実装部品の向き・極性検査

プリント基板の実装工程では、電子部品が正しい向きで実装されているかを確認することが重要です。極性がある部品や方向指定のある部品では、誤った向きで実装されると電気的な不具合につながる可能性があります。本記事では、実装部品の向き・極性検査でよくある検査用途や、LED光源装置を活用した検査事例、光源選定のポイントを解説します。

実装部品の向き・極性検査でよくある検査用途

• ICチップやマイコンなどの「1ピンマーク」および印字方向の確認
• ダイオードやコンデンサなどの「極性表示」の確認
• コネクタや異形部品の「切り欠き」や「端子形状」による向き判定など

実装部品には、正しい実装方向や極性が定められているものがあります。検査では、部品表面に表示されたマークや印字だけでなく、部品の形状や端子の配置など、部品ごとに異なる特徴を利用して向きや極性を確認します。

例えば、ICチップでは1番ピンの位置を示すマークや印字方向、極性を持つ部品では極性を示す表示が判定の手掛かりになります。また、コネクタや異形部品では、切り欠きの位置や端子の配置など、外観上の特徴から実装方向を確認することがあります。

ただし、部品の材質や表面状態、基板上での配置によっては、マークや文字、端子などが見えにくくなる場合があります。そのため、検出したい特徴を明確に撮像できるよう、対象物に合わせて照明の種類や照射方向を検討することが重要です。

実装部品の向き・極性検査の種類

印字・マークによる向き検査

部品表面の印字やマークを画像処理で読み取り、実装向きや極性を判定する方法です。例えば、ICの1ピンマークや部品名・識別記号の向き、極性を示す表示などを確認します。

この方法では、文字や記号が画像上で十分に識別できることが重要です。照明の当たり方によっては、部品表面の反射によって印字が白飛びしたり、逆に文字が周囲に埋もれたりする場合があります。対象物の材質や表面状態に合わせて、文字やマークを明確に撮像できる照明条件を検討します。

部品の外観上の特徴による向き検査

部品の形状や切り欠き、端子の配置など、外観上の特徴を利用して実装向きや極性を判定する方法です。印字が小さい場合や、マークだけでは判定が難しい場合でも、部品そのものの形状を判定の手掛かりとして利用できます。

ただし、樹脂部や金属端子など、材質によって光の反射特性が異なるため、同じ照明条件では必要な特徴を十分に捉えられない場合があります。検出したい部分の輪郭や形状、端子の配置などを画像上で明確に確認できるよう、照明の種類や照射方向を検討することが重要です。

実装部品の向き検査事例

基板実装後の電子部品検査事例

画像引用元：ユーテクノロジー公式HP
https://www.u-technology.jp/case/1349

課題：部品の向きを認識しやすい照明を検討

基板実装後、本来すべて同じ向きで実装されているはずの電子部品の中から、1つだけ向きが異なる部品を検出したいという要望がありました。部品表面の文字を撮像し、向きを認識しやすくするため、同軸系以外の照明も検討されていました。

画像引用元：ユーテクノロジー公式HP
https://www.u-technology.jp/case/1349

結果：無影系照明で文字を明瞭に撮像

無影系の照明を使用することで、部品表面の文字をくっきりと撮像でき、Before画像より視認性が向上しました。これにより、部品の向きを認識しやすくなった事例です。

実装部品の向き・極性検査のポイント

実装部品の向き・極性検査では、どの特徴を判定に利用するかによって、求められる撮像条件が異なります。印字やマークを確認する場合は、それらが周囲と区別できるように撮像する必要があります。一方、部品の形状や端子配置を利用する場合は、輪郭や位置関係を明確に捉えられる照明条件を検討することが重要です。

また、基板上には樹脂部品や金属端子など、光の反射特性が異なる部品が混在しています。対象物の材質や表面状態、検出したい特徴に応じて、照明の種類や照射方向を検討する必要があります。

基板色や部品の配置、周辺部品からの反射などによっても画像の見え方は変わるため、実際のワークで撮像テストを行い、向きや極性を判定しやすい画像が得られる条件を確認したうえで光源を選定しましょう。