JPH0579663U - 回路基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠品を的確に判定できる回路基板検査装置を
提供すること。 【構成】 回路基板に装着された電子部品を撮像する撮
像器と、電子部品と交差するエッジ検出ラインの輝度デ
−タから長さ方向と幅方向の複数のエッジを算出し、該
エッジから求められた部品の重心座標を基準座標と比較
することで部品の位置ずれを判定する画像判定手段とを
具備した回路基板装置に、幅方向のエッジからこれらの
中央部分を通る検査ラインを設定し、該検査ラインの輝
度デ−タと基準輝度デ−タとを比較して欠品を判定する
欠品判定手段を設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回路基板における電子部品の実装状態を検査する回路基板検査装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の回路基板検査装置として図６に示すものが知られている。同図 において、１はＸ−Ｙ−θテ−ブル等から成る搬送テ−ブル、２はＣＣＤ等を用 いた照明器２ａ付きの２次元カメラ、３は装着部品の位置ずれや欠品を判定する マイクロコンピュ−タ構成の画像判定装置、４はモニタ−、Ｋは回路基板、Ｃは 回路基板Ｋ上に装着された部品である。

【０００３】 この回路基板検査装置では、前工程においてランド上にクリ−ム状半田を印刷 され、部品装着機によって所定の部品Ｃを装着された回路基板Ｋを撮像位置に搬 送し、該位置において照明される回路基板Ｋの所定視野をカメラ２で撮像して、 この画像デ−タに基づいて部品Ｃの位置ずれや欠品を画像判定装置３で判定して いる。

【０００４】 ここで図７及び図８を参照し、両端部に電極Ｃａを有する角柱型の部品Ｃを例 にあげて上記判定方法について詳述する。

【０００５】 まず、図７に示すように半田印刷部Ｋａに装着された両端の電極ＣａとＸ，Ｙ 方向で夫々交差する各４本のエッジ検出ラインＸ1 乃至Ｘ4 及びＹ1 乃至Ｙ4 か ら部品Ｃの重心ＣG の座標（Ｃx ，Ｃy ）を求める。

【０００６】 この重心ＣG のＸ座標Ｃx は、Ｘ方向の４本のエッジ検出ラインＸ1 乃至Ｘ4 の輝度デ−タから算出されたエッジ（電極Ｃａと半田印刷部Ｋａとの境界位置） ｘ1 乃至ｘ4 のＸ座標の平均から、また重心のＹ座標Ｃy は、Ｙ方向の４本のエ ッジ検出ラインＹ1 乃至Ｙ4 によって算出されたエッジｙ1 乃至ｙ4 のＹ座標の 平均から夫々求められる。尚、８本のエッジ検出ラインは装着部品Ｃの電極Ｃａ が本来くるべき位置に合わせて予め設定される。

【０００７】 上記各エッジ検出ラインＸ1 乃至Ｘ4 及びＹ1 乃至Ｙ4 におけるエッジｘ1 乃 至ｘ4 のＸ座標とエッジｙ1 乃至ｙ4 のＹ座標は以下のようにして算出される。 図８はＸ方向の１つのエッジ検出ラインＸ1 における輝度デ−タを示すもので、 同図に示したＭＡＸ及びＭＩＮは輝度デ−タの最大及び最小値、ＨＩＧＨ及びＬ ＯＷは輝度デ−タのＭＡＸ及びＭＩＮに基づいて規定された輝度デ−タのしきい 値の上限及び下限である。

【０００８】 最初に、電極Ｃａから半田印刷部Ｋａに及ぶ境界値算出領域の下限Ａと上限Ｂ の夫々の輝度レベルＦA ，ＦB を次式より求める。

【０００９】 ＦA ＝ＭＩＮ＋（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／１００×ＬＯＷ ＦB ＝ＭＩＮ＋（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／１００×ＨＩＧＨ これにより下限Ａと上限ＢのＸ座標ＸA ，ＸB が求められる。次にエッジｘ1 のＸ座標Ｘo を次式より求める。

【００１０】 Ｘo ＝Σ（Ｘｉ・Ｆｉ）／Σ（Ｆｉ） 但し（ＸB ≦Ｘｉ≦ＸA ） Ｘ方向の残りの３本のエッジ検出ラインＸ2 乃至Ｘ4 におけるエッジｘ2 乃至 ｘ4 のＸ座標、またＹ方向の４本のエッジ検出ラインＹ1 乃至Ｙ4 におけるエッ ジｙ1 乃至ｙ4 のＹ座標についても上記と同様に算出される。

【００１１】 次に、求められた部品Ｃの重心ＣG の座標（Ｃx ，Ｃy ）と、予め設定した基 準座標とを比較し、部品Ｃの重心ＣG に許容範囲を越えるずれがある場合には該 部品Ｃを位置ずれと判定する。また、８本のエッジ検出ラインＸ1 乃至Ｘ4 及び Ｙ1 乃至Ｙ4 のうちでエッジを検出できなかったラインについては、設定値範囲 内で該ラインを移動させて同様の演算を数回繰り返して行なっており、それでも エッジを検出できない場合には欠品の判定を下している。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

しかし上記従来の検査方法では、部品Ｃに欠品を生じている場合でも半田印刷 部Ｋａの印刷状態によって部品Ｃの位置ずれと誤って判定されてしまうことがあ る。例えば、図９に示すように半田の印刷不良によってランドＫｂに未半田部分 Ｋａ1 が形成された場合では、ランドＫｂと交差するエッジ検出ラインで得られ る輝度デ−タに図８と類似したレベル変化が現れ、この結果、回路基板Ｋとラン ドＫｂとの境界位置が部品Ｃのエッジと間違えて検出され、同位置に部品Ｃがな いにも拘らず位置ずれの判定が下されてしまう。

【００１３】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、欠品を 的確に判定できる回路基板検査装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１では、回路基板に装着された電子部品を撮 像する撮像器と、電子部品と交差するエッジ検出ラインの輝度デ−タから長さ方 向と幅方向の複数のエッジを算出し、該エッジから求められた部品の重心座標を 基準座標と比較することで部品の位置ずれを判定する画像判定手段とを具備した 回路基板装置において、幅方向のエッジからこれらの中央部分を通る検査ライン を設定し、該検査ラインの輝度デ−タと基準輝度デ−タとを比較して欠品を判定 する欠品判定手段を設けている。

【００１５】 また、請求項２では、請求項１記載の回路基板検査装置に、長さ方向のエッジ からエッジ間の長さを求め、該長さと基準長さとを比較して欠品を判定する第２ の欠品判定手段を設けている。

【００１６】

【作用】

請求項１記載の回路基板検査装置では、電子部品と交差するエッジ検出ライン によって求められたエッジのうち、幅方向のエッジからこれらの中央部分を通る 検査ラインが設定され、該検査ラインにおける輝度デ−タと基準輝度デ−タとが 比較される。検査ラインに部品と近似した輝度デ−タが得られないときは、エッ ジが検出された場合でも同部分には部品がないと判定される。

【００１７】 また、請求項２記載の回路基板検査装置では、電子部品と交差するエッジ検出 ラインによって求められたエッジのうち、長さ方向のエッジからエッジ間の長さ が求められ、該長さと基準長さとが比較される。求められた長さが部品長さと異 なるときは、エッジが検出された場合でも同部分には部品がないと判定される。 つまり、欠品状態であるにも拘らず、何等かの原因で上記の検査ラインに基準輝 度デ−タと近似した輝度デ−タが現れたときでも、第２の欠品判定手段によって 欠品を抜けなく判定できる。

【００１８】

【実施例】

本考案に係る回路基板検査装置は図６に示した従来装置と同様の構成、即ち回 路基板用の搬送テ−ブルと、照明器付きの２次元カメラと、マイクロコンピュ− タ構成の画像判定装置と、モニタ−とから構成され、カメラを通じて得られる画 像デ−タに基づいて部品Ｃの位置ずれや欠品を画像判定装置で判定する。

【００１９】 図１には上記画像判定装置にて行なわれる判定の手順を示してある。以下に、 図２乃至図４を引用し、両端部に電極Ｃａを有する角柱型の部品Ｃを例にあげて 上記判定方法について詳述する。

【００２０】 まず、半田印刷部Ｋａに装着された両端の電極ＣａとＹ方向で交差する４本の エッジ検出ラインＹ1 乃至Ｙ4 における輝度デ−タを画像デ−タから抽出し、各 ラインＹ1 乃至Ｙ4 におけるエッジｙ1 乃至ｙ4 の座標を算出する（図１のＳ１ ，Ｓ２及び図２参照）。各エッジｙ1 乃至ｙ4 の座標の算出方法は従来と同様で あるため本説明では省略する。

【００２１】 次に、Ｙ方向に対向するエッジｙ1 とｙ3 の中間点ｙ5 の座標と、エッジｙ2 とｙ4 の中間点ｙ6 の座標を夫々算出し、両中間点ｙ5 及びｙ6 を通過する線分 から検査ラインＬを設定し、そして該検査ラインＬにおける輝度デ−タを画像デ −タから抽出する（図１のＳ３，Ｓ４及び図２参照）。好ましくは、検査ライン Ｌの近傍で平行な複数のラインについても同様に輝度デ−タを抽出し、これらの 平均値からレベル変化を捕らえるようにするとよい。

【００２２】 図３に上記検査ラインＬにおける輝度デ−タを示すように、部品Ｃの両端に設 けられた電極Ｃａ部分の輝度レベルＦ1 ，Ｆ3 は、その間にある胴体部分の輝度 レベルＦ2 よりも高い値となっている。

【００２３】 そして、上記の各輝度レベルＦ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 と予め規定した輝度レベルの基 準値とを比較し、輝度レベルＦ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 が許容範囲内にあるか否かを判断 する（図１のＳ５参照）。

【００２４】 次に、両電極ＣａとＸ方向で交差する４本のエッジ検出ラインＸ1 乃至Ｘ4 に おける輝度デ−タを画像デ−タから抽出し、各ラインＸ1 乃至Ｘ4 におけるエッ ジｘ1 乃至ｘ4 の座標を算出する（図１のＳ６，Ｓ７及び図４参照）。各エッジ ｘ1 乃至ｘ4 の座標の算出方法は従来と同様であるため本説明では省略する。

【００２５】 次に、Ｙ方向に並んだエッジｘ1 とｘ2 の中間点ｘ5 の座標と、エッジｘ3 と ｘ4 の中間点ｘ6 の座標を夫々算出し、両中間点ｘ5 及びｘ6 から両点間の長さ ＬC を算出する（図１のＳ８及び図４参照）。

【００２６】 そして、上記の長さＬC と予め規定した基準長さとを比較し、長さＬC が許容 範囲内にあるか否かを判断する（図１のＳ９参照）。

【００２７】 上記のＳ５で輝度レベルＦ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 が許容範囲を越えた場合、またはＳ ９で長さＬC が許容範囲を越えた場合には、夫々の前段で検出されたエッジｘ1 乃至ｘ4 及びｙ1 乃至ｙ4 は誤検出であるとみなし、設定値範囲内で夫々のエッ ジ検出ラインＸ1 乃至Ｘ4 及びＹ1 乃至Ｙ4 を移動させて同様の演算を数回繰り 返して行なう。このライン移動によっても同様の判断がなされた場合にはここで 欠品の判定を下す（図１のＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２参照）。

【００２８】 検出された各エッジｘ1 乃至ｘ4 及びｙ1 乃至ｙ4 が有効で欠品ではないと判 定された場合には、上記Ｓ２とＳ７で得られたエッジｘ1 乃至ｘ4 の座標とエッ ジｙ1 乃至ｙ4 の座標から、部品Ｃの重心を求める（図１のＳ１３参照）。部品 Ｃの重心座標の算出方法は従来と同様であるため本説明では省略する。

【００２９】 そして、上記の重心座標と予め設定した基準座標とを比較し、部品Ｃの重心に 許容範囲を越えるずれがある場合にはここで位置ずれの判定を下す。また、部品 Ｃの重心が許容範囲内にある場合には良品の判定が下される（図１のＳ１４，Ｓ １５，Ｓ１６参照）。

【００３０】 上述の判定はカメラを移動し検査視野を変更することで、回路基板Ｋに装着さ れた部品全てに対して行なわれる。欠品や位置ずれの判定を受けた回路基板Ｋは 後の工程でラインから除去される。

【００３１】 このように上述の欠品検査装置によれば、Ｙ方向のエッジ検出ラインＹ1 乃至 Ｙ4 からエッジｙ1 乃至ｙ4 が求めた後に、これらエッジｙ1 乃至ｙ4 の中央部 分を通る検査ラインＬでの輝度デ−タを抽出し、該ラインＬの輝度デ−タを基準 輝度デ−タと比較するようにしているので、欠品状態において半田印刷部やラン ドによってエッジが検出された場合でもこれを誤って位置ずれと判定することが なく、同部分における部品の有無を該輝度デ−タの比較によって適切に判断して 欠品を的確に判定できる。

【００３２】 また、上記輝度デ−タの比較に加え、Ｘ方向のエッジｘ1 乃至ｘ4 から求めた 長さＬｃを基準長さと比較するようにしているので、照明状態や異物付着等を原 因として上記検査ラインＬに基準輝度デ−タと近似する輝度デ−タが現れた場合 でも、同部分における部品の有無を該長さ比較によって適切に判断して欠品を抜 けなく判定できる。

【００３３】 尚、上記実施例では角柱型の部品ＣがＸ方向に装着される場合を例にあげて説 明したが、同部品ＣがＹ方向に装着される場合も同様の判定方向が適用できるこ とは勿論であり、また図５に示すように両端部に電極Ｃ´ａを有する円柱型の部 品Ｃ´に対しても、照明時において輝度レベルが高くなる頂上部分Ｒを対象とし てそのエッジを検出するようにすれば同様の判定方法を適用できる。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述したように、請求項１記載の回路基板検査装置によれば、幅方向のエ ッジからこれらの中央部分を通る検査ラインを設定し、該検査ラインにおける輝 度デ−タと基準輝度デ−タとを比較するようにしているので、欠品状態において 半田印刷部やランドによってエッジが検出された場合でもこれを誤って位置ずれ と判定することがなく、同部分における部品の有無を該輝度デ−タの比較によっ て適切に判断して欠品を的確に判定できる。

【００３５】 また、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、長さ方向のエッジからエッ ジ間の長さを求め、該長さと基準長さとを比較するようにしているので、照明状 態や異物付着等を原因として上記検査ラインに基準輝度デ−タと近似する輝度デ −タが現れた場合でも、同部分における部品の有無を該長さ比較によって適切に 判断して欠品を抜けなく判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る判定手順を示すフロ−チャ−ト

【図２】検査ラインの設定手順を示す部品上面図

【図３】検査ラインにおける輝度デ−タを示す図

【図４】長さの算出手順を示す部品上面図

【図５】他の検査対象を示す部品上面図

【図６】回路基板検査装置の概略図

【図７】重心の算出手順を示す部品上面図

【図８】エッジ検出ラインにおける輝度デ−タを示す図

【図９】印刷不良の例を示す半田印刷部の上面図

【符号の説明】

Ｋ…回路基板、Ｃ…部品、Ｘ1 〜Ｘ4 ，Ｙ1 〜Ｙ4 …エ
ッジ検出ライン、ｘ1〜ｘ4 ，ｙ1 〜ｙ4 …エッジ、Ｌ
…検査ライン、ＬC …長さ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板に装着された電子部品を撮像す
   る撮像器と、電子部品と交差するエッジ検出ラインの輝
   度デ−タから長さ方向と幅方向の複数のエッジを算出
   し、該エッジから求められた部品の重心座標を基準座標
   と比較することで部品の位置ずれを判定する画像判定手
   段とを具備した回路基板装置において、 幅方向のエッジからこれらの中央部分を通る検査ライン
   を設定し、該検査ラインの輝度デ−タと基準輝度デ−タ
   とを比較して欠品を判定する欠品判定手段を設けた、 ことを特徴とする回路基板検査装置。
2. 【請求項２】 長さ方向のエッジからエッジ間の長さを
   求め、該長さと基準長さとを比較して欠品を判定する第
   ２の欠品判定手段を設けた、ことを特徴とする請求項１
   記載の回路基板検査装置。