JPS6312944A - 実装部品の不良検査装置 - 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〉 この発明は、プリント配線基板（以下、単に「基板」と
いう）上に実装された各部品につきその実装状態の良否
を検査するのに用いられる検査装置に関連し、殊にこの
発明は、リードのない小型化された電子部品（これを「
表面実装部品」という）についてのこの種検査に好適な
実装部品の不良検査装置に関する。

〈従来の技術〉 近年、各種電子部品の小型化が著しく、リードのない表
面実装部品が多く用いられるようになった。

従来この種部品を基板上に実装するには、第８図（１）
〜（４）に示す如く、まず基板２１上の部品実装位置に
対応してクリームハンダ２２を塗布した後（第８図（１
１参照）、チップマウンタ（図示せず）により実装すべ
き部品２３をつかんで基板２１上に位置決めして置き、
この部品２３が存するハンダ付は電極２４を前記クリー
ムハンダ２２に接触位置させている（第８図（２）参照
）。

全ての部品につき同様の作業が完了すると、つき゛にこ
の基）反２１をコンベヤ２５に載せてリフロー炉内を通
過させ、赤外線ランプ２６にてクリームハンダ２２を溶
かした後（第８図（３１参暇）、基板２１を炉外に導い
て溶融ハンダを冷却固化させる（第８図（４）参照）。

上記の部品実装工程において、基板２１上には全ての部
品２３が適正に実装されるとは限らず、基板２１上の規
定位置に部品が実装されていなかったり、その規定位置
から実装部品が位置ずれしていたり、或いは基板上に部
品が適正にハンダ接合されていなかったりする場合があ
る。

第９［１（１）〜（４）は、部品のハンダ接合不良が発
生するメカニズムを示すもので、第９図ｆｉｌはクリー
ムハンダ２２が塗布された基板２１上に部品２３が位置
決めして置かれた状態を示す。つぎにこの基板２１はハ
ンダ付は処理のためにリフロー炉内を通過させるが、第
９図（２）の予熱段階では、一方のハンダ付は部Ａにお
いて基板２１表面に塗布されているフラフクスが活性化
して、その溶剤が気化し、クリームハンダ２２の表面に
ガス層が生成される。第９図（３）の加熱段階ではクリ
ームハンダ２２は半溶融しているが、前記のハンダ付は
部Ａにおいては部品２３のハンダ付は電極２４とクリー
ムハンダ２２との間に前記ガス層が介在して、部品２３
が基板２１より容易に離脱する状態となっている。第９
図（４）では、他方のハンダ付は部Ｂにおいてクリーム
ハンダ２２が完全溶融し、その固化時に生じる表面張力
が部品２３を引っ張って前記ハンダ付は部Ａを基板２１
より浮き上がらせる。従ってこの状態では、部品２３の
ハンダ付は電極２４は基板２１に接触していない。

上記のハンダ付は処理が行われて部品実装工程が完了す
ると、つぎに部品が実装された基板は検査工程に送られ
、基板からの部品の欠落。

規定位置からの部品の位置ずれ、基板に対する部品のハ
ンダ接合不良等の欠陥の有無が検査される。

従来この種の検査作業は、検査員が部品実装基板を手に
とり、これを拡大レンズを用いて四方より観察するとい
う方法が一般に行われている。

また近年、透過Ｘ線によるハンダ付は自動検査装置が提
案され、この装置を検査ラインー、導入することで、検
査の合理化をはかることが行われている。この自動検査
装置は、ハンダにＸ線を透過する鉛成分が含まれている
ことに着目したものであり、部品実装基板へ）ｌを照射
し、その透過量に応じた画像を生成して、その画像から
部品の実装不良を検査するものである。

上記のいずれの検査方式においても、検査工程へ部品実
装基板が送られてくると、その基板上に実装された全て
の部品につき必要な検査を一律に実施しているのが実情
である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが発明者の観察によれば、基板上の実装部品に現
れる部品の欠落１位置ずれ、ハンダ接合部不良等の各欠
陥は、基板上の全ての部品につき同一の確率で発生する
ものではなく、部品毎に欠陥発生率が相違するものであ
る。その原因として、その部品が位置する周辺の部品実
装密度に差異がある点、クリームハンダの塗布量にばら
つきがある点１部品袋着位置に対するチップマウンタの
安定性が均一でない点等が考えられる。

従って従来は、欠陥発生率が極めて低い部品であっても
欠陥発生率の高い部品と同じ頻度で検査されており、検
査の無駄が多く、検査効率が悪いという問題があった。

この発明は、上記実情に鑑み、欠陥発生率に応じた検査
頻度で実装部品の検査を行うことによって、検査効率を
向上させ且つ検査時間の短縮をはかった新規な実装部品
の不良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〉 上記目的を達成するためのこの発明の構成を、一実施例
に対応する第１図〜第６図を用いて説明すると、この発
明では、 基板９上に実装された複数の部品５につきその実装不良
を検査する装置において、 各部品５につき検査を行った検査回数と欠陥があると判
断した欠陥回数とを検査の都度蓄積して記４１７させる
記憶手段（図示例のメモリ９に相当する）と、 前記検査回数と欠陥回数とから欠陥発生率を算出してそ
の算出結果に応じて各部品５の検査頻度を求め且つ更新
してゆく演算制御手段（図示例の演算制御装置７や記憶
袋Ｗ８に相当する）と、 前記検査頻度に応じて各部品５の実装不良を検査する検
査実行手段（図示例のカメラ３．投光装置４および、演
算制御装置７に相当する）とを具（眞させている。

〈作用〉 基板９上の各実装部品５につき欠陥の有無を検査する際
、その都度各部品につき検査を行った検査回数と欠陥が
あると判断した欠陥回数とをメモリ９に蓄積してゆく。

そして演算制御装置７は現在の検査回数と欠陥回数とか
ら欠陥発生率を算出し、その算出結果に応じて各部品５
の検査頻度を求め且つ更新してゆく。

この検査顯度が決まると、これに応じた頻度でその部品
の検査が行われる。例えば欠陥発生率の低い部品はとき
おり検査され、また欠陥発生率の高い部品はたびたび検
査されるもので、これにより効率良く検査が進められる
ことになる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の一実施例にかかる実装部品の不良
検査装置を示す。

図示例の装置は、基板上に実装された複数の表面実装部
品につきそのハンダ接合部において部品の浮きが生じて
いないか否かを検査するためのものであるが、この発明
はこれに限らず、表面実装部品以外の部品の検査にも適
用でき、またハンダ接合部不良以外の不良の検査にも適
用できる。

図示例において、ＸＹステージより成る測定テーブル１
上に検査対象２（基板上に部品が実装されたもの）が＄
Ｌ置され、その上方位置にイメージセンサより成るカメ
ラ３と半導体レーザを光源とする投光装置４とが配備さ
れている。

この投光装置４は、第２図および第３図に示す如く、検
査対象である基板９上の実装部品５に対し斜め下方に板
状光りを照射して、部品５側面部のハンダ接合部１００
表面に板状光りが交わる光切断線６を生成するためのも
のであり、またカメラ３は前記光切断線６を斜め上方位
置にて撮像して、光切断線６の光線像を生成するための
ものである。

上記カメラ３．投光装置４および、測定テーブル１はマ
イクロコンピュータのＣＦ’ｔＪより成る演算制御装置
７に接続されており、この演算ｉｌ制御装置７ば前記カ
メラ３の撮像動作、投光装置４０投光動作、測定テーブ
ル１の移動などを制御信号により一連に制御すると共に
、カメラ３より映像信号を取り込み、必要な画像処理を
行って光切断線６の光線像をモニタテレビ８に表示させ
る。

この装置例によって部品のハンダ接合部１０を検査する
のに、まず演算側′４′Ｂ装置７は、測定テーブル１を
移動させ、検査部品５の規定実装位置にカメラ３および
投光装置４を対応位置させる。つぎにカメラ３および投
光装置４へ演算制御装置７より動作指令が与えられると
、投光装置４が投光動作を開始して、検査部品５のハン
ダ接合部１０に向けて板状光りが照射される。

この板状光しは、ハンダ接合部１０の表面だけでなく、
部品５の表面から基板９の表面に至る範囲にわたって照
射され、この板状光りが交わる光切断線６が第２図およ
び第３図に示す如く、一連に生成される。この光切断線
６は、その斜め上方に位置するカメラ３により撮像され
て光切断線６の光線像が生成され、その映像信号が演算
制御装置７に取り込まれ、必要な画像処理が行われてモ
ニタテレビ８に表示される。

第４図はこのモニタテレビ８に表示された光切断線の光
線像を示すもので、部品のハンダ接合部】０が適正な状
態にあって部品５に浮きが生じていない場合は、第４図
（１）に示す如く、部品５表面の光切ＩｆｒｖＡ６ａと
基板９表面の光切断Ｎｉ６Ｃとがハンダ接合部１０表面
の光切断線６ｂを介して一連に連続している。

これに対して部品のハンダ接合８５１０が不良であって
部品５が基板９より浮いている場合は、第４図（２）に
示す如く、基板９表面の光切断線６ｃと部品５表面の光
切断線６ａとの間に途切れＸが生じることになり、従っ
てこの途切れＸの有無を確認することで、部品の浮きを
容易に発見できる。

第１図に戻って、前記演算制御装置７は基板９上の各部
品５につき上記の検査を実行する都度、その部品の検査
を行った検査回数と欠陥があると判断した欠陥回数とを
メモリ９に蓄積して記憶させると共に、蓄積された検査
回数と欠陥回数とからその部品の欠陥発生率を算出した
後、前記メモリ９に予め格納しであるテーブルを参照し
てその部品の検査頻度を求め且つ更新してゆく。

第５図は、前記メモリ９に蓄積された各部品の検査回数
と欠陥回数とを示している。同図中、ｎ、、ｎ、Ｌ、ｎ
ｌ−−−・は部品番号がり、２．３番の各部品について
の検査回数を、またｆ、。

ｆ、、ｆ３・・・・はその欠陥回数を、それぞれ示す。

従って例えば部品番号が１番の部品は、検査回数がｎｌ
、欠陥回数がｆ、であることがわかる。

第６図は、同じメモリ９に予め格納されている欠陥発生
率と検査頻度との換算テーブルＴを示すものであり、同
図中、ｅｌ、ｅｚ、ｅｌ。

・・・・、ｅ、ｌ　（ただしＯＳ　ｅｌ　＜　ｅ２＜　
ｅｌ　＜０．・・くｅａ　、ｅａ　＝　１＞は欠陥発生
率を、またＰ、・　Ｐ２・　Ｐｙ、・・・・、Ｐ７　（
ただしＯ≦ｐ、＜ｐｚ＜　　ｐ、＜・・・・＜Ｐｆ、、
ただしＰ、、＝１またはＰ、、＜１＞は各欠陥発生率に
対応する検査頻度を、それぞれ示す。

第７図および第８図は、上記検査頻度を求めろための手
１頃を示している。

まず同図のステップ１　（図中ｒＳＴＩＪで示す）では
、基板９に実装された各部品５につき検査頻度１００％
の検査（毎回検査）を実行し、各部品を検査する毎にメ
モリ９の［検査回数」に１加算し、また欠陥ありとの判
断が下されろ毎に「欠陥回数」に１加算して、検査結果
をメモリ９りこ蓄積してゆく　（ステップ２）。

このデータの蓄積処理は、蓄積データ量（検査回数）が
所定のしきい値に達するまで繰り返し実行されるもので
、ステップ３の「一定量蓄積したか？」の判定が“ＹＥ
Ｓ”になったとき、演算用２．１ｒＪ装置７は現在の検
査回数ｎ、と現在の欠陥回数ｆ、とからつぎの０式の演
算を実行してその部品の欠陥発生率α、を算出する（ス
テ・７ブ４）。

α、＝ｆ、／　　　ｎｉ　　・・・・■つぎに演算制御
装置７は、算出した欠陥発生率α、につきメモリ９に格
納された前記換算テーブルＴを参照して、その部品の検
査頻度ｐ。

を求めてこれを更新する（ステップ５）。

第８図は、この検査頻度ｐ、を決定するための演算制御
装置７の制御手順を示すもので、まず同図のステップ１
１で、演算制御装置７は内部に有するカンウタｊを初期
設定（ｊ＝１）’。

で、前記換算テーブルＴの先頭アドレスを指定する。つ
ぎに演算制御装置７はそのアドレスにセットされている
欠陥発生率ｅ、を読み出し、これと前記で算出した欠陥
発生率αｉとの大小比較する（ステップ１２）。

いま算出にかかる欠陥発生率α１が換算テーブルＴにお
けるｊ番目（ただじｊ≠１）の欠陥発生率ｅ、に最も近
い値であり、しかもαｉ≦０２であると仮定すると、ス
テップ１２の判定は“ＮＯ”となり、ステップ１３で前
記カウンタｊに１加算して、ステップ１２の同様の判定
を行う。

この繰返し処理の結果、ステップ１２の判定がＹＥＳ”
になったとき、ステップ１４へ進み、換算テーブルＴに
おけるｊ番目のデータＰＪが読み出され、その部品の検
査頻度をＰ、に決定する。

１記検査頻度の決定手順は、基板上の各部品について実
行されるもので、これによりその部品の検査頻度が決定
されれば、つぎのその部品の検査は決定にかかる検査頻
度に基づき実行されることになる。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、各部品の検査回数と欠陥回数と
を検査の都度蓄積してゆき、その検査回数と欠陥回数と
から欠陥発生率を算出してその算出結果に応じて各部品
の検査頻度を求めると共に、この検査頻度に応じて各部
品の不良検査を実行するようにしたから、欠陥発生率が
低い部品については検査頻度の低い抜き取り検査方法が
実行され、一方欠陥発生率の高い部品については検査頻
度の高い毎回検査に近い検査方法が実行されもので、検
査の無駄が少なくなり、検査効率が向上して検査時間の
短縮をはかることができる等、発明口約を達成した顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる実装部品の不良検
査装置のブロック図、第２図はカメラと投光装置の位置
関係を示す説明図、第３図はハンダ接合部を示す実装部
品の断面図、第４図は光切断線の光線像を示す説明図、
第５図および第６図はメモリの記憶内容を示す説明図、
第７図および第８図は検査頻度を求めるための手順を示
すフローチャート、第９図は基板への部品実装手順を示
す断面図、第１０図は部品のハンダ接合不良の発生メカ
ニズムを示す断面図である。 ３・・・・カメラ ４・・・・投光装置 ７・・・・演算制御装置 ９・・・・メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に実装された複数の部品につきその実装不
   良を検査する装置において、 各部品につき検査を行った検査回数と欠陥があると判断
   した欠陥回数とを検査の都度蓄積して記憶させる記憶手
   段と、 前記検査回数と欠陥回数とから欠陥発生率を算出してそ
   の算出結果に応じて各部品の検査頻度を求め且つ更新し
   てゆく演算制御手段と、前記検査頻度に応じて各部品の
   実装不良を検査する検査実行手段とを具備して成る実装
   部品の不良検査装置。
2. （２）前記部品は、表面実装部品である特許請求の範囲
   第１項記載の実装部品の不良検査装置。
3. （３）前記検査実行手段は、基板と部品とのハンダ接合
   部へ板状光を照射してその表面に光切断線を生成するた
   めの投光装置と、前記光切断線を撮像してその光線像を
   生成するためのカメラと、前記光線像に基づき部品の実
   装不良検査に関する所定の演算処理を実行する演算制御
   装置とから成る特許請求の範囲第１項記載の実装部品の
   不良検査装置。