JP3632449B2 - Cream solder application state inspection device and application state inspection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を対象物として撮像し、画像処理によって両者を識別するクリーム半田の塗布状態検査装置および塗布状態検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品や機器の製造分野においては、電子部品や基板などの対象物をカメラで撮像し、撮像結果を画像認識することにより対象物の識別や位置検出などを行う画像認識方法が広く用いられている。これらの対象物の1つとして、電子部品の実装に先立って行われる半田印刷後の基板があり、ここでは基板の電極上に印刷されたクリーム半田の塗布状態を画像により認識して塗布状態の合否を判定する検査が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板の電極には半田接合性を向上させる目的で、電極表面に半田膜が形成された半田レベラを有するものがある。このような半田レベラを有する電極にクリーム半田が塗布された場合には、半田レベラと塗布されるクリーム半田は本来同材質のものを含み色彩が類似しているため、クリーム半田の形状をカラーカメラによって撮像して色彩によって識別することは困難であった。このため、このような色彩が類似するもの同士を識別しようとする場合には、明暗の差のみによって識別する以外に方法がなく、認識精度を向上させることが困難であるという問題点があった。
【0004】
そこで本発明は、光沢面である半田レベラを有する電極に塗布された非光沢面であるクリーム半田の認識精度を向上させることができるクリーム半田の塗布状態検査装置および塗布状態検査方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のクリーム半田の塗布状態検査装置は、光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を画像認識の対象物として撮像するカメラと、このカメラにより取得した画像データを画像処理する画像処理部と、撮像時に前記対象物を照明する第1の照明部および第2の照明部とを備え、第1の照明部に、白色光を発光する白色光源部と、上部に前記カメラの光軸を通す開口部が設けられ内面に拡散反射面を有する反射部と、前記白色光源部から白色光を導き前記反射部の内面に向って投光する投光部とを備え、第2の照明部に、有色光を発光する有色光源部と、この有色光源部の有色光を前記対象物の光沢面である半田レベラに向って投光する投光部とを備えている。
【0006】
請求項2記載のクリーム半田の塗布状態検査方法は、光沢面である半田レベラを有する電極及びこの電極上に塗布された非光沢面であるクリーム半田を画像認識の対象物としてカメラにより撮像して画像データを取得し、この画像データを画像処理して前記光沢面である半田レベラを識別するクリーム半田の塗布状態検査方法であって、白色光源部を備えた第1の照明部により前記対象物の全体を照明し、かつ有色光源部を備えた第2の照明部により前記対象物の光沢面である半田レベラを照明した状態で前記カメラによって前記対象物を撮像し、前記光沢面である半田レベラからの有色光の正反射光および非光沢面であるクリーム半田からの白色光の乱反射光を受光することにより、取得画像において前記半田レベラと前記クリーム半田を識別するようにした。
【0007】
各請求項記載の発明によれば、白色光源を備えた第1の照明部により対象物の全体を照明し、対象物の光沢面である半田レベラを有色光源を備えた第2の照明部で照明し、半田レベラからの有色光の正反射光を受光して撮像することにより、クリーム半田と半田レベラを精度よく識別することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の画像認識装置の正面図、図2は同画像認識装置の撮像部の断面図、図3、図4は同画像認識装置の部分断面図である。
【0009】
まず、図1を参照して画像認識装置の構造を説明する。図1において基台1上には可動テーブル2が配設され、可動テーブル2には基板保持部3が載置されている。基板保持部3には表面に認識の対象物である半田レベラを有する電極4が設けられた基板5が保持されている。電極4の表面の半田レベラは光を正反射する光沢面となっており、半田レベラの表面にはクリーム半田4aが塗布されている。可動テーブル2を駆動することにより基板5は水平移動し、位置決めされる。すなわち可動テーブル2および基板保持部3は基板5を位置決めする位置決め手段となっている。
【0010】
基板保持部3の両側にはコンベアユニット6,7が配設されている。コンベアユニット6は基板保持部3に基板5を搬入し、コンベアユニット7は検査後の基板5を基板保持部3から搬出する。基板保持部3の上方には撮像部10が配設されている。ここで図2を参照して撮像部10について説明する。図2に示すように、撮像部10はカラーカメラ11、ズームレンズよりなる光学系12、第1の照明部13および第2の照明部14を備えている。基板保持部3に保持され位置決めされた基板5は、第1の照明部13および第2の照明部14によって照明され、光学系12を介してカラーカメラ11によって撮像される。
【0011】
次に第1の照明部13について説明する。ケース15の内部には、上部に開口部16aが設けられた略半球状の反射部16が設けられている。反射部16の内側の表面(内面)には白色アルマイト処理が施されており、反射部16の表面は入射した光を拡散反射する拡散反射面となっている。反射部16の下部には、投光部としての複数のファイバーケーブル17が円環状に均一に配置されており、ファイバーケーブル17の端部17aは光が直接基板5に当たらないよう反射部16の内側に斜め上方の角度を以て開口している。
【0012】
ファイバーケーブル17は複数本束ねられてコネクタ18に接続されており、コネクタ18にはハロゲンランプなどの白色光を発生する白色光源部19が接続されている。白色光源部19を駆動することにより、ファイバーケーブル17の端部17aから反射部16の内面に向って白色光が投光され、投光された白色光は反射部16の拡散反射面によって拡散反射され、下方の基板5を照明する。このようにして照明された基板5は、開口部16aを介してカラーカメラ11により撮像される。
【0013】
第1の照明部13の上部には第2の照明部14が設けられている。第2の照明部14は、有色光(本実施の形態では赤色光)を発生するLEDより成る有色光源部20および光学系12の下方に位置し有色光源部20が発光する有色光を下方に照射させるハーフミラー21を備えている。有色光源部20を駆動することにより、赤色光はハーフミラー21によって下方に反射され開口部16を介して基板5を照明する。すなわち、ハーフミラー21は光沢面を含む基板5に赤色光を投光する投光部となっっている。そして基板5からの反射光は、ハーフミラー21を透過して上方のカラーカメラ11に入射する。
【0014】
すなわちカラーカメラ11は、基板5を第1の照明部13の白色光の拡散反射光によって照明された撮像条件、および第2の照明部14による上方からの赤色光の同軸照明によって照明された撮像条件の2通りの撮像条件の下で撮像することができる。このようにして得られた画像データは画像処理部22によって画像処理され、その処理結果は制御部23に送られる。また制御部23は、白色光源部19および有色光源部20を制御し、撮像対象に応じて照明光の切り換えを行う。
【0015】
この画像認識装置は上記のように構成され、次に各図を参照して動作を説明する。まず図1において、コンベアユニット6上に検査対象の基板5が載置され、基板保持部3上に搬入されて保持される。次いで可動テーブル2を駆動して基板5を撮像部10に対して位置決めする。
【0016】
この後白色光源部19を駆動すると、図3に示すように複数のファイバーケーブル17の端部17aから反射部16の内側斜め上方に向って白色光が投光される。このとき、端部17aからの白色光はある角度範囲内で拡散しながら進んで反射部16の表面により反射され、更に拡散される。ここで、端部17aは反射部16の下部に均一に円環状に配置されており、反射部16の内側には各円周方向から白色光が投光され、下方に位置する基板5は反射部16からの拡散反射光によって各方向から均一に照明される。したがって、基板5の電極4上のクリーム半田4aは、この均一な照明光によって半田本来の色である灰色の画像として撮像される。
【0017】
次に、制御部23により赤色光源部20を駆動して赤色光の同軸照明により基板5の電極4上を照明する。すると、表面粗度が小さく光沢面である半田レベラの表面では、照明光は正反射される度合いが大きく、この反射光はカラーカメラ11に入射して撮像される。すなわちカラー画像上では半田レベラ表面の部分に照明光の赤色が検出される。これに対し、クリーム半田4aの表面は光沢がなく表面粗度が大きいため赤色照明光は乱反射し、カラーカメラ11に入射する反射光は少ない。したがって、カラー画像上では半田レベラ表面以外の部分では赤色はほとんど検出されず、赤色が検出される電極4表面の半田レベラと、クリーム半田4aとを明瞭に識別することができる。このように、有色光の照明を用いることにより、対象物の光沢の有無、もしくは表面粗度の相違を利用して、材質的には同色・類似色である部分を相互に識別することができる。
【0018】
なお本発明は上記実施の形態に限定されないのであって、対象物としては半田印刷後の基板のみならず、材質的に同色・類似色で表面粗度に差のあるものであればよく、また有色光の照明方法も同軸照明に限らず光沢面に入射して正反射を生じさせるような照明方法であればよい。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、白色光源を備えた第1の照明部により対象物の全体を照明し、対象物の光沢面である半田レベラを有色光源を備えた第2の照明部で照明し、半田レベラからの有色光の正反射光を受光して撮像するようにしたので、対象物の光沢面である半田レベラを非光沢面であるクリーム半田から精度よく識別して、材質的に同色、類似色である部分を相互に識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の画像認識装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態の画像認識装置の撮像部の断面図
【図3】本発明の一実施の形態の画像認識装置の部分断面図
【図4】本発明の一実施の形態の画像認識装置の部分断面図
【符号の説明】
5 基板
10 撮像部
11 カラーカメラ
13 第1の照明部
14 第2の照明部
16 反射部
17 ファイバーケーブル
19 白色光源部
20 有色光源部
22 画像処理部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention images the cream solder is a non-glossy surface that is coated on the electrode and the electrode on having a solder leveler glossy surface as the object, the cream solder coating condition inspection apparatus and to identify them by image processing The present invention relates to a coating state inspection method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In the field of manufacturing electronic components and equipment, image recognition methods are widely used in which an object such as an electronic component or a substrate is imaged with a camera, and the image is recognized to identify the object or detect the position. Yes. As one of these objects, there is a board after solder printing performed prior to mounting electronic components. Here, the application state of the cream solder printed on the electrodes of the board is recognized by an image and the application state is reached. An inspection to determine pass / fail is performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, some electrodes on a substrate have a solder leveler in which a solder film is formed on the electrode surface for the purpose of improving the solder bonding property. When cream solder is applied to an electrode having such a solder leveler, the cream solder applied to the solder leveler is essentially the same material and has similar colors. It was difficult to pick up images and identify them by color. For this reason, when trying to discriminate between those having similar colors, there is no method other than discriminating only by the difference in brightness, and there is a problem that it is difficult to improve the recognition accuracy. .
[0004]
Accordingly, the present invention provides a cream solder application state inspection apparatus and application state inspection method capable of improving the recognition accuracy of cream solder that is a non-gloss surface applied to an electrode having a solder leveler that is a glossy surface. With the goal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The cream solder application state inspection device according to
[0006]
The method for inspecting the application state of cream solder according to
[0007]
According to the invention described in each claim, the entire illumination object is illuminated by the first illumination unit equipped with the white light source, and the solder leveler that is the glossy surface of the object is illuminated by the second illumination unit equipped with the colored light source. By illuminating and picking up an image by receiving the specularly reflected light from the solder leveler , the cream solder and the solder leveler can be accurately identified.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of an image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an imaging unit of the image recognition apparatus, and FIGS. 3 and 4 are partial sectional views of the image recognition apparatus.
[0009]
First, the structure of the image recognition apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a movable table 2 is disposed on a
[0010]
Conveyor units 6 and 7 are disposed on both sides of the
[0011]
Next, the
[0012]
A plurality of
[0013]
A
[0014]
That is, the
[0015]
This image recognition apparatus is configured as described above. Next, the operation will be described with reference to the drawings. First, in FIG. 1, a
[0016]
Thereafter, when the white
[0017]
Next, the red
[0018]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the object is not limited to a substrate after solder printing, but may be any material having the same color / similar color but having a difference in surface roughness. The illumination method for the colored light is not limited to the coaxial illumination, and any illumination method may be used as long as it is incident on the glossy surface and causes regular reflection.
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, the entire object is illuminated by the first illumination unit having the white light source , the solder leveler that is the glossy surface of the object is illuminated by the second illumination unit having the colored light source, and the solder Since the specular reflected light of the colored light from the leveler is received and imaged , the solder leveler that is the glossy surface of the object is accurately distinguished from the cream solder that is the non-glossy surface , and the material is the same color and similar Parts that are colors can be distinguished from each other.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an imaging unit of the image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of an image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.
5
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