JP3775426B1 - 半田材検査方法、半田材検査装置、制御プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業上の手間を抑制し、作業衛生上好ましい半田材検査方法を提供する。
【解決手段】 検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出する。そして、検出された第一および第二強度に基づき、各強度差、各強度比を求める。また、検査対象の半田材における赤外線吸光度と比較対象の半田材における赤外線吸光度との吸光度差や吸光度比であってもよい。そして、これら強度差、強度比、吸光度差、吸光度比から、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半田材の劣化度を検査する方法、半田材の劣化度を検査する装置に関するものである。

プリント基板の生産ラインにおいては、基板上に半田材を印刷する印刷工程、この印刷された半田材上に電子部品を搭載するマウント工程、基板に電子部品を半田付けするリフロー工程を行うことによって、基板上に電子部品を実装している。

また、上述した印刷工程において、上記半田材は、基板上に配置されたメタルマスク表面に載せられている。このメタルマスクは、配線パターンに対応した開口穴が形成されているものである。そして、上記半田材は、上記メタルマスク表面において、移動スキージによって押圧されることにより、回転移動する。さらに、この回転移動している半田材が、上記移動スキージの押圧力によって、上記開口穴から基板上に押し出される。これにより、半田材が基板に印刷される（以下に示す特許文献１の段落〔００１１〕参照）。

このメタルマスクは、同一の半田材を載せたまま、大量の基板に対して連続して使用される。したがって、上記半田材は、上記印刷を繰り返す度に、上記移動スキージによって繰り返し回転移動することとなる。ここで、この回転移動によって、上記半田材は、徐々に劣化していくことになるが、劣化した半田材は、プリント基板において不良をもたらす要因となる。

よって、メタルマスク上の半田材の劣化度をインライン分析し、半田材の劣化度が高くなった場合、メタルマスク上の半田材を交換する作業が非常に重要となる。また、メタルマスク上に半田材を供給する前に、供給対象となる半田材の劣化度を分析し、供給前の半田材が劣化していないかをチェックする作業も重要である。

ここで、半田材の劣化度を評価する指標として、半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力がある。この粘度、酸化度、還元力が上記指標となる理由について、以下、説明する。

半田材は、劣化するに伴い、その粘度が高くなり、かつ、酸化が進行し、還元力が低下することが知られている。ここで、粘度の高い半田材を基板上に印刷すると、印刷工程後の基板において「カケ」「カスレ」等の不良が生じやすくなることが知られている。また、酸化の進行した半田材を基板上に印刷すると、リフロー工程後の基板において「ゾルダーボール」「半田未溶」等の不良が生じやすくなることが知られている。さらに、還元力の低下した半田材を基板上に印刷すると、リフロー工程後の基板において「ぬれ性劣化」等の不良が生じやすくなることが知られている。

つまり、半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力は、プリント基板の不良発生度と相関することとなる。したがって、上記の半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力は、半田材の劣化度を評価する重要指標になるのである。
特開平５−９９８３１号公報（公開日：１９９３年０４月２３日） 特公平８−２０４３４号公報（公告日：１９９６年０３月０４日） 特開平１０−８２７３７号公報（公開日：１９９８年０３月３１日）

ここで、半田材の劣化度を分析できる方法としては、従来から様々なものがあり、特許文献１〜３において例示されている。

特許文献１には、スキージ表面を流動する半田材の流動速度に基づいて、該半田材の粘度を測定する方法が開示されている。しかし、この方法では、スキージ駆動時のみしか半田材の粘度を計測することができず、検査対象が印刷工程で使用中の半田材のみに限られるという問題が生じる。

そこで、特許文献２には、サンプリングした半田材を用いて滴定を行うことにより、半田材（フラックス）の酸度を計測する方法が開示されている。しかし、この方法では、試薬の調整等の作業に手間がかかるという問題が生じる。

また、特許文献３によれば、紫外線光電子分光法によって、半田材の表面酸化率を計測する手法が開示されている。しかし、この方法は、人体に有害な紫外線を用いているため、作業衛生上好ましくない。

本発明は、従来技術よりも、作業上の手間を抑制し、作業衛生上好ましい半田材検査方法、半田材検査装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、本発明の半田材検査方法は、検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出する第一検出工程と、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出する第二検出工程と、上記検出された第一および第二強度に基づき、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する検査工程と、を含むことを特徴とする。

良質な半田材は、低粘度、低酸化度、高還元力であり、半田材が劣化すると、粘度／酸化度が高くなり、還元力が低くなることが知られている。したがって、半田材の劣化度は、該半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目から判断することができる。

ここで、本願の発明者らは、従来技術とは異なる手法であって、半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目を分析できる手法を検討した。そして、本願の発明者らは、鋭意工夫の結果、赤外線分光法を用いると、半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目を分析することができる事を知見した。

以下、赤外線分光法によって、半田材の粘度、酸化度、還元力を分析できる理由について詳細に説明する。

半田材を使用し続け、また、半田材を外気にさらし続けると、半田材においては、含有金属が酸化し、含有する酸（例えば、カルボン酸）が塩に変化する。つまり、半田材を使用し、または、外気にさらし続けると、該半田材においては、含有金属酸化物が増加し、酸の含有量が減少し、塩の含有量が増加することとなる。

そして、この金属酸化物の増加によって、半田材の酸化度が高くなり、塩の増加によって半田材の粘度が高くなり、酸の含有量の減少によって半田材の還元力が低下する。

したがって、検査対象の半田材において、金属酸化物の含有度、酸および塩の含有度を分析できれば、該半田材の粘度、酸化度、還元力を検査することができ、ひいては半田材の劣化度を検査できる。つまり、半田材における金属酸化物の含有度、酸の含有度、塩の含有度は、半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を示すものである。

ここで、本発明者らは、赤外線分光法によれば、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析することが可能であることに着目し、本発明を実現するに至った。

具体的に、本発明においては、検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出している。

ここで、半田材における金属酸化物、酸、塩の含有度に応じて、該半田材における特定波数の赤外線の吸収量は変化し、該半田材を反射する赤外線の特定波数の強度は変化する。これは、半田材に含まれる金属酸化物、酸、塩は、各々において特定されている波数帯域の赤外線を吸収する性質を有しているからである。

したがって、上記検査対象の半田材を反射する赤外線の特定波数の第一強度と、比較対象の半田材を反射する赤外線の該特定波数の第二強度とに基づけば、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材における金属酸化物、酸、塩の含有度を相対的に分析でき、これにより、検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができる。それゆえ、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できる。

なお、本発明の半田材検査方法において、半田材に照射される光は、上記特定波数の赤外線そのものであってもよいし、上記特定波数の赤外線を含む光であってもよい。

なお、以上示した本発明の半田材検査方法によれば、特許文献２に開示されているような滴定作業が不要であるため、特許文献２の方法よりも作業上の手間を抑制できる。また、以上示した本発明の半田材検査方法は、紫外線を使わないため、特許文献３の方法よりも作業衛生上好ましい。

また、以上の目的を達成するために、本発明の半田材検査装置は、検査対象の半田材および比較対象の半田材に光を照射する光源と、上記光が照射されることによって検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、上記光が照射されることによって比較対象の半田材から反射する該特定波数の赤外線の第二強度を検出する強度検出手段と、上記検出された第一および第二強度に基づいて、上記比較対象の半田材に対する上記検査対象の半田材の相対的劣化度を示した劣化パラメータを出力する制御手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、強度検出手段は、光源から光が照射されることによって検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、光源から光が照射されることによって比較対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第二強度を検出する。

ここで、半田材における金属酸化物、酸、塩の含有度に応じて、該半田材を反射する赤外線の特定波数の強度は変化する。これは、半田材に含まれる金属酸化物、酸、塩は、各々において特定されている波数帯域の赤外線を吸収する性質を有しているからである。

したがって、上記検査対象の半田材を反射する赤外線の特定波数の第一強度と、比較対象の半田材を反射する赤外線の該特定波数の第二強度とに基づけば、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材における金属酸化物、酸、塩の相対的含有度を求めることができる。ここで、この含有度は、半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を示すものである。

そこで、上記構成においては、この相対的含有度を、上記比較対象の半田材に対する上記検査対象の半田材の相対的劣化度を示した劣化パラメータとして出力させる。これにより、この装置の利用者は、出力された劣化パラメータによって、比較対象の半田材に対する検査対象の半田材の上記相対的含有度を分析でき、比較対象の半田材に対する検査対象の半田材の相対的劣化度を検査できる。

また、本発明の半田材検査方法においては、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析できればよいため、上記特定波数は、半田材に含まれる金属酸化物が吸収する赤外線の波数帯域に含まれる波数であってもよい。そして、上記金属酸化物としては、酸化錫、酸化鉛が例として挙げられる。

なお、上記の酸化錫、酸化鉛は、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１の赤外線を吸収する性質を有している。それゆえ、上記特定波数は、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。

また、本発明の半田材検査方法においては、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析できればよいため、上記特定波数は、半田材に含まれる酸が吸収する赤外線の波数帯域に含まれる波数であってもよい。そして、上記酸としては、カルボン酸であることが好ましい。これは、半田材に含まれる酸のうち、含有量の多い酸としてカルボン酸が挙げられるからである。

なお、カルボン酸は、１６６５ｃｍ^−１〜１７３０ｃｍ^−１の赤外線を吸収する性質を有している。それゆえ、上記特定波数は、１６６５ｃｍ^−１〜１７３０ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることが好ましい。

さらに、本発明の半田材検査方法においては、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析できればよいため、上記特定波数は、半田材に含まれる塩が吸収する赤外線の波数帯域に含まれる波数であってもよい。そして、上記塩としては、カルボン酸塩であることが好ましい。これは、劣化した半田材に含まれる塩のうち、含有量の多い塩としてはカルボン酸塩が挙げられるからである。

なお、カルボン酸塩は、１２７０ｃｍ^−１〜１４３０ｃｍ^−１の赤外線を吸収する性質を有している。それゆえ、上記特定波数は、１２７０ｃｍ^−１〜１４３０ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることが好ましい。また、カルボン酸塩は、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１の赤外線を吸収する性質を有している。それゆえ、上記特定波数は、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることが好ましい。

また、上記検査工程は、上記第一強度と上記第二強度との差分を求める手順であってもよい。また、上記劣化パラメータは、上記第一強度と上記第二強度との差分であってもよい。この理由を以下説明する。

上記差分は、検査対象の半田材と比較対象の半田材との間における上記特定波数の赤外線吸収度の相違度を示すパラメータである。つまり、この差分によれば、比較対象の半田材と検査対象の半田材との間における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の相違を分析でき、比較対象の半田材に対する検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができ、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できるからである。

また、上記検査工程は、上記第一強度と、上記第二強度との比を求める手順であってもよい。さらに、上記劣化パラメータは、上記第一強度と上記第二強度との比であってもよい。この理由を以下説明する。

上記比は、検査対象の半田材と比較対象の半田材との間における上記特定波数の赤外線吸収度の相違度を示すパラメータである。つまり、この比によれば、比較対象の半田材と検査対象の半田材との間における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の相違を分析でき、比較対象の半田材に対する検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができ、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できるからである。

なお、比較対象に照射される光に含まれる赤外線の強度と検査対象に照射される光に含まれる赤外線の強度とで若干の相違が生じることがあるが、この場合、この相違分が、検出される第一強度と第二強度との相違に含まれることとなる。

そこで、上記特定波数とは異なる波数である参照波数を設定し、検査対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第三強度を検出し、比較対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第四強度を検出し、上記第三強度と第四強度との相違度に応じて、上記第一強度または第二強度の少なくともいずれかを補正することが好ましい。

また、上記検査工程は、上記第一強度に基づき、上記検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、上記第二強度に基づき、上記比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度とを求め、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との差分を求める手順であってもよい。さらに、上記制御手段は、上記第一強度に基づき、上記検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、上記第二強度に基づき、上記比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度を求め、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との差分を上記劣化パラメータとして出力する処理を行ってもよい。この理由を以下説明する。

上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との差分は、検査対象の半田材と比較対象の半田材との間における上記特定波数の赤外線吸収度の相違度を示すパラメータである。したがって、この差分によれば、比較対象の半田材と検査対象の半田材との間における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の相違を分析でき、比較対象の半田材に対する検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができ、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できるからである。

また、上記検査工程は、上記第一強度に基づき、上記検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、上記第二強度に基づき、上記比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度を求め、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との比を求める手順であってもよい。さらに、上記制御手段は、上記第一強度に基づき、上記検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、上記第二強度に基づき、上記比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度を求め、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との比を上記劣化パラメータとして出力する処理を行ってもよい。この理由を以下説明する。

上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との比は、検査対象の半田材と比較対象の半田材との間における上記特定波数の赤外線吸収度の相違度を示すパラメータである。したがって、この比によれば、比較対象の半田材と検査対象の半田材との間における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の相違を分析でき、比較対象の半田材に対する検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができ、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できるからである。

なお、比較対象に照射される光に含まれる赤外線の強度と検査対象に照射される光に含まれる赤外線の強度とで若干の相違が生じることがあるが、この場合、この相違分が、検出される第一強度と第二強度との相違に含まれ、第一赤外線吸光度および第二赤外線吸光度の相違に含まれることとなる。

そこで、上記特定波数とは異なる波数である参照波数を設定し、検査対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第三強度を検出し、比較対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第四強度を検出すればよい。さらに、上記第三強度に基づいて、上記検査対象の半田材における上記参照波数の第三赤外線吸光度を求め、上記第四強度に基づいて、上記検査対象の半田材における上記参照波数の第四赤外線吸光度を求め、上記第三赤外線吸光度と第四赤外線吸光度との相違度に応じて、上記第一赤外線吸光度または第二赤外線吸光度の少なくともいずれかを補正することが好ましい。

なお、上記制御手段は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、上記制御手段をコンピュータにて実現させる制御プログラム、および、該制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範疇に入る。

以上のように、本発明の半田材検査方法は、検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出する第一検出工程と、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出する第二検出工程と、上記検出された第一および第二強度に基づき、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する検査工程と、を含む。

それゆえ、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材に含有している金属酸化物、酸、塩の含有度を相対的に分析でき、これにより、検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができる。よって、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できる。

〔半田材検査方法〕
本実施形態における半田材検査方法は、赤外線を利用して、半田材の劣化度を検査する方法である。なお、本実施形態における「半田材」とは、プリント基板の生産ラインにおいて用いられるクリーム状の半田ペーストを意義するものとするが、本発明においては、この半田ペーストに限定されるものではなく、周知の半田材全般に対して適用可能である。

以下、本実施形態の半田材検査方法の詳細を説明する。

半田材を使用し続け、また、半田材を外気にさらし続けると、半田材においては、含有金属が酸化し、含有カルボン酸がカルボン酸塩に変化する。つまり、半田材を使用し、または、外気にさらし続けると、該半田材においては、含有金属酸化物が増加し、含有カルボン酸が減少し、含有カルボン酸塩が増加することとなる。

この金属酸化物の増加によって、半田材の酸化度が高くなり、このカルボン酸塩の増加によって半田材の粘度が高くなり、カルボン酸の含有量の減少によって半田材の還元力が低下するという現象が生じる。このような現象を半田材の劣化という。

したがって、検査対象の半田材において、金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度の少なくとも一つを分析できれば、該半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも一つを検査することができ、ひいては半田材の劣化度を検査できる。

一方、酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の各々は、各々において特定されている特定波数帯域の赤外線を吸収することが知られている。

そこで、以下の工程の組み合わせを実施することにより、本実施形態の半田材検査方法を実現することとする。まず、検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出する第一検出工程を実施する。つぎに、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出する第二検出工程を実施する。そして、上記検出された各強度に基づき、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する検査工程を実施する。なお、第一検出工程と第二検出工程とは、実施順序が逆になってもよいし、同時に行ってもよい。

以上の本実施形態の半田材検査方法によれば、第一検出工程および第二検出工程によって、検査対象の半田材から反射する赤外線の特定波数の第一強度と、比較対象の半田材から反射する赤外線の特定波数の第二強度とを検出できる。

ここで、上述したように、酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の各々は、各々において特定されている特定波数帯域の赤外線を吸収する。したがって、半田材における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度に応じて、半田材における特定波数の赤外線の吸収量は変化し、半田材を反射する特定波数の赤外線の強度は変化する。

したがって、第一および第二検出工程で検出した各強度に基づけば、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材における酸化金属の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度の少なくとも一つを相対的に分析できる。それゆえ、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査できる。

なお、上記検査工程の態様として、（ａ）上記第一強度と上記第二強度との差分を求める手順、（ｂ）上記第一強度と上記第二強度との比を求める手順、（ｃ）上記第一強度から、検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、上記第二強度から、比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度とを求め、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との差分を求める手順、（ｄ）上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との比を求める手順、が挙げられる。

上記差分または上記比は、比較対象の半田材と検査対象の半田材との間における上記特定波数の赤外線吸収度の相違度を示すパラメータである。それゆえ、これらパラメータを求めることにより、比較対象の半田材と検査対象の半田材との間における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の相違を分析でき、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材の粘度、酸化度、還元力を相対的に検査することができ、検査対象の半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を相対的に検査できるのである。

なお、上記検査工程においては、このような差分や比を求めることなく、本実施形態の半田材検査方法の実施者が、上記検出された各強度を単に対比するだけでも、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に判定することが可能である。

また、上記検査対象および上記比較対象として、各々異なる半田材を使用してもよいし、各々同一の半田材を使用してもよい。

なお、上記「各々同一の半田材を使用」とは、例えば、新品状態の半田材ａを比較対象とし、使用後（プリント基板の印刷工程における使用後）の状態の当該半田材ａを検査対象とするような場合である。また、プリント基板の印刷工程における印刷回数が１００回の半田材ｂを比較対象とし、上記印刷回数が２００回の当該半田材ｂを検査対象としてもよい。

〔実施例１〕
次に、以上示した本実施形態の半田材検査方法の一実施例を説明する。

まず、本実施例において検査対象となる半田材について説明する。本実施例では、図２に示す各物質を含有成分とする半田材を検査に用いた。同図に示すように、本実施例の半田材は、８０〜９０％の錫と、１〜３％の銀と、１％未満の銅と、２〜４％のジエチレングリコールモノへキシルエーテルと、１％未満の2-エチル-1,3-ヘキサンジオールと、４〜６％のロジンと、を含んでいる。

なお、半田材の主成分は錫（Sn）または鉛（Pb）等の金属であるが、本実施例の半田材では、図２に示すように、この金属として錫が用いられている。また、半田材において還元力をもたらす主成分であるカルボン酸として、本実施例の半田材では、図２に示すように、ロジン（C₁₉H₂₉COOH）が用いられている。

本実施例では、図２に示す半田材であって、新品の状態の当該半田材を比較対象とし、プリント基板の印刷工程において使用された後の当該半田材を検査対象とした。なお、以下では、比較対象の半田材を単に「比較対象」とし、検査対象の半田材を単に「検査対象」とよぶことがある。

ここで、この比較対象および検査対象に対して、各々同一強度の赤外線を照射し、比較対象を反射する赤外線における５００ｃｍ^−１〜３０００ｃｍ^−１の帯域の強度（第二強度）を検出し、検査対象を反射する赤外線における５００ｃｍ^−１〜３０００ｃｍ^−１の帯域の強度（第一強度）を検出した（第一検出工程、第二検出工程）。

さらに、本実施例では、各波数について、比較対象の赤外線の吸光度（第二赤外線吸光度）と、検査対象の赤外線の吸光度（第一赤外線吸光度）とを算出した。なお、上記吸光度は、波数ｈに対応するブランク値（照射した赤外線の波数ｈにおける強度）をＢＬとし、比較対象から反射する赤外線の波数ｈにおける強度をＡとし、検査対象から反射する赤外線の波数ｈにおける強度をＢとして、
比較対象の赤外線の吸光度（波数ｈに対応する吸光度）Ａ´＝−log(Ａ／ＢＬ)・・・（１）
検査対象の赤外線の吸光度（波数ｈに対応する吸光度）Ｂ´＝−log(Ｂ／ＢＬ)・・・（２）
を、波数毎に演算することによって求めることができる。

図１は、算出した吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数（Wave Number）を示し、縦軸は赤外線の吸光度を示す。

同図に示すように、比較対象の赤外線の吸光度と、検査対象の赤外線の吸光度とでは相違があることが観測される。

つぎに、この相違について検討した。具体的には、上記（１）（２）で求めた、各波数に対応するＡ´とＢ´とについて、（１１）式のようにして差分を演算した（検査工程）。なお、この差分を、以下では「吸光度差」とする。
吸光度差＝Ａ´−Ｂ´・・・（１１）
つまり、ここでの吸光度差とは、比較対象の赤外線吸光度から検査対象の赤外線吸光度を差し引いて得られるものであり、検査対象の赤外線吸光度と比較対象の赤外線吸光度との差分を示したものである。

図３は、赤外線の波数と、該波数に対応する吸光度差との関係を示したチャートである。つまり、図３のチャートは、図１のチャートに示される比較対象の吸光度から検査対象の吸光度を差し引いた吸光度差を示したものである。

図３から、比較対象と検査対象とでは、６００ｃｍ^−１付近、１３００ｃｍ^−１付近、１６００ｃｍ^−１付近、１７００^−１ｃｍ^−１付近の吸光度において、大きな差があることがわかる。

具体的には、６００ｃｍ^−１、１３００ｃｍ^−１、１６００ｃｍ^−１付近において、検査対象の赤外線吸光度は、比較対象の赤外線吸光度よりも高くなっていることがわかる。また、１７００ｃｍ^−１付近において、検査対象の赤外線吸光度は、比較対象の赤外線吸光度よりも低くなっていることがわかる。

ここで、赤外線スペクトルチャートにおいて、６００ｃｍ^−１付近で観測される吸収は、金属酸化物における酸素-金属結合の振動によるものであることが知られている。また、１３００ｃｍ^−１付近で観測される吸収は、カルボン酸塩の対称伸縮振動によるものであり、１６００ｃｍ^−１付近で観測される吸収は、カルボン酸塩における逆対称伸縮振動によるものであることが知られている。さらに、１７００ｃｍ^−１付近で観測される吸収は、カルボン酸における二重結合の伸縮振動による吸収を示すものであることが知られている。

したがって、６００ｃｍ^−１付近において、検査対象の方が、比較対象よりも、赤外線吸光度が高くなっていることから、検査対象においては、比較対象よりも金属酸化物が多量に含まれており、比較対象よりも酸化度が高いことがわかる。

また、１３００ｃｍ^−１付近および１６００ｃｍ^−１付近において、検査対象の方が、比較対象よりも、赤外線吸光度が高くなっていることから、検査対象においては、比較対象よりもカルボン酸塩が多量に含まれており、比較対象よりも粘度が高いことがわかる。

さらに、１７００ｃｍ^−１付近において、検査対象の方が、比較対象よりも、赤外線吸光度が低くなっていることから、検査対象においては、比較対象よりもカルボン酸が少なく、比較対象よりも還元力が低いことがわかる。

このように、本実施例では、赤外線スペクトルの各波数について、検査対象の半田材を反射する赤外線の強度（第一強度）と、比較対象の半田材を反射する赤外線の強度（第二強度）とから、検査対象の半田材における赤外線の吸光度（第一赤外線吸光度）と、比較対象の半田材における赤外線の吸光度（第二赤外線吸光度）とを求めている。

そして、赤外線スペクトルの各波数について、検査対象の半田材の吸光度から比較対象の半田材の吸光度を差し引いた吸光度差を求めている。ここで、６００ｃｍ^−１、１３００ｃｍ^−１、１６００ｃｍ^−１、１７００ｃｍ^−１付近における上記吸光度差を参照すれば、比較対象に対する、検査対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握することができる。

そして、この金属酸化物の含有度から、検査対象の半田材の酸化度を相対的に把握でき、カルボン酸の含有度から、検査対象の半田材の還元力を相対的に把握でき、カルボン酸塩の含有度から、検査対象の半田材の粘度を相対的に把握できる。

つぎに、新品の状態の半田材を比較対象とし、プリント基板の印刷工程における印刷回数が２００回、４００回、６００回、８００回、１０００回、１２００回の各半田材を検査対象として、本実施例で示した方法によって分析した結果を図４（ａ）に示す。

図４（ａ）は、赤外線の波数と、各波数に対応する比較対象の半田材の吸光度から検査対象の半田材の吸光度を差し引いて得られる吸光度差との関係を、検査対象毎に示したチャートである。なお、横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は、比較対象の半田材の吸光度と検査対象の半田材の吸光度との差である吸光度差を示す。

図４（ａ）から、半田材の印刷回数が増加する程、１３００ｃｍ^−１付近および１６００ｃｍ^−１付近の吸光度は高くなり、１７００ｃｍ^−１付近の吸光度は減少していることがわかる。これにより、印刷回数が増加する程、半田材においてカルボン酸が減少し、カルボン酸塩が増加していることがわかる。そして、このカルボン酸塩の増加という結果から、印刷回数が増加する程、半田材の粘度が上昇することを分析できる。

実際、各検査対象について粘度を測定したところ、図４（ｂ）に示すように、半田材の印刷回数と半田材の粘度とは正の相関関係があることが確認された。また、半田材の１６００ｃｍ^−１付近の赤外線の吸光度と半田材の粘度とは正の相関関係があり、半田材の１７００ｃｍ^−１付近の赤外線の吸光度と半田材の粘度とは負の相関関係があることも確認された。このような関係が成立するのは、半田材の印刷回数が増加するほど、半田材に含有されるカルボン酸が減少して１７００ｃｍ^−１付近の赤外線の吸収が少なくなり、半田材に含有されるカルボン酸塩が増加して１６００ｃｍ^−１付近の赤外線の吸収が大きくなり、さらにカルボン酸塩の増加に応じて粘度が高くなるからである。

なお、以上示した実施例によれば、検査対象の半田材の赤外線吸光度と比較対象の半田材の赤外線吸光度とを算出しているが、吸光度を算出しなくても、検査対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握できる。具体的には、５００〜３０００ｃｍ^−１の各波数について、検査対象の半田材を反射する赤外線の強度と、比較対象の半田材を反射する赤外線の強度とを検出する。そして、各波数において、検出した各強度に対して（２１）式の演算を行う。
強度差＝Ａ−Ｂ・・・（２１）
Ａ：比較対象から反射する赤外線の強度
Ｂ：検査対象から反射する赤外線の強度
ここで、「強度差」とは、比較対象において検出された赤外線の強度から検査対象において検出された赤外線の強度を差し引いたものであり、検査対象において検出された赤外線の強度と比較対象において検出された赤外線の強度との差分である。

ここで、６００ｃｍ^−１、１３００ｃｍ^−１、１６００ｃｍ^−１、１７００ｃｍ^−１についての上記強度差を参照すれば、比較対象に対する検査対象の金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の赤外線吸収度の差異を把握できる。それゆえ、比較対象に対して、検査対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握することができる。

また、上記の吸光度差や強度差ではなく、各吸光度の比や各強度の比によっても、比較対象と検査対象とにおける赤外線吸収度の相違を把握でき、検査対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の相対的含有度を把握できる。

例えば、各波数毎に、検査対象において検出された赤外線の強度と比較対象において検出された赤外線の強度との比である強度比を、以下の演算により求めてもよい。
強度比＝Ａ／Ｂ・・・（３１）
また、例えば、各波数毎に、検査対象における赤外線の吸光度と比較対象における赤外線の吸光度との比である吸光度比を、以下の演算により求めてもよい。なお、吸光度の算出方法については、（１）（２）式と同様である。
吸光度比＝Ａ´／Ｂ´・・・（４１）
Ａ´：比較対象の赤外線の吸光度
Ｂ´：検査対象の赤外線の吸光度
なお、以上示した実施例によれば、比較対象および検査対象の半田材について、５００〜３０００ｃｍ^−１に渡って、各波数毎に、赤外線の強度を検出し、赤外線の吸光度および上記吸光度差、上記吸光度比、上記強度差、または上記強度比を算出することとなるが、特定波数の赤外線のみについて上記強度を検出し、該注目波数の吸光度、吸光度差または上記強度差を算出する手順であってもよい。ここで、特定波数とは、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩のうちの少なくとも一つの赤外線吸収が認められる波数であり、本実施例では６００ｃｍ^−１、１３００ｃｍ^−１、１６００ｃｍ^−１、１７００ｃｍ^−１のうちの少なくとも一つである。

また、光源から照射される光の強度にはムラがあり、比較対象と検査対象とについて、各々同一光源を用いて赤外線を照射したとしても、各々異なるタイミングで赤外線を照射すれば、比較対象に照射される赤外線の強度と検査対象に照射される赤外線の強度とで若干の相違が生じる。そして、この相違が、検出される、半田材を反射する赤外線の強度に悪影響を及ぼすことがある。

そこで、特定波数における上記の強度差、強度比、吸光度差、吸光度比を求めるにあたって補正を行うことが好ましい。以下、上記強度差を補正した補正強度差、上記強度比を補正した補正強度比、上記吸光度差を補正した補正吸光度差、上記吸光度比を補正した補正吸光度比を求める手順について説明する。

まず、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の赤外線吸収が観測される波数帯域以外であって、比較対象と検査対象とで反射赤外線の強度が相違する波数を参照波数とする（例えば、２９２９ｃｍ^−１）。

そして、比較対象を反射した赤外線における上記参照波数の強度と、検査対象を反射した赤外線における上記参照波数の強度とを検出する。さらに、比較対象を反射した赤外線における上記特定波数の強度と、検査対象を反射した赤外線における上記特定波数の強度とを検出する。

ここで、比較対象から反射する赤外線における上記参照波数の強度（第四強度）をＡ_ｒｅｆ、検査対象から反射する赤外線における上記参照波数の強度（第三強度）をＢ_ｒｅｆ、比較対象から反射する赤外線における上記特定波数の強度（第二強度）をＡ_ｔａｒ、検査対象から反射する赤外線における上記特定波数の強度（第一強度）をＢ_ｔａｒとする。

また、比較対象における上記参照波数の赤外線吸光度（第四赤外線吸光度）をＡ´_ｒｅｆ、検査対象における上記参照波数の赤外線吸光度（第三赤外線吸光度）をＢ´_ｒｅｆ、比較対象における上記特定波数の赤外線吸光度（第二赤外線吸光度）をＡ´_ｔａｒ、検査対象における上記特定波数の赤外線吸光度（第一赤外線吸光度）をＢ´_ｔａｒとする。

なお、各吸光度は、（１）（２）式と同様の手法によって算出する。つまり、比較対象に照射する赤外線における参照波数に対応する強度をＢＬ_ｒｅｆとし、検査対象に照射する赤外線における特定波数に対応する強度をＢＬ_ｔａｒとし、
Ａ´_ｒｅｆ＝−log(Ａ_ｒｅｆ／ＢＬ_ｒｅｆ)・・・（６１）
Ｂ´_ｒｅｆ＝−log(Ｂ_ｒｅｆ／ＢＬ_ｒｅｆ)・・・（６２）
Ａ´_ｔａｒ＝−log(Ａ_ｔａｒ／ＢＬ_ｔａｒ)・・・（６３）
Ｂ´_ｔａｒ＝−log(Ｂ_ｔａｒ／ＢＬ_ｔａｒ)・・・（６４）
で求めることができる。

以下、補正強度差、補正強度比、補正吸光度差、補正吸光度比は、
補正強度差＝（Ａ_ｔａｒ−Ａ_ｒｅｆ）−（Ｂ_ｔａｒ−Ｂ_ｒｅｆ）・・・（７１）
補正強度比＝（Ａ_ｔａｒ−Ａ_ｒｅｆ）／（Ｂ_ｔａｒ−Ｂ_ｒｅｆ）・・・（７２）
補正吸光度差＝（Ａ´_ｔａｒ−Ａ´_ｒｅｆ）−（Ｂ´_ｔａｒ−Ｂ´_ｒｅｆ）・・・（７３）
補正吸光度比＝（Ａ´_ｔａｒ−Ａ´_ｒｅｆ）／（Ｂ´_ｔａｒ−Ｂ´_ｒｅｆ）・・・（７４）
で求めることができる。

これにより、比較対象に照射される赤外線の強度と検査対象に照射される赤外線の強度とで若干の相違が生じていたとしても、各強度、各吸光度について、上記相違分に対応する参照波数の強度が差し引かれているため、この相違をほぼ解消した補正強度差、補正強度比、補正吸光度差、補正吸光度比を求めることができる。

また、補正強度差、補正強度比、補正吸光度差、補正吸光度比は、
補正強度差＝（Ａ_ｔａｒ×Ｂ_ｒｅｆ／Ａ_ｒｅｆ）−Ｂ_ｔａｒ・・・（７５）
補正強度比＝（Ａ_ｔａｒ×Ｂ_ｒｅｆ／Ａ_ｒｅｆ）／Ｂ_ｔａｒ・・・（７６）
補正吸光度差＝（Ａ´_ｔａｒ×Ｂ´_ｒｅｆ／Ａ´_ｒｅｆ）−Ｂ´_ｔａｒ・・・（７７）
補正吸光度比＝（Ａ´_ｔａｒ×Ｂ´_ｒｅｆ／Ａ´_ｒｅｆ）／Ｂ´_ｔａｒ・・・（７８）
で求めることができる。この方法は、Ｂ_ｒｅｆ／Ａ_ｒｅｆ、またはＢ´_ｒｅｆ／Ａ´_ｒｅｆを上記相違分の補正用係数としたものである。

また、上記した各々の特定波数（６００ｃｍ^−１、１３００ｃｍ^−１、１６００ｃｍ^−１、１７００ｃｍ^−１）は、数値変更が可能である。つまり、特定波数は、６００ｃｍ^−１、１３００ｃｍ^−１、１６００ｃｍ^−１、１７００ｃｍ^−１に限定されるものではなく、特定波数としての有効範囲を設定することが可能である。この点について、具体的に説明する。

まず、図４における分析と同様、新品の状態の半田材を比較対象とし、プリント基板の印刷工程における印刷回数が２００回、４００回、６００回、８００回、１０００回、１２００回の各半田材を検査対象として、本実施例で示した方法によって各検査対象に対して上記吸光度差を求めた。この結果を図５〜図８に示す。なお、図５では、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図６では、１２７０ｃｍ^−１〜１４３０ｃｍ^−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図７では、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図８では、１６６５ｃｍ^−１〜１７３０ｃｍ^−１の波数帯域についての上記吸光度差を示す。

半田材に含まれる金属酸化物（二酸化錫）の吸収ピークは６００ｃｍ^−１付近で検出されるが、図５に示すように、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違を区別でき、５５７ｃｍ^−１〜６１３ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測ができる。したがって、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１の間の少なくともいずれかの波数を上記特定波数とすれば、各検査対象の金属酸化物の含有度を分析することが可能となる。

また、カルボン酸塩の対称伸縮振動の吸収ピークは１３００ｃｍ^−１付近（厳密には、１３２３ｃｍ^−１）で検出されるが、図６に示すように、１２７０ｃｍ^−１〜１４３０ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１２８２ｃｍ^−１〜１３８２ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１２７０ｃｍ^−１〜１４３０ｃｍ^−１の間の少なくともいずれかの波数を上記注目波数とすれば、各検査対象のカルボン酸塩の含有度を分析することが可能となる。

また、カルボン酸塩の逆対称伸縮振動の吸収ピークは１６００ｃｍ^−１付近（厳密には、１５９０ｃｍ^−１）で検出されるが、図７に示すように、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１５６２ｃｍ^−１〜１６２４ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１の間の少なくともいずれかの波数を上記注目波数とすれば、各検査対象のカルボン酸塩の含有度を分析することが可能となる。

さらに、カルボン酸の炭素-酸素二重結合の吸収ピークは、１７００ｃｍ^−１付近で検出されるが、図８に示すように、１６６５ｃｍ^−１〜１７３０ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１６８３ｃｍ^−１〜１７１０ｃｍ^−１に注目すれば、検査対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１６６５ｃｍ^−１〜１７３０ｃｍ^−１の間の少なくともいずれかの波数を上記注目波数とすれば、各検査対象のカルボン酸の含有度を分析することが可能となる。

〔半田材検査装置〕
次に、本実施形態の半田材検査方法を実現する半田材検査装置について説明する。なお、以下で説明する半田材検査装置は、あくまで、本実施形態の半田材検査方法を実現する装置の例示であり、本実施形態の半田材検査方法を実現するにあたって、以下の半田材検査装置が必須となるわけではない。

本実施形態の半田材検査装置は、検査対象の半田材および比較対象の半田材に光を照射する光源と、上記光が照射されることによって検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、上記光が照射されることによって比較対象の半田材から反射する該特定波数の赤外線の第二強度を検出する強度検出手段と、上記検出された各強度に基づいて、上記比較対象の半田材に対する上記検査対象の半田材の相対的劣化度を示した劣化パラメータを出力する制御手段と、から構成される。

ここで、上記劣化パラメータとして、上記第一強度と上記第二強度との差分、上記第一強度と上記第二強度との比が挙げられる。また、上記第一強度から、検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、上記第二強度から、比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度とを求め、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との差分を上記劣化パラメータとしてもよい。さらに、上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との比を上記劣化パラメータとしてもよい。

これにより、これら劣化パラメータは、上記検査対象の半田材の特定波数の赤外線吸収度と、比較対象の半田材の特定波数の赤外線吸収度との相違度を示したものとなる。ここで、半田材における金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度に応じて、該半田材における特定波数の赤外線の吸収量は変化し、該半田材を反射する特定波数の赤外線の強度は変化する。

したがって、半田材検査装置のオペレータは、これら劣化パラメータを参照することによって、比較対象の半田材に対して、検査対象の半田材に含有している酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度を知ることができ、検査対象の半田材の相対的劣化度を検査できる。

また、上記構成において、光源と半田材との間、または、半田材と強度検出手段との間に、赤外線のみを透過させる光学フィルタを設ければ、強度検出手段は、半田材から反射する赤外線を検出することが可能となる。

以下、本実施形態の半田材検査装置の実施例を説明する。

〔実施例２〕
本実施例の半田材検査装置１００は、図９に示すように、光源１０、バンドパスフィルタ１１、プレート１２、半田材１３、光電変換器（強度検出手段）１４、制御部（制御手段）１５、表示部１６を備えている。

光源１０は、プレート１２の方向に向けて光を照射するランプであり、例えば、セラミック光源が使用される。

バンドパスフィルタ１１は、光源１０とプレート１２との間であって光源１０の光軸上に配置されている光学フィルタである。このバンドパスフィルタ１１は、特定波数の赤外線のみを透過するものである。なお、特定波数は、上述の実施例１で説明したものと同様であり、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩のうちの少なくとも一つの赤外線吸収が認められる波数である。

プレート１２は、半田材１３を載せるためのステージである。このプレート１２上に配される半田材１３には、光源１０からの光がバンドパスフィルタ１１を介して照射される。よって、半田材１３に照射される光は特定波数の赤外線となる。

半田材１３は、前記比較対象または検査対象の半田材に該当するものであり、照射された赤外線を反射する。

光電変換器１４は、入射する赤外線の強度を検出する。さらに、光電変換器１４は、検出した赤外線の強度を示すアナログ信号を生成し、該アナログ信号を制御部１５へ送信する。この光電変換器１４の例としては、例えば、ＭＣＴ（光導電素子，HgCdTe）を用いたデバイスが挙げられる。なお、光電変換器１４は、プレート１２上の半田材１３から反射する赤外線の光軸上に位置するように設けられている。

制御部１５は、光電変換器１４から送られてくるアナログ信号を処理するブロックであり、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータと、該デジタル信号に基づいてデータ処理を行うコンピュータとによって構成される。

表示部１６は、制御部１５から送られてくる画像データに基づいて画像を表示する表示パネルである。

この半田材検査装置１００によれば、制御部１５のコンピュータにおいて処理されるデジタル信号は、半田材１３から反射する注目波数の赤外線の強度を示したデータとなる。

よって、半田材検査装置１００において、比較対象の半田材１３をプレート１２に配して、この半田材１３に特定波数の赤外線を照射することによって、比較対象の半田材１３を反射する赤外線の強度（第二強度）を光電変換器１４に検出させ、その後、検査対象の半田材１３をプレート１２上に配して、同様の作業で赤外線の強度（第一強度）を検出させればよい。これにより、制御部１５には、比較対象の半田材１３を反射する赤外線の強度を示すデータと、検査対象の半田材１３を反射する赤外線の強度を示すデータとが順次伝達されることとなる。

そして、制御部１５が、上記各強度に基づき、検査対象における特定波数の赤外線の吸光度（第一赤外線吸光度）と、比較対象における特定波数の赤外線の吸光度（第二赤外線吸光度）とを求める。さらに、制御部１５が、比較対象における注目波数の赤外線の吸光度から検査対象における注目波数の赤外線の吸光度を差し引いた吸光度差を求め、この吸光度差を示す画像を表示部１６に表示させればよい。これにより、半田材検査装置１００のオペレータは、検査対象の金属酸化物の相対的含有度、カルボン酸の相対的含有度、カルボン酸塩の相対的含有度のうち、少なくとも一つを分析することが可能となり、検査対象の半田材の相対的劣化度を分析できる。

さらに、制御部１５は、上記吸光度差の代わりに、（ａ）検査対象における特定波数の赤外線の吸光度と比較対象における特定波数の赤外線の吸光度との比である吸光度比、（ｂ）比較対象の半田材を反射する赤外線の特定波数の強度から検査対象の半田材を反射する赤外線の特定波数の強度を差し引いた強度差、（ｃ）検査対象の半田材を反射する赤外線の特定波数の強度と比較対象の半田材を反射する赤外線の特定波数の強度との比である強度比、のうちのいずれかを出力する構成であってもよい。つまり、実施例１における式（２１）（３１）（４１）のいずれかを演算出力する構成であってもよい。

また、図１０に示すように、半田材検査装置１００において、制御部１５に記憶部２０を接続させてもよい。この構成によれば、予め、比較対象の半田材を反射する赤外線の強度のみを検出し、この強度を示すデータを記憶部２０に保存させておくことができる。これにより、複数の検査対象の半田材に対して連続して検査する場合であっても、比較対象の半田材を反射する赤外線の強度の検出は一度だけで済ませることが可能である。

さらに、光源１０とプレート１２との間にバンドパスフィルタ１１を配置するのではなく、図１１に示すように、プレート１２上の半田材１３と光電変換器１４との間であって、半田材１３から反射する光の光軸上にバンドパスフィルタ１１を設ける構成であってもよい。

また、図１１に示すように、光電変換器１４とバンドパスフィルタ１１とは、各々複数備えてもよい。この構成において、例えば、バンドパスフィルタ１１ａの特定波数を、金属酸化物の赤外線吸収が認められる波数とし、バンドパスフィルタ１１ｂの特定波数をカルボン酸の赤外線吸収が認められる波数とすれば、検査対象の金属酸化物の含有度、かつカルボン酸の含有度を分析することが可能となる。

さらに、図１２に示すように、光源１０とプレート１２との間であって光源１０の光軸上に、複数のバンドパスフィルタ１１・・・を含む回転部材３０を備える構成であってもよい。この回転部材３０は、いずれか一つのバンドパスフィルタ１１のみを光源１０の光軸上に配する構成であると共に、制御部１５からのコマンドに基づいて回転することによって光軸上に配するバンドパスフィルタ１１を切り換えるものである。

この構成によれば、回転部材３０に含まれる各バンドパスフィルタ１１・・・の特定波数を各々異なるものとすれば、半田材１３を反射する各々異なる波数の赤外線を検出することが可能となる。これにより、検査対象の半田材１３の金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を一回の検査作業で分析することが可能となる。

また、回転部材３０の各バンドパスフィルタ１１・・・において、実施例１で説明した参照波数の赤外線を透過する光学フィルタを含ませてもよい。そして、光電変換器１４に、比較対象から反射する赤外線における上記参照波数の強度（第四強度）と、検査対象から反射する赤外線における上記参照波数の強度（第三強度）とを検出させる。さらに、制御部１５に、実施例１で説明した（６１）〜（６４）式、（７１）〜（７８）式を演算させれば、補正強度差、補正強度比、補正吸光度差、補正吸光度比を出力することが可能となる。

また、図１３に示すような構成とすることも可能である。

図１３の半田材検査装置１００では、プレート１２には、一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）１２ａが含まれている。そして、半田材１３は、プレート１２における一方の面側の透光領域１２ａ上に配置される。

さらに、プレート１２における他方の面側に対向する位置に、光源１０、回転部材３０、光電変換器１４が配され、さらに、ミラー４０・４５が配される。具体的には、光源１０の光軸上に、光源１０からの光の進行方向に沿って回転部材３０、ミラー４０をこの順序で配置する。そして、ミラー４０は、回転部材３０を介して光源１０から照射される光を透光領域１２ａの方向へ反射するように設置される。さらに、ミラー４５は、透光領域１２ａからの光を光電変換器１４の方向へ反射するように配置される。

この構成によれば、回転部材３０に含まれるバンドパスフィルタ１１が、光源１０から出射した光のうちの注目波数の赤外線のみを透過し、透過した赤外線がミラー４０へ導かれる。そして、この赤外線は、ミラー４０を反射してプレート１２の透光領域１２ａの方向へ導かれ、透光領域１２ａを介して、半田材１３へ到達することとなる。さらに、半田材１３に到達した赤外線は反射し、透光領域１２ａを介してミラー４５へ導かれる。そして、ミラー４５へ導かれた赤外線は、このミラー４５を反射し、光電変換器１４へ入射することとなる。これにより、光電変換器１４においては、半田材１３を反射する赤外線の強度を検出することが可能となる。

また、図１２に示した半田材検査装置１００をインライン分析用に変形することも可能である。例えば、図１４に示す半田材検査装置１００は、インライン分析用であり、プリント基板の生産ラインにおける印刷工程で使用されている半田材の劣化度をインライン分析するためのものである。

図１４では、半田材検査装置１００は、プリント基板の印刷装置２００の近傍に備えられている。

この印刷装置２００には、半田材が印刷される基板２０１と、基板２０１上に配置され、配線パターンが刻まれているメタルマスク２０２と、メタルマスク２０２上に配置される半田材１３と、半田材１３を押圧しながら移動させるスキージ２０３と、スキージ２０３を駆動制御するコントローラ２０４と、が含まれる。

そして、半田材検査装置１００においては、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１を透過する赤外線を半田材１３へ導く光ファイバー５１と、半田材１３を反射する赤外線を光電変換器１４へ導く光ファイバー５０と、が備えられる。

この構成によれば、光源１０を出射し、回転部材３０を透過した赤外線は、光ファイバー５１を通して、印刷装置２００における半田材１３に照射される。そして、この赤外線は、半田材１３を反射し、光ファイバー５０を通して、光電変換器１４へ導かれる。これにより、半田材検査装置１００は、印刷装置２００に配置されている半田材１３をサンプルとして、半田材１３の反射赤外線の強度や赤外線吸光度を計測でき、半田材１３の劣化度をインライン分析できる。

また、図１４に示す半田材検査装置１００および印刷装置２００を図１５のように変形することも可能である。

図１５に示す印刷装置２００では、スキージ２０３において、該スキージ２０３の一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）２０３ａが形成されている。そして、スキージ２０３の一方の面側に半田材１３が配置される。

そして、半田材検査装置１００においては、光ファイバー１５０・１５１が備えられる。光ファイバー１５１は、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１を透過する赤外線を入射し、この赤外線をスキージ２０３の他方の面側における透光領域２０３ａ上に出射するものである。光ファイバー１５０は、透光領域２０３ａからの光を入射し、この光を光電変換器１４へ導くものである。

この構成によれば、光源１０を出射し、回転部材３０を透過した赤外線は、光ファイバー１５１を通して、スキージ２０３の他方の面側の透光領域２０３ａに照射される。そして、この照射された赤外線は、透光領域２０３ａを透過して半田材１３に到達することとなる。さらに、この赤外線は、半田材１３を反射し、透光領域２０３ａを透過して光ファイバー１５０に入射する。そして、光ファイバー１５０へ入射した赤外線は、光電変換器１４へ導かれる。これにより、半田材検査装置１００は、印刷装置２００に配置されている半田材１３をサンプルとして、半田材１３の反射赤外線の強度や赤外線吸光度をインラインで計測でき、半田材１３の劣化度をインライン分析できる。

また、図１５に示すように、メタルマスク２０２において、該メタルマスク２０２の一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）２０２ａを設ける構成であり、メタルマスク２０２の一方の面上に半田材１３を配する構成であってもよい。この構成の場合、光ファイバー１５１は、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１から入射する赤外線を、メタルマスク２０２の他方の面側における透光領域２０２ａ上に出射するように配置され、光ファイバー１５０は、メタルマスク２０２の他方の面側における透光領域２０３ａからの光を入射するように配置される。

以上、図１２〜図１５において、インライン分析が可能な半田材検査装置１００を示したが、図１６に示すような半田材検査装置５００を構成することによって、インライン分析を実現することも可能である。

図１６に示すように、半田材検査装置５００は、印刷装置３００に隣接配置され、発光素子５０１、筐体５０２、筐体５０３、連通路５０４、受光素子５０５、を含む構成である。

また、半田材検査装置５００のうちの筐体５０２が印刷装置３００と隣接し、筐体５０２の内部と印刷装置３００の内部とは連通する構成である。さらに、筐体５０２内部と筐体５０３内部とは連通路５０４によって連通されている。

印刷装置３００は、回路用基板に半田材を印刷するための装置である。印刷装置３００の内部においては、印刷処理が行われている状態の基板３００ａが配されている。また、基板３００ａ上にはメタルマスク３００ｂが配され、メタルマスク３００ｂ上には半田材３００ｃが配されている。

発光素子５０１は、半田材に照射するための光を出射する光源であり、例えば、セラミック光源、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザ（Laser Diode）のうちのいずれか一つが用いられる。

筐体５０２は、発光素子５０１の出射面と対向するように発光素子５０１と隣接配置し、発光素子５０１から出射する光を内部に入射するための入射口（不図示）が構成されている。また、筐体５０２の内部においては、ミラー５０２ａ・５０２ｂ・５０２ｃ・５０２ｄが配されている。

ミラー５０２ａは、上記入射口を介して発光素子５０１の出射面と対向配置され、発光素子５０１が出射する光を受光して、この光をミラー５０２ｂへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｂは、ミラー５０２ａが反射する光を受光し、受光した光を印刷装置３００の内部の半田材３００ｃへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｃは、半田材３００ｃから反射する光を受光し、受光した光をミラー５０２ｄへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｄは、ミラー５０２ｃが反射する光を受光し、受光した光を、連通路５０４を介して筐体５０３内部へ反射する光学手段である。

受光素子５０５は、例えば、ＭＣＴを用いた光電変換器であって、筐体５０３の外壁に接続配置されていると共に、その受光部を筐体５０３内部に突出させている。

筐体５０３の内部においては、回折格子（グレーティング）５０３ａ、ミラー５０３ｂが配されている。

回折格子５０３ａは、筐体５０２のミラー５０２ｄから反射した光を回折する素子であるが、この光のうちの特定波数帯域の赤外線はミラー５０３ｂへ回折される。ミラー５０３ｂは、回折格子５０３ａが回折した赤外線を受光し、この赤外線を、受光素子５０５の受光部へ反射する光学手段である。

以上の構成によれば、発光素子５０１から出射した光は、ミラー５０２ａ・５０２ｂを介して半田材３００ｃへ照射される。これにより、半田材３００ｃから光が反射するが、この反射された光は、ミラー５０２ｃ・５０２ｄを介して回折格子５０３ａへ導かれる。

さらに、回折格子５０３ａは、ミラー５０２ｄからの光のうちの特定波数帯域の赤外線をミラー５０３ｂへ回折し、ミラー５０３ｂは、この赤外線を受光素子５０５の受光部へ導く。これにより、印刷装置３００における半田材３００ｃが反射する光のうちの赤外線を受光素子５０５の受光部へ導くことができ、インライン分析が可能になる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、上記実施例の制御部１５は、ＣＰＵなどの演算手段が、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、キーボードなどの入力手段、ディスプレイなどの出力手段、あるいは、インターフェース回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、制御部１５の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。

この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばＲＯＭのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。

また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。

また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等のディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。

また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。

さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。

本発明の半田材検査方法、半田材検査装置は、プリント基板の生産ラインにおける印刷工程で使用されるペースト状の半田材を検査する方法、装置として好適であるが、このペースト状の半田材に限定されず、周知の半田材全般に広く適用可能である。

本発明の一実施例の半田材検査方法によって得られたチャートであって、検査対象の半田材の赤外線吸光度と、比較対象の半田材の赤外線吸光度とを示すスペクトルチャートである。 本発明の一実施例の半田材検査方法における検査対象の半田材の含有成分および各成分の含有割合（重量％）を示す表である。 図１に示す検査対象の半田材の赤外線吸光度から比較対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を示すチャートである。 （ａ）は、複数の検査対象について、各検査対象の半田材の赤外線吸光度から比較対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を検査対象毎に示したチャートであり、（ｂ）は、複数の検査対象について、印刷回数、粘度、所定波数の赤外線の吸光度を示した表である。 複数の検査対象について、各検査対象の半田材の赤外線吸光度から比較対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を検査対象毎に示したチャートであり、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１の波数帯域についてのチャートである。 複数の検査対象について、各検査対象の半田材の赤外線吸光度から比較対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を検査対象毎に示したチャートであり、１２７０ｃｍ^−１〜１４２０ｃｍ^−１の波数帯域についてのチャートである。 複数の検査対象について、各検査対象の半田材の赤外線吸光度から比較対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を検査対象毎に示したチャートであり、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１の波数帯域についてのチャートである。 複数の検査対象について、各検査対象の半田材の赤外線吸光度から比較対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を検査対象毎に示したチャートであり、１６６５ｃｍ^−１〜１７２５ｃｍ^−１の波数帯域についてのチャートである。 本発明の一実施例の半田材検査方法を実現する半田材検査装置を示す模式図である。 図９に示す半田材検査装置の変形例を示す模式図である。 図９に示す半田材検査装置の他の変形例を示す模式図である。 図９に示す半田材検査装置のさらに他の変形例を示す模式図である。 図１２に示す半田材検査装置をさらに変形した構成を示す模式図である。 図１２に示す半田材検査装置をインライン分析用に変形した構成を示す模式図である。 図１４に示す半田材検査装置を変形した構成を示す模式図である。 さらに異なる形態の半田材検査装置を示す模式図である。

符号の説明

１０ 光源
１１ バンドパスフィルタ
１２ プレート
１２ａ 透光領域
１３・３００ｃ 半田材
１４ 光電変換器（強度検出手段）
１５ 制御部（制御手段）
１６ 表示部
２０ 記憶部
３０ 回転体
４０・４５ ミラー
５０・５１・１５０・１５１ 光ファイバー
１００・５００ 半田材検査装置
２００・３００ 印刷装置
５０１ 発光素子
５０２・５０３ 筐体
５０４ 連通路
５０５ 受光素子

Claims (20)

1. 検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出する第一検出工程と、
   比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出する第二検出工程と、
   上記検出された第一および第二強度に基づき、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する検査工程と、
   を含むことを特徴とする半田材検査方法。
2. 上記特定波数は、５２０ｃｍ^−１〜７００ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることを特徴とする請求項１に記載の半田材検査方法。
3. 上記特定波数は、１２７０ｃｍ^−１〜１４３０ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることを特徴とする請求項１または２に記載の半田材検査方法。
4. 上記特定波数は、１５００ｃｍ^−１〜１６５０ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
5. 上記特定波数は、１６６５ｃｍ^−１〜１７３０ｃｍ^−１の範囲に含まれる波数であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
6. 上記特定波数は、半田材に含まれる金属酸化物が吸収する赤外線の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項１に記載の半田材検査方法。
7. 上記特定波数は、半田材に含まれる塩が吸収する赤外線の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項１または６に記載の半田材検査方法。
8. 上記特定波数は、半田材に含まれる酸が吸収する赤外線の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項１、６または７のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
9. 上記金属酸化物は、酸化錫であることを特徴とする請求項６に記載の半田材検査方法。
10. 上記塩は、カルボン酸塩であることを特徴とする請求項７に記載の半田材検査方法。
11. 上記酸は、カルボン酸であることを特徴とする請求項８に記載の半田材検査方法。
12. 上記検査工程においては、上記第一強度と上記第二強度との差分を求めることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
13. 上記検査工程においては、上記第一強度と、上記第二強度との比を求めることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
14. 上記検査工程においては、
    上記第一強度に基づき、上記検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、
    上記第二強度に基づき、上記比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度を求め、
    上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との差分を求めることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
15. 上記検査工程においては、
    上記第一強度に基づき、上記検査対象の半田材における上記特定波数の第一赤外線吸光度を求め、
    上記第二強度に基づき、上記比較対象の半田材における上記特定波数の第二赤外線吸光度を求め、
    上記第一赤外線吸光度と上記第二赤外線吸光度との比を求めることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の半田材検査方法。
16. 上記特定波数とは異なる波数である参照波数を設定し、
    上記第一検出工程では、さらに、検査対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第三強度を検出し、
    上記第二検出工程では、さらに、比較対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第四強度を検出し、
    上記検査工程では、さらに、上記第三強度と第四強度との相違度に応じて、上記第一強度または第二強度の少なくともいずれかを補正することを特徴とする請求項１２または１３に記載の半田材検査方法。
17. 上記特定波数とは異なる波数である参照波数を設定し、
    上記第一検出工程では、
    さらに、検査対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第三強度を検出し、
    上記第二検出工程では、
    さらに、比較対象の半田材を反射する上記参照波数の赤外線の第四強度を検出し、
    上記検査工程では、
    さらに、上記第三強度に基づいて、上記検査対象の半田材における上記参照波数の第三赤外線吸光度を求め、
    上記第四強度に基づいて、上記検査対象の半田材における上記参照波数の第四赤外線吸光度を求め、
    上記第三赤外線吸光度と第四赤外線吸光度との相違度に応じて、上記第一赤外線吸光度または第二赤外線吸光度の少なくともいずれかを補正することを特徴とする請求項１４または１５に記載の半田材検査方法。
18. 検査対象の半田材および比較対象の半田材に光を照射する光源と、
    上記光が照射されることによって検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、上記光が照射されることによって比較対象の半田材から反射する該特定波数の赤外線の第二強度を検出する強度検出手段と、
    上記検出された第一および第二強度に基づいて、上記比較対象の半田材に対する上記検査対象の半田材の相対的劣化度を示した劣化パラメータを出力する制御手段と、
    を含むことを特徴とする半田材検査装置。
19. 半田材検査装置の制御プログラムであって、請求項１８に記載の制御手段における機能をコンピュータで実現する制御プログラム。
20. 請求項１９に記載の制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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