JP2005030793A - Substrate inspection device and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品が実装された基板もしくは部品実装前の基板の外観検査装置、および検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の基板の検査装置および方法について、図9、図10、図11を用いて説明する。
【0003】
図9は、従来の基板の検査装置の主要部の構成を示す。101は、レーザ変位センサで、レーザ照射部102と位置検出素子103で構成されており、いわゆる三角測距法による高さの検出を行う。レーザ照射部102から照射されたレーザビームL1は、プリント基板10またはプリント基板10上に搭載された電子部品9に当たり、その反射光L2を位置検出素子103で受光する。104は、変位計測手段で、位置検出素子3上の反射光L2の受光位置によりプリント基板10や電子部品9の高さを検出する。
【0004】
以上の構成により、プリント基板10上の正しい位置に電子部品9が搭載されているか、検査を行う。その従来の検査装置における動作を以下に説明する。
【0005】
図10に示すように、パターンランド12a、12b、パターンランド12b上に搭載された電子部品9上をレーザ変位センサ101が矢印S0の方向に走査する。その走査に従って、レーザ照射部102から照射されたレーザビームL1は、プリント基板10、パターンランド12a、電子部品9、パターンランド12b、プリント基板10の順にそれらの上面に当たり、その反射光L2を位置検出素子103で受光する。位置検出素子103上の反射光L2の受光位置に基づき、変位計測手段104により、図11に示すように、プリント基板10、パターンランド12a、電子部品9、パターンランド12b、プリント基板10の順に高さの推移を検出する。
【0006】
その高さの推移から部品の有無や位置ずれ等の装着状態を検出することができる。このとき、H3は電子部品9の高さ、H2はプリント基板10のパターンランド12a、パターンランド12bの高さを示す。また、一般的なプリント基板において、配線パターンのない部分はレーザビームL1を透過するため、H1のようにH2に比べて低くなる。そのため、レーザビームL1を通過しないパターンランド12a、パターンランド12bをプリント基板10の高さとすることで、電子部品9の高さを検出し、正確な装着状態の検査を行うことができる。
【0007】
例えば、図11において、H2がプリント基板10の高さとわかっておれば、H2からH3への立ち上がりエッジを検出することで、電子部品9の位置ずれを検出することが可能になる。また、H2とH3との高さの差から正しい電子部品9の厚みや浮きの検査をすることができる。しかしながら、レーザビームL1が透過したH1の箇所をプリント基板10の高さと判断すると、誤った検査結果を招くこととなる。
【0008】
【特許文献1】
特開平6−260800号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の検査装置、方法においては、半田付け後の検査もしくは半田印刷後の検査の場合は、電子部品9の周りのパターンランド12aやパターンランド12bの上に半田があるため、パターンランドをプリント基板10の基準高さとすることが困難となる。また、近年のプリント基板への電子部品の高密度化による狭隣接のため、微小チップ部品を実装した場合、電子部品9の周りにはほとんどパターンランドがないため、この点からも、パターンランドをプリント基板10の基準高さとすることがますます困難となってきている。
【0010】
本発明は、前記状況においても、正確なプリント基板の高さを検出し、正確な部品の有無、厚み、浮き等の検査を行うことのできる実装基板の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の実装基板の検査装置は、レーザをプリント基板もしくはプリント基板上の検査対象に照射するレーザ照射部と、前記照射されたレーザのプリント基板もしくはプリント基板上の検査対象からの反射光を受光する位置検出部とを有するレーザ変位センサと、
前記レーザ変位センサにより、プリント基板もしくはプリント基板上の検査対象の高さを検出する変位計測手段とを備えた実装基板の検査装置であって、
プリント基板上におけるレーザを透過しないような基準面の位置を複数箇所指定する計測位置教示手段と、
前記指定された複数の基準面の位置について検出した高さを基準として、プリント基板上の部品の装着位置の基板高さを演算して求める基板高さ演算手段とを備え、
前記基板高さ演算手段により演算した基板高さを基準として、プリント基板上の検査対象の高さを求め、検査対象の検査を行うものである。
【0012】
これにより、部品の周りのパターンランドの上に半田があったとしても、あるいは、近年の狭隣接で微小チップ実装で部品の周りにパターンランドがないとしても、正確な基板高さを求めることができ、この基板高さを基準として部品の装着状態の検査を正確に行うことができる。
【0013】
また、本発明の実装基板の検査装置は、基板高さ演算手段によりで演算された基板高さを、この基板高さを基準として所定の設定値の範囲内の高さにある配線パターンをレーザ変位センサにより検出した場合には、その検出した配線パターンの箇所の高さに置き換えることで補正する基板高さ補正手段を備えたものである。
【0014】
これにより、基板高さ演算手段により、検査する対象である部品の装着位置における基板高さを演算したとしても、その部品の近傍に配線パターンがあれば、その配線パターンの箇所の基板高さをその部品の位置における基板高さに置き換えることができ、より精度の高い基板高さに補正することができる。
【0015】
また、本発明の実装基板の検査装置は、レーザをプリント基板もしくはプリント基板上の検査対象に照射するレーザ照射部と、前記照射されたレーザのプリント基板もしくはプリント基板上の検査対象からの反射光を受光する位置検出部とを有するレーザ変位センサと、
前記レーザ変位センサにより、プリント基板もしくはプリント基板上の検査対象の高さを検出する変位計測手段とを備えた実装基板の検査装置であって、
順次レーザ変位センサを検査対象となる部品の位置に移動させ検査する度に、その装着位置までの基板高さの移動平均値を演算して、その部品の装着位置における基板高さを求める基板高さ演算手段を備え、
前記基板高さ演算手段により演算した基板高さを基準として、プリント基板上の検査対象の高さを求め、検査対象の検査を行うものである。
【0016】
これにより、部品を順次検査したとき、その部品の装着位置における基板高さが検出できれば、それまでの数点の基板高さと新たに検出した基板高さとの平均値を求めることで、現在検査中の部品の近傍の基板高さを求めることができ、特に部品の実装密度の高いプリント基板には有効となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明における第1の実施の形態について、図1から図6を用いて説明する。
【0018】
図1に、本実施の形態の検査装置の主要部の構成を示す。
【0019】
1は、レーザ変位センサで、レーザ照射部2と位置検出素子3で構成されており、いわゆる三角測距法による高さの検出を行う。レーザ照射部2から照射されたレーザビームL1は、プリント基板10またはプリント基板10上に搭載された電子部品9に当たり、その反射光L2を位置検出素子3で受光する。4は、変位計測手段で、位置検出素子3上の反射光L2の受光位置によりプリント基板10や電子部品9の高さを検出する。
【0020】
以上の構成は、従来技術で説明した構成と同様であるが、以下の構成が本実施の形態に特有な構成である。
【0021】
7は、計測位置教示手段で、プリント基板10の基準の高さを得るために、プリント基板10の基準面の位置を指示する。ここで指示される基準面は、プリント基板10上におけるレーザビームL1を透過しないような基準面であり、例えば、部品が搭載されてないもしくは半田が上面にない配線パターン、または、基板用認識マークの箇所が該当する。また、この基準面の箇所は複数箇所指定する。
【0022】
5は、基板高さ記憶手段で、計測位置教示手段7が指示するプリント基板10の基準面について、変位計測手段4により検出した高さを、プリント基板10の基準高さとして記憶する。6は、基板高さ演算手段で、基板高さ記憶手段5に記憶されているプリント基板10の複数の基準面として指定された箇所の高さを基準として、プリント基板10上の任意の位置の基板高さを演算して求める。
【0023】
以上の構成を備えた本実施の形態の検査装置の動作について、以下に説明する。
【0024】
図2に示すように、パターンランド12a上の半田15a、パターンランド12b上に搭載された電子部品9、パターンランド12b上の半田15bおよび配線パターン11上をレーザ変位センサ1が矢印S0の方向に走査する。その走査に従って、レーザ照射部2から照射されたレーザビームL1は、プリント基板10、パターンランド12a上の半田15a、電子部品9、パターンランド12b上の半田15b、プリント基板10、配線パターン11の順にそれらの上面に当たり、その反射光L2を位置検出素子3で受光する。位置検出素子3上の反射光L2の受光位置に基づき、変位計測手段4により、図3に示すように、プリント基板10、パターンランド12a上の半田15a、電子部品9、パターンランド12b上の半田15b、プリント基板10、配線パターン11の順に高さの推移を検出する。
【0025】
その高さの推移から部品の有無や位置ずれ等の装着状態を検出することができる。このとき、H3は電子部品9の高さ、H5はパターンランド12a上の半田15aやパターンランド12b上の半田15bの高さを示す。H4は、配線パターン11の高さを示す。H1は、プリント基板10上において配線パターンや電子部品のないプリント基板10の基材の箇所の検出高さを示す。
【0026】
ここで、H5のパターンランド12a上の半田15aやパターンランド12b上の半田15bの箇所、H4の配線パターンの箇所の検出値は、レーザビームL1を透過しないため、正しい高さを計測することができるが、H1はレーザビームL1の一部を透過するため正しい高さが得られない。
【0027】
従って、本実施の形態では、計測位置教示手段7により、プリント基板10上の基準面となる箇所が複数指定される。ここで指示される基準面は、プリント基板10上におけるレーザビームL1を透過しないような基準面であり、例えば、部品が搭載されてないもしくは半田が上面にない配線パターン、または、基板用認識マークの箇所が該当する。
【0028】
この指定された複数の基準面の箇所について、変位計測手段4により計測を行い、その計測した基板高さを基板高さ記憶手段5に記憶する。そして、この複数の基板高さを基準として、基板高さ演算手段6により、プリント基板上の任意の位置、例えば電子部品9の装着位置における基板高さを、複数の計測位置を指定した位置からの距離により近似させて演算により求める。
【0029】
これにより、正しい基板高さが求められ、この基板高さを基準に、電子部品9の高さやその高さの変化するポイントを測定することで、電子部品9の有無や位置ずれ等の装着状態を正確に検査することができる。
【0030】
しかも、プリント基板10上におけるレーザビームL1を透過しないような基準面であり、例えば、部品が搭載されてないもしくは半田が上面にない配線パターン、または、基板用認識マークの箇所を基準として基板の高さを決定しているため、電子部品9の周りのパターンランド12aやパターンランド12bの上に半田15a、15bがあったとしても、あるいは、近年の狭隣接で微小チップ実装で電子部品9の周りにパターンランドがないとしても、正確な基板高さを求めることができ、この基板高さを基準として部品の装着状態の検査を正確に行うことができる。
【0031】
この時の計測位置教示手段7の教示方法について、基板用認識マークを使用する事例を、図4を用いて説明する。
【0032】
図4において、プリント基板にある、装着の位置補正に用いられる基板用認識マーク13a、多面取り基板用認識マーク13b、個別部品用認識マーク13cを使うことで、理想的なプリント基板の基準高さとすることができる。即ち、各認識マークはその周りに不要な部品がなく、形状もある程度の大きさが保証されており、しかもその位置情報はCADデータや装着データとして既に存在しており、改めて教示しなくても済む。
【0033】
計測位置教示手段7がCADデータもしくは装着データを読み込み、上記のような基板用認識マークの位置情報に基づき、計測位置を自動的に指示するものであれば、オペレータにより計測位置を選択して計測位置教示手段7に入力する手間が不要になる。
【0034】
また、上記のような基板用認識マークは、精度のよい検査、部品装着を行おうとするならば、必ずその際に検出する必要があるものである。従って、補正のために検出するのと同時に基板高さを検出することができる。例えば、レーザ変位センサ1は光量データと高さデータを検出可能なため、認識マークの読み取りと同時に基板高さを検出することができるので、基板高さを検出するためだけのロス時間は発生しない。
【0035】
なお、計測位置教示手段7は、もちろん、上記のような自動的に指示されるものに限定されるものではない。オペレータの判断により決定された基準面の位置がオペレータにより入力されるものであっても構わない。
【0036】
また、計測位置教示手段7による計測位置が複数指定されるのは、プリント基板には通常そりがあり、また、検査装置のプリント基板の保持の状態により、プリント基板の電子部品の装着位置により基板高さが変るからである。
【0037】
次に、基板高さ演算手段6により、基板高さを演算する方法について、図4、図5を用いて説明する。
【0038】
図4において、電子部品9の近傍の基板高さである1つの多面取り基板用認識マーク13bと2つの個別部品用認識マーク13cの3点を選び、この3点で構成される破線で囲まれた平面を求める。このとき、電子部品9はその平面上にあると想定されるので、以下の演算により電子部品9の装着位置における基板高さを算出する。
【0039】
実際の算出方法は、図5に示すように、この3点の計測位置の基板高さと電子部品9をXY平面上に展開し、電子部品9の箇所の基板高さを算出する。ここで、3点の計測位置のプリント基板上の位置を、それぞれK1、K2、K3、電子部品9の装着位置をKTとする。この3点のうちの2つ、この場合はK2とK3とを結ぶ線分と、残りの1つ、この場合はK1とKTとを結ぶ線分の交点KXを求める。そして、このK2とK3の高さの差を、K2〜K3間距離とK3〜KX間距離との比率で演算することにより、KXの位置の高さを算出する。続いて、同様にK1とKXの高さの差をK1〜KX間距離とK1〜KT間距離の比率で演算することにより、KTの位置の高さを算出することができる。
【0040】
ここで、各点のXY座標の値に対して、それぞれの高さの差が極めて小さいためK1、K2、K3、KTの各点がXY平面上に存在するものと見なすことができる。また、K1、K2、K3のいずれかの点、この場合はK3をXY座標の原点とすることで演算を簡単にしている。
【0041】
また、計測位置教示手段7において、上記例では、計測位置として、基板認識用マークを用いたが、これに限定されるものではない。基板認識用マーク以外で、レーザビームL1を透過しないプリント基板上の表面があれば、それを選択しても構わない。プリント基板によっては、適当な位置に基板用認識マークがない場合があり、その場合には、例えば配線パターン14上の位置を計測位置として指定することもできる。
【0042】
また、図4に示す多面取り基板の場合には、1面の配線パターン14上の位置を計測位置として指定した場合に、他の面の配線パターン14上の位置を計測位置として指定すると、1つの面のみをオペレータが教示してやれば、他の面については各面のオフセットデータに基づきレーザ変位センサを移動位置決めさせ自動教示させることができ、教示操作の手間を省くことができる。特に、図6のような取り数の多い多面取り基板10aの場合は更に有効である。
【0043】
更に、本実施の形態の検査装置の構成において、図1に示すような、基板高さ補正手段8を備えることができる。
【0044】
基板高さ補正手段8は、基板高さ演算手段6で演算された基板高さを、レーザ変位センサ1および変位計測手段4で求められた変位量、光量により、補正するものである。
【0045】
ここで、図3に示すように、基板高さ演算手段6で演算された電子部品9の装着位置における基板高さがH0であるとすると、そのH0を基準として、所定の設定値の範囲の上限のHU、下限のHLの範囲内の配線パターンを、レーザ変位センサ1および変位計測手段4で検出し、光量がある設定値以上で一定の値と見なせるようなパターン配線の箇所があれば、その箇所の高さを正しい基準高さとして置き換える。図3の例では、基板高さH0をHUとHLの間に存在する配線パターンH4に置き換えることとなる。これにより、基板高さ演算手段6により、検査する対象である電子部品9の装着位置における基板高さH0を演算したとしても、その電子部品9の近傍に配線パターンがあれば、その配線パターンの箇所の基板高さH4をH0に置き換えることができ、より精度の高い基板高さに補正することができる。
【0046】
なお、HU、HLの値は、プリント基板のそりによりH0が変動するであろう範囲に基づき決定すると良い。例えば、基板高さ演算手段6により、プリント基板上の全電子部品の装着位置の基板高さH0を演算し、その各装着位置における基板高さH0の変動する範囲により、HU、HLの値を決定することも可能である。
【0047】
また、HU、HLの間にパターン配線と認識できる箇所がなければ、基板高さは基板高さ演算手段6により求められたH0のままとする。
【0048】
(実施の形態2)
以下、本発明における第2の実施の形態について、図2、図3、図7、図8を用いて説明する。
【0049】
図7に、本実施の形態の検査装置の主要部の構成を示す。
【0050】
図7において、レーザ変位センサ1、変位計測手段4については、実施の形態1と同じ構成である。本実施の形態では、基板高さ記憶手段15、基板高さ演算手段16を備えており、基板高さ記憶手段15は、順次レーザ変位センサ1を検査対象となる電子部品の位置に移動させ検査する度に、その装着位置までの基板高さの移動平均値を格納する。基板高さ演算手段16は、その装着位置までの基板高さの移動平均値を演算する。
【0051】
次に、本実施の形態の検査装置の動作について説明する。
【0052】
電子部品9上をレーザ変位センサ1を走査させる動作は、図2、図3を用いて説明した実施の形態1と同じである。
【0053】
本実施の形態では、最初に、図8に示す基板用認識マーク13aをレーザ変位センサ1で検出し、その基板高さを計測して、その結果を基板高さ記憶手段15に記憶させる。
【0054】
次に、図2に示すように、電子部品9上をレーザ変位センサ1が走査を行い、図3に示すような高さの推移を検出し検査を行う。この時、基板高さ記憶手段15に記憶されている基板用認識マーク13aの高さをH0とすると、そのH0を基準として、所定の設定値の範囲の上限のHU、下限のHLの範囲内の配線パターンを、レーザ変位センサ1および変位計測手段4で検出し、光量がある設定値以上で一定の値と見なせるようなパターン配線の箇所があるかどうかを判定する。図3の場合は、H4がそれに該当するので、基板高さ演算手段16によりH0とH4との平均が演算され、その演算結果が新たなH0として基板高さ記憶手段15に記憶される。もし、このとき、該当する配線パターンがなければ、基板高さは1つ前までのH0のままとする。
【0055】
更に、次の電子部品の検査においては、その電子部品の近傍で検出された配線パターンの高さとH0との平均をとり、その電子部品の検査の際の新たな基板高さH0として基板高さ記憶手段15に記憶し、以降このプリント基板上の電子部品の検査が終了するまで上記の動作を繰り返す。
【0056】
このように、電子部品を順次検査したとき、その電子部品の装着位置における基板高さが検出できれば、それまでの数点の基板高さと新たに検出した基板高さとの平均値を求めることで、現在検査中の電子部品の近傍の基板高さを求めることができ、特に部品の実装密度の高いプリント基板には有効となる。
【0057】
【発明の効果】
以上のように、本発明の実施の形態1によれば、部品の周りのパターンランドの上に半田があったとしても、あるいは、近年の狭隣接で微小チップ実装で部品の周りにパターンランドがないとしても、正確な基板高さを求めることができ、この基板高さを基準として部品の装着状態の検査を正確に行うことができる。
【0058】
また、基板高さ補正手段を備えたことにより、基板高さ演算手段により検査する対象である部品の装着位置における基板高さを演算したとしても、その部品の近傍に配線パターンがあれば、その配線パターンの箇所の基板高さをその部品の位置における基板高さに置き換えることができ、より精度の高い基板高さに補正することができる。
【0059】
また、本発明の実施の形態2によれば、部品を順次検査したとき、その部品の装着位置における基板高さが検出できれば、それまでの数点の基板高さと新たに検出した基板高さとの平均値を求めることで、現在検査中の部品の近傍の基板高さを求めることができ、特に部品の実装密度の高いプリント基板には有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における検査装置の主要部の構成図
【図2】本発明におけるレーザ変位センサの走査を示す図
【図3】本発明におけるレーザ変位センサの検出高さの推移図
【図4】本発明の実施の形態1におけるプリント基板の平面図
【図5】本発明の実施の形態1における基板高さ演算方法を示すXY平面図
【図6】本発明の実施の形態1におけるプリント基板の平面図
【図7】本発明の実施の形態2における検査装置の主要部の構成図
【図8】本発明の実施の形態2におけるプリント基板の平面図
【図9】従来の検査装置の主要部の構成図
【図10】従来のレーザ変位センサの走査を示す図
【図11】従来のレーザ変位センサの検出高さの推移図
【符号の説明】
1 レーザ変位センサ
2 レーザ照射部
3 位置検出素子
4 変位計測手段
5 基板高さ記憶手段
6 基板高さ演算手段
7 計測位置教示手段
8 基板高さ補正手段
15 基板高さ記憶手段
16 基板高さ演算手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an appearance inspection apparatus and an inspection method for a substrate on which a component is mounted or a substrate before component mounting.
[0002]
[Prior art]
A conventional substrate inspection apparatus and method will be described with reference to FIGS. 9, 10, and 11. FIG.
[0003]
FIG. 9 shows a configuration of a main part of a conventional substrate inspection apparatus. A
[0004]
With the above configuration, it is inspected whether the
[0005]
As shown in FIG. 10, the
[0006]
From the transition of the height, it is possible to detect the mounting state such as the presence / absence of a component and displacement. At this time, H3 indicates the height of the
[0007]
For example, in FIG. 11, if it is known that H2 is the height of the printed
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-260800
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional inspection apparatus and method, in the case of the inspection after soldering or the inspection after solder printing, since there is solder on the
[0010]
The present invention provides a mounting board inspection apparatus and inspection method capable of detecting an accurate printed circuit board height and accurately inspecting the presence / absence, thickness, and float of components even in the above situation. Objective.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a mounting board inspection apparatus according to the present invention includes a laser irradiation unit for irradiating a laser onto a printed circuit board or an inspection target on the printed circuit board, and the irradiated laser on the printed circuit board or the printed circuit board. A laser displacement sensor having a position detection unit that receives reflected light from the inspection object;
A mounting board inspection apparatus comprising a displacement measuring means for detecting a height of a test object on a printed circuit board or a printed circuit board by the laser displacement sensor,
A measurement position teaching means for designating a plurality of positions of a reference surface that does not transmit a laser on a printed circuit board;
Board height calculation means for calculating the board height at the mounting position of the component on the printed circuit board based on the heights detected for the positions of the plurality of designated reference planes,
Based on the substrate height calculated by the substrate height calculating means, the height of the inspection object on the printed circuit board is obtained, and the inspection object is inspected.
[0012]
As a result, even if there is solder on the pattern land around the component, or even if there is no pattern land around the component in a small adjacent chip mounted in recent years, an accurate board height can be obtained. It is possible to accurately inspect the mounting state of the components based on the board height.
[0013]
Further, the mounting board inspection apparatus of the present invention uses the board height calculated by the board height calculating means as a laser to process a wiring pattern at a height within a predetermined set value range with the board height as a reference. When detected by the displacement sensor, a substrate height correcting means for correcting by detecting the displacement with the detected height of the wiring pattern is provided.
[0014]
Thus, even if the board height calculation means calculates the board height at the mounting position of the component to be inspected, if there is a wiring pattern in the vicinity of the part, the board height at the location of the wiring pattern is calculated. The board height at the position of the component can be replaced, and the board height can be corrected with higher accuracy.
[0015]
Further, the mounting board inspection apparatus of the present invention includes a laser irradiation unit for irradiating a laser onto a printed circuit board or an inspection target on the printed circuit board, and reflected light from the irradiated laser printed circuit board or the inspection target on the printed circuit board. A laser displacement sensor having a position detector for receiving light;
A mounting board inspection apparatus comprising a displacement measuring means for detecting a height of a test object on a printed circuit board or a printed circuit board by the laser displacement sensor,
Each time the laser displacement sensor is sequentially moved to the position of the component to be inspected and the inspection is performed, the moving average value of the substrate height to the mounting position is calculated, and the board height at which the component is mounted is obtained. A calculation means,
Based on the substrate height calculated by the substrate height calculating means, the height of the inspection object on the printed circuit board is obtained, and the inspection object is inspected.
[0016]
As a result, when parts are inspected sequentially, if the board height at the mounting position of the parts can be detected, the average value of the board heights of the previous several points and the newly detected board height is obtained. The height of the board in the vicinity of the component can be obtained, and is particularly effective for a printed board having a high mounting density of the parts.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
In FIG. 1, the structure of the principal part of the inspection apparatus of this Embodiment is shown.
[0019]
[0020]
The above configuration is the same as the configuration described in the related art, but the following configuration is a configuration specific to the present embodiment.
[0021]
[0022]
[0023]
The operation of the inspection apparatus of the present embodiment having the above configuration will be described below.
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
From the transition of the height, it is possible to detect the mounting state such as the presence / absence of a component and displacement. At this time, H3 indicates the height of the
[0026]
Here, since the detection values of the solder 15a on the
[0027]
Therefore, in the present embodiment, the measurement
[0028]
The
[0029]
Accordingly, a correct board height is obtained, and by measuring the height of the
[0030]
Moreover, it is a reference surface that does not transmit the laser beam L1 on the printed
[0031]
With respect to the teaching method of the measurement position teaching means 7 at this time, an example of using the substrate recognition mark will be described with reference to FIG.
[0032]
In FIG. 4, by using the board recognition mark 13a, the multi-sided
[0033]
If the measurement position teaching means 7 reads CAD data or mounting data and automatically indicates the measurement position based on the position information of the recognition mark for a substrate as described above, the measurement position is selected by the operator and measured. The trouble of inputting to the position teaching means 7 becomes unnecessary.
[0034]
In addition, the above-described board recognition mark must be detected at any time if accurate inspection and component mounting are to be performed. Therefore, the substrate height can be detected simultaneously with the detection for correction. For example, since the
[0035]
Of course, the measurement position teaching means 7 is not limited to the one automatically instructed as described above. The position of the reference plane determined by the operator's judgment may be input by the operator.
[0036]
A plurality of measurement positions specified by the measurement position teaching means 7 are usually warped on the printed circuit board. Also, depending on the holding state of the printed circuit board of the inspection apparatus, the circuit board may be changed depending on the mounting position of the electronic component on the printed circuit board. This is because the height changes.
[0037]
Next, a method for calculating the substrate height by the substrate height calculating means 6 will be described with reference to FIGS.
[0038]
In FIG. 4, three points, one multi-sided
[0039]
As shown in FIG. 5, the actual calculation method is to develop the board height at the three measurement positions and the
[0040]
Here, since the difference in height is very small with respect to the value of the XY coordinates of each point, it can be considered that the points K1, K2, K3, and KT exist on the XY plane. Further, the calculation is simplified by setting any one of K1, K2, and K3, in this case, K3 as the origin of the XY coordinates.
[0041]
In the measurement position teaching means 7, in the above example, the substrate recognition mark is used as the measurement position. However, the present invention is not limited to this. If there is a surface on the printed circuit board that does not transmit the laser beam L1 other than the board recognition mark, it may be selected. Depending on the printed circuit board, there may be no board recognition mark at an appropriate position. In this case, for example, the position on the
[0042]
In the case of the multi-sided substrate shown in FIG. 4, when a position on the
[0043]
Furthermore, the configuration of the inspection apparatus according to the present embodiment can include substrate height correcting means 8 as shown in FIG.
[0044]
The substrate height correcting means 8 corrects the substrate height calculated by the substrate height calculating means 6 by the amount of displacement and the amount of light obtained by the
[0045]
Here, as shown in FIG. 3, if the board height at the mounting position of the
[0046]
It should be noted that the values of HU and HL are preferably determined based on a range in which H0 will vary due to warping of the printed circuit board. For example, the board height calculation means 6 calculates the board height H0 at the mounting positions of all electronic components on the printed circuit board, and the values of HU and HL are calculated according to the range of fluctuation of the board height H0 at each mounting position. It is also possible to decide.
[0047]
If there is no portion that can be recognized as a pattern wiring between HU and HL, the substrate height is kept at H0 obtained by the substrate height calculation means 6.
[0048]
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, 7, and 8. FIG.
[0049]
In FIG. 7, the structure of the principal part of the inspection apparatus of this Embodiment is shown.
[0050]
In FIG. 7, the
[0051]
Next, the operation of the inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
[0052]
The operation of scanning the
[0053]
In the present embodiment, first, the substrate recognition mark 13 a shown in FIG. 8 is detected by the
[0054]
Next, as shown in FIG. 2, the
[0055]
Further, in the inspection of the next electronic component, an average of the wiring pattern height detected in the vicinity of the electronic component and H0 is taken, and the substrate height is set as a new substrate height H0 in the inspection of the electronic component. The information is stored in the storage means 15 and thereafter the above operation is repeated until the inspection of the electronic component on the printed circuit board is completed.
[0056]
In this way, when the electronic components are sequentially inspected, if the substrate height at the mounting position of the electronic components can be detected, by obtaining the average value of the previous several substrate heights and the newly detected substrate height, The board height in the vicinity of the electronic component currently being inspected can be obtained, and is particularly effective for a printed board having a high mounting density of components.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the first embodiment of the present invention, even if there is solder on the pattern land around the component, or the pattern land is formed around the component in a minute chip mounting in the recent narrow neighborhood. Even if it is not, it is possible to obtain an accurate board height, and it is possible to accurately inspect the mounting state of the components based on the board height.
[0058]
Further, by providing the board height correcting means, even if the board height at the mounting position of the component to be inspected by the board height calculating means is calculated, if there is a wiring pattern in the vicinity of the part, The board height at the location of the wiring pattern can be replaced with the board height at the position of the component, and the board height can be corrected with higher accuracy.
[0059]
In addition, according to the second embodiment of the present invention, when components are sequentially inspected, if the substrate height at the mounting position of the components can be detected, the number of substrate heights up to that point and the newly detected substrate height are calculated. By obtaining the average value, it is possible to obtain the height of the board in the vicinity of the component currently being inspected, and this is particularly effective for a printed board having a high component mounting density.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an inspection apparatus according to
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記レーザ変位センサにより、プリント基板もしくはプリント基板上の検査対象の高さを検出する変位計測手段とを備えた実装基板の検査装置であって、
プリント基板上におけるレーザを透過しないような基準面の位置を複数箇所指定する計測位置教示手段と、
前記指定された複数の基準面の位置について検出した高さを基準として、プリント基板上の部品の装着位置の基板高さを演算して求める基板高さ演算手段とを備え、
前記基板高さ演算手段により演算した基板高さを基準として、プリント基板上の検査対象の高さを求め、検査対象の検査を行う基板検査装置。A laser displacement sensor having a laser irradiation unit that irradiates a printed circuit board or an inspection target on the printed circuit board, and a position detection unit that receives reflected light from the irradiated laser printed circuit board or the inspection target on the printed circuit board When,
A mounting board inspection apparatus comprising a displacement measuring means for detecting a height of a test object on a printed circuit board or a printed circuit board by the laser displacement sensor,
A measurement position teaching means for designating a plurality of positions of a reference surface that does not transmit a laser on a printed circuit board;
Board height calculation means for calculating the board height at the mounting position of the component on the printed circuit board based on the heights detected for the positions of the plurality of designated reference planes,
A board inspection apparatus that obtains the height of an inspection target on a printed circuit board based on the board height calculated by the board height calculation means and inspects the inspection target.
前記レーザ変位センサにより、プリント基板もしくはプリント基板上の検査対象の高さを検出する変位計測手段とを備えた実装基板の検査装置であって、
順次レーザ変位センサを検査対象となる部品の位置に移動させ検査する度に、その装着位置までの基板高さの移動平均値を演算して、その部品の装着位置における基板高さを求める基板高さ演算手段を備え、
前記基板高さ演算手段により演算した基板高さを基準として、プリント基板上の検査対象の高さを求め、検査対象の検査を行う基板検査装置。A laser displacement sensor having a laser irradiation unit that irradiates a printed circuit board or an inspection target on the printed circuit board, and a position detection unit that receives reflected light from the irradiated laser printed circuit board or the inspection target on the printed circuit board When,
A mounting board inspection apparatus comprising a displacement measuring means for detecting a height of a test object on a printed circuit board or a printed circuit board by the laser displacement sensor,
Each time the laser displacement sensor is sequentially moved to the position of the component to be inspected and the inspection is performed, the moving average value of the substrate height to the mounting position is calculated, and the board height at which the component is mounted is obtained. A calculation means,
A board inspection apparatus that obtains the height of an inspection target on a printed circuit board based on the board height calculated by the board height calculation means and inspects the inspection target.
プリント基板上におけるレーザを透過しないような基準面の位置を複数箇所指定し、
前記指定された複数の基準面の位置について検出した高さを基準として、プリント基板上の部品の装着位置の基板高さを演算して求め、
前記演算した基板高さを基準として、プリント基板上の検査対象の高さを求め、検査対象の検査を行う基板検査方法。A laser displacement sensor having a laser irradiation unit that irradiates a printed circuit board or an inspection target on the printed circuit board, and a position detection unit that receives reflected light from the irradiated laser printed circuit board or the inspection target on the printed circuit board By the inspection method of inspecting the mounting board by detecting the height of the inspection target on the printed circuit board or the printed circuit board,
Specify multiple locations on the printed circuit board that do not transmit laser light.
Using the height detected for the position of the specified plurality of reference planes as a reference, calculating the board height of the mounting position of the component on the printed board,
A substrate inspection method for inspecting an inspection object by obtaining a height of the inspection object on the printed circuit board based on the calculated substrate height.
順次レーザ変位センサを検査対象となる部品の位置に移動させ検査する度に、その装着位置までの基板高さの移動平均値を演算して、その部品の装着位置における基板高さを求め、
前記演算した基板高さを基準として、プリント基板上の検査対象の高さを求め、検査対象の検査を行う基板検査方法。A laser displacement sensor having a laser irradiation unit that irradiates a printed circuit board or an inspection target on the printed circuit board, and a position detection unit that receives reflected light from the irradiated laser printed circuit board or the inspection target on the printed circuit board By the inspection method of inspecting the mounting board by detecting the height of the inspection target on the printed circuit board or the printed circuit board,
Each time the laser displacement sensor is sequentially moved to the position of the part to be inspected and inspected, the moving average value of the board height up to the mounting position is calculated, and the board height at the mounting position of the part is obtained.
A substrate inspection method for inspecting an inspection object by obtaining a height of the inspection object on the printed circuit board based on the calculated substrate height.
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