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ドリル検査装置(ドリルインスペクター)の開発

近年の半導体プロセス技術が著しく進歩し、精密機械や医療機器に使用される電子装置及び部品は年々高性能化が進み、 その構成要素であるプリント基板において高密度、高集積化及びランドの狭小化が加速している。 このような状況に対応するため、基板加工において直径1mm 以下の微細な穴明け加工の要求が急速に高まった。 高い加工精度と品質を保持するためには、微小穴を空けるマイクロドリル刃先の磨耗程度の管理やドリルの性能維持の監視が重要である。
これまで私たちは、株式会社リミックスポイント及びエヌシー産業株式会社との産学連携で、図1に示す「ドリルインスペクター」という装置を開発した(図2にドリルインスペクターの販売用ポスターを示す)。 「ドリルインスペクター」では、熟練検査員のノウハウや経験を定量化し、事前に構築したマイクロドリル刃先の画像データベースから必要な情報(特徴)を抽出し、 オフライン学習により、判定基準を自動獲得している。 検査段階では、対象となるマイクロドリル画像から必要な情報 (特徴)を抽出し、学習された各種の情報(特徴)と照らし合わせてマイクロドリルの状態の判定を行う。 従来の装置に比べると、カメラの解像度の要求が低くになり、良品・不良品を判断することができるだけでなく、 業界初の使用済みマイクロドリル磨耗度を判定する機能を有し、大変注目されていた。 産経新聞、毎日新聞、日刊工業新聞、及び京都新聞などにも取り上げられた。


図1 「ドリルインスペクター」


図2 ドリルインスペクターの販売用ポスター



特許等:
1. 特許4128613 ドリル検査装置, 陳 延偉,段 桂芳,助川 武史
2. 特許4077025 ドリル検査装置、ドリル検査方法、およびそのプログラム, 陳 延偉,段 桂芳,助川 武史
3. 特許4024832 ドリル検査装置、ドリル検査方法、およびそのプログラム, 陳 延偉,段 桂芳,助川 武史

新聞記事:
1. 2008年10月15日、 京都新聞、 “立命大 刃先検査に機械の目 基板ドリル向け 産学で装置開発”
2. 2008年10月16日、日刊工業新聞、“刃先画像、DBと照合”
3. 2008年10月16日、産経新聞、“電子基板用のドリル磨耗度 立命館大など検査装置開発”
4. 2008年10月17日、毎日JP、“立命館大:ドリル磨耗度、一目で分かる画像に 東京のメーカーと共同開発”

関連研究発表:
1. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa, ”Automatic Optical Flank Wear Measurement of Microdrills using Level Set for Cutting Plane Segmentation”, Machine Vision and Applications, Vol. 21, No.5 pp.667-676 (2010)
2. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa,” Automatic Optical Inspection of Micro Drill Bit in Printed Circuit Board Manufacturing Using Support Vector Machines”, International Journal of Innovative Computing Information and Control, Vol.5,No.11, pp. 4347-4355, (2009)
3. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa,” Automatic Optical Phase Identification of Microdrill Bits in Printed Circuit Board Manufacturing”, IEEJ Transactions on electronics, Information and Systems, Vol. 129, No. 7 pp.1397-1407 (2009)
4. Guifang Duan, Yen-Wei Chen, A Statistical Shape Model and SVMs based Scheme for Visual Inspection of Microdrill Bits in PCB Production,The Twelfth IAPR Conference on Machine Vision Applications (MVA), Nara, (2011)
5. Guifang Duan, Yen-Wei Chen, “Improved active shape model for automatic optical phase identification of microdrill bits in printed circuit board production”, IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), Cairo (2009)
6. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa, “Automatic Optical Phase Identification of Microdrill Bits Using Active Shape Models”, IEEE international Instrumentation & Measurement Technology Conference (I2MTC), Singapore, (2009)
7. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa, “Automatic Optical Inspection of Micro Drill Bit in Printed Circuit Board Manufacturing Using Support Vector Machines”, International Symposium on Intelligent Informatics (ISII2008), Kumamoto, Japan, (2008)
8. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa, “Automatic Optical Inspection of Micro Drill Bit in Printed Circuit Board Manufacturing Based on Pattern Classification”, IEEE international Instrumentation & Measurement Technology Conference (I2MTC), Victoria, BC, Canada, (2008)
9. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa, “Automatic Visual Inspection of Micro Drill Bit in Printed Circuit Board Production”, The Fourth Joint Workshop on Machine Perception and Robotics (MPR), Bejing, China (2008)
10. Guifang Duan, Yen-Wei Chen and Takeshi Sakekawa, “Automatic Optical Inspection of Micro Drill Bit in Printed Circuit Board Manufacturing Based on Pattern Classification”, The Third Joint Workshop on Machine Perception and Robotics (MPR), Kusatsu, Japan (2007)
11. 段桂芳,陳延偉, “Active Shape Models用いた微小ドリルの刃先の全自動検査”, 電子情報通信学会総合大会、松山 (2009)
12. 段桂芳,陳延偉,助川武史,”Automatic Optical Condition Recognition of Micro Drill Bits Using Statistical Shape Model and Support Vector Machines,” 平成20年度電気関係学会関西支部連合大会,京都 G2-20, (2009)
13. 段桂芳, 陳延偉,電子回路のプリント基板生産用の微小ドリルの刃先の全自動検査システムの開発 立命館イノベーションフェア (2008)

 

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