JPH0739997B2 - 半田付け部の外観検査方法 - Google Patents

半田付け部の外観検査方法

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JPH0739997B2
JPH0739997B2 JP20832489A JP20832489A JPH0739997B2 JP H0739997 B2 JPH0739997 B2 JP H0739997B2 JP 20832489 A JP20832489 A JP 20832489A JP 20832489 A JP20832489 A JP 20832489A JP H0739997 B2 JPH0739997 B2 JP H0739997B2
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長生 濱田
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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、印刷配線基板に挿入されたリードの半田付け
部の外観検査により半田付け状態の良否を判定する半田
付け部の外観検査方法に関するものである。
【従来の技術】
従来より、リードを有する部品の半田付け状態の検査方
法として、半田付け部を照射する光源を設け、半田付け
部での反射光をITVカメラで検出することにより、半田
付け部の外観を検査する方法が知られている(特開昭62
-299709号公報)。すなわち、光源からの光線の入射角
度に対する半田付け部の傾斜角度の変化に基づく反射光
量の変化を測定して半田付け状態の良否を判定するので
ある。
【発明が解決しようとする課題】
上記検査方法によると、半田付け部からの反射光量の変
化に基づいて半田付け状態の良否判定を行うから、半田
付け部の3次元形状が完全に把握できるものではなく、
判定精度が低いという問題がある。この問題を解決する
ために、光源の形状や配置位置などが工夫されている
が、ITVカメラを1台用いて反射光量を測定するのみで
は、実質的には2次元の処理になるから、判定精度を高
めるのは困難である。 本発明は上記問題点を解決すること目的とするものであ
り、印刷配線基板に半田付けされたリードの周囲を3次
元計測することにより、半田付け状態の正確な良否判定
が行えるようにした半田付け部の外観検査方法を提供し
ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明では、印刷
配線基板に挿入されたリードの半田付け部を含む測定領
域内の3次元計測値に基づいて、測定領域内の印刷配線
基板の表面からの最大突出寸法を求め、あらかじめ設定
された一定寸法を上記最大突出寸法から減じた寸法より
も印刷配線基板の表面からの突出寸法が小さい領域を検
査領域とし、検査領域内の半田量や半田形状に基づいて
半田付け状態の良否を判定するのである。 また、請求項2の発明では、印刷配線基板に挿入された
リードの半田付け部を含む測定領域内の3次元計測値に
基づいて、印刷配線基板の表面からの測定領域内での突
出量の変化率を求め、あらかじめ設定された基準値と上
記変化率との大小関係に基づいて検査領域を設定し、検
査領域内の半田量や半田形状に基づいて半田付け状態の
良否を判定するのである。
【作用】
上記両方法によれば、3次元計測値を用いているから、
半田付け部の形状判定が正確に行えるのである。 しかも、請求項1によれば、測定領域内において印刷配
線基板の表面からの最大突出寸法に求め、この最大突出
寸法に基づいてリードと半田とを識別することにより検
査領域を設定するから、リードの状態に影響されない検
査領域内で半田付け状態の良否が判定でき、判定精度が
高くなるという利点を有する。 また、請求項2によれば、測定領域内での印刷配線基板
の表面からの突出量の変化率に基づいて検査領域を設定
するから、半田付け部が複雑な形状であってもリードと
識別でき、半田付け状態の良否の判定精度が一層高くな
る。
【実施例1】 第1図に示すように、基本的には、3次元のデータが得
られるセンサ部11とセンサ部11で得られたデータに基づ
いて3次元の座標を演算する座標演算部12と、座標演算
部12で求めた3次元の座標を他のデータとともに記憶す
る記憶部13と、求められた3次元の座標に基づいて印刷
配線基板1に挿入され半田付けされたリード2の半田付
け部3の検査を行なう検査処理部10とを備えている。 検査処理部10は、上記3次元座標に基づいて印刷配線基
板1の上に配置されリード2が半田付けされた部品のリ
ード2と半田付け部3を含む検査領域A2(後述する)と
を識別する検査領域設定部14と、検査領域A2内の測定デ
ータに基づいて半田付け状態の良否を判定する良否判定
部15とで構成される。センサ部11を除く各処理はコンピ
ュータ等を用いることにより実現される。 センサ部11は、いわゆる3次元スキャナであり、たとえ
ば、光ビームを検査対象の表面で走査するとともに、PS
Dのような位置検知素子を用いて三角測距を行なうこと
により、3次元のデータを得るようにしたものが用いら
れる。一方、印刷配線基板1の表面に沿う面内での座標
は、第2図(b)に示すように、あらかじめ設定された
測定領域A1の中の座標として与えられる。こうして、座
標演算12では、印刷配線基板1の表面に沿う面をXY平
面、印刷配線基板1の表面からの高さ方向をZ方向とす
る3次元の座標(x,y,z)を求めるのである。 次に、検査方法について説明する。まず、部品が実装さ
れた印刷配線基板1を計測ステージの所定位置にセット
し、印刷配線基板1に挿入され半田付けされたリード2
の周囲であらかじめ設定された測定領域A1の中について
3次元計測を行う。3次元測定値は記憶部13に格納さ
れ、検査処理部10の検査領域設定部14では、記憶部13に
格納された3次元計測値に基づいて、第2図(a)に示
す手順に従って検査領域を設定する。すなわち、まず、
測定領域A1の中で印刷配線基板1からの突出量を測定
し、最大突出量を求める。こうして得られた最大突出量
を、印刷配線基板1から突出したリード2の先端とみな
す。次に、正常に半田付けされているときに半田付け部
3から突出するリード2の寸法に相当するようにあらか
じめ設定した一定値を、上記最大突出量から減算する。
この演算により得られた値を検査領域A2の高さHtとし、
測定領域A1内での3次元計測ちのZ座標がこの高さHtよ
り小さくなる領域を検査領域A2とする。すなわち、第3
図および第4図に示すように、測定領域A1のうちZ座標
が上記高さHtを越える領域を除く部分が検査領域A2にな
るのである。ここに、第4図中の斜線部分は検査領域A2
として認識される部位である。 次に、良否判定部15では、検査領域A2内において半田付
け状態の良否判定を行う。第5図に示すように、まず、
矩形状に設定されている測定領域A1の4隅の高さの平均
値を求め基準値Hsとする。すなわち、この基準値Hsは印
刷配線基板1の表面の高さに相当する。次に、検査領域
A2内でA座標の測定値Hが、H>HsかつH<Htとなると
き、(H−Hs)を求め、検査領域A2の中の全領域に亙っ
てこの値を加算する。こうして得られた加算値は半田の
総量に相当すから、この総量が、あらかじめ適正半田量
として設定された所定の範囲内にはいるかどうかを判定
することにより、適正半田量の範囲内であれば半田量に
ついて良品と判定し、そうでなければ半田量について不
良品と判定するのである。ここにおて、上記測定値H
は、検査領域A2の中で多数設定された検査ポイントにつ
いて求められる。検査ポイントは、記憶部13に記憶され
ているXY平面上での最小単位を画像処理との類似により
画像と呼称することにすれば、1画素毎ないし複数画素
毎に設定されるのである。 次に、半田量のみではなく半田形状についても判定を行
う。すなわち、第6図に示すように、まず、検査領域A2
内で半田付け部3の周辺の適宜検査ポイントを探索始点
(x1,y1,z1)とする。次に、探索始点と検査領域A2の最
大高さとなる部位とを通る直線上で、探索始点に隣接す
る検査ポイント(x2,y2,z2)を求める。この検査ポイン
トのZ座標z2が、検査領域A2の高さHtより小さければ、
探索始点のZ座標z1との差を取り、差分dh=z2−z1を求
める。差分dhは、あらかじめ設定された差分規格値と比
較される。すなわち、探索始点を通る上記直線上におい
て、半田付け部3の形状が良品であれば、第7図(a)
や第7図(b)に示すように、半田付け部3を上るとき
には差分dhは正になり、半田付け部を下るときには差分
dhは負になり、最後には0になる。したがって、差分dh
を演算した後、探索始点に隣接していた検査ポイントを
次の探索始点として、差分dhを順次求めることにより、
半田付け部の形状を検査することができる。すなわち、
第6図に示すように、半田付け部を上るときと下るとき
とを識別するフラグflgを設けて初期値をflg=0として
おき、差分dhが正の差分規格値(差分dhの正負を判定す
るときには0としてもよいが、通常は、正負にそれぞれ
差分規格値を与える)以上である間はflg=0に保つ。
その後、差分dhが負の差分規格値より小さくなるから、
その時点でflg=1とし、その後、差分dhが正の差分規
格値以上にならなければ、半田付け状態が正常であると
みなすのである。 一方、半田が濡れ不足であったり、穴あきがあったりし
て半田付け状態が不良であると、差分dhが一旦負の値に
なり(負の差分規格値よりも小さくなり)、その後、正
値になる(正の差分規格値以上になる)という変化をす
ることが多い。この場合に、第6図に示すように、flg
=1で半田付け部を下る状態を示しているときに、差分
dhが正の値になる(正の差分規格値以上になる)から、
半田付け状態が不良であると判定できる。
【実施例2】 本実施例では、実施例1と検査処理部10での処理が異な
っている。すなわち、まず実施例1と同様に測定領域A1
内の検査ポイントについて3次元の座標を求める。 次に、検査領域設定部14では、第8図(a)に示すよう
にして検査領域A2を設定する。すなわち、第8図(b)
に示すように、測定領域A1においてX方向とY方向との
中央線lX,lYを設定する。この中央線lX,lYはリード2
の先端を通るように設定される。次に、中央線lX,lY
において、隣接する検査ポイントの高さの差分を求め
る。半田付け部3においては、裾付近では差分が小さ
く、頂上付近では差分が大きくなるから、差分の差分d
h′を求め、この差分dh′があらかじめ設定された基準
値Mよりも大きくなった位置を半田付け部とリード2と
の境界とする。したがって、この位置でのZ座標を求
め、検査領域A2の高さHtとすれば、検査領域A2が設定さ
れるのである。 検査領域A2が設定されると、以後は実施例1と同様の手
順によって半田付け状態の良否を判定することができ
る。また、第9図に示すように、半田が濡れ不足である
場合に、検査領域A2の高さHtは、第9図の破線の位置に
なるから、検査領域外に半田が存在することを検出すれ
ば、半田付け状態の良否を判定することが可能になる。
【発明の効果】
上述のように、請求項1の発明では、印刷配線基板に挿
入されたリードの半田付け部を含む測定領域内の3次元
計測値に基づいて、測定領域内の印刷配線基板の表面か
らの最大突出寸法を求め、あらかじめ設定された一定寸
法を上記最大突出寸法から減じた寸法よりも印刷配線基
板の表面からの突出寸法が小さい領域を検出領域とし、
検査領域内の半田量や半田形状に基づいて半田付け状態
の良否を判定するものであり、3次元計測値を用いてい
るから、半田付け部の形状判定が正確に行えるのであ
る。しかも、測定領域内において印刷配線基板の表面か
らの最大突出寸法を求め、この最大突出寸法に基づいて
リードと半田とを識別することにより検査領域を設定す
るから、リードの状態に影響されない検査領域内で半田
付け状態の良否が判定でき、判定精度が高くなるという
利点を有する。 また、請求項2の発明では、印刷配線基板に挿入された
リードの半田付け部を含む測定領域内の3次元計測値に
基づいて、印刷配線基板の表面からの測定領域内での突
出量の変化率を求め、あらかじめ設定された基準値と上
記変化率との大小関係に基づいて検査領域を設定し、、
検査領域内の半田量や半田形状に基づいて半田付け状態
の良否を判定するものであり、測定領域内での印刷配線
基板の表面からの突出量の変化率に基づいて検査領域を
設定するから、半田付け部が複雑な形状でもリードとの
識別が可能となり、半田付け状態の良否の判定精度が一
層高くなるという効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1を示す概略構成図、2図は同
上の動作説明図、第3図および第4図は同上における半
田付け状態と検査領域との関係を示す動作説明図、第5
図および第6図は同上の動作説明図、第7図は同上の半
田付け状態と差分の変化との関係を示す動作説明図、第
8図は本発明の実施例2を示す動作説明図、第9図は同
上における半田付け状態と検査領域との関係を示す動作
説明図である。 1……印刷配線基板、2……リード、3……半田付け
部、A1……測定領域、A2……検査領域。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】印刷配線基板に挿入されたリードの半田付
    け部を含む測定領域内の3次元計測値に基づいて、測定
    領域内の印刷配線基板の表面からの最大突出寸法を求
    め、あらかじめ設定された一定寸法を上記最大突出寸法
    から減じた寸法よりも印刷配線基板の表面からの突出寸
    法が小さい領域を検査領域とし、検査領域内の半田量や
    半田形状に基づいて半田付け状態の良否を判定すること
    を特徴とする半田付け部の外観検査方法。
  2. 【請求項2】印刷配線基板に挿入されたリードの半田付
    け部を含む測定領域内の3次元計測値に基づいて、印刷
    配線基板の表面からの測定領域内での突出量の変化率を
    求め、あらかじめ設定された基準値と上記変化率との大
    小関係に基づいて検査領域を設定し、検査領域内の半田
    量や半田形状に基づいて半田付け状態の良否を判定する
    ことを特徴とする半田付け部の外観検査方法。
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JP3597484B2 (ja) * 2001-03-23 2004-12-08 シーケーディ株式会社 はんだ印刷検査装置
JP2006184022A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Saki Corp:Kk 外観検査装置
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JP7395950B2 (ja) * 2019-10-23 2023-12-12 オムロン株式会社 外観検査装置及び外観検査方法

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