(57)【要約】【課題】プリント基板の突き当て部に形成され検査部位が略Ｌ字形状になっている半田フィレットの良否判定を簡便な方法で精度良く行う。【解決手段】プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源１１と、ライン光源とプリント基板同士の突き当て部を結んだ直線に対して角度を持ち、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置されたカメラ１２と、画像入力手段と、画像を光切断法によりランド部の切断画像として処理する画像処理手段２１２，２１３と、切断画像に基づき半田付け部位良否検査を行う形状特徴パラメータ及び位置パラメータの検査パラメータを抽出する検査パラメータ抽出手段２１４と、検査パラメータに基づき半田付け部位良否を判定する半田付け部位良否判定手段２２１と、判定結果を出力する出力手段２２２とを備える。【選択図】図３
2010197252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板同士を突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字形状の半田付け部位の外観検査を行う半田付け部位の外観検査装置であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラと、
前記ライン光源の照光時に前記カメラで検査対象となるランド部を撮影し、撮影した画像を入力する画像入力手段と、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として処理する画像処理手段と、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田付け部位良否検査を行う形状特徴パラメータ及び位置パラメータからなる検査パラメータを抽出する検査パラメータ抽出手段と、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田付け部位良否を判定する半田付け部位良否判定手段と、
前記判定した結果を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする半田付け部位の外観検査装置。
【請求項２】
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から、画像処理後の２本の基準線とこれら２本の基準線が交わる基準線交点を求め、前記基準線交点と光切断法によって得られたランド部の切断画像に基づいて、半田良否判定の位置パラメータとしての半田領域の３次元上の実際の高さを算出すると共に、前記半田領域を示すランド部の切断画像、前記基準線交点、及び前記基準線とから半田良否判定の形状特徴パラメータを抽出することを特徴とする、請求項１に記載の半田付け部位の外観検査装置。
【請求項３】
プリント基板同士突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字形状の半田付け部位間のブリッジ有無の外観検査を行う半田付け部位の外観検査装置であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラと、
前記ライン光源の照光時に検査対象となる隣り合うランド間を前記カメラで撮影し、撮影した画像を入力する画像入力手段と、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として処理する画像処理手段と、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田付け部位間良否検査を行う検査パラメータを抽出する検査パラメータ抽出手段と、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田付け部位間良否を判定する半田付け部位間良否判定手段と、
前記判定した結果を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする半田付け部位の外観検査装置。
【請求項４】
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から、画像処理後の２本の基準線とこれら２本の基準線が交わる基準線交点を求めると共に、前記基準線交点と２本の基準線のそれぞれから前記ランド間のブリッジ有無判定のパラメータを抽出することを特徴とする、請求項３に記載の半田付け部位の外観検査装置。
【請求項５】
プリント基板同士を突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字状の半田付け部位の外観検査方法であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラを用意し、
前記ライン光源の照光時に前記カメラで検査対象となるランド部を撮影し、撮影した画像を入力し、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として画像処理し、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田付け部位良否検査を行う形状特徴パラメータ及び位置パラメータからなる検査パラメータを抽出し、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田付け部位良否を判定し、
前記判定した結果を出力することを特徴とする半田付け部位の外観検査方法。
【請求項６】
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から基準線交点を求め、前記基準線交点と光切断法によって得られたランド部の切断画像に基づいて、半田良否判定の位置パラメータとしての半田領域の３次元上の実際の高さを算出すると共に、前記半田領域を示すランド部の切断画像の形状特徴、位置、前記基準線交点とから半田良否判定のパラメータを抽出することを特徴とする、請求項５に記載の半田付け部位の外観検査方法。
【請求項７】
プリント基板同士を突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字形状の半田付け部位間のブリッジ有無の外観検査を行う半田付け部位の外観検査方法であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位をなす一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラを用意し、
前記ライン光源の照光時に前記カメラで検査対象となる隣り合うランド間を撮影し、撮影した画像を入力し、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として画像処理し、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田ランド間良否の検査パラメータを抽出し、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田ランド間の良否を判定し、
前記判定した結果を出力することを特徴とする半田付け部位の外観検査方法。
【請求項８】
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から、画像処理後の２本の基準線とこれら２本の基準線が交わる基準線交点を求め、前記基準線交点と２本の基準線のそれぞれからランド間のブリッジ有無判定のパラメータとしての距離を抽出することを特徴とする、請求項７に記載の半田付け部位の外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライン光源を用いた半田付け部位の外観検査装置及び外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般的に行われているプリント板の半田付け部位の外観検査は、線状のスリット光を対象物に投光し、このスリット光により対象物の表面に描かれた光切断像を検出し、検出された光切断像から線状の光切断線を抽出するようになっている。そして、この光切断線よりノイズを除去したり部分切断された断線部に対して光切断線の接続処理を行う前処理を行ったりした後、この前処理された光切断線の形状的特長を計数し、予め設定された判定閾値と比較し、形状の良否の判定を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−９６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の検査方法によると、例えば、プリント基板同士の縁部を側面視略Ｌ字状をなすように突き当てて各プリント基板の各縁部のランドを電気的に接続する半田付け部位のように検査部位が略Ｌ字形状になっている場合、検査対象物が平面状の基板に載った半田の場合と比較すると、照射したスリット光の反射光が基板などを照らしてノイズとなってしまうことが多い。そのため、光切断線を抽出しても前処理を行う際に求めたい光切断線が判断できず、形状の良否判定が行えないという問題がある。
【０００５】
また、半田付け部の表面に鏡面部と非鏡面部とが混在しており、照射したスリット光が反射してしまい、連続した光切断線を作成することができず、部分切断された状態で良否判定を行わざるを得ない。そのため、判定に必要なパラメータを複数用意しておくことになり、処理が複雑で煩雑となってしまうという問題がある。これは近年の半田の鉛フリー化に伴い、顕著となっている。
【０００６】
本発明の目的は、プリント基板の突き当て部に形成され、各プリント基板の突き当て部のランドを互いに電気的に接続するような検査部位が略Ｌ字形状になった半田付け部位（半田フィレット）の良否判定を簡便な方法で精度良く行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の半田付け部位の外観検査装置は、
プリント基板同士を突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字形状の半田付け部位の外観検査を行う半田付け部位の外観検査装置であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラと、
前記ライン光源の照光時に前記カメラで検査対象となるランド部を撮影し、撮影した画像を入力する画像入力手段と、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として処理する画像処理手段と、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田付け部位良否検査を行う形状特徴パラメータ及び位置パラメータからなる検査パラメータを抽出する検査パラメータ抽出手段と、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田付け部位良否を判定する半田付け部位良否判定手段と、
前記判定した結果を出力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の請求項５に記載の半田付け部位の外観検査方法は、
プリント基板同士を突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字状の半田付け部位の外観検査方法であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラを用意し、
前記ライン光源の照光時に前記カメラで検査対象となるランド部を撮影し、撮影した画像を入力し、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として画像処理し、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田付け部位良否検査を行う形状特徴パラメータ及び位置パラメータからなる検査パラメータを抽出し、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田付け部位良否を判定し、
前記判定した結果を出力することを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の半田付け部位の外観検査装置及び請求項５に記載の半田付け部位の外観検査方法によると、略Ｌ字形状の半田付け部位の外観検査を行う際に、複雑で多数の判定パラメータを用意することなく、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の外観検査を簡便で精度良く行うことができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の半田付け部位の外観検査装置は、請求項１に記載の半田付け部位の外観検査装置において、
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から、画像処理後の２本の基準線とこれら２本の基準線が交わる基準線交点を求め、前記基準線交点と光切断法によって得られたランド部の切断画像に基づいて、半田良否判定の位置パラメータとしての半田領域の３次元上の実際の高さを算出すると共に、前記半田領域を示すランド部の切断画像、前記基準線交点、及び前記基準線とから半田良否判定の形状特徴パラメータを抽出することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載の半田付け部位の外観検査方法は、請求項５に記載の半田付け部位の外観検査方法において、
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照射して光切断法によって得られた２本の光切断線から基準線交点を求め、前記基準線交点と光切断法によって得られたランド部の切断画像に基づいて、半田良否判定の位置パラメータとしての半田領域の３次元上の実際の高さを算出すると共に、前記半田領域を示すランド部の切断画像の形状特徴、位置、前記基準線交点とから半田良否判定のパラメータを抽出することを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の半田付け部位の外観検査装置及び請求項６に記載の半田付け部位の外観検査方法によると、ノイズ処理や部分断線に対する接続処理といった前処理を行うことなく、半田付け部位の外観検査を精度良く行うことができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の半田付け部位の外観検査装置は、
プリント基板同士突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字形状の半田付け部位間のブリッジ有無の外観検査を行う半田付け部位の外観検査装置であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって照射する線状のライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラと、
前記ライン光源が照射して前記カメラで検査対象となる隣り合うランド間を前記カメラで撮影し、撮影した画像を入力する画像入力手段と、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として処理する画像処理手段と、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田付け部位間良否検査を行う検査パラメータを抽出する検査パラメータ抽出手段と、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田付け部位間良否を判定する半田付け部位間良否判定手段と、
前記判定した結果を出力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載の半田付け部位の外観検査方法は、
プリント基板同士を突き当てた突き当て部に形成され前記各プリント基板のランドを電気的に接続する略Ｌ字形状の半田付け部位間のブリッジ有無の外観検査を行う半田付け部位の外観検査方法であって、
検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位をなす一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され前記プリント基板同士の突き当て部に向かって線状の光を照射するライン光源と、
前記ライン光源と前記プリント基板同士の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、前記ライン光源が前記半田付け部位を照光する角度と異なる角度から当該半田付け部位を撮影するカメラを用意し、
前記ライン光源の照光時に前記カメラで検査対象となる隣り合うランド間を撮影し、撮影した画像を入力し、
前記入力した画像を、光切断法により検査対象の切断画像として画像処理し、
前記画像処理を行った切断画像に基づき、半田ランド間良否の検査パラメータを抽出し、
前記抽出した検査パラメータに基づき、半田ランド間の良否を判定し、
前記判定した結果を出力することを特徴としている。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の半田付け部位の外観検査装置及び請求項７に記載の半田付け部位の外観検査方法によると、略Ｌ字形状の半田付け部位間のブリッジ有無の検査を行う際に、複雑で多数の判定パラメータを用意することなく、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位間のブリッジ有無の外観検査を簡便で精度良く行うことができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の半田付け部位の外観検査装置は、請求項３に記載の半田付け部位の外観検査装置において、
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から、画像処理後の２本の基準線とこれら２本の基準線が交わる基準線交点を求めると共に、前記基準線交点と２本の基準線のそれぞれから前記ランド間のブリッジ有無判定のパラメータを抽出することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の請求項８に記載の半田付け部位の外観検査方法は、請求項７に記載の半田付け部位の外観検査方法において、
前記検査パラメータ抽出手段は、前記ライン光源が前記各プリント基板を照光して光切断法によって得られた２本の光切断線から、画像処理後の２本の基準線とこれら２本の基準線が交わる基準線交点を求め、前記基準線交点と２本の基準線のそれぞれからランド間のブリッジ有無判定のパラメータとしての距離を抽出することを特徴としている。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の半田付け部位の外観検査装置及び請求項８に記載の半田付け部位の外観検査方法によると、ノイズ処理や部分断線に対する接続処理を行うといった前処理を行うことなく、半田付け部位の外観検査や半田付け部位間のブリッジ有無の外観検査を精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、プリント基板の突き当て部に形成され、各プリント基板のランドを電気的に接続するような検査部位が略Ｌ字形状になっている半田フィレットの良否判定を簡便な方法で精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置及び外観検査方法を適用する略Ｌ字状半田部の良品及び不良品を様々な形態で示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１において、ライン光源及びカメラを設置した状態を示す斜視図である。
【図４】図３において互いに突き当てられたプリント基板をライン光源やカメラ等と共に示す正面図である。
【図５】図３において互いに突き当てられたプリント基板をライン光源やカメラ等と共に示す側面図である。
【図６】図１に示した半田付け部位の外観検査装置を用いた外観検査方法を示す概略フローチャートである。
【図７】図１における良品の半田部（Ｇ）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【図８】図１における不良品の第１の態様である半田過多の半田部（Ｆ−１）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【図９】図１における不良品の第２の態様である未半田の半田部（Ｆ−２）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【図１０】図１における不良品の第３の態様であるプリント基板の一側にのみ半田がある場合の未接合の半田部（Ｆ−３）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【図１１】半田ランド部良品判定ロジックを説明するパラメータと条件と論理式を示す一覧表である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置及び外観検査方法を適用する略Ｌ字状半田部の形成されたランド間の良品（ブリッジなし）及び不良品（ブリッジあり）を示す概略斜視図である。
【図１３】図１２においてライン光源及びカメラを設置した状態を示す斜視図である。
【図１４】図１２に示したランド間良品（Ｌ−Ｇ）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【図１５】図１２に示したランド間不良品（Ｌ−Ｂ）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【図１６】半田ランド間良品判定ロジックを説明するパラメータと条件と論理式を示す一覧表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置及び外観検査方法について図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置及び外観検査方法を適用する略Ｌ字状半田部の良品及び不良品を様々な形態で示す概略斜視図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置の概略構成を示すブロック図である。また、図３は、図１において、ライン光源及びカメラを設置した状態を示す斜視図である。また、図４は、図３において互いに突き当てられたプリント基板をライン光源やカメラ等と共に示す正面図である。また、図５は、図３において互いに突き当てられたプリント基板をライン光源やカメラ等と共に示す側面図である。
【００２３】
図１においては、プリント基板同士の縁部を側面視略Ｌ字状をなすように突き当てた状態で各縁部のランドを電気的に接続する半田付け部位、即ち略Ｌ字形状の半田であって良品と不良品の混ざった検査部位がプリント基板５１，５２の突き当て部に沿って所定間隔隔てて形成されている。この場合、プリント基板５１，５２の突き当て部に沿って最も左側に良品の半田部（Ｇ）、その右側に３種類の異なる態様を有した不良品の半田部（Ｆ）を例示的に並べて示している。
【００２４】
互いに突き当てられるプリント基板５１，５２は、例えば製品が光電スイッチの場合、一方のプリント基板が電子部品実装用基板をなし、他方のプリント基板がＬＥＤ表示素子実装用基板をなしている。そして、各プリント基板に実装された電子部品や電気部品のそれぞれの電気的接続を図るために、各プリント基板の縁部の突き当て部に一部が互いに接するランド部が形成され、このランド部に半田が固着されて両プリント基板の電気的導通を図っている。
【００２５】
図１における不良品の半田部（Ｆ）は、不良品の第１の態様である半田過多の半田部（Ｆ−１）と、不良品の第２の態様である未半田の半田部（Ｆ−２）と、不良品の第３の態様である基板の一側にのみ半田がある場合の未接合の半田部（Ｆ−３）とからなる。なお、未半田の半田部（Ｆ−２）は、プリント基板５１側のみに予備半田がある状態となり、未接合の半田部（Ｆ−３）は、プリント基板５１とプリント基板５２とが半田で接合されていない状態となっている。
【００２６】
半田付け部位の外観検査装置１は、図２乃至図４に示すように、前述した検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部の外観検査を行う装置であって、ライン光源１１と、検査対象部位を撮影するカメラ１２と、カメラ１２からの画像を入力すると共に画像処理する画像処理装置２１と、検査パラメータにより検査部位の半田良否を判定すると共に判定結果を表示する検査装置２２を備えている。
【００２７】
なお、図２において画像処理装置２１と検査装置２２は一体として示されているが、これらは別体であっても良い。
【００２８】
ライン光源１１は、検査対象をなす略Ｌ字形状の半田付け部位の略中心位置に垂直に配置し、カメラ１２の撮影は斜めから行うようになっている。これらライン光源１１とカメラ１２と略Ｌ字形状の半田付け部位相互の配置関係については、図３乃至図５に基づいて明確化されている。より詳細には、ライン光源１１は、図３及び図４に示すように、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位をなす一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置されている。そして、ライン光源１１は、各プリント基板５１，５２と半田付け部位や半田付け部位間に線状のスリット光を照射するようになっている。なお、このスリット光は、各プリント基板５１，５２に対して垂直に照射され、ライン光は、略Ｌ字形状とほぼ直角をなすように照射される。
【００２９】
また、カメラ１２は、例えばＣＣＤカメラからなり、図５に示すように、ライン光源とプリント基板５１，５２の突き当て部とを結んだ直線に対して角度を持ち、かつ、検査対象となる略Ｌ字形状の半田付け部位の一辺と他辺の交点を始点として各辺と等角度をなす２等分線上に配置され、半田付け部位を斜めから撮影するようになっている。より詳細には、カメラ１２は、ライン光源１１が半田付け部位を照光する角度と異なる角度から半田付け部位を撮像するようになっている。
【００３０】
なお、本実施形態においては、プリント基板５１，５２同士の突き当て部５０からライン光源１１までの延長線とプリント基板５１，５２同士の突き当て部５０からカメラ１２までの延長線のなす角度は、ライン光源１１側から見て約３０度となっている（図５参照）。また、ライン光源１１及びカメラ１２はプリント基板５１，５２同士の突き当て部に沿って平行に移動可能になっており、移動しながらライン光源１１によって線状のスリット光が照射された各半田付け部位及び隣接する半田付け部位間をそれぞれ撮像するようになっている。なお、上述の角度は、本発明にとって好適な一例を挙げたものであり、当該角度はこの具体的な値に限定されるものではない。
【００３１】
画像入力手段２１１は、スリット光を照射した状態で検査対象をカメラ１２で撮影し、撮影した画像を入力するようになっている。
【００３２】
そして、ライン光源１１及びカメラ１２を例えばロボットのアーム先端に取り付けてプリント基板５１，５２の一方の端部から他方の端部に向かって平行移動させ、検査対象となる半田付け部位（図１参照）及び隣り合う半田付け部位間（図１２参照）を逐次撮影し、画像入力手段２１１を通して画像処理装置２１で検査画像を取得し、検査装置２２で外観検査結果の合否を判定するようになっている。
【００３３】
画像処理装置２１と検査装置２２は、図２に示すように上述した画像入力手段２１１に加えて、半田ランド部画像処理手段２１２と、半田ランド間画像処理手段２１３と、良否判定パラメータ抽出手段２１４と、良否判定手段２２１と、判定結果出力手段２２２を有し、撮影された画像に基づき、半田ランド部切断画像と半田ランド間切断画像を抽出する（図７〜図１０、図１４及び図１５参照）。そして、取得した画像を元に、外観検査合否判定を行うために検査パラメータを抽出し、この検査パラメータに基づいて外観検査の合否の判定を行うようになっている。
【００３４】
ここで、半田ランド部画像処理手段２１２は、画像入力手段によって入力された半田ランド部の画像を公知の光切断法によって画像処理する手段である。また、半田ランド間画像処理手段２１３は、画像入力手段によって入力された半田ランド間の画像を光切断法によって画像処理する手段である。また、良否判定パラメータ抽出手段２１４は、半田付け部位の良否（半田ランド部の良否）の判定を行うパラメータを処理画像から抽出すると共に、半田付け部位間の良否（ブリッジ有無）の判定を行うパラメータを処理画像から抽出する手段である。また、良否判定手段２２１は、良否判定パラメータ抽出手段によって抽出されたパラメータに基づいて半田付け部位の良否（半田ランド部の良否）や半田付け部位間の良否（ブリッジ有無）の判定を行う手段である。また、判定結果出力手段２２２は、良否判定手段２２１において判断された半田付け部位の良否（半田ランド部の良否）及び半田付け部位間の良否（ブリッジ有無）を出力する手段であるからである。
【００３５】
以下、本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置を用いた外観検査方法の基本的な流れを、図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
最初に、略Ｌ字状の半田画像入力ありか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、略Ｌ字状の半田画像入力がない場合は、この半田画像が入力されるまでこのルーチンを繰り返す。ステップＳ１１で略Ｌ字状の半田画像入力ありと判断した場合、半田ランド部か、半田ランド間かの何れかにより以降の処理を分岐する（ステップＳ１２）。その際の判断方法の一例として、事前に登録されているロボットのティーチング位置から判断することが可能である。その後、半田ランド部であった場合は、半田ランド部の切断画像処理を行う（ステップＳ１３）。この半田ランド部の切断画像処理は、従来技術で紹介した公知の技術を用いる。
【００３７】
図７乃至図１０は、この切断画像処理で得られた画像処理内容を示している。ここで、実際の画像処理画面では、基準線５１ａ，５２ａ、基準線交点５０ａ、半田領域ｇ，ｆのみ明るく、その他は暗く表示されるが、説明の都合上、図７乃至図１０では白黒逆転して示している。なお、他の画像処理内容を示す図１４及び図１５も同様とする。
【００３８】
図７における基準線１は、プリント基板５１に照射された光の反射光をカメラ１２で撮像して光切断法により基準線５１ａとして画像処理画面上に表示させたもので、基準線５２ａは、プリント基板５２に照射された光の反射光をカメラで撮像して光切断法により基準線５２ａとして画像処理画面上に表示させたものである。また、基準線交点５０ａは、プリント基板５１とプリント基板５２の突き当て部の位置に対応している。なお、基準線５１ａと基準線５２ａが直角をなしていない理由は、ライン光源１１から半田付け部位を照射する方向に対してカメラ１２が半田付け部位を撮像する方向が斜めとなっているからである。
【００３９】
ここで、図７は、図１における良品の半田部（Ｇ）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。また、図８は、図１における不良品の第１の態様である半田過多の半田部（Ｆ−１）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。また、図９は、図１における不良品の第２の態様である未半田の半田部（Ｆ−２）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。また、図１０は、図１における不良品の第３の態様であるプリント基板の一側にのみ半田がある場合の未接合の半田部（Ｆ−３）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【００４０】
次いで、検査パラメータ（Ｈ，Ｌ１／Ｌ２、α）を抽出する（ステップＳ１４）。なお、この検査パラメータの具体的内容については後に詳細に説明する。
【００４１】
次いで、抽出した検査パラメータにより良否判断（半田付け部位の良否判断)を行う（ステップＳ１５）。なお、この検査パラメータによる良否判断の具体的内容については後述する。
【００４２】
一方、図６のルーチンにおいてステップＳ１２において、半田ランド部で無かった場合は、半田ランド間の切断画像処理を行う（ステップＳ１６）。この半田ランド間の切断画像処理は、従来技術で紹介した公知の技術を用いる。ここで、図１４は、図１２に示したランド間良品（Ｌ−Ｇ）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。また、図１５は、図１２に示したランド間不良品（Ｌ−Ｂ）を光切断法を用いて示す画像処理表示例である。
【００４３】
次いで、検査パラメータ（ＬＬ１、ＬＬ２）を抽出する（ステップＳ１７）。なお、この検査パラメータの具体的内容については後に詳細に説明する。
【００４４】
次いで、抽出した検査パラメータにより良否判断（半田付け部位間のブリッジ有無の判断)を行う（ステップＳ１８）。なお、この検査パラメータによる良否判断の具体的内容については後述する。
【００４５】
最後に、ステップＳ１５及びステップＳ１８で得られた良否判定の結果を出力する（ステップ１６）。
【００４６】
続いて、本発明特有の構成要素をなすステップＳ１４及びステップＳ１７の検査パラメータ抽出方法について説明する。まず、ステップＳ１４である半田付け部位の外観検査に関するパラメータ抽出方法について説明する。ここで、２本の基準線５１ａ，５２ａと基準線交点５０ａとは、位置パラメータを求める基礎となる。また、画像処理後に表示される半田領域ｇ，ｆは、形状特徴パラメータを求める基礎となる。
【００４７】
最初に、図７及び図８に示すように、半田の有無を確認するためのパラメータを求める。このパラメータは、光切断法により実際の半田領域の３次元高さデータに相当する値を位置パラメータとして算出する。この算出にあたっては光切断法によって求める基準点同士交点から半田領域までの距離を求め、図８に示すように高さＨとする。
【００４８】
この高さＨを求めるにあたって、図８を例にとると、半田領域ｆの重心Ｇｖ１を求め、この重心Ｇｖ１と基準線交点５０ａとの水平方向の距離を実際の半田付け部の高さに対応する高さＨとして算出する。
【００４９】
次いで、未半田によるパターン剥離、即ち例えば一方のプリント基板にのみ予備半田がある場合を確認するための形状特徴パラメータを求める。このパラメータを求めるにあたって、図９の画像処理画面における半田領域ｆ−２の両端から各基準線５１ａ，５２ａへの画面上の垂直線を延ばし、その後、交点をそれぞれ求める。この際、半田領域の長手方向の各端部を求め、画面上を上側の端部から上方に垂線を延ばして上側の基準線５１ａとの交点とすると共に、画面上下側の端部から下方に垂線を延ばして下側の基準線５２ａとの交点とする。そして、これら交点と基準線交点５０ａとの距離をそれぞれＬ１，Ｌ２とし、これらの距離の比Ｌ１／Ｌ２を算出する。図９から明らかなように、一方のプリント基板のランドにのみ半田がある状態では、Ｌ１／Ｌ２の比が１とかなり異なってくる。
【００５０】
次いで、半田未接合によるパターン剥離を確認するための形状特徴パラメータを求める。このパラメータは、図１０の画像処理画面において半田領域ｆ−３の重心Ｇｖ２を求め、この重心Ｇｖ２と基準交点を結ぶ直線と、各基準線とのなす角α１，α２を求め、このなす角の比を算出し、αとする。具体的には、図１０に示すように、この直線と一方の基板５１から得られた基準線５１ａとのなす角度をα１とし、この直線と他方の基板５２から得られた基準線５２ａとのなす角度をα２とすると、α＝α１／α２とする。図１０から明らかなように、半田未接合の状態では、α１とα２の大小関係が異なり、α（＝α１／α２）が１とかなり異なってくる。
【００５１】
次いで、図６のルーチンのステップＳ１５、即ち上述した各パラメータの値を予め設定した合格基準パラメータの値（閾値）とを比較して半田付け合否判定を行う。ここで、図１１は、半田ランド部良品判定ロジックを説明するパラメータと条件と論理式を示す一覧表である。
【００５２】
ここで、半田ランド部良品判定ロジックについて説明する。この際、以下の３要素の条件の論理積をとる（図１１参照）。高さＨが所定の範囲内であり、かつ、基準交点との長さの比Ｌ１／Ｌ２が所定の範囲内であり、かつ、基準線とのなす角比αが所定範囲であったときは、半田ランド部は良品と判断し（図３における良品（Ｇ）参照）、これら３つの条件の何れか１つが満たさない場合は半田不良品と判断する（図３における不良品（Ｆ−１）〜（Ｆ−３）参照）。
【００５３】
続いて、上述した図６のルーチンのステップＳ１７、即ち半田付け部位間のブリッジの有無を判断するパラメータの抽出方法について詳細に説明する。
【００５４】
ここで、図１２は、本発明の一実施形態に係る半田付け部位の外観検査装置及び外観検査方法を適用する略Ｌ字状半田部の形成されたランド間の良品（ブリッジなし）及び不良品（ブリッジあり）を示す概略斜視図である。また、図１３は、図１２においてライン光源及びカメラを設置した状態を示す斜視図である。この際、半田付け部位間（ランド間）にブリッジが生じていないと、図１４の画像処理画面に示すように、基準線５１ａと基準線５２ａとがそれぞれ途切れることなく表示される。一方、半田付け部位間（ランド間）にブリッジが生じると、図１５の画像処理画面に示すように、基準線５１ａ，５２ａの一部が不連続となる。そして、この画像処理された画面において、基準線交点５０ａと各基準線上での連続した基準線５１ａ，５２ａが不連続となった点で基準線交点５０ａと最も近い点との距離を求め、それぞれＬＬ１、ＬＬ２とする。
【００５５】
次いで、図６のルーチンのステップＳ１８、即ち上述した各パラメータの値を予め設定した合格基準パラメータの値（閾値）とを比較して半田ランド間合否判定を行う。
【００５６】
図１６は、半田ランド間良品判定ロジックを説明するパラメータと条件と論理式を示す一覧表である。ここで、ランド間良品判定ロジックについて説明する。この際、以下の２要素の条件の論理積をとる（図１６参照）。
【００５７】
一方のパラメータとしての距離ＬＬ１が最大距離以下で、かつ他方のパラメータとしての距離ＬＬ２が最大距離以下であったときは良品と判断し（図１２における（Ｌ−Ｇ））参照、これら２つの条件の何れか１つが満たさない場合は半田不良品と判断する（図１２における不良品（Ｌ−Ｂ）参照）。
【００５８】
そして、図６のルーチンのステップＳ１５である半田ランド部良品判定ロジックに基づいて得られた各略Ｌ字型半田部の良品判定結果と、ステップＳ１８であるランド間良品判定ロジックに基づいて得られた隣接するランド間のブリッジ有無（良品判定結果）を判定結果出力手段を介して表示する。
【００５９】
そして、各半田付け部位と各半田付け部位間の全てが良品であると判断された検査対象については、全ての半田付け部位が良品で半田付け部位間にブリッジが生じていないとして検査合格品とする。一方、何れかの半田付け部位又は半田付け部位間に少なくとも１つの不良品があると検査不合格品とする。
【００６０】
以上説明したように、本発明によると、略Ｌ字状の半田付け部の検査につき、得られた画像を元に検査パラメータを抽出することにより、ノイズ除去又は光切断線の接続処理など前処理を行うことなく、入力された画像を元に光切断法による３次元情報、検査対象の略Ｌ字形状による特徴量、部分切断された光切断線を用いることで検査パラメータを設定し、これに基づき良否判定を行うようにしたので、これにより略Ｌ字状の半田付け部の検査を簡便に精度良く行うことが可能となった。
【００６１】
そのため、２枚のプリント基板のランド部を略Ｌ字状に突き当てて半田付けを行う略Ｌ字状の半田付け部の外観検査にライン光源を用いた半田のフィレット形状検査の従来技術として特許出願公告昭６３−９６０２に記載されたような技術を適用した場合の問題点を全て解決できた。
【００６２】
具体的には、検査部位が略Ｌ字形状になっているため平面状のプリント基板に比べ、照射したライン光源の反射光が基板などを照らしノイズ成分となって求めたい半田フィレットの光切断線を示す高輝度検出部分と、半田フィレット部や基板上のランドなどで反射したノイズの高輝度検出部分が混在してしまい求めたい光切断線を判断できなくなるということがなくなった。そのため、光切断線により形成された面積だけでは判定パラメータとして十分ではなく良否判定ができないという問題を解決できた。
【００６３】
また、近年の鉛フリー半田化において顕著となった半田付け部分の表面状態の鏡面部、非鏡面部が混在することに起因して照射したライン光源が全反射する部分があり連続した光切断線を得ることができないことによる接続処理、即ち略Ｌ字形状という特徴から得られる２枚の基板上の光切断線と、半田フィレット部の部分切断された光切断線において光切断線の接続処理を行う必要がなくなり、部分切断された光切断線から得られる判定用パラメータを利用することで、略Ｌ字形状の半田部の良否やこれらの半田部間のブリッジ有無を正確に判断できるようになった。
【００６４】
なお、上述の実施形態では、２枚のプリント基板を側面視Ｌ字状に突き当てて、この突き当て部の略Ｌ字形状の半田部位の外観検査を行った。しかしながら、本発明はこのような範囲に限定されず、例えば一方のプリント基板の基板面の中ほどに他方のプリント基板の縁部を突き当てたいわゆる側面視Ｔ字状の突き当て形態であっても、プリント基板同士を電気的に接続する半田付け部位が略Ｌ字状になっていれば適用可能である。
【００６５】
また、プリント基板同士の突き当て角度は厳密な意味で直角でなく、互いにある程度の角度をなして突き当てて半田付け部位がほぼＬ字状となっていれば本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【００６６】
また、隣接する半田付け部位間にこれらを短絡させる導電性の異物があっても、上述したブリッジと同様にその存在を検出可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１    半田付け部位の外観検査装置
１１    ライン光源
１２    カメラ
２１    画像処理装置
２２    検査装置
５０    突き当て部
５０ａ    基準線交点
５１    プリント基板
５１ａ    基準線
５２    プリント基板
５２ａ    基準線
２１１    画像入力手段
２１２    半田ランド部画像処理手段
２１３    半田ランド間画像処理手段
２１４    良否判定パラメータ抽出手段
２２１    良否判定手段
２２２    判定結果出力手段
【図１】
2010197252.tif 000003
【図２】
2010197252.tif 000004
【図３】
2010197252.tif 000005
【図４】
2010197252.tif 000006
【図５】
2010197252.tif 000007
【図６】
2010197252.tif 000008
【図７】
2010197252.tif 000009
【図８】
2010197252.tif 000010
【図９】
2010197252.tif 000011
【図１０】
2010197252.tif 000012
【図１１】
2010197252.tif 000013
【図１２】
2010197252.tif 000014
【図１３】
2010197252.tif 000015
【図１４】
2010197252.tif 000016
【図１５】
2010197252.tif 000017
【図１６】
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