JP2001183307A

JP2001183307A - 実装済プリント基板検査装置における判定基準自動調整方法およびその装置

Info

Publication number: JP2001183307A
Application number: JP36965799A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Marui; 能隆丸井
Original assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Current assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント基板に対する電子部品の半田付けを
検査するための判定基準には、それぞれに複数の検査項
目が含まれるため適切な基準値の検査項目からなる判定
基準を設定することが難しいといった問題があった。ま
た、上記の適切とする基準値はユーザー毎に要望する値
が異なるといったことが問題を一層複雑化させていた。【解決手段】プリント基板に対する電子部品の実装状
態を検査する検査装置の判定基準を自動調整する方法に
おいて、複数の検査項目からなる判定基準に従いプリン
ト基板を自動検査し、不合格と判定されたプリント基板
のＮＧが検出された検査部位に対して目視検査を実行す
ると共に、目視検査によって該ＮＧの検出結果が「見過
ぎ」によると評価された検査項目に対して基準値を緩和
した判定基準を生成し、該生成した判定基準と蓄積した
過去のＮＧデータとを比較して、過去のＮＧデータが全
てＮＧと判定された場合に上記判定基準を緩和した判定
基準に更新する実装プリント基板検査装置における判定
基準自動調整装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント基板に電子
部品を実装した実装済プリント基板検査装置（レーザー
光を半田付け部分に照射し反射光より半田付け状態を判
断する装置、テレビカメラで撮影した画像を処理して半
田付け状態を判断する装置およびＸ線を照射して表面か
ら見えない部分の半田付け状態を判断する装置）におい
て、検査のための判定基準（半田付けの「見過ぎ」、す
なわち、過剰検査）を自動調整するための実装済プリン
ト基板検査装置における判定基準自動調整方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実装済プリント基板に対する電子部品の
半田付け状態を検査するための判定基準を自動調整する
方法としては、特開平０７−７１９３２号に未半田異常
に対して判定基準を自動調整する方法が提案されてい
る。この提案にあっては、テレビカメラで撮影したプリ
ント基板を画像処理してその反射輝度を計測すると共
に、チップ部品に対するパッド上の未半田領域が部品幅
の２５％で長さ方向の未半田の最小連続長が２値化画素
数で２６以上の判定基準を設定して、目視によって判定
基準が見過ぎ（過剰検査）と判断した場合に「見過ぎ」
情報を入力することで判定基準を自動的に緩和する方法
が開示されている。

【０００３】しかし、上記の半田幅と半田長さのみで
「未半田」を判定することは十分でなく、図４のように
部品の両サイドとパッドとの間に半田が存在すれば部品
を基板に保持するに十分な強度を持たせることができ、
検査項目数が少ない判定基準では未半田に対して正確な
評価を行うことができないといった問題を有する。ま
た、同様にして、部品に対する半田付けの良否やリード
の浮きを判定することにおいても、半田付けに対する目
視検査の検査項目にはサイドに加えて図５に示すような
半田高さやフィレット高さなどが含まれ、ましてやユー
ザーが要望する判定基準を設定するためには、上記複数
の検査項目を同時に満足する判定基準を生成することが
必要になるため、その設定あるいは調整が非常に煩雑に
なるといった問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決せんとするもので、その目的とするところは、
複数の検査項目の基準値を同時に満足する検査項目の組
合せからなる判定基準の生成を簡単にしたことにより、
ユーザーの半田付け形状に対する要望および半田付け装
置の半田付け特性に合致させることができる実装済プリ
ント基板検査装置における判定基準自動調整方法および
その装置を提供せんとするにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の実装済プリント
基板検査装置における判定基準自動調整方法は前記した
目的を達成せんとするもので、プリント基板に対する電
子部品の実装状態を検査する検査装置の判定基準を自動
調整する方法において、複数の検査項目からなる判定基
準に従いプリント基板を自動検査し、不合格と判定され
たプリント基板のＮＧが検出された検査部位に対して目
視検査を実行すると共に、目視検査によって該ＮＧの検
出結果が「見過ぎ」によると評価された検査項目に対し
て基準値を緩和した判定基準を生成し、該生成した判定
基準と蓄積した過去のＮＧデータとを比較して、過去の
ＮＧデータが全てＮＧと判定された場合に上記判定基準
を緩和した判定基準に更新することを特徴とする。

【０００６】また、本発明の実装済プリント基板検査装
置における判定基準自動調整装置は、複数の検査項目か
らなる判定基準を記憶しプリント基板に対する電子部品
の実装状態を検査する実装済プリント基板検査手段と、
実装済プリント基板検査手段によって不合格と判定され
たプリント基板のＮＧが検出された検査部位を目視検査
して「ＮＧ」と「見過ぎ」を識別した情報を出力する目
視検査手段と、「ＮＧ」と「見過ぎ」の目視検査情報を
入力し、複数の検査項目からなる判定基準のうち「見過
ぎ」と評価された該当検査項目の基準値を緩和した判定
基準を生成し、該生成した判定基準と上記「ＮＧ」と評
価された過去のＮＧデータとを比較し、過去のＮＧデー
タが全てＮＧと判定された場合に生成した判定基準を出
力して上記実装済プリント基板検査手段の判定基準を更
新する判定基準更新手段とから構成したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実装済プリント基
板検査装置における判定基準自動調整装置を図面と共に
説明する。図１において、１は実装済プリント基板検査
装置（手段）であって、例えば、レーザー光を半田付け
部分に照射し、半田付け部分に照射されたレーザー光の
反射光を多数の受光素子によって受光し、受光素子のう
ちのどの受光素子が受光したかで半田付け状態（例え
ば、半田少、半田過多、リード浮き、ブリッジ、部品欠
品など）が正常か否かを判断する検査装置（例えば、本
願出願人が特許第２９３９８７６号に開示した検査装置
を参照）である。

【０００８】２は、前記検査装置１において不合格（半
田付け不良）と判定された不良基板を検査テーブル上に
載せて、基板番号を入力することで検査装置１で検査さ
れたデータを基に不良内容をＣＲＴに画面表示すると共
に、ＮＧ部品にレーザー光を照射してその位置を作業者
に知らせる目視検査装置（手段）である。そして、ＮＧ
（例えば、半田少）が検出された検査部位（ポイント）
を目視で確認した結果が「見過ぎ」であると評価された
場合には、キーボード等の適宜な入力手段を介して「見
過ぎ」情報を作成し、真の「ＮＧ」情報と共に「見過
ぎ」情報を出力する。なお、見過ぎ情報の作成は目視検
査装置にソフトを追加することで対応可能であるが、専
用の入力装置を設けてもよい。

【０００９】３は前記「ＮＧ」および「見過ぎ」情報が
入力され、「見過ぎ」と評価された検査項目を含む、複
数の検査項目から構成する各判定基準（半田少、半田過
多、リード浮き、ブリッジ、部品欠品）の該当検査項目
の基準値を「見過ぎ」と評価した値まで基準値を緩和す
ると共に、「見過ぎ」と評価された判定基準の全検査項
目を過去のＮＧデータと比較して、新しい判定基準が過
去のＮＧデータを全てＮＧとすることが確認された場合
に、緩和した新しい判定基準を上記実装済プリント基板
検査装置１に出力して判定基準の更新を行う判定基準更
新装置( 手段)である。なお、判定基準更新装置３は既
存の検査装置１にソフトを追加して判定基準を求めても
よく、また、専用のコンピュータを用いて判定基準を求
めてもよい。

【００１０】次に、前記した判定基準更新装置３の詳細
を図２と共に説明する。３１は、プログラムメモリ３２
に予め記憶されたプログラムに従い以下の各部を制御す
ると共に、「見過ぎ」と評価された検査項目を緩和した
判定基準と過去のＮＧデータとを比較して判定基準を更
新するＣＰＵ。３３は、初期設定時においてキーボード
等を介してユーザーが要望する基準値を各検査項目毎に
入力すると共に更新された判定基準を記憶する判定基準
メモリ。３４は、外部からオンラインまたは適宜な記録
媒体を介して初期判定基準や「ＮＧ」情報、「見過ぎ」
情報などが入力される外部情報入力部である。

【００１１】３５は、入力された「ＮＧ」情報と「見過
ぎ」情報を記憶する入力データ一時記憶メモリ。３６
は、目視検査によってＮＧと評価されたＮＧデータを蓄
積したＮＧデータメモリ。３７は、ＣＰＵ３１によっ
て、「見過ぎ」と評価され該当検査項目が緩和された更
新した判定基準を一時記憶する更新済判定基準一時記憶
メモリ。３８は、更新された判定基準を実装済プリント
基板検査装置１に出力する判定基準出力部である。

【００１２】なお、上記のＮＧデータメモリ３６には、
メモリの増大化を防止するため予めＣＰＵ３１によって
入力データ一時記憶メモリ３５に記憶した「ＮＧ」情報
の照合が実行され、記憶されたデータと重複しない「Ｎ
Ｇ」情報のみがＮＧデータとしてメモリに追加される。
また、上記の判定基準メモリ３３には、ユーザーが予め
要望する半田形状（例えば、半田高さ、半田長さ、半田
幅など）を外部情報入力部３４から入力する方法を説明
したが、装置のメーカーが半田量が多い比較的厳しい基
準値を予め設定し、ユーザーがその判定基準を順次更新
して要望する判定基準を完成させるようにしてもよい。

【００１３】次に、実装済プリント基板検査装置１にお
いて各部品の各検査部位毎に半田付けの検査が行われ
る。そこで、例えば、１つのチップ部品やＩＣの各リー
ドの半田付けに対して、判定基準の１つである「半田
少」が検出されて、目視検査によって「見過ぎ」と評価
され、それにより判定基準が更新される場合を考えてみ
る。この時、判定基準に含まれる検査項目として「フィ
レット高さ」「半田高さ」「フィレット長さ」「パッド
先端２／３上の乱反射」「サイドボリューム」が設定さ
れているとする。

【００１４】なお、ここで、上記の各検査項目の基準値
の設定方法について説明する。半田面に対して極細のレ
ーザー光を垂直に照射すると、照射した半田面の形状に
応じた角度の反射光が受光素子で検出され、このそれぞ
れの角度に対して数値（例えば、半田面の傾斜が強いた
めに水平の反射光が受光される場合を「０」、半田面が
水平でほぼ垂直の反射光が受光される場合を「６」とし
て以下中間の角度を５等分して「２」〜「５」の数値
を、また、乱反射した光を受光した場合に「７」の数値
を設定）を割り当てる。そして、部品と半田を含むパッ
ド上をレーザー光を掃引することで、上記「０」〜
「７」からなる数列データが出力される。

【００１５】一方、半田面の傾斜が大きな上記の「０」
〜「５」に対して、それぞれ「６９」，「５０」，「３
７」，「２５」，「９」の数値を対応させ、「６」と
「７」に「０」の数値を対応させると、半田上を掃引し
１００μｍピッチでサンプリングした数列の値を上記の
数値で置き換え加算したデータは半田の傾斜が大きい程
−即ち、フィレット高さや半田高さが高いほど大きな値
を持つことになる。そこで、例えば、「フィレット高さ
≦１５０の時ＮＧ」「半田高さ≦２５０の時ＮＧ」と
設定することで半田が少ないことを検出する。

【００１６】また、フィレット長さに関しては、上記の
「０」〜「６」の数値の平坦度を示す「６」「７」以外
の数値の数が多い程−即ち、フィレット長さが長いほど
数値が大きくなる。そこで、例えば、「フィレット長さ
≦５の時ＮＧ」と設定することで半田が少ないことを
検出する。

【００１７】さらに、パッド先端２／３上の乱反射に関
しては、パッド面が半田で被覆されておらず、銅箔が露
出している場合に検出される乱反射の数値「７」の２／
３の長さに対する比率が高い程−即ち、銅箔が露出して
いる割合が大きいほど大きな値を持つことになる。そこ
で、「パッド先端２／３上の乱反射≧５０の時ＮＧ」と
設定することで半田が少ないことを検出する。

【００１８】最後に、サイドボリュームに関しては、チ
ップ部品やリードに直交する方向にレーザー光を掃引し
た場合に部品やリードのサイド部分からの反射光が前記
のように半田の傾斜が大きい−即ち、半田高さ（量）が
高いほど大きな値を持つことになる。そこで、「サイド
ボリューム＜８０の時ＮＧ」と設定することで半田が
少ないことを検出する。以上について、各検査項目をＡ
〜Ｅで置き換えまとめると、１つの判定基準の「半田
少」に対しては、「Ａ≦１５０，Ｂ≦２５０，Ｃ≦５，
Ｄ≧５０，Ｅ＜８０」の内の１つの検査項目でもＮＧが
検出された場合には、検査装置１で「半田少」と判定さ
れることになる。

【００１９】次に、前記した構成に基づいて本発明の判
定基準自動調整装置の動作を図３のフローチャートと共
に説明する。先ず、実装済プリント基板検査装置１にお
いて予め記憶された判定基準に従い各部品の検査部位に
対する半田付け検査が実行される（ステップＳ１）。次
に、検査が終了して不合格と判定されたプリント基板は
目視検査装置２に搬入され、ここで人為的な目視検査が
実行される（ステップＳ２) 。そして、目視検査によっ
て「ＮＧ」および「見過ぎ」と評価されたデータが目視
検査装置２から図２に示す判定基準更新装置３の外部情
報入力部３４に入力され、入力データ一時記憶メモリ３
５に記憶される（ステップＳ３）。

【００２０】次に、「見過ぎ」と評価された最初の情報
がＣＰＵ３１によって入力データ一時記憶メモリ３５か
ら読み出され、ＮＧと判定された検査項目の基準値がそ
れぞれＮＧの値に緩和され更新された判定基準が更新済
判定基準一時記憶メモリ３５に記憶される（ステップＳ
４）。次に、ＣＰＵ３１によって緩和された判定基準の
各検査項目と過去のＮＧデータメモリ３６における該当
する判定基準の各検査項目に対するＮＧデータとの比較
を行う（ステップＳ５）。

【００２１】そして、過去の全てのＮＧデータに対して
更新した判定基準が過去の全てのＮＧデータをＮＧにし
ない場合には緩和した判定基準を新しい判定基準として
採用することを中止し（ステップＳ６）。過去の全ての
ＮＧデータをＮＧにする場合には検査項目を緩和した判
定基準に判定基準メモリ３３のデータを更新する（ステ
ップＳ７）。以下、同様な手順によって全ての部品の半
田付けの「見過ぎ」に対する判定基準の更新が終了する
まで上記ステップＳ４〜Ｓ７を実行する（ステップＳ
８）。そして、判定基準の更新が終了した場合に、検査
装置１に対して更新した判定基準が出力される（ステッ
プＳ９）。

【００２２】例えば、表１で示すように、レーザー光に
よる実装済プリント基板の半田付け検査によって、例え
ば、１つの部品の検査において「フィレット高さＡ」と
「半田高さＢ」がＮＧと検査されることにより、それら
の検査項目を含む判定基準に対する判定結果が「半田
少」−即ち「ＮＧ」と判定した場合に、その後の目視検
査によって「見過ぎ」と評価された場合には、それぞれ
の検査項目の基準値をＮＧと評価された基準値に緩和し
た右側の新しい判定基準に変更して、その判定基準の各
検査項目を過去のＮＧデータの各検査項目の値と大小比
較し、過去の全てのＮＧデータが全てＮＧになることが
確認された場合において判定基準を更新する。

【００２３】

【表１】

【００２４】ここで、上記した複数の検査項目の組み合
わせからなる判定基準からユーザーの要望する判定基準
を求める方法を、説明を簡易にするためにフィレット高
さとフィレット長さとサイドボリュームについて説明す
ると、図６に模式的に示すように各検査項目は互いに判
定基準の「半田少」を補完する関係にあり、ハッチング
した中に多数のＮＧデータが含まれている。そこで、目
視検査によってフィレット高さに対する検査結果（Ｎ
Ｇ）が見過ぎであると評価した場合には緩い基準、すな
わち、、フィレット高さを低くする基準に更新される。
そして、フィレット高さの基準を図示の矢印の方向にシ
フトすることによって「ＯＫ」の領域が増え過去にＮＧ
と評価したデータ（例えば、図示した黒丸のデータ）を
ＯＫと評価する判定基準が設定されることになる。よっ
て、過去のＮＧデータが全てＮＧと判定されることを確
認した後、判定基準の更新を行う。

【００２５】上述のように、各々の検査項目は互いに影
響を及ぼす関係にあり、全ての検査項目が過去のＮＧデ
ータをＮＧにすることが確認されて始めて判定基準の更
新が可能である。特に、判定基準の１つである「リード
浮き」を検査するような場合には、検査項目の半田高さ
の中間位置にリード浮きの判定条件、すなわち、ＮＧの
条件が存在するため、要望する判定基準を求めるための
条件は一層複雑になり、本願のように過去のＮＧデータ
と照合を行う方法が、互いに影響を及ぼす複数の検査項
目からなる判定基準の最適値を求めるために必要不可欠
となる。

【００２６】なお、上記の実施例において、ＮＧが検出
された検査項目をＮＧと評価された値に全て緩和する実
施例を提示したが、検査項目毎の適宜な選択手段を判定
基準更新装置に設け、変更したい検査項目の基準値だけ
を緩和した判定基準を生成してもよい。また、「ＮＧ」
と評価された結果は数値でも表示されるため、検査項目
毎に制御可能な適当なボリュームを判定基準更新装置に
設け、変更したい検査項目の基準値を希望する数値分だ
け緩和した判定基準を生成してもよい。

【００２７】さらに、本願の発明の構成にあっては、図
１や図２に示した機器構成に限定されるものではなく、
本願発明の主旨を越えない範囲において縮小（統合）ま
たは拡大（分散）した構成を採用することが可能であ
る。最後に、本実施例はレーザー光を用いる検査方法に
ついて説明したが、検査結果が数値データとして出力
（例えば、撮影された画像による濃淡データ）され、複
数の検査項目からなる判定基準を検査に用いる場合に
は、検査手段が何れの場合であっても本願発明を適用す
ることが可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は前記したように、「見過ぎ」と
評価された検査項目を含む、複数の検査項目から構成さ
れる判定基準の検査項目の基準値を緩和すると共に、全
ての検査項目を過去のＮＧデータと比較して、過去のＮ
Ｇデータが全てＮＧとなることが確認された場合に判定
基準を更新するようにしたので、格別な検査経験を要す
ることなく、ユーザーの誰もが特定の検査項目に対する
見過ぎを指定することにより要望する基準に判定基準を
自動的に調整することができるといった効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実装済プリント基板検査装置における
判定基準自動調整装置を示すブロック図である。

【図２】同上における判定基準更新装置の具体例を示す
ブロック図である。

【図３】動作を説明するためのフローチャートである。

【図４】半田付け状態を示すチップ部品の一部を示す斜
視図である。

【図５】同上の側面図である。

【図６】判定基準を求めるための模式図である。

【符号の説明】１実装済プリント基板検査装置２目視検査装置３判定基準更新装置３１ＣＰＵ３２プログラムメモリ３３判定基準メモリ３４外部情報入力部３５入力情報一時記憶メモリ３６ＮＧデータメモリ３７更新済判定基準一時記憶メモリ３８判定基準出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板に対する電子部品の実装状
態を検査する検査装置の判定基準を自動調整する方法に
おいて、複数の検査項目からなる判定基準に従いプリント基板を
自動検査し、不合格と判定されたプリント基板のＮＧが
検出された検査部位に対して目視検査を実行すると共
に、目視検査によって該ＮＧの検出結果が「見過ぎ」に
よると評価された検査項目に対して基準値を緩和した判
定基準を生成し、該生成した判定基準と蓄積した過去の
ＮＧデータとを比較して、過去のＮＧデータが全てＮＧ
と判定された場合に上記判定基準を緩和した判定基準に
更新することを特徴とする、実装済プリント基板検査装置における判定基準自動調整
方法。
【請求項２】複数の検査項目からなる判定基準を記憶
しプリント基板に対する電子部品の実装状態を検査する
実装済プリント基板検査手段と、実装済プリント基板検査手段によって不合格と判定され
たプリント基板のＮＧが検出された検査部位を目視検査
して「ＮＧ」と「見過ぎ」を識別した情報を出力する目
視検査手段と、「ＮＧ」と「見過ぎ」の目視検査情報を入力し、複数の
検査項目からなる判定基準のうち「見過ぎ」と評価され
た該当検査項目の基準値を緩和した判定基準を生成し、
該生成した判定基準と上記「ＮＧ」と評価された過去の
ＮＧデータとを比較し、過去のＮＧデータが全てＮＧと
判定された場合に生成した判定基準を出力して上記実装
済プリント基板検査手段の判定基準を更新する判定基準
更新手段と、から構成することを特徴とする実装済プリント基板検査
装置における判定基準自動調整装置。