JP3365824B2 - Solder height detection method - Google Patents

Solder height detection method

Info

Publication number
JP3365824B2
JP3365824B2 JP17587493A JP17587493A JP3365824B2 JP 3365824 B2 JP3365824 B2 JP 3365824B2 JP 17587493 A JP17587493 A JP 17587493A JP 17587493 A JP17587493 A JP 17587493A JP 3365824 B2 JP3365824 B2 JP 3365824B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
equation
solder
solder fillet
gradient
illumination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17587493A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0783628A (en
Inventor
武文 渡部
宗敏 沼田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lossev Technology Corp
Original Assignee
Lossev Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lossev Technology Corp filed Critical Lossev Technology Corp
Priority to JP17587493A priority Critical patent/JP3365824B2/en
Publication of JPH0783628A publication Critical patent/JPH0783628A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3365824B2 publication Critical patent/JP3365824B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、画像処理技術を応用し
て、リード位置でのハンダの高さを検出する方法に関す
る。 【0002】 【従来の技術】図1のように、画像処理技術を応用し
て、リード1の位置でハンダフィレット2の高さを求め
る場合、多くて4段階程度の照射角度の違う照明L1〜
L4を順次点灯させ、その表面をカメラ3で撮像し、そ
のデータを画像処理装置4に入力している。 【0003】その上で、画像処理では、ハンダフィレッ
ト2上のそれぞれの画素で一番良く光る点の勾配を求め
る。これは例えば図1のような凹型フィレットであれ
ば、照明Ln(n=1〜4)で一番良く反射する点をx
n 、勾配をgn とすれば、ランド5の外側から内側へ向
かって点x1 、x2 、x3 、x4 となる。 【0004】実際には、点xn 近傍でも一番良く光る照
明番号はnである。したがってランド5の外側から内側
に向かってハンダフィレット2上で図2のように、照明
L1で光る領域、照明L2で光る領域、照明L3で光る
領域、照明L4で光る領域と並ぶ。 【0005】次に、各画素の勾配ベクトルをランド5の
外側から内側に向かって積算して行けば、ハンダフィレ
ット2の形状が図3のように復元される。これは、勾配
ベクトル積分法と呼ばれている。なお、勾配gn は、図
4のようにして求める。 【0006】 【従来技術の欠点】ハンダフィレット2の表面形状が曲
線であるのに表現できるのは区分的直線である。したが
って照明の個数が少ないと、角度分解能が低く、各画素
高さの累積誤差が増える。 【0007】照明の照射角度φn は、せいぜい0<φn
<(π/2)であるため、|gn |<1となる。したが
って勾配が1以上となるようなフィレット表面の形状は
復元できない。それ故リード1に接するハンダフィレッ
ト2の高さもわからない。 【0008】 【発明の目的】したがって、本発明の目的は、フィレッ
ト表面形状にかかわらず、高い精度でハンダ高さを測定
できるようにすることである。 【0009】 【発明の解決手段】なめらかな曲線として良く知られて
いるものとして、スプライン曲線がある。今、図5のよ
うに、2次のスプライン曲線によってフィレット表面を
復元することを考える。なお、フィレット表面は点
(x,y)で表現されるものとする。区間〔xn+1 ,
n 〕を(1)式の2次曲線で補間するとすれば、その2
次曲線の式の微分係数は勾配gに等しいから、区間内の
2次曲線の微分係数y’は(2)式で表される。また区
間〔xn+1 ,xn 〕の端点(xn ,yn )、(xn+1 ,
n+1 )の微分係数y' n,y’n+1 つまり勾配gn ,g
n+1 は(3)(4)式で求められる。 【0010】 【数1】 【0011】 【数2】 【0012】 【数3】 【0013】 【数4】 【0014】(3)(4)両式より係数an+1 が求めら
れる。 【0015】 【数5】 【0016】そして、(2)式より(6)式が、(1)
式より(7)(8)式が、(7)(8)式より(9)式
がそれぞれ導かれる。 【0017】 【数6】 【0018】 【数7】 【0019】 【数8】 【0020】 【数9】 【0021】ここで、y0 =0としてn=0からmまで
順次yn+1 を計算し求めれば、微分係数y’はxn (n
=0,1,2,・・,m)で連続となるから、2次曲線
の接続点(xn ,yn )では区間曲線の接続はなめらか
となる。 【0022】区間〔xn+1 ,xn 〕での曲線は、(9)
式より(10)式から計算できる。 【0023】 【数10】 【0024】区間〔0,xm 〕では、y’=2am x+
m であるから、曲線の式は(11)となる。 【0025】 【数11】 【0026】x=0とおくと、y=h(ハンダ高さ)と
なるから、次の(12)式が求められる。 【0027】 【数12】 【0028】接触点での勾配はy’=bmより、次の
(13)式で求められる。 【0029】 【数13】 【0030】 【実施例】従来の技術で得られた点xn (n=0,1,
2,・・,m:m=照明の段数−1)を用いて、ハンダ
フィレット2の断面を2次曲線で復元するものとする。
しかもフィレット断面はなめらかに連続するものとす
る。なお、図6のように、ハンダフィレット2の黒部端
点x0 を求めるために真上照明を導入する。 【0031】ステップ1 照明L0(これはほぼ真上に近い角度とする。)の画像
でリード1の中心を通る、ある計測線において、リード
1の端点を原点0とし、ハンダフィレット2の黒部端点
0 を求める。ハンダ部は黒く写るので、x0 はハンダ
フィレット2の端点となる。 【0032】n=1からmまで照明Lnの画像で白部
(強く光る反射部)の中点xn を求める。 【0033】ステップ2 n=0からmまでの勾配gn を(14)式から計算する
(φn は照明nの照射角)。 【0034】 【数14】 【0035】y0 =0とする(yn はxn 座標値におけ
るハンダフィレット2の高さに相当する)。n=0から
m−1まで(5)式より(15)式を計算する。 【0036】 【数15】 【0037】(6)式より(16)式を計算する。 【0038】 【数16】 【0039】(9)式より(17)式を計算する。 【0040】 【数17】 【0041】ステップ3 式(12)(13)よりリード1の位置でハンダフィレ
ット2高さh、接触角θがそれぞれ(18)(19)式
から求められる。 【0042】 【数18】 【0043】 【数19】 【0044】本発明では、ハンダフィレット表面上で各
照明ごとに一番強く反射する点の区間を、これらの点で
勾配に等しい微分係数を持つ2次スプライン曲線で補間
するから、ハンダフィレットの表面をなめらかな2次ス
プライン曲線で復元することができる。このため、各画
素における高さの検出精度が高く、また勾配が1を越え
るようなハンダフィレット表面の部分であっても曲線補
間によってその高さが算出できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting the height of solder at a lead position by applying image processing technology. 2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, when the height of a solder fillet 2 is determined at the position of a lead 1 by applying an image processing technique, illuminations L1 to L4 having different irradiation angles of at most about four stages.
L4 is sequentially turned on, its surface is imaged by the camera 3, and the data is input to the image processing device 4. In addition, in image processing, the gradient of the point that illuminates best at each pixel on the solder fillet 2 is determined. This is, for example, in the case of a concave fillet as shown in FIG. 1, the point that reflects the light Ln (n = 1 to 4) best is x
If n and the gradient are g n , points x 1 , x 2 , x 3 , and x 4 are formed from the outside of the land 5 to the inside. In practice, the illumination number that shines best even near the point xn is n. Therefore, as shown in FIG. 2, the area illuminated by the illumination L1, the area illuminated by the illumination L2, the area illuminated by the illumination L3, and the area illuminated by the illumination L4 are arranged on the solder fillet 2 from the outside to the inside of the land 5 as shown in FIG. Next, by integrating the gradient vectors of the respective pixels from the outside to the inside of the land 5, the shape of the solder fillet 2 is restored as shown in FIG. This is called a gradient vector integration method. Incidentally, the gradient g n is obtained as FIG. Disadvantages of the Prior Art Although the surface shape of the solder fillet 2 is a curve, it can be expressed by a piecewise straight line. Therefore, when the number of illuminations is small, the angular resolution is low, and the accumulated error of each pixel height increases. [0007] The illumination angle φ n of the illumination is at most 0 <φ n
<(Π / 2), | g n | <1. Therefore, the shape of the fillet surface having a gradient of 1 or more cannot be restored. Therefore, the height of the solder fillet 2 in contact with the lead 1 is not known. Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to measure the solder height with high accuracy regardless of the shape of the fillet surface. [0009] A spline curve is well known as a smooth curve. Now, consider restoring the fillet surface with a quadratic spline curve as shown in FIG. Note that the fillet surface is represented by a point (x, y). Interval [x n + 1 , x
n ] is interpolated by the quadratic curve of the equation (1),
Since the derivative of the quadratic curve equation is equal to the gradient g, the derivative y 'of the quadratic curve in the section is expressed by equation (2). The interval [x n + 1, x n] endpoint of (x n, y n), (x n + 1,
y n + 1 ), the differential coefficients y ' n, y' n + 1, that is, the gradients g n , g
n + 1 is obtained by the equations (3) and (4). [0010] ## EQU2 ## ## EQU3 ## [0013] (3) (4) A coefficient a n + 1 is obtained from both equations. [0015] Then, from equation (2), equation (6) becomes
Equations (7) and (8) are derived from the equations, and Equation (9) is derived from the equations (7) and (8). [Equation 6] [Equation 7] [Equation 8] [Equation 9] Here, if y 0 = 0 and y n + 1 are sequentially calculated from n = 0 to m, the differential coefficient y ′ becomes x n (n
= 0,1,2, ..., because the continuous m), the connection point of the quadratic curve (x n, connection y n) in the interval curve becomes smooth. The curve in the section [x n + 1 , x n ] is given by (9)
It can be calculated from the equation (10). [Equation 10] [0024] In the interval [0, x m], y '= 2a m x +
Since it is b m , the equation of the curve is (11). [Equation 11] If x = 0, y = h (solder height), and the following equation (12) is obtained. [Equation 12] The gradient at the contact point can be obtained from y '= bm by the following equation (13). (Equation 13) The points x n (n = 0, 1, 1) obtained by the prior art
2,..., M: m = the number of illumination steps −1), the cross section of the solder fillet 2 is restored by a quadratic curve.
In addition, the fillet section is assumed to be smoothly continuous. Incidentally, as shown in FIG. 6, it is introduced just above illumination to determine the Kurobe end point x 0 of the solder fillet 2. Step 1 In a certain measurement line passing through the center of the lead 1 in the image of the illumination L0 (this is an angle almost right above), the end point of the lead 1 is set to the origin 0, and the black end point of the solder fillet 2 is set. determine the x 0. Since the solder portion appears black, x 0 is the end point of the solder fillet 2. From the image of the illumination Ln from n = 1 to m, the midpoint xn of the white part (reflecting part that shines strongly) is determined. Step 2 The gradient g n from n = 0 to m is calculated from equation (14) (φ n is the illumination angle of the illumination n). (Equation 14) Let y 0 = 0 (y n corresponds to the height of the solder fillet 2 at the x n coordinate value). From n = 0 to m-1, Equation (15) is calculated from Equation (5). (Equation 15) Equation (16) is calculated from equation (6). [Mathematical formula-see original document] The equation (17) is calculated from the equation (9). [Mathematical formula-see original document] Step 3 From the formulas (12) and (13), the height h and the contact angle θ of the solder fillet 2 at the position of the lead 1 are obtained from the formulas (18) and (19). (Equation 18) (Equation 19) In the present invention , each of the solder fillet surfaces
The section of the point that reflects the strongest for each lighting is
Interpolate with quadratic spline curve with derivative equal to gradient
To from the surface of the solder fillet smooth 2 Tsugisu
It can be restored with a pline curve . For this reason, the height detection accuracy of each pixel is high, and the height can be calculated by curve interpolation even in the portion of the solder fillet surface where the gradient exceeds 1.

【図面の簡単な説明】 【図1】ハンダフィレットに対する照明と撮像状況の説
明図である。 【図2】フィレット表面で光る領域の説明図である。 【図3】フィレット表面の光る点と勾配との関係の説明
図である。 【図4】照明角度から勾配を求める説明図である。 【図5】ハンダフィレット表面と曲線との関係の説明図
である。 【図6】ハンダフィレットの平面画像の説明図である。 【符号の説明】 1 リード 2 ハンダフィレット 3 カメラ 4 画像処理装置 5 ランド
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of illumination of a solder fillet and an imaging state. FIG. 2 is an explanatory diagram of a region that shines on the surface of a fillet. FIG. 3 is an explanatory diagram of a relationship between a shining point on a fillet surface and a gradient. FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining a gradient from an illumination angle. FIG. 5 is an explanatory diagram of a relationship between a solder fillet surface and a curve. FIG. 6 is an explanatory diagram of a planar image of a solder fillet. [Description of Signs] 1 lead 2 solder fillet 3 camera 4 image processing device 5 land

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−218407(JP,A) 特開 平5−60531(JP,A) 特開 平3−280446(JP,A) 特開 平4−296980(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/24 B23K 1/00 G01N 21/88 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-218407 (JP, A) JP-A-5-60531 (JP, A) JP-A-3-280446 (JP, A) JP-A-4- 296980 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/24 B23K 1/00 G01N 21/88

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ハンダフィレット表面を照明角度の違う
照明により順次照射し、ハンダフィレット表面上で各照
明ごとに一番強く反射する点の位置と勾配とを求め、こ
れらの点の区間を、これらの点で勾配に等しい微分係数
を持つ2次スプライン曲線で補間し、この2次スプライ
ン曲線とリードとの接触点からリード位置でのハンダフ
ィレットの高さを求めることを特徴とするハンダ高さの
検出方法。
(57) [Claims] 1. The surface of a solder fillet is sequentially illuminated by illuminations having different illumination angles, and the position and gradient of the point on the solder fillet surface that is most strongly reflected for each illumination are obtained. , The interval between these points, the derivative at these points equal to the gradient
Quadratic spline interpolating a curve, the detection method of the solder height of the contact point between the quadratic spline curves and lead and obtains the height of the solder fillet at the read position with.
JP17587493A 1993-06-24 1993-06-24 Solder height detection method Expired - Fee Related JP3365824B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17587493A JP3365824B2 (en) 1993-06-24 1993-06-24 Solder height detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17587493A JP3365824B2 (en) 1993-06-24 1993-06-24 Solder height detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0783628A JPH0783628A (en) 1995-03-28
JP3365824B2 true JP3365824B2 (en) 2003-01-14

Family

ID=16003722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17587493A Expired - Fee Related JP3365824B2 (en) 1993-06-24 1993-06-24 Solder height detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3365824B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010071844A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Omron Corp Apparatus for inspecting appearance of substrate and method for measuring height of solder fillet
CN105716540B (en) * 2016-02-01 2018-05-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 Method for detecting assembling property of square shell and top cover R angle of secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0783628A (en) 1995-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7313289B2 (en) Image processing method and apparatus and computer-readable storage medium using improved distortion correction
US7711182B2 (en) Method and system for sensing 3D shapes of objects with specular and hybrid specular-diffuse surfaces
US6148120A (en) Warping of focal images to correct correspondence error
EP1643210B1 (en) Method and apparatus for measuring shape of an object
JP2002509259A (en) Method and apparatus for three-dimensional inspection of electronic components
US20020041282A1 (en) Shape measurement system
US20040100639A1 (en) Method and system for obtaining three-dimensional surface contours
Yamaguti et al. A method of distance measurement by using monocular camera
JP3365824B2 (en) Solder height detection method
JPH0674761A (en) Range finder
JP2898124B2 (en) Speckle image displacement measuring device
JP3228436B2 (en) How to increase the number of interference fringes
EP1676238B1 (en) A method for measuring dimensions by means of a digital camera
JPH0875454A (en) Range finding device
JP3693168B2 (en) Displacement measuring method and displacement measuring apparatus using the same
JP2019215247A (en) Image processing device, image processing method, and image processing program
JP3065699B2 (en) Focus position detection device
JPH08172300A (en) Component-position recognition apparatus
JP3471178B2 (en) Micro Dimension Measurement Method
TW580561B (en) A method for measuring the perpendicularity between an image detector and its relative movement direction with an object detected
JPH07306038A (en) Distance measuring instrument
JP2001148020A (en) Method and device for judging reliability in corresponding point search
JP3010610B2 (en) Moving distance measurement method using spatial filter
JPH04258712A (en) Image pick-up device
CN116416294A (en) Accurate three-dimensional reconstruction method for object with inconsistent reflectivity

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees