JPS62299705A

JPS62299705A - 実装部品検査装置

Info

Publication number: JPS62299705A
Application number: JP61142948A
Authority: JP
Inventors: Giichi Kakigi; 柿木　義一; Moritoshi Ando; 護俊安藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1987-12-26
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0672763B2

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】３、発明の詳細な説明〔）既　　　　　　要〕本発明は、部品の実装されたプリント板上にスリット状
の光ビームを照射し、その反射光をラインセンサで検知
することにより部品の実装状態を検査する実装部品検査
装置において、上記スリット状の光ビームの照射による
、プリント板の基板部と部品上面からのそれぞれの反射
光を２つのラインセンサで検知し、その互いの検知出力
の比較結果に基づいて部品の実装状態を判断するように
したことにより、たとえ被検知面の反射率が一様でない
場合であっても、非常にコントラスト良く部品の実装状
態を検査できるようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プリント板に実装された電子部品（特にはチ
ップ部品）の実装状態（例えば、有無、位置ずれ等）を
光学的に自動検査する実装部品検査装置に関する。

現在、半導体素子やその他の電子部品の微小化に伴い、
プリント板の高密度化が進んでいる。そして、チップ部
品を搭載したプリント板が増え、この実装状態を自動的
に検査することが望まれている。そのためには、部品を
コントラスト良くかつ正確に検知する必要がある。

〔従　来　の　技　術〕

従来の実装部品検査装置に係る光学系を第５図に示す。

同図では、光切断法を用いて、プリント１ｉＰの基板部
Ｒ上の所定の高さｈの部品Ｑのみを検知するようにした
ものである。すなわち、プリント板Ｐをステージｌ上に
載置して矢印Ａ方向に移動させながら、半導体レーザ２
、プリレンズ３およびシリンドリカルレンズ４によって
作成されたスリット状の光ビーム（以下、スリットビー
ムと称す）１１をプリン）Ｊ＆Ｐ上に斜め上方がら照射
する。そして、所定の高さｈからの反射光１２のみを結
像用レンズ５を介してＣＯＤ等の１個のラインセンサ６
で撮像する。そして、ラインセンサ６の検知信号強度が
所定のスライスレベル以上を「１」、以下を「０」とし
て得られた画像、すなわち上記所定の高さｈの部品Ｑの
みが他と区別された画像に基づき、実装状態を検査する
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の装置では、注目している高さｈに部品があっ
ても、この部品の表面の色が黒いと、その反射光が弱く
、十分に検知されない場合があったり、また注目してい
る高さｈからはずれた所に部品があっても、周囲に明る
い部分があると、そこから回り込んだ光によって、所定
の部品として検知されてしまう場合もあった。

そこで、例えば黒い部品も完全に検知しようとすると、
第６図の検知例（ｉ）に示すように、部品本体Ｑ＋（黒
い部分）のみならず、プリント板Ｐ上の明るい電極部Ｐ
１も、そこからの光の回り込みによってスライスレベル
より高く検知され、いずれも「１」、すなわち部品と判
断されてしまうことになった。一方、基板部Ｒの高さか
らの反射光！３を検知することにより、部品以外の部分
を完全に影として検知しようとすると、同図の検知例（
ｉｉ）に示すように、部品Ｑ上の明るい部分である電極
部Ｑ２も、そこからの光の回り込みによって部品以外の
部分として検知されてしまうことになった。

すなわち従来の装置は、コントラスト（Ｓ／Ｎ）が悪い
という問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、被検知面の反射率が一様
でなくても、コントラスト（Ｓ／Ｎ）良く部品を検知で
きる実装部品検査装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、プリント板の基板部からの反射光と所定高さ
の部品上面からの反射光をそれぞれ第１゜第２のライン
センサで検知し、その出力信号の強度を互いに比較して
、その比較結果に基づき上記所定高さの部品の実装状態
を判断するようにしたことを特徴とする。

〔作　　　用〕

一般に、黒色の部品であっても、その上面から検知され
る反射光は、基板部上から検知される反射光よりも強い
。また、基板部上の明るい部分（例えば電極部）から直
接検知される反射光は、その部分から回り込んで部品上
からの反射光として検知される光よりも強い。同様に、
部品上の明るい部分く例えば電極部）から直接検知され
る反射光は、その部分から回り込んで基板上からの反射
光として検知される光よりも強い。

このように、プリント板上の検知される面の明暗には係
わらず、部品が有るか無いかに応じて、それぞれの反射
光の強度はいずれか一方が大きくなるので、第１．第２
のラインセンサで基板部、部品上面からのそれぞれの反
射光を検知すれば、その検知信号の強度も上記反射光の
強度に応じて、いずれか」方が大きくなる。従って、上
記２つのラインセンサの検知信号の強度を互いに比較し
て、どちらが大きいかを見れば、検知した対象が部品と
基板部のどちらであるかを、上述したような光の回り込
みによる影習を受けることなく、正確に判断することが
できる。すなわち、部品の電極部を基板部と間違えて検
知したり、あるいは基板部上の電極部を部品と間違えて
検知したりすることがなく、非當にコントラストの良い
部品検知が可能になる。

〔実　　施　　例〕以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る光照射手段および光
検知手段を示す構成図である。

まず光照射手段は、半導体レーザ１２、コリメートレン
ズ１３およびシリンドリカルレンズ１４から構成され、
ステージ１１上に載置されて矢印Ａ方向に移動するプリ
ン）　ｔ＆　Ｐに対して、斜め上方からスリットビーム
β１を照射するものである。

このスリットビームｊ２＋は、半導体レーザ１２から出
力されたレーザ光をコリメートレンズ１３で平行光に変
換し、更にシリンドリカルレンズ１４でスリット状にす
ることにより得ている。なお、スリットビーム１１によ
ってプリント板上に形成される光切断線の方向は、プリ
ント板Ｐの移動方向（矢印Ａ）と直交するようにする。

次に、光検知手段は、結像用レンズ１５、ビームスプリ
ンタ１６および２つのラインセンサ（例えばＣＯＤライ
ンセンサ等）１７．１８から構成され、上記スリットビ
ーム１１の照射によるプリント板Ｐからの反射光（所定
の高さを持つ部品Ｑの上面からの反射光！２、基板部Ｒ
からの反射光１３）を、スリットビーム１１の照射方向
とは異なる方向から検知するものである。上記ビームス
プリンタ１６は、結像用レンズ１５を介して得られた上
記反射光を１対１の強度比で２方向に分割する。そして
、分割された一方の反射光のうち基板部Ｒからの反射光
！！３が結像される位置に、一方のラインセンサ１７を
配置し、また、分割された他方の反射光のうち上記部品
Ｑ上からの反射光１２が結像される位置に、もう一方の
ラインセンサ１８を配置する。すなわち、基板部Ｒ上か
らの反射光１３をラインセンサ１７で検知し、部品Ｑ上
からの反射光７！２をラインセンサ１８で検知する。

なお、ある所定の範囲内で高さの異なる各種の部品から
の反射光も検知できるように、上記ラインセンサ１８は
、これを構成する各受光素子の受光面の形状が上記部品
の高さ方向と対応して長く伸びた長方形であるものを使
用することが望ましい。もう一方のラインセンサ１７は
、上記形状が略正方形であるものを使用することが望ま
しい。

上記光学系による、プリント板戸上の各位置における反
射光検知の一例を、第２図に基づき説明する。

まず、同図（ａ）のように、スリットビーム１１が部品
Ｑ上に照射されているときは、その表面が黒色であって
も、そこからの反射光１２は、基板部Ｒ上からの反射光
βコよりも強い。よって、ラインセンサ１８の出力信号
の強度はラインセンサ１７の出力信号よりも大きくなる
。また、部品Ｑ上の明るい部分（例えば第６図に示した
電極部Ｑ２）からの反射光１２がラインセンサ１８で検
知されるとともに、その回り込んだ光の一部が他方のラ
インセンサ１７で検知されたような場合であっても、直
接の反射光の方が強いので、ラインセンサ１８の出力信
号の強度はラインセンサ１７の出力信号よりも大きくな
る。

また、第２図ｆｂ）のように、スリットビーム１１が部
品Ｑ上から外れ、基板部Ｒ上の電極部Ｐ！上に照射され
た場合には、たとえ？！極部Ｐ１上がらの反射光の一部
が回り込んでラインセンサ１８で検知されたとしても、
やはり、直接の反射光１３の方が強いので、ラインセン
サ１７の出力信号の強度はラインセンサ１８の出力信号
の強度よりも大きくなる。

また、第２図（Ｃ１のように、基板部Ｒが暗いレジスト
等であっても、ある程度の強度の反射光１３が得られる
ので、ラインセンサ１７の出力信号の強度はラインセン
サ１８の出力信号の強度よりも大きくなる。

上述したことから、スリットビーム１１が部品Ｑの上面
に照射されているときは、その面の反射率が一様でなく
ても、ラインセンサ１８の出力信号がラインセンサ１７
の出力信号よりも大きな強度を持つ。一方、スリットビ
ーム１１が部品Ｑ上に照射されずに、基板部Ｒ上にだけ
照射されているときは、そこの反射率が一様でなくても
、ラインセンサ１７の出力信号がラインセンサ１８の出
力信号よりも大きな強度を持つ。

次に、本実施例に係る信号処理回路を第３図に示す。同
図においては、まず上述した２つのラインセンサ１７．
１８の出力信号を、それぞれ比較器２１．２２の十入力
端子に与え、−入力端子には最低光基準値を与える。こ
の最低光基準値は、部品Ｑもしくは基板部Ｒから反射さ
れ得る最低強度の光をラインセンサ１７もしくは１８で
検知した場合の、その検知出力信号の強度に相当する値
である。比較器２１．２２は、比較結果を「１」。

「０」で出力し、この結果はオア回路２４を介して出力
ビットＡ　（ｒｌＪもしくは「０」）として取出される
。すると、通常の部品Ｑもしくは基板部Ｒからの反射光
がラインセンサ１７，１Ｂの少な（とも一方で検知され
たときは、上記出力ビットＡは「１」となり、一方、ラ
インセンサ１７゜１８のどちらからも最低光基準値以上
の光が検知されないとき（例えば、基板部Ｒに穴がおい
ていたり、あるいは部品Ｑよりも高い物体が存在すると
き等）には、出力ビットＡはｒＯＪとなる。

更に第３図において、２つのラインセンサ１７゜１８の
出力信号を、それぞれもう１つの比較器２３の一入力端
子、十入力端子に入力させる。この比較結果はｒｌＪ、
ｒＯＪで出力され、出力ピントＢとして取出される。す
ると、ラインセンサＩ８の出力信号強度がラインセンサ
１７の出力信号強度よりも大きいとき、すなわち部品Ｑ
が検知されているときは、出力ビットＢは「１」となる
。

一方、ラインセンサ１７の出力信号強度がラインセンサ
１８の出力信号強度よりも大きいとき、すなわち基板部
Ｒだけが検知されているときは、出カビ・ノドＢは「０
」となる。

そこで、上記出力ビットＡが「１」か「０」かを見るこ
とにより、部品Ｑもしくは基板部Ｒが検知されているか
どうかを知ることができ、もし検知されているとき（出
力ピントＡがｒｌＪのとき）は、更に出カビノドＢがｒ
ｌＪか「０」かを見ることにより、その検知されている
ものが部品Ｑなのか基板部Ｒなのかを知ることができる
。

例えば、第４図！ａ）に示すように、基板部Ｒ上に部品
ＱＩＯ，Ｑ２０が実装され、かつ一部に穴■］ができて
いる場合には、ラインセンサ１７，１８の出力信号強度
は、それぞれの位置に対応して、同図（ｂｌのようにな
る。すると、これらの出力信号強度と最低光基ンＰ値と
の関係から、出力ピノ）Ａは同図（Ｃ）のようになる。

すなわち、穴Ｈの部分のみが「Ｏ」となり、他の部分は
「１」となる。次に、上記２つの出力信号強度の互いの
大きさの大小関係から、出カビノドＢは同図（ｄ）のよ
うになる。

すなわち、部品ＱＩＯ，Ｑ２［＋の部分が「１」となり
、基板部Ｒのみの部分はｒＯＪとなる。もし、第６図に
示したように部品Ｑや基板部Ｒ上に電掘部Ｑ２．ＰＩが
あって、その部分から光の回り込みが生じた場合、各ラ
インセンサ１７．１８には検知例（ｉ）、　　（ｉｉ）
のように光の回り込みによる影響が生じるが、それらを
互いに比較してｉｑられた出力ピントＢには光の回り込
みによる影ツは全く生じず、各部品の位置に正確に対応
しだ値「１」が得られる。すなわち、非常にコントラス
ト（Ｓ／Ｎ）の良い部品検知が可能になる。

従って、出力ピントＡ、Ｂを順次具てい（ことにより、
被検知面の明暗等にかかわらず、部品の有無や位Ｅずれ
等の実装状態を非常に正確に判断できる。更に、出カビ
７トＢは互いの検知信号の比較結果をｒｌＪ、ｒＯＪで
２値化して表わしたものであるため、例えばＴＶカメラ
等でそのまま撮像して得られた画像によく見られるシェ
ーディング（画像の周辺部が暗くなる現象）がなくなる
という利点もある。

〔発明の効果〕

本発明の実装部品検査装置によれば、被検知面の反射率
が一様でなくとも、光の回り込み等による誤検知を防止
して、非常にコントラスト（Ｓ／Ｎ）の良い部品検知が
可能になり、従って部品の実装状態の検査を非常に正確
に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光照射手段および光検
知手段を示す構成図、第２図（、ｌ）〜（Ｃ）はプリント板戸上の各位置にお
ける反射光強度の一例を示す図、第３図は同実施例に係る信号処理回路を示す回路図、第４図（ａｌ〜（ｄ）は同実施例における信号処理の一
例を説明するための図、第５図は従来の装置に係る光学系を示す構成図、第６図
は従来の問題点を説明するための検知信号強度の一例を
示す図である。１２・・・半導体レーザ、１３・・・コリメートレンズ、１４・・・シリンドリカルレンズ、１５・・・結像用レンズ、１６・・・ビームスプリッタ、１７．１８・・・ラインセンサ、２１．２２．２３・・・比較器、ＡＩ　・・・スリットビーム、１２、ｌコ・・・反射光。

Claims

【特許請求の範囲】１）部品の実装されたプリント板上にスリット状の光ビ
ーム（ｌ＿１）を照射する光照射手段（１２、１３、１
４）と、該光照射手段による前記光ビームの照射による、前記プ
リント板の基板部からの反射光（ｌ＿３）と所定の高さ
を持つ部品の上面からの反射光（ｌ＿２）をそれぞれ第
１、第２のラインセンサ（１７、１８）で前記光ビーム
の照射方向とは異なる方向から検知する光検知手段（１
５、１６、１７、１８）と、前記第１、第２のラインセンサの出力信号の強度を互い
に比較し、その比較結果に基づき前記所定の高さを持つ
部品の実装状態を判断する信号処理手段（２１、２２、
２３、２４）とを具備することを特徴とする実装部品検
査装置。２）前記光照射手段は、レーザ光を出力する半導体レー
ザ（１２）と、該半導体レーザで出力されたレーザ光を
平行光に変換するコリメートレンズ（１３）と、該コリ
メートレンズで得られた平行光を前記スリット状の光ビ
ームに変換するシリンドリカルレンズ（１４）とから構
成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
実装部品検査装置。３）前記光検知手段は、前記各反射光を結像用レンズ（
１５）およびビームスプリッタ（１６）を介して互いに
異なる位置に結像し、それぞれの結像面上に前記第１、
第２のラインセンサ（１７、１８）を配置してなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
実装部品検査装置。４）前記第１のラインセンサを構成する各受光素子の受
光面の形状は略正方形であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第３項のいずれか１つに記載の実装部
品検査装置。５）前記第２のラインセンサを構成する各受光素子の受
光面の形状は、前記部品の高さ方向と対応して長い長方
形であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
４項のいずれか１つに記載の実装部品検査装置。６）前記信号処理手段は、前記第１のラインセンサの出
力信号の強度が前記第２のラインセンサの出力信号の強
度よりも大きいか小さいかで、それぞれ基板部か部品か
を判断することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第５項のいずれか１つに記載の実装部品検査装置。７）前記信号処理手段は、前記比較を行う他に、更に前
記第１および第２のラインセンサの出力信号と所定の基
準値とを比較し、これら２つの比較結果に基づき前記部
品の実装状態を判断することを特徴とする特許請求の範
囲第１項乃至第６項のいずれか１つに記載の実装部品検
査装置。８）前記第１及び第２のラインセンサの出力信号の強度
が前記所定の基準値よりも小さい時に、前記基板部及び
前記部品の高さがいずれも所定の測定範囲外の高さであ
ると判断することを特徴とする特許請求の範囲第７項記
載の実装部品検査装置。９）前記第１、第２のラインセンサはいずれもＣＣＤラ
インセンサであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第８項のいずれか１つに記載の実装部品検査装置
。１０）前記部品はチップ部品であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１つに記載の
実装部品検査装置。