JPH02151702A - 部品装着検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、プリント基板上に搭載された電子部品の装着
状態を検査する部品装着検査装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、ＩＣ，コンデンサ、抵抗等のチップ部品やボリュ
ーム等の異形部品を各種電子機器に組み込む場合、通常
は配線が形成されたプリント基板に装着することによっ
て行われる。ところで、これらの電子機器が正常に動作
するためには、各実装部品が良品でなければならないこ
とは勿論であるが、たとえ各実装部品が良品であっても
、それらがプリント基板上の所定位置に正しく装着され
ていなければならない。そのため、組み立て時にプリン
ト基板上での実装部品の装着状態が検査される。

従来の部品装着検査方法は、第８図に示すように、電子
部品４が搭載されたプリント基板３に斜め上方から単色
のスリット光を投影すると、実装部品４の上面がプリン
ト基板３の表面から高さＨの位置にあるので、プリント
基板３を垂直方向から見たスリットパターンは第９図と
第１０図に示すように立体的な実装部品４のエツジ部分
で不連続となる。このスリットパターンを描像し、この
↑最像した画像データにおけるスリットパターンの不連
続の位置から部品の装着位置を検出する。そして、検出
位置が誤差範囲内であると「良」と判定し、誤差範囲を
超えているとｒ不良」と判定する。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来の検査方法における欠点は下記の通りである。

第８図に示すように、プリント基板３に対してスリット
光の入射角度をα、スリットパターンの間隔をＳとする
と、実装部品４の高さＨがＨ＝Ｓ−ｔａｎα を満足する場合、第１１図と第１２図に示すように、隣
り合ったスリット光による実装部品４の表面とプリント
基板３の表面のスリットパターンＰｌ。

Ｐ２が重なる。したがって、実装部品４のエツジを検出
することができない。このように従来では、実装部品の
高さによっては装着位置の検査が不可能になるという問
題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、実装部品の高さに関係なく装着位置を検出できる
ようにした部品装着検査装置を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明による部品装着検査
装置は、電子部品が実装されたプリント基板上に交互に
異なった複数種類の色のスリット光を斜め方向から投影
してスリットパターンを形成するスリットパターン投影
手段と、プリント基板上に投影されたスリットパターン
を複数種類の色のフィルタを通して個別に撮像する撮像
手段と、撮像されたスリットパターンの不連続から電子
部品の装着位置を検出する検出手段とを備える。

く作用〉 本発明による部品装着検査装置においては、複数種類の
色のスリット光を斜め方向から投影し、隣り合ったパタ
ーンの色が異なったスリットパターンをプリント基板上
に形成し、各色のフィルタを通して個別にスリットパタ
ーンを撮像する。したがって、実装部品の高さによって
隣り合ったスリットパターンが部品表面と基板表面で重
なる場合でも、撮像された画像データのスリットパター
ンは実装部品のエツジ部分で不連続となる。

〈実施例〉 第１図はこの部品装着検査装置の一実施例の構成を示し
ている。図において、１．２はカラーマルチスリット光
源、３はプリント基板、４はチップ部品、５はＸ−Ｙテ
ーブル、６はカメラ、７はＡ／Ｄ変換部、８は画像処理
部、９は制御部、１０はＸ−Ｙテーブル駆動回路、１１
はＸ軸方向駆動部、１２はＹ軸方向駆動部、１３はフィ
ルタ切換回路、１４は回転用アクチュエータ、１５はカ
ラーフィルタである。

２個のカラーマルチスリット光源１，２は、Ｘ−Ｙテー
ブル５上のプリント基板３に対して斜め上方に配設され
ており、プリント基板３上に赤色と青色のスリット光を
投影する。カラーマルチスリット光源１はＸ軸方向、カ
ラーマルチスリット光源２はＹ軸方向のスリット光をそ
れぞれ投影する。カラーマルチスリット光源１は、光源
１ａの光照射口にスリット板１ｂとシャッタＩＣが取り
付けられている。カラーマルチスリット光源２は、光源
２ａの光照射口にスリット板２ｂとシャッタ２ｃが取り
付けられている。スリット板１ｂ、２ｂは、それぞれ複
数本のスリットを有し、各スリットは赤と青のフィルタ
で交互にマスクされた構造である。シャッタｌｃ、２ｃ
は、プリント基板３上へＸ軸方向とＹ軸方向のスリット
光を個別に投影するために、交互に開閉する。

プリント基板３は、多数のチップ部品４が実装され、こ
れらのチップ部品４の装着位置が検査対象となる。Ｘ−
Ｙテーブル５は、プリント基板３を載せてＸ軸方向とＹ
軸方向へ移動する。カメラ６は、プリント基板３上に形
成されたカラーマルチスリットパターンをカラーフィル
タ１５を通して撮像する。このカメラ６は、白黒ＣＣＤ
カメラである。

Ａ／Ｄ変換部７は、プリント基板３上のスリットパター
ンを撮像したカメラ６から出力される画像信号をディジ
タルデータに変換する。画像処理部８は、撮像された画
像におけるスリットパターンの不連続を検出し、プリン
ト基板３上のチップ部品４の装着位置を検出するととも
に、チップ部品４の装着位置が誤差範囲内かどうかを判
定する。

制御部９は、画像処理部８における検出及び判定の処理
の終了に応じて、プリント基板３の次の検査範囲がカメ
ラ６の撮像範囲に入るように、Ｘ−Ｙテーブル５を移動
させる指令信号をＸ−Ｙテーブル駆動回路１０へ与える
。

Ｘ−Ｙテーブル駆動回路１０は、Ｘ軸方向駆動部１１と
Ｙ軸方向駆動部１２へＸ軸方向及びＹ軸方向の移動距離
に応じた駆動信号を与える。Ｘ軸方向駆動部１１とＹ軸
方向駆動部１２は、それぞれに与えられる駆動信号に応
じてＸ−Ｙテーブル５をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動す
る。

フィルタ切換回路１３は、制御部９からの制御信号に応
じて、カラーフィルタ１５の中から所定の色のカラーフ
ィルタを選択する信号を出力する。

回転用アクチュエータ１４は、複数のカラーフィルタ１
５の中から所要のカラーフィルタがカメラ６のレンズの
前にくるようにカラーフィルタ１５を回転させる。カラ
ーフィルタ１５は、カラーマルチスリット光源１．２の
スリット板１ｂ、２ｂに取り付けられているカラーフィ
ルタと同じ特性のカラーフィルタから構成される。

以下、この部品装着検査装置の動作について説明する。

まず、プリント基板３の最初の検査範囲がカメラ６の撮
像範囲に入るようにＸ−Ｙテーブル５を駆動し、プリン
ト基板３を位置決めする。その後、■　シャッタＩＣを
開放し、プリント基板３上へＸ軸方向の赤、青のスリッ
ト光を投影する。

■　フィルタ切換回路１３からの信号に応じて回転用ア
クチュエータ１４がカラーフィルタ１５を回転駆動し、
赤のカラーフィルタをカメラ６のレンズの前へ位置決め
する。

■　プリント基板３上のスリットパターンを赤色フィル
タを通してカメラ６により撮像する。この場合、赤色フ
ィルタを通して撮像するため、カメラ６により撮像され
るスリットパターンは赤色のパターンのみであり、青色
のパターンは撮像されない。

■　カメラ６により撮像された画像データをＡ／Ｄ変換
部７によりディジタルデータに変換し、画像処理部８内
の赤（Ｘ）用画像メモリに格納する。

■　■と同様の方法でカラーフィルタ１５の青色フィル
タをカメラ６のレンズの前へ位置決めする。

■　■と同様の方法で青色のスリットパターンを撮像す
る。

■　■と同様の方法で青色の画像データを画像処理部８
内の青（Ｘ）用画像メモリに格納する。

■　次に、シャッタＩＣを閉じ、シャッタ２Ｃを開いて
、Ｙ軸方向のスリット光をプリント基板３上へ投影する
。

■　■〜■と同様の手順により、Ｙ軸方向のスリットパ
ターン像を画像処理部８内の赤（Ｙ）用画像メモリと青
（Ｙ）用画像メモリに格納する。

以上の手順により入力された画像信号は、プリン）Ｍ板
３上でチップ部品４が３次元の形状を呈し且つライン状
のスリット光が斜め方向から投影されているため、チッ
プ部品４の形状に応じてスリットパターンが変化し、特
にチップ部品４の外郭部ではプリント基板３の表面のス
リットパターンと不連続になる。したがって、画像処理
部８では、このスリットパターンの不連続箇所を検出す
ることにより、チップ部品４の装着位置を検出し、その
位置が許容範囲内かどうかを判定することができる。

チップ部品４のプリント基板３の表面からの高さによっ
ては、隣り合ったスリットパターンにおいてチップ部品
４の表面のスリットパターンとプリント基板３０表面の
スリットパターンとが重なる場合がある。しかし、上述
のように隣り合ったスリットパターンは色が異なるため
、スリットパターンの位置は重なるが、色がチップ部品
４の表面とプリント基板３の表面とで異なる。第２図は
この状態を示しており、隣り合ったスリットパターンＰ
Ｉ、Ｐ２は位置は一致するが、スリットパターンＰ１の
赤色（図中、白地で示す）とスリットパターンＰ２の青
色（図中、斜線で示す）とはチップ部品４のエツジ部分
で不連続となっている。

第３図はＹ軸方向のスリットパターンの例を示している
。

第２図と第３図に示すスリットパターンをフィルタを通
さずにそのまま白黒カメラで撮像すると、色の変化を撮
ることができず、チップ部品４上とプリント基ＦｉＧ上
のスリットパターンＰｉ、Ｐ２は連続したものとなり、
チップ部品４の位置を検出することはできない。

しかしながら、前述のようにカメラ６のレンズの前に赤
のカラーフィルタを置いて撮像すると、赤のスリットパ
ターンのみ撮像するので、撮像したスリットパターンは
第４図に示すようにチップ部品４のエツジ部分で不連続
となる。また、カメラ６のレンズの前に青のカラーフィ
ルタを置いて撮像すると、青のスリットパターンのみ撮
像するので、撮像したスリットパターンは第５図に示す
ようにチップ部品４のエツジ部分で不連続となる。

第６図と第７図はＹ軸方向のスリットパターンデータを
示している。

画像処理部８内の画像メモリには第４図ないし第７図に
示すスリットパターンデータが格納される。したがって
、画像処理部８では、このスリットパターンの不連続部
分からチップ部品４の装着位置を検出し、その位置が許
容範囲内にあるかどうかを判定することができる。この
画像処理部８において処理されるスリットパターンデー
タは、従来の単色スリット光によるパターンと同じであ
る。したがって、処理のアルゴリズムは従来のものをそ
のまま使用することができる。

以上のＸ−Ｙテーブル５の移動、スリットパターンの投
影、撮像、画像処理の手順を繰り返すことにより、プリ
ント基板３の全体に亘ってチップ部品４の装着位置を検
査することができる。

なお、チップ部品４の表面とプリント基板３の表面のス
リットパターンが２本以上ずれて重なるような背の高い
デツプ部品の場合においては、３色以上のフィルタを有
するスリット板を用い、撮像用のカラーフィルタもこの
スリット板のフィルタに対応して変更することにより、
同様の原理でチップ部品の位置検出が可能である。

また、上記実施例においてはＸ軸方向とＹ軸方向のスリ
ットラインを個別に投影するためにシャッタを用いてい
るが、このシャッタの代わりに光源部にストロボやスイ
ッチ等を用いて必要なときのみ発光させるという方法を
用いてもよい。さらに、上記実施例では、撮像カメラを
１箇所としたが、プリント基板全面に一度にスリットパ
ターンを形成し、それを複数の区画に分割し、各区画に
対してカメラを設けることにより、Ｘ−Ｙテーブルを固
定して検査を行うことも可能である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、隣り合ったパターンの色
が異なったスリットパターンを投影し、各色のフィルタ
を通して個別にスリットパターンを撮像するようにした
ので、隣り合ったスリットパターンが重なるような高さ
の電子部品においても、撮像したパターンは電子部品の
エツジ部分で不連続となり、その装着位置を検出するこ
とができる。また、パターンの不連続から電子部品の装
着位置を検出するための画像処理のアルゴリズムが従来
の単色のスリットパターンの場合と同じであるので、シ
ステムの構築が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示す図、第２図、第３図
は本発明実施例のスリットパターンを示す図、 第４図、第５図、第６図、第７図は本発明実施例の撮像
されたスリットパターンを示す図、第８図はスリット光
の投影方法を説明する図、第９図、第１０図、第１１図
、第１２図は従来例のスリットパターンを示す図である
。 １．２・・・カラーマルチスリット光源３・・・プリン
ト基板 ４・・・チップ部品 ６・・・カメラ ８・・・画像処理部 １５・・・カラーフィルタ 特許出願人　　　　シャープ株式会社 代　理　人　　　　弁理士　西１）新 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電子部品が実装されたプリント基板上に交互に異なっ
   た複数種類の色のスリット光を斜め方向から投影してス
   リットパターンを形成するスリットパターン投影手段と
   、上記プリント基板上に投影されたスリットパターンを
   上記複数種類の色のフィルタを通して個別に撮像する撮
   像手段と、撮像されたスリットパターンの不連続から電
   子部品の装着位置を検出する検出手段とを備えたことを
   特徴とする部品装着検査装置。