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JP5427222B2 - Appearance inspection device - Google Patents

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JP5427222B2 JP2011236314A JP2011236314A JP5427222B2 JP 5427222 B2 JP5427222 B2 JP 5427222B2 JP 2011236314 A JP2011236314 A JP 2011236314A JP 2011236314 A JP2011236314 A JP 2011236314A JP 5427222 B2 JP5427222 B2 JP 5427222B2
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Description

本発明は、電子部品が実装されたプリント配線板の実装状態を検査する外観検査装置に関し、特に高密度実装された配線板の外観検査に用いて好適な外観検査装置に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus for inspecting the mounting state of a printed wiring board on which electronic components are mounted, and more particularly to an appearance inspection apparatus suitable for use in appearance inspection of a wiring board mounted with high density.

従来、プリント配線板にICやLSI、抵抗器やコンデンサ等の電子部品を実装するに際しては、近年の電子機器の小型化、高性能化、低コスト化の要請から、表面実装技術が広く用いられている。   Conventionally, when mounting electronic components such as ICs, LSIs, resistors and capacitors on printed wiring boards, surface mounting technology has been widely used due to recent demands for smaller, higher performance and lower cost electronic devices. ing.

プリント配線板に電子部品等を表面実装するに当たっては、先ず、ガラスエポキシ等のリジッドのプリント配線板にクリーム半田印刷や銅箔のエッチング等により配線パターンや電子部品が実装されるパッドが形成される。次いで、スクリーン印刷等によってパッドにクリーム半田が印刷された後、自動部品搭載機等によって所定の位置に表面実装部品を搭載し、リフロー半田付けを行う。製造後、外観検査装置によって実装状況や半田付け状況等の外観検査が行われ、また、回路の導通検査、電気的動作の機能確認が行われる。   When surface-mounting an electronic component or the like on a printed wiring board, a pad on which a wiring pattern or an electronic component is mounted is first formed on a rigid printed wiring board such as glass epoxy by cream solder printing or copper foil etching. . Next, after cream solder is printed on the pad by screen printing or the like, a surface mounting component is mounted at a predetermined position by an automatic component mounting machine or the like, and reflow soldering is performed. After the manufacturing, an appearance inspection such as a mounting state and a soldering state is performed by an appearance inspection apparatus, and a circuit continuity inspection and a function check of electrical operation are performed.

ここで、電子部品等が表面実装されたプリント配線板の外観検査では、自動検査装置による検査と目視による検査が併用され、自動検査装置による外観検査によってNGとされたプリント配線板について、目視による外観検査を行い、実装不良の態様を確認している。   Here, in the appearance inspection of the printed wiring board on which the electronic components and the like are surface-mounted, the inspection by the automatic inspection apparatus and the inspection by the visual inspection are used in combination, and the printed wiring board which is determined to be NG by the visual inspection by the automatic inspection apparatus is visually observed. Appearance inspection is performed to check the mode of mounting failure.

自動検査装置による外観検査としては、プリント配線板上部から2次元画像を撮像した撮像データと輝度データとを用いた方法、あるいはプリント配線板の3次元表面形状の計測データを用いた方法等が知られている。後者の例としては、半田実装する部品の3次元形状データに基づくマスタパターンと、部品実装後に3次元画像センサによって計測した3次元計測データとの照合を行う外観検査方法や(例えば、特許文献1参照)、クリーム半田を印刷するためのパッドを囲う検査枠を予め設定して記憶させ、部品実装後に3次元計測によって計測した半田の延出部が前記検査枠と交差するか否かによって半田ブリッジを検出する外観検査装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。   As an appearance inspection by an automatic inspection apparatus, a method using imaging data obtained by capturing a two-dimensional image from the upper part of the printed wiring board and luminance data, or a method using measurement data of the three-dimensional surface shape of the printed wiring board is known. It has been. Examples of the latter include an appearance inspection method in which a master pattern based on three-dimensional shape data of a component to be solder-mounted is compared with three-dimensional measurement data measured by a three-dimensional image sensor after component mounting (for example, Patent Document 1). See), an inspection frame surrounding a pad for printing cream solder is set and stored in advance, and a solder bridge is determined depending on whether or not the extended portion of the solder measured by three-dimensional measurement after component mounting intersects the inspection frame. There is known an appearance inspection apparatus that detects the above (for example, see Patent Document 2).

しかし、これら自動検査装置による外観検査はいずれも推定検査であり、また、不良品の流出防止の観点から実装不良と評価する閾値を厳しく設定していることから、NGと評価されたプリント配線板が実際に実装不良を起こしているか、どのような実装不良が起きているかを目視による外観検査を行うことで確認している。目視による外観検査は、外観目視検査装置を用いて行われている。   However, these visual inspections by these automatic inspection devices are all presumed inspections, and since the threshold value for evaluating mounting defects is strictly set from the viewpoint of preventing the outflow of defective products, the printed wiring board evaluated as NG Are actually inspected by visual inspection to determine whether or not mounting defects actually occur. Visual appearance inspection is performed using an appearance visual inspection apparatus.

外観目視検査装置は、自動検査装置において実装不良とされたプリント配線板を支持する支持部と、自動検査装置において実装不良とされた特定の箇所を撮像するカメラと、カメラを実装不良とされた箇所に移動させる移動手段とを備える。カメラが撮像した画像は、外観目視検査装置と接続されたモニタに表示される。なお、カメラは、プリント配線板の法線方向から撮像する正面カメラと、プリント配線板の斜め方向から撮像する斜めカメラとを備えることで、実装不良箇所を詳細に撮像、表示することができる。   The visual appearance inspection device includes a support unit that supports a printed wiring board that has been poorly mounted in the automatic inspection device, a camera that images a specific portion that has been poorly mounted in the automatic inspection device, and a camera that is poorly mounted. Moving means for moving to a location. The image captured by the camera is displayed on a monitor connected to the visual appearance inspection device. The camera includes a front camera that captures an image from the normal direction of the printed wiring board and an oblique camera that captures an image from the oblique direction of the printed wiring board.

外観目視検査装置は、自動検査装置において特定された不良箇所の位置データを用いて予めカメラによって撮像しモニタ表示する検査ポイントを特定し、当該検査ポイントに合わせてカメラを移動させる。これにより、検査者は、モニタに表示された検査ポイントを確認することで、容易に外観検査を行うことができる。   The visual appearance inspection apparatus specifies an inspection point to be imaged and displayed in advance by a camera using position data of a defective portion specified by the automatic inspection apparatus, and moves the camera according to the inspection point. Thereby, the inspector can easily perform an appearance inspection by confirming the inspection points displayed on the monitor.

特開平7−91932号公報JP-A-7-91932 特開2004−317291号公報JP 2004-317291 A 特開2008−191106号公報JP 2008-191106 A

ところで、近年のプリント配線板では高密度実装の観点から基板の両面に表面実装が行われていることも多いことから、外観検査装置は、電子部品が実装されていないプリント配線板の外側縁を支持する必要がある。しかし、プリント配線板の外側縁を支持すると、プリント配線板の自重や、電子部品の重量が加わるために、反りが生じる場合がある。   By the way, in recent printed wiring boards, surface mounting is often performed on both sides of the board from the viewpoint of high-density mounting, so that the appearance inspection apparatus uses the outer edge of the printed wiring board on which electronic components are not mounted. Need to support. However, if the outer edge of the printed wiring board is supported, warpage may occur due to the weight of the printed wiring board and the weight of the electronic component.

このように外観検査装置に支持されたプリント配線板に反りが生じると、自動検査装置において特定された不良箇所と、外観目視検査装置において当該不良箇所の位置データを用いて特定された検査ポイントとの間にずれが生じ、本来確認すべき不良箇所と異なる箇所を撮像、表示するおそれがある。   When warping occurs in the printed wiring board supported by the appearance inspection device in this way, the defective portion specified in the automatic inspection device, and the inspection point specified using the position data of the defective portion in the visual appearance inspection device, There is a possibility that a difference occurs between the first and second positions, and a portion different from the defective portion to be confirmed is captured and displayed.

近年のプリント配線板では小型化された電子部品が高密度に表面実装されていることから、カメラで撮像すべき不良箇所も狭小化されているため、不良箇所と検査ポイントとがずれた場合に、実装不良を起こしている電子部品をモニタの表示から特定することは困難である。   In recent printed wiring boards, miniaturized electronic components are surface-mounted with high density, so the number of defective areas to be imaged by the camera is also narrowed, so if the defective area and the inspection point are misaligned It is difficult to identify the electronic component causing the mounting failure from the display on the monitor.

そこで、本発明は、プリント配線板に反りが生じた場合にも、検査ポイントを不良箇所に合わせて表示し、確実に外観検査を行うことができる外観検査装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus capable of displaying an inspection point in accordance with a defective portion and performing an appearance inspection reliably even when a printed wiring board is warped.

上述した課題を解決するために、本発明に係る外観検査装置は、電子部品が実装された配線基板の外側縁を支持する支持部と、検査対象となる上記電子部品を撮像する撮像装置と、上記配線基板の法線方向に拡散して上記配線基板の法線を含む面に存在する面をなし、検査対象となる上記電子部品について設定された要検査部位を通過する扇状の第1の光線を斜め上方から照射する第1の照射装置と、上記配線基板の法線方向に拡散して上記配線基板の法線を含む面に存在する面をなし、上記電子部品の上記要検査部位を通過する扇状の第2の光線を斜め上方から照射する第2の照射装置とを備え、上記第1の光線と第2の光線とが交叉することにより、上記配線基板の検査ポイントを示し、上記撮像装置は、上記配線基板の法線方向から撮像する第1のカメラと、上記配線基板に対して斜め上方から撮像する第2のカメラとを備え、上記第2のカメラの光軸と上記配線基板の法線とがなす面が、上記第1の照射装置方は上記第2の照射装置のいずれかの光線とがなす面と同一平面上に位置するものである。 In order to solve the above-described problem, an appearance inspection apparatus according to the present invention includes a support unit that supports an outer edge of a wiring board on which an electronic component is mounted, an imaging device that images the electronic component to be inspected, The fan-shaped first fan that diffuses in the normal direction of the wiring board, forms a surface that exists on the surface including the normal line of the wiring board, and passes through the inspection target site set for the electronic component to be inspected. A first irradiation device that irradiates light from obliquely above; and a surface existing on a surface including the normal line of the wiring board by diffusing in a normal direction of the wiring board; A second irradiating device that irradiates the fan-shaped second light beam passing through obliquely from above, and indicates the inspection point of the wiring board by crossing the first light beam and the second light beam, The imaging device is in the normal direction of the wiring board. A first camera that captures an image and a second camera that captures an image of the wiring board obliquely from above; a surface formed by an optical axis of the second camera and a normal line of the wiring board; The first irradiation apparatus is located on the same plane as the surface formed by any one of the light beams of the second irradiation apparatus.

本発明によれば、第1の光線と第2の光線との交線は、配線基板上において光線の交点として表示され、この交点は、配線基板の反りに応じて要検査部位が昇降しても、配線基板上に映る光線の交点もZ軸に沿って追従し、常に配線基板の検査ポイントPとして指し示す。これにより、本発明によれば、照射装置によって照射される光線の交点を撮像装置によって捉えることで、確実に外観検査を行うことができる。   According to the present invention, the intersection line between the first light beam and the second light beam is displayed as the intersection of the light rays on the wiring board. However, the intersection of the light rays reflected on the wiring board also follows along the Z axis, and is always indicated as the inspection point P of the wiring board. Thereby, according to this invention, an external appearance test | inspection can be reliably performed by catching the intersection of the light ray irradiated with an irradiation apparatus with an imaging device.

外観検査装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an external appearance inspection apparatus. 外観検査装置を示す正面図である。It is a front view which shows an external appearance inspection apparatus. 支持部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a support part. 撮像装置の装置本体の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the apparatus main body of an imaging device. レーザ照射装置による検査ポイントPを表示する構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure which displays the test | inspection point P by a laser irradiation apparatus. 要検査部位と検査ポイントPとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a to-be-tested site | part and the test | inspection point P. FIG. モニタに表示される検査ポイントPを示す図である。It is a figure which shows the test | inspection point P displayed on a monitor. 検査ポイントPをモニタの中心に位置するように補正した状態を示す図である。It is a figure which shows the state correct | amended so that the test | inspection point P might be located in the center of a monitor.

以下、本発明が適用された外観検査装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。   Hereinafter, an appearance inspection apparatus to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

以下では、本発明を目視検査装置に適用した場合を例に説明する。この外観検査装置1は、ICやLSI、抵抗器やコンデンサ等の各種電子部品が表面実装されたプリント配線板の実装状態を目視検査するために用いられるものであり、図1、図2に示すように、箱状の外筐体2を備え、図示しないPC等の制御部3によって制御される。また、外観検査装置1は、モニタ4と接続され、撮像した画像をモニタ4に表示し、検査者による目視検査が可能とされている。   Below, the case where this invention is applied to a visual inspection apparatus is demonstrated to an example. This appearance inspection apparatus 1 is used to visually inspect the mounting state of a printed wiring board on which various electronic components such as ICs, LSIs, resistors and capacitors are surface-mounted, and are shown in FIGS. Thus, the box-shaped outer casing 2 is provided and controlled by a control unit 3 such as a PC (not shown). The appearance inspection apparatus 1 is connected to a monitor 4 and displays a captured image on the monitor 4 so that a visual inspection by an inspector is possible.

[外筐体]
外観検査装置1は、外筐体2内に、プリント配線板5を支持する支持部6と、支持部6に支持されたプリント配線板の検査ポイントを撮像する撮像装置7と、プリント配線板の検査ポイントを示すレーザ照射装置8と、装置全体の動作を制御する制御部3とを備える。
[Outer housing]
The appearance inspection apparatus 1 includes a support unit 6 that supports the printed wiring board 5, an imaging device 7 that captures an inspection point of the printed wiring board supported by the support unit 6, and a printed wiring board. The laser irradiation apparatus 8 which shows an inspection point and the control part 3 which controls operation | movement of the whole apparatus are provided.

外筐体2は、正面側が開口され、床面11上に設けられている支持部6にプリント配線板5を出し入れ可能とされている。また、外筐体2は、上側に撮像装置7が配設され、また、側方にレーザ照射装置8が配設されている。さらに、外筐体2は、内部を照明する図示しない照明手段が設けられている。   The outer casing 2 is open on the front side, and the printed wiring board 5 can be taken in and out of the support portion 6 provided on the floor surface 11. The outer casing 2 is provided with an imaging device 7 on the upper side and a laser irradiation device 8 on the side. Further, the outer casing 2 is provided with illumination means (not shown) for illuminating the inside.

[支持部]
支持部6は、プリント配線板5の外側縁5aを支持する支持フレーム12と、支持フレーム12を床面11の面内方向において移動させ、プリント配線板5と撮像装置7との相対位置を移動させるステージ機構13とを備える。
[Supporting part]
The support unit 6 moves the relative position between the printed circuit board 5 and the imaging device 7 by moving the support frame 12 that supports the outer edge 5 a of the printed circuit board 5 and the support frame 12 in the in-plane direction of the floor surface 11. And a stage mechanism 13 to be provided.

支持フレーム12は、図3に示すように、プリント配線板5の長辺を支持する一対の長辺フレーム12a,12bと、長辺フレーム12a,12bの各両端側に設けられたコーナブロック14とを有する。支持フレーム12は、2対のコーナブロック14がそれぞれ連結バー15で連結されている。また、長辺フレーム12a,12bの背面には長辺プレート16a,16bが配設されている。外筐体2の前面側に設けられた長辺プレート16aには、長手方向に沿ってスリット17が形成され、プリント配線基板5の位置決めを行う固定ピン18が挿通されている。   As shown in FIG. 3, the support frame 12 includes a pair of long side frames 12 a and 12 b that support the long side of the printed wiring board 5, and corner blocks 14 that are provided at both ends of the long side frames 12 a and 12 b. Have The support frame 12 has two pairs of corner blocks 14 connected by connecting bars 15. Long side plates 16a and 16b are disposed on the back surfaces of the long side frames 12a and 12b. A slit 17 is formed in the long side plate 16 a provided on the front surface side of the outer housing 2 along the longitudinal direction, and a fixing pin 18 for positioning the printed wiring board 5 is inserted.

長辺フレーム12a,12bは、相対向してプリント配線板5の下面を支持する支持面が張り出し形成され、これによりプリント配線板5の外側縁5aを支持する。また、支持フレーム12は、外筐体2の背面側の長辺フレーム12bが、両側のコーナブロックが連結バー15に沿って前後方向にスライドすることで、外筐体2の前面側の長辺フレーム12aに対して近接離間可能とされ、また、固定ピン18をスリット17に沿ってスライドさせることによりプリント配線板5を左側のコーナブロック14に当接させることで、あらゆるサイズのプリント配線板5を支持することができる。   The long side frames 12a and 12b are formed so as to face each other so as to support the lower surface of the printed wiring board 5, and thereby support the outer edge 5a of the printed wiring board 5. Further, the support frame 12 has a long side frame 12b on the back side of the outer casing 2 and a long side on the front side of the outer casing 2 as the corner blocks on both sides slide back and forth along the connecting bar 15. The printed wiring board 5 can be brought close to and away from the frame 12a, and the printed wiring board 5 is brought into contact with the left corner block 14 by sliding the fixing pin 18 along the slit 17, so that the printed wiring board 5 of any size can be obtained. Can be supported.

支持フレーム12は、プリント配線板5の電子部品が実装されていない外側縁5aを下側から支持することにより、両面実装されたプリント配線板5についても、下面の実装部品に付加をかけることなく支持することができる。   The support frame 12 supports the outer edge 5a on which the electronic components of the printed wiring board 5 are not mounted from the lower side, so that the printed wiring board 5 mounted on both sides can be added to the lower mounting components. Can be supported.

ステージ機構13は、支持フレーム12を一体に支持するX軸テーブル13aと、X軸テーブルをY方向へ移動可能に支持するYテーブル13bとを備える。X軸テーブル13aおよびY軸テーブル13bは、制御信号に基づいて動作するモータを備えており、これらモータを駆動することによりX軸テーブル13aがX方向へ、Y軸テーブル13bがY方向へ、支持フレーム12を一体に移動させる。   The stage mechanism 13 includes an X-axis table 13a that integrally supports the support frame 12, and a Y table 13b that supports the X-axis table so as to be movable in the Y direction. The X-axis table 13a and the Y-axis table 13b include motors that operate based on control signals. By driving these motors, the X-axis table 13a is supported in the X direction and the Y-axis table 13b is supported in the Y direction. The frame 12 is moved together.

[撮像装置]
支持フレーム12に支持されたプリント配線板5の実装不良箇所を撮像する撮像装置7は、外筐体2の上側で支持されることにより、実装不良箇所を上側から撮像するものである。撮像装置7は、図4に示すように、カメラ光軸を支持フレーム12に支持されたプリント配線板5の法線方向に向けた正面用カメラ20と、カメラ光軸をプリント配線板5に対して斜めに傾けた斜め用カメラ21とを備える。正面用カメラ20及び斜め用カメラ21は、それぞれレンズ鏡筒内に所定の撮像レンズ及び撮像素子が組み込まれている。
[Imaging device]
The imaging device 7 that captures an improper mounting location of the printed wiring board 5 supported by the support frame 12 is supported on the upper side of the outer casing 2 to image an improper mounting location from above. As shown in FIG. 4, the imaging device 7 includes a front camera 20 with the camera optical axis directed in the normal direction of the printed wiring board 5 supported by the support frame 12, and the camera optical axis with respect to the printed wiring board 5. And an oblique camera 21 that is inclined obliquely. The front camera 20 and the oblique camera 21 each have a predetermined imaging lens and imaging element incorporated in a lens barrel.

撮像装置7は、斜め用カメラ21が正面用カメラ20を介して反対側に設けられ、これら正面用カメラ20及び斜め用カメラ21が装置本体7a内で一体化されることによりカメラユニットを構成する。また、撮像装置7は、正面用カメラ20の光軸αを中心に回転可能とされ、斜め用カメラ21によって、あらゆる方角から実装不良箇所を撮像可能とされている。 The imaging device 7 is provided with an oblique camera 21 on the opposite side via the front camera 20, and the front camera 20 and the oblique camera 21 are integrated in the apparatus body 7a to constitute a camera unit. . The imaging device 7 can be rotated around the optical axis α 1 of the front camera 20, and the mounting defects can be imaged from any direction by the oblique camera 21.

なお、撮像装置7は、正面用カメラ20、斜め用カメラ21にフォーカス機能やズーム機能を備えてもよく、あるいは、これらの機能を備えず、深い被写界深度を実現するための焦点距離と絞りを有し、パンフォーカス撮影が可能なカメラを用いて撮影を行い、制御部3の処理によって適切な画像サイズで表示するようにしてもよい。   Note that the imaging device 7 may have a focus function and a zoom function in the front camera 20 and the oblique camera 21, or does not have these functions, and a focal length for realizing a deep depth of field. Photographing may be performed using a camera having an aperture and capable of pan-focus photographing, and may be displayed with an appropriate image size by processing of the control unit 3.

撮像装置7は、後述するレーザ照射装置8によって示されたレーザ光の交点を検査ポイントPとして撮像できるように、レーザ照射装置8によって形成される交線Lの延長線上に予め正面用カメラ20の光軸αが一致するとともに、斜め用カメラ21の光軸αが当該交線L上を通過するように設計されている。 The imaging device 7 has the front camera 20 in advance on an extension line of the intersection line L formed by the laser irradiation device 8 so that an intersection point of laser light indicated by the laser irradiation device 8 described later can be imaged as an inspection point P. It is designed such that the optical axis α 1 coincides and the optical axis α 2 of the oblique camera 21 passes on the intersection line L.

なお、撮像装置7は、斜め用カメラ21を複数設けてもよい。例えば、撮像装置7は、高倍率カメラと低倍率カメラとからなる1対の斜め用カメラ21を設けることにより、検査箇所に応じて使い分けることができる。また、撮像装置7は、複数の斜め用カメラ21を正面要カメラ20の光軸α1の光軸周りに、等間隔で配置してもよく又は不等間隔で配置してもよい。   Note that the imaging device 7 may include a plurality of oblique cameras 21. For example, the imaging device 7 can be used properly according to the inspection location by providing a pair of oblique cameras 21 including a high magnification camera and a low magnification camera. The imaging device 7 may arrange a plurality of oblique cameras 21 around the optical axis α <b> 1 of the front camera 20 at equal intervals or at irregular intervals.

[レーザ照射装置]
次いで、支持フレーム12に支持されたプリント配線板5の検査ポイントを指し示すレーザ光を照射するレーザ照射装置8について説明する。レーザ照射装置8は、可視光レーザを照射する装置であり、撮像装置7の装置本体7a内に、互いに交叉する扇状のレーザ光を斜め上方からプリント配線板5上に照射する第1、第2のレーザ照射装置8a,8bを備える。第1、第2のレーザ照射装置8a,8bは、装置本体7a内において、照射するレーザ光が互いに直交するように配置されることが好ましい。
[Laser irradiation equipment]
Next, the laser irradiation apparatus 8 that irradiates a laser beam indicating the inspection point of the printed wiring board 5 supported by the support frame 12 will be described. The laser irradiation device 8 is a device that irradiates a visible light laser, and irradiates a fan-shaped laser beam crossing each other onto the printed wiring board 5 obliquely from above in the device main body 7a of the imaging device 7. Laser irradiation devices 8a and 8b. The first and second laser irradiation apparatuses 8a and 8b are preferably arranged in the apparatus main body 7a so that the laser beams to be irradiated are orthogonal to each other.

第1のレーザ照射装置8aは、自動検査装置30で予めプリント配線板5上に設定された要検査部位を通過する第1のレーザ光を照射する。同様に、第2のレーザ照射装置8bは、予めプリント配線板5上に設定された要検査部位を通過する第2のレーザ光を照射する。第1、第2のレーザ光は、いずれも支持フレーム12に支持されたプリント配線板5の法線方向に拡散する扇状の光線であり、互いに交叉することにより、プリント配線板5上に検査ポイントPを交点として指し示す。   The first laser irradiation device 8 a irradiates the first laser beam that passes through the inspection target site set in advance on the printed wiring board 5 by the automatic inspection device 30. Similarly, the 2nd laser irradiation apparatus 8b irradiates the 2nd laser beam which passes the to-be-inspected site | part set on the printed wiring board 5 previously. Each of the first and second laser beams is a fan-shaped light beam that diffuses in the normal direction of the printed wiring board 5 supported by the support frame 12, and crosses each other to thereby inspect the inspection points on the printed wiring board 5. Point P as an intersection.

検査ポイントPは、外観検査装置1による目視検査に先立って行われた自動検査装置30による検査によって、実装不良が疑われる要検査部位が特定され、この要検査部位の位置データに基づいて、支持フレーム12に支持されたプリント配線板5上に設定された目視検査が必要な箇所をいう。撮像装置7は、この検査ポイントPを撮像するように、予め第1、第2のレーザ光の交線L上に正面用カメラ20の光軸αを一致させる位置に設けられ、支持フレーム12は、要検査部位の位置データを参照して、第1、第2のレーザ光の交線L上に要検査部位が位置するようにステージ機構13によって移動される。 The inspection point P is determined based on the position data of the inspection required part by specifying the inspection required part where the mounting defect is suspected by the inspection by the automatic inspection apparatus 30 performed prior to the visual inspection by the visual inspection apparatus 1. It refers to a place that requires a visual inspection set on the printed wiring board 5 supported by the frame 12. Imaging device 7, so as to image the inspection point P, provided in advance a first position to match the optical axis alpha 1 of the second front camera 20 in the laser beam of the intersection line on the L, the support frame 12 Is moved by the stage mechanism 13 so that the site to be inspected is positioned on the intersection line L of the first and second laser beams with reference to the position data of the site to be inspected.

ここで、図6(a)に示すように、プリント配線板5に反りが生じていなければ、自動検査装置30によって設定された要検査部位の位置データに基づいてプリント配線板5と撮像装置7との相対位置を設定することで、斜め用カメラ21で目視検査が必要な検査ポイントPを捉えることができる。しかし、図6(b)に示すように、支持フレーム12に支持されたプリント配線板5に下反りが生じた場合、あるいは図6(c)に示すように、支持フレーム12に支持されたプリント配線板5に上反りが生じた場合、自動検査装置30において特定された要検査部位と、自動検査装置30によって設定された要検査部位の位置データに基づいて外観検査装置1において支持フレーム12に支持されたプリント配線板5と撮像装置7との相対位置を設定すると、モニタ4に表示される斜め用カメラ21の画像と実際の要検査部位との間にずれが生じる。   Here, as shown in FIG. 6A, if the printed wiring board 5 is not warped, the printed wiring board 5 and the image pickup device 7 are based on the position data of the site to be inspected set by the automatic inspection device 30. By setting the relative position, the inspection point P that requires visual inspection with the oblique camera 21 can be captured. However, as shown in FIG. 6B, when the printed wiring board 5 supported by the support frame 12 is warped, or as shown in FIG. 6C, the print supported by the support frame 12 is printed. When the wiring board 5 is warped, the appearance inspection apparatus 1 has the support frame 12 on the basis of the position data of the inspection required site specified by the automatic inspection apparatus 30 and the position of the inspection required area set by the automatic inspection apparatus 30. When the relative position between the supported printed wiring board 5 and the imaging device 7 is set, a deviation occurs between the image of the oblique camera 21 displayed on the monitor 4 and the actual inspection target site.

図6(c)では、プリント配線基板5が上反りしたために、斜め用カメラ21の光軸αは、要検査部位の手前を捉え、図6(b)では、プリント配線基板5が下反りしたために、斜め用カメラ21の光軸αは、要検査部位の先を捉えている。このように、自動検査装置30によって設定された要検査部位のデータに基づいてプリント配線板5と撮像装置7との相対位置を設定したのでは、目視検査が必要な検査ポイントPを捉えることができず、検査者は、どの表面実装部品のどの位置を目視すればよいのか判らなくなる。特に近年では、表面実装部品として、0603チップ等の一辺が1mmに満たない極小のチップ部品が用いられ、これら極小チップが高密度に実装されることから、モニタ上で検査ポイントPを確認することが困難となる。 In FIG. 6 (c), to the printed circuit board 5 is cambered, the optical axis alpha 2 oblique camera 21, captures the front of the main test site, in FIG. 6 (b), the underlying printed wiring board 5 warp to the optical axis alpha 2 oblique camera 21 captures the tip of a main test site. As described above, when the relative position between the printed wiring board 5 and the imaging device 7 is set based on the data of the site requiring inspection set by the automatic inspection device 30, it is possible to capture the inspection point P that requires visual inspection. This is not possible, and the inspector cannot know which position of which surface mount component should be viewed. In particular, in recent years, ultra-small chip parts with a side of less than 1 mm, such as 0603 chips, are used as surface-mounted parts, and these mini-chips are mounted with high density, so check the inspection point P on the monitor. It becomes difficult.

そこで、外観検査装置1では、レーザ照射装置8によって、自動検査装置30によって設定された要検査部位のデータに基づいて設定された当該要検査部位を通過するレーザ光を照射する。このレーザ光は、プリント配線板5の法線方向に拡散する扇状の光線であり、互いに交叉することにより、互いの交線Lがプリント配線板5の要検査部位を通過する法線方向のZ軸を形成する(図5)。   Therefore, in the appearance inspection apparatus 1, the laser irradiation device 8 irradiates the laser beam that passes through the inspection required site set based on the data of the inspection required site set by the automatic inspection device 30. This laser light is a fan-shaped light beam that diffuses in the normal direction of the printed wiring board 5, and crosses each other so that the crossing line L passes through the inspection site of the printed wiring board 5 in the normal direction Z. A shaft is formed (FIG. 5).

この交線Lは、プリント配線板5上においてレーザ光の交点として表示され、この交点は、図7に示すように、プリント配線板5の反りに応じて要検査部位が昇降しても、プリント配線板5上に映るレーザ光の交点もZ軸に沿って追従し、常にプリント配線板5の検査ポイントPとして指し示す。これにより、外観検査装置1によれば、レーザ照射装置8によって照射されるレーザ光の交点を撮像装置7によって捉えるようにすることで、確実に検査ポイントPを撮像し、モニタに表示させることができる。   This intersection line L is displayed on the printed wiring board 5 as an intersection of the laser beams. As shown in FIG. 7, this intersection point is printed even if the site to be inspected moves up and down according to the warp of the printed wiring board 5. The intersection of the laser beams reflected on the wiring board 5 also follows the Z axis and is always indicated as the inspection point P of the printed wiring board 5. As a result, according to the appearance inspection apparatus 1, by capturing the intersection of the laser beams irradiated by the laser irradiation apparatus 8 with the imaging apparatus 7, the inspection point P can be reliably imaged and displayed on the monitor. it can.

[制御部]
制御部3は、検査者の操作に応じて外観検査装置1の各部を制御することにより目視検査を実行させるものであり、例えばPC等の情報処理端末を用いて構成することができる。制御部3は、自動検査装置30より、目視検査の対象となったプリント配線板5の要検査部位の位置データを受け取る。そして、制御部3は、当該位置データに基づき、レーザ照射装置8の第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交線上に要検査部位が位置するように、ステージ機構13を駆動し支持フレーム12の位置を調整する。
[Control unit]
The control unit 3 performs visual inspection by controlling each unit of the appearance inspection apparatus 1 according to the operation of the inspector, and can be configured using an information processing terminal such as a PC. The control unit 3 receives from the automatic inspection device 30 the position data of the site requiring inspection of the printed wiring board 5 that has been subject to visual inspection. Based on the position data, the controller 3 moves the stage mechanism 13 so that the site to be inspected is located on the intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b of the laser irradiation device 8. To adjust the position of the support frame 12.

これにより、プリント配線板5に反りが生じ、要検査部位が反りに応じて上下方向に移動した場合にも、第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交点は各レーザ光の交線Lに沿って、すなわちプリント配線板5の法線方向に沿って移動するため、常にプリント配線板5の要検査部位を検査ポイントPとして指し示すことができる。   As a result, even when the printed wiring board 5 is warped and the region to be inspected is moved in the vertical direction according to the warp, the intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b is the laser. Since it moves along the intersection line L of light, that is, along the normal line direction of the printed wiring board 5, it is possible to always indicate the inspection required part of the printed wiring board 5 as the inspection point P.

次いで、制御部3は、撮像装置7の正面カメラ20及び斜め用カメラ21でプリント配線板5の要検査部位を撮像し、モニタ4に撮像装置7によって撮像された画像を表示する。この画像には、検査ポイントPとして、第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交点が表示されているため、検査者は、この交点を目印に容易に要検査部位の検査を行うことができる。   Next, the control unit 3 captures an image of the inspection target portion of the printed wiring board 5 with the front camera 20 and the oblique camera 21 of the imaging device 7 and displays an image captured by the imaging device 7 on the monitor 4. In this image, since the intersection of each laser beam of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b is displayed as the inspection point P, the inspector can easily identify the site to be inspected by using this intersection as a mark. Inspection can be performed.

また、制御部3は、モニタ4の中心に、検査ポイントPを表示するようにしてもよい。すなわち、プリント配線板5が撓むことにより、要検査部位が上下方向に移動することにより、撮像装置7の撮像画像においても、図7に示すように、要検査部位を示す検査ポイントPがモニタ4上において中心からずれることがあり、反りが大きい場合などはモニタ4に表示されなくなるおそれもある。   Further, the control unit 3 may display the inspection point P at the center of the monitor 4. That is, as the printed wiring board 5 bends and the required inspection site moves in the vertical direction, the inspection point P indicating the inspection required site is also monitored in the captured image of the imaging device 7 as shown in FIG. 4 may deviate from the center, and if the warp is large, the monitor 4 may not be displayed.

そこで、制御部3は、図8に示すように、第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交点をモニタ4の中心にくるように制御することで、目視検査の利便性を向上させることができる。この制御は、例えば、撮像装置7によってパンフォーカス撮影された原画像のトリミング範囲を、第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交点を中心に設定し所定の画像サイズでモニタ4表示することにより行うことができる。あるいは、この制御は、撮像装置7の斜め用カメラ21に、画角の調節機能と、第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交点を探索、検知する機能とを与え、当該レーザ光の交点を中心に撮像することにより行うこともできる。   Therefore, as shown in FIG. 8, the control unit 3 controls the intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b to be at the center of the monitor 4, thereby making it convenient for visual inspection. Can be improved. In this control, for example, the trimming range of the original image pan-focused by the image pickup device 7 is set around the intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b, with a predetermined image size. This can be done by displaying on the monitor 4. Alternatively, this control gives the oblique camera 21 of the imaging device 7 a function of adjusting the angle of view and a function of searching for and detecting the intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b. It can also be performed by taking an image around the intersection of the laser beams.

このとき、外観検査装置1は、図4に示すように、斜め用カメラ21と第1又は第2のレーザ照射装置8a,8bの一方とを同一方向に向けて、あるいは対向して配置し、斜め用カメラ21の光軸αとプリント配線板5の法線とがなす面S1と、プリント配線板5の法線方向に拡散する第1又は第2のレーザ照射装置8a,8bの一方のレーザ光がなす面S2とが同一平面上に位置するようにしてもよい。 At this time, as shown in FIG. 4, the appearance inspection apparatus 1 is arranged such that the oblique camera 21 and one of the first or second laser irradiation apparatuses 8a and 8b are directed in the same direction or face each other. and forming surface S1 and the normal line of the optical axis alpha 2 and the printed wiring board 5 of the oblique camera 21, the first or second laser irradiation device 8a to diffuse in the normal direction of the printed circuit board 5, one of 8b The surface S2 formed by the laser beam may be positioned on the same plane.

これにより、図8に示すように、当該第1又は第2のレーザ照射装置8a,8bの一方が照射するレーザ光は、モニタ4に表示される斜め用カメラ21の画像において上下方向に照射されY軸を構成する。また、第1又は第2のレーザ照射装置8a,8bの他方が照射するレーザ光は、モニタ4に表示される斜め用カメラ21の画像において左右方向に照射されX軸を構成する。したがって、検査ポイントPも当該Y軸上に位置することとなり、モニタ4の中心に検査ポイントPを位置させるに際しては、Y軸に沿って、斜め用カメラ21の画像トリミング範囲の調整、あるいは斜め用カメラ21の画角調整を行うことができ、調整を容易に行うことができる。   Thereby, as shown in FIG. 8, the laser light emitted by one of the first or second laser irradiation devices 8a and 8b is irradiated in the vertical direction in the image of the oblique camera 21 displayed on the monitor 4. Constructs the Y axis. Further, the laser beam emitted by the other of the first or second laser irradiation devices 8a and 8b is irradiated in the left-right direction in the image of the oblique camera 21 displayed on the monitor 4 to constitute the X axis. Therefore, the inspection point P is also located on the Y axis, and when the inspection point P is positioned at the center of the monitor 4, the adjustment of the image trimming range of the oblique camera 21 or the oblique use is performed along the Y axis. The angle of view of the camera 21 can be adjusted, and the adjustment can be easily performed.

[他の構成]
なお、上述した外観検査装置1では、支持部6に支持フレーム12をXY方向に移動させるステージ機構13を設けることとしたが、本発明は、撮像装置7にX、Y、Z方向の移動機構を設け、プリント配線板5と撮像装置7との相対位置を移動させるようにしてもよい。
[Other configurations]
In the appearance inspection apparatus 1 described above, the stage mechanism 13 that moves the support frame 12 in the X and Y directions is provided in the support unit 6. However, in the present invention, the X and Y and Z direction moving mechanisms are provided in the imaging apparatus 7. And the relative position between the printed wiring board 5 and the imaging device 7 may be moved.

また、上述した外観検査装置1では、レーザ照射装置8の第1、第2のレーザ照射装置8a,8bの各レーザ光の交線と撮像装置7の正面用カメラ20の光軸とが一致するように予め両者の位置を固定し、支持部6をXY方向に移動させて、要検査部位をレーザ光の交線上に位置させていたが、本発明は、レーザ照射装置8及び撮像装置7が組み込まれた装置本体7aにX、Y、Z方向の移動機構を設けてもよい。   In the appearance inspection apparatus 1 described above, the intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation apparatuses 8a and 8b of the laser irradiation apparatus 8 coincides with the optical axis of the front camera 20 of the imaging apparatus 7. As described above, both positions are fixed in advance and the support portion 6 is moved in the X and Y directions so that the site to be inspected is positioned on the crossing line of the laser light. However, in the present invention, the laser irradiation device 8 and the imaging device 7 are You may provide the moving mechanism of the X, Y, Z direction in the apparatus main body 7a incorporated.

さらに、上述した外観検査装置1では、装置本体7a内に撮像装置及びレーザ照射装置8を組み込みユニット化したが、本発明は、撮像装置7とレーザ照射装置8とを別々に構成し外筐体2に組み込んでもよい。   Further, in the appearance inspection apparatus 1 described above, the imaging apparatus and the laser irradiation apparatus 8 are incorporated into the apparatus main body 7a to form a unit. However, in the present invention, the imaging apparatus 7 and the laser irradiation apparatus 8 are separately configured and the outer casing is formed. 2 may be incorporated.

この場合、レーザ照射装置8として、各レーザ光が直交するように第1のレーザ照射装置8a及び第2のレーザ照射装置8bを配置した場合、一方にX方向及びZ方向の移動機構を設け、他方にY方向及びZ方向の移動機構を設けてもよい。第1のレーザ照射装置8a及び第2のレーザ照射装置8bは、それぞれZ方向の移動機構を設けることにより、レーザの照射角度を調整することができる。したがって、要検査部位との間に高さのある電子部品が搭載され、これによりレーザ光が遮光される場合にも、照射位置を上げることによりレーザ光を要検査部位に照射することができる。   In this case, as the laser irradiation device 8, when the first laser irradiation device 8a and the second laser irradiation device 8b are arranged so that the respective laser beams are orthogonal, a moving mechanism in the X direction and the Z direction is provided on one side, On the other hand, a moving mechanism in the Y direction and the Z direction may be provided. The first laser irradiation device 8a and the second laser irradiation device 8b can each adjust the laser irradiation angle by providing a moving mechanism in the Z direction. Therefore, even when an electronic component having a height is mounted between the inspection target site and the laser beam is shielded thereby, the laser beam can be irradiated to the inspection target site by raising the irradiation position.

また、この場合、斜め用カメラ21の光軸αと第1又は第2のレーザ照射装置8a,8bの一方のレーザ光がなす面S2とが同一平面上に位置させる配置は、撮像装置7を正面用カメラ20の光軸を中心に回転させることで容易に構成することができる。 In this case, the arrangement in which the optical axis alpha 2 and the first or second laser irradiation device 8a, and the one forming surface S2 laser light is 8b is positioned on the same plane of the oblique camera 21, the imaging device 7 Can be easily configured by rotating around the optical axis of the front camera 20.

また、上記では本発明に係る外観検査装置を、目視検査装置に適用した場合を例に説明したが、本発明は、自動検査装置に適用してもよい。この場合も、要検査部位を第1、第2のレーザ照射装置8a、8bの各レーザ光の交点として示し、この交点を検出し斜め用カメラ21で撮像するように制御することで、確実に要検査部位を捉え、この撮像画像や位置データを目視検査に供することができる。   Moreover, although the case where the appearance inspection apparatus according to the present invention is applied to a visual inspection apparatus has been described above as an example, the present invention may be applied to an automatic inspection apparatus. In this case as well, it is ensured that the site to be inspected is shown as an intersection of the laser beams of the first and second laser irradiation devices 8a and 8b, and this intersection is detected and controlled to be imaged by the oblique camera 21. It is possible to capture a site to be inspected and use this captured image and position data for visual inspection.

1 外観目視検査装置、2 外筐体、3 制御部、4 モニタ、5 プリント配線板、6 支持部、7 撮像装置、8 レーザ照射装置、11 床面、12 支持フレーム、13 ステージ機構、20 正面用カメラ、21 斜め用カメラ、30 自動検査装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Appearance visual inspection apparatus, 2 outer casing, 3 control part, 4 monitor, 5 printed wiring board, 6 support part, 7 imaging device, 8 laser irradiation apparatus, 11 floor surface, 12 support frame, 13 stage mechanism, 20 front Camera, 21 oblique camera, 30 automatic inspection equipment

Claims (8)

電子部品が実装された配線基板の外側縁を支持する支持部と、
検査対象となる上記電子部品を撮像する撮像装置と、
上記配線基板の法線方向に拡散して上記配線基板の法線を含む面に存在する面をなし、検査対象となる上記電子部品について設定された要検査部位を通過する扇状の第1の光線を斜め上方から照射する第1の照射装置と、
上記配線基板の法線方向に拡散して上記配線基板の法線を含む面に存在する面をなし、上記電子部品の上記要検査部位を通過する扇状の第2の光線を斜め上方から照射する第2の照射装置とを備え、
上記第1の光線と第2の光線とが交叉することにより、上記配線基板の検査ポイントを示し、
上記撮像装置は、上記配線基板の法線方向から撮像する第1のカメラと、上記配線基板に対して斜め上方から撮像する第2のカメラとを備え、
上記第2のカメラの光軸と上記配線基板の法線とがなす面が、上記第1の照射装置方は上記第2の照射装置のいずれかの光線とがなす面と同一平面上に位置する外観検査装置。
A support portion for supporting the outer edge of the wiring board on which the electronic component is mounted;
An imaging device for imaging the electronic component to be inspected;
The fan-shaped first fan that diffuses in the normal direction of the wiring board, forms a surface that exists on the surface including the normal line of the wiring board, and passes through the inspection target site set for the electronic component to be inspected. A first irradiating device that irradiates light rays obliquely from above;
Diffusing in the normal direction of the wiring board, forming a surface existing on the surface including the normal line of the wiring board, and irradiating the fan-shaped second light beam passing through the inspection target site of the electronic component from diagonally above And a second irradiation device that
By crossing the first light beam and the second light beam, an inspection point of the wiring board is indicated,
The imaging apparatus includes a first camera that captures an image from a normal direction of the wiring board, and a second camera that captures an image of the wiring board from obliquely above,
The surface formed by the optical axis of the second camera and the normal line of the wiring board is located on the same plane as the surface formed by any one of the light beams of the second irradiation device in the first irradiation device. Appearance inspection device.
上記第1、第2の照射装置と、上記撮像装置とは、上記第1のカメラの光軸と、上記第1の光線と第2の光線との交線とが一致するように配置されている請求項1記載の外観検査装置。   The first and second irradiation devices and the imaging device are arranged so that an optical axis of the first camera and an intersection line of the first light beam and the second light beam coincide with each other. The visual inspection apparatus according to claim 1. 上記支持部を上記配線基板の面内方向に移動させる移動部材を備える請求項2記載の外観検査装置。   The visual inspection apparatus according to claim 2, further comprising a moving member that moves the support portion in an in-plane direction of the wiring board. 上記撮像装置が撮像した画像を写すモニタと、
上記第1の光線と上記第2の光線との交点を上記モニタの中心に合わせて表示するように上記モニタ画像を制御する制御手段とを備える請求項1記載の外観検査装置。
A monitor that captures an image captured by the imaging device;
The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to control the monitor image so as to display an intersection of the first light beam and the second light beam in accordance with a center of the monitor.
上記第1の照射装置及び上記第2の照射装置を、上記配線基板の法線方向へ移動させる移動手段を備える請求項1記載の外観検査装置。   The appearance inspection apparatus according to claim 1, further comprising moving means for moving the first irradiation apparatus and the second irradiation apparatus in a normal direction of the wiring board. 上記第1の照射装置及び上記第2の照射装置を、上記配線基板の面内方向へ移動させる移動手段を備える請求項6記載の外観検査装置。   The visual inspection apparatus according to claim 6, further comprising a moving unit that moves the first irradiation device and the second irradiation device in an in-plane direction of the wiring board. 上記第1の照射装置及び上記第2の照射装置は、上記第1の光線と上記第2の光線とが直交するように配置されている請求項1記載の外観検査装置。   The visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the first irradiation device and the second irradiation device are arranged so that the first light beam and the second light beam are orthogonal to each other. 上記撮像装置を上記配線基板の面内方向及び上記配線基板の法線方向の全部又は一部に移動させる移動手段を備える請求項1記載の外観検査装置。   The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising a moving unit configured to move the imaging device in all or part of an in-plane direction of the wiring board and a normal direction of the wiring board.
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