JP2000266519A - 歪み量計測方法及び装置 - Google Patents
歪み量計測方法及び装置Info
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Abstract
プリント板の歪み量の計測等を行う歪み量計測方法に関
し、歪み量計測の省力化と、歪み量計測の信頼性の向上
化と、歪みゲージを使用することができない微小なもの
の計測可能化による利便性の向上化を図る。 【解決手段】プリント板10を上方から撮像することが
できるように保持し、必要に応じてプリント板10に歪
み荷重を印加することができ、XYステージ12により
水平方向に移動可能とされた治具11と、Zステージ1
3により上下方向に移動可能とされ、治具11に保持さ
れたプリント板10を上方から撮像するCCDカメラ1
6とを備える歪み量計測装置を使用し、プリント板10
の歪み量をプリント板10の画像認識を通して計測す
る。
Description
荷重を印加した場合におけるプリント板の歪み量の計測
や、QFP(Quad Flat Package)を搭載したプリン
ト板に歪み荷重を印加した場合におけるQFPのリード
の歪み量を計測する場合等に使用して好適な歪み量計測
方法及び装置に関する。
ータ等の携帯情報機器においては、製品の小型軽量化を
図るために、薄型のプリント板が使用されている。しか
し、薄型のプリント板は変形を起こしやすく、プリント
板の搭載部品(例えば、QFP)が不良となるおそれが
ある。
ては、プリント板に生じる変形を考慮した設計、評価が
必要となり、その前提として、プリント板に歪み荷重を
印加した場合におけるプリント板の歪み量の計測や、プ
リント板の歪みに伴う搭載部品の歪み量の計測を行う必
要がある。
す概略的斜視図であり、図7中、1は計測対象であるプ
リント板、2はプリント板1に搭載されたQFP、3A
〜3Dはプリント板1の表面に接着剤で張り付けられた
歪みゲージ、4は歪み量計測器本体、5は歪みゲージ3
A〜3Dと歪み量計測器本体4とを接続するケーブル群
である。
量計測装置においては、歪みゲージ3A〜3Dを接着剤
でプリント板10に張り付けると共に、歪みゲージ1個
あたり4本のケーブルが必要となるので、例えば、計測
箇所が50個所ある場合には、50個の歪みゲージを接
着剤でプリント板10に張り付ける必要があると共に、
200本のケーブル処理が必要となり、計測に多大の労
力が必要になるという問題点があった。
処理によりプリント板1に変形等の副次的な影響が現
れ、計測の信頼性が低下してしまうという問題点や、計
測対象がQFP2のリードのように微小なものである場
合には、歪みゲージの張り付けが不可能であり、歪み量
の計測が不可能であるという問題点があった。
省力化と、歪み量計測の信頼性の向上化と、歪みゲージ
を使用することができない微小なものの歪み量計測可能
化による利便性の向上化を図ることができるようにした
歪み量計測方法及び装置を提供することを目的とする。
は、計測対象を上方から撮像することができるように保
持し、必要に応じて計測対象に歪み荷重を印加すること
ができ、XYステージにより水平方向に移動可能とされ
た計測対象保持手段と、Zステージにより上下方向に移
動可能とされ、計測対象保持手段に保持された計測対象
を上方から撮像する撮像手段とを備える歪み量計測装置
を使用した歪み量計測方法であって、計測対象に歪み荷
重を印加しない状態で、撮像手段を使用して計測対象の
指定エリアの画像を取得し、指定エリア内の第1、第2
の計測用エリアの画像の保存と、第1、第2の計測用エ
リア間の距離の算出とを行う工程と、計測対象に歪み荷
重を印加した状態で、撮像手段を使用して計測対象の画
像を取得し、保存されている第1、第2の計測用エリア
の画像とのマッチングにより第1、第2の計測用エリア
を検出し、第1、第2の計測用エリア間の距離を算出す
る工程と、計測対象に歪み荷重を印加しない状態での第
1、第2の計測用エリア間の距離と、計測対象に歪み荷
重を印加した状態での第1、第2の計測用エリア間の距
離とから、第1、第2の計測用エリア間の歪み量を算出
する工程とを含んでいるというものである。
象の歪み量を計測対象の画像認識を通して行うことがで
きるので、歪みゲージを接着剤で計測対象に張り付ける
作業及び歪みゲージと歪み量計測器本体とを接続するケ
ーブルの処理作業を不要とすることができると共に、歪
みゲージの張り付け及びケーブル処理による計測対象の
変形等の副次的な影響を除去することができ、更に、歪
みゲージの張り付けが不可能な微小なものについても歪
み量の計測が可能となる。
動可能とされたXYステージ及び上下方向に移動可能と
されたZステージと、計測対象を上方から撮像すること
ができるように保持し、必要に応じて計測対象に歪み荷
重を印加することができ、XYステージにより水平方向
に移動可能とされた計測対象保持手段と、Zステージに
より上下方向に移動可能とされ、計測対象保持手段に保
持された計測対象を上方から撮像する撮像手段と、計測
対象に歪み荷重を印加しない状態で、撮像手段を使用し
て計測対象の指定エリアの画像を取得し、指定エリア内
の第1、第2の計測用エリアの画像の保存と、第1、第
2の計測用エリア間の距離の算出とを行う工程と、計測
対象に歪み荷重を印加した状態で、撮像手段を使用して
計測対象の画像を取得し、保存されている第1、第2の
計測用エリアの画像とのマッチングにより第1、第2の
計測用エリアを検出し、第1、第2の計測用エリア間の
距離を算出する工程と、計測対象に歪み荷重を印加しな
い状態での第1、第2の計測用エリア間の距離と、計測
対象に歪み荷重を印加した状態での第1、第2の計測用
エリア間の距離とから、第1、第2の計測用エリア間の
歪み量を算出する工程を行う制御手段を備えているとい
うものである。
象の歪み量を計測対象の画像認識を通して行うことがで
きるので、歪みゲージを接着剤で計測対象に張り付け作
業及び歪みゲージと歪み量計測器本体とを接続するケー
ブルの処理作業を不要とすることができると共に、歪み
ゲージの貼り付け及びケーブル処理による計測対象の変
形等の副次的な影響を除去することができ、更に、歪み
ゲージの張り付けが不可能な微小なものについても歪み
量の計測が可能となる。
発明の歪み量計測方法及び装置の一実施形態について説
明する。
態の概略的構成図である。図1中、10は計測対象であ
るプリント板、11はプリント板10を上方から撮像す
ることができるように保持し、必要に応じてプリント板
10に歪み荷重を印加することができるようにされた計
測対象保持手段をなす治具、12は治具11を保持して
治具11を水平方法に移動可能とされたXYステージで
ある。
Zステージ、14はZステージ13に保持された光学顕
微鏡であり、15A〜15Eは対物レンズ、16はプリ
ント板10を撮像するためのCCDカメラである。
ージ13の動きをコントロールするステージコントロー
ラ、18はステージコントローラ17の制御、CCDカ
メラ16が撮像した画像の入力及び表示、計測用エリア
の切り出し、切り出した計測用エリアの画像の保存、計
測用エリアの座標の保存、計測用エリア間の歪み量の算
出などを行うパーソナルコンピュータである。
り、図2Aは概略的上面図、図2Bは図2AのX−X線
に沿った概略的断面図、図2Cは押えシャフト部材を上
げた状態を示す概略的断面図である。
21は筐体20上に配置された押えシャフト部材であ
り、22は枠体、23、24は枠体22内に同一の高さ
に水平に固定され、プリント板10に下方から歪み荷重
を印加する場合に、プリント板10をその両端で押える
ための押えシャフトである。
5Bを介して筐体20に蝶着され、図2Cに示すように
開くことにより、プリント板10を治具11内に配置す
ることができるようにされていると共に、ツマミ付きネ
ジ部材26A、26Bで筐体20に不動的に固定するこ
とができるようにされている。
から歪み荷重を印加するための歪み荷重シャフト、28
は歪み荷重シャフト27を保持する歪み荷重シャフト保
持部材、29は荷重シャフト保持部材28を上下方向に
移動させるためのウオーム歯車機構である。
ーム31に連結された回転シャフト、32は回転シャフ
ト30を回転させ、ウオーム歯車機構29を介して歪み
荷重シャフト保持部材28を上下方向に移動させるため
のツマミである。
例においては、治具11内にプリント板10を配置し、
プリント板10に歪み荷重を印加しないようにしてプリ
ント板10を押えシャフト23、24と歪み荷重シャフ
ト27で挟持する場合には、図3Aに示すように、プリ
ント板10を水平に保持することができる。
荷重シャフト27を上方に押し上げる場合には、プリン
ト板10の両端を押えシャフト23、24で押え、プリ
ント板10に歪み荷重を印加して歪みを生じさせること
ができる。なお、34は搭載部品(例えば、QFP)で
ある。
モータの回転を減速する減速機を設け、モータの駆動を
パーソナルコンピュータ18で制御することにより、歪
み荷重シャフト保持部材28の上下方向の移動を制御す
るように構成しても良い。
斜視図であり、治具11の第2構成例は、プリント板1
0を実際のケースに実装した場合に発生する歪みを再現
できるように構成したものである。
に配置されるベース、37〜40はベース36に立設さ
れた固定シャフトであり、これら固定シャフト37〜4
0は、上面を面一とされ、かつ、上面側に垂直方向に雌
ねじ41〜44が形成されている。
されているネジ透過孔49〜52を介して雌ねじ41〜
44にねじ込むことにより、プリント板10を固定シャ
フト37〜40に固定させるための雄ねじである。
例においては、図5Aに示すように、プリント板10を
固定シャフト37〜40上に載置して、雄ねじ45〜4
8でプリント板10を固定しないようにする場合には、
プリント板10に歪み荷重を印加しないようにして水平
に保持することができる。
ント板10を固定シャフト37〜40上に載置して、雄
ねじ45〜48で固定シャフト37〜40に固定する場
合には、雄ねじ45〜48でプリント板10を固定シャ
フト37〜40に固定することによる歪み荷重をプリン
ト板10に印加して歪みを生じさせることができる。
態を説明するための概略的平面図であり、本発明の歪み
量計測方法の一実施形態は、図1に示す本発明の歪み量
計測装置の一実施形態を使用した歪み量計測方法であ
る。
いては、まず、プリント板10に歪み荷重を印加しない
状態で、図6Aに示すように、プリント板10上に予め
指定されている指定エリア54の画像を入力し、指定エ
リア54の画像から計測用エリア55を切り出して、計
測用エリア55の画像を辞書として保存すると共に、計
測用エリア55の3次元座標(X1、Y1、Z1)を保
存する。
を印加しない状態で、XYステージ12を駆動してプリ
ント板10の水平位置を移動させて、プリント板10上
に予め指定されている指定エリア56の画像を入力し、
指定エリア56の画像から計測用エリア57を切り出し
て、計測用エリア57の画像を辞書として保存すると共
に、計測用エリア57の3次元座標(X2、Y2、Z
2)を保存し、更に、計測用エリア55、57間の距離
L{=√[(X1−X2)2 +(Y1−Y2)2 +(Z1−
Z2)2 ]}を算出し、これを保存する。
し、図6Bに示すように、指定エリア54の画像を入力
し、保存されている計測用エリア55の画像とのマッチ
ングを行い、計測用エリア55を検出し、プリント板1
0に歪み荷重を印加した場合における計測用エリア55
の3次元座標(X1'、Y1'、Z1')を保存する。
ト板10の水平位置を移動させて、指定エリア56の画
像を入力し、保存されている計測用エリア57の画像と
のマッチングを行い、計測用エリア57を検出し、プリ
ント板10に歪み荷重を印加した場合における計測用エ
リア57の3次元座標(X2'、Y2'、Z2')を保存
し、更に、計測用エリア55、57間の距離L'{=√
[(X1'−X2')2 +(Y1'−Y2')2 +(Z1'−Z
2')2 ]}を算出し、これを保存する。
ΔL[=L−L']を算出し、これに基づいて、計測用
エリア55、57間の歪み量ε[=(L−L')/L]
を算出して保存する。
は、指定エリア54、56のXYステージ座標と、指定
エリア54、56内の計測用エリア55、57のXY座
標から算出することができ、計測用エリア55、57の
Z座標は、Zステージ13のZ座標から算出することが
できる。
するためのXYステージ12の移動は、指定エリア5
4、56の座標をファイル化した座標ファイルに基づい
て行うことができ、この座標ファイルは、例えば、プリ
ント板10のCAD設計データに基づいて作成すること
ができる。
は、パーソナルコンピュータ18のディスプレイに表示
された指定エリア54、56の画像から操作者が行うよ
うにしても良いし、あるいは、Zステージ13の一定の
Z座標範囲の各Z座標における指定エリア54、56の
画像を計測用エリア55、57と同一の大きさのフォー
カスエリアで走査し、フォーカスエリア内でエッジ強度
値を加算又は平均した値をフォーカス度として求め、各
走査箇所でのフォーカス度を比較して最大のフォーカス
値の箇所を検出し、各Z座標での検出箇所を比較して最
大のフォーカス値の検出箇所を含む位置を計測用エリア
55、57として切り出すようにしても良い。
一実施形態を使用した本発明の歪み量計測方法の一実施
形態によれば、プリント板10の歪み量の計測をプリン
ト板10の画像認識を通して行うようにしているので、
歪みゲージを接着剤でプリント板10に張り付ける作業
及び歪みゲージと歪み量計測器本体とを接続するケーブ
ルの処理作業を不要とすることができ、歪み量計測の省
力化を図ることができる。
処理によるプリント板10の変形等の副次的な影響を除
去することができるので、歪み量計測の信頼性の向上化
を図ることができる。
みゲートを使用することができない微小な搭載部品の歪
み量(例えば、QFPのリードの歪み量)を計測するこ
ともでき、利便性の向上化を図ることができる。
態においては、計測用エリア55、57は、異なる指定
エリア54、56内の計測用エリアである場合について
説明したが、本発明は、同一の指定エリア内から複数の
計測用エリアを切り出す場合にも適用することができ
る。
リアについては、その画像を保存する際に、同一の指定
エリア内の計測用エリアであることを識別することがで
きる識別情報を付加する場合には、歪み荷重を印加した
状態での計測用エリアの辞書検索(マッチング)を容易
に行うことができる。
又は装置によれば、計測対象の歪み量を計測対象の画像
認識を通して行うことができるようにしたことにより、
歪みゲージを接着剤で計測対象に張り付ける作業及び歪
みゲージと歪み量計測器本体とを接続するケーブルの処
理作業を不要とすることができると共に、歪みゲージの
貼り付け及びケーブル処理による計測対象の変形等の副
次的な影響を除去することができ、更に、歪みゲージの
張り付けが不可能な微小なものについても歪み量の計測
が可能となるので、歪み量計測の省力化と、歪み量計測
の信頼性の向上化と、利便性の向上化とを図ることがで
きる。
構成図である。
治具の第1構成例を示す図である。
治具の第1構成例の機能を説明するための概略的斜視図
である。
治具の第2構成例を示す概略的斜視図である。
治具の第2構成例の機能を説明するための概略的斜視図
である。
るための概略的平面図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】計測対象を上方から撮像することができる
ように保持し、必要に応じて前記計測対象に歪み荷重を
印加することができ、XYステージにより水平方向に移
動可能とされた計測対象保持手段と、 Zステージにより上下方向に移動可能とされ、前記計測
対象保持手段に保持された前記計測対象を上方から撮像
する撮像手段とを備える歪み量計測装置を使用した歪み
量計測方法であって、 前記計測対象に歪み荷重を印加しない状態で、前記撮像
手段を使用して前記計測対象の指定エリアの画像を取得
し、前記指定エリア内の第1、第2の計測用エリアの画
像の保存と、前記第1、第2の計測用エリア間の距離の
算出とを行う工程と、 前記計測対象に歪み荷重を印加した状態で、前記撮像手
段を使用して前記計測対象の画像を取得し、保存されて
いる前記第1、第2の計測用エリアの画像とのマッチン
グにより前記第1、第2の計測用エリアを検出し、前記
第1、第2の計測用エリア間の距離を算出する工程と、 前記計測対象に歪み荷重を印加しない状態での前記第
1、第2の計測用エリア間の距離と、前記計測対象に歪
み荷重を印加した状態での前記第1、第2の計測用エリ
ア間の距離とから、前記第1、第2の計測用エリア間の
歪み量を算出する工程とを含んでいることを特徴とする
歪み量計測方法。 - 【請求項2】前記第1、第2の計測用エリア間の距離
は、前記指定エリアのXYステージ座標と、前記指定エ
リア内の前記第1、第2の計測用エリアのXY座標と、
前記Zステージの座標を使用して算出することを特徴と
する請求項1記載の歪み量計測方法。 - 【請求項3】前記Zステージの一定のZ座標範囲の各Z
座標における前記第1、第2の指定エリアの画像を前記
第1、第2の計測用エリアと同一の大きさのフォーカス
エリアで走査し、フォーカスエリア内でエッジ強度値を
加算又は平均した値をフォーカス度として求め、各走査
箇所でのフォーカス度を比較して最大のフォーカス値の
箇所を検出して、各Z座標での検出箇所を比較して最大
のフォーカス値の検出箇所を含む位置を前記第1、第2
の計測用エリアとすることを特徴とする請求項1又は2
記載の歪み量計測方法。 - 【請求項4】水平方向に移動可能とされたXYステージ
及び上下方向に移動可能とされたZステージと、 計測対象を上方から撮像することができるように保持
し、必要に応じて前記計測対象に歪み荷重を印加するこ
とができ、前記XYステージにより水平方向に移動可能
とされた計測対象保持手段と、 前記Zステージにより上下方向に移動可能とされ、前記
計測対象保持手段に保持された前記計測対象を上方から
撮像する撮像手段と、 前記計測対象に歪み荷重を印加しない状態で、前記撮像
手段を使用して前記計測対象の指定エリアの画像を取得
し、前記指定エリア内の第1、第2の計測用エリアの画
像の保存と、前記第1、第2の計測用エリア間の距離の
算出とを行う工程と、 前記計測対象に歪み荷重を印加した状態で、前記撮像手
段を使用して前記計測対象の画像を取得し、保存されて
いる前記第1、第2の計測用エリアの画像とのマッチン
グにより前記第1、第2の計測用エリアを検出し、前記
第1、第2の計測用エリア間の距離を算出する工程と、 前記計測対象に歪み荷重を印加しない状態での前記第
1、第2の計測用エリア間の距離と、前記計測対象に歪
み荷重を印加した状態での前記第1、第2の計測用エリ
ア間の距離とから、前記第1、第2の計測用エリア間の
歪み量を算出する工程を行う制御手段を備えていること
を特徴とする歪み量計測装置。 - 【請求項5】前記計測対象保持手段は、前記制御手段の
制御により前記計測対象に歪み荷重を印加することがで
きるように構成されていることを特徴とする請求項4記
載の歪み量計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07111999A JP4058836B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 歪み量計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07111999A JP4058836B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 歪み量計測方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000266519A true JP2000266519A (ja) | 2000-09-29 |
JP4058836B2 JP4058836B2 (ja) | 2008-03-12 |
Family
ID=13451371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07111999A Expired - Fee Related JP4058836B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 歪み量計測方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4058836B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008151714A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Horiba Ltd | 板状部材検査装置 |
JP2008539437A (ja) * | 2005-04-28 | 2008-11-13 | コーニング インコーポレイテッド | 透明基板の寸法変化を測定するための方法及び装置 |
JP2010025855A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sakata Denki | 軌道変位測定装置 |
CN106568648A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-04-19 | 中国石油大学(北京) | 一种材料力学特性细观尺度实验方法 |
CN109916324A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-21 | 信泰电子(西安)有限公司 | Pcb板弯曲度测试机及其使用方法 |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP07111999A patent/JP4058836B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN106568648B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-06-25 | 中国石油大学(北京) | 一种材料力学特性细观尺度实验方法 |
CN109916324A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-21 | 信泰电子(西安)有限公司 | Pcb板弯曲度测试机及其使用方法 |
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JP4058836B2 (ja) | 2008-03-12 |
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