JPH0821071B2 - 基板の穴数検査方法 - Google Patents

基板の穴数検査方法

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JPH0821071B2
JPH0821071B2 JP6180987A JP6180987A JPH0821071B2 JP H0821071 B2 JPH0821071 B2 JP H0821071B2 JP 6180987 A JP6180987 A JP 6180987A JP 6180987 A JP6180987 A JP 6180987A JP H0821071 B2 JPH0821071 B2 JP H0821071B2
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一成 平野
毅 渡辺
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Ono Sokki Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、基板に所定個数の穴があけられているか否
かを検査する方法に関する。
従来の技術 基板に対し部品装着用の穴をあける工程において、そ
の穴に切粉などが詰まってしまうことがあるが、これを
そのまま次工程の自動部品実装機に送ると、部品の足折
れ等を生じる恐れがある。このため基板1枚々々に対し
目視検査が行なわれてきたが、最近では部品の高密度実
装化、小型化により穴径が小になり、目視検査では不良
穴の発見が難しくなりつつある。これを解決するには、
人間の目に代えてオプトエレクトロニクス技術を採用す
ることが考えられるのであり、以下、それについて説明
する。
第7図において、10は搬送装置であり、水平方向に離
隔して配置されたベルトコンベア11,12およびその駆動
モータ(図示されていない)よりなり、コンベア11上に
左方から供給される基板1を右方に略定速で走行させて
いる。その両コンベア11,12の中間に配置されているの
が密着型の1次元イメージセンサ20であり、基板1を挾
んでその幅方向に対向配置された光源21とロッドレンズ
22、CCDセンサ23よりなり、CCDセンサ23の各画素を所定
の周期ごとに走査して基板1の穴と対向する位置の画素
に生じる出力変化を取出し、次の2値化回路30において
高レベル(穴と対向)、低レベル(穴と非対向)の穴寸
法信号への変換を行なわせている。第8図(イ)(ロ)
は、上記CCDセンサ23の走査と穴寸法信号の関係を示し
たものであり、基板1の穴2に対し、A〜Eの走査が行
なわれると、穴2と対向した位置ごとに高レベルとなる
各A〜Eと対応するa〜eの2値化信号が形成される。
しかして、基板1上の穴を漏れなく検出するためには、
基板上の最小径の穴がCCDセンサ23と対向する間に少な
くとも1回の走査が行なわれるように基板の走行速度を
設定すればよい。しかし、そうすると、穴径に応じて走
査回路が異なることになり、単に前記穴寸法信号の高レ
ベルの数を計数しても穴数とは一致しない(第8図の例
では穴2の通過中に3回の高レベルが検出されてしま
う)。そこで考えられたのが穴数判別機能を有する計数
回路41であり、それを第4図により説明すると、前記2
値化回路30からの穴寸法信号を計数する第1の計数器41
3、穴寸法信号をCCDセンサ23の1ライン分遅延させる1
ライン遅延回路411、その遅延穴寸法信号と2値化回路3
0からの穴寸法信号とのアンド回路412、そのアンド回路
412の出力を計数する第2の計数器414、その第1、第2
の計数器413,414の計数値の差を算出して累積する減算
器415とからなる。これにおいては、第1の計数器413に
おいて走査ごとの穴寸法信号の計数が行なわれ(第8図
の例では「3」)、第2の計数器414において前後の走
査における穴寸法信号のアンド出力の計数が行なわれ
(第8図の例では「2」)、減算器415において両計数
値の差が求められることになり、穴上での走査回路とは
無関係に各穴に対して穴数に対応する減算結果「1」が
得られる。そして、これが各穴に対して累積される。し
たがって、基板1の先端から後端がイメージセンサ20の
位置を通過する間の計数回路41中の減算器415の出力か
ら穴数が求まり、それと正常基板の穴数とを比較するこ
とにより被検査基板の合否が判明することになる。
発明が解決しようとする問題点 ところで、基板の穴詰まりの状態を検討すると、完全
に目詰まりしているものばかりではなく、穴の一部分の
みが詰まっているものもある。このような場合、その非
目詰部分を光が透過した際に穴として検出してしまう恐
れがある。例えば、第8図に示すように、穴2の中間部
に切粉3が詰まり、両側に非目詰部があると、1次元イ
メージセンサによる走査B′,C′,D′が切粉3の上流
側、切粉3上、下流側の各々で行なわれた場合、各対応
する2値化信号b′,c′,d′は(ロ)に示すように高レ
ベルを有するもの、低レベルのもの、高レベルを有する
ものの順序で発生し、この結果、前記計数回路41におい
ては、これを穴数「2」と数えてしまうことになる。し
たがって、この場合には、もし他に目詰まりした穴があ
った場合には、基板全体での検出穴数は正常値と一致す
ることになり、誤判断を生じさせてしまう。
これを解決する試みとしては、穴寸法信号の高レベル
の時間幅が設定値より小さい場合には計数を行なわせな
いようにすることが考えられる。すなわち、いま、この
設定値を最小径の穴の径よりわずかに小に設定しておく
と、穴の中心部付近の一部が詰まっていた場合は、穴と
しての計数を行なわせないことになる。しかし、設定値
より十分に大きな径の穴においては、第9図(イ)のよ
うに中心部付近が目詰まりしていても他の部分の弦長が
設定値よりも大きく、結局前記問題点は解消されない。
問題点を解決するための方法 本発明は、上記問題点を解決するために、被検査基板
を略定速で走行させ、その走行方向と直交方向に配設し
た1次元イメージセンサにより被検査基板幅方向の穴寸
法信号を発生させ、その穴寸法信号に基づいて被検査基
板の穴数を算出する基板の穴数検査方法において、前記
穴寸法信号を予め設定した適宜複数の異なる設定穴寸法
区分と比較して振り分け、その各設定穴寸法区分ごとの
被検査基板の穴数を同時に算出するようにしたものであ
る。しかして、この場合には、前記第9図(イ)のよう
に中間に目詰まりをもつ穴があり、それを2個と判別
し、かつその弦長に対応するような小径の穴が目詰まり
をして全体でのその小径の穴数が正常値と一致しても、
2個と判別した前記の目詰まり穴の設定穴寸法区分の穴
数は検出されず、この結果から目詰まり穴があることが
判明する。
実施例 本発明方法の実施装置の一例を示す第1図において、
前記第7図と同番号を付したベルトコンベア11,12等か
らなる搬送装置10、光源21、ロッドレンズ22、CCDセン
サ23からなる1次元イメージセンサ20、そのイメージセ
ンサ20の出力を高、低レベルに2値化し、穴と対向する
画素の走査時間中高レベルとなる穴寸法信号を形成する
2値化回路30は第7図と同様のものであり、同様に動作
する。但し、本発明においては、穴寸法自体により分類
を行なわせるので、各穴に対し、その直径部分でも走査
が行なわれるように基板1の走行速度の上限値Vが次の
ように定められる。すなわち、第2図に示すような半径
rの穴2に対するその直径部分を挟んでの2本の走査を
考えると、走査Aの行なわれた後、次の走査Bまでに基
板は距離Δyだけ走行する。したがって、基板1の走行
速度Vは1ラインの走査時間をtとおいて、V=Δy/t
として表わされる。このとき、走査A,Bにおいては直径
に対してΔxの誤差をもって穴寸法を検出していること
になり、前記Δyは許容誤差Δxにより次のような制約
を受ける。
Δy=2rsin〔cos-1{(r−Δx/2)/r}〕 本実施例においては、イメージセンサ20の1画素の長
さが62.5μmであり、これを許容誤差Δxとし、それと
1ラインの走査時間2msecに基づき、上記関係式から走
行速度の上限値Vは、穴径r=0.2mmの場合で約4m/mi
n、r=1mmの場合で約10/minとなる。
次に、50は3個の同様構成の分類回路51〜53からなる
分類回路群であり、以下、その1つの分類回路群51につ
いて説明すると、第3図に示すように前記2値化回路30
からの穴寸法信号とイメージセンサ20からの走査クロッ
クパルスの導入されるアンド回路511、その導通クロッ
クパルスを計数するカウンタ512、その計数値とセッタ
ー514に設定された設定穴寸法区分値とを比較し、前者
が大の間フリップフロップ回路515に出力を送出するコ
ンパレータ513と、穴寸法信号が高から低レベルに変化
した際、前記カウンタ512、フリップフロップ515を初期
復旧させる制御部(図示されていない)からなる。これ
においては、穴寸法信号が高レベルの間、走査クロック
パルスの計数が行なわれて穴寸法に対応した計数値に変
換され、それが穴設定区分値と一致した際にフリップフ
ロップ515の立上げが行なわれ、その後に穴寸法信号が
高から低レベルになる間、フリップフロップ回路515の
出力を高レベルに保ち、その後初期状態の低レベルの復
旧が行なわれる。そして、それが前記第4図に示した計
数回路41に送られる。同様に他の分類回路52,53もその
セッターに設定される穴寸法区分値が異なるだけで穴寸
法信号がそれぞれの穴寸法区分値を越える間、高レベル
となるフリップフロップ回路の出力を各対応する計数回
路群40の計数回路42,43に送出している。
第5図は、以上の関係を波形で示したものであり、前
記各分類回路51〜53の設定穴寸法区分値をS1〜S3とし、
それに対して2値化回路30からの穴寸法信号が図示のよ
うに第1番目が区分値S2より大でS3より小さく、第2、
第3番目では区分値S1より大で、S2より小さく、第4番
目がS3より大の場合、分類回路51では、カウンタ512の
計数値がいずれの高レベル部分でもS1を越えていること
から出力の発生があり、同様にして分類回路52,53では
それぞれ穴寸法信号中、それぞれ1番目、4番目と4番
目の高レベル部分で信号の発生がある。尚、区分値S1
検出最***径より小の適宜値が選択され、S2,S3はそれ
ぞれ他の検出穴径に応じてそれより小でかつそれより下
位の検出穴径より大に設定される。
以上により、各分類回路51〜53では穴寸法信号の高レ
ベルの幅に応じた振分けが行なわれ、その出力は各対応
する計数回路群40の計数回路41〜43に送出される。各計
数回路41〜43は前記第4図に基づき説明したものと全く
同様のものであり、以下、分類回路51の出力が導入され
る計数回路41を例にとり、モデル化して説明する。
いま、基板1上に第6図(イ)に示すように3個の穴
2,2′,2″(2′の位置は2,2″に対して下流側にあると
する)に対してA″〜F″の位置で走査が行なわれ、
(ロ)に示すように各走査に対応して分類回路51から
a″〜f″の出力が形成されると、先ず、b″の入力時
には第1計数器413の計数値413は「2」、第2計数器41
4の計数値は「0」であり、減算器415の計数値は「2」
となる。続いて、c″の入力時にはそれぞれの計数値は
「3」、「2」となり、減算器415の計数値はその両値
の差「1」に前記の減算結果「2」を加えた「3」とな
る。次いでd″の入力時は各計数値は「3」、「3」で
減算器の計数値は前回の「3」のままであり、続くe″
の入力時も計数値は「1」,「1」で減算器の計数値も
前々回の「3」のままであり、f″の入力時の計数値は
「0」,「0」であり、減算結果は「3」のまま保持さ
れ、これにより分類回路51の設定寸法区分値を越える大
きさの穴数が3個であることが判明する。
以下、各計数回路42,43においては各対応する分類回
路52,53の設定穴寸法区分値を越える穴数についての計
数が行なわれ、これと正常基板の各対応する区分の穴数
とを対比することにより正常か不良かが判明する。
すなわち、いま基板上に穴径d1,d2,d3の穴がそれぞ
れn1,n2,n3あった場合、分類回路51〜53の各セッター
の設定値をそれぞれの穴径よりわずかに小に選ぶと、計
数回路41の計数値N1がn1+n2+n3より大または小のとき
には不良穴があることを示しており、またN1がn1+n2
n3の正常値と一致していても、計数回路42の計数値N2
n2+n3と異なると不良穴があり、さらにN1,N2が正常値
と一致しても計数回路43の計数値N3が正常値n3と異なる
場合には不良穴があることを示しており、計数回路41〜
43の各計数値のいずれか2個が正常な場合は、どの径の
穴が不良かも特定される。
尚、上記説明は穴寸法信号を3段に振分けた場合を例
示したが、基板の穴径の数等に応じて適宜の複数個とし
てよい。
発明の効果 以上のとおりであり、本発明は、穴寸法信号を複数段
の異なる設定穴寸法区分に振分け、その各々についての
穴数を検査するので、穴の一部目詰等の不良も正確に検
出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するための装置例を示す一部ブロ
ック線図を含む構造図、第2図は基板走行速度と穴寸法
誤差との関係を示す幾何的関係図、第3図は分類回路、
第4図は計数回路のそれぞれブロック線図、第5図は分
類回路、第6図は計数回路のそれぞれの動作を説明する
波形図、第7図は従来技術の装置を示す一部ブロック線
図を含む構成図、第8、9図は穴の走査と穴寸法信号を
示す波形図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検査基板を略定速で走行させ、その走行
    方向と直交方向に配設した1次元イメージセンサにより
    被検査基板幅方向の穴寸法信号を発生させ、その穴寸法
    信号に基づいて被検査基板の穴数を算出する基板の穴数
    検査方法において、前記穴寸法信号を予め設定した適宜
    複数の異なる設定穴寸法区分と比較して振り分け、その
    各設定穴寸法区分ごとの被検査基板の穴数を同時に算出
    するようにしたことを特徴とする基板の穴数検査方法。
JP6180987A 1987-03-17 1987-03-17 基板の穴数検査方法 Expired - Fee Related JPH0821071B2 (ja)

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