(2013/11/11)
ランド上にはんだが無い状態の場合を考えてみます。
カラーハイライトの原理からすると赤色の光は上からの照射ですのではんだが無い状態の場合は影の影響を受けずそのままランドは赤色に撮像されます。
どのような状況であれ基本的にははんだが無いランド面は赤色に見えることになります。
（第一回カラーハイライト方式参照）
どのようにフィレットの設定を行えばフィレット検査が可能になるでしょうか？・・・次回へ続く
(2013/10/22)
何故、影の影響を受けるのか考えてみる事にします。
原因は対象ランド付近に背の高い部品が存在している為、照明から照射される光が遮られてしまい、はんだ面に届かないからです。（第一回カラーハイライト方式参照）
VT-RNSをご使用の多くのお客様でははんだ部分が青色では無いと言う事ではんだの検査を諦めている事が多い（または複雑な設定を駆使して検査を行っている）ですが、はたして本当に普段通りの検査出来ないのでしょうか？・・・次回へ続く
(2013/9/18)
検査装置を運用する中で、多くのお客様が必ず同じ課題に突き当たります。
それは、「検査データの作成基準は正しく検討され過不足がないか？」という課題です。
ここでいう「過不足」を具体的に示すと、
検査装置データは、担当者以外には理解し難く、情報共有を阻む主要因となっていました。
1.部品別マトリクスの制定
縦軸に部品種、横軸に不良モードを書き出し、その交点となるマスに対し、基準値などを纏め上げます。今まで漠然としていた各部品の不良モードと検査基準の相関が、明確化します。
担当者間のレベルも均一化し、エンドユーザからの信頼向上が図れます。
2.機種別シートの制定
部品別に纏め上げた後は、機種別にシートを作成します。
その機種独自の注意ポイント等を記述し、検査データに反映させます。
目視担当者や、修理担当者とも情報を共有します。
経営者層、マネージャ層、担当者がしっかりと情報共有し情報管理、品質設計を行う事が検査装置の運用に非常に重要です。
御社も一度整理されてはいかがでしょうか？
(2013/6/10)
今回は検査ロジックから少し離れて自動検査と目視検査の使い分けについて考えてみたいと思います。
複数のSMTラインを保有している工場では、検査工程の工数削減や取引先への信頼性向上の為に高価な検査システムを導入され検査工程を運用していると思いますが、それだけで本当に投資した分の価値を回収出来ているのか？については疑問が残ります。
私たちにも、そのようなお客さまからこんな相談を受ける事があります。
「検査装置の過検出（良品レベルなのに不良と判定される）が多い。」
「まれに不良流出が発生する。」
「目視の検査員の削減を目論んでいたが、導入後さらに人手がかかっている。」
新たに自動検査機の導入を検討されてるユーザーのほとんどは、現在の目視検査工程をそのまま検査装置を置き換えようとします。しかしこれでは、まず100%上手くいく事はありません。
いま一度、「そもそも」に立ち返り比較してみたいと思います。
| 目視検査 | 判定 | 自動検査 | 判定 | |
| 機材・設備 | 比較的安価な光学スコープ | 〇 | 高価な自動機 | ☓ |
| 検査前準備 （初回生産） |
機種毎の品質基準（仕様）書の作成 要チェック箇所の選定 |
△ | 検査データの作成 ティーチングによるデータの熟成 |
△ |
| 教育レベル | 一定期間の実務経験により目視検査に向き不向きを判断 柔軟に対応できる検査員に育つまでの期間もまちまち |
△ | 教示作業は独自の教育受講が必要 | △ |
| 検査タクト | 検査員によりバラツキが大きい | ☓ | プログラムに沿い一定のタクト可 （検査スケジュールが組みやすい） 目視に比べて高速検査である |
〇 |
| 検査の確実性 | 良否判定の線引きが検査員によってバラツキがでる 同じ検査員によるバラツキ （疲労・体調・時間帯） |
☓ | データ作成した部品を確実に検査 | 〇 |
| 検査の柔軟性 | 検査員による都度判断が可能 | 〇 | 決められた基準を超えればNG判定 | ☓ |
| 品質情報 | 検査員がチェック（チェック漏れもあり） 検査終了後、人手で集計 | ☓ | 自動集計等有り。 検査途中でもリアルタイムで見る事が可能 | 〇 |
| 総合評価 | イレギュラーな不良に対しても柔軟に対応できるが確実性は低い。 検査対象によってはダブルチェックをしたり、低い確実性を時間や人員を掛けて信用を上げたりするが、検査時間がアバウトになる為工程管理が難しい。 良くも悪くも柔軟性があり、その時々に対応する判断力が必要とされる。 |
ヒトが行う官能検査ではない為、検査データに盛り込まれていない想定外の不良には対応できないものの、圧倒的な検査処理能力と、人によって検査結果が変わるなどのバラツキの無い安定した確実性の高い検査が可能である。 |
改めて比較すると、自動検査とは目視検査と比較し同じ検査工程でもまったく異なる性質を持ち、有効な運用をするには「目視ベースの考え方」から決別し自動検査装置独自の考え・思想で運用を進める必要があると思います。
先に記した通り自動検査機を導入する事によって目視検査が不要になる訳ではありませんし、流出不良が無くなるとは断言できません。検査機と言ってもメーカーや型式など多種多様であり性能によって不良が見えたり、見れなかったりします。
肝心なのは、御社の現場では何が問題となっていて検査機に何を求めるのかを考え、現場が必要としている検査機を選定し、それに見合った運用方法を検討するという事です。
御社の運用状態はどうですか？
一度、立ち止まり考えてみてはいかがでしょうか？
(2012/12/27)
第3回目は、前回ご覧頂いた『カラーハイライト画像』を処理する為の『検査データ』について解説したいと思います。
オムロン社製の基板外観検査装置の画像処理方式は3つの検査データ要素を持っています。
| 1．ウインドウ情報 | おもに検査範囲を定義するもので、部品やランド等に合わせて設定します。 |
| 2．2値化情報 | 得られたカラー画像から検査に必要な情報を『2値化』技術を用いて取り出します。 |
| 3．検査基準 | 決められた処理に基づき、予め入力した検査基準と比較し、OK／NGを判定します。 「しきい値」と呼ぶ場合もあります。 |
上記3要素を、基板モデルに合わせ細かく設定していく作業を、一般に「ティーチング作業」と呼んでいます。
ティーチング作業は検査装置を運用する上で無くてはならない工程です。
では、実際に確認してみましょう。
1．ウインドウ情報
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右図は角チップ系検査ウインドウの基本となる4つのウインドウです。 基板寸法のバラツキや基板伸縮などによる位置ずれを補正するため自動抽出ウインドウを設定します。 |
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2．2値化情報
指定した色を設定し、ウインドウ内でその指定した色を2値化処理します。
下図はフィレット検査項目においてフィレット色となる青を2値化処理した画像です。
3．検査基準
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カメラから取り入れたカラーハイライト画像やウインドウ、2値化などの情報を基にして良否の判定基準値を決めます。 どれくらいの面積なのか、どれくらい離れているかなどを数値に置き換え、自社の品質基準に照らし合わせて設定値を決めます。 |
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オムロン社製の検査装置が長らく市場のご評価を頂いている理由としては
（1）シンプルなウインドウ情報 ・・・ウインドウ数を最小化し、ティーチング性を向上。
（2）安定した2値化情報 ・・・・・カラーハイライト画像から、安定した2値化で特徴を抽出。
（3）簡便な検査基準設定 ・・・・・現物画像を確認しながら、簡単な基準設定で検査基準を設定。
こんな特徴がある為と、弊社では考えております。
(2012/10/16)
第2回目は、前回説明したカラーハイライト方式では『どんな画像が得られるのか』そして『どんな特徴があるのか』を実際の画像を観察し確認してみたいと思います。
前回の図解説明を頭の中において、実際の画像を見てみましょう。
（1）角チップ
| 生画像 | カラーハイライト画像 |
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生画像では明暗でしかないフィレットもカラーハイライトにすると、電極先端から暗い青（急傾斜）⇒明るい青（少し急な傾斜）⇒緑（緩やかな傾斜）⇒赤（平面）と色の変化によってフィレット形状を確認することが可能になります。
（2）トランジスタ系
| 生画像 | カラーハイライト画像 |  |
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リード上部へのはんだぬれ上がり領域が青（緑）領域として存在する。
急傾斜なサイドフィレットは暗い青を表示します。
（3）IC系
| 生画像 | カラーハイライト画像 |  |
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トランジスタと同様に、ICリード先端よりはんだのぬれ領域（急傾斜＝青領域）が存在する。
ランド先端は平面なので赤領域となる。
ご覧の様に、はんだの角度を色情報にうまく置き換えられているのが理解できるかと思います。
当然、はんだの形が変化すれば色情報の面積・割合が変化していきます。
また、はんだ面以外の部分（基板レジスト）等は、ヒトが観察できるそのままの色情報になっている事が確認出来ます。
カラーハイライト画像からはんだ付け良否の判断を行う作業は、作業者が慣れるまでは若干の時間を要すものの、慣れればはんだの色情報からはんだ形状を想像し良否の判断を行う事が可能です。
実はこれが非常に重要で、『作業者が画像で直観的に判断可能＝装置の使いやすさ』に繋がっている事は、装置として現場で使いこなす為の最重要事項であると弊社では考えております。
第1回目は検査装置が『どのようにして検査を行っているのか？』について掲載します。
オムロン外観検査装置が採用しているカラーハイライト方式では、赤（R：Red）、緑(G：Green)、青(B：Blue)の３色のリング照明をそれぞれ違った高さから基板表面に照射します。リング照明の中心上部にカメラを配置して画像を取り込みます。
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| 赤(R：Red)
他の2色に比べて高い位置にある為、平坦なはんだ表面に照射された光がカメラ方向へ反射します。カメラは平坦なはんだ表面を赤色領域として画像を取得します。 |
緑(G：Green)
他の2色に比べて中間の位置にある為、緩傾斜部へ照射された光がカメラ方向へ反射します。カメラは緩傾斜部のはんだ表面を緑色領域として画像を取得します。 |
青(B：Blued)
他の2色に比べて低い位置にある為、急傾斜部へ照射された光がカメラ方向へ反射します。カメラは急傾斜部のはんだ表面を青色領域として画像を取得します。 |
| 図1：各照明の違い | ||
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図2に簡単に示しましたが、下が真横から見た図、上が真上から見た図です。この方式により、リフロー後のはんだの付き具合を3次元的にとらえる事が可能になります。リフロー後の半田の形状により3つの色の割合や場所が変わるため、画像処理によって「何色の割合がしきい値を超えた」等の判定を行い合否判定をします。
ちなみにはんだ・電極・リード部以外は照射光を拡散反射するため、白色照明を照射したのと同じ色、つまり見たままの色になります。必要な部分のみ3色で表示される訳です。 |
