JP2015001497A - 基板検査方法および基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のシルク印刷の位置変化や基板に生じた傷、痕跡などの形成誤差の影響を軽減して、従来よりも判定精度を向上した基板検査方法および基板検査装置を提供する。【解決手段】基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産工程（基板生産ライン１）で、ペースト状半田の印刷状態、電子部品の装着状態、および基板上への異物の混入状態のうち少なくとも一状態を検査する基板検査方法であって、基準となる見本基板（印刷前見本基板画像Ｆｍ１）に対して検査対象となる検査基板（印刷前検査基板画像Ｆｔ１）で形成誤差が生じている範囲を検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）とし、検査基板の検査領域（検査画像Ｇｔ２）から検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を除外して所定の検査を行う。【選択図】図８

Description

本発明は、基板生産工程で、ペースト状半田の印刷状態や電子部品の装着状態などを検査する基板検査方法および基板検査装置に関する。

多数の電子部品が実装された基板を生産する装置として、半田印刷装置、電子部品装着装置、リフロー装置、基板検査装置などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築する場合が多い。基板検査装置には、半田印刷装置の下流側に配置されてペースト状半田の印刷状態を検査する半田検査装置や、電子部品装着装置の下流側に配置されて電子部品の装着状態を検査する基板外観検査装置などがある。検査方法としては、基準となる見本基板を撮像して取得した見本画像を予め登録しておき、検査対象となる検査基板を撮像して取得した検査画像と比較して、対応する各ピクセルの輝度値の違いの有無により良否を判定する画像比較法が主流になっている。

画像比較法では、基板の形成誤差により判定精度が低下しあるいは誤判定を招くおそれがある。形成誤差とは、薄板状の基板を形成した時点での誤差を意味し、例えば、予め施されているシルク印刷の領域が変化する誤差や、基板に生じた傷や打刻痕、摩擦痕などの有無の差などである。シルク印刷は、後のメンテナンス用として、基板の素地色と対照的な輝度値の高い色を用いて印刷されている場合が多い。例えば、緑色や茶色の基板上に明るい白色や黄色で部品配置を示す枠や部品番号、部品略号などが印刷される場合が多い。このようなシルク印刷は、性能面の必要性から厳密な位置精度を確保している配線パターンやペースト状半田が印刷された半田領域と比較して位置精度が低い。つまり、基板個体ごとにシルク印刷の位置が微妙に変化する形成誤差があり、加えて、滲みやかすれなどの形成誤差が生じる場合もある。

シルク印刷の形成誤差は、基板の電気的な特性などの性能面に影響しない製品上の許容範囲内であり、仮に形成誤差が有っても正常品として判定したいところである。しかしながら、輝度値を比較する検査方法の性質上、輝度値の高いシルク印刷と、同程度に輝度値の高い半田領域や電子部品の端子とを区別することが難しい。このため、シルク印刷の形成誤差を異物として誤検出するおそれが生じ、これを回避することはとても困難である。同様に、基板に生じた傷や痕跡などの形成誤差は、性能面に影響せずとも輝度値の違いとして検出されるおそれがあり、誤検出の一要因になり得る。

本願出願人は、この種の画像比較法を用いた基板検査方法で判定精度を向上する一技術例を特許文献１に開示している。特許文献１の基板上の異物検査方法は、基準となる良品基板および検査対象となる検査基板の両方の画像データで、シルク印刷が位置変化し得る領域に中間色を上書き補正している。これは、シルク印刷が位置変化し得る領域を実質的に検査領域から除外することに相当する。これにより、検査基板のシルク印刷に位置変化や滲み、かすれなどがあっても、良品基板と比較したときの輝度値の差分が小さくなり、誤検出を防止する効果が生じる。

特開２０１２−１１２６６９号公報

ところで、特許文献１の技術例では、シルク印刷が実際に存在する領域よりも広い領域を検査領域から除外する。例えば、或る検査基板でシルク印刷の位置変化や滲み、かすれなどが実際には生じていなくとも、これらが生じ得る広い領域を想定して検査領域から除外している。このため、シルク印刷に近接した周りでは実質的に検査を行うことができず、判定精度が低下する。逆に言えば、それぞれの検査基板についてシルク印刷が施されたシルク領域などの形成誤差を予め把握することができれば、判定精度の向上につながる。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基板のシルク印刷の位置変化や基板に生じた傷、痕跡などの形成誤差の影響を軽減して、従来よりも判定精度を向上した基板検査方法および基板検査装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係る基板検査方法の発明は、基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産工程で、前記ペースト状半田の印刷状態、前記電子部品の装着状態、および前記基板上への異物の混入状態のうち少なくとも一状態を検査する基板検査方法であって、基準となる見本基板に対して検査対象となる検査基板で形成誤差が生じている範囲を検査除外領域とし、前記検査基板の検査領域から前記検査除外領域を除外して所定の検査を行う。

これによれば、検査基板で実際に形成誤差が生じている範囲を予め把握し、検査除外領域として検査基板の検査領域から除外する。したがって、特許文献１の技術例と異なり、形成誤差が実際に存在する領域よりも広い領域を検査領域から除外することがなくなり、形成誤差の影響を確実に軽減して、従来よりも基板検査の判定精度を向上できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板検査方法において、前記見本基板の形成に関する形成情報を予め登録する見本基板登録工程と、前記検査基板の形成に関する形成情報を検出する検査基板検出工程と、登録された前記見本基板の形成情報と検出された前記検査基板の形成情報とを比較して前記検査除外領域を決定する除外領域決定工程と、前記所定の検査を行う検査実施工程と、を有する。

これによれば、本発明は４工程に分けて実施できる。そして、見本基板登録工程で登録した見本基板の形成情報は、複数の検査基板で検査除去領域を決定するときに共通に使用できる。したがって、多数の基板をロット生産する際の検査方法に好適であり、高い検査効率を実現できる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板検査方法において、前記見本基板登録工程で、前記見本基板の形成情報として前記ペースト状半田が印刷される以前の見本基板の画像を予め登録し、前記検査基板検出工程で、前記検査基板の形成情報として前記ペースト状半田が印刷される以前の検査基板の画像を撮像して取得する。

これによれば、見本基板および検査基板の形成情報として、それぞれペースト状半田が印刷される以前の基板画像を用い、２つの基板画像を比較して検査除外領域を決定する。このため、精細な分解能を有する基板画像に基づいて、検査除外領域を高い精度で設定でき、例えば、検査除外領域をピクセル単位で設定できる。したがって、検査除外領域を必要最小限として、基板検査の判定精度をさらに一層向上できる。

請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の基板検査方法において、前記見本基板および前記検査基板の形成情報は、前記基板に予めシルク印刷が施されたシルク領域の情報、ならびに前記基板に生じた傷および痕跡の領域の情報の少なくとも一情報を含む。

これによれば、シルク領域の位置変化や傷および痕跡の有無の差などの形成誤差を確実に検査除外領域として除外できるので、形成誤差を異物として誤検出することがなくなり、基板検査の判定精度を向上できる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板検査方法において、前記ペースト状半田が印刷された以後の見本基板の見本画像と、前記ペースト状半田が印刷された以後の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して前記所定の検査を行う。

これによれば、検査除外領域を設定することで基板生産工程に入る以前から既に検査基板に存在する形成誤差の影響を軽減できることに加え、基板生産工程でペースト状半田が印刷される以後に検査基板に発生する異常を画像比較法で高精度に判定できる。

請求項６に係る基板検査装置の発明は、基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産ラインに設けられ、請求項１に記載の基板検査方法を行う。

上記のように本発明は基板検査装置としても実施でき、請求項１の基板検査方法と同様の効果が生じる。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の基板検査装置において、前記基板に前記ペースト状半田を印刷し、かつ、前記ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像することで前記検査基板の形成情報となる印刷前検査基板画像を取得する半田印刷装置と、前記ペースト状半田が印刷される以前の見本基板の形成情報となる印刷前見本基板画像を予め登録するとともに、前記半田印刷装置から前記印刷前検査基板画像を受け取り、前記印刷前見本基板画像と前記印刷前検査基板画像とを比較して前記検査除外領域を決定し、前記所定の検査を行う検査実施装置と、を含んで構成される。

これによれば、半田印刷装置は、ペースト状半田を印刷する前の検査基板を撮像して印刷前検査基板画像を取得し、検査実施装置は、印刷前見本基板画像を予め登録しておいて半田印刷装置から受け取った印刷前検査基板画像と比較し検査除外領域を決定する。したがって、従来の基板生産ラインの装置構成を大きく改変せずとも本発明の基板検査方法を行うことができ、装置コストを大きく増加させることなく基板検査の判定精度を向上できる。

請求項８に係る発明は、請求項６に記載の基板検査装置において、前記基板に前記ペースト状半田を印刷し、かつ、前記ペースト状半田が印刷される以前の見本基板を撮像することで前記見本基板の形成情報となる印刷前見本基板画像を取得して予め登録し、前記ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像することで前記検査基板の形成情報となる印刷前検査基板画像を取得し、前記印刷前見本基板画像と前記印刷前検査基板画像とを比較して前記検査除外領域を決定する半田印刷装置と、前記半田印刷装置から前記検査除外領域の画像および領域指定情報の少なくとも一方を受け取り、前記所定の検査を行う検査実施装置と、を含んで構成される。

これによれば、半田印刷装置は、ペースト状半田を印刷する前の見本基板および検査基板を撮像して取得した印刷前見本基板画像と印刷前検査基板画像とを比較して検査除外領域を決定し、検査実施装置は半田印刷装置から検査除外領域の画像および領域指定情報の少なくとも一方を受け取り所定の検査を行う。したがって、従来の基板生産ラインの装置構成を大きく改変せずとも本発明の基板検査方法を行うことができ、装置コストを大きく増加させることなく基板検査の判定精度を向上できる。加えて、請求項７と比較して、半田印刷装置から検査実施装置への伝送データ量を削減できる。

請求項９に係る発明は、請求項７または８に記載の基板検査装置において、前記検査実施装置は、前記ペースト状半田が印刷された後の見本基板を撮像して取得した見本画像と、前記ペースト状半田が印刷された後の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して、前記ペースト状半田の印刷状態を検査する半田検査装置、および、前記電子部品の少なくとも一部が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像と、前記見本基板と同じだけの電子部品が装着された後の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して、前記電子部品の装着状態を検査する基板外観検査装置の少なくとも一方である。

これによれば、ペースト状半田の印刷状態の検査および電子部品の装着状態の検査の少なくとも一方、ならびに付随して実施可能な基板上への異物の混入状態の検査で、判定精度を向上できる。

第１実施形態の基板検査方法を実施する基板生産ラインの構成例を模式的に示した図である。 基板外観検査装置の画像比較法の検査方法を説明する図である。 第１実施形態の基板検査方法を説明する処理フローの図である。 除外領域決定工程で比較する２つの画像の例を模式的に説明する図である。 除外領域決定工程で、図４の２つの画像の例から決定した検査除外領域を説明する図である。 検査実施工程で比較する２つの画像の例を模式的に説明する図である。 検査基板の形成誤差の例を説明する図であり、（Ａ）は検査画像のシルク領域の位置変化、（Ｂ）は検査画像のシルク領域に重なった傷を示している。 第２実施形態の基板検査装置の構成、機能、および作用を説明する図である。 第３実施形態の基板検査装置の構成、機能、および作用を説明する図である。 第４実施形態の基板検査装置を内包する基板生産ラインの構成例を模式的に示した図である。

本発明の第１実施形態の基板検査方法について、図１〜図７を参考にして説明する。まず、第１実施形態の基板検査方法を実施することができる基板生産ライン１について説明する。図１は、第１実施形態の基板検査方法を実施する基板生産ライン１の構成例を模式的に示した図である。基板生産ライン１は、半田印刷装置２、半田検査装置３、電子部品装着装置４、基板外観検査装置５、およびリフロー装置６が列設されて構成されている。各装置２〜６の間はそれぞれ、基板を下流側へ順次搬送する基板搬送装置７１〜７４で連結されている。

半田印刷装置２は、搬入された基板の所定位置にペースト状半田を印刷する。半田検査装置３は、基板を撮像するカメラを備え、画像比較法により基板上のペースト状半田の印刷状態を検査する。電子部品装着装置４は、基板の半田上に電子部品を装着する。基板外観検査装置５は、基板を撮像するカメラを備え、画像比較法により基板の外観を検査し、換言すれば基板上の電子部品の装着状態を検査する。半田印刷装置２や電子部品装着装置４も、基板を識別しかつ基板の停止位置を検出するためにカメラを備えている。これらの４装置２〜５はそれぞれ、基板に対して所定の作業を行った後、基板を下流側の基板搬送装置７１〜７４に搬出する。また、これらの４装置２〜５は、相互に通信線８１で接続されており、基板の搬送とともに作業結果などの各種生産情報を下流側に後方伝送できるようになっている。リフロー装置６は、基板上の半田を加熱溶解させた後に冷却固化して、電子部品の装着を完了させる。

半田検査装置３および基板外観検査装置５は、ともに、画像比較法を用いて所定の検査を行う。ここでは、後者の基板外観検査装置５の検査方法について例示説明する。図２は、基板外観検査装置５の画像比較法の検査方法を説明する図である。基板外観検査装置５は、電子部品が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像Ｇｍ１と、見本基板と同じだけの電子部品が装着された後の検査基板を撮像して取得した検査画像Ｇｔ１とを比較して、電子部品の装着状態を検査する。

電子部品が装着された後の見本基板は、検査の基準となるものである。見本基板には、例えば、多数の基板をロット生産するときに初期に生産した実際の基板であって、オペレータのマニュアル検査により良品と判定された基板を用いることができる。基板外観検査装置５に見本基板を搬入し、カメラで撮像することにより見本画像Ｇｍ１を取得できる。見本画像Ｇｍ１は、基板外観検査装置５の内部に予め登録される。

一方、見本基板と同じだけの電子部品が装着された後の検査基板は、検査対象となる基板であり、通常はロット生産により多数生産される。基板外観検査装置５に検査基板を搬入し、カメラで撮像することにより検査画像Ｇｔ１を取得できる。このとき、見本基板および検査基板で、照明の状況や撮像距離、シャッタースピードや絞りなどの撮像条件を揃えることが好ましい。

基板外観検査装置５は、見本画像Ｇｍ１と検査画像Ｇｔ１とを比較して、除外条件を超える差異があるときに当該の検査基板を不良品と判定し、差異がないときに当該の検査基板を良品と判定する。画像の比較および判定は、対応する位置のピクセル同士で輝度値の差分値を演算し、差分値が所定範囲内であれば差異なしとする方法で行う。輝度値は、三原色の各輝度値。あるいは白黒の濃淡輝度値のいずれでもよい。そして、輝度値に差異のあるピクセルの領域が或る範囲内に限定されていることを除外条件とする。画像の比較方法および除外条件の設定方法は、上述に限定されず、様々な応用や変形が可能である。

図２の例で、検査画像Ｇｔ１の左下部に電子部品の形状に類した画像Ｂが認められ、この画像Ｂは見本画像Ｇｍ１に無く、かつ除外条件を超える領域に拡がっている。したがって、基板外観検査装置５は、画像Ｂを異物Ｂとして検出し、当該の検査基板を不良品と判定する。基板外観検査装置５は、基板上への異物Ｂの混入だけでなく、電子部品の装着位置がずれる不良や、本来装着されている電子部品が無い未装着の不良なども判定する。

同様に、半田検査装置３は、ペースト状半田が印刷されて電子部品が装着される以前の見本基板を撮像して取得した見本画像と、ペースト状半田が印刷されて電子部品が装着される以前の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して、ペースト状半田の印刷状態を検査する。画像の比較方法および除外条件の設定方法は、基板外観検査装置５に類似するので、説明は省略する。

半田検査装置３および基板外観検査装置５では、基板の形成誤差により、換言すれば、基板に予め施されているシルク印刷の領域が変化する誤差や基板に生じた傷や痕跡の有無により、判定精度が低下しあるいは誤判定を招くおそれがある。その改善策として、第１実施形態の基板検査方法を用いる。図３は、第１実施形態の基板検査方法を説明する処理フローの図である。第１実施形態の基板検査方法は、基板外観検査装置５を検査実施装置として基板の外観（電子部品の装着状態）を検査する。第１実施形態の基板検査方法は、見本基板登録工程Ｓ１、見本基板外観登録工程Ｓ２、検査基板検出工程Ｓ３、除外領域決定工程Ｓ４、検査基板外観検出工程Ｓ５、および検査実施工程Ｓ６などを有している。

見本基板登録工程Ｓ１は、見本基板の形成に関する形成情報を予め登録する工程である。見本基板の形成情報は、具体的にはペースト状半田が印刷される以前の見本基板の画像、すなわち印刷前見本基板画像Ｆｍ１であり、カメラで撮像して取得できる。

見本基板外観登録工程Ｓ２は、電子部品が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像Ｇｍ２を予め登録する工程である。なお、見本基板登録工程Ｓ１で使用した見本基板にペースト状半田の印刷および電子部品の装着を行い良品であることを確認すると、見本基板外観登録工程Ｓ２で使用する見本基板にすることができる。

検査基板検出工程Ｓ３は、検査基板の形成に関する形成情報を検出する工程である。検査基板の形成情報は、具体的にはペースト状半田が印刷される以前の検査基板の画像、すなわち印刷前検査基板画像Ｆｔ１である。印刷前検査基板画像Ｆｔ１および前述の印刷前見本基板画像Ｆｍ１は、同一のカメラを用いて同一の撮像条件で撮像することが極力好ましい。

除外領域決定工程Ｓ４は、登録された見本基板の形成情報と検出された検査基板の形成情報とを比較して検査除外領域を決定する工程である。具体的には、印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して、検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２を決定する。画像の比較方法は、対応する位置のピクセル同士で輝度値の差分値を演算し、差分値が所定値を超える範囲を精細な検査除外領域Ａｅ１とする。さらに、検出上の誤差要因などの影響を軽減するために、各種のノイズ除去処理を併用してもよい。

図４は、除外領域決定工程Ｓ４で比較する２つの画像Ｆｍ１、Ｆｔ１の例を模式的に説明する図である。また、図５は、除外領域決定工程Ｓ４で、図４の２つの画像Ｆｍ１、Ｆｔ１の例から決定した検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２を説明する図である。説明用に例示する模式的な基板は、長方形状であり、図中で左右に並ぶ２つの矩形枠がシルク印刷され、各矩形枠の内部に電子部品Ｐ１、Ｐ２が１個ずつ装着される。図４の左側は、ペースト状半田が印刷される以前の見本基板を撮像して取得した印刷前見本基板画像Ｆｍ１である。見本基板では、きれいに高輝度のシルク印刷が施されており、２個のきれいな矩形枠形状のシルク領域Ａ１、Ａ２が形成されている。

一方、図４の右側は、ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像して取得した印刷前検査基板画像Ｆｔ１である。検査基板の右側のシルク印刷ではきれいな矩形枠形状のシルク領域Ａ１が形成されるが、左側のシルク印刷では滲みが生じたことにより、領域縁部に凹凸形状を有するシルク領域Ａ２Ｘが形成されている。このようなシルク領域Ａ２Ｘの形成誤差は、後のメンテナンス用であって、基板の電気的な特性などの性能面に影響しない。

除外領域決定工程Ｓ４では、印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して、図５に示される検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２を決定する。精細な検査除外領域Ａｅ１の決定方法では、ピクセル単位での決定が可能であり、検査除外領域Ａｅ１は検査基板のシルク領域Ａ２Ｘの凹凸形状を含んだ複雑な形状になる。また、簡易な検査除外領域Ａｅ２の決定方法では、精細な検査除外領域Ａｅ１を包含する単純な形状、通常は矩形の検査除外領域Ａｅ２を決定することができる。簡易な決定方法では、Ｘ軸方向の２つの座標値Ｘ１、Ｘ２およびＹ軸方向の２つの座標値Ｙ１、Ｙ２を領域指定情報として、検査除外領域Ａｅ２を指定できる。

検査基板外観検出工程Ｓ５は、電子部品が装着された後の検査基板を撮像して検査画像Ｇｔ２を取得する工程である。検査基板検出工程Ｓ３と検査基板外観検出工程Ｓ５との間で、当該の検査基板は、ペースト状半田が印刷されて電子部品が装着される。本工程で取得する検査画像Ｇｔ２および前述の見本画像Ｇｍ２は、基板外観検査装置５のカメラを用いて同一の撮像条件で撮像することが極力好ましい。

検査実施工程Ｓ６は、基板外観検査装置５で、画像比較法により電子部品の装着状態を検査する工程である。ここで、検査の実施に先立ち、検査基板の検査画像Ｇｔ２の検査領域から検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を除外する。

図６は、検査実施工程Ｓ６で比較する２つの画像Ｇｍ２、Ｇｔ２の例を模式的に説明する図である。図６の左側は、２個の電子部品Ｐ１、Ｐ２が装着された後の見本基板の見本画像Ｇｍ２である。一方、図６の右側は、２個の電子部品Ｐ１、Ｐ２が装着された後の検査基板の検査画像Ｇｔ２である。図６の例では、基板の全面が検査領域になっており、検査画像Ｇｔ２の全面から検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）が除外される。このため、見本画像Ｇｍ２と検査画像Ｇｔ２とを比較したときに、シルク領域Ａ２Ｘの滲みの領域は良否の判定から除外される。したがって、他の部分に輝度値の差異がなければ、当該の検査基板を正しく良品と判定できる。また、仮に、電子部品Ｐ１、Ｐ２の装着位置がずれていたり、電子部品Ｐ１、Ｐ２が未装着であったりすれば、見本画像Ｇｍ２と検査画像Ｇｔ２とで輝度値の差異が生じるので、当該の検査基板を不良品と判定できる。

判断工程Ｓ７では、生産予定の基板全数の検査が終了したか否か判定する。未終了であれば、検査基板検出工程Ｓ３に戻り、次の検査基板を対象として印刷前検査基板画像Ｆｔ１を撮像し、以下繰り返す。つまり、生産予定の基板枚数の回数だけ、検査基板検出工程Ｓ３から判断工程Ｓ７までを繰り返す。基板全数の検査が終了すると、第１実施形態の基板検査方法の全工程を終了したことになる。

なお、検査基板の形成誤差は、シルク領域Ａ２Ｘの滲みに限定されない。図７は、検査基板の形成誤差の例を説明する図であり、（Ａ）は検査画像Ｇｔ３のシルク領域Ａ２Ｙの位置変化、（Ｂ）は検査画像Ｇｔ４のシルク領域Ａ２Ｚ域に重なった傷ＡＫを示している。図７の（Ａ）に示される例では、図中の右側のシルク領域Ａ２Ｙが見本画像Ｇｍ２の正規位置ＡＮ（図中に白の破線示）よりも図中の左上方に位置変化している。また、図７の（Ｂ）に示される例では、図中の右側のシルク領域Ａ２Ｚの一部に傷ＡＫが重なって輝度値が減少している。このような、多様な形成誤差に対して検査除外領域を設けることにより、形成誤差の影響を軽減できる。なお、検査基板の傷や打刻痕および摩擦痕などは、シルク領域に重ならずとも輝度値が大きく変化していれば検査除外領域になって検査領域から除外される。

第１実施形態の基板検査方法は、基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産工程で、ペースト状半田の印刷状態、電子部品の装着状態、および基板上への異物の混入状態のうち少なくとも一状態を検査する基板検査方法であって、基準となる見本基板に対して検査対象となる検査基板でシルク領域Ａ２Ｚの滲みなどの形成誤差が生じている範囲を検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２とし、検査基板の検査領域から検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２を除外して所定の検査を行う。

これによれば、検査基板で実際に形成誤差が生じている範囲を予め把握し、検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２として検査基板の検査領域から除外する。したがって、特許文献１の技術例と異なり、形成誤差が実際に存在する領域よりも広い領域を検査領域から除外することがなくなり、形成誤差の影響を確実に軽減して、従来よりも基板検査の判定精度を向上できる。

さらに、第１実施形態の基板検査方法は、見本基板の形成に関する形成情報となる印刷前見本基板画像Ｆｍ１を予め登録する見本基板登録工程Ｓ１と、検査基板の形成に関する形成情報となる印刷前検査基板画像Ｆｔ１を検出する検査基板検出工程Ｓ２と、登録された印刷前見本基板画像Ｆｍ１と検出された印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２を決定する除外領域決定工程Ｓ４と、所定の検査を行う検査実施工程Ｓ６と、を有する。

これによれば、本１実施形態は上記した４工程を含んで実施できる。そして、見本基板登録工程Ｓ１で登録した印刷前見本基板画像Ｆｍ１は、複数の検査基板で検査除去領域Ａｅ１、Ａｅ２を決定するときに共通に使用できる。したがって、多数の基板をロット生産する際の検査方法に好適であり、高い検査効率を実現できる。

さらに、第１実施形態の基板検査方法は、見本基板登録工程Ｓ１で、見本基板の形成情報としてペースト状半田が印刷される以前の見本基板の印刷前見本基板画像Ｆｍ１を予め登録し、検査基板検出工程Ｓ３で、検査基板の形成情報としてペースト状半田が印刷される以前の印刷前検査基板画像Ｆｔ１を撮像して取得する。

これによれば、見本基板および検査基板の形成情報として、それぞれペースト状半田が印刷される以前の基板画像Ｆｍ１、Ｆｔ１を用い、２つの基板画像Ｆｍ１、Ｆｔ１を比較して検査除外領域Ａｅ１を決定する。このため、精細な分解能を有する基板画像Ｆｍ１、Ｆｔ１に基づいて、検査除外領域Ａｅ１を高い精度で設定でき、例えば、検査除外領域Ａｅ１をピクセル単位で設定できる。したがって、検査除外領域Ａｅ１を必要最小限として、基板検査の判定精度をさらに一層向上できる。

さらに、第１実施形態の基板検査方法で、見本基板の印刷前見本基板画像Ｆｍ１および検査基板の印刷前検査基板画像Ｆｔ１は、基板に予めシルク印刷が施されたシルク領域Ａ１、Ａ２、Ａ２Ｘ、Ａ２Ｙ、Ａ２Ｚの情報、ならびに基板に生じた傷および痕跡の領域の情報の少なくとも一情報を含む。

これによれば、シルク領域Ａ１、Ａ２、Ａ２Ｘ、Ａ２Ｙ、Ａ２Ｚの位置変化や傷および痕跡の有無の差などの形成誤差を確実に検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２として除外できるので、形成誤差を異物として誤検出することがなくなり、基板検査の判定精度を向上できる。

さらに、第１実施形態の基板検査方法では、ペースト状半田が印刷された以後の見本基板の見本画像Ｇｍ２と、ペースト状半田が印刷された以後の検査基板を撮像して取得した検査画像Ｇｔ２とを比較して基板の外観検査（電子部品の装着状態の検査）を行う。

これによれば、検査除外領域Ａｅ１、Ａｅ２を設定することで基板生産工程に入る以前から既に検査基板に存在するシルク領域Ａ２Ｘの滲み、シルク領域Ａ２Ｙの位置変化、およびシルク領域Ａ２Ｚに重なる傷の影響を軽減できることに加え、基板生産工程でペースト状半田が印刷される以後に検査基板に発生する異常を画像比較法で高精度に判定できる。例えば、電子部品Ｐ１、Ｐ２の装着位置のずれや電子部品Ｐ１、Ｐ２の未装着、異物Ｂの混入などを高精度に判定できる。

次に、第１実施形態の基板検査方法を行う第２実施形態の基板検査装置について説明する。図８は、第２実施形態の基板検査装置の構成、機能、および作用を説明する図である。第２実施形態の基板検査装置は、基板生産ライン１中の半田印刷装置２１および基板外観検査装置５１で構成されている。

半田印刷装置２１は、基板にペースト状半田を印刷するだけでなく、図３の処理フロー中の見本基板登録工程Ｓ１の一部、および検査基板検出工程Ｓ３を担当する。すなわち、半田印刷装置２１は、見本基板登録工程Ｓ１で、ペースト状半田を印刷する以前の見本基板を撮像して印刷前見本基板画像Ｆｍ１を取得する。半田印刷装置２１は、通信線８１を介して（図１参照）あるいは別途記憶媒体を利用して、基板外観検査装置５１に印刷前見本基板画像Ｆｍ１を伝送する。また、半田印刷装置２１は、検査基板検出工程Ｓ３で、ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像して印刷前検査基板画像Ｆｔ１を取得する。半田印刷装置２１は、通信線８１を介して基板外観検査装置５１に印刷前検査基板画像Ｆｔ１を後方伝送する。

一般的に、半田印刷装置２１は、基板を識別しかつ基板の停止位置を検出するためにカメラを備えている。このカメラを使用して印刷前見本基板画像Ｆｍ１および印刷前検査基板画像Ｆｔ１を取得できる場合には、半田印刷装置２１を改造する必要はない。しかしながら、このカメラが視野範囲や分解能などの性能面で十分でないとき、高機能カメラに取り換える改造などが必要になる。

基板外観検査装置５１は、図３の処理フロー中の半田印刷装置２１が担当する以外の工程を担当する。基板外観検査装置５１は、見本基板登録工程Ｓ１で、半田印刷装置２１から伝送された印刷前見本基板画像Ｆｍ１を予め登録する。基板外観検査装置５１は、見本基板外観登録工程Ｓ２で、電子部品が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像Ｇｍ２を予め登録する。基板外観検査装置５１は、検査基板検出工程Ｓ３で、半田印刷装置２１から印刷前検査基板画像Ｆｔ１を受け取る。

次に、基板外観検査装置５１は、除外領域決定工程Ｓ４で、印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を決定する。基板外観検査装置５１は、検査基板外観検出工程Ｓ５で、電子部品が装着された後の検査基板を撮像して検査画像Ｇｔ２を取得する。そして、基板外観検査装置５１は、検査実施工程Ｓ６で、検査の実施に先立ち、検査画像Ｇｔ２の検査領域から検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を除外する。その後、基板外観検査装置５１は、見本画像Ｇｍ２と検査画像Ｇｔ２とを比較して、電子部品の装着状態ならびに基板上への異物の混入状態の検査を行う。

第２実施形態の基板検査装置は、基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産ライン１に設けられ、第１実施形態の基板検査方法を行う。したがって、第２実施形態の基板検査装置では、第１実施形態の基板検査方法と同様の効果が生じる。

さらに、第２実施形態の基板検査装置は、基板にペースト状半田を印刷し、かつ、ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像することで印刷前検査基板画像Ｆｔ１を取得する半田印刷装置２１と、ペースト状半田が印刷される以前の見本基板の印刷前見本基板画像Ｆｍ１を予め登録するとともに、半田印刷装置２１から印刷前検査基板画像Ｆｔ１を受け取り、印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を決定し、所定の検査を行う基板外観検査装置５１と、を含んで構成される。

これによれば、半田印刷装置２１は、ペースト状半田を印刷する前の検査基板を撮像して印刷前検査基板画像Ｆｔ１を取得し、基板外観検査装置５１は、印刷前見本基板画像Ｆｍ１を予め登録しておいて半田印刷装置２１から受け取った印刷前検査基板画像Ｆｔ１と比較し検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を決定する。したがって、従来の基板生産ラインの装置構成を大きく改変せずとも第１実施形態の基板検査方法を行うことができ、装置コストを大きく増加させることなく基板検査の判定精度を向上できる。

さらに、第２実施形態の基板検査装置で、検査実施装置は、電子部品の少なくとも一部が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像Ｇｍ２と、見本基板と同じだけの電子部品が装着された後の検査基板を撮像して取得した検査画像Ｇｔ２とを比較して、電子部品の装着状態を検査する基板外観検査装置５１である。

これによれば、電子部品の装着状態の検査、ならびに付随して実施可能な基板上への異物の混入状態の検査で、判定精度を向上できる。

次に、第３実施形態の基板検査装置について説明する。図９は、第３実施形態の基板検査装置の構成、機能、および作用を説明する図である。第３実施形態の基板検査装置は、基板生産ライン１中の半田印刷装置２２および基板外観検査装置５２で構成されており、第２実施形態とは機能分担が異なる。

第３実施形態の半田印刷装置２２は、基板にペースト状半田を印刷するだけでなく、図３の処理フロー中の見本基板登録工程Ｓ１、検査基板検出工程Ｓ３、および除外領域決定工程Ｓ４を担当する。すなわち、半田印刷装置２２は、見本基板登録工程Ｓ１で、ペースト状半田を印刷する以前の見本基板を撮像して印刷前見本基板画像Ｆｍ１を取得し、予め登録する。半田印刷装置２２は、検査基板検出工程Ｓ３で、ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像して印刷前検査基板画像Ｆｔ１を取得する。

そして、半田印刷装置２２は、除外領域決定工程Ｓ４で、印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を決定する。精細な検査除外領域Ａｅ１を用いる場合、半田印刷装置２２は、通信線８１を介して基板外観検査装置５２に検査除外領域Ａｅ１の画像をピクセル単位で後方伝送する。また、簡易な検査除外領域Ａｅ２を用いる場合、半田印刷装置２２は、通信線８１を介して基板外観検査装置５１に検査除外領域Ａｅ２の領域指定情報、すなわち、Ｘ軸方向の座標値Ｘ１、Ｘ２およびＹ軸方向の座標値Ｙ１、Ｙ２を後方伝送する。したがって、第２実施形態で印刷前検査基板画像Ｆｔ１の全体を後方伝送することと比較して、伝送データ量は大幅に削減される。

一方、基板外観検査装置５２は、見本基板外観登録工程Ｓ２で、電子部品が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像Ｇｍ２を予め登録する。さらに、基板外観検査装置５２は、検査基板外観検出工程Ｓ５で、電子部品が装着された後の検査基板を撮像して検査画像Ｇｔ２を取得する。そして、基板外観検査装置５２は、検査実施工程Ｓ６で、検査の実施に先立ち、まず、半田印刷装置２２から検査除外領域Ａｅ１の画像および検査除外領域Ａｅ２の領域指定情報の少なくとも一方を受け取り、検査画像Ｇｔ２の検査領域から検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を除外する。その後、基板外観検査装置５２は、見本画像Ｇｍ２と検査画像Ｇｔ２とを比較して、電子部品の装着状態ならびに基板上への異物の混入状態の検査を行う。

第３実施形態の基板検査装置は、基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産ライン１に設けられ、第１実施形態の基板検査方法を行う。したがって、第３実施形態の基板検査装置では、第１実施形態の基板検査方法と同様の効果が生じる。

さらに、第３実施形態の基板検査装置は、基板に前記ペースト状半田を印刷し、かつ、ペースト状半田が印刷される以前の見本基板を撮像することで印刷前見本基板画像Ｆｍ１を取得して予め登録し、ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像することで印刷前検査基板画像Ｆｔ１を取得し、印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｔ１とを比較して検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を決定する半田印刷装置２２と、半田印刷装置２２から検査除外領域Ａｅ１の画像および検査除外領域Ａｅ２の領域指定情報の少なくとも一方を受け取り、所定の検査を行う基板外観検査装置５２と、を含んで構成される。

これによれば、半田印刷装置２２は、ペースト状半田を印刷する前の見本基板および検査基板を撮像して取得した印刷前見本基板画像Ｆｍ１と印刷前検査基板画像Ｆｍ２とを比較して検査除外領域（Ａｅ１またはＡｅ２）を決定する。一方、基板外観検査装置５２は、半田印刷装置２２から検査除外領域Ａｅ１の画像および検査除外領域Ａｅ２の領域指定情報の少なくとも一方を受け取り、電子部品の装着状態ならびに基板上への異物の混入状態の検査を行う。したがって、従来の基板生産ラインの装置構成を大きく改変せずとも本発明の基板検査方法を行うことができ、装置コストを大きく増加させることなく基板検査の判定精度を向上できる。加えて、第２実施形態と比較して、半田印刷装置２２から基板外観検査装置５２への伝送データ量を削減できる。

次に、第２および第３実施形態を変形した第４実施形態の基板検査装置について説明する。図１０は、第４実施形態の基板検査装置を内包する基板生産ライン１０の構成例を模式的に示した図である。基板生産ライン１０は、半田印刷装置２３、半田検査装置３、電子部品装着装置４、基板外観検査装置５３、およびリフロー装置６が列設されて構成されている。各装置２３、３、４、５３、６の間はそれぞれ、基板を下流側へ順次搬送する基板搬送装置７１〜７４で連結されている。さらに、各装置２３、３、４、５３、６の各種生産情報を管理するために、情報管理サーバー９が設けられている。各装置２３、３、４、５３と情報管理サーバー９との間は、それぞれ通信線８２〜８５で接続されており、各種生産情報を双方向に伝送できるようになっている。

第４実施形態の基板検査装置は、基板生産ライン１０中の半田印刷装置２３および基板外観検査装置５３で構成されている。第４実施形態の基板検査装置では、第２および第３実施形態の一方の機能分担を採用して、同等の作用を実現できる。ただし、印刷前検査基板画像Ｆｔ１や、検査除外領域Ａｅ１の画像、検査除外領域Ａｅ２の領域指定情報などを半田印刷装置２３から基板外観検査装置５３へ後方伝送するときに、伝送ルートを変形して情報管理サーバー９経由とする。

第４実施形態の基板検査装置は、第１実施形態の基板検査方法を行い、第１実施形態の基板検査方法と同様の効果が生じる。

なお、各実施形態において、検査実施装置は基板外観検査装置５、５１、５２、５３としているが、検査実施装置を半田検査装置３に代えることもできる。さらには、基板外観検査装置５、５１、５２、５３および半田検査装置３の両方を検査実施装置としてもよい。本発明は、その他様々な変形や応用が可能である。

１、１０：基板生産ライン
２、２１、２２、２３：半田印刷装置 ３：半田検査装置
４：電子部品装着装置 ５、５１、５２、５３：基板外観検査装置
６：リフロー装置 ９：情報管理サーバー
Ｆｍ１：印刷前見本基板画像 Ｆｔ１：印刷前検査基板画像
Ｇｍ１、Ｇｍ２：見本画像 Ｇｔ１、Ｇｔ２、Ｇｔ３、Ｇｔ４：検査画像
Ａ１、Ａ２、Ａ２Ｘ、Ａ２Ｙ、Ａ２Ｚ：シルク領域
Ａｅ１：精細な検査除外領域 Ａｅ２：簡易な検査除外領域

Claims (9)

1. 基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産工程で、前記ペースト状半田の印刷状態、前記電子部品の装着状態、および前記基板上への異物の混入状態のうち少なくとも一状態を検査する基板検査方法であって、
   基準となる見本基板に対して検査対象となる検査基板で形成誤差が生じている範囲を検査除外領域とし、前記検査基板の検査領域から前記検査除外領域を除外して所定の検査を行う基板検査方法。
2. 請求項１に記載の基板検査方法において、
   前記見本基板の形成に関する形成情報を予め登録する見本基板登録工程と、
   前記検査基板の形成に関する形成情報を検出する検査基板検出工程と、
   登録された前記見本基板の形成情報と検出された前記検査基板の形成情報とを比較して前記検査除外領域を決定する除外領域決定工程と、
   前記所定の検査を行う検査実施工程と、を有する基板検査方法。
3. 請求項２に記載の基板検査方法において、
   前記見本基板登録工程で、前記見本基板の形成情報として前記ペースト状半田が印刷される以前の見本基板の画像を予め登録し、
   前記検査基板検出工程で、前記検査基板の形成情報として前記ペースト状半田が印刷される以前の検査基板の画像を撮像して取得する基板検査方法。
4. 請求項２または３に記載の基板検査方法において、
   前記見本基板および前記検査基板の形成情報は、前記基板に予めシルク印刷が施されたシルク領域の情報、ならびに前記基板に生じた傷および痕跡の領域の情報の少なくとも一情報を含む基板検査方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板検査方法において、
   前記ペースト状半田が印刷された以後の見本基板の見本画像と、前記ペースト状半田が印刷された以後の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して前記所定の検査を行う基板検査方法。
6. 基板にペースト状半田を印刷して電子部品を装着する基板生産ラインに設けられ、請求項１に記載の基板検査方法を行う基板検査装置。
7. 請求項６に記載の基板検査装置において、
   前記基板に前記ペースト状半田を印刷し、かつ、前記ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像することで前記検査基板の形成情報となる印刷前検査基板画像を取得する半田印刷装置と、
   前記ペースト状半田が印刷される以前の見本基板の形成情報となる印刷前見本基板画像を予め登録するとともに、前記半田印刷装置から前記印刷前検査基板画像を受け取り、前記印刷前見本基板画像と前記印刷前検査基板画像とを比較して前記検査除外領域を決定し、前記所定の検査を行う検査実施装置と、を含んで構成される基板検査装置。
8. 請求項６に記載の基板検査装置において、
   前記基板に前記ペースト状半田を印刷し、かつ、前記ペースト状半田が印刷される以前の見本基板を撮像することで前記見本基板の形成情報となる印刷前見本基板画像を取得して予め登録し、前記ペースト状半田が印刷される以前の検査基板を撮像することで前記検査基板の形成情報となる印刷前検査基板画像を取得し、前記印刷前見本基板画像と前記印刷前検査基板画像とを比較して前記検査除外領域を決定する半田印刷装置と、
   前記半田印刷装置から前記検査除外領域の画像および領域指定情報の少なくとも一方を受け取り、前記所定の検査を行う検査実施装置と、を含んで構成される基板検査装置。
9. 請求項７または８に記載の基板検査装置において、前記検査実施装置は、
   前記ペースト状半田が印刷された後の見本基板を撮像して取得した見本画像と、前記ペースト状半田が印刷された後の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して、前記ペースト状半田の印刷状態を検査する半田検査装置、および、
   前記電子部品の少なくとも一部が装着された後の見本基板を撮像して取得した見本画像と、前記見本基板と同じだけの電子部品が装着された後の検査基板を撮像して取得した検査画像とを比較して、前記電子部品の装着状態を検査する基板外観検査装置の少なくとも一方である基板検査装置。

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