JPH0654226B2 - チップ状部品の自動外観検査機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チップコンデンサ、コイル等のコア部品その
他ＬＣ複合部品等のチップ状電子・電気部品を外観検査
する光学外観検査機に関し、特に部品を一時停止するこ
となく連続的に搬送しながらシャッタカメラを用いて外
観検査、選別を行うチップ状部品の連続式自動外観検査
機に関する。

（従来技術） この種の電子部品は、縦、横の長さ、厚み等の外形不良
や部品の各要部の寸法誤差、その他欠け、割れ等がある
と、これらが特性に影響し、また実装上も不都合を生じ
るため、製造工程において特性値検査に加えて外観によ
る検査を行う必要がある。

従来チップ部品の外観検査は、肉眼あるいは拡大レンズ
等を用いた目視検査で行っている。一例を挙げれば、第
７図（ａ）〜（ｃ）の工程図で示すように、まず部品５
０をガラスパレット５１上に重ならない様に適当な個数
並べ（第７図（ａ））拡大レンズ５２を用いてこのガラ
スパレット５１上の部品５０を拡大し、目視で表面側の
良、不良を判別して不良部品５０′を取り除き（同図
（ｂ））、さらに部品を並べた前記ガラスパレット５１
に別のガラスパレット５３を重ねて表裏反転し（同図
（ｃ））、前述と同様にして部品裏面の検査、選別を行
うという方法をとっていた。

チップ状部品の光学外観検査を自動化したものとして
は、例えば特願昭６２−２１４４３３号明細書に示すよ
うに、光を透過させる部品搬送用凹溝に沿ってチップ状
部品を空気流で滑走させ、その途中で前記部品を前記凹
溝に出入する分離ピンで間欠的に停止させ、該凹溝をは
さんで配置されたテレビカメラで部品の表裏面の画像を
ビデオ信号として取り込み、画像処理するようにしたも
のが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の肉眼による外観検査は、感覚的な要素が
多く、検査基準の定量化が難しく、検査員の個人差によ
り判定基準が変わり、検査後品質のばらつきが出やす
い。またガラスパレット上の部品の整列、良品、不良品
の選択等すべて手作業によるため、疲労や人為的なミ
ス、そのときの気分的な影響があり、特にチップコンデ
ンサやＬＣ複合部品の場合は検査要員を増大せねばなら
ず、コスト高となる欠点があった。

また上述の自動化した部品外観検査方法は、チップ状部
品を空気流および出入ピンの作用で間欠的に搬送するの
で、機構が複雑となり、高速搬送の点で問題があり、ま
た部品搬送通路も高精度のものが必要となり、保守上か
らも難点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の欠点を解決すするためになされたもので
あって、垂直軸線のまわりに定速回転可能に保持された
透明ガラス円板と、前記透明ガラス円板の上方にかつ円
板中心から側方へずれて配置された部品繰出しガイドプ
レートと、前記繰出しガイドプレートの先端から前記透
明ガラス円板上に送られて該円板の回転で搬送される部
品の搬送速度と等しい周速で回転する整列ローラとを有
し、前記ガイドプレートの拘束を解かれて前記円板上に
出された部品が前記整列ローラの外周面に接触して該円
板の上面周囲に整列されるようにしたものである。

（実施例） 次に本発明を図面を参照して実施例につき説明する。

以下の実施例は第１図に示すような両端に電極部２をも
つチップコンデンサ１（なお以下の説明でチップと記し
たものは、このチップコンデンサを指している）を外観
検査する場合である。検査項目としては全長のＬ寸法、
素地部３の幅Ｗ寸法、電極部幅Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３、Ｂ_４
寸法、素地部３の貫通欠け（Ｗｍａｘ．−Ｗｍｉｎ．）
を対象項目とする。

第３図は本発明の実施例に係る画像処理部の概略図であ
り、第４図は被検査部品であるチップコンデンサを光学
照射して外観をシャッタカメラで映像検出する場合の斜
光、透過照明部の概略図である。後述する透明ガラス円
板５上に保持されたチップコンデンサ１は該透明ガラス
円板５の下側から光源７により透過照明されるととも
に、光源７からコンデンサレンズ８およびスリット５ａ
を通し、反射板９を介した斜光照明によりシャッタカメ
ラ１１に取り込まれ、ビデオ信号として画像処理部のＡ
／Ｄ変換部に入力される。このような光学系およびカメ
ラ１１は前記円板のチップ載置面に沿って２体設置さ
れ、その一方はチップコンデンサ１の表側を、他方はそ
の裏側を検出するようになっている。

画像処理部は第３図の如く上述した斜光、透過照明系を
含むカメラ部１１ａ、１１ｂ、Ａ／Ｄ変換部１２ａ、１
２ｂ、ビデオメモリ部１３ａ、１３ｂ、画像処理用ＣＰ
Ｕ１４ａ、１４ｂ、総合判定および機構部制御用のＣＰ
Ｕ１５、および前記各ビデオメモリ部１３ａ、１３ｂに
スイッチ１７を通して接続されたＣＲＴモニタ部１６を
有している。総合判定および機構部制御用ＣＰＵ１５は
画像処理用ＣＰＵ１４ａ、１４ｂで得られた表面と裏面
の結果の総合判定および後述する選別等の機構部の制御
機能を受け持つ。カメラ部１１ａ、１１ｂでとらえたチ
ップ表面、裏面のビデオ信号は、それぞれＡ／Ｄ変換部
１２ａ、１２ｂでディジタル化してビデオメモリ部１３
ａ、１３ｂに記憶され、さらにＣＰＵ１４ａ、１４ｂお
よびＣＰＵ１５で処理される。

本発明では前述の如くシャッタカメラで画像をとらえ、
選択番地方式で走引して寸法測定を行い、各箇所の実測
値と設定値を比較し、良否を判定する。まずチップコン
デンサの外形検査については、第２図（ａ）のようにＣ
ＲＴ上の中央部に像が写るようにし、中央部に相当する
アドレスより画面の両側から上下に走引し、白い部分、
黒い部分に変る境界を検出し、これにより外形を認識す
る。ここでチップの有無、Ｗ、Ｌ寸、チップ傾きθ（第
２図（ｂ）参照）および欠けの項目の判別がなされる。
傾きθの算出は、ＹアドレスにおけるＸ値の差ΔＸとこ
れに対するＹアドレスの差ΔＹにより算出する。次にチ
ップコンデンサの電極部２の検査は、上述の外形認識に
よって求められたＷ寸法を４等分し、そのライン上（第
２図（ａ）の、、、）における電極の幅を測定
する。このときチップの傾きθの値によって電極の幅検
出値が修正される。なお電極判別の場合、チップの素地
部３の状態により素地中央部が第２図（ａ）符号Ａの如
く白く光ることがあるが、これを電極部分と区別するた
めに白の幅、黒の幅のリミットを設定し、連続した黒い
部分がリミット内であるとき、それまでの白い部分が電
極であると判断する。

このようにして本発明では単純なシーケンシャル番地走
引でなく、選択番地方式の走引を行うことにより、高速
処理が可能となる。

光学系としては、既述の第４図のようにコンデンサレン
ズおよび反射板を用いるほかに、第５図に示すようなフ
ァイバリングによる照明手段を用いることもできる。透
明ガラス円板５上のチップコンデンサ１と同芯にかつそ
の表裏側に透過光用ファイバー２０および斜光用ファイ
バリング２１を設置し、それぞれファイバケーブル２
２、２３で光源７と結び、これらの透過光用ファイバー
２０および斜光用ファイバリング２１と同芯上にカメラ
１１を設置し、斜光照明と透過照明を組み合せた像を検
出する。第４図のレンズ、反射板の場合と比較し、光学
系の調整が著しく容易となる。

第６図は本発明の実施例に係るチップ状部品の自動外観
検査機の概略的な斜視図である。チップコンデンサ１を
上面外周位置に多数個並べて搬送するのに適した大きさ
の透明ガラス円板５がその中心軸によって水平に支持さ
れ、該中心軸を介して図示しない駆動モータにより矢印
Ｂ方向に定速で連続回転駆動される。透明ガラス円板５
の上面上の側方位置に後述の部品繰出しガイドプレート
１８が配置され、その基端はホッパ（図示省略）につな
がるチップフィーダ２４に連結されている。

部品繰出しガイドプレート１８は一対の隔置板１８ａ、
１８ｂで構成され、両隔置板１８ａ、１８ｂで画成され
る部品通過溝の溝底に透明ガラス円板５が露出してい
る。ガイドプレート１８の長さ方向両端は開口してお
り、その後端（基板）から溝内に前記チップフィーダ２
４によりチップコンデンサ１が互いに密接した状態で順
次送り込まれる。溝内ではチップコンデンサ１は、前記
透明ガラス円板５上に載置されつつその回転に伴って移
動するが、該コンデンサ１はその側部がガイドプレート
１８の隔置板１８ａ、１８ｂに拘束されながら溝に沿っ
て、かつ溝壁を滑りながら直進する。円板５による回転
摩擦力により、ガイドプレート１８の入口近くではコン
デンサ１は円板の半径方向外側の隔置板１８ａに接触し
て送られ、ガイドプレート中央部ではその位置における
円板の周速と略等しい速度でコンデンサ１が走行し、ガ
イドプレート１８の出口近くでは、逆に、コンデンサ１
は円板５の半径方向内側の隔置板１８ｂに拘束されつつ
送られてその出口（先端）１８ｃから送り出される。出
口１８ｃから出た後は、チップコンデンサ１は円板５の
周速と等しい速度で、つまり円板５上に載せられたまま
の状態で滑りを起すことなく周方向に搬送される。ここ
でガイドプレート１８の構内におけるチツプコンデンサ
１の動きに注目すると、前述の如くガイドプレート１８
の中央部ではその位置における円板５の周速と等しく直
動するが、それより両端側ではこの中央部での速度より
遅い速度で円板面に対して滑りを起しつつ移動し、結局
全体としてはガイドプレート１８の溝内では第６図
（ｂ）に示す如く入口から順次とり込まれる複数のチッ
プコンデンサ１が連続状態で進行し、ガイドプレート出
口１８ｃから出た後は、これよりも速い速度で、しかも
１個づつ離れた状態で円板５とともに周方向に搬送され
る。このように１個づつ一定間隔に離された状態で送ら
れることが、後述するシャッタカメラの視野内に１個づ
つ入ることを可能にし、特別な分離機構を用いることな
く分離送りが達成される。

次にこのようにして分離状態で送り出されたチップコン
デンサ１を一定の向きに整列させる手段について説明す
る。前記ガイドプレート１８の先端から円板５の周方向
先方に寄った位置に、かつ該円板５に対して垂直な軸線
のまわりに回転可能に整列ローラ３６が設けられてい
る。整列ローラ３６はその下端面が前記円板５の上面に
軽く接するかあるいはわずかな隙間をもって対面するよ
うに保持されている。３４は整列ローラ３６の駆動モー
タである。部品繰出しガイドプレート１８から連続回転
中の透明ガラス円板５上に送り出されたチップコンデン
サ１は、該円板５の回転で整列ローラ３６の位置まで運
ばれたとき、整列ローラ３６の円板外周側に近い周面に
当接し、この整列ローラ３６の外周面に沿いつつ該ロー
ラ５の位置を通過する。ここで整列ローラ３６の周速
は、該ローラに接したチップ位置（図のＣ位置）におけ
る透明ガラス円板５の周速と等しくなるように設定され
ており、したがって整列ローラ３６に接したチップコン
デンサ１は円板５上を半径方向外方へ若干摺動しつつス
ムーズに整列ローラ３６の外周面に接して通過し、これ
によって部品繰出しガイドプレート１８から繰り出され
た状態ではチップの向きに若干の不揃いがあっても、整
列ローラ通過後は円板中心０から一定の半径方向距離Ｒ
に並べられて正しい姿勢で１個づつ後続の外観検査部へ
送られる。

外観検査部は、透明ガラス円板５の上面側および下面側
に離隔して配置された一対のシャツタカメラ１１ａ、１
１ｂおよびこれらのシャッタカメラと同軸線上にそれぞ
れ配置された例えば第４図あるいは第５図に示すような
斜光・透過照明装置３５ａ、３５ｂで構成される。シャ
ッタカメラ１１ａ、１１ｂは第６図のように整列ローラ
３６より円板回転方向先方位置の、該ローラにより整列
されて搬送されてきたチップの真上あるいは真下に位置
するように配置され、かつそれぞれ円板回転方向に所定
位置だけずれて設置されている。円板上面側のシャッタ
カメラ１１ａがチップコンデンサ１の表面（上面）検査
用シャッタカメラであり、円板下面側のシャッタカメラ
１１ｂがチップ裏面（下面）検査用のカメラである。

上述の外観検査部よりさらに円板回転方向先方に選別取
出部が配置されている。選別取出部は透明ガラス円板５
の上方に放射状に配置されかつ半径方向に往復動する３
個の押し棒３７、３８、３９と、これらの押し棒位置に
対応して円板５の外側方下側に設置された３個の収納箱
４０、４１、４２と、前記押し棒を前記画像処理部（第
３図）からの信号により往復駆動させるカムおよびソレ
ノイド機構（図示省略）とを有している。なお、透明ガ
ラス円板５上には搬送されるチップコンデンサの計数機
構（図示省略）が設けられている。前記外観検査部では
シャッタカメラの作動によりチップコンデンサの通過中
にその外観が検査され、前記画像処理部で信号処理され
る。この画像処理部からの信号および前記計数機構部の
計数信号によって所要の押し棒３７、３８、３９を押動
動作せしめ、良品、不良品、ＲＩの３種に分類されて所
定の収納箱４０、４１、４２へ排出される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、斜光照明と透過照
明を組み合せた方式を採用したので、チップ部品の高精
度画像の取り込みがなされ、ビデオメモリ上の画像を選
択番地方式で走引し、これをＣＰＵにて処理するため、
高速画像処理が可能となる。特に本発明では、イメージ
センサにシャッタ機能が付加されているカメラを使用し
ているので、チップを一時静止させて撮映する必要がな
く、チップの連続搬送中に画像の取り込みが行える。こ
れにより、チップ間欠搬送方式と比べ撮映時のチップの
振動がなくなり、撮映状態が安定し、例えばチップコン
デンサにおいては電極巾、欠け、全長、横巾等の検査項
目に加えてピンホールの検出も可能となる。また静止不
要のため、それだけ機構が簡素化され、保守性にもすぐ
れるとともにタクトタイムを機構上大巾に減少させるこ
とができる。チップの搬送は円板上に繰出し、載置する
だけでよいのでホッパからのチップ供給通路（チップフ
ィーダおよび繰出しガイドプレート）の寸法はラフなも
のでよく、供給時のチップの詰りがなく、稼動率が格段
に向上する。チップの供給、搬送通路はすべて開放状態
にできるので、この点でも保守性がよい等、多くの効果
がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用されるチップ部品の一例（チップ
コンデンサ）を示した正面図、第２図（ａ）は本発明に
よる画像走引形態を示した図、第２図（ｂ）はチップコ
ンデンサの傾き角を示した図、第３図は本発明に係る画
像処理部のブロック図、第４図は平行光レンズおよび反
射板による斜光・透過照明装置の概略図、第５図はファ
イバリングおよびファイバケーブルを用いた斜光・透過
照明装置の概略図、第６図（ａ）は本発明の１実施例に
よる自動外観検査機の概略的な斜視図、第６図（ｂ）は
第６図（ａ）のＬ−Ｌ線に沿った断面図、第６図（ｃ）
は第６図（ａ）のＶ矢視からみた図、第７図（ａ）〜
（ｃ）は従来のチップ外観検査形態を動作順序にしたが
って示した斜視図である。 １……チップコンデンサ（チップ）、 ５……透明ガラス円板、 １１、１１ａ、１１ｂ……シャッタカメラ、 １２ａ、１２ｂ……Ａ／Ｄ変換部、 １３ａ、１３ｂ……ビデオメモリ部、 １４ａ、１４ｂ、１５……ＣＰＵ（中央処理装置）、 １６……ＣＲＴモニタ部、 １８……部品繰出しガイドプレート、 １８ａ、１８ｂ……隔置板、２４……チップフィーダ、 ３５ａ、３５ｂ……斜光・透過照明装置、 ３６……整列ローラ、３７、３８、３９……押し棒、 ４０、４１、４２……収納箱。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直軸線のまわりに定速回転可能に保持さ
   れた透明ガラス円板と、前記透明ガラス円板の上方にか
   つ円板中心から側方へずれて配置されかつ該円板上に取
   り込まれたチップ状部品の両側部をガイドする部品繰出
   しガイドプレートと、前記透明ガラス円板の側方上面に
   対峙して配置された整列ローラと、前記透明ガラス円板
   の上面および下面に対面しかつ円板回転方向に互いに位
   置をずらせて配置された一対のシャッタカメラと、前記
   透明ガラス円板上の検査済み部品を該円板の外方へ排出
   する部品選別機構と、それぞれ前記シャッタカメラに対
   応して設けられた斜光・透過照明装置と、Ａ／Ｄ変換
   器、ビデオメモリおよび中央処理装置を含む画像処理装
   置とを有し、前記整列ローラは、前記透明ガラス円板の
   回転につれて前記部品繰出しガイドプレートの先端から
   出たチップ状部品の搬送速度と等しい周速で回転され、
   前記ガイドプレートの先端から出て該ガイドプレートの
   拘束を解かれたチップ状部品が前記整列ローラの外周面
   に接触して該円板の上面周囲に整列されることを特徴と
   するチップ状部品の自動外観検査機。