JP2536127B2 - Board inspection equipment - Google Patents

Board inspection equipment

Info

Publication number
JP2536127B2
JP2536127B2 JP1038994A JP3899489A JP2536127B2 JP 2536127 B2 JP2536127 B2 JP 2536127B2 JP 1038994 A JP1038994 A JP 1038994A JP 3899489 A JP3899489 A JP 3899489A JP 2536127 B2 JP2536127 B2 JP 2536127B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inspection
unit
light
light source
substrate
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
JP1038994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02216408A (en
Inventor
茂樹 小林
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP1038994A priority Critical patent/JP2536127B2/en
Priority to US07/439,943 priority patent/US5039868A/en
Publication of JPH02216408A publication Critical patent/JPH02216408A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2536127B2 publication Critical patent/JP2536127B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、基板上に実装された部品につきその実装
状態を検査するのに用いられる基板検査装置に関する。
The present invention relates to a board inspection device used for inspecting a mounting state of a component mounted on a board.

<従来の技術> 例えば基板上の表面実装部品につきその実装状態の良
否を検査するのに、従来は目視による検査が行われてお
り、殊にハンダ付け状態の良否は、ハンダの有無,量,
溶解性,短絡,導通不良などをこの目視検査で判定して
いる。ところがこのような目視検査では、検査ミスの発
生が避けられず、判定結果も検査する者によりまちまち
であり、また検査処理能力にも限界がある。
<Prior Art> For example, in order to inspect whether or not the mounting state of a surface-mounted component on a board is good, conventionally, visual inspection is performed.
This visual inspection determines the solubility, short circuit, and poor continuity. However, in such a visual inspection, the occurrence of an inspection error is unavoidable, the judgment result varies depending on the inspector, and the inspection processing capacity is limited.

そこで近年、この種の検査が自動的に行える自動検査
装置が各種提案された。
Therefore, in recent years, various automatic inspection devices capable of automatically performing this type of inspection have been proposed.

第7図は、3次元の形状情報を検出できる自動検査装
置の一例を示す。同図の装置は、レーザ光源からスリッ
ト光1を基板2上のハンダ付け部位へ照射して、ハンダ
付け部位を含む基板2の表面に表面形状に沿って歪を受
けた光切断線3を生成するものである。この光切断線3
の反射光像は撮像装置4で撮像され、その撮像パターン
の歪状態をチェックすることにより、ハンダ付け部位の
立体形状が検出される。
FIG. 7 shows an example of an automatic inspection device capable of detecting three-dimensional shape information. The apparatus shown in the figure irradiates the soldering portion on the substrate 2 with the slit light 1 from the laser light source to generate the optical cutting line 3 which is distorted along the surface shape on the surface of the substrate 2 including the soldering portion. To do. This light cutting line 3
Is reflected by the imaging device 4, and the three-dimensional shape of the soldered part is detected by checking the distortion state of the imaging pattern.

ところがこの検査方法の場合、スリット光1が照射さ
れた部分の形状情報が得られるのみで、それ以外の部分
の立体形状を把握するのは困難である。
However, in the case of this inspection method, only the shape information of the portion irradiated with the slit light 1 is obtained, and it is difficult to grasp the three-dimensional shape of the other portions.

この問題を解消する方法として、ハンダ付け部位の表
面へ入射角が異なる光を照射してハンダ付け部位の各反
射光像のパターンを撮像することにより、ハンダ付け部
位が有する曲面要素の配向性を検出するという方法が存
在している。この方法は、一定パターンの光束を検査対
象に当てたとき、その反射光束のパターンが検査対象の
立体的形状に応じた変形を受けることに着目したもの
で、その変形パターンから検査対象の形状を推定すると
いうものである。
As a method of solving this problem, by irradiating the surface of the soldered part with light having different incident angles and capturing the pattern of each reflected light image of the soldered part, the orientation of the curved surface element of the soldered part can be determined. There is a way to detect. This method focuses on the fact that when a light beam of a fixed pattern is applied to the inspection target, the pattern of the reflected light beam is deformed according to the three-dimensional shape of the inspection target. It is to estimate.

第8図は、この方法の原理説明図であり、投光部5と
撮像部6とから成る検出系と、検査対象であるハンダ付
け部位7との位置関係を示している。
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of this method, and shows the positional relationship between the detection system including the light projecting unit 5 and the image capturing unit 6 and the soldering site 7 to be inspected.

同図において、投光部5よりハンダ付け部位7の表面
へ入射角iで光束8を投光すると、角度i′(=i)の
反射光束9が真上位置の撮像部6に入射して検出され
る。これにより前記光束8で照明されたハンダ付け部位
7の曲面要素は基準面10に対してiの角度をなして配向
していることが検出されたことになる。従って異なる方
向に配向する多数の曲面要素から成るハンダ付け部位7
に対して、入射角が異なる複数の投光装置による投光を
行えば、それぞれの入射角に対応する曲面要素の群が撮
像部6により検出され、これによりハンダ付け部位7の
各曲面要素がそれぞれどんな配向をしているか、すなわ
ちハンダ付け部位の表面性状がどのようであるかを検出
できる。
In the figure, when a light beam 8 is projected from the light projecting unit 5 onto the surface of the soldered portion 7 at an incident angle i, a reflected light beam 9 at an angle i '(= i) is incident on the image pickup unit 6 located right above. To be detected. As a result, it is detected that the curved surface element of the soldering portion 7 illuminated by the light flux 8 is oriented at an angle of i with respect to the reference plane 10. Therefore, the soldering part 7 consisting of a number of curved elements oriented in different directions
On the other hand, when light is projected by a plurality of light projecting devices having different incident angles, a group of curved surface elements corresponding to the respective incident angles are detected by the image pickup section 6, whereby each curved surface element of the soldered part 7 is detected. It is possible to detect what kind of orientation each has, that is, what the surface texture of the soldered portion looks like.

また投光部5が、入射角がi+Δiからi−Δiまで
2Δiの幅をもつ光束8を投光するならば、その幅に対
応した幅を有する反射光束9が撮像部6により検出され
ることになる。すなわちこの場合は、基準面10となす傾
斜角がi+Δiからi−Δiまでの幅の角度をもつ曲面
要素を検出できることになる。
Further, if the light projecting unit 5 projects a light beam 8 having an incident angle of 2Δi from i + Δi to i−Δi, the imaging unit 6 detects a reflected light beam 9 having a width corresponding to the width. become. That is, in this case, it is possible to detect a curved surface element having an angle of inclination of i + Δi to i−Δi with respect to the reference plane 10.

さらに投光部5が、第9図に示す如く、基準面10に対
して水平に設置された円環状の光源であれば、ハンダ付
け部位7の表面が基準面10に垂直な軸に対してどのよう
な回転角をもっていても、投光部5とハンダ付け部位7
との距離は一定であり、曲面要素の回転角方向の配向性
は消去されるので,基準面10となす傾斜角だけが検出さ
れることになる。
Further, as shown in FIG. 9, if the light projecting section 5 is an annular light source installed horizontally with respect to the reference plane 10, the surface of the soldering portion 7 is relative to the axis perpendicular to the reference plane 10. No matter what the rotation angle is, the light projection part 5 and the soldering part 7
Since the distance between and is constant and the orientation of the curved surface element in the direction of the rotation angle is eliminated, only the angle of inclination with the reference plane 10 is detected.

またこの第9図に示すように、投光部5をハンダ付け
部位7への入射角が異なる複数の円環状光源11,12,13を
もって構成すれば、各光源による光束14,15,16の入射角
に対応した配向をもつ曲面要素がそれだけ詳細に検出で
きることは前述したとおりである。
Further, as shown in FIG. 9, if the light projecting portion 5 is constituted by a plurality of annular light sources 11, 12, 13 having different incident angles to the soldered portion 7, the light fluxes 14, 15, 16 of the respective light sources are As described above, the curved surface element having the orientation corresponding to the incident angle can be detected in detail.

いま半径がrn(ただしn=1,2,3)の3個の円環状の
光源11,12,13を基準面10に対して高さhn(n=1,2,3)
の位置に水平に設置すれば、ハンダ付け部位7への各光
束14,15,16の入射角はそれぞれin(n=1,2,3)とな
り、ハンダ付け部位7における傾斜角がそれぞれinであ
る各曲面要素を撮像部6により検出することができる。
このとき各光源11,12,13からハンダ付け部位7の表面を
経て撮像部6に至る全光路長に比して曲面要素の大きさ
が十分に小さいので、次式により入射角、すなわち検出
しようとする曲面要素の傾斜角を定めればよい。
Now, the heights of three annular light sources 11, 12, 13 with a radius of r n (n = 1, 2, 3) with respect to the reference plane 10 are h n (n = 1, 2, 3)
If it is installed horizontally at the position of, the incident angles of the light fluxes 14, 15, 16 on the soldered portion 7 are i n (n = 1, 2, 3), respectively, and the inclination angles at the soldered portion 7 are i. Each curved surface element that is n can be detected by the imaging unit 6.
At this time, since the size of the curved surface element is sufficiently smaller than the total optical path length from each light source 11, 12, 13 to the image pickup section 6 through the surface of the soldering portion 7, let's detect the incident angle, that is, by the following equation. The angle of inclination of the curved surface element is defined.

上記の原理に基づきハンダ付け部位の外観を検出する
方法として、前記の各光源11,12,13に白色光源を用いた
ものが提案されている(特開昭61−293657号)。この検
査方法においては、ハンダ付け部位に対する入射角の異
なる3個の光源11,12,13による反射光像を相互に識別す
るために、それぞれ光源11,12,13を時間的に異なったタ
イミングで点灯させ、また消灯させている。
As a method for detecting the appearance of the soldered portion based on the above principle, a method using a white light source for each of the light sources 11, 12 and 13 has been proposed (JP-A-61-293657). In this inspection method, in order to distinguish the reflected light images from the three light sources 11, 12, and 13 having different incident angles with respect to the soldered part, the light sources 11, 12, and 13 are respectively timed at different timings. It is turned on and off.

<発明が解決しようとする問題点> しかしながらこのような基板検査装置の場合、ハンダ
付け部位の表面が緩やかな斜面であるときは、その反射
光は上向きとなって撮像部6へ導かれるが、ハンダ付け
部位の表面が急峻な斜面(基板表面に対して45゜以上の
角度)であるときは、その反射光は撮像部6に入射せ
ず、ハンダ付け部位の性状検査が困難となる。
<Problems to be Solved by the Invention> However, in the case of such a board inspection apparatus, when the surface of the soldered portion is a gentle slope, the reflected light is directed upward and guided to the image pickup unit 6, When the surface of the soldering portion is a steep slope (angle of 45 ° or more with respect to the substrate surface), the reflected light does not enter the image pickup unit 6, and the property inspection of the soldering portion becomes difficult.

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、検
査部位の表面形状が急峻であってもその検査を可能とな
すことにより、各部品の実装状態を詳細に検査できる基
板検査装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a substrate inspection apparatus capable of inspecting the mounting state of each component in detail by enabling inspection even if the surface shape of the inspection portion is steep. The purpose is to do.

<問題点を解決するための手段> 上記目的を達成するため、請求項1の発明では、基板
上の実装部品に対し光を照射するための環状光源を含む
投光部と、光軸が前記環状光源の中心線に一致するよう
に配備され、検査部位の表面から前記中心線に沿って反
射する光を撮像する第1の撮像部と、光軸を前記環状光
源の外側に設定して配備され、前記検査部位の表面から
環状光源の外側に反射する光を撮像する第2の撮像部
と、前記第1,第2の各撮像部により得られた反射光の撮
像画像を取り込んでその画像パターンにより部品の実装
状態の良否を判定する判定処理部とで、基板検査装置を
構成することにしている。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned object, in the invention of claim 1, the light projecting portion including an annular light source for irradiating the mounted component on the substrate with light, and the optical axis are the above-mentioned. A first imaging unit that is arranged so as to match the center line of the annular light source, and that images the light reflected from the surface of the inspection site along the center line, and the optical axis is set outside the annular light source. A second image capturing section that captures light reflected from the surface of the inspection site to the outside of the annular light source, and captured images of the reflected light obtained by the first and second image capturing sections. The board inspection apparatus is configured with a judgment processing unit that judges the quality of the mounting state of the component based on the pattern.

また請求項2に記載の発明では、実装状態のより詳し
い情報を得るため、投光部を構成する環状光源を複数個
とし、各光源を時系列的に瞬時動作させて部品に対し異
なる入射角で照射すると共に、その照射タイミングに対
応して第1,第2の各撮像部で得た画像を判定処理部に取
り込むことにしている。
Further, in order to obtain more detailed information on the mounting state, a plurality of annular light sources constituting the light projecting portion are provided, and each light source is instantaneously operated in a time series to obtain different incident angles with respect to the components. In addition, the image obtained by each of the first and second image pickup units is taken into the determination processing unit in accordance with the irradiation timing.

<作用> 基板上の実装部品に対し環状光源から光が照射される
と、ハンダ付け部位の表面が緩やかな斜面であるとき
は、その光は環状光源の中心線に沿って反射して、その
反射光像が第1の撮像部により検出される。
<Operation> When light is emitted from the annular light source to the mounted components on the board, the light is reflected along the center line of the annular light source when the surface of the soldering portion is a gentle slope, and The reflected light image is detected by the first imaging unit.

一方、ハンダ付け部位の表面が急峻な斜面であるとき
は、光は環状光源の外側に反射し、その反射光像は第2
の撮像部により検出されることになる。
On the other hand, when the surface of the soldered portion is a steep slope, the light is reflected to the outside of the annular light source, and the reflected light image is the second light.
Will be detected by the image pickup unit.

この場合に、投光部が時系列的に瞬時動作する複数個
の環状光源により構成してあれば、ハンダ付け部位のよ
り詳しい角度情報が得られ、高精度な基板検査が可能と
なる。
In this case, if the light projecting section is composed of a plurality of annular light sources that instantaneously operate in a time series, more detailed angle information of the soldered portion can be obtained, and highly accurate board inspection can be performed.

従ってこの発明によるとき、検査部位の表面が、緩や
かな斜面であっても、急峻な斜面であっても、自動検査
が可能である。
Therefore, according to the present invention, automatic inspection is possible regardless of whether the surface of the inspection portion is a gentle slope or a steep slope.

<実施例> 第1図および第2図は、この発明の一実施例にかかる
基板検査装置の原理を示すもので、1個の円環状光源28
を基準面52に対して所定の高さ位置に水平配置して成る
投光部24と、この円環状光源28の中心線45上であって被
検査部品21Tの真上に位置させた1台のモノクロテレビ
カメラ32より成る第1の撮像部25と、被検査部品21Tを
中心としてその周囲の90度等角度の各位置に合計4台の
モノクロテレビカメラ53〜56を配置して成る第2の撮像
部57とから検出系が構成されている。
<Embodiment> FIGS. 1 and 2 show the principle of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
And a light projecting portion 24 in which is horizontally arranged at a predetermined height position with respect to the reference surface 52, and one unit which is located on the center line 45 of the annular light source 28 and directly above the inspected component 21T. A second image pickup unit 25 composed of the monochrome television camera 32 and a total of four monochrome television cameras 53 to 56 arranged at respective positions at 90 degrees and equal angles around the component 21T to be inspected. A detection system is configured by the image pickup unit 57 and.

前記投光部24の円環状光源28は、部品21Tに対して白
色光を照射するためのもので、第1の撮像部25における
モノクロテレビカメラ32では前記光源28による光束46の
入射角に対応した配向をもつ緩やかな傾斜の曲面要素の
検出が可能であり、また第2の撮像部57におけるモノク
ロテレビカメラ55では前記光源28による光束47の入射角
に対応した配向をもつ急峻な傾斜の曲面要素の検出が可
能である。なお図示例においては、第2の撮像部57の他
のモノクロテレビカメラ53,54,56は同図の曲面要素の検
出には関与していない。
The annular light source 28 of the light projecting unit 24 is for irradiating the component 21T with white light, and the monochrome television camera 32 in the first imaging unit 25 corresponds to the incident angle of the light flux 46 by the light source 28. It is possible to detect a gently inclined curved surface element having a different orientation, and in the monochrome television camera 55 in the second imaging unit 57, a steeply inclined curved surface having an orientation corresponding to the incident angle of the light beam 47 from the light source 28. The element can be detected. In the illustrated example, the other monochrome television cameras 53, 54, 56 of the second image pickup section 57 are not involved in the detection of the curved surface element in the figure.

第3図は、上記検出系が用いられた基板検査装置の全
体構成を示している。
FIG. 3 shows the overall structure of a substrate inspection device using the above detection system.

この基板検査装置は、基準基板20Sを撮像して得られ
た前記基準基板20S上にある各部品21Sの検査領域の特徴
パラメータ(判定データ)と、被検査基板20Tを撮像し
て得られた前記被検査基板20T上にある各部品21Tの検査
領域の特徴パラメータ(被検査データ)とを比較して、
これらの各部品21Tが正しく実装されかつハンダ付けさ
れているかどうかを検査するためのものであって、X軸
テーブル部22,Y軸テーブル部23,投光部24,第1の撮像部
25,第2の撮像部57,判定処理部26などをその構成として
含んでいる。
This substrate inspection apparatus, the characteristic parameters (judgment data) of the inspection region of each component 21S on the reference substrate 20S obtained by imaging the reference substrate 20S, and the substrate 20T to be inspected Compare the characteristic parameters (inspected data) of the inspection area of each component 21T on the inspected substrate 20T,
It is for inspecting whether each of these components 21T is correctly mounted and soldered, and includes an X-axis table section 22, a Y-axis table section 23, a light projecting section 24, and a first imaging section.
25, the second imaging unit 57, the determination processing unit 26, and the like are included as its components.

X軸テーブル部22およびY軸テーブル23は、それぞれ
判定処理部26からの制御信号に基づいて動作するモータ
(図示せず)を備えており、これらモータの駆動により
X軸テーブル部22が第1の撮像部25をX方向へ移動さ
せ、またY軸テーブル部23が基板20S,20Tを支持するコ
ンベヤ27をY方向へ移動させる。
The X-axis table unit 22 and the Y-axis table 23 each include a motor (not shown) that operates based on a control signal from the determination processing unit 26. The image pickup unit 25 is moved in the X direction, and the Y-axis table unit 23 moves the conveyor 27 supporting the substrates 20S and 20T in the Y direction.

これら基板20S,20Tは、投光部24からの照射光を受け
つつ第1,第2の各撮像部25,57により撮像される。
The substrates 20S and 20T are imaged by the first and second imaging units 25 and 57 while receiving the irradiation light from the light projecting unit 24.

投光部24は、判定処理部26からの制御信号に基づき白
色光を発生して検査対象へ所定の入射角で照射するため
の円環状光源28を備えており、この光源28を発した白色
光により前記基板20S,20Tへの投光を施して、その反射
光像を第1,第2の各撮像部25,57で得て電気信号に変換
する。
The light projecting unit 24 is provided with an annular light source 28 for generating white light based on a control signal from the determination processing unit 26 and irradiating the inspection object at a predetermined incident angle, and the white light emitted from the light source 28 is emitted. Light is projected onto the substrates 20S and 20T, and the reflected light images are obtained by the first and second imaging units 25 and 57 and converted into electric signals.

つぎに第1の撮像部25は、前記投光部24の上方で前記
光源28の中心線上に位置させたモノクロテレビカメラ32
を備えており、前記基板20Sまたは20Tからの上方への反
射光はこのモノクロテレビカメラ32によってビデオ信号
に変換されて判定処理部26へ供給される。
Next, the first image pickup section 25 is arranged above the light projecting section 24 and is located on the center line of the light source 28.
The upward reflected light from the substrate 20S or 20T is converted into a video signal by the monochrome television camera 32 and supplied to the determination processing unit 26.

また第2の撮像部57は、基板20Sまたは20Tを中心とす
るその周囲四方に位置させた合計4台のモノクロテレビ
カメラ53,54,55,56を備えており、前記基板20Sまたは20
Tからの側方への反射光はその方向に位置するモノクロ
テレビカメラによってビデオ信号に変換されて判定処理
部26へ供給される。
The second image pickup unit 57 is provided with a total of four monochrome television cameras 53, 54, 55, 56 which are located around the substrate 20S or 20T in four directions around the substrate 20S or 20T.
The reflected light from T to the side is converted into a video signal by the monochrome television camera located in that direction and supplied to the determination processing unit 26.

判定処理部26は、A/D変換部33,メモリ38,ティーチン
グテーブル35,画像処理部34,判定部36,X,Yテーブルコン
トローラ37,撮像コントローラ31,CRT表示部41,プリンタ
42,キーボード40,フロッピディスク装置43,制御部(CP
U)39などから構成されるもので、ティーチングモード
のとき、基準基板20Sより各部品21Sの実装位置,実装部
品の種別や実装方向および,検査領域を検出すると共
に、基準基板20Sについてのビデオ信号を処理しハンダ
付け状態が良好な各部品21Sの検査領域につき撮像パタ
ーンを検出して特徴パラメータを生成し、判定データフ
ァイルを作成する。また判定処理部26は、検査モードの
とき、被検査基板20Tについてのビデオ信号を処理し基
板上の各部品21Tの検査領域につき同様の撮像パターン
を検出して特徴パラメータを生成し、被検査データファ
イルを作成する。そしてこの被検査データファイルと前
記判定データファイルとを比較して、この比較結果から
被検査基板20T上の所定の部品21Tにつきハンダ付け部位
の良,不良を自動的に判定する。
The determination processing unit 26 includes an A / D conversion unit 33, a memory 38, a teaching table 35, an image processing unit 34, a determination unit 36, an X / Y table controller 37, an imaging controller 31, a CRT display unit 41, a printer.
42, keyboard 40, floppy disk device 43, control unit (CP
U) 39, etc., in the teaching mode, the mounting position of each component 21S, the type and mounting direction of the mounting component, and the inspection area are detected from the reference board 20S, and the video signal of the reference board 20S is detected. Is processed to detect the image pickup pattern in the inspection area of each component 21S having a good soldering state, generate characteristic parameters, and create a determination data file. Further, the determination processing unit 26, in the inspection mode, processes the video signal of the inspected substrate 20T, detects a similar imaging pattern for the inspection region of each component 21T on the substrate, generates characteristic parameters, and outputs the inspected data. Create a file. Then, the data file to be inspected is compared with the determination data file, and based on the comparison result, it is automatically determined whether the soldered portion is good or bad for the predetermined component 21T on the substrate 20T to be inspected.

A/D変換部33は前記第1,第2の各撮像部25,57からビデ
オ信号が供給されたときに、これをアナログ・ディジタ
ル変換して制御部39へ出力する。メモリ38はRAMなどを
備え、制御部39の作業エリアとして使われる。画像処理
部34は制御部39を介して供給された画像データを画像処
理して前記被検査データファイルや判定データファイル
を作成し、これらを制御部39や判定部36へ供給する。
When the video signal is supplied from each of the first and second image pickup units 25 and 57, the A / D conversion unit 33 performs analog / digital conversion of the video signal and outputs it to the control unit 39. The memory 38 includes a RAM and the like and is used as a work area of the control unit 39. The image processing unit 34 performs image processing on the image data supplied via the control unit 39 to create the inspection data file and the judgment data file, and supplies these to the control unit 39 and the judgment unit 36.

ティーチングテーブル35はティーチング時に制御部39
から判定データファイルが供給されたとき、これを記憶
し、また検査時に制御部39が転送要求を出力したとき、
この要求に応じて判定データファイルを読み出して、こ
れを制御部39や判定部36などへ供給する。
The teaching table 35 is controlled by the control unit 39 during teaching.
When the judgment data file is supplied from, it is stored, and when the control unit 39 outputs a transfer request at the time of inspection,
The determination data file is read out in response to this request and is supplied to the control unit 39, the determination unit 36, and the like.

判定部36は、検査時に制御部39から供給された判定デ
ータファイルと、前記画像処理部34から転送された被検
査データファイルとを比較して、その被検査基板20Tに
つきハンダ付け状態の良否を判定し、その判定結果を制
御部39へ出力する。
The determination unit 36 compares the determination data file supplied from the control unit 39 at the time of inspection and the inspection data file transferred from the image processing unit 34, and determines whether the soldering state of the inspection substrate 20T is good or bad. The determination result is output to the control unit 39.

撮像コントローラ31は、制御部39と投光部24および第
1,第2の各撮像部25,57とを接続するインターフェース
などを備え、制御部39の出力に基づき投光部24の光源28
の光量や第1,第2の各撮像部25,57のモノクロテレビカ
メラ32,53〜56のビデオ出力を調整するなどの制御を行
う。
The image pickup controller 31 includes a control unit 39, a light projecting unit 24, and a first unit.
The light source 28 of the light projecting unit 24 is provided based on the output of the control unit 39, including an interface for connecting the first and second image pickup units 25 and 57.
And the video output of the monochrome television cameras 32, 53 to 56 of the first and second imaging units 25 and 57 are controlled.

X,Yテーブルコントローラ37は制御部39と前記X軸テ
ーブル部22およびY軸テーブル23とを接続するインター
フェースなどを備え、制御部39の出力に基づきX軸テー
ブル部22およびY軸テーブル部23を制御する。
The X, Y table controller 37 includes an interface for connecting the control unit 39 to the X-axis table unit 22 and the Y-axis table 23, and based on the output of the control unit 39, the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 are connected. Control.

CRT表示部41はブラウン管(CRT)を備え、制御部39か
ら画像データ、判定結果、キー入力データなどが供給さ
れたとき、これを画面上に表示する。プリンタ42は制御
部39から判定結果などが供給されたとき、これを予め決
められた書式(フォーマット)でプリントアウントす
る。キーボード40は操作情報,基準基板20Sや被検査基
準20Tに関するデータなどを入力するのに必要な各種キ
ーを備えており、このキーボード40から入力された情報
やデータなどは制御部39へ供給される。
The CRT display unit 41 includes a cathode ray tube (CRT), and when image data, determination results, key input data, and the like are supplied from the control unit 39, this is displayed on the screen. When the determination result and the like are supplied from the control unit 39, the printer 42 prints out the determination result in a predetermined format. The keyboard 40 is provided with various keys necessary for inputting operation information, data relating to the reference board 20S and the reference 20T to be inspected, and the information and data input from this keyboard 40 are supplied to the control unit 39. .

制御部39は、マイクロプロセッサなどを備えており、
以下に述べる手順(第4図および第5図)に沿ってティ
ーチングおよび検査における動作を制御する。
The control unit 39 includes a microprocessor and the like,
The operations in teaching and inspection are controlled according to the procedure (FIGS. 4 and 5) described below.

まずティーチングに際して、制御部39は、第4図のス
タート時点において、装置各部を制御して投光部24や第
1,第2の各撮像部25,57をオンし、また撮像条件やデー
タの処理条件を整える。つぎにオペレータは、キーボー
ド40を操作して、ステップ1(図中「ST 1」で示す)で
教示対象とする基板名の登録を行い、また基板のサイズ
をキー入力した後、つぎのステップ2で、基準基板20S
をY軸テーブル部23上にセットしてスタートキーを押操
作する。そしてステップ3でその基準基板20Sの原点と
右上および左下の各角部を第1の撮像部25にて撮像させ
て各点の位置により実際の基板20Sのサイズを入力した
後、制御部39は入力データに基づきX軸テーブル部22お
よびY軸テーブル部23を制御して基準基板20Sを初期位
置に位置出しする。
First, at the time of teaching, the control unit 39 controls each part of the device at the start time of FIG.
The first and second imaging units 25 and 57 are turned on, and the imaging conditions and data processing conditions are adjusted. Next, the operator operates the keyboard 40 to register the name of the board to be taught in step 1 (indicated by "ST 1" in the figure), and after key-inputting the size of the board, the next step 2 Then, the reference board 20S
Is set on the Y-axis table 23 and the start key is pressed. Then, in step 3, the origin of the reference board 20S and the upper right and lower left corners are imaged by the first imaging unit 25, and the actual size of the board 20S is input according to the position of each point. The X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 are controlled based on the input data to position the reference substrate 20S at the initial position.

前記基準基板20Sは、部品実装位置に所定の部品21Sを
適正にハンダ付けして良好な実装状態が形成されたもの
であって、この基準基板20Sが初期位置に位置決めされ
ると、つぎのステップ4で第1の撮像部25が基準基板20
S上の領域を順次撮像して、部品の実装位置や実装部品
の種別などを教示してゆく。
The reference board 20S is one in which a predetermined component 21S is properly soldered to the component mounting position to form a good mounting state, and when the reference board 20S is positioned at the initial position, the next step In step 4, the first imaging unit 25 is the reference substrate 20.
The areas on S are sequentially imaged, and the mounting position of the component and the type of the mounted component are taught.

かくして部品位置および種別の教示手順が完了する
と、つぎのステップ5において、この基準基板20Sを用
いて全ての部品につき検査領域を設定するための教示手
順を次々に実行する。
Thus, when the teaching procedure of the component position and the type is completed, in the next step 5, the teaching procedure for setting the inspection areas for all the components is sequentially executed by using the reference board 20S.

この検査領域設定のための教示が完了すると、つぎに
特徴パラメータの教示手順へ移行する。
When the teaching for setting the inspection area is completed, the procedure proceeds to the teaching procedure for the characteristic parameters.

まずステップ6で制御部39の基板枚数計数用のカウン
タnに「1」が初期設定された後、つぎのステップ7で
オペレータが、1枚目の基準基板20SをY軸テーブル部2
3上にセットして、キーボード40のスタートキーを押操
作すると、制御部39は先の教示で得られた部品位置デー
タに基づきX軸テーブル部22およびY軸テーブル部23を
制御して、カラーテレビカメラ32,53〜56の視野を順次
各部品に位置決めして撮像を行わせる。
First, at step 6, the counter n for counting the number of substrates of the control unit 39 is initialized to "1", and at next step 7, the operator sets the first reference substrate 20S to the Y-axis table unit 2
3 is set and the start key of the keyboard 40 is pressed, the control unit 39 controls the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 based on the component position data obtained by the previous teaching, and The visual fields of the TV cameras 32, 53 to 56 are sequentially positioned on the respective parts and an image is taken.

それぞれの撮像動作で得られたビデオ信号はA/D変換
部33でA/D変換され、その変換結果はメモリ38にリアル
タイムで記憶される。ついで制御部39は、先の教示で得
られた各部品の検査領域内の各ランド領域を抽出した
後、前記メモリ38より画像データを画像処理部34へ転送
され、この画像処理部34にて画像データを適当なしきい
値で2値化するなどして、各ランド部の正常なハンダ付
け状態を撮像パターンとして検出し、さらにこれらパタ
ーンの特徴を特徴パラメータとして算出する(ステップ
8)。
The video signal obtained by each imaging operation is A / D converted by the A / D converter 33, and the conversion result is stored in the memory 38 in real time. Then, the control unit 39, after extracting each land area in the inspection area of each component obtained by the above teaching, the image data is transferred from the memory 38 to the image processing unit 34, and in this image processing unit 34. The normal soldering state of each land is detected as an imaging pattern by binarizing the image data with an appropriate threshold value, and the characteristics of these patterns are calculated as a characteristic parameter (step 8).

1枚目の基準基板20Sにつき各部品毎に複数種の特徴
パラメータの抽出が完了すると、その基板が搬出された
後、前記カウンタnが1加算されて2枚目の基準基板20
Sが指定され(ステップ10)、前記と同様の手順で特徴
パラメータの抽出処理が実行される。
When the extraction of a plurality of types of characteristic parameters for each component is completed for the first reference board 20S, the board is unloaded and the counter n is incremented by 1 to obtain the second reference board 20S.
S is designated (step 10), and the characteristic parameter extraction processing is executed in the same procedure as described above.

このようにして所定枚数(n枚)の基準基板20Sにつ
き特徴パラメータの抽出処理が終了すると、ステップ9
の判定が“YES"となってステップ11へ進む。ステップ11
では、制御部39は、各部品についての平均的な特徴量を
得るため、n枚の基準基板20Sについての各特徴パラメ
ータを統計処理して平均値データを得、この平均値デー
タに基づき判定データファイルを作成して、これをティ
ーチングテーブル35に記憶させ、必要に応じてデータの
修正を施してティーチングを終了する。
When the extraction process of the characteristic parameters for the predetermined number (n) of reference boards 20S is completed in this way, step 9
The determination is “YES” and the process proceeds to step 11. Step 11
Then, in order to obtain an average feature amount for each component, the control unit 39 statistically processes each feature parameter for the n reference boards 20S to obtain average value data, and the determination data is based on this average value data. A file is created, this is stored in the teaching table 35, the data is corrected as necessary, and the teaching is finished.

以上でティーチングが終了すると、この基板検査装置
はハンダ付け後の被検査基板20Tの自動検査が可能な状
態となる。
When the teaching is completed as described above, this board inspection apparatus is ready for automatic inspection of the inspected board 20T after soldering.

かくしてオペレータは、第5図に示す検査モードに移
行し、ステップ1,2で検査すべき基板名を選択して基板
検査の開始操作を行うことになる。
Thus, the operator shifts to the inspection mode shown in FIG. 5, selects the name of the substrate to be inspected in steps 1 and 2, and performs the operation of starting the substrate inspection.

つぎのステップ3は、基板検査装置への被検査基板20
Tの供給をチェックしており、“YES"の判定でコンベヤ2
7が作動して、Y軸テーブル部23に被検査基板20Tが搬入
され、基板検査が開始される(ステップ4,5)。
The next step 3 is the board 20 to be inspected to the board inspection apparatus.
The supply of T is checked, and if it is "YES", the conveyor 2
7 operates, the substrate 20T to be inspected is carried into the Y-axis table portion 23, and the substrate inspection is started (steps 4 and 5).

ステップ5において、制御部39はX軸テーブル部22お
よびY軸テーブル部23を制御して、被検査基板上の1番
目の部品21Tに対しカラーテレビカメラ32,53〜56の視野
を位置決めして撮像を行わせ、検査領域内の各ランド領
域を自動抽出すると共に、各ランド領域の特徴パラメー
タを算出して、被検査データファイルを作成する。つい
で制御部39は、前記被検査データファイルを判定部36に
転送させ、この被検査データファイルと前記判定データ
ファイルとを比較させて、1番目の部品21Tにつきハン
ダ付けの良否を判定させる。
In step 5, the control unit 39 controls the X-axis table unit 22 and the Y-axis table unit 23 to position the visual fields of the color television cameras 32, 53 to 56 with respect to the first component 21T on the inspected board. Imaging is performed, each land area in the inspection area is automatically extracted, characteristic parameters of each land area are calculated, and an inspection data file is created. Then, the control unit 39 transfers the inspected data file to the determination unit 36, compares the inspected data file with the determination data file, and determines the quality of soldering for the first component 21T.

このような検査が被検査基板20T上の全ての部品21Tに
つき繰り返し実行され、その結果、ハンダ付け不良があ
ると、その不良部品と不良内容とがCRT表示部41に表示
され或いはプリンタ42に印字された後、被検査基板20T
は検査位置より搬出される(ステップ7,8)。
Such an inspection is repeatedly executed for all the components 21T on the inspected substrate 20T. As a result, if there is a soldering defect, the defective component and the content of the defect are displayed on the CRT display unit 41 or printed on the printer 42. After being tested, inspected board 20T
Are carried out from the inspection position (steps 7 and 8).

かくして同様の検査手順が全ての被検査基板20Tにつ
き実行されると、ステップ9の判定が“YES"となって基
板検査が完了する。
Thus, when the same inspection procedure is executed for all the inspected substrates 20T, the determination in step 9 becomes "YES", and the substrate inspection is completed.

第6図は、基板検査装置における検出系の他の実施例
を示している。
FIG. 6 shows another embodiment of the detection system in the board inspection apparatus.

同図の実施例は、投光部24として異なる径をもつ3個
の円環状光源28,29,30を中心線を一致させて異なる高さ
位置に水平配備して構成されたもので、各光源28,29,30
を時系列的に瞬時動作(ストロボ発光動作)させて、部
品21S,21Tに対し異なる入射角にて白色光を照射してい
る。その結果、第1,第2の各撮像部25,57は、各光源に
よる照射タイミングに対応して部品21S,21Tの画像を生
成し、それぞれ画像が判定処理部26に順次取り込まれて
処理されることになる。
In the embodiment shown in the figure, three light sources 28, 29, 30 having different diameters are horizontally arranged at different height positions with their center lines aligned as the light projecting section 24. Light source 28,29,30
The components 21S and 21T are irradiated with white light at different incident angles by performing instantaneous operation (strobe light emitting operation) in time series. As a result, the first and second imaging units 25 and 57 generate images of the components 21S and 21T corresponding to the irradiation timing of the light sources, and the images are sequentially captured by the determination processing unit 26 and processed. Will be.

この第2の実施例によるとき、第1の実施例と比較し
て、ハンダ付け部位のより詳しい角度情報を得ることが
でき、高精度の基板検査が可能である。
According to the second embodiment, it is possible to obtain more detailed angle information of the soldered portion as compared with the first embodiment, and it is possible to perform a highly accurate board inspection.

なお、第2の実施例についても判定処理部26の構成や
ティーチング,検査の各手順は第1の実施例と同様であ
り、ここではその説明を省略する。
Note that the configuration of the determination processing unit 26 and each procedure of teaching and inspection in the second embodiment are similar to those in the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

<発明の効果> この発明は上記の如く、検査部位の表面から環状光源
の中心に沿って反射する光を、第1の撮像部により撮像
し、検査部位の表面から環状光源の外側に反射する光を
第2の撮像部により撮像するようにしたから、たとえ検
査の表面が急峻であっても、第2の撮像部により反射光
像を生成して検査でき、基板上の各部品の実装状態を詳
細に検査できる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the light reflected from the surface of the inspection site along the center of the annular light source is imaged by the first imaging unit and reflected from the surface of the inspection site to the outside of the annular light source. Since the light is picked up by the second image pickup unit, the reflected light image can be generated and inspected by the second image pickup unit even if the surface of the inspection is steep, and the mounting state of each component on the board Can be inspected in detail.

さらに請求項2の発明では、投光部を複数個の環状光
源で構成するので検査部位につき詳しい角度情報が得ら
れて、高精度の基板検査が可能となる。
Further, according to the second aspect of the invention, since the light projecting portion is composed of a plurality of annular light sources, detailed angle information can be obtained for the inspection site, and high-precision board inspection can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例にかかる基板検査装置の原
理説明図、第2図はこの発明の基板検査装置におけるカ
メラ配置を示す平面図、第3図はこの発明の一実施例に
かかる基板検査装置の全体構成を示す説明図、第4図は
ティーチングの手順を示すフローチャート、第5図は検
査の手順を示すフローチャート、第6図はこの発明の他
の実施例を示す説明図、第7図は従来の自動検査装置を
示す原理説明図、第8図および第9図は自動検査装置の
原理を示す原理説明図である。 20T……基板、21T……部品 24……投光部、25……第1の撮像部 26……判定処理部 28〜30……円環状光源 32……モノクロテレビカメラ 53〜56……モノクロテレビカメラ 57……第2の撮像部
FIG. 1 is an explanatory view of the principle of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a camera arrangement in the substrate inspection apparatus of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the overall structure of the substrate inspection apparatus, FIG. 4 is a flowchart showing a teaching procedure, FIG. 5 is a flowchart showing an inspection procedure, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a principle explanatory diagram showing a conventional automatic inspection device, and FIGS. 8 and 9 are principle explanatory diagrams showing the principle of the automatic inspection device. 20T: substrate, 21T: component 24: light projecting unit, 25: first imaging unit 26: determination processing unit 28-30 ... annular light source 32: monochrome TV camera 53-56: monochrome TV camera 57 …… Second imager

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上の実装部品につき部品の実装状態を
検査するための基板検査装置において、 前記部品に対し光を照射するための環状光源を含む投光
部と、 光軸が前記環状光源の中心線に一致するように配備さ
れ、検査部位の表面から前記中心線に沿って反射する光
を撮像する第1の撮像部と、 光軸を前記環状光源の外側に設定して配備され、前記検
査部位の表面から環状光源の外側に反射する光を撮像す
る第2の撮像部と、 前記第1,第2の各撮像部により得られた反射光の撮像画
像を取り込んでその画像パターンにより部品の実装状態
の良否を判定する判定処理部とを備えて成る基板検査装
置。
1. A substrate inspection apparatus for inspecting a mounting state of a component mounted on a substrate, comprising: a light projecting unit including an annular light source for irradiating the component with light; and an optical axis of the annular light source. Is arranged so as to coincide with the center line of the inspection site, and a first imaging unit that images the light reflected along the center line from the surface of the inspection site, and the optical axis is set outside the annular light source. A second image capturing unit that captures light reflected from the surface of the inspection site to the outside of the annular light source, and captures captured images of the reflected light obtained by the first and second image capturing units and uses the image pattern. A board inspection apparatus comprising: a judgment processing unit that judges whether the mounting state of components is good or bad.
【請求項2】基板上の実装部品につき部品の実装状態を
検査するための検査装置において、 前記部品に対し入射角を違えて光を時系列的に瞬時照射
するための複数個の環状光源を配備して成る投光部と、 光軸が前記各環状光源の中心線に一致するように配備さ
れ、検査部位の表面から前記中心線に沿って反射する光
を撮像する第1の撮像部と、 光軸を前記環状光源の外側に設定して配備され、前記検
査部位の表面から環状光源の外側に反射する光を撮像す
る第2の撮像部と、 前記各光源による瞬時照射の各タイミングに対応して第
1,第2の各撮像部で得られた反射光の撮像画像を取り込
んでその画像パターンにより部品の実装状態の良否を判
定する判定処理部とを備えて成る基板検査装置。
2. An inspection apparatus for inspecting a mounting state of a component mounted on a substrate, comprising: a plurality of annular light sources for instantaneously irradiating the component with different incident angles in time series. And a first image pickup unit that is arranged so that the optical axis thereof coincides with the center line of each of the annular light sources and that captures light reflected from the surface of the inspection site along the center line. A second imaging unit that is arranged with an optical axis set outside the annular light source and that captures light reflected from the surface of the inspection site to the outside of the annular light source; and at each timing of instantaneous irradiation by each light source. Corresponding first
1. A substrate inspection apparatus comprising: a determination processing unit that captures a captured image of reflected light obtained by each of the first and second imaging units and determines whether the mounting state of a component is good or bad based on the image pattern.
JP1038994A 1988-11-24 1989-02-17 Board inspection equipment Expired - Fee Related JP2536127B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1038994A JP2536127B2 (en) 1989-02-17 1989-02-17 Board inspection equipment
US07/439,943 US5039868A (en) 1988-11-24 1989-11-22 Method of and apparatus for inspecting printed circuit boards and the like

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1038994A JP2536127B2 (en) 1989-02-17 1989-02-17 Board inspection equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02216408A JPH02216408A (en) 1990-08-29
JP2536127B2 true JP2536127B2 (en) 1996-09-18

Family

ID=12540685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1038994A Expired - Fee Related JP2536127B2 (en) 1988-11-24 1989-02-17 Board inspection equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2536127B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2783394B2 (en) * 1991-10-01 1998-08-06 日立エンジニアリング株式会社 Apparatus and method for visual inspection of bottle seal
JP5077936B2 (en) * 2006-08-31 2012-11-21 ボンドテック株式会社 Mounting apparatus and mounting method
SG164292A1 (en) * 2009-01-13 2010-09-29 Semiconductor Technologies & Instruments Pte System and method for inspecting a wafer
JP6115012B2 (en) * 2011-08-30 2017-04-19 富士通株式会社 Inspection device, inspection method, and inspection program
WO2015114779A1 (en) * 2014-01-30 2015-08-06 ヤマハ発動機株式会社 Mounted component inspection device
US11953312B2 (en) * 2019-02-01 2024-04-09 Mit Semiconductor (Tian Jin) Co., Ltd System and method of object inspection using multispectral 3D laser scanning

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61293657A (en) * 1985-06-21 1986-12-24 Matsushita Electric Works Ltd Method for inspecting soldering appearance
JPH0624511B2 (en) * 1986-03-25 1994-04-06 株式会社トプコン Ophthalmic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02216408A (en) 1990-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02231510A (en) Substrate inspection device
US5039868A (en) Method of and apparatus for inspecting printed circuit boards and the like
US7512260B2 (en) Substrate inspection method and apparatus
JPH01282410A (en) Curved surface nature inspection device
JPH0278937A (en) Display method for substrate inspection device
JP2536127B2 (en) Board inspection equipment
JP2782759B2 (en) Solder appearance inspection device
JP2748977B2 (en) Board inspection result display device
EP0370527B1 (en) Method of and apparatus for inspecting substrate
JPH11271234A (en) Inspecting device and method, and inspecting reference data forming device
JP2929701B2 (en) Surface texture observation device
JPH03202757A (en) Substrate inspecting apparatus
JPH04166709A (en) Surface-state observing apparatus
JPH02213711A (en) Parts inspecting device
JP3189308B2 (en) Method and apparatus for displaying soldering inspection results, method for correcting soldering failure, and soldering inspection apparatus
JP3289070B2 (en) Mounted parts inspection device
JPH04166711A (en) Surface-state observing apparatus
JP2629880B2 (en) Teaching method in board inspection device
JPH11258176A (en) Apparatus and method for inspection
JPH0274849A (en) Inspection region setting method in board inspection apparatus
JPH03189544A (en) Substrate inspecting device
JPH04279808A (en) Paste solder printing condition inspection device
JPH0989797A (en) Mounting board inspection apparatus
JP2745476B2 (en) Printed circuit board inspection equipment
JPH0276079A (en) Teaching method in substrate inspecting instrument

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees