JPS63196980A - プリント基板の半田付外観検査装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はプリント基板上の半田付状態の良否を自動的に
検査し得るようにしたプリント基板の半田付外観検査装
置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、プリント基板は基板上に半田付用のパターンが
中頃され、例えば電子部品を装着した侵に当該パターン
上に半田付が実施されている。

そして従来では、このプリント基板上の半田付状態の良
否の検査は、検査員すなわち人間の目によって行なわれ
ている。

しかるに、このような検査方法においては、検査員の経
験度等によっては検査に非常に長い時間を要するばかり
でなく、検査員によって個々に良否の判定基準が異なっ
たり、あるいは不良検出の見落としをしたりする等、検
査の信頼性に欠けるという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来では、半田付状態の良否の検査に長時
間かかるばかりでなく、検査員によって良否の判定基準
が異なったり、不良検出の見落としが発生する等、検査
の信頼性の面で問題があった。

本発明は上述のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的−はプリント基板の半田付状態の良否の
判定を自動的に極めて短時間に行ない、かつ判定基準の
個人差を解消して検査の信頼性の向上を図ることが可能
なプリント基板の半田付外観検査装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、プリント基板
上の半田付状態の良否を検査する装置を、プリント基板
上の半田付パターンを画像として読み取る画像入力手段
と、この画像入力手段からの入力画像データを多値化さ
れた濃淡値データに変換する濃淡データ処理手段と、こ
の濃淡データ処理手段により得られた濃淡値データを表
面の光の反射特性の異常値に起因する性質を用いてヒス
トグラム処理するヒストグラム処理部、このヒストグラ
ム処理部からのデータを表面欠陥の種類に夫々対応して
予め保存されたヒストグラムの基準データと比較する比
較部、この比較部での比較結果に基づいて表面欠陥の有
無・種類を検出する表面欠陥検出処理部からなる表面欠
陥検出手段と、濃淡データ処理手段により得られた濃淡
値データを半田面と非半田面とを示す２値データに変換
する２Ｗｉ化処理部、この２値化処理部からのデータを
正常な半田付パターンの基準データと所定回数だけ加減
算して半田付面の面積差を算出する加減算処理部、この
加減算処理部で得られたデータに対して拡大または縮小
・回転・微分の演算処理を行ない、形状欠陥の種類に夫
々対応して予め保存された基準データと比較して形状欠
陥の有無・種類を検出する形状欠陥検出処理部からなる
形状欠陥検出手段とから構成したことを特徴とする。

（作用） 上述のプリント基板の半田付外観検査装置においては、
プリント基板上の半田付パターンが画像入力手段により
画像として読み取られ、この半田付パターンの画像デー
タは濃淡データ処理手段により多値化した濃淡値データ
に変換される。そして、この濃淡値データは一つは、表
面欠陥検出手段のヒストグラム処理部により表面の光の
反射特性の異常値に起因する性質を用いてヒストグラム
処理され、このデータは比較部によりヒストグラムの基
準データと比較され、さらにこの比較結果に基づいて表
面欠陥検出処理部により表面欠陥の有無または種類の検
出が行なわれる。一方、上記濃淡値データの他の一つは
、形状欠陥検出手段の２値化処理部により２値データに
変換され、このデータは加減算処理部により正常な半田
付パターンの基準データと所定回数だけ加減算して半田
付面の面積差が算出され、さらにこの算出データに対し
て形状欠陥検出処理部により拡大または縮小・回転・微
分の演算処理を行ない、形状欠陥の種類に対応した基準
データと比較して形状欠陥の有無または種類の検出が行
なわれることになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明によるプリント基板の半田付外観検査
装置の構成例を示す機能ブロック図である。第１図にお
いて、移動台１には被検査プリント基板２ａ、および基
準となる良品プリント基板２ｂをセットしている。また
、３は被検査プリント基板２ａ、または良品プリント基
板２ｂ上の半田付パターンを画像として読み取る画像入
力手段としてのカメラであり、このカメラ３によって同
一測定箇所に視野が入るように移動台側！Ｉｌｌ装置６
で移動台１を位置決めし、被検査プリント塁板２ａ、ま
たは良品プリント基板２ｂ上の半田付パターンの画像デ
ータを画像処理袋Ｍ４へ入力する。

そして、この画像処理装置４により被検査プリント基板
２ａ上の半田付状態の検査処理を行ない、その検査結果
を検査結果表示部５へ表示するようにしている。

一方、画像処理袋［４において、４ａはアナログデータ
である上記カメラ３からの入力画像データをデジタルデ
ータに変換するＡ／Ｄ変換器、４ｂはこのＡ／Ｄ変換器
４ａからのデータを多値化された濃淡値データに変換す
る濃淡データ処理手段である。また、４ｊはこの濃淡デ
ータ処理手段４ｂにより得られた濃淡値データを８表面
の光の反射特性の異常値に起因する性質を用いてヒスト
グラム処理するヒストグラム処理部、４にはこのヒスト
グラム処理部４ｊからのデータを、後述する表面欠陥の
種類に夫々対応して基準データ格納部４１に予め保存さ
れたヒストグラムの基準データと比較する比較部、４Ｑ
はこの比較部４にでの比較結果に基づいて表面欠陥の有
無または種類を検出する表面欠陥検出処理部であり、こ
れらの要素により表面欠陥検出手段を構成している。さ
らに、４Ｃは上記濃淡データ処理手段４ｂにより得られ
た濃淡値データを、半田面と非半田面とを示す２値デー
タに変換する２値化処理部、４ｄはこの２値化処理部４
Ｃからのデータを一時記憶する２値データ記憶部、４ｅ
は上述と同様に２値化処理された正常な半田付パターン
つまり良品プリント基板２ｂの基準データと、上記２ｍ
データ記憶部４ｄに記憶されたデータとを加減算して半
田付面の面積差を算出する加減算処理部、４ｆはこの加
減算処理部４ｅにおける加減算処理の回数を指定する演
算回数１ＩＩＩＩ１部、４Ｑは加減算処理部４ｅで得ら
れたデータに対して拡大または縮小・回転・微分の演算
処理を行ない、後述する形状欠陥の種類に夫々対応して
形状欠陥データ格納部４ｈに予め保存されたｌ！準デー
タと比較して形状欠陥の有無または種類を検出する形状
欠陥検出処理部であり、これらの要素により形状欠陥検
出手段を構成している。

なお、４ｍは表面欠陥検出処理部４ｇおよび形状欠陥検
出処理部４Ｑにおける検出結果を上記検査結果表示部５
へ出力表示するための出力部である。また、４ｎは制御
部であり、上記画像処理袋！！４の各部への指令を出力
すると共に、移動台制御措置６に対して次の検査領域に
カメラ３の視野が入るように移動指令を発生するもので
ある。

第２図は、検査対象となるプリント基板の半田付欠陥の
うち形状欠陥に起因する欠陥例く半田無し、半田ブリッ
ジ、ヒゲ半田等）を示すもので、正常の半田付特性に比
較して半田付の面積値に異常値を示す例である。また第
３図は、検査対象となるプリント基板の半田付欠陥のう
ち表面欠陥に起因する欠陥例（半田の色つや不足、半田
の汚れ。

半田溶融不足等）を示すもので、半田付の面積値は正常
であるが１表面性状特に表面の光の反射特性に異常値を
示す例である。なお、半田付良否の欠陥種類は、第２図
の形状欠陥か、または第３図の表面欠陥かのいずれかに
含まれる特性を有するものである。

次に、以上のように構成したプリント基板の半田付外観
検査装置の作用について、第４図に示すフロー図を用い
て述べる。

まず、被検査プリント基板２ａ上の半田付パターンがカ
メラ３により画像として読み取られ、この画像データは
画像処理袋Ｈ４へ入力される。画像処理装置４において
は、アナログデータであるカメラ３からの入力画像デー
タがＡ／Ｄ変換器４ａで２５６階調のデジタルデータに
変換され、さらにこのデータは濃淡データ処理手段４ｂ
により８ｂｉｔの濃淡値データに変換される。

次に、濃淡データ処理手段４ｂにより得られた濃淡値デ
ータは、ヒストグラム処理部４ｊによりその表面の光の
反射特性の異常値に起因する性質を用いてヒストグラム
処理が行なわれる。そして、このピストグラム処理部４
ｊからのデータは、前述した表面欠陥の種類（半田の色
つや不足、半田の汚れ、半田溶融不足等）に夫々対応し
て固有のヒストグラムパターンが存在することを利用し
て基準データ格納部４１に予め保存されたヒストグラム
の基準データと比較部４にで比較され、さらにこの比較
結果に基づいて表面欠陥検出処理部４βにより表面欠陥
の有無または種類が検出される。すなわち、第６図は表
面欠陥がある場合のヒストグラムデータを示すものであ
り、このヒストグラムデータはプリント基板上の半田付
パターンの一類に対応して唯一つ存在する。従って、被
検査プリント基板２ａ上の半田付面の濃淡ヒストグラム
を、第６図の内容を持つ基準データ格納部４１の基準デ
ータと比較部４にで比較することにより、この比較結果
に基づいて表面欠陥検出処理部４βにより表面欠陥の有
無または表面欠陥の種類の検出区分が行なわれることに
なる。そして、この検出結果は出力部４ｍを介して、外
部の検査結果表示部５に表示される。

一方、上記濃淡データ処理手段４ｂにより得られた濃淡
値データは、２値化処理部４ｃにより半田面と非半田面
とを示す２値データに変換され、第２図に示すような形
状欠陥データを得て２値データ記憶部４ｄに一時記憶さ
れる。また、良品プリント基板２ｂについても同一の検
査箇所をカメラ３で視野に入れ、上述同様に半田付パタ
ーンを読み取って２値化処理が行なわれる。そして、加
減算処理部４ｅにより正常な半田付パターンつまり良品
プリント基板２ｂの基準データと、上記２値データ記憶
部４ｄに記憶されたデータとが加減算される。形状欠陥
は、半田付面の面積値が正常の値と差があることに着目
し０面積の異常値で欠陥の検出が行なわれるが、この場
合単に基準データと被検査データとの加減算のみでは信
頼度が低い。そこで、検出の精度を上げるために加減算
をｎ回だけ繰返して面積差が飽和値に達するまで演算を
行なうように、演算回数ＩＩＪＩ１１部４ｆにより加減
算処理部４ｅにおける加減算処理の回数が指定される。

そして、この加減算処理のデータは形状欠陥検出処理部
４ｇにより、予め形状欠陥として作成したデータである
第２図に示す内容が保存された形状欠陥データ格納部４
ｈの基準データと比較照合が行なわれる。

この場合、基準データとの加減算処理後に得られたデー
タに対して、拡大または縮小・回転の演算処理が行なわ
れ、第５図の形状欠陥検出に示すような正常なリード半
田パターン（第５図のＣ）とヒゲ半田（第５図のａ）と
が区分判定される。

すなわち、第５図に示すａはヒゲ半田の欠陥例であり、
同じくＣは正常なリード半田パターンである。ここで、
両者の区分は同図ａを回転してｂとし、同図Ｃのリード
半田パターンと同じ向きとした後に、ｎ画素縮小、ｎ画
素拡大で元のサイズに復元される（同図す−）。次に、
同図Ｃとｂ′とを照合し、基準位置でｌｏの半田幅（リ
ード径）が得られるか否かにより判定が行なわれる。つ
まり、同図Ｃとｂ′とを比較して、半径ｒの位置でｂ−
のヒゲ半田の幅とＣのリード半田の幅が一致しなければ
、ａの半田は形状欠陥として検出される。もし、同図Ｃ
とｂ′とを比較して、半径ｒの位置でのヒゲの幅が同一
のＩＩＩ　Ｉ　ｏが等しく区分不能の場合には、同図ｄ
に示す如くヒゲ半田（またはリード半田）のｒ方向に直
角な幅の変化率をとり、ｍ定ｒ内での１．〜１６の微分
ｄｌ／ｄｒを算出し、零でなければヒゲ半田として形状
欠陥を検出することにより、ヒゲとリードとの区分が行
なわれる。形状欠陥検出処理部４Ｑでは以上のような処
理が行なわれ、その結果第２図に示す形状欠陥が検出さ
れた場合には、当該検出結果が出力部４ｍを介して外部
の検査結果表示部５に表示される。

以下、上述と同様に移動台１を移動して新たな検査対象
箇所にカメラ３の視野が入るように１ｌＮ１１部４ｎか
ら指令を送出し、一連の検査が自動的に実施されること
になる。

上述したように、本実施例によるプリント基板の半田付
外観検査装置は、プリント基板上の半田付状態の良否判
定を、半田付状態の欠陥の種類に応じて、半田付の面積
の基準値との差に起因する形状欠陥と、半田付面積が基
準値と同一であるが表面の光の反射特性が基準値と異な
ることに起因する表面欠陥とに分類し、かつ夫々前述し
たアルゴリズムに従って個別に演算処理することにより
行なうようにしたので、プリント基板上の半田付状態の
良否、すなわち形状欠陥（半田無し、半田ブリッジ、ヒ
ゲ半田等）１表面欠陥（半田の色つや不足、半田の汚れ
、半田溶融不足等）の判定を自動的に行なうことが可能
となる。また、プリント基板上の半田付状態の良否の判
定を人手を介さずに実施するようにしているので、極め
て短時間に判定を行なうことができると共に、判定基準
を機械化して個人差を解消し、検査の信頼性の向上なら
びにプリント基板の生産性の向上を図ることが可能とな
る。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、その要旨を変更しない範囲で、種々に変形して実施す
ることができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、プリント基板の半
田付状態の良否の判定を自動的に極めて短時間に行ない
、かつ判定基準の個人差を解消して検査の信頼性の向上
ならびに生産性の向上を図ることが可能なプリント基板
の半田付外観検査Ｖ４ＩＮが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプリント基板の半田付外観検査装
置の一実施例を示す機能ブロック図、第２図はプリント
基板の半田付欠陥である形状欠陥の一例を示す図、第３
図はプリント基板の半田付欠陥である表面欠陥の一例を
示す図、第４図は同実施例の作用を説明するためのフロ
ー図、第５図は形状欠陥検出を行なうための画像の拡大
・縮小・回転・微分の演算処理内容を示す図、第６図は
表面欠陥検出を行なうためのａ淡ヒストグラムパターン
図である。 １・・・移動台、２ａ・・・被検査プリント基板、２ｂ
・・・良品プリント基板、３・・・カメラ、４・・・画
像処理装置、５・・・検査結果表示部、６・・・移動台
制御装置、４ａ・・・Ａ／Ｄ変換器、４ｂ・・・濃淡デ
ータ処理手段、４Ｃ・・・２値化処理部、４ｄ・・・２
値データ記憶部、４ｅ・・・加減算処理部、４ｆ・・・
演算回数制御部、４ｇ・・・形状欠陥検出処理部、４ｈ
・・・形状欠陥データ格納部、４１・・・基準データ格
納部、４ｊ・・・ヒストグラム処理部、４ｋ・・・比較
部、４℃・・・表面欠陥検出処理部、４ｍ・・・出力部
、４ｎ・・・制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プリント基板上の半田付状態の良否を検査する装置にお
   いて、前記プリント基板上の半田付パターンを画像とし
   て読み取る画像入力手段と、この画像入力手段からの入
   力画像データを多値化された濃淡値データに変換する濃
   淡データ処理手段と、この濃淡データ処理手段により得
   られた濃淡値データを表面の光の反射特性の異常値に起
   因する性質を用いてヒストグラム処理するヒストグラム
   処理部、このヒストグラム処理部からのデータを表面欠
   陥の種類に夫々対応して予め保存されたヒストグラムの
   基準データと比較する比較部、この比較部での比較結果
   に基づいて表面欠陥の有無・種類を検出する表面欠陥検
   出処理部からなる表面欠陥検出手段と、前記濃淡データ
   処理手段により得られた濃淡値データを半田面と非半田
   面とを示す２値データに変換する２値化処理部、この２
   値化処理部からのデータを正常な半田付パターンの基準
   データと所定回数だけ加減算して半田付面の面積差を算
   出する加減算処理部、この加減算処理部で得られたデー
   タに対して拡大または縮小・回転・微分の演算処理を行
   ない、形状欠陥の種類に夫々対応して予め保存された基
   準データと比較して形状欠陥の有無・種類を検出する形
   状欠陥検出処理部からなる形状欠陥検出手段とを備えた
   ことを特徴とするプリント基板の半田付外観検査装置