JPH0772094A - ハンダ付け検査装置 - Google Patents

ハンダ付け検査装置

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JPH0772094A
JPH0772094A JP21824993A JP21824993A JPH0772094A JP H0772094 A JPH0772094 A JP H0772094A JP 21824993 A JP21824993 A JP 21824993A JP 21824993 A JP21824993 A JP 21824993A JP H0772094 A JPH0772094 A JP H0772094A
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JP
Japan
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image
edge
soldering
state
terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP21824993A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kawai
毅 川合
Kiyotaka Minamiura
清隆 南浦
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】検査の高速化及び状態識別能力の向上を図るこ
とを目的とする。 【構成】2次元の画像情報を得るための撮像手段を備
え、画像認識によって配線基板に対する実装部品のハン
ダ付け状態を判別するハンダ付け検査装置であって、撮
像手段によって得られる認識対象画像の画素数と同数の
入力側ニューロンSUと、複数の検査不良状態のそれぞ
れに対応づけられた出力側ニューロンRUとを有した階
層型のニューラルネット30によって、認識対象画像の
画像パターンに応じて特定の判別信号SJを出力するよ
うに構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気回路基板の製造ラ
インなどに組み込まれるハンダ付け検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気回路基板の製造に際しては、プリン
ト配線基板に電子部品を装着するマウンタ、例えばリフ
ロー方式のハンダ付け装置、画像認識によってハンダ付
け状態の良否を判別する検査装置、及び良品を次工程へ
送る搬送装置を順に配した自動製造ラインが用いられて
いる。
【0003】ハンダ付け検査装置は、基板製造工程の最
終検査として、部品のハンダ付け位置の検査(部品の有
無を含む実装位置検査)、及びハンダ量の過不足の検査
(機械的及び電気的信頼性の検査)を担う。なお、部品
の位置については、マウンタによる装着段階においても
検査が行われるが、ハンダ付けの段階で位置ズレが生じ
ることがあるので、ハンダ付け後に再検査を行う必要が
ある。
【0004】従来のハンダ付け検査装置においては、ま
ず、CCDカメラなどによって基板上の位置検査に適し
た部位が撮影され、それにより得られた画像(認識対
象)と正常パターン画像とのマッチング(照合)によっ
て位置ズレや傾きなどの異常の有無が判別されていた。
そして、異常が無ければ、引き続いてハンダ量の検査に
適した部位が撮影され、やはりパターンマッチング法を
用いてハンダ量の異常の有無が判別されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】パターンマッチング法
による場合は、位置及びハンダ量の一括の検査を行うこ
とが困難である。すなわち、1つの正常パターン画像に
よって2つの項目の検査を行う場合には、実用的な検査
精度が得られない。そのため、従来では、上述したよう
に位置検査とハンダ量の検査とが互いに独立に且つ時系
列的に行われ、その結果、検査の所要時間が長いという
問題があった。
【0006】また、パターンマッチング法では、明らか
にハンダ付け状態が正常である場合は正否の判別(状態
識別)が容易であるが、状態の正否が微妙である場合は
状態識別が困難である。したがって、製品検査の性格の
上で不良品を良品と判別することは許されないので、従
来の検査装置においては、正否が微妙であるきは異常
(不良品)と判別するといった、いわゆる堅い検査を行
うように判別の基準値が設定されていた。このため、不
良品と判別された基板について、真の不良品であるか否
かを検査作業員が判別しなければならず、検査の完全な
自動化を実現できないという問題もあった。
【0007】本発明は、上述の問題に鑑み、検査の高速
化及び状態識別能力の向上を図ることを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る装
置は、上述の課題を解決するため、2次元の画像情報を
得るための撮像手段を備え、画像認識によって配線基板
に対する実装部品のハンダ付け状態を判別するハンダ付
け検査装置であって、前記撮像手段によって得られる認
識対象画像の画素数と同数の入力側ニューロンと、複数
の検査不良状態のそれぞれに対応づけられた出力側ニュ
ーロンとを有した階層型のニューラルネットによって、
前記認識対象画像の画像パターンに応じて特定の判別信
号を出力するように構成される。
【0009】請求項2の発明に係る装置は、前記検査不
良状態が前記実装部品の位置ズレ状態とハンダ量の過不
足状態とを含むように構成される。
【0010】
【作用】情報処理装置などによって実現されるニューラ
ルネットに対しては、予め的確な判別結果が得られるよ
うに、いわゆる学習が施される。ニューラルネットは、
撮像手段によって得られる認識対象画像の各画素の情報
が入力されると、認識対象画像の画像パターンに応じ
て、各出力側ニューロンから複数項目の判別結果を示す
判別信号を出力する。
【0011】
【実施例】図1は本発明に係るハンダ付け検査装置1の
構成を示すブロック図、図2は電気回路基板CBのハン
ダ付け以前の状態を示す斜視図、図3は電気回路基板C
Bのハンダ付け状態の一例を示す斜視図である。
【0012】図1において、ハンダ付け検査装置1は、
制御部10、検査対象である電気回路基板CBを撮影す
るビデオカメラ11、撮影部位を適宜変更するためのカ
メラ移動機構12、ビデオカメラ11の撮影像に対応し
た画素データDg1〜36を出力する画像処理部20、
及び画素データDg1〜36に応じてハンダ付け状態の
良否を示す判別信号SJを出力するニューラルネット3
0を有している。
【0013】ニューラルネット30は、所定のソフトウ
ェア資源を有したコンピュータシステムによって具現化
されている。ニューラルネット30の構成については後
述する。
【0014】図2に示すように、電気回路基板CBは、
プリント配線板2とその表面に実装された電子部品3と
から構成されている。プリント配線板2には、配線導体
の所定部位を膨大化してハンダめっきを施したランド2
Aが設けられている。電子部品3は、そのリード端子3
Aの先端部が特定のランド2Aと重なるように、チップ
マウンタなどによってプリント配線基板2上に載置され
る。その状態のプリント配線板2が例えばリフロー方式
のハンダ付け装置の内部を通過すると、図3に示すよう
にリード端子3Aの側面に沿ってハンダ4が盛り上が
り、リード端子3Aとランド2Aとが電気的に接続され
る。なお、電子部品3の載置に先立って、仮止め用の接
着剤をプリント配線板2上に印刷する場合もある。
【0015】ハンダ付け検査装置1は、ハンダ付け処理
を経た後の電気回路基板CBを検査対象とし、電子部品
3の欠落の有無を含む実装位置の正否、接続不良又はラ
ンド間の短絡の原因となるハンダ量の過不足の有無な
ど、複数の項目についてハンダ付け状態を判別する。
【0016】図4は最良のハンダ付け状態を示す平面
図、図5は位置ズレ状態の一例を示す平面図、図6は傾
き配置状態の一例を示す平面図、図7(a)及び(b)
はハンダが多い状態の一例を示す平面図及び断面図、図
8(a)及び(b)はハンダ過少状態の一例を示す平面
図及び断面図である。なお、これらの図において、一点
鎖線で囲んだ部分は、状態判別のための認識対象領域E
である。
【0017】図5、図6、及び図8の状態が生じた場合
は、電気回路基板CBを不良品とする必要がある。これ
に対して図7の状態の場合は、機能上の支障はないの
で、電気回路基板CBを良品とすべきである。
【0018】ハンダ付け検査装置1において、電気回路
基板CBの内の電子部品3についてのハンダ付け状態の
正否判別は、基本的にはリード端子3Aのエッジ部分を
含む一定の大きさの認識対象領域Eの画像パターンに基
づいて行われる。
【0019】ここで、画像パターンは、画像処理部20
が出力する36個の画素データDg1〜36によって特
定される。つまり、認識対象領域Eは、ビデオカメラ1
1によって6×6個の画素に細分化して撮影される。そ
して、画像処理部20によって、各画素の濃度レベルが
多値のデジタルデータに量子化され、さらに例えばラン
ド2Aの値が「0」となるように各画素の多値データが
正規化される。正規化された多値データが画素データD
g1〜36である。図9(a)〜(e)はそれぞれ図4
〜図8の各状態に対応した画像パターン(すなわち画素
データDg1〜36の数値例)を示している。図9の例
では、ランド2Aの外側の部分のデータ値は「−1」で
あり、リード端子3Aの表面のデータ値は「4」であ
る。
【0020】以下、ハンダ付け検査装置1の動作につい
て説明する。図10はハンダ付け検査装置1の動作を示
すフローチャートである。まず、制御部10は、図4に
二点鎖線で示すように、正常配置状態の電子部品3にお
けるリード端子3Aの導出方向と直交する方向に沿っ
て、所定位置までビデオカメラ11を移動させる。すな
わち、例えば図4の左方から右方へ撮影中心位置がラン
ド2Aの左側のエッジの真上の位置となるように、プリ
ント配線板2の上方でビデオカメラ11を平行移動させ
る(#1)。このとき、予めプリント配線板2の大きさ
やランド2Aの配置位置を示すCAD情報が制御部10
に与えられており、そのCAD情報に基づいてカメラ移
動機構12の制御が行われる。
【0021】図5の例のように、ランド2Aのエッジと
リード端子3Aのエッジとが重なる場合には、ランド2
Aのエッジ位置を中心に撮影した画像を認識対象とし、
その認識対象画像に対応した画素データDg1〜36を
ニューラルネット30へ送る(#2,8)。エッジの重
なりの有無は、移動中の画像データの変化などによって
判別可能である。
【0022】エッジの重なりが無ければ、引き続いて撮
影像を監視しながらリード端子3Aの左側のエッジを検
出するまで、ビデオカメラ11を移動させる(#2,
3)。リード端子3Aの左側のエッジを検出できなかっ
た場合、すなわち左側のエッジを検出する以前に、リー
ド端子3Aの右側のエッジ又はランド2Aのエッジを検
出した場合は、明らかにハンダ付け状態が異常である。
この場合に、移動中に画像データの変化があったときに
は、ハンダ過多を示す判別信号を出力し、画像データの
変化がなかったときには、電子部品3の欠落(未装着)
を示す判別信号を出力する(#4,9〜11)。
【0023】一方、リード端子3Aのエッジが検出でき
た場合には、リード端子3Aのエッジ位置を中心に撮影
した画像を認識対象とし、その認識対象画像に対応した
画素データDg1〜36をニューラルネット30へ送る
(#4〜6)。
【0024】さて、ニューラルネット30は、図11に
示すように、認識対象画像の画素数と同じ36個のユニ
ットSUからなる入力層L1、適当数のユニットAUか
らなる中間層(隠れ層)L2、及び複数のユニットRU
からなる出力層L3を有した階層型のニューラルネット
である。
【0025】各ユニットRUには、互いに異なる内容の
ハンダ付け不良状態が対応づけられている。例えば、1
番目のユニットRUには、電子部品3の位置ズレ状態が
対応づけられ、2番目のユニットRUには、電子部品3
の傾き配置状態が対応づけられている。また、他のユニ
ットRUには、ハンダ量に係わる不良状態が対応づけら
れている。
【0026】各層L1〜3の各ユニットに対しては、い
わゆる学習処理によって、適当な動作条件値(閾値や演
算係数など)が設定されている。これにより、ニューラ
ルネット30においては、ユニットSUに画素データD
g1〜36を加えると、位置及びハンダ量といった複数
の項目について同時に状態判別が行われ、認識対象画像
の画像パターンに応じた値の判別信号SJが各ユニット
RUから出力される。
【0027】なお、判別信号SJは、電気回路基板CB
の良品と不良品との振り分けに用いられる。また、電気
回路基板製造ラインの品質管理上のデータなどとして用
いることもできる。
【0028】このようにして、1つのリード端子3Aに
注目した状態判別を終えると、ハンダ付け検査装置1
は、必要に応じて同一の電子部品3又は他の電子部品3
のリード端子3Aに注目して状態判別を行う。1つの電
気回路基板CBに対して定められている箇所の状態判別
が全て終了した時点で、1つの電気回路基板CBの検査
が完了する(#7)。
【0029】上述の実施例によれば、学習によってニュ
ーラルネット30の状態識別能力を高めることができる
ので、熟練した検査員と同程度又はそれ以上の柔らかい
検査の自動化を実現し、複雑な検査の高速化を図ること
ができる。
【0030】上述の実施例において、ビデオカメラ11
を移動させる例を挙げたが、電気回路基板CBとビデオ
カメラ11とを相対的に移動させればよく、例えばビデ
オカメラ11を固定して電気回路基板CBを移動させる
ようにしてもよい。その他、認識対象画像の画素構成、
ニューラルネット30のユニット数、検査項目などは、
本発明の目的に沿う範囲内で種々変更することができ
る。また、本発明の適用に際して、電子部品3の外形、
リード端子3Aの個々の形状や配置位置、ランド2Aの
形状などは、図示の例に限定されない。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、検査の高速化及び状態
識別能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るハンダ付け検査装置の構成を示す
ブロック図である。
【図2】電気回路基板のハンダ付け以前の状態を示す斜
視図である。
【図3】電気回路基板のハンダ付け状態の一例を示す斜
視図である。
【図4】最良のハンダ付け状態を示す平面図である。
【図5】位置ズレ状態の一例を示す平面図である。
【図6】傾き配置状態の一例を示す平面図である。
【図7】ハンダが多い状態の一例を示す図である。
【図8】ハンダ過少状態の一例を示す図である。
【図9】図4〜図8の各状態に対応した画像パターンを
示す図である。
【図10】ハンダ付け検査装置の動作を示すフローチャ
ートである。
【図11】ニューラルネットの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 ハンダ付け検査装置 2 プリント配線板(配線基板) 3 電子部品(実装部品) 11 ビデオカメラ(撮像手段) 30 ニューラルネット SU ユニット(入力側ニューロン) RU ユニット(出力側ニューロン) SJ 判別信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2次元の画像情報を得るための撮像手段を
    備え、画像認識によって配線基板に対する実装部品のハ
    ンダ付け状態を判別するハンダ付け検査装置であって、 前記撮像手段によって得られる認識対象画像の画素数と
    同数の入力側ニューロンと、複数の検査不良状態のそれ
    ぞれに対応づけられた出力側ニューロンとを有した階層
    型のニューラルネットによって、前記認識対象画像の画
    像パターンに応じて特定の判別信号を出力するように構
    成されてなることを特徴とするハンダ付け検査装置。
  2. 【請求項2】前記検査不良状態は、前記実装部品の位置
    ズレ状態と、ハンダ量の過不足状態とを含むことを特徴
    とする請求項1記載のハンダ付け検査装置。
JP21824993A 1993-09-02 1993-09-02 ハンダ付け検査装置 Pending JPH0772094A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130865A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Fuji Mach Mfg Co Ltd 部品吸着姿勢判別方法及び部品吸着姿勢判別システム
JP2020159758A (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 豊田合成株式会社 発光装置の製造方法および半田接合部検査装置

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