JP2002118360A5 - - Google Patents
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Description
【発明の名称】クリーム半田の印刷検査方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査方法において、
前記クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知し、印刷異常となる回路基板の印刷を停止させることを特徴とするクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項２】前記印刷工程の異常の検出は、印刷異常と判定された回路基板が予め設定された基準回数以上発生したときに異常発生と判定することを特徴とする請求項１記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項３】前記印刷工程の異常の検出は、前記基準回数に対して更に任意に設定された装置異常判定倍率を乗じ、これにより得られた値を前記基準回数として用いることを特徴とする請求項２記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項４】前記印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項５】前記印刷工程で、かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニングすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項６】前記印刷工程で、ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを、再度位置合わせを行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項７】電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査装置であって、
クリーム半田の印刷された回路基板に光を照射する照明手段と、
前記回路基板からの反射光を受光して回路基板全面の画像データを得る撮像手段と、
前記撮像された画像データから前記回路基板上のクリーム半田の領域を抽出する画像処理手段と、
前記抽出されたクリーム半田の領域の特徴量を計測する画像計測手段と、
前記画像計測手段による計測結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を判断する異常判定手段と、
前記異常判定手段による印刷異常の発生状況に応じて、前記クリーム半田印刷装置の印刷工程の異常を検出し、該異常が検出されたときに前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知して、印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる異常時制御手段と、を備えたことを特徴とするクリーム半田の印刷検査装置。
【請求項８】前記異常時制御手段は、印刷工程にかすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンをクリーニングさせるためのクリーニング要求信号を出力することを特徴とする請求項７記載のクリーム半田印刷検査装置。
【請求項９】前記異常時制御手段は、印刷工程にずれの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンの位置を補正させるための位置補正要求信号を出力することを特徴とする請求項７記載のクリーム半田印刷検査装置。
【請求項１０】印刷対象である回路基板を装置内に搬入し、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動し、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリー ム半田を回路基板上に印刷するクリーム半田印刷方法であって、
クリーム半田を所定のパターンで印刷した回路基板のクリーム半田印刷状態を検査しその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷を停止することを特徴とするクリーム半田印刷方法。
【請求項１１】印刷状態の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする請求項１０記載のクリーム半田の印刷方法。
【請求項１２】印刷対象である回路基板を装置内に搬入する回路基板搬入部と、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動するテーブル部と、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板上に印刷する印刷部と、印刷用スクリーンをクリーニングするクリーニング部と、印刷された回路基板を搬出する回路基板搬出部と、回路基板と印刷用スクリーンの位置合わせ用マークを認識することでそれぞれを位置合わせするマーク認識装置とを備えたクリーム半田印刷装置であって、
クリーム半田印刷装置によりクリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板が基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によってその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷動作を停止することを特徴とするクリーム半田印刷装置。
【請求項１３】かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニング部によりクリーニングすることを特徴とする請求項１２記載のクリーム半田印刷装置。
【請求項１４】ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを再度位置合わせすることを特徴とする請求項１２記載のクリーム半田印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーム半田を被印刷物である回路基板面上に印刷・塗布するクリーム半田印刷工程における異常を検査する印刷検査装置及び印刷検査方法並びに印刷装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子回路基板の製造において回路基板上にチップ部品等の電子部品を半田付けする際には、主にクリーム半田が使用され、このクリーム半田を所望のパターンに印刷・塗布するためにクリーム半田印刷装置が用いられる。このクリーム半田印刷装置は、例えば、スキージと呼ばれる板状材を、回路基板上のランド形状に合わせた開口部が形成された印刷用スクリーン上で摺接させながら移動させることで、印刷用スクリーン上に供給されたクリーム半田を印刷用スクリーンの開口部を通して回路基板上に印刷・塗布するものである。
【０００３】
このクリーム半田印刷装置によりクリーム半田が印刷・塗布された回路基板を、図１１に示すクリーム半田印刷装置６１の基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置６２によって、クリーム半田の印刷状態を検査する。クリーム半田印刷検査装置６２は、クリーム半田が印刷された回路基板をカメラにより撮像することで、回路基板上に印刷されたクリーム半田のパターンの画像を取り込み、この画像データに基づいてクリーム半田の印刷異常（例えば、かすれ、にじみ、ずれ、ブリッジ等）発生の有無を判断する。印刷異常が生じた場合には、クリーム半田印刷検査装置６２の後段に配置されたＮＧストッカ６３に印刷異常の生じた回路基板を順次ストックして、生産ラインによる生産はそのまま継続して行われる。また、クリーム半田印刷検査装置６２の前工程となるクリーム半田印刷装置６１においては、任意に設定されたサイクルで印刷用スクリーンのクリーニングを行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のクリーム半田印刷検査装置６２にあっては、印刷工程で印刷異常が発生した場合でも、印刷異常の回路基板を生産ラインから除外するだけで、印刷工程における生産条件が修正されることなくそのまま継続して生産が行われることになる。このため、一旦異常が生じると印刷異常の回路基板を数多く生産させてしまうことになる。また、クリーム半田印刷装置側においては、印刷結果によらずに設定されたサイクルで印刷用スクリーンのクリーニングを行うため、本来必要でない時期にクリーニングを行ったり、クリーニングを必要とする時期にクリーニングが行われないといった事態を生じさせる。
【０００５】
このように、従来は、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産したり、また、印刷用スクリーンを無駄にクリーニングしてタクトを低下させたり、クリーニングを必要とする時期にクリーニングが行なわれずに印刷異常を生じさせることで、生産ラインの生産性が低下するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の状況に鑑みてなされたもので、クリーム半田の印刷工程に異常が発生した場合に、印刷異常のまま生産が続行されることを防止して、生産性を向上させ良品率を向上させるクリーム半田印刷検査方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る請求項１記載のクリーム半田印刷検査方法は、電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査方法において、前記クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知し、印刷異常となる回路基板の印刷を停止させることを特徴とする。
【０００８】
このクリーム半田の印刷検査方法では、クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、クリーム半田印刷装置に異常情報を通知することにより、印刷異常となる回路基板の印刷が停止される。このため、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【０００９】
請求項２記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程の異常の検出は、印刷異常と判定された回路基板が予め設定された基準回数以上発生したときに異常発生と判定することを特徴とする。
【００１０】
このクリーム半田の印刷検査方法では、印刷異常と判定された回路基板が予め設定された基準回数以上発生したときに印刷工程の異常と判定することにより、印刷結果の偶発的な異常によって印刷工程が異常と判定されることを防止でき、より正確で安定した印刷工程の異常判断を行うことができる。
【００１１】
請求項３記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程の異常の検出が、前記基準回数に対して更に任意に設定された装置異常判定倍率を乗じ、これにより得られた値を前記基準回数として用いることを特徴とする。
【００１２】
このクリーム半田の印刷検査方法では、任意に設定された装置異常判定倍率を基準回数に乗じて基準回数を設定することにより、クリーム半田の印刷検査装置の前工程の突発的な致命的生産異常が発生した場合であっても、より確実に装置を停止させて印刷異常の回路基板の生産を防止できる。
【００１３】
請求項４記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする。
【００１４】
このクリーム半田の印刷検査方法では、クリーム半田印刷装置に印刷工程の異常を検出したときに、クリーム半田の印刷状態の監視を停止することにより、クリーム半田印刷検査装置に新たに回路基板が搬入されることがなくなり、これに伴い、クリーム半田印刷装置から回路基板が搬出されることがなくなり、生産工程が一旦停止される。
【００１５】
請求項５記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程で、かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニングすることを特徴とする。
【００１６】
このクリーム半田の印刷検査方法では、「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つによる印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンをクリーニングすることで、クリーム半田印刷装置の印刷条件を良好な状態に戻すことができる。また、印刷用スクリーンにクリーニングが必要となったときにクリーニングを行うため、無駄なクリーニングを行うことが防止され、タクトアップを図ることができる。
【００１７】
請求項６記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程で、ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを、再度位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１８】
このクリーム半田の印刷検査方法では、「ずれ」による印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンのターゲットマークを再認識させて、再度印刷用スクリーンの位置合わせを行うことにより、印刷用スクリーンの印刷位置のずれが補正されて印刷異常の発生が防止できる。
【００１９】
請求項７記載のクリーム半田の印刷検査装置は、電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査装置であって、クリーム半田の印刷された回路基板に光を照射する照明手段と、前記回路基板からの反射光を受光して回路基板全面の画像データを得る撮像手段と、前記撮像された画像データから前記回路基板上のクリーム半田の領域を抽出する画像処理手段と、前記抽出されたクリーム半田の領域の特徴量を計測する画像計測手段と、前記画像計測手段による計測結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を判断する異常判定手段と、前記異常判定手段による印刷異常の発生状況に応じて、前記クリーム半田印刷装置の印刷工程の異常を検出し、該異常が検出されたときに前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知して、印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる異常時制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
このクリーム半田の印刷検査装置では、照明手段によりクリーム半田の印刷された回路基板に光を照射し、この回路基板からの反射光を撮像手段により受光して回路基板全面の画像データを得て、画像処理手段によって、画像データから前記回路基板上のクリーム半田の領域を抽出し、この抽出されたクリーム半田の領域の特徴量を画像計測手段により計測した結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を異常判定手段により判断する。この異常判定手段による印刷異常の発生状況に応じてクリーム半田印刷装置の印刷工程の異常を検出し、印刷工程の異常が検出されたときに、異常時制御手段によってクリーム半田印刷装置に異常情報を通知することで印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる。 これにより、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【００２１】
請求項８記載のクリーム半田の印刷検査装置は、前記異常時制御手段が、印刷工程にかすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンをクリーニングさせるためのクリーニング要求信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
このクリーム半田印刷検査装置では、「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つによる印刷工程の異常が生じた場合に、クリーム半田印刷装置がクリーニング要求信号を受けて印刷用スクリーンをクリーニングすることで、クリーム半田印刷装置の印刷条件を良好な状態に戻すことができる。また、印刷用スクリーンにクリーニングが必要となったときにクリーニングを行うため、無駄なクリーニングを行うことが防止され、タクトアップを図ることができる。
【００２３】
請求項９記載のクリーム半田の印刷検査装置は、前記異常時制御手段が、印刷工程にずれの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンの位置を補正させるための位置補正要求信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
このクリーム半田印刷検査装置では、「ずれ」による印刷工程の異常が生じた場合に、クリーム半田印刷装置が位置補正要求信号を受けて印刷用スクリーンのターゲットマークを再認識させて、再度印刷用スクリーンの位置合わせを行うことにより、印刷用スクリーンの印刷位置のずれが補正されて印刷異常の発生が防止できる。
【００２５】
請求項１０記載のクリーム半田印刷方法は、印刷対象である回路基板を装置内に搬入し、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動し、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板上に印刷するクリーム半田印刷方法であって、クリーム半田を所定のパターンで印刷した回路基板のクリーム半田印刷状態を検査しその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷を停止することを特徴とする。
【００２６】
このクリーム半田印刷方法では、クリーム半田を所定のパターンで印刷した回路基板のクリーム半田印刷状態を検査しその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷を停止することにより、印刷異常となる回路基板の印刷が停止される。このため、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【００２７】
請求項１１記載のクリーム半田の印刷方法は、印刷状態の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする。
【００２８】
このクリーム半田印刷方法では、印刷状態の異常を検出したときに、クリーム半田の印刷状態の監視を停止することにより、生産工程が一旦停止される。
【００２９】
請求項１２記載のクリーム半田印刷装置は、印刷対象である回路基板を装置内に搬入する回路基板搬入部と、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動するテーブル部と、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板上に印刷する印刷部と、印刷用スクリーンをクリーニングするクリーニング部と、印刷された回路基板を搬出する回路基板搬出部と、回路基板と印刷用スクリーンの位置合わせ用マークを認識することでそれぞれを位置合わせするマーク認識装置とを備えたクリーム半田印刷装置 であって、クリーム半田印刷装置によりクリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板が基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によってその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷動作を停止することを特徴とする。
【００３０】
このクリーム半田印刷装置では、クリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板は、基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によって、その半田印刷状態が監視される。
【００３１】
請求項１３記載のクリーム半田印刷装置は、かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニング部によりクリーニングすることを特徴とする。
【００３２】
このクリーム半田印刷装置では、「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つによる印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンをクリーニングすることで、印刷条件を良好な状態に戻すことができる。また、印刷用スクリーンにクリーニングが必要となったときにクリーニングを行うため、無駄なクリーニングを行うことが防止され、タクトアップを図ることができる。
【００３３】
請求項１４記載のクリーム半田印刷装置は、ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを再度位置合わせすることを特徴とする。
【００３４】
このクリーム半田印刷装置では、「ずれ」による印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンのターゲットマークを再認識させて、再度印刷用スクリーンの位置合わせを行うことにより、印刷用スクリーンの印刷位置のずれが補正されて印刷異常の発生が防止できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るクリーム半田印刷方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書におけるクリーム半田とは、粉末半田を高粘性フラックスに混ぜ合わせたペースト状の半田をいう。
【００３６】
まず、クリーム半田印刷装置の構成から説明する。図１は、クリーム半田印刷装置１００の一部を切り欠いて概略構成を示した斜視図である。図１において、クリーム半田印刷装置１００は、クリーム半田の印刷対象である回路基板３を装置内に搬入する回路基板搬入部Ａと、搬入された回路基板３を受け取って載置して印刷用スクリーン５の下面に移動するテーブル部Ｂと、印刷用スクリーン５下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板３及び印刷用スクリーン５の上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板３上に印刷する印刷部Ｃと、印刷用スクリーンをクリーニングするクリーニング部Ｄと、印刷された回路基板３を搬出する図示しない回路基板搬出部と、回路基板３と印刷用スクリーン５の位置合わせ用マークを認識することで、それぞれを位置合わせする図示しないマーク認識装置とを備えて構成される。
【００３７】
このクリーム半田印刷装置１００では、回路基板搬入部Ａは、ストッカやラインから搬入された回路基板３を受け取り、印刷装置内部に配置されたテーブル部Ｂに回路基板３を供給する。テーブル部Ｂは、この供給された回路基板３を、位置合わせ用の基板マークをマーク認識装置を用いて認識して位置決め固定する。そして、回路基板３が印刷部Ｃの印刷用スクリーン５下面の印刷位置に配置されるようにテーブル部Ｂを移動する。なお、マーク認識装置は、予め印刷用スクリーンの位置合わせ用のターゲットマークを認識することで、高精度に印刷位置を設定している。このターゲットマークは、一般に印刷用スクリーン５の対角位置に２カ所設けられる。
【００３８】
印刷部Ｃによる印刷が終了すると、テーブル部Ｂは回路基板３を印刷部Ｃから回路基板搬出部の位置まで搬送する。その後、回路基板搬出部はテーブル部Ｂから回路基板３を取り出して、図示しない搬送出口に回路基板３を搬出する。なお、印刷用スクリーン５をクリーニングする場合は、テーブル部Ｂを印刷用スクリーン５下面から待避させた後、クリーニング部Ｄのクリーナロールペーパー７を印刷用スクリーン５下面に摺接させながらスライドさせる。
上述の回路基板搬入部Ａ、回路基板搬出部、及びテーブル部Ｂは、一般的に広く用いられているローダ、アンローダ、及び４軸ステージを用いることができる。
【００３９】
図２にテーブル部Ｂ及び印刷部Ｃを一部断面で表示した斜視図を示した。テーブル部Ｂは、回路基板３を狭持部材９により挟み込んで固定すると共に、回路基板３が固定された基板載置台１０が図に示すＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向にモータ制御により移動・回転可能としている。この構成によれば、狭持部材９により基板載置台１０上に固定された回路基板３が印刷用スクリーン５の下側に配置された状態で、印刷用スクリーン５の上側で一対のスキージ１２ａ，１２ｂを図中矢印で示す両印刷方向ａ，ｂに移動することで、回路基板３に半田ペーストを印刷する。なお、各スキージ１２ａ，１２ｂは、通常は上昇位置で待機させており、ａ方向印刷時にはスキージ１２ａを下降させて使用し、ｂ方向印刷時にはスキージ１２ｂを下降させて使用する。
【００４０】
また、図３にクリーニング部Ｄの動作を説明する概略平面図を示した。印刷用スクリーン５の下面側に配置されたクリーニング部Ｄは、クリーナロールペーパー７が巻回保持されたロール１６を一方の側に軸支させ、このロールから引き出されたクリーナロールペーパー７を他方の側のロール１８に係止させて巻き取る。このロール１６とロール１８との間には、クリーナロールペーパー７を２本の平行軸により上方へ突出させて支持するクリーニング当接部２０（図１参照）が形成されている。クリーニング部Ｄは、図示しない制御装置にクリーニング指令が入力されたときに、印刷用スクリーン５側にスライドされ、クリーニング当接部２０を印刷用スクリーン５下面に摺接させながら図中矢印ｃ方向に移動する。これにより、印刷用スクリーン５下面の余分なクリーム半田が拭き取られ、表面の汚れが除去され、且つスクリーン開口孔に詰まりのない印刷用スクリーン５が得られる。
【００４１】
上記構成のクリーム半田印刷装置１００によりクリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板３は、基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によって、その半田印刷状態が監視される。
【００４２】
本発明は、クリーム半田印刷装置１００によるクリーム半田印刷工程に異常が発生した場合、その前工程に異常情報を通知することを特徴としている。この構成によれば、印刷異常が発生した場合に前工程がそのままの生産条件で生産が継続されることを防止できる。
【００４３】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置を説明する。図４にクリーム半田印刷検査装置の概念的な構成図を示した。
クリーム半田印刷検査装置２００は、クリーム半田の印刷された回路基板３に光を照射する例えば２本平行配置された陰極管等からなる照明手段３０と、回路基板３からの反射光を受光する例えばカラーラインセンサからなる撮像手段３２と、この撮像手段３２を回路基板３に対して所定の速度で相対移動させて回路基板３全面の画像データを得るＸ−Ｙステージ等の移動手段３４と、撮像された画像データからクリーム半田の領域を抽出する画像処理手段３６と、抽出されたクリーム半田の領域の面積値、中央位置、ブリッジ幅等を計測する画像計測手段３８と、この計測結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を判断する異常判定手段４０と、この異常判定手段４０による印刷異常の発生状況に応じて、クリーム半田印刷装置１００の印刷工程の異常を検出し、異常が検出されたときにクリーム半田印刷装置１００に異常情報を通知して、印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる異常時制御手段４２とを主要な構成要素として備えている。
【００４４】
上記構成のクリーム半田印刷検査装置２００は、図５にクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示すように、クリーム半田印刷装置１００の基板搬送方向後段に配置される。このクリーム半田印刷検査装置２００による本実施形態の印刷検査工程を、図６に印刷検査工程の手順を示したフローチャートを用いて説明する。
クリーム半田印刷検査装置２００は、まず、クリーム半田印刷装置１００から搬出されたクリーム半田の印刷された回路基板３を受け取り、検査装置２００内に搬入する（ステップ１０、以降はＳ１０と略記する）。搬入した回路基板３を照明手段３０により上方から照明して、撮像手段３２を移動手段３４によって回路基板３に対して相対移動させながら、回路基板３全体を撮像する（Ｓ１１）。これにより、回路基板３表面のカラー画像データを得る。
【００４５】
次に、得られたカラー画像データを画像処理手段３６によって、例えば特定色に対する抽出処理を行い、クリーム半田塗布領域を顕在化させ、更に２値化処理することでクリーム半田塗布領域を抽出する。そして、抽出されたクリーム半田塗布領域に対して、画像計測手段３８によってその面積値、中心位置、ブリッジ幅等を計測する（Ｓ１２）。
【００４６】
異常判定手段４０によって、得られた画像計測結果を正常な印刷状態における値、あるいは予め設定された良品限界値と比較して、回路基板３にクリーム半田印刷異常が生じたかを判断する（Ｓ１３）。ここで、印刷異常としては、クリーム半田の供給不足や印刷用スクリーン５の目詰まり等による「かすれ」、クリーム半田の供給過剰や印刷用スクリーン５の汚れ等による「にじみ」、印刷用スクリーン５と回路基板３との位置合わせ精度の低下による「ずれ」、クリーム半田の供給過剰や印刷用スクリーン５の破損等により隣接ランドと接合する「ブリッジ」等が挙げられる。
【００４７】
印刷異常が発生していないと判断されたときは、回路基板３をクリーム半田印刷検査装置２００から搬出して（Ｓ１４）、後段のＮＧストッカ３００を通過させて次工程へ印刷良品基板として搬送する。
一方、印刷異常が発生したと判断されたときは、異常時制御手段４２によって印刷異常の回路基板の発生数をカウントして（Ｓ１５）、このカウントされた印刷異常基板の発生数が予め設定された所定の基準回数Ｎ以上となったときに、クリーム半田印刷検査装置２００への新たな回路基板３のローディングを中止して（Ｓ１６）、装置異常の信号を表示する等の異常情報通知を行い（Ｓ１７）、装置を停止させる（Ｓ１８）。そして、異常判定を受けた回路基板３はＮＧストッカ３００に収容される（Ｓ１９）。また、印刷異常基板の発生数が基準回数Ｎに達しないときは、異常判定を受けた回路基板３をＮＧストッカ３００に収容して（Ｓ１６）次の回路基板３の搬入待ちとなる。
【００４８】
ここで、上記印刷異常基板の発生数とは、連続して印刷異常基板が発生したときの連続発生回数としてもよく、印刷異常基板の発生頻度（断続的に発生する場合も含めて）から判断するために、印刷異常基板の総発生回数としてもよい。
【００４９】
このように、本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００によれば、印刷異常の発生を検出したときに、クリーム半田印刷検査装置２００が停止することにより、前工程がそのままの条件で生産が継続されることがなくなり、連続して印刷異常の回路基板を生産することが未然に防止できる。これにより、生産ラインにおける生産性が低下することを防止でき、製品の良品率を向上できる。
【００５０】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第２実施形態を説明する。図７に本実施形態におけるクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示した。
本実施形態においては、前述の第１実施形態と同じ装置構成であって、印刷異常基板の発生数と比較する基準回数Ｎを、異常判定手段４０に予め記憶させた装置異常判定倍率Ｇを乗じた値に設定している。このように基準回数Ｎを基の基準回数Ｎに倍率Ｇを乗じて設定することにより、印刷異常基板が連続して発生する前工程の突発的な致命的生産異常が発生した場合に、より確実に装置を停止させて印刷異常の回路基板の生産を防止できる。なお、この場合の印刷異常基板の発生回数は、連続して印刷異常基板が発生したときの連続発生回数を用いる。
【００５１】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第３実施形態を説明する。図８に本実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図を示した。
本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００は、回路基板の印刷異常発生を検出して、前述の第１、第２実施形態で説明した装置の停止条件が成立したときに、前工程のクリーム半田印刷装置１００に装置停止要求信号を送信する。この装置停止要求信号がクリーム半田印刷装置１００に入力されると、クリーム半田印刷装置１００は、印刷工程を割り込み処理により停止させ、印刷異常を生じさせる回路基板の生産を停止する。
【００５２】
このように、印刷異常が発生した場合に、前工程へ装置停止信号を直接的に出力することにより、瞬時に前工程の生産を停止することが可能となり、印刷異常となる回路基板を無駄に生産することが防止される。
なお、この装置停止信号は、異常判定手段４０からの異常情報通知信号と共に出力させることができ、例えば１ビットの信号を追加することで容易に実現できる。
【００５３】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第４実施形態を説明する。図９に本実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する説明図を示した。
本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００は、画像計測手段３８により、クリーム半田の「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つを検出したときに、クリーム半田印刷装置１００にクリーニング要求信号を送信する。このクリーニング要求信号がクリーム半田印刷装置１００に入力されると、クリーム半田印刷装置１００は、印刷工程を割り込み処理により停止させ、クリーニング部Ｄを動作させて、印刷用スクリーン５のクリーニングを行う。
【００５４】
このように、印刷工程を割り込み処理により停止させ、印刷用スクリーン５のクリーニングを行うことにより、印刷異常の発生原因となる印刷用スクリーン５の汚れが除去されて、良好な印刷状態となるように印刷装置を復帰させることができる。また、印刷結果によらずに任意に設定されたサイクルで印刷用スクリーンのクリーニングを行う場合と比較して、クリーニングが必要となった時点までクリーニングを行うことがないため、印刷用スクリーンを無駄にクリーニングしたり、必要とする時期にクリーニングが行なわれなかったりすることを防止でき、タクトアップが図れ、生産ラインの生産性を向上させることができる。
【００５５】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第５実施形態を説明する。図１０に本実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する説明図を示した。
本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００は、画像計測手段３８により、クリーム半田の「ずれ」を検出したときに、クリーム半田印刷装置１００に位置補正要求信号を送信する。この位置補正要求信号がクリーム半田印刷装置１００に入力されると、クリーム半田印刷装置１００は、印刷工程を割り込み処理により停止し、印刷用スクリーン５の位置合わせ用のターゲットマーク認識を再実施する。
【００５６】
このように、印刷工程を割り込み処理により停止させ、再度印刷用スクリーン５の位置合わせを行うことにより、印刷異常の発生原因となる印刷用スクリーン５の印刷位置のずれが補正されて、良好な印刷状態となるように印刷装置を復帰させることができる。これにより、生産ラインの生産性を向上させることができる。
なお、本発明は印刷・塗布する場合を前提にしており、上記発明の実施の形態では主としてクリーム半田を印刷する場合として説明したが、代表的に印刷の文言を使用したものであって、当然に塗布の場合も含まれる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のクリーム半田印刷検査方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法によれば、クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、クリーム半田印刷装置に異常情報を通知することにより、クリーム半田印刷装置に印刷工程の停止等の要求を行うことができ、また、異常を検出したときにクリーム半田の印刷状態の監視を停止することにより、クリーム半田印刷検査装置に新たに回路基板が搬入されることがなくなり、生産工程が一旦停止される。このため、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリーム半田印刷装置の一部を切り欠いて概略構成を示した斜視図である。
【図２】テーブル部及び印刷部を一部断面で表示した斜視図である。
【図３】クリーニング部の動作を説明する概略平面図である。
【図４】クリーム半田印刷検査装置の概念的な構成図である。
【図５】本発明に係るクリーム半田の印刷検査装置を含む生産ラインを示す図である。
【図６】本発明に係るクリーム半田の印刷検査方法における印刷検査工程の手順を示したフローチャートである。
【図７】第２実施形態におけるクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示す図である。
【図８】第３実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図である。
【図９】第４実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図である。
【図１０】第５実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図である。
【図１１】従来のクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示す図である。
【符号の説明】
３ 回路基板
５ 印刷用スクリーン
７ クリーナロールペーパー
１２ａ，１２ｂ スキージ
３０ 照明手段
３２ 撮像手段
３４ 移動手段
３６ 画像処理手段
３８ 画像計測手段
４０ 異常判定手段
４２ 異常時制御手段
１００ クリーム半田印刷装置
２００ クリーム半田印刷検査装置
２００ 検査装置
３００ ＮＧストッカ
Ｃ 印刷部
Ｄ クリーニング部
Ｇ 装置異常判定倍率
Ｎ 基準回数
【特許請求の範囲】
【請求項１】電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査方法において、
前記クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知し、印刷異常となる回路基板の印刷を停止させることを特徴とするクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項２】前記印刷工程の異常の検出は、印刷異常と判定された回路基板が予め設定された基準回数以上発生したときに異常発生と判定することを特徴とする請求項１記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項３】前記印刷工程の異常の検出は、前記基準回数に対して更に任意に設定された装置異常判定倍率を乗じ、これにより得られた値を前記基準回数として用いることを特徴とする請求項２記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項４】前記印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項５】前記印刷工程で、かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニングすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項６】前記印刷工程で、ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを、再度位置合わせを行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のクリーム半田の印刷検査方法。
【請求項７】電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査装置であって、
クリーム半田の印刷された回路基板に光を照射する照明手段と、
前記回路基板からの反射光を受光して回路基板全面の画像データを得る撮像手段と、
前記撮像された画像データから前記回路基板上のクリーム半田の領域を抽出する画像処理手段と、
前記抽出されたクリーム半田の領域の特徴量を計測する画像計測手段と、
前記画像計測手段による計測結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を判断する異常判定手段と、
前記異常判定手段による印刷異常の発生状況に応じて、前記クリーム半田印刷装置の印刷工程の異常を検出し、該異常が検出されたときに前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知して、印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる異常時制御手段と、を備えたことを特徴とするクリーム半田の印刷検査装置。
【請求項８】前記異常時制御手段は、印刷工程にかすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンをクリーニングさせるためのクリーニング要求信号を出力することを特徴とする請求項７記載のクリーム半田印刷検査装置。
【請求項９】前記異常時制御手段は、印刷工程にずれの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンの位置を補正させるための位置補正要求信号を出力することを特徴とする請求項７記載のクリーム半田印刷検査装置。
【請求項１０】印刷対象である回路基板を装置内に搬入し、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動し、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリー ム半田を回路基板上に印刷するクリーム半田印刷方法であって、
クリーム半田を所定のパターンで印刷した回路基板のクリーム半田印刷状態を検査しその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷を停止することを特徴とするクリーム半田印刷方法。
【請求項１１】印刷状態の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする請求項１０記載のクリーム半田の印刷方法。
【請求項１２】印刷対象である回路基板を装置内に搬入する回路基板搬入部と、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動するテーブル部と、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板上に印刷する印刷部と、印刷用スクリーンをクリーニングするクリーニング部と、印刷された回路基板を搬出する回路基板搬出部と、回路基板と印刷用スクリーンの位置合わせ用マークを認識することでそれぞれを位置合わせするマーク認識装置とを備えたクリーム半田印刷装置であって、
クリーム半田印刷装置によりクリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板が基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によってその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷動作を停止することを特徴とするクリーム半田印刷装置。
【請求項１３】かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニング部によりクリーニングすることを特徴とする請求項１２記載のクリーム半田印刷装置。
【請求項１４】ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを再度位置合わせすることを特徴とする請求項１２記載のクリーム半田印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーム半田を被印刷物である回路基板面上に印刷・塗布するクリーム半田印刷工程における異常を検査する印刷検査装置及び印刷検査方法並びに印刷装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子回路基板の製造において回路基板上にチップ部品等の電子部品を半田付けする際には、主にクリーム半田が使用され、このクリーム半田を所望のパターンに印刷・塗布するためにクリーム半田印刷装置が用いられる。このクリーム半田印刷装置は、例えば、スキージと呼ばれる板状材を、回路基板上のランド形状に合わせた開口部が形成された印刷用スクリーン上で摺接させながら移動させることで、印刷用スクリーン上に供給されたクリーム半田を印刷用スクリーンの開口部を通して回路基板上に印刷・塗布するものである。
【０００３】
このクリーム半田印刷装置によりクリーム半田が印刷・塗布された回路基板を、図１１に示すクリーム半田印刷装置６１の基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置６２によって、クリーム半田の印刷状態を検査する。クリーム半田印刷検査装置６２は、クリーム半田が印刷された回路基板をカメラにより撮像することで、回路基板上に印刷されたクリーム半田のパターンの画像を取り込み、この画像データに基づいてクリーム半田の印刷異常（例えば、かすれ、にじみ、ずれ、ブリッジ等）発生の有無を判断する。印刷異常が生じた場合には、クリーム半田印刷検査装置６２の後段に配置されたＮＧストッカ６３に印刷異常の生じた回路基板を順次ストックして、生産ラインによる生産はそのまま継続して行われる。また、クリーム半田印刷検査装置６２の前工程となるクリーム半田印刷装置６１においては、任意に設定されたサイクルで印刷用スクリーンのクリーニングを行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のクリーム半田印刷検査装置６２にあっては、印刷工程で印刷異常が発生した場合でも、印刷異常の回路基板を生産ラインから除外するだけで、印刷工程における生産条件が修正されることなくそのまま継続して生産が行われることになる。このため、一旦異常が生じると印刷異常の回路基板を数多く生産させてしまうことになる。また、クリーム半田印刷装置側においては、印刷結果によらずに設定されたサイクルで印刷用スクリーンのクリーニングを行うため、本来必要でない時期にクリーニングを行ったり、クリーニングを必要とする時期にクリーニングが行われないといった事態を生じさせる。
【０００５】
このように、従来は、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産したり、また、印刷用スクリーンを無駄にクリーニングしてタクトを低下させたり、クリーニングを必要とする時期にクリーニングが行なわれずに印刷異常を生じさせることで、生産ラインの生産性が低下するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の状況に鑑みてなされたもので、クリーム半田の印刷工程に異常が発生した場合に、印刷異常のまま生産が続行されることを防止して、生産性を向上させ良品率を向上させるクリーム半田印刷検査方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る請求項１記載のクリーム半田印刷検査方法は、電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査方法において、前記クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知し、印刷異常となる回路基板の印刷を停止させることを特徴とする。
【０００８】
このクリーム半田の印刷検査方法では、クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、クリーム半田印刷装置に異常情報を通知することにより、印刷異常となる回路基板の印刷が停止される。このため、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【０００９】
請求項２記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程の異常の検出は、印刷異常と判定された回路基板が予め設定された基準回数以上発生したときに異常発生と判定することを特徴とする。
【００１０】
このクリーム半田の印刷検査方法では、印刷異常と判定された回路基板が予め設定された基準回数以上発生したときに印刷工程の異常と判定することにより、印刷結果の偶発的な異常によって印刷工程が異常と判定されることを防止でき、より正確で安定した印刷工程の異常判断を行うことができる。
【００１１】
請求項３記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程の異常の検出が、前記基準回数に対して更に任意に設定された装置異常判定倍率を乗じ、これにより得られた値を前記基準回数として用いることを特徴とする。
【００１２】
このクリーム半田の印刷検査方法では、任意に設定された装置異常判定倍率を基準回数に乗じて基準回数を設定することにより、クリーム半田の印刷検査装置の前工程の突発的な致命的生産異常が発生した場合であっても、より確実に装置を停止させて印刷異常の回路基板の生産を防止できる。
【００１３】
請求項４記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする。
【００１４】
このクリーム半田の印刷検査方法では、クリーム半田印刷装置に印刷工程の異常を検出したときに、クリーム半田の印刷状態の監視を停止することにより、クリーム半田印刷検査装置に新たに回路基板が搬入されることがなくなり、これに伴い、クリーム半田印刷装置から回路基板が搬出されることがなくなり、生産工程が一旦停止される。
【００１５】
請求項５記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程で、かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニングすることを特徴とする。
【００１６】
このクリーム半田の印刷検査方法では、「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つによる印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンをクリーニングすることで、クリーム半田印刷装置の印刷条件を良好な状態に戻すことができる。また、印刷用スクリーンにクリーニングが必要となったときにクリーニングを行うため、無駄なクリーニングを行うことが防止され、タクトアップを図ることができる。
【００１７】
請求項６記載のクリーム半田の印刷検査方法は、前記印刷工程で、ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを、再度位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１８】
このクリーム半田の印刷検査方法では、「ずれ」による印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンのターゲットマークを再認識させて、再度印刷用スクリーンの位置合わせを行うことにより、印刷用スクリーンの印刷位置のずれが補正されて印刷異常の発生が防止できる。
【００１９】
請求項７記載のクリーム半田の印刷検査装置は、電子部品の実装される回路基板の所定のパターンにクリーム半田を印刷しうるクリーム半田印刷装置により印刷された回路上のクリーム半田の印刷状態を監視するクリーム半田の印刷検査装置であって、クリーム半田の印刷された回路基板に光を照射する照明手段と、前記回路基板からの反射光を受光して回路基板全面の画像データを得る撮像手段と、前記撮像された画像データから前記回路基板上のクリーム半田の領域を抽出する画像処理手段と、前記抽出されたクリーム半田の領域の特徴量を計測する画像計測手段と、前記画像計測手段による計測結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を判断する異常判定手段と、前記異常判定手段による印刷異常の発生状況に応じて、前記クリーム半田印刷装置の印刷工程の異常を検出し、該異常が検出されたときに前記クリーム半田印刷装置に異常情報を通知して、印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる異常時制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
このクリーム半田の印刷検査装置では、照明手段によりクリーム半田の印刷された回路基板に光を照射し、この回路基板からの反射光を撮像手段により受光して回路基板全面の画像データを得て、画像処理手段によって、画像データから前記回路基板上のクリーム半田の領域を抽出し、この抽出されたクリーム半田の領域の特徴量を画像計測手段により計測した結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を異常判定手段により判断する。この異常判定手段による印刷異常の発生状況に応じてクリーム半田印刷装置の印刷工程の異常を検出し、印刷工程の異常が検出されたときに、異常時制御手段によってクリーム半田印刷装置に異常情報を通知することで印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる。 これにより、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【００２１】
請求項８記載のクリーム半田の印刷検査装置は、前記異常時制御手段が、印刷工程にかすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンをクリーニングさせるためのクリーニング要求信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
このクリーム半田印刷検査装置では、「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つによる印刷工程の異常が生じた場合に、クリーム半田印刷装置がクリーニング要求信号を受けて印刷用スクリーンをクリーニングすることで、クリーム半田印刷装置の印刷条件を良好な状態に戻すことができる。また、印刷用スクリーンにクリーニングが必要となったときにクリーニングを行うため、無駄なクリーニングを行うことが防止され、タクトアップを図ることができる。
【００２３】
請求項９記載のクリーム半田の印刷検査装置は、前記異常時制御手段が、印刷工程にずれの異常が検出されたときに、前記クリーム半田印刷装置に印刷用スクリーンの位置を補正させるための位置補正要求信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
このクリーム半田印刷検査装置では、「ずれ」による印刷工程の異常が生じた場合に、クリーム半田印刷装置が位置補正要求信号を受けて印刷用スクリーンのターゲットマークを再認識させて、再度印刷用スクリーンの位置合わせを行うことにより、印刷用スクリーンの印刷位置のずれが補正されて印刷異常の発生が防止できる。
【００２５】
請求項１０記載のクリーム半田印刷方法は、印刷対象である回路基板を装置内に搬入し、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動し、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板上に印刷するクリーム半田印刷方法であって、クリーム半田を所定のパターンで印刷した回路基板のクリーム半田印刷状態を検査しその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷を停止することを特徴とする。
【００２６】
このクリーム半田印刷方法では、クリーム半田を所定のパターンで印刷した回路基板のクリーム半田印刷状態を検査しその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷を停止することにより、印刷異常となる回路基板の印刷が停止される。このため、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【００２７】
請求項１１記載のクリーム半田の印刷方法は、印刷状態の異常を検出したときに、前記クリーム半田の印刷状態の監視を停止することを特徴とする。
【００２８】
このクリーム半田印刷方法では、印刷状態の異常を検出したときに、クリーム半田の印刷状態の監視を停止することにより、生産工程が一旦停止される。
【００２９】
請求項１２記載のクリーム半田印刷装置は、印刷対象である回路基板を装置内に搬入する回路基板搬入部と、搬入された回路基板を受け取って載置して印刷用スクリーンの下面に移動するテーブル部と、印刷用スクリーン下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板及び印刷用スクリーンの上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板上に印刷する印刷部と、印刷用スクリーンをクリーニングするクリーニング部と、印刷された回路基板を搬出する回路基板搬出部と、回路基板と印刷用スクリーンの位置合わせ用マークを認識することでそれぞれを位置合わせするマーク認識装置とを備えたクリーム半田印刷装置 であって、クリーム半田印刷装置によりクリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板が基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によってその半田印刷状態が異常とされた場合、印刷動作を停止することを特徴とする。
【００３０】
このクリーム半田印刷装置では、クリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板は、基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によって、その半田印刷状態が監視される。
【００３１】
請求項１３記載のクリーム半田印刷装置は、かすれ、にじみ、ブリッジの少なくともいずれか１つの異常を検出したときに前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンをクリーニング部によりクリーニングすることを特徴とする。
【００３２】
このクリーム半田印刷装置では、「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つによる印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンをクリーニングすることで、印刷条件を良好な状態に戻すことができる。また、印刷用スクリーンにクリーニングが必要となったときにクリーニングを行うため、無駄なクリーニングを行うことが防止され、タクトアップを図ることができる。
【００３３】
請求項１４記載のクリーム半田印刷装置は、ずれの異常を検出したときに、前記クリーム半田印刷装置の印刷用スクリーンを再度位置合わせすることを特徴とする。
【００３４】
このクリーム半田印刷装置では、「ずれ」による印刷工程の異常が生じた場合に、印刷用スクリーンのターゲットマークを再認識させて、再度印刷用スクリーンの位置合わせを行うことにより、印刷用スクリーンの印刷位置のずれが補正されて印刷異常の発生が防止できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るクリーム半田印刷方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書におけるクリーム半田とは、粉末半田を高粘性フラックスに混ぜ合わせたペースト状の半田をいう。
【００３６】
まず、クリーム半田印刷装置の構成から説明する。図１は、クリーム半田印刷装置１００の一部を切り欠いて概略構成を示した斜視図である。図１において、クリーム半田印刷装置１００は、クリーム半田の印刷対象である回路基板３を装置内に搬入する回路基板搬入部Ａと、搬入された回路基板３を受け取って載置して印刷用スクリーン５の下面に移動するテーブル部Ｂと、印刷用スクリーン５下面に位置決めされ重ね合わされた回路基板３及び印刷用スクリーン５の上面をスキージの移動によりクリーム半田を回路基板３上に印刷する印刷部Ｃと、印刷用スクリーンをクリーニングするクリーニング部Ｄと、印刷された回路基板３を搬出する図示しない回路基板搬出部と、回路基板３と印刷用スクリーン５の位置合わせ用マークを認識することで、それぞれを位置合わせする図示しないマーク認識装置とを備えて構成される。
【００３７】
このクリーム半田印刷装置１００では、回路基板搬入部Ａは、ストッカやラインから搬入された回路基板３を受け取り、印刷装置内部に配置されたテーブル部Ｂに回路基板３を供給する。テーブル部Ｂは、この供給された回路基板３を、位置合わせ用の基板マークをマーク認識装置を用いて認識して位置決め固定する。そして、回路基板３が印刷部Ｃの印刷用スクリーン５下面の印刷位置に配置されるようにテーブル部Ｂを移動する。なお、マーク認識装置は、予め印刷用スクリーンの位置合わせ用のターゲットマークを認識することで、高精度に印刷位置を設定している。このターゲットマークは、一般に印刷用スクリーン５の対角位置に２カ所設けられる。
【００３８】
印刷部Ｃによる印刷が終了すると、テーブル部Ｂは回路基板３を印刷部Ｃから回路基板搬出部の位置まで搬送する。その後、回路基板搬出部はテーブル部Ｂから回路基板３を取り出して、図示しない搬送出口に回路基板３を搬出する。なお、印刷用スクリーン５をクリーニングする場合は、テーブル部Ｂを印刷用スクリーン５下面から待避させた後、クリーニング部Ｄのクリーナロールペーパー７を印刷用スクリーン５下面に摺接させながらスライドさせる。
上述の回路基板搬入部Ａ、回路基板搬出部、及びテーブル部Ｂは、一般的に広く用いられているローダ、アンローダ、及び４軸ステージを用いることができる。
【００３９】
図２にテーブル部Ｂ及び印刷部Ｃを一部断面で表示した斜視図を示した。テーブル部Ｂは、回路基板３を狭持部材９により挟み込んで固定すると共に、回路基板３が固定された基板載置台１０が図に示すＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向にモータ制御により移動・回転可能としている。この構成によれば、狭持部材９により基板載置台１０上に固定された回路基板３が印刷用スクリーン５の下側に配置された状態で、印刷用スクリーン５の上側で一対のスキージ１２ａ，１２ｂを図中矢印で示す両印刷方向ａ，ｂに移動することで、回路基板３に半田ペーストを印刷する。なお、各スキージ１２ａ，１２ｂは、通常は上昇位置で待機させており、ａ方向印刷時にはスキージ１２ａを下降させて使用し、ｂ方向印刷時にはスキージ１２ｂを下降させて使用する。
【００４０】
また、図３にクリーニング部Ｄの動作を説明する概略平面図を示した。印刷用スクリーン５の下面側に配置されたクリーニング部Ｄは、クリーナロールペーパー７が巻回保持されたロール１６を一方の側に軸支させ、このロールから引き出されたクリーナロールペーパー７を他方の側のロール１８に係止させて巻き取る。このロール１６とロール１８との間には、クリーナロールペーパー７を２本の平行軸により上方へ突出させて支持するクリーニング当接部２０（図１参照）が形成されている。クリーニング部Ｄは、図示しない制御装置にクリーニング指令が入力されたときに、印刷用スクリーン５側にスライドされ、クリーニング当接部２０を印刷用スクリーン５下面に摺接させながら図中矢印ｃ方向に移動する。これにより、印刷用スクリーン５下面の余分なクリーム半田が拭き取られ、表面の汚れが除去され、且つスクリーン開口孔に詰まりのない印刷用スクリーン５が得られる。
【００４１】
上記構成のクリーム半田印刷装置１００によりクリーム半田を所定のパターンで印刷して搬出部から搬出された回路基板３は、基板搬送方向後段に配置されたクリーム半田印刷検査装置によって、その半田印刷状態が監視される。
【００４２】
本発明は、クリーム半田印刷装置１００によるクリーム半田印刷工程に異常が発生した場合、その前工程に異常情報を通知することを特徴としている。この構成によれば、印刷異常が発生した場合に前工程がそのままの生産条件で生産が継続されることを防止できる。
【００４３】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置を説明する。図４にクリーム半田印刷検査装置の概念的な構成図を示した。
クリーム半田印刷検査装置２００は、クリーム半田の印刷された回路基板３に光を照射する例えば２本平行配置された陰極管等からなる照明手段３０と、回路基板３からの反射光を受光する例えばカラーラインセンサからなる撮像手段３２と、この撮像手段３２を回路基板３に対して所定の速度で相対移動させて回路基板３全面の画像データを得るＸ−Ｙステージ等の移動手段３４と、撮像された画像データからクリーム半田の領域を抽出する画像処理手段３６と、抽出されたクリーム半田の領域の面積値、中央位置、ブリッジ幅等を計測する画像計測手段３８と、この計測結果に基づいてクリーム半田の印刷異常の発生を判断する異常判定手段４０と、この異常判定手段４０による印刷異常の発生状況に応じて、クリーム半田印刷装置１００の印刷工程の異常を検出し、異常が検出されたときにクリーム半田印刷装置１００に異常情報を通知して、印刷異常となる回路基板の印刷動作を停止させる異常時制御手段４２とを主要な構成要素として備えている。
【００４４】
上記構成のクリーム半田印刷検査装置２００は、図５にクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示すように、クリーム半田印刷装置１００の基板搬送方向後段に配置される。このクリーム半田印刷検査装置２００による本実施形態の印刷検査工程を、図６に印刷検査工程の手順を示したフローチャートを用いて説明する。
クリーム半田印刷検査装置２００は、まず、クリーム半田印刷装置１００から搬出されたクリーム半田の印刷された回路基板３を受け取り、検査装置２００内に搬入する（ステップ１０、以降はＳ１０と略記する）。搬入した回路基板３を照明手段３０により上方から照明して、撮像手段３２を移動手段３４によって回路基板３に対して相対移動させながら、回路基板３全体を撮像する（Ｓ１１）。これにより、回路基板３表面のカラー画像データを得る。
【００４５】
次に、得られたカラー画像データを画像処理手段３６によって、例えば特定色に対する抽出処理を行い、クリーム半田塗布領域を顕在化させ、更に２値化処理することでクリーム半田塗布領域を抽出する。そして、抽出されたクリーム半田塗布領域に対して、画像計測手段３８によってその面積値、中心位置、ブリッジ幅等を計測する（Ｓ１２）。
【００４６】
異常判定手段４０によって、得られた画像計測結果を正常な印刷状態における値、あるいは予め設定された良品限界値と比較して、回路基板３にクリーム半田印刷異常が生じたかを判断する（Ｓ１３）。ここで、印刷異常としては、クリーム半田の供給不足や印刷用スクリーン５の目詰まり等による「かすれ」、クリーム半田の供給過剰や印刷用スクリーン５の汚れ等による「にじみ」、印刷用スクリーン５と回路基板３との位置合わせ精度の低下による「ずれ」、クリーム半田の供給過剰や印刷用スクリーン５の破損等により隣接ランドと接合する「ブリッジ」等が挙げられる。
【００４７】
印刷異常が発生していないと判断されたときは、回路基板３をクリーム半田印刷検査装置２００から搬出して（Ｓ１４）、後段のＮＧストッカ３００を通過させて次工程へ印刷良品基板として搬送する。
一方、印刷異常が発生したと判断されたときは、異常時制御手段４２によって印刷異常の回路基板の発生数をカウントして（Ｓ１５）、このカウントされた印刷異常基板の発生数が予め設定された所定の基準回数Ｎ以上となったときに、クリーム半田印刷検査装置２００への新たな回路基板３のローディングを中止して（Ｓ１６）、装置異常の信号を表示する等の異常情報通知を行い（Ｓ１７）、装置を停止させる（Ｓ１８）。そして、異常判定を受けた回路基板３はＮＧストッカ３００に収容される（Ｓ１９）。また、印刷異常基板の発生数が基準回数Ｎに達しないときは、異常判定を受けた回路基板３をＮＧストッカ３００に収容して（Ｓ１６）次の回路基板３の搬入待ちとなる。
【００４８】
ここで、上記印刷異常基板の発生数とは、連続して印刷異常基板が発生したときの連続発生回数としてもよく、印刷異常基板の発生頻度（断続的に発生する場合も含めて）から判断するために、印刷異常基板の総発生回数としてもよい。
【００４９】
このように、本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００によれば、印刷異常の発生を検出したときに、クリーム半田印刷検査装置２００が停止することにより、前工程がそのままの条件で生産が継続されることがなくなり、連続して印刷異常の回路基板を生産することが未然に防止できる。これにより、生産ラインにおける生産性が低下することを防止でき、製品の良品率を向上できる。
【００５０】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第２実施形態を説明する。図７に本実施形態におけるクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示した。
本実施形態においては、前述の第１実施形態と同じ装置構成であって、印刷異常基板の発生数と比較する基準回数Ｎを、異常判定手段４０に予め記憶させた装置異常判定倍率Ｇを乗じた値に設定している。このように基準回数Ｎを基の基準回数Ｎに倍率Ｇを乗じて設定することにより、印刷異常基板が連続して発生する前工程の突発的な致命的生産異常が発生した場合に、より確実に装置を停止させて印刷異常の回路基板の生産を防止できる。なお、この場合の印刷異常基板の発生回数は、連続して印刷異常基板が発生したときの連続発生回数を用いる。
【００５１】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第３実施形態を説明する。図８に本実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図を示した。
本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００は、回路基板の印刷異常発生を検出して、前述の第１、第２実施形態で説明した装置の停止条件が成立したときに、前工程のクリーム半田印刷装置１００に装置停止要求信号を送信する。この装置停止要求信号がクリーム半田印刷装置１００に入力されると、クリーム半田印刷装置１００は、印刷工程を割り込み処理により停止させ、印刷異常を生じさせる回路基板の生産を停止する。
【００５２】
このように、印刷異常が発生した場合に、前工程へ装置停止信号を直接的に出力することにより、瞬時に前工程の生産を停止することが可能となり、印刷異常となる回路基板を無駄に生産することが防止される。
なお、この装置停止信号は、異常判定手段４０からの異常情報通知信号と共に出力させることができ、例えば１ビットの信号を追加することで容易に実現できる。
【００５３】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第４実施形態を説明する。図９に本実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する説明図を示した。
本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００は、画像計測手段３８により、クリーム半田の「かすれ」「にじみ」「ブリッジ」の少なくともいずれか１つを検出したときに、クリーム半田印刷装置１００にクリーニング要求信号を送信する。このクリーニング要求信号がクリーム半田印刷装置１００に入力されると、クリーム半田印刷装置１００は、印刷工程を割り込み処理により停止させ、クリーニング部Ｄを動作させて、印刷用スクリーン５のクリーニングを行う。
【００５４】
このように、印刷工程を割り込み処理により停止させ、印刷用スクリーン５のクリーニングを行うことにより、印刷異常の発生原因となる印刷用スクリーン５の汚れが除去されて、良好な印刷状態となるように印刷装置を復帰させることができる。また、印刷結果によらずに任意に設定されたサイクルで印刷用スクリーンのクリーニングを行う場合と比較して、クリーニングが必要となった時点までクリーニングを行うことがないため、印刷用スクリーンを無駄にクリーニングしたり、必要とする時期にクリーニングが行なわれなかったりすることを防止でき、タクトアップが図れ、生産ラインの生産性を向上させることができる。
【００５５】
次に、本発明に係るクリーム半田印刷検査装置の第５実施形態を説明する。図１０に本実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する説明図を示した。
本実施形態のクリーム半田印刷検査装置２００は、画像計測手段３８により、クリーム半田の「ずれ」を検出したときに、クリーム半田印刷装置１００に位置補正要求信号を送信する。この位置補正要求信号がクリーム半田印刷装置１００に入力されると、クリーム半田印刷装置１００は、印刷工程を割り込み処理により停止し、印刷用スクリーン５の位置合わせ用のターゲットマーク認識を再実施する。
【００５６】
このように、印刷工程を割り込み処理により停止させ、再度印刷用スクリーン５の位置合わせを行うことにより、印刷異常の発生原因となる印刷用スクリーン５の印刷位置のずれが補正されて、良好な印刷状態となるように印刷装置を復帰させることができる。これにより、生産ラインの生産性を向上させることができる。
なお、本発明は印刷・塗布する場合を前提にしており、上記発明の実施の形態では主としてクリーム半田を印刷する場合として説明したが、代表的に印刷の文言を使用したものであって、当然に塗布の場合も含まれる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のクリーム半田印刷検査方法及び印刷検査装置並びに印刷装置とその方法によれば、クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出したときに、クリーム半田印刷装置に異常情報を通知することにより、クリーム半田印刷装置に印刷工程の停止等の要求を行うことができ、また、異常を検出したときにクリーム半田の印刷状態の監視を停止することにより、クリーム半田印刷検査装置に新たに回路基板が搬入されることがなくなり、生産工程が一旦停止される。このため、印刷異常が生じた後に印刷異常となる回路基板を無駄に連続生産することが防止でき、生産性を向上させて良品率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリーム半田印刷装置の一部を切り欠いて概略構成を示した斜視図である。
【図２】テーブル部及び印刷部を一部断面で表示した斜視図である。
【図３】クリーニング部の動作を説明する概略平面図である。
【図４】クリーム半田印刷検査装置の概念的な構成図である。
【図５】本発明に係るクリーム半田の印刷検査装置を含む生産ラインを示す図である。
【図６】本発明に係るクリーム半田の印刷検査方法における印刷検査工程の手順を示したフローチャートである。
【図７】第２実施形態におけるクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示す図である。
【図８】第３実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図である。
【図９】第４実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図である。
【図１０】第５実施形態によるクリーム半田印刷装置への異常情報の通知を説明する図である。
【図１１】従来のクリーム半田印刷検査装置を含む生産ラインを示す図である。
【符号の説明】
３ 回路基板
５ 印刷用スクリーン
７ クリーナロールペーパー
１２ａ，１２ｂ スキージ
３０ 照明手段
３２ 撮像手段
３４ 移動手段
３６ 画像処理手段
３８ 画像計測手段
４０ 異常判定手段
４２ 異常時制御手段
１００ クリーム半田印刷装置
２００ クリーム半田印刷検査装置
２００ 検査装置
３００ ＮＧストッカ
Ｃ 印刷部
Ｄ クリーニング部
Ｇ 装置異常判定倍率
Ｎ 基準回数
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