JP2008076277A - Inspection system and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に塗布されたクリームはんだの状態を検査する検査装置および検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting the state of cream solder applied on a substrate.
従来より、電子部品が実装された基板の品質の安定化を図るため、はんだの状態を検査する検査装置が開発されている。 Conventionally, in order to stabilize the quality of a board on which electronic components are mounted, an inspection apparatus for inspecting the state of solder has been developed.
例えば、特許文献1には、半導体装置が搭載された基板において、半導体装置と基板との間に形成されたはんだを検査する方法が開示されている。この方法では、基板に対して赤外領域の波長を含む光を照射し、ポリイミド基板を透過してはんだ表面で反射する赤外領域の波長の反射光をカメラで検出し、この画像信号データをAD変換して濃淡画像信号を取得し、所定の領域内の予め設定した濃度値より大きい画素からなる面積を計測することによりはんだの状態を検出する。
For example,
赤外光を、接合後すなわちリフロー後のポリアミド基板に照射する従来の方法を、基板上に塗布されたクリームはんだの状態を検査する検査装置、検査方法に応用することが考えられる。すなわち、クリームはんだが塗布された基板上方から赤外光を照射し、反射光に基づいてクリームはんだの塗布状態を検査することが考えられる。このとき、赤外光はクリームはんだ中の表層のはんだ粒子表面で反射するものの、一部はフラックスを透過し基板表面に形成される電極表面でも反射するので、この電極表面からの反射光を検出することで、クリームはんだの内部の状態を検査することが考えられる。 It is conceivable to apply a conventional method of irradiating a polyamide substrate after bonding, that is, after reflowing, to an inspection apparatus and inspection method for inspecting the state of cream solder applied on the substrate. That is, it is conceivable to irradiate infrared light from above the substrate on which the cream solder is applied and inspect the application state of the cream solder based on the reflected light. At this time, although infrared light is reflected on the surface of the solder particles on the surface of the cream solder, a part of the light passes through the flux and is also reflected on the electrode surface formed on the substrate surface, so the reflected light from this electrode surface is detected. By doing so, it is conceivable to inspect the internal state of the cream solder.
しかしながら、クリームはんだや赤外線LEDは、経時的に特性が変化するので、これにより基板表面からの反射光の光強度も異なってしまう。例えば、クリームはんだの場合は、外気に晒されると、表面が固化するなど時間の経過と共に特性が劣化する。これは、クリームはんだを構成する例えば高分子成分を含むフラックスとはんだ粉末のうちフラックスが劣化するためであり、これによりフラックスを透過する赤外光が散乱や減衰する場合がある。また、赤外線LEDの場合は、時間の経過と共に出力する赤外光の強度が変化する。これらの影響により、はんだ内部の状態を正確に検出することができない。 However, since the characteristics of the cream solder and the infrared LED change with time, the light intensity of the reflected light from the substrate surface also varies. For example, in the case of cream solder, when exposed to the outside air, the characteristics deteriorate over time, such as the surface solidifying. This is because, for example, the flux of the cream solder that constitutes the cream solder and the solder powder deteriorate, the infrared light transmitted through the flux may be scattered or attenuated. In the case of an infrared LED, the intensity of infrared light to be output changes with the passage of time. Due to these effects, the state inside the solder cannot be detected accurately.
そこで、本願発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、第1の目的は、経時変化にかかわらず、基板に塗布されたクリームはんだの形状を検出できる検査装置および検査方法を提供することにある。また、第2の目的は、クリームはんだ内部の状態を検出することができる検査装置および検査方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object is to provide an inspection apparatus and inspection capable of detecting the shape of cream solder applied to a substrate regardless of changes over time. It is to provide a method. A second object is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of detecting the internal state of the cream solder.
上述したような課題を解決するために、本発明に係る検査装置は、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明手段と、赤外光が照射された基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出手段と、照明手段により照射される赤外光の強度を、照明手段とクリームはんだのうち少なくとも一方の経時変化に応じて設定する第1の設定手段とを備えることを特徴とする。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの形状を正確に検出することができる。 In order to solve the problems as described above, an inspection apparatus according to the present invention includes an illumination unit that irradiates infrared light having a predetermined intensity on a substrate on which cream solder is applied, and infrared light. An imaging means for imaging the substrate, a detection means for detecting the shape of the cream solder based on an image by the imaging means, and an intensity of infrared light irradiated by the illumination means, at least one of the illumination means and the cream solder And a first setting means for setting according to a change with time. Thereby, the shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of changes in the illumination means and the cream solder over time.
上記検査装置において、設定手段は、照明手段の経時変化として照明手段の使用開始からの累計使用時間を用いて、照明手段により照射される赤外光の強度を設定するようにしてもよい。これにより、照明手段の使用時間によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの形状を正確に検出することができる。 In the inspection apparatus, the setting unit may set the intensity of infrared light irradiated by the illumination unit using a cumulative use time from the start of use of the illumination unit as a change with time of the illumination unit. Thereby, the shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the usage time of the illumination means.
上記検査装置において、設定手段は、クリームはんだの経時変化として、基板にクリームはんだを塗布するためにマスクスクリーンを用いて印刷する印刷機で、マスクスクリーン上に新たにクリームはんだが供給された後、検査対象となる基板への印刷までの時間および印刷回数のうち少なくとも一方を用いて、照明手段により照射される赤外光の強度を設定するようにしてもよい。これにより、印刷機によって基板に印刷塗布されたクリームはんだの形状を、クリームはんだをマスクスクリーン上に供給してからの経過時間やクリームはんだの使用が始められてからの印刷回数によらず、正確に検出することができる。 In the above inspection apparatus, the setting means is a printing machine that prints using a mask screen to apply the cream solder to the substrate as a change over time of the cream solder, after the cream solder is newly supplied on the mask screen, You may make it set the intensity | strength of the infrared light irradiated by an illumination means using at least one among the time until the printing to the board | substrate used as a test | inspection object, and the frequency | count of printing. As a result, the shape of the cream solder that has been applied to the substrate by the printing machine is accurate regardless of the elapsed time since the cream solder was supplied on the mask screen and the number of times the cream solder has been used. Can be detected.
上記検査装置において、照明手段は、電力供給を受けて赤外光を照射し、設定手段は、電力供給量を設定するようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、照明手段への電力供給量を設定するのみで、基板上に塗布されたクリームはんだの形状を正確に検出することができる。 In the inspection apparatus, the illuminating unit may receive power supply and irradiate infrared light, and the setting unit may set the power supply amount. As a result, the shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected only by setting the power supply amount to the illumination means regardless of the aging of the illumination means and cream solder.
上記検査装置において、基板から反射された赤外光の強度分布を表す画像に対して所定の閾値により2値化する2値化手段をさらに備え、検出手段は、2値化された画像に基づいて、基板から離間した面に沿ったクリームはんだの断面形状を検出するようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの基板から離間した面に沿ったクリームはんだの断面形状を正確に検出することができる。 The inspection apparatus further includes binarization means for binarizing an image representing the intensity distribution of infrared light reflected from the substrate with a predetermined threshold, and the detection means is based on the binarized image. Thus, the cross-sectional shape of the cream solder along the surface separated from the substrate may be detected. Thereby, the cross-sectional shape of the cream solder along the surface separated from the substrate of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the aging of the illumination means and the cream solder.
上記検査装置において、設定手段により設定された赤外光の強度に基づいて、クリームはんだに応じて照明手段により照射される赤外光の強度を複数設定する第2の設定手段をさらに備え、検出手段は、撮像手段により撮像された赤外光の強度が異なる複数の画像に基づいて、クリームはんだの3次元形状を検出するようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの3次元形状を正確に検出することができる。 The inspection apparatus further includes a second setting unit configured to set a plurality of infrared light intensities irradiated by the illumination unit according to the cream solder based on the infrared light intensity set by the setting unit, The means may detect the three-dimensional shape of the cream solder based on a plurality of images with different intensities of infrared light imaged by the imaging means. Thereby, the three-dimensional shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the temporal change of the illumination means and the cream solder.
上記検査装置において、検出手段は、画像毎に暗部と明部との境界線を抽出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された複数の境界線に基づいてクリームはんだの体積を算出する算出手段とを備えるようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの体積を正確に検出することができる。 In the inspection apparatus, the detection unit extracts an extraction unit that extracts a boundary line between a dark part and a bright part for each image, and a calculation unit that calculates a volume of the cream solder based on the plurality of boundary lines extracted by the extraction unit. May be provided. Thereby, the volume of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the change over time of the illumination means and the cream solder.
上記検査装置において、検出手段による検出結果に基づいて、クリームはんだの状態を判定する判定手段をさらに備えるようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、クリームはんだの状態を正確に判定することができる。 The inspection apparatus may further include determination means for determining the state of the cream solder based on the detection result by the detection means. Thereby, the state of cream solder can be accurately determined regardless of the aging of the illumination means and cream solder.
また、本発明に係る検査装置は、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明手段と、赤外光が照射された基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより2値化する2値化手段と、この2値化手段による2値化画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出手段と、2値化手段における閾値を、照明手段とクリームはんだのうち少なくとも一方の経時変化に応じて設定する設定手段とを備えるようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの形状を正確に検出することができる。 Further, an inspection apparatus according to the present invention includes an illumination unit that irradiates a substrate coated with cream solder with infrared light having a predetermined intensity, an imaging unit that images the substrate irradiated with infrared light, Binarization means for binarizing the image by the imaging means with a predetermined threshold brightness; detection means for detecting the shape of the cream solder based on the binarized image by the binarization means; You may make it provide the setting means which sets the threshold value in a value conversion means according to a time-dependent change of at least one among an illumination means and cream solder. Thereby, the shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of changes in the illumination means and the cream solder over time.
上記検査装置において、検出手段は、2値化手段による2値化画像に基づいて、基板から離間した面に沿ったクリームはんだの断面形状を検出するようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの断面形状を正確に検出することができる。 In the inspection apparatus, the detection unit may detect a cross-sectional shape of the cream solder along a surface separated from the substrate based on the binarized image by the binarization unit. Thereby, the cross-sectional shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the aging of the lighting means and the cream solder.
上記検査装置において、検出手段による検出結果に基づいて、クリームはんだの状態を判定する判定手段をさらに備えるようにしてもよい。これにより、照明手段やクリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの状態を正確に判定することができる。 The inspection apparatus may further include determination means for determining the state of the cream solder based on the detection result by the detection means. Thereby, the state of the cream solder applied on the substrate can be accurately determined regardless of the change over time of the illumination means and the cream solder.
また、本発明に係る検査方法は、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明ステップと、赤外光が照射された基板を撮像する撮像ステップと、この撮像ステップにより撮像された画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出ステップと、照明ステップにより照射される赤外光の強度を、照明手段とクリームはんだのうち少なくとも一方の経時変化に応じて設定する設定ステップとを有することを特徴とする。これにより、クリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの形状を正確に検出することができる。 An inspection method according to the present invention includes an illumination step of irradiating a substrate coated with cream solder with infrared light of a predetermined intensity, an imaging step of imaging the substrate irradiated with infrared light, Based on the image captured in the imaging step, the detection step for detecting the shape of the cream solder, and the intensity of the infrared light irradiated by the illumination step according to the temporal change of at least one of the illumination means and the cream solder And a setting step for setting. Thereby, the shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the change of the cream solder with time.
本発明によれば、はんだが塗布された基板に対して、クリームはんだの経時変化に応じて設定された強度の赤外光を照射し、この赤外光が照射された基板を撮像することにより、クリームはんだの経時変化によらず、基板上に塗布されたクリームはんだの形状を正確に検出することができる。 According to the present invention, a substrate coated with solder is irradiated with infrared light having an intensity set in accordance with a change with time of cream solder, and the substrate irradiated with the infrared light is imaged. The shape of the cream solder applied on the substrate can be accurately detected regardless of the change of the cream solder over time.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[検査装置の構成]
本実施の形態に係る検査装置1は、図1,図2に示すように、全体として略直方体形状の形状のカバー10により被覆されており、このカバー10の内部には内部が空洞の略直方体形状に形成された基台11を有する。このような検査装置1は、図1〜図3に示すように、基板搬送部2と、テーブル搬送部3と、撮像装置搬送部4と、照明装置5と、撮像装置6と、表示装置7と、入力装置8と、制御装置9とを備える。
[Configuration of inspection equipment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板搬送部2は、図2に示すように、基台11上に設けられ、検査対象としてのプリント基板P(以下、基板Pという)を搬送するものであり、それぞれ一対のベルトコンベアを備えたX軸方向に並ぶ3つの構成部分からなる。具体的には、検査装置1の基板搬送方向両側の各所定範囲に、ベルトコンベア20A,21Aおよび同20C,21Cを備えた搬入・搬出部2A,2Cを有し、これらの間に、後述するテーブル30上にベルトコンベア20B,21Bを備えた可動部2Bを有する。なお、本実施の形態では、基板Pの搬送方向(図2で左右方向)をX軸、水平面上でX軸と直交する方向(図2で上下方向)をY軸方向という。
As shown in FIG. 2, the
搬入・搬出部2A,2Cは、前側のコンベア20A,20Cが基台11上に固定的に設けられる一方、後側のコンベア21A,21CがY軸方向に移動可能とされ、モータ(図示せず)で駆動されて後側のコンベア21A,21Cが移動することにより、基板Pのサイズに応じたコンベア間隔の調整が可能となっている。
In the carry-in / carry-out
可動部2Bは、Y軸方向に移動可能なテーブル30上に一対のコンベア20B,21Bが設けられ、そのうちの前側のコンベア20Bはテーブル30に対して固定され、後側のコンベア21Bはテーブル30に対しY軸方向に移動可能に支持されている。モータ(図示せず)で駆動されて後側のコンベア21Bが移動することにより、コンベア20B,21Bの間隔が変化して、基板Pのサイズ変更に対応し得るようになっている。
The
上記各コンベア20A,21A,20B,21B,20C,21Cには、搬送ベルト(図示せず)がプーリに掛け渡された状態で装着されており、可動部2Bのコンベア20B,21Bが他のコンベア20A,21A,20C,21Cと対応する位置にあるとき(テーブル30が可動範囲の前端位置にあるとき)に、各搬送ベルトが互いに連動して、テーブル30に設けられたモータ22によって駆動されることにより、基板Pの搬送が行われるようになっている。
Each of the
このような構成を採ることにより、基板Pは、基板搬送部2のコンベアに沿って装置左側から検査装置本体1に搬入され、基台11の略中央に設けられた検査作業領域において検査処理に供された後、装置右側から次工程に搬出される(同図中の白抜き矢印方向)。
By adopting such a configuration, the substrate P is carried into the inspection apparatus
テーブル搬送部3は、図2に示すように、平面視略矩形のテーブル30と、基台11上においてY軸方向に沿って固定された一対のガイドレール31と、基台11上においてY軸方向に沿って設けられた回転可能に支持されたボールねじ軸32と、このボールねじ軸32の一端が接続されたモータ33とを備える。ここで、テーブル30は、ガイドレール31に沿って移動可能とされるとともに、ボールねじ軸32に螺合するナット部(図示せず)を有する。したがって、テーブル搬送部3は、上記ボールねじ軸32をモータ33によって回転駆動させることにより、テーブル30をガイドレール31に沿ってY軸方向に移動させる。
As shown in FIG. 2, the table transport unit 3 includes a table 30 having a substantially rectangular shape in plan view, a pair of
撮像装置搬送部4は、図2に示すように、基台11の台面において基台11の前後方向(図2における上下方向)における中央部に対してやや後寄り位置に立設された門型の支持台41を備える。この支持台41は、左右方向の両端部からそれぞれ起立する脚柱部(図示せず)と、この脚柱部の上端部同士を橋渡す梁部42とからなっている。支持台41の梁部42には、基板Pを撮像するための照明装置5と撮像装置6を有する撮像ユニット43と、この撮像ユニット43を支持台41に沿って移動するための駆動装置44とが設けられている。この駆動装置44は、支持台41の梁部42上に設置されたモータ45と、このモータ45の出力軸に連結されかつ左右方向に延びるボールねじ軸46と、このボールねじ軸46と平行に梁部42上に設置された一対のガイドレール47とを有する。ここで、撮像ユニット43は、上記ボールねじ軸46に螺合装着された支持フレーム48に支持されている。したがって、撮像装置搬送部4は、上記モータ45を駆動することにより、撮像装置6を支持フレーム48と一体的に上記ガイドレール47に沿ってX軸方向に移動させる。
As shown in FIG. 2, the imaging device transport unit 4 is a gate type that is erected on a base surface of the base 11 at a slightly rearward position with respect to the central portion in the front-rear direction (vertical direction in FIG. 2) of the
照明装置5は、赤外線LED(Light Emitting Diode)など赤外光を出力する照明装置から構成され、制御装置9から供給される電圧(以下、「供給電圧」と呼ぶ。)により駆動する。このような照明装置5は、例えば図4に示すように、撮像ユニット43として撮像装置6とともに基板P上方に配設され、撮像装置搬送部4により移動可能な状態とされる。ここで、照明装置5を構成する赤外線LED5aは、基板Pの上方において、光軸が基板Pの主表面に垂直な軸に対して10度±6度を有するように設置される。図4のように、一対の赤外線LED5aが設けられている場合には、それぞれは上記垂直な軸に対して線対称に設けるようにしてもよい。このような照明装置5からは、875±30nmの波長の赤外光を出力可能となっている。なお、図4に示すように、照明装置5は、赤外線LED5aのみならず、可視光を照射する可視光LED5bを設けるようにしてもよい。
The
撮像装置6は、CCD(Charge Coupled Device)カメラなどから構成され、赤外領域の波長感度を有する。撮像装置6は、制御装置9の指示に基づいて撮像を行う。このような撮像装置6は、例えば図4に示すように、撮像ユニット43として照明装置5とともに基板P上方に配設され、撮像装置搬送部4により移動可能な状態とされる。
The
表示装置7は、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)またはFED(Field Emission Display)等の公知の表示装置やシグナルタワーなどから構成される。このような表示装置7は、制御装置9の指示に基づいて各種情報を表示する。本実施の形態では、図1に示すように、カバー10の側面に設けられたディスプレイ7aと、カバー10上面から上方に突出したシグナルタワー7bとから構成される。
The display device 7 includes a known display device such as CRT (Cathode Ray Tube), LCD (Liquid Crystal Display), or FED (Field Emission Display), a signal tower, and the like. Such a display device 7 displays various information based on instructions from the
入力装置8は、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する装置から構成される。入力装置8により検出された情報は、制御装置9に入力される。本実施の形態では、図1に示すように、ディスプレイ7aの近傍に設けられたキーボード8aと、マウス8bとから構成される。
The input device 8 includes a device that detects input of information from the outside, such as a keyboard, a mouse, a pointing device, a button, and a touch panel. Information detected by the input device 8 is input to the
制御装置9は、検査装置1の全体の動作を制御するための装置であり、図3に示すように、駆動制御部91、照明制御部92、画像処理部93、I/F部94、主制御部95および記憶部96を備える。
The
駆動制御部91は、主制御部95の指示に基づいて、基板搬送部2のモータ(図示せず)およびモータ22、テーブル搬送部3のモータ33、撮像装置搬送部4のモータ45を駆動させるための駆動信号を生成して出力する機能部である。これにより、基板P、テーブル30または撮像ユニット43の移動が実現される。
The
照明制御部92は、主制御部95の指示に基づいて、照明装置5から照射させる赤外光の光強度に対応する供給電圧を設定し、照明装置5に出力する機能部である。これにより、照明装置5からは、所定の強度の赤外光が出力される。
The
画像処理部93は、主制御部95の指示に基づいて、撮像装置6に撮像の指示を出し、この指示に基づいて撮像装置6により撮像された取込画像に対してA/D変換等の画像処理を行い画像データを出力する機能部である。これにより、例えば図5に示すような画素毎の光強度が濃淡で表された画像データ(以下、「1次画像データ」という)が生成される。
The
I/F部94は、主制御部95の指示に基づいて、各種情報を表示装置7に表示させる。さらに、入力装置8により検出された各種情報を主制御部95に送出する。また、基板にクリームはんだを印刷する印刷機101や検査装置1により検査が行われた基板に電子部品を実装する実装機102と、印刷機101により塗布されたクリームはんだの種別に関する種別データ、クリームはんだが塗布された基板の形状等に関する基板データ、印刷に用いられたマスクの形状に関するマスクデータなどの各種情報の送受信を行う。
The I /
主制御部95は、例えば、ユーザやホストコンピュータ等の外部からの指示に基づいて、照明制御部92、画像処理部93、駆動制御部91およびI/F部94に対して指示を出すことにより、基板に印刷されたクリームはんだの状態を検査する検査動作を実現する機能部である。このような主制御部95は、クリームはんだの検査に要する各種条件を外部や記憶部96から取得する条件取得部95aと、クリームはんだや照明装置5の経時変化に応じて照明装置5により照射させる赤外光の光強度、撮像装置6により基板を撮像させる回数、後述する2値化部95dにより2値化を行う際の閾値等を設定する設定部95bと、撮像装置6にクリームはんだが塗布された基板を撮像させる撮像部95cと、1次画像データを所定の閾値と比較して2値化を行う2値化部95dと、この2値化された画像データ(以下、「2次画像データ」という)から明部と暗部との境界線(等高線)(以下、「3次画像データ」という)を抽出する抽出部95eと、2次画像データからクリームはんだの断面形状を検出してその断面積を算出する面積算出部95fと、算出された断面積に基づいてクリームはんだの体積を算出する体積算出部95gと、算出されたクリームはんだの断面積または体積に基づいてそのクリームはんだの良否を判定する判定部95hとを備える。
For example, the
記憶部96は、検査装置1の動作を実現するための各種情報を記憶する機能部である。このような記憶部96は、撮像装置6により撮像された取込画像、画像処理部93により生成された1次画像データ、2値化部95dにより2値化された2次画像データ、抽出部95eにより抽出された境界線(等高線)を示す3次画像データなどの画像データ96aと、クリームはんだの検査に要する各種条件、2値化部95dにより2次画像データを作成するための閾値、判定部95hによりクリームはんだの良否を判定するための閾値等に関する基準情報96b、判定部95cによる判定結果96c、クリームはんだの経時変化と画像データの光強度との相関に関するはんだ相関データ96d、および、赤外線LED5aの経時変化と画像データの光強度との相関に関するLED相関データ96eを少なくとも記憶する。
The
このような制御装置9は、CPU等の演算装置、メモリ、HDD(Hard Disc Drive)等の記憶装置、インターネット、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うI/F装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した駆動制御部91、照明制御部92、画像処理部93、I/F部94、主制御部95および記憶部96が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。
Such a
[動作原理]
次に、本実施の形態に係る検査装置1の動作原理について説明する。
[Operating principle]
Next, the operation principle of the
クリームはんだは、はんだ粉末とフラックスとから構成され、はんだ粉末とフラックスが十分混練されて、はんだ粉末がフラックス中にほぼ均等に拡散したペースト状となっている。このようなクリームはんだが塗布された基板に赤外光を照射すると、この赤外光は、一部はクリームはんだ表面および表面近くのはんだ粉末で反射するが、一部はクリームはんだ中のフラックスを透過しながらクリームはんだ中を進行し、金属層からなる電極パッドに到達し、この電極パッドにより反射される。この反射光は、再びクリームはんだ中のフラックスFを透過して、クリームはんだ外部に放出された赤外光が撮像装置6により検出される。
Cream solder is composed of solder powder and flux, and the solder powder and flux are sufficiently kneaded to form a paste in which the solder powder is almost uniformly diffused in the flux. When infrared light is irradiated onto a substrate coated with such cream solder, part of the infrared light is reflected by the solder powder surface and the solder powder near the surface, but part of it reflects the flux in the cream solder. While passing through the cream solder, it reaches the electrode pad made of a metal layer and is reflected by this electrode pad. This reflected light is transmitted again through the flux F in the cream solder, and the infrared light emitted to the outside of the cream solder is detected by the
このようにクリームはんだ中を透過する際、赤外光は、はんだ粉末により散乱させられたり、フラックスにより減衰したりする。したがって、クリームはんだがより厚いほど、赤外光は、クリームはんだ内でより長い距離を通過するため、散乱したり減衰したりする成分が多くなり、結果として反射光の光強度が弱くなる。 In this way, when passing through the cream solder, infrared light is scattered by the solder powder or attenuated by the flux. Therefore, the thicker the cream solder, the more the infrared light passes through the cream solder and the more components that scatter or attenuate, resulting in a weaker light intensity of the reflected light.
例えば、図5に示すように、基板Pの電極パッドE上に塗布された断面略半円状のクリームはんだHに対して、赤外光I1はクリームはんだHの縁部に照射され、赤外光I2はクリームはんだHの中央部に照射されたとする。このとき、赤外光I1は、通過するクリームはんだH表面から電極パッドEまでの距離x1が短いため、散乱したり減衰したりす成分が少ないので、反射光の光強度が強いものとなる。一方、赤外光I2は、通過するクリームはんだH表面から電極パッドEまでの距離x2が長いため、散乱したり減衰したりする成分が多いので、反射光の光強度が弱いものとなる。 For example, as shown in FIG. 5, the infrared light I <b> 1 is applied to the edge of the cream solder H with respect to the cream solder H having a substantially semicircular cross section applied on the electrode pad E of the substrate P. It is assumed that the light I2 is applied to the central portion of the cream solder H. At this time, since the distance x1 from the surface of the cream solder H through which the infrared light I1 passes to the electrode pad E is short, there are few components that scatter or attenuate, so that the light intensity of the reflected light becomes strong. On the other hand, since the distance x2 from the surface of the cream solder H that passes through the electrode pad E is long, the infrared light I2 has many components that are scattered or attenuated, so that the light intensity of the reflected light is weak.
図6(a),図7(a),図8(a)は、クリームはんだをスクリーン印刷により印刷する際のスクリーンの厚さをそれぞれ50μm,70μm,100μmとした基板に所定の強度に設定した赤外光を照射し、その基板を撮像装置6により撮像したときの取込画像である。また、図6(b),図7(b),図8(b)は、それぞれ図6(a)〜図8(a)の取込画像の画素毎の光強度を256階調で表したときの各階調毎の画素数を表している。図6(a),図7(a),図8(a)において、各画素の明るさは、基板表面で反射した赤外光の光強度を表しており、光強度が高いほど白く、光強度が低いほど黒く表示されている。
6 (a), 7 (a), and 8 (a), the thickness of the screen when the cream solder is printed by screen printing is set to a predetermined strength on a substrate with 50 μm, 70 μm, and 100 μm, respectively. This is a captured image when infrared light is irradiated and the substrate is imaged by the
図6(a),図7(a),図8(a)に示されるように、基板を構成するシリコンは、赤外光が透過するため反射光が殆ど生じないので、黒く表示されている。基板上に形成された電極パッドは、赤外光を反射するため、白く表示されている。 As shown in FIGS. 6 (a), 7 (a), and 8 (a), the silicon constituting the substrate is displayed in black because almost no reflected light is generated because infrared light is transmitted. . The electrode pad formed on the substrate is displayed in white because it reflects infrared light.
図7(a),図8(a)のようにクリームはんだが厚い場合(70μm,100μm)には、反射光の光強度が弱くなるため、電極パッド上にクリームはんだが黒く表示される。また、図7(b)、図8(b)に示すように、範囲zで表されるクリームはんだに対応する明るさの画素数が多くなっている。 When the cream solder is thick (70 μm, 100 μm) as shown in FIG. 7A and FIG. 8A, the light intensity of the reflected light is weakened, so that the cream solder is displayed in black on the electrode pad. Moreover, as shown in FIG.7 (b) and FIG.8 (b), the pixel number of the brightness corresponding to the cream solder represented by the range z has increased.
一方、図6(a)のようにクリームはんだが薄い場合(50μm)には、反射光の光強度が強いため、白く表示されているので電極パッドと殆ど区別することができない。図6(b)に示すように、範囲z中の画素数も少なくなっている。 On the other hand, when the cream solder is thin as shown in FIG. 6A (50 μm), the light intensity of the reflected light is strong, and since it is displayed in white, it can hardly be distinguished from the electrode pad. As shown in FIG. 6B, the number of pixels in the range z is also reduced.
上述したようにクリームはんだの厚みにより反射光の光強度が変化するので、反射光の強度分布、言い換えると画像の明るさに基づいてクリームはんだの断面形状を検出することができる。すなわち、同じ明るさの画素の部分は、赤外光が同じ距離だけクリームはんだを透過したと考えられるので、クリームはんだの厚さが等しいと言うことができる。また、一定の明るさ以下の領域は、クリームはんだが一定以上の厚みをもって塗布された領域と言うことができる。 As described above, since the light intensity of the reflected light changes depending on the thickness of the cream solder, the cross-sectional shape of the cream solder can be detected based on the intensity distribution of the reflected light, in other words, the brightness of the image. That is, it can be said that the portions of pixels having the same brightness have the same cream solder thickness because infrared light is considered to have passed through the cream solder by the same distance. Moreover, the area | region below fixed brightness can be said to be the area | region where the cream solder was apply | coated with thickness more than fixed.
このため、基板P状に塗布されたクリームはんだが、例えば図9(a)〜図9(c)に示すような断面(基板面に対して垂直な方向)をそれぞれ有する場合、これらの基板Pに対して所定の強度の赤外光を照射して基板Pを撮像したとき、それぞれの画像は図10(a)〜図10(c)に示すようになる。なお、図9および図10における基板Pは、上面に電極パッドに相当する金属メッキが全面に亘って施されたものであり、クリームはんだは、その電極パッド上の所定の範囲に塗布されている。 For this reason, when the cream solder applied on the substrate P has cross sections (directions perpendicular to the substrate surface) as shown in FIGS. 9A to 9C, for example, these substrates P When the substrate P is imaged by irradiating infrared light with a predetermined intensity to the images, the respective images are as shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c). 9 and FIG. 10, the substrate P has a metal plating corresponding to the electrode pad on the entire surface, and the cream solder is applied to a predetermined range on the electrode pad. .
具体的には、図9(a)に示すように、クリームはんだaが円錐台の形状に塗布されている場合、赤外光は、クリームはんだの円錐台の中央部の平面領域でクリームはんだ内部における通過距離が長く、中央部から周囲に向かうほどクリームはんだ内部における通過距離が短くなる。このようなクリームはんだaが塗布された基板pを撮像すると、この取込画像は、図10(a)に示すようになる。具体的には、クリームはんだa外周の電極パッドに対応する部分は、赤外光がクリームはんだ内部を通過しないので、最も明るく表示される。クリームはんだaの縁部からクリームはんだaの中央部に向かう部分(符号e1)は、中央部に向かうに連れて赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が長くなるので、中央部に向かうに連れて暗く表示される。クリームはんだaの中央部(符号e2)は、赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が最も長いので、最も暗く表示される。 Specifically, as shown in FIG. 9 (a), when cream solder a is applied in the shape of a truncated cone, infrared light is reflected in the plane area of the central portion of the truncated cone of the cream solder. The passing distance in is longer, and the passing distance in the cream solder becomes shorter as it goes from the center to the periphery. If the board | substrate p with which such cream solder a was apply | coated is imaged, this captured image will become as shown to Fig.10 (a). Specifically, the portion corresponding to the electrode pad on the outer periphery of the cream solder a is displayed brightest because infrared light does not pass through the cream solder. The portion (reference numeral e1) from the edge of the cream solder a toward the center of the cream solder a has a longer distance for infrared light to pass through the inside of the cream solder as it goes toward the center. It will be displayed dark. The central portion (symbol e2) of the cream solder a is displayed darkest because the distance that infrared light passes through the cream solder is the longest.
一方、図9(b)に示すように、クリームはんだbがクリームはんだaよりも薄く塗布されている場合、クリームはんだ内部を通過する距離が短くなる。このため、図10(b)に示すように、クリームはんだbは、図10(a)で示した暗部e1よりも明るさが明るい暗部(符号f1)として画像中に表示される。なお、暗部f1中において、クリームはんだがの厚さが縁部よりも厚い中央部(符号f2)は、赤外光が通過する距離が長くなるので、暗部f1よりも暗く表示される。 On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the cream solder b is applied thinner than the cream solder a, the distance passing through the cream solder is shortened. Therefore, as shown in FIG. 10B, the cream solder b is displayed in the image as a dark part (reference numeral f1) that is brighter than the dark part e1 shown in FIG. In the dark part f1, the center part (reference numeral f2) in which the cream solder is thicker than the edge part is displayed darker than the dark part f1 because the distance through which infrared light passes is longer.
また、図9(c)に示すように、円錐台の形状を有するクリームはんだcの内部に気泡dが存在する場合、その気泡dに対応する箇所を透過する赤外光は、クリームはんだ内部を通過する距離が短くなる。このようなクリームはんだcを撮像すると、この取込画像は図10(c)に示すようなる。具体的には、クリームはんだcの外周の電極パッドに対応する部分は、最も明るく表示される。クリームはんだcの縁部からクリームはんだの中央部に向かう部分(符号g1)は、中央部に向かうに連れて赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が長くなるので、中央部に向かうに連れて暗く表示される。特に、中央部隣接する箇所が最も暗く表される。気泡dを有する中央部(符号g2)は、気泡により赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が短くなるので、中央部に隣接する符号g1の部分よりも明るいドーナツ状の暗部として表示される。 Further, as shown in FIG. 9C, when the bubble d exists inside the cream solder c having the shape of the truncated cone, the infrared light transmitted through the portion corresponding to the bubble d passes through the cream solder. The passing distance is shortened. When such a cream solder c is imaged, this captured image is as shown in FIG. Specifically, the portion corresponding to the electrode pad on the outer periphery of the cream solder c is displayed brightest. The distance (indicated by reference numeral g1) from the edge of the cream solder c to the center of the cream solder increases the distance that infrared light passes through the cream solder as it goes to the center. Appears dark. In particular, the portion adjacent to the center is darkest. The central part (symbol g2) having the bubble d is displayed as a dark donut-shaped dark part brighter than the part of the reference sign g1 adjacent to the central part because the distance through which the infrared light passes through the cream solder is shortened by the bubble. .
所定の厚さにおけるクリームはんだの断面形状は、例えば、図11に示すような特性図を予め作成しておくことにより、検出することができる。図11は、膜厚が既に分かっているクリームはんだが塗布された基板に対して複数の光強度の赤外光(h1,h2と数字が大きくなるほど赤外線LED5aから出力される光強度が大きい)を照射したときの、クリームはんだの膜厚と画素の明るさ(図11の特性図では、基板表面で反射した赤外光とクリームはんだ表面からの反射成分を含む、撮像装置6により撮像され加工がされていない生の明るさ)との関係図である。この特性図において、各曲線h1〜h6は膜厚が厚くなるほど、基板表面からの反射成分が減少し、それぞれ所定の厚さを超えるとクリームはんだ表面からの反射成分のみとなり、それぞれほぼ一定の明るさになることを示している。また、光源である赤外線LED5aの光強度が大きいほど、所定の厚さXでの反射光の光強度は大きくなる(基板表面からの反射成分のみではなくクリームはんだ表面からの反射成分も大きくなる)ことを示している。なお、図11において、一点鎖線h7は、この線より下の領域の光強度が表面反射光の成分であることを表している。言い換えると、一点鎖線h7よりも上の領域の光強度は、クリームはんだ表面からの反射光と電極パッド表面からの反射光の両方を含んだ明るさを意味する。
The cross-sectional shape of the cream solder at a predetermined thickness can be detected, for example, by preparing a characteristic diagram as shown in FIG. FIG. 11 shows a plurality of infrared rays of light intensity (the light intensity output from the
例えば、曲線h6に対応する強度の赤外光を照射したときにおいて、Xの厚さの断面を検出したい場合、曲線h6の傾きに基づいて、厚さXの断面に対応する画素は、明るさYの画素であると検出することができる。したがって、明るさYの画素、または、明るさY以下の明るさの画素を検出することにより、厚さXの断面を検出することができる。このとき、画像データに対して2値化を行うことにより、クリームはんだの断面の形状をより明確に検出することができる。この場合、照明装置5により照射した赤外光の強度に対応する曲線h1〜h6に基づいて、検出したい厚さに対応する画素の明るさを求め、この値を閾値として画像データに対して2値化を行う。これにより、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面を表す2次画像データを取得することができる。
For example, when an infrared light having an intensity corresponding to the curve h6 is irradiated and a cross section with a thickness of X is to be detected, the pixel corresponding to the cross section with the thickness X is bright based on the slope of the curve h6. It can be detected that the pixel is Y. Therefore, a cross section having a thickness X can be detected by detecting a pixel having brightness Y or a pixel having brightness lower than brightness Y. At this time, by binarizing the image data, the cross-sectional shape of the cream solder can be detected more clearly. In this case, the brightness of the pixel corresponding to the thickness to be detected is obtained based on the curves h1 to h6 corresponding to the intensity of the infrared light irradiated by the
また、赤外光の光強度に応じて検出できる膜厚が変化するため、赤外光の光強度を変えながらクリームはんだが塗布された基板を撮像することにより、スライスされた厚さ(高さ)が異なる複数の断面を検出することができる。このように、クリームはんだの複数の断面を取得し、これらの断面をそれぞれの高さに配置して表示することにより、クリームはんだの3次元形状を近似して表示することができる。このとき、取得するクリームはんだの断面の数量を多くすればするほど、クリームはんだの3次元形状をより近似させて表示することができる。 In addition, since the film thickness that can be detected changes according to the light intensity of infrared light, the sliced thickness (height) is obtained by imaging the substrate to which cream solder is applied while changing the light intensity of infrared light. ) Can be detected. In this way, by acquiring a plurality of cross sections of the cream solder and arranging and displaying these cross sections at respective heights, the three-dimensional shape of the cream solder can be approximated and displayed. At this time, the more the number of cross-sections of the cream solder to be acquired is increased, the closer the three-dimensional shape of the cream solder can be displayed.
上述したように、1次画像データに対して2値化を行う閾値、または、赤外光の光強度によって、1次画像データから検出できるクリームはんだの断面の厚さが変化する。したがって、2値化を行う閾値を固定した状態で赤外光の強度を変えて複数回撮像を行う、照射する赤外光の光強度を所定の値に固定した状態で撮像した1次画像データに対して2値化するときの閾値を変える、または、これらを組み合わせることによって、クリームはんだの断面の厚さが異なる複数の2次画像データを取得することができる。したがって、これらの2次画像データに基づいて、クリームはんだの3次元形状を検出することができる。 As described above, the thickness of the cross section of the cream solder that can be detected from the primary image data varies depending on the threshold value for binarizing the primary image data or the light intensity of infrared light. Therefore, primary image data obtained by imaging with multiple times while changing the intensity of infrared light while fixing the threshold value for binarization, and imaging with the light intensity of irradiated infrared light fixed at a predetermined value. A plurality of secondary image data having different cross-sectional thicknesses of the cream solder can be acquired by changing a threshold value when binarizing or combining them. Therefore, the three-dimensional shape of the cream solder can be detected based on these secondary image data.
なお、反射光の強度は、照射する赤外光の強度に比例する。例えば、図12に示すように赤外光の強度を高くするほど、反射光の強度が高くなるため、クリームはんだに対応する画素の明るさが明るくなる。具体的には、電極パッドq上のクリームはんだrの明るさは、画像sから画像uへと赤外光の強度を強くするに連れて、明るくなっている。したがって、同じ明るさの画像でも、照射する赤外光の強度が高ければ、その部分のクリームはんだは厚いと言うことができる。 Note that the intensity of the reflected light is proportional to the intensity of the irradiated infrared light. For example, as shown in FIG. 12, as the intensity of infrared light is increased, the intensity of reflected light is increased, so that the brightness of the pixel corresponding to the cream solder becomes brighter. Specifically, the brightness of the cream solder r on the electrode pad q increases as the intensity of infrared light increases from the image s to the image u. Therefore, even if the images have the same brightness, if the intensity of the infrared light to be irradiated is high, it can be said that the cream solder in that portion is thick.
このため、赤外線LED5aが経時変化(すなわち、新品を使い始めてからの累積使用時間が増加するほど赤外光の強度が低下する変化)により、反射光の強度も低下してしまう。そこで、本実施の形態では、赤外線LED5aの経時変化に応じて、照明装置5により照射する赤外光の強度を設定する。なお、照明装置5により照射する赤外光の強度を設定するとは、次の通りである。照明装置5には、電力供給線(図示せず)が連結されている。この電力供給線は、途中に接続された電力調整器(図示せず)を介して赤外線LED5aに接続されている。設定部95bで赤外線LED5aの経時変化(電気エネルギーを赤外光に変換する効率が時間の経過に伴って低下する変化)に対応する供給電力量の増加補正値が設定され、照明制御部92により電力調整器が制御されて赤外線LED5aへの供給電力が増加する。これにより、照明装置5により照射する赤外光の強度は、赤外線LED5aの経時変化によらず所定の強度に保持される。
For this reason, the intensity of the reflected light also decreases due to a change with time of the
また、基板表面からの反射光の光強度は、クリームはんだの経時変化によって変化する。これについて、図13を参照して説明する。 Moreover, the light intensity of the reflected light from the substrate surface changes with the aging of the cream solder. This will be described with reference to FIG.
図13に示すように、はんだ粉末HとフラックスFとの混合物からなるクリームはんだが電極E上に塗布された基板Pに対して照明装置5の赤外線LED5aから赤外光を照射すると、この赤外光は、矢印a〜dに示すように進行する。矢印aの赤外光は、クリームはんだの表面から直線的に電極パッドE表面に到達し、この電極パッドEで反射され、そのままフラックス内部を直線的に通過し、撮像装置6に到達する。矢印bの赤外光は、クリームはんだの表層に近い部分のはんだ粉末Hにより乱反射される。矢印cの赤外光は、クリームはんだの表層に近い部分でははんだ粉末Hの間を通過するが、その下層のはんだ粉末Hの表面で反射し、最終的に撮像装置6に到達しない。矢印dの赤外光は、はんだ粉末Hの表面で反射を繰り替えしながら電極パッドE表面に到達し、この電極パッドEで反射される。この矢印dの赤外光には、はんだ粉末Hの表面で反射を繰り返しながら撮像装置6に到達する成分と、はんだ粉末Hの表面での反射より最終的に撮像装置6に到達しない成分とが含まれる。
As shown in FIG. 13, when the cream solder made of a mixture of the solder powder H and the flux F is irradiated with infrared light from the
クリームはんだの断面形状の検出に有効な成分、すなわち基板表面からの反射光は、矢印aおよび矢印dの一部(撮像装置6に到達する成分)である。工場で調整されて製造され容器に密閉されたクリームはんだが、ディスペンサや印刷機による基板への塗布のため密閉を解除されてから時間が経過するほど、マスクスクリーン上に新たにクリームはんだが供給された後にスキージの移動でクリームはんだを印刷する印刷回数が増すほど、フラックス中の溶剤が蒸発したり、フラックスそのものが変質したり、はんだ粉末が沈殿しはんだ粉末が高密度となる部分が生じたりする。このような経時変化が発生すると、フラックスを透過する赤外光が途中で減衰したり、はんだ粉末Hにより乱反射されたりするので、基板表面で反射して撮像装置6に到達する赤外光の強度が低くなる。このような場合、赤外線LED5aから照射される赤外光の光強度を高くしなければ、撮像装置6がその反射光を検出することができない。そこで、本実施の形態では、クリームはんだの経時変化に応じて、照明装置5により照射する赤外光の光強度を設定する。すなわち、クリームはんだの経時変化に応じて、赤外線LED5aから照射される赤外光の強度を高くするよう、供給電力量の増加補正値が設定される。
A component effective for detecting the cross-sectional shape of the cream solder, that is, the reflected light from the substrate surface is a part of the arrows a and d (components that reach the imaging device 6). Cream solder that has been adjusted at the factory and sealed in a container has been supplied to the mask screen as time elapses after the seal has been released for application to the substrate by a dispenser or printing machine. After that, as the number of times the solder paste is printed by moving the squeegee increases, the solvent in the flux evaporates, the flux itself changes in quality, or the solder powder precipitates and the solder powder becomes denser. . When such a change with time occurs, the infrared light transmitted through the flux is attenuated on the way or is irregularly reflected by the solder powder H. Therefore, the intensity of the infrared light reflected on the substrate surface and reaching the
[検査装置の動作]
次に、図14を参照して、本実施の形態に係る検査装置1による検査動作について説明する。
[Operation of inspection equipment]
Next, with reference to FIG. 14, the inspection operation by the
まず、主制御部95の条件取得部95aは、基板に塗布されたクリームはんだの状態を検査するのに必要な各種データを取得する(ステップS1)。この各種データとは、例えば、基板の形状や基板に形成された配線パターン等に関する基板データ、基板に対するクリームはんだの印刷に用いられたマスクの形状に関するマスクデータ、基板を撮像する位置およびその順番に関する撮像位置順序データ、基板上の検査を行う位置に関する検査位置データ、断面形状を検出すべきクリームはんだの厚さ方向の位置に関する厚さデータ、照明装置5により照射される赤外光の光強度および検出する画素の明るさと検出できるはんだの断面の高さとの関係を示す高さ相関データ、選択する画像処理に関する画像処理選択データ、基板に塗布されたクリームはんだの種別に関する種別データ、はんだ相関データ96d、および、LED相関データ96eなどを意味する。これらのデータは、記憶部96、印刷機101、実装ラインのホストコンピュータなどから取得される。
First, the
検査データを取得すると、設定部95bは、はんだ相関データ96dおよびLED相関データ96eに基づいて、照明装置5により照射する赤外光の強度を設定する(ステップS2)。
When acquiring the inspection data, the
はんだ相関データ96dは、例えば図15に示すような特性図から構成される。この図15は、膜厚が既に分かっているクリームはんだが塗布された基板に対して複数の光強度の赤外光を照射したとき、クリームはんだの使用時間、すなわち印刷機101によるクリームはんだの交換なしでの連続印刷時間と、撮像装置6により撮像された画像の画素の明るさとの関係を示す図である、図15において、曲線a1〜a6は、右側(曲線a1から曲線a6に向かう方向)に向かうに連れて赤外光の強度が強くなっている。
The
例えば、最初の撮像装置6による赤外光の強度をa1とした場合、撮像装置6が検出する基板からの反射光の光強度はc1となる。この状態からh1時間が経過すると、クリームはんだの経時変化によって基板からの反射光の光強度が低下する(c2)。このような反射光の光強度が低下した状態で撮像を行うと、後述する2値化部95dは、画素の光強度の値に対して所定の閾値で2値化を行うことにより所定の厚さのクリームはんだの断面の2次画像データを生成するため、所定の厚さではないクリームはんだの断面の2次画像データを生成することとなる。そこで、設定部95bは、図15の特性図に基づいて照明装置5から出力される赤外光の強度を設定する。例えば、クリームはんだの使用開始からh1時間経過したとき、撮像装置6がc1の値の基板からの反射光の光強度を検出するようにする場合、下式(1)に基づいて、赤外光の強度を設定する。
For example, when the intensity of infrared light from the
a2+(a3−a2)b/l ・・・(1) a2 + (a3-a2) b / l (1)
上式(1)において、lは直線Lの長さ、bは曲線a2から直線L上の点Pまでの長さを表す。また、点Pは図15においてh時間と光強度c1との交点、直線Lは点Pを通る曲線a2と曲線a3との距離を表す。 In the above formula (1), l represents the length of the straight line L, and b represents the length from the curve a2 to the point P on the straight line L. Further, the point P in FIG. 15 is the intersection of the h time and the light intensity c1, and the straight line L represents the distance between the curve a2 and the curve a3 passing through the point P.
このように、設定部95bは、はんだ相関データ96dに基づいて、照明装置5により出力される赤外光の強度を設定することにより、クリームはんだの経時変化に応じた強度の赤外光を照射することができる。なお、はんだ相関データ96dは、実際に赤外光を照射してクリームはんだの断面を検出することにより生成することができる。なお、はんだ相関データ96dが、マスクスクリーン上に新たにクリームはんだが供給された後、スキージの移動でクリームはんだを印刷する印刷回数に応じて照明装置5により出力される赤外光の強度を設定するものであってもよい。この場合は、図15の特性図の替わりに、図15における横軸を印刷回数に置き換えた特性図から構成される。
As described above, the
また、LED相関データ96eは、上述したはんだ相関データ96dと同様、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射したときの、赤外線LED5aの継続動作時間と、撮像装置6により撮像された画像の画素の明るさとの関係を示す特性図から構成される。設定部95bは、その特性図に基づいて照明装置5により出力される赤外光の強度を設定することにより、照明装置5の経時変化に応じた強度の赤外光を照射することができる。なお、LED相関データ96eは、実際に赤外光を照射してクリームはんだの断面を検出することにより生成することができる。
Further, the LED correlation data 96e is similar to the
LED相関データ96eは、例えば、図16に示すような特性図で構成される。図16において、縦軸は赤外線LED5aによる赤外光の発光強度、横軸は新品の赤外線LED5aの使用を始めてからの累積使用時間、v1,v2,…,v6は赤外線LED5aに印加される電圧値である。すなわち、電圧値が高いほど赤外線LED5aに供給される電力量は増加する。
The LED correlation data 96e is composed of a characteristic diagram as shown in FIG. 16, for example. In FIG. 16, the vertical axis represents the intensity of infrared light emitted from the
新しい赤外線LED5aを使用する際、電圧値v1の電力を供給すると、赤外線LED5aの発光強度はr1となり、累積使用時間がh1となると、発光強度はr2となる。累積使用時間がh1においても同じ発光強度r1を確保するため、下式(2)に基づいて、照明装置5への供給電力(ここでは赤外線LED5aに印加される電圧値)を設定する。
When using the new
v2+(v3−v2)d/l ・・・(2) v2 + (v3-v2) d / l (2)
上式(2)において、lは点Pを通り曲線v2と曲線v3の距離が一番短くなる直線Lの長さ、dは直線L上において点Pから曲線v2までの長さ、点Pはh時間と発光強度r1との交点を表す。 In the above equation (2), l is the length of the straight line L through which the distance between the curves v2 and v3 passes through the point P, d is the length from the point P to the curve v2 on the straight line L, and the point P is It represents the intersection of h time and emission intensity r1.
このように、設定部95bは、LED相関データ96eに基づいて、照明装置5により出力される赤外光の強度を設定することにより、赤外線LED5aに経時変化があっても、変わることなく所定の強度の赤外光を照射することができる。なお、図16において、赤外線LED5aは、印加する電圧値が大きいほど、所定の強度の赤外光より僅かながら明るくなってしまう場合がある。この場合は、赤外線センサを配置し、新しい赤外線LED5aを使用するときの赤外線センサの検出値を目標値とし、累積使用時間が増加する場合であっても赤外線センサによる赤外線LED5aからの赤外光の検出値が目標値にできるだけ一致するように、赤外線LED5aへ供給される電力量、例えば電圧値を変化させるフィードバック制御を行うようにしてもよい。
As described above, the
本実施の形態において、設定部95bは、上述したはんだ相関データ96dおよびLED相関データ96eに基づいて照明装置5により出力される赤外光の強度を設定する。具体的には、例えば、設定部95bは、LED相関データ96eに基づいて照明装置5から出力されている赤外光の強度を算出し、この値にとはんだ相関データ96dとに基づいて照明装置5により出力される赤外光の強度を設定する。これにより、クリームはんだおよび赤外線LED5aの経時変化に応じた強度の赤外光を照射することができる。
In the present embodiment, the
上述したように、複数の2次画像データを取得するには、2値化の閾値を固定した状態で赤外光の光強度を変えて複数回撮像を行う、赤外光の光強度を固定した状態で撮像した1枚の1次画像データに対して2値化を行う閾値を変える、または、これらを組み合わせる方法があるが、以下においては、2値化の閾値を固定した状態で赤外光の光強度を変えて複数回撮像を行うことにより複数の2次画像データを取得する場合を例に説明する。したがって、検査条件を取得すると、設定部95bは、高さ相関データ、厚さデータ、はんだ相関データ96dおよびLED相関データ96eに基づいて、検査対象となるクリームはんだ毎に撮像を行う回数と、各回に照明装置5により照射する赤外光の光強度の値とを求める。この回数データおよび強度データは、撮像位置順序データ、検査位置データおよび画像処理選択データとともに検査する基板毎に対応付けられる。この対応付けられたデータを、便宜上、検査データという。
As described above, in order to acquire a plurality of secondary image data, imaging is performed a plurality of times by changing the light intensity of the infrared light while fixing the binarization threshold value, and the light intensity of the infrared light is fixed. There is a method of changing the threshold value for binarization of a single primary image data imaged in the same state, or a combination thereof, but in the following, infrared is used with the binarization threshold value fixed. An example will be described in which a plurality of secondary image data is acquired by performing imaging a plurality of times while changing the light intensity of light. Therefore, when the inspection condition is acquired, the
照明装置5により照射する赤外光の強度が設定されると、撮像部95cは、駆動制御部91により基板搬送部2を駆動させ、印刷機101によりクリームはんだが塗布された基板を搬入し、テーブル30上の所定の位置に配置させる(ステップS3)。基板が所定の位置に搬入されると、撮像部95cは、撮像位置順序データおよび検査位置データに基づいて、駆動制御部91によりテーブル搬送部3および撮像装置搬送部4を駆動させ、撮像ユニット4を基板上の検査対象となるクリームはんだの上方に配置させる。
When the intensity of the infrared light irradiated by the illuminating
撮像ユニット4が基板上の検査対象となるクリームはんだの上方に配置されると、撮像部95cは、検査データに基づいて、照明装置5により強度を変化させながら赤外光を照射させるとともに、撮像装置6により照明装置5から照射される赤外光の強度毎に基板を撮像させる(ステップS4)。ここで、赤外光の強度は、強度データに基づいて設定される。また、照明装置5により照射される赤外光の強度の数量および撮像装置6により撮像する回数は、回数データに基づいて設定される。これにより、基板に対して照射された赤外光の光強度が異なる複数の画像が取り込まれる。上述したように、照明装置5により照射される赤外光は、種別相関データ96dに基づいて設定されるので、撮像装置6による画像には、基板表面からの反射光の像が含まれることとなる。
When the imaging unit 4 is arranged above the cream solder to be inspected on the substrate, the
撮像装置6による撮像は、撮像位置順序データに基づいて、1つの基板の全ての撮像位置が撮像されるまで行われるようにしてもよい。この場合、各撮像は、対応する回数データおよび強度データに基づいて行われる。また、取り込まれた画像は、撮像位置や赤外光の光強度とともに記憶部96に記憶される。なお、取り込まれた画像には、画像処理部93により画像処理が行われ、画素毎の光強度が濃淡で表された1次画像データが生成される。
Imaging by the
1次画像データが生成されると、主制御部95は、選択データに基づいて、第1〜第3の画像処理のうち何れを行うか選択し(ステップS5)、選択された画像処理を行う(ステップS6〜8)。それぞれの画像処理について、以下に説明する。
When the primary image data is generated, the
<第1の画像処理>
第1の画像処理は、1次画像データに対して2値化を行い、クリームはんだの断面積を算出する処理である。この処理について、図17を参照して説明する。
<First image processing>
The first image processing is processing for binarizing the primary image data and calculating the cross-sectional area of the cream solder. This process will be described with reference to FIG.
まず、2値化部95dは、1次画像データに対して所定の閾値により2値化を行うため、撮像部95cにより生成された1次画像データと、撮像された基板にクリームはんだを塗布する際に印刷機101により用いられたマスクに関するマスクデータを取得する(ステップS11)。このマスクデータとしては、マスクの開口の位置および形状、すなわち基板上に塗布されるクリームはんだの位置および形状に関する情報が含まれる。なお、マスクデータは、マスクの開口より所定の値だけ拡がったものを用いるようにしてもよい。これにより、クリームはんだにじみやブリッジなどを検出することができる。
First, the
1次画像データおよびマスクデータを取得すると、2値化部95dは、断面を検出するクリームはんだ(対象形状K)に対応する領域の1次画像データを、撮像部95cにより生成された1次画像データから切り出す(ステップS12)。対象形状Kの位置は、マスクデータに基づいて特定され、対象形状Kを含む領域の1次画像データ、例えば画素がI行J列のマトリクス状に並べられた1次画像データが取得される。
When the primary image data and the mask data are acquired, the
対象形状Kを含む1次画像データが切り出されると、2値化部95dは、その1次画像データを所定の明るさを閾値として2値化する(ステップS13)。ここで、閾値は、設定部95bにより、例えば図11に示したような特性図に基づいて、取得したいクリームはんだの断面の厚さに応じて設定される。したがって、赤外光の光強度を固定した状態で撮像した1枚の1次画像データから複数の2次画像データを取得する場合には、閾値を変えることにより、1つの1次画像データから様々な厚さの断面の2次画像データを取得することができる。
When the primary image data including the target shape K is cut out, the
1次画像データに対して所定の閾値により2値化を行うことにより、図18に示すような2次画像データが生成される。この図18は、I行J列のマトリクス状に並べられた2次画像データ(以下、「領域I,J」と呼ぶ)を示しており、この領域I,Jには対象形状Kが含まれている。各画素において、「1」は閾値以上の明るさを、「0」は閾値より小さい明るさを意味している。すなわち、「1」の画素と「0」の画素の境界部分が、クリームはんだ厚みが所定の厚さとなる部分であり、「0」の部分は所定の厚さ以上の部分となる。したがって、「0」の画素に対応する部分が、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面を意味する。このように閾値により1次画像データを2値化することにより、クリームはんだの断面形状の縁部がより詳細になり、輪郭をはっきりさせることができるので、クリームはんだの断面形状をより明確に判別することができる。 By binarizing the primary image data with a predetermined threshold value, secondary image data as shown in FIG. 18 is generated. FIG. 18 shows secondary image data (hereinafter referred to as “regions I and J”) arranged in a matrix of I rows and J columns. The regions I and J include the target shape K. ing. In each pixel, “1” means brightness greater than or equal to the threshold, and “0” means brightness less than the threshold. That is, the boundary portion between the “1” pixel and the “0” pixel is a portion where the cream solder thickness is a predetermined thickness, and the “0” portion is a portion having a predetermined thickness or more. Therefore, the portion corresponding to the pixel of “0” means a cross section of the cream solder at a predetermined thickness. By binarizing the primary image data with the threshold value in this way, the edge of the cross-sectional shape of the cream solder becomes more detailed and the contour can be clarified, so the cross-sectional shape of the cream solder can be more clearly discriminated. can do.
2値化が行われると、領域I,Jのうちクリームはんだの断面部となる対象領域Kは「0」の暗部となる。2値化部95bは、領域I,Jの2次画像データを表示装置7に表示させるようにしてもよい。これにより、ユーザは、クリームはんだの断面形状をより容易に認識することができる。したがって、ユーザの目視によりクリームはんだの良否を判定することもできる。
When binarization is performed, the target area K, which is the cross section of the cream solder, in the areas I and J becomes a dark part of “0”. The
主制御部95の面積算出部95cは、2次画像データのうち暗部に対応する画素の数量を測定することにより、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面の面積Sを測定する(ステップS14)。具体的には、面積算出部95cは、画像変換された領域I,Jにおける暗部の画素の数量を測定する。これにより、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面積Sが測定される。なお、クリームはんだの断面積Sは、ステップS7による2値化の後で、領域I,Jにおける「1」の画素を暗部(データ上「0」)に、「0」の画素を明部(データ上「1」)にするデータ変換を実施してから、測定するようにしてもよい。この場合、画像データを表示装置7に表示させると、クリームはんだの断面部分は明るく、その他の部分は暗く表示される。このようにしても、目視によるクリームはんだの判定がしやすくなる。クリームはんだの断面積Sの測定は、クリームはんだの断面に対応する「1」の画素の数量を測定することにより実施する。
The
<第2の画像処理>
第2の画像処理は、2次画像データから明部と暗部の境界線を示す3次画像データを検出する処理である。この処理について図19を参照して説明する。
<Second image processing>
The second image processing is processing for detecting tertiary image data indicating a boundary line between a bright part and a dark part from the secondary image data. This process will be described with reference to FIG.
まず、2値化部95dおよび面積算出部95fにより上述した第1の画像処理を行う(ステップS21)。
First, the above-described first image processing is performed by the
第1の画像処理が行われると、抽出部95eは、2次画像データに含まれる暗部領域の中の明部画素領域を検出する(ステップS22)。例えば、図18の領域(I,J)の場合、電極パッド等を表す最外殻の「1」の画素の内部に暗部を意味する「0」の画素の領域が存在し、この「0」の画素の内部に気泡等を表し明部を意味する「1」の画素の領域が存在する。この明部領域Bを抽出部95eは検出する。このような明部領域Bの検出は、例えば、領域(I,J)の中心により近い明部を明部領域Bにするなど、領域(I,J)における明部と暗部の位置関係を確認することにより行うことができる。
When the first image processing is performed, the
明部領域Bが検出されると、抽出部95eは、暗部を示す画素の領域から明部領域Bに変化する座標P1(i,m)と、明部領域Bから暗部を示す画素の領域に変化する座標P1(i,n)とを検出する(ステップS23)。例えば、図18の領域(I,J)の場合、各行Iにおいて列Jを変化させ(例えば、左側から右側へ移動させる)、それぞれの行において暗部を示す画素の領域から明部領域Bに変化する画素の座標P1(i,m)と、この明部領域Bから暗部を示す画素の領域に変化する画素の座標P1(i,n)とを検出する。明部領域Bはクリームはんだ中の気泡を表していることから、座標P1は、クリームはんだと気泡との境界を意味する。
When the bright area B is detected, the
座標P1が検出されると、抽出部95eは、座標P1をつなげて、3次画像データ(等高線)L1とする(ステップS24)。この連続する座標P1からなる等高線L1は、クリームはんだ中の気泡の外縁を表すこととなる。
When the coordinate P1 is detected, the
等高線L1が設定されると、抽出部95eは、2次画像データに含まれる明部領域中の暗部画素領域を検出する(ステップS25)。例えば、図18の領域(I,J)の場合、電極パッド等を意味し明部を意味する最外殻の「1」の画素の内部に、クリームはんだ等を意味し暗部を意味する「0」の画素が存在する。この暗部領域Cを抽出部95eは検出する。したがって、暗部領域Cには明部領域Bが含まれている。このような暗部領域Cの検出は、例えば、領域(I,J)の中心により近い暗部を暗部領域Cにするなど、領域(I,J)における明部と暗部位置関係を確認することにより行うことができる。
When the contour line L1 is set, the
暗部領域Cが検出されると、抽出部95eは、明部を示す画素の領域から暗部領域Cに変化する画素の座標P2(i,o)と、暗部領域Cから明部を示す画素の領域に変化する画素の座量P2(i,p)を検出する(ステップS26)。例えば、図18の領域(I,J)の場合、各行Iにおいて列Jを変化させ(例えば、左側から右側へ移動させる)、それぞれの行において明部を示す画素の領域から暗部領域Cに変化する座標P2(i,o)と、この暗部領域Cから明部を示す画素の領域に変化する座標P2(i,p)とを検出する。暗部領域Cは電極パッド上のクリームはんだを表していることから、座標P2は、当該2次画像データが示す断面における電極パッドとクリームはんだの境界を意味する。
When the dark area C is detected, the
座標P2が検出されると、抽出部95eは、座標P2をつなげて、3次画像データ(等高線)L2とする(ステップS27)。この連続する座標P2からなる等高線L2は、電極パッド上のクリームはんだの外縁を表すこととなる。
When the coordinate P2 is detected, the
上述したような第2の画像処理を行うことにより、所定の厚みにおけるクリームはんだやクリームはんだ内部の気泡の外縁を明確に検出することができる。 By performing the second image processing as described above, it is possible to clearly detect cream solder at a predetermined thickness and the outer edge of bubbles inside the cream solder.
なお、面積算出部95fは、抽出した3次画像データ(等高線)L1,L2に基づいてクリームはんだの断面積を算出するようにしてもよい。この場合、等高線L1,L2それぞれの内部の画素をカウントし、等高線L2内部の画素数から等高線L1の画素数の差分をとることにより、算出することができる。これにより、より正確なクリームはんだの断面積を算出することができる。 The area calculation unit 95f may calculate the cross-sectional area of the cream solder based on the extracted tertiary image data (contour lines) L1 and L2. In this case, the calculation can be performed by counting the pixels inside each of the contour lines L1 and L2 and taking the difference in the number of pixels on the contour line L1 from the number of pixels inside the contour line L2. Thereby, the more accurate cross-sectional area of the cream solder can be calculated.
<第3の画像処理>
第3の画像処理は、上述した第1の画像処理および第2の画像処理により2次画像データおよび3次画像データ(等高線)を取得し、これらからクリームはんだの体積を検出する処理である。この処理について図20を参照して説明する。
<Third image processing>
The third image processing is processing for obtaining secondary image data and tertiary image data (contour lines) by the first image processing and the second image processing described above, and detecting the volume of the cream solder. This process will be described with reference to FIG.
まず、体積算出部95gは、回数データの値Dを1、クリームはんだ中の気泡の体積V0を0、クリームはんだの体積V1を0と設定する(ステップS31)。 First, the volume calculation unit 95g sets the value D of the count data to 1, the bubble volume V0 in the cream solder to 0, and the cream solder volume V1 to 0 (step S31).
D,V0,V1の値が設定されると、体積算出部95gは、抽出部95eにより回数データの値に対応する検査データに基づいて第2の画像処理を行わせる(ステップS32)。これにより、D番目に撮像を行った2次画像データに基づく3次画像データ(等高線)L1,L2が算出される。
When the values of D, V0, and V1 are set, the volume calculation unit 95g causes the
第2の画像処理が行われると、体積算出部95gは、算出された等高線L1に基づいて、所定の厚さにおける気泡の体積v1を算出する(ステップS33)。具体的には、まず、体積算出部95gは、等高線L1内の面積S1を求める。この面積S1は、等高線L1内部の画素をカウントすることにより算出することができる。次に、前回すなわち(D−1)番目の撮像に基づく2次画像データと今回すなわちD番目の撮像に基づく2次画像データとの距離Fと、面積S1との積から体積v1を求める。したがって、この体積v1は、距離Fの厚さにおける気泡の体積を意味する。なお、D=1の場合、距離Fは、基板表面またはクリームはんだの頂点とD番目の撮像に基づく2次画像データとの距離を意味する。 When the second image processing is performed, the volume calculating unit 95g calculates the volume v1 of the bubble at a predetermined thickness based on the calculated contour line L1 (step S33). Specifically, first, the volume calculation unit 95g obtains an area S1 in the contour line L1. This area S1 can be calculated by counting the pixels inside the contour line L1. Next, the volume v1 is obtained from the product of the area S1 and the distance F between the secondary image data based on the previous (D-1) imaging and the secondary image data based on the current (D-1) imaging. Therefore, this volume v1 means the volume of bubbles at a thickness of distance F. When D = 1, the distance F means the distance between the substrate surface or the top of the cream solder and the secondary image data based on the D-th imaging.
体積v1が算出されると、体積算出部95gは、算出された等高線L2に基づいて、所定の厚さにおけるクリームはんだの体積v0を算出する(ステップS34)。具体的には、まず、体積算出部95gは、等高線L2内の面積S2を求める。この面積S2は、等高線L2内部の画素をカウントすることにより算出される。次に、S2とS1との差分S0を求める。このS0は、クリームはんだのみの断面積を表すこととなる。次に、前回すなわち(D−1)番目の撮像に基づく2次画像データと今回すなわちD番目の撮像に基づく2次画像データとの距離Fと、面積S0との積から体積v0を求める。したがって、この体積v0は、距離Fの厚さにおけるクリームはんだの体積を意味する。なお、D=1の場合、距離Fは、基板表面またはクリームはんだの頂点とD番目の撮像に基づく2次画像データとの距離を意味する。 When the volume v1 is calculated, the volume calculation unit 95g calculates a cream solder volume v0 at a predetermined thickness based on the calculated contour line L2 (step S34). Specifically, first, the volume calculation unit 95g obtains an area S2 in the contour line L2. This area S2 is calculated by counting the pixels inside the contour line L2. Next, a difference S0 between S2 and S1 is obtained. This S0 represents the cross-sectional area of cream solder only. Next, the volume v0 is obtained from the product of the distance F between the previous image, that is, the secondary image data based on the (D-1) th imaging and the secondary image data based on the current time, that is, the Dth imaging, and the area S0. Therefore, this volume v0 means the volume of the cream solder at the thickness of the distance F. When D = 1, the distance F means the distance between the substrate surface or the top of the cream solder and the secondary image data based on the D-th imaging.
v1およびv0が算出されると、体積算出部95gは、V1にv1を加算した値をV1とすると共に、V0にv0を加算した値をV0とする(ステップS35)。これにより、回数データDの値に対応するクリームはんだの断面の高さ方向の位置と、基板表面またはクリームはんだ頂点との距離分の厚さにおけるクリームはんだおよび気泡の体積がV1またはV0として算出されることとなる。 When v1 and v0 are calculated, the volume calculation unit 95g sets V1 to the value obtained by adding v1 to V1, and sets V0 to the value obtained by adding v0 to V0 (step S35). As a result, the volume of the cream solder and bubbles at the thickness between the position in the height direction of the cross section of the cream solder corresponding to the value of the number data D and the substrate surface or the top of the cream solder is calculated as V1 or V0. The Rukoto.
V1およびV0が更新されると、体積算出部95gは、回数データDが最大値か否かを確認する(ステップS36)。 When V1 and V0 are updated, the volume calculation unit 95g checks whether or not the count data D is the maximum value (step S36).
回数データDの値が最大値ではない場合(ステップS36:NO)、回数データDの値を1増加させ(ステップS37)、ステップS32の処理に戻る。一方、回数データDの値が最大値の場合(ステップS36:YES)、第3の画像処理が終了される。 If the value of the count data D is not the maximum value (step S36: NO), the value of the count data D is incremented by 1 (step S37), and the process returns to step S32. On the other hand, when the value of the count data D is the maximum value (step S36: YES), the third image processing is ended.
上述したような第3の画像処理を行うことにより、クリームはんだやクリームはんだ内部の気泡の体積を算出することができる。 By performing the third image processing as described above, it is possible to calculate the volume of the cream solder or the bubbles inside the cream solder.
なお、体積算出部95gは、抽出部95eにより抽出した全ての3次画像データ(等高線)L1,L2をそれぞれの高さに配置した状態で表示装置7に表示するようにしてもよい。これにより、クリームはんだの内部の状態を含む3次元形状が近似して表示されるので、オペレータはクリームはんだの状態をより明確に認識することができる。このとき、回数データの値を大きくする、すなわち2次画像データの大量に取得することにより、クリームはんだの3次元形状をより近似させて表示することができる。
The volume calculation unit 95g may display all the tertiary image data (contour lines) L1 and L2 extracted by the
<良否判断処理>
上述した第1〜第3の画像処理により、クリームはんだの断面積、クリームはんだの体積、気泡の体積等が算出されると、判定部95hは、検査対象となるクリームはんだの良否を判定する良否判定処理を行う(ステップS9)。この良否判定処理について、図21を参照して説明する。
<Pass / fail judgment processing>
When the cross-sectional area of cream solder, the volume of cream solder, the volume of bubbles, and the like are calculated by the first to third image processes described above, the
まず、判定部95hは、行われた画像処理を確認する(ステップS41)。第1または第2の画像処理が行われた場合(ステップS41:第1,第2の画像処理)、判定部95hは、算出されたクリームはんだの断面積に基づいて、クリームはんだの良否を判定する。一方、第3の画像処理が行われた場合(ステップS41:第3の画像処理)、判定部95hは、算出されたクリームはんだおよび気泡の体積に基づいて、クリームはんだの良否を判定する。
First, the
第1,2の画像処理が行われた場合、判定部95hは、算出されたクリームはんだの断面積Sが閾値α以上であるか否かを判定する(ステップS42)。この判定は、例えば、塗布されたクリームはんだの量が少なかったり、内部に気泡が存在したりし、断面積Sが閾値αよりも小さい場合、判定部95hは、クリームはんだの面積が所定の値以上ではないと判定する。このようにすることにより、クリームはんだの量の過小や気泡の存在を検出することができる。また、複数の断面が検出された場合、判定部95hは、各断面に対して上記判定を行うようにしてもよい。この場合、閾値αは断面の高さ毎に設定されるようにしてもよい。これにより、より正確に判定を行うことができる。なお、閾値αは、クリームはんだの大きさや形状等により適宜自由に設定される。
When the first and second image processing is performed, the
クリームはんだの断面積Sが閾値α以上である場合(ステップS42:YES)、判定部95hは、駆動制御部91により基板搬送部2およびテーブル搬送部3を駆動させ、基板をテーブル30上の所定の位置から検査装置1外部に搬出する(ステップS43)。検査装置1外部に搬出された基板は、実装機102に搬入され、この実装機102により電子部品が実装される。
When the cross-sectional area S of the cream solder is equal to or larger than the threshold value α (step S42: YES), the
一方、クリームはんだの断面積Sが閾値α以上ではない場合(ステップS42:NO)、判定部95hは、クリームはんだが不良であると判定し、I/F部94により表示装置7を駆動させて警告動作を行わせる(ステップS44)。この警告動作としては、例えば、ディスプレイ7aにクリームはんだに不良が存在する旨を示す表示をさせたり、シグナルタワー7bに警告を表すランプを点灯させたりすることができる。これにより、不良のクリームはんだが塗布された基板が搬出されるのを防ぐことができる。
On the other hand, when the cross-sectional area S of the cream solder is not equal to or greater than the threshold value α (step S42: NO), the
第3の画像処理が行われた場合、判定部95hは、算出されたクリームはんだ中の気泡の体積V1が所定の値β1以下であるか否かを判定する(ステップS45)。例えば、塗布されたクリームはんだ中の内部の気泡が大きく、体積V1が閾値β1よりも大きい場合、判定部95hは、塗布されたクリームはんだが不良であると判定する。なお、閾値β1は、クリームはんだの大きさや形状等により適宜自由に設定される。
When the third image processing is performed, the
体積V1が閾値β1以下である場合(ステップS45:YES)、判定部95hは、算出されたクリームはんだの体積V0が閾値β0以上であるか否かを判定する(ステップS46)。例えば、塗布されたクリームはんだの量が少なく、体積V0が閾値β0よりも小さい場合、判定部95hは、塗布されたクリームはんだが不良であると判定する。なお、閾値β1は、クリームはんだの大きさや形状等により適宜自由に設定される。
When the volume V1 is less than or equal to the threshold β1 (step S45: YES), the
体積V0が閾値β0以上である場合(ステップS46:YES)、判定部95hは、駆動制御部91により基板搬送部2およびテーブル搬送部3を駆動させ、基板をテーブル30上の所定の位置から検査装置1外部に搬出する(ステップS43)。検査装置1外部に搬出された基板は、実装機102に搬入され、この実装機102により電子部品が実装される。
When the volume V0 is equal to or larger than the threshold value β0 (step S46: YES), the
一方、体積V1が閾値β1よりも大きかったり(ステップS45:NO)、体積V0が閾値β0よりも小さかったりした場合(ステップS46:NO)、判定部95hは、クリームはんだが不良であると判定し、I/F部94により表示装置7を駆動させて警告動作を行わせる(ステップS44)。
On the other hand, when the volume V1 is larger than the threshold value β1 (step S45: NO) or the volume V0 is smaller than the threshold value β0 (step S46: NO), the
以上説明したように、本実施の形態によれば、設定部95bによりクリームはんだや照明装置5の経時変化に応じて照明装置5から照射される赤外光の強度が設定されるので、撮像装置6はクリームはんだの所定の厚さに対応する画素が所定の光強度を有する基板表面からの反射光を検出すことができる。したがって、撮像装置6による画像に基づいてクリームはんだの状態を検出することができる。結果として、クリームはんだや赤外線LED5aの経時変化にかかわらずクリームはんだの状態を検出することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、照明装置5によりクリームはんだが塗布された基板に対して複数の異なる強度の赤外光を照射し、撮像装置6により赤外光が照射された基板を赤外光の強度毎に撮像することにより、基板に照射された赤外光の強度が異なる複数の画像を取得するができ、これらからクリームはんだの3次元形状を検出することができる。このため、クリームはんだの内部の状態に応じて、基板を搬出したり警告を行ったりすることにより、不良のクリームはんだが塗布された基板が搬出されるのを防ぐことができる。特に、クリームはんだの内部を含む3次元形状を検出することができるので、クリームはんだの断面形状をより明確に認識することができる。
Moreover, the board | substrate with which cream solder was apply | coated with the illuminating
なお、本実施の形態において、設定部95bは、はんだ相関データ96dおよびLED相関データ96eの両方に基づいて照明装置5から出力される赤外光の強度を設定するようにしたが、はんだ相関データ96dおよびLED相関データ96eのうち少なくとも一方に基づいて赤外光の強度を設定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、2値化の閾値を固定した状態で赤外光の光強度を変えて複数回撮像を行うことにより、複数の2次画像データを取得するようにしたが、赤外光の光強度を固定した状態で撮像した1枚の1次画像データに対して2値化を行う閾値を変えたり、または、複数回撮像する方法と閾値を変える方法とを組み合わせたりすることにより複数の2次画像データを取得するようにしてもよい。これらの場合、設定部95bにより、第1の画像処理において、2値化する際に用いる閾値の数量および値、または、2値化する際に用いる閾値の数量および値並びに撮像を行う回数および赤外光の光強度を、撮像位置順序データ、検査位置データおよび画像処理選択データとともに検査する基板毎に対応付けた検査データを作成する。また、設定部95bにより、第3の画像処理における回数データDを、2値化の閾値を変える順番、または、2値化の閾値および撮像回数を変える順番とする。これにより、2値化を行う閾値を変えたり、複数回撮像する方法と閾値を変える方法とを組み合わせたりする場合においても、複数の2次画像データを取得することができ、これからクリームはんだの3次元形状等を検出することができる。
Further, in the present embodiment, a plurality of secondary image data are acquired by performing imaging a plurality of times while changing the light intensity of infrared light in a state where the binarization threshold is fixed. Changing the threshold value for binarizing one piece of primary image data captured with the light intensity of external light fixed, or combining the method of imaging multiple times and the method of changing the threshold value Thus, a plurality of secondary image data may be acquired. In these cases, the
なお、上述した本実施の形態では、クリームはんだの経時変化や、赤外線LED5aの経時変化に応じて、照明装置5により照射する赤外光の強度を設定、すなわち、赤外線LED5aへ供給される電力量を設定するようにしたが、検査装置の動作において、図14に示すステップS2の照明設定を行わないようにしてもよい。この場合は、図17に示す第1の画像処理におけるステップS13において用いる所定の明るさの閾値を、低い値にシフトするようにしてもよい。このように、適切な閾値を用いて画像データの2値化を行うことにより、照明装置5により照射する赤外光の強度を変化させなくても、クリームはんだの経時変化や赤外線LED5aの経時変化によらず、基板から離間した面に沿った上記クリームはんだの断面形状を検出することができる。
In the present embodiment described above, the intensity of the infrared light irradiated by the
本発明は、クリームはんだを塗布した基板の検査方法や検査装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an inspection method and inspection apparatus for a substrate coated with cream solder.
1…検査装置、2…基板搬送部、2A…搬入部、2B…可動部、2C…搬出部、3…テーブル搬送部、4…撮像装置搬送部、5…照明装置、5a…赤外線LED、5b…可視光LED、6…撮像装置、7…表示装置、8…入力装置、9…制御装置、10…カバー、11…基台、20A,20B,20C,21A,21B,21C…ベルトコンベア、22…モータ、30…テーブル、31…ガイドレール、32…ボールねじ軸、33…モータ、41…支持台、42…梁部、43…撮像ユニット、44…駆動装置、45…モータ、46…ボールねじ軸、47…ガイドレール、48…支持フレーム、91…駆動制御部、92…照明制御部、93…画像処理部、94…I/F部、95…主制御部、95a…条件取得部、95b…設定部、95c…撮像部、95d…2値化部、95e…抽出部、95f…面積算出部、95g…体積算出部、95h…判定部、96…記憶部、96a…画像データ、96b…基準情報、96c…良否結果、96d…はんだ相関データ、96e…LED相関データ。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記赤外光が照射された前記基板を撮像する撮像手段と、
この撮像手段による画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出手段と、
前記照明手段により照射される赤外光の強度を、前記照明手段と前記クリームはんだのうち少なくとも一方の経時変化に応じて設定する設定手段と
を備えることを特徴とする検査装置。 Illumination means for irradiating infrared light of a predetermined intensity to a substrate coated with cream solder;
Imaging means for imaging the substrate irradiated with the infrared light;
Detection means for detecting the shape of the cream solder based on the image by the imaging means;
An inspection apparatus comprising: setting means for setting the intensity of infrared light irradiated by the illuminating means according to a change with time of at least one of the illuminating means and the cream solder.
ことを特徴とする請求項1記載の検査装置。 The said setting means sets the intensity | strength of the infrared light irradiated by the said illumination means using the accumulated use time from the use start of the said illumination means as a time-dependent change of the said illumination means. The inspection device described.
ことを特徴とする請求項1記載の検査装置。 The setting means is a printing machine that uses a mask screen to apply the cream solder to the substrate as a change with time of the cream solder, and after the cream solder is newly supplied on the mask screen 2. The inspection according to claim 1, wherein the intensity of infrared light irradiated by the illuminating unit is set using at least one of a time until printing on the substrate to be inspected and a number of times of printing. apparatus.
前記設定手段は、前記電力供給量を設定する
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の検査装置。 The illumination means receives power supply and irradiates infrared light;
The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the setting unit sets the power supply amount.
をさらに備え、
前記検出手段は、2値化された画像に基づいて、前記基板から離間した面に沿った前記クリームはんだの断面形状を検出する
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の検査装置。 Binarization means for binarizing an image representing an intensity distribution of infrared light reflected from the substrate with a predetermined threshold;
The said detection means detects the cross-sectional shape of the said cream solder along the surface spaced apart from the said board | substrate based on the binarized image. The any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Inspection equipment.
をさらに備え、
前記検出手段は、前記撮像手段により撮像された前記赤外光の強度が異なる複数の画像に基づいて、前記クリームはんだの3次元形状を検出する
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の検査装置。 Based on the intensity of the infrared light set by the setting means, further comprising a second setting means for setting a plurality of infrared light intensity irradiated by the illumination means according to the cream solder,
The said detection means detects the three-dimensional shape of the said cream solder based on the several image from which the intensity | strength of the said infrared light imaged by the said imaging means differs. The any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The inspection apparatus according to item 1.
前記画像毎に暗部と明部との境界線を抽出する抽出手段と、
この抽出手段により抽出された複数の前記境界線に基づいて前記クリームはんだの体積を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の検査装置。 The detection means includes
Extraction means for extracting a boundary line between a dark part and a bright part for each image;
The inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a calculation unit that calculates a volume of the cream solder based on the plurality of boundary lines extracted by the extraction unit.
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit that determines the state of the cream solder based on a detection result by the detection unit.
前記赤外光が照射された前記基板を撮像する撮像手段と、
この撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより2値化する2値化手段と、
この2値化手段による2値化画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出手段と、
前記2値化手段における前記閾値を、前記照明手段と前記クリームはんだのうち少なくとも一方の経時変化に応じて設定する設定手段と
を備えることを特徴とする検査装置。 Illumination means for irradiating infrared light of a predetermined intensity to a substrate coated with cream solder;
Imaging means for imaging the substrate irradiated with the infrared light;
Binarization means for binarizing the image by the imaging means with a predetermined threshold brightness;
Based on the binarized image by the binarizing means, detecting means for detecting the shape of the cream solder;
An inspection apparatus comprising: setting means for setting the threshold value in the binarization means according to a change with time of at least one of the illumination means and the cream solder.
ことを特徴とする請求項9記載の検査装置。 The inspection device according to claim 9, wherein the detection unit detects a cross-sectional shape of the cream solder along a surface separated from the substrate based on a binarized image by the binarization unit.
ことを特徴とする請求項9または10に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to claim 9, further comprising a determination unit that determines a state of the cream solder based on a detection result by the detection unit.
前記赤外光が照射された前記基板を撮像する撮像ステップと、
この撮像ステップにより撮像された画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出ステップと、
前記照明ステップにより照射される赤外光の強度を、前記照明手段と前記クリームはんだのうち少なくとも一方の経時変化に応じて設定する設定ステップと
を有することを特徴とする検査方法。 An illumination step of irradiating a substrate coated with cream solder with infrared light of a predetermined intensity;
An imaging step of imaging the substrate irradiated with the infrared light;
Based on the image captured by the imaging step, a detection step for detecting the shape of the cream solder;
An inspection method comprising: a setting step of setting the intensity of infrared light irradiated in the illumination step according to a change with time of at least one of the illumination unit and the cream solder.
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