JPH03163305A

JPH03163305A - 半田付け形状検出方法

Info

Publication number: JPH03163305A
Application number: JP30376589A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Yoshimura; 一成吉村; Shinji Okamoto; 岡本　紳二; Osao Hamada; 長生濱田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1991-07-15

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、電子部品等の実装部品を半田付けした基板の
半田付け形状検出方法に関する。

（従来の技術）従来、半田付けされた半田表面の高さを光によって検出
するには、光による三角測量（以下、光切断という）に
よって検出することが多かった．これは第５図に示すよ
うに被検出部２０の垂直上方から光ビームを照射し、そ
の反射光をレンズを介して受光素子２１上に結像させ、
その結像位置により被検出部の高さを検出するようにし
ていた．しかしながら、この方法では被検出部２０が、
第６図に示すように、半田付け面２２のように傾きを持
つもので、表面が傾斜面となり、かつ光沢面のものの場
合、半田付け面２２の点Ａからの２次反射を発生させ、
検出センサである受光素子２１上に複数のスポットＡ゜
〜Ｒ゜が結像される．すなわちＡが本来の真の検出点で
あるが、２次反射点Ｒのスポットは受光素子２１上には
Ｒ゛となり、このＲ゜は、２次反射点Ｒと光ビームの延
長線上の交点Ｒ”であり、被検出部の真の高さＡを検出
せず、２次反射点Ｒにより実際の高さより低いＲ′を検
出したものとなる．したがって検出形状は第７図に示す
ように、Ａ′のスポット像は（ａ）のように表れるが、
Ｒ”のスポット像は（ｂ）のように表れ、誤った形状に
なる欠点があった．また、第８図に示すように、前記半田付け面２２の隣接
部分に外側に凸面を有する被検出部２３があると、光ビ
ームは点Ａのスポット像Ａ゜　と、２次反射点Ｒを介し
てのスポット像Ｒ“とを受光素子２１に結像する．この
Ｒ゛の結像は、三角測量法の原理から、Ｒ点とＲ′点と
の反射光と光ビームとの交点Ｒ″からなるものというこ
とになり、被検出部の真の高さがＡで低いにも拘らず、
実際より高い点Ｒ”となってしまい、その検出形状は、
第９図に示すように、一部が突出し誤検出を発生するこ
とになる欠点があった．これらの欠点を解決するものとして特開昭５８６０５９
３号公報のものが提案されている．これは２つのフーリ
エ交換レンズを使用し、被測定物にレーザスポットして
光線偏光器によりレーザスボントを走査させ、これを充
電変換器によって実像としてとらえるようにしたもので
、これは検出センサの幅を狭＜シて、２次反射光が検出
センサ、つまり受光素子に入る確率を少なくしたもので
ある．（発明が解決しようとする５題）しかしながら、この場合でも、結局、被測定物の面の状
態により２次反射光がセンサー上に結像することがあり
、完全な形状検出ができないという課題があった。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、２次反射による誤検出を防止できる半
田付け形状検出方法を提供しようとするものである．（課題を解決するための手段）上記目的を達戒するため本発明の半田付け形状検出方法
は、実装部品が半田付けされた基板上に光ビームを投光
し、上記光ビームの被検出部分による反射光を受光し、
反射光の受光スポットの位置変化を検出する位置検出器
の出力に基づいて、被検出部分の立体形状を検出するよ
うにした半田付け形状検出装置の出力画像において、光
ビームの走査方向と交差する方向にスポット光を移動さ
せて得た画像データのうち、２次反射や異常反射による
誤検出画像データから、その前後の正常検出画像データ
に基づいて正常値データを推定したことを特徴とするも
のである．（作用）上述のように構威した半田付け形状検出方法では、２次
反射による誤検出の画像を取り込み、走査線を走査方向
と交差する方向に移動させ、２次反射が発生した点を検
出して走査方向と交差する方向に補正するので正確な検
出が可能となる．（実施例）以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図によって説
明する．一実装部品を半田付けによって取り付けた基板の表面を
光切断により検出する場合は、第ｌ図に示すように、実
装部品ｌの半田付け面２をスポット光で走査し、ある特
定の角度に位置検出器を設けて結倣させれば光切断像が
得られる。この場合、走査と交差する方向へのスポット
移動が高さと認識されるため、この方向への２次反射光
３が発生すると誤検出を発生する．この第１図に現れた
２次反射光３は位置検出器で撮像した光切断像として、
第２図に示すような２次反射像４として現れる。この２
次反射像４が長い像４ａと短い像４ｂをもっていたもの
として検出画像を作或すると、第３図に示すように２次
反射像４ａおよび４ｂの位置で歪曲された誤検出画像と
なる。

すなわち、半田付けの光沢面の、レーザ投光軸（スポッ
ト光走査）′と成す角度θが４５゜未満であれば、前述
の第６図（ｂ）に示すように、基板面に発生する２次反
射光は実際の高さより低く、また、上記角度θが４５゜
以上であれば、第８図、第９図に示したように、２次反
射光は実際の高さより高く検出されることになる。

これらの２次反射はスポット光走査と交差する方向に発
生した場合にデイテクタすなわち受光素子に対する影響
が現われ、仮りに特公開５８−６０５９３号に示される
ように検出センサの幅を狭くしても誤検出が発生するこ
ととなる．本発明の半田付け形状検出方法は、上述した第３図に示
した誤検出画像に基づき、走査線を走査方向と交差する
方向、つまり走査方向と直交する方向に移動して２次反
射が発生した点を検出し、走査方向と交差する方向に補
正するよう番こしたものである。

一般に、半田付け面で２次反射の影響が発生するような
形状においては、半田付けの斜面は単調増加もしくは単
ＵＲ減少の形状になっている．つまり、それ以外の形状
では傾きが零である場所が発生し、真上からスポット光
が照射しているため、真上へスポット光が反射されるこ
ととなり、よって２次反射は起こり得す、正しい形状を
検出ができる。このため、２次反射の発生している部分
の前後は正常な値を検出でき、しかも半田付け面の斜面
はスポットの走査と交差する方向であり、２次反射の部
分の半田付け面の傾きは単調変化であると言える．一方、スボント走査方向に関しては第３図に示したよう
に必ずしも単調変化にはならず、前後の値を使用して補
間する場合、正確にできないことになる．なお、２次反射が発生しているか否かの決定は、（１１
基板より下に検出像があるか、または部品より上に検出
像があるかを確認する．（２）検出の段階でスポット光が複数点検出された場所
等で行う．しかして、補間方法としては第４図に示すようにして行
う。図において１は実装部品で２は半田付け面である。

そして、いま、図のＨ，の点で反射をしたとすると、こ
の２次反射を起こした前の点をＨ．、基準面（基板面）
をｈ０、２次反射が発生して基板の高さより低く検出さ
れた点をｈ．（ｎ＝１，２．３．　　・・・）、真の高
さの点をね、■７の点の接線とスポット光との角度をθ
，、２次反射の位置をＲ１、基板面とスポット光の照射
延長線との交点をＯｎ　＝　　０１＋１　　Ｑ，＋＋＝
　ｘとすると、Ｘが小さい時は近似的にｔａｎ　２θ＝　Ｏ．Ｒ．／Ｏ，Ｈ，　幸０，Ｒ、十Ｋ
／０１１−ＩＨＩ１−１　”・（１）式ｔａｎ　δ＝　
０，１１，／Ｏ．ｈ．　　　　−（２）弐（１），　（
２）よりｔａｎ　２θｍ”　（ＯＪｎＸｔａｎδ＋ｘ）／Ｏ，ゴ
『］θｎ　＝　１／２ｔａｎ−　’　（　（０，ｈ，　
Ｘ　ｔａｎδ＋ｘ）　／　Ｏｌｌ−　＋　Ｈ−．゛０訓
、キＯｌｌ−Ｉ　ＸＨＩ１−１　　（Ｘ／　Ｌａｎθ，
ｌ）　　　−（４）式となり、前記（３）および（４）
式で補関すれば形状は再現可能となる。

また，それ以外の２次反射点は、２次反射の前後の正常
なデータから直線補間を行うことにより、半田付け面の
２次反射による誤検出像を補正して正確な形状検出がで
きる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明の半田付け形状検出方
法は、実装部品が半田付けされた基板上に光ビームを投
光し、上記光ビームの被検出部分による反射光を受光し
、反射光の受光スポットの位置変化を検出する位置検出
器の出力に基づいて、被検出部分の立体形状を検出する
ようにした半田付け形状検出装置の出力画像において、
光ビームの走査方向と交差する方向にスポット光を移動
させて得た画像データのうち、２次反射や異常反射によ
る誤検出画像データから、その前後の正常検出画像デー
タに基づいて正常値データを推定する・・・（３）式ようにしたので、半田付け面での２次反射が発生しても
正確な形状検出が可能となり、また、２次反射が発生し
ても補正が可能であることから簡単な光学系で構或可能
となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例で、第１図は半田
付け部へのスポット光走査を示す斜視図、第２図は第１
図の光切断像、第３図は第ｌ図の誤検出画像、第４図は
２次反射の補間原理を示す平面図、第５図ないし第９図
は従来例で、第５図は三角測量法の原理を示す平面図、
第６図は半田付け崩における２次反射を示す平面図、第
７図（ａ）　，（ｂ）はスポット像で（ａ）は正常例，
（ｂ）は異常例、第８図は複雑な鏡面物体の２次反射例
の平面図、第９図は２次反射による誤検出例の平面図で
ある．１・・・実装部晶　　　２・・・半田付け面３・
・・２次反射光　　４・・・２次反射像第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

実装部品が半田付けされた基板上に光ビームを投光し、
上記光ビームの被検出部分による反射光を受光し、反射
光の受光スポットの位置変化を検出する位置検出器の出
力に基づいて、被検出部分の立体形状を検出するように
した半田付け形状検出装置の出力画像において、光ビー
ムの走査方向と交差する方向にスポット光を移動させて
得た画像データのうち、２次反射や異常反射による誤検
出画像データから、その前後の正常検出画像データに基
づいて正常値データを推定することを特徴とした半田付
け形状検出方法。