JPS61235068A - 多足電子部品の半田付け部検査装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、画像処理を用いた自動的な多足電子部品の半
田付は部検査装置に関する。

「従来の技術」 従来、電子装置の半田付は部の検査は作業者による目視
検査で行なわれていた。しかし、ＩＣ等の多足電子部品
を用いる電子装置においては、半田付は部の数が多く、
また各半田付は部の形状も小さいので、検査のために非
常に時間がかかり、かつ作業者の主観によって検査結果
にばらつきを生じる問題があった。

「発明が解決しようとする問題点Ｊ 本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので
あり、半田付は部のｊＩＩＩ沓を短酔閉で日っ正確に行
なうことを目的とする。

［問題点を解決するための手段」 しかして、本発明によれば、多足電子部品の端子が設け
られている各辺毎にその端子の半田付は部を照明する複
数の照明装置と、その半田付は部の輪郭形状を撮影する
撮影装置と、前記多足電子部品、または撮影装置と照明
装置とを撮影位置に相対的に移動する移動手段と、前記
撮影手段により撮影した映像信号を画像処理して二次元
パターン化した画像にするとともに、その画像とメモリ
内に予め記憶された標準画像とを重ね介せ比較して半田
付は部の良否を判定する判定手段と、前記移動手段によ
る移動および前記照明装置の照明の切換えを制御する制
御手段とを備え、前記多足電子部品の検査すべき辺の照
明装置のみを作動するように切換える多足電子部品の半
田付は部検査装置が提供される。

「作用」 上記構成によれば、撮影装置および照明装置を適切な位
置に設置し、これから得られた画像の）（ターンを予め
解析し記憶された標準画像と比較する判定手段により、
半田付は部の良・不良を短時間で且つ正確に判別できる
。また、照明装置が複数個であることにより、照明装置
が１個である場合に必要な多足電子部品の回転移動を不
要とし、複数個の照明装置の照明を切換制御することに
よって二方向の移動のみにより検査を行なうことができ
る。

「実施例」 次に、本発明の検査装置の一実施例を図面について説明
する。

第１図から第３図は一実施例の構成を示す図であり、第
１図は機械構成の全体を示す斜視図、第２図は電気構成
を含む平面図、第３図は側面図である。

電子装置の基板１はｘｙテーブル２の上に載せられてお
り、このテーブル２はＸ紬モータおよびｙ輸モータによ
りＸ輪および１輪方向に２次元的に移動可能にされてい
る。テーブル２の上方には、撮影装置をなす工業用テレ
ビカメラ３が設置されている。また、カメラ３の直下に
移動されるところの、多足電子部品をなす半導体集積回
路（Ｉ　Ｃ）４をＸ゛輸お上り１輪の両側面から照明可
能なように、照明装置をなすライト５が４個設置されて
いる。各ライト５は内部にランプおよび光学レンズなど
を適宜に設けられたものであり、各ライト５の前面には
所定の命令により開閉可能なシャッター６が備えられて
いる。また、各ライト５は、ＩＣ４の半田付は部を適切
に照明できるように、基板１との間に成る角度θを持つ
ように配置されている。さらに１．カメラ３は判定手段
をなす制御部７に接続されており、ライト５はライト切
換器８を介して制御部７に接続されでいる。制御部７は
半田付は部の標準画像等の記憶されたメモリ７ａと共に
マイクロコンビエータをもって構成されており、検査物
であるＩＣ４のどの足が半田付不良４ｈ　４Ｌ　　！　
　Ｊ＋＋？ｈ　　Ｖ　　ｊ　　＆ｎ　　７−　　ｍ　　
！　　−ｂ　　１７％　　Ｍ　　−Ｔ−１ノ　Ｖ　　ｈ
÷ｉ！ｌＢ　匂−１ｌｌＱを備えている。なお、制御部
７はｘｙテーブル２の移動なども制御するものである。

「作動」 上記構成による作動−を第４図から第１６図を用いて説
明する。

第４図は、この実施例の作動の全体システムを示す、電
源がオンされると、モードを何にするかが端末ｆｉ９の
画面により開かれるので、その端末機９のキーを操作す
ることによりティーチングモードを選択すると、ライト
５の方向、角度および位置決めデータを作成することが
できる０校正モードを選択すると、画面上における１ｉ
ｉｌ素に対応するｘｙテーブル２の移動量、すなわちＸ
軸モータおよびｙ輸モータに送られるパルス数を求め、
メモリ７ａに記憶する。基板選択モードでは、検査をす
る基板１を選択し、その基板１の種類に対応するデータ
をメモリ７ａに読み込む。自動モードに切換えると、以
上の状態で、記憶された画面上における１画素当りのｘ
ｌｍおよびｙ粕モータのパルス数、および基板１の種類
で自動的に検査が行なわれる。

第５図にティーチングモードの７０−チャートを示す、
第６図において基板１には多数（この例では５個）のＩ
Ｃ４が取付けられでおり、ＩＣ４には４側面に足を持つ
ものと、２個面にだけ足を持つものとがある。ｔｌｃ７
図には第６図のｔＩ＆１番目のＩＣ４己ついてのにｙテ
ーブル２の移動順序が示されており、ＪＯ−ＪＯの順序
で各点を位置決めするようにｘｙテーブル２が移動され
るものとし、Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ　　のすべての４側面についでｘｙテーブル
２は移動される。

第５図によるごとく、ティーチングモードがスタートす
ると、命令５０１では第１番目のＩＣ４の角を第８図の
様に画面の中央に移動させる。命令５０２ではこの時の
にｙテーブル２の座標（ＣＯＲＮＥＲｘ＊Ｃ０ＲＮＥＲ
ｙ）をメモリ７ａに記憶する。

命令５０３では、ライト５の方向および角度θを選択し
記憶する。ここで、ライト５の方向というのは、４個の
ライト５の何れを選択して作動させるかという意味であ
る。命令５０４では、ＩＣ４の足Ａ１の先端の中心を第
９図に示されるようにカメラ３の画面の中央に移動させ
る。命令５０５では、この時のｘｙテーブル２の座１１
（Ｘ＾ＬＦ＾１）をメモリ７ａに記憶する。命令５０６
では、ＩＣ４の次の足Ａｎ（この場合はＡ５）の先端の
中央を画面の中央に移動させ、命令５０７ではこの時の
ｘｙテーブル２の座標（ｘＡｎ＊ｙＡｎ）をメモリ７ａ
に記憶する。命令５０８では、命令５０５および命令５
０７でメモリ７ａに記憶した座標の差（ΔＸ、Δｙ）を
求める。命令５０９においては、引続いて第１θ図に示
される様な移動データＪＮを隅角の座１１［（ＣＯＮＥ
Ｒｘ、Ｃ０ＮＥＲｙ）−足Ａ１の座標（Ｘ＾ｌｔｙ＾１
）および座標の差（Δ×、Δｙ）等から求め、第１番目
のＩＣ４の１つの側面Ａについての移動データＪＮが求
められる。命令５１０においては、第１番目のＩＣ４の
他の側面Ｂ、Ｃ，Ｄについても操作Ａと同様に移動デー
タＪＮを求める。命令５１１では第２番目から第５番目
のＩＣ４についでも第１番目の操作と同様な操作を行な
うことにより基板１全体の移動データを作成し、第１１
図に示される状態で移動データをメモリ７ａに格納する
ことができ、命令５１２でｘｙテーブルを原点に戻すこ
とによりティーチングモードが終了する。

ティーチングモードは、その特定の基板用のデータを作
るモードであるから、一度行うだけで良い。また、この
データは、基板Ｉ、Ｉｆ、！［・・・というように数種
類の基板別にメモリ７ａに格納できるので、検査基板１
が■→■→■と変っても基板選択モードでその選択され
た基板に対応するデータを読み込めば、改めて特定の基
板Ｉをティーチングすることな（自動的に半田付は部の
検査を行なうことができる。

そして、第１２図に示されるように自動モードがスター
トされると、命令６０１では４つのライト５についてそ
れぞれ照度を調整する。この照度の調整に当ってはテレ
ビ付燈末機９上で表示された画像信号に基づいた濃度分
布のヒストグラムを作成して、最適の照度が選択される
。命令６０２でｌ十−千ノー千ンゲモーーの合４５０３
で′Ｊ４沢したライト５だけのシャッター６が開かれ、
他の３つは閉じられる。その命令６０２ではライト５の
角度θのＩｌｌ整も行なわれる。命令６０３ではティー
チングモードで得られた移動データＪＯを用い第１番目
のＩＣ４の隅角（ＣＯＲＮＥＲｘ、Ｃ０ＲＮＥＲｙ）が
テレヒ付端末１’１９の画面上に設定されたウィンドウ
Ｗ内に映るように１１３図のごと＜ｘｙテーブルが移動
される。命令６０４では隅角の座ｔ！ＩＡ（モニタ座標
）と画面中央の座標との差ΔＸ１．ΔＹ１が第１３図に
示されるように求められる。命令６０５では、その差Δ
ｘ１ｔΔＹ１をｘｙテーブルの移動量Δｘ１．Δｙ１に
変換する。命令６０６においては、１１４図に示すよう
にティーチングモードで求めた移動データＪ１に座標の
差ΔｘＬΔｙ１を加え、基板１の位置決めセツティング
等による位置ずれを補正して足Ａ２に移動するデータＪ
ｌ’　を作り正しい位置に基板１を移動する。命令６０
７では、ＩＣ４の足の数、および足の間隔に介せて、Ｗ
＆１５図に示されるように最高３つのウィンドウＷ１．
Ｗ２．Ｗ３を設定する。命令６０８では、ウィンドウＷ
ｌ。

Ｗ２．Ｗ３　　内をそれぞれ予め決められたしきい値に
基いて二次元パターン化した２値画像に変換し、半田付
は部の明るい部分とその他の暗い部分とを分離する。命
令６０９においては、これらの２値画像が第１６図に示
されたどのパターン画像であるかを、メモリ７ａ内に予
め記憶された標準画像と重ね合せ比較することにより判
定し、良・不良を決定する。同様にして、ＩＣ４のＢ辺
を検査する際には第１５図に示すウィンドウＷｌ、Ｗ２
゜Ｗ３を縦長に設定すればよい。第１６図（ａ）〜（ｃ
）は半田付けの状態とその時の画面上の２値画像を示し
ており、第１６図（ａ）は過剰半田の状態を示し、端末
機９のテレビ画面にはライト５が当てられた半田付は部
分が明るい部分として長（表わされる。過剰半田の状態
は半田の消費量が多く、また他の部品にも障害を与え易
いので良くない、第１６図（ｂ）は半田不足の状態を示
し、テレビ画面に表われる「明」の部分が少ない、この
半田不足の状態は、半田付は強度が弱いので良くない。

第１６図（ｅ）は良い半田付けの状態を示しており、Ｉ
Ｃの足の＃１面に過不足なく半田が付けられている。こ
の第１６図（ｃ）の状態が標準画像である。

なお、光の入射角度θはカメラ３により最大輝度で半田
付は部が撮影できるようにｌｌＩ整されでいる。

これらの２値画像を重ね合せて比較すると、過剰半田の
場合は第１６図（、）に示されたような長円形の「明」
の画像の中間を暗となる標準画像で欠かした形状の「明
」の画像が残り、半田不足の場合は第１６図（０）に図
示された標準画像の左端部を半田不足の画像で欠かした
形状の「明」の１像が残るが、良い半田の場合は、テレ
ビ画面の全体が「暗」になる、従って、「明」の画像が
残るか否かにより、ＩＣ４の足ごとに半田付は部の良・
不良が一目瞭然に判別できる。

「その他の実施例」 なお、上記の実施例においてはライト５をＸ紬および１
輪方向の両側面に設けてそのライト５の数を４６１にし
でいるが、基板１上に取り付けられた各ＩＣ４が全て二
側面にだけ足を有する場合などは、ライト５は相対面す
る２個にすることもできる。さらに、テレビ付端末ｆｉ
９の画面には、半田付は部の良・不良を表示するように
してもよい。

また、ランプの点燈により半田付は不良を表示すること
も可能である。

「効果」 以上述べたように、本発明の検査装置は上記の構成を有
するものであり、照明装置および撮影装置を適切な位置
に設置し、これから得られる画像のパターンを解析する
判定手段を備えるものであるから、半田付は部の良・不
良を正確に検査できると共に、検査速度が上昇し、また
、照明装置を多足電子部品の端子を有する各辺毎にＷｋ
置して切換制御するから、照明装置が１つの場合に必要
であった検査物を回転移動させるという操作をなくすこ
とができ、移動手段の構成を簡潔にできるなどの数々の
優れた効果がある。

第１図から第３図は本発明の検査装置の一実施例の構成
を示す図であり、第１図は機械構成の全体を示す斜視図
、第２図は電気構成を含む平面図、第３図は側面図であ
る。第４図から第１６図は作動を示す図で島９、第４図
は全体システムを示すシステム図、第５図はティーチン
グモードの７０−チャート、第６図は検査物の例を示す
平面図、第７図はｘ−ｙテーブルの移動順序を示すグラ
フ、第８１！Ｉおよび第９図はその要部の拡大図、第１
０図はΔＸ、Δｙの求め方を示すグラフ、第１１図は移
動データの格納状態を示す慎弐図、第１２図は自動モー
ドの７０−チャート、第１３図は移動データＪＯがｘ−
ｙテーブルの移動により変化した時のテレビ画面を示す
正面図、第１４図は補正した移動データを作る状態を示
すグラフ、第１５図はウィンドウを設定した状態を示す
テレビ画面の正面図、第１６図は半田付けの状態とその
時の２値画像を示す図である。

１・・・基板、２・・・ｘ−ｙテーブル、３・・・工業
用テレビカメラ、Ａ　、、、　８♀雷早蝋１話（Ｔ　（
”、　）−ζ・・・ライト、６・・・シャッター、７・
・・制御部、７ａ・・・メモリ、８・・・ライト切換器
、９・・・テレビ付端末機。

１１（、・１．・４４− 第１１２ 莞３０ 第４図 第５Ｕ２ 第６０ 第　７図 １７１８回 第１０図 第１１図 第１２図 第１３ｅ２１ 第１４図 第１５図 第１６ｒ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　多足電子部品の端子が設けられている各辺毎にその端
   子の半田付け部を照明する複数の照明装置と、 その半田付け部の輪郭形状を撮影する撮影装置と、 前記多足電子部品、または撮影装置と照明装置とを撮影
   位置に相対的に移動する移動手段と、前記撮影手段によ
   り撮影した映像信号を画像処理して二次元パターン化し
   た画像にするとともに、その画像とメモリ内に予め記憶
   された標準画像とを重ね合せ比較して半田付け部の良否
   を判定する判定手段と、 前記移動手段による移動および前記照明装置の照明の切
   換えを制御する制御手段とを備え、前記多足電子部品の
   検査すべき辺の照明装置のみを作動するように切換える
   多足電子部品の半田付け部検査装置。