DE112011104725B4

DE112011104725B4 - Lötstelleninspektionsverfahren, Leiterplatteninspektionssystem und Lötstelleninspektionsgerät

Info

Publication number: DE112011104725B4
Application number: DE112011104725.8T
Authority: DE
Inventors: Katsuki Nakajima; Shimpei Fujii; Hiroyuki Mori; Masanobu Tanigami
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2016-07-14
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: JP2012145483A; WO2012096003A1; DE112011104725T5; CN103299177A; JP5365643B2; TW201231960A; DE112011104725B9; CN103299177B

Abstract

Lötstelleninspektionsverfahren zum Inspizieren des Zustands einer Lötstelle, indem eine Leiterplatte (S, 203), die mehrere Prozesse zur Herstellung einer mit Komponenten (200) bestückten Leiterplatte (S, 203) einschließlich eines Reflow-Prozesses durchlaufen hat, aus einer vorbestimmten Richtung beleuchtet wird, und gleichzeitig eine Bildaufnahme der Leiterplatte (S, 203) vorgenommen wird mit einer Kamera (2), die in einer Position angeordnet ist, auf welche von einer Lötstelle der Leiterplatte (S, 203) regulär reflektiertes Beleuchtungslicht fällt, und eine Abbildung des reflektierten Lichts an der Lötstelle im erzeugten Bild analysiert wird, wobei, unter der Voraussetzung, dass in mindestens einem der vor dem Reflow-Prozess ausgeführten Prozesse, eine der Leiterplatte (S, 203) hinzugefügte Struktur vor dem Beginn des nächsten Prozesses gemessen wird, eine Regel für ein Inspektionskriterium für die Inspektion nach dem Reflow-Prozess derart festgelegt wird, dass das Inspektionskriterium abhängig vom Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an einem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, variiert wird; und das Inspektionskriterium für die Lötstelle der Leiterplatte (S, 203) nach dem Reflow-Prozess durch Anwendung der Regel für das Inspektionskriterium auf das Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort festgelegt wird, der der Lötstelle entspricht, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass aus mehreren Inspektionskriterien, die sich inhaltlich voneinander unterscheiden, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, ein Inspektionskriterium ausgewählt wird, welches dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, entspricht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beurteilung des Zustands von Lötstellen an verschiedenen Komponenten, mit denen eine Leiterplatte bestückt ist, und zwar durch optische Inspektion der Leiterplatte nach Abschluss des Reflow-Prozesses, der einer von mehreren Prozessen zur Herstellung einer mit Komponenten bestückten Leiterplatte ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Inspektionssystem, mit welchem dieses Verfahren anwendet wird, sowie ein Lötstelleninspektionsgerät.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Mit Komponenten bestückte Leiterplatten werden in der Regel durch einen Lotpastendruckprozess, einen Komponentenbestückungsprozess, und einen Reflow-Prozess hergestellt. In manchen Produktionslinien der letzten Jahre sind Leiterplatteninspektionssysteme eingeführt worden, in denen für jeden dieser Prozesse ein Inspektionsgerät vorgesehen ist, die Inspektionsergebnisse der einzelnen Inspektionsgeräte in einer Informationsverarbeitungsvorrichtung gesammelt werden, und bei denen für eine Überprüfung durch Abgleich identischer Inspektionsziele möglich ist (siehe z. B. Patentdokument 1).
Zur Inspektion von Lötstellen nach dem Reflow-Prozess sind Inspektionsgeräte verbreitet, die sich die Spiegelreflexionseigenschaften des Lots zunutze machen, um ein Bild der zu inspizierenden Leiterplatte im Wesentlichen senkrecht von oben aufzunehmen bei Beleuchtung der Leiterplatte von schräg von oben, und das Muster einer Abbildung des reflektierten Lichts im erzeugten Bild analysieren. Zum Beispiel wird in Patentdokument 2 beschrieben, dass durch Beleuchtung einer Leiterplatte mit rotem, grünen und blauen Licht dessen Einfallswinkel sich jeweils unterscheidet, ein Bild erzeugt wird, bei dem die Neigung des Lots von dem Verteilungsmuster der dem Beleuchtungslicht entsprechenden Farben repräsentiert wird, und das Verteilungsmuster der Farben anhand von im Voraus gespeicherten bzw. gespeicherten Inspektionskriterien verarbeitet wird (siehe Patentdokument 2, Absätze 0003, 0034–0040).
Auch in der Inspektion nach dem Lotdruckprozess wird ein Inspektionsgerät verwendet, welches beispielsweise die Fläche oder Druckposition der Lotpaste in den Kontaktflächen auf der Leiterplatte misst, und zwar in ähnlicher Weise mittels Bildaufnahme der Leiterplatte im Wesentlichen senkrecht von oben gefolgt von einer zwei-dimensionalen Bildverarbeitung. Es gibt auch Inspektionsgeräte, die die dreidimensionale Form oder das Volumen von zu inspizierenden Stellen mittel Phasenverschiebung bestimmen (siehe z. B. Patentdokument 3).
Um die Inspektion automatisch durchzuführen, ist es bei jedem dieser Prozesse notwendig, im Inspektionsgerät im Vorhinein ein Inspektionskriterium zu registrieren, welches für die zu inspizierenden Stellen angemessen bzw. passend ist. Das Inspektionskriterium definiert verschiedene Informationen, die für die Inspektion notwendig sind, wie z. B. das Festlegen der Inspektionsbereiche, das Verfahren für die Erfassung der zu messenden Stellen, das Berechnungsverfahren für die Messung, oder auch Beurteilungsreferenzwerte für die Beurteilung der Angemessenheit der Messwerte, und wird durch ein Programm realisiert.
Um die Präzision der Inspektion zu steigern, ist es notwendig, für jede der Komponenten ein angemessenes Inspektionskriterium festzulegen. Ferner ist es notwendig, Inspektionskriterien festzulegen, bei denen in der Inspektion nach dem abschließenden Reflow-Prozess keine Fehler übersehen werden.
Zu diesem Problem offenbart das Patentdokument 2, dass auch für den selben Komponententyp ein Inspektionskriterium je nach der Form der gebildeten Hohlkehlen unterschiedlich festgelegt werden kann. Diese Offenbarung zusammenfassend werden im in Patentdokument 2 beschriebenen Inspektionsgerät für jeden einzelnen Komponententyp mehrere Sätze von Inspektionsreferenzdaten gespeichert, die mehreren Formen von Hohlkehlen entsprechen, die an Komponenten dieser Komponententypen gebildet werden können, wobei diese Daten in Beziehung gebracht werden mit Höhenbereichen der Hohlkehlen der entsprechenden Formen. In einem Lernprozess wird für jede Komponente, mit der die Leiterplatte bestückt wird, aus den Formdaten der jeweiligen Komponente sowie der Größe der der Komponenten entsprechenden Kontaktflächen die Höhe der Hohlkehle berechnet, ein dieser Höhe entsprechendes Inspektionskriterium wird ausgelesen, und mit einem Inspektionsbereich der zu verarbeitenden Komponente verknüpft. Somit wird für jede einzelne Komponente ein Inspektionskriterium angewendet, welches für die Form der an dieser Komponente gebildeten Hohlkehlen geeignet ist.
STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. JP 3966336
Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. JP 4103921
Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldung Nr. JP 2010-91569A

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Herkömmliche Inspektionskriterien für die Inspektion nach dem Reflow-Prozess, und das trifft auch auf die Offenbarung des Patentdokuments 2 zu, werden unter der Voraussetzung bestimmt, dass der Zustand der Lötstellen gut ist, also mit anderen Worten, dass in allen Prozessen inklusive dem Reflow-Prozess eine angemessene Verarbeitung stattfand. Allerdings kommt es in der Praxis vor, dass im Lotdruckprozess Streuungen oder zeitabhängige Veränderungen in der Druckmenge oder Druckposition der Lotpaste auftreten, und es gibt Fälle, in denen die Bestückungsposition der Komponente im Komponentenbestückungsprozess oder auch der Betrag um den die Komponente in die Lotpaste gedrückt wird variieren, so dass die Form des Lots nach dem Reflow variiert, und eine Form resultiert, bei der das Inspektionsgerät urteilt, dass das Inspektionskriterium nicht erfüllt ist, obwohl die Komponente fehlerfrei ist.
Dieses Problem wird im Folgenden anhand der 12–15 erläutert. Diesen Figuren zeigen, dass die Form des Lots an der Lötstelle für eine Elektrode einer Anschlusskomponente nach dem Reflow-Prozess je nach dem Zustand vor dem Reflow-Prozess variiert. In den Figuren ist 300 eine Kontaktfläche und 301 ist die Elektrode der Komponente. Ferner ist 302 die Lotpaste vor dem Reflow und 303 ist nach dem Schmelzen im Reflow-Prozess erstarrtes Lot (im Folgenden als ”Lot nach dem Reflow” bezeichnet).
12 stellt in der oberen Hälfte und der unteren Hälfte ein Beispiel für den Fall, dass die Elektrode 301 losgelöst ist (zu hoch ist) und ein Beispiel für den Fall, dass die Elektrode 301 nicht losgelöst ist (nicht zu hoch ist) einander gegenüber. Im Lotdruckprozess wird in beiden Beispielen eine standardisierte Menge Lotpaste 302 aufgedruckt, und in dem unteren Beispiel, in welchem keine Loslösung der Elektrode 301 auftritt, wird das geschmolzene Lot durch die Elektrode 302 zurückgehalten, so dass das Lot 303 nach dem Reflow relativ hoch aufgetürmt ist und eine angemessene schräge Fläche (Hohlkehle) im Bereich von der Kante der Kontaktfläche 300 bis zum vorderen Ende der Elektrode 301 (im Folgenden wird dieser Bereich auch als ”Überstand der Kontaktfläche” bezeichnet) gebildet ist. Dagegen wird in dem oberen Beispiel, bei dem die Elektrode 301 losgelöst ist und zu hoch ist das geschmolzene Lot 300 zu dünn verbreitet, und das Lot 303 nach dem Reflow hat eine flachere Form als im unteren Beispiel.
Somit variiert auch bei der gleichen Druckmenge an Lot die Höhe und die Neigung des Lots 303 nach dem Reflow zwischen dem Fall in dem die Elektrode 301 losgelöst ist und dem Fall in dem die Elektrode 301 nicht losgelöst ist.
Es gibt auch Fälle, bei denen, wie im unteren Beispiel in 13 gezeigt, die Menge an Lotpaste 302 geringer als standardmäßig ist, aber die Elektrode 301 und die Kontaktfläche 300 über das Lot 303 nach dem Reflow gut miteinander verbunden sind. Die Höhe und die Neigung des Lots 303 nach dem Reflow sind in diesem Fall dieselben wie in dem Fall, dass die Menge der Lotpaste 302 standardmäßig ist und die Elektrode 301 losgelöst ist (oberes Beispiel in 13).
14 zeigt ein Beispiel dafür, dass die Form des Lots 303 nach dem Reflow je nach der Höhe der Elektrode 301 der im Komponentenbestückungsprozess platzierten Komponente variiert.
Im oberen Beispiel von 14 ist die Elektrode 301 in geeignetem Maße in der Lotpaste 302 eingebettet, so dass das geschmolzene Lot von der Elektrode 301 im Reflow-Prozess zurückgehalten wird, und in dem Überstand der Kontaktfläche eine Fläche mit angemessener Neigung gebildet wird. Andererseits ist im unteren Beispiel von 14 die Elektrode 301 relativ hoch platziert, so dass das im Reflow-Prozess geschmolzene Lot unter die Elektrode 301 gesaugt wird. Als Ergebnis steigt das Lot 303 nach dem Reflow an dem Überstand der Kontaktfläche nur sehr sanft an, und nur die Steigung im Bereich des Randes der Elektrode 301 ist sehr steil. Auch in diesem Zustand ist der elektrische Kontakt zwischen der Elektrode 301 und der Kontaktfläche 300 ungehindert, allerdings gibt es Fälle, in denen die Höhe des Lots 303 nach dem Reflow auf dem Überstand der Kontaktfläche niedriger ist als in Fällen in denen die Elektrode 301 losgelöst ist, wie durch den gepunkteten Rahmen in 15 gezeigt.
Wie in diesen Beispielen gezeigt, gibt es Fälle, in denen die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 301 und der Kontaktfläche unproblematisch ist, die äußere Form des Lots 303 nach dem Reflow jedoch eine Form aufweist, die der einer fehlerhaften Verbindung ähnelt, oder das Lot 303 nach dem Reflow niedriger ist als bei einer fehlerhaften Verbindung. Mit der optischen Inspektion nach dem Reflow-Prozess wird die Leiterplatte im Wesentlichen senkrecht von oben aufgenommen, so dass es nicht möglich ist, ein Loslösen der Elektroden oder den Zustand des Lots unterhalb der Elektrode zu überprüfen, und nur die Beurteilung auf Basis des Zustands des Lots 303 nach dem Reflow auf dem Überstand der Kontaktfläche zur Verfügung steht. Um zu vermeiden, dass Fehler übersehen werden, werden daher bei der herkömmlichen Inspektion die Inspektionskriterien so gesetzt, dass in Fällen, in denen die Möglichkeit besteht, dass das Muster reflektierten Lichtes im Bild einen Fehler repräsentiert jedenfalls auf einen Fehler geurteilt wird, allerdings werden so viele Fehlerkennungen (in denen fehlerlose Komponenten als fehlerhaft beurteilt werden) erzeugt, was zu einer niedrigeren Effizienz der Produktion führt.
In Hinblick auf die oben aufgezeigten Probleme, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Inspektion nach dem Reflow-Prozess die Angemessenheit des Zustands von Lötstellen mit höherer Präzision zu erkennen, indem Inspektionskriterien angewendet werden, die sich in Abhängigkeit von Unterschieden im Zustand der zu inspizierenden Stellen vor der Durchführung des Reflow-Prozesses voneinander unterscheiden.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Ein erfindungsgemäßes Verfahren inspiziert den Zustand von Lötstellen, indem eine Leiterplatte, die mehrere Prozesse zur Herstellung einer mit Komponenten bestückten Leiterplatte einschließlich eines Reflow-Prozesses durchlaufen hat, aus einer vorbestimmten Richtung beleuchtet wird, und gleichzeitig eine Bildaufnahme der Leiterplatte vorgenommen wird mit einer Kamera, die in einer Position angeordnet ist, auf welche von einer Lötstelle der Leiterplatte regulär reflektiertes Beleuchtungslicht fällt, und eine Abbildung des reflektierten Lichts an der Lötstelle im erzeugten Bild analysiert wird. Dabei wird die Abbildung des reflektierten Lichts hauptsächlich durch Beleuchtungslicht, das an der Lötstelle regulär reflektiert wird gebildet, kann jedoch auch die Abbildung von Licht umfassen, welches aus einer Richtung reflektiert wird, die nahe der regulären Reflektion bzw. Spiegelreflektion ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Inspektionsverfahren wird, unter der Voraussetzung, dass in mindestens einem der vor dem Reflow-Prozess ausgeführten Prozesse, eine der Leiterplatte hinzugefügte Struktur vor dem Beginn des nächsten Prozesses gemessen wird, eine Regel für ein Inspektionskriterium für die Inspektion nach dem Reflow-Prozess derart festgelegt, dass das Inspektionskriterium abhängig vom Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an einem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, variiert wird. Dann wird das Inspektionskriterium für die Lötstelle der Leiterplatte nach dem Reflow-Prozess festgelegt durch Anwendung der Regel für das Inspektionskriterium auf das Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht.
Als Messverfahren im Prozess vor dem Reflow-Prozess kann beispielsweise im Lotdruckprozess die Fläche, das Volumen oder die Höhe des auf eine Kontaktfläche gedruckten Lots, oder auch die relative Position der Lotpaste auf der Kontaktfläche gemessen werden. Ferner kann im Komponentenbestückungsprozess die Position des Zentrums der Komponente, die Position des Rands eine Komponentenelektrode in Bezug auf die Kontaktfläche, das Maß der Verschiebung einer Komponente relativ zu einer vorbestimmten Standardposition, der Rotationsabweichwinkel der Komponente, oder auch die Höhe der Komponente oder Komponentenelektroden gemessen werden. Falls sich der Zustand der Lotpaste oder der Komponente vor dem Reflow-Prozess unterscheidet, dann besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, dass auch für Komponenten, die an demselben Ort von Leiterplatten derselben Spezifikation bestückt sind, unterschiedliche Inspektionskriterien angewendet werden. Folglich kann für jede einzelne Komponente eine Inspektion unter Berücksichtigung des Zustands der Komponente vor dem Reflow-Prozess durchgeführt werden, und die Präzision mit der fehlerhafte von fehlerlosen Komponenten unterschieden werden können, steigt.
Beim erfindungsgemäßen Inspektionsverfahren ist die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt, dass aus mehreren Inspektionskriterien, die sich inhaltlich voneinander unterscheiden, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, ein Inspektionskriterium ausgewählt wird, welches dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, entspricht. die sich je nach dem Zustand der Lotpaste oder der Komponenten vor dem Reflow-Prozess inhaltlich unterscheidet.
Es ist möglich, dass das Inspektionskriterium vor dem Beginn der Inspektion nach dem Reflow-Prozess ausgewählt wird, und eine Inspektion mit dem ausgewählten Inspektionskriterium durchgeführt wird, es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf, und es ist auch möglich, das das Inspektionskriterium erst nach der parallelen Durchführung von Inspektionen mit allen Inspektionskriterien ausgewählt wird, und das Ergebnis der Inspektion mit dem ausgewählten Inspektionskriterium verwendet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Inspektionsverfahrens ist die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt, dass ein Beurteilungsreferenzwert zur Beurteilung eines Messwertes, der durch ein Messverfahren an der zu inspizierenden Lötstelle erhalten wurde, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, variiert wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Messprozedur für die Lötstellen dieselbe, aber der Beurteilungsreferenzwert für die Beurteilung der Angemessenheit des mit der Messung erhaltenen Messwertes kann in Abhängigkeit vom Zustand der Lotpaste oder der Komponente vor dem Reflow-Prozess geändert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt, dass das Inspektionskriterium für die Lötstelle variiert wird in Abhängigkeit von einer Kombination von Messwerten, die durch mehrere Arten von Messverfahren erhalten wurden, die vor dem Reflow-Prozess an dem Ort durchgeführt wurden, der der Lötstelle entspricht.
Mit dieser Ausführungsform kann das Inspektionskriterium in Abhängigkeit von in mehreren Messverfahren erhaltenen Messwerten genau differenziert werden, und die Präzision der Inspektion nach dem Reflow-Prozess kann noch mehr verbessert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt, dass das Inspektionskriterium für die Lötstelle variiert wird in Abhängigkeit eines Messwerts, der durch ein Messverfahren in einem Lotdruckprozess an einer Kontaktfläche, die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, erhalten wurde. Somit kann das Inspektionskriterium variiert werden in Abhängigkeit von Unterschieden in Volumen, Fläche und Höhe der Lotpaste, oder Unterschieden im Druckbereich der Lotpaste in Bezug auf die Kontaktflächen, oder dergleichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt, dass das Inspektionskriterium für die Lötstelle variiert wird in Abhängigkeit von einem Messwert, der durch ein Messverfahren in einem Lotdruckprozess an einer Kontaktfläche, die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, erhalten wurde, und von einem Messwert, der durch ein Messverfahren in einem Komponentenbestückungsprozess an einer Komponente, die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, erhalten wurde. Somit ist es möglich, das Inspektionskriterium in Abhängigkeit von Unterschieden im Muster aufgrund des Zustands der Lotpaste und des Bestückungszustands der Komponente zu variieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann als Messverfahren vor dem Reflow-Prozess eine Menge von Lotpaste, die durch einen Lotdruckprozess auf Kontaktflächen auf der Leiterplatte gedruckt wurde, gemessen werden. In diesem Fall kann als ”Menge von Lotpaste” wenigstens einer der Parameter Fläche, Volumen und Höhe der Lotpaste ermittelt werden.
Ferner wird in dieser Ausführungsform in der Inspektion nach dem Reflow-Prozess die Höhe des Lots nach dem Reflow-Prozess anhand einer Beziehung zwischen der Abbildung des Reflektionslichts im Bild der zu inspizierenden Leiterplatte und dem Neigungswinkel, der von dieser Abbildung des Reflektionslichts angezeigt wird, gemessen, und die Angemessenheit dieses Messwerts wird beurteilt. Des Weiteren wird die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt, dass ein Beurteilungsreferenzwert zur Beurteilung, ob die Höhe des Lots nach dem Reflow-Prozess angemessen ist, kleiner wird, je kleiner der Messwert der Menge von Lotpaste ist.
Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, auch solche Komponenten als fehlerfrei zu beurteilen, bei denen aufgrund der geringen Menge von Lotpaste die Höhe des Lots nach dem Reflow-Prozess niedrig ist, der Zustand der Lötstelle jedoch korrekt ist, wie im Beispiel in der unteren Reihe von 13. Andererseits können solche Komponenten als fehlerhaft beurteilt werden, bei denen aufgrund einer Loslösung der Elektrode die Höhe des Lots nach dem Reflow-Prozess niedrig ist, wie im Beispiel in der oberen Reihe von 13.
Ein erfindungsgemäßes Leiterplatteninspektionssystem umfasst ein Inspektionsgerät, das an einem Reflow-Prozess angeordnet ist, der einer von mehreren Prozessen zur Herstellung einer mit Komponenten bestückten Leiterplatte ist, wobei das Inspektionsgerät zur Inspektion einer Leiterplatte nach dem Reflow-Prozess eingerichtet ist; ein Inspektionsgerät, das an mindestens einem der Prozesse vor dem Reflow-Prozess angeordnet ist, wobei dieses Inspektionsgerät zur Inspektion der Leiterplatte nach diesem Prozess eingerichtet ist; und eine Informationsverwaltungsvorrichtung, die über Kommunikation mit den Inspektionsgeräten Inspektionsergebnisinformationen lädt, und die Inspektionsergebnisinformationen jedes einzelnen Inspektionsgeräts für einzelne Leiterplatten separat und für einzelne zu inspizierende Stellen separat auslesbar verwaltet.
Das Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess weist eine Funktionalität auf, mit welcher Inspektionen an einer zu inspizierenden Lötstelle gemäß mehrerer inhaltlich verschiedener Inspektionskriterien durchgeführt werden können. Ferner weist das Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess oder die Informationsverwaltungsvorrichtung dieses Systems ein Regelspeichermittel, ein Messwerterlangungsmittel und ein Inspektionskriteriumfestlegungsmittel auf, die wie folgt sind.
Das Regelspeichermittel speichert eine Regel für das Inspektionskriterium, in welcher definiert ist, welche von den mehreren Inspektionskriterien für die Inspektion einer Lötstelle nach dem Reflow-Prozess ausgewählt wird, in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Messverfahrens, das das Inspektionsgerät für den Prozess vor dem Reflow-Prozess bei der Inspektion an einem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, durchgeführt hat.
Das Messwerterlangungsmittel erlangt einen Messwerts für nach dem Reflow-Prozess zu untersuchende Lötstellen, wobei das Messwerterlangungsmittel den Messwert aus Inspektionsergebnisinformationen erlangt, die von dem Inspektionsgerät für den Prozess vor dem Reflow-Prozess an die Informationsverwaltungsvorrichtung geschickt wurden, wobei der Messwert durch ein Messverfahren erhalten wurden, das das Inspektionsgerät für den Prozess vor dem Reflow-Prozess an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, durchgeführt hat.
Das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel legt ein Inspektionskriterium fest, welches dem Messwert entspricht, und zwar durch Anwenden der Regel für das Inspektionskriterium auf den Messwert, den das Messwerterlangungsmittel für die zu inspizierende Lötstelle erlangt hat.
Das Regelspeichermittel, das Messwerterlangungsmittel und das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel können im Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess oder in der Informationsverwaltungsvorrichtung vorgesehen sein. Falls sie im Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess vorgesehen sind, kann das Messwerterlangungsmittel als Mittel zur Eingabe von Messwerten ausgebildet sein, in welches durch Kommunikation mit der Informationsverwaltungsvorrichtung aus den Inspektionsergebnisinformationen, die vom Inspektionsgerät vor dem Reflow-Prozess an die Informationsverwaltungsvorrichtung geschickt wurden, solche eingegeben werden, die den zu inspizierenden Lötstellen entsprechende Messwerte enthalten.
Falls diese Mittel in der Informationsverwaltungsvorrichtung vorgesehen sind, dann kann das Messwerterlangungsmittel als Auslesemittel ausgebildet sine, welches aus den Inspektionsergebnisinformationen, die vom Inspektionsgerät vor dem Reflow-Prozess her empfangen und gespeichert wurden, solche ausliest, die den zu inspizierenden Lötstellen entsprechende Messwerte enthalten. Wenn die Sendung von Inspektionsergebnisinformationen vom Inspektionsgerät des Prozesses vor dem Reflow-Prozess empfangen wird, dann kann die Funktionalität, aus diesen die Messwerte zu erlangen als Messwerterlangungsmittel betrachtet werden, und das Inspektionskriterium für die mit dem Inspektionsgerät des Reflow-Prozesses zu inspizierende Stelle kann mit dem Inspektionskriteriumsfestlegungsmittel vor der Inspektion festgelegt werden.
In einer Ausführungsform dieses Systems führt das Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess alle Inspektionen an der zu inspizierenden Lötstelle mit mehreren Inspektionskriterien durch, und schickt die Inspektionsergebnisse für jede einzelne Inspektion an die Informationsverwaltungsvorrichtung. Dabei weist die Informationsverwaltungsvorrichtung das Regelspeichermittel, das Messwerterlangungsmittel, und das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel auf, und wählt und speichert aus den vom Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess empfangenen Inspektionsergebnisinformationen diejenigen Inspektionsergebnisinformationen, die dem mit dem Inspektionskriteriumfestlegungsmittel festgelegten Inspektionskriterium entsprechen. Mit dieser Anordnung ist vorgesehen, dass nachdem das Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess alle Inspektionen mit mehreren Inspektionskriterien durchgeführt hat, die Informationsverwaltungsvorrichtung von den Inspektionsergebnissen das Ergebnis der Inspektion mit einem Inspektionskriterium verwendet, welches für den Zustand der Lotpaste und der Komponente vor dem Reflow-Prozess angemessen ist.
In einer anderen Ausführungsform dieses Systems weist das Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess das Regelspeichermittel, das Messwerterlangungsmittel, und das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel auf. Ferner weist das Inspektionsgerät ein Inspektionsdurchführungsmittel auf, welches an der zu inspizierenden Lötstelle eine Inspektion auf Basis des mit dem Inspektionskriteriumfestlegungsmittel festgelegten Inspektionskriteriums durchführt, und Inspektionsergebnisinformationen zu dieser Inspektion an die Informationsverwaltungsvorrichtung schickt. Mit dieser Anordnung wird mit dem Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess eine Inspektion durchgeführt mit einem Inspektionskriterium, welches für den Zustand der Lotpaste und der Komponente vor dem Reflow-Prozess angemessen ist.
Des Weiteren können das Regelspeichermittel, das Messwerterlangungsmittel, und das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel auch in der Informationsverwaltungsvorrichtung vorgesehen sein, das mit dem Inspektionskriteriumfestlegungsmittel festgelegte Informationskriterium kann von der Informationsverwaltungsvorrichtung zum Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess weitergeleitet werden, und Inspektionsgerät für den Reflow-Prozess kann eine Inspektion auf Basis des Inspektionskriteriums durchführen.
Ein erfindungsgemäßes Lötstelleninspektionsgerät inspiziert den Zustand von Lötstellen, indem das Lötstelleninspektionsgerät eine Leiterplatte, die mehrere Prozesse zur Herstellung einer mit Komponenten bestückten Leiterplatte einschließlich eines Reflow-Prozesses durchlaufen hat, aus einer vorbestimmten Richtung beleuchtet und gleichzeitig eine Bildaufnahme der Leiterplatte mit einer Kamera vornimmt, die in einer Position angeordnet ist, auf welche von einer Lötstelle der Leiterplatte regulär reflektiertes Beleuchtungslicht fällt, und eine Abbildung des reflektierten Lichts an der Lötstelle im erzeugten Bild analysiert, weist ein Eingabemittel, ein Regelspeichermittel und ein Inspektionsdurchführungsmittel auf, die wie folgt sind.
Das Eingabemittel ist zur Eingabe eines Messwertes, der erhalten wurde indem an einer zu inspizierenden Lötstelle eine Struktur, die in wenigstens einem von mehreren Prozessen, die vor dem Reflow-Prozess durchgeführt werden, an einem Ort hinzugefügt wurde, der der Lötstelle entspricht, vor dem Beginn des nächsten Prozesses gemessen wurde. Diese Eingabe kann beispielsweise durchgeführt werden durch Kommunikation mit der Informationsverwaltungsvorrichtung oder dem Inspektionsgerät, welches die Messung getätigt hat, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Das Regelspeichermittel ist zum Speichern einer Regel für Inspektionskriterien, welche so definiert ist, dass das Inspektionskriterium für die zu inspizierende Lötstelle in Abhängigkeit vom Messwert, der mit dem Eingabemittel eingegeben wurde, variiert. Das Inspektionsdurchführungsmittel, legt für die Lötstelle der Leiterplatte nach dem Reflow-Prozess ein Inspektionskriterium fest, welches dem Messwert entspricht, indem es die Regel für das Inspektionskriterium auf den mit dem Eingabemittel eingegebenen Messwert anwendet, und führt eine Inspektion an der Lötstelle anhand dieses Inspektionskriteriums durch, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass aus mehreren Inspektionskriterien, die sich inhaltlich voneinander unterscheiden, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, ein Inspektionskriterium ausgewählt wird, welches dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, entspricht.
Mit einem solchen Lötstelleninspektionsgerät kann eine Inspektion durchgeführt werden, unter Variation des Beurteilungsreferenzwert für die Beurteilung in fehlerlos und fehlerhaft, des Messbereichs, des Messverfahrens und dergleichen, in Abhängigkeit von dem Messwert, der für die zu inspizierende Lötstelle in einem Prozess vor dem Reflow-Prozess gemessen wurde.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, fehlerlose und fehlerhafte Produkte mit höherer Präzision zu unterscheiden, da das Inspektionskriterium für die Lötstelle nach dem Reflow-Prozess abhängig vom Zustand der Lotpaste oder der Komponente vor dem Reflow-Prozess.
KURZE BESCHREIBUND DER FIGUREN
1 ist ein Diagramm, welches die Zuordnung des Aufbaus eines Leiterplatteninspektionssystems zu dem Gesamtaufbau einer Produktionslinie für mit Komponenten bzw. Bauteilen bestückte Leiterplatten zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Lötstelleninspektionsgeräts zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Lotdruckinspektionsgeräts zeigt;
4 ist ein Diagramm, welches den Informationsfluss zwischen den Vorrichtungen, die in die Lötstelleninspektion involviert sind, zeigt;
5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Messung der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow;
6 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Festlegung eines Beurteilungsreferenzwertes zur Beurteilung der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow;
7 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines anderen Verfahrens zur Festlegung eines Beurteilungsreferenzwertes zur Beurteilung der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow;
8 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Beschränkung eines Messbereiches für Lotpaste;
9 ist ein Flussdiagramm, welches den Ablauf der Verarbeitung in einem Lötstelleninspektionsgerät zeigt;
10 ist ein Diagramm, welches den Informationsfluss zwischen den einzelnen Vorrichtungen für den Fall zeigt, dass Inspektionen gemäß mehrerer Inspektionskriterien durchgeführt werden;
11 ist ein Diagramm, welches ein Flussdiagramm eines konkreten Beispiels für eine Regel zur Festlegung des Inspektionskriteriums sowie die Bedeutung eines Schwellwerts zeigt, der für die Auswahl verwendet wird;
12 ist ein Diagramm, welches Ergebnisse nach dem Reflow für den Fall, dass die Komponentenelektrode losgelöst und den Fall, dass sie nicht losgelöst ist, einander gegenüberstellt;
13 ist ein Diagramm, welches Ergebnisse nach dem Reflow für den Fall, dass die Komponentenelektrode losgelöst ist, sowie den Fall, dass die Menge an Lotpaste gering war, einander gegenüberstellt;
14 ist ein Diagramm, welches Ergebnisse nach dem Reflow für den Fall, dass die Höhe der Komponentenelektrode normal ist, sowie den Fall, dass die Komponentenelektrode recht hoch angeordnet ist, einander gegenüberstellt;
15 ist ein Diagramm, welches Ergebnisse nach dem Reflow für den Fall, dass die Komponentenelektrode losgelöst ist, sowie den Fall, dass die Komponentenelektrode recht hoch angeordnet ist, einander gegenüberstellt.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Zuordnung des Aufbaus einer Ausführungsform eines Leiterplatteninspektionssystems zu dem Gesamtaufbau einer Produktionslinie für mit Komponenten bzw. Bauteilen bestückte Leiterplatten.
Die dargestellte Produktionslinie umfasst einen Lotdruckprozess, einen Komponentenbestückungsprozess, und einen Reflow-Prozess. Für den Lotdruckprozess sind eine Lotdruckvorrichtung 11 zum Auftragen von Lotpaste auf Kontaktflächen (Kontaktierungsinseln) auf einer Leiterplatte und ein Lotdruckinspektionsgerät 10 zum Inspizieren des Ergebnisses der Verarbeitung mit der Lotdruckvorrichtung 11 vorgesehen. Für den Komponentenbestückungsprozess sind ein Bestücker 21 zum Bestücken der Komponenten auf die mit Lot bedruckte Leiterplatte und ein Komponenteninspektionsgerät 20 zum Inspizieren des Bestückungszustandes der Komponenten vorgesehen. Für den Reflow-Prozess sind ein Reflow-Ofen 31 zum Schmelzen der Lotpaste auf der mit Komponenten bestückten Leiterplatte und ein Lötstelleninspektionsgerät 30 zum Inspizieren der Leiterplatte nach dem Reflow vorgesehen. Wie durch den dicken Pfeil in der Figur angedeutet, wird eine mit Komponenten bestückte Leiterplatte gemäß vorbestimmter Spezifikationen fertiggestellt, indem die Leiterplatte die einzelnen Vorrichtungen der Reihe nach durchläuft und den jeweiligen Prozessen unterzogen wird.
Die Inspektionsgeräte 10, 20, 30 der einzelnen Prozesse sind jeweils über eine LAN-Verbindung 100 miteinander verbunden. Diese LAN-Verbindung 100 ist ferner mit einer Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 und einer Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 verbunden. In der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 ist für jedes der Inspektionsgeräte 10, 20, 30 eine Datenbank angelegt, in der Inspektionsprogramme zum Durchführen von Inspektionen auf Basis von vorbestimmten Inspektionskriterien als Bibliotheksdaten für die einzelnen Typen von Komponenten zusammengefasst sind.
In der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 werden die Ergebnisse der von den jeweiligen Inspektionsgeräte 10, 20, 30 durchgeführten Inspektionen ab gespeichert. Diese Inspektionsergebnisinformationen umfassen die Ergebnisse der Beurteilung der Qualität der inspizierten Stellen sowie die Ergebnisse der Messungen, die für diese Beurteilung durchgeführt wurden. Die Inspektionsergebnisinformationen sind so aufgebaut, dass sie für jedes der Inspektionsgeräte 10, 20, 30, wie auch für jede Leiterplatte oder jede der Komponenten auf der Leiterplatte separat ausgelesen werden können.
Die Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 und die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 müssen nicht notwendigerweise als separate Geräte vorgesehen werden, und es ist auch möglich einen Computer mit den Funktionen der beiden Verwaltungsvorrichtungen 101 und 102 zu versehen. Andererseits ist es auch möglich, die Verwaltungsvorrichtungen 101 und 102 mit mehreren Computern aufzubauen.
Vor der Inspektion werden in die Inspektionsgeräte 10, 20, 30 Daten (z. B. CAD-Daten), die den Aufbau der zu inspizierenden Leiterplatte anzeigen, eingegeben, Bibliotheksdaten, die Komponententyp-Informationen zu den durch diese Eingabedaten angezeigten Komponenten entsprechen, werden von der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 geladen, und eine Prozedur zum Verknüpfen der Positionsinformationen der einzelnen Komponenten mit den Bibliotheksdaten wird durchgeführt. Somit wird die notwendige Umgebung für die Inspektion der zu inspizierenden Leiterplatten auf den Inspektionsgeräten 10, 20, 30 eingerichtet. Es sollte beachtet werden, dass der Inhalt der auf den Bibliotheksdaten basierenden Programme falls nötig durch eine entsprechende Benutzereingabe geändert werden kann.
2 zeigt den Aufbau des Lötstelleninspektionsgeräts 30.
Das Lötstelleninspektionsgerät 30 dieses Ausführungsbeispiels umfasst einen Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 1, eine Kamera 2, eine Beleuchtungsvorrichtung 3, und einen Leiterplattentisch 4. Der Leiterplattentisch 4 kann die zu inspizierende Leiterplatte S in Richtungen entlang ihrer Kanten verschieben, während er die Leiterplatte S in waagerechter Lage hält. Die Kamera 2 erzeugt ein Farbbild und ist über dem Leiterplattentisch 4 angeordnet, und zwar in einem Zustand, in dem ihre optische Achse im Wesentlichen lotrecht (also auf die Vorderseite der Leiterplatte S auf dem Tisch 4 gerichtet) angeordnet ist. Das Beleuchtungsgerät 3 ist zwischen der Kamera 2 und dem Leiterplattentisch 4 angeordnet.
Die Beleuchtungsvorrichtung 3 umfasst ringförmige Lichtquellen 3R, 3G, 3B, die respektive rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht abstrahlen. Die Lichtquellen 3R, 3G, 3B sind derart angeordnet, dass ihre Mitte jeweils auf der optischen Achse der Kamera 2 positioniert ist. Die Lichtquellen 3R, 3G, 3B haben jeweils unterschiedlich große Durchmesser, wobei die rote Lichtquelle 3R mit dem kleinsten Durchmesser zuoberst angeordnet ist, die blaue Lichtquelle 3B mit dem größten Durchmesser zuunterst angeordnet ist, und die grüne Lichtquelle 3G dazwischen angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Zweck, den Bereich des Einfallwinkels auf die Leiterplatte S je nach Farbe unterschiedlich zu gestalten.
Der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 1 umfasst einen Steuerabschnitt 110, einen Bildeingabeabschnitt 111, einen Bildaufnahmesteuerabschnitt 112, einen Beleuchtungssteuerabschnitt 113, einen Tischsteuerabschnitt 114, einen Speicher 115, eine Festplattenvorrichtung 116, eine Kommunikationsschnittstelle 117, einen Eingabeabschnitt 118, und einen Anzeigeabschnitt 119, die als Computer realisiert sein können. Der Steuerabschnitt 110 steuert über den Bildaufnahmesteuerabschnitt 112, den Beleuchtungssteuerabschnitt 113 und den Tischsteuerabschnitt 114 den Betrieb der Kamera 2, der Beleuchtungsvorrichtung 3 und des Leiterplattentisches 4. Nachdem das von der Kamera 2 erzeugte Bild mit dem Bildeingabeabschnitt 111 digitalisiert worden ist, wird es in den Steuerabschnitt 110 eingegeben.
Im Speicher 115 sind die Programme für die oben genannte Steuerung gespeichert, und es werden auch temporär die verarbeiteten Bilddaten und Berechnungsergebnisse und dergleichen dort gespeichert. In der Festplattenvorrichtung 116 wird eine Gruppe von Inspektionsprogrammen (die die Inspektionskriterien repräsentieren) basierend auf den von der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 bereitgestellten Bibliotheksdaten, sowie Messdaten und Inspektionsergebnisse, die durch die Inspektion erhalten wurden, und die für die Inspektion verwendeten Bilder und dergleichen gespeichert.
Die Kommunikationsschnittstelle 117 ist für die Kommunikation mit anderen Geräten und Vorrichtungen über die LAN-Verbindung 100 eingerichtet. Der Eingabeabschnitt 118 wird zur Eingabe von Bedienbefehlen für den Start und die Beendigung der Inspektion, sowie zur Eingabe verschiedener Einstelldaten verwendet. Der Anzeigeabschnitt 119 zeigt die Inspektionsergebnisse und die für die Inspektion verwendeten Bilder an.
Als nächstes wird anhand von 3 der Aufbau des Lotdruckinspektionsgeräts 10 erläutert. In 3 werden für Elemente, die solchen in 2 entsprechen, dieselben Bezugszeichen wie in 2 jedoch mit dem Zusatz „A” verwendet.
Das Lotdruckinspektionsgerät 10 misst mit Hilfe des Prinzips der Phasenverschiebung die Höhe der Lotpaste, die auf die Kontaktflächen der Leiterplatte S aufgedruckt wurde, und umfasst neben einem Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 1A, einer Kamera 2A, einer Beleuchtungsvorrichtung 3A und einem Leiterplattentisch 4A auch einen Projektor 5 zum Projizieren eines streifenförmigen Musterbildes auf die Leiterplatte. Die Beleuchtungsvorrichtung 3A dieses Inspektionsgeräts 10 ist mit einer ringförmigen Lichtquelle 3M aufgebaut, die weißes Licht abstrahlt. Der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 1A hat denselben Aufbau wie der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 1 des Lötstelleninspektionsgeräts 30, ist jedoch zusätzlich noch mit einem Projektorsteuerabschnitt 120A versehen.
Das Komponenteninspektionsgerät 20 hat im Wesentlichen denselben Aufbau wie das Lötstelleninspektionsgerät 30, so dass von seiner Darstellung abgesehen wird. Allerdings kann im Komponenteninspektionsgerät 10 auch eine weiße Lichtquelle als Lichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung 3 vorgesehen werden.
Das Komponenteninspektionsgerät 20 erfasst im Bild der zu inspizierenden Leiterplatte S die Komponenten auf der Leiterplatte, misst z. B. die Position und Neigung der Komponenten, und beurteilt die Qualität der Bestückung der Komponenten anhand des Messergebnisses.
Als Komponenteninspektionsgerät 20 kann auch eine Vorrichtung mit demselben Aufbau wie das Lotdruckinspektionsgerät 10 in 3 verwendet werden. In diesem Fall kann zusätzlich zur Inspektion der Bestückungsposition und Orientierung der Komponenten auch die Höhe von Komponenten und Komponentenelektroden oder auch die Neigung von Komponenten gegenüber der Vertikalen inspiziert werden.
Von den drei Inspektionsgeräten 10, 20, 30 führen das Lotdruckinspektionsgerät 10 und das Komponenteninspektionsgerät 20 die Inspektionen für nicht abschließende Prozesse durch. Allerdings gibt es Fälle, in denen selbst wenn diese einen Fehler erkannt haben, die Qualität durch die Verarbeitung in einem nachfolgenden Prozess verbessert werden kann. Folglich ist in der Praxis häufig vorgesehen, dass Leiterplatten, die vom Lotdruckinspektionsgerät 10 oder dem Komponenteninspektionsgerät 20 als fehlerhaft bzw. defekt beurteilt wurden, nicht von der Produktionslinie entfernt werden sondern den nachfolgenden Prozessen zugeführt werden.
Andererseits ist es beim Lötstelleninspektionsgerät 30, welches im abschließenden Reflow-Prozess angeordnet ist, notwendig, eine Beurteilung durchzuführen, die so streng ist, dass keine Fehler bzw. Defekte übersehen werden, allerdings variiert, wie mit den 12 bis 15 erläutert wurde, die Form des Lots nach dem Reflow-Prozess abhängig vom Zustand der Bedruckung mit Lotpaste und vom Zustand der Komponenten, so dass die Verbindung zwischen Komponentenelektroden und Kontaktflächen häufig gut ist, auch wenn das Lot nach dem Reflow eine Form hat, die einem fehlerhaften Zustand ähnelt.
Um dem zu begegnen erfolgt im vorliegenden Leiterplatteninspektionssystem bei der Inspektion mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 eine Anpassung der Inspektionskriterien für zu inspizierende Lötstellen auf Basis des Ergebnisses der Messverfahren, die mit den anderen Inspektionsgeräten 10, 20 an diesen Stellen entsprechenden Orten durchgeführt wurden. Genauer gesagt werden in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Beurteilungsreferenzwerte zur Unterscheidung ob die Lötstelle fehlerfrei oder fehlerhaft ist festgelegt, und ein Beurteilungsreferenzwert wird in Abhängigkeit vom Messergebnis mit den anderen Inspektionsgeräten 10, 20 ausgewählt, wodurch das Beurteilungskriterium variiert wird. Somit können, falls bei Komponenten, die an denselben Orten von Leiterplatten derselben Spezifikation bestückt werden, sich der Zustand vor dem Reflow-Prozess der jeweiligen Komponenten unterscheidet, auch unterschiedliche Inspektionskriterien angenommen werden.
4 zeigt die Vorrichtungen, die in die Inspektion mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 involviert sind, zusammen mit dem Informationsfluss zwischen diesen Vorrichtungen. In diesem Beispiel tragen die Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101, die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 und das Lotdruckinspektionsgerät 10 zur Inspektion mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 bei.
Die Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 des vorliegenden Ausführungsbeispiels stellt dem Lotdruckinspektionsgerät 10 ein Inspektionsprogramm zum Durchführen einer Inspektion des Volumens der auf einer Kontaktfläche aufgedruckten Lotpaste bereit (4–(a)). Andererseits stellt die Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 dem Lötstelleninspektionsgerät 30 zum einen ein Programm bereit zum Durchführen einer Inspektion der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow an einer Lötstelle, und zum anderen ein Programm bereit, in dem ein Verfahren festgelegt ist zur Änderung der in dieser Inspektion verwendeten Beurteilungskriterien in Abhängigkeit vom Volumen der Lotpaste, die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht (im Folgenden wird dieses Programm als „Auswahlregel” bezeichnet) (4–(b) und (c)).
Das Inspektionsprogramm und die Auswahlregel sind in den Bibliotheksdaten auf Komponentenlevel enthalten und werden für jede einzelne Komponente bereitgestellt.
Auf Basis des bereitgestellten Inspektionsprogramms misst das Lotdruckinspektionsgerät 10 das Volumen der auf die einzelnen Kontaktflächen der zu inspizierenden Leiterplatte S aufgedruckten Lotpaste, und beurteilt, ob der Messwert einen Fehler anzeigt oder nicht. Danach werden Inspektionsergebnisinformationen, die die Messwerte für die einzelnen Kontaktflächen enthalten, an die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 gesendet (4–(d)). Die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 speichert die Messwerte.
Auch das Lötstelleninspektionsgerät 30 misst auf Basis des bereitgestellten Inspektionsprogramms an jeder Kontaktfläche der zu inspizierenden Leiterplatte S die Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow, beurteilt, ob die Messwerte einen Fehler anzeigen oder nicht, und sendet Inspektionsergebnisinformationen, die die Messwerte enthalten, an die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 (4–(e)). Allerdings ist der Beurteilungsreferenzwert für diese Beurteilung nicht konstant, sondern wird anhand der Auswahlregel aus mehreren Beurteilungsreferenzwerten ausgewählt. Für diese Auswahl greift das Lötstelleninspektionsgerät 30 auf die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 zu, liest das Volumen der Inspektionspaste ein, das bei der Inspektion der Kontaktflächen der momentan verarbeiteten Leiterplatte S mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 bestimmt wurde (4–(f)), und wählt das Beurteilungskriterium aus, indem es dieses Volumen auf die Auswahlregel anwendet.
Als nächstes werden die von den Inspektionsgeräten 10 und 30 durchgeführten Inspektionen im Detail erläutert.
Zunächst wird bei der Inspektion mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 das Volumen der Lotpaste berechnet, indem das Lotdruckinspektionsgerät 10 ein Verfahren anhand einer 3D-Messung basierend auf dem Prinzip der Phasenverschiebung durchführt. In der 3D-Messung wird ein streifenförmiges Musterbild vom Projektor 5 auf die Leiterplatte S projiziert, wobei die Steifen jeweils um einen bestimmten Betrag verschoben werden und eine Mehrzahl von Projektionen einen Zyklus bildet, und es werden mit der Kamera 2A Bildaufnahmen der einzelnen Projektionen in Abstimmung mit dem Timing der Projektionen gemacht. Wenn die Projektionen und Bildaufnahmen für einen Zyklus abgeschlossen sind, dann wird für jedes einzelne Pixel im Inspektionsbereich (wird für jede Kontaktfläche einzeln eingestellt) in den mit den einzelnen Bildaufnahmen erhaltenen Bildern die Veränderung der Helligkeit in den einzelnen Bildaufnahmen erfasst, und unter der Annahme, dass diese Veränderung die Sinuskurve einer Periode bildet, wird die Phase dieser Sinuskurve bestimmt. Ferner wird eine Dreieckmessung basierend auf dem Verhältnis zwischen der für das jeweils verarbeitete Pixel berechneten Phase und einer vorbestimmten Referenzebene (z. B. einer Ebene deren Höhe der Leiterplatte entspricht) oder der Kamera und der Projektionsebene des Musterbildes vorgenommen, und die Entfernung von der Referenzebene bis zu einem Punkt, der dem verarbeiteten Pixel entspricht, wird berechnet. Diese Entfernung zeigt die Höhe des Punkts, der dem verarbeiteten Pixel entspricht, an.
Zusätzlich zu dieser Verarbeitung erfolgt mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 eine Bildaufnahme unter weißer Beleuchtung mit dem Beleuchtungsabschnitt 3, und die Farbe der Lotpaste wird aus dem Inspektionsbereich im erzeugten Bild erfasst. Dann wird durch Integration der berechneten Höhendaten für die Pixel bei denen die Farbe des Lots erfasst wurde das Volumen der Lotpaste bestimmt.
Wenn das Volumen der Lotpaste durch dieses Verfahren berechnet ist, dann wird mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 durch Vergleich dieses Volumens mit einem für jeden Inspektionsbereich gespeicherten Beurteilungsreferenzwert beurteilt, ob die Lotpaste fehlerfrei oder fehlerhaft ist, allerdings werden auch Leiterplatten mit Lotpaste, die als ”fehlerhaft” beurteilt wurde, einem nachfolgenden Prozess zugeführt.
Als nächstes wird ein Messverfahren zur Inspektion mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 erläutert.
Mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 dieses Ausführungsbeispiels wird rotes, grünes und blaues Licht aus verschiedenen Einfallswinkeln auf die Leiterplatte S gerichtet, so dass mit dem Anteil des regulär (also durch Spiegelreflexion) reflektierten und auf die geneigten Flächen des Lots nach dem Reflow gerichteten Lichts verschiedener Farben, der in die Kamera 2 fällt, ein Bild erzeugt werden kann, welches den Zustand der Neigung des Lots nach dem Reflow anhand eines Verteilungsmusters der Farben rot, grün und blau repräsentiert. Die verschiedenen Farbbereiche im Bild repräsentieren dabei Neigungswinkel, die im Wesentlichen gleich den Einfallwinkeln des entsprechenden Beleuchtungslichts sind. In diesem Ausführungsbeispiel zeigen rote Bereiche, die durch rotes Licht mit den kleinsten Einfallswinkeln unter den drei Farben erzeugt werden, eine sanfte Neigung (von 8 bis 15 Grad in diesem Ausführungsbeispiel) an, wohingegen blaue Bereiche, die durch blaues Licht mit den größten Einfallswinkeln unter den drei Farben erzeugt werden, eine steile Neigung (von 25 bis 38 Grad in diesem Ausführungsbeispiel) anzeigen. Weiterhin zeigen grüne Bereiche, die durch Beleuchtung mit grünem Licht im Bereich zwischen dem roten und dem blauen Licht erzeugt werden, einen Winkelbereich (15 bis 25 Grad in diesem Ausführungsbeispiel) an, der zwischen den von den Bereichen und den blauen Bereichen angezeigten Winkelbereichen liegt.
5 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow, anhand des Verhältnisses zwischen den farbigen Bereichen und den von diesen angezeigten Neigungswinkeln.
5 zeigt am Beispiel einer Chipkomponente 200 in der oberen Hälfte ein schematisches Diagramm einer Hohlkehle 202 von Lot nach dem Reflow, die eine Elektrode 201 der Chipkomponente 200 mit einer Kontaktierungsstelle 203 verbindet, und in der unteren Hälfte ein schematisches Diagramm des Bildes, das durch Bildaufnahme bzw. Ablichtung dieser Hohlkehle 202 erhalten wird. Im schematischen Diagramm dieses Bildes werden die verschiedenen farbigen Bereiche jeweils mit verschiedenen Schattierungen dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel Ist ein Bildbereich mit der gesamten Komponente 200 als Inspektionsbereich (nicht näher dargestellt) für die Komponente festgelegt, um die Komponente 200 zu erfassen, und es wird für jede Kontaktfläche 203 ein Inspektionsbereich F eingestellt, und dann der rote Bereich, grüne Bereich und blaue Bereich in dem Inspektionsbereich F erfasst. Im Bild einer Hohlkehle mit der in 5 gezeigten Form sind die Farben in der Regel in der Reihenfolge rot – grün – blau von einem Ort nahe dem äußersten Rand der Kontaktfläche 202 im Bild bis zur Komponentenelektrode 201 verteilt. An Stellen nahe der Komponente 200 treten zuweilen auch dunkle Bereiche auf, die steil geneigte Flächen repräsentieren, die jenseits des Bereichs liegen, der von dem blauen Bereich angezeigt werden kann.
Unter Verwendung der Merkmale dieses Bildes wird in diesem Ausführungsbeispiel die Richtung, in der die vier Farbbereiche einschließlich des dunklen Bereichs im Inspektionsbereich F verteilt sind, ermittelt, und eine Messlinie L wird entlang dieser Richtung gesetzt. Auf dieser Messlinie L werden dann die Punkte A2, A3, A4 an den Grenzen zwischen den einzelnen Farbbereichen sowie der Kreuzungspunkt A1 mit der äußeren Kante des roten Bereichs extrahiert. Anhand des für die Komponente erfassten Ergebnisses wird ferner der Kreuzungspunkt A5 zwischen der Messlinie L und dem Rand der Komponentenelektrode 201 extrahiert.
Als nächstes wird auf alle extrahierten Punkte außer dem Punkt A5 der dem jeweiligen Punkt entsprechende Neigungswinkel zugeordnet. Zwar unterliegen die von den einzelnen Farbbereichen angezeigten Neigungswinkel jeweils einer gewissen Ungenauigkeit, allerdings kann angenommen werden, dass die Grenzpositionen zwischen benachbarten Farbbereichen jeweils einen Winkel anzeigen, der in der Nähe des Grenzwertes des von dem jeweiligen Farbbereich angezeigten Neigungswinkelbereich liegt. Anhand der zuvor beispielhaft angegebenen Neigungswinkelbereiche werden daher in diesem Ausführungsbeispiel dem Punkt A1 ein Winkel von 8 Grad, dem Punkt A2 ein Winkel von 15 Grad, dem Punkt A3 ein Winkel von 25 Grad, und dem Punkt A4 ein Winkel von 38 Grad zugeordnet. Wie im Graphen auf der rechten Seite in 5 gezeigt, kann aus dem Verhältnis der Koordinaten der Punkte A1 bis A4 und der den Punkten A1 bis A4 zugeordneten Winkel eine Näherungskurve M hergeleitet werden, die die Änderung des Neigungswinkels entlang der Messlinie L anzeigt. Ferner kann durch Integration über alle Punkte im Bereich von Punkt A1 bis Punkt A5 dieser Näherungskurve M die Höhe des Lots am Punkt A5 berechnet werden, und als Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow angenommen werden.
Die von den einzelnen Farbbereichen angezeigten Neigungswinkel haben eine vorbestimmte Spanne, allerdings können an den Grenzpositionen zwischen den Farbbereichen Neigungswinkel hoher Verlässlichkeit erhalten werden, so dass angenommen werden kann, dass die aus dem Verhältnis zwischen den Koordinaten der Punkte A1 bis A4 und den Neigungswinkeln bestimmte Näherungskurve die Änderung der Neigung entlang der Messlinie in angemessener Weise ausdrückt. Ferner können die Neigungswinkel an jedem Punkt innerhalb des dunklen Bereichs, in dem der Neigungszustand unklar ist, vermutet werden, so dass anhand dieser Vermutung die Höhe des Lots in der Nähe des Komponente bestimmt werden kann.
Mit diesem Verfahren wird die Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow bestimmt und dieser Messwert wird mit einem Beurteilungsreferenzwert verglichen. Dabei wird das Volumen der Lotpaste, das bei der Inspektion der jeweiligen Kontaktfläche 203 mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 gemessen wurde, ermittelt, und der Beurteilungsreferenzwert wird in Abhängigkeit von diesem Volumen festgelegt. In einem Ausführungsbeispiel wird der dem ermittelten Volumen der Lotpaste entsprechende Wert aus den in 6 dargestellten drei Beurteilungsreferenzwerten U0, U1 und U2 ausgewählt.
6 zeigt drei Verteilungen von Messwerten für die Höhe der Lotbenetzung nach dem Reflow an einer bestimmte Komponente, und zwar für den Fall, dass das Volumen der Lotpaste ”angemessen” ist (also in der Nähe eines vorbestimmten Referenzwertes liegt), den Fall, dass ”zu viel Lot” vorliegt und dass ”zu wenig Lot” vorliegt. In diesem Beispiel wird ein Referenzwert als 100% angesehen, ein Messwert von mindestens 70% und weniger als 130% wird als ”angemessene Menge Lot” angesehen, ein Messwert von mindestens 130% wird als ”zu viel Lot” angesehen, und ein Messwert von weniger als 70% wird als ”zu wenig Lot” angesehen, aber es besteht keine Einschränkung auf diese Klassifizierung.
In 6 wurde bei jedem dieser Typen die (gestrichpunktete) Verteilungskurve der Messwerte, die an fehlerfreien bzw. intakten Lötstellen erhalten wurden, mit dem Text ”OK” gekennzeichnet, und die (gepunktete) Verteilungskurve der Messwerte, die an Lötstellen mit einem Fehler wie z. B. einem Loslösen bzw. Anheben der Komponentenelektrode erhalten wurden, mit dem Text ”NG” gekennzeichnet.
Wie in diesen Graphen gezeigt, hängt das Verhältnis zwischen Fehlern und der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow stark vom Volumen des Lots ab. Damit kein Fehler übersehen wird, müsste als Beurteilungsreferenzwert ein Wert genommen werden, der höher ist als die fehlerhafte Gruppe für den Fall das ”zu viel Lot” von der Lotpaste vorgesehen ist, aber wenn in dem Beispiel von 6 eine solche Festlegung erfolgt, dann werden viele fehlerfreie Komponenten als fehlerhaft beurteilt, so dass die Produktivität sinkt.
Um dem zu begegnen wird im vorliegenden Beispiel für jede Art von Komponente unter Verwendung einer angemessenen Anzahl von Samples bzw. Stichproben und für verschiedene Volumina von Lotpaste eine Verteilung der Benetzungshöhen nach dem Reflow für den Fall eines fehlerfreien Lotzustands sowie eine Verteilung der Benetzungshöhen nach dem Reflow für den Fall eines fehlerhaften Lotzustands bestimmt, und für die einzelnen Volumina werden die Werte U0, U1 und U2, bei denen die Verteilung der fehlerhaften Gruppe ausgeschlossen ist, als Beurteilungsreferenzwerte gesetzt.
Die Beurteilungsreferenzwerte der drei Volumina und das Programm für ihre Auswahl werden als Auswahlregeln bereitgestellt. Anhand der Auswahlregeln und des Inspektionsprogramms basierend auf den Bibliotheksdaten für die einzelnen Komponenten bestimmt das Lötstelleninspektionsgerät 30 für jede zu inspizierende Lötstelle das Volumen der Lotpaste, das an der entsprechenden Kontaktfläche an dieser Stelle mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 gemessen wurde, und wählt den diesem Volumen entsprechenden Beurteilungsreferenzwert aus. Dann beurteilt es anhand dieses Beurteilungsreferenzwerts, ob die von ihm selbst gemessene Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow fehlerfrei oder fehlerhaft ist.
Das Festlegen der Beurteilungsreferenzwerte ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, dass mit dem in 7 gezeigten Verfahren, eine Funktion bestimmt wird, die das Verhältnis zwischen den Messwerten des Volumens der Lotpaste und den Beurteilungsreferenzwerten anzeigt.
Bei dem Beispiel in 7 wird eine Ebene aufgespannt von einer X-Achse, die das Volumen der Lotpaste anzeigt, und einer Y-Achse, die die Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow anzeigt. In dieser Ebene werden die Messwerte, die aus einer angemessenen Menge von Samples bzw. Stichproben erhalten wurden, separat als fehlerfreie Samples und fehlerhafte Samples aufgetragen, und anhand des Verteilungsbereichs dieser Messwerte wird eine Linie E festgelegt, die den Beurteilungsreferenzwert für jedes einzelne Volumen von Lotpaste anzeigt. Von den einzelnen Messwerten werden diejenigen, die im Bereich oberhalb der Linie E liegen als fehlerfrei beurteilt und diejenigen, die im Bereich unterhalb der Linie E liegen als fehlerhaft beurteilt.
Die Gerade E wird so festgelegt, dass sämtliche Messwerte der Gruppe G_NG von fehlerhaften Samples unterhalb der Geraden E liegen, und möglichst viele Messwerte der Gruppe G_OK von fehlerfreien Samples oberhalb der Geraden E liegen. Somit wird also eine Gleichung Y = αX + β der so bestimmten Linie E gespeichert bzw. registriert, und durch Einsetzen des Messwertes X des Volumens der Lotpaste in diese Gleichung kann der Beurteilungsreferenzwert für die Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow je nach Volumen der Lotpaste variiert werden. Somit kann der Beurteilungsreferenzwert sehr genau angepasst werden.
Wenn das Verfahren von 7 angewendet wird, dann wird die Gleichung Y = αX + β der Geraden E spezifiziert, es werden Auswahlregeln erstellt, die einerseits diese Gleichung der Geraden und andererseits ein Programm enthalten, das definiert, wie die Beurteilungsreferenzwerte mit dieser Gleichung berechnet werden, und diese Auswahlregeln werden dem Lötstelleninspektionsgerät 30 bereitgestellt. Somit wird mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 für jede zu inspizierende Lötstelle das Volumen der mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 gemessenen Lotpaste an der dieser Stelle entsprechenden Kontaktfläche ermittelt, und durch eine Berechnung unter Verwendung dieses Volumens wird der Beurteilungsreferenzwert errechnet.
Falls eines der Verfahren von 6 und 7 angewendet wird, ist es für das Festlegen von angemessenen Beurteilungsreferenzwerten notwendig, eine angemessene Anzahl von Samples zu analysieren, die den Kausalzusammenhang zwischen dem Volumen an Lotpaste und der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow anzeigen. Diese Samples sind nicht auf Daten von tatsächlichen Leiterplatten beschränkt, und es ist auch möglich, die Formen von Hohlkehlen, die mit verschiedenen Lotpastenvolumen erhalten werden mit Hilfe von Fluss-Simulationen zu bestimmen, und durch Messung der Benetzungshöhe der Hohlkehlen eine große Anzahl von Samples zu erzeugen.
Noch angemessenere Beurteilungsreferenzwerte können festgelegt werden, falls das Volumen der für das Setzen der Beurteilungsreferenzwerte verwendete Lotpaste auf das Volumen des Überstands der Kontaktfläche auf der die Hohlkehle gebildet wird beschränkt wird.
Um das Volumen der Lotpaste beschränkt auf den Überstand der Kontaktfläche zu bestimmen können beispielsweise, wie in 8 gezeigt, mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 anhand der Farbverteilung der Kontaktflächen im Bild Bereiche N1, N2 spezifiziert werden, in denen die Hohlkehlen gebildet sind, und mit der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 unter Verwendung der mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 für die einzelnen Pixel in diesen Bereichen N1, N2 bestimmten Daten zur Höhe der Lotpaste das Volumen des Lots in diesen Bereichen N1, N2 erneut gemessen werden. Zwar sinkt die Verlässlichkeit der Messwerte ein wenig, es kann jedoch bei der Inspektion mit dem Lotdruckinspektionsgerät 30 auch ein Messbereich auf Basis einer Standardgröße für den Überstand der Kontaktfläche festgelegt werden, und das Volumen der Lotpaste in diesem Messbereich bestimmt werden.
In den bis hierhin erläuterten Ausführungsbeispielen wurden, unter der Maßgabe, dass mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 die Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow gemessen wird, die Beurteilungsreferenzwerte auf Basis des mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 gemessenen Volumens der Lotpaste bestimmt, der Inspektionsparameter für welche die Beurteilungsreferenzwerte variiert werden ist jedoch nicht auf die Benetzungshöhe beschränkt. Beispielsweise kann je nach Art der Komponente im Inspektionsbereich ein bestimmter farbiger Bereich (blau oder rot) erfasst werden und beurteilt werden, ob dessen Lage oder Fläche angemessen ist, und die für diese Beurteilung verwendeten Beurteilungsreferenzwerte können ebenso variabel festgelegt werden.
Auch sind die Messwerte des vorhergehenden Prozesses, die für das Festlegen der Beurteilungsreferenzwerte verwendet werden, nicht auf das Volumen der Lotpaste beschränkt, sondern es kann beispielsweise auch die durchschnittliche Höhe der Lotpaste, oder Position und Fläche eines Druckbereichs der Lotpaste auf den Kontaktflächen verwendet werden. Des Weiteren können die Beurteilungsreferenzwerte auch unter Verwendung einer Kombination von mehreren Messwerten festgelegt werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass sich der Zustand der Komponente vor dem Reflow-Prozess auf die Lötstellen auswirkt. Wenn zum Beispiel die Bestückungsposition einer Komponente verschoben ist und sich die Fläche der Überstände der Kontaktflächen ändert, dann variiert auch der Neigungswinkel des Lots nach dem Reflow. Folglich können die Beurteilungsreferenzwerte auch mit einer Kombination aus dem Messergebnissen des Lotdruckinspektionsgeräts 10 und den Messergebnissen des Komponentenbestückungsinspektionsgeräts 20 bestimmt werden. Auch mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 wird die Position oder die Neigung der Komponenten inspiziert, so dass die Überstände der Kontaktierungsstellen auch anhand der bei dieser Inspektion erhaltenen Messergebnisse vermessen werden können, aber je nach Komponente kann es sein, dass das Lot beim Reflow bis zum oberen Teil der Komponentenelektrode aufsteigt und der Rand der Komponentenelektrode nur schwer zu spezifizieren ist. Bei solchen Komponenten kann es sein, dass eine präzisere Berechnung der Werte der Überstände der Kontaktierungsstellen möglich ist, wenn die Messdaten von der Komponenteninspektion vor dem Reflow-Prozess verwendet werden.
Im Folgenden wird anhand von 9 eine Prozedur für ein von dem Lötstelleninspektionsgerät 30 durchgeführtes Verfahren beschrieben, bei dem die für die Inspektion unter Variation der Beurteilungsreferenzwerte und für die Bestimmung der Beurteilungsreferenzwerte verwendeten Messparameter beliebig sind. In diesen Erläuterungen wird das Erlangen von Informationen, die im selben Gerät gespeichert sind, als ”Auslesen” bezeichnet, und das Erlangen von Informationen, die in einem anderen Gerät gespeichert sind, durch Kommunikation mit diesem anderen Gerät, wird als ”Einlesen” bezeichnet.
In dieser Prozedur repräsentieren Schritt S1 und Schritt S2 das Festlegungsverfahren vor der Inspektion. In dem ersten Schritt S1 werden in Antwort auf eine Eingabe, mit der aus einer Liste von Leiterplatten eine zu inspizierende Leiterplatte ausgewählt wird, die Leiterplatten-Designdaten, die für die ausgewählte Leiterplatte gespeichert sind, ausgelesen. In Schritt S2 werden aus der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 die Bibliotheksdaten eingelesen, die den Komponenten entsprechen, die in den Leiterplatten-Designdaten enthalten sind, und werden mit den Bestückungspositionen der Komponenten in den Leiterplatten-Designdaten in Beziehung gesetzt. Somit wird die für die Inspektion der Komponenten notwendige Inspektionsprogrammgruppe im Lötstelleninspektionsgerät 30 gespeichert.
Danach werden ein Verfahren zur Revision des Inspektionsprogramms in Antwort auf eine Eingabe von Settings durch den Benutzer oder auch ein Verfahren zum Zuteilen von Bildaufnahmebereichen auf der Leiterplatte (beide sind nicht dargestellt) durchgeführt, und dann geht die Prozedur zur Inspektion über.
In der Inspektion werden zunächst die Komponenten, für die unter Verwendung der mit einem Inspektionsgerät aus einem vorherigen Prozess erhaltenen Messwerte eine Inspektion durchgeführt wird, und die Arten der verwendeten Messwerte bestimmt (Schritt S3). Danach wird für jeden Inspektionsbereich die Schleife LP durchgeführt, wobei als Inspektionsbereich die jeweils zu inspizierende Stelle im Bild festgelegt wird, während Bildaufnahmen bei Umschaltung zwischen den aufzunehmenden Bereichen durchgeführt werden.
In der Schleife LP werden anhand des Inspektionsprogramms, welches für den momentan abgearbeiteten Inspektionsbereich eingestellt wurde, ein Merkmalsextraktionsverfahren und ein Messverfahren durchgeführt (Schritt S4). Falls es nötig ist, den Beurteilungsreferenzwert anhand der Messwerte aus einem vorhergehenden Prozess festzulegen (Schritt S5: ”JA”), dann werden die notwendigen Messwerte aus der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 eingelesen (Schritt S6), und der Beurteilungsreferenzwert wird unter Anwendung der Auswahlregel auf die eingelesenen Messwerte festgelegt (Schritt S7). Dann wird durch Vergleichen des im Schritt S4 bestimmten Messwerts mit dem in Schritt S7 festgelegten Beurteilungsreferenzwert beurteilt, ob ein Fehler vorliegt oder nicht (Schritt S8). Falls es andererseits nicht nötig ist, den Beurteilungsreferenzwert anhand der Messwerte aus einem vorhergehenden Prozess festzulegen (Schritt S5: ”NEIN”), dann wird der für den Inspektionsbereich eindeutig gespeicherte Beurteilungsreferenzwert ausgelesen (Schritt S9), und verwendet um das Beurteilungsverfahren in Schritt S8 durchzuführen.
Wenn die Schleife LP für alle Inspektionsbereiche durchgeführt ist, dann wird in Schritt S10 durch Aggregation bzw. Zusammenfassen der Beurteilungsergebnisse beurteilt, ob die gesamte Leiterplatte fehlerhaft oder fehlerfrei ist, und das Ergebnis wird an die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 oder dergleichen ausgegeben. Danach wird, falls eine weitere Leiterplatte vorliegt (Schritt S11: ”JA”), diese Leiterplatte mit dem Verfahren der Schleife LP abgearbeitet.
Wie mit der oben beschriebenen Prozedur aufgezeigt, kann mit dem Lotinspektionsgerät 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Beurteilungsreferenzwert variabel eingestellt werden, und zwar auf Basis eines Messwertes, der an einem Ort, der einer zu inspizierende Lötstelle entspricht, mit dem Inspektionsgerät 10, 20 aus einem vorhergehenden Prozess erlangt wurde. Daraus folgt, dass selbst wenn die gleichen Messwerten mit demselben Gerät bestimmt wurden, sich der Beurteilungsreferenzwert ändert falls der Zustand der Lotpaste vor dem Reflow-Prozess oder der Bestückungszustand der Komponente variiert, so dass die Möglichkeit besteht, dass sich auch das Inspektionsergebnis in Abhängigkeit von diesen Zuständen ändert.
Es besteht keine Beschränkung auf ein Verfahren, bei dem die Inspektionskriterien variiert werden, indem die Beurteilungsreferenzwerte je nach der Art der mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 durchgeführten Inspektion variabel gesetzt werden, und es gibt Fälle, in denen es besser ist, die Inspektionskriterien radikal zu ändern, z. B. durch Änderung des Verfahrens selbst. Um auch für solche Fälle gewappnet zu sein, werden im in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel die Inspektionskriterien auf verschiedene Arten und Weisen festgelegt, wobei sich das Inspektionsprogramm, das für die spezifizierte Inspektion mit dem Lötstelleninspektionsgerät durchgeführt wird, jeweils unterscheidet, und aus diesen Inspektionskriterien werden solche ausgewählt, die geeignet sind für die durch Inspektion in einem Prozess vor dem Reflow-Prozess bestimmten Messwerte.
10 zeigt den hauptsächlichen Fluss von Informationen die zwischen den Inspektionsgeräten 10, 20, 30, der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 und der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 ausgetauscht werden.
In diesem Ausführungsbeispiel sind für eine bestimmte vom Lötstelleninspektionsgerät 30 durchgeführte Inspektion im Vorhinein für jeden Komponententyp mehrere Inspektionskriterien auf Basis des Kausalzusammenhangs zwischen den Messparametern im Lotdruckinspektionsgerät 10 oder dem Komponenteninspektionsgerät 20 und den Messparametern im Lötstelleninspektionsgerät festgelegt, und Programme, in denen diese Inspektionskriterien definiert sind, sind in separaten Bibliotheksdaten editiert und in der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 gespeichert. In der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 sind auch die Auswahlregeln zum Auswählen von einem aus der Mehrzahl von Inspektionskriterien gespeichert. Diese Auswahlregeln werden auch an die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 weitergeleitet ((c) in 10), und in dieser Vorrichtung gespeichert.
Das Lötstelleninspektionsgerät 30 liest aus der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 für jede der Komponenten der zu inspizierenden Leiterplatte mehrere Sätze von Bibliotheksdaten ein, einschließlich des Inspektionsprogramms, das die Inspektionskriterien, die sich inhaltlich für die einzelnen Komponenten unterscheiden, konkretisiert ((b) in 10), und speichert sie im Lötstelleninspektionsgerät 30. Andererseits werden mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 und dem Komponenteninspektionsgerät 20, wie gewöhnlich, die Bibliotheksdaten für ein Inspektionskriterium pro Komponente eingelesen ((a) in 10), die Inspektion wird auf deren Basis durchgeführt, und die Inspektionsergebnisse einschließlich der mit diesen Verfahren erlangten Messwerte werden zur Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 geschickt ((d) in 10). Diese Sendeinformationen werden, wie gewöhnlich, in der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 gespeichert.
Das Lötstelleninspektionsgerät 30 führt die Inspektionen mit den einzelnen Inspektionskriterien parallel durch, und schickt alle Inspektionsergebnisse (einschließlich der auf dem Wege dieser Inspektionen erlangten Messwerte) an die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 ((e) in 10). Bevor die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 diese Sendung empfängt, werden von der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102, auf Basis der von der Inspektionsprogramm-Verwaltungsvorrichtung 101 bereitgestellten Auswahlregeln, aus den verschiedenen Inspektionskriterien für das Lötstelleninspektionsgerät 30 Inspektionskriterien ausgewählt, die für die vom Lotdruckinspektionsgerät 10 bzw. dem Komponenteninspektionsgerät 20 empfangenen Messwerte angemessen sind. Dann, wenn die Inspektionsergebnisse für die jeweiligen Inspektionskriterien vom Lötstelleninspektionsgerät 30 empfangen wurden, werden diejenigen Inspektionsergebnisse ausgewählt, die den für die zu inspizierende Stelle ausgewählten Inspektionskriterien entsprechen, und nur diese Inspektionsergebnisse werden gespeichert. Ferner gibt die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 die ausgewählten Inspektionsergebnisse als Feedback an das Lötstelleninspektionsgerät 30 ((f) in 10). Somit werden auch beim Lötstelleninspektionsgerät 30 die als Feedback erhaltenen bzw. rückgekoppelten Inspektionsergebnisse gültig, und die anderen Inspektionsergebnisse werden verworfen oder ungültig.
Mit dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel gemäß 10 wird aus Inspektionsergebnissen aufgrund von mehreren Inspektionskriterien, die sich hinsichtlich des Verfahrensinhalts, z. B. in der Festlegung des Inspektionsbereichs, den Arten von Merkmalen, die aus den Inspektionsbereichen extrahiert werden, oder der Berechnung der Messungen unterscheiden, das Inspektionsergebnis ausgewählt, das dem Zustand der Lotpaste oder Komponente vor dem Reflow-Prozess, angezeigt durch in einem dem Reflow-Prozess vorgelagerten Prozess erhaltenen Messwerte, am besten entspricht, und dieses kann als endgültiges Inspektionsergebnis anerkannt werden. Folglich kann der Inhalt der tatsächlich durchgeführte Inspektion je nach dem Zustand der Lotpaste oder der Komponente vor dem Reflow-Prozess variiert werden.
Es sollte beachtet werden, dass in dem Beispiel von 10 das Lötstelleninspektionsgerät 30 alle Inspektionen aufgrund mehrerer Inspektionskriterien durchführt, und von den jeweiligen Inspektionsergebnissen nur dasjenige gültig macht, das zum Muster der vor dem Reflow-Prozess erhaltenen Messwerte passt, allerdings ist das Inspektionsverfahren nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, dass, bevor die Inspektion mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 beginnt, diesem das Ergebnis der Auswahl der Inspektionskriterien von der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 mitgeteilt wird, und das Lötstelleninspektionsgerät 30 entsprechend dieser Mitteilung nur die Inspektion aufgrund des ausgewählten Inspektionskriteriums durchführt, und das Ergebnis an die Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 schickt. Ferner ist es möglich, dass die Auswahlregel zum Inspektionskriterium im Lötstelleninspektionsgerät 30 gespeichert wird, das Lötstelleninspektionsgerät 30 aus der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 die Messdaten der anderen Inspektionsgerät 10, 20 einliest, und durch Anwendung der Auswahlregel auf diese Messdaten das Inspektionskriterium für das Lötstelleninspektionsgerät 30 selbst auswählt.
Falls das Inspektionskriterium in der oben beschriebenen Weise mit dem Lötstelleninspektionsgerät 30 ausgewählt wird, besteht keine Einschränkung darauf, dass die für die Auswahl verwendeten Messwerte von der Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung 102 aus eingegeben werden, und es ist auch möglich, dass sie direkt von den Inspektionsgeräten eingegeben werden, mit denen die Messung durchgeführt wurde. Dies gilt auch für das obige Ausführungsbeispiel, bei dem die Beurteilungsreferenzwerte variiert wurden.
Im Folgenden wird ein konkretes Beispiel für Auswahlregeln von Inspektionskriterien, die im Beispiel von 10 verwendet werden, erläutert.
11 zeigt anhand eines Flussdiagramms und eines schematischen Diagramms anhand eines Beispiels für eine Lötstelleninspektion von Anschlusskomponenten eine Auswahlregel, die verwendet wird in dem Fall, dass eins von zwei Inspektionskriterien ausgewählt werden soll, und zwar unter Verwendung einer Kombination von Messwerten, die in der Lotdruckinspektion und der Komponenteninspektion erhalten wurden. In diesem Beispiel werden zur Differenzierung der zwei in 15 gezeigten Beispiele ein Inspektionskriterium R1, nämlich ”Inspizieren der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow”, und ein Inspektionskriterium R2, nämlich ”Erfassen des roten Bereichs nahe dem vorderen Ende der Komponentenelektrode und Inspizieren der Fläche derselben”, festgelegt.
Die Auswahlregel dieses Beispiels wird anhand des Flussdiagramms in 11 erläutert.
Voraussetzung dieser Auswahlregel ist, dass, wie in den schematischen Diagrammen (A) und (B) gezeigt, der durchschnittliche Wert h1 der Höhe der Lotpaste 303 mit dem Lotdruckinspektionsgerät 10 gemessen wird, und mit dem Komponenteninspektionsgerät 20 die Höhe h2 der Oberseite der Komponentenelektrode 301 gemessen wird. Beim Verfahren gemäß der Auswahlregel wird zunächst unter Verwendung der Messwerte h1 und h2 die Differenz Δh zwischen den Höhen der Komponentenelektrode 301 und der Lotpaste 303 berechnet (Schritt S101), und dieses Δh wird mit zwei Schwellwerten T1 und T2 verglichen (Schritte S102, S103).
Das schematische Diagramm (C) zeigt ein Beispiel für die Festlegung der beiden Schwellwerte T1 und T2, wobei ein Teil der im Diagramm (B) gezeigten Elektrode 301 der Anschlusskomponente und die Lotpaste 303 in der Nähe davon vergrößert dargestellt sind. In diesem Diagramm wird als Schwellwert T2 ein Wert genommen, der der Differenz zwischen Elektrode 301 und Lotpaste 303 entspricht, wenn die Elektrode 301 angemessen in der Lotpaste 303 eingebettet ist. Andererseits wird als Schwellwert T1 ein Wert festgelegt, der etwas kleiner ist als die Dicke der Elektrode 301, und der der Differenz zwischen den Höhen der beiden entspricht, wenn die Elektrode 301 kurz davor ist, sich loszulösen (im Diagramm angezeigt durch die gestrichpunktete Linie).
Wir kehren zur Erläuterung des Flussdiagramms zurück. Falls in diesem Beispiel Δh größer oder gleich dem Schwellwert T1 ist (also ”Ja” in Schritt S102) und falls Δh kleiner oder gleich dem Schwellwert T2 ist (also ”Ja” in Schritt S103), dann wird das Inspektionskriterium R1 ausgewählt (Schritt S104). Falls dagegen Δh einen Wert zwischen dem Schwellwert T2 und dem Schwellwert T1 hat (”Nein” sowohl in Schritt S102 als auch in Schritt 103), dann wird das Inspektionskriterium R2 ausgewählt (Schritt S105).
Mit dieser Auswahlregel ist Δh größer als der Schwellwert T2 und kleiner als der Schwellwert T1 in solchen Fällen, in denen sich die Komponentenelektrode 301 nicht löst, aber die Komponentenelektrode 301 an einem relativ hohen Ort relativ zur Lotpaste 303 positioniert ist. Somit ist in diesem Fall das Inspektionsergebnis mit dem Inspektionskriterium R2 gültig, so dass, obwohl nach dem Reflow-Prozess beinahe keine Hohlkehle auftritt, trotzdem eine Inspektion möglich ist, die geeignet ist, wenn in der Verbindung zwischen der Komponentenelektrode 301 und der Kontaktfläche 300 kein Problem auftritt (siehe Beispiel in der unteren Reihe von 15).
Falls andererseits die Komponentenelektrode 301 vor dem Reflow-Prozess losgelöst ist, dann ist Δh größer als der Schwellwert T1, und falls die Komponentenelektrode 301 angemessen platziert ist, dann ist Δh kleiner als der Schwellwert T2, so dass in diesen Fällen das Inspektionsergebnis mit dem Inspektionskriterium R1, also das Ergebnis der Inspektion aufgrund der Höhe der Benetzung mit Lot nach dem Reflow verwendet wird. Durch diese Aufteilung der Inspektionskriterien ist es möglich, eine Lötstelle wie im Beispiel in der unteren Reihe von 15 als fehlerfrei zu beurteilen, ohne ein Ablösen der Komponentenelektrode 301 zu übersehen.
Des Weiteren können auch in diesem Beispiel die für die Inspektionskriterien R1, R2 festgelegten Beurteilungsreferenzwerte in Abhängigkeit von z. B. den Messwerten des Volumens der Lotpaste variiert werden. Wenn zum Beispiel für das Inspektionskriterium R1 die drei Beurteilungsreferenzwerte U0, U1, U2 aus dem Beispiel in 6 gesetzt werden und einer dieser Beurteilungsreferenzwerte, der für das Volumen der Lotpaste geeignet ist, ausgewählt wird, dann wird aufgrund des schärferen Kriteriums beim Loslösen der Komponentenelektrode 301 kann vermieden werden, dass ein Fehler übersehen wird, und andererseits auch wenn nach dem Reflow die Höhe der Benetzung mit Lot nur niedrig ist, vermieden, dass eine gute Verbindung zwischen der Komponentenelektrode 301 und der Kontaktfläche 300 (siehe Beispiel in der unteren Reihe von 13) als fehlerhaft beurteilt wird.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN

S ... Leiterplatte; 1 ... Steuer- und Verarbeitungsabschnitt; 2 ... Kamera; 3 ... Beleuchtungsabschnitt; 4 ... Leiterplattentisch; 10 ... Lotdruckinspektionsgerät; 11 ... Lotdruckvorrichtung; 20 ... Komponenteninspektionsgerät z; 21 ... Bestücker; 30 ... Lötstelleninspektionsgerät; 31 ... Reflow-Ofen; 102 ... Inspektionsdaten-Verwaltungsvorrichtung;

Claims

Lötstelleninspektionsverfahren zum Inspizieren des Zustands einer Lötstelle, indem eine Leiterplatte (S, 203), die mehrere Prozesse zur Herstellung einer mit Komponenten (200) bestückten Leiterplatte (S, 203) einschließlich eines Reflow-Prozesses durchlaufen hat, aus einer vorbestimmten Richtung beleuchtet wird, und gleichzeitig eine Bildaufnahme der Leiterplatte (S, 203) vorgenommen wird mit einer Kamera (2), die in einer Position angeordnet ist, auf welche von einer Lötstelle der Leiterplatte (S, 203) regulär reflektiertes Beleuchtungslicht fällt, und eine Abbildung des reflektierten Lichts an der Lötstelle im erzeugten Bild analysiert wird, wobei, unter der Voraussetzung, dass in mindestens einem der vor dem Reflow-Prozess ausgeführten Prozesse, eine der Leiterplatte (S, 203) hinzugefügte Struktur vor dem Beginn des nächsten Prozesses gemessen wird, eine Regel für ein Inspektionskriterium für die Inspektion nach dem Reflow-Prozess derart festgelegt wird, dass das Inspektionskriterium abhängig vom Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an einem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, variiert wird; und das Inspektionskriterium für die Lötstelle der Leiterplatte (S, 203) nach dem Reflow-Prozess durch Anwendung der Regel für das Inspektionskriterium auf das Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort festgelegt wird, der der Lötstelle entspricht, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass aus mehreren Inspektionskriterien, die sich inhaltlich voneinander unterscheiden, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, ein Inspektionskriterium ausgewählt wird, welches dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, entspricht.
Lötstelleninspektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass ein Beurteilungsreferenzwert zur Beurteilung eines Messwertes, der durch ein Messverfahren an der zu inspizierenden Lötstelle erhalten wurde, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, variiert wird.
Lötstelleninspektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass das Inspektionskriterium für die Lötstelle in Abhängigkeit von einer Kombination von Messwerten variiert wird, die durch mehrere Arten von Messverfahren erhalten wurden, die vor dem Reflow-Prozess an dem Ort durchgeführt wurden, der der Lötstelle entspricht.
Lötstelleninspektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass das Inspektionskriterium für die Lötstelle in Abhängigkeit eines Messwerts variiert wird, der durch ein Messverfahren in einem Lotdruckprozess an einer Kontaktfläche, die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, erhalten wurde.
Lötstelleninspektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass das Inspektionskriterium für die Lötstelle in Abhängigkeit von einem Messwert, der durch ein Messverfahren in einem Lotdruckprozess an einer Kontaktfläche, die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, erhalten wurde, und von einem Messwert variiert wird, der durch ein Messverfahren in einem Komponentenbestückungsprozess an einer Komponente (200), die der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, erhalten wurde.
Lötstelleninspektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei als Messverfahren vor dem Reflow-Prozess eine Menge von Lotpaste, die durch einen Lotdruckprozess auf Kontaktflächen auf der Leiterplatte (S, 203) gedruckt wurde, gemessen wird; in der Inspektion nach dem Reflow-Prozess die Höhe des Lots nach dem Reflow-Prozess anhand einer Beziehung zwischen der Abbildung des Reflektionslichts im Bild der zu inspizierenden Leiterplatte (S, 203) und dem Neigungswinkel, der von dieser Abbildung des Reflektionslichts angezeigt wird, gemessen wird, und die Angemessenheit dieses Messwerts beurteilt wird; und die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass ein Beurteilungsreferenzwert zur Beurteilung, ob die Höhe des Lots nach dem Reflow-Prozess angemessen ist, kleiner wird, je kleiner der Messwert der Menge von Lotpaste ist.
Leiterplatteninspektionssystem, aufweisend: ein Inspektionsgerät (30), das an einem Reflow-Prozess angeordnet ist, der einer von mehreren Prozessen zur Herstellung einer mit Komponenten (200) bestückten Leiterplatte (S, 203) ist, wobei das Inspektionsgerät (30) zur Inspektion einer Leiterplatte (S, 203) nach dem Reflow-Prozess eingerichtet ist; ein Inspektionsgerät (10, 20), das an mindestens einem der Prozesse vor dem Reflow-Prozess angeordnet ist, wobei dieses Inspektionsgerät (10, 20) zur Inspektion der Leiterplatte (S, 203) nach diesem Prozess eingerichtet ist; und eine Informationsverwaltungsvorrichtung (101, 102), die über Kommunikation mit den Inspektionsgeräten (10, 20, 30) Inspektionsergebnisinformationen lädt, und die Inspektionsergebnisinformationen jedes einzelnen Inspektionsgeräts (10, 20, 30) für einzelne Leiterplatten (S, 203) separat und für einzelne zu inspizierende Stellen separat auslesbar verwaltet; wobei das Inspektionsgerät (30) für den Reflow-Prozess eine Funktionalität aufweist, mit welcher Inspektionen an einer zu inspizierenden Lötstelle gemäß mehrerer inhaltlich verschiedener Inspektionskriterien durchgeführt werden können; und das Inspektionsgerät (30) für den Reflow-Prozess oder die Informationsverwaltungsvorrichtung Folgendes aufweist: ein Regelspeichermittel (115, 116) zum Speichern einer Regel für Inspektionskriterien, in welcher definiert ist, welche von den mehreren Inspektionskriterien für die Inspektion der Lötstelle nach dem Reflow-Prozess ausgewählt wird, in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Messverfahrens, das das Inspektionsgerät (10, 20) für den Prozess vor dem Reflow-Prozess bei der Inspektion an einem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, durchgeführt hat; ein Messwerterlangungsmittel zum Erlangen eines Messwerts in Bezug auf die nach dem Reflow-Prozess zu untersuchende Lötstelle, wobei das Messwerterlangungsmittel den Messwert aus Inspektionsergebnisinformationen erlangt, die von dem Inspektionsgerät (10, 20) für den Prozess vor dem Reflow-Prozess an die Informationsverwaltungsvorrichtung (101, 102) geschickt wurden, wobei der Messwert durch ein Messverfahren erhalten wurden, das das Inspektionsgerät (10, 20) für den Prozess vor dem Reflow-Prozess an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, durchgeführt hat; und ein Inspektionskriteriumfestlegungsmittel zum Festlegen eines Inspektionskriteriums, welches dem Messwert entspricht, durch Anwenden der Regel für das Inspektionskriterium auf den Messwert, den das Messwerterlangungsmittel für die zu inspizierende Lötstelle erlangt hat.
Leiterplatteninspektionssystem gemäß Anspruch 7, wobei das Inspektionsgerät (30) für den Reflow-Prozess alle Inspektionen an den zu inspizierenden Lötstellen mit mehreren Inspektionskriterien durchführt, und die Inspektionsergebnisse für jede einzelne Inspektion an die Informationsverwaltungsvorrichtung schickt; und die Informationsverwaltungsvorrichtung (101, 102) das Regelspeichermittel (115, 116), das Messwerterlangungsmittel, und das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel aufweist, und ferner ein Empfangsinformationsverarbeitungsmittel aufweist, welches aus den vom Inspektionsgerät (30) für den Reflow-Prozess empfangenen Inspektionsergebnisinformationen diejenigen Inspektionsergebnisinformationen auswählt und speichert, die dem mit dem Inspektionskriteriumfestlegungsmittel festgelegten Inspektionskriterium entsprechen.
Leiterplatteninspektionssystem gemäß Anspruch 7, wobei das Inspektionsgerät (30) für den Reflow-Prozess das Regelspeichermittel (115, 116), das Messwerterlangungsmittel, und das Inspektionskriteriumfestlegungsmittel aufweist, und ferner ein Inspektionsdurchführungsmittel aufweist, welches an der zu inspizierenden Lötstelle eine Inspektion auf Basis des mit dem Inspektionskriteriumfestlegungsmittel festgelegten Inspektionskriteriums durchführt, und Inspektionsergebnisinformationen zu dieser Inspektion an die Informationsverwaltungsvorrichtung (101, 102) schickt.
Lötstelleninspektionsgerät (30) zum Inspizieren des Zustands einer Lötstelle, indem das Lötstelleninspektionsgerät eine Leiterplatte (S, 203), die mehrere Prozesse zur Herstellung einer mit Komponenten (200) bestückten Leiterplatte (S, 203) einschließlich eines Reflow-Prozesses durchlaufen hat, aus einer vorbestimmten Richtung beleuchtet und gleichzeitig eine Bildaufnahme der Leiterplatte (S, 203) mit einer Kamera (2) vornimmt, die in einer Position angeordnet ist, auf welche von einer Lötstelle der Leiterplatte (S, 203) regulär reflektiertes Beleuchtungslicht fällt, und eine Abbildung des reflektierten Lichts an der Lötstelle im erzeugten Bild analysiert, wobei das Lötstelleninspektionsgerät (30) Folgendes aufweist: ein Eingabemittel zur Eingabe eines Messwertes, der erhalten wurde, indem an der zu inspizierenden Lötstelle eine Struktur, die in wenigstens einem von mehreren Prozessen, die vor dem Reflow-Prozess durchgeführt werden, an einem Ort hinzugefügt wurde, der der Lötstelle entspricht, vor dem Beginn des nächsten Prozesses gemessen wurde; ein Regelspeichermittel (115, 116) zum Speichern einer Regel für das Inspektionskriterium, welche so definiert ist, dass das Inspektionskriterium für die zu inspizierende Lötstelle in Abhängigkeit vom Messwert, der mit dem Eingabemittel eingegeben wurde, variiert; und ein Inspektionsdurchführungsmittel, welches für die Lötstelle der Leiterplatte (S, 203) nach dem Reflow-Prozess ein Inspektionskriterium festlegt, welches dem Messwert entspricht, indem es die Regel für das Inspektionskriterium auf den mit dem Eingabemittel eingegebenen Messwert anwendet, und eine Inspektion an der Lötstelle anhand dieses Inspektionskriteriums durchführt, wobei die Regel für das Inspektionskriterium so festgelegt ist, dass aus mehreren Inspektionskriterien, die sich inhaltlich voneinander unterscheiden, je nach dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der Lötstelle entspricht, ein Inspektionskriterium ausgewählt wird, welches dem Ergebnis des vor dem Reflow-Prozess durchgeführten Messverfahrens an dem Ort, der der zu inspizierenden Lötstelle entspricht, entspricht.