CN103376263A - 焊锡润湿成形检查法、自动外观检查装置及基板检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于能够判断包括难以计测外观的部分的锡焊部位的焊锡的润湿成形状态。在焊锡印刷工序之后，在计测了涂敷在各焊盘上的焊锡膏的量之后，针对实施了部件安装工序及回流工序的基板实施回流后检查装置的检查。在该检查装置中，在照明装置的照明下，利用在正面观察作为检查对象的基板面的状态下的摄像头进行拍摄，针对特定锡焊部位计测特定特征，并基于该计测的结果，来判断锡焊部位的焊锡的润湿成形的好坏，特定锡焊部位是指，具有在所生成的图像中没有出现的特征，针对相应的焊盘计测出的焊锡膏满足事先规定的良好的条件的锡焊部位，特定特征是指，在图像中出现的特征，并且为与在该锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征。

Description

焊锡润湿成形检查法、自动外观检查装置及基板检查系统

技术领域

本发明涉及一种用于检查形成于部件安装基板上的部件安装位置的焊脚的润湿成形状态的方法、应用该方法的自动外观检查装置以及基板检查系统。

背景技术

对部件安装基板进行的检查，大多是作为伴随摄像头进行拍摄的外观检查来实施的。现有的通常的自动外观检查装置在支撑基板的台部的上方配置有摄像头和照明装置，其中，摄像头设定为其光轴与铅垂方向一致并且从正面观察基板面的状态，照明装置从各方位向该摄像头的视野（视场）照射光，自动外观检查装置基于照明光被锡焊部位反射的正反射光来生成图像。

作为这种自动外观检查装置，有如下的类型的检查装置：分别从相对于基板的仰角不同的方向照射多种彩色光，基于在图像中的锡焊部位出现的色彩分布的图案，判断焊脚的倾斜状态是否适当（参照例如专利文献1）。

另外，还提出了具有从倾斜方向拍摄焊脚的结构的检查装置。例如，在专利文献2中，记载了通过如下的方法来判断锡焊的好坏的方法：一边对引脚（lead）部件的锡焊部位进行照明，一边从斜上方拍摄锡焊部位，以从多个方位拍摄一个检查对象部位，然后，分别对由各拍摄生成的图像的明部（明亮部分）区域的图案与相应的阈值进行比较。

另外，近年来，开发了如下的检查系统：在为了生成基板而实施的一系列的工序中分别设置检查装置，在后续工序的检查中，利用在前一个工序中进行检查时所实施的计测的结果。作为这种系统的一个例子，在专利文献3中公开了这样的系统：在焊锡印刷工序、部件安装工序、回流（reflow）工序中分别配备具有三维计测功能的检查装置，并且，在各检查装置之间能够进行通信。还在专利文献3中记载了通过如下的方法来进行检查：在各检查装置中，分别导入在进行前一个工序进行检查时导出的计测数据，利用该计测数据，求出在本装置的工序中所追加的部位、产生变化的部位的高度的变化量，对该变化量与基准值进行比较。

具体来说，在专利文献3中记载的部件安装之后的检查中，通过计测焊锡膏的高度，并且获取在焊锡印刷工序的检查装置中计测出的焊锡膏的高度数据，然后根据双方的计测数据求出焊锡膏的高度的变化量，来判断在安装部件时的压入量是否适当。另外，在焊锡印刷之后的检查装置中，通过计测部件的高度，并且获取在部件安装工序的检查装置中计测出的部件的高度数据，然后根据双方的计测数据求出部件的高度的变化量，来判断部件是否产生了浮起不良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3599023号公报

专利文献2：日本特开2004－151010号公报

专利文献3：日本特开2007－78533号公报

在正面拍摄基板面的类型的检查装置中，若焊脚的倾斜角度变陡峭，则难以使来自焊脚的正反射光在摄像头的拍摄面上成像，图像中的相应部分会变成暗区域。特别是，由于在与极小的焊盘对应的锡焊部位，焊脚变得十分陡峭，所以图像中的焊脚基本都变成暗区域，难以判断润湿成形状态。

另一方面，以在专利文献2中记载的方式，通过从倾斜方向拍摄焊脚的方法，能够与倾斜的状态无关地拍摄润湿成形的终点附近的图像。然而，在实际的图像中，在很多情况下，很难区分部件的侧面与焊脚之间的边界，从而不能够容易地确定焊锡的润湿成形位置。另外，由于近年的基板的安装密度很高，所以在从倾斜方向进行拍摄时，存在隐藏在其它部件的影子下等的难以拍摄的部件，从而不可能从符合计测焊脚的方向拍摄到所有的部件。

另外，在引脚部件中，背面焊脚充分润湿成形是决定锡焊的好坏的重要因素，但是由于背面焊脚被部件电极或正面焊脚遮蔽隐藏，所以难以进行拍摄，从而不能直接计测背面焊脚的特征。

发明内容

本发明着眼于上述的问题，课题在于，能够判断包括难以计测外观的部分的锡焊部位的焊锡的润湿成形状态。

本发明的检查方法，利用自动外观检查装置，检查基板的焊锡的润湿成形状态，其中，自动外观检查装置具有：拍摄部，其以正面观察部件安装基板的基板面的状态配置在该基板的上方；照明部，其对拍摄部的拍摄对象区域进行照明。利用该方法，事先在在为了生成所述部件安装基板所实施的一系列的工序中的焊锡印刷工序中，在安装部件之前，针对每个焊盘，计测涂敷在该部件安装基板的焊盘上的焊锡膏的量。

然后，在自动外观检查装置中，针对锡焊部位执行下面的计测步骤及判断步骤，锡焊部位是指，具有在由拍摄部生成的图像中没有出现的特征，并且针对相应的焊盘计测出的焊锡膏的量满足事先规定的良好的条件的锡焊部位。

在计测步骤中，计测特定特征，特定特征是指，在由拍摄部生成的图像中出现的特征，并且为与在作为检查对象的锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征。在判断步骤中，基于在计测步骤中获得的计测结果，判断具有在图像中没有出现的特征的锡焊部位的焊锡的润湿成形的好坏。

根据上述的方法，即使在形成焊脚之前的焊锡膏的量为良好，但因某种原因导致产生焊锡的润湿成形不良，却不能直接从图像中确认出该润湿成形不良的情况下，也能够利用在图像中出现的其它的部位的特征，检测不良。

具体来说，在将上述的方法应用到像芯片部件那样具有在侧面具有电极的形状的部件的锡焊部位的情况下，针对相应的焊盘的焊锡膏的量的计测值超过事先规定的基准值的锡焊部位，执行上述的各步骤。在该情况下的计测步骤中，计测作为对象的部件的高度。另外，在判断步骤中，在计测步骤中获得的部件的高度的计测值与针对该部件登记的基准的高度之间的差值没有超过事先规定的容许值的情况下，判断为作为检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形良好，在高度的差值超过容许值的情况下，判断为作为检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形不良。

上述的部件的高度的计测值与基准的高度之间的差值是表示部件的浮起的参数。在回流工序中焊锡膏熔融的情况下，因熔融的焊锡流入到部件的下方而产生部件的浮起，但若该流入量变大，则连接部件电极和焊盘的焊锡的量变少，所以焊锡的润湿成形状态也变糟。

在本发明中，根据上述现象，在焊锡膏的量超过基准值，部件的浮起量没有超过容许值的情况下，判断为焊锡的润湿成形良好，在焊锡膏的量超过基准值，部件的浮起量超过容许值的情况下，判断为焊锡的润湿成形不良。

根据该方法，即使作为检查对象的锡焊部位为暗区域，也能够准确地区分暗区域的黑暗是因焊脚的倾斜陡峭而产生的，还是因焊脚的形状不良而产生的。

另外，在自动外观检查装置中，可以在判断步骤之前，执行输入步骤，来从外部输入与检查对象的锡焊部位对应的焊盘的焊锡膏的量的计测值。在该情况下，在判断步骤中，通过根据在输入步骤中输入的计测值使容许值的值变动，能够提高判断的精度。

接着，在将上述的方法应用到安装在基板上的引脚部件的各个电极的锡焊部位的情况下，对焊锡膏的量的计测值超过事先规定的基准值的锡焊部位执行上述各步骤。在该情况的计测步骤中，处理检查对象的锡焊部位的正面焊脚的图像，计测形成该正面焊脚的焊锡的量。另外，在判断步骤中，在计测步骤中获得的计测值包含在事先规定的基准的范围内的情况下，判断为作为检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形良好，在计测值不包含在基准的范围内的情况下，判断为检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形不良。

在对现有的引脚部件进行的外观检查中，仅将正面焊脚作为计测对象，但即使良好地形成正面焊脚，涂敷在焊盘上的焊锡膏适量，若焊锡膏的大部分都偏向电极的表面一侧固定，则背面焊脚也会变为不良。相反，若焊锡膏的大部分偏向电极的背面一侧固定，则正面焊脚变为不良。

在本发明中，根据上述这些现象，在焊锡膏的量超过基准值，但形成正面焊脚的焊锡的量超过基准的范围，或者低于基准的范围的情况下，判断为焊锡的润湿成形不良。由此，能够进行考虑了难以从图像中确认的背面焊脚状态的判断，从而能够提高检查精度。

在以引脚部件为对象的检查中，在判断步骤之前，也执行输入步骤，来从外部输入与检查对象的锡焊部位对应的焊盘的焊锡膏的量的计测值，在判断步骤中，能够根据在输入步骤中输入的计测值使基准的范围变动。由此，能够根据涂敷在焊盘上的焊锡量，使判断好坏的判断基准变化，从而能够提高判断的精度。

此外，例如，能够在检查焊锡的印刷状态的检查装置中，计测焊锡膏的量，但不限于此，也可以在部件安装工序中，在将部件安装到导入该工序的基板上之前，计测焊锡膏。

另外，作为计测焊锡膏的量的计测方法，通过例如利用光切法、相位移动法来求出涂敷在焊盘上的焊锡膏的高度，并累积高度的方法，能够求出焊锡膏的体积。但不限于此，也可以通过图像的二值化等来检测焊锡膏的涂敷区域，将检测出的区域的面积（像素数）乘以焊锡印刷所使用的掩模的厚度，以此方法来求出表示焊锡膏的体积的数值。另外，可以将焊锡涂敷区域的面积作为表示焊锡量的参数。

在自动外观检查装置的计测步骤中，也能够通过相位差移动法、立体计测等，来求出计测对象部位的三维数据，但计测的手法不限于三维计测。

本发明的自动外观检查装置具有：拍摄部，其以正面观察部件安装基板的基板面的状态，配备在该部件安装基板的上方；照明部，其对拍摄部的拍摄对象区域进行照明；处理部，其利用由拍摄部生成的图像，检查所述部件安装基板的焊锡的润湿成形状态。

处理部具备：计测单元，其针对具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位，计测特定特征，所述特定特征是指，在所述图像中出现的特征，并且是与在该锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征；判断单元，其利用通过所述计测单元的处理获得的计测数据，判断具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位的焊锡的润湿成形的好坏；输出单元，其输出基于所述判断的结果的检查结果信息。

采用上述的结构，能够提供满足了执行上述检查方法所需的必要条件的自动外观检查装置。根据该装置，能够判断焊锡的润湿成形状态的好坏，所进行的判断包括对在图像中没有出现特征的部分进行的判断，从而检查的精度大幅度上升。

在上述的自动外观检查装置的一个实施方式中，还具有输入单元，所述输入单元用于从外部输入特定信息，所述特定信息表示在与作为检查对象的锡焊部位对应的焊盘上涂敷的焊锡膏的量的计测值，或表示判断该计测值是否适当的结果；所述判断单元，基于从所述输入单元输入的信息，判断针对与具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘计测出的焊锡膏的量是否满足事先规定的良好的条件，在判断为满足条件的情况下，利用所述计测数据执行判断，在判断为不满足条件的情况下，判断为所述锡焊部位的焊锡的润湿成形不良。

根据上述的实施方式，即使在前置工序中，在不去掉具有焊锡膏涂敷量不良的焊盘的基板的状态下使生产线运作，也能够将与涂敷量不良的焊盘对应的锡焊部位判断为不良。

本发明的基板检查系统包括：第一自动外观检查装置，其设置在为了生成部件安装基板所实施的一系列的工序中的焊锡印刷工序中，用于检；在检查焊锡印刷之后的基板的各焊盘的焊锡膏的涂敷状态；第二自动外观检查装置，其设置在所述一系列的工序中的回流工序中，用于检查在经过该回流工序的部件安装基板上的焊锡的润湿成形状态。各自动外观检查装置具有：拍摄部，其以正面观察检查对象的基板的基板面的状态，配备在该基板的上方；照明部，其对拍摄部的拍摄对象区域进行照明；处理部，其利用由拍摄部生成的图像，执行检查。

第一自动外观检查装置的处理部具备：计测单元，其计测涂敷在检查对象的焊盘上的焊锡膏的量；判断单元，其对计测出的焊锡膏的量和事先登记的基准值进行比较，判断所述焊锡膏的量是否适当；输出单元，其输出基于所述判断的结果的检查结果信息。

第二自动外观检查装置的处理部具备：输入单元，通过与接收装置之间的通信，来输入与具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘的检查结果信息，所述接收装置，用于接收从第一自动外观检查装置或第一自动外观检查装置的输出单元的输出的信息；计测单元，其针对具有在所述图像中没有出现的特征的锡焊部位，计测特定特征，所述特定特征是指，在图像中出现的特征，并且是与在该锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征；判断单元，其基于从所述输入单元输入的信息，判断针对与具有在所述图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘计测出的焊锡膏的量是否满足事先规定的良好的条件，利用其判断结果和由所述计测单元进行计测而得到的计测数据，判断具有在所述图像中没有出现的特征的锡焊部位的焊锡的润湿成形的好坏；输出单元，其输出基于所述判断的结果的检查结果信息。

在上述的系统中，第二自动外观检查装置，输入（接收）针对与具有在图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘实施了第一自动外观检查装置的检查的结果或计测数据，根据该输入信息，能够判断该焊盘的焊锡膏的量是否满足良好的条件。在此，在判断为焊锡膏的量满足良好的条件的情况下，能够基于通过计测单元计测得到的计测数据，判断焊锡的润湿成形的好坏。另一方面，在通过计测单元的计测判断为焊锡膏的量不良的情况下，可以根据该判断，直接判断焊锡的润湿成形状态不良。

根据本发明，即使针对包括因在图像中作为暗区域出现或者难以进行拍摄而导致不能够直接计测的部分的锡焊部位，也能够提高用于使该锡焊部位的焊锡的润湿成形状态的精度变高的检查的精度。

附图说明

图1是与部件安装基板的生产线的整体结构对应地表示基板检查系统的结构的说明图。

图2是表示焊锡印刷检查装置的结构的框图。

图3是表示回流后检查装置的结构的框图。

图4A、4B是表示焊盘的宽度不同对焊脚的形状和照明光的反射方向带来的影响的图。

图5是表示判断焊脚的好坏的步骤的流程图。

图6A、6B、6C是表示通过图5的判断处理而分成不同的情况的事例的示意图。

图7是表示没有应用图5的判断基准的事例的图。

图8是表示回流后检查的整体的步骤的流程图。

图9是表示焊锡膏的量与部件的浮起量的容许值之间的关系的示意图。

图10是表示焊锡膏的量与部件的浮起量的容许值之间的关系的曲线图。

图11A、11B、11C是表示引脚部件的焊脚的良好、不良的例子的示意图。

图12是表示判断引脚部件的焊脚的好坏的步骤的流程图。

其中，附图标记说明如下：

10 焊锡印刷检查装置

11 焊锡印刷装置

20 安装检查装置

21 贴装机（mounter）

30 回流后检查装置

31 回流炉

40 数据管理用服务器

100，300 处理部

101，301 台部

102，302 摄像头（照相机）

103，303 投影仪

104，304 检查头部

105，305 照明装置

110，310 CPU（中央处理器）

116，316 计测处理部

117，317 检查执行部

119，319 通信接口

具体实施方式

在图1中，与部件安装基板的生产线的整体结构对应地表示基板检查系统的一个实施方式的结构。

在本实施例的生产线上，包括焊锡印刷工序、部件安装工序及回流工序。在焊锡印刷工序中，包括（设有）用于向基板上的各焊盘涂敷焊锡膏的焊锡印刷装置11、用于检查焊锡膏的涂敷状态的焊锡印刷检查装置10。在部件安装工序中，设置有用于在焊锡印刷之后的基板上安装部件的贴装机21、用于检查部件的安装状态的安装检查装置20。在回流工序中，设置有用于溶解在安装部件之后的基板上的焊锡膏的回流炉31、用于检查回流之后的基板的焊脚和部件的状态的回流后检查装置30。

上述的检查装置10、20、30都是自动外观检查装置，经由LAN（local areanetwork：局域网）线路100彼此连接。

该LAN线路100还与数据管理用的服务器40连接。该服务器40保存有在各检查装置10、20、30进行检查时所使用的检查基准数据和检查结果信息。检查基准数据包括检查所需的程序和判断的基准值等，检查结果信息包括通过对检查对象部位进行计测处理而获得的计测数据和判断好坏的判断结果。

在各检查装置10、20、30中，分别从服务器40读取必要的检查基准数据，生成作为检查对象的基板用的检查程序，基于该程序来拍摄基板，针对与各个部件对应的每个范围执行计测及判断。将通过这些处理获得的检查结果信息与基板及部件的识别信息相关联汇总，然后发送至服务器40并保存在服务器40的存储器内。

另外，还能够针对每个焊盘，读取焊锡印刷检查装置10的检查结果信息。还设定为能够针对各个电极，读取回流后检查装置30的焊脚检查的结果、计测数据。

就上述结构的检查结果信息而言，在本实施例中，在回流后检查装置30进行的焊脚检查中，焊锡印刷检查装置10对与作为检查对象的锡焊部位对应的焊盘实施检查，获取其检查结果信息，将该检查结果信息作为判断对象之一。在本实施例中，回流后检查装置30访问数据管理用服务器40，获取作为处理对象的焊盘的检查结果信息，但不限于此，还可以通过与焊锡印刷检查装置10之间的通信，来获取所需的检查结果信息。

下面，针对与该检查相关的装置结构和处理的内容，按步骤进行说明。

图2表示焊锡印刷检查装置10的结构。

本实施例的焊锡印刷检查装置10具有作为检查对象的支撑基板的台部101、摄像头102及投影仪103以及在台部101的上方支撑摄像头102及投影仪103的检查头部104、处理部100。在台部101设置有使该台主体沿着一个轴（例如，沿着图2中的左右方向的轴）移动的移动机构（图中省略）。在检查头部104设置有使该头部主体与摄像头102和投影仪103一起沿着与台部101的移动轴正交的轴移动的移动机构（图中省略）。另外，虽然图2中没有显示，但是在检查头部104还安装有对摄像头102的拍摄对象区域进行照明的照明部。

处理部100除了对上述的移动机构、光学系统的动作进行控制以外，还进行计测、判断及结果的输出等的处理，包括CPU110、存储器111、检查头部控制部112、拍摄处理部113、投影仪控制部114、台控制部115、计测处理部116、检查执行部117、检查数据存储部118、通信接口119、操作部120、显示部121等。

CPU110通过检查头部控制部112、台控制部115，控制检查头部104、台部101的移动，并且通过拍摄处理部113使摄像头102进行拍摄，通过投影仪控制部114使投影仪103进行投影处理。另外，在拍摄处理部113还设置有导入由摄像头102生成的图像并进行数字转换的功能。

存储器111中除了保存有与上述的控制相关的程序以外，还保存有通过拍摄处理部113的数字转换而生成的图像数据和使投影仪103投影的投影图像等。

计测处理部116及检查执行部117为可编程逻辑器件，与CPU110共同作用，来执行计测、判断处理。

在基于上述的结构的焊锡印刷检查装置10中，基于相位移动法（phaseshift method，phase-modulation method）的原理，从投影仪103对基板上的焊盘投射周期性变化的条纹状的图案图像，并且每当图案图像变化时都进行拍摄。计测处理部116针对每个像素，检测在一个周期的投影处理的期间内图像产生的亮度的变化，基于该变化的相位，计算该像素所表示的点的高度。

计测处理部116还将计算出的高度超过规定值的像素看作为表示焊锡膏的像素，通过累计这些像素的高度，来求出焊盘上的焊锡膏的体积。检查执行部117对上述的体积与事先登记的基准值进行对照，若体积在基准值以上，则判断为焊锡膏的涂敷量良好，在体积低于基准值的情况下，判断为焊锡膏的涂敷量不良。

CPU110将上述的判断结果、判断所使用的焊锡的体积的计测值汇总到基于上述的数据结构的检查结果信息中，并保存到检查数据存储部118。另外，每当对一个基板进行的检查结束时，针对该基板所保存的信息进行汇总，并经由通信接口119将其发送至服务器40。

图3表示回流后检查装置30的结构。

该回流后检查装置30也具有基板台301、摄像头302及投影仪303以及检查头部304、处理部300。由于处理部300也具有与图2的焊锡印刷检查装置10的处理部100同样的结构，因此以与焊锡印刷检查装置10的相应的结构的附图标记的后两位一致的方式，对各结构标注附图标记（例如，相对于CPU110，标注CPU310），由此省略说明。

作为焊锡印刷检查装置10不具有的结构，在回流后检查装置30设置有作为照明部的穹顶型（dome type）的照明装置305。另外，在处理部300内还设置有用于控制照明装置305的发光动作的照明控制部322。

在检查头部304还安装有照明装置305，在低于摄像头302和投影仪303的位置支撑该照明装置305。在照明装置305的穹顶的与摄像头302和投影仪303对应的位置，分别设置有拍摄用、投影用的窗部305a、305b，在除了窗部305a、305b以外的穹顶的内表面的几乎整个区域排列有LED（light-emitting diode，发光二极管）（图中省略），所排列的LED排列成圆环状。这些LED的发光颜色会伴随方位角、入射角的变化而逐渐地变化，而且这些LED被调整为各色的光发生扩散后变为白色光。

在上述结构的回流后检查装置30中，与焊锡印刷检查装置10同样地，对准来自投影仪303的条纹状的图案图像的投影（与该投影对应地）进行多次拍摄，然后利用由各拍摄生成的图像进行高度计测。在与部件对应的范围内实施该高度计测，由此来复原部件的三维形状。

进而，在回流后检查装置30中，在照明装置305的照明（下面，称为“穹顶照明”）下执行拍摄，基于在图像中的锡焊部位出现的正反射光像的色彩和与该色彩对应的光的照射方向，确定产生该色彩的像素所表示的面的法线的方向。进而，利用所确定的像素的坐标和法线矢量的组合，来复原焊锡的三维形状，通过分析该三维形状与部件的三维形状之间的关系，来判断焊锡是否在部件的电极上良好地润湿成形。

此外，计测处理部316包括登记有表示色彩的特征数据与根据该色彩的光而推断出的法线的方向之间的对应关系的表，通过利用从图像检测出的特征数据，参照该表，能够快速地确定法线的方向。

但是，由于以从基板的大致正上方拍摄基板的方式配备回流后检查装置30的摄像头302，所以若焊脚的斜率变陡峭，则难以使来自该焊脚的正反射光入射到摄像头。

图4A、4B表示以芯片部件为例子，因作为锡焊对象的焊盘的大小而导致焊脚的倾斜角度、照明光的反射方向产生变动的例子。此外，在图4A、4B以及后述的图6A～6C、图7、图9中，为了简化，仅示出芯片部件的单侧（一侧）的电极的锡焊状态。

在对标准大小的焊盘进行锡焊的情况下，如图4A所示，焊脚相对较平缓，能够使来自倾斜方向的照明光沿着朝向摄像头302的方向反射。然而，若作为锡焊的对象的焊盘的宽度变窄，则焊脚的倾斜变陡峭，如图4B所示，不能使照明光沿着朝向摄像头302的方向反射。其结果，与图像中的焊脚对应的部分为暗区域，变得不能够复原焊锡的三维形状，从而不能高精度实施检查。

鉴于上述的问题点，在本实施例的回流后检查中，针对色彩分布不明确的锡焊部位，输入对与该部位对应的焊盘进行的焊锡印刷检查的结果，并且根据在本装置计测出的部件的高度来计算该部件的浮起量，通过图5示出的处理判断焊脚的好坏。

在该判断处理中，确认焊锡印刷检查的结果是“良好”还是“不良”（步骤A）。另外，若其结果为“良好”，则确认部件的浮起量是否在容许值以内（步骤B）。

图6A、6B、6C表示以芯片部件为例子，通过上述的步骤A、B而分成三个不同的情况的事例。

在各例子中，都在左右并排显示在安装部件之前涂敷在基板上的焊锡膏的状态和通过该焊锡膏的熔融及固化而形成的焊脚的状态。另外，在右边的图中，用带箭头的线表示焊锡针对部件电极的润湿成形的范围。

在图6A的例子中，在焊盘上载置适当的量的焊锡膏，另外，还将部件准确地安装到焊盘上，焊锡润湿成形至电极的上部分。在该情况下，由于焊锡印刷检查的结果为“良好”，部件的浮起量也在容许值以内，所以图5的步骤A、B都判断为“是”，判断为焊脚良好（步骤C）。

在图6B的例子中，焊锡膏的量为适当，但在焊锡膏熔融时，部件浮起，焊锡的一部分流入到该部件的下方，因此，用来形成焊脚的焊锡的量大幅度减少。焊锡在某种程度上润湿成形，但是由于部件向上方移动，所以润湿成形的上端位置停滞在（位于）部件电极的下端部分。在这样的情况下，虽然焊锡印刷检查的结果为“良好”，但是由于部件的浮起量超过容许值，所以步骤A判断为“是”，步骤B判断为“否”，判断为产生焊脚不良（步骤D）。

在图6C的例子中，由于在焊盘涂敷的焊锡膏的涂敷量少于基准的量，所以产生焊锡的润湿成形不良。在该情况下，由于焊锡印刷检查的结果为“不良”，所以步骤A判断为“否”，不确认部件的浮起量而直接前进到步骤D，判断为产生焊脚不良。

如图6B、6C所示，在焊锡膏的量少的情况下，或在部件浮起的情况下，焊锡的润湿成形状态为不充分，焊脚变短。然而，由于若焊盘窄，则即使焊脚的长度变短，焊脚的斜率也会变陡峭，所以在图6B、6C的事例中，也与图6A的事例同样地，有可能图像中的焊脚不产生色彩分布。若是这样，则难以从图像中区分图6A、6B、6C的各事例。

与此相对，根据图5示出的判断的算法，对安装部件之前的焊盘上的焊锡膏的涂敷量和回流后的基板上的部件的浮起量这两种参数进行判断，由此能够区分各事例，准确地判断焊脚的好坏。

但是，仅限于针对特定部位应用图5的判断处理，所述特定部位是指，因不能将与来自穹顶型的照明装置305的光对应的正反射光引导至摄像头302，而导致图像中的对应部分变为暗区域的锡焊部位。针对不产生暗区域的锡焊部位，应用基于之前说明的焊锡的三维形状与部件的三维形状之间的关系的判断的算法。通过像这样分开判断处理的算法，能够防止将图7示出的那样的形状的焊锡判断为良好。

在图7的事例中，焊锡膏的焊锡量为适量，也不产生部件的浮起，但是处于某周原因（例如回流炉的温度过低）致使焊锡没有润湿成形，而是固定成球状。由于若对这种形状的焊锡应用图5的判断处理，则会判断为焊脚良好，所以会产生问题。然而，图7的例子的焊锡的倾斜平缓，与照明光对应的正反射光被引导至摄像头302，在穹顶照明下的图像中的对应部分产生基于照明光的色彩分布，因此，能够设定为不适用图5的判断处理。

因此，通过基于色彩分布复原的三维形状，能够准确地判断出焊脚的形状不良。

图8表示在回流后检查装置30所执行的检查的具体的步骤。

当将作为检查对象的基板搬入台部301，完成对基板与检查头部304进行的对位时，开始图8示出的处理。首先在步骤S1中，为了获取用于计测部件的高度的图像，在投影仪303投影图案图像的基础上执行规定次数的拍摄。在步骤S2中，为了获取用于计测焊锡的图像，在穹顶照明下执行拍摄。

将在步骤S1、S2的各拍摄获得的多个图像保存在存储器311内。由于在将摄像头302定位于指定的位置的状态下进行各拍摄，所以对这些图像所包括的部件的位置、配置的关系都匹配（整合）。

下面，按步骤针对图像所包括的每个部件，执行以下的处理。

首先，针对关注的部件设定检查用的窗口（步骤S3）。所设定的窗口根据部件的种类而不同，但通常设定包括部件主体的部件窗口和针对各个锡焊部位的焊盘窗口。在上述的多个图像也同样设定这些窗口。

在步骤S4中，以部件窗口内的各像素为对象，利用在条纹状图案图像的投影下生成的图像数据进行高度计测。还通过对计测出的具有在规定值以上的高度的像素的坐标和计算出的高度进行组合，来复原部件的三维形状。

在步骤S5中，以在穹顶照明下的图像为对象，检测对所关注的部件设定的焊盘窗口内的暗区域。在步骤S6中，针对每个焊盘窗口，求出占据该窗口的暗区域的比例，并对该比例与规定的阈值进行比较。在此，只要有一个暗区域的比例高于阈值的焊盘窗口，就执行步骤S7、S8、S9。

在步骤S7中，从数据管理用服务器40或焊锡印刷检查装置10，输入对所关注的部件进行的焊锡印刷检查的检查结果。在步骤S8中，基于在步骤S4中计测出的高度数据，计算该部件的浮起量。具体来说，将针对部件计算出的高度的平均值或最大值作为部件的高度，求出该高度与针对所关注的部件登记的基准的高度之间的差值，将该差值作为浮起量。

在步骤S9中，利用在步骤S7中所输入的焊锡量和在步骤S8中计算出的部件的浮起量，针对每个焊盘窗口，执行基于之前的图5示出的方法的判断处理，由此判断各焊盘窗口的焊脚的好坏。

在步骤S6中，在判断为各焊盘窗口的暗区域的比例小于阈值的情况下，针对每个焊盘窗口执行步骤S10及步骤S11。

在步骤S10中，参照之前说明的表，通过将焊盘窗口内的色彩的分布替换成法线的分布的方法，来复原焊锡的三维形状。

在步骤S11中，根据利用了在上述步骤S10中复原的焊锡的三维形状和在步骤S4中复原的部件的三维形状的分析处理，来判断焊脚的好坏。例如，根据表示部件的坐标与表示焊锡的坐标之间的关系，判断焊锡是否与部件的侧面接触，在判断为接触的情况下，对该接触部分中的焊锡与部件的高度进行比较。若两者的高度的差值在规定的阈值以内，则判断为焊脚良好，在差值大于阈值的情况下，判断为焊脚不良。

作为针对每个部件重复执行以上的处理的结果，对所有的部件进行的处理都结束时（步骤S12为“是”），综合各部件的判断结果，判断基板整体的好坏（步骤S13）。进而，在步骤S14中，创建包括各判断的结果、计测值的检查结果信息，将其保存在检查数据存储部318内及输出至数据管理用服务器40中。

此外，根据图8的流程图，为了拍摄，进行一次对准台部301和检查头部304的处理，但在基板的面积大于摄像头302的视野的情况下，需要重复进行步骤S1、S2的拍摄，并且与该拍摄周期对应地重复执行步骤S3～S12。

另外，在步骤S9（图5的步骤B）中，作为考虑了部件的高度的偏差的值，需要事先设定与部件的浮起量进行比较的容许值。例如，可以针对每种部件，求出这种部件的高度的偏差程度，登记根据该偏差导出的容许值，来作为检查基准数据。

若部件的浮起的容许值不为恒定值，而是因焊锡膏的量（体积）而产生变动，则能够更进一步提高判断的精度。

图9示意性地表示焊锡膏的涂敷量与用于判断导致焊脚不良的浮起量的容许值的关系。如该图所示，在焊锡膏的量很多的情况下，能够在某种程度内增大浮起的容许值，但是焊锡膏越少，则越需要减小浮起的容许值。

为了根据焊锡膏的量改变浮起的容许值，例如，可以利用多个样本确定焊锡膏的量和浮起的容许值之间的关系，将表示该关系的表登记到回流后检查装置30中。另外，可以取代输入焊锡印刷检查的结果，而将在该检查中计测出的焊锡膏的体积输入至回流后检查装置30，根据所输入的数值来参照上述的表，从而推断出容许值。

图10表示将焊锡膏的体积与部件的浮起的容许值之间的关系表替换成曲线图。图中的P是能够设定容许值的界限的点。若焊锡膏的量在该点P所表示的量以下，则不管有无部件的浮起，都会产生焊脚不良。

在图10中，用点表示从样本导出并登记在表内的容许值。在焊锡膏的体积的计测值大于点P所表示的值的情况下，可以在曲线图内的小于与该计测值对应的点的范围中，选择位于最高位置的点所表示的容许值，对所选择的容许值与部件的偏离量进行比较。在焊锡量在P以下的情况下，可以不计测部件的偏离量，无条件地判断为焊脚不良。

如上所述，在本实施例中，针对在穹顶照明下的图像中没有出现表示焊锡的特征的锡焊部位，基于在图像中出现的作为其它特征的与该锡焊部位形状有关的特征（部件的高度），和涂敷在与该锡焊部位对应的焊盘上的焊锡膏的量，能够高精度地判断焊锡的润湿成形状态。

利用了焊锡印刷检查的结果的回流之后的检查不限于上述的内容，还能够应用于对引脚部件的锡焊部位进行的检查。

就对引脚部件进行的锡焊而言，优选地，相应量的焊锡在电极的表面一侧及背面一侧的双方润湿成形。图11A为优选的锡焊的例子，图11B、11C表示不良的锡焊的例子。

若在焊盘涂敷适当的量的焊锡膏，通过回流工序将熔融的焊锡恰当地分配给电极的表面和背面，则如图11A所示，能够一并形成良好的正面焊脚和背面焊脚。

另一方面，若涂敷在焊盘上的焊锡膏的涂敷量少，则有时熔融的焊锡偏向表面一侧润湿成形，则如图11B所示，会变为没有良好形成背面焊脚的状态。另外，相反，若在电极的背面一侧集中焊锡，则如图11C所示，会产生正面焊脚没有正常润湿成形这样的不良。

另外，即使焊锡膏的量适当，也有可能因焊锡膏的涂敷状态而产生与图11B或图11C同样的不良。

如上所述，由于在本实施例的回流后检查装置30中，从大致正上方拍摄基板，所以能够利用生成的图像计测正面焊脚，但是几乎拍摄不到背面焊脚，因此不能计测。于是，在下面示出的实施例中，利用能够计测正面焊脚的高度这一点，求出表面一侧的焊锡的体积，基于该体积和焊锡印刷检查的检查结果，实施包括判断背面焊脚的检查。

图12表示对引脚部件的一个电极进行上述检查的步骤。该步骤还作为图8的步骤S9内的处理来实施。

下面，参照该流程图的步骤附图标记，对判断引脚部件的焊锡的润湿成形状态进行说明。

首先，针对与作为检查对象的电极对应的焊盘，输入焊锡印刷检查的检查结果，并且判断其结果的内容（步骤S21、S22）。在本实施例中，将引脚部件的电极的表面一侧及背面一侧分别所需的最小限度的焊锡的体积相加而得到的值，作为判断焊锡印刷检查的好坏的基准值。因此，由于在焊锡印刷检查中判断为“不良”的情况（在步骤S22判断为“否”）下，为明显的焊锡不足，所以不进行利用了在穹顶照明下的图像的计测，而是前进到步骤S27，判断为焊脚不良。

在对相应的焊盘进行的焊锡印刷检查的结果为“良好”的情况（在步骤S22判断为“是”）下，前进到步骤S23，利用在穹顶照明下的图像，计测与焊盘窗口内的照明色对应的色彩所分布的部分（相当于正面焊脚）的高度。还通过求出各高度的计测值的总和的计算，来计算形成正面焊脚的焊锡的体积（步骤S24），对该体积和事先规定的基准的范围进行对照（步骤S25）。

在焊锡印刷检查中，若焊锡膏的涂敷量在基准值以上，则判断为良好，在表面一侧的焊锡的体积包含在基准的范围内的情况（在步骤S22及步骤S25中都判断为“是”）下，则将正面焊脚及背面焊脚都看作为良好，判断为“良好”（步骤S26）。与此相对地，在即使焊锡膏的涂敷量在基准值以上，焊锡却偏向表面一侧润湿成形的情况下，由于表面一侧的焊锡的体积增加，所以在步骤S24中计算出的焊锡的体积超过基准的范围。相反，若焊锡偏向电极的背面一侧润湿成形，则表面一侧的焊锡的体积减少，因此，焊锡的体积低于基准的范围。若产生这些状况，则在步骤S25判断为“否”，前进到步骤S27，判断为焊脚不良。

此外，在本实施例中，在步骤S21中，也可以取代输入焊锡印刷检查的结果，而输入在该检查中计测出的焊锡膏的体积，根据该体积，使步骤S25的判断所用的基准范围发生变动。例如，焊锡膏的涂敷量越多，则越提高表示基准范围的上限值，并且降低表示该基准范围的下限值，由此，能够防止将处于可以不判断为不良的状态的焊脚判断为不良。

如上所述，仅处理在穹顶照明下的图像，只能够实施基于正面焊脚的形状的检查，与此相对，若执行图12示出的判断处理，则能够进行包括判断背面焊脚的状态的检查，从而能够准确地判断锡焊的好坏。

此外，由于在上述实施例中，以对在焊锡印刷检查中判断为焊锡的涂敷量为不良的基板也实施后续工序的处理为前提，所以输入了焊锡印刷检查的结果，但在除去焊锡的涂敷量为不良的基板，而仅将判断为良好的基板传送给后续工序的情况下，不需要输入焊锡印刷检查的结果。例如，就图8的流程图而言，能够不实施步骤S7，而在步骤S9中进行仅基于部件的浮起量的判断（即，去掉图5的步骤A的判断处理）。另外，在图12示出的引脚部件用的判断处理中，也能够不实施步骤S21、S22，而求出形成正面焊脚的表面一侧的焊锡的体积，按照对照该体积与基准的范围的步骤，来判断焊脚的好坏。

但是，为了提高判断的精度，可以输入在焊锡印刷检查中计测出的焊锡膏的体积，根据该体积的值，改变用于步骤S9、步骤S25的判断的基准值。

Claims (8)

1.一种焊锡的润湿成形状态的检查方法，利用自动外观检查装置来检查部件安装基板上的焊锡的润湿成形状态，

所述自动外观检查装置具有：

拍摄部，其以正面观察所述部件安装基板的基板面的状态，配备在该部件安装基板的上方，

照明部，其对拍摄部的拍摄对象区域进行照明，

所述检查方法的特征在于，

在为了生成所述部件安装基板所实施的一系列的工序中的焊锡印刷工序中，在安装部件之前，针对每个焊盘，计测涂敷在该部件安装基板的焊盘上的焊锡膏的量，

在所述自动外观检查装置中，执行如下的步骤：

计测步骤，针对锡焊部位计测特定特征，所述锡焊部位是指，具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征并且针对相应的焊盘计测出的焊锡膏的量满足事先规定的良好条件的锡焊部位，所述特定特征是指，在由所述拍摄部生成的图像中出现的特征，并且是与在该锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征，

判断步骤，基于在计测步骤中获得的计测结果，判断所述锡焊部位的焊锡润湿成形的好坏。

2.如权利要求1所述的焊锡的润湿成形状态的检查方法，其特征在于，

针对第一锡焊部位执行所述计测步骤和所述判断步骤，所述第一锡焊部位是指，既是在侧面具有电极的形状的部件上的锡焊部位，又是所述焊锡膏的量的计测值超过事先规定的基准值的锡焊部位的部位，

在所述计测步骤中，计测所述部件的高度，

在所述判断步骤中，在所述计测步骤中获得的部件的高度的计测值与针对该部件登记的基准的高度之间的差值没有超过事先规定的容许值的情况下，判断为检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形良好，在所述高度的差值超过容许值的情况下，判断为所述检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形不良。

3.如权利要求2所述的焊锡的润湿成形状态的检查方法，其特征在于，

在所述自动外观检查装置中，在判断步骤之前执行输入步骤，在所述输入步骤中，从外部输入与所述检查对象的锡焊部位对应的焊盘的焊锡膏的量的计测值，

在所述判断步骤中，根据在所述输入步骤中输入的计测值，来改变所述容许值的值。

4.如权利要求1所述的焊锡的润湿成形状态的检查方法，其特征在于，

针对第二锡焊部位执行所述计测步骤和所述判断步骤，所述第二锡焊部位是指，既是在所述部件安装基板上安装的引脚部件的各个电极上的锡焊部位，又是所述焊锡膏的量的计测值超过事先规定的基准值的锡焊部位的部位，

在所述计测步骤中，对所述检查对象的锡焊部位的正面焊脚的图像进行处理，计测形成该正面焊脚的焊锡的量，

在所述判断步骤中，在所述计测步骤中获得的计测值包含在事先规定的基准的范围内的情况下，判断为所述检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形良好，在所述计测值不包含在基准的范围的情况下，判断为所述检查对象的锡焊部位的焊锡的润湿成形不良。

5.如权利要求4所述的焊锡的润湿成形状态的检查方法，其特征在于，

在所述自动外观检查装置中，在判断步骤之前执行输入步骤，在所述输入步骤中，从外部输入与所述检查对象的锡焊部位对应的焊盘的焊锡膏的量的计测值，

在所述判断步骤中，根据在所述输入步骤中输入的计测值，来改变所述容许值的值。

6.一种自动外观检查装置，其具有：

拍摄部，其以正面观察部件安装基板的基板面的状态，配备在该部件安装基板的上方，

照明部，其对拍摄部的拍摄对象区域进行照明，

处理部，其利用由拍摄部生成的图像，检查所述部件安装基板的焊锡的润湿成形状态，

该自动外观检查装置的特征在于，

所述处理部具备：

计测单元，其针对具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位，计测特定特征，所述特定特征是指，在所述图像中出现的特征，并且是与在该锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征，

判断单元，其利用通过所述计测单元的处理获得的计测数据，判断具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位的焊锡的润湿成形的好坏，

输出单元，其输出基于所述判断的结果的检查结果信息。

7.如权利要求6所述的自动外观检查装置，其特征在于，

还具有输入单元，所述输入单元用于从外部输入特定信息，所述特定信息表示在与作为检查对象的锡焊部位对应的焊盘上涂敷的焊锡膏的量的计测值，或表示判断该计测值是否适当的结果，

所述判断单元，基于从所述输入单元输入的信息，判断针对与具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘计测出的焊锡膏的量是否满足事先规定的良好的条件，在判断为满足条件的情况下，利用所述计测数据执行判断，在判断为不满足条件的情况下，判断为所述锡焊部位的焊锡的润湿成形不良。

8.一种基板检查系统，其包括：

第一自动外观检查装置，其设置在为了生成部件安装基板所实施的一系列的工序中的焊锡印刷工序中，用于检查在检查焊锡印刷之后的基板的各焊盘的焊锡膏的涂敷状态，

第二自动外观检查装置，其设置在所述一系列的工序中的回流工序中，用于检查在经过该回流工序的部件安装基板上的焊锡的润湿成形状态，

所述基板检查系统的特征在于，

各自动外观检查装置具有：

拍摄部，其以正面观察检查对象的基板的基板面的状态，配备在该基板的上方，

照明部，其对拍摄部的拍摄对象区域进行照明，

处理部，其利用由拍摄部生成的图像，执行检查；

所述第一自动外观检查装置的处理部具备：

第一计测单元，其计测涂敷在检查对象的焊盘上的焊锡膏的量，

第一判断单元，其对计测出的焊锡膏的量和事先登记的基准值进行比较，判断所述焊锡膏的量是否适当，

第一输出单元，其输出基于所述判断的结果的检查结果信息；

所述第二自动外观检查装置的处理部具备：

输入单元，通过与接收装置之间的通信，来输入与具有在由所述拍摄部生成的图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘的检查结果信息，所述接收装置，用于接收从第一自动外观检查装置或第一自动外观检查装置的第一输出单元的输出的信息，

第二计测单元，其针对具有在所述图像中没有出现的特征的锡焊部位，计测特定特征，所述特定特征是指，在图像中出现的特征，并且是与在该锡焊部位中的图像中没有出现的部分的形状有关的特征，

第二判断单元，其基于从所述输入单元输入的信息，判断针对与具有在所述图像中没有出现的特征的锡焊部位对应的焊盘计测出的焊锡膏的量是否满足事先规定的良好的条件，利用其判断结果和由所述计测单元进行计测而得到的计测数据，判断具有在所述图像中没有出现的特征的锡焊部位的焊锡的润湿成形的好坏，

第二输出单元，其输出基于所述判断的结果的检查结果信息。

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