JPS635245A - 実装部品のハンダ接合部検査装置 - 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）上に実装される各種部品につきそのハンダ接合部
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
好適な実装部品のハンダ接合部検査装置に関する。

〈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５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５図（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が有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５図（２）参照
）。

全ての部品につき同様の作業が完了すると、つぎにこの
基板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５図（３）参照）、基板２１を炉外に導いて溶
融ハンダを冷却固化させる（第５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６図＋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６図（１）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６
図（２）の予熱段階では、−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ツクスが活性化し
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６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６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。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところがこの手作業による検査方法は、検査に熟練を要
すると共に作業能率が著しく悪（、部品の実装不良が見
逃される虞れがある。

そこで近年、透過ＸｖＡ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へ導入することで、
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ｘＨ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Ｘ線を照
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。

ところがこの種自動検査装置の場合、製作費用が著しく
高価となる上に、Ｘ線の遮蔽が問題となるため、装置が
大掛かりとなり、これが装置の普及に大きな障害となっ
ている。

この発明は、上記実情に鑑み、「光切断法」と称される
方法をハンダ接合部の検査に導入することにより、検査
作業の能率を向上させると共に、製作費用の軽減や装置
の小型化をはかった新規な実装部品のハンダ接合部検査
装置を提供することを目的とする。

く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４図を用いて説明すると、この発
明では、 基板９上に実装された部品５のハンダ接合部１０を検査
する装置であって、 基板９と部品５とのハンダ接合部１０へ板状光りを照射
してその表面に光切断線６を生成するための投光手段（
図示例の投光装置４に相当する）と、 前記光切断線６を撮像してその光線像を生成するための
撮像手段（図示例のカメラ３に相当する）と、 前記光線像の出力を得て部品５のハンダ接合状態を観測
するための観測手段（図示例のモニタテレビ８に相当す
る）とを具備させることにした。

〈作用〉 部品のハンダ接合部１０を検査するに際し、演算制御装
置７は投光装置４を作動させて板状光りをハンダ接合部
１０に向けて照射させる。

これにより部品表面より基板表面にわたる範囲に板状光
が交わる光切断線６が生成されることになる。

この光切断線６は、カメラ３により撮像されてその光線
像が生成され、その映像信号が演算制？１１　装置７に
取り込まれて、モニタテレビ８に出力表示される。

従ってこのこのモニタテレビ８を観測して、光切断線の
光線像が連続するか否か等をチエツクすることで、ハン
ダ接合部１０の良否を判断できる。

〈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ハン
ダ接合部検査装置を示す。

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、また部品の浮き以外のハンダ接合部の不良の検
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
載置され、その上方位ｌ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。

これら投光装置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のハンダ接合部１０の表面
に板状光りが交わる光切断Ｆｔａ６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ＣＰＵより成る演算制御装置７に
接続されており、この演算制御装置７は前記カメラ３の
撮像動作、投光装置４の投光動作、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。

然して上記装置例によって部品のハンダ接合部１０を検
査するのに、まず演算制御装置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。つぎに必要に応じてカメ
ラ３のピント合わせを行ない、またズームレンズのズー
ム比を設定した後、カメラ３および投光装置４に対し演
算制御装置７より動作指令が与えられる。

この動作指令により投光装置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。

この板状光りは、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、−連に生成されることになる。

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１０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
（１１に示す如く、部品５表面の光切断線６ａと基板９
表面の光切断線６ｃとがハンダ接合部１０表面の光切断
ｖＡ６ｂ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部１０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との間に不連続部Ｘが生じることになり、従っ
てこの不連続部Ｘの有無を確認することで、部品の浮き
を用意に発見できる。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、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し、この光
切断線を撮像してその連続性等によりハンダ接合部の状
態を観測するようにしたから、ハンダ接合部の不良をき
わめて容易且つ確実に判断でき、従来の手作業による方
式に比較して検査能率を大幅に向上し得る。また透過）
ｌによるハンダ付は自動検査装置のように、Ｘ線の遮蔽
が問題とならないから、製作費用が安価となり、また装
置の小型化を実現できる等、発明目的を達成した顕著な
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ハンダ
接合部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図は基板への部品実装手順を示す断面図、
第６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 ８・・・・モニタテレビ ｌＯ・・・・ハンダ接合部 （１１ｒ２１ ÷＋ｊ　ＩＺｌ　　蟇滌−ヵｇβ品大に乎・１壱をオ、
Ｊ斯命図ｔ３ｚ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　＋４＋手続補正書く自発〉 昭和６１年８月１２日 １、事件の表示　　昭和６１年特許願第１４９９１５号
２、発明の名称　　実装部品のハンダ接合部検査装置３
、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所〒６１６京都市右京区花園土堂町１０番地名称（２
９４）立方電機　株式会社 代表者立石孝雄 ４、代理人 ５、補正の対象 図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基板上に実装された部品のハンダ接合部を検査する
   装置であって、 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手段と、 前記光切断線を撮像してその光線像を生成するための撮
   像手段と、 前記光線像の出力を得て部品のハンダ接合状態を観測す
   るための観測手段とを具備して成る実装部品のハンダ接
   合部検査装置。 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ハンダ接合部検査装置。 ３　前記投光手段は、半導体レーザを光源とする装置で
   ある特許請求の範囲第１項記載の実装部品のハンダ接合
   部検査装置。 ４　前記撮像手段は、イメージセンサより成るカメラで
   ある特許請求の範囲第１項記載の実装部品のハンダ接合
   部検査装置。 ５　前記観測手段は、モニタテレビである特許請求の範
   囲第１項記載の実装部品のハンダ接合部検査装置。