JPH03245548A - 半田付け検査装置 - 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、プリント基板上に実装された電子部品の半田
付は状態を検査する半田付は検査装置に関する。

〈従来の技術〉 ＩＣ、コンデンサ、抵抗等の電子部品を各種の電子機器
に組み込む場合、その組み込みは、通常は配線が施され
たプリント基板に電子部品を実装することにより行われ
る。電子部品の組み込まれれた電子機器が正常に動作す
るためには、電子機器に組み込まれた電子部品が良品で
なければならないことは勿論であるが、たとえ各電子部
品が良品であっても、それらがプリント基板上の所定位
置に正しく搭載され、なおかっ、半田付は後は、半田が
適正箇所に付着されていることが必要である。そのため
、プリント基板上に実装された電子部品に対しては、装
着位置の検査と、半田付は状態の検査とが実施される。

プリント基板上に実装された電子部品の装着位置および
半田付は状態を検査する方法として、従来は、検査員に
よる目視検査、検査装置を用いた自動検査の２種類が採
用されていた。しかるに、検査員による目視検査では、
疲労による見落としや検査ミスを生じるばかりでなく、
個人差による検査精度のばらつきが避けられず、何より
も検査員の負担が大きい非能率作業であるという基本的
問題がある。そのため、最近は検査装置を用いた自動検
査の導入が盛んに進められており、その検査装置は、プ
リント基板上の電子部品なりその半田接合部なりに検査
ウィンドウを設定して検査を行うようになっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、従来の自動検査装置は、電子部品の装着位置
を検査する部品位置検査装置と、半田付は状態を検査す
る半田付は検査装置とに分かれているものが多く、半田
付は検査装置に電子部品の装着位置を検査する機能はな
い。また、両者が合体した装置も、部品位置検査と半田
付は検査とを別々の処理で実施するようになっている。

そのため、従来の自動検査装置で半田付は状態を検査す
ると、検査対象電子部品がプリント基板上の正規の位置
に装着されている場合には、検査ウィンドウが電子部品
の半田接合部に正しくかがるため判定に問題はない。し
かし、検査対象電子部品に位置ずれが生じている場合に
は、検査ウィンドウが半田接合部に正確にががらないた
めに、半田付は状態を正しく判定できないという問題が
あった。特に最近は、電子部品の小型化、実装の高密度
化、ＱＦＰ等のファインピッチ化が進み、従来の自動検
査装置では対応が困難になってきているのが実情である
。

本発明は、かかる実情に鑑みて創案されたものであり、
その目的は、プリント基板上の実装部品の装着位置によ
る影響を受けずに、その半田付は状態を正確に検査でき
る半田付は検査装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明にかかる半田付は検査装置は、プリント基板上に
実装された電子部品の半田接合部に検査ウィンドウを設
定して半田付は状態を検査する半田付は状態検査装置で
あって、スリット光を斜め上方からプリント基板へ照射
するスリット光源と、前記プリント基板を真上から落射
照明する落射照明光源と、これらの光源により照明され
るプリント基板のパターン像を撮像する撮像手段と、該
撮像手段が出力するパターン像についての画像信号を処
理し、スリット光源駆動時のパターン像より検出したプ
リント基板上の実装部品の装着位置データに基づいて前
記検査ウィンドウを位置修正し、位置修正された検査ウ
ィンドウにおいて、落射照明光源駆動時のパターン像の
明暗から半田付は状態を検出する画像処理手段とを具備
している。

〈作用〉 スリット光源の駆動により、スリット光がプリント基板
上に斜め上方から投影されて、プリント基板上にスリッ
トパターンが形成される。プリント基板上では、電子部
品が立体形状を呈しているので、撮像手段が撮像するス
リットパターン像は、電子部品とプリント基板との境界
で不連続になる。

従って、スリット光源により照明されたプリント基板上
のスリットパターンの不連続から、電子部品の装着位置
が検出される。電子部品の装着位置についてのデータは
、検査ウィンド′つの位置修正に用いられる。

落射照明光源の駆動時には、プリント基板が垂直下向き
の光束により照明される。電子部品の表面およびプリン
ト基板の表面では、光束は元来た方向に反射されるのに
対し、電子部品の半田接合部では、半田層の表面が傾斜
しているために、光束は元来た以外の方向に反射される
。そのため、撮像手段が撮像する半田接合部についての
パターン像は暗くなり、その部分に半田が存在しなけれ
ば明るくなる。従って、そのパターン像の明暗からはん
だの有無が検出される。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明にががる半田付は検査装置
の一実施例を説明する。第１図は半田付は検査装置の概
略構成図、第２図はプリント基板上におけるスリット光
の投影状態を示す平面図、第３図および第４図はプリン
ト基板上における検査ウィンドウの設定状態を示す平面
図、第５図および第６図は落射照明による半田付は検査
原理を説明するための側面図である。

半田付は検査装置は、第１図に示すように、プリント基
板１のパターン像を撮像する撮像手段たるＣＣＤカメラ
３を備えている。ＣＣＤカメラ３は、ＸＹステージ４上
に載置されたプリント基板１を真上から撮像するように
なっている。ＸＹステージ４は、ＣＰＵｌ０の指示によ
りステージコントローラ５を通じて制御される。プリン
ト基板１上には、多数個の電子部品２が実装され、その
装着位置や半田付は状態が検査の対象になる。

ＣＣＤカメラ３の周囲には、−組のスリット光源６およ
び６が配設されている。また、ＣＣＤカメラ３のレンズ
部周囲には、環状の落射照明光源７が配設されている。

スリット光源６および６は、ＣＰｔＪｌｏの指示により
スリット光源コントローラ８を通じて制御され、プリン
ト基板１上に斜め上方から複数本の平行なＸ軸方向およ
びＹ軸方向のスリット光をそれぞれ投影させる。落射照
明光源８は、ｃｐｕｉｏの指示により落射照明光源コン
トローラ９を通して制御され、プリント基板１を真上か
ら垂直下向きの光束により落射照明する構成になってい
る。ＣＣＤカメラ３は、これらの光源の駆動によりプリ
ント基板ｌ上に形成されるパターン像を撮像する。

ＣＣＤカメラ３が撮像したプリント基板ｌのパターン像
は、画像メモ１月１に一旦格納される。ＣＰＵｌ０は、
上述した光源制御を行う他、画像処理手段を構成してい
て、ここで、画像メモリ１１が保持する画像データおよ
びＣＡＤデータベース１２に記憶されているデータに基
づいて、プリント基板１上に実装された電子部品２の装
着位置、半田有無の検出・判定を実行するようになって
いる。ＣＡＤデータベース１２が記憶するデータは、検
査の標準となるプリント基板１の設計データ、すなわち
電子部品２の装着位置や半田付は位置等についてのデー
タである。

上記半田付は検査装置は、プリント基板１上に実装され
た電子部品２の装着位置を検査した後、その検査結果に
基づいて検査ウィンドウを適宜位置修正し、しかる後に
半田付は状態の検査を実行する。その手順を以下に説明
する。

（１）装着位置検査 図外のコンソールで装着位置検査モードが選択されると
、スリット光源コントローラ８の制御によってスリット
光源６および６が発光し、プリント基板ｌ上には、第２
図に示すように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のスリットパ
ターン１３ｘおよび１３ｙが形成される。プリント基板
１上に実装された電子部品２は立体形状を呈し、プリン
ト基板ｌ上には、ライン状のスリット光が斜め方向から
投影される。そのために、電子部品２の外郭部における
電子部品２とプリント基板１との境界では、真上方向か
ら見たスリットパターン１３ｘおよび１３ｙが不連続に
なる。ＣＰＵｌ０は、画像メモリ１１に格納された画像
データを読み出して、スリットパターン１３ｘおよび１
３ｙの不連続部分をＸ軸方向およびＹ軸方向について検
出し、その結果から電子部品２の外郭形状を求め、その
中心位置より電子部品２の装着位置を検出する。

以上の方法により、電子部品２の装着位置が検出される
と、ＣＰＵｌ０は、その電子部品２についての標準とな
る装着位置のデータをＣＡＤデータヘース１２から読み
出し、その標準データと検出データとを比較する。電子
部品２が正規の位置に装着されている場合には、第３図
に示すように、半田付は状態の検査に際して、その検査
ウィンドウＷが電子部品２の半田接合部に正確にががる
。従って、検査ウィンドウＷは、この位置のままで半田
付は状態の検査に備える。

電子部品２が正規の位置に装着されていない場合には、
第４図に示すように、電子部品２の半田接合部に検査ウ
ィンドウＷが正確にががらない。

そこで、ＣＰＵｌ０は、正規の位置に装着されていない
電子部品２の標準位置からの位置ずれ情報に基づいて、
電子部品２の半田接合部に検査ウィンドウＷが正確にか
がるようにその位置を修正して、半田付は状態の検査に
備える。

（２）半田付は状態検査 図外のコンソール上で半田付は状態の検査モードが選択
されると、ＣＰＵｌ０の指示に基づく落射照明光源コン
トローラ９の制御によって落射照明光源８が作動する。

これにより、垂直下向きの光束によりプリント基板１が
照明される。プリント基板１が落射照明されると、プリ
ント基板ｌ上の電子部品２が半田で正しく接合されてい
る場合には、第５図に示すように、半田接合部２ａの表
面が傾斜しているために、光は元来た方向には反射しな
い。従って、ＣＣＤカメラ３が撮像した半田接合部２ａ
の真上からのパターン像は暗くなる。

半田が付着すべき部分に半田がない場合には、第６図に
示すように、その部分で光は元来た方向に反射する。従
って、ＣＣＤカメラ３が撮像したその部分の真上からの
パターン像は明るくなる。

ＣＰＵｌ０は、各検査ウィンドウＷに対して明度測定を
行い、測定明度が所定値以下の場合に「はんだ有り（良
）」と判定し、そうでない場合に「はんだ無しく不良）
」と判定する。

以上の手順により、プリント基板上に実装された電子部
品の装着位置および半田付は状態について、自動検査が
可能になる。しかも、装着位置検査で得た電子部品の装
着位置情報に基づいて、半田付は状態の検査における検
査ウィンドウの位置を修正するので、電子部品の小型化
、実装の高密度化、ＱＦＰ等のファインピッチ化が進む
昨今にあっても、信顧性の高い検査を高速で行うことが
できる。

〈発明の効果〉 以上に説明したように、本発明にかかる半田付は検査装
置による場合には、プリント基板上に実装された電子部
品の半田付は状態が自動で高速に検査される。しかも、
その検査に際しては、スリット光による装着位置検査で
得た電子部品の装着位置情報に基づいて、検査ウィンド
ウの位置が修正されるので、電子部品の小型化、実装の
高密度化、ＱＦＰ等のファインピッチ化が進む昨今にあ
っても、信顧性の高い検査を行うことができる。

更に、スリット光源、落射照明光源のいずれにも一般照
明を用いることができるので、高精度な割に装置価格が
安く、また、その照射範囲が広いので、同−視野内に複
数の検査ウィンドウが設定でき、この面からも検査の高
速化が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図にかけては本発明にかかる半田付は検
査装置の一実施例を説明するための図面で、第１図は半
田付は検査装置の概略構成′図、第２図はプリント基板
上におけるスリット光の投影状態を示す平面図、第３図
および第４図はプリント基板上における検査ウィンドウ
の設定状態を示す平面図、第５図および第６図は落射照
明による半田付は検査原理を説明するための側面図であ
る。 ・・プリント基板 ・・電子部品 ・・半田接合部 ・・撮像手段 ・・スリット光源 ・・落射照明光源 第１１！ｌ 第２図 ２ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリント基板上に実装された電子部品の半田接合
   部に検査ウィンドウを設定して半田付け状態を検査する
   半田付け状態検査装置であって、スリット光を斜め上方
   からプリント基板へ照射するスリット光源と、前記プリ
   ント基板を真上から落射照明する落射照明光源と、これ
   らの光源により照明されるプリント基板のパターン像を
   撮像する撮像手段と、当該撮像手段が出力するパターン
   像についての画像信号を処理し、スリット光源駆動時の
   パターン像より検出したプリント基板上の実装部品の装
   着位置データに基づいて前記検査ウィンドウを位置修正
   し、位置修正された検査ウィンドウにおいて、落射照明
   光源駆動時のパターン像の明暗から半田付け状態を検出
   する画像処理手段とを具備することを特徴とする半田付
   け検査装置。