DE4143545C2 - Verfahren zur Prüfung von Lötstellen - Google Patents

Verfahren zur Prüfung von Lötstellen

Info

Publication number
DE4143545C2
DE4143545C2 DE4143545A DE4143545A DE4143545C2 DE 4143545 C2 DE4143545 C2 DE 4143545C2 DE 4143545 A DE4143545 A DE 4143545A DE 4143545 A DE4143545 A DE 4143545A DE 4143545 C2 DE4143545 C2 DE 4143545C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solder joint
height
determined
brightness
assessment
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4143545A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobufumi Tokura
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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
Priority claimed from JP2333924A external-priority patent/JPH07117388B2/ja
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to DE4139189A priority Critical patent/DE4139189C2/de
Priority claimed from DE4139189A external-priority patent/DE4139189C2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4143545C2 publication Critical patent/DE4143545C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95684Patterns showing highly reflecting parts, e.g. metallic elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/308Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/309Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of printed or hybrid circuits or circuit substrates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/70Testing of connections between components and printed circuit boards
    • G01R31/71Testing of solder joints
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0817Monitoring of soldering processes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8854Grading and classifying of flaws
    • G01N2021/8867Grading and classifying of flaws using sequentially two or more inspection runs, e.g. coarse and fine, or detecting then analysing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
    • G01N2021/95615Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method with stored comparision signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95638Inspecting patterns on the surface of objects for PCB's
    • G01N2021/95661Inspecting patterns on the surface of objects for PCB's for leads, e.g. position, curvature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit einer zu prüfenden Lötstelle beschrieben, mit den folgenden Schritten: Des Beleuchtens der zu prüfenden Lötstelle durch eine erste Prüfvorrichtung mittels Lichtquellen und dem Ableiten von Informationen des von der zu prüfenden Lötstelle reflektierten und mittels Kameras aufgenommenen Lichts über die Beschaffenheit der zu prüfenden Lötstelle; eines ersten Beurteilens der zu prüfenden Lötstelle durch die erste Prüfvorrichtung, wobei eine Helligkeitsverteilung von dem reflektierten und mittels den Kameras aufgenommenen Licht abgeleitet wird und die Helligkeitsverteilung mit einer Vielzahl von Helligkeitsverteilungen verglichen wird, die in einer ersten Speichereinrichtung eines Computers abgelegt sind; eines weiteren Beurteilens der zu prüfenden Lötstellen, die nicht mittels des ersten Beurteilungsschritts beurteilt werden konnten, durch eine zweite Prüfvorrichtung mittels einer Laservorrichtung, wobei Daten über die Höhe der zu prüfenden Lötstelle aus dem reflektierten Laserstrahl mittels einer Lichtempfangseinheit abgeleitet werden und die abgeleiteten Daten mit in einer zweiten Speichereinrichtung des Computers enthaltenen oberen Grenzhöhe und einer unteren Grenzhöhe bezüglich einer Bezugsebene und einer unteren Grenzhöhe bezüglich einer Bezugsebene verglichen werden; wobei nach der weiteren Beurteilung der zu prüfenden Lötstelle mittels der zweiten Prüfvorrichtung, die mittels der ersten Prüfvorrichtung ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Lötstellen, insbesondere der äußeren Beschaffenheit von Lötstellen.
Eine Prüfung der äußeren Beschaffenheit wird durchgeführt, um über die Eignung des Montagezustandes zu entscheiden, nachdem Gegenstände mit einer Leiterplatte oder einem Substrat durch Löten verbunden worden sind. In der Vergangenheit wurde die Prüfung der äußeren Beschaffenheit visuell vorgenommen, während sich in den letzten Jahren eine automatische Prüfung durch optische Vorrichtungen allmählich verbreitete.
Die Prüfung der äußeren Beschaffenheit wird im allgemeinen mit Kameras durchgeführt, wie es dem nächstliegenden Stand der Technik gemäß JP 1-79874 (A). "Patent Abstracts of Japan", P-897, 13. Juli 1989, Band 13/Nr. 306, entnehmbar ist. Dort gezeigt ist ein typisches Mehrkamera- Bildverarbeitungssystem, das auch für die Kontrolle von Lötstellen eingesetzt wird. Genauer sind eine obere Kamera zum Prüfen des Gegenstandes senkrecht von oben und seitliche Kameras vorgesehen, um den Gegenstand schräg von oben zu kontrollieren und zu prüfen, so daß Lageabweichungen von der oberen Kamera kontrolliert und geprüft werden, während vertikale Abweichungen des Gegenstandes von den seitlichen Kameras kontrolliert werden. Ferner zeigt die EP 03 55 377 A1 einen Laserscanner zur Aufnahme von dreidimensionalen Oberflächekoordinaten von Lötstellen und deren anschließende Bewertung. Stand der Technik hinsichtlich der Kombination von grauwertauswertenden Verfahren mit dreidimensionaler Auswertung der Oberflächenkoordinaten stellen auch KOEZUKA, T, et al. "High Speed 3-D vision system using range and intensity images covering a wide area", Applications of Artificial Intelligence VII (1989), Proceedings of the Spie - The International Society for Optical Engineering, 1989, Seiten 1134-1141, sowie die EP 04 71 196 A2 dar.
Das vorangehend beschriebene herkömmliche Verfahren zur Prüfung und Untersuchung mit einer oberen und seitlichen Kameras ist durch einen Prüfbereich und eine hohe Prüfgeschwindigkeit gekennzeichnet. Obwohl eine Kamera leicht zweidimensionale Informationen wahrnehmen kann, ist es dagegen schwierig, Informationen über die Höhe eines Gegenstandes zu erhalten. Zum Beispiel ist es schwierig, eine Prüfung der äußeren Beschaffenheit von Lötstellen zu erzielen, weil exaktere und genauere Informationen erforderlich sind, um die Qualität von Lötstellen kontrollieren zu können.
Eine Laservorrichtung ist bekannt als ein auf Lichtbasis arbeitender Abtaster, der direkt exakte und genaue Informationen über die Höhe eines Gegenstandes liefern kann. Eine Laservorrichtung dient dazu, einen sehr feinen Laserstrahl auf den Punkt für Punkt zu untersuchenden Gegenstand zu richten und den reflektierten Strahl aufzunehmen. Auf diese Weise kann die Laservorrichtung eine exakte und genaue Messung der Höhe des Gegenstandes ergeben. Beim Gebrauch einer Laservorrichtung kann die Prüfung der äußeren Beschaffenheit exakt und genau durchgeführt werden. Jedoch ist es nachteilig, daß der Laserstrahl über die gesamte Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes gestrahlt werden muß, indem der Laserstrahl in X- und Y-Richtung abgelenkt wird, und dies erfordert beträchtliche Zeit.
Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Prüfung von Lötstellen so weiterzubilden, daß die Prüfung der äußeren Beschaffenheit in schneller und exakter Weise ermöglicht ist.
Das Verfahren zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit gemäß der Erfindung ist in den Patentansprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu­ tert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit;
Fig. 2 zeigt Darstellungen zur Erklärung von Eignungsbeur­ teilungsdaten;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer Laservorrichtung;
Fig. 4 zeigt Darstellungen zur Erklärung von exakten Eig­ nungsbeurteilungsdaten; und
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das das Prüfsystem zeigt.
In den Zeichnungen werden mit 3 und 4 Kameras, mit 7 eine Laservorrichtung, mit 10 ein Computer, mit 21 eine erste und mit 22 eine zweite Prüfvorrichtung bezeichnet.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit, in dem 1 einen X-Y- Tisch bezeichnet, der eine Leiterplatte 2 auf seiner obenliegenden Oberfläche in X- oder Y-Richtung bewegt. Auf dieser Leiterplatte 2 befindet sich ein zu prüfender kastenartiger Gegenstand PA wie beispielsweise ein Kondensator-Baustein oder ein Widerstand-Baustein und ein zu prüfender Gegenstand PB mit Leitungsdrähten wie beispielsweise ein QFP- (quad flat package) oder ein SOP- Baustein (small outline package).
Eine obere Kamera 3 und vier seitliche Kameras 4 sind über dem X-Y-Tisch 1 angeordnet. Mit 5 wird eine ringförmige Oberlichtquelle, die in die obere Kamera 3 integriert ist bezeichnet. Mit 6 werden Seitenlichtquellen, die unter den seitlichen Kameras 4 angeordnet sind bezeichnet. Diese Lichtquellen senden Lichtstrahlen senkrecht und schräg von oben auf die Gegenstände PA und PB. Verfährt man den X-Y- Tisch 1, um die Leiterplatte 2 in X- oder Y-Richtung zu bewegen, kontrolliert die obere Kamera 3 die Gegenstände PA und PB vertikal von oben und die seitlichen Kameras 4 schräg von oben, wodurch man zweidimensionale Bildinformationen über die Gegenstände PA und PB erhält. Diese Kameras 3 und 4 sowie die Lichtquellen 5 und 6 stellen eine erste Prüfvorrichtung dar.
Mit 7 wird eine Laservorrichtung bezeichnet, die über der Leiterplatte 2 installiert ist, und 8 bezeichnet eine Lichtempfangseinheit. Wie in Fig. 3 gezeigt ist die Lichtempfangseinheit 8 mit einem Lageerfassungselement 8a wie beispielsweise einem lageempfindlichen Detektor beziehungsweise einem PSD (position sensitive detector) sowie einem Lichtbündelungselement 8b ausgestattet. Das Lageerfassungselement 8a empfängt einen Laserstrahl, der von der Laservorrichtung 7 ausgestrahlt und vom Gegenstand P reflektiert wird, und erhält Informationen über die Höhe des Gegenstandes P aus dem einfallenden Laserstrahl. Auf jeder Seite der Laservorrichtung 7 ist eine Lichtempfangseinheit 8 vorgesehen und durch die jeweilige Einheit 8 kann die Information über die Höhe in X- und Y- Richtung kann von jedem Element 8 erhalten werden, während sich die Leiterplatte 2 in X- oder Y-Richtung bewegt. Ein Spiegel 9 ist in der Laservorrichtung 7 eingebaut. Durch Steuern der Winkelstellungen des Spiegels 9 wird der La­ serstrahl entlang gelöteter Kehlnähte H abgelenkt. Die Laservorrichtung 7 und die Lichtempfangseinheit 8 stellen eine zweite Prüfvorrichtung dar. Ebenso wie die zweite Prüfvorrichtung kann eine dreidimensionale Kontakt-Typ- Meßvorrichtung eingesetzt werden.
In Fig. 1 bezeichnet 10 einen Computer, mit dem jede der Kameras 3 und 4 sowie die Lichtempfangseinheit 8 verbunden sind. Basierend auf den Informationen aus den Kameras 3 und 4 sowie der Lichtempfangseinheit 8 wird die Eig­ nungsfähigkeit der gelöteten Teile ermittelt.
Die Kameras 3 und 4 haben einen weiten Prüfungsbereich und eine hohe Kontrolliergeschwindigkeit. Jedoch können die Kameras 3 und 4 nur zweidimensionale Informationen erkennen und nicht die Höhenmessung durchführen. Daraus folgt, daß keine genauen Form- und Maßangaben erhalten werden können. Im Gegensatz dazu kann die Prüfvorrichtung bestehend aus der Laservorrichtung 7 und dem Lageerfassungselement 8a genaue und exakte Messungen liefern, da ein sehr feiner Laserstrahl Punkt für Punkt auf den Gegenstand gestrahlt und der reflektierte Lichtstrahl empfangen wird, während sie dadurch nachteilig ist, daß zweidimensionale Informationen nicht erhalten werden können, die durch die Kameras 3 und 4 erzielbar sind und daß die Prüfge­ schwindigkeit gering ist.
Mit dem vorliegenden System ist es möglich, die Prüfung der äußeren Beschaffenheit eines Gegenstandes durch entsprechenden Gebrauch der Kameras 3 und 4 sowie der Laservorrichtung 7 durchzuführen, wobei jedoch die vorstehend erwähnten Vor- und Nachteile auftreten. Nachstehend wird ein Verfahren zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit elektronischer Komponenten durch dieses System beschrieben.
Fig. 2 zeigt Eignungsbeurteilungsdaten, die durch die er­ ste Prüfvorrichtung 3 bis 6 in den Computer 10 eingegeben werden. Die Gruppe A stellt quaderförmige Elektronikkompo­ nenten PA dar, die Gruppe B Elektronikkomponenten PB mit Leitungsdrähten. Wie nachstehend beschrieben können durch Schalten der Kameras 3 und 4 sowie der Lichtquellen 5 und 6 Helligkeitsverteilungsdaten über den Gegenstand erhalten werden.
HA in der Gruppe A stellt Lötstellen von guter Qualität dar. Wenn gemäß Fig. 2A (a) die Oberlichtquelle 5 angeschaltet ist und der Gegenstand von der oberen Kamera 3 geprüft wird, wird der Lichtstrahl 1, der auf eine normale Lötstelle HA trifft, in seitliche Richtung reflektiert. Dadurch, daß das reflektierte Licht nicht in die obere Ka­ mera 3 zurückkommt und dunkle Partien Haa der Lötstelle von der oberen Kamera 3 wahrgenommen werden, wird die äußere Beschaffenheit der Lötstelle folglich als gut und geeignet beurteilt.
In Fig. 2(A) (b) stellt Hb eine geeignete Lötstelle dar. Der Lichtstrahl 1, der auf die obere Partie der Lötstelle Hb gestrahlt wird, wird nach oben reflektiert und gelangt in die Kamera 3. Dementsprechend wird ein heller Teil Hbb innerhalb eines dunklen Teils Hba wahrgenommen.
In Fig. 2(A) (c) ist die Lötstelle Hc nicht vollständig aufgebracht. Der Lichtstrahl 1, der von oben auf diese Löt­ stelle gerichtet ist, wird nach oben reflektiert und gelangt in die Kamera 3, wobei der gesamte Bereich als helle Partie Hca wahrgenommen wird.
In Fig. 2(A) (d) steht der Gegenstand PA aufgrund der Oberflächenspannung hoch, während das flüssige Lot erstarrt ist. Eine Lötstelle Hd1 wird als dunkle Partie Hd1a wahrgenommen, während eine Lötstelle Hd2 auf der anderen Seite als helle Partie Hd2a wahrgenommen wird.
Im Folgenden werden die Fälle der Gruppe B beschrieben. L stellt einen Leitungsdraht dar. Nach Fig. 2(B) (a) verbindet eine Lötstelle Hf den Leitungsdraht L fest mit der Leiterplatte und die äußere Beschaffenheit ist gut und geeignet. Der von oben kommende Lichtstrahl wird schräg nach oben reflektiert und gelangt nicht in die Kamera 3. Folglich wird eine dunkle Partie Hfa wahrgenommen.
Gemäß Fig. 2(B) (b) besitzt der Gegenstand PB einen J- förmigen Leitungsdraht L. Da eine Lötstelle Hg den Leitungsdraht fest mit der Leiterplatte 2 verbindet, ist die äußere Beschaffenheit gut und geeignet. Wenn die Seitenlichtquelle 6 angeschaltet ist und der Gegenstand von der seitlichen Kamera 4 betrachtet wird, werden innerhalb einer dunklen Partie Hga helle Partien Hgb wahrgenommen.
Gemäß Fig. 2(B) (c) ist eine Lötstelle Hh nicht ausreichend aufgebracht. Der von oben kommende Lichtstrahl gelangt in die Kamera 3 und es wird eine helle Partie Hha wahrgenommen.
Gemäß Fig. 2(B) (d) ist der Leitungsdraht L von einer Lötstelle Hi getrennt. In diesem Fall wird innerhalb einer dunklen Partie Hia eine helle Partie Hib wahrgenommen.
Wie voranstehend beschrieben gibt es verschiedene Verfahren zur Prüfung durch die Verwendung der Kameras 3 und 4 sowie der Lichtquellen 5 und 6. Ferner ist es natürlich möglich eine Prüfung und Kontrolle des Gegenstandes auf fehlenden Kontakt oder Lageabweichung durchzuführen oder es kann kon­ trolliert werden, ob der Gegenstand umgedreht oder fehler­ haft ist, wie dies in der genannten japanischen Offen­ legungsschrift Nr. 79874/1989 offenbart ist. Die Bereiche oder die Länge der dunklen und hellen Partien können als Eignungsbeurteilungsdaten verwendet werden.
Wenn die Eignungsbeurteilungsdaten gemäß der Darstellung in Fig. 2 in einem ersten Speicher M1 (siehe Fig. 5) des Computers 10 abgelegt sind, ist es möglich, die Prüfung der äußeren Beschaffenheit des elektronischen Bausteines P mit der ersten Prüfvorrichtung 3 bis 6 vorzunehmen. In diesem Fall wird die äußere Beschaffenheit geprüft, indem verglichen wird, welches der Bilder aus Fig. 2 mit dem Bild übereinstimmt, das von den Kameras 3 und 4 geliefert wird. Entspricht es (a) oder (b) der Gruppe A oder (a) oder (b) der Gruppe B, so wird die äußere Beschaffenheit als geeignet beurteilt. Stimmt es mit (c) oder (d) der Gruppe A oder mit (c) oder (d) der Gruppe B überein, so wird es als ungeeignet beurteilt.
In Fig. 4 sind Lötstellen H gezeigt, die mittels der Laservorrichtung 7 vermessen werden. In diesem Fall wird die obenliegende Oberfläche der Leiterplatte 2 als Refe­ renzoberfläche GND angenommen und eine Höhe Hx der Lötstelle H gemessen. Ob die Lötstelle zu hoch oder zu niedrig ist, wird durch einen Vergleich mit einer Dicke Ht des Gegenstandes P beurteilt. Wird beispielsweise eine Obergrenze H1 mit einem Wert von 1,5 mal der Dicke Ht des Gegenstandes P festgesetzt und ist die Höhe Hx der Lötstelle H höher als dieser Wert, so wird sie als zu hoch beurteilt und gilt als ungeeignet. Wird als Untergrenze H2 ein Wert von 0,5 mal der Dicke Ht festgesetzt und liegt die Höhe Hx unter diesem Wert, so wird die Lötstelle als zu niedrig beurteilt und gilt als ungeeignet. Liegt die Höhe über dieser Untergrenze, wird sie als geeignet betrachtet.
Ferner wird ein vorbestimmter Winkel Θf (zum Beispiel 20°C) als Kehlnahtwinkel festgelegt; ist ein gemessener Winkel Θx kleiner als dieser, so wird die gelötete Kehlnaht als zu dünn und ungeeignet beurteilt. Oder es kann, falls genügend Zeit vorhanden ist, die dreidimensionale Gestalt der Lötstelle H durch wiederholtes Abtasten des Laserstrahles in X- und Y-Richtungen genauer vermessen werden.
Die genaue Messung durch die Laservorrichtung 7 hat den Nachteil, daß sie viel Zeit erfordert, während es von Vor­ teil ist, daß die dreidimensionale Gestalt des Gegenstandes vermessen werden kann und eine genaue Beurteilung über eine Eignung erbracht werden kann, weil die Information über die Höhe des Gegenstandes vorhanden ist. Deshalb werden die Da­ ten, die anhand der Fig. 4 erläutert wurden, in einem zweiten Speicher M2 (siehe Fig. 5) des Computers 10 als Eignungsbeurteilungsdaten abgelegt. In Fig. 4 sind die ex­ akten Daten zur Eignungsbeurteilung dargestellt.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Systems zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit. In dieser Figur bezeichnet 2 eine Leiterplatte oder ein Substrat, das geprüft werden soll. 21 stellt eine erste Prüfvorrichtung dar, zusammengesetzt aus den beschriebenen Kameras 3 und 4 sowie den Lichtquellen 5 und 6. Ein Blockbild K1 stellt eine Abbildung durch die erste Prüfvorrichtung 21 dar. 22 bezeichnet eine zweite Prüfvorrichtung, zusammengesetzt aus der Laservorrichtung 7 und der Lichtempfangseinheit 8.
Ein Blockbild K2 zeigt die Gestalt der Lötstelle, die mittels der zweiten Prüfvorrichtung vermessen wird. K3 bezeichnet ein Sortier-Blockbild. M1 und M2 stellen die Speicher des Computers dar, in denen die in Fig. 2 und Fig. 4 erläuterten Eignungsbeurteilungedaten abgelegt sind. Nachstehend wird ein Prüfungsverfahren erläutert.
Gemäß Fig. 1 wird eine Leiterplatte 2 auf einem X-Y-Tisch 1 aufgelegt und eine elektronische Komponente P wird durch Schalten der Kameras 3 und 4 sowie der Lichtquellen 5 und 6 geprüft. Durch Vergleichen eines in den Kameras 3 und 4 geformten Bildes mit den Eignungsbeurteilungsdaten, die in dem ersten Speicher M1 abgelegt sind, wird über die Eignung entschieden. Wenn das Bild, das in den Kameras 3 und 4 geformt wird, mit einem Bild nach Fig. 2 übereinstimmt, das als geeignet betrachtet wird, so ist die äußere Beschaffenheit der Lötstelle geeignet. Wenn es mit einem Bild nach Fig. 2 übereinstimmt, das als ungeeignet be­ trachtet wird, so gilt die Lötstelle als ungeeignet.
Die Gestalt der Lötstellen ist jedoch verschieden und es ist schwierig die Bilderdaten aller Lötstellen im voraus im Speicher M1 abzulegen. Folglich sind nur typische Bilderda­ ten im Speicher M1 abgelegt. Dementsprechend gibt es einige Lötstellen, deren Eignung nicht ausschließlich mittels der im Speicher M1 abgelegten Daten beurteilt werden können.
Im Blockbild K1 nach Fig. 5 sind x1 und x2 Lötstellen, für die die Eignungsfähigkeit nicht mittels der ersten Prüfvor­ richtung 21 beurteilt werden kann, weil diese Daten nicht im ersten Speicher M1 abgelegt sind. Für solche Lötstellen x1 und x2 wird eine genaue Messung mittels der zweiten Prüfvorrichtung 22 durchgeführt und über die Eignung wird gemäß den exakten Eignungsbeurteilungsdaten entschieden, wie sie in Verbindung mit Fig. 4 erläutert wurden. Wie in Blockbild K3 gezeigt, werden die Gegenstände nach geeigneten und fehlerhaften sortiert, und Bilder der Lötstellen x1 und x2 werden zusätzlich im Speicher M1 abgelegt. Die Lötstelle x1 ist fehlerhaft, und wird zusätzlich in einem Fehler-Teil (4) der Gruppe A des Speichers M1 abgelegt. Die Lötstelle x2 ist geeignet und wird zusätzlich in einem Teil (5) für die geeigneten Lötstellen der Gruppe B im Speicher M1 abgelegt. In (e) der Fig. 2(A) und (B) wird gezeigt, daß die Bilder dieser Lötstellen x1 und x2 als neue Eignungsfähigkeitsdaten für die erste Prüfvorrichtung 3 bis 6 abgelegt werden.
Wie oben beschrieben ist die exakte Prüfung mittels der zweiten Prüfvorrichtung 22 für denjenigen Gegenstand vorgesehen, für den die Eignung nicht mittels der ersten Prüfvorrichtung 21 beurteilt werden kann. Basierend auf diesen Ergebnissen werden neue Daten zusätzlich im Speicher M1 abgelegt und die dazugefügten Daten können für die nachfolgende Prüfung verwendet werden. Mit diesem Verfahren kann die Prüffähigkeit der ersten Prüfvorrichtung 21 schrittweise verbessert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Prüfung der äußeren Beschaffenheit einer Lötstelle, mit den Schritten:
  • a) Beleuchten der Lötstelle (H) durch zumindest eine Lichtquelle (5, 6),
  • b) Aufnehmen des von der Lötstelle reflektierten Lichts mittels zumindest einer Kamera (3, 4),
  • c) Erfassen der Helligkeitsverläufe des von der Lötstelle reflektierten Lichts, wobei die Helligkeitsverläufe zweidimensional von der zumindest einen Kamera erfaßt werden, und
  • d) Beurteilen der Lötstelle durch Vergleichen der ermittelten Helligkeitsverläufe mit einer Vielzahl von zuvor in einer Speichereinrichtung (M1) abgelegten Helligkeitsverläufe,
gekennzeichnet durch die weiteren Schritte, falls die Beurteilung anhand der ermittelten Helligkeitsverläufe nicht zu einem eindeutigen Ergebnis führt,
  • a) Abtasten der Lötstelle durch einen auf Lichtbasis arbeitenden Abtaster (7), der direkt Daten über die Höhe (Hx) der Lötstelle liefert,
  • b) Beurteilen der Lötstelle durch Vergleichen der ermittelten Höhe mit zumindest einer aus hinsichtlich einer Bezugshöhe (GND) festgelegten oberen Grenzhöhe (H1) und einer unteren Grenzhöhe (H2), und
  • c) Speichern des Ergebnisses der Beurteilung anhand der Abtastung zusammen mit dem Ergebnis der Beurteilung anhand der ermittelten Helligkeitsverläufe in der Speichereinrichtung (M1) für nachfolgende Messungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Erfassen der Helligkeitsverläufe des von der Lötstelle reflektierten Lichts und der Höhe der zu prüfenden Lötstelle durch Verstellen eines X-Y-Tisches erfolgt, auf dem sich die zu prüfende Lötstelle befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der weiteren Beurteilung der zu prüfenden Lötstelle ein gemessener Winkel (Θx) zwischen einer Seitenfläche der zu überprüfenden Lötstelle und einer Seitenfläche des die zu überprüfenden Lötstelle aufweisenden quaderförmigen elektronischen Bauteils (PA) ermittelt und mit einem Mindestwinkel verglichen (Θf) wird.
DE4143545A 1990-11-29 1991-11-28 Verfahren zur Prüfung von Lötstellen Expired - Fee Related DE4143545C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4139189A DE4139189C2 (de) 1990-11-29 1991-11-28 Vorrichtung zur optischen Lötstellenprüfung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2333924A JPH07117388B2 (ja) 1990-11-29 1990-11-29 外観検査方法
DE4139189A DE4139189C2 (de) 1990-11-29 1991-11-28 Vorrichtung zur optischen Lötstellenprüfung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4143545C2 true DE4143545C2 (de) 2002-09-05

Family

ID=25909584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4143545A Expired - Fee Related DE4143545C2 (de) 1990-11-29 1991-11-28 Verfahren zur Prüfung von Lötstellen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4143545C2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3000550A3 (de) * 2014-08-04 2016-07-27 OK International Inc Lötkolben mit automatischer lötverbindungsvalidierung
EP3115142A1 (de) * 2015-07-08 2017-01-11 OK International, Inc. Intelligente lötkartusche zur automatischen lötverbindungsüberprüfung
CN108120723A (zh) * 2018-02-10 2018-06-05 清远韶兴新能源科技有限公司 一种led灯电路板焊点检查装置
US10688578B2 (en) 2014-08-04 2020-06-23 OK International, Inc Variable temperature controlled soldering iron
US10716220B2 (en) 2014-08-04 2020-07-14 Ok International, Inc. Variable temperature controlled soldering iron
CN113310535A (zh) * 2021-07-28 2021-08-27 苏州天准科技股份有限公司 用于cob自动组装的检测装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355377A1 (de) * 1988-08-05 1990-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur optischen Prüfung von Flachbaugruppen
EP0471196A2 (de) * 1990-08-13 1992-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bildanalyse

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0355377A1 (de) * 1988-08-05 1990-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur optischen Prüfung von Flachbaugruppen
EP0471196A2 (de) * 1990-08-13 1992-02-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bildanalyse

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 1-79874 (A). In Patent Abstracts of Japan, P-897, 13. Juli 1989, Bd. 13/Nr. 306 *
KOEZUKA, T., et al: High-speed 3-D vision system using range and intensity images co- vering a wide area, Applications of Artificial Intelligence VII (1989), Proceedings of the Spie - The International Society for Optical Engi- neering, 1989, S. 1134-1141 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3000550A3 (de) * 2014-08-04 2016-07-27 OK International Inc Lötkolben mit automatischer lötverbindungsvalidierung
US9516762B2 (en) 2014-08-04 2016-12-06 Ok International Inc. Soldering iron with automatic soldering connection validation
US9629295B2 (en) 2014-08-04 2017-04-18 Ok International, Inc. Soldering station with automatic soldering connection validation
US10688578B2 (en) 2014-08-04 2020-06-23 OK International, Inc Variable temperature controlled soldering iron
US10716220B2 (en) 2014-08-04 2020-07-14 Ok International, Inc. Variable temperature controlled soldering iron
EP3115142A1 (de) * 2015-07-08 2017-01-11 OK International, Inc. Intelligente lötkartusche zur automatischen lötverbindungsüberprüfung
CN108120723A (zh) * 2018-02-10 2018-06-05 清远韶兴新能源科技有限公司 一种led灯电路板焊点检查装置
CN113310535A (zh) * 2021-07-28 2021-08-27 苏州天准科技股份有限公司 用于cob自动组装的检测装置
CN113310535B (zh) * 2021-07-28 2021-11-23 苏州天准科技股份有限公司 用于cob自动组装的检测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69926659T2 (de) Verfahren und vorrichtung für die optische Inspektion von Objekten auf einem Substrat
EP0023574B1 (de) Opto-elektronisches Prüfsystem zur automatischen Beschaffenheitsprüfung von Leiterplatten, deren Zwischenprodukte und Druckwerkzeuge
DE4139189C2 (de) Vorrichtung zur optischen Lötstellenprüfung
DE3110287C2 (de)
DE19726094B4 (de) Verfahren zur Detektion von Oberflächenfehlstellen
DE10142159B4 (de) Z-Achsen-Eliminierung in einem Röntgen-Laminographi-System unter Verwendung von Bildvergrößerung zur Z-Ebenen-Einstellung
DE19946738B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von elektrischen Verbindungen an einer Schaltungsplatine
DE4222804A1 (de) Einrichtung und verfahren zur automatischen visuellen pruefung elektrischer und elektronischer baueinheiten
EP0085868B1 (de) Vorrichtung zur automatischen optischen Beschaffenheitsprüfung
DE602004001500T2 (de) Apparat für dreidimensionale Messungen
WO2008068136A1 (de) Verfahren und einrichtung zur messung einer höhendifferenz
DE3626061C2 (de)
DE60015966T2 (de) Messung der lagen oder koplanarität von kontaktelementen eines elektronischen bauteils mit flacher beleuchtung und zwei kameras
DE112018008035T5 (de) Dreidimensionale Messvorrichtung
DE102009017695B3 (de) Verfahren zur Inspektion von Lötstellen an elektrischen und elektronischen Bauteilen
WO2007000293A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum visuellen erfassen von flächigen oder räumlichen objekten
DE69736165T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Höhe eines Gegenstands
DE4143545C2 (de) Verfahren zur Prüfung von Lötstellen
DE19520336A1 (de) Laser-Lötvorrichtung zum qualitätskontrollierten Auflöten von elektronischen Bauelementen auf einen Schaltungsträger und Verfahren zur Qualitätsüberwachung solcher Lötprozesse
DE4408291A1 (de) Verfahren zur optischen Schweißnahtprüfung
EP0742898B1 (de) Vorrichtung zum abbilden eines dreidimensionalen objekts
DE102008009680A1 (de) Dreidimensionale Vermessung von Objekten mittels eines modular aufgebauten Triangulationssensors
DE102005037348A1 (de) Ein Maschinensichtanalysesystem und -verfahren
EP0454962B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Leiterplatten
EP1002453B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur lageerkennung und/oder koplanaritätsprüfung und/oder teilungsprüfung von anschlüssen von bauelementen

Legal Events

Date Code Title Description
AC Divided out of

Ref country code: DE

Ref document number: 4139189

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AC Divided out of

Ref document number: 4139189

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8339 Ceased/non-payment of the annual fee