JPH02187615A - 実装済み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、実装済みプリント基板の検査装置に関するも
ので、特に細く絞ったビームスポットを用いて実装され
た部品の位置ずれ、ノ・ンダ不良、ハンダブリッヂなど
を検査せんとするものである。

従来の技術 従来、実装済みプリント基板の部品の位置ずれ、欠品、
ハンダ不良、ノ・ンダブリッヂ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５図において、
５６．６６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、６了は実装済みプリント基板であ
る。２つのスリット光を実装済みプリント基板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６４で観察すると三角測量の原理で実
装部品３１＼−７ の高さを測定できる。また、このときマルチスリット照
射装置５５．５６を交互に照射することにより、ｘ、ｙ
方向（第５図参照）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、はんだ付は前に
おける実装部品の位置測定などは可能であるが、はんだ
付は工程後のはんだ面の正確な検査は困難である。不可
能である。なぜなら、はんだ面は鏡面に近いため、はん
だ面の向きとカメラの位置関係によっては、反射光が強
過ぎてカメラが飽和してし捷う場合や、逆に反射光か弱
過ぎて検出できない場合が生じてしまうからである。

課題を解決するための手段 本発明の実装済みプリント基板の検査装置は、回転駆動
される回転体と、その回転体に対して相対的に検査すべ
きプリント基板を移動せしめる手段と、前記回転体の回
転中心を中心とする略凹−円周上に位置し、それぞれ前
記プリント基板に略垂直な方向よシビームスポットを照
射し、そのビムスポノトが前記回転体の回転に伴って順
次プリント基板を走査するよう前記回転体上に配置され
た複数のビームスポット発生手段と、前記回転体上にそ
れぞれの前記ビームスポットを中心として放射状に配置
され、前記プリント基板よりの前記ビームスポットの反
射光を受光し、その反射光の受光位置に応じた検出出力
と輝度に応じた検出出力とを発生する複数の光電変換手
段を備え、前記光電変換手段を複数個まとめて１つのグ
ループとし、それぞれの光電変換手段が出力する複数の
検出出力から１つの検出出力を演算してこれをグループ
の検出出力とするものである。

作　　用 上記構成によれば、ビームスポットの反射光を受光する
光電変換素子を前記ビームスポットの周囲に複数個配置
しているため視野が大きくなり、はんだ面の向きによシ
実装済みプリント基板からの反射光の拡散特性が変化し
てもそれに伴う検査結果の変動は小さくでき、あらかじ
め分かっている実装済みプリント基板の凹凸の情報と比
較する５へ−７ ことによシ検査を行うことが出来るものである。

また、それぞれの前記光電変換手段の出力すべての高さ
、輝度を計測してメモリーに記憶させる構成の場合、情
報量が非常に大きくなシ、メモＩＪ−容量を大きくしな
ければならない。そこで、出力を複数個ずつのグループ
にまとめ、グループの高さ及び輝度情報を用いて検査を
行うことによシ、後段のハードウェア、またはソフトウ
ェアの負担を軽減することができ、ハードウェア、特に
メモリ一部等を小さくすることができ、コストダウンす
ることが可能になる。

実施例 以下、本発明の実施例の実装済み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１図は、ビームスポッ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、
例えばレーザーを使ったビームスポット投光用光学系、
２．３．４．５．６．７．８．９は前記ビームスポット
の反射面からの反射６１・ 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のよりな光電変換素子である。この
光電変換素子として、ＰＳＤすなわち、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に変化するものを用いているが、こ
れにはＣＯＤラインセンサーなどを用いることも可能で
ある。

１０．１１．１２．１３．１４．１５．１６．１７は、
三角測量を行うために実装済み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２．３．４．５．６
．７．８．９上にそれぞれ結像するためのレンズもしく
はレンズ群である。これらの光電変換素子及びレンズ群
は、ビームスポット１９の光軸を中心とする同一円周上
に等間隔に配置されている。そして、前記光電変換素子
の輝度及び高さの出力を隣９同±２つ１組にまとめる前
処理回路を備えている。本実施例では、８組の光電変換
素子にしであるが、もつと多数でも良く、またグループ
の分は方も他の方法でも良い。１８は実装済みプリント
基板、１９はビームスポット７　へ−ン であり、前記実装済みプリント基板１８に対しほぼ垂直
に照射ちれている。

第２図は、光電変換素子からの照射位置によシ相対的に
値が変化する２つの電流出力を演算して高さ及び輝度情
報を得るための回路を示している。

３０は、光電変換素子２及び３のそれぞれの高力同士を
加算平均する前処理回路である。３１，３２．３３も光
電変換素子４と６．６と７．８と９にそれぞれ接続され
た同様な前処理回路である。３４は、前処理回路３０か
らの２つの出力よシ割り算器４０を通して高さ情報を得
、また、前記２つの出力の和よりオペアンプ４１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
。３６．３６．３７も前記前処理回路３１．３２．３３
に接続された同様の検出回路である。この場合、光電変
換素子を８個使用しているが、前処理回路により２つ１
組にまとめているため、一つの光点に対して高さ及び輝
度情報が４組出力される。従って、後段での処理回路が
少なくてすみ、コストダウンが可能である。本実施例で
は、前記光電変換素子を８個としたが、さらに数量を多
くすることもでき、前処理回路により複数個まとめるこ
とによって更にメリットが大きくなる。この場合、光電
変換素子を８個使用しているが、前処理回路３０．３１
．３２．３３を備えているため、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。３８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り
、選択方法として、例えば４個のうち最大レベルと最小
レベルを除いた残り２つの平均を取る方法がある。３９
は、４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、その選択方法として例えば４個のうち
の最大レベルを取る方法がある。このように選択回路３
８．３９はＲＡＭ４０の節約及び前処理をつけたことに
よるＣＰＵ４１の負荷軽減の目的で設けられたものであ
る。前記二つの選択回路３８．３９の出力は、ＣＰＵ４
１のバスに接続されているＲＡＭ４０へ送られる。前記
ＣＰ　’Ｕ　４１では、前記ＲＡ　Ｍ　４０より読み出
された高さ及び輝度情報と、あらかじめ基準となる実装
済みグリ９　ヘーノ ント基板から得られてあらかじめ記憶されている高さ及
び輝度情報とを比較し、被検査実装済みプリント基板の
良否を決定する。

第３図は検査装置全体の斜視図である。２２．２３．２
４．２６は、第１図で示した光学系群が一体とな・た単
位検査装置である。２１はモーターなどの駆動源（図示
せず）によりほぼ一定速度で回転駆動される回転円盤で
ある。単位検査装置２２．２３．２４．２５は、回転円
盤２１の中心に対し同一円周上に等間隔に、回転円盤２
１の回転に伴って前記ビームスポットが順次実装済みプ
リント基板１８を走査するよう配置されている。

従って、実装済みプリント基板１８を第３図に示すｘ！
３’　＋　ｚ座標系のｙ方向へ順次移動することによシ
実装済みプリント基板１８の全体をビームスポットによ
り走査することが可能となる。２６は現在単位検査装置
２４が走査している軌跡であり、２７は直前に単位検査
装置２３で走査した軌跡を示している。これによシ、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
。

１０、、 第４図に、もう一つの単位検査装置の実施例を示す。ビ
ームスポット投光用光学系１、及び、光電変換素子２．
３．４．５．６．７．８．９の構成、配置は第１図の実
施例と同様であり、前記光電変換素子の出力は、隣り同
士まとめられている。

２ｏは、前記ビームスポットの反射光を前記光電変換素
子上に結像するためのドーナツ状の形をしたレンズであ
る。本実施例では、前記光電変換素子を８個ビームスポ
ットを中心とする同一円周上に等間隔に配置しているが
、レンズ２０の焦点位置が前記ビームスポットを中心と
する円環を描くので、光電変換素子をもっと多数配置し
、出力をいくつかにまとめるような構成に出来る。特に
、すきまなく同一円周上に配置し、全方向の反射光を受
光することも可能である。

以上のように、本実施例は検査すべき実装済みプリント
基板に垂直にビームスポットを照射し、そのビームスポ
ットをその周辺に配置された光電変換素子と共に移動せ
しめながら実装済み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、実装済みプリント基
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。寸た、後段の処理回路への負担を大きくする
ことなく光電変換素子の数量を増やし−ご視野を広げて
いるため、実装済みプリント基板からの反射光が種々の
拡散特性になっ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。

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
みプリント基板へほぼ垂直に照射し、その光軸のまわり
に受光光学系を複数個配置し、それら照射、受光光学系
が一体となって実装済みプリント基板上を計測しながら
走査していくことにより、従来の検査機では困難だった
はんだ面の検査が良好に行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実装済みプリント基板検査装置の第１
の実姉例Ｖこおけるビームスポ１．／）投光用光学系と
受光光学系が一体となった一単位検査装置の斜視図、第
２図は同検査装置の″心気回路のブロック図、第３図は
同′実施例の要部を示す斜視図、第４図は第２の実施例
における単位検査装置の斜視図、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・・・・・ビームスポット投光用光学系、２〜９・・
・・・・光電変換素子、１０〜１７・・・・・・レンズ
、１８・・・・°°被検査プリント基板、１９・・・・
・・ビームスポット、２ｏ・・・・・ドーナツ形レンズ
、２１・・・・・回転円盤、２２〜２５・・・・・・単
位検査装置、３０〜３３・・・・・・前処理回路、３４
〜３７・・・・・・高さ及び輝度情報検出回路、３８・
・・・・・高さ情報選択回路、３９・・・・・・輝度情
報選択回路、４ｏ・・・・・・割シ算器、４１・・・・
・・オペアンプ、５４・・・・・・カメラ、５５．５６
・・・・・・スリット光投光用照射装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転駆動される回転体と、その回転体に対して相対的
   に検査すべきプリント基板を移動せしめる手段と、前記
   回転体の回転中心を中心とする略同一円周上に位置し、
   それぞれ前記プリント基板に略垂直な方向よりビームス
   ポットを照射し、そのビームスポットが前記回転体の回
   転に伴って順次プリント基板を走査するよう前記回転体
   上に配置された複数のビームスポット発生手段と、前記
   回転体上にそれぞれの前記ビームスポットを中心として
   放射状に配置され、前記プリント基板よりの前記ビーム
   スポットの反射光を受光し、その反射光の受光位置に応
   じた検出出力と輝度に応じた検出出力とを発生する複数
   の光電変換手段を備え、前記光電変換手段を複数個まと
   めて１つのグループとし、それぞれの光電変換手段が出
   力する複数の検出出力から１つの検出出力を演算してこ
   れをグループの検出出力とする実装済みプリント基板の
   検査装置。