JP3715489B2 - プリント基板検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に形成されている突起物の位置を検査する基板検査装置に係り、特に突起物を変位データとして読み取るとともに、前記認識マークを輝度データとして読み取ることができる基板検査装置に関することである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、検査の対象となるプリント基板を示す平面図である。プリント基板Ｗ上には、電子部品の端子と接続させるため、所望の位置に半田ｈが印刷されている。プリント基板Ｗの対角には、一対の認識マークＭがパターン形成されている。
【０００３】
プリント基板Ｗ上の半田ｈの位置を検査する場合、ＣＣＤカメラやＣＣＤラインセンサの輝度情報により認識マークＭの位置及び半田ｈの面積を求め、この認識マークＭの位置に基づき座標位置を基準として、半田ｈの座標位置を決定している。
【０００４】
一方、近年では、更に半田ｈの高さ変位まで検出するため、変位測定装置５０が用いられている。変位測定装置５０は、図５に示すように、投光器５１からの投光ビームをプリント基板Ｗ上を一定範囲で光スポットＰを走査して、集光レンズ５２で集光させて、受光素子５３上に光スポットの像Ｋを形成させる。
【０００５】
プリント基板Ｗ上に高さ変位があると、光スポットがＰ’又はＰ”に移り、これに伴って、受光素子５３上の光スポットの像ＫがＫ’又はＫ”に移動して、偏差が生じる。この偏差に基づく変位信号によりプリント基板Ｗ上の高さ変位が得られ、半田ｈの高さが検出される。そして、高さ変位を２値化処理することで、プリント基板Ｗ上の半田ｈの位置を検出することができる。
【０００６】
しかしながら、上記変位信号を用いると、認識マークＭも変位信号として検出することとなる。認識マークＭは半田ｈの高さに比べて非常に薄い薄膜の金属パターンであるため、２値化処理するためのしきい値が設定できず、認識マークＭに基づく座標及び半田ｈの座標位置が決定されないこととなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、プリント基板表面を変位データ及び輝度データとして読み取ることにより、プリント基板表面の突起物の高さ及び位置と認識マークの位置を正確に検出し、検出された認識マークの座標位置に基づき、基板上の突起物の座標位置を決定することにある。
【０００８】
また他の目的は、予め設定されている認識マークの基準座標位置と、検出された認識マークの座標位置と、を一致させ、予め設定されている突起物の基準座標位置と、検出された突起物の座標位置を照合して、ずれ量を検出することにより、プリント基板の検査精度の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
要するに、本発明の請求項１記載のプリント基板検査装置は、プリント基板（Ｗ）上に形成されている薄膜の金属パターンよりなる認識マーク（Ｍ）を基準として前記プリント基板表面の突起物（ｈ）の位置を検査するプリント基板検査装置において、
前記プリント基板の上方に設けられており、投光ビームを走査してプリント基板の表面に形成される光スポット（Ｐ）で反射された光を受光素子上で光スポットの像（Ｋ）として光電変換し、前記像（Ｋ）１点につき、一対の出力端子から得られる一対の電流信号によって得られる電流値に関係ない変位データと、前記像（Ｋ）の光電変換された電流量から得られる輝度データとを共に出力する機能を有し、前記プリント基板表面の突起物を変位データをとして読み取るとともに、前記プリント基板（Ｗ）上に形成されている認識マーク（Ｍ）を輝度データとして読み取る読取手段（２）と、
前記輝度データから得られる前記認識マークの位置に基づいて座標平面を作成し、該座標平面に前記変位データを対応させて、前記突起物の座標位置（Ｈ’）を決定する座標位置決定手段（３）と、
を具備することを特徴とする。
【００１０】
また本発明の請求項２記載のプリント基板検査装置は、請求項１記載のプリント基板検査装置において、
予め基準となる薄膜の金属パターンよりなる認識マークと突起物の基準座標位置が記憶されており、前記認識マークの基準座標位置と前記座標位置決定手段で前記輝度データから得られた前記認識マークの座標位置とを一致させ、前記突起物の基準座標位置（Ｈ）と前記座標位置決定手段で前記変位データから得られた前記突起物の座標位置とを照合する照合手段（５）と、
前記突起物の基準座標位置と前記座標位置決定手段で得られた前記突起物の座標位置とのずれ量（ΔＨ）に基づいて、前記プリント基板が良品か否かを判別する判別手段（６）と、
を具備することを特徴とする。
【００１１】
プリント基板表面を読取手段で読み取る。読取手段の出力信号は、変位量からなる変位データと輝度データからなる。変位データは２値化処理される。輝度データに基づき座標平面を設定し、この座標に２値化処理された変位データが対応づけされる。
【００１２】
認識マークの基準座標位置と、輝度データから得られる認識マークの座標位置と、を一致させる。このとき、突起物の基準座標位置と、座標平面に対応付けされた変位データから得られる突起物の座標位置と、が照合される。このときのずれ量が許容範囲内であれば、プリント基板は良品であると判別し、許容範囲外であれば、不良品と判別される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による基板検査装置の実施の形態を示すブロック構成図である。基板検査装置１は、読取手段２と、２値化処理手段３と、座標位置決定手段４を有している。
【００１４】
読取手段２には、図４に示すプリント基板Ｗの表面に印刷された半田ｈの高さを読み取るため、変位測定装置が用いられる。変位測定装置２は、Ｙ方向への走査とＸ方向へのシフトを繰り返してプリント基板Ｗ上を移動して、プリント基板Ｗ表面を測定する。
【００１５】
変位測定装置２は、図２に示すように、投光器２１からの投光ビームを、振動ミラー型又はポリゴンミラー型等の偏向装置２２によって一定角度内の範囲で偏向させ、レンズ２３を介してプリント基板Ｗ表面に形成される光スポットＰを走査する。
【００１６】
光スポットＰで反射された光は、収束レンズ２４，集光レンズ２５を介して、受光素子２６上で光スポットの像Ｋとなり、光電変換される。光スポットＰがプリント基板Ｗに印刷されている半田ｈ上に走査されると、受光素子２６上の光スポットの像ＫがＹ方向（偏差方向）に移動して、偏差を生じる。受光素子２６の偏差方向の端縁には、一対の出力端子２７，２７が形成されており、この一対の出力端子２７，２７からは、光スポットの像Ｋから偏差方向の端縁までの距離に反比例する一対の電流信号Ａ，Ｂが出力される。
【００１７】
この一対の電流信号Ａ，Ｂは、演算処理部２８に入力され、電流値に関係ない変位量となる。一方、光スポットの像Ｋの光量は、光電変換により電流量として検出される。これにより、演算処理部２８からの出力信号は、光スポットの像Ｋ１点につき１６ｂｉｔの信号であり、そのうちの１２ｂｉｔが変位データ、４ｂｉｔが電流量（輝度データ）として出力される。
【００１８】
２値化処理手段３は、予め設定されているしきい値により、変位測定装置２からの各変位データを２値化処理する。
【００１９】
座標位置決定手段４は、認識マークＭの座標に半田ｈを対応させて、半田ｈの座標位置を決定する。認識マークＭは、プリント基板Ｗの対角に一対形成されており、認識マークＭの位置に基づく矩形の領域が座標平面となる。
【００２０】
照合手段５には、予め基準となる認識マークＭと半田ｈの基準座標位置が設定されている。座標位置決定手段４により決定された認識マークＭの座標データと、認識マークの基準座標データとを一致させる。このとき、図３に示すように、座標位置決定手段４により決定された各半田ｈの座標データＨ’と、半田ｈの基準座標データＨにずれがある場合、そのずれ量ΔＨ（Δｘ，Δｙ）が判別手段６に出力される。
【００２１】
判別手段６内においては、ずれ量ΔＨに対するしきい値が予め設定されており、しきい値以下であれば、プリント基板Ｗは良品と判別し、しきい値より大きければ、不良品と判別する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるプリント基板検査装置では、プリント基板表面を変位データ及び輝度データとして読み取ることにより、プリント基板表面の突起物の高さ及び位置と認識マークの位置を正確に検出し、検出された認識マークの座標位置に基づき、プリント基板上の突起物の座標位置を決定することができる。
【００２３】
また、予め設定されている認識マークの基準座標位置と、検出された認識マークの座標位置と、を一致させ、予め設定されている突起物の基準座標位置と、検出された突起物の座標位置を照合して、ずれ量を検出することにより、プリント基板の検査精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプリント基板検査装置の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明によるプリント基板検査装置における変位測定装置の概略構成図である。
【図３】本発明によるプリント基板検査装置の照合手段における測定データと基準データとを、座標平面上で比較した図である。
【図４】検査対象となるプリント基板を示す上面図である。
【図５】変位測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…プリント基板検査装置
２…読取手段
３…２値化処理手段
４…座標位置決定手段
５…照合手段
６…補正データ記憶手段
ｈ…半田
Ｗ…プリント基板
Ｍ…認識マーク
Ｈ…突起物の基準座標位置
Ｈ’…突起物の座標位置
ΔＨ…補正データ

Claims (2)

1. プリント基板（Ｗ）上に形成されている薄膜の金属パターンよりなる認識マーク（Ｍ）を基準として前記プリント基板表面の突起物（ｈ）の位置を検査するプリント基板検査装置において、
   前記プリント基板の上方に設けられており、投光ビームを走査してプリント基板の表面に形成される光スポット（Ｐ）で反射された光を受光素子上で光スポットの像（Ｋ）として光電変換し、前記像（Ｋ）１点につき、一対の出力端子から得られる一対の電流信号によって得られる電流値に関係ない変位データと、前記像（Ｋ）の光電変換された電流量から得られる輝度データとを共に出力する機能を有し、前記プリント基板表面の突起物を変位データをとして読み取るとともに、前記プリント基板（Ｗ）上に形成されている認識マーク（Ｍ）を輝度データとして読み取る読取手段（２）と、
   前記輝度データから得られる前記認識マークの位置に基づいて座標平面を作成し、該座標平面に前記変位データを対応させて、前記突起物の座標位置（Ｈ’）を決定する座標位置決定手段（３）と、
   を具備することを特徴とするプリント基板検査装置。
2. 予め基準となる薄膜の金属パターンよりなる認識マークと突起物の基準座標位置が記憶されており、前記認識マークの基準座標位置と前記座標位置決定手段で前記輝度データから得られた前記認識マークの座標位置とを一致させ、前記突起物の基準座標位置（Ｈ）と前記座標位置決定手段で前記変位データから得られた前記突起物の座標位置とを照合する照合手段（５）と、
   前記突起物の基準座標位置と前記座標位置決定手段で得られた前記突起物の座標位置とのずれ量（ΔＨ）に基づいて、前記プリント基板が良品か否かを判別する判別手段（６）と、
   を具備することを特徴とする請求項１記載のプリント基板検査装置。

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