JP2013201323A - 検査用基準画像データ作成装置及び検査用基準画像データ作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査用基準画像データの作成に要する時間を大幅に短縮して基板の生産性の向上を図ることができる検査用基準画像データ作成装置及び検査用基準画像データ作成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】スクリーン印刷に用いる前のマスク１４の撮像を行ってマスク１４の画像Ｇ１を取得するとともに、スクリーン印刷を施す前の基板２の撮像を行って基板２の画像Ｇ２を取得する。そして、これらマスク１４の画像Ｇ１と基板２の画像Ｇ２とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ３を生成し、その生成した重ね合わせ画像Ｇ３の中のマスク１４の開口部に相当する領域に基板２の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像Ｇ４を作成する。そして、その作成した着色基板画像Ｇ４に基づく画像認識を行って検査用基準画像データを作成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、マスクを用いたスクリーン印刷が施された基板上の半田の印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の基準となる検査用基準画像データを作成する検査用基準画像データ作成装置及び検査用基準画像データ作成方法に関するものである。

基板に部品を実装する部品実装システムでは、基板上に部品を装着する部品装着工程が実行される前に、基板上の部品が装着される箇所に予め半田を塗布する半田塗布工程が行われる。この半田の塗布工程ではマスクを用いたスクリーン印刷が行われ、このスクリーン印刷の後には、実際に印刷された半田の印刷状態（半田の位置や形状、面積等）が正常であるか否かの印刷後検査が行われる（例えば、特許文献１）。この印刷後検査で必要となる検査用基準画像データは、スクリーン印刷によって半田が正常に印刷された基板を撮像して画像認識した場合に得られる画像データと同等であるので、マスクを用いて基板に実際にスクリーン印刷を施した後、その基板をカメラで撮像し、得られた基板の画像を画像認識処理することによって作成される。

特開２０００−１２４５９８号公報

しかしながら、スクリーン印刷後の基板の画像に基づく画像認識では、基板の色と基板に印刷された半田の色とが近似している場合（例えば、基板、半田とも黒色や深緑色などの暗色である場合）には、基板に印刷された半田の輪郭が判然とせず、半田の領域を正確に特定できないケースがあることから、実際の検査用基準画像データの作成現場では、基板上に印刷された半田の領域の特定作業に関しては画像認識処理ではなく作業者の目視作業と手入力作業に頼っており、このように作業者が目視作業と手入力作業で作成した基板の画像を画像認識させて検査用基準画像データを得るようにしていた。

具体的には、マスクを用いて基板に実際にスクリーン印刷を施した後、その基板を撮像して基板の画像を取得してその基板の画像をモニタ上に映し出し、その状態で作業者が基板上の半田の領域を目視によって判別したうえでその領域にモニタ上で基板の色と画像認識において識別のつく色を着色し、その着色した基板の画像を画像認識させるようにしていた。このため、検査用基準画像データの作成に多大な時間が必要となって、その分基板の生産性の向上が妨げられるという問題点があった。

そこで本発明は、検査用基準画像データの作成に要する時間を大幅に短縮して基板の生産性の向上を図ることができる検査用基準画像データ作成装置及び検査用基準画像データ作成方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の検査用基準画像データ作成装置は、マスクを用いたスクリーン印刷が施された基板上の半田の印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の判断の基準となる検査用基準画像データを作成する検査用基準画像データ作成装置であって、前記スクリーン印刷に用いられる前の前記マスクの撮像を行って前記マスクの画像を取得する印刷実行前マスク画像取得手段と、前記スクリーン印刷が施される前の基板の撮像を行って前記基板の画像を取得する基板画像取得手段と、前記印刷実行前マスク画像取得手段により取得された前記マスクの画像と前記基板画像取得手段により取得された前記基板の画像とを重ね合わせて重ね合わせ画像を生成し、その生成した重ね合わせ画像の中の前記マスクの開口部に相当する領域に前記基板の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像を作成する着色基板画像作成手段と、前記着色基板画像作成手段によって作成された前記着色基板画像に基づく画像認識を行って前記検査用基準画像データを作成する基準画像データ作成手段とを備えた。

請求項２に記載の検査用基準画像データ作成方法は、マスクを用いたスクリーン印刷が施された基板上の半田の印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の判断の基準となる検査用基準画像データを作成する検査用基準画像データ作成方法であって、前記スクリーン印刷に用いる前の前記マスクの撮像を行って前記マスクの画像を取得する印刷実行前マスク画像取得工程と、前記スクリーン印刷を施す前の基板の撮像を行って前記基板の画像を取得する基板画像取得工程と、前記印刷実行前マスク画像取得工程で取得した前記マスクの画像と前記基板画像取得工程で取得した前記基板の画像とを重ね合わせて重ね合わせ画像を生成し、その生成した重ね合わせ画像の中の前記マスクの開口部に相当する領域に前記基板の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像を作成する着色基板画像作成工程と、前記着色基板画像作成工程で作成した前記着色基板画像に基づく画像認識を行って前記検査用基準画像データを作成する基準画像データ作成工程とを含む。

本発明では、スクリーン印刷に用いられる前のマスクの画像とスクリーン印刷が施される前の基板の画像とを重ね合わせて重ね合わせ画像を生成したうで、その生成した重ね合わせ画像の中のマスクの開口部に相当する領域に基板の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像を作成し、その作成した着色基板画像に基づく画像認識を行って検査用基準画像データを作成するようになっており、検査用基準画像データの作成のためにマスクを用いたスクリーン印刷作業そのもの及び作業者の目視作業と手入力作業を必要とせず、迅速かつ正確に検査用基準画像データを作成することができるので、検査用基準画像データの作成に要する時間を大幅に短縮して基板の生産性の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部斜視図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が行う準備作業の実行手順を示すフローチャート 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷作業が行う準備作業において取得したマスクの画像と基板の画像を重ね合わせる状態を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷作業が行う準備作業において生成した（ａ）重ね合わせ画像の一例を示す図（ｂ）着色基板画像の一例を示す図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が行うスクリーン作業の実行手順を示すフローチャート （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機がスクリーン印刷作業を行っている状態を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機がスクリーン印刷作業を行っている状態を示す図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機がマスクのクリーニングを行っている状態を示す図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が準備作業において取得したマスクの画像とスクリーン印刷作業において取得したマスクの画像を重ね合わせる状態を示す図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機がスクリーン印刷作業において取得した重ね合わせ画像の一例を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すスクリーン印刷機１は、基板２への部品実装を行う部品実装システムに組み込まれて基板２の電極部２ａ上に半田Ｓｄをスクリーン印刷する作業（スクリーン印刷作業）を行う装置であり、基台１０に設けられた基板保持ユニット移動機構１１、基板保持ユニット移動機構１１によって移動される基板保持ユニット１２、基板保持ユニット１２の上方に設定されたマスクホルダ１３、マスクホルダ１３によって水平姿勢に保持されたマスク１４、マスク１４の下方を移動自在に設けられたカメラユニット１５、マスク１４よりも上方の領域を移動自在に設けられたスキージユニット１６と検査カメラ１７及びマスク１４の下方に設けられたクリーニングユニット１８を備えている。以下の説明では、基板２の搬送方向をＸ軸方向（作業者ＯＰから見た左右方向）とし、Ｘ軸と直交する水平面内方向をＹ軸方向（作業者ＯＰから見た前後方向）とする。また、上下方向をＺ軸とする。

図１においてマスクホルダ１３は、Ｙ軸方向に延びてＸ軸方向に対向した断面「Ｌ」字状の左右一対のマスク載置部材１３ａから成る。マスク１４は、薄肉金属製で矩形の板状部材から成るマスク本体１４ａ、マスク本体１４ａの外縁に取り付けられた樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材１４ｂ及びシート状部材１４ｂの外縁を支持する矩形のマスク枠１４ｗを有して成り、マスク本体１４ａには基板２の電極部２ａに対応する多数の開口部１４ｈが設けられている。

図１において、基板２上の一の対角位置には２つの基板側マーク２ｍが設けられており、マスク本体１４ａにはこれら２つの基板側マーク２ｍに対応して２つのマスク側マーク１４ｍが設けられている。２つの基板側マーク２ｍと２つのマスク側マーク１４ｍを上下に対向させた状態で基板２を上昇させてマスク１４に基板２を接触させると、基板２の電極部２ａとマスク本体１４ａに設けられた開口部１４ｈとが合致した状態となる。

図１及び図２において、基板保持ユニット１２は、基台１０に対して昇降自在に設けられたベース部１２ａ、ベース部１２ａに取り付けられてＸ軸方向に基板２を搬送する基板搬送コンベア１２ｂ、基板搬送コンベア１２ｂによって搬送されて所定の基板保持位置に位置決めされた基板２を下受け部材１２ｃによって下受けした状態で昇降させる基板昇降シリンダ１２ｄ及び基板昇降シリンダ１２ｄによって押し上げられた基板２をＹ軸方向からクランプして保持する一対のクランプ部材１２ｅを有して成る。

図３において、基板搬送コンベア１２ｂを駆動する図示しないアクチュエータ等から成るコンベア駆動機構１２Ａの作動制御、基板昇降シリンダ１２ｄの作動制御及び一対のクランプ部材１２ｅを駆動する図示しないアクチュエータ等から成るクランプ部材駆動機構１２Ｂによる基板２のクランプ動作の制御はスクリーン印刷機１が備える制御装置２０によってなされる。

基板保持ユニット移動機構１１はＸＹＺロボットから成り、制御装置２０によって作動制御されて基板保持ユニット１２を水平面内で移動（回転も含む）させるとともに、基板保持ユニット１２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる（図３）。

図１及び図２において、カメラユニット１５は撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ１５ａと、撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ１５ｂを備えて成り、制御装置２０により作動制御されるカメラユニット移動機構１５Ｍ（図３）によってマスクホルダ１３に保持されたマスク１４の下方の水平面内を移動する。

下方撮像カメラ１５ａの撮像動作及び上方撮像カメラ１５ｂの撮像動作は制御装置２０によって制御され、下方撮像カメラ１５ａの撮像動作によって得られた画像データ及び上方撮像カメラ１５ｂの撮像動作によって得られた画像データは制御装置２０に送られる（図３）。

図１及び図２において、スキージユニット１６は、図示しない直交座標ロボットから成るスキージユニット移動機構１６Ａ（図３）の作動によってマスク１４の上方をＹ軸方向に移動自在なベース部１６ａの下方に、Ｙ軸方向に対向して設けられた２つのスキージ１６ｂを備えた構成を有しており、各スキージ１６ｂは、ベース部１６ａに取り付けられた２つの空圧シリンダ１６ｃによってそれぞれ独立してベース部１６ａの下方を昇降されるようになっている。スキージユニット移動機構１６Ａの作動制御及び各空圧シリンダ１６ｃの作動によるスキージ１６ｂの昇降制御は制御装置２０によってなされる（図３）。

図１及び図２において、スキージユニット１６のベース部１６ａには下方に向けた吐出口から半田Ｓｄを吐出する半田供給シリンジ１６ｄが設けられている。この半田供給シリンジ１６ｄによる半田Ｓｄの供給制御は制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成る半田吐出機構１６Ｂの作動制御を行うことによってなされる（図３）。

図１及び図２において、検査カメラ１７は撮像視野を下方に向け、水平面内方向及び上下方向に移動自在に設けられている。検査カメラ１７の移動動作は、制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から検査カメラ移動機構１７Ｍの作動制御を行うことによってなされる（図３）。検査カメラ１７による撮像動作は制御装置２０によって制御され、検査カメラ１７の撮像動作によって得られた画像データは制御装置２０に送信される（図３）。

図１及び図２において、クリーニングユニット１８は、Ｘ軸回りに回転自在に設けられた２つの回転体２１ａ，２１ｂ（繰り出し側の回転体２１ａ及び巻き取り側の回転体２１ｂ）の間に掛け渡されたペーパー部材２２をＸ軸方向に延びて設けられたノズル２３によって上方に押し上げた構成を有し、２つの回転体２１ａ，２１ｂを同一の方向に駆動してペーパー部材２２をＹ軸方向に進行させることにより、ペーパー部材２２のノズル２３の上面に位置するクリーニング部位を更新させる。ノズル２３の上端にはペーパー部材２２を介してマスク１４の下面に下方から当接される真空吸引口が設けられている。

クリーニングユニット１８は図示しない直交座標ロボットから成るクリーニングユニット移動機構１８Ａ（図３）によってマスク１４の下方をマスク１４に対して昇降自在であるとともに、Ｙ軸方向に移動自在になっている。クリーニングユニット移動機構１８Ａは制御装置２０によって作動制御される（図３）。また、ペーパー部材２２を進行させてノズル２３の上面に掛け渡されたペーパー部材２２のクリーニング部位を更新させる動作は、制御装置２０が前述の２つの回転体２１ａ，２１ｂを駆動させる回転体駆動モータ２１Ａ（図３）を作動させることによってなされる。また、ノズル２３の真空吸引口を介した真空吸引動作は、制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成る吸引機構１８Ｂ（図３）の作動制御を行うことによってなされる。

このような構成のスクリーン印刷機１がスクリーン印刷作業を行うときには、その前に図４のフローチャートに示す準備作業を行う。準備作業では、制御装置２０は先ず、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２を基板搬送コンベア１２ｂによって搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、基板昇降シリンダ１２ｄによって基板２を押し上げ、クランプ部材駆動機構１２Ｂの作動制御を行って、クランプ部材１２ｅにより基板２を保持する（基板搬入保持工程。図４に示すステップＳＴ１）。

制御装置２０は、基板２の搬入と保持を行ったら、カメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行ってカメラユニット１５を移動させ、上方撮像カメラ１５ｂによりスクリーン印刷に用いられる前（基板２に接触される前）のマスク１４の撮像（スキャン）を行い、マスク１４の画像Ｇ１（図５）を取得する（印刷実行前マスク画像取得工程。図４に示すステップＳＴ２）。

このように上方撮像カメラ１５ｂは、スクリーン印刷に用いられる前（基板２に接触される前）のマスク１４の撮像を行ってマスク１４の画像Ｇ１を取得する印刷実行前マスク画像取得手段として機能する。

制御装置２０は、マスク１４の画像Ｇ１を取得したら、カメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行ってカメラユニット１５を移動させ、下方撮像カメラ１５ａにより基板２の画像Ｇ２（図５）を取得する（基板画像取得工程。図４に示すステップＳＴ３）。

このように下方撮像カメラ１５ａは、スクリーン印刷が施される前の基板２の撮像を行って基板２の画像を取得する基板画像取得手段として機能する。

制御装置２０は、基板２の画像を取得したら、着色基板画像作成部２０ａ（図３）において、ステップＳＴ２で取得したマスク１４の画像Ｇ１とステップＳＴ３で取得した基板２の画像Ｇ２とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ３（図６（ａ））を生成する（印刷前重ね合わせ画像生成工程。図４に示すステップＳＴ４）。そして、その生成した重ね合わせ画像Ｇ３の中のマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域に基板２の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像Ｇ４（図６（ｂ））を作成する（着色基板画像作成工程。図４に示すステップＳＴ５）。

ここで得られる着色基板画像Ｇ４の中のマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域はスクリーン印刷機１によって基板２の電極部２ａに印刷されるべき半田Ｓｄを表し、着色基板画像Ｇ４の中の各半田Ｓｄの基板２に対する印刷状態（位置、形状、面積等）は、スクリーン印刷機１によって基板２に印刷されるべき各半田Ｓｄの状態（位置、形状、面積等）を表す。なお、上記基板２の色と画像認識において識別のつく色とは、例えば、基板２の色が黒色や深緑色などの暗色である場合には、白色等の暗色とコントラストが明瞭となる色を意味する。

制御装置２０は、ステップＳＴ５で着色基板画像Ｇ４を作成したら、基準画像データ作成部２０ｂ（図３）において、作成した着色基板画像Ｇ４に基づく画像認識を行って、検査用基準画像データを作成する（基準画像データ作成工程。図４に示すステップＳＴ６）。ここで行う画像認識では、基板２の色とマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域に着色した色とは識別がつくので、作業者ＯＰによる目視作業や手入力作業を経ることなく、検査用基準画像データが得られることとなる。

このように制御装置２０の着色基板画像作成部２０ａは、印刷実行前マスク画像取得手段である上方撮像カメラ１５ｂにより取得されたマスク１４の画像Ｇ１と基板画像取得手段である下方撮像カメラ１５ａにより取得された基板２の画像Ｇ２とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ３を生成し、その生成した重ね合わせ画像Ｇ３の中のマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域に基板２の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像Ｇ４を作成する着色基板画像作成手段として機能する。また、制御装置２０の基準画像データ作成部２０ｂは、着色基板画像作成手段である着色基板画像作成部２０ａによって作成された着色基板画像Ｇ４に基づく画像認識を行って検査用基準画像データを作成する基準画像データ作成手段として機能する。

制御装置２０は、ステップＳＴ６で検査用基準画像データを作成したら、半田量算出部２０ｃ（図３）において、ステップＳＴ２で取得したマスク１４の画像Ｇ１から、マスク１４の開口部１４ｈの面積の総和を算出する。そして、その算出した開口部１４ｈの面積の総和と、予め与えられて記憶部２０ｄ（記憶部）に記憶されたマスク１４の厚さ（詳細にはマスク本体１４ａの厚さｔ。図２参照）の情報に基づいて、マスク１４を用いて行うスクリーン印刷の基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量を算出し（半田量算出工程。図４に示すステップＳＴ７）、その値を記憶部２０ｄに記憶する。

ここで、マスク１４の各開口部１４ｈの面積は、例えば、図５の拡大図に示すような長方形である場合には、直交する２つの辺（内縁１４ｆ）の長さＬｍ，Ｌｎを求めてその積Ｌｍ×Ｌｎをその開口部１４ｈの面積とする。そして、開口部１４ｈの面積の総和がＳｗであれば、基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量Ｓ０は、Ｓ０＝Ｓｗ×ｔとして算出する。

このように本実施の形態において、制御装置２０の半田量算出部２０ｃは、印刷実行前マスク画像取得手段である上方撮像カメラ１５ｂにより取得されたマスク１４の画像Ｇ１からマスク１４の開口部１４ｈの面積の総和Ｓｗを算出し、その算出したマスク１４の開口部１４ｈの面積の総和Ｓｗと予め与えられたマスク１４の厚さｔの情報とに基づいて、そのマスク１４を用いて行うスクリーン印刷の基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量を算出する半田量算出手段として機能する。

制御装置２０は、半田量算出部２０ｃにおいて、スクリーン印刷の基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量を算出したら、クランプ部材１２ｅによる基板２の保持を解除し、基板搬送コンベア１２ｂによって基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（基板搬出工程。図４に示すステップＳＴ８）。これにより準備作業が終了する。

上記のように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１は、スクリーン印刷に用いられる前のマスク１４の撮像を行ってマスク１４の画像Ｇ１を取得する印刷実行前マスク画像取得手段としての上方撮像カメラ１５ｂ、スクリーン印刷が施される前の基板２の撮像を行って基板２の画像を取得する基板画像取得手段としての下方撮像カメラ１５ａ、上方撮像カメラ１５ｂにより取得されたマスク１４の画像Ｇ１と下方撮像カメラ１５ａにより取得された基板２の画像Ｇ２とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ３を生成し、その生成した重ね合わせ画像Ｇ３の中のマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域に基板２の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像Ｇ４を作成する着色基板画像作成手段としての制御装置２０の着色基板画像作成部２０ａ及び着色基板画像作成部２０ａによって作成された着色基板画像Ｇ４に基づく画像認識を行って検査用基準画像データを作成する制御装置２０の基準画像データ作成部２０ｂを備えており、マスク１４を用いたスクリーン印刷が施された基板２上の半田Ｓｄの印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の判断の基準となる検査用基準画像データを作成する検査用基準画像データ作成装置としても機能する。

また、この検査用基準画像データ作成装置としてのスクリーン印刷機１による検査用画像データ作成方法は、スクリーン印刷に用いる前のマスク１４の撮像を行ってマスク１４の画像Ｇ１を取得する印刷実行前マスク画像取得工程（ステップＳＴ２）、スクリーン印刷を施す前の基板２の撮像を行って基板２の画像Ｇ２を取得する基板画像取得工程（ステップＳＴ３）、印刷実行前マスク画像取得工程で取得したマスク１４の画像Ｇ１と基板画像取得工程で取得した基板２の画像Ｇ２とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ３を生成し、その生成した重ね合わせ画像Ｇ３の中のマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域に基板２の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像Ｇ４を作成する着色基板画像作成工程（ステップＳＴ５）及び着色基板画像作成工程で作成した着色基板画像Ｇ４に基づく画像認識を行って検査用基準画像データを作成する基準画像データ作成工程（ステップＳＴ６）を含み、マスク１４を用いたスクリーン印刷が施された基板２上の半田Ｓｄの印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の判断の基準となる検査用基準画像データを作成するものとなっている。

制御装置２０は、準備作業が終了したら、図７のフローチャートに示すスクリーン印刷作業を行う。スクリーン印刷作業では、制御装置２０は先ず、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２を基板搬送コンベア１２ｂによって搬入し、前述の所定の作業位置に位置決めする。そして、基板昇降シリンダ１２ｄによる基板２の押し上げ（図８（ａ）中に示す矢印Ａ）とクランプ部材１２ｅによる基板２のクランプ（図８（ａ）中に示す矢印Ｂ）を行って基板２を保持する（基板搬入保持工程。図７に示すステップＳＴ１１。図８（ａ））。

制御装置２０は、上記のようにして基板２を保持したら、カメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行い、下方撮像カメラ１５ａを基板２に設けられた基板側マーク２ｍの直上に位置させたうえで下方撮像カメラ１５ａに基板側マーク２ｍの撮像を行わせてその画像データから基板２の位置を把握するとともに、上方撮像カメラ１５ｂをマスク本体１４ａに設けられたマスク側マーク１４ｍの直下に位置させたうえで上方撮像カメラ１５ｂにマスク側マーク１４ｍの撮像を行わせてその画像データからマスク１４の位置を把握する。そして、基板保持ユニット１２を水平面内方向に移動させ、基板側マーク２ｍとマスク側マーク１４ｍとが上下に対向するようにして、マスク１４に対する基板２の水平面内方向の位置合わせを行う（位置合わせ工程。図７に示すステップＳＴ１２）。

制御装置２０は、マスク１４に対する基板２の位置合わせが終わったら、基板保持ユニット移動機構１１の作動制御を行って基板保持ユニット１２を基台１０に対して上昇させ（図８（ｂ）中に示す矢印Ｃ１）、一対のクランプ部材１２ｅにより保持した基板２の上面をマスク１４の下面に接触させることによって、マスク１４に基板２を接触させる（接触工程。図７に示すステップＳＴ１３。図８（ｂ））。これにより基板２上の電極部２ａとマスク１４の開口部１４ｈとが合致した状態となる。

制御装置２０は基板２をマスク１４に接触させたら、半田供給制御部２０ｅ（図３）において、マスク１４上に半田Ｓｄを供給する必要があるか否かの判断を行い（半田供給実行判断工程。図７におけるステップＳＴ１４）、その結果、マスク１４上に半田Ｓｄを供給する必要があると判断したときには、スキージユニット移動機構１６Ａの作動制御を行って半田供給シリンジ１６ｄをマスク１４の上方の所定の位置へ移動させ、半田吐出機構１６Ｂの作動制御を行って、半田供給シリンジ１６ｄより半田Ｓｄをマスク１４上に吐出供給させる（半田供給工程。図７に示すステップＳＴ１５）。

ここで、制御装置２０の半田供給制御部２０ｅは、マスク１４上に半田Ｓｄを供給する必要があるか否かの判断を、準備作業におけるステップＳＴ７で算出した基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量に基づいて行う。例えば、基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量が前述の通り「Ｓ０」であったとすると、基板２をｎ枚スクリーン印刷するごとに「Ｓ０×ｎ」の量の半田Ｓｄを、そのｎ枚のスクリーン印刷を実行する前に半田供給シリンジ１６ｄによってマスク１４上に供給する。この場合には、図７におけるステップＳＴ１４ではｎ回に１回の割合で半田Ｓｄを供する必要があると判断することになる。

このように、スクリーン印刷に用いられる前（基板２に接触される前）のマスク１４の画像Ｇ１から算出されるマスク１４の開口部１４ｈの面積の総和Ｓｗと予め与えられたマスク１４の厚さｔの情報とに基づいて、そのマスク１４を用いて行うスクリーン印刷の基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量を算出し、その算出した基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量に基づいてマスク１４上への半田Ｓｄの供給を行うようになっているので、過不足のない正確な量の半田Ｓｄをマスク１４上に供給することができる。

このように本実施の形態において、半田供給シリンジ１６ｄ及び制御装置２０の半田供給制御部２０ｅは、半田量算出手段である制御装置２０の半田量算出部２０ｃにより算出された基板２の１枚当たりに必要な半田Ｓｄの量に基づいてマスク１４上への半田Ｓｄの供給を行う半田供給手段として機能する。

制御装置２０は、ステップＳＴ１５でマスク１４上に半田Ｓｄを供給し、或いはステップＳＴ１４でマスク１４上に半田Ｓｄを供給する必要がないと判断したときには、スキージ１６ｂによるスキージングを行って、予めマスク１４上に供給された半田Ｓｄを基板２の電極部２ａに転写させる（スキージング工程。図７に示すステップＳＴ１６）。このスキージングは、具体的には、スキージユニット１６が備える２つのスキージ１６ｂのうちの一方を下動させ（図９（ａ）中に示す矢印Ｄ１）、マスク１４の上面に当接させた状態を維持したままベース部１６ａを水平方向に移動（図９（ａ）中に示す矢印Ｅ）させることによって行う。これによりマスク１４上でスキージ１６ｂが摺動し、マスク１４上の半田Ｓｄはスキージ１６ｂによって掻き寄せられてマスク１４の開口部１４ｈ内に押し込まれ、各基板２の電極部２ａ上に転写される。

すなわち本実施の形態において、スキージ１６ｂは、マスク１４を基板２に接触させた状態でマスク１４の上面を摺動してマスク１４上に供給された半田Ｓｄをマスク１４の開口部１４ｈ内に押し込んで基板２の電極部２ａに転写させるものとなっている。

制御装置２０は、基板２の電極部２ａに半田Ｓｄを転写させたら、マスク１４に当接させていたスキージ１６ｂを上動させたうえで（図９（ｂ）中に示す矢印Ｄ２）、基板保持ユニット移動機構１１を作動させ、基板保持ユニット１２を下降させることによって基板２をマスク１４から離間させ（図９（ｂ）中に示す矢印Ｃ２）、版離れを行う（版離れ工程。図７に示すステップＳＴ１７。図９（ｂ））。これにより基板２の電極部２ａ上に半田Ｓｄが残留し、基板２に半田Ｓｄが印刷される。

なお、このように基板保持ユニット移動機構１１は、スキージ１６ｂのマスク１４上での摺動によって電極部２ａに半田Ｓｄが転写された基板２をマスク１４から離間させて版離れさせる版離れ機構として機能する。

制御装置２０は版離れを行ったら、印刷後検査実行部２０ｆ（図３）において、基板２の印刷後検査を行う（印刷後検査工程。図７に示すステップＳＴ１８）。この印刷後検査では、制御装置２０は先ず、基板保持ユニット移動機構１１の作動制御を行って印刷後の基板２がマスク１４の下方領域から外れるように基板保持ユニット１２を水平方向に移動させる。そして、検査カメラ移動機構１７Ｍの作動制御を行って検査カメラ１７を印刷後の基板２の上方を移動させ、検査カメラ１７により印刷後の基板２上の各所を撮像して基板２の上面の全体の画像を取得し、その取得した画像の画像認識を行うことによって印刷後の基板２の画像データを作成する。そして、その作成した印刷後の基板２の画像データを前述の準備作業で取得した検査用基準画像データと比較し、スクリーン印刷が施された基板２上の半田Ｓｄの印刷状態が正常であるか否かの検査（すなわち印刷後検査）を行う。

制御装置２０は、上記のようにして印刷後検査を行ったら、基板保持ユニット１２の作動制御を行って印刷後の基板２がマスク１４の下方領域内に入るように基板保持ユニット１２を水平方向に移動させ、基板保持ユニット１２による基板２の保持を解除する（保持解除工程。図７に示すステップＳＴ１９）。この基板２の保持の解除は、具体的は、制御装置２０が、クランプ部材駆動機構１２Ｂの作動制御を行ってクランプ部材１２ｅを開かせたうえで、基板昇降シリンダ１２ｄを作動させて基板２を下降させ、基板２の両端を一対の基板搬送コンベア１２ｂ上に降ろすことによって行う（図２参照）。

制御装置２０は基板２の保持を解除したら、基板搬送コンベア１２ｂを作動させて基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（基板搬出工程。図７に示すステップＳＴ２０）。

制御装置２０は基板２を搬出したら、クリーニング実行部２０ｇ（図３）において、クリーニングユニット１８によるマスク１４の下面のクリーニングを行う（クリーニング実行工程。図７に示すステップＳＴ２１）。

このマスク１４のクリーニングは、具体的には、制御装置２０のクリーニング実行部２０ｇが、クリーニングユニット移動機構１８Ａの作動制御を行ってペーパー部材２２のクリーニング部位をマスク１４の下面に接触させたうえで、吸引機構１８Ｂの作動制御を行ってノズル２３に真空吸引を行わせながら、クリーニングユニット１８をＹ軸方向に移動（図１０中に示す矢印Ｆ）させることによって行う。これにより、マスク１４の下面に付着している半田Ｓｄ（半田Ｓｄの残り滓）がペーパー部材２２によって拭き取られる。

ここで、制御装置２０は、マスク１４のクリーニングを行う必要があるか否かの判断を、例えば、基板２に対するスクリーン印刷作業を連続で何回行ったかに基づいて行う。具体的には、基板２に対するスクリーン印刷作業をＮ枚（例えば１０枚）行うごとにマスク１４のクリーニングを行うように定めている場合には、基板２に対するスクリーン印刷作業がＮ枚行われるごとにマスク１４のクリーニングを行う必要があると判断する。

制御装置２０は、ステップＳＴ２１でマスク１４のクリーニングを行ったら、上方撮像カメラ１５ｂによって、マスク１４（版離れが行われた後のマスク１４）の撮像を行って、マスク１４の画像Ｇ５（図１１）を取得する（印刷実行後マスク画像取得工程。図７に示すステップＳＴ２２）。そして、制御装置２０のはみ出し半田検出部２０ｈ（図３）において、ステップＳＴ２で取得したマスク１４の画像Ｇ１とステップＳＴ２２で取得したマスク１４の画像Ｇ５とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ６（図１２）を生成し（印刷後重ね合わせ画像生成工程。図７に示すステップＳＴ２３）、その生成した重ね合わせ画像Ｇ６に基づいて、マスク１４の開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあるか否かを検出する（はみ出し半田検出工程。図７に示すステップＳＴ２４）。

このように、上方撮像カメラ１５ｂは、版離れが行われた後のマスク１４の撮像を行ってマスク１４の画像を取得する印刷実行後マスク画像取得手段として機能する。

図１２の拡大図に示すように、ステップＳＴ２で取得したマスク１４の画像Ｇ１とステップＳＴ２２で取得したマスク１４の画像Ｇ５はともに各マスク１４の開口部１４ｈに相当する領域が穴開き部分となるが、ステップＳＴ２で取得したマスク１４の画像Ｇ１では、開口部１４ｈに対応する穴開き部分の外縁の形状は開口部１４ｈの内縁１４ｆの形状そのものとなるのに対し、ステップＳＴ２２で取得したマスク１４の画像Ｇ５では、開口部１４ｈに対応する穴開き部分の外縁の形状は、半田Ｓｄがはみ出していない部分の開口部１４ｈの内縁１４ｆと、半田Ｓｄがはみ出している半田Ｓｄの外縁Ｓｄｆによって囲まれる形状となる。このため、ステップＳＴ２で取得したマスク１４の画像Ｇ１とステップＳＴ２２で取得したマスク１４の画像Ｇ５とを重ね合わせ、両マスク１４の画像Ｇ１，Ｇ５の重複していない領域がある場合には、その領域は開口部１４ｈの内方に半田Ｓｄがはみ出した領域（図１２の拡大図中に示す半田Ｓｄの領域）ということになり、この領域を検出することで、マスク１４の開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあるか否かを検出することができる。

そして、制御装置２０は、上記ステップＳＴ２４でマスク１４の開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあるか否かを検出した結果、開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあることを検出した場合には、ステップＳＴ２１に戻り、クリーニング実行部２０ｇにおいて、クリーニングユニット１８にマスク１４のクリーニングを行わせる（クリーニング実行工程）。このため、マスク１４の開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄが存在する間はマスク１４のクリーニングが繰り返し実行されることになる。

一方、制御装置２０は、上記ステップＳＴ２４で開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあることを検出しなかった場合には、一連のスクリーン印刷作業を終了する。

なお、上述の説明では、上記ステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２４の工程は、ステップＳＴ１８〜ステップＳＴ２０の工程の後に実行することとしていたが、ステップＳＴ１８〜ステップＳＴ２０の工程と並行して実行するようにしてもよい。

このように、制御装置２０のはみ出し半田検出部２０ｈは、印刷実行前マスク画像取得手段である上方撮像カメラ１５ｂによって取得されたマスク１４の画像Ｇ１と印刷実行後マスク画像取得手段である上方撮像カメラ１５ｂによって取得されたマスク１４の画像Ｇ５とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ６を生成し、その生成した重ね合わせ画像に基づいて、版離れの後にマスク１４の開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあるか否かを検出するはみ出し半田検出手段として機能する。

また、制御装置２０のクリーニング実行部２０ｇは、はみ出し半田検出手段であるはみ出し半田検出部２０ｈによりマスク１４の開口部１４ｈの内方にはみ出している半田Ｓｄがあることが検出された場合に、クリーニングユニット１８にマスク１４のクリーニングを行わせるクリーニング実行手段として機能する。

以上説明したように、本実施の形態における検査用基準画像データ作成装置としてのスクリーン印刷機１及び検査用基準画像データ作成装置としてのスクリーン印刷機１による検査用画像データ作成方法では、スクリーン印刷に用いられる前のマスク１４の画像Ｇ１とスクリーン印刷が施される前の基板２の画像Ｇ２とを重ね合わせて重ね合わせ画像Ｇ６を生成したうで、その生成した重ね合わせ画像Ｇ６の中のマスク１４の開口部１４ｈに相当する領域に基板２の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像Ｇ４を作成し、その作成した着色基板画像Ｇ４に基づく画像認識を行って検査用基準画像データを作成するようになっており、検査用基準画像データの作成のためにマスク１４を用いたスクリーン印刷作業そのもの及び作業者ＯＰの目視作業と手入力作業を必要とせず、迅速かつ正確に検査用基準画像データを作成することができるので、検査用基準画像データの作成に要する時間を大幅に短縮して基板２の生産性の向上を図ることができる。

検査用基準画像データの作成に要する時間を大幅に短縮して基板の生産性の向上を図ることができる検査用基準画像データ作成装置及び検査用基準画像データ作成方法を提供する。

１ スクリーン印刷機（検査用基準画像データ作成装置）
２ 基板
１４ マスク
１４ｈ 開口部
１５ａ 下方撮像カメラ（基板画像取得手段）
１５ｂ 上方撮像カメラ（印刷実行前マスク画像取得手段）
２０ａ 着色基板画像作成部（着色基板画像作成手段）
２０ｂ 基準画像データ作成部（基準画像データ作成手段）
Ｓｄ 半田

Claims (2)

1. マスクを用いたスクリーン印刷が施された基板上の半田の印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の判断の基準となる検査用基準画像データを作成する検査用基準画像データ作成装置であって、
   前記スクリーン印刷に用いられる前の前記マスクの撮像を行って前記マスクの画像を取得する印刷実行前マスク画像取得手段と、
   前記スクリーン印刷が施される前の基板の撮像を行って前記基板の画像を取得する基板画像取得手段と、
   前記印刷実行前マスク画像取得手段により取得された前記マスクの画像と前記基板画像取得手段により取得された前記基板の画像とを重ね合わせて重ね合わせ画像を生成し、その生成した重ね合わせ画像の中の前記マスクの開口部に相当する領域に前記基板の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像を作成する着色基板画像作成手段と、
   前記着色基板画像作成手段によって作成された前記着色基板画像に基づく画像認識を行って前記検査用基準画像データを作成する基準画像データ作成手段とを備えたことを特徴とする検査用基準画像データ作成装置。
2. マスクを用いたスクリーン印刷が施された基板上の半田の印刷状態が正常であるか否かの印刷後検査を行う際の判断の基準となる検査用基準画像データを作成する検査用基準画像データ作成方法であって、
   前記スクリーン印刷に用いる前の前記マスクの撮像を行って前記マスクの画像を取得する印刷実行前マスク画像取得工程と、
   前記スクリーン印刷を施す前の基板の撮像を行って前記基板の画像を取得する基板画像取得工程と、
   前記印刷実行前マスク画像取得工程で取得した前記マスクの画像と前記基板画像取得工程で取得した前記基板の画像とを重ね合わせて重ね合わせ画像を生成し、その生成した重ね合わせ画像の中の前記マスクの開口部に相当する領域に前記基板の色と画像認識において識別のつく色を着色した着色基板画像を作成する着色基板画像作成工程と、
   前記着色基板画像作成工程で作成した前記着色基板画像に基づく画像認識を行って前記検査用基準画像データを作成する基準画像データ作成工程とを含むことを特徴とする検査用基準画像データ作成方法。

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