JP2005114553A - 基板の品質検査方法および基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の品質検査を精度高く行う。
【解決手段】情報処理装置２０に、温度検出装置１が撮像した基板１００の温度分布を示す画像データを取得する手段を設ける。そして、情報処理装置２０に、基板の寸法、実装部品の寸法、および温度検出装置１が撮像できる該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を用いて、基板１００を少なくとも１以上の測定エリアに分割させ、基板１００の通電した際の実装部品毎の許容温度を設定させ、基板１００を通電させた上で、温度検出装置１に測定エリア毎の温度分布を測定させ、その測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得させる。さらに、情報処理装置２０に、取得した測定エリア毎の温度分布を示す画像データを用いて測定エリア毎に実装部品毎の温度を推定させ、推定した実装部品の温度および設定した許容温度を用いて、基板が不良品か否かを判定させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣやトランジスタ等の電子部品が実装された基板の品質検査の技術に関する。

ＩＣやトランジスタ等の電子部品が実装されている基板（以下のおいて単に「基板」という）の品質検査の方法には、基板の実装部品の電極に検査ピンをあて、抵抗値を求めるものがある。しかし、この検査方法は、検査ピンの接触不良による検査のばらつきが生じるという問題を有している。また、実装部品の小型化や、基板の高集積化に伴い、上記検査方法では、検査ピンをあてるスペースが確保できないという問題が生じている。さらに、上記検査方法は、基板の設計変更のたびに、検査ピンの位置をセットし直す必要がある。

従来の基板の品質検査には、基板の通電前後のスルーホールの温度を非接触温度センサで測定し、その測定したスルーホールの温度上昇からスルーホールの抵抗値を推定するものがある（例えば特許文献１）。この方法によれば、検査ピンを被検査部分に接触させる必要がないため、検査ピンの接触不良により発生する検査のばらつきを防ぐことができる。また、この方法によれば、検査ピンをあてるスペースを確保する必要がない。

特開平６−３４７５００号公報

上記特許文献１の基板の検査方法は、スルーホールの抵抗値の検査のような、基板の小径部分にスポットを当てた検査には適している。しかしながら、基板全体を検査する場合には、以下の問題がある。基板上には複数の電子部品が実装されているため、上記特許文献１のように部品毎に温度上昇を測定した場合、品質検査のための時間がかかり過ぎ、結果的に基板の生産性を低下させてしまう。

また、非接触温度センサを用いて、基板に実装された複数の電子部品の温度を一度に測定する検査方法も考えられる。しかしながら、一般的な性能の非接触温度センサを用いて基板全体の温度を測定した場合、小型の実装部品の温度を個々に識別することは出来ない場合がある。なお、基板に実装された複数の電子部品の温度を個々に識別することができる温度測定装置を開発することも考えられるが、その場合、装置のコストが高額となるため、結果的に基板の生産コストを上昇させてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、安価なシステムにより、電子部品が実装されている基板の品質検査を精度高くできるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様の基板の品質検査方法は、基板の温度分布を撮像して、該基板の温度分布を示す画像データを出力する温度検出器を用いた、基板の品質検査方法であって、基板の寸法、該基板の実装部品の寸法、および該実装部品の位置データを少なくとも含む基板データと、前記温度検出器が撮像できる該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータとを用いて、前記基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割するステップと、正常な品質を有する前記基板の通電した際の実装部品毎の許容温度を設定するステップと、検査対象の基板を通電させた上で、前記温度検出器に、該基板の前記測定エリア毎の温度分布を撮像させ、該測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップと、前記取得した測定エリア毎の温度分布を示す画像データおよび前記基板データを用いて、前記基板の測定エリア毎に実装部品毎の温度を推定するステップと、前記推定した実装部品毎の温度および前記設定した実装部品毎の許容温度を用いて、該基板が不良品か否かの判定するステップと、を行うようにする。

このように、本一態様では、検査する基板の寸法、該基板に実装される部品の寸法、および部品の位置のデータを少なくとも含む基板データと、該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータとを用いて、基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割し、該分割した測定エリア毎に基板の温度を測定するようにしている。なお、上記実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域とは、温度検出器の撮像画素数と撮像する実装部品の寸法との関係により求められるものである（同じ撮像画素数でも測定エリアを小さくすれば、小さい寸法の実装部品の温度分布を撮像することができるようになる）。このため、本一態様によれば、撮像画素数の低い安価な温度検出器を用いた場合でも、狭い測定エリアに分割して基板を測定することにより、実装部品毎の温度分布を撮像することが可能になる。

このように本発明によれば、高性能（高価）な非接触温度センサを用いることなく、安価なシステムで、小型の部品が実装された基板や高集積化した基板の通電検査を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

最初に本実施形態が適用された基板検査装置の概略について図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施形態が適用された基板検査装置の概略図である。図２は、本実施形態の基板検査装置で検査する基板を例示した図である。図３は、本実施形態の情報処理装置２０が有する温度判定ＴＢ２４のデータ構造の一例を模擬的に示したものである。

さて、図1に示すように、本実施形態の基板検査装置は、温度検出装置１と、温度検出装置１に接続線８を介し接続された情報処理装置２０とを有している。また、図示する例では、情報処理装置２０には、オペレータから各種データの入力を受付けるキーボードやマウス等の入力装置３０と、設定画面や検査結果を画像表示する液晶ディスプレイやＣＲＴ等の表示装置４０とが接続されている。そして、本実施形態の基板検査装置は、通電した基板の実装部品の温度を求めて、該求めた温度を用いて、基板の実装部品の中に不良があるか否かを判断するように構成されている。

温度検出装置１は、非接触温度センサ３と、非接触温度センサ３を保持するアーム６と、基板１００を載置する基板置台５と、を有する。基板置台５には、図２に例示するように、複数の部品（１１１a〜ｎ、１２１a〜ｎ、１３１a〜ｎ、１４１a〜ｎ、１５１a〜ｎ、１６１a〜ｎ）が実装された基板１００が載置される。なお、基板１００は、図示しない電極に接続されて通電された状態で検査されるものとする。

非接触温度センサ３は、検出部７およびレンズ部４を有している。検出部７は、通電された基板（基板および実装部品）から放射された赤外線を、レンズ部４を介して撮像する。そして、検出部７は、撮像した赤外線をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号から温度分布を示す画像データを生成し、該生成した画像データを、接続線８を介して情報処理装置２０に出力する。なお、本実施形態では、非接触温度センサ３の具体的な構成について特に限定しない。例えば、非接触温度センサ３には、赤外線を検知する２次元赤外線センサ（例えば、２次元ＩｎＳｂ（インジウム・アンチモン））と、検知した赤外線をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器と、変換したデジタル信号から温度分布を示す画像データを生成する処理を行うＣＰＵ（中央演算装置）等を有する一般的な赤外線サーモグラフィを用いることができる。

アーム６は、非接触温度センサ３を、図示するＸ―Ｙ方向に水平移動させる移動機構（図示しない）を有している。この移動機構は、後述する情報処理装置２０と図示しない制御線で接続されていて、情報処理装置２０からの制御信号によりその動作が制御される。そして、図示しない移動機構の動作により、非接触温度センサ３は、基板置台５に載置された基板１００の任意のエリアの温度分布を撮像することができる（撮像するエリアについては後述する）。なお、本実施形態では、図示しない移動機構により非接触温度センサ３をＸ―Ｙ方向に移動させる場合を例に説明するが、特にこれに限定するものではない。非接触温度センサ３が、基板１００の任意のエリアの温度分布を撮像することができるように構成されていればよい。例えば、基板置台５の上に、Ｘ―Ｙ方向に移動可能なＸ―Ｙテーブルを設け、非接触温度センサ３をアーム６の所定の位置に固定しておくようにしてもよい。このように構成しておけば、基板１００を載置した上記Ｘ―ＹテーブルをＸ―Ｙ方向に移動させることで、非接触温度センサ３は、基板１００の任意のエリアの温度分布を撮像することができる。

続いて、情報処理装置２０の構成について説明する。情報処理装置２０は、設定部２１、記憶部２２、制御部２６、判定部２７、およびＩ／Ｏ部２８を有する。

Ｉ／Ｏ部２８は、外部との情報の送受信を制御するように構成されている。例えば、Ｉ／Ｏ部２８は、温度検出装置１の検出部７が送信する温度分布を示す画像データを受信し、その受信した温度分布を示す画像データを後述する設定部２１や判定部２７に送信する。また、例えば、Ｉ／Ｏ部２８は、入力装置３０からの各種データを受信したり、表示装置４０に各種データを出力したりする。

記憶部２２は、基板情報ＴＢ２３（図示しない）、温度判定ＴＢ２４（図３参照）、および不良部品ＤＢ２５（図示しない）を有している。

基板情報ＴＢ２３には、温度検出装置１に撮像させる基板１００の測定エリアの分割（測定エリアの分割については後述する）を判断するためのデータが格納される。具体的には、基板情報ＴＢ２３には、検査する基板１００の寸法、基板１００に実装される各部品（１１１a〜ｎ、１２１a〜ｎ、１３１a〜ｎ、１４１a〜ｎ、１５１a〜ｎ、１６１a〜ｎ）の寸法、および各部品（１１１a〜ｎ、１２１a〜ｎ、１３１a〜ｎ、１４１a〜ｎ、１５１a〜ｎ、１６１a〜ｎ）の基板１００上での位置データを少なくとも含む基板データが格納される。また、基板情報ＴＢ２３には、非接触温度センサ３が実装部品のサイズ毎に該実装部品の温度分布を撮像することができるエリア（以下において「適正温度検出領域」という）を示すデータが格納される。この「適正温度検出領域」は、非接触温度センサ３の１画素あたりの撮像エリアが実装部品の寸法より小さくなるように設定されるもので、非接触温度センサ３の撮像画素数と実装部品の寸法との関係により定まる。

不良部品ＤＢ２５には、後述する判定部２７が異常であると判定した実装部品の部品名、基板上での位置、測定した温度データ等が格納される。

温度判定ＴＢ２４は、基板１００の品質を判断するためのデータを格納するテーブルであり、例えば、図３に示すように構成される。図示するように、温度判定ＴＢ２４は、エリア分割ＴＢ５０および許容温度ＴＢ６０を有する。エリア分割ＴＢ５０は、基板１００の測定エリアを示す、「エリア名」を格納するエントリ５１と、エントリ５１に格納された「エリア名」の「基板上での位置」を格納するエントリ５２と、エントリ５１に格納される「エリア名」が示す基板上の領域の温度分布の撮像を行う「通電開始からの時間」を格納するエントリ５３と、を有する。

許容温度ＴＢ６０には、測定エリア毎にそのエリア内に実装されている部品の品質を判断するためのデータが格納される。具体的には、許容温度ＴＢ６０は、測定エリアを示すエントリ６１と、その測定エリアの中に実装されている部品の部品名を格納するエントリ６２と、エントリ６２に格納された部品の基板上での位置を格納するエントリ６３と、エントリ６２に格納された部品名に対応する「許容温度」を格納するエントリ６４と、を有する
図１に戻り説明を続ける。設定部２１は、表示装置４０に検査対象の基板データを入力するための設定画面を表示し、オペレータが入力装置３０から入力する「基板データ」、および「実装部品毎の適正温度検出領域を示すデータ」をＩ／Ｏ部２８経由で受付ける。設定部２１は、受付けた「基板データ」および「実装部品毎の適正温度検出領域を示すデータ」を基板情報ＴＢ２３に格納する。

設定部２１は、基板情報ＴＢ２３に格納されたデータを利用して測定エリアの分割を行う（分割処理については後段で説明する）。例えば、設定部２１は、図２に示すように、基板１００を、６個の測定エリア（第１エリア１１０〜第６エリア１６０）に分割する。また、設定部２１は、測定エリアを分割した後、図３に示すエリア分割ＴＢ５０の各エントリ（５１、５２、５３）に対応するデータを格納する。さらに、設定部２１は、後述する制御部２６に温度検出装置１の動作を制御させ、正常な基板１００の上記エリア毎の温度分布を撮像させる。そして、設定部２１は、正常基板のエリア毎の温度分布を示す画像データを取得し、基板情報ＴＢ２３に格納している基板データと取得した温度分布を示す画像データとに基づいて、基板１００の実装部品毎の温度を推定する。設定部２１は、上記推定した実装部品毎の温度に所定の演算処理を施して実装部品毎の許容温度を算出する。なお、許容温度を算出するための上記所定の演算処理については、具体的に限定しない。例えば、推定した温度に所定率（例えば５％）
を乗じた値（例えば「５％」）を許容温度として算出するようにしてもよい（この場合、推定温度が「５０℃」であれば、許容温度は、「４７．５〜５２．５℃」と算出される）。また、例えば、推定した温度に所定値（例えば「５℃」）を増減した値を許容温度として算出するようにしてもよい（この場合、推定温度が「５０℃」であれば、許容温度は、「４５〜５５（５０±５）℃」と算出される）。さらに、許容温度の範囲については、部品毎に定めるようにしてもよい（この場合、部品毎の許容温度の範囲を示すデータの入力を受付けて基板情報ＴＢにそのデータを格納しておく）。設定部２１は、算出した部品毎の許容温度を、許容温度ＴＢ６０の各エントリ（６１、６２、６３、６４）に格納する。

制御部２６は、温度検出装置１の動作を制御するように構成されている。具体的には、温度検出装置１の移動機構を制御し、エリア分割ＴＢ５０のエントリ５３に格納されている通電開始からの時間に、該当するエリアの温度分布を被接触センサ３が撮像できるように該非接触温度センサ３を移動させる。

判定部２７は、制御部２６を介し、温度検出装置１に、検査対象の基板１００のエリア毎の温度分布を撮像させる（該当するエリアに対応するエントリ５３に格納されている通電開始からの時間経過後に撮像させる）。また、判定部２７は、撮像されたエリア毎の温度分布を示す画像データと、基板情報ＴＢ２３に格納されている基板データとを用いて、実装部品毎の温度を推定し、該推定したエリア毎に温度と、許容温度ＴＢ６０に格納された許容温度とを比較して、実装部品が正常か否かの判断を行う。

なお、本実施形態では、情報処理装置２０の具体的な構成については特に限定しない。例えば、情報処理装置２０には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）と、ＣＰＵが実行するプログラムやデータを一時的に記憶する主記憶装置と、上記機能を実現するためのプログラムが予め記憶されているハードディスク等の補助記憶装置と、温度検出装置１等の外部の装置とのデータの送受信の制御を行うインタフェースとを有する、一般的なコンピュータシステムを用いることができる。そして、上記各部（設定部２１、記憶部２２、制御部２６、判定部２７、およびＩ／Ｏ部２８）の機能は、上記ＣＰＵが、上記補助記憶装置に記憶されている各プログラム（設定プログラム、記憶プログラム、制御プログラム、判定プログラム、およびＩ／Ｏプログラム）を、上記主記憶装置にロードして実行することで実現することができる。また、上記記憶部２２が有する基板情報ＴＢ２２、温度判定ＴＢ２４、および不良部品ＤＢ２５は、上記主記憶装置或いは上記補助記憶装置が有する記憶領域に格納されていることとする。

続いて、本実施形態の基板品質検査の処理のフローについて図４〜図６を用いて説明する。図４は、本実施形態の基板品質検査の処理のフローを説明するための図である。図５は、通電された際の正常な基板１００に実装された部品の温度を説明するための図である。図６は、通電された際の検査対象の基板１００に実装された部品の温度を説明するための図である。

さて、図４に示すように、最初に、情報処理装置２０の設定部２１は、オペレータが入力装置３０から入力する検査対象の基板１００の「基板データ」および非接触温度センサ３の「実装部品毎の適正温度検出領域を示すデータ」の入力を受付け、該受付けた「基板データ」および「実装部品毎の適正温度検出領域を示すデータ」を記憶部２２が有する基板情報ＴＢ２３に格納し、Ｓ２の処理に進む（Ｓ１）。

Ｓ２では、設定部２１は、検査対象基板１００を少なくとも１以上の測定エリアに分割する処理を行う（Ｓ２）。具体的には、設定部２１は、基板情報ＴＢ２３に格納された実装部品の寸法を示すデータの中から「最小寸法」を選択する。設定部２１は、上記選択した最小寸法の部品の温度分布を撮像できる「適正温度検出領域」を、基板情報ＴＢ２３に格納された適正温度検出領域を示すデータから特定する。なお、設定部２１は、最小寸法の部品の温度分布を撮像できる適正温度検出領域を示すデータが、基板情報ＴＢ２３に複数格納されている場合、その中で最大寸法の適正温度検出領域を選択する。例えば、実装部品の最小寸法が「０．６ｍｍ×０．３ｍｍ」であり、その最小寸法（「０．６ｍｍ×０．３ｍｍ」）の部品を撮像できる「適正温度検出領域を示すデータ」として、「０．３ｍｍ×０．３ｍｍ」の部品を撮像できる適正温度検出領域「８５ｍｍ×８０ｍｍ」のデータと、「０．１ｍｍ×０．１ｍｍ」の部品を撮像できる適正温度検出領域「２５ｍｍ×２０ｍｍ」のデータとが基板情報ＴＢ２３に格納されていたとする。この場合には、設定部２１は、「８５ｍｍ×８０ｍｍ」および「２５ｍｍ×２０ｍｍ」の中から、寸法の大きい「８５ｍｍ×８０ｍｍ」を適正温度検出領域として選択する。

その後、設定部２１は、基板情報ＴＢ２３の基板１００の寸法と、上記特定した「適正温度検出領域」から測定エリアを分割し（基板１００の寸法を上記選択した「適正温度検出領域」で除算して測定エリアを分割する）、分割した測定エリア数「Ｋ（１以上の整数）」を保持しておく。

Ｓ２の処理の後、設定部２１は、Ｓ２で求めた測定エリアのデータを温度判定ＴＢ２４が有するエリア分割ＴＢ５０（図３参照）に設定する処理を行う（Ｓ３）。具体的にはエリア分割ＴＢ５０のエントリ５１にエリア名（図５参照）を格納し、エントリ５２にエントリ５１に格納されたエリア名が示すエリアを示す基板１００上の位置データを算出して格納する（Ｓ２の処理に用いた基板１００の寸法および「測定エリア」からエリアを示す位置データを算出する）。また、エントリ５３には、エントリ５１に格納したエリア毎に、デフォルトとして予め設定された通電開始からの時間を格納する。なお、エントリ５３に格納するデータについては、デフォルトの時間を用いる代わりに、オペレータからの入力を受付け、その受付けた時間を格納するようにしてもよい（この場合、オペレータが基板１００の特性を考慮した上で通電開始からの時間を設定することができる）。また、正常品の基板１００のエリア毎の温度分布を撮像する際に、エリア毎の撮像時間（通電開始からの時間）を測定し、その測定した時間を保持し、その時間をエントリ５３に格納するようにしてもよい。

Ｓ４では、設定部２１は、正常な基板１００の測定エリア毎の温度分布を取得し、温度判定ＴＢ２４が有する許容温度ＴＢ６０の設定を行う。具体的には、設定部２１は、Ｉ／Ｏ部２８を介して、正常な基板１００を温度検出装置１の基板置台５に載置することを促す案内画面を表示装置４０に表示する。設定部２１は、基板置台５に基板１００が載置されたことを検知した場合、制御部２６を介して、温度検出装置１に載置された基板１００の温度分布の撮像を行わせる。なお、本実施形態では、設定部２１の正常な基板１００が載置されたことを検知する具体的な手段については、特に限定しない。例えば、設定部２１は、オペレータが入力装置３０から入力する正常基板の設定完了を示すデータを受付けつけることで、基板置台５に正常な基板１００が載置されたことを検知するようにしてもよい（或いは、センサを利用して検知するようにしてもよい）。

ここで、制御部２６が温度検出装置１に行わせる基板１００の温度測定について、図５を用いて説明する。制御部２６は、タイマを有していて、基板１００に接続された電極（図示しない）が通電されてからの時間を測定する。制御部２６は、温度検出装置１の移動機構を動作させ、非接触温度センサ３を、図５に示す第１エリア１１０の温度分布を撮像できる位置まで移動させる。そして、制御部２６は、エリア分割ＴＢ５０のエントリ５１の「第１エリア」に関連付けられたエントリ５３の通電開始からの時間経過後（図示する例では「通電開始からＸ１秒経過後」）に合わせて、温度検出装置１に「第１エリア」の温度分布を撮像させる。さらに、制御部２６は、非接触温度センサ３に第１エリアの温度分布を示す画像データを設定部２１に送信させる。続いて、制御部２６は、図示しない移動機構を動作させ、非接触温度センサ３を、図５に示す第２エリア１２０の温度分布を撮像できる位置まで移動させる。そして、制御部２６は、上記と同様の手順で、第２エリアの温度分布を、エリア分割ＴＢ５０のエントリ５１の「第２エリア」に関連付けられたエントリ５３の通電開始からの時間経過後（図示する例では「通電開始からＸ２秒経過後」）に合わせて撮像させ、その温度分布を示す画像データを設定部２１に送信させる。その後、設定部２６は、図５に示す第６エリアまで同様の手順で温度検出装置１にエリア毎の温度分布を、エリア分割ＴＢ５０のエントリ５３に格納された時間に合わせて撮像させる。

設定部２１は、温度検出装置１から送信された正常な基板１００のエリア毎の温度分布を示す画像データ、および基板情報ＴＢ２２に格納された基板データを用いて、基板１００の実装部品毎の温度を推定する。そして、推定した温度から許容温度を求めて、許容温度ＴＢ６０の各エントリ（６１、６２、６３、６４）に該当するデータを格納する。例えば、図５に示すように、第１エリア１１０の部品１１１ａの推定した温度が「３０℃」である場合、この推定した温度「３０℃」から、例えば許容温度「３０℃±５℃」を求める。そして、設定部２１は、例えば図３に示すように、許容温度ＴＢ６０のエントリ６１ａに「第１エリア」を格納し、エントリ６２、６３に部品名「１１１a」、「部品１１１ａの位置データ」をそれぞれ格納し、エントリ６２に対応するエントリ６４に許容温度「３０℃±５℃」を格納する。

なお、上記説明では、一回の撮像で取得したエリア毎の温度分布を示す画像データを用いて、許容温度ＴＢ６０のエントリ６４に格納する許容温度データを算出するようにしているが、特にこれに限定するものではない。例えば、複数の正常基板の温度分布を撮像して、統計処理（平均値や分散値等）の結果を考慮した上で最適な許容温度を設定するようにしてもよい。

Ｓ４で許容温度ＴＢ６０の設定が終了した場合、設定部２１は、表示装置４０に設定終了を示す画面を表示し、判定部２７に設定が終了したことを示す信号を送信してＳ５の処理に進む。

Ｓ５では、判定部２７は、Ｉ／Ｏ部２８を介して、温度検出装置１の基板置台５に、検査対象の基板１００を載置することを促す案内画面を表示装置４０に表示する。判定部２７は、図示しないカウンタ有していて、基板１００が基板置台５の載置されたことを検知した場合、カウンタ（Ｎ）の値を「Ｎ＝１」に設定し、Ｓ６の処理に進む。なお、判定部２７が行う検知する具体的な手段については、Ｓ４の設定部２１と同様、特に限定しない。

Ｓ６では、判定部２７は、Ｓ４で正常基板１００の温度分布を撮像した場合と同様の手順で、制御部２６を介して、温度検出装置１を制御して載置された基板１００のエリア毎の温度分布を撮像させ、エリア毎の温度分布を示す画像データを取得する。すなわち、図６に示す、第１エリアから第６エリアまでを、上記Ｓ４での処理と同様に手順により、温度検出装置１にエリア毎の温度分布を、エリア分割ＴＢ５０のエントリ５３に格納された時間に合わせて撮像させる。

Ｓ７では、判定部２７は、取得したエリア毎の画像データと基板情報ＴＢ２２に格納された基板データを用いて該当エリアに属する部品毎の温度を推定し、推定した部品毎の温度と許容温度ＴＢ６０の対応するエリアの部品毎の許容温度のデータとを比較する。判定部２７は、比較した結果、推定した部品毎の温度の中に許容温度ＴＢ６０のエントリ６４の許容温度範囲に入らないものを検出した場合、Ｓ8に進み、許容温度の範囲に入らないものが検出されない場合、Ｓ９に進む。

Ｓ８では、判定部２７は、検査した基板を識別するための番号（以下において「基板ＩＤ」という）、許容温度の範囲外と判断された部品名、その部品の基板上での位置、測定した温度データ等の不良部品データを不良部品ＤＢ２５に格納し、Ｓ９に進む。例えば、Ｓ４で許容温度ＴＢ６０に設定した実装部品の許容温度が図５に示す値であり、Ｓ６で推定した検査基板の実装部品の温度が図６に示すものであるとする。この場合、判定部２８は、第１エリア１１０については、部品１１１ａが許容温度の範囲に属さないものと判定し（推定した実装部品の温度「１０℃」が、許容温度範囲「３０℃±５℃」に属さないため）、部品１１１ａを不良品であると判断する。そして、判定部２８は、部品１１１ａのデータを不良部品ＤＢ２５に格納する。また、判定部２８は、第４エリア１４０については、部品１４１ａが許容温度の範囲に属さないものと判定し（推定した実装部品の温度「８０℃」が、許容温度範囲「５０℃±５℃」に属さないため）、部品１４１ａを不良品であると判断する。そして、判定部２８は、部品１４１ａのデータを不良部品ＤＢ２５に格納する。

Ｓ９では、判定部２７は、設定部２１が保持する分割数「Ｋ」とカウンタの値「Ｎ」を比較して、「Ｎ」が「Ｋ」に到達したか否かを判定し、到達した場合にＳ１１に進み、到達していない場合にＳ１０に進む。なお、「Ｎ」が「Ｋ」に到達した場合とは、Ｓ２で分割した基板１００のエリア毎の実装部品の品質検査が終了したことを示す。

Ｓ１０では、判定部２７は、カウンタの値「Ｎ」に「１」を加算し、Ｓ６に戻る。一方、Ｓ１１の処理に進んだ場合、判定部２７は、検査した基板１００に不良部品があったか否かを、不良部品ＤＢ２５を用いて判断し、不良部品がある場合には、Ｓ１２に進み、不良部品が無い場合には、Ｓ１３に処理を進める。

Ｓ１２では、判定部２７は、Ｉ／Ｏ部２８を介して表示装置４０に不良部品リスト画面を表示してオペレータに検査した基板１００の異常を知らせ、検査が終了した旨を設定部２１に通知する。なお、図示しない印刷装置が情報処理装置２０に接続されている場合、判定部２７は、上記不良部品リストを印刷するようにしてもよい。一方、Ｓ１３では、判定部１３は、Ｉ／Ｏ部２８を介して表示装置４０に検査した基板が正常品である旨を画面表示し、検査が終了した旨を設定部２１に通知する。

Ｓ１４では、設定部２１は、Ｉ／Ｏ部２８を介して表示装置４０に検査を継続するか否か（次の基板を検査するか否か）を選択させるメニュー画面を表示して、オペレータからの選択を受付ける。設定部２１は、検査を継続する選択を受付けた場合、Ｓ５の処理に戻り、検査を終了する選択を受付けた場合に検査を終了させる。

このように、本実施形態によれば、基板の通電検査を、非接触温度センサを利用して行っている。そのため、検査ピンを実装部品に当て抵抗を求める検査のように、検査ピンの接触不良により生じる検査結果のばらつきを防ぐことができ精度の高い品質検査を実現することが出来る。さらに、本実施形態によれば、検査ピンをあてるスペースを確保する必要がない。

また、本実施形態では、基板１００の実装部品の中の最小寸法の部品の温度分布を撮像できる「適正温度検出領域」を特定し、上記特定した基板１００の寸法を「適正温度検出領域」で除算して測定エリアを求めるようにしている（これにより、非接触温度センサ３の一画素辺りの撮像可能なエリアが最小部品の寸法以下になるような測定エリアが求められる）。なお、この「適正温度検出領域」は、上述したように、非接触温度センサ３の撮像画素数と実装部品の寸法との関係のより定まる。したがって、温度測定に用いる非接触温度センサ３の撮像画素数が低い場合でも、狭い測定エリアで部品の温度分布を撮像することで、実装部品毎の温度分布を求めることが可能となる。

すなわち、本実施形態によれば、撮像画素数の多い高価な非接触温度センサを用いることなく、安価なシステムで、小型部品を実装した基板や高集積化した基板の実装部品毎の温度分布を撮像し、基板の品質検査を行うことができる。

さらに、本実施形態では、正常な品質を有する基板の実装部品の温度分布を、
該温度分布を撮像した通電開始からの時間に関連付けて記憶するようにしている。そして、検査対象基板の該当エリアの温度分布を、上記記憶している通電開始からの時間で撮像し、上記記憶している正常基板の温度分布（温度分布から求めて許容温度）と比較するようにしている。すなわち、本実施形態では、実装部品の温度が一定になるのを待つことなく、基板の通電検査を行うことができるため、通電検査の効率を上げることができる（大型基板を検査する場合でも、効率よく通電検査を行うことができる）。

なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、図４のＳ１２に示すように不良部品の通知を行い、処理を終了するようにしているが、不良部品を有する基板について、詳細な検査を行い、その結果を許容温度ＴＢ６０の反映させるようにしてもよい。例えば、不良部品の詳細検査の結果、基板１００の動作に異常がないと判断された場合、該当する部品の許容温度の範囲を広く設定するようにしてもよい（例えば、図３に示す許容温度ＴＢ６０のエントリ６４を「３０℃±５℃」から「３０℃±１０℃」に再設定する）。

また、本実施形態では、温度測定装置１の基板置台への基板をセットする手段については、特に限定していないが、基板の搬入をロボットで行うようにしてもよいし、手動で行うようにしてもよい。

本実施形態が適用された基板検査装置の概略図である。 本実施形態の基板検査装置で検査する基板を例示した図である。 本実施形態の情報処理装置２０が有する温度判定ＴＢ２４のデータ構造の一例を模擬的に示したものである。 本実施形態の基板品質検査の処理のフローを説明するための図である。 通電された際の正常な基板１００に実装された部品の温度を説明するための図である。 通電された際の検査対象の基板１００に実装された部品の温度を説明するための図である。

符号の説明

１…温度検出装置、３…赤外線サーモグラフィ、４…レンズ部、５…基板置台、６…アーム、７…検出部、８…接続線、２０…情報処理装置、２１…設定部、２２…記憶部、２３…基板情報ＴＢ、２４…温度判定ＴＢ、２５…不良部品ＴＢ、２６…制御部、２７…判定部、２８…Ｉ／Ｏ部、３０…入力装置、４０…表示装置、５０…エリア分割ＴＢ、６０…許容温度ＴＢ、１００…基板

Claims (6)

1. 基板の温度分布を撮像して、該基板の温度分布を示す画像データを出力する温度検出器を用いた、基板の品質検査方法であって、
   基板の寸法、該基板の実装部品の寸法、および該実装部品の位置データを少なくとも含む基板データと、前記温度検出器が撮像できる該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータとを用いて、前記基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割するステップと、
   正常な品質を有する前記基板の通電した際の実装部品毎の許容温度を設定するステップと、
   検査対象の基板を通電させた上で、前記温度検出器に、該基板の前記測定エリア毎の温度分布を撮像させ、該測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップと、
   前記取得した測定エリア毎の温度分布を示す画像データおよび前記基板データを用いて、前記基板の測定エリア毎に実装部品毎の温度を推定するステップと、
   前記推定した実装部品毎の温度および前記設定した実装部品毎の許容温度を用いて、該基板が不良品か否かの判定するステップと、を行うこと
   を特徴とする品質検査方法。
2. 基板の温度分布を撮像して、該基板の温度分布を示す画像データを出力する温度検出器を用いた、基板の品質検査方法であって、
   基板の寸法、該基板の実装部品の寸法、および該実装部品の位置データを少なくとも含む基板データと、前記温度検出器が撮像できる該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータとを取得するステップと、
   前記取得した基板データおよび前記実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータを用いて、前記基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割するステップと、
   正常の品質を有する正常基板を通電させた上で、前記温度検出器に、該正常基板の前記測定エリア毎の温度分布を撮像させ、該撮像した正常基板の測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップと、
   前記取得した正常基板の測定エリア毎の温度分布を示す画像データおよび前記取得した基板データを用いて、前記測定エリア毎に実装された部品毎の許容温度を算出するステップと、
   検査基板を通電させた上で、前記温度検出器に、該検査基板の前記エリア毎の温度分布を撮像させ、該撮像させた該検査基板の該測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップと、
   前記取得した前記検査基板の該測定エリア毎の温度分布を示す画像データおよび前記取得した基板データを用いて、前記測定エリア毎に実装された部品毎の温度を推定するステップと、
   前記検査基板のエリア毎に実装された部品毎の温度および前記部品毎の許容温度を用いて、該検査基板が不良品か否かの判定するステップと、を実行すること
   を特徴とする品質検査方法。
3. 請求項２に記載の品質検査方法であって、
   前記正常基板の測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップにおいて、該測定エリアの温度分布の撮像は、予め該測定エリア毎に対応付けられている前記通電開始から所定時間経過後に行い、
   前記検査基板の測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップにおいて、該測定エリアの温度分布の撮像は、前記予め該測定エリア毎に対応付けられている前記通電開始から所定時間経過後に行うこと
   を特徴とする品質検査方法。
4. 請求項２に記載の品質検査方法であって、
   前記正常基板の測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップにおいて、該測定エリア毎の温度分布を撮像する際、前記通電開始からの時間を該測定エリア毎に測定し、
   前記検査基板の測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得するステップにおいて、前記測定エリア毎に測定された前記通電開始からの時間経過後に、対応する測定エリアの温度分布を撮像すること
   を特徴とする品質検査方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の品質検査方法であって、
   前記基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割するステップとは、
   前記基板データの前記基板の実装部品の寸法の中から最小の実装部品の寸法を特定し、該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータの中から該特定した最小の実装部品の寸法を撮像できる適正温度検出領域を特定し、
   前記基板データに含まれる基板を複数の該特定した適正温度検出領域に分割することで前記基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割すること
   を特徴とする方法。
6. 基板の温度分布を撮像して、該基板の温度分布を示す画像データを出力する温度検出器から、該画像データを取得し、該取得した画像データを利用して基板の品質を判定する基板検査装置であって、
   検査する基板の寸法、該基板の実装部品の寸法、および部品の位置のデータを少なくとも含む基板データと、前記温度検出器が撮像できる該実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータとの入力を受付け、記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された基板データおよび前記実装部品のサイズ毎の適正温度検出領域を示すデータを用いて、前記基板を少なくとも１以上の測定エリアに分割する分割部と、
   正常な品質を有する正常基板の通電した際の実装部品毎の許容温度を設定する設定部と、
   前記温度検出器が出力する画像データを用いて基板の品質を判定する判定部と、を有し、
   前記判定部は、
   検査対象の基板を通電させた上で、前記温度検出器に、該基板の前記測定エリア毎の温度分布を撮像させ、該撮像させた基板の該測定エリア毎の温度分布を示す画像データを取得し、該取得した画像データおよび前記取得した基板データを用いて、前記基板の測定エリア毎に、実装部品毎の温度を推定し、
   前記推定した基板の実装部品毎の温度および前記設定した実装部品毎の許容温度を用いて、該検査対象の基板が不良品か否かの判定を行うこと
   を特徴とする基板検査装置。
   

Images