JP4019293B2 - Lighting device in mount inspection section - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールマウント装置において、ワークにボールが正確にマウントされたかどうかを検査する検査部の照明装置に関するもので、主として、BGA(ボールグリッドアレー)基板へ搭載された半田ボールの画像処理検査を行う時に使用するボール検査照明及び基板検査照明に関する照明装置を主眼に開発されたものである。
【0002】
【従来の技術】
半田ボールのマウントの位置ズレ検査には、半田ボールの検査とBGA基板の検査が必要となる。BGA基板の検査は、BGA基板の傾きを判断し、該傾きを補正して半田ボールの位置ズレを検出するために行われるもので、具体的には、BGA基板に付されたランドマークやアライメントマークを認識することにより行われる。
【0003】
従来、この2つの検査を行うには、半田ボールと基板とでは見え方が異なるため、BGA基板1個毎に照明を異ならせて2つの画像を取り込んでいた。その際、特開平8−153997号公開特許公報に示されるように2種類の照明装置を使用するものや、又は特公平2−16012号特許公報に示されるように1つの照明装置の条件を検査部位に合わせて可変させるものが存在した。
【0004】
しかし、半田ボールのマウントの位置ズレ検査に2つの照明装置を利用するのでは、照明光源のための広い取り付けスペースが必要となり、他方、照明の条件を検査部位に合わせて1つの照明装置を可変させるものでは画像取り込みまでに時間がかかり、且つ、安定性に欠けるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、同一照明装置内に、ボール検査照明と、アライメントマーク検査照明を取り付けることにより、照明光源の取り付けスペースの縮小を図ることを目的とすると共に、1つの照明装置で両方の検査を行なう場合に必要としていた光学系の微調整を必要とせず、全体の検査時間の短縮を図ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、連続光でワークに対して略垂直方向から照射する第1照明とストロボ光でワークに対してやや角度をつけて照射する第2照明とを同一照明装置内に配置し、ワークのボールマウント位置を検査する際に第1照明によって照射しながら第2照明により照射することを特徴とするボールマウント装置のマウント検査部における照明装置を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施例と共に発明の実施の形態につき説明する。図1は、ボールマウント装置の全体を示す概要図である。図1に示させるボールマウント装置は、BGA半田ボールマウント装置である。
【0008】
該BGA半田ボールマウント装置は、BGAフレーム8のBGA基板9にフラックスを転写するためのフラックス供給部1と、BGAフレーム8のBGA基板9に半田ボール12をマウントするボールマウント部2と、ボールマウントが正しく行われたかをCCDカメラ5にて検査するマウント検査部3と、BGAフレーム8をフラックス供給部1からボールマウント部2、マウント検査部3へと搬送する搬送部4とによりなる。
【0009】
BGA半田ボールマウント装置でマウント対象となるBGA基板9(ワーク)を複数具備するBGAフレーム8は、図2に示すように、内部に6個のBGA基板9が形成されたもので、図中11がBGA基板9に付されたアライメントマーク11であり、図中12がBGA基板9にマウントされた半田ボール12である。
【0010】
BGAフレーム8は、図示されていない搬入装置により搬送部4のコンベヤ(図示されていない)上に供給される。コンベヤはBGAフレーム8をフラックス供給部1へと搬送する。フラックスを転写後、BGAフレーム8をボールマウント部2へと搬送する。ボールマウント部2では、半田ボール12を各BGA基板9にマウントする。半田ボール12のマウントを終了後、BGAフレーム8をマウント検査部3へと搬送する。
【0011】
マウント検査部3では、半田ボール12のマウントがBGA基板9の所定の位置に正しく行われたか否かを検査する。マウント検査部3は、CCDカメラ5と照明装置16が一体となったものであり、搬送部4上方の走行フレーム13に、水平横方向移動可能に配備されている。その移動範囲は、BGAフレーム8内のBGA基板9を全て検出可能な範囲である。
【0012】
照明装置16内には第1照明と第2照明という2つの照明が設けられている。第1照明は、照明装置16内の傾斜面上部に設けられた連続光照明6であり、BGA基板9のアライメントマーク11の検査用の照明である。アライメントマーク11は、略垂直方向からの照射で認識がし易いため、第1照明である連続光照明6はアライメントマーク11に対して略垂直方向より照射している。図3において、照明装置16内の傾斜面上部で、BGA基板9のアライメントマーク11の略垂直方向上部に2段設けられているのが連続光照明6である。
【0013】
第2照明は、照明装置16内の傾斜面下部に設けられたストロボ光照明7であり、ボール検査用の照明である。半田ボール12は、斜めからの照射で認識がし易いため、第2照明であるストロボ光照明7は、半田ボール12に対してやや角度をつけて照射する。図3において、照明装置16内の傾斜面下部で、BGA基板9にマウントされた半田ボール12の斜め上方に2段設けられているのがストロボ光照明7である。
【0014】
尚、連続光照明6あるいはストロボ光照明7の数や段数を必要に応じて変化させることが可能である。又、拡散板を取り付けることや照明の角度をそれぞれ変化させることも考えられる。
【0015】
連続光照明6とストロボ光照明7の照明光源としては、何れも白色LEDを用いる。照明光源に白色LEDを使用することにより、光量のアップを図るものである。通常利用される赤色LEDでは光量が不足気味であり、結果として多数の照明光源を必要とし、取り付けのための広いスペースを要することとなるのを防止するためである。尚、連続光とストロボ光は、電気回路の違いにより区別される。
【0016】
図4は、照明装置16の他実施例を示す説明図であり、上部水平位置に左右に並べて設けられているのが連続光照明6であり、傾斜面下部に2段、設けられているのがストロボ光照明7である。連続光照明6が、BGA基板9に付されたアライメントマーク11の垂直方向上部に確実に位置するよう構成されたものである。
【0017】
次に、マウント検査部3での検査手順について説明する。図2に示される複数のBGA基板9が内部に形成されたBGAフレーム8は、先ずマウント検査部3で、先頭のBGA基板9がCCDカメラ5の画像取り込み範囲10で停止する。ここで連続光照明6によりアライメントマーク11の画像を取り込む。引き続きストロボ光照明7で半田ボール12の画像を取り込むと同時にBGAフレーム8とCCDカメラ5の相対移動が開始する。具体的には、CCDカメラ5が移動する。
【0018】
2個目のBGA基板9がCCDカメラ5の画像取り込み範囲10に達すると、ストロボ光照明7をONにして、2個目のBGA基板9の半田ボール12の画像を取り込む。CCDカメラ5を動かしながらの画像を取り込むタイミング、即ち、ストロボ光照明7のONのタイミングは、予めBGA基板9のピッチを入力しておき、CCDカメラ5の動きをエンコーダで観察し、エンコーダの発するパルス数で管理するものである。
【0019】
最後のBGA基板9の半田ボール12の認識を行う時点で相対移動は停止する。停止後、連続光照明6によりアライメントマーク11の画像を取り込む。尚、マウント検査部3では、画像取り込み後、先頭と最後のBGA基板9のアライメントマーク11によりBGAフレーム8全体の傾きを演算し、傾きを考慮に入れてBGA基板9上の半田ボール12の位置を算出して、半田ボール12のマウント位置の良否を判断している。
【0020】
本検査手順では、BGAフレーム8上のBGA基板9の傾きのバラツキは無いとの前提で検査をおこなっているが、個々のBGA基板9の傾き差が無視できないくらい大きい場合には、BGAフレーム8の全BGA基板9のアライメントマーク11を取り込み、個々の傾きを考慮することもできる。
【0021】
【発明の効果】
本発明は如上のように構成されるため、以下のような効果を発揮する。
第1に、本発明は、連続光でワークに対して略垂直方向から照射する第1照明とストロボ光でワークに対してやや角度をつけて照射する第2照明とを有するため、第1照明によりBGA基板のアライメントマークの認識を適正に行うことができ、第2照明により半田ボールの認識を適正に行うことができる照明装置であると同時に、2種類の照明を同一照明装置内に設けたため、取り付けスペースの縮小を図ることができた。
【0022】
第2に、1つの照明装置内に配置されたアライメントマークの認識に適した第1照明と半田ボールの検査に適した第2照明を使い分けることにより、従来1つの照明装置で両方の検査を行った場合に必要としていた光学系の微調整を必要とせず、調整が容易で確実な検査が行えることとなった。更に、光学系の微調整を必要としないため、全体の検査時間の短縮が図られることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】マウント装置の全体を示す概要図
【図2】BGAフレームの平面説明図
【図3】照明装置の一実施例を示す説明図
【図4】照明装置の他実施例を示す説明図
【符号の説明】
1......フラックス供給部
2......ボールマウント部
3......マウント検査部
4......搬送部
5......CCDカメラ
6......連続光照明
7......ストロボ光照明
8......BGAフレーム
9......BGA基板
10.....画像取り込み範囲
11.....アライメントマーク
12.....半田ボール
13.....走行フレーム
16.....照明装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination device for an inspection unit that inspects whether or not a ball is correctly mounted on a workpiece in a ball mounting device, and mainly performs image processing inspection of solder balls mounted on a BGA (ball grid array) substrate. It was developed mainly for lighting devices related to ball inspection illumination and substrate inspection illumination used when performing the above.
[0002]
[Prior art]
Solder ball mount inspection and BGA substrate inspection are required for solder ball mount misalignment inspection. The inspection of the BGA substrate is performed in order to determine the inclination of the BGA substrate, correct the inclination, and detect the misalignment of the solder ball. Specifically, a landmark or alignment attached to the BGA substrate is detected. This is done by recognizing the mark.
[0003]
Conventionally, in order to perform these two inspections, since the solder ball and the substrate are different in appearance, two images are captured with different illumination for each BGA substrate. At that time, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-153997, one using two kinds of lighting devices, or as shown in Japanese Patent Publication No. 2-16012, the condition of one lighting device is inspected. There was something that could be varied according to the site.
[0004]
However, using two lighting devices for solder ball mount misalignment inspection requires a large mounting space for the illumination light source, and on the other hand, one lighting device can be varied according to the conditions of the illumination. However, there is a problem that it takes time to capture an image and lacks stability.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to reduce the mounting space of an illumination light source by attaching ball inspection illumination and alignment mark inspection illumination in the same illumination device, and performing both inspections with one illumination device. This is intended to shorten the entire inspection time without requiring fine adjustment of the optical system required in some cases.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention provides the same illumination device for the first illumination that irradiates the workpiece with a continuous light from a substantially vertical direction and the second illumination that irradiates the workpiece with a strobe light at a slight angle. The illumination device in the mount inspection part of the ball mount device is characterized in that it is disposed inside and irradiated with the second illumination while irradiating with the first illumination when inspecting the ball mount position of the workpiece .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with illustrated examples. FIG. 1 is a schematic view showing the entire ball mount apparatus. The ball mounting apparatus shown in FIG. 1 is a BGA solder ball mounting apparatus.
[0008]
The BGA solder ball mounting apparatus includes a flux supply unit 1 for transferring flux to a
[0009]
As shown in FIG. 2, the
[0010]
The
[0011]
The mount inspection unit 3 inspects whether or not the
[0012]
In the
[0013]
The second illumination is the
[0014]
Note that the number and the number of steps of the
[0015]
As the illumination light sources of the
[0016]
FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the
[0017]
Next, an inspection procedure in the mount inspection unit 3 will be described. In the
[0018]
When the
[0019]
The relative movement stops when the
[0020]
In this inspection procedure, the inspection is performed on the premise that there is no variation in the inclination of the
[0021]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects are exhibited.
First, the present invention includes a first illumination that irradiates the workpiece with a continuous light from a substantially vertical direction and a second illumination that irradiates the workpiece with a strobe light at a slight angle. This makes it possible to properly recognize the alignment mark on the BGA substrate and to properly recognize the solder ball by the second illumination, and at the same time, because two types of illumination are provided in the same illumination device. The installation space can be reduced.
[0022]
Secondly, by using a first illumination suitable for recognizing alignment marks arranged in one illumination device and a second illumination suitable for solder ball inspection, both conventional inspections are performed with one illumination device. This eliminates the need for fine adjustment of the optical system, which is necessary in the case of, and makes adjustment easy and reliable. Furthermore, since it is not necessary to finely adjust the optical system, the entire inspection time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the whole mounting apparatus. FIG. 2 is a plan explanatory view of a BGA frame. FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of an illuminating apparatus. [Explanation of symbols]
1. . . . . . 1. Flux supply unit . . . . . 2. Ball mount part . . . . . 3. Mount inspection unit . . . . . 4. Transport unit . . . . .
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