JPH02249957A - ハンダ接合部用光学検査システムおよび検査方法 - Google Patents
ハンダ接合部用光学検査システムおよび検査方法Info
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- JPH02249957A JPH02249957A JP1258637A JP25863789A JPH02249957A JP H02249957 A JPH02249957 A JP H02249957A JP 1258637 A JP1258637 A JP 1258637A JP 25863789 A JP25863789 A JP 25863789A JP H02249957 A JPH02249957 A JP H02249957A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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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。
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、可視外観に基づいて検査されるハンダ接合
部の性質を決定するために、ハンダ接合部の品質を評価
するシステムに関する。
部の性質を決定するために、ハンダ接合部の品質を評価
するシステムに関する。
［従来の技術］
多数の新しい電子装置が自動化されている。特別に製造
された把持指を有するロボットは放出ステーションから
選択された電子部品を把持する。
された把持指を有するロボットは放出ステーションから
選択された電子部品を把持する。
この部品は１以上の側面から伸び出している複数の平坦
なリードヲ有するフラットバックでもよく、或いは丸い
断面のリード線を有する抵抗のような円筒部品であって
もよい。部品のリードは印刷回路板上に取り付ける面に
対して部品の底面またはその下に位置するような形状で
ある。それらは把持された後、部品はこの特定の組立て
工程で正しい部品であるか否か光学的に検査されること
ができる。次に部品はそのリードがフラックス処理され
、その後部品は印刷回路板上の位置に置かれる。
なリードヲ有するフラットバックでもよく、或いは丸い
断面のリード線を有する抵抗のような円筒部品であって
もよい。部品のリードは印刷回路板上に取り付ける面に
対して部品の底面またはその下に位置するような形状で
ある。それらは把持された後、部品はこの特定の組立て
工程で正しい部品であるか否か光学的に検査されること
ができる。次に部品はそのリードがフラックス処理され
、その後部品は印刷回路板上の位置に置かれる。
その位置に置かれたとき、そのリードは部品上のリード
のハンダを再溶融するために充分なハンダを有するハン
ダパッド上に位置される。配置されると、ヒータ棒が部
品リード上にもたらされ、そこに保持されたリード上に
降下される。その位置に保持されている間にヒータ棒は
リードおよび隣接するハンダを加熱し、その位置でリー
ドをハンダ付けするように再溶融させる。組立てはハン
ダ接合部の適切性の検査を除いて完了する。現在の検査
は肉眼による。検査には４倍乃至７倍の拡大率を有する
顕微鏡を使用して行われる。照明は通常の顕微鏡照明で
あり、印刷回路板の表面に対する垂線に対して約４５度
の角度である。これは現在利用されている最良の品質の
検査であるが、検査の主観性および個人的判定が必要と
される欠点を有している。これはさらに可視的厳密度が
制限され、検査スパンが限られている。検査物は顕微鏡
に対して手動で動かされなければならず、それは手と肉
眼による座標エラーを生じる可能性がある。各エラーは
検査が続くとき疲労により増加する。その結果許容、拒
否決定は１００％の再現性をもって繰り返されることは
できない。さらにこの様な検査方法は繁雑であり、費用
のかかる訓練が必要であると共に、訓練した検査員の周
期的な再資格審査が必要になる。
のハンダを再溶融するために充分なハンダを有するハン
ダパッド上に位置される。配置されると、ヒータ棒が部
品リード上にもたらされ、そこに保持されたリード上に
降下される。その位置に保持されている間にヒータ棒は
リードおよび隣接するハンダを加熱し、その位置でリー
ドをハンダ付けするように再溶融させる。組立てはハン
ダ接合部の適切性の検査を除いて完了する。現在の検査
は肉眼による。検査には４倍乃至７倍の拡大率を有する
顕微鏡を使用して行われる。照明は通常の顕微鏡照明で
あり、印刷回路板の表面に対する垂線に対して約４５度
の角度である。これは現在利用されている最良の品質の
検査であるが、検査の主観性および個人的判定が必要と
される欠点を有している。これはさらに可視的厳密度が
制限され、検査スパンが限られている。検査物は顕微鏡
に対して手動で動かされなければならず、それは手と肉
眼による座標エラーを生じる可能性がある。各エラーは
検査が続くとき疲労により増加する。その結果許容、拒
否決定は１００％の再現性をもって繰り返されることは
できない。さらにこの様な検査方法は繁雑であり、費用
のかかる訓練が必要であると共に、訓練した検査員の周
期的な再資格審査が必要になる。
［発明の解決すべき課題］
赤外線筆跡感知および解析技術を使用してレーザ照明に
より自動的に検査することが試みられている。赤外線検
査技術の問題点はそれが全ての可視的欠陥を検出できな
いことである。良好な可視検査と感度は同じ問題ではな
い。それはハンダパッドから流出した余分のハンダを検
出することはできない。それは不十分なハンダ或いはハ
ンダ接合部の両方の面が濡れない状態のような微妙な可
視ハンダ欠陥を検出することができない。さらにリード
とパッドの間の不整列を検出することはできない。自動
的検査の他の方法は異なった照明角度の２色の光を使用
するものであるが、現在まで信頼性のあるものは得られ
ていない。したがって自動的検査には満足すべきものは
ない。
より自動的に検査することが試みられている。赤外線検
査技術の問題点はそれが全ての可視的欠陥を検出できな
いことである。良好な可視検査と感度は同じ問題ではな
い。それはハンダパッドから流出した余分のハンダを検
出することはできない。それは不十分なハンダ或いはハ
ンダ接合部の両方の面が濡れない状態のような微妙な可
視ハンダ欠陥を検出することができない。さらにリード
とパッドの間の不整列を検出することはできない。自動
的検査の他の方法は異なった照明角度の２色の光を使用
するものであるが、現在まで信頼性のあるものは得られ
ていない。したがって自動的検査には満足すべきものは
ない。
この発明の目的および利点とするところはハンダ接合部
の観察および解析の広範囲の能力を有し、ハンダ接合部
の品質を自動的に決定し、ハンダ接合部の信頼性のある
検査および評価ができる光学的検査システムを提供する
ことである。
の観察および解析の広範囲の能力を有し、ハンダ接合部
の品質を自動的に決定し、ハンダ接合部の信頼性のある
検査および評価ができる光学的検査システムを提供する
ことである。
こΦ発明の別の目的および利点は、ハンダ接合部の可視
検査をなくすことによってコストを低下させると共に、
迅速正確にハンダ接合部を検査および評価することによ
って製造時間を短縮することである。
検査をなくすことによってコストを低下させると共に、
迅速正確にハンダ接合部を検査および評価することによ
って製造時間を短縮することである。
この発明の別の目的および利点は、種々の部品のハンダ
接合部の品質がハンダ接合部の形式によって調整するこ
とによる製造時間を増加させることなく検査されること
ができるシステムを提供することである。
接合部の品質がハンダ接合部の形式によって調整するこ
とによる製造時間を増加させることなく検査されること
ができるシステムを提供することである。
この発明のさらに別の目的および利点は、主観性および
判定を除き、可視検査に置ける疲労および可視厳密度依
存性を除去したハンダ接合部の検査システムを提供する
ことである。
判定を除き、可視検査に置ける疲労および可視厳密度依
存性を除去したハンダ接合部の検査システムを提供する
ことである。
［課題解決のための手段］
この発明の理解を助けるために要約した形で説明すると
、この発明によれば、印刷回路板の表面に対して低い角
度の拡散光でハンダ接合部を照明し、ビデオカメラを使
用して画像を電子信号に変換し、画像プロセッサを使用
して信号をデジタル化し、ハンダ接合部の画像が満足す
べきハンダ接合部であることを示すか否かを決定するた
めに画像データを処理し解析して自動的ハンダ接合部検
査および接合部の評価をか行うハンダ接合部の光学的検
査システムおよび検査方法が提供される。
、この発明によれば、印刷回路板の表面に対して低い角
度の拡散光でハンダ接合部を照明し、ビデオカメラを使
用して画像を電子信号に変換し、画像プロセッサを使用
して信号をデジタル化し、ハンダ接合部の画像が満足す
べきハンダ接合部であることを示すか否かを決定するた
めに画像データを処理し解析して自動的ハンダ接合部検
査および接合部の評価をか行うハンダ接合部の光学的検
査システムおよび検査方法が提供される。
［実施例］
第１図においてこの発明の光学的検査システムは全体を
ｌＯで示されている。システムは光学的部分と、それに
白黒ビデオカメラのような光電子変換器によって結合さ
れた電子部分とによって構成されている。検査はテーブ
ル１２を含む検査ステーションにおいて行われ、このテ
ーブル１２は組立システムの一部であってもよい。テー
ブル１２の頂部はＸおよびＹ座標を表し、Ｚ座標はそれ
に垂直な方向である。テーブル１２上にプラットホーム
１４があり、それはＺ座標に垂直にＸおよびＹ座標上で
移動して検査軸上の特定の位置に位置させることができ
る。検査される対象は印刷回路板上の電気部品のリード
とパッドの間のハンダ接合部の適切性である。印刷回路
板１６は適当な固定手段によってテーブル１２上に取付
けられる。それはその上に複数のハンダパッドを有して
おり、その一つは第２図に１８として示されている。通
常のプロセスにおいてハンダパッド１８はハンダ付け動
作に先立ってその上に充分なハンダを有し、リードがそ
の上に置かれ、熱が供給されるときハンダは溶融し、リ
ードとパッドの間の間隙を満たす。この例の場合には部
品２０の一部が第２１図に示されている。
ｌＯで示されている。システムは光学的部分と、それに
白黒ビデオカメラのような光電子変換器によって結合さ
れた電子部分とによって構成されている。検査はテーブ
ル１２を含む検査ステーションにおいて行われ、このテ
ーブル１２は組立システムの一部であってもよい。テー
ブル１２の頂部はＸおよびＹ座標を表し、Ｚ座標はそれ
に垂直な方向である。テーブル１２上にプラットホーム
１４があり、それはＺ座標に垂直にＸおよびＹ座標上で
移動して検査軸上の特定の位置に位置させることができ
る。検査される対象は印刷回路板上の電気部品のリード
とパッドの間のハンダ接合部の適切性である。印刷回路
板１６は適当な固定手段によってテーブル１２上に取付
けられる。それはその上に複数のハンダパッドを有して
おり、その一つは第２図に１８として示されている。通
常のプロセスにおいてハンダパッド１８はハンダ付け動
作に先立ってその上に充分なハンダを有し、リードがそ
の上に置かれ、熱が供給されるときハンダは溶融し、リ
ードとパッドの間の間隙を満たす。この例の場合には部
品２０の一部が第２１図に示されている。
それはそれから伸び出てパッド１８上に位置している方
形断面のリード２２を有している。リードのパッド１８
上の位置づけに先立って、通常は良好なハンダ接続が行
われるように適当な清浄化およびフラックス処理が行わ
れる。ヒータ棒がリード２２の上方に位置され、熱が供
給され、ハンダはパッドから溶融して流れパッドとリー
ドの両者を濡らして接合する。フィレット２４および２
６は良好なハンダ付けを表すものである。フィレット２
４および２Ｂは上方を向いてリードの外側に向けて凹面
に湾曲していることに注意すべきである。方形断面のリ
ードが示されているけれども、丸い断面のリード線もま
た適切にパッド上にハンダ付けされたとき同様のフィレ
ットを有する。支持部２８はリード２２の上にビデオカ
メラ３０を支持している。ビデオカメラ３０のレンズ３
２はビデオ視界の中心における軸を定める。Ｘ−Ｙ方向
のプラットホーム１４はビデオ観察のために軸上ヘリー
ド２２を移動させる。照明がランプ３４によって行われ
、それは検査されている区域の全周に低い角度の拡散光
を与える。高強度の小さい直径のランプ３４が好ましい
。それは余裕がある限り印刷回路板ｌＯ上にできるだけ
近く低く位置されることによって印刷回路板１６の頂面
に対して低い角度で光を与える。適当な光の具体的な一
例は直径３．５インチ、４０ワツトの円形蛍光灯である
。大きな拡散光蛍光灯は多きな面積に均等に光を分配し
、それによって紛られしい影や鏡面反射を除去する。円
形蛍光灯の光源は印刷回路板１６の頂面に対して低い角
度であり、そのためそれからの光は平坦で水平な表面か
らは上方に反射しない。しかしながらフィレット２４お
よび２Ｂの凹面は入射光の実質的な部分を上方に反射す
る。リード２２および印刷回路板１８の頂面ばしたがっ
て比較的暗く、適切なフィレット２４および２６の凹面
は比較的明るく輝いている。したがって関心のある特徴
部分は背景と区別され、特徴でない部分およびリードの
縁部はフィレットとは異なったコントラストである。
形断面のリード２２を有している。リードのパッド１８
上の位置づけに先立って、通常は良好なハンダ接続が行
われるように適当な清浄化およびフラックス処理が行わ
れる。ヒータ棒がリード２２の上方に位置され、熱が供
給され、ハンダはパッドから溶融して流れパッドとリー
ドの両者を濡らして接合する。フィレット２４および２
６は良好なハンダ付けを表すものである。フィレット２
４および２Ｂは上方を向いてリードの外側に向けて凹面
に湾曲していることに注意すべきである。方形断面のリ
ードが示されているけれども、丸い断面のリード線もま
た適切にパッド上にハンダ付けされたとき同様のフィレ
ットを有する。支持部２８はリード２２の上にビデオカ
メラ３０を支持している。ビデオカメラ３０のレンズ３
２はビデオ視界の中心における軸を定める。Ｘ−Ｙ方向
のプラットホーム１４はビデオ観察のために軸上ヘリー
ド２２を移動させる。照明がランプ３４によって行われ
、それは検査されている区域の全周に低い角度の拡散光
を与える。高強度の小さい直径のランプ３４が好ましい
。それは余裕がある限り印刷回路板ｌＯ上にできるだけ
近く低く位置されることによって印刷回路板１６の頂面
に対して低い角度で光を与える。適当な光の具体的な一
例は直径３．５インチ、４０ワツトの円形蛍光灯である
。大きな拡散光蛍光灯は多きな面積に均等に光を分配し
、それによって紛られしい影や鏡面反射を除去する。円
形蛍光灯の光源は印刷回路板１６の頂面に対して低い角
度であり、そのためそれからの光は平坦で水平な表面か
らは上方に反射しない。しかしながらフィレット２４お
よび２Ｂの凹面は入射光の実質的な部分を上方に反射す
る。リード２２および印刷回路板１８の頂面ばしたがっ
て比較的暗く、適切なフィレット２４および２６の凹面
は比較的明るく輝いている。したがって関心のある特徴
部分は背景と区別され、特徴でない部分およびリードの
縁部はフィレットとは異なったコントラストである。
レンズ３２を有するビデオカメラ３０はリードに向けら
れ、光の明暗の画像をビデオ信号に変換する。
れ、光の明暗の画像をビデオ信号に変換する。
ビデオ信号はライン３６（第１図）に現れる。画像の情
景は顕著な色のない高いコントラストの画像であるから
白黒カメラが適当である。しがしカラーカメラも有機汚
染物または露出した銅を検出するために使用されること
ができる。ビデオモニタをビデオ信号ライン３６に接続
することもできるが、それは単に観察のためであり、こ
の発明の検査システムにとって本質的なものではない。
景は顕著な色のない高いコントラストの画像であるから
白黒カメラが適当である。しがしカラーカメラも有機汚
染物または露出した銅を検出するために使用されること
ができる。ビデオモニタをビデオ信号ライン３６に接続
することもできるが、それは単に観察のためであり、こ
の発明の検査システムにとって本質的なものではない。
ライン３Ｂ上のビデオ信号はアナログ信号であり、ライ
ン毎に走査された情報である。このアナログ情報は処理
および翻訳が困難である。したがってデジタル化装置３
８に供給され、そこで画像情報はデジタル信号に変換さ
れる。さらにデジタル化装置３８はハンダ接合部の品質
を決定するために画像解析装置を備えている。画像解析
装置は一つの基準を満足することに基づいてハンダ接合
部の良否を判断する。その基準はリードの長さのあらか
じめ定められた部分に沿ったフィレットを必要とする。
ン毎に走査された情報である。このアナログ情報は処理
および翻訳が困難である。したがってデジタル化装置３
８に供給され、そこで画像情報はデジタル信号に変換さ
れる。さらにデジタル化装置３８はハンダ接合部の品質
を決定するために画像解析装置を備えている。画像解析
装置は一つの基準を満足することに基づいてハンダ接合
部の良否を判断する。その基準はリードの長さのあらか
じめ定められた部分に沿ったフィレットを必要とする。
実用的には約６０％のフィレットの連続性が適当である
。
。
高信頼性のものではさらに高い連続性が要求される。フ
ィレットの可成りの部分からの反射がなければフィレッ
トが不適切であることが示され、したがって適切なハン
ダ接合部でないことが示される。
ィレットの可成りの部分からの反射がなければフィレッ
トが不適切であることが示され、したがって適切なハン
ダ接合部でないことが示される。
特定のリード接続の解析が完了したとき、品質制御ライ
ン４０は制御コンピュータ４２に検査したハンダ接合部
が適切なものか否かを信号する。制御コンピュータ４２
は出力信号ライン４４を有し、それによって特定のハン
ダ接合部が適切なものであるとする情報が記録される。
ン４０は制御コンピュータ４２に検査したハンダ接合部
が適切なものか否かを信号する。制御コンピュータ４２
は出力信号ライン４４を有し、それによって特定のハン
ダ接合部が適切なものであるとする情報が記録される。
それはまたライン４Ｂに出力信号を与え、それはＸ−Ｙ
制御装置４８に信号してプラットホーム１４を新しい位
置に移動させそこで新しいリードが検査軸上に位置され
る。したがって制御コンピュータ４２は特定のハンダ接
合部の品質決定に関係し、“先へ進め”の信号を与える
。連続ループが形成され、Ｘ−Ｙ制御装置４８が新しい
リードを検査軸上に位置させたとき光信号はデジタル化
され、解析され、制御コンピュータ４２にその情報の記
録の準備がされ、次のハンダ接合部に前進することを通
報する。したがってこのような検査は個々のリードにつ
いて迅速に順次行われ、そのため検査速度は可視検査の
速度よりも著しく速い。さらに複雑な検査プログラムに
よれば一時に１個より多くのリードのハンダ付けが検査
されることができる。
制御装置４８に信号してプラットホーム１４を新しい位
置に移動させそこで新しいリードが検査軸上に位置され
る。したがって制御コンピュータ４２は特定のハンダ接
合部の品質決定に関係し、“先へ進め”の信号を与える
。連続ループが形成され、Ｘ−Ｙ制御装置４８が新しい
リードを検査軸上に位置させたとき光信号はデジタル化
され、解析され、制御コンピュータ４２にその情報の記
録の準備がされ、次のハンダ接合部に前進することを通
報する。したがってこのような検査は個々のリードにつ
いて迅速に順次行われ、そのため検査速度は可視検査の
速度よりも著しく速い。さらに複雑な検査プログラムに
よれば一時に１個より多くのリードのハンダ付けが検査
されることができる。
第３図は印刷回路板上のパッドにハンダ付けされた第１
および第２の隣接する方形部品リードの平面図であり、
第１図および第２図に示されたように照明されている。
および第２の隣接する方形部品リードの平面図であり、
第１図および第２図に示されたように照明されている。
第４図は、通常の方法で印刷回路板の頂面に対して４５
度以上の角度で照明された同じ２個の部品のリードとハ
ンダ付け状態の平面図である。２個のリードがこれらの
図で示されており、リードは部品パッケージの縁部に互
に隣接しており、印刷回路板上の隣接するパッドにノ＼
ンダ付けされている。これは２つの形式の照明により生
じるカメラブ見た状態を示している。上記のシステムで
は一時にただ一つのハンダ接合部が検査される。したが
って２個のリードは順次検査区域にもたらされる。印刷
回路板は第３図および第４図では５０で示され、その頂
面５２は高いコントラストの画像の黒として示されてい
る。何故ならば低い角度の照明ではわずかな光しか反射
されないからである。第３図および第４図の区域５４は
第１のリードの頂面である。第３図では低い角度の照明
によって印刷回路の頂面板により表される背景と連続し
て表示されている。第４図にもまた第１のリードの頂面
の区域５４は示されている。リード頂面５６は各画像に
おいて第２のリードの頂面である。頂面５６を有する第
２のリードは適切にハンダ付けされ、第２図の２４．２
８で示されたようなフィレットの凹面は低い角度の拡散
光をバンド５８および６０に示すように上方に反射する
。これらは輝いたバンドであり、この発明によるような
高いコントラストの画像システムでは白である。これら
は輝いたバンドは適切なハンダ付けおよび適切なフィレ
ットを表している。これらの区域は暗いバンド６２およ
び６４と比較されなければならない。それらはハンダフ
ィレットであり、第４図の高い角度の照明の画像では暗
いバンドとして示されている。もしもこれらの暗いバン
ドが適切なハンダ接合部として翻訳されるならばそれら
はＷＳＪ図の右に見られる輝いたバンドによって輪郭が
与えられなければならない。
度以上の角度で照明された同じ２個の部品のリードとハ
ンダ付け状態の平面図である。２個のリードがこれらの
図で示されており、リードは部品パッケージの縁部に互
に隣接しており、印刷回路板上の隣接するパッドにノ＼
ンダ付けされている。これは２つの形式の照明により生
じるカメラブ見た状態を示している。上記のシステムで
は一時にただ一つのハンダ接合部が検査される。したが
って２個のリードは順次検査区域にもたらされる。印刷
回路板は第３図および第４図では５０で示され、その頂
面５２は高いコントラストの画像の黒として示されてい
る。何故ならば低い角度の照明ではわずかな光しか反射
されないからである。第３図および第４図の区域５４は
第１のリードの頂面である。第３図では低い角度の照明
によって印刷回路の頂面板により表される背景と連続し
て表示されている。第４図にもまた第１のリードの頂面
の区域５４は示されている。リード頂面５６は各画像に
おいて第２のリードの頂面である。頂面５６を有する第
２のリードは適切にハンダ付けされ、第２図の２４．２
８で示されたようなフィレットの凹面は低い角度の拡散
光をバンド５８および６０に示すように上方に反射する
。これらは輝いたバンドであり、この発明によるような
高いコントラストの画像システムでは白である。これら
は輝いたバンドは適切なハンダ付けおよび適切なフィレ
ットを表している。これらの区域は暗いバンド６２およ
び６４と比較されなければならない。それらはハンダフ
ィレットであり、第４図の高い角度の照明の画像では暗
いバンドとして示されている。もしもこれらの暗いバン
ドが適切なハンダ接合部として翻訳されるならばそれら
はＷＳＪ図の右に見られる輝いたバンドによって輪郭が
与えられなければならない。
これらの輝いたバンドはフィレットの縁部に対応する、
乱雑な白いスポットはパッドからの反射に対応する。例
えば第４図において光のバンド６６はハンダパッドの頂
部からの反射であり、光のバンド６８もまたハンダパッ
ドからの反射である。左側のリードは不適切なハンダ付
けである。これは第３図では反射は僅かしか観察されず
、明瞭に示されている。低い角度の光を反射するフィレ
ットは存在していない。したがって部品リードとハンダ
パッドの平坦な表面および四角な角は第４図で示される
ような状態にはには第３図では示されていない。
乱雑な白いスポットはパッドからの反射に対応する。例
えば第４図において光のバンド６６はハンダパッドの頂
部からの反射であり、光のバンド６８もまたハンダパッ
ドからの反射である。左側のリードは不適切なハンダ付
けである。これは第３図では反射は僅かしか観察されず
、明瞭に示されている。低い角度の光を反射するフィレ
ットは存在していない。したがって部品リードとハンダ
パッドの平坦な表面および四角な角は第４図で示される
ような状態にはには第３図では示されていない。
不適切なハンダ接合を有する左側のものと適切なハンダ
接合を有する右側のものの２つのリードのこの観察から
、高コントラストの画像中の差は高い角度の光では不十
分であり、低い角度の光では十分であることは明白であ
り、低い角度の照明が使用されるとき生成される画像の
コンピュータ解析が可能である。低い角度の拡散光照明
は良好なハンダ付けの接合部の凹面のフィレットを照明
しながら、他のものは何も照明しない。
接合を有する右側のものの２つのリードのこの観察から
、高コントラストの画像中の差は高い角度の光では不十
分であり、低い角度の光では十分であることは明白であ
り、低い角度の照明が使用されるとき生成される画像の
コンピュータ解析が可能である。低い角度の拡散光照明
は良好なハンダ付けの接合部の凹面のフィレットを照明
しながら、他のものは何も照明しない。
高い角度の照明は凹面のフィレットを確実に照明せず、
時には画像に紛られしい影や鏡面のきらめきを生じる。
時には画像に紛られしい影や鏡面のきらめきを生じる。
それはまた誤った特徴やフィレットのないものを照明す
る。その結果は複雑なものとなり良好な特徴および誤っ
た特徴を区別せず画像を混乱させる。
る。その結果は複雑なものとなり良好な特徴および誤っ
た特徴を区別せず画像を混乱させる。
それと反対に低い角度の拡散光照明は良好なフィレット
の特徴（すなわち湾曲した凹面）を輝かせ、その一方不
良のフィレットの特徴を暗くする。
の特徴（すなわち湾曲した凹面）を輝かせ、その一方不
良のフィレットの特徴を暗くする。
その結果電子信号は不良と良好の両特徴の間で広いダイ
ナミック範囲を有し、それによって良好な接合部を不良
な接合部と区別することを容易にする。電子アナログテ
レビジョン画像はデジタル化されて、その形状およびバ
ンドの完全性が解析されて基準に合致するか否かが決定
される。その基準は全体の主要なフィレットの予め定め
られた割合で連続するフィレットがあることを要求する
。
ナミック範囲を有し、それによって良好な接合部を不良
な接合部と区別することを容易にする。電子アナログテ
レビジョン画像はデジタル化されて、その形状およびバ
ンドの完全性が解析されて基準に合致するか否かが決定
される。その基準は全体の主要なフィレットの予め定め
られた割合で連続するフィレットがあることを要求する
。
基準に合致すると完了信号および許容信号がライン４０
により制御コンピュータ４２に出力され、そこでその特
定のハンダ接合部が満足すべきものであることが記録さ
れＸ −Ｙ＠９３装置４８が命令を受けて別のハンダ接
合部を検査軸に移動させる。このようにして迅速に、自
動的に、信頼性のある検査が行われる。
により制御コンピュータ４２に出力され、そこでその特
定のハンダ接合部が満足すべきものであることが記録さ
れＸ −Ｙ＠９３装置４８が命令を受けて別のハンダ接
合部を検査軸に移動させる。このようにして迅速に、自
動的に、信頼性のある検査が行われる。
以上この発明は現在考えられる最良の実施−１について
説明されたが、数多くの変形、変更および実施態様が当
業者によって発明力を要することなく可能であろう。し
たがってこの発明の技術敵範囲は特許請求の範囲の記載
によってのみ限定されるべきものである。
説明されたが、数多くの変形、変更および実施態様が当
業者によって発明力を要することなく可能であろう。し
たがってこの発明の技術敵範囲は特許請求の範囲の記載
によってのみ限定されるべきものである。
第１図は、この発明の１実施例の光学的検査システムを
備えた検査ステーションの斜視図をシステムのいくつか
のブロックと共に示す。 第２図は、検査ステーション部分の拡大した断面図であ
る。 第３図は、この発明による照明による検査システムによ
って観察される２個のノ＼ンダ接合部の平面図である。 第４図は、従来の新式の可視検査書こより４５度の角度
で照明された同じ２個の／％ンダ接合部の平面図である
。 １２テーブル、１４・・・ブラ・ットホーム、■６・・
・インサラ回路板、１ト・・パッド、２０・・・部品、
３０・・・ビデオカメラ、３２・・・レンズ、３８・・
・デジタル化装置、４２・・・佃ｊ御コンピュータ、４
８・・・Ｘ−Ｙ制御装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 手続補正書 平成元年１２月２灯日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １６事件の表示 特願平１−２５８６３７号 ２、発明の名称 ハンダ接合部用光学検査システムおよび検査方法３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ヒユーズ・エアクラフト・カンパニ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 〒１００ 電話 ０３ （５０２）３１８１ （大代
表）６、補正の対象 明 細 書 ２、特許請求の範囲 （１）ハンダ付けされる部品リードがあるハンダ付けパ
ッドを検査軸に関して位置させる位置づけ手段と、 位置づけ手段および検査軸に関して配置された光源であ
って、その光源は前記検査軸に対して４５度よりも大き
い角度で前記位置づけ手段に向かって光を導き、それに
よって光源からの光が前記パッドに対して低い角度で照
射するように構成された光源と、 前記検査軸に沿った光学的画像を受けるように配置され
た光電子変換器と、 電子画像信号をデジタル化する手段と、デジタル化され
た画像信号を解析してパッドと部品リードとの間のハン
ダ接合部の適切性を評価する手段とを具備していること
を特徴とする光学的検査システム。 （２）前記１位置付け手段は位置付けテーブルであり、
前記デジタル像を解析する手段は前記位置付けテーブル
に連結され、ハンダ接合部の解析が完了したとき位置付
けテーブルは新しいパッドおよび部品リードが前記軸上
になる位置に移動する請求項１記載のシステム。 （３）印刷回路板上のパッドにハンダ付けされた部品リ
ードを有して印刷回路板上に取り付けられた部品を有し
、パッドを備えた印刷回路板を検査軸に実質上垂直に支
持する支持体と、 検査軸上に実質上位置し、実質上前記軸上でハンダパッ
ドとリードとを光学的に観察し、光学画像を電子画像情
報に変換するテレビジョンカメラと、 前記軸において前記支持体を照明し、前記軸を実質上中
心として印刷回路板の表面からの直接反射光が前記検査
軸に沿って導かれないような充分に低い角度で拡散光で
照明する手段と、電子画像情報をデジタル化する手段と
、ハンダ適切信号を生成するために印刷回路板上の部品
リードとパッドとの間のハンダ接合部の適切性を評価す
るために部品リードの周りのハンダフィレットの存在を
示すためにデジタル化した画像情報を解析する手段と、 ハンダ適切信号を記録するための制御コンピュータ手段
とを具備していることを特徴とするハンダ接合部用光学
検査システム。 （４）前記光源は前記検査軸に対して４５度より大きい
角度で光を与える請求項３記載のシステム。 （５）前記光源は前記軸を中心とする実質上すべての方
向に低い角度の拡散光を与えるように前記支持体上に近
接して位置された円形蛍光灯である請求項３記載のシス
テム。 （６）前記支持体は複数のパッドを有する印刷回路板を
その上に保持する位置づけテーブルであり、前記複数の
パッドはそれぞれそれにハンダ付けされた部品リードを
有し、ハンダ適切信号の受信において前記制御コンピュ
ータは前記検査軸上に別のパッドを配置するように前記
位置づけテーブルを移動させるように信号する請求項３
または５記載のシステム。 （７）印刷回路板はその上にパッドとハンダ付けされた
部品リードを有しているハンダ接合部の検査方法におい
て、 印刷回路板に近接して低い角度の拡散光でパッドを照明
し、 パッドを光学的に画像化し、 光学的画像をデジタル画像情報に変換し、デジタル画像
情報を適切なハンダ接合部に対応する論理基準でデジタ
ルパターンと比較し、検査されたハンダ接合部が許容で
きるか拒否すべきかを示す信号を出力するステップを有
するハンダ接合部の検査方法。 （８）ハンダ接合部が許容できるか拒否すべきかを示す
信号が生成された後印刷回路板を再び位置づける請求項
７記載の方法。 （９）複数のパッドを具備し、対応する複数の部品リー
ドを有している印刷回路板を位置づける予備ステップと
、 自動的に新しい検査位置に前進するようにハンダ接合部
が許容できるか拒否すべきかを示す信号が生成されたと
き光学的検査のために新しいパッドを配置するためにテ
ーブルを再度位置づけする請求項二記載の方法。 （１０）検査軸においてパッドとリードの間のハンダフ
ィレットによりパッドにハンダ付けされたパッド上のリ
ードを有するパッドを具備した印刷回路板を位置づけし
、 印刷回路板、パッドおよびリードがら反射された光が光
学軸上に直接反射されず、ハンダフィレットから反射さ
れた光は光学軸上に反射されるようにパッド上に低い角
度で光を与えるようにランプを位置させ、 光学的画像をデジタル化された光学的情報に変換し、 デジタル化された光学的情報をハンダフィレットの適切
性を決定するために解析し、 適切なハンダ付けを示すためにハンダフィレットの存在
の適切性に対応する信号を出力するステップを有するハ
ンダ接合部の光学的検査方法。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
備えた検査ステーションの斜視図をシステムのいくつか
のブロックと共に示す。 第２図は、検査ステーション部分の拡大した断面図であ
る。 第３図は、この発明による照明による検査システムによ
って観察される２個のノ＼ンダ接合部の平面図である。 第４図は、従来の新式の可視検査書こより４５度の角度
で照明された同じ２個の／％ンダ接合部の平面図である
。 １２テーブル、１４・・・ブラ・ットホーム、■６・・
・インサラ回路板、１ト・・パッド、２０・・・部品、
３０・・・ビデオカメラ、３２・・・レンズ、３８・・
・デジタル化装置、４２・・・佃ｊ御コンピュータ、４
８・・・Ｘ−Ｙ制御装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 手続補正書 平成元年１２月２灯日 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １６事件の表示 特願平１−２５８６３７号 ２、発明の名称 ハンダ接合部用光学検査システムおよび検査方法３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ヒユーズ・エアクラフト・カンパニ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 〒１００ 電話 ０３ （５０２）３１８１ （大代
表）６、補正の対象 明 細 書 ２、特許請求の範囲 （１）ハンダ付けされる部品リードがあるハンダ付けパ
ッドを検査軸に関して位置させる位置づけ手段と、 位置づけ手段および検査軸に関して配置された光源であ
って、その光源は前記検査軸に対して４５度よりも大き
い角度で前記位置づけ手段に向かって光を導き、それに
よって光源からの光が前記パッドに対して低い角度で照
射するように構成された光源と、 前記検査軸に沿った光学的画像を受けるように配置され
た光電子変換器と、 電子画像信号をデジタル化する手段と、デジタル化され
た画像信号を解析してパッドと部品リードとの間のハン
ダ接合部の適切性を評価する手段とを具備していること
を特徴とする光学的検査システム。 （２）前記１位置付け手段は位置付けテーブルであり、
前記デジタル像を解析する手段は前記位置付けテーブル
に連結され、ハンダ接合部の解析が完了したとき位置付
けテーブルは新しいパッドおよび部品リードが前記軸上
になる位置に移動する請求項１記載のシステム。 （３）印刷回路板上のパッドにハンダ付けされた部品リ
ードを有して印刷回路板上に取り付けられた部品を有し
、パッドを備えた印刷回路板を検査軸に実質上垂直に支
持する支持体と、 検査軸上に実質上位置し、実質上前記軸上でハンダパッ
ドとリードとを光学的に観察し、光学画像を電子画像情
報に変換するテレビジョンカメラと、 前記軸において前記支持体を照明し、前記軸を実質上中
心として印刷回路板の表面からの直接反射光が前記検査
軸に沿って導かれないような充分に低い角度で拡散光で
照明する手段と、電子画像情報をデジタル化する手段と
、ハンダ適切信号を生成するために印刷回路板上の部品
リードとパッドとの間のハンダ接合部の適切性を評価す
るために部品リードの周りのハンダフィレットの存在を
示すためにデジタル化した画像情報を解析する手段と、 ハンダ適切信号を記録するための制御コンピュータ手段
とを具備していることを特徴とするハンダ接合部用光学
検査システム。 （４）前記光源は前記検査軸に対して４５度より大きい
角度で光を与える請求項３記載のシステム。 （５）前記光源は前記軸を中心とする実質上すべての方
向に低い角度の拡散光を与えるように前記支持体上に近
接して位置された円形蛍光灯である請求項３記載のシス
テム。 （６）前記支持体は複数のパッドを有する印刷回路板を
その上に保持する位置づけテーブルであり、前記複数の
パッドはそれぞれそれにハンダ付けされた部品リードを
有し、ハンダ適切信号の受信において前記制御コンピュ
ータは前記検査軸上に別のパッドを配置するように前記
位置づけテーブルを移動させるように信号する請求項３
または５記載のシステム。 （７）印刷回路板はその上にパッドとハンダ付けされた
部品リードを有しているハンダ接合部の検査方法におい
て、 印刷回路板に近接して低い角度の拡散光でパッドを照明
し、 パッドを光学的に画像化し、 光学的画像をデジタル画像情報に変換し、デジタル画像
情報を適切なハンダ接合部に対応する論理基準でデジタ
ルパターンと比較し、検査されたハンダ接合部が許容で
きるか拒否すべきかを示す信号を出力するステップを有
するハンダ接合部の検査方法。 （８）ハンダ接合部が許容できるか拒否すべきかを示す
信号が生成された後印刷回路板を再び位置づける請求項
７記載の方法。 （９）複数のパッドを具備し、対応する複数の部品リー
ドを有している印刷回路板を位置づける予備ステップと
、 自動的に新しい検査位置に前進するようにハンダ接合部
が許容できるか拒否すべきかを示す信号が生成されたと
き光学的検査のために新しいパッドを配置するためにテ
ーブルを再度位置づけする請求項二記載の方法。 （１０）検査軸においてパッドとリードの間のハンダフ
ィレットによりパッドにハンダ付けされたパッド上のリ
ードを有するパッドを具備した印刷回路板を位置づけし
、 印刷回路板、パッドおよびリードがら反射された光が光
学軸上に直接反射されず、ハンダフィレットから反射さ
れた光は光学軸上に反射されるようにパッド上に低い角
度で光を与えるようにランプを位置させ、 光学的画像をデジタル化された光学的情報に変換し、 デジタル化された光学的情報をハンダフィレットの適切
性を決定するために解析し、 適切なハンダ付けを示すためにハンダフィレットの存在
の適切性に対応する信号を出力するステップを有するハ
ンダ接合部の光学的検査方法。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (18)
- （１）ハンダ付けされる部品リードがあるハンダ付けパ
ッドを検査軸に関して位置させる位置づけ手段と、 位置づけ手段および検査軸に関して配置された光源であ
つて、その光源は前記検査軸に対して４５度よりも大き
い角度で前記位置づけ手段に向かって光を導き、それに
よつて光源からの光が前記パッドに対して低い角度で照
射するように構成された光源と、 前記検査軸に沿った光学的画像を受けるように配置され
た光電子変換器と、 電子画像信号をデジタル化する手段と、デジタル化され
た画像信号を解析してパッドと部品リードとの間のハン
ダ接合部の適切性を評価する手段とを具備していること
を特徴とする光学的検査システム。 - （２）前記光源は前記軸を中心とする円形蛍光灯である
請求項１記載のシステム。 - （３）前記光電子変換器はテレビジョンカメラである請
求項１記載のシステム。 - （４）前記テレビジョンカメラは前記軸上にその光学軸
が位置している請求項３記載のシステム。 - （５）前記光源は前記軸を中心とする円形蛍光灯である
請求項４記載のシステム。 - （６）前記位置付け手段は位置付けテーブルであり、前
記デジタル像を解析する手段は前記位置付けテーブルに
連結され、ハンダ接合部の解析が完了したとき位置付け
テーブルは新しいパッドおよび部品リードが前記軸上に
なる位置に移動する請求項１記載のシステム。 - （７）前記位置付けテーブルはＸ−Ｙテーブルであり、
前記デジタル像を解析し評価する手段は制御コンピュー
タに接続され、この制御コンピュータは解析の結果を記
録し、新しい位置へのＸ−Ｙテーブルの運動を信号する
請求項６記載のシステム。 - （８）前記光源は前記軸を中心とする円形蛍光灯である
請求項６記載のシステム。 - （９）前記光電子変換器はテレビジョンカメラである請
求項６記載のシステム。 - （１０）前記テレビジョンカメラは前記垂直軸上にその
光学軸が位置している請求項３記載のシステム。 - （１１）印刷回路板上のパッドにハンダ付けされた部品
リードを有して印刷回路板上に取り付けられた部品を有
し、パッドを備えた印刷回路板を検査軸に実質上垂直に
支持する支持体と、 検査軸上に実質上位置し、実質上前記軸上でハンダパッ
ドとリードとを光学的に観察し、光学画像を電子画像情
報に変換するテレビジョンカメラと、 前記軸において前記支持体を照明し、前記軸を実質上中
心として印刷回路板の表面からの直接反射光が前記検査
軸に沿って導かれないような充分に低い角度で拡散光で
照明する手段と、 電子画像情報をデジタル化する手段と、 ハンダ適切信号を生成するために印刷回路板上の部品リ
ードとパッドとの間のハンダ接合部の適切性を評価する
ために部品リードの周りのハンダフィレットの存在を示
すためにデジタル化した画像情報を解析する手段と、 ハンダ適切信号を記録するための制御コンピュータ手段
とを具備していることを特徴とするハンダ接合部用光学
検査システム。 - （１２）前記光源は前記検査軸に対して４５度より大き
い角度で光を与える請求項１１載のシステム。 - （１３）前記光源は前記軸を中心とする実質上すべての
方向に低い角度の拡散光を与えるように前記支持体上に
近接して位置された円形蛍光灯である請求項１１載のシ
ステム。 - （１４）前記支持体は複数のパッドを有する印刷回路板
をその上に保持する位置づけテーブルであり、前記複数
のパッドはそれぞれそれにハンダ付けされた部品リード
を有し、ハンダ適切信号の受信において前記制御コンピ
ュータは前記検査軸上に別のパッドを配置するように前
記位置づけテーブルを移動させるように信号する請求項
１１または１３記載のシステム。 - （１５）印刷回路板はその上にパッドとハンダ付けされ
た部品リードを有しているハンダ接合部の検査方法にお
いて、 印刷回路板に近接して低い角度の拡散光でパッドを照明
し、 パッドを光学的に画像化し、 光学的画像をデジタル画像情報に変換し、 デジタル画像情報を適切なハンダ接合部に対応する論理
基準でデジタルパターンと比較し、検査されたハンダ接
合部が許容できるか拒否すべきかを示す信号を出力する
ステップを有するハンダ接合部の検査方法。 - （１６）ハンダ接合部が許容できるか拒否すべきかを示
す信号が生成された後印刷回路板を再び位置づける請求
項１５記載の方法。 - （１７）複数のパッドを具備し、対応する複数の部品リ
ードを有している印刷回路板を位置づける予備ステップ
と、 自動的に新しい検査位置に前進するようにハンダ接合部
が許容できるか拒否すべきかを示す信号が生成されたと
き光学的検査のために新しいパッドを配置するためにテ
ーブルを再度位置づけする請求項１５記載の方法。 - （１８）検査軸においてパッドとリードの間のハンダフ
ィレットによりパッドにハンダ付けされたパッド上のリ
ードを有するパッドを具備した印刷回路板を位置づけし
、 印刷回路板、パッドおよびリードから反射された光が光
学軸上に直接反射されず、ハンダフィレットから反射さ
れた光は光学軸上に反射されるようにパッド上に低い角
度で光を与えるようにランプを位置させ、 光学的画像をデジタル化された光学的情報に変換し、 デジタル化された光学的情報をハンダフィレットの適切
性を決定するために解析し、 適切なハンダ付けを示すためにハンダフィレットの存在
の適切性に対応する信号を出力するステップを有するハ
ンダ接合部の光学的検査方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US25247688A | 1988-10-03 | 1988-10-03 | |
| US252,476 | 1988-10-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249957A true JPH02249957A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=22956169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1258637A Pending JPH02249957A (ja) | 1988-10-03 | 1989-10-03 | ハンダ接合部用光学検査システムおよび検査方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0365874B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02249957A (ja) |
| AU (1) | AU608175B2 (ja) |
| CA (1) | CA1318414C (ja) |
| DE (1) | DE68907688T2 (ja) |
| ES (1) | ES2042923T3 (ja) |
| IL (1) | IL91492A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5828449A (en) * | 1997-02-26 | 1998-10-27 | Acuity Imaging, Llc | Ring illumination reflective elements on a generally planar surface |
| US5926557A (en) * | 1997-02-26 | 1999-07-20 | Acuity Imaging, Llc | Inspection method |
| JP2007530962A (ja) * | 2004-03-27 | 2007-11-01 | テクスマーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング フェアトリーブスゲゼルシャフト | ラバーシート内の結合部を検出するための装置 |
| DE102009017695B3 (de) | 2009-04-15 | 2010-11-25 | Göpel electronic GmbH | Verfahren zur Inspektion von Lötstellen an elektrischen und elektronischen Bauteilen |
| CN105866657A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-17 | 航天科技控股集团股份有限公司 | 自动检测印制板的针床和自动检测控制方法 |
| CN111307812A (zh) * | 2019-03-05 | 2020-06-19 | 南昌工程学院 | 基于机器视觉的焊点外观检测方法 |
| CN112344879B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-03-25 | 联想(北京)有限公司 | 一种胶路的检测方法、装置及设备 |
| CN116967664A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-10-31 | 深圳市世宗自动化设备有限公司 | 焊接补焊方法、装置及电子设备 |
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-
1989
- 1989-08-31 IL IL9149289A patent/IL91492A/en not_active IP Right Cessation
- 1989-09-15 AU AU41436/89A patent/AU608175B2/en not_active Ceased
- 1989-09-20 CA CA000612093A patent/CA1318414C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-03 JP JP1258637A patent/JPH02249957A/ja active Pending
- 1989-10-03 ES ES89118302T patent/ES2042923T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-03 DE DE89118302T patent/DE68907688T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-03 EP EP89118302A patent/EP0365874B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61293657A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-24 | Matsushita Electric Works Ltd | 半田付け外観検査方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0365874B1 (en) | 1993-07-21 |
| EP0365874A1 (en) | 1990-05-02 |
| IL91492A0 (en) | 1990-04-29 |
| IL91492A (en) | 1994-07-31 |
| AU4143689A (en) | 1990-04-05 |
| ES2042923T3 (es) | 1993-12-16 |
| DE68907688T2 (de) | 1993-10-28 |
| AU608175B2 (en) | 1991-03-21 |
| DE68907688D1 (de) | 1993-08-26 |
| CA1318414C (en) | 1993-05-25 |
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