DE112011104727T5

DE112011104727T5 - Leiterplatteninspektionsvorrichtung, Leiterplatteninspektionssystem und Verfahren zur Anzeige eines Bildschirms zum Prüfen eines Leiterplatteninspektionsergebnisses

Info

Publication number: DE112011104727T5
Application number: DE112011104727.4T
Authority: DE
Inventors: Ryuichiro KONDA; Katsuki Nakajima
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: WO2012098697A1; DE112011104727B4; TW201231913A; JP5365645B2; CN103328959B; CN103328959A; JP2012149905A

Abstract

Bauteile und Lot auf einer Leiterplatte werden einer drei-dimensionalen Messung mit jeweils unterschiedlichen Verfahren unterworfen, und die aus den jeweiligen Messungen erhaltenen 3D-Daten werden für jede Lötstelle und jeden Typ separat auslesbar gespeichert. Dann wird anhand der gespeichert Daten ein Bild erstellt, welches für jede Lötstelle das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot darstellt, und ein Bildschirm mit diesem Bild wird als Bildschirm zum Prüfen der Inspektionsergebnisse angezeigt. In einem vorteilhaften Prüfbildschirm wird ein Bild (YZ-Diagramm oder XZ-Diagramm) angezeigt, welches einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung, die Leiterplatten, auf welche Bauteile gelötet wurden (im Folgenden „bestückte Leiterplatten” genannt) einer dreidimensionale Messung unterzieht und anhand des Ergebnisses dieser Messung den Bestückungszustand und den Verlötungszustand der Bauteile der betreffenden Leiterplatten inspiziert, sowie eine Anzeigetechnik, um das Ergebnis dieser Inspektion zu prüfen.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Als Inspektionsvorrichtungen für bestückte Leiterplatten waren bisher optische Inspektionssysteme, die eine Aufnahme der Leiterplatten erstellen und eine zweidimensionale Messung durchführen, weithin bekannt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1.)
Außerdem werden neuerdings Vorrichtungen entwickelt, welche unter Verwendung eine kuppelförmigen Beleuchtungsvorrichtung und einer Stereokamera die Höhe des Lots messen, indem sie die Normalenrichtungen von Bildern, die dem Lot im Bild entsprechend, für jede Kamera messen und anhand dieser Normalenrichtungen die Pixel den Kameras zuordnen (siehe Patentdokumente 2 und 3.) Außerdem werden Techniken entwickelt, mit denen mittels einer stereografischen Messung von elektronischen Bauteilen die Höhe von Bauteilen und Elektroden gemessen wird (siehe Patentdokument 4.)
Was die Technik zur Prüfung von Ergebnissen aus dreidimensionalen Messungen von Leiterplatten betrifft, existiert Literatur zur Anzeige von dreidimensionalen, die Höhendaten mittels Höhenlinien darstellenden ebenen Bildern zusammen mit zweidimensionalen Echtbildern (siehe Patentdokument 5.)
STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1 JP H06-1173A
Patentdokument 2 WO 2010-118281
Patentdokument 3 JP 2010-71782A
Patentdokument 4 WO 2006-135040
Patentdokument 5 JP 2006-267018A

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Mittels der in den Patentdokumenten 2 und 3 beschriebenen Technik können 3D-Daten, welche die Oberflächenform des Lots auf bestückten Leiterplatten repräsentieren, präzise erfasst werden. Ferner können unter Verwendung der dreidimensionalen Messtechnik z. B. in Patentdokument 4 3D-Daten der Bauteile auf einer bestückten Leiterplatte erfasst werden. Deswegen ist es denkbar, dass, wenn ein auf die jeweiligen Besonderheiten des Lots und der Bauteile auf der Leiterplatte abgestimmtes, dreidimensionales Messverfahren durchgeführt wird, eine präzisere Analyse als bei einer optischen Inspektion des Verhältnisses von Lot und Bauteil möglich wird und die Durchführung von Inspektionen hoher Präzision möglich wird.
Es ist aber wünschenswert, dass der Benutzer im Falle einer Inspektion aufgrund 3D-Daten prüfen kann, welche konkrete Beschaffenheit die inspizierten Stellen haben und ob das Ergebnis der Beurteilung der Mangelhaftigkeit bzw. Mangelfreiheit angemessen ist. Ferner ist es wünschenswert, dass der Benutzer vor Beginn der Inspektion auch während der Einstellung der Beurteilungskriterien die tatsächliche Beschaffenheit der Inspektionsstellen und die zu messenden Stellen prüfen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit Augenmerk auf die oben genannten Punkte die Prüfung der Inspektionsergebnisse dadurch zu unterstützen, dass sie die aus einer dreidimensionalen Messung von Bauteilen und Lot stammenden Inspektionsergebnisse und den Zustand der zu inspizierenden Stellen in einer für den Benutzer leicht zu prüfender Weise darstellt.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Eine erfindungsgemäße Leiterplatteninspektionsvorrichtung umfasst:
ein Bildaufnahmemittel, das unter einer bestimmten Beleuchtung eine Bildaufnahme von auf einer Leiterplatte gelöteten Bauteilen macht;
ein Lötstellenbestimmungsmittel, das aus dem durch das Bildaufnahmemittel erstellten Bild Lötstellen bestimmt;
ein 3D-Messungsmittel, das für jede der bestimmten Lötstellen ein Bauteil und das diesem Bauteil entsprechende Lot im Bild differenziert und jeweils eine dreidimensionale Messung durchführt;
ein Inspektionsmittel, das eine Inspektion durchführt, um unter Verwendung von aus der Messung des 3D-Messungsmittels abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots den Verlötungszustand und den Bestückungszustand des Bauteils beurteilt;
ein Ergebnisspeichermittel, das die 3D-Daten des Bauteils und des Lots für jede Lötstelle und für jeden Typ separat auslesbar speichert;
ein Anzeigesteuermittel, das unter Verwendung der durch das Ergebnisspeichermittel gespeicherten Daten ein Bild erstellt, welches für einzelne Lötstellen das Verhältnis zwischen dem Bauteil und dem Lot darstellt, und Anzeigedaten für die Anzeige eines Bildschirms, der dieses Bild enthält, ausgibt.
Das 3D-Messungsmittel in dem oben beschriebenen Aufbau differenziert anhand der in dem erstellten Bild auftauchenden Merkmale zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte, und führt ein an die jeweiligen Besonderheiten angepasstes, dreidimensionales Messverfahren derselben durch. Zum Beispiel kann für das Lot ein in Patentdokument 2 bzw. 3 beschriebenes Messverfahren und für das Bauteil ein in Patentdokument 4 beschriebenes Messverfahren angewendet werden.
Das Lötstellenbestimmungsmittel kann zum Beispiel aufgrund im Voraus in der Vorrichtung gespeicherten Einstellungsdaten Bereiche, die Lötstellen im Bild umfassen, einzeln bestimmen. Ferner ist es möglich, dass das Lötstellenbestimmungsmittel unter Verwendung der Oberflächenreflektivität des Lots Bereiche großer Helligkeit im Bild extrahiert und aus dem Abgleich des Verteilungsmusters dieser Bereiche mit den Mapping-Daten der Leiterplatte die den einzelnen Kontaktflächen entsprechenden Bereiche als Lötstellen bestimmt.
Das Ergebnisspeichermittel kann die bei der Inspektion durch Messung erlangten 3D-Daten des Bauteils und des Lots zum Beispiel unter Hinzufügung einer Kombination der jeweiligen Identifizierungscodes bzw. ID-Codes für Leiterplatte, Bauteil und Elektrode und eines Typencodes für Bauteil oder Lot speichern. Da es mit der vorliegenden Erfindung möglich ist, aus diesen Speicherdaten ein Bild zu erstellen und anzuzeigen, das für jede Lötstelle das Verhältnis zwischen dem Bauteil und dem Lot darstellt, kann der Benutzer das Verhältnis beider leicht prüfen.
Es ist möglich, die Anzeige des Prüfbildschirms auf der Inspektionsvorrichtung selbst durchzuführen oder die Anzeigedaten an eine anderes Vorrichtung (z. B. einen Personalcomputer) auszugeben und den Bildschirm auf der anderen Vorrichtung anzuzeigen. In dem Fall, dass der Prüfbildschirm auf einer externen Vorrichtung angezeigt wird, ist es ferner möglich, dass die für die Anzeige des Bildschirms erforderlichen Daten an eine Speichervorrichtung, z. B. eine Festplatte oder eine DVD oder dergleichen, ausgegeben werden. Die Anzeige kann für jedes Bauteil oder für jede Lötstelle einzeln durchgeführt werden, aber es ist auch möglich, wie weiter unten in der fünften Ausführungsform ausgeführt, mehrere Bauteile mit identischer Spezifikation zusammen anzuzeigen.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Leiterplatteninspektionsvorrichtung erstellt das Anzeigesteuermittel ein Bild, welches einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot (an einer Endfläche oder Seitenfläche der Bauteilelektrode) geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt.
Da gemäß der ersten Ausführungsform ein Bild angezeigt wird, welches das Positionsverhältnis zwischen der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot und dem Lot an dieser Fläche sowie die Größen von Lot und Bauteil deutlich darstellt, kann der Benutzer leicht den Zustand der Verbindung zwischen dem Bauteil und dem Lot prüfen.
Es ist ausreichend, wenn der angezeigte Bildschirm ein Bild mindestens einer der Verbindungsflächen des Bauteils zum Lot enthält, er kann jedoch auch ein Bild mehrerer Verbindungsflächen enthalten.
In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der Leiterplatteninspektionsvorrichtung erstellt das Anzeigesteuermittel anhand der 3D-Daten des Bauteils und des Lots ein Bild, das die Lötstelle von oben betrachtet anzeigt, sowie ein Bild, welches für mindestens eine der Verbindungsflächen des betreffenden Bauteils zum Lot den Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt, und gibt die Daten für die Anzeige eines Bildschirms, der diese Bilder enthält, aus.
Da gemäß der zweiten Ausführungsform ein Bild angezeigt wird, welches von gleicher Art wie ein Bild der ersten Ausführungsform ist, und dazu ein Bild angezeigt wird, das die Lötstelle von oben betrachtet anzeigt, kann, während das Bauteil und das Lot auf Abweichungen, Neigungen und dergleichen geprüft wird, das Verhältnis der Verbindungsflächen beider geprüft werden. Dadurch kann das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot detaillierter geprüft werden.
In einer dritten vorteilhaften Ausführungsform der Leiterplatteninspektionsvorrichtung bestimmt das Lötstellenbestimmungsmittel in dem durch das Bildaufnahmemittel erstellten Bild einen der Kontaktfläche der Leiterplatte entsprechenden Bereich. Außerdem erstellt das Anzeigesteuermittel anhand des mit dem Lötstellenbestimmungsmittel bestimmten Bereichs der Kontaktfläche und des Verhältnisses zwischen dem mit dem 3D-Messungsmittel differenzierten Bauteil und der Kontaktfläche ein Bild, welches das Verhältnis zwischen dem Bauteil und dem Lot sowie das Verhältnis beider zur Kontaktfläche anzeigt.
Da gemäß der dritten Ausführungsform ein Bild angezeigt wird, welches das Verhältnis zwischen Bauteil, Lot und Kontaktfläche darstellt, kann der Benutzer unter anderem leicht prüfen, dass der Platz, um das Lot und die Bauteilelektrode auf der Kontaktfläche zu platzieren, ausreicht und dass das Bauteil nicht von der Kontaktfläche verrutscht ist.
Um die Kontaktfläche zu bestimmen ist es zum Beispiel ferner möglich, einen Bereich im Bild mit hoher Helligkeit zu extrahieren und das Verteilungsmuster dieses Bereichs mit den Mapping-Daten der Leiterplatte abzugleichen. Ferner ist es möglich, die Daten einer gemessenen Kontaktfläche einzulesen, bevor die zu inspizierende Leiterplatte gelötet wird (zum Beispiel während des Lotdruckprozesses oder des Bauteilbestückungsprozesses, oder bevor der Lotdruckprozess beginnt), und unter Verwendung dieser Daten den Bereich der Kontaktfläche im Bild zu bestimmen.
In den oben beschriebenen, ersten bis vierten Ausführungsformen kann in dem Fall, dass das Ergebnisspeichermittel die Ergebnisse des während der Inspektion durchgeführten Messverfahrens in einem für jede Lötstelle separat auslesbaren Zustand speichert, das Anzeigesteuermittel einen Bildschirm einrichten, in welchem einem Ort in dem erstellten Bild, der für die Inspektion vermessen wurde, ein Indikator zugeordnet ist, welcher das Messergebnis und ein in der Inspektion verwendetes Beurteilungskriterium anzeigt. Zum Beispiel ist es möglich, bei einer Messung der Proportionen des Lots in Höhenrichtung und Breitenrichtung der Bauteilelektrode einem im Bild enthaltenen Lot oder Bauteil eine Prüfmarkierung zuzuordnen, welche den Messbereich anzeigt, und die tatsächlich gemessenen Werte (Ist-Werte) der Messdaten und den akzeptablen Bereich (Soll-Werte) der Messdaten anzuzeigen. Ferner ist es möglich, bei einer Messung des Neigungswinkels der Lotkehle einem Bild, das den Neigungszustand des Lots anzeigt, eine Markierung zuzuordnen, welche den gemessenen Winkel und den akzeptablen Winkelbereich anzeigt.
Dadurch, dass wie oben beschrieben einem Ort, der in dem erstellten Bild für die Inspektion vermessen wurde, das Messergebnis und die bei der Inspektion verwendeten Beurteilungskriterien zugeordnet und angezeigt werden, wird es dem Benutzer erleichtert, das tatsächliche Messergebnis dem zu messenden Ort zuzuordnen und zu prüfen, sowie zu entscheiden, ob die Beurteilungskriterien angemessen sind.
Ferner ist es im ersten bis dritten Ausführungsform möglich, dass das Anzeigesteuermittel eine Bedienung entgegennimmt, mit der eine Gerade eingestellt wird, welche eine Schnittposition in dem anhand der Anzeigedaten angezeigten Bild darstellt, und Anzeigedaten dergestalt aktualisiert werden, dass ein Bild anzeigt wird, welches die Form eines Querschnitts entlang der entsprechend dieser Bedienung eingestellten Gerade darstellt. Dadurch, dass der Benutzer die Stellen, die er prüfen möchte, nach Belieben einstellen und die Querschnittsform prüfen kann, wird die Zweckmäßigkeit weiter gesteigert.
In einer vorteilhaften, fünften Ausführungsform der Leiterplatteninspektionsvorrichtung erstellt das Anzeigesteuermittel unter Verwendung der 3D-Daten von mehreren Bauteilen identischer Spezifikation, die im Ergebnisspeichermittel gespeichert sind, und anhand gemeinsamer Bilderstellungsregeln für jedes dieser Bauteile ein Bild, welches das Verhältnis zwischen diesen Bauteilen und dem Lot darstellt, und erstellt ferner Anzeigedaten für ein Bild, das eine Liste aller Bilder enthält, und gibt diese Anzeigedaten aus.
Da gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform Bilder erstellt werden, die für mehrere Bauteile identischer Spezifikation Bedingungen wie den Anzeigebereich, Blickrichtung und Vergrößerung vereinheitlichen, und diese Bilder in einer Liste aufgeführt werden können, kann der Benutzer für jedes Bauteil das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot leicht auf Abweichungen und den Grad der Abweichung prüfen.
In der fünften Ausführungsform kann das Anzeigesteuermittel für jedes in der Liste aufgeführte Bauteil ein Bild erstellen, welches die Querschnittsform des Lots, die erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots, das diesem Bauteil entspricht, repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt, und das Verhältnis zwischen dem Lot und dem Bauteil darstellt.
Ferner kann in der fünften Ausführungsform in dem Fall, dass das Ergebnisspeichermittel die Ergebnisse des während der Inspektion durchgeführten Messverfahrens in einem für jede Lötstelle separat auslesbaren Zustand speichert, das Anzeigesteuermittel für alle in der Liste aufgeführten Bilder jedem. Ort in dem Bild, der für die Inspektion vermessen wurde, einen Indikator, welcher das Messergebnis und das in der Inspektion verwendete Beurteilungskriterium anzeigt, zuordnen und darstellen.
Die vorliegende Erfindung kann auch auf ein System angewendet werden, das eine Leiterplatteninspektionsvorrichtung, welches mit Bauteilen bestückte Leiterplatten inspiziert, eine Datenspeichervorrichtung, welche Ergebnisse aus dem Messverfahren, das die Leiterplatteninspektionsvorrichtung zur Inspektion durchgeführt hat, aus dieser Leiterplatteninspektionsvorrichtung ausliest und speichert, und ein Prüfterminal, welches die in der Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten ausliest und unter Verwendung der ausgelesenen Daten die Inspektionsergebnisse auf einem Bildschirm zur Prüfung dieser Ergebnisse anzeigt, umfasst. Die Leiterplatteninspektionsvorrichtung in solch einem System umfasst ein Bildaufnahmemittel, das unter einer bestimmten Beleuchtung eine Bildaufnahme von auf einer Leiterplatte gelöteten Bauteilen macht; ein Lötstellenbestimmungsmittel, das aus dem durch das Bildaufnahmemittel erstellten Bild Lötstellen bestimmt; ein 3D-Messungsmittel, das für jede der bestimmten Lötstellen ein Bauteil und das diesem Bauteil entsprechende Lot im Bild differenziert und jeweils eine dreidimensionale Messung durchführt; ein Inspektionsmittel, das eine Inspektion durchführt, um unter Verwendung von aus der Messung des 3D-Messungsmittels abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots den Verlötungszustand und den Bestückungszustand des Bauteils beurteilt; und ein Ausgabemittel, das Daten in einer Form mit der die 3D-Daten des Bauteils und des Lots nach Lötstelle und Art separat bestimmbar sind, an die Datenspeichervorrichtung ausgibt.
Die Datenspeichervorrichtung oder das Prüfterminal sind mit einem Anzeigebilderstellungsmittel ausgestattet, welches unter Verwendung der in der Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten ein Bild erstellt, das für einzelne Lötstellen das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot darstellt, und das Prüfterminal einen Prüfbildschirm anzeigt, welcher das von dem Anzeigebilderstellungsmittel erstellte Bild enthält.
Gemäß dem oben beschriebenen System kann, auch wenn zur Inspektion mit der Leiterplatteninspektionsvorrichtung erstellte Messergebnisse auf einer externen Datenspeichervorrichtung gespeichert werden und auf einem Prüfterminal unter Verwendung der gespeicherten Daten ein Prüfbildschirm angezeigt wird, ein Bild, das für einzelne Lötstellen das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot anzeigt, geprüft werden.
Alle Ausführungsformen der oben beschriebenen Leiterplatteninspektionsvorrichtung können auch auf dieses Leiterplatteninspektionssystem angewendet werden.
In einem erfindungsgemäßen Anzeigeverfahren wird unter einer bestimmten Beleuchtung eine Bildaufnahme von auf eine Leiterplatte gelöteten Bauteilen gemacht, für jede der Lötstellen im erstellten Bild wird das Bauteil und das diesem Bauteil entsprechende Lot differenziert und jeweils eine dreidimensionale Messung durchgeführt, und unter Verwendung von aus der Messung abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots wird eine Inspektion durchgeführt, um den Verlötungszustand und den Bestückungszustand des Bauteils zu beurteilen.
Bei diesem Verfahren werden aus der dreidimensionalen Messung abgeleitete 3D-Daten des Bauteils und des Lots für jede Lötstelle und jeden Typ separat auslesbar gespeichert. Und unter Verwendung der gespeicherten Daten wird für jede Lötstelle ein Bild erstellt, welches einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt, und es wird ein Bildschirm angezeigt, der dieses Bild enthält.
In einem Anzeigeverfahren gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird einem Ort des Bilds auf dem Bildschirm, der zur Inspektion vermessen wurde, ein Indikator zugeordnet, welcher das Messergebnis und das in der Inspektion verwendete Beurteilungskriterium, anzeigt, und dieser Indikator wird angezeigt.
Das oben beschriebene Verfahren kann nicht nur auf der Inspektionsvorrichtung ausgeführt werden, das die Inspektion durchgeführt hat, sondern auch auf einem externen Computer ausgeführt werden, der die Ergebnisse einer aus mit dieser Inspektionsvorrichtung durchgeführten dreidimensionalen Messung oder Inspektion eingelesen hat. Außerdem ist ein Ablauf denkbar, bei dem die Inspektionsvorrichtung ein anzuzeigendes Bild erstellt und die Daten dieses Bildes oder die Anzeigedaten des das betreffende Bild enthaltenen Bildschirms von der Inspektionsvorrichtung zu einer externen Vorrichtung schickt, und die externe Vorrichtung einen Bildschirm zur Prüfung anzeigt.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auf Basis des Ergebnisses einer dreidimensionalen Messung von Bauteilen und Lot auf einer Leiterplatte ein Bild zu erstellen, das dazu geeignet ist, das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot zu prüfen, und einen Bildschirm anzuzeigen, der dieses Bild enthält. Dadurch kann der Benutzer auf dem angezeigten Bildschirm den Zustand der inspizierten Stellen leicht überprüfen und entscheiden, ob das Inspektionsergebnis angemessen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Aufbau eine Leiterplatteninspektionsvorrichtung darstellt.
2 ist ein Diagramm, das Intensitätsveränderungen der einzelnen Farbanteile in der Beleuchtungsvorrichtung abbildet.
3 ist ein Diagramm, das das Verhältnis der Richtungen der Intensitätsveränderungen der einzelnen Farbanteile in der Beleuchtungsvorrichtung zusammen mit Licht aus einer mit dem Zenitwinkel identischen Höhenposition darstellt.
4 ist ein Funktionsblockdiagramm der Leiterplatteninspektionsvorrichtung.
5 ist ein Diagramm, das das zu prüfende Chip-Bauteil zusammen mit dem angezeigten Bereich darstellt.
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein erstes Beispiel für einen Prüfbildschirm darstellt.
7 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsschritte anzeigt für den Fall, dass ein YZ-Diagramm aus 6 erstellt wird.
8 ist ein schematisches Diagramm, das ein zweites Beispiel für einen Prüfbildschirm darstellt.
9 ist ein schematisches Diagramm, das ein drittes Beispiel für einen Prüfbildschirm darstellt.
10 ist ein schematisches Diagramm, das ein viertes Beispiel für einen Prüfbildschirm darstellt.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 stellt ein Beispiel für die Anwendung einer erfindungsgemäßen Leiterplatteninspektionsvorrichtung dar.
Die Leiterplatteninspektionsvorrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel (im Folgenden kurz „Inspektionsvorrichtung 100” genannt) inspiziert den Verlötungszustand und den Bestückungszustand von Bauteilen auf Leiterplatten S, wobei Gegenstand der Inspektion die Leiterplatten S sind, die alle Prozesse einer Produktionslinie für die Leiterplattenbestückung bis zum Reflow-Prozess durchlaufen haben, und umfasst eine Stereo-Kamera 1, eine Beleuchtungsvorrichtung 2, einen Leiterplattentisch 4 und einen Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 3.
Der Leiterplattentisch 4 trägt die zu inspizierende Leiterplatte S in horizontaler Lage und kann die Leiterplatte S in jede der Richtungen parallel zu den Kanten der Leiterplatte S bewegen.
Die Stereokamera 1 umfasst zwei Farbkameras 1A, 1B (im Folgenden kurz „Kameras 1A, 1B” genannt). Die eine Kamera 1A ist über den Leiterplattentisch 4 in einer solche Lage angebracht, dass ihre optische Achse im Wesentlichen in Richtung der Lotrechten zeigt (also frontal ausgerichtet ist zur Leiterplatte S auf dem Tisch 4); die andere Kamera 1B ist in einer solchen Lage angebracht, dass ihre optische Achse schräg zur Richtung der Lotrechten ausgerichtet ist.
Die Beleuchtungsvorrichtung 2 ist zwischen den Kameras 1A und 1B und dem Leiterplattentisch 4 positioniert, wobei ein kuppelförmiges Gehäuse 20 den Hauptteil bildet. An der gesamten Innenfläche des Gehäuses 20 entlang sind Punktlichtquellen, z. B. Leuchtdioden, angeordnet. Ferner, und nicht in 1 abgebildet, sind an den Stellen des Gehäuses 20, die mit der jeweiligen optischen Achse der Kameras 1A, 1B korrespondieren, Fenster für die Bildaufnahme ausgeformt.
Der Steuer- und Verarbeitungsabschnitt 3 enthält Bildschnittstellen 30A, 30B für die Kameras 1A, 1B, einen Beleuchtungssteuerabschnitt 31, einen Tischsteuerabschnitt 32, einen Steuerabschnitt 33, einen Speicher 34, eine Festplattenvorrichtung 35, eine Kommunikationsschnittstelle 36, einen Eingabeabschnitt 37 und einen Anzeigeabschnitt 38.
Die Bildschnittstellen 30A, 30B enthalten einen Antriebsschaltkreis für die entsprechenden Kamera 1A, 1B und einen Schaltkreis (z. B. einen Verstärkerschaltkreis oder Digital-Analog-Umwandler-Schaltkreis) für die Verarbeitung von Bildsignalen von den Kameras 1A, 1B. Der Beleuchtungssteuerabschnitt 31 steuert für alle Lichtquellen in der Beleuchtungsvorrichtung 2 die Intensität und die zeitliche Koordinierung des Leuchtens, und der Tischsteuerabschnitt 32 steuert die Bewegung des Leiterplattentischs 4.
Der Steuerabschnitt 33 führt neben der Gesamtsteuerung des oben beschriebenen optischen Systems und des Antriebs des Leiterplattentischs 4 verschiedene, inspektionsrelevante Operationen aus. Der Steuerabschnitt 33 enthält eine CPU, kann darüber hinaus aber auch einen Digitalprozessor für Bildverarbeitung oder einen Schaltkreis mit Funktionalität für Hochgeschwindigkeitsoperationen (z. B. einen FPGA) enthalten.
In dem Speicher 34 werden neben grundlegenden Programmen vorübergehend auch zu verarbeitende Bilddaten, Berechnungsergebnisse und andere Daten gespeichert. In der Festplattenvorrichtung 35 werden für alle inspektionsrelevanten Prozesse (einschließlich Bildverarbeitung und Messprozesse), verwendete Programmgruppen, eine unten beschriebene Inspektionsergebnisdatenbank 108, eine Tabelle 111 für Flächennormale und charakteristische Größen und andere Daten gespeichert.
Die Kommunikationsschnittstelle 36 wird dazu verwendet, über eine vor Ort eingerichtete und in der Figur nicht dargestellte LAN-Verbindung mit Serversystemen, die in anderen Arbeitsabläufen eingerichtete Inspektionsvorrichtungen oder Produktionslinien verwalten, zu kommunizieren. Der Eingabeabschnitt 37 wird für die Eingabe von den Inspektionsbeginn und das Inspektionsende anweisende Bedienungen und verschiedenen Einstellungsdaten verwendet. Der Anzeigeabschnitt 38 wird dazu verwendet, Bildschirme zur Prüfung von Inspektionsergebnissen und Bildschirme für Einstellungen anzuzeigen.
Der Steuerabschnitt 33 führt unter Verwendung der von den Kameras 1A, 1B erstellten Stereobildern dreidimensionale Messungen der Bauteile und des Lots durch. Ferner erstellt der Steuerabschnitt 33 aufgrund des Verteilungsmusters des Lots im Bild und der Mapping-Daten der Leiterplatte S 3D-Daten auch in Bezug auf die Kontaktflächen der Leiterplatte S. Unter Verwendung dieser 3D-Daten inspiziert der Steuerabschnitt 33 das Lageverhältnis zwischen Kontaktfläche und Bauteil, das Verhältnis zwischen Bauteilelektrode und Lot, den Neigungszustand der Lotkehle und dergleichen. Außerdem vereinigt der Steuerabschnitt 33 diese Inspektionsergebnisse für jedes Bauteil und für jede Leiterplatte und entscheidet die Mangelfreiheit oder Mangelhaftigkeit für jedes Bauteil und jede Leiterplatte.
Als Nächstes wird der Aufbau des optischen Systems, das die dreidimensionale Messung der Bauteile und des Lots durchführt, erklärt. Die Beleuchtungsvorrichtung 2 in diesem Ausführungsbeispiel bestrahlt unter Verwendung der an der gesamten Innenfläche des kuppelförmigen Gehäuses 20 angeordneten Punktlichtquellen den Messbereich für die Stereo-Kamera 1 aus allen Richtungen mit Licht. Dieses Ausführungsbeispiel verwendet außerdem Leuchtkörper als Punktlichtquellen, bei denen die Leuchtintensität der einzelnen Farbkomponenten Rot, Grün und Blau individuell regelbar ist, und regelt die Leuchtintensität aller Lichtquellen so, dass die Beleuchtung für die dreidimensionale Messung von Lot und Bauteil angemessen ist.
In 2 und 3 wird die Änderung der Leuchtintensität der Farbkomponenten in dem Gehäuse 20 der Beleuchtungsvorrichtung 2 schematisch dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel variiert die Intensität der einzelnen Farbkomponenten vom einen Rand über den Zenit zum gegenüberliegenden Rand des Gehäuses 20 und der Winkel zwischen den Richtungen der Variationen beträgt 120 Grad.
In 2 wird die Variation der Intensität der einzelnen Farbkomponenten für jede Farbkomponente in einer Abbildung dargestellt, aber um die Darstellung zu vereinfachen, werden die Punkte, an denen die Intensität identisch ist, an acht Stellen durch eine Linie (Iso-Luminanzlinie) verbunden und die von den Iso-Luminanzlinien eingegrenzten Flächen mit unterschiedlichen Füllmustern dargestellt. Tatsächlich verstärkt sich die Intensität der einzelnen Farbkomponenten in Richtung der fettgedruckten Pfeile auf den Abbildungen allmählich in einem Bereich von 0 bis 255. Diese Intensitätsvariation wird durch eine Änderung der Leuchtintensität von Rot, Grün und Blau an jeder Lichtquelle oder an jedem eine Anzahl von Lichtquellen umfassenden Block verwirklicht. Aufgrund der Wechselwirkung der Intensitätsänderung aller Farbkomponenten unterscheidet sich das Intensitätsverhältnis von Rot, Grün und Blau des in der Beleuchtungsvorrichtung 2 aus verschiedenen Richtungen strahlenden Lichts mit dem Azimut und Einfallswinkel des Lichts.
Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Grad der Veränderung in der Richtung der einzelnen Intensitätsänderungen so angepasst, dass auch wenn die Oberfläche des Lots nicht komplett spiegelreflektierend ist, die reflektierten Komponenten, die nicht auf einer Spiegel-Reflexion beruhen (also reflektiertes Licht, das von Licht stammt, welches nicht aus einer Richtung aufgrund der Spiegel-Reflexion an der optischen Achse der Kamera kommt) ausgelöscht werden, und das Bild nur mit den spiegel-reflektierten Komponenten erzeugt wird. (Vergleiche Patentdokument 2 für eine konkrete Anpassung und prinzipielle Erläuterungen.)
Aufgrund dieser Anpassung kann, wenn bei Beleuchtung mit der Beleuchtungsvorrichtung 2 ein Bild aufgenommen wird, sowohl in Bildern von Kamera 1A als auch von Kamera 1B, aufgrund des Intensitätsverhältnisses von Rot, Grün und Blau in einem Abbild, das aus von dem Lot kommenden, durch gerichtete bzw. Spiegel-Reflexion gespiegelten Licht erstellt wird, die Richtung dieses Lichts, mit welchem das Abbild erzeugt wurde, bestimmt werden. Ferner kann aufgrund des Verhältnisses zwischen der bestimmten Richtung und der Richtung der optischen Achse der Kameras 1A, 1B die Normalenrichtung der geneigten Fläche des Lots bestimmt werden.
Ferner wird in diesem Ausführungsbeispiel die Leuchtintensität aller Lichtquellen so angepasst, dass wenn die Summe der Intensitäten von Rot, Grün und Blau für das Licht der Beleuchtungsvorrichtung 2 aus einer Höhe, in der der Zenitwinkel identisch ist (vergleiche 3), bestimmt wird, die Intensitätssumme von Rot, die Intensitätssumme von Grün und die Intensitätssumme von Blau einen identischen Wert haben. Dadurch werden die Intensitätssummen für Rot, Grün und Blau des von allen Lichtquellen stammenden Lichts im Wesentlichen vereinheitlicht, und das Licht, das auf die eine diffus reflektierende Konstruktionsteile, wie zum Beispiel die Bauteile oder die Leiterplatten, gestrahlt und reflektiert wird, wird gemischt und trifft als weißes Licht in die Kameras 1A, 1B. Dadurch, dass die Bauteile und die Leiterplatten so abgelichtet werden, als ob sie mit weißem Licht bestrahlt würden, kann ein Bild mit annähernd echten Farben erzeugt werden.
Als nächstes zeigt 4 die Funktionen, mit denen die oben beschriebene Inspektionsvorrichtung 100 versehen ist. So wie in der Figur dargestellt, ist die Inspektionsvorrichtung 100 dieses Ausführungsbeispiels mit den folgenden Funktionen versehen: ein Bildeingabeabschnitt 101, ein Kontaktflächenbestimmungsabschnitt 102, ein Lotmessungsabschnitt 103, ein Bauteilmessungsabschnitt 104, ein 3D-Datenerstellungsabschnitt 105, ein Inspektionsdurchführungsabschnitt 106 und ein Prüfbildschirmanzeigeabschnitt 107. Ferner ist eine Inspektionsergebnisdatenbank 108 und eine Tabelle 111 für Flächennormalen und charakteristische Größen des Lotmessungsabschnitts 103 in einer Festplattenvorrichtung 35 untergebracht.
In den Bildeingabeabschnitt 101 wird über die Bildschnittstellen 30A, 30B ein von den Kameras 1A, 1B erzeugtes Bild eingegeben. 4 stellt die Verhältnisse der einzelnen Bilder nicht getrennt dar, es werden aber die Bilddaten beider Kameras in den Kontaktflächenbestimmungsabschnitt 102, den Lotmessungsabschnitt 103 und den Bauteilmessungsabschnitt 104 eingegeben und verarbeitet.
Der Bildeingabeabschnitt 101 enthält eine Funktion zum Festlegen des Inspektionsbereichs. Mit dieser Funktion wird der Bereich, der die im Bild enthaltenen, betreffenden Bauteile und Lötstellen umfasst, als Verarbeitungsbereich festgelegt.
Der Kontaktflächenbestimmungsabschnitt 102 extrahiert anhand der Helligkeit bzw. Leuchtintensität der Pixel (Intensitätssumme von Rot, Grün und Blau) den das Lot enthaltenden Bereich aus dem im Bild enthaltenen Verarbeitungsbereich, vergleicht das Extraktionsergebnis mit den Mapping-Daten der Leiterplatte S und bestimmt den der Kontaktfläche entsprechenden Bereich. (Aus den Mapping-Daten wird die mit dem aus den das Lot darstellenden Pixeln gebildeten Bereich übereinstimmende Kontaktfläche bestimmt, und dem betreffenden Bereich wird die Größe der Kontaktfläche zugeordnet) Aufgrund dieses Bestimmungsergebnisses der Kontaktfläche wird der Messbereich für den Lotmessungsabschnitt 103 und den Bauteilmessungsabschnitt 104 bestimmt.
Der Lotmessungsabschnitt 103 enthält unter anderem einen Berechnungsabschnitt 110 für charakteristische Größen, die Tabelle 111 für Flächennormalen und charakteristische Größen, einen Normalenherleitungsabschnitt 112, einen Pixelzuweisungsabschnitt 113 und einen Höhenberechnungsabschnitt 114. Als Tabelle 111 für Flächennormalen und charakteristische Größen wird, wobei das Intensitätsverhältnis von Rot, Grün und Blau (im folgenden „RGB-Verhältnis”) des Lichts aus den verschiedenen Richtungen der Beleuchtungsvorrichtung 2 als charakteristische Größe angenommen wird, eine Tabelle gespeichert, die für jede Kamera 1A, 1B das Verhältnis zwischen dieser charakteristischen Größe und der Richtung der Normalen auf der Fläche, die von dieser charakteristischen Größe dargestellt wird (als Winkeldaten dargestellt), anzeigt.
Der Berechnungsabschnitt 110 für charakteristische Größen legt einen Messbereich in dem von dem Kontaktflächenbestimmungsabschnitt 102 als Kontaktfläche bestimmten Bereich fest, und berechnet das RGB-Verhältnis derjenigen Pixel innerhalb dieses Bereichs, deren Intensitätssummen von Rot, Grün und Blau einen festgelegten Wert überschreiten. Der Normalenherleitungsabschnitt 112 gleicht das RGB-Verhältnis mit der Tabelle 111 für Flächennormalen und charakteristische Größen ab und leitet so die Richtung der betreffenden Normalen ab. Mit diesen Verfahren kann die Normalenrichtung für jedes Lot darstellende Pixel erhalten werden.
Das Verfahren des Berechnungsabschnitts 110 für charakteristische Größen und des Normalenherleitungsabschnitts 112 wird für alle Bilder des Stereobilds durchgeführt. Mit diesem Verfahren wird aus den Bildern ein Pseudobild erzeugt, welches die Bilddaten der jeweiligen Normalenrichtung enthält. Der Pixelzuweisungsabschnitt 113 wendet auf dieses Pseudobild das Verhältnis der Kameras 1A, 1B an und weist Pixelpaare, welche die epipolare Bedingung erfüllen und im Wesentlichen identische Normalenrichtungen haben, zwischen den Bildern einander zu. Der Höhenberechnungsabschnitt 114 führt für jedes zugewiesene Pixelpaar eine Berechnung unter Anwendung einer Triangulation durch und berechnet dessen Höhe.
Der Bauteilmessungsabschnitt 104 enthält unter anderem einen Bauteilbereichsextrahierungsabschnitt 115, einen Messpunktextrahierungsabschnitt 116, einen Messpunktzuweisungsabschnitt 117 und einen Höhenberechnungsabschnitt 118.
Der Bauteilextrahierungsabschnitt 115 vergleicht ein Modellbild des Bauteils mit jedem Bild (z. B. durch eine Normalisierungskorrelationsberechnung) und extrahiert einen Bereich, der die Formmerkmale der Bauteile enthält (auch Bauteilbereich genannt).
Der Messpunktextrahierungsabschnitt 116 extrahiert anhand der für das zu inspizierende Bauteil gespeicherten Inspektionskriterien aus dem Bauteilbereich in den Bildern eine bestimmte Anzahl von Messpunkten. Wenn zum Beispiel das zu inspizierende Bauteil ein Chip ist, werden Strukturpunkte am Rande der oberen Fläche des Bauteils oder der Elektroden an beiden Seiten des Bauteils extrahiert. Wenn das zu inspizierende Bauteil eine Anschlusskomponente ist, werden Strukturpunkte am Rande des vorderen Endes der Elektroden und der oberen Fläche des Bauteils extrahiert.
Der Messpunktzuweisungsabschnitt 117 nimmt eine Frontalaufnahme mit der Kamera 1A als Referenzbild, sucht für jeden Messpunkt des Referenzbilds in dem Bild der anderen Kamera einen Messpunkt, bei der die epipolare Bedingung erfüllt ist und mit ähnlichen Merkmalen in den Bildern der nahen Umgebung, und weist den aufgrund der Suche extrahierten Messpunkt dem Messpunkt in dem Referenzbild zu. Der Höhenberechnungsabschnitt 118 führt für jeden zugeordneten Messpunkt eine Triangulationsberechnung durch und berechnet die Höhe.
Der Messpunktextrahierungsabschnitt 116 erkennt das Bauteil und die Bauteilelektrode und extrahiert den Messpunkt. Sowohl der Messpunktzuweisungsabschnitt 117 als auch der Höhenberechnungsabschnitt 118 erkennt den das Bauteil anzeigenden Messpunkt und den die Bauteilelektrode anzeigenden Messpunkt und führt die Verarbeitung aus.
Der 3D-Datenerstellungsabschnitt 105 sammelt die Verarbeitungsergebnisse des Kontaktflächenbestimmungsabschnitts 102, des Lotmessungsabschnitts 103 und des Bauteilmessungsabschnitts 104 und erstellt für jede Art von Kontaktfläche, Lot und Bauteil 3D-Daten. Konkret werden für das Lot und die Bauteile 3D-Koordinaten durch Zuweisung von den Koordinaten der Pixel, die in von der Kamera 1A aufgenommenen Frontalbildern abgebildet und gemessen wurden, zu den gemessenen Höhen festgelegt. Die Kontaktfläche wird andererseits auf einen konstanten Höhenwert festgelegt, der den Koordinaten der Pixel entspricht, die in von der Kamera 1A aufgenommenen Frontalbildern in einem Bereich liegen, der als mit der Kontaktfläche korrespondierend bestimmt wurde. (Der Höhenwert entspricht der Dicke der Leiterplatten und ist viel flacher als die Höhe des Lots oder des Bauteils.)
Ferner weist der 3D-Datenerstellungsabschnitt 105 allen 3D-Koordinaten einen Code, der die durch die Koordinaten angegebenen Strukturteile (d. h. die Kontaktfläche, das Lot und das Bauteil) der Art nach unterscheidet, sowie einen ID-Code für die Bauteile und die Lötstellen, und speichert die Codes in der Inspektionsergebnisdatenbank 108. Ferner werden den 3D-Koordinaten der Bauteile Codes zugewiesen, die angeben, ob es sich um das Bauteil selbst oder um seine Bauteilelektroden handelt.
Da durch die Verarbeitung des 3D-Datenerstellungsabschnitts 105 die Koordinaten aus den Frontalbildern der Kamera 1A unmittelbar für die 3D-Koordinaten der Kontaktfläche, des Lots und des Bauteils verwendet werden, sind die 3D-Daten der drei Komponenten von vornherein aufeinander abgestimmt. Unter Verwendung von Merkmalen dieser Informationen werden in dem Inspektionsdurchführungsabschnitt 106 unter Verwendung eines für jede Art von Bauteil festgelegten Inspektionsprogramms verschiedene Messungen durchgeführt, um das Verhältnis zwischen Bauteil, Lot und Kontaktfläche zu prüfen, die Messergebnisse werden mit Beurteilungskriterien verglichen und es wird über die Mangelhaftigkeit bzw. Mangelfreiheit entschieden.
Die Beurteilungsergebnisse und die mit dem Messverfahren erhaltenen Messwerte werden als Inspektionsergebnisinformationen mit den ID-Codes der Bauteile und Lötstellen, verknüpft und in der Inspektionsergebnisdatenbank 108 gespeichert.
Der Prüfbildschirmanzeigeabschnitt 107 erstellt für Bauteile, deren Inspektion beendet ist, einen Bildschirm, auf dem die Inspektions- und Messergebnisse einfach geprüft werden können, und zeigt diesen Bildschirm auf dem Anzeigeabschnitt 38 an. Auf diesem Bildschirm sind auch schematische Bilder der Bauteile enthalten, die aus den in der Inspektionsergebnisdatenbank 108 gespeicherten Inspektionsergebnisinformationen und den 3D-Daten erstellt wurden.
Im Folgenden wird mit einem wie in 5 gezeigten Chip-Bauteil als zu prüfendem Bauteil ein Darstellungsbeispiel eines Bildschirms zur Prüfung der Inspektionsergebnisse an einer Elektrode an einer Seite dieses Bauteils erläutert. In dem folgenden Ausführungsbeispiel ist die Richtung der langen Seite der Leiterplatte die X-Richtung, die Richtung der kurzen Seite die Y-Richtung und die Höhe die Z-Richtung. Ferner ist das zu prüfende Bauteil derart bestückt, dass die Elektrodenreihe entlang der X-Richtung aufgereiht sind.
6 zeigt ein Beispiel für einen Prüfbildschirm G1 für einen Bereich, des Chip-Bauteils in 5, der im gestrichelten Rahmen liegt. Auf dem Bildschirm G1 werden ein Bild, das den anzuzeigenden Bereich des Chip-Bauteils von oben betrachtet zeigt (im Folgenden XY-Diagramm genannt), ein Bild, das die YZ-Fläche als Vorderseite zeigt (im Folgenden YZ-Diagramm genannt) und ein Bild, das die XZ-Fläche als Vorderseite zeigt (im Folgenden XZ-Diagramm genannt) dargestellt, wobei die Maßstäbe und Positionen einander angepasst sind.
In allen Bilder werden die Bauteile, Elektroden, Lote und Kontaktflächen mit Farben eingefärbt, die den jeweiligen Strukturen eindeutig zugeordnet sind (in der Figur durch verschiedene Füllmuster dargestellt; das Verhältnis zwischen Füllmuster und Struktur ist rechts unten in der Figur angegeben). Teile, die nicht mit einem Füllmuster versehen sind und weiß dargestellt sind, gehören zu einer Leiterplatte, für die keine 3D-Daten erstellt wurden, aber auch für diese Teile werden mit der Kontaktfläche identische Höhendaten festgelegt.
Das XY-Diagramm ist ein Bild, das den von dem gestrichelten Rahmen umfassten Bereich des Chip-Bauteils in 5 von oben betrachtet zeigt. Mit diesem Bild wird das Lageverhältnis zwischen Lot und Bauteil in dem Bereich, in dem sich die Kontaktfläche ausdehnt, deutlich dargestellt.
Das YZ-Diagramm zeigt einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn eine Position in unmittelbarer Nähe der Außenseite der Endfläche der Bauteilelektrode entlang der Y-Z-Richtung geschnitten wird, als Vorderseite, zusammen mit der Bauteilelektrode im Hintergrund und der darunter liegenden Kontaktfläche. Das XZ-Diagramm zeigt einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn eine Position in unmittelbarer Nähe der Außenseite der Bauteilelektrode geschnitten wird, als Vorderseite, zusammen mit der Bauteilelektrode im Hintergrund und der darunter liegenden Kontaktfläche. Anhand des YZ-Diagramms und des XZ-Diagramms können der Verbindungszustand des Lots und mit der Bauteilelektrode sowie die Benetzung mit Lot geprüft werden.
Ferner werden auf dem Prüfbildschirm G1 dieses Ausführungsbeispiels in allen Bildern die Stellen, die inspiziert werden, über Hilfslinien mit Prüfmarkierungen in Beziehung gesetzt, die Messergebnisse und Beurteilungskriterien darstellen.
Konkret wird an allen Prüfmarkierungen g_A bis g_F der Figur dem Messanfangspunkt und Messendpunkt jeweils ein schwarzes Dreieck zugeordnet, und einem Referenzwert für die Beurteilung auf Mangelfreiheit wird ein weißes Dreieck zugeordnet. Eingefärbte Teile (in der Figur durch schraffierte Muster dargestellt) zwischen zwei schwarzen Dreiecken entsprechen den gemessenen Werten.
Im Folgenden wird der Inhalt der Informationen, welche durch die Prüfmarkierungen angezeigt werden, vereinfacht erklärt.
Die Prüfmarkierung g_A des YZ-Diagramms stellt das Inspektionsergebnis der Benetzung der Lotkehle an der Endfläche der Bauteilelektrode dar. Konkret wird dargestellt, dass das Höhenverhältnis zwischen dem mit der Endfläche der Bauteilelektrode verbundenen Lot (d. h. dem Lot des Bauteils vorne im YZ-Diagramm) und der Bauteilelektrode gemessen wurde, dass bezüglich dieses Messwerts das Kriterium für die Beurteilung auf Mangelfreiheit auf den Bereich 50% bis 100% festgelegt ist, und dass der Messwert 80% betrug.
Die Prüfmarkierung g_B des YZ-Diagramms stellt das Inspektionsergebnis des Verbindungszustands des Lots in der Breitenrichtung der Endfläche der Bauteilelektrode dar. Konkret wird dargestellt, dass das Breitenverhältnis zwischen dem mit der Endfläche der Bauteilelektrode verbundenen Lot und der Bauteilelektrode gemessen wurde, dass bezüglich dieses Messwerts das Kriterium für die Beurteilung auf Mangelfreiheit auf 75% oder höher festgelegt ist, und dass der Messwert 92% betrug.
Die Prüfmarkierung g_C des XY-Diagramms stellt das Inspektionsergebnis des Positionsverhältnisses zwischen der Kontaktfläche und dem Bauteil dar. Konkret wird dargestellt, dass der Montagebereich des Bauteils auf der Kontaktfläche als Verhältnis zur Breite der Kontaktfläche in X-Richtung ermittelt wurde, dass bezüglich des Messwerts das Kriterium für die Beurteilung auf Mangelfreiheit auf 100% oder niedriger festgelegt ist, und dass der Messwert 60% betrug.
Die Prüfmarkierungen g_D und g_E des XY-Diagramms stellen das Inspektionsergebnis bezüglich des Positionsverhältnisses zwischen der Kontaktfläche und der Bauteilelektrode dar. Mit der Prüfmarkierung g_D wird dargestellt, dass der Anteil des Teils der Bauteilelektrode, der in X-Richtung auf der Kontaktfläche liegt, gemessen wurde, dass bezüglich des Messwerts das Kriterium für die Beurteilung auf Mangelfreiheit auf 75% festgelegt ist, und dass der Messwert 100% (also dass die Bauteilelektrode komplett auf der Kontaktfläche liegt) betrug. Mit der Prüfmarkierung g_E wird dargestellt, dass der Anteil des Teils der Bauteilelektrode, der in Y-Richtung über die Kontaktfläche herausragt, gemessen wurde, dass bezüglich des Messwerts das Kriterium für die Beurteilung auf Mangelfreiheit auf 25% oder niedriger festgelegt ist, und dass der Messwert 0% (was bedeutet, dass die Bauteilelektrode gar nicht über die Kontaktfläche herausragt) betrug.
Da die Prüfmarkierung g_F im XZ-Diagramm das Inspektionsergebnis bezüglich des Neigungswinkels des Lots darstellt, wird ein Winkel (30°) der Neigungsfläche des Lots gegenüber der Ebene der Kontaktfläche angezeigt. Ferner wird mit der Prüfmarkierung g_F angezeigt, dass ein Neigungswinkel von 60° das Kriterium für die Beurteilung auf Mangelfreiheit ist.
Wie oben beschrieben werden auf dem Prüfbildschirm G1 dieses Ausführungsbeispiels das XY-Diagramm, das eine Draufsicht auf das Verhältnis zwischen Bauteil, Lot und Kontaktfläche darstellt, und das YZ-Diagramm und das XZ-Diagramm, die die Querschnittsform des mit der Bauteilelektrode verbundenen Lots zusammen mit dem Verhältnis zwischen Bauteil und Kontaktfläche darstellen, angezeigt und dabei den Messstellen im Bild Indikatoren zugeordnet und angezeigt werden, die die Messergebnisse und die Beurteilungskriterien darstellen. Dadurch kann der Benutzer das Verhältnis zwischen dem Bauteil, Lot und Kontaktfläche im Bild sowie die Messergebnisse leicht prüfen. Außerdem kann er anhand des Verhältnisses zwischen dem Zustand der gesamten Struktur und den Beurteilungskriterien entscheiden, ob ein angemessenes Inspektionsergebnis erlangt wird.
Das XY-Diagramm in dem oben beschriebenen Prüfbildschirm G1 wird unter Verwendung der X- und Y-Koordinaten der 3D-Koordinaten der Strukturen, die in der Inspektionsergebnisdatenbank 108 gespeichert sind, sowie von Modellbildern der Bauteile erstellt. Für die Kontaktfläche und das Lot zum Beispiel werden X- und Y-Koordinaten der gespeicherten 3D-Koordinaten auf eine XY-Zeichenebene geplottet und für jeden der Punkte wird eine entsprechende Farbe eingestellt. Für das Bauteil werden, vorausgesetzt, dass die 3D-Koordinaten der Punkte an den Kanten, die den Umriss darstellen, erhalten wurden, durch Plotten der X- und Y-Koordinaten der gespeicherten 3D-Koordinaten auf eine XY-Zeichenebene die Umrisslinie bestimmt und für die Umrisslinie und die in ihrem Inneren liegenden Pixel werden die Farben des Bauteils und der Bauteilelektroden eingestellt.
Um das YZ-Diagramm und das XZ-Diagramm zu erstellen ist es erforderlich, aus den 3D-Koordinaten aller Strukturen die Lage eines Querschnitts (also im YZ-Diagramm eine X-Koordinate und im XZ-Diagramm eine Y-Koordinate) zu bestimmen und von diesem ausgehend die im Bild liegende Struktur zu bestimmen. Ein konkretes Beispiel wird in dem Flussdiagramm in 7 erläutert, das beispielhaft einen Prozess zeigt, mit dem das YZ-Diagramm der 6 erstellt wird.
Zuerst werden in Schritt S1 entlang der X-Richtung (also der Richtung entlang der Außenseite des Bauteils) die 3D-Koordinaten der Bauteilelektrode abgesucht und die X-Koordinate X₀ der Kante der Bauteilelektrode erlangt. Als nächstes werden in Schritt S2 die Koordinaten des Lots, das an der YZ-Ebene um Δx mehr nach außen als X₀ verteilt ist, erlangt. Der Wert von Δx ist auf einen Wert eingestellt, der eine Distanz darstellt, die innerhalb weniger Pixel liegt, d. h. an der Bauteilelektrode anhaftend oder extrem nahe an der Bauteilelektrode.
In Schritt S3 wird unter Verwendung der in Schritt 2 erlangten Koordinate eine Linie P, die die Querschnittsform des Lots in der YZ-Ebene darstellt, bestimmt.
In Schritt S4 werden unter erneuter Referenzierung der 3D-Daten der Bauteilelektrode die 3D-Koordinaten auf die YZ-Ebene projiziert. Dann wird unter Verwendung eines Punkts, der höher liegt als die aus den Projektionspunkten bestehende Kurve P, eine die Außenform des Bauteils darstellende Linie Q bestimmt.
In Schritt S5 werden die 3D-Koordinaten der Kontaktfläche auf die YZ-Ebene projiziert, und für die Projektionspunkte wird die Farbe der Kontaktfläche eingestellt. Ferner wird auf beiden Seiten des Bereichs, für den die Farbe der Kontaktfläche eingestellt wurde, die Farbe der Leiterplatte eingestellt. Somit wird das Bild der Kontaktfläche und der Leiterplatte erstellt.
In Schritt S6 wird die Farbe des Lots für den Bereich von der in Schritt S5 bestimmten Kontaktfläche und dem oberen Rand des Bilds der Leiterplatte bis zur Linie P eingestellt. Ferner wird in Schritt S7 die Farbe der Bauteilelektrode für den Bereich von Linie P bis Linie Q eingestellt. Durch die Schritte S6 und S7 wird ein Bild des Lots und ein Bild der Bauteilelektrode erstellt und so das YZ-Diagramm festgelegt.
Auch beim Erstellen der XZ-Fläche werden durch die oben beschriebenen Arbeitsschritte entlang der Y-Richtung die 3D-Koordinaten des Bauteils (in diesem Fall inklusive der Bauteilelektrode) abgesucht und die Y-Koordinate der Seitenfläche des Bauteil erlangt. Dann wird unter Verwendung der 3D-Koordinaten des Lots, das in der in der Nähe der Außenseite der Y-Koordinate liegenden XZ-Ebene verteilt ist, eine den Querschnitt des Lots darstellende Linie bestimmt. Ferner werden die 3D-Koordinaten des Bauteils und der Bauteilelektrode auf die XZ-Ebene projiziert, und unter Verwendung von Projektionspunkten, die höher als die Linie des Lots liegen, wird eine Linie bestimmt, die Außenform des Bauteils anzeigt. Ferner wird aufgrund der 3D-Daten der Kontaktfläche ein Bild von der Kontaktfläche und dem Bauteil erstellt. Außerdem kann durch die Erstellung eines Bilds von dem Lot und dem Bauteil aufgrund der Linien das XZ-Diagramm fertiggestellt werden.
Mit dem YZ-Diagramm und dem XZ-Diagramm kann, weil ein Bild erstellt wird, das Vertikalquerschnitte an der Verbindungsfläche der Bauteilelektrode mit dem Lot als Vorderseite darstellt, das Verhältnis zwischen der Bauteilelektrode und dem damit verbundenen Lot deutlich dargestellt werden. Ferner kann, wenn das Lot nicht die Bauteilelektrode benetzt und ein Spalt zwischen beiden entstanden ist, dieser Mangel deutlich dargestellt werden mit Hilfe eines YZ-Diagramms, in dem das Lot in der Vorderansicht nicht abgebildet ist, oder mit Hilfe eines XZ-Diagramms, in dem das Lot und die Bauteilelektrode voneinander beabstandet sind.
8 zeigt ein zweites Beispiel für einen Prüfbildschirm.
Der Prüfbildschirm G2 dieses Ausführungsbeispiels zeigt ein XY-Diagramm, ein YZ-Diagramm und ein XZ-Diagramm, die angeordnet sind wie in dem Beispiel der 6, und nimmt eine Bedienung entgegen, welche die Position des Querschnitt für die angezeigten Bilder anweist. Wenn diese Bedienung ausgeführt wird, wird allen Bildern die angewiesene Position oder eine Strichzeichnung, die den Querschnitt anzeigt, hinzugefügt.
Die Schnittposition wird mittels einer Bedienung angewiesen, indem Geraden, die die Querschnitte darstellen, auf einem Bild, das eine Ebene, die die einzustellenden Querschnitte im rechten Winkel schneidet, als Vorderseite zeigt, gezogen wird. Die eingestellten Geraden werden in unterschiedlichen Farben angezeigt, und auch in anderen Bildern werden die Strichzeichnungen jeweils in der gleichen Farbe wie die entsprechende Gerade angezeigt. In dem Darstellungsbeispiel sind die unterschiedlichen Farben der Strichzeichnungen durch verschiedene Strichmuster ersetzt.
In dem Beispiel der 8 ist in dem XY-Diagramm oder dem XZ-Diagramm eine Gerade L1, die relativ weit von dem Rand der Bauteilelektrode entfernt entlang der Y-Richtung verläuft, eingestellt, und dementsprechend wird in dem YZ-Diagramm eine Linie M1, die die Querschnittsform des Lots in der mit der Geraden L1 korrespondierenden YZ-Ebene darstellt, angezeigt. Ferner ist in dem XY-Diagramm oder dem YZ-Diagramm eine Gerade L2, die nahe dem Rand auf einer Seite der Bauteilelektrode entlang der Z-Richtung verläuft, eingestellt, und dementsprechend wird in dem XZ-Diagramm eine Linie M2, die die Querschnittsform des Bauteils und des Lots in der mit der Geraden L2 korrespondierenden XZ-Ebene darstellt, angezeigt.
Ferner sind in dem XZ-Diagramm oder dem YZ-Diagramm an einer tiefer als der Boden des Bauteils liegenden Position sowie am oberen Teil (einem Ort, der höher als das Lot liegt) des Bauteils zwei Geraden L3 und L4 eingestellt, und dementsprechend werden in dem XY-Diagramm eine Linie M3, welche die Form des Lots unter dem Bauteil darstellt, und eine Linie M4, welche den Umriss des oberen Teils des Bauteils darstellt, angezeigt.
Die Linien M1 bis M4 können anhand der 3D-Koordinaten, die in den mit den eingestellten Geraden korrespondierenden Ebenen verteilt sind, bestimmt werden.
Auch in dem Bildschirm G2 in dem Beispiel der 8 können die Prüfmarkierungen g_A bis g_F dem Bild in der Anzeige auf gleiche Art wie in dem Beispiel der 6 zugeordnet werden. Ferner ist es auch möglich, nicht nur Querschnitte entlang der Richtungen X-Y, Y-Z und X-Z, sondern auch einen schräg zu diesen Richtungen gelegenen Querschnitt anzuweisen, und die Bildanzeige dieser Anweisung entsprechen zu aktualisieren.
9 zeigt ein Beispiel, in dem entsprechend der angewiesenen Schnittposition eine neue Messung durchgeführt und das Ergebnis angezeigt wurde. In dem Prüfbildschirm G3 dieses Beispiels ist, um die Darstellung zu vereinfachen, die Darstellung auf die XY-Ebene und die YZ-Ebene beschränkt. Ferner ist in diesem Beispiel das Bauteil der Kontaktfläche gegenüber verdreht, und in dem XY-Diagramm ist, angepasst an die Richtung der Randflächen des gedrehten Bauteils, eine Gerade L eingestellt, welche die Anordnung in einer Richtung schneidet, die schräg zur Y-Richtung liegt.
Weil das YZ-Diagramm des Prüfbildschirms G3 anfangs durch den in 7 dargestellten Prozess erstellt wurde, wird das Bauteil in schräger Lage dargestellt, aber mit der Einstellung der Gerade L wird die Anzeige des YZ-Diagrammes so aktualisiert, dass der Querschnitt (geschnitten entlang der Geraden L in unmittelbarer Umgebung der Bauteilelektrode) entlang der Richtung, die der Geraden L entspricht, als Vorderseite angezeigt wird. Ferner wird die Linie M angezeigt, welche die Form des Lots darstellt, die erhalten wird, wenn das Lot an der Position der Geraden L geschnitten wird.
Auch in diesem Beispiel werden die Prüfmarkierungen g_A und g_B, welche anhand der während der Inspektion erlangten Messdaten das Verhältnis zwischen der Bauteilelektrode und dem Lot in dem YZ-Diagramm darstellen, zugeordnet und angezeigt. Ferner werden in diesem Beispiel die Messpunkte an der Kurve M des Lots der angewiesenen Querschnittfläche eingestellt (in dem YZ-Diagramm mit einem X markiert), der Abstand zwischen diesen Messpunkten wird ermittelt und eine Prüfmarkierung g_K, welche das Messergebnis darstellt, und eine Prüfmarkierung g_I, welche das Verhältnis der Messpunkte darstellt, werden angezeigt. Die Prüfmarkierung g_I zeigt einen Punkt, der auf der Oberfläche des Lots entlang der Geraden L auf einer Höhenposition von 20% der Höhe der Bauteilelektrode liegt, sowie einen Punkt, der auf einer Höhenposition von 40% der Höhe der Bauteilelektrode liegt, als Messpunkte an. Die Prüfmarkierung g_K zeigt an, dass die Breite zwischen diesen Messpunkten 40% der Breite der Bauteilelektrode entspricht. Diese Messverfahren werden automatisch durchgeführt, es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf, und es ist auch möglich, dass die Messung auf Basis von vom Benutzer eingegebenen Messpunkten wiederholt durchgeführt wird.
Auf den Prüfbildschirmen G1 bis G3 der obigen drei Beispiele werden jeweils mehrere verschiedenartige Bilder einer Lötstelle eines bestimmten Bauteils angezeigt, der Darstellungsmodus ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und es ist auch möglich, dass nur eins der Bilder angezeigt wird. Ferner ist es möglich, zwischen den Bildern umzuschalten. Ferner ist es, wenn nur ein Bild angezeigt wird, möglich, vorzusehen, dass in Antwort auf das Ziehen einer die Querschnittposition anweisende Gerade in diesem Bild, der Bildschirm so umgeschaltet wird, dass ein Bild mit angezeigt wird, welches den Querschnitt der angewiesenen Position als Vorderseite darstellt. Diese Anzeigemodi und die anzuzeigenden Teile können ggf. mittels einer Bedienung des Eingabeabschnitts 37 umgeschaltet werden.
Außerdem ist es möglich, die Bilder, die alle Lötstellen eines Bauteils anzeigen, zusammen auf einem Bildschirm anzuzeigen. Zum Beispiel bei Chip-Bauteilen können das XY-Diagramm eines Bereichs, der das Bauteil und die Lötstellen auf beiden Seiten umfasst, und YZ-Diagramme der einzelnen Lötstellen angezeigt werden.
Außerdem ist es möglich, Bilder gemäß einer Bilderstellungsregel, die für Bauteile gleicher Art identisch ist, zu erstellen und einen Bildschirm einzurichten, der diese Bilder in einer Liste anzeigt. 10 zeigt ein Beispiel dafür.
In dem Beispiel der 10 werden YZ-Diagramme von Lötstellen, die sich auf einer Seite mehrerer, gleichartiger Chip-Bauteile befinden, erstellt, und es wird ein Prüfbildschirm G4 angezeigt, der ein Listenanzeigefenster 201 dieser YZ-Diagramme enthält. Allen YZ-Diagrammen in dem Listenanzeigefenster 201 ist die Prüfmarkierung g_A (die das Höhenverhältnis der Lotkehle zur Bauteilelektrode darstellt), die in dem Beispiel der 6 dargestellt ist, zugeordnet. Ferner wird in Bildern (Bilder bis einschließlich dem zweiten Absatz in der Liste) der Bauteile, bei denen der Messwert der Lotkehlenhöhe nicht den durch das Inspektionskriterium angegebenen Bereich der Mangelfreiheit erreicht, „NG” (Englisch für ”no good”) angezeigt. Bilder der Bauteile, bei denen der Messwert der Lotkehlenhöhe im Bereich der Mangelfreiheit liegt, werden innerhalb eines fettgezeichneten Rahmens 201a einer bestimmten Farbe angezeigt.
Ferner werden rechts von diesem Bildschirm ein Bild 202, das die eingestellten Beurteilungskriterien für die Inspektion der Lotkehlenhöhe der angezeigten Chip-Bauteile darstellt, und ein Graph 203, der die Verteilung der Höhe der gemessenen Lotkehle für die Bauteile im Listenanzeigefenster 201 darstellt, angezeigt. Das Bild 202 wird unter Verwendung der 3D-Modelldaten des Chip-Bauteils erstellt und zeigt einen Zustand, in dem die Höhe des Lots am Rand der Bauteilelektrode auf der Grenze zwischen Mangelfreiheit und Mangelhaftigkeit (25% der Höhe des Bauteils) liegt. Außerdem ist diesem Bildschirm 202 auch die Prüfmarkierung g_L, die ein Beurteilungskriterium anzeigt, hinzugefügt.
In dem Graph 203, der die Verteilung der Lotkehlen darstellt, sind die Messdaten, die in dem Bereich liegen, der mit dem Messkriterium als mangelfrei gilt, mit einer Schattierung versehen.
Mit dem Anzeigebeispiel der 10 kann der Benutzer, indem er die YZ-Diagramme des Anzeigefensters 201 vergleicht, anhand der Anzeige der Prüfmarkierung g_A der YZ-Diagramme, des Bilds 202 rechts und der Darstellung des Graphs 203 entscheiden, ob die gegenwärtigen Beurteilungskriterien angemessen sind oder nicht. Wenn der Benutzer entscheidet, dass eine Anpassung der Beurteilungskriterien nötig ist, kann er die Grenzlinie für den Bereich der Mangelfreiheit, der mit der Prüfmarkierung g_L im Bild 202 und dem Graph 203 dargestellt ist, bewegen und so die Beurteilungskriterien korrigieren. Da mit der Durchführung dieser Korrekturbedienung sich auch die Anzeige der Modell-Daten und die Anzeige zur Unterscheidung von mangelfreien und mangelhaften Bauteilen in dem Listenanzeigefenster 201 ändern, kann der Benutzer die Geeignetheit der Korrektur leicht prüfen.
Der Anzeigebildschirm gemäß dem Beispiel der 10 kann nicht nur zur Prüfung der Beurteilungskriterien oder zur Korrektur derselben, sondern auch als Einstellungsbildschirm für die erste Einstellung der Beurteilungskriterien verwendet werden. Zum Beispiel kann eine angemessene Anzahl an gelöteten Muster-Bauteilen vorbereitet werden, können die 3D-Daten dieser Bauteile, Lote und Kontaktflächen ermittelt und gemessen werden, können unter Verwendung dieser Daten ein Listenanzeigebildschirm wie in 10 und ein die Verteilung der Messdaten darstellender Graph oder dergleichen angezeigt werden, und es kann dem Benutzer ermöglicht werden, den Bereich der Mangelfreiheit für die Messdaten anzuweisen.
Die Erstellung und Anzeige der Darstellungsdaten der Prüfbildschirme G1 bis G4, die in den Beispielen der 6, 8, 9 und 10 dargestellt wird, ist nicht auf die Ausführung mit der Inspektionsvorrichtung 100 beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, die 3D-Messergebnisse enthaltenden Inspektionsergebnisinformationen von der Inspektionsvorrichtung 100 an eine externe Vorrichtung zu senden und mit dieser externen Vorrichtung Prüfbildschirme zu erstellen und anzuzeigen. Außerdem ist es möglich, die Anzeigedaten des Prüfbildschirms mit der Inspektionsvorrichtung 100 zu erstellen und die erstellten Anzeigedaten an die externe Vorrichtung zu senden. Weiterhin ist es möglich, die Inspektionsergebnisinformationen in einer externen Vorrichtung zu speichern, mit der externen Vorrichtung oder einer Arbeitsstation, die mit der externen Vorrichtung verbunden ist, unter Verwendung der gespeicherten Daten Anzeigedaten zu erstellen und einen aus diesen Anzeigedaten erstellten Prüfbildschirm auf der Arbeitsstation darzustellen.
Darüber hinaus ist es möglich, die Inspektionsergebnisinformationen in einem abnehmbaren Speichergerät zu speichern, das Speichergerät mit einem Computer, der über eine Funktion zur Erstellung von Prüfbildschirmen verfügt, zu verbinden und einen Anzeigebildschirm darstellen zu lassen.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind die 3D-Messungen auf Bauteile und Lot beschränkt, es ist aber außerdem denkbar, dass mit dem gleichen Verfahren wie für Bauteile 3D-Messungen für andere Strukturkomponenten in den Bildern (wie zum Beispiel Durchgangsbohrungen und Siebdruckmuster) durchzuführen und einen Prüfbildschirm, der diese Messergebnisse enthält, anzuzeigen.
Bezugszeichenliste

100: Leiterplatteninspektionsvorrichtung
101: Bildeingangsabschnitt
102: Kontaktflächenbestimmungsabschnitt
103: Lotmessungsabschnitt
104: Bauteilmessungsabschnitt
105: 3D-Datenerstellungsabschnitt
106: Inspektionsdurchführungsabschnitt
107: Prüfbildschirmanzeigeabschnitt
108: Inspektionsergebnisdatenbank
1A, 1B: Kamera
1: Stereo-Kamera
2: Beleuchtungsvorrichtung
3: Steuer- und Verarbeitungsabschnitt
4: Leiterplattentisch
33: Steuerabschnitt
38: Anzeigeabschnitt
G1–G4: Prüfbildschirme

Claims

Leiterplatteninspektionsvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Bildaufnahmemittel, das unter einer bestimmten Beleuchtung eine Bildaufnahme von auf einer Leiterplatte gelöteten Bauteilen macht; ein Lötstellenbestimmungsmittel, das aus dem durch das Bildaufnahmemittel erstellten Bild Lötstellen bestimmt; ein 3D-Messungsmittel, das für jede der bestimmten Lötstellen ein Bauteil und das diesem Bauteil entsprechende Lot im Bild differenziert und jeweils eine dreidimensionale Messung durchführt; ein Inspektionsmittel, das eine Inspektion durchführt, um unter Verwendung von aus der Messung des 3D-Messungsmittels abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots den Verlötungszustand und den Bestückungszustand des Bauteils beurteilt; ein Ergebnisspeichermittel, das die 3D-Daten des Bauteils und des Lots für jede Lötstelle und für jeden Typ separat auslesbar speichert; ein Anzeigesteuermittel, das unter Verwendung der durch das Ergebnisspeichermittel gespeicherten Daten ein Bild erstellt, welches für einzelne Lötstellen das Verhältnis zwischen dem Bauteil und dem Lot darstellt, und Anzeigedaten für die Anzeige eines Bildschirms, der dieses Bild enthält, ausgibt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Anzeigesteuermittel ein Bild erstellt, welches einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Anzeigesteuermittel anhand der 3D-Daten des Bauteils und des Lots ein Bild erstellt, das die Lötstelle von oben betrachtet anzeigt, sowie ein Bild erstellt, welches für mindestens eine der Verbindungsflächen des betreffenden Bauteils zum Lot, den Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt, und die Daten für die Anzeige eines Bildschirms, der diese Bilder enthält, ausgibt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lötstellenbestimmungsmittel in dem durch das Bildaufnahmemittel erstellten Bild einen der Kontaktfläche der Leiterplatte entsprechenden Bereich bestimmt, und das Anzeigesteuermittel anhand des mit dem Lötstellenbestimmungsmittel bestimmten Bereichs der Kontaktfläche und des Verhältnisses zwischen dem mit dem 3D-Messungsmittel differenzierten Bauteil und der Kontaktfläche ein Bild erstellt, welches das Verhältnis zwischen dem Bauteil und dem Lot sowie das Verhältnis beider zur Kontaktfläche anzeigt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ergebnisspeichermittel die Ergebnisse des während der Inspektion durchgeführten Messverfahrens in einem für jede Lötstelle separat auslesbaren Zustand speichert, und wobei das Anzeigesteuermittel einen Bildschirm einrichtet, in welchem einem Ort in dem erstellten Bild, der für die Inspektion vermessen wurde, ein Indikator zugeordnet ist, welcher das Messergebnis und ein in der Inspektion verwendetes Beurteilungskriterium anzeigt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Anzeigesteuermittel eine Bedienung entgegennimmt, mit der eine Gerade eingestellt wird, welche eine Schnittposition in dem anhand der Anzeigedaten angezeigten Bild darstellt, und Anzeigedaten dergestalt aktualisiert werden, dass ein Bild anzeigt wird, welches die Form eines Querschnitts entlang der entsprechend dieser Bedienung eingestellten Gerade darstellt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Anzeigesteuermittel unter Verwendung der 3D-Daten von mehreren Bauteilen identischer Spezifikation, die im Ergebnisspeichermittel gespeichert sind, und anhand gemeinsamer Bilderstellungsregeln für jedes dieser Bauteile ein Bild, welches das Verhältnis zwischen diesen Bauteilen und dem Lot darstellt, erstellt, und ferner Anzeigedaten für einen Bildschirm, der eine Liste aller Bilder enthält, erstellt und ausgibt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das Anzeigesteuermittel für jedes in der Liste aufgeführte Bauteil ein Bild erstellt, welches die Querschnittsform des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots, das diesem Bauteil entspricht, repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt, und das Verhältnis zwischen dem Lot und dem Bauteil darstellt.
Leiterplatteninspektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, wobei das Ergebnisspeichermittel die Ergebnisse des während der Inspektion durchgeführten Messverfahrens in einem für jede Lötstelle separat auslesbaren Zustand speichert, und wobei das Anzeigesteuermittel für alle in der Liste aufgeführten Bilder jedem Ort, das in dem Bild, der für die Inspektion vermessen wurde, einen Indikator, welcher das Messergebnis und das in der Inspektion verwendete Beurteilungskriterium anzeigt, zuordnet und darstellt.
Leiterplatteninspektionssystem, das eine Leiterplatteninspektionsvorrichtung, welche eine mit Bauteilen bestückte Leiterplatte inspiziert, eine Datenspeichervorrichtung, welches Ergebnisse aus einem Messverfahren, das die Leiterplatteninspektionsvorrichtung für eine Inspektion durchgeführt hat, aus dieser Leiterplatteninspektionsvorrichtung ausliest und speichert, und ein Prüfterminal, welches die in der Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten ausliest und unter Verwendung der ausgelesenen Daten einen Bildschirm zur Prüfung dieser Inspektionsergebnisse anzeigt, aufweist, wobei die Leiterplatteninspektionsvorrichtung Folgendes aufweist: ein Bildaufnahmemittel, das unter einer bestimmten Beleuchtung eine Bildaufnahme von auf einer Leiterplatte gelöteten Bauteilen macht; ein Lötstellenbestimmungsmittel, das aus dem durch das Bildaufnahmemittel erstellten Bild Lötstellen bestimmt; ein 3D-Messungsmittel, das für jede der bestimmten Lötstellen ein Bauteil und das diesem Bauteil entsprechende Lot im Bild differenziert und jeweils eine dreidimensionale Messung durchführt; ein Inspektionsmittel, das eine Inspektion durchführt, um unter Verwendung von aus der Messung des 3D-Messungsmittels abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots den Verlötungszustand und den Bestückungszustand des Bauteils beurteilt; und ein Ausgabemittel, das Daten in einer Form mit der die 3D-Daten des Bauteils und des Lots nach Lötstelle und Art separat bestimmbar sind, an die Datenspeichervorrichtung ausgibt, und wobei die Datenspeichervorrichtung oder das Prüfterminal mit einem Anzeigebilderstellungsmittel ausgestattet sind, welches unter Verwendung der in der Datenspeichervorrichtung gespeicherten Daten für jede Lötstelle ein Bild erstellt, das das Verhältnis zwischen Bauteil und Lot darstellt, und das Prüfterminal einen Prüfbildschirm anzeigt, welcher das von dem Anzeigebilderstellungsmittel erstellte Bild enthält.
Verfahren zur Anzeige eines Bildschirms zum Prüfen eines Leiterplatteninspektionsergebnisses, wobei unter einer bestimmten Beleuchtung eine Bildaufnahme von auf eine Leiterplatte gelöteten Bauteilen gemacht wird, für jede der Lötstellen im erstellten Bild das Bauteil und das diesem Bauteil entsprechende Lot differenziert und jeweils eine dreidimensionale Messung durchgeführt wird, und unter Verwendung von aus der Messung abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots eine Inspektion durchgeführt wird, um den Verlötungszustand und den Bestückungszustand des Bauteils zu beurteilen, und die aus der dreidimensionalen Messung abgeleiteten 3D-Daten des Bauteils und des Lots für jede Lötstelle und jeden Typ separat auslesbar gespeichert werden, und unter Verwendung der gespeicherten Daten für jede Lötstelle ein Bild erstellt wird, welches einen Querschnitt des Lots, der erhalten wird, wenn die von den 3D-Daten des Lots repräsentierte räumliche Form an der Verbindungsfläche des Bauteils zum Lot geschnitten wird, als Vorderseite anzeigt und das Verhältnis zwischen diesem Querschnitt des Lots und dem Bauteil darstellt, und ein Bildschirm angezeigt wird, der dieses Bild enthält.
Verfahren zur Anzeige eines Bildschirms zum Prüfen eines Leiterplatteninspektionsergebnisses gemäß Anspruch 11, wobei einem Ort des Bilds auf dem Bildschirm, der zur Inspektion vermessen wurde, ein Indikator zugeordnet wird, welcher das Messergebnis und das in der Inspektion verwendete Beurteilungskriterium, anzeigt, und dieser Indikator angezeigt wird.