JP2000304520A - はんだフィレットの形状計測装置および形状計測方法 - Google Patents
はんだフィレットの形状計測装置および形状計測方法Info
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- JP2000304520A JP2000304520A JP11115697A JP11569799A JP2000304520A JP 2000304520 A JP2000304520 A JP 2000304520A JP 11115697 A JP11115697 A JP 11115697A JP 11569799 A JP11569799 A JP 11569799A JP 2000304520 A JP2000304520 A JP 2000304520A
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- inclination
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Abstract
(57)【要約】
【課題】はんだフィレットの全体形状が計測可能な形状
計測装置および形状計測方法を提供することにある。 【解決手段】はんだフィレット３を照明制御部９の制御
により照明１１〜１６により随時点灯し、点灯する毎に
ＣＣＤカメラ１０にて撮像する。画像処理部１７では撮
像された各画像の同じアドレスの画素の輝度を基に、そ
のアドレスでのはんだフィレットの傾きを求め、その傾
きを数学的関数に近似して直線の関係式を求め、その関
係式を積分することで、はんだフィレットの形状を二次
関数に近似して計測する。
計測装置および形状計測方法を提供することにある。 【解決手段】はんだフィレット３を照明制御部９の制御
により照明１１〜１６により随時点灯し、点灯する毎に
ＣＣＤカメラ１０にて撮像する。画像処理部１７では撮
像された各画像の同じアドレスの画素の輝度を基に、そ
のアドレスでのはんだフィレットの傾きを求め、その傾
きを数学的関数に近似して直線の関係式を求め、その関
係式を積分することで、はんだフィレットの形状を二次
関数に近似して計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ部品等のは
んだフィレットの品質評価を行うためにはんだフィレッ
トの形状を計測する形状計測装置と形状計測方法に関す
るものである。
んだフィレットの品質評価を行うためにはんだフィレッ
トの形状を計測する形状計測装置と形状計測方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のはんだの形状を計測する装置とし
て特開平５−２９６７４５号に示されている。図１３は
その形状計測装置の構成を示した図であり、半円球状の
カバー５０の緯度方向にリング状に並んだＬＥＤ５１が
複数段配置されている。テーブル５２上に電子部品５４
をはんだ付けした基板５３が載置され、制御装置５６が
ＬＥＤ５１を同じ緯度上の列毎に上から順番に点灯させ
る。このとき、各列毎に照明されたはんだ付け部分の画
像がカバー５０の上部に配置されたカメラ５５により順
次撮像される。
て特開平５−２９６７４５号に示されている。図１３は
その形状計測装置の構成を示した図であり、半円球状の
カバー５０の緯度方向にリング状に並んだＬＥＤ５１が
複数段配置されている。テーブル５２上に電子部品５４
をはんだ付けした基板５３が載置され、制御装置５６が
ＬＥＤ５１を同じ緯度上の列毎に上から順番に点灯させ
る。このとき、各列毎に照明されたはんだ付け部分の画
像がカバー５０の上部に配置されたカメラ５５により順
次撮像される。
【０００３】図１４（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、ＬＥ
Ｄ５１の列の上段から下段にかけて順に点灯させたとき
の画像を示しており、光源角度と撮像角度との関係に応
じて照明光が正反射し、はんだＳの表面にそれぞれ斜線
で示した明るい部分Ａ〜Ｄが生じる。このように撮像さ
れた画像は画像データとして画像処理装置５７へ送信さ
れ、画像処理装置５７での処理結果がモニタ５８で表示
される。画像処理装置５７では画像データが図１５
（ａ）〜（ｄ）に示すように複数の画像領域Ｈに分割さ
れ、その画像領域Ｈ毎の明るさを基に、図１６に示すよ
うに各画像領域Ｈ毎の傾き情報が得られる。この各画像
領域Ｈ毎の傾き情報が順に積算されて、図１７に示すよ
うにはんだ付け部分の形状が算出される。
Ｄ５１の列の上段から下段にかけて順に点灯させたとき
の画像を示しており、光源角度と撮像角度との関係に応
じて照明光が正反射し、はんだＳの表面にそれぞれ斜線
で示した明るい部分Ａ〜Ｄが生じる。このように撮像さ
れた画像は画像データとして画像処理装置５７へ送信さ
れ、画像処理装置５７での処理結果がモニタ５８で表示
される。画像処理装置５７では画像データが図１５
（ａ）〜（ｄ）に示すように複数の画像領域Ｈに分割さ
れ、その画像領域Ｈ毎の明るさを基に、図１６に示すよ
うに各画像領域Ｈ毎の傾き情報が得られる。この各画像
領域Ｈ毎の傾き情報が順に積算されて、図１７に示すよ
うにはんだ付け部分の形状が算出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の高密
度実装されたチップ部品のはんだフィレットは、他のチ
ップ部品の死角になり、はんだフィレットの傾きを計測
できない部分が生じる。そのため、上記した従来例のよ
うに順に各画像領域の傾き情報を積算していく方法で
は、はんだフィレットの全体形状が計測できない。
度実装されたチップ部品のはんだフィレットは、他のチ
ップ部品の死角になり、はんだフィレットの傾きを計測
できない部分が生じる。そのため、上記した従来例のよ
うに順に各画像領域の傾き情報を積算していく方法で
は、はんだフィレットの全体形状が計測できない。
【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は高密度実装されたチップ部品等のはん
だフィレットの全体形状が計測可能な形状計測装置およ
び形状計測方法を提供することにある。
あり、その目的は高密度実装されたチップ部品等のはん
だフィレットの全体形状が計測可能な形状計測装置およ
び形状計測方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明のはんだフィレットの形状計測装置
では、計測対象物であるはんだフィレットに対する照明
角度が異なる複数の照明手段と、各照明手段の点灯毎に
はんだフィレットを撮像する撮像手段と、前記撮像手段
にて各照明手段の点灯毎に撮像された各画像における同
じアドレスの画素の輝度を基に、そのアドレスでのはん
だフィレットの傾きを求め、その傾きとはんだフィレッ
トの形状を数学的関数に近似してはんだフィレットの形
状を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする。よ
って、障害物によりはんだフィレットの傾きが求められ
ない部分が生じても一部計測できた部分から推定でき、
全体の形状を計測することが可能である。
に、請求項１の発明のはんだフィレットの形状計測装置
では、計測対象物であるはんだフィレットに対する照明
角度が異なる複数の照明手段と、各照明手段の点灯毎に
はんだフィレットを撮像する撮像手段と、前記撮像手段
にて各照明手段の点灯毎に撮像された各画像における同
じアドレスの画素の輝度を基に、そのアドレスでのはん
だフィレットの傾きを求め、その傾きとはんだフィレッ
トの形状を数学的関数に近似してはんだフィレットの形
状を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする。よ
って、障害物によりはんだフィレットの傾きが求められ
ない部分が生じても一部計測できた部分から推定でき、
全体の形状を計測することが可能である。
【０００７】また、請求項２の発明によるはんだフィレ
ットの形状計測方法では、計測対象物であるはんだフィ
レットに対する照明角度が異なる複数の照明手段を逐次
点灯させて、各照明手段の点灯毎に撮像手段ではんだフ
ィレットを撮像し、前記撮像手段にて各照明手段の点灯
毎に撮像された各画像における同じアドレスの画素の輝
度を基に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを
求め、その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数
に近似してはんだフィレットの形状を計測することを特
徴とする。よって、障害物によりはんだフィレットの傾
きが求められない部分が生じても一部計測できた部分か
ら推定でき、全体の形状を計測することが可能である。
ットの形状計測方法では、計測対象物であるはんだフィ
レットに対する照明角度が異なる複数の照明手段を逐次
点灯させて、各照明手段の点灯毎に撮像手段ではんだフ
ィレットを撮像し、前記撮像手段にて各照明手段の点灯
毎に撮像された各画像における同じアドレスの画素の輝
度を基に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを
求め、その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数
に近似してはんだフィレットの形状を計測することを特
徴とする。よって、障害物によりはんだフィレットの傾
きが求められない部分が生じても一部計測できた部分か
ら推定でき、全体の形状を計測することが可能である。
【０００８】また、請求項３の発明では、請求項２記載
の発明において、前記各照明手段のはんだフィレットに
対する照明角度と前記各画像における同じアドレスの画
素の輝度との関係より、数学的な確率分布を用いて輝度
が最大となる照明角度を求め、その照明角度よりそのア
ドレスでのはんだフィレットの傾きを求めることを特徴
とする。よって、離散的に配置された複数の照明手段の
照明角度を補間して、正確にはんだフィレットの傾きを
求めることができる。
の発明において、前記各照明手段のはんだフィレットに
対する照明角度と前記各画像における同じアドレスの画
素の輝度との関係より、数学的な確率分布を用いて輝度
が最大となる照明角度を求め、その照明角度よりそのア
ドレスでのはんだフィレットの傾きを求めることを特徴
とする。よって、離散的に配置された複数の照明手段の
照明角度を補間して、正確にはんだフィレットの傾きを
求めることができる。
【０００９】また、請求項４の発明では、請求項２記載
の発明において、前記数学的関数として懸垂曲線を用
い、はんだフィレットの形状を前記懸垂曲線で近似する
ことを特徴とする。よって、はんだフィレットの形状を
正確に計測可能である。
の発明において、前記数学的関数として懸垂曲線を用
い、はんだフィレットの形状を前記懸垂曲線で近似する
ことを特徴とする。よって、はんだフィレットの形状を
正確に計測可能である。
【００１０】また、請求項５の発明では、請求項２記載
の発明において、前記各画像の複数のアドレスにおい
て、各アドレス毎のはんだフィレットの傾きを求め、求
められたはんだフィレットの各傾きデータを前記数学的
関数である直線の関係式で近似して求められた直線の関
係式を積分することではんだフィレットの形状を前記数
学的関数である二次関数に近似して計測することを特徴
とする。よって、はんだフィレットの形状を正確に計測
可能である。
の発明において、前記各画像の複数のアドレスにおい
て、各アドレス毎のはんだフィレットの傾きを求め、求
められたはんだフィレットの各傾きデータを前記数学的
関数である直線の関係式で近似して求められた直線の関
係式を積分することではんだフィレットの形状を前記数
学的関数である二次関数に近似して計測することを特徴
とする。よって、はんだフィレットの形状を正確に計測
可能である。
【００１１】また、請求項６の発明では、請求項５記載
の発明において、前記求められた直線の関係式と前記各
傾きデータを比較し、一定値以上離れている傾きデータ
を削除し、残りの傾きデータにて再度直線の関係式に近
似して直線の関係式を求め、その直線の関係式を基には
んだフィレットの形状を計測することを特徴とする。よ
って、より正確にはんだフィレットの形状を計測でき
る。
の発明において、前記求められた直線の関係式と前記各
傾きデータを比較し、一定値以上離れている傾きデータ
を削除し、残りの傾きデータにて再度直線の関係式に近
似して直線の関係式を求め、その直線の関係式を基には
んだフィレットの形状を計測することを特徴とする。よ
って、より正確にはんだフィレットの形状を計測でき
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に本発明のはんだフィレット
の形状計測装置の全体構成を示す。チップ部品２が実装
された実装基板１がそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能
なＸテーブル４、Ｙテーブル５、Ｚテーブル６からなる
テーブル７上に載置されている。このＸテーブル４、Ｙ
テーブル５、Ｚテーブル６は搬送制御部８により制御さ
れ実装基板１が移動する。また、１１〜１５はチップ部
品２のはんだフィレット３を斜方より照明する照明手段
である照明であり、図２に示すようにはんだフィレット
Ｉを中心に水平面Ｊより約１５°おきに配置されてい
る。この照明１１〜１５とはんだフィレット３の垂直上
方より光を照射する照明手段であり落射照明なる照明１
６とが照明制御部９により点灯消灯制御される。また、
はんだフィレット３はその上方より撮像手段でありモノ
クロカメラなるＣＣＤカメラ１０にて撮像され、その撮
像された画像が計測手段である画像処理部１７にて処理
され、はんだフィレット３の形状が計測される。また、
画像表示部１８では画像処理部１７での処理結果が表示
される。
の形状計測装置の全体構成を示す。チップ部品２が実装
された実装基板１がそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能
なＸテーブル４、Ｙテーブル５、Ｚテーブル６からなる
テーブル７上に載置されている。このＸテーブル４、Ｙ
テーブル５、Ｚテーブル６は搬送制御部８により制御さ
れ実装基板１が移動する。また、１１〜１５はチップ部
品２のはんだフィレット３を斜方より照明する照明手段
である照明であり、図２に示すようにはんだフィレット
Ｉを中心に水平面Ｊより約１５°おきに配置されてい
る。この照明１１〜１５とはんだフィレット３の垂直上
方より光を照射する照明手段であり落射照明なる照明１
６とが照明制御部９により点灯消灯制御される。また、
はんだフィレット３はその上方より撮像手段でありモノ
クロカメラなるＣＣＤカメラ１０にて撮像され、その撮
像された画像が計測手段である画像処理部１７にて処理
され、はんだフィレット３の形状が計測される。また、
画像表示部１８では画像処理部１７での処理結果が表示
される。
【００１３】ここで、実装基板１には図４に示すように
複数のチップ部品が実装されており、右下に実装される
チップ部品２ａのはんだフィレット３を計測対象として
以下説明する。また、チップ部品２ａとその左に位置す
るチップ部品２ｂをＱ方向より見た図を図６に示す。ま
た、チップ部品２ａの長手方向であるＰ方向の一断面で
の断面図を図７に示す。尚、図６、図７において３ｅは
ランドである。
複数のチップ部品が実装されており、右下に実装される
チップ部品２ａのはんだフィレット３を計測対象として
以下説明する。また、チップ部品２ａとその左に位置す
るチップ部品２ｂをＱ方向より見た図を図６に示す。ま
た、チップ部品２ａの長手方向であるＰ方向の一断面で
の断面図を図７に示す。尚、図６、図７において３ｅは
ランドである。
【００１４】次に、はんだフィレット３の形状を計測す
る方法を図３のフローチャートを用いて説明する。ま
ず、ステップＳ１〜Ｓ５では、搬送制御部８の制御によ
りＣＣＤカメラ１０の視野まで移動させられたテーブル
７上の実装基板１上のはんだフィレット３を、照明１１
〜１６を照明制御部９の制御により随時点灯させ、その
度にＣＣＤカメラ１０で画像撮像する。ここで照明１１
〜１６をそれぞれ１〜６番目（ｉ番目）の照明とする。
ステップＳ１でｉ＝１とし、ステップＳ２でｉ番目の照
明、すなわち照明１１のみを点灯し、ステップＳ３でＣ
ＣＤカメラ１０にてはんだフィレット３を画像撮影す
る。そして、ステップＳ４でｉ＜６か否かを調べ、ｉ＜
６であるときはステップＳ５にてｉ←ｉ＋１として、ス
テップＳ２，Ｓ３で次の照明を点灯し画像撮影する。そ
して、すべての照明１１〜１６について画像撮影を行っ
た後、ステップＳ６の処理に移る。
る方法を図３のフローチャートを用いて説明する。ま
ず、ステップＳ１〜Ｓ５では、搬送制御部８の制御によ
りＣＣＤカメラ１０の視野まで移動させられたテーブル
７上の実装基板１上のはんだフィレット３を、照明１１
〜１６を照明制御部９の制御により随時点灯させ、その
度にＣＣＤカメラ１０で画像撮像する。ここで照明１１
〜１６をそれぞれ１〜６番目（ｉ番目）の照明とする。
ステップＳ１でｉ＝１とし、ステップＳ２でｉ番目の照
明、すなわち照明１１のみを点灯し、ステップＳ３でＣ
ＣＤカメラ１０にてはんだフィレット３を画像撮影す
る。そして、ステップＳ４でｉ＜６か否かを調べ、ｉ＜
６であるときはステップＳ５にてｉ←ｉ＋１として、ス
テップＳ２，Ｓ３で次の照明を点灯し画像撮影する。そ
して、すべての照明１１〜１６について画像撮影を行っ
た後、ステップＳ６の処理に移る。
【００１５】このステップＳ６の処理を説明する。ま
ず、それぞれの照明１１から１６の点灯時に、撮像され
た画像からはんだフィレット３に対応する部分を矩形で
選択する。図５において２１から２６はそれぞれ、各照
明１１〜１６を点灯し撮影した画像のはんだフィレット
に対応する部分の矩形で選択された画像を示している。
矩形画像２１〜２６は図４で示すフィレット部３ｂに対
応する。そして、横軸にはんだフィレット３に対する照
明角度θ（１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、
９０度）をとり、各矩形画像２１〜２６内の同一アドレ
スの画素２１ａ〜２６ａの輝度を縦軸にとって図５に示
すようにプロットする。このプロットされたデータに数
学的な確率分布であるガウス関数を当てはめて、ピーク
となる照明角度θ１を算出する。
ず、それぞれの照明１１から１６の点灯時に、撮像され
た画像からはんだフィレット３に対応する部分を矩形で
選択する。図５において２１から２６はそれぞれ、各照
明１１〜１６を点灯し撮影した画像のはんだフィレット
に対応する部分の矩形で選択された画像を示している。
矩形画像２１〜２６は図４で示すフィレット部３ｂに対
応する。そして、横軸にはんだフィレット３に対する照
明角度θ（１５度、３０度、４５度、６０度、７５度、
９０度）をとり、各矩形画像２１〜２６内の同一アドレ
スの画素２１ａ〜２６ａの輝度を縦軸にとって図５に示
すようにプロットする。このプロットされたデータに数
学的な確率分布であるガウス関数を当てはめて、ピーク
となる照明角度θ１を算出する。
【００１６】次に、ステップＳ７でこのピークとなる照
明角度θ１、すなわち輝度が最大となる照明角度が上記
画素２１ａ〜２６ａで表されるアドレスにおけるはんだ
フィレットの傾き（傾斜角度）として算出されステップ
Ｓ８に移る。このようにガウス関数を用いて傾きを算出
すると、離散的に配置された各照明１１〜１６の照明角
度θを補間することができ、正確にはんだフィレットの
傾きを求めることができる。
明角度θ１、すなわち輝度が最大となる照明角度が上記
画素２１ａ〜２６ａで表されるアドレスにおけるはんだ
フィレットの傾き（傾斜角度）として算出されステップ
Ｓ８に移る。このようにガウス関数を用いて傾きを算出
すると、離散的に配置された各照明１１〜１６の照明角
度θを補間することができ、正確にはんだフィレットの
傾きを求めることができる。
【００１７】次に、ステップＳ８の処理について説明す
る。ここで図７において、はんだフィレット３の一断面
での表面形状３ｄを数学的関数である懸垂曲線と仮定す
る。この一断面は、図５の各矩形画像２１〜２６におい
て、上記した画素２１ａ〜２６ａの存在するＴ方向の断
面である。そして、図８に示すように上記した画素２１
ａ〜２６ａの存在する一断面Ｒでの他のアドレスの画素
である例えば２１ｂ〜２６ｂにおいても同様にして、そ
のアドレスにおけるはんだフィレットの傾きを求める。
このように同じ断面内の各アドレスにおけるはんだフィ
レットの傾きを複数求め、ステップＳ８の処理ではこの
傾きを上記した懸垂曲線の導関数にフィッティングして
導関数を求める。
る。ここで図７において、はんだフィレット３の一断面
での表面形状３ｄを数学的関数である懸垂曲線と仮定す
る。この一断面は、図５の各矩形画像２１〜２６におい
て、上記した画素２１ａ〜２６ａの存在するＴ方向の断
面である。そして、図８に示すように上記した画素２１
ａ〜２６ａの存在する一断面Ｒでの他のアドレスの画素
である例えば２１ｂ〜２６ｂにおいても同様にして、そ
のアドレスにおけるはんだフィレットの傾きを求める。
このように同じ断面内の各アドレスにおけるはんだフィ
レットの傾きを複数求め、ステップＳ８の処理ではこの
傾きを上記した懸垂曲線の導関数にフィッティングして
導関数を求める。
【００１８】そして、ステップＳ９にて、この導関数を
積分して懸垂曲線の式を求める。さらに、ステップＳ１
０にて、各矩形画像２１〜２６内のＮ方向の断面Ｒ以外
の他の断面についても同様に懸垂曲線の式を求めること
で、はんだフィレット３の３次元形状を復元、すなわち
計測することができる。
積分して懸垂曲線の式を求める。さらに、ステップＳ１
０にて、各矩形画像２１〜２６内のＮ方向の断面Ｒ以外
の他の断面についても同様に懸垂曲線の式を求めること
で、はんだフィレット３の３次元形状を復元、すなわち
計測することができる。
【００１９】具体化するために、上記した懸垂曲線の関
数を２次関数である場合を例として図９のフローチャー
トを用いて説明する。まず、ステップＳ２１〜ステップ
Ｓ２７で、各照明１１〜１６を随時点灯させ、実装基板
１上のチップ部品２のはんだフィレット３を撮像し、は
んだフィレット３の同一アドレスでの傾きを求める点は
ステップＳ１〜ステップＳ７と同様である。
数を２次関数である場合を例として図９のフローチャー
トを用いて説明する。まず、ステップＳ２１〜ステップ
Ｓ２７で、各照明１１〜１６を随時点灯させ、実装基板
１上のチップ部品２のはんだフィレット３を撮像し、は
んだフィレット３の同一アドレスでの傾きを求める点は
ステップＳ１〜ステップＳ７と同様である。
【００２０】次にステップＳ２８での処理を説明する。
ステップＳ８と同様に図８に示す一断面Ｒでの複数のア
ドレスについてはんだフィレットの傾きを求める。ここ
で、図１０に示すようにはんだフィレット３の一断面の
表面形状３ｄが二次曲線の関係式で表されると仮定す
る。この二次曲線の導関数は数学的関数である直線の関
係式で表される。尚、図１０において、図７と同じもの
には同じ符号を付している。上記した複数アドレスにお
けるはんだフィレットの傾きデータｍを、図１１に示す
ようにフィッティングして直線の関係式に近似する。こ
のとき最小二乗法により直線の関係式Ｍを求める。この
二次関数の導関数である関係式Ｍは、例えばｙ’＝ｄｘ
＋ｅで表される。このとき、ｄ、ｅは定数を示してい
る。
ステップＳ８と同様に図８に示す一断面Ｒでの複数のア
ドレスについてはんだフィレットの傾きを求める。ここ
で、図１０に示すようにはんだフィレット３の一断面の
表面形状３ｄが二次曲線の関係式で表されると仮定す
る。この二次曲線の導関数は数学的関数である直線の関
係式で表される。尚、図１０において、図７と同じもの
には同じ符号を付している。上記した複数アドレスにお
けるはんだフィレットの傾きデータｍを、図１１に示す
ようにフィッティングして直線の関係式に近似する。こ
のとき最小二乗法により直線の関係式Ｍを求める。この
二次関数の導関数である関係式Ｍは、例えばｙ’＝ｄｘ
＋ｅで表される。このとき、ｄ、ｅは定数を示してい
る。
【００２１】ステップＳ２９では、このようにして求め
られた関係式Ｍと、各傾きデータｍを比較し、図１２に
示すように関係式Ｍより一定値以上離れた誤差である傾
きデータｍ１，ｍ２を除外する。そして、ステップＳ３
０で、残りの傾きデータｍ３にて再度直線近似を行い、
直線の関係式Ｍ１、例えばｙ’＝ａｘ＋ｂを算出する。
このとき、ａ，ｂは定数を示している。このように算出
された関係式Ｍ１をステップＳ３１にて積分すること
で、はんだフィレット３の一断面Ｒでの表面形状３ｄが
二次関数、例えばｙ＝（ａ／２）ｘ2＋ｂｘ＋ｃとして
計測される。このとき、ｃは定数を示している。上記し
たように誤差である傾きデータｍ１、ｍ２を除外するこ
とでより正確にはんだフィレットの形状を計測できる。
られた関係式Ｍと、各傾きデータｍを比較し、図１２に
示すように関係式Ｍより一定値以上離れた誤差である傾
きデータｍ１，ｍ２を除外する。そして、ステップＳ３
０で、残りの傾きデータｍ３にて再度直線近似を行い、
直線の関係式Ｍ１、例えばｙ’＝ａｘ＋ｂを算出する。
このとき、ａ，ｂは定数を示している。このように算出
された関係式Ｍ１をステップＳ３１にて積分すること
で、はんだフィレット３の一断面Ｒでの表面形状３ｄが
二次関数、例えばｙ＝（ａ／２）ｘ2＋ｂｘ＋ｃとして
計測される。このとき、ｃは定数を示している。上記し
たように誤差である傾きデータｍ１、ｍ２を除外するこ
とでより正確にはんだフィレットの形状を計測できる。
【００２２】そして、ステップＳ３２にて、各矩形画像
２１〜２６内のＮ方向の断面Ｒ以外の他の断面について
も同様に二次関数の式を求めることで、はんだフィレッ
ト３の３次元形状を復元、すなわち計測することができ
る。
２１〜２６内のＮ方向の断面Ｒ以外の他の断面について
も同様に二次関数の式を求めることで、はんだフィレッ
ト３の３次元形状を復元、すなわち計測することができ
る。
【００２３】このように、各傾きデータより数学的関数
である直線の関係式を近似して求め、はんだフィレット
の形状を数学的関数である二次関数に近似することで、
一部計測した傾きより全体の形状を推定できる。そのた
め、図６に示すように他のチップ部品２ｂの死角にな
り、はんだフィレット３の傾きの計測できない部分３ｃ
が生じても全体の形状を計測することができる。
である直線の関係式を近似して求め、はんだフィレット
の形状を数学的関数である二次関数に近似することで、
一部計測した傾きより全体の形状を推定できる。そのた
め、図６に示すように他のチップ部品２ｂの死角にな
り、はんだフィレット３の傾きの計測できない部分３ｃ
が生じても全体の形状を計測することができる。
【００２４】
【発明の効果】上記したように、請求項１の発明のはん
だフィレットの形状計測装置では、計測対象物であるは
んだフィレットに対する照明角度が異なる複数の照明手
段と、各照明手段の点灯毎にはんだフィレットを撮像す
る撮像手段と、前記撮像手段にて各照明手段の点灯毎に
撮像された各画像における同じアドレスの画素の輝度を
基に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを求
め、その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数に
近似してはんだフィレットの形状を計測する計測手段と
を備えたため、障害物によりはんだフィレットの傾きが
求められない部分が生じても一部計測できた部分から推
定でき、全体の形状を計測することが可能である。
だフィレットの形状計測装置では、計測対象物であるは
んだフィレットに対する照明角度が異なる複数の照明手
段と、各照明手段の点灯毎にはんだフィレットを撮像す
る撮像手段と、前記撮像手段にて各照明手段の点灯毎に
撮像された各画像における同じアドレスの画素の輝度を
基に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを求
め、その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数に
近似してはんだフィレットの形状を計測する計測手段と
を備えたため、障害物によりはんだフィレットの傾きが
求められない部分が生じても一部計測できた部分から推
定でき、全体の形状を計測することが可能である。
【００２５】また、請求項２の発明によるはんだフィレ
ットの形状計測方法では、計測対象物であるはんだフィ
レットに対する照明角度が異なる複数の照明手段を逐次
点灯させて、各照明手段の点灯毎に撮像手段ではんだフ
ィレットを撮像し、前記撮像手段にて各照明手段の点灯
毎に撮像された各画像における同じアドレスの画素の輝
度を基に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを
求め、その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数
に近似してはんだフィレットの形状を計測するため、障
害物によりはんだフィレットの傾きが求められない部分
が生じても一部計測できた部分から推定でき、全体の形
状を計測することが可能である。
ットの形状計測方法では、計測対象物であるはんだフィ
レットに対する照明角度が異なる複数の照明手段を逐次
点灯させて、各照明手段の点灯毎に撮像手段ではんだフ
ィレットを撮像し、前記撮像手段にて各照明手段の点灯
毎に撮像された各画像における同じアドレスの画素の輝
度を基に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを
求め、その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数
に近似してはんだフィレットの形状を計測するため、障
害物によりはんだフィレットの傾きが求められない部分
が生じても一部計測できた部分から推定でき、全体の形
状を計測することが可能である。
【００２６】また、請求項３の発明では、請求項２記載
の発明において、前記各照明手段のはんだフィレットに
対する照明角度と前記各画像における同じアドレスの画
素の輝度との関係より、数学的な確率分布を用いて輝度
が最大となる照明角度を求め、その照明角度よりそのア
ドレスでのはんだフィレットの傾きを求めるため、離散
的に配置された複数の照明手段の照明角度を補間して、
正確にはんだフィレットの傾きを求めることができる。
の発明において、前記各照明手段のはんだフィレットに
対する照明角度と前記各画像における同じアドレスの画
素の輝度との関係より、数学的な確率分布を用いて輝度
が最大となる照明角度を求め、その照明角度よりそのア
ドレスでのはんだフィレットの傾きを求めるため、離散
的に配置された複数の照明手段の照明角度を補間して、
正確にはんだフィレットの傾きを求めることができる。
【００２７】また、請求項４の発明では、請求項２記載
の発明において、前記数学的関数として懸垂曲線を用
い、はんだフィレットの形状を前記懸垂曲線で近似する
ため、はんだフィレットの形状を正確に計測可能であ
る。
の発明において、前記数学的関数として懸垂曲線を用
い、はんだフィレットの形状を前記懸垂曲線で近似する
ため、はんだフィレットの形状を正確に計測可能であ
る。
【００２８】また、請求項５の発明では、請求項２記載
の発明において、前記各画像の複数のアドレスにおい
て、各アドレス毎のはんだフィレットの傾きを求め、求
められたはんだフィレットの各傾きデータを前記数学的
関数である直線の関係式で近似して求められた直線の関
係式を積分することではんだフィレットの形状を前記数
学的関数である二次関数に近似して計測するため、はん
だフィレットの形状を正確に計測可能である。
の発明において、前記各画像の複数のアドレスにおい
て、各アドレス毎のはんだフィレットの傾きを求め、求
められたはんだフィレットの各傾きデータを前記数学的
関数である直線の関係式で近似して求められた直線の関
係式を積分することではんだフィレットの形状を前記数
学的関数である二次関数に近似して計測するため、はん
だフィレットの形状を正確に計測可能である。
【００２９】また、請求項６の発明では、請求項５記載
の発明において、前記求められた直線の関係式と前記各
傾きデータを比較し、一定値以上離れている傾きデータ
を削除し、残りの傾きデータにて再度直線の関係式に近
似して直線の関係式を求め、その直線の関係式を基には
んだフィレットの形状を計測するため、より正確にはん
だフィレットの形状を計測できる。
の発明において、前記求められた直線の関係式と前記各
傾きデータを比較し、一定値以上離れている傾きデータ
を削除し、残りの傾きデータにて再度直線の関係式に近
似して直線の関係式を求め、その直線の関係式を基には
んだフィレットの形状を計測するため、より正確にはん
だフィレットの形状を計測できる。
【図１】本発明の形状計測装置の全体構成を示す構成図
である。
である。
【図２】本発明の形状計測装置の照明手段の配置を示す
配置図である。
配置図である。
【図３】本発明に対応するはんだフィレットの形状を計
測する流れを示すフローチャートである。
測する流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明に対応する実装基板上のチップ部品の配
置を示す上面図である。
置を示す上面図である。
【図５】本発明に対応する各照明手段の点灯時の各画像
と各画像の同一アドレスにおける輝度状態を示す状態図
である。
と各画像の同一アドレスにおける輝度状態を示す状態図
である。
【図６】図４に示す実装基板上に配置されたチップ部品
をＱ方向よりみた正面図である。
をＱ方向よりみた正面図である。
【図７】本発明に対応するチップ部品の長手方向の断面
形状を示す断面図である。
形状を示す断面図である。
【図８】本発明に対応する各照明手段の点灯時の各画像
におけるアドレス位置を説明する説明図である。
におけるアドレス位置を説明する説明図である。
【図９】本発明に対応するはんだフィレットの形状を計
測する他の流れを示すフローチャートである。
測する他の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明に対応するはんだフィレットの断面形
状を説明する説明図である。
状を説明する説明図である。
【図１１】本発明に対応するはんだフィレットの傾きデ
ータの近似状態を示す状態図である。
ータの近似状態を示す状態図である。
【図１２】本発明に対応するはんだフィレットの傾きデ
ータの他の近似状態を示す状態図である。
ータの他の近似状態を示す状態図である。
【図１３】従来の形状計測装置の構成を示す構成図であ
る。
る。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は従来の形状計測装置におい
て、ＬＥＤの照明角度を順次変化させた場合の正反射光
を示す説明図である。
て、ＬＥＤの照明角度を順次変化させた場合の正反射光
を示す説明図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は従来の形状計測装置におい
て、画像データが格子状に分割された状態を示す状態図
である。
て、画像データが格子状に分割された状態を示す状態図
である。
【図１６】従来の形状計測装置において、各画像領域と
傾き情報との対応を示す説明図である。
傾き情報との対応を示す説明図である。
【図１７】従来の形状計測装置において、算出された結
果を示す斜視図である。
果を示す斜視図である。
１ 実装基板 ２ チップ部品 ３ はんだフィレット ４ Ｘテーブル ５ Ｙテーブル ６ Ｚテーブル ７ テーブル ８ 搬送制御部 ９ 照明制御部 １０ ＣＣＤカメラ １１，１２，１３，１４，１５，１６ 照明 １７ 画像処理部 １８ 画像表示部
Claims (6)
- 【請求項１】 計測対象物であるはんだフィレットに対
する照明角度が異なる複数の照明手段と、各照明手段の
点灯毎にはんだフィレットを撮像する撮像手段と、前記
撮像手段にて各照明手段の点灯毎に撮像された各画像に
おける同じアドレスの画素の輝度を基に、そのアドレス
でのはんだフィレットの傾きを求め、その傾きとはんだ
フィレットの形状を数学的関数に近似してはんだフィレ
ットの形状を計測する計測手段とを備えたことを特徴と
するはんだフィレットの形状計測装置。 - 【請求項２】 計測対象物であるはんだフィレットに対
する照明角度が異なる複数の照明手段を逐次点灯させ
て、各照明手段の点灯毎に撮像手段ではんだフィレット
を撮像し、前記撮像手段にて各照明手段の点灯毎に撮像
された各画像における同じアドレスの画素の輝度を基
に、そのアドレスでのはんだフィレットの傾きを求め、
その傾きとはんだフィレットの形状を数学的関数に近似
してはんだフィレットの形状を計測することを特徴とす
るはんだフィレットの形状計測方法。 - 【請求項３】 前記各照明手段のはんだフィレットに対
する照明角度と前記各画像における同じアドレスの画素
の輝度との関係より、数学的な確率分布を用いて輝度が
最大となる照明角度を求め、その照明角度よりそのアド
レスでのはんだフィレットの傾きを求めることを特徴と
する請求項２記載のはんだフィレットの形状計測方法。 - 【請求項４】 前記数学的関数として懸垂曲線を用い、
はんだフィレットの形状を前記懸垂曲線で近似すること
を特徴とする請求項２記載のはんだフィレットの形状計
測方法。 - 【請求項５】 前記各画像の複数のアドレスにおいて、
各アドレス毎のはんだフィレットの傾きを求め、求めら
れたはんだフィレットの各傾きデータを前記数学的関数
である直線の関係式で近似して求められた直線の関係式
を積分することではんだフィレットの形状を前記数学的
関数である二次関数に近似して計測することを特徴とす
る請求項２記載のはんだフィレットの形状計測方法。 - 【請求項６】 前記求められた直線の関係式と前記各傾
きデータを比較し、一定値以上離れている傾きデータを
削除し、残りの傾きデータにて再度直線の関係式に近似
して直線の関係式を求め、その直線の関係式を基にはん
だフィレットの形状を計測することを特徴とする請求項
５記載のはんだフィレットの形状計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115697A JP2000304520A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | はんだフィレットの形状計測装置および形状計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115697A JP2000304520A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | はんだフィレットの形状計測装置および形状計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304520A true JP2000304520A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14669006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11115697A Pending JP2000304520A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | はんだフィレットの形状計測装置および形状計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000304520A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006208187A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Nagoya Electric Works Co Ltd | 形状良否判定装置および形状良否判定方法 |
| JP2007256257A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Kobe Steel Ltd | 形状測定装置、形状測定方法 |
| CN100402974C (zh) * | 2003-07-29 | 2008-07-16 | Tdk株式会社 | 检查装置 |
| JP2008298546A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Kobe Steel Ltd | 形状測定装置，形状測定方法 |
| JP2010256275A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Visco Technologies Corp | 形状検査装置および形状検査プログラム |
| CN101887033A (zh) * | 2009-05-13 | 2010-11-17 | 株式会社高永科技 | 对测量目标进行测量的方法 |
| JP2011154038A (ja) * | 2006-02-23 | 2011-08-11 | Kobe Steel Ltd | 形状測定装置、形状測定方法 |
| JP2011203241A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | 低密度の反射対応から鏡面物体の表面を再構築するための方法 |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11115697A patent/JP2000304520A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100402974C (zh) * | 2003-07-29 | 2008-07-16 | Tdk株式会社 | 检查装置 |
| JP2006208187A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Nagoya Electric Works Co Ltd | 形状良否判定装置および形状良否判定方法 |
| JP2007256257A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Kobe Steel Ltd | 形状測定装置、形状測定方法 |
| JP4740826B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2011-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 形状測定装置、形状測定方法 |
| JP2011154038A (ja) * | 2006-02-23 | 2011-08-11 | Kobe Steel Ltd | 形状測定装置、形状測定方法 |
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| JP2011203241A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | 低密度の反射対応から鏡面物体の表面を再構築するための方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040618 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040629 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |