JP3306422B2 - 電子部品の位置ズレ検査方法 - Google Patents

電子部品の位置ズレ検査方法

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JP3306422B2 JP34278696A JP34278696A JP3306422B2 JP 3306422 B2 JP3306422 B2 JP 3306422B2 JP 34278696 A JP34278696 A JP 34278696A JP 34278696 A JP34278696 A JP 34278696A JP 3306422 B2 JP3306422 B2 JP 3306422B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品、特に高輝
度の電極部を有する表面実装型電子部品に使用して好適
な位置ズレ検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品の位置ズレ検査方法として、例
えば特開平8−210820号公報で提案されているよ
うに、撮像画面の各画素の輝度レベルからしきい値を求
め、このしきい値に基づいて各画素をその状態別に分類
し、分類された画素パターンから部品取り付け状態を認
識するものがある。しかし、この方法では画素パターン
の抽出までに比較的多くの画面処理が必要で検査に手間
取るという問題がある。
【0003】一方、電子部品の中で表面実装型のチップ
抵抗は四角形等の比較的単純な形状をしており、その一
例を図7(A)に示す。図はCCDカメラ等で捉えたチ
ップ抵抗1の撮像画面Fであり、チップ抵抗1は縦長の
長方形で、その両端部は輝度の高い一定幅の電極部1
1,12となっている。チップ抵抗1の本体13表面は
電極部11,12よりも輝度は低く、その表面には抵抗
値を示す長方形のシール14が貼着されて、このシール
14の輝度はかなり低い。チップ抵抗1が装着されるプ
リント基板2は輝度が最も低く、このプリント基板2上
に形成された電極21,22は上記各電極部11,12
に溶着されるフラックス半田に覆われて、その輝度は電
極部11,12よりも低くなっている。このようなチッ
プ抵抗1が幅方向(図の左右方向)Wへのズレを生じて
いる場合には、基板電極21,22と電極部11,12
の接触面積が小さくなるため、半田付け不良として排除
する必要がある。
【0004】このようなチップ抵抗1の幅方向ズレを検
出する簡単な方法としては以下のものが考えられる。す
なわち、縦方向(図の上下方向)Lの中央に左右に延び
る検査ウインドウDL を設定して、この検査ウインドウ
DL 中の各画素nW の輝度を検出する。そして、図7
(B)に示すように、画素の輝度が所定の輝度判定値を
越えた位置aと、画素の輝度が二度目に輝度判定値を下
回った位置bとによって、幅方向ズレを判定する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えばチップ
抵抗1では、その本体13表面に貼られたシール14の
位置は常に一定という訳ではなく、例えば図8(A)に
示すように本体13表面の右側縁ギリギリに貼られるこ
ともある。このような場合には、上記方法では、図8
(B)に示すように、画素の輝度が所定の輝度判定値を
越える位置aは検出されるが、画素の輝度が二度目に輝
度判定値を下回った位置bは検出されず、幅方向ズレが
判定できないという問題を生じる。
【0006】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、高輝度の電極部を有する表面実装型電子部品
に対して、その位置ズレを確実に判定することが可能な
電子部品の位置ズレ検査方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第1発明では、図2、図3に示すように、基板
(2)上の電子部品(1)取付部を含む一定領域を撮像
するステップ(101)と、撮像された画面(F)内に
電子部品(1)の電極部(11,12)を横切る方向へ
延びる検査ウインドウ(DW )を設定するステップ(1
02)と、検査ウインドウ(DW )をその設定方向と直
交する方向へ逐次移動させつつ、各移動位置(DW1,D
W2)にて輝度が所定値以上を示す検査ウインドウ(DW
)内の画素数を算出し、当該画素数が所定数以上を示
した検査ウインドウ(DW )の移動範囲の両端位置に基
づいて電子部品の位置ズレを判定するステップ(103
〜111)とを具備している。なお、検査ウインドウは
電極部と直交する方向へ延びるように設定すると好適で
ある。また、上記輝度が所定値以上を示す画素数に代え
て、当該画素数が全体の画素数に占める割合を算出し、
この割合が所定値以上を示した検査ウインドウの移動範
囲の両端位置に基づいて電子部品の位置ズレを判定する
ようにしても良い。
【0008】本第1発明において、電子部品の電極部は
最も輝度が高い。したがって、電極部を横切る方向へ延
びる検査ウインドウを設定して、検査ウインドウをその
設定方向と直交する方向へ逐次移動させると、電極部上
を検査ウインドウが移動している限り、電子部品表面の
シールの有無等に係わらず、検査ウインドウ内でその輝
度が所定値以上を示す画素数は常に所定数以上ある。一
方、検査ウインドウが電極部上から外れると、検査ウイ
ンドウ内でその輝度が所定値以上を示す画素数は所定数
以下となる。したがって、輝度が所定値以上となる画素
数が所定数以上ある検査ウインドウの移動範囲の両端位
置は、電極部の両端位置と正確に一致する。したがっ
て、上記検査ウインドウの移動範囲の両端位置を知るこ
とにより、電子部品の電極部の両端位置が確認でき、こ
れに基づいて位置ズレを正確に判定することができる。
【0009】本第2発明では、図6に示すように、基板
(2)上の電子部品(1)の複数ある電極部(21,2
2)のそれぞれについて、当該電極部(21,22)を
含む一定領域を撮像するステップと、各電極部(21,
22)毎に分割された画面(F1,F2)内で、当該分
割画面(F1,F2)内に含まれる電子部品の各電極部
(21,22)を横切る方向へ延びる検査ウインドウ
(Dw )をそれぞれ設定するステップと、各分割画面
(F1,F2)内で検査ウインドウ(Dw )をその設定
方向と直交する方向へ逐次移動させつつ、各移動位置
(Dw5,Dw6,Dw7,Dw8)にて輝度が所定値以上を示
す検査ウインドウ(Dw )内の画素数を算出し、各分割
画面(F1,F2)内で画素数が所定数以上を示した各
検査ウインドウ(Dw )の移動範囲の両端位置に基づい
て電子部品の位置ズレを判定するステップとを具備して
いる。
【0010】本第2発明において、各分割画面毎に本第
1発明と同様の手順で画素数が所定数以上を示した各検
査ウインドウの移動範囲の両端位置を検出している。し
たがって、各分割画面毎に電子部品の電極部の両端位置
が確認できるから、電子部品の角度姿勢の変化による位
置ズレも正確に判定することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)図1には本発明の検査方法を実施する
装置の構成を示す。電子部品(本実施形態では表面実装
型チップ抵抗)1をリフロー半田付けしたプリント基板
2はX−Yテーブル3上に載置されており、X−Yテー
ブル3の図略の移動用モータが位置決め回路8の出力で
駆動されて、検査対象の上記チップ抵抗1が照明装置4
の直下に位置決めされる。チップ抵抗1は両端の電極部
11,12で基板電極21,22に半田付けされてい
る。照明装置4は複数の円環状照明リング41により構
成されており、これら照明リング41は上方に位置する
もの程その径が小さくなって略円錐形をなすように配さ
れている。なお、各照明リング41は周方向へ複数に分
割されている。したがって、照明制御回路7により各照
明リング41およびその分割部を適宜選択点灯すること
により、所望の方向および角度でチップ抵抗1およびそ
の周囲を照明することができる。照明装置4の中心上方
にはCCDカメラ5が下方に向けて設けられて、照明さ
れたチップ抵抗1とその周囲を撮像する。
【0012】データ処理装置6が設けられ、これはパー
ソナルコンピュータ等で構成されて、内部にCPU、ビ
デオRAMを含む各種メモリ、およびI/Oインターフ
ェース等を有するとともに、モニタやプリンタ(図示
略)等が接続されている。ソフトウエアによって画像処
理部61と情報処理部62が実現されており、CCDカ
メラ5で得られた画像は情報処理部61からの指令によ
り画像処理部61へ送られ、後述の処理がなされる。情
報処理部62は照明制御回路7や位置決め回路8の作動
を制御するとともに、画像処理部61における位置ズレ
判定結果をモニタ上へ表示し、あるいはプリントアウト
する。
【0013】図2には上記画像処理部61に取り込まれ
たチップ抵抗1周囲の画像Fを示す。チップ抵抗1は縦
長の長方形で、その両端は輝度の高い一定幅の電極部2
1,22となっている。チップ抵抗1の本体13表面は
電極部11,12よりも輝度は低く、その表面には抵抗
値を示す長方形のシール14が貼着されて、このシール
14の輝度はかなり低い。チップ抵抗1が装着されるプ
リント基板2は輝度が最も低く、このプリント基板2上
に形成された電極21,22は電極部11,12に溶着
されるフラックス半田に覆われて、その輝度は電極部1
1,12よりも低くなっている。
【0014】以下、図3のフローチャートを参照しつ
つ、画像処理部における処理手順を説明する。図3のス
テップ101で、チップ抵抗1周囲の矩形画面F(これ
は基板電極21,22との相対位置関係で予め定めた領
域の画面である)を取り込み、続いて上記画面F中に、
チップ抵抗1両端の電極部11,12と直交する縦
(L)方向へ延びる一列の画素からなる検査ウインドウ
DW を設定する(ステップ102)。この検査ウインド
ウDW は検査開始時には図2(A)の画面Fの左端に設
定される。ステップ103では、検査ウインドウDW 内
の各画素nL について輝度レベルをチェックする。図4
(A)には、検査ウインドウDw が例えば図2(A)の
DW1の位置にある時にL方向へ画素nL を走査した際の
輝度レベル変化を示す。輝度判定値を基板電極(すなわ
ちフラックス半田)21,22の輝度値よりもやや上に
設定しておくと、基板電極21,22、チップ抵抗1の
電極部11,12、およびチップ抵抗の本体13表面の
うち、画素nL の輝度レベルが輝度判定値を越えるのは
電極部21,22に対応する画素群(図4(A)の斜線
部における画素)のみであり、その全画素数に対する割
合は本実施形態においては25%を越えている。
【0015】そこで、ステップ104では、輝度レベル
が輝度判定値を越えた画素数をカウントし、この画素数
を全画素数で除してその割合Mを算出する。続くステッ
プ105ではM>25%を確認し、肯定的であれば当該
検査ウインドウDw1に「1」レベルを与える(ステップ
106)。また、否定的であれば当該検査ウインドウD
w1に「0」レベルを与える(ステップ107)。なお、
上記25%の値は、チップ抵抗1の本体13表面に対し
て電極部21,22がどの程度の割合を占めているかに
よって適宜変更されるものである。ステップ108で
は、検査ウインドウDw が画面F内の最終位置(図2
(A)の画面の右端)まで移動したか確認し、移動して
いなければ検査ウインドウDw をW方向(図2(A)の
右方)へ一画素分移動させた後、上記ステップ103以
下を繰り返す。この移動の過程で、検査ウインドウDw
が図2(A)のDW2位置に達した時に、L方向へ画素n
L を走査した際の輝度レベル変化を図4(B)に示す。
この位置では走査される中央部の画素nL の輝度レベル
がシール14に対応して非常に低くなるものの、画素n
L の輝度レベルが判定値を越えるのはやはり電極部1
1,12に対応する画素群(図2(B)の斜線部におけ
る画素)のみであり、ステップ105の判定に影響はな
い。したがって、検査ウインドウDw が電極部11,1
2上を通過移動している間は必ず当該検査ウインドウD
w のレベルは「1」となり、これ以外では「0」とな
る。
【0016】上記ステップ108で、検査ウインドウD
w が画面F内の最終位置まで移動している場合には、ス
テップ110で、検査ウインドウDw のレベルが「0」
から「1」へ変化した画素位置(図2(B)のc位置)
および検査ウインドウDw のレベルが「1」から「0」
へ変化した画素位置(図2(B)のd位置)を確認し、
ステップ111で、予め記憶されている基準位置と比較
して幅方向(図2(A)のW方向)の位置ズレが生じて
いるか否かを判定する。
【0017】本実施形態によれば、シール14がチップ
抵抗本体13の何処に貼られていても、これに無関係に
検査ウインドウDw のレベルは必ずチップ抵抗本体13
の側縁とプリント基板2の境界で変化するから、チップ
抵抗の幅方向の位置ズレを確実に判定することができ
る。
【0018】(第2実施形態)図5(A)に示すよう
に、チップ抵抗1が基板電極21,22の間で傾いて半
田付けされていると、上記第1実施形態の方法では、検
査ウインドウDw は図5(A)のDw3の位置に至るまで
は下側の電極部12上のみを通過するため、そのレベル
は「0」のままである。また、検査ウインドウDw が図
5(A)のDw4の位置を過ぎると上側の電極部11上の
みを通過するため、そのレベルは再び「0」になる。し
たがって、検査ウインドウDw のレベルが「1」となる
画素位置は図5(B)のe位置からf位置までの間とな
り、実際のチップ抵抗1の位置とは大きく異なってく
る。
【0019】そこで、本実施形態では、図6(B)に示
すように、撮像画面を各基板電極21,22周囲の長方
形状の領域に二分割する。そして、各分割画面F1,F
2毎に第1実施形態における図3の処理手順を行う(但
しステップ111の手順を除く)。この結果、分割画面
F1では、検査ウインドウDw がチップ抵抗1の電極部
11上を移動するDw5の位置からDw6の位置に至る間、
図6(A)に示すように、これに対応する画素位置のg
位置からh位置の間で検査ウインドウDw のレベルが
「1」となる。一方、分割画面F2では検査ウインドウ
Dw がチップ抵抗1の電極部12上を移動するDw7の位
置からDw8の位置に至る間、図6(C)に示すように、
これに対応する画素位置のi位置からj位置の間で検査
ウインドウDw のレベルが「1」となる。そこで、本実
施形態では、各分割画面F1,F2内で走査された検査
ウインドウDw のレベルが「0」から「1」へ変化した
画素位置g,i、および検査ウインドウDw のレベルが
「1」から「0」へ変化した画素位置h,jのうち、幅
方向Wの長さが最も長くなる位置i,hにチップ抵抗の
両側端があるものとして、予め記憶されている基準位置
に対して幅方向の位置ズレが生じているか否かを判定す
る。
【0020】このようにして、本実施形態によれば、半
田付け時に姿勢が傾いたことにより生じる幅方向の位置
ズレを確実に判定することができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明の電子部品の位置
ズレ検査方法によれば、高輝度の電極部を有する表面実
装型電子部品に対して、その位置ズレを確実に判定する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における位置ズレ検査方
法を実施するための装置構成を示すブロック図である。
【図2】CCDカメラによる撮像画面の正面図および検
査ウインドウのレベル変化を示す図である。
【図3】データ処理装置の処理手順を示すフローチャー
トである。
【図4】検査ウインドウ内の画素の輝度変化を示す図で
ある。
【図5】第1実施形態の方法で、角度姿勢変化による位
置ズレを生じた電子部品についてのCCDカメラによる
撮像画面の正面図および検査ウインドウのレベル変化を
示す図である。
【図6】本発明の第2実施形態における、CCDカメラ
による撮像画面の正面図および検査ウインドウのレベル
変化を示す図である。
【図7】従来方法における、CCDカメラによる撮像画
面の正面図および検査ウインドウ内の画素の輝度変化を
示す図である。
【図8】従来方法における、CCDカメラによる撮像画
面の正面図および検査ウインドウ内の画素の輝度変化を
示す図である。
【符号の説明】
1…チップ抵抗、11,12…電極部、2…プリント基
板、21,22…電極部、3…X−Yテーブル、4…照
明装置、5…CCDカメラ、6…データ処理装置、DW
1,Dw5,DW6,Dw7,Dw8…検査ウインドウ、F,F
1,F2…画面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−159715(JP,A) 特開 平4−318681(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 G06T 7/00 H05K 13/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の電子部品取付部を含む一定領域
    を撮像するステップと、撮像された画面内に電子部品の
    電極部を横切る方向へ延びる検査ウインドウを設定する
    ステップと、検査ウインドウをその設定方向と直交する
    方向へ逐次移動させつつ、各移動位置にて輝度が所定値
    以上を示す検査ウインドウ内の画素数を算出し、当該画
    素数が所定数以上を示した検査ウインドウの移動範囲の
    両端位置に基づいて電子部品の位置ズレを判定するステ
    ップとを具備する電子部品の位置ズレ検査方法。
  2. 【請求項2】 基板上の電子部品の複数ある電極部のそ
    れぞれについて、当該電極部を含む一定領域を撮像する
    ステップと、各電極部毎に分割された画面内で、当該分
    割画面内に含まれる電子部品の各電極部を横切る方向へ
    延びる検査ウインドウをそれぞれ設定するステップと、
    各分割画面内で検査ウインドウをその設定方向と直交す
    る方向へ逐次移動させつつ、各移動位置にて輝度が所定
    値以上を示す検査ウインドウ内の画素数を算出し、各分
    割画面内で画素数が所定数以上を示した各検査ウインド
    ウの移動範囲の両端位置に基づいて電子部品の位置ズレ
    を判定するステップとを具備する電子部品の位置ズレ検
    査方法。
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