JPS61293000A - Inspector for printed circuit board - Google Patents

Inspector for printed circuit board

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JPS61293000A
JPS61293000A JP60134250A JP13425085A JPS61293000A JP S61293000 A JPS61293000 A JP S61293000A JP 60134250 A JP60134250 A JP 60134250A JP 13425085 A JP13425085 A JP 13425085A JP S61293000 A JPS61293000 A JP S61293000A
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JP
Japan
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circuit board
image
printed circuit
inspection
inspection apparatus
Prior art date
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JP60134250A
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Japanese (ja)
Inventor
国兼 敏
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ATETSUKU KK
Original Assignee
ATETSUKU KK
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はプリント基板に取り付けられた各種電気部品の
異常の有無を判別するための検査装置に係わり、特にコ
ンデンサやIC部品の取り付けの良否等を画像処理によ
って判別することのできるプリント基板の検査装置に関
する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inspection device for determining the presence or absence of abnormalities in various electrical components attached to a printed circuit board, and particularly relates to inspection equipment for determining whether or not capacitors and IC components are properly attached. The present invention relates to a printed circuit board inspection device that can discriminate by image processing.

「従来の技術」 プリント基板には、抵抗、コンデンサ、IC部品等の多
数の電気部品が高密度に実装されることが多い。実装後
のプリント基板については、電気部品の特性の点検やこ
れらの部品の取り付は状態の作業者による目視検査等が
行われる。検査により不良とされた電気部品は必要によ
り取り替えられる。また取り付は忘れや逆差しが発見さ
れた電気部品は、プリント基板上の正しい位置に取りつ
けられることになる。
"Prior Art" A large number of electrical components such as resistors, capacitors, and IC components are often mounted at high density on printed circuit boards. After mounting, the printed circuit board is inspected for the characteristics of the electrical components and visually inspected by an operator for the installation of these components. Electrical parts found to be defective during inspection will be replaced if necessary. Additionally, electrical components that are found to have been forgotten or inserted backwards will be reinstalled in the correct position on the printed circuit board.

ところでプリント基板上に実装されたコイル、抵抗、コ
ンデンサ等の電気部品(素子)は、周囲の電気部品の影
響をなるべく受けない状態で測定されることが必要であ
る。このためにゴーディング法と呼ばれる方法が一般に
用いられている。
By the way, electrical components (elements) such as coils, resistors, capacitors, etc. mounted on a printed circuit board need to be measured in a state where they are not affected by surrounding electrical components as much as possible. For this purpose, a method called the Gauding method is generally used.

第12図はこの原理を説明するためのものである。今、
測定対象としての素子をZX とし、この周囲に他の素
子ZA  とZ、が存在していたとする。演算増幅器1
の■端子を接地し、e端子側にLO−プローブ2を接続
してこれを2つの素子Zx、Z、の接続点に接触させる
。また素子ZA とZBの接続点、をG−プローブ3に
よって接地し、素子ZA とZxの接続点をHl−プロ
ーブ4によって直流または交流の電源5と接続させる。
FIG. 12 is for explaining this principle. now,
Assume that the element to be measured is ZX, and other elements ZA and Z exist around it. Operational amplifier 1
The ■terminal of is grounded, and the LO-probe 2 is connected to the e-terminal side and brought into contact with the connection point between the two elements Zx and Z. Further, the connection point between elements ZA and ZB is grounded by a G-probe 3, and the connection point between elements ZA and Zx is connected to a DC or AC power source 5 by an Hl-probe 4.

この状況下で、演算増幅器1のe端子は仮想接地となる
ため、LO−プローブ2とHl−プローブ4は同電位と
なる。従って素子ZB には電流が流れない。また素子
ZA については、電源5からこれに電流が流れても、
HI−プローブ4の電位■、がこれによって変化しない
と考えることができる。以上により、演算増幅器1の出
力側の電位を■。帰還抵抗をRr @f とすると、素
子Zxのインピーダンスは次式で求めることができる。
Under this situation, the e terminal of the operational amplifier 1 becomes virtual ground, so the LO-probe 2 and the Hl-probe 4 have the same potential. Therefore, no current flows through element ZB. Regarding element ZA, even if current flows from power supply 5 to it,
It can be considered that the potential (1) of the HI-probe 4 does not change due to this. As a result of the above, the potential on the output side of the operational amplifier 1 becomes ■. When the feedback resistance is Rr@f, the impedance of the element Zx can be determined by the following equation.

「発明が解決しようとする問題点」 ところがこのゴーディング法によっても、パスコンの測
定が事実上不可能であった。これは、第13図に示すよ
うにパスコンは基本的には並列接続される電気部品であ
るために、これらを測定時に電気的に分離することが困
難なことによる。もちろん第14図に示すようなコンデ
ンサCと抵抗Rの並列回路や、第15図に示すような抵
抗RとコイルLの並列回路については、これらの図に示
すように交流電源6を用い位相検波を行うことで実数部
と虚数部に別けて分離測定を行うことができる。しかし
ながら、第13図に示す並列回路ではこのような位相検
波を行っても、同相となるので素子同士を分離すること
ができない。
``Problems to be Solved by the Invention'' However, even with this Gauding method, it was virtually impossible to measure bypass capacitors. This is because, as shown in FIG. 13, bypass capacitors are basically electrical components connected in parallel, so it is difficult to electrically separate them during measurement. Of course, for a parallel circuit of a capacitor C and a resistor R as shown in FIG. 14, or a parallel circuit of a resistor R and a coil L as shown in FIG. By doing this, it is possible to perform separate measurements for the real part and the imaginary part. However, in the parallel circuit shown in FIG. 13, even if such phase detection is performed, the elements will be in the same phase, so the elements cannot be separated from each other.

また、IC部品の逆差しの場合、第16図に示すように
IC部品71〜74 はVcc−C,ND端子間で並列
回路となる。逆差しの場合、最も顕著な電気的差異は、
このVcc−GND端子間に生ずるが、電気的に個々を
切り放すことが出来ないため、素子の電気的特性の測定
によっては、その検出が困難である。
Furthermore, when the IC components are inserted backwards, the IC components 71 to 74 form a parallel circuit between the Vcc-C and ND terminals, as shown in FIG. When inserted backwards, the most noticeable electrical difference is
This occurs between the Vcc and GND terminals, but since it cannot be electrically isolated, it is difficult to detect it by measuring the electrical characteristics of the element.

そこで、プリント基板上でのコンデンサの取り付は忘れ
やIC部品の逆差しのように、各電気部品の特性検査か
ら検出が不可能あるいは困難な異常は、従来から作業者
がプリント基板を目視検査することにより発見していた
。ところがこのような目視検査は、作業者の熟練度や集
中力に依存するために、必ずしも信頼性の高い検査結果
を得ることができないという問題があった。
Therefore, in the past, workers visually inspected printed circuit boards to detect abnormalities that were impossible or difficult to detect by inspecting the characteristics of each electrical component, such as forgetting to attach a capacitor on a printed circuit board or inserting an IC component backwards. I discovered it by doing this. However, such visual inspections have the problem that highly reliable inspection results cannot necessarily be obtained because they depend on the skill and concentration of the operator.

本発明はこのような事情に鑑み、作業者による目視検査
を行わなくてもプリント基板に実装された電気部品の点
検を良好に行うことのできる検査装置を提供することを
その目的とする。
In view of these circumstances, it is an object of the present invention to provide an inspection device that can satisfactorily inspect electrical components mounted on a printed circuit board without visual inspection by an operator.

「問題点を解決するための手段」 本発明では、プリント基板に実装されている抵抗等の各
種電気部品にプローブを接触させてそれらの電気的特性
を測定する電気部品測定手段と、プリント基板の画像を
分析し基準となる画像と比較してこれら電気部品の取り
付けの異常の有無を判別する基板画像判別手段と、電気
部品測定手段および基板画像判別手段の測定及び判別の
結果を分析し表示する測定結果表示手段とをプリント基
板の検査装置に具備させる。
"Means for Solving Problems" The present invention includes an electrical component measuring means that measures the electrical characteristics of various electrical components such as resistors mounted on a printed circuit board by bringing a probe into contact with them; A circuit board image discriminator that analyzes the image and compares it with a reference image to determine whether or not there is an abnormality in the installation of these electrical components, and analyzes and displays the measurement and determination results of the electrical component measuring means and the circuit board image discriminator. A printed circuit board inspection device is equipped with a measurement result display means.

ここで、本発明の電気部品測定手段の測定動作と基板画
像判別手段の画像判別動作は、時間的に並行して行うこ
とができる。このような並行作業はプリント基板の検査
時間を短縮させるうえで好都合である。
Here, the measuring operation of the electrical component measuring means of the present invention and the image discriminating operation of the board image discriminating means can be performed temporally in parallel. Such parallel operations are convenient for shortening the inspection time for printed circuit boards.

基板画像判別手段は、例えば1次元イメージセンサによ
ってプリント基板の画像を走査して電気部品の取り付は
状況を判別するのが有効である。
It is effective for the circuit board image determination means to scan an image of the printed circuit board using, for example, a one-dimensional image sensor and determine the mounting status of the electrical components.

この際、プリント基板をバキュームポンプによって測定
箇所に吸引し固定するようにすれば、基板表面側に何ら
の障害物も存在しない状態で画像の読み取りを行うこと
が可能となる。基板画像判別手段は、すでに説明したよ
°うにプリント基板上のコンデンサおよびIC部品の取
り付けの異常を判別することが主体となる。基板画像判
別手段は、検査すべきプリント基板より得られた検査画
像と基準となるプリント基板について得られた基準画像
の差をとる演算手段と、演算結果としての差分画像のう
ちコンデンサの配置されるべき部分の画像領域およびI
C部品の極性を示すマークの部分の画像領域のみを抽出
し他の画像部分をマスクするマスク手段と、マスク手段
の出力を所定の値と比較しマスクされていない画像領域
におけるこれらコンデンサおよびIC部品の取り付けの
異常の有無を判別する異常判別手段とから構成すること
ができる。
At this time, by suctioning and fixing the printed circuit board to the measurement location using a vacuum pump, it becomes possible to read the image in a state where there are no obstacles on the surface of the circuit board. As already explained, the board image determining means mainly determines abnormalities in the mounting of capacitors and IC components on the printed circuit board. The board image discrimination means includes a calculation means for calculating the difference between an inspection image obtained from the printed circuit board to be inspected and a reference image obtained for the reference printed circuit board, and a calculation means for calculating the difference between the inspection image obtained from the printed circuit board to be inspected and the reference image obtained for the reference printed circuit board, and the calculation means for calculating the difference between the inspection image obtained from the printed circuit board to be inspected and the reference image obtained from the reference printed circuit board, and the calculation means for calculating the difference between the inspection image obtained from the printed circuit board to be inspected and the reference image obtained from the reference printed circuit board. The image area of the power part and I
A masking means for extracting only the image area of the mark indicating the polarity of the C component and masking other image parts, and comparing the output of the masking means with a predetermined value to detect the capacitors and IC components in the unmasked image area. and an abnormality determining means for determining whether or not there is an abnormality in the attachment of the device.

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。"Example" The present invention will be described in detail below with reference to Examples.

装置の摂要 第1図は本実施例のプリント基板検査装置の外観を表わ
したものである。装置には実装されたプリント基板11
をバキュームポンプによって吸引し固定するためのジグ
・フィクスチュア12が設けられている。ジグ・フィク
スチュア12の上面には多数のピンが配置されており、
これらのピンがプリント基板11の各測定箇所と接触し
、抵抗値等の測定が行われることになる。ジグ・フィク
スチニア12の上方にはカメラボックス(スキャナ)−
13が配置されている。カメラボックス13はプリント
基板11の上を往復動じ、内蔵のイメージセンサで画像
の読み取りを行う。
Requirements for the Apparatus FIG. 1 shows the external appearance of the printed circuit board inspection apparatus of this embodiment. A printed circuit board 11 mounted on the device
A jig/fixture 12 is provided for suctioning and fixing by a vacuum pump. A large number of pins are arranged on the top surface of the jig fixture 12.
These pins come into contact with each measurement location on the printed circuit board 11, and resistance values and the like are measured. Above the Jig Fixture 12 is a camera box (scanner).
13 are arranged. The camera box 13 reciprocates above the printed circuit board 11 and reads images with a built-in image sensor.

読み取られた画像や前記したビンによる測定結果は検査
装置内部で処理され、電気部品の特性の異常の有無や、
部品の取り付けの異常の有無が判別される。判別結果等
はCRT15.16に表示されたり、プリンタ17によ
って印字される。キーボード18は、各種データの入力
用に用いられる。
The scanned images and the measurement results from the above-mentioned bins are processed inside the inspection device to check whether there are any abnormalities in the characteristics of the electrical components,
It is determined whether there is any abnormality in the installation of parts. The determination results etc. are displayed on the CRT 15, 16 or printed by the printer 17. The keyboard 18 is used for inputting various data.

第2図はこの検査装置のインサーキット・テスタ部の概
要を表わしたものである。インサーキット・テスタ部は
計測部と制御部に大別することができる。計測部は電気
部品の実装されたプ(ノント基板11を固定するジグ・
フィクスチュア12を備えていることは前述した。ジグ
・フイクスチュア12には、バキュームポンプ21の吸
引用)くイブ22が取り付けられており、ポンプ吸引時
(こ(ま多数のピン23がプリント基板11の底面と圧
接するようになっている。
FIG. 2 shows an outline of the in-circuit tester section of this testing device. The in-circuit tester section can be roughly divided into a measurement section and a control section. The measurement part is a jig that fixes the board 11 on which electrical components are mounted.
It was mentioned above that the fixture 12 is provided. A suction tube 22 for the vacuum pump 21 is attached to the jig fixture 12, and a large number of pins 23 come into pressure contact with the bottom surface of the printed circuit board 11 when the pump suctions.

ジグ・フィクスチュア12の下方にはジグ・レシーバ、
24が配置されている。ジグ・フィクスチコア12はプ
リント基板11の種類ごとに個別に用意されるが、これ
らとの間で標準品として共通使用されるジグ・レシーバ
24は複数のコネクタ25を備えており、ジグ・フィク
スチニア12の各ビンとコネクタ25に接続された必要
なラインとを結びつけることになる。ジグ・レシーバ2
4の更に下方には、多数のリレー基板26が配置されて
いる。リレー基板26はそれぞれケーブル27を介して
コネクタ25と接続されている。1枚のリレー基板が3
2個のビンに対応するものとし、全コネクタの対応する
ピン数が仮に512個であるとすれば、リレー基板26
は全部で16枚必要となる。
Below the jig fixture 12 is a jig receiver,
24 are arranged. The jig/fixture core 12 is prepared separately for each type of printed circuit board 11, but the jig/receiver 24, which is commonly used as a standard product among these, is equipped with a plurality of connectors 25, and the jig/fixture core 12 is provided separately for each type of printed board 11. Each bin will be connected to the necessary lines connected to the connector 25. jig receiver 2
Further below 4, a large number of relay boards 26 are arranged. Each relay board 26 is connected to a connector 25 via a cable 27. One relay board is 3
2 bins, and if the number of corresponding pins of all connectors is 512, then the relay board 26
A total of 16 sheets are required.

リアー基板26によって測定対象ごとに選択されたデー
タは、測定バス28を通じてディテクター基板29に供
給される。ディテクター基板29はこれらのデータを基
に測定を行い、その結果をA/D変換する。
Data selected for each measurement target by the rear board 26 is supplied to the detector board 29 via the measurement bus 28. The detector board 29 performs measurements based on these data and A/D converts the results.

変換後のディジタルデータ31は制御部内の第1の並列
人出力部(PIO)32を経由して、システムバス33
に供給される。システムバス33には、CPU (中央
処理装置)34、第2の並列入出力部35、CRT・プ
リンタ部36およびバンク・フロッピーデスク駆動装置
(BNK・FDD)37が接続されている。ここで第2
の並列入出力部35は電気部品の検査結果をプリントす
るプリンタ17にデータを送出すると共に、キーボード
18や装置操作用のコントロールボックス39からデー
タの取込みを行うために用いられる。
The converted digital data 31 is transferred to the system bus 33 via the first parallel output unit (PIO) 32 in the control unit.
supplied to A CPU (central processing unit) 34, a second parallel input/output section 35, a CRT/printer section 36, and a bank/floppy disk drive (BNK/FDD) 37 are connected to the system bus 33. Here the second
The parallel input/output unit 35 is used to send data to the printer 17 that prints the test results of electrical parts, and to take in data from the keyboard 18 and control box 39 for operating the device.

またライン41を通じて、後に詳しく説明する画像処理
部との間でデータの転送を行う。
Further, through line 41, data is transferred to and from an image processing section, which will be described in detail later.

CRT・プリンタ部36は、CRT16(第1図)にデ
ータを表示を行う。このCRTプリンタ部36にはデバ
ッキング用に80桁のプリンタ42を取り付けることも
できる。バンク°・フロッピーディスク駆動装置37に
は、バンクメモリとフロッピーディスクの駆動装置が収
容されており、更にフロッピーディスク駆動装置43.
44を増設できるようになっている。
The CRT/printer section 36 displays data on the CRT 16 (FIG. 1). An 80-digit printer 42 can also be attached to this CRT printer section 36 for debugging. The bank floppy disk drive 37 houses a bank memory and a floppy disk drive, and further includes a floppy disk drive 43.
44 can be added.

第3図はこれに対して画像処理部の概要を表わしたもの
である。CPU51はライン41およびシステムバス5
2と接続されており、画像処理の中枢的役割を果たすよ
うになっている。システムバス52には、CCDインタ
ーフェース部53、TVコントロール部54、タイミン
グ制御部55、フィルタ処理部56、差分処理部57の
他に3種類の画像メモリ58〜60が接続されている。
In contrast, FIG. 3 shows an outline of the image processing section. CPU 51 is connected to line 41 and system bus 5
2, and plays a central role in image processing. Connected to the system bus 52 are a CCD interface section 53, a TV control section 54, a timing control section 55, a filter processing section 56, a difference processing section 57, and three types of image memories 58-60.

CCDインターフェース部53には、CCD制御部62
の他に、カメラボックス13(第1図)の走査を制御す
るためのスキャン制御部63が接続されている。
The CCD interface section 53 includes a CCD control section 62.
In addition, a scan control section 63 for controlling scanning of the camera box 13 (FIG. 1) is connected.

第4図はカメラボックスの構造の概略を表わしたもので
ある。カメラボックスのボックス本体64上部には、1
次元イメージセンサとしてのCCD65が取り付けられ
ている。ボックス本体64はその底部に図面と垂直方向
(CCD65の走査方向)に帯状の開口部66を有して
いる。ボックス本体64の下部には、CCD65の走査
方向に一列に所定の間隔を置いて4個ないし6個のハロ
ゲンランプ67が配置されている。これらハロゲンラン
プ67の放出光は開口部66を通過してプリント基板1
1上に照射されるようになっている。プリント基板11
の反射光はレンズ68を経てCCD65上に結像し、こ
こでラインごとに光電変換が行われることになる。ハロ
ゲンランプ67の上には遮光板69が設けられている。
FIG. 4 schematically shows the structure of the camera box. At the top of the box body 64 of the camera box, there is a
A CCD 65 as a dimensional image sensor is attached. The box body 64 has a strip-shaped opening 66 at its bottom in a direction perpendicular to the drawing (the scanning direction of the CCD 65). At the bottom of the box body 64, four to six halogen lamps 67 are arranged in a row at predetermined intervals in the scanning direction of the CCD 65. The emitted light from these halogen lamps 67 passes through the opening 66 and passes through the printed circuit board 1.
It is designed to be irradiated onto 1. Printed circuit board 11
The reflected light passes through the lens 68 and forms an image on the CCD 65, where photoelectric conversion is performed line by line. A light shielding plate 69 is provided above the halogen lamp 67.

ところでボックス本体64は、プリント基板11の画像
を読み取るために副走査される必要がある。このための
制御を行うのがスキャン制御部63である。スキャン制
御部63は走査用モータ71の駆動を行うようになって
いる。走査用モータ71の駆動力は歯付ベルト72を介
してボールねじ73に伝達され、これを回転させる。ボ
ールねじ73はその周囲にらせん状にねじ山が刻まれた
棒状部材であり、ボックス本体64に固着されタポール
ナット75と図示しないボールを介してかみ合わされ、
ボールねじ73の回転方向に応じてボックス本体64を
矢印76あるいは77方向に移動させるようになってい
る。
Incidentally, the box body 64 needs to be sub-scanned in order to read the image of the printed circuit board 11. The scan control unit 63 performs control for this purpose. The scan control section 63 is configured to drive the scan motor 71. The driving force of the scanning motor 71 is transmitted to the ball screw 73 via the toothed belt 72, causing it to rotate. The ball screw 73 is a rod-shaped member with a spiral thread carved around its periphery, and is fixed to the box body 64 and engaged with a tapole nut 75 via a ball (not shown).
The box body 64 is moved in the direction of arrow 76 or 77 depending on the direction of rotation of the ball screw 73.

ボックス本体75が矢印76方向(副走査方向)に移動
を開始すると、ハロゲンランプ67が点灯状態となり、
CCD 、L 5によるプリント基板11の画像の取り
込みがhわれる。CCD6−5は300mmの走査ラン
プを2048の画素で読み取るようになっており、主走
査方向の解像度は約6.8本/mmとなっている。副走
査方向の解像度は5本/mmである。ボーバスクリ:、
−73の端部にはエンコーダ78が取り付けられており
、走査用モータ71によるボールスクリュー73の回転
数を検出1、これによりプリント基板11の読み取り開
始位置等の副走査方向の位置情報を得るようになってい
る。
When the box body 75 starts moving in the direction of the arrow 76 (sub-scanning direction), the halogen lamp 67 turns on.
An image of the printed circuit board 11 is captured by the CCD L5. The CCD 6-5 is designed to read a 300 mm scanning lamp with 2048 pixels, and the resolution in the main scanning direction is approximately 6.8 lines/mm. The resolution in the sub-scanning direction is 5 lines/mm. Beaubascri:,
An encoder 78 is attached to the end of 73 to detect the number of revolutions of the ball screw 73 by the scanning motor 71, thereby obtaining positional information in the sub-scanning direction such as the reading start position of the printed circuit board 11. It has become.

第3図に戻って説明を続ける。TVコントロール部54
は映像一般のコントロールう行う部分であり、キャラク
タの合成もここで行われる。タイミング制御部55は主
に画像メモリ周辺の各種タイミングの制御を行う部分で
あり、例えば次に説明するフィルタ処理のタイミングの
決定等が行われる。フィルタ処理部56は、画面演算処
理の一部として検査の対象となる画像領域のみを抽出す
るためにこれらに“窓”を設定する回路部分である。差
分処理部57は検査を行おうとするプリント基板の画像
(以下検査画像という。)と基準となる画像(以下基準
画像という。)を比較するだにこれらの差をとる回路部
分である。検査画像の画信号は検査画像メモリ58に、
基準画像のそれは基準画像メモリ59にそれぞれ蓄えら
れる。処理画像メモリ60は画像処理された後の画信号
を蓄えるメモリである。こらのメモリ58〜60はRA
M (ランダム・アクセス・メモリ)によって構成され
ているが、装置によっては例えば基準画像の画信号をフ
ロッピーディスクに一度蓄えるようにし、電源遮断時に
おけるデータの保存を図ってもよい。
Returning to FIG. 3, the explanation will be continued. TV control section 54
This is the part where general video control is performed, and character composition is also performed here. The timing control section 55 is a section that mainly controls various timings around the image memory, and, for example, determines the timing of filter processing, which will be described next. The filter processing section 56 is a circuit section that sets a "window" in order to extract only image regions to be inspected as part of screen calculation processing. The difference processing unit 57 is a circuit portion that compares an image of a printed circuit board to be inspected (hereinafter referred to as an inspection image) and a reference image (hereinafter referred to as a reference image) and calculates the difference between them. The image signal of the inspection image is stored in the inspection image memory 58.
Those of the reference images are respectively stored in the reference image memory 59. The processed image memory 60 is a memory that stores image signals after image processing. These memories 58 to 60 are RA
Depending on the device, for example, the image signal of the reference image may be stored once on a floppy disk so that the data can be saved when the power is cut off.

画像判別 第5図および第611!Jは、以上のような構成のプリ
ント基板の検査装置で部品の取り付けの異常の有無を判
別する原理を表わしたものである。第5図aは基準画像
メモリ59に蓄えられた基準画像81を表わしている。
Image discrimination Figures 5 and 611! J represents the principle of determining whether or not there is an abnormality in the attachment of parts using the printed circuit board inspection apparatus having the above-described configuration. FIG. 5a shows a reference image 81 stored in reference image memory 59. FIG.

基準画像81は、何らの異常も存在しない良品のプリン
ト基板をCCD65で走査することにより得られる。こ
れに対して同図すは検査画像82を表わしている。これ
ら画像81.82は対応する画素ごとに信号レベルの差
がとられる。第6図で差分処理部57はこの処理を行う
部分である。このようにして差分画像83が得られる。
The reference image 81 is obtained by scanning a non-defective printed circuit board with no abnormalities using the CCD 65. On the other hand, the figure shows an inspection image 82. For these images 81 and 82, differences in signal levels are determined for each corresponding pixel. In FIG. 6, the difference processing unit 57 is a part that performs this processing. In this way, a difference image 83 is obtained.

差分処理部57はこの処理を行う部分である。差分画像
83は第3図に示す処理画像メモリ60に蓄えられる。
The difference processing unit 57 is a part that performs this processing. The difference image 83 is stored in the processed image memory 60 shown in FIG.

差分画像83が求められたら第5図Cに示すマスク画像
84を構成する各窓85は電気部品の取り付けの点検を
行う場所に限定して設定される。
Once the difference image 83 is obtained, each window 85 constituting the mask image 84 shown in FIG.

これは点検に必要のない場所の画像を次段の画像処理の
手前で除去しておくためである。
This is to remove images of locations that are not necessary for inspection before the next stage of image processing.

第7図はコイデンサの取り付は忘れを検査するための窓
を、また第8図はIC部品の逆差しを検査する窓85□
 852を表わしている。これらの図の窓85,85.
内に説明のためにはめこまれた画像86.87は、それ
ぞれ正常状態に右ける部品配置を表わしているものと仮
定する。この場合、一方の画像86はコンデンサ88の
パターンを表わしており、他方の画像87はIC部品8
9の極性を示すマーク(以下極性マークという。)91
周囲のパターンを表わしている。このような部品位置に
窓85..852 を設定したとすると、検査される電
子部品が正しく取り付けられている場合、処理後の対応
する画像領域には理想的には何らの画像も現れないはず
である。これに対してもしコンデンサ88の取り付は忘
れがあったり、IC部品89が逆差しされていたりする
と、第7図あるいは第8図に示した画像86.87とほ
ぼ同一の画像が処理後の画像92(第5図d)の一部と
して現われることになる。
Figure 7 shows the window 85□ to check if the co-denser has been installed incorrectly, and Figure 8 shows the window 85□ to check if the IC part is inserted backwards.
852. Windows 85, 85. in these figures.
It is assumed that images 86 and 87 inserted in the figure for explanation purposes each represent the arrangement of parts in a normal state. In this case, one image 86 represents the pattern of the capacitor 88 and the other image 87 represents the pattern of the IC component 88.
Mark indicating the polarity of 9 (hereinafter referred to as polarity mark) 91
It represents the surrounding pattern. Window 85. .. 852, ideally no image should appear in the corresponding image area after processing if the electronic component to be inspected is correctly installed. On the other hand, if the capacitor 88 is forgotten to be installed or the IC component 89 is inserted backwards, the processed image will be almost the same as the image 86 or 87 shown in FIG. 7 or 8. It will appear as part of image 92 (Figure 5d).

以上説明したようにマスクを設定したとき、各窓に対応
する電気部品の取り付けに異常がなければそれらの窓の
画像はいずれも理想的にはクリアされた状態となる。し
かしながら現実的には電気部品の取り付けの位置誤差等
によって、差分画像には何らかのノイズ成分が表れるこ
とになる。そこでフィルタ処理部56ではノイズ成分の
除去を行い、最終的なフィルタ処理画像94(第6図)
とする。
When the mask is set as explained above, if there is no abnormality in the installation of the electrical components corresponding to each window, the images of those windows will ideally be in a clear state. However, in reality, some noise components will appear in the difference image due to positional errors in the attachment of electrical components, etc. Therefore, the filter processing unit 56 removes the noise components, resulting in a final filtered image 94 (FIG. 6).
shall be.

フィルタ処理画像94は各窓の位置に対応付けて画信号
のレベルがチェックされ、基準となる値よりもそのレベ
ルが高ければ電気部品の取り付けの異常が判別されるこ
とになる。ただし例えば第7図に示したコンデンサ88
の代わりにほぼ同一形状の抵抗が取り付けられていた場
合のように、この画像処理部の判別だけでは電気部品の
取り付けの異常を決定することができない場合がある。
The level of the image signal in the filtered image 94 is checked in association with the position of each window, and if the level is higher than the reference value, it is determined that there is an abnormality in the installation of the electrical component. However, for example, the capacitor 88 shown in FIG.
As in the case where a resistor of almost the same shape is attached instead of the electric component, it may not be possible to determine an abnormality in the attachment of the electrical component only by the determination made by the image processing unit.

そこでこの実施例の検査装置では、電気部品の特性検査
の結果と併せて取り付けの異常や部品の異常を判別し、
表示するようになっている。
Therefore, the inspection device of this embodiment uses the results of characteristic inspection of electrical components to determine installation abnormalities and component abnormalities.
It is designed to be displayed.

電気部品の測定 第9図は電気部品の測定の原理を表わしたものである。Measuring electrical components FIG. 9 shows the principle of measuring electrical parts.

検査開始のだめの図示しないスタートボタンが押される
と、第2図に示したバキュームポンプ21が作動を開始
し、プリント基板11が下方に吸引される。このときピ
ン23の先端を保護のため覆っていたガイドボード97
も下方に吸引される。これによりピン23の先端が露出
してプリント基板11の所定箇所に圧接されることにな
る。ガイドボード97の下方に配置されたピンボード9
8はガイドボード97と共にジグ・フィクスチェア12
を構成しており、ビン受は具99によって内蔵のスプリ
ングを介してピン23を保持するようになっている。
When a start button (not shown) is pressed to start the inspection, the vacuum pump 21 shown in FIG. 2 starts operating, and the printed circuit board 11 is sucked downward. At this time, the guide board 97 covered the tip of the pin 23 for protection.
is also sucked downward. As a result, the tip of the pin 23 is exposed and pressed against a predetermined location on the printed circuit board 11. Pin board 9 placed below guide board 97
8 is a jig/fixture chair 12 along with a guide board 97
The bottle holder is configured to hold the pin 23 by a tool 99 via a built-in spring.

ビン受は具99は、ジグ・フィクスチュア側のコネクタ
101に接続されている。このコネクタ101がジグ・
レシーバ側のコネクタ25と接続されることにより、そ
れぞれピン23がリレー基板26の対応するピンノード
102に接続される。
The bottle holder 99 is connected to a connector 101 on the jig/fixture side. This connector 101 is a jig
By being connected to the connector 25 on the receiver side, each pin 23 is connected to the corresponding pin node 102 of the relay board 26.

ビンノード102とメジャーリングバス103は、リレ
ーマ) IJフックス04内で測定対象に応じて選択的
に接続される。例えば同図で抵抗105の測定が行われ
る場合には、第12図で説明したように基準となる電#
5のライン103Aが抵抗105の一端側のビンノード
102−1に接続される。また演算増幅器lのe端子に
接続されたライン103Bが抵抗105の他端側のビン
ノード102−Nに接続されることになる。演算増幅器
lはA/D変換器108と共にディテクター基板29に
収容されており、測定データはA/D変換された後、第
2図に示した制御部へ供給されることになる。制御部で
はキーボード18(第2図)から予め人力されている基
準データ(この場合は基準となる抵抗値)と測定データ
とを比較し、誤差を求める。この誤差がその電気部品に
ついて予め設定された上限値と下限値の間に収まってい
る場合にはその部品は合格とされ、収まっていない場合
には不合格と゛される。
The bin node 102 and the measuring bus 103 are selectively connected within the relay machine IJ hook 04 depending on the object to be measured. For example, when measuring the resistance 105 in the same figure, as explained in FIG.
5 line 103A is connected to the bin node 102-1 on one end side of the resistor 105. Further, the line 103B connected to the e terminal of the operational amplifier l is connected to the bin node 102-N at the other end of the resistor 105. The operational amplifier l is housed in the detector board 29 together with the A/D converter 108, and the measurement data is A/D converted and then supplied to the control section shown in FIG. The control section compares the measured data with reference data (reference resistance value in this case) manually entered in advance from the keyboard 18 (FIG. 2) to find an error. If this error falls between the upper and lower limits set in advance for the electrical component, the component is judged to be acceptable; if it is not, it is judged to be rejected.

さて、以上説明したプリント基板11の外観上の検査と
個々の電気部品の電気的な検査は、平行して行われる。
Now, the above-described external inspection of the printed circuit board 11 and the electrical inspection of the individual electrical components are performed in parallel.

検査対象としてのプリント基板11が例えば130mm
X230mmのサイズであるとし、40個の窓と220
個のピンを用いて検査を行ったとすると、これらはそれ
ぞれ5秒あるいは8秒程度で終了する。すなわち10秒
以下で全検査が終了する。検査結果はCRT15または
16に表示され、また必要に応じてプリントアウトされ
る。
For example, the printed circuit board 11 to be inspected is 130 mm.
Assume that the size is 230 mm x 230 mm, and there are 40 windows and 220
If the test is performed using 2 pins, each of these tests will be completed in about 5 seconds or 8 seconds. That is, the entire test is completed in 10 seconds or less. The test results are displayed on the CRT 15 or 16 and printed out if necessary.

第10図は、本実施例の装置におけるCRTの表示画面
の一例を表わしたものである。CRTには検査画像メモ
リ58(第3図参照)から検査対象となったプリント基
板の画像111がそのまま映し出される。プリント基板
の表面には抵抗等の記号が印刷されているので、これら
もそのまま表示されることになる。プリント基板に実装
された電気部品に異常があった場合や部品の取り付けに
誤りがあった場合には、この表示画面の該当する部品の
箇所にエラーマーク112が表示され、これが点滅する
。第10図ではIC部品IC5と抵抗R2の2箇所でエ
ラーマーク112が点滅している。プリント基板検査作
業者はIC部品IC5についてその画像から逆差しを直
ちに判別することができる。また抵抗R2については部
品の取り付は忘れを容易に判別することができる。
FIG. 10 shows an example of a CRT display screen in the apparatus of this embodiment. An image 111 of the printed circuit board to be inspected is directly displayed on the CRT from the inspection image memory 58 (see FIG. 3). Since symbols such as resistance are printed on the surface of the printed circuit board, these will also be displayed as they are. If there is an abnormality in the electrical component mounted on the printed circuit board or if there is an error in the installation of the component, an error mark 112 is displayed on the display screen at the location of the component and this blinks. In FIG. 10, error marks 112 are blinking at two locations: IC component IC5 and resistor R2. The printed circuit board inspection operator can immediately determine whether the IC component IC5 is inserted backwards from the image. Furthermore, regarding the resistor R2, it can be easily determined whether a component has been forgotten to be attached.

すなわち従来では例えば第11図に示すように表示画面
を仮想的にプリント基板と見做し、縦、横とも荒く区分
けを行ってエラーの生じた電気部品の数値表示を行って
いたが、プリント基板と厳密な対応付けが困難で位置の
確認に手間取っていた。本実施例の検査装置ではこのよ
うな問題を解決できるばかりでなく、視覚表示によって
部品の取り付けの異常をも確認させることが可能となる
In other words, in the past, for example, as shown in Figure 11, the display screen was virtually regarded as a printed circuit board, and the numerical values of the electrical components in which the error occurred were displayed by roughly dividing the display screen vertically and horizontally. It was difficult to establish a strict correspondence between the two locations, and it took time to confirm the location. The inspection device of this embodiment can not only solve such problems, but also make it possible to confirm abnormalities in component attachment through visual display.

なお以上説明した実施例では、イメージセンサとして1
次元CCDを用いたが、他の撮像素子や2次元イメージ
センサを画像の読み取りに使用することも可能である。
In the embodiment described above, one image sensor is used as the image sensor.
Although a dimensional CCD is used, it is also possible to use other image pickup devices or two-dimensional image sensors to read images.

またプリント基板の照明にハロゲンランプを使用したが
、高周波点灯用の螢光灯を使用することも可能である。
Furthermore, although a halogen lamp was used to illuminate the printed circuit board, it is also possible to use a fluorescent lamp for high-frequency lighting.

この場合、螢光等の点灯周波数はlKH2〜10KHz
程度が好ましい。更に実施例では電気部品の取り付けの
異常を例えばIC部品の極性マークによって検出したが
、IC部品等に印刷されている文字や記号を読み取り判
別することにより行うことも可能である。
In this case, the lighting frequency of fluorescent lights, etc. is 1KH2 to 10KHz.
degree is preferred. Further, in the embodiment, an abnormality in the installation of an electrical component is detected by, for example, a polarity mark on an IC component, but it can also be detected by reading and identifying characters or symbols printed on an IC component or the like.

「発明の効果」 このように本発明によればプリント基板に実装されてい
る電気部品の検査を画像処理による検査と併用するので
、短時間で信頼性の高い検査結果を得ることができる。
"Effects of the Invention" As described above, according to the present invention, since the inspection of electrical components mounted on a printed circuit board is performed in combination with the inspection by image processing, highly reliable inspection results can be obtained in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第1O図は本発明の一実施例を説明するための
もので、このうち第1図はプリント基板の検査装置の斜
視図、第2図はインサーキット・テスタ部の概略構成図
、第3図は画像処理部の概略構成図、第4図はカメラボ
ックスの一部断面図、第5図は画像処理の経過を示す説
明図、第6図は画像処理の流れを示すブロック図、第7
図はコンデンサについて設定された窓を示す説明図、第
8図はIC部品について設定された窓を示す説明図、第
9図は電気部品の測定原理を示す原理図、第10図は検
査結果の表示画面の一例を示す平面図、第11図は従来
の表示画面の一例を示す平面図、第12図はコイル、抵
抗、コン、デンサの測定原理を示す回路図、第13図は
パスコンの並列接続状態を示す回路図、第14図は抵抗
とコンデンサの並列回路についての測定回路構成図、第
15図は抵抗とコイルの並列回路についての測定回路構
成図、第16図はIC部品の取付状況の一例を示す回路
図である。 ■・・・・・・演算増幅器、 11・・・・・・プリント基板、 15.16・・・・・・CRT。 21・・・・・・バキュームポンプ、 23・・・・・・ビン(プローブ)、 34.51・・・・・・cpu。 56・・・・・・フィルタ処理部、 57・・・・・・差分処理部、 58・・・・・・検査画像メモリ、 59・・・・・・基準画像メモリ、 60・・・・・・処理画像メモリ、 65・・・・・・CCD。 85・・・・・・窓、 88・・・・・・コンデンサ、 89・・・・・・IC部品、 105・・・・・・抵抗。 出願人    アテック株式会社 代理人    弁理士  山内梅雄 第1図 第6図 第3回 (画像処」郵) 第7図       第8図 テ〜テグター7基、叔29 第13図 第16図
Figures 1 to 1O are for explaining one embodiment of the present invention, of which Figure 1 is a perspective view of a printed circuit board inspection device, and Figure 2 is a schematic configuration diagram of an in-circuit tester section. , Fig. 3 is a schematic configuration diagram of the image processing unit, Fig. 4 is a partial cross-sectional view of the camera box, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the progress of image processing, and Fig. 6 is a block diagram showing the flow of image processing. , 7th
Figure 8 is an explanatory diagram showing the window set for capacitors, Figure 8 is an explanatory diagram showing the window set for IC components, Figure 9 is a principle diagram showing the measurement principle of electrical components, and Figure 10 is an illustration of the inspection results. A plan view showing an example of a display screen, Fig. 11 a plan view showing an example of a conventional display screen, Fig. 12 a circuit diagram showing the principle of measurement of coils, resistors, capacitors, and capacitors, and Fig. 13 a parallel diagram of bypass capacitors. A circuit diagram showing the connection state, Fig. 14 is a measurement circuit configuration diagram for a parallel circuit of a resistor and a capacitor, Fig. 15 is a measurement circuit configuration diagram for a parallel circuit of a resistor and a coil, and Fig. 16 is an IC component installation situation. It is a circuit diagram showing an example. ■...Operation amplifier, 11...Printed circuit board, 15.16...CRT. 21...Vacuum pump, 23...Bin (probe), 34.51...CPU. 56...Filter processing unit, 57...Difference processing unit, 58...Inspection image memory, 59...Reference image memory, 60... - Processing image memory, 65...CCD. 85... Window, 88... Capacitor, 89... IC parts, 105... Resistor. Applicant Atec Co., Ltd. Agent Patent Attorney Umeo Yamauchi Fig. 1 Fig. 6 3rd session (image processing) Fig. 7 Fig. 8 Teguter 7 units, uncle 29 Fig. 13 Fig. 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、プリント基板に実装されている抵抗等の各種電気部
品にプローブを接触させてそれらの電気的特性を測定す
る電気部品測定手段と、プリント基板の画像を分析し基
準となる画像と比較して電気部品の取り付けの異常の有
無を判別する基板画像判別手段と、前記電気部品測定手
段および基板画像判別手段の測定及び判別の結果を分析
し表示する測定結果表示手段とを具備することを特徴と
するプリント基板の検査装置。 2、電気部品測定手段の測定動作と基板画像判別手段の
画像判別動作が時間的に並行して行われることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のプリント基板の検査装
置。 3、基板画像判別手段は、1次元イメージセンサによっ
てプリント基板の画像を走査することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のプリント基板の検査装置。 4、プリント基板はバキュームポンプによって測定箇所
に吸引され固定されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のプリント基板の検査装置。 5、基板画像判別手段は、プリント基板上のコンデンサ
およびIC部品の取り付けの異常を判別することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のプリント基板の検査
装置。 6、基板画像判別手段は、検査すべきプリント基板より
得られた検査画像と基準となるプリント基板について得
られた基準画像の差をとる演算手段と、演算結果として
の差分画像のうちコンデンサの配置されるべき部分の画
像領域およびIC部品の極性を示すマークの部分の画像
領域のみを抽出し他の画像部分をマスクするマスク手段
と、マスク手段の出力を所定の値と比較しマスクされて
いない画像領域におけるこれらコンデンサおよびIC部
品の取り付けの異常の有無を判別する異常判別手段とか
ら構成されることを特徴とする特許請求の範囲第5項記
載のプリント基板の検査装置。
[Scope of Claims] 1. Electrical component measuring means for measuring the electrical characteristics of various electrical components such as resistors mounted on a printed circuit board by contacting them with a probe, and analyzing an image of the printed circuit board for reference. a circuit board image discriminating means for determining whether there is an abnormality in the installation of the electrical component by comparing the image with an image of A printed circuit board inspection device comprising: 2. The printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the measuring operation of the electrical component measuring means and the image discriminating operation of the board image discriminating means are performed in parallel in time. 3. The printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the circuit board image discrimination means scans the image of the printed circuit board using a one-dimensional image sensor. 4. The printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the printed circuit board is sucked and fixed at a measurement location by a vacuum pump. 5. The printed circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the circuit board image determining means determines abnormalities in the attachment of capacitors and IC components on the printed circuit board. 6. The board image discrimination means includes a calculation means for calculating the difference between an inspection image obtained from the printed circuit board to be inspected and a reference image obtained for the reference printed circuit board, and a calculation means for calculating the difference between the inspection image obtained from the printed circuit board to be inspected and the reference image obtained for the reference printed circuit board, and the arrangement of the capacitors in the difference image as a result of the calculation. masking means for extracting only the image area of the part to be masked and the image area of the mark indicating the polarity of the IC component and masking other image parts; 6. The printed circuit board inspection apparatus according to claim 5, further comprising an abnormality determining means for determining whether or not there is an abnormality in the attachment of these capacitors and IC components in the image area.
JP60134250A 1985-06-21 1985-06-21 Inspector for printed circuit board Pending JPS61293000A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021234848A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-25 ヤマハ発動機株式会社 Component mounting system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021234848A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-25 ヤマハ発動機株式会社 Component mounting system

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