JPH04268445A - 実装基板検査装置 - Google Patents
実装基板検査装置Info
- Publication number
- JPH04268445A JPH04268445A JP3028534A JP2853491A JPH04268445A JP H04268445 A JPH04268445 A JP H04268445A JP 3028534 A JP3028534 A JP 3028534A JP 2853491 A JP2853491 A JP 2853491A JP H04268445 A JPH04268445 A JP H04268445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing means
- circuit board
- data
- height
- brightness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、部品を実装したプリン
ト基板上の半田付けの実装不良を検査する実装基板検査
装置に関するものである。
ト基板上の半田付けの実装不良を検査する実装基板検査
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント基板上に半田付けされた
半田部の検査は、人間による目視検査に頼っていた。と
ころが、製品の小型化や軽量化が進むに連れてプリント
基板上の部品の小型化や高密度実装化もより一層進んで
きている。このような状況のなかで、人間による目視検
査が困難となってきており、検査の自動化が強く望まれ
てきている。その一方法として特願平01−03304
0号では、半田付け部の輝度データを測定し、その明部
と暗部の比率により半田付け部の良否判定を行うことを
提案しているが、部品の位置ずれにより判定用閾値が左
右されることがある。 また別の一方法として特願平
02−025391号には、半田付け部の高さデータを
測定し、その高さデータの基板−半田部−部品上におけ
る変化分を求め、その高さデータと高さデータの変化分
を2変数とする相関を用いて半田付け部の良否判定を行
うことを提案している。
半田部の検査は、人間による目視検査に頼っていた。と
ころが、製品の小型化や軽量化が進むに連れてプリント
基板上の部品の小型化や高密度実装化もより一層進んで
きている。このような状況のなかで、人間による目視検
査が困難となってきており、検査の自動化が強く望まれ
てきている。その一方法として特願平01−03304
0号では、半田付け部の輝度データを測定し、その明部
と暗部の比率により半田付け部の良否判定を行うことを
提案しているが、部品の位置ずれにより判定用閾値が左
右されることがある。 また別の一方法として特願平
02−025391号には、半田付け部の高さデータを
測定し、その高さデータの基板−半田部−部品上におけ
る変化分を求め、その高さデータと高さデータの変化分
を2変数とする相関を用いて半田付け部の良否判定を行
うことを提案している。
【0003】以下、従来の実装基板検査装置について説
明する。図6は従来の実装基板検査装置の相関演算手段
のブロック結線図を示すものである。図6において、6
01は演算された高さデータ、602は高さデータの差
分を計算する差分計算回路、603は及び604は比較
回路A及びB、605は差分閾値記憶手段、606は高
さ閾値記憶手段、607及び608はカウンタCおよび
Dである。
明する。図6は従来の実装基板検査装置の相関演算手段
のブロック結線図を示すものである。図6において、6
01は演算された高さデータ、602は高さデータの差
分を計算する差分計算回路、603は及び604は比較
回路A及びB、605は差分閾値記憶手段、606は高
さ閾値記憶手段、607及び608はカウンタCおよび
Dである。
【0004】以上のように構成された実装基板検査装置
について、以下その動作について説明する。
について、以下その動作について説明する。
【0005】差分計算回路602では、マスクデータ6
09に基づいて画像メモリから抽出された高さデータ6
01の変化量(差分値)を計算し、その差分値を比較回
路A603に出力する。差分は、高さデータが基板から
半田付け部及び部品に向かう方向で計算している。
09に基づいて画像メモリから抽出された高さデータ6
01の変化量(差分値)を計算し、その差分値を比較回
路A603に出力する。差分は、高さデータが基板から
半田付け部及び部品に向かう方向で計算している。
【0006】比較回路A603では、差分計算回路60
2で計算された差分値と差分閾値記憶手段605からの
閾値とを比較し、差分値が閾値で決められた範囲内であ
ればカウンタC607及びカウンタD608へ“1”の
信号を出力し、範囲外であれば“0”の信号を出力する
。一方、比較回路B604では、高さデータ601と高
さ閾値記憶手段606からの閾値とを比較し、高さデー
タが閾値で決められた範囲内であればカウンタC607
及びカウンタD608へ“1”の信号を出力し、範囲外
であれば“0”の信号を出力する。
2で計算された差分値と差分閾値記憶手段605からの
閾値とを比較し、差分値が閾値で決められた範囲内であ
ればカウンタC607及びカウンタD608へ“1”の
信号を出力し、範囲外であれば“0”の信号を出力する
。一方、比較回路B604では、高さデータ601と高
さ閾値記憶手段606からの閾値とを比較し、高さデー
タが閾値で決められた範囲内であればカウンタC607
及びカウンタD608へ“1”の信号を出力し、範囲外
であれば“0”の信号を出力する。
【0007】カウンタC607ではマスクデータ609
に基づいてマスクごとに、比較回路A603及びB60
4からの出力が共に“1”の時のみカウントアップする
。またカウンタD608ではマスクデータ609に基づ
いてマスクごとに、比較回路A603及びB604から
の出力が共に“1”以外の場合、つまり(A、B)の信
号の組で表現すれば、(1、0)、(0、1)、(0、
0)の場合にカウントアップする。
に基づいてマスクごとに、比較回路A603及びB60
4からの出力が共に“1”の時のみカウントアップする
。またカウンタD608ではマスクデータ609に基づ
いてマスクごとに、比較回路A603及びB604から
の出力が共に“1”以外の場合、つまり(A、B)の信
号の組で表現すれば、(1、0)、(0、1)、(0、
0)の場合にカウントアップする。
【0008】以上の動作により、それぞれカウントアッ
プされたカウンタの出力は、図7に示した高さデータ(
Z)と差分値(ΔZ)の相関図における良領域及び不良
領域のデータの分布数を示しており、これらの分布数か
ら部品の半田付け状態の良否を検査することができる。
プされたカウンタの出力は、図7に示した高さデータ(
Z)と差分値(ΔZ)の相関図における良領域及び不良
領域のデータの分布数を示しており、これらの分布数か
ら部品の半田付け状態の良否を検査することができる。
【0009】更に具体例を図7を用いて説明する。即ち
、図7は良品の半田付け状態の場合を示した図で、図7
(a)は部品の半田付け部を上方より見た図、図7(b
)は断面図、図7(c)は高さデータと高さ差分値の相
関図を示している。図7(b)に示した様な、基板70
1に実装された部品703の半田部702が良好な状態
であった場合、図7(c)に示した高さデータ(Z)と
差分値(dZ)の相関図が得られる。即ち、Z1(70
4)は基板の平均高さ、Z2(705)は部品上の平均
高さで、測定されたデータはx印で示している。又、差
分閾値はO(706)とA1(707)に設定し、高さ
閾値はA2(708)及びA3(709)に設定してい
る。図7(c)の相関図において、半田付け状態が良好
であるため、半田部の測定データは、基板と部品のそれ
ぞれの高さの間に分布し、かつ差分値も正の値でA1(
707)以下のあまり大きくないS1(710)で示し
た領域(良品領域)に分布している。
、図7は良品の半田付け状態の場合を示した図で、図7
(a)は部品の半田付け部を上方より見た図、図7(b
)は断面図、図7(c)は高さデータと高さ差分値の相
関図を示している。図7(b)に示した様な、基板70
1に実装された部品703の半田部702が良好な状態
であった場合、図7(c)に示した高さデータ(Z)と
差分値(dZ)の相関図が得られる。即ち、Z1(70
4)は基板の平均高さ、Z2(705)は部品上の平均
高さで、測定されたデータはx印で示している。又、差
分閾値はO(706)とA1(707)に設定し、高さ
閾値はA2(708)及びA3(709)に設定してい
る。図7(c)の相関図において、半田付け状態が良好
であるため、半田部の測定データは、基板と部品のそれ
ぞれの高さの間に分布し、かつ差分値も正の値でA1(
707)以下のあまり大きくないS1(710)で示し
た領域(良品領域)に分布している。
【0010】従って、差分値を比較する比較回路Aでは
、差分閾値で示したO(706)からA1(707)の
間にデータが入るため各データにおいて”1”の信号を
出力し、比較回路Bでは、高さデータが、高さ閾値で示
したA2(708)から(A3)709の間に分布する
ため各データにおいて”1”の信号を出力し、カウンタ
Dの値は、領域S2(711)及びS3(712)にデ
ータが分布しないためゼロとなり、半田付け部が良好で
あると判定される。
、差分閾値で示したO(706)からA1(707)の
間にデータが入るため各データにおいて”1”の信号を
出力し、比較回路Bでは、高さデータが、高さ閾値で示
したA2(708)から(A3)709の間に分布する
ため各データにおいて”1”の信号を出力し、カウンタ
Dの値は、領域S2(711)及びS3(712)にデ
ータが分布しないためゼロとなり、半田付け部が良好で
あると判定される。
【0011】なお、図7(b)中の二重矢印713で示
した範囲が、半田付け部に設定されたマスク記憶手段か
らのマスクデータの範囲を示しており、上方からの図で
ある図7(a)に示した様に基板701、半田部702
、部品703上にマスク714(斜線部)が設定され、
このマスク内のみの高さデータが演算に用いられる。
した範囲が、半田付け部に設定されたマスク記憶手段か
らのマスクデータの範囲を示しており、上方からの図で
ある図7(a)に示した様に基板701、半田部702
、部品703上にマスク714(斜線部)が設定され、
このマスク内のみの高さデータが演算に用いられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、半田部の高さデ−タを計測した後にその
高さデ−タの差分を演算し、高さデ−タとその高さデ−
タの差分の相関図を求め、その相関図から半田部の良否
を判定するため、判定までに非常に時間がかかってしま
うという課題があり、製造ラインの中に自動検査工程を
組み込むインライン化の推進の障害にもなるという課題
を有していた。
来の構成では、半田部の高さデ−タを計測した後にその
高さデ−タの差分を演算し、高さデ−タとその高さデ−
タの差分の相関図を求め、その相関図から半田部の良否
を判定するため、判定までに非常に時間がかかってしま
うという課題があり、製造ラインの中に自動検査工程を
組み込むインライン化の推進の障害にもなるという課題
を有していた。
【0013】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、製造ラインでの目視検査工程を機械によって自動
化するために必要不可欠な検査時間の短縮化を実現する
実装基板検査装置を提供することを目的とする。
ので、製造ラインでの目視検査工程を機械によって自動
化するために必要不可欠な検査時間の短縮化を実現する
実装基板検査装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、部品が実装されたプリント基板を移動させ
る搬送手段と、レ−ザ光源からのレ−ザ光をポリゴンミ
ラ−とfθレンズによりプリント基板上へ走査させるレ
−ザ光走査手段と、レ−ザ光の走査によりプリント基板
上から反射して得られる散乱光を、プリント基板とfθ
レンズの間に設けた反射ミラ−で反射させ、fθレンズ
とポリゴンミラ−を介し反射させる散乱光反射手段と、
散乱光反射手段からの散乱光を集光レンズで位置検出素
子にさらに集光し光電流信号を出力する光量検出手段と
、光量検出手段からの光電流信号によりプリント基板や
プリント基板上に実装された部品及び半田付け部の輝度
デ−タ及び高さデ−タを演算する画像演算処理手段と、
実装された部品の半田付け部位置に予め定めた任意サイ
ズの複数のマスク処理をするマスクデ−タを格納するマ
スク記憶手段と、マスク記憶手段からのマスクデ−タ内
の輝度デ−タを用いて半田付け状態の良否を判定する輝
度判定処理手段と、マスク記憶手段からのマスクデ−タ
内の高さデ−タを用いて半田付け状態の良否を判定する
高さ判定処理手段と、輝度判定処理手段および高さ判定
処理手段で演算された値を用いて総合的に前記プリント
基板上の部品の半田付け状態の良否を判定する総合判定
処理手段を具備し、輝度判定処理手段の判定結果が良の
場合は前記総合判定処理手段で良と判定し、前記輝度判
定処理手段の判定結果が不良の場合は前記高さ判定処理
手段の判定結果の良否により前記総合判定処理手段で良
否を判定する構成を有している。
に本発明は、部品が実装されたプリント基板を移動させ
る搬送手段と、レ−ザ光源からのレ−ザ光をポリゴンミ
ラ−とfθレンズによりプリント基板上へ走査させるレ
−ザ光走査手段と、レ−ザ光の走査によりプリント基板
上から反射して得られる散乱光を、プリント基板とfθ
レンズの間に設けた反射ミラ−で反射させ、fθレンズ
とポリゴンミラ−を介し反射させる散乱光反射手段と、
散乱光反射手段からの散乱光を集光レンズで位置検出素
子にさらに集光し光電流信号を出力する光量検出手段と
、光量検出手段からの光電流信号によりプリント基板や
プリント基板上に実装された部品及び半田付け部の輝度
デ−タ及び高さデ−タを演算する画像演算処理手段と、
実装された部品の半田付け部位置に予め定めた任意サイ
ズの複数のマスク処理をするマスクデ−タを格納するマ
スク記憶手段と、マスク記憶手段からのマスクデ−タ内
の輝度デ−タを用いて半田付け状態の良否を判定する輝
度判定処理手段と、マスク記憶手段からのマスクデ−タ
内の高さデ−タを用いて半田付け状態の良否を判定する
高さ判定処理手段と、輝度判定処理手段および高さ判定
処理手段で演算された値を用いて総合的に前記プリント
基板上の部品の半田付け状態の良否を判定する総合判定
処理手段を具備し、輝度判定処理手段の判定結果が良の
場合は前記総合判定処理手段で良と判定し、前記輝度判
定処理手段の判定結果が不良の場合は前記高さ判定処理
手段の判定結果の良否により前記総合判定処理手段で良
否を判定する構成を有している。
【0015】
【作用】本発明は上記構成によって、部品が実装された
プリント基板をレーザ光で全面走査し、プリント基板か
ら反射して得られる散乱光を反射ミラーで位置検出手段
に導き、プリント基板上の高さの凹凸に従って変化する
位置検出素子上の散乱光の集光位置を光電流信号で検出
し、その光電流信号から画像演算処理手段によりプリン
ト基板上に実装された部品や半田付け部の輝度データお
よび高さデータを演算する。
プリント基板をレーザ光で全面走査し、プリント基板か
ら反射して得られる散乱光を反射ミラーで位置検出手段
に導き、プリント基板上の高さの凹凸に従って変化する
位置検出素子上の散乱光の集光位置を光電流信号で検出
し、その光電流信号から画像演算処理手段によりプリン
ト基板上に実装された部品や半田付け部の輝度データお
よび高さデータを演算する。
【0016】演算された輝度データと高さデータをそれ
ぞれ輝度判定処理手段および高さ判定処理手段でマスク
記憶手段からのマスクデ−タ内のみ演算し、輝度判定処
理手段の判定結果が良の場合は総合判定処理手段で良と
判定し、輝度判定処理手段の判定結果が不良の場合は高
さ判定処理手段の判定結果の良否により総合判定処理手
段で良否を判定する。この輝度データと高さデータの両
方を用いた判定動作により、判定の信頼性を低下させる
ことなく総合判定までの処理時間を短縮することができ
る。
ぞれ輝度判定処理手段および高さ判定処理手段でマスク
記憶手段からのマスクデ−タ内のみ演算し、輝度判定処
理手段の判定結果が良の場合は総合判定処理手段で良と
判定し、輝度判定処理手段の判定結果が不良の場合は高
さ判定処理手段の判定結果の良否により総合判定処理手
段で良否を判定する。この輝度データと高さデータの両
方を用いた判定動作により、判定の信頼性を低下させる
ことなく総合判定までの処理時間を短縮することができ
る。
【0017】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【0018】図1は本発明の一実施例における実装基板
検査装置のブロック結線図である。図1において、10
1はプリント基板、102はプリント基板101上に実
装されている部品、103はプリント基板101を移動
させる搬送手段、104はその移動方向を示す矢印であ
る。105はレーザ光源、106はレーザ光源105か
らのレーザ光、107はポリゴンミラー、108はレー
ザ光をポリゴンミラー107に導く反射鏡、109はf
θレンズ、110は反射ミラーである。111は集光レ
ンズ、112は位置検出素子、113は位置検出素子1
12からの光電流信号、114はその光電流信号113
から部品の高さデータおよび輝度データに変換演算をす
る画像演算処理手段、115は輝度判定処理手段、11
6は高さ判定処理手段、117はマスク記憶手段、11
8は総合判定処理手段である。
検査装置のブロック結線図である。図1において、10
1はプリント基板、102はプリント基板101上に実
装されている部品、103はプリント基板101を移動
させる搬送手段、104はその移動方向を示す矢印であ
る。105はレーザ光源、106はレーザ光源105か
らのレーザ光、107はポリゴンミラー、108はレー
ザ光をポリゴンミラー107に導く反射鏡、109はf
θレンズ、110は反射ミラーである。111は集光レ
ンズ、112は位置検出素子、113は位置検出素子1
12からの光電流信号、114はその光電流信号113
から部品の高さデータおよび輝度データに変換演算をす
る画像演算処理手段、115は輝度判定処理手段、11
6は高さ判定処理手段、117はマスク記憶手段、11
8は総合判定処理手段である。
【0019】以上のように構成された実装基板検査装置
について、以下にその動作を説明する。
について、以下にその動作を説明する。
【0020】部品102が実装されているプリント基板
101を搬送手段103により矢印104の方向に移動
させつつ、レーザ光源105からのレーザ光106を反
射鏡108を3個用いて、回転しているポリゴンミラー
107に導き、ポリゴンミラー107とfθレンズ10
9によりレーザ光106をプリント基板101上に垂直
に照射する。これにより、プリント基板101上にレー
ザ光106を二次元的に全面走査する。
101を搬送手段103により矢印104の方向に移動
させつつ、レーザ光源105からのレーザ光106を反
射鏡108を3個用いて、回転しているポリゴンミラー
107に導き、ポリゴンミラー107とfθレンズ10
9によりレーザ光106をプリント基板101上に垂直
に照射する。これにより、プリント基板101上にレー
ザ光106を二次元的に全面走査する。
【0021】レーザ光106の走査によりプリント基板
101上から反射してくる散乱光を、検査対象物である
プリント基板101とfθレンズ109との間に設けた
反射ミラー110で反射させ、fθレンズ109とポリ
ゴンミラー107を介して、さらに集光レンズ111を
通して、位置検出素子112上に集光する。位置検出素
子112からの光電流信号113は、画像演算処理手段
114に入力される。
101上から反射してくる散乱光を、検査対象物である
プリント基板101とfθレンズ109との間に設けた
反射ミラー110で反射させ、fθレンズ109とポリ
ゴンミラー107を介して、さらに集光レンズ111を
通して、位置検出素子112上に集光する。位置検出素
子112からの光電流信号113は、画像演算処理手段
114に入力される。
【0022】画像演算処理手段114では、同期信号の
タイミングで入力された光電流信号113をプリント基
板101やプリント基板101上に実装された部品10
2および部品102の半田付け部の高さデータおよび輝
度データに変換する演算を行い、輝度データおよび高さ
データをそれぞれ輝度判定処理手段115および高さ判
定処理手段116へ出力する。
タイミングで入力された光電流信号113をプリント基
板101やプリント基板101上に実装された部品10
2および部品102の半田付け部の高さデータおよび輝
度データに変換する演算を行い、輝度データおよび高さ
データをそれぞれ輝度判定処理手段115および高さ判
定処理手段116へ出力する。
【0023】輝度判定処理手段115では、マスク記憶
手段117からのマスクデータにより抽出された半田付
け部の輝度データを用いて、半田付け部の明部と暗部の
比率を計算することにより半田付け部の良否を判定し、
判定結果を高さ判定処理手段116及び総合判定処理手
段118へ出力する。
手段117からのマスクデータにより抽出された半田付
け部の輝度データを用いて、半田付け部の明部と暗部の
比率を計算することにより半田付け部の良否を判定し、
判定結果を高さ判定処理手段116及び総合判定処理手
段118へ出力する。
【0024】また、高さ判定処理手段116では、マス
ク記憶手段117からのマスクデータにより抽出された
半田付け部の高さデータを用いて、高さデータの基板ー
半田部ー部品上における変化分を求め、その高さデータ
と高さデータの変化分を2変数とする相関を用いて半田
付け部の良否判定を行い、判定結果を総合判定処理手段
118へ出力する。但し、この高さ判定処理手段116
での判定処理は、並行して行われている輝度判定処理手
段115からの判定結果が不良の時のみ継続され、輝度
判定処理手段115からの判定結果が良の時は中断し、
リセットされる。
ク記憶手段117からのマスクデータにより抽出された
半田付け部の高さデータを用いて、高さデータの基板ー
半田部ー部品上における変化分を求め、その高さデータ
と高さデータの変化分を2変数とする相関を用いて半田
付け部の良否判定を行い、判定結果を総合判定処理手段
118へ出力する。但し、この高さ判定処理手段116
での判定処理は、並行して行われている輝度判定処理手
段115からの判定結果が不良の時のみ継続され、輝度
判定処理手段115からの判定結果が良の時は中断し、
リセットされる。
【0025】最後に総合判定処理手段118では、輝度
判定処理手段115からの判定結果が良の場合は高さ判
定処理手段116の判定結果を待たずに総合判定を良と
し、輝度判定処理手段115からの判定結果が不良の場
合は、高さ判定処理手段116の判定結果の良否により
総合判定を行う。
判定処理手段115からの判定結果が良の場合は高さ判
定処理手段116の判定結果を待たずに総合判定を良と
し、輝度判定処理手段115からの判定結果が不良の場
合は、高さ判定処理手段116の判定結果の良否により
総合判定を行う。
【0026】以下の動作を繰り返し、順次行うことによ
りプリント基板101上全面について検査することがで
きる。この一連の動作は、適当な信号により同期して行
う必要があるが、本実施例の場合ポリゴンミラー107
の回転に合わせた同期信号を用いて同期を取った。
りプリント基板101上全面について検査することがで
きる。この一連の動作は、適当な信号により同期して行
う必要があるが、本実施例の場合ポリゴンミラー107
の回転に合わせた同期信号を用いて同期を取った。
【0027】このような構成にすることにより、ガルバ
ノミラー等の手段でレーザ光をスポット走査する構成に
比べ、より高速・高精度な高さ測定を行うことができる
。
ノミラー等の手段でレーザ光をスポット走査する構成に
比べ、より高速・高精度な高さ測定を行うことができる
。
【0028】次に、画像演算処理手段114について図
2を用いてさらに詳しく説明する。画像演算処理手段1
14は、図2に示すように、位置検出素子112からの
光電流信号113をA/Dコンバータ201でデジタル
信号に変換し位置演算回路202に入力する。本実施例
では、位置検出素子にPSD[ポジション− センシテ
ィブ ディテクタ(Position − Sen
sitive Detectors:半導体位置検出
素子)]を用いており、PSDに入射する入射位置は、
素子の両端電極に流れる電流が各電極間との距離に反比
例するものを用いている。位置演算回路202では、デ
ジタル信号に変換された両電極からの電流I1およびI
2を第(1)式を用いて高さデータを演算する。なおK
は正規化するための係数である。
2を用いてさらに詳しく説明する。画像演算処理手段1
14は、図2に示すように、位置検出素子112からの
光電流信号113をA/Dコンバータ201でデジタル
信号に変換し位置演算回路202に入力する。本実施例
では、位置検出素子にPSD[ポジション− センシテ
ィブ ディテクタ(Position − Sen
sitive Detectors:半導体位置検出
素子)]を用いており、PSDに入射する入射位置は、
素子の両端電極に流れる電流が各電極間との距離に反比
例するものを用いている。位置演算回路202では、デ
ジタル信号に変換された両電極からの電流I1およびI
2を第(1)式を用いて高さデータを演算する。なおK
は正規化するための係数である。
【0029】
高さデータ=K・(I1−I2)/(I1+I
2) −−−−−−(1)位置演算回路202で
得られた高さデータは、一旦高さデータ格納メモリ20
3に格納される。
2) −−−−−−(1)位置演算回路202で
得られた高さデータは、一旦高さデータ格納メモリ20
3に格納される。
【0030】一方、輝度データは、両電極からの電流I
1およびI2を第(2)式を用いて輝度演算回路204
で演算する。
1およびI2を第(2)式を用いて輝度演算回路204
で演算する。
【0031】
輝度データ=I1+I2
−−−−−−(2)
輝度演算回路204で得られた輝度データは、一旦輝度
データ格納メモリ205に格納される。
−−−−−−(2)
輝度演算回路204で得られた輝度データは、一旦輝度
データ格納メモリ205に格納される。
【0032】次に、輝度判定処理手段115について図
3および図4を用いてさらに詳しく説明する。
3および図4を用いてさらに詳しく説明する。
【0033】輝度判定処理手段115は、図3に示すよ
うに、画像演算処理手段114からの輝度データ301
を2値化する2値化手段302、マスク記憶手段117
からのマスクデータ内の全面積を計算する全カウンタ3
03、2値化信号のうちマスクデータ内の0の面積を計
算する0カウンタ304、マスク内における1と0の面
積比率を計算する割算器305、半田付けの良否を判定
するための閾値を格納する閾値記憶手段306E及び割
算器305の結果と閾値記憶手段E306からの閾値と
を比較する比較器307から構成されている。
うに、画像演算処理手段114からの輝度データ301
を2値化する2値化手段302、マスク記憶手段117
からのマスクデータ内の全面積を計算する全カウンタ3
03、2値化信号のうちマスクデータ内の0の面積を計
算する0カウンタ304、マスク内における1と0の面
積比率を計算する割算器305、半田付けの良否を判定
するための閾値を格納する閾値記憶手段306E及び割
算器305の結果と閾値記憶手段E306からの閾値と
を比較する比較器307から構成されている。
【0034】以下その動作を説明する。画像演算処理手
段114からの輝度データ301を2値化手段302で
任意の閾値で2値化し、2値化信号を出力する。そして
マスク記憶手段117からのマスクデータに従い、マス
ク内の2値化信号のみを全カウンタ303で全数カウン
トし、また0カウンタ304ではマスク内の2値化信号
のうち0の信号の時のみカウントしている。割算器30
5では全カウンタ303の出力と0カウンタ304の出
力の比率を計算し、比較器307では割算器305から
の面積比率値と半田部の良否判定用閾値を格納してある
閾値記憶手段E306からの値とを比較し、半田付け部
の良否を判定していて、判定結果を高さ判定処理手段1
16及び総合判定処理手段118へ出力する。
段114からの輝度データ301を2値化手段302で
任意の閾値で2値化し、2値化信号を出力する。そして
マスク記憶手段117からのマスクデータに従い、マス
ク内の2値化信号のみを全カウンタ303で全数カウン
トし、また0カウンタ304ではマスク内の2値化信号
のうち0の信号の時のみカウントしている。割算器30
5では全カウンタ303の出力と0カウンタ304の出
力の比率を計算し、比較器307では割算器305から
の面積比率値と半田部の良否判定用閾値を格納してある
閾値記憶手段E306からの値とを比較し、半田付け部
の良否を判定していて、判定結果を高さ判定処理手段1
16及び総合判定処理手段118へ出力する。
【0035】この半田付け部の良否判定方法について図
4を用いて更に詳しく説明する。図4(a),(b)は
プリント基板401上に部品402を半田付けした側面
及び平面の様子を示している。プリント基板401上に
照射された照射光403{(1)、(2)、(3)}は
、部品402上や半田面からの反射光404となってプ
リント基板401の法線方向(同図では上方向)に設置
してある位置検出素子に集光され、輝度信号に変換され
る。
4を用いて更に詳しく説明する。図4(a),(b)は
プリント基板401上に部品402を半田付けした側面
及び平面の様子を示している。プリント基板401上に
照射された照射光403{(1)、(2)、(3)}は
、部品402上や半田面からの反射光404となってプ
リント基板401の法線方向(同図では上方向)に設置
してある位置検出素子に集光され、輝度信号に変換され
る。
【0036】特に半田部405や電極部406は、鏡面
を形成しており正反射する特徴がある。図4(a)にお
いて、照射光403{(1)、(2)、(3)}がそれ
ぞれランド407上、電極部406上及び半田フィレッ
ト405上に照射され、それぞれの反射光404{(1
)’、(2)’、(3)’}が反射される。この時、平
面である電極部406やランド407の一部では、反射
光404の(1)’及び(2)’が位置検出素子側に反
射され輝度レベルとして高い輝度信号に変換される。平
面でない半田フィレット405上に照射された照射光4
03(3)は、半田フィレット405上で正反射され反
射光404の(3)’として位置検出素子側には戻って
こない特徴がある。これを輝度信号として見ると、図4
(b)のように平面である電極部406やランド407
の一部は明るく明部408となり、半田フィレット40
5のように角度のついた部分は暗く暗部409となる。 このような半田付け部周辺の輝度信号の特徴に対し、図
4(b)で示した様なマスクA410(破線表示)をラ
ンド407上に任意サイズで設定する。このマスクA4
10内で、任意の輝度レベルで輝度信号を2値化して生
成される2値化信号の1(明部408)と0(暗部40
9)を比較して、半田付け部の良否を判定するものであ
る。
を形成しており正反射する特徴がある。図4(a)にお
いて、照射光403{(1)、(2)、(3)}がそれ
ぞれランド407上、電極部406上及び半田フィレッ
ト405上に照射され、それぞれの反射光404{(1
)’、(2)’、(3)’}が反射される。この時、平
面である電極部406やランド407の一部では、反射
光404の(1)’及び(2)’が位置検出素子側に反
射され輝度レベルとして高い輝度信号に変換される。平
面でない半田フィレット405上に照射された照射光4
03(3)は、半田フィレット405上で正反射され反
射光404の(3)’として位置検出素子側には戻って
こない特徴がある。これを輝度信号として見ると、図4
(b)のように平面である電極部406やランド407
の一部は明るく明部408となり、半田フィレット40
5のように角度のついた部分は暗く暗部409となる。 このような半田付け部周辺の輝度信号の特徴に対し、図
4(b)で示した様なマスクA410(破線表示)をラ
ンド407上に任意サイズで設定する。このマスクA4
10内で、任意の輝度レベルで輝度信号を2値化して生
成される2値化信号の1(明部408)と0(暗部40
9)を比較して、半田付け部の良否を判定するものであ
る。
【0037】次に、高さ判定処理手段116について図
5を用いてさらに詳しく説明する。図5は高さ判定処理
手段116のブロック結線図を示すものである。図5に
おいて、501は演算された高さデータ、502は高さ
データの差分を計算する差分計算回路、503は及び5
04は比較回路F及びG、505は差分閾値記憶手段、
506は高さ閾値記憶手段、507及び508はカウン
タHおよびI、509はマスク記憶手段117からのマ
スクデータ、510は輝度判定処理手段115からの判
定結果である。
5を用いてさらに詳しく説明する。図5は高さ判定処理
手段116のブロック結線図を示すものである。図5に
おいて、501は演算された高さデータ、502は高さ
データの差分を計算する差分計算回路、503は及び5
04は比較回路F及びG、505は差分閾値記憶手段、
506は高さ閾値記憶手段、507及び508はカウン
タHおよびI、509はマスク記憶手段117からのマ
スクデータ、510は輝度判定処理手段115からの判
定結果である。
【0038】以上のように構成された高さ判定処理手段
116について、以下その動作について説明する。
116について、以下その動作について説明する。
【0039】差分計算回路502では、マスクデータ5
09に基づいて画像演算処理手段114から抽出された
高さデータ501の変化量(差分値)を計算し、その差
分値を比較回路F503に出力する。差分は、高さデー
タが基板から半田付け部及び部品に向かう方向で計算し
ている。
09に基づいて画像演算処理手段114から抽出された
高さデータ501の変化量(差分値)を計算し、その差
分値を比較回路F503に出力する。差分は、高さデー
タが基板から半田付け部及び部品に向かう方向で計算し
ている。
【0040】比較回路F503では、差分計算回路50
2で計算された差分値と差分閾値記憶手段505からの
閾値とを比較し、差分値が閾値で決められた範囲内であ
ればカウンタH507及びカウンタI508へ“1”の
信号を出力し、範囲外であれば“0”の信号を出力する
。一方、比較回路G504では、高さデータ501と高
さ閾値記憶手段506からの閾値とを比較し、高さデー
タが閾値で決められた範囲内であればカウンタH507
及びカウンタI508へ“1”の信号を出力し、範囲外
であれば“0”の信号を出力する。
2で計算された差分値と差分閾値記憶手段505からの
閾値とを比較し、差分値が閾値で決められた範囲内であ
ればカウンタH507及びカウンタI508へ“1”の
信号を出力し、範囲外であれば“0”の信号を出力する
。一方、比較回路G504では、高さデータ501と高
さ閾値記憶手段506からの閾値とを比較し、高さデー
タが閾値で決められた範囲内であればカウンタH507
及びカウンタI508へ“1”の信号を出力し、範囲外
であれば“0”の信号を出力する。
【0041】カウンタH507ではマスクデータ509
に基づいてマスクごとに、比較回路F503及びG50
4からの出力が共に“1”の時のみカウントアップする
。またカウンタI508ではマスクデータ509に基づ
いてマスクごとに、比較回路F503及びG504から
の出力が共に“1”以外の場合、つまり(F、G)の信
号の組で表現すれば、(1、0)、(0、1)、(0、
0)の場合にカウントアップする。
に基づいてマスクごとに、比較回路F503及びG50
4からの出力が共に“1”の時のみカウントアップする
。またカウンタI508ではマスクデータ509に基づ
いてマスクごとに、比較回路F503及びG504から
の出力が共に“1”以外の場合、つまり(F、G)の信
号の組で表現すれば、(1、0)、(0、1)、(0、
0)の場合にカウントアップする。
【0042】以上の動作により、それぞれカウントアッ
プされたカウンタの出力は、図7(c)に示した高さデ
ータ(Z)と差分値(ΔZ)の相関図における良領域及
び不良領域のデータの分布数を示しており、これらの分
布数から部品の半田付け状態の良否を検査することがで
き、カウントアップされたカウンタの出力は総合判定処
理手段118へ出力される。このように半田付け部の実
際の高さデータを用いて判定するため、判定のための演
算時間は比較的多くかかるが、輝度データを用いた判定
に比べて部品の位置ずれに影響されないため判定精度は
高い。
プされたカウンタの出力は、図7(c)に示した高さデ
ータ(Z)と差分値(ΔZ)の相関図における良領域及
び不良領域のデータの分布数を示しており、これらの分
布数から部品の半田付け状態の良否を検査することがで
き、カウントアップされたカウンタの出力は総合判定処
理手段118へ出力される。このように半田付け部の実
際の高さデータを用いて判定するため、判定のための演
算時間は比較的多くかかるが、輝度データを用いた判定
に比べて部品の位置ずれに影響されないため判定精度は
高い。
【0043】但し、この高さ判定処理手段116での判
定処理は、並行して行われている輝度判定処理手段11
5からの判定結果510が不良の時のみ継続され、輝度
判定処理手段115からの判定結果510が良の時は中
断し、リセットされる。
定処理は、並行して行われている輝度判定処理手段11
5からの判定結果510が不良の時のみ継続され、輝度
判定処理手段115からの判定結果510が良の時は中
断し、リセットされる。
【0044】以上のように本実施例によれば、プリント
基板上の部品や半田付け部の輝度データおよび高さデー
タを測定し、測定された輝度データと高さデータをそれ
ぞれ並列に輝度判定処理手段および高さ判定処理手段で
マスク記憶手段からのマスクデ−タ内のみ演算している
。輝度判定処理手段は比較的演算時間が少なくて済むと
いう特徴を有し、高さ判定処理手段は比較的演算時間が
多くかかるが判定精度が高いという特徴を有している。 そこで、輝度判定処理手段の判定結果が良の場合は高さ
判定処理手段の判定結果を待たずに総合判定処理手段で
良と判定し、輝度判定処理手段の判定結果が不良の場合
は高さ判定処理手段の判定結果の良否により総合判定処
理手段で良否を判定することにより、判定の信頼性を低
下させずに、総合判定までの処理時間を従来に比べ短縮
することができる。
基板上の部品や半田付け部の輝度データおよび高さデー
タを測定し、測定された輝度データと高さデータをそれ
ぞれ並列に輝度判定処理手段および高さ判定処理手段で
マスク記憶手段からのマスクデ−タ内のみ演算している
。輝度判定処理手段は比較的演算時間が少なくて済むと
いう特徴を有し、高さ判定処理手段は比較的演算時間が
多くかかるが判定精度が高いという特徴を有している。 そこで、輝度判定処理手段の判定結果が良の場合は高さ
判定処理手段の判定結果を待たずに総合判定処理手段で
良と判定し、輝度判定処理手段の判定結果が不良の場合
は高さ判定処理手段の判定結果の良否により総合判定処
理手段で良否を判定することにより、判定の信頼性を低
下させずに、総合判定までの処理時間を従来に比べ短縮
することができる。
【0045】
【発明の効果】以上のように本発明は、プリント基板上
の部品や半田付け部の輝度データおよび高さデータを測
定し、測定された輝度データと高さデータをそれぞれ輝
度判定処理手段および高さ判定処理手段でマスク記憶手
段からのマスクデ−タ内のみ演算し、輝度判定処理手段
の判定結果が良の場合は総合判定処理手段で良と判定し
、輝度判定処理手段の判定結果が不良の場合は高さ判定
処理手段の判定結果の良否により総合判定処理手段で良
否を判定することにより、判定の信頼性を低下させずに
、総合判定までの処理時間を短縮することができる優れ
た実装基板検査装置を実現できるものである。
の部品や半田付け部の輝度データおよび高さデータを測
定し、測定された輝度データと高さデータをそれぞれ輝
度判定処理手段および高さ判定処理手段でマスク記憶手
段からのマスクデ−タ内のみ演算し、輝度判定処理手段
の判定結果が良の場合は総合判定処理手段で良と判定し
、輝度判定処理手段の判定結果が不良の場合は高さ判定
処理手段の判定結果の良否により総合判定処理手段で良
否を判定することにより、判定の信頼性を低下させずに
、総合判定までの処理時間を短縮することができる優れ
た実装基板検査装置を実現できるものである。
【図1】本発明の一実施例における実装基板検査装置の
ブロック結線図
ブロック結線図
【図2】同装置の要部における画像演算処理手段の詳細
ブロック結線図
ブロック結線図
【図3】同装置の要部における輝度判定処理手段の詳細
ブロック結線図
ブロック結線図
【図4】(a)半田付け部断面図
(b)本発明の実施例における検査アルゴリズムを示す
概念図
概念図
【図5】同装置の要部における高さ判定処理手段の詳細
ブロック結線図
ブロック結線図
【図6】従来の実装基板検査装置の要部ブロック結線図
【図7】従来の実装基板検査装置の検査アルゴリズムを
示す概念図
示す概念図
101 プリント基板
102 部品
103 搬送手段
105 レーザ光源
107 ポリゴンミラー
109 fθレンズ
110 反射ミラー
111 集光レンズ
112 位置検出素子
114 画像演算処理手段
115 輝度判定処理手段
116 高さ判定処理手段
117 マスク記憶手段
118 総合判定処理手段
Claims (1)
- 【請求項1】 部品が実装されたプリント基板を移動
させる搬送手段と、レ−ザ光源からのレ−ザ光をポリゴ
ンミラ−とfθレンズにより前記プリント基板上へ走査
させるレ−ザ光走査手段と、前記レ−ザ光の走査により
前記プリント基板上から反射して得られる散乱光を、前
記プリント基板と前記fθレンズの間に設けた反射ミラ
−で反射させ、前記fθレンズとポリゴンミラ−を介し
反射させる散乱光反射手段と、前記散乱光反射手段から
の散乱光を集光レンズで位置検出素子にさらに集光し光
電流信号を出力する光量検出手段と、前記光量検出手段
からの光電流信号により前記プリント基板やそのプリン
ト基板上に実装された部品及び半田付け部の輝度デ−タ
及び高さデ−タを演算する画像演算処理手段と、実装さ
れた部品の半田付け部位置に予め定めた任意サイズの複
数のマスク処理をするマスクデ−タを格納するマスク記
憶手段と、前記マスク記憶手段からのマスクデ−タ内の
前記輝度デ−タを用いて半田付け状態の良否を判定する
輝度判定処理手段と、前記マスク記憶手段からのマスク
デ−タ内の前記高さデ−タを用いて半田付け状態の良否
を判定する高さ判定処理手段と、前記輝度判定処理手段
および前記高さ判定処理手段で演算された値を用いて総
合的に前記プリント基板上の部品の半田付け状態の良否
を判定する総合判定処理手段を具備し、前記輝度判定処
理手段の判定結果が良の場合は前記総合判定処理手段で
良と判定し、前記輝度判定処理手段の判定結果が不良の
場合は前記高さ判定処理手段の判定結果の良否により前
記総合判定処理手段で良否を判定することを特徴とする
実装基板検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3028534A JPH04268445A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 実装基板検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3028534A JPH04268445A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 実装基板検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268445A true JPH04268445A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12251336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3028534A Pending JPH04268445A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 実装基板検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268445A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012108012A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Panasonic Corp | 半田付け検査方法及び半田付け検査装置 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3028534A patent/JPH04268445A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012108012A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Panasonic Corp | 半田付け検査方法及び半田付け検査装置 |
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