JPH0418765B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、チツプ部品の実装状態を判定するチ
ツプ部品の実装検査装置に関する。

［従来の技術］ 従来、チツプ部品と印刷配線基板で構成される
電子回路が多用されつつある。それに従つて、印
刷配線基板にチツプ部品を実装した被検査基板
に、チツプ部品が正常に実装されているかを検査
するチツプ部品の実装検査装置が必要とされる。
前記チツプ部品の実装検査装置は、少なくとも実
装されたチツプ部品の種別、位置、方向等を検査
する必要がある。ところで、前述した様なチツプ
部品の実装検査装置は、既によく知られている。
例えば、特開昭59−61705によれば、印刷配線基
板に正常にチツプ部を実装したモデル基板を、
TVカメラで撮影し、記憶装置に記憶する。そし
て、記憶された像と、前記被検査基板を撮影して
得られた像を、照合し比較するものである。

［発明の解決しようとする問題点］ この従来の方式によれば、２つの像の位置合せ
の作業が必ず必要であり、該作業を高速かつ高精
度に行なうことは、処理装置が大きくなる等の理
由により非常に困難である。

本発明は、モデル基板を使用することなく、簡
単に、チツプ部品の実装状態を判定する事ができ
るチツプ部品の実装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］ 本発明は、配線パターンをもつ基板にチツプ部
品を実装した被検査基板を保持する保持装置と、
該保持装置に保持された被検査基板のチツプ部品
が実装された面へ光を照射する第１投光器と、前
記保持装置に保持された被検査基板のチツプ部品
が実装された面の反対面へ光を照射する第２投光
器と、前記第１投光器又は第２投光器の光の照射
により得られる被査基板面の画像パターンを入力
するパターン読取り装置と、該パターン読取り装
置からの入力に基づいて、前記チツプ部品の実装
位置の適否を判定する判定装置とから構成され、
前記判定装置は、被検査基板に照射された第２投
光器の光の透過光による陰影画像パターンに基づ
いて予め決められた配線パターンを含む基準領域
を検出して基準位置を決定する基準演算部と、被
検査基板に照射された第１投光器の光の反射光に
よる画像パターンに基づいて予め決められたチツ
プ部品に関する検査領域を検出する検査演算部
と、前記基準領域と検査領域とに基づいて、予め
記憶されているチツプ部品の設計上の取付け位置
に対する実装位置の相対的な距離偏差を求める距
離演算部と、該距離演算部で求めた距離偏差の大
小に基づいてチツプ部品の実装位置の適否を判別
する判定部とを具備するものである。

本発明のチツプ部品の実装検査装置の概略を第
１図にブロツク図で示す。このチツプ部品の実装
検査装置は保持装置１０、投光器２０、パターン
読取装置３０、判定装置４０で構成されている。

保持装置１０は、被検査基板９０を略位置決め
する装置である。この保持装置１０は、略位置決
めされた前記被検査基板を固定するロツク機構を
有する事が望ましい。略位置決めの精度は、本発
明装置の他の要素の構成にもよるが、数mmの位置
決め誤差でもチツプ部品の実装検査装置としての
機能は充分果せる。保持装置に載置された被検査
基板の一面に光を照射し、その反対側の面に配線
パターンの陰影を形成する必要がある。このた
め、保持装置は光を透過できる必要があり、ガラ
ス等で形成するのが好ましい。

投光器２０は、保持装置１０に保持された被検
査基板９０のチツプ部品が実装された面へ光を照
射する第１投光器と、チツプ部品が実装された面
の反対面へ光を照射する第２投光器とを有してい
る。第１投光器は、チツプ部品の輪郭を明瞭にす
るため、被検査基板９０のチツプ部品が実装され
た面へ斜めに光を照射する位置に配置するのが好
ましい。

また、前記パターンの読み取り領域を任意に設
定できるように、該パターン読取装置３０は読取
りの尺度変更機能を有する事が望ましい。前記パ
ターン読取り３０装置としては、例えば、CCD
素子、又はテレビジヨンカメラ等が利用できる。

判定装置４０は、基準演算部４１、検査演算部
４３、距離演算部４５、判定部４７とから成り、
被検査基板９０に於けるチツプ部品の実装状態を
判定する装置である。

基準演算部４１によつてり検出される基準領域
としては、例えば、配線パターン上の点（スルー
ホールの角部等）、線（特定の直線部等）、面（特
定形状の部分等）の何れかまたはこれらを複合し
た部位等の特定部位を含む領域であり、この基準
領域に基づいて基準位置を決定する。又、該基準
領域は、該基準演算部４１自身が記憶しているの
が望ましいが、外部記憶装置から入力されてもよ
い。

検査演算部４３によつて検出される該検査領域
としては、例えば、チツプ部品のエツジ部、特色
づけられた影等の点、線、面等が利用できる。

距離演算部４５は、例えば、前記基準領域内の
特定部位の座標と検査領域内のチツプ部品のエツ
ジ部の座標との距離を求めて、これと予め記憶さ
れている同部分の設計上の距離との偏差を求め、
これを距離偏差とする。

判定部４７は、例えば、前記距離偏差が、予め
設定した許容偏差を超える場合には、チツプ部品
の実装位置が設計上の取付け位置からずれている
と判定し、その旨の信号を出力する。

前記判定装置４０又はそのそれぞれの構成要素
としては、例えば、コンパレータ、マイクロコン
ピユータ等が利用できる。

［作用］ 基準演算部４１は、被検査基板９０に対し、投
光器２０からチツプ部品の実装面の反対面に光を
照射したとき得られる配線パターンの陰影画像に
基づいて基準位置を決定する。本発明は、前記従
来例のようなモデル基板の画像を比較対象に用い
ず、被検査基板９０自体により基準位置を決定す
る。これは、配線パターンを基板に印刷する場合
に、印刷位置の誤差が生じるため、保持装置１０
に被検査基板９０を保持した場合に、保持位置が
一定であつても、配線パターンの位置が基板毎に
異なるため、配線パターンから基準位置を決定す
る必要があるからである。また、配線パターン
は、極めて薄い層であり、かつその表面が絶縁膜
で被覆されているため、配線パターンの印刷され
た側の基板面に光を照射して、その反射光により
配線パターンを撮像することが困難な場合があ
る。

そこで、本発明は、配線パターンの印刷された
基板面（チツプ部品は、配線パターン上にハンダ
付けされているから、チツプ部品が実装された面
である）の反対側から光を照射して、配線パター
ンの陰影画像を撮像する構成とした。これによつ
て、配線パターンを明確に読取ることができ、基
準位置を正確に決定することができる。

そして、検査演算部４３により検出された検査
領域と前記基準領域とに基づいてチツプ部品の実
装位置の適正な取付け位置に対する距離偏差を求
め、この大小によつてチツプ部品の実装位置の適
否を判断することによつて、従来例のようにモデ
ル基板を使用することなく、正確かつ迅速にチツ
プ部品の実装検査を行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて、詳
しく説明する。第２図は、本発明の具体的な実施
例に係るチツプ部品の実装検査装置を説明するブ
ロツクダイアグラムである。被検査基板９０は、
印刷配線基板にチツプ部品が実装された基板であ
る。

保持装置１０は、Ｕ字溝を有し、被検査基板９
０、を案内するガイド板１１，１２と、該ガイド
板１１，１２を結合するガラスの接続板１３と、
で構成する。

投光器は、前記保持装置１０に保持される被検
査基板のチツプ部品の実装面の斜め上方から光を
照射する第１のランプ２１と、被検査基板のチツ
プ部品の実装面とは反対の面に下方から光を照射
する第２のランプ２３とで構成する。

パターン読取り装置は前記保持装置１０で保持
された被検査基板を撮影するテレビジヨンカメラ
３１で構成する。

基準演算部、検査演算部、距離演算部、判定部
は、入力インタフエース５１、マイクロコンピユ
ータ５３、出力インタフエース５５、各種基準デ
ータを記憶するバツクアツプ可能なメモリ
（RAM）５７とから成る判定装置５０で構成す
る。

以下、マイクロコンピユータ（以下コンピユー
タと略す）５３が処理する第５図のフローチヤー
トに基づいて、本実施例装置の作用を説明する。

コンピユータ５３は、本実施例装置の起動スイ
ツチが投入されるとステツプ100より実行を開始
する。ステツプ100は、演算に用いる変数の初期
化、検査回数を数えるカウンタの初期化、デイプ
スイツチで設定された撮影処理の尺度等を初期設
定するステツプである。その後、ステツプ102に
移行し、保持装置１０に略位置決めされた被検査
基板から読み込まれた配線パターン影、チツプ部
品影から求めるための基準領域、検査領域を示す
それぞれの基準データを、メモリ５７からリード
するステツプである。具体的には、前記基準領域
は、第３図に示すような配線パターン９４の陰影
画像中の特定部位、例えば、スルーホールが形成
されている点Ｐ２１０，Ｐ２１２を含む一点鎖線
で囲まれた領域２１０である。また、検査領域
は、第４図に示すようなチツプ部品３００，３０
１，３０２の特定部位を含む領域である。例え
ば、チツプ部品３００のエツジ部Ｐ２２４，Ｐ２
２６を含む一点鎖線で囲まれた領域２２０であ
る。他のチツプ部品３０１，３０２に関しても同
様にエツジ部を含む領域を設けて、これを検査領
域としている。この基準領域２１０と検査領域２
２０は、その画像パターンが２値化データとして
予めROM５７内に記憶されている。

ステツプ104でコンピユータ５３が保持装置１
０に被検査基板が交換された事（初回の場合は設
定された事）を確認すると、ステツプ106に移行
する。被検査基板９０の印刷面からランプ２３で
照射された透過光により、チツプ部品実装面にで
きる配線パターン影の画像を撮像したテレビジヨ
ンカメラ３１からその画像を入力する。その後ス
テツプ108に移行する。ステツプ108では該画像か
ら、ROM５７に記憶されている基準領域２１０
のパターンと同一のパターンを有する部分を検索
する。そして、同一パターンの部分が検索された
ときに、この部分に含まれる点Ｐ２１０，Ｐ２１
２の位置を記憶する。この点Ｐ２１０，Ｐ２１２
の位置は、予め決められた基準位置に対する相対
位置である。これは、ROM５７内に基板面上に
仮想されたｘ−ｙ座標の原点に対する座標であ
る。この仮想された原点は、設計上の原点である
から、配線パターン９４の印刷位置が基板９０の
設計上の位置からズレている場合には、点Ｐ２１
０，Ｐ２１２の座標は、設計上の座標からズレて
いることになる。そして、この点Ｐ２１０，Ｐ２
１２の座標を基準位置として記憶しておく。

ステツプ110，112では、ランプ２３，２１をそ
れぞれ消灯、点灯し、ROM５７に記憶されてい
る検査領域２２０のパターンと同一のパターンを
有する部分を検索する。そして、同一パターンの
部分が検索されたときに、この部分に含まれる点
Ｐ２２４，Ｐ２２６の位置を前記仮想されたｘ−
ｙ座標上の座標として記憶する。

ステツプ120では、ステツプ108，112で求めた
結果により、点Ｐ２１０，Ｐ２１２を結ぶ直線か
ら線分Ｐ２２４，Ｐ２２６の距離、つまりチツプ
部品の基準位置からの距離（以下、実測距離とす
る）Ｌを求める。

ステツプ122では、予めROM５７に記憶され
た基準距離Ｌ０と前記実測距離Ｌとの差の絶対値
｜Ｌ−Ｌ０｜を求める。基準距離Ｌ０は、チツプ
部品が設計上の正しい位置に実装されているとき
の基準位置からの距離である。従つて、前記絶対
値は、チツプ部品の設計上の取付け位置に対する
実装位置の相対的な距離偏差に相当する。

そして、ステツプ124で、この絶対値が予め記
憶されている許容偏差δより大きいか否かによつ
て、チツプ部品が設計上定められた適正な位置に
所定誤差の範囲内で実装されているか否かを判定
する。そして、該判定の結果により、作業の継続
を判定するか（ステツプ126）、不良品処理の指令
（ステツプ140）を実行する。ステツプ140を実行
した時は、ステツプ142で所定の処理がされるま
でプログラムはストツプし、その後ステツプ126
にジヤンプする。ステツプ126で実行され、本体
制御装置から作業の継続が指令されていると判定
した時は、ステツプ104にジヤンプし前述した作
業を繰り返す。

本実施例によれば、パターン読取り装置として
テレビジヨンカメラ、投光器として被検査基板の
表裏からそれぞれ照射する２個のランプ、マイク
ロコンピユータ使用による判定装置、及び保持装
置を用いた事で、被検査基板から入力した配線パ
ターン影、チツプ部品影から高速にチツプ部品の
実測距離が求まる。そして、予め設定された基準
距離と実測距離から、チツプ部品の実装の良否が
高速に判定できる。従つて、性能の良好なチツプ
部品の実装検査装置が実現できる。又、寸法が規
格化されてない配線基板を検査する時は、例えば
基板コードを入力し撮影の尺度を変える事でチツ
プ部品の実装検査装置の機能が向上する。

更には、テレビジヨンカメラを数値制御で移動
させるパターン読取り装置も利用できる。

［発明の効果］ 本発明は、被検査基板自体の配線パターンの陰
影画像から基準位置を決めて、この基準位置に基
づいてチツプ部品の実装位置の適否を判断する構
成としたことによつて、従来のようにモデル基板
の画像と被検査基板の画像を比較する大掛かりな
装置を不要とし、簡潔な構成で、迅速かつ正確に
チツプ部品の実装位置の良否を判断することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を説明するブロツクダイ
アグラムである。第２図は本発明の具体的な実施
例に係るチツプ部品の実装検査装置を説明するブ
ロツクダイアグラムである。第３図，第４図はそ
れぞれ同実施例に於いて用いた配線パターン影の
説明図、チツプ部品影の説明図である。第５図
は、同実施例に於いて使用したコンピユータの処
理するプログラムを示したフローチヤートであ
る。 １０…保持装置、２０…投光器、３０…パター
ン読取装置、４０…判定装置、４１…基準演算
部、４３…検査演算部、４５…距離演算部、４７
…判定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 配線パターンをもつ基板にチツプ部品を実装
   した被検査基板を保持する保持装置と、 該保持装置に保持された被検査基板のチツプ部
   品が実装された面へ光を照射する第１投光器と、 前記保持装置に保持された被検査基板のチツプ
   部品が実装された面の反対面へ光を照射する第２
   投光器と、 前記第１投光器又は第２投光器の光の照射によ
   り得られる被査基板面の画像パターンを入力する
   パターン読取り装置と、 該パターン読取り装置からの入力に基づいて、
   前記チツプ部品の実装位置の適否を判定する判定
   装置とから構成され、 前記判定装置は、 被検査基板に照射された第２投光器の光の透過
   光による陰影画像パターンに基づいて予め決めら
   れた配線パターンを含む基準領域を検出して基準
   位置を決定する基準演算部と、 被検査基板に照射された第１投光器の光の反射
   光による画像パターンに基づいて予め決められた
   チツプ部品に関する検査領域を検出する検査演算
   部と、 前記基準領域と検査領域とに基づいて、予め記
   憶されているチツプ部品の設計上の取付け位置に
   対する実装位置の相対的な距離偏差を求める距離
   演算部と、 該距離演算部で求めた距離偏差の大小に基づい
   てチツプ部品の実装位置の適否を判別する判定部
   とを具備することを特徴とするチツプ部品の実装
   検査装置。