板撮影部１００の下方に配置される。配置された被検査基板１３０の基板面１３０ａに対し、カメラアレイユニット１１０のＬＥＤ１１２および低角照明ユニット１２０のＬＥＤ１２１から光を照射し、照射された基板面１３０ａをカメラアレイユニット１１０の複数のカメラモジュール１１１により撮影し、画像データ受信部２２１が、カメラアレイユニット１１０から複数の画像データを受信する。

【0058】

続いて、検査画像生成部２２２は、受信した画像データに基づいて検査画像を生成する（Ｓ１０２）。被検査基板１３０の基板面１３０ａの検査を行うため、受信した複数の画像データを再構成し、基板面１３０ａの検査画像を生成する。また、検査画像生成部２２２は、検査画像から、本実施の形態の検査方法に適した加工画像を生成する。例えば、画像データの位置（ｉ，ｊ）でのＢ層輝度（青色成分）をＢ（ｉ，ｊ）、Ｇ層輝度（緑色成分）をＧ（ｉ，ｊ）、Ｒ層輝度（赤色成分）をＲ（ｉ，ｊ）とするとき、［２５６×｛１−Ｂ（ｉ，ｊ）／Ｒ（ｉ，ｊ）｝の反転］×Ｇ（ｉ，ｊ）を加工画像とする。

【0059】

続いて、検査領域探索部２２３は、生成した加工画像（検査画像）の中から、コネクタピン間ショート検査を行うためのコネクタピン領域（コネクタピン間ショート検出領域）を探索する（Ｓ１０３）。検査領域探索部２２３は、ＣＡＤデータ記憶部２２５のＣＡＤデータからコネクタピン（ＩＣピン）の並び位置を計算する。

【0060】

ここでは、図１５に示すようなＸ座標方向に配列されたコネクタピン５０１（５０１−１〜５０１−ｎ）を含むコネクタピン間ショート検出領域５００の検出の例について説明する。具体的には、下記の条件１に基づき、加工画像の中からコネクタピン間ショート検出領域５００の画像を切り出す。なお、コネクタピンを電極と称する場合がある。
（電極位置Ｘ座標 または Ｙ座標が同じ）かつ（電極ＩＤが連番）かつ（隣接ピンの電極位置Ｙ座標 または Ｘ座標間の距離がしきい値Ｄｃｎｔｈ以下） ・・・ （条件１）

【0061】

上記の条件１を満たしている電極データの組を、「コネクタピン５０１の並び」として定義する。ここでは、複数の電極位置Ｙ座標が同じであるとして、下記の式１によりコネクタピン間ピッチを計算する。
（コネクタピン間ピッチ）＝（１番目の電極位置Ｘ座標）−（２番目の電極位置Ｘ座標） ・・・（式１）

【0062】

すなわち、図１５ではコネクタピン５０１−１（１番目の電極）とコネクタピン５０１−２（２番目の電極）のＸ座標の差分からコネクタピン間ピッチを計算する。なお、１番目及び２番目以外のコネクタピン５０１の座標からコネクタピン間ピッチを計算してもよいし、２以上のコネクタピン間ピッチの平均を用いてもよい。

【0063】

さらに、下記の式２、式３によりＸｌｃｎｔｍｐ、Ｙｌｃｎｔｍｐを計算する。図１５に示すようにＸｌｃｎｔｍｐ、Ｙｌｃｎｔｍｐは、正式な領域サイズを計算するための仮の領域サイズである。なお、穴径は、コネクタピン（電極）の直径である。
Ｘｌｃｎｔｍｐ＝（最後の電極位置Ｘ座標）−（１番目の電極位置Ｘ座標）＋（穴径） ・・・（式２）
Ｙｌｃｎｔｍｐ＝（穴径） ・・・（式３）

【0064】

これにより、下記の式４〜式７のように、Ｘｃｎ、Ｙｃｎ、Ｘｌｃｎ、Ｙｌｃｎを求める。図１５に示すようにＸｃｎ、Ｙｃｎはコネクタピン間ショート検出領域５００の中心座標であり、Ｘｌｃｎ、Ｙｌｃｎはコネクタピン間ショート検出領域５００のサイズである。
Ｘｃｎ＝｛（１番目の電極位置Ｘ座標）＋（最後の電極位置Ｘ座標）｝／２ ・・・（式４）
Ｙｃｎ＝（１番目の電極位置Ｙ）＋（穴径）／２ ・・・（式５）
Ｘｌｃｎ＝Ｘｌｃｎｔｅｍｐ＋（コネクタピン間ピッチ） ・・・（式６）
Ｙｌｃｎ＝Ｙｌｃｎｔｅｍｐ ・・・（式７）

【0065】

すなわち、コネクタピン間ショート検出領域５００は、コネクタピン５０１が並ぶＸ方向の領域サイズＸｌｃｎを、複数のコネクタピン５０１のＸ方向の配置領域サイズ（Ｘｌｃｎｔｍｐ）にマージンとしてコネクタピン間ピッチを加えたサイズとし、コネクタピン５０１が並ぶ方向と垂直なＹ方向の領域サイズＹｌｃｎを、コネクタピン５０１のＹ方向のサイズとする。

【0066】

続いて、良否判定部２２４は、検出したコネクタピン間ショート検出領域の画像を解析し、コネクタピン間ショートおよび未はんだを検出する（Ｓ１０４）。ここでは、図１５と同様、図１６に示すようなＸ座標方向に延びるコネクタピン間ショート検出領域５００の検査の例について説明する。

【0067】

具体的には、コネクタピン間ショート検出領域５００内部の画像を取り込み、コネクタピン５０１が形成されている（生えている）方向の輝度累積値を計算する。図１６（ａ）の例では、コネクタピン間ショート検出領域５００がＸ座標方向に延びているため（Ｘ方向にコネクタピンが配列されているため）、Ｙ座標方向に向かって輝度を積算し累積値（積算値）を求める。

【0068】

そして、図１６（ｂ）および（ｃ）のように、算出した輝度累積値と上しきい値および下しきい値とを比較する。上しきい値及び下しきい値は、コネクタピンの短絡状態を判定するための短絡判定しきい値である。コネクタピン間ショート検出領域５００では、輝度累積値が、（ここではＸ方向に向かって）上しきい値を連続で超えることと、下しきい値を連続で下回ることが、サイクリックに繰り返すことによりコネクタピン間ショートの有無を判定する。すなわち、下記の条件２と条件３をサイクリックに繰り返し、一回も外れないことが条件となる。
（上しきい値を超えている）かつ（上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｈ２回以下） ・・・（条件２）
（下しきい値を下回っている）かつ（下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下） ・・・（条件３）

【0069】

条件２および条件３を満たす場合、コネクタピン間ショートは発生していないものとし、条件２または条件３を満たさない場合、コネクタピン間ショートが発生しているものとする。すなわち、輝度累積値が連続して上しきい値よりも大きい範囲が、第１の範囲内（Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｈ２回以下の範囲）に含まれない場合、及び、輝度累積値が連続して下しきい値よりも小さい範囲が、第２の範囲内（Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下の範囲）に含まれない場合、コネクタピンがショートしていると判定する。例えば、図１６（ｂ）では、輝度累積値が、一定の範囲で上しきい値を連続で超え、かつ、一定の範囲で下しきい値を連続で下回っているため、コネクタピン間ショートは発生していないと判断する。図１６（ｃ）では、一定の範囲で上しきい値を連続で超えているが、一定の範囲で下しきい値を連続で下回っていないため、コネクタピン間ショートが発生していると判断する。

【0070】

また、条件２を満たす間の輝度累積値の最大値をＩｃｈｍａｘ、輝度累積値の最小値をＩｃｈｍｉｎとして、下記の条件４に基づき未はんだを検出する。Ｉｃｈｄｉｆｔｈ（Δｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は、コネクタピンの未はんだ状態を判定するための未はんだ判定しきい値である。
Δｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＝Ｉｃｈｄｉｆｔｈ≦Ｉｃｈｄｉｆ＝Ｉｃｈｍａｘ−Ｉｃｈｍｉｎ ・・・（条件４）

【0071】

条件４を満たす場合、すなわち、輝度累積値の最大値と最小値の差分がしきい値よりも大きい（しきい値以上）場合、未はんだが発生していると判定し、条件４を満たさない場合、すなわち、輝度累積値の最大値と最小値の差分がしきい値よりも小さい場合、未はんだは発生していないものと判定する。

【0072】

なお、一時的な値の低下防止アルゴリズムとして、下しきい値を一時的に下回っても、Ｔｈｃｎｅ回以内に上しきい値を超えた場合、下しきい値を超えたことを無視してもよい。この場合、一時的に下しきい値を下回ってから、上しきい値を再度超えるまでのカウント数は、上しきい値を連続して超えた回数に通算する。

【0073】

図１７Ａ〜図１７Ｆは、本実施の形態に係る検査方法の詳細を示している。特に、図１７Ａ〜図１７Ｆは、図１４のＳ１０３〜Ｓ１０４の詳細を示している。

【0074】

まず、検査領域探索部２２３は、ＣＡＤデータのコネクタピン５０１の並び位置が、上記の条件１を満たすか否か判定する（Ｓ２０１）。条件１を満たさない場合、検査対象外のため処理を終了する。

【0075】

Ｓ２０１において、条件１を満たす場合、検査領域探索部２２３は、複数のコネクタピン５０１の電極Ｙ座標が同じか否か（Ｓ２０２）、複数のコネクタピン５０１の電極Ｘ座標が同じか否か（Ｓ２０３）を判定する。Ｓ２０２において、複数のコネクタピン５０１の電極Ｙ座標が異なり、かつ、Ｓ２０３において、複数のコネクタピン５０１の電極Ｘ座標も異なる場合、データが異常であるため処理を終了する（Ｓ２０４）。

【0076】

Ｓ２０２において、複数のコネクタピン５０１の電極Ｙ座標が同じ場合、上記の式１〜式７により、Ｘ座標方向に延びるコネクタピン間ショート検出領域５００を特定する。すなわち、検査領域探索部２２３は、上記の式１よりＸ座標方向のコネクタピン間ピッチを計算し（Ｓ２０５）、上記の式２、式３より仮領域サイズＸｌｃｎｔｍｐ、Ｙｌｃｎｔｍｐを計算し（Ｓ２０６）、上記の式４〜式７よりコネクタピン間ショート検出領域５００の中心座標Ｘｃｎ、Ｙｃｎ、領域サイズＸｌｃｎ、Ｙｌｃｎを計算する（Ｓ２０７）。

【0077】

続いて、良否判定部２２４は、コネクタピン間ショート検出領域５００のＹ座標方向の輝度累積値を計算する（Ｓ２０８）。計算した輝度累積値を用いて、ＸｃｎからＸ座標方向に探索を開始する（Ｓ２０９）。探索を行うために、まず、輝度累積値の最大値Ｉｃｈｍａｘ＝∞、輝度累積値の最小値Ｉｃｈｍｉｎ＝−∞に初期化する（Ｓ２１０）。

【0078】

続いて、良否判定部２２４は、探索範囲のＸ座標がＸｃｎ＋Ｘｌｃｎ以下か否か判定する（Ｓ２１１）。Ｓ２１１において、探索範囲のＸ座標がＸｃｎ＋Ｘｌｃｎ以下である場合、良否判定部２２４は、輝度累積値が上しきい値を超えているか否か判定する（Ｓ２１２）。Ｓ２１２において、輝度累積値が上しきい値を超えている場合、輝度累積値の最大値Ｉｃｈｍａｘと最小値Ｉｃｈｍｉｎを更新し（Ｓ２１３）、Ｓ２１１以下の処理を繰り返す。

【0079】

Ｓ２１２において、輝度累積値が上しきい値以下の場合、良否判定部２２４は、上記の条件２を満たすか否か判定する（Ｓ２１４）。すなわち、良否判定部２２４は、上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｎ２回以下であるか否か判定する。

【0080】

Ｓ２１２において、条件２を満たす場合、すなわち、上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｎ２回以下の場合、良否判定部２２４は、探索範囲のＸ座標がＸｃｎ＋Ｘｌｃｎ以下であるか否か判定する（Ｓ２１５）。

【0081】

Ｓ２１５において、探索範囲のＸ座標がＸｃｎ＋Ｘｌｃｎ以下である場合、良否判定部２２４は、上記の条件４を満たすか否か判定する（Ｓ２１６）。すなわち、良否判定部２２４は、Ｉｃｈｄｉｆ＝Ｉｃｈｍａｘ−Ｉｃｈｍｉｎを計算し、Ｉｃｈｄｉｆｔｈ≦Ｉｃｈｄｉｆを満たすか否か判定する。

【0082】

Ｓ２１６において、条件４を満たさない場合、すなわち、ＩｃｈｄｉｆがＩｃｈｄｉｆｔｈより小さい場合、良否判定部２２４は、輝度累積値が下しきい値を下回っているか否か判定する（Ｓ２１７）。

【0083】

Ｓ２１７において、輝度累積値が下しきい値を下回っている場合、Ｓ２１５以下の処理を繰り返す。また、Ｓ２１７において、輝度累積値が下しきい値以上の場合、良否判定部２２４は、上記の条件３を満たすか否か判定する。すなわち、良否判定部２２４は、下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下であるか否か判定する（Ｓ２１８）。Ｓ２１８において、条件３を満たす場合、すなわち、下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下である場合、Ｓ２１１以下の処理を繰り返す。

【0084】

Ｓ２１１、または、Ｓ２１５において、探索範囲のＸ座標がＸｃｎ＋Ｘｌｃｎを超えている場合、良否判定部２２４は、コネクタピン間ショート検出領域５００で検出されたコネクタピンピン数が所定数に一致しているか否か判定する（Ｓ２１９）。Ｓ２１９において、検出されたコネクタピン数が所定数に一致している場合、検査ＯＫと判定し（Ｓ２２０）、次の検査が行われる。

【0085】

Ｓ２１４において、条件２を満たさない場合、すなわち、上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｎ２回以下ではない場合、または、Ｓ２１６において、条件４を満たす場合、すなわち、ＩｃｈｄｉｆがＩｃｈｄｉｆｔｈ以上である場合、または、Ｓ２１８において、条件３を満たさない場合、すなわち、下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下ではない場合、または、Ｓ２１９において、検出されたコネクタピン数が所定数に一致していない場合、良否判定部２２４は、検査ＮＧと判定し（Ｓ２２１）、次の検査が行われる。

【0086】

Ｓ２０２において、複数のコネクタピン５０１の電極Ｙ座標が異なり、かつ、Ｓ２０３において、複数のコネクタピン５０１の電極Ｘ座標が同じ場合、Ｙ座標方向に延びるコネクタピン間ショート検出領域５００を特定する。すなわち、検査領域探索部２２３は、下記の式８によりＹ座標方向のコネクタピン間ピッチを計算する（Ｓ２２２）。
（コネクタピン間ピッチ）＝（１番目の電極位置Ｙ座標）−（２番目の電極位置Ｙ座標） ・・・（式８）

【0087】

続いて、検査領域探索部２２３は、下記の式９、式１０より仮領域サイズＸｌｃｎｔｍｐ、Ｙｌｃｎｔｍｐを計算する（Ｓ２２３）。
Ｘｌｃｎｔｍｐ＝（穴径） ・・・（式９）
Ｙｌｃｎｔｍｐ＝（最後の電極位置Ｙ座標）−（１番目の電極位置Ｙ座標）＋（穴径） ・・・（式１０）

【0088】

続いて、検査領域探索部２２３は、下記の式１１〜式１４よりコネクタピン間ショート検出領域５００の中心座標Ｘｃｎ、Ｙｃｎ、領域サイズＸｌｃｎ、Ｙｌｃｎを計算する（Ｓ２２４）。
Ｘｃｎ＝（１番目の電極位置Ｙ座標）＋（穴径）／２ ・・・（式１１）
Ｙｃｎ＝｛（１番目の電極位置Ｘ座標）＋（最後の電極位置Ｘ座標）｝／２ ・・・（式１２）
Ｘｌｃｎ＝Ｘｌｃｎｔｅｍｐ ・・・（式１３）
Ｙｌｃｎ＝Ｙｌｃｎｔｅｍｐ＋（コネクタピン間ピッチ） ・・・（式１４）

【0089】

続いて、良否判定部２２４は、コネクタピン間ショート検出領域５００のＸ座標方向の輝度累積値を計算する（Ｓ２２５）。計算した輝度累積値を用いて、ＹｃｎからＹ座標方向に探索を開始する（Ｓ２２６）。探索を行うために、まず、輝度累積値の最大値Ｉｃｈｍａｘ＝∞、輝度累積値の最小値Ｉｃｈｍｉｎ＝−∞に初期化する（Ｓ２２７）。

【0090】

続いて、良否判定部２２４は、探索範囲のＹ座標がＹｃｎ＋Ｙｌｃｎ以下か否か判定する（Ｓ２２８）。Ｓ２２８において、探索範囲のＹ座標がＹｃｎ＋Ｙｌｃｎ以下である場合、良否判定部２２４は、輝度累積値が上しきい値を超えているか否か判定する（Ｓ２２９）。Ｓ２２９において、輝度累積値が上しきい値を超えている場合、輝度累積値の最大値Ｉｃｈｍａｘと最小値Ｉｃｈｍｉｎを更新し（Ｓ２３０）。Ｓ２２８以下の処理を繰り返す。

【0091】

Ｓ２２９において、輝度累積値が上しきい値以下の場合、良否判定部２２４は、上記の条件２を満たすか否か判定する（Ｓ２３１）。すなわち、上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｎ２回以下であるか否か判定する。

【0092】

Ｓ２１３において、条件２を満たす場合、すなわち、上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｎ２回以下の場合、良否判定部２２４は、探索範囲のＹ座標がＹｃｎ＋Ｙｌｃｎ以下であるか否か判定する（Ｓ２３２）。

【0093】

Ｓ２３２において、探索範囲のＹ座標がＹｃｎ＋Ｙｌｃｎ以下である場合、良否判定部２２４は、上記の条件４を満たすか否か判定する（Ｓ２３３）。すなわち、良否判定部２２４は、Ｉｃｈｄｉｆ＝Ｉｃｈｍａｘ−Ｉｃｈｍｉｎを計算し、Ｉｃｈｄｉｆｔｈ≦Ｉｃｈｄｉｆを満たすか否か判定する。

【0094】

Ｓ２３３において、条件４を満たさない場合、すなわち、ＩｃｈｄｉｆがＩｃｈｄｉｆｔｈより小さい場合、良否判定部２２４は、輝度累積値が下しきい値を下回っているか否か判定する（Ｓ２３４）。

【0095】

Ｓ２３４において、輝度累積値が下しきい値を下回っている場合、Ｓ２３２以下の処理を繰り返す。また、Ｓ２３４において、輝度累積値が下しきい値以上の場合、良否判定部２２４は、上記の条件３を満たすか否か判定する。すなわち、良否判定部２２４は、下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下であるか否か判定する（Ｓ２３５）。Ｓ２３５において、条件３を満たす場合、すなわち、下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下である場合、Ｓ２２８以下の処理を繰り返す。

【0096】

Ｓ２２８、または、Ｓ２３２において、探索範囲のＹ座標がＹｃｎ＋Ｙｌｃｎを超えている場合、良否判定部２２４は、コネクタピン間ショート検出領域５００で検出されたコネクタピン数が所定数に一致しているか否か判定する（Ｓ２１９）。Ｓ２１９において、検出されたコネクタピン数が所定数に一致している場合、検査ＯＫと判定し（Ｓ２２０）、次の検査が行われる。

【0097】

Ｓ２３１において、条件２を満たさない場合、すなわち、上しきい値を連続して超えた回数が、Ｔｈｃｎ１回以上Ｔｈｃｎ２回以下ではない場合、または、Ｓ２３３において、条件４を満たす場合、すなわち、ＩｃｈｄｉｆがＩｃｈｄｉｆｔｈ以上である場合、または、Ｓ２３５において、条件３を満たさない場合、すなわち、下しきい値を連続して下回った回数が、Ｔｌｃｎ１回以上Ｔｌｃｎ２回以下ではない場合、良否判定部２２４は、検査ＮＧと判定し（Ｓ２２１）、次の検査が行われる。

【0098】

図１８は、本実施の形態に係る検査方法によりコネクタピン間ショート検査を行った結果の例である。図１８（ａ）は、探索したコネクタピン間ショート検出領域５００を示し、図１８（ｂ）は、コネクタピン間ショート検出領域５００の輝度累積値を示している。

【0099】

図１８（ａ）では、ハッチングの濃さが輝度の高さを示している。ここでは、［｛Ｂ（ｉ，ｊ）／Ｒ（ｉ，ｊ）×２５６｝の反転］×Ｒ（ｉ，ｊ）を加工画像として、コネクタピン間ショート検出領域５００を探索している。これにより、基板レジストの緑色が消え、金属色のみを残すことができる。

【0100】

図１８（ｂ）では、図１８（ａ）の輝度に応じた輝度累積値が示されている。図１８（ｂ）のＰ１では、コネクタピン５０１の間がショートしており、輝度累積値が連続して高くなっている。この場合、上記のように上しきい値を連続して超える範囲が長くなることから、コネクタピン５０１間のショートを検出することができる。また、図１８（ｂ）のＰ２のように、輝度累積値が上昇してから（上しきい値を超えてから）、下降するまで（下しきい値を下回るまで）の範囲により、コネクタピン５０１の幅を求めることができる。さらに、図１８（ｂ）のＰ３のように、輝度累積値が下降してから（下しきい値を下回ってから）、上昇するまで（上しきい値を超えるまで）の範囲により、コネクタピン５０１間の距離（間隔）を求めることができる。

【0101】

図１８（ａ）及び（ｂ）のように、本実施の形態では、下地画像の作成に緑光を使用しないので、ソルダーレジストが抹消できる。ソルダーレジストを抹消した上に緑光を掛け合わせることで、ソルダーレジストの影響を抹消した上で、はんだフィット部分からの反射光が最も多い緑光を使用し、精度良くコネクタピンの検査を行うことができる。

【0102】

以上のような本実施の形態について説明する。特許文献１などの従来の基板検査装置では、検査したいコネクタピン間の上にカメラを移動して撮影することで検査を行っていた。このため、上記のように検査のサイクルタイムに無駄が生じ検査速度が遅くなるという問題がある。

【0103】

また、従来の基板検査装置では、カメラを移動させるためのアクチュエータが必要になり、また、安全を確保するための装置が必要である。このため、基板検査装置のコストが高くなってしまい、また、設備筐体が大きくなってしまう。さらに、基板の両面を同時に検査することが困難である。

【0104】

そこで、本実施の形態では、複数のカメラをアレイ状に配列したカメラアレイにより、基板を撮影し検査を行うこととした。これにより、実施の形態１と同様に、検査速度を向上し、効率よく検査を行うことができる。また、コストを低減し、設備筐体も小さくすることができる。さらに、設備が小さいため、基板の両面を同時に検査することも可能である。

【0105】

また、従来の基板装置では、１枚の画像にコネクタ全体が入りきらない場合、２分割処理する等の特別な措置が必要となる。本実施の形態では、カメラアレイが１度に撮影した複数の画像を再構成するのみで基板全体の画像を得ることができるため、特別な措置を必要とすることなく、コネクタ全体を検査することができる。また、本実施の形態では、統計値から算出した閾値を利用した計算方法を用いて、良否判定を行うことにより、検査速度をさらに速くすることができる。

【0106】

また、従来の基板検査装置では、多段に配置した照明を切り替えて照射し、光沢が移動することにより、フラックス残渣を検知する方法が使われていた。本実施の形態では、複数のカメラを固定配置する画像検査装置で、被検査基板の上に配置した平面照明だけでも、色情報の検知によってフラックス残渣を除去し、検査を行うことができる。

【0107】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0108】

１ 基板検査装置
１００ 基板撮影部
１１０ カメラアレイユニット
１１１ カメラモジュール
１１２ （高角）ＬＥＤ
１１２ａ 拡散キャップ
１２０ 低角照射ユニット
１２１ （低角）ＬＥＤ
１２２ ＬＥＤフレーム
１２３ ブラケット
１２４ 連結板
１３０ 被検査基板
１３０ａ 基板面
１３１ 異物
１３２ 突起
１４０ カメラアレイ取付ベース
１４０ａ 固定部材
２００ 制御部
２１０ ＬＥＤ照明コントローラ
２２０ 画像処理パソコン
２２１ 画像データ受信部
２２２ 検査画像生成部
２２３ 検査領域探索部
２２４ 良否判定部
２２５ ＣＡＤデータ記憶部
２３０ ＰＬＣ
３１０ 撮像素子（ＣＭＯＳセンサ）
３１１ 感光部
３１２ 画像メモリ
３１３ レンズ
３１４ レンズボディ
３２０ ＦＰＧＡ
３３０ 調停マイコン
４０１ カメラ基板
４０２ ＬＥＤ基板
４０２ａ 固定部材
４０３ 拡散板
４０３ａ 固定部材
４１０ アルミボディ
４１０ａ 固定部材
５００ コネクタピン間ショート検出領域
５０１ コネクタピン

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図17E】

【図17F】

【図18】