JP2935072B2 - プリント回路板の半田付外観検査制御データ作成装置 - Google Patents

プリント回路板の半田付外観検査制御データ作成装置

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JP2935072B2 JP3008443A JP844391A JP2935072B2 JP 2935072 B2 JP2935072 B2 JP 2935072B2 JP 3008443 A JP3008443 A JP 3008443A JP 844391 A JP844391 A JP 844391A JP 2935072 B2 JP2935072 B2 JP 2935072B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリント回路板の半田付
外観検査制御データ作成装置に関し、特にプリント回路
板のCAD/CAMシステムに組込まれ、プリント回路
板組立て後に面実装部品の半田付性を検査するプリント
回路板の半田付外観検査装置に必要なプリント回路板の
半田付外観検査制御データ作成装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のプリント回路板(以後プリント基
板という)の半田付外観検査装置は、半田付部位の外観
形状認識により、組立て後のプリント基板の部品半田付
性の良、不良を自動検査する装置であり、プリント基板
の半田付外観検査制御データ作成装置はこの検査装置の
半田付外観検査制御データ(以後検査制御データとい
う)を作成する装置である。いずれも従来からCAD/
CAMとして検査システムに適用した場合の主要構成装
置となっている。
【0003】図9は従来のプリント基板半田付外観検査
制御データ作成装置の外観図である。作業者は部品搭載
座標位置入力装置9aにより、被検プリント基板に搭載
されている部品の図14の部品搭載座標位置の模式説明
図に示す部品搭載座標位置を入力する。部品搭載座標位
置入力装置9aは、組立て済プリント基板を乗せるX−
Yステージ9a2、プリント基板の影像を写すカメラ9
a1、プリント基板の影像を動かすステージコントロー
ラ9a3からなり、作業者はX−Yステージ9a2を操
作し、検査する部品の影像をCRT9bに写し、その影
像から検査部品を指示することにより、装置に部品搭載
座標位置を入力する。次にキーボード9cより、その部
品の名称、搭載方向を入力する。作業者は検査を行う全
ての部品の搭載座標位置、部品名称が入力し終るまで、
この作業を繰り返す。全ての部品に対して作業が終了す
ると後述の検査制御データを出力する。
【0004】この様にして作成された検査制御データは
図示しないプリント基板半田付外観検査装置において使
用され、半田付外観形状認識により、図11のプリント
基板の半田付状態説明図に示す様な半田付良品である正
常半田部11a、半田付不良品である未半田部11b、
半田浮き部11c、半田ショート部11dの自動検査を
行う。
【0005】以下に、作業者の指示でどの様な処理が各
装置内部で行なわれているか説明する。図10は従来の
プリント基板半田付外観検査制御データ作成装置の機能
ブロック図であり、図12は検査制御データ作成方法を
示すフローチャートである。両図を参照しながら順次説
明すると、まず、部品搭載座標位置入力部10bより入
力された部品搭載座標位置を入出力制御部10cを介し
て一時記憶部10dに記憶させる。次に、キーボード9
cを操作してキーボード・CRT10aより部品名称が
指定されると部品検査データ記憶部にあらかじめ登録し
てあるデータの中から該当部品のデータを一時記憶部1
0dに取り出す。このデータは図11で示す様な未半田
部11b、半田浮き部11c、半田ショート部11dを
検査する為の部品検査情報であり、図13の従来の部品
検査データの説明図で示す様な未半田外観形状認識の位
置、範囲13a、半田ショート部検査形状認識位置・範
囲13b及び検査精度13cを定義する(図13の
(c)参照)。この部品検査情報と図14の部品搭載座
標位置の説明図に示す部品搭載座標位置情報をもとに、
検査制御データ作成部10eで検査制御データを作成
し、検査制御データ記憶部10fに記憶する。全ての検
査部品について作成処理が終了するとデータ出力制御部
10gより、図8の検査制御データの説明図に示すもの
と同様な検査制御データを出力する。
【0006】なお、図13において、(a)はピン13
eを有する部品13dの平面形状による半田付部の形状
認識位置を示し、(b)はその形状認識範囲を示し、
(c)はデータフォーマット例の模式図を示している。
(c)に示した未半田部検査形状認識位置・範囲13a
は図14に示した搭載位置基準点(x1,y1 )を基準
として、それぞれ図13の(a)の未半田部検査位置
O、図13の(b)の未半田部検査形状認識範囲P,Q
の測定データによって与えられる。また、半田ショート
部検査認識位置範囲13bは、それぞれ図13の(a)
の半田ショート部検査位置n、図13の(b)の半田シ
ョート部検査形状認識範囲r,sの測定データである。
その他の検査データとしては図13の(a)に示すピン
ピッチt、ピン数uが入力されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のプ
リント基板の半田付外観検査制御データ作成装置では、
部品種類別、マウントパッド形状別、プリント基板組立
て場所(環境)別に全ての組合せのパターンについて、
部品検査データ記憶部に部品検査データを作成する必要
があり、部品検査データの作成、保守、管理に多くの工
数がかかるという問題がある。その理由は、プリント基
板の半田付性の検査は部品形状に影響するばかりでな
く、部品が搭載されるプリント基板(ベアボード)上の
マウントパッド形状にも影響する。しかも、マウントパ
ッド形状はプリント基板の配線仕様によって、同じ部品
が搭載されるにもかかわらず形状が異ってしまう。ま
た、プリント基板の組立て環境(温度、湿度、プリント
基板組立て装置)によっても半田付性が異ってしまうと
いう一般的な実装上の課題を有しているからである。ま
た、部品検査データを使用する場合、同一部品で数種の
部品検査データがあるため、作業者が瞬時に必要データ
を指定できないと共に指定間違いが発生する恐れがある
という問題がある。また、組立て済プリント基板を使用
し、部品搭載座標位置入力部より部品搭載座標位置を求
めるので、検査制御データ作成に多くの工数がかかると
いうことも問題となっていた。
【0008】本発明は、上述のような部品検査データの
作成、保守、管理に多くの工数がかかるという問題点
と、作業者の部品検査データの指定間違いが発生する恐
れがあるという問題点と、部品搭載座標位置を求めるの
に多くの工数がかかるという問題点を除去するためにな
されたもので、仕様に適合する検査制御データを多くの
工数を必要とせずに作成できるプリント基板の検査制御
データ作成装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント基
板の半田付外観検査制御データ作成装置は、半田付外観
検査制御データをコントロールする未半田部検査におけ
る形状認識範囲スタート値、形状認識範囲エンド値及び
形状認識範囲幅と、半田ショート部検査における形状認
識幅及び形状認識範囲長さとから構成された検査パラメ
ータ情報を検査パラメータ記憶部に持ち、作業者が自由
にプリント回路板組立て環境に合ったパラメータを設定
できる検査パラメータ制御部と、プリント回路板のマウ
ントパッド形状情報、部品搭載位置情報、部品形状情
報、及び検査パラメータ情報の各情報をもとにプリント
基板の配線仕様、プリント基板組み立て環境条件にあっ
た検査制御データを作成する検査制御データ作成部とを
設けたものである。
【0010】
【作用】本発明においては、プリント回路板の半田付外
観検査に使用される半田付外観検査制御データをコント
ロールする検査パラメータ情報を記憶する検査パラメー
タ記憶部と、部品搭載位置情報、部品形状情報、マウン
トパッド形状情報及び検査パラメータから半田付外観検
査制御データを作成する検査制御データ作成部とを設け
たので、得られる検査制御データは、部品形状、マウン
トパッド形状、マウントパッドとピン位置の関係をシス
テムで考慮した処理により、半田付外観形状認識位置及
び範囲を定義したデータとなる。つまり、出力される検
査制御データは、従来装置のように、搭載部品一点毎に
プリント基板の配線仕様やその組立て場所(緩衝などの
諸条件)を考慮したり、また組立て済みプリント基板よ
り部品搭載座標位置を求めることなく、仕様に適合した
データとして使用できる。
【0011】
【実施例】図2は本発明による検査制御データ作成装置
の一実施例の外観を示す模式斜視図である。図におい
て、2aはCRT、2bはキーボード、2cはデータ・
情報の記憶・制御部である。
【0012】図1は図2に示した実施例装置の機能を説
明する機能ブロック図である。図において、キーボード
2b、CRT2aからなる操作部1a及びディスク1l
以外の各種記憶部・制御部(後述)は図1の実施例装置
の記憶・制御部2cの中に配設され相互に機能するよう
接続・構成されている。
【0013】図3〜図6は本発明による検査制御データ
を作成するに当って各記憶部に必要な情報乃至データを
得るための説明図である。
【0014】図3は部品搭載位置情報を示す説明図であ
る。同図(a)はプリント基板に搭載される部品Q1の
位置座標であり、(b)は出力のデータフォーマットの
一例を示すものである。図4は部品形状情報を示す説明
図である。同図(a)は部品のX,Yサイズ、ピンピッ
チj、ピン位置w、などの形状情報を示し、(b)は出
力のデータフォーマットの一例を示している。図5はプ
リント基板のマウントパッド形状情報を示す説明図であ
る。同図(a)は特定部品(例えば74LS00)のピ
ン番(1)〜(14)の位置座標と、各パッドのX,Y
サイズを示し、(b)は出力のデータフォーマットの一
例を示している。図6は検査パラメータを示す説明図で
ある。同図(a)はICパッケージの部品ピンとマウン
トパッドとの半田付状態を示す側面形状図、(b)はそ
の上面形状図であり、(c)は出力されるデータフォー
マットの一例を示している。
【0015】図1において、部品搭載位置情報記憶部1
iは、図3に示した例えば部品記号Q1(名称74LS
00)などの搭載位置情報3a、外形種類情報3b、搭
載方向情報3cを記憶した部分である。部品形状情報記
憶部1jは図4に示すような部品Q1のパッケージ寸法
情報すなわちX,Yサイズ、ピンピッチj、ピン位置w
などを記憶した部分である。マウントパッド形状情報記
憶部1kは、プリント基板のベアボードを設計した時の
部品に対応するマウントパッドの形状情報を記憶した部
分でり、図5に示すようなパッドサイズ5bとパッド座
標位置5aを定義して記憶している。また、検査パラメ
ータ記憶部1cは、図6でみられるようにQFP(qu
ad flat package)、SOP(smal
l outline package)、チップ、ミニ
モールドなどの部品形状種類毎にマウントパッドを考慮
して、半田付外観形状認識の位置・範囲及び検査精度を
指示する検査パラメータすなわち図6の(a),(b)
に示すA値、B値、C値、D値、E値及び検査精度が定
義している。なお、(c)のデータフォーマットではデ
ータA〜Eはそれぞれフォーマットデータa〜eに対応
して表示されている。この検査パラメータは、検査パラ
メータ制御部1bによって作業者が自由に設定を変えら
れる様になっており、プリント基板板組立て環境にあっ
た検査制御データを作成できる。検査制御データ作成部
1fは、以上の部品搭載座標位置情報、部品形状情報、
マウントパッド形状情報、検査パラメータ情報をもとに
検査制御データを作成する部分であり、作成された検査
制御データは検査制御データ記憶部1gに記憶する。半
田付外観検査装置へのデータ出力は、検査制御データ記
憶部1gのデータをもとにデータ出力制御部1hより出
力する。
【0016】まず、作業者は、半田温度の高い場合に
は、半田外観形状認識範囲を広めにするなど半田付性を
考慮し、検査パターン記憶部1cの検査パラメータを編
集登録する。次に検査制御データを作成する検査対象基
板の名称を入力する。CRT2a上に検査制御データ作
成完了メッセージが表示されたら、半田付外観検査装置
への検査制御データ出力指示を行い作業を完了する。
【0017】上述の作業において、作業者の指示でどの
ような処理が装置内部で行われているかを図7、図15
によって説明する。図7は検査制御データ作成方法を示
すフローチャートである。作業者がキーボード2bから
入力した基板名称に対して、部品搭載座標位置情報記憶
部1iからあらかじめ登録してある該当基板の部品搭載
座標位置情報を一時記憶部1eに取り出す。取り出した
搭載座標位置の1部品に対して、部品形状情報記憶部1
j、マウントパッド形状情報記憶部1kから、あらかじ
め登録してある該当部品の部品形状情報、マウントパッ
ド形状情報を一時記憶部1eに取り出す。また、部品外
形種類に対して検査パラメータ記憶部1cから、あらか
じめ登録してある該当検査パラメータを一時記憶部1e
に取り出す。これらの取り出した各情報をもとに検査制
御データ作成部1fで検査制御データに変換し、検査制
御データ記憶部1gに搭載部品単位毎に記憶される。図
15は検査制御データの変換方法を示すフローチャート
である。同図に詳細に説明したように検査制御データ作
成に必要な搭載位置(x4 ,y4 )、半田ショート部検
査位置(k)、未半田部検査位置(l)、未半田部検査
形状認識範囲(g)を求め、その他の情報をセットする
ことにより、検査制御データが作成される。このように
して、図7のフローチャートで示したように該当基板の
全検査対象搭載部品の処理が終了するまで以上の処理を
繰り返す。処理が修理すると検査制御データ作成完了メ
ッセージを出力する。次に作業者の指示に従い検査制御
データ記憶部1gのデータをもとにデータ出力制御部1
hより検査制御データを出力する。
【0018】図8はこのようにして出力される検査制御
データを示す説明図である。同図(d)がその出力デー
タのデータフォーマットの一例を示し、(a)は部品搭
載位置データ、(b)は形状認識範囲、(c)は半田シ
ョート部及び未半田部の検査形状認識位置を示す平面図
である。
【0019】作成された検査制御データは、部品形状、
マウントパッド形状、マウントパッドとピン位置の関係
をシステムで考慮して、半田外観形状認識位置、及び範
囲を定義したデータであり、半田付外観検査装置に使用
され、検査品質の良い半田外観形状認識によるプリント
基板の部品半田付性の良、不良の自動検査を行うことが
できる。
【0020】以上のように、従来の図9に示す部品搭載
座標位置入力装置による検査制御データ作成工数は約8
時間を要していたが、実施例に示す検査制御データ作成
は約10分間に短縮され、従来の装置の約2%ですみ工
数の大幅短縮が達成された。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検査制御
データをコントロールする未半田部検査における形状認
識範囲スタート値、形状認識範囲エンド値及び形状認識
範囲幅と、半田ショート部検査における形状認識幅及び
形状認識範囲長さとから構成された検査パラメータ情報
を検査パラメータ記憶部に持ち、作業者が自由にプリン
ト回路板組立て環境に合ったパラメータが設定できる検
査パラメータ制御部と、プリント回路板のマウントパッ
ド形状情報、部品搭載位置情報、部品形状情報、及び検
査パラメータ情報の各情報をもとにプリント基板の配線
仕様、プリント基板組み立て環境条件にあった検査制御
データを作成する検査制御データ作成部とを設けたの
で、プリント基板の配線仕様にあった半田付外観検査制
御データを1プリント基板当り、従来の装置の約2%の
工数(従来約8時間の工数が約10分間に短縮)で作成
することを可能にし、工数の大幅短縮が達成された。ま
た、この検査制御データをコントロールする検査パラメ
ータ情報を記憶する為の検査パラメータ記憶部を設けた
ことにより、プリント基板組立て環境により変化する半
田付性にも対応でき、プリント基板組立て環境条件にあ
った検査制御データを作成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による検査制御データ作成装置の一実施
例の機能を説明する機能ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例装置の外観を示す模式斜視図
である。
【図3】本実施例装置の部品搭載位置情報を示す説明図
である。
【図4】本実施例装置の部品形状情報を示す説明図であ
る。
【図5】本実施例装置のマウントパッド形状情報を示す
説明図である。
【図6】本実施例装置の検査パラメータを示す説明図で
ある。
【図7】本実施例装置の検査制御データ作成方法を示す
フローチャートである。
【図8】本実施例装置で出力される検査制御データを示
す説明図である。
【図9】従来の検査制御データ作成装置の外観を示す斜
視図である。
【図10】従来装置の機能を説明する機能ブロック図で
ある。
【図11】一般的なプリント基板の半田付状態を示す説
明図である。
【図12】従来装置の検査制御データ作成方法を示すフ
ローチャートである。
【図13】従来装置の部品検査データを示す説明図であ
る。
【図14】従来装置の部品搭載座標位置情報を示す説明
図である。
【図15】本発明による検査制御データの変換方法を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
1a 操作部 1b 検査パラメータ制御部 1c 検査パラメータ記憶部 1d 入出力制御部 1e 一時記憶部 1f 検査制御データ作成部 1g 検査制御データ記憶部 1h データ出力制御部 1i 部品搭載位置情報記憶部 1j 部品形状情報記憶部 1k マウントパッド形状情報記憶部 1l ディスク 2a CRT 2b キーボード 2c 記憶・制御部 3a 搭載位置 3b 外形種類 3c 搭載方向 5a パッド位置 A 形状認識範囲スタート値(未半田部検査) B 形状認識範囲エンド値(未半田部検査) C 形状認識範囲幅(未半田部検査) D 形状認識範囲幅(半田ショート部検査) E 形状認識範囲長さ(半田ショート部検査)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント回路板の半田付外観検査に使用
    される半田付外観検査制御データをコントロールする検
    査パラメータ情報を記憶する検査パラメータ記憶部と、 上記検査パラメータ情報からプリント回路板の組立て環
    境に適合するパラメータを設定する検査パラメータ制御
    部と、 部品搭載位置情報、部品形状情報、マウントパッド形状
    情報及び前記検査パラメータから半田付外観検査制御デ
    ータを作成する検査制御データ作成部とを前記プリント
    回路板の半田付外観検査装置を装着したCAD/CAM
    システムに備え、 前記検査パラメータを、未半田部検査における形状認識
    範囲スタート値、形状認識範囲エンド値及び形状認識範
    囲幅と、半田ショート部検査における形状認識幅及び形
    状認識範囲長さとから構成した ことを特徴とするプリン
    ト回路板の半田付外観検査制御データ作成装置。
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