JPH0786467B2 - 実装済プリント基板自動検査装置 - Google Patents

実装済プリント基板自動検査装置

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JPH0786467B2
JPH0786467B2 JP2308798A JP30879890A JPH0786467B2 JP H0786467 B2 JPH0786467 B2 JP H0786467B2 JP 2308798 A JP2308798 A JP 2308798A JP 30879890 A JP30879890 A JP 30879890A JP H0786467 B2 JPH0786467 B2 JP H0786467B2
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建樹 村岡
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、細く絞られたレーザ光などのビームスポッ
トを被検査プリント基板上で掃引し、ブリッジ、半田フ
ヌレ、リードの浮きあるいはチップ部品の有無の検出な
どを自動的に行なう実装済プリント基板自動検査装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、チップ部品などを実装した被検査プリント基板に
おけるブリッジあるいは半田フヌレなどの検査を行なう
ため、被検査プリント基板の部品孔に合わせて多数のピ
ンを配設したヘッドなどを用いる接触検査方式がある。
しかしながら、この接触検査方式においては、種類の異
なる被検査プリント基板毎に異なるヘッドなどを必要と
するとともに、ヘッドのピンの間隔はピンの太さによっ
て制限されるため、リードの間隔が狭い集積回路チップ
などを実装したパターンの緻密な被検査プリント基板の
検査が困難であるなどの不都合あった。
このような接触検査方式の不都合を解消するため、レー
ザ光などのビームスポットを被検査プリント基板上で掃
引し、ビームスポットの反射光を検知してブリッジなど
の検査を行なう非接触式の実装済プリント基板自動検査
装置が、本出願人によって先に提案されている(実願昭
62−5625号)。
第4図は本出願人が先に提案した実装済プリント基板自
動検査装置を示す正面図である。
第4図において、11はケーシング、12はケーシング11内
に配設されたX−Yステージを示し、このX−Yステー
ジ12は被検査物としての被検査プリント基板PをX軸方
向とY軸方向に移動させるものである。
13はX−Yステージ12の上方に配設(配置)されている
受光部を示し、後述するように、受光面にスパッタ光を
検出する受光素子が多数配設されている。
14はX−Yステージ12の下方に配設(配置)されている
受光器を示し、後述するように、被検査プリント基板P
の基準点を設定するときなどに受光部13を通過するビー
ムを被検査プリント基板Pに設けられた基準孔を介して
受孔するものである。
15はケーシング11の上面に設けられた操作スイッチ群、
16は動作状態を示す表示灯、17は検査結果をプリントア
ウトするプリンタを示す。
この実装済プリント基板自動検査装置では、検査に先立
って被検査プリント基板Pの基準位置、検査位置あるい
は被検査プリント基板Pの種類などを識別する基板名な
どの検査用データが予め記憶装置などに登録されてい
る。
そして、検査を行なうときには、被検査プリント基板P
をX−Yステージ12上に設置して基板名などを端末装置
から入力すると、予め登録された検査個所の位置情報な
どの検査用データに基づいて自動的に検査を行ない、検
査が終了すると、検出したブリッジなどの位置あるいは
個数などの検査結果がプリンタ17からプリントアウトさ
れるとともに、図示を省略したマーカによって被検査プ
リント基板Pのブリッジなどの位置付近にマークが付け
られる。
第5図は第4図に示した実装済プリント基板自動検査装
置の光学系を示す斜視図である。
第5図において、21はレーザ光を放射するHe−Neレーザ
銃、22はエキスパンダを示し、このエキスパンダ22は、
ビームスポットを充分に絞るためにHe−Neレーザ銃21が
放射するレーザ光を、一旦5mm径程度の平行なビームB
に拡張するためのものである。
23はビーム走査手段としてのガルバノメータを示し、前
述したX−Yステージ12のY軸方向にビームBを掃引す
るように走査するためのY軸回転ミラー23yと、X−Y
スーテージ12のX軸方向にビームBを掃引するように走
査するためのX軸回転ミラー23xを備え、Y軸回転ミラ
ー23yとX軸回転ミラー23xの中間に位置する点O1に対応
する定点Oをほぼ中心として角回転ミラー23x,23yの可
動範囲に基づく立体角内でビームBを放射状に走査する
ものである。
24はビームスプリッタを示し、ガルバノメータ23から供
給されるビームBを第1の分離ビームB1と第2の分離ビ
ームB2に分離するものである。
25はビームスプリッタ24から供給される第1の分離ビー
ムB1を所定の方向に反射する第1のミラー、26は第1の
集光レンズを示し、この第1の集光レンズ26は一方の焦
点がガルバノメータ23内の定点Oに一致するように配設
されている。
27は第1の集光レンズ26から供給される第1の分離ビー
ムB1を所定の方向に反射する第2のミラーを示し、第1
の分離ビームB1は第2のミラー27によって被検査プリン
ト基板P上に集光される。
すなわち、定点Oと一方の焦点が一致するように配設さ
れた第1の集光レンズ26によって第1の分離ビームB1
集光すると、集光された第1の分離ビームB1は他方の焦
点面上にビームスポットを結像するとともに、そのビー
ムスポットの光軸は第1の集光レンズ26の光軸と平行に
なるので、あらゆる方向に走査された第1の分離ビーム
B1は、第1の集光レンズ26の像側の焦点面に配設された
被検査プリント基板P上に絞られたビームスポットを結
像するとともに、被検査プリント基板Pに直角に照射さ
れる。
28はスポット位置検知部を示し、被検査プリント基板P
に集光されたビームスポットの散乱光を集光する第2の
集光レンズ28aと、第2の集光レンズ28aによって集光さ
れた光点像が結像する受光面Sを備えた第1の光点位置
検出素子28bで構成されている。
この受光面S上に結像される光点の位置に応じた強度の
X信号、Y信号がビームスポットの位置情報として第1
の光点位置検出素子28bから図示を省略した処理装置に
出力される。
29はビームスプリッタ24から供給される第2の分離ビー
ムB2を集光する第3の集光レンズを示し、一方の焦点が
ガルバノメータ23内の定点Oに一致するように配設され
ている。
30は第3の集光レンズ29の他方の焦点に配設(配置)さ
れている第2の光点位置検出素子を示し、第2の分離ビ
ームB2によるビームスポットの2次元の位置座標に応じ
た強度のX信号、Y信号を図示を省略したサーボ制御回
路に出力するものである。
第6図は本出願人が先に提案した実装済プリント基板自
動検査装置の全体構成を示すブロック図である。
第6図において、31は処理装置を示し、図示を省略した
記憶装置に記録されたデータ、端末装置32および操作部
33から入力されるデータと、受光器14から入力される信
号に基づいて実装済プリント基板自動検査装置の制御を
行ない、第2の集光レンズ28aと第1の光点位置検出素
子28bで構成されるスポット位置検知部28と、受光部13
からの入力に基づいて各種検査の結果を判定し、プリン
タ17に検査結果を出力するとともに、被検査プリント基
板Pに検出個所をマークするためのマーカ34を制御する
ものである。
35はサーボ制御部を示し、後述するように、ガルバノメ
ータ23を駆動制御するサーボ制御回路35aとガルバノ駆
動回路35bで構成されている。
36はX−Yステージ制御部を示し、処理装置31から出力
される位置座標に基づいてX−Yステージ12を駆動し、
被検査プリント基板Pを所定の位置に移動させるもので
ある。
すなわち、X−Yステージ12の図示を省略した被検査プ
リント基板設置部にはX方向、Y方向の2次元座標系が
設定されており、処理装置31の出力する2次元座標系上
の点が、レーザビームの初期設定位置などの固定点に一
致するようにX−Yステージ12を駆動する。
37は受光部移動装置を示し、スポット位置検知部28によ
って被検査プリント基板P上のビームスポットの位置を
検知するとき、ビームスポットが受光部13によって遮断
されないように、処理装置31の出力に基づいて受光部13
を移動させるものである。
このように構成された実装済プリント基板自動検査装置
は、レーザビームを照射する位置を示す位置情報が処理
装置31からサーボ制御回路35aに出力されると、サーボ
制御回路35aは第2の光点位置検出素子30から入力され
るX信号、Y信号に基づいてガルバノ駆動回路35bに出
力しているX制御信号、Y制御信号を補正して出力する
ので、ガルバノ駆動回路35bによってガルバノメータ23
が補正駆動され、各ビームB,B1およびB2の走査方向が補
正される。
そして、被検査プリント基板Pに照射される第1の分離
ビームB1と、第2の光点位置検出素子30に照射される第
2の分離ビームB2がガルバノメータ23で走査されるとき
は、一体のビームBであるので、第2の光点位置検出素
子30に照射される第2の分離ビームB2の走査位置に基づ
いてビームBの走査方向の制御を行なえば、ガルバノ駆
動回路35bなどが直接検知し得ない要因によって走査方
向にずれが生じても、ビームスポットの位置を高い精度
で制御することができる。
第7図は受光部によるスパッタ光の受光状態を示す説明
図、第8図は受光面を示す受光部の展開図である。
第7図、第8図において、受光面S1,S2の全面には多数
の受光素子Dが配設されており、反射角度の低いスパッ
タ光E1は周囲の受光面S1の受光素子Dによって受光さ
れ、反射角度の高いスパッタ光E2は天井部の受光面S2
受光素子Dによって受光される。
このように、あらゆる方向の各スパッタ光E1,E2が検知
され、受光量を増加させるとともに、受光面S1,S2に配
設された受光素子Dの各出力を適宜選択することによ
り、反射方向を選択してスパット光E1,E2の検出を行な
うことができる。
なお、受光部13の天井部の受光面S2には開口Wが設けら
れ、この開口Wを通して第1の分離ビームB1が被検査プ
リント基板Pに照射される。
第9図、第10図(a),(b)はチップ部品の半田フヌ
レの検出を示す説明図である。
第9図において、第1の分離ビームB1を走査して被検査
プリント基板Pに実装されたチップ部品Tの半田部H1,H
2にビームスポットを照射し、この半田部H1,H2からのス
パッタ光E11,E12を受光部13で受光し、その総受光量を
検出して半田フヌレが検出される。
すなわち、第10図(a),(b)に半田フヌレを生じて
いない場合と半田フヌレが生じている場合の、ビームス
ポット位置とスパッタE11,E12光の強度の関係を示すよ
うに、半田フヌレが生じている部分からはスパッタ光E
11が検知されずに総受光量が減少し、半田フヌレが検出
される。
なお、第10図において、S11,S21は半田部H1,H2における
スパッタ光E11,E12の総受光量、S31はチップ部品Tの端
子部分におけるスパッタ光E11の総受光量を示す。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の実装済プリント基板自動検査装置は、以上のよう
に構成されているので、すなわ被検査プリント基板Pに
対して直角の第1の分離ビームB1を照射しているため、
第11図に示すように、モールド部分に対してリードLが
J字状に曲げられている(以下、Jベンドという。)PL
CC(プラスチック・リーディッド・チップ・キャリア)
という集積回路ICに対しては、第1の分離ビームB1がそ
の半田部HJに照射されず、ブリッジ、半田フヌレなどの
検査が行なえないという不都合があった。
この発明は、上記したような不都合を解消するためにな
されたもので、比較的簡単な構成で、Jベンドの集積回
路に対してもブリッジなどの検査が行なえる実装済プリ
ント基板自動検査装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかる実装済プリント基板自動検査装置は、
上記した目的を達成するため、ビーム走査手段を、処理
装置の制御に基づいて第1の振幅、または少なくとも第
1の振幅の領域と異なる領域を有する第2の振幅でビー
ムを走査する構成とするとともに、第1の振幅でビーム
が供給されると、そのままビームを受光部の開口に出力
し、第2の振幅でビームが供給されると、ビームの少な
くとも一部を反射し、ビームと所定の角度を有する変向
ビームとして受光部の開口に出力する多角錐鏡を設けた
ものである。
〔作 用〕
この発明における実装済プリント基板自動検査装置は、
上記のように構成されているので、ビームが第1の振幅
で走査されると、ビームは受光部の開口にそのまま出力
される。
したがって、ビームは被検査プリント基板に対して直角
に照射されるので、従来の実装済プリント基板自動検査
装置と同様に、被検査プリント基板に対して各種検査を
行なうことができる。
そして、ビームが第2の振幅で走査されると、ビームの
少なくとも一部は多角錐鏡で反射されるため、ビームと
所定の角度を有する変向ビームが受光部の開口に出力さ
れる。
したがって、変向ビームによってJベンドのリードを有
する集積回路に対してもブリッジなどの検査を行なうこ
とができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図はこの発明の一実施例による実装済プリント基板
自動検査装置の光学系を示す斜視図、第2図は第1の振
幅、第2の振幅および第1の分離変向ビームを示す説明
図であり、第4図〜第7図と同一部分に同一符号を付し
て説明を省略する。
第1図において、23Aはビーム走査手段としてのガルバ
ノメータを示し、X−Yステージ12のY軸方向にビーム
Bを掃引するように走査するためのY軸回転ミラー23ya
と、X−Yステージ12のX軸方向にビームBを掃引する
ように走査するためのX軸回転ミラー23xaを備え、Y軸
回転ミラー23yaとX軸回転ミラー23xaの中間に位置する
点O1に対応する定点Oをほぼ中心として各回転ミラー23
xa,23yaの可動範囲に基づく立体角内でビームBを放射
状に走査するとともに、第1の振幅または第2の振幅で
ビームBを放射状に走査する。
18は受光部13の上に設けた対称形をした四角錐鏡を示
し、第2図に示すように、第1の分離ビームB1が第1の
振幅w1で供給されると、第1の分離ビームB1を鏡面18a
で反射することなく、そのまま受光部13の開口Wに出力
し、第1の分離ビームB1が第2の振幅w21,w22またはw23
で供給されると、第1の分離ビームB1の一部または全部
を鏡面18aで反射し、第1の分離ビームB1と所定角度、
例えば10度の角度を有する第1の分離変向ビームB11
受光部13の開口Wに出力するものである。
なお、第2図には左右方向の振幅のみを示したが、前後
方向にも、同様に振幅を異ならせる。
また、第2の振幅w21,w22は、検査位置に応じ、第1の
振幅w1の中心に対して対称位置にも走査される。
さらに、第1の振幅w1は開口Wの範囲内であり、第2の
振幅w21,w22またはw23は開口Wの範囲外を含むものであ
る。
第3図(a),(b)はJベンドのリードを有する集積
回路に対するブリッジ、半田フヌレなどの検査を示す説
明図である。
このように構成されたこの考案の実装済プリント基板自
動検査装置は、ガルバノメータ23Aによって第1の分離
ビームB1を第1の振幅w1で走査すると、従来と同様に、
ブリッジ、半田フヌレなどの検査ができる。
そして、被検査プリント基板PのJベンドのリードLを
有する集積回路ICが実装された部分の検査を行なうと
き、ガルバノメータ23AによってビームBを第2の振幅w
21,w22またはw22で走査するので、被検査プリント基板
Pには少なくとも第1の分離変向ビームB11が照射され
る。
したがって、第3図(a)に示すように、リードLが半
田付けされていれば、照射された第1の分離変向ビーム
B11は半田部HJで反射され、第3図(b)に示すよう
に、リードLが半田付けされていなければ、照射された
第1の分離変向ビームB11は反射されないので、反射さ
れた第1の分離変向ビームB11を受光部13の受光素子D
で受光する総受光量によってブリッジ、半田フヌレなど
が検査できる。
なお、上記した実施例では、多角錐鏡として四角錐鏡18
を例にして説明したが、三角錐鏡、五角錐鏡などの多角
錐鏡であってよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、ビームが第2の振幅
で走査されると、ビームの少なくとも一部は多角錐鏡で
反射され、ビームと所定の角度を有する変向ビームとし
て被検査プリント基板に照射する構成としたので、Jベ
ンドのリードを有する集積回路に対しても、比較的簡単
な構成でブリッジなどの検査を行なうことができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による実装済プリント基板
自動検査装置の光学系を示す斜視図、 第2図は第1の振幅、第2の振幅および第1の分離変向
ビームを示す説明図、 第3図(a),(b)はJベンドのリードを有する集積
回路に対するブリッジ、半田フヌレなどの検査を示す説
明図、 第4図は本出願人が先に提案した実装済プリント基板自
動検査装置を示す正面図、 第5図は第4図に示した実装済プリント基板自動検査装
置の光学系を示す斜視図、 第6図は本出願人が先に提案した実装済プリント基板自
動検査装置の全体構成を示すブロック図、 第7図は受光部によるスパッタ光の受光状態を示す説明
図、 第8図は受光面を示す受光部の展開図、 第9図、第10図(a),(b)はチップ部品の半田フヌ
レの検出を示す説明図、 第11図はJベンドのリードを有する集積回路に対するブ
リッジ、半田フヌレなどの検査を示す説明図である。 12……X−Yステージ、13……受光部、14……受光器、
18……四角錐鏡(多角錐鏡)、21……He−Neレーザ銃、
23A……ガルバノメータ(ビーム走査手段)、24……ビ
ームスプリッタ、30……第2の光点位置検出素子、31…
…処理装置、35……サーボ制御部、W……開口、P……
被検査プリント基板、IC……集積回路、L……リード、
B……ビーム、B1……第1の分離ビーム(ビーム)、B
11……第1の分離変向ビーム(変向ビーム)、B2……第
2の分離ビーム、w1……第1の振幅、w21,w22,w23……
第2の振幅。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】処理装置の制御に基づいたビーム走査手段
    で定点を中心に細く絞られたビームを走査し、この走査
    した前記ビームを受光部の開口から被検査プリント基板
    に直角に照射したビームスポットの反射光を前記受光部
    の受光面で検知して前記被検査プリント基板の検査を行
    なう実装済プリント基板自動検査装置において、 前記ビーム走査手段を、前記処理装置の制御に基づいて
    第1の振幅、または少なくとも前記第1の振幅の領域と
    異なる領域を有する第2の振幅で前記ビームを走査する
    構成とするとともに、 前記第1の振幅で前記ビームが供給されると、そのまま
    前記ビームを前記開口に出力し、前記第2の振幅で前記
    ビームが供給されると、前記ビームの少なくとも一部を
    反射し、前記ビームと所定の角度を有する変向ビームと
    して前記開口に出力する多角錐鏡を設けた、 ことを特徴とする実装済プリント基板自動検査装置。
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