JPS63127108A - 装着状態検査方法及びその装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば回路基板へのチップ部品の装着状態を
検査するための装着状態検査方法及びその装置に関する
。

（従来の技術） 家電機器やＯＡ機器等の電気機器は小型化が進んでおり
、これに伴ってこれら電気機器に用いられる回路基板も
小型化している。例えば、リード線付き回路基板に代っ
てチップ化され小型化された抵抗コンデンサ等が装着さ
れる回路基板が用いられている。そして、このような装
着部品の小型化により回路基板への実装が萬密度化され
てきている。

ところで、このチップ部品等の回路基板への装着は、回
路基板に予め所定の配線パターンが形成されており、こ
の回路基板にチップ部品を装着機械により自動的に仮装
着し、この後、はんだ付けして終了することになる。し
かし、回路基板への装着は、しばしば脱落や位置ずれを
生じてしまい、これがはんだ付けの後に検出された場合
、その修正に多大な労力を費やさなければならない。こ
のため、チップ部品の脱落や位置ずれ等ははんだ付けの
前に検出することが必要である。そこで、回路基板の検
査は、はんだ付けの前に作業員の目視によって行なわれ
ている。

しかしながら、作業員の目視検査では、多くの人員が必
要となり、さらに複雑な回路基板上に複数のチップ部品
等が装着されているために検査ミスが多くなってしまう
。そのうえ、作業員は一日中、根をつめて検査作業を行
うので、眼球疲労等が生じて健康管理の面でも問題が発
生する。

これに対して回路基板を撮像装置により撮像し、その得
られた画像データを画像処理してチップ部品等の脱落や
位置ずれ等を検出する技術が開発されているが、このよ
うな技術手段では、回路基板上の配線パターン、印字文
字、多色多形状の各部品が混在する中から目的のチップ
部品等を検索あるいは抽出して検査するので、その検査
８反や信頼性等の面から未だ不十分なものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述したように、従来のチップ部品の装着状
態の検査がいまだに未完成な段階であることに着目して
なされたもので、被検出物体の装着状態の検査を高精度
かつ高能率で行うことのできる装着状態検査方法及びそ
の装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）曲面を有する検
査部品の特定の曲面部位のみが照明方向を選択すること
により他部よりも明るくなることを利用して、検査物品
の曲面情報を示すパターンのみを抽出するようにし、検
査部品以外のノイズ源となる部分の情報を完全に捨象す
るようにしたもので、検査部品の基板に対する装着状態
を高能率かつ高精度で検査することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の装着状態検査装置の構成を示し
ている。この装置は、円筒形チップ部品（１）・・・が
装着された回路基板（２）を保持して位置決めする例え
ばＸ−Ｙテーブルなどの保付部（３）と、この保持部（
３）に保持された回路基板を互に対向する斜め上方から
矢印（４ａ）、　（４ｂ）方向に交互に平行光線を投射
して照明する一対の白色光源（５ａ）、　（５ｂ）を有
する照明部（６）と、保持部（３１直上位置に配設され
回路基板（２）を撮像する例えばＩＴＶ　（Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　）　、１７　メ、ｙ
などの撮像ｍ　（７）　、！：、コノ撮像部（７）から
出力されたアナログ画像信号ＳＡに基づきチップ部品（
１）・・・の装着状態を検査する演算制向部（８）と、
この演算制御部（８）における検査結果を表示するプリ
ンタ、ブラウン管等の表示部（９１とからなっている。

しかして、照明部（６）は、前記白色光源（５ａ）、　
（５ｂ）と、これら白色光源（５ａ）、　（５ｂ）　Ｏ
切換を行わせる切換スイッチ（ＩＣｊとからなっている
。一方、演算制御部（８）は、画像信号ＳＡを入力して
Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換するＡ／　ＤＩＲ
器αＤと、このＡ／Ｄ変換器Ｉから出力されたゲイジタ
ル画像信号ＳＢを入力して２値化する２値化回路α４と
、この２値化回路（１３から出力された２値化画像信号
ＳＣを所定のアドレスに記憶する画像メモリ側と、あら
かじめ格納されているプログラムによりこの画像メモＩ
Ｊ　（１３に記憶されている画像信号ＳＣに基づいて装
着状態を判定するとともに後述する各槌制御を行う例え
ばマイクロコンピュータなどのＣＰＵ（中央処理装置；
　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｐ　Ｕｎｉｔ）
Ｑ４）とからなっている。そうして、ＣＰＵ（１４）は
、切換スイッチ（１（ｉ）に制御信号ＳＸ１を印加して
、白色光源（５ａ）。

（５ｂ）の点滅を適時に行わせることができるようにな
っている。また、ＣＰＵＱ４）は、制御信号ＳＸ２を保
持部（３）に゛印加して、撮像部（７）による撮像領域
が、重複することなく、回路基板（２）全面にいきわた
るように位置決めするようになっている。しかして、前
記回路基板（２）は、例えばガラスエポキシ樹脂からな
る積層板Ｃ１５）と、この積層板（２）上に接着され回
路の一部を構成している銅箔からなるパターン（１６）
と、このパターン（１ｆｊの一部にはんだ付けされたチ
ップ部品（１）・・・とからなっている。これらチップ
部品（１）・・・の軸方向は、すべてＸ方向になってい
る。

また、前記白色光源（５ａ）、　（ｓｂ）　ｔｖ照射方
向（５ａ）。

（５ｂ）は、回路基板（２）の板面に対して例えば１０
度の低角度に設定されている。さらに、この照射方向（
５ａ）、　（５ｂ）が回路基板（２）上へ投影されたと
きの方向はＹ方向つまりチップ部品（１）・・・の軸方
向に直交するように設定されている。

つぎに、上記構成の装着状態検査方法を用いて本実装例
の装着状態検査方法について述べる。

まず、ＣＰＵＣｌ４）から制御信号８Ｘ２を保持部（３
）に印加して、回路基板（２）の所定領域を撮像部（力
により撮像できるように位置決めする。ついで、ＣＰＵ
（１４）から制御信号ＳＸ１を切換スイッチ翰に出力し
て、最初に白色光源（５ａ）により矢印（５ａ）方向に
回路基板（２）を照明したのち、白色光源（５ｂ）によ
り矢印（５ｂ）方向に回路基板（２）を照明する。しか
して、各照明方向（５ａ）、　（５ｂ）ごとに撮像部（
７）により回路基板（２）の特定領域を撮像する。この
とき撮像部（７）から出力された画像１６号ＳＡ又は８
Ａ　（第２図参照）は、Ａ／Ｄ変換器αυにてディジタ
ル画像信号ＳＢ又は８Ｂ’に変換されたのち２値化回路
０にて２値化信号ＳＣ又はｓｄに変換される。この２値
化信号ＳＣは、第２図に示しているように、２値化回路
Ｑカに設定されている閾値ＶＴよりも小さい、つまり１
暗い２場合、論理レベル「１」、また、閾値ＶＴよりも
大きい、つまり”明るい”場合、論理レベルｒＯＪにな
るように設定されている。しかして、２値化信号５ｃ（
ｓｃ’）は、画像メモリ（１３の所定のアドレスに格納
される。このとき各照明方向（５）、　（５ｂ）に対応
する２値化信号を加算つまり重畳した状態で同一アドレ
スに格納する。ところで、第３図は、チップ部品（１）
　・・・に対する照明光（１７ａ）、　（１７ｂ）、　
（１７Ｃ）、　（１７ｄ）と、これら各照明光（１７ａ
）、　（１７ｂ）、　（１７Ｃ）、　（１７ｄ）に対応
する反射光（１８ａ）、　（１８ｂ）、　（１８ｃ）、
　（１８ｄ）を示している。これらのうち、積層板（ｌ
！１９又はパターンｔＩＱに入射した照明光（１７ａ）
は正反射し、撮像部（７）に補促されることなく反射光
（１８ａ）となって外方に出射する。同じく、チップ部
品（１）・・・の頂部（１りに入射した照明光（１７ｂ
）も、撮像部（力に補促されることなく、反射光（１８
ｂ）となって外方に出射する。

さらに、チップ部品（１）・・・の側頂部（１ｂ）に入
射した照明光（１７Ｃ）は、反射角が小さく、照明光（
１７Ｃ）側に出射し、その反射光（１８Ｃ）は、撮像部
（７）に補促されることはない。これに対して、チップ
部品（１）・・・の斜め周面部（ＩＣ）に入射した照明
光（１７ｄ）は、その反射角（１８ｄ）が撮像部（７）
に補促される方向に出射する。要するに、撮像部（７）
にては、矢印（５ａ）方向の照明に対しては、チップ部
品（１ａ）・・・の斜め周面部（ＩＣ）のみが他部分よ
りも明るく撮像され、また、矢印（５ｂ）方向の照明に
対しては、チップ部品（１ａ）・・・の斜め周面部（１
ｄ）のみが他部分より明るく撮像される。その結果、画
像メモＩＪ　（１■に格納された２値化信号ＳＤが示す
画像は、局面部（ＩＣ）、（ｌｄ）のみが論理レベル「
０」の矩形状となったｉｌｆ部パター　／　（１９ａ）
、　（１９ｂ）となる（第４図＃ｆｆ１）、カ＜して、
ＣＰＵ（１４１にては、画像メモリ（１３に格納されて
いる暗部パターン（１９ａ）、　（１９ｂ）を示す画像
データを入力し、パターンマツチング法により、当該チ
ップ部品（１）の装着状態、つまり、欠品か否か、回転
していないか、位置ずれしていないか、異種部品が装置
されていないか等の判定を行う。この場合、一対の暗部
パターン（１９ａ）、　（１９ｂ）によりチップ部品（
１）の中心を求める。しかして、これらの検査が完了す
ると、回路基板（２）の他領域について同一の検査を逐
次に繰返し、最終的に、検査結果を表示部（９）にて表
示させる。

以上のように、この実施例によれば、照明方向を選択す
ることにより、円筒状のチップ部品（１）・・・の特定
の周面部のみが他部よりも明るくなることを利用して、
チップ部品（１）・・・の装着状態を示す局面情報パタ
ーンのみを抽出させるようにしたので、チップ部品（１
）・・・以外のパターンαＱ１印刷文字等のノイズ源を
完全に捨象でき、装着状態の検査を高精度かつ高能率で
行うことができる。

なお、上記実施例においては、白色光源を一対設けたが
、光源を１個設け、この光源に対し、回路基板又は光源
を動かすようにしている。また、照明方向は、２方向か
らとしているが、一方向からのみでもよい。また、左右
両側から交互に照明するのでなく、同時に照明するよう
にしてもよい。

この場合は、前述した加算処理は省略できる。さらに、
チップ部品の配役方向、たとえばＸ方向、Ｙ方向という
ように複数の方向となっている場合は、各方向ごとに照
明方向を設定し、各照明方向ごとに画像データを加算す
ればよい。この場合も、光源は、各方向ごとに一対ずつ
設けてもよいし、一対の光源をチップ部品に対して相対
的に動かすようにしてもよい。さらに、撮像部からの画
像信号は、２値化することなくディジタル（多値化濃度
）データに基づいて、検査してもよい。さらに、本発明
の検査対象は、円筒状に限ることなく、楕円筒状９球状
、ぼたもち状、多角柱等、検査対象の輪郭を示す反射光
が垂直方向に反射する曲面を有するものであれば、どの
ような形状のものにでも適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、検査対象の輪郭を示す曲面情報のみ抽
出するようにしているので、装着状態の検査を高精度か
つ高能率で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装着状態検査装置の構成図
、第２図は本発明の一実施例の装着状態検査方法を説明
するためタイミングチャート、第３図は同じくチップ部
品に対する照明を示す説明図、第４図は抽出されたパタ
ーンを示す図である。 （１）二チップ部品（検査部品）、 （２）二回路基板、（３）　：保持部、（６）：照明部
、　　　　（７）：撮像部、（８）：演算制御部、 α乃：２値化回路（抽出手段）、 α４）　：　ＣＰＵ　（判定手段）。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状の検査部品が装着されている基板に対して
   上記検査部品の軸線にほぼ直交する方向から斜光照明し
   て上記基板の検査部品装着面に対してほぼ直角上方に反
   射する反射光を得る工程と、上記反射光を直接入射する
   位置にて上記検査部品を撮像して画像信号を出力する工
   程と、上記画像信号に基づいて上記反射光を反射した曲
   面部位を示す検査パターンを抽出する工程と、上記検査
   パターンに基づいて上記検査部品の基板に対する装着状
   態を検査する工程とからなることを特徴とする装着状態
   検査方法。
2. （２）斜光照明は検査部品の軸線をはさんで左右両側か
   ら交互に行い、各照射により得られた検査パターンを加
   算し、加算された検査パターンに基づいて装着状態を検
   査することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
   着状態検査方法。
3. （３）円筒状の検査部品が装着されている基板を保持し
   て位置決めする保持部と、上記保持部に保持されている
   基板を上記検査部品の軸線にほぼ直交する方向から斜光
   照明して上記基板の検査部品装着面に対してほぼ直角上
   方に反射する反射光を生じさせる照明部と、上記保持部
   直上位置に設けられ上記反射光を生じている検査部品を
   含む領域を撮像して画像信号を出力する撮像部と、上記
   画像信号に基づいて上記検査部品の基板に対する装着状
   態を検査する演算制御部とを具備することを特徴とする
   装着状態検査装置。
4. （４）演算制御部は、画像信号を入力して検査部品の反
   射光を生じた曲面部位を示す検査パターンを抽出する抽
   出手段と、この抽出手段にて抽出された検査パターンに
   基づいて上記検査部品の基板に対する装着状態を判定す
   る判定手段とからなることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の装着状態検査装置。