JPH0499951A - 半田付検査装置 - 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】 【概要】

プリント基板に表面実装された部品のリード先端の半田
付状態を検査する半田付検査装置に関し、リードの浮上
がりによる半田付不良を検出できるようにすることを目
的とし、 プリント基板に表面実装された部品のリード先端の半田
部に光を照射して該半田部付近の明るさ及び高さを検出
する明るさ・高さ検出手段と、検出された該明るさの分
布から該リードの先端位置を検出するり−ド先端位置検
出手段と、検出された該高さ及び該リード先端位置に基
づいて、プリント基板の高さに対する該リードの先端部
の高さｈを検出するリード先端部高さ検出手段と、基準
値設定手段と、該リード先端部高さｈと該基準値との差
に応じて半田付良否を判定する半田付良否判定手段と、
を備えて構成する。 装置に関する。

【従来の技術】

第６Ａ図は半田付検査状態を示す。第６Ｂ図は半田付近
の平面図である。 表面実装型部品のリードのプリント基板上での半田付は
、プリント基板１０上のフットプリント１２に半田を予
約塗り付けておき、表面実装型部品１４のリード１６の
先端部をフットプリント１２上に配置し、半田１８を加
熱溶融することにより行われる。この半田付状態の検査
は、例えば、半田１８に照明光２０を投射した状態で、
撮像装置２２により半田１８を含む領域を撮像し、撮像
装置２２から出力された輝度データを２値化し、半田部
分の面積を測定して、半田側良否を判定していた。

【産業上の利用分野】

本発明は、プリント基板に表面実装された部品のリード
先端の半田（＝Ｊ状態を検査する半田付検査

【発明が解
決しようとする課題］ ところが、２次元的な検査であるため、第６Ｃ図に示す
如く、リードＩ６の先端が半田１８上に浮上がっている
場合にも半田部分の面積が基準範囲内になって、半田付
臭と誤判定することがあった。 本発明の目的は、このような問題点に鑑み、リードの浮
上がりによる半田付不良を検出することができる半田付
検査装置を提供することにある。 【課題を解決するための手段及びその作用】第１図は本
発明に係る半田付検査装置の原理構成を示す。 図中、１は明るさ・高さ検出手段であり、プリント基板
に表面実装された部品のリード２先端の半田部３に光を
照射して半田部３付近の明るさ及び高さを検出する。 ４はリード先端位置検出手段であり、検出された該明る
さの分布からリード２の先端位置を検出する。 ５はリード先端部高さ検出手段であり、検出された該高
さ及び該リード先端位置に基づいて、プリント基板の高
さに対するリード２の先端部の高さｈを検出する。この
リード先端部高さ検出手段５は、例えば、リード先端位
置からり−ド２の長手方向に沿って前後にある距離離れ
た位置にふける検出高さの差を、プリント基板に対する
リード先端部高さｈとして検出する。 ６は基準値設定手段である。 ７は半田付良否判定手段であり、リード先端部高さｈと
基準値との差に応じて半田付良否を判定する。 ここで、リード２の先端の浮上がりの程度を検出するに
は、リード２の先端の高さを測定すればよいが、リード
２の先端角部の高さは測定誤差が大きいので、リード２
の先端から基端側へ少し離れた位置の高さを測定する必
要がある。また、プリント基板の反りは通常、リード２
の厚さよりも大きい。一方、明るさのピーク位置は、入
反射角の関係で定り、明るさには依存せず、リード先端
の角部に対応して現れる。 本発明では、検出された明るさの分布からり−ド２の先
端位置を検出し、このリード先端位置に基づいてプリン
ト基板の高さに対するリード２の先端部の高さｈを測定
し、リード２の先端部の高さｈと基準値との差に応じて
半田（＝Ｊ良否を判定するので、リード２の浮上がりに
よる半田付不良を検出することができる。 上記リード先端位置検出手段４は、例えば、リード２の
幅方向に沿った明るさの平均値を、ＩＪ　−ド２の長平
方向に沿った線上の点における平均明るさとし、リード
２の長平方向に沿った該平均明るさの曲線を作成し、該
曲線のピーク位置をリード先端位置として検出する。 この構成によれば、リード２の先端位置をより正確に検
出することができ、したがって、リード先端部高さｈを
より正確に測定することができ、半田付良否の判定をよ
り正確に行うことができる」１記基準値は、リード２の
厚さ、半田付着量等により異なり、これらのパラメータ
を考慮して基準値を設定する必要があるので煩雑である
。 そこで、同種複数本のリード２について測定されたリー
ド先端部高さｈの平均値を基準値とすれば、適当な基準
値を自動設定するこ七ができ、操作性が向上する。

【実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。 第２図及び第３Δ図は第６Ａ図及び第６Ｂ図に対応しで
おり、同一構成要素には同一符号を伺してその説明を省
略する。なお、第２図に示す半田伺検査装置は、リード
の浮トがりに関する半ｌ］］（１検査のみを行う構成を
示しており、半田用不足等の半田付検査を行う構成を図
示省略している。 １）−ザビーム２０Δは、プリント基板１０に対し略垂
直に照射して光スポットを形成し、不図示の走査光学系
により、第２図紙面垂直方向に振られ、その一走査毎に
、プリント基板１０を搭載した不図示のＸ、Ｙステージ
が第２図左右方向にステップ駆動される。この光スポッ
トは、結像レンズ２４でＰＳＤ　（光位置検出器）２６
Ｊ：に結像される。結像レンズ２４の光軸は、リード１
６の先端角部からの正反射光が結像レンズ２４に多く入
射し、リード１６の上面からの正反射光が殆ど結像レン
ズ２４へ入らない方向になっている。 ＰＳＤ２６からは、光スポットの高さ及び明るさに応じ
た電流Ａ、Ｂが出力され、高さ・輝度演算回路２８に供
給される。高さ・輝度演算回路２８は、△、Ｂをデジタ
ル化し、輝度（Ａ＋Ｂ）及び高さ（八−Ｂ）／　（Ａ＋
Ｂ）を演算して半１■］伺不良検出装置３０へ供給する
。 半田付不良検出装置３０はマイクロコンピュータを用い
て構成されており、第２図はその構成を機能ブロック３
０ａ〜３０ｉで示す。 輝度（Ａ＋Ｂ）は輝度記憶部３０ａに格納され高さ（Ａ
−Ｂ）／　（Ａ＋Ｂ）は高さ記憶部３０ｊに格納される
。一方、輝度ウィンド記憶部３０ｂには、設計データに
基づいて、第３Ａ図に示すようなウィンド３２の設定位
置、方向及びサイズが格納されている。このウィンド３
２は矩形で、リド１６の先端の両側を含みかつリード１
６の中央線に沿っている。 輝度曲線作成部３０ｃは、輝度記憶部３０ａに書き込ま
れた輝度データに対し、前記設定位置にウィンド３２を
設定し、このウィンド３２内の輝度データから第３Ｂ図
に示すような輝度曲線を次のようにして作成する。すな
わち、第３Ａ図に示す如く、ウィンド３２の長平方向に
Ｘ軸を設定しこれに直交する方向にＹ軸を設定し、ウィ
ンド３２内の位置座標（ｉ、、ｉ）の輝度をＢ　ｉ、、
ウィンド３２のサイズをｍ　ｘ　ｎ画素としたときに、
Ｂ、＝’ｌＢ、、を１−１〜ｎについて求める。 ｊ；１ 第３Ｂ図において、リード１６の先端部と半ｌ−Ｔ１１
８のＸ軸方向先端部の位置にピークが存在するのは、人
垣射角の関係でこの部分に多くの正反射光が結像レンズ
２４に入射するた狛である。したがって、レーザビーＡ
　２　ＯＡの強度が変化しても、リード１６の先端に対
応したピーク位置自体は変化しない。 リード先端位置検出部３０ｄは、輝度Ｒｉ（ｉ１〜ｎ）
のＸ軸方向の最初のピーク位置をリド１６の先端位置Ｘ
ｅとして検出する。ＰＳＤ２６の出力がピーク位置で飽
和した場合には、飽和部分の中点、例えばピークの立上
がり位置と立下がり位置の中点をピーク位置として、リ
ード１６の先端位置χｅを検出する。 ここで、リード１６の先端の浮上がりの程度を検出する
には、リード１６の先端の高さを測定すればよいが、リ
ード１６の先端角部にレーザビーム２ＯＡを照射すると
、その一部が半田１８にも当たって測定誤差が大きくな
るので、リード１６の先端からリード１６の基端側へ少
し離れた位置の高さを測定する必要がある。また、リー
ド１６の厚さは１５０μｍ程度であり、一方、プリント
基板１０は通常、±２ｍｍ程度の反りがあるのでプリン
ト基板１０に対するリード１６の高さを測定するには、
このリード１６の近くのプリント基板１０の高さも測定
する必要がある。 そこで、高さウィンド決定部３０ｅは、リード先端位置
Ｘ、、を基準とし、Ｘ軸上のＸ−ａ及びＸ＋ｂの位置を
中心とする矩形のウィンド３４及び３６を決定する。リ
ード先端部高さ検出部３０ｆは、高さ記憶部３０ｊに書
き込まれた高さデータに対し、これらの位置Ｘ−ａ及び
ｘ＋ｂにウィンド３４及び３６を設定し、ウィンド３４
内の高さデータの平均値を算出してこれをｈａとし、ウ
ィンド３６内の高さデータの平均値を算出してこれをり
、とし、リード先端部高さｈ＝ｈ、−ｈｂを算出する。 このリード先端部高さｈが基準値以上であるかどうかに
よりリード浮上がりに関する半田付良否を判定すること
ができる。 しかし、この基準値は、フットプリント１２やリード■
６の厚さ、フットプリント１２への最初の半田付着量等
により異なり、これらのパラメタを考慮して基準値を設
定する必要があるので煩雑である。そこで、本実施例で
は次のようにして適当な基準値を自動設定している。 すなわち、例えば第４図に示す如く、表面実装型部品１
４の片側から突出したリード１６ｉ（ｉ１〜Ｎ）の各先
端部高さｈ＋−ｈ−＋　　ｈｂ、を上記の如くして測定
し、これら測定値を第２図のすド先端部高さ記憶部３０
ｇに一時記憶させておく。そして、その平均値を基準値
検出部３０ｈで算出してこれを基準値とする。第４図中
、１８１はリード１６ｉ先端部に付着した半田であり、
３４１は高さｈ　ａｉを求めるだめの高さウィンドであ
り、３６１は高さｈ　ｂｉを求めるための高さウィンド
である。 半田付良否判定部３０１は、リード先端部高さｈｌと基
準値りとの差に基づいて半田付良否を判定し、半田付不
良位置を出力する。 次に、第５図に基づいて上記半田付不良検出手順の詳細
を説明する。 （５０）’Ｊ−ド１６１を識別する１を１に初期設定し
、リード先端部高さｈｌの合計値Ｓを０に初期設定する
。 （５２）上記の如くして、リード１６１の先端位置に対
応した輝度曲線上のピーク位置ｘ８を検出する。 （５４）次に、位置Ｘ−ａ及びｘ＋ｂの平均高さｈ　ａ
ｉ及びｈｌｌ、からリード先端部高さｈ、を検出する。 （５６）Ｓにｈ＋を加えた値を新たなＳとする。 （５８）ｉとＮとを比較し、 （６０）ｉ≠Ｎであれば、ｉをインクリメントし、上記
ステップ５２へ戻る。 （６２）ｉ−Ｎとなれば、基準値としてリード先端部高
さｈ、の平均値ｈ＝Ｓ／Ｎを算出し、また、１を１に初
期設定する。 なお、リード先端部高さり、の標準偏差Ｓも算出し、ば
らつきの大きいπ−ｋｓ（ｋは定数）以下又はｈ十ｋｓ
以上のリード先端部高さｈ、を除いて再度平均値を算出
し、これを基準値としてもよい。 （６４）ｌπ、−ｈｌとＤとを比較し、（６６）ｌ″Ｆ
１＋　　ｈｌ≧Ｄであれば、半田付不良と判定してその
位置を出力する。 （６８）ｉとＮとを比較し、 （７０）ｉ≠Ｎであれば、■をインクリメントし、上記
ステップ６４へ戻る。 【発１！Ｊ］の効果】 以」−説明した如く、本発明に係る半田付検査装置では
、検出された明るさの分布からリード先端位置を検出し
、このリード先端位置に基づいてプリント基板の高さに
対するリードの先端部高さを測定し、リード先端部高さ
と基準値との差に応じて半田付良否を判定するので、従
来検出できなかったリードの浮」−かりによる半田側不
良を検出することができるという優れた効果を奏し、半
田付検査の質の向上に寄与するところが大きい。 また、リードの幅方向に沿った明るさの平均値を、リー
ドの長手方向に沿った線上の点における平均明るさとし
、リードの長手方向に沿った該平均明るさの曲線を作成
し、該曲線のピーク位置をリード先端位置として検出す
るようにリード先端位置検出手段を構成すれば、リード
の先端位置をより正確に検出することができ、したがっ
て、リード先端部高さをより正確に測定することができ
、半田付良否の判定をより正確に行うことができる。 さらに、同種複数本のリードについて測定されたリード
先端部高さの平均値を基準値とすれば、リードの厚さ、
半田付着量等のパラメータを考慮することなく、適当な
基準値を自動設定することができるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半田付検査装置の原理構成を示す
ブロック図である。 第２図乃至第５図は本発明の一実施例に係り、第２図は
半田側検査装置構成図、 第３Ａ図は半田付近の平面図、 第３Ｂ図はリード長手方向に沿った半田付近の輝度曲線
図、 第３Ｃ図はリード長手方向に沿った半田付近の高さ曲線
図、 第４図は基準値自動設定方法を説明するための表面実装
型部品平面図、 第５図は半田付不良検出手順を示すフローチャトである
。 第６Ａ図乃至第６Ｃ図は従来例に係り、第６Δ図は半田
付検査状態を示す側面図、第６Ｂ図は半田付近の平面図
、 第６Ｃ図はリード先端部が浮いている場合の半田付検査
状態を示す側面図である。 ］　６ 図中、 １０はプリント基板 １２はフットプリント １４は表面実装型部品 １６．１６１〜１．６　Ｎはリード １８．１８１〜１８Ｎは半田 ２ＯＡはレーザ゛ビーム ２４は結像レンズ ２６はＰＳＤ　（光位置検出器） ３０は半田付不良検出装置 ３２は輝度ウィンド ３４．３６．３４１〜３４．Ｎ、３６１〜３６Ｎは高さ
ウインド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）．プリント基板に表面実装された部品 のリード（２）先端の半田部（３）に光を照射して該半
   田部付近の明るさ及び高さを検出する明るさ・高さ検出
   手段（１）と、 検出された該明るさの分布から該リードの先端位置を検
   出するリード先端位置検出手段（４）と、検出された該
   高さ及び該リード先端位置に基づいて、プリント基板の
   高さに対する該リードの先端部の高さｈを検出するリー
   ド先端部高さ検出手段（５）と、 基準値設定手段（６）と、 該リード先端部高さｈと該基準値との差に応じて半田付
   良否を判定する半田付良否判定手段（７）と、 を有することを特徴とする半田付検査装置。 ２）．前記リード先端位置検出手段（４） は、前記リードの幅方向に沿った明るさの平均値を、該
   リードの長手方向に沿った線上の点における平均明るさ
   とし、該リードの長手方向に沿った該平均明るさの曲線
   を作成し、該曲線のピーク位置を該リード先端位置とし
   て検出することを特徴とする請求項１記載の装置。 ３）．前記リード先端部高さ検出手段（ ５）は、前記リード先端位置から該リードの長手方向に
   沿って前後にある距離離れた位置における前記検出高さ
   の差を、前記プリント基板に対する該リード先端部高さ
   ｈとして検出することを特徴とする請求項１又は２記載
   の装置。 ４）．前記基準値は、同種複数本の前記リ ードについて測定された前記リード先端部高さの平均値
   であることを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記
   載の装置。