JPH07294224A - プリント基板の半田付け検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板の半田付け検査における認識率
を高めて、信頼性の高い検査を可能にする。 【構成】 レーザ光の光強度レベルの２値化処理を行
い、光強度レベルの最上位線を最上位線抽出処理によっ
て抽出し、長さの短い走査線の線欠落部を膨張処理によ
って補間し、面積が小さい走査線を孤立除去処理によっ
て除去すると共に、光強度レベルが１レベルにある区間
の中心点を線重心抽出処理によって抽出して半田付け部
の形状を抽出し、半田付け検査による画像データにおい
て所要の形状線以外の虚像や正面反射像を除去し、且つ
所要の形状線として満足な画像を得てプリント基板の半
田付け検査における認識率を高め、信頼性の高い検査を
可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ、チップ等を実装
するプリント基板の半田付け部の検査を行うための半田
付け検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板の半田付け部の良否
の検査は、プリント基板外観検査装置によって実施され
ている。このプリント基板外観検査装置は、ＩＣ、チッ
プ等の電子部品の半田付け部にシート状レーザ光を照射
するか、あるいはスポット状レーザ光のスキャニングを
行なって、半田付け部、ＩＣ、チップ等の部品、プリン
ト基板上面からの散乱光をカメラで受光し、三角測量法
によって半田形状線と、部品の位置、高さ等を検出し
て、該半田付けの良否検査を行なうものである。

【０００３】以下、図６乃至図８に基づいて従来の半田
付け検査方法を説明する。図６には従来の撮像系の配置
と撮像対象の状況、図７には画像の状況、図８には正面
反射像の発生原因説明を示している。

【０００４】図６において、シート状のレーザ光１がＩ
Ｃリード２、半田付け部３、半田パッド４、及び基板５
に照射されている。ＣＣＤ又はアナログ受光センサーＰ
ＳＤを用いたカメラ６は、レーザ光１に対してθ傾いた
方向に設置されている。ＩＣリード２、該半田付け部３
等に照射されたレーザ光の散乱をカメラ６で受光するこ
とによって、三角測量法により所要の形状線７が得られ
るようになっている。しかし、実際には、図７に示すよ
うな複雑な画像データを得る。図７において、ａはＩＣ
リード上面からの散乱光で得られるリード上面形状線、
ｂは該半田の形状線、ｃは該基板の形状線であり、形状
線ａ，ｂ，ｃが、所要とする目的の形状線である。しか
るに、ｄ，ｅ，ｆという本来不要であり、所要の形状線
の抽出を阻害する像が発生する。ｅ，ｆはレーザ光が１
次反射した後図示しない隣りの部品や半田付け部３の裾
野部分で２次反射してカメラ６に入り生じた像である。
以下、このような２次反射による像を虚像と呼ぶことと
する。像ｄは、別の原因で発生するが、それを図８で説
明する。図８において、８は該シート状レーザ光の幅方
向のパワー分布を示す。パワー分布の中央９付近のレー
ザ光は、半田３の表面で散乱して半田形状線を与える散
乱光１０となってカメラ６に入る。パワー分布の裾野１
１付近のレーザ光も、該半田３で正面反射して正面反射
光１２としてカメラ６に入る。正面反射光１２によって
生じる像が図７における像ｄであり、以下正面反射像と
呼ぶ。

【０００５】カメラ６にアナログセンサーであるＰＳＤ
を用いると、原理的に該虚像や該正面反射像の分離除去
は困難である。ＰＳＤを使用する場合には、シート状レ
ーザ光の代りにスポット状レーザ光のスキャニングを行
なうが、ＰＳＤは受光した光の光強度の重心をアナログ
演算する。正面反射像ｄは、レーザ光のパワー分布の裾
野部分の正面反射で生じるが、正面反射であるため、反
射パワー効率は高い。そのため、ＰＳＤを用いた場合に
は、検査の信頼性が著しく低下する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の半田付け検査方
法では、部品や半田付け部からのレーザ光の正面反射や
２次反射がカメラに入り、検査の信頼性を低下させてお
り、検査の認識率が満足できるものではなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のプリント基板の半田付け検査方法は、プリン
ト基板の半田付け部にレーザ光を照射し、三角測量法に
よって該半田付け部の形状を抽出する半田付け検査にお
いて、前記レーザ光の前記光強度レベルをしきい値以上
を１とすると共に該しきい値未満を０とする２値化処理
と、撮像面の上から下への前記レーザ光の走査を行い最
初に前記光強度レベルが０から１に変化する点と次に該
光強度レベルが１から０に変化する点の間を全て１レベ
ルとしてその他は０レベルとし、この走査を各走査線に
対して行って最上位線を抽出する最上位線抽出処理と、
該最上位線抽出処理によって抽出された走査線の線欠落
部の長さが短い場合に該線欠落部を補完し且つ微小の線
欠落部の場合に該線欠落部を補間する膨張処理と、相対
的に面積が小さい走査線を除去する孤立点除去処理と、
撮像面の上から下への前記レーザ光の走査を行った際の
前記光強度レベルが１レベルにある区間の中心点の抽出
を各走査線に対して行う線重心抽出処理と、を実施して
半田付け部の形状を抽出することを特徴とする。

【０００８】

【作用】２値化は、画像処理の一手法であり、しきい値
以上の光強度部分を１レベルとし、しきい値未満の光強
度部分を０レベルとする。最上位線抽出処理は、撮像面
において、半田形状線に対して上から下に走査し、最初
に０から１レベルへと変わる点から、１から０レベルに
変わる点までを１レベルとし、その他は０レベルとす
る。これをすべての走査線に対して行なう。この処理に
よって半田形状線より下側に現われる正面反射像や虚像
は消失する。一方、半田形状線よりも上にある虚像は残
り、また虚像の下側にある半田形状線には線欠落が生じ
る。膨張処理を行なうと、線欠落部の長さが短かい場合
は補完され、また、半田形状の微小の線欠落も補間され
る。その結果、所要の形状線群は、面積の大きい線群と
なり、一方、虚像は一般に孤立しているので、面積の小
さい線となる。孤立点除去は、相対的に面積の小さい線
を除去することであり、得られた線群は太い線であるの
で、線重心抽出処理により線の重心を抽出する。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例に係るプリント基板の
半田付け検査方法を図１乃至図５に基づいて説明する。
尚、実施例における撮像対象と撮像系は、図６に示した
従来例に準ずるものとし、同一符号を付してある。ま
た、カメラ６は、ＣＣＤカメラを用いるものとする。

【００１０】図１は、２値化処理後の画像を示し、ａは
ＩＣリード上面、ｂは半田表面の形状線を表わす。ｃａ
は半田パッドに図示しない配線パッドが接続されている
場合の、配線パッド上面の形状線を表わす。配線パッド
上面やＩＣリード上面のレーザ反射率は高いので、撮像
画像において太い線となる。ｄは正面反射像、ｅ，ｆは
虚像である。

【００１１】図２（ａ）における、矢印ｇｈ方向への走
査を行なって、最上位線抽出を行なう。この処理は最初
に光強度レベルが０から１レベルに変化する点から次に
１から０レベルに変化する点の間のみを１レベルとす
る。従って、走査の下流においては、再び０から１レベ
ルに変化する点があっても、すべて０レベルにされる。
このような処理を各走査線にわたって行なうと、図２
（ｂ）のようになる。図２（ｂ）では、虚像ｆ及び正面
反射像ｄは走査において下流にある下位の線として除去
されている。しかし、虚像ｅは最上位線として残り、虚
像ｅの下流では半田形状線ｂの一部に線欠落部ｋが発生
している。

【００１２】図３は、図２（ｂ）の画像に対して膨張処
理を行なったものであり、半田形状線ｂの線欠落部（長
さが短かい）が膨張によって補完されている様子を示
す。線欠落部が微少の場合、線欠落部が膨張によって補
間される。

【００１３】図４は、孤立点除去処理の過程を示し、図
４（ｃ）の線群Ａ，Ｂ，Ｃの中で、孤立点Ｂは面積が小
さいので除去され、図４（ｄ）のようになる。

【００１４】図５は、線重心抽出処理及びスムージング
処理の様子を示す。図５（ｅ）において、矢印（ｌ→
ｍ）方向のレーザ光の走査を行ない、１レベルにある線
の中心点を抽出する。各走査線に対して、この処理を行
なうと、図５（ｆ）の形状線を得る。これを更にスムー
ジング処理すると、図５（ｇ）となる。

【００１５】従って、上述した半田付け検査方法を実施
することにより、半田付け検査による画像データにおい
て所要の形状線以外の虚像や正面反射像を除去し、且つ
所要の形状線として満足な画像を得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明のプリント基板の半田付け検査方
法は、半田付け検査による画像データにおいて所要の形
状線以外の虚像や正面反射像を除去し、且つ所要の形状
線として満足な画像を得ることができる。この結果、プ
リント基板の半田付け検査における認識率を高めて、信
頼性の高い検査が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプリント基板の半田付
け検査方法における２値化処理後の画像図。

【図２】本発明の一実施例に係るプリント基板の半田付
け検査方法における最上線抽出の前後の画像図。

【図３】本発明の一実施例に係るプリント基板の半田付
け検査方法における膨張処理後の画像図。

【図４】本発明の一実施例に係るプリント基板の半田付
け検査方法における孤立点除去処理の説明図。

【図５】本発明の一実施例に係るプリント基板の半田付
け検査方法における線重心抽出処理及びスムージング処
理の説明図。

【図６】撮像系の配置と撮像対象の説明図。

【図７】画像説明図。

【図８】正面反射像の発生原因説明図。

【符号の説明】

１ レーザ光 ２ ＩＣリード ３ 半田付け部 ４ 半田パッド ５ 基板 ６ カメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板の半田付け部にレーザ光を
   照射し、三角測量法によって該半田付け部の形状を抽出
   する半田付け検査において、 前記レーザ光の前記光強度レベルをしきい値以上を１と
   すると共に該しきい値未満を０とする２値化処理と、 撮像面の上から下への前記レーザ光の走査を行い最初に
   前記光強度レベルが０から１に変化する点と次に該光強
   度レベルが１から０に変化する点の間を全て１レベルと
   してその他は０レベルとし、この走査を各走査線に対し
   て行って最上位線を抽出する最上位線抽出処理と、 該最上位線抽出処理によって抽出された走査線の線欠落
   部の長さが短い場合に該線欠落部を補完し且つ微小の線
   欠落部の場合に該線欠落部を補間する膨張処理と、 相対的に面積が小さい走査線を除去する孤立点除去処理
   と、 撮像面の上から下への前記レーザ光の走査を行った際の
   前記光強度レベルが１レベルにある区間の中心点の抽出
   を各走査線に対して行う線重心抽出処理と、 を実施して半田付け部の形状を抽出することを特徴とす
   るプリント基板の半田付け検査方法。