JP3987421B2 - 部品接着状態の検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、板状部材に小部品を接着した部品(例えば薄板基板にICチップを張り付けたICカード用基本部品)において、小部品の接着状態を検査するための部品接着状態の検査方法及び検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかるICカード用基本部品においてICチップの接着状態を検査するには、作業者が1個ずつ基板を手又は治具により湾曲させICカード用基本部品の側面側から目視してICチップが基板から浮き上がって隙間が形成されているか否かなどを検査するようにしている。
【0003】
一方、労力軽減と精度向上を図るために目視検査の代わりにICカード用基本部品の両側面側にそれぞれ1台合計2台のカメラを配置してICカード用基本部品を湾曲させた際のICチップの浮き上がり具合を撮像して観察することも考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の目視検査では1個毎に行わなければならないので労力がかかりすぎて現実的でない。しかも検査結果に個人差などが出て高い精度を確保することができない。
【0005】
また、カメラにより浮き上がり具合を撮像して観察しようとするものでは、ICチップの平行する辺の検査に2台のカメラを配置する必要があり、平行する2組の辺について別々の装置で検査を行う場合には合計4台のカメラが必要になる。また、複数のカメラからの入力信号が入力できる画像処理ボードはあるが、各カメラからの画像信号を入力する画像処理ボードを各カメラ毎に設けた場合には画像処理ボードの枚数は4枚必要となる。これらカメラや画像ボードは高額であるので、検査装置の製造コストの増大は避けられない。さらに、ICチップの浮き上がり量自体は微小なものであり、観察すべき隙間は極めて小さいので、高い検査精度を得ることができない。
【0006】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、大幅な製造コストの増大を招くことなく、ICチップなどの小部品の接着状態を高い精度で検査することができる部品接着状態の検査方法及び検査装置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】
本発明の請求項1記載の部品接着状態の検査方法は、可撓性を有する板状部材の表面に板状の小部品が接着されてなる部品における前記小部品の接着状態を検査する検査方法において、前記小部品が湾曲するように前記板状部材を湾曲させる湾曲工程と、前記小部品の近傍の板状部材に線状の光線を投光する投光工程と、前記投光工程により前記板状部材に投影された投影線のパターンを認識するパターン認識工程と、前記投影線の形状により前記小部品の接着状態を判断する判断工程とを備えたことを特徴とする。
【0008】
板状部材を湾曲させると、接着不良の生じている部分と接着状態が良好な部分とには曲率変化が生ずるので、線状の光線を投光して形成される投影線は、不良部分の投影線のパターンと良好な部分の投影線のパターンとで変化する。投影線のパターンを認識し画像処理を施せば、小部品の接着状態の良否を判定することができる。僅かな接着状態の変化に対して投影線のパターンは大きく変化するので、高精度の検査を行うことができる。
【0009】
本発明の請求項2記載の部品接着状態の検査方法は、前記板状部材がほぼ方形板状をなし、前記小部品がほぼ方形板状をなしており、当該小部品の各辺が前記板状部材の各辺にほぼ平行になるように接着され、前記湾曲工程は、前記板状部材を長辺及び短辺をそれぞれ別々に円弧状に湾曲させる2つの工程からなり、前記投光工程では湾曲させていない方の辺に沿うように光線を投光することを特徴とする。
【0010】
方形状の小部品の接着状態を2度の湾曲工程を経ることにより確実に検査を行うことができる。
【0011】
本発明の請求項3記載の部品接着状態の検査方法は、前記投光工程では、前記小部品を挟んだほぼ平行な少なくとも2本の光線を投光することを特徴とする。
【0012】
1度の投光で平行する2辺付近の接着状態を検査することができる。
【0013】
本発明の請求項4記載の部品接着状態の検査装置は、可撓性を有する板状部材の表面に板状の小部品が接着されてなる部品における前記小部品の接着状態を検査する検査装置において、前記小部品が湾曲するように前記板状部材を湾曲させる湾曲手段と、前記小部品の近傍の板状部材に線状の光線を投光する投光手段と、前記投光手段により前記板状部材に投影された投影線のパターンを認識するパターン認識手段と、前記投影線の形状により前記小部品の接着状態を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする。
【0014】
板状部材を湾曲させると、接着不良の生じている部分と接着状態が良好な部分とには曲率変化が生ずるので、線状の光線を投光して形成される投影線は、不良部分の投影線のパターンと良好な部分の投影線のパターンとで変化する。投影線のパターンを認識し画像処理を施せば、小部品の接着状態の良否を判定することができる。僅かな接着状態の変化に対して投影線のパターンは大きく変化するので、高精度の検査を行うことができる。
【0015】
本発明の請求項5記載の部品接着状態の検査装置は、前記板状部材がほぼ方形板状をなし、前記小部品がほぼ方形板状をなしており、当該小部品の各辺が前記板状部材の各辺にほぼ平行になるように接着され、前記湾曲手段は、前記板状部材を長辺及び短辺をそれぞれ別々に円弧状に湾曲させる2つの手段からなり、前記投光手段では湾曲させていない方の辺に沿うように光線を投光することを特徴とする。
【0016】
方形状の小部品の接着状態を2度の湾曲工程を経ることにより確実に検査を行うことができる。
【0017】
本発明の請求項6記載の部品接着状態の検査装置は、前記投光手段では、前記小部品を挟んだほぼ平行な少なくとも2本の光線を投光することを特徴とする。
【0018】
1度の投光で平行する2辺付近の接着状態を検査をすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態に係る部品接着状態の検査方法及び検査装置について説明する。
【0020】
本検査方法及び検査装置により検査される被検査部品は、図2に示すように、薄板基板1に形成された平面視方形状の凹部1a内にICチップ2が収納されて接着されたICカード用基本部品3である。ICカード用基本部品3は、図1に示すように、コンベアー4に載置されて図中左から右に向けて搬送され、搬送工程で所定の検査が行われる。
【0021】
ステージ1では、ICカード用基本部品3の位置決めが位置決めテーブル5により行われる。これは後述するステージ2、ステージ3における処理を円滑に行うためである。位置決めが完了させられたICカード用基本部品3はステージ2に向けて搬送される。
【0022】
ステージ2では、円弧板状の折曲治具6によりICカード用基本部品3がその長辺が湾曲するように折り曲げられる。ICカード用基本部品3を折曲治具6上に載置して、図3(a),(b)に示すように、ICカード用基本部品3に両端部に荷重を作用させて湾曲させる。折曲治具6の上方にはICカード用基本部品3のICチップ2付近をほぼ上方から望むようにカメラ7が配置され、カメラ7はコンピュータ8の画像処理ボードに接続されている。コンピュータ8にはCRTなどの画像表示装置8aが接続され、カメラ7により撮像されたICチップ2付近の画像が表示される。
【0023】
また、ICカード用基本部品3の上方には2個のラインライトガイド9が配置されている。ラインライトガイド9には多数の光ファイバーが束ねられた光ファイバー束9bが接続され、各光ファイバーは投光部9aに列状に配置されている。光ファイバー束9bの基端部は図示しないハロゲン光源に接続されている。ラインライトガイド9の投光部9aはICチップ2の付近に向けて配置され、ICチップ2の平行する2辺付近に、線状の光線が投光され、図4(a)及び(b)に例示すように、投影線L1,L2が形成される。ICカード用基本部品3は折曲治具6により折り曲げられて湾曲しているので、ICチップ2の平行する2辺近くに投影線L1,L2をほぼ平行して表出させるためには、2個のラインライトガイド9は、図1に示すように、上方から見て逆ハの字形に配置される。なお、投影線L1,L2の形成させる位置などを調整できるようにラインライトガイド9には図示しないが傾き及び位置調整機構が付設されている。
【0024】
ステージ2で検査が完了したICカード用基本部品3は、コンピュータ8により後述する画像処理を行うことにより良否が判定され、不良品は図示しない排除機構によりコンベアー4上から側方に排除される。良品と判断されたICカード用基本部品3は、向きを90度回転させられてステージ3に搬送される。
【0025】
ステージ3では、ステージ2と同様に、円弧板状の折曲治具10によりICカード用基本部品3がその短辺が湾曲するように折り曲げられる。ICカード用基本部品3を折曲治具10上に載置して、図3(c),(d)に示すように、ICカード用基本部品3に両端部に荷重を作用させて湾曲させる。折曲治具10の上方にはICカード用基本部品3のICチップ2付近をほぼ上方から望むようにカメラ11が配置され、カメラ11はコンピュータ8の画像処理ボードに接続されている。
【0026】
ICカード用基本部品3の上方には、前記ステージ2と同様に、ハロゲン光源に光ファイバー束12aにより接続された2個のラインライトガイド12が配置され、ラインライトガイド12の投光部12aは、光線がICチップ2の平行する2辺付近に投影されるように、ICチップ2付近に向けられている。2個のラインライトガイド12は、図1に示すように、上方から見て逆ハの字形に配置されるとともに、図示しない傾き及び位置調整機構が付設されている。
【0027】
ステージ3で検査が完了したICカード用基本部品3は、ステージ2と同様に、コンピュータ8により後述する画像処理を行うことによりICチップ2の接着状態の良否が判定され、不良品は図示しない排除機構によりコンベアー4上から側方に排除される。良品と判断されたICカード用基本部品3は、後工程に搬送され、ICチップ2の表面検査や色むら検査などが行われる。
【0028】
次に、図4に基づいて、ステージ2とステージ3とにおけるICチップ2の接着状態を検査する検査方法について説明する。
【0029】
上述したように、各ステージ2及びステージ3では、ICチップ2の平行する2辺の近傍にラインライトガイド9,12からの線状の光線が投稿され、ICチップ2の平行する2辺の近傍に投影線L1,L2が形成される。接着状態が良好である場合には、ICチップ2の平行する2辺付近の薄板基板1の曲率はほぼ同一であるので、図4(a)に示すような投影線L1,L2が表示される。すなわち、投影線L1,L2の曲率及び形状はほぼ同様でICチップ2の中心線を挟んでミラー反転したようなライン取りで表現される。
【0030】
図4(b)は、ICチップ2の接着状態が不良な場合を示す。このものはICチップ2の上半分2aは良好な接着状態になっているが、下半分2bは接着剤が付着していなかったので未接着の空洞が形成された接着不良の状態となっている。この場合、ICチップ2の平行する2辺付近の薄板基板1の曲率が不均一になるので、図4(b)に示すような投影線L1,L2が表示される。すなわち、投影線L1は、図4(a)に示したものと同様な曲率で表出されているが、投影線L2はICチップ2の辺の中央部でICチップ2側に向けて張り出す張出部L2aが生じている。
【0031】
これは、良好な接着がされている上半分2aの部分では、薄板基板1は、図4(a)の場合と同様な曲率半径を備えているので、図4(a)と同様なライン取りをしている。これに対して、接着不良生じている下半分2bの部分は空洞が形成されて剛性が弱くなっているので、湾曲させた際に良好な接着がなされた場合と比べて不均一に曲率が変化しているので、その部分に張出部L2aが形成される。接着不良の程度により張出部L2aの張出量や形状は変化するが、この張出部L2aの張出量や形状を見れば接着不良の状況が推測できる。
【0032】
このように、投影線L1,L2をカメラ7,11により撮像し、撮像された投影線L1,L2の画像に対してパターン認識などの画像処理を行い、その結果を判断することにより、ICチップ2の接着状態を判断することができる。
【0033】
なお、上記実施の形態に係る検査装置では、ICカード用基本部品3のICチップ2の接着状態を判断したが、可撓性を有する板状部材に小部品が接着されているその他の部品においてその小部品の接着状態を検査する場合に適用することができることはいうまでもない。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の部品接着状態の検査方法及び検査装置によれば、以下のような効果を奏する。
【0035】
(1)板状部材を湾曲させると、接着不良の生じている部分と接着状態が良好な部分とには曲率変化が生ずるので、線状の光線を投光して形成される投影線は、不良部分の投影線のパターンと良好な部分の投影線のパターンとで変化し、投影線のパターンを認識し画像処理を施せば、小部品の接着状態の良否を判定することができる。
【0036】
(2)僅かな接着状態の変化に対して投影線のパターンは大きく変化するので、高精度の検査を行うことができる。
【0037】
(3)板状部材を長辺及び短辺をそれぞれ別々に円弧状に湾曲させ、湾曲させていない方の辺に沿うように光線を投光すれば、方形状の小部品の接着状態を2度の湾曲工程を経ることにより確実に検査を行うことができる。
【0038】
(4)小部品を挟んだほぼ平行な少なくとも2本の光線を投光すれば、1度の投光で平行する2辺付近の接着状態の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る部品接着状態の検査装置を示す概略図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る部品接着状態の検査方法及び検査装置において接着状態が検査される部品の例を示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る部品接着状態の検査装置の一部を示す概略図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る部品接着状態の検査方法を示す概略図である。
【符号の説明】
1 薄板基板
2 ICチップ
3 ICカード用基本部品
4 ベルトコンベア
6,10 折曲治具
7,11 カメラ
8 コンピュータ
9,12 ラインライトガイド
L1,L2 投影線
L2a 張出部
Claims (6)
- 可撓性を有する板状部材の表面に板状の小部品が接着されてなる部品における前記小部品の接着状態を検査する検査方法において、前記小部品が湾曲するように前記板状部材を湾曲させる湾曲工程と、前記小部品の近傍の板状部材に線状の光線を投光する投光工程と、前記投光工程により前記板状部材に投影された投影線のパターンを認識するパターン認識工程と、前記投影線の形状により前記小部品の接着状態を判断する判断工程とを備えたことを特徴とする部品接着状態の検査方法。
- 前記板状部材がほぼ方形板状をなし、前記小部品がほぼ方形板状をなしており、当該小部品の各辺が前記板状部材の各辺にほぼ平行になるように接着され、前記湾曲工程は、前記板状部材を長辺及び短辺をそれぞれ別々に円弧状に湾曲させる2つの工程からなり、前記投光工程では湾曲させていない方の辺に沿うように光線を投光することを特徴とする請求項1記載の部品接着状態の検査方法。
- 前記投光工程では、前記小部品を挟んだほぼ平行な少なくとも2本の光線を投光することを特徴とする請求項1記載の部品接着状態の検査方法。
- 可撓性を有する板状部材の表面に板状の小部品が接着されてなる部品における前記小部品の接着状態を検査する検査装置において、前記小部品が湾曲するように前記板状部材を湾曲させる湾曲手段と、前記小部品の近傍の板状部材に線状の光線を投光する投光手段と、前記投光手段により前記板状部材に投影された投影線のパターンを認識するパターン認識手段と、前記投影線の形状により前記小部品の接着状態を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする部品接着状態の検査装置。
- 前記板状部材がほぼ方形板状をなし、前記小部品がほぼ方形板状をなしており、当該小部品の各辺が前記板状部材の各辺にほぼ平行になるように接着され、前記湾曲手段は、前記板状部材を長辺及び短辺をそれぞれ別々に円弧状に湾曲させる2つの手段からなり、前記投光手段では湾曲させていない方の辺に沿うように光線を投光することを特徴とする請求項4記載の部品接着状態の検査装置。
- 前記投光手段では、前記小部品を挟んだほぼ平行な少なくとも2本の光線を投光することを特徴とする請求項4記載の部品接着状態の検査方法。
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