JPH0653700A - 回路基板検査装置 - Google Patents

回路基板検査装置

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JPH0653700A
JPH0653700A JP4203714A JP20371492A JPH0653700A JP H0653700 A JPH0653700 A JP H0653700A JP 4203714 A JP4203714 A JP 4203714A JP 20371492 A JP20371492 A JP 20371492A JP H0653700 A JPH0653700 A JP H0653700A
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JP
Japan
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electronic component
circuit board
data
coordinates
mounting position
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Withdrawn
Application number
JP4203714A
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English (en)
Inventor
Hirotaka Suganuma
弘孝 菅沼
Kazuyuki Tanaka
一幸 田中
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間で電子部品の位置を検出できる回路基
板検査装置を提供すること。 【構成】 カメラで撮像して得られた電子部品Cの画像
データの各画素にXY座標を割当て、Y軸方向の各画素
の輝度データの変化から電子部品Cの幅方向の中点Bを
検出する。さらに、中点BからX軸方向の各画素の輝度
データを順次比較して電極Caの内・外境界点C1,C
2,D1,D2及び幅方向のエッジ点G1〜G4の座標
を検出して、電子部品Cの中心点CGを求め、中心点C
Gと予め記憶された位置データとを比較して回路基板の
良否を判定する。 【効果】 電子部品の装着位置のズレ或いは大きさのば
らつきがあっても容易に装着位置を検出でき、検出確率
を高めることがでると共に、装着状態の判定処理に要す
る時間を削減でき、生産効率の向上を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板上に装着され
た電子部品の装着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、回路基板上に装着された電子部品
の装着状態を検査する回路基板検査装置として、回路基
板上に装着された電子部品を撮像する2次元カメラと、
CPUを用いた画像処理装置から構成されるものが知ら
れている。この画像処理装置では、カメラを通じて得ら
れた画像データは画像処理装置に送られ、画像処理装置
によって、前記画像データ及び予め記憶されている電子
部品の装着位置データに基づいて、電子部品の位置ズレ
或いは欠品が判定される。
【0003】画像処理装置には、予め回路基板上におけ
る電子部品の装着位置が記憶されると共に、図2に示す
ように電子部品Cの装着位置に対応して8本のエッジ検
出ラインX1〜X4,Y1〜Y4が設定され、エッジ検
出ライン上の輝度データから電子部品Cのエッジ位置を
算出し、このエッジ位置から電子部品Cの重心位置を求
め、これを装着位置データと比較して位置ズレなどの判
定を行っている。
【0004】即ち、電子部品Cの両端の電極CaとX,
Y方向でそれぞれ交差する各4本のエッジ検出ラインX
1〜X4,Y1〜Y4から図3のような連続した輝度デ
ータをそれぞれ抽出し、各輝度データに基づいてエッジ
x1 〜x4 ,y1 〜y4 の座標を求める。次いで、X方
向のエッジx1 〜x4 のX座標の平均と、Y方向のエッ
ジy1 〜y4 のY座標の平均から、電子部品Cの中心C
G の座標(CX ,CY)を算出する。
【0005】エッジx1 〜x4 ,y1 〜y4 の座標の算
出方法は、図3で示した輝度データの最大値MAXと最
小値MINで規定されるしきい値、例えば最大値MAX
の80%と20%で規定されるしきい値の上限値HIG
Hと下限値LOWの間に輝度データの検出ポイントが入
るか否かで異なってくる。つまり、図4に示すように、
輝度データの検出ポイントP1〜P5のうち、3つの検
出ポイントP2,P3,P4がしきい値の上限値HIG
Hと下限値LOWの間に入る場合には、次式よりエッジ
のX座標X0 を求めている。
【0006】X0 =Σ(Xi・Fi)/Σ(Fi) ここで、Xiは検出ポイントP1〜P5のX座標、Fi
は輝度レベル値である。
【0007】一方、図5に示すように輝度データの検出
ポイントP1〜P5の全てがしきい値の上限値HIGH
と下限値LOWの間に入らない場合、例えば電子部品C
に対する照明の関係で電極Caの側面に陰ができ、得ら
れる輝度データに急勾配が生じた場合には上式を利用す
ることができないので輝度データとしきい値の上限値H
IGH及び下限値LOWとの交点Q1,Q2のX座標と
輝度レベル値から、次式よりエッジのX座標X0 を求め
ている。
【0008】 X0 ={(XA ・FA )+(XB ・FB )}/(FA +FB ) ここで、XA は交点Q1のX座標、XB は交点Q2のX
座標、FA は交点Q1の輝度レベル値、FB は交点Q2
の輝度レベル値である。
【0009】Y方向のエッジ検出ラインY1 〜Y4 の場
合も前述と同様にしてエッジy1 〜y4 のY座標が求め
られる。
【0010】そして、電子部品Cの中心CG の座標(C
X ,CY )を予め記憶している装着位置データの基準座
標と比較し、電子部品Cの中心CG に許容範囲を越える
ズレがある場合には位置ズレの判定を下す。
【0011】また、電子部品Cのエッジが検出できなか
ったときは、所定の範囲内で各エッジ検出ラインX1 〜
X4 ,Y1 〜Y4 を移動させて同様の演算を数回繰り返
して行う。これによってもエッジが検出できなかったと
きは欠品と判断される。これにより、回路基板Kに正し
く電子部品Cが装着されたか否かを自動的に検査するこ
とができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
従来の回路基板検査装置においては、電子部品Cの装着
位置のズレ或いは電子部品Cの大きさのばらつき等によ
り、予め設定した8本のエッジ検出ラインX1 〜X4 ,
Y1 〜Y4 上に電子部品Cの電極Caが位置しなかった
場合、一つの電子部品Cに対する処理時間を短く設定す
ると、電子部品Cの存在を検出できず欠品と判断されて
いた。また、電子部品Cの検出率を高めると処理時間が
長くなり、生産効率が悪くなるという問題点があった。
【0013】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、短時
間で電子部品の位置を検出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】本発明は上記の目的を達
成するために、本体の両端部に中央部とは異なる光反射
率の電極を有する電子部品が装着された回路基板の部品
装着面を撮像する撮像器と、前記部品装着面に光を照射
するライトと、前記回路基板上における電子部品の装着
位置データを記憶する記憶手段と、前記撮像器によって
撮像された画像データと前記装着位置データに基づい
て、前記回路基板上の電子部品の装着位置の良否を判定
する判定手段とを備えた回路基板検査装置において、前
記判定手段は、前記画像データの各画素に直交座標を割
り当てる座標割当手段と、所定の起点座標から一方の座
標軸方向に各画素の輝度レベルを比較し、前記電子部品
の幅方向の2つのエッジ点を検出する第1のエッジ検出
手段と、前記幅方向の2つのエッジ点の中点の座標を算
出する中点算出手段と、前記中点から他の座標軸に沿っ
て両端方向に前記輝度データにおける輝度変化点を検出
する輝度変化点検出手段と、該輝度変換点検出手段の検
出結果に基づいて、前記電子部品の電極の位置を検出す
る電極位置検出手段とを有し、該電極位置検出手段の検
出結果及び前記装着位置データに基づいて、前記電子部
品の装着位置の良否を判定する回路基板検査装置を提案
する。
【0015】
【作用】本発明によれば、回路基板上に装着された電子
部品は本体の中央部の光反射率と両端部の電極の光反射
率が異なっているので、例えば撮像器を回路基板の部品
装着面に対向して配置し、撮像器の近傍より前記回路基
板の部品実装面に光を照射すると、撮像器によって撮像
した前記電子部品の画像データにおいては、電子部品の
中央部の輝度レベルと電極部分の輝度レベルとが異なる
と共に、これらの輝度レベルは他の部分の輝度レベルよ
りも高くなる。この画像データの各画素には座標割当手
段によって直交座標が割り当てられ、第1のエッジ検出
手段によって所定の起点座標から一方の座標軸方向に各
画素の輝度レベルが比較され、前記電子部品の幅方向の
2つのエッジ点が検出される。また、中点検出手段によ
って前記幅方向の2つのエッジ点の中点の座標が算出さ
れ、輝度変化点検出手段によって前記中点から他の座標
軸に沿って各画素の輝度レベルが比較されて前記輝度デ
ータにおける輝度変化点、即ち前記他の座標軸方向の電
極のエッジ点が検出される。さらに、前記輝度変換点検
出手段の検出結果に基づいて、電極位置検出手段により
前記電子部品の電極の位置が検出され、該電極位置検出
手段の検出結果及び前記装着位置データに基づいて、判
定手段によって前記電子部品の装着位置の良否が判定さ
れる。
【0016】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例の構成を示す図であ
る。図において、1はX−Y−θテーブル等からなる搬
送テーブル、2,3はCCD等からなるカメラで、それ
ぞれ照明器2a,3aを備え、搬送テーブル1に載置さ
れた回路基板の部品装着面に対向するように配置されて
いる。4は画像判定装置で、カメラ2,3から画像デー
タを入力すると共に、回路基板上の部品装着位置を予め
記憶し、これらに基づいて回路基板に装着された電子部
品の位置ズレ或いは欠品を判定する。5はモニタ用の表
示装置で、カメラ2,3によって撮像された画像を表示
する。Kは検査対象となる回路基板で、検査時には搬送
テーブル1に載置され、カメラ2,3の下方位置に搬送
される。Cは回路基板K上に装着された電子部品で、円
筒形状を有し、その胴体部の長手方向両端部には電極C
aが形成されている。また、Mは回路基板Kに設けられ
た基板位置検出用のマークである。
【0017】画像判定装置4は、カメラ2,3を通じて
得られたエッジ位置検出に必要な輝度データを記憶する
画像メモリ4aと、回路基板K上における電子部品Cの
装着位置データを予め記憶する位置データメモリ4b
と、画像メモリ4aに記憶された輝度データ及び位置デ
ータメモリに記憶された位置データに基づいて電子部品
Cの中心位置を算出し、電子部品Cの装着位置のズレ或
いは欠品を判定する判定回路4cとを備えている。
【0018】カメラ2、3は、撮像した画像に対応し
て、例えば各画素が256階調の輝度データからなる画
像データを出力する。また、カメラ2は回路基板K上の
複数の電子部品を撮像し、カメラ3は基板位置検出用の
マークMを検出できるように基板全体を撮像する。カメ
ラ2,3から出力された画像データは画像メモリ4aに
記憶される。
【0019】位置データメモリ4bには、検査前に行わ
れるティーチング、即ち検査データ作成作業において作
成されたデータが記憶されている。例えば、位置データ
メモリ4bには、回路基板K上における各電子部品Cの
中心座標が位置データとして、例えばマークMの位置を
基準とした座標で記憶されると共に、マークMの位置に
対する各電子部品Cの幅方向及び長手方向が記憶されて
いる。
【0020】判定処理部4cは、周知のCPU及びプロ
グラム格納用並びにデータ処理用のメモリ等から構成さ
れ、画像メモリ3aから画像データを入力し、各画素の
輝度レベルから電子部品Cの電極Ca位置を検出すると
共に、この電極Caの位置から電子部品Cの中心座標を
算出し、この中心座標及びマークMの座標と位置データ
とを比較して電子部品Cの装着位置の良否を判定し、判
定結果を表示装置5に表示する。
【0021】前述した構成よりなる回路基板検査装置で
は、前工程において回路基板Kのランド上にクリーム状
半田が印刷され、このランド上に電極Caが位置するよ
うに図示せぬ部品装着機によって電子部品Cが装着され
る。次いで、電子部品Cが装着された回路基板Kは搬送
テーブルによってカメラ2,3の下の撮像位置に搬送さ
れ、回路基板Kの部品装着面が照明器2a,3aによっ
て照明されながらカメラ2,3によって部品装着面が撮
像される。カメラ2,3によって撮像された画像データ
は画像判定装置4に送られ、画像判定装置4によって、
前記画像データ及び予め記憶されている電子部品の装着
位置データに基づいて、電子部品Cの位置ズレ或いは欠
品が判定される。
【0022】ここで、照明器2a,3aはカメラ2,3
とほぼ同一位置にあるので、カメラ2,3によって撮像
された電子部品Cの画像データにおいては、図6に示す
ように、電子部品Cの両端部に形成された電極Caの輝
度レベルが中央部Cbの輝度レベルよりも高くなってい
る。
【0023】以下に、前述した画像判定装置4によって
行われる判定方法を図7に示す説明図並びに図8のフロ
ーチャートに基づいて説明する。判定処理部4cは、位
置データメモリ4bに記憶されているデータに基づいて
位置検出対象の電子部品Cに対応したXY座標を設定
し、各画素に座標を割当てる(S1)。次いで、位置デ
ータとして記憶されている電子部品Cの中心座標を走査
起点Aとし、走査起点Aの周辺画素の平均輝度Iaを算
出する(S2)と共に、この走査起点AからY軸方向、
即ち電子部品Cの幅方向に平均輝度Iaと各画素の輝度
データとを順次比較し、輝度レベルが約20%低下する
エッジ点B1,B2を検出する(S3)。
【0024】この後、エッジ点B1,B2の中点Bの座
標を算出し(S4)、中点BからX軸方向、即ち電子部
品Cの長手方向に輝度データを順次比較し、輝度レベル
が平均輝度Iaよりも約40%上昇する位置、即ち中央
部Cbよりも輝度レベルが高くなる電極Caの内境界点
C1 ,C2 の座標を検出する(S5)。さらに電子部品
Cの両端方向に向かって順次輝度データを比較し、輝度
レベルが電極Ca上の輝度レベルよりも約50%低下す
る位置、即ち電極Caの外境界点D1 ,D2 の座標を検
出する(S6)。
【0025】次に、判定処理部4cは、電極Caの内境
界点C1 ,C2 及び外境界点D1 ,D2 のXY座標から
2つの電極Caのそれぞれの中点F1 ,F2 を算出する
(S7)と共に、これらの中点F1 ,F2 から電子部品
Cの幅方向に輝度データを順次比較して、輝度レベルが
約50%低下するエッジ点G1 〜G4 の座標を検出し
(S8)、これらの4つのエッジ点G1 〜G4 のXY座
標から電子部品Cの中心位置CGのXY座標を算出する
(S9)。さらに、マークMの位置を基準としたときの
電子部品Cの中心位置CGの座標を求め(S10)、こ
の座標と位置データとを比較して部品の位置ズレ等の良
否を判定し(S11)、判定結果を表示装置及び図示せ
ぬ上位装置に出力する(S12)。また、前述した処理
により、電子部品Cの装着位置を検出できなかったとき
は、欠品と判断している。
【0026】前述したように、本実施例によれば走査起
点Aが電子部品Cの中央部Cb上に位置すれば、必要最
小限の輝度データの比較によって電子部品Cの中心位置
CGを検出することができるので、従来に比べて装着状
態の判定処理に要する時間を削減でき、生産効率の向上
を図ることができる。さらに、電子部品Cの幅方向の中
点Bを検出することにより電極Caの位置を求め、この
電極Caの位置から装着位置を求めているので、装着位
置のズレ或いは電子部品Cの大きさのばらつきがあって
も容易に装着位置を検出でき、従来に比べて装着位置の
検出確率を高めることがでる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子部品の幅方向の中点を検出することにより電極の位置
を求め、該電極位置から電子部品の装着位置を求めてい
るので、装着位置のズレ或いは電子部品の大きさのばら
つきがあっても容易に装着位置を検出できると共に、必
要最小限の輝度データの比較によって電子部品の装着位
置を検出することができる。これにより、従来に比べて
装着位置の検出確率を高めることがでると共に、装着状
態の判定処理に要する時間を削減でき、生産効率の向上
を図ることができるという非常に優れた効果を奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図
【図2】従来例のエッジ検出ラインを用いた装着位置検
出手順を説明する図
【図3】エッジ検出ライン上の輝度データを示す図
【図4】エッジ検出ライン上の輝度データを示す図
【図5】エッジ検出ライン上の輝度データを示す図
【図6】一実施例における要部の輝度データを示す図
【図7】一実施例における判定方法を説明する図
【図8】一実施例における判定処理のフローチャート
【符号の説明】
1…搬送テーブル、2,3…カメラ、2a,3a…照明
器、4…画像判定装置、4a…画像メモリ、4b…位置
データメモリ、4c…判定処理部、5…表示装置、K…
回路基板、C…電子部品、Ca…電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体の両端部に中央部とは異なる光反射
    率の電極を有する電子部品が装着された回路基板の部品
    装着面を撮像する撮像器と、前記部品装着面に光を照射
    するライトと、前記回路基板上における電子部品の装着
    位置データを記憶する記憶手段と、前記撮像器によって
    撮像された画像データと前記装着位置データに基づい
    て、前記回路基板上の電子部品の装着位置の良否を判定
    する判定手段とを備えた回路基板検査装置において、 前記判定手段は、前記画像データの各画素に直交座標を
    割り当てる座標割当手段と、 所定の起点座標から一方の座標軸方向に各画素の輝度レ
    ベルを比較し、前記電子部品の幅方向の2つのエッジ点
    を検出する第1のエッジ検出手段と、 前記幅方向の2つのエッジ点の中点の座標を算出する中
    点算出手段と、 前記中点から他の座標軸に沿って両端方向に前記輝度デ
    ータにおける輝度変化点を検出する輝度変化点検出手段
    と、 該輝度変換点検出手段の検出結果に基づいて、前記電子
    部品の電極の位置を検出する電極位置検出手段とを有
    し、 該電極位置検出手段の検出結果及び前記装着位置データ
    に基づいて、前記電子部品の装着位置の良否を判定す
    る、 ことを特徴とする回路基板検査装置。
JP4203714A 1992-07-30 1992-07-30 回路基板検査装置 Withdrawn JPH0653700A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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