JPS63228285A - 基板の穴数検査方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、基板に所定個数の穴があけられているか否か
を検査する方法に関する。

１に皮ｌ 基板に対し部品装着用の穴をあける工程において、その
穴に切粉などが詰まってしまうことがあるが、これをそ
のまま次工程の自動部品実装機に送ると、部品の足折れ
等を生じる恐れがある。このため基板１枚々々に対し目
視検査が行なわれてきたが、最近では部品の高密度実装
化、小型化により穴径が小になり、目視検査では不良穴
の発見が難しくなりつつある。これを解決するには、人
間の目に代えてオプトエレクトロニクス技術を採用する
ことが考えられるのであり、以下、それについて説明す
る。

第７図において、１０は搬送装置であり、水平方向に離
隔して配置されたベルシコンベア１１．１２およびその
駆動モータ（図示されていない）よりなり、コンベア１
１上に左方から供給される基板１を右方に略定速で走行
させている。その両コンベア１１．１２の中間に配置さ
れているのが密着型の１次元イメージセンサ２０であり
、基板１を挟んでその幅方向に対向配置された光源２１
とロッドレンズ２２、ＣＣＤセンサ２３よりなり、ＣＣ
Ｄセンサ２３の各画素を所定の周期ごとに走査して基板
１の穴と対向する位置の画素に生じる出力変化を取出し
、次の２値化回路３０において高レベル（穴と対向）、
低レベル（穴と非対向）の穴寸法信号への変換を行なわ
せている。第８図（イ）く口）は、上記ＣＣＤセ、ンサ
２３の走査と穴寸法信号の関係を示したものであり、基
板１の穴２に対し、Ａ−Ｅの走査が行なわれると、穴２
と対向した位置ごとに高レベルとなる各Ａ−Ｅと対応す
るａ−ｅの２値化信号が形成される。しかして、基板１
上の穴を漏れなく検出するためには、基板上の最小径の
穴がＣＣＤセンサ２３と対向する開に少なくとも１回の
走査が行なわれるように基板の走行速度を設定すればよ
い、しかし、そうすると、穴径に応じて走査回路が異な
ることになり、単に前記穴寸法信号の高レベルの数を計
数しても穴数とは一致しない（第８図の例では穴２の通
過中に３回の高レベルが検出されてしまう）。そこで考
えられたのが穴数判別機能を有する計数回路４１であり
、それを第４図により説明すると、前記２値化回路３０
からの穴寸法信号を計数する第１の計数器４１３、穴寸
法信号をＣＣＤセンサ２３の１ライン分遅延させる１ラ
イン遅延回路４１１、その遅延穴寸法信号と２値化回路
３０からの穴寸法信号とのアンド回路４１２、そのアン
ド回路４１２の出力を計数する第２の計数器４１４、そ
の第１、第２の計数器４１３．４１４の計数値の差を算
出して累積する減算器４１５とからなる。これにおいて
は、第１の計数器４１３において走査ごとの穴寸法信号
の計数が行なわれ（第８図の例では「３」）、第２の計
数器４１４において前後の走査における穴寸法信号のア
ンド出力の計数が行なわれ（第８図の例では「２」）、
減算器４１５において両針数値の差が求められることに
なり、穴上での走査回路とは無関係に各穴に対して穴数
に対応する減算結果「１」が得られる。そして、これが
各穴に対して累積される。したがって、基板１の先端か
ら後端がイメージセンサ２０の位置を通過する間の計数
回路４１中の減算器４１５の出力から穴数が求まり、そ
れと正常基板の穴数とを比較することにより被検査基板
の合否が判明することになる。

発明が解決しようとする問題点 ところで、基板の穴詰まりの状態を検討すると、完全に
目詰まりしているものばかりではなく、穴の一部分のみ
が詰まっているものもある。このような場合、その非目
詰部分を光が透過した際に穴として検出してしまう恐れ
がある。例えば、第８図に示すように、穴２の中間部に
切粉３が詰まり、両側に非口詰部があると、１次元イメ
ージセンサによる走査Ｂ’　、Ｃ’　、Ｄ’が切粉３の
上流側、切粉３上、下流側の各々で行なわれた場合、各
対応する２値化信号ｂ’　、ｃ’　、ｄ’は（ロ）に示
すように高レベルを有するもの、低レベルのもの、高レ
ベルを有するものの順序で発生し、この結果、前記計数
回路４１においては、これを穴数「２」と数えてしまう
ことになる。したがって、この場合には、もし他に目詰
まりした穴があった場合には、基板全体での検出穴数は
正常値と一致することになり、誤判断を生じさせてしま
う。

これを解決する試みとしては、穴寸法信号の高レベルの
時間幅が設定値より小さい場合には計数を行なわせない
ようにすることが考えられる。すなわち、いま、この設
定値を最小径の穴の径よりわずかに小に設定してお（と
、穴の中心部付近の一部が詰まっていた場合は、穴とし
ての計数を行なわせないことになる。しかし、設定値よ
り十分に大きな径の穴においては、第９図（イ）のよう
に中心部付近が目詰まりしていても他の部分の弦長が設
定位よりも大きく、結局前記問題点は解消されない。

１題点を解決するための方法 本発明は、上記問題点を解決するために、被検査基板な
略定速で走行させ、その走行方向と直交方向に配設した
１次元イメージセンサにより被検査基板幅方向の穴寸法
信号を発生させ、その穴寸法信号に基づいて被検査基板
の穴数を算出する基板の穴数検査方法において、前記穴
寸法信号を予め設定した適宜複数の異なる設定穴寸法区
分と比較して振り分け、その各設定穴寸法区分ごとの被
検査基板の穴数を同時に算出するようにしたものである
。しかして、この場合には、前記第９図（イ）のように
中間に目詰まりをもつ穴があり、それを２個と判別し、
かつその弦長に対応するような小径の穴が目詰まりをし
て全体でのその小径の穴数が正常値と一致しても、２個
と判別した前記の目詰まり穴の設定穴寸法区分の穴数は
検出されず、この結果から目詰まり穴があることが判明
する。

実施例 本発明方法の実施装置の一例を示す第１図において、前
記第７図と同番号を付したベルトコンベア１１．１２等
からなる搬送装置１０、光源２１、ロッドレンズ２２、
ＣＣＤセンサ２３からなる１次元イメージセンサ２０、
そのイメージセンサ２０の出力を高、低レベルに２値化
し、穴と対向する画素の走査時間中高レベルとなる穴寸
法信号を形成する２値化回路３０は第７図と同様のもの
であり、同様に動作する。但し、本発明においては、穴
寸法自体により分類を行なわせるので、各穴に対し、そ
の直径部分でも走査が行なわれるように基板１の走行速
度の上限値Ｖが次のように定められる。すなわち、＠２
図に示すような半径ｒの穴２に対するその直径部分を挟
んでの２本の走査を考えると、走査Ａの行なわれた後、
次の走査Ｂまでに基板は距離Δｙだけ走行する。したが
って、基板１の走行速度Ｖは１ラインの走査時間をｔと
おいて、■＝Δｙ／ｌとして表わされる。このとき、走
査Ａ、Ｂｉこおいては直径に対してΔＸの誤差をもって
穴寸法を検出していることになり、前記Δｙは許容誤差
ΔＸにより次のような制約を受ける。

本実施例においては、イメージセンサ２０の１画素の長
さが６２．５μ論であり、これを許容誤差Δ×とし、そ
れと１ラインの走査時間２　＋１１’３ｅｅに基づき、
上記関係式から走行速度の上限値■は、穴径ｒ＝ｏ、２
ｍｍの場合で約４醜／ｌｌ１ｉｎ、ｒ＝ＩＩＩｌ１１１
の場合で約１０７Ｉｏｉｎとなる。

次に、５０は３個の同様構成の分類回路５１〜５３から
なる分類回路群であり、以下、その１つの分類回路群５
１について説明すると、＠３図に示すように前記２値化
回路３０からの穴寸法信号とイメージセンサ２０からの
走査クロックパルスの導入されるアンド回路５１１、そ
の導通りロックパルスを計数するカウンタ５１２、その
計数値とセッター５１４に設定された設定穴寸法区分値
とを比較し、前者が大の間７リツプフロツプ回路５１５
に出力を送出するコンパレータ５１３と、穴寸法信号が
高から低レベルに変化した際、前記カウンタ５１２、フ
リップ７０ツブ５１５を初期復旧させる制御部（図示さ
れていない）からなる。これにおいては、穴寸法信号が
高レベルの間、走査クロックパルスの計数が行なわれて
穴寸法に対応した計数値に変換され、それが穴設定区分
値と一致した際に７リツプ７０ツブ５１５の立上げが行
なわれ、その後に穴寸法信号が高から低レベルになる間
、フリップ７０ツブ回路５１５の出力を高レベルに保ち
、その後初期状態の低レベルの復旧が行なわれる６そし
て、それが前記第４図に示した計数回路４１に送られる
。同様に他の分類回路５２．５３もそのセッターに設定
される穴寸法区分値が異なるだけで穴寸法信号がそれぞ
れの穴寸法区分値を越える間、高レベルとなるフリップ
フロップ回路の出力を各対応する計数回路群４０の計数
回路４２．４３に送出している。

第５図は、以上の関係を波形で示したものであり、前記
各分類回路５１〜５３の設定穴寸法区分値をＳ、−Ｓ、
とじ、それに対して２値化回路３０からの穴寸法信号が
図示のように第１番目が区分値Ｓ２より大でＳ、より小
さく、１＠２、第３番目では区分値Ｓ、より大で８２よ
り小さく、第４番目が８３より大の場合、分類回路５１
では、カウンタ５１２の計数値がいずれの高レベル部分
でもＳＩを越えていることから出力の発生があり、同様
にして分類回路５２．５３ではそれぞれ穴寸法信号中、
それぞれ１番目、４番目と４番目の高レベル部分で信号
の発生がある。尚、区分値Ｓ１は検出最小穴径より小の
適宜値が選択され、Ｓ２．Ｓ、はそれぞれ他の検出穴径
に応じてそれより小でかつそれより下位の検出穴径より
大に設定される。

以上により、各分類回路５１〜Ｓ３では穴寸法信号の高
レベルの幅に応じた振分けが行なわれ、その出力は各対
応する計数回路群４０の計数回路４１〜４３に送出され
る。

各計数回路４１〜４３は前記第４図に基づき説明したも
のと全く同様のものであり、以下、分類回路５１の出力
が導入される計数回路４１を例にと１）、モデル化して
説明する。

いま、基板１上に第６図（イ）に示すように３個の穴２
．２’　、２”　（２’の位置は２　、２　”に対して
下流側にあるとする）に対してＡ　”〜　Ｆ　”の位置
で走査が行なわれ、（ａ）に示すように各走査に対応し
て分類回路５１からａ”〜ｆ”の出力が形成されると、
先ず、ｂ″の入力時には第１計数器４１３の計数値４１
３は「２」、第２計数器４１４の計数値はｒＯＪであり
、減算器４１５の計数値は「２−１となる。

続いて、ｃ”の入力時にはそれぞれの計数値は「３」、
「２」となり、減算器４１５の計数値はその両値の差「
１」に前記の減算結果「２」を加えた「３」となる。次
いでｄ”の入力時は各計数値は「３」、「３」で減算器
の計数値は前回のｒ３Ｊのままであり、続＜ｅ″の入力
時も計数値はｒｌＪＪＩＪで減算器の計数値も前々回の
「３」のままであり、ｆ”の入力時の計数値はｒＯＪ汀
Ｏ」であり、減算結果は「３」のまま保持され、これに
より分類回路５１の設定寸法区分値を越える大きさの大
数が３個であることが判明する。

以下、各計数回路４２．４３においては各対応する分類
回路５２．５３の設定穴寸法区分値を越える穴数につい
ての計数が行なわれ、これと正常基板の各対応する区分
の大数とを対比することにより正常か不良かが判明する
。

すなわち、いま基板上に穴径ｄ、　、ｄ２．ｄ、の穴が
それぞれｎ１＋ｎ２＋ｎｓあった場合、分類回路５１〜
５３の各セッターの設定値をそれぞれの穴径よりわずか
に小に選ぶと、計数回路４１の計数値Ｎ１がｎ　１　＋
　ｎ　２＋　ｎ　、より大または小のときには不良穴が
あることを示しており、またＮ、がｎ１＋ｎ２＋ｎｓの
正常値と一致していても、計数回路４２の計数値Ｎ２が
ｎ２＋ｎ３と異なると不良穴があり、さらにＮ１゜Ｎ２
が正常値と一致しても計数回路４３の計数値Ｎ３が正常
値ｎ、と異なる場合には不良穴があることを示しており
、計数回路４１〜４３の各計数値のいずれか２個が正常
な場合は、どの径の穴が不良かも特定される。

尚、上記説明は穴寸法信号を３段に振分けた場合を例示
したが、基板の穴径の数等に応じて適宜の複数個として
よい。

発明の効果 以上のとおりであり、本発明は、穴寸法信号を複数段の
異なる設定穴寸法区分に振分け、その各々についての穴
数を検査するので、穴の一部目詰等の不良も正確に検出
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置例を示す一部ブロ
ック線図を含む構造図、＠２図は基板走行速度と穴寸法
誤差との関係を示す幾何的関係図、第３図は分類回路、
第４図は計数回路のそれぞれブロック線図、ｍｓ図は分
類回路、第６図は計数回路のそれぞれの動作を説明する
波形図、第７図は従来技術の装置を示す一部ブロック線
図を含む構成図、第８．９図は穴の走査と穴寸法信号を
示す波形図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検査基板を略定速で走行させ、その走行方向と直
   交方向に配設した１次元イメージセンサにより被検査基
   板幅方向の穴寸法信号を発生させ、その穴寸法信号に基
   づいて被検査基板の穴数を算出する基板の穴数検査方法
   において、前記穴寸法信号を予め設定した適宜複数の異
   なる設定穴寸法区分と比較して振り分け、その各設定穴
   寸法区分ごとの被検査基板の穴数を同時に算出するよう
   にしたことを特徴とする基板の穴数検査方法。