JPH0213802A - Mounting state inspecting device for circuit part - Google Patents

Mounting state inspecting device for circuit part

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JPH0213802A
JPH0213802A JP16551988A JP16551988A JPH0213802A JP H0213802 A JPH0213802 A JP H0213802A JP 16551988 A JP16551988 A JP 16551988A JP 16551988 A JP16551988 A JP 16551988A JP H0213802 A JPH0213802 A JP H0213802A
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JP
Japan
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solder
area
volume
height
data
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Application number
JP16551988A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Sudo
嘉規 須藤
Tetsuo Hizuka
哲男 肥塚
Noriyuki Hiraoka
平岡 規之
Hiroyuki Tsukahara
博之 塚原
Giichi Kakigi
柿木 義一
Masahito Nakajima
雅人 中島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To judge the quality of soldering three-dimensionally by determining a volume of a soldered part from a solder area data and a solder height data to determine whether a solder volume value is within a range of a prescribed value. CONSTITUTION:A printed board with a circuit part mounted is irradiated with light, reflected light thereof is detected by a brightness detection means 1 and a solder area is judged by a solder area judging means 2 from brightness information obtained. On the other hand, a surface height on a printed wiring board is detected by a height detection means 3. From the above solder area information and height information, the height of a solder area is extracted by a height data extraction means 4. From the height data extracted and a part size stored in a part size data memory means 5, a solder volume is computed by a solder volume computing means 6. The solder volume computed and a prescribed volume of a prescribed volume memory means 7 are compared by a means 8 for judging the quality of the adhesion of solder to judge the quality of the solder adhesion.

Description

【発明の詳細な説明】 「目次コ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとす石課題 課題を解決するための手段(第1図) 作用 実施例 第1実施例(第2〜7図) 第2実施例(第8A、8B図) 拡張 我    発明の効果 [概要] と   プリント配線板上に実装された回路部品の実装
置  状態を検査する回路部品実装状態検査装置に関し
、半田付着量の観点から回路部品実装状態の良否判定を
より正確に行うことを目的とし、回路部品実装済プリン
ト配線板の表面に照射された光の反射光を受光して該表
面の輝度を検出する輝度検出手段と、検出された該輝度
から回路部品とプリント配線板とに溶着された半田部の
、該プリント配線板上から見た平面領域を判定する半田
領域判定手段と、該プリント配線板上の表面高さを検出
する表面高さ検出手段と、検出された該表面高さデータ
のうち該半田部平面領域に属する高さデータのみを抽出
する高さデータ抽出手段と、回路部品のサイズデータが
書き込まれた部品サイズデータ記憶手段と、抽出された
該高さデータ及び書き込まれている部品サイズデータを
用いて半田部の所定領域の体積を求める半田体積演算手
段と、半田部の該所定領域の体積の規定範囲が書き込ま
れた規定体積記憶手段と、求められた半田部の所定領域
の該体積とこれに対応する該規定範囲とを比較して半田
付着状態の良否を判定する半田付着良否判定手段と、該
良否判定結果を出力する判定結果出力手段と、を備えて
構成する。
Detailed Description of the Invention: Table of Contents Overview Industrial Fields of Use Conventional Technology Means for Solving Problems to be Solved by the Invention (Fig. 1) Working Examples First Embodiments (Second to Figure 7) Second embodiment (Figures 8A and 8B) Expanded effect of the invention [Summary] and circuit component mounting condition inspection device for inspecting the actual device condition of circuit components mounted on a printed wiring board. A luminance method that detects the brightness of the surface of a printed wiring board with circuit components mounted by receiving the reflected light irradiated on the surface of the printed wiring board, with the aim of more accurately determining the quality of the circuit component mounting condition from the viewpoint of quantity. a detection means; a solder area determination means for determining a flat area of a solder portion welded to a circuit component and a printed wiring board from the detected brightness as seen from above the printed wiring board; surface height detection means for detecting the surface height; height data extraction means for extracting only the height data belonging to the solder portion plane area from the detected surface height data; a written component size data storage means; a solder volume calculation means for calculating the volume of a predetermined area of the solder portion using the extracted height data and the written component size data; Solder adhesion quality determination for determining the quality of solder adhesion by comparing the specified volume storage means in which the specified volume range is written, and the determined volume of a predetermined area of the solder portion and the corresponding specified range. and a determination result output means for outputting the quality determination result.

[産業上の利用分野] 本発明は、プリント配線板上に実装された回路部品の実
装状態を半田付着量の観点から検査する回路部品実装状
態検査装置に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a circuit component mounting state inspection device that inspects the mounting state of circuit components mounted on a printed wiring board from the viewpoint of solder adhesion amount.

[従来の技術] この種の回路部品実装状態検査装置では、従来、イメー
ジセンナを用いて輝度データを読み取り、これを2値化
して明部を半田付着領域と判定し、基準パターンと比較
することにより回路部品実装状態の良否を判定していた
[Prior Art] Conventionally, this type of circuit component mounting state inspection device reads luminance data using an image sensor, binarizes it, determines a bright area as a solder attachment area, and compares it with a reference pattern. The quality of the circuit component mounting condition was determined by

[発明が解決しようとする課題] しかし、平面的に検査を行っているため、半田付着量が
不足していたり、逆に過多であったり、あるいは半田付
着量の分布が不均一で偏りがあっても、平面分布が正常
であれば良と判定し、回路部品実装状態の良否を誤判定
することがあった。
[Problem to be solved by the invention] However, since the inspection is performed on a flat surface, the amount of solder adhesion may be insufficient or excessive, or the distribution of the amount of solder adhesion may be uneven and biased. However, if the planar distribution is normal, it is determined to be good, and the circuit component mounting state may be incorrectly determined to be good or bad.

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、半田付着量の観点
から回路部品実装状態の良否判定をより正確に行うこと
ができる回路部品実装状態検査装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a circuit component mounting state inspection device that can more accurately determine the quality of a circuit component mounting state from the viewpoint of solder adhesion amount.

[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理図である。[Means to solve the problem] FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention.

図中、lは輝度検出手段であり、回路部品実装済プリン
ト配線板の表面に照射された光の反射光を受光して該表
面の輝度を検出する。
In the figure, l denotes a brightness detection means, which detects the brightness of the surface of the printed wiring board on which the circuit components are mounted by receiving the reflected light of the light irradiated onto the surface of the printed wiring board.

2は半田領域判定手段であり、検出された該輝度から、
回路部品とプリント配線板とに溶着された半田部の、該
プリント配線板上から見た平面領域を判定する。
2 is a solder area determination means, and from the detected brightness,
A plane area of a solder portion welded to a circuit component and a printed wiring board as viewed from above the printed wiring board is determined.

3は表面高さ検出手段であり、該プリント配線板上の表
面高さを検出する。
3 is a surface height detection means, which detects the surface height on the printed wiring board.

4は高さデータ抽出手段であり、検出された該表面高さ
データのうち、該半田部平面領域に属する高さデータの
みを抽出する。
Reference numeral 4 denotes a height data extracting means, which extracts only height data belonging to the solder portion plane area from the detected surface height data.

5は部品サイズデータ記憶手段であり、回路部品のサイ
ズデータが書き込まれている。
Reference numeral 5 denotes a component size data storage means in which size data of circuit components is written.

6は半田体積演算手段であり、抽出された該高さデータ
及び書き込まれている部品サイズデータを用いて、半田
部の所定領域の体積を求める。
Reference numeral 6 denotes a solder volume calculation means, which calculates the volume of a predetermined area of the solder portion using the extracted height data and written component size data.

7は規定体積記憶手段であり、半田部の該所定領域の体
積の規定範囲が書き込まれている。
Reference numeral 7 denotes a specified volume storage means, in which a specified range of the volume of the predetermined area of the solder portion is written.

8は半田付着良否判定手段であり、求められた半田部の
所定領域の該体積と、これに対応する該規定範囲とを比
較して、半田付着状態の良否を判定する。
Reference numeral 8 denotes a solder adhesion quality determining means, which compares the determined volume of a predetermined area of the solder portion with the corresponding specified range to determine the quality of the solder adhesion state.

9は判定結果出力手段であり、判定結果を出力する。Reference numeral 9 denotes a determination result output means, which outputs the determination result.

上記輝度検出手段!及び表面高さ検出手段3は、例えば
、光位置検出器(PSD)を用いて構成される。
The above luminance detection means! The surface height detection means 3 is configured using, for example, a optical position detector (PSD).

また、上尺半田領域判定手段2は、例えば、検出された
面記輝度を2値化して明部と暗部とに分け、互いに接近
する明部を接続した領域を半田部平面領域と判定する。
Further, the upper solder area determination means 2, for example, binarizes the detected surface luminance and divides it into a bright part and a dark part, and determines an area in which bright parts that are close to each other are connected to be a solder part plane area.

さらに、半田部の上記所定領域は、例えば、連続する1
つの半田領域、または、連続する1つの半田領域を分割
した各領域である。
Further, the predetermined area of the solder portion may be one continuous area, for example.
These are two solder areas, or each area obtained by dividing one continuous solder area.

[作用] 輝度データにより半田領域が平面的に判定される。この
輝度データによれば、半田の高さによらず、半田部と配
線板部とを明瞭に区別することができる。
[Operation] The solder area is determined in a two-dimensional manner based on the brightness data. According to this brightness data, the solder portion and the wiring board portion can be clearly distinguished regardless of the height of the solder.

したがって、極めて低い半田部であっても、正確にその
領域を判定できる。
Therefore, even if the solder area is extremely low, the area can be determined accurately.

高さデータのうち、この半田領域の高さデータのみが抽
出され、予め記憶されている部品サイズデータを用いて
半田のみの所定領域の体積が演算され、予め記憶されて
いる規定体積と比較され、半田付着良否が判定される。
Of the height data, only the height data of this solder area is extracted, and the volume of a predetermined area of only solder is calculated using pre-stored component size data, and compared with the pre-stored specified volume. , the quality of solder adhesion is determined.

したがって、3次元的に半田付着状態の良否を判定でき
、輝度信号のみによる平面的な半田付着状態の検査では
検出不可能な半田付着不良を検出できる。
Therefore, it is possible to determine the quality of the solder adhesion state three-dimensionally, and to detect solder adhesion defects that cannot be detected by a two-dimensional inspection of the solder adhesion state using only luminance signals.

[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

(+)第1実施例 第2図は回路部品実装状態検査装置の光学系の基本構成
を示す。
(+) First Embodiment FIG. 2 shows the basic configuration of an optical system of a circuit component mounting state inspection apparatus.

x−YステージlO上に載置されたプリント配線板12
上には、回路部品としてのチップ部品14が半田16A
、16Bにより多数実装されている。
Printed wiring board 12 placed on x-y stage lO
On the top, a chip component 14 as a circuit component is soldered 16A.
, 16B.

一方、x−yステージIOの上方にはポリゴンミラー1
8が配設され、ポリゴンミラー18の側方には半導体レ
ーザ20がその先軸をポリゴンミラー18へ向けて配設
され、ポリゴンミラー18と半導体レーザ20との間に
はコリメートレンズ22がその先軸を半導体レーザ20
の光軸に一致させて配設されている。また、この先軸と
略直交する方向の、ポリゴンミラー18の側方には、「
θレンズ24を介してミラー25が配設され、ミラー2
5の側方には光センサ26がその先軸、をポリゴンミラ
ー18へ向けて配設されている。ポリゴンミラー18の
回転軸にはステッピングモータ18λが連結され、ステ
ッピングモータ18aの回転軸にはパルスジェネレータ
18bが連結されている。
On the other hand, above the x-y stage IO is a polygon mirror 1.
A semiconductor laser 20 is disposed on the side of the polygon mirror 18 with its tip axis facing the polygon mirror 18, and a collimating lens 22 is disposed between the polygon mirror 18 and the semiconductor laser 20 with its tip pointing toward the polygon mirror 18. The axis is the semiconductor laser 20
The optical axis of the lens is aligned with the optical axis of the Further, on the side of the polygon mirror 18 in the direction substantially perpendicular to the front axis, there is a mark "
A mirror 25 is disposed through the θ lens 24, and the mirror 2
An optical sensor 26 is disposed on the side of the polygon mirror 5 with its front axis facing the polygon mirror 18. A stepping motor 18λ is connected to the rotation axis of the polygon mirror 18, and a pulse generator 18b is connected to the rotation axis of the stepping motor 18a.

したがって、半導体レーザ20から射出されたレーザビ
ームは、コリメートレンズ22で平行化され、ポリゴン
ミラーI8の一面で反射され、fθレンズ24を通り、
次いで、ミラー25で下方に反射されてプリント配線板
12の表面を照射し、光スポットを形成する。ステッピ
ングモータ18aによりポリゴンミラー!8を回転させ
ると、レーザビームLBが第2図X方向に周期的に振ら
れ、各周期におけるポリゴンミラー18の所定回転角で
レーザビームLBが光センサ26により検出され、ポリ
ゴンミラー18の回転速度に応じた周期的な同期パルス
S、が光センサ26から出力される。(第5図参照)ま
た、ポリゴンミラー18が一定微少角回転する毎にパル
スジェネレータ18bから1個の回転パルスS+が出力
される(第5図参照)。
Therefore, the laser beam emitted from the semiconductor laser 20 is collimated by the collimating lens 22, reflected by one surface of the polygon mirror I8, passes through the fθ lens 24,
Next, the light is reflected downward by the mirror 25 and illuminates the surface of the printed wiring board 12 to form a light spot. Polygon mirror by stepping motor 18a! 8, the laser beam LB is periodically swung in the X direction in FIG. The optical sensor 26 outputs a periodic synchronizing pulse S corresponding to the periodic synchronization pulse S. (See FIG. 5) Also, one rotation pulse S+ is output from the pulse generator 18b each time the polygon mirror 18 rotates by a certain minute angle (see FIG. 5).

プリント配線板12上の上記光スポットのx−Y平面位
置座標は次のようにして得られる。
The x-y plane position coordinates of the light spot on the printed wiring board 12 are obtained as follows.

すなわち、ポリゴンミラー18が静止し、x−Yステー
ジ!Oが移動している場合には、x−Yステージ18か
ら構成される装置座標(X、Y)を光スポットの位置座
標とすることができる。ここに、X軸方向は光スポット
の走査方向に平行であり、Y軸方向は光スポットの走査
方向に垂直であるとする。
In other words, the polygon mirror 18 is stationary and the x-y stage! When O is moving, the device coordinates (X, Y) formed by the x-y stage 18 can be used as the position coordinates of the light spot. Here, it is assumed that the X-axis direction is parallel to the scanning direction of the light spot, and the Y-axis direction is perpendicular to the scanning direction of the light spot.

実際にはポリゴンミラー18が例えば第2図矢印A方向
に回転し、光スポットがプリント配線板!2上を一走査
する毎にx−Yステージ!0がY軸方向へ!ステップ、
例えば10μ■移動する。したがって、x−Yステージ
位置座標(X、Y)の座標値Xを、第5図に示す如く回
転パルスSIのうち同期パルスS、の前後の所定数のパ
ルスを無視した走査パルスS、の計数値Cxで置き換え
ることにより、光スポットの位置座標を得る。この計数
値Cxは、同期パルスS、でクリアされる。
In reality, the polygon mirror 18 rotates, for example, in the direction of arrow A in FIG. 2, and the light spot illuminates the printed wiring board! 2 x-y stage every time you scan the top! 0 is in the Y-axis direction! step,
For example, move by 10 μ■. Therefore, the coordinate value X of the x-Y stage position coordinates (X, Y) is calculated by calculating the scanning pulse S, which ignores a predetermined number of pulses before and after the synchronizing pulse S among the rotating pulses SI, as shown in FIG. By replacing it with the numerical value Cx, the position coordinates of the light spot are obtained. This count value Cx is cleared by the synchronization pulse S.

光スポットの一走査におけるデータサンプリング範囲が
プリント配線板12のX方向幅より小さい場合には、x
−YステージIOをX方向へ一定距離ブロック移動させ
る必要があり、x−YステージIOの座標値Xと上記計
数値Cxとを組み合わせて光スポットのX座標を得る。
If the data sampling range in one scan of the light spot is smaller than the width of the printed wiring board 12 in the X direction,
- It is necessary to move the Y stage IO a certain distance block in the X direction, and the X coordinate of the light spot is obtained by combining the coordinate value X of the xY stage IO and the above count value Cx.

次に、光スポットのZ方向(X−Y面に直交する方向)
位置及び光スポツト面の輝度について説明する。
Next, the Z direction of the light spot (direction perpendicular to the X-Y plane)
The position and brightness of the light spot surface will be explained.

X−Yステージ10の斜め上方には結像レンズ28を介
して光位置検出器(PSD)30が配設されている。第
4A図に示す如く、光位置検出器30の出力端子30a
、30bから取り出される電流値を11、ifとすると
、プリント配線板12の表面に照射されたレーザビーム
LBの光スポツト位置が(t + −if)/(t 、
+ t t)に対応し、光スポツト面の輝度が(+++
i*)に対応する。
A optical position detector (PSD) 30 is disposed diagonally above the XY stage 10 via an imaging lens 28. As shown in FIG. 4A, the output terminal 30a of the optical position detector 30
, 30b is 11, if, the light spot position of the laser beam LB irradiated onto the surface of the printed wiring board 12 is (t + -if)/(t ,
+ t t), and the brightness of the light spot surface is (+++
i*).

基板I4上の光スポットA%B、Cは、それぞれ光位置
検出器30の受光面上の位置A°、Bo、C゛に結、像
される。したがって、両者の対応関係から光スポットの
Z方向位置を知得することができる。
The light spots A%B and C on the substrate I4 are focused and imaged at positions A°, Bo and C′ on the light receiving surface of the optical position detector 30, respectively. Therefore, the Z-direction position of the light spot can be determined from the correspondence between the two.

第4B図は、これらの位置と (i + −i *)/(i t+ i *)との関係
を示す。
FIG. 4B shows the relationship between these positions and (i + −i *)/(it+ i *).

なお、本実施例では簡略化のために光位置検出器30を
1個配設した場合を説明するが、第2図において光位置
検出器を左右対象に配設し、雨検出器の出力信号を切り
換えて取得する構成であってもよい。
In this embodiment, for the sake of simplicity, a case will be explained in which one optical position detector 30 is provided, but in FIG. The configuration may be such that the information is acquired by switching between the two.

次に、第3図に基づいて回路部品実装状態検査装置全体
のハードウェア構成を説明する。
Next, the overall hardware configuration of the circuit component mounting state inspection apparatus will be explained based on FIG.

光位置検出器30の2つの出力端子から取り出される電
流+1sllは、それぞれアンプ32.34により増幅
されて1..11となり、これらが加算器36、減算器
38へ供給されて、それぞれ■1+■2、I+  Ig
が作成される。I++Inは光スポツト面の輝度に対応
しており、A/D変換器40によりデジタル変換され、
DMA制御により輝度メモリ42の所定アドレスへ書き
込まれる。このアドレスは、上述した光スポットのX−
Y平面位置座標に等しく、後述するアドレス作成回路4
3により指定される。
The current +1sll taken out from the two output terminals of the optical position detector 30 is amplified by amplifiers 32 and 34, respectively, and becomes 1. .. 11, and these are supplied to the adder 36 and the subtracter 38, and they become ■1+■2, I+Ig, respectively.
is created. I++In corresponds to the brightness of the light spot surface, and is digitally converted by the A/D converter 40.
It is written to a predetermined address in the brightness memory 42 under DMA control. This address is the X-
Address creation circuit 4, which is equal to the Y plane position coordinate and will be described later.
3.

一方、加算器36及び減算器38の出力が除算器44へ
供給されて(I I−11) /(I 、+ I t)
が作成される。この値は、光位置検出器30の受光面に
結像された光位置に対応しており、A/D変換器45で
デジタル変換され、高さメモリ46の上記指定アドレス
に書き込まれる。
On the other hand, the outputs of the adder 36 and the subtracter 38 are supplied to the divider 44, and the result is (I I-11) / (I , + I t)
is created. This value corresponds to the light position imaged on the light-receiving surface of the optical position detector 30, is digitally converted by the A/D converter 45, and written to the specified address in the height memory 46.

輝度メモリ42及び高さメモリ46はパス48に接続さ
れている。このバス48にはさらに、MPU50、プロ
グラムメモリ52、部品データメモリ54、規定値メモ
リ55、作業メモリ56、不良位置出カメモリ58及び
出力ポートロ0が接続されている。これら各種メモリは
実際にはメモリの所定エリアに対応しているが、説明の
都合上、第3図では別々のものとして示している。部品
データメモリ54には、プリント配線板12上に実装さ
れた各部品の中心点位置座標、部品の配置方向、部品の
種類及び各種部品のサイズデータが書き込まれている。
A brightness memory 42 and a height memory 46 are connected to path 48. Further connected to this bus 48 are an MPU 50, a program memory 52, a component data memory 54, a specified value memory 55, a work memory 56, a defective position output memory 58, and an output port 0. These various memories actually correspond to predetermined areas of the memory, but for convenience of explanation, they are shown as separate ones in FIG. In the component data memory 54, the coordinates of the center point of each component mounted on the printed wiring board 12, the arrangement direction of the component, the type of component, and the size data of various components are written.

これらのデータは、部品自動実装装置に用いられるデー
タに等しく、回路部品実装状態検査装置用に特別に作成
する必要がない。
These data are equal to the data used in the automatic component mounting apparatus, and do not need to be specially created for the circuit component mounting state inspection apparatus.

プログラムメモリ52に格納されたプログラムに従い、
MPU50から出力ポートロ0を介しドライバ62へ回
転制御パルスが供給されると、ドライバ62からポリゴ
ンミラー18の回転駆動用ステッピングモータ18aへ
駆動パルスが供給され、ポリゴンミラー18が回転して
パルスジェネレータ18bから第5図に示すような回転
パルスS1がアドレス作成回路43へ供給される。また
、光センサ26からアドレス作成回路43へ第5図に示
すような同期パルスStが供給される。
According to the program stored in the program memory 52,
When a rotation control pulse is supplied from the MPU 50 to the driver 62 via the output port 0, a drive pulse is supplied from the driver 62 to the stepping motor 18a for rotationally driving the polygon mirror 18, and the polygon mirror 18 is rotated. A rotation pulse S1 as shown in FIG. 5 is supplied to the address generation circuit 43. Further, a synchronization pulse St as shown in FIG. 5 is supplied from the optical sensor 26 to the address generation circuit 43.

アドレス作成回路43は、これらのパルス5lxS、を
用いて上述の如くサンプリングパルスS、を作成し、こ
のサンプリングパルスS、及びX−YステージIOから
構成される装置座標を用いて、上述の如く光スポットの
X−Y平面位置座標を作成し、これをアドレスとして出
力する。
The address creation circuit 43 creates the sampling pulse S as described above using these pulses 5lxS, and uses this sampling pulse S and the device coordinates composed of the X-Y stage IO to generate the light as described above. Create the X-Y plane position coordinates of the spot and output them as an address.

また、アドレス作成回路43は、A/D変換器40.4
4ヘサンプリングパルスS3を供給してデータサンプリ
ング及びデジタル変換のタイミングを制御する。
The address generation circuit 43 also includes an A/D converter 40.4.
4 to control the timing of data sampling and digital conversion.

X−Y7. データIOは、MPU50から出力ポート
ロ0を介しドライバ64へ供給される移動制御パルスに
基づき、光センサ26から供給される同期パルスS、に
同期してY軸方向へステップ駆動され、Uターン時にX
軸方向へブロック駆動される。
X-Y7. The data IO is driven in steps in the Y-axis direction in synchronization with the synchronization pulse S supplied from the optical sensor 26 based on the movement control pulse supplied from the MPU 50 to the driver 64 via the output port 0, and is
Block driven in the axial direction.

また、不良位置出カメモリ58に半田付着不良が書き込
まれている場合には、出力ポートロ0を介し不良位置出
力装置66へ不良位置及び不良の種類が出力される。こ
の不良位置出力装置66は例えばX−Yプロッタであり
、透明シートに不良位置を記入する。
Furthermore, if a solder adhesion defect is written in the defective position output memory 58, the defective position and type of defect are output to the defective position output device 66 via the output port 0. This defective position output device 66 is, for example, an X-Y plotter, and writes the defective position on a transparent sheet.

次に、DMA制御により輝度メモリ42及び高さメモリ
46へ書き込まれたデータの処理手順を第6図に基づい
て説明する。
Next, a procedure for processing data written to the luminance memory 42 and the height memory 46 by DMA control will be explained based on FIG. 6.

(10G)輝度メモリ42内において、各回路部品に対
応し、第7図(A)に示す如く、ウィンド68を設定す
る。そして、ウィンド68内の輝度データを2値化する
。2値化の閾値は、例えば輝度データのヒストグラムを
作成し、その複数のピークのうち、最も輝度の大きいピ
ークと最も輝度の小さいピークの中点の輝度とする。こ
の2値化処理により、第7図(A)に示す如く、接近し
た明部70A、70B及び明部72A、72Bが得られ
る。明部70A、70g間及び明部72A、72B間の
暗部は、第2図に示す半田16A、16Bの急斜面部に
対応している。明部には“l”が書き込まれており、暗
部には“0°が書き込まれている。
(10G) In the brightness memory 42, a window 68 is set corresponding to each circuit component as shown in FIG. 7(A). Then, the luminance data within the window 68 is binarized. For example, a histogram of brightness data is created, and the threshold for binarization is set to the brightness at the midpoint between the peak with the highest brightness and the peak with the lowest brightness among a plurality of peaks. Through this binarization process, bright areas 70A, 70B and bright areas 72A, 72B that are close to each other are obtained as shown in FIG. 7(A). The dark areas between the bright areas 70A and 70g and between the bright areas 72A and 72B correspond to the steep slopes of the solders 16A and 16B shown in FIG. "l" is written in the bright part, and "0°" is written in the dark part.

(102)次に、一定距離以内で互いに接近した明部7
0Aと70Bとの間のデータを反転して両者を接続し、
明部72Aと72Bとの間のデータを反転して接続し、
第7図(B)に示す如く、これらの領域を半田部70G
、72Gとする。
(102) Next, bright areas 7 that are close to each other within a certain distance
Invert the data between 0A and 70B and connect them,
Inverting the data between the bright parts 72A and 72B and connecting them,
As shown in FIG. 7(B), these areas are soldered at 70G.
, 72G.

(104)ここで、プリント配線板12は、その面積が
広い場合、例えば50(lsmX600mmである場合
には、最大±2mm程度の緩やかな反りがあり、一方、
チップ部品14の高さの最小値は0.5am程度である
(104) Here, when the printed wiring board 12 has a large area, for example, 50 (lsm x 600 mm), there is a gentle warpage of about ±2 mm at the maximum, and on the other hand,
The minimum height of the chip component 14 is about 0.5 am.

したがって、ウィンド設定毎にプリント配線板12の高
さを求める必要がある。そこで、高さメモリ46内にお
いて、ウィンド68に対応したウィンド74を設定し、
第7図(C)に示す如く、ウィンド74内かつ半田部7
0Cと半田部72Cとを接続した領域以外のプリント配
線板部76の高。
Therefore, it is necessary to determine the height of the printed wiring board 12 for each window setting. Therefore, a window 74 corresponding to the window 68 is set in the height memory 46,
As shown in FIG. 7(C), inside the window 74 and the solder part 7
The height of the printed wiring board section 76 other than the area where 0C and the solder section 72C are connected.

さデータから基板高さを求める。Find the board height from the data.

(106)次に、第7図(B)に示す輝度2値データと
同図(C)に示す高さデータについて、対応するアドレ
ス毎に論理積を取る。これにより、第7図(D)に示す
如く、ウィンド74内は有効部70.72以外のデータ
が“0”になる。即ち、半田部のみの高さデータが抽出
される。
(106) Next, logical product is performed for each corresponding address of the luminance binary data shown in FIG. 7(B) and the height data shown in FIG. 7(C). As a result, as shown in FIG. 7(D), the data in the window 74 other than the valid parts 70 and 72 becomes "0". That is, height data of only the solder portion is extracted.

(10g)ここで、第7図(E)には、同図(D)の−
点鎖線78上の高さデータが示されている。有効部70
.72の高さデータには、ステップ1゜4で求めた基板
高さ及びチップ部品14自体の高さが含まれている。そ
こで、これらの高さを半田部の高さから引いて、第7図
(F)に示す如く、半田部のみの高さを算出する。チッ
プ部品14の高さは、ウィンド74の位置をインデック
スとして部品データメモリ54内のテーブルを参照する
ことにより得られる。
(10g) Here, in Fig. 7 (E), -
Height data on a dash-dotted line 78 is shown. Effective part 70
.. The height data 72 includes the substrate height determined in step 1.4 and the height of the chip component 14 itself. Therefore, by subtracting these heights from the height of the solder portion, the height of only the solder portion is calculated as shown in FIG. 7(F). The height of the chip component 14 can be obtained by referring to the table in the component data memory 54 using the position of the window 74 as an index.

(110)次に、第7図(F)に示す両側の各々の半田
部縦断面積を求め、同図(D)に示す一点鎖線78に直
交する方向の距離で該断面積を積分することにより半田
16A、16Bの各々の体積Vを算出する。この半田体
積Vは、有効部70.72内のデータをそれぞれ単に加
算することにより得られる。
(110) Next, by determining the vertical cross-sectional area of each solder portion on both sides shown in FIG. The volume V of each of the solders 16A and 16B is calculated. This solder volume V is obtained by simply adding the data in the effective parts 70 and 72, respectively.

(112) V < V ml 11であれば半田不足
と判定し、(114)半田不足を示すデータ及びこのチ
ップ部品I4の位置データを対にして不良位置出カメモ
リ58へ書き込む。
(112) If V < V ml 11, it is determined that there is a solder shortage, and (114) the data indicating the solder shortage and the position data of this chip component I4 are written as a pair to the defective position output memory 58.

(116)V > V waxであれば半田過多と判定
し、(11g)半田過多を示すデータ及びこのチップ部
品14の位置データを対にして不良位置出カメモリ58
へ書き込む。
(116) If V > V wax, it is determined that there is too much solder, and (11g) data indicating too much solder and the position data of this chip component 14 are paired and stored in the defective position output memory 58.
Write to.

(120)全回路部品について処理を終了していなけれ
ば、ステップ100へ戻り上記処理を繰り返す。
(120) If the processing has not been completed for all circuit components, the process returns to step 100 and repeats the above processing.

全部品について処理を終了した場合には、(122)不
良位置出カメモリ58に格納されたデータを出力ポート
ロ0を介し出力装置66へ出力する。
When the processing has been completed for all parts, (122) the data stored in the defective position output memory 58 is outputted to the output device 66 via the output port 0.

なお、輝度メモリ42に格納されたデータを用いて、従
来の平面的なパターンチエツクも行われ、その不良も不
良位置出カメモリ58に書き込まれ、出力装置66へ出
力される。
Note that a conventional two-dimensional pattern check is also performed using the data stored in the brightness memory 42, and the defects are also written in the defect location output memory 58 and output to the output device 66.

(2)第2実施例 次に本発明の第2実施例を第8A図及び第8B図に基づ
いて説明する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 8A and 8B.

第8A図はプリント配線板12上に実装されたチップ部
品I4の平面図であり、第8B図は第8A図のB−B線
断面図である。
FIG. 8A is a plan view of the chip component I4 mounted on the printed wiring board 12, and FIG. 8B is a sectional view taken along the line BB in FIG. 8A.

上記第1実施例では、半田16A、16Bの各々につい
て半田体積が規定範囲内に有るかどうかを判定したが、
第8A図及び第8B図に示す如く、半田付着量の分布に
偏りがある場合には、全半田体積が規定範囲内であって
も半田付は不良と判定すべきものもある。
In the first embodiment, it was determined whether the solder volume of each of the solders 16A and 16B was within the specified range.
As shown in FIGS. 8A and 8B, if the distribution of solder adhesion amount is uneven, some soldering should be determined to be defective even if the total solder volume is within the specified range.

そこで、この第2実施例では、チップ部品14の端面を
通る分割面80の両側の半田部16a116bの各々に
ついて半田体積を求め、規定値と比較する。第2図に示
す半田16Bについても同様である。
Therefore, in this second embodiment, the solder volume is determined for each of the solder portions 16a116b on both sides of the dividing plane 80 passing through the end surface of the chip component 14, and is compared with a specified value. The same applies to solder 16B shown in FIG.

データ処理手順は第1実施例の説明から明らかであるの
で省脱する。
Since the data processing procedure is clear from the description of the first embodiment, it will be omitted here.

(3)拡張 なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。(3) Expansion Note that the present invention includes various other modifications.

例えば、上記実施例では光位置検出器を用いて輝度検出
手段及び表面高さ検出手段を構成した場合を説明したが
、光位置検出器の代わりにイメージセンサを用いて構成
してもよい。
For example, in the above embodiment, a case has been described in which the brightness detection means and the surface height detection means are configured using an optical position detector, but an image sensor may be used instead of the optical position detector.

また、輝度データをメモリに書き込む前に比較器で輝度
を2値化しておけば、輝度メモリの容量を小さくするこ
とができる。
Furthermore, if the luminance is binarized using a comparator before writing the luminance data into the memory, the capacity of the luminance memory can be reduced.

さらに、光位置検出器を複数配設して半田急傾斜部から
の反射光をも充分受光できる工うにし・、各光位置検出
器の輝度出力を比較器で2値化し、いずれかの比較器が
明部であると判定した場合のみ、高さデータを累積加算
して半田体積をリアルタイムで求めるようにすれば、輝
度メモリ及び高さメモリが不要になる。
In addition, multiple optical position detectors are installed to sufficiently receive reflected light from the steep solder slope.The brightness output of each optical position detector is binarized using a comparator, and one of the optical position detectors is compared. If the solder volume is determined in real time by cumulatively adding the height data only when it is determined that the device is in a bright area, the brightness memory and height memory will be unnecessary.

また、回路部品に記入されたパターンを輝度データの集
合から読み取って回路部品の種類を判定すれば、部品サ
イズデータ記憶手段には部品の種類とサイズのみを書き
込んでおけばよく、汎用性がある。
In addition, if the type of circuit component is determined by reading the pattern written on the circuit component from a set of luminance data, it is sufficient to write only the component type and size in the component size data storage means, making it highly versatile. .

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、輝度データによ
り半田領域を平面的に判定し、検出された高さデータの
うち、この半田領域の高さデータのみを抽出し、予め記
憶されている部品サイズデータを用いて半田のみの所定
領域の体積を演算し、予め記憶されている規定体積と比
較して半田付着良否を判定するので、3次元的に半田付
着状態の良否が判定され、平面的には正常であるが半田
付着量が不足していたり、逆に過多であったりしても、
半田付着状態の良否を判定することができ、したがって
、回路部品実装状態の良否判定をより正確に行うことが
可能になるという優れた効果を奏し、電子回路の信頼性
の向上に寄与するところが大きい。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a solder area is determined in a two-dimensional manner based on brightness data, and only the height data of this solder area is extracted from the detected height data. The volume of a predetermined area of only solder is calculated using pre-stored component size data and compared with a pre-stored specified volume to determine the quality of solder adhesion, so it is possible to determine the quality of solder adhesion three-dimensionally. is determined, and even if the surface is normal but the amount of solder adhesion is insufficient or excessive,
It is possible to judge whether the solder adhesion is good or bad, and therefore it is possible to more accurately judge whether the circuit component mounting condition is good or bad, which is an excellent effect and greatly contributes to improving the reliability of electronic circuits. .

そのうえ、輝度データにより半田領域を平面的に判定す
るので、半田の高さによらず、半田部と配線板部とを明
瞭に区別することができ、極めて低い半田部であっても
正確にその領域を判定でき、したがって、半田体積を正
確に測定して正確な半田付着状態の良否を判定すること
ができるという優れた効果も奏する。
Furthermore, since the solder area is determined two-dimensionally using brightness data, it is possible to clearly distinguish between the solder area and the wiring board area regardless of the height of the solder, and it is possible to accurately distinguish even extremely low solder areas. It also has the excellent effect of being able to determine the area, thus accurately measuring the solder volume, and accurately determining whether the solder adhesion is good or bad.

輝度検出手段および表面高さ検出手段として光位置検出
器を用いた場合には、処理データ量が少なくて済み、処
理速度を高速化でき、しかも装置の構成を簡単化するこ
とができるという効果を奏する。
When an optical position detector is used as the brightness detection means and the surface height detection means, the amount of data to be processed is small, the processing speed can be increased, and the configuration of the device can be simplified. play.

また、連続する1つの半田領域を分割して各部分につき
上記良否判定を行うようにすれば、半田付着量の不均一
分布による不良をも判定することができるという効果も
奏する。
Further, by dividing one continuous solder region and performing the above-mentioned pass/fail judgment for each part, it is also possible to judge defects due to non-uniform distribution of solder adhesion amount.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理構成を示すブロック図、第2図は
本発明の第1実施例の回路部品実装状態検査装置の光学
系配置図、 第3図は第1実施例の回路部品実装状態検査装置の全体
構成を示すブロック図、 第4A図及び第4B図は高さ検出説明図、第5図は光ス
ポットの平面位置座標説明図、第6図は輝度データ及び
高さデータの処理手順を示すフローチャート、 第7図(A)〜(F)はデータ処理手順説明図、第8A
図は第2実施例の説明に供するチップ部品14の部分平
面図、 第8B図は第8A図のB−B線断面図である。 図中、 IOはX−Yステージ 】2はプリント配線板 14はチップ部品 +6A、16Bは半田 18はポリゴンミラー 20は半導体レーザ 22はコリメートレンズ 24はrθレンズ 26は光センサ 28は結像レンズ 30は光位置検出器 80は分割面 回路部品実装状態検査装置の光学系 第2図 高さ検出説明図 第4A図 第4B図 輝度データ及び高さデータの処理手順 第6図 (E)               (F)第7図
FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention, FIG. 2 is an optical system layout diagram of a circuit component mounting state inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit component mounting diagram according to the first embodiment. A block diagram showing the overall configuration of the condition inspection device, Figures 4A and 4B are diagrams explaining height detection, Figure 5 is a diagram explaining the planar position coordinates of the light spot, and Figure 6 is the processing of brightness data and height data. Flowchart showing the procedure, Figures 7 (A) to (F) are explanatory diagrams of the data processing procedure, Figure 8A
The figure is a partial plan view of the chip component 14 for explaining the second embodiment, and FIG. 8B is a sectional view taken along the line B--B in FIG. 8A. In the figure, IO is an X-Y stage] 2 is a printed wiring board 14 is a chip component +6A, 16B is a solder 18 is a polygon mirror 20 is a semiconductor laser 22 is a collimating lens 24 is an rθ lens 26 is an optical sensor 28 is an imaging lens 30 The optical position detector 80 is the optical system of the split-plane circuit component mounting condition inspection device.Figure 2.Height detection explanatory diagram.Figure 4A.Figure 4B.Processing procedure for brightness data and height data.Figure 6 (E) (F) Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、回路部品実装済プリント配線板の表面に照射さ
れた光の反射光を受光して該表面の輝度を検出する輝度
検出手段(1)と、 検出された該輝度から、回路部品とプリント配線板とに
溶着された半田部の、該プリント配線板上から見た平面
領域を判定する半田領域判定手段(2)と、 該プリント配線板上の表面高さを検出する表面高さ検出
手段(3)と、 検出された該表面高さデータのうち、該半田部平面領域
に属する高さデータのみを抽出する高さデータ抽出手段
(4)と、 回路部品のサイズデータが書き込まれた部品サイズデー
タ記憶手段(5)と、 抽出された該高さデータ及び書き込まれている部品サイ
ズデータを用いて、半田部の所定領域の体積を求める半
田体積演算手段(6)と、 半田部の該所定領域の体積の規定範囲が書き込まれた規
定体積記憶手段(7)と、 求められた半田部の所定領域の該体積と、これに対応す
る該規定範囲とを比較して、半田付着状態の良否を判定
する半田付着良否判定手段(8)と、該良否判定結果を
出力する判定結果出力手段(9)と、 を有することを特徴とする回路部品実装状態検査装置。 2)、光位置検出器(30)を用いて前記輝度検出手段
(1)及び前記表面高さ検出手段(2)を構成したこと
を特徴とする請求項1記載の回路部品実装状態検査装置
。 3)、前記半田領域判定手段(2)は、検出された前記
輝度を2値化して明部と暗部とに分け(100)、互い
に接近する明部を接続した領域を半田部平面領域と判定
する(102)ことを特徴とする請求項1又は2記載の
回路部品実装状態検査装置。 4)、半田部の前記所定領域は、連続する1つの半田領
域(16A、16B)であることを特徴とする請求項1
記載の回路部品実装状態検査装置。 5)、半田部の前記所定領域は、連続する1つの半田領
域を分割した各領域(16a、16b)であることを特
徴とする請求項1記載の回路部品実装状態検査装置。
(1) brightness detection means (1) for detecting the brightness of the surface by receiving reflected light of light irradiated on the surface of the printed wiring board with circuit components mounted; solder area determination means (2) for determining a flat area of a solder portion welded to a printed wiring board as seen from above the printed wiring board; and a surface height detection unit for detecting a surface height on the printed wiring board. Means (3); Height data extraction means (4) for extracting only height data belonging to the solder flat area from the detected surface height data; Size data of the circuit component is written. component size data storage means (5); solder volume calculation means (6) for calculating the volume of a predetermined area of the solder portion using the extracted height data and written component size data; Comparing the determined volume of the predetermined area of the solder part with the corresponding predetermined range with the predetermined volume storage means (7) in which the predetermined range of the volume of the predetermined area is written, and determines the solder adhesion state. A circuit component mounting state inspection apparatus comprising: a solder adhesion quality determining means (8) for determining the quality of the solder adhesion; and a determination result output means (9) for outputting the quality determination result. 2) The circuit component mounting state inspection apparatus according to claim 1, wherein the luminance detection means (1) and the surface height detection means (2) are constructed using an optical position detector (30). 3) The solder area determining means (2) binarizes the detected luminance and divides it into a bright part and a dark part (100), and determines an area where bright parts that are close to each other are connected to be a solder part flat area. 3. The circuit component mounting state inspection apparatus according to claim 1, further comprising: (102). 4) The predetermined region of the solder portion is one continuous solder region (16A, 16B).
The described circuit component mounting state inspection device. 5) The circuit component mounting state inspection device according to claim 1, wherein the predetermined regions of the solder portion are regions (16a, 16b) obtained by dividing one continuous solder region.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0447210A (en) * 1990-06-13 1992-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Height measuring apparatus by laser spot light
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