JPH06112700A - 実装基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実装基板に位置ずれがある場合でも実装部品
の良否判定を正確に行える実装基板検査装置を提供する
こと。 【構成】 実装基板を走査方向と直交する方向に移動さ
せる移動手段と、レーザと、レーザ光を実装面に走査さ
せるレーザ光走査手段と、反射光を所定の電気信号に変
換する受光手段８と、実装面からの反射光を受光手段８
導く反射手段と、受光信号に基づいて実装部品の高さ分
布データを演算するデータ演算手段１１と、検査領域に
対応する高さ分布データをしきい値と比較して実装状態
の良否判定を行う判定手段１８とを具備した実装基板検
査装置に、実装面に設けられた複数のマークを撮像し画
素毎の輝度データ群から成る画像データを出力するカメ
ラ３と、各マークを含む画像データから実装基板のθ方
向のずれを演算する補正量演算手段１５と、補正量に基
づいて検査領域の位置を補正する検査領域補正手段１６
とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の、プリント基板に実装さ
れた部品の良否判定をレーザ光走査時の反射光を利用し
て行う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、この種の検査装置を開示するもの
として、特開平４−８６５４８号公報が知られている。

【０００３】この検査装置は、実装基板を走査方向と直
交する方向に移動させるテーブルと、レーザと、レーザ
光をレンズを通じて実装面に走査させる回転ミラーと、
反射光を所定の電気信号に変換する受光器と、実装面か
らの反射光をレンズ及び回転ミラーを通じて受光器に導
く反射ミラーと、反射光を所定の電気信号に変換する受
光器と、受光信号に基づいて実装部品の高さ分布データ
を演算するデータ演算手段と、高さ分布データを記憶す
る高さ分布データメモリと、検査領域に係る位置データ
を記憶する検査領域メモリと、検査領域の移動に係るデ
ータを記憶する移動範囲メモリと、高さ分布データメモ
リから検査領域に対応する高さ分布データを移動位置夫
々で取り出して累積加算し、この値が最大となる位置を
検出してこれをしきい値と比較する判定処理手段とから
構成されている。

【０００４】上記の検査装置では、実装基板を移動させ
ながら実装面をレーザ光で走査し、この反射光を受光器
で電気信号に変換して実装部品の高さ分布データを求め
これを高さ分布データメモリに一旦記憶させると共に、
検査領域を移動させながら高さ分布データメモリから検
査領域に対応する高さ分布データを移動位置夫々で取り
出して累積加算し、この値が最大となる位置を検出して
これをしきい値と比較することにより実装状態の良否を
判定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
検査装置では、テーブルに対する実装基板の取付位置に
ずれがあると、検査領域に該ずれの影響が現れて同領域
の高さ分布データに狂いが生じ、部品が正常な位置に実
装されている場合でも不良として判断される難点があ
る。基板位置を機械的に事前に矯正しておくことも可能
ではあるが、微小のずれを完全に無くすことは極めて困
難である。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、実装基板に位置ずれがあ
る場合でも実装部品の良否判定を正確に行える実装基板
検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、実装基板を走査方向と直交する方向に
移動させる移動手段と、レーザと、レーザ光を実装面に
走査させるレーザ光走査手段と、反射光を所定の電気信
号に変換する受光手段と、実装面からの反射光を受光手
段に導く反射手段と、受光信号に基づいて実装部品の高
さ分布データを演算するデータ演算手段と、検査領域に
対応する高さ分布データをしきい値と比較して実装状態
の良否判定を行う判定手段とを具備した実装基板検査装
置において、実装面に設けられた複数のマークを撮像し
画素毎の輝度データ群から成る画像データを出力するカ
メラと、各マークを含む画像データから実装基板のθ方
向のずれを演算する補正量演算手段と、補正量に基づい
て検査領域の位置を補正する検査領域補正手段とを設け
ている。

【０００８】

【作用】本発明に係る実装基板検査装置では、レーザ光
走査の前段階で実装基板のマークがカメラによって撮像
され、各マークを含む画像データから実装基板のθ方向
のずれが演算される。撮像後の実装基板は移動されなが
ら実装面をレーザ光で走査され、この反射光から実装部
品の高さ分布データが求められる。この高さ分布データ
は検査領域に対応して取り出されるが、この際に該検査
領域は上記のずれ分だけ補正される。取り出された高さ
分布データはしきい値と比較され、これにより実装状態
の良否判定が行われる。

【０００９】

【実施例】図１乃至図５は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は実装基板検査装置の概略斜視図、図２は電気
系回路のブロック図、図３は検査制御のフローチャー
ト、図４はマーク撮像の説明図、図５は補正量演算の説
明図である。

【００１０】まず、図１を参照して検査装置の機械構成
について説明する。同図において、１は電子部品が実装
された実装基板、１ａは実装基板１の角部２カ所に設け
られたマーク、２は実装基板１を白抜き矢印方向（Ｘ軸
方向）に移動させるテーブルである。

【００１１】３はＣＣＤ等のエリアセンサを内蔵した２
台のカメラで、テーブル移動面の上方位置にマーク間距
離に相当する間隔をおいて配置されている。このカメラ
３は、実装基板１の各マーク１ａを所定の検査視野Ｅ
（図４参照）で撮像し、画素毎の輝度データ群から成る
画像データを出力する。

【００１２】４はＨｅ−Ｎｅ等の半導体等を光源とした
レーザ、５は多角柱状の回転ミラー、６はレンズ、７は
反射ミラー、８はＰＳＤ（半導体位置検出素子）から成
る受光器である。レンズ６及び反射ミラー７はテーブル
移動面の上方位置に配置され、レーザ４，回転ミラー５
及び受光器８はレンズ６の上側に配置されている。レー
ザ４からの光は回転ミラー５でＹ軸方向に回転されつつ
レンズ６を通じて実装面に照射され、また実装面からの
反射光は反射ミラー７，レンズ６及び回転ミラー５を通
じて受光器８に導かれる。受光器８に導かれた反射光は
該受光器８によって所定の電気信号に変換される。

【００１３】次に、図２を参照して検査装置の電気構成
について説明する。同図において、１１は受光器８から
の受光信号に基づいて実装部品の高さ分布データを演算
するデータ演算部、１２は演算された高さ分布データを
記憶する高さ分布データメモリ、１３は検査領域に係る
位置データを記憶する検査領域メモリである。検査領域
メモリ１３には部品実装位置に対応して複数の検査領域
が設定されている。

【００１４】１４は両カメラ３からの画像データを記憶
する画像データメモリ、１５は各マーク１ａを含む画像
データから実装基板１のθ方向のずれを演算する補正量
演算部、１６は検査領域の読み込みを行うと共に補正量
に基づいて該検査領域の位置を補正する検査領域補正部
である。

【００１５】１７は良否判定の基準となるしきい値を記
憶するしきい値メモリ、１８は補正後の検査領域に対応
する高さ分布データとしきい値を比較して実装状態の良
否判定を行う判定手段、１９は判定結果を表示するＣＲ
Ｔである。

【００１６】上記のデータ演算部１１，補正量演算部１
５，検査領域補正部１６及び判定部１８は周知のＣＰＵ
から成り、後述する制御プログラムに従って所定の処理
を行う。

【００１７】ここで、図４乃至図６を参照して上記検査
装置の動作及び処理手順について説明する。

【００１８】実装基板１が載置されたテーブル２は、図
４に示すようにレーザ光走査の前段階で撮像位置に停止
する。停止状態の実装基板１はマーク１ａを含む検査視
野Ｅを両カメラ３によって撮像される（図３のｓ１）。

【００１９】両カメラ３から出力された画像データは一
旦画像データメモリ１４に記憶される（図３のｓ２）。
画像データメモリ１４に記憶されたマーク１ａを含む画
像データは図５に示すように一画面上に合成され、ここ
で実装基板１のθ方向のずれが演算される（図３のｓ
３）。詳しくは、合成画面における各マーク１ａを結ぶ
直線Ｓが求められ、該直線Ｓ上のマーク間距離とマーク
１ａのＸ方向偏差△Ｘ、或いはＹ方向偏差△Ｙから三角
関数によって直線Ｓの傾きθ１が算出される。また、直
線Ｓを求めることなく、マーク１ａのＸ方向偏差△Ｘと
Ｙ方向偏差△Ｙから三角関数によって直線Ｓの傾きθ１
を算出することも可能である。ここで求められた補正量
θ１はＲＡＭに記憶される（図３のｓ４）。

【００２０】撮像後の実装基板１はレンズ６下に送り込
まれつつその実装面をレーザ光で走査される（図３のｓ
５）。ここでは、実装基板１の移動方向（Ｘ軸方向）と
直交する方向（Ｙ軸方向）にレーザ光が回転照射され、
実装基板１の送りに従って実装面全体が走査される。走
査時の反射光は反射ミラー７，レンズ６及び回転ミラー
５を通じて受光器８に導かれ、該受光器８によって所定
の電気信号に変換される。

【００２１】受光器８で変換された受光信号は、データ
演算部１１において適当な算出式によって高さ分布デー
タに変換され（図３のｓ６）、そして一旦高さ分布デー
タメモリ１２に記憶される（図３のｓ７）。データ変換
処理後は、検査領域メモリ１３から検査領域に係る位置
データが読み込まれ、同時に上記の補正量θ１が読み込
まれて該位置データ、つまり検査領域が実装基板１のθ
方向のずれ分だけ補正される（図３のｓ８〜ｓ９）。実
装基板１に図４に示すような位置ずれがある場合には、
検査領域にも同様の傾きが与えられることになる。

【００２２】検査領域補正後は、補正された検査領域に
対応する高さ分布データを高さ分布データメモリ１２か
ら読み込まれ、同時にしきい値メモリ１７から検査領域
に対応したしきい値が読み込まれて、両者の比較によっ
て実装状態の良否が判定される（図３のｓ１１〜ｓ１
３）。この判定結果はＣＲＴ１９に順次表示される（図
３の１４，ｓ１５）。

【００２３】このように上述の実装基板検査装置によれ
ば、レーザ光走査の前段階で実装基板１のθ方向のずれ
を検出し、高さ分布データの検査領域を該ずれ分だけ補
正することができので、テーブル上の実装基板１に位置
ずれがある場合でも検査領域を該ずれに合わせて適正に
設定し直して実装部品の良否判定を正確に行うことがで
きる。また、基板位置をレーザ光走査の事前に矯正して
おく手間が省け検査時間の短縮に貢献できると共に、テ
ーブルの自由度をその分減少させて構造を簡略化するこ
とができる。

【００２４】尚、上記実施例では、実装基板に２つのマ
ークを２台のカメラで撮像するようにしたものを示した
が、実装基板をマーク間距離だけ移動・停止させること
で１台のカメラで各マークを撮像することもできる。ま
た、レーザ，回転ミラー及びレンズから成るレーザ光走
査手段、また反射ミラー，レンズ及び回転ミラーから成
る反射手段は図示例以外の周知構造で代用してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、検査対象となる実
装基板に位置ずれがある場合でも検査領域を該ずれに合
わせて適正に設定し直して実装部品の良否判定を正確に
行うことが可能であり、また基板位置をレーザ光走査の
事前に矯正しておく手間が省け検査時間の短縮に貢献で
きると共に、テーブルの自由度をその分減少させて構造
を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す実装基板検査装置の概
略斜視図

【図２】電気系回路のブロック図

【図３】検査制御のフローチャート

【図４】マーク撮像の説明図

【図５】補正量演算の説明図

【符号の説明】

１…実装基板、１ａ…マーク、２…テーブル、３…カメ
ラ、４…レーザ、５…回転ミラー、６…レンズ、８…受
光器、１１…データ演算部、１５…補正量演算部、１６
…検査領域補正部、１８…判定部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装基板を走査方向と直交する方向に移
   動させる移動手段と、レーザと、レーザ光を実装面に走
   査させるレーザ光走査手段と、反射光を所定の電気信号
   に変換する受光手段と、実装面からの反射光を受光手段
   に導く反射手段と、受光信号に基づいて実装部品の高さ
   分布データを演算するデータ演算手段と、検査領域に対
   応する高さ分布データをしきい値と比較して実装状態の
   良否判定を行う判定手段とを具備した実装基板検査装置
   において、 実装面に設けられた複数のマークを撮像し画素毎の輝度
   データ群から成る画像データを出力するカメラと、 各マークを含む画像データから実装基板のθ方向のずれ
   を演算する補正量演算手段と、 補正量に基づいて検査領域の位置を補正する検査領域補
   正手段とを設けた、 ことを特徴とする実装基板検査装置。