JPH0727520A - プリント基板上の物体の高さ検査方法及び高さ検査装置 - Google Patents

プリント基板上の物体の高さ検査方法及び高さ検査装置

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JPH0727520A
JPH0727520A JP5174139A JP17413993A JPH0727520A JP H0727520 A JPH0727520 A JP H0727520A JP 5174139 A JP5174139 A JP 5174139A JP 17413993 A JP17413993 A JP 17413993A JP H0727520 A JPH0727520 A JP H0727520A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、主にプリント基板に印刷されるク
リーム半田等の高さを検査する方法に関し、例えばプリ
ント基板にスクリーン印刷されたクリーム半田の高さを
精度良く測定し、計測時間を短縮できる高さ検査方法の
提供を目的とする。 【構成】 プリント基板3上の検査対象の物体10に連
続的に色変化した光7,8を照射し、前記物体10の高
さHに応じた色別の割合で反射した反射光7a,8aを
光センサーで受光し、前記反射光の色別の割合を検出し
て前記検査対象の物体10の高さHを求めて所定の基準
値と比較することである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主にプリント基板に印
刷されるクリーム半田、プリント基板上のチップ部品等
の部品の有無と高さ(厚み)、ハンダ付け後のハンダ高
さを検査する方法及びその検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント基板にチップ部品(表面
実装部品、SMD)を表面実装するには、プリント基板
面に予めクリーム半田をスクリーン印刷により貼着し、
所定の場所の前記クリーム半田上にチップ部品をマウン
トして、プリント基板の全体若しくは局部的に加熱して
前記チップ部品を半田付けし表面実装していた。
【0003】このようなチップ部品の表面実装において
は、プリント基板上にスクリーン印刷されるクリーム半
田によって、その部分の半田付けに使用する半田の量を
高精度にコントロールすることができるものである。
【0004】よって、プリント基板にスクリーン印刷さ
れたクリーム半田の厚さを検査して、チップ部品を装着
後の半田ブリッジやソルダ・ボール若しくはツームスト
ーン又はマンハッタン現象(チップ部品が斜めになった
もの、垂直になったもの等の現象)が発生しないように
プリント基板の製品管理を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
プリント基板にスクリーン印刷されたクリーム半田の厚
み(高さとも言う)を正確に、且つ、早く検査するため
の検査装置が要望されたいたにもかかわらず、従来知ら
れた検査装置では、計測時間が長くプリント基板の製造
ラインに組み入れることが出来ず、また、精度的にも劣
っていると言う問題点があった。
【0006】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、プリント基板にスクリーン印刷されたクリーム半
田の高さを精度良く測定し、計測時間を短縮できる高さ
検査装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題を解決
し上記目的を達成するための要旨は、プリント基板上の
検査対象の物体に連続的に色変化した光を照射し、前記
物体の高さに応じた色別の割合で反射した反射光を光セ
ンサーで受光し、前記反射光の色別の割合を検出して前
記検査対象の物体の高さを求めて所定の基準値と比較す
ることである。
【0008】本発明に係る高さ検査装置は、プリント基
板上の物体にスリットを介して光を照射する照射手段
と、前記物体で反射した反射光を光センサーで受光する
受光手段と、前記光センサーで受けた光の色別の割合を
出力をする演算手段と、前記演算手段からの出力を入力
して前記プリント基板上の物体の高さを算出する高さ算
出手段と、を少なくとも有したこととしたものであり、
前記照射手段は、連続的に色変化した光をプリント基板
上の所定の範囲に照射するものである。
【0009】
【作用】本発明に係るプリント基板上の物体の高さ検査
方法と高さ検査装置によれば、光センサーで受光した反
射光における色別の割合を演算手段で算出し、その結果
により所定の基準高さを乗算して前記物体の高さが求め
られる。
【0010】このように検査対象物に連続的にある色か
ら別の色に変化する光を当てることによって、その反射
光が前記物体の高さに応じて色別の割合が変わることに
着目し、前記反射光を光センサーで受光した後に演算手
段で前記色別の割合を求めるようにしたのである。
【0011】そして、照射手段及び受光手段、または、
プリント基板を互いに相対的に移動させることで、プリ
ント基板上の全範囲または一部の検査対象の物体の高さ
を求め、得られた物体の高さのデータと所定の検査基準
データとを比較して、検査したプリント基板の良否を判
定するものである。
【0012】
【実施例】次に、本発明に係る実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図1乃至図3は、本発明に係る
高さ検査装置の主要部の概略構成を示す斜視図である。
図において、符号1は照射手段、2は受光手段、3はプ
リント基板を示している。
【0013】前記照射手段1は、光源1aを備えてスリ
ット1bを介してスリット光1cをプリント基板3に照
射するものである。そして、前記スリット光1cがプリ
ント基板3に当たる位置に、前記受光手段2における撮
像カメラの光軸6が一致するようになされ、プリント基
板3からの反射光がカメラレンズ4を介してカラーライ
ンセンサー5に入光する。
【0014】前記カラーラインセンサー5によってプリ
ント基板3の画像が取り込まれ、その画像における反射
光の特性(光の強さや色別の割合)を解析することで、
プリント基板3の上に物体が存在するか否かの判定、若
しくは物体の高さの測定が可能となる。
【0015】そこで、図3に示すように、光源1aに赤
(R)と青(B)の2種の光源を備えて、所定の角度θ
で交差するようにする。前記赤と青のスリット光7,8
がプリント基板3上に照射されたときに、前記スリット
光7がプリント基板3上で反射したスリット光7aと前
記スリット光8の交点を符号9で示すと、プリント基板
3の表面から前記交点9までの高さが所定の高さHとな
る。
【0016】従って、前記スリット光7の反射光である
スリット光7aの光軸と前述の撮像カメラの光軸6を一
致させることで、カラーラインセンサー5に赤(R)の
スリット光7aが入光する。
【0017】前記赤(R)のスリット光7aがカラーラ
インセンサー5に入光するということは、スリット光7
がプリント基板3の上で反射してそのまま前記カラーラ
インセンサー5に入光したのであるから、プリント基板
3の上に物体が存在しないということになる。
【0018】そこで、例えば、高さHの物体10が前記
プリント基板3の上に存在すると、前記カラーラインセ
ンサー5に入光するのは、前記物体10の表面で反射し
た青のスリット光8aとなる。よって、前記カラーライ
ンセンサー5に入光する光が、赤(R)から青(B)に
代わるとプリント基板3上に物体10が存在し、かつ、
その高さがHであるということが判るのである。
【0019】次に、照射手段1からプリント基板3を照
射する光を、前記の赤(R)と青(B)の2種のスリッ
ト光7,8としたのを、赤(R)〜青(B)に連続的に
変化した光にする。
【0020】このための照射手段1の構成は、図4に示
すように、光源1aからのスリット光をプリズム11に
通すことで、プリント基板3上に赤(R)〜青(B)に
連続的に変化した光を照射する。また、図5に示すよう
に、光源1aの光を赤(R)〜青(B)に連続的に着色
したフィルム12とレンズ13を通過させるようにした
構成の照射手段1とすることもできる。
【0021】従って、図6に示すように、高さhの物体
(例えば、スクリーン印刷されたクリーム半田やチップ
部品)14がプリント基板3の上に存在すると、前記照
射手段1によって照射された赤(R)〜青(B)に連続
的に変化する光が前記物体14の表面で反射して、受光
手段2のカラーラインセンサー5に入光する。
【0022】前記カラーラインセンサー5で映像を取り
込み、図7に示すような各色別のアンプを介して赤
(R)と青(B)の出力(電圧値等)を得て、次段の演
算手段15において前記各色別の出力をA/D変換し
て、色別の割合を計算する。
【0023】前記色別の割合を計算する式としては、X
=(B−R)/(R+B) …ここでBまたはRは、各
々色が100%で1として0%で0として色別の出力を
数値化したものである、とする。
【0024】上記式による計算の一例を示すと、物体1
4の高さがh=0とすると、赤(R)が100%そして
青(B)が0%でカラーラインセンサー5に入光するの
でR=1,B=0となり、X=−1となる。以下、同様
にしてh=H/2のときには、R=B=0.5となり、
X=0となる。h=H/4のときには、R=0.75,
B=0.25となり、X=−0.5となる。h=Hのと
きには、R=0,B=1となり、X=+1となる。
【0025】以上のX−hの関係をグラフにして表わす
と、図8に示した表のようになる。よって、上記の演算
手段15でXの値(−1≦X≦+1)を求めることで、
この結果を次段のマイクロコンピュータ及びプログラム
ソフト等からなる高さ算出手段(図示せず)にデータと
して出力し、図8の表の相関関係を基にして前記Xの値
から高さ算出手段において前記物体14の高さhが求め
られる。
【0026】なお、前記X=(B−R)/(R+B)と
したのは、プリント基板3上のクリーム半田等の物体1
4の表面における光の反射率の影響を受けないようにす
るためである。即ち、物体14の反射率が式Xの分母と
分子で相殺されるので、物体14の高さが同じであれ
ば、一定の値が得られるものである。
【0027】その一例を示すと、物体14の高さがh=
H/2とした場合に、反射率が100%のときはR=
0.5,B=0.5であるが、反射率が50%のときに
はR=0.25,B=0.25となる。
【0028】そして、演算手段15でXの値を求める
と、反射率100%の場合でX=(0.5-0.5)/(0.5+
0.5)=0となり、反射率50%の場合でX=(0.25-0.
25)/(0.25+0.25)=0となって、反射率に関わりな
くXの値は一致する。また、同様に物体14の高さh=
H/4の場合でも、反射率100%の場合でX=(0.25
-0.75)/(0.75+0.25)=−0.5となり、反射率50
%の場合でX=(0.125-0.375)/(0.375+0.125)=−
0.5であり、反射率に関わりなくXの値は一致する。
【0029】このように、カラーラインセンサー5でプ
リント基板3の上の画像を取入れて、デジタル若しくは
アナログで演算する演算手段15及び高さ算出手段で物
体14の高さhが求められ、この高さhと基準高さとを
比較して良否を判定する。
【0030】そして、プリント基板3の全範囲若しくは
一部の範囲を、前記照射手段1と受光手段2を一体的に
移動させるか又はプリント基板3を移動させることによ
って走査して、検査対象のプリント基板3の良否を判定
して表示手段(プリンターやディスプレイ等)に表示す
るものである。
【0031】また、場合によっては不良と判定されたプ
リント基板3を製造ラインから自動的に取り出すように
するものである。
【0032】なお、上記の実施例で照射手段1からプリ
ント基板3上に照射される、連続的に他の色の光へと変
化している光を、赤(R)と青(B)としたが勿論これ
に限らず、緑(G)と赤(R),緑(G)と青(B),
若しくはこれらの組合せに係る連続的に変化した光によ
っても同じ作用・効果を得ることができるものである。
【0033】なお、図9に示すように、プリント基板3
には上下のソリが生じることが多いので、プリント基板
3の表面からの差を求めるようにして物体14の高さh
を決定すれば精度的に不都合がなく、プリント基板のソ
リを矯正する治具も特に必要ない。本発明の高さ検査装
置及び高さ検査方法により、プリント基板3上に存する
クリーム半田等の物体の高さが迅速に計測され、かつ、
プリント基板3の良否判定が短時間でなされるようにな
った。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るプリ
ント基板上の物体の高さ検査方法は、プリント基板上の
検査対象の物体に連続的に色変化した光を照射し、前記
物体の高さに応じた色別の割合で反射した反射光を光セ
ンサーで受光し、前記反射光の色別の割合を検出して前
記検査対象の物体の高さを求めて所定の基準値と比較す
る方法なので、カラーラインセンサーで画像入力して一
括して物体の高さを求めることとなってプリント基板の
検査時間が大幅に短縮され、プリント基板の製造ライン
の流れが円滑となり当該製造ラインの作業効率が向上し
コスト単価の低減となると云う優れた効果を奏する。
【0035】また、高さ検査装置として、プリント基板
上の物体にスリットを介して光を照射する照射手段と、
前記物体で反射した反射光を光センサーで受光する受光
手段と、前記光センサーで受けた光の色別の割合を出力
をする演算手段と、前記演算手段からの出力を入力して
前記プリント基板上の物体の高さを算出する高さ算出手
段と、を少なくとも有したこととし、前記照射手段は、
連続的に色変化した光をプリント基板上の所定の範囲に
照射するものとしたので、プリント基板上の物体の高さ
の計測と基準値との比較が迅速になされ、プリント基板
の検査時間を大幅に短縮できると云う優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高さ検査装置の要部の概略斜視図
である。
【図2】同概略の側面図である。
【図3】同照射手段において2種の光をプリント基板に
照射する状態の側面図である。
【図4】連続的に色変化する光をプリズムを介してプリ
ント基板に照射する構成を概略的に示した側面図であ
る。
【図5】連続的に色変化する光を色付のフィルムを介し
てプリント基板に照射する構成を概略的に示した側面図
である。
【図6】プリント基板にある高さhの物体があって連続
的に色変化した光を反射している様子を示す側面図であ
る。
【図7】本発明に係る要部の一部である受光手段と演算
手段のブロック図である。
【図8】反射光の色別の割合を示すXと物体の高さhと
の相関関係を表わす表である。
【図9】プリント基板のソリの状態を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1 照射手段、 2 受光手段、 3 プリント基板、 5 カラーラインセンサー、 6 撮像カメラの光軸、 7,8 スリット光、 9 交点、 10 高さHの物体、 11 プリズム、 12 フィルム、 14 高さhの物体、 15 演算手段。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板上の検査対象の物体に連続
    的に色変化した光を照射し、前記物体の高さに応じた色
    別の割合で反射した反射光を光センサーで受光し、前記
    反射光の色別の割合を検出して前記検査対象の物体の高
    さを求めて所定の基準値と比較することを特徴とするプ
    リント基板上の物体の高さ検査方法。
  2. 【請求項2】 プリント基板上の物体にスリットを介し
    て光を照射する照射手段と、前記物体で反射した反射光
    を光センサーで受光する受光手段と、前記光センサーで
    受けた光の色別の割合を出力をする演算手段と、前記演
    算手段からの出力を入力して前記プリント基板上の物体
    の高さを算出する高さ算出手段と、を少なくとも有した
    ことを特徴とするプリント基板上の物体の高さ検査装
    置。
  3. 【請求項3】 照射手段は、連続的に色変化した光をプ
    リント基板上の所定の範囲に照射するものであることを
    特徴とする請求項2に記載のプリント基板上の物体の高
    さ検査装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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