文字サイズ
標準
色の変更

サポイン技術紹介

  1. トップ
  2. サポイン技術検索
  3. 外観検査精度の向上と高歩留まりを両立する画像処理技術の開発

接合・実装

外観検査精度の向上と高歩留まりを両立する画像処理技術の開発

秋田県

インスペック株式会社

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 高速・高分解能で製品のばらつきに強い外観検査技術の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 半導体
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(生産性増加)
キーワード 高度外観検査技術
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成21年度~平成23年度

プロジェクトの詳細

事業概要

電子実装基板の微細化、多層化、3次元実装化に対応し、目視検査に代わる高精度で製品のばらつきに強い自動外観検査が求められている。この課題に対応し、製品の伸縮、変形、層ずれなどに対し不感帯を必要としない高感度検査技術、HSV変換を用いて部位抽出を行うリアルタイムカラー処理技術、統計処理を用いた自動欠陥分類技術の開発を行う。また、これらの成果を搭載した高速・高分解能で低コストの外観検査装置を構築する

開発した技術のポイント

成形~加熱~冷却のプロセスを一工程で実施し、製品の性能を維持・向上させコストを低減
・ワークの変形の対応:従来は変形、層ずれに対応不可→多層構造にも対応、±8画素を補足
・カラー処理への対応:従来は白黒処理のみが一般的→低コストでカラー処理に対応
・処理装置の低コスト化:現行の画像処理装置単体の原価→従来の25%以下に
(新技術)
・ワークの伸縮や変形、多層構造に対応
→欠陥のみを高感度に検出することが可能。また、業界ではじめて多層構造に対応(層ずれのあるワークでも、任意の層での位置合わせ・検査が可能)
・リアルタイムカラー画像処理の実現
→高度処理をハードウエア化し、高速、高解像度かつ低コストでカラー処理を実施
・汎用のユニバーサルFPGAボードを活用し、低コスト化
→装置単体での原価を80万円以下に

具体的な成果

・ワークの変形への対応、多層構造への対応
‐一般的な外観検査に使われている「パターンマッチング」において、位置合わせ精度を向上
‐ワークに変形などのばらつきがあると、マスター画像との単純な位置合わせだけでは過検出が生じるため、開発した「局所位置合わせ」技術を応用
‐多層構造の特定層に対する位置合わせを実現し、エッジ近傍部においても過検出は発生しない
・リアルタイムカラー画像処理技術を開発、わずかな変色でも検出可能
‐RGB(赤、緑、青)で表現される画像をHSV(色相、彩度、明度)画像に変換し、色の違いを確実に検出
‐HSVのパラメータを調整可能で、任意の色の部位を抽出して、検出作業が可能
・外観検査装置の低コスト化を実現
‐画像処理装置単体原価を従来の25%以下とすることに成功
‐性能面でも、白黒で16,000×56,000画素以上、カラーで8,000×28,000画素以上の解像度、320MB/s以上の処理速度を実現

研究開発成果の利用シーン

最初のターゲットは電子デバイスの実装基板などの外観検査を目的にしたものであるが本研究の成果である、「局所位置合わせ」、「多層構造への対応」、「カラー処理」、「欠陥の自動分類」などの技術は非常に汎用性があり、広く画像処理を活用するあらゆる分野への適応が可能である。例えば電子部品関連以外では、精密印刷の検査などはワークの伸縮に対応できカラー処理で高解像度かつ高速であるため、技術的には印刷検査装置分野への応用展開が可能である。欠陥の分類技術はさらに応用分野が広く機械部品の欠陥の分類(非破壊検査等)、X線を用いての食品等の異物の同定、メディカルやバイオ分野では細胞、血球、細菌、コロニーなどの同定など、さまざまな分野への応用が期待できる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・事業化に成功、H25年以降更なる拡販を目指す
・装置の貸し出しは原則不可。但し、客先の要望に応じて適宜デモ機を整備

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、加工・組立・処理

製品・サービスのPRポイント

・低コスト化→FPGAを用いたハードウエア処理によりコストを抑え従来技術に比べ約2倍の高速化を実現
・ロス削減→自動外観検査装置で検出した欠陥候補に対し、ダストなどの擬似欠陥と真欠陥の自動分類を行うことでベリファイ(再確認)件数を80%以上減少
・品質管理能力向上→高精度局所位置合わせ技術により、従来技術に比べエッジ付近の検出感度が3画素から2画素に向上(約50%)

今後の実用化・事業化の見通し

既に個別の案件については受注・納品を行っている。国外の大学とも共同研究を進め、性能向上や低コスト化を目指しており、H25年後半から拡販を目指す
・サポイン事業で課題として残ったカラー画像による欠陥の自動分類と汎用化について、継続して研究を行なっている。なお2年前から中部大学のネットワークを活用し、インド工科大学とも共同研究を行なっている。別の課題であるカラー画像処理装置の低コスト化については改善作業中である
・カラー画像処理装置の低コスト化については、ハード処理とソフト処置を有効に組み合わせることでH25年中旬までに実現予定。欠陥の自動分類については研究要素が多いが、成果を区切りH25年内にはカラー版を製品化予定
・既に個別の案件については国内大手メーカに納品済。カラー画像処理の低コスト化が実現した時点で本格的に海外展開を目指す。具体的には台湾、中国に商圏を持つ台湾の有力代理店との連携を強化し、現行の引き合い案件以外についてはH25年後半から拡販を目指す

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 インスペック株式会社
事業管理機関 公益財団法人あきた企業活性化センター
研究等実施機関 株式会社アドイン研究所
学校法人中部大学 工学部情報工学科岩堀研究室

サポイン事業者 企業情報

企業名 インスペック株式会社(法人番号:7410001008548)
事業内容 精密プリント基板用パターン検査装置(AOI)、最終外観検査装置(AVI)、ICパッケージ用各種自動外観検査装置等の製造販売
社員数 67 名
生産拠点 仙北市角館町雲然荒屋敷79-1
本社所在地 〒014-0341 秋田県仙北市角館町雲然荒屋敷79-1
ホームページ http://www.inspec21.com
連絡先窓口 本社営業部担当 富岡、山田
メールアドレス inspec.info@inspec21.com
電話番号 0187-54-1888