JP3890800B2

JP3890800B2 - Soldering state inspection method

Info

Publication number: JP3890800B2
Application number: JP08499699A
Authority: JP
Inventors: 康之結城; 長生 ▲濱▼田; 一成吉村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000275028A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は３次元データと落射輝度データの両方を用いて、印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品の半田付け状態を検査する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
３次元画像を用いて印刷配線基板上に半田付けされた部品の半田付け部を検査する方法としては、特開平７−９１９３２号公報に記載のものが知られている。この方法は、図３４に示すように半田付けされていない部品の寸法よりマスターパターンを予め作成し、次に半田付け部を包含するサーチエリアを設定して、このサーチエリアを３次元画像が得られるセンサーでスキャニングし、このスキャニングで得たサーチエリアの画像とマスターパターンとを照合して所定値以上のマッチング率の部位を検出することにより半田付け部の良否を判定するものである。しかしながら、この方法では、１）３次元センサーの最小分解能を下回る微小半田付け形状では、半田あり、なしのマッチング率の差がはっきりしないため正確な良否判別ができない、２）スキャニング時に外乱ノイズや２次反射の影響を受けた場合、安定した３次元計測ができないため、計測された３次元データがばらつき、マッチング率も同様にばらつくため正確な良否判別ができない、３）急峻な傾きを有するフィレット形状ではその部分の正確な３次元計測ができないため、良品、不良品のマッチング率の差がはっきりしなくなり、検査正当率が低下する、といった問題がある。
【０００３】
一方、輝度画像を用いて印刷配線基板上に半田付けされた部品の半田付け部を検査する方法としては、特開平２−２１２４８号公報に記載のものが知られている。この方法は、図３５に示すように基板に実装された電子部品の側部の電極の端面を輝度の切り換わりを検出する光学手段により検出した後、この端面の外方に半田部のチェックエリアを設定し、このチェックエリアに光を照射してカメラによりこのチェックエリアを観察し、設定輝度を有する画素数を求めることにより、半田部の外観を検査するものである。しかしながら、この方法では、１）図３６に示すように半田が電子部品側部の電極の端面に多く付着した場合、輝度切り換わり位置が変化することにより、チェックエリア位置が変わってしまい、その結果、検査正当率が低下する、２）輝度切り換わりがない電子部品ではチェックエリア位置が定まらないため検査できない、といった問題がある。
【０００４】
３次元画像のみによる良否判別、または輝度画像のみによる良否判別における夫々の欠点に対して、３次元データと落射輝度データとを併用することにより、前記問題点を克服し、より正確な良否判定を可能とする電子部品の半田付け状態の検査方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る半田付け状態の検査方法は、印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品を十分に含む幅を持ってレーザースキャニングして３次元データと落射輝度データとを計測し、得られた両方のデータを用いて、電子部品固有の特徴を示す基準位置を検出し、当該位置から所定の距離離れたエリアの計測値を基にして半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明の請求項１に係る半田付け状態の検査方法は、半田付け部が半田普通形状の場合に適用される電子部品の半田付け状態の検査方法であって、予め設定された所定のエリアにおいて、予め与えられた部品の外形サイズから電子部品固有の特徴を示す基準位置を検出し、半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明の請求項１に係る半田付け状態の検査方法は、部品の姿勢の影響を受けない予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離と距離しきい値とを比較し、当該距離が距離しきい値より長い場合に当該基準位置を選択し、半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項２に係る半田付け状態の検査方法は、印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品を十分に含む幅を持ってレーザースキャニングして３次元データと落射輝度データとを計測し、得られた両方のデータを用いて、電子部品固有の特徴を示す基準位置を検出し、当該位置から所定の距離離れたエリアの計測値を基にして半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の請求項２に係る半田付け状態の検査方法は、半田付け部が半田少ない形状の場合に適用される電子部品の半田付け状態の検査方法であって、予め設定された所定のエリアの隣接するデータの差がしきい値を超える位置を基準位置とし、半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の請求項２に係る半田付け状態の検査方法は、部品の姿勢の影響を受けない予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離と距離しきい値とを比較し、当該距離が距離しきい値より長い場合に当該基準位置を選択し、半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る半田付け状態の検査方法は、印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品を十分に含む幅を持ってレーザースキャニングして３次元データと落射輝度データとを計測し、得られた両方のデータを用いて、電子部品固有の特徴を示す基準位置を検出し、当該位置から所定の距離離れたエリアの計測値を基にして半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の請求項３に係る半田付け状態の検査方法は、半田付け部が半田多い形状の場合に適用される電子部品の半田付け状態の検査方法であって、予め設定された所定のエリアにおいて、部品長手方向に盛り上った最大高さ位置を基準位置とし、半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の請求項３に係る半田付け状態の検査方法は、部品の姿勢の影響を受けない予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離と距離しきい値とを比較し、当該距離が距離しきい値より長い場合に当該基準位置を選択し、半田付け部の外観を検査することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図３２に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明を実施する検査システムの構成を示すものである。３次元センサー、及び３次元形状検出部は印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品、及び半田付け部全体を３次元計測するための装置であり、検査対象となる印刷配線基板上の電子部品、及び半田付け部全体の高さの計測を行う。また、輝度センサー、及び輝度検出部は印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品、及び半田付け部全体の落射輝度計測するための装置であり、検査対象となる印刷配線基板上の電子部品、及び半田付け部全体の落射輝度データの計測を行う。そして、Ｘ軸移動機構、及びＹ軸移動機構により印刷配線基板を移動させて計測箇所を変えながら、３次元データと落射輝度データが同時に求められ、３次元データは画像メモリーａに、落射輝度データは画像メモリーｂに夫々格納され、画像処理部で検査判定が行われる。また、３次元画像と輝度画像の検出と処理の制御、並びに検査対象の印刷配線基板の制御部を介しての移動制御は、システム全体の制御を統括する全体制御部にて行われる。
【００１６】
本発明の実施の形態の一例として形状が略直方体の電子部品の半田付け状態の検査方法を図２乃至図４に基づいて説明する。この方法は検査対象の電子部品の半田付け状態を３次元計測と落射輝度計測して、先ず電子部品の幅方向の中央に電子部品のエッジを含むエリアを設定し、このエリア上にエッジ検出しきい値を超える微小区間を検出することにより、基準位置（エッジ）を決定した後、その基準位置から特定距離離れたエリアの落射輝度レベルの値を見ることで、電子部品の半田付け状態の良否を判断するものである（図２）。すなわち、図３に示すように基準位置から特定距離離れたエリアの落射輝度レベルは、良品ではフィレット面が傾斜しているため、真上方向の反射光量が少なく、落射輝度レベルは低く計測されるが、未半田のようにフィレット面が平らであれば、真上方向の反射光量は多く、落射輝度レベルは高く計測される。このようにフィレット面からの反射光量により半田付け状態の良否の判別を行うことができる。以下、本例の詳細を図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００１７】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び落射輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次にエッジ検出しきい値を入力する（ステップ２）。このエッジ検出しきい値は、電子部品の部品高さにより決定し、予め検査対象となる部品毎に検査システムに記憶させておく。次に電子部品の幅方向の中央に電子部品のエッジを含むエリアｓ〜ｅを設定し、このエリア上に微小ｘ分刻みで隣り合う２点ａ，ｂをとり、この２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ（ｚ成分）を求める（ステップ３）。続いてこの２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ（ｚ成分）とエッジ検出しきい値との比較をエリアｓ〜ｅにおいて行い（ステップ４）、２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たしたら、ステップ４を終了し、その時点の点ｂをエッジと決定し、点ｂの座標を基準位置とする（ステップ５）。次にオフセット値を入力する（ステップ６）。このオフセット値は基準位置から落射輝度レベルと相関性のあるフィレット面の位置までのＸ方向の距離とする。次に落射輝度しきい値を入力する（ステップ７）。この落射輝度しきい値は、本検査前の良品と不良品のサンプルを基にして決定する。次に基準位置からオフセット値離れた位置に矩形状の落射輝度算出エリアを設定し、初めに取得した落射輝度データを基に当該エリア内の落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）を求める（ステップ８）。続いて落射輝度レベルと落射輝度しきい値とを比較し、落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）＞落射輝度しきい値を満たしたら（ステップ９）、不良品と判別し（ステップ１０）、満たさなかったら良品と判別する。
【００１８】
このように３次元データがシャープに変化する部品固有のエッジを検出することにより、部品の位置を特定することが可能となり、輝度切り換わりがない電子部品においても基準位置を決めることが可能となる。また、当該基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度レベルを見ることにより、３次元センサーの最小分解能を下回るような微小半田付け形状における半田有無の判別も可能となる。
【００１９】
次に本発明の実施の形態の他の例としてリード部品の半田付け状態の検査方法を図５乃至１１に基づいて説明する。リード部品は図５に示すようにコネクタ部品等のピンを基板に空けた穴に挿入して、ピンの部分に半田付けを行って使用するものである。この方法は検査対象のリード部品の半田付け状態を３次元計測と落射輝度計測し、先ずリード部品の稜線に沿って落射輝度レベルの落差の大きい微小区間がないか検出し、落射輝度レベルの落差の大きい微小区間が無ければ良品と判別し、落射輝度レベルの落差の大きい微小区間があれば、その微小区間の終点が基板穴の縁等に相当するものと捉え、基準位置として決定する。そして、基準位置から特定距離離れたエリアのフィレット角度を３次元データを元に算出し、この値から半田付け状態の良否を判別するものである。すなわち、フィレット角度が大きいほど良品傾向が強く、逆に小さいほど不良傾向が強いので、予め設定したしきい値を判断指標として判別を行うことができる。以下、本例の詳細を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び落射輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次にエッジ検出しきい値を入力する（ステップ２）。このエッジ検出しきい値は、穴部の落射輝度レベルと基板上の落射輝度レベルの差を基に決定される（図７）。次に図６（ａ）（ｂ）に示すようにリード部品の上端面中心を点ｓとし、放射状にエリアｓ〜ｅを設定し（点ｅはランドと基板の境界に設定する）、このエリアｓ〜ｅ上に微小刻みで隣り合う２点ａ，ｂをとり（ａ点はｂ点よりもｅ点に近い点とする）、この２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂを求める（ステップ３）。続いてこの２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂとエッジ検出しきい値との比較をエリアｓ〜ｅにおいて行い（ステップ４）、２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たす微小区間ａ，ｂが検出されなければ、良品と判別し、ステップ４を終了する。逆に２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たす微小区間ａ，ｂが検出されたならば、ステップ４を終了し、その時点の点ａをエッジ（基板穴の縁等に相当）と決定し、点ａの座標を基準位置とする（ステップ５）。次にオフセット値を入力する（ステップ６）。このオフセット値は基準位置からエリアｓ〜ｅの稜線を含む垂直面内に基準位置からｓ方向へ向かってとり、その値は基板の縁の丸みを避けられる程度の大きさとする。次に角度しきい値を入力する（ステップ７）。この角度しきい値は、良品のフィレット角度を基にして決定する。次に図１０に示すように基準位置からオフセット値離れた位置に角度算出エリアを設定し、初めに取得した３次元データを基に一次回帰手法により近似直線を算出し、その傾きをフィレット角度θとする（ステップ８）。続いてフィレット角度θと角度しきい値とを比較し、フィレット角度θ＞角度しきい値を満たしたら（ステップ９）、良品と判別し（ステップ１０）、満たさなかったら不良と判別する。
【００２１】
ところで、ステップ４にて２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たす微小区間ａ，ｂが検出される場合は、図８，図９に示されるような３通りのケースが考えられる。第１のケースは穴空き不良の場合であり、この場合は、基準位置として基板穴の縁が検出される。次の第２のケースは半田少の場合であり、この場合は、基準位置としてフィレット面が基板面と平行となる位置、すなわち、基板穴の縁より外側の位置が検出される（以上は図８）。そして、第３のケースは半田がしっかり付着した場合にも関わらず、基板ずれによってエリアｓ〜ｅがずれてしまい（点ｅが基板とランドの境界の外側に設定されてしまい）、ランドと基板との境界が基準位置として検出される場合である（図９）。そこで、第２，第３のケースが良品にも関わらず不良と判断されないように、ステップ８〜９にてフィレット角度を求めることで、判別を正しく行っている。
【００２２】
このように本例は、良品では発生しない落射輝度レベルの落差に着目した検査方法であり、この落射輝度レベルの落差を検出することにより、穴空き不良を判別し、半田少不良についてはフィレット面の３次元データを基にフィレット角度を求め、角度しきい値との比較により判別を行っている。つまり、外乱ノイズや２次反射の影響を受け、安定した３次元計測ができない部分や正確な３次元計測ができない急峻な傾きを有する部分には落射輝度データを採用し、正確な３次元計測が可能な部分にのみ３次元データを採用することで、検査正当率の向上を可能としている。
【００２３】
次に本発明の実施の形態の他の例として形状が略直方体の電子部品の半田形状の分類方法を図１２乃至図１５に基づいて説明する。この方法は、検査対象の電子部品の半田付け状態を３次元計測して、電子部品全体が十分に包含される３次元データを取得した後、エッジ部及び半田付け部を含むエリアを設定し、このエリア内の微小区間に予め設定した半田多いしきい値以上の盛り上り高さがあるか、さらには予め設定した半田少ないしきい値以下の半田付け高さがあるかを検出し、半田形状を半田多い形状、半田少ない形状、及び半田普通形状に分類するものである（図１３）。以下、本例の詳細を図１５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２４】
まず予め設定された検査領域を３次元計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データを取得する（ステップ１）。次に半田多いしきい値を入力する（ステップ２）。次に半田少ないしきい値を入力する（ステップ３）。この半田多いしきい値、及び半田少ないしきい値は、電子部品の部品高さにより決定され、半田多いしきい値は電子部品上面から半田頂点までの高さとして設定され、他方、半田少ないしきい値は電子部品上面から半田付着部までの高さとして設定されるもので（図１４）、予め検査対象となる部品毎に検査システムに記憶させておく。次に電子部品の幅方向の中央に電子部品のエッジを含むエリアｓ〜ｅを設定し、このエリア上に微小ｘ分刻みで隣り合う２点ａ，ｂをとり、この２点ａ，ｂ間の３次元データの差ｂ−ａ（ｚ成分）を求める（ステップ４）。続いてこの２点ａ，ｂ間の３次元データの差ｂ−ａ（ｚ成分）と半田多いしきい値との比較をエリアｓ〜ｅにおいて行い（ステップ５）、２点ａ，ｂ間の３次元データの差ｂ−ａ＞半田多いしきい値を満たしたら、ステップ５を終了し、半田多い形状と判別する。ステップ５を満たさなかった場合、２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ（ｚ成分）と半田少ないしきい値との比較をエリアｓ〜ｅにおいて行い（ステップ６）、２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ＞半田少ないしきい値を満たしたら、ステップ６を終了し、半田少ない形状と判別する。そして、ステップ５もステップ６も満たさないものは、半田普通形状と判別される。
【００２５】
このように電子部品の断面形状（３次元データ）の変化度合いにより半田形状が多い、少ない、普通の３タイプに分類することで、各タイプに適した基準位置（エッジ）の検出方法を使い分けることができ、半田付け状態に影響を受けない正確な部品の基準位置検出が可能となる。
【００２６】
ところで、上述の３次元計測による半田付け状態の検査方法、及び半田形状の分類方法においては次のような欠点を有する。すなわち、３次元データを計測するスキャナーは、基板面に対して６０度以上の傾斜面は計測できず、そのような部位のデータは不定値となり、突起状、又は陥没状のノイズとして計測されてしまう。そして、このようなノイズは特に電子部品のエッジ位置に発生しやすいため、正確な電子部品のエッジ検出が困難となり、前述の電子部品の半田形状の分類方法においても、上記ノイズによる影響で判別を誤る恐れがある。そこで、以下に述べる検査方法の例は、上記問題点を解消し、検出精度を高めるために、前述の電子部品の半田形状の分類方法（図１２乃至図１５）に続いて行われるものであり、半田形状の分類方法にて半田形状普通、半田少ない形状、半田多い形状と判断された各場合に適用される検査方法である。
【００２７】
本発明の実施の形態の他の例として形状が略直方体の電子部品の半田付け状態の検査方法を図１６乃至図１８に基づいて説明する。本検査方法は、前述の電子部品の半田形状の分類方法（図１２乃至図１５）に続いて行われるものであり、半田形状の分類方法にて半田普通形状と判断された場合に適用される検査方法である。この方法は、検査対象の電子部品の半田付け状態を３次元計測と落射輝度計測して、電子部品の長さ方向に直交する半田付け部の断面の大きさから基準位置（エッジ）を決定した後、その基準位置から特定距離離れたエリアの落射輝度レベルの値を見ることで、電子部品の半田付け状態の良否を判断するものである。以下、本例の詳細を図１８のフローチャートに基づいて説明する。
【００２８】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び落射輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次にチップ高さとチップ幅の値を入力する（ステップ２）。次にチップ高さとチップ幅の値より、高さしきい値と幅しきい値の値が決まり、入力する（ステップ３）。尚、この高さしきい値と幅しきい値の値は半田の付き方を考慮し、基準位置（エッジ）を含む断面を仮想して設定されるもので、チップ高さとチップ幅に係数として数十％を乗じた値とする。次に検査領域の基板上面の高さ（以下基板高さとする）を計算する（ステップ４）。次に検査領域を、複数本のエリアｓ´〜ｅ´をチップ長さ方向に微小ｘ分刻みで配列して構成されるエリアｓ〜ｅとみなす。尚、上記エリアｓ´〜ｅ´は各位置（ｘ座標が同じ）において当該位置の半田付け部の断面の輪郭線と略同一なものである。そして、検査領域の最外側（検査領域内で電子部品から長手方向に最も離れた位置）を始まりとしてエリアｓ´〜ｅ´を設定し、このエリア上に点ａを設け、この点ａを微小ｙ刻みで点ｓ´から点ｅ´に移動させる（ステップ５，６）。この点ａをエリアｓ´〜ｅ´間で移動させる際、微小ｙ刻みで移動させる毎に点ａ（ｚ座標）−基板高さと高さしきい値とを比較し、点ａ（ｚ座標）−基板高さ＞高さしきい値であれば（ステップ７）、カウントをスタートし（ステップ８）、エリアｓ´〜ｅ´間のステップ７を満たす点ａの数をカウントする。そして、点ａ（ｚ座標）−基板高さ＜高さしきい値となれば（ステップ９）、カウントを終了する（ステップ１０）。そして、カウントスタートからカウント終了までのカウント数を計算し、このカウント数×微小ｙ刻み幅が幅しきい値を超える場合（ステップ１１）は、当該エリアｓ´〜ｅ´を基板上面に射影した線分と電子部品のチップ幅の中央を通る線の交点を基準位置（エッジ）とし、また、カウントスタート位置とカウントストップ位置をコーナーとして決定する（ステップ１２）。次にオフセット値を入力する（ステップ１３）。このオフセット値は基準位置から落射輝度レベルと相関性のあるフィレット面の位置までのＸ方向の距離とする。次に落射輝度しきい値を入力する（ステップ１４）。この落射輝度しきい値は、本検査前の良品と不良品のサンプルを基にして決定する。次に基準位置からオフセット値離れた位置に落射輝度算出エリアを設定し、初めに取得した落射輝度データを基に当該エリア内の落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）を求める（ステップ１５）。続いて落射輝度レベルと落射輝度しきい値とを比較し、落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）＞落射輝度しきい値を満たしたら（ステップ１６）、不良品と判別し（ステップ１７）、満たさなかったら良品と判別する。
【００２９】
このように半田普通形状の場合において、予め設定されている当該部品寸法（高さ、幅）を利用して、エッジを検出することにより、半田付け状態に影響を受けない正確な部品の基準位置検出が可能となる。
【００３０】
次に本発明の実施の形態の他の例として形状が略直方体の電子部品の半田付け状態の検査方法を図１９乃至図２１に基づいて説明する。本検査方法は、前述の電子部品の半田形状の分類方法（図１２乃至図１５）に続いて行われるものであり、半田形状の分類方法にて半田少ない形状と判断された場合に適用される検査方法である。この方法は、検査対象の電子部品の半田付け状態を３次元計測と落射輝度計測して、エッジ検出領域のうち、エッジ検出しきい値を超える座標を保存し、この保存された座標の中から電子部品の長さ方向に最も突出した座標を基準位置（エッジ）と決定した後、その基準位置から特定距離離れたエリアの落射輝度レベルの値を見ることで、電子部品の半田付け状態の良否を判断するものである。以下、本例の詳細を図２１のフローチャートに基づいて説明する。
【００３１】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び落射輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次にエッジ検出しきい値を入力する（ステップ２）。このエッジ検出しきい値は、電子部品の高さにより決定し、予め検査対象となる部品種毎に検査システムに記憶させておく。尚、その値は部品の高さの数十％程度である。次に検査領域を、複数本のエリアｓ´〜ｅ´をチップ幅方向に微小ｙ刻みで配列して構成されるエリアｓ〜ｅとみなす。尚、上記エリアｓ´〜ｅ´は各位置（ｙ座標が同じ）において当該位置の電子部品及び半田付け部の輪郭線と略同一なものである。そして、検査領域の最外側（検査領域内で電子部品の幅方向に最も離れた線）を始まりとしてエリアｓ´〜ｅ´を設定し（ステップ３）、このエリア上に微小ｘ分刻みで隣り合う２点ａ，ｂをとり、この２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ（ｚ成分）を求める（ステップ４）。続いてこの２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ（ｚ成分）とエッジ検出しきい値との比較をエリアｓ〜ｅにおいて行い（ステップ５）、２点ａ，ｂ間の３次元データの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たしたら、その時点の点ｂを基準位置（エッジ）候補としてその座標を保存し（ステップ６）、未検査のエリアｓ´〜ｅ´があれば、ステップ３にて次のエリアｓ´〜ｅ´に移行し、ステップ３，４，５を再度計算する。そして、エリアｓ〜ｅ内のサーチが全て終わったら、サーチの結果、保存された基準位置（エッジ）候補のうち、ｘ座標が最大となる（Ｘ方向に最も突出している）点を最終的な基準位置（エッジ）とする（ステップ７）。これは角型コンデンサーのエッジが丸みを持っているため、チップ自身を基準位置としないようにするためである。次にオフセット値を入力する（ステップ８）。このオフセット値は基準位置から落射輝度レベルと相関性のあるフィレット面の位置までのＸ方向の距離とする。次に落射輝度しきい値を入力する（ステップ９）。この落射輝度しきい値は、本検査前の良品と不良品のサンプルを基にして決定する。次に基準位置からオフセット値離れた位置に落射輝度算出エリアを設定し、初めに取得した落射輝度データを基に当該エリア内の落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）を求める（ステップ１０）。続いて落射輝度レベルと落射輝度しきい値とを比較し、落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）＞落射輝度しきい値を満たしたら（ステップ１１）、不良品と判別し（ステップ１２）、満たさなかったら良品と判別する。
【００３２】
このように半田少ない形状の場合において、検査領域内で部品長手方向に隣接するデータの差がしきい値を超える位置を求め、その位置をエッジ位置とし、得られたエッジ位置のうち最も外側の位置を基準位置とすることにより、半田付け状態に影響を受けない正確な部品基準位置検出が可能となるとともに、部品上をエッジ位置とする誤検出の防止も可能となる。
【００３３】
次に本発明の実施の形態の他の例として形状が略直方体の電子部品の半田付け状態の検査方法を図２２乃至図２４に基づいて説明する。本検査方法は、前述の電子部品の半田形状の分類方法（図１２乃至図１５）に続いて行われるものであり、半田形状の分類方法にて半田多い形状と判断された場合に適用される検査方法である。この方法は、検査対象の電子部品の半田付け状態を３次元計測と落射輝度計測して、エッジ検出領域のうち、最大高さ座標を求め、この座標を基準位置（エッジ）と決定した後、その基準位置から特定距離離れたエリアの落射輝度レベルの値を見ることで、電子部品の半田付け状態の良否を判断するものである。以下、本例の詳細を図２４のフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び落射輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次にエッジ検出領域をサーチし（ステップ２）、サーチしたエッジ検出領域内で最大高さ座標を求め（ステップ３）、その最大高さ座標を基準位置とする（ステップ４）。次にオフセット値を入力する（ステップ５）。このオフセット値は基準位置から落射輝度レベルと相関性のあるフィレット面の位置までのＸ方向の距離とする。次に落射輝度しきい値を入力する（ステップ６）。この落射輝度しきい値は、本検査前の良品と不良品のサンプルを基にして決定する。次に基準位置からオフセット値離れた位置に落射輝度算出エリアを設定し、初めに取得した落射輝度データを基に当該エリア内の落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）を求める（ステップ７）。続いて落射輝度レベルと落射輝度しきい値とを比較し、落射輝度レベル（ｂｒｔｄａｔａ）＞落射輝度しきい値を満たしたら（ステップ８）、不良品と判別し（ステップ９）、満たさなかったら良品と判別する。
【００３５】
このように半田多い形状の場合において、部品長手方向に盛り上った最大高さ位置をエッジと近似し、その位置を基準位置とすることにより、半田付け状態に影響を受けない正確な部品基準位置検出が可能となる。
【００３６】
次に本発明の実施の形態の例として形状が略直方体の電子部品の基準位置の設定方法を図２５乃至図２８に基づいて説明する。この方法は、前記３つの半田付け状態の検査方法のいずれかで決定された基準位置が、妥当かどうかを検討し、妥当でなければ仮想基準位置を新たに設定するものである。そして、この仮想基準位置を基準位置として新たに設定するのは、前記の半田普通形状、半田少ない形状、半田多い形状の３タイプ以外に、半田が盛り上らず多めに付くタイプ（図２９の[Ｅ]タイプ）が存在し、これに対して正確な検査を行うためである。すなわち、この[Ｅ]タイプでは、電子部品のエッジ付近で３次元データの変化がないため、電子部品のエッジを検出できず、また半田の最大高さ座標も検出できないため、上記３つの検査方法は適用できない。そこで、第１の例の検査方法（図２乃至図４）を適用すると、図２７に示すように電子部品のエッジより遠く離れた位置を基準位置として検出してしまうため、その位置から半田量を計算すると０に近い値となり、良品であるにも関わらず、半田なしの不良と判定されてしまう。また、検出された基準位置から落射輝度算出エリアの落射輝度レベルを算出すると、基板上の高い落射輝度レベルが得られ、これによっても不良と判定されてしまう。そこで、本方法は不動位置から距離しきい値を設定し、前記３つの検査方法のいずれかで決定された基準位置が不動位置から距離しきい値内にあるかどうか判別し、ない場合は、先に行った検査方法の基準位置は妥当であるとみなし、ある場合は、[Ｅ]タイプとみなし、新たに仮想基準位置を設定し、正確な半田量の算出や落射輝度データの算出を行おうとするものである。以下、本例の詳細を図２８のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
まず予め設定された検査領域を設定し（ステップ１）、次に検査領域の最外側の線（不動位置）と電子部品の幅方向の中央を通る線との交点を不動座標とし、その座標を取得する（ステップ２）。次に前記３つの検査方法（半田普通形状の検査方法、半田少ない形状の検査方法、及び半田多い形状の検査方法）のいずれかで決定された基準位置座標を取得し（ステップ３）、続いて距離しきい値を入力する（ステップ４）。この距離しきい値は、電子部品のずれにより、反対側のランドを電子部品が外れた時の不動位置から電子部品までの距離を示している（図２６）。次に不動座標と基準位置座標との距離ｄを算出し（ステップ５）、この距離ｄと距離しきい値とを比較する（ステップ６）。ステップ６を満たさない場合、すなわち、ｄ＞距離しきい値であれば、ステップ３にて取得した基準位置座標は妥当とみなし、基準位置として採用する（ステップ７）。逆にステップ６を満たす場合、すなわち、ｄ＜距離しきい値であれば、仮想距離ｄ´を入力し、不動位置から電子部品側へ仮想距離ｄ´の値だけ離れた位置を仮想基準位置とする（ステップ９）。尚、この仮想距離ｄ´の値は[Ｅ]タイプのサンプル等を基に設定する。
【００３８】
このように予め設定された不動位置と前記３つの検査方法のいずれかで得られた基準位置との距離を算出し、距離しきい値と比較し、不動位置から基準位置までの距離が距離しきい値より短ければ、不動位置から所定長さの位置をエッジとすることにより、[Ｅ]タイプのような場合でも、半田付け状態に影響を受けない良否判定をすることが可能となる。
【００３９】
次に本発明の参考例として形状が略直方体の電子部品の半田付けの検査方法を図２９乃至図３０に基づいて説明する。略直方体の電子部品の半田付け状態は図２９のように大別することができる。すなわち、[Ａ]半田なし不良、[Ｂ]半田少ない、[Ｃ]半田普通、[Ｄ]半田多い（ピーク有り）、[Ｅ]半田多い（ピークなし）、[Ｆ]半田不濡れ不良であり、[Ｄ]や[Ｅ]では半田により特徴点であるエッジやコーナーが隠されてしまうので、当該特徴点の検出は非常に困難である。そこで、本方法は、先述の半田形状の分類方法、及び半田付け状態の検査方法を組み合わせて、半田付け状態を分類し、各半田付け状態毎の基準位置の設定の仕方にしたがって基準位置を設定し、半田量、及び落射輝度レベルの値を見ることで良否の判別を行うものである。以下、本例の詳細を図３０のフローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び落射輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次に各しきい値（半田多いしきい値、半田少ないしきい値、距離しきい値、半田量しきい値、各オフセット値、落射輝度しきい値）を入力する（ステップ２）。続いて先述の電子部品の半田形状の分類方法（図１２乃至図１５）を用いて、[Ｄ]半田多い（ピーク有り）と、[Ａ]半田なし不良、及び[Ｂ]半田少ないに分類し（ステップ３〜ステップ５）、前述の基準位置の設定方法（図２５乃至図２８）中の判別式を用いて、[Ｅ]半田多い（ピークなし）と、[Ｃ]半田普通に分類する（ステップ６）。このようにして、[Ａ]〜[Ｅ]のいずれかに分類された検査部品は、先述の検査方法のうち該当する方法を適用して、基準位置を決定する（ステップ７）。次に基準位置を始点に３次元データを基にして半田量（体積）を計算し（ステップ８）、半田量しきい値と比較する（ステップ９）。ここで、半田量＞半田量しきい値であれば良品と判別して終了する。逆に半田量＜半田量しきい値であれば、次の落射輝度計算に進む。落射輝度計算は設定された基準位置からオフセット値離れた位置に落射輝度算出エリアを設定し、初めに取得した落射輝度データを基に当該エリア内の落射輝度レベルを算出する（ステップ１０）。次に落射輝度しきい値と比較する（ステップ１１）。ここで、落射輝度レベル＜落射輝度しきい値であれば良品と判別して終了し、逆に落射輝度レベル＞落射輝度しきい値であれば不良として終了する。尚、[Ｆ]半田不濡れ不良は、落射輝度算出エリアのピーク輝度位置を求め、当該位置左右外側の相対落射輝度変化を求めることにより判別することができる。
【００４１】
このように半田形状を網羅的に分類し、半田量による良否判定、及び落射輝度レベルによる良否判定を行うことで、検査漏れを少なくでき、正当率の高い半田付け状態の検査が可能となる。
【００４２】
次に本発明の他の参考例としてリード部品の半田付け状態の検査方法を図３１乃至３３に基づいて説明する。この方法は検査対象のリード部品の半田付け状態を３次元計測と落射輝度計測し、先ずリード部品の稜線に沿って落射輝度レベルの落差の大きい微小区間がないか検出し、落射輝度レベルの落差の大きい微小区間が無ければ良品と判別し、落射輝度レベルの落差の大きい微小区間があれば、その微小区間の終点が基準位置として決定される。そして、図３２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように検査領域の最外側の不動位置から基準位置までの距離が大きくなるほど不良傾向が強くなることから、良品と不良品とを選別できる不動位置から基準位置までの距離しきい値を設定できる。したがって、この距離しきい値と不動位置から決定された基準位置までの距離の比較を行うことで、良品を大方判別できる。この比較で尚も不良の可能性有りと判別された場合は、基準位置から特定距離離れたエリアのフィレット角度を３次元データを元に算出し、この値から半田付け状態の良否を判別する。以下、本例の詳細を図３０のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
まず予め設定された検査領域を３次元計測、及び輝度計測することによって電子部品全体が十分に包含される３次元データと落射輝度データを取得する（ステップ１）。次に各しきい値を入力する（ステップ２）。この各しきい値とは、落射輝度しきい値、距離しきい値、オフセット値、角度しきい値を指す。次に図３１に示すようにリード部品の上端面中心を点ｓとし、放射状にエリアｓ〜ｅを設定し（ｅ点はランドと基板の境界に設定する）、このエリアｓ〜ｅ上に微小刻みで隣り合う２点ａ，ｂをとり（ａ点はｂ点よりもｅ点に近い点とする）、この２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂを求める（ステップ３）。続いてこの２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂとエッジ検出しきい値との比較をエリアｓ〜ｅにおいて行い（ステップ４）、２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たす微小区間ａ，ｂが検出されなければ、良品と判別し、ステップ４を終了する。逆に２点ａ，ｂ間の落射輝度レベルの差ａ−ｂ＞エッジ検出しきい値を満たす微小区間ａ，ｂが検出されたならば、ステップ４を終了し、その時点の点ａをエッジ（基板穴の縁等に相当）と決定し、点ａの座標を基準位置とする（ステップ５）。次に基準位置から不動位置までの距離ｄを計算し（ステップ６）、基準位置から不動位置までの距離ｄと距離しきい値とを比較する（ステップ７）。ここで、基準位置から不動位置までの距離ｄが、基準位置から不動位置までの距離ｄ＞距離しきい値を満たさなければ、十分なフィレット面があると認識して良品と判別し、ステップ７を終了する。逆に基準位置から不動位置までの距離ｄが、基準位置から不動位置までの距離ｄ＞距離しきい値を満たせば、不良の可能性有りと判別され、次のステップに進む。次にオフセット値を入力する（ステップ８）。このオフセット値は基準位置からエリアｓ〜ｅの稜線を含む垂直面内に基準位置からｓ方向へ向かってとり、その値は基準位置に連続する基板の縁の丸みを避けれる程度の大きさとする。次に基準位置からオフセット値離れた位置に角度算出エリアを設定し、初めに取得した３次元データを基に一次回帰手法により近似直線を算出し、その傾きをフィレット角度θとする（ステップ９）。続いてフィレット角度θと角度しきい値とを比較し、フィレット角度θ＞角度しきい値を満たしたら（ステップ１０）、良品と判別し、満たさなかったら不良と判別して終了する。
【００４４】
このように本例は、良品では発生しない落射輝度レベルの落差に着目して、落射輝度レベルの落差を検出することにより、穴空き不良を判別するとともに、検査領域の最外側の不動位置から基準位置までの距離が大きくなるほど不良傾向が強くなることに着目して、距離しきい値と不動位置から基準位置までの距離の比較を行うことで、良品を判別し、また、半田少不良についてはフィレット面の３次元データを基にフィレット角度を求め、角度しきい値との比較によって判別を行うことにより、検査正当率を向上させている。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、３次元データがシャープに変化する部品固有のエッジを検出することにより、部品の位置を特定することが可能となり、輝度切り換わりがない電子部品においても基準位置を決めることが可能となる。また、当該基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度レベルを見ることにより、３次元センサーの最小分解能を下回るような微小半田付け形状における半田有無の判別も可能となる。また、リード部品では、良品では発生しない落射輝度レベルの落差に着目し、この落射輝度レベルの落差を検出することにより、穴空き不良を判別し、半田少不良についてはフィレット面の３次元データを基にフィレット角度を求め、角度しきい値との比較により判別を行っている。つまり、外乱ノイズや２次反射の影響を受け、安定した３次元計測ができない部分や正確な３次元計測ができない急峻な傾きを有する部分には落射輝度データを採用し、正確な３次元計測が可能な部分にのみ３次元データを採用することで、検査正当率の向上を可能としている。
【００４６】
また本発明の請求項１記載の発明にあっては、半田普通形状の場合において、予め設定されている当該部品寸法（高さ、幅）を利用して、エッジを検出することにより、半田付け状態に影響を受けない正確な部品の基準位置検出が可能となる。
【００４７】
また本発明の請求項１記載の発明にあっては、予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離を算出し、距離しきい値と比較し、不動位置から基準位置までの距離が距離しきい値より長ければ、不動位置から所定長さの位置をエッジとすることにより、半田付け状態に影響を受けない良否判定をすることが可能となる。
【００４８】
本発明の請求項２記載の発明にあっては、３次元データがシャープに変化する部品固有のエッジを検出することにより、部品の位置を特定することが可能となり、輝度切り換わりがない電子部品においても基準位置を決めることが可能となる。また、当該基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度レベルを見ることにより、３次元センサーの最小分解能を下回るような微小半田付け形状における半田有無の判別も可能となる。また、リード部品では、良品では発生しない落射輝度レベルの落差に着目し、この落射輝度レベルの落差を検出することにより、穴空き不良を判別し、半田少不良についてはフィレット面の３次元データを基にフィレット角度を求め、角度しきい値との比較により判別を行っている。つまり、外乱ノイズや２次反射の影響を受け、安定した３次元計測ができない部分や正確な３次元計測ができない急峻な傾きを有する部分には落射輝度データを採用し、正確な３次元計測が可能な部分にのみ３次元データを採用することで、検査正当率の向上を可能としている。
【００４９】
また本発明の請求項２記載の発明にあっては、半田少ない形状の場合において、検査領域内で部品長手方向に隣接するデータの差がしきい値を超える位置を求め、その位置をエッジ位置とし、得られたエッジ位置のうち最も外側の位置を基準位置とすることにより、半田付け状態に影響を受けない正確な部品基準位置検出が可能となるとともに、部品上をエッジ位置とする誤検出の防止が可能となる。
【００５０】
また本発明の請求項２記載の発明にあっては、予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離を算出し、距離しきい値と比較し、不動位置から基準位置までの距離が距離しきい値より長ければ、不動位置から所定長さの位置をエッジとすることにより、半田付け状態に影響を受けない良否判定をすることが可能となる。
【００５１】
本発明の請求項３記載の発明にあっては、３次元データがシャープに変化する部品固有のエッジを検出することにより、部品の位置を特定することが可能となり、輝度切り換わりがない電子部品においても基準位置を決めることが可能となる。また、当該基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度レベルを見ることにより、３次元センサーの最小分解能を下回るような微小半田付け形状における半田有無の判別も可能となる。また、リード部品では、良品では発生しない落射輝度レベルの落差に着目し、この落射輝度レベルの落差を検出することにより、穴空き不良を判別し、半田少不良についてはフィレット面の３次元データを基にフィレット角度を求め、角度しきい値との比較により判別を行っている。つまり、外乱ノイズや２次反射の影響を受け、安定した３次元計測ができない部分や正確な３次元計測ができない急峻な傾きを有する部分には落射輝度データを採用し、正確な３次元計測が可能な部分にのみ３次元データを採用することで、検査正当率の向上を可能としている。
【００５２】
また本発明の請求項３記載の発明にあっては、半田多い形状の場合において、部品長手方向に盛り上った最大高さ位置をエッジと近似し、その位置を基準位置とすることにより、半田付け状態に影響を受けない正確な部品基準位置検出が可能となる。
【００５３】
また本発明の請求項３記載の発明にあっては、予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離を算出し、距離しきい値と比較し、不動位置から基準位置までの距離が距離しきい値より長ければ、不動位置から所定長さの位置をエッジとすることにより、半田付け状態に影響を受けない良否判定をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する検査システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、検査エリアを設定された電子部品の斜視図である。
【図３】半田形状と落射輝度レベルの関係を示す説明図である。
【図４】図２の検査方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態の他の例を示すものであり、基板に半田付けしたリード部品の断面図である。
【図６】同上の（ａ）は検査エリアを設定されたリード部品の斜視図、（ｂ）は（ａ）のリード部品の上面図である。
【図７】同上の検査エリアでの３次元データのグラフと、落射輝度レベルのグラフである。
【図８】同上の検査エリアでの３次元データのグラフと、落射輝度レベルのグラフである。
【図９】同上の検査エリアでの３次元データのグラフと、落射輝度レベルのグラフである。
【図１０】同上の検査エリアでの３次元データのグラフと、落射輝度レベルのグラフである。
【図１１】同上の検査方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態の他の例を示すものであり、検査エリアを設定された電子部品の斜視図である。
【図１３】同上の半田付け部の断面形状とその分類の相関図である。
【図１４】同上の半田多いしきい値と半田少ないしきい値の説明図である。
【図１５】同上の検査方法のフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態の他の例を示すものであり、検査エリアを設定された電子部品の斜視図である。
【図１７】同上のエリアｓ´〜ｅ´間の説明図である。
【図１８】同上の検査方法のフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態の他の例を示すものであり、検査エリアを設定された電子部品の斜視図である。
【図２０】同上の検査エリアを設定された電子部品の上面図である。
【図２１】同上の検査方法のフローチャートである。
【図２２】本発明の実施の形態の他の例を示すものであり、検査対象の電子部品の側面図である。
【図２３】同上の検査エリアを設定された電子部品の上面図である。
【図２４】同上の検査方法のフローチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態の他の例を示すものであり、検査エリアを設定された電子部品の斜視図である。
【図２６】ランド上に載置された電子部品の上面図である。
【図２７】半田が盛り上らず多めに付くタイプ（図２９の[Ｅ]タイプ）の側面図である。
【図２８】同上の検査方法のフローチャートである。
【図２９】半田形状のタイプの分類図である。
【図３０】本発明の参考例を示すものであり、同検査方法のフローチャートである。
【図３１】本発明の他の参考例を示すものであり、検査エリアを設定されたリード部品の上面図と、検査エリアでの３次元データのグラフと、落射輝度レベルのグラフである。
【図３２】同上の（ａ）は良品の場合の、（ｂ）は半田少の場合の、（ｃ）は穴空き不良の場合の検査エリアでの３次元データのグラフと、落射輝度レベルのグラフである。
【図３３】同上の検査方法のフローチャートである。
【図３４】従来例を示すものであり、検査部品とマスクパターンとの照合の説明図である。
【図３５】従来例を示すものであり、ランド上に載置された電子部品の上面図である。
【図３６】（ａ）は半田少の場合の、（ｂ）は半田過剰の場合の輝度切り換わり位置と落射輝度レベルのグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method for inspecting the soldering state of an electronic component mounted and soldered on a printed wiring board using both three-dimensional data and epi-illuminance data.
[0002]
[Prior art]
  As a method for inspecting a soldered portion of a component soldered on a printed wiring board using a three-dimensional image, a method described in JP-A-7-91932 is known. In this method, as shown in FIG. 34, a master pattern is created in advance from the dimensions of parts that are not soldered, a search area including a soldering portion is set, and a three-dimensional image is obtained from this search area. The image of the search area obtained by this scanning is compared with the master pattern, and a part having a matching rate equal to or higher than a predetermined value is detected to determine the quality of the soldered portion. However, in this method, 1) a fine soldering shape that is less than the minimum resolution of the three-dimensional sensor cannot accurately determine the quality because the difference in matching rate between the presence and absence of solder is not clear, and 2) disturbance noise or 2 during scanning When affected by secondary reflection, stable 3D measurement cannot be performed, so the measured 3D data varies, and the matching rate also varies, so accurate pass / fail judgment cannot be made. 3) Fillet shape with steep slope However, since accurate three-dimensional measurement of the portion cannot be performed, there is a problem that the difference in matching rate between the non-defective product and the defective product is not clear and the inspection validity rate is lowered.
[0003]
  On the other hand, using the luminance image, the soldered part of the component soldered on the printed wiring board is inspected.As a methodThe thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2-21248 is known. In this method, as shown in FIG. 35, the end face of the electrode on the side of the electronic component mounted on the substrate is detected by the optical means for detecting the change of luminance, and then the check area of the solder part is placed outside the end face. Is set, and the check area is irradiated with light, the check area is observed by a camera, and the number of pixels having the set luminance is obtained to inspect the appearance of the solder portion. However, in this method, 1) as shown in FIG. 36, when a large amount of solder adheres to the end face of the electrode on the side of the electronic component, the check area position changes as a result of the change of the luminance switching position. There is a problem that the inspection validity rate is lowered, and 2) an electronic component having no luminance switching cannot be inspected because the position of the check area is not determined.
[0004]
  By using both three-dimensional data and epi-illuminance data for each defect in the quality determination based only on the three-dimensional image or the quality determination based only on the luminance image, the above-mentioned problems can be overcome and more accurate quality determination can be performed. An object of the present invention is to provide a method for inspecting the soldering state of an electronic component that can be performed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting a soldering state, in which three-dimensional data and epi-illuminance data are obtained by laser scanning with a width sufficiently including an electronic component mounted and soldered on a printed wiring board.TotalBoth measured and obtainedTIt is characterized in that a reference position indicating a characteristic unique to an electronic component is detected, and an appearance of a soldering portion is inspected based on a measured value in an area away from the position by a predetermined distance..
[0006]
  Claims of the invention1The soldering state inspection method related toHalfA method of inspecting the soldering state of an electronic component that is applied when the soldering portion has an ordinary solder shape, and in a predetermined area set in advance, a characteristic unique to the electronic component is determined from an external size of the component given in advance. The reference position shown is detected, and the appearance of the soldering portion is inspected.
[0007]
  In the soldering state inspection method according to claim 1 of the present invention, the distance from the fixed position that is not affected by the posture of the component to the reference position is compared with the distance threshold, and the distance is determined. Is greater than the distance thresholdIf longThe reference position is selected, and the appearance of the soldered portion is inspected.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, a soldered state inspection method measures three-dimensional data and epi-illuminance data by laser scanning with a width sufficiently including electronic components mounted and soldered on a printed wiring board. Then, using both of the obtained data, the reference position indicating the characteristic unique to the electronic component is detected, and the appearance of the soldered portion is inspected based on the measured value of the area away from the position by a predetermined distance. It is characterized by.
[0009]
  Claims of the invention2The soldering state inspection method related toHalfA method for inspecting the soldering state of an electronic component that is applied when the soldering part has a small amount of solder. The reference position is a position where the difference between adjacent data in a predetermined area that exceeds a threshold value The outer appearance of the soldering portion is inspected.
[0010]
  In the soldering state inspection method according to claim 2 of the present invention, the distance from the fixed position that is not affected by the posture of the component to the reference position is compared with the distance threshold, and the distance is determined. Is greater than the distance thresholdIf longThe reference position is selected, and the appearance of the soldered portion is inspected.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, a soldered state inspection method measures three-dimensional data and epi-illuminance data by laser scanning with a width sufficiently including electronic components mounted and soldered on a printed wiring board. Then, using both of the obtained data, the reference position indicating the characteristic unique to the electronic component is detected, and the appearance of the soldered portion is inspected based on the measured value of the area away from the position by a predetermined distance. It is characterized by.
[0012]
  Claims of the invention3The soldering state inspection method related toHalfA method for inspecting a soldering state of an electronic component applied when a soldered portion has a shape with a lot of solder, and a predetermined area set in advanceSwelled in the longitudinal direction of the partmaximumheightThe position is set as a reference position, and the appearance of the soldering portion is inspected.
[0013]
  The soldering state inspection method according to claim 3 of the present invention compares a distance from a preset fixed position that is not affected by the posture of the component to the reference position with a distance threshold value, and compares the distance. Is greater than the distance thresholdIf longThe reference position is selected, and the appearance of the soldered portion is inspected.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
  FIG. 1 shows the configuration of an inspection system for carrying out the present invention. The three-dimensional sensor and the three-dimensional shape detection unit are devices for three-dimensional measurement of the electronic components mounted and soldered on the printed wiring board and the entire soldered part, and the electronic on the printed wiring board to be inspected. Measure the height of parts and the entire soldered part. In addition, the luminance sensor and the luminance detection unit are electronic components mounted and soldered on the printed wiring board, and an apparatus for measuring the incident luminance of the entire soldered part, and the electronic components on the printed wiring board to be inspected And the epi-illuminance data of the entire soldered part are measured. Then, the printed wiring board is moved by the X-axis moving mechanism and the Y-axis moving mechanism, and the three-dimensional data and the epi-illuminance data are obtained simultaneously while changing the measurement location, and the three-dimensional data is stored in the image memory a. Are respectively stored in the image memory b, and an inspection determination is performed by the image processing unit. In addition, the control of the detection and processing of the three-dimensional image and the luminance image, and the movement control via the control unit of the printed wiring board to be inspected are performed by the overall control unit that controls the entire system.
[0016]
  As an example of an embodiment of the present invention, a method for inspecting a soldering state of an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. In this method, the soldering state of the electronic component to be inspected is measured three-dimensionally and the incident luminance is measured. First, an area including the edge of the electronic component is set at the center in the width direction of the electronic component, and the edge is detected on this area. After determining the reference position (edge) by detecting a minute section exceeding the threshold value, the quality of the soldered state of the electronic component can be determined by looking at the value of the incident brightness level in an area that is a specific distance away from the reference position. (FIG. 2). That is, as shown in FIG. 3, the epi-illumination level in an area that is a specific distance away from the reference position is measured with a good product because the fillet surface is inclined and the reflected light level in the upward direction is small and the epi-illumination level is low. However, if the fillet surface is flat like unsoldered, the amount of reflected light in the upward direction is large and the epi-illumination level is measured high. Thus, the quality of the soldering state can be determined by the amount of light reflected from the fillet surface. Hereinafter, details of this example will be described based on the flowchart of FIG.
[0017]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and epi-illumination measurement on a preset inspection region (step 1). Next, an edge detection threshold value is input (step 2). The edge detection threshold is determined by the height of the electronic component and is stored in advance in the inspection system for each component to be inspected. Next, an area s to e including the edge of the electronic component is set at the center in the width direction of the electronic component, and two adjacent points a and b are taken on this area in increments of minute x, and between these two points a and b. The difference a−b (z component) of the three-dimensional data is obtained (step 3). Subsequently, a comparison between the difference a−b (z component) of the three-dimensional data between the two points a and b and the edge detection threshold is performed in the areas s to e (step 4), and between the two points a and b. When the three-dimensional data difference a−b> edge detection threshold value is satisfied, step 4 is ended, the point b at that time is determined as an edge, and the coordinates of the point b are set as the reference position (step 5). Next, an offset value is input (step 6). This offset value is a distance in the X direction from the reference position to the position of the fillet surface having a correlation with the incident brightness level. Next, the incident brightness threshold value is input (step 7). This epi-illuminance threshold is determined on the basis of good and defective samples before this inspection. Next, a rectangular epi-illumination luminance calculation area is set at a position that is offset from the reference position, and an epi-luminance level (brtdata) in the area is obtained based on the epi-illumination luminance data acquired first (step 8). Subsequently, the epi-illumination luminance level is compared with the epi-illumination threshold, and if the epi-illumination luminance level (brtdata)> the epi-illumination luminance threshold is satisfied (step 9), it is determined as a defective product (step 10). Is determined.
[0018]
  In this way, by detecting the edge unique to a part whose three-dimensional data changes sharply, it is possible to specify the position of the part, and it is possible to determine the reference position even in an electronic part where there is no luminance switching. . Further, by observing the epi-illuminance level in an area away from the reference position by a predetermined distance, it is possible to determine the presence / absence of solder in a minute soldering shape that is less than the minimum resolution of the three-dimensional sensor.
[0019]
  Next, as another example of the embodiment of the present invention, a method for inspecting the soldering state of the lead component will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the lead component is used by inserting a pin such as a connector component into a hole formed in the board and soldering the pin portion. In this method, the soldering state of the lead component to be inspected is measured three-dimensionally and the epi-illuminance is measured. First, along the ridge line of the lead component, it is detected whether there is a small section having a large epi-luminance level drop. If there is no minute section with a large difference, it is determined as a non-defective product, and if there is a minute section with a large drop in the incident brightness level, the end point of the minute section is regarded as corresponding to the edge of the substrate hole, etc., and determined as the reference position. Then, the fillet angle in an area that is a specific distance from the reference position is calculated based on the three-dimensional data, and the quality of the soldered state is determined from this value. That is, as the fillet angle is larger, the non-defective product tendency is stronger, and as the fillet angle is smaller, the defect tendency is stronger. Therefore, the determination can be performed using a preset threshold as a judgment index. Details of this example will be described below based on the flowchart of FIG.
[0020]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and epi-illumination measurement on a preset inspection region (step 1). Next, an edge detection threshold value is input (step 2). This edge detection threshold is determined based on the difference between the epi-illuminance level of the hole and the epi-luminance level on the substrate (FIG. 7). Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, the center of the upper end surface of the lead component is set as a point s, and areas s to e are set radially (point e is set at the boundary between the land and the substrate). Two points a and b adjacent to each other on s to e are taken in small increments (the point a is closer to the point e than the point b), and the difference in incident light level ab between the two points a and b (Step 3). Subsequently, the difference a−b between the two points a and b and the edge detection threshold value are compared in the areas s to e (step 4), and the incident luminance level between the two points a and b is compared. If minute sections a and b satisfying the difference a−b> edge detection threshold are not detected, it is determined that the product is non-defective, and step 4 is ended. On the other hand, if the difference in incident brightness level between the two points a and b, a−b> the minute sections a and b satisfying the edge detection threshold value are detected, the step 4 is ended, and the point a at that time is changed to the edge. (Corresponding to the edge of the substrate hole) and the coordinates of the point a are set as the reference position (step 5). Next, an offset value is input (step 6). This offset value is taken from the reference position in the s direction within the vertical plane including the ridge lines of the areas s to e from the reference position, and the value is large enough to avoid rounding of the edge of the substrate. Next, an angle threshold value is input (step 7). This angle threshold value is determined based on a good fillet angle. Next, as shown in FIG. 10, an angle calculation area is set at a position separated from the reference position by an offset value, an approximate straight line is calculated by a linear regression method based on the initially acquired three-dimensional data, and the inclination is calculated as the fillet angle θ. (Step 8). Subsequently, the fillet angle θ is compared with the angle threshold value. When the fillet angle θ> the angle threshold value is satisfied (step 9), the product is determined to be non-defective (step 10).
[0021]
  By the way, when the minute sections a and b satisfying the difference a−b> edge detection threshold between the two points a and b in step 4 are detected, as shown in FIGS. 8 and 9. There are three possible cases. The first case is a case where a hole is defective. In this case, the edge of the substrate hole is detected as the reference position. The next second case is a case where the amount of solder is small. In this case, a position where the fillet surface is parallel to the substrate surface, that is, a position outside the edge of the substrate hole is detected as a reference position (the above is shown in the figure). 8). And the third case is solderedHuhIn spite of adhesion, the areas s to e are shifted due to the substrate shift (point e is set outside the boundary between the substrate and the land), and the boundary between the land and the substrate is detected as the reference position. (FIG. 9). Therefore, the determination is correctly performed by obtaining the fillet angle in steps 8 to 9 so that the second and third cases are not judged to be defective despite being good products.
[0022]
  In this way, this example is an inspection method that focuses on the drop in the incident brightness level that does not occur in non-defective products. By detecting this drop in the incident brightness level, a hole defect is determined, and the soldering defect is a fillet surface. The fillet angle is obtained based on the three-dimensional data and is determined by comparison with the angle threshold value. In other words, incident luminance data is used for parts that cannot be stably 3D-measured or have steep slopes that cannot be accurately 3D-measured due to disturbance noise or secondary reflection, and accurate 3D measurement is possible. By adopting three-dimensional data only in possible parts, the inspection validity rate can be improved.
[0023]
  Next, as another example of the embodiment of the present invention, a solder shape classification method for an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. In this method, after the three-dimensional measurement of the soldering state of the electronic component to be inspected and acquiring three-dimensional data sufficiently including the entire electronic component, an area including the edge portion and the soldering portion is set, Detects whether there is a rising height above the preset threshold for many solders in a minute section within this area, or whether there is a soldering height below the preset threshold for less solder, Are classified into a shape with a large amount of solder, a shape with a small amount of solder, and a normal shape with solder (FIG. 13). Hereinafter, details of this example will be described based on the flowchart of FIG.
[0024]
  First, three-dimensional data that sufficiently includes the entire electronic component is acquired by three-dimensionally measuring a preset inspection region (step 1). Next, a threshold value for soldering is input (step 2). Next, a threshold value with less solder is input (step 3). The thresholds for increasing the amount of solder and the threshold for decreasing the amount of solder are determined by the height of the electronic component, and the threshold for increasing the amount of solder is set as the height from the top surface of the electronic component to the top of the solder. The threshold value is set as the height from the upper surface of the electronic component to the solder adhesion portion (FIG. 14), and is previously stored in the inspection system for each component to be inspected. Next, an area s to e including the edge of the electronic component is set at the center in the width direction of the electronic component, and two adjacent points a and b are taken on this area in increments of minute x, and between these two points a and b. The difference b−a (z component) of the three-dimensional data is obtained (step 4). Subsequently, the difference b−a (z component) of the three-dimensional data between the two points a and b is compared with the threshold value with a large amount of solder in the areas s to e (step 5), and between the two points a and b. Difference in three-dimensional data ba>A lot of solderIf the threshold value is satisfied, step 5 is terminated and it is determined that the shape has a lot of solder. If step 5 is not satisfied, the difference a−b (z component) of the three-dimensional data between the two points a and b and the solderSmallIs compared in the areas s to e (step 6), and the difference between the three-dimensional data between the two points a and b a−b>Less solderWhen the threshold value is satisfied, step 6 is terminated and it is determined that the shape has less solder. And what does not satisfy step 5 and step 6 is discriminated as an ordinary solder shape.
[0025]
  In this way, the standard position (edge) detection method suitable for each type can be selected properly by classifying the solder shape into three types that have more, fewer, or less solder shapes depending on the degree of change in the cross-sectional shape (three-dimensional data) of the electronic component. This makes it possible to accurately detect the reference position of the component without being affected by the soldering state.
[0026]
  By the way, the soldering state inspection method and the solder shape classification method based on the above-described three-dimensional measurement have the following drawbacks. In other words, a scanner that measures three-dimensional data cannot measure an inclined surface of 60 degrees or more with respect to the substrate surface, and the data of such a part is an indefinite value, and is measured as a noise of a protrusion or depression. End up. Such noise is particularly likely to occur at the edge position of the electronic component, making it difficult to accurately detect the edge of the electronic component. There is a risk of mistakes. Therefore, the example of the inspection method described below is performed subsequent to the above-described solder shape classification method (FIGS. 12 to 15) of the electronic component in order to eliminate the above-described problems and increase the detection accuracy. This is an inspection method applied to each case where the solder shape classification method determines that the solder shape is normal, the shape with little solder, and the shape with much solder.
[0027]
  As another example of the embodiment of the present invention, a method for inspecting the soldered state of an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. This inspection method is performed subsequent to the solder shape classification method (FIGS. 12 to 15) of the electronic component described above, and is applied when the solder shape classification method determines that the solder is a normal shape. Inspection method. In this method, the soldering state of the electronic component to be inspected is measured three-dimensionally and incident luminance is measured, and the reference position (edge) is determined from the size of the cross section of the soldering portion orthogonal to the length direction of the electronic component. Thereafter, the quality of the soldered state of the electronic component is judged by looking at the value of the epi-illuminance level in an area that is a specific distance away from the reference position. Hereinafter, details of this example will be described based on the flowchart of FIG.
[0028]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and epi-illumination measurement on a preset inspection region (step 1). Next, chip height and chip width values are input (step 2). Next, the height threshold value and the width threshold value are determined and input from the chip height and chip width values (step 3). The height threshold value and the width threshold value are set by virtually imagining the cross section including the reference position (edge) in consideration of the soldering method. The value is multiplied by several tens of percent. Next, the height of the upper surface of the substrate in the inspection region (hereinafter referred to as the substrate height) is calculated (step 4). Next, the inspection area is regarded as areas s to e configured by arranging a plurality of areas s ′ to e ′ in minute x increments in the chip length direction. The areas s ′ to e ′ are substantially the same as the contour line of the cross section of the soldered portion at each position (the same x coordinate). Then, areas s ′ to e ′ are set starting from the outermost side of the inspection area (the position farthest in the longitudinal direction from the electronic component in the inspection area), and a point a is provided on the area, and the point a is minute. Move from point s 'to point e' in steps of y (steps 5 and 6). When the point a is moved between the areas s ′ to e ′, the point a (z coordinate) −the substrate height and the height threshold value are compared each time the point a is moved in increments of minute y, and the point a (z coordinate) is compared. If substrate height> height threshold (step 7), start counting (step 8) and count the number of points a that satisfy step 7 between the areas s ′ to e ′. If point a (z coordinate) −substrate height <height threshold (step 9), the counting is terminated (step 10). Then, the count number from the count start to the count end is calculated, and when this count number × minute y step width exceeds the width threshold value (step 11), the areas s ′ to e ′ are projected onto the upper surface of the substrate. The intersection of the line segment and the line passing through the center of the chip width of the electronic component is determined as a reference position (edge), and the count start position and count stop position are determined as corners (step 12). Next, an offset value is input (step 13). This offset value is a distance in the X direction from the reference position to the position of the fillet surface having a correlation with the incident brightness level. Next, an epi-illuminance threshold value is input (step 14). This epi-illuminance threshold is determined on the basis of good and defective samples before this inspection. Next, an epi-illumination calculation area is set at a position away from the reference position by an offset value, and an epi-luminance level (brtdata) in the area is obtained based on the epi-illumination data acquired first (step 15). Subsequently, the epi-illumination luminance level is compared with the epi-illumination threshold, and if the epi-illumination luminance level (brtdata)> the epi-illumination luminance threshold is satisfied (step 16), it is determined as a defective product (step 17). Is determined.
[0029]
  In this way, in the case of normal solder shape, by using the preset part dimensions (height and width) to detect the edge, the accurate reference position of the part that is not affected by the soldering state Detection is possible.
[0030]
  Next, as another example of the embodiment of the present invention, a method for inspecting the soldering state of an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. This inspection method is performed subsequent to the solder shape classification method (FIGS. 12 to 15) of the electronic component described above, and is applied when the solder shape classification method determines that the shape has a small amount of solder. Inspection method. This method performs three-dimensional measurement and epi-illuminance measurement of the soldering state of the electronic component to be inspected, stores coordinates that exceed the edge detection threshold in the edge detection area, and stores the coordinates from the stored coordinates. After determining the most prominent coordinates in the length direction of the electronic component as the reference position (edge), the quality of the soldering state of the electronic component can be determined by looking at the value of the epi-illumination level in an area that is a specific distance away from the reference position. Is to judge. Hereinafter, details of this example will be described based on the flowchart of FIG.
[0031]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and epi-illumination measurement on a preset inspection region (step 1). Next, an edge detection threshold value is input (step 2). The edge detection threshold value is determined by the height of the electronic component and is stored in advance in the inspection system for each component type to be inspected. The value is about several tens of percent of the height of the part. Next, the inspection area is regarded as areas s to e configured by arranging a plurality of areas s ′ to e ′ in increments of minute y in the chip width direction. The areas s ′ to e ′ are substantially the same as the contour lines of the electronic component and the soldered portion at each position (the y coordinate is the same). Then, areas s ′ to e ′ are set starting from the outermost side of the inspection area (the line farthest in the width direction of the electronic component in the inspection area) (step 3), and adjacent to this area in minute x increments. Two matching points a and b are taken, and a three-dimensional data difference ab (z component) between the two points a and b is obtained (step 4). Subsequently, a comparison between the difference a−b (z component) of the three-dimensional data between the two points a and b and the edge detection threshold is performed in the areas s to e (step 5), and between the two points a and b. If the three-dimensional data difference a−b> edge detection threshold value is satisfied, the coordinates are stored with the current point b as the reference position (edge) candidate (step 6), and unexamined areas s ′ to e ′. If there is, step 3 moves to the next area s'-e ', and steps 3, 4 and 5 are calculated again. Then, when all the searches in the areas s to e are completed, the point where the x coordinate is maximum (projecting most in the X direction) among the stored reference position (edge) candidates as a result of the search is finally determined. A reference position (edge) is set (step 7). This is because the edge of the square capacitor is rounded so that the chip itself does not become the reference position. Next, an offset value is input (step 8). This offset value is a distance in the X direction from the reference position to the position of the fillet surface having a correlation with the incident brightness level. Next, an epi-illuminance threshold value is input (step 9). This epi-illuminance threshold is determined on the basis of good and defective samples before this inspection. Next, an epi-illumination luminance calculation area is set at a position away from the reference position by an offset value, and an epi-luminance level (brtdata) in the area is obtained based on the epi-illumination luminance data acquired first (step 10). Subsequently, the epi-illumination luminance level is compared with the epi-illumination threshold, and if the epi-illumination luminance level (brtdata)> the epi-illumination luminance threshold is satisfied (step 11), it is determined as a defective product (step 12). Is determined.
[0032]
  In the case of such a shape with a small amount of solder, a position where the difference between adjacent data in the longitudinal direction of the part exceeds the threshold value in the inspection area is determined, and that position is set as the edge position, and the outermost edge position is obtained. By setting the position as the reference position, it is possible to accurately detect the reference position of the component without being affected by the soldering state, and it is possible to prevent erroneous detection of the edge position on the component.
[0033]
  Next, as another example of the embodiment of the present invention, a method for inspecting the soldered state of an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. This inspection method is performed subsequent to the solder shape classification method (FIGS. 12 to 15) of the electronic component described above, and is applied when the solder shape classification method determines that the shape is a lot of solder. Inspection method. In this method, the soldering state of the electronic component to be inspected is three-dimensionally measured and the epi-illuminance is measured to obtain the maximum height coordinate in the edge detection region, and after determining this coordinate as the reference position (edge), The quality of the soldering state of the electronic component is judged by looking at the value of the epi-illuminance level in an area away from the reference position by a specific distance. The details of this example will be described below based on the flowchart of FIG.
[0034]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and epi-illumination measurement on a preset inspection region (step 1). Next, the edge detection area is searched (step 2), the maximum height coordinate is obtained in the searched edge detection area (step 3), and the maximum height coordinate is set as the reference position (step 4). Next, an offset value is input (step 5). This offset value is a distance in the X direction from the reference position to the position of the fillet surface having a correlation with the incident brightness level. Next, an epi-illuminance threshold value is input (step 6). This epi-illuminance threshold is determined on the basis of good and defective samples before this inspection. Next, an epi-illumination luminance calculation area is set at a position away from the reference position by an offset value, and an epi-luminance level (brtdata) in the area is obtained based on the epi-illuminance data acquired first (step 7). Subsequently, the epi-illumination luminance level is compared with the epi-illumination threshold value, and when the epi-illumination luminance level (brtdata)> the epi-illumination luminance threshold is satisfied (step 8), it is determined as a defective product (step 9). Is determined.
[0035]
  In such a case with a lot of solder, the maximum height position raised in the longitudinal direction of the part is approximated to the edge, and by setting that position as the reference position, an accurate part reference that is not affected by the soldering state Position detection is possible.
[0036]
  Next, embodiments of the present inventionExampleA reference position setting method for an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. This method examines whether or not the reference position determined by any of the three soldering state inspection methods is valid, and if not valid, newly sets a virtual reference position. This virtual reference position is newly set as the reference position in addition to the above three types of normal solder shape, less solder shape, and more solder shape. This is because the [E] type) exists and an accurate inspection is performed. That is, in this [E] type, since there is no change in the three-dimensional data near the edge of the electronic component, the edge of the electronic component cannot be detected, and the maximum height coordinate of the solder cannot be detected. Is not applicable. Therefore, when the inspection method of the first example (FIGS. 2 to 4) is applied, a position far from the edge of the electronic component is detected as a reference position as shown in FIG. When it is calculated, it becomes a value close to 0, and although it is a non-defective product, it is determined as a defect without solder. Moreover, if the epi-illumination level of the epi-illumination calculation area is calculated from the detected reference position, a high epi-luminance level on the substrate is obtained, and this is also determined as defective. Therefore, this method sets a distance threshold from the stationary position, determines whether the reference position determined by any of the three inspection methods is within the distance threshold from the stationary position, and if not, The reference position of the previous inspection method is considered valid. If there is, it is considered as the [E] type, a new virtual reference position is set, and accurate solder amount calculation and epi-illuminance data calculation are performed. It is something to try. Details of this example will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0037]
  First, a preset inspection area is set (step 1), and then the intersection of the outermost line (non-moving position) of the inspection area and the line passing through the center in the width direction of the electronic component is set as a fixed coordinate. Obtain (step 2). Next, the reference position coordinates determined by any of the above three inspection methods (inspection method for solder normal shape, inspection method for solder-less shape, and inspection method for solder-rich shape) are acquired (step 3). A distance threshold value is input (step 4). This distance threshold indicates the distance from the stationary position to the electronic component when the electronic component is removed from the opposite land due to the displacement of the electronic component (FIG. 26). Next, a distance d between the fixed coordinates and the reference position coordinates is calculated (step 5), and the distance d is compared with a distance threshold value (step 6). If step 6 is not satisfied, that is, if d> distance threshold, the reference position coordinates acquired in step 3 are regarded as valid and adopted as the reference position (step 7). Conversely, if step 6 is satisfied, that is, if d <distance threshold value, the virtual distance d ′ is input, and the position that is away from the stationary position by the value of the virtual distance d ′ is set as the virtual reference position. (Step 9). The value of the virtual distance d ′ is set based on an [E] type sample or the like.
[0038]
  In this way, the distance between the preset fixed position and the reference position obtained by any of the three inspection methods is calculated and compared with the distance threshold value, and the distance from the fixed position to the reference position is calculated. If it is shorter than the threshold value, it is possible to make a pass / fail judgment that is not affected by the soldering state even in the case of the [E] type, by setting the edge at a predetermined length from the stationary position as an edge.
[0039]
  Next, the present inventionreferenceAs an example, a method for inspecting soldering of an electronic component having a substantially rectangular parallelepiped shape will be described with reference to FIGS. The soldering state of the substantially rectangular parallelepiped electronic component can be roughly classified as shown in FIG. In other words, [A] no solder defect, [B] less solder, [C] normal solder, [D] much solder (peak), [E] many solder (no peak), [F] solder non-wetting defect In [D] and [E], the edges and corners that are feature points are hidden by the solder, so that it is very difficult to detect the feature points. Therefore, this method combines the solder shape classification method and the soldering state inspection method described above, classifies the soldering state, and sets the reference position according to the method of setting the reference position for each soldering state. The quality is determined by looking at the values of the solder amount and the incident brightness level. Details of this example will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0040]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and epi-illumination measurement on a preset inspection region (step 1). Next, each threshold value (threshold value with more solder, threshold value with less solder, threshold value with distance, threshold value with solder amount, each offset value, incident brightness threshold value) is input (step 2). Subsequently, using the above-described solder shape classification method for electronic components (FIGS. 12 to 15), it is classified into [D] Solder large (with a peak), [A] Solderless failure, and [B] Solder small. (Step 3 to Step 5), using the discriminant in the reference position setting method (FIGS. 25 to 28) described above, [E] solder is large (no peak) and [C] solder is normal ( Step 6). In this way, the inspection component classified into any one of [A] to [E] determines the reference position by applying the corresponding method among the inspection methods described above (step 7). Next, the solder amount (volume) is calculated based on the three-dimensional data starting from the reference position (step 8) and compared with the solder amount threshold value (step 9). Here, if the solder amount> the solder amount threshold value, it is determined that the product is a non-defective product and the process ends. On the contrary, if the solder amount <the solder amount threshold value, the process proceeds to the next incident brightness calculation. In the epi-illumination calculation, an epi-illumination calculation area is set at a position away from the set reference position by an offset value, and an epi-illumination luminance level in the area is calculated based on the epi-illumination luminance data acquired first (step 10). Next, it is compared with an epi-illuminance threshold value (step 11). Here, if the epi-illumination level <the epi-illumination threshold value, it is determined that the product is a non-defective product. [F] Solder non-wetting failure can be determined by obtaining the peak luminance position in the epi-illumination luminance calculation area and obtaining the relative epi-illumination change at the left and right outside the position.
[0041]
  In this way, by comprehensively classifying the solder shapes and performing pass / fail judgment based on the amount of solder and pass / fail judgment based on the epi-illuminance level, it is possible to reduce inspection omission and to inspect the soldered state with a high validity rate.
[0042]
  Next, the present inventionOther referencesAs an example, a method for inspecting the soldering state of a lead component will be described with reference to FIGS. In this method, the soldering state of the lead component to be inspected is measured three-dimensionally and the epi-illuminance is measured. First, along the ridge line of the lead component, it is detected whether there is a small section having a large epi-luminance level drop. If there is no minute section with a large difference, it is determined as a non-defective product, and if there is a minute section with a large drop in incident brightness level, the end point of the minute section is determined as the reference position. Then, as shown in FIGS. 32A, 32B, and 32C, the defect tendency becomes stronger as the distance from the outermost stationary position of the inspection area to the reference position becomes larger, so that the non-defective product and the defective product can be selected. A distance threshold from the stationary position to the reference position can be set. Therefore, by comparing the distance threshold and the distance from the fixed position to the determined reference position, a good product can be largely determined. If this comparison still determines that there is a possibility of a defect, the fillet angle in an area that is a specific distance away from the reference position is calculated based on the three-dimensional data, and the quality of the soldered state is determined from this value. Details of this example will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0043]
  First, three-dimensional data and epi-illuminance data that sufficiently include the entire electronic component are acquired by performing three-dimensional measurement and luminance measurement on a preset inspection region (step 1). Next, each threshold value is input (step 2). Each threshold value indicates an epi-illuminance threshold value, a distance threshold value, an offset value, and an angle threshold value. Next, as shown in FIG. 31, the center of the upper end surface of the lead component is set as a point s, and areas s to e are set radially (point e is set at the boundary between the land and the board). Two adjacent points a and b are taken in small increments (point a is closer to point e than point b), and a difference a−b in epi-illuminance level between the two points a and b is obtained (step 3). . Subsequently, the difference a−b between the two points a and b and the edge detection threshold value are compared in the areas s to e (step 4), and the incident luminance level between the two points a and b is compared. If minute sections a and b satisfying the difference a−b> edge detection threshold are not detected, it is determined that the product is non-defective, and step 4 is ended. On the other hand, if the difference in incident brightness level between the two points a and b, a−b> the minute sections a and b satisfying the edge detection threshold value are detected, the step 4 is ended, and the point a at that time is changed to the edge. (Corresponding to the edge of the substrate hole) and the coordinates of the point a are set as the reference position (step 5). Next, the distance d from the reference position to the stationary position is calculated (step 6), and the distance d from the reference position to the stationary position is compared with the distance threshold (step 7). Here, if the distance d from the reference position to the non-moving position does not satisfy the distance d from the reference position to the non-moving position> distance threshold, it is determined that there is a sufficient fillet surface, and is determined to be non-defective. Exit. Conversely, if the distance d from the reference position to the stationary position satisfies the distance d from the reference position to the stationary position> distance threshold, it is determined that there is a possibility of failure, and the process proceeds to the next step. Next, an offset value is input (step 8). This offset value is taken from the reference position in the s direction within the vertical plane including the ridge lines of the areas s to e from the reference position, and the value is large enough to avoid rounding of the edge of the substrate continuous to the reference position. . Next, an angle calculation area is set at a position away from the reference position by an offset value, an approximate straight line is calculated by a linear regression method based on the initially acquired three-dimensional data, and the inclination is set as the fillet angle θ (step 9). . Subsequently, the fillet angle θ is compared with the angle threshold value, and when the fillet angle θ> the angle threshold value is satisfied (step 10), it is determined as a non-defective product.
[0044]
  In this way, this example focuses on the drop in the epi-illuminance level that does not occur in non-defective products, and detects the fall in the epi-illuminance level, thereby determining the perforation defect and the reference from the outermost stationary position of the inspection area. Focusing on the fact that the defect tendency becomes stronger as the distance to the position becomes larger, comparing the distance threshold and the distance from the fixed position to the reference position, it is possible to discriminate non-defective products. The inspection accuracy rate is improved by obtaining the fillet angle based on the three-dimensional data of the fillet surface and making a determination by comparison with the angle threshold value.
[0045]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, it is possible to specify the position of the component by detecting the edge unique to the component in which the three-dimensional data changes sharply, and the electronic component having no luminance switching. It is also possible to determine the reference position at. Further, by observing the epi-illuminance level in an area away from the reference position by a predetermined distance, it is possible to determine the presence / absence of solder in a minute soldering shape that is less than the minimum resolution of the three-dimensional sensor. For lead parts, pay attention to the drop in the incident brightness level that does not occur in non-defective products. By detecting this drop in the incident brightness level, it is possible to determine a hole defect, and for small solder defects, use the 3D data on the fillet surface. The fillet angle is obtained based on this, and the discrimination is performed by comparison with the angle threshold value. In other words, incident luminance data is used for parts that cannot be stably 3D-measured or have steep slopes that cannot be accurately 3D-measured due to disturbance noise or secondary reflection, and accurate 3D measurement is possible. By adopting 3D data only where possible, the inspection accuracy rate can be improved..
[0046]
  Claims of the invention1In the described inventionHalfIn the case of a regular shape, it is possible to accurately detect the reference position of a component that is not affected by the soldering state by detecting the edge using the preset component dimensions (height and width). It becomes.
[0047]
  According to the first aspect of the present invention, the distance from a preset fixed position to the reference position is calculated, and compared with a distance threshold value. The distance from the fixed position to the reference position is the distance. Than thresholdIf longBy using a position having a predetermined length from the stationary position as an edge, it is possible to determine whether the soldering state is not affected.
[0048]
In the invention according to claim 2 of the present invention, it is possible to specify the position of the component by detecting the edge unique to the component whose three-dimensional data changes sharply, and there is no luminance switching. It is also possible to determine the reference position at. Further, by observing the epi-illuminance level in an area away from the reference position by a predetermined distance, it is possible to determine the presence / absence of solder in a minute soldering shape that is less than the minimum resolution of the three-dimensional sensor. For lead parts, pay attention to the drop in the incident brightness level that does not occur in non-defective products. By detecting this drop in the incident brightness level, it is possible to determine a hole defect, and for small solder defects, use the 3D data on the fillet surface. The fillet angle is obtained based on this, and the discrimination is performed by comparison with the angle threshold value. In other words, incident luminance data is used for parts that cannot be stably 3D-measured or have steep slopes that cannot be accurately 3D-measured due to disturbance noise or secondary reflection, and accurate 3D measurement is possible. By adopting three-dimensional data only in possible parts, the inspection validity rate can be improved.
[0049]
  Claims of the invention2In the described inventionHalfIn the case of a small number of shapes, find the position where the difference between the adjacent data in the longitudinal direction of the part exceeds the threshold value in the inspection area, use that position as the edge position, and use the outermost position as the reference By setting the position, it becomes possible to accurately detect the reference position of the component without being affected by the soldering state and to prevent erroneous detection of the edge position on the component.
[0050]
  In the invention according to claim 2 of the present invention, a distance from a preset fixed position to the reference position is calculated, and compared with a distance threshold value, the distance from the fixed position to the reference position is the distance. Than thresholdIf longBy using a position having a predetermined length from the stationary position as an edge, it is possible to determine whether the soldering state is not affected.
[0051]
In the invention according to claim 3 of the present invention, it is possible to specify the position of the component by detecting the edge unique to the component whose three-dimensional data changes sharply, and there is no luminance switching. It is also possible to determine the reference position at. Further, by observing the epi-illuminance level in an area away from the reference position by a predetermined distance, it is possible to determine the presence / absence of solder in a minute soldering shape that is less than the minimum resolution of the three-dimensional sensor. For lead parts, pay attention to the drop in the incident brightness level that does not occur in non-defective products. By detecting this drop in the incident brightness level, it is possible to determine a hole defect, and for small solder defects, use the 3D data on the fillet surface. The fillet angle is obtained based on this, and the discrimination is performed by comparison with the angle threshold value. In other words, incident luminance data is used for parts that cannot be stably 3D-measured or have steep slopes that cannot be accurately 3D-measured due to disturbance noise or secondary reflection, and accurate 3D measurement is possible. By adopting three-dimensional data only in possible parts, the inspection validity rate can be improved.
[0052]
  Claims of the invention3In the described inventionHalfIn the case of many shapes, the maximum height position raised in the longitudinal direction of the part is approximated to the edge, and by setting that position as the reference position, accurate component reference position detection that is not affected by the soldering state is possible. It becomes possible.
[0053]
  In the invention according to claim 3 of the present invention, a distance from a preset fixed position to the reference position is calculated, and compared with a distance threshold, the distance from the fixed position to the reference position is the distance. Than thresholdIf longBy using a position having a predetermined length from the stationary position as an edge, it is possible to determine whether the soldering state is not affected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an inspection system for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an electronic component having an inspection area according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a solder shape and an incident luminance level.
4 is a flowchart of the inspection method of FIG.
FIG. 5 shows another example of the embodiment of the present invention and is a cross-sectional view of a lead component soldered to a substrate.
6A is a perspective view of a lead component in which an inspection area is set, and FIG. 6B is a top view of the lead component of FIG. 6A.
FIG. 7 is a graph of three-dimensional data and an epi-illuminance level graph in the inspection area same as above.
FIG. 8 is a graph of three-dimensional data and an epi-illuminance level graph in the inspection area same as above.
FIG. 9 is a graph of three-dimensional data and an epi-illuminance level graph in the inspection area.
FIG. 10 is a graph of three-dimensional data and an epi-illuminance level graph in the inspection area.
FIG. 11 is a flowchart of the above-described inspection method.
FIG. 12 is a perspective view of an electronic component having an inspection area according to another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a correlation diagram of the cross-sectional shape of the soldered portion and its classification.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the above-mentioned threshold value with a large amount of solder and a threshold value with a small amount of solder.
FIG. 15 is a flowchart of the above inspection method.
FIG. 16 is a perspective view of an electronic component having an inspection area according to another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram between the areas s ′ to e ′.
FIG. 18 is a flowchart of the above inspection method.
FIG. 19 is a perspective view of an electronic component having an inspection area according to another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a top view of the electronic component in which the inspection area is set.
FIG. 21 is a flowchart of the above inspection method.
FIG. 22 shows another example of the embodiment of the present invention and is a side view of an electronic component to be inspected.
FIG. 23 is a top view of the electronic component in which the inspection area is set.
FIG. 24 is a flowchart of the above inspection method.
FIG. 25 is a perspective view of an electronic component in which an inspection area is set according to another example of the embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a top view of an electronic component placed on a land.
FIG. 27 is a side view of a type ([E] type in FIG. 29) in which a large amount of solder is attached without being raised.
FIG. 28 is a flowchart of the above inspection method.
FIG. 29 is a classification diagram of types of solder shapes.
FIG. 30 shows the present invention.referenceIt shows an example and is a flowchart of the inspection method.
FIG. 31 of the present inventionOther referencesIt shows an example, and is a top view of a lead component in which an inspection area is set, a graph of three-dimensional data in the inspection area, and a graph of incident luminance level.
32 (a) is the case of a non-defective product, FIG. 32 (b) is a case of low solder, and FIG. 32 (c) is a graph of the three-dimensional data in the inspection area when the hole is defective, and the incident brightness level. It is a graph.
FIG. 33 is a flowchart of the above inspection method.
FIG. 34 shows a conventional example, and is an explanatory diagram of collation between an inspection component and a mask pattern.
FIG. 35 shows a conventional example and is a top view of an electronic component placed on a land.
FIGS. 36A and 36B are graphs of the luminance switching position and the incident luminance level when the solder is low and FIG. 36B is the case where the solder is excessive.

Claims

印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品を十分に含む幅を持ってレーザースキャニングして３次元データと落射輝度データとを計測し、得られた両方のデータを用いて、半田付け状態を検査する方法であって、３次元データを用いて電子部品の半田形状を、半田普通形状、半田少ない形状、半田多い形状に分類し、このうち半田普通形状の場合に適用されるものであり、予め設定された所定のエリアにおいて、予め与えられた部品の外形サイズから電子部品固有の特徴を示す基準位置を検出し、部品の姿勢の影響を受けない予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離と距離しきい値とを比較し、当該距離が距離しきい値より長い場合に当該基準位置を選択し、この基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度データを基にして半田付け部の外観を検査することを特徴とする半田付け状態の検査方法。Laser scanning with sufficient width to include the electronic components mounted and soldered on the printed wiring board, measure the 3D data and epi-illuminance data, and use both the obtained data to determine the soldering state This is an inspection method, which uses three-dimensional data to classify the solder shape of an electronic component into a solder normal shape, a solder-less shape, and a solder-rich shape. In a predetermined area set in advance, a reference position indicating a characteristic unique to the electronic component is detected from a predetermined external size of the component, and from a preset fixed position not affected by the posture of the component to the reference position distance and the distance is compared with the threshold value, select the reference position when the distance is longer than a distance threshold, based on the incident luminance data area at a predetermined distance from the reference position of the Method of inspecting soldering condition characterized by inspecting the appearance of the soldered portion by.

印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品を十分に含む幅を持ってレーザースキャニングして３次元データと落射輝度データとを計測し、得られた両方のデータを用いて、半田付け状態を検査する方法であって、３次元データを用いて電子部品の半田形状を、半田普通形状、半田少ない形状、半田多い形状に分類し、このうち半田少ない形状の場合に適用されるものであり、予め設定された所定のエリアの隣接するデータの差がしきい値を超える位置を電子部品固有の特徴を示す基準位置とし、部品の姿勢の影響を受けない予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離と距離しきい値とを比較し、当該距離が距離しきい値より長い場合に当該基準位置を選択し、この基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度データを基にして半田付け部の外観を検査することを特徴とする半田付け状態の検査方法。Laser scanning with sufficient width to include the electronic components mounted and soldered on the printed wiring board, measure the 3D data and epi-illuminance data, and use both the obtained data to determine the soldering state This is an inspection method that uses three-dimensional data to classify the solder shape of an electronic component into a solder normal shape, a solder-less shape, and a solder-rich shape. A position where the difference between adjacent data in a predetermined area set in advance exceeds a threshold is set as a reference position indicating a characteristic unique to the electronic component, and the reference position is determined from a preset fixed position that is not affected by the posture of the component. comparing the distance and the distance threshold to, select the reference position when the distance is longer than a distance threshold, based on incident luminance data area at a predetermined distance from the reference position Method of inspecting soldering condition characterized by inspecting the appearance of soldered portions Te.

印刷配線基板上に実装半田付けされた電子部品を十分に含む幅を持ってレーザースキャニングして３次元データと落射輝度データとを計測し、得られた両方のデータを用いて、半田付け状態を検査する方法であって、３次元データを用いて電子部品の半田形状を、半田普通形状、半田少ない形状、半田多い形状に分類し、このうち半田付け部が半田多い形状の場合に適用されるものであり、予め設定された所定のエリアにおいて、部品長手方向に盛り上った最大高さ位置を電子部品固有の特徴を示す基準位置とし、部品の姿勢の影響を受けない予め設定された不動位置から当該基準位置までの距離と距離しきい値とを比較し、当該距離が距離しきい値より長い場合に当該基準位置を選択し、この基準位置から所定の距離離れたエリアの落射輝度データを基にして半田付け部の外観を検査することを特徴とする半田付け状態の検査方法。Laser scanning with sufficient width to include the electronic components mounted and soldered on the printed wiring board, measure the 3D data and epi-illuminance data, and use both the obtained data to determine the soldering state This is an inspection method that uses three-dimensional data to classify the solder shape of electronic components into a normal solder shape, a low solder shape, and a high solder shape. In a predetermined area that is set in advance, the maximum height raised in the longitudinal direction of the component is set as a reference position that indicates the characteristic unique to the electronic component, and is not affected by the posture of the component. comparing the distance and the distance threshold to the reference position from the position to select the reference position when the distance is longer than a distance threshold, epi bright area at a predetermined distance from the reference position Method of inspecting soldering condition characterized by inspecting the appearance of the soldered portion based on data.