JPH02228509A - 位置ずれ検査装置 - 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〉 この発明は、例えば電子部品などが位置ずれすることな
（、プリント配線基＋７ｉＥ　（以下、単に「基板」と
いう）上の所定位置に正しく実装されているか否かを検
査するのに用いられる位置ずれ検査装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、基板上の実装部品につき位置ずれなどの実装不良
を検査するのに、検査員が部品実装基板を手・に取り、
これを拡大レンズを用いて四方より観察するという方法
が一般に行われている。ところがこの手作業による検査
方法は、検査に熟練を要するとともに、作業能率が著し
く悪く、部品の実装不良が見逃されるおそれがある。

そこで近年、実装部品の位置ずれなどを光学的な方法で
検査する各種の方法が提案され、これにより検査作業の
能率化と精度の向上とがはかられている。

通常、この種の位置ずれ検査に際して、第９図に示す如
く、部品１の実装位置に対し、その部品外形の周囲に一
定のずれ許容幅Δｄを設けて、位置ずれ許容範囲２を設
定している。そして部品１の外形全体が位置ずれ許容範
囲２内に含まれていれば、実装状態が良好であると判断
するのに対し、第１０図（１）のように部品１のいずれ
か辺や第１０図（２）のように部品１のいずれか隅部が
位置ずれ許容範囲２よりはみ出たときには、実装状態が
不良であると判断するものである。

第１１図は、位置ずれ、許容範囲２から部品１がはみ出
たことを検出する方法の一例を示している。

同図の方法は、部品１に対し複数のスリット光源（図示
せず）によりスリット光を照射する方式のものであり、
部品１の上面から基板の上面にわたり各スリット光が交
わる光切断線３〜５を生成し、各光切断線３〜５を図示
しないカメラで観測して部品１の端点Ａ−Ｆを検出する
。

そして各端点の位置から部品１の各隅点Ｇ−Ｊの位置を
計算で求め、各端点Ａ−Ｆや各隅点Ｇ〜Ｊの位置が位置
ずれ許容範囲２内に存在するか否かを判断する。

第１２図は、部品１のはみ出しを検出する他の方法を示
している。

同図の方法は、部品１を−様な照明下でカメラ（図示せ
ず）により撮像する方式であり、その画像につき部品１
の電極部分６とパッケージ部分７との間のコントラスや
、部品１と基板８との間のコントラストとから部品１の
位置や姿勢を検出して、その部品１が位置ずれ許容範囲
内に存在するか否かを判断する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら第１１図に示す方法では、部品１の４隅点
Ｇ−Ｊを求めるための演算を必要とするため、演算に時
間がかかり、またこの演算に際し、端点間の距離（例え
ばＣＥ間およびＤＦ間の各距離）が部品長さに対して小
さいため、隅点Ｇ〜Ｊの算出に大きな誤差が生じて、精
度が低下するという問題がある。

また第１２図に示す方法では、部品１の各部間のコント
ラストや部品１と基板８との間のコントラストが得られ
ない場合や、基板８の配線パターンが複雑であるような
場合には、処理が複雑となって時間がかかり、安定した
判定が困難である。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、スリ
ット光を検査対象の位置ずれ許容範囲に沿って照射し、
その光切断線を検出対象が越えたか否かを判別すること
により、位置ずれを容易かつ安定して検出できる新規な
位置ずれ検査装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 この発明の位置ずれ検査装置では、検査対象が所定の位
置ずれ許容範囲内に位置するか否かを検査するのに、検
査対象を支持する面上へスリット光を照射して前記位置
ずれ許容範囲に沿う光切断線を生成する投光手段と、前
記光切断線をスリット光に沿う平面より外れた上方位置
で１最像するための撮像手段と、撮像手段で得た画像か
ら光切断線の形状的特徴を抽出して位置ずれ許容範囲か
らの検査対象のはみ出しを判別する判定手段とを具備さ
せている。

〈作用〉 検査対象を支持する面上へスリット光を照射して位置ず
れ許容範囲に沿う光切断線を生成した場合において、検
査対象が位置ずれ許容範囲を越えて位置ずれするとき、
光切断線は検査対象の表面と検査対象を支持する面とに
わたって形成され、しかもその光切断線には段差が生ず
ることになる。従ってこの光切断線をＩ星像装置で撮像
してその画像から光切断線の形状的特徴を抽出すること
により、検査対象が位置ずれ許容範囲からはみ出してい
るか否かを容易かつ確実に判別できる。

〈実施例〉 図面は、プリント配線基板上に実装された電子部品が適
正位置より位置ずれしているか否かを判別するための装
置例であるが、この発明はこれに限らず、電子部品以外
の物体の位置ずれを検査するのにも適用できることは勿
論である。

第１図は、この発明の一実施例にかかる実装部品の位置
ずれ検査装置の全体構成を示している。

図示例において、ＸＹ子テーブルり成る測定テーブル１
０上に検査対象１１（基板上に部品が実装されたもの）
が載置され、その上方位置に４個のスリット光源１２ａ
〜１２ｄより成る投光部１２と、４台のカメラ１３ａ〜
１３ｄより成る盪像部１３とが配備されている。

４個のスリット光源１２ａ〜１２ｄは、第２図に示す如
く、検査すべき部品１が実装された基板上へそれぞれス
リット光１７ａ〜１７ｄを真下方向へ照射して、部品１
の位置ずれ許容範囲２の境界に沿う光切断線１８ａ〜１
８ｄを生成するためのものである。

この実施例の場合、位置ずれ許容範囲２は部品外形に沿
う矩形状をなしており、各スリット光源１２ａ〜１２ｄ
による光切断線１８ａ〜１８ｄは前記矩形の各辺を構成
する。

４台のカメラ１３ａ〜１３ｄは、各光切断線１８ａ　〜
１８ｄをスリット光１７ａ　〜１７ｄに沿う平面より外
れた上方位置、すなわちこの実施例では、各光源１２ａ
〜１２ｄの外側位置で撮像して、それぞれ光切断線１８
ａ〜１８ｄの画像を生成するためのものである。

第１図に戻って、撮像部１３．投光部１２および、測定
テーブル１０はマイクロコンピュータより成る演算制御
装置１４に接続されており、この演算制御装置１４はプ
ログラムを解読実行して、カメラ１３ａ〜１３ｄの撮像
動作、スリット光源１２ａ〜１２ｄの投光動作、測定テ
ーブル１０の移動などを制御信号により一連に制御する
。また演算制御装置１４は、各カメラ１３ａ〜１３ｄよ
り映像信号を取り込み、各画像から光切断線１８ａ〜１
８ｄの形状的特徴を抽出して、位置ずれ許容範囲２内に
部品１が正しく位置するか否かを判別する。

第３図は、部品１の一偶部が位置ずれ許容範囲２よりは
み出した状態を示すもので、この部品１の表面と基板の
表面との間に前記光切断線を生成して、それぞれ光切断
線を対応する４台のカメラ１３ａ〜１３ｄで斜め上方よ
り観測している。

第４図（１）　〜（４）は、これらカメラ１３ａ　〜１
３ｄで得た各光切断線の画像１８ａ′〜１８ｄ′を示す
もので、３台のカメラ１３　ａ、　１３ｂ、　１３ｄに
よる光切断線の画像１８ａ’、１８ｂ’１８ｄ′は真っ
直ぐな直線状であるのに対し、他のカメラ１３ｃによる
光切断線の画像１８０′にはその中間位置に段差１９が
現れている。

第５図は、この段差１９の有無を検出する方法を例示し
ているが、このような段差１９の検出は同図に示す方法
以外の方法でも可能であることは勿論である。

同図の方法は、ＸＹ座標系を当てはめた画像１８０′に
つきＹ軸方向の明るさのヒストグラム２０をとるもので
あり、このヒストグラム２０に対して所定のしきい値Ｔ
Ｈを設定し、そのしきい値ＴＨを越えるピークが一個だ
け存在すれば段差はないと判断し、二個存在すれば段差
があると判断する。

第６図は、演算制御装置１４による部品の位置ずれ検査
の手順を示すもので、同図のステップ１（図中ｒｓＴＩ
Ｊで示す）では第１のカメラ１３ａによる画像につき段
差の有無を判断しており、その結果、ステップ２の「段
差ありか？」の判定力＜”Ｙｇｓ”であれば、ステップ
１０で部品１が位置ずれしていると判断して検査を終了
させる。

もしステップ２の判定が°“ＮＯ”であれば、ステップ
３へ進み、つぎに第２のカメラ１３ｂによる画像につき
段差の有無を判断する。その結果、ステップ４の判定が
“ＹＥＳ”であれば、部品１が位置ずれしていると判断
し、また“”ＮＯ”であれば、つぎのステップ５へ進む
ことになる。

以下、ステップ５では第３のカメラ１３ｃによる画像に
つき、またステップ７では第４のカメラ１３ｄによる画
像につき、それぞれ段差の有無を判断しており、ステッ
プ６またはステップ８の判定が“ＹＥＳ″であれば、部
品１が位置ずれしていると判断し、ステップ６およびス
テップ８の判定がいずれも“’ＮＯ”であれば、ステッ
プ９で部品１は位置ずれしていないと判断して、検査を
終了させる。

なお第１図中、モニタ部１５はカメラ１３ａ〜１３ｄで
得た画像をモニタするためのもの。

また表示部１６は検査結果を表示するためのものである
。

第７図は、スポット光を出力する１台のスポット光源２
１と、スリット光１７を生成する二個のガルバノミラ−
２２，２３とで投光部１２を構成して、スリット光１７
を位置ずれ許容範囲２に対して走査するようにしたもの
で、この実施例によれば、前記第１実施例に比べて光源
数を節約できるという利点がある。

第８図は、１台のカメラ２４より成る撮像部１３を検査
すべき部品ｌの真上に位置させるとともに、４個のスリ
ット光源１２ａ〜１２ｄを検査すべき部品ｌの斜め上方
位置（第１実施例の各カメラ位Ｗ）に配備して、スリッ
ト光１７ａ〜１７ｄの照射は斜め上方から、また光切断
線１８ａ〜１８ｄの撮像は真上から、それぞれ行うよう
にしたもので、この実施例によれば、前記第１実施例に
比べてカメラ数を節約できるという利点がある。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、スリ７ト光を検査対象の位置ず
れ許容範囲に沿って照射し、その光切断線を撮像してそ
の画像の形状的特徴を抽出することにより、検査対象が
光切断線を越えたか否かを判別するようにしたから、部
品の隅点位置を計算する従来例に比較して部品の位置ず
れを正確かつ容易に検出でき、しかも画像のコントラス
トを利用する従来例に比較して簡単な処理により部品の
位置ずれを安定して検出できるなど、発明目的を達成し
た顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる位置ずれ検査装置
の全体構成を示す説明図、第２図は投光部および撮像部
の配置を示す斜面図、第３図は部品の位置ずれ状態と各
カメラの位置関係を示す平面図、第４図は各カメラで得
た光切断線の画像を示す説明図、第５図は段差検出方法
の一例を示す原理説明図、第６図は位置ずれ検査の手順
を示すフローチャート、第７図はこの発明の第２実施例
にかかる投光部および撮像部の配置を示す斜面図、第８
図はこの発明の第３実施例にかかる投光部および撮像部
の配置を示す斜面図、第９図は部品の位置ずれ許容範囲
を示す平面図、第１０図は部品の位置ずれ状態を示す平
面図、第１１図および第１２図は従来の位置ずれ検査方
法を示す平面図である。 ■・・・・部品　　　２・・・・位置ずれ許゛容範囲１
２・・・・投光部　　１３・・・・撮像部１４・・・・
演算制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検査対象が所定の位置ずれ許容範囲内に位置するか否か
   を検査するための装置であって、検査対象を支持する面
   上へスリット光を照射して前記位置ずれ許容範囲に沿う
   光切断線を生成する投光手段と、 前記光切断線をスリット光に沿う平面より外れた上方位
   置で撮像するための撮像手段と、撮像手段で得た画像か
   ら光切断線の形状的特徴を抽出して位置ずれ許容範囲か
   らの検査対象のはみ出しを判別する判定手段とを具備し
   て成る位置ずれ検査装置。