JPH0791932A - 半田付け状態の外観検査方法 - Google Patents
半田付け状態の外観検査方法Info
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- JPH0791932A JPH0791932A JP5239941A JP23994193A JPH0791932A JP H0791932 A JPH0791932 A JP H0791932A JP 5239941 A JP5239941 A JP 5239941A JP 23994193 A JP23994193 A JP 23994193A JP H0791932 A JPH0791932 A JP H0791932A
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Abstract
が無い状態を検査できる半田付け状態の検査方法を提供
することにある。 【構成】画像処理部5は予め部品寸法を入力して、この
部品寸法に基づいて印刷配線基板P上に実装された状態
の半田付け部の3次元形状パターンからなるマスタパタ
ーンを登録し且つ半田付け部を包含するサーチエリアを
設定する。検査過程ではサーチエリアデータに基づいて
3次元センサ1によるスキャンニングを行ってサーチエ
リア内の3次元画像データを得、この後3次元画像デー
タとマスタパターンとの照合を行い最大のマッチング率
を求め、この最大マッチング率と半田無し不良と判定で
きるレベル数値とを比較し、最大マッチング率がこの不
良判定レベルよりも大きければ、すなわち、形状が類似
しているとして半田無し不良と判定する。
Description
刷配線基板上に半田付けされた部品の半田付け状態の外
観検査方法に関するものである。
に、印刷配線基板上に実装・半田付けされた部品の半田
付け部の検査ではTVカメラによる輝度画像を用い、予
め登録された輝度画像をマスタパターンとしてサーチ領
域内で最もマッチング率の良いエリアを検出することに
より検査すべき位置を決定し、検査を行っていた。
マッチングでパターンを検出する場合、半田付け部は同
じ部品でも実装位置、角度、半田付け方式により輝度パ
ターンが変化するため予め登録されたマスタパターンに
相当する箇所を正確に見付け出すことはできないという
問題があった。
ので、その目的とするところは、実装位置、実装角、半
田付け方式の違いによる半田付け部の変化があっても、
同じ処理方法で検査を行うことができ、また検査対象の
位置ずれを考慮することもなく半田が無い状態を検査で
きる半田付け状態の外観検査方法を提供することにあ
る。
めに、請求項1の発明では、半田付けされていない部品
の寸法よりマスタ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次元画像が計測できるセンサでスキャンニング
し、このスキャンニングで得たサーチエリアの画像と上
記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。
いて、部品の寸法より作成するマスタパターンを部品の
端面形状を特徴として作成する。請求項3の発明では、
請求項2の発明において、部品の2側面の端面形状を特
徴としたマスタパターンを作成してこのマスタパターン
とサーチエリアの画像とを照合して少なくともどちらか
一方のマッチング率が所定値以上の場合不良形状と判定
する。
いて、サーチエリア内のデジタル化された画像を部品寸
法より設定したたマスクパターンと精度良く照合できる
画像に補正し照合を行うことにより良否判定をする。請
求項5の発明では、請求項1〜5記載の発明において、
部品端面形状を特徴として作成したマスタパターンを使
い部品と半田付け部の境界を決定した後、その境界部を
整列させるように画像を補正し良否判定をする。
発明において、サーチエリア内の半田付け部周辺の基板
部分の形状よりサーチエリア内の基板の平面形状を求め
た後、サーチエリア内の画像と予め設定されたマスタパ
ターンとを照合する際に基板の平面形状をもとにマスタ
パターンを基板の反りに合わせて補正することにより良
否を判定する。
基板全体の形状を計測し基板の3次元形状を求めた後、
サーチエリア内の画像と予め設定されたマスタパターン
とを照合する際に基板の3次元形状をもとにマスタパタ
ーンを補正することにより良否を判定する。請求項8の
発明では、請求項1〜5記載の発明において、マスタパ
ターンとサーチエリア内の3次元画像をそれぞれの高さ
平均値を基準に補正し照合を行うことにより良否を判定
する。
発明において、半田付け部形状検査において半田付け部
を包含するサーチエリアを設定し、3次元計測ができる
センサでサーチエリアをスキャンニングし、基板部分の
高さを基準に半田量を計測した後、請求項1の検査方法
により半田付け部の良否を判定することにより半田付け
部の良否を判定する。
い部品の寸法よりマスタ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次元画像が計測できるセンサでスキャンニ
ングし、このスキャンニングで得たサーチエリアの画像
と上記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
を判定するため、実装位置、実装角度、半田付け方式の
違いによる半田付け部の変化があっても、同じ処理方法
で検査を行うことが可能であり、また検査対象の位置ず
れを考慮することも無く、半田が無い状態を正確に検出
することができる。
ば、マスタパターンを部品の端面形状を特徴として作成
するため、マスタパターンを少ないデータ数で作成で
き、そのため照合の演算回数が少なくなり処理速度が速
くなる。請求項4、請求項5の発明によれば、サーチエ
リア内のデジタル化された画像を補正するので、精度良
い検査が行える。
タパターンを基板の平面形状又は3次元形状をもとにマ
スタパターンを補正するので、請求項4、請求項5と同
様に精度良い検査が行える。請求項8の発明によれば、
マスタパターンとサーチエリア内の3次元画像をそれぞ
れの高さ平均値を基準に補正するので、上記請求項4〜
請求項7と同様に精度良い検査が行える。
た上で、請求項1の検査方法により行うので、部品の寸
法のばらつき等により測定する半田量が若干変化しても
この変化の影響を受けることなく、半田付が無い状態を
正確に判定することができる。
する。図1は本発明方法を採用した検査システムの構成
を示しており、この検査システムの主要な構成である3
次元画像検出装置は印刷配線基板P上に実装・半田付け
された電子部品8の半田付け部を3次元画像により計測
するための装置であって、3次元センサ1、3次元形状
検出部2、X軸方向の移動機構3x、Y軸方向の移動機
構3yからなる移動装置3とで構成される。
なる印刷配線基板P上の電子部品の半田付け部の高さを
計測し移動装置2により印刷配線基板Pを移動させるこ
とにより3次元センサ1aによる計測箇所を変え、つま
り3次元センサ1aを印刷配線基板P上でスキャンニン
グさせ、3次元形状検出部2を通じて3次元画像データ
を得るようになっている。この3次元画像データは画像
メモリ4に格納され、画像処理部4は画像メモリ4に格
納した3次元画像データを用いて検査・判定を行う。
であり、全体制御部7は3次元センサ1や3次元形状検
出部2、画像メモリ4、画像処理部5、制御部6など検
査システム全体を制御するものである。このように構成
された検査システムは以下に述べる各実施例において用
いられ、各実施例において示すフローチャートに基づい
た処理が各部により為される。
の二つのフローチャートに基づいて、半田付け状態の良
否の判定を行う方法である。まず図2(a)のステップ
11で処理を開始し、ステップ12で部品寸法を入力す
る。次にステップ13で部品寸法に基づいて印刷配線基
板P上に実装された状態の電子部品8の半田付け部の3
次元形状パターンからなるマスクパターンを登録すると
ともに、半田付け部を包含するサーチエリアを設定し
て、この過程を終了する(ステップ14)。
(b)に示すフローチャートに基づく検査・判定処理を
開始する。つまりステップ21で処理を開始し、ステッ
プ22で予め設定されたサーチエリアデータに基づいて
3次元センサ1によるスキャンニングを行い3次元計測
を行う。次にステップ23でこのサーチエリア内の3次
元画像データとマスタパターンとの照合を行い最大のマ
ッチング率を求める。このとき、マッチング率は正規化
相関法等の演算手法を用いる。
と、半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、
最大マッチング率がこの不良判定レベルよりも大きけれ
ば、すなわち、形状が類似しているとして半田無し不良
(ステップ25)と判定し、検査を終了する(ステップ
27)。 (実施例2)本実施例は、実施例1において部品寸法を
元にマスタパターンを作成する際に、半田無し形状を最
も良く表している図3(a)(b)に示すような電子部
品8の端面の形状をマスタパターンMP1 ,MP2 とし
て登録する。
を少ないデータ数で作成することにより照合の演算回数
が少なくなり、処理速度が速くなる。 (実施例3)本実施例は、 図3(a)(b)に示すよ
うな電子部品8の端面の形状を用いて作成したマスタパ
ターンMPをもとに、検査を行う実施例であって、以下
図4のフローチャートに基づいて説明する。
プ32で予め設定されたサーチエリアデータに基づき3
次元センサ1によるスキャンニングを行い3次元計測を
行う。次にステップ33で図3(a)のマスタパターン
MP1 のような半田付け方向の端面形状をマスタパター
ンとしてサーチエリア内の全データとの照合を行い最大
のマッチング率を求める。
と、半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、
最大マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不
良と判定する(ステップ35)。同様に、ステップ36
で図3(b)のマスパターンMP2 のような半田付け側
面方向の端面形状をマスタパターンとし、このマスタパ
ターンとサーチエリア内の全データとの照合を行い最大
のマッチング率を求める。
と、半田無し不良と判定できるレベルとを比較し、最大
マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不良と
判定すし、検査を終了する(ステップ39)。尚上記の
最大マッチング率は正規化相関法等の演算手法を用いて
求める。 (実施例4)実施例1において、部品寸法より作成した
マスクパターンと、計測して得られた3次元画像データ
との照合を行う場合、計測されて得られた3次元画像デ
ータはデジタル化されたものであるためマスタパターン
では直線で表される電子部品と半田付け部の境界が折れ
線状になってしまい正確な照合の演算結果が得られな
い。
5(a)のフローチャートに示す手法により検査を行
う。つまり画像処理部4はステップ41で処理を開始
し、ステップ42で予め設定されたサーチエリアデータ
に基づき3次元センサ1によるスキャンニングを行って
3次元画像データを得る。次にステップ43で図6に示
すような電子部品8と半田付け部9の境界部10を求め
る。
す手法で行い、これをサーチエリバ内で繰り返し全ての
境界部10を求める。ステップ44でこの境界部10を
直線近似して、次にステップ45でこの直線と境界部1
0間の距離を求め、ステップ46で境界部10が直線に
なるようにステップ45で求めた距離だけ画像を補正す
る。
チエリア内の全データとの照合を行い最大のマッチング
率を求める。ステップ48ではこの最大マッチング率と
半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、最大
マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不良
(スッテプ49)と判定し(ステップ49)、検査を終
了する(ステップ50)。
界検出手法は実施例2に示した図3(a)のマスタター
ンMP1 を使用する。図5(b)のフローチャートでは
上記の境界部10を求める場合には、まずステップ51
で処理を開始し、ステップ52で境界部検出方向(図6
の矢印方向)を半田付け方向に設定し、ステップ53で
サーチエリア内の3次元画像データを境界部検出方向に
サーチして最大マッチング率の位置を求め、その位置を
電子部品8と半田付け部9との境界とし、上記の過程を
サーチエリア内で繰り返し全ての境界部10を求める
(ステップ54)。
治具11により移動装置3に印刷配線基板Pを固定し
て、予め設定されたサーチエリアデータに基づき3次元
センサ1によるスキャンニングを行って3次元計測する
場合、図示するように印刷配線基板Pが反っていると、
電子部品8が同一高さの印刷配線基板Pの平面上に実装
された状態を想定して作成されたマスタパターンとの正
確な照合がとれない。そこで本実施例は印刷配線基板P
の反りaを基板の平面式より求め、この反りaに合わせ
てマスタパターンを補正した上で、半田付け状態の外観
検査を行うものである。
示す。このフローチャートではステップ61で処理を開
始し、ステップ62で予め設定されたサーチエリアデー
タに基づきスキャンニングを行って3次元計測する。次
にステップ63で予め設定された3点の基板高さを計測
しサーチエリア内の基板の平面の式より任意の点の基板
高さを求める式を作成する。
Z1 )A(X2 ,Y2 、Z2 ),C(X3 .Y3 ,
Z3 )とすると基板上の任意の(Xi,Yi,Zi)に
おいて、数1に示す式が成立する。
さを求める。ステップ64でサーチエリア内にマスタパ
ターンを配置し、ステップ65でマスタパターンの基板
面上の基板高さZを求め、マスタパターンにある部品形
状分の高さデータをオフセットとしてマスタパターンを
補正する。次にステップ66で補正したマスタパターン
とサーチエリアデータとの照合を行いマッチング率を求
め記憶する。
エエリア内全てのデータに対して繰り返し行い、ステッ
プ67で最大マッチング率を求める。ステップ68では
この最大マッチング率と半田無し不良と判定できるレベ
ル数値とを比較し、最大マッチング率が不良判定レベル
よりも大きければ不良と判定し(ステップ69)、検査
を終了する(ステップ70)。
としては基板全体を3次元計測した後、図9に示すよう
な複数の基板高さ計測ポイントPOの3次元作法を計測し
各ポイントPO間を直線で結ぶことにより印刷配線基板P
そのものの3次元形状を求めた後、上述のようにマスタ
パターンを補正して検査を行うことも可能である。 (実施例6)マスタパターンとサーチエリア内データの
マッチング率を求める演算の際に基板高さに対する部品
部分の高さが小さければ平面状の形状となりマスタパタ
ーンで作成した凹凸形状との照合ができない。そこで本
実施例では以下の手法で照合対象の形状を補正した上
で、半田付け状態の外観を検査を行う。
ートに基づいて説明する。この実施例はステップ71で
処理を開始し、ステップ72では予め設定されたサーチ
エリアデータに基づいてサーチエリアを設定し、サーチ
エリアの3次元計測を行う。次に、ステップ73でサー
チエリア内の全データの平均値を求め、この値をマスタ
パターンの比較対象画像とする。次にステップ75でサ
ーチエリア内の各データと平均値との差を求め、この値
をマスタパターンとの比較対象画像とする。次にステッ
プ75で補正したサーチエリアの画像とマスタパターン
との照合を行いステップ76で最大マッチング率を求め
る。
半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、最大
マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不良と
判定し、検査を終了する(ステップ79)。また、正規
化関数による演算では形状の特徴を表す値が0の場合、
マッチング率の評価ができない。従ってマスタパターン
は図11(a)に示すように一旦、基板高さを0として
部品高さT分の高低差があるということでマスタパター
ンを作成し、次にマスタパターンの高さの平均値T0 を
求め、この平均値T0 とマスタパターンの各値との差を
求め図11(b)をマスタパターンとして登録する。こ
のことにより正規化相関によるマスタパターンの照合が
正確に行える。
査において図12に示すような手法で半田無しの不良を
判定する。つまりステップ81で処理を開始し、ステッ
プ82では予め設定されたサーチエリアデータに基づい
てサーチエリアを設定し、サーチエリアの3次元計測を
行う。
装位置をもとに電子部品の輪郭を求めることで認識す
る。ステップ84で部品のコーナを認識し、予め設定さ
れた半田付け部のサーチエリアを設定する。次にステッ
プ85で、この半田付け部のサーチエリア内で予め部品
寸法から設定された半田付け相当部分の体積を求め、ス
テップ86で、この体積を半田が少ないと判断されるレ
ベルと比較し、少ないと判断された場合に、ステップ8
7へ進む。
寸法のばらつき等により若干変化するため正確に半田が
無いという判定ができない。そこでステップ87におい
て実施例1〜7で示したようなマスタパターンとの照合
で最大マッチング率を求め、ステップ88で最大マッチ
ング率と、不良判定レベルとの比較を行い、半田無しの
形状であるか否かを判定し(ステップ89)、検査を終
了する(ステップ90)。このステップ87乃至89に
より部品のばらつき等の変化の影響を受けることなく正
確な半田が無いと判定できるのである。
い部品の寸法よりマスタ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次元画像が計測できるセンサでスキャンニ
ングし、このスキャンニングで得たサーチエリアの画像
と上記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
を判定するため、実装位置、実装角度、半田付け方式の
違いによる半田付け部の変化があっても、同じ処理方法
で検査を行うことが可能であり、また検査対象の位置ず
れを考慮することも無く、半田が無い状態を正確に検出
することができる。
タパターンを部品の端面形状を特徴として作成するた
め、マスタパターンを少ないデータ数で作成でき、その
ため照合の演算回数を少なくなり処理速度が速くなると
いう効果がある。請求項4、請求項5の発明は、サーチ
エリア内のデジタル化された画像を補正するので、精度
良い検査が行えるという効果がある。
ーンを基板の平面形状又は3次元形状をもとにマスタパ
ターンを補正するので、請求項4、請求項5と同様に精
度良い検査が行えるという効果がある。請求項8の発明
は、マスタパターンとサーチエリア内の3次元画像をそ
れぞれの高さ平均値を基準に補正するので、上記請求項
4〜請求項7と同様に精度良い検査が行えるという効果
がある。
で、請求項1の検査方法により行うので、部品の寸法の
ばらつき等により測定する半田量が若干変化してもこの
変化の影響を受けることなく、半田付が無い状態を正確
に判定することができるという効果がある。
る。
る過程のフローチャートである。(b)は同上の検査過
程のフローチャートである。
である。(b)は同上の検査において境界部を検出する
過程のフローチャートである。
ある。
の説明図である。
イントの説明図である。
る。
説明図である。(b)は 同上でのマスクパターン補正
の説明図である。
る。
刷配線基板上に半田付けされた部品の半田付け状態の外
観検査方法に関するものである。
に、印刷配線基板上に実装・半田付けされた部品の半田
付け部の検査ではTVカメラによる輝度画像を用い、予
め登録された輝度画像をマスタパターンとしてサーチ領
域内で最もマッチング率の良いエリアを検出することに
より検査すべき位置を決定し、検査を行っていた。
マッチングでパターンを検出する場合、半田付け部は同
じ部品でも実装位置、実装角度、半田付け方式により輝
度パターンが変化するため予め登録されたマスタパター
ンに相当する箇所を正確に見付け出すことはできないと
いう問題があった。
ので、その目的とするところは、実装位置、実装角度、
半田付け方式の違いによる半田付け部の変化があって
も、同じ処理方法で検査を行うことができ、また検査対
象の位置ずれを考慮することもなく半田が無い状態を検
査できる半田付け状態の外観検査方法を提供することに
ある。
めに、請求項1の発明では、半田付けされていない部品
の寸法よりマスタ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次元画像が計測できるセンサでスキャンニング
し、このスキャンニングで得たサーチエリアの画像と上
記マスタ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。
いて、部品の寸法より作成するマスタパターンを部品の
端面形状を特徴として作成する。請求項3の発明では、
請求項2の発明において、部品の2側面の端面形状を特
徴としたマスタパターンを作成してこのマスタパターン
とサーチエリアの画像とを照合して少なくともどちらか
一方のマッチング率が所定値以上の場合不良形状と判定
する。
において、サーチエリア内のデジタル化された画像を部
品寸法より設定したマスタパターンと精度良く照合でき
る画像に補正し照合を行うことにより良否判定をする。
請求項5の発明では、請求項4の発明において、部品端
面形状を特徴として作成したマスタパターンを使い部品
と半田付け部の境界を決定した後、その境界部を整列さ
せるように画像を補正し良否判定をする。
においてにおいて、基板全体の形状を計測し基板の3次
元形状を求めた後、サーチエリア内の画像と予め設定さ
れたマスタパターンとを照合する際に基板の3次元形状
をもとにマスタパターンを補正することにより良否を判
定する。請求項7の発明では、請求項1〜5の発明にお
いて、サーチエリア内の半田付け部周辺の基板部分の形
状よりサーチエリア内の基板の平面形状を求めた後、サ
ーチエリア内の画像と予め設定されたマスタパターンと
を照合する際に基板の平面形状をもとにマスタパターン
を基板の反りに合わせて補正することにより良否を判定
する。
において、マスタパターンとサーチエリア内の3次元画
像をそれぞれの高さ平均値を基準に補正し照合を行うこ
とにより良否を判定する。請求項9の発明では、請求項
1〜7の発明において、半田付け部形状検査において半
田付け部を包含するサーチエリアを設定し、3次元計測
ができるセンサでサーチエリアをスキャンニングし、基
板部分の高さを基準に半田量を計測した後、請求項1の
検査方法により半田付け部の良否を判定することにより
半田付け部の良否を判定する。
い部品の寸法よりマスタ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次元画像が計測できるセンサでスキャンニ
ングし、このスキャンニングで得たサーチエリアの画像
と上記マスタ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
判定するため、実装位置、実装角度、半田付け方式の違
いによる半田付け部の変化があっても、同じ処理方法で
検査を行うことが可能であり、また検査対象の位置ずれ
を考慮することも無く、半田が無い状態を正確に検出す
ることができる。
ば、マスタパターンを部品の端面形状を特徴として作成
するため、マスタパターンを少ないデータ数で作成で
き、そのため照合の演算回数が少なくなり処理速度が速
くなる。請求項4、請求項5の発明によれば、サーチエ
リア内のデジタル化された画像を補正するので、精度良
い検査が行える。
タパターンを基板の3次元形状又は平面形状をもとにマ
スタパターンを補正するので、精度良い検査が行える。
請求項8の発明によれば、マスタパターンとサーチエリ
ア内の3次元画像をそれぞれの高さ平均値を基準に補正
するので、精度良い検査が行える。請求項9の発明によ
れば、半田量に基づいた上で、請求項1の検査方法によ
り行うので、部品の寸法のばらつき等により測定する半
田量が若干変化してもこの変化の影響を受けることな
く、半田付が無い状態を正確に判定することができる。
する。図1は本発明方法を採用した検査システムの構成
を示しており、この検査システムの主要な構成である3
次元画像検出装置は印刷配線基板P上に実装・半田付け
された電子部品8の半田付け部を3次元画像により計測
するための装置であって、3次元センサ1、3次元形状
検出部2、X軸方向の移動機構3x、Y軸方向の移動機
構3yからなる移動装置3とで構成される。
なる印刷配線基板P上の電子部品の半田付け部の高さを
計測し移動装置2により印刷配線基板Pを移動させるこ
とにより3次元センサ1aによる計測箇所を変え、つま
り3次元センサ1aを印刷配線基板P上でスキャンニン
グさせ、3次元形状検出部2を通じて3次元画像データ
を得るようになっている。この3次元画像データは画像
メモリ4に格納され、画像処理部4は画像メモリ4に格
納した3次元画像データを用いて検査・判定を行う。
であり、全体制御部7は3次元センサ1や3次元形状検
出部2、画像メモリ4、画像処理部5、制御部6など検
査システム全体を制御するものである。このように構成
された検査システムは以下に述べる各実施例において用
いられ、各実施例において示すフローチャートに基づい
た処理が各部により為される。
の二つのフローチャートに基づいて、半田付け状態の良
否の判定を行う方法である。まず図2(a)のステップ
11で処理を開始し、ステップ12で部品寸法を入力す
る。次にステップ13で部品寸法に基づいて印刷配線基
板P上に実装された状態の電子部品8の半田付け部の3
次元形状パターンからなるマスタパターンを登録すると
ともに、半田付け部を包含するサーチエリアを設定し
て、この過程を終了する(ステップ14)。
(b)に示すフローチャートに基づく検査・判定処理を
開始する。つまりステップ21で処理を開始し、ステッ
プ22で予め設定されたサーチエリアデータに基づいて
3次元センサ1によるスキャンニングを行い3次元計測
を行う。次にステップ23でこのサーチエリア内の3次
元画像データとマスタパターンとの照合を行い最大のマ
ッチング率を求める。このとき、マッチング率は正規化
相関法等の演算手法を用いる。
と、半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、
最大マッチング率がこの不良判定レベルよりも大きけれ
ば、すなわち、形状が類似しているとして半田無し不良
(ステップ25)と判定し、検査を終了する(ステップ
26)。 (実施例2)本実施例は、実施例1において部品寸法を
元にマスタパターンを作成する際に、半田無し形状を最
も良く表している図3(a)(b)に示すような電子部
品8の端面の形状をマスタパターンMP1 ,MP2 とし
て登録する。
を少ないデータ数で作成することにより照合の演算回数
が少なくなり、処理速度が速くなる。 (実施例3)本実施例は、 図3(a)(b)に示すよ
うな電子部品8の端面の形状を用いて作成したマスタパ
ターンMPをもとに、検査を行う実施例であって、以下
図4のフローチャートに基づいて説明する。
プ32で予め設定されたサーチエリアデータに基づき3
次元センサ1によるスキャンニングを行い3次元計測を
行う。次にステップ33で図3(a)のマスタパターン
MP1 のような半田付け方向の端面形状をマスタパター
ンとしてサーチエリア内の全データとの照合を行い最大
のマッチング率を求める。
と、半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、
最大マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不
良と判定する(ステップ35)。同様に、ステップ36
で図3(b)のマスパターンMP2 のような半田付け側
面方向の端面形状をマスタパターンとし、このマスタパ
ターンとサーチエリア内の全データとの照合を行い最大
のマッチング率を求める。
と、半田無し不良と判定できるレベルとを比較し、最大
マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不良と
判定すし、検査を終了する(ステップ39)。尚上記の
最大マッチング率は正規化相関法等の演算手法を用いて
求める。 (実施例4)実施例1において、部品寸法より作成した
マスタパターンと、計測して得られた3次元画像データ
との照合を行う場合、計測されて得られた3次元画像デ
ータはデジタル化されたものであるためマスタパターン
では直線で表される電子部品と半田付け部の境界が折れ
線状になってしまい正確な照合の演算結果が得られな
い。
5(a)のフローチャートに示す手法により検査を行
う。つまり画像処理部4はステップ41で処理を開始
し、ステップ42で予め設定されたサーチエリアデータ
に基づき3次元センサ1によるスキャンニングを行って
3次元画像データを得る。次にステップ43で図6に示
すような電子部品8と半田付け部9の境界部10を求め
る。
す手法で行い、これをサーチエリア内で繰り返し全ての
境界部10を求める。ステップ44でこの境界部10を
直線近似して、次にステップ45でこの直線と境界部1
0間の距離を求め、ステップ46で境界部10が直線に
なるようにステップ45で求めた距離だけ画像を補正す
る。
チエリア内の全データとの照合を行い最大のマッチング
率を求める。ステップ48ではこの最大マッチング率と
半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、最大
マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不良と
判定し(ステップ49)、検査を終了する(ステップ5
0)。
界検出手法は実施例2に示した図3(a)のマスタター
ンMP1 を使用する。図5(b)のフローチャートでは
上記の境界部10を求める場合には、まずステップ51
で処理を開始し、ステップ52で半田付け方向(図6の
矢印方向)を境界部検出方向に設定し、ステップ53で
サーチエリア内の3次元画像データを境界部検出方向に
サーチして最大マッチング率の位置を求め、その位置を
電子部品8と半田付け部9との境界とし、上記の過程を
サーチエリア内で繰り返し全ての境界部10を求める
(ステップ54)。
治具11により移動装置3に印刷配線基板Pを固定し
て、予め設定されたサーチエリアデータに基づき3次元
センサ1によるスキャンニングを行って3次元計測する
場合、図示するように印刷配線基板Pが反っていると、
電子部品8が同一高さの印刷配線基板Pの平面上に実装
された状態を想定して作成されたマスタパターンとの正
確な照合がとれない。そこで本実施例は印刷配線基板P
の反りを基板の平面式より求め、この反りに合わせてマ
スタパターンを補正した上で、半田付け状態の外観検査
を行うものである。
示す。このフローチャートではステップ61で処理を開
始し、ステップ62で予め設定されたサーチエリアデー
タに基づきスキャンニングを行って3次元計測する。次
にステップ63で予め設定された3点の基板高さを計測
しサーチエリア内の基板の平面の式より任意の点の基板
高さを求める式を作成する。
Z1 )A(X2 ,Y2 、Z2 ),C(X3 .Y3 ,
Z3 )とすると基板上の任意の(Xi,Yi,Zi)に
おいて、数1に示す式が成立する。
さを求める。ステップ64でサーチエリア内にマスタパ
ターンを配置し、ステップ65でマスタパターン下の基
板面上の基板高さZを求め、マスタパターンにある部品
形状分の高さデータをオフセットとして加算しマスタパ
ターンを補正する。次にステップ66で補正したマスタ
パターンとサーチエリアデータとの照合を行いマッチン
グ率を求め記憶する。
エエリア内全てのデータに対して繰り返し行い、ステッ
プ67で最大マッチング率を求める。ステップ68では
この最大マッチング率と半田無し不良と判定できるレベ
ル数値とを比較し、最大マッチング率が不良判定レベル
よりも大きければ不良と判定し(ステップ69)、検査
を終了する(ステップ70)。
としては基板全体を3次元計測した後、図9に示すよう
な複数の基板高さ計測ポイントPOの3次元座標を計測し
各ポイントPO間を直線で結ぶことにより印刷配線基板P
そのものの3次元形状を求めた後、上述のようにマスタ
パターンを補正して検査を行うことも可能である。 (実施例6)マスタパターンとサーチエリア内データの
マッチング率を求める演算の際に基板高さに対する部品
部分の高さが小さければ平面状の形状となりマスタパタ
ーンで作成した凹凸形状との照合ができない。そこで本
実施例では以下の手法で照合対象の形状を補正した上
で、半田付け状態の外観を検査を行う。
ートに基づいて説明する。この実施例はステップ71で
処理を開始し、ステップ72では予め設定されたサーチ
エリアデータに基づいてサーチエリアを設定し、サーチ
エリアの3次元計測を行う。次に、ステップ73でサー
チエリア内の全データの平均値を求め、次にステップ7
4でサーチエリア内の各データと平均値との差を求め、
この値をマスタパターンとの比較対象画像とする。次に
ステップ75で補正したサーチエリアの画像とマスタパ
ターンとの照合を行い最大マッチング率を求める。
半田無し不良と判定できるレベル数値とを比較し、最大
マッチング率が不良判定レベルよりも大きければ不良と
判定し、検査を終了する(ステップ78)。また、正規
化関数による演算では形状の特徴を表す値が0の場合、
マッチング率の評価ができない。従ってマスタパターン
は図11(a)に示すように一旦、基板高さを0として
部品高さT分の高低差があるということでマスタパター
ンを作成し、次にマスタパターンの高さの平均値T0 を
求め、この平均値T0 とマスタパターンの各値との差を
求め図11(b)をマスタパターンとして登録する。こ
のことにより正規化相関によるマスタパターンの照合が
正確に行える。
査において図12に示すような手法で半田無しの不良を
判定する。つまりステップ81で処理を開始し、ステッ
プ82では予め設定されたサーチエリアデータに基づい
てサーチエリアを設定し、サーチエリアの3次元計測を
行う。
装位置をもとに電子部品の輪郭を追跡し、コーナを求め
ることで部品の実装位置を認識する。ステップ84で部
品のコーナを基準に、予め設定された半田付け部のサー
チエリアを設定する。次にステップ85で、この半田付
け部のサーチエリア内で予め部品寸法から設定された半
田付け相当部分の体積を求め、ステップ86で、この体
積を半田が少ないと判断されるレベルと比較し、少ない
と判断された場合に、ステップ87へ進む。
寸法のばらつき等により若干変化するため正確に半田が
無いという判定ができない。そこでステップ87におい
て実施例1〜6で示したようなマスタパターンとの照合
で最大マッチング率を求め、ステップ88で最大マッチ
ング率と、不良判定レベルとの比較を行い、半田無しの
形状であるか否かを判定し(ステップ89)、検査を終
了する(ステップ90)。このステップ87乃至89に
より部品のばらつき等の変化の影響を受けることなく正
確な半田が無いと判定できるのである。
い部品の寸法よりマスタ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次元画像が計測できるセンサでスキャンニ
ングし、このスキャンニングで得たサーチエリアの画像
と上記マスタ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
判定するため、実装位置、実装角度、半田付け方式の違
いによる半田付け部の変化があっても、同じ処理方法で
検査を行うことが可能であり、また検査対象の位置ずれ
を考慮することも無く、半田が無い状態を正確に検出す
ることができる。
タパターンを部品の端面形状を特徴として作成するた
め、マスタパターンを少ないデータ数で作成でき、その
ため照合の演算回数を少なくなり処理速度が速くなると
いう効果がある。請求項4、請求項5の発明は、サーチ
エリア内のデジタル化された画像を補正するので、精度
良い検査が行えるという効果がある。
ーンを基板の3次元形状又は平面形状をもとにマスタパ
ターンを補正するので、精度良い検査が行えるという効
果がある。請求項8の発明は、マスタパターンとサーチ
エリア内の3次元画像をそれぞれの高さ平均値を基準に
補正するので、精度良い検査が行えるという効果があ
る。
で、請求項1の検査方法により行うので、部品の寸法の
ばらつき等により測定する半田量が若干変化してもこの
変化の影響を受けることなく、半田付が無い状態を正確
に判定することができるという効果がある。
る。
過程のフローチャートである。(b)は同上の検査過程
のフローチャートである。
である。(b)は同上の検査において境界部を検出する
過程のフローチャートである。
ある。
の説明図である。
イントの説明図である。
る。
説明図である。(b)は 同上でのマスタパターン補正
の説明図である。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】半田付けされていない部品の寸法よりマス
タ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
が得られるセンサでスキャンニングし、このスキャンニ
ングで得たサーチエリアの画像とマスタパターンとを照
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ことを特徴とする半
田付け状態の外観検査方法。 - 【請求項2】部品の寸法より作成するマスタパターンを
部品の端面形状を特徴として作成したことを特徴とする
請求項1記載の半田付け状態の外観検査方法。 - 【請求項3】部品の2側面の端面形状を特徴としたマス
タパターンを作成してこのマスタパターンとサーチエリ
アの画像とを照合して少なくともどちらか一方のマッチ
ング率が所定値以上の場合不良形状と判定することを特
徴とする請求項2記載の半田付け状態の外観検査方法。 - 【請求項4】サーチエリア内のデジタル化された画像を
部品の寸法より作成したたマスタパターンと精度良く照
合できる画像に補正し、この補正した画像とマスタパタ
ーンとの照合を行うことにより良否を判定することを特
徴とする請求項1の半田付け状態の外観検査方法。 - 【請求項5】部品の端面形状を特徴として作成したマス
タパターンを使って部品と半田付け部の境界を決定した
後、その境界部を整列させるように画像を補正して良否
を判定することを特徴とする請求項4記載の半田付け状
態の外観検査方法。 - 【請求項6】サーチエリア内の半田付け部周辺の基板部
分の形状よりサーチエリア内の基板の平面形状を求めた
後、サーチエリア内の画像と予め設定されたマスタパタ
ーンとを照合する際に基板の平面形状をもとにマスタパ
ターンを基板の反りに合わせて補正することにより良否
を判定することを特徴とする請求項1〜5記載の半田付
け状態の外観検査方法。 - 【請求項7】基板全体の形状を計測し基板の3次元形状
を求めた後、サーチエリア内の画像と予め設定されたマ
スタパターンとを照合する際に基板の3次元形状をもと
にマスタパターンを補正することにより良否を判定する
ことを特徴とする請求項1〜5記載の半田付け状態の外
観検査方法。 - 【請求項8】マスタパターンとサーチエリア内の3次元
画像をそれぞれの高さ平均値を基準に補正し照合を行う
ことにより良否を判定することを特徴とする請求項1〜
5記載の半田付け状態の外観検査方法。 - 【請求項9】半田付け部の形状検査において半田付け部
を包含するサーチエリアを設定し、3次元計測ができる
センサでサーチエリアをスキャンニングし、基板部分の
高さを基準に半田量を計測した後、請求項1の検査方法
により半田付け部の良否を判定することを特徴とする半
田付け状態の外観検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5239941A JP2793947B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 半田付け状態の外観検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5239941A JP2793947B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 半田付け状態の外観検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0791932A true JPH0791932A (ja) | 1995-04-07 |
JP2793947B2 JP2793947B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=17052102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5239941A Expired - Fee Related JP2793947B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 半田付け状態の外観検査方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2793947B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029027A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法 |
KR20020053762A (ko) * | 2000-12-27 | 2002-07-05 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 자기기록매체용 마스터 디스크의 검사방법 |
JP2006065582A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 検査・計測用プログラムの作成方法 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP5239941A patent/JP2793947B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP2793947B2 (ja) | 1998-09-03 |
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