JP3072998B2 - はんだ付け状態検査方法及びその装置 - Google Patents
はんだ付け状態検査方法及びその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品実装基板検査装置に係り、特に、電
子部品基板実装後のはんだ付け状態の自動検査装置に関
する。
子部品基板実装後のはんだ付け状態の自動検査装置に関
する。
従来の装置は、特開昭61−293657号公報に記載のよう
に、被検査対象であるはんだ付け部に異なった複数の角
度から照明を与え、その都度得られる画像から、たとえ
ば、二値化して照明の正反射光であるハイライトの形状
等を特徴として抽出し、各画像から得られた特徴を総合
して良・不良を判定していた。又、複数の角度から照明
を切り替えて使用するために、シャッタ機構を用いた
り、光源に高速スイッチング可能な単色のLEDを用いて
いた。
に、被検査対象であるはんだ付け部に異なった複数の角
度から照明を与え、その都度得られる画像から、たとえ
ば、二値化して照明の正反射光であるハイライトの形状
等を特徴として抽出し、各画像から得られた特徴を総合
して良・不良を判定していた。又、複数の角度から照明
を切り替えて使用するために、シャッタ機構を用いた
り、光源に高速スイッチング可能な単色のLEDを用いて
いた。
上記従来技術は、半田表面の光沢状態の多様性につい
て考慮されていない。つまり、はんだ付け直後でもはん
だの種類によっては鏡面状であったり、曇り面であった
りする。又、一般的に鏡面状のはんだでもはんだ付け
後、時間とともに表面は曇ってくる。更に、基板の生産
工程では、フラックス等はんだ面上の汚れの要因になる
ものも使用されており、固定照明下で撮像されたはんだ
画像からはんだ付け状態を最適に抽出するための最適二
値化しきい値を一意に決定することは困難である。この
ため、はんだ付けプロセス、基板生産工程、使用はんだ
などの違いにより二値化しきい値を調整しなおさなけれ
ばならなくなる。
て考慮されていない。つまり、はんだ付け直後でもはん
だの種類によっては鏡面状であったり、曇り面であった
りする。又、一般的に鏡面状のはんだでもはんだ付け
後、時間とともに表面は曇ってくる。更に、基板の生産
工程では、フラックス等はんだ面上の汚れの要因になる
ものも使用されており、固定照明下で撮像されたはんだ
画像からはんだ付け状態を最適に抽出するための最適二
値化しきい値を一意に決定することは困難である。この
ため、はんだ付けプロセス、基板生産工程、使用はんだ
などの違いにより二値化しきい値を調整しなおさなけれ
ばならなくなる。
又、照明の制御のために行われる多数回に及ぶ照明の
点燈・消燈もシャッタ機構ではその寿命が問題となり、
単色LEDでは高速、及び、寿命の点では優れており、は
んだ付け検査には好適であるが、はんだ付け検査以外
の、例えば、部品本体や極性マーカ等の検出などではマ
ーカの色と光源の波長の関係から観測が困難となってし
まう。
点燈・消燈もシャッタ機構ではその寿命が問題となり、
単色LEDでは高速、及び、寿命の点では優れており、は
んだ付け検査には好適であるが、はんだ付け検査以外
の、例えば、部品本体や極性マーカ等の検出などではマ
ーカの色と光源の波長の関係から観測が困難となってし
まう。
本発明の目的は、対象の状態の違いによらず、安定し
てはんだなどの鏡面状の対象物の形状を自動的に計測可
能とし、計測に使用する照明を用いて他の対象物も観測
しやすいような照明装置を提供することにある。
てはんだなどの鏡面状の対象物の形状を自動的に計測可
能とし、計測に使用する照明を用いて他の対象物も観測
しやすいような照明装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、波長の異なるLE
Dを取り混ぜて一つの照明を構成し、これを用いて上、
下二段の照明によりはんだ付け部を照明し、上照明画
像，下照明画像を別々に撮像し、上照明画像を下照明画
像により割り算処理を施すことにより得られる画像を処
理する。
Dを取り混ぜて一つの照明を構成し、これを用いて上、
下二段の照明によりはんだ付け部を照明し、上照明画
像，下照明画像を別々に撮像し、上照明画像を下照明画
像により割り算処理を施すことにより得られる画像を処
理する。
波長の異なるLEDを取り混ぜて一つの照明を構成する
ことにより、自然光に近い波長の広がりを持つ照明を構
成することができる。これによりはんだ付け部以外の、
例えば、部品本体や極性マーカ等も明瞭に観測できるよ
うになる。
ことにより、自然光に近い波長の広がりを持つ照明を構
成することができる。これによりはんだ付け部以外の、
例えば、部品本体や極性マーカ等も明瞭に観測できるよ
うになる。
更に、このようにして構成された照明を用いて基板の
被検査面側に設定された、高さの違う上、下二段照明を
別々に点灯させる。上照明によりはんだ付け部の平坦な
部分が、下照明によりはんだ付け部の傾斜部分がより多
くの正反射光を帰すようになる。更に、上照明画像上の
各画素の明るさ値を対応する下照明画像の各画素の明る
さ値で割ることにより、上照明と下照明で照明した時の
照明光の反射の比率が計算でき、この値よりはんだ付け
面がどのくらい傾斜しているかが分かる。比率を使用す
るので、はんだ表面の反射状態の変化に関係なくはんだ
面の傾斜度合いを評価でき、はんだの有無、はんだ過不
足、はんだブリッジなどの高信頼な検出ができる。以上
により、はんだ付け部の自動検査が可能となり、併せて
この光学系を用いて、例えば、極性マーカ等の検査もで
きるようになる。
被検査面側に設定された、高さの違う上、下二段照明を
別々に点灯させる。上照明によりはんだ付け部の平坦な
部分が、下照明によりはんだ付け部の傾斜部分がより多
くの正反射光を帰すようになる。更に、上照明画像上の
各画素の明るさ値を対応する下照明画像の各画素の明る
さ値で割ることにより、上照明と下照明で照明した時の
照明光の反射の比率が計算でき、この値よりはんだ付け
面がどのくらい傾斜しているかが分かる。比率を使用す
るので、はんだ表面の反射状態の変化に関係なくはんだ
面の傾斜度合いを評価でき、はんだの有無、はんだ過不
足、はんだブリッジなどの高信頼な検出ができる。以上
により、はんだ付け部の自動検査が可能となり、併せて
この光学系を用いて、例えば、極性マーカ等の検査もで
きるようになる。
以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。
第１図は本発明を具体化したはんだ付け外観検査装置の
構成を示す。１は検査対象となるプリント基板であり、
その上に電子部品が搭載され、はんだ付けされている。
被検査対象であるプリント基板はXYテーブル２に載せら
れ検査シーケンスに従って移動する。3,4はプリント基
板１を照明するものであり、第１図に示す様に、上側と
下側の二箇所に段差を設けてリング状の照明が設置され
ている。５はTVカメラであり、照明3,4により照明され
たプリント基板の被検査対象部分を撮像し、画像信号を
画像処理装置６に入力する。XYテーブル２の制御及び照
明装置3,4の点灯制御は制御装置７により処理される。
第１図は本発明を具体化したはんだ付け外観検査装置の
構成を示す。１は検査対象となるプリント基板であり、
その上に電子部品が搭載され、はんだ付けされている。
被検査対象であるプリント基板はXYテーブル２に載せら
れ検査シーケンスに従って移動する。3,4はプリント基
板１を照明するものであり、第１図に示す様に、上側と
下側の二箇所に段差を設けてリング状の照明が設置され
ている。５はTVカメラであり、照明3,4により照明され
たプリント基板の被検査対象部分を撮像し、画像信号を
画像処理装置６に入力する。XYテーブル２の制御及び照
明装置3,4の点灯制御は制御装置７により処理される。
第２図は上段照明３及び下段照明４を使用して、プリ
ント基板の被検査対象はんだ部分を照明した時に得られ
る画像の様子を示したものであり、（ａ）に被検査対象
であるはんだ部分の断面図を示した。第２図に示す断面
図で10は電子部品、11ははんだ、12は電子部品の電極、
13は基板上のはんだ付け用パッドである。画像は連続し
た濃淡値を持つものとして得られるが、図では分かり易
くするために、はんだ付け部で白で示される部分ａは照
明により明るく光部分であり、斜線で示される部分ｂは
比較的暗い部分である（ｂ）。第２図に示すように、上
段照明３あるいは下段照明４により照明することによ
り、光の反射の様子は大きく変化することが分かる。こ
れは上段照明３と下段照明４ではTVカメラ５に対して起
きる照明光の正反射が、はんだ付け面の傾斜度が違う時
に起るからである。つまり、第３図に示すように、上段
照明３により照明された場合、はんだ付け面が平坦であ
ればより反射光は強くなり、又、下段照明４により照明
された場合、はんだ付け面が傾斜していればより反射光
は強くなる。上段照明３と下段照明４の設定位置は任意
であるが、第３図に示すような条件から、上段照明３か
らの照明光は垂直になればなるほど、又、下段照明４か
らの照明光は水平になればなるほど、はんだ付け面の傾
斜度の違いにより得られる画像は大きく変化するように
なる。
ント基板の被検査対象はんだ部分を照明した時に得られ
る画像の様子を示したものであり、（ａ）に被検査対象
であるはんだ部分の断面図を示した。第２図に示す断面
図で10は電子部品、11ははんだ、12は電子部品の電極、
13は基板上のはんだ付け用パッドである。画像は連続し
た濃淡値を持つものとして得られるが、図では分かり易
くするために、はんだ付け部で白で示される部分ａは照
明により明るく光部分であり、斜線で示される部分ｂは
比較的暗い部分である（ｂ）。第２図に示すように、上
段照明３あるいは下段照明４により照明することによ
り、光の反射の様子は大きく変化することが分かる。こ
れは上段照明３と下段照明４ではTVカメラ５に対して起
きる照明光の正反射が、はんだ付け面の傾斜度が違う時
に起るからである。つまり、第３図に示すように、上段
照明３により照明された場合、はんだ付け面が平坦であ
ればより反射光は強くなり、又、下段照明４により照明
された場合、はんだ付け面が傾斜していればより反射光
は強くなる。上段照明３と下段照明４の設定位置は任意
であるが、第３図に示すような条件から、上段照明３か
らの照明光は垂直になればなるほど、又、下段照明４か
らの照明光は水平になればなるほど、はんだ付け面の傾
斜度の違いにより得られる画像は大きく変化するように
なる。
第２図に示す二枚の画像を用いて、たとえば、二値化
して照明の正反射光であるハイライトの形状等を特徴と
して抽出し、各画像から得られた特徴を総合して良・不
良を判定することも可能であるが、半田表面の光沢状態
が多様であり、又、基板の生産工程におけるフラックス
等によるはんだ面上の汚れなども考えると、固定照明下
で撮像されたはんだ画像からはんだ付け状態を最適に抽
出するための最適二値化しきい値を一意に決定すること
は検査信頼性になんらかの影響を与えるものと考えられ
る。そこで、第２図に示した上段照明画像８を下段照明
画像９で除算する。今、画像上の座標を（I,J）とし上
段照明画像８上の画素点（I,J）の明るさ値をUPIC（I,
J），下段照明画像９上の画素点（I,J）の明るさ値をDP
IC（I,J）とする。明るさは256段階で表わされていると
する。割り算画像DVDPIC（I,J）は、もしUPIC（I,J）が
DPIC（I,J）以上なら、 DVDPIC（I,J） ＝128＋［｛UPIC（I,J）/DPIC（I,J）｝−１］×Ｃ …（１） もし、UPIC（I,J）がDPIC（I,J）より小さければ、 DVDPIC（I,J） ＝128−［｛DPIC（I,J）/UPIC（I,J）｝−１］×Ｃ
（２） とし、DVDPIC（I,J）の計算結果が０未満ならば０と
し、256以上ならば255とする。計算式（１），（２）に
おいて定数Ｃは任意の自然数である。今、仮にＣを30と
すれば、もしUPIC（I,J）がDPIC（I,J）の二倍、つまり
明るさ値が二倍ならばDVDPIC（I,J）は158となり、三
倍、四倍に対し188,218となる。また逆に、DPIC（I,J）
がUPIC（I,J）の二倍、三倍となるとDVDPIC（I,J）は9
8,68となる。つまり定数ＣはUPIC（I,J）とDPIC（I,J）
の比率を濃淡スケール上に展開するうえでの一種の増幅
率のような働きをする。
して照明の正反射光であるハイライトの形状等を特徴と
して抽出し、各画像から得られた特徴を総合して良・不
良を判定することも可能であるが、半田表面の光沢状態
が多様であり、又、基板の生産工程におけるフラックス
等によるはんだ面上の汚れなども考えると、固定照明下
で撮像されたはんだ画像からはんだ付け状態を最適に抽
出するための最適二値化しきい値を一意に決定すること
は検査信頼性になんらかの影響を与えるものと考えられ
る。そこで、第２図に示した上段照明画像８を下段照明
画像９で除算する。今、画像上の座標を（I,J）とし上
段照明画像８上の画素点（I,J）の明るさ値をUPIC（I,
J），下段照明画像９上の画素点（I,J）の明るさ値をDP
IC（I,J）とする。明るさは256段階で表わされていると
する。割り算画像DVDPIC（I,J）は、もしUPIC（I,J）が
DPIC（I,J）以上なら、 DVDPIC（I,J） ＝128＋［｛UPIC（I,J）/DPIC（I,J）｝−１］×Ｃ …（１） もし、UPIC（I,J）がDPIC（I,J）より小さければ、 DVDPIC（I,J） ＝128−［｛DPIC（I,J）/UPIC（I,J）｝−１］×Ｃ
（２） とし、DVDPIC（I,J）の計算結果が０未満ならば０と
し、256以上ならば255とする。計算式（１），（２）に
おいて定数Ｃは任意の自然数である。今、仮にＣを30と
すれば、もしUPIC（I,J）がDPIC（I,J）の二倍、つまり
明るさ値が二倍ならばDVDPIC（I,J）は158となり、三
倍、四倍に対し188,218となる。また逆に、DPIC（I,J）
がUPIC（I,J）の二倍、三倍となるとDVDPIC（I,J）は9
8,68となる。つまり定数ＣはUPIC（I,J）とDPIC（I,J）
の比率を濃淡スケール上に展開するうえでの一種の増幅
率のような働きをする。
第２図に示した二枚の画像を計算式（１），（２）に
より処理した結果を第４図の画像４に示す。画像４上
で、明るい部分ａははんだ付け部における平坦な部分で
あり、暗い部分ｂは大きく傾斜している部分をあらわ
す。その中間部分ｃは平坦な部分と大きく傾斜している
部分との中間部分を表す。もし、はんだ表面が完全に鏡
面状なら、上、下両照明からの正反射が有るか無いかで
極端にはんだ表面の明るさが変化するので、計算式
（１），（２）により得られるDVDPICの値は極端に大き
いか、極端に小さいか、あるいは128付近かの三値に集
約するであろう。しかし、はんだ表面が、曇りや汚れに
より多少の乱反射成分を含む場合は、はんだ面の傾斜角
度が正反射の条件に無くても、正反射を起す角度の周辺
でも反射がおこる。この反射量ははんだ表面に状態によ
り大きく変わるが、一般に正反射を起す角度からずれる
ほど反射量は減少する。この様な場合、計算式（１），
（２）により得られるDVDPICの値は０から255までの範
囲に広がるようになり、値が大きければ大きいほど、つ
まり、画像10上で明るければ明るいほどはんだ表面は平
坦であり、逆に、値が小さければ小さいほど、つまり、
画像10上で暗ければ暗いほどはんだ表面の傾斜は大き
い。
より処理した結果を第４図の画像４に示す。画像４上
で、明るい部分ａははんだ付け部における平坦な部分で
あり、暗い部分ｂは大きく傾斜している部分をあらわ
す。その中間部分ｃは平坦な部分と大きく傾斜している
部分との中間部分を表す。もし、はんだ表面が完全に鏡
面状なら、上、下両照明からの正反射が有るか無いかで
極端にはんだ表面の明るさが変化するので、計算式
（１），（２）により得られるDVDPICの値は極端に大き
いか、極端に小さいか、あるいは128付近かの三値に集
約するであろう。しかし、はんだ表面が、曇りや汚れに
より多少の乱反射成分を含む場合は、はんだ面の傾斜角
度が正反射の条件に無くても、正反射を起す角度の周辺
でも反射がおこる。この反射量ははんだ表面に状態によ
り大きく変わるが、一般に正反射を起す角度からずれる
ほど反射量は減少する。この様な場合、計算式（１），
（２）により得られるDVDPICの値は０から255までの範
囲に広がるようになり、値が大きければ大きいほど、つ
まり、画像10上で明るければ明るいほどはんだ表面は平
坦であり、逆に、値が小さければ小さいほど、つまり、
画像10上で暗ければ暗いほどはんだ表面の傾斜は大き
い。
本方式では、同一画素の上段照明３及び４により照明
された場合の反射光の比率を見ているので、絶対的な光
の反射量には関係無く、つまり、はんだ表面の状態に関
係無くはんだ表面の傾斜度合いを評価することができ
る。以下、本方式をチップ部品のはんだ付け検査に適用
した場合の一例を簡単に述べる。計算式（１），（２）
の処理の結果として得られた割り算画像は濃淡画像であ
るが、これより平坦なはんだ付け部、傾斜したはんだ付
け部を分けるために、しきい値処理を行う。計算式
（１），（２）より明らかなように128を境にそれより
大きな値を持つ画素は平坦なはんだ付け部、小さな値を
持つ部分は傾斜している部分と考えることができる。あ
るいは、128近傍は平坦と傾斜の過渡領域であるから適
当なマージンＭを設けて、（128＋Ｍ）以上と（128−
Ｍ）以下に別け、（128−Ｍ）から（128＋Ｍ）の範囲は
無視してもよい。このような区分けを行うと、チップ部
品のはんだ付け部の正常及び不良の各状態における画像
は第５図のようになる。第５図において平坦部は白く、
傾斜部は斜線で示してある。
された場合の反射光の比率を見ているので、絶対的な光
の反射量には関係無く、つまり、はんだ表面の状態に関
係無くはんだ表面の傾斜度合いを評価することができ
る。以下、本方式をチップ部品のはんだ付け検査に適用
した場合の一例を簡単に述べる。計算式（１），（２）
の処理の結果として得られた割り算画像は濃淡画像であ
るが、これより平坦なはんだ付け部、傾斜したはんだ付
け部を分けるために、しきい値処理を行う。計算式
（１），（２）より明らかなように128を境にそれより
大きな値を持つ画素は平坦なはんだ付け部、小さな値を
持つ部分は傾斜している部分と考えることができる。あ
るいは、128近傍は平坦と傾斜の過渡領域であるから適
当なマージンＭを設けて、（128＋Ｍ）以上と（128−
Ｍ）以下に別け、（128−Ｍ）から（128＋Ｍ）の範囲は
無視してもよい。このような区分けを行うと、チップ部
品のはんだ付け部の正常及び不良の各状態における画像
は第５図のようになる。第５図において平坦部は白く、
傾斜部は斜線で示してある。
第５図（ａ），（ｂ）にはんだ付け正常状態の割り算
画像例を示す。はんだ無し、あるいは、はんだ不足の場
合は第５図（ｃ），（ｄ）に示すように、はんだ付け部
中心線上でパッド先端からの平坦なはんだ付け部の距離
Ｌを測り、一定以上の長さがある場合、これをはんだ無
し、あるいは、はんだ不足と評価すれば良い。第５図
（ｅ），（ｆ）に示すはんだ過剰、あるいは、第５図
（ｇ），（ｈ）に示すはんだ不足による濡れ不良の場合
は、はんだがパッド上で椀を伏せたようになり、割り算
画像上では頂上近傍が平坦となるので明るく、そして傾
斜部である暗い部分がこれを取り囲む。よって、はんだ
付け部に第５図（ｅ）〜（ｈ）のａに示すように孤立し
たセグメントが無いかどうかを調べ、存在する場合に
は、更に、セグメントａが傾斜部分である暗い部分にど
の程度取り囲まれているかを評価すれば良い。
画像例を示す。はんだ無し、あるいは、はんだ不足の場
合は第５図（ｃ），（ｄ）に示すように、はんだ付け部
中心線上でパッド先端からの平坦なはんだ付け部の距離
Ｌを測り、一定以上の長さがある場合、これをはんだ無
し、あるいは、はんだ不足と評価すれば良い。第５図
（ｅ），（ｆ）に示すはんだ過剰、あるいは、第５図
（ｇ），（ｈ）に示すはんだ不足による濡れ不良の場合
は、はんだがパッド上で椀を伏せたようになり、割り算
画像上では頂上近傍が平坦となるので明るく、そして傾
斜部である暗い部分がこれを取り囲む。よって、はんだ
付け部に第５図（ｅ）〜（ｈ）のａに示すように孤立し
たセグメントが無いかどうかを調べ、存在する場合に
は、更に、セグメントａが傾斜部分である暗い部分にど
の程度取り囲まれているかを評価すれば良い。
つぎに、はんだブリッジの検出法の一例を示す。第６
図（ａ），（ｃ）は、部品と部品のはんだ付け部の間に
検査ウィンドウ15を設定し、正常状態、及び、ブリッジ
発生時の、ウィンドウ内部の割り算処理した結果を示し
たものである。第６図の（ｂ），（ｄ）に示されている
グラフは、上側に示された各画像のウィンドウ内に示さ
れた方向A,及び、Ａ′上の割り算画像上での明るさ変化
を示す。グラフのＦは明るさ値である。通常、本方式に
より得られる割り算画像では、基板面等は平坦な部分と
して捕らえられている。つまり、上照明による反射光が
強いわけである。もちろん、基板素材面と配線パターン
上、あるいは、印刷文字上では反射率が違うので（１）
式における割り算値は変わってくる。しかし、上照明に
よる反射光が強いことに変わりはないので、値は結果的
に128以上となることは明かである。ところがこのよう
な場所にはんだブリッジが存在すると、そこの場所のみ
はんだにより凹凸ができ、割り算画像上での値ははんだ
ブリッジの両側面の傾斜部で128以下となる。よって、
この変化を検出すればはんだが存在するかどうかを検出
することができる。第６図にはんだブリッジの起きてい
ない場合の様子、及び、ブリッジ発生した場合の様子を
模式的に示す。
図（ａ），（ｃ）は、部品と部品のはんだ付け部の間に
検査ウィンドウ15を設定し、正常状態、及び、ブリッジ
発生時の、ウィンドウ内部の割り算処理した結果を示し
たものである。第６図の（ｂ），（ｄ）に示されている
グラフは、上側に示された各画像のウィンドウ内に示さ
れた方向A,及び、Ａ′上の割り算画像上での明るさ変化
を示す。グラフのＦは明るさ値である。通常、本方式に
より得られる割り算画像では、基板面等は平坦な部分と
して捕らえられている。つまり、上照明による反射光が
強いわけである。もちろん、基板素材面と配線パターン
上、あるいは、印刷文字上では反射率が違うので（１）
式における割り算値は変わってくる。しかし、上照明に
よる反射光が強いことに変わりはないので、値は結果的
に128以上となることは明かである。ところがこのよう
な場所にはんだブリッジが存在すると、そこの場所のみ
はんだにより凹凸ができ、割り算画像上での値ははんだ
ブリッジの両側面の傾斜部で128以下となる。よって、
この変化を検出すればはんだが存在するかどうかを検出
することができる。第６図にはんだブリッジの起きてい
ない場合の様子、及び、ブリッジ発生した場合の様子を
模式的に示す。
第７図は第１図における画像処理装置５を、本発明の
特徴となる点に関してさらに詳細に示したものである。
TVカメラ５から入力された画像信号は16の画像入力部で
A/D変換され画像メモリ17、あるいは、18に記憶され
る。二つの画像メモリは各々照明３により照明されたプ
リント基板の被検査対象部分の上照明画像及び照明４に
より照明されたプリント基板の被検査対象部分の下照明
画像を別々に記録するために用いられる。検査対象部分
の上照明画像及び下照明画像が入力されると、上照明画
像と下照明画像の同じ画像位置の明るさ値が読み出さ
れ、割り算器19により上照明画像から得る明るさ値が、
下照明画像から得られた明るさ値により除算され結果を
画像メモリ20に記録する。22は、バスである。こうして
得られた割り算画像は、21で示されるところのCPUある
いは画像処理専用回路により、例えば、前述した方法な
どによって処理され、はんだ付け状態が判定される。以
上の例では全てハードウェアとして説明しているが、こ
の一部がソフトウェアとして実現されていてもかまわな
い。
特徴となる点に関してさらに詳細に示したものである。
TVカメラ５から入力された画像信号は16の画像入力部で
A/D変換され画像メモリ17、あるいは、18に記憶され
る。二つの画像メモリは各々照明３により照明されたプ
リント基板の被検査対象部分の上照明画像及び照明４に
より照明されたプリント基板の被検査対象部分の下照明
画像を別々に記録するために用いられる。検査対象部分
の上照明画像及び下照明画像が入力されると、上照明画
像と下照明画像の同じ画像位置の明るさ値が読み出さ
れ、割り算器19により上照明画像から得る明るさ値が、
下照明画像から得られた明るさ値により除算され結果を
画像メモリ20に記録する。22は、バスである。こうして
得られた割り算画像は、21で示されるところのCPUある
いは画像処理専用回路により、例えば、前述した方法な
どによって処理され、はんだ付け状態が判定される。以
上の例では全てハードウェアとして説明しているが、こ
の一部がソフトウェアとして実現されていてもかまわな
い。
第８図は第１図に示した照明３、あるいは、４を下か
ら見た時の様子である。上、下照明による画像入力を高
速に行うためには、照明のスイッチングも高速に行わな
ければならない。そこで、第８図に示すように、LEDラ
ンプをリング状に配列する。更に、同一の波長のLEDラ
ンプのみを使用すると、はんだ検査には支障ないが、は
んだ付け検査以外の、例えば、部品本体や極性マーカ等
の検出などではマーカの色と光源の波長の関係から観測
が困難となってしまう。これを解決するために、第８図
に示すように、波長の異なるLEDを取り混ぜて一つの照
明を構成する。一例として第８図において、LEDランプ2
3は近赤色、24は緑色、25は黄色とし、これをリング状
に規則正しく配列すれば良い。波長の異なるLEDを取り
混ぜて一つの照明を構成することにより、自然光に近い
波長の広がりを持つ照明を構成することができ、かつ、
高速にスイッチングも可能となる。
ら見た時の様子である。上、下照明による画像入力を高
速に行うためには、照明のスイッチングも高速に行わな
ければならない。そこで、第８図に示すように、LEDラ
ンプをリング状に配列する。更に、同一の波長のLEDラ
ンプのみを使用すると、はんだ検査には支障ないが、は
んだ付け検査以外の、例えば、部品本体や極性マーカ等
の検出などではマーカの色と光源の波長の関係から観測
が困難となってしまう。これを解決するために、第８図
に示すように、波長の異なるLEDを取り混ぜて一つの照
明を構成する。一例として第８図において、LEDランプ2
3は近赤色、24は緑色、25は黄色とし、これをリング状
に規則正しく配列すれば良い。波長の異なるLEDを取り
混ぜて一つの照明を構成することにより、自然光に近い
波長の広がりを持つ照明を構成することができ、かつ、
高速にスイッチングも可能となる。
本発明によれば、はんだ表面の傾斜度合いを濃淡値と
して一枚の画像上に表現することができ、また、この過
程ははんだ表面の曇り、及び、汚れ等に影響されないは
んだ形状検査が可能となり、はんだ付け検査の自動化が
でき、半田付けプロセスの省人化が可能となる。
して一枚の画像上に表現することができ、また、この過
程ははんだ表面の曇り、及び、汚れ等に影響されないは
んだ形状検査が可能となり、はんだ付け検査の自動化が
でき、半田付けプロセスの省人化が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は上段及び
下段照明を用いて得られる画像例を示す説明図、第３図
は光学系の原理説明図、第４図は割り算画像例を示す説
明図、第５図ははんだ付け不良時の割り算画像の様子及
び不良の評価方法の説明図、第６図ははんだブリッジ発
生時の割り算画像の様子及び不良の評価方法の説明図、
第７図は画像処理装置内部のブロック図、第８図は照明
の構成方法の説明図である。 １……プリント基板,2……XYテーブル,3……上段照明,4
……下段照明,5……TVカメラ,6……画像処理装置,7……
制御装置,8……上段照明画像,9……下段照明画像,10…
…電子部品,11……はんだ。
下段照明を用いて得られる画像例を示す説明図、第３図
は光学系の原理説明図、第４図は割り算画像例を示す説
明図、第５図ははんだ付け不良時の割り算画像の様子及
び不良の評価方法の説明図、第６図ははんだブリッジ発
生時の割り算画像の様子及び不良の評価方法の説明図、
第７図は画像処理装置内部のブロック図、第８図は照明
の構成方法の説明図である。 １……プリント基板,2……XYテーブル,3……上段照明,4
……下段照明,5……TVカメラ,6……画像処理装置,7……
制御装置,8……上段照明画像,9……下段照明画像,10…
…電子部品,11……はんだ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−219547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−174889（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−114704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−282410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−293657（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01N 21/84 - 21/958 H05K 3/34
Claims (6)
- 【請求項１】被検査面上にはんだ付けにより部品を実装
した試料を載置する載置手段と、環状の照明光源を同軸
上に複数配置して前記載置手段上に載置された前記試料
の被検査面の側を照明する照明手段と、該照明手段で照
明された前記試料の被検査面を撮像して前記それぞれの
環状の照明光源の照明による前記被検査面の画像を得る
撮像手段と、該撮像手段により得られた前記それぞれの
環状の照明光源の照明による前記被検査面の画像データ
を演算して前記被検査面の傾斜の度合いを示す情報を有
する画像を作成し該画像の前記被検査面の傾斜の度合い
を示す情報を用いて前記被検査面上にはんだ付けにより
実装された部品のはんだ付け状態を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするはんだ付け状態検査装置。 - 【請求項２】前記同軸上に配置された複数の環状の照明
光源が、前記試料の被検査面に対して互いに高さが異な
って配置されていることを特徴とする請求項１記載のは
んだ付け状態検査装置。 - 【請求項３】前記環状の照明光源が、波長の異なるLED
を配列して構成されていることを特徴とする請求項１記
載のはんだ付け状態検査装置。 - 【請求項４】はんだ付けにより基板に実装した部品の前
記はんだ付けの状態を検査する方法であって、前記はん
だ付けをした部分を含む前記基板を複数の環状光源を用
いて照明し、該複数の環状光源を用いて照明された前記
基板を撮像して前記それぞれの照明に対応した前記基板
表面の画像を得、該得たそれぞれの前記基板表面の画像
を用いて演算して前記基板表面の傾斜の度合いを示す情
報を有する画像を得、該画像の前記基板表面の傾斜の度
合いを示す情報を用いて前記はんだ付け部の状態を検査
することを特徴とするはんだ付け状態検査方法。 - 【請求項５】前記複数の環状光源が、前記基板の被検査
面に対して互いに高さが異なって配置されており、前記
基板表面の濃淡画像が、前記高さの異なるそれぞれの環
状光源により照明された前記基板表面の画像であること
を特徴とする請求項４記載のはんだ付け状態検査方法。 - 【請求項６】前記LEDを環状に配置した環状光源が、波
長の異なるLEDを配列して構成されており、前記基板表
面の濃淡画像が、波長の異なるLEDで照明された前記基
板表面の画像であることを特徴とする請求項４記載のは
んだ付け状態検査方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02100294A JP3072998B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | はんだ付け状態検査方法及びその装置 |
| KR1019910006073A KR950000331B1 (ko) | 1990-04-18 | 1991-04-16 | 물체의 표면형상패턴 검사방법 및 장치 |
| DE69107882T DE69107882T2 (de) | 1990-04-18 | 1991-04-17 | Verfahren und Gerät zur Untersuchung eines Oberflächenmusters eines Objektes. |
| US07/686,352 US5166985A (en) | 1990-04-18 | 1991-04-17 | Method and apparatus for inspecting surface pattern of object |
| EP91106141A EP0452905B1 (en) | 1990-04-18 | 1991-04-17 | Method and apparatus for inspecting surface pattern of object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02100294A JP3072998B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | はんだ付け状態検査方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH041510A JPH041510A (ja) | 1992-01-07 |
| JP3072998B2 true JP3072998B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=14270158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02100294A Expired - Lifetime JP3072998B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | はんだ付け状態検査方法及びその装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5166985A (ja) |
| EP (1) | EP0452905B1 (ja) |
| JP (1) | JP3072998B2 (ja) |
| KR (1) | KR950000331B1 (ja) |
| DE (1) | DE69107882T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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