JPH0521403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、テレビジヨンカメラなど映像入力
装置を用いたはんだ面の認識方式、具体的には、
はんだ量の過不足の認識方式に関するものであ
る。

（従来技術とその問題点） はんだ面の不良のうち、通常の製品でまず問題
となるものに未はんだ、はんだブリツジ及びはん
だ過不足があるが、これらの良否判定は従来、コ
ンタクトピンをはんだ面に接触させて抵抗値を測
定するいわゆるインサーキツトテスタに依るか、
その外観を目視で検査する方法に依存していた。
このうち外観検査については自動化するための検
討も行われており、その、一般的な方法は第２図
に示すように平行光的な照明装置１６によつて照
明された被検査物体１１をテレビカメラ等（図示
せず）で撮像し、２値画像で形状認識するやり方
であつた。このような方法の場合、輝度の低い部
分に閾値を設定すると第２図ａの斜線で示すよう
にはんだ部分１１と比較的輝度の高いシルク印刷
やパターン部分１４とも同じレベルとして処理さ
れ識別が困難であつた。また逆に１４の部分が除
去できるように、輝度レベルの高い閾値を設定す
ると、はんだ面１１の中で相対的に輝度の低い部
分も除去されてしまうため、第２図ｂの斜線部の
ようになりはんだ部分に関するおおまかな形状を
把握することも困難であり、実用上問題があつ
た。一方はんだ面等、全反射的な特性を持つ対象
の認識方式としてはスリツト光やスポツトビーム
のスキヤン方法を用いて３次元的に形状認識を行
う方法も開発されているが装置自体大規模で高価
となり、応用分野が限定されると言う問題があつ
た。

（目的） この発明はこのような従来の問題を解決するた
め、照明方法に工夫を加えると共にはんだ面の極
めて高輝度で反射する全反射部分のみを取り込む
ように撮像装置の絞りや画像処理装置の２値化閾
値を設定することによつて、シルク印刷やパター
ンなど比較的輝度レベルの高い映像部分を除去
し、はんだ面の状況に対応した全反射部分の形状
や分布状態の違いによりはんだ面の形状を認識す
ることを特徴とし、その目的は安価なはんだ面認
識装置の実現方法を提供することにある。

（実施例） 上記目的を達成するための本発明の基本的は考
え方は次のとおりである。

(1) 照明器を多数の光源を用いた多点照明方式と
することによつて、映像入力装置により得られ
た画像において、はんだの全反射による高輝度
部分ができるだけはんだ面の全域にわたつて分
布するようにする。

(2) この全反射部分は通常光源の個数によつて分
断された形になるが、２値化によつてシルク印
刷などと明確に分離できる輝度を有する。

(3) この分断された高輝度部分の形状や分布が、
場合によつては照明を切り換える事によつて変
化する事に着目してはんだ良否を認識する。

以下実施例により、本発明の内容を詳細に説明
する。

本発明を実施するためのシステム構成の一例を
第１図に示す。検査基板１２上のはんだ部分１１
をＸ−Ｙテーブル（図示せず）でテレビジヨンカ
メラなどの映像入力装置１の視野内へ移動させ
る。１３は照明器であつて、映像入力装置の光軸
を中心として環状に複数段配列した点光源を有す
る半球状の構造になつており、これによつて照明
されたはんだ面のアナログ画像データをＡ／Ｄ変
換器３により8bitデジタルデータに変換し、画像
メモリ４に記憶する。次にこのデータをはんだ面
の全反射部分だけを１とし他の部分を０とするよ
うに、マイクロコンピユータ５により２値化す
る。この２値化閾値をあらかじめ設定する方法と
しては種々考えられるが、要するにはんだ以外の
輝度の高い部分とはんだ全反射部分の中間に設定
するばよい。

このように、２値化により得られた全反射部分
の面積や分布状態を、場合によつては照明条件に
より変化させ、これによつてはんだ面の形状を認
識し検査を行う。

以下に本シムテムによる認識判定方法の例につ
いて第３図〜第６図により説明する。なお半球状
照明装置における光源の配列の仕方は種々考えら
れるが、本実施例の場合は点光源を８方向３段24
個配列したもので説明する。

第３図は円形ランドを対象例として、はんだ過
不足モデルとその画像について示したものであ
る。はんだ過剰の場合、はんだの形状は図に見ら
れるように球形状となり、点光源の光、ａ，ｂ，
ｃは全反射しすべてカメラに取り込まれる。その
ため全反射の画像も図に示すように、各点光源に
対応した画像となる。はんだ適量の場合ははんだ
面が凹面形状となり上中段の照明光、b′，c′はカ
メラに取り込まれず全反射の画像も下段照明によ
るものだけである。はんだ不足の場合はんだの形
状は図に示すようになり、照明光は中段のb″がカ
メラに取り込まれず、画像も中段だけ照明すると
全反射部分は見られらい。以上の結果から照明を
上中下段と切り換えることによつて円形ランドの
はんだ過不足が判断できる。その判断手順を第５
図のフローチヤートに示す。

また他の認識判定方法として、チツプランドを
例に説明する。第４図にチツプランドのはんだ過
不足モデルとその全反射部分の画像を示す。この
画像は点光源24個すべて点灯したものである。は
んだの形状と画像の関係は円形ランドの場合と同
じである。

判定方法は、図に示す破線部分に注目すると、
はんだ過剰の場合全反射部分は２つの部分に分
れ、適量の場合は全反射部分の長さがほぼチツプ
ランドの幅と等しくなり、不足の場合は長さがチ
ツプランドの幅より短かいことが分る。具体的な
判断手順を第６図のフローチヤートに示す。

このように、多点照明によつて得られたはんだ
面の全反射部分は、光源の個数によつて分断され
るが、その分布や大きさがはんだ面の立体的な形
状によつて顕著に変化するから、はんだの過不足
等の良否が極めて容易に認識でき、複雑なパター
ン認識システムを必要としない。またはんだブリ
ツヂについても、多点照明のいずれかによる全反
射光が得られる事により、検出が容易である。

なお第３図の例では照明を切り換える事を利用
した認識方法を説明したが、図から明らかなよう
に全照明あるいは下段ないし、上段照明による映
像だけでも、判断が多少あいまいになるものの、
一応の認識は可能であり、作業目的によつては、
照明条件を切り換える必要がない場合もある。

なお本発明においては、照明光源や映像入力装
置など、各種のものを適用する事が可能であり、
画像処理方法も２値化方式に限定されない。

（効果） 以上説明したように、本発明によればはんだ面
検査を従来に比べ簡単で安価な装置および認識方
法で行えるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置構成図、第２
図は従来の装置構成図、第３，５図は本発明の一
実施例図、第４，６図は本発明他の実施例図。 １……テレビカメラ、２……同期信号発生器、
３……Ａ／Ｄ変換器、４……画像メモリ、５……
マイクロコンピユータ、６……点光源スイツチン
グ回路、７……光源用電源、８……映像切換回
路、９……モニタ、１０……点光源、１１……は
んだ、１２……検査基板、１３……半球状照明装
置、１４……シルク印刷。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査プリント基板のはんだ面の上部空間に
   撮像装置を設け、該撮像装置の光軸を中心に環状
   に配置した光源を複数段配置し該光源による照明
   を各段毎に切り換えてはんだ面に向け照射し上記
   撮像装置によりはんだ面の反射光を取り込み予め
   設けた閾値を超えた高輝度部分を取り出し該高輝
   度反射部分の分布状態によりはんだ面のはんだの
   過剰、適量、不足状態を認識することを特徴とす
   るはんだ面の状態認識方法。 ２ 環状に並んだ点光源群を複数段半球状に配し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   はんだ面の状態認識方法。 ３ 閾値をプリント基板上のシルク印刷の反射光
   の輝度とはんだ面の反射光の輝度の中間の値に設
   定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のはんだ面の状態認識方法。 ４ 環状に配置した光源を少なくとも３段配置し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   はんだ面の状態認識方法。 ５ 環状に配置した光源を、はんだ面に対し８方
   向から照射するように配置した点光源としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のはんだ
   面の状態認識方法。 ６ 被検査基板のはんだ部分を撮像する映像入力
   装置、該はんだ部分を映像入力装置の視野内に移
   動させるＸ−Ｙテーブル、映像入力装置の光軸を
   中心とし環状に複数段配列した点光源を有する照
   明器、上記映像入力装置から得られるアナログ画
   像データをデジタルデータに変化するＡ／Ｄ変換
   器、該デジタルデータを記憶する画像メモリ、及
   び該画像メモリデータを処理するマイクロコンピ
   ユータよりなる特許請求の範囲第１項記載のはん
   だ面の状態認識方法。