JPH02212705A - 実装基板検査装置 - 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、プリント基板上に実装された部品の位置ずれ
等の実装不良を検査するための実装基板検査装置に関す
るものである。

従来の技術 従来、プリント基板上に実装された部品の位置ずれ、欠
品や浮き等の不良の検査は入間による目視検査に頼って
いた。ところが、製品の小型化や３　＼ 軽量化が進むにつれ、プリント基板−１−の部品の小型
化や高密度実装化もより一層進んでいる。このような状
況の中で、人間が高い検査精度を保ちつつ非常に細かな
部品の実装状態を、しかも長時間続けることが雛しくな
ってきている。

そこで最近、検査の自動化が強く望まれている中で、ビ
デオカメラからの濃淡画像から部品の位置ず才］等を検
査する装置が提案されている。

その従来の一般的な検査装置を第４図に示す。

第４図において、４０１はプリント基板、４０２はプリ
ント基板４０１土に実装された部品、４０３はビデオカ
メラ、４０４はビデオカメラ４０３からの映像信号をＡ
／Ｄ変換して内部の画像メモリ（図示せず）に格納する
画像取込回路、４０５は取り込んだ画像から部品のエツ
ジな検出するエツジ検出回路、４０６はエツジ情報から
部品のコーナを検出するコーナ検出回路、４０７は各部
品のコ一ノーの基準座標値が格納されている基準データ
格納メモリ、４０８は検出されたコーナの座標と基準座
標とから部品のずれ量を計算するずれ量計算回路、４０
９は部品の許容ずれ量が格納されている許容ずれ量格納
メモリ、４１０は算出されたずれ］；ｉ（と許容ずれ量
を比較し、部品の実装状態の良否を判定する比較・判定
回路である。

以下その動作を説明する。プリント基板４０１土に実装
された部品４０２をビデオカメラ４０３て撮像し、その
映像信号を画像取込回路４０４でＡ／Ｄ変換し画像メモ
リに取り込む。その画像を用いてエツジ検出回路４０６
で部品４０２のエツジを検出し、そのエツジ情報からコ
ーナ検出回路４０６で部品４０２のコーナの座標値分検
出する。この検出された各コーナの座標値と基準データ
格納メモＩＪ　４０７に格納されている部品の基準座標
値とを比較して、ずれ量計算回路４０８で両者のす）１
、景を計算する。そして、その算出された部品の基準値
からのずれ量と、許容ずれ量格納メモ１Ｊ４０９に格納
されているずれの許容値とを比較・判定回路４１０で比
較し、部品のずれや欠品等の実装状態の良否を判定して
いる。

発明が解決しようとする課題 ５　ベーン ｔ、かじ、従来例で示したような検査方法では、ビデオ
カメラ４０３で部品を撮像して、二次元的な情報を用い
ているため、例えば部品が半田付は不良等の原因で全体
的に浮き上がって実装されていたり、Ｉｃの足が部分的
に浮き上がっているような不良は検出できないという課
題がある。

また、このような検査の場合、あらかじめ部品の基準座
標値を指定しておき、その対象となる部品のみ判定する
が、部品の実装位置以外にも誤って実装されることがあ
り、このような実装不良も検査できないという課題もあ
る。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、プリント基
板上の二次元的（平面的）な位置ずれの検査に加え、三
次元的な部品の浮き等の不良も簡便に検査できろもので
ある。さらに、実装位置以外に誤って実装された余計な
部品をも検査できるものである。

課題を解決するための手段 」二記課題を解決するため本発明の技術的解決手段は、
第１に部品が実装されたプリント基板を外６　、 観で実装状態を検査する実装検査装置において、レーザ
光源からのレーザ光をポリコンミラーとｆθレンズによ
り前記プリント基板上を走査するレーザ光走査手段と、
前記レーザ光の走査によりｊｒＴ　１ｌｉｒ。

プリント基板上から反射して得られる散乱光ｋ、前記プ
リント基板と前記ｆθレンズの間に設けた反射ミラーで
反射させ、前記ｆθレンズのポリコンミラーを介して反
対さぜる散乱光反射手段と、前記散乱光反射手段からの
散乱光を集光レンズで位置検出素子に集光し位置信号を
出力する位置検出手段と、前記位置検出手段力）らの位
置信号により前記プリント基板およびプリント基板上に
実装された部品の高さデータを演算する画像演算手段と
、部品の実装位置上および部品の実装位置以外に予め定
めた任意サイズの複数のマスク処理をするためのマスク
データを格納するマスク記憶手段と、前記画像演算手段
で演算された高さデータと予め定めた基準高さデータと
を前記マスク記憶手段からのマスクデータ内のみ比較し
、前記プリント基板上の部品の実装状態の良否を判定す
る判定７ページ 手段とから構成したものである。

また第２には、第１の構成手段に加えて、部品の実装位
置以外のマスクを設定する場合、ｍＸｎノ任意サイズの
格子状またはストライプ状のマスク形状に設定するマス
ク記憶手段から構成したものである。

作用 本発明は、第１に部品が実装されたプリント基板をレー
ザ光で全面走査し、プリント基板から反射して得られる
散乱光を反射ミラーで位置検出手段に導き、プリント基
板上の高さの凹凸に従って変化する位置検出素子上の散
乱光の集光位置を検出し、その位置信号から画像演算処
理手段によりプリント基板上に実装された部品の高さデ
ータを演算し、その実測高さデータと基準高さデータを
比較することにより、プリント基板上の二次元的（平面
的）な位置ずれの検査に加え、三次元的な部品の浮き等
の不良も簡便に検査できるものである。

さらに、実装部品上および実装部品以外の基板上にマス
クを設定し、基準データと比較することにより実装位置
以外に誤って実装された余計な部品をも検査できるもの
である。

また第２Ｋ、実装部品以外の基板上にマスクを設定する
際に、ｍＸ１の格子状またはストライプ状にすることに
より容易にマスクが設定できるようにしたものである。

実施例 以下、第１図を参照しながら本発明の第１の実施例につ
いて説明する。

第１図は、本発明の実装基板検査装置の一実施例を示す
ブロック結線図である。第１図において、１０１はプリ
ント基板、１０２はプリント基板１０１上に実装されて
いる部品、１０３はプリント基板１ｏ１を移動させる搬
送手段、１０４はその移動方向を示す矢印である。１０
５はレーザ光源、１０６はレーザ光源１０５からのレー
ザ光、１０７はポリコンミラー　１０８はレーザ光をポ
リコンミラー１０７に導くための反射鏡、１０９はｆθ
レンズ、１１０は反射ミラーである。１１１は集光レン
ズ、９　ベージ １１２は位置検出素子、１１３は位置検出素子１１２か
らの位置信号、１１４はその位置信号１１３から部品の
高さデータに変換演算をする画像演算処理手段、１１５
はプリント基板１０１上の部品１０２の実装状態の良否
を判定する判定処理手段、１１６は部品１ｏ２の実装位
置上および部品１０２の実装位置以外に予め定めた複数
のマスクデータを格納するマスク記憶手段である。

以下にその動作を説明する。

部品１０２が実装されているプリント基板１ｏ１を搬送
手段１０３により移動方向１０４の方向に移動させつつ
、レーザ光源１０５からのレーザ光１０６を反射鏡１０
８を３個用いて１回転しているポリコンミラー１０７に
導き、ポリコンミラー１０７とｆθレンズ１０９により
レーザ光１０６をプリント基板１０１上に垂直に照射す
る。これにより、プリント基板１０１上にレーザ光１０
６を二次元的に全面走査する。

レーザ光１０６の走査によりプリント基板１０１上から
反射してくる散乱光を、検査対象物である１０、＜−ノ プリント基板１０１とｆθレンズ１０９との間に設けた
反射ミラー１１０で反射させ、ｆθレンズ１０９とポリ
ゴンミラー１０７を介して、さらに集光レンズ１１１を
通して、位置検出素子１１２上に集光する。位置検出素
子１１２からの位置信号１１３は、画像演算処理手段１
１４に入力される。

画像演算処理手段１１４では、同期信号のタイミングで
入力された位置信号１１３をプリント基板１０１および
プリント基板１０１上に実装された部品１０２の高さデ
ータに変換する演算を行い、実測高さデータを判定処理
手段１１６へ出力する。

判定処理手段１１５では、画像演算処理手段１１４で演
算された実測高さデータとあらかじめ定めておいた基準
高さデータとをマスク記憶手段１１６からのマスクデー
タ内のみ比較し、プリント基板１０１上の部品１０２の
実装状態および部品１０２の実装位置以外での余分な部
品の有無を判定するものである。

以上の動作を繰り返し、順次行うことによりプリント基
板１０１上全面について検査することが１１　ベーン できる。この一連の動作は、適当な信号により同期して
行う必要があるが、本実施例の場合ポリコンミラー１０
７の回転に合わせた同期信号を用いて同期を取った。

次に、画像演算処理手段１１４と判定処理手段１１５お
よびマスク記憶手段１１６について、第２図と第３図を
用いてさらに詳しく説明する。

画像演算処理手段１１４は、第２図に示すように位置検
出素子１１２かもの位置信号１１３をＡ／Ｄコンバータ
２０１でデジタル信号に変換し位置演算回路２０２に入
力する。本実施例では、位置検出素子にＰＳＩ）（ポジ
ション−センシティブ　デテクタ；　Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ
−８ｅｎｓ山ｖｅ　Ｄｅｌｃｃｊｏｒｓ　；半導体装置
検出素子）を用いてお１７．ＰＳＤに入射する入射位置
は、素子の両端電極に流れる電流が各電極間との距離に
反比例するものを用いている。位置演算回路２０２では
、デジタル信号に変換された画電極からの電流■１およ
びＩ２を第（１）式を用いて高さチータを演算する。（
但し、Ｋは、正規化するための係数である。） 高さチーターＫ・（１１−Ｉ２）／（１１＋１２）・・
・・　・（１） 位置演算回路２０２で得られた高さテークは、旦測定高
さデータ格納メモＩＪ　２０３に格納され、判定処理手
段１１５に出力される。

判定処理手段１１５では、測定高さデータ格納メモリ２
０３からの測定高さデータと基準高さデータ格納メモリ
２０６からの基準高さデータとなマスク記憶手段１１６
からのマスクデータに応じ比較回路２０４で比較しその
差分を比較データとして判定回路２０５に出力する。判
定回路２０５では、比較回路２０４からの比較データを
基にその差分の大小によって部品の実装状態を判定する
ものである。

また、判定処理手段１１６で実装部品以外の余計な部品
の判定において、測定高さチータと基準高さデータとの
比較を行い、マスク内での測定高さデータが大きいデー
タの画素数や大きいテークの面積で判定する方法も一つ
の方法である。

第３図にマスク記憶手段１１６のマスク形状を１３ペ−
ノ 示し、その具体的実施例について説明する。

第３図（ａ）は実装部品以外の場所にｍ　ｘ　ｎの格子
状のマスクを設定したものを示し、第３図（ｂ）は実装
部品以外の場所にｍ　Ｘ　ｎのストライプ状のマスクを
設定したものを示している。すなわち、第３図において
、プリント基板３０１上に部品３０２の実装予定位置上
に設定した部品上マスク３０３と実装予定位置以外の場
所に設定したｍ　ｘ　ｎの格子状マスク３０５またはス
トライプ状マスク３０６を示す。

発明の効果 以上述べてきたように本発明の効果としては、プリント
基板上の部品の高さデータを測定し、部品の実装位置上
と部品の実装位置以外とに設定したマスク内のみ基準高
さデータとの比較をし、部品の実装状態を判定すること
により、人間の目視検査に頼ることなく、また二次元的
な位置情報で（ｄ検査できなかった三次元的な部品浮き
等の不良を検査できろようになり、検査の自動化が推進
でき効果が大きく、実装部品位置以外の場所にマス１４
　、　　。

りを設定し検査することにより、実装ミスにより誤って
付着した余計な部品を検査することが可能となった。

また、実装部品位置以外にマスクを設定する際に、ｍ　
Ｘ　ｎの格子状またはストライプ状のマスクとすること
により、容易に設定することができる。

第１図は本発明の第１の実施例におけへ基板検査装置の
ブロック結線図、第２図は第１図の要部詳細ブロック結
線図、第３図は第１図のマスク形状を示す平面図、第４
図は従来の基板検査装置のブロック結線図である。

１０１・・・プリント基板、１０２・・部品、１０３・
・・搬送手段、１０５・・・レーザ光源、１０７・・・
ポリコンミラー、１０９・・ｆθレンズ、１１０・・反
射ミラー１１１・・集光レンズ、１１２・・・位置検出
素子、１１４・・・画像演算処理手段、１１５・・・判
定処理手段、１１６・・・マスク記憶手段０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　部品が実装されたプリント基板を移動させる搬
   送手段と、レーザ光源からのレーザ光をポリゴンミラー
   とｆθレンズにより前記プリント基板上を走査するレー
   ザ光走査手段と、前記レーザ光の走査により前記プリン
   ト基板上から反射して得られる散乱光を、前記プリント
   基板と前記ｆθレンズの間に設けた反射ミラーで反射さ
   せ、前記ｆθレンズとポリゴンミラーを介して反射させ
   る散乱光反射手段と、前記散乱光反射手段からの散乱光
   を集光レンズで位置検出素子に集光し位置信号を出力す
   る位置検出手段と、前記位置検出手段からの位置信号に
   より前記プリント基板およびプリント基板上に実装され
   た部品の高さデータを演算する画像演算手段と、部品の
   実装位置上および部品の実装位置以外に予め定めた任意
   サイズの複数のマスク処理をするマスクデータを格納す
   るマスク記憶手段と、前記画像演算手段で演算された高
   さデータと予め定めた基準高さデータとを前記マスク記
   憶手段からのマスクデータ内のみ比較し、前記プリント
   基板上の部品の実装状態の良否を判定する判定処理手段
   とを具備する実装基板検査装置。
2. （２）　マスク記憶手段において、部品の実装位置以外
   のマスクを設定する場合、ｍ×ｎの任意サイズの格子状
   またはストライプ状のマスク形状に設定することを特徴
   とした請求項１記載の実装基板検査装置。