专利名称：基板检测方法和使用该方法的基板检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于用于检测安装了部件的印刷基板(以后称为“部件安装基板”或者简单称为“基板”)的技术领域，本发明特别涉及在将部件的安装处理分成两个阶段实行的生产线上在第一部件安装工序和第二部件安装工序之间实行的检测方法，以及具有实施该检测方法之功能的装置。
现有技术目前，为了自动化安装高密度部件，正在使用被称为“安装机(mounter)”的部件安装机。现有的安装机中，有具有高速安装像芯片部件那样小型部件之功能的安装机(一般被称为“高速安装机”)和用于安装BGA、CSP、IC等异形部件的安装机(一般被称为“异形安装机”)。
在现有的普通基板生产线上，首先，在焊料印刷机中，在裸露基板上印刷软膏焊料的处理进行之后，通过将该基板顺序地送入高速安装机和异形安装机来安装前述的各种部件。然后，部件安装后的基板被送入回流(reflow)炉实施加焊料处理。
在各安装机的后面，适当地配备了基板检测装置。在该基板检测装置中，检测基板上软膏焊料的印刷状况和各部件安装位置上部件是否被正确地安装等，只有通过该检测的基板才可以送到回流炉。
例如，作为表示这种检测方法的现有技术，有下述专利文献1记载的技术。在该专利文献1中，从通过摄像所检测对象的基板所获得的图像而取出在部件实体部印刷的字符串图像，通过识别该字符，可以判别是否安装了正确的部件。
专利文献1(日本)特开2002-183712号公报。
前述高速安装机高速反复地进行通过吸嘴吸附来自部件供给装置之供给部件的处理、将吸附部件运送到部件安装位置的处理、以及在前述部件安装位置解除部件之吸附的处理等，但是，在这个处理的过程中，有可能部件将跳到与本来安装位置不同的位置上(以后，该现象被称为“部件飞跳”)。
部件飞跳有各种原因。作为最可能的原因，可考虑因吸嘴损耗，部件以不稳定状态被吸附，在到达安装位置之前落下。两个部件被同时吸附到吸嘴，其中一个漏落在与本来安装位置不同的位置，或者在吸嘴运送部件时和安装部件时，与其它部件接触，该部件跳到其它位置。
在吸引部件时由于存在气压和吸引时间设定误差，因为解除部件吸附的时间不准的情况和向部件供给装置补充部件出错(miss)等，在部件尺寸变为不适合吸嘴直径的状态的情况下，也有可能产生部件飞跳。
在焊料印刷机侧，因掩膜(mask)孔堵塞和橡皮刮板(squeegee)损耗等而使软膏焊料不足，由于焊料的粘着力变弱，部件安装后，在向下一道工序运送时，部件借助其运送的惯性有可能发生飞跳。
这样，在高速安装机中产生部件飞跳，在该飞跳部件落在异形部件安装位置的状态和基板被送入异形安装机之后，飞跳部件上要装载异形部件，这将产生不合格的结果。
发明内容
本发明着眼于上述问题，其目的是在第一部件安装工序结束之后，通过检测在该工序安装的部件是否不跳到在第二部件安装工序的部件安装位置，可快速地检测出这种部件飞跳，以及对第二部件安装工序不产生影响。
根据本发明的基板检测方法是在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间进行的。根据本发明的第一检测方法中，对经过所述第一部件安装工序的基板，检测在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含通过所述第一部件安装工序安装的部件。
例如，所述检测能够通过摄像检测对象的基板、判别在所得图像上与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含第一部件安装工序所安装部件的图像的处理来进行。这种情况的判别处理能通过下述处理进行将与所述部件安装位置对应的区域的图像通过预先设定的二进制阈值，取出具有与部件对应之特征量的图像图形(pattern)(例如如果是彩色图像，就取出与部件相同颜色的图形)，将取出图像图形的大小和形状等特征量与作为适合于部件之特征量的预先设定的模型值对照。
根据上述方法，在第一部件安装工序中，在部件跳到接着进行的第二部件安装工序的部件安装位置上的情况下，能够检测出该部件。因此，通过去掉飞跳部件识别出不合格基板，能够应对后面进行筛选等，能够避免漏掉因部件飞跳导致的不合格发生。
接着，在根据本发明的第二基板检测方法中，进行摄像处理，每次接受经过第一部件安装工序的基板时，都摄像该基板；第一检测，对所得图像，判别在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像；第二检测，判别在与第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像。
在上述第一检测和第二检测中，与所述第一检测方法中说明的相同，其任何一个也能够通过将由2值化处理等取出的图像图形之特征量与规定特征量的模型值进行对照处理而判别出在通过摄像检测对象的基板所得的图像中是否具有部件图像。
第一检测中，“有部件”的判断意味着检测结果为“合格”。与此相对，第二检测中，“有部件”的判断意味着检测结果为“不合格”。在第一检测、第二检测都获得合格判定时，能够判断检测对象的基板是合格品。
根据上述检测方法，对于经过第一部件安装工序的全部基板，在检测该工序的对象部件是否被正确安装时，就成为检测在第二部件安装工序的处理对象区域中是否不出现部件飞跳。因此，即使在因不能预测的主要原因产生了部件飞跳的情况下，也能够精确和很好地检测出它们。
如上述，在进行第一检测和第二检测的情况下，例如，可在进行第一检测后进行第二检测等，能够轮流进行各个检测。但是，在一边改变用于检测的摄像位置一边进行多次摄像的情况下，对每次摄像，希望以适当的顺序处理该图像内所含第一检测的对象区域和第二检测的对象区域。这对后述的第四、第五检测方法也是同样的。
在第3～5的基板检测方法中，规定条件成立时进行第二检测。首先，在第三基板检测方法中，每次接受经过所述第一部件安装工序的基板时，进行摄像该基板的处理；在与所述的相同进行第一检测的同时，当在该第一检测中判别出在规定区域上不正确包含部件图像时，进行第二检测。
上述方法能够对应于由于吸嘴不完整，部件在运送途中落下，部件没有恰当地安装而跳到在相邻第二部件安装工序中安装部件的位置上的情况等。根据该方法，例如，通过第一检测，当在第一部件安装工序的部件安装位置中检测出部件的脱落时，由于能够进行第二检测，在脱落部件飞跳到在第二部件安装工序中安装部件的位置的情况下，能够检测出这种不合格结果。因此，有可能高效率高精度地对应检测出因常发生的主要原因而产生的部件飞跳。
在第四检测方法中，在接受输入信息的可能状态，该信息表示了在第一部件安装工序中所使用部件安装工具的损耗期间，每次接受经过该部件安装工序的基板时，进行摄像该基板的处理，和在所得图像中，进行判别在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像的第一检测。根据所述输入的信息，对以后接受的规定数的基板，在进行所述摄像处理和第一检测的同时，还进行判别在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像的第二检测。
上述中，部件安装工具是进行所述第一部件安装工序的安装机的吸嘴或者在此上装备的工具。表示该工具损耗期间的信息希望作为来自安装机的发送信息而获得。在安装机上，例如，通过在前次吸嘴更换之后计数使用次数等的方法，由于能够把握吸嘴的使用频度，能够通过高精度判别吸嘴的更换时间而向检测装置发送信息。
但是，信息的输入并不局限于此，例如，接受判断吸嘴之使用频度的工作人员手工输入的信息也是可以的。
根据上述检测方法，所述信息输入之前，对每次供给的基板，只进行第一检测，但是，如果信息输入之后，则切换该状态，对以后供给的规定数的基板要实行第一检测和第二检测两者。在成为这种信息输出状态时，在安装机上，由于部件吸附和解除中出现不完整的可能性变得非常高，能够考虑出现部件飞跳的可能性也高。因此，根据该第四检测方法，能够高效高精度地检测出起因于这种工具损耗的部件飞跳。
在吸嘴成为不能使用的状态之前，希望所述信息设定作为表示更换时间邻近的预告信息。这种情况下，设想从信息输出到吸嘴更换为止给第一部件安装工序送入的基板个数，对将规定富裕度保持在该设想个数上的数个基板，能够进行第一检测和第二检测。或者，设想从信息输出到吸嘴更换为止的时间，对在该设想时间上所供给的基板，也可以进行第一检测和第二检测。
但是，在将检测作为更可靠检测时，从安装机至少接受表示所述部件安装用工具更换完毕的发送信息，在接受该信息之前所供给的基板上，希望进行第一检测和第二检测。所述表示工具更换完毕之意的信息是使用者更换工具并确认部件的吸附力合适之后对安装机进行更换完毕操作时希望根据该操作而输出的信息。优选地，对在接收该信息的时刻在安装机和检测装置之间可能放置的数个基板，进行第一检测和第二检测两者。
根据本发明的第5种基板检测方法，在接受信息输入的可能状态，该信息表示在所述第一部件安装工序所送入基板的焊料印刷状态恶化，每次接受经过所述第一部件安装工序的基板时，进行摄像该基板的处理，以及进行第一检测。根据所述信息的输入，对以后接受的规定数的基板，在进行所述摄像基板处理和第一检测的同时，还进行第二检测。
该第五检测方法对应于这种情况，由于焊料印刷工序中焊料印刷的缺陷而导致有可能出现芯片飞跳。通过该方法输入的信息例如能够从焊料印刷机中发送作为预告所述橡皮刮板和掩膜等工具之交换时间的信号。
该第五检测方法也与所述第四检测方法相同，在信息输入之后，对预先设想个数的基板或者对经过设想时间之前供给的基板能够设定进行第一检测和第二检测。但是，在进行精度更高的检测时，也输入表示所述工具更换完毕的信息，在该信息输入之前，优选地，在从信息输入到规定数基板被供给为止的时间内，对供给的各基板，可以设定进行第一检测和第二检测。而且，表示工具交换完毕之意的信号是使用者确认工具更换后焊料印刷状态是合适的之后在焊料印刷机上进行交换完毕操作时希望根据该操作而输出的信号。
上述各检测方法中，作为第一部件安装工序，能够设定是安装芯片部件的工序。作为第二部件安装工序，能够设定是安装异形部件的工序。
第一部件安装工序能够通过高速安装机实现，第二部件安装工序能够通过异形安装机实现。但是，在各个部件安装工序中，能够使用称为“模块组件(modular)型安装机”之类型的安装机。特别地，在第一部件安装工序中，由于进行与高速安装机相同的处理，因此具有使用多台模块组件型安装机的情况，在该情况下，希望对经过第一部件安装工序中最后安装机的基板进行上述检测方法。
在第一部件安装工序中，除芯片部件之外，还能够安装晶体管、圆筒状电容器、鞑旦电容器(tartarcondenser)等小型部件。作为第二部件安装工序之对象的异形部件不局限于所述的BGA、CSP、IC，还能够安装滤波器、连接器、线圈、PLCC(塑料制造的IC封装组件)、单片基板、屏蔽盒、接地盘(earthpan)等形状和大小不同的多种部件，并且根据情况能够安装芯片部件。
在上述各检测方法中，部件飞跳的检测对象不限定于第二部件安装工序的部件安装位置，例如，也可以对除了第一部件安装工序的部件安装位置之外的整个基板进行。
接着，根据本发明的基板检测装置，是在第一部件安装工序和第二部件安装工序之间配备的、用于检测经过第一部件安装工序的基板的部件安装状态的装置。该装置中设置了摄像装置，用于摄像检测对象的基板；存储装置，用于存储对通过所述摄像装置所得图像进行所述第一检测的检测数据；和用于进行所述第二检测的检测数据；输入装置，输入用于进行所述第二检测的条件；检测实行装置，在对通过所述摄像装置所得的图像通过使用用于所述第一检测的检测数据进行处理的同时，根据所述输入装置所输入条件的成立，对所述图像通过使用用于第二检测的检测数据进行处理；输出装置，输出由所述检测实行装置产生的检测结果。
除此之外，希望该检测装置中设置支持检测对象基板的载物台(stage)和照明光源等。为了能够变动摄像装置和基板之间的相对位置关系，希望设置调整摄像装置或者载物台或者它们双方位置的机构(XY工作台等)。
该检测装置中，在实行所述第4、5检测方法的情况下，设置用于与安装机和焊料印刷机等外部装置进行通信的装置，希望接受发送表示在第一部件安装工序中使用的部件安装工具之损耗期间的信息和表示在第一部件安装工序中所送入的基板之焊料印刷状态恶化之意的信息。
希望所述摄像装置生成彩色图像，但是不局限于此，能够使用生成单色图像的摄像机。
用于存储检测数据的存储装置能够设定为计算机内的存储器。根据该存储装置存储的第一检测和第二检测的各检测数据中，能够包含检测窗口设定数据、用于取出部件图像的参数(用于所述二进制阈值等)，用于判别有无部件的判定基准值(所述特征量的模型值等)，而且，按需要还能够包含表示检测过程的程序等。这些检测数据通过下述方法有可能在装置内生成摄像模型基板，将检测窗口设定在该图像上的各被检测部位，指定具有在该窗口内应取出之特征量的图像区域。但是，不局限于此，也有可能通过使用通信和存储媒体将外部装置生成的检测数据移至装置内。
检测实行装置能够通过将用于从所述存储装置读出检测数据且执行的程序引入与存储装置所设定的相同计算机中而构成。
所述输入装置能够是所述计算机所连接的键盘和控制台。而且，该输入装置上能够包含根据所述计算机所设定的程序的用户接口。
输出装置可以是从该检测实行装置交接检测结果并将其输出到外部装置和显示装置等上的接口电路。而且，将所述外部装置作为基板运送传送带，在检测结果是“不合格”时，能够将所述输出装置构成为将停止信号输出到所述传送带的装置。
输出装置能够构成作为将检测结果存储到规定存储媒体上的装置和在检测结果为“不合格”时能够构成作为进行鸣警报等报警处理的装置。
在上述检测装置中，检测实行装置对通过摄像装置所得的图像一定进行第一检测，而且，当从输入装置输入的条件成立时，进行第二处理。
作为从输入装置输入的条件，例如，可以是在第一检测的不合格判定输出。或者可以将部件安装工具的损耗期间快到了和在第一部件安装工序所送入的基板焊料的状态恶化了等作为条件。
将在第一检测的不合格判定输出作为条件的时候，可进行所述第三检测方法。因此，在供给的基板中，当应在第一部件安装工序安装的部件脱落、并且该部件飞跳到用第二部件安装工序安装部件的位置时，可检测出该部件飞跳。
在将部件安装工具的损耗期间快到了作为条件的时候，可进行所述第四检测方法，在将焊料状态恶化了作为条件的时候，可进行所述第五检测方法。因此，由于在安装机和焊料印刷机中工具的损耗，当处于容易产生部件飞跳的状态时，可进行用于检测部件飞跳的第二检测。
作为规定条件，可设定称为“将全部基板作为第二检测对象”的条件。这种情况下，基于第二检测方法，每次对基板进行摄像，进行第一检测和第二检测。
根据上述基板检测装置，由于能够根据出现部件飞跳的主要原因设定条件和根据该条件的成立进行第二检测，可根据现场状况高效高精度地检测出部件飞跳的发生。
图1是表示本发明适用的基板生产线的处理流程示意图。
图2是表示基板检测装置的电结构方框图。
图3是表示检测窗口的设定例子示意图。
图4是表示检测窗口的分布状态示意图。
图5是表示在部件飞跳检测中使用的判定基准值之设定例子示意图。
图6是表示根据基板检测数据登录的程序流程图。
图7是表示基板检测中的程序流程图。
具体实施例方式
图1表示本发明适用的基板生产线的处理流程。
在本实施例的基板生产线上，通过4阶段的工序A、B、C、D，在完成部件安装基板的同时，在工序B、C、D之后，分别进行a、b、c检测。
在开始工序A，通过焊料印刷机，在印刷基板上印刷软膏焊料。在下一个工序B，将该焊料印刷后的基板供给高速安装机安装芯片部件。在工序C，将经过工序B的基板供给异形安装机安装BGA、CSP、IC等异形部件。在最后工序D，将部件安装处理结束的基板送入回流炉加热，并将各部件固定在基板上。
a、b、c检测，其任何一个都可通过将计算机作为控制主体的基板检测装置来进行。在工序B和工序C之间进行的检测a中，关于在工序B安装的各芯片部件，除了进行判别焊料印刷状态和部件安装状态是否合适的检测(以后称为“安装部件检测”)之外，还进行后述的部件飞跳检测。在工序C和工序D之间进行的检测b中，对在工序C安装的异形部件实行安装部件检测。在工序D之后的检测c中，关于各部件的加焊料部位，实行判别焊料形状和倾斜状态等是否合适的检测(焊料检测)。在该焊料检测中所得判定为合格的基板作为最终产品上市。
在检测a和检测b中判定为不合格的情况下，由于回收该不合格基板，能够暂时停止生产线。这种情况下，回收的基板在对不合格部位施加修正之后，再次被供给相同的检测装置，或者通过工作人员修正确认后流入下道工序。
图2表示用于实行前述检测a的基板检测装置的构成。该基板检测装置1通过使用经摄像检测基板所得图像而进行检测，其由摄像部2、光投射部3、XY工作台部4、基板支持部5和控制处理部6等构成。
前述XY轴工作台部4是用于对检测对象的基板调整摄像位置，支持摄像部2和光投射部3，以及沿着X轴方向(图的左右方向)和Y轴方向(与图1纸面正交方向)移动它们。基板支持部5具有用于运入运出基板7的传送带51。该传送带51被构成为能够按与检测对象基板尺寸一致来调整宽度。
前述光投射部3由具有不同直径的两个环状光源31，32构成。上方光源31发出红色光，下方光源32发出白色光，并通过将中心并到观察位置的正上方位置，从前述基板7的支持面观察，它们被配置为与不同仰角对应之方向的位置。
前述摄像部2是彩色图像生成的CCD摄像机，其光轴对应于各光源的中心，以及规定为沿着垂直方向的位置。
该基板检测装置1尽管基本上通过下方光源32只用白色照明进行摄像，但是，在焊料印刷图形(pattem)等必须进行倾斜面观察的情况下，也要开上方光源31，生成使焊料发红光的图像，并观察该红色图形的形状和大小。
控制处理部6使将CPU601作为控制主体的计算机，图像输入部602包含存储器603、摄像控制器604、XY工作台控制器605、W轴控制器606、图像处理部607、检测部608、基板检测数据存储部609、输入部610、CRT显示部611、打印机(printer)612、接收发送部613和外部存储器装置614等。
图像输入部602包括接受来自摄像部2的R、G、B各图像数据的输入端口。存储器603除了存储每个R、G、B的数字图像数据和将这些图像数据进行2值化处理后所得的2值图像等之外，还用于临时保存来自前述高速安装机的发送信息和检测中途结果等。
摄像控制器604包括将摄像部2和光投射部3连接到CPU601的接口等，基于来自CPU601的命令，进行控制光投射部3各个光源的点灯和灭灯操作以及光量的调整等。
XY工作台控制器605包含将前述XY工作台部4连接到CPU601的接口等，基于来自CPU601的指令，控制XY工作台部4的移动操作。W轴控制器606是用于调整前述基板支持部5的传送带(conveyer)51的宽度，同样，基于CPU601的指令实行控制。
基板检测数据存储部609是用于登录对每个基板种类设定的基板检测数据的存储器。各个基板检测数据是分别将在对应基板上用前段高速安装机安装的芯片部件之部件检测数据存储到带有规定文件名的数据文件(以后称为“检测数据文件”)中而构成的。在本实施例检测数据文件中，存储了用于检测(这是前述部件飞跳检测)的检测数据(以后称为“部件飞跳检测数据”)，该检测是判别芯片部件是否飞跳到通过下一个异形安装机安装的预定的异形部件之安装位置上。后面说明该部件飞跳检测数据的细节。
图像处理部607从存储器603存储的R、G、B各图像数据中以象素单位取出R、G、B的各色调以及通过这些色调的总和表示的亮度。检测时，图像处理部607对各个部件的每个，基于该部件检测数据和部件飞跳检测数据，设定检测窗口，并在该窗口内，进行取出与部件颜色对应的图像(以后称为“(部件的)候补图像”)的处理和计算所取出候补图像之特征量的处理。
检测部608对每个部件通过将在前述检测窗口内取出的特征量与判定基准值进行比较等进行合格与不合格的判定，将该判定结果输出到CPU601。CPU601基于各检测窗口每一个的判定结果，最终判定基板7是否为合格品。该最终的判定结果被输出到CRT显示部611和打印机612，或者输出到接收发送部613。
前述输入部610用于输入用来检测的各种条件和检测信息等，并由键盘和鼠标等构成。CRT显示部611(以后简单称为“显示部611”)接受来自CPU601的图像数据、检测结果、来自从前述输入部610的输入数据等，并将其显示在显示画面上。打印机612接受CPU601供给的检测结果等，并将其以预定形式打印出。
接收发送部613是用于与外部装置之间进行数据交换的。作为外部装置，能够设定前后段的各个安装机和未图示的基板运送线控制装置等。
外部存储器装置614是通过规定存储媒体的引导写入器(lead writer)将前述检测结果保存到软盘、CD-R、磁光盘等中，其还用来从外部获得检测所必需的程序和设定数据。
在上述构成中，图像处理部607和检测部608是由编写入用于进行上述各个处理之程序的专用处理器构成的。但是，不一定必须设置专用处理器，将图像处理部607和检测部608的功能授予进行主要控制的CPU601也是可以的。存储器603和基板检测数据存储部609物理上个别设定也是不必要的，其能够设定在相同的存储器装置(硬盘装置等)中。
上述基板检测装置1中，由前述芯片部件取决的部件检测数据包含对应部件的坐标、安装方向(由对规定基准方向的部件倾斜度表示)、检测窗口设定用数据、为取出芯片部件颜色所必要的二进制阈值(设定用于每个R、G、B各色调和亮度)、用于判断通过所述二进制阈值所取出的部件之候补图像是否确实表示了该部件的判定基准值等。
前述部件飞跳检测数据也与芯片部件的部件检测数据相同，包含检测窗口的设定数据、二进制阈值。判定基准值等。但是，该情况下的检测窗口变成与各异形部件的安装位置和大小相对应。为了能够取出基板上安装的各种芯片部件，二进制阈值被设定作为共同适合于这些部件的阈值或者作为对每个部件的个别阈值。判定基准值是在判定检测窗口内是否有部件图像的处理中使用的，本实施例中，设定了表示部件大小的数值。
图3表示检测窗口的设定例子。图中的w1是与部件本体对应的部件本体窗口，在本来的安装部件检测中，是在确认有无部件的目的中使用的。另一方面，w2是部件飞跳检测的窗口，以前述部件本体窗口w1为基础设定的。
图4表示前述检测窗口的分布例子。图中，用细线画的小矩形81是对于芯片部件的安装部件检测窗口，由对于各芯片部件的部件本体窗口w1构成。与此相对，用粗线画的矩形82是前述部件飞跳检测窗口，由异形部件的部件本体窗口w1被放大的窗口w2构成。
本实施例部件飞跳检测数据中，在包含用于确认部件位置等的前述窗口w2的同时，还包含窗口w1的设定数据，但是，不限定于此，限于只包含窗口w2的设定数据也是可以的。
图5表示在部件飞跳检测中，用于通过部件的大小进行判定处理之判定基准值的设定例子。
在发生部件飞跳的时候，该飞跳的芯片部件处于朝着任意方向的状态。因此，本实施例中，对通过二进制阈值取出部件的候补图像，设定了如图5(2)所示的外接矩形RT，通过该矩形RT的长边长W，表示了部件的大小(以后将该W称为“部件宽度W”)。
在本实施例中，将对前述部件宽度W的判定基准值通过对图5(1)所示长度L的比率表示出。该L是芯片部件图像中对角线的长，是事先通过测量模型芯片部件的图像获得的。对该L的比率，因为根据飞跳部件的方向而变化，本实施例中，将其变动数值范围的最小值L1和最大值L2设定作为判定基准值。即，如果在前述检测窗口内取出部件的候补图像是芯片部件，则该部件宽度W假定为满足L1≤W≤L2的条件。
本实施例中，作为前述判定基准值，也设定表示部件面积范围的数值。对于该面积，只设定最大值Smax，如果检测窗口部件的候补图像是芯片部件，则其面积S假定为满足S≤Smax的条件。而且，在部件飞跳检测中，在都满足取决于上述部件宽度W和面积S的条件时，判断候补图像表示芯片部件。
基板上安装的芯片部件中，由于具有多个尺寸，对每个尺寸，希望设定取决于前述部件宽度和面积的判定基准值。这个情况下，在部件飞跳检测中，成为将通过2值化取出候补图像的特征量与每个尺寸的判定基准值顺序比较。在一个检测窗口内取出多个候补图像的情况下，对各候补的每一个，有必要进行将其特征量与判定基准值进行比较的处理。
同样，对于二进制阈值，由于有根据芯片部件种类的多种颜色，对这些颜色的每个设定二进制阈值，检测时，通过这些二进制阈值，希望顺序地取出与各颜色对应的候补图像。而且，因取出了前述部件宽度W和面积S，为了能取出芯片部件的整体像，针对各种芯片部件，希望分别设定本体(body)取出用的二进制阈值和电极部分取出用的二进制阈值。
接着，前述部件飞跳检测未必对基板都要进行，在部件飞跳产生明显的情况或者在部件飞跳产生的可能性高时只进行该检测。这里，在部件飞跳产生明显的情况下，能够考虑在本来的安装部件检测中检测出芯片部件的脱落。在部件飞跳产生的可能性高的情况下，能够考虑高速安装机侧的吸嘴损耗、在部件吸附和解除时容易产生错误操作的情况。
因此，本实施例中，作为用于在前述基板检测装置中进行部件飞跳检测的条件，设定下面的条件1，2，3，使用者根据基板生产线的实情从这些条件中进行选择，当其选择的条件成立时，就进行部件飞跳检测。
条件1在安装部件检测中检测出部件脱落；条件2高速安装机吸嘴的交换时期相近时；条件3将全部基板作为检测对象。
上述中，条件1对应于前述确实产生了部件飞跳的情况，条件2对应于产生部件飞跳的可能性高的情况。但是，条件1对应于吸嘴吸附两个部件的情况等，而不能应对本来应当安装部件之外的部件飞跳的情况。即使是条件2，由于吸嘴没有损耗，所以不能应对引起错误操作，产生部件飞跳的情况。
相反，在条件3中，由于不限定条件就对检测对象的整个基板进行部件飞跳检测，其能够最可靠地检测出部件飞跳。因此，能够特定出部件飞跳之主要原因的使用者选择条件1或者条件2就可进行有效率的合格品检测。如果是不能够特定出部件飞跳之主要原因的使用者，希望采取安全策略，通过选择条件3，尽管检测时间变长，但可高可靠地检测出因部件飞跳导致的不合格。
而且，本实施例中，在选择了条件2的情况下，通过从上道工序高速安装机中获取表示吸嘴的交换时期快到了的信号(以后称为“报警信号”)以及表示吸嘴的更换结束了的信号(以后称为“解除信号”)，判断条件2是否成立。报警信号是在高速安装机上计数吸嘴的使用次数、当其计数值达到规定数时输出的。另一方面，解除信号是当工作人员确认部件吸附状态等后进行交换完毕操作时，根据其操作而输出的。
下面，使用图6、7，说明在上述基板检测装置中所进行处理的程序。图6是用于基板检测数据的生成/登录的程序，各步骤(ST)由100以上的数字表示。图7是检测时的程序，各步骤由200以上的数字表示。
首先，基板检测数据的生成是使用各芯片部件被安装在正确位置的模型基板(以后该基板称为“基准基板”)进行的。图6的程序是根据操作员输入规定文件名的操作等开始的，在ST101，在前述存储器603中，设定带有输入文件名的空的检测数据文件。接着，操作员通过将前述基准基板设置在规定位置而进行开始操作，在ST102，基准基板被搬到基板支持部5上，在后续ST103，通过摄像部2开始摄像。
来自前述摄像部2的图像通过插入的图像输入部602和CPU601被输出到显示部611。操作员确认该显示部611中显示的图像，一边对每个被检测部位顺序设定检测窗口、二进制阈值和判定基准值(ST104，105，106)。这里，在被检测部位是芯片部件安装位置的情况下，在ST104～106，所安装芯片部件设定固有的检测数据。另一方面，在被检测部位是异形部件安装位置的情况下，在ST104～106，为了前述部件飞跳检测，设定用于取出多种颜色的二进制阈值和与多种尺寸对应的判定基准值。
这样，对输入图像中全部检测部位顺序进行前述3种检测数据的设定。而且，在重复ST104～107的循环期间，所设定的各数据被存储于存储器603所临时保存的检测数据文件中。
在对全部被检测部位的设定结束和进行了设定结束操作之后，ST107为“是”并前进到ST108，将前述检测数据文件登录到基板检测数据存储部609后结束处理。
在ST105设定了二进制阈值的情况下，如果被检测部位是芯片部件，根据操作员指定图像上的芯片部件的操作，能够根据与该指定位置颜色对应的R、G、B和亮度之值来自动设定阈值。另一方面，在被检测部位是异形部件的情况下，由于检测窗口内没有应该指定的颜色，接受临时指定检测窗口之外的芯片部件的操作也是可以的。这种情况下，CPU601顺序接受对多种芯片部件的指定，从各指定位置的图像数据中设定适合于全部芯片部件的二进制阈值，并能够使该值链接到检测窗口。
在上述检测数据的设定处理中，首先完成安装部件检测用的检测数据的设定，接着，如果进行部件飞跳检测用的检测数据的设定，则有可能从在各种芯片部件的安装部件检测所设定的二进制阈值中设定适合于部件飞跳检测的二进制阈值。同样，对判定基准值，也能够利用安装部件检测中的设定值。
而且，在上述图6的程序中，根据操作员的操作进行各种检测数据的设定，但是，对每个部件，也可以事先设定登录标准的检测数据，通过将该登录数据与类似CAD数据的基板设计数据链接的方法，生成检测数据文件。
下面，说明本实施例的检测程序。
检测开始时，操作员根据基板名等指定检测对象的基板种类。图7的程序是根据该指定操作开始的，首先，在开始的ST201，读出该指定基板之基板检测数据并设置到存储器603中。在本实施例中，在下一个ST202，接受用于前述部件飞跳检测的条件输入。而且，该输入能够在前述显示部611上显示条件1，2，3和通过输入与各条件对应的选择项(例如通过数字1，2，3表示的)的方法来进行。
这里，当选择条件2时，即，当指定了以高速安装机吸嘴的更换时期快到了作为条件来进行部件飞跳检测时，ST203变为“是”，在下一个ST204，确认有无从高速安装机发出的发送信号，而且，在发送了信号的情况下，确认其内容。在选择了其它条件1或者条件3的情况下，ST203变为“否”，跳过ST204。
在该状态上进行检测开始操作之后，在ST205接受最初基板的运入，接着在ST206，通过摄像部2开始摄像。
这里，在所述ST202中，假设选择了条件3后，在下一个ST207变成“是”之后进入ST208，进行安装部件检测和部件飞跳检测之两方面的处理。
在该ST208中，以任意顺序着眼于图像上的各被检测部位，进行与各个部位对应的检测。即，如果着眼的部位是芯片部件的安装位置，则实行芯片部件的安装部件检测，如果着眼的部位是异形部件的安装位置，则实行部件飞跳检测。在实际的基板检测中，一边变更摄像位置一边进行多次摄像的情况是很多的，但是，如上述，如果根据把两种检测放在一起进行的处理，则在相同图像上所包含的检测窗口全部处理之后，能够进行下一个图像的输入，并能够进行有效率的合格品检测。
在对全部被检测部位的检测结束之后，从ST208前进到ST209，其检测结果输出到前述显示部611和接受发送部613。在下一个ST210中，将检测对象的基板运出到异形安装机的生产线。此后，在具有下一检测对象基板的情况下，返回到ST203，进入对下一基板的检测程序。而且，ST209～211和从ST211返回到ST203的程序对选择其它条件1或者条件2的情况也是相同的。
这样，在选择条件3的情况下，每次运入基板，都进行安装部件检测和部件飞跳检测。
另一方面，在选择了条件1的情况下，在ST205运入基板、在ST206开始摄像之后，ST207、212都成为“否”，之后进入ST214，只进行芯片部件的安装部件检测。该检测结束后，在其后的ST215中，检测在上述检测中是否检测出部件的脱落。如果该判断是“否”，则从ST215进入到前述ST209，在检测出部件脱落的情况下，ST215变为“是”，之后进入ST216，进行部件飞跳检测，此后进入ST209。
因此，在选择了条件1的情况下，每次运入基板，首先都要进行芯片部件的安装部件检测，当通过该检测检测出部件脱落时，进行部件飞跳检测。
接着，再选择了条件2的情况下，在进行了ST205，206的各个步骤之后，ST207变为“否”，ST212变为“是”，进入ST213，判别是否是适合于条件2的状态。该ST213的判定处理是基于在运入基板前的ST204中由高速安装机所发送信息的内容实现的。
这里，在接受了来自高速安装机的报警信号期间，ST213变为“否”，与条件1的情况相同，对检测对象的各基板，在ST214实行芯片部件的安装部件检测。本实施例中，在选择了条件2的情况下，在安装部件检测之后，也检测在ST215是否检测出部件的脱落。在检测出部件脱落的情况下，实行ST216的部件飞跳检测。
在规定时刻，在接收了来自高速安装机的报警信号之后，前述ST213的判定变为“是”。这样，在ST213为“是”之判定的情况下，进入ST208，与选择条件3时相同，并行进行安装部件检测和部件飞跳检测。
这样，对刚接受报警信号之后的基板结束检测后，对下次运入的基板也在ST213判定为“是”。本实施例中，在通过高速安装机输出了信号时，考虑从该安装机到基板检测装置的生产线上既已存在的规定数基板的可能性，在接收了报警信号之后，到接受表示吸嘴更换完毕之意思的解除信号，进而到该信号接收时在前述高速安装机之间的生产线上正被运送的可能有的数个基板检测结束为止，持续ST213的“是”判定。在持续该“是”判定期间，每次运入的基板都要进行安装部件检测和部件飞跳检测。
在接收了前述解除信号，进而在前述高速安装机之间的生产线上正被运送的可能有的数个基板检测结束之后，接受下一个基板时的ST213的判定为“否”。因此，在ST213的判定处理之后，再次进入到ST214，以后，只要不发现部件的脱落，就只进行芯片部件的安装部件检测。
因此，在选择了条件2的情况下，在交换高速安装机吸嘴必需有的时间上，对于接受安装处理的基板，都进行安装部件检测和部件飞跳检测。
加入上述3种条件，设置称为“在焊料印刷机中，在掩膜和橡皮刮板等工具交换必须的某一时间，进行部件飞跳检测”的条件。在设定了这种条件的情况下，希望从焊料印刷机中接受与前述高速安装机同样的报警信号和解除信号，以及通过与条件2情况相同的程序进行检测。
在上述实施例中，将部件飞跳检测的检测对象区域限定在与异形部件的安装位置相对应的区域，但是，不局限于此，将除了芯片部件的安装位置之外的全部图像作为对象来进行部件飞跳检测也是可以的。
可是，在图1所示生产线上，分别通过高速安装机进行安装芯片部件的工序B，通过异形安装机进行安装异形部件的工序C，但是，不局限于此，各个工序B，C也可以是通过模块组件(modular)型安装机实现。这种情况下，可这样设定生产线即将两台安装机使用在需要高速处理的工序B中，另一方面，通过1台安装机等实现工序C，将多台模块组件型安装机分配给工序B中。在这种生产线中，对通过工序B最后阶段之安装机的基板也能够实行与上述实施例相同的检测。
根据本发明，第一部件安装工序结束之后，由于能够检测在该工序安装的部件是否不跳到在下一个第二部件安装工序的部件安装位置上，因此能够防止产生部件飞跳的基板被流入到第二部件安装工序，和能够避免因部件飞跳导致产生不合格品。
权利要求
1.一种基板检测方法，作为在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间进行的检测方法，其特征在于，对经过所述第一部件安装工序的基板，检测在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含通过所述第一部件安装工序安装的部件。
2.一种基板检测方法，作为在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间进行的检测方法，其特征在于，该方法进行摄像处理，每次接受经过所述第一部件安装工序的基板时，都摄像该基板；第一检测，对所得图像，判别在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像；第二检测，判别在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像。
3.一种基板检测方法，作为在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间进行的检测方法，其特征在于，该方法进行摄像处理，每次接受经过所述第一部件安装工序的基板时，都摄像该基板；第二检测，对所得图像，在进行判别在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像的第一检测的同时，当在第一检测中判别出在规定区域内不正确包含部件图像时，判别在与第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像。
4.一种基板检测方法，作为在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间进行的检测方法，特征在于在接受输入信息的可能状态，该信息表示了在所述第一部件安装工序中所使用部件安装工具的损耗期间，每次接受经过该部件安装工序的基板时，进行摄像该基板的处理，和在所得图像中，进行判别在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像的第一检测；根据所述输入的信息，对以后接受的规定数的基板，在进行所述摄像处理和第一检测的同时，还进行判别在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像的第二检测。
5.一种基板检测方法，作为在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间进行的检测方法，其特征在于在接受输入信息的可能状态，该信息表示在所述第一部件安装工序所送入基板的焊料印刷状态恶化，每次接受经过所述第一部件安装工序的基板时，进行摄像该基板的处理，和在所得图像中，进行判别在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像的第一检测；根据所述输入的信息，对以后接受的规定数的基板，在进行所述摄像处理和第一检测的同时，还进行判别在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像的第二检测。
6.根据权利要求1～5任何一项的基板检测方法，其中，所述第一部件安装工序是安装芯片部件的工序。
7.根据权利要求1～6任何一项的基板检测方法，其中，所述第二部件安装工序是安装异形部件的工序。
8.一种基板检测装置，是在将规定种类部件安装到印刷基板上的第一部件安装工序和对经过第一部件安装工序的基板将部件安装到在该工序未安装位置上的第二部件安装工序之间配备的、检测经过所述第一部件安装工序的基板的部件安装状态的装置，包括摄像装置，用于摄像检测对象的基板；存储装置，用于存储第一检测的检测数据和第二检测的检测数据，第一检测对通过所述摄像装置所得图像进行在与所述第一部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否包含该部件的图像的判别，而第二检测进行在与所述第二部件安装工序的部件安装位置相对应的区域上是否不包含在所述第一部件安装工序所安装部件的图像的判别；输入装置，输入用于进行所述第二检测的条件；检测实行装置，通过使用所述第一检测的检测数据对通过所述摄像装置所得的图像进行处理，同时对应于从所述输入装置输入条件的成立，使用第二检测的检测数据处理所述图像；以及输出装置，输出由所述检测实行装置产生的检测结果。
全文摘要
提供一种基板检测方法和使用该方法的基板检测装置，可快速地检测出部件飞跳，而不对后工序产生影响。在通过高速安装机安装芯片部件的工序B和通过异形安装机安装异形部件的工序C之间，实行检测a。在检测a中，除了判别在前工序安装的芯片部件安装状态等的安装部件检测之外，还要进行判别芯片部件是否不跳到下一工序C之异形部件安装位置的部件飞跳检测。在安装部件检测中检测出部件脱落时和接近高速安装机吸嘴的更换时等，基于对应于现场实情的条件，能够实施该部件飞跳检测。
文档编号G01N21/956GK1550776SQ20041000677
公开日2004年12月1日 申请日期2004年2月26日 优先权日2003年2月27日
发明者村上清 申请人:欧姆龙株式会社