JP2531694B2 - Method for detecting holes in the soldering part - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、回路素子等が実装された印刷配線基板等の
被検査物の半田付け不良、特に半田付け部の孔空きの有
無を検出する検出方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION “Industrial field of application” The present invention detects defective soldering of an object to be inspected such as a printed wiring board on which a circuit element or the like is mounted, and particularly whether or not there is a hole in a soldered portion. Regarding detection method.

「従来の技術及びその問題点」 印刷配線基板に電子部品を装着し、半田ディップによ
り半田付けする際、様々な半田付け不良が発生する。こ
の不良には半田無し、半田ブリッジ、半田不足、
半田過剰、孔空き、つらら等があり、一般には作
業者の目視による外観検査が行われていた。本発明は
孔空きの半田付け不良を自動検査することを目的として
いる。"Prior Art and Its Problems" When mounting electronic components on a printed wiring board and soldering them by solder dipping, various soldering defects occur. No solder, solder bridge, insufficient solder,
There is excess solder, holes, icicles, etc., and the visual inspection of the operator is generally performed. An object of the present invention is to automatically inspect for defective soldering with holes.

従来の半田付け部の孔空き検出方法は、特開昭60−25
6004号公報（チップ部品のはんだ付検査方法）等に記載
されているように、テレビカメラ等で撮像した半田付け
部の撮像画像に対して、半田付け検査ウィンドウを設定
しその内部で孔空きの半田付け不良が発生しているか否
かを検出するものである。この方法では、予め孔空きが
どこに発生するかを正確に予測し、その予測位置に前記
検査ウィンドウを設定する必要がある。しかしながらこ
の正確な予測を行って検査ウィンドウを設定する前提と
して、印刷配線基板に対する特殊な固有技術が要求され
るとともに、予測位置以外の場所に前記孔空きが発生し
た場合には、その検出が不可能となるという根本的な問
題点がある。また、予測できない場所に発生する孔空き
を検出してその不具合に対処する為には、基板全域に検
査ウィンドウをくまなく設定し、全ての検査ウィンドウ
に対して逐一検査する必要があり、その検査ウィンドウ
の設定及び検査に多大の時間を要する等の解決すべき問
題点がある。A conventional method for detecting holes in a soldering portion is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-25.
As described in Japanese Patent No. 6004 (chip component soldering inspection method), etc., a soldering inspection window is set for an image of the soldering portion imaged with a TV camera, etc. This is to detect whether or not a soldering failure has occurred. In this method, it is necessary to accurately predict where the perforations will occur in advance and set the inspection window at the predicted position. However, as a precondition for setting the inspection window by performing this accurate prediction, a special peculiar technique for the printed wiring board is required, and if the perforation occurs at a position other than the predicted position, its detection is not possible. There is a fundamental problem that it will be possible. In addition, in order to detect holes that occur in unpredictable places and deal with such defects, it is necessary to set inspection windows all over the board and inspect all inspection windows step by step. There is a problem to be solved such that it takes a lot of time to set and inspect windows.

また、特開昭61−293657号公報に記載された半田付け
外観検査方法は、半田付け不良のうち特に半田不足
と、半田過剰を検出することを目的とするものであ
り、複数段のリング状の照明手段を順次点灯して照明角
度を切り換えることにより、被検査物に複数の角度から
照明を与え、その都度得られる画像を総合して半田付け
部の良・不良を判定するようにしている。この場合、複
数角度照明の個々の画像ではそれぞれの照明の角度に応
じた正反射の条件を満した部分の半田のみが明るく見え
た画像になる。このため、半田付け部に生じた孔空き
は、正反射の条件を満たさないその他大勢の半田と同様
に暗くなるので、半田付け部に生じた孔空きの周囲が正
反射の条件を満さない限り、その孔空きを検出すること
ができないという欠点がある。Also, the soldering appearance inspection method described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-293657 aims to detect a solder shortage and a solder excess among soldering failures. The illumination means is sequentially turned on to switch the illumination angle, thereby illuminating the object to be inspected from a plurality of angles, and the images obtained at each time are combined to judge the quality of the soldered portion. . In this case, in the individual images of the multi-angle illumination, only the solder of the portion satisfying the regular reflection condition according to the angle of each illumination looks bright. For this reason, the holes formed in the soldered portion become dark like many other solders that do not satisfy the specular reflection condition. Therefore, the periphery of the hole formed in the soldered portion does not satisfy the specular reflection condition. As far as it goes, there is a drawback that the perforation cannot be detected.

「問題点を解決するための手段」 本発明は、印刷配線基板等の被検査物の半田付け部の
孔空きを被検査物全域に亙って高精度かつ迅速に検出で
きる方法を提供することを目的とするもので、その具体
的手段は、被検査物の半田付け部を直接照射しない位置
に照明装置を配置し、かつ内面に拡散反射面を形成した
ドーム状の拡散反射対で被検査物を覆うことにより、前
記拡散反射面によってドーム内全体が常に一様な明るさ
に保つように前記被検査物に均一な拡散光を照射して、
ドーム上方から工業用テレビカメラにより前記被検査物
における半田付け部からの反射光を撮像し、その撮像画
像の明度に応じて一定のレベルで２値化した２値画像を
作成し、その２値画像と予めデータ等を読み込んで作成
した被検査物のランド孔形状パターンとを重ね合わせ、
その両者の重合度に生じる暗部を抽出しその暗部の面積
を計測して基準値と比較することにより、半田付け部の
孔空きの有無を検出するようにしたことを特徴とする。"Means for Solving Problems" The present invention provides a method capable of detecting a hole in a soldering part of an inspected object such as a printed wiring board over the entire inspected object with high accuracy and speed. The specific means is a dome-shaped diffuse reflection pair in which an illuminating device is arranged at a position where the soldering portion of the inspection object is not directly irradiated and a diffuse reflection surface is formed on the inner surface. By covering the object, the diffuse reflection surface irradiates the inspected object with a uniform diffused light so that the entire inside of the dome is kept at a uniform brightness,
An image of reflected light from the soldered portion of the object to be inspected is picked up from above the dome by an industrial television camera, and a binary image binarized at a constant level is created according to the brightness of the picked-up image. Superimpose the image and the land hole shape pattern of the object to be inspected created by reading data in advance,
It is characterized in that the presence or absence of holes in the soldered portion is detected by extracting a dark portion caused by the degree of polymerization of the both and measuring the area of the dark portion and comparing it with a reference value.

「作用」 本発明方法は、上記のように、被検査物の半田付け部
を直接照射しない装置に照明装置を配置し、かつ内面に
拡散反射面を形成したドーム状の拡散反射体で被検査物
を覆うことにより、前記拡散反射面によってドーム内全
体が常に一様な明るさに保つように前記被検査物に均一
な拡散光を照射しているので、半田付け部を撮像しその
２値画像を作成すると半田付け部全体が一様に明るくな
り、暗くなる部分は孔空きの部分だけにすることができ
る。しかも本発明方法は上記のように、その２値画像を
予めデータ等を読み込んで作成した被検査物のランド孔
形状パターンとを重ね合わせ、その両者の重合部に生じ
る暗部を抽出するとともにその暗部の面積を計測して基
準値と比較することにより、半田付け部の孔空きの有無
を基板１の全般に亙って検出するので、検査エリアを単
純に円とするのではなく、半田付け部の孔空きは、実際
に被検査物に空いているリード線挿入用のランド孔形状
パターン内に生じるという知見により、検査エリアをそ
のランド孔形状パターン内に限定している。本発明は常
にドーム内全体が一様な明るさに保たれていることおよ
び検査エリアをランド孔形状パターン内に限定するとい
う以上の２点を特徴として、半田付け部に生じた孔空き
を精度良く、かつ信頼性高く検出できるものである。[Operation] As described above, the method of the present invention uses the dome-shaped diffuse reflector in which the illuminating device is arranged in the device that does not directly irradiate the soldered portion of the inspected object, and the diffuse reflection surface is formed on the inner surface. Since the object to be inspected is irradiated with a uniform diffused light so that the inside of the dome is always kept at a uniform brightness by covering the object, the image of the soldered portion is taken and its binary value is obtained. When an image is created, the entire soldered part becomes uniformly bright, and the dark part can be made only in the perforated part. Moreover, the method of the present invention, as described above, superimposes the binary image with the land hole shape pattern of the object to be inspected created by previously reading the data and the like, extracts the dark portion generated in the overlapping portion of both, and darkens the dark portion. The presence or absence of holes in the soldering portion is detected over the entire substrate 1 by measuring the area of the soldering portion and comparing it with a reference value. Therefore, the inspection area is not simply a circle, but the soldering portion is not a circle. The inspection area is limited to the land hole shape pattern based on the knowledge that the hole opening occurs in the land hole shape pattern for inserting the lead wire which is actually vacant in the inspection object. The present invention is characterized in that the entire dome is always kept at a uniform brightness and that the inspection area is limited to within the land hole shape pattern. It can be detected well and with high reliability.

「実施例」 本発明方法の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。[Example] An example of the method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第１図は、本発明方法を実施する装置の断面図であ
る。１は印刷配線基板であって、ランド２の孔に回路素
子等３のリード４を挿入して半田５により固定する。本
発明はこの印刷配線基板１の半田付け部の孔空きを検出
するためには、内面に拡散反射面６を形成したドーム状
の拡散反射体７で半田付け部を覆うとともに、印刷配線
基板１の斜め下方に照明装置８をリング状に配置して照
明装置８の照明光が直接半田付け部を照射しないように
する。照明装置８の照明光は、前記拡散反射体７の拡散
反射面６により反射して半田５の表面全体に均一な拡散
光のみを照射する。半田５からの反射光は、印刷配線基
板１の鉛直上方に配置した撮像装置たる工業用テレビカ
メラ９の撮像レンズ10に、ドーム状拡散反射体７に設け
た撮像用窓11を経て入射する。12は前記工業用テレビカ
メラ９により撮像された画像を処理す画像処理部であ
る。FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for carrying out the method of the present invention. Reference numeral 1 is a printed wiring board on which leads 4 of circuit elements 3 are inserted into the holes of the lands 2 and fixed with solder 5. According to the present invention, in order to detect holes in the soldered portion of the printed wiring board 1, the soldered portion is covered with a dome-shaped diffuse reflector 7 having a diffuse reflection surface 6 formed on the inner surface thereof, and the printed wiring board 1 The illuminating device 8 is arranged in a ring shape obliquely below the illuminating device so that the illuminating light of the illuminating device 8 does not directly irradiate the soldered portion. The illumination light of the illumination device 8 is reflected by the diffuse reflection surface 6 of the diffuse reflector 7 to irradiate only the uniform diffused light on the entire surface of the solder 5. The reflected light from the solder 5 is incident on the imaging lens 10 of the industrial television camera 9, which is an imaging device arranged vertically above the printed wiring board 1, through the imaging window 11 provided in the dome-shaped diffuse reflector 7. An image processing unit 12 processes an image captured by the industrial television camera 9.

第２図は、前記画像処理部12のブロック図であって、
工業用テレビカメラ９から入力された画像信号は、ヒス
トグラム作成部13において明度順にヒストグラムを作成
した後、続く２値画像作成部14でヒストグラムにより求
められた一定の２値化レベルで２値化された２値画像22
（第３図）を得る。15は前処理部であって予め印刷配線
基板１のランド２の孔の位置及び孔の形状等のデータを
読み込んで作成したランド孔形状パターン21（第３図）
と、前記２値画像作成部14で作成された２値画像22とを
重ね合わせ、その両者の重合部23に生じる暗部24を抽出
する。16は前処理部15によって抽出された暗部24の面積
を計測するとともに、基準値と比較してその値の大小に
より半田付け部に生じる孔空きの有無を検出する比較処
理部である。FIG. 2 is a block diagram of the image processing unit 12,
The image signal inputted from the industrial television camera 9 is binarized by the constant binarization level obtained by the histogram in the subsequent binarized image formation part 14 after the histogram is formed in the histogram formation part 13 in the order of lightness. Binary image 22
(Fig. 3) is obtained. Reference numeral 15 is a pretreatment unit, which is a land hole shape pattern 21 (FIG. 3) created by previously reading data such as hole positions and hole shapes of the lands 2 of the printed wiring board 1.
And the binary image 22 created by the binary image creating unit 14 are overlapped with each other, and the dark part 24 generated in the overlapping part 23 of the both is extracted. Reference numeral 16 denotes a comparison processing unit that measures the area of the dark portion 24 extracted by the preprocessing unit 15 and compares it with a reference value to detect the presence / absence of holes in the soldering portion depending on the magnitude of the value.

前記した本発明の２値画像22は、半田付け部分26や印
刷された配線パターン部25等の半田付け部が明るくな
り、その半田付け部に拡散光を反射しない暗部が表れた
らそれが真に印刷配線基板１のランド２と対応付けるこ
とができ、半田付け部に生じた孔空きであるという情報
になる。しかも、半田付け部の孔空きは前記基板１の孔
の内部にのみ発生することから、予めデータ等を読み込
んで作成した印刷配線基板１のランド孔形状パターン21
と重ね合わせることにより、確実に暗部と基板１のラン
ド孔２とを対応させることができる。In the above-described binary image 22 of the present invention, when the soldering portion 26, the printed wiring pattern portion 25, and other soldering portions become bright, and a dark portion that does not reflect diffused light appears in the soldering portion, it is true. It can be associated with the land 2 of the printed wiring board 1 and becomes information that there is a hole in the soldered portion. Moreover, since the holes in the soldering portion are generated only inside the holes of the board 1, the land hole shape pattern 21 of the printed wiring board 1 created by previously reading data or the like.
By overlapping with, the dark portion and the land hole 2 of the substrate 1 can be surely associated with each other.

第４図は、本発明方法に従うフローチャートである。
ステップS1（以下ステップを略す）で、予めデータ入力
等により印刷配線基板１のランド孔形状パターン21を作
成する。続いてS2において検査対象たる半田付け部の画
像を工業用テレビカメラ９により撮像して入力し、S3で
２値画像作成部14に入力された撮像画像を基に２画像22
を作成し、S4では前処理部15で前記ランド孔形状パター
ン21と２値画像22とを重ね合わせ、その両者の重合部に
生じる暗部24を抽出し、続いてS5でその面積を計測する
とともに、その値と基準値とを比較して基準値以上であ
れば（S6でYES）孔空き不良と、基準値未満であれば（S
6でNO）良品と判定する。FIG. 4 is a flow chart according to the method of the present invention.
In step S1 (hereinafter abbreviated as steps), the land hole shape pattern 21 of the printed wiring board 1 is created in advance by data input or the like. Then, in S2, an image of the soldering portion to be inspected is picked up by the industrial television camera 9 and input, and based on the picked-up image input to the binary image creating section 14 in S3, the two images 22
In S4, the land hole shape pattern 21 and the binary image 22 are overlapped by the preprocessing unit 15, the dark portion 24 generated in the overlapping portion of both is extracted, and then the area is measured in S5. , If that value is greater than or equal to the reference value (YES in S6), it means that there is a hole defect, and if it is less than the reference value (S6
6) NO) Judge as good product.

本実施例において、印刷配線基板１のランド孔形状パ
ターン21は、ランド２の孔位置及び孔形状等のデータを
CADデータから直接読み込むことができるばかりでな
く、回路素子等が実装される前の印刷配線基板１を本発
明装置にセットして、工業用テレビカメラ９により画像
信号として入力することにより高速かつ自動的に作成す
ることができる。In this embodiment, the land hole shape pattern 21 of the printed wiring board 1 stores data such as the hole position and hole shape of the land 2.
Not only can it be read directly from CAD data, but the printed wiring board 1 on which circuit elements and the like are not mounted is set in the device of the present invention, and is input as an image signal by the industrial television camera 9 for high speed and automatic operation. Can be created dynamically.

また本発明方法は、前記の実施例に記載した印刷配線
基板のみならず、電子回路素子を実装して半田付けする
その他の基板等の被検査物についても実施することがで
きる。Further, the method of the present invention can be carried out not only on the printed wiring board described in the above embodiment but also on other inspected objects such as other boards on which electronic circuit elements are mounted and soldered.

「効果」 本発明方法は、以上の説明で明らかにしたように、常
にドーム内全体が一様な明るさに保たれるように照明し
て半田付け部を撮像した画像を、その撮像画像の明度に
応じて一定のレベルで２値化した２値画像と、予めデー
タ等を自動的に読み込むことにより作成した印刷配線基
板のランド孔形状パターンとを重ね合わせ、その重合部
に生じる暗部を抽出するとともにその暗部の面積を計測
して基準値と比較することにより、半田付け部の孔空き
の有無を検出するようにしたものであるので、前記した
従来方法のように特別な固有技術により孔空き等が発生
する位置を予測し、その予測位置に対して半田付け検査
ウィンドウを設定し、そのウィンドウの内部のみを検査
する部分的かつ不確かな検査方法と異なり、自動的に基
板全域をもれなく高精度にしかも迅速に半田付け部の孔
空きを検出することができる。さらに、本発明は常にド
ーム内全体が一様な明るさに保たれることによりリード
を挿入するランドの位置に関係なく、常に孔空きの周囲
が白く孔空きが黒い２値画像となり、かつ検査エリア内
の黒い画像が孔空きであるため、半田付け部に生じた孔
空きを精度良くかつ信頼性高く検出することができると
いう優れた効果がある。[Effect] As has been made clear in the above description, the method of the present invention illuminates an image of the soldering part by illuminating it so that the entire inside of the dome is always kept at a uniform brightness. Binary image binarized at a certain level according to the brightness and the land hole shape pattern of the printed wiring board created by automatically reading the data beforehand are overlapped and the dark part generated in the overlapping part is extracted. In addition, by measuring the area of the dark part and comparing it with the reference value, it is possible to detect the presence or absence of holes in the soldering part. Unlike the partial and uncertain inspection method that predicts the position where vacancy etc. occurs, sets the soldering inspection window for that predicted position, and inspects only the inside of that window Without fail, it is possible to detect holes in the soldering portion with high accuracy and speed. Further, the present invention always maintains a uniform brightness in the entire dome, so that regardless of the position of the land into which the lead is inserted, a binary image is always white around the perforations and black with the perforations, and the inspection is performed. Since the black image in the area is perforated, there is an excellent effect that the perforation generated in the soldered portion can be detected with high accuracy and reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

添付図面第１図は本発明方法を実施する装置の断面図、
第２図は画像処理部12のブロック図、第３図は２値画像
22とランド孔形状パターン21との重ね合わせを示す前処
理部15のブロック図、第４図は本発明方法に従うフロー
チャートである。 １……印刷配線基板、２……ランド、３……回路素子、
４……リード、５……半田、６……拡散反射面、９……
工業用テレビカメラ、14……２値画像作成部、15……前
処理部、16……比較処理部、21……ランド孔形状パター
ン、22……２値画像、23……重合部、24……暗部。FIG. 1 is a sectional view of an apparatus for carrying out the method of the present invention.
2 is a block diagram of the image processing unit 12, and FIG. 3 is a binary image.
FIG. 4 is a block diagram of the pre-processing section 15 showing the superposition of the land hole shape pattern 22 and 22 and FIG. 4 is a flowchart according to the method of the present invention. 1 ... Printed wiring board, 2 ... Land, 3 ... Circuit element,
4 ... Lead, 5 ... Solder, 6 ... Diffuse reflection surface, 9 ...
Industrial TV camera, 14 ... Binary image creation unit, 15 ... Pre-processing unit, 16 ... Comparison processing unit, 21 ... Land hole shape pattern, 22 ... Binary image, 23 ... Overlapping unit, 24 …… Dark part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−293657（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−126705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−293659（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A 61-293657 (JP, A) JP-A 56-126705 (JP, A) JP-A 61-293659 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】被検査物の半田付け部を直接照射しない位
置に照明装置を配置し、かつ内面に拡散反射面を形成し
たドーム状の拡散反射体で被検査物を覆うことにより、
前記拡散反射面によってドーム内全体が常に一様な明る
さに保つように前記被検査物に均一な拡散光を照射し、 ドーム上方から工業用テレビカメラにより、前記拡散反
射面により拡散光によって生じる前記被検査物における
半田付け部からの反射光を撮像し、 その撮像画像の明度に応じて一定のレベルで２値化した
２値画像を作成し、 その２値画像と予めデータ等を読み込んで作成した被検
査物のリードを挿入するランド孔形状パターンとを重ね
合わせ、その両者の重合部に生じる暗部を抽出しその暗
部の面積を計測して基準値と比較することにより、半田
付け部の孔空きの有無を検出するようにしたことを特徴
とする半田付け部の孔空き検出方法。1. A illuminating device is arranged at a position where the soldered portion of the inspection object is not directly irradiated, and the inspection object is covered with a dome-shaped diffuse reflector having a diffuse reflection surface formed on the inner surface thereof.
The diffuse reflection surface irradiates the inspected object with uniform diffused light so that the entire inside of the dome is kept at a uniform brightness, and the diffused light is generated by the industrial reflection camera from above the dome by the diffuse reflective surface. The reflected light from the soldering portion of the inspection object is imaged, a binary image binarized at a constant level is created according to the brightness of the captured image, and the binary image and data are read in advance. By overlaying the created land hole shape pattern for inserting the lead of the inspected object, extracting the dark part that occurs in the overlapping part of both and measuring the area of the dark part and comparing with the reference value, the soldering part A method for detecting holes in a soldering part, characterized in that the presence or absence of holes is detected.