JPH066026A - クリーム半田の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ光によりクリーム半田の平面的な形状
を明瞭に求めて、その良否を的確に判定できる外観検査
装置。 【構成】 基板１の上方に互いに受光角度が異なる第１
の受光部２５及び第２の受光部２６を配置し、またこれ
らの受光部２５，２６の出力の差Δｄの大きさを判定す
る判定部３３と、この判定部３３の判定結果にしたがっ
てクリーム半田３の画像データが入力される画像メモリ
３４と、この画像メモリ３４に入力されたデータからク
リーム半田３の外観の良否を判断する演算部３７とを構
成している。 【効果】 第１の受光部２５と第２の受光部２６の出力
の差から、クリーム半田３の形状や大きさが明瞭に判明
し、これに基づいてクリーム半田３の外観の良否を判定
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクリーム半田の外観検査
装置に係り、詳しくは、レーザ光によりクリーム半田の
平面的な形状の良否を判定するクリーム半田の外観検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の電極にスクリーン印刷装置により
クリーム半田を塗布した後、このクリーム半田上に電子
部品が搭載される。この場合電子部品を搭載するのに先
立ち、クリーム半田の塗布量や形状等の良否を判定する
外観検査が行われる。

【０００３】図９は、従来の外観検査装置を示すもので
あって、基板１の電極２にはクリーム半田３が塗布され
ており、また基板１の電極２以外の部分は半透明な半田
レジスト膜４がコーティングされており、この基板１に
上方の光源１０１から照明光を照射し、カメラ１０２で
観察する。

【０００４】図１０は光反射特性を示している。クリー
ム半田３は、図示するように微細な球状の半田粒子の集
合体であって、その表面は凹凸のある粗面であるので、
これに照射された光ａは散乱され、散乱光の一部はカメ
ラ１０２に入射するので、クリーム半田３はやや明るい
灰色に観察される。また電極２は銅箔などの金属により
形成されており、その表面は鏡面であるので、これに照
射された光ｂは垂直に正反射され、カメラ１０２に十分
に入射するので、電極２は明るい白に観察される。また
半透明の半田レジスト膜４に照射された光ｃは、基板１
まで透過するが、基板１の表面は暗緑色などの暗色であ
るので、この光ｃは吸収され、基板１は黒く観察され
る。

【０００５】図１１はこのようにして観察される画像を
示している。図示するように、電極２は白く観察され、
またクリーム半田３は灰色に観察されるので、クリーム
半田３と電極２の境界Ｓ１は明瞭であり、クリーム半田
３の形状を明確に認識できる。また基板１は黒く観察さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】相隣るクリーム半田３
が接続していると、半田ブリッジ３ａとなって電気回路
の短絡を生じるので、電極２と電極２の間を矢印Ｎ方向
に光学走査して、半田ブリッジ３ａの有無が検査され
る。ところが上記従来手段では、半田ブリッジ３ａは灰
色、その背面の基板１は黒に観察されるので、半田ブリ
ッジ３ａと基板１の境界Ｓ２は不明瞭であり、半田ブリ
ッジ３ａの有無を正確に判断でないという問題点があっ
た。このような問題点は、カメラ１０２により明暗画像
を入手して行うクリーム半田の外観検査に必然的に生じ
るものであり、クリーム半田３が電極２外へ流出する所
謂「半田にじみ」等の場合も同様に生じる。

【０００７】そこで本発明は、半田ブリッジや半田にじ
み等を正確に検出できるクリーム半田の外観検査装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ手段に
よりクリーム半田の外観検査を行う。そして基板の上方
に互いに受光角度が異なる第１の受光部及び第２の受光
部を配置し、またこれらの受光部の出力の差の大きさを
判定する判定部と、この判定部の判定結果にしたがって
前記クリーム半田の画像データが入力される画像メモリ
と、この画像メモリに入力されたデータからクリーム半
田の外観の良否を判断する演算部とを構成している。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、画像メモリにはクリーム半
田の明瞭な形状データが入力され、これに基づいてクリ
ーム半田の形状の良否を的確に判定できる。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１１】図１はクリーム半田の外観検査装置の全体
図である。１は基板であり、その電極２にクリーム半田
３が塗布されている。この基板１は可動テーブル１１に
載置されている。可動テーブル１１の底面にはナット１
２が固着されており、ナット１２にはＸ方向のボールね
じ１３が螺合している。したがってモータ１４が駆動し
てボールねじ１３が回転すると、可動テーブル１１はＸ
方向に移動する。１５はモータ１４の回転量から可動テ
ーブル１１の移動距離を計測する位置検出手段としての
エンコーダである。

【００１２】基板１の上方にはレーザ照射器２１，ミラ
ー２２、ミラー２２を回転させるモータ２３、モータ２
３の回転量を検出するエンコーダ２４が配設されてお
り、更に第１の受光部２５と第２の受光部２６が互いに
受光角度を異ならせて配設されている。モータ２３を駆
動してミラー２２を回転させながら、レーザ照射器２１
からミラー２２へレーザ光を照射すると、レーザ光はミ
ラー２２に反射されて、Ｙ方向にスキャンニングしなが
ら基板１に照射され、その反射光は受光部２５、２６に
入射する。

【００１３】次に、図５，図６を参照しながら、レーザ
光の一般的な反射特性を説明する。図５は、クリーム半
田のような表面が粗面の対象物イにレーザ光ａを照射し
た場合を示している。この場合、レーザ光ａは対象物イ
の表面で散乱され、Ａで示すような広角度の反射光が得
られる。また図６は電極や半田レジスト膜などの滑らか
な表面を有する対象物ロにレーザ光ｂを照射した場合を
示している。この場合、レーザ光ｂは対象物ロの表面で
ほぼ正反射され、Ｂで示すような狭角度の反射光が得ら
れる。後に詳述するように、本発明はこのようなレーザ
光の反射特性に着眼し、これを応用してクリーム半田の
形状や大きさを検出し、その外観の良否判定を行うもの
である。

【００１４】図２は制御回路のブロック図である。第１
の受光部２５と第２の受光部２６は、アンプ３１，３２
を介して判定部３３に接続されており、判定部３３は画
像メモリ３４に接続されている。また画像メモリ３４
は、バス３９を介して上記モータ１４、２３の制御部３
５、全体の制御を行うＣＰＵ３６、演算部３７、プログ
ラムメモリ３８に接続されている。

【００１５】図３，図４は本発明の原理を判りやすく説
明するためのレーザ光の反射特性を示している。図３に
おいて、クリーム半田３は半田粒子の集合体であって、
その表面は粗面である。したがってこれに照射されたレ
ーザ光は、図５を参照しながら説明したように、Ａで示
す広角度で散乱される。したがって真上の正反射方向に
配置された第１の受光部２５にはかなりの強さの反射光
Ｌ１が入射し、またこれと受光角度を異ならせた第２の
受光部２６にもかなりの強さの反射光Ｌ２が入射する。
そこで前記判定部３３により、第１の受光部２５と第２
の受光部２６の出力の差Δｄを計算し、この差Δｄが小
さければ、判定部３３は「１」を出力し、その出力値は
画像メモリ３４の所定のセルに入力される。

【００１６】また図４において、半田レジスト膜４は滑
らかな鏡面であり、これに垂直に照射されたレーザ光
は、図６を参照しながら説明したように、Ｂで示す正反
射方向に狭角度で反射される。したがって正反射方向に
配置された第１の受光部２５にはきわめて強い反射光Ｌ
１が入射するが、これとは受光角度の異なる第２の受光
部２６にはわずかな反射光Ｌ２しか入射しない。そこで
判定部３３により第１の受光部２５と第２の受光部２６
の出力の差Δｄを計算し、この差Δｄが大きければ、判
定部３３は「０」を出力し、その出力値は画像メモリ３
４の所定のセルに入力される。電極２の表面も鏡面であ
って、半田レジスト膜４とまったく同様の反射特性を有
している。

【００１７】したがって図１において、モータ１４を駆
動して可動テーブル１１をＸ方向にゆっくりと移動さ
せ、これと同時にモータ２３を駆動してミラー２２を回
転させながら、レーザ光をスキャンニングさせて基板１
に照射し、その反射光を第１の受光部２５と第２の受光
部２６で受光し、判定部３３で上記演算を行って、その
出力を画像メモリ３４に入力していけば、図２に示され
るように、画像メモリ３４にはクリーム半田３の明瞭な
画像データが入力される。この場合、クリーム半田３は
「１」、電極２や半田レジスト膜４は「０」であるの
で、図９に示す従来手段のようにクリーム半田３の境界
が不明瞭になることはなく、画像メモリ３４には明瞭な
クリーム半田３の画像データが入力される。すなわち本
手段によればレーザ手段により、クリーム半田３の平面
的な形状や広がりを明瞭にもとめられるものである。

【００１８】そこで画像メモリ３４中を矢印Ｎ方向にス
キャンニングすれば、半田ブリッジの有無を確実に検出
できる。また「１」のエリアの大きさや形状を演算する
ことにより、クリーム半田３の大きさや形状、殊に欠け
の有無などを正確に求めることができ、これに基づいて
クリーム半田３の外観の良否を判定できる。このような
処理や演算は周知の画像処理技術であって、ＣＰＵ３６
や演算部３７により行われる。

【００１９】ところで、図７に示すように、基板１がそ
りや傾斜により傾斜角θがある場合、半田レジスト膜４
に照射されて第１の受光部２５に入射する反射光Ｌ１
と、第２の受光部２６に入射する反射光Ｌ２は共に小さ
く、しかもその出力の差Δｄも小さく、判定部３３は
「１」を出力し、クリーム半田３と誤認するおそれがあ
る。そこでアンプ３１，３２の出力α，βを併せて検出
し、αが小さければ「０」と判定すれば、このような誤
認を解消できる。図８は、その判定図を示している。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ光の光反射特性
を利用して、半田の大きさや形状を正確に求め、これに
基づいてクリーム半田形状の良否を的確に判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るクリーム半田の外観検
査装置の斜視図

【図２】本発明の一実施例に係るクリーム半田の外観検
査装置のブロック図

【図３】本発明の一実施例に係るクリーム半田にレーザ
光を照明中の正面図

【図４】本発明の一実施例に係る半田レジスト膜にレー
ザ光を照明中の正面図

【図５】本発明の一実施例に係るレーザ光の反射特性図

【図６】本発明の一実施例に係るレーザ光の反射特性図

【図７】本発明の一実施例に係る半田レジスト膜にレー
ザ光を照射中の正面図

【図８】本発明の一実施例に係る判定図

【図９】従来のクリーム半田の外観検査装置の正面図

【図１０】従来のクリーム半田の光反射特性図

【図１１】従来のクリーム半田の画像図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 電極 ３ クリーム半田 ２１ レーザ照射器 ２５ 第１の受光部 ２６ 第２の受光部 ３３ 判定部 ３４ 画像メモリ ３７ 演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の電極に塗布されたクリーム半田にレ
   ーザ光を照射するレーザ照射器と、この基板の上方に配
   置されて互いに受光角度が異なる第１の受光部及び第２
   の受光部と、これらの受光部の出力の差の大きさを判定
   する判定部と、この判定部の判定結果にしたがって前記
   クリーム半田の画像データが入力される画像メモリと、
   この画像メモリに入力されたデータからクリーム半田の
   外観の良否を判断する演算部とから成ることを特徴とす
   るクリーム半田の外観検査装置。