JPH02268260A - 半田検査装置 - 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〉 この発明は、基板上に実装された部品につき半田付は状
態を観測してその良否を判別するための半田検査装置に
関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種装置として、第９図に示す如く、基板上に
実装された検査すべき部品（以下「検査対象」という）
１につき、その斜め上方位置に点光源２とカメラ３とを
配備し、点光源２による照射光ａを半田面４で鏡面反射
させて、その反射光すをカメラ３で受光するようにした
ものがある。

この半田検査装置によれば、第１０図（１）に示す如く
、半田付けが適正になされていると、半田面４の基準面
５に対する角度θが所定範囲の値となるため、半田面４
での鏡面反射光すは確実にカメラ３で受光される。これ
に対し半田不足や欠落があると、半田面４の前記角度θ
が所定範囲外の値（ゼロまたは小さな値）となるため、
半田付は部位での鏡面反射光すはカメラ３に向かわず、
カメラ３での受光量は正常時に比べて大幅に減少する。

したがってこの受光量の大小に基づき半田付けの良否を
容易に判別することができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこの種装置の場合、光源２とカメラ３との
相対的な角度位置が固定されているため、部品の種類や
ランドの形状などに応じて半田面４の角度θが変化する
と、半田面４からの反射光をカメラ３にて受光できない
場合が生ずる。

第１０図（］）は、検査対象１がチップ部品であって、
ランド６の形状（大きさ）が大きな場合を示しており、
この場合は半田面４の角度θは比較的小さな値をとる。

第１０図（２）は、ランド６の形状が小さい場合を示し
ており、この場合は半田面４の角度θは第１０図（１）
のものに比較して大きな値をとることになる。

第１０図（３）は、検査対象１がリード部品であって、
ランド６の形状が小さい場合を示しており、この場合も
半田面４の角度θは第１０図（１）のものと比較して大
きな値をとることになる。

したがって光源２とカメラ３との相対的な角度位置を第
１０図（１）に示す半田面４を基準として設定しである
と、第１Ｏ図（２）　（３）に示すような急峻な半田面
４については、カメラ３は半田面４での鏡面反射を検出
できず、カメラ３での受光量は小さな値となり、半田の
良否につき誤った判定が行われることになる。

そこで検査対象ｌの上方位置に、第１１図に示すような
円環状の光源２Ａ、２Ｂを上下に配置し、各光源２Ａ、
２Ｂの中心線７上の位置、すなわち検査対象１の真上位
置にカメラ３を配置して、カメラ３に対する各光源２Ａ
、２Ｂの相対的な角度位置を異なる値に設定したものが
提案されている。

ところがこのような装置の場合、第１２図（１）に示す
如く、半田面４の角度θが緩やかであれば、その半田面
４での鏡面反射光すは上方に向かうため、カメラ３にて
その検出が可能であるが、第１２図（２）に示す如く、
半田面４の角度θが急峻であれば、その半田面４での鏡
面反射光すは側方へ向かうため、真上位置のカメラ３で
はその検出が不可能である。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、検査
対象である部品の種類やランドの形状などに応じて半田
面の角度が変化しても、半田面からの鏡面反射光を確実
に受光して、半田付は部位の適正な検査を可能とした新
規な半田検査装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の半田検査装置では
、検査対象の上方より周囲にわたる所定の角度位置にそ
れぞれ点光源を配置して成る照明部と、検査対象からの
反射光を検査対象の斜め上方位置で受光して半田付は部
位の状態を観測するための観測部と、点灯すべき点光源
を選択して照明部の動作を制御する制御部とを具備させ
ることにした。

く作用〉 検査対象の上方より周囲にわたる所定の角度位置に点光
源を配置しであるから、部品の種類やランドの形状など
に応じて半田面の角度が変化しても、制御部は、鏡面反
射光が観測部に向かうような点光源を選択して点灯動作
させるため、半田付は部位の適正な検査が可能である。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施にかかる半田検査装置の全
体構成を示すもので、位置決め部１０、照明部１１．観
測部１２などから構成されている。

位置決め部１０は、上面に被検査基板９を支持してＸＹ
の各方向へ移動させるＸＹステージ機構１３より成り、
検査対象である部品１を所定の検査位置（照明領域の中
心位置）へ位置決めする。

照明部１１は、第２図に示す如く、検査対象１の上方よ
り周囲にわたり多数個の点光源１４を配備して成るもの
で、この実施例の場合、検査対象１を中心として８方向
の各位置につき所定の角度位置に各点光源１４を位置さ
せである。

なお各点光源１４には発光ダイオードが用いであるが、
これに限らず、電球やレーザダイオードを用いることも
できる。

観測部１２は、検査対象１からの反射光を検査対象ｌの
斜め上方位置で受光して半田付は部位の状態を観測する
ためのもので、この実施例では、部品の実装方向が９０
度毎の四通りであることに対応して、第３図および第４
図に示す如く、回合の各カメラ１２ａ〜１２ｄを検査対
象１の中心として４方向の斜め上方位置に位置決めしで
ある。

なおりメラの台数は、部品の実装方向に対応させればよ
く、例えば部品の実装方向が二通りであれば二台のカメ
ラを用意すれば足る。

またこの実施例の場合、観測部１２としてカメラ１２ａ
〜１２ｄを用いることにより、検査対象ｌのハンダ付は
部位の撮像パターンの明るさ（受光量）を検出する以外
に、必要に応じて撮像パターンの解析も可能としている
が、例えば検査対象１からの反射光の受光量の大小のみ
をチエツクするのであれば、カメラに代えてフォトダイ
オードなどを用いてもよい。

第１図に戻って、照明制御部１５は検査対象ｌの種類、
ランドの形状、検査内容、検査基準などに応じて点灯す
べき点光源１４を選択して照明部１１の照明動作を制御
するためのもので、第５図に示す如く、ＲＯＭ１６と駆
動回路１７とを含んでいる。

前記ＲＯＭ１６にはいずれの点光源１４を点灯させるか
を表す点灯パターンが予め登録してあり１．：、（７）
ＲＯＭ１６に対してＣＰＵ１Ｂより照明制御情報としで
あるアドレスが与えられると、そのアドレスに対応した
点灯パターンが選択され、該当する点光源１４を駆動す
るためのデータが駆動回路１７へ出力される。駆動回路
１７はこの入力データに基づき対応する１以上の点光源
１４を同時または順次点灯動作させる。

各カメラ１２ａ〜１２ｄからのビデオ信号はＡ／Ｄ変換
器１９によりディジタル量に変換され、画像処理部２０
にて撮像パターンの明るさ（受光量）を検出し、或いは
必要に応じて撮像パターンの解析を行うものである。

ＣＰＵ１Ｂは、前記照明制御部１５に対し照明制御情報
を与えて照明部１１の動作を制御し、またＮＣコントロ
ーラ２１に対し位置情報を与えて位置決め部１０の動作
を制御すると共に、画像処理部２０により画像処理デー
タを取り込んで検査対象１につき半田付けの良否を判定
する。なおメモリ２２は動作プログラムを格納するＲＯ
ＭやワークエリアとしてのＲＡＭなどを含む。

第６図（１）（２）は、照明部１１の各点光源１４ａ〜
１４ｅを一斉に同時点灯動作させる方式を示している。

いま適正状態にある半田面４の角度θがα−βの角度範
囲内にあると仮定すると、各点光源１４ａ〜１４ｅにて
角度θ１．θ２．θ、。

θ１．θＳ　（ただしα〈θ１〜θ、〈β）の半田面４
を検出できるように、カメラ（この場合１２ｂ）に対す
る各点光源１４ａ−１４ｅの相対的な角度位置を決定し
てそれぞれ配置しである。

例えば半田面４の角度θが、第６図（１）に示すように
比較的緩やかであれば（θ＝θ、）、全ての点光源１４
ａ〜１４ｅを点灯させた場合に、対応する点光源１４ｃ
による半田面４の鏡面反射光す、がカメラ１２ｂにより
観測される。またもし半田面４の角度θが、第６図（２
）に示すように比較的急峻であれば（θ＝θ４）、全て
の点光源１４ａ〜１４ｅを点灯させた場合に、対応する
点光源１４ｄによる半田面４の鏡面反射光ｂ４がカメラ
１２ｂにより観測される。

第７図（１）〜（４）は、照明部１１の各点光源１４ａ
〜１４ｄを順次点灯動作させる方式を示°している。

この例の場合も、各黒光＠　１４　ａ−１４ｄにて適正
な角度範囲α−β内の角度θ１．θ２゜θ１．θ４　（
ただしα〈θ、〜θ４くβ）の半田面４を検出できるよ
うに、カメラ１２ｂに対する各点光源１４ａ−１４ｄの
相対的な角度位置を決定してそれぞれ配置しである。

いま半田面４の角度θがθ２．θ、の各角度を含むもの
と仮定すると、各点光源１４ａ〜１４ｄを第７図（１）
〜（４）に示すように順次点灯動作させた場合に、点光
源１４ａ、１４ｄが点灯動作したときは（第７図（１）
（４））　、半田面４の鏡面皮射光す、、ｂ４はカメラ
１２ｂにて観測されないが、黒光［１４ｂ、１４ｃが点
灯動作したときは（第７図（２）（３））　、半田面４
の鏡面反射光す、、ｂ、がカメラ１２ｂにて観測される
。

上記した第６図および第７図の各方式は、検査対象が一
種類の部品である場合に特に有効であり、第６図の一斉
点灯方式によれば、半田検査を短時間で行うことができ
、また第７図の順次点灯方式によれば、検査時間が長く
なるが、半田面４の角度θを推定できるという利点があ
る。

第８図は、検査対象１がチップ部品およびリード部品の
二種類であって、しかもランド６の形状が大小二種類の
ものを含む場合の検査方式を示すもので、照明部１１の
いずれか点光源１４ａ〜１４ｅを適宜選択して点灯動作
させるものである。

いま検査対象１がチップ部品でありかつランド６が大き
な場合の適正な半田面４の角度θをθ１〜θ、とし、ま
た検査対象１がチップ部品でありかつランド６が小さな
場合と検査対象１がリード部品でありかつランド６が大
きな場合の適正な半田面４の角度θをθ２〜θ４とし、
さらに検査対象１がリード部品でありかつランド６が小
さな場合の適正な半田面４の角度θをθ、〜θ、とする
と（ただしθ１くθ２〈θ３くθ４くθ、）、各点光源
１４ａ〜１４ｅにて各角度θ１．θ２．θ３．θ４．θ
５の半田面４を検出できるように、カメラ１２ｂに対す
る各点光源１４ａ〜１４ｅの相対的な角度位置を決定し
てそれぞれ配置している。

かくして検査対象ｌがチップ部品でありかつランド６が
大きなものについては、点光源１４ａ。

１４ｂ、１４ｃを選択して点灯動作させる（第８図（１
））。また検査対象１がチップ部品でありかつランド６
が小さなものと、検査対象Ｉがリード部品でありかつラ
ンド６が大きなものとについては、点光源１４　ｂ、　
　１４　ｃ、　　１４　ｄを選択して点灯動作させる（
第８図（２）（３）　）。さらに検査対象ｌがリード部
品でありかつランド６が小さなものについては、点光源
１４ｃ、１４ｄ。

１４ｅを選択して点灯動作させる（第８図（４））。

これらの各場合において、半田面４の状態が適正であれ
ば、その半田面４での鏡面反射光はカメラ１２ｂにより
観測される。したがって部品種やランドの形状などに応
じて適正な半田面４の角度θが変化しても、半田面４が
らの鏡面反射光はカメラ１２ｂにより確実に受光され、
半田付は部位の適正が検査が可能である。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、検査対象の上方より周囲にわた
る所定の角度位置に点光源を配置するとともに、制御部
にて点灯すべき点光源を選択して照明部の動作を制御す
るようにしたから、検査対象である部品の種類やランド
の形状などに応じて半田面の角度が変化しても、半田付
は部位の適正な検査が可能となる。また観測部を検査対
象の斜め上方に位置させているから、急峻な角度の半田
面についても鏡面反射を検出できるなど、発明目的を達
成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる半田検査装置の全
体構成を示す説明図、第２図は照明部および観測部の配
置状況を示す斜面図、第３図はカメラ位置を示す正面図
、第４図はカメラ位置を示す平面図、第５図は照明制御
部の回路構成例を示すブロック図、第６図は同時点灯に
よる検査状況を示す説明図、第７図は順次点灯による検
査状況を示す説明図、第８図は選択点灯による検査状況
を示す説明図、第９図は従来の半田検査装置を示す斜面
図、第１０図は従来例による検査状況を示す正面図、第
１１図は他の従来例を示す斜面図、第１２図は第１１図
の従来例による検査状況を示す正面図である。 １１・・・・照明部　　　　　１２・・・・観測部１４
、１４ａ〜１４ｅ・・・・点光源 １５・・・・照明制御部　　　１８・・・・ＣＰＵ第 図 ン１０ｆＴ、や、大ＳにＪる才究Ｊ１］天；兄を才、シ
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第 図 ｊ（択斧、＊丁−，ｓる１４ルにＬｅ、ｒ、ｇｗｅ月〔
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検査対象の上方より周囲にわたる所定の角度位置にそれ
   ぞれ点光源を配置して成る照明部と、検査対象からの反
   射光を検査対象の斜め上方位置で受光して半田付け部位
   の状態を観測するための観測部と、 点灯すべき点光源を選択して照明部の動作を制御する制
   御部とを具備して成る半田検査装置。