JP3031955B2 - 半田付け検査方法 - Google Patents
半田付け検査方法Info
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- JP3031955B2 JP3031955B2 JP2132024A JP13202490A JP3031955B2 JP 3031955 B2 JP3031955 B2 JP 3031955B2 JP 2132024 A JP2132024 A JP 2132024A JP 13202490 A JP13202490 A JP 13202490A JP 3031955 B2 JP3031955 B2 JP 3031955B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像処理の分野で半田付け状態を検査する
方法に関する。
方法に関する。
特許出願人は、特願平２−2749号の特許出願によっ
て、画像処理の分野で半田付け形状を検査する方法を提
案している。その検査方法は、半田付け部の表面に異な
る方向から照明光を切り換えて照射し、半田付け部の表
面の輝点の移動方向および移動量から半田付け部の形状
および半田量を推測し、半田付け状態の良否を判断して
いる。
て、画像処理の分野で半田付け形状を検査する方法を提
案している。その検査方法は、半田付け部の表面に異な
る方向から照明光を切り換えて照射し、半田付け部の表
面の輝点の移動方向および移動量から半田付け部の形状
および半田量を推測し、半田付け状態の良否を判断して
いる。
なお、輝点の位置は、最も明るい部分の点を識別した
後、その部分について適当なしきい値を設定し、二値化
処理の後に、明るい領域の中心を求めることによって特
定される。
後、その部分について適当なしきい値を設定し、二値化
処理の後に、明るい領域の中心を求めることによって特
定される。
上記検査方法では、画像上で輝点が特定されなければ
ならない。ところが、半田付け部の表面の形状が複雑に
なると、半田付け部の表面上に複数の輝点や直線状の連
続輝線が現れたりするため、目標の輝点の認識が困難と
なり、輝点の移動現象や移動量が正確に把握できなくな
る。また半田付け部の表面の反射率がフラックスの付着
等によって低い場合には、輝点は表面で拡散され、ぼけ
た状態で検出されるため、二値化処理では輝点が検出で
きない。
ならない。ところが、半田付け部の表面の形状が複雑に
なると、半田付け部の表面上に複数の輝点や直線状の連
続輝線が現れたりするため、目標の輝点の認識が困難と
なり、輝点の移動現象や移動量が正確に把握できなくな
る。また半田付け部の表面の反射率がフラックスの付着
等によって低い場合には、輝点は表面で拡散され、ぼけ
た状態で検出されるため、二値化処理では輝点が検出で
きない。
したがって、本発明の目的は、上記検査方法を基本原
理として、画像上から輝点を抽出しないで、間接的に輝
点の移動方向および移動量を画像処理の分野で観測でき
るようにすることである。
理として、画像上から輝点を抽出しないで、間接的に輝
点の移動方向および移動量を画像処理の分野で観測でき
るようにすることである。
上記目的の下に、本発明は、半田付け部の表面に異な
る方向から照明光を切り換えて照射し、切り換え前後の
半田付け部からの反射光を撮像することによって、光学
像を２つの電気的な画像に変換した後、各画像ごとに半
田付け表面上の全照度分布から画像処理により照度代表
点として全照度分布の重心を求め、両画像間での照度代
表点の移動方向および移動量から半田付け状態を推測
し、その良否を検査するようにしている。
る方向から照明光を切り換えて照射し、切り換え前後の
半田付け部からの反射光を撮像することによって、光学
像を２つの電気的な画像に変換した後、各画像ごとに半
田付け表面上の全照度分布から画像処理により照度代表
点として全照度分布の重心を求め、両画像間での照度代
表点の移動方向および移動量から半田付け状態を推測
し、その良否を検査するようにしている。
このように、本発明の半田付け検査方法によると、半
田付け部の表面上で、輝点が特定されないまま、半田付
け部表面上の照度分布の移動として処理されるため、半
田付け部の表面の形状が複雑な場合に、画像上に複数の
輝点が検出されたり、半田付け部表面の反射率低下に伴
い、輝点が検出できなかったとしても、目標の輝点の移
動方向および移動量が間接的に観測できる。
田付け部の表面上で、輝点が特定されないまま、半田付
け部表面上の照度分布の移動として処理されるため、半
田付け部の表面の形状が複雑な場合に、画像上に複数の
輝点が検出されたり、半田付け部表面の反射率低下に伴
い、輝点が検出できなかったとしても、目標の輝点の移
動方向および移動量が間接的に観測できる。
第１図は、本発明の半田付け検査方法実施用の画像処
理システム１を示している。
理システム１を示している。
検査対象の半田付け部２は、ICパッケージのリード３
と回路基板などの導電パターン４との間で、凸表面形状
または凹表面形状として形成されており、異なる方向か
らの２つの光源5a、5bによって照射されるようになって
いる。なお、これらは制御回路13の働きによって、同期
・割り込みなどの制御の下に置かれている。なおこの２
つの光源5a、5bは、切り換え器14によって交互に切り換
えられるようになっている。この半田付け部２実体像
は、撮像カメラ６によって光学像から電気的な画像信号
に変換され、適宜増幅された後、Ａ−Ｄ変換器７によっ
てアナログ信号からデジタル量に変換され、画像メモリ
８に記憶される。
と回路基板などの導電パターン４との間で、凸表面形状
または凹表面形状として形成されており、異なる方向か
らの２つの光源5a、5bによって照射されるようになって
いる。なお、これらは制御回路13の働きによって、同期
・割り込みなどの制御の下に置かれている。なおこの２
つの光源5a、5bは、切り換え器14によって交互に切り換
えられるようになっている。この半田付け部２実体像
は、撮像カメラ６によって光学像から電気的な画像信号
に変換され、適宜増幅された後、Ａ−Ｄ変換器７によっ
てアナログ信号からデジタル量に変換され、画像メモリ
８に記憶される。
そして、CPU（中央処理ユニット）９は、画像メモリ
８からの１フレーム分の画像信号をメモリ10に転送し、
入力ユニット12によって指定される画像処理のプログラ
ムに基づいて、ディスプレイ11に表示しながら、本発明
の半田付け検査方法を実行していく。
８からの１フレーム分の画像信号をメモリ10に転送し、
入力ユニット12によって指定される画像処理のプログラ
ムに基づいて、ディスプレイ11に表示しながら、本発明
の半田付け検査方法を実行していく。
ここで、２つの光源5a、5bは照明手段を構成してお
り、撮像カメラ６、Ａ−Ｄ変換器７および画像メモリ８
は撮像手段を構成している。そして、CPU9は、演算手段
および判定手段を構成している。
り、撮像カメラ６、Ａ−Ｄ変換器７および画像メモリ８
は撮像手段を構成している。そして、CPU9は、演算手段
および判定手段を構成している。
検査過程で、半田付け部２は、撮像カメラ６の光軸上
に位置決め状態となる。この位置決め後の照射過程で、
制御回路13は、まず一方の光源5aのみを点灯状態とし、
半田付け部２の表面に照明光を照射して、半田付け部２
からの反射光の撮像カメラ６で光学像から電気的な画像
に変換し、Ａ−Ｄ変換器７によってデジタル量に変更し
て、画像メモリ８に１フレームの画像として記憶させて
から、次に光源5bのみを点灯状態とし、同様に、そのと
きの半田付け部２の表面の光学像を１フレームの電気的
な画像に変換し、画像メモリ８に記憶させる。なお、撮
像カメラ６の視野は、８×８〔mm〕ぐらいで、その分解
能は、例えば512×512〔ドット〕程度である。そして、
検査対象の半田付け部２の部分は、第２図に示すよう
に、40×40〔ドット〕程度の大きさの窓として切り出せ
るようになっている。
に位置決め状態となる。この位置決め後の照射過程で、
制御回路13は、まず一方の光源5aのみを点灯状態とし、
半田付け部２の表面に照明光を照射して、半田付け部２
からの反射光の撮像カメラ６で光学像から電気的な画像
に変換し、Ａ−Ｄ変換器７によってデジタル量に変更し
て、画像メモリ８に１フレームの画像として記憶させて
から、次に光源5bのみを点灯状態とし、同様に、そのと
きの半田付け部２の表面の光学像を１フレームの電気的
な画像に変換し、画像メモリ８に記憶させる。なお、撮
像カメラ６の視野は、８×８〔mm〕ぐらいで、その分解
能は、例えば512×512〔ドット〕程度である。そして、
検査対象の半田付け部２の部分は、第２図に示すよう
に、40×40〔ドット〕程度の大きさの窓として切り出せ
るようになっている。
光源5a、5bによる照明によって、半田付け部２の表面
に、輝点Ra、Rbが発生する。そして、これらの輝点Ra、
Rbは、第３図および第４図に見られるように、異なる方
向の照明光によって、位置を異にしており、半田付け部
２の表面の凸形状または凹形状によって、位置を入れ換
えた状態で発生する。したがって、光源5aから光源5bに
切り換えられる過程で、半田付け部２の表面が凹形状で
あれば、輝点Ra、Rbは、光源5a、5bの切り換え方向と逆
の方向に移動するが、半田付け部２が凸形状であれば、
同じ方向に移動する。しかも、その移動量は、凹形状ま
たは凸形状の曲率の大きさと対応している。移動量が小
さければ、曲率は大きく、移動量が大きければ、曲率は
小さい。
に、輝点Ra、Rbが発生する。そして、これらの輝点Ra、
Rbは、第３図および第４図に見られるように、異なる方
向の照明光によって、位置を異にしており、半田付け部
２の表面の凸形状または凹形状によって、位置を入れ換
えた状態で発生する。したがって、光源5aから光源5bに
切り換えられる過程で、半田付け部２の表面が凹形状で
あれば、輝点Ra、Rbは、光源5a、5bの切り換え方向と逆
の方向に移動するが、半田付け部２が凸形状であれば、
同じ方向に移動する。しかも、その移動量は、凹形状ま
たは凸形状の曲率の大きさと対応している。移動量が小
さければ、曲率は大きく、移動量が大きければ、曲率は
小さい。
次に、CPU9は、画像メモリ８から光源5aによる画像と
光源5bによる画像とを取り出し、その１フレームの画像
から半田付け部２の大きさに対応する画素数Ｎ×Ｍのデ
ジタル画像として、この大きさに対応する窓（40×40
〔ドット〕）程度の画像のみを切り出し、切り出し後の
画像の画素を順次操作することによって、ｘ方向の照度
分布およびｙ方向の照度分布の総和から、全照度分布の
代表点として、半田付け部２の表面の重心Ｇを求める。
光源5bによる画像とを取り出し、その１フレームの画像
から半田付け部２の大きさに対応する画素数Ｎ×Ｍのデ
ジタル画像として、この大きさに対応する窓（40×40
〔ドット〕）程度の画像のみを切り出し、切り出し後の
画像の画素を順次操作することによって、ｘ方向の照度
分布およびｙ方向の照度分布の総和から、全照度分布の
代表点として、半田付け部２の表面の重心Ｇを求める。
ここで、重心Ｇは、各画像の全照度分布を記述する情
報として、モーメントから下記のように求められる。
報として、モーメントから下記のように求められる。
一般に、画像 次のモーメント は次のように定義される。
画素数がＮ×Ｍのデジタル画像 のモーメントは、上の式の積分記号を総和の記号に置き
変えると得られ、次のように表される。
変えると得られ、次のように表される。
ここに、ｉは画像 のｘ方向の配列（メモリ）の要素番号、ｊは、画像 のｙ方向の配列（メモリ）の要素番号である。
０次のモーメント は単に画像の濃度 の総和であり、２値画像の場合この値は対象物の面積を
表す。１次のモーメント を０次のモーメント で正規化すると次の式で示すように重心Ｇの座標 が得られる。
表す。１次のモーメント を０次のモーメント で正規化すると次の式で示すように重心Ｇの座標 が得られる。
このときの重心Ｇは、半田付け部２の全照度分布の総
和を代表する点であり、光源5a、5bからの反射点つまり
輝点Ra、Rbの照度分布をｘ−ｙ座標上で表現したものと
なっている。したがって、この画像処理の過程で、輝点
Ra、Rbが直接求められないが、輝度の代表点としての重
心Ｇは、それらの情報を含むものとなっている。
和を代表する点であり、光源5a、5bからの反射点つまり
輝点Ra、Rbの照度分布をｘ−ｙ座標上で表現したものと
なっている。したがって、この画像処理の過程で、輝点
Ra、Rbが直接求められないが、輝度の代表点としての重
心Ｇは、それらの情報を含むものとなっている。
この画像処理の後に、CPU9は、光源5aによる画像の重
心Ｇと、光源5bによる画像の重心Ｇとの間で、ｘ−ｙ上
の移動方向および移動量を求め、その移動方向および移
動量と予め入力ユニット12によって入力された良品の半
田付け形状の移動方向および移動量とを比較し、その差
が適当な判定値と比較して、小さければ良品、大きけれ
ば不良品として判定し、ディスプレイ11上で表示する
か、または警告音などを発生して、その良否の結果を表
示する。
心Ｇと、光源5bによる画像の重心Ｇとの間で、ｘ−ｙ上
の移動方向および移動量を求め、その移動方向および移
動量と予め入力ユニット12によって入力された良品の半
田付け形状の移動方向および移動量とを比較し、その差
が適当な判定値と比較して、小さければ良品、大きけれ
ば不良品として判定し、ディスプレイ11上で表示する
か、または警告音などを発生して、その良否の結果を表
示する。
上記実施例は、両画像間での照度分布の代表点を重心
Ｇとしているが、この照度代表点は、重心のほか例えば
ｘ方向の濃度（明るさ）のヒストグラム（変量:x方向の
座標値；度数：濃度値の累積値）の中央値およびｙ軸方
向の濃度（明るさ）のヒストグラムの中央値とすること
もできる。
Ｇとしているが、この照度代表点は、重心のほか例えば
ｘ方向の濃度（明るさ）のヒストグラム（変量:x方向の
座標値；度数：濃度値の累積値）の中央値およびｙ軸方
向の濃度（明るさ）のヒストグラムの中央値とすること
もできる。
本発明では、異なる方向からの照明光による画像ごと
に、半田付け部表面上の全照度分布の重心から照度代表
点を求め、両画像間での照度代表点の移動方向およびそ
の移動量から半田付け状態を判断するから、半田付け部
の表面の形状が複雑な場合に、画像上に複数の輝点が形
成されたり、半田付け部表面の反射率低下に伴い輝点が
検出できなかったとしても、輝点の特定上の困難性がな
く、画像処理が容易となる。
に、半田付け部表面上の全照度分布の重心から照度代表
点を求め、両画像間での照度代表点の移動方向およびそ
の移動量から半田付け状態を判断するから、半田付け部
の表面の形状が複雑な場合に、画像上に複数の輝点が形
成されたり、半田付け部表面の反射率低下に伴い輝点が
検出できなかったとしても、輝点の特定上の困難性がな
く、画像処理が容易となる。
第１図は画像処理システムのブロック線図、第２図は照
度代表点の説明図、第３図および第４図は輝点の移動方
向および移動量の拡大説明図である。 １……画像処理システム、２……半田付け部、３……リ
ード、４……導電パターン、5a、5b……光源、６……撮
像カメラ、７……Ａ−Ｄ変換器、８……画像メモリ、９
……CPU（中央処理ユニット）。
度代表点の説明図、第３図および第４図は輝点の移動方
向および移動量の拡大説明図である。 １……画像処理システム、２……半田付け部、３……リ
ード、４……導電パターン、5a、5b……光源、６……撮
像カメラ、７……Ａ−Ｄ変換器、８……画像メモリ、９
……CPU（中央処理ユニット）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−67949（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219547（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−206907（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 H05K 3/34 G01B 11/24
Claims (1)
- 【請求項１】予め入力された良品の半田付け部の輝点の
移動方向および移動量を記憶するメモリと、半田付け部
の表面を照射する方向の異なる照明光を発生する照明手
段と、この照明手段を切り換える切り換え器と、照明手
段の切り換え前後の半田付け部からの反射光を２つの画
像として撮像する撮像手段と、各画像ごとに半田付け表
面上の全照度分布の重心を画像処理により照度代表点と
して求める演算手段と、両画像間での照度代表点の移動
方向および移動量を求め、求めた移動方向および移動量
と上記記憶手段に記憶された良品の半田付け部の輝点の
移動方向および移動量とを比較し、半田付け部の良否を
判定する判定手段と、上記の切り換え器、撮像手段、演
算手段および判定手段の動作をシーケンス制御する制御
回路とからなる画像処理システムにおいて、 半田付け部の表面に上記照明手段から異なる方向の照明
光を上記切り換え器により切り換えて照射し、切り換え
前後の半田付け部からの反射光を上記撮像手段により２
つの電気的な画像に変換し、各画像ごとに半田付け表面
上の全照度分布の重心から照度代表点を上記演算手段に
より求め、両画像間での照度代表点の移動方向および移
動量と良品の半田付け部の輝点の移動方向および移動量
との比較から半田付け状態を上記判定手段により判定す
ることを特徴とする半田付け検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132024A JP3031955B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 半田付け検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132024A JP3031955B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 半田付け検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425749A JPH0425749A (ja) | 1992-01-29 |
| JP3031955B2 true JP3031955B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=15071725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2132024A Expired - Lifetime JP3031955B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 半田付け検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031955B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2132024A patent/JP3031955B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0425749A (ja) | 1992-01-29 |
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