JPS59137803A - 基板取付部品の位置検出装置 - Google Patents

基板取付部品の位置検出装置

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JPS59137803A
JPS59137803A JP58011520A JP1152083A JPS59137803A JP S59137803 A JPS59137803 A JP S59137803A JP 58011520 A JP58011520 A JP 58011520A JP 1152083 A JP1152083 A JP 1152083A JP S59137803 A JPS59137803 A JP S59137803A
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JP
Japan
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light
light receiving
component
board
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Pending
Application number
JP58011520A
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English (en)
Inventor
Hozumi Yamamoto
山本 穂積
Yasuo Hachikake
保夫 八掛
Kunio Katsuta
勝田 国男
Koichi Masuda
耕一 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59137803A publication Critical patent/JPS59137803A/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は基板に取付けられた部品の塔載状態の異常の
有無を検査する基板取付部品の位置の検査装置に関する
〔従来技術〕
電子機器に用いられる基板の製作方法は、当初のスルー
ホールによる配線方式から、最近のプリント導体上にチ
ップ部品な塔載ハンダ付けする方式に進歩している。後
者のチップ部品の搭載方式を矛1図および矛2図により
説明する。
矛1図(a)K示すようにチップ部品(以下単に部品)
1aの接続端子1a、は、前記チップ部品の端部に巻か
れた8:鵬板よりなるもので、また矛1図(b)に示す
部品1bの場合は、端部に金属片1 b、が引出されて
いる。基板2に部品1a。
1bを取付ける場合には、牙2図に示すようにして行な
われる。矛2図(a)においては、基板2に導体2aが
印刷されており、矛2図(b)に示すように、リフロー
半田2bが上記印刷導体2aの上に塗布される。矛2図
(C1では、リフロー半田2bの上に接続端子1 a、
が重ねられ、この状態で高温炉で溶着させ牙2図(d)
となる。
以上の取付方法は、スルーボール方式に比べて取付の自
動化が容易になるので、製造時間が短縮できるなどオ(
1点が多い。しかし最近における部品の小形化はさらに
著しく進歩し基板塔載は高密度となってぎたので、自動
塔載による場合でも取付位置の不正確さが生じ、場合に
よっては取付の脱落さえ起る。この検査方式は目視では
非能率で到底行ないえない。基板塔載部品の位置および
脱落の自動検査装置が望まれる所以である。
(発明の目的〕 この発明は上述した、基板上の部品の位置の検査を光学
センサにより自動化した装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
この発明における基板取付部品の脱落および位置′ずれ
の検査方法は、基板上の部品に上方よりレーザビームを
投射し、その反射光により部品の存在および位置を認識
するもので、これを牙3図乃至矛5図より説明する。
矛6図において、6はこの発明による基板取付部品の位
置検査装置における光学系を示すもので、レーザ光源4
より発せられるレーザビーム7は投光レンズ5により絞
られ、振動ミラー6により掃引され、搬送ステージ10
に装着された被検基板2’&X力向に走査する。基板2
のY方向の走査は、搬送ステージ10の移動により行な
われる。
基板2に投光されたレーザビーム7は、必要な分解能が
えられるように適当の太さのスポットに絞られており、
部品1または基板2の上面で反射するが、部品1と基板
2とでは反射光の方向および強度が異なるので、これを
利用して部品1を識別する。この場合上記レーザースポ
ット径が小さいので、部品1の位置ずれも識別する。こ
れらの識別には、予め記憶した部品位置に関する情報と
比較することにより行なわれる。
上記反射光の特徴および受光方式な矛4図(a)により
説明する。
矛4図(a)において、レーザビーム7が部品の上面1
Cに投射されたときの反射光7aは受光レンズ8で集光
されて、受光素子9に入射する。
しかし、基板2の上面よりの反射光7b(図示破線)は
、基板2と部品の上面1cの高さの差りを利用して、受
光レンズ8と受光素子9の位置関係を適当にとり、受光
素子9に受光されない。これにより、部品1と基板2の
反射光を弁別できる。後述のように記憶された部品位置
情報と、上記部品10反射光7aの検出情報との比較に
より部品1の有量が識別される。
ここで、レーザビーム7の投射方向に関して、信1号の
いを良好とするために、次の配慮をする。すなわち、矛
4図(a)において、レーザビーム7の方向を鉛直線し
より、受光素子9と反対側に若干の角度8だけ傾斜させ
ておく。これにより、部品の側面1dおよび部品1の取
付部の基板部分2Cにレーザビーム7が投射されず、有
害無用の反射光が生じない。
〔発明の実施例〕
以下この発明による基板取付部品の位置検査装置の実施
例について図により説明する。
矛3図において、光学系3については既に詳述したとこ
ろである。ここでは被検査基板2の搬送ステージ10へ
の装着および搬送ステージを介してY方向の移動につい
て述べる。
既述したように部品1の識別には記憶された位置情報を
利用するが、該位置情報の表示方法は、基板2−の1隅
を原点0.とする座標表示によるもので、したがって、
被検査基板2は高精度に位置決めされた状態とすること
が絶対必要である。これを実現する手段として、矛3図
の搬送ステージ10に工夫がなされている。すなわち、
図示のように、長方形の搬送ステージ10の2辺10a
、10bの高さを他より高くとって段差を設け、段差の
交点0.vc、基板2の上記1隅を圧着させて高精度の
位置決めを行う。圧着の方法は上記原点0.の対角点に
押えバネ10Cを設けこの点で矢印Pの方向に基板2を
押すものである。
搬送ステージ10は別途移動機構で精度の高いステップ
送りが行なわれ、この制御は公知の技術により行なわれ
るものである。
次に、受光素子9に関する実施例の説明に移る。
矛4図(b)は、受光素子9として用いるIJ ニアア
レイセンサを示すもので、中心線Cを走査X方向に一致
させておぎ、また素子9の有効長が基板2の走査方向の
長さに相当するものを使用する。前記した基板2の座標
系のX座標と、リニアアレイの受光素点9aとが対応で
き、記憶された位置情報との比較が行ないうる。
−例として実用された装置の設計数値を挙げると、リニ
アアレイセンサの受光素点のピッチは基板2上に換算し
て0.241EIであり、一方部品1の取付位置の必%
精度は±0.5鵡程度で十分な分解能かえられている。
もしさらに小さい分解能を必要とするときは、レーザビ
ームのスポット径および受光レンズ系を適切に選定する
ことが必要であり、これは可能である。
ついでにY方向の移動ピッチについてみると、X方向と
同様に0.24 語とし、部品1の検出には、次に述べ
るようにこのX、Y方向のピッチに合せたエリア内の4
点検出が行なわれるものである。
矛5図は基板2上の部品1の位置表示の座標と、光学系
3による反射光の検出ポイントの関係を示すもので、部
品1の中心点Pの座標を(Xn、 Yn )とし、この
値は設計値に従ってすべてのれについて予め記憶される
一方、部品10反射光の有無の検出点は、4ケ所とし受
光素子90分解能dgよびY方向のピッチdyal−考
慮して、±d/2離れた4点P、、 P。
P3およびP4について行ない4点すべてに反射光7a
があるとき部品1が存在すると判定する。
もし4点のうち、反射光がない点が1または2個あると
き(すなわち5または2個に反射光がある)は、部品1
の位置ずれによるものとし、異常有の取扱いをするもの
である。
、176図はこの発明による基板取付部品の位置検査装
置の実施例における概略ブロック系統図を示す。光学系
3においては既述のようにレーザビーム7の走査により
部品の位置に対応した電気信号が出力される。信号処理
部11においては、矛7図に示すフローチャートに従っ
て部品位置の異常が検出されプリンタ13に出力される
テープ装置12は部品位置の設計値(Xn・Yn )を
予め信号処理部11に入力するために用いる。
矛7図において、先ず装置に電源が投入され、上記デー
タ(Xn、 Yn )が記憶される。ついで被検基板が
搬送ステージ10にセットされ、押釦により検査が開始
される。
上記電気信号の処理は、し」ザビームのX方向の1走査
毎に行なわれるもので、1走査線上の部品は、受光素子
9の対応する位置の素点にそれぞれ記憶される。このよ
うな1走査が終了すると、別途設けられている終点検出
センサの信号により、搬逼ステージ10のY方向の移動
が行なわれ、この移動時間中に部品取付位置の異   
 □常のチェックが並行して行なわれる。すなわち、受
光素子9は自己走査機能を有しており、上記記憶された
部品位置に対する素点情報は、時系列信号でとり出され
、上記した(Xn、Yn)のメモリー情報と一致がチェ
ックされる。両者が一致するときは部品が正常位置であ
るので次のレーザビーム走査に移る。しかし、もし両者
が一致しないとぎは、その旨例えば当該(Xn、Yn 
)を別の1時記憶部に記憶し、やはり次のレーザビーム
走査に移る。
このようにして全面走査が終了すると、レーザビームの
走査は停止し、上記1時記憶した異常部品の位置情報は
プリントアウトされ、検査が終了する。
以上において、受光素子9まりの部品位置信号とメモリ
情報の比較のための回路構成は公知の技術により容易に
実現できるので詳述しない。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明による基板取付部品の位置
検査装置によれば、当初述べたように最近の自動搭載装
置を用いて組立てられ、高密度に部品が集積された基板
について、部品の位置ずれまたは脱落などの異常が迅速
、高精度に検出されて、そのデータがプリントアウトさ
れるもので、従来の目視に比べて遥かに進歩した検査法
を提供できる効果が大ぎい。さらに細部についてみると
、光学系をはじめ搬送、移動機構は極めて簡素なもので
、信号処理部もまた市販品を用いた単純な構成であるな
ど経済性においても勝れており、これらによりこの方面
に貢献するところが大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
矛1図(a)、(b)はいずれもチップ部品の外観図、
矛2図(a) 、 (b) 、 (C)および(d)は
いずれもチップ部品をハンダ付けにより基板に取付ける
方法を示す図、矛3図はこの発明による基板取付部品の
位置検査装置の実施例における光学系の概略構成を示す
図、矛4図(a)は牙6図におけるレーザビームの入射
光と部品および基板よりの反射光ならびに該反射光に対
する受光レンズおよび受光素子の配置構成図、矛4図(
b)はりニアアレイセンサによる受光素子の構造と配置
を示す図、矛5図は部品上面における当該部品の設計位
置の座標(Xn、Yn)と該部品に対するレーザビーム
による反射光を検出する4点P、、 P、、 P3およ
びP4の関係図、矛6図はこの発明による基板取付部品
の位置検査装置の実施例における全体のブロック系統図
、矛7図は矛6図における検査過程を述べるフローチャ
ートである、 1・・・チップ部品    2川基板 3・・・洋学系      4・・・レーザ光線5・・
・投光レンズ    6・・・振動ミラー7・・・レー
ザービーム  8・・・受光レンズ9・・・受光素子 
    1o・・・搬送ステージ10c・・・押しばね
   11・・・信号処理部13・・・プリンタ 第1図 (b)(久) ど (C)(〆) 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  レーザ光源、投光レンズ、振動ミラーよりな
    り、被検基板に対して垂直方向とある小さい角度で投光
    できCかつ該被検基板上でX方向4該基板のシさの範囲
    にレーザスポットを走査できる投光部と、上記基板上に
    取付けられたチップ部品の上面よりの上記スポットの反
    射光を受光でき、上記基板の上面よりの上記スポットの
    反射光を排除して受光しない受光レンズとりニアアレイ
    センサを用いた受光素子よりなる受光部とにより構成さ
    れた光学系を有し、さらに上記被検基板の定められた1
    隅を高精度に位置決めして装着でき上記X方向のスポッ
    トの走査の終了毎にY方向に移動できる搬送ステージを
    有することを特徴とする基板取付部品の位置検出装置。
  2. (2)搬送ステージが長方形で、かつ該長方形の2辺に
    沿っである一定の幅の部分が他の部分より適轟な高さの
    段差を有し、該段差の交点に被検基板の上記定められた
    一隅を圧着できる押えバネを有することを特徴とする特
    許請求範囲矛1項記載の基板取付部品の位置検査装置。
JP58011520A 1983-01-28 1983-01-28 基板取付部品の位置検出装置 Pending JPS59137803A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61120908A (ja) * 1984-11-19 1986-06-09 Nippon Kogaku Kk <Nikon> マ−ク位置検出装置
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