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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、基板上に部品を実装した検査体に於ける前記部品が、基板上に正しく実装されているか、あるいは実装された部品自体が正しいものか等の検査を行う検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の検査装置の構造は次のようなものになっていた。即ち、検査体にレーザを照射する照射手段と、前記検査体から反射したレーザ光を受光する受光手段と、この受光手段によって受光したレーザ光により前記検査体の外観情報を検出する検出手段とを備えた構成となっており、照射手段から検査体にレーザ光を1つの回動する屈折体を通して照射し、そして検査体から反射した反射光を受光手段で受光し、この受光手段によって受光したレーザ光の受光位置により前記検査体の形状の外観情報を検出する、いわゆる三角測距法による方式となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の検査装置に於いてはレーザ光の走査範囲が固定の回転形状となるため、様々な種別や大きさの違った検査体に対してその検査規格に合った検査ができず、検査に時間がかかったり、精度の高い検査ができないという問題があった。
【0004】
具体的には図9に示す如く、基板11上の様々な部品12a〜12eに対して、レーザ光の照射する走査範囲を固定の大きさの回転径で複数回数走査し、部品12a〜12eが基板11上に正確に実装がされているか否かの検査を行っていたのである。しかしながら、複数回数走査するとそれだけ時間がかかり、また、部品12a〜12eの大きさとは無関係に固定の回転径で走査していたため、小さな部品12cやリード端子のある部品12dに対して検査精度が出ないという問題があった。
【0005】
この検査精度の点を更に詳細に説明すると、部品12a〜12eの大きさとは無関係に固定の回転径で走査するため、小さな部品に対し大きな回転径のままで走査を行った場合には、小さな部品に対する検出ポイントが少なくなり、言い換えれば検出分解能が大きくなり、検査精度が悪くなることになる。
【0006】
そこで本発明は上記従来の問題点を解決するために、レーザ光の走査軌跡を可変の回転形状または直線状の走査とし、様々な種別や大きさの検査体や、その検査規格に合った走査で検査することにより、検査時間の短縮を図り、且つ精度の高い検査を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【0008】
本発明の請求項1に記載の発明は、レーザ光の走査範囲を可変する可変手段を照射手段と検査体との間に設け、この可変手段はレーザ光の屈折体を複数対向させた構成とし、予め入力された検査体の種別と位置と大きさと向き及びその検査規格からなる検査情報に基づいて対向する屈折体の相対角度を決定し、同期して同方向に回動させ、1回の回動走査で検査体の位置ズレを検出する構成としており、これにより、検査体が小さなものであっても大きなものであっても、また、リード端子のある部品であっても、それらを適切に走査し、精度良く検査することができるとともに1回の回動走査だけで位置ズレを検出することができるので、複数回走査する検査に比べて検査時間を短縮できるという作用効果が得られる。
【0010】
本発明の請求項2に記載の発明は、検査体の種別と位置と大きさと向き及びその検査規格からなる検査情報に基づいて、走査範囲を1回あるいは複数回の回動走査するかを切替える切替手段を有する構成としており、これにより検査体の大きさや形状にしたがって、適切な走査回数を変更することができるようになり、適切な検査が行えるようになるという作用効果が得られる。
【0011】
本発明の請求項3に記載の発明は、検査体の外観情報検出を利用した形状認識による位置ズレ検出後に、その位置情報に基づき、検査体の高さ、反射光量から、検査体の浮き、極性を検出する構成としており、検査体の位置情報に基づき、決定された領域で高さ、反射光量を測定するため信頼性の高い検査ができるという作用効果が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の一実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【0018】
図1に於いて1は本体で、この本体1内にはセンサヘッド2が設けられている。このセンサヘッド2内にはレーザ光の照射手段3とレーザ光の受光手段4が設けられている。また、レーザ光の照射手段3の下方には、屈折体であり2枚のガラスよりなる平板ガラス5,6が設けられている。これらの平板ガラス5,6にはそれぞれタイミングベルト7,8を介して、サーボモータ9,10が連結されている。
【0019】
尚、この図1に於いて11は基板で、この基板11上には複数の部品12が、より具体的には部品12a〜12eが図3の如く実装されている。この図3について先に説明しておくと、この図3に於いて部品12a〜12cはリード端子の無い部品で、その中で部品12aは最も大きなもの、次に大きなものが12bの部品、最も小さな部品が12cとなっており、この中で12bはコンデンサのような極性のある部品である。また、12eはICのようなリード端子12Fを備えた部品であり、12Dは挿入部品12dのリード端子である。
【0020】
本実施形態の電気的な構成は図2に示すような構成になっている。即ち、サーボモータ9,10にはそれぞれその回転位置を検出する位置検出手段13,14が接続され、これら位置検出手段13,14及び受光手段4がCPU15に接続されている。即ち、本実施形態に於いてサーボモータ9,10はそれぞれ位置検出手段13,14でそれぞれの位置が検出され、その状態において検出された位置がCPU15に伝達されるようになっている。
【0021】
サーボモータ9,10には上述の如く平板ガラス5,6がタイミングベルト7,8を介して接続されている。そしてサーボモータ9,10には駆動回路17,18、さらに同期回路16が接続されており、このサーボモータ9,10を同一方向に同期をとり回動させ、一方の回転スピードを変えることにより、2枚の平板ガラス5,6は図4(a)〜(d)の状態を形成することになる。図4(a)は平板ガラス5,6が平行状態で、この状態を相対角度が0度と表現する。この状態の時に平板ガラス5,6をタイミングベルト7,8を介して、それぞれサーボモータ9,10で同期して回転させれば、レーザ光の照射手段3から照射されたレーザ光は図4(a)の如く大きな円形の走査軌跡を描くことになる。
【0022】
尚、走査軌跡の決定は図2に示す予め入力された検査情報19に基づいて行われ、この検査情報19には検査体の種別、位置、大きさ及び検査規格が入力されている。
【0023】
次にこの図2に於ける同期回路16の同期を止めた状態で、平板ガラス5,6の一方の回転スピードを変えると、例えば図4(c)に示す如く平板ガラス5,6には180度近くの相対角度の差ができる。この状態で再び同期回路16により同期をとりながら平板ガラス5,6を回動させれば、小さな円形の走査軌跡が描かれることになる。
【0024】
このような状態から同期回路16による同期を停止させた状態で平板ガラス5または平板ガラス6の回転スピードを変更し、図4(b)に示す如く平板ガラス5,6の相対角度が90度となった状態で同期回路16により平板ガラス5,6を同期させて回転させれば、図4(b)に示す如く、中ぐらいの大きさの走査軌跡が形成されることになる。ここで図4(e)はこのときのレーザ光の軌跡を表した図であり、r1は平板ガラス5が単独のときの回転半径で仮想のレーザ光の軌跡は破線のようになり、r2は平板ガラス6が単独のときの回転半径、θは相対角度である。実際のレーザ光の軌跡は実線上を回転することになる。
【0025】
再びこのような状態から同期回路16による同期を停止させた状態で平板ガラス5または平板ガラス6の回転スピードを変更し、図4(d)に示す如く平板ガラス5,6の相対角度が180度となつた状態で同期回路16により平板ガラス5,6を同期させて回転させれば、図4(d)の如く平板ガラス5,6が回転しているにもかかわらず、点状の小さな走査軌跡が形成されることとなる。ただし、回転半径r1と回転半径r2はほぼ等しく無ければならない。
【0026】
これらの状態を示したのが図5(a)〜(c)である。図5(a)はサーボモータ10の回転数を示し、図5(b)はサーボモータ9の回転数を示し、図5(c)は平板ガラス5,6の相対角度を示している。即ち、図5(a)の状態で回転数A0のときには図4(a)の如く平板ガラス5,6が平行状態、即ち、θ0=0°の状態が形成されており、次に図5(a)の回転数A1の状態は、T1時間の間サーボモータ10の回転スピードを低下させ、これによって図4(c)の状態が形成されると、再びサーボモータ10の回転数を元に戻して図5(a)の回転数A0の状態にすることにより、平板ガラス5,6の相対角度はθ2、即ち図4(c)の如く、例えば180度近くに大きくなることになる。
【0027】
そしてその状態からサーボモータ10の回転スピードを図5(a)の回転数A2の如く回転スピードをT2時間の間速めると、今度は平板ガラス5,6の相対角度は図4(b)の如く小さくなり、θ1が90度の状態が形成され、この状態でサーボモータ10の回転数をA0に戻す、即ちサーボモータ9も回転数A0で回っているのであるから回転同期が行われ、図4(b)の状態で同期回転が行われることになるのである。
【0028】
再び図5(a)におけるサーボモータ10の回転スピードを回転数A3にしてT3時間の間低下させ、この状態で図4(d)のような状態を形成し、この状態でサーボモータ9,10の回転数をA0で回転、即ち同期運転をすれば、θ3の相対角度、即ち180度を保って回転が行われる。即ち図4(d)がその状態である。
【0029】
このように本実施形態に於いては、基板11上に於けるほぼ円形をしたレーザ光の回動軌跡の大きさを図4(a)〜(d)の如く可変することができるものである。
【0030】
そして、このように円形の軌跡が描かれる状態に於いて、本体1を基板11上で停止させ1回転すれば、図23に示す100の如く円形の軌跡を描き(以降これをCスキャンと呼ぶ)、一方本体1を回転させながら移動させれば、図24の101の如くその走査軌跡はこの例の場合、右方向に移動する螺旋状の軌跡を描く(以降これをRスキャンと呼ぶ)のである。
【0031】
一方、平板ガラス5,6を逆方向に回動させることでレーザ光の走査軌跡を円運動から直線運動(以降これをSスキャンと呼ぶ)させることができる。
【0032】
そのSスキャンの原理について図10を用いて説明する。
【0033】
図10(a)は図1の平板ガラス5,6の相対角度が0度のときで、この状態で平板ガラス5,6の同期をとって逆方向に回動させるとレーザ光は、図10(d)のA線の如く、X方向に直線状に走査されることになる。
【0034】
また、図10(b)は平板ガラス5,6の相対角度を90度としたもので、この状態で平板ガラス5,6の同期をとって逆方向に回動させると、レーザ光の走査方向は図10(d)のB線の如く、A線から反時計方向に45度の方向への直線運動となる。
【0035】
さらに図10(c)は平板ガラス5,6の同期をとって逆方向に回動させると、レーザ光の走査方向は図10(d)のC線の如く、A線から反時計方向に90度の方向への直線運動となる。
【0036】
このように平板ガラス5,6の相対角度を任意に設定することにより、あらゆる方向の直線運動が可能となる。
【0037】
さて、このようなレーザ光の走査を用いて、図3に示す様々な部品12a〜12eを検査する場合の検査方法について部品の種別毎に説明する。
【0038】
先ず、図3に於いてリード端子の無い部品について説明する。
【0039】
部品12aは大きな部品でリード端子の無い部品であるという情報が、図2に示す予め入力された検査情報19から判っているので、図4(a)の如く平板ガラス5,6の相対角度を小さくし、大きな走査範囲のCスキャンでその検査を行う。
【0040】
そして次に部品12cに移動する場合に、部品12cが小さなリード端子の無い部品であるという情報が図2に示す予め入力された検査情報19から判っているので、この部品12cに対して適切な走査範囲のCスキャンとなるように移動中に平板ガラス5,6の相対角度を、例えば図4(c)の如く小さな状態にする。
【0041】
ここで、Cスキャンの位置ズレの判定方法について説明する。
【0042】
Cスキャンの回転の直径(D)は図6に示すように部品12aの部品長さ(L)とその位置ズレ検査規格(S)から決められ、回転の直径(D)=部品長さ(L)−位置ズレ検査規格(S)×2となる。こうすることで大きな位置ズレや部品12aが無い場合は、図7に示すような高さの変化するA〜D点の何れかまたは全ての点が無くなり、図7のような僅かな幅方向の位置ズレに対しては、A〜D点の4点の位置情報が得られるので、図2に示す予め入力された検査情報19から得られる位置情報とを比較することにより行う。
【0043】
一方、長手方向の僅かな位置ズレは図8の如く位置ズレ検査規格を越えるとA〜D点以外のE,F点が発生し、この部品12aが正しく基板11上に実装されていないと判定できるのである。
【0044】
次に部品12cから部品12bに移動する場合に、部品12bが正方形状の部品で極性のある部品という情報が図2に示す検査情報からわかっているので、この部品12bに対して適切な走査範囲のRスキャンとなるように平板ガラス5,6の相対角度を、例えば図4(b)の如くやや大きな状態にする。
【0045】
部品12bに対してCスキャンではなく、Rスキャンとなる理由であるが、この部品12bの形状は通常の部品12a,12cのように長さ、幅比がほぼ2:1の長方形状と違い、正方形状に近い形状であるため、Cスキャンでは最適な回転径が得られず、この部品12bが位置ズレの許容範囲内にあるのにも関わらず、A〜D点の4点の何れかあるいは全てが検出できないことが考えられ、この電子部品12bが正しく基板11上に実装されているか否かの判定が行えないためである。
【0046】
そして、このRスキャンの検査方法を図11の部品12bを例にとって説明する。
【0047】
レーザ光は先ずa点で基板11から部品12aに乗り上げ、b点で部品12a上から基板11上に落下し、同じようにc点で乗り上げ、d点で落下し、e点で乗り上げ、f点で落下し、g点で乗り上げ、h点で落下し、i点で乗り上げ、j点で落下する。
【0048】
つまり、上記4回転の回動走査により得られたa〜j点の10点の情報により検出できることになり、この10点の情報をCPU15でその部品(この場合は12b)に合わせて、検査情報19と比較することにより、この部品12bが基板11上の正しい位置に実装されているか否かの判定が行われるのである。
【0049】
そして、この部品12bの極性検査について図12を用いて説明する。
【0050】
一般的に極性表示として、部品の左右領域に光量差を設けている部品12bのようなタイプのものに対して、先ず破線の位置にある部品12bが上述のRスキャンにより得られた位置計測情報から左右の部品のエッジから長さの1/4程度の領域A,Bを設定する。
【0051】
その設定された左右領域の計測された光量と、予め入力された実装データの極性情報、即ち部品のどちら側の光量が大きいかという情報を比較することにより、極性が合っているか否かを判定するものである。
【0052】
このように位置情報から割り出された正しい領域での判定と、絶対光量ではない左右の光量差での判定から光量差の少ないものでも確実に判定することができるものである。
【0053】
また、このように12a〜12cの検査に於いて、大きな部品であれば大きな走査範囲、小さな部品であれば小さな走査範囲となるよう予め入力された検査情報19から自動判別し、小さな部品は回転直径がその部品に合わせて小さくなるため、1回の回転で取り込める情報量は同じであるから、データの間隔、即ち分解能は上がり、より精度良く検査できるようになるものである。
【0054】
即ち、図3に於いても理解されるように、部品12a,12b,12cはそれぞれの理由により、バラバラの大きさとなっており、基板11上に実装される場合の実装位置の許容誤差はそれぞれの部品の大きさ毎にある一定の割合となっている。
【0055】
従って小さな部品であれば許容誤差の絶対値は小さくなり、大きな部品であればその許容誤差は大きなものとなっている。このように大きな部品12aであれば大きな走査範囲、小さな部品であれば小さな走査範囲を選択することにより、部品の大きさに関わらず適切な検査が行われるようになるものである。
【0056】
次に図3に示すリード端子12Fを有する部品12eの検査方法について説明する。
【0057】
部品12eは本体12Eから外方向に突き出された16本のリード端子12Fとにより構成されたもので、この部品12eについては16本のリード端子12Fの基板11への実装が適切に行われているか否かが重要であるとする。
【0058】
従って、この場合には部品12bの検査が終了すると、同方向に回動している平板ガラス5,6を停止し、逆方向に回動させることでレーザ光の走査軌跡を円運動から直線運動するSスキャンにより、回転運動では捉えにくい、ICやトランジスタ等のリード端子を有する部品を高速に精度良く検査することができる。
【0059】
次にこのSスキャンを活用した検査方法を図13〜16を用いて説明する。
【0060】
図13に示す部品12eはリード端子12Fを有する部品の一例として用いたICで、この部品12eはその本体12Eの外周に多数のリード端子12Fを有している。
【0061】
このとき図13の下側に記載した最初のリード端子12F上で、平板ガラス5,6を図10(c)の如く、相対角度を180度にし、これらの平板ガラス5,6の同期をとって逆方向に回動するとレーザ光はこの最初のリード端子12F上を走査することとなり、これによりこの最初のリード端子12Fの検査を行うことができる。
【0062】
そしてこの状態で図1に示す検査装置の本体1を図13に示す破線Aの如く、部品12eの本体12Eの外周をリード端子12F上で一旦停止しながら順次左方向に移動する。
【0063】
次に図13の左側に記載した5番目のリード端子12Fの検査も、このリード端子12F上で検査装置の本体1を一旦停止する。ここで今度は平板ガラス5,6の相対角度を図10(a)の如く0度とし、この状態で平板ガラス5,6の同期をとって逆方向に回動させれば、このリード端子12Fもレーザ光を走査させて検査を行うことができる。
【0064】
つまり、このように部品12eのリード端子12Fを検査する場合にも検査装置の本体1は図13の破線Aの如く、直線上に動作させればよいので高速の検査が行える。
【0065】
このとき、部品12eのリード端子12Fの内、各辺から1つのリード端子12Fだけ、例えば1番、5番、9番、13番の検査をするだけで位置ズレ検査が可能となり、さらに高速に検査できるものである。
【0066】
次に実際のリード端子12Fの位置ズレの判定方法について説明する。
【0067】
先ず、図13の各リード端子12Fの幅方向の中心位置上をレーザが順次走査して高さを計測する。そして図13のようにリード端子12Fが存在しておれば、図2に示す予め入力された検査情報19より算出された部品12eのしきい値Th1,Th2により、図15の如くa点とb点の位置が求められ、そのa点とb点間の距離が決められた範囲内にあれば、そこにリード端子12Fが存在し、正しい位置にあると判断するものである。
【0068】
一方、図14において、破線表示している本来あるべき位置から、部品12eが上方向にズレた位置にあれば、その本来あるべきリード端子12F上を走査したときは、同様にしきい値Th1,Th2によりa点とc点が求められるが、走査した位置にはリード端子12Fが存在しないため、a点とc点はほぼ同じ位置となるので、位置がずれていると判断する。
【0069】
ここでリード端子12Fの存在の有無により位置ズレ判断できるのは、リード端子12Fの幅方向の半分以上の位置ズレがあれば、位置ズレ不良と判断するのが一般的な判定基準となっているためである。
【0070】
また、さらに精度良く位置ズレを判定しようとすれば、図16に示すようにリード端子12F上の走査位置を中心から外側にシフトさせて走査することで行える。
【0071】
尚、この例では外側に走査位置をシフトしているが、それぞれ内側にシフトさせても同様である。また、図15に示すしきい値Th1,Th2の設定により、d点とe点が求められた場合は、その距離が決められた範囲外にあるため、浮きや表裏反転しているとの判定が可能である。
【0072】
このときリード端子12Fの小さな浮きなどを検査しようとすると、正確な基板11の高さが必要となるので、このような場合には図3に示すA点のように部品12eの近傍のパターン配線面等の、レーザ光が基板内に透過しない箇所の基板11の高さを計測することで行える。
【0073】
ここでレーザ光が透過しない箇所を計測する理由は、レーザ光の透過があるとその透過された箇所からの反射光を受けることにより、正しい基板11の高さを計測できないためである。
【0074】
その基板高さの計測方法は、図4(d)に示す如く平板ガラス5,6の相対角度が180度となった状態で同期回路16により平板ガラス5,6を同期させて回転させて点状の小さな走査とし、それを予め教示したパターン配線面等の位置を走査した後、部品12eの検査を行うものである。
【0075】
尚、これは何も部品12eのようなリード端子12F付きのものだけでなく、高さを正確に検査したい部品に対しても同様に行うことができる。
【0076】
次に挿入部品12dのリード端子12Dのクリンチ状態の検査方法を説明する。
【0077】
挿入部品12dはそのリード端子12Dを所定の基板11の挿入孔11aに挿入して、このリード端子12Dを曲げて固定するが、その曲げ状態、即ちクリンチ状態が不適切であれば、挿入部品12dは抜け落ちて欠落してしまう。
【0078】
先ず、図17(a)〜(c)を用いて正しいクリンチ状態がどのようなものかを説明すると、図17(a)は基板11に挿入部品12dが挿入されている状態を側面から見た図であり、図17の(b),(c)はそれをリード端子12D側から見た図であり、リード端子12Dは基板11上の挿入孔11aからある決められた方向に決められた長さで挿入されている。
【0079】
一方、不適切なクリンチ状態はどのようなものかというと、図18の(a)〜(b)の例のようになる。図18(a)は挿入部品12dの欠落などによりリード端子12Dがない状態、図18(b)はリード端子12Dの曲げ不十分などのため、リード端子12Dが短い状態である。
【0080】
これらの不適切なクリンチ状態を高速に且つ、確実に検査するために図19に示すように挿入孔11aの周りのランド11b上を、リード端子12Dが挿入孔11aから必要な飛び出し分の大きさの回転径で軌跡100のCスキャンさせることにより判定できる。
【0081】
即ち、Cスキャンしたとき、高さの変化が無ければ図18(a)または図18(b)の状態であると判断でき、予め入力された方向、この場合は図19に示すAB間に、リード端子12Dの太さから求められた設定値以上の高さが存在しておれば、リード端子12Dが有ると判断されるのである。
【0082】
また、図20に示すようにリード端子12Dの切断が不充分なため、リード端子12Dが長くなるような場合には、リード端子12Dの曲げ方向と長さは、ある決められた曲げ方向と長さになるので、図21のようにそのリード端子12Dの先端位置を中心に長さの許容範囲の回転径で軌跡100のCスキャンを行うことで判定できる。
【0083】
即ち、図21に示すように正しい位置にある場合は、同図に示すCD間に設定値以上の高さが存在するだけであるが、図22に示すようにリード端子12Dが長い場合には、同図に示すCD間に加えAB間に設定値以上の高さがあるのでリード端子12Dが長いと判断できるのである。
【0084】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、レーザ光の走査範囲を可変する可変手段を照射手段と検査体との間に設けたものであるので、検査体の大きさに関わらず、また、リード端子のある部品であっても、予め入力された部品種別に従って適切な検査が行われるようになり、部品に合わせた走査回数により高速で且つ、大きな検査体に対しては大きな分解能で、小さな検査体に対しては小さな分解能でデータを取得することができ、それぞれの検査体に適した検査精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の検査装置を示す正面図
【図2】同制御ブロック図
【図3】部品が基板に実装された様子を示す平面図
【図4】(a)〜(d)平板ガラスの同方向回転状態を示す正面図
(e)同状態におけるレーザ光の軌跡を示す平面図
【図5】(a)サーボモータの回転数を示す図
(b)サーボモータの回転数を示す図
(c)平板ガラスの相対角度の推移を示す図
【図6】部品上のレーザ光の1回転走査を示す平面図
【図7】幅方向に位置ズレした部品上のレーザ光の1回転走査を示す平面図
【図8】長さ方向に位置ズレした部品上のレーザ光の1回転走査を示す平面図
【図9】従来の検査の走査軌跡を示す平面図
【図10】(a)〜(c)平板ガラスの逆方向回転状態を示す正面図
(d)同状態におけるレーザ光の軌跡を示す平面図
【図11】部品上のレーザ光の複数回転走査を示す平面図
【図12】極性のある部品上のレーザ光の複数回転走査を示す平面図
【図13】リード端子のある部品上のレーザ光の走査を示す平面図
【図14】位置ズレしたリード端子のある部品上のレーザ光の走査を示す平面図
【図15】リード端子のある部品の検査方法を説明する側面図
【図16】位置ズレしたリード端子のある部品上のレーザ光の走査を示す平面図
【図17】(a)挿入部品の正常なリードクリンチ状態を示す側面図
(b)同平面図
(c)同平面図
【図18】(a)〜(b)挿入部品の不良のリードクリンチ状態を示す平面図
【図19】挿入部品の正常なリードクリンチ状態のレーザ光の1回転走査を示す平面図
【図20】挿入部品の不良のリードクリンチ状態を示す平面図
【図21】挿入部品の正常なリードクリンチ状態のレーザ光の1回転走査を示す平面図
【図22】挿入部品の不良のリードクリンチ状態のレーザ光の1回転走査を示す平面図
【図23】走査軌跡を示す平面図
【図24】同平面図
【符号の説明】
1 本体
2 センサヘッド
3 照射手段
4 受光手段
5 平板ガラス
6 平板ガラス
7 タイミングベルト
8 タイミングベルト
9 サーボモータ
10 サーボモータ
11 基板
11a 挿入孔
11b ランド
12 部品
12a 部品
12b 部品
12c 部品
12d 挿入部品
12e 部品
12D 挿入部品のリード端子
12E 本体
12F リード端子
13 位置検出手段
14 位置検出手段
15 CPU
16 同期回路
17 駆動回路
18 駆動回路
19 検査情報[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, an inspection apparatus for inspecting whether the component in the inspection body in which the component is mounted on the substrate is correctly mounted on the substrate or whether the mounted component itself is correct. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the structure of this type of inspection apparatus has been as follows. That is, an irradiating means for irradiating the inspection object with a laser, a light receiving means for receiving the laser light reflected from the inspection object, and a detection means for detecting appearance information of the inspection object with the laser light received by the light receiving means. The laser beam is irradiated from the irradiation means to the inspection body through one rotating refracting body, and the reflected light reflected from the inspection body is received by the light receiving means, and the laser received by the light receiving means. A so-called triangulation method is used to detect appearance information of the shape of the inspection object based on the light receiving position.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional inspection apparatus, since the scanning range of the laser beam is a fixed rotational shape, it is impossible to inspect various inspection objects of different types and sizes according to the inspection standard. There were problems that it took time and high-precision inspection was not possible.
[0004]
Specifically, as shown in FIG. 9,
[0005]
This point of inspection accuracy will be described in more detail. Since scanning is performed with a fixed rotation diameter regardless of the size of the
[0006]
Therefore, in order to solve the above-described conventional problems, the present invention uses a scanning trajectory of the laser beam as a variable rotational shape or linear scan, and scans according to various types and sizes of inspection objects and inspection standards. The purpose of the inspection is to shorten the inspection time and provide a highly accurate inspection.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, a variable means for changing the scanning range of the laser light is provided between the irradiation means and the inspection body, and the variable means has a configuration in which a plurality of laser light refractors are opposed to each other. , Based on the inspection information consisting of the type, position, size, orientation and inspection standard Determine the relative angle of the opposing refractors and rotate them in the same direction synchronously. The configuration is such that the displacement of the inspection object is detected by a single rotation scan, so that the inspection object can be small or large, or a component having a lead terminal. Since they can be scanned appropriately and can be inspected with high accuracy, the positional deviation can be detected by only one rotational scan, so that the inspection time can be shortened compared to the inspection that scans a plurality of times. Is obtained.
[0010]
Claims of the invention 2 The invention described in 1 includes a switching unit that switches whether the scanning range is rotated once or a plurality of times based on the inspection information including the type, position, size, direction, and inspection standard of the inspection object. As a result, the appropriate number of scans can be changed in accordance with the size and shape of the inspection object, and an effect of being able to perform an appropriate inspection can be obtained.
[0011]
Claims of the invention 3 According to the invention described in (1), after detecting a positional shift by shape recognition using appearance information detection of an inspection object, based on the position information, the structure of detecting the float and polarity of the inspection object from the height of the inspection object and the amount of reflected light In addition, since the height and the amount of reflected light are measured in the determined area based on the position information of the inspection object, an operation and effect that a highly reliable inspection can be performed can be obtained.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main body, and a sensor head 2 is provided in the main body 1. In the sensor head 2, there are provided laser light irradiation means 3 and laser light receiving means 4. Further, below the laser beam irradiation means 3,
[0019]
In FIG. 1,
[0020]
The electrical configuration of this embodiment is as shown in FIG. In other words, the
[0021]
As described above, the
[0022]
The scanning locus is determined based on the
[0023]
Next, when the rotation speed of one of the
[0024]
From this state, the rotation speed of the flat glass 5 or the
[0025]
Again, the rotation speed of the flat glass 5 or the
[0026]
These states are shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). 5A shows the number of rotations of the
[0027]
Then, when the rotational speed of the
[0028]
Again, the rotational speed of the
[0029]
As described above, in this embodiment, the size of the rotation locus of the substantially circular laser beam on the
[0030]
In this state where the circular locus is drawn, if the main body 1 is stopped on the
[0031]
On the other hand, by rotating the
[0032]
The principle of the S scan will be described with reference to FIG.
[0033]
FIG. 10A shows a state in which the relative angles of the
[0034]
FIG. 10B shows a case where the relative angles of the
[0035]
Further, in FIG. 10C, when the
[0036]
Thus, by setting the relative angles of the
[0037]
Now, an inspection method for inspecting
[0038]
First, a component having no lead terminal in FIG. 3 will be described.
[0039]
Since the information that the
[0040]
Then, when moving to the
[0041]
Here, a method for determining the positional deviation of the C scan will be described.
[0042]
As shown in FIG. 6, the rotation diameter (D) of the C-scan is determined from the component length (L) of the
[0043]
On the other hand, if the slight positional deviation in the longitudinal direction exceeds the positional deviation inspection standard as shown in FIG. 8, E and F points other than the points A to D are generated, and it is determined that the
[0044]
Next, when moving from the
[0045]
This is the reason why the
[0046]
The R-scan inspection method will be described by taking the
[0047]
The laser beam first travels from the
[0048]
In other words, it is possible to detect from the information of 10 points a to j obtained by the above four rotation scanning, and the CPU 15 matches the information of the 10 points with the component (in this case, 12b), and the inspection information. By comparing with 19, it is determined whether or not the
[0049]
Then, the polarity inspection of the
[0050]
In general, the position measurement information obtained by the above-described R-scan for the
[0051]
Judge whether the polarity is correct by comparing the measured light quantity of the set left and right areas with the polarity information of the mounting data input in advance, that is, the information on which side of the part the light quantity is larger To do.
[0052]
As described above, it is possible to reliably determine even a small light amount difference from the determination in the correct area determined from the position information and the determination based on the difference between the right and left light amounts, which is not the absolute light amount.
[0053]
In the
[0054]
That is, as can be understood from FIG. 3, the
[0055]
Therefore, the absolute value of the tolerance is small for small parts, and the tolerance for large parts is large. By selecting a large scanning range for such a
[0056]
Next, an inspection method for the
[0057]
The
[0058]
Therefore, in this case, when the inspection of the
[0059]
Next, an inspection method using this S scan will be described with reference to FIGS.
[0060]
A
[0061]
At this time, on the
[0062]
In this state, the main body 1 of the inspection apparatus shown in FIG. 1 is sequentially moved leftward while temporarily stopping the outer periphery of the
[0063]
Next, in the inspection of the
[0064]
That is, even when the
[0065]
At this time, only one
[0066]
Next, a method for determining the positional deviation of the
[0067]
First, the laser sequentially scans the center position in the width direction of each
[0068]
On the other hand, in FIG. 14, if the
[0069]
Here, it is a general determination criterion that a positional deviation can be determined based on the presence / absence of the
[0070]
Further, if it is intended to determine the positional deviation with higher accuracy, the scanning can be performed by shifting the scanning position on the
[0071]
In this example, the scanning position is shifted outward, but the same is true if the scanning position is shifted inward. In addition, when the points d and e are obtained by setting the threshold values Th1 and Th2 shown in FIG. 15, since the distance is outside the determined range, it is determined that the float is upside down. Is possible.
[0072]
At this time, if an attempt is made to inspect a small floating of the
[0073]
The reason for measuring the portion where the laser beam is not transmitted is that if the laser beam is transmitted, the correct height of the
[0074]
As shown in FIG. 4D, the substrate height is measured by rotating the
[0075]
Note that this can be performed not only for components with
[0076]
Next, a method for inspecting the clinch state of the
[0077]
The
[0078]
First, the correct clinching state will be described with reference to FIGS. 17A to 17C. FIG. 17A is a side view showing a state in which the
[0079]
On the other hand, what is an inappropriate clinch state is as shown in FIGS. 18A to 18B. FIG. 18A shows a state where there is no lead terminal 12D due to a lack of the
[0080]
In order to inspect these inappropriate clinch states at high speed and reliably, as shown in FIG. 19, the
[0081]
That is, when the C scan is performed, if there is no change in height, it can be determined that the state shown in FIG. 18 (a) or 18 (b) is present, and the direction inputted in advance, in this case, between AB shown in FIG. If there is a height equal to or higher than the set value obtained from the thickness of the
[0082]
Further, as shown in FIG. 20, since the
[0083]
That is, when it is in the correct position as shown in FIG. 21, only a height higher than the set value exists between the CDs shown in FIG. 21, but when the
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the variable means for changing the scanning range of the laser beam is provided between the irradiation means and the inspection body, the lead terminal can be used regardless of the size of the inspection body. Even if there is a part, it is possible to perform an appropriate inspection according to the part type input in advance, and it is faster by the number of scans according to the part. Therefore, data can be acquired with a small resolution, and inspection accuracy suitable for each inspection object can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 Control block diagram
FIG. 3 is a plan view showing a state in which components are mounted on a board.
FIGS. 4A to 4D are front views showing a state of rotation of flat glass in the same direction.
(E) Plan view showing the locus of laser light in the same state
FIG. 5A is a diagram showing the number of rotations of the servo motor.
(B) A diagram showing the rotation speed of the servo motor
(C) The figure which shows transition of the relative angle of flat glass
FIG. 6 is a plan view showing one rotation scanning of laser light on a component.
FIG. 7 is a plan view showing one rotation scanning of a laser beam on a component displaced in the width direction.
FIG. 8 is a plan view showing one rotation scanning of a laser beam on a component displaced in the length direction.
FIG. 9 is a plan view showing a scanning locus of a conventional inspection.
FIGS. 10A to 10C are front views showing the reverse rotation state of the flat glass.
(D) Plan view showing the locus of laser light in the same state
FIG. 11 is a plan view showing multiple rotation scanning of laser light on a component.
FIG. 12 is a plan view showing multiple rotation scanning of laser light on a polar part.
FIG. 13 is a plan view showing scanning of laser light on a component having lead terminals.
FIG. 14 is a plan view showing scanning of laser light on a component having a misaligned lead terminal.
FIG. 15 is a side view illustrating a method for inspecting a component having a lead terminal.
FIG. 16 is a plan view showing scanning of laser light on a component having a misaligned lead terminal.
FIG. 17A is a side view showing a normal lead clinching state of an insertion part.
(B) Plan view
(C) Plan view
FIGS. 18A to 18B are plan views showing a defective lead clinching state of an insertion part;
FIG. 19 is a plan view showing one rotation scanning of laser light in a normal lead clinching state of an insertion part;
FIG. 20 is a plan view showing a lead clinching state of a defective insertion part.
FIG. 21 is a plan view showing one rotation scanning of laser light in a normal lead clinching state of an insertion part;
FIG. 22 is a plan view showing one rotation scanning of laser light in a lead clinching state in which an insertion part is defective.
FIG. 23 is a plan view showing a scanning locus.
FIG. 24 is a plan view thereof.
[Explanation of symbols]
1 Body
2 Sensor head
3 Irradiation means
4 Light receiving means
5 Flat glass
6 Flat glass
7 Timing belt
8 Timing belt
9 Servo motor
10 Servo motor
11 Substrate
11a Insertion hole
11b Land
12 parts
12a parts
12b parts
12c parts
12d insert
12e parts
12D Insertion lead terminal
12E body
12F Lead terminal
13 Position detection means
14 Position detection means
15 CPU
16 Synchronization circuit
17 Drive circuit
18 Drive circuit
19 Inspection information
Claims (3)
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