JPH02187619A - 実装済プリント基板の検査装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は実装済プリント基板の検査装置に関するもので
、特に細く絞ったビームスポットを用いて実装された部
品の位置ずれ、はんだ不良、ノ・ンダブリッジなどを検
査せんとするものである。

従来の技術 従来、実装済プリント基板の部品位置ずれ、欠品、はん
だ不良、はんだブリッジなどを検査する装置として、マ
ルチスリット光とカメラを用いる方法がある。

以下、図面を参照しながら説明する。第６図において５
５．５６は各々スリット光を照射する照射装置であり、
６４はカメラ、６７は実装済プリント基板である。２つ
のスリット光を実装済プリント基板５７に対して斜め上
方よりそれぞれの光軸が直行するように照射し、上方よ
りカメラ６４で観察すると三角測量の原理で実装部品の
高さを測定できる。また、このときマルチスリット照射
装置５５．６６を交互に照射することにより、Ｘ、Ｙ方
向（第６図参照）の部品位置を知ることができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、はんだ付は前に
おける実装部品の位置測定などは可能であるが、はんだ
つけ工程後の正確なはんだ而の検査は、困難である。な
ぜなら、はんだ面は鏡面に近いため、はんだ面のむきと
カメラの位置関係によっては、反射光が強すぎてカメラ
が飽和してしまう場合や、逆に反射光か弱すぎて検出で
きない場合が生じるからである。

課題を解決するだめの手段 本説明に実装済プリント基板の検査装置は、回転駆動さ
れる回転体と、その回転体に対して相対的に検査すべき
プリント基板を移動せしめる手段と、前記回転体の回転
中心を中心とする略同一円周上に位置して、それぞれ前
記プリント基板に略垂直な方向よりビームスポットを照
射して、そのビームスポットが前記回転体の回転に伴っ
て順次プリント基板を走査するように前記回転体に配置
された複数のビームスポット発生手段と、前記回転体に
それぞれの前記ビームスポットを中心として放射状に配
置され、前記プリント基板よりの反射光を受光する複数
の第一の光電変換手段と、前記ビームスポットの光軸に
沿った反射光のエネルギーを計測する第二〇光電変換手
段とを有することを特徴とするものである。

作用 上記構成によれば、ビームスポットの反射光を受光する
第一〇光電変換手段をビームスポットの周囲に複数個配
置しているため、はんだ而の向きにより反射光が変化し
てもそれに対応して反射光を受光することができるため
、はんだ面の高さ及び輝度を測定することができ、あら
かじめ登録しである正しいはんだ形状等と比較すること
により実装済プリント基板の良否を判断することができ
る。しかし、はんだ面は種々雑多な形状をしているため
はんだ面の傾きいかんでは形状が正しく取れない場合が
ある。なぜなら、第一の光電変換手段において、第５図
に示すように三角測量の原理を用いて距離を測定する光
学系の距離センサー５　・−７ として半導体装置検出素子（ＰＳＤ）、すなわちある所
定の長さを有しており、受光点の位置に応じて複数（２
つ）の出力端子の出力が相対的に変化し各々の出力の比
でもって光点の位置、すなわち距離が計測でき、各々の
出力の和でもって輝度を測定できるようなものを使用し
た場合、はんだ面の傾きが急峻な時第−〇光電変換手段
に入る光量が僅となり、前記ＰＳＤの許容範囲を下回っ
た場合はＰＳＤの出力の比を計測しても正しい高さとは
ならない場合がある。このようなとき本説明では、第二
の光電変換手段を用いてはんだ面を計測することかでき
る。すなわち第二の光電変換手段は、照射ビームに沿っ
た方向の反射光量であるだめ、照射ビームスポットに垂
直な面からの反射光量は非常に大きいが、照射ビームに
対して斜めになっている面からの反射光量は小さくなる
。実装済プリント基板において、はんだが付くべき場所
にはんだがあれば、一般はんだ面は傾斜しているので第
二〇光電変換手段からの出力は小さいが、はんだが付い
てない場合は、第二〇光電変換手段からの出力は大きく
なる。これにより第一の光電変換手段ではんだ面の形状
がはっきりしない場合でも、第二〇光電変換手段により
ある程度はんだ面の傾きを予想することができる。さら
に、はんだがついていない場合、及び、はんだの傾斜が
極端にゆるやかな場合、すなわち、はんだ部分が不良で
ある場合も第二〇光電変換手段により抽出が可能である
。

実施例 以下、本発明の一実施例の実装済プリント基板検査装置
について、図面を参照にしながら説明する。

第１図は、ビームスポット投光用光学系と受光用光学系
群である第一〇光電変換素子群および第二の光電変換素
子が一体となった単位検査装置の斜視図である。１は、
たとえばレーザービームを使ったビームスポット投光用
光学系、２，４，６゜８は前記ビームスポットの反射面
からの反射光を受け、その反射面の高さ及び輝度情報を
得るため、前記ビームスポットのまわりに配置された半
導体７・＼−ノ 位置検出素子（以下ＰＳＤと呼ぶ）のような第一の光電
変換素子群である。このＰＳＤは所定の長さを有し、Ｐ
ＳＤ上の光スポットの位置に応じて複数の出力端子の出
力が相対的に変化するものであり、これにはＣＯＤライ
ンセンサーなどを用いることも可能である。

３．５，７．９は、第６図に示すように、三角測量を行
うために実装済プリント基板からの反射ビームをＰＳＤ
２．４．６．８上に各々結像するだめのレンズもしくは
レンズ群である。

１ｏはハーフミラ−であり、ビームスポットの光軸に沿
った反射光をレンズもしくはレンズ群を介して、第二の
光電変換手段１１へ導くものである。

第２図は、第１図と同様なビームスポット投光用光学系
と受光用光学系群である第一〇光電変換素子群および第
二〇光電変換素子が一体となった単位検査装置の他の実
施例の斜視図である。ただ、ビームスポットに沿った反
射光を第二〇光電変換手段１１へ導く手段として、第１
図のハーフミラ−１０に代え、穴あきミラー１２を用い
たものである。

第３図は、検査装置全体の斜視図である。１７゜１８．
１９．２０は第１図あるいは第２図に示した光学系群が
一体となった一つの単位検査装置である。１６はモータ
ー等の駆動源（図示せず）によりほぼ一定速度で回転駆
動される回転円盤である。１７．１８，１９．２０は回
転円盤１６の中心に対して同一円周上にほぼ等間隔に配
置され、回転円盤１６の回転に伴って、前記ビームスポ
ットが順次実装法プリント基板１４を走査するように構
成されている。従って実装済プリント基板１４を第３図
に示すｘ＋　３’　＋　ｚ座標系のｙ方向へ順次移動す
ることにより実装済プリント基板１４の全体をビームス
ポットによシ走査することが可能となる。２１は現在単
位検査装置１８で走査している軌跡を示しており、２２
は直前に単位検査装置１９で走査した軌跡を示している
。第３図において、単位検査装置１８が走査完了すると
実装済プリント基板１４がｙ軸方向へ一定量だけ移動し
て、次の単位検査装置１７の走査開始前に移動が完了す
るようになっており、無駄な時間がなく最小時間で検査
を終了することができる。

第４図は、第一〇光電変換手段、及び第二〇光電変換手
段からの反射光により高さ情報、輝度情報などを得るた
めの本装置の電気回路を示している。２３は第一の光電
変換素子２０２つの電流出力から割算器５２を通して高
さ情報を得、前記２つの電流出力の和よりオペアンプ５
３を通して輝度情報を得ている回路である。２４．２５
．２６も２３と同様な検出回路であり、第一の光電変換
素子群である４、６．８に接続されている。本実施例の
場合、第一〇光電変換素子群として４個使用されている
ため、高さ、輝度情報もビームスポットの当る一つの光
点に対して４個出力される。

２７は４個の高さ情報から１つの高さ情報を得るための
高さ情報選択回路であり、選択方法としては、例えば４
つの平均を取る方法がある。２８は２７と同様に４つの
輝度情報から１つの輝度情報を得るための輝度選択回路
であり、選択方法とし１ｏ　、　、 て例えば最大レベルを取る方法がある。３１は第二の光
電変換手段１１に接続され、輝度情報を得て、その出力
をム／Ｄ変換する輝度発生回路である。前記２つの選択
回路２７．２８及び、輝度発生回路３１の出力は、ＣＰ
ｔｌ３０のバスに接続されているＲＡＭ２９へ送られる
。前記ＣＰＵ３０は、前記ＲＡＭ２９より読み出された
高さ、輝度情報と、あらかじめ記憶されている基準とな
る実装済プリント基板の高さ情報、輝度情報とを比較す
ることによシ被検査実装済プリント基板の良否を判別す
る。このとき、ＲＡＭ２９に取り込まれた第二〇光電変
換手段の出力情報を用いて、あらかじめ予想される面形
状になっているかをさらに精度よく判断することができ
る。前記第二の光電変換手段の出力情報は、特にはんだ
面の形状においては反射光量が非常に小さくなったり、
非常に大きくなったりして第一〇光電変換手段に使用さ
れているＰＳＤのダイナミックレンジを越えるような場
合、正しく高さを認識しなくなるので非常に有効となる
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ビームスポットを実装済
プリント基板へほぼ垂直に照射し、その光軸の廻シに受
光系である第一、第二の光電変換素子群を配置し、それ
ら照射、受光光学系群が一体となって走査して行くこと
により、従来の検査機では困難であったはんだ面の検査
が良好に行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のプリント基板の検査方法の
一実施例におけるビームスポット投光用光学系と受光用
光学系が一体となった一単位の検査装置の斜視図、第３
図は同実施例の要部を示す斜視図、第４図は同検査機の
電気回路ブロック図、第５図は第一〇光電変換手段に使
用されている三角測量の原理を示す図、第６図は従来の
プリント基板検査装置の斜視図である。 １・・・・・・ビームスポット照射光学系、２，４，６
゜８・・・・・第一の光電変換素子、３　、５　、７　
、９　、１３・・・・・レンズ、１０・・・・・ハーフ
ミラ−１１１・・・・・第二〇光電変換素子群、１２・
・・・・・穴あきミラー１４・・・・・・検査対象基板
、１６・・・・・（ロ）転円盤、１７゜１８．１９．２
０・・・・・・光学系群が一体となった一つの単位検査
装置、２３．２４．２５．２６・・・・・高さ、輝度演
算回路、２７・・・・・高さ情報選択回路、２８・・・
・・・輝度情報選択回路、３１・・・・・・輝度発生回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転駆動される回転体と、その回転体に対して相対的
   に検査すべきプリント基板を移動せしめる手段と、前記
   回転体の回転中心を中心とする略同一円周上に位置して
   、それぞれ前記プリント基板に略垂直な方向よりビーム
   スポットを照射して、そのビームスポットが前記回転体
   の回転に伴って順次プリント基板を走査するように前記
   回転体に配置された複数のビームスポット発生手段と、
   前記回転体にそれぞれの前記ビームスポットを中心とし
   て放射状に配置され、前記プリント基板よりの反射光を
   受光する複数の第一の光電変換手段と、前記ビームスポ
   ットの光軸に沿った反射光のエネルギーを計測する第二
   の光電変換手段とを有することを特徴とする実装済プリ
   ント基板の検査装置。