JPH0933225A - はんだ付外観の検査装置および検査方法 - Google Patents
はんだ付外観の検査装置および検査方法Info
- Publication number
- JPH0933225A JPH0933225A JP7178783A JP17878395A JPH0933225A JP H0933225 A JPH0933225 A JP H0933225A JP 7178783 A JP7178783 A JP 7178783A JP 17878395 A JP17878395 A JP 17878395A JP H0933225 A JPH0933225 A JP H0933225A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- code
- soldering
- code pattern
- pattern
- inclination angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】被検査部品のはんだ付け面と隣接する部品から
2次反射光の影響を検出、補正して、認識率の向上を図
る。 【構成】被検査部分のはんだ付け面に隣接部品のはんだ
付け面からの2次反射光があると、はんだ付け表面に対
応した傾斜角コードパターンにおいて、側面部のコード
パターンは2次反射光の無い場合と同様である。しか
し、2次反射光は傾斜部を平坦部と見誤るように作用す
るので、本来、コード「4」以上となる中央部のコード
パターンに「1」が表われ、隣接間でコードが3〜4以
上も変化する個所があらわれる。中央部の変化大の程度
(個所数)及び側面部の正常から2次反射光の影響の有
無を判定し、影響のある場合はコード「1」をコード
「4」に補正し、補正した傾斜角コードパターンによる
良否判定を行う。
2次反射光の影響を検出、補正して、認識率の向上を図
る。 【構成】被検査部分のはんだ付け面に隣接部品のはんだ
付け面からの2次反射光があると、はんだ付け表面に対
応した傾斜角コードパターンにおいて、側面部のコード
パターンは2次反射光の無い場合と同様である。しか
し、2次反射光は傾斜部を平坦部と見誤るように作用す
るので、本来、コード「4」以上となる中央部のコード
パターンに「1」が表われ、隣接間でコードが3〜4以
上も変化する個所があらわれる。中央部の変化大の程度
(個所数)及び側面部の正常から2次反射光の影響の有
無を判定し、影響のある場合はコード「1」をコード
「4」に補正し、補正した傾斜角コードパターンによる
良否判定を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は基板部品のはんだ付部外
観検査装置に係り、特に、隣接部品のはんだフィレット
からの2次反射光の影響を補正する検査方法に関する。
観検査装置に係り、特に、隣接部品のはんだフィレット
からの2次反射光の影響を補正する検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】エレクトロニクス機器の小型高機能化に
伴い、プリント板基板の実装部品の小型狭ピッチ化、多
ピン化の傾向が著しく進展し、はんだ付け部の微細化と
共にはんだ付け点数が増大している。このため、はんだ
付け部の目視に代えて、TVカメラよる濃淡映像を画像
処理して、はんだの過不足やブリッジ、リードずれなど
を自動判定するはんだ付外観検査装置が注目されてい
る。
伴い、プリント板基板の実装部品の小型狭ピッチ化、多
ピン化の傾向が著しく進展し、はんだ付け部の微細化と
共にはんだ付け点数が増大している。このため、はんだ
付け部の目視に代えて、TVカメラよる濃淡映像を画像
処理して、はんだの過不足やブリッジ、リードずれなど
を自動判定するはんだ付外観検査装置が注目されてい
る。
【0003】その一つとして、はんだフィレット表面形
状を検出し、その両良否判定を行う段差照明式はんだ付
外観検査装置がある。この検査装置は、「ファクトリ・
オートメーション(1994年11月号:pp47−5
4)」に紹介されているように、光投射角度が相違する
多段構造の照明器とテレビカメラを備え、各照明を順次
切替ることによって得られる複数組みの映像情報に基づ
いて、対象の立体形状の認識と良否判定を行う。
状を検出し、その両良否判定を行う段差照明式はんだ付
外観検査装置がある。この検査装置は、「ファクトリ・
オートメーション(1994年11月号:pp47−5
4)」に紹介されているように、光投射角度が相違する
多段構造の照明器とテレビカメラを備え、各照明を順次
切替ることによって得られる複数組みの映像情報に基づ
いて、対象の立体形状の認識と良否判定を行う。
【0004】この場合、多段照明の方式は種々の構成を
取り得るが、入射角度(入射面に垂直な法線と入射光の
なす角度)を、例えば、8°、28°、50°および7
0°に設定した4段構造の環状照明と、1組みの垂直カ
メラおよび4組みの傾斜カメラを用いるものが典型的で
あり、各段の照明を順次切替た4枚の入力画像を利用
し、はんだフィレット部の形状を以下のようにして認識
する。
取り得るが、入射角度(入射面に垂直な法線と入射光の
なす角度)を、例えば、8°、28°、50°および7
0°に設定した4段構造の環状照明と、1組みの垂直カ
メラおよび4組みの傾斜カメラを用いるものが典型的で
あり、各段の照明を順次切替た4枚の入力画像を利用
し、はんだフィレット部の形状を以下のようにして認識
する。
【0005】図7は、はんだフィレット部の面分割モデ
ルの作成プロセスを示す説明図である。各段の照明を切
り換えてTVカメラで取りこまれたフィレット部の映像
入力は、画像処理によって〜の濃淡画像パターンに
変換する。上段の照明によりフィレット傾斜角の小さい
部分の映像が、また、下段照明によりフィレット傾斜角
の大きい映像が入力される。この画像パターンにおける
各画素は、はんだフィレット部の平面図上で分割した各
エリアと対応する。次に、対象面の各エリアの傾斜角を
求めて、平坦な部分は角度コード「1」、傾斜角35°
〜40°はコード「7」、その中間はコード「2」〜
「6」で記述する。この傾斜角コードパターンを予め用
意された検査パターンと対照して、対象フィレット部の
形状を認識し、はんだ濡れ性や過不足などの良否判定を
行う。
ルの作成プロセスを示す説明図である。各段の照明を切
り換えてTVカメラで取りこまれたフィレット部の映像
入力は、画像処理によって〜の濃淡画像パターンに
変換する。上段の照明によりフィレット傾斜角の小さい
部分の映像が、また、下段照明によりフィレット傾斜角
の大きい映像が入力される。この画像パターンにおける
各画素は、はんだフィレット部の平面図上で分割した各
エリアと対応する。次に、対象面の各エリアの傾斜角を
求めて、平坦な部分は角度コード「1」、傾斜角35°
〜40°はコード「7」、その中間はコード「2」〜
「6」で記述する。この傾斜角コードパターンを予め用
意された検査パターンと対照して、対象フィレット部の
形状を認識し、はんだ濡れ性や過不足などの良否判定を
行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したはんだ付外観
検査装置において、被検査部品のはんだ表面を照射する
と、フィレットの側方からの反射光が隣接部品のはんだ
フィレットに当り、上方に2次反射されてTVカメラに
取り込まれる。この2次反射光は、被検査部品のはんだ
表面の濃淡画像に直接影響を及ぼし、はんだ表面形状を
模擬する傾斜角コードパターンを乱すので、良品を不良
判定(NG)してしまうなど、検査の信頼性を損なって
いる。このため、実際の検査ではNGが発生すると、目
視による再チェックをしていた。
検査装置において、被検査部品のはんだ表面を照射する
と、フィレットの側方からの反射光が隣接部品のはんだ
フィレットに当り、上方に2次反射されてTVカメラに
取り込まれる。この2次反射光は、被検査部品のはんだ
表面の濃淡画像に直接影響を及ぼし、はんだ表面形状を
模擬する傾斜角コードパターンを乱すので、良品を不良
判定(NG)してしまうなど、検査の信頼性を損なって
いる。このため、実際の検査ではNGが発生すると、目
視による再チェックをしていた。
【0007】本発明の目的は、段差照明方式による2次
反射光の影響を回避して、信頼性の高いはんだ付外観検
査方法と装置を提供することにある。
反射光の影響を回避して、信頼性の高いはんだ付外観検
査方法と装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、はんだ付け
表面を複数の角度から順次照射して、各々について撮像
した複数の画像を基に、はんだ付け表面を囲む検査エリ
アの傾斜角の分布を求めて良否判定するはんだ付外観の
検査において、前記画像の画素と対応関係にある前記検
査エリアの分割面毎に、前記傾斜角の分布を傾斜角コー
ドで示すコードパターンを作成し、該パターンを中央部
と側面部に分けて、前記中央部のコードパターンから求
めたコード推移と、前記側面部のコードパターンから求
めたコードの平均値および/または最大値を基に、所定
の2次反射判定基準に従って、隣接部品による2次反射
の影響の有無を判定することにより達成される。
表面を複数の角度から順次照射して、各々について撮像
した複数の画像を基に、はんだ付け表面を囲む検査エリ
アの傾斜角の分布を求めて良否判定するはんだ付外観の
検査において、前記画像の画素と対応関係にある前記検
査エリアの分割面毎に、前記傾斜角の分布を傾斜角コー
ドで示すコードパターンを作成し、該パターンを中央部
と側面部に分けて、前記中央部のコードパターンから求
めたコード推移と、前記側面部のコードパターンから求
めたコードの平均値および/または最大値を基に、所定
の2次反射判定基準に従って、隣接部品による2次反射
の影響の有無を判定することにより達成される。
【0009】さらに、前記2次反射の影響が有る場合
に、前記特異個所で傾斜角が平坦に近いコードを所定傾
斜角以上のコードに補正し、該補正した傾斜角コードパ
ターンについて前記良否判定を行うことにより達成され
る。
に、前記特異個所で傾斜角が平坦に近いコードを所定傾
斜角以上のコードに補正し、該補正した傾斜角コードパ
ターンについて前記良否判定を行うことにより達成され
る。
【0010】
【作用】はんだ付け表面は表面張力によって、良品の場
合はなだらかな傾斜角分布を有している。一方、2次反
射光の影響は傾斜角が極端に大きくなる特異個所が特定
のエリアに集中して現れる傾向がある。本発明ではこれ
らの性質に着目して、光学的に2次反射光の影響を受け
やすい中央部のコード推移から特異個所の発生状況、光
学的に2次反射光の影響を受けにくい側面部のコードの
所定値から、次の2つの判定基準を同時に満たす場合に
2次反射の影響が有ると判定する。
合はなだらかな傾斜角分布を有している。一方、2次反
射光の影響は傾斜角が極端に大きくなる特異個所が特定
のエリアに集中して現れる傾向がある。本発明ではこれ
らの性質に着目して、光学的に2次反射光の影響を受け
やすい中央部のコード推移から特異個所の発生状況、光
学的に2次反射光の影響を受けにくい側面部のコードの
所定値から、次の2つの判定基準を同時に満たす場合に
2次反射の影響が有ると判定する。
【0011】(1)中央部のコードパターンから求めた
コード推移で、隣接分割面のコード変化が一定値、たと
えば4を超える特異個所が所定数(たとえば、3か所)
以上あること。
コード推移で、隣接分割面のコード変化が一定値、たと
えば4を超える特異個所が所定数(たとえば、3か所)
以上あること。
【0012】(2)側面部のコードパターンから求めた
コードの平均値および/または最大値がはんだ付け表面
の良判定の範囲(たとえば、平均値≒4.5,最大値=
7)にあること。
コードの平均値および/または最大値がはんだ付け表面
の良判定の範囲(たとえば、平均値≒4.5,最大値=
7)にあること。
【0013】これによれば、実際にはんだ付けが不良の
場合のパターンと見誤ることなく、簡単に且つ、正確に
2次反射光の影響の有無を判定できる。
場合のパターンと見誤ることなく、簡単に且つ、正確に
2次反射光の影響の有無を判定できる。
【0014】さらに、段差式照明での2次反射光による
特異個所は平坦部と誤認識する傾向、すなわち、コード
パターンの特定エリアに集中してコード=1となること
に着目し、本発明ではこれらコード=1を良判定の範囲
のコード、たとえばコード=4に補正する。
特異個所は平坦部と誤認識する傾向、すなわち、コード
パターンの特定エリアに集中してコード=1となること
に着目し、本発明ではこれらコード=1を良判定の範囲
のコード、たとえばコード=4に補正する。
【0015】これによって、傾斜角コードパターンにお
ける2次反射光の影響を簡単に補正し、2次反射の影響
が無いコードパターンによる良否判定を行うので、はん
だ付け外観検の精度を大幅に向上できる。
ける2次反射光の影響を簡単に補正し、2次反射の影響
が無いコードパターンによる良否判定を行うので、はん
だ付け外観検の精度を大幅に向上できる。
【0016】また、NG判定の場合に、ユーザの要求に
応じて該当のコードパターンなどを出力可能にしている
ので、2次反射判定や良否判定の基準の精選に寄与でき
る。
応じて該当のコードパターンなどを出力可能にしている
ので、2次反射判定や良否判定の基準の精選に寄与でき
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら説
明する。
明する。
【0018】図1に、段差照明式はんだ付外観検査装置
の構成を示す。CCDカメラ2と基板3の間に、下方に
向かって直径が段階的に大きくなる4段の環状照明装置
(LED)1を配置している。外観検査装置は、基板3
を図示しない駆動装置で移動しながら、LED1の各段
を順次、切り換えて被検査部品4を照射する。CCDカ
メラ2は、被検査部品のはんだ付けフィレット6から上
方への反射光を捕え、フィレット6の映像を撮映する。
ここで、各段の照明による対象面への入射角度(入射面
に垂直な法線に対する照射光の角度)は、上段より8
°、28°、50°および70°に設定している。これ
により、対象面が平坦な場合は上段の照明、対象面の傾
斜角35°〜40°で最下段の照明による映像が得られ
る。図2(a)に、はんだ付け表面を囲む検査対象エリ
ア9の分割面とその傾斜角θを示す。なお、分割面は入
力画像の画素領域(単位画素または画素ブロック)と対
応する。
の構成を示す。CCDカメラ2と基板3の間に、下方に
向かって直径が段階的に大きくなる4段の環状照明装置
(LED)1を配置している。外観検査装置は、基板3
を図示しない駆動装置で移動しながら、LED1の各段
を順次、切り換えて被検査部品4を照射する。CCDカ
メラ2は、被検査部品のはんだ付けフィレット6から上
方への反射光を捕え、フィレット6の映像を撮映する。
ここで、各段の照明による対象面への入射角度(入射面
に垂直な法線に対する照射光の角度)は、上段より8
°、28°、50°および70°に設定している。これ
により、対象面が平坦な場合は上段の照明、対象面の傾
斜角35°〜40°で最下段の照明による映像が得られ
る。図2(a)に、はんだ付け表面を囲む検査対象エリ
ア9の分割面とその傾斜角θを示す。なお、分割面は入
力画像の画素領域(単位画素または画素ブロック)と対
応する。
【0019】CPU11やメモリ12などから構成され
るはんだ付け判定装置10は、CCDカメラ2による各
段の映像を取り込み、画像入力処理部101により検査
対象エリア9の画像を切り出し、画像処理部102で画
素毎の濃度情報のパターンに変換する。本実施例では、
画像処理部102に専用の画像処理プロセッサを用いて
いる。ここでの濃度情報は、検査対象エリアにおけるフ
ィレット部6表面の傾斜角を反映している。
るはんだ付け判定装置10は、CCDカメラ2による各
段の映像を取り込み、画像入力処理部101により検査
対象エリア9の画像を切り出し、画像処理部102で画
素毎の濃度情報のパターンに変換する。本実施例では、
画像処理部102に専用の画像処理プロセッサを用いて
いる。ここでの濃度情報は、検査対象エリアにおけるフ
ィレット部6表面の傾斜角を反映している。
【0020】コードパターン作成部103は、各画像の
濃度情報パターンを基に検査対象エリア9の傾斜角分布
を求め、傾斜角をコードで記述した傾斜角コードパター
ン50を作成する。傾斜角コードは平坦部を角度コード
「1」、傾斜角θが35°〜40°をコード「7」、そ
の中間の傾斜角を段階的にコード「2」〜「6」とす
る。この傾斜角コードは画素単位、すなわち検査対象エ
リア9の分割面毎に付与される。図2(b)に、はんだ
付け良否判定が良(OK)の傾斜角コードパターンの一
例を示す。
濃度情報パターンを基に検査対象エリア9の傾斜角分布
を求め、傾斜角をコードで記述した傾斜角コードパター
ン50を作成する。傾斜角コードは平坦部を角度コード
「1」、傾斜角θが35°〜40°をコード「7」、そ
の中間の傾斜角を段階的にコード「2」〜「6」とす
る。この傾斜角コードは画素単位、すなわち検査対象エ
リア9の分割面毎に付与される。図2(b)に、はんだ
付け良否判定が良(OK)の傾斜角コードパターンの一
例を示す。
【0021】次に、2次反射判定部104は、作成した
傾斜角コードパターン50に2次反射光の影響がある
か、後述する2次反射判定基準によりチエックする。こ
の結果、2次反射影響のある場合は、2次反射補正部1
05で傾斜角コードパターン50を補正する。はんだ付
け良否判定部106は、補正した傾斜角コードパターン
に対し、良否判定ルールによる良否判定を行う。出力部
107は、良品(OK)/不良品(NG)の判定結果を
出力装置13(CRTやプリンタ)に出力する。なお、
NG判定の入力画像とコードパターンを、ユーザの要求
に応じて提供できるようにしている。
傾斜角コードパターン50に2次反射光の影響がある
か、後述する2次反射判定基準によりチエックする。こ
の結果、2次反射影響のある場合は、2次反射補正部1
05で傾斜角コードパターン50を補正する。はんだ付
け良否判定部106は、補正した傾斜角コードパターン
に対し、良否判定ルールによる良否判定を行う。出力部
107は、良品(OK)/不良品(NG)の判定結果を
出力装置13(CRTやプリンタ)に出力する。なお、
NG判定の入力画像とコードパターンを、ユーザの要求
に応じて提供できるようにしている。
【0022】メモリ装置12は、各段の画像データを格
納する入力画像データ記憶部121、入力画像データか
ら変換した濃度情報を記憶する濃度情報記憶部122、
傾斜角コードパターンを記憶するコードパターン記憶部
123、2次反射判定ルールや良否判定ルールを記憶す
る判定ルール記憶部124を有している。
納する入力画像データ記憶部121、入力画像データか
ら変換した濃度情報を記憶する濃度情報記憶部122、
傾斜角コードパターンを記憶するコードパターン記憶部
123、2次反射判定ルールや良否判定ルールを記憶す
る判定ルール記憶部124を有している。
【0023】次に、2次反射光の影響のチエックと補正
について説明する。上記の傾斜角コードパターンには、
対象面以外からの反射光、すなわち近接部品のはんだフ
ィレット部からの2次反射光が混入して、一部の分割面
の傾斜角コードを不正確なものにし、誤った良否判定の
原因になっている。
について説明する。上記の傾斜角コードパターンには、
対象面以外からの反射光、すなわち近接部品のはんだフ
ィレット部からの2次反射光が混入して、一部の分割面
の傾斜角コードを不正確なものにし、誤った良否判定の
原因になっている。
【0024】図3は、2次反射光の発生メカニズムの説
明図である。プリント板基板3に部品4−1、4−2が
実装されている。部品4はここでは角形チップであり、
チップ電極5がはんだフィレット6でパッド(ランド)
7にはんだ付けされている。部品4−1を検査対象とす
ると、環状照明1の所定段(図示では最下段)からの照
射光は、フィレット6−1のa点で反射する1次反射光
路20(実線)を経てCCDカメラ2に入射する。この
場合に、環状照明1の他段(図示では中上段)からの照
射光が、隣接部品4−2のフィレット6−2のb点で反
射し、さらにフィレット6−1のa点で反射する2次反
射光路30(点線)を経てCCDカメラ2に入射する。
明図である。プリント板基板3に部品4−1、4−2が
実装されている。部品4はここでは角形チップであり、
チップ電極5がはんだフィレット6でパッド(ランド)
7にはんだ付けされている。部品4−1を検査対象とす
ると、環状照明1の所定段(図示では最下段)からの照
射光は、フィレット6−1のa点で反射する1次反射光
路20(実線)を経てCCDカメラ2に入射する。この
場合に、環状照明1の他段(図示では中上段)からの照
射光が、隣接部品4−2のフィレット6−2のb点で反
射し、さらにフィレット6−1のa点で反射する2次反
射光路30(点線)を経てCCDカメラ2に入射する。
【0025】このような2次反射光路の形成は、相対す
る部品間の距離が近接し、フィレット形状が図示の幾何
学関係となる場合である。角形部品による実測例では、
はんだフィレットの傾斜角θが35°〜50°の範囲
で、フィレット表面が平面形状に近い場合に、2次反射
光が多く発生する。このため、はんだフィレット部にお
ける2次反射光の発生分布に特有の傾向が生じる。
る部品間の距離が近接し、フィレット形状が図示の幾何
学関係となる場合である。角形部品による実測例では、
はんだフィレットの傾斜角θが35°〜50°の範囲
で、フィレット表面が平面形状に近い場合に、2次反射
光が多く発生する。このため、はんだフィレット部にお
ける2次反射光の発生分布に特有の傾向が生じる。
【0026】図4に、角形チップのはんだフィレット部
を囲む検査対象エリア9と2次反射光の発生分布の関係
を示す。同図(a)で、フィレット6aは2次反射光が
発生しにくい領域、フィレット6bは2次反射光の発生
しやすい領域である。すなわち、チップ電極5の幅より
外側のフィレット部の勾配は外側に向くため、対向部品
からの反射による2次反射光(CCDカメラに入射す
る)が生じない。また、はんだフィレット部6は表面張
力によって、パッド7の先端からチップ電極5に向けて
(以下、X方向と呼ぶ)勾配が徐々に増大するため、2
次反射光はフィレット部6の内部に発生する。
を囲む検査対象エリア9と2次反射光の発生分布の関係
を示す。同図(a)で、フィレット6aは2次反射光が
発生しにくい領域、フィレット6bは2次反射光の発生
しやすい領域である。すなわち、チップ電極5の幅より
外側のフィレット部の勾配は外側に向くため、対向部品
からの反射による2次反射光(CCDカメラに入射す
る)が生じない。また、はんだフィレット部6は表面張
力によって、パッド7の先端からチップ電極5に向けて
(以下、X方向と呼ぶ)勾配が徐々に増大するため、2
次反射光はフィレット部6の内部に発生する。
【0027】本実施例の2次反射判定部104は、この
特徴を利用して2次反射光の影響を判定する。図4
(b)に示すように、検査対象エリア9を光学的に2次
反射光の発生しやすい中央部9aと、2次反射光の発生
しない側面部9bに分けて、前者からコード推移、後者
からコード平均値などを求め、2次反射光判定ルールに
よる判定を行う。
特徴を利用して2次反射光の影響を判定する。図4
(b)に示すように、検査対象エリア9を光学的に2次
反射光の発生しやすい中央部9aと、2次反射光の発生
しない側面部9bに分けて、前者からコード推移、後者
からコード平均値などを求め、2次反射光判定ルールに
よる判定を行う。
【0028】図5は、複数のサンプルによる実測の傾斜
角コードパターンとそのX方向推移及び解析結果を示す
説明図である。サンプルには、3つの良品と2つの不良
品を用い、良品には2次反射光の有るケースと無いケー
スを含んでいる。
角コードパターンとそのX方向推移及び解析結果を示す
説明図である。サンプルには、3つの良品と2つの不良
品を用い、良品には2次反射光の有るケースと無いケー
スを含んでいる。
【0029】ケース(イ)は、2次反射光の無い良品の
例である。中央部9aのコード推移は「4」程度から
「7」程度までなだらかに上昇している。側面部9bも
ほぼ同様の傾向で、電極5付近には傾斜角θが35°〜
40°を示すコード「7」が含まれている。ケース
(ロ)、(ハ)は、2次反射光の有る良品の例である。
側面部9bのコード分布はケース(イ)と同様である
が、中央部のコード分布が大きく相違し、X方向のコー
ド推移は途中の「5」程度から「1」程度まで急低下
(ロ)、または、「1」程度から「7」程度まで急上昇
(ハ)している。これは、ケース(イ)ではコード
「4」以上の傾斜角を有していた反射面が、2次反射光
の入射によって平坦部相当のコード「1」に変化してい
るためである。
例である。中央部9aのコード推移は「4」程度から
「7」程度までなだらかに上昇している。側面部9bも
ほぼ同様の傾向で、電極5付近には傾斜角θが35°〜
40°を示すコード「7」が含まれている。ケース
(ロ)、(ハ)は、2次反射光の有る良品の例である。
側面部9bのコード分布はケース(イ)と同様である
が、中央部のコード分布が大きく相違し、X方向のコー
ド推移は途中の「5」程度から「1」程度まで急低下
(ロ)、または、「1」程度から「7」程度まで急上昇
(ハ)している。これは、ケース(イ)ではコード
「4」以上の傾斜角を有していた反射面が、2次反射光
の入射によって平坦部相当のコード「1」に変化してい
るためである。
【0030】また、ケース(ニ)は2次反射光の無いは
んだ濡れ不良で、側面部9bのコード分布は良品と同様
になるが、フィレット中央にコード「1」がみられる。
コード推移はX方向に低下した後に上昇している。低下
と上昇を含む変化パターンは(イ)とは顕著に相違して
いるが、(ロ)に比べると明確ではない。ケース(ホ)
は2次反射光の無いはんだ不足で、中央部9a、側面部
9bともに検査対象エリアの前部にコード「1」がみら
れる。コード推移は「1」の後なだらかに上昇してい
る。中央部9aの変化パターンは(ハ)と似ているが、
側面部9bは平均値=2.0、最大値=3.0となるの
で、明確に相違している。
んだ濡れ不良で、側面部9bのコード分布は良品と同様
になるが、フィレット中央にコード「1」がみられる。
コード推移はX方向に低下した後に上昇している。低下
と上昇を含む変化パターンは(イ)とは顕著に相違して
いるが、(ロ)に比べると明確ではない。ケース(ホ)
は2次反射光の無いはんだ不足で、中央部9a、側面部
9bともに検査対象エリアの前部にコード「1」がみら
れる。コード推移は「1」の後なだらかに上昇してい
る。中央部9aの変化パターンは(ハ)と似ているが、
側面部9bは平均値=2.0、最大値=3.0となるの
で、明確に相違している。
【0031】以上の知見に基づき、本実施例では以下の
2次反射判定ルールを満たす場合に、検査対象の傾斜角
コードパターンに2次反射光の影響が有ると判定する。
2次反射判定ルールを満たす場合に、検査対象の傾斜角
コードパターンに2次反射光の影響が有ると判定する。
【0032】ルール1は、中央部9aのコード分布に着
目し、隣接コード変化の大きい特異個所が所定数を超え
ることである。図5の例では、隣接する分割面間でコー
ド「1」からコード「5」(または「4」)に、傾斜角
で14゜程度から25゜程度に急激に変化している特異
個所が3か所以上となる。
目し、隣接コード変化の大きい特異個所が所定数を超え
ることである。図5の例では、隣接する分割面間でコー
ド「1」からコード「5」(または「4」)に、傾斜角
で14゜程度から25゜程度に急激に変化している特異
個所が3か所以上となる。
【0033】ルール2は、側面部9bの傾斜角コード分
布の平均値および/または最大値が、はんだ付け「良」
の判定範囲にあることである。図5の例では、側面部9
bのコード平均値が4.5程度(Ave=4.5±ε)
で、且つコード「7」を含んでいる場合、側面部9bの
コード分布は「良」である。
布の平均値および/または最大値が、はんだ付け「良」
の判定範囲にあることである。図5の例では、側面部9
bのコード平均値が4.5程度(Ave=4.5±ε)
で、且つコード「7」を含んでいる場合、側面部9bの
コード分布は「良」である。
【0034】本実施例ではルール1、2のように、傾斜
角コードパターンのコード値に基づく定量的評価によっ
ているので、簡単、且つ、高速な判定が可能になる。な
お、パターンマッチングによる判定も可能である。例え
ば、図5の中央部9aのコード推移パターンを良品
(イ)について用意し、これらと(ロ)、(ハ)を比較
しても、2次反射光の影響の有無を判定できる。このと
き、側面部9bについてはコード値に基づく定量的評
価、あるいはコード推移パターンによる比較を行い、良
品(イ)の範囲であることを確認すれば、判定がより正
確になる。
角コードパターンのコード値に基づく定量的評価によっ
ているので、簡単、且つ、高速な判定が可能になる。な
お、パターンマッチングによる判定も可能である。例え
ば、図5の中央部9aのコード推移パターンを良品
(イ)について用意し、これらと(ロ)、(ハ)を比較
しても、2次反射光の影響の有無を判定できる。このと
き、側面部9bについてはコード値に基づく定量的評
価、あるいはコード推移パターンによる比較を行い、良
品(イ)の範囲であることを確認すれば、判定がより正
確になる。
【0035】2次反射補正部105は、検査対象の傾斜
角コードパターンに2次反射光の影響が認められる場
合、影響のある分割面のコードを所定値に補正するコー
ドパターンの補正を行う。図5の例では、ケース
(ロ)、(ハ)のコードパターンにおいて、コード
「1」を全てコード「4」に変更する。すなわち、傾斜
角14゜以下の分割面つまり2次反射光の影響部分を全
て傾斜角20゜に補正する。これにより、傾斜角コード
パターンから2次反射光の影響が排除される。
角コードパターンに2次反射光の影響が認められる場
合、影響のある分割面のコードを所定値に補正するコー
ドパターンの補正を行う。図5の例では、ケース
(ロ)、(ハ)のコードパターンにおいて、コード
「1」を全てコード「4」に変更する。すなわち、傾斜
角14゜以下の分割面つまり2次反射光の影響部分を全
て傾斜角20゜に補正する。これにより、傾斜角コード
パターンから2次反射光の影響が排除される。
【0036】最後に、はんだ付け良品判定部106は良
否判定ルールに従い、補正された傾斜角コードパターン
の角度推移が所定範囲かをチエックする。図5の例で
は、補正後のケース(ロ)、(ハ)の傾斜角推移は「2
0゜,20゜,20゜,25゜,30゜」となるので、
判定結果は良品(OK)となる。なお、良否判定ルール
は、上記のように良品の角度推移を基準に、エリア内の
傾斜角範囲と隣接間の角度変化をチエックするものに限
られない。例えば、良品の傾斜角パターンとのパターン
マッチングの度合いなど、良否判定のための既知の判定
手法の適用が可能である。
否判定ルールに従い、補正された傾斜角コードパターン
の角度推移が所定範囲かをチエックする。図5の例で
は、補正後のケース(ロ)、(ハ)の傾斜角推移は「2
0゜,20゜,20゜,25゜,30゜」となるので、
判定結果は良品(OK)となる。なお、良否判定ルール
は、上記のように良品の角度推移を基準に、エリア内の
傾斜角範囲と隣接間の角度変化をチエックするものに限
られない。例えば、良品の傾斜角パターンとのパターン
マッチングの度合いなど、良否判定のための既知の判定
手法の適用が可能である。
【0037】図6は、本実施例によるはんだ付外観検査
装置の処理フロー図である。まず、基板上の被検査部品
はんだ付け部に環状照明1の各段を順次切り換えて照射
し、その各々の画像をCCDカメラ2で撮像する(s1
01)。切り換えのタイミングは、前段の照明による残
像消失時間以上とする。はんだ付け判定装置10は、C
CDカメラ2による検査対象エリア9の4枚の入力画像
を取り込み(s102)、各々の画像を画像処理して画
素単位の濃度パターンを作成する(s103)。次に、
各濃度パターンを基に、検査対象エリア9の分割面の傾
斜角を求め、傾斜角をコードで記述した傾斜角コードパ
ターンを作成する(s104)。このコードパターン
は、中央部9aと側面部9bからなる。
装置の処理フロー図である。まず、基板上の被検査部品
はんだ付け部に環状照明1の各段を順次切り換えて照射
し、その各々の画像をCCDカメラ2で撮像する(s1
01)。切り換えのタイミングは、前段の照明による残
像消失時間以上とする。はんだ付け判定装置10は、C
CDカメラ2による検査対象エリア9の4枚の入力画像
を取り込み(s102)、各々の画像を画像処理して画
素単位の濃度パターンを作成する(s103)。次に、
各濃度パターンを基に、検査対象エリア9の分割面の傾
斜角を求め、傾斜角をコードで記述した傾斜角コードパ
ターンを作成する(s104)。このコードパターン
は、中央部9aと側面部9bからなる。
【0038】次に、傾斜角コードパターンについて、2
次反射判定データの算出を行う(s105)。すなわ
ち、中央部9aの角度推移と、側面部9bのコード平均
値Aveおよび/または最大値を求める。そして、上記
のルール1とルール2に従って、2次反射光の影響の有
無を判定する(s106)。この結果、2次反射光の影
響が有れば影響の有る全ての傾斜角コードを所定値に、
例えばコード「4」に変更するコードパターン補正を行
う(s107)。このようにして作成された検査対象の
傾斜角コードパターンについて、補正後の中央部9aの
角度推移を算出し(s108)、予め良品の傾斜角コー
ド推移の範囲について定めた良否判定ルールに従って、
はんだ付けフィレットの良否判定を行う(s109)。
この結果、図5のケース(ニ)、(ホ)の場合のよう
に、不良(NG)と判定される場合は、NG信号を出力
する(s110)。なお、良否判定は、良品コード推移
ではなく、不良品コード推移を用いても、あるいは両者
を用いてもよい。また、コード推移ではなく、コード分
布のパターンマッチングによってもよい。
次反射判定データの算出を行う(s105)。すなわ
ち、中央部9aの角度推移と、側面部9bのコード平均
値Aveおよび/または最大値を求める。そして、上記
のルール1とルール2に従って、2次反射光の影響の有
無を判定する(s106)。この結果、2次反射光の影
響が有れば影響の有る全ての傾斜角コードを所定値に、
例えばコード「4」に変更するコードパターン補正を行
う(s107)。このようにして作成された検査対象の
傾斜角コードパターンについて、補正後の中央部9aの
角度推移を算出し(s108)、予め良品の傾斜角コー
ド推移の範囲について定めた良否判定ルールに従って、
はんだ付けフィレットの良否判定を行う(s109)。
この結果、図5のケース(ニ)、(ホ)の場合のよう
に、不良(NG)と判定される場合は、NG信号を出力
する(s110)。なお、良否判定は、良品コード推移
ではなく、不良品コード推移を用いても、あるいは両者
を用いてもよい。また、コード推移ではなく、コード分
布のパターンマッチングによってもよい。
【0039】本実施例により、部品の実装状態、はんだ
量及びはんだ形状に左右されない安定なはんだ付け表面
の良否判定が可能になり、はんだ付け部外観検査装置の
認識率を従来の80%から99%以上に向上できた。
量及びはんだ形状に左右されない安定なはんだ付け表面
の良否判定が可能になり、はんだ付け部外観検査装置の
認識率を従来の80%から99%以上に向上できた。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、検査対象の傾斜角コー
ドパターンにおける2次反射光の影響を簡単に検出でき
るので、オンライン検査における2次反射光誤差を確実
に回避する補正方法を提供できる。
ドパターンにおける2次反射光の影響を簡単に検出でき
るので、オンライン検査における2次反射光誤差を確実
に回避する補正方法を提供できる。
【0041】本発明によれば、近接して対向するはんだ
フィレットからの2次反射光の影響を回避して認識率を
向上できるので、信頼性の高いはんだ付外観検査装置を
提供できる。
フィレットからの2次反射光の影響を回避して認識率を
向上できるので、信頼性の高いはんだ付外観検査装置を
提供できる。
【図1】本発明の一実施例による段差照明式はんだ付外
観検査装置の構成図。
観検査装置の構成図。
【図2】検査対象エリアの分割面と傾斜角コードパター
ンの説明図。
ンの説明図。
【図3】2次反射光の発生メカニズムを示す説明図。
【図4】2次反射光の発生分布と、それに対応したパタ
ーン区分を示す説明図。
ーン区分を示す説明図。
【図5】複数の実測サンプルによる傾斜角コードパター
ン、コード推移、解析データを比較するテーブル。
ン、コード推移、解析データを比較するテーブル。
【図6】本発明の一実施例による段差照明式はんだ付外
観検査装置の処理フロー図。
観検査装置の処理フロー図。
【図7】従来の段差照明式はんだ付外観検査装置の動作
を説明する説明図。
を説明する説明図。
1…環状照明装置(LED)、2…カメラ(CCD)、
3…基板、4…角形チップ、5…チップ電極、6…はん
だ付けフィレット、7…パッド、9…検査対象エリア、
9a…中央部、9b…側面部、10…はんだ付け判定装
置、11…CPU、12…メモリ、13…出力装置(C
RT)、20…1次反射光路、30…2次反射光路、5
0…傾斜角コードパターン、102…画像処理部、10
3…コードパターン作成部、104…2次反射判定部、
105…2次反射補正部、106…はんだ付け良否判定
部、121…入力画像データ記憶部、122…濃度情報
記憶部、123…コードパタン記憶部、124…判定ル
ール記憶部。
3…基板、4…角形チップ、5…チップ電極、6…はん
だ付けフィレット、7…パッド、9…検査対象エリア、
9a…中央部、9b…側面部、10…はんだ付け判定装
置、11…CPU、12…メモリ、13…出力装置(C
RT)、20…1次反射光路、30…2次反射光路、5
0…傾斜角コードパターン、102…画像処理部、10
3…コードパターン作成部、104…2次反射判定部、
105…2次反射補正部、106…はんだ付け良否判定
部、121…入力画像データ記憶部、122…濃度情報
記憶部、123…コードパタン記憶部、124…判定ル
ール記憶部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真柄 雅利 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 宇佐美 和男 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 武安 清雄 東京都千代田区神田須田町一丁目23番2号 日立電子株式会社開発研究所内
Claims (7)
- 【請求項1】 はんだ付け表面を複数の角度から順次照
射して、各々について撮像した複数の画像を基に、はん
だ付け表面を囲む検査エリアの傾斜角の分布を求めて良
否判定するはんだ付外観の検査方法において、 前記画像の画素と対応関係にある前記検査エリアの分割
面毎に、前記傾斜角の分布を傾斜角コードで示すコード
パターンを作成し、該パターンを中央部と側面部に分け
て、前記中央部のコードパターンから求めたコード推移
と、前記側面部のコードパターンから求めたコードの平
均値および/または最大値を基に、所定の2次反射判定
基準に従って、隣接部品による2次反射の影響の有無を
判定することを特徴とするはんだ付外観の検査方法。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記コード推移における隣接分割面のコード変化が一定
値を超える特異個所が所定数以上で、且つ、前記コード
の平均値および/または最大値が良判定の範囲を示して
いる場合に、前記傾斜角の分布に前記2次反射の影響が
有ると判定することを特徴とするはんだ付外観の検査方
法。 - 【請求項3】 請求項2において、 前記2次反射の影響が有る場合に、前記特異個所で傾斜
角が平坦に近いコードを所定傾斜角以上のコードに補正
し、該補正した傾斜角コードパターンについて前記良否
判定を行うことを特徴とするはんだ付外観の検査方法。 - 【請求項4】 はんだ付けフィレットを複数の角度から
順次照射して、各々について撮像した複数の画像を基
に、前記フィレットを囲む検査エリアの傾斜角の分布を
求めて良否判定するはんだ付外観の検査方法において、 前記画像の画素と対応関係にある前記検査エリアの分割
面毎に、前記傾斜角の分布を傾斜角0度の近傍はコード
=1、傾斜角35〜40度はコード=7、その中間の傾
斜角は段階的にコード=2〜6で記述して傾斜角コード
パターンを作成し、 該コードパターンを前記2次反射の影響を受けやすい中
央部と影響を受けにくい側面部に分け、前記中央部のコ
ードパターンから分割面のコード推移を求め、前記側面
部のコードパターンからコード平均値及び最大値求め、
前記コード推移において隣接分割面のコード変化が4以
上となる特異個所が所定数以上あり、且つ、前記平均値
及び最大値がはんだ付け良の範囲を示している場合に、
前記コードパターンに前記2次反射の影響が有ると判定
し、 前記2次反射の影響が有る場合に、前記特異個所におけ
るコード=1をコード=4に補正した傾斜角コードパタ
ーンを作成して、前記良否判定を行うことを特徴とする
はんだ付外観の検査方法。 - 【請求項5】 はんだ付け表面を複数の角度から照射す
る段差照明装置と、各段の照明に応じてはんだ付け表面
を撮像する撮像カメラと、各段の照明による複数の画像
を基にはんだ付け表面の良否判定を行う計算機利用のは
んだ付け判定装置を備えるはんだ付外観の検査装置にお
いて、前記判定装置は、 前記各段の画像から画素単位の濃度情報パターンを画像
毎に作成する画像処理手段と、 複数の前記濃度情報パターンを基に、前記はんだ付け表
面を囲む検査エリアの分割面の傾斜角を求めて傾斜角コ
ードパターンを作成するコードパターン作成手段と、 前記傾斜角コードパターンを中央部と側面部に区分して
求めた中央部のコード推移と側面部のコード平均値及び
最大値を基に、第1の判定基準に従って2次反射の影響
を判定する2次反射判定手段と、 2次反射の影響が有る場合に、前記傾斜角コードパター
ンの該当分割面のコードを良判定の得られるコードに変
更する2次反射補正手段と、 前記傾斜角コードパターンに対し、第2の判定基準に従
ってはんだ付け表面の良否を判定し、否の場合にNG信
号を出力するはんだ付け良否判定手段と、 前記各段の画像データ、前記濃度情報パターン、前記傾
斜角コードパターン、前記第1の判定基準及び第2の判
定基準を参照可能に記憶する記憶手段を設けることを特
徴とするはんだ付外観の検査装置。 - 【請求項6】 請求項5において、 前記第1の判定基準は、前記中央部の隣接分割面のコー
ド変化が一定値を超える特異個所が所定数以上で、且
つ、前記側面部の前記コード平均値及び最大値が良判定
の範囲内にある場合に、前記傾斜角コードパターンに2
次反射の影響があると判定することを特徴とするはんだ
付外観の検査装置。 - 【請求項7】 請求項5または6において、 前記NG信号の出力される場合に、要求に応じて該当傾
斜角コードパターンおよび/または該当画像を表示する
出力手段を備えることを特徴とするはんだ付外観の検査
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7178783A JPH0933225A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | はんだ付外観の検査装置および検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7178783A JPH0933225A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | はんだ付外観の検査装置および検査方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0933225A true JPH0933225A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16054566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7178783A Pending JPH0933225A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | はんだ付外観の検査装置および検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0933225A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309580A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Omron Corp | はんだフィレットの検査方法および基板外観検査装置 |
JP2014134525A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Sony Corp | 検査装置、撮像ユニット、検査方法及び基板の製造方法 |
JP2020020640A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社デンソーアイティーラボラトリ | 3次元形状計測システム、3次元形状計測方法、及び3次元形状計測プログラム |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP7178783A patent/JPH0933225A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309580A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Omron Corp | はんだフィレットの検査方法および基板外観検査装置 |
JP2014134525A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Sony Corp | 検査装置、撮像ユニット、検査方法及び基板の製造方法 |
JP2020020640A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社デンソーアイティーラボラトリ | 3次元形状計測システム、3次元形状計測方法、及び3次元形状計測プログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5493594A (en) | Method and apparatus for inspection of solder joints by x-ray fluoroscopic imaging | |
US6640002B1 (en) | Image processing apparatus | |
JP2953736B2 (ja) | 半田の形状検査方法 | |
JPH10141929A (ja) | はんだ付け検査装置 | |
KR100304649B1 (ko) | 집적회로 패키지의 리드핀 납땜 검사방법 및 검사장치 | |
JP2007139676A (ja) | 基板の検査装置及び検査方法 | |
JPH04315907A (ja) | 半田の形状検査方法 | |
KR100932549B1 (ko) | 전자부품의 검사 대상물용 경사 표면 검사 방법 및 이를사용한 검사 대상물의 경사 표면 검사 장치 | |
JPH0933225A (ja) | はんだ付外観の検査装置および検査方法 | |
JPH063123A (ja) | 外観検査方法及び外観検査装置 | |
JPH08247736A (ja) | 実装基板検査装置 | |
US6437355B1 (en) | Apparatus for judging whether bump height is proper or not | |
JP2007242944A (ja) | はんだ濡れ性評価装置およびはんだ濡れ性評価方法 | |
EP1174709A2 (en) | Cream solder inspection | |
JPH0886628A (ja) | 神経回路網による半導体チップリード半田外観検査法 | |
KR100269448B1 (ko) | 납땜검사장치및이에적합한검사방법 | |
JPH0989525A (ja) | リード肩部の位置検出方法およびリード先端部の位置検出方法 | |
JP3232821B2 (ja) | 実装済みプリント基板の検査方法 | |
JPS6326510A (ja) | 実装部品検査装置 | |
JP3067876B2 (ja) | パターン検査装置及びパターン検査方法 | |
JPS6326508A (ja) | 実装部品検査装置 | |
JP3277691B2 (ja) | 実装済みプリント基板の検査方法 | |
JP3715489B2 (ja) | プリント基板検査装置 | |
JPH0727531A (ja) | 外観形状検査装置における検査領域認識方法 | |
JP3232811B2 (ja) | 実装済みプリント基板の検査方法 |