JP2010054345A - レジストずれ検出装置、並びにそれを用いた印刷はんだ検査装置及び印刷はんだ検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布されたレジストのずれを検出する技術を提供とする。さらに検出されたずれに基づいて位置補正して精度良く検査できる技術を提供する。
【解決手段】認識マーク検出部７及び基準位置出部８は、変位センサ２の出力を受けて、プリント板上における、設計上の位置が同じ２の基準面１ａとそれを囲む２つの囲い枠１ｃとの、レジストは塗布されたプリント板上の位置を検出する。補正部９は、２つの基準面を結び第１の線分と、２つの囲い枠１ｃを結ぶ第２の線分の位置座標により、第１の線分と第２の線分との差分である交差角（回転量）、及び位置差（シフト量）より、測定データ側、もしくは基準データ側のいずれかの位置を差分に応じて補正する。補正された位置における測定データもしきは基準データを用いて判定することで、検査する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品等を表面実装するためのプリント板上にクリーム状はんだが印刷されたときのはんだの形成状態を測定し、検査する印刷はんだ装置に関する。特に、プリント板には、回路パターンがあり、その回路パターンであってもはんだが印刷予定の箇所（以下、「はんだ面」と言う。）と、はんだが印刷されないでレジストが塗布されたレジスト箇所（以下、「レジスト面」と言う。）があるが、本発明は、そのレジスト面がプリント板に塗布（或いは印刷）されたときの、はんだ面に対するずれを検出する技術、及び検出したずれ情報を用いて検査するときのはんだ面の位置を補正することで、ずれの影響を軽減して判定する技術に係る。

従来、印刷はんだ検査装置としては、プリント板（以下、はんだが印刷され、及びレジストが塗布されたプリント板を単に「基板」と言う。）の表面をレーザ光等で照射し、基板の表面からの反射光を受光するセンサを有し、そのセンサにより測定（三角測量）した結果として得られた測定値、例えば、基板上の印刷されたはんだ箇所の変位（高さを含む）或いは輝度（基板から反射した光の量、受光量（光の強さ）を含む。）の測定値を基に、判定の基準となる基準データとを比較して判定している（特許文献１、２）。

設計通りであれば、基板１の印刷すべきはんだ面とレジスト面とは一体一で対応している。例えば、図５（Ａ）に、レジスト塗布工程で、基板１上にはんだを塗布すべき面として銅箔等で設けられた認識マーク１ａと、基板１上にレジスト１ｄを円形にくり抜かれた囲い枠１ｃを有するレジスト・マスク１ｆを用いて塗布した様子を示す。ところが、レジスト１ｄを塗布するときに、レジスト・マスク１ｆが図５（Ｂ）の点線で示すようにずれることがある。ここで、認識マーク１ａは、基板１に、はんだが印刷可能な面で、その中心位置は、基板１上のはんだ箇所の位置を特定するときの基準となる位置として設けられている。図５（Ｂ）では、この認識マーク１ａの位置は変わらないが、レジスト１ｄ側の囲い枠１ｃの位置が認識マーク１ａの位置に対してずれている。

なお、一般には、基板１のレイアウト（配置）の基準位置として上記のような認識マークが設けられている。そして認識マーク１ａは、設計上は、レジストギャップ１ｂ及び囲い枠１ｃの中心位置として特定可能に配置されている。認識マーク１ａは、銅箔のままでもはんだが印刷されていても何れでも良い。そして、認識マーク１ａの周囲にレジストギャップ１ｂ（基板１の裸部分）を置いてレジスト１ｄの囲い枠１ｃが設けられている。

ところで、図５（Ｂ）のように、レジスト・マスク１ｆがずれて塗布されたときの問題について、図６（Ａ）〜（Ｄ）を基に、次に説明する。図６（Ａ）は上記図３（Ａ）におけるはんだ箇所部分を見た状態であり、基板１のはんだ面に対するレジスト・マスク１ｆのずれがない場合であって、パターン１ｇ上の設計上のはんだ面１ｅとレジスト・マスク１ｆのはんだ枠１ｈが一致している場合である。このレジスト・マスク１ｆがずれると、図６（Ｂ）のようにはんだ枠１ｈが、設計上のはんだ面１ｅからずれてしまう。この図６（Ｂ）の状態ではんだを印刷すると、印刷は設計上の位置へ印刷されるので、図６（Ｃ）のように実際のはんだ面１ｊは、設計上のはんだ面１ｅと同じ位置である。図６（Ｃ）では実際のはんだ面１ｊは、一部がレジスト１ｄの上に重なるが、クリーム状の柔らかいはんだはレジスト１ｄの上でも印刷されそのまま残ることがある。そしてそのはんだの形状を検査するときは、図６（Ｃ）の状態で設計上の形状と比較されて良否判定されている。このように実際にレジストマスクが１ｆずれても、設計上のはんだ面で検査され、良否判定されることにより、誤った判定がなされることがある。

特開２００２−２２８５９７号公報 特願２００６−１５９７０２号

本発明の目的は、塗布されたレジストのずれ（位置ずれ）を検出する技術を提供することである。そして、印刷されたはんだ形状について、検出されたずれに基づいて位置補正して精度良く検査できる技術を提供することである。また、検出したレジストのずれをレジストを塗布する工程でレジストがずれないよう補正するのに供する。

本発明では、上記目的のレジストのずれの検出を達成するために、図５（Ａ）から図５（Ｂ）のように認識マーク１ａに対する囲い枠１ｃの位置のずれを利用している。さらに目的の補正を達成するために、本発明においては、設計上の位置（レイアウト）にしたがって変位を測定し測定データを取得したときのその設計上の位置（以下、「測定データに対応する位置」と言う。）、又は、良否判定の対象として用いられる、予め設計上の位置に対応して記憶されていた基準データにおけるその設計上の位置（以下、「基準データに対応する位置」と言う。）、のいずれか一方の位置を補正する。そして補正された位置における測定データ又は基準データの一方と、補正されない設計上の位置における測定データ又は基準データの他方とを比較して、良否判定する構成としている。またレジストのずれの補正をレジスト塗布工程で行い、その後のプリント板のはんだ形状の検査は、設計上の位置で行う構成とすることもできる。

具体的には、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、プリント板を取り扱うときの基準位置となる、プリント板上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク（１ａ）と、それぞれの該認識マークの周辺から離れて該認識マークを取り囲む所定の第２形状の囲い枠（１ｃ）の外側に塗布されるレジストであって該囲い枠の設計上の中心位置が前記認識マークの中心位置と同一のレジスト（１ｄ）が塗布された前記プリント板を受けて、該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における輝度を検出するセンサ（２）と、該センサの出力に基づいて、レジストが塗布された該囲い枠の中心位置が前記認識マークの中心位置からのずれを測定するレジストずれ検出装置であって、前記プリント板上の位置に対応して前記センサの出力を受けて、前記２つの認識マークとそれぞれを囲む前記囲い枠を検出するマーク周辺検出部（７）と、前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置、及び前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を求める基準位置算出部（８）と、前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置を結んだ第１の線分上の第１の座標位置情報と前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を結んだ第２の線分上の第２の座標位置情報とを基に、該第１の座標位置情報と該第２の座標位置情報との差分を基に、塗布された前記レジストのずれを検出するずれ検出手段（９ａ）と、を備えた。

請求項２に記載の発明は、プリント板を取り扱うときの基準位置となる、プリント上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク（１ａ）と、それぞれの該認識マークの周辺から離れて該認識マークを取り囲む所定の第２形状の囲い枠（１ｃ）の外側に塗布されるレジストであって該囲い枠の設計上の中心位置が前記認識マークの中心位置と同一のレジスト（１ｄ）が塗布され、かつはんだが印刷された前記プリント板を受けて、該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位及び輝度を検出する変位センサ（２）と、該変位センサの出力に基づく該位置に対応する測定データと、該位置に対応して予め記憶しておいた基準データとを比較することにより該プリント板上の各位置に印刷されたはんだの状態を検査する検査部（６）とを、備えた印刷はんだ検査装置であって、前記プリント板上の位置に対応して前記変位センサの出力を受けて、前記２つの認識マークとそれぞれを囲む前記囲い枠を検出するマーク周辺検出部（７）と、前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置、及び前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を求める基準位置算出部（８）と、前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置を結んだ第１の線分上の第１の座標位置情報と前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を結んだ第２の線分上の第２の座標位置情報とを基に、該第１の座標位置情報と該第２の座標位置情報との差分に対応して、前記測定データが対応する位置又は前記基準データが対応する位置のいずれかを補正することにより、塗布された前記レジストのずれを補正する補正部（９）とを備え、前記検査部は、補正された位置における該測定データ又は該基準データを用いて検査する構成とした。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記補正部は、前記第１の座標位置情報と第２の座標位置情報とを基に、前記第１の線分と前記第２の線分とが交差するときの交差角と、第１の線分上の第１の端部もしくは該第１の端部から所定距離離れた第１の特定位置と第２の線分上の端部であって上記第１の端部の近く側の第２の端部もしくは該第２の端部から前記所定距離と同一距離離れた第２の特定位置との位置差を求め、前記交差角及び該位置差を前記差分として、該差分が無くなるように前記測定データ又は前記基準データのいずれかが対応する位置を補正する座標位置処理手段（９ａ）と、を備えた。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記座標位置処理手段は、前記測定データ又は前記基準データのいずれかが対応する位置を、前記第１の特定位置と第２の特定位置の位置差を無くすようにシフトしてこれらを合わせて交点としたうえで、さらに前記交差角だけ回転させることにより、補正する構成とした。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記座標位置処理手段は、前記測定データ又は前記基準データのいずれかが対応する位置を、前記第１の線分と前記第２の線分とが交差するときの交差位置を中心に交差角だけ回転させて前補正を行い、該回転による補正後に前記位置差を求めて前記第１の特定位置と第２の特定位置の位置差を無くすようにシフトして補正する構成とした。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載の発明において、前記マーク周辺検出部は、予めそれぞれの前記認識マーク及びそれを囲む囲い枠が含まれる位置情報を記憶しておき、該位置情報で示される位置範囲において、前記変位センサから出力される輝度データを基に各前記認識マーク及び各前記囲い枠もしくはその周辺の前記レジスト面を識別して、特定する構成とした。

請求項７に記載の発明は、プリント板を取り扱うときの基準位置となる、プリント上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク（１ａ）と、それぞれの該認識マークの周辺から離れて該認識マークを取り囲む所定の第２形状の囲い枠（１ｃ）の外側に塗布されるレジストであって該囲い枠の設計上の中心位置が前記認識マークの中心位置と同一のレジスト（１ｄ）が塗布された試験用プリント板をレジスト塗布工程から受けて、該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位を検出する変位センサ（２）の出力を受けて、前記２つの認識マークとそれぞれを囲む前記囲い枠を検出する認識マーク検出段階と、前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置、及び前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を求める基準位置算出段階と、前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置を結んだ第１の線分上の第１の座標位置情報と前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を結んだ第２の線分上の第２の座標位置情報とを基に、該第１の座標位置情報と該第２の座標位置情報との差分を出力する前記レジスト塗布工程へ出力する出力段階と、前記塗布工程で該第１の座標情報と該第２の座標情報との差分に対応してレジストずれが補正された後に、前記試験用プリント板と同種のプリント板であってレジストが塗布され、かつはんだが印刷された該プリント板を受けて、前記変位センサにより該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位を検出する変位検出段階と、該変位センサの出力に基づく該位置に対応する測定データと、該位置に対応して予め記憶しておいた基準データとを比較し、比較結果を基に該プリント板上の各位置に印刷されたはんだの状態を検査する検査段階とを、備えた。

請求項１〜７に記載の発明によれば、少なくとも２つの、はんだの認識マークの位置と、２つのレジストの囲い枠から、レジストのずれを検出できる。そして、請求項２〜７に記載の発明によればこのレジストのずれを基に、測定データ側の位置、もしくは基準データ側の位置のいずれかを補正して、補正した位置における測定データ又は基準データを用いて、検査できるので、レジストのずれに応じた有効なはんだ形状を判定できる。

請求項７の発明によれば、試験用のプリント板でレジストのずれを検出し、そのずれを基に前工程であるレジスト塗布工程で、レジスト位置を設計通りに補正させたうえで、その後のプリント板の変位を測定して検査できる。

本発明に係るレジストずれ検出装置及び印刷はんだ検査装置の実施形態を図を用いて説明する。図１はレジストずれ検出装置及び印刷はんだ検査装置を含む第１の実施形態の機能構成を示す図である。図２は、囲い枠の位置の算出を説明するための図である。図３はレジストのずれの算出を説明するための図である。図４は、図１の実施形態の動作フローを示す図である。

印刷はんだ検査装置の実施形態を第１の実施形態で、レジストずれ検出装置を中心とした実施形態を第２の実施形態として説明する。 第１の実施形態を図１に示すが、図１の全体は、印刷はんだ検査装置であるとともに、その中に、レジストずれ検出装置１５が示されている（図１の二点鎖線内）。そこで、レジストずれ検出装置１５の構成・動作は、印刷はんだ検査装置内におけるレジストずれ検出装置１５の構成・動作と共通するので、それらの共通する構成は、第１の実施形態の中でそれらをあわせて説明する。

「第１の実施形態」
図１で、基板１はプリント基板であって、図５（Ａ）における円形状（第１形状）の認識マーク１ａ、及び図６に示すような配線用のパターン１ｇが設けられた基板であって、さらにその上に円形状（第２形状）の囲い枠１ｃを設けたレジスト・マスク１ｆの上からレジスト１ｄが塗布された基板である。ここでは、図５（Ｂ）のようにレジスト・マスク１ｆがずれて塗布されたものとして説明する。

図１で、変位センサ２は、印刷はんだ検査装置に用いられる場合は、レーザ光を基板１に向けて照射する光源ＯＳと、基板１からの反射光を受けて所定長さの受光面を有し、該所定長さ方向における受光位置に応じて変位情報を検出する位置検出器（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である受光器Ｄとを備えている。受光器Ｄ（ＰＳＤ）は、長さ方向に光検出素子が配置され、その長さ方向の両端からの位置を示す情報としてそれらの各端部からその位置に応じた電気量である出力Ａ、出力Ｂを出力する。及び反射光を受けたときの輝度情報を出力する。

なお、変位センサ２は、レジストずれ検出装置１５のみ（印刷はんだを検査しない場合）に使用される場合は、変位を検出しないで輝度のみ検出するセンサであれば良い。また、レジストずれ検出装置１５によるレジストずれのみ検出するのであれば、基板１はレジストが塗布されているものであるが、必ずしもはんだは印刷されていなくとも、印刷されていてもいずれでも良い。以下では、印刷はんだ検査装置の実施形態と説明するので、変位センサ２は、輝度と変位の双方を検出しているものとして説明する。また、基板１は、レジストが塗布され、かつはんだが印刷されているとして説明する。

走査機構１０は、基板情報記憶部１１から基板１のレイアウト情報、つまり基板１の寸法に応じた位置情報（例えば（Ｘ、Ｙ）で表した座標情報）を受けて変位センサ２もしくは基板１を相対的に移動させて測定させている。一般には、例えば、基板１内の位置を（Ｘ、Ｙ）座標で表すと、Ｘ方向にΔｘだけ副走査（移動）させ、そこでＹ方向にΔｙの範囲を主走査（移動）させながら測定し、それが済むとＸ方向にΔｘから２Δｘまで移動させてその時点でＹ方向にΔｙだけ主走査して測定する。これを繰り返して、基板１の全範囲を測定する。変位センサ２によっては、Ｙ方向にポリゴンミラー等の回転により光学的に走査して一度に測定するものもある。いずれにしても、変位センサ２が測定したデータである出力Ａ、Ｂ及び輝度情報は基板１上のどの測定位置で測定したものかが認識可能に対応づけされている。

演算部３は、受光器Ｄからの出力を受けて、変位データとして（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を算出して、測定データ記憶部４へ送る。

測定データ記憶部４は、走査機構１０が変位センサ２もしくは基板１を走査したときの基板１上の測定位置に対応して、例えば、測定位置をアドレスとしてその測定位置における変位データ及び輝度情報を記憶する。測定データ記憶部４は、基板１の測定位置の情報を、基板情報記憶部１１又は走査機構１０から走査機構１０が変位センサ２もしくは基板１を走査（移動）させたときの位置を測定位置としてその走査（移動）の都度受けている。変位データと共に受ける構成であっても良い。

マーク周辺検出部７は、予め基板情報記憶部１１に記憶されている認識マーク位置情報を受けて、それを測定データ記憶部４から受けた測定位置に対応する輝度情報を基に、２つの認識マーク周辺を構成するそれぞれの認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、レジスト１ｄで形成されている囲い枠１ｃを検出する。

認識マーク位置情報には、認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、及び囲い枠１ｃが存在する設計上の概略のマーク範囲情報と、認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃ（レジスト１ｄ）であるかどうか区別して判定するための輝度データであって、認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃ（レジスト１ｄ）のそれぞれが占める予定の輝度分布範囲とを含む輝度判定用データが、認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃのそれぞれに対応して記憶されている。認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃ（レジスト１ｄ）は、それぞれ反射率が異なるので、受光器Ｄが受ける輝度が異なる。認識マークが存在するマーク範囲情報とは、例えば、図３の場合であれば、左下方の角地のＸＹ範囲、と右上方の角地のＸＹ範囲で指定されている。

そこで、マーク周辺検出部７は、測定データ記憶部４から、上記のマーク範囲情報にある測定位置に対応する輝度情報を受けて、輝度判定用データに照らして認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃ（レジスト１ｄ）の何れに属するかを判定し、ほぼ同一の輝度情報が連続して存在する領域（或いはその境界）を求め、その領域（境界）における輝度情報がそれぞれの予定輝度範囲にあるかどうか検出することにより、認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃ（レジスト１ｄ）を判定する。

なお、判定にあたっては、認識マーク１ａ、レジストギャップ１ｂ、又は囲い枠１ｃ（レジスト１ｄ）のいずれか２つを判定すれば、他の１つを認識できることが多いので、輝度判定用データを少なくとも２つ在れば良い。

具体的には、例えば、マーク周辺検出部７は、測定データ記憶部４から基板情報記憶部１１に記憶されているマーク範囲情報である、左下方の角地のＸＹ範囲、と右上方の角地のＸＹ範囲の位置における輝度情報を読み出して、認識マーク１ａの輝度判定用データである輝度データと比較し、認識マーク１ａに該当する輝度データの領域（範囲）がその認識マーク１ａの予定輝度範囲に亘ってある場合は、認識マーク１ａと判定する。同様にレジストギャップ１ｂについて行って判定する（この場合、囲い枠１ｃは、レジストギャップ１ｂの外側の境界と認識されるので囲い枠１ｃ自身の判定は不要）。

基準位置算出部８は、マーク周辺検出部７で判定され、特定された認識マーク１ａ及び囲い枠１ｃ（レジストギャップ１ｂの外側）のそれぞれの輝度データの領域（範囲）を示す情報を受けて、認識マーク１ａの中心位置、及び囲い枠１ｃ（レジストギャップ１ｂの外側）の中心位置を算出する。

この囲い枠１ｃの中心位置を算出するにあたっては、囲い枠１ｃの領域（境界）の大きさそのものを近似して求める必要がある。囲い枠１ｃの実際は、図２（Ａ）に示すようにレジスト１ｄの塗布の状態により、囲い枠１ｃａのように周囲が凸凹の多いほぼ円形状で示される。そこで、基準位置算出部８は、形状を真円に近似して求める。例えば、予め直径が可変な円を用意し、図２（Ａ）の点線の円（囲い枠１ｃｂ）のように最初は、設計上の予定されている位置に予定されている大きさの真円を配置する。そして、次に実際の囲い枠１ｃａが点線の真円（囲い枠１ｃｂ）から外へはみ出す径の長さΔｒ１（図２（Ｂ）を参照）を円周に沿ってたし合わせた値ΣΔｒ１と、実際の囲い枠１ｃａが点線の円から内が側へ凹んだ径の長さΔｒ２（図２（Ｂ）を参照）を円周に沿ってたし合わせた値ΣΔｒ２との差ｒ＝ΣΔｒ１―ΣΔｒ２が最小になるように点線の真円（囲い枠１ｃｂ）の位置及び直径を変え、最小になった位置、直径の真円を求める囲い枠１ｃと決定する。認識マーク１ａの中心位置を求めるときに認識マーク１ａの大きさを確認する必要があるが、この場合も、上記囲い枠１ｃと同様に求めることができる。

なお、上記囲い枠１ｃ等の領域の大きさを求めるには他の近似方法を用いてもよい。また、上記例では、認識マークを構成する、認識マーク１ａの形状（第１の形状）、レジストギャップ１ｂの形状、及び囲い枠１ｃの形状（第２の形状）は、それぞれ円形で、設計通り配置されると相似形にされているが、三角形や多角形等の他の形状で互いに相似形であっても良い。又、位置関係が明確であれば相似形でなくとも良い。これらの領域の近似方法は、上記円形同様に算出できる。

そして、基準位置算出部８は、上記で求めた認識マーク１ａの領域から認識マーク１ａの中心位置を、及び、レジストギャップ１ｂの領域もしくは囲い枠１ｃの大きさから囲い枠１ｃの中心位置を算出する。その様子を図３に示す。２つの認識マーク１ａの位置（中心位置）がＰ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）なる座標位置情報で示され、２つの囲い枠１ｃの位置（中心位置）が、Ｓ１（ｘ２，ｙ２）、Ｓ２（ｘ４，ｙ４）なる座標位置情報で示されている。

補正部９は、ずれ検出手段９ａ及び座標位置処理手段９ｂを有する。ずれ検出手段９ａは、基準位置算出部８で算出された２つの認識マーク１ａの位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）を結ぶ第１の線分と、２つの囲い枠１ｃの位置Ｓ１（ｘ２，ｙ２）、Ｓ２（ｘ４，ｙ４）を結ぶ第２の線分と、を求める。そして、第１の線分の座標位置情報と第２の線分の座標位置情報とから、レジスト１ｄのずれ量を示す差分を求める。差分としては、交差角θ（回転量）と位置差ΔＬ（シフト量）を求める。なお、位置差ΔＬは、後で求めても良い場合がある（後記する）。 なお、第１の線分は基板１の位置及び方向を示し、第２の線分はレジスト・マスク１ｆの位置及び方向を示すことになる。

つまり、ずれ検出手段９ａは、基準位置算出部８で算出された２つの認識マーク１ａの位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）（これらは第１の線分の端部）から第１の線分の傾斜ａ１と、２つの囲い枠１ｃの位置Ｓ１（ｘ２，ｙ２）、Ｓ２（ｘ４，ｙ４）（これらは第２の線分の端部）から第２の線分の傾斜ａ２と、求める。さらにそれらの傾斜により、これら２つの線分が交差する交差角θを求める。

さらにずれ検出手段９ａは、同一の認識マークを構成する認識マーク１ａの位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）と囲い枠１ｃの位置Ｓ１（ｘ２，ｙ２）の位置差ΔＬ１（│ｘ１−ｘ２│，│ｙ１−ｙ２│）、もしくは認識マーク１ａの位置Ｐ２（ｘ３，ｙ３）と囲い枠１ｃの位置Ｓ２（ｘ４，ｙ４）との位置差ΔＬ２（│ｘ３−ｘ４│，│ｙ３−ｙ４│）を求める。

そして補正部９の座標位置処理手段９ｂは、次の（１）、（２）のいずれかの方法で、測定データ記憶部４の測定データの対応する位置又は基板情報記憶部１１の基準データの対応する位置を補正する。この補正は、第１の線分と第２の線分とが位置座標上で合うように、つまり差分（レジスト１ｄのずれ）が無くなるように、測定データ側又は基準データ側の位置情報（アドレス）、つまり、いずれかの設計上の基板１の座標系を変更するものである。なお、測定データ側の座表系を変更する場合は、第１の線分を第２の線分に一致するように変更する。基準データ側の座表系を変更する場合は、第２の線分を第１の線分に一致するように変更する。補正時の交差角θの符号、位置差ΔＬ１の│ｘ１−ｘ２│，│ｙ１−ｙ２│又はＬ２の│ｘ３−ｘ４│，│ｙ３−ｙ４│の符号は、第１の線分と第２の線分とをどのように合わせるかで、変わる。

以下の説明では、基準データ側、つまり基板情報記憶部１１に記憶されている基準データの位置情報（座標系）を補正することで説明する。

（１）座標位置処理手段９ｂは、基板情報記憶部１１に記憶されている基準データ及び位置情報（座標系）を読み出して、位置差ΔＬ１（ｘ１−ｘ２，ｙ１−ｙ２）、だけ位置情報を全体にシフトする。つまり囲い枠１ｃの位置Ｓ２（ｘ２，ｙ２）を認識マーク１ａの位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、に合わせる。次に認識マーク１ａの位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、を中心に交差角θだけ位置情報の全体を回転させることで、第２の線分を第１の線分に合わせる。そして、読み出した基準データを変更された位置情報とともに再記憶する（位置情報がアドレスになっている場合は、読み出した基準データを変更した位置情報をアドレスとして記憶する。）

（１−１）上記ΔＬ１のシフトの代わりに、ΔＬ２だけシフトして、認識マーク１ａの位置Ｐ２（ｘ３，ｙ３）を中心に回転させても良い。また、第１の線分及び第２の線分のそれぞれの端部（第１，第２の特定位置）の位置が合うようにシフトしたが、それぞれの線分の１／ｎ（ｎ：整数）の所、例えば各線分の１／２の点（第１，第２の特定位置）のそれぞれの位置を算出して、その位置が合うようにシフトし、その後にその１／２の点を中心に交差角だけ回転してもよい。

（２）座標位置処理手段９ｂは、第１の線分を示す式、及び第２の線分を示す式を求め、それらの式から第１の線分と第２の線分の交点の位置を算出する。次に、座標位置処理手段９ｂは、基板情報記憶部１１に記憶されている基準データ及び位置情報（座標系）を読み出して、求めた交点を中心に位置情報の全体を回転させる。次に回転したあとの囲い枠１ｃの位置Ｓｒ２（ｘｒ２，ｙｒ２）を求め、さらに認識マーク１ａの位置Ｐ１との位置差ΔＬｒ１（ｘ１−ｘｒ２，ｙ１−ｙｒ２）を求め、基準データの回転された位置情報をこの位置差Ｌｒ１だけ認識マーク１ａの位置Ｐ１側へ移動させ変更を行って補正する。そして、上記（１）と同様に、読み出した基準データを変更された位置情報とともに再記憶する。
（２―１）上記（１−１）は（２）においても同様にできる。

上記説明で、マーク周辺検出部７は、測定データ記憶部４から輝度情報を受けていた。しかし、レジストずれ検出装置１５として動作するときは、演算部３の演算結果が不要なので、図１の変位センサ２からの輝度情報を受けて（図１の細かい点線）いったん記憶し、測定データ記憶部４から輝度情報と同様に処理すればよい。

図１で画像データ処理部５は、測定データ記憶部４から測定データ（変位データ）及び位置情報測定しているときの位置情報とを受け、基板１上を表すレイアウト（配置図）上に位置に応じた変位データをプロットして、はんだ箇所の量的な形状を表す立体画像を形成することにより、画像として再現出力する。そして、はんだ箇所のある集合領域における面積（はんだ面積）や体積（はんだ量）等のはんだ形状を示す画像データを生成することもできる。なお、はんだの高さだけ検査するのであれば、測定データそのままでも良い。

検査部６は、比較手段と判定手段を有する。比較手段は、測定した位置（或いは集合領域）における測定データ（変位データ、或いは画像データ）と、上記のようにレジストずれが補正された位置情報であって、その測定データが取得された位置と同じ位置における設計上のレファレンス（基準データの１つ；変位データ、或いは画像データ）を基板情報記憶部１１から読み出して比較することで、差を算出する。

判定手段は、上記のようにレジストずれが補正された位置情報であって、その測定データが取得された位置と同じ位置における設計上のレファレンスに対応する許容値を基板情報記憶部１１から受けて、比較手段が出力する差が、許容値内であれば合格とし、許容値外であれば不良（否）と判定する。

ユーザインタフェース１３は、表示部１３ａ、操作部１３ｂ及び表示制御部１３ｃを備えている。表示部１３ａは、検査部６の判定結果を表示する。また、表示制御部１３ｃが操作部１３ｂからの指示を受けて、基板情報記憶部１１からレイアウト情報（例えば、プリント基板のはんだ箇所の配置図）を受けて表示し、レイアウトのどの位置におけるはんだが不良（否）であり、合格であるかを識別可能に表示してもよい。また、それらと別に或いは併せて、画像データ処理部５で生成した画像データに基づく画像を表示させて、どの箇所のはんだ状態が不良であり、合格であるかを識別可能に表示させることもできる。

制御部１２は、上記説明で省略しているが、基板情報記憶部１１及び操作部１３ｂからの指示、にしたがって各部を制御し、全体を統括している。

［第２の実施形態］
図１及び図４を基に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、図１におけるレジストずれ検出装置１５（図１の２点鎖線で示されるブロックで構成される）が、試験用基板１でレジストずれを検出して、その検出結果をはんだが印刷された基板１のはんだ形状を検査する前工程で行われるレジスト塗布工程に送り、そのレジスト塗布工程でレジストずれが補正された基板１を、受けて図１の第１の実施形態に係る印刷はんだ検査装置が検査するというものである。

したがって、第２の実施形態では、図１の補正部９は、測定データ記憶部４及び基板情報記憶部１１のいずれの位置情報も変更しないで、算出したレジスト１ｂのずれ（上記差分：交差角、位置差）の情報を図１の粗い点線で示すようにレジスト塗布工程へ送っている。

図４に示す動作フローにしたがって説明する。第１の実施形態での説明は、レジストずれは、図１の補正部９で補正し、その後に検査部６で検査していた。しかし、図４は、レジストずれの補正をレジスト塗布工程で行う場合のフローを示す図である。図４は、ステップＳ１から４は、例えば、レジストが塗布された１枚の基板１でレジストずれの検出し、その後、ステップ４，６でレジストずれが補正されたレジスト工程でレジストが塗布され、かつはんだが印刷されている基板１を受けて検査する場合の例を示す。

ステップＳ１：先ず検査対象である製品の基板１と同じ試験用の基板１であって、基板１を取り扱うときの基準位置となる、基板１上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク１ａと、それぞれの認識マーク１ａの周辺から離れて認識マーク１ａを取り囲む所定の第２形状の囲い枠１ｃの外側に塗布されるレジスト１ｄであって囲い枠１ｃの設計上の中心位置が認識マーク１ａの中心位置と同一であるレジスト１ｄが塗布された基板１をレジスト塗布工程から受ける。

ステップＳ２：試験用の基板１上を光学的に走査して走査された位置における変位を検出する変位センサ２の出力を受けて、マーク周辺検出部７は、測定データ記憶部４から基板情報記憶部１１に記憶されているマーク範囲情報内の位置にある輝度情報を読み出して、認識マーク１ａの輝度判定用データである輝度データと比較し、認識マーク１ａ該当する輝度データの範囲がその認識マーク１ａの予定輝度範囲に亘ってある場合は、認識マーク１ａと判定する（認識マークを検出）。同様にレジストギャップ１ｂについて行って判定する。そして、基準位置算出部８は、認識マーク１ａ及び囲い枠１ｃのそれぞれの輝度データの範囲を示す情報を受けて、認識マーク１ａ、及び囲い枠１ｃ（レジストギャップ１ｂの外側）のそれぞれの領域を設計上の所定形状（例えば、円）の領域に近い近似領域を求めて、その求めた近似領域の中心位置を算出する（基準位置算出）。

ステップＳ３：補正部９は、２つの認識マークのそれぞれの中心位置Ｐ１，Ｐ２を結んだ第１の線分を示す式（第１の座標位置情報）と、前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置Ｓ１，Ｓ２を結んだ第２の線分を示す式（第２の座標位置情報）とを求めて、第１の線分と第２の線分との傾斜の差（回転量）、位置の差（シフト量）を差分として求める。

ステップＳ４：補正部９は、第１の線分と第２の線分との傾斜の差（回転量）、位置の差（シフト量）を差分として、レジスト塗布工程へ出力する。そして、レジスト塗布工程側で、差分を表示させて操作者がそれを見ながら手動で操作して補正し、又は塗布器が自動で補正する。

ステップＳ５：塗布工程で上記差分に対応してレジストずれが補正された後に、前記試験用の基板１と同種の製品用の基板１であって、はんだが印刷された基板１を受けて、変位センサ２によりプリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位を検出して、変位データである測定データを取得する。（なおステップＳ５及びＳ６は、既にステップＳ４でレジストずれが補正されているため、レジストずれに起因して、はんだ形状を検査するのであれば、不要である。ただし、はんだの高さ方向を含む三次元形状を検査するためには、ステップＳ４があっても、ステップＳ５，Ｓ６は必要である。）

ステップＳ６：変位センサ２の出力に基づく位置に対応する測定データ（画像データ）と、その位置に対応して予め記憶しておいた設計上のレファレンス（基準データの１つ）とを比較し、さらにそれらの差が、設計上の許容値と比較し、許容値以内であれば良と判定し、許容値を超えた場合は否と判定することで、はんだ形状の検査を行う。

レジストずれ検出装置及び印刷はんだ検査装置を含む実施形態の機能構成を示す図である。 囲い枠の位置の算出を説明するための図である。 レジストのずれの算出を説明するための図である。 図１の実施形態の動作フローを示す図である。 レジストのずれを説明するための図である。 レジストのずれによる検査上の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１ 基板（プリント板）、 １ａ 認識マーク、 １ｂ レジストギャップ、
１ｃ 囲い枠、 １ｄ レジスト、 １ｅ 設計上のはんだ面、
１ｆ レジスト・マスク、 １ｇ パターン、
１ｈ レジスト・マスクのはんだ枠、１ｊ 実際のはんだ面、
１ｋ 有効はんだ面、 ２ 変位センサ、 ３ 演算部、
４ 測定データ記憶部、 ５ 画像データ処理部、 ６ 検査部、
７ マーク周辺検出部、 ８ 基準位置算出部、 ９ 補正部、 １０ 走査機構、１１ 基板情報記憶部、 １２ 制御部、 １３ ユーザインターフェース、
１３ａ 表示部、 １３ｂ 操作部、 １３ｃ 表示制御部
１５ レジストずれ検出装置

Claims (7)

1. プリント板を取り扱うときの基準位置となる、プリント板上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク（１ａ）と、それぞれの該認識マークの周辺から離れて該認識マークを取り囲む所定の第２形状の囲い枠（１ｃ）の外側に塗布されるレジストであって該囲い枠の設計上の中心位置が前記認識マークの中心位置と同一のレジスト（１ｄ）が塗布された前記プリント板を受けて、該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における輝度を検出するセンサ（２）と、該センサの出力に基づいて、レジストが塗布された該囲い枠の中心位置が前記認識マークの中心位置からのずれを測定するレジストずれ検出装置であって、
   前記プリント板上の位置に対応して前記センサの出力を受けて、前記２つの認識マークとそれぞれを囲む前記囲い枠を検出するマーク周辺検出部（７）と、
   前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置、及び前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を求める基準位置算出部（８）と、
   前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置を結んだ第１の線分上の第１の座標位置情報と前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を結んだ第２の線分上の第２の座標位置情報とを基に、該第１の座標位置情報と該第２の座標位置情報との差分を基に、塗布された前記レジストのずれを検出するずれ検出手段（９ａ）と、を備えたことを特徴とするレジストずれ検出装置。
2. プリント板を取り扱うときの基準位置となる、プリント板上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク（１ａ）と、それぞれの該認識マークの周辺から離れて該認識マークを取り囲む所定の第２形状の囲い枠（１ｃ）の外側に塗布されるレジストであって該囲い枠の設計上の中心位置が前記認識マークの中心位置と同一のレジスト（１ｄ）が塗布され、かつはんだが印刷された前記プリント板を受けて、該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位及び輝度を検出する変位センサ（２）と、該変位センサの出力に基づく該位置に対応する測定データと、該位置に対応して予め記憶しておいた基準データとを比較することにより該プリント板上の各位置に印刷されたはんだの状態を検査する検査部（６）とを、備えた印刷はんだ検査装置であって、
   前記プリント板上の位置に対応して前記変位センサの出力を受けて、前記２つの認識マークとそれぞれを囲む前記囲い枠を検出するマーク周辺検出部（７）と、
   前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置、及び前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を求める基準位置算出部（８）と、
   前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置を結んだ第１の線分上の第１の座標位置情報と前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を結んだ第２の線分上の第２の座標位置情報とを基に、該第１の座標位置情報と該第２の座標位置情報との差分に対応して、前記測定データが対応する位置又は前記基準データが対応する位置のいずれかを補正することにより、塗布された前記レジストのずれを補正する補正部（９）とを備え、
   前記検査部は、補正された位置における該測定データ又は該基準データを用いて検査することを特徴とする印刷はんだ検査装置。
3. 前記補正部は、前記第１の座標位置情報と第２の座標位置情報とを基に、前記第１の線分と前記第２の線分とが交差するときの交差角と、第１の線分上の第１の端部もしくは該第１の端部から所定距離離れた第１の特定位置と第２の線分上の端部であって上記第１の端部の近く側の第２の端部もしくは該第２の端部から前記所定距離と同一距離離れた第２の特定位置との位置差を求め、前記交差角及び該位置差を前記差分として、該差分が無くなるように前記測定データ又は前記基準データのいずれかが対応する位置を補正する座標位置処理手段（９ａ）と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の印刷はんだ検査装置。
4. 前記座標位置処理手段は、前記測定データ又は前記基準データのいずれかが対応する位置を、前記第１の特定位置と第２の特定位置の位置差を無くすようにシフトしてこれらを合わせて交点としたうえで、さらに前記交差角だけ回転させることにより、補正することを特徴とする請求項３に記載の印刷はんだ検査装置。
5. 前記座標位置処理手段は、前記測定データ又は前記基準データのいずれかが対応する位置を、前記第１の線分と前記第２の線分とが交差するときの交差位置を中心に交差角だけ回転させて前補正を行い、該回転による補正後に前記位置差を求めて前記第１の特定位置と第２の特定位置の位置差を無くすようにシフトして補正することを特徴とする請求項２に記載の印刷はんだ検査装置。
6. 前記マーク周辺検出部は、予めそれぞれの前記認識マーク及びそれを囲む囲い枠が含まれる位置情報を記憶しておき、該位置情報で示される位置範囲において、前記変位センサから出力される輝度データを基に各前記認識マーク及び各前記囲い枠もしくはその周辺の前記レジスト面を識別して、特定することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の印刷はんだ検査装置。
7. プリント板を取り扱うときの基準位置となる、プリント上の異なる位置に配置された少なくとも２つの所定の第１形状の認識マーク（１ａ）と、それぞれの該認識マークの周辺から離れて該認識マークを取り囲む所定の第２形状の囲い枠（１ｃ）の外側に塗布されるレジストであって該囲い枠の設計上の中心位置が前記認識マークの中心位置と同一のレジスト（１ｄ）が塗布された試験用プリント板をレジスト塗布工程から受けて、
   該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位を検出する変位センサ（２）の出力を受けて、前記２つの認識マークとそれぞれを囲む前記囲い枠を検出する認識マーク検出段階と、
   前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置、及び前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を求める基準位置算出段階と、
   前記２つの認識マークのそれぞれの中心位置を結んだ第１の線分上の第１の座標位置情報と前記２つの囲い枠のそれぞれの中心位置を結んだ第２の線分上の第
   ２の座標位置情報とを基に、該第１の座標位置情報と該第２の座標位置情報との差分を出力する前記レジスト塗布工程へ出力する出力段階と、
   前記塗布工程で該第１の座標情報と該第２の座標情報との差分に対応してレジストずれが補正された後に、前記試験用プリント板と同種のプリント板であってレジストが塗布され、かつはんだが印刷された該プリント板を受けて、前記変位センサにより該プリント板上を光学的に走査して走査された位置における変位を検出する変位検出段階と、
   該変位センサの出力に基づく該位置に対応する測定データと、該位置に対応して予め記憶しておいた基準データとを比較し、比較結果を基に該プリント板上の各位置に印刷されたはんだの状態を検査する検査段階とを、備えた印刷はんだ検査方法。