JP3031956B2 - Solder amount inspection method - Google Patents

Solder amount inspection method

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JP3031956B2
JP3031956B2 JP2132025A JP13202590A JP3031956B2 JP 3031956 B2 JP3031956 B2 JP 3031956B2 JP 2132025 A JP2132025 A JP 2132025A JP 13202590 A JP13202590 A JP 13202590A JP 3031956 B2 JP3031956 B2 JP 3031956B2
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JP
Japan
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amount
soldering
lead
image processing
illumination
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JP2132025A
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隆弘 山本
武文 渡部
宗敏 沼田
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Lossev Technology Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半田付け部の半田量を画像処理の分野で検
査する方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for inspecting the amount of solder in a soldered portion in the field of image processing.

〔従来の技術〕 特許出願人は、特願平2−2749号(特開平3−206907
号)の特許出願によって、半田検査方法を提案してい
る。その半田検査方法は、リード端部と導電パターンと
の間に形成された半田付け部の表面に照射光を異なる方
向から切り換えて照射し、半田付け部の表面に各照明光
ごとに輝点を発生させ、照明光の切り換え前後で、2つ
の輝点の移動方向および移動量から半田付け部の形状や
半田量を推測し、その良否を判定している。
[Prior Art] Patent applicant filed Japanese Patent Application No. 2-2749 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-206907).
No.) proposed a solder inspection method. The solder inspection method irradiates the surface of the soldering portion formed between the lead end and the conductive pattern by irradiating the irradiation light by switching from different directions, and illuminating the surface of the soldering portion for each illumination light. Before and after the switching of the illumination light, the shape and amount of the soldering portion are estimated from the moving direction and the moving amount of the two luminescent spots, and the quality is determined.

〔従来技術の課題〕[Problems of the prior art]

半田付け部がリードの端面に対し常に一定の高さ位置
まで付着しておれば、上記の方法によって、半田の形状
のほか半田量がほぼ正確に把握できる。ところが、リー
ドの端面に対し半田の付着位置がリードの高さ方向つま
り厚み方向で変化すると、照明光の切り換え前後の輝点
の移動方向および移動量だけによって、半田の形状や半
田量が正確に識別できなくなり、検査結果の信頼性が低
下することになる。
If the soldering portion is always adhered to the end surface of the lead to a fixed height position, the above-mentioned method makes it possible to grasp the shape of the solder and the amount of solder almost exactly. However, when the position of the solder with respect to the end surface of the lead changes in the height direction of the lead, that is, in the thickness direction, the shape and amount of the solder can be accurately determined only by the moving direction and the moving amount of the bright spot before and after the switching of the illumination light. It becomes impossible to discriminate, and the reliability of the test result decreases.

また、半田付け部の良好な表面形態として、凸面より
も凹面が採用される傾向にあり、また半田付け時の条件
特に半田付けの温度や半田量の供給制御などから、凹面
形状の半田付け部の形状が多くなっている。
In addition, a concave surface rather than a convex surface tends to be used as a good surface form of the soldered portion. Also, due to conditions at the time of soldering, in particular, soldering temperature and supply control of the amount of solder, etc. Are increasing in shape.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

したがって、本発明の目的は、凹面の半田付け部を対
象とし、リード端面に対する半田付け部の付着位置の変
化にかかわらず、その半田量を画像処理の分野で正確に
把握できるようにすることである。
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to accurately grasp the amount of solder in the field of image processing irrespective of a change in the attachment position of the soldering portion to the lead end surface, targeting the concave soldering portion. is there.

〔発明の解決手段およびその作用〕[Solution Means and Action of the Invention]

上記目的の下に、本発明の半田量検査方法は、画像処
理システムにおいて、リードの端部と導電パターンとの
間に形成された半田付け部の表面に照明光を異なる方向
から切り換えて照射し、半田付け部の表面に各照明光ご
とに輝点を発生させるという従来の基本的な原理を採用
しながら、照明光の切り換え前後の2つの輝点の移動
量、およびリードの端面から各輝点までの平均距離を画
像処理の分野で測定し、その測定値と、測定値に対応す
る半田量の関係式から半田付け量を決定するようにして
いる。
To this end, the solder amount inspection method of the present invention provides an image processing system in which illumination light is switched from different directions onto a surface of a soldered portion formed between an end portion of a lead and a conductive pattern and irradiated. While using the conventional basic principle of generating a bright spot for each illumination light on the surface of the soldering portion, the amount of movement of the two bright spots before and after the switching of the illumination light, and each bright spot from the end face of the lead. The average distance to a point is measured in the field of image processing, and the amount of soldering is determined from the measured value and a relational expression of the amount of solder corresponding to the measured value.

ここで、輝点のある移動量およびリードの端面から各
輝点までのある平均距離に対する半田付け量は、上記の
通り関係式により決定されるが、この関係式は、検査対
象に関し、理論計算によって求められる体積の計算式の
ほか、実測などによって予め体積のデータとして集計さ
れているデータ表を含むものとする。
Here, the amount of movement of the luminescent spot and the amount of soldering for a certain average distance from the end face of the lead to each luminescent point are determined by the relational expression as described above. In addition to the volume calculation formula obtained by the above, a data table which is previously tabulated as volume data by actual measurement or the like is included.

この半田量検査方法によると、リード端面に対する半
田付け部の付着位置が厚み方向に変化していても、半田
付け部の表面形状が凹面状である限り、半田付け量が正
確に検出できる。
According to this solder amount inspection method, the soldering amount can be accurately detected as long as the surface shape of the soldering portion is concave, even if the position of attachment of the soldering portion to the lead end surface changes in the thickness direction.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、画像処理システム1の概要示している。 FIG. 1 shows an outline of the image processing system 1.

検査対象の半田付け部2は、ICパッケージなどのリー
ド3の端面と回路基板などの導電パターン4との間で凹
面状として形成されており、そのやや斜め上方の照射手
段としての光源5a、5bを切り換えることによって、異な
る方向の照射光によって照射され、その表面に各照明光
ごとに輝点Ra、Rbを発生させている。なお、この2つの
光源5a、5bは、切り換え手段としての切り換え器14によ
って択一的に切り換えられるようになっている。
The soldering portion 2 to be inspected is formed as a concave surface between the end face of the lead 3 such as an IC package and the conductive pattern 4 such as a circuit board, and the light sources 5a and 5b as irradiation means slightly obliquely upward. Is switched, the light is radiated by irradiation light in different directions, and bright points Ra and Rb are generated on the surface thereof for each of the illuminating lights. The two light sources 5a and 5b are selectively switched by a switching device 14 as switching means.

半田付け部2は、上方の撮像カメラ6によって光学像
から電気的な画像に変換され、A−D変換器7により、
アナログ量の信号からデジタル量の信号に変換され、画
像メモリ8に記憶される。ここで、撮像カメラ6および
A−D変換器7は、撮像手段を構成している。
The soldering section 2 is converted from an optical image into an electric image by the upper imaging camera 6, and is converted by the A / D converter 7.
The analog signal is converted into a digital signal and stored in the image memory 8. Here, the imaging camera 6 and the A / D converter 7 constitute an imaging unit.

そして、画像処理は、記憶手段としてのメモリ10、デ
ィスプレイ11および入力ユニット12などに接続されたCP
U(中央処理ユニット)9によって実行される。ここ
で、CPU9は、画像処理手段および演算手段を兼ねてい
る。なお、これらは、制御回路13によってシーケンス制
御(同期・割り込み制御)の下におかれている。
Then, the image processing is performed by the CP connected to the memory 10, the display 11, the input unit 12, and the like as storage means.
It is executed by U (central processing unit) 9. Here, the CPU 9 also serves as an image processing unit and a calculation unit. These are controlled by the control circuit 13 under sequence control (synchronization / interrupt control).

検査対象の半田付け部2が撮像カメラ6の視野内に位
置決めされたとき、撮像カメラ6は、検査対象の半田付
け部2をリード3および導電パターン4の一部とともに
撮影し、光学像を電気的な画像に変換し、A−D変換器
7によってアナログ量の画像信号をデジタル量の画像信
号に変換した後、画像メモリ8に記憶させる。最初の撮
影では、一方の光源5aからの照明光が用いられ、その次
の撮影では、光源5bからの照明光が利用される。
When the soldering part 2 to be inspected is positioned within the field of view of the imaging camera 6, the imaging camera 6 photographs the soldering part 2 to be inspected together with the lead 3 and a part of the conductive pattern 4, and converts the optical image into an electric image. The analog image signal is converted into a digital image signal by the A / D converter 7 and then stored in the image memory 8. In the first imaging, the illumination light from one light source 5a is used, and in the next imaging, the illumination light from the light source 5b is used.

それぞれの撮影過程で、第2図に示すように、半田付
け部2の表面に輝点Ra、Rbが異なる位置で発生している
ため、照明光が光源5aから光源5bに切り換えられる過程
で、輝点Raが輝点Rbの位置に移動するように見える。画
像メモリ8は、これらの輝点Ra、Rbを含む画像をそれぞ
れ記憶することになる。
In each photographing process, as shown in FIG. 2, the bright spots Ra and Rb are generated at different positions on the surface of the soldering part 2, so that the illumination light is switched from the light source 5a to the light source 5b. The bright spot Ra appears to move to the position of the bright spot Rb. The image memory 8 stores images including these bright points Ra and Rb, respectively.

その後の画像処理の段階で、CPU9は、画像処理のプロ
グラムを実行し、検査対象の半田付け部2の部分のみを
例えば40×40〔ドット〕程度の大きさの窓として切り出
し、光源5bによる画像の輝点Raを識別するとともに、光
源5bによる画像の輝点Rbを識別し、その位置を割り出す
とともに、両者の輝点Ra、Rbの移動量d、およびリード
3の端面から各輝点Ra、Rbまでの平均距離xをドット数
などから画像処理的に決定する。
In the subsequent image processing stage, the CPU 9 executes the image processing program, cuts out only the soldered portion 2 to be inspected as a window having a size of, for example, about 40 × 40 [dots], and outputs the image by the light source 5b. Of the image by the light source 5b, the position thereof is determined, and the movement amount d of both the bright points Ra and Rb, and the respective bright points Ra, The average distance x to Rb is determined in image processing from the number of dots and the like.

このあと、CPU9は、測定後の移動量dおよび平均距離
xの値とこれらの値ごとに予め設定された半田付け量Q
との関係式から検査対象の半田付け部2についての半田
付け量Qを決定する。ここで、移動量d、平均距離xに
対応する半田付け量Qは、関係式つまり理論計算によっ
て求められる体積の計算式、または実験的なデータによ
って予めデータ表として設定され、メモリ10などに記憶
されている。したがって、CPU9は、画像上で、移動量d
および平均距離xを確定した後、体積の計算式による演
算から、またはデータ数表を参照して、該当数値の一致
位置から半田付け量Qを決定することになる。
Thereafter, the CPU 9 determines the values of the movement amount d and the average distance x after the measurement and the soldering amount Q set in advance for each of these values.
The soldering amount Q of the soldering portion 2 to be inspected is determined from the relational expression. Here, the movement amount d and the soldering amount Q corresponding to the average distance x are set in advance as a data table based on a relational expression, that is, a volume calculation expression obtained by theoretical calculation, or experimental data, and stored in the memory 10 or the like. Have been. Therefore, the CPU 9 calculates the movement amount d on the image.
After the determination of the average distance x, the soldering amount Q is determined from the position where the corresponding numerical value coincides with the calculation based on the volume calculation formula or with reference to the data number table.

なお、半田付け部2の稜線は、リード形状や導電パタ
ーンの材質等で異なるが、一般に第3図に示すように、
Y=be-axの曲線によって近似できる。また、移動量d
は、第3図に示すように、Y軸に対する点bの値が小さ
くなるほど大きくなっている。したがって、移動量dお
よび平均距離xは、上記曲線を決定するための要素とし
て利用されていることになる。
Note that the ridge line of the soldering portion 2 differs depending on the lead shape, the material of the conductive pattern, and the like, but generally, as shown in FIG.
It can be approximated by a curve of Y = be- ax . The movement amount d
Is increased as the value of the point b with respect to the Y axis decreases as shown in FIG. Therefore, the movement amount d and the average distance x are used as elements for determining the curve.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明では、異なる方向からの照明光によって形成さ
れる半田付け部表面上の輝点の移動量およびリード端面
から各輝点までの平均距離が半田付け部の形態が特定さ
れ、この形態に基づく関係式から半田付け量が決定され
るため、リード端面の厚み方向に対し半田付け部の付着
位置が変化したとしても、その変化にかかわらず、半田
付け量がほぼ正確に把握でき、半田量の検査の信頼性が
高められる。
In the present invention, the form of the soldering part is specified based on the movement amount of the bright spot on the surface of the soldering part formed by the illumination light from different directions and the average distance from the lead end face to each bright spot. Since the amount of soldering is determined from the relational expression, even if the attachment position of the soldering portion changes in the thickness direction of the lead end face, the amount of soldering can be grasped almost accurately regardless of the change, and the amount of soldering can be reduced. Inspection reliability is increased.

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

第1図は画像処理システムのブロック線図、第2図は半
田付け部の拡大平面図、第3図は半田付け部表面の曲線
のグラフである。 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)、10……メモリ、11……
ディスプレイ、12……入力ユニット、13……制御回路、
14……切り換え器。
FIG. 1 is a block diagram of the image processing system, FIG. 2 is an enlarged plan view of a soldering portion, and FIG. 3 is a graph of a curve on a surface of the soldering portion. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image processing system, 2 ... Soldering part, 3 ... Lead, 4 ... Conductive pattern, 5a, 5b ... Light source, 6 ... Imaging camera, 7 ... A / D converter, 8 ... Image memory, 9
... CPU (central processing unit), 10 ... memory, 11 ...
Display, 12 Input unit, 13 Control circuit,
14 ... Switch.

───────────────────────────────────────────────────── 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-67949 (JP, A) JP-A 1-219547 (JP, A) JP-A-3-206907 (JP, A) JP-A-2-206 234053 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/84-21/958 H05K 3/34 G01B 11/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】輝点の移動量とリードの端面から各輝点ま
での平均距離とから半田付け量を算出する関係式を予め
求めておき、この求めた関係式を記憶する記憶手段と、
リードの端部と導電パターンとの間に形成された半田付
け部の表面を照射する方向の異なる照明手段と、この照
明手段を切り換える切り換え手段と、上記照明手段によ
り半田付け部の表面に発生する輝点の映像を画像メモリ
に取り込む撮像手段と、照明光の切り換え前後の輝点の
移動量とリードの端面から各輝点までの平均距離を画像
処理により求める画像処理手段と、輝点の移動量とリー
ドの端面から各輝点までの平均距離とから上記関係式を
参照して半田付け量を演算する演算手段と、上記の照明
手段、切り換え手段、撮像手段、画像処理手段および演
算手段の動作をシーケンス制御する制御手段とからなる
画像処理システムにおいて、 リードの端部と導電パターンとの間に形成された半田付
け部の表面に上記照明手段からの照明光を異なる方向か
ら上記切り換え手段により切り換えて照射し、半田付け
部の表面に各照明光ごとに輝点を発生させ、照明光の切
り換え前後の2つの輝点を上記撮像手段により上記画像
メモリに取り込み、上記の画像処理手段および演算手段
により、上記2つの輝点の移動量と、リードの端面から
各輝点までの平均距離とから半田付け量を決定すること
を特徴とする半田量検査方法。
1. A storage means for previously obtaining a relational expression for calculating a soldering amount from a movement amount of a bright point and an average distance from an end face of a lead to each bright point, and storing the obtained relational expression;
Illumination means having different directions for irradiating the surface of the soldering portion formed between the end of the lead and the conductive pattern, switching means for switching the illumination means, and light generated on the surface of the soldering portion by the illumination means Imaging means for taking in an image of a bright point into an image memory; image processing means for obtaining the moving distance of the bright point before and after switching of the illumination light and the average distance from the end face of the lead to each bright point by image processing; Calculating means for calculating the amount of soldering by referring to the above relational expression from the amount and the average distance from the end face of the lead to each bright spot; and the lighting means, the switching means, the imaging means, the image processing means and the calculating means. In an image processing system comprising control means for controlling the sequence of operations, the illumination light from the illumination means is applied to the surface of a soldered portion formed between the end of the lead and the conductive pattern. The illumination is switched by the switching means from a certain direction, and a bright point is generated for each illumination light on the surface of the soldering portion, and the two bright points before and after the switching of the illumination light are taken into the image memory by the imaging means. A solder amount inspection method, wherein the image processing means and the arithmetic means determine a soldering amount based on a movement amount of the two bright points and an average distance from an end face of the lead to each bright point.
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