JP2005017123A

JP2005017123A - 検査装置及び検査方法

Info

Publication number: JP2005017123A
Application number: JP2003182687A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Yamamoto; 展大山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】本発明は、光源の状態に応じて検査の比較対象となる値を補正することにより適正にかつ安定した検査が可能な検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】光量検査装置７は、製造装置１００の各検査装置から入力される光源の状態に基づいて各光源が交換時期であるか、検査の比較対象である基準値（あるいは測定値自体）の補正が必要であるかを判断する。ここで、交換時期だと判断したらＰＣ８へその旨通知し、補正が必要と判断したら測定値に基づいて補正値を算出し、ＰＣ８へ提供する。ＰＣ８は、光量検査装置７より入力された補正値を用いて基準値（あるいは測定値）を適宜調整した後に、基準値と測定値とを比較することによって、各種検査を行うものである。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較して上記配線基板を検査する検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント基板に電子部品を実装する製造装置において用いられている照明の経時変化をチェックし、光源の解像度が足りない場合に、どの程度光量を上げれば求める画像認識に丁度良いかを推測し、光源装置の明るさを自動的に調光したり、照明の寿命を検知する装置が開発されてきている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１７８９９号公報（図４、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では、光源の老朽化により光源の明るさを上げられなくなった場合には、直ちに照明寿命であると判断されるようになっている。したがって、光源の明るさの調整にのみとどまっており、他の条件の調整については全く考えられていない。また光源の明るさを調整する場合には、調整のためのシステムを構築したり、この調整のためのシステムにトラブルが生じたりと、装置全体に影響が出て安定した検査を行うことが難しかった。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、光源の状態に応じて検査の比較対象となる値を補正することにより適正にかつ安定した検査が可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の検査装置は、光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することによって上記配線基板を検査する検査装置において、上記光源の状態を測定する測定手段と、この測定手段によって測定された光源の状態に応じて上記基準値を変更するための補正量を決定する決定手段と、上記基準値に対して上記決定手段によって決定された補正量を加味して上記測定値との比較を実行するよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の検査方法は、光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することによって上記配線基板を検査する検査方法において、上記光源の状態を測定するステップと、この測定ステップによって測定された光源の状態に応じて上記基準値を変更するための補正量を決定するステップと、上記基準値に対して上記決定ステップによって決定された補正量を加味して上記測定値との比較を実行するよう制御するステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る光源検査装置を含むプリント回路基板の製造装置１００の工程の構成を示す図である。
【０００９】
図１に示す製造装置１００は、ライン上にはんだ印刷装置１を備えた第１の工程１１と、印刷検査装置２を備えた第２の工程１２と、部品搭載装置３を備えた第３の工程１３と、位置検査装置４を備えた第４の工程１４と、はんだ硬化炉５を備えた第５の工程１５と、外観検査装置６を備えた第６の工程１６と、更に光量検査装置７を備えた第７の工程１７とを有している。
【００１０】
そして、第１乃至第７の工程１１〜１７には、処理装置としてのＰＣ８が接続されている。尚、本実施例は、全工程の処理を１台のパーソナルコンピュータ（以下ＰＣ）で実行する構成であるが、これに限らず、各工程毎にＰＣを独立して配置し、各ＰＣを統括したＰＣを更に配置させた構成とすることも可能である。
【００１１】
第１の工程１１のはんだ印刷装置１は、図示せぬ基板供給装置より供給された配線基板の各接続用電極上に、配線基板接続材料としてのはんだペーストを印刷マスクを用いて印刷法により、夫々印刷して塗布する作業を行うものである。尚、接続材料ははんだに限らず、他の接続材料も対象とすることができる。
【００１２】
第２の工程１２の印刷検査装置２は、はんだの印刷状態を検査するためにはんだ印刷装置１の後段に設けられ、はんだが塗布された配線基板に対して、光源より光を照射して撮像部によって印刷状態を撮影し、接続されたＰＣ８へ画像データを出力する作業を行うものである。また、印刷検査装置２は、配線基板を検査していないタイミングで、使用している光源の状態（例えば光量や光量）を測定し、接続された光量検査装置７へと出力する作業を行うものでもある。
【００１３】
第３の工程１３の部品搭載装置３は、印刷検査装置２の後段に設けられ、配線基板に搭載する回路部品を配線基板の表面上の搭載位置に、その回路部品が有する接続用電極又はピンを配線基板の接続用電極に対向するよう配置させ、塗布されたはんだにのせ、回路部品を配線基板に搭載する作業を行うものである。
【００１４】
第４の工程１４の位置検査装置４は、はんだ硬化前の回路部品の搭載状態を検査するために部品搭載装置３の後段に設けられ、回路部品が搭載された配線基板に対して、光源より光を照射して撮像部によって印刷状態を撮影し、接続されたＰＣ８へ画像データを出力する作業を行うものである。また、位置検査装置４は、配線基板を検査していないタイミングで、使用している光源の状態（例えば光量や光量）を測定し、接続された光量検査装置７へと出力する作業を行うものでもある。
【００１５】
第５の工程１５のはんだ硬化炉５は、位置検査装置４の後段に設けられ、配線基板に回路部品を搭載した状態ではんだを硬化させて、回路部品の接続用電極またはピンをはんだによって接続用電極に固着して回路部品を配線基板に装着する作業を行うものである。
【００１６】
第６の工程１６の外観検査装置６は、はんだ硬化後の回路部品の搭載状態を検査するためにはんだ硬化炉５の後段に設けられ、回路部品を搭載した状態ではんだが硬化された配線基板に対して、光源より光を照射して撮像部によって印刷状態を撮影し、接続されたＰＣ８へ画像データを出力する作業を行うものである。また、外観検査装置６は、配線基板を検査していないタイミングで、使用している光源の状態（例えば光量や光量）を測定し、接続された光量検査装置７へと出力する作業を行うものでもある。
【００１７】
尚、印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６に用いられる光源及び撮像部に関し、光源としてはＬＥＤ、レーザあるいはカラー照明等が、撮像部としてはカメラ、ＣＣＤあるいはラインスキャナ等が考えられる。本実施例では、光源から光を照射して検査対象を撮影し画像データをＰＣ８へ出力する検査方法を用いて説明するが、これに限らず、光源を用いた検査方法であれば、どのような検査方法に対しても本発明は適用できる。
【００１８】
第７の工程１７の光量検査装置７は、印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６から入力される光源状態の測定値をメモリ７ａに蓄積し、この光源状態の測定値に基づいて各光源が交換時期であるかを判断し、交換時期であると判断した場合、ＰＣ８へその旨通知する作業を行うものである。
【００１９】
また、光量検査装置７は、その測定値に応じて、後述するように、印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６による検査時に用いる測定値あるいは基準値を補正するための補正値を算出し、ＰＣ８へ提供する作業を行うものである。この結果、光源の老朽化による測定結果の変化を、その光源を用いた検査装置２，４，６自体にフィードバックさせることが可能となる。
【００２０】
尚、本実施例では、光量検査装置７は、光源状態の測定値に応じて、検査時に用いる基準値を補正するための補正値を算出して、ＰＣ８へ提供するものとして説明するが、これに限らず、検査時に用いられる測定値を補正する補正値を算出しても良い。
【００２１】
ＰＣ８は、印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６から出力された画像データに基づいて予め設定された検査項目における測定値を算出し、この測定値と基準値とを比較することによって各種検査を行うものである。
【００２２】
即ち、ＰＣ８では、印刷検査装置２で撮像された画像データから、例えば印刷位置（Ｘ座標、Ｙ座標）、印刷体積あるいは印刷形状等の検査項目に関係する測定値を算出し、位置ずれ、にじみ、かすれ、突起等を検査する。
【００２３】
また、ＰＣ８では、位置検査装置４で撮像された画像データから、例えば搭載された部品の位置（Ｘ座標、Ｙ座標）や高さ等の検査項目に関係する測定値を算出し、はんだ硬化前における回路部品の搭載状態（ずれ、はんだ量等）を検査する。
【００２４】
また、ＰＣ８では、外観検査装置６で撮像された画像データから、例えば部品搭載の位置（Ｘ座標、Ｙ座標）や高さ、反射角度等の検査項目に関係する測定値を算出し、はんだ硬化後の回路部品の搭載状態（ずれ、はんだ量、浮き、パターン等）を検査する。
【００２５】
更に、ＰＣ８では、光量検査装置７より入力された補正値を用いて適宜調整する作業を行いながら、印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６からの測定値と基準値（補正値により調整済み）とを比較して、印刷／位置／外観等の検査合否を判定する作業を行うものである。
【００２６】
図２及び図３を用いて、検査装置（印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６）に用いられる光源の状態に応じた補正量の決定処理について説明する。図２は、左縦軸を光量、右縦軸を光源状態の測定値及び基準値、横軸を時間で表した光源の標準的な経時変化と、基準値の変動を示すグラフ図である。
【００２７】
尚、本実施例では、例として光源の状態（光量など）に影響されて変化してしまう２種類に検査項目に夫々用いる２つの基準値Ｙ、Ｚを挙げて説明するが、これに限らず、各検査装置の検査内容に対応した基準値毎に補正量をメモリ７ａに格納していても良い。
【００２８】
また、検査装置（印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６）からの測定値は、検査内容に応じて、測定した値をそのまま使用してもよく、また、測定した値の特性をあらわすパラメータに変換した値であっても良い。本実施例では、どのような値であるかは特定せずに説明する。
【００２９】
図２に示すように、各検査装置２、４、６による光源の状態、例えば光量の経時変化を、その変化の特徴に応じて、例えば４段階に区分している。そして、この光源の変化に伴って、比較対照である基準値Ｙ、Ｚも変動している。
【００３０】
従って、本実施例では、光源状態の区分に伴って、特に光量（光の強さ）によって変化する基準値Ｙ、Ｚが常に適正な値となるよう、図３に示すような、予め設定された補正値によって補正されるようになっている。
【００３１】
ＰＣ８においては、基準値Ｙは、初期値Ｙ１と補正値ＡとからなるＹ＝Ｙ１＋Ａからなる値で、画像データからのある測定値と比較される。また、基準値Ｚは、初期値Ｚ１と補正値ＢとからなるＺ＝Ｚ１＋Ｂからなる値で画像データからの別の測定値と比較される。
【００３２】
この補正値Ａ、Ｂは、図２に示す区分に対応して予め決められ、光量検査装置７のメモリ７ａに格納されている。例えば、図３に示すように、検査装置によって測定された光量がＸ１以上である場合には、光源が劣化していない状態である区分１に該当し、基準値Ｙ、Ｚに対して補正は不要である。従って、メモリ７ａには補正値ａ１、ｂ１としてａ１＝ｂ１＝０が格納されている。
【００３３】
検査装置によって測定された光量がＸ１より小さくＸ２以上である場合には、光源が多少劣化しているが交換する（検査ができない）程ではない状態である区分２に該当し、基準値Ｙ、Ｚに対して補正を行う必要がある。従って、メモリ７ａには補正値ａ２、ｂ２としてａ１＜ａ２、ｂ１＜ｂ２となる数値が格納されている。
【００３４】
検査装置によって測定された光量がＸ２より小さくＸ３以上である場合には、光源が劣化しているが交換する（検査ができない）程ではない状態である区分３に該当し、基準値Ｙ、Ｚに対してより補正を行う必要がある。従って、メモリ７ａには補正値ａ２、ｂ２としてａ１＜ａ２、ｂ１＜ｂ２となる数値が格納されている。
【００３５】
検査装置によって測定された光量がＸ３よりも小さい場合には、光源が劣化し交換が必要な状態である区分４に該当し、光源の交換のため、製造装置１００を停止する通知を出すよう設定されている。
【００３６】
従って、光量検査装置７においては、各検査装置からの測定値に基づいて、対応する基準値Ｙ、Ｚの補正値Ａ、Ｂ、あるいは各光源が交換時期であるかを判断し、その判断結果をＰＣ８へ提供する。
【００３７】
ＰＣ８では、光量検査装置７より入力された基準値の補正値Ａ、Ｂを、基準値の初期値Ｙ１、Ｚ１に加算した基準値Ｙ（＝Ｙ１＋Ａ）、Ｚ（＝Ｚ１＋Ｂ）を用いて各検査装置２、４、６による検査合否を判定する。また、光源の交換時期である旨通知を受けると、製造装置１００の動作を停止するよう制御する。
【００３８】
次に、図４及び図５を用いて、図１における印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６による検査方法を説明する。図４は印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６における光源測定処理を説明するフローチャート図である。図５は、光量検査装置における補正量の決定処理を説明するフローチャート図である。
【００３９】
尚、図４に示すフローチャート図は、印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６のいずれにも適用できるものである。従って、印刷検査装置２、位置検査装置４及び外観検査装置６を総称した検査装置として以下説明する。
【００４０】
まず、図４に示すように、検査装置において、前の工程から搬送された基板に対して、光源より光が照射され、撮像部によって撮影され、この画像データに基づいて予め設定された測定が実施される。そして、この測定値を予め設定された基準値と比較することにより、（印刷あるいは位置あるいは外観）検査が行われる（ステップＳＴ１０）。この検査が終了すると（ステップＳＴ１１）、検査装置は基板検査が終了したタイミングで光源の状態を測定する（ステップＳＴ１２）。
【００４１】
ＳＴ１２により図示せぬセンサを用いて光源の状態が測定されると、検査装置は、この光源状態の測定結果を光量検査装置７へと出力する（ステップＳＴ１３）。この際、本実施例では、検査装置は、測定結果にいずれの検査装置によるものかを識別するための情報を付与して出力するようにする。
【００４２】
そして、製造装置１００の動作が終了でなければ（ステップＳＴ１４のＮｏ）、検査装置はＳＴ１１の処理に戻り、一連の処理を再び実行する。また、製造装置１００の動作終了に伴う制御信号を受信すると、検査装置は、一連の動作を終了する（ステップＳＴ１４のＹｅｓ）。
【００４３】
次に、図５に示すように、光量検査装置７において、図４に示すような各検査装置から出力された測定結果を受信すると（ステップＳＴ２１）、光量検査装置７は、受信した測定結果に付随する情報から、印刷検査装置２、位置検査装置４及び外観検査装置６のうち、いずれの検査装置における光源状態の測定結果かを判別する（ステップＳＴ２２）。
【００４４】
そして、光量検査装置７は、測定結果が判別した検査装置の光源に対応してメモリ７ａに設定されたいずれの区分に該当するか判断することにより、光源交換が必要な状態であるか、基準値補正が必要であるかを判断する（ステップＳＴ２３）。
【００４５】
ＳＴ２３の判断の結果、光源状態の測定値は区分４に該当し、光源の交換（即ち正しい検査が不可能なので製造装置１００の停止）が必要と判断されると（ステップＳＴ２４のＹｅｓ）、光量検査装置７はＰＣ８に対して、製造装置１００を停止する通知を出力する。この結果、ＰＣ８は製造装置１００全体を停止させて（ステップＳＴ２５）、支障のある光源の検査、点検の処理へと進む。
【００４６】
ＳＴ２３の判断の結果、光源状態の測定値は区分１に該当し、光源を交換する必要も、基準値補正の必要もないと判断されると（ステップＳＴ２４のＮｏ、ＳＴ２６のＹｅｓ）、ＳＴ２９へと進み、製造装置１００の動作の終了指示が出ていなければ（ステップＳＴ２９のＮｏ）、光量検査装置７は、ＳＴ２１の処理に戻り、一連の処理を再び実行する。製造装置１００の動作を終了するため、動作を停止する旨の制御信号を受信すると、光量検査装置７は、一連の動作を終了する（ステップＳＴ２９のＹｅｓ）。
【００４７】
ＳＴ２３の判断の結果、例えば光源状態の測定値は区分２に該当し、光源を交換する程ではないが基準値の補正が必要であると判断されると（ステップＳＴ２４のＮｏ、ＳＴ２６のＮｏ）、光量検査装置７は、区分２に対応した基準値の補正値をメモリ７ａから読み出し（ステップＳＴ２７）、ＰＣ８へと通知する（ステップＳＴ２８）。
【００４８】
そして、ＳＴ２９へと進み、製造装置１００の動作の終了指示が出ていなければ（ステップＳＴ２９のＮｏ）、光量検査装置７は、ＳＴ２１の処理に戻り、一連の処理を再び実行する。製造装置１００の動作を終了するため、動作を停止する旨の制御信号を受信すると、光量検査装置７は、一連の動作を終了する（ステップＳＴ２９のＹｅｓ）。
【００４９】
以上の通り、製造装置の動作をむやみに停止することは稼働率を低下させ、生産性を悪くする。本実施例では、光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することで配線基板を検査する検査装置にあって、光源の状態が故障に至らない程度の劣化の場合には、
検査における比較対照である測定値あるいは基準値を補正することにより光源状態の低下を補い、光源の交換時期を予測することにより、突然の光源の故障による製造装置の停止を防ぐことが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源の状態に応じて検査の比較対象となる値を補正することにより適正にかつ安定した検査ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光源検査装置を含むプリント回路基板の製造装置１００の工程の構成を示す図。
【図２】光源の標準的な時経変化を示すグラフ図。
【図３】基準値の補正値について説明するための図。
【図４】印刷検査装置２や、位置検査装置４や、外観検査装置６における光源測定処理を説明するフローチャート図。
【図５】光量検査装置及びＰＣ８における光源検査方法を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
１印刷装置
２印刷検査装置
３部品搭載装置
４位置検査装置
５はんだ硬化炉
６外観検査装置
７光量検査装置
７ａメモリ
８ＰＣ
１００製造装置

Claims

光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することによって上記配線基板を検査する検査装置において、
上記光源の状態を測定する測定手段と、
この測定手段によって測定された光源の状態に応じて上記基準値を変更するための補正量を決定する決定手段と、
上記基準値に対して上記決定手段によって決定された補正量を加味して上記測定値との比較を実行するよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とする検査装置。
光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することによって上記配線基板を検査する検査装置において、
上記光源の状態を測定する測定手段と、
この測定手段によって測定された光源の状態に応じて上記測定値を変更するための補正量を決定する決定手段と、
上記測定値に対して上記決定手段によって決定された補正量を加味して上記基準値値との比較を実行するよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とする検査装置。
上記光源の状態に応じて上記決定手段によって決定される上記補正量を段階的に複数予め記憶している記憶手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか記載の検査装置。
光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することによって上記配線基板を検査する検査方法において、
上記光源の状態を測定するステップと、
この測定ステップによって測定された光源の状態に応じて上記基準値を変更するための補正量を決定するステップと、
上記基準値に対して上記決定ステップによって決定された補正量を加味して上記測定値との比較を実行するよう制御するステップと、
を有することを特徴とする検査方法。
光源を用いて電子部品が実装される配線基板に対して予め設定された測定を実施し、この測定値を予め設定された基準値と比較することによって上記配線基板を検査する検査方法において、
上記光源の状態を測定するステップと、
この測定ステップによって測定された光源の状態に応じて上記測定値を変更するための補正量を決定するステップと、
上記測定値に対して上記決定ステップによって決定された補正量を加味して上記基準値値との比較を実行するよう制御するステップと、
を有することを特徴とする検査方法。