JP2002131029A - 成形部品の検査方法及び検査装置並びに端子高さ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像処理を用いた成形部品の検査において、
成形バリ及び／又は変形があっても正確な測定検査方法
を得る。 【解決手段】 成形部品１の取付基準面を含みその近傍
の投影画像を２次元画像データとして読み込み、画像デ
ータの各取付基準面部分を複数の領域に分割し、複数の
領域のそれぞれについて、成形部品と背景の境界上の複
数の境界点の座標値を求め、座標値を所定の座標軸の値
でソートし、所定の順位の境界点をその領域の代表点と
し、複数の領域の各代表点の座標値を相互に比較するこ
とによって、成形部品の取付基準面の成形バリ及び／又
は変形の正確な検査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ部品、コネ
クタ、ＩＣ等の一般に本体を樹脂で覆い、電子回路に接
続するための端子が形成されている電子部品（以下成形
部品という）の成形バリ及び／又は変形の検査方法及び
変形を考慮した端子高さの測定検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子製品の小型化が進む中で、成形部品
は小型化されると共に、その形状寸法精度に対しても高
い精度が要求され、その製造工程においてそれを検査す
る工程は、製品の機能を保証する上で重要な役割をにな
っている。

【０００３】検査は外観形状の違いを判定する検査と寸
法測定検査の２つに大きく分けられ、従来は熟練した検
査員が目視や測定器を操作して行っていたが、繰り返し
作業の中で集中力を持続させることは精神的にかなりの
重労働となり欠陥の見逃しが起こり得ることから、画像
処理を用いた客観的な非接触検査が必要不可欠になって
きていて、例えば特開平７−１７６５８３号公報には、
リードフレーム上に形成された成形部品において、成形
部品上に形成される離型剤や樹脂バリの影響を排除し
て、リードフレームと成形部品の位置ズレを検査するた
めに、、離型剤や樹脂バリが画像データとして取り込ま
れないようにして検査する方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に成形部
品は、樹脂成形時に発生する成形バリや運搬時等に発生
する樹脂部分の変形などが生じやすく、その大きさなど
を規格と対比する検査が必要で、さらに規格内の変形が
原因で正確な寸法検査が出来ないという問題があった。
また、一般に画像処理を用いた検査装置は、検査処理の
アルゴリズムが複雑で所要検査時間が長く、装置も高価
なものになるという問題があった。そこで本発明は、画
像処理を用いた成形部品の検査において、成形バリ及び
／又は変形があっても正確な測定検査方法を実現すると
共に、所要検査時間を短縮し安価な検査装置を得んとす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】その為に本発明では、成
形部品の取付基準面を含みその近傍の投影画像を２次元
画像データとして読み込み、該画像データの各取付基準
面部分を複数の領域に分割し、該複数の領域のそれぞれ
について、成形部品と背景の境界上の複数の境界点の座
標値を求め、該座標値を所定の座標軸の値でソートし、
所定の順位の境界点をその領域の代表点とし、該複数の
領域の各代表点の座標値を相互に比較することによっ
て、成形部品の取付基準面の成形バリ及び／又は変形の
正確な検査方法が得られる。

【０００６】また、成形部品の端子と背景の境界が、該
成形部品の取付基準面と背景との境界よりも背景側に突
出するようにして、成形部品の取付基準面を含みその近
傍の投影画像を２次元画像データとして読み込むことと
すれば、簡単な２値化処理を施しても、成形部品の樹脂
成形部分と端子部分を弁別可能とし、検査方法の簡易化
を可能とできる。

【０００７】また、上記の方法により成形バリ及び／又
は変形の高さを、所定の値と比較して合否判定を行う成
形部品の検査装置とすることとすれば、検査装置の簡易
化を可能とできる。

【０００８】また、成形部品の取付基準面の変形の高さ
が、上記の検査方法により測定して所定の規格内の場合
には、領域の変形の頂点位置を通る直線から端子位置ま
での距離を測定して端子高さとする成形部品の端子高さ
検査装置とすることとすれば、測定精度の高い検査装置
の簡易化を可能とできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例として説明
する検査対象の成形部品１の斜視図である。図１におい
て、成形部品１は例えば電気コネクタ、半導体集積回
路、チップ部品等の表面実装部品で、図示しない内部構
成を有し、内部構成を覆うモールディング１１、モール
ディング１１の一部分として形成された左右の取付基準
面１２，１３、内部構成と電気的に接続されてモールデ
ィング１１から突出した複数の端子１４，１５，１６を
有している。一般に表面実装部品の半田付けの信頼性を
確保するためには、端子１４乃至１６の先端部分高さ
は、実装するプリント基板の表面から０．１ミリメート
ル以下の隙間を確保することが必要とされている。

【００１０】図２は本発明の検査装置の構成図である。
図２において、光源２１は例えばハロゲンランプ等を用
いた発光源、撮像装置２２は例えばＣＣＤカメラ等の２
次元センサである。光源２１と受像装置２２を結ぶ光軸
上には被検査物としての成形部品１が、モールディング
１１と背景との境界と、端子１４乃至１６の先端部分と
背景との境界とを、後者が前者の外方に突出して区別出
来るように所定の角度θだけ傾けて配置される。

【００１１】撮像装置２２の出力信号は画像入力ボード
２３を介して画像処理装置２４に与えられる。

【００１２】画像処理装置２４は、例えばパーソナルコ
ンピュータ等で構成される本検査装置の要部で、詳細は
後述する。

【００１３】Ｉ／Ｏボード２５は画像処理装置２４の出
力を所定の電気信号として出力するための電子回路装
置、シーケンサ２６はＩ／Ｏボード２５の出力に応じて
製造工程内で、不良品の排出などの必要な処理を行わせ
るための装置である。

【００１４】図３は、画像処理装置２４に与えられる画
像データの一例を示す。図３において、成形部品１の画
像データ３０は、モールディング３１、左右の取付基準
面３２及び３３、端子３４乃至３６で構成され、撮像装
置２２で撮像した成形部品１の画像データを、成形部品
１と背景とのコントラストを高めるための２値化処理を
施した上で、あらかじめ基準座標（原点ｏ、座標軸ｘ及
び座標軸ｙ）に対して所定の位置合わせを施した状態と
してある。そして、以後の説明で行う距離の計算には、
画像データの画素数を所要の座標軸方向に計数し、成形
部品１上の実際の距離に換算することによって行うこと
とする。また、図３において、モールディング３１は白
抜きで端子３４乃至３６は塗り潰しで便宜上濃さに差を
付けて示しているが、実際の全体画像データ上では濃さ
の差は無いものとする。

【００１５】図４は、図３に示す画像データ３０の左の
取付基準面３２部分を拡大して示す。図４において、取
付基準面３２は直線ではなく図示するようなうねりを有
しているものと仮定し、その一部には成形バリまたは変
形による突起４０が存在するものと仮定する。

【００１６】そして、詳しくは後述するように取付基準
面３２は、複数の領域Ｒ１乃至Ｒ５に分割され、各領域
には代表点Ｐ１乃至Ｐ５が抽出されている。

【００１７】図５は、取付基準面３２及び３３の検査工
程を示すフローチャートである。以下に、図４及び図５
を引用して、取付基準面３２の検査工程について説明す
るが、取付基準面３３についても、同様に検査するもの
とする。

【００１８】まず、検査の対象とする取付基準面３２
を、図４に図示する領域Ｒ１乃至Ｒ５の様に、複数の領
域に分割するための領域分割数を設定し、あらかじめ成
形バリまたは変形が発生しやすい領域を設定すると共
に、各領域の幅を設定する（Ｓ１）。領域分割数は、こ
こでは５としているがこれに限定されるものではなく、
必要な検査精度と検査に要する時間から任意に設定出来
るが、後述する演算の容易化の為には奇数の領域に分割
することが望ましい。

【００１９】また、成形バリまたは変形が発生しやすい
領域と各領域の幅は、例えば多量生産工程における成形
バリ又は変形が発生傾向等を把握して、成形バリまたは
変形が発生しやすい領域とし、その領域の幅を広くする
等して、各領域毎の領域の幅は任意の幅に設定出来る。
ここでは成形バリまたは変形が発生しやすい領域を領域
Ｒ１と仮定し、領域Ｒ１の幅は成形バリまたは変形４０
を完全に包含する幅としている。

【００２０】次に、分割した領域Ｒ１乃至Ｒ５から１つ
の領域例えば領域Ｒ１を指定し（Ｓ２）、その領域Ｒ１
内の取付基準面と背景との境界の高さ（座標ｙ）を座標
ｘ方向に画像処理の分解能に従って計測し（Ｓ３）、ｙ
座標値順に並べ替え（ソート）を行い、最も高い点（ｙ
座標値が最小の点）の座標データを、その領域の代表点
Ｐ１と設定する（Ｓ４）。

【００２１】この工程は全ての領域について繰り返して
行い、領域代表点Ｐ１乃至Ｐ５を設定する（Ｌ１）。

【００２２】全ての領域についての領域代表点Ｐ１乃至
Ｐ５を設定したら、各領域の代表点Ｐ１乃至Ｐ５をｙ座
標値順にソートし、第１順位となる（ｙ座標値が最小）
領域を抽出する（Ｓ５）。図４に図示する例では、領域
Ｒ１が抽出される。

【００２３】次に、Ｓ５で抽出した領域位置とＳ１で設
定した成形バリまたは変形が発生すると定めた領域の領
域位置を比較し、領域位置が一致すれば成形バリまたは
変形が有ると判断し、領域位置が一致しなければ成形バ
リまたは変形は無いと判断する（Ｌ２）。

【００２４】図４に図示する例では、領域位置が一致し
て成形バリまたは変形が有ると判断するが、一致しない
場合は、Ｓ４で計測した各領域の領域代表点の内、最も
高い（ｙ座標値が最小）となる領域代表点を取付基準面
３２の基準位置として抽出する（Ｋ１）。

【００２５】次に、成形バリまたは変形有りと判断した
場合、そのｙ座標値とＳ５で行ったソート順位が中央と
なる領域の領域代表点のｙ座標値との差を算出し、成形
バリまたは変形の高さとし（Ｓ６）、その高さを所定の
規格値と比較し検査する（Ｌ３）。

【００２６】成形バリまたは変形の高さが規格外と判断
した場合には、当該成形部品１は不良品とされ（Ｋ
４）、所定の信号がＩ／Ｏボード２５を経てシーケンサ
２６に送られ、当該成形部品１を製造工程から排出す
る。

【００２７】次に、成形バリまたは変形の高さが規格内
と判断した場合には、成形バリまたは変形部分が全て含
まれる様な所定の面積を有する矩形の窓を設定し（Ｓ
７）、設定した窓の中に含まれる成形部品部分の画素数
を計数し、成形バリまたは変形が存在しない場合の画素
数との画素数の差とから、成形バリまたは変形の面積を
算出する（Ｓ８）。

【００２８】次に、上で算出した成形バリまたは変形の
面積を所定の基準値と比較して、基準値以下なら成形バ
リ、基準値を超えたら変形と判断する（Ｌ４）。

【００２９】この時基準値は、例えば成形バリまたは変
形の高さ規格値以下の幅では成形バリとする様、その高
さ規格値の２乗の値とする等が考えられるが、より正確
には、あらかじめ多数の成形部品１を解析して、プリン
ト基板に組み付けた際に、倒れて排斥されるものを成形
バリと判定するように設定するなど、成形部品１の材質
や製造工程の特性を加味した値とすることが望ましい。

【００３０】そして、Ｌ４で突起４０が成形バリと判断
されたとき、規格内の高さの成形バリは、成形部品１を
プリント基板に実装するための押し圧力で、倒れて排斥
されると考えられることから、Ｓ５で行ったソート順位
が中央となる領域の領域代表点を取付基準面３２の基準
位置として抽出する（Ｋ２）。

【００３１】又、Ｌ４で突起４０が変形と判断されたと
きは、その頂点を取付基準面３２の基準位置として抽出
する（Ｋ３）。

【００３２】そして、上述したと同じ処理を取付基準面
３３についても行い、取付基準面３３を検査し、規格内
の成形バリまたは変形を見込んだ取付基準面３３の基準
位置を抽出する。

【００３３】図６は、成形部品１の端子高さ測定方法を
示し、図６（ａ）は成形バリ又は変形が存在しない場
合、図６（ｂ）は左の取付基準面３２にのみ成形バリが
存在する場合、図６（ｃ）は左の取付基準面３２にのみ
変形が存在する場合をそれぞれ示す。図６において、便
宜上成形部品１の画像データ３０は一部を省略して図示
し、これまで説明したと同一の部位には同一の符号を付
して説明を省略する。

【００３４】図６（ａ）において、左の取付基準面３２
と右の取付基準面３３には、共に成形バリ又は変形が存
在しないため、上述し、図５に示すＫ１の様にして抽出
された、左の取付基準面３２の基準位置Ｐ３２及び右の
取付基準面３３の基準位置Ｐ３３を結ぶ直線Ｌ１を設定
し、直線Ｌ１から垂直に端子３４乃至３６のそれぞれの
先端までの距離を計算し、端子３４乃至３６のそれぞれ
の端子高さＨとする。

【００３５】図６（ｂ）において、左の取付基準面３２
には成形バリ４１が存在するが、成形バリ４１はその判
定のための面積の基準値を、プリント基板取付時には倒
れて排斥されるものを成形バリと判定するように設定し
ており、従って、上述し、図５に示すＫ２の様にして抽
出された、左の取付基準面３２の基準位置Ｐ３２と、Ｋ
１の様にして抽出された右の取付基準面３３の基準位置
Ｐ３３を結ぶ直線Ｌ１を設定し、直線Ｌ１から垂直に端
子３４乃至３６のそれぞれの先端までの距離を計算し、
端子３４乃至３６のそれぞれの端子高さＨとする。

【００３６】図６（ｃ）において、左の取付基準面３２
には変形４２が存在するため、上述し、図５に示すＫ３
の様にして抽出された左の取付基準面３２の基準位置Ｐ
３２と、Ｋ１の様にして抽出された右の取付基準面３３
の基準位置Ｐ３３を結ぶ直線Ｌ１を設定し、直線Ｌ１か
ら垂直に端子３４乃至３６のそれぞれの先端までの距離
を計算し端子３４乃至３６のそれぞれの端子高さＨとす
る。

【００３７】以上の様にして算出された端子高さＨを、
所定の規格値と比較し、全ての端子の端子高さＨが規格
値の範囲内であれば、当該成形部品１は良品として処理
し、いずれか１つ以上の端子の端子高さＨが規格外であ
れば、当該成形部品は不良品として処理され、これらの
処理は、図２に示す画像処理装置２４からの信号に基づ
いて、Ｉ／Ｏボード２５が所定の出力信号を出力し、シ
ーケンサ２６によって製造工程中から不良品を排斥する
などして行われる。また、Ｉ／Ｏボード２５からは検査
を実施した成形部品１の個数と共に、不良品の不要内容
とその個数、あるいは計測した端子高さの数値データ等
を出力して、いわゆる品質管理の為のデータとして保存
しても良い。

【００３８】上述したように、光源２１と受像装置２２
を結ぶ光軸上には被検査物としての成形部品１が、取付
基準面１２，１３の画像３２，３３と、端子１４乃至１
６の先端部分の画像３４乃至３６とを、後者が前者の外
方に突出して区別出来るように所定の角度θだけ傾けて
配置したことにより、撮像した画像データ３０に単純な
２値化処理を施しても、左右の取付基準面１２，１３上
の成形バリ及び／又は変形の検査と、端子高さの測定検
査が出来、検査時間の短縮と検査装置の低価格化が図れ
る。

【００３９】また、画像データ３０の必要範囲の高さの
判定に、各座標点をソートしてその順位をもって判定す
る様にしたことから、処理を単純化出来、検査時間の短
縮と検査装置の低価格化が図れる。

【００４０】また、成形バリと変形を区別し、プリント
基板組み込み時の端子高さを正しく測定検査出来るよう
にしたので、より実用に即した正確な検査を可能とし
た。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、画像データの各取付基準
面部分を複数の領域に分割し、複数の領域のそれぞれに
ついて、成形部品と背景の境界上の複数の境界点の座標
値を求め、座標値を所定の座標軸の値でソートし、所定
の順位の境界点をその領域の代表点とし、複数の領域の
各代表点の座標値を相互に比較することによって、取付
基準面の成形バリ及び／又は変形の検査を行うため、画
像処理を用いた成形部品の検査において、成形バリ及び
／又は変形があっても正確な測定検査方法とできる。ま
た所要検査時間を短縮し安価な検査装置とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例として説明する検査対象の成
形部品１の斜視図である。

【図２】 本発明の検査装置の構成図である。

【図３】 図２における画像処理装置２４に与えられる
画像データの一例を示す図である。

【図４】 図３の画像データ３０の左の取付基準面３２
部分を拡大して示す図である。

【図５】 本発明における取付基準面３２及び３３の検
査工程を示すフローチャートである。

【図６】 本発明を用いた成形部品１の端子高さ測定方
法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 成形部品、１１，３１ モールディング、１２，１
３，３２，３３ 取付基準面、１４，１５，１６，３
４，３５，３６ 端子、２１ 光源、２２ 撮像装置、
２３ 画像入力ボード、２４ 画像処理装置、２５ Ｉ
／Ｏボード、２６シーケンサ、３０ 画像データ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA51 BB05 CC25 DD03 DD06 FF04 GG03 JJ26 QQ31 2G051 AA61 AA62 AB02 AC21 BA20 CA04 DA13 EA11 EA14 EA20 EB01 EB02 ED01 ED09 ED23 5B057 AA01 BA02 DA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形部品の取付基準面を含みその近傍の
   投影画像を２次元画像データとして読み込み、該画像デ
   ータの各取付基準面部分を複数の領域に分割し、該複数
   の領域のそれぞれについて、成形部品と背景の境界上の
   複数の境界点の座標値を求め、該座標値を所定の座標軸
   の値でソートし、所定の順位の境界点をその領域の代表
   点とし、該複数の領域の各代表点の座標値を相互に比較
   することによって、取付基準面の成形バリ及び／又は変
   形の検査を行うことを特徴とする成形部品の検査方法。
2. 【請求項２】 成形部品の端子と背景の境界が、該成形
   部品の取付基準面と背景との境界よりも背景側に突出す
   るようにして、成形部品の取付基準面を含みその近傍の
   投影画像を２次元画像データとして読み込むことを特徴
   とする、請求項１記載の成形部品の検査方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の検査方法に
   より得られた、成形バリ及び／又は変形の高さを、所定
   の値と比較して合否判定を行うことを特徴とする成形部
   品の検査装置。
4. 【請求項４】 成形部品の取付基準面の変形の高さが、
   請求項１又は請求項２記載の検査方法により測定して所
   定の規格内の場合には、領域の変形の頂点位置を通る直
   線から端子位置までの距離を測定して端子高さとするこ
   とを特徴とする成形部品の端子高さ検査装置。