JPH02227644A - プリント基板の半田付け検査方法 - 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】 （概　要〕 プリント基板のフットプリント（半田接続パッド）に半
田付けされた電極の半田付は状態の検査方法に関し、 プリント基板のフットプリントに半田付けされた電子部
品の半田付けの状態が高精度に検査できる検査方法の提
供を目的とし、 プリント基板に設けたフットプリントに電子部品を半田
付けし、該基板に光を照射し、その反射光を検知して電
子部品の半田付は状態を検査する方法に於いて、 電子部品を実装する以前の前記プリント基板内のフット
プリントを第１の検査ウィンドとして予めその面積を設
定し、 前記プリント基板のフットプリントに電子部品を実装し
、該実装後の電子部品のフットプリントに於ける位置情
報を検知し、該位置情報より算出した電子部品の面積を
フットプリントの面積より差引し、残余のフットプリン
トの領域を第２の検査ウィンドとして設定し、 該第２の検査ウィンドから得られた反射光量を、所定の
基準レベルと比較して良否判定するようにしたことで構
成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明はプリント基板のフットプリント（半田接続パッ
ド）と表面実装型電子部品の電極間の半田付は状態の検
査方法に関する。

表面実装型電子部品をプリント基板に半田接続する際、
前記基板の所定の位置に所定のパターンで形成したフッ
トプリントに半田クリームを塗布し、該プリント基板の
フットプリントに実装すべき電子部品の電極を設置した
状態で、表面実装型電子部品を接着剤で基板に仮止めす
る。そしてこの基板を加熱炉内に導入し、フットプリン
ト上に塗布した半田クリームを溶融してフットプリント
と電子部品の電極間を半田付けしている。

〔従来の技術〕

従来、このようなプリント基板に半田付けされた電子部
品の半田付は状態を検査する方法として半田付けされた
箇所を目視により検査していたが、−枚のプリント基板
に対してフットプリントの個数が多く、検査時間が掛り
過ぎる難点がある。

そのため、第８図に示すような検査装置が開発されてい
る６図示するようにこの検査装置は検査すべきプリント
基板１を設置し、ＸおよびＹ方向に所定のピッチで移動
する移動台２と、該基板１の上部より基板を照射する白
色光源３と、該白色光源で照射された箇所を撮像するＩ
ＴＶカメラ４と、このＩＴＶカメラ４で撮像された映像
信号をＡ／Ｄ変換して画像データとするＡ／Ｄ変換器５
と、この移動台２を所定の方向へ所定のピッチで移動さ
せる移動台コントローラ６等を制御する計算機７とより
なる。また該計算機７は後述する検査すべき検査ウィン
ド１８Ａ、１８Ｂを設定したり、検査データを演算処理
して該演算処理したデータを画像処理部８を用いて表示
装置のＣＲＴ９の画面に表示する。

このような従来の検査装置を用いてプリント基板のフッ
トプリントに半田接続された電子部品の半田付は状態を
検査する方法について述べる。

第９図（ａ）はプリント基板のフットプリント上に半田
接続された電子部品の状態を示す平面図、第９図℃）は
側面図である。第９図（ａ）および第９図（ｂ）に図示
するように、プリント基板ｌの所定位置に形成されたフ
ットプリント１２上に電子部品１３の電極１４が半田に
よって半田付けされている。

そして電極１４の端部１４Ａよりフットプリント１２側
に延びる半田フィレット１５が形成されている。

このようなプリント基板ｌに半田付けされた電子部品１
３の半田付は状態を検査するには、上記電子部品１３を
半田付けしたプリント基板ｌを前記した第８図に示す移
動台２に設置し、該プリント基板ｌの検査すべき所定領
域を光源３にて照射し、該照射された像をＩＴＶカメラ
４にてＣＲＴのような表示装置９に写し出す。

更にこの表示装置に写しだした所定の検査領域について
、第１Ｏ図（ａ）に示すようにプリント基板の検査を開
始すべき任意の検査開始ポイン１−２１．２２゜２３．
２４を矢印＾、Ｂ、Ｃ，Ｄの方向（Ｘ方向）に所定の寸
法２づつ、移動台２を移動させることで微細に移動させ
る。そして電子部品１３の本体１３Ａからの照射光の反
射光量が、電８１４からの反射光量と異なることを利用
して電子部品１３の本体１３＾と電極１４の境界位置１
６を探し出す。

更に第１θ図（ｂ）および該１０　（ｂ）の側面図の１
０図（Ｃ）に示すように、検査開始ポイント２１，２２
，２３．２４を矢印１１！、Ｆ、Ｇ、Ｉｆ力方向Ｘ方向
）に移動させ、電極１４からの照射光の反射光量が半田
フィレット１５からの反射光量と異なることを利用して
電［１４と半田フィレット１５との境界位置１７を探し
出す。

次いで第１０図（ｄ）に示すように、検査開始ポイント
２１，２２．２３．２４を矢印に、Ｌ、Ｍ、Ｎの方向（
Ｘ方向）に更に移動させてこの位置に検査ウィンド１８
Ａ、　１８Ｂを前記した第８図に示した計算機７および
画像処環部８を用いて設定する。

この検査ウィンド１８Ａ、　１８Ｂの面積は検査基準に
基づいてあらかじめ計算機７に於いて設定されており、
フットプリント１２の表示装Ｗ９の画面上に於ける面積
より小さく保ち、それを画像処理部８を用いて表示装置
、９の画面に写し出す。

次いで第１０図（ｄ）の側面図の第１Ｏ図（ｅ）に示す
ように、フットプリン１−１２に電子部品１３の電極１
４が良好に半田付けされ、電極１４よりフットプリント
１２に向かって傾斜した半田フィレット１５が形成され
た場合は、フットプリント１２に電子部品１３の電極１
４が良好に半田付けされない場合に比較して検査ウィン
ド１８＾、　１８Ｂ内の反射光量は減少する。その理由
はフットプリント１２への入射光の反射は、半田への入
射光の反射に比較して大であるからである。

そこでこの検査ウィンド１８Ａ、１８Ｂの反射光量の値
を検知し、電極ｌ；ｌがフットプリント１２に良好に半
田付けされた検査ウィンド１８Ａ、　１８Ｂからの基準
反射光量と比較検知するすることで半田付けの良否を判
定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然し、このような検査方法では、第１１図（ａ）および
その側面図の第１１図（ロ）に示すように電子部品の電
極１４の端部１４＾がフットプリントの端部１２＾と略
一致するような状態で実装されると、検査ウィンド１８
Ａ内に於ける反射光量は、プリント基板１からの反射光
を検知することになり、この反射光量はフットプリント
からの反射光量より少なく、フットプリントに電極が半
田っけされていないにも係わらず、あたかも半田付けさ
れた状態として検知される不都合を生じる。

本発明は上記した問題点を解決し、電子部品のプリント
基板に半田付けされた形態に影響されずに、プリント基
板に於ける電子部品の半田付は状態を正確に検知できる
ようにしたプリント基板の半田付けの検査方法の提供を
目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記した目的を達成するための本発明のプリント基板の
半田付けの検査方法は、電子部品を実装する以前の前記
プリント基板内のフットプリントを第１の検査ウィンド
として予めその面積を設定し、 前記プリント基板のフットプリントに電子部品を実装し
、該実装後の電子部品のフットプリントに於ける位置情
報を検知し、該位置情報より算出した電子部品の面積を
フットプリントの面積より差引し、残余のフットプリン
トの領域を第２の検査ウィンドとして設定し、 該第２の検査ウィンドから得られた反射光量を、所定の
基準レベルと比較して良否判定するようにしたことで構
成する。

報に基づいてフシドブリントに半田付けされた電子部品
の面積を算出し、この算出した電子部品の面積を、フッ
トプリントより差し引いた領域を第２の検査ウィンドと
して設定する。そしてこの第２の検査ウィンドからの反
射光量を、フットプリントに電子部品が良好に半田付け
された場合の所定の基準反射光量と比較検知することで
、電子部品の電極のフットプリントに対する半田接続位
置が位置ずれした場合に於い℃も、フットプリント自体
に於ける半田付けの状態が検査でき、従来のようにフッ
トプリント以外の領域、例えばプリント基板が検査ウィ
ンドとなるような不都合はないため、フットプリントに
電子部品の電極が正常に半田付けされたか、否かが正確
に検査できる。

〔作　用〕

本発明の方法はプリント基板内に形成されているフット
プリントを第１の検査ウィンドとして計算機内に設定し
、該フットプリントに半田付けされた電子部品の端部の
位置を検知し、この位置情〔実施例〕 以下、図面を用いながら本発明の実施例に付き詳細に説
明する。

第１図および第２図に示すように、Ｘ−Ｙ移動台２上に
電子部品を実装する以前のプリント基板１を設置し、該
プリント基板ｌを光源３で照射してそのプリント基板ｌ
の所定位置に所定の面積で形成されているフットプリン
ト１２の各々を第１の検査ウィンドとしてＩＴＶカメラ
４で撮像し、この信号をＡ−Ｄ変換機５で変換し、第１
の検査ウィンドの面積を計算機７に入力し、この情報を
画像処理部８で処理して表示装置９に表示する。

次いで第３図に示すようにフットプリント１２上に電子
部品１３を半田付けした電子部品実装後のプリント基板
ｌを移動台２上に設置する。

次いで該プリント基板ｌを移動台２を用いて、Ｘおよび
Ｙ方向に移動させ、第４図に示すように検査開始ポイン
ｌ−２１，２２，２３，２４（この検査開始ポイントの
位置は前記フットプリントの面積を記憶した時に、フッ
トプリント１２の側端部１２＾より所定の寸法の位置に
成るように計算機に記憶させて置く）を前記したように
矢印Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ側に移動させてフットプリント１２
と、電橿１４との境界位置１４＾、　１４Ｂを端部情報
として検知するとともに、各検査開始ポイント２１，２
２．２３．２４から境界位置１４＾、　１４８迄の距Ｍ
（ｌ１＝ｊ！ｌ　＋ｌｔ＞も同時に検知する。

更に検査開始ポイント２１．２２，２３．２４をＰ、Ｑ
、Ｒ，Ｓ側に移動させて電子部品本体１３Ａとプリント
基板１１との境界位置１３Ｂ、１３Ｇを検知して、電子
部品１３の電橋１４とフットプリント１２の境界位ｔ１
４ｃ、１４０を検知するとともに、各検査開始ポイント
２１．２２゜２３．２４から境界位置１３Ｂ、１３Ｃ迄
の距離ｄも同時に端部情報として検知する。

上記した境界位置１４Ａ、１４Ｂと距離！、境界位置１
３Ｂ、　１３Ｇと距離ｄの値より、フットプリント１２
（第１の検査ウィンド）を覆う電子部品の面積が算出さ
れ、この第１の検査ウィンドの面積より、該フットプリ
ントを覆う電子部品の面積を差し引いた面積を第２の検
査ウィンド３１として設定する。

更に第５図に示すようにフットプリント１２の辺１２Ａ
に対して電子部品１３の電ｉ１４の端部１４＾が平行に
半田付けされていない場合に於いても、各検査開始ポイ
ント２１．２２．２３．２４から境界位置１３Ｂ、　１
３Ｃと境界位置迄の距離ｄ＋、　ｄｚ、ｄｓ、ｄ４と、
各検査開始ポイント２１．２２．２３．２４から境界位
置１４Ａ、　１４Ｂと距ｊｌＩＩ！、ツ、ｌａ、ｉｓ、
Ｉｌｂを測定することで、第１の検査ウィンド（フット
プリント１２）を覆う電子部品の面積が算出され、該第
１の検査ウィンドより前記第１の検査ウィンドを覆う電
子部品の面積を差し引いた第２の検査ウィンド３１の領
域が決定される。

このような端部情報を検知する過程で、電子部品が黒色
であるとプリント基板と電子部品１３の側面の境界位置
１３Ｂと１３Ｃの境界位置が判然としない場合には、前
記した第１図の照明切り換え装置１０を用いて、光源３
を３Ａおよび３Ｂのように電子部品１３を斜め方向より
照射するようにして端部情報を検知する。

更に第６図に示すように電子部品１３の本体１３Ａの側
端部に油性の白色のペンキで白色ライン３２を塗布する
ようにしても良いし、また該電子部品の内で抵抗等の電
子部品は、表側は黒色を呈しているが、裏側は白色を呈
しているので、電子部品を引っ繰り返して取りつけると
容易に電子部品の側端部１３Ｂ、　１３Ｃの位置が検知
できる。

このように算出された第２の検査ウィンド３１が例えば
Ｎ個の画素によって構成されているものとする。

するとこのＮ個の画素のうちの各画素についての反射光
量を第７図に示すように輝度として検知し、この輝度を
例えば６４段階に分類する。そして第２の検査ウィンド
内の各段階の輝度に於ける画素数を集計し、検査ウィン
ド３１を構成するＮ個の画素の内で輝度が４８以上の画
素数がｎ個ある場合、第（１）式の関係を満足する検査
ウィンドに於ける半田付けは良品と判定し、第（１）式
の関係を満足しない場合は不良品とする。

（ｎ／Ｎ）Ｘ１００％＜５０％・・・・−（１）つまり
第２の検査ウィンドを構成する全画素のうちで輝度が４
８以上の画素数が全画素の５０％以上であると、半田付
けがフットプリントに良好に行われておらず、反射光量
が大となるためそのフットプリントに於ける半田付けは
不良と判定する。

但しこの検査基準は実装する電子部品の種類等によって
適宜変化させると良い。

以上述べたように、本発明によれば、フットプリントに
半田付けされた電子部品の形態に影響されずに半田付け
の検査が行い得る利点がある。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、フット
プリントに半田付けされた電子部品の形態に影響されず
に、電子部品のプリント基板への半田付は状態が精度良
（検査できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置のブロック図、 第２図は実装前のプリント基板の平面図、第３図は実装
後のプリント基板の平面図、第４図および第５図は半田
付は状態の説明図、第６図は側端部の検出が容易な電子
部品の平面図、 第７図は検査ウィンドに於ける輝度の分布図、第８図は
従来の検査方法に用いる装置の構成図、第９図（ａ）お
よび第９図向は電子部品を実装したプリント基板の平面
図と側面図、 第１θ図（ａ）より第１０図（ｅ）までは従来の半田付
は検査方法の説明図、 第１１図（ａ）および第１１図伽）は従来の検査方法に
於ける不都合な状態図である。 図において、 ｌはプリント基板、２は移動台、３．３Ａ、３Ｂは光源
、４はＩＴＶカメラ、５はＡ−ｆ）変換器、６は移動台
コントローラ、７は計算機、８は画像処理部、９は表示
装置、１０は照明切り換え装置、１２はソフトプリント
、１３は電子部品、１３Ａは電子部品本体、１３８、１
３０は電子部品の端部、１４は電極、１４Ａ、　１４Ｂ
。 １４Ｃ，１４０は電極の端部、１５は半田フィレット、
２１゜２２．２３．２４は検査開始ポイント、３１は第
２の検査ウィンド、３２は白色ラインを示す。 第４図 第１図 第２の木し１ウインドを旭しＮ寸５画瓢０頑分沸匹）第
７図 （ｅ） Ａ足来の享田付はオ灸査り輩しのち丸口用ＺＩＩ）ＯＷ
Ｉ 第８図 （ｂ） 電多部品ｉｒ−質喪しｆ；ブ・ルｌし鴨の乎面面と作°
１［Ｆ］圓３足宋の矛友赴ち債＋＝ｌさける不荀略４゛
弘態１図第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　プリント基板（１）に設けたフットプリント（１２）
   に電子部品を半田付けし、該基板（１）に光を照射し、
   その反射光を検知して電子部品（１３）の半田付け状態
   を検査する方法に於いて、 前記電子部品（１３）を実装する以前の前記プリント基
   板（１）内に設けられたフットプリント（１２）を第１
   の検査ウィンドとして予めその面積を設定し、前記プリ
   ント基板（１）のフットプリント（１２）に電子部品（
   １３）を実装し、該実装後の電子部品のフットプリント
   に於ける位置情報を検知し、該位置情報より算出した電
   子部品の面積をフットプリントの面積より差引きした残
   余のフットプリントの領域を第２の検査ウィンド（３１
   ）として設定し、該第２の検査ウィンド（３１）から得
   られた反射光量を、所定の基準レベルと比較して良否判
   定するようにしたことを特徴とするプリント基板の半田
   付け検査方法。