JP2000019123A - はんだ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板に印刷されたクリーム状はんだ
の印刷状態の良否を検査するはんだ検査装置に関し、各
はんだ印刷箇所の印刷状態を的確に確認し分析すること
ができるはんだ検査装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 被検査基板Ｐ２上のはんだ印刷箇所を撮
像する撮像手段１４、撮像手段によって撮像したはんだ
印刷箇所の画像から被検査データを作成する画像処理手
段２４、被検査データと予め記憶した判定データとを比
較しはんだ印刷箇所の印刷状態を検査する検査手段２
６、検査手段における検査結果を示す検査結果データを
記憶する検査結果記憶手段２８、撮像手段で撮像したは
んだ印刷箇所の画像を示す画像データを記憶する画像記
憶手段２９、検査結果データと画像データとを関連付け
て出力する出力手段３２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に電
子部品等を表面実装するために、プリント基板上に印刷
されたクリーム状はんだの印刷状態の良否を検査するは
んだ検査装置に関し、特にはんだ印刷箇所の検査結果と
その撮像画像とを関連付けて出力することができるはん
だ検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリント基板の所定位置にク
リーム状はんだを印刷し、その上に電子部品等を仮止め
してプリント基板をリフロー炉に通し、電子部品等のは
んだ付けを行う表面実装方式が知られている。

【０００３】プリント基板に印刷したクリーム状はんだ
の各印刷箇所の良否は、生産ラインに組み込んだはんだ
検査装置によって画像処理技術を用いて検査し、印刷ず
れ、印刷にじみ、印刷かすれなどの印刷不良を検出する
ようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のはんだ検査装置
はプリント基板毎に検査結果を出力するので、オペレー
タはこの検査結果をもとに印刷品質を確認し、さらに生
産管理および品質管理の面から生産ロット毎や生産ライ
ン毎の印刷品質の分析・確認を行っていた。

【０００５】しかし、従来のはんだ検査装置から得られ
るデータは、プリント基板上の各はんだ印刷箇所の印刷
状態の良否や、印刷不良箇所の位置などであるため、オ
ペレータは実際の印刷状態を確認し各印刷箇所の印刷品
質が時系列的にどのように推移しているのかを的確に分
析することができないという不都合があった。

【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、プリント基板上のはんだ印刷
箇所の印刷状態を的確に確認し分析することができるは
んだ検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記
載のはんだ検査装置は、被検査基板を撮像して得られる
画像データに基づいて被検査基板上のはんだ印刷箇所の
印刷状態を検査するはんだ検査装置であって、被検査基
板上の各はんだ印刷箇所の検査結果データおよび画像デ
ータを関連付けて出力する手段を有する。

【０００８】本発明による請求項２記載のはんだ検査装
置は、被検査基板上のはんだ印刷箇所を撮像する撮像手
段と、撮像手段によって撮像したはんだ印刷箇所の画像
から被検査データを作成する画像処理手段と、被検査デ
ータと予め記憶した判定データとを比較しはんだ印刷箇
所の印刷状態を検査する検査手段と、検査手段における
検査結果を示す検査結果データを記憶する検査結果記憶
手段と、撮像手段で撮像したはんだ印刷箇所の画像を示
す画像データを記憶する画像記憶手段と、検査結果デー
タと画像データとを関連付けて出力する出力手段とを備
える。

【０００９】本発明によれば、はんだ印刷箇所の検査結
果とその撮像画像とを関連付けて出力するので、はんだ
印刷箇所の印刷状態を的確に確認して各印刷箇所の印刷
品質が時系列的にどのように推移しているのかを的確に
分析することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるはんだ検査装
置の一実施の形態を示すブロック図である。このはんだ
検査装置は検査時の基準となるモデル基板Ｐ１を撮像し
て得られる検査領域のパラメータ（判定データ）と、被
検査基板Ｐ２を撮像して得られる被検査領域のパラメー
タ（被検査データ）とを比較し、被検査基板Ｐ２の所定
のランド（電極）上にクリーム状はんだが正しく印刷さ
れているか否かを検査するものである。

【００１１】このはんだ検査装置は画像データ入力部１
および画像データ処理部２を備え、画像データ入力部１
は基板Ｐ１，Ｐ２に印刷されたクリーム状はんだを撮像
し、その撮像信号を画像データ処理部２に入力する。画
像データ処理部２は入力された撮像信号を画像データに
変換し、この画像データに基づいて判定データと被検査
データとを作成し、両データを比較して被検査基板Ｐ２
上のクリーム状はんだの印刷状態の良否を検査する。

【００１２】（画像データ入力部）画像データ入力部１
は、モデル基板Ｐ１および被検査基板Ｐ２を載置するコ
ンベア１１、このコンベア１１をＹ方向（図の手前方
向）に移動させるＹ軸テーブル部１２、コンベア１１に
載置された基板Ｐ１，Ｐ２を照明する投光部１３、基板
Ｐ１，Ｐ２を撮像する撮像部１４を備えている。

【００１３】また、投光部１３は基板Ｐ１，Ｐ２に赤色
光、緑色光、青色光をそれぞれ異なる入射角で照射する
リング状の発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを備え、撮像
部１４はＣＣＤカメラなどのカラーテレビカメラ１５、
このカラーテレビカメラ１５をＸ方向（図の横方向）に
移動させるＸ軸テーブル部１６を備えている。

【００１４】Ｙ軸テーブル部１２およびＸ軸テーブル部
１６は、それぞれ画像データ処理部２からの制御信号に
基づいて動作するモータ（図示せず）を備え、これらモ
ータの駆動によってＹ軸テーブル部１２がコンベア１１
をＹ方向に移動させ、Ｘ軸テーブル部１６がカラーテレ
ビカメラ１５をＸ方向に移動させ、基板Ｐ１，Ｐ２の表
面全ての箇所をカラーテレビカメラ１５で撮像すること
ができるように構成されている。

【００１５】（画像データ処理部）画像データ処理部２
は、Ａ／Ｄ変換部２１、メモリ部２２、撮像コントロー
ラ２３、画像処理部２４、ＸＹテーブルコントローラ２
５、検査部２６、ティーチング部２７、検査結果記憶部
２８、画像記憶部２９を備え、これら各部はバスライン
を介して制御部（ＣＰＵ）３０に接続されている。ま
た、制御部３０はキーボード３１、表示装置３２、プリ
ンタ３３、通信部３４およびフロッピーディスク装置３
５に接続されている。

【００１６】Ａ／Ｄ変換部２１は撮像部１４から供給さ
れる撮像信号をアナログ／ディジタル変換して画像デー
タとして出力する。メモリ部２２はＲＡＭ（ランダム・
アクセス・メモリ）を備え、制御部３０の作業用エリア
として使用される。

【００１７】撮像コントローラ２３は制御部３０と投光
部１３および撮像部１４との間を接続するインターフェ
イス等を備え、制御部３０からの指示に基づき投光部１
３の各発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの光量の調整、撮
像部１４のカラーテレビカメラ１５の各色相光出力の相
互バランスの制御などを行う。

【００１８】画像処理部２４は制御部３０を介して供給
される画像データを処理し、モデル基板Ｐ１による判定
データや被検査基板Ｐ２による被検査データを作成し、
判定データはティーチング部２７へ、被検査データは検
査部２６へ供給する。

【００１９】ＸＹテーブルコントローラ２５は制御部３
０とＸ軸テーブル部１６およびＹ軸テーブル部１２との
間を接続するインターフェイス等を備え、制御部３０か
らの指示に基づきＸ軸テーブル部１６およびＹ軸テーブ
ル部１２を制御する。

【００２０】検査部２６は検査モード時にティーチング
部２７から供給される判定データと画像処理部２４から
転送される被検査データとを比較し、被検査基板Ｐ２の
クリーム状はんだの印刷状態の良否を判定し、その結果
を検査結果記憶部２８へ出力する。

【００２１】ティーチング部２７はティーチングモード
時に画像処理部２４から判定データが供給されたときに
これを記憶する。また、検査モード時に制御部３０から
転送要求があったときに、この要求に応じて制御部３０
および検査部２６に判定データを供給する。

【００２２】検査結果記憶部２８は検査モード時に検査
部２６における検査結果を示す検査結果データ等を記憶
する。また、画像記憶部２９は検査モード時に撮像部１
４で撮像した被検査基板Ｐ２の各はんだ印刷箇所の画像
データを記憶する。

【００２３】キーボード３１は操作情報やモデル基板Ｐ
１に関するデータ、モデル基板Ｐ１上のランドおよび部
品に関するデータ、検査装置や検査プログラムに間する
データ等を入力する。キーボード３１から入力されたデ
ータは制御部３０へ供給される。また、キーボード３１
は検査結果記憶部２８に記憶された検査結果データおよ
び画像記憶部３０に記憶された画像データを関連付けて
表示装置３２に表示するための指示を行う。

【００２４】表示装置３２はＣＲＴ（ブラウン管）また
はＬＣＤ（液晶表示装置）等からなる出力手段であり、
制御部３０から供給される検査結果データ、画像デー
タ、キー入力データなどを画面上に表示する。

【００２５】（ティーチングモード）次に、制御部３０
の制御のもとにプリント基板上の各印刷箇所に印刷され
たクリーム状はんだの印刷状態の良否を検査する動作に
ついて説明する。新たな被検査基板Ｐ２を検査するとき
は、制御部３０はモデル基板Ｐ１を用いて検査時の基準
となる判定データを作成するためにティーチングモード
を実行する。なお、モデル基板Ｐ１は各印刷箇所にクリ
ーム状はんだが正しく印刷された基準となるプリント基
板である。

【００２６】まず、制御部３０は装置各部を制御して投
光部１３や撮像部１４を起動し、撮像条件やデータの処
理条件を整える。次に、Ｙ軸テーブル部１２上にモデル
基板Ｐ１をセットし、Ｘ軸テーブル部１６およびＹ軸テ
ーブル部１２を制御してモデル基板Ｐ１の各所定位置で
撮像部１４によってモデル基板Ｐ１を撮像する。

【００２７】モデル基板Ｐ１は投光部１３からの照射光
を受けつつ撮像部１４のカラーテレビカメラ１５により
撮像される。すなわち、投光部１３は撮像コントローラ
２３からの制御信号に基づいて赤色光、緑色光、青色光
を異なる入射角で照射し、３原色光の混合した光により
モデル基板Ｐ１を照明する。撮像部１４はその反射光像
をカラーテレビカメラ１５で撮像し電気信号に変換す
る。

【００２８】また、投光部１３は、その照明下でモデル
基板Ｐ１上のクリーム状はんだの印刷状態を検出するこ
とを可能とするために、発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
が発する各色相の光が混色されると、完全な白色光とな
るように撮像コントローラ２３によって制御される。

【００２９】すなわち、発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
は混色により白色光となるような対波長発光エネルギー
分布を有する赤色光スペクトル、緑色光スペクトル、青
色光スペクトルの光を発する発光体をもって構成すると
共に、各発光体から照射された赤色光、緑色光、青色光
が混色して白色光となるように各色相光の光量が調整さ
れる。

【００３０】撮像部１４は、投光部１３の上方に配置さ
れたカラーテレビカメラ１５によってモデル基板Ｐ１か
らの反射光を３原色のカラー信号を含む撮像信号に変換
して画像データ処理部２へ供給する。

【００３１】この撮像動作で得られた撮像信号は、Ａ／
Ｄ変換部２１で画像データに変換され、メモリ部２２に
リアルタイムで記憶される。次いで、制御部３０はメモ
リ部２２から各色相に対応する画像データを画像処理部
２４へ転送する。画像処理部２４では各色相の画像デー
タを各色相別の適当な閾値で２値化するなどして、赤
色、緑色、青色のパターンを抽出する。

【００３２】また、制御部３０は画像処理部２４を制御
して、各ランドの撮像パターンについて明度をチェック
するなどして各ランドの位置などを識別する。この後、
制御部３０は各色相パターンとランド位置データとに基
づいて、被検査基板Ｐ２を検査するのに必要な判定デー
タを作成し、これをティーチング部２７に記憶し、ティ
ーチングモードを終了する。

【００３３】（検査モード）次に、図２に示すフローチ
ャート図を参照しながら、被検査基板Ｐ２に印刷された
クリーム状はんだの印刷状態の良否を検査する動作につ
いて説明する。

【００３４】検査モードに移行すると、制御部３０はテ
ィーチング部２７やキーボード３１から検査装置情報や
検査プログラム情報、被検査基板Ｐ２のＩＤ（識別子）
などを取り込むと共に、ティーチング部２７から判定デ
ータを読み出し、これを検査部２６に供給する（ステッ
プＳ１）。

【００３５】次いで、制御部３０は撮像条件やデータの
処理条件を整えた後、検査をスタートさせる（ステップ
Ｓ２）。被検査基板Ｐ２の供給があれば（ステップＳ
３）、Ｙ軸テーブル部１２上に被検査基板Ｐ２をセット
する（ステップＳ４）。

【００３６】次いで、制御部３０はティーチングモード
時と同様に画像処理部２４にて各色相パターンの検出を
行い、各色相パターンとランド位置データとに基づいて
各はんだ印刷箇所毎に被検査データを作成し、検査部２
６に転送して被検査データと判定データとを比較し（ス
テップＳ５）、その結果をメモリ部２２に一時的に記憶
する。

【００３７】また、制御部３０はメモリ部２２にリアル
タイムで記憶された各はんだ印刷箇所の画像データを読
み出し、各はんだ印刷箇所を表す検査ポイント番号と共
に画像記憶部２９に記憶する（ステップＳ６）。

【００３８】制御部３０はこれらの処理を被検査基板Ｐ
２上の全てのはんだ印刷箇所に対して行うと、メモリ部
２２に記憶されている比較結果を表すデータから被検査
基板Ｐ２の良否を判定する（ステップＳ７）。判定結果
が良であれば、検査結果記憶部２８に基板Ｐ２の良否お
よび各はんだ印刷箇所の検査結果を記憶し（ステップＳ
８）、被検査基板Ｐ２を搬出する（ステップＳ９）。

【００３９】判定結果が不良であれば、判定結果を表示
装置３２およびプリンタ３３に表示および出力し（ステ
ップＳ１０，Ｓ１１）、その後に検査結果記憶部２８に
基板Ｐ２の良否および各はんだ印刷箇所の検査結果を記
憶し（ステップＳ８）、被検査基板Ｐ２を搬出する（ス
テップＳ９）。

【００４０】この一連の処理（ステップＳ３〜Ｓ１１）
を被検査基板Ｐ２の供給が続く限り繰り返し、被検査基
板Ｐ２の供給が途切れると、被検査基板Ｐ２の検査が終
了したか判定し（ステップＳ１２）、終了していなけれ
ばステップＳ３以降の処理を繰り返す。終了していれば
検査モードを終了する。

【００４１】（検査結果の出力）こうして検査結果記憶
部２８に記憶された検査結果は、オペレータがキーボー
ド３１を操作することによって表示装置３２およびプリ
ンタ３３に出力することができる。

【００４２】図３は、検査結果記憶部２８および画像記
憶部２９に記憶された各データの相関図である。同図に
おいて、基板情報５１は被検査基板Ｐ２の検査時間、修
正時間、検査結果、生産ロット番号、検査ポイント数な
どの情報を記憶したファイルである。

【００４３】不良部品情報５２は被検査基板Ｐ２上の検
査ポイント番号および不良ポイント番号などの情報を記
憶したファイルである。不良内容情報５３ははんだの印
刷ずれやはんだ不足など各不良内容をコード化して記憶
したファイルである。画像情報５４は各被検査基板Ｐ２
上の各検査ポイント（はんだ印刷箇所）の画像データを
記憶したファイルである。

【００４４】また、検査仕様データとして、検査装置情
報６１は被検査基板Ｐ２の検査に用いた検査装置のＩＤ
（識別子）および検査装置の状態を示すステータス情報
を記憶したファイルである。検査プログラム情報６２は
検査に用いたプログラム名、基板サイズおよび検査装置
への基板の固定方法を記憶したファイルである。

【００４５】また、部品情報６３は被検査基板Ｐ２に実
装されている各電子部品のライブラリ番号、座標サイズ
および名称を記憶したファイルである。ライブラリ管理
番号情報６４は各電子部品の名称および種類を記憶した
ファイルである。

【００４６】オペレータはキーボード３１を操作して例
えば基板情報５１を読み出すと、それに関連して不良部
品情報５２、不良内容情報５３、画像情報５４が読み出
され表示装置３２に表示される。従って、オペレータは
被検査基板の良否情報や不良ポイント情報に加えてはん
だ印刷箇所の実際の撮像画像を得ることができ、それら
を時系列的に順次読み出すことで、各印刷箇所の印刷品
質の推移を把握することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、被検査基板上に印刷さ
れたクリーム状はんだの各印刷箇所の検査結果と、その
撮像画像とを関連付けて出力するので、被検査基板上の
はんだ印刷箇所の実際の印刷状態を的確に確認すること
ができ、各印刷箇所の印刷品質が時系列的にどのように
推移しているのかを的確に把握し分析することができる
という有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるはんだ検査装置の一実施の形態を
示すブロック図である。

【図２】本発明によるはんだ検査装置の検査手順を示す
フローチャート図である。

【図３】検査結果および撮像画像に関する各データの相
関図である。

【符号の説明】

１ 画像データ入力部 ２ 画像データ処理部 １１ コンベア １２ Ｙ軸テーブル部 １３ 投光部 １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 発光体 １４ 撮像部 １５ カラーテレビカメラ １６ Ｘ軸テーブル部 ２１ Ａ／Ｄ変換部 ２２ メモリ部 ２３ 撮像コントローラ ２４ 画像処理部 ２５ ＸＹテーブルコントローラ ２６ 検査部 ２７ ティーチング部 ２８ 検査結果記憶部 ２９ 画像記憶部 ３０ 制御部（ＣＰＵ） ３１ キーボード ３２ 表示装置 ３３ プリンタ ３４ 通信部 ３５ フロッピーディスク装置 Ｐ１ モデル基板 Ｐ２ 被検査基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査基板を撮像して得られる画像デー
   タに基づいて前記被検査基板上のはんだ印刷箇所の印刷
   状態を検査するはんだ検査装置であって、 前記被検査基板上の各はんだ印刷箇所の検査結果データ
   および画像データを関連付けて出力する手段を有するこ
   とを特徴とするはんだ検査装置。
2. 【請求項２】 被検査基板上のはんだ印刷箇所を撮像す
   る撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像した前記はんだ印刷箇所の画
   像から被検査データを作成する画像処理手段と、 前記被検査データと予め記憶した判定データとを比較し
   前記はんだ印刷箇所の印刷状態を検査する検査手段と、 前記検査手段における検査結果を示す検査結果データを
   記憶する検査結果記憶手段と、 前記撮像手段で撮像した前記はんだ印刷箇所の画像を示
   す画像データを記憶する画像記憶手段と、 前記検査結果データと前記画像データとを関連付けて出
   力する出力手段と、を備えることを特徴とするはんだ検
   査装置。