JP2007322166A - Printed board inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板を移動させながらその表面の良否を検査するプリント基板検査装置に関するものである。 The present invention relates to a printed circuit board inspection apparatus that inspects the surface quality of a printed circuit board while moving the printed circuit board.
従来、この種のプリント基板検査装置としては、例えば図１０に示すように、プリント基板１を搬送させる搬送装置２と、照明装置３と、ラインセンサなどからなる撮像装置４とを備えたものが知られている。
照明装置３は、例えば図１１に示すように複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）５からなり、その各発光ダイオード５は所定間隔をおいて図示のように同一平面内に一列に配列されている。この照明装置３は、プリント基板１の表面であってその移動方向と直交する方向を所定幅にわたって照射するようになっている。撮像装置４は、そのプリント基板１からの反射光を撮影するようになっている。そして、その撮影により得られた画像に基づき、プリント基板の表面の欠陥を検査するようになっている。
Conventionally, as this type of printed circuit board inspection apparatus, as shown in FIG. 10, for example, an apparatus provided with a
The
しかし、このような従来の検査装置では、被検査物が、絶縁板上に金属膜が形成されたものからなるプリント基板の基材のような場合には、その検査に際して以下のような不具合を見い出した。
すなわち、プリント基板の基材の場合には、その金属表面に傷や膨れなどからなる局所的な凹凸があり、その欠陥として例えば断面が凹状の傷の場合がある。この場合にはその傷の長さ方向が、プリント基板の移動方向と直交する直交方向に近似できるものと、その移動方向と同一である同一方向に近似できるものとに大別される。
However, in such a conventional inspection apparatus, when the object to be inspected is a substrate of a printed board made of a metal film formed on an insulating plate, the following problems are caused during the inspection. I found it.
That is, in the case of a substrate of a printed circuit board, there are local irregularities such as scratches and blisters on the metal surface, and the defect may be a scratch having a concave cross section, for example. In this case, the length direction of the flaw is roughly classified into one that can be approximated to an orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the printed circuit board and one that can be approximated to the same direction that is the same as the moving direction.
しかし、その傷の長さ方向が、プリント基板の移動方向と直交する直交方向に近似できるものの場合にはその欠陥が画像上に明確に表れる。一方、その傷の長さ方向が、プリント基板の移動方向と同一方向に近似できるものの場合にはその欠陥が画像上に明確に表れないという不具合を見い出した。
このような不具合を解決するために、発明者が鋭意研究する過程で、本発明に関連する従来技術として、特許文献１に記載のような表面検査装置を見つけた。
However, when the length direction of the flaw can be approximated to an orthogonal direction orthogonal to the moving direction of the printed circuit board, the defect appears clearly on the image. On the other hand, when the length direction of the scratch can be approximated in the same direction as the moving direction of the printed circuit board, the defect has been found that the defect does not appear clearly on the image.
In order to solve such inconveniences, a surface inspection apparatus as described in Patent Document 1 was found as a prior art related to the present invention in the course of extensive research by the inventors.
この表面検査装置は、板、ディスク基板などを被検査対象物とし、その表面に存在する傷を、その種類にかかわらず確実に認識できる画像を撮像するようにしたものである。
すなわち、この表面検査装置は、照明手段として異なる投射方向から照明する複数の光源を設け、これらの光源を切り替えながら点灯して１台のラインセンサカメラでもって複数の異なる画像を形成し、これらを画像処理することによって被検査対象物の表面の検査を行うものである。
This surface inspection apparatus uses a plate, a disk substrate, or the like as an object to be inspected, and captures an image that can reliably recognize a flaw existing on the surface regardless of the type.
That is, this surface inspection apparatus is provided with a plurality of light sources that illuminate from different projection directions as illumination means, lights up while switching these light sources, and forms a plurality of different images with a single line sensor camera. The surface of the inspection object is inspected by image processing.
しかし、このような表面検査装置を使用しても、上記のような不具合を解決するには適切でないことが判明した。
そこで、本発明の第１の目的は、プリント基板の表面に存在する傷などの欠陥のうち、その欠陥の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向に近似されるものについて、その欠陥が撮影画像上に明確に表れるようにしたプリント基板検査装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、プリント基板に表面に存在する傷のうち、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向に近似されるのみならず、その移動方向と直交する方向に近似されるものについても、その欠陥が撮影画像上に明確に表れるようにしたプリント基板検査装置を提供することにある。
Therefore, the first object of the present invention is to determine whether the defect has a defect whose length direction is similar to the moving direction of the printed board among defects such as scratches existing on the surface of the printed board. It is an object of the present invention to provide a printed circuit board inspection apparatus that can clearly appear on a photographed image.
In addition, the second object of the present invention is that not only the length direction of the flaws existing on the surface of the printed circuit board is approximated to the same direction as the movement direction of the printed circuit board, but also perpendicular to the movement direction. An object of the present invention is to provide a printed circuit board inspection apparatus in which a defect is clearly shown on a photographed image even for a thing approximated in the direction in which it is performed.
上記課題を解決し、本発明の第１の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、請求項１に係る発明は、プリント基板を移動させながらその表面を検査するプリント基板検査装置であって、前記プリント基板の移動中に、そのプリント基板の表面であってその移動方向と交差する方向からその表面に向けて所定の入射角度の光を照射させて、その交差方向に所定幅の照射領域を形成させる照明装置と、前記プリント基板に形成される照射領域の画像を撮影する撮像装置と、を備え、前記照明装置と前記撮像装置とは所定位置に配置し、かつ、前記撮像装置は、前記プリント基板に形成される照射領域の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影するように設けられている。
In order to solve the above-described problems and achieve the first object of the present invention, each invention is configured as follows.
That is, the invention according to claim 1 is a printed circuit board inspection apparatus that inspects the surface of the printed circuit board while moving the printed circuit board, and the surface of the printed circuit board intersects the moving direction during the movement of the printed circuit board. An illumination device that irradiates light of a predetermined incident angle from the direction to the surface to form an irradiation region of a predetermined width in the intersecting direction, and imaging that images an image of the irradiation region formed on the printed circuit board The illumination device and the imaging device are arranged at predetermined positions, and the imaging device is located at a predetermined distance from the center in the width direction of the irradiation area formed on the printed circuit board. It is provided to shoot at the center.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のプリント基板検査装置において、前記照明装置は、前記照射領域が形成される位置であって、その照射領域の表面の法線に対して所定角度θ１だけ傾斜させた仮想平面を想定し、その仮想傾斜面内またはその仮想傾斜面に沿って進み、その仮想傾斜面内の入射角度θ２が所定角度からなる複数の光を前記照射領域に向けて照射するようになっている。 According to a second aspect of the present invention, in the printed circuit board inspection apparatus according to the first aspect, the illuminating device is a position where the irradiation region is formed, and a predetermined angle with respect to a normal line of the surface of the irradiation region Assuming a virtual plane inclined by θ1, the light travels in or along the virtual inclined plane, and a plurality of lights having an incident angle θ2 in the virtual inclined plane having a predetermined angle are directed toward the irradiation region. It comes to irradiate.
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のプリント基板検査装置において、前記入射角度θ２は、２０度以上７０度以下の範囲内に設定するようにした。
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載のプリント基板検査装置において、前記照明装置と撮像装置とは、前記照射領域を挟んで対向させた形態で配置するようにし、または前記照射領域のいずれか一方の側にまとめて配置するようにし、このように配置する場合に、前記撮像装置の前記プリント基板の法線に対する配置角度は所定の同一角度に設定するようにし、前記照明装置の前記プリント基板の法線に対する各配置角度は所定の近似角度にそれぞれ設定するようにした。
According to a third aspect of the present invention, in the printed circuit board inspection apparatus according to the second aspect, the incident angle θ2 is set within a range of 20 degrees to 70 degrees.
According to a fourth aspect of the present invention, in the printed circuit board inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, the illumination device and the imaging device are arranged in a form facing each other with the irradiation region interposed therebetween. Or arranged so as to be collectively arranged on either side of the irradiation area, and in this case, the arrangement angle of the imaging device with respect to the normal of the printed circuit board is set to a predetermined same angle. Thus, each arrangement angle of the illumination device with respect to the normal line of the printed circuit board is set to a predetermined approximate angle.
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載のプリント基板検査装置において、前記照明装置は、複数の発光ダイオードからなり、かつ、前記各発光ダイオードは所定間隔ごとに一列に配列され、その配列面内において各発光ダイオードの長さ方向が所定角度だけ同一方向に傾斜している。
請求項６に係る発明は、プリント基板を往復動させる往復動装置と、前記プリント基板の往動作時に、そのプリント基板の表面であってその移動方向と交差する方向からその表面に向けて所定の入射角度の光を照射させて、その交差方向に所定幅の第１の照射領域を形成させる第１の照明装置と、前記プリント基板の復動作時に、そのプリント基板の表面であってその移動方向と交差する方向の領域内に、拡散する光を照射させて第２の照射領域を形成させる第２の照明装置と、前記プリント基板の往動作時に前記第１の照射領域の画像を撮影し、前記プリント基板の復動作時に前記第２の照射領域の画像を撮影する撮像装置とを備え、前記第１の照明装置、前記第２の照明装置、および前記撮像装置はそれぞれ所定位置に配置するとともに、前記撮像装置は、前記プリント基板に形成される第１の照射領域の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影し、かつ、前記プリント基板に形成される第２の照射領域の幅方向の中央を中心に撮影するように設けられている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the printed circuit board inspection apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the illuminating device comprises a plurality of light emitting diodes, and the light emitting diodes are arranged at predetermined intervals. Each light emitting diode is inclined in the same direction by a predetermined angle in the arrangement plane.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a reciprocating device that reciprocates the printed circuit board, and a predetermined surface from the direction of the printed circuit board that intersects the moving direction toward the surface during the forward movement of the printed circuit board. A first illuminating device that irradiates light at an incident angle to form a first irradiation region having a predetermined width in the intersecting direction; and a surface of the printed board when the printed board is restored, and its moving direction. A second illumination device that forms a second irradiation region by irradiating diffused light in a region in a direction intersecting with the image, and taking an image of the first irradiation region during the forward operation of the printed circuit board; And an imaging device that captures an image of the second irradiation area during a return operation of the printed circuit board, wherein the first illumination device, the second illumination device, and the imaging device are arranged at predetermined positions, respectively. The imaging device shoots around a position that is a predetermined distance away from the center in the width direction of the first irradiation region formed on the printed circuit board, and the second irradiation region formed on the printed circuit board. It is provided so as to shoot around the center in the width direction.
請求項７に係る発明は、請求項６に記載のプリント基板検査装置において、前記第１の照明装置は、前記第１の照射領域が形成される位置であって、その第１の照射領域の表面の法線に対して所定角度θ１だけ傾斜させた仮想傾斜面を想定し、その仮想傾斜面内またはその仮想傾斜面に沿って進み、その仮想傾斜面内の入射角度θ２が所定角度からなる複数の光を前記第１の照射領域に向けて照射するようになっている。 The invention according to claim 7 is the printed circuit board inspection apparatus according to claim 6, wherein the first illumination device is a position where the first irradiation region is formed, and Assuming a virtual inclined surface that is inclined by a predetermined angle θ1 with respect to the normal line of the surface, the virtual inclined surface proceeds along or along the virtual inclined surface, and the incident angle θ2 in the virtual inclined surface is a predetermined angle. A plurality of lights are irradiated toward the first irradiation region.
請求項８に係る発明は、請求項７に記載のプリント基板検査装置において、前記入射角度θ２は、２０度以上７０度以下の範囲内に設定するようにした。
請求項９に係る発明は、請求項６乃至請求項８のうちのいずれかに記載のプリント基板検査装置において、前記第１の照明装置と撮像装置とは、前記第１の照射領域を挟んで対向させた形態で配置するようにし、または前記第１の照射領域のいずれか一方の側にまとめて配置するようにし、このように配置する場合に、前記撮像装置の前記プリント基板の法線に対する配置角度は所定の同一角度に設定するようにし、前記第１の照明装置の法線に対する各配置角度は所定の近似角度にそれぞれ設定するようにした。
According to an eighth aspect of the present invention, in the printed circuit board inspection apparatus according to the seventh aspect, the incident angle θ2 is set within a range of 20 degrees to 70 degrees.
The invention according to claim 9 is the printed circuit board inspection apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the first illumination device and the imaging device sandwich the first irradiation region. When arranged in such a manner that they are arranged in a face-to-face configuration or on one side of the first irradiation region, and when arranged in this way, with respect to the normal line of the printed circuit board of the imaging device The arrangement angle is set to a predetermined same angle, and each arrangement angle with respect to the normal line of the first lighting device is set to a predetermined approximate angle.
請求項１０に係る発明は、請求項６乃至請求項９のうちのいずれかに記載のプリント基板検査装置において、前記第１の照明装置は、複数の発光ダイオードからなり、かつ、前記各発光ダイオードは所定間隔ごとに一列に配列され、その配列面内において各発光ダイオードの長さ方向が所定角度だけ同一方向に傾斜している。
請求項１１に係る発明は、請求項６乃至請求項１０のうちのいずれかに記載のプリント基板検査装置において、前記第１の照明装置と前記第２の照明装置とを選択的に点灯するコントローラを、さらに備え、
前記コントローラは、前記プリント基板の往動作時に前記第１の照明装置だけを点灯させ、前記プリント基板の復動作時に前記第２の照明装置だけを点灯させるようになっている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the printed circuit board inspection apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects, the first illumination device includes a plurality of light emitting diodes, and each of the light emitting diodes. Are arranged in a line at predetermined intervals, and the length direction of each light-emitting diode is inclined in the same direction by a predetermined angle within the arrangement plane.
The invention according to
The controller turns on only the first lighting device when the printed circuit board moves forward, and turns on only the second lighting device when the printed circuit board moves backward.
本発明のうち、請求項１〜請求項５に係る発明によれば、プリント基板の表面に存在する傷のうち、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向に近似されるものについて、その欠陥が撮影画像上に明確に表われるようになり、検査精度が向上する。
また、請求項６〜請求項１１に係る発明によれば、プリント基板に表面に存在する傷のうち、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向に近似されるのみならず、その移動方向と直交する方向に近似されるものについても、欠陥が撮影画像上に明確に表れるようになり、検査精度が向上する。
According to the inventions according to claims 1 to 5 of the present invention, among the scratches existing on the surface of the printed circuit board, the length direction of the scratch is approximated to the same direction as the moving direction of the printed circuit board. The defect is clearly shown on the photographed image, and the inspection accuracy is improved.
Moreover, according to the invention which concerns on Claims 6-11, not only the length direction of the damage | wound is approximated to the same direction as the moving direction of a printed circuit board among the damage | wounds which exist in the surface in a printed circuit board, For those approximated in the direction orthogonal to the moving direction, the defect appears clearly on the captured image, and the inspection accuracy is improved.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明のプリント基板検査装置の第１実施形態の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
この第１実施形態に係る検査装置は、被検査対象であるプリント基板１０を移動または搬送させながらその表面を検査するものであり、図１および図２に示すように、移動台１１と、照明装置１２と、撮像装置１３とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The configuration of the first embodiment of the printed circuit board inspection apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
The inspection apparatus according to the first embodiment inspects the surface of a printed
プリント基板１０は、この例では基材の状態のものである。すなわち、プリント基板１０は、平板状の絶縁基板の表面全体に、所定の厚さの金属膜（銅箔）がほぼ均一に形成された状態のものである。
移動台１１は、プリント基板１０を載置した状態でそれを図示の移動方向に移動させるものであり、図示しない移動機構やモータなどにより移動できるようになっている。従って、移動台１１や移動機構などは、プリント基板１０を図示の方向に移動させるための移動装置を構成する。
The printed
The moving table 11 moves the
照明装置１２は、移動台１１の上方であって、その移動台１１で移動中のプリント基板１０の表面に光を照射するものであり、図１また図２に示す位置に固定された状態で配置されている。
すなわち、照明装置１２は、プリント基板１０の表面であってその移動方向と交差する方向（この例では直交方向）からその表面に向けて所定の入射角度の光を照射させて、その交差方向に所定幅の照射領域１４を形成させるようになっている。
The
That is, the illuminating
具体的には、照明装置１２は、上記の照射領域１４が形成される位置であって、その照射領域１４の表面の法線（プリント基板１０の移動方向と直交する垂直面１５）に対して所定角度θ１だけ傾斜させた仮想傾斜面１６を想定する。そして、図４に示すように、その仮想傾斜面１６内またはその仮想傾斜面１６に沿って進み、その仮想傾斜面１６内の入射角度θ２が所定角度からなる複数の光をプリント基板１０の表面に照射することにより、所定幅からなる照射領域１４が形成される。
Specifically, the illuminating
さらに、具体的には、照明装置１２は、図３に示すように、移動台１１の上方であって、プリント基板１０の移動方向と直交する方向に向けて配置される発光素子取り付け台１２１と、その発光素子取り付け台１２１に取り付けられる複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１２２と、を備えている。
その複数の発光ダイオード１２２は所定間隔ごとに一列に同一の平面内に配列され、その配列面内において各発光ダイオード１２２の長さ方向が所定角度θ３（例えば４５度）だけ同一方向に傾斜している。その所定角度θ３は、上記の入射角度θ２に相当する。そして、発光ダイオード１２２の前方には、その光を収束させるレンズ（図示せず）が配置されるようになっている。
Furthermore, specifically, as shown in FIG. 3, the
The plurality of
撮像装置１３は、ＣＣＤラインセンサなどの１次元センサからなり、照射装置１２によって形成されるプリント基板１０の表面の照射領域１４からの反射光に応じた画像を撮影するようになっている。この撮像装置１３は、図１および図２に示すように、プリント基板１０の移動路上の上方であって、照明装置１２により形成される照射領域１４を挟んで対向する位置に配置されている。そして、撮像装置１３は、プリント基板１０の法線に対して角度θ４をもって配置されている。その配置角度θ４は、例えば１０度である。
The
ここで、撮像装置１３の配置角度θ４が１０度の場合には、照明装置１２の配置角度θ１の最適値は４１度〜４３度になる。なお、このときの照明装置１２の発光ダイオード１２２の配置角度θ３は、４５度である（図３参照）。
また、照明装置１２と撮像装置１３は、図１および図２に示すように所定位置に配置されている。さらに、撮像装置１３は、プリント基板１０に形成される照射領域１４の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影できるような関係を満たすように設けられている。
Here, when the arrangement angle θ4 of the
Moreover, the illuminating
すなわち、撮像装置１３は、その撮影の視野が照度領域１４の中心からずれるように配置されている。このように設ける利点については、後述する。
なお、撮像装置１３は、１次元センサではなく２次元センサ（エリアセンサ）などから構成するようにしても良い。
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作例について、図１、図２、および図４を参照して説明する。
In other words, the
Note that the
Next, an operation example of the first embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 4.
移動台１に搭載されるプリント基板１０が移動中には、そのプリント基板１０の表面に照明装置１２から光を照射され、これによりプリント基板１０上にはその光による照射領域１４が形成される。
ここで、照明装置１２からの複数の光（光線）は、図４示すように、仮想傾斜面１６内またはそれに沿ってそれぞれ進み、プリント基板１０の表面に対する入射角度θ２は所定角度からなり、この光がプリント基板１０の表面に所定幅からなる照射領域１４を形成する。
While the printed
Here, as shown in FIG. 4, a plurality of lights (light rays) from the illuminating
このため、プリント基板１０の表面に欠陥がなく平面の状態のときには、その仮想傾斜面１６内またはそれに沿って進んできた光は、その欠陥のない平面で反射されて再びその仮想傾斜面１６内などを進むことになる。
従って、その照射領域１４において、その表面に欠陥がない場合には、照明装置１２から照射される光は、その照射領域１４の長さ方向に反射され、その幅方向には反射されない。このため、その反射光を撮影装置１３は捕らえにくいため、撮像装置１３が撮像するその照射領域１４の画像は全体が暗いものとなる。
For this reason, when the surface of the printed
Therefore, in the
しかし、プリント基板１０の表面の欠陥が傷の場合であって、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向あるいはそれに近似されるものの場合には、その仮想傾斜面１６に沿って進んできた光はその傷内で反射されるが、反射光はその照射領域１４の幅方向、すなわち、撮像装置１３側に向けて進む場合が多いと考えられる。
従って、この場合には、その反射光を撮影装置１３は捕らえることができるため、撮像装置１３が撮像するその照射領域１４の画像は、その傷の部分の画像が明るくなり、それ以外の部分の画像は暗いものになる。このため、その画像は全体的には暗いが、その傷の部分については明るい画像を得ることができ、その傷からなる欠陥部を容易に認識することができる。
However, if the defect on the surface of the printed
Therefore, in this case, since the
なお、プリント基板１０の表面の欠陥が傷の場合であって、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と直交する方向と同一あるいはそれに近似されるものの場合には、その仮想傾斜面１６に沿って進んできた光は、その傷内に進入することになる。
従って、この場合には、その照射領域１４内に傷が含まれても、その反射光を捕らえにくいので、撮像装置１３が撮像するその照射領域１４の画像は全体が暗く、その傷の部分についても暗い画像となる。
If the surface defect of the printed
Therefore, in this case, even if a scratch is included in the
次に、この第１実施形態では、プリント基板１０の表面欠陥のうち、そのプリント基板１０の移動方向と同一方向の傷を検査する際に、その照明装置１２から発射される光の入射角度θ２のうち、実用になる有効範囲を確認する実験をしたので、その実験と結果について説明する。
第１実施形態では、照明装置１２として図３に示すようなものを使用し、発光ダイオード１２２の傾斜角度θ３が上記の入射角度θ２に相当する。
Next, in the first embodiment, when inspecting a scratch in the same direction as the moving direction of the printed
In the first embodiment, the
そこで、実験では、その発光ダイオード１２２の傾斜角度θ３を少しづつ変更し、その変更のたびに撮像装置１３でプリント基板１０の撮影を行うことが好ましい。その際には、検査試料のプリント基板１０として、図５（Ａ）に示すように、その移動方向と同一方向に３つの異なる傷１０１を形成したものを用意し、それを矢印の移動方向に移動させることになる。しかし、照明装置１２において、発光ダイオード１２２の傾斜角度θ３を可変するのは困難である。
Therefore, in the experiment, it is preferable that the inclination angle θ3 of the
そこで、上記の実験と等価の実験を、以下のようにして行うようにした。
すなわち、検査試料のプリント基板１０として、図５（Ｂ）に示すように、その移動方向と直交する直交方向に３つの異なる傷１０２を形成したものを用意し、それを矢印の移動方向に移動させるようにする。
これに伴って、図５（Ａ）に示す照明装置１２を、図１１に示すように発光ダイオードが傾斜角度を持たない照明装置３に置き換えるようにした。そして、この場合には、その照明装置３の配置角度を徐々に変更し、その変更のたびに撮像装置１３でプリント基板１０の撮影を行うことが好ましい。
Therefore, an experiment equivalent to the above experiment was performed as follows.
In other words, as shown in FIG. 5 (B), a printed
Accordingly, the illuminating
この実験の結果、照明装置３の配置角度が２０度以上で７０度以下の範囲が、有効範囲であることが判明した。この角度は、図４に示す入射角度θ２と等価の角度である。従って、入射角度θ２としては、２０度以上で７０度以下の範囲が、有効範囲であることが判明した。
次に、この第１実施形態では、照明装置１２と撮像装置１３とは所定位置に配置し、かつ、撮像装置１３は、プリント基板１０に形成される照射領域１４の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影するように設けられている。
As a result of this experiment, it was found that the range in which the arrangement angle of the
Next, in the first embodiment, the
そこで、その最適な範囲を確認するために以下のような実験を行い、その最適な範囲を確認することができた。
すなわち、試料として絶縁基板の表面に銅メッキにより銅箔を形成したプリント基板であって、そのサイズは５０ｍｍ×５０ｍｍのものを用意した（図６参照）。そして、そのプリント基板１０の表面の所定位置に、図６に示すように、縦、横、および斜め方向の傷をそれぞれ３つ形成した。その各方向の３つの各傷の深さは同じとし、例えば５μｍ前後、２５μｍ前後、および５０μｍ前後とした。
Therefore, in order to confirm the optimum range, the following experiment was performed, and the optimum range could be confirmed.
That is, a printed board having a copper foil formed by copper plating on the surface of an insulating board as a sample and having a size of 50 mm × 50 mm was prepared (see FIG. 6). Then, as shown in FIG. 6, three vertical, horizontal, and oblique scratches were formed at predetermined positions on the surface of the printed
また、照明装置１２は、図３に示すようなものとし、発光ダイオード１２２の傾斜角度θ３を４５度とした。その照明装置１２の配置角度θ１は、４０度とした（図２参照）。また、照明装置１２の発光面、すなわち、発光ダイオード１２２の先端からプリント基板の表面までの距離Ｌを７０ｍｍとした。さらに、撮像装置１３は、ＣＣＤラインセンサとし、その配置角度θ４を１０度とした。
The
このような条件の下で、実験を開始するが、その開始時には、照明装置１２と撮像装置１３の配置関係は、撮像装置１３がプリント基板１０の表面に形成される照射領域１４の長さ方向であって、その照射領域１４の幅方向の中央の位置を中心に撮影できるようにしておく。
そして、この状態で、プリント基板１０を移動方向に移動させながら撮像装置１３でプリント基板の表面全体を撮像すると、その幅方向の中央位置が起点である、その表面全体の画像を取得できる。
The experiment is started under such conditions. At the start of the experiment, the arrangement relationship between the
In this state, when the entire surface of the printed circuit board is imaged by the
次に、撮像装置１３を固定したままとし、照明装置１２を撮像装置１３に対して、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．２ｍｍ、２．７ｍｍ、３ｍｍと順に離していき（図２の右側の方向に離していき）、その各距離ごとに、プリント基板１０を移動させながら撮像装置１３でプリント基板１０の表面全体を撮像した。これにより、その中央位置を起点に、各距離ごとのプリント基板１０の表面画像をそれぞれ取得した。
Next, the
これらの実験の結果、プリント基板１０の３種類の傷のうち、縦方向の傷（プリント基板の移動方向と同一方向の傷）は、その距離が１．２ｍｍ〜２．７ｍｍの範囲のときに、撮像装置１３がその傷を捕らえることができ、画像に明確に表れることが確認された。
なお、斜め方向の傷については、２ｍｍ〜２．７ｍｍの範囲が有効であること確認された。また、横方向の傷は、特に有効な範囲を確認することができなかった。
As a result of these experiments, among the three types of scratches on the printed
In addition, about the damage | wound of the diagonal direction, it was confirmed that the range of 2 mm-2.7 mm is effective. In addition, it was not possible to confirm a particularly effective range of lateral scratches.
以上説明したように、第１実施形態によれば、プリント基板の表面に存在する傷のうち、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向あるいはそれに近似されるものについて、その欠陥が撮影画像上に明確に表われるようになり、検査精度が向上する。
（第１実施形態の変形例）
上記の第１実施形態は、図１および図２に示すように、照明装置１２と撮像装置１３とを、照明装置１２が形成する照射領域１４を挟んで対向させた形態で配置するようにした場合である。
As described above, according to the first embodiment, among the flaws existing on the surface of the printed board, the flaw length direction of the flaw is the same as or similar to the moving direction of the printed board. Appears clearly on the photographed image, and the inspection accuracy is improved.
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
しかし、そのような配置構成が困難などの場合には、第１実施形態の変形例として、照明装置１２と撮像装置１３とを、照明装置１２が形成する照射領域１４のいずれか一方の側にまとめて配置するようにしても良い。
この場合には、撮像装置１３の配置位置は図２の位置のままとし、照明装置１２が図２の位置から反対側の位置に移動することになる。そして、第１実施形態と同様に、撮像装置の配置角度θ４が１０度の場合には、その照明装置１２の配置角度θ１の最適値は４５度前後であることが確認され、その値に設定されている。なお、このときの照明装置１２の発光ダイオード１２２の配置角度θ３は、４５度である（図３参照）。
However, when such an arrangement is difficult, as a modification of the first embodiment, the
In this case, the arrangement position of the
また、この変形例においては、第１実施形態の入射角度θ２に相当する角度の有効範囲が、２０度以上で７０度以下の範囲であることが確認された。 Moreover, in this modification, it was confirmed that the effective range of the angle corresponding to the incident angle θ2 of the first embodiment is a range of 20 degrees or more and 70 degrees or less.
（第２実施形態）
次に、本発明のプリント基板検査装置の第２実施形態の構成について、図７〜図８を参照して説明する。
この第２実施形態に係る検査装置は、被検査対象であるプリント基板１０を往復動作（行きと帰りの動作）させながらその表面を検査するものであり、図１に示す第１実施形態の構成を基本とし、図１に示す移動台１１を往復動台２１に代えるとともに、照明装置２２を追加したものである。
すなわち、この第２実施形態に係る検査装置は、図７および図８に示すように、往復動台２１と、照明装置１２と、照明装置２２と、撮像装置１３と、を備えている。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the second embodiment of the printed circuit board inspection apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
The inspection apparatus according to the second embodiment inspects the surface of the printed
That is, the inspection apparatus according to the second embodiment includes a reciprocating table 21, an illuminating
プリント基板１０は、図１に示すプリント基板１０と同様のものであるので、その説明は省略する。
往復動台２１は、プリント基板１０を載置した状態で図示の方向に往復動作できるようになっており、正回転および逆回転する往復動モータなどを備えている。従って、往復動台２１や往復動モータなどは、プリント基板１０を図示の方向に往復動作させるための往復動装置を構成する。
The printed
The reciprocating table 21 can reciprocate in the direction shown in the figure with the printed
照明装置１２は、図１に示す照明装置１２と同様に構成されるので、その説明は省略する。ただし、この照明装置１２は、プリント基板１０の往動作時（行きの動作時）に、そのプリント基板１０の表面であってその移動方向と交差する方向からその表面に向けて所定の入射角度の光を照射させて、その交差方向に所定幅の照射領域１４を形成させるようになっている。
Since the illuminating
照明装置２２は、プリント基板１０の復動作（帰りの動作時）に、そのプリント基板１０の表面であってその移動方向と交差する方向の領域内に、拡散する光を照射させて照射領域１７を形成させるようになっている。
ここで、照射領域１７の大きさは、上記の照射領域１４の大きさよりも相対的に大きなものである。すなわち、照射領域１７の幅は、照射領域１４の幅よりも相対的に大きくなっている。
The illuminating
Here, the size of the
照明装置２２は、その照射領域１７に光を拡散させるものであれば良い。この一例として、例えば図１１に示すような照明装置３が適用できる。この場合には、その照明装置２２の前面（前方）に、各発光ダイオードからの光を拡散するための拡散板（拡散フィルム）を配置させている。
撮像装置１３は、プリント基板１０の往動作時に、そのプリント基板１０の表面に照明装置１２が形成する照射領域１４の画像を撮影し、プリント基板１０の復動作時に、そのプリント基板１０の表面に照明装置２２が形成する照射領域１７の画像を撮影するようになっている。
The
The
照明装置１２、照明装置２２、および撮像装置１３は、図７および図８に示すように、所定の各位置に配置されている。さらに、撮像装置１３は、プリント基板１０に形成される照射領域１４の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影し、かつ、プリント基板１０に形成される照射領域１７の幅方向の中央を中心に撮影するように設けられている。
The illuminating
次に、このような構成からなる第２実施形態の制御処理系の構成について、図９を参照して説明する。
この第２実施形態は、図９に示すように、画像処理装置３１と、コントローラ３２とを備えている。
画像処理装置３１は、撮像装置１３が撮影した画像について所定の処理を行い、プリント基板１０の欠陥の有無を検出し、これによりプリント基板１０の良否の判定を行うようになっている。
Next, the configuration of the control processing system of the second embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, the second embodiment includes an
The
コントローラ３２は、照明装置１２と照明装置２２とを選択的に点灯する点灯制御を行うようになっている。すなわち、プリント基板１０の往動作時には照明装置２２を消灯状態にして照明装置１２のみを点灯させ、プリント基板１０の復動作時には照明装置１２を消灯させて照明装置２２のみを点灯させる。
また、コントローラ３２は、上記の点灯制御に連携して、往復動台２１の往復移動を制御する往復動モータ２３の正回転および逆回転の動作を制御するようになっている。
The
Further, the
すなわち、コントローラ３２は、往復動台２１を往動作させるときには、往復動モータ２３を正回転させると同時に照明装置１２を点灯動作させ、往復動台２１を復動作させるときには、往復動モータ２３の正回転させると同時に照明装置２２を点灯動作させる。
次に、このような構成からなる第２実施形態の動作例について、図７〜図９を参照して説明する。
That is, when the reciprocating table 21 is moved forward, the
Next, an operation example of the second embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS.
プリント基板１０の検査の際には、そのプリント基板１０が往復動台２１上に搭載され、往復動台２１は行きの動作である往動作を開始する。このときには、照明装置２２は消灯させ、照明装置１２のみが点灯される。
このため、往復動台２１が往動作のときには、プリント基板１０の表面に照明装置１２から光が照射され、これによりプリント基板１０上にその光による照射によって照射領域１４が形成される。
When inspecting the printed
For this reason, when the reciprocating table 21 is in the forward movement, the surface of the printed
撮像装置１３は、その照射領域１４の画像を撮像するが、その画像は第１実施形態の場合と同様になる。この撮像装置１３の撮影した画像は、画像処理装置２３に取り込まれる。プリント基板１０の撮像装置１３による全体の撮像が終了すると、往復動台２１の往動作が終了する。
次に、その往動作が終了すると、往復動台２１は帰りの動作である復動作を開始する。このときには、照明装置１２は消灯され、照明装置２２のみが点灯される。
The
Next, when the forward movement is completed, the
このため、往復動台２１が復動作のときには、プリント基板１０の表面に照明装置２２から光を照射され、これによりプリント基板１０上には光が照射される照射領域１７が形成される。
このときには、照明装置２２は、そのプリント基板１０の表面であってその移動方向と交差する方向の領域内に、拡散する光を照射させて照射領域１７を形成させる。
For this reason, when the reciprocating table 21 performs the backward operation, the
At this time, the illuminating
このため、その照射領域１７内に進入する光はその方向が一定ではないので、その照射領域１７内での反射光は、撮像装置１３が捕らえることができる。
従って、その照射領域１７において、その表面に欠陥がない場合には、照明装置２２から照射され、照射領域１７での反射光を撮影装置１３が捕らえるため、撮像装置１３が撮像するその照射領域１７の画像は全体が明るいものとなる。
For this reason, since the direction of the light entering the
Therefore, in the
しかし、プリント基板１０の表面の欠陥が傷の場合であって、その傷の長さ方向がプリント基板１０の移動方向と直交する方向と同一あるいはそれに近似されるものの場合には、照明装置２２からの光はその傷内で反射されるが、反射光はその照射領域１７の幅方向、すなわち、撮像装置１３側に向けて進まない場合が多いと考えられる。
従って、この場合には、その反射光を撮影装置１３は捕らえることができるため、撮像装置１３が撮像するその照射領域１７の画像は、その傷の部分の画像は暗くなり、それ以外の部分の画像は明るいものになる。このため、最終的に得られる画像は全体的には明るいが、その傷の部分については暗い画像を得ることができ、その傷からなる欠陥部を容易に認識することができる。
However, if the defect on the surface of the printed
Therefore, in this case, since the
なお、プリント基板１０の表面の欠陥が傷の場合であって、その傷の長さ方向がプリント基板１０の移動方向と同一方向あるいはそれに近似されるものの場合には、照明装置２２からの光はその傷内に進入し、撮像装置１３側に向けて進まない場合が多いと考えられる。
従って、この場合には、その照射領域１７内に傷が含まれても、その反射光を捕らえにくいので、撮像装置１３が撮像するその照射領域１７の画像は、撮像装置１３が撮像するその照射領域１７の画像は全体が明るいものとなる。
If the surface defect of the printed
Therefore, in this case, even if a flaw is included in the
このように撮像装置１３の撮影する画像は、画像処理装置２３に取り込まれる。プリント基板１０の撮像装置１３による全体の撮像が終了すると、往復動台２１の復動作が終了する。
その後、照明装置１２および照明装置２２を使用して撮像装置１３によりそれぞれ撮像したプリント基板１０の表面全体の２つの画像に基づき、画像処理装置２１は、そのプリント基板１０の良否の判定を行う。
In this way, the image captured by the
Thereafter, based on the two images of the entire surface of the printed
以上説明したように、この第２実施形態によれば、プリント基板の表面に存在する傷のうち、その傷の長さ方向がプリント基板の移動方向と同一方向に近似されるのみならず、その移動方向と直交する方向に近似されるものについても、欠陥が撮影画像上に明確に表れるようになり、検査精度が向上する。
また、第２実施形態によれば、２つの照明装置１２、２２を使用するが、それを選択的に点灯して使用するようにしたので、その寿命を長くすることができる。照明装置１２、２２を発光ダイオードで構成する場合には、特に有効である。
As described above, according to the second embodiment, among the scratches existing on the surface of the printed circuit board, not only the length direction of the scratch is approximated to the same direction as the moving direction of the printed circuit board, but also For those that are approximated in the direction orthogonal to the moving direction, the defect appears clearly on the captured image, and the inspection accuracy is improved.
Moreover, according to 2nd Embodiment, although the two illuminating
（第２実施形態の変形例）
上記の第２実施形態では、照明装置１２が、プリント基板１０の往動作時に、そのプリント基板１０の表面に所定幅の照射領域１４を形成させるようにした。また、照明装置２２は、プリント基板１０の復動作に、そのプリント基板１０の表面に照射領域１７を形成させるようにした。
(Modification of the second embodiment)
In the second embodiment, the
しかし、これに代えて、照明装置２２が、プリント基板１０の往動作時に、そのプリント基板１０の表面に照射領域１７を形成させるようにしても良い。また、これに伴って、照明装置１２が、プリント基板１０の復動作に、そのプリント基板１０の表面に所定幅の照射領域１４を形成させるようにしても良い。
この場合には、コントローラ３２は、プリント基板１０の往動作時には照明装置１２を消灯状態にして照明装置２２のみを点灯させ、プリント基板１０の復動作時には照明装置２２を消灯させて照明装置１２のみを点灯させる。
However, instead of this, the
In this case, the
また、この場合には、撮像装置１３は、プリント基板１０の往動作時に、そのプリント基板１０の表面に照明装置２２が形成する照射領域１７の画像を撮影し、プリント基板１０の復動作時に、そのプリント基板１０の表面に照明装置１２が形成する照射領域１４の画像を撮影することになる。
なお、上記の第２実施形態は、第１実施形態を基本として構成したが、これに代えて第１実施形態の変形例を基本にして構成するようにしても良い。
In this case, the
In addition, although said 2nd Embodiment was comprised on the basis of 1st Embodiment, it may replace with this and may be comprised on the basis of the modification of 1st Embodiment.
１０ プリント基板
１１ 移動台
１２、２２ 照明装置
１３ 撮像装置
１４ 照射領域
１５ 垂直面
１６ 仮想傾斜面
２１ 往復動台
３１ 画像処理装置
３２ コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記プリント基板の移動中に、そのプリント基板の表面であってその移動方向と交差する方向からその表面に向けて所定の入射角度の光を照射させて、その交差方向に所定幅の照射領域を形成させる照明装置と、
前記プリント基板に形成される照射領域の画像を撮影する撮像装置と、を備え、
前記照明装置と前記撮像装置とは所定位置に配置し、かつ、前記撮像装置は、前記プリント基板に形成される照射領域の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影するように設けられていることを特徴とするプリント基板検査装置。 A printed circuit board inspection apparatus that inspects the surface of a printed circuit board while moving the printed circuit board,
During the movement of the printed circuit board, light of a predetermined incident angle is irradiated from the direction of the surface of the printed circuit board intersecting the moving direction toward the surface, and an irradiation region having a predetermined width is formed in the intersecting direction. A lighting device to be formed;
An imaging device that captures an image of an irradiation area formed on the printed circuit board;
The illuminating device and the imaging device are arranged at predetermined positions, and the imaging device shoots at a position separated from the center in the width direction of the irradiation area formed on the printed circuit board by a predetermined distance. A printed circuit board inspection apparatus provided with the apparatus.
前記プリント基板の往動作時に、そのプリント基板の表面であってその移動方向と交差する方向からその表面に向けて所定の入射角度の光を照射させて、その交差方向に所定幅の第１の照射領域を形成させる第１の照明装置と、
前記プリント基板の復動作時に、そのプリント基板の表面であってその移動方向と交差する方向の領域内に、拡散する光を照射させて第２の照射領域を形成させる第２の照明装置と、
前記プリント基板の往動作時に前記第１の照射領域の画像を撮影し、前記プリント基板の復動作時に前記第２の照射領域の画像を撮影する撮像装置とを備え、
前記第１の照明装置、前記第２の照明装置、および前記撮像装置はそれぞれ所定位置に配置するとともに、前記撮像装置は、前記プリント基板に形成される第１の照射領域の幅方向の中央から所定距離だけ離れた位置を中心に撮影し、かつ、前記プリント基板に形成される第２の照射領域の幅方向の中央を中心に撮影するように設けられていることを特徴とするプリント基板検査装置。 A reciprocating device for reciprocating the printed circuit board;
During the forward movement of the printed circuit board, light having a predetermined incident angle is irradiated from the direction of the surface of the printed circuit board that intersects the moving direction toward the surface, and the first width of the predetermined width is formed in the intersecting direction. A first lighting device for forming an irradiation region;
A second illuminating device that forms a second irradiation region by irradiating diffused light in a region of the surface of the printed circuit board that intersects the moving direction during a return operation of the printed circuit board;
An imaging device that captures an image of the first irradiation area during the forward movement of the printed circuit board and captures an image of the second irradiation area during the backward operation of the printed circuit board;
The first illuminating device, the second illuminating device, and the imaging device are arranged at predetermined positions, respectively, and the imaging device is arranged from the center in the width direction of the first irradiation region formed on the printed board. Printed circuit board inspection, characterized in that the image is taken centering on a position separated by a predetermined distance, and the second irradiation area formed on the printed circuit board is photographed centered in the width direction. apparatus.
前記コントローラは、前記プリント基板の往動作時に前記第１の照明装置だけを点灯させ、前記プリント基板の復動作時に前記第２の照明装置だけを点灯させることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のうちのいずれかに記載のプリント基板検査装置。 A controller for selectively lighting the first lighting device and the second lighting device;
7. The controller according to claim 6, wherein only the first lighting device is turned on when the printed circuit board is moved forward, and only the second lighting device is turned on when the printed circuit board is moved backward. The printed circuit board inspection apparatus according to claim 10.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006150369A JP2007322166A (en) | 2006-05-30 | 2006-05-30 | Printed board inspection device |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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