JPS58212193A - チツプ部品検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、印刷回路基板上のチップ部品の有無や位置ず
れを自動的に認識するチップ部品検知方法に関する。

［発明の技術的Ｕｔとその問題点−１ 近時、例えば抵抗やコンデンサ等のリード線のないチッ
プ部品を印刷回路基板上に装着する技術が確立され、こ
れとともに−ヒ紀チップ部品の有無及び位置ずれを自動
的に検査する印刷回路基板検査装置も開発されている。

従来の印刷回路基板上。や工ゆ、□１゜Ｋヶオよ、ゆ、
ヶｙ　２　＊Ｂ　１ｒｉｓ　ｍ　１．’を装着した透光
性の印刷回路基板（２）の上方からの落射照明（３）、
下方からの透過照明（４）又は両者の組合わせを利用し
、印刷回路基板（２）からの透過光及び反射光をイメー
ジセンサ（５）により受光１−で、チップ部品（１）・
・・をパターン認識している。上記下方からの透過照明
（４）を利用してチップ部品（１）・・・の検知を行う
場合、第２図（ａ）に示すように、チップ部品（１）が
仮固定された印刷導体（６）　、　（６１に穿設された
ガス抜き用の透孔ｆ７）　、　（７）からの通過光は輝
一度が非常に高くなる。すなわち、第２図（ｂ）は、落
射照明及び透過照明を組合わせた場合の基準線Ｘ　Ｋ　
沿っ、−・た輝度レベルを示すものであるが、透孔（力
、（力部分の輝度レベルＬ１は、チップ部品（１）部分
の輝度レベルＬ２、ソルダレジストを被着しない印刷導
体（６）部分の輝度レベルＬ３、ソルダレジストを被着
した印刷導体（６ど部分の輝度レベルＬ４、印刷回路基
板（２）の透光性部分の輝度レベルＬ５に比べてはるか
に高くなっている。このような透孔（７１、（７１部分
の輝度レベルが高いことは、一方画津処理においてチッ
プ部品検査位置を決定するのに有効に活用できる利点を
もっているが、他方第２図（Ｃ）に示すように他の輝度
レベルＬ２．Ｌ３．Ｌ４．Ｌ５に影響を及ぼし、ことに
透孔（７）　、　＋７）の通過光は完全な平行光線でな
いので、隣接部分の反射光と一部重畳し輝度レベルト２
部分と輝度レベルト３部分との境界が不明確になるので
、闇値ＬＴで２値化した場合、チップ部品（１）に相当
する論理１０１部分の長さは、理想的には長さＡＯであ
るが、実際には、［これよりも短い長さ、１・′ｈ Ａｏ’となる。このような２値化画像の乱れは、第２図
（→におけるＭ−Ｍ’線、Ｎ−Ｎ’線のように、基準線
Ｘに直角なチップ部品（１）の端部近傍の基準線に浴っ
て２値化した場合も同様に生じる。したがって、従来の
方法によれば、チップ部品（１１の２値化画隊は、透孔
（７）　、　（７）近傍において縮小する傾向があり、
明瞭なチップ部品（１）の画鐵を得ることはできず、チ
ップ部品装着位置の良否の判定において、種々の不具合
を惹起していた０さらに、イメージセンサ（５）として
ＩＴＶカメラを使用した場合、透孔（７）　、　（力を
透過した強い透過光のだめに工Ｔｖカメラの撮像面が焼
付くおそれがあった。

［発明の目的］ 本発明は、と記事情を勘案してなされたもので印刷回路
基板上のチップ部品の装着状態の良否を精度良く検知す
るとともに、光電変換素子への過大な入光を防止するこ
とのできるチップ部品検知方法に関する。

［発明の概要コ 透光性の印刷回路基板のチップ部品装着面とは反対側の
面に対してほぼ垂直に光を投射して透過光に得ることに
よシチップ部品の像を検出する際印刷回路基板に穿設さ
れている透孔を通過する透過光を遮断するマスクを透孔
位置に配設するものである１・ ［発明の実施例Ｊ 以下、本発明を図面を参照し′Ｃ実施例に基づいて詳述
する。

第；う図は、本発明のチップ部品検知方法に用いられる
印刷回路基板検査装置を示している。この印刷回路基板
検査装置において、平板状の透光性の印刷回路基板（８
）は、保持体（９）により保持されている。この保持体
（９）は、第４図及び第５図に示すように、印刷回路基
板（８）の側面に密接して囲繞する枠部０〔と、保持体
（９）の底部をなす例えばプラスチック、ガラスなどの
透明板Ｉから構成されていて、枠部０１す透明板αυと
により形成された凹部に印刷回路基板（８）が局舎保持
されるようになっている。そして、印刷回路基板（８）
に７設された透孔０４・・・と上記透明板αυとが交わ
色部分には、透孔（１７Ｊ・・・中罠光を透過させない
黒色円形状のマスク（１３・・・が透明板ＱＩＩＫ、マ
スクａ３・・・の上面と透明板（１１１の上面とが面一
になるように嵌設されている。上記保持体（９）には、
送りねじ０荀に螺合されたナソ）　（１５１、（＋５１
が一体的に取付けられ、送りねじ０荀の一端部は、継手
（１１を介して、ステッピングモータ１７）に連結され
ている。また、図示せぬが、保持体（９）のナツトｕ５
１．　ｕｓが取付けられている側部とは反対側の側部に
は、送りねじＯａと平行に案内槓が配設されていて、保
持体（９）は、この案内槓に環装されるとともに保持体
（９）に一体的に取付けられた環装体を介しで送りねじ
（１４）による送り方向に摺動自在に支持されている。

なお、印刷回路基板（８）は、この印刷回路基板（８）
Ｋはんだ付は向上を主目的としてＹ定方向に形成されて
いるブラッシング加工による図示　　　゛せぬ研摩傷痕
が、送りねじによる送り方向と一致するように、保持体
（９）に保持するのが好ましい。

さらＫ、保持体（９）の下部には、第１の光源饅が配設
されていて、印刷回路基板（８）のチップ部品（［１′
・・・装着面とは反対側の面に対してほぼ垂直方向に照
明するようになっている。一方、保持体（９）により保
持された印刷回路基板（８）の斜め上方には、印刷回路
基板（８）のチップ部品α湯・・・装着面を斜め方向か
ら、上記研磨傷痕に直交するように照明する第２の光源
Ｑυが配設されている。さらに、印刷回路基板（８）の
直上位置には、印刷回路基板（８）からの反射光及び透
過光を集光する例えば凸レンズなどからなる光学系００
が配設されている。これら光学系ＱＩ）及び第１、第２
の光源（１８１、ｔｚυは、同一平面上に設けられ、こ
の同一平面と印刷回路基板（８）との交線が、送りねじ
（＋４１による走査方向に直交する仮想検査線Ｗとなっ
ている。上記仮想検査ｌｓＷは、チップ部品０９・・・
の装着状態の良否を検査する走査線となっている。さら
に、光学系（２１）による印刷回路基板（８）の光学［
象の結像位置には、例えばフォトダイオードアレイ、　
　ＩＴＶカメラ、ＣＯＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌ
ｅｄＤｅｖｉｃｅ　）等の光学的情報を電気的情報に変
換するイメージセンサ（２々が設けられている。このイ
メージセンサ（２２は、アナログ−ディジタル変換器（
ハ）を介して、画像データを逐一格納する１画像専用メ
モ・、１１ υＧ！４）の入力側に接続されている。この画１象専用
メモリ（２（イ）は、チップ部品（Ｉｎ・・・の有無や
位置ずれ等のパターンｕＲ処理を行う例えばマイクロ・
コンピュータなどの演算制御部（′７９に接続されてい
る。こ／”り の演算制御部（２９には、ドライバａを介してステッピ
ングモータα力が接続されている。また、この演算制御
部（ハ）には、検査結果を表示するためのモニタＴＶＩ
２７）が接続されている。

つぎに上述した印刷回路基板検査装置ｕを用いて本実施
例のチップ部品検知方法について述べる。

まず、第５図に示すように、複数のチップ部品α９・・
・を印刷回路基板（８）の所定の印刷導体（至）位置に
接着剤（ハ）を介して仮固定する。しかして、チップ部
品ＯＩ・・・を装着した印刷回路基板（８）を保持体（
９）に前述したように研磨傷痕方向と送りねじＱ４１に
よる送り方向とが互に平行になるように嵌合保持する０
しかして、演算制御部０！１９からのクロ）クパルス状
の制御信号８Ａを入力したドライバ（ハ）からは、駆動
信号ＳＢが、ステッピングモータ０７）Ｋ出力され第１
及び第２の光源ＵＳ　、■により照明されている印刷回
路基板（８）は、一端かち他端まで、送υねじα養によ
シ走査される。このとき、仮想検査線Ｗに沿ったチップ
部品Ｑｌ・・・の装着状態を示す光は、光学系シ１）に
よりイメージセッサ＠上により結１象されこのイメージ
七ンサ固により受光量に応じた電圧のＩ穫気１汀号Ｓ　
Ｃに変換される。この心気信号ＳＣは、アナログ−ディ
ジタル変換器（２増にてディジタル値の７ｆｌ気信号Ｓ
　Ｉ）に変換される）しかして１画像専用メモ１月２４
１にでは、一定走査距離ごとに（たとえば、演算制御部
（ハ）からドライバ（イ）に出力される制御信号ＳＡの
１パルスごとに）、心気信号ＳＤを入力し、仮想検査線
Ｗに沿った明暗を示すディジタル値が格納される。そし
て、画像専用メモリｔ２４１に格納されたデータに基づ
いて、演算制御部（ハ）にては各種の画像処理が行われ
る。このとき画像専用メモリ（２４）　Ｋ　！納されて
いるディジタル値のデータは、各透孔Ｏ４・・・ごとに
マスク峙・・がかけられているので、第１の光源ａ８１
からの光が透孔ａの・・・を通過して他の光情報を擾乱
することはなく、イメージセンサｔ２３に達する光は印
刷回路基板（８）上のパターンを忠実罠反映したものと
なっている。たとえば、第６図（ａ）に示すように、仮
想検査線Ｗに沼って、ソルダレジストを被着していない
印刷導体１２８＋、透孔Ｈ、ｕ２、ソルダレジストを被
着している印刷導体−、チップ部品１ｌｌｊが存在して
いる場合のイメージセンサ（２クトにおける理想的な受
光量の大きさは、印刷回路基板（８）の透光性部分が最
も犬ｅ＜輝ｉレベルＬ１となっている０これは、第１の
光源Ｈからの光を透過するからである。印刷導体（ハ）
、（２１部分及びチップ部品（１１部分に相当するイメ
ージセンサ（２カ上における受光量は、第２の光源（至
）からの光の反射光のみ；Ｃ基因するので、輝度レベル
Ｌ１よりは小さく、反射率の大きさに対応して、大きい
順に印刷導体シ樽部分が輝度レベルＬ２、印刷導体０１
部分が輝度レベルＬ２よシもわずかに小さい輝度レベル
Ｌ３、チップ部品０部分は、表面が黒体梨地状であるの
で反射光は極めてわずかであるので、ゼロに近い輝度レ
ベルＬ４となる。また、透孔０７Ｊ、０２部分も黒体で
あるので、チップ部品（９）部分と同様に輝度レベルＬ
４となる。ところで、透孔（１２゜Ｏの部分は、マスク
０３．　（１３）によシ遮断されているので、第２図（
Ｃ）に示すような輝度レベルの乱れはなくなり、イメー
ジセンサ０２上における実際の受光破は、第６図（Ｃ）
＃て示すように、境界部分においてわずかに受光睦の跣
れがあるものの、それでもマスク（１３１、（１３）が
ない場合に比べて、はるかに輪郭を忠実に反映するもの
となっている。したがって、第６図（Ｃ）の閾値Ｉ、ｏ
　（輝度レベルＬ″３と輝度レベルＬ４さの中ａ１１に
ある。〕で２値化しても、第６図（ｄ）に示すように、
チップ部品０は、論理ｒＯＪに、他部分は、論理ｒｌＪ
に明確に峻別できる。さらに、この場合、透孔α２　、
　（Ｉ７Ｊ７＋も論理１ｏＪとなるので、チップ部品検
知位置確認に利用できる。したがって、演算制御部Ｑ１
にては、チップ部品の装着状態（位１４ずれ、有無）を
正確に検知することができる。このように１本実施例は
、透孔α渇、（１２部分を黒体マスクで遮断しているの
で、透孔ＱＤ　、　ａ３を第１の光源α秒からの完全な
平行光線でない光が直接通過して、隣接する印刷導体（
ハ）、（２樟及びチップ部品四の端部からの反射光と重
縁し、チップ部品叫””　　”Ｉｌｌ の透孔（１２１、ｏａ近接部分の輪郭が不明確になるこ
とがなくなるとともに、イメージセンサシ邊にＩＴＶカ
メラを用いた場合、透孔ｏ２．α２を通過した光により
焼付けを惹起する虞がなくなる。

なお、上記実施例においては、マスク（＋３１・・を被
着した透明板（１１１を用いたが、すりガラスリような
半透明板でもよい。さらに、マスクｆｌＪｉ・・・は、
黒色不透明塗料の塗布によってもよい。また、写真用乾
板と印刷回路基板とを重ね合わせ、印刷回路基板側から
露光する等、写真用の感光材料を利用して黒色マスクを
形成してもよい。さらにまた、上記実施例においては、
マス２０階・・・を被着した透明板αυ上に印刷回路基
板（８）を載置することにより、透孔（１２・・・をマ
スク（１３）・・・により遮断するようにしているが、
マスクが形成されたフィルム状の可撓性の透明膜を印刷
回路基板に着脱自在に貼着するようにしてもよい。

［発明の効果コ 本発明のチップ部品検知方法は、チップ部品が装着され
る透光性め印刷回路基板に穿設されたガ個。

ス抜き用の透孔にマスクを配設することにより、透孔を
通過する光を速断するようにしたので、実際のチップ部
分の輪郭を忠実に反映した画像を得ることかできるよう
になり、チップｙａｓ品の装着状態の良百の判定精度が
著しく向トノ−るという格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のチップ部品検知方法を示す図
、第３図は本発明の一実施例に用いられる印刷回路基板
検査装置の全体構成図、第４図は第３図における保持体
の平面図、４８５図は第４図の保持体に嵌合載置された
印刷回路基板の装部断面図、第６図は本発明の一実施例
における印刷回路基板からの光のＩＩｉ度レベルを示す
図である。 （１７、１９１・・チップ部品、 （２＋　、　＋８＋・・・印刷回路基板、Ｏｙ・・マス
ク、（２４・・・イメージセンサ。 代ｉｊ１人　弁理士　　則　近　憲　佑（ほか１名） 策１図 第３図 策４図 ／７　　　　　ｔｔ　　　　、ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チップ部品が装着された透光性の印刷回路基板の上記チ
   ップ部品装着面側とは反対面側又はこの反対面側と上記
   チップ部品装着面側との両側から上記印刷回路基板に光
   を投射し、このとき上記印刷回路基板を透過した透過光
   又はこの透過光と上記印刷回路基板により反射された反
   射光との両方をイメージセンサにて受光して電気信号に
   変換しこの電気信号に基づいて上記チップ部品の装着状
   態の良否を判定するチップ部品検知方法において、上記
   印刷回路基板の上記チップ部品がはんだ付けされる部位
   に穿設されているガス抜き用の透孔にマスクをかけ上記
   透孔を通過する上記チップ部品装着面側とは反対面側か
   らの光を遮断することを特徴とするチップ部品検知方法
   。