JPH04355309A - 被検査プリント基板の半田付け検査方法 - Google Patents
被検査プリント基板の半田付け検査方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の配線パターンに電気部品のリードなどが正常に半田付
けされているか否かを判定(検査)する被検査プリント
基板の半田付け検査方法に関するものである。
品を実装した被検査プリント基板におけるブリッジある
いは半田フヌレなどの半田付け状態の検査を行なうため
、被検査プリント基板の部品孔に合わせて多数のピンを
配設したヘッドなどを用いる接触検査方式がある。
は、種類の異なる被検査プリント基板毎に異なるヘッド
などを必要とするとともに、ヘッドのピンの間隔はピン
の太さによって制限されるため、リードの間隔が狭い集
積回路チップなどを半田付けした緻密な配線パターンを
有する被検査プリント基板の検査が困難であるなどの不
都合あった。
るため、レーザ光などのビームスポットを被検査プリン
ト基板に対して略直角に掃引し、半田部などの反射部分
で反射されたスパッタ光を受光してスパッタ光主成分方
向を求め、このスパッタ光主成分方向の推移に基づいて
ブリッジなどの検査を行なう非接触方式の実装済プリン
ト基板自動検査装置が、本出願人によって先に提案され
ている(実願昭62−5625号)。
リント基板の半田付け検査方法を説明するための概略図
である。図5および図6において、PBは被検査プリン
ト基板を示し、後述する電気部品のリードLを半田付け
する配線パターンPが設けられている。
ンPに半田付けする電気部品のリード、H1 およびH
2 はリードLを被検査プリント基板PBの配線パター
ンPに半田付けした半田部を示す。
く絞ったレーザ光などのビームスポットを被検査プリン
ト基板PBに対して略直角に掃引することによって発生
するスパッタ光の主成分方向である。Dはビームスポッ
トの掃引方向を示す。
)について説明する。細く絞ったビームスポットを被検
査プリント基板PBに対して略直角に掃引し、被検査プ
リント基板PBにビームスポットを反射する反射部分、
すなわち配線パターンP、半田部H1 ,H2 、リー
ドLなどがあると、ビームスポットは反射部分で反射さ
れてスパッタ光となる。
ント基板PBに対して図5に掃引方向Dで示すように掃
引すると、半田部H1 の表面形状は凹面形状になって
いるので、スパッタ光主成分方向SD は図5に示すよ
うに推移する。
板PBに対して図6に掃引方向Dで示すように掃引する
と、半田部H2 の表面形状は凸面形状になっているの
で、スパッタ光主成分方向SD は図6に示すように推
移する。
推移は半田部H1 ,H2 の表面形状によって異なる
ため、ビームスポットが通過する開口部が設けられ、被
検査部分を覆うように形成され、反射部分からラグビー
ボール状の配光カーブで散乱するスパッタ光を受光する
複数の受光素子が内面に設けられた受光部でスパッタ光
を受光してスパッタ光主成分方向SD を求め、この求
めたスパッタ光主成分方向SDの推移に基づいて半田部
の表面形状を算出することができる。
表面形状に基づいて半田部の半田付け状態を判定するこ
とができる。
田部の半田付け状態の良否を判定する場合、通常、半田
部の表面形状が凹面形状(図5に示すような形状)にな
っていれば、半田部の半田付け状態を良と判定し、半田
部の表面形状が凹面形状以外、すなわち平面形状または
凸面形状(図6に示すような形状)になっていれば、半
田部の半田付け状態を不良と判定する。
基板の半田付け検査方法は、以上のように行なっている
ので、すなわちビームスポットを照射した半田部からラ
グビーボール状の配光カーブで散乱する強度のスパッタ
光を受光し、この受光したスパッタ光に基づいてスパッ
タ光主成分方向SD を求め、このスパッタ光主成分方
向SD の推移に基づいて被検査プリント基板PBに電
気部品のリードLなどを取り付けた半田部の半田付け状
態の良否の判定を行なうため、被検査プリント基板PB
に電気部品が高密度で実装されていると、電気部品がス
パッタ光を遮ることによってスパッタ光主成分方向SD
を求めることができなくなる。
気部品が高密度で実装されていると、半田部の半田付け
状態の良否が判定できなくなるという不都合があった。
するためになされたもので、被検査プリント基板に電気
部品が高密度で実装されていても、被検査プリント基板
に電気部品のリードなどを取り付けた半田部の半田付け
状態の良否を検査することのできる被検査プリント基板
の半田付け検査方法を提供するものである。
プリント基板の半田付け検査方法は、上記した目的を達
成するため、細く絞ったビームスポットを被検査プリン
ト基板に対して略直角に掃引する掃引工程と、ビームス
ポットが被検査プリント基板で反射されたスパッタ光の
被検査プリント基板に対して略直角なスパッタ光垂直成
分強度を計測する計測工程と、この計測したスパッタ光
垂直成分強度に基づいてスパッタ光主成分方向を算出す
る主成分方向算出工程と、この算出したスパッタ光主成
分方向の推移に基づいて被検査プリント基板の配線パタ
ーンに電気部品のリードなどを取り付けた半田部の表面
形状を算出する表面形状算出工程と、この算出した半田
部の表面形状に基づいて半田部の半田付け状態の良否を
判定する判定工程とからなるものである。
け検査方法は、半田部からラグビーボール状の配光カー
ブで散乱するスパッタ光のスパッタ光垂直成分強度を計
測することによって算出したスパッタ光主成分方向に基
づいてスパッタ光主成分方向の推移を算出し、算出した
スパッタ光主成分方向の推移に基づいて半田部の表面形
状を順次算出し、最後に半田部の表面形状に基づいて半
田部の半田付け状態の良否を判定する。
付け検査方法の原理を説明する概略図であり、図5およ
び図6と同一または相当部分には同一符号を付して説明
を省略する。
の配光カーブを示し、表面形状が凹面形状の半田部Hの
所定部分におけるスパッタ光成分強度分布を示すもので
ある。SV は被検査プリント基板PBに対して略直角
なスパッタ光垂直方向を示す。
分方向SDは反射部分(半田部)の形状によって変化し
、スパッタ光垂直方向SVのスパッタ光垂直成分強度も
スパッタ光主成分方向SD の変化に伴って変化する。
て説明する。まず、細く絞ったレーザ光などのビームス
ポットを被検査プリント基板PBに対して略直角に掃引
し、被検査プリント基板PBにビームスポットを反射す
る反射部分、すなわち配線パターンP、半田部H、リー
ドLなどがあると、ビームスポットは反射部分で反射さ
れてスパッタ光となるので、スパッタ光垂直方向SVの
スパッタ光垂直成分強度を計測する。
ボール形状の配光カーブSC になっているので、計測
したスパッタ光垂直成分強度に基づいてスパッタ光主成
分方向SD を算出する。
に基づいてスパッタ主成分方向SDを算出する場合、予
めスパッタ光主成分方向SD をスパッタ光垂直方向S
V としてスパッタ光垂直成分強度を計測しておくと、
ビームスポット強度、半田成分または半田付け温度など
によってスパッタ光強度が変化しても対処することがで
きる。
主成分方向SD の推移に基づいて半田部の表面形状を
算出した後、半田部の表面形状が凹面形状であるか否か
を従来と同様に判定する。
あれば、半田部の半田付け状態を良と判定し、半田部の
表面形状が凹面形状でなければ、半田部の半田付け状態
を不良と判定する。
照射したビームスポットによるスパッタ光のスパッタ光
垂直成分強度を計測することによってスパッタ光主成分
方向SD を算出することができるので、被検査プリン
ト基板PBに高密度で電気部品が実装されていても半田
部の半田付け状態の良否を判定することができる。
基板自動検査装置を示す正面図である。図2において、
11はケーシング、12はケーシング11内に配置され
たX−Yステージを示し、このX−Yステージ12は被
検査物としての被検査プリント基板PBをX軸方向とY
軸方向とに移動させるものである。
れている第1の受光部を示し、内面の受光面にはスパッ
タ光を検出する受光素子が多数設けられている。14は
X−Yステージ12の下方に配置されている受光器を示
し、被検査プリント基板PBの基準点を設定するときな
どに第1の受光部13を通過するビームスポットを被検
査プリント基板PBに設けられた基準孔を介して受光す
るものである。
操作スイッチ群、16は動作状態を示す表示灯、17は
検査結果をプリントアウトするプリンタを示す。この実
装済プリント基板自動検査装置では、検査に先立って被
検査プリント基板PBの基準位置、検査位置あるいは被
検査プリント基板PBの種類などを識別する基板名など
の検査用データが予め記憶装置などに登録されている。
リント基板PBをX−Yステージ12上に設置して基板
名などを端末装置から入力すると、予め登録された検査
個所の位置情報などの検査用データに基づいて自動的に
検査を行ない、検査が終了すると、検出したブリッジな
どの位置あるいは個数などの検査結果がプリンタ17か
らプリントアウトされるとともに、図示を省略したマー
カによって被検査プリント基板PBのブリッジなどの位
置付近にマークが付けられる。
動検査装置の光学系を示す斜視図である。図3において
、18は後述するハーフミラーを透過したスパッタ光の
スパッタ光垂直成分強度を計測する第2の受光部を示し
、計測値は図示を省略した処理装置に出力される。
ザ銃、22はエキスパンダを示し、このエキスパンダ2
2は、ビームスポットを充分に絞るためにHe−Neレ
ーザ銃21が放射するレーザ光を、一旦5mm径程度の
平行なビームBに拡張するためのものである。
ータを示し、前述したX−Yステージ12のY軸方向に
ビームBを掃引するように走査するためのY軸回転ミラ
ー23yと、X−Yステージ12のX軸方向にビームB
を掃引するように走査するためのX軸回転ミラー23x
とを備え、Y軸回転ミラー23yとX軸回転ミラー23
xとの中間に位置する点O1 に対応する定点Oをほぼ
中心として各回転ミラー23x,23yの可動範囲に基
づく立体角内でビームBを放射状に走査するものである
。
メータ23から供給されるビームBを第1の分離ビーム
B1 と第2の分離ビームB2 に分離するものである
。25はビームスプリッタ24から供給される第1の分
離ビームB1 を所定の方向に反射する第1のミラー、
26は第1の集光レンズを示し、この第1の集光レンズ
26は一方の焦点がガルバノメータ23内の定点Oに一
致するように配設されている。
し、第1の集光レンズ26から供給される第1の分離ビ
ームB1 を被検査プリント基板PB上に集光させるよ
うに反射し、スパッタ光を透過させるものである。
るように配置された第1の集光レンズ26によって第1
の分離ビームB1 を集光すると、集光された第1の分
離ビームB1 は他方の焦点面上にビームスポットを結
像するとともに、そのビームスポットの光軸は第1の集
光レンズ26の光軸と平行になるので、あらゆる方向に
走査された第1の分離ビームB1 は、第1の集光レン
ズ26の像側の焦点面に配設された被検査プリント基板
PB上に絞られたビームスポットを結像するとともに、
被検査プリント基板PBに直角に照射される。
プリント基板PBに集光されたビームスポットの散乱光
を集光する第2の集光レンズ28aと、第2の集光レン
ズ28aによって集光された光点像が結像する受光面S
を備えた第1の光点位置検出素子28bとで構成されて
いる。
じた強度のX信号、Y信号がビームスポットの位置情報
として第1の光点位置検出素子28bから図示を省略し
た処理装置に出力される。
る第2の分離ビームB2 を集光する第3の集光レンズ
を示し、一方の焦点がガルバノメータ23内の定点Oに
一致するように配設されている。
に配置されている第2の光点位置検出素子を示し、第2
の分離ビームB2 によるビームスポットの2次元の位
置座標に応じた強度のX信号、Y信号を図示を省略した
サーボ制御回路に出力するものである。
動検査装置の全体構成を示すブロック図である。図4に
おいて、31は処理装置を示し、図示を省略した記憶装
置に記録されたデータ、端末装置32および操作部33
から入力されるデータと、受光器14から入力される信
号に基づいて実装済プリント基板自動検査装置の制御を
行ない、第2の集光レンズ28aと第1の光点位置検出
素子28bとで構成されるスポット位置検知部28と、
第1の受光部13または第2の受光部18からの入力に
基づいて各種検査の結果を判定し、プリンタ17に検査
結果を出力するとともに、被検査プリント基板PBに検
出個所をマークするためのマーカ34を制御するもので
ある。
に、ガルバノメータ23を駆動制御するサーボ制御回路
35aとガルバノ駆動回路35bとで構成されている。 36はX−Yステージ制御部を示し、処理装置31から
出力される位置座標に基づいてX−Yステージ12を駆
動し、被検査プリント基板PBを所定の位置に移動させ
るものである。
略した被検査プリント基板設置部にはX方向、Y方向の
2次元座標系が設定されており、処理装置31の出力す
る2次元座標系上の点が、ビームスポットの初期設定位
置などの固定点に一致するようにX−Yステージ12を
駆動する。
置検知部28によって被検査プリント基板PB上のビー
ムスポットの位置を検知するとき、ビームスポットが第
1の受光部13によって遮断されないように、処理装置
31の出力に基づいて第1の受光部13を移動させるも
のである。
自動検査装置は、ビームスポットを照射する位置を示す
位置情報が処理装置31からサーボ制御回路35aに出
力されると、サーボ制御回路35aは第2の光点位置検
出素子30から入力されるX信号、Y信号に基づいてガ
ルバノ駆動回路35bに出力しているX制御信号、Y制
御信号を補正して出力するので、ガルバノ駆動回路35
bによってガルバノメータ23が補正駆動され、各ビー
ムB,B1 およびB2 の走査方向が補正される。
れる第1の分離ビームB1 と、第2の光点位置検出素
子30に照射される第2の分離ビームB2 とがガルバ
ノメータ23で走査されるときは一体のビームBである
ので、第2の光点位置検出素子30に照射される第2の
分離ビームB2 の走査位置に基づいてビームBの走査
方向の制御を行なえば、ガルバノ駆動回路35bなどが
直接検知し得ない要因によって走査方向にずれが生じて
も、ビームスポットの位置を高い精度で制御することが
できる。
、入力信号に基づいて演算することにより、図1で説明
した手順にしたがって被検査プリント基板PBの半田付
け状態の検査を行なうことができる。
の出力信号によってスパッタ光主成分方向SD を算出
する関係式を導出することができる。また、第1の受光
部13の出力信号によってスパッタ光主成分方向SD
が従来のように算出できるときは、第1の受光部13の
出力信号を用いて半田付け状態の検査を行なってもよい
。
部からラグビーボール状の配光カーブで散乱するスパッ
タ光のスパッタ光垂直成分強度を計測することによって
算出したスパッタ光主成分方向に基づいてスパッタ光主
成分方向の推移を算出し、算出したスパッタ光主成分方
向の推移に基づいて半田部の表面形状を順次算出し、最
後に半田部の表面形状に基づいて半田部の半田付け状態
の良否を判定するので、たとえ被検査基板に高密度で実
装された電気部品がスパッタ光主成分方向を遮断しても
、半田部から散乱するスパッタ光のスパッタ光垂直成分
強度を計測することによって半田部の半田付け状態の良
否を判定することができる。
で電気部品が実装されていても半田部の半田付け状態の
良否を判定することができるという効果がある。
方法の原理を説明する概略図である。
査装置を示す正面図である。
の光学系を示す斜視図である。
の全体構成を示すブロック図である。
を説明するための概略図である。
を説明するための概略図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 細く絞ったビームスポットを被検査プ
リント基板に対して略直角に掃引する掃引工程と、前記
ビームスポットが前記被検査プリント基板で反射された
スパッタ光の前記被検査プリント基板に対して略直角な
スパッタ光垂直成分強度を計測する計測工程と、この計
測した前記スパッタ光垂直成分強度に基づいてスパッタ
光主成分方向を算出する主成分方向算出工程と、この算
出した前記スパッタ光主成分方向の推移に基づいて前記
被検査プリント基板の配線パターンに電気部品のリード
などを取り付けた半田部の表面形状を算出する表面形状
算出工程と、この算出した前記半田部の表面形状に基づ
いて半田部の半田付け状態の良否を判定する判定工程と
、からなる被検査プリント基板の半田付け検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13088691A JPH07111329B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 被検査プリント基板の半田付け検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13088691A JPH07111329B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 被検査プリント基板の半田付け検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04355309A true JPH04355309A (ja) | 1992-12-09 |
JPH07111329B2 JPH07111329B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=15045003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13088691A Expired - Fee Related JPH07111329B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 被検査プリント基板の半田付け検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07111329B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114161020A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-11 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种太阳电池电阻焊焊接质量监测方法及系统 |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP13088691A patent/JPH07111329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114161020A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-11 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种太阳电池电阻焊焊接质量监测方法及系统 |
CN114161020B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-08-04 | 中电科蓝天科技股份有限公司 | 一种太阳电池电阻焊焊接质量监测方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07111329B2 (ja) | 1995-11-29 |
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