JPH01250845A - チップ状部品の自動外観検査機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チップコンデンサ、コイル等のコア部品その
他ＬＣ複合部品等のチップ状電子・電気部品を外観検査
する光学外観検査機に関し、特に部品を一時停止するこ
となく連続的に搬送しなからシャッタカメラを用いて外
観検査、選別を行うチップ状部品の連続式自動外観検査
機に関する。

（従来技術） この種の電子部品は、縦、横の長さ、厚み等の外形不良
や部品の各要部の寸法誤差、その他欠け、割れ等がある
と、これが特性に影響し、また実装上も不都合を生じる
ため、製造工程において特性値検査に加えて外観による
検査を行う必要がある。

従来チップ部品の外観検査は、肉眼あるいは拡大レンズ
等を用いた目視検査で行って（する。−倭１を挙げれば
、第７図（ａ）〜（ｃ）の工ｆ呈図で示すように、まず
部品５０をガラスノ（し・ソト５１上に重ならない様に
適当な個数並べ（第７図（ａ））拡大レンズ５２を用い
てこのガラスノくし・ソト５１上の部品５０を拡大し、
目視で表面側の良、不良を判別して不良部品５０′を取
り除き（同図（ｂ））、さらに部品を並べた前記ガラス
ノくし・ソト５１に別のガラスバレ・ント５３を重ねて
表裏反中云しく同図（Ｃ））、前述と同様にして部品裏
面の検査、選別を行うという方法をとって０た。

チップ状部品の光学外観検査を自動化したものとしては
、例えば特願昭６２−２１４４３３号明細書に示すよう
に、光を透過させる部品搬送用凹溝に沿ってチップ状部
品を空気流で滑走させ、その途中で前記部品を前記凹溝
に出入する分離ピンで間欠的に停止させ、該凹溝をはさ
んで配置されたテレビカメラで部品の表裏面の画像をビ
デオ（言号として取り込み、画像処理するよう（こした
ものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の肉眼による外観検査は、感覚的な要素が
多く、検査基準の定量化が難しく、検査員の個人差によ
り判定基準が変わり、検査後品質のばらつきが出やすい
。またガラスパレット上の部品の整列、良品、不良品の
選別等すべて手作業によるため、疲労や人為的なミス、
そのときの気分的な影響があり、特にチップコンデンサ
やＬＣ複合部品の場合は検査要員を増大せねばならず、
コスト高となる欠点があった。

また上述の自動化した部品外観検査方法は、チップ状部
品を空気流および出入ビンの作用で間欠的に搬送するの
で、機構が複雑となり、高速搬送の点で問題があり、ま
た部品搬送通路も高精度のものが必要となり、保守上か
らも難点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の欠点を解決すするためになされたもので
あって、垂直軸線のまわりに定速回転可能に保持された
透明ガラス円板と、前記透明ガラス円板の上方にかつ円
板中心から側方へずれて配置された部品繰出しガイドプ
レートと、前記繰出しガイドプレートの先端から前記透
明ガラス円板上に送られて該円板の回転で搬送される部
品の搬送速度と等しい周速で回転する整列ローラとを有
し、前記ガイドプレートの拘束を解がれて前記円板上に
出された部品が前記整列ローラの外周面に接触して該円
板の上面周囲に整列されるようにしたものである。

（実施例） 次に本発明を図面を参照して実施例につき説明する。

以下の実施例は第１図に示すような両端に電極部２をも
つチップコンデンサ１°（なお以下の説明でチップと記
したものは、このチップコンデンサを指している）を外
観検査する場合である。検査項目としては全長のし寸法
、素地部３の幅Ｗ寸法、電極部幅Ｂ３、Ｂ２、Ｂ３．８
４寸法、素地部３の貫通欠け（Ｗｍ　ａ　ｘ、−Ｗｍ　
ｉ　ｎ、　）を対象項目とする。

第３図は本発明の実施例に係る画像処理部の概略図であ
り、第４図は被検査部品であるチップコンデンサを光学
照射して外観をシャッタカメラで映像検出する場合の斜
光、透過照明部の概略図である。後述する透明ガラス円
板５上に保持されたチップコンデンサ１は該透明ガラス
円板５の下側から光源７により透過照明されるとともに
、光源７からコンデンサレンズ８およびスリット５ａを
通し、反射板９を介した斜光照明によりシャッタカメラ
１１に取り込まれ、ビデオ信号として画像処理部のＡ／
Ｄ変換部に入力される。このような光学系およびカメラ
１１は前記円板のチップ載置面に沿って２体設置され、
その一方はチップコンデンサ１の表側を、他方はその裏
側を検出するようになっている。

画像処理部は第３図の如く上述した斜光、透過照明系を
含むカメラ部１１ａ、ｌｌｂ、Ａ／Ｄ変換部１２ａｓ　
１２ｂ、ビデオメモリ部１３ａ１１３ｂ１画像処理用Ｃ
ＰＵ１４ａ、１４ｂ、総合判定および機構部制御用のＣ
ＰＵ１５、および前記各ビデオメモリ部１３ａ、１３ｂ
にスイッチ１７を通して接続されたＣＲＴモニタ部１６
を有している。総合判定および機構部制御用ＣＰＵ１５
は画像処理用ＣＰＵ１４ａ、１４ｂで得られた表面と裏
面の結果の総合判定および後述する選別等の機構部の制
御機能を受は持つ。カメラ部１１ａ。

１１ｂでとらえたチップ表面、裏面のビデオ信号は、そ
れぞれＡ／Ｄ変換部１２．ａ、１２ｂでディジタル化し
てビデオメモリ部１３ａ、１３ｂに記憶され、さらにＣ
ＰＵ１４ａ、１４ｂおよびＣＰＵ１５で処理される。

本発明では前述の如くシャッタカメラで画像をとらえ、
選択番地方式で走引して寸法測定を行い、各箇所の実測
値と設定値を比較し、良否を判定する。まずチップコン
デンサの外形検査については、第２図（ａ）のようにＣ
ＲＴ上の中央部に像が写るようにし、中央部に相当する
アドレスより画面の両側から上下に走引し、白い部分、
黒い部分に変る境界を検出し、これにより外形を認識す
る。

ここでチップの有無、ＷＳＬ寸、チップ傾きθ（第２図
（ｂ）参照）および欠けの項目の判別がなされる。傾き
θの算出は、ＹアドレスにおけるＸ値の差ΔＸとこれに
対するＹアドレスの差ΔＹにより算出する。次にチップ
コンデンサの電極部２の検査は、上述の外形認識によっ
て求められたＷ寸法を４等分し、そのライン上（第２図
（ａ）の■、■、■、■）における電極の幅を測定する
。

このときチップの傾きθの値によって電極の幅検出値が
修正される。なお電極判別の場合、チップの素地部３の
状態により素地中央部が第２図（ａ）符号Ａの如く白く
光ることがあるが、これを電極部分と区別するために白
の幅、黒の幅のリミットを設定し、連続した黒い部分が
リミット内であるとき、それまでの白い部分が電極であ
ると判断する。

このようにして本発明では単純なシーケンシャル番地走
引でなく、選択番地方式の走引を行うことにより、高速
処理が可能となる。

光学系としては、既述の第４図のようにコンデンサレン
ズおよび反射板を用いるほかに、第５図に示すようなフ
ァイバリングによる照明手段を用いることもできる。透
明ガラス円板５上のチップコンデンサ１と同志にかつそ
の表裏側に透過光用ファイバー２０および斜光用ファイ
バリング２１を設置し、それぞれファイバケーブル２２
．２３で光源７と結び、これらの透過光用ファイバー２
０および斜光用ファイバリング２１と同芯上にカメラ１
１を設置し、斜光照明と透過照明を組み合せた像を検出
する。第４図のレンズ、反射板の場合と比較し、光学系
の調整が著しく容易となる。

第６図は本発明の実施例に係るチップ状部品の自動外観
検査機の概略的な斜視図である。チップコンデンサ１令
上面外周位置に多数個並べて搬送するのに適した大きさ
の透明ガラス円板５がその中心軸によって水平に支持さ
れ、該中心軸を介して図示しない駆動モータにより矢印
Ｂ方向に定速で連続１回転駆動される。透明ガラス円板
５の上面上の側方位置に後述の部品繰出しガイドブレー
ト１８が配置され、その基端はホッパ（図示省略）につ
ながるチップフィーダ２４に連結されている。

部品繰出しガイドプレート１８は一対の隔置板１８ａ、
１８ｂで構成され、１両隅置板１８ａ１１８ｂで画成さ
れる部品通過溝の溝底に透明ガラス円板５が露出してい
る。ガイドプレート１８の長さ方向両端は開口しており
、その後端（基板）から溝内に前記チップフィーダ２４
によりチップコンデンサ１が互いに密接した状態で順次
送り込まれる。溝内ではチップコンデンサ１は、前記透
明ガラス円板５上に載置されつつその回転に伴って移動
するが、該コンデンサ１はその側部がガイドプレート１
８の隔置板１８ａ、１８ｂに拘束されなから溝に沿って
、かつ溝壁を滑りなから直進する。円板５による回転摩
擦力により、ガイドプレート１８の入口近くではコンデ
ンサ１は円板の半径方向外側の隔置板１８ａに接触して
送られ、ガイドブレート中央部ではその位置における円
板の周速と略等しい速度でコンデンサ１が走行し、ガイ
ドプレート１８の出口近くでは、逆に、コンデンサ１は
円板５の半径方向内側の隔置板１８ｂに拘束されつつ送
られてその出口（先端）１８ｃから送り出される。出口
１８ｃから出た後は、チツブコンデンサ１は円板５の周
速と等しい速度で、つまり円板５上に載せられたままの
状態で滑りを起すことなく周方向に搬送される。ここで
ガイドプレート１８の構内におけるチップコンデンサ１
の動きに注目すると、前述の如くガイドプレート１８の
中央部ではその位置における円板５の周速と等しく直動
するが、それより両端側ではこの中央部での速度より遅
い速度で円板面に対して滑りを起しつつ移動し、結局全
体としてはガイドブレート１８の溝内では第６図（ｂ）
に示す如く入口から順次とり込まれる複数のチップコン
デンサ１が連続状態で進行し、ガイドブレート出口１８
ｃから出た後は、これよりも速い速度で、しかも１個づ
つ離れた状態で円板５とともに周方向に搬送される。こ
のように１個づつ一定間隔に離された状態で送られるこ
とが、後述するシャッタカメラの視野内に１個づつ入る
ことを可能にし、特別な分離機構を用いることなく分離
送りが達成される。

次にこのようにして分離状態で送り出されたチップコン
デンサ１を一定の向きに整列させる手段について説明す
る。前記ガイドプレート１８の先端から円板５の周方向
先方に寄った位置に、がっ該円板５に対して垂直な軸線
のまわりに回転可能に整列ローラ３６が設けられている
。整列ローラ３６はその下端面が前記円板５の上面に軽
く接するかあるいはわずかな隙間をもって対面するよう
に保持されている。３４は整列ローラ３６の駆動モータ
である。部品繰出しガイドプレート１８から連続回転中
の透明ガラス円板５上に送り出されたチップコンデンサ
１は、該円板５の回転で整列ローラ３６の位置まで運ば
れたとき、整列ローラ３６の円板外周側に近い周面に当
接し、この整列ローラ３６の外周面に沿いっつ該ローラ
５の位置を通過する。ここで整列ローラ３６の周速は、
該ローラに接したチップ位置（図のＣ位置）における透
明ガラス円板５の周速と等しくなるように設定されてお
り、したがって整列ローラ３６に接したチップコンデン
サ１は円板５上を半径方向外方へ若干摺動しつつスムー
ズに整列ローラ３６の外周面に接して通過し、これによ
って部品繰出しガイドプレート１８から繰り出された状
態ではチップの向きに若干の不揃いがあっても、整列ロ
ーラ通過後は円板中心Ｏから一定の半径方向距離Ｒに並
べられて正しい姿勢で１個づつ後続の外観検査部へ送ら
れる。

外観検査部は、透明ガラス円板５の上面側および下面側
に離隔して配置された一対のシャッタカメラｌｌａ、ｌ
ｌｂおよびこれらのシャッタカメラと同軸線上にそれぞ
れ配置された例えば第４図あるいは第５図に示すような
斜光・透過照明装置３５ａ、３５ｂで構成される。シャ
ッタカメラ１１ａ、ｌｌｂは第６図のように整列ローラ
３６より円板回転方向先方位置の、該ローラにより整列
されて搬送されてきたチップの真上あるいは真下に位置
するように配置され、かつそれぞれ円板回転方向に所定
位置だけずれて設置されている。

円板上面側のシャッタカメラ１１ａがチップコンデンサ
１の表面（上面）検査用シャッタカメラであり、円板下
面側のシャッタカメラｌｌｂがチップ裏面（下面）検査
用のカメラである。

上述の外観検査部よりさらに円板回転方向先方に選別取
出部が配置されている。選別取出部は透明ガラス円板５
の上方に放射状に配置されかつ半径方向に往復動する３
個の押し棒３７．３８．３９と、これらの押し棒位置に
対応して円板５の外側方下側に設置された３個の収納箱
４０．４１．４２と、前記押し棒を前記画像処理部（第
３図）からの信号により往復駆動させるカムおよびソレ
ノイド機構（図示省略）とを有している。なお、透明ガ
ラス円板５上には搬送されるチップコンデンサの計数機
構（図示省略）が設けられている。

前記外観検査部ではシャッタカメラの作動によりチップ
コンデンサの通過中にその外観が検査され、前記画像処
理部で信号処理される。この画像処理部からの信号およ
び前記計数機構部の計数信号によって所要の押し棒３７
．３８．３９を押動動作せしめ、良品、不良品、Ｒ１の
３８に分類されて所定の収納箱４０．４１．４２へ排出
される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、斜光照明と透過照
明を組み合せた方式を採用したので、チップ部品の高精
度画像の取り込みがなされ、ビデオメモリ上の画像を選
択番地方式で走引し、これをＣＰＵにて処理するため、
高速画像処理が可能となる。特に本発明では、イメージ
センサにシャッタ機能が付加されているカメラを使用ル
でいるので、チップを一時静止させて撮映する必要がな
く、チップの連続搬送中に画像の取り込みが行える。こ
れにより、チップ間欠搬送方式と比べ撮映時のチップの
振動がなくなり、撮映状態が安定し、例えばチップコン
デンサにおいては電極巾、欠け、全長、横巾等の検査項
目に加えてピンホールの検出も可能となる。また静止不
要のため、それだけ機構が簡素化され、保守性にもすぐ
れるとともにタクトタイムを機構上大巾に減少させるこ
とができる。チップの搬送は円板上に繰出し、載置する
だけでよいのでホッパからのチップ供給通路（チップフ
ィー、ダおよび繰出しガイドプレート）の寸法はラフな
ものでよく、供給時のチップの詰りかなく、稼動率が格
段に向上する。チップの供給、搬送通路はすべて開放状
態にできるので、この点でも保守性がよい等、多くの効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用されるチップ部品の一例（チップ
コンデンサ）を示した正面図、第２図（ａ）は本発明に
よる画像走引形態を示した図、第２図（ｂ）はチップコ
ンデンサの傾き角を示した図、第３図は本発明に係る画
像処理部のブロック図、第４図は平行光レンズおよび反
射板による　　　′斜光・透過照明装置の概略図、第５
図はファイバリングおよびファイバケーブルを用いた斜
光・透過照明装置の概略図、第６図（ａ）は本発明の１
実施例による自動外観検査機の概略的な斜視図、第６図
（ｂ）は第６図（ａ）のＬ−Ｌ線に沿った断面図、第６
図（ｃ）は第６図（ａ）のＶ矢視からみた図、第７図（
ａ）〜（Ｃ）は従来のチップ外観検査形態を動作順序に
したがって示した斜視図である。 １・・・チップコンデンサ（チップ）、５・・・透明ガ
ラス円板、 １１、ｌｌａ、１ｌｂ−・・シャッタカメラ、１２　ａ
、　１２　ｂ−Ａ／Ｄ変換部、１３ａ、１３ｂ・・・ビ
デオメモリ部、１４ａ、１４ｂ、　１５−ＣＰＵ　（中
央処理装置）、１６・・・ＣＲＴモニタ部、 １８・・・部品繰出しガイドプレート、１８ａ、１８ｂ
・・・隔置板、２４・・・チップフィーダ、３５ａ、３
５ｂ・・・斜光・透過照明装置、３６・・・整列ローラ
、３７．３８．３９・・・押し棒、４０．４１．４２・
・・収納箱。 代理人　　弁理士　　染　川　利　吉 第１図 第２図（ａ）　　　第２図（ｂ） Ｘｏ　　　　Ｘ 第４図 ［ニド１１カメラ 第５図 とり酒込ニアを尺）了づバー 第７図 （ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 垂直軸線のまわりに定速回転可能に保持された透明ガラ
   ス円板と、前記透明ガラス円板の上方にかつ円板中心か
   ら側方へずれて配置されかつ該円板上に取り込まれたチ
   ップ状部品の両側部をガイドする部品繰出しガイドプレ
   ートと、前記透明ガラス円板の側方上面に対峙して配置
   された整列ローラと、前記透明ガラス円板の上面および
   下面に対面しかつ円板回転方向に互いに位置をずらせて
   配置された一対のシャッタカメラと、前記透明ガラス円
   板上の検査済み部品を該円板の外方へ排出する部品選別
   機構と、それぞれ前記シャッタカメラに対応して設けら
   れた斜光・透過照明装置と、Ａ／Ｄ変換器、ビデオメモ
   リおよび中央処理装置を含む画像処理装置とを有し、前
   記整列ローラは、前記透明ガラス円板の回転につれて前
   記部品繰出しガイドプレートの先端から出たチップ状部
   品の搬送速度と等しい周速で回転され、前記ガイドプレ
   ートの先端から出て該ガイドプレートの拘束を解かれた
   チップ状部品が前記整列ローラの外周面に接触して該円
   板の上面周囲に整列されることを特徴とするチップ状部
   品の自動外観検査機。