JPH07117388B2 - 外観検査方法 - Google Patents

外観検査方法

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JPH07117388B2
JPH07117388B2 JP2333924A JP33392490A JPH07117388B2 JP H07117388 B2 JPH07117388 B2 JP H07117388B2 JP 2333924 A JP2333924 A JP 2333924A JP 33392490 A JP33392490 A JP 33392490A JP H07117388 B2 JPH07117388 B2 JP H07117388B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は外観検査方法に係り、コンピュータに教示され
た良否判定データに基いて検査対象物の外観の良否判定
を行い、この良否判定データにより良否判定できなかっ
た検査対象物については、良否判定精密データに基いて
精密検査を行い、その検査結果を良否判定データに追加
登録していくことにより、検査能力を上げていくように
したものである。
(従来の技術) 検査対象物を半田により基板に接着した後、搭載状態の
良否を判定する外観検査が行われる。従来、このような
外観検査は目視検査により行われてきたが、近年は光学
手段により自動検査することが次第に普及してきてい
る。
上記外観検査は、一般にカメラにより行われるものであ
り、特開平1−79874号公報に示されるものが提案され
ている。このものは、検査対象物を垂直な上方から観察
するトップカメラと、斜上方から観察するサイドカメラ
を備えており、トップカメラにより検査対象物の位置ず
れ、欠品等を、またサイドカメラにより検査対象物の浮
きを検査することになっている。
(発明が解決しようとする課題) 上記のようにトップカメラとサイドカメラを組み合わせ
た従来手段は、検査エリアが広く、また検査スピードが
速い等の特性を有している。ところがカメラは、2次元
的な平面情報は検知できるが、高さ情報は検知できない
ため、例えば半田の外観検査のような精密な高さ情報を
必要とする外観検査はできないものであった。
ところで、精密な高さ情報が得られる手段として、レー
ザ装置が知られている。レーザ装置は、極細に絞られた
レーザ光をスポット的に検査対象物に照射してその反射
光を検出するものであり、精密な高さ計測ができる特性
を有している。したがってレーザ装置を使用すれば、精
密な外観検査ができるが、この場合、レーザ光をXY方向
にスキャンニングさせながら、レーザ光を検査対象物の
全面に照射しなければならないので、多大な時間を要す
る欠点がある。
そこで本発明は、カメラやレーザ装置などの特性の異る
検査手段を使用して、高速且つ正確に検査対象物の外観
検査を行える手段を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、コンピュータに教示された良否判定データに
基いて、検査対象物の外観の良否を検査する第1の検査
手段と、この良否判定データに基いて良否が判定できな
かった検査対象物について、コンピュータに教示された
良否判定精密データに基いて、検査対象物の外観の良否
を精密検査する第2の検査手段と、この第2の検査手段
による精密検査の良否判定結果に基いて、この検査対象
物に関する上記第1の検査手段の検査データを、良否判
定データとして上記コンピュータに追加登録していくよ
うにしたものである。そして第1の検査手段がカメラで
あって、良否判定データが検査対象物の平面形状の画像
データであり、また第2の検査手段が光学的高さ計測手
段であって、良否判定精密データが、検査対象物の高さ
情報を含むものである。
(作用) 上記構成によれば、第1の検査手段により検査対象物の
外観検査を行い、その良否判定をする。またこの外観検
査により良否判定ができなかった検査対象物について
は、第2の検査手段により精密検査を行って、良否判定
を行う。
そしてこの精密検査の良否判定結果に基いて、この検査
対象物に関する上記第1の検査手段の検査データを、良
否判定データとして上記コンピュータに追加登録してい
く。このように検査データを追加登録していけば、コン
ピュータのデータベースは次第に増加し、上記第1の検
査手段の検査能力を次第に上げていくことができる。
(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。
第1図は外観検査装置の斜視図であって、1はXYテーブ
ルであり、その上面にセットされた基板2をXY方向に移
動させる。この基板2には、コンデンサチップや抵抗チ
ップのような箱形の検査対象物PAと、QFPやSOPのような
リードを有する検査対象物PBが搭載されている。
XYテーブル1の上方には、トップカメラ3と、4個のサ
イドカメラ4が設けられている。5はトップカメラ3と
一体的に設けられたリング状のトップ光源、6はサイド
カメラ4の下方に設けられたサイド光源であり、それぞ
れ上方及び斜上方から検査対象物PA、PBに光を照射す
る。トップカメラ3は、検査対象物PA、PBを垂直な上方
から観察し、またサイドカメラ4は、斜上方から観察す
ることにより、検査対象物PA、PBの平面的な2次元の画
像情報を得るものである。上記カメラ3、4や光源5、
6は、第1の検査手段を構成している。
7は基板2の上方に設けられたレーザ装置、8は受光部
である。第3図に示すように、この受光部8は、PSDの
ような位置検出素子8aと、集光素子8bを備えている。位
置検出素子8aは、レーザ装置7から照射されて、検査対
象物Pに反射されたレーザ光を受光し、レーザ光の入射
位置から、検査対象物Pの高さ情報を得るものである。
受光部8は、2個対設されており、基板2をXY方向に移
動させながら、各素子8によりXY方向に沿った高さ情報
が得られるようになっている。またレーザ装置7は、ミ
ラー9が内蔵されており、ミラー9の角度を制御するこ
とにより、レーザ光を半田フィレットH等に沿ってスキ
ャンニングさせる。レーザ装置7と受光部8は、第2の
検査手段を構成している。第2の検査手段としては、接
触式3次元測定器なども適用である。
10はコンピュータであって、各カメラ3、4と受光部8
はこのコンピュータ10に接続されており、カメラ3、4
や受光部8から得られる情報に基いて、半田形状の演算
や良否判断等を行う。
カメラ3、4は、検査エリアが広く、また検査スピード
を速い等の特性を有している。しかしカメラ3、4は2
次元な平面情報しか検知できず、高さの計測はできない
ものであり、したがって半田フィレットHの正確な形状
計測等はできない短所を有している。これに対し、レー
ザ装置7と位置検出素子8aから成る検査手段は、極細に
絞られたレーザ光をスポット的に検査対象物に照射して
その反射光を検出するものであることから、精密な高さ
計測ができるが、カメラ3、4のように、2次元情報を
一括認識できず、また検査スピードが遅い等の短所を有
している。
そこで本手段は、上記のような長所と短所を有するカメ
ラ3、4と、レーザ装置7を使い分けながら、検査対象
物の外観検査を行うものであり、次に本装置による電子
部品の外観検査方法を説明する。
第2図は、第1の検査手段3〜6により、コンピュータ
10に教示される良否判定データを示している。Aグルー
プは、箱形の電子部品PAであり、またBグループはリー
ドを有する電子部品PBである。
AグループのHaは外観が良好な半田である。まず第2図
(a)において、トップ光源5を点灯してトップカメラ
3によりり観察すると、正常な半田Haに照射された光
は、側方に反射される。このため、トップカメラ3には
反射光は入射せず、トップカメラ3により半田の暗い部
分Haaが観察され、半田の外観は良好であることを判別
できる。
また同図(b)において、Hbも良好な半田である。この
半田Hbの上面に照射された光は、上方に反射されて、カ
メラ3に入射する。したがって暗い部分Hbaの内部に、
明るい部分Hbbが観察される。
また同図(c)において、半田Hcは未着である。この半
田Hcに上方から照射された光は、上方へ反射してカメラ
3に入射するので、全体が明るい部分Hcaとして観察さ
れる。
また同図(d)において、半田の溶融固化時の表面張力
により、検査対象物PAが立っている場合は、一方の半田
Hd1は、暗い部分Hd1aとして観察され、他方の半田Hd2は
明るい部分Hd2aとして観察される。
次にBグループについて説明する。Lはリードである。
同図(a)において、半田HfはリードLを基板に十分に
接着しているので、外観は良好である。上方から照射さ
れた光は、斜上方に反射されて、カメラ3には入射しな
いので、暗い部分Hfaとして観察される。
同図(b)の検査対象物PBは、J形のリードLを有して
いる。半田HgはリードLを基板に十分に接着しているの
で、外観は良好である。サイド光源6を点灯し、サイド
カメラ4により観察すると、暗い部分Hgaの内部に、明
るい部分Hgbが観察される。
同図(c)において、半田Hhは未着であり、上方から照
射された光は、上方のカメラ3に入射し、明るい部分Hh
aとして観察される。また同図(d)において、リード
Lは半田Hiから浮いている。この場合、暗い部分Hiaの
内部に、明るい部分Hibが観察される。
以上のように、カメラ3、4と光源5、6を切り換える
ことにより、様々の検査を行うことができるものであ
り、勿論これ以外にも、上記特開平1−79874号公報に
記載されているように、検査対象物の浮きや位置ずれ、
さらには表裏反転や欠品等も検査することができる。ま
た良否判定データとして、暗い部分や明るい部分の面
積、長さなどを使用してもよい。
そこで、第2図に示す良否判定データを、コンピュータ
10のメモリM1(第5図参照)に登録しておけば、第1の
検査手段3〜6により、電子部品Pの外観検査を行うこ
とができる。この場合、カメラ3、4に取り込まれた検
査対象物の画像が、第2図に示すどの画像とマッチング
するか否かを検査することにより、外観検査を行う。そ
して、Aグループの(a)、(b)や、Bグループの
(a)、(b)にマッチングしたら、外観は良好と判断
され、またAグループの(c)、(d)や、Bグループ
の(c)、(d)にマッチングしたら、外観は不良と判
断される。
第4図は、レーザ装置7により計測した半田Hを示して
いる。この場合、基板2の上面を基準面GNDとして設定
し、半田Hの高さHxを計測する。半田過剰、半田少は、
検査対象物Pの厚さHtとの比較により判断される。例え
ば、検査対象物Pの厚さHtの1.5倍を上限高さH1として
設定し、半田Hの高さHxがそれ以上の場合は、半田過剰
であって過剰は不良と判断される。また厚さHtの例えば
0.5倍を下限高さH2とし、高さHxがそれ以下の場合は、
半田少であって不良と判断される。またその中間は良と
判断される。
またフィレット角度は、所定角度θf(例えば20゜)を
設定し、計測された角度θxがそれ以下の場合は、半田
フィレットは薄すぎるものであって不良と判断される。
あるいは、時間的余裕があるならば、レーザ光をXY方向
に繰り返しスキャンニングさせて、半田Hの立体形状を
精密に計測してもよい。
レーザ装置7による精密な計測は、長時間を要する欠点
があるが、検査対象物の高さ情報が得られるので、検査
対象物の立体形状を計測し、正確な良否判断ができる長
所がある。したがって第4図を参照しながら説明したデ
ータを、良否判定精密データとしてコンピュータ10のメ
モリM2(第5図参照)に登録する。第4図は、良否判定
精密データを例示的に示したものである。
第5図は外観検査システムを示している。図中、2は検
査対象となる基板である。21は上記カメラ3、4や、光
源5、6から構成される第1の検査手段である。テーブ
ルK1は第1の検査手段21の画像である。22は上記レーザ
装置7の位置検出素子8から構成される第2の検査手段
である。
テーブルK2は第2の検査手段22により計測された半田の
形状を示している。K3振り分けテーブルである。M1、M2
はコンピュータの記憶部であり、第2図及び第4図に示
した良否判定データが登録されている。次に検査方法を
説明する。
基板2をXYテーブル1に載置し、カメラ3、4は光源
5、6を切り替えて、電子部品Pを観察する。そしてカ
メラ3、4に取り込まれた画像と、メモリM1に登録され
た良否判定データを照合し、良否の判定を行う。すなわ
ち、カメラ3、4に取り込まれた画像が、第2図におい
て良とされる画像とマッチングすれば、その半田の外観
は良と判断される。また第2図において不良とされる画
像とマッチングすれば、半田は不良と判断される。
半田の形状は様々であり、すべての半田について、その
画像データをメモリM1に予め登録しておくことは困難で
あり、メモリM1には代表的なデータのみが登録されてい
る。したがって予め登録されたメモリM1のデータのみで
は、良否判定できない半田が存在する。
第5図のテーブルK1において、x1、x2は、メモリM1にデ
ータが登録されていないために、第1の検査手段21では
良否判定ができない半田を示している。そこでこのよう
な半田x1、x2は、第2の検査手段22により精密に計測
し、第4図を参照しながら説明した良否判定精密データ
に基いて、良否の判定を行う。そしてテーブルK3におい
て良品と不良品を振り分け、半田x1、x2の画像を、メモ
リM1に追加登録する。半田x1は不良であり、メモリM1の
Aグループの不良のパートに追加登録される。また半
田x2は良であり、メモリM1のBグループの良品のパート
に追加登録される。第2図の(e)は、上記半田x1、
x2の画像を、第1の検査手段3〜6の新たな良否判定デ
ータとして登録したことを示している。
このようにして、第1の検査手段21により良否判定がで
きないものについては、第2の検査手段22により精密検
査を行い、その結果に基いて、メモリM1に新たなデータ
を追加登録し、次回の検査からこの追加されたデータを
使用するようにすれば、第1の検査手段21の検査能力を
次第に上げて、究極的には、殆どすべての検査対象物の
良否判定ができるようになる。なお上記実施例は、半田
の外観の良否を判定する場合を例にとって説明したが、
本発明は、電子部品の品種判別や欠けの有無検査、更に
は金属や錠剤などの形状検査や傷検査、更には果実の選
別検査などの外観検査にも適用できるものであり、その
利用分野は上記実施例に限定されない。
(発明の効果) 本発明によれば、検査対象物の良否判定を能率よく行う
ことができる。特に本方法によれば、第1の検査手段の
検査能力を次第に上げていき、究極的には、第1の検査
手段により、ほぼすべての検査対象物の良否判定を高速
度で、且つ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示すものであって、第1図は外観
検査装置の斜視図、第2図は良否判定データの図解図、
第3図はレーザ装置の側面図、第4図は良否判定精密デ
ータの図解図、第5図は検査システムのブロック図であ
る。 3、4……カメラ 7……レーザ装置 10……コンピュータ 21……第1の検査手段 22……第2の検査手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンピュータに教示された良否判定データ
    に基いて、検査対象物の外観の良否を検査する第1の検
    査手段と、この良否判定データに基いて良否が判定でき
    なかった検査対象物について、コンピュータに教示され
    た良否判定精密データに基いて、検査対象物の外観の良
    否を精密検査する第2の検査手段と、この第2の検査手
    段による精密検査の良否判定結果に基いて、この検査対
    象物に関する上記第1の検査手段の検査データを、良否
    判定データとして上記コンピュータに追加登録していく
    外観検査方法であって、 上記第1の検査手段がカメラであって、且つ上記良否判
    定データが検査対象物の平面形状の画像データであり、
    また上記第2の検査手段が光学的高さ計測手段であっ
    て、上記良否判定精密データが、検査対象物の高さ情報
    を含むことを特徴とする外観検査方法。
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JPH04203916A (ja) 1992-07-24

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