特許 7194831 検査装置および検査用画像の撮像方法

(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】

(24)【登録日】2022-12-14

(45)【発行日】2022-12-22

(54)【発明の名称】検査装置および検査用画像の撮像方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20221215BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 Q

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021532627

(86)(22)【出願日】2019-07-17

(86)【国際出願番号】 JP2019028160

(87)【国際公開番号】W WO2021009884

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2021-12-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 貴紘

(72)【発明者】

【氏名】稲浦 雄哉

(72)【発明者】

【氏名】藤本 智也

【審査官】井上 信

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４５７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１０６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３２８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２０１９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－７６９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０３０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６６６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０８

Ｇ０１Ｂ １１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の部品が配置された基板の検査用画像を用いて検査を行う検査装置であって、
固定焦点型のカメラと、
前記カメラを前記基板に対して相対的に昇降させる昇降機構と、
前記複数の部品の高さ情報を取得し、前記カメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面が前記カメラの被写界深度内に収まるように、所定の設定手法により前記基板の表面から前記各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置を設定する設定部と、
前記基準位置に焦点が合うように前記カメラを相対的に昇降させてから前記検査用画像を撮像するように、前記昇降機構と前記カメラとを制御する制御部と、
を備え、
前記設定部は、前記所定の設定手法として、複数の設定手法を用いることが可能であり、１の前記基板を縦横に区切ることにより複数の領域に分割し、該分割した領域毎に配置されている前記部品の高さ情報に基づいて、前記複数の設定手法のうち領域毎に異なる前記設定手法を用いて前記基準位置を設定可能である
検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載の検査装置であって、
前記設定部は、前記所定の設定手法として、前記各部品の高さの平均値を前記距離として前記基準位置を設定する手法、前記各部品の高さの中央値を前記距離として前記基準位置を設定する手法、前記各部品の高さの中点値を前記距離として前記基準位置を設定する手法、前記各部品の高さの最頻値を前記距離として前記基準位置を設定する手法のうち、いずれか複数の設定手法を用いることが可能である
検査装置。

【請求項3】

請求項２に記載の検査装置であって、
前記設定部は、前記所定の設定手法として、前記最頻値を用いて前記基準位置を設定する手法を用いる際、前記最頻値が複数存在する場合には該複数の最頻値をそれぞれ用いて複数の前記基準位置を設定し、
前記制御部は、複数の前記基準位置のそれぞれで前記検査用画像を撮像するように、前記昇降機構と前記カメラとを制御する
検査装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項に記載の検査装置であって、
前記設定部は、前記基板に配置される予定の前記複数の部品の高さ情報を取得して前記基準位置を予め設定した後に、前記基板に配置される予定の前記複数の部品のうち一部の部品が配置されなかった場合には、前記一部の部品を除いた他の部品の高さに応じて前記基準位置を設定し直す
検査装置。

【請求項5】

固定焦点型のカメラにより、複数の部品が配置された基板の検査用画像を撮像する検査用画像の撮像方法であって、
（ａ）前記複数の部品の高さ情報を取得し、前記カメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面が前記カメラの被写界深度内に収まるように、所定の設定手法により前記基板の表面から前記各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置を設定するステップと、
（ｂ）前記基準位置に焦点が合うように前記基板に対して前記カメラを相対的に昇降させてから前記検査用画像を撮像するステップと、
を含み、
前記ステップ（ａ）では、前記所定の設定手法として、複数の設定手法を用いることが可能であり、１の前記基板を縦横に区切ることにより複数の領域に分割し、該分割した領域毎に配置されている前記部品の高さ情報に基づいて、前記複数の設定手法のうち領域毎に異なる前記設定手法を用いて前記基準位置を設定可能である
検査用画像の撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、検査装置および検査用画像の撮像方法を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板に実装された部品の実装状態を検査用画像を用いて検査する検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この検査装置は、焦点距離が一定の距離に固定された固定焦点型のカメラを、垂直移動可能に構成する。また、検査装置は、基板に実装された部品のそれぞれの高さ（厚み）を抽出してカメラの目的の高さ位置を設定し、その高さ位置にカメラを垂直移動させることで焦点を合わせて検査用画像を撮像している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－３１０６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した検査装置では、基板に実装された部品の１つ１つの高さに応じて、カメラを垂直移動させて高さ位置を調整するため、高さ位置の調整回数が増えることになる。このため、検査用画像の撮像に時間を要し、迅速な検査を行うことが困難となる。

【0005】

本開示は、基板に実装された複数の部品の検査用画像を、固定焦点型のカメラで速やかに撮像することにより、迅速な検査を可能とすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の検査装置は、
複数の部品が配置された基板の検査用画像を用いて検査を行う検査装置であって、
固定焦点型のカメラと、
前記カメラを前記基板に対して相対的に昇降させる昇降機構と、
前記複数の部品の高さ情報を取得し、前記カメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面が前記カメラの被写界深度内に収まるように、所定の設定手法により前記基板の表面から前記各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置を設定する設定部と、
前記基準位置に焦点が合うように前記カメラを相対的に昇降させてから前記検査用画像を撮像するように、前記昇降機構と前記カメラとを制御する制御部と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

本開示の検査装置は、カメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面がカメラの被写界深度内に収まるように、所定の設定手法により基板の表面から各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置を設定する。そして、基準位置に焦点が合うように、基板に対してカメラを相対的に昇降させてから検査用画像を撮像する。これにより、１の検査用画像にカメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面を写し出すことができるから、各部品の撮像面にそれぞれ焦点が合うようにカメラを昇降させて各部品の検査用画像を撮像するものに比して、検査用画像を速やかに撮像することができる。したがって、基板に実装された複数の部品の検査用画像を、固定焦点型のカメラで速やかに撮像することにより、迅速な検査を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】部品実装システム１０の一例を示す説明図。

【図2】検査装置４０の基板カメラ５３と移動機構５４の構成の概略を示す説明図。

【図3】実装予定情報８６の一例を示す説明図。

【図4】基板Ｓを複数の領域に分割した一例を示す説明図。

【図5】検査関連処理ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図6】基準位置設定処理の一例を示すフローチャート。

【図7】基板種の各領域毎の代表値と基準位置Ｆｃとを示す説明図。

【図8】検査用画像撮像処理の一例を示すフローチャート。

【図9】比較例の基準位置Ｆｃを示す説明図。

【図10】本実施形態の基準位置Ｆｃを示す説明図。

【図11】変形例の検査関連処理ルーチンを示すフローチャート。

【図12】基準位置再設定処理の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１は部品実装システム１０の一例を示す説明図であり、図２は検査装置４０の基板カメラ５３と移動機構５４の構成の概略を示す説明図である。

【0011】

部品実装システム１０は、図１に示すように、リールやトレイなどから部品Ｐを採取して基板Ｓ上に実装する実装装置２０と、複数の部品Ｐが実装された基板Ｓを検査する検査装置４０と、実装装置２０や検査装置４０に関する情報を管理する管理装置８０とを備える。実装装置２０と検査装置４０と管理装置８０とは、ネットワークとしてのＬＡＮ１２に接続されており、互いに情報をやり取り可能である。なお、図１では、実装装置２０と検査装置４０とを１台ずつ図示するが、実装装置２０や検査装置４０を複数台備えてもよい。本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）および上下方向（Ｚ軸）は、図１に示す通りとする。また、「実装」とは、部品Ｐを基板Ｓ上に配置、装着、挿入、接合、接着することなどを含む。

【0012】

検査装置４０は、各種制御を実行する検査制御ユニット４１と、部品Ｐが実装された基板ＳのＸ方向への搬送と固定とを実行する基板処理ユニット５０と、基板Ｓの検査時に検査用画像の撮像処理などを実行する検査処理ユニット５２とを備える。また、検査装置４０は、各種情報の表示と作業者による各種入力操作とが可能な操作パネル５６と、通信を行うための入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）５９とを備える。

【0013】

検査処理ユニット５２は、基板Ｓ上の基板ＩＤや基板Ｓ上に配置された複数の部品Ｐを含む検査用画像を撮像する基板カメラ５３と、基板カメラ５３をＹ方向およびＺ方向に移動させる移動機構５４とを備える。基板カメラ５３は、光学系の焦点距離が固定された固定焦点型のカメラとして構成され、図示は省略するが、基板Ｓに光を照射する照明部と、受光により発生した電荷を出力する撮像素子と、出力された電荷に基づいて画像データを生成する画像処理部とを備える。図２に示すように、検査装置４０の基台４０ａには、基板処理ユニット５０により搬送される基板Ｓを跨ぐように配置された門型のフレーム５５が固定されている。移動機構５４は、フレーム５５の梁部５５ａにＹ方向に移動可能に取り付けられたＹ方向スライダ５４ａと、Ｙ方向スライダ５４ａにＺ方向に移動可能に取り付けられたＺ方向スライダ５４ｂとを備える。基板カメラ５３は、Ｚ方向スライダ５４ｂに固定されており、Ｙ方向スライダ５４ａの移動やＺ方向スライダ５４ｂの移動に伴って基板カメラ５３がＹ方向に移動したりＺ方向に移動（昇降）したりする。各スライダは、それぞれ駆動モータにより駆動される。なお、基板Ｓは、基板処理ユニット５０によりＸ方向に移動して、Ｘ方向における所定範囲が基板カメラ５３の下方に位置するように固定される。検査処理ユニット５２は、基板Ｓが固定された状態で、移動機構５４により基板カメラ５３をＹ方向へ移動させて撮像範囲を合わせると共に固定の焦点距離に応じたＺ方向の高さ位置へ基板カメラ５３を移動させて焦点を合わせてから、基板カメラ５３により検査用画像を撮像する。なお、基板カメラ５３は、厳密に焦点が合う焦点距離に上面（撮像面）が位置する部品Ｐだけでなく、焦点が合っているように見える被写界深度内に上面が位置する部品Ｐであれば、ボケのない状態で検査用画像に写すことができる。

【0014】

操作パネル５６は、各種情報を表示する表示画面５７と、作業者の入力操作を受け付ける操作ボタン５８とを備える。表示画面５７は、液晶ディスプレイとして構成されており、検査装置４０の検査情報や設定情報、画像などを表示する。操作ボタン５８は、表示画面５７中の選択カーソルを上下左右に移動させるカーソルボタン、選択内容を決定する決定ボタン、入力をキャンセルするキャンセルボタンなどを備える。

【0015】

検査制御ユニット４１は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ４３、作業領域として用いられるＲＡＭ４４、各種データを記憶するＨＤＤ４５などを備え、これらはバスを介して接続されている。検査制御ユニット４１は、入出力インタフェース５９を介して、基板処理ユニット５０や検査処理ユニット５２の移動機構５４へ制御信号を出力したり、検査処理ユニット５２の基板カメラ５３に撮像信号を出力したり、操作パネル５６に表示信号を出力したり、管理装置８０へ情報を送信したりする。また、検査制御ユニット４１は、入出力インタフェース５９を介して、基板処理ユニット５０からの信号を入力したり、基板カメラ５３が撮像した検査用画像を取得したり、操作パネル５６から操作信号を入力したり、管理装置８０から情報を受信したりする。

【0016】

管理装置８０は、制御装置８１を備え、実装装置２０や検査装置４０を管理する。制御装置８１は、ＣＰＵ８２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ８３、作業領域として用いられるＲＡＭ８４、各種データを記憶するＨＤＤ８５などを備え、これらはバスを介して接続されている。また、管理装置８０は、作業者が各種指示を入力するキーボードおよびマウス等の入力装置８７と、各種情報を表示するディスプレイ８８と、通信を行うための入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）８９とを備える。ＨＤＤ８５には、実装装置２０での実装や検査装置４０での検査に用いられる各種情報などが記憶されている。図３は実装予定情報８６の一例を示す説明図である。この実装予定情報８６には、例えば、生産予定のジョブに関し、基板Ｓの基板種に対応付けて、基板Ｓを複数に分割した領域の番号と、部品Ｐの部品種別、部品ＰのＸ方向の幅とＹ方向の長さとＺ方向の高さなどのサイズ、部品Ｐの配置位置などの情報が含まれている。なお、配置位置の情報は、例えば部品Ｐの中心のＸＹ座標を示す情報である。また、基板Ｓ内の領域は、検査装置４０の基板カメラ５３の撮像範囲に基づいて基板Ｓを複数に分割した領域などとする。図４は基板Ｓを複数の領域に分割した一例を示す説明図である。図示するように、基板Ｓ内を縦横に区切ることで複数の領域（図４では領域１～６）に分割するものとした。なお、基板Ｓが複数の子基板を有する多面取り基板である場合、各子基板を１の領域などとしてもよいし、各子基板をさらに複数の領域に分けてもよい。

【0017】

以下は、検査装置４０の動作、特に、複数の部品Ｐが実装された基板Ｓの検査に関する動作の説明である。図５は検査関連処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、検査制御ユニット４１のＨＤＤ４５に記憶され、ＣＰＵ４２により実行される。このルーチンが実行されると、ＣＰＵ４２は、まず、実装予定情報を取得したか否かを判定する（Ｓ１００）。実装予定情報は、例えば、ジョブの生産予定が作成された際などの所定タイミングで管理装置８０から検査装置４０に送信されるものとする。ＣＰＵ４２は、実装予定情報を取得したと判定すると、画像撮像時の基板カメラ５３の高さの基準となる基準位置Ｆｃを設定する基準位置設定処理を実行する（Ｓ１１０）。

【0018】

図６は基準位置設定処理の一例を示すフローチャートである。基準位置設定処理では、ＣＰＵ４２は、まず、実装予定情報から基板Ｓを分割した領域の情報と実装予定の部品Ｐの高さの情報とを取得し（Ｓ２００）、処理対象の領域Ｎに値１をセットする（Ｓ２０５）。次に、ＣＰＵ４２は、Ｓ２００で取得した情報から領域Ｎ内に配置される各部品Ｐの高さのヒストグラムなど分布の統計を取り（Ｓ２１０）、その結果に基づいて、各部品Ｐの高さの代表値を最頻値、中点値、中央値、平均値のいずれかに決定する（Ｓ２１５）。Ｓ２１５では、ＣＰＵ４２は、統計を取ったデータ数である部品Ｐの数に応じて代表値を決定したり、高さの分布で外れ値となる部品Ｐの数やその部品Ｐの検査の重要度や要求される検査精度に応じて代表値を決定したりする。例えば、ＣＰＵ４２は、データ数が所定数以上の場合に最頻値に決定し、所定数未満の場合に最頻値以外に決定するなど、データ数が比較的多い場合に最頻値に決定する。また、ＣＰＵ４２は、部品Ｐの検査の重要度などから、外れ値の影響を除きたい場合に中央値に決定し、外れ値の影響を高めたい場合に最大高さと最小高さの中間の中点値に決定する。また、ＣＰＵ４２は、外れ値となる部品Ｐの数から、外れ値の影響が小さかったり外れ値が含まれても問題ない場合には、平均値に決定する。

【0019】

こうして代表値を決定すると、ＣＰＵ４２は、代表値を最頻値に決定したか否かを判定し（Ｓ２２０）、最頻値に決定したと判定すると、領域Ｎ内の各部品Ｐの高さの最頻値を演算する（Ｓ２２５）。続いて、ＣＰＵ４２は、演算した最頻値が１つであるか否かを判定し（Ｓ２３０）、最頻値が１つであれば、その１の最頻値を基準位置Ｆｃに設定し（Ｓ２３５）、最頻値が１つでなく複数であれば、複数の最頻値をそれぞれ基準位置Ｆｃに設定する（Ｓ２４０）。高さの分布の傾向によっては最頻値が複数になるが、ＣＰＵ４２は、最頻値が所定個数（例えば２個や３個など）までは複数の最頻値に決定し、所定個数以上になると最頻値以外の中点値や中央値，平均値に決定するものなどとしてもよい。

【0020】

また、ＣＰＵ４２は、Ｓ２２０で代表値を最頻値に決定していないと判定すると、中点値に決定したか否か（Ｓ２４５）、中央値に決定したか否か（Ｓ２５０）、をそれぞれ判定する。ＣＰＵ４２は、中点値に決定したと判定すると、領域Ｎ内の各部品Ｐの最大高さと最小高さから中点値を演算して基準位置Ｆｃに設定する（Ｓ２５５）。また、ＣＰＵ４２は、Ｓ２５０で中央値に決定したと判定すると、領域Ｎ内の各部品Ｐの高さの中央値を演算して基準位置Ｆｃに設定する（Ｓ２６０）。また、ＣＰＵ４２は、Ｓ２４５，Ｓ２５０で中点値や中央値ではない、即ち平均値に決定したと判定すると、領域Ｎ内の各部品Ｐの高さの平均値を演算して基準位置Ｆｃに設定する（Ｓ２６５）。

【0021】

こうして基準位置Ｆｃを設定すると、ＣＰＵ４２は、基準位置Ｆｃを未設定の領域があるか否かを判定する（Ｓ２７０）。ＣＰＵ４２は、未設定の領域があると判定すると、領域Ｎを値１インクリメントして（Ｓ２７５）、Ｓ２１０に戻り処理を行い、未設定の領域がないと判定すると、基準位置設定処理を終了する。基準位置設定処理の実行により、図７に示すように、各基板種の基板Ｓ内の領域毎に、最頻値や中点値、中央値、平均値のいずれかを各部品Ｐの高さの代表値として基準位置Ｆｃが設定されて、ＨＤＤ４５に記憶されることになる。なお、図７では、領域５において、最頻値が複数（ここでは２つ）あったために、２つの基準位置Ｆｃが設定されている。

【0022】

ＣＰＵ４２は、Ｓ１１０の基準位置設定処理を実行するか、Ｓ１００で実装予定情報を取得してないと判定すると、実装装置２０から搬送される検査対象の基板Ｓを受け入れたか否かを判定し（Ｓ１２０）、基板Ｓを受け入れてないと判定するとＳ１００に戻る。一方、ＣＰＵ４２は、基板Ｓを受け入れたと判定すると、検査用画像撮像処理を実行し（Ｓ１３０）、検査用画像を用いた検査処理を実行して（Ｓ１４０）、Ｓ１００に戻る。

【0023】

図８は検査用画像撮像処理の一例を示すフローチャートである。検査用画像撮像処理では、ＣＰＵ４２は、まず、領域Ｎに値１をセットして（Ｓ３００）、受け入れた基板Ｓの基板種の基準位置Ｆｃのうち、領域Ｎの基準位置ＦｃをＨＤＤ４５から読み出す（Ｓ３１０）。次に、ＣＰＵ４２は、領域Ｎ上に基板カメラ５３が位置するように基板カメラ５３と基板ＳとをＸＹ方向に移動させる（Ｓ３２０）。Ｓ３２０では、ＣＰＵ４２は、領域Ｎを撮像領域として、その領域Ｎ上に基板カメラ５３が移動するように移動機構５４のＹ方向スライダ５４ａを駆動させる。また、ＣＰＵ４２は、必要であれば、基板ＳがＸ方向に移動して固定されるように基板処理ユニット５０を制御する。次に、ＣＰＵ４２は、Ｓ３１０で読み出した基準位置Ｆｃに焦点が合う高さＨｃに基板カメラ５３がＺ方向に移動（昇降）するように移動機構５４を制御する（Ｓ３３０）。即ち、ＣＰＵ４２は、高さＨｃに基板カメラ５３が昇降するように移動機構５４のＺ方向スライダ５４ｂを駆動させる。

【0024】

次に、ＣＰＵ４２は、基板カメラ５３により検査用画像を撮像し（Ｓ３４０）、今回の領域Ｎの基準位置Ｆｃが複数あるか否かを判定する（Ｓ３５０）。例えば、図７の領域５の場合など、ＣＰＵ４２は基準位置Ｆｃが複数あると判定すると、未撮像の基準位置Ｆｃがあるか否かを判定し（Ｓ３６０）、未撮像の基準位置Ｆｃがあると判定すると、Ｓ３３０に戻り処理を行う。このため、各基準位置Ｆｃに応じた高さＨｃでそれぞれ検査用画像が撮像されるから、１の領域で複数の検査用画像が撮像されることになる。ＣＰＵ４２は、Ｓ３５０で基準位置Ｆｃが複数ないと判定したり、Ｓ３６０で未撮像の基準位置Ｆｃがないと判定したりすると、未撮像の領域があるか否かを判定する（Ｓ３７０）。ＣＰＵ４２は、未撮像の領域があると判定すると、領域Ｎを値１インクリメントして（Ｓ３８０）、Ｓ３１０に戻り処理を行い、未撮像の領域がないと判定すると、検査用画像撮像処理を終了する。この検査用画像撮像処理の実行により、基板Ｓの領域毎に、それぞれ検査用画像が撮像され、複数の基準位置Ｆｃが設定された領域では複数枚の検査用画像が撮像される。なお、１の領域に複数枚の検査用画像が撮像された場合、検査処理では各検査用画像を用いて部品Ｐの検査が行われる。その際、ＣＰＵ４２は、各部品Ｐの高さに応じて、いずれの高さＨｃで撮像された検査用画像であればボケのない状態で写っているかを把握できるから、部品Ｐ毎に適した検査用画像を用いて検査を精度よく行うことができる。

【0025】

ここで、図９は比較例の基準位置Ｆｃを示す説明図であり、図１０は本実施形態の基準位置Ｆｃを示す説明図である。図９の比較例では、基準位置Ｆｃを基板Ｓの上面に設定するものを示し、図１０の本実施形態では、例えば部品Ｐの高さの平均値などの代表値を基準位置Ｆｃに設定するものを示す。比較例では、基準位置Ｆｃを基板Ｓの上面に設定するため、一部の部品Ｐの撮像面である上面が被写界深度から外れる場合がある。その場合、各部品Ｐの上面がボケた状態の検査用画像が撮像されて検査精度が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、基板Ｓの上面ではなく、各部品Ｐの高さに応じた基準位置Ｆｃを設定し、その基準位置Ｆｃに基づく高さＨｃに基板カメラ５３を昇降させるから、図１０に示すように、複数の部品Ｐの上面を被写界深度内に収めた状態で検査用画像を撮像することができる。このため、各部品Ｐの上面をボケのない状態で検査用画像に写すことができるから、検査精度を向上させることができる。また、複数の部品Ｐの上面のそれぞれに焦点を合わせるために、複数の部品Ｐの高さのそれぞれに応じた高さＨｃで検査用画像を繰り返し撮像する必要もないから、検査用画像の撮像に多くの時間がかかって検査時間が長くなるのを防止することができる。

【0026】

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の検査装置４０が本開示の検査装置に相当し、基板カメラ５３がカメラに相当し、移動機構５４（Ｚ方向スライダ５４ｂ）が昇降機構に相当し、検査関連処理ルーチンのＳ１１０の基準位置設定処理を行う検査制御ユニット４１のＣＰＵ４２が設定部に相当し、検査関連処理ルーチンのＳ１３０の検査用画像撮像処理を行う検査制御ユニット４１のＣＰＵ４２が制御部に相当する。なお、本実施形態では、検査装置４０の動作を説明することにより本開示の検査用画像の撮像方法の一例も明らかにしている。

【0027】

以上説明した検査装置４０では、固定焦点型の基板カメラ５３の被写界深度内に各部品Ｐの上面が収まるように、各部品Ｐの高さの代表値に基づいて基準位置Ｆｃを設定し、基準位置Ｆｃに焦点が合う高さＨｃに基板カメラ５３を昇降させてから検査用画像を撮像する。これにより、基板Ｓに実装された複数の部品Ｐの検査用画像を、基板カメラ５３で速やかに撮像して迅速な検査を可能とすることができる。また、各部品Ｐの上面をできるだけボケのない状態で撮像することができるから、検査精度を向上させることができる。

【0028】

また、各部品Ｐの高さの代表値として最頻値、中点値、中央値、平均値のいずれかを用いる簡易な設定手法で、基準位置Ｆｃを速やかに設定することができる。また、複数の最頻値をそれぞれ用いて複数の基準位置Ｆｃを設定するから、それぞれの最頻値に応じた適切な基準位置Ｆｃを設定し、各部品Ｐの上面をより適切に検査用画像に写して検査精度を向上させることができる。また、１の基板Ｓを複数の領域に分割し、領域毎に異なる設定手法で基準位置Ｆｃを設定するから、領域毎に部品Ｐの高さの傾向が異なる場合でも適切な基準位置Ｆｃを設定して検査精度を向上させることができる。

【0029】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0030】

例えば、上述した実施形態では、実装予定情報を取得した際に予め設定した基準位置Ｆｃを用いて検査用画像を撮像したが、これに限られるものではない。図１１は、変形例の検査関連処理ルーチンを示すフローチャートである。変形例では、上述した実施形態と同じ処理には同じステップ番号を付して詳細な説明は省略する。変形例の検査関連処理ルーチンでは、ＣＰＵ４２は、Ｓ１２０で検査対象の基板Ｓを受け入れたと判定すると、その基板Ｓの実装実績情報を管理装置８０から取得する（Ｓ１２２）。なお、実装装置２０は、１の基板Ｓの実装処理が完了する度に、基板Ｓの基板ＩＤ（識別情報）と、その基板Ｓへの部品Ｐの実装状況とを管理装置８０に送信する。また、実装装置２０は、エラーなどにより基板Ｓに予定通りに実装できなかった部品Ｐ即ち未実装の部品Ｐがあれば、その部品Ｐの部品種や配置位置などの情報を管理装置８０に送信する。管理装置８０は、それらの情報を基板Ｓの基板ＩＤに対応付けて実装実績情報としてＨＤＤ８５に記憶しておく。ＣＰＵ４２は、Ｓ１２２でその実装実績情報を取得すると、受け入れた基板Ｓに未実装の部品Ｐがあるか否かを判定する（Ｓ１２４）。ＣＰＵ４２は、未実装の部品Ｐがあると判定すると図１２の基準位置再設定処理を実行してから（Ｓ１２６）、Ｓ１３０の処理に進み、未実装の部品Ｐがないと判定するとＳ１２６をスキップしてＳ１３０の処理に進む。

【0031】

図１２（Ｓ１２６）の基準位置再設定処理では、ＣＰＵ４２は、まず、実装実績情報から、未実装の部品Ｐの部品種とその配置位置が含まれる領域の情報とを取得する（Ｓ２００ｂ）。基準位置再設定処理では、ＣＰＵ４２は、Ｓ２００ｂで取得した領域の基準位置Ｆｃを再設定することになる。このため、ＣＰＵ４２は、取得した領域を再設定が必要な領域Ｎに順に設定し（Ｓ２０５ｂ）、その領域Ｎにおける未実装の部品Ｐ以外の他の部品Ｐ、即ち実装済みの各部品Ｐの高さの情報と、その領域Ｎにおける代表値が最頻値や中点値、中央値、平均値のいずれかであるかの情報とを取得する（Ｓ２１２）。そして、ＣＰＵ４２は、未実装の部品Ｐ以外の実装済みの各部品Ｐの高さを用いてＳ２２０～Ｓ２６５の処理を行って基準位置Ｆｃを設定し直す。続いて、ＣＰＵ４２は、他の再設定領域があるか否かを判定し（Ｓ２７０ｂ）、他の再設定領域があると判定すると、Ｓ２０５ｂに戻り処理を行い、他の再設定領域がないと判定すると、基準位置再設定処理を終了する。このように、変形例では、実装されなかった部品Ｐがある場合、その部品Ｐを除いた実装済みの部品Ｐの高さから、適切な基準位置Ｆｃを設定し直すのである。このため、部品Ｐの実際の実装状況により適した検査用画像を撮像することができるから、検査精度を向上させることができる。なお、この変形例において、領域Ｎにおける未実装の部品Ｐを除いて、実装済みの各部品Ｐの高さの分布の統計を取り直し、その結果に基づいて、代表値を最頻値、中点値、中央値、平均値のいずれかに決定した上で、基準位置Ｆｃを設定し直すものとしてもよい。こうすれば、未実装の部品Ｐを除いて、実装済みの各部品Ｐの高さの傾向により適した基準位置Ｆｃを設定し直すことができる。

【0032】

上述した実施形態では、基板Ｓの各領域で異なる基準位置Ｆｃを設定可能としたが、これに限られず、基板Ｓの各領域で共通の基準位置Ｆｃを設定するなど、基板Ｓに対して１の基準位置Ｆｃを設定してもよい。また、最頻値が複数ある場合に複数の基準位置Ｆｃを設定したが、これに限られるものではない。例えば、最頻値に該当する複数種の部品Ｐの検査の重要度などに応じて、いずれか１の最頻値を基準位置Ｆｃに設定してもよい。あるいは、複数の最頻値が比較的近い値であれば、いずれか１の最頻値を基準位置Ｆｃに設定してもよいし、複数の最頻値の平均を基準位置Ｆｃに設定してもよい。

【0033】

上述した実施形態では、各部品Ｐの高さの最頻値、中点値、中央値、平均値のうちいずれかを用いて基準位置Ｆｃを設定したが、これに限られず、各部品Ｐの高さの代表値を用いて基準位置Ｆｃを設定すればよい。例えば、最頻値、中点値、中央値、平均値の４つから代表値を決定するものに限られず、いずれか２つまたは３つから代表値を決定してもよいし、これら以外に、例えば検査の重要度などが比較的高い部品Ｐの高さに重み付けした重み付け平均値など別の手法で代表値を決定してもよい。あるいは、複数の手法のうちから代表値を決定するものに限られず、作業者が指示した手法で代表値を決定してもよいし、予め定められた手法で代表値を決定してもよい。また、基準位置Ｆｃは、各部品Ｐの高さに応じた距離だけ基板Ｓの上面から離れた距離に設定されるものであれば、高さの代表値を用いるものに限られず、如何なる手法を用いて距離を決定してもよい。例えば被写界深度は、厳密に焦点が合う位置よりも前方（基板カメラ５３側）の前方被写界深度と後方の後方被写界深度とが異なり、通常は後方被写界深度が前方被写界深度の２倍程度となる。このため、基板カメラ５３の被写界深度と、前方被写界深度および後方被写界深度との比率とを考慮して、各部品Ｐの高さの代表値に所定値を加えた値を基準位置Ｆｃに設定するものなどとしてもよい。こうすれば、各部品Ｐの上面を被写界深度内により収めやすい基準位置Ｆｃを設定することができる。

【0034】

上述した実施形態では、基板Ｓの上面に配置された部品Ｐを検査したが、これに限られず、基板Ｓの下面に配置された部品Ｐを検査するものなどとしてもよい。即ち、各部品の撮像面が基板カメラ５３の被写界深度内に収まるように、基板Ｓの表面（配置面）から各部品Ｐの高さに応じた距離だけ離れた基準位置Ｆｃを設定するものであればよい。

【0035】

上述した実施形態では、検査装置４０が基準位置Ｆｃを設定したが、これに限られず、管理装置８０が基準位置Ｆｃを設定して検査装置４０に送信してもよい。また、実装装置２０が、固定焦点型のカメラと、少なくともＺ方向にカメラを昇降させる昇降機構とを備え、カメラで撮像した画像を用いて検査を行う機能を備えるもの、即ち実装装置２０が検査装置としても機能するものとしてもよい。そのようにする場合、実装装置２０が、基準位置Ｆｃを設定してもよい。

【0036】

ここで、本開示の検査装置は、以下のように構成してもよい。本開示の検査装置において、前記設定部は、前記所定の設定手法として、前記各部品の高さの平均値を前記距離として前記基準位置を設定する手法、前記各部品の高さの中央値を前記距離として前記基準位置を設定する手法、前記各部品の高さの中点値を前記距離として前記基準位置を設定する手法、前記各部品の高さの最頻値を前記距離として前記基準位置を設定する手法のいずれかを用いるものとしてもよい。こうすれば、各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置を、比較的簡易な設定手法で速やかに設定することができる。

【0037】

本開示の検査装置において、前記設定部は、前記所定の設定手法として、前記最頻値を用いて前記基準位置を設定する手法を用いる際、前記最頻値が複数存在する場合には該複数の最頻値をそれぞれ用いて複数の前記基準位置を設定し、前記制御部は、複数の前記基準位置のそれぞれで前記検査用画像を撮像するように、前記昇降機構と前記カメラとを制御するものとしてもよい。こうすれば、最頻値が複数算出された場合にそれぞれの最頻値に応じた適切な基準位置を設定することができるから、各部品の撮像面をより適切に検査用画像に写して検査精度を向上させることができる。

【0038】

本開示の検査装置において、前記設定部は、１の前記基板を複数の領域に分割し、該分割した領域毎に配置されている前記部品の高さ情報に基づいて領域毎に異なる前記設定手法により前記基準位置を設定可能であるものとしてもよい。こうすれば、基板の領域毎に部品の高さの傾向が異なる場合でも領域毎に適切な基準位置を設定することができるから、各部品の撮像面をより適切に検査用画像に写して検査精度を向上させることができる。

【0039】

本開示の検査装置において、前記設定部は、前記基板に配置される予定の前記複数の部品の高さ情報を取得して前記基準位置を予め設定した後に、前記基板に配置される予定の前記複数の部品のうち一部の部品が配置されなかった場合には、前記一部の部品を除いた他の部品の高さに応じて前記基準位置を設定し直すものとしてもよい。こうすれば、基準位置を予め設定しておくことで、検査用画像の撮像を速やかに開始することができる。また、一部の部品が配置されなかった場合には基準位置を設定し直すことで、他の部品の撮像面をより適切に検査用画像に写して検査精度を向上させることができる。

【0040】

本開示の検査用画像の撮像方法は、
固定焦点型のカメラにより、複数の部品が配置された基板の検査用画像を撮像する検査用画像の撮像方法であって、
（ａ）前記複数の部品の高さ情報を取得し、前記カメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面が前記カメラの被写界深度内に収まるように、所定の設定手法により前記基板の表面から前記各部品の高さに応じた距離だけ離れた基準位置を設定するステップと、
（ｂ）前記基準位置に焦点が合うように前記基板に対して前記カメラを相対的に昇降させてから前記検査用画像を撮像するステップと、
を含むことを要旨とする。

【0041】

本開示の検査用画像の撮像方法では、上述した検査装置と同様に、１の検査用画像にカメラの撮像範囲内にある各部品の撮像面を写し出すことができるから、検査用画像を速やかに撮像することができる。なお、検査用画像の撮像方法において、検査装置の種々の態様を採用してもよいし、検査装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本開示は、部品が配置された基板を検査する技術分野などに利用可能である。

【符号の説明】

【0043】

１０ 部品実装システム、１２ ＬＡＮ、２０ 実装装置、４０ 検査装置、４０ａ 基台、４１ 検査制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４３ ＲＯＭ、４４ ＲＡＭ、４５ ＨＤＤ、５０ 基板処理ユニット、５２ 検査処理ユニット、５３ 基板カメラ、５４ 移動機構、５４ａ Ｙ方向スライダ、５４ｂ Ｚ方向スライダ、５５ フレーム、５５ａ 梁部、５６ 操作パネル、５７ 表示画面、５８ 操作ボタン、５９ 入出力インタフェース、８０ 管理装置、８１ 制御装置、８２ ＣＰＵ、８３ ＲＯＭ、８４ ＲＡＭ、８５ ＨＤＤ、８６ 実装予定情報、８７ 入力装置、８８ ディスプレイ、８９ 入出力インタフェース、Ｐ 部品、Ｓ 基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】