JP4118855B2 - Printed solder inspection apparatus and printed solder inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品等を表面実装するための印刷はんだされたプリント板上に、レーザ光を走査しつつ照射し、その反射光を受けて、いわゆる三角測量を行って、印刷はんだ形成状態を測定し、検査する印刷はんだ検査装置及びその方法に関する。 The present invention irradiates a printed board that has been printed and soldered for surface mounting electronic components and the like while scanning with laser light, receives the reflected light, performs so-called triangulation, and determines the printed solder formation state. The present invention relates to a printed solder inspection apparatus and method for measuring and inspecting.
基板(以下、プリント板を単に「基板」と言う。)をレーザ光により三角測量して得られた測定値、例えば、基板上の印刷はんだ箇所の変位(高さを含む)や輝度(基板から反射した光の量、受光量(光の強さ)を含む。)の測定値を基に、印刷はんだ状態(印刷はんだ形成状態、或いは、はんだ印刷状態)の良否を判定する検査装置においては、その判定を含む検査結果と、基板及び工程を特定する基板工程情報とを対応させてデータベースとして保管管理し、後に、基板に不良発生等のトラブルがあれば、その基板の実物の認識コードから前記データベースにアクセスして、検査結果を参照して、解析できるようにしておく必要がある。基板工程情報とは、基板や工程の一部を特定できる情報であり、識別情報、ロット番号、製造年月(日)、基板の種類、製造所(者)、来歴等があり、その内少なくとも一つが含まれる。 Measurement values obtained by triangulation of a substrate (hereinafter, a printed board is simply referred to as “substrate”), for example, displacement (including height) of printed solder on the substrate and brightness (from the substrate) In the inspection device that determines the quality of the printed solder state (printed solder formation state or solder printing state) based on the measured values of the amount of reflected light and the amount of received light (intensity of light)) The inspection result including the determination and the substrate process information for specifying the substrate and the process are stored and managed as a database, and if there is a trouble such as a defect in the substrate later, the actual recognition code of the substrate It is necessary to access the database so that it can be analyzed by referring to the test results. Substrate process information is information that can specify a part of a substrate or process, and includes identification information, lot number, date of manufacture (day), type of substrate, manufacturer (person), history, etc. One included.
一般的には、基板は、当初から認識コード(例えば、バーコード)が付されており、印刷はんだ工程、そして検査工程に流される。したがって、印刷はんだ形成状態を検査するときは、その認識コードから基板工程情報を読み取って、上記の管理を行うことになる。 In general, a recognition code (for example, a bar code) is attached to the substrate from the beginning, and the substrate is sent to a printing solder process and an inspection process. Therefore, when the printed solder formation state is inspected, the above-mentioned management is performed by reading the board process information from the recognition code.
特に、本発明は、基板を検査するためのレーザ光で、基板上の印刷はんだ箇所と認識コードとを一緒に三角測量し、その測定した認識コードから基板工程情報を取得することによって、簡易な構成で容易に基板情報を取得できるようにした印刷はんだ検査装置に係る。 In particular, the present invention provides a simple method by triangulating a printed solder location on a substrate and a recognition code together with a laser beam for inspecting the substrate, and acquiring substrate process information from the measured recognition code. The present invention relates to a printed solder inspection apparatus that can easily acquire board information with a configuration.
従来、基板上の印刷はんだ形成状態を光学的に測定する方法としては、レーザ光を走査しながら照射して三角測量する方法(特許文献1)、や照射光を照射して撮影(撮像)する方法(特許文献2)がある。 Conventionally, as a method of optically measuring the printed solder formation state on a substrate, a method of performing triangulation by irradiating laser light while scanning (Patent Document 1), or irradiating with irradiation light (photographing). There is a method (Patent Document 2).
一般には、特許文献2の「従来技術」の項に記載のように、バーコードを読み取るコードリーダが別途準備され、(a)基板上のバーコードをセンシングして基板工程情報を取得する、バーコードのセンシングー読み取り工程と、(b)印刷はんだ形成状態をセンシングして検査する、印刷はんだ形成状態センシングー検査工程とは、センシング手段も別々、工程も別々に行われていた。 In general, as described in the section “Prior Art” of Patent Document 2, a bar code reader is separately prepared, and (a) a bar code on the board is sensed to obtain board process information. The code sensing reading step and (b) the printed solder formation state sensing inspection step of sensing and inspecting the printed solder formation state are performed separately for the sensing means and the steps.
そこで、特許文献2の撮影する方法では、同じ撮影手段でセンシングして、認識コードを検出する工程と印刷はんだ形成状態を検査するための検査工程とを分けて、それぞれの工程で認識コードを撮影して取得し、検査工程で印刷はんだ形成状態を撮影して取得している。いずれの場合も、基板上部の垂直方向から撮影して得られた輝度情報を処理して認識コードの取得と、印刷はんだ形成状態の取得を行っているが、工程が異なるのは、基板上の認識コードの分布領域と印刷はんだの分布領域が異なることの他に、輝度情報を処理する仕方がそれぞれ異なるためと認められる。 Therefore, in the method of photographing in Patent Document 2, sensing is performed by the same photographing means, and the process of detecting the recognition code is divided into the inspection process for inspecting the printed solder formation state, and the recognition code is photographed in each process. And obtaining the printed solder formation state in the inspection process. In either case, the luminance information obtained by photographing from the vertical direction on the top of the substrate is processed to acquire the recognition code and the printed solder formation state, but the process is different on the substrate In addition to the difference between the distribution area of the recognition code and the distribution area of the printed solder, it is recognized that the method of processing the luminance information is different.
例えば、特許文献2の実施例では、認識コード(1次元又は2次元シンボル)がレーザ光で基板上に刻印したもので説明されている。そうすると、刻印を撮影した場合と、印刷はんだ状態を撮影した場合とでは、撮影して得られる輝度が大きく異なることから、その後の所望のデータを得るまでの処理内容が異なるものと考えられる。つまり、この従来例では、認識コードと印刷はんだ形成状態を同一の撮影手段でセンシングしているが、利用できるデータにするまでの処理は、別工程を用意しておく必要がある。 For example, in the embodiment of Patent Document 2, a recognition code (one-dimensional or two-dimensional symbol) is described as being engraved on a substrate with laser light. Then, since the brightness | luminance obtained by image | photographing differs greatly by the case where a stamp is image | photographed and the case where a printing solder state is image | photographed, it is thought that the processing content until it obtains subsequent desired data differs. That is, in this conventional example, the recognition code and the printed solder formation state are sensed by the same photographing means, but it is necessary to prepare a separate process for making the data usable.
しかしながら、上記特許文献2の例のように、認識コードと印刷はんだ形成状態をセンシングする手段が同一手段であっても、その後に、それぞれ利用できるデータにするまでのデータ処理が別工程であるという欠点がある。そのデータ処理工程の違い、大きさによっては、時間的負担、コスト的負担になりかねなかった。 However, as in the example of Patent Document 2, even if the means for sensing the recognition code and the printed solder formation state is the same means, the data processing until the data that can be used thereafter is a separate process. There are drawbacks. Depending on the difference and size of the data processing process, it could be time consuming and costly.
つまり、上記の時間的負担は、認識コード取得工程と印刷はんだ形成状態の取得工程がシリアルに行われ、かつ認識コード取得のためのデータ処理が複雑になるとトータルの検査時間に与える影響が大きくなるためである。コスト的負担は、データ処理のためのプログラム費用もあるが、むしろ認識コード取得のためのデータ処理が微妙、複雑になると、そのためのトラブルが生じ安くなり、その対策のためにトータルコストに影響してくる。 In other words, the above time burden has a large effect on the total inspection time when the recognition code acquisition step and the printed solder formation state acquisition step are performed serially and the data processing for acquiring the recognition code becomes complicated. Because. The cost burden is also the program cost for data processing, but if the data processing for obtaining the recognition code is subtle and complicated, troubles for it will occur and it will be cheap, and the total cost will be affected as a countermeasure. Come.
また、従来のバーコード読み取りでは、基板上にある認識コードの向きに対応してバーコードリーダの向き(スキャン方向)を変更しなければならなかった。 In the conventional bar code reading, the direction of the bar code reader (scan direction) has to be changed corresponding to the direction of the recognition code on the substrate.
なお、初歩的なことであるが、検査工程の作業者は、印刷はんだされた基板を識別し、印刷はんだ検査装置を操作して、その基板のレイアウトに沿って測定して測定値を取得し判定させるのであるからして、基板工程情報の一部を把握しており、作業者が、認識コードに頼らずに、直接に、判定結果に対して基板工程情報を入力して記録すれば良いのではないかという疑問がでてくるところである。しかしながら、例えば、同種のプリント板100枚を検査する場合、印刷はんだ検査装置に対しては、初期に設定・調整を行えば、100枚は自動で検査できるが、操作者が直接記録するとなると、100枚分の基板工程情報を確認し、直接入力を行わなければならないこと、時間がかかること、間違い安いこと等の多くの問題があって、バーコード等が取り入れられるようになってきた経緯がある。 Although it is rudimentary, an operator in the inspection process identifies a printed solder board, operates the printed solder inspection device, and measures according to the layout of the board to obtain a measured value. Since it is determined, a part of the substrate process information is grasped, and the operator may input and record the substrate process information directly on the determination result without relying on the recognition code. This is where the question of whether it is. However, for example, when inspecting 100 printed boards of the same type, the printed solder inspection device can be inspected automatically if it is initially set and adjusted, but if the operator records directly, Confirming the substrate process information for 100 sheets, there are many problems such as having to input directly, time consuming, mistaken cheapness, etc. is there.
本発明の目的は、上記従来技術の欠点をより改良するものであって、基板工程情報の取得に係る時間的、コスト的負担を軽減でききる印刷はんだ検査装置及びその方法の提供である。 An object of the present invention is to provide a printed solder inspection apparatus and method that can further improve the above-described drawbacks of the prior art and reduce the time and cost burden associated with acquisition of substrate process information.
上記課題を達成するため、本発明では、基板に認識コードを付す方法が刻印形式であれ、インクによる印字形式であれ、基板上の高低差(高さ方向の変位)として表現されることに着眼するとともに、レーザ光を用いた三角測量によって測定、検査する方法にあっては、基板表面の高さ方向の変位量(併せて光量も測定しても良い)を捉えられる特徴を有することを利用して、基板の印刷はんだ形成状態及び認識コードをセンシング、処理して測定値を得るまでは、同じ手段、工程で行う(つまり、測定手段としては、印刷はんだ形成状態と認識コードを格別、意識することなく、測定する。)。そして、測定値を取得後の認識コードから基板工程情報を取得する工程は、基板の良否判断の工程と並列に行う構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention focuses on the fact that the method of attaching a recognition code to a substrate is expressed as a height difference (displacement in the height direction) on the substrate, whether it is a stamped format or an ink-printed format. In addition, the method of measuring and inspecting by triangulation using laser light has the feature that it can capture the amount of displacement in the height direction of the substrate surface (and the amount of light may also be measured). Then, until the measured value is obtained by sensing and processing the printed solder formation state and the recognition code of the board, it is performed by the same means and processes (that is, as the measurement means, the printed solder formation state and the recognition code are distinguished and conscious) Measure without having to). And the process which acquires board | substrate process information from the recognition code after acquiring a measured value was set as the structure performed in parallel with the process of the quality determination of a board | substrate.
具体的には、請求項1に記載の発明は、特有の基板工程情報を示す認識コードを一部領域に付され検査対象として指定されたプリント板の表面にレーザ光を走査しつつ照射させ、その反射光から得られる該プリント板表面の各位置における高さ方向の変位量を示す測定値を取得する測定手段(100)と、該測定値を記憶する測定値記憶手段(6)と、該測定値記憶手段の測定値に基づいてはんだの印刷状態を判定する判定手段(8)とを備えた印刷はんだ検査装置であって、
前記判定手段が印刷状態を判定する動作と並列に、前記測定値記憶手段が記憶する前記検査対象のプリント板の一部領域の測定値を基に認識コードを検出し、検出した該認識コードから検査対象とするプリント板に前記特有の基板工程情報を読み取る基板情報取得手段(200)を備えた。
Specifically, the invention according to
In parallel with the operation of determining the printing state by the determination unit, a recognition code is detected based on the measurement value of the partial area of the printed board to be inspected stored by the measurement value storage unit, and the detected recognition code is used. The printed board to be inspected is provided with board information acquisition means (200) for reading the specific board process information.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記基板情報取得手段は、
予めプリント板の種類に対応して、該プリント板の基板工程情報を示す前記認識コードがパターンとして付された前記一部領域、及び該認識コードのパターンを情報に変換する規約を記憶する設計情報記憶手段(13)と、指定された前記検査対象のプリント板に対応した前記一部領域情報を該設計情報記憶手段から受けて、該一部領域の測定値を前記測定値記憶手段から読み出し、読み出した該一部領域の測定値を基に、該検査対象のプリント板の認識コードのパターンを検出するコード検出手段(9)と、該コード検出手段により検出された該認識コードのパターンを基に、前記設計情報記憶手段に記憶されている前記規約を参照して該検査対象のプリント板の基板工程情報を読み出す翻訳手段(10)とを備えた。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the substrate information acquisition unit includes:
Corresponding to the type of pre-printed circuit board, design information storing convention to convert the partial region in which the recognition code of a substrate process information of the printed circuit board is attached as a pattern, and the pattern of the identification code in the information storage means (13), the partial area information corresponding to the printed circuit board of the given said object receiving from the design information storing unit, reads the measurement value of the partial area from the measured value storing means, Based on the read measurement value of the partial area, the code detection means (9) for detecting the recognition code pattern of the printed circuit board to be inspected, and the recognition code pattern detected by the code detection means And translation means (10) for reading out the board process information of the printed board to be inspected with reference to the rules stored in the design information storage means.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記測定手段は、前記プリント板表面の各位置における高さ方向の前記変位量と共に反射光の光量を含む測定値として記憶し、前記コード検出手段は、前記一部領域の測定値の内、該変位量又は該光量のいずれか一つを基に、検査対象のプリント板の認識コードのパターンを検出する構成とした。
The invention according to claim 3, in the invention described in claim 2, wherein the measuring means is stored as the measurement value, including the amount of reflected light with the amount of displacement in the height direction at each position of the printed board surface The code detection means is configured to detect the pattern of the recognition code on the printed board to be inspected based on one of the displacement amount and the light amount among the measurement values of the partial area.
請求項4に記載の発明は、予め、複数種類のプリント板の、識別情報、良否判定するための基準データ、プリント板の基板工程情報を含む認識コードのパターンが付された一部領域、及び該認識コードのパターンを情報に変換する規約を、予め対応させて設計情報記憶手段に記憶する準備段階と、
検査対象とするプリント板の識別情報が操作手段により指定される指定段階と、
前記検査対象のプリント板表面をレーザ光によって走査しつつ反射光を受けて求めた高さ方向の変位量を測定値として測定値記憶手段に記憶する測定段階と、
前記指定された識別情報に対応する前記基準データを参照して、該測定値記憶手段の測定値に基づいてはんだの印刷状態の良否を判定する判定段階と、
前記指定された識別情報に対応する前記一部領域を基に、前記測定値記憶手段から該一部領域における測定値を読み出し、該読み出した測定値を基に認識コードのパターンを検出するコード検出段階と、
該検出された認識コードのパターンを基に、前記指定された識別情報に対応する規約を参照して、基板工程情報を読み出す翻訳段階と、
該基板工程情報と前記判定段階における判定結果とを対応づける合成段階とを備えた。
The invention according to
A designation stage in which the identification information of the printed board to be inspected is designated by the operation means;
A measurement step of storing a displacement amount in a height direction obtained by receiving reflected light while scanning the surface of the printed board to be inspected with laser light as a measurement value in a measurement value storage unit;
With reference to the reference data corresponding to the specified identification information, a determination step of determining the quality of the solder printing state based on the measurement value of the measurement value storage means;
Code detection for reading a measurement value in the partial area from the measurement value storage means based on the partial area corresponding to the specified identification information and detecting a pattern of a recognition code based on the read measurement value Stages,
Based on the pattern of the detected recognition code, referring to a rule corresponding to the specified identification information, a translation step of reading substrate process information;
And a synthesis step for associating the substrate process information with the determination result in the determination step.
請求項1、4の発明によれば、印刷はんだ形成状態を判定するため測定して求めた、高さ方向の変位を示す測定値を基に、判定動作とは並列に、認識コードを取得し、基板工程情報を取得できることから、測定(センシング)、そして変位を表す測定値までの処理は同じ処理で行え、その後の基板情報取得までの処理時間帯も改めて設ける必要がないので、時間的負担及びコスト的負担を軽減することができる。また、認識コードを変位データとして測定値とともに取得する構成からして、基板に付された認識コードの向きに応じて、読み取り方向を変更する必要がない。 According to the first and fourth aspects of the present invention, the recognition code is acquired in parallel with the determination operation based on the measurement value indicating the displacement in the height direction obtained by measurement for determining the printed solder formation state. Since it is possible to acquire substrate process information, measurement (sensing) and processing up to the measurement value representing the displacement can be performed in the same process, and it is not necessary to set up a processing time zone until subsequent substrate information acquisition. In addition, the cost burden can be reduced. In addition, since the recognition code is acquired as the displacement data together with the measurement value, it is not necessary to change the reading direction according to the direction of the recognition code attached to the substrate.
また測定は、認識コードに対しても印刷はんだに対しても同じ三角測量する構成であるから、認識コードが基板に付される領域は、印刷はんだ位置に対して、特別に離別した領域である必要はないので省スペースが図れる。また、認識コードを基板に付す態様は、刻印であれ、インク等による印字であれ、対応できる。認識コードの種類が変わっても、対応できる。さらには、走査型レーザ光で検出する方法では、撮影方法と異なって、プリント板の色に影響されることが少ない。 In addition, since the measurement is configured to perform the same triangulation with respect to the recognition code and the printed solder, the region where the recognition code is attached to the substrate is a region that is specially separated from the printed solder position. There is no need to save space. Moreover, the aspect which attaches a recognition code to a board | substrate can respond | correspond whether it is printing by an inscription or ink. Even if the type of recognition code changes, it can cope. Furthermore, unlike the photographing method, the detection method using scanning laser light is less affected by the color of the printed board.
請求項3の発明によれば、測定値として、高さ方向の変位量又は反射光のいずれかを利用できる構成なので、認識コードのパターンの付される態様(刻印、印字、等)、或いはパターンの大きさ、複雑さ、によって測定感度が異なることがあっても、いずれかの良好な感度の測定値を利用きる。したがって、より感度の良い状態で認識コードの検出が可能である。 According to the invention of claim 3, since either the displacement in the height direction or the reflected light can be used as the measurement value, the mode (engraved, printed, etc.) or pattern to which the pattern of the recognition code is attached or the pattern Even if the measurement sensitivity varies depending on the size and complexity, any one of the measurement values with good sensitivity can be used. Therefore, it is possible to detect the recognition code in a more sensitive state.
本発明の実施形態を図1〜図4を用いて説明する。図1は、本発明の構成を示す機能ブロック図である。図2は、プリント板のレイアウトを説明する図である。図3、図4は、認識コードを測定(検出)する例を示す図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the layout of the printed board. 3 and 4 are diagrams illustrating an example of measuring (detecting) a recognition code.
図1における測定手段100は、いわば、走査型のレーザ変位計の例であって、センサ3は、基板1に対して走査してX軸、Y軸の各方向にレーザを照射可能なレーザ光源と、基板1からの反射光を受光する受光手段からなり、光源と受光手段とは、基板上の測定位置に対して三角測量の関係にあって、特に印刷はんだされたはんだ箇所の高さ方向の変位量、つまり高さ(Z軸方向)を位置と対応づけて測定する。そのとき印刷はんだ面からは、位置に対応した受光量(輝度)も得られる。レーザ変位計としての詳細の動作説明は省くが、原理としては、同一出願人が出願している特開平3−291512号公報のものがあり、その第4図及び第7図とそれらの説明のものと同様である。なお、受光手段としては、結象位置検出素子PSD(Posisiton Sensitive Detector)が用いられている。
The measuring means 100 in FIG. 1 is an example of a scanning type laser displacement meter, and the sensor 3 is a laser light source capable of scanning the
測定制御手段4は、検査対象である基板1を設計したときの印刷はんだ箇所或いはレジスト箇所等のレイアウト(図2に模式的に示したものを示す。)が後記する設計情報記憶手段13に記憶されているので、そのレイアウトを受けて、そのレイアウトに沿って相対的にセンサ3に対して走査測定を行わせ、印刷はんだ箇所の位置に対応して、検出した上記の変位量及び/又は受光量を測定値として出力し、後記するように2値化して測定値記憶手段6に記憶させる。
The measurement control means 4 stores in the design information storage means 13 which will be described later the layout of printed solder locations or resist locations (shown schematically in FIG. 2) when the
上記の相対的な走査は、例えば、移動制御部4aが、レイアウトのX軸方向にセンサ3を移動させることにより主走査し、Y軸方向に沿って移動台2を移動させて副走査させることにより行っている。したがって、測定値は、レイアウト上のX、Yの位置におけるZ軸(高さ)方向のデータ(変位量)を得ることになる。
In the relative scanning, for example, the
具体的に図3を用いて、認識コードの変位量を得る過程を説明する。センサ3は、図3下段の基板1上を点線のようにX軸方向に主走査とY軸方向に副走査(これは移動台2、つまり基板1が移動する。)を行う。そしてセンサ3の受光手段から受けた受光量を基に電気処理することにより、図3の中段の実線に示すように、主走査ライン(X軸方向)に沿って、刻印の深さに応じたアナログの高さデータとしての測定値が得られる。そして、副走査を行って主走査ラインをY軸方向にずらしながら測定することにより、X軸とY軸からなる平面の位置に対応して刻印の深さ方向のほぼ一定の測定値が得られる。認識コードのパターン(X軸、Y軸、いずれか一方の一次元情報又は双方の2次元情報)に対応した測定値(この時点で、アナログ)が得られる。これを図3の中段の一点鎖線で示すしきい値と比較することにより、図3の上段に示すような2値化したデジタルの測定値(変位量)が得られる。この2値化した測定値(変位量)をX軸上の位置情報、Y軸上の位置情報をアドレスとして測定値記憶手段6に記憶する。当然ながら反射光を受けながら測定しているので、そのときの受光量(輝度)もその位置(X、Y)に対応して測定値として記憶することができる。
The process of obtaining the displacement amount of the recognition code will be described specifically using FIG. The sensor 3 performs main scanning in the X-axis direction and sub-scanning in the Y-axis direction (this is the movement table 2, that is, the
このように、本発明では、最終的には、測定(センシング)して、X軸及び/又はY軸における、一次元又は2次元で表される認識コードのパターンを検出するのであるが、その過程において、高さ方向(Z軸方向の)情報が関与することが技術的特徴である。 As described above, in the present invention, finally, measurement (sensing) is performed to detect a pattern of the recognition code expressed in one or two dimensions on the X axis and / or the Y axis. It is a technical feature that information in the height direction (Z-axis direction) is involved in the process.
図3における2値化するためのしきい値は、調整可能にされている。その調整は、受光量を参考にして行うこともできる。それは、刻印(図4では、印字)の仕方、パターンの大きさ、プリント板の種類等により、照射されるレーザ光を反射する程度が異なり、結果として受光手段が受光したときの受光量と雑音成分との比が変わり、受光感度、測定感度に影響してくるためである。これは認識コードの検出の場合だけではなく、他の印刷はんだ形成状態を検出するときも同じである。 The threshold value for binarization in FIG. 3 is adjustable. The adjustment can also be performed with reference to the amount of received light. The degree of reflection of the irradiated laser beam differs depending on the method of marking (printing in FIG. 4), the size of the pattern, the type of printed board, and the like. As a result, the amount of received light and the noise when the light receiving means receives light. This is because the ratio with the component changes and affects the light reception sensitivity and measurement sensitivity. This is the same not only when detecting the recognition code but also when detecting other printed solder formation states.
つまり、図3は、図2のレイアウトの内、認識コードが存在する一部領域内の刻印パターン部分だけ拡大して示したものであるが、センサ3による走査は、基板1の全体に対して行われる。そのとき、印刷はんだのパターンの形状や印刷はんだ箇所のはんだ状況に応じて反射量(結果として受光量)が異なることが原因で雑音の影響が異なるため、印刷はんだ箇所毎に或いは所定の領域毎に2値化するためのしきい値を変更可能にしている。したがって、このようなしきい値の調整も認識コードの検出の場合も、印刷はんだ形成状態の測定と同じ考えで調整できる。
That is, FIG. 3 shows only the engraved pattern portion in a partial area where the recognition code exists in the layout of FIG. 2, but the scanning by the sensor 3 is performed on the
図4は、基板2に付された認識コードがインク等で印字された場合であり、この場合は、基板1上のインク等の厚さ(つまり高さ)を測定することになる。この場合も、図4の上段に示すように、アナログの測定値を所定のしきい値で2値化して、2値化した測定値をその位置(X、Y)に対応させて測定値記憶手段6に記憶する。
FIG. 4 shows a case where the recognition code attached to the substrate 2 is printed with ink or the like. In this case, the thickness (that is, the height) of the ink or the like on the
基板情報取得手段200は、設計情報記憶手段13,コード検出手段9及び翻訳手段10で構成され、後記する判定手段8が印刷状態を判定する動作と並列に、前記測定値記憶手段が記憶する測定値を基に認識コードを検出し、該認識コードから検査対象とするプリント基板に特有の基板工程情報を読み取る。
The board
設計情報記憶手段13は、設計した基板1のはんだ箇所、やレジスト箇所を示すレイアウトと、判定手段8によってはんだ形成状態の良否を判定するときの基準となる基準データと、基板1に認識コードが印された一部領域、認識コードの種類と、認識コードから情報を得るための規約とを基板の種類毎に予め記憶している。
The design information storage means 13 includes a layout indicating the solder location and resist location of the designed
レイアウトは、検査対象とする基板1の設計されたときの配置図であって、例えば図2に模式的に示すように、印刷はんだ箇所、印刷はんだののらないレジスト箇所及び認識コード等の基板上の配置情報を記憶している。一部領域は、図2の認識コードが存在する領域のアドレスを示すものである。このレイアウトそのものを画像として(レイアウト画面として)、表示制御手段12bを介して表示手段12cに表示することができる。
The layout is a layout diagram when the
また、設計情報記憶手段13は、レイアウトの種類、一部領域と対応して、認識コードのパターンと、そのパターンが意味する情報を規定する規約等を記憶している。例えば、認識コードとして良く用いられるバーコードのパターンや規約は、公的機関(例えば、JIS)、或いは民間(例えば、JAN(EAN、UPC))が定めた各種のものがあり、数多くのコード、パターンが使用されているので、いずれの種類の認識コードでも利用できる。またそれらに限らず、数字、符号、それらの組み合わせでも良い。このように規約等を予め記憶し、測定手段100による測定がいずれの認識コードも検出できる構成であれば、従来のバーコードリーダのように、バーコードの種類を変えるとバーコードリーダを交換する必要が無くなる。
In addition, the design
また、設計情報記憶手段13は、基板1を検査して良否判定を行うための基準データとして、検査対象とする基板1に対応して記憶している。基準データは、具体的には、例えば印刷はんだ箇所の高さ、面積、体積、及びはんだの欠損等の値をはんだ箇所毎に準備され、データ生成手段7が生成する判定用データに対応して準備されている。また、これらの基準データは、はんだ箇所の印刷はんだを量的(画像的)に認識しやすい情報である。
In addition, the design
なお、検査対象の基板1の種類が多い場合は、それらの基板工程情報を設計情報記憶手段13に識別情報を付して記憶しておき、識別情報のリスト及び/又はレイアウト画面を表示手段12cに表示して操作手段12aで画面上でマーカ等により識別情報を指定することによって、指定された識別情報の(検査対象とする)プリント板を選択できるようにしている。
If there are many types of
データ生成手段7は、測定値記憶手段6に記憶されている基板1のはんだ箇所の位置とその位置における変位データ(変位量)又は輝度データ(受光量)等を受けて、例えば、フィルタ、はんだブリッジやはんだパターンエッジ等の繊細パターンを識別する感度を示す数々の所定の画像パラメータ値を基に、測定データを各はんだ箇所の印刷はんだ量を表す判定用データに加工処理する。また、データ生成手段7は、測定値(2値化されたデータ)を用いて印刷はんだ箇所における高さ、面積及び/又は体積等の演算を行う演算手段等を有している。
The data generation means 7 receives the position of the solder location of the
そして、判定用データとしては、印刷はんだ箇所におけるはんだ量を表す要素となるデータであって、上記基準データと同様に、それぞれのはんだ箇所の高さ、面積、体積、及び欠損(存在すべきはんだ量が無い状態の検出)等がある。これら高さ、面積、体積等のデータは3次元画像情報ともなりうる情報である。 The determination data is data that represents the amount of solder in the printed solder location, and similarly to the reference data, the height, area, volume, and deficiency (solder to be present) of each solder location. Detection of a state with no amount). These data such as height, area, and volume are information that can also serve as three-dimensional image information.
なお、基板1を判定するには上記の判定用データの全てを必要とするとは限らないが、高さ、面積、体積の内、少なくともいずれか1つは不可欠である。判定にあたって、検査しようとする基板1の判定用データとして何を用いるか、或いはどの判定用データの組み合わせで判定するかは、基板1の種類、内容によって異なることがある。
Note that not all of the above determination data is required to determine the
判定手段8は、上記データ生成手段7が出力する判定用データと、設計情報記憶手段13が記憶している検査対象とする基板に対応する基準データとを比較し、判定用データが基準データに対して許容値以内であれば、良と判定し、それ以外は否と判定する。そのとき、判定手段8は、印刷はんだ箇所毎に判定するので、否と判定された箇所の位置情報も検知できる。判定手段8は、印刷はんだ箇所毎の判定用データと基準データとの差、その判定結果、基板1の全体としての判定結果等の各種の検査結果を出力できる。
The determination means 8 compares the determination data output from the data generation means 7 with the reference data corresponding to the substrate to be inspected stored in the design information storage means 13, and the determination data becomes the reference data. On the other hand, if it is within the allowable value, it is determined to be good, and otherwise it is determined to be no. At that time, since the determination means 8 determines for each printed solder location, the position information of the location determined as NO can also be detected. The determination means 8 can output various inspection results such as the difference between the determination data and the reference data for each printed solder location, the determination result, and the determination result of the
コード検出手段9は、設計情報記憶手段13から検査対象とする基板1に対応する認識コードが存在する一部領域情報を受けて、測定値記憶手段6からその一部領域内の測定値(領域内のX、Y座標上のデータ)を読み取って、認識コードであるパターン(X、Y座標上の一次元、2次元情報)を検出する。測定値として変位量を用いれば、認識コードのパターンが図3のように刻印であれ、図4のように印字であれ、いずれも厚さ(高さ)があるので同じ方法で検出できる。ただし、図3と図4とではパターンの表れる極性が異なる。これは、検査対象とする基板1に対応していずれかを反転して、認識コードのパターンとする。
The code detection means 9 receives from the design information storage means 13 the partial area information in which the recognition code corresponding to the
また、認識コードのパターンを検出するにあたって、受光感度のことを考慮するなら、測定値としては、上記した変位量、受光量或いはそれらの組み合わせのいずれか一つ、より感度の良い測定値を選択して用いることが良い。例えば、図3の刻印では、パターン部分からは十分な光量は得られないが、図4の印字形態で、印字部分からの反射光が十分に得られる可能性が高い場合は、受光量だけを用いても良い。また、上記したように受光量で調整された変位量を用いても良い、変位量と受光量との相関値を用いても良い。 In addition, if the light reception sensitivity is taken into account when detecting the pattern of the recognition code, as the measurement value, select one of the above-mentioned displacement amount, light reception amount, or a combination thereof, and a measurement value with higher sensitivity. It is good to use. For example, in the engraving of FIG. 3, a sufficient amount of light cannot be obtained from the pattern portion. However, if there is a high possibility that the reflected light from the printed portion is sufficiently obtained in the printing form of FIG. It may be used. Further, as described above, a displacement adjusted by the amount of received light may be used, or a correlation value between the amount of displacement and the amount of received light may be used.
翻訳手段10は、コード検出手段9が検出したパターンを基に設計情報記憶手段13の認識コード種類を特定し、その特定した種類の認識コードの規約を基に、パターンが意味する基板工程情報に変換して出力する。基板工程情報としては、上記のように検査対象の基板1の識別情報、ロット番号、製造番号、製造年月日等である。
The translation means 10 identifies the type of recognition code in the design information storage means 13 based on the pattern detected by the code detection means 9, and based on the rules of the identified type of recognition code, the
検査データ管理手段11は、判定手段8が出力する検査結果と翻訳手段10が出力する基板工程情報を対応させて記憶する。ユーザインタフェース12で、閲覧可能にデータベースにしておくことが望ましい。また、外部のコンピュータへネットワークを介して送信しても良い。検査データ管理手段11そのものを外部のコンピュータで行い、検査装置としては、検査結果と基板工程情報を送る構成でも良い。
The inspection data management unit 11 stores the inspection result output from the
ユーザインタフェース12は、操作手段12a、表示制御手段12b、表示手段12c、を含んで構成される。また、表示制御手段12bは表示手段12cに操作案内を表示させる。そして、その案内にしたがって操作者により操作手段12aが操作されたときは、その操作内容に応じて、各部と連携して、例えば、レイアウトを表示させたり、判定結果を表示させたり、データ生成手段7が生成した高さ、面積、体積等を表示したり、或いは、検査データ管理手段11が管理するデータベースを一覧表示したりすることができる。
The
上記構成の中で、測定制御手段4、データ生成手段7、コード検出手段9、翻訳手段10、検査データ管理手段11及び表示制御手段12bの各機能部は、CPU及びCPUを各機能部の機能を発揮させるためのプログラムを記憶したROM等で構成される。測定値記憶手段6及び設計情報記憶手段13は、主にRAMで構成され、上記CPUで管理される。
In the above configuration, each function unit of the
次に動作の流れを説明する。
(1)予め、検査が行われる予定のある複数種類の基板1の、識別情報、レイアウト、判定するための基準データ、プリント板の認識コードの在る一部領域、認識コードの種類、及び認識コードから基板工程情報を読み出す規約を予め対応させて設計情報記憶手段13に記憶する。これは、表示制御手段12bが予め入力フォーマットを準備し、それを表示手段12cに表示させて入力を案内し、操作手段12aで入力されたのを受けて、設計情報記憶手段13にデータベースとして記憶させる構成としても良いし、設計情報記憶手段13に外部メモリから転送して記憶させる構成でも良い。
Next, the flow of operation will be described.
(1) Identification information, layout, reference data for determination, partial area where a printed board recognition code exists, recognition code type, and recognition of a plurality of types of
(2)表示制御手段12bが、設計情報記憶手段13に記憶された基板1の少なくとも識別情報(名称,ID或いはレイアウト等の区別出きる情報)を一覧を表示させ、操作者がその中から、検査対象とする基板1の識別情報を操作手段12aにより表示画面上で選択する。
(3)測定手段100が検査対象のプリント板上をレーザ光によって走査しつつ反射光を受けて、求めた変位量及び受光量(変化量だけでも良い。)を2値化して測定値として測定値記憶手段6に記憶させる。
(2) The display control means 12b displays a list of at least identification information (information that can be distinguished such as name, ID or layout) stored in the design information storage means 13, and the operator can Identification information of the
(3) The measuring means 100 receives reflected light while scanning the printed board to be inspected with laser light, and binarizes the obtained displacement amount and received light amount (or only the change amount) and measures it as a measured value. The value is stored in the value storage means 6.
(4)コード検出手段9が、設計情報記憶手段13から選択した基板1の領域情報を受けて、測定値記憶手段6からその領域情報で示される領域の測定値を読み出して、認識コードのパターンを検出する。なお、測定値の種類として、変位量及び受光量を記憶した場合は、変位量を用いるか、受光量を用いるか或いはそれらの組み合わせを用いるかは、予め設計情報記憶手段13に基板1に対応して記憶しておいて、その記憶した測定値の種類にしたがって採用する構成としても良い。というのは、基板1に付与される認識コードのパターンの態様は、既知の情報であるから、その態様に応じた測定値の種類を決めておくことができるからである。
(4) The code detection means 9 receives the area information of the selected
(5)翻訳手段10は、検出された認識コードのパターンを基に、設計情報記憶手段13に記憶されている当該検査対象の基板に対応する規約を参照して、基板工程情報を取得する。
(6)一方、データ生成手段7は、測定値を基に、判定用データである印刷はんだ箇所における高さ、面積、体積についてのデータを生成し、判定手段8は、それらの判定用データと対応する基準データを設計情報記憶手段13から受けて、判定用データと基準データを比較することによって、良否判定をするとともに、その判定結果を含む検査結果を出力する。
(7)検査データ管理手段11は、検査結果と基板工程情報を対応づけて合成し、表示手段12cやネットワークで閲覧可能なデータベースとして記憶、管理する。
(5) The
(6) On the other hand, the data generation means 7 generates data on the height, area, and volume at the printed solder location, which is the determination data, based on the measured values. The determination means 8 Corresponding reference data is received from the design information storage means 13, and the determination data and the reference data are compared to determine pass / fail and output the inspection result including the determination result.
(7) The inspection data management means 11 synthesizes the inspection results and the substrate process information in association with each other, and stores and manages them as a database that can be viewed on the display means 12c or the network.
上記のように、本発明の実施形態の動作では、上記(4)及び(5)の動作と、(6)の動作は並列に行われるので、認識コードから基板工程情報を取得する時間を特別に必要としていないこと、印刷はんだ形成状態をセンシングするのも認識コードのパターンをセンシングするのも測定手段100であることから、改めて別に認識コードをセンシングする手段、データ処理する工程を必要としていないこと、が特徴である。 As described above, in the operation of the embodiment of the present invention, since the operations (4) and (5) and the operation (6) are performed in parallel, the time for acquiring the substrate process information from the recognition code is specially set. The measuring means 100 senses the printed solder formation state and senses the pattern of the recognition code, and therefore does not require a separate means for sensing the recognition code and a data processing step. , Is a feature.
1 基板(プリント板)、 2 移動台、 3 センサ、 4 測定制御手段
4a 移動制御部、 5 移動機構部、 6 測定値記憶手段、 7 データ生成手段
8 判定手段、 9 コード検出手段、 10 翻訳手段、
11 検査データ管理手段、 12 ユーザインタフェース、 12a 操作手段、
12b 表示制御手段、 12c 表示手段、 13 設計情報記憶手段、
100 測定手段、 200 基板情報取得手段。
DESCRIPTION OF
11 inspection data management means, 12 user interface, 12a operation means,
12b display control means, 12c display means, 13 design information storage means,
100 measurement means, 200 substrate information acquisition means.
Claims (4)
前記判定手段が印刷状態を判定する動作と並列に、前記測定値記憶手段が記憶する前記検査対象のプリント板の一部領域の測定値を基に認識コードを検出し、検出した該認識コードから検査対象とするプリント板に前記特有の基板工程情報を読み取る基板情報取得手段(200)を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。 It is irradiated while scanning the laser beam on the surface of the specified print board as an inspection target is attached a recognition code indicating a specific substrate process information in a part region, at each position of the printed board surface obtained from the reflected light Measurement means (100) for obtaining a measurement value indicating the amount of displacement in the height direction, measurement value storage means (6) for storing the measurement value, and a solder printing state based on the measurement value of the measurement value storage means A printed solder inspection apparatus comprising a determination means (8) for determining
In parallel with the operation of determining the printing state by the determination unit, a recognition code is detected based on the measurement value of the partial area of the printed board to be inspected stored by the measurement value storage unit, and the detected recognition code is used. A printed solder inspecting apparatus comprising a board information acquisition means (200) for reading the specific board process information on a printed board to be inspected.
予めプリント板の種類に対応して、該プリント板の基板工程情報を示す前記認識コードがパターンとして付された前記一部領域、及び該認識コードのパターンを情報に変換する規約を記憶する設計情報記憶手段(13)と、
指定された前記検査対象のプリント板に対応した前記一部領域情報を該設計情報記憶手段から受けて、該一部領域の測定値を前記測定値記憶手段から読み出し、読み出した該一部領域の測定値を基に、該検査対象のプリント板の認識コードのパターンを検出するコード検出手段(9)と、
該コード検出手段により検出された該認識コードのパターンを基に、前記設計情報記憶手段に記憶されている前記規約を参照して該検査対象のプリント板の基板工程情報を読み出す翻訳手段(10)とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の印刷はんだ検査装置。 The board information acquisition means includes
Corresponding to the type of pre-printed circuit board, design information storing convention to convert the partial region in which the recognition code of a substrate process information of the printed circuit board is attached as a pattern, and the pattern of the identification code in the information Storage means (13);
The partial area information corresponding to the printed circuit board of the given said object receiving from the design information storing unit, reads the measurement value of the partial area from the measured value storing means, read the partial area Code detecting means (9) for detecting the pattern of the recognition code of the printed circuit board to be inspected based on the measured value;
Translation means (10) for reading out the board process information of the printed board to be inspected with reference to the rules stored in the design information storage means on the basis of the pattern of the recognition code detected by the code detection means The printed solder inspection apparatus according to claim 1, further comprising:
前記コード検出手段は、前記一部領域の測定値の内、該変位量又は該光量のいずれか一つを基に、検査対象のプリント板の認識コードのパターンを検出することを特徴とする請求項2に記載の印刷はんだ検査装置。 The measuring means may store a measurement value, including the quantity of the reflected light with the amount of displacement in the height direction at each position of the printing plate surface,
The code detecting means detects a pattern of a recognition code on a printed circuit board to be inspected based on one of the displacement amount and the light amount among the measurement values of the partial area. Item 3. A printed solder inspection apparatus according to Item 2.
検査対象とするプリント板の識別情報が操作手段により指定される指定段階と、
前記検査対象のプリント板表面をレーザ光によって走査しつつ反射光を受けて求めた高さ方向の変位量を測定値として測定値記憶手段(6)に記憶する測定段階と、
前記指定された識別情報に対応する前記基準データを参照して、該測定値記憶手段の測定値に基づいてはんだの印刷状態の良否を判定する判定段階と、
前記指定された識別情報に対応する前記一部領域を基に、前記測定値記憶手段から該一部領域における測定値を読み出し、該読み出した測定値を基に認識コードのパターンを検出するコード検出段階と、
該検出された認識コードのパターンを基に、前記指定された識別情報に対応する規約を参照して、基板工程情報を読み出す翻訳段階と、
該基板工程情報と前記判定段階における判定結果とを対応づける合成段階とを備えたことを特徴とする印刷はんだ検査方法。
Preliminary identification information of multiple types of printed boards, reference data for judging pass / fail, partial areas to which recognition code patterns including board process information of printed boards are attached, and conversion of the recognition code patterns into information A preparatory stage for preliminarily storing the rules to be stored in the design information storage means (13);
A designation stage in which the identification information of the printed board to be inspected is designated by the operation means;
A measurement step of storing, in the measurement value storage means (6), a displacement amount in the height direction obtained by receiving reflected light while scanning the printed board surface to be inspected with a laser beam;
With reference to the reference data corresponding to the specified identification information, a determination step of determining the quality of the solder printing state based on the measurement value of the measurement value storage means;
Code detection for reading a measurement value in the partial area from the measurement value storage means based on the partial area corresponding to the specified identification information and detecting a pattern of a recognition code based on the read measurement value Stages,
Based on the pattern of the detected recognition code, referring to a rule corresponding to the specified identification information, a translation step of reading substrate process information;
A printed solder inspection method comprising: a synthesis step for associating the substrate process information with the determination result in the determination step.
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