JPH06117828A - ディスクリート部品のはんだ欠陥検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スルーホール内のリード周りのはんだ付け状
態を画像処理の技術によって観測し、はんだ欠陥を検出
できるようにすることである。 【構成】 スルーホール内のリード周りのはんだを全方
向照射により照明するとともに、はんだ付け部分の真上
からはんだ面を撮像し、撮像データを２値化処理して、
暗画素数の計数から暗部の面積を計算し、暗部の面積と
判定基準の面積との大小比較からブローホールのはんだ
欠陥を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理によってディ
スクリート部品のはんだ欠陥を検出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクリート部品をスルーホール基板
に実装して、スルーホール内のリード周りのはんだ付け
状態を検査する手段として、現在、ほとんどが目視で行
われている。これは、高密度実装要求がＳＭＴ基板ほど
ではなかった理由によるが、目視であれば、判定基準の
ばらつきなどが発生し、これがはんだ付け状態の検査上
の問題の要因となっていた。また、部品インサータが高
速化してくると、ライン検査速度の向上が要求され、目
視による検査の困難さが顕在化しつつあった。このよう
な状況から、はんだ付け状態の検査の自動化が求められ
ている。

【０００３】ディスクリート部品のはんだ付け検査で、
重要なことは、回路基板のリード孔すなわちスルーホー
ルおよびその内部のリードが完全にはんだで覆われてい
ることの確認である。はんだの濡性不足で、スルーホー
ルおよびリードにはんだが部分的にしか付かず、孔抜け
やピンホールなどによって空間ができる欠陥をブローホ
ールと呼ばれている。このブローホールがあると、製品
としての使用中に、リード抜けが発生し、重大な事故と
なる。したがって、この検査が自動で検出できれば、製
品の信頼性向上に大きく寄与することになる。

【０００４】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、スルーホ
ール内のリード周りのはんだ付け状態を画像処理の技術
によって観測し、はんだ欠陥を検出できるようにするこ
とである。

【０００５】

【発明の解決手段】上記目的のもとに、本発明は、はん
だ不良を画像処理の技術を応用し、検査対象の基板につ
いて、スルーホール内のリード周りのはんだを全方向照
射により照明するとともに、はんだ付け部分の真上から
はんだ面を撮像し、撮像データを２値化処理して、暗画
素数の計数から暗部の面積を計算し、暗部の面積と判定
基準の面積との大小比較からブローホールのはんだ欠陥
を検出するようにしている。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の方法で用いられる照明系及
びシステムの全体的な構成を示している。検査対象の基
板１は、平板状の検査テーブル２の上に置かれており、
全方向照明３によって、あらゆる方向から無影の状態で
照射できるようになっている。全方向照明３は、例えば
半球形のホルダー４を例えば８段階に水平分割し、各分
割位置毎にリング状のＬＥＤ光源５などを配置したもの
を用いる。ここで、全てのリング状の光源５は、高角度
から低角度までの範囲で、基板１の被検査面に向けて集
束する光を発生するよう配置されている。

【０００７】そして、検査対象の基板１の垂直線、換言
すれば、はんだ付け部分の真上に、ＣＣＤカメラなどの
カメラ６が配置されており、画像処理装置７に接続され
ている。この画像処理装置７は、本発明の方法に基づく
画像処理プログラムを内蔵している。

【０００８】次に、図２の上欄部分は、はんだ付け部分
の断面を示している。ディスクリート部品のリード８
は、基板１のスルーホール９から突出し、山状のはんだ
１０を介して基板１の表面のランド１１に電気的に接続
され、かつ固定されている。良好なはんだ付け状態は、
図２の左側のようになっているが、ブローホールはんだ
付け欠陥の状態は、同図の右側のように、リード８とは
んだ１０との間にブローホール１２を形成している。

【０００９】なお、図２の下欄の撮像画面は、良好なは
んだ付け状態とブローホール欠陥の画像とそれぞれ対応
している。画面上で、はんだ１０の存在する部分は、全
反射によって白い画面となっているが、ブローホール１
２の存在する部分は、光の透過によって、黒い部分とし
て現れる。

【００１０】次に、図３は、本発明のはんだ欠陥検出方
法に基づく検査のフローチャートを示している。これら
のプログラムは、前述の通り、画像処理装置７の内部に
予め納められているプログラムに基づいて実行される。

【００１１】まず最初の照明点灯のステップで、光源５
が全て点灯状態となる。これによって、検査対象の基板
１のはんだ付け部分が全方向から無影の状態で照射され
る。次の撮像ステップで、真上のカメラ６は、検査対象
のはんだ付け部分を撮像し、電気的な信号として、画像
処理装置７に送り込む。

【００１２】既に述べたように、正常なはんだ付け部分
は、図２の左側下方に示すように、白い画面となってい
る。しかし、はんだ付け部分にブローホール１２が形成
されており、はんだ付けに欠陥があるとき、その部分が
暗くなっている。これは、ブローホール１２の部分に当
たった反射光が、真上のカメラ６の方向へ帰らないため
である。

【００１３】撮像後、次の２値化のステップで、撮像画
面に対応するデータが予め設定された適切なしきい値に
よって、明るい部分を「１」とし、また暗い部分を
「０」とする。２つの明度に区別する。このあとの面積
計算のステップで、画像処理装置７は、画像データから
はんだ付け部分を切り出し、暗い画素すなわち「０」に
対応する画素数を計数することによって、暗い部分の面
積を計算する。もちろん、この暗い部分の面積は、ブロ
ーホール１２の大きさに対応している。

【００１４】次の大小比較のステップで、暗部の面積す
なわち計測値と判定の基準面積すなわち基準値との大小
比較が行われ、基準値＜計測値のときに、ブローホール
１２の存在すなわちはんだ付け不良と判断され、また基
準値＜計測値でないとき、つまり当該はんだ付け部分が
良好と判断される。

【００１５】はんだ付け部分に欠陥が存在しないなら
ば、その製品は良品として、次の生産ラインに運び込ま
れる。しかし、検査中に、はんだ付け不良が検出される
と、その製品は不良品として生産ラインから排出され
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明では、スルーホール内のリード周
りのはんだに対する全方向照射光によって、ブローホー
ルが暗い点として検出され、その面積の大小比較からは
んだ付け不良が検出されるため、ブローホールのはんだ
付け欠陥が画像処理の分野で自動化でき、しかも目視検
査の方法に比較して信頼性が高く、また検査に必要な時
間も短縮化できるため、製品の信頼性の向上に大きく寄
与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】照明系の構成および検査システムのブロック線
図である。

【図２】はんだ付け部分の良品と不良品の断面図および
それらに対応する撮像画面の説明図である。

【図３】はんだ欠陥検出方法のフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 検査テーブル ３ 全方向照明 ４ ホルダー ５ 光源 ６ カメラ ７ 画像処理装置 ８ リード ９ スルーホール １０ はんだ １１ ランド １２ ブローホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スルーホール内のリード周りのはんだを
   全方向照射により照明するとともに、はんだ付け部分の
   真上からはんだ面を撮像し、撮像データを２値化処理し
   て、暗画素数の計数から暗部の面積を計算し、暗部の面
   積と判定基準の面積との大小比較からブローホールのは
   んだ欠陥を検出することを特徴とするディスクリート部
   品のはんだ欠陥検出方法。