JP4974019B2 - Solder defect inspection device - Google Patents
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本発明は、部品が半田付けされたプリント基板の半田付け不良を検出する半田不良検出装置に関する。 The present invention relates to a solder failure detection device that detects a soldering failure of a printed circuit board on which components are soldered.
特許文献1は、プリント基板に実装されている多数のピンを備えた表面実装部品の各ピンの半田付け部の長手方向に対して交差する方向に証明を照射する照明装置と、前記プリント基板の上方に配設され、証明が照射された表面実装部品の各ピンの半田付け部の画像を撮像するカメラと、該カメラから出力される画像データに基づき、前記表面実装部品の各ピンの半田付け部の画像の明るさにより。半田付け不良を判別する演算処理制御装置とからなるプリント基板半田不良検査装置を開示する。
特許文献2は、連続的に搬入される各プリント基板の表面状態を検査するプリント基板検査装置において、前記プリント基板に対向配置され、該プリント基板上の突起の変位量を検出するセンサヘッドと、連続的に検査する複数枚のプリント基板について前記センサヘッドから出力される同一領域に関する突起の変位量の変動を統計処理する統計処理手段とを備えることを開示する。また、前記センサヘッドは、X軸移動手段及びY軸移動手段によってプリント基板上で相対的に縦横方向に移動走査しながらプリント基板上の半田の突起の高さを変位量として検出出力するものである。また、統計処理手段は、センサヘッドの位置、及び変位量の出力から各領域別の半田の高さの平均を演算し、この高さの平均値が領域別に予め設定された設定範囲を超える場合、半田の形成高さが不良と判断して前段の半田印刷機に警報データを出力するものである。
特許文献1に開示されるプリント基板半田不良検査装置は、プリント基板に実装されている多数の半田付け部に照明を照射し、照明が照射された半田付け部の画像をカメラによって撮像して、半田付け不良を判別するものであるが、部品の1つ1つに照明を当てて撮像する必要があるため、検査作業が非常に煩雑となるだけでなく、高い部品が存在する場合には、照明の影となって作業が困難になるという不具合が生じる。
The printed circuit board solder defect inspection apparatus disclosed in
特許文献2に開示されるプリント基板検査装置では、センサヘッドにてプリント基板のハンダの突起の高さを変位量として検出する必要があるため、プリント基板下面のハンダ付けを検査する場合、半田槽から送出されたプリント基板を裏返しにして検査する必要が生じるが、プリント基板の上面に装着される部品の高さによって、プリント基板を裏返しにした場合、プリント基板の下面が一定の高さにならないという不具合が生じる。
In the printed circuit board inspection apparatus disclosed in
また、半田槽後にプリント基板の半田付け不良を検査する検査装置においては、半田槽下流側近傍で、プリント基板が送出されてすぐにプリント基板の下方からの画像において検査されることが望ましく、また半田槽から送出されるプリント基板の流れを止めることなく、検査されることが望ましい。 In addition, in an inspection apparatus that inspects a soldering failure of a printed circuit board after the solder tank, it is desirable that the printed circuit board is sent in the vicinity of the downstream side of the solder tank and immediately inspected in an image from below the printed circuit board. It is desirable to inspect without stopping the flow of the printed circuit board delivered from the solder bath.
したがって、この発明は、半田槽の下流側近傍に位置することが可能であり、プリント基板の流れを止めることなく、プリント基板の半田付け不良検査を行うことができる半田不良検査装置を提供することにある。 Therefore, the present invention provides a solder defect inspection apparatus that can be located in the vicinity of the downstream side of the solder bath and can perform a soldering defect inspection of a printed circuit board without stopping the flow of the printed circuit board. It is in.
よって、この発明に係る半田不良検査装置は、半田付け工程を行う半田槽から送出されたプリント基板が搬送される搬路上に位置し、前記プリント基板の搬送方向に対して垂直に延出し、前記プリント基板の搬送方向に所定の幅を有する撮像用スリットと、該撮像用スリット近傍に配された撮像用光源と、前記撮像用スリットの下方に位置し、前記撮像用スリット上を通過する前記プリント基板の半田付けされた表面の画像を所定の方向に反射する反射手段と、該反射手段によって反射された画像を撮影するカメラと、該カメラから出力されるプリント基板画像データに基づいて前記プリント基板下面の半田付け状態を検出する半田付け不良検出手段からなる。 Therefore, the solder defect inspection apparatus according to the present invention is located on a carrying path where a printed board sent from a solder bath for performing a soldering process is carried, and extends perpendicularly to the carrying direction of the printed board, An imaging slit having a predetermined width in the transport direction of the printed circuit board, an imaging light source disposed near the imaging slit, and the print positioned below the imaging slit and passing over the imaging slit Reflecting means for reflecting an image of the soldered surface of the board in a predetermined direction, a camera for taking an image reflected by the reflecting means, and the printed board based on printed board image data output from the camera It comprises soldering failure detection means for detecting the soldering state of the lower surface.
また、前記半田付け不良検出手段は、前記プリント基板の進行方向一方の端面を検出する端面検出手段と、該端面検出手段によって検出された一方の端面から予め設定された距離内の範囲でプリント基板に設けられた認識マークを探査する認識マーク探査手段と、該認識マーク探査手段によって探査された認識マークの位置と該認識マークの基準位置との誤差を計算し、プリント基板画像を補正する補正手段と、該補正手段によって補正されたプリント基板画像に基づいて半田付け箇所のショート判定を行う検査手段とによって構成されることが望ましい。 Further, the soldering failure detecting means includes an end face detecting means for detecting one end face in the traveling direction of the printed board, and a printed board within a range within a preset distance from the one end face detected by the end face detecting means. Recognition mark searching means for searching for a recognition mark provided on the correction mark, and correction means for calculating an error between the position of the recognition mark searched by the recognition mark searching means and the reference position of the recognition mark and correcting the printed circuit board image And an inspection unit that performs short determination of a soldering location based on the printed circuit board image corrected by the correction unit.
さらに、前記検査手段は、前記補正されたプリント基板画像の半田付け検査領域を設定する検査領域設定手段と、該検査領域設定手段によって設定された検査領域を二値化する二値化手段と、該二値化手段によって二値化された画像に基づいて前記領域内の独立した領域の個数をカウントし、この個数を予め設定された個数と比較してこの領域の半田付け状態が正常であるか否か判定する判定手段とによって構成されることが望ましい。 Further, the inspection means, inspection area setting means for setting a soldering inspection area of the corrected printed circuit board image, binarization means for binarizing the inspection area set by the inspection area setting means, The number of independent areas in the area is counted based on the image binarized by the binarization means, and this number is compared with a preset number, and the soldering state of this area is normal. And determining means for determining whether or not.
したがって、本発明によれば、半田槽から送出されたプリント基板が前記撮像用スリットを通過する時に、前記プリント基板下面の画像を、順次カメラを通して撮影することが可能となる共に、反射鏡を用いることによってカメラの位置を半田槽及び半田槽によって加熱されたプリント基板から離れた位置に配置することができるので、カメラへの熱影響を防止することができるものである。また、カメラがプリント基板直下に位置しないことから、プリント基板から落下するフラックス等の残渣によってレンズが汚れることを防止することができる。 Therefore, according to the present invention, when the printed circuit board sent out from the solder bath passes through the imaging slit, it is possible to sequentially take images of the lower surface of the printed circuit board through the camera and use the reflecting mirror. As a result, the position of the camera can be arranged at a position away from the solder bath and the printed circuit board heated by the solder bath, so that the thermal influence on the camera can be prevented. In addition, since the camera is not located directly under the printed circuit board, it is possible to prevent the lens from being contaminated by residues such as flux falling from the printed circuit board.
また、入力された画像については、進行方向一方の端部、例えば画像左端端部を検出し、この端部から予め設定された距離の範囲でプリント基板に設けられた認識マークを探査するようにしたので、認識マークの探査が容易となり、作業性が向上するものである。 For the input image, one end of the traveling direction, for example, the left end of the image is detected, and the recognition mark provided on the printed circuit board is searched for within a predetermined distance from this end. Therefore, the search for the recognition mark is facilitated, and the workability is improved.
さらに、検出された認識マークの位置と、基準位置との誤差を算出することによって、プリント基板画像を補正するようにしたので、プリント基板の前後の反り、左右の反り等を容易の補正することができるので、半田付け検査領域(部品の半田付け箇所の一群)の設定が容易となり、作業性が向上する。 Furthermore, since the printed circuit board image is corrected by calculating the error between the position of the detected recognition mark and the reference position, it is possible to easily correct the front and back warpage, the left and right warpage, etc. of the printed circuit board. Therefore, it is easy to set a soldering inspection area (a group of parts to be soldered), and workability is improved.
さらにまた、前記半田付け検査領域を2値化し、検査領域内の独立した領域の数をカウントするだけで、ショート箇所の有無を特定できるので、半田付け不良箇所の判定作業を効率良く行うことが可能となるものである。 Furthermore, binarizes the soldering inspection area, only counts the number of independent regions in the examination region, it is possible to identify the presence or absence of short locations, performing Ku efficiency good judgment work soldering defective portion Is possible.
以下、この発明の実施例ついて図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本願発明に係る半田不良検査装置1は、例えば、図1(a),(b)に示すように、半田槽2の下流側に位置し、半田槽2において半田付けされてガイドレール3によって導かれたプリント基板4の通過方向に対して垂直に延出し、前記プリント基板4の通過方向に所定の幅を有する撮像用スリット5と、この撮像用スリット5の両側に配された一対の撮像用光源(LED照明)6と、前記撮像用スリット5の下方に位置し、前記撮像用スリット5を通過する前記プリント基板4の半田付けされ下面の画像を水平方向に反射する反射板7と、この反射板7によって反射されたプリント基板4の下面画像を撮影するカメラ8と、このカメラ8によって撮影され出力されるプリント基板下面画像信号を処理するコントロールユニット(C/U)9とによって少なくとも構成される。尚、4aは、プリント基板4の上面を示し、10は上面に配設された部品を示す。
For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the solder
前記コントロールユニット9において実行される半田付け不良検出の一例が、図2のフローチャートに示される。以下、半田付け不良検出のフローチャートに沿って説明する。
An example of the soldering failure detection executed in the
ステップ100から開始される半田付け不良検出は、ステップ110において前記カメラ8から出力されるプリント基板4の下面4bの画像データを入力する。この画像データは、概略的に図3に示される。
In the soldering failure detection started from
ステップ120では、前記プリント基板4の下面4bの画像データにおいて進行方向前方の端部(左端部)40を検出する。そして、ステップ130において、この端部40から所定の距離の位置にある領域43及び44を探索して、認識マーク41,42を検出する。このとき、左端部40から所定の位置に設定された領域41,42を探索するため、認識マーク41,42の探索時間の短縮を図ることができるものである。
In
ステップ140では、前記認識マーク41,42の間の長手方向の距離L、幅方向の距離Wが、実際の距離(基準位置)とどの程度の誤差を生じているかが判定され、これによってプリント基板4の反りによる縮みが検出され、画像データが補正される。具体的には、長手方向の距離Lが実際の距離L’より短い場合には、長手方向に反りが生じていることがわかるため、長手方向に画像データをL’/L分拡大するように補正する。同様に幅方向の距離Wが実際の距離W’よりも短い場合には、幅方向に反りが生じていることがわかるため、幅方向に画像データをW’/W分拡大するように補正する。
In
そして、ステップ150において検査領域を設定する。この実施例では、最初の検査領域として領域50が設定され、ステップ160においてこの領域50が2値化される。これによって、例えば、半田付け箇所にショートがない場合には、図4(a)で示すように、2値化された映像の独立した領域の数(この場合、8個)と設定された半田付け個数(8個)が一致するため、ステップ170の判定において、半田付けが正常に行われていることが判定される。これに対して、図4(b)で示すように、半田付け箇所にショートが存在する場合、2値化された映像の独立した領域の数(この場合、ショート箇所61があるため、7個)と設定された半田付け個数(8個)が異なるため、ステップ170の判定においてショートが存在することが判定される。
In
そして、ステップ180において、継続か否かが判定され、継続(Y)が判定された場合、次の検査領域51が設定され、ステップ150から170によって構成される検査工程200が同様に実行され、ステップ180の判定において、継続しないこと(N)が判定されるまで、検査領域52,53と次々に検査工程200が継続実行されるものである。
Then, in
以上の半田付け検査によって検出された半田付け情報は、画面表示されて、異常箇所(ショート)の特定が可能であり、後工程の半田付けの修正作業によってプリント基板の不良箇所が修正されるものである。また、半田付け情報を蓄積することによって、半田槽の半田不良の傾向等の分析を行うこともでき、さらに半田付け情報を所定の通信手段を介して設計担当部署に送信することによって基板自体の設計の変更、部品配置の変更等に役立てることができるものである。 The soldering information detected by the above soldering inspection is displayed on the screen, and it is possible to identify the abnormal part (short), and the defective part of the printed circuit board is corrected by the subsequent soldering correction work. It is. Also, by accumulating soldering information, it is possible to analyze the tendency of solder defects in the solder bath, etc., and further send the soldering information to the design department through a predetermined communication means. It can be used for design changes, component placement changes, and the like.
1 半田不良検査装置
2 半田槽
3 ガイドレール
4 プリント基板
4a 上面
4b 下面
5 撮像用スリット
6 照明
7 反射板
8 カメラ
9 コントロールユニット
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半田付け不良検出手段が、前記プリント基板進行方向一方の端面を検出する端面検出手段と、該端面検出手段によって検出された一方の端面から予め設定された距離内の範囲でプリント基板に設けられた認識マークを探査する認識マーク探査手段と、該認識マーク探査手段によって探査された前記認識マーク間の距離と実際の距離との誤差を計算し、プリント基板画像を補正する補正手段と、該補正手段によって補正されたプリント基板画像に基づいて半田付け箇所の状態を検査する検査手段とによって構成されることを特徴とする半田不良検査装置。 An image pickup having a predetermined width in the transport direction of the printed circuit board, which is positioned on a transport path for transporting the printed circuit board sent from the solder tank for performing the soldering process, extends perpendicularly to the transport direction of the printed circuit board An image of a soldered surface of the printed circuit board that is positioned below the imaging slit and passes over the imaging slit, and is provided with a predetermined slit, an imaging light source disposed in the vicinity of the imaging slit, Reflection means that reflects in the direction, a camera that captures an image reflected by the reflection means, and soldering failure detection that detects the soldering state of the lower surface of the printed circuit board based on printed circuit board image data output from the camera In a solder defect inspection apparatus comprising means,
The soldering failure detection means is provided on the printed circuit board within a range within a preset distance from one end face detected by the end face detection means, and an end face detection means for detecting one end face in the printed board traveling direction. a recognition mark search means for probing the recognition mark, a correction means for an error between the actual distance and the distance between the recognition marks probed by the identification mark search means calculates, corrects the PCB image, the corrected An inspection device for inspecting a state of a soldering part based on a printed circuit board image corrected by the means, and a solder defect inspection device.
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