JPS63167208A - 表面凹凸検査装置 - Google Patents

表面凹凸検査装置

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Publication number
JPS63167208A
JPS63167208A JP61310505A JP31050586A JPS63167208A JP S63167208 A JPS63167208 A JP S63167208A JP 61310505 A JP61310505 A JP 61310505A JP 31050586 A JP31050586 A JP 31050586A JP S63167208 A JPS63167208 A JP S63167208A
Authority
JP
Japan
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light
image
inspected
cutting line
camera
Prior art date
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Pending
Application number
JP61310505A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimichi Masaki
俊道 政木
Kazuhiko Saka
坂 和彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP61310505A priority Critical patent/JPS63167208A/ja
Publication of JPS63167208A publication Critical patent/JPS63167208A/ja
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、物体表面の凹凸を検査するための表面凹凸
検査装置に関するもので、殊にこの発明は、プリント配
線基板(以下単に「基板」という)上に実装される表面
実装部品のような電子部品につきハンダ付けの良否等を
検査するのに好適な表面凹凸検査装置を提供する。
〈従来の技術〉 近年、各種電子部品の小型化が著しく、リードのない表
面実装部品が多く用いられている。
従来この種部品を基板上に実装するには、基板上の部品
実装位置にクリームハンダを塗布して、その上に各部品
を位置決めし、ついで前記クリームハンダを熱溶融させ
た後、その溶融ハンダを冷却固化させている。
このような部品実装工程において、基板上に全ての部品
が適正に実装されるとは限らず、部品の位置ずれや部品
のハンダ付は不良等が発生する場合がある。
上記部品の実装不良は、つぎの検査工程で検査されるが
、従来この種検査作業は、検査員が部品実装基板を手に
とり、これを拡大レンズを用いて四方より観察するとい
う方法が一般に行われている。ところがこの手作業によ
る検査方法は、゛検査に熟練を要すると共に作業能率が
著しく悪(、部品の実装不良が見逃される虞れがある。
そこで先般、「光切断法」と称される方法がハンダ接合
部の検査に導入され、これにより検査作業の能率向上と
検査の質の向上とがはかられた。
第14図は、「光切断法」によるハンダ接合部検査装置
の一例を示す。同図のものは、光源41、スリット42
.レンズ系43を含む投光装置44により板状光45を
発生させ、この板状光45を被検査部品46のハンダ接
合部に照射して、その表面に光切断線を生成している。
この光切断線は撮像装置47で撮像されてその光線像が
抽出され、マイクロコンピュータを含む演算制御装置4
8において前記光線像の波形解析を行った後、その解析
結果に基づきハンダ接合部の立体形状を評価して、ハン
ダ付けの良否を判別している。
第15図および第16図は、前記撮像装置47で撮像さ
れた光切断線の光線像49.50を示すもので、ハンダ
接合部が良好であって部品に浮きが生じていない場合は
、第15図に示す如く、部品表面の光切断線部aと基板
表面の光切断線部すとがハンダ接合部表面の光切断線部
Cを介して一連に連続している。
これに対してハンダ接合部が不良であって部品が基板よ
り浮いている場合は、第16図に示す如く、部品表面の
光切断線部aと基板表面の光切断線部すとの間に不連続
部dが生じることになる。従ってこの不連続部dの有無
を確認することで、部品の浮きを容易に発見できる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上記「光切断法」による検査装置において、板状光45
を被検査部品46のハンダ接合部へ照射すると、ハンダ
接合部の表面で照射光が鏡面反射を起こすことがある。
この状態下でハンダ接合部における光切断線を撮像する
と、その光線像に第17図に示すようなスメア51や第
18図に示す途切れ52が生ずる。このため適正な光切
断線の光線像を抽出することができず、ハンダ付し±不
良を正確に検出することが困難となる。
この発明は、上記の問題点に着目してなされたものであ
り、光切断線の光線像の特定範囲を観測対象として画像
処理することにより、上記問題を解消した表面凹凸検査
装置を提供することを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の表面凹凸検査装置
では、 被検査物の表面へ板状光を照射してその表面に光切断線
を生成するための投光手段と、前記光切断線を撮像して
その光線像を生成するための撮像手段と、 被検査物、投光手段および、撮像手段の相互位置関係を
一定状態に保持するための位置保持手段と、 前記撮像手段で得た画像に対し前記三者の相互位置関係
で決まる特定範囲に着目しその着目範囲内の画像処理を
行って光線像の状態を検知する画像処理手段とを具備さ
せている。
く作用〉 まず位置保持手段により被検査物、投光手段。
撮像手段の相互位置関係を一定状態に調整保持した後、
投光手段を作動させて被検査物へ板状光を照射すると、
被検査物の表面には光切断線が生成される。この光切断
線は撮像手段により撮像されてその光線像が生成される
。つぎに画像処理手段では、被検査物、投光手段、撮像
手段の相互位置関係で決まる前記画像の特定範囲に着目
し、その着目範囲内の画像処理を行うことによって、光
線像の状態が適正か否かを検知する。
この発明の方式によれば、画像の特定箇所に着目するか
ら、鏡面反射等に起因して光切断線の光線像が良好に観
測されなくても、光線像の状態の異常を的確に判別でき
る。
〈実施例〉 第1図は、この発明の一実施例にかかる表面凹凸検査装
置を示す。
図示例の装置は、基板上に実装された複数の表面実装部
品につき、そのハンダ接合部において部品の浮きが生じ
ていないかどうか、ハンダ接合部にハンダの欠落部分が
生じていないかどうか、部品やリード間にハンダによる
短絡(これを「ブリッジ」という)が生じていないかど
うかを検査するためのものであるが、この発明はこれに
限らず、表面実装部品以外の部品の検査にも適用でき、
またハンダ接合部の検査以外の表面凹凸検査にも広く適
用できる。
図示例において、XYステージより成る測定テーブル1
上に被検査対象2(基板上に部品が実装されたもの)が
載置され、その上方位置にイメージセンサより成るカメ
ラ3と半導体レーザを光源とする投光装置4とが配備さ
れている。
この投光装置4は、第2図および第3図に示す如く、基
板9上の実装部品5に対し斜め下方に板状光りを照射し
て、部品5のハンダ接合部100表面に板状光りが交わ
る光切断線6を生成する。またカメラ3は、前記光切断
線6を斜め上方位置にて撮像して、光切断線6の光線像
を生成する。
1記カメラ3.投光装置4および、測定テーブル1はマ
イクロコンピュータを制御主体とする演算制御装置7に
接続されている。この演算制御装置7は前記カメラ3の
撮像動作、投光装置4の投光動作、測定テーブル1の移
動などを制′a信号により一連に制御すると共に、カメ
ラ3より前記光線像の映像信号を取り込んで画像メモリ
11に格納し、所定のウィンドを用いた画像処理を実行
してハンダ接合部10の良否を判断する。
第4図は、ハンダ接合部におけるハンダの欠落の有無を
検査している状態を示すもので、投光装置4は被検査部
品5の斜め上方位置に、またカメラ3は被検査部品5の
側方位置に、それぞれ位置決め配置されている。前記投
光装[4からは被検査部品5に対し斜め下方に板状光り
が照射され、これにより被検査部品5の上面から端面、
さらには基板上面にわたって光切断線6が生成されてい
る。
第5図および第6図は、被検査部品5A。
5Bに生成される光切断線6A、6Bを示している。
第5図に示す被検査部品5Aはハンダの欠落のない適正
部品であり、部品端面のハンダ接合部にハンダ肉盛り部
12が存在し、このハンダ肉盛り部12上に前記光切断
線6Aが生成されている。
これに対し第6図に示す被検査部品5Bはハンダが欠落
した不適正部品であり、部品端面のハンダ接合部にハン
ダ肉盛り部が存在せず、従って光切断′a6Bは部品端
面13に生成されることになる。
なお第5図および第6図中、破線A、  Bで示す範囲
はカメラ3の観測視野を示すもので、このカメラ3で撮
像された各光切lyr線6A、6Bの光線像14A、1
4B(第7図および第8図に示す)は画像メモリ11に
格納される。
これら画像の所定位置には、前記演算制御装置7によっ
て画像の特定範囲を観察するためのウィンド15が設定
される。図示例のウィンド15は、被検査部品の端面下
部位置に対応して設定されるが、この画像に対するウィ
ンド位置は、被検査部品5.投光装置4.カメラ5の相
互位置関係を一定状態に保持することにより、常に同じ
状態に設定することができる。この実施例の場合、投光
装置4とカメラ3とを位置決め固定し、この投光装置4
およびカメラ3らに対し測定テーブル1により被検査部
品5を所定位置まで動かすことにより、これら三者の相
互位置関係を一定状態に調整保持している。
前記演算制御装置7は、前記ウィンド15内に光切断線
の光線像が存在するかどうかをチェックし、これにより
被検査部品5のハンダ接合部におけるハンダの欠落の有
無を判断する。この実施例の場合、ウィンド15内の平
均輝度を求め、その値が所定のしきい値以上か否かによ
り、ウィンド15内の光線像の有無を判断している。
第7図に示す画像においては、光線像14Aはハンダ肉
盛り部12の存在でその部分が持ち上げられて、ウィン
ド15内に光線像14Aが存在せず、その平均輝度はし
きい値より低くなる。従って被検査部品5Aは適正部品
であると判断し得る。一方策8図に示す画像においては
、ハンダ肉盛り部の不存在によって光線像14Bがウィ
ンド15内に存在位置し、その平均輝度はしきい値以上
となる。従って被検査部品5Bは不適正部品であると判
断し得る。なお光切断線の光線像に第17図に示すよう
なスメアが生ずると、ウィンド15内の平均輝度がしき
い値を越えることもあるが、スメアはハンダ肉盛り部の
存在することで発生するものであるから、この場合はス
メアの発生の事実をもって被検査部品5は適正部品であ
ると判断する。
第9図は、部品のリード16.17間におけるブリッジ
の発生の有無を検査している状態を示すもので、投光装
置4はリード16.17の斜め上方位置に、またカメラ
3はリード16゜17の真上位置に、それぞれ位置決め
配置されている。前記投光装置4からは各リード16.
′17に対し斜め下方に板状光りが照射され、これによ
り各リード16.17の上面から基板上面にわたって光
切断線6が生成されている。
第10図および第11図は、各リード16゜17の上面
およびその中間位置に生成される光切断線6A、6Bを
示している。
第10図は、ブリッジの発生のない適正状態を示し、各
リード16.17の中間位置の光切断線は真っ直ぐであ
り、各リード16.17上の光切断線に対し適当距離I
Aだけ位置ずれしている。
これに対し第11図は、ブリッジ18が発生した不適正
状態を示し、このブリッジ1日のため各リード16.1
7の中間位置の光切断線は湾曲し、しかも各リード16
.17上の光切断線に接近し、両者間の距離13は前記
距離IAより短いものとなっている。
上記の各光切断線6A、6Bはカメラ3で撮像され、そ
の光線像14A、14Bは第12図および第13図に示
す如く、画像メモリ11に格納される。
これら画像の所定位置には、前記演算制御装置7によっ
て画像の特定範囲を観察するためのウィンド15が設定
される0図示例のウィンド15は、各リード16.17
の中間位置の適所に設定されており、前記演算制御装置
7がウィンド15内に光切断線の光線像が存在するかど
うかをチェックすることにより、リード16゜17間に
ブリッジ18が発生しているか否かを判断する。この実
施例の場合、ウィンド15内の平均輝度を求め、その値
が所定のしきい値以上か否かにより、ウィンド15内の
光線像の有無を判断している。
第12図に示す画像においては、光線像14Aはブリフ
ジの不存在によりウィンド15内に存在位置し、その平
均輝度はしきい値以上となる。従ってリード16.17
間は適正状態であると判断し得る。一方策13図に示す
画像においては、ブリッジ18の存在によって光線像1
4Bのその部分が押し下げられてウィンド15外に位置
し、その平均輝度はしきい値より低くなる。従ってリー
ド16.17間は不適正状態であると判断し得る。
しかして上記装置例によってハンダ付は不良を検査する
のに、まず演算制御装置7は測定テーブル1を動作させ
、被検査部品5の規定実装位置やブリッジ検査箇所にカ
メラ3および投光装置4を対応位置させる。つぎに必要
に応じてカメラ3のピント合わせを行い、またズームレ
ンズのズーム比を設定した後、カメラ3および投光装置
4に対し演算制御装置7より動作指令が与えられる。
この動作指令により投光装置4が投光動作を開始して、
被検査部品5のハンダ接合部やブリッジ検査箇所に向け
て板状光りが照射され、この板状光りが交わる光切断線
6が第4図および第9図のように生成される。
これら光切断線6は、カメラ3により撮像されて光切断
線の光線像が生成され、その映像信号が演算制御装置7
に取り込まれて、その画像が画像メモリ11に格納され
る。
そして演算制御装置7は、この画像の所定位置にウィン
ド15を設定し、ウィンド15内の平均輝度を求めて、
その値が所定のしきい値以上か否かを判別し、これによ
りウィンド15内に光切断線の光線像が存在するかどう
かを判別して、ハンダ付けの適否を判断する。
〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、光切断線の光線像の全体を観察
せずに、良否判定の特徴となる箇所のみに着目して画像
処理することにしたから、たとえ鏡面反射等に起因して
光切断線の光線像が良好に観測されなくても、光線像の
状態の異常を的確に判別でき、ハンダ付は不良等を正確
に検出できる。さらに光線像全体の抽出やその波形解析
を行う必要がないから、演算コストが安価となり、また
高速な検査が可能である等、発明目的を達成した顕著な
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例にかかる表面凹凸検査装置
のブロック図、第2図はカメラと投光装置との配設状態
を示す説明図、第3図はハンダ接合部を示す実装部品の
断面図、第4図はハンダの欠落有無の検査状態を示す斜
面図、第5図は適正部品に生成される光切断線の状態を
示す拡大斜面図、第6図は不適正部品に生成される光切
断線の状態を示す拡大斜面図、第7図は第5図の適正部
品の光線像を示す説明図、第8図は第6図の不適正部品
の光切断線を示す説明図、第9図はブリッジの発生有無
の検査状態を示す斜面図、第10図はブリッジの発生の
ない適正箇所に生成される光切断線の状態を示す平面図
、第11図はブリフジが発生した不適正箇所に生成され
る光切断線の状態を示す平面図、第12図は第10図の
光切断線の光線像を示す説明図、第13図は第11図の
光切断線の光線像を示す説明図、第14図は従来の装置
例の構成を示す説明図、第15図はハンダ接合部が良好
なときの光線像を示す説明図、第16図はハンダ接合部
が不良であるときの光線像を示す説明図、第17図およ
び第18図は鏡面反射に起因する光線像の異常を示す説
明図である。 1・・・・測定テーブル  3・・・・カメラ4・・・
・投光装置    7・・・・演算制御装置特許 出願
人  立石電機株式会社 代理人 弁理士  鈴 木 山 充 ウ士ノ シハコのhへの一裏茹す列kJ・力・ろ表句凹
凸劣剣表’tJ−nyロ、畑B /−一一須゛1定チー2′ル 3−m−カメラ ムーーー威光装置 2−−− ゴシ′X+専す2謙P)ζjL骨2)z カメラとzOt)L値置翻泊d斐4人1さにホate明
6〕甘3)B ハ)りす李会部rt7r、f^仏含p品の新面J2到覆
図 ブリ、yジめ槍?し紹七の車載に朗に示す41山図ラナ
10)λ                  う+ツ
ノ)5]if  tlt7(

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検査物の表面の凹凸を検査する装置であって、 被検査物の表面へ板状光を照射してその表面に光切断線
    を生成するための投光手段と、 前記光切断線を撮像してその光線像を生成するための撮
    像手段と、 被検査物、投光手段および、撮像手段の相互位置関係を
    一定状態に保持するための位置保持手段と、 前記撮像手段で得た画像に対し前記三者の相互位置関係
    で決まる特定範囲に着目しその着目範囲内の画像処理を
    行って光線像の状態を検知する画像処理手段とを具備し
    て成る表面凹凸検査装置。
  2. (2)前記被検査物は、基板上にハンダ付けされた表面
    実装部品である特許請求の範囲第1項記載の表面凹凸検
    査装置。
  3. (3)前記投光手段は、半導体レーザを光源としている
    特許請求の範囲第1項記載の表面凹凸検査装置。
  4. (4)前記撮像手段は、イメージセンサより成るカメラ
    である特許請求の範囲第1項記載の表面凹凸検査装置。
  5. (5)前記画像処理手段は、マイクロコンピュータを制
    御主体とする演算制御装置である特許請求の範囲第1項
    記載の表面凹凸検査装置。
JP61310505A 1986-12-27 1986-12-27 表面凹凸検査装置 Pending JPS63167208A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61310505A JPS63167208A (ja) 1986-12-27 1986-12-27 表面凹凸検査装置

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JP61310505A JPS63167208A (ja) 1986-12-27 1986-12-27 表面凹凸検査装置

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JPS63167208A true JPS63167208A (ja) 1988-07-11

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ID=18006031

Family Applications (1)

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JP61310505A Pending JPS63167208A (ja) 1986-12-27 1986-12-27 表面凹凸検査装置

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JP (1) JPS63167208A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0732942A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Yoichi Hattori 電動式フェンダミラーの視界調整装置
EP1750089A4 (en) * 2004-05-18 2008-09-17 Bridgestone Corp METHOD AND DEVICE FOR STUDYING THE TIRE TREATMENT AND EXPIRATION NUMBER
US8493558B2 (en) 2008-10-10 2013-07-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Surface inspection apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0732942A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Yoichi Hattori 電動式フェンダミラーの視界調整装置
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