| 【発明の名称】 |
検査方法および検査装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山内 智
【氏名】辻川 俊彦
【氏名】梶山 正行
【氏名】田中 末廣
|
| 【要約】 |
【課題】被検査基板を横送りして横送りの前後の複数回の撮影で大きな基板を検査することができ、しかも高精度の検査装置および検査方法を提供する。
【解決手段】保持手段２に付された補正マーク６ａ，５ｂの位置座標をラインセンサカメラ３にて読み取り、あらかじめ設定された補正マーク６ａ，６ｂの位置座標と前記読み取った補正マーク６ａ，６ｂの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に撮影を実行する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査するに際し、前記保持手段に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行する検査方法。
【請求項２】検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査するに際し、前記保持手段に付された第１の補正マークの座標位置をラインセンサカメラにて読み取り、前記保持手段を動かして前記被検査基板を介して前記第１の補正マークと反対側の保持手段に付された第２の補正マークの座標位置を読み取り、あらかじめ設定された第１，第２の補正マークの座標位置と前記読み取った第１，第２の補正マークの座標位置とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行する検査方法。
【請求項３】検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査するに際し、前記被検査基板に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行する検査方法。
【請求項４】第１、第２の補正マークをラインセンサカメラの読み取り開始側に設けた請求項２記載の検査方法。
【請求項５】被検査基板に第１の補正マークと第２の補正マークを設け、前記第１の補正マークを被検査基板のラインセンサカメラの読み取り開始側に設け、前記第２の補正マークを前記第１の補正マークの対角線上に設けた請求項３記載の検査方法。
【請求項６】検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査する検査装置であって、前記保持手段に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行するよう構成した制御手段を設けた検査装置。
【請求項７】検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査する検査装置であって、前記被検査基板に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行するよう構成した制御手段を設けた検査装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検査位置に搬入された被検査基板をラインセンサカメラで撮影して検査する検査方法および検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プリント基板への電子部品の実装の際には、はんだ印刷後の印刷状態の検査、装着部品の装着状態の検査、はんだ硬化後の部品やはんだ状態の検査など様々な検査が行われる。このような検査方法としては、検査位置に搬入された被検査基板をラインセンサカメラで撮影して検査する方法が挙げられる。
【０００３】図６〜図９は、従来の検査装置を示す。図６，図７に示すように、検査装置は、検査位置に搬入されたプリント基板１に対して、ラインセンサカメラ３を基板の搬入方向に沿う方向［矢印Ｃ方向］に走査させてプリント基板１を撮影して検査するよう構成されている。詳しくは、検査位置におけるプリント基板１は、保持手段としてのレール２に保持されている。ラインセンサカメラ３は、移動軸８によって矢印Ｃ方向に移動可能となっており、反射ミラー１０を介してプリント基板１の表面を撮影する。
【０００４】このように構成された検査装置では、熱などの要因によって移動軸８の伸び縮みやプリント基板１の伸び縮みが発生することがある。そのため検査されるプリント基板１には、図８に示すように、ラインセンサカメラ３の読み取り開始側と終了側にそれぞれ対角線上に位置するよう第１の補正マーク６ｅと第２の補正マーク６ｆとが設けられており、この２ヶ所の補正マークを用いて上記のような移動軸８やプリント基板１のずれが補正される。
【０００５】具体的には、ラインセンサカメラ３でプリント基板１を撮像するに際し、最初にラインセンサカメラ３で第１の補正マーク６ｅと第２の補正マーク６ｆを認識してそれぞれの中心位置を求める。ここで第１，第２の補正マーク６ｅ，６ｆの位置座標はあらかじめ教示されており、第１の補正マーク６ｅと第２の補正マーク６ｆのＸ軸方向の距離とＹ軸方向の距離は明確になっているため、この距離と認識によって得られた第１，第２の補正マーク６ｅ，６ｆのＸ軸方向距離とＹ軸方向距離のそれぞれの比を求める。
【０００６】Ｘ軸方向とＹ軸方向の比率が共に値が１の場合は、熱などの要因による移動軸８の伸び縮みやプリント基板１の伸び縮みが無いと判断できるが、比率が１以外の場合には、移動軸８やプリント基板１の伸び縮みが有ると判断して、補正マークの認識位置が教示時の値になるように調整されると共に、検査するプリント基板１の位置も調整される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような検査方法は、プリント基板１が大きくなった場合には用いることができないという問題がある。プリント基板１が大きくなった場合には、プリント基板１に送りネジ軸を設け、この送りネジ軸を回転させてプリント基板１を基板搬送方向と交差する方向に移動させて複数回の撮影をラインセンサカメラ３で実行することが考えられる。
【０００８】例えば、プリント基板１をラインセンサカメラ３で２回撮影する場合には、まず図９（ａ−１）に示すように、第１スキャン開始位置５ｃよりラインセンサカメラ３が矢印Ｅ方向に移動して、第１の検査ポイント１１ａが設けられた第１のスキャン領域７ａが撮影される。次いで図９（ａ−２）に示すように、送りネジ軸によってプリント基板１が矢印Ｅ方向に移動して、ラインセンサカメラ３により第２スキャン開始位置５ｄより第２の検査ポイント１１ｂが設けられた第２のスキャン領域７ｂが撮影される。
【０００９】撮影の終了したプリント基板１は、図９（ａ−３）に示すように、送りネジ軸によって矢印Ｆ方向へと移動し元の位置に戻される。上記のように送りネジ軸にてプリント基板１を基板搬送方向と交差する方向に移動させる工程が含まれると、送りネジ軸を同じだけ回転させてプリント基板１の位置を変更したとしても、実際には送りネジ軸の熱膨張の影響をうけて、その送り量は一定にならないという問題がある。
【００１０】図９（ｂ−１）〜（ｂ−３）は、送りネジ軸が熱膨張した場合の検査方法を示す。上記図９（ａ−１）と同様に撮影された図９（ｂ−１）は、第１スキャン開始位置５ａと第１スキャン開始位置５ｅとが同じ位置にあり、ラインセンサカメラ３で撮影される第１のスキャン領域７ａと第１のスキャン領域７ｃにずれはない。
【００１１】しかし、送りネジ軸に熱膨張が発生すると移動させたプリント基板１は、図９（ｂ−２）に示すように、図９（ａ−２）と同じだけ送りネジ軸を回転させているが、第２スキャン開始位置５ｆと第２スキャン開始位置５ｄとにずれが生じている。その結果、図９（ａ−２）に示す第２スキャン開始位置５ｄから第２の補正マーク６ｆまでの距離及び第２スキャン開始位置５ｄから第２の検査ポイント１１ｂまでの距離は、図９（ｂ−２）に示す第２スキャン開始位置５ｆから第２の補正マーク６ｈまでの距離及び第２スキャン開始位置５ｆから第２の検査ポイント１１ｄまでの距離が異なる。従って、図９（ｂ−３）に示す第１のスキャン領域７ｃと第２のスキャン領域７ｄは、図９（ａ−３）の第１のスキャン領域７ａと第２のスキャン領域７ｂと全体的にずれが生じている。
【００１２】このように、熱などによる送りネジ軸の回転駆動量のずれが生じると、スキャン開始位置にずれが生じるため、上述のような第１の補正マーク６ｅと第２の補正マーク６ｆとを用いた収縮補正法は適用できない。本発明は前記問題点を解決し、被検査基板を横送りして横送りの前後の複数回の撮影で大きな基板を検査することができ、しかも高精度の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の検査方法は、被検査基板を横送りするとともに位置ずれ量に基づいて駆動量を補正することを特徴とする。この本発明によると、大きな基板を検査できるとともに高精度の検査が実現できる。
【００１４】本発明の検査装置は、補正マークを被検査基板の保持手段に設けたことを特徴とする。この本発明によると、本発明の検査方法が容易に実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の検査方法は、検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査するに際し、前記保持手段に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行することを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項２記載の検査方法は、検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査するに際し、前記保持手段に付された第１の補正マークの座標位置をラインセンサカメラにて読み取り、前記保持手段を動かして前記被検査基板を介して前記第１の補正マークと反対側の保持手段に付された第２の補正マークの座標位置を読み取り、あらかじめ設定された第１，第２の補正マークの座標位置と前記読み取った第１，第２の補正マークの座標位置とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて、駆動量を補正した後に前記撮影を実行することを特徴とする。
【００１７】本発明の請求項３記載の検査方法は、検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査するに際し、前記被検査基板に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行することを特徴とする。
【００１８】本発明の請求項４記載の検査方法は、請求項２において、第１、第２の補正マークをラインセンサカメラの読み取り開始側に設けたことを特徴とする。本発明の請求項５記載の検査方法は、請求項３において、被検査基板に第１の補正マークと第２の補正マークを設け、前記第１の補正マークを被検査基板のラインセンサカメラの読み取り開始側に設け、前記第２の補正マークを前記第１の補正マークの対角線上に設けたことを特徴とする。
【００１９】本発明の請求項６記載の検査装置は、検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査する検査装置であって、前記保持手段に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行するよう構成した制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２０】本発明の請求項７記載の検査装置は、検査位置に搬入された被検査基板に対してラインセンサカメラを前記搬入の方向に沿う方向に走査させるとともに、前記被検査基板を保持する保持手段を動かして被検査基板を前記ラインセンサカメラの走査方向と交差する方向に移動させて前記被検査基板を撮影して検査する検査装置であって、前記被検査基板に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行するよう構成した制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】以下、本発明の各実施の形態を図１〜図５を用いて説明する。なお、上記従来例を示す図６〜図９と同様をなすものについては、同一の符号を付けて説明する。
（実施の形態１）図１〜図３は、本発明の（実施の形態１）を示す。
【００２２】この（実施の形態１）では、図１に示すように、被検査基板としてのプリント基板１を基板搬送方向［矢印Ｃ方向］と交差する方向に移動させる送りネジ軸（ボールネジ軸）４を設け、この送りネジ軸４の回転駆動量を補正するための補正マークをレール２の側に設けた点で上記従来例と異なる。詳しくは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、検査装置は、検査位置に搬入されたプリント基板１を基板搬送方向と交差する方向［矢印Ｂ方向］に沿って移動させる送りネジ軸４と、ラインセンサカメラ３を基板搬送方向［矢印Ａ方向］に沿って移動させる移動軸８との２軸の移動軸からなる構成となっている。
【００２３】プリント基板１は、保持手段としてのレール２に保持されており、レール２のラインセンサカメラ３の読み取り開始側には、第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂが設けられている。送りネジ軸４は、時間経過により、熱やその他の要因のために伸び縮みすることがあるため、ある時点でレール２上の第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂを認識した位置座標と、ある時間が経過した後にレール２上の第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂを認識した位置座標にずれが発生する。
【００２４】その結果、上記従来例を示す図９に示すように、第１スキャン開始位置５ａ，第２スキャン開始位置５ｂに位置ずれが生じ、第１，第２の検査領域７ａ，７ｂの領域にずれが発生する。そこで、この（実施の形態１）では、第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂの位置座標をラインセンサカメラ３によって読み取って、図３に示す制御手段によって送りネジ軸４の回転駆動量を補正する。
【００２５】まず、ステップＳ１では、第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂの位置座標が設定される。１枚のプリント基板１を検査する度、あるいは何枚かに１回の割合で、レール２に設けられた第１の補正マーク６ａおよび第２の補正マーク６ｂを認識し、ステップＳ２では、読み取った第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂの座標位置と設定された第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂの座標位置との位置ずれ量を計算する。
【００２６】ステップＳ３で、送りネジ軸４の回転駆動量にずれがあると判断されると、ステップＳ４では送りネジ軸４の回転駆動量が補正され、第１スキャン開始位置５ａ，第２スキャン開始位置５ｂの位置ずれが補正される。その後、上記従来例を示す図８と同様にプリント基板２に付与された補正マークを認識して伸縮補正を行うことにより、検査ポイントの位置を補正することができる。
【００２７】上記の補正を行った後、ステップＳ５で、ラインセンサカメラ３によるプリント基板１の撮影を行う。ステップＳ３で位置ずれがないと判断された場合にも、上記従来例と同様の伸縮補正を行った後、ステップＳ５でプリント基板１の撮影を実行する。このような補正を行うことで、２軸から成る移動軸で構成された検査機においても、熱などの要因による移動軸の伸び縮みやプリント基板の伸び縮みに対応した位置補正を行うことができる。
【００２８】なお、上記説明では、第１，第２の補正マーク６ａ，６ｂをレール２のラインセンサカメラ３の読み取り開始側に向かい合うようにして配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜しの設定位置を調整できる。（実施の形態２）図４と図５は、本発明の（実施の形態２）を示す。
【００２９】この（実施の形態２）では、補正マークをプリント基板１に設けた点で異なるがそれ以外の基本的な構成は上記（実施の形態１）と同様である。詳しくは、図４に示すように、プリント基板１には、上記従来例を示す図８と同様にプリント基板１のラインセンサカメラ３の読み取り開始側に第１の補正マーク６ｃが設けられ、この第１の補正マーク６ｃの対角線上に第２の補正マーク６ｄが設けられている。
【００３０】検査位置に搬入されたプリント基板１は、送りネジ軸４によって矢印Ｂ方向に移動し、ラインセンサカメラ３を矢印Ａ方向に移動させることにより、第１のスキャン領域７ａ，第２のスキャン領域７ｂの検査が行われる。このように構成された検査装置では、時間経過とともに熱やその他の要因により送りネジ軸４に伸び縮みが発生し、ある時点でプリント基板２上の補正マークａ１２及び補正マークｂ１３を認識した結果の位置と、ある時間経過後にプリント基板２上の補正マークａ１２及び補正マークｂ１３を認識した結果の位置とにずれが発生すると、図５に示す制御手段によってプリント基板１の位置補正が行われる。
【００３１】ステップＳ１では、プリント基板１２に付された第１，第２の補正マークの位置座標が設定される。ステップＳ２では、ラインセンサカメラ３によって第１，第２の補正マーク６ｃ，６ｄの位置座標が読み取られ、その中心位置が認識される。そして、ステップＳ３の工程で、送りネジ軸４の回転駆動量にずれがあると判断されると、ステップＳ４では送りネジ軸４の回転駆動量が補正され、第１スキャン開始位置５ａ，第２スキャン開始位置５ｂの位置ずれが補正される。
【００３２】その後、上記従来例を示す図８と同様にプリント基板２に付与された補正マークを認識して伸縮補正が行われ、検査ポイントの位置が補正される。最後にステップＳ５において、ラインセンサカメラ３によるプリント基板１の撮影が行われる。ステップＳ３で位置ずれがないと判断された場合にも、上記従来例と同様の伸縮補正を行った後、ステップＳ５でプリント基板１の撮影を実行する。
【００３３】このような補正を行うことで、上記（実施の形態１）と同様に２軸から成る移動軸で構成された検査機においても、熱などの要因による移動軸の伸び縮みやプリント基板の伸び縮みに対応した位置補正を行うことができる。また、レールに補正マークを設けることができない場合でも、従来と同様にプリント基板に設けられた第１，第２の補正マークを用いて補正を行うことができる。
【００３４】また、上記説明では、従来の伸縮補正法に使用する第１，第２の補正マークを使用して送りネジ軸の位置ずれを補正したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図５の補正で使用される第１，第２の補正マークの位置は特に限定されるものではない。なお、上記各実施の形態では、移動軸を構成する要素としてボールネジを挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなくその他の駆動手段、例えばタイミングベルトなどについても同様に実施できる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明の検査方法によると、保持手段に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行することで、被検査基板を横送りして横送りの前後の複数回の撮影で大きな基板を検査することができ、しかも高精度の検査が実現できる。
【００３６】また、本発明の検査装置によると、前記保持手段に付された補正マークの位置座標をラインセンサカメラにて読み取り、あらかじめ設定された前記補正マークの位置座標と前記読み取った補正マークの位置座標とを比較して位置ずれ量を計算し、前記座標位置にずれがある場合には前記位置ずれ量に基づいて駆動量を補正した後に前記撮影を実行するよう構成した制御手段を設けることで、本発明の検査方法が容易に実現できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年１０月２６日（１９９９．１０．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１２７４９９（Ｐ２００１−１２７４９９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１１日（２００１．５．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０３２１０ |
|