JP2008082714A - スクリーン印刷検査方法及びスクリーン印刷検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板のスクリーン印刷部分の印刷状態をカメラのみで検査可能にする。
【解決手段】スクリーンマスク１２上に半田ペーストを供給する前に、該スクリーンマスク１２をカメラで撮像してマスク開口部４２の画像を取り込む。そして、スクリーン印刷前に回路基板１１の印刷対象面をカメラで撮像して印刷前基板画像を取り込む。スクリーン印刷後に回路基板１１の印刷済み面をカメラで撮像して印刷後基板画像を取り込む。そして、印刷前基板画像から印刷後基板画像を差し引いた差分画像を作成する。印刷前基板画像と印刷後基板画像との相違は、半田印刷部分４４の有無のみであるため、両者の差分画像は、半田印刷部分４４の画像に相当する。そして、差分画像（半田印刷部分４４の画像）とマスク開口部４２の画像とを比較して、両者の一致度合いによって半田印刷部分４４の印刷状態を検査する。
【選択図】図５

Description

本発明は、スクリーン印刷装置で回路基板にスクリーン印刷した印刷部分の印刷状態を検査するスクリーン印刷検査方法及びスクリーン印刷検査装置に関する発明である。

スクリーン印刷装置で回路基板にスクリーン印刷した印刷部分の印刷状態を検査する場合、特許文献１（特開平６−２３８８６７号公報）に記載されているように、レーザ変位センサとＣＣＤカメラを使用し、スクリーン印刷前にＣＣＤカメラでスクリーンマスクを撮像して該スクリーンマスクの開口部の位置、面積及び体積の基準データを作成し、スクリーン印刷後、プリント基板に印刷されたクリーム状半田の位置と高さをレーザ変位センサにより検出し、このレーザ変位センサの検出データと上記基準データとを比較して印刷不良の有無を判定するようにしたものがある。
特開平６−２３８８６７号公報（第１頁等）

しかしながら、上記特許文献１のスクリーン印刷検査方法では、ＣＣＤカメラの他に、高価なレーザ変位センサを必要とするため、検査システムの製造コストが高くなってしまい、低コスト化の要求を満たすことができない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、回路基板のスクリーン印刷部分の印刷状態をカメラのみで検査することができ、検査システムの低コスト化を実現できるスクリーン印刷検査方法及びスクリーン印刷検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、スクリーンマスクをカメラで撮像して該スクリーンマスクの開口部（以下「マスク開口部」という）の画像を取り込む工程と、スクリーン印刷前に前記回路基板の印刷対象面をカメラで撮像して印刷前基板画像を取り込む工程と、スクリーン印刷後に前記回路基板の印刷済み面を前記カメラで撮像して印刷後基板画像を取り込む工程と、前記印刷前基板画像から前記印刷後基板画像を差し引いた差分画像を作成する工程と、前記差分画像と前記マスク開口部の画像とを比較して前記印刷部分の印刷状態を検査する工程とを含むことを特徴とするものである。この場合、印刷前基板画像と印刷後基板画像との相違は、印刷部分の有無のみであるため、両者の差分画像は、印刷部分の画像に相当する。従って、差分画像（印刷部分の画像に相当）とマスク開口部の画像とを比較すれば、両者の一致度合いによって印刷部分の印刷状態の良否を検査することができる。つまり、差分画像とマスク開口部の画像との一致度合いが高くなるほど（換言すれば両者の相違が少なくなるほど）、印刷部分の印刷状態が良いと判断できる。このようなスクリーン印刷検査方法は、高価なレーザ変位センサを必要とせず、カメラのみで検査できるため、高価なレーザ変位センサを必要とする従来のスクリーン印刷検査方法と比較して、検査システムの低コスト化を実現できる。

この場合、カメラは、回路基板の基準位置マークを撮像する基板認識用カメラを使用すれば良いが、従来の基板認識用カメラの照明光源は、回路基板のほぼ上方から照明する通常の光源（落射光源、側射光源）のみである。この通常の光源による回路基板のほぼ上方からの照明では、回路基板のパッド等の印刷対象部と半田等のペーストとの濃淡差（基板画像の印刷対象部の印刷前後の濃淡差）が小さい部分が生じることがあり、印刷部分の外形を精度良く認識できない可能性がある。

この対策として、回路基板のほぼ上方から照明する通常の光源（落射光源、側射光源）に加えて、斜め上方から照明するサイド光源を設け、前記印刷前基板画像を取り込む工程は、前記通常の光源を点灯して印刷前基板画像Ａ１を取り込む工程と、前記サイド光源を点灯して印刷前基板画像Ａ２を取り込む工程とを含み、前記印刷後基板画像を取り込む工程は、前記通常の光源を点灯して印刷後基板画像Ｂ１を取り込む工程と、前記サイド光源を点灯して印刷後基板画像Ｂ２を取り込む工程とを含み、前記差分画像を作成する工程は、前記印刷前基板画像Ａ１から前記印刷後基板画像Ｂ１を差し引いた差分画像Ｃ１（＝Ａ１−Ｂ１）を作成する工程と、前記印刷前基板画像Ａ２から前記印刷後基板画像Ｂ２を差し引いた差分画像Ｃ２（＝Ａ２−Ｂ２）を作成する工程と、前記差分画像Ｃ１と前記差分画像Ｃ２を合成して新たな差分画像Ｃ３（＝Ｃ１＋Ｃ２）を作成する工程とを含み、前記差分画像Ｃ３と前記マスク開口部の画像とを比較して前記印刷部分の印刷状態を検査するようにすると良い。このように、通常の光源による回路基板のほぼ上方からの照明で得られた差分画像Ｃ１と、サイド光源による回路基板の斜め上方からの照明で得られた差分画像Ｃ２とを合成して差分画像Ｃ３を作成すれば、この差分画像Ｃ３から印刷部分の外形を精度良く認識することができ、印刷状態の検査精度を向上させることができる。

また、本発明は、印刷部分の印刷状態を検査する工程において、前記差分画像と前記マスク開口部の画像とを比較する処理を画素毎に行って、印刷されるべき部分に印刷されていない“印刷の欠け”の有無と、印刷されるべきでない部分にはみ出して印刷された“印刷のはみ出し”の有無を画素毎に判定し、印刷の欠けと判定された画素の合計数に基づいてスクリーンマスク上へのペースト補給の必要有り／無しを判定し、印刷のはみ出しと判定された画素の合計数に基づいて前記スクリーンマスクのクリーニングの必要有り／無しを判定するようにすると良い。このようにすれば、スクリーンマスク上へのペースト補給の必要有り／無しとスクリーンマスクのクリーニングの必要有り／無しをそれぞれ精度良く判定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてスクリーン印刷検査装置の構成を説明する。

回路基板１１とスクリーンマスク１２を撮像するカメラ１３は、回路基板１１の基準位置マークを撮像する基板認識用のＣＣＤカメラを使用する。このカメラ１３は、ＸＹ軸移動機構（図示せず）にＸＹ軸方向に移動可能に支持され、スクリーン印刷前にスクリーンマスク１２を回路基板１１の上方に退避させた状態で、カメラ１３を回路基板１１とスクリーンマスク１２との間に移動させて回路基板１１の印刷対象面とスクリーンマスク１２を撮像した後、カメラ１３を回路基板１１の外側へ退避させて、回路基板１１を上昇させて（又はスクリーンマスク１２を下降させて）、回路基板１１上にスクリーンマスク１２を被せた状態にしてスクリーン印刷を行い、スクリーン印刷後に、回路基板１１を下降させて（又はスクリーンマスク１２を上昇させて）、カメラ１３を回路基板１１とスクリーンマスク１２との間に移動させて回路基板１１の印刷済み面を撮像する。

カメラ１３には、レンズ１４、スクリーンマスク用ミラー装置１５、スクリーンマスク用照明装置１６、回路基板用ミラー装置１７、回路基板用照明装置１８が搭載されている。スクリーンマスク用ミラー装置１５は、ハーフミラー２１，２２等により構成され、スクリーンマスク用照明装置１６は、落射光源２３と側射光源２４とから構成されている。落射光源２３は、図２に示すように、ＬＥＤ等の発光素子２５の光をハーフミラー２２によってほぼ直角にスクリーンマスク１２側に反射してスクリーンマスク１２を照明し、側射光源２４は、環状に配列されたＬＥＤ等の発光素子２７の光を反射部材２８によりスクリーンマスク１２側に反射してスクリーンマスク１２を照明する。

一方、回路基板用ミラー装置１７は、ミラー３１，３２，３３とハーフミラー３４により構成され、回路基板用照明装置１８は、落射光源３５と側射光源３６とサイド光源３７とから構成されている。落射光源３５は、図２に示すように、ＬＥＤ等の発光素子３８の光をハーフミラー３４によってほぼ直角に回路基板１１側に反射して回路基板１１を照明し、側射光源３６は、環状に配列されたＬＥＤ等の発光素子３９の光を反射部材４０により回路基板１１側に反射して回路基板１１を照明する。

サイド光源３７は、多数の白色又はオレンジ色のＬＥＤ４１を環状に配列して構成したものであり、図３に示すように、回路基板用照明装置１８の形状が四角形状の場合は、サイド光源３７が回路基板用照明装置１８の四辺を取り巻くように配置され、図４に示すように、回路基板用照明装置１８の形状が円形状の場合は、サイド光源３７が回路基板用照明装置１８の外周を取り巻くように円環状に配置されている。更に、図１に示すように、サイド光源３７の各ＬＥＤ４１は、斜め下向きに取り付けられ、各ＬＥＤ４１の光によって回路基板１１を斜め上方から照明するようになっている。各ＬＥＤ４１の傾斜角度θは水平線に対して例えば１０°〜２０°に設定されている。

スクリーン印刷を行う場合は、スクリーンマスク１２を回路基板１１上に被せて、スクリーンマスク１２上に供給した半田ペーストをスキージ（図示せず）で押し広げて、該スクリーンマスク１２のマスク開口部４２から半田ペーストを押し出して回路基板１１のパッド４３（図５参照）等の印刷対象部に印刷する。

このスクリーン印刷が正常に行われれば、回路基板１１にスクリーン印刷された部分（以下「半田印刷部分」という）４４の形状がマスク開口部４２の形状とほぼ合致するが、例えば、スクリーンマスク１２上の半田ペースト量が不足すると、マスク開口部４２から押し出される半田ペースト量が不足して、図５（ｃ）に示すように、印刷されるべき部分に印刷されていない“印刷の欠け”が生じるようになる。また、スクリーンマスク１２の下面が半田ペーストで汚れてくると、印刷されるべきでない部分にはみ出して印刷された“印刷のはみ出し”が生じるようになる。

そこで、本実施例では、基板認識用のカメラ１３を使用して、画像処理技術によりスクリーン印刷した半田印刷部分４４の印刷状態を次のような手順で検査する。

（１）スクリーンマスク１２上に半田ペーストを供給する前に、該スクリーンマスク１２をカメラ１３で撮像してマスク開口部４２の画像［図５（ｂ）参照］を画像処理用のコンピュータ（画像処理手段）に取り込む。この画像処理用のコンピュータは、スクリーン印刷装置の制御コンピュータを使用すれば良いが、画像処理専用のコンピュータを設けても良いことは言うまでもない。

（２）スクリーン印刷前に回路基板１１の印刷対象面をカメラ１３で撮像して印刷前基板画像［図５（ａ）参照］をコンピュータに取り込む。

（３）スクリーン印刷後に回路基板１１の印刷済み面をカメラ１３で撮像して印刷後基板画像［図５（ｃ）参照］をコンピュータに取り込む。
この場合、印刷前基板画像と印刷後基板画像を取り込む工程では、カメラ１３と回路基板１１との位置関係が予め決められた一定の位置関係となるように（換言すれば印刷後基板画像のパッド４３の位置が印刷前基板画像のパッド４３の位置と合致するように）、カメラ１３及び／又は回路基板１１の位置を調整する。また、マスク開口部４２の画像を取り込む工程でも、カメラ１３で撮像したマスク開口部４２の位置が印刷前後の基板画像のパッド４３（印刷対象部）の位置と合致するようにカメラ１３及び／又はスクリーンマスク１２の位置を調整する。尚、回路基板１１、スクリーンマスク１２、カメラ１３のいずれかの位置の調整に加えて（又はこの調整に代えて）、撮像した各画像のデータ自体を位置補正するようにしても良い。

（４）印刷前基板画像から印刷後基板画像を差し引いた差分画像を作成する。印刷前基板画像と印刷後基板画像との相違は、半田印刷部分４４の有無のみであるため、両者の差分画像は、半田印刷部分４４の画像に相当する。

（５）差分画像（半田印刷部分４４の画像）とマスク開口部４２の画像とを比較して、両者の一致度合いによって半田印刷部分４４の印刷状態を検査する。つまり、差分画像（半田印刷部分４４の画像）とマスク開口部４２の画像との一致度合いが高くなるほど（換言すれば両者の相違が少なくなるほど）、半田印刷部分４４の印刷状態が良いと判定される。例えば、マスク開口部４２の領域から半田印刷部分４４の一部又は全部がはみ出していれば、“印刷のはみ出し”と判定される。また、半田印刷部分４４がマスク開口部４２の領域からはみ出していない場合は、半田印刷部分４４の領域がマスク開口部４２の領域とほぼ合致していれば、正常な印刷状態と判定され、半田印刷部分４４の領域がマスク開口部４２の領域よりも許容誤差以上に小さければ、“印刷の欠け”と判定される。

本実施例では、半田印刷部分４４を撮像するカメラ１３として、回路基板１１の基準位置マークを撮像する基板認識用カメラを使用するようにしているが、従来の基板認識用カメラの照明光源は、回路基板１１のほぼ上方から照明する通常の光源（落射光源３５、側射光源３６）のみである。この通常の光源による回路基板１１のほぼ上方からの照明では、回路基板１１のパッド４３等の印刷対象部と半田ペーストとの濃淡差（基板画像の印刷対象部の印刷前後の濃淡差）が小さい部分が生じることがあり、半田印刷部分４４の外形を精度良く認識できない可能性がある。

この対策として、本実施例では、回路基板１１のほぼ上方から照明する通常の光源（落射光源３５、側射光源３６）に加えて、斜め上方から照明するサイド光源３７を追加している。本発明者は、様々な照明条件で印刷前後の基板画像（濃淡画像）を採取し、印刷前後の基板画像の各部の明暗（濃度）を３段階（明：○、中間：△、暗：×）で評価したので、その評価結果を図６に示す。この評価試験では、全点灯（落射光源３５と側射光源３６の両方の点灯）、側射光源３６のみの点灯、落射光源３５のみの点灯、サイド光源３７のみの点灯のそれぞれについて、半田印刷部分４４の中央と周縁、回路基板１１のパッド４３の中央と周縁、回路基板１１の地肌（緑部）のぞれぞれの画像の明暗（濃度）を３段階（明：○、中間：△、暗：×）で評価した。

半田印刷部分４４とパッド４３との明暗（濃度）の差が大きくなるほど、半田印刷部分４４とパッド４３とを区別しやすくなる。サイド光源３７のみを点灯した場合は、半田印刷部分４４の中央と周縁及びパッド４３の周縁の明暗評価が「明：○」となり、パッド４３の中央と回路基板１１の地肌（緑部）の明暗評価が「暗：×」となる。

また、この評価試験では、全点灯（落射光源３５と側射光源３６の両方の点灯）、側射光源３６のみの点灯、落射光源３５のみの点灯、サイド光源３７のみの点灯のそれぞれについて、印刷前後の基板画像の差分を取った差分画像の明暗（濃度）を３段階（明：○、中間：△、暗：×）で評価したので、その評価結果を図７に示す。差分画像の半田印刷部分４４の中央の明暗評価は、印刷後基板画像の半田印刷部分４４の中央と印刷前基板画像のパッド４３の中央との差分画像の明暗評価であり、半田印刷部分４４の周縁の明暗評価は、印刷後基板画像の半田印刷部分４４の周縁と印刷前基板画像のパッド４３の中央・周縁との差分画像の明暗評価である。

これら図６、図７の評価結果を考慮して、本実施例では、全点灯（落射光源３５と側射光源３６の両方）又は側射光源３６のみの照明で差分画像Ｃ１を作成すると共に、サイド光源３７のみの照明で差分画像Ｃ２を作成した後、これら２つの差分画像Ｃ１，Ｃ２を合成して最終的な差分画像Ｃ３（＝Ｃ１＋Ｃ２）を作成する。

具体的には、印刷前基板画像を取り込む工程では、全点灯又は側射光源３６のみの照明で印刷前基板画像Ａ１を取り込む工程と、サイド光源３７のみの照明で印刷前基板画像Ａ２を取り込む工程とを実行する。そして、印刷後基板画像を取り込む工程では、全点灯又は側射光源３６のみの照明で印刷後基板画像Ｂ１を取り込む工程と、サイド光源３７のみの照明で印刷後基板画像Ｂ２を取り込む工程とを実行する。その後、前記差分画像を作成する工程では、前記印刷前基板画像Ａ１から前記印刷後基板画像Ｂ１を差し引いた差分画像Ｃ１（＝Ａ１−Ｂ１）を作成する工程と、前記印刷前基板画像Ａ２から前記印刷後基板画像Ｂ２を差し引いた差分画像Ｃ２（＝Ａ２−Ｂ２）を作成する工程を実行し、これら２つの差分画像Ｃ１，Ｃ２を合成して最終的な差分画像Ｃ３（＝Ｃ１＋Ｃ２）を作成する。そして、この最終的な差分画像Ｃ３とマスク開口部４２の画像Ｄとを比較して半田印刷部分４４の印刷状態を検査する。

この検査工程において、差分画像Ｃ３とマスク開口部４２の画像Ｄとを比較する処理を画素毎に行い、印刷されるべき部分に印刷されていない“印刷の欠け”の有無と、印刷されるべきでない部分にはみ出して印刷された“印刷のはみ出し”の有無を画素毎に判定する（図８参照）。具体的には、差分画像Ｃ３とマスク開口部４２の画像Ｄをそれぞれ２値画像に変換し、差分画像Ｃ３では、半田印刷部分４４を“１”で表し、それ以外を“０”で表し、マスク開口部４２の画像Ｄでは、マスク開口部４２を“１”で表し、それ以外を“０”で表す。そして、画素毎に差分画像Ｃ３とマスク開口部４２の画像Ｄとの差分値Ｅ（＝Ｃ３−Ｄ）を比較値Ｅとして算出し、この比較値Ｅが“０”であれば、正常な印刷と判定し、比較値Ｅが“−１”であれば、“印刷の欠け”と判定し、比較値Ｅが“１”であれば、“印刷のはみ出し”と判定する。

その後、印刷の欠け（Ｅ＝−１）と判定された画素の合計数が所定の判定値以上であるか否かでスクリーンマスク１２上への半田ペースト補給の必要有り／無しを判定し、印刷のはみ出し（Ｅ＝１）と判定された画素の合計数が所定の判定値以上であるか否かでスクリーンマスク１２のクリーニングの必要有り／無しを判定する。

以上説明した本実施例のスクリーン印刷検査は、画像処理用のコンピュータ（スクリーン印刷装置の制御コンピュータ）によって図９及び図１０のスクリーン印刷検査プログラムに従って実行される。以下、図９及び図１０のスクリーン印刷検査プログラムの処理内容を説明する。

図９及び図１０のスクリーン印刷検査プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、現在使用しているスクリーンマスク１２のマスク開口部４２の画像Ｄを画像処理用のコンピュータに取り込み済みであるか否かを判定し、取り込み済みであれば、ステップ１０３に進むが、まだ取り込んでいなければ、ステップ１０２に進み、スクリーンマスク１２上に半田ペーストを供給する前に、該スクリーンマスク１２をカメラ１３で撮像してマスク開口部４２の画像Ｄを取り込む。この際、カメラ１３で撮像したマスク開口部４２の位置が印刷前後の基板画像のパッド４３の位置と合致するようにカメラ１３及び／又はスクリーンマスク１２の位置を調整した上で、マスク開口部４２の画像Ｄを取り込む。上記ステップ１０１、１０２の処理により、スクリーンマスク１２が取り替えられる毎に、マスク開口部４２の画像Ｄの取り込みが１回のみ行われる。但し、本発明は、スクリーン印刷を行う毎に、毎回、印刷直前のマスク開口部４２の画像Ｄの取り込みを行うようにしても良いことは言うまでもない。

そして、次のステップ１０３で、スクリーン印刷装置に搬入されてくる回路基板１１をクランプ装置（図示せず）でクランプした後、カメラ１３と回路基板１１との位置関係が予め決められた一定の位置関係となるように、回路基板１１の位置を補正する（又はカメラ１３の位置を補正する）。この後、ステップ１０４に進み、スクリーン印刷前に全点灯又は側射光源３６のみの照明で、回路基板１１の印刷対象面をカメラ１３で撮像して印刷前基板画像Ａ１を取り込む。

この後、ステップ１０５に進み、スクリーン印刷前にサイド光源３７のみの照明で回路基板１１の印刷対象面をカメラ１３で撮像して印刷前基板画像Ａ２を取り込む。そして、次のステップ１０６で、カメラ１３を回路基板１１の外側へ退避させて、回路基板１１を上昇させて（又はスクリーンマスク１２を下降させて）、回路基板１１上にスクリーンマスク１２を被せた状態にしてスクリーン印刷を実行する。

スクリーン印刷後、ステップ１０７に進み、スクリーンマスク１２を回路基板１１の上方に退避させて、カメラ１３を回路基板１１とスクリーンマスク１２との間に移動させ、カメラ１３と回路基板１１との位置関係が予め決められた一定の位置関係となるように、回路基板１１の位置を補正すると共に、検査位置（カメラ１３の位置）を補正する。

この後、ステップ１０８に進み、全点灯又は側射光源３６のみの照明で回路基板１１の印刷済み面をカメラ１３で撮像して印刷後基板画像Ｂ１を取り込む。更に、次のステップ１０９で、サイド光源３７のみの照明で回路基板１１の印刷済み面をカメラ１３で撮像して印刷後基板画像Ｂ２を取り込む。

この後、ステップ１１０に進み、全点灯又は側射光源３６のみの照明で得られた印刷前基板画像Ａ１から印刷後基板画像Ｂ１を差し引いた差分画像Ｃ１（＝Ａ１−Ｂ１）を作成した後、ステップ１１１に進み、サイド光源３７のみの照明で得られた印刷前基板画像Ａ２から印刷後基板画像Ｂ２を差し引いた差分画像Ｃ２（＝Ａ２−Ｂ２）を作成する。そして、次のステップ１１２で、２つの差分画像Ｃ１，Ｃ２を合成して最終的な差分画像Ｃ３（＝Ｃ１＋Ｃ２）を作成する。

この後、図１０のステップ１１３に進み、画素毎に差分画像Ｃ３とマスク開口部４２の画像Ｄとの差分値Ｅ（＝Ｃ３−Ｄ）を比較値Ｅとして算出し、次のステップ１１４で、比較値Ｅ＝−１（印刷の欠け）の画素の合計数Ｆを算出する。この後、ステップ１１５に進み、Ｅ＝−１の画素の合計数Ｆを所定の判定値Ｋ１と比較し、Ｅ＝−１の画素の合計数Ｆが判定値Ｋ１を越えていれば、スクリーンマスク１２上の半田ペースト量が不足していると判断して、スクリーンマスク１２上への半田ペースト補給の必要有りと判定し（ステップ１１６）、Ｅ＝−１の画素の合計数Ｆが判定値Ｋ１以下であれば、半田ペースト補給の必要無しと判定する（ステップ１１７）。

この後、ステップ１１８に進み、比較値Ｅ＝１（印刷のはみ出し）の画素の合計数Ｆを算出する。この後、ステップ１１９に進み、Ｅ＝１の画素の合計数Ｇを所定の判定値Ｋ２と比較し、Ｅ＝１の画素の合計数Ｇが判定値Ｋ２を越えていれば、スクリーンマスク１２の下面が半田ペーストで汚れていると判断して、スクリーンマスク１２のクリーニングの必要有りと判定し（ステップ１２０）、Ｅ＝１の画素の合計数Ｇが判定値Ｋ２以下であれば、スクリーンマスク１２のクリーニングの必要無しと判定する（ステップ１２１）。

以上説明した本実施例によれば、スクリーン印刷前後の基板画像の差分画像（半田印刷部分４４の画像に相当）とマスク開口部４２の画像とを比較して回路基板１１の半田印刷部分４４の印刷状態の良否を検査するようにしたので、高価なレーザ変位センサを必要とせず、カメラ１３のみで印刷状態を検査することが可能となり、高価なレーザ変位センサを必要とする従来のスクリーン印刷検査方法と比較して、検査システムの低コスト化を実現することができる。

しかも、本実施例では、回路基板１１のほぼ上方から照明する通常の光源（落射光源３５、側射光源３６）に加えて、斜め上方から照明するサイド光源３７を追加し、全点灯又は側射光源３６のみの照明で得られた印刷前基板画像Ａ１から印刷後基板画像Ｂ１を差し引いた差分画像Ｃ１（＝Ａ１−Ｂ１）と、サイド光源３７のみの照明で得られた印刷前基板画像Ａ２から印刷後基板画像Ｂ２を差し引いた差分画像Ｃ２（＝Ａ２−Ｂ２）とを合成して最終的な差分画像Ｃ３（＝Ｃ１＋Ｃ２）を作成するようにしたので、この差分画像Ｃ３から半田印刷部分４４の外形を精度良く認識することができ、印刷状態の検査精度を向上させることができる。

更に、本実施例では、差分画像Ｃ３とマスク開口部４２の画像とを比較する処理を画素毎に行って、印刷されるべき部分に印刷されていない“印刷の欠け”の有無と、印刷されるべきでない部分にはみ出して印刷された“印刷のはみ出し”の有無を画素毎に判定し、印刷の欠けと判定された画素の合計数Ｆに基づいてスクリーンマスク１２上への半田ペースト補給の必要有り／無しを判定し、印刷のはみ出しと判定された画素の合計数Ｇに基づいてスクリーンマスク１２のクリーニングの必要有り／無しを判定するようにしたので、スクリーンマスク１２上への半田ペースト補給の必要有り／無しとスクリーンマスク１２のクリーニングの必要有り／無しをそれぞれ精度良く判定することができる。

尚、本実施例では、印刷前後の基板画像とマスク開口部４２の画像を作成する際に、回路基板１１の位置、スクリーンマスク１２の位置、カメラ１３の位置のいずれかを補正するようにしたが、この補正に加えて（又はこの補正に代えて）、撮像した各画像のデータ自体を位置補正して差分画像を作成するようにしても良い。

また、本実施例では、回路基板１１に半田ペーストをスクリーン印刷するようにしたが、半田以外の導体ペーストや抵抗体ペーストをスクリーン印刷する場合でも、本発明を適用して印刷状態の良否を検査することができる。

その他、本発明は、カメラ１３の光学系や照明装置（光源）等の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

本発明の一実施例におけるスクリーン印刷検査システムの構成を示す正面図である。 スクリーンマスク用ミラー装置、スクリーンマスク用照明装置、回路基板用ミラー装置、回路基板用照明装置の構成を説明する図である。 サイド光源の構成例（その１）を示す下面図である。 サイド光源の構成例（その２）を示す下面図である。 （ａ）は印刷前基板画像を説明する図、（ｂ）はマスク開口部の画像を説明する図、（ｃ）は印刷後基板画像を説明する図、（ｄ）は差分画像を説明する図である。 印刷前後の基板画像の各部の明暗（濃度）を３段階（明：○、中間：△、暗：×）で評価した結果を示す図である。 差分画像の各部の明暗（濃度）を３段階（明：○、中間：△、暗：×）で評価した結果を示す図である。 差分画像Ｃ３、マスク開口部の画像Ｄ、比較値Ｅの画素毎のデータの一例を示す図である。 スクリーン印刷検査プログラムの前半部の処理の流れを示すフローチャートである。 スクリーン印刷検査プログラムの後半部の処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…回路基板、１２…スクリーンマスク、１３…カメラ、１４…レンズ、１５…スクリーンマスク用ミラー装置、１６…スクリーンマスク用照明装置、１７…回路基板用ミラー装置、１８…回路基板用照明装置、３５…落射光源、３６…側射光源、３７…サイド光源、４０…反射部材、４２…マスク開口部、４３…パッド、４４…半田印刷部分

Claims (6)

1. 回路基板にスクリーンマスクを被せてスクリーン印刷した印刷部分の印刷状態を検査するスクリーン印刷検査方法において、
   前記スクリーンマスクをカメラで撮像して該スクリーンマスクの開口部（以下「マスク開口部」という）の画像を取り込む工程と、
   スクリーン印刷前に前記回路基板の印刷対象面をカメラで撮像して印刷前基板画像を取り込む工程と、
   スクリーン印刷後に前記回路基板の印刷済み面を前記カメラで撮像して印刷後基板画像を取り込む工程と、
   前記印刷前基板画像から前記印刷後基板画像を差し引いた差分画像を作成する工程と、 前記差分画像と前記マスク開口部の画像とを比較して前記印刷部分の印刷状態を検査する工程と
   を含むことを特徴とするスクリーン印刷検査方法。
2. 前記カメラは、前記回路基板の基準位置マークを撮像する基板認識用カメラを使用し、前記回路基板のほぼ上方から照明する通常の光源に加えて、斜め上方から照明するサイド光源を設け、
   前記印刷前基板画像を取り込む工程は、前記通常の光源を点灯して印刷前基板画像Ａ１を取り込む工程と、前記サイド光源を点灯して印刷前基板画像Ａ２を取り込む工程とを含み、
   前記印刷後基板画像を取り込む工程は、前記通常の光源を点灯して印刷後基板画像Ｂ１を取り込む工程と、前記サイド光源を点灯して印刷後基板画像Ｂ２を取り込む工程とを含み、
   前記差分画像を作成する工程は、前記印刷前基板画像Ａ１から前記印刷後基板画像Ｂ１を差し引いた差分画像Ｃ１を作成する工程と、前記印刷前基板画像Ａ２から前記印刷後基板画像Ｂ２を差し引いた差分画像Ｃ２を作成する工程と、前記差分画像Ｃ１と前記差分画像Ｃ２を合成して新たな差分画像Ｃ３を作成する工程とを含み、
   前記差分画像Ｃ３と前記マスク開口部の画像とを比較して前記印刷部分の印刷状態を検査することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷検査方法。
3. 前記印刷部分の印刷状態を検査する工程において、前記差分画像と前記マスク開口部の画像とを比較する処理を画素毎に行って、印刷されるべき部分に印刷されていない“印刷の欠け”の有無と、印刷されるべきでない部分にはみ出して印刷された“印刷のはみ出し”の有無を画素毎に判定し、印刷の欠けと判定された画素の合計数に基づいて前記スクリーンマスク上へのペースト補給の必要有り／無しを判定し、印刷のはみ出しと判定された画素の合計数に基づいて前記スクリーンマスクのクリーニングの必要有り／無しを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷検査方法。
4. 回路基板にスクリーンマスクを被せてスクリーン印刷した印刷部分の印刷状態を検査するスクリーン印刷検査装置において、
   前記回路基板を撮像するカメラと、
   前記カメラで撮像した画像を処理する画像処理手段とを備え、
   前記画像処理手段は、
   前記スクリーンマスクを前記カメラで撮像して該スクリーンマスクの開口部（以下「マスク開口部」という）の画像を取り込む手段と、
   スクリーン印刷前に前記回路基板の印刷対象面をカメラで撮像して印刷前基板画像を取り込む手段と、
   スクリーン印刷後に前記回路基板の印刷済み面を前記カメラで撮像して印刷後基板画像を取り込む手段と、
   前記印刷前基板画像から前記印刷後基板画像を差し引いた差分画像を作成する手段と、 前記差分画像と前記マスク開口部の画像とを比較して前記印刷部分の印刷状態を検査する手段と
   を含むことを特徴とするスクリーン印刷検査装置。
5. 前記カメラは、前記回路基板の基準位置マークを撮像する基板認識用カメラを使用し、前記回路基板のほぼ上方から照明する通常の光源に加えて、斜め上方から照明するサイド光源を設け、
   前記印刷前基板画像を取り込む手段は、前記通常の光源を点灯して印刷前基板画像Ａ１を取り込む手段と、前記サイド光源を点灯して印刷前基板画像Ａ２を取り込む手段とを含み、
   前記印刷後基板画像を取り込む手段は、前記通常の光源を点灯して印刷後基板画像Ｂ１を取り込む手段と、前記サイド光源を点灯して印刷後基板画像Ｂ２を取り込む手段とを含み、
   前記差分画像を作成する手段は、前記印刷前基板画像Ａ１から前記印刷後基板画像Ｂ１を差し引いた差分画像Ｃ１を作成する手段と、前記印刷前基板画像Ａ２から前記印刷後基板画像Ｂ２を差し引いた差分画像Ｃ２を作成する手段と、前記差分画像Ｃ１と前記差分画像Ｃ２を合成して新たな差分画像Ｃ３を作成する手段とを含み、
   前記印刷部分の印刷状態を検査する手段は、前記差分画像Ｃ３と前記マスク開口部の画像とを比較して前記印刷部分の印刷状態を検査することを特徴とする請求項４に記載のスクリーン印刷検査装置。
6. 前記印刷部分の印刷状態を検査する手段は、前記差分画像と前記マスク開口部の画像とを比較する処理を画素毎に行って、印刷されるべき部分に印刷されていない“印刷の欠け”の有無と、印刷されるべきでない部分にはみ出して印刷された“印刷のはみ出し”の有無を画素毎に判定する手段と、印刷の欠けと判定された画素の合計数に基づいて前記スクリーンマスク上へのペースト補給の必要有り／無しを判定する手段と、印刷のはみ出しと判定された画素の合計数に基づいて前記スクリーンマスクのクリーニングの必要有り／無しを判定する手段を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載のスクリーン印刷検査装置。

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