JP3692587B2

JP3692587B2 - Mounting component inspection method and inspection apparatus using the same

Info

Publication number: JP3692587B2
Application number: JP01145196A
Authority: JP
Inventors: 巌市川; 茂樹中塚; 学森岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JPH09205300A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板上に実装された電子部品の有無、位置ズレ等を検査する際に使用される実装部品の検査方法及びそれを用いた検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の実装部品の検査装置は、特公平７−８１８３４号公報に記載された物が知られており、図２０にこの実装部品の検査装置の構成を示す。
【０００３】
図２０において同装置は、電子部品の有無、位置ズレを検査する変位センサ５０と、この変位センサ５０を移動させるためのＸ軸ロボット５１と、このＸ軸ロボット５１の上に直交するように配置されたＹ軸ロボット５２と、被検査基板４を搬送するために平行に配置された一対のコンベア５３と、搬送される被検査基板４が検査位置に到着したことを検出する基板到着確認センサ５４と、その被検査基板４を検査するとき振動を受けないように固定するための基板固定部５５と、これらを制御するために信号ケーブル５７を介して接続された制御部５６から構成されている。
【０００４】
このように構成された実装部品の検査装置は、変位センサ５０を制御部５６に記憶されている被検査基板４上に実装された電子部品５の位置情報や形状情報に基づき、変位センサ５０が個々の電子部品５上を走査するようにし、変位センサ５０からの変位の変化点を検出することで電子部品５の有無、位置ズレ等を検査するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような構成では、装着機において標準的に使われている認識マークにより位置補正されて装着された実装基板の検査を行う場合、位置補正された分だけ検出誤差となり、これを改善するためには実装部品の検査装置においても認識マークによる位置補正を行う必要がある。
【０００６】
従来例の構成でこれを実現しようとすれば変位センサ５０とは別のセンサ、例えばＣＣＤカメラ等で認識マークの計測データを制御部５６の記憶部に取り込み、それを画像処理することで可能となるが、この方法の場合、電子部品５を検査する変位センサ５０と認識マークを検出するＣＣＤカメラを併用するため２つのセンサの位置合せが困難であり、また、画像処理を行うため、その処理のためのハードウェアが増大し、且つＣＣＤカメラ等新たなセンサを付加する必要があるために高価になるという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決し、安価で高精度な認識マークによる位置補正が可能な実装部品の検査方法及びそれを用いた検査装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、検査用データを基にレーザ光を被検査物に照射し、その反射光を受光レンズを用いて光電変換素子に集光するセンサを用いて、まずプリント基板の原点になるように設けられた基準孔の中心位置を求め、続いて上記プリント基板上に印刷された認識マークにレーザ光を照射してその反射光の光量により認識マークの中心位置を求め、この求めた認識マークの中心位置とあらかじめ設定された検査用データの同中心位置との差分だけ原点を補正し、続いてこの補正された原点を基準にプリント基板上に実装された電子部品上を上記センサを走査しレーザ光を照射して実装された電子部品の有無及び位置ズレ、浮きなどを検査用データと比較することにより検査を行う方法としたものである。
【０００９】
これにより、安価で高精度な認識マークによる位置補正が可能な実装部品の検査を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、プリント基板上に電子部品を実装する際に用いる実装用ＮＣデータに実装される電子部品の情報を加えてプリント基板上に実装された電子部品の有無及び位置ズレ、浮き等の実装状態を検査する検査用データを作成し、この作成された検査用データを基に、レーザ光を被検査物に照射するとともにその反射光を受光レンズを用いて光電変換素子に集光するセンサを用いて上記プリント基板上に実装された電子部品を検査するに当り、まず上記プリント基板の原点となるように設けられた基準孔に上記レーザ光を照射しながら走査することにより基準孔の中心位置を求め、この求めた中心位置を検査開始原点とし、続いてこの検査開始原点から上記プリント基板上に印刷された印刷パターン検査用の認識マークを上記レーザ光の軌跡が円運動を行いながら走査されるようにレーザ光を照射してその反射光の光量により認識マークの中心位置を求め、この求めた認識マークの中心位置があらかじめ設定された検査用データの同中心位置と異なる場合は検査開始原点を補正し、続いてこの補正された検査開始原点を基準にプリント基板上に実装された電子部品に上記レーザ光の軌跡が円運動を行いながら走査されるようにレーザ光を照射して反射光からの高さ信号により実装された電子部品の有無及び位置ズレ、浮きなどを検査用データと比較することにより良否判定を行う方法としたものであり、プリント基板の基準孔、認識マーク、電子部品を全て同一センサで検出するため、他のセンサとの併用の場合のセンサ間の位置合せ等が不要で、高精度な検査を実現できるという作用を有する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の方法を用いて、レーザ光を被検査物に照射するとともにその反射光を受光レンズを用いて光電変換素子に集光するセンサ部と、このセンサ部から照射されるレーザ光の光路上に自転自在に設けられレーザ光の光路を変換する光路変換部と、上記センサ部を結合しプリント基板上に実装された電子部品上を走査する走査部と、あらかじめ記憶された情報により上記走査部と光路変換部を制御する制御部と、上記センサ部に接続されてセンサ部で検出した変位出力を補正する補正部と、この補正部の出力により電子部品の有無及び位置ズレ、浮きなどの判定、あるいはプリント基板上に印刷された認識マークからのレーザ光の反射光の光量により認識マークの中心位置の判定を行う判定部からなる構成としたものであり、変位を検出するセンサで従来の電子部品の検出を行うことに加え、レーザ光の反射光の光量により認識マークを検出することで安価な検査装置を提供することができるという作用を有する。
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について図１から図１９を用いて説明する。
図１は同実施の形態による実装部品の検査方法を用いた実装部品の検査装置の構成を示した斜視図であり、この実装部品の検査装置は、電子部品５の有無及び位置ズレ、浮き等を検査する検査部１と、この検査部１と信号ケーブル８で接続されて検査部１を制御する制御部２とで構成されており、上記制御部２にはパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと呼ぶ）が用いられている。
【００１３】
検査部１は基台３の上にある基準孔６と認識マーク７を有した被検査基板４上に実装された電子部品５を検出するセンサヘッド部１０と、このセンサヘッド部１０を移動させるためのＸ軸ロボット２５と、このＸ軸ロボット２５と平行に配置された補助ガイド２６と、上記Ｘ軸ロボット２５と補助ガイド２６の上に直交するように配置されたＹ軸ロボット２７と、被検査基板４を搬送するために配置された第１のコンベアレール３７と第２のコンベアレール３８からなる一対のコンベア部３０と、搬送される被検査基板４が検査位置に到着したことを検出する基板到着確認センサ３５と、その被検査基板４を検査するとき振動を受けないように固定するための基板押し付けシリンダ４１と基板固定ブロック４２からなる基板固定部４０から構成されている。
【００１４】
図２はパソコン２の回路構成を示すブロック図であり、図２において記憶回路７０では電子部品５を検査するための電子部品５の外形形状情報、装着情報及び位置情報、さらに被検査基板４の認識マーク７の位置情報、形状情報（以下、これらを一括して検査情報と呼ぶ）が予め内部に入力されている。
【００１５】
電子部品走査位置演算回路７１では検査する電子部品５の装着位置、形状、方向等から電子部品５上のセンサヘッド部１０の走査位置を演算する。認識マーク走査位置演算回路７７では検査する認識マーク７の位置、形状から認識マーク７上のセンサヘッド部１０の走査位置を演算する。走査信号出力回路７２では電子部品走査位置演算回路７１、または認識マーク走査位置演算回路７７よりの情報でＸ軸ロボット２５、Ｙ軸ロボット２７を制御する。回転信号出力回路７３では電子部品走査位置演算回路７１、または認識マーク走査位置演算回路７７よりの情報でセンサヘッド部１０の屈折体１４（図３に詳細を示す）を制御する。補正回路７４では変位センサ１１（図３に詳細を示す）からの高さデータを補正する。
【００１６】
光量判定回路７８では認識マーク７の光量の大小を判定する。重心位置演算回路７９では光量判定回路７８からの認識マーク７の光量情報からその重心位置を演算する。判定回路７５では補正回路７４からの情報により電子部品の有無、位置ズレ等を判定する。インターフェース回路７６ではコンベア部３０と基板到着確認センサ３５と基板固定部４０を制御する。
【００１７】
図３は電子部品５の変位の検出を行っている変位センサ１１の原理を示したものであり、この変位センサ１１はいわゆる三角測距方式による光学式の変位センサであり、投光部１２ａから照射されたレーザ光１３を屈折させるために取り付けられた平板ガラスからなる屈折体１４と、この屈折体１４を保持する中空軸１５と、上記屈折体１４を回転させるための位置認識が可能なモータ２０と、このモータ２０の回転を中空軸１５に伝えるベルト１８と、その照射されたレーザ光１３の被検査基板４や電子部品５で拡散された反射光を集光する受光レンズ１２ｂと、１次元のＰＳＤ素子のような光電変換素子からなる受光部１２ｃから構成されている。
【００１８】
即ち、被検査基板４を基準面として考えた場合、被検査基板４上の電子部品５の受光部１２ｃへの反射光は、被検査基板４上より受光部１２ｃの手前に設けられた受光レンズ１２ｂによって集光され、その集光された反射光の受光部１２ｃ上の位置の変位量を検出することにより変位センサ１１から電子部品５までの変位が検出できるものであり、この場合変位は基準面より小さくなる。また、受光部１２ｃ上の受光量を検出することで被検査基板４や電子部品５からの反射光量を検出することができる。
【００１９】
図４はＹ軸ロボット２７に取り付けられたセンサヘッド部１０の詳細を示した斜視図であり、この変位センサ１１はブラケット２１に取り付けられている。この変位センサ１１の内部の投光部１２ａにより照射されるレーザ光１３の光路上には軸受け１６が設けられ、この軸受け１６にプーリ１７が結合された中空軸１５が回転可能にはめ合わされている。上記プーリ１７が結合された中空軸１５はベルト１８を介してプーリ１９が結合されたモータ２０によって回転する。また、上記中空軸１５にはレーザ光１３の照射軸方向に対して任意の角度を有して屈折体１４が取り付けられている。
【００２０】
このような構成によってモータ２０の駆動に伴いプーリ１９が図中の矢印Ｅ方法に回転すると、ベルト１８を介してプーリ１７、中空軸１５、屈折体１４が同方向に回転する。これによって屈折体１４によって光路が変えられたレーザ光１３が上記屈折体１４の回転に伴い回転する。
【００２１】
次に、本実施の形態の実装部品の検査装置の動作について説明する。
図１に示すように被検査基板４は前工程よりコンベア部３０により検査ステージまで搬送され、基板到着確認センサ３５により被検査基板４の到着を検出するとコンベア部３０が停止する。コンベア部３０が停止後、第１のコンベアレール３７に取り付けられた基板押し付けシリンダ４１が駆動し、この基板押し付けシリンダ４１に取り付けられた基板固定ブロック４２が被検査基板４を上記第１のコンベアレール３７と平行に配置された第２のコンベアレール３８に押し付けて被検査基板４を検査する際に動かないように固定する。
【００２２】
ここで電子部品５の有無や位置ズレを検査するセンサヘッド部１０はＹ軸ロボット２７に取り付けられ、このＹ軸ロボット２７により図中の矢印Ｙ方向に被検査基板４と平行に移動でき、またＸ軸ロボット２５により同矢印Ｘ方向に被検査基板４と平行に移動できる。
【００２３】
そこでパソコン２内の記憶回路７０の概略の基板位置情報を基に、センサヘッド部１０のモータ２０を停止した状態でＸ軸ロボット２５とＹ軸ロボットにより変位センサ１１を走査して被検査基板４の外形エッジを検出し、更に記憶回路７０の概略の基板孔位置情報を基に、変位センサ１１を走査して被検査基板４の基準孔６の任意の３つ以上のエッジを検出してその中心位置を計算し、この中心位置が検査開始原点となる。
【００２４】
次に、記憶回路７０には印刷パターン検出用の認識マークの検査開始原点からの位置情報及び形状情報が格納されているためにその情報を呼び出し、その情報に従ってセンサヘッド部１０のモータ２０を回転させた状態でＸ軸ロボット２５とＹ軸ロボット２７を駆動させて被検査基板４上の認識マーク７上を複数回走査し、変位センサ１１により反射光の光量を検出することで認識マーク７の中心位置を計測する。このとき記憶回路７０の認識マーク７の位置情報と上記計測した中心位置が違っていれば、その差分だけ検査開始原点を補正する。
【００２５】
一方、パソコン２内の記憶回路７０には電子部品５の被検査基板４の基準孔６の中心位置、即ち検査開始原点からの位置情報などの検査情報が格納されているために順次その検査情報を呼び出し、この検査情報に従って被検査基板４に実装された電子部品５上を変位センサ１１が１回走査する。このとき変位センサ１１から発生する高さ信号をパソコン２内の判定回路７５で高さのレベルとその高さの変化点を判断することにより電子部品５の有無、位置ズレ、浮き等の検査を行う。被検査基板４上の全電子部品の検査が完了すると基板押し付けシリンダ４１が駆動して基板固定ブロック４２が引っ込み、被検査基板４をコンベア部３０により検査ステージから次工程へ搬送して１サイクルを終えるものであり、このような流れをフローチャートで示したものが図５である。
【００２６】
次に、本実施の形態による被検査基板４上に印刷された印刷パターン検出用の認識マーク７の検査方法について、図６、図８、図９、図１０を用い、図７のフローチャートに従って説明を行う。
【００２７】
図６は認識マーク７の検査方法を説明するための斜視図であり、先ず、パソコン２内の記憶回路７０から認識マーク７の検査開始原点からの位置情報及び形状情報を呼び出し、その情報に従って走査する回数、エリアを演算する認識マーク走査位置演算回路７７の信号により、センサヘッド部１０のモータ２０を回転させた状態でＸ軸ロボット２５とＹ軸ロボット２７を被検査基板４上の認識マーク７上を複数回走査する。この状態を示したのが図８である。
【００２８】
次に、図９のように認識マーク７の認識マーク走査エリア９をある決められた微小なサイズに分割し、これを記憶回路７０上のメモリに対応させ、レーザ光１３の軌跡上の反射光を変位センサ１１で検出し、光量判定回路７８によりある決められた値より大きいか小さいかを判定し、大きければ１、小さければ０をメモリ上に書き込む。このときレーザ光１３の走査の軌跡により密度のばらつきが出るため、密度の高いところは間引き処理を行いメモリ上の１を０にすることで認識マーク７を等密度に検出でき、偏りをなくしている。その状態を表したのが図１０であり、黒が１、白が０である。この認識マーク走査エリア９内の重心位置を求めることで認識マーク７の中心位置を求めることができる。
【００２９】
ここで認識マーク７の形状は本実施の形態の場合円形としているが、正方形や正三角形等の他の形状においても同様に求めることができるものであり、この求められた中心位置と記憶回路７０の認識マークの位置情報とが違っていれば、その差分だけ検査開始原点を補正する。
【００３０】
次に、本実施の形態による実装部品の検査装置の検査方法について説明する。まず、センサヘッド部１０の三角測距の原理とレーザ光１３の回転原理について説明する。図１１（ａ）は三角測距の原理図であり、計測面９１を計測する場合、投光部１２ａから照射されたレーザ光１３は屈折体１４がなければ計測面９１のＢ１で拡散反射して受光レンズ１２ｂを通して受光部１２ｃ上のＢ１ａに集光され、計測面９２のときＢ１０で拡散反射して受光レンズ１２ｂを通して受光部１２ｃ上のＢ２ａに集光され、この受光部１２ｃ上のＢ１ａ，Ｂ２ａの集光位置の差により計測面９１と９２の変位を計測する。
【００３１】
ここで計測面９１のとき屈折体１４が図１１（ａ）の実線の位置にあると、スネルの公式に従いレーザ光１３は計測面９１のＢ２に、破線の位置にあると計測面９１のＢ３に照射される。従ってモータ２０を回転させ、ベルト１８により中空軸１５に取り付けられた屈折体１４を回転させることにより、レーザ光１３の軌跡は投光部１２ａから計測面９１をみると図１１（ｂ）のように回転運動をする。
【００３２】
しかしながら屈折体１４が図１１（ａ）の実線の位置のときレーザ光１３は計測面９１のＢ２の位置に照射されるが、これは屈折体１４がないときの計測面９２のＢ１０の位置に照射されるのと等価であり、屈折体１４が図１１（ａ）の破線の位置のときレーザ光１３は計測面９１のＢ３の位置に照射されるが、これは屈折体１４がないときの計測面９３のＢ１１の位置に照射されるのと等価である。このことは屈折体１４がある場合は計測面９１が変化しなくても屈折体１４の回転角度θにより変位センサ１１の変位が変わることを意味し、図１１において屈折体１４を１回転させたときの変位センサ１１の回転角度θに対する変位の出力波形は図１２の２００のようになる。このため屈折体１４の回転角度θに関わらず同一計測面上で変位センサ１１の変位が変わらないようにするためには変位の補正処理をしなければならない。
【００３３】
次に、この変位の補正処理の方法を説明する。
図１１（ａ）より屈折体１４によるレーザ光１３の照射位置のズレ量Ｓ１またはＳ２を計測面９１の変位の変化に換算すると、ズレ量Ｓ１，Ｓ２に対する計測面の変位の変化量を各々変位の変化量Ｈ１（計測面９２）、変位の変化量Ｈ２（計測面９３）、また受光レンズ１２ｂの光軸の中心からレーザ光１３までの距離をＸ１、受光レンズ１２ｂの光軸の中心から計測面９１までの距離をＺ１とするとその関係式は（数１）あるいは（数２）となる。
【００３４】
【数１】

【００３５】
【数２】

【００３６】
ここで、図１１（ａ）において右方向をＸ座標の＋方向、下方向をＺ座標の＋方向というように極性をつけ、ズレ量をＳ、変位の変化量をＨｓとすると上記（数１）、（数２）の式は（数３）で表される。
【００３７】
【数３】

【００３８】
一方、図１１（ｂ）のように、計測面９１で回転運動をしたレーザ光１３が拡散反射し受光レンズ１２ｂを通して受光部１２ｃ上で集光され同様に回転運動するが、受光部１２ｃは１次元センサであるので位置の計測はＸ軸方向にのみ依存する。従って、ズレ量Ｓは回転半径をｒ、回転角度θとすると（数４）となる。
【００３９】
【数４】

【００４０】
ここで屈折体１４がある場合の変位センサ１１で計測された計測面９１までの距離をＨ、屈折体１４がない場合、即ち変位センサ１１から計測面９１までの真の距離はＺ１であるのでその関係は（数５）となる。
【００４１】
【数５】

【００４２】
従って、求めたい真の距離はＺ１は（数３）、（数４）、（数５）より以下の（数６）のように表される。
【００４３】
【数６】

【００４４】
これは変位センサ１１で計測された計測面９１までの距離Ｈを屈折体１４の回転角度θと屈折率と厚み及びレーザ光１３に対する角度からスネルの公式により導かれる回転半径をｒ及び変位センサ１１の固有の値である受光レンズ１２ｂの光軸の中心からレーザ光１３までの距離Ｘ１から変位を補正することで真の距離Ｚ１が求められることを示している。この変位の補正方法により補正すると図１２の補正前の２００の変位の波形は２０１の波形のように回転角度θに関わらずフラットになる。
【００４５】
また、図１３（ａ）は電子部品５上をレーザ光１３が１回転したときのレーザ光１３の軌跡を表し、そのときの変位センサ１１が計測した変位の波形は図１３（ｂ）のように補正前の変位の波形２０２は補正処理により波形２０３となる。これにより電子部品５の変位の変化する位置と厚みｔを計測できることがわかる。
【００４６】
このような検査方法ならびに補正処理の方法を用いて被検査基板４上の電子部品５の検査を行う状態を示したのが図１４であり、この検査を行ったときの走査例を示したのが図１５（ａ），（ｂ）である。
【００４７】
図１４に示すように、通常センサヘッド部１０のモータ２０は定速回転しており、レーザ光１３は回転運動している。この状態でＸ軸ロボット２５あるいはＹ軸ロボット２７が被検査基板４上の電子部品５（本実施の形態では角形チップ部品である）上を１回走査することにより、変位センサ１１のレーザ光１３の軌跡は被検査基板４の上面からみると螺旋状の軌跡１００を描く。このとき図１５（ｂ）のように変位センサ１１の変位の補正処理後の変位の波形１０２を被検査基板４の変位レベルＨｂと電子部品５の変位レベルＨａの間にしきい値１０１を設定することにより変位の変化する点Ｌ１〜２、Ｗ１〜４を検出することができる。
【００４８】
このように求めた変位の変化点Ｌ１〜２、Ｗ１〜４と、その変化点のＸ，Ｙ座標の位置情報からＸ方向の位置ズレ、Ｙ方向の位置ズレを検出し、被検査基板４上に実装された電子部品５の有無、位置ズレ、浮き等を検査することができるものであり、このような流れをフローチャートで示したのが図１６である。
【００４９】
ここで位置ズレした電子部品５を検査する場合の検査方法を説明する。
図１７はセンサヘッド部１０が位置ズレして実装された電子部品５上を図中の矢印Ｇ方向に１回走査した状態を示し、図１８はセンサヘッド部１０が位置ズレして実装された電子部品５上を通過したときのレーザ光１３の軌跡を示し、図１９は変移センサ１１によって検出された電子部品５の高さの波形を示すものであり、以下、図１７、図１８、図１９を用いて位置ズレした電子部品５の検査について説明する。
【００５０】
図１７より被検査基板４に図中の矢印Ｌ方向にズレて実装された電子部品５上をセンサヘッド部１０に取り付けられている屈折体１４が同Ｅ方向に回転しながら変位センサ１１が同Ｇ方向へ走査する。
【００５１】
図１８より位置ズレのないときのレーザ光１３が電子部品５にかかる点をＫ１、レーザ光１３が電子部品５から出る点をＫ２、再度レーザ光１３が電子部品５にかかる点をＫ３とし、レーザ光１３が電子部品５から出る点をＫ４とする。また、位置ズレのあるときのレーザ光１３が電子部品５にかかる点をＫ５、レーザ光１３が電子部品５から出る点をＫ８とすると、これらの点は位置ズレしているために高さデータの変化点の位置がズレて高さデータの波形に現れる。
【００５２】
また、パソコン２内の記憶回路７０に格納されている検査情報より得ることができる変化点Ｋ２，Ｋ３と、走査によって得られた変化点Ｋ６，Ｋ７の位置を比較することによって同Ｌ方向の電子部品の位置ズレ状態が検査でき、変化点Ｋ１，Ｋ４と変化点Ｋ５，Ｋ８を比較することによって同Ｇ方向の電子部品５の位置ズレ状態が検査でき、更に変化点Ｋ６，Ｋ７を比較することによって電子部品５の回転ズレ状態が検査できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高さを検出する変位センサにおいて認識マークの光量を同センサで検出することにより、３次元検査となる電子部品検査と２次元検査である認識マーク検査を同一のセンサで行うことで、通常認識マーク検査に使用されているＣＣＤカメラ等の別センサを付加した場合の各々のセンサの位置合わせが不要となり、且つ別センサを設ける必要がないため安価な装置が提供できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における実装部品の検査装置の構成を示す斜視図
【図２】同装置に使用されるパソコンの回路構成を示すブロック図
【図３】同装置に使用される変位センサの原理図を示す正面図
【図４】同装置の屈折したレーザ光の軌跡を示すセンサヘッド部の斜視図
【図５】同装置の電子部品の有無、位置ズレの検査方法を示すフローチャート
【図６】同装置の認識マークの検査方法を示す斜視図
【図７】同装置の認識マークの検査方法を示すフローチャート
【図８】同装置の認識マーク上のレーザ光の軌跡を示す平面図
【図９】同装置の認識マークの走査エリアを分割した状態を示す平面図
【図１０】同装置の認識マーク検査において認識マークを確認している状態を示す平面図
【図１１】（ａ）同装置の検査原理を示す概念図
（ｂ）同レーザ光の軌跡を示す平面図
【図１２】同装置の検査原理を示す波形図
【図１３】（ａ）同装置のレーザ光が電子部品上を１回走査した状態を示す斜視図
（ｂ）同波形図
【図１４】センサヘッド部が電子部品上を走査する状態を示す正面図
【図１５】（ａ）図１４のレーザ光の軌跡を示す平面図
（ｂ）図１４の高さデータの波形図
【図１６】電子部品の有無、位置ズレの判定を行う方法を示すフローチャート
【図１７】同装置のセンサヘッド部が位置ズレして実装された電子部品上を走査する状態を示す平面図
【図１８】図１７のレーザ光の軌跡を示す平面図
【図１９】図１８の高さデータの波形図
【図２０】従来の実装部品の検査装置の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１検査部
２パソコン
３基台
４被検査基板
５電子部品
６基準孔
７認識マーク
８信号ケーブル
９認識マーク走査エリア
１０センサヘッド部
１１変位センサ
１２ａ投光部
１２ｂ受光レンズ
１２ｃ受光部
１３レーザ光
１４屈折体
１５中空軸
１６軸受け
１７，１９プーリ
１８ベルト
２０モータ
２１ブラケット
２５Ｘ軸ロボット
２６補助ガイド
２７Ｙ軸ロボット
３０コンベア部
３５基板到着確認センサ
３７第１のコンベアレール
３８第２のコンベアレール
４０基板固定部
４１基板押し付けシリンダ
４２基板固定ブロック
７０記憶回路
７１電子部品走査位置演算回路
７２走査信号出力回路
７４補正回路
７５判定回路
７６インターフェース回路
７７認識マーク走査位置演算回路
７８光量判定回路
７９重心位置演算回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting component inspection method and an inspection apparatus using the same, which are used when inspecting the presence / absence of electronic components mounted on a substrate, positional deviation, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this kind of mounting component inspection apparatus is known from Japanese Patent Publication No. 7-81834, and FIG. 20 shows the configuration of this mounting component inspection apparatus.
[0003]
In FIG. 20, the apparatus is arranged so as to be orthogonal to the displacement sensor 50 for inspecting the presence / absence of electronic components and displacement, an X-axis robot 51 for moving the displacement sensor 50, and the X-axis robot 51. Y-axis robot 52, a pair of conveyors 53 arranged in parallel to convey the substrate 4 to be inspected, and a substrate arrival confirmation sensor 54 for detecting that the substrate 4 to be inspected has arrived at the inspection position. And a substrate fixing portion 55 for fixing the substrate to be inspected 4 so as not to receive vibrations, and a control portion 56 connected via a signal cable 57 for controlling them. .
[0004]
In the mounting component inspection apparatus configured as described above, the displacement sensor 50 is based on the position information and shape information of the electronic component 5 mounted on the board to be inspected 4 stored in the control unit 56. Each electronic component 5 is scanned, and the change point of the displacement from the displacement sensor 50 is detected to inspect the presence / absence of the electronic component 5 and the positional deviation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with such a configuration, when inspecting a mounted substrate that has been position-corrected with a recognition mark that is typically used in a mounting machine, a detection error is generated by the amount of position correction, and this can be improved. Therefore, it is necessary to perform position correction using the recognition mark even in the inspection apparatus for mounted parts.
[0006]
If this is to be realized with the configuration of the conventional example, it is possible by taking the measurement data of the recognition mark into the storage unit of the control unit 56 with a sensor different from the displacement sensor 50, for example, a CCD camera, and processing the image. However, in the case of this method, since the displacement sensor 50 for inspecting the electronic component 5 and the CCD camera for detecting the recognition mark are used in combination, it is difficult to align the two sensors and the image processing is performed. For this reason, there is a problem that the hardware for the device increases, and it is necessary to add a new sensor such as a CCD camera, which is expensive.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve such a conventional problem and to provide a mounting component inspection method and an inspection apparatus using the same, which can correct the position with an inexpensive and highly accurate recognition mark.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention uses a sensor that irradiates an inspection object with laser light based on inspection data and focuses the reflected light on a photoelectric conversion element using a light receiving lens. Obtain the center position of the reference hole provided to be the origin of the board, then irradiate the recognition mark printed on the printed board with laser light and find the center position of the recognition mark by the amount of reflected light Then, the origin is corrected by the difference between the obtained center position of the recognition mark and the same center position of the inspection data set in advance, and then the electronic component mounted on the printed circuit board on the basis of the corrected origin. This is a method for performing inspection by comparing the presence / absence, displacement, and floating of electronic components mounted by scanning the sensor and irradiating laser light with inspection data.
[0009]
As a result, it is possible to realize an inspection of a mounted component that can be corrected with an inexpensive and highly accurate recognition mark.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the presence / absence of an electronic component mounted on the printed circuit board is added to the mounting NC data used when the electronic component is mounted on the printed circuit board. In addition, inspection data for inspecting the mounting state such as misalignment, floating, etc. is created. Based on the created inspection data, laser light is irradiated onto the object to be inspected, and the reflected light is photoelectrically detected using a light receiving lens. When inspecting an electronic component mounted on the printed circuit board using a sensor that focuses light on the conversion element, first, scanning is performed while irradiating the laser beam to a reference hole provided to be the origin of the printed circuit board. Thus, the center position of the reference hole is obtained, and the obtained center position is set as the inspection start origin, and subsequently, the recognition marker for print pattern inspection printed on the printed circuit board from the inspection start origin. The laser beam is irradiated so that the locus of the laser beam is scanned while performing a circular motion, the center position of the recognition mark is obtained from the amount of reflected light, and the center position of the obtained recognition mark is preset. If it is different from the same center position of the inspection data, the inspection start origin is corrected, and then the laser beam trajectory circularly moves on the electronic component mounted on the printed circuit board based on the corrected inspection start origin. This is a method for determining pass / fail by comparing the inspection data with the presence / absence, position shift, and float of electronic components mounted by the height signal from the reflected light by irradiating the laser beam so as to be scanned Because all the reference holes, recognition marks, and electronic components on the printed circuit board are detected by the same sensor, there is no need for alignment between sensors when used in combination with other sensors. It has the effect that the 査 can be realized.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a sensor unit that irradiates an inspection object with a laser beam and condenses the reflected light on a photoelectric conversion element using a light receiving lens, using the method according to the first aspect; An optical path conversion unit that is rotatably provided on the optical path of the laser beam emitted from the sensor unit, and a scanning unit that scans an electronic component mounted on the printed circuit board by coupling the sensor unit. A control unit that controls the scanning unit and the optical path conversion unit based on information stored in advance, a correction unit that is connected to the sensor unit and corrects a displacement output detected by the sensor unit, and an output from the correction unit A configuration comprising a determination unit that determines the center position of the recognition mark based on the determination of the presence / absence of components, positional deviation, floating, etc., or the amount of reflected light of laser light from the recognition mark printed on the printed circuit board In addition to detecting a conventional electronic component with a sensor that detects displacement, an action that an inexpensive inspection device can be provided by detecting a recognition mark based on the amount of reflected light of a laser beam Have
[0012]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a mounting component inspection apparatus using the mounting component inspection method according to the embodiment. The mounting component inspection apparatus includes the presence / absence of electronic component 5 and positional deviation, floating, and the like. And a control unit 2 that is connected to the inspection unit 1 by a signal cable 8 and controls the inspection unit 1. The control unit 2 includes a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer). ) Is used.
[0013]
The inspection unit 1 detects the electronic component 5 mounted on the inspected substrate 4 having the reference hole 6 and the recognition mark 7 on the base 3, and moves the sensor head unit 10. An X-axis robot 25, an auxiliary guide 26 arranged in parallel to the X-axis robot 25, a Y-axis robot 27 arranged orthogonally on the X-axis robot 25 and the auxiliary guide 26, A pair of conveyor sections 30 including a first conveyor rail 37 and a second conveyor rail 38 arranged for transporting the inspection board 4 and detecting that the board 4 to be inspected has arrived at the inspection position. A substrate arrival confirmation sensor 35 and a substrate fixing portion 40 including a substrate pressing cylinder 41 and a substrate fixing block 42 for fixing the substrate 4 to be inspected so as not to receive vibration when inspecting it. It is.
[0014]
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the personal computer 2. In FIG. 2, the memory circuit 70 in the memory circuit 70 shows the external shape information, mounting information and position information of the electronic component 5 for inspecting the electronic component 5, and the board 4 to be inspected. Position information and shape information of the recognition mark 7 (hereinafter collectively referred to as inspection information) are input in advance.
[0015]
The electronic component scanning position calculation circuit 71 calculates the scanning position of the sensor head unit 10 on the electronic component 5 from the mounting position, shape, direction, etc. of the electronic component 5 to be inspected. The recognition mark scanning position calculation circuit 77 calculates the scanning position of the sensor head unit 10 on the recognition mark 7 from the position and shape of the recognition mark 7 to be inspected. The scanning signal output circuit 72 controls the X-axis robot 25 and the Y-axis robot 27 based on information from the electronic component scanning position calculation circuit 71 or the recognition mark scanning position calculation circuit 77. The rotation signal output circuit 73 controls the refractor 14 (shown in detail in FIG. 3) of the sensor head unit 10 based on information from the electronic component scanning position calculation circuit 71 or the recognition mark scanning position calculation circuit 77. The correction circuit 74 corrects the height data from the displacement sensor 11 (details are shown in FIG. 3).
[0016]
The light amount determination circuit 78 determines the amount of light of the recognition mark 7. The center-of-gravity position calculation circuit 79 calculates the center-of-gravity position from the light amount information of the recognition mark 7 from the light amount determination circuit 78. The determination circuit 75 determines the presence / absence of electronic components, positional deviation, and the like based on information from the correction circuit 74. The interface circuit 76 controls the conveyor unit 30, the substrate arrival confirmation sensor 35, and the substrate fixing unit 40.
[0017]
FIG. 3 shows the principle of the displacement sensor 11 that detects the displacement of the electronic component 5, and this displacement sensor 11 is an optical displacement sensor based on a so-called triangulation method, and from the light projecting unit 12a. A refractor 14 made of flat glass attached to refract the irradiated laser beam 13, a hollow shaft 15 that holds the refractor 14, and a motor capable of recognizing the position for rotating the refractor 14. 20, a belt 18 for transmitting the rotation of the motor 20 to the hollow shaft 15, a light receiving lens 12b for condensing the reflected light diffused by the substrate 4 to be inspected 4 and the electronic component 5 of the irradiated laser light 13, and 1 The light receiving unit 12c is composed of a photoelectric conversion element such as a three-dimensional PSD element.
[0018]
That is, when the substrate 4 to be inspected is considered as a reference surface, the reflected light to the light receiving portion 12c of the electronic component 5 on the substrate 4 to be inspected is a light receiving lens provided on the substrate 4 before the light receiving portion 12c. The displacement from the displacement sensor 11 to the electronic component 5 can be detected by detecting the amount of displacement of the condensed reflected light at the position on the light receiving portion 12c. In this case, the displacement is the reference. Smaller than the surface. Further, the amount of light reflected from the inspected substrate 4 and the electronic component 5 can be detected by detecting the amount of light received on the light receiving unit 12c.
[0019]
FIG. 4 is a perspective view showing details of the sensor head unit 10 attached to the Y-axis robot 27, and the displacement sensor 11 is attached to the bracket 21. A bearing 16 is provided on the optical path of the laser beam 13 irradiated by the light projecting portion 12a inside the displacement sensor 11, and a hollow shaft 15 having a pulley 17 coupled to the bearing 16 is rotatably fitted. . The hollow shaft 15 to which the pulley 17 is coupled is rotated by a motor 20 to which a pulley 19 is coupled via a belt 18. Further, a refracting body 14 is attached to the hollow shaft 15 at an arbitrary angle with respect to the irradiation axis direction of the laser beam 13.
[0020]
With this configuration, when the pulley 19 rotates in the direction of arrow E in the figure as the motor 20 is driven, the pulley 17, the hollow shaft 15, and the refracting body 14 rotate in the same direction via the belt 18. As a result, the laser beam 13 whose optical path has been changed by the refractor 14 rotates as the refractor 14 rotates.
[0021]
Next, the operation of the mounting component inspection apparatus according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the substrate to be inspected 4 is transported from the previous process to the inspection stage by the conveyor unit 30, and when the arrival of the substrate to be inspected 4 is detected by the substrate arrival confirmation sensor 35, the conveyor unit 30 stops. After the conveyor section 30 stops, the substrate pressing cylinder 41 attached to the first conveyor rail 37 is driven, and the substrate fixing block 42 attached to the substrate pressing cylinder 41 causes the substrate 4 to be inspected to move to the first conveyor rail. The substrate to be inspected 4 is fixed so as not to move when it is pressed against the second conveyor rail 38 arranged in parallel with the substrate 37.
[0022]
Here, the sensor head unit 10 for inspecting the presence / absence and displacement of the electronic component 5 is attached to the Y-axis robot 27, and can be moved in parallel with the substrate 4 to be inspected in the direction of arrow Y in the figure by the Y-axis robot 27. The X-axis robot 25 can move in the direction of the arrow X in parallel with the substrate 4 to be inspected.
[0023]
Therefore, based on the approximate substrate position information of the storage circuit 70 in the personal computer 2, the displacement sensor 11 is scanned by the X-axis robot 25 and the Y-axis robot while the motor 20 of the sensor head unit 10 is stopped, and the substrate 4 to be inspected. Further, based on the approximate substrate hole position information of the memory circuit 70, the displacement sensor 11 is scanned to detect any three or more edges of the reference hole 6 of the substrate 4 to be inspected. The center position is calculated, and this center position becomes the inspection start origin.
[0024]
Next, since the storage circuit 70 stores position information and shape information from the inspection start origin of the recognition mark for print pattern detection, the information is called and the motor 20 of the sensor head unit 10 is rotated according to the information. In this state, the X-axis robot 25 and the Y-axis robot 27 are driven to scan the recognition mark 7 on the substrate 4 to be inspected a plurality of times, and the displacement sensor 11 detects the amount of reflected light to detect the recognition mark 7. Measure the center position. At this time, if the position information of the recognition mark 7 in the storage circuit 70 is different from the measured center position, the inspection start origin is corrected by the difference.
[0025]
On the other hand, since the storage circuit 70 in the personal computer 2 stores inspection information such as the center position of the reference hole 6 of the substrate 4 to be inspected of the electronic component 5, that is, position information from the inspection start origin, the inspection information is sequentially provided. The displacement sensor 11 scans once on the electronic component 5 mounted on the board 4 to be inspected according to the inspection information. At this time, the height signal generated from the displacement sensor 11 is determined by the determination circuit 75 in the personal computer 2 to determine the height level and the change point of the height, thereby inspecting the presence / absence of the electronic component 5, displacement, floating, etc. Do. When the inspection of all the electronic components on the inspected substrate 4 is completed, the substrate pressing cylinder 41 is driven and the substrate fixing block 42 is retracted, and the inspected substrate 4 is transported from the inspection stage to the next process by the conveyor unit 30 to perform one cycle. FIG. 5 is a flowchart showing such a flow.
[0026]
Next, a method for inspecting the recognition mark 7 for detecting a print pattern printed on the substrate 4 to be inspected according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 with reference to FIG. 6, FIG. 8, FIG. I do.
[0027]
FIG. 6 is a perspective view for explaining the inspection method of the recognition mark 7. First, the position information and the shape information from the inspection start origin of the recognition mark 7 are called from the storage circuit 70 in the personal computer 2, and scanning is performed according to the information. The X-axis robot 25 and the Y-axis robot 27 are moved to the recognition mark 7 on the inspected substrate 4 in a state where the motor 20 of the sensor head unit 10 is rotated by a signal of the recognition mark scanning position calculation circuit 77 for calculating the area and the area. Scan the top multiple times. FIG. 8 shows this state.
[0028]
Next, as shown in FIG. 9, the recognition mark scanning area 9 of the recognition mark 7 is divided into a predetermined minute size, and this is made to correspond to the memory on the storage circuit 70, and the reflected light on the locus of the laser light 13. Is detected by the displacement sensor 11, and it is determined by the light amount determination circuit 78 whether it is larger or smaller than a predetermined value, and if it is larger, 1 is written in the memory. At this time, the density varies depending on the scanning trajectory of the laser beam 13. Therefore, the recognition mark 7 can be detected at an equal density by thinning out and setting 1 on the memory to 0 at a high density, eliminating the bias. Yes. This state is shown in FIG. 10, where black is 1 and white is 0. The center position of the recognition mark 7 can be obtained by obtaining the position of the center of gravity in the recognition mark scanning area 9.
[0029]
Here, the shape of the recognition mark 7 is circular in the present embodiment, but it can be similarly obtained for other shapes such as a square and a regular triangle, and the obtained center position and the memory circuit 70 can be obtained. If the position information of the recognition mark is different, the inspection start origin is corrected by the difference.
[0030]
Next, an inspection method of the mounting component inspection apparatus according to the present embodiment will be described. First, the principle of triangulation of the sensor head unit 10 and the principle of rotation of the laser beam 13 will be described. FIG. 11A is a diagram showing the principle of triangulation. When measuring the measurement surface 91, the laser beam 13 emitted from the light projecting unit 12a is diffusely reflected by B1 of the measurement surface 91 if there is no refracting body 14. Then, the light is condensed on B1a on the light receiving portion 12c through the light receiving lens 12b, diffused and reflected at B10 at the measurement surface 92, and condensed on B2a on the light receiving portion 12c through the light receiving lens 12b. The displacement of the measurement surfaces 91 and 92 is measured based on the difference in the condensing position of B2a.
[0031]
Here, when the refracting body 14 is at the position of the solid line in FIG. 11A at the measurement surface 91, the laser beam 13 is at B2 of the measurement surface 91 according to Snell's formula, and at B3 of the measurement surface 91 at the position of the broken line. Is irradiated. Accordingly, by rotating the motor 20 and rotating the refractor 14 attached to the hollow shaft 15 by the belt 18, the locus of the laser beam 13 is as shown in FIG. Rotating motion.
[0032]
However, when the refracting body 14 is at the position of the solid line in FIG. 11A, the laser beam 13 is irradiated to the position B2 on the measuring surface 91, which is at the position B10 on the measuring surface 92 when there is no refracting body 14. This is equivalent to irradiation, and when the refracting body 14 is at the position of the broken line in FIG. 11A, the laser beam 13 is irradiated to the position B3 of the measuring surface 91. This is equivalent to irradiating the position B11 of the measurement surface 93. This means that if the refracting body 14 is present, the displacement of the displacement sensor 11 changes depending on the rotation angle θ of the refracting body 14 even if the measurement surface 91 does not change. In FIG. The displacement output waveform with respect to the rotation angle θ of the displacement sensor 11 is as shown by 200 in FIG. Therefore, in order to prevent the displacement of the displacement sensor 11 from changing on the same measurement surface regardless of the rotation angle θ of the refracting body 14, a displacement correction process must be performed.
[0033]
Next, a method for correcting the displacement will be described.
11A, when the deviation S1 or S2 of the irradiation position of the laser beam 13 by the refractor 14 is converted into a change in the displacement of the measurement surface 91, the change in the displacement of the measurement surface with respect to the deviations S1 and S2 is displaced. Change distance H1 (measurement surface 92), displacement change amount H2 (measurement surface 93), and distance from the center of the optical axis of the light receiving lens 12b to the laser beam 13 from X1, the center of the optical axis of the light receiving lens 12b. When the distance to the surface 91 is Z1, the relational expression is (Expression 1) or (Expression 2).
[0034]
[Expression 1]

[0035]
[Expression 2]

[0036]
Here, in FIG. 11A, when the right direction is the + direction of the X coordinate, the downward direction is the + direction of the Z coordinate, the shift amount is S, and the displacement change amount is Hs, the above equation (1) ) And (Expression 2) are expressed by (Expression 3).
[0037]
[Equation 3]

[0038]
On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), the laser beam 13 rotated on the measurement surface 91 is diffusely reflected and condensed on the light receiving unit 12c through the light receiving lens 12b, and similarly rotates, but the light receiving unit 12c is 1 Since it is a dimension sensor, the position measurement depends only on the X-axis direction. Therefore, the deviation amount S is expressed by (Equation 4) where r is the radius of rotation and θ is the rotation angle θ.
[0039]
[Expression 4]

[0040]
Here, when the refracting body 14 is present, the distance to the measurement surface 91 measured by the displacement sensor 11 is H, and when there is no refracting body 14, that is, the true distance from the displacement sensor 11 to the measurement surface 91 is Z1. The relationship is (Equation 5).
[0041]
[Equation 5]

[0042]
Therefore, the true distance to be obtained is expressed as (Equation 6) below from (Equation 3), (Equation 4), and (Equation 5).
[0043]
[Formula 6]

[0044]
This is because the distance H to the measurement surface 91 measured by the displacement sensor 11 is the rotation angle θ of the refractor 14, the refractive index, the thickness, and the rotation radius derived by Snell's formula from the angle with respect to the laser beam 13, r and the displacement sensor 11. It is shown that the true distance Z1 can be obtained by correcting the displacement from the distance X1 from the center of the optical axis of the light receiving lens 12b to the laser beam 13, which is a unique value of. When correction is performed by this displacement correction method, the waveform of the 200 displacement before correction in FIG. 12 becomes flat regardless of the rotation angle θ as in the waveform of 201.
[0045]
FIG. 13A shows the locus of the laser beam 13 when the laser beam 13 makes one rotation on the electronic component 5, and the displacement waveform measured by the displacement sensor 11 at that time is as shown in FIG. 13B. The waveform 202 of the displacement before correction becomes the waveform 203 by the correction process. As a result, it can be seen that the displacement position and thickness t of the electronic component 5 can be measured.
[0046]
FIG. 14 shows a state in which the electronic component 5 on the inspected substrate 4 is inspected using such an inspection method and a correction processing method, and a scanning example when this inspection is performed is shown. Are FIGS. 15 (a) and 15 (b).
[0047]
As shown in FIG. 14, the motor 20 of the normal sensor head unit 10 rotates at a constant speed, and the laser beam 13 rotates. In this state, the X-axis robot 25 or the Y-axis robot 27 scans once on the electronic component 5 (in this embodiment, a rectangular chip component) on the substrate 4 to be inspected, whereby the laser beam 13 of the displacement sensor 11 is obtained. This locus traces a spiral locus 100 when viewed from the upper surface of the substrate 4 to be inspected. At this time, as shown in FIG. 15B, the threshold value 101 is set between the displacement level Hb of the substrate 4 to be inspected and the displacement level Ha of the electronic component 5 in the displacement waveform 102 after the displacement correction processing of the displacement sensor 11. Thus, the points L1-2 and W1-4 where the displacement changes can be detected.
[0048]
From the displacement change points L1 and L2 and W1 to 4 thus obtained and the positional information of the X and Y coordinates of the change points, the positional deviation in the X direction and the positional deviation in the Y direction are detected. It is possible to inspect the presence / absence of the electronic component 5, the positional deviation, the float, etc., and FIG. 16 is a flowchart showing such a flow.
[0049]
Here, an inspection method in the case of inspecting the electronic component 5 that is misaligned will be described.
FIG. 17 shows a state in which the sensor head unit 10 is displaced and mounted once on the electronic component 5 mounted in the direction of arrow G in the figure, and FIG. 18 is mounted with the sensor head unit 10 displaced. The locus of the laser beam 13 when passing over the electronic component 5 is shown, and FIG. 19 shows the waveform of the height of the electronic component 5 detected by the displacement sensor 11, which will be described below with reference to FIGS. 19 will be used to explain the inspection of the electronic component 5 that is misaligned.
[0050]
From FIG. 17, the displacement sensor 11 is the same while the refractor 14 attached to the sensor head portion 10 rotates in the same E direction on the electronic component 5 mounted on the inspected substrate 4 in the direction of the arrow L in the figure. Scan in the G direction.
[0051]
As shown in FIG. 18, K1 is a point where the laser beam 13 is applied to the electronic component 5 when there is no positional deviation, K2 is a point where the laser beam 13 is emitted from the electronic component 5, and K3 is a point where the laser beam 13 is applied to the electronic component 5 again. A point where the laser beam 13 is emitted from the electronic component 5 is denoted as K4. Further, assuming that the point where the laser beam 13 is applied to the electronic component 5 when there is a positional deviation is K5 and the point where the laser beam 13 exits from the electronic component 5 is K8, the height data is obtained because these points are displaced. The position of the change point shifts and appears in the height data waveform.
[0052]
Further, by comparing the positions of the change points K2 and K3 that can be obtained from the inspection information stored in the storage circuit 70 in the personal computer 2 with the change points K6 and K7 obtained by scanning, the electrons in the L direction are compared. The position shift state of the component can be inspected, and the position shift state of the electronic component 5 in the same G direction can be inspected by comparing the change points K1 and K4 with the change points K5 and K8, and further the change points K6 and K7 are compared. Thus, the rotational misalignment state of the electronic component 5 can be inspected.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an electronic component inspection that is a three-dimensional inspection and a recognition mark inspection that is a two-dimensional inspection are the same by detecting the light amount of the recognition mark in the displacement sensor that detects the height. By using this sensor, it is not necessary to align each sensor when a separate sensor such as a CCD camera normally used for recognition mark inspection is added. The advantageous effect that it can be provided is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a mounting component inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a personal computer used in the apparatus.
FIG. 3 is a front view showing a principle diagram of a displacement sensor used in the apparatus.
FIG. 4 is a perspective view of a sensor head portion showing a locus of refracted laser light of the apparatus.
FIG. 5 is a flowchart showing a method for inspecting presence / absence of electronic components and positional deviation of the apparatus;
FIG. 6 is a perspective view showing a recognition mark inspection method of the apparatus.
FIG. 7 is a flowchart showing a recognition mark inspection method of the apparatus;
FIG. 8 is a plan view showing a locus of laser light on a recognition mark of the apparatus.
FIG. 9 is a plan view showing a state where the scanning area of the recognition mark of the apparatus is divided.
FIG. 10 is a plan view showing a state in which the recognition mark is confirmed in the recognition mark inspection of the apparatus.
FIG. 11A is a conceptual diagram showing the inspection principle of the apparatus.
(B) Plan view showing the locus of the laser beam
FIG. 12 is a waveform diagram showing the inspection principle of the apparatus
FIG. 13A is a perspective view showing a state where the laser beam of the apparatus is scanned once on the electronic component.
(B) Waveform diagram
FIG. 14 is a front view showing a state in which the sensor head unit scans an electronic component.
15A is a plan view showing the locus of the laser beam in FIG. 14;
(B) Waveform diagram of height data in FIG.
FIG. 16 is a flowchart showing a method for determining the presence / absence of an electronic component and positional displacement;
FIG. 17 is a plan view showing a state in which the sensor head unit of the apparatus scans an electronic component mounted with a positional deviation;
18 is a plan view showing the locus of the laser beam in FIG. 17;
FIG. 19 is a waveform diagram of the height data in FIG.
FIG. 20 is a perspective view illustrating a configuration of a conventional mounting component inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Inspection Department
2 PC
3 base
4 Board to be inspected
5 Electronic parts
6 Reference hole
7 recognition mark
8 Signal cable
9 Recognition mark scanning area
10 Sensor head
11 Displacement sensor
12a Light emitting part
12b Light receiving lens
12c light receiving part
13 Laser light
14 Refraction body
15 hollow shaft
16 bearings
17, 19 pulley
18 belt
20 Motor
21 Bracket
25 X axis robot
26 Auxiliary guide
27 Y-axis robot
30 Conveyor section
35 Substrate arrival confirmation sensor
37 First conveyor rail
38 Second conveyor rail
40 Board fixing part
41 Board pressing cylinder
42 Board fixing block
70 Memory circuit
71 Electronic Component Scanning Position Calculation Circuit
72 Scanning signal output circuit
74 Correction circuit
75 judgment circuit
76 Interface circuit
77 Recognition mark scanning position calculation circuit
78 Light intensity determination circuit
79 Center of gravity calculation circuit

Claims

Inspecting the mounting state such as the presence / absence of the electronic component mounted on the printed circuit board, the positional deviation, and the floating by adding information on the mounted electronic component to the mounting NC data used when mounting the electronic component on the printed circuit board Using the sensor that creates inspection data and irradiates the inspection object with laser light and condenses the reflected light on the photoelectric conversion element using the light receiving lens based on the created inspection data. When scanning the electronic component mounted on the board, first, the center position of the reference hole is obtained by scanning the reference hole provided to be the origin of the printed circuit board while irradiating the laser beam. The obtained center position is set as the inspection start origin, and subsequently, the laser beam trajectory moves from the inspection start origin to the recognition mark for print pattern inspection printed on the printed circuit board. When the center position of the recognition mark is obtained by irradiating the laser beam so that it is scanned and the amount of reflected light, and the obtained center position of the recognition mark is different from the preset center position of the inspection data Corrects the inspection start origin, and then irradiates the electronic component mounted on the printed circuit board with the corrected inspection start origin so that the laser beam trajectory is scanned while performing a circular motion. Then, a mounting component inspection method for performing pass / fail determination by comparing presence / absence of electronic components mounted by a height signal from reflected light, positional deviation, floating, and the like with inspection data.

A sensor unit that irradiates the inspection object with laser light and condenses the reflected light on a photoelectric conversion element using a light receiving lens, and a laser beam that is rotatably provided on the optical path of the laser light irradiated from the sensor unit. An optical path conversion unit that converts the optical path of the sensor, a scanning unit that combines the sensor unit and scans an electronic component mounted on a printed circuit board, and a control that controls the scanning unit and the optical path conversion unit based on information stored in advance. And a correction unit that is connected to the sensor unit and corrects the displacement output detected by the sensor unit, and the output of the correction unit determines the presence / absence of electronic components, misalignment, and floating, or is printed on a printed circuit board. 2. A mounting component inspection apparatus using a mounting component inspection method according to claim 1, further comprising a determination unit that determines the center position of the recognition mark based on the amount of reflected light of the laser light from the recognition mark.