JPH0427849A - 外観検査装置 - 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】 【概要】

プリント基板に部品が実装されたボード等の外観検査を
行う外観検査装置に関し、 ウィンドの管理を容易にすることを目的とし、試料表面
の高さ及び明るさを検出する高さ・明るさ検出手段と、
検出された該高さデータが格納される高さ記憶手段と、
検出された該明るさデータが格納される明るさ記憶手段
と、該高さ記憶手段及び該明るさ記憶手段に対し、長尺
形の検査領域であるウィンドを設定するウィンド設定手
段と、標準試料について該高さ記憶手段に格納されたデ
ータのうち、該ウィンド内の高さデータを読み出して、
該ウィンドの長手方向に沿った高さ基準波形を生成する
高さ基準波形生成手段と、該高さ基準波形が格納される
高さ基準波形記憶手段と、検査する試料について該高さ
記憶手段に格納されたデータのうち、該ウィンド内の高
さデータを該ウィンドの長手方向に沿った高さ波形とし
て読み出し、格納されている該高さ基準波形との一致度
を求めて、高さ波形の良否を判定し、その結果を出力す
る高さ波形マツチング手段と、標準試料について該明る
さ記憶手段に格納されたデータのうち、該ウィンド内の
明るさデータを読み出して、該ウィンドの長手方向に沿
った明るさ基準波形を生成する明るさ基準波形生成手段
と、該明るさ基準波形が格納される明るさ基準波形記憶
手段と、検査する試料について該明るさ記憶手段に格納
されたデータのうち、該ウィンド内の明るさデータを該
ウィンドの長手方向に沿った明るさ波形として読み出し
、格納されている該明るさ基準波形との一致度を求めて
、明るさ波形の良否を判定し、その結果を出力する明る
さ波形マツチング手段とを備えて構成する。

【産業上の利用分野】

本発明は、プリント基板に部品が実装されたボード等の
外観検査を行う外観検査装置に関する。

【従来の技術】

例えば第１０図に示すようなＬＳ　Ｉ　１０のリード１
１〜１６を外観検査装置で検査する場合、従来では、検
査位置及び検査目的に応じて多数のウィンドを設定して
いた。 第１０図において、ウィンド１１１．１２１．１３１．
１４１．１５１及び１６１はそれぞれリ−）’　１１−
１６のＭ部高さを検査するためのものであり、ウィンド
１１２．１２２．１３２．１４２．１５２及び１６２は
それぞれリード１１〜１６の先端部高さを検査するため
のものであり、ウィンド１１３．１２３．１３３．１４
３．１５３及び１６３はぞれぞれリード１１〜１６の先
端位置及び半田２１〜２６の高さ及び明るさを検査する
ためのものである。 良品のＬＳ　Ｉ　１０について、これらの各ウィンド毎
に検査目的に応じた種類の基準値を作成し、これを、検
査するＬＳＩｌ０のウィンド内の高さデータ又は／及び
明るさデータと比較して良否判定を行っていた。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、検査位置及び検査目的に応じて多数のウィンド
を設定しなければならず、しかも、ウィンド毎に検査目
的に応じた種類の基準値を算出し、これに応じて、検査
対象のウィンド内の高さデータと胡るさデータの両者又
はどちらか一方と比較して良否判定する必要があった。 そのうえ、実装部品の種類やメーカー、或は製造のロフ
ト等に応じて、ウィンドの変更や追加があった場合には
、その都度に比較基準値を新たに作成する必要があった
。このように、従来ではウィンドの管理が煩雑であった
。 本発明の目的は、このような問題点に鑑み、ウィンドの
管理が容易な外観検査装置を提供することにある。

【課題を解決するた給の手段】

第１図は本発明の原理構成を示す。 図中、１は高さ・明るさ検出手段であり、試料表面２の
高さ及び明るさを検出する。 ３Ａは高さ記憶手段であり、検出された該高さデータが
格納される。 ３Ｂは明るさ記憶手段であり、検出された該明るさデー
タが格納される。 ４はウィンド設定手段であり、高さ記憶手段３Ａ及び明
るさ記憶手段３Ｂに対し、長尺形の検査領域であるウィ
ンドを設定する。 ５Ａは高さ基準波形生成手段であり、標準試料について
高さ記憶手段３Ａに格納されたデータのうち、該ウィン
ド内の高さデータを読み出して、該ウィンドの長手方向
に沿った高さ基準波形を生成する。 ６Ａは高さ基準波形記憶手段であり、該高さ基準波形が
格納される。 ７Ａは高さ波形マツチング手段であり、検査する試料に
ついて高さ記憶手段３Ａに格納されたデータのうち、該
ウィンド内の高さデータを該ウィンドの長手方向に沿っ
た高さ波形として読み出し、格納されている該高さ基準
波形との一致度を求めて、高さ波形の良否を判定し、そ
の結果を出力する。 ５Ｂは明るさ基準波形生成手段であり、標準試料につい
て明るさ記憶手段３Ｂに格納されたデータのうち、該ウ
ィンド内の明るさデータを読み出して、該ウィンドの長
手方向に沿った明るさ基準波形を生成する。 ６Ｂは明るさ基準波形記憶手段であり、該明るさ基準波
形が格納される。 ７Ｂは明るさ波形マツチング手段であり、検査する試料
について明るさ記憶手段３Ｂに格納されたデータのうち
、該ウィンド内の明るさデータを該ウィンドの長手方向
に沿った明るさ波形として読み出し、格納されている該
明るさ基準波形との一致度を求めて、明るさ波形の良否
を判定し、その結果を出力する。

【作用】

本発明では、基準波形生成時には、長尺形の検査領域で
あるウィンドを設定し、ウィンド内の、良品についての
高さデータ及び明るさデータを記憶手段３Ａ及び３Ｂか
ら読み出して、ウィンドの長手方向に沿った高さ基準波
形及び明るさ基準波形を生成する。また、外観検査時に
は、ウィンド内の高さデータ及び明るさデータをウィン
ドの長手方向に沿った高さ波形及び明るさ波形として記
憶手段３Ａ及び３Ｂから読み出し、これらと高さ基準波
形及び明るさ基準波形との一致度を求めて、高さ波形及
び明るさ波形の良否を判定する。 したがって、従来複数個設定していたウィンドを、これ
らを含む１つの長尺形ウィンドとし、検査目的によらず
統一的に、高さ波形及び明るさ波形について基準波形と
の一致度を求めればよく、また、ウィンド設定後に実装
部品の種類やメーカ、或は製造のロフト等に応じて、ウ
ィンドの追加や変更を行なう必要がなくなる。このため
、ウィンドの管理が容易になる。

【実施例】

以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。 第３図は外観検査装置の高さ・明るさ検出部を示す。 レーザー２７から放射されたレーザービーム２８は、レ
ーザースキャナ２９で、プリント基板上に略垂直に投光
されかつ第３図紙面垂直方向に走査される。この１走査
毎に、プリント基板を搭載した不図示のＸ−Ｙステージ
が第３図左右方向にステップ駆動される。 光照射点に形成された光スポラ）Ｐは、その明るさ及び
高さが、光軸を光走査方向に垂直に向けて配置した高さ
・明るさ検出器３ｏで検出される。 この高さ・明るさ検出器３０は、構成要素３１〜３７を
備えている。 光スポラ）Ｐは、結像レンズ３１でＰＳＤ３２上に結像
され、ＰＳＤ３２の一対の出力電流は、それぞれアンプ
３３．３４で増幅されかつ電圧に変換された後、Ａ／Ｄ
変換器３５．３６でデジタル値ＡＳＢに変換される。演
算回路３７は、これらＡ、、Ｂを受けて、明るさ（Ａ＋
Ｂ）及び高さ（Ａ−Ｂ）／　（Ａ＋Ｂ）を演算し出力す
る。 第２１！ｌは外観検査装置の全体構成を示す。 マイクロコンピュータ４０のハードウェア構成は周知の
構成であり、第２図ではそのソフトウェア構成を機能ブ
ロック４１〜５０で示す。このマイクロコンピュータ４
０には、高さ・明るさ検出器３０、ウィンド設定用のマ
ウス等の入力装置５１及びデイスプレィ装置５２、並び
に、不良位置出力用のプロッタ５３が接続されている。 高さ・明るさ検出器３０から出力された高さデータ及び
明るさデータはそれぞれ、第３回のレーザースキャナ２
９から出力される走査クロックにｒＥＪＭして、マイク
ロコンピュータ４０の高さ記憶！Ｂ４１及び明るさ記憶
部４２に格納される。一方、実装部品データ記憶部４３
には、部品実装の際に用いられるデータ、すなわち、各
実装部品の取付は位置、取付は方向、種類、形状等のデ
ータが格納されている。 ウィンド設定部４４は、実装部品データ記憶部４３に格
納された各種実装部品の形状データを図形データに変換
してデイスプレィ装置５２へ供給し、実装部品図を表示
させる。作業者は、この表示部品を見ながら、入力装置
５１を操作してウィンドを設定する。ウィンド設定部４
４は、この設定されたウィンドの位置及び大きさを記憶
しておく。 第６図は、ＬＳＩｌ０のリード１１〜１６について設定
されたウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６を示す。 ウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６は長尺形であり、各リード１１
〜１６につき、その長手方向に沿、って１つだけ設定さ
れており、一端部は、リード１１〜１６の先端部に融着
された半田２１〜２６から外部に突出している。すなわ
ち、ウィンドＷｌｌは、第１０図に示す従来のウィンド
１１１〜１１３を全て含む形状となっている。Ｗ１２〜
Ｗ１６についても同様である。 ここで、外観検査装置には、基準波形生成モードと外観
検査モードとがあり、最初に基準波形生成モードについ
て説明する。 この基準波形生成モードでは、良品の標準的なボードに
ついて光走査を行い、その表面全体の高さデータ及び明
るさデータをそれぞれ高さ記憶部４１及び明るさ記憶部
４２へ格納させる。この後、高さ基準波形生成部４５は
、高さ記憶部４１に格納されている高さデータのうち、
ウィンド設定部４４に設定されているウィンドの内側の
高さデータを読み出し、第４図に示す処理を行って、部
品の種類毎に高さ基準波形を生成し、これを高さ基準波
形記憶部４６に格納する。 第４図は、第６図に示すようなウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６
内の高さデータから、リード１１〜１６について１つの
高さ基準波形を生成する手順を示す。第６図では、ウィ
ンドＷｌｌのみについてウィンドＷｌｌの長手方向に沿
ったＸ軸を示すが、他のウィンドＷ１２〜Ｗ１６につい
ても同様にＸ軸を設定する。ウィンドの個数はこの例で
は６であるが、一般にｎとする。また、各ウィンドのサ
イズはすべて、Ｘ軸方向がａ十ｉ画素（０≦Ｘ≦ａ）で
、これに垂直な幅方向がｍ画素とする。 （６０）初期設定として、位置Ｘ及び位置Ｘでの幅方向
の高さ合計値ＳＨを０とし、第６図の左から１番目のウ
ィンドを示す１を１とする。 （６１）ＳＨに、第ｉウィンド内の位置Ｘでの幅方向ｊ
番目の画素の高さＨｌｊを加えた値を新たなＳＨとし、
これをｊ＝１〜ｍについて繰り返す。 （６２）ｉをインクリメントし、 （６３）ｉ≦ｎであれば上記ステップ６１へ戻る。 ｉ＞ｎとなれば、 （６４）ｘをインクリメントする。 （６５）ｘ＞６であれば処理を終了し、Ｘ≦ａであれば
、 （６６）第１〜ｎウインド内の位置Ｘでの高さの平均値
Ｓ　Ｈ／　ｍ　ｎをＨ５（ｘ）とし、また、ＳＨをクリ
アする。 （６７）ｉを１とし、ステップ６１へ戻る。 このようにして、高さ基準波形Ｈ３（ｘ）が０≦Ｘ≦ａ
の範囲で生成される。。 明るさ基準波形生成部４７は、明るさ配憶部４２に格納
されている明るさデータについて、高さ基準波形生成部
４５と全く同様にして明るさ基準波形を生成し、これを
明るさ基準波形記憶部４８に格納する。 第７Ａ図は、測定対象としての、ＬＳＩｌ０のリード１
１及びリード１１の先端に融着された半田２１を示す。 第７Ｂ図は、第６図の各ウィンドＷ１．１〜Ｗ１６内の
高さデータのＸ軸に沿った波形を重ねて示す。この高さ
波形の位置Ｘにおける高さは、Ｘ軸に直角な方向のウィ
ンド内高さデータを平均した値である。上記高さ基準波
形は、各ウィンドに対応したこの高さ波形を各位置Ｘに
ついて平均した波形である。同様に第７Ｃ図は、第６図
の各ウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６内の明るさデータのＸ軸に
沿った波形を示す。この明るさ波形の位置Ｘにおける高
さは、Ｘ軸に直角な方向のウィンド内明るさデータを平
均した値である。上記明るさ基準波形は、各ウィンドに
対応したこの明るさ波形を各位置Ｘについて平均した波
形である。 次に、外観検査モードについて説明する。 このモードでは、第２図において、検査対象のボードに
つき光走査して、高さデータ及び明るさデータをそれぞ
れ高さ記憶部４１及び明るさ記憶部４２へ格納させる。 この後、高さ波形マツチング部４９は、高さ記憶部４１
に格納されている高さデータのうち、ウィンド設定部４
４に設定されているウィンドの内側の高さデータをＸ軸
に沿った高さ波形として読み出し、高さ基準波形配憶部
４６からこのウィンドに対応した高さ基準波形を読み出
し、各ウィンド毎に、第５図に示すような高さ波形マツ
チング処理を行う。 （７０）第６図の左からｉ番目のウィンドを示すｉを１
に初期設定し、 （７１）位置ｘ１位置Ｘでの幅方向の高さ合計値ＳＨ及
び不一致度Ｔを０に初期設定する。 （７２）ＳＨに、第１ウインド内の位置Ｘでの幅方向ｊ
番目の画素の高さＨｌ、を加えた値を新たなＳＨとし、
これをｊ＝１〜ｍについて繰り返す。 （７３）第１ウインド内の位置Ｘでの幅方向の高さ平均
値Ｓ　Ｈ／　ｍをＨ（ｘ）とし、また、ＳＨをクリアす
る。 （７４）ＩＨ（ｘ）　−Ｈ−（ｘ）Ｉを△Ｈとし、（７
５）不一致度ＴにΔＨを加えた値を新たなＴとする。 （７６）位置Ｘをインクリメントし、 （７７）ｘ≦ａであれば上記ステップ７２へ戻る。 Ｘ＞ａであれば次のステップへ進む。 （７８，７９）不一致度ＴがＴ≧Ｔ、であれば、高さ不
良と判定し、この不良の位置をプロッタ５３に供給して
出力する。Ｔ、は不一致度の許容最大値である。 Ｔ＜ＴＳであれば、 （８０）ｉをインクリメントし、 （８１）ｉ≦ｎであれば上記ステップ７１へ戻る。 ｉｎｎとなれば、ウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６についての高
さ波形マツチング処理を終了する。 明るさ波形マツチング部５０は明るさ記憶部４２に格納
されている明るさデータ及び明るさ基準波形記憶部４８
に格納されている明るさ基準波形について、高さ波形マ
ツチング！Ｂ４９と全く同様にして不一致度Ｔを算出し
、Ｔが基準値以上であれば、明るさ不良と判定し、この
不良の位置をプロッタ５３に供給して出力する。 第８図は、ＬＳＩｌ０が本来の方向から僅か傾斜してい
る場合を示す。 この場合、例えばウィンドＷｌｌ及びＷ１３について、
高さ波形及び明るさ波形を測定すると、それぞれ第９Ａ
図及び第９Ｂ図に示す如く、２つのほぼ等しい波形が互
いにＸ方向ヘシフトした形になる。 そこで、このような場合、基準波形生成モードにおいて
は、例えば各ウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６内でリード先端位
置を検出し、この先端位置がある一定の位置Ｘ＝Ｘ０と
なるように、ウィンドＷ１１〜Ｗ１６をその長手方向に
移動させる。その後、第４図に示す処理を開始する。ま
た、外観検査モードにおいても、上記基準波形生成モー
ドと同様にしてウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６を移動させ、ま
たは、基準波形をＸ軸圧及び負の方向に１画素ずつずら
し、その各々の基準波形について第５図のステップ７１
〜７７の処理を行い、最小となるＴの値をステップ７８
において用いる。

【発明の効果】

以上説明した如く、本発明に係る外観検査装置では、従
来複数個設定していたウィンドを、これらを含む１つの
長尺形ウィンドとし、検査目的によらず統一的に高さ波
形及び明るさ波形について基準波形との一致度を求めれ
ばよく、また、ウィンド設定後に実装部品の種類やメー
カー、或は製造のロフト等に応じて、ウィンドの追加や
変更を行なう必要がなくなるので、ウィンドの管理が容
易になるという優れた効果を奏し、外観検査装置の操作
の容易化に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る外観検査装置の原理構成を示すブ
ロック図である。 第２図乃至第９Ｂ図は本発明の一実施例に係り、第２図
は外観検査装置の全体構成を示すブロック図、 第３図は外観検査装置の高さ・明るさ検出部の構成を示
すブロック図、 第４図は第２図の高さ基準波形生成部４５における処理
手順を示すフローチャート、 第５図は第２図の高さ波形マツチング部４９における処
理手順を示すフローチャート、第６図はＬＳＩのリード
に設定されるウィンドを示す図、 第７Ａ図は測定対象としてのＬＳＩのリードを示す側面
図、 第７Ｂ図は第６図のウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６内の各リー
ドの高さ波形図、 第７Ｃ図は第６図のウィンドＷｌｌ〜Ｗ１６内の各リー
ドの明るさ波形図、 第８図はＬＳＩが本来の方向から少し傾いている場合の
、ＬＳＩのリードに設定されるウィンドを示す図、 第９Ａ図は第８図の２つのウィンドにおけるリードの高
さ波形図、 第９Ｂ図は第８図の２つのウィンドにおけるリードの明
るさ波形図である。 第１０図はＬＳＩのリードに設定される従来のウィンド
を示す図である。 図中、 １０はＬＳｌ １１〜１６はリード ２１〜２６は半田 １１１〜１１３．１２１〜１２３．１３１〜１３３．１
４１〜１４３．１５１〜１５３．１６１〜１６３、Ｗｌ
ｌ〜Ｗ１６はウィンド ２７はレーザー ２９をレーザースキャナ ３０は高さ・明るさ検出器 ３１は結像レンズ ３２はＰＳＤ ４０はマイクロコンピュータ ５１は入力装置 ５２はデイスプレィ装置 ５３はブロッタ 第４図 第５図 ＬＳＩのリードに設定されるウィンド 第６図 位置Ｘ 位１ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　試料表面（２）の高さ及び明るさを検出する高さ・明
   るさ検出手段（１）と、 検出された該高さデータが格納される高さ記憶手段（３
   Ａ）と、 検出された該明るさデータが格納される明るさ記憶手段
   （３Ｂ）と、 該高さ記憶手段及び該明るさ記憶手段に対し、長尺形の
   検査領域であるウインドを設定するウインド設定手段（
   ４）と、 標準試料について該高さ記憶手段に格納されたデータの
   うち、該ウインド内の高さデータを読み出して、該ウイ
   ンドの長手方向に沿った高さ基準波形を生成する高さ基
   準波形生成手段（５Ａ）と、該高さ基準波形が格納され
   る高さ基準波形記憶検査する試料について該高さ記憶手
   段に格納されたデータのうち、該ウインド内の高さデー
   タを該ウインドの長手方向に沿った高さ波形として読み
   出し、格納されている該高さ基準波形との一致度を求め
   て、高さ波形の良否を判定し、その結果を出力する高さ
   波形マッチング手段（７Ａ）と、標準試料について該明
   るさ記憶手段に格納されたデータのうち、該ウインド内
   の明るさデータを読み出して、該ウインドの長手方向に
   沿った明るさ基準波形を生成する明るさ基準波形生成手
   段（５Ｂ）と、 該明るさ基準波形が格納される明るさ基準波形記憶手段
   （６Ｂ）と、 検査する試料について該明るさ記憶手段に格納されたデ
   ータのうち、該ウインド内の明るさデータを該ウインド
   の長手方向に沿った明るさ波形として読み出し、格納さ
   れている該明るさ基準波形との一致度を求めて、明るさ
   波形の良否を判定し、その結果を出力する明るさ波形マ
   ッチング手段（７Ｂ）と、 を有することを特徴とする外観検査装置。