JP2691789B2 - はんだ印刷検査装置 - Google Patents

はんだ印刷検査装置

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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、印刷配線板に電子部品を表面実装組立す
るために印刷配線板の部品搭載用のランドパターン上に
供給されたはんだの印刷ズレ，膜厚及び印刷形状を測定
するはんだ印刷検査装置に関するものである。
［従来の技術］ 第６図は例えば特開平02−159509号公報に示された従
来のはんだ印刷検査装置を示す。
同図において、１は印刷配線板、２は部品搭載用のラ
ンドパターン、３はランドパターン２上に供給されたク
リームはんだ、４は印刷配線板１の取付け治具、５は印
刷配線板１の位置決め用の基準穴、６は位置決めピン、
７はレーザ式変位センサ、８はレーザ式変位センサ７を
XY方向に駆動するためのXY直交ロボット、９はレーザ式
変位センサ７からの信号を処理する処理回路である。上
記レーザ式変位センサ７はXY直交ロボット８に固定され
ている。
次に動作について説明する。
始めにランドパターン２上の一部にクリームはんだ３
が供給された印刷配線板１を治具４にセットする。この
印刷配線板１がセットされると図示されていない制御装
置によりXY直交ロボット８が自動的にレーザ式変位セン
サ７の測定点を、ランドパターン２上のクリームはんだ
４が供給されていない部分から供給されている部分へ走
査させながら、各サンプル点の高さ位置をレーザ式変位
センサ７と処理回路９とにより検出する。これらのサン
プル点はクリームはんだ３を供給してない部分と供給し
てある部分があるようにしているので、この両部分の高
さ位置の差によりクリームはんだ３の膜厚を測定する。
ここでは、膜厚測定の基準面として、クリームはんだ３
が供給されていないランドパターン２の表面を使用して
いるので、正確な測定が可能となる。
以上のようにして、印刷配線板１の基準穴５を治具４
の位置決めピン６へ挿入するだけで自動的にクリームは
んだ３の膜厚を測定できる。
次に、レーザ式変位センサ７による膜厚測定の原理を
第７図に基づいて説明する。
同図に示すようにレーザ式変位センサ７は光位置検出
素子7aと受光レンズ7b及び半導体レーザ7cと投光レンズ
7dとを備え、このレーザ式変位センサ７からの信号を処
理する処理回路９は、A/D変換器9a,演算制御部9b,入出
力インタフェース9cとを備えている。変位の測定は、ま
ず測定する部分の表面にレーザビームを照射し、その表
面からの散乱光の一部を光位置検出素子7aで検出する。
物体Ａ（基準となるランドパターン２の表面）,B（ラン
ドパターン２上に供給されるクリームはんだ３の高さ）
が変位すると、三角原理により光位置検出素子7a上のビ
ームスポットが移動する。この移動量を電気信号に変換
し、演算制御部9bが変位の算出を行なう。よって変位、
すなわち膜厚ｈはレーザ式変位センサ７からの基準とな
るランドパターン２の高さＡからクリームはんだ３の高
さＢを引いて求める。
ｈ＝Ａ−Ｂ クリームはんだ３の表面は凹凸が激しいので、高さ変位
はレーザ式変位センサ７を走査し、各サンプル値を平均
して求める。レーザ式変位センサ７の走査は第８図
（ａ），第９図（ａ）に示すように縦スキャンと横スキ
ャンがあるが、縦スキャンはランドパターン２とクリー
ムはんだ３との段差（エッジ部）の変位がレーザ光の投
光と受光の角度の影響で第８図（ｂ）に示すように正し
く測定できない。そのため、第６図ではレーザ式変位セ
ンサ７をＸ方向に走査できるように、印刷配線板１と平
行な平面上において、レーザ式変位センサ７をＸ走査方
向（XY直交ロボット８の進行方向）に対して直交するＹ
走査方向を向くように固定し、Ｘ方向走査を横スキャン
できるようにしている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のはんだ印刷検査装置では、レーザ式変位セ
ンサ７をXY直交ロボット８に固定しているため、横スキ
ャンとなる一方向の走査による膜厚及び印刷形状しか測
定できず、精度の高い測定ができない。また、印刷ズレ
の測定ができず、この印刷ズレの測定は肉眼にたよらざ
るを得ない等の問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、膜厚及び印刷形状の高精度な測定がで
き、しかも印刷ズレの高精度な測定ができるはんだ印刷
検査装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明のはんだ印刷検査装置は、印刷配線板のラン
ドパターン上に供給されたはんだの印刷ズレを検出する
ITVエリアセンサをXY直交ロボットのXY移動体に取付
け、かつ印刷配線板のランドパターン上に供給されたは
んだの膜厚及び印刷形状を走査する変位センサを回動機
構により上記XY移動体に回動可能に取付けて、XY移動体
の進行方向に対して上記変位センサが常に一定の方向を
向くように当該回動機構を制御するとともに、上記ITV
エリアセンサの検出データを処理する処理回路を備えて
いる。
［作用］ ランドパターン上に供給されるクリームはんだの印刷
ズレをITVエリアセンサにより測定するとともに、回動
機構によりレーザ式変位センサをXY直交ロボットの進行
方向に対して直交する方向を向くように設定して、ラン
ドパターン上に供給されるクリームはんだの膜厚及び印
刷形状の測定を行なう。
［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づ
いて説明する。尚、第６図及び第７図の従来例の同じも
のは同一符号を付してその説明を省略する。
第１図は本発明のはんだ印刷検査装置の簡略構成斜視
図、第２図（ａ），（ｂ）は部分拡大図であり、各図に
おいて、10はエリアセンサとしてのITVカメラ、11はレ
ンズ鏡筒、12はリング照明、13は印刷配線板１を供給す
る搬入コンベア、14は検査後の印刷配線板１を搬出する
搬出コンベア、15は処理回路としてのコンピュータ、16
はレーザ式変位センサ７の回動機構である。
次に動作について説明する。
ランドパターン２上にクリームはんだ３が供給された
印刷配線板１は搬入コンベア13により検査ステージまで
移送される。検査ステージでは印刷配線板１の基準穴５
に位置決めピン６を挿入して印刷配線板１の位置決めを
行なう。
ランドパターン２上に供給されるクリームはんだ３の
印刷ズレの測定は、XY直交ロボット８に、印刷配線板１
と平行な平面上で駆動可能なように取付けられたITVカ
メラ10により第３図に示すように行なう。始めに印刷配
線板１上の所定パターンである印刷ズレ検出用のランド
パターン２の部分を限定し、上下左右それぞれに領域内
の白“1"の投影をとる。投影データを一定の値（しきい
値Ｈ）で再び２値化して白“1"の幅を求める。これによ
り位置ズレ量を算出する。この位置ズレ量の検出は第４
図に示すように、印刷配線板１上における十分に距離が
離れた２箇所においてランドパターン2a,2b上に供給さ
れたクリームはんだ3a,3bのＸ方向,Y方向の印刷ズレを
測定する。
次に膜厚及び印刷形状の測定は、XY直交ロボット８に
取付けられたレーザ式変位センサ７により第５図に示す
ように行なう。膜厚は、レーザ式変位センサ７をそのま
ま０°位置にてＸ方向に走査し、クリームはんだ３の上
面の高さから基準面であるランドパターン２の高さを引
いて求める。このとき、レーザ式変位センサ７は走査す
るＸ方向、すなわちXY直交ロボット８のＸ進行方向に対
して直交するＹ走査方向を向いているので横スキャンと
なり正確に走査できる。印刷形状はレーザ式変位センサ
７を回動機構16により90°回転させてＹ方向に走査させ
る。このときも、レーザ式変位センサ７は走査するＹ方
向、すなわちXY直交ロボット８のＹ進行方向に対して直
交するＸ走査方向を向くので横スキャンとなり正確に走
査できる。これにより、印刷ダレ等の印刷形状が測定で
きる。
以上の構成により、回動機構16を設けて印刷配線板１
と平行な平面上でレーザ式変位センサ７をXY直交ロボッ
ト８の進行方向に対して直交する方向を向くように設定
して走査するようにしたので、XY二方向の横スキャン走
査ができ、ランドパターン２上に供給されたクリームは
んだ３の膜厚及び印刷形状を正確に測定できるととも
に、ITVカメラ10をXY直交ロボット８に取付けたので正
確な印刷ズレを測定できる。
尚、上記実施例では、クリームはんだ印刷検査装置と
して独立させているがはんだ印刷検査装置の一部として
構成することもできる。
また、はんだ印刷後の印刷ずれや膜厚及び印刷形状を
測定して印刷不良を検出するだけでなく、印刷位置の補
正や印刷条件をはんだ印刷検査装置にフィードバック
し、より品質の高い印刷を行なうことができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、印刷配線板
のランドパターン上に供給されたはんだの印刷ズレを検
出するITVエリアセンサをXY直交ロボットのXY移動体に
取付け、かつ印刷配線板のランドパターン上に供給され
たはんだの膜厚及び印刷形状を走査する変位センサを回
動機構により上記YX移動体に回動可能に取付けて、XY移
動体の進行方向に対して上記変位センサが常に一定の方
向を向くように当該回動機構を制御するとともに、上記
ITVエリアセンサの検出データを処理する処理回路を備
えたので、印刷配線板上のランドパターンに供給された
はんだの膜厚及び印刷形状の高精度な測定ができ、しか
も印刷されたはんだの印刷ズレの高精度な測定ができる
はんだ印刷検査装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第５図は本発明のはんだ印刷検査装置を示
し、第１図は全体構成図、第２図は部分拡大図、第３図
及び第４図は印刷ズレの測定方法を示す図、第５図は膜
厚及び印刷形状の測定方法を示す図、第６図乃至第９図
は従来のはんだ印刷検査装置一実施例を示し、第６図は
全体構成図、第７図はレーザ式変位センサの測定原理を
示す図、第８図及び第９図はレーザ式変位センサの走査
方法及び走査データを示す図である。 １……印刷配線板、２……ランドパターン、３……クリ
ームはんだ、７……レーザ式変位センサ、８……XY直交
ロボット、９……処理回路、10……ITVカメラ（エリア
センサ）、15……コンピュータ（処理回路）、16……回
動機構。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】XY直交ロボットのXY移動体に固定され、印
    刷配線板のランドパターン上に供給されたはんだの膜厚
    及び印刷形状を走査する変位センサと、この変位センサ
    からの信号を処理する処理回路とを備えたはんだ印刷検
    査装置において、 上記印刷配線板のランドパターン上に供給されたはんだ
    の印刷ズレを検出するITVエリアセンサを上記XY移動体
    に取付け、かつ上記変位センサを回動機構により上記XY
    移動体に回動可能に取付けて、XY移動体の進行方向に対
    して上記変位センサが常に一定の方向を向くように当該
    回動機構を制御するとともに、上記ITVエリアセンサの
    検出データを処理する処理回路を備えたことを特徴とす
    るはんだ印刷検査装置。
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