CN1661362A - 印刷焊锡检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种印刷焊锡检查装置，其使用两道光扫描印刷基板，以提升扫描效率。另一方面，防止两道光的光学特性差异所造成的对于测量值的影响。横跨焊锡被印刷的印刷基板上的扫描对象范围，利用偏向器，以相异的预定入射光接受光束A与光束B的两道光，并将其偏向到前述对象范围方向，将光射出以进行扫描。此时，利用可变手段1c，可以将光束A与光束B的偏光与功率调整成相同。

Description

印刷焊锡检查装置

技术领域

本发明涉及一种印刷焊锡检查装置，使光在印刷有检查对象物的焊锡的印刷基板上，进行偏向扫描，并且测量位移量，从测量检查焊锡等的形状，特别是涉及一种可以使用多数道光，一方面有效地进行偏向，同时还能够进行检查的一种技术。

背景技术

一般在测量形状时，使用的是位移测量装置。已知的此种位移测量装置是以三角测量原理为依据，对测量对象物体的对象面的位移进行测量(例如，专利文件1)。图18显示的是对专利文件1进行变化之后的位移测量装置的结构斜视图。图18所示的位移测量装置大致上由投影光学系统(光学扫描系统)51与光接收系统55所构成。

投影光学系统51大致由光源52、偏向器53与透镜54构成，以对测量对象物60进行照射。光源52是由例如雷射二极管等所构成，并对偏向器53射出光束。偏向器53，在图18的例子中采用了多角镜(polygon mirror)。多角镜在其圆盘状的周围具有多数个镜面部53a，藉由它的旋转，使从光源52入射的光束发生偏向，至少对包含测量对象物60的所要扫描对象范围(图19所示的H)进行扫描。在此种多角镜构成的偏向器53中，在一个镜面以一个光束对扫描对象范围进行单次单向扫描。透镜54将被偏向器53做扇形扫描的光束，收敛成平行状态。

光接受系统55是由聚光透镜数组56、成像透镜57、光接收组件58(PSD(Position Sensitive Detector))所构成。聚光透镜56是由合成树脂或玻璃所形成，并且做成将彼此具有相等焦距f1(例如20mm)的多数个(图18显示出6个)聚光透镜部56a-56f并列成一列的方式。各聚光透镜部56a-56f中，与其光轴垂直的面是做成球面状，测量光可以沿着光轴周围被均匀地缩小。

成像透镜57具有比照射点S的扫描宽度还大的直径，将来自聚光透镜56的光束收敛，并在光接受组件58的光接受面58a上成像。

此种位移测量装置利用在偏向器53的X轴方向(主扫描方向)上扫描的光束，得到测量对象物60的Z轴方向的位移量。此时，藉由使测量台61在Y轴方向(副扫描方向)移动，可以获得再X-Y二次元位置的各照射点S的Z轴方向位移量。结果，得到三次元的距离数据，例如，可以测量被印刷的焊锡的形状。印刷焊锡检查装置从这种测量的数据，把形状再生，并且与预先准备的参考用的形状数据做比较，进行好坏的判断。

接着，在前述传统的光扫描装置(投影光学系统51)中，如图19A～19C所示，做为偏向器53的多角镜在它旋转的时候，使入射到各镜面部53a的光束在所要的扫描对象范围H进行扫描。

专利文件1

特开2000-97631号公报(段落[0028]-[0033]、图4)

但是，在上述的位移测量装置中，以一个镜面对扫描对象范围进行一次偏向扫描(一次主扫描)是无法利用在一个镜面部53a的所有偏向角(以一个镜面旋转可以偏向的角度范围)。因此，如图19D、19E所示，在一个镜面部53a被偏向扫描的光束会超出对象面60a的扫描对象范围H之外，被下一个镜面部53a所偏向扫描的光束到达下一个扫描对象范围H内为止的间隔便被拉开，故光束扫描会有变成不连续的问题。此外，在每个主扫描中，对测量对象物的下一个扫描对象范围进行副扫描，但这会有必须使副扫描的移动速度配合主扫描速度而不得不延迟的问题产生。

作为解决上述问题的一种方法，可以考虑配合偏光方向将多角镜的镜面做窄并配置多个镜面的方式。但是，多角镜在制造上的精密度是有其限制的。而且，为了获得所要的扫描宽度，多角镜的多个镜面部必须要维持在一定的宽度，若再将其做成多面化，偏向器的大小会变大，结果造成装置的尺寸变大。

发明内容

本发明的目的是提供一种印刷焊锡检查装置，通过有效利用偏向器的偏向角，来提高扫描的效率，进而改善检查速度。并且，作为谋求偏向器的有效利用而更提高扫描效率的达成手段，使多数道光以分别不同的入射角入射到偏向器。例如，如上所述，以一道光且一个镜面来对预定的扫描对象范围进行主扫描时，只能利用镜面的50％的时候，以与上述一道光不同的角度使其它光入射到偏向器，便可以用其它光利用剩下的50％的镜面，对扫描对象范围进行主扫描。此外，在进行一次主扫描时进行一次副扫描的话，使得检查装置整体上更加有效率。

另一方面，如上述，若力图使用多数道光来增进扫描效率的话，此时因多道光具有的差异性而产生误差。例如，在一道光的主扫描的测量值与另一道光的主扫描的测量值之间会出现误差，这将有可能对印刷焊锡的形状检查带来不好的影响。

本发明的另一目的是提供一种技术，用于维持测量的精度，并且以多数光扫描来改善扫描效率、进而达到改善检查速度的目的。换言之，本发明是提供一种技术，其以多道光来改善扫描效率，并且防止该些多道光的特性差异对测量值所造成的影响。

为了解决上述课题，依据本发明的一实施形态，本发明提出一种印刷焊锡检查装置，其具备投射部(3)与受光部(8)。投射部(3)对横跨被焊锡印刷的印刷基板的预定的扫描对象范围，射出光并进行扫描，受光部(8)接受来自印刷基板的反射光，印刷焊锡检查装置用以检查该焊锡的印刷状态。上述投射部(3)包括光产生部(1)，用以出射M(多数)个光；偏向器(4)，以不同的入射角接受该些M个光，使往对象范围偏向，依序扫描印刷基板该扫描对象范围。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施形态，上述偏向器为多角镜，且沿着偏向器的周围具有N(多数)角状镜面，利用旋转进行扫描，并且以每360度/[NM]的不同入射角(β)，接受来自光产生部的该些光，并且以大致每360度/[2NM]的旋转，依序对扫描对象范围进行扫描。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施形态，上述印刷焊锡检查装置更包括副扫描部(104)，藉由偏向器每旋转大致360度/[2NM](即β/2)，使投射部与该印刷基板相对于与扫描方向垂直的方向进行移动，以进行副扫描；以及形状再生部(105)，受光部根据利用偏光器的主扫描及利用副扫描部的副扫描的时序而输出的受光量以及受光位置，并基于根据受光量与受光位置所输出的电气信号，将印刷基板上的印刷焊锡的形状进行再生。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施形态，上述光产生部所射出的该些M道光为相同的偏光方向，且在印刷基板的被扫描的面上，设成有大致相同的功率。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施形态，前述M道光为两道光，且上述光产生部更包括一个光源(1a)，用以射出光；偏光分光部(1b)，将来自光源的光分光成由彼此互相垂直的偏光方向所构成的两道分光；第一偏光板(1d)，接受两道分光的其中之一，并设成与另一分光相同的偏光方向；以及第二偏光板(1c)，设置在光源与偏光分光部之间，在经过偏向器而投射的印刷基板的被扫描面上，将第一偏光板所输出的其中之一的分光及另一分光的功率调整成实质上为相同。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施型态，前述M道光为两道光，且前述光产生部更包括一个光源(1a)，用以射出光；偏光分光部(1b)，将来自光源的光分光成由彼此互相垂直的偏光方向所构成的两道分光；第一偏光板(1d)，接受两道分光的其中之一，并设成与另一分光相同的偏光方向；以及第三偏光板(1f)，接受两道分光的另一道分光，前述两道分光的其中之一，并且在经过偏向器而投射的印刷基板的被扫描面上，将两道分光的功率调整成实质上为相同。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施型态，前述印刷焊锡检查装置更包括形状再生部(105)，从受光部所输出的电气信号，将印刷焊锡进行再生；以及补正部(109)，当以偏向器依序投射前述M道光的时候，为了防止对M道光的特性差异造成的受光部的受光量的影响，预先记忆与用来投射的光相对应的补正用数据，并以投射的光的补正用数据，对从受光部输入到形状再生部的电气信号进行补正。

为了解决上述课题，根据本发明其中之一实施型态，印刷焊锡检查装置可以更包括形状再生部(105)，以预定的临界值，比较受光部输出的电气信号并进行二值化，并从二值化的数据，将印刷焊锡的形状进行再生；以及补正部(109)，当以偏向器依序投射M道光的时候，为了防止对M道光的特性差异造成的受光部的受光量的影响，预先记忆与用来投射的光相对应的补正用数据，并以该投射的光的补正用数据，对临界值进行补正。

根据本发明，因为偏向器以不同的入射角接受前述M道光，依序进行扫描，故扫描速度可以提高M倍。

根据本发明，为具有N(多数)个角状的镜面的多角镜，以相异的入射角接受来自前述光产生部的两道光，

通过以每大致360度/[2NM]的旋转依序进行扫描，例如因为在多角镜的偏向器中，相对于旋转周期的扫描周期为M倍，故可以加快扫描速度。

根据本发明，可以提高主扫描效率，进而加快副扫描的移动速度，并且可以再生印刷焊锡的形状，因此最终可以改善印刷焊锡检查装置整体的检查速度。

根据本发明，由于前述光产生部射出的M道光为相同的偏光方向，且在前述印刷基板被扫描的面上，设定为几乎相同的功率，所以在检查对象的印刷焊锡面上，可以防止M道光的特性中的功率与偏向对于测量的影响，从而达到测量的精确度。

根据本发明，在当M光为两道光时，可以以简单的结构，达成两道光的同质化，来防止因两道光的差异给检查所造成的影响。

根据本发明，由于可以利用补正部，来防止前述M道光的差异对前述反射光所造成的影响，预先记忆与投射光相对应的补正用数据，并且以前述补正用数据对输入到前述形状再生部的电气信号或进行二值化时的临界值进行补正，所以将多道光的特性同质化的光学系统不存在的情况下，也可以防止多数光的差异所造成的对于检查的影响。

如上述说明，利用本发明的位移测量装置，可以判断出照射在测量对象物的两道光(光束)，并且可以依据此判断结果，以最佳的补正数据，对每道光束进行各种补正。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为实施例1的功能方块图。

图2是用来说明投光部的两道光束的光学特性的差异性所造成对于检查装置的影响的说明图。

图3为实施例2的功能方块图。

图4为实施例2的光产生部的变化例示意图。

图5为实施例2的光产生部的变化例示意图。

图6为实施例2的光产生部的变化例示意图。

图7为说明实施例3的补正的说明图。

图8A为说明在实施例3的扫描光束的检测方法的说明图。

图8B为说明在实施例3的扫描光束的检测方法的说明图。

图9A为说明在实施例3中，识别光束的时序信号的产生方法的说明图。

图9B为说明在实施例3中，识别光束的时序信号的另一种产生方法的说明图。

图10为本发明图1的实施例的其它例的示意图，用以说明一连串的动作。

图11为说明图10的两道光束的扫描并且说明两道光的检测的说明图。

图12为用来说明图10的两道光束的扫描的说明图。

图13为用来说明图10的两道光束的扫描的说明图。

图14为用来说明图10的两道光束的扫描的说明图。

图15为用来说明图10的两道光束的扫描的说明图。

图16为用来说明图10的两道光束的扫描的说明图。

图17为用来说明图10的两道光束的扫描的说明图。

图18是传统技术的投光部的结构的立体图。

图19为说明利用图18的投光部的扫描的说明图。

1：光源                        2：绕射组件

1：光产生部                    1a：光源

1aa、1bb：LD光源               1b：分光部

1ba：分光装置(手段)            1bb：反射镜

1c：可变装置(手段)             1d：偏光装置(手段)

1e：准直透镜                   1ea、1eb：准直透镜

1f：λ/2波长板                  2：照射部

2a：半反射镜                2b：反射镜

3：投射部                   4：偏向器

5：收敛透镜(fθ透镜)        6：聚光透镜数组

6a：聚光透镜部              7：成像透镜

8：受光部                   9：辨识用反射镜

9a：检测用反射镜            9b：刃件

10：印刷基板                100：测量控制部

101：主扫描控制部           102：反射镜驱动部

103：副扫描控制部           104：副扫描部

105：形状再生部             105a：数据变换部

106：判断部                 107：扫描光检测部

107a：受光装置(手段)        107aa、107bb：受光检测部

108：补正部                 108a：记忆装置(手段)

109：显示部

51：投影光学系统            52：光源

53：偏向器                  53a：镜面部

54：透镜                    55：光接收系统

56：聚光透镜数组            56a-56f：聚光透镜部

57：成像透镜                58：光接收组件

58a：接受面                 60：对象物

60a：对象面

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的印刷焊锡检查装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明为一种技术，其使用多数个光(以下，称为光或光束者均为相同的物)，使偏向器的扫描效率更好，以达到增进印刷焊锡的检查速度的提升。首先，在实施例1中，说明此发明的结构。接着，以实施例2、3，说明防止多数个光的光学特性差异所造成的对于测量值的不良影响的技术。在实施例1所说明的技术是一种谋求在测量前多数个光的光学特性的一致性。实施例2所说明的技术是在测量多数个光的光学特性的不同处后，来进行测量之后的电气性补正。

实施例1

图1是本发明结构(包含实施例3的结构)的功能示意图。图中的粗线是表示光路径的线。实际上，光是光束，但在图1中，为了明了光路径，单纯地以单一线条来表示。

在图1中，投射部3是由光产生部1、照射部2、偏向器4与收敛透镜(也称为fθ透镜)5等所构成。图1的光产生部1显示出射出两道光的例子。在此例子的光产生部1中，光源1a被架构成包含一个雷射半导体(LD)并输出一道光，接收此光的分光部1b将此光分成两道光。分光部1b包括半反射镜与反射镜。半反射镜使一部分光通过并且反射另一部分光，反射镜更进一步反射被反射的另一部分光(光束A)。在发出多个M道光时，分光部1b也需要这么多的数目，或者也可以排列M个光源。

照射部2在反射镜2a、2b处接收来自光产生部1的两道光，光束A与光束B以彼此大致成角度β的角度，入射到偏向器4。在此例中，偏向器4是在N角形的边上配置N个镜面，并被旋转支撑的多角镜。角度β大约为360度/N。

接着说明光束A与光束B的入射角、多角镜及与其旋转角的关系。当偏向器4位于图1的实线的旋转位置时，光束A在偏向器4的镜面的端部附近被反射，反射的光束A(1)会在主扫描的终点位置(在图1的收敛透镜5的下段)，最后被投射到做为扫描对象范围H内的检查对象的印刷基板10的一侧。此时，光束B在偏向镜4的镜面的中央附近反射，反射的光束B(1)会在主扫描的起点位置(在图1的收敛透镜5的上段)，最后被投射到扫描对象范围的印刷基板10的另一侧。反射镜以360度/2N的角度沿着图1的旋转方向旋转时，即偏向器4旋转到图1虚线的位置时，光束A在偏向器4的镜面的中央附近被反射，反射的光束A(2)(虚线)会在主扫描的起点位置(在图1的收敛透镜5的上段)，最后被投射到扫描对象范围的印刷基板10的另一侧。此时，光束B在偏向镜4的镜面的端部附近被反射，反射的光束B(2)(虚线)会在主扫描的终点位置(在图1的收敛透镜5的下段)，最后被投射到扫描对象范围H的印刷基板10的一侧。在图1的偏向器4从实线位置运行到虚线位置之间，从光束B(1)到光束B(2)在主扫描方向进行扫描，以扫描位在扫描对象范围的印刷基板。在此之间，光束A(1)到光束A(2)是对扫描对象范围外进行扫描。当偏向器4的旋转从图1的虚线位置再旋转β/2时，此次从光束A(2)到光束A(1)，对扫描对象范围H进行扫描，光束B(2)到光束B(1)，则在扫描对象范围H以外。上述光束B(1)～B(2)间的偏向角与光束A(2)～A(1)间的偏向角大约为β。如上所述，可以β/2，即偏向镜4的镜面相对于中心轴占有的角度β的一半，进行一次主扫描。换言之，由于以一个镜面进行2次主扫描，因此效率很高。

此外，在上面的说明中，对角度的说明是以“大约”、“大致”来表现的，这是因为，实际的角度取决于主扫描与下一个主扫描之间需要有副扫描、对于扫描对象范围H需要进行充分的扫描等因素。图1的扫描对象范围H为至少包含检查对象物的范围。一般来说在范围上是包含整个印刷基板10。印刷基板偏大，当印刷焊锡是配置在印刷基板的其中一部分时，其印刷焊锡将包含在扫描对象范围H之内，而印刷基板的一部分则位于范围之外。

上面是以两道光束来说明，但是也可以使用M道光束，并以每360度/NM进行一次主扫描。在此情况下，需要将彼此相邻M道光束间的入射角度差设定为大约是360度/NM的两倍的角度，并且将这些光束的入射位置做成等间隔的位置而入射，使得一道光束入射到一个镜面在扫描方向被分割成M个的各个区域。

收敛透镜5是由fθ透镜构成，将通过偏向镜4进行扇形扫描的光束A、B转换成平行光束，投射到印刷基板上。

副扫描部104，当前述偏向器4每进行一次主扫描时，若是多角镜的话，每次旋转大约β/2角度，藉由使投射部3与检查对象的印刷基板10间的关系相对于与主扫描方向垂直的方向进行移动，在下一次移动主扫描的场所。为了若容易辨认，图1的副扫描部104设置在印刷基板10的地方，此时的副扫描，在印刷基板10加以固定后，构成投射部3与受光部8等感应器关系为一体化，并将其移动来进行。此外，副扫描部104支撑印刷基板10，可以在前述偏向器4每进行一次扫描时，沿着与藉由偏向器4进行主扫描的方向相垂直的方向进行移动。

聚光透镜6是将具有彼此等焦距的多数个小透镜配置在主扫描方向上，此小透镜的与光轴垂直的面是做成球面状，使来自印刷基板10的反射光在光轴周围均匀地缩小，入射到成像透镜7。成像透镜7使影像成像在受光部8的受光面。

受光部8为位置感应侦测器(position sensitive detector，PSD)，检测出来自印刷基板10的反射光的成像位置及其光量(功率，或也被称强度)。检测所得的光量(受光量)是做为电器信号输出，此电器信号具有对应在该位置的受光量大小(也有把受光量或电器信号总称为测量值)。

形状再生部105以数据变换部105a，藉由与预定的林界值做比较，将受光部8所得到的模拟电气信号进行二值化(“0、1”或“L、H”)，转换成数字的信号。接着，从该些二值化的值撷取出焊锡区域，求取关于印刷基板10上的印刷焊锡形状的面积与体积等。此外，印刷基板10上的构造部分区分成例如焊锡部分、阻抗部分、焊垫部分等。

另外，在前述数据变换部105a的二值化处理是依据来自受光部8的受光量(功率)，为了区分受光量少的焊锡场所和电阻间隙以及受光量多的电阻与配线图案，以具有某一临界值(记忆做为参数)来进行二值化。

因为二值化而被撷取出的焊锡场所和电阻间隙，依据来自受光部8的位移量，以基准的位移量做为辨识点，移除在此辨识点以下的位移量少的电阻间隙，仅撷取出辨识点以上的焊锡的区域。

此形状再生部105求取利用上述二值化的数值所求得的在上述电阻与配线图案的区域的位移量的平均值，做为高度的基准值。接着，形状再生部105从在上述焊锡区域的位移量与高度的基准值的差值，求得焊锡的高度，再从此高度与只有焊锡的区域(面积)，计算出焊锡的体积。

判断部106将表示焊锡所在的位置的焊锡量的面积与体积等的数据预先记忆做为参考，并且与形状再生部105计算出的在相同焊锡场所上的面积与体积作比较，进行好坏的判断。

测量控制部100对整体进行统一性的管理控制，藉此主扫描控制部101对反射镜驱动部102以预定的时序做控制。反射镜驱动部102由马达构成，使偏向器旋转。副扫描控制部103在每次偏向器4旋转β/2，把时序信号传送给副扫描部104，使印刷基板10移动，并进行副扫描。显示部109是用来进行操作、输入、测量值的视觉确认等。

辨识用反射镜9、扫描光检测部107与补正部108是用来进行补正，以消除因为光束A与光束B的光学特性差异所造成的对测量结果的影响。因为会在实施例3中详细描述，在此省略他们的说明。

依据本发明，在投射部3中，因为以偏向镜4每旋转角度β/2来进行2次主扫描，副扫描部104的副扫描的移动速度将提高两倍，整体而言可以达成高速的检查。例如，实际产品上，偏向器4为15角形且具有15面镜面的装置，一个光源且镜面的利用效率为43％的效率者可以达到86％。

接着，使用图12至图17，来说明在投射部3的关于一连串的主扫描动作。在这些图中，与图1是不同的，其利用半反射镜2a与反射镜2b，做出光束A与光束B。在图12中，被半反射镜2aA入射到偏向器(多角镜)4的光束A是在与扫描对象的对象面10a有关的扫描对象范围H内。此外，被反射镜2b入射到偏向器(多角镜)4的光束B被偏离到扫描对象范围H外。在此情形，光束A的反射光被成像在受光部8的受光面8a。

接着，如图13所示，藉由使偏向器4慢慢地(角度β/2)旋转，光束A对扫描对象范围H内进行主扫描。此时，通过偏向器4，光束B从扫描对象范围H偏离且扩散。亦即，光束A的反射光连续地被成像在受光部8的受光面8a上。

接着，如图14所示，当偏向器4的旋转角度大致接近角度β/2时，光束A会在扫描对象范围H进行主扫描，但是透过偏向器4，光束B会被照射到接近对象范围H的位置。

此外，在图12，在扫描对象范围H的外侧，配置在光束B所照射的光路上的检测用反射镜9，使光束B的照射光反射并且往扫描检测部107照射。扫描检测部107检测出光束B位在对象范围H的外侧，并且从该时间点可以知道光束B的主扫描位置。

接着，如图15所示，藉由偏向器4旋转β/2以上的角度，光束A从扫描对象范围H偏离。接着，副扫描部104使对象面10a朝与主扫描方向垂直的方向移动。光束B对新的扫描对象范围H进行主扫描。接着，光束B的反射光被成像在受光部8的受光面8a。

接着，如图16所示，藉由将偏向器4再旋转(β/2+Δα＜β)的角度，以光束B对扫描对象范围H进行主扫描。此时，光束A从扫描对象范围H偏离并且扩散。

接着，如图17所示，在偏向器4的旋转角度接近β为止，光束B更近一步地对扫描对象范围H进行主扫描。光束A则照射到接近对象范围H的位置。

此外，在图15中，在扫描对象范围H的外侧，光束A的照射光被检测用反射镜9反射，往扫描检测部107照射。藉此，检测出光束A位在对象范围H的外侧，并且可以从该时间点起的经过时间知道光束A的主扫描位置。接着，随着偏向器4的旋转，反复上述图12至图17的动作(反复进行主扫描与副扫描)。

在上述的投射部3，以照射部2的半反射镜2a与反射镜2b，射出入射角差异约为β的两道光束A与光束B，以偏向器4把光束A、光束B分别偏向，在所要的扫描对象范围H进行扫描，以收敛透镜5将扫描的光束A与光束B转换成平行光束。藉此，在偏向器4造成的一次扫描的偏项动作中，其中的光束A(B)被偏离到扫描对象范围H的时候，另一个光束B(A)则在扫描对象范围H内做扫描。因此，可以将偏向器4的偏向角有效地利用在扫描上。

图10是配合图1的实际装配所表现出来的结构例。照射装置(手段)2与图12的东西相同。从照射装置2所射出的两道照射光以相异的两个入射角被偏向器4射出。各照射光分别被偏向器4弯曲，以预定的频度(strock)进行扫描。扫描的照射光束入射到收敛透镜5，成为平行移动的光束，在对象面10a上形成照射点S。照射光在每个照射点S上反射或散射，其反射光与散射光(测量光)入射到受光部8侧。

照射点S进行扫描，且移动到与位在聚光透镜数组6的一端的聚光透镜部6a相对的位置。来自照射点S的测量光藉由聚光透镜6a成为大致上平行的光束并收敛。收敛的测量光以具有相对于成像透镜7的光轴的角度的状态，入射到成像透镜7。

成像透镜7改变入射到聚光透镜部6a的测量光的方向，使测量光成像在受光面8a的扫描宽度方向的一端的位置。来自照射点的测量光，从侧面(图10中的X方向)来看，也被聚光透镜6a收敛成大致平行，且被成像透镜部7成像在受光部8的受光面8a上。

因此，在受光部8的受光面8a上，点状的像K(成像点)形成在正确地对应到照射点S的高度的位置上，对应该位置的电气信号(电流)从电极输出。接着，利用通过上述偏向器4对印刷基板10上的照射点S进行扫描，受光部8的受光面8a上所成像的像K的位置会对应印刷基板10的高度而改变。

如上述，当照射点S在与聚光透镜6a相对的范围内移动时，受光面8a上的像K的位置会从受光面8a的主扫描宽度W的一侧端移动到另一侧端。

接着，随着印刷基板10上的照射点S的扫描，当照射点S沿着高度(Z)方向移动，受光部8的受光面8a上的像K会偏离，并输出对应其位置的电气信号。接着，从该电气信号，检测出离照射点S的基准面的高度，并判断与与动前照射点S的高度间的差。这是以形状再生部105进行处理。

如上述的方式，可以利用在X轴方向(主扫描方向)进行扫描的光束获得印刷基板10的Z轴方向的位移量。此外，藉由副扫描部104让投射部3与受光部8等的感应器部分相对于支撑印刷基板10的测量台61且沿着Y轴方向移动，可以获得X-Y-Z的三维距离数据。这些数据以形状再生部105产生。

实施例1的多道光束的影响

在此，当投射部3以两道光束来测量同一个印刷基板10的形状时，因为两道光束的光学特性的差异被表现在测量值中，会有对形状好坏判断造成影响的问题。图2A、2B是通过他的两道光束A和B模型化地表现出利用该两道光束测量的印刷基板10的影响，会对印刷基板10上的电阻部分、焊锡部分与边框部分(mat)等的辨识有何影响。图2A与2B分别表示以光束A、B所测量的数据，任一图的横轴均分别表示在受光部8所接受的受光量(功率)，纵轴表示在相同受光量的度数。此数据例如是可以用来辨识焊锡场所、电阻场所与焊垫场所的数据。

在图2A、2B中，焊锡场所、电阻场所、焊垫的各部分位置出现偏移，其主要理由是光束A与光束B的功率有所不同以及偏光的不同所致。特别是前者，将会导致横轴位置的直接偏移。而后者，图2的以受光量(强度)-度数所示的波形形状中出现差异，结果便导致偏差。因此，在上述形状再生部105，如图2所示，即便设置焊锡与电阻的辨识点XA来进行区别，力图撷取出焊锡场所，光束A能够辨识，而光束B却无法辨识。图2是只对光束A或光束B进行简化说明。而实际上，如上所述，光束A与光束B在每进行一次交互副扫描时，进行一次主扫描，再将其合成，使用于检查中，因此会成为更复杂的问题。

为了防止两道光束的光学特性差异对于检查所造成的影响，下面实施例2与实施例3中说明的技术。

实施例2

实施例2的架构为，上述两道光例如光束A与光束B的光学特性差异力图在投射部3，特别是光产生部1予以取消。特别是，在此，作为对象的光学特性为功率与偏光。图3显示实施例2的整体结构；与图1不同主要部件为在光产生部1具备将光束A与光束B设成相同偏光的偏光装置(手段)1d，以及将光束A与光束B的功率调整成在印刷基板10的表面上为相同的可变装置(手段)1c(包含偏光功能)。使用图4来详细说明此架构。图5、6为其变化例。

在图4中，LD光源1a的光束设定成功率为a，且仅具有垂直的偏光成分中的P偏光或S偏光。来自LD光源1a的光束被准直透镜1e转换成平行光。可变装置1c为1/2波长板(以下称λ/2波长板1c)，将只有P成分或S成分的光束转换成具有P成分与S成分两者的光束。分光装置(手段)1ba为偏光光分离器，使P成分通过并且反射S成分。通过的P成分，以偏光装置1d(在此也是λ/2波长板，以下称λ/2波长板1d)转换成S成分。藉由这种架构，当通过λ/2波长板1c时的S成分与P成份的功率比S/P为r时，通过(反射)分光装置1ba后的光束A与B的功率是以下式来表示。

光束A(S成分)：r×a/(1+r)

光束B(以λ/2波长板1d转换P成分的S成分)：

(1-q)×a/(1+r)

其中q为λ/2波长板1d的损失。

在这样的架构中，进行下面的调整。使λ/2波长板1d旋转，将分光装置1ba的输出后的P成分调整成只有S成分。这个调整为测量从λ/2波长板1d反射的P成分的功率，旋转到该值为0。之后，使λ/2波长板1c旋转，可改变比率r，放置功率计取代印刷基板10，把光束A与光束B的功率调整成相同。也就是说，调整成r＝1-q。

此外，在上述的印刷基板10的位置，将光束A与光束B调整成相同功率的理由是会有因为存在途中的反射镜1bb、偏向器4、收敛透镜5等的偏光特性所造成的损失，且为将此因素考虑进去的一种调整方法。

图5是图4的变化例，即拿掉位于图4分光装置1ba前的λ/2波长板1c，并将λ/2波长板1f设置在分光装置1ba后的光束A侧。此时，分光装置1ba与偏光无关，只进行单纯分光，例如可以是半反射镜。

在图5的情形，以λ/2波长板1 f与λ/2波长板1d，将分别从分光装置1ba所接受的光束A与光束B，分别转换成S偏光。此时，任何一个功率较低的一方，例如是光束B的话，使λ/2波长板1d，把整个光束B转换成S偏光。之后，使λ/2波长板1f旋转，在印刷基板10的位置测量光束A的功率，并将其调整到与光束B相同的功率。因此，λ/2波长板1f利用将从分光装置1ba接受的光束的一部分做为P偏光反射、损失，来调整功率。

图6为表示具有两个LD光源1aa、1bb的图例。分别来自LD光源1aa、1bb的光，分别被准直透镜1ea、1eb转换成平行光，再利用λ/2波长板1d、1g转换成S偏光，输出做为光束A、B。如图4所示，若功率较小的一方为光束B的话，功率的调整是使λ/2波长板1d旋转，把整个光束B设成S偏光，使λ/2波长板1g旋转，在印刷基板10的位置测量光束A的功率，并将其调整成与光束B相同的功率。

根据上述方法，可以减少两道光束的功率与偏光上的差异，由此可以减少在受光部8上的测量值的差异。因此，如在上述图2所说明一般，对印刷基板10的各部分的辨识，或者是对在形状再生部105的面积、体积的计算误差的影响，均可以防止。

实施例3

如上所述，以两道光扫描时，因为他们的光学特性的差异所造成的影响，在测量上也可能会有差异。在实施例3中，投射部3是直接用图1的结构，来说明在测量侧补正两道光的光学特性差异造成的影响的技术。其构成是在图1的结构中，辨识用反射镜9、扫描光检测部107、补正108部利用波形再生部105(包含数据变换部105a)，例如，架构成用来对受到光束A与光束B的光学特性差异所造成的影响的测量结果进行补正。

此外，本申请人在提出申请中的日本专利申请案特愿2003-195006也做补正，但是此情形的补正为两道光束的光路径差异所造成的补正。本发明的情形为因两道光具有的特性而引起的补正。

使用图1来说明补正的概要，之后在详细说明各部分。图1的辨识用反射镜9是用来区分主扫描光的两道光的任何一个，并且配置在主扫描从扫描对象范围偏离的位置上，将至少任一方的光反射到扫描光检测部107。扫描光检测部107接受来自辨识用反射镜9的反射光，并且将其二值化，例如产生将光束A的扫描期间设为H且光束B的扫描期间设为L的脉冲信号。接着，补正部108接受来自扫描光检测部107的信号，对应主扫描光的光束A或光束B，对数据变换器105a，补正从受光部8接受的电气信号，或者补正在上述数据变换器105a进行二值化时使用的临界值，使得在形状再生部108的处理结果，不会产生光束A与光束B造成的差异。

图11显示辨识用反射镜9的例子。在图11，辨识用反射镜9是由检测用反射镜9a与刃件(knife edge)9b所构成。如图11A所示，检测用反射镜9a配置在最为单向扫描的各光束的终点侧的上述扫描对象范围H的外侧。从扫描对象范围H偏离到外侧的光束在检测用反射镜9a被折回，并照射到被配置在波形整形用的刃件9b前面的扫描光检测部107(具有光二极管)。藉由设置刃件9b，

可以将变换成电气信号时的信号波形(以下称为时序信号)做成陡峭。藉此，检测到各光束位在扫描对象范围H的外侧，在对应该时序信号的时间位置，可以知道扫描已结束的各光束。此外，如图11B所示，检测用反射镜9a不限定在终点侧，也可以设置在起点侧。在此情形，各光束在扫描对象范围H前被侦测到。也就是说，从时序信号可以知道开始扫描的各光束。

图8A、8B与图9A、9B是为了更详细说明各光束的侦测的图。被偏向器4偏光时的各光束位置为如图8A所示，稍微错开扫描方向(偏移)，此光被检测用反射镜9a反射，并以扫描光检测部107内的受光装置(手段)107a检测出，以放大装置(手段)107b放大。图8B显示出此时出入检侧用反射镜9a的各光束的样态(图8A中以一点锁线围起来的部分)。

在图8B中，显示出因为光束A与光束B的照射位置所造成的差异，被检测用反射镜9a反射，做为由受光装置107a受光的光区域，存在只有光束A的区域F1、光束A、B的区域F2以及只有光束B的区域。

在此，受光装置107a具有两个受光面。此两个受光面是由接受来自只有光束A的区域F1的光束A的受光检测部107aa(未绘出)以及接受来自光束A、B的区域F2的光束A、B的受光检测部107bb(未绘出)所构成。此组合并不局限于上述情形，也可以是检测区域F1、F2与F3中任意两组的光。

扫描光检测部107更产生时序信号，其可以从受光检测部107aa与受光检测部107bb的输出辨识出是光束A的主扫描或是光束B的主扫描。图9A显示以扫描光检测部107接受并判断依据来自受光检测部107aa的光束A的时序信号与依据来自受光检测部107bb的光束B的时序信号的结果，也就是说显示扫描的各个光束的辨识结果。图9B显示使用光束A(区域F1)与光束A、B(区域F2)判断时的判断结果。在上述任何一个例子中，判断结果的时序信号显示H电平且为光束B，以及显示L电平且为光束A。图9A、9B的判断结果可使用由各种逻辑组件构成的逻辑电路来产生来自受光检测部107aa与受光检测部107bb的各频率信号。

补正部108接受扫描光扫描部107的输出，对形状再生部105进行对于光束A的测量值的补正、对光束B的测量值的补正指示。此时，不需要一定要对两者都指示，在最小限度上，也可以指示对其中一方的光束的补正。补正就是把一方的光束的测量值去配合另一方的光束的测量值。因此，补正部108具有记忆装置(手段)108a，预先记忆补正所需要的补正数据(图7)。

补正手段108进行补正指示的主要内容有下面的内容。在上述中，是记载为“补正测量值”，但是以临界值进行二值化的值也包含在测量值中。

补正受光部8接受的受光量的增益、偏移量(offset)。

图7显示补正电路的例子。

例如，当光束A的受光量小于光束B的受光量时，补正装置108在上述时序信号为L电平的时间带，使数据变换部105a，在数据变换前，依据与光束B侧的电气信号的增益相比的受光量的差，把光束A时的电气信号的放大器L的增益放大。也就是说，在图7中，根据时序信号的L电平，经过开关B(L侧)，基于补正增益可变值A来改变阻抗R，以提高增益。

此外，在光束A的受光量的分布和与光束B的受光量相比的受光量分布相比，往受光量多的一方移动的情形时，在图9B的时序信号为L电平的时间带，在放大器L的输入端，以上述偏移的偏移量，把光束A侧的电气信号的大小往下偏移。也就是说，在图7，根据时序信号的L电平，经过开关A(L侧)，把补正偏移量的值A给放大器L，把电气信号偏移。上述补正所需要的增益(图2的补正偏移量值A、B)、偏移量(图7的补正增益值A、B)因为可以通过在图1中放置做为基准的印刷基板，以取代印刷基板10，来进行校正而预先知道，故可以利用记忆在记忆装置108a的方式达成，使得基于校正时的值以上述的时序信号读出的方式。此外，也可以进行上述增益补正与偏移量补正两着的补正。

补正数据变换时的二值化的临界值。

在数据变化部105a的上述数据变换的二值化一般是利用比较器，把对应来自受光部8的受光量大小的电气信号与临界值进行比较。但是，由于光束A与光束B的光学特性，尤其其中的工率与偏光，受光部8的受光量在光束A与光束B的情形时是不相同的，在不相上下时，以相同临界值来做二值化时，会有一方被二值化，另一方可能不会被二值化的情形。因此，依据之后在判断部106的判断结果，可能会有错误判断。故补正是需要的。此补正的方法是与以图7说明的偏移量相同，故省略说明。此外，在二值化的情形，图7的放大器L是做为前述的比较器来进行动作。把阻抗R设成无限大，放大器L的增益设定成最大。

接着，再回到图2来说明。图2是为了说明，以单一光束A或光束B来测量的例子，焊锡与电阻的辨识点偏移了XA-XB。实际上，在每次进行主扫描、副扫描时，光束A与光束B是交互被测量，在将其总结以求取形状。但是，如上所述，在形状再生部105的输入时间点，对应图9B的时序信号，若是相同的对象的话，因为补正成使光束A与光束B的分别受光量(依据此的电气信号的大小)没有差别，且因为焊锡与电阻的辨识点可以成为XA＝XB，故可以防止错误判断。也就是说，之后在计算焊锡场所的面积、体积(形状)方面可以防止电阻相关的数据混入焊锡场所的数据，而做出错误的计算。

Claims (8)

1、一种印刷焊锡检查装置，具备投射部(3)与受光部(8)，前述投射部(3)对横跨被焊锡印刷的印刷基板的预定的扫描对象范围，射出光并进行扫描，前述受光部(8)接受来自前述印刷焊锡检查装置用以检查前述焊锡的印刷状态，其特征在于：

前述投射部(3)还包括：

光产生部(1)，出射M(多数)个光；

偏向器(4)，以不同的入射角接受前述M个光，使往前述对象范围偏向，依序扫描前述印刷基板的前述扫描对象范围。

2、根据权利要求1所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于其中所述的偏向器为多角镜，沿着前述偏向器的周围具有N(多数)角状镜面，利用旋转进行扫描，并且以每360度/[NM]的不同入射角(β)，接受来自前述光产生部的前述光，并且以实质上每360度/[2NM]的旋转，依序扫描前述扫描对象范围。

3、根据权利要求2所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于还包括：

副扫描部(104)，藉由前述偏向器每旋转大致360度/[2NM](即β/2)，使前述投射部与前述印刷基板相对于与前述扫描方向垂直的方向进行移动，以进行副扫描；以及

形状再生部(105)，前述受光部根据利用前述偏光器的主扫描及利用前述副扫描部的副扫描的时序而输出的受光量以及受光位置，并基于根据前述受光量与前述受光位置将前述印刷基板上的印刷焊锡的形状进行再生。

4、根据权利要求1-3任一权利要求所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于前述光产生部所射出的前述M道光为相同的偏光方向，且在前述印刷基板的被扫描的面上，设成有实质上相同的功率。

5、根据权利要求4所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于前述M道光为两道光，前述光产生部还包括：

一个光源(1a)，用以射出光；

偏光分光部(1b)，将来自前述光源的光分光成由彼此互相垂直的偏光方向所构成的两道分光；

第一偏光板(1d)，接受前述两道分光的其中之一，并设成与另一分光相同的偏光方向；以及

第二偏光板(1c)，设置在前述光源与前述偏光分光部之间，在经过前述偏向器而投射的前述印刷基板的被扫描面上，将前述第一偏光板所输出的其中之一的分光及另一分光的功率调整成实质上为相同。

6、根据权利要求4所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于前述M道光为两道光，前述光产生部更包括：

一个光源(1a)，用以射出光；

偏光分光部(1b)，将来自前述光源的光分光成由彼此互相垂直的偏光方向所构成的两道分光；

第一偏光板(1d)，接受前述两道分光的其中之一，并设成与另一分光相同的偏光方向；以及

第三偏光板(1f)，接受两道分光的另一道分光，前述分光的其中之一，并且在经过前述偏向器而投射的前述印刷基板的被扫描面上，前述两道分光的功率调整成实质上为相同。

7、根据权利要求1或2所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于还包括：

形状再生部(105)，从前述受光部所输出的电气信号，将印刷焊锡进行再生；以及

补正部(109)，当以前述偏向器依序投射前述M道光的时候，为了防止对前述M道光的特性差异造成的受光部的受光量的影响，预先记忆与用来投射的光相对应的补正用数据，并以前述投射的光的前述补正用数据，对从前述受光部输入到前述形状再生部的电气信号进行补正。

8、根据权利要求1或2所述的印刷焊锡检查装置，其特征在于还包括：

形状再生部(105)，以预定的临界值，比较前述受光部输出的电气信号并进行二值化，从二值化的数据，将印刷焊锡的形状进行再生；以及

补正部(109)，当以前述偏向器依序投射前述M道光的时候，为了防止对前述M道光的特性差异造成的受光部的受光量的影响，预先记忆与用来投射的光相对应的补正用数据，并以前述投射的光的前述补正用数据，对前述临界值进行补正。

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