JP2819396B2 - 電子部品の実装状態検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子部品の実装状態を
検査する装置に関し、より具体的にはプリント基板に実
装された正負の極性を有する有極性電子部品に、極性の
逆付け、リード抜けまたは欠品などの取付不良がないか
どうかを検査する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板に有極性電子部品を実装す
る場合、プリント基板のスルーホールに正負のリードを
逆に取り付けてしまう（極性逆付け）ことがある。また
リードがスルーホールに挿入されずに抜けていたり、本
来実装されるべき位置に全く実装されていなかったりす
る（欠品）ことがある。

【０００３】このような事態が生じた場合、プリント基
板上の電子回路は本来の機能を発揮することができな
い。また極性逆付けがあったときは部品を一旦プリント
基板から取り外すことが必要になるが、はんだ付け工程
の前にこれを発見することができず、はんだ付け工程後
に取り外そうとすると、取り外し時に基板にダメージを
与えてしまうので、はんだ付け工程の前に検査して発見
しなければならない。またコンデンサの逆付けは、電気
的特性を検査することでは検出できなかった。

【０００４】従来これらの検査方法として目視検査が行
われている。目視検査は最も簡単な方法なのでよく利用
されるが、作業員の視覚に頼っているため、大量の検査
対象を長時間検査し続けると疲労により信頼性が低下す
るという限界がある。また見落としなどのミスの発生を
防止して検査の信頼性を高めるためには、作業員が検査
作業に熟練することが必要であり、そのために多くのコ
ストを要するという問題もあった。これらの事情より電
子部品の実装状態の検査を自動化する装置を実現する要
請があった。

【０００５】この要請に対して特開平４−３４２１９８
号公報記載の技術は、プリント基板に有極性電子部品を
実装した後にその極性を識別するコンピュータ制御の極
性識別装置を提案している。この装置は有極性電子部品
をその極性が識別できるように正負を色分けし、プリン
ト基板直上部に設けた色センサにより検出した指定座標
の部品の色と予め記憶しておいた色情報とを照合するこ
とで、有極性電子部品の実装状態を検査している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの公報記載の
従来技術は、プリント基板直上部に色センサを取り付け
たロボットアームを配置し、そのロボットアームをＸ−
Ｙ方向（プリント基板表面と平行な１つの水平面内）で
のみ移動させていることから、チップ部品などの高さを
有しない有極性電子部品の検査には適しているが、電解
コンデンサなど比較的高さを有する有極性電子部品を検
査するには、必ずしも適するものではなかった。

【０００７】すなわち、電解コンデンサなど比較的高さ
を有する有極性電子部品の場合、正負の極性を識別する
マークが部品の側面に表示されている。したがって従来
技術の如く、色センサをプリント基板上の検査対象であ
る部品の直上部に配置し、直下の部品に光を投射するよ
うな構成によっては、部品側面に表示されている極性識
別マークを検出することができない。また仮に光を斜め
上方から投射するように色センサの取付角度を設けたと
しても、部品取付時に発生する部品傾きにより識別マー
クが光の投射位置からずれてしまい検出できないことが
ある。

【０００８】また色センサは所定のセンシング深度を有
するから、検査対象である有極性電子部品が複数種あ
り、それらの間に高さのばらつきがある場合、極性を検
査できない部品が存在するおそれがあった。すなわち前
記従来技術に係る装置では、ロボットアームに取り付け
られた色センサが、Ｘ−Ｙ方向（同一高さの水平面内）
しか移動できないため、ある高さの部品に合わせて色セ
ンサの高さ位置を決定した場合、他の高さの部品が色セ
ンサのセンシング深度外に位置してしまうおそれがあっ
た。このとき色センサは、センシング深度外に位置した
部品の極性識別マークを検出することができない。

【０００９】さらに前記従来技術に係る装置は、色セン
サが検出した色をメモリに記憶している色と比較して極
性の正否を判別するのみであった。しかし比較的高さを
有する電解コンデンサなどの場合、極性は正常でも部品
取付時に発生する部品傾きが大きすぎてリード抜けを生
じていることがある。前記従来技術に係る装置は、この
ような実装状態の不良を判別できなかった。

【００１０】したがってこの発明の目的は、従来技術の
これらの不都合を解消し、電解コンデンサなど比較的高
さを有し、極性を識別するマークを部品側面に備える有
極性電子部品であっても、その極性を検査することがで
き、極性逆付があったときは確実に判別することができ
る装置を提供することにある。

【００１１】また複数の異なる高さの有極性電子部品が
あるときも、全ての部品の実装状態を自動的に検査でき
る装置を提供することを付随的な目的とする。さらにリ
ード抜けや欠品があったとき、これを確実に判別できる
装置を提供することも付随的な目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は例えば請求項１に記載する如く構成し
た。後述する実施例の符号を参照して説明すると、ブリ
ント基板１１０に実装された有極性電子部品（電解コン
デンサ１０２，１０４）を識別する色センサ３０を備
え、前記色センサの検出値により前記有極性電子部品の
実装状態を検査する装置において、前記色センサを前記
有極性電子部品が実装されている前記プリント基板の表
面と平行な方向に移動させる水平方向移動手段（Ｘ軸ア
ーム１２，Ｙ軸アーム１４，Ｓ２０）と、前記色センサ
を被検査体である前記有極性電子部品の取付位置付近を
中心軸として前記プリント基板と平行する面内において
所定角度回動させる回動手段（θ軸アーム２４，Ｓ２
０，Ｓ８０）と、および前記色センサの検出値を基準色
データと比較（Ｓ４０）して実装の適否を判定する判定
手段とを備える如く構成した。

【００１３】請求項２にあっては、さらに前記色センサ
を前記有極性電子部品の高さ方向に移動させる高さ方向
移動手段（Ｚ軸アーム２２，Ｓ２０）と、を備える如く
構成した。

【００１４】請求項３にあっては、前記色センサの検出
値と比較される前記基準色データが複数の色の組合せパ
ターンである（表１）如く構成した。

【００１５】

【作用】請求項１のように構成された装置にあっては、
比較的高さのある有極性電子部品がプリント基板上に傾
いて実装されているときも、回動手段を前記有極性電子
部品の周りをプリント基板と平行するように所定角度回
動させることにより、色センサの照射位置を本来の位置
からずれている極性識別マークまで移動させることがで
きる。したがって極性の正否を確実に検査することがで
きる。

【００１６】請求項２のように構成された装置にあって
は、異なる高さの有極性電子部品がプリント基板上に混
在するときも、高さ方向移動手段により色センサの高さ
位置を移動させ、全ての部品を色センサのセンシング範
囲内に位置させることができる。したがって実装された
全ての有極性電子部品の極性の正否を自動的に検査でき
る。

【００１７】請求項３のように構成された装置にあって
は、基準色データとして複数の色の組合せパターンを備
えているので、複数の照射位置での検出値をパターンと
比較することにより、有極性電子部品の傾きの状態をも
識別することができ、リード抜けと判別することもでき
る。また欠品状態と判別することもできる。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の実施例
を説明する。

【００１９】図１はこの発明に係る電子部品の実装状態
検査装置の全体構成を示すシステムブロック図である。
この装置はロボット部１０（前記した水平方向移動手
段）、ヘッド駆動部２０、検出部（色センサ）３０、コ
ントロール部４０および電源５０から構成される。

【００２０】図２および図３はこの装置の機構的構成を
具体的に示す説明図である。図２は図１中のロボット部
１０、ヘッド駆動部２０および検出部３０のセンサヘッ
ド３２を中心に、この装置を正面から見たときの説明正
面図であり、図３は同様に側面から見たときの説明側面
図である。尚、図２および図３では検出部３０の光源３
４およびセンサアンプ３６、コントロール部４０および
電源５０の図示は省略した。

【００２１】尚、この実施例では、装置下方の予め定め
られた適宜位置に検査対象である有極性電子部品（図２
および図３では２個の電解コンデンサ１０２，１０４）
を実装したプリント基板１１０が、ラインコンベア１２
０により自動的に供給されるものとする。

【００２２】ここで検査対象である有極性電子部品（電
解コンデンサ１０２，１０４）には予め正負の極性の色
分けがなされている。この極性の色分けとその識別につ
いて、図４および図５ならびに図６を参照して説明す
る。図４はプリント基板１１０のマイナス側のスルーホ
ールにマイナス側のリード１０２ｄを、プラス側のスル
ーホールにプラス側のリード１０２ｅ（図４で１０２ｄ
の裏方）を、挿入して実装されている電解コンデンサ１
０２を、マイナス側の方向から見た説明正面図であり、
図５はそれを図４の方向とは直交する横方向から見た説
明側面図である。また図６は電解コンデンサ１０２が極
性逆付けの状態でプリント基板１１０に実装されている
状態を示す、図５と同様な説明側面図である。

【００２３】電解コンデンサ１０２のマイナス側のリー
ド１０２ｄがある側の側面中央部には、白色のマーク１
０２ａが縦に帯状に施される。電解コンデンサ本体のそ
の他の部分１０２ｂは黒色であるので（図示の都合上斜
線で示した）、この白色マーク１０２ａの有無を色セン
サで識別することにより、プリント基板１１０に実装さ
れた電解コンデンサ１０２の極性の状態を識別すること
ができる。すなわち図５に良く示すように、マイナス側
のリード１０２ｄが挿入されるべき方向から色センサ照
射光３２ａを電解コンデンサ１０２に対して照射すれ
ば、実装されている電解コンデンサ１０２の極性が正常
の場合は色センサ照射光３２ａに向かって白色マーク１
０２ａが対峙し、したがって色センサ３０は白色を検出
することになる。一方、図６に示すような極性逆付けの
場合は、白色マーク１０２ａを検出することができず黒
色を検出することになる。

【００２４】この装置の検査対象である電解コンデンサ
１０２，１０４のマイナス側側面には、以上のような白
色マークが施されていることを前提に、図１および図２
ならびに図３を参照してこの装置の構成の説明を続け
る。尚、マイナス側を表す識別マークの色および電解コ
ンデンサの本体色は、色センサ３０が両者を判別できる
よう色分けされていればよく、この実施例のような
「白」「黒」の場合に限られないことは言うまでもな
い。

【００２５】検出部（色センサ）３０は図１に示す如
く、検査対象である電解コンデンサ１０２，１０４に照
射光３２ａを照射し、その反射光を受光するセンサヘッ
ド３２、コントロール部４０からの指令によりセンサヘ
ッド３２へ照射光を供給する光源３４、およびセンサヘ
ッド３２の受光した反射光を入力し、電気信号に変換、
増幅してコントロール部４０へ送出するセンサアンプ３
６からなる。尚、センサヘッド３２と光源３４との間、
およびセンサヘッド３２とセンサアンプ３６との間はフ
ァイバケーブルにより接続される。

【００２６】検出部３０のセンサヘッド３２は図２およ
び図３に示す如く、突出部２６を介してヘッド駆動部２
０のθ軸アーム２４（前記した回動手段）に取り付けら
れている。θ軸アーム２４は、スッテピングモータおよ
びギヤなどからなる図示しないθ軸駆動手段によりセン
サヘッド３２をθ軸（プリント基板の表面と直交する鉛
直軸）回りに回動させるように構成される。

【００２７】ヘッド駆動部２０は他にＺ軸アーム２２
（前記した高さ方向移動手段）を備える。このＺ軸アー
ム２２には前記θ軸アーム２４が、リニアベアリングな
ど両者を相対移動可能とする適宜部材を介して取り付け
られる。そしてＺ軸アーム２２は、スッテピングモータ
およびギヤなどからなる図示しないＺ軸駆動手段により
θ軸アーム２４をＺ軸方向（Ｚ軸アーム２２の軸線方
向。θ軸と平行関係にある。）に移動させるように構成
される。

【００２８】ヘッド駆動部２０のＺ軸アーム２２は、Ｘ
軸アーム１２とＹ軸アーム１４とからなるロボット部１
０に対して相対移動可能に取り付けられる。すなわちＺ
軸アーム２２は、リニアベアリングなど両者を相対移動
可能とする適宜部材を介してＸ軸アーム１２に対して取
り付けられ、そしてＸ軸アーム１２は、ステッピングモ
ータおよびギヤなどからなる図示しないＸ軸駆動手段に
よりＺ軸アーム２２をＸ軸方向（Ｘ軸アーム１２の軸線
方向。Ｚ軸に対して直交する。）に移動させるよう構成
される。

【００２９】ロボット部１０において、Ｘ軸アーム１２
とＹ軸アーム１４との関係は上述のＸ軸アーム１２とＺ
軸アーム２２との関係と同様に構成されており、Ｘ軸ア
ーム１２は図示しないＹ軸駆動手段により、Ｙ軸方向
（Ｙ軸アーム１４の軸線方向。Ｘ軸およびＺ軸に対して
直交する。）にＹ軸アーム１４に対して相対移動させら
れるように構成される。

【００３０】尚、ロボット部１０のＹ軸アーム１４は装
置基部６０に固定して取り付けられる。

【００３１】上述のθ軸アーム２４、Ｚ軸アーム２２、
Ｘ軸アーム１２およびＹ軸アーム１４の各駆動手段は、
コントロール部４０のコントローラ４２（前記した判定
手段）に接続される。

【００３２】コントロール部４０のコントローラ４２は
マイクロコンピュータを備える公知の構造である。この
コントローラ４２の所定領域（ＲＯＭ領域）には後述す
る検査プログラムが格納される。コントロール部４０は
他に操作スイッチボックス４６およびプログラムローダ
４４を備えており、これらはコントローラ４２に接続さ
れる。さらに電源５０がコントローラ４２に接続され
る。

【００３３】コントローラ４２は、オペレータによる操
作スイッチボックス４６のスイッチ操作によりプログラ
ムローダ４４を介してロードされ、コントローラ４２の
所定領域（ＲＡＭ領域）に格納される基板上の検査対象
（電解コンデンサ１０２，１０４）の位置情報（Ｘ，
Ｙ，Ｚ，θ座標データ）に応じて、Ｘ軸アーム１２、Ｙ
軸アーム１４、Ｚ軸アーム２２およびθ軸アーム２４を
前記したそれらの駆動手段を介して移動、回動させるよ
うに構成される。すなわち、コントローラ４２は各駆動
手段に駆動指令値を出力し、センサヘッド３２を電解コ
ンデンサの近傍まで移動させるように構成される。

【００３４】ここで電解コンデンサの近傍とは、図２お
よび図３ならびに図５の電解コンデンサ１０２を例にと
り説明すると、検査対象である電解コンデンサ１０２の
斜め上方の位置で、その電解コンデンサ１０２の白色マ
ーク１０２ａを色センサ３０のセンシング深度内に置く
ことのできる位置である。別言すれば、その位置より照
射光３２ａを照射したとき、正しく実装されている電解
コンデンサ１０２の白色マーク１０２ａの反射光を受
光、識別できる位置である。

【００３５】またコントローラ４２は、プログラムロー
ダ４４を介してロードされＲＡＭ領域に格納される基準
色データと色センサ３２の検出した色とを比較照合する
ことにより、実装されている電解コンデンサの極性の正
否を判別するように構成される。

【００３６】ここでこの実施例においては、コントロー
ラ４２は検査開始時に光源３４をＯＮし、センサヘッド
３２から照射光３２ａを電解コンデンサに向けて照射す
るように構成される。光源３４は検査終了時にＯＦＦさ
れるが、検査中は常にＯＮしている。

【００３７】ここで本願発明において特徴的なヘッド駆
動部２０の動作を説明する。

【００３８】ヘッド駆動部２０のθ軸アーム２４は、前
記したようにセンサヘッド３２を鉛直方向軸（θ軸）回
りに回動させるように構成される。したがって、検査対
象である電解コンデンサの取り付けに傾きがあるとき
も、その傾きが許容範囲内である限り極性の正否を確実
に判別することができる。またその傾きが許容範囲外で
あるとき、または電解コンデンサが実装されるべき位置
に存在しないときは、実装状態の異常と判別することが
可能となる。

【００３９】これについて、図７および図８ならびに図
９を参照しつつより詳細に説明する。

【００４０】図７はプリント基板１１０に電解コンデン
サ１０２が傾いて実装されている状態を、先に説明した
図４と同様に、電解コンデンサ１０２の白色マーク１０
２ａがある方向から見た説明正面図である。このように
白色マーク１０２ａが本来あるべき位置からずれて傾い
ている状態においても、この装置によれば、θ軸アーム
２４を回動させて色センサ３０の検出位置を所定の角度
範囲（±Δθ、例えば±１５°）にわたって移動させる
ことができる。そしてこの範囲内で白色マーク１０２ａ
を検出すれば、電解コンデンサ１０２の極性を正常と判
別することができる。

【００４１】図８は図７と同様に、プリント基板１１０
に電解コンデンサ１０２が傾いて実装されている状態を
示す説明正面図であるが、その傾きが所定の角度範囲
（±Δθ）を超えている場合である。この場合θ軸アー
ム２４を回動させて色センサ３０の検出位置を移動させ
ても白色マーク１０２ａを検出することができず、電解
コンデンサ１０２の実装状態は異常（リード抜け）と判
別される。

【００４２】ここで±Δθは、その範囲を超える傾きな
らば、図８に示すように、電解コンデンサ１０２のリー
ド（図８では１０２ｅ）がプリント基板１１０のスルー
ホールに挿入されていないリード抜け状態にあると判断
できるように適宜設定する。

【００４３】さらに図９のように、所定の位置に電解コ
ンデンサが実装されていない欠品状態のとき色センサ３
０は白色マークを検出することができず、電解コンデン
サの実装状態の異常（欠品）と判別することになる。

【００４４】ヘッド駆動部２０のＺ軸アーム２２は、前
記したようにセンサヘッド３２を鉛直方向に移動させる
ように構成される。したがって検査対象である複数の電
解コンデンサに高さのバラツキがあるときも、全ての電
解コンデンサの極性を確実に識別することができる。例
えば図２および図３に良く示されるように、２種類の高
さの電解コンデンサ１０２，１０４が同一プリント基板
１１０上に実装されているときも、コントローラ４２の
ＲＡＭ領域にロードされる位置情報に予めそれらの高さ
情報が含まれていれば、センサヘッド３２の位置をそれ
ぞれの電解コンデンサに応じた最適な高さとなるようＺ
軸アームにより調節することが可能である。

【００４５】上記を前提として、図１０フロー・チャー
トを参照してこの装置の動作を説明する。以下の説明に
おいても、プリント基板１１０に実装された２つの電解
コンデンサ１０２，１０４を検査対象とする場合（図２
および図３）を例にとる。

【００４６】尚、この動作を実現するプログラムは前記
したようにコントローラ４２のＲＯＭ領域に格納され
る。プログラムは、検査作業開始前に前記のようにコン
トローラ４２のＲＡＭ領域に格納された検査対象の位置
情報および基準色データを参照しつつ検査動作を実行す
る。

【００４７】先ずＳ１０において、ＲＡＭ領域に格納し
てある検査対象たる有極性電子部品、実施例では電解コ
ンデンサ１０２，１０４の座標データおよび基準色デー
タを読み出す。この実施例での基準色は、電解コンデン
サの極性識別マークの色である白色である。

【００４８】続いてＳ２０においてＳ１０で読み出した
座標データに基づき、Ｘ軸アーム１２、Ｙ軸アーム１
４、Ｚ軸アーム２２およびθ軸アーム２４を駆動し、セ
ンサヘッド３２を最初の検査位置すなわち電解コンデン
サ１０２が存在すべき位置へ移動させる。すなわち、セ
ンサヘッド３２の位置および照射方向がその検査位置に
存在すべき電解コンデンサ１０２の白色マーク１０２ａ
を検出するのに最適な位置へ移動させる。

【００４９】Ｓ３０において検査領域（前記した±Δ
θ）の最初の検査位置（図７および図８で中央の照射位
置）に対して、センサヘッド３２から照射光３２ａを照
射して反射光を検出し、検査位置の色データが何色かを
識別する。

【００５０】Ｓ４０において検出および識別した色（部
品色）をＳ１０で読み出した基準色と比較し、続くＳ５
０で両者が一致したと判断されるとき、すなわち検出し
た色が白色のときは電解コンデンサ１０２の実装状態は
正常である（極性が正しい）ので、次の検査対象である
電解コンデンサ１０４を検査すべくＳ６０で否定されて
Ｓ２０へ戻る。尚、全ての検査対象を検査し終わったと
きは、Ｓ６０での判断が肯定されプログラムは終了す
る。

【００５１】Ｓ５０で検出した色と基準色が一致しない
ときは、Ｓ７０以降に進みθ軸アーム２４を所定角度回
動させて検査領域内の次の検査位置の色データを検出お
よび識別し、基準色と比較する。

【００５２】すなわち、先に図７および図８を参照して
説明したように、色センサ３０の照射光３２ａの照射位
置を正規位置（上述のＳ３０での最初の検査位置）より
±Δθだけずらし、検査領域内の正規位置以外の位置で
さらに色データを検出することになる。

【００５３】図７および図８を参照しつつ説明を続ける
と、Ｓ７０で全ての検査領域をまだ検査し終わっていな
いと判断されるときはＳ８０に進み、先ず色センサ３０
の照射光３２ａが正規位置よりも＋Δθずらした位置
（正規位置＋Δθ）を照射するようにθ軸アーム２４を
回動させ、その位置での色データを検出および識別する
（Ｓ３０）。そしてＳ４０で前述と同様に基準色と比較
する。基準色と一致するとき（図７がその状態であ
る）、Ｓ５０での判断は肯定され（すなわち検査対象で
ある電解コンデンサ１０２の実装状態は正常と判別さ
れ）、Ｓ６０に進んで部品検査終了か否か判断し、そこ
で否定されたとき次の電解コンデンサ１０４を検査すべ
くＳ２０に戻る。

【００５４】正規位置＋Δθの位置での検出色がまだ基
準色と一致しないときは、Ｓ５０，Ｓ７０での判断は否
定されて再びＳ３０に至り、今度は色センサ３０の照射
位置が正規位置よりも−Δθずらした位置（正規位置−
Δθ）となるようにθ軸アーム２４を回動させ、Ｓ３０
でその位置での色データを検出する。Ｓ４０，Ｓ５０で
検出色を基準色と比較し、一致すれば結局検査対象であ
る電解コンデンサ１０２の実装状態は正常と判別できる
ので、Ｓ６０を経て次の検査対象を検査すべくＳ２０に
戻る。

【００５５】以上で、正規位置±Δθの検査領域内の３
点の検査位置で基準色データと一致する色データを検出
できないとき（Ｓ７０での判断が肯定されたとき）は、
検査対象である有極性電子部品の実装状態に異常がある
と判別する。すなわち、電解コンデンサ１０２の傾きが
±Δθの許容範囲を超えているか（図８の状態）、極性
逆付けがあるか（図６の状態）、または欠品か（図９の
状態）のいずれかと判別することができるので、Ｓ７０
での肯定判断を経てＳ９０でアラームによる警報または
ＣＲＴによる異常の表示など、不良部品処理を行う。

【００５６】全ての検査対象を検査し終わったときは、
Ｓ６０で部品検査終了と判断されてこのプログラムを終
了する。

【００５７】この実施例は以上のように構成したので、
比較的高さのある有極性電子部品がプリント基板上に傾
いて実装されているときも、回動手段を回動させること
により、色センサの照射位置を本来の位置からずれてい
る極性識別マークまで移動させることができ、極性の正
否を確実に検査することができる。また異なる高さの有
極性電子部品がプリント基板上に混在するときも、高さ
方向移動手段により色センサの高さ位置を移動させ、全
ての部品を色センサのセンシング範囲内に位置させるこ
とができ、実装された全ての有極性電子部品の極性の正
否を自動的に検査できる。

【００５８】尚、上記で有極性電子部品の極性識別マー
クが白色の場合を説明したが、もちろん白色に限られる
ものでない。本実施例では基準色データをコントローラ
４２のＲＡＭ領域に格納するように構成したので、同一
プリント基板上に異なる色の極性識別マークを備える有
極性電子部品が混在する場合に対しても容易に対応する
ことができる。

【００５９】図１１はこの発明に係る装置の第２の実施
例を示すフロー・チャートである。

【００６０】フロー・チャートの説明に入る前に先ずこ
の実施例における基準色データの設定について説明す
る。

【００６１】前記したように、検査対象である電解コン
デンサのマイナス側の側面中央部には縦に白色マークが
施されており、電解コンデンサのその他の部分は黒色で
ある。また電解コンデンサが実装されるプリント基板の
表面は緑色である。したがって基準色データとして以上
の３色を持つよう構成すれば、電解コンデンサの実装状
態をより詳細に検査することが可能となる。すなわち図
７に示すように、電解コンデンサが極性は正常であるが
許容範囲（正規位置±Δθ）内で傾いて実装されている
場合、色センサ３０の検出する色は、正規位置＋Δθの
位置では白色、正規位置では黒色、正規位置−Δθの位
置では緑色（照射光３２ａが電解コンデンサに当たらず
に背後のプリント基板に照射される結果、そのプリント
基板の色を検出する）となる。

【００６２】また図８の場合は、正規位置＋Δθの位
置、正規位置、正規位置−Δθの位置の順に、黒・緑・
緑となる。同様にして、色センサ３０の検出し得る色の
全パターンは、表１に示すようになる。第２実施例にお
いてはこのパターンを基準とし、検出した色のパターン
をこの基準パターンと比較照合することにより有極性電
子部品の実装状態をより詳細に判別する。

【００６３】

【表１】

【００６４】以上の基準色データを前提として図１１フ
ロー・チャートを説明する。

【００６５】尚、第２実施例の第１実施例との相違は検
査動作の内容にあるのみで、その動作を実現する機構的
構成は第１実施例と異ならない。また第２実施例の説明
も、第１実施例と同様に２つの電解コンデンサ１０２，
１０４を検査する場合（図２および図３に示すような場
合）を例にとる。

【００６６】先ずＳ１００でＲＡＭ領域に格納してある
有極性電子部品の座標データおよび基準色データを読み
出す。第２実施例で特徴的な点は、この基準色データの
中に白色マークと照合するための白色だけでなく上述の
電解コンデンサの白色マーク以外の部位の色である黒
色、およびプリント基板の表面の色である緑色も含まれ
ていることであり、さらに表１に示した色の組合せパタ
ーンとそれに対応する実装状態の情報も含まれているこ
とである。

【００６７】続くＳ１１０で、Ｓ１００で読み出した座
標データに基づき、Ｘ軸アーム１２、Ｙ軸アーム１４、
Ｚ軸アーム２２およびθ軸アーム２４を駆動し、センサ
ヘッド３２を最初の検査位置すなわち電解コンデンサ１
０２が存在すべき位置へ移動させる。この点は図１０フ
ロー・チャートのＳ２０と同様である。

【００６８】Ｓ１２０に進んで図１０フロー・チャート
のＳ３０と同様に最初の検査位置の色データが何色か識
別する。

【００６９】続くＳ１３０では色データの識別結果をＲ
ＡＭ内の所定領域に記憶する。

【００７０】続いてＳ１４０，Ｓ１８０，Ｓ１２０，Ｓ
１３０を２回ループすることにより、Ｓ１２０で最初に
色データを検出した正規位置より＋Δθ，−Δθだけず
れた２つの位置で色データを検出および識別し、ＲＡＭ
内の所定領域に記憶する。この正規位置±Δθの位置で
の色データの検出は、第１実施例と同様にθ軸アーム２
４を所定角度回動させて行う。

【００７１】正規位置、正規位置＋Δθの位置および正
規位置−Δθの位置の３点で色データを検出するとＳ１
４０での判断が肯定され、Ｓ１５０に進む。そこで検出
した色の組合せが上述の表１のいずれのパターンと一致
するか識別する。尚、表１の色パターンは正規位置＋Δ
θの位置、正規位置、正規位置−Δθの位置の順なの
で、色センサ３０の検出色もその順序に従って表１のパ
ターンと比較照合される。

【００７２】続いてＳ１６０に進み、Ｓ１５０での照合
結果に基づく判別が行われる。Ｓ１６０で良品でないと
判別されるとき（表１での判定が「ＮＧ」のとき）は、
有極性電子部品の実装状態の異常と判別できるのでＳ１
９０に進み、異常内容に応じた処理を行う。

【００７３】ここで第２実施例で特徴的なことは、Ｓ１
９０で異常の内容に応じた処理を行うことである。した
がって、検出した色パターンが例えば「黒・緑・緑」の
ときはＣＲＴに「リード抜け」と表示するなど、異常内
容に応じた処理が可能となる。

【００７４】Ｓ１６０で肯定されるとき、すなわち表１
を参照しての判定結果が「ＯＫ」である場合は、続くＳ
１７０で否定判断を受けてＳ１１０に戻り、次の検査対
象である電解コンデンサ１０４について以上の電解コン
デンサ１０２についてと同様の検査を行う。尚、全ての
検査対象を検査し終わったときはＳ１７０で肯定されて
プログラムを終了する。

【００７５】上記第２実施例では、有極性電子部品毎に
色センサ３０の検査位置を３点設け、色センサ３０の検
出値と比較照合する基準色データの色を極性識別マーク
の色、部品のその他の部位の色、およびプリント基板表
面の色の３色としたので、部品傾き許容角度範囲（±Δ
θ）を適宜設定することにより必要最小限の検出位置数
および基準色数で、有極性電子部品の極性、部品抜けお
よび欠品の全ての実装状態の適否を判別することができ
る。

【００７６】以上の各実施例では、水平方向移動手段を
構成するＸ軸アーム１２およびＹ軸アーム１４、および
高さ方向移動手段であるＺ軸アーム２２を、それらの軸
線が直交座標系をなすように構成し、また回動手段の回
動軸であるθ軸をＺ軸と平行な鉛直軸としたので、コン
トローラ４２のＲＡＭ領域に格納するＸ，Ｙ，Ｚ，θ座
標データの算出が容易である。また照射光３２ａが斜め
上方から検査対象に照射されるような角度で、色センサ
３２をθ軸アーム２４に取り付けたので、プリント基板
上の他の部品に妨げられることなく、検査対象部品の識
別マークを検出することができる。

【００７７】また基本的な検査プログラムをコントロー
ラ４２のＲＯＭ領域に格納し、検査対象部品の座標デー
タおよび基準色データはオペレータがプログラムローダ
を介してコントローラ４２のＲＡＭ領域に格納するよう
に構成したので、その座標データを入れ替えれば、どの
ような回路構成のプリント基板であっても、そこに実装
された有極性電子部品を検査することができる。

【００７８】尚、第１実施例および第２実施例で、検査
位置を正規位置、正規位置＋Δθの位置および検査位置
−Δθの位置の３点とした。しかし検査位置の設定はこ
の３点に限られるものでなく、３点より多くの検査位置
を検査するようにしてもよい。

【００７９】

【発明の効果】請求項１にあっては水平方向移動手段お
よび回動手段を備え前記有極性電子部品の周りをプリン
ト基板と平行するように所定角度回動させる如く構成し
たので、プリント基板に実装される有極性電子部品が比
較的高さを有し、極性を識別するマークを部品側面に備
えていても、極性の実装状態の適否を検査することがで
き、極性逆付けがあったときは確実に判別することがで
きる。よってプリント基板上の電子回路が本来の機能を
発揮できない事態の発生を未然に防止することができ
る。

【００８０】請求項２にあってはさらに高さ方向移動手
段を備える如く構成したので、請求項１で述べた効果に
加え、プリント基板に異なる高さの有極性電子部品が混
在するときも、全ての部品の極性の実装状態を自動的に
検査できる。よって有極性電子部品の実装状態の検査を
効率化できる。

【００８１】請求項３にあってはさらに色センサの検出
値と比較される基準色データが複数の色の組合せパター
ンである如く構成したので、請求項１または請求項２の
効果に加え、プリント基板に実装された有極性電子部品
にリード抜けや欠品があるときこれを判別することがで
きる。よって判別した異常内容に応じた不良部品処理を
行うことができ、有極性電子部品の検査を一層効率化で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電子部品の実装状態検査装置の
全体構成を示すシステムブロック図である。

【図２】図１の装置をより具体的に示す説明正面図であ
る。

【図３】図２と同様な図で、図１の装置をより具体的に
示す説明側面図である。

【図４】プリント基板に極性を正常な状態で実装されて
いる電解コンデンサをマイナス側から見た説明正面図で
ある。

【図５】図４の電解コンデンサとプリント基板を横方向
から見た説明側面図である。

【図６】電解コンデンサがプリント基板に極性が逆の状
態で実装されている状態を示す説明側面図である。

【図７】プリント基板に極性を正常な状態で実装されて
いる電解コンデンサが傾きを生じている場合を示す説明
正面図である。

【図８】電解コンデンサのリード抜け状態を示す説明正
面図である。

【図９】プリント基板に電解コンデンサが実装されてい
ない（欠品）状態を示す説明側面図である。

【図１０】第１実施例の動作を示すフロー・チャートで
ある。

【図１１】第２実施例の動作を示すフロー・チャートで
ある。

【符号の説明】

１０ ロボット部 ２０ ヘッド駆動部 ３０ 検出部（色センサ） ４０ コントロール部 ５０ 電源 １２ Ｘ軸アーム １４ Ｙ軸アーム ２２ Ｚ軸アーム ２４ θ軸アーム ３２ センサヘッド ３４ 光源 ３６ センサアンプ ４２ コントローラ ４４ プログラムローダ １０２，１０４ 電解コンデンサ １１０ プリント基板 １２０ ラインコンベヤ ３２ａ 色センサ照射光

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 憲夫 宮城県角田市佐倉字宮谷地４番地３ 株 式会社電子技研角田事業所内 (56)参考文献 特開 平２−78937（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−53200（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−107994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/08 H05K 13/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板に実装された有極性電子部
   品を識別する色センサを備え、前記色センサの検出値に
   より前記有極性電子部品の実装状態を検査する装置にお
   いて、 ａ．前記色センサを前記有極性電子部品が実装されてい
   る前記プリント基板の表面と平行な方向に移動させる水
   平方向移動手段と、 ｂ．前記色センサを被検査体である前記有極性電子部品
   の取付位置付近を中心 軸として前記プリント基板と平行
   する面内において所定角度回動させる回動手段と、 および ｃ．前記色センサの検出値を基準色データと比較して実
   装の適否を判定する判定手段と を備えることを特徴とする電子部品の実装状態検査装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、さらに ｄ．前記色センサを前記有極性電子部品の高さ方向に移
   動させる高さ方向移動手段と、 を備えたことを特徴とする電子部品の実装状態検査装
   置。
3. 【請求項３】 前記色センサの検出値と比較される前記
   基準色データが複数の色の組合せパターンであることを
   特徴とする、請求項１または請求項２記載の電子部品の
   実装状態検査装置。