JPH03195906A - 半田付け状態検査装置 - 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に実装された電子部品の半田付は
状態を検査する半田付は状態検査装置に関する。

〈従来の技術〉 近年、プリント基板の高密度実装化、電子部品のチップ
化は急速な勢いで進んでおり、これに伴って電子部品を
自動的に実装することはもとより実装後の半田付は状態
を高精度で検査することの重要性も益々高くなっている
。

従来、プリント基板に実装された電子部品の半田付けの
有無やその量を検査員による目視により調べ、半田付は
状態の良否を検査するという方法が採られていた。だが
、この目視検査による方法は元来作業能率が非常に悪く
、熟練した検査員でもあっても負担が大きい上に何より
も信顛性が低いという欠点がある。そこで、電子部品の
半田付は状態を自動的に検査する半田付は状態検査装置
が開発されるに至った。

従来の半田付は状態検査装置は、部品実装基板に各方向
からＸ線を照射するとともに透過Ｘ線による画像を得て
、この画像中に含められている電子部品の半田付は部を
透過したＸ線の透過量のデータに基づきその半田付は状
態の良否を判定するという基本構成となっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来例による場合には、Ｘ線を使用
する構成となっているので、Ｘ線が外部に洩れないよう
にする装備が必要不可欠で、装置自体が非常に大型化す
る上に価格も高いという欠点があり、かかる欠点が装置
の普及を図る上で非常に大きな障害となっている。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、その
目的とするところは、装置が小型で低価格でありながら
、電子部品の半田付は状態を高精度で検査することがで
きる半田付は状態検査装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明にかかる半田付は状態検査装置は、プリント基板
に実装された電子部品の半田付は部に向けて第１のスリ
ット光と第２のスリット光とを互いに別角度で照射する
スリット光照射部と、前記半田付は部上の第１のスリッ
ト光と第２のスリット光によるスリットパターンを撮像
し、当該スリットパターンをデータとして出力する撮像
部と、予め良好な半田付は状態における半田付は部のス
リットパターンのデータを格納してある基準データ格納
部と、前記撮像部から導かれたスリットパターンのデー
タと前記基準データ格納部から読み出したスリットパタ
ーンとのデータとを比較し、当該比較結果に基づいて前
記電子部品の半田付は部の半田付は状態を判定する判定
部とを具備している。

く作用〉 プリント基板に実装された電子部品の半田付は部に第１
のスリット光と第２のスリット光とを互いに別角度で照
射すると、プリント基板の半田付は部上には第１のスリ
ット光と第２のスリット光によるスリットパターンが形
成される。だが、当該スリットパターンは電子部品の半
田付は部の形状等によって２つに別れる。このスリット
パターンの別れた幅や長さは電子部品の半田付は状態に
対応している。また、半田付は状態が適正である電子部
品の半田付は部に生じるスリットパターンの別れた幅や
長さのデータは予め基準データ格納部に格納しておく。

被検査対象である電子部品の半田付は部に生じたスリッ
トパターンは撮像部によって撮像され、この撮像データ
は判定部に導かれる。そして判定部にて撮像データに基
づき２つに別れたスリットパターンの幅や長さのデータ
を検出し、このデータと基準データ格納部から読み出し
たデータとを比較し、この比較結果が許容範囲内にある
ならば、電子部品の半田付は部の半田付は状態は適正で
あると判定する一方、許容範囲外にあるならば不適正で
あると判定する。

〈実施例〉 以下、本発明にかかる半田付は状態検査装置の一実施例
を図面を参照して説明する。第１図は半田付は状態検査
装置の簡略構成図、第２図（ａ）（ｂ）は適正な半田付
けがされた状態のチップ部品の側面図、平面図、第３図
（ａ）（ｂ）は半田付けが過少な状態のチップ部品の側
面図、平面図、第４図（ａ）（ｂ）は半田付けが過大な
状態のチップ部品の側面図、平面図、第５図（ａ）、第
６図（ａ）、第７図（ａ）はチップ部品の半田付は部に
スリットレーザ光が照射されている様子を示す第２図（
ａ）、第３図（ａ）、第４図（ａ）に夫々対応する図で
ある。第５図（ｂ）、第６図（ｂ）、第７図（ロ）はチ
ップ部品の半田付は部に生じたスリットパターンの様子
を示す第２図（ｂ）、第３図（ｂ）、第４図（ｂ）に夫
々対応する図である。

検査されるべきプリント基板９は第１図に示すようにＸ
Ｙ子テーブル２上に位置決め載置されるようになってい
る。このプリント基板９の部品実装面には、図示されて
いないが複数個のチップ部品１０（電子部品に相当する
）が縦横状に実装されている。なお、図中では７個のチ
ップ部品１０が実装されている様子を示しているが、こ
の並べられている方向をＸ方向とする一方、紙面手前方
向をＹ方向とする。

プリント基板９の上方位置にはプリント基板９の部品実
装面に対して同一仰角でスリットレーザ光７ａ、　７ｂ
（第１、第２のスリット光に相当する）等を夫々照射す
るスリット光照射部６が配置されている。

スリット光照射部６について詳しく説明する。

レーザ発振器６ａから発せられたレーザ光は、所謂シリ
ンドリカルレンズ（図外）を介してスリットレーザ光７
ａに変換されるようになっている。変換されたスリット
レーザ光７ａは、プリント基板９０部品実装面でも後述
する撮像カメラｌの下方位置に向けられており、そのス
リット幅方向はＸ方向に設定されている。

一方、レーザ発振器６ｂ等によってスリットレーザ光７
ｂが生成される過程についても上記と全く同様であって
、スリットレーザ光７ｂもスリットレーザ光７ａの同一
箇所に向けられ、そのスリット幅方向もＸ方向である。

つまりスリットレーザ光７ａとスリットレーザ光７ｂは
、その途中にチップ部品１０の半田付は部１１等の障害
物がなければ、プリント基板９の部品実装面上に照射さ
れて互いに重なり合い、これでＸ方向のスリットパター
ンが形成される。（第５図（ｂ）、第６図ら）、第７図
（ｂｌ中に示されている８は、スリットレーザ光７ａと
スリットレーザ光７ｂとがプリント基板９０部品実装面
上で重なったスリットパターンの様子が示されている）
。

だが、チップ部品１０の半田付は部１１等の障害物があ
ると、スリットレーザ光７ａ、スリットレーザ光７ｂに
よるＸ方向のスリットパターンは当該障害物の形状に応
じて２つに別れることになる（第５図（ａ）、第６図（
ａ）、第７図（ａ）中に示されている８ａ、８ｂは、ス
リットレーザ光７ａとスリットレーザ光７ｂが半田付は
部１１の高さにより２つに別れた場合のＸ方向のスリッ
トパターンの様子が示されている）。

また、スリット光照射部６には、図示されていないがレ
ーザ発振器６ａ、６ｂとは別に、レーザ発振器等がもう
一組設けられており、これでＹ方向のスリットパターン
が形成されるようになっている。

なお、Ｙ方向のスリットパターンは、プリント基板９に
実装されたチップ部品１０の半田付は部がＹ方向に向け
られている場合もありこれを考慮してのことである。

次に、ＸＹ子テーブル２の上方に配置されている撮像カ
メラｌについて説明する。

この撮像カメラ１（撮影部に相当する）はここではＣＣ
Ｄカメラが使用されており、プリント基板９の部品実装
面の所定エリアを撮像するようになっている。より具体
的には、チップ部品ｌＯの半田付は部１１近傍における
Ｘ方向又はＹ方向のスリットパターンを撮像し、これを
アナログの画像信号に変換するようになっている。この
画像信号はＡ／Ｄ変換器２にてデジタル変換され、変換
後のデータは画像処理部３の画像メモリに逐次取り込ま
れるようになっている。つまり画像メモリには撮像カメ
ラ１にて撮像されたチップ部品ＩＯの半田付は部１１に
おけるＸ方向又はＹ方向のスリットパターンのデータが
取り込まれることになる。

画像処理部３では、画像メモリに取り込まれたデータを
適宜読み出して、読み出されたデータに基づいてスリッ
トパターン８ａ、８ｂの別れた幅とその長さのデータを
検出し、この検出データは中央演算処理部４（判定部に
相当する）に逐次導かれるようになっている。

中央演算処理部４には、ＲＯＭ等のメモリ（基準データ
格納部に相当する）が備えられており、これにはマスタ
ー基板に関するＸ方向又はＹ方向のスリットパターンの
データ、より具体的には、スリットパターン８ａ、８ｂ
の別れた幅とその長さのデータが半田付は部毎に予め記
録されている。そしてこのデータの中から撮像カメラ１
にて撮像されたチップ部品１０の半田付は部１１に関す
るデータを読み出し、読み出されたデータと上記検出デ
ータとを比較する。この差が予め設定された許容範囲内
であれば、当該半田付は部１１の半田付は状態が適正で
あると判定する一方、許容範囲外であれば不適正である
と判定する。そしてこの判定が終了すればＸ　−Ｙ　！
ＩＪ御部５に命令を与えて、撮像カメラ１の撮像範囲内
に次に検査すべきチップ部品ｌＯの半田付は部１１を入
れるべく、Ｘ−Ｙテーブル１２を動作させる。そして上
記した処理を繰り返し、プリント基板１０に実装された
全てのチップ部品１０について半田付は状態の検査が終
了したならば、この検査結果を図外のＣＲＴ等に表示す
る。

次に、上記のように構成された本案装置により半田付は
部１１の半田付は状態を検査することのできる原理につ
いて説明する。

第２図はマスター基板に実装されたチップ部品ＩＯ１言
い換えると、半田付は状態が適正であるチップ部品ＩＯ
の半田付は部１１が示されている。第３図（ａ）ではこ
れにスリットレーザ光７ａ、スリットレーザ光７ｂが照
射されている様子が示されており、第３図（ｂ）ではこ
のときのスリットパターン８ａ、８ｂの様子が示されて
いる。

一方、半田付は状態が不適正である例として、第３図で
は半田付けが過少であるチップ部品１０の半田付は部１
１が、第４図では半田付けが過大であるチップ部品１０
の半田付は部１１が夫々示されている。半田付けが過少
である半田付は部１１にスリットレーザ光７ａ、スリッ
トレーザ光７ｂが照射されると（第６図（ａ）参照）、
このときのスリットパターン８ａ、８ｂは第６図（ｂ）
に示すようになる。即ち、半田付は状態が適正である第
５（ｂ）の場合に比較して、その別れた幅や長さが小さ
くなる。これとは反対に、半田付けが過大である半田付
は部１１にスリットレーザ光７ａ、スリットレーザ光７
ｂが照射されると（第７図（ａ）参照）、このときのス
リットパターン８ａ、８ｂは第７図（ｂ）に示すように
なる。即ち、半田付は状態が適正である第５（ｂ）の場
合に比較して、その別れた幅や長さが大きくなる。

つまり中央演算処理部４においてチップ部品１０の半田
付は部１１におけるスリットパターン８ａ、　８ｂの別
れた幅や長さのデータがマスター基板のものと比較され
るようになっているので、ここに半田量の大小が検出す
ることができ、高精度で半田付は状態の検査を行うこと
ができる。

従って、上記のように構成された半田付は状態検査装置
ではＸ線ではなくレーザ光を使用する構成となっている
ので、装置自体を非常にコンパクトにすることができ、
これに伴うコストダウンを図ることができる上に、鮮明
なスリットパターンを撮像することができることから、
検査精度を非常に高く設定することができる。

なお、本発明にかかる半田付は状態検査装置は上記実施
例に限定されず、検査精度をそれ程高く設定する必要が
ないのであれば、レーザ光ではなく一般光を使用してス
リットパターンを形成する形態を採っても良い。かかる
形態を採る場合には更に大きなコストダウンを図ること
ができる。

〈発明の効果〉 以上、本発明にかかる半田付は状態検査装置による場合
には、第１のスリット光と第２のスリット光を電子部品
の半田付は部に照射して、これによって生じるスリット
パターンにより当該半田付は部の半田付は状態を検査す
ることができる構成となっているので、装置自体を非常
にコンパクトにすることができ、これに伴うコストダウ
ンを図ることができる。しかも半田付は状態の検査精度
を高く設定することもでき、プリント基板の高密度実装
化、電子部品のチップ化に対応する上で非常に大きな意
義がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明にかかる半田付は状態検査装
置の一実施例を説明するための図であって、第１図は半
田付は状態検査装置の簡略構成図、第２図（ａ）（ｂ）
は適正な半田付けがされた状態のチップ部品の側面図、
平面図、第３図（ａ）（ｂ）は半田付けが過少な状態の
チップ部品の側面図、平面図、第４図（ａ）＠は半田付
けが過大な状態のチップ部品の側面図、平面図、第５図
（ａ）、第６図（ａ）、第７図（ａ）はチップ部品の半
田付は部にスリットレーザ光が照射されている様子を示
す第２図（ａ）、第３図（ａ）、第４図（ａ）に夫々対
応する図、第５図（ｂ）、第６図（ロ）、第７図（ロ）
はチップ部品の半田付は部に生じたスリットパターンの
様子を示す第２図（ｂ）、第３図（ｂ）、第４図ら）に
夫々対応する図である。 ■・・・撮像カメラ ３・・・画像処理部 ４・・・中央演算処理部 ６・・・スリット光照射部 ７ａ、　７ｂ・・・スリットレーザ光 ８．８ａ、８ｂ・・・スリットパターン９・・・プリン
ト基板 １０・・・チップ部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリント基板に実装された電子部品の半田付け部
   に向けて第１のスリット光と第２のスリット光とを互い
   に別角度で照射するスリット光照射部と、前記半田付け
   部上の第１のスリット光と第２のスリット光によるスリ
   ットパターンを撮像し、当該スリットパターンをデータ
   として出力する撮像部と、予め良好な半田付け状態にお
   ける半田付け部のスリットパターンのデータを格納して
   ある基準データ格納部と、前記撮像部から導かれたスリ
   ットパターンのデータと前記基準データ格納部から読み
   出したスリットパターンとのデータとを比較し、当該比
   較結果に基づいて前記電子部品の半田付け部の半田付け
   状態を判定する判定部とを具備していることを特徴とす
   る半田付け状態検査装置。