JPH01320417A - 実装済プリント基板の検査装置 - 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、実装済プリント基板の検査装置に関するもの
で、特に細く絞−だビームスポットを用いて実装された
部品の位置ずれ、欠品、ハンダ不良、ハンダブリッジ等
を検査せんとするものである。

従来の技術 従来、実装済プリント基板の部品の位置ずれ。

欠品、・・ンダ不良、ハンダブリッジ等を自動的に検査
する装置として、マルチスリット光とカメラを用いる方
法がある。

以下、図面を参照しながら説明する。第６図において、
５５．５６はそれぞれスリット光を照射する照射装置で
あり、５４はカメラ、６７は実装済プリント基板である
。２つのスリ・７）光を実装済プリント基板６７に対し
上方斜めからそれぞれの光軸が直交するように照射し、
上方よりカメラ５４で観察すると三角測量の原理で実装
部品の高さを測定出来る。また、この時マルチスリット
照射装置５５．５６を交互に照射することにより、ｘ、
ｙ方向の部品位置を知ることが出来る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、ハンダ面検査の場
合その反射拡散特性が鏡面に近いため、ハンダ面の向き
とカメラの位置関係によっては反射光が強すぎてカメラ
が飽和してしまう場合や、反射光か弱すぎて検出できな
い場合、また、カメラによる観察視野には限界があり問
題があった。

課題を解決するだめの手段 本発明の実装済プリント基板の検査装置は、駆動パルス
の印加に応じて予め定められた距離だけ順次検査すべき
プリント基板を駆動する送り手段と、前記プリント基板
の表面に直角方向よりビームスポットを照射し、その反
射光により高さに応じた検出情報を得名検査手段と、そ
の検出手段が載置されており、回転に伴って前記ビーム
スポットが前記プリント基板面を走査する回転体と、前
記プリント基板を予め定められた第１の位置まで予め定
められた速度で移動せしめるよう前記送り手段に駆動パ
ルスを印加する手段と、前記回転体の回転角度に応じた
回転角度検出出力を得る手段と、前記プリント基板が前
記第１の位置より第２の位置まで移動する間、前記回転
角度検出出力に同期した駆動パルスを前記送り手段に印
加する手段と、前記第２の位置より第３の位置まで予め
定められた速度で移動せしめるよう前記送り手段に駆動
パルスを印加する手段とを備えたことを特徴とするもの
である。

作用 上記構成によれば、検査すべきプリント基板に垂直な方
向より照射されるビームスポットによりプリント基板を
走査するため、プリント基板上の各点は同一条件で計測
されることとなり、良好な検査が可能となる。

また、前記プリント基板は回転角度検出器からの出力パ
ルスにより、前記回転体と同期して移動することができ
るため、高速で回転する場合においてもプリント基板上
の測定位置を正確に制御できるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例の実装済プリント基板の検査装
置について、図面を参照しながら説明する。

第２図はピームスポ、ソト投光用光学系と受光用光学系
群が一体となった単位検査装置の斜視図である。

１は、たとえばレーザーを使ったピームスボ。

ト投光用光学系、２，４．６．８は前記ビームスポット
の反射面からの反射光を受け、その反射面の高さ及び輝
度情報を得るための半導体装置検出素子（以下ＰＳＤと
呼ぶ）のような光電変換素子である。このＰＳＤは、あ
る所定の長さを有し、ビームスポットの照射位置に応じ
て複数の出力端子の出力が相対的て変化するもので、こ
れにはＣＯＤラインセンサー等を用いることも可能であ
る。３．５．７．９は、三角測量を行うために実装済プ
リント基板からの反射ビームスポットを前記光電変換素
子２．４．６．８上にそれぞれ結像するだめのレンズ若
しくはレンズ群である。これらの光電変換素子およびレ
ンズは、ビームスポ、。

トの光軸周辺に配置され、本実施例では４組をビームス
ポットを中心とする同一円周上に等間隔に配置している
。１０は実装済プリント基板、１１はビームスポットで
あり、実装済プリント基板１ｏに対してほぼ垂直に照射
されている。

第３図は、検査装置全体の斜視図である。１３゜１４．
１６．１６は第２図で示した光学系群が一体になった一
つの単位検査装置である。１２はモーター等の駆動源（
図示せず）Ｋよシはぼ一定速度で回転駆動される回転円
盤である。前記単位検査装置１３．１４，１５．１６は
、回転円盤１２の中心に対し同一円周上に等間隔に、回
転円盤１２０回転に伴−て前記ビームスポット１１が順
次実装済プリント基板１０を走査するよう配置されてい
る。実装済プリント基板１０は、前記回転円盤１２の回
転角度を検出する回転角度検出装置１９のパルス出力と
同期して、後述の構成よりなるプリント基板送り装置に
より予め定められた距離だけ矢印方向に順次移動される
。これにより実装法プリント基板１０の全体をビームス
ポット１１により走査することが可能となる。１７は現
在単位検査装置１４で走査している軌跡を示しており、
１８は直前に単位検査装置１６で走査した軌跡を示して
いる。第３図においては、単位検査装置１４が走査完了
すると実装法プリント基板１０がｙ軸方向へ移動して、
次の単位検査装置１３の走査開始前に移動が終了するよ
うにな−ており、無駄な時間がなく最小時間で検査を終
了することが出来る。

第１図はプリント基板送り装置の構成を示すブロック図
で、２２はパルスモータ−３０により可逆的に回転駆動
される送りネジである。２１は検査される実装法プリン
ト基板１０が載置されるプリント基板載置台であり、前
記送りネジ２２に係合され、その送りネジ２２の回転に
応じて移動するよう構成されている。２７．２８．２９
は、それぞれ前記プリント基板載置台２１が第１の位置
、第２の位置及び第３の位置に位置したことを検出する
第１．第２及び第３の検出器である。１９は前記回転円
盤１２が予め定められた微小角度だけ回転するごとに１
つのパルスを発生する回転角度検出装置であり、２０は
前記回転角度検出装置１９の出力パルスを計数し、予め
定められた数になる毎に駆動パルスを発生する第１のパ
ルス発生器である。２３は一定周波数のパルスを発生す
る第２のパルス発生器であり、その出力と前記第１のパ
ルス発生器２０の出力はそれぞれ切換回路２６の接点ａ
とｂＫ印加されている。２４は前記第１の検出器２７の
出力でリセツトされ、前記第１のパルス発生器２０の出
力を計数し、予め定められた計数値になると出力を発生
するカウンターである。前記切換回路２ｅは、前記第１
．第２゜第３の検出器２７．２８．２９及びカウンター
２４の出力により駆動され、その出力は駆動パルス発生
装置２５を介して前記パルスモータ−３Ｑを駆動するよ
う構成されている。

次てこの送り装置の動作を説明する。

まず、送シネジ２２の端部ム点の位置にプリント基板載
置台２１が位置し、検査すべき実装法プリント基板１Ｑ
がプリント基板載置台２１上に載置される。その状態よ
シ切換回路２６の接片が接点ａＶＣ接続されると、パル
スモータ−３ｏは第２のパルス発生器２３の出力により
駆動され、前記プリント基板載置台２１は高速で駆動さ
れる。そして、第１の検出器２７がプリント基板載置台
２１を検出すると、その出力により前記切換回路２６は
接点すに切り換えられ、パルスモータ−３０は第１のパ
ルス発生器２０の出力により回転円盤１２の回転角度に
同期して低速で駆動される。

すなわち、実装法プリント基板１０はビームスポア）の
走査に同期して駆動される。そして、プリント基板載置
台２１が第２の位置に到達すると、第２の検出器２８が
駆動され、切換回路２６を再び第２のパルス発生器２３
の出力側に切り換え、プリント基板載置台２１をプリン
ト基板の取り外し位置まで高速に駆動する。このプリン
ト基板の増り外し位置までプリント基板載置台２１が移
動されたことを第３の検出器２９で検出し、駆動パルス
発生装置２６によりパルスモータ−３ｏを逆方向に高速
で回転させ、プリント基板載置台２１を再びプリント基
板が載置される元の位置まで復帰させるよう構成されて
いる。

尚、カウンター２４は所定の計数値になると出力を発生
し、この出力によシ前記切換回路２６を接点ａ［切り換
えるものであり、前記計数値はプリント基板の走査を開
始してから、即ち、第１の検出器２７がプリント基板載
置台２１を検出してから、検出情報を記憶するＲＡＭが
オーバーフローするまでの期間に相当する値に設定され
ている。

このよ、うに切り換えスイッチを用いることで、１個の
プリント基板送り装置と駆動用パルスモータ−で、回転
円盤、の回転と同期した移動と、同期しない移動の２種
類を行うことができる。

第４図は、光電変換素子からの照射位置により相対的に
値が変化する２つの電流出力を演算して高さ情報及び輝
度情報を得るための本装置の電気回路を示している。３
１は光電変換素子２の２つの電流出力から割算器６２を
通して高さ情報を得、また、前記２つの電流出力の和よ
りオペアンプ６３を通して輝度情報を得ている高さ及び
輝度情報検出回路である。３２．３３．３４も前記高さ
及び輝度情報検出回路３１と同様であシ、光電変換素子
４　、６　、８に接続されている。この場合、光電変換
素子を４個使用しているため高さ及び輝度情報も一つの
光点に対して４個出力される。

３６は、４個の高さ情報から一つの高さ情報を得る高さ
情報選択回路であシ、選択方法として例えば４個の内最
大レベルと最小レベルを除いた残りの２つの平均を取る
方法がある。３６は３６と同様Ｋ、１個の輝度情報から
一つの輝度情報を得る輝度情報選択回路であり、選択方
法として例えば４個の内最大レベルを取る方法がある。

このように前記２つの高さ及び輝度情報選択回路３６゜
３６はＲＡＭ３７の節約及び前処理をつけることによる
ＣＰＵ３Ｂの負荷軽減の目的で設けられたものである。

前記２つの高さ及び輝度情報選択回路３５．３８の出力
は、Ｃ１ＰＵ３８のバスに接続されているＲＡＭ３７へ
送られる。ＣＰＵ３８は、前記ＲＡＭ３７より読み出さ
れた高さ及び輝度情報と、予め基準となる実装済プリン
ト基板から得られて予め記憶されている高さ情報及び輝
度情報とを比較し、被検査実装済プリント基板の良否を
決定する。

以上のように本実施例は、検査すべき実装済プリント基
板に垂直にビームスポットを照射し、そのビームスポッ
トの周囲に配置された複数の光電変換素子と共に移動せ
しめながら実装済プリント基板の各点の高さ及び輝度の
変化を計測するものであるため、実装済プリント基板の
各点は同一条件で計測され良好な検査が望めるものであ
る。

また、実装済プリント基板からの反射光は、ビームスポ
ットの周囲に配置された複数の光電変換素子により受光
されるよう構成されているため、実装済プリント基板か
らの反射光が種々の拡散特性にな−てもそれに伴う検査
結果の変動を小さくできるものである。

さらＫ、ビームスポ、７　）　１１のプリント基板上の
走査は、回転円盤１２に接続された回転角度検出装置１
９からの出力パルスをプリント基板送り装置に入力する
ことで行う。即ち、プリント基板は回転円盤１２０回転
角度に同期してプリント基板送り装置により正確に移動
されるため、プリント基板上の走査位置を正確に決定す
ることができる。

尚、実施例では実装済プリント基板上の高さと輝度の両
方を検出するよう構成しているが、検査精度が低くても
良いという場合には、その一方のみを検査するような構
成にして良いものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ビームスポットを実装済
プリント基板にほぼ垂直に照射し、その光軸のまわりに
複数の受光光学系を配置し、それら投受光光学系が一体
になって実装済プリント基板上を計測しながら走査して
ゆくことにより、従来の検査機では困難であったハンダ
面の検査が良好に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実装済プリント基板の検査装置の一実
施例におけるプリント基板送り装置の斜視図、第２図は
ビームスボット投光用光学系と受光用光学系群が一体と
なった一単位の検査装置の斜視図、第３図は同実施例の
要部を示す斜視図、第４図は同検査装置の電気回路のブ
ロック図、第５図は従来のプリント基板検査装置の斜視
図である。 １・・・・・・ビームスポ、ト投光用光学系、２．４゜
６．８・・・・・・光電変換素子、３．６．７．９・・
・・・・レンズ、１０・・・・・・プリント基板、１１
・・・・・・ビームスポット、１２・・・・・・回転円
盤、１３．１４，１５゜１６・・・・・・単位検査装置
、１９・・・・・・回転角度検出装置、２０・・・・・
・第１のパルス発生器、２１・・・・・・プリント基板
載置台、２２・・・・・・送りネジ、２３・・・・・・
第２のパルス発生器、２４・・・・・・カウンター、２
６・・・・・・駆動パルス発生装置、２６・・・・・・
切換回路、２７゜２８．２９・・・・・・検出器、３ｏ
・・・・・・パルスモータ−１３１，３２，３３，３４
・・・・・・高さ及び輝度情報検出回路、３６・・・・
−・高さ情報選択回路、３８・・・・・・輝度情報選択
回路、３７・・・・・・ＲＡＭ、３８・・・・・・ＣＰ
Ｕ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１３
ｆｆｌ ３１−　　検＄回ル 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動パルスの印加に応じて予め定められた距離だけ順次
   検査すべきプリント基板を駆動する送り手段と、前記プ
   リント基板の表面に直角方向よりビームスポットを照射
   し、その反射光により高さに応じた検出情報を得る検査
   手段と、その検出手段が載置されており、回転に伴って
   前記ビームスポットが前記プリント基板面を走査する回
   転体と、前記プリント基板を予め定められた第１の位置
   まで予め定められた速度で移動せしめるよう前記送り手
   段に駆動パルスを印加する手段と、前記回転体の回転角
   度に応じた回転角度検出出力を得る手段と、前記プリン
   ト基板が前記第１の位置より第２の位置まで移動する間
   、前記回転角度検出出力に同期した駆動パルスを前記送
   り手段に印加する手段と、前記第２の位置より第３の位
   置まで予め定められた速度で移動せしめるよう前記送り
   手段に駆動パルスを印加する手段とを備えた実装済プリ
   ント基板の検査装置。