JPH03245046A - Mounted-board inspecting apparatus - Google Patents

Mounted-board inspecting apparatus

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JPH03245046A
JPH03245046A JP2043013A JP4301390A JPH03245046A JP H03245046 A JPH03245046 A JP H03245046A JP 2043013 A JP2043013 A JP 2043013A JP 4301390 A JP4301390 A JP 4301390A JP H03245046 A JPH03245046 A JP H03245046A
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JP
Japan
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data
height
printed circuit
circuit board
height data
Prior art date
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Pending
Application number
JP2043013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutoshi Iketani
池谷 和俊
Yukifumi Tsuda
津田 幸文
Kunio Sannomiya
三ノ宮 邦夫
Yuji Maruyama
祐二 丸山
Hirokado Toba
鳥羽 広門
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US07/602,573 priority patent/US5103105A/en
Priority to EP90120931A priority patent/EP0426165B1/en
Priority to DE69027908T priority patent/DE69027908T2/en
Publication of JPH03245046A publication Critical patent/JPH03245046A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

PURPOSE:To evaluate the pass/fail of soldered parts by measuring the data of the heights of the soldered parts, and obtaining the amounts of changes in height data on a board, the soldered parts and parts. CONSTITUTION:The entire surface of a printed board 101 is scanned with laser light. The reflected and scattered light from the board 101 is guided to a posi tion detecting element 112 with a reflecting mirror 110. The condensing position of the scattered light on the element 112, which is not fixed because of the irregularities of the height on the board, is detected. Then, the height data of the mounted parts and the soldered parts on the board are operated with an image operating means 114. Thereafter, a correlation-accumulation operating means 115 computes the difference values of the height data only within the mask data from a mask memory means 117 which is provided at the position of the soldered part. Then, the number of the data within the regions of the good products and the defective products is computed in correlation wherein the height data and the difference value are two variables. The height data in each region are accumulated and added. Then, the computed 115 data and predetermined reference value are compared for every mask data in a judging means 116. Thus the quality of the soldered state is judged.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、部品を実装したプリント基板上の半田付けの
実装不良を検査する実装基板検査装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a mounted board inspection device for inspecting mounting defects in soldering on a printed circuit board on which components are mounted.

従来の技術 従来、プリント基板上に半田付けされた半田部の検査は
、人間による目視検査に頼っていた。ところが、製品の
小型化や軽量化が進むに連れてプリント基板上の部品の
小型化や高密度実装化もより一層進んできている。この
ような状況の中で、人間による目視検査が困難となって
きており、検査の自動化が強く望1れてきている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, inspection of soldered parts on printed circuit boards has relied on visual inspection by humans. However, as products become smaller and lighter, components on printed circuit boards are also becoming smaller and more densely packaged. Under these circumstances, it has become difficult for humans to perform visual inspections, and there is a strong desire to automate inspections.

その一方法として%願昭63−45206号には、二次
元のカメラで輝度データを用い輝度の累積度数分布から
半田部の良否判定を行うことが提案されている。
As one of the methods, Patent Application No. 63-45206 proposes that a two-dimensional camera is used to use luminance data to determine the quality of the solder portion from the cumulative frequency distribution of luminance.

第6図に、半田の良品と不良品の累積度数分布を示すが
、横軸を輝度の階級を、縦軸を輝度L7)′累積度数を
表している。良品の半田部は、輝度の高い部分が多いた
めに長部分の累積度数分布601のような分布特性を示
す。不良の半田部は、輝度の暗い部分が多いために不良
部分の累積度数分布602のような分布特性を示す。第
6図に示すように、良品と不良品の分布特性が異なるた
めに区別ができるというものである。
FIG. 6 shows the cumulative frequency distribution of good and defective solder products, where the horizontal axis represents the brightness class and the vertical axis represents the cumulative frequency of brightness L7)'. Since a good solder part has many parts with high brightness, it exhibits a distribution characteristic like the cumulative frequency distribution 601 of long parts. Since a defective solder part has many parts with dark brightness, it exhibits a distribution characteristic like the cumulative frequency distribution 602 of the defective part. As shown in FIG. 6, good products and defective products can be distinguished because their distribution characteristics are different.

発明が解決しようとする課題 しかし、従来例で示した検査方法では、部品の位置ずれ
や半田の量等によって累積度数分布のカブが異なり、信
頼性のある判定ができない。また、最適な照明条件下で
ないと良否の特性の差がでにくいという課題がある。さ
らに、プリント基板上の位置による照明むらや照明条件
を最適化するために微小面積で分割して撮像しなければ
ならないという課題もある。
Problems to be Solved by the Invention However, in the inspection method shown in the conventional example, the cube of the cumulative frequency distribution varies depending on the positional deviation of the component, the amount of solder, etc., and reliable determination cannot be made. Another problem is that it is difficult to distinguish between good and bad characteristics unless the lighting conditions are optimal. Furthermore, in order to optimize the illumination unevenness depending on the position on the printed circuit board and the illumination conditions, there is also the problem that it is necessary to divide the image into minute areas and take images.

本発明は、部品の位置ずれや照明条件に左右されること
なく、目的は半田付は部の高さデータを測定し、その高
さデータの基板−半田部一部品上に訟ける変化量(差分
値)を求め、その高さデータと差分値を2変数とする相
関と高さデータの累積値を用いて半田付は部の良/不良
を評価することである。
The purpose of the present invention is to measure the height data of the soldering part, and to measure the amount of change in the height data between the board and the soldering part, without being affected by component positional deviation or lighting conditions. The purpose of soldering is to evaluate whether the soldering part is good or bad using the correlation between the height data and the difference value as two variables and the cumulative value of the height data.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の技術的解決手段は
、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レンズの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
記プリント基板やプリント基板上に実装された部品及び
半田付は部の高さデータを演算する画像演算手段と、実
装された部品の半田付は部位置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、前記マスク記憶手段からのマスクデータ
内のみ前記画像演算手段で演算された高さデータの差分
値を計算し、前記高さデータと前記差分値を2変数とす
る相関において、予め定めた良品領域と不良品領域内の
各データの数を計算し、かつ前記良品領域と前記不良品
領域内の前記高さデータをそれぞれ累積加算する相関累
積演算手段と、前記相関演算手段で演算された良/不良
領域内の各データの数及び各領域内の高さ累積値と、予
め定めた基準値とを前記マスク記憶手段からのマスクデ
ータごとに比較し、前記プリント基板上の部品の半田付
状態の良否を判定する判定処理手段を設けている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the technical solution of the present invention includes a transport means for moving a printed circuit board on which components are mounted, and a means for transmitting laser light from a laser light source to a polygon mirror and an fθ
a laser beam scanning means that scans the printed circuit board with a lens; and a reflecting mirror provided between the printed circuit board and the fθ lens to collect scattered light reflected from the printed circuit board by scanning the laser beam. a scattered light reflecting means for reflecting the scattered light through a polygon mirror of the fθ lens; and a position detecting means for condensing the scattered light from the scattered light reflecting means onto a position detecting element using a condensing lens and outputting a position signal. , image calculation means for calculating the height data of the printed circuit board or the parts and soldering parts mounted on the printed circuit board based on the position signal from the position detecting means; a mask storage means for storing mask data to be processed with a plurality of predetermined arbitrary sizes; and calculating a difference value between height data calculated by the image calculation means only within the mask data from the mask storage means; In a correlation in which the height data and the difference value are two variables, the number of each data in a predetermined non-defective area and a defective area is calculated, and the height data in the non-defective area and the defective area are calculated. the number of each piece of data in the good/bad area calculated by the correlation calculating means, the cumulative height value in each area, and the predetermined reference value in the mask memory; A determination processing means is provided which compares each piece of mask data from the means and determines whether the soldering state of the components on the printed circuit board is good or bad.

作    用 本発明は、部品が実装されたプリント基板をレーザ光を
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や半田付は部の
高さデータを演算し、相関累積演算手段で半田付は部位
置に設定されたマスク記憶手段からのマスクデータ内の
み、画像演算手段で演算された高さデータの差分値を計
算し、その高さデータと差分値を2変数とする相関に訟
いて、予め定めた良品領域と不良品領域内の各データの
数を計算し、かつ各領域内の高さデータを累積加算し、
これらの相関累積演算手段で計算された良/不良領域内
の各データの数及び各領域内の高さ累積値と、予め定め
た基準値とをマスクデータごとに判定処理手段で比較し
、部品の半田付状態の良否を判定する。
Function The present invention scans the entire surface of a printed circuit board on which components are mounted with a laser beam, guides the scattered light obtained by reflection from the printed circuit board to a position detection means using a reflecting mirror, and scans the printed circuit board according to the height irregularities on the printed circuit board. The condensing position of the scattered light on the changing position detection element is detected, and from the position signal, the image calculation processing means calculates the height data of the parts and soldered parts mounted on the printed circuit board, and calculates the correlation accumulation. Soldering by means calculates the difference value of the height data calculated by the image calculation means only in the mask data from the mask storage means set at the part position, and uses the height data and the difference value as two variables. Based on the correlation, calculate the number of each data in the predetermined good product area and defective product area, and cumulatively add the height data in each area,
The number of data in the good/bad area and the cumulative height value in each area calculated by these correlation accumulation calculation means are compared with a predetermined reference value for each mask data, and the judgment processing means Determine whether the soldering condition is good or bad.

実施例 以下、第1図を参照しながら本発明の一実施例について
説明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIG.

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2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101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はレーザ光線、106はレーザ光源105からのレー
ザ光、107はポリゴンミラー 108はレーザ光をポ
リゴンミラ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
、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、11
5は画像演算処理114からの高さデータを用いて半田
付は部の高さデータの変化量(差分値)を計算し、高さ
データと差分値を2変数とする相関において、良/不良
領域内の各データの数を計算し、かつ各領域内の高さ累
積値を計算する相関累積演算手段、116はプリント基
板101上の部品102の半田状態の良品を判定する判
定処理手段、117は102の半田付は部位置上に予め
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。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the mounted board inspection apparatus of the present invention. 1, 101 is a printed circuit board, 102 is a component mounted on the printed circuit board 101, 103 is a conveying means for moving the printed circuit board 101, and 104 is an arrow indicating the direction of movement thereof. 10
5 is a laser beam, 106 is a laser beam from the laser light source 105, 107 is a polygon mirror, 108 is a reflecting mirror for guiding the laser beam to the polygon mirror 107, 109 is an fθ lens, and 110 is a reflecting mirror. 111 is a condensing lens, 112 is a position detection element, 113 is a position detection element 112
114 is an image calculation processing means for converting the position signal 113 into height data of the part; 114;
5 uses the height data from the image calculation processing 114 to calculate the amount of change (difference value) in the height data of the soldering part, and determines whether it is good or bad in the correlation using the height data and the difference value as two variables. Correlation accumulation calculating means for calculating the number of each piece of data in the area and calculating the cumulative height value in each area; 116 is a judgment processing means for judging whether the soldering condition of the component 102 on the printed circuit board 101 is good; 117 The soldering section 102 is a mask storage means for storing a plurality of predetermined mask data on part positions.

以下にその動作を説明する。The operation will be explained below.

部品102が実装されているプリント基板101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、回転しているポリゴンミラー107に
導き、ポリゴンミラー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、フノント基板101上にレーザ光10
6を二次元的に全面走査する。
While moving the printed circuit board 101 on which the component 102 is mounted in the moving direction 104 by the conveyance means 103, the laser beam 106 from the laser light source 105 is transmitted to the reflecting mirror 10.
Using three laser beams 8, the laser beam 106 is guided to a rotating polygon mirror 107, and the polygon mirror 107 and fθ lens 109 irradiate the laser beam 106 vertically onto the printed circuit board 101. As a result, the laser beam 10 is placed on the Fnonto substrate 101.
6 is scanned two-dimensionally over the entire surface.

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1
10で反射させ、fθレンズ109とポリゴンミラー1
07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114に入力さ
れる。
A reflective mirror 1 installed between the printed circuit board 101, which is the object to be inspected, and the fθ lens 109 absorbs the scattered light reflected from the printed circuit board 101 by scanning the laser beam 106.
10, fθ lens 109 and polygon mirror 1.
07, and further passes through a condensing lens 111, and is condensed onto a position detection element 112. A position signal 113 from the position detection element 112 is input to an image calculation processing means 114.

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やプリ
ント基板101上に実装された部品102及び部品10
2の半田付は部の高さデータに変換する演算を行い、実
測高さデータを相関累積演算手段115へ出力する。
The image calculation processing means 114 converts the position signal 113 input at the timing of the synchronization signal into the printed circuit board 101, the component 102 mounted on the printed circuit board 101, and the component 10.
In soldering No. 2, calculation is performed to convert the height data of the part, and the measured height data is output to the correlation accumulation calculation means 115.

相関累積演算手段115では、半田付は領域の位置に設
定されたマスク記憶手段117からのマスクデータ内の
み画像演算手段114で演算された高さデータの差分値
を計算し、その高さデータと差分値を2変数とする相関
において、予め定めた良品領域と不良品領域内の各デー
タの数を計算し、かつ各領域内の高さデータを累積加算
し、これらの各領域内のデータの数と高さデータの累積
値を判定処理手段116へ出力する。判定処理手段11
6では、相関累積演算手段115で計算された各領域内
のデータの数及び高さ累積値とあらかじめ定めてふ・い
た基準値とをマスクごとに比較し、プリント基板101
上の部品102の半田付は状態の良否を判定するもので
ある。
The correlation accumulation calculation means 115 calculates the difference value between the height data calculated by the image calculation means 114 only within the mask data from the mask storage means 117 set at the position of the soldering area, and calculates the difference value between the height data and the height data. In correlation using difference values as two variables, calculate the number of each data in the predetermined good product area and defective product area, cumulatively add the height data in each area, and calculate the number of data in each of these areas. The cumulative value of the number and height data is output to the determination processing means 116. Judgment processing means 11
6, the number and height cumulative value of data in each region calculated by the correlation cumulative calculation means 115 are compared with a predetermined reference value for each mask, and the printed circuit board 101 is
The soldering of the upper part 102 is to judge whether the condition is good or bad.

以上の動作を繰シ返し、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ゴンミラー107の回転にあわ
せた同期信号を用いて同期を取った。このような構成に
することによシ、ガルバノミラ−等の手段でレーザ光を
スポット走査する構成に比べ、よシ高速・高精度な高さ
判定を行なうことができる。
By repeating and sequentially performing the above operations, the entire surface of the printed circuit board 101 can be inspected. This series of operations needs to be performed in synchronization with an appropriate signal, and in this embodiment, synchronization was achieved using a synchronization signal in accordance with the rotation of the polygon mirror 107. By adopting such a configuration, it is possible to perform height determination at a higher speed and with higher accuracy than with a configuration in which a laser beam is spot-scanned by a means such as a galvanometer mirror.

次に、画像演算処理手段114と相関累積演算手段11
5釦よび判定処理手段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。
Next, the image calculation processing means 114 and the correlation accumulation calculation means 11
The 5 button and the determination processing means 116 will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

画像演算処理手段114ば、第2図に示すように位置検
出素子112からの位置信号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PSD (ポジ
ション−セン/ティン デテクタ: Po5ition
−3ensitive Detectors :半導体
装置検出素子)を用いており、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。
As shown in FIG. 2, the image calculation processing means 114 converts the position signal 113 from the position detection element 112 into a digital signal using the A/D converter 201, and inputs the digital signal to the position calculation circuit 202. In this embodiment, the position detection element is a PSD (Position Sen/Tin Detector).
-3-ensitive Detectors (semiconductor device detection elements) are used, and the incident position on the PSD is such that the current flowing through the electrodes at both ends of the element is inversely proportional to the distance between each electrode.

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I 1L−よびI2を第(1)式を用い
て高さデータを演算する。(但し、Kは、正規化するた
めの係数である。
The position calculation circuit 202 calculates height data using equation (1) using the currents I1L- and I2 from the picture electrodes converted into digital signals. (However, K is a coefficient for normalization.

高さデーターK・(I+  I2)/(11+I2)・
・・・・・(1 位置演算回路202で得られた高さデータは、−旦測定
高さデータ格納メモリ203に格納され、相関累積演算
手段115に出力される。
Height data K・(I+I2)/(11+I2)・
(1) The height data obtained by the position calculation circuit 202 is stored in the measured height data storage memory 203 and output to the correlation accumulation calculation means 115.

相関累積演算手段115では、測定高さデータ格納メモ
リ203からの測定高さデータを入力し、半田付は領域
の位置に設定されたマスク記憶手段117からのマスク
データ内のみ入力された高さデータの差分値を計算し、
その高さデータと差分値を2変数とする相関にふ・いて
、良品領域と不良品領域内の各データの数を計算し、か
つ各領域内の高さデータを累積加算し、これらの各領域
内のデータの数と高さデータの累積値を判定処理手段1
16へ出力する。
The correlation accumulation calculating means 115 inputs the measured height data from the measured height data storage memory 203, and for soldering, the input height data is input only within the mask data from the mask storage means 117 set at the position of the area. Calculate the difference value of
Based on the correlation using the height data and the difference value as two variables, calculate the number of each data in the non-defective area and the defective area, cumulatively add the height data in each area, and calculate each of these. Processing means 1 for determining the number of data in an area and the cumulative value of height data
Output to 16.

判定処理手段116では、相関累積演算手段115で計
算された良/不良各領域内のデータ数及び高さ累積値と
基準値記憶手段206からの基準値とをマスク記憶手段
117かものマスクデータに応じて比較回路204で比
較し、その差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
データを基にその比較データの大小によって部品の半田
付は部の良否を判定するものである。
The determination processing means 116 converts the number of data and cumulative height values in each good/bad region calculated by the correlation accumulation calculation means 115 and the reference value from the reference value storage means 206 into mask data of the mask storage means 117. Comparison circuit 204 compares the data accordingly, and outputs the difference to determination circuit 205 as comparison data. The determination circuit 205 determines the quality of the soldered parts based on the comparison data from the comparison circuit 204 and the magnitude of the comparison data.

第3図に相関累積演算手段115の詳細プロリフ結線図
を示し、更に詳しく説明する。
FIG. 3 shows a detailed prolife connection diagram of the correlation accumulation calculation means 115, and will be described in more detail.

第3図にふ−いて、301は画像演算処理手段で演算さ
れた高さデータ、302は高さデータの差分を計算する
差分計算回路、303及び304は比較回路A及びB、
305は差分閾値記憶手段、306は高さ閾値記憶手段
、307及び308はカウンタC及びD、309はマス
ク記憶手段からのマスクデータ、310及び311は累
積加算回路E及びFである。
Referring to FIG. 3, 301 is height data calculated by the image calculation processing means, 302 is a difference calculation circuit that calculates the difference in height data, 303 and 304 are comparison circuits A and B,
305 is a difference threshold storage means, 306 is a height threshold storage means, 307 and 308 are counters C and D, 309 is mask data from the mask storage means, and 310 and 311 are cumulative addition circuits E and F.

以下にその動作を説明する。The operation will be explained below.

差分計算回路302では、マスク記憶手段からのマスク
データ309に基づいて抽出された画像演算処理手段か
らの高さデータ301の変化量(差分値)を計算し、そ
の差分値を比較回路A303に出力する。本実施例では
、高さデータが基板から半田付は部及び部品に向かう方
向での差分を差分計算回路302で計算している。
The difference calculation circuit 302 calculates the amount of change (difference value) in the height data 301 extracted from the image calculation processing means based on the mask data 309 from the mask storage means, and outputs the difference value to the comparison circuit A303. do. In this embodiment, the difference calculation circuit 302 calculates the difference in the height data in the direction from the board to the soldering part and the component.

比較回路A303では、差分計算回路302で計算され
た差分値と差分閾値記憶手段305からの閾値とを比較
し、差分値が閾値で決められた範囲内であればカウンタ
C307、カウンタD308及び累積加算回路E310
.F311へ“1”の信号を出力し、範囲外であれば0
”の信号を出力する。
The comparison circuit A303 compares the difference value calculated by the difference calculation circuit 302 with the threshold value from the difference threshold storage means 305, and if the difference value is within the range determined by the threshold value, the counter C307, the counter D308 and the cumulative addition are performed. Circuit E310
.. Outputs a “1” signal to F311, and outputs 0 if it is outside the range.
” signal is output.

一方、比較回路B504では、高さデータ301と高さ
閾値記憶手段306からの閾値とを比較し、高さデータ
が閾値で決められた範囲内であれば、カウンタC307
、カウンタD308及び累積加算回路E310.F31
1へ“1”のイ言号を出力し、範囲外であれば”取”の
信号を出力する。
On the other hand, the comparison circuit B504 compares the height data 301 with the threshold value from the height threshold storage means 306, and if the height data is within the range determined by the threshold value, the counter C307
, counter D308 and cumulative addition circuit E310. F31
1, and if it is outside the range, outputs a "take" signal.

カウンタC307ではマスクデータ309に基づいてマ
スクごとに、比較回路A303及びB504からの出力
が共に1”の時のみカウントアツプする。またカウンタ
D308ではマスクデータ309に基づいてマスクごと
に、比較回路A303及びB504からの出力が共にl
”以外の場合、 つ壕り(A、B)の信号の組で表現す
れば、(1゜0)、(0,1)、(0,O)の場合にカ
ウントアツプする。
The counter C307 counts up for each mask based on the mask data 309 only when the outputs from the comparator circuits A303 and B504 are both 1". Also, the counter D308 counts up for each mask based on the mask data 309. Both outputs from B504 are l.
In cases other than ``, if expressed as a pair of signals (A, B), the count will increase in the cases of (1°0), (0,1), and (0,O).

同様に累積加算回路E310ではマスクデータ309に
基づいてマスクごとに、比較回路A 303及びB50
4からの出力が共に1”の時のみ高さデータ301を累
積加算する。オた累積加算回路F311ではマスクデー
タ309に基づいてマスクごとに、比較回路A303及
びB504からの出力が共に”1”以外の場合、即ち(
A、B)の信号の組で表現すれば、(1,0)、(0,
1)。
Similarly, in the cumulative addition circuit E310, the comparator circuits A303 and B50 are connected for each mask based on the mask data 309.
The height data 301 is cumulatively added only when the outputs from the comparison circuits A303 and B504 are both "1" for each mask based on the mask data 309 in the cumulative addition circuit F311. In other cases, i.e. (
If expressed as a set of signals A, B), (1, 0), (0,
1).

(’o、o)の場合に高さデータ301を累積加算する
In the case of ('o, o), the height data 301 is cumulatively added.

以上の動作によりそれぞれカウントアツプされたカウン
タの出力及び累積加算回路からの高さの累積値は判定処
理手段へ入力され、カウンタC307及びB308の個
々の値やそれらを合計した総数、かつ累積加算回路E3
10及びF311で累積加算された半田部の高さの累積
値が評価され、部品の半田付は状態の良否を検査するこ
とができる。
The outputs of the counters counted up by the above operations and the cumulative value of height from the cumulative addition circuit are input to the determination processing means, and the individual values of the counters C307 and B308, the total number of them, and the cumulative value of the height from the cumulative addition circuit are inputted to the determination processing means. E3
10 and F311, the cumulative value of the height of the solder portion is evaluated, and the soldering condition of the component can be inspected.

更に具体例を第4図及び第5図を用いて説明する。Further, a specific example will be explained using FIGS. 4 and 5.

第4図は良品の半田付は状態の場合を示した図で、(a
)は部品の半田付は部を上方よう見た図、(bは断面図
、(clは本発明の基本となる高さデータと差分値の相
関図を示している。第4図(blに示した様な、基板4
01に実装された部品403の半田部402が良好な状
態であ−た場合、第4図(clに示した高さデータ(Z
)と差分値(△Z)の相関図が得られる。即ち、Z 1
404は基板の平均高さ、Z2405は部品上の平均高
さで、測定されたデータはX印で示した。また、差分閾
値は0406とAl 407に設定し、高さ閾値はA2
408及げA3409に設定した。これらの閾値の値は
部品の高さや基板及び部品上の測定高さデータのばらつ
き具合(標準偏差の値:σ)によって適当に変動させる
ことが望寸しいが、本実施例では、Al 407は部品
の高さの1/3、A2408及びA3409は各平均値
Z1及びZ2より2×σ”程度離した値にした。
Figure 4 shows the soldering condition of a non-defective item (a
) is a view of the soldering part of the component viewed from above, (b is a cross-sectional view, and (cl is a correlation diagram of height data and difference values, which is the basis of the present invention. Board 4 as shown
If the solder part 402 of the component 403 mounted on 01 is in good condition, the height data (Z
) and the difference value (ΔZ). That is, Z 1
404 is the average height of the board, Z2405 is the average height on the component, and the measured data is indicated by an X mark. Also, the difference threshold is set to 0406 and Al 407, and the height threshold is A2
408 and A3409. It is desirable to vary these threshold values appropriately depending on the height of the component and the degree of dispersion (standard deviation value: σ) of the measured height data on the board and components, but in this example, Al 407 1/3 of the height of the parts, A2408 and A3409, was set to a value separated from each average value Z1 and Z2 by about 2 x σ''.

第4図(clの相関図において、半田付は状態が良1、
好であるため、半田部の各測定データは、基板と部品の
それぞれの高さの間に分布し、かつ差分値も正の値でA
1 407以下のあ1シ大きくない51410で示した
領域に分布している。
Figure 4 (In the CL correlation diagram, soldering is in good condition 1,
Therefore, each measurement data of the solder part is distributed between the respective heights of the board and the component, and the difference value is also a positive value.
It is distributed in the area indicated by 51410, which is not large and has a size of 1407 or less.

従って差分値を比較する比較回路Aでは、差分閾値で示
した0406からAl  407の間にデータが入るた
め各データに訃いて′″1”の信号を出力し、比較回路
Bでは、高さデータが、高さ閾値で示したA2408か
らA3409の間に分布するため各データにふ・いて”
1”の信号を出力し、カウンタCで全てカウントアツプ
され、累積加算回路E310では高さデータが累積加算
される。またカウンタDの値は、領域S2411及び5
3412にデータが分布しないためゼロとなり、累積加
算回路F311では高さデータは累積されず、高さ累積
値はゼロとなる。これらの値から判定処理手段では半田
付は部が良好であると判定される。
Therefore, in comparator circuit A that compares the difference values, since data enters between 0406 and Al407 indicated by the difference threshold, a signal of ``1'' is output for each data, and in comparator circuit B, a signal of ``1'' is output for each data. However, since it is distributed between A2408 and A3409 indicated by the height threshold, it is necessary to fit each data.
A signal of 1" is output, the counter C counts up all the height data, and the cumulative addition circuit E310 cumulatively adds the height data. Also, the value of the counter D is in the areas S2411 and 5.
Since the data is not distributed in 3412, it becomes zero, and the height data is not accumulated in the cumulative addition circuit F311, and the height cumulative value becomes zero. Based on these values, the determination processing means determines that the soldering is in good condition.

な釦、第4図(bl中の二重矢印(ぐ=>)413 で
示した範囲が、半田付は部に設定されたマスク記憶手段
からのマスクデータの範囲を示して訃り、上からの図で
ある第4図(atに示した様に、基板401、半田部4
02、部品403上にマスク414(斜線部)が設定さ
れ、このマスク内のみの高さデータが演算に用いられる
The area indicated by the double arrow (g=>) 413 in Fig. 4 (bl) indicates the range of mask data from the mask storage means set in the soldering section. As shown in FIG. 4 (at), which is a diagram of
02, a mask 414 (shaded area) is set on the component 403, and height data only within this mask is used for calculation.

次に第5図を用いて半田不良の場合を説明する。Next, the case of solder failure will be explained using FIG.

第5図(alはいわゆるイモ半田で不良状態の場合の断
面図、(blは高さデータと差分値の相関図を示してい
る。第5図(atに示した様な、基板501 に実装さ
れた部品503の半田部502がイモ半田不良であった
場合、第5図fblに示した高さデータ(Z)と差分値
(△Z)の相関図が得られる。図中の閾値A1〜A3及
びZl、Z2.各領域81〜S3は第4図(clの場合
と同一であるため同一番号を付して説明を省略する。
Figure 5 (al is a cross-sectional view of so-called potato solder in a defective state, (bl is a correlation diagram between height data and difference values. Mounted on a board 501 as shown in Figure 5 (at). If the soldered portion 502 of the component 503 is defective, a correlation diagram between the height data (Z) and the difference value (△Z) shown in FIG. A3, Zl, Z2. Each area 81 to S3 is the same as in the case of FIG. 4 (cl), so the same number is given and the explanation is omitted.

第5図(blの相関図にかいて、イモ半田状態であるた
め、半田部の各測定データは基板と部品のそれぞれの高
さの間に分布するが、差分値はゆるやかな上り勾配の部
分の81410の領域と、イモ半田の峙徴である下り勾
配の部分の83412の領域と更に部品端付近の急な正
の勾配の部分の82411の領域にそれぞれデータが分
布している。
Figure 5 (In the correlation diagram of BL, since it is a potato solder state, each measurement data of the solder part is distributed between the respective heights of the board and the component, but the difference value is a part with a gentle upward slope. The data is distributed in the area 81410, the area 83412 in the downward slope part which is a characteristic of potato solder, and the area 82411 in the steep positive slope part near the end of the component.

従って良領域のカウンタC及び累積加算回路Eでは、少
数のデータが分布する51410の領域のデータ数及び
高さデータの累積値を出力し、不良領域のカウンタD及
び累積加算回路Fでは、イモ半田の特徴を示す下り勾配
の領域の33412と急な正勾配の領域S2411の両
頭域のデータ数及び高さデータの累積値の和が出力され
、判定処理手段では不良領域のデータ数が多いことから
半田付は部が不良であると判定される。
Therefore, the counter C and the cumulative addition circuit E in the good area output the number of data and the cumulative value of the height data in the 51410 area where a small number of data are distributed, and the counter D and the cumulative addition circuit F in the defective area output the cumulative value of the number of data and the height data of the 51410 area where a small number of data are distributed. The sum of the number of data and the cumulative value of the height data of both the downward slope region 33412 and the steep positive slope region S2411 showing the characteristics of is output. The soldering part is determined to be defective.

オた、高さの差分が負の勾配でなくイモ半田不良ではな
いが半田付は部の半田の量が少なく不良になる場合もあ
る。この場合は本実施例で示したように、要領域にふ・
ける高さデータの累積値をも評価しているため、高さデ
ータの累積値が基準値より小さいとして判定処理で不良
と判定することができる。
Also, the difference in height is not a negative slope, so it is not a soldering defect, but the soldering may be defective due to a small amount of solder in the part. In this case, as shown in this example,
Since the cumulative value of the height data is also evaluated, it is possible to determine that the cumulative value of the height data is smaller than the reference value and that the product is defective in the determination process.

なふ−1本実施例では相関演算手段で要領域のカウンタ
C及び累積加算回路Eと不良領域のカウンタD及び累積
加算回路Fという2種類のカウンタ及び累積加算回路を
設けて、判定処理手段へカウント数及び高さ累積値をそ
れぞれ出力しているが、カウンタ及び累積加算回路の種
類及び数は本発明を限定するものではなく、不良領域の
カウンタ及び累積加算回路を更に細かく分類してイモ半
田のような負の差分領域(S3)k別にカウント及び高
さ累積して、判定処理手段へそのカウント数及び高さ累
積値を出力してもよく、これにより更に細かな半田付は
部の状態を検査することができる。
Nafu-1 In this embodiment, two types of counters and cumulative addition circuits, a counter C and cumulative addition circuit E for the important area and a counter D and cumulative addition circuit F for the defective area, are provided in the correlation calculation means, and the determination processing means is provided with two types of counters and cumulative addition circuits: Although the count number and the cumulative height value are output respectively, the types and numbers of the counters and cumulative addition circuits do not limit the present invention, and the counters and cumulative addition circuits in the defective area are further classified into The count and height may be accumulated for each negative difference area (S3) k, and the count number and height accumulation value may be output to the determination processing means. can be inspected.

以上の様に本実施例によれば、半田付は部の高さデータ
を測定し、その高さデータの変化量(差分値)を計算し
、高さデータと差分値を2変数とする相関において、良
品領域と不良品領域内に分布する各データの数及び高さ
データの累積値を計算し、それらの値を判定処理手段へ
出力する相関累積演算手段を設けることにより、照明条
件や部品の位置づれに影響されることなく、半田付は部
が基板から部品に向けて緩やかな正の勾配をL/−で形
成されている所のみ良品領域としてとらえ、かつ半田の
高さデータの累積値も評価するため、半田の形状1でも
細かく検査することができる。
As described above, according to this embodiment, soldering is performed by measuring the height data of a part, calculating the amount of change (difference value) in the height data, and correlating the height data and the difference value as two variables. By providing a correlation accumulation calculation means that calculates the cumulative value of the number and height data of each data distributed in the non-defective area and the defective area and outputs these values to the judgment processing means, it is possible to It is not affected by the positional deviation of the solder, and only the areas where the soldering part forms a gentle positive slope from the board to the component at L/- are considered good products, and the cumulative solder height data is Since the value is also evaluated, even solder shape 1 can be inspected in detail.

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
基板上の部品や半田付は領域全面の高さデータを測定し
て、半田付は部の位置に設定したマスク内のみその高さ
データの変化量(差分値)を求め、その高さデータと差
分値を2変数とする相関において、予め定めた良品領域
と不良品領域内の各データの数及び各領域内の高さデー
タの累積を計算し、その各データの数及び高さ累積値と
基準値との比較をし、部品の半田付は状態を判定するこ
とにより、人間の目視に頼ることなく、オた照明条件や
部品の位置ずれに左右されずに半田付は部の半田部の形
成状態を良/不良各領域内のデータ数及び高さ累積値に
よりとらえられ、より詳細な半田付は状態の検査が可能
となり、オた高さデータと差分値の相関に釦いて差分値
は基板や部品上ではほぼゼロに近い値であり、多少マス
クの設定位置が大きめであ−たシ、ずれていたとしても
半田付は部のみを評価することができ、検査精度を向上
させることができる。
Effects of the Invention As described above, the effect of the present invention is that the height data of the entire area for parts and soldering on a printed circuit board is measured, and the height data for soldering is measured only within the mask set at the position of the part. The amount of change (difference value) in the height data is calculated, and in the correlation using the height data and the difference value as two variables, the number of each data in the predetermined non-defective area and defective area and the height data in each area are calculated. By calculating the cumulative value of each piece of data and comparing the cumulative value of each data and the standard value, and determining the soldering condition of parts, it is possible to check the lighting conditions and other conditions without relying on human visual inspection. The formation condition of the solder part of the soldering part can be determined by the number of data and the cumulative height value in each good/bad area without being affected by the positional deviation of the parts, making it possible to inspect the soldering condition in more detail. However, when we clicked on the correlation between the height data and the difference value, we found that the difference value was almost zero on the board and components, and even if the mask was set at a slightly larger position, it would be difficult to solder even if it was misaligned. can evaluate only the parts, improving inspection accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例にかける実装基板検査装置の
ブロック結線図、第2図及び第3図は第1図の要部詳細
ブロック結線図、第4図は良好な半田付状態の高さプロ
フィールを示す図、第5図は不良半田付状態の高さプロ
フィールを示す図、第6図は従来の半田付は部検査の累
積度数分布の特性図である。 101・・・プリント基板、102・・・部品、103
・・・搬送手段、105・・・レーザ光線、107・・
・ポリゴンミラー 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
・・・相関累積演算手段、116・・・判定処理手段、
117・・・マスク記憶手段。
Fig. 1 is a block wiring diagram of a mounted board inspection device according to an embodiment of the present invention, Figs. 2 and 3 are detailed block wiring diagrams of the main parts of Fig. FIG. 5 is a diagram showing a height profile in a defective soldering state, and FIG. 6 is a characteristic diagram of a cumulative frequency distribution of conventional soldering inspection. 101... Printed circuit board, 102... Parts, 103
...Transporting means, 105...Laser beam, 107...
・Polygon mirror 109...fθ lens, 110・
... Reflection mirror 111 ... Condensing lens, 112 ...
Position detection element, 114... Image calculation processing means, 115
. . . Correlation accumulation calculation means, 116 . . . Determination processing means,
117...Mask storage means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  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f^
θ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f^θレンズの間に設けた反射ミラーで反射させ
、前記f^θ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やプリント基板上に実装された部
品及び半田付け部の高さデータを演算する画像演算手段
と、実装された部品の半田付け部位置に予め定めた任意
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、前記マスク記憶手段からのマスク
データ内のみ前記画像演算手段で演算された高さデータ
の差分値を計算し、前記高さデータと前記差分値を2変
数とする相関において、予め定めた良品領域と不良品領
域内の各データの数を計算し、かつ前記良品領域と前記
不良品領域内の前記高さデータをそれぞれ累積加算する
相関累積演算手段と、前記相関演算手段で演算された良
/不良領域内の各データの数及び各領域内の高さ累積値
と、予め定めた基準値とを前記マスク記憶手段からのマ
スクデータごとに比較し、前記プリント基板上の部品の
半田付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。
A transport means for moving a printed circuit board with components mounted on it, and a polygon mirror and f^ for laser light from a laser light source.
A laser beam scanning means for scanning the printed circuit board with a θ lens, and scattered light obtained by being reflected from the printed circuit board by scanning the laser beam are provided between the printed circuit board and the f^θ lens. Scattered light reflecting means for reflecting by a reflecting mirror and reflecting through the f^θ lens and polygon mirror, and a condensing lens condensing the scattered light from the scattered light reflecting means on a position detection element to output a position signal. position detecting means for detecting the position, image calculating means for calculating height data of the printed circuit board, the components mounted on the printed circuit board, and the soldering portions based on the position signal from the position detecting means, and soldering of the mounted components. mask storage means for storing mask data to be processed with a plurality of predetermined sizes of masks at a part position; and a difference value between height data calculated by the image calculation means only within the mask data from the mask storage means. In a correlation using the height data and the difference value as two variables, calculate the number of each data in a predetermined non-defective area and a defective area, and calculate the number of each data in the non-defective area and the defective area. Correlation accumulation calculation means for cumulatively adding height data, the number of each data in the good/defective area calculated by the correlation calculation means, the cumulative height value in each area, and a predetermined reference value. A mounting board inspection apparatus comprising: a determination processing means for comparing each mask data from the mask storage means and determining whether the soldering state of the components on the printed circuit board is good or bad.
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