JPH04343006A - 面実装用部品のリード線検査方法及び装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板表面実装用のＩＣ
やその他の電子部品のリード線長さ、部品本体に対する
リード線の曲がり、リード線配列間隔、リード線の浮き
量を自動的に検査するための面実装用部品のリード線検
査方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
電子部品のリード線長さ、部品本体に対するリード線の
曲がり、リード線配列間隔はＴＶカメラで各リード線位
置を個々に指定して検査していた。また、リード線の浮
き上がり検出は別個にＴＶカメラを設ける必要があるが
、照明系が複雑化したり、測定精度が低い問題があった
。

【０００３】本発明は、上記の点に鑑み、複数個同一姿
勢で配列された面実装用部品に対してマトリクスカメラ
とレーザ変位計とを走査することにより、高速かつ高精
度で面実装用部品のリード線長さ、部品本体に対するリ
ード線の曲がり、リード線配列間隔及びリード線の浮き
量を検査可能な面実装用部品のリード線検査方法及び装
置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の面実装用部品のリード線検査方法は、一定
姿勢で直線上に配列された複数個の面実装用部品のリー
ド線長さ、部品本体に対するリード線の曲がり及びリー
ド線配列間隔を前記複数個の面実装用部品の配列方向に
移動するマトリクスカメラによって撮像して検査すると
ともに、前記マトリクスカメラの撮像信号からリード線
浮き上がりに関する各面実装用部品のリード線の測定基
準点を求め、各リード線の測定基準点の浮き量を前記複
数個の面実装用部品の配列方向に移動するレーザ変位計
で検査することを特徴としている。

【０００５】また、本発明の面実装用部品のリード線検
査装置は、Ｘ−ＹステージによってＸ方向及びこれに直
交するＹ方向に移動自在に支持されたマトリクスカメラ
及びレーザ変位計と、載置台上に位置決め載置されてい
て複数個の面実装用部品を一定姿勢でＸ方向の直線上に
配列するパレットと、前記マトリクスカメラの撮像信号
を受ける画像処理装置と、前記レーザ変位計の検出信号
を受ける変位計コントローラと、前記画像処理装置から
の各面実装用部品のリード線長さ、部品本体に対するリ
ード線の曲がり、リード線配列間隔の情報を含む出力信
号と前記コントローラからの各面実装用部品についての
リード線の測定基準点の高さ情報を含む出力信号とを受
ける演算装置と、該演算装置による各面実装用部品の良
否判定結果を表示する表示手段とを備えた構成である。

【０００６】

【作用】本発明では、マトリクスカメラ及びレーザ変位
計を、一定姿勢で直線上に配列された複数個の面実装用
部品に対して移動させて各面実装用部品のリード線長さ
、部品本体に対するリード線の曲がり、リード線配列間
隔の画像及びリード線の浮き量を算出するのに必要なリ
ード線高さを取り込むので、高速処理ができる。また、
リード線の浮き量の測定はレーザ変位計で行うため、測
定精度が２０μ程度で優れている。さらに、リード線の
浮き量の測定基準点は、前記マトリクスカメラの撮像信
号を画像処理することにより求めることができ、求めら
れた各リードの測定基準点にレーザ変位計のレーザビー
ムが当たるように当該レーザ変位計を移動制御するので
、部品の位置ずれやリード線の曲がりに起因する誤差を
除去して高精度のリード線高さの測定ができる。 また、測定者が外部からレーザ変位計の測定位置を指定
する必要が無く、この点でも処理の高速化が可能である
。また、リード線の浮き量の測定の際に、１個の面実装
用部品について３つのリード線の測定基準点の組み合わ
せで定まる仮想平面を複数算出した後、各仮想平面に対
するリード線の浮き上がり方向の距離（δ）を算出し、
それらの距離（δ）の最大値（δｍａｘ）を当該面実装
用部品のリード線浮き量として求めることによって、面
実装用部品を実際にプリント基板に載せた状態での浮き
量に実質的に等価な値を得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る面実装用部品のリード線
検査方法及び装置の実施例を図面に従って説明する。

【０００８】図１乃至図３において、１は装置フレーム
であり、この装置フレーム上部がパレット２を位置決め
載置するための載置台３となっている。また、装置フレ
ーム１にはＸ−Ｙステージ４が設けられ、該Ｘ−Ｙステ
ージ４上に立設された支持ポスト７にマトリクスカメラ
５及びレーザ変位計６がそれぞれ固定されている。これ
らのマトリクスカメラ５及びレーザ変位計６は前記載置
台３上のパレット２に対向可能となっている。マトリク
スカメラ５は２次元画像を撮像するＣＣＤＴＶカメラ等
で構成され、レーザ変位計６は測定点に対してレーザビ
ームを照射し、測定点で反射された反射ビーム光の集光
スポット位置から距離測定を行うものである。載置台３
の下側から前記パレット２を照射するように照明ライト
８が前記Ｘ−Ｙステージ４上の前記マトリクスカメラ５
に対向する位置に固定されている。前記装置フレーム１
の前面には測定した面実装用部品の良否を表示するため
の表示ランプ（発光ダイオード等）１０を備えた表示パ
ネル９が取り付けられている。

【０００９】図４及び図５に示すように、パレット２は
角筒状枠１１上に乳白色等の半透明樹脂板１２を固定し
た構造を持ち、さらに面実装用部品２０を位置決めする
ための位置決めストッパ１３及び面実装用部品２０を位
置決めストッパ１３に押し当てる可動押え部材１４を有
している。ここではパレット２上に載置する面実装用部
品２０が１０個で、パレット上面に固定される位置決め
ストッパ１３が１０個で、これに対して面実装用部品２
０をクランプ自在に図４の矢印の如く動く可動押え部材
１４がそれぞれ配設されている。各可動押さえ部材１３
はパレット端部のクランプノブ１５を捻ることによりク
ランプ解除状態から面実装用部品２０をクランプする状
態に作動される。パレット２を載置台３上の特定位置に
位置決めするために、位置決めピン１６が載置台３に固
定されるともにロックノブ１７が設けられる。該ロック
ノブ１７は載置台３上に立設固定された雌螺子部材１８
に螺合する雄螺子部分を有している。また、前記位置決
めピン１６に対応するパレット２側位置には位置決め用
Ｖ溝２５及び幅広凹溝２６が形成されている。そして、
載置台３上にパレット２を載置し、２本の位置決めピン
１６に位置決め用Ｖ溝２５及び幅広凹溝２６を係合させ
、パレット２が位置決めピン１６に押し付けられる向き
にロックノブ１７を締め付けることにより、パレット２
は載置台上に位置決め固定される。

【００１０】なお、載置台３のパレット２で覆われる領
域には照明ライト８からの光をパレット方向に通過させ
るための抜き穴（図示省略）が形成されている。

【００１１】前記マトリクスカメラ５の撮像信号は画像
処理装置３０に出力され、前記レーザ変位計６の検出信
号は変位計コントローラ３１に出力され、前記画像処理
装置３０とコントローラ３１とはインターフェース回路
３２を介して演算装置としてのパーソナルコンピュータ
３３に接続されている。また、パーソナルコンピュータ
３３と表示パネル９との接続もインターフェース回路３
２を介して行なわれるようになっている。モニターＴＶ
３４は前記画像処理装置３０の出力を受けてマトリクス
カメラ５の撮像画面を表示可能なものである。

【００１２】次に実施例の動作を説明する。まず、パレ
ット２に底面を上にして（裏返し状態で）面実装用部品
２０をそれぞれ載置しクランプノブ１５を捻って図７の
如く各面実装用部品２０を位置決めストッパ１３で位置
決めして可動押さえ部材１４にて固定する。各面実装用
部品２０はＸ方向の直線上に一定間隔でかつ一定姿勢で
配列されることになる。面実装用部品２０を装着したパ
レット２を載置台３上に載せ、ロックノブ１７を締め付
け、載置台側の２本の位置決めピン１６にパレット側の
位置決め用Ｖ溝２５及び幅広凹溝２６を係合させてパレ
ット２を位置決め固定する。その後、図６のステップ＃
１のようにマトリクスカメラ５をＸ−Ｙステージ４で移
動させて走査する。この場合、図７の仮想線Ｕの視野で
面実装用部品２０の一方の側縁のリード線２１を撮像し
た後、同図の仮想線Ｖの視野で面実装用部品２０の他方
の側縁のリード線２１を撮像する。マトリクスカメラ５
の走査は、撮像位置で一旦停止する間欠移動でもよいし
、連続移動でも差し支えない。撮像画像は照明ライト８
で下から照らされたパレット２の半透明樹脂板１２が背
景の明部となり、パレット２に裏返して固定された面実
装用部品２０の本体２２及びリード線２１が暗部となる
。パレット上の各面実装用部品２０について、前記マト
リクスカメラ５の仮想線Ｕ及びＶの視野を示す撮像信号
は画像処理装置３０に加えられ、図６のステップ＃２が
実行されて各面実装用部品についてのリード線長さＬ、
曲がりＭ、ピッチＰが画像処理装置３０の出力（測定結
果）を受けるパーソナルコンピュータ３３で算出される
。ここで、図７の如く、リード線長さＬは面実装用部品
２０の本体２２から突出したリード線先端までのＹ方向
の長さであり、リード線曲がりＭはリード線基部の中央
を通過しかつＹ方向の中心線とリード線先端部中心との
Ｘ方向距離であり、リード線ピッチＰは各リード線先端
部中心間のＸ方向距離である。

【００１３】それから、図６のステップ＃３の如く上記
リード線長さＬ、曲がりＭ、ピッチＰの測定結果より各
リード線の浮き上がりについての測定基準点４０をパー
ソナルコンピュータ３３にて算出する。ここでは、測定
基準点４０は図８に示すようにリード線長さＬの１／２
でかつこのＬ／２の長さの所の横幅Ｗの１／２の点とす
る。これらの測定基準点４０の算出はパレット上の各面
実装用部品２０毎に行う。

【００１４】次に、リード線の浮き量を算出するために
、図６のステップ＃４のように、Ｘ−Ｙステージ４でレ
ーザ変位計６を走査し、パレット２に裏返しで配列され
た各面実装用部品２０の全リード線（図８のリード線■
〜■）についての測定基準点４０の高さをレーザ変位計
６で検出する。但し、Ｘ，Ｙ，Ｚ直交座標軸を例えば図
８のように定め（Ｚ座標軸は紙面に垂直）、測定基準点
４０のＸＹ平面内での位置はＸ，Ｙ座標で、高さはＺ座
標で表す。前記レーザ変位計６の走査は、測定基準点毎
に停止する間欠移動でもよいし、連続移動でもよい。レ
ーザ変位計６の検出信号は変位計コントローラ３１に出
力され、変位計コントローラ３１は測定基準点４０の高
さ（Ｚ座標）を示す出力信号をインターフェース回路３
２を介してパーソナルコンピュータ３３に加える。また
、測定基準点４０のＸ，Ｙ座標は前述のステップ＃３で
得られており、このＸ，Ｙ座標もパーソナルコンピュー
タ３３に加えられる。この結果、パーソナルコンピュー
タ３３でステップ＃５が実行され、各面実装用部品２０
におけるリード線■〜■の測定基準点のＸ，Ｙ，Ｚ座標
を算出する。

【００１５】前記パーソナルコンピュータ３３は、図８
の如く、パレット上に裏返し状態で位置決め保持された
リード線■〜■の測定基準点４０から３点選び出し、３
点を含む仮想平面を算出する。仮想平面を構成する測定
基準点を持つリード線の組み合わせは下記の通りである
。 仮想平面番号　　　　　　リード線番号　　　　　　　
　　　残りのリード線番号　　Ｎｏ．１　　　　　　　
　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■，■，■
　　Ｎｏ．２　　　　　　　　　　■，■，■　　　　
　　　　　　　　■，■，■　　Ｎｏ．３　　　　　　
　　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■，■，
■　　Ｎｏ．４　　　　　　　　　　■，■，■　　　
　　　　　　　　　■，■，■　　Ｎｏ．５　　　　　
　　　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■，■
，■　　Ｎｏ．６　　　　　　　　　　■，■，■　　
　　　　　　　　　　■，■，■　　Ｎｏ．７　　　　
　　　　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■，
■，■　　Ｎｏ．８　　　　　　　　　　■，■，■　
　　　　　　　　　　　■，■，■　　Ｎｏ．９　　　
　　　　　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■
，■，■　　Ｎｏ．１０　　　　　　　　■，■，■　
　　　　　　　　　　　■，■，■　　Ｎｏ．１１　　
　　　　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■，
■，■　　Ｎｏ．１２　　　　　　　　■，■，■　　
　　　　　　　　　　■，■，■　　Ｎｏ．１３　　　
　　　　　■，■，■　　　　　　　　　　　　■，■
，■　　Ｎｏ．１４　　　　　　　　■，■，■　　　
　　　　　　　　　■，■，■そして、ステップ＃６の
ようにそれぞれの仮想平面から他のリード線の測定基準
点４０までの距離δを算出する。例えば、仮想平面Ｎｏ
．１の場合、平面の方程式をａＸ＋ｂＹ＋Ｚ＋ｃ＝０ （但し、ａ，ｂ，ｃ：係数）としたとき、この平面より
他のリード線■，■，■の測定基準点４０が上に出てい
るかどうかを確認する（但し、図８の紙面の下向き、換
言すれば部品本体の上面に向かう方向を上向きとする）
。この時、上に出ているリード線の測定基準点と平面と
の距離（すなわち浮き上がり方向の距離）δを算出する
。上に出ているリード線の測定基準点の座標を（Ｘ０，
Ｙ０，Ｚ０）としたとき、 δ＝｜ａＸ０＋ｂＹ０＋Ｚ０＋ｃ｜／α（但し、α：ａ
２＋ｂ２＋１の正の平方根である。）で表される。この
ように、１個の面実装用部品２０について仮想平面Ｎｏ
．１乃至Ｎｏ．１４の計算を行い、距離δの最大値δｍ
ａｘを当該面実装用部品２０のリード線浮き量とする。 このような図６のステップ＃７の処理はパーソナルコン
ピュータ３３で実行する。

【００１６】前記パーソナルコンピュータ３３は、測定
が終了した面実装用部品２０について図６のステップ＃
８の良品かどうかの判別処理を実行する。すなわち、パ
ーソナルコンピュータ３３には予め面実装用部品２０の
リード線長さ、部品本体に対するリード線の曲がり、リ
ード線配列間隔及びリード線浮き量の許容誤差範囲が入
力されており、パレット２上に裏返し状態で配列固定さ
れた各面実装用部品２０についての測定結果を前記許容
誤差範囲と比較し、リード線長さ、部品本体に対するリ
ード線の曲がり、リード線配列間隔及びリード線浮き量
の全部が許容誤差範囲内であれば良品であると判別して
当該面実装用部品２０の位置に対応した緑色の表示ラン
プ１０を点灯する。逆に、リード線長さ、部品本体に対
するリード線の曲がり、リード線配列間隔及びリード線
浮き量のいずれか１つでも許容誤差範囲を外れていれば
不良品と判別して当該面実装用部品２０の位置に対応し
た赤色の表示ランプ１０を点灯する。なお、許容誤差範
囲はパーソナルコンピュータ３３で随時確認できるよう
にする。

【００１７】その後、赤色の表示ランプ１０で不良であ
ると表示された面実装用部品２０をパレット２から取り
除き、良品のみ入ったパレット２を載置台３から外し、
良品の面実装用部品２０を取り出すようにする。

【００１８】なお、面実装用部品のリード線のスタンド
オフ（面実装用部品の本体２２に対するリード線全体の
高さ方向の位置ずれ）は、ステップ＃６で算出した仮想
平面と、レーザ変位計６で測定した本体２２の底面中央
の高さとの差をパーソナルコンピュータ３３で算出し、
その最大値をスタンドオフ量とすることで求まる。

【００１９】上記実施例では、画像処理装置３０とは別
個に演算装置としてのパーソナルコンピュータ３３を設
けたが、画像処理装置３０自体が演算装置を内蔵する構
造とすることも可能である。また、マトリクスカメラ５
の視野が広ければ、１個の部品の全リード線を一度に撮
像してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マトリクスカメラ及びレーザ変位計を、一定姿勢で直線
上に配列された複数個の面実装用部品に対して移動させ
て各面実装用部品のリード線長さ、部品本体に対するリ
ード線の曲がり、リード線配列間隔の画像及びリード線
のリード線の浮き量を算出するのに必要なリード線高さ
を取り込むので、高速処理が可能である。また、リード
線の高さ位置の測定はレーザ変位計で行うため、ＴＶカ
メラを使用するものよりも測定精度が高い特徴を持って
いる。さらに、リード線の浮き量の測定基準点を、前記
マトリクスカメラの撮像信号を画像処理することにより
求めてから各リードの測定基準点にレーザ変位計のレー
ザビームが当たるように当該レーザ変位計を移動制御す
るので、測定者が外部からレーザ変位計の測定位置を指
定する必要が無く、この点でも処理の高速化が可能な利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る面実装用部品のリード線検査方法
及び装置の実施例を示す構成図である。

【図２】実施例の機構部分の側面図である。

【図３】同斜視図である。

【図４】裏返し状態の面実装用部品を複数個一定姿勢で
位置決め保持するためのパレットを示す正面図である。

【図５】パレットを載置台上に取り付けた状態の平面図
である。

【図６】実施例の動作を説明するための説明図である。

【図７】裏返し状態の面実装用部品をマトリクスカメラ
で撮像する場合の視野及びリード線長さ、部品本体に対
するリード線の曲がり及びリード線配列間隔を説明する
ための平面図である。

【図８】裏返し状態の面実装用部品のリード線浮き量を
測定する場合の各リード線の測定基準点を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１　　装置フレーム ２　　パレット ３　　載置台 ４　　Ｘ−Ｙステージ ５　　マトリクスカメラ ６　　レーザ変位計 ８　　照明ライト ９　　表示パネル １０　　表示ランプ １３　　位置決めストッパ １４　　可動押え部材 １６　　位置決めピン ２０　　面実装用部品 ２１　　リード線 ２２　　本体 ２５　　位置決め用Ｖ溝 ２６　　幅広凹溝 ３０　　画像処理装置 ３１　　コントローラ ３２　　インターフェース回路 ３３　　パーソナルコンピュータ ３４　　モニターＴＶ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一定姿勢で直線上に配列された複数個
   の面実装用部品のリード線長さ、部品本体に対するリー
   ド線の曲がり及びリード線配列間隔を前記複数個の面実
   装用部品の配列方向に移動するマトリクスカメラによっ
   て撮像して検査するとともに、前記マトリクスカメラの
   撮像信号からリード線浮き上がりに関する各面実装用部
   品のリード線の測定基準点を求め、各リード線の測定基
   準点の浮き量を前記複数個の面実装用部品の配列方向に
   移動するレーザ変位計で検査することを特徴とする面実
   装用部品のリード線検査方法。
2. 【請求項２】　　前記マトリクスカメラは、面実装用部
   品の一方の側縁のリード線を撮像した後、面実装用部品
   の他方の側縁のリード線を撮像する請求項１記載の面実
   装用部品のリード線検査方法。
3. 【請求項３】　　前記レーザ変位計で各面実装用部品の
   リード線についての全ての測定基準点の高さを検出し、
   個々の面実装用部品について３つの測定基準点の組み合
   わせで定まる仮想平面を複数算出した後、各仮想平面に
   対する測定基準点の浮き上がり方向の距離（δ）を算出
   し、それらの距離（δ）の最大値（δｍａｘ）を当該面
   実装用部品のリード線浮き量として出力する請求項１記
   載の面実装用部品のリード線検査方法。
4. 【請求項４】　　Ｘ−ＹステージによってＸ方向及びこ
   れに直交するＹ方向に移動自在に支持されたマトリクス
   カメラ及びレーザ変位計と、載置台上に位置決め載置さ
   れていて複数個の面実装用部品を一定姿勢でＸ方向の直
   線上に配列するパレットと、前記マトリクスカメラの撮
   像信号を受ける画像処理装置と、前記レーザ変位計の検
   出信号を受ける変位計コントローラと、前記画像処理装
   置からの各面実装用部品のリード線長さ、部品本体に対
   するリード線の曲がり及びリード線配列間隔の情報を含
   む出力信号と前記コントローラからの各面実装用部品に
   ついてのリード線の測定基準点の高さ情報を含む出力信
   号とを受ける演算装置と、該演算装置による各面実装用
   部品の良否判定結果を表示する表示手段とを備えたこと
   を特徴とする面実装用部品のリード線検査装置。