JP4034325B2 - Three-dimensional measuring device and inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、三次元計測装置及び検査装置に係り、より詳しくは、プリント基板上に配設されたクリームハンダ等の計測対象を計測するための三次元計測装置及び当該計測装置を具備する検査装置に関するものである。 The present invention relates to a three-dimensional measuring apparatus and an inspection apparatus, and more specifically, a three-dimensional measuring apparatus for measuring a measurement target such as cream solder disposed on a printed circuit board, and an inspection apparatus including the measuring apparatus. It is about.
プリント基板の製造過程にあって、主要な工程として基板上に電子部品を実装する工程がある。電子部品の実装に際しては、まずプリント基板上に配設された所定の電極パターン上にクリームハンダが印刷される。次に、該クリームハンダの粘性に基づいてプリント基板上に電子部品が仮止めされる。その後、前記プリント基板がリフロー炉へ導かれ、所定のリフロー工程を経ることでハンダ付けが行われる。リフロー炉に導かれる前段階においてクリームハンダの印刷状態を検査する必要があり、かかる検査に際して三次元計測装置を具備する検査装置が用いられることがある。 In the process of manufacturing a printed circuit board, there is a process of mounting electronic components on the board as a main process. When mounting an electronic component, cream solder is first printed on a predetermined electrode pattern disposed on a printed circuit board. Next, the electronic component is temporarily fixed on the printed circuit board based on the viscosity of the cream solder. Thereafter, the printed circuit board is guided to a reflow furnace, and soldering is performed through a predetermined reflow process. It is necessary to inspect the printed state of the cream solder in the previous stage of being guided to the reflow furnace, and an inspection device including a three-dimensional measuring device may be used for such inspection.
上記のようなクリームハンダの印刷状態の検査においては、所定の基準高さを演算し設定するとともに、該設定された基準高さをベースに、クリームハンダの高さや体積が計算される。そして、その高さや体積が所定条件を満たしている場合には良品と判定され、満たしていない場合には不良品と判定される。 In the inspection of the cream solder printing state as described above, a predetermined reference height is calculated and set, and the height and volume of the cream solder are calculated based on the set reference height. And when the height and volume satisfy | fill predetermined conditions, it determines with a non-defective product, and when not satisfy | filling, it determines with inferior goods.
上記基準高さを設定する手法としては、検査対象のハンダに対してレーザー光を照射して輝度画像を得、その輝度画像に対して、予め指定された輝度条件をもとに、ハンダ印刷範囲(境界位置)を検出し、さらにその境界位置における高低レベル値を基準高さとして設定するものが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。また、検査対象としてランドを検査する際に、ランド1個毎に設けられた測定基準部に基づき、はんだ膜厚が測定されるものがあった(例えば、特許文献2参照)。
しかし、特許文献1に記載されたはんだ付け状態検査装置の場合、境界位置を検出して、境界位置の高低レベル画像に対して高さ測定基準レベルを求めるので、計測が複雑化し検査に際し多くの時間を要するという課題があった。
However, in the case of the soldering state inspection device described in
また、特許文献2に記載されたはんだ膜厚測定方法の場合、検査対象のランド1個毎に設けられた測定基準部に基づき、はんだ膜厚が測定される。そのため、ランドの個数が増加すると測定基準部の個数も増加し、計測に際し多くの時間を要するという課題があった。
In the case of the solder film thickness measuring method described in
本発明は、高い計測精度を維持しながらスピーディに三次元計測、検査を行うこと、また、パターンデータを比較的容易に取得することの可能な三次元計測装置及び検査装置を提供することを主たる目的の一つとしている。 The main object of the present invention is to provide a three-dimensional measurement apparatus and an inspection apparatus capable of speedily performing three-dimensional measurement and inspection while maintaining high measurement accuracy, and capable of acquiring pattern data relatively easily. One of the purposes.
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。 Characteristic means capable of achieving the above object will be described below. For each means, characteristic actions and effects are described as necessary.
手段1.基板上に配設された計測対象の高さを求めることに基づいて、前記計測対象の三次元計測を行う三次元計測装置であって、
前記基板のパターンデータを取得するパターンデータ取得手段と、
前記取得されたパターンデータをもとに、複数の基準部を設定する基準部設定手段とを備え、
前記基準部設定手段で設定され、
前記複数の基準部の中から選択された前記計測対象に近接する最適基準部に基づいて、計測対象の三次元計測を行うよう構成したことを特徴とする三次元計測装置。
Pattern data acquisition means for acquiring pattern data of the substrate;
Based on the acquired pattern data, comprising a reference part setting means for setting a plurality of reference parts,
Set by the reference part setting means,
A three-dimensional measuring apparatus configured to perform three-dimensional measurement of a measurement target based on an optimum reference portion that is close to the measurement target selected from the plurality of reference portions.
手段1によれば、基板上に配設された計測対象の高さが求められることに基づいて、計測対象の三次元計測が行われる。この場合において、パターンデータ取得手段により基板のパターンデータが取得され、取得されたパターンデータをもとに、基準部設定手段によって複数の基準部が設定される。そして、前記複数の基準部の中から選択された計測対象に近接する最適基準部に基づいて、計測対象の三次元計測が行われる。従って、比較的高い計測精度を維持しながらスピーディに三次元計測を行うことができる。なお、「パターンデータ」とあるのは、基板上の回路パターンを含んでなるデータであって、主として平面データ、画像化されたデータが具体例として挙げられる。また、「基準部」とあるのは、基板上の位置、領域を指すものであって、点であっても、所定の面積を有していてもよい。さらに、「最適基準部に基づいて」とあるのを、「最適基準部の高さに基づいて」或いは「最適基準部の高さを基準高さとして」或いは「最適基準部の高さを基準高さとして、その基準高さに基づいて」としてもよい(以下、各手段において同様)。
According to the
上記手段1に関し、前記基板がプリント基板、前記計測対象がクリームハンダであることとしてもよい。この場合、手段2のような構成となる。
Regarding the
手段2.プリント基板の銅箔上に配設されたクリームハンダの高さを求めることに基づいて、前記クリームハンダの三次元計測を行う三次元計測装置であって、
前記基板のパターンデータを取得するパターンデータ取得手段と、
前記取得されたパターンデータをもとに、複数の基準部を設定する基準部設定手段とを備え、
前記基準部設定手段で設定され、
前記複数の基準部の中から選択された前記クリームハンダに近接する最適基準部に基づいて、前記クリームハンダの三次元計測を行うよう構成したことを特徴とする三次元計測装置。
Mean 2. Based on obtaining the height of the cream solder disposed on the copper foil of the printed circuit board, a three-dimensional measuring device for performing three-dimensional measurement of the cream solder,
Pattern data acquisition means for acquiring pattern data of the substrate;
Based on the acquired pattern data, comprising a reference part setting means for setting a plurality of reference parts,
Set by the reference part setting means,
A three-dimensional measuring apparatus configured to perform three-dimensional measurement of the cream solder on the basis of an optimum reference portion close to the cream solder selected from the plurality of reference portions.
手段3.基板上に配設された計測対象の高さを求めることに基づいて、前記計測対象の三次元計測を行う三次元計測装置であって、
前記基板のパターンデータを取得するパターンデータ取得手段と、
前記取得されたパターンデータをもとに、基準部を設定する基準部設定手段とを備え、
前記パターンデータ取得手段は、基板作成上必要な複合データからパターンデータを取得し、
前記基準部設定手段で設定され、前記計測対象に近接する最適基準部に基づいて、前記計測対象の三次元計測を行うよう構成したことを特徴とする三次元計測装置。
Means 3. A three-dimensional measurement device that performs three-dimensional measurement of the measurement target based on obtaining the height of the measurement target disposed on the substrate,
Pattern data acquisition means for acquiring pattern data of the substrate;
Based on the acquired pattern data, comprising a reference part setting means for setting a reference part,
The pattern data acquisition means acquires pattern data from the composite data necessary for substrate creation,
A three-dimensional measuring apparatus configured to perform three-dimensional measurement of the measurement target based on an optimum reference portion set by the reference unit setting means and in proximity to the measurement target.
手段3によれば、基板上に配設された計測対象の高さが求められることに基づいて、計測対象の三次元計測が行われる。この場合において、パターンデータ取得手段により基板のパターンデータが取得され、取得されたパターンデータをもとに、基準部設定手段によって基準部が設定される。ここで、前記パターンデータ取得手段では、基板作成上必要な複合データからパターンデータが取得される。そして、前記基準部設定手段で設定され、前記計測対象に近接する最適基準部に基づいて、計測対象の三次元計測が行われる。従って、基板作成上必要な複合データからパターンデータが入力されるので、いちいちパターンデータに関する取得作業を経ることなく、パターンデータを比較的容易に取得することができる。また、比較的高い計測精度を維持しながらスピーディに三次元計測を行うことができる。
According to the
上記手段3に関し、前記基板がプリント基板、前記計測対象がクリームハンダであることとしてもよい。この場合、手段4のような構成となる。
Regarding the
手段4.プリント基板の銅箔上に配設されたクリームハンダの高さを求めることに基づいて、前記クリームハンダの三次元計測を行う三次元計測装置であって、
前記基板のパターンデータを取得するパターンデータ取得手段と、
前記取得されたパターンデータをもとに、基準部を設定する基準部設定手段とを備え、
前記パターンデータ取得手段は、基板作成上必要な複合データからパターンデータを取得し、
前記基準部設定手段で設定され、前記クリームハンダに近接する最適基準部に基づいて、前記クリームハンダの三次元計測を行うよう構成したことを特徴とする三次元計測装置。
Means 4. Based on obtaining the height of the cream solder disposed on the copper foil of the printed circuit board, a three-dimensional measuring device for performing three-dimensional measurement of the cream solder,
Pattern data acquisition means for acquiring pattern data of the substrate;
Based on the acquired pattern data, comprising a reference part setting means for setting a reference part,
The pattern data acquisition means acquires pattern data from the composite data necessary for substrate creation,
A three-dimensional measuring apparatus configured to perform three-dimensional measurement of the cream solder based on an optimum reference portion that is set by the reference portion setting means and is close to the cream solder.
また、基板作成上必要な複合データとしては、次の手段5乃至7が列挙される。 Further, the following means 5 to 7 are listed as the composite data necessary for creating the substrate.
手段5.前記複合データは、少なくともガーバデータを含むことを特徴とする手段3又は4に記載の三次元計測装置。 Means 5. The three-dimensional measurement apparatus according to means 3 or 4, wherein the composite data includes at least Gerber data.
手段6.前記複合データは、少なくともマウントデータを含むことを特徴とする手段3乃至5のいずれかに記載の三次元計測装置。
Means 6. The three-dimensional measurement apparatus according to any one of
手段7.前記複合データは、少なくとも部品形状データを含むことを特徴とする手段3乃至6のいずれかに記載の三次元計測装置。
Means 7. The three-dimensional measurement apparatus according to any one of
また、パターンデータとしては、次の手段8乃至11が列挙される。 Further, as the pattern data, the following means 8 to 11 are listed.
手段8.前記パターンデータは、少なくともプリント基板に関するパターンデータを含むことを特徴とする手段3乃至7のいずれかに記載の三次元計測装置。
Means 8. The three-dimensional measuring apparatus according to any one of
手段9.前記パターンデータは、少なくとも計測対象たる各クリームハンダの配置データを含むことを特徴とする手段3乃至8のいずれかに記載の三次元計測装置。
Means 9. The three-dimensional measurement apparatus according to any one of
手段10.前記パターンデータは、少なくとも計測対象たる各クリームハンダの大きさデータを含むことを特徴とする手段3乃至9のいずれかに記載の三次元計測装置。
手段11.前記パターンデータは、少なくとも計測対象たる各クリームハンダの形状データを含むことを特徴とする手段3乃至10のいずれかに記載の三次元計測装置。
手段12.手段1乃至11のいずれかに記載の三次元計測装置を具備し、前記三次元計測装置の計測結果に基づき、前記計測対象に関する良否判定を行うよう構成したことを特徴とする検査装置。
Means 12. An inspection apparatus comprising the three-dimensional measurement apparatus according to any one of
以下、本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態における三次元計測装置1を模式的に示す概略構成図である。なお、本実施の形態では、三次元計測装置1は、プリント基板Kの回路パターン(例えば銅箔からなる)上に印刷されてなるクリームハンダの印刷状態を検査するための印刷状態検査装置として具現化されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a three-
図1に示すように、三次元計測装置1は、基台2を備えているとともに、基台2上には、X軸移動機構3及びY軸移動機構4が設けられている。Y軸移動機構4上には、レール10が配設されており、該レール10上に基板としてのプリント基板Kが載置されるようになっている。そして、X軸移動機構3及びY軸移動機構4が作動することで、プリント基板KがX軸方向及びY軸方向に移動するようになっている。
As shown in FIG. 1, the three-
三次元計測装置1はまた、三次元計測用照射手段5と、撮像手段としてのCCDカメラ(カラーカメラ)6と、CCDカメラ6に対し電気的に接続された主制御手段7とを備えている。三次元計測用照射手段5は、プリント基板Kの表面に対し斜め上方から所定の光パターンを照射するように構成されている。CCDカメラ6は、プリント基板Kの真上に配置され、プリント基板K上の前記光パターンの照射された部分を撮像可能となっている。そして、主制御手段7では、所定の三次元計測方法によって、CCDカメラ6にて撮像された画像データに基づき画像処理が行われ、所定の検査パッドPD(図3等参照)に位置するクリームハンダの三次元計測(主として高さ計測及び体積計測)が行われるようになっている。つまり、主制御手段7は、所定の検査パッドPDに位置するクリームハンダの高さ(体積)に基づいて印刷状態を検査する検査手段8を具備している。なお、本実施の形態における三次元計測に際しては、位相シフト法、光切断法、空間コード法、合焦法等、任意の計測方法が適宜採用される。
The three-
本実施の形態における三次元計測装置1は、前記三次元計測に際し(先だって)、所定の検査パッドPDに位置するクリームハンダが配設されてなる領域を抽出するための手段を具備している。当該手段には、ハンダ抽出用照射手段11が含まれる。ハンダ抽出用照射手段11は、三次元計測用照射手段5による光パターンの照射に先だってプリント基板Kに対し、所定の光を照射するものである。
The three-
より詳しく説明すると、ハンダ抽出用照射手段11は、図示しない上下一対のリングライトを具備している。上部のリングライトは、小入射角での光照射を行うようになっているとともに、赤色または緑色の光を照射可能に構成されている。下部のリングライトは、大入射角での光照射を行うようになっているとともに、青色または緑色の光を選択的に照射可能に構成されている。通常、プリント基板Kにおいては、ランド及び回路パターンを形成するための赤色系統の銅箔が設けられており、その上に青色系統のクリームハンダが印刷されていることから、赤色光はクリームハンダ部分からは暗くしか反射されず青色光は銅箔部分からは暗くしか反射されない。これにより、青色画像としては銅箔部分がより暗く、赤色画像としてはクリームハンダ部分がより暗くなることから、各色画像とも、明暗の差が大きくなる。そこで、本実施の形態では、三次元計測に先だって、計測対象たるクリームハンダの領域抽出を行うべく、両リングライトにより赤色青色の光を照射し、その照射面をCCDカメラ6で撮像し、CCDカメラ6による撮像から得られた画像データに基づき、主制御手段7において、クリームハンダの配設領域を特定(抽出)する作業が行われるようになっている。 More specifically, the solder extraction irradiation means 11 includes a pair of upper and lower ring lights (not shown). The upper ring light is configured to irradiate light at a small incident angle and to be able to irradiate red or green light. The lower ring light is configured to irradiate light at a large incident angle and to selectively irradiate blue or green light. Usually, the printed circuit board K is provided with a red copper foil for forming lands and circuit patterns, and a blue cream solder is printed on the copper foil. Is reflected only darkly, and blue light is reflected only darkly from the copper foil portion. As a result, the copper foil portion is darker for the blue image and the cream solder portion is darker for the red image, so that the difference in brightness between each color image is large. Therefore, in the present embodiment, prior to the three-dimensional measurement, in order to extract the area of the cream solder to be measured, red and blue light is irradiated by both ring lights, and the irradiated surface is imaged by the CCD camera 6. On the basis of the image data obtained from the image pick-up 6, the main control means 7 performs an operation of specifying (extracting) the cream solder placement region.
また、プリント基板K上に緑色系統のレジストが塗布されている場合、プリント基板Kと塗布されたレジストとの間に回路パターンが形成されているか否かを問わず、下部のリングライトが緑色光を照射すると、反射光としての緑色光がレジストから明るく反射される。この場合、上部のリングライトが緑色光を照射すると、緑色光が回路パターン上のレジストから明るく反射されるのに対し、回路パターンが存在しないレジストからは暗くしか反射されない。これにより、両リングライトにより緑色光を照射し、その照射面をCCDカメラ6で撮像すると、CCDカメラ6による撮像から得られた画像データに基づき、主制御手段7において、レジストが塗布されている場所を特定(抽出)する作業、及びプリント基板Kとレジストとの間の回路パターンを特定(抽出)する作業が行われるようになっている。 In addition, when a green resist is applied on the printed circuit board K, the lower ring light emits green light regardless of whether a circuit pattern is formed between the printed circuit board K and the applied resist. When irradiated, green light as reflected light is reflected brightly from the resist. In this case, when the upper ring light emits green light, the green light is reflected brightly from the resist on the circuit pattern, whereas it is reflected only darkly from the resist without the circuit pattern. Thereby, when green light is irradiated by both ring lights and the irradiated surface is imaged by the CCD camera 6, the location where the resist is applied in the main control means 7 based on the image data obtained from the imaging by the CCD camera 6. The operation of specifying (extracting) and the operation of specifying (extracting) the circuit pattern between the printed circuit board K and the resist are performed.
次に、主制御手段7を中心とする三次元計測装置1の電気的構成について説明する。
Next, the electrical configuration of the three-
図2に示すように、CCDカメラ6は、主制御手段7に対し電気的に接続されている。主制御手段7は、上述したように、検査手段8を備えている。これとともに、主制御手段7は、印刷されたクリームハンダの大きさや配置データ及びプリント基板Kに関するパターンデータ等を入力するためのパターンデータ入力手段17が接続されている。 As shown in FIG. 2, the CCD camera 6 is electrically connected to the main control means 7. The main control means 7 includes the inspection means 8 as described above. At the same time, the main control means 7 is connected to pattern data input means 17 for inputting the size and arrangement data of the printed cream solder, pattern data relating to the printed circuit board K, and the like.
主制御手段7は、照射制御手段21に接続されている。照射制御手段21は、前記三次元計測用照射手段5、ハンダ抽出用照射手段11(上下一対のリングライト)に接続されており、前記主制御手段7からの制御信号に基づき、各照射手段5,11の照射の実行制御及び各色の光の照射の切換制御を行う。 The main control means 7 is connected to the irradiation control means 21. The irradiation control means 21 is connected to the three-dimensional measurement irradiation means 5 and the solder extraction irradiation means 11 (a pair of upper and lower ring lights). Based on a control signal from the main control means 7, each irradiation means 5, 11 execution control and irradiation light switching control of each color.
主制御手段7はまた、X軸移動制御手段22及びY軸移動制御手段23に接続されている。これらX軸移動制御手段22及びY軸移動制御手段23は、主制御手段7からの制御信号に基づき、前記X軸移動機構3及びY軸移動機構4を適宜駆動制御する。これにより、プリント基板KがX軸方向、Y軸方向へと適宜移動させられる。
The main control means 7 is also connected to the X-axis movement control means 22 and the Y-axis movement control means 23. These X-axis movement control means 22 and Y-axis movement control means 23 appropriately drive and control the
次に、上記のように構成されてなる三次元計測装置1における作用及び効果を、主制御手段7によって行われる制御内容を中心として説明する。
Next, operations and effects in the three-
主制御手段7は、予め定められたプログラムに従って、各種工程を経る。より詳しくは、(1)パターンデータ等の入力工程、(2)所定の大きさの分割領域にパターンデータを分割する分割工程、(3)分割されたパターンデータに基づいて、分割領域毎の基準部設定用の基準エリア候補を設定する設定工程、(4)計測対象となるクリームハンダが載置される検査パッドPDに近接する基準エリア候補に基づいて、クリームハンダの検査を行う検査工程を経る。そして、全検査エリアでの検査が終了した時点で、主制御手段7による検査が完了する。 The main control means 7 goes through various processes according to a predetermined program. More specifically, (1) an input process for pattern data, (2) a division process for dividing pattern data into divided areas of a predetermined size, and (3) a reference for each divided area based on the divided pattern data. A setting process for setting a reference area candidate for setting a part, (4) an inspection process for inspecting cream solder based on a reference area candidate close to an inspection pad PD on which cream solder to be measured is placed . Then, when the inspection in all the inspection areas is completed, the inspection by the main control means 7 is completed.
(1)パターンデータの入力工程に際しては、パターンデータは、パターンデータ入力手段17を介して主制御手段7へ入力される。より詳しくは、パターンデータの入力に際し、所謂ガーバデータ、マウントデータ、部品形状データ等の、基板製作上必要な複合データが使用される。そして、主制御手段7は、パターンデータ入力手段17を介して、各クリームハンダの配置、大きさ、形状等の基礎データ及びプリント基板Kに関するパターンデータを入力する。 (1) In the pattern data input process, the pattern data is input to the main control means 7 via the pattern data input means 17. More specifically, when inputting pattern data, so-called Gerber data, mount data, component shape data, and other complex data necessary for board production are used. Then, the main control means 7 inputs basic data such as the arrangement, size and shape of each cream solder and pattern data related to the printed circuit board K via the pattern data input means 17.
具体的には、パターンデータは、画像データ上、図3に示すように、基板の大きさに対応する長方形状をなしている。そして、その長方形状の内部に、クリームハンダが載置される検査パッドPD及びこの検査パッドPDに連続する複数の回路パターンのデータが存在している。この場合、パターンデータは、CCDカメラ6による撮像から得られた画像データに基づいて取得されるようになっていてもよい。 Specifically, the pattern data has a rectangular shape corresponding to the size of the substrate as shown in FIG. 3 in the image data. In the rectangular shape, there are test pad PD on which cream solder is placed and data of a plurality of circuit patterns continuous to the test pad PD. In this case, the pattern data may be acquired based on image data obtained from imaging by the CCD camera 6.
(2)次に、パターンデータを所定長さ毎に縦横に並んだ分割領域に分割することが行われる。この場合、分割手段としての主制御手段7により、長方形状のパターンデータは、縦方向にN等分され、横方向にM等分されてマトリックス状になる。よりわかりやすく説明すると、パターンデータは、図4に示すように、縦方向及び横方向に等分(例えば4等分)され、合計16個の分割領域C1乃至C16が形成される。このように等分に分割された分割領域C1乃至C16も長方形状をなし、各分割領域C1乃至C16の大きさは、検査対象となるクリームハンダが載置される検査パッドPD及びパターンの一部を少なくとも含む。 (2) Next, the pattern data is divided into divided regions arranged vertically and horizontally at predetermined lengths. In this case, the rectangular pattern data is divided into N equal parts in the vertical direction and divided into M parts in the horizontal direction to form a matrix by the main control means 7 as the dividing means. More specifically, as shown in FIG. 4, the pattern data is equally divided in the vertical direction and the horizontal direction (for example, divided into four equal parts) to form a total of 16 divided regions C1 to C16. The divided areas C1 to C16 divided in this way are also rectangular, and the size of each of the divided areas C1 to C16 is the inspection pad PD on which the cream solder to be inspected is placed and a part of the pattern At least.
(3)次に、等分に分割された分割領域毎に基準部設定用の基準エリア候補が設定される。この場合、等分に分割された分割領域の中心が最初に検索される。その後に、当該中心から一番近いところに位置するパターンデータに、基準部設定用の基準エリア候補が設定される。具体的には、基準部設定手段としての主制御手段7は、図5に示すように、等分に分割された分割領域C1乃至C16の中心に最も近いところに位置するパターンデータに、基準部設定用の基準エリア候補A1乃至A16を設定する。 (3) Next, a reference area candidate for setting a reference portion is set for each divided area divided equally. In this case, the center of the divided area divided equally is searched first. After that, a reference area candidate for setting a reference portion is set in the pattern data located closest to the center. Specifically, as shown in FIG. 5, the main control unit 7 as the reference unit setting unit applies the reference unit to the pattern data located closest to the center of the divided areas C1 to C16 divided equally. Reference area candidates A1 to A16 for setting are set.
(4)次に、計測対象となるクリームハンダに近接する基準部設定用の基準エリア候補A1乃至A16に基づいて、クリームハンダの検査を行う検査工程を行う。その検査工程に際しては、計測対象特定手段としての主制御手段7は、分割された領域C1乃至C16内の計測対象となるクリームハンダが載置される検査パッドPD1を特定し、検査パッドPD1に対し基準エリア候補A1乃至A16(この場合基準エリア候補A7)を割り付け関連付ける(図6参照)。 (4) Next, based on the reference area candidates A1 to A16 for setting the reference portion close to the cream solder to be measured, an inspection process for inspecting the cream solder is performed. In the inspection process, the main control means 7 as the measurement target specifying means specifies the test pad PD1 on which the cream solder to be measured in the divided areas C1 to C16 is placed, and the test pad PD1 The reference area candidates A1 to A16 (in this case, the reference area candidate A7) are allocated and associated (see FIG. 6).
検査パッドPD1に載置されるクリームハンダの検査に際しては、関連づけられた基準エリア候補A7が用いられる。そして、所定の三次元計測方法によって、CCDカメラ6にて撮像された画像データに基づき画像処理が行われ、クリームハンダの三次元計測が行われる。このとき、主制御手段7では、関連づけられた基準エリア候補A7を基準高さとしてクリームハンダの高さ、ひいては体積が演算される。つまり、本実施の形態では、原則として、前記基準エリア候補A1乃至A16のいずれかが、最適基準部として採用される。 When the cream solder placed on the inspection pad PD1 is inspected, the associated reference area candidate A7 is used. Then, image processing is performed based on image data captured by the CCD camera 6 by a predetermined three-dimensional measurement method, and cream solder three-dimensional measurement is performed. At this time, the main control means 7 calculates the height of the cream solder, and hence the volume, using the associated reference area candidate A7 as the reference height. That is, in this embodiment, in principle, any one of the reference area candidates A1 to A16 is adopted as the optimum reference portion.
主制御手段7は、検査対象となる全てのクリームハンダが載置される検査パッドPDが特定されたか否かを確認する。そして、全てのクリームハンダが載置される検査パッドPDが特定された旨が確認されると、各クリームハンダの検査が実行される。次に、主制御手段7は、X軸移動制御手段22及びY軸移動制御手段23を介してX軸移動機構3及びY軸移動機構4を適宜駆動制御し、必要に応じてプリント基板Kを適宜移動させる。
The main control means 7 confirms whether or not the inspection pad PD on which all the cream solders to be inspected are placed has been specified. When it is confirmed that the inspection pad PD on which all the cream solder is placed is specified, the inspection of each cream solder is executed. Next, the main control means 7 appropriately drives and controls the
なお、上記(3)に記載された領域C1乃至C16毎の最適基準部の設定方法については、上記の方法に必ずしも限定されず、別の設定方法を採用してもよい。すなわち、主制御手段7は、分割領域C1乃至C16の中心に最も近いところに位置する回路パターン上に、基準エリア候補A1乃至A16を設定しても、クリームハンダが載置される検査パッドPDと基準エリア候補A1乃至A16との距離が所定値以上の場合は、その基準エリア候補A1乃至A16を不適切として採用しない。このような判断手段として機能する主制御手段7により、基準エリア候補A1乃至A16の適否の判断がなされることにより、基準部として不適切なものが排除される。その場合、16個の基準エリア候補A1乃至A16の内から、クリームハンダが載置される検査パッドPD1に対して一番近い3個(4個以上でもよい)の基準エリア候補A1乃至A16が選ばれる。その後、選ばれたものに基づいて基準平面を形成した上で最適基準部が特定され、検査パッドPD1に対し最適基準部が割り付け関連付けられる。そして、その最適基準部の高さが基準高さとされた上で、クリームハンダの三次元計測が行われる。この場合、最適基準部がより精度よく設定されることとなる。 Note that the setting method of the optimum reference portion for each of the regions C1 to C16 described in (3) above is not necessarily limited to the above method, and another setting method may be adopted. In other words, the main control means 7 sets the test pad PD on which the cream solder is placed even if the reference area candidates A1 to A16 are set on the circuit pattern located closest to the center of the divided regions C1 to C16. If the distance from the reference area candidates A1 to A16 is greater than or equal to a predetermined value, the reference area candidates A1 to A16 are not adopted as inappropriate. By determining whether or not the reference area candidates A1 to A16 are appropriate by the main control means 7 functioning as such a determination means, an inappropriate reference portion is excluded. In that case, three (4 or more) reference area candidates A1 to A16 closest to the test pad PD1 on which the cream solder is placed are selected from the 16 reference area candidates A1 to A16. It is. Then, after forming a reference plane based on the selected one, the optimum reference portion is specified, and the optimum reference portion is assigned and associated with the inspection pad PD1. Then, three-dimensional measurement of the cream solder is performed after the height of the optimum reference portion is set as the reference height. In this case, the optimum reference part is set with higher accuracy.
より詳細には、計測対象になる検査パッドPD1が、例えば分割領域C7に位置する場合、図7に示されるように、分割領域C7及び分割領域C7に近接する分割領域C3、C6の基準エリア候補A7、A3及びA6の3点が選択されて、その3点を頂点とする三角形PH1を含む基準平面が形成される。このような基準平面を形成した上で最適基準部が特定され、検査パッドPD1に対し最適基準部が割り付け関連付けられ、その基準基準部の高さを基準高さとすることにより、クリームハンダの三次元計測が行われる。 More specifically, when the test pad PD1 to be measured is located in the divided region C7, for example, as shown in FIG. 7, the reference area candidates for the divided regions C7 and C6 and the divided regions C3 and C6 adjacent to the divided region C7. Three points A7, A3, and A6 are selected, and a reference plane including a triangle PH1 having the three points as vertices is formed. After forming such a reference plane, the optimum reference portion is specified, the optimum reference portion is assigned and associated with the test pad PD1, and the height of the reference reference portion is set as the reference height, thereby making it possible to obtain the three-dimensional cream solder. Measurement is performed.
更に、別の判別方法を採用してもよい。すなわち、図7に示される分割領域C3、C6及びC7の基準エリア候補A3、A6及びA7の3点が選択されて、その3点を頂点とする三角形PH1が例えば正三角形に近いか否かが判定される(このときのロジックは任意に設定可能である)。3点を頂点とする三角形PH1が正三角形にある程度近いと判別された場合、その三角形PH1を含む基準平面は適正と判別され、その基準平面が採用され、最適基準部が特定される。それに対し、3点を頂点とする三角形PH1が正三角形に近くないと判別された場合、その三角形PH1を含む基準平面は不適正と判別され、その基準平面は採用されない。そして、その三角形PH1を含む基準平面は不適正と判別された場合、図8に示されるように、異なる3点として、例えば分割領域C2、C3及びC7の基準エリア候補A2、A3及びA7(先ほどとは相違する別の3つの候補)が選択されて、その3点を頂点とする三角形PH2が、正三角形に近いか否かが再び判定される。そして、3点を頂点とする三角形PH2が正三角形にある程度近いと判別された場合、その三角形PH2を含む基準平面は適正と判別され、その基準平面が採用されて、最適基準部が特定される。以下同様の処理が繰り返される。 Furthermore, another determination method may be employed. That is, three points of reference area candidates A3, A6 and A7 of the divided areas C3, C6 and C7 shown in FIG. 7 are selected, and whether or not the triangle PH1 having the three points as vertices is close to an equilateral triangle, for example. It is determined (the logic at this time can be arbitrarily set). When it is determined that the triangle PH1 having three vertices as a vertex is close to a regular triangle to some extent, the reference plane including the triangle PH1 is determined to be appropriate, the reference plane is adopted, and the optimum reference portion is specified. On the other hand, when it is determined that the triangle PH1 having three vertices is not close to a regular triangle, the reference plane including the triangle PH1 is determined to be inappropriate, and the reference plane is not adopted. If the reference plane including the triangle PH1 is determined to be inappropriate, as shown in FIG. 8, for example, reference area candidates A2, A3, and A7 of the divided areas C2, C3, and C7 (as described above) are displayed. Are selected, and it is determined again whether or not the triangle PH2 having the three points as vertices is close to an equilateral triangle. When it is determined that the triangle PH2 having three vertices is close to a regular triangle to some extent, the reference plane including the triangle PH2 is determined to be appropriate, and the reference plane is adopted to identify the optimum reference portion. . Thereafter, the same processing is repeated.
更に、別の態様として、判定される三角形PH1が検査パッドPD1に一定の距離に比べて近くない場合であっても、再度、判定される三角形PH1が正三角形に近いか否かが判定されてもよい。そして、判定される三角形PH1が正三角形にある程度近い場合、その三角形PH1を含む基準平面は適正と判別されてもよい。 Furthermore, as another aspect, even when the determined triangle PH1 is not close to the inspection pad PD1 compared to a certain distance, it is determined again whether or not the determined triangle PH1 is close to an equilateral triangle. Also good. When the determined triangle PH1 is close to a regular triangle to some extent, the reference plane including the triangle PH1 may be determined to be appropriate.
以上詳述したように、本実施の形態では、プリント基板K1の大きさに対応するパターンデータを取得し、取得されたパターンデータを、所定長さ毎に縦横に並んだ所定の大きさの領域に分割し、分割された各分割領域C1乃至C16毎に基準部としての基準エリア候補A1乃至A16が設定される。そして、計測対象となるクリームハンダが載置される検査パッド(PD1)に近接する基準エリア候補A1乃至A16のうちの基準エリア候補(A7)に基づいて(1つの基準エリア候補が最適基準部とされ)、その最適基準部の高さが基準高さとされた上で、計測対象となるクリームハンダの三次元計測が行われる。このため、反り等に起因してプリント基板K1に高低差が生じてしまったとしても、その高低差の影響を払拭することができ、正確な三次元計測及び検査を行うことができる。 As described above in detail, in the present embodiment, pattern data corresponding to the size of the printed circuit board K1 is acquired, and the acquired pattern data is an area having a predetermined size arranged vertically and horizontally for each predetermined length. Reference area candidates A1 to A16 as reference parts are set for each of the divided areas C1 to C16. And based on the reference area candidate (A7) among the reference area candidates A1 to A16 close to the inspection pad (PD1) on which the cream solder to be measured is placed (one reference area candidate is the optimum reference portion and The three-dimensional measurement of the cream solder to be measured is performed after the height of the optimum reference portion is set to the reference height. For this reason, even if a height difference occurs in the printed circuit board K1 due to warpage or the like, the influence of the height difference can be eliminated, and accurate three-dimensional measurement and inspection can be performed.
また、各分割領域C1乃至C16毎に基準エリア候補A1乃至A16が設定されることから、計測対象となるクリームハンダ毎に基準部が設定される場合に比べて、設定されるべき基準部の種類(数)が少なくて済む。即ち、仮に、計測対象となるクリームハンダ毎に基準部が設定されるとすると、計測対象が例えば200個あれば、基準部も200個必要となる。それに対し、本実施の形態によれば、計測対象が例えば200個あっても、分割領域C1乃至C16の個数分、つまり基準部は16個で済むことになる。従って、比較的スピーディに三次元計測及び検査を行うことができる。また、パターンデータが、所定長さ毎に縦横に並んだ所定の大きさの領域に分割されるので、分割領域C1乃至C16及び基準エリア候補A1乃至A16の配置が整然となり、計測精度が高精度になる。また、分割領域C1乃至C16に設定された基準エリア候補A1乃至A16と、分割領域C1乃至C16内に存在する計測対象との整合がより確実に図られることにより、計測精度の向上を確実に図ることができる。 Further, since the reference area candidates A1 to A16 are set for each of the divided regions C1 to C16, the type of the reference portion to be set is compared with the case where the reference portion is set for each cream solder to be measured. (Number) is small. That is, if a reference part is set for each cream solder to be measured, if there are 200 measurement objects, for example, 200 reference parts are required. On the other hand, according to the present embodiment, even if there are 200 measurement objects, for example, the number of divided areas C1 to C16, that is, 16 reference portions are sufficient. Therefore, three-dimensional measurement and inspection can be performed relatively speedily. Further, since the pattern data is divided into regions of a predetermined size arranged vertically and horizontally for each predetermined length, the arrangement of the divided regions C1 to C16 and the reference area candidates A1 to A16 is orderly, and the measurement accuracy is high. become. In addition, since the reference area candidates A1 to A16 set in the divided areas C1 to C16 and the measurement objects existing in the divided areas C1 to C16 are more reliably matched, the measurement accuracy is reliably improved. be able to.
また、基準エリア候補A1乃至A16は、分割領域C1乃至C16の中心から近いところのパターンに設定されるため、計測対象となるクリームハンダに載置される検査パッドPDと選定された基準エリア候補A1乃至A16とは相互に近くなり、三次元計測の精度が高いものとなる。 Further, since the reference area candidates A1 to A16 are set in a pattern near the center of the divided areas C1 to C16, the inspection area PD placed on the cream solder to be measured and the selected reference area candidate A1 To A16 are close to each other, and the accuracy of the three-dimensional measurement is high.
さらに、上述した別の最適基準部の設定方法によれば、1つの基準エリア候補A1乃至A16が最適基準部として設定される場合の不安定さを解消することができ、より安定した、かつ正確な三次元計測及び検査を実現することができる。 Further, according to the above-described method for setting the optimum reference portion, the instability when one reference area candidate A1 to A16 is set as the optimum reference portion can be eliminated, and more stable and accurate. 3D measurement and inspection can be realized.
また、パターンデータ入力手段17を介して、プリント基板Kに関するパターンデータが入力されるので、プリント基板Kに関するパターンデータを容易に取得することができる。 Moreover, since the pattern data regarding the printed circuit board K is input via the pattern data input means 17, the pattern data regarding the printed circuit board K can be easily acquired.
尚、上述した実施の形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。 In addition, you may implement as follows, for example, without being limited to the content of description of embodiment mentioned above.
(a)上記実施の形態では、クリームハンダの印刷状態を検査するための検査装置に具現化されているが、上記のような構成を別の三次元計測装置及び検査装置に具現化することも可能である。例えば、基板上に設けられたハンダバンプの高さ計測等を行うこととしてもよい。 (A) In the above embodiment, the invention is embodied in an inspection apparatus for inspecting the printing state of cream solder. However, the above-described configuration may be embodied in another three-dimensional measurement apparatus and inspection apparatus. Is possible. For example, the height of a solder bump provided on the substrate may be measured.
(b)撮像手段としては、上記実施の形態のようなエリアを撮像可能なCCDカメラ以外にも、例えば、CMOSカメラなど、エリア状又はライン状に撮像可能なカメラであってもよく、必ずしもCCDカメラに限定されるものではない。 (B) In addition to the CCD camera that can capture an area as in the above embodiment, the imaging unit may be a camera that can capture an area or line, such as a CMOS camera. It is not limited to cameras.
(c)各照射手段5,11を構成する光源は、ハロゲンランプでもよいし、LEDであってもよい。また、レーザ光を照射可能な照射手段を採用してもよい。 (C) The light source constituting each of the irradiating means 5 and 11 may be a halogen lamp or an LED. Moreover, you may employ | adopt the irradiation means which can irradiate a laser beam.
(d)上記実施の形態では、パターンデータが縦横4等分されているが、縦横2等分、縦横3等分、縦横5等分以上に分割してもよい。この場合、プリント基板K1のそりよる高低差の影響を払拭するためには、分割する個数を多くするのが望ましい。また、パターンデータの縦横は必ずしも等分されている必要はない。 (D) In the above embodiment, the pattern data is divided into four equal parts in the vertical and horizontal directions. In this case, it is desirable to increase the number of divisions in order to eliminate the influence of the height difference due to the warp of the printed circuit board K1. Further, the vertical and horizontal directions of the pattern data are not necessarily divided equally.
(e)上記実施の形態では、XY軸方向へプリント基板Kが移動する構成となっているが、プリント基板K及びCCDカメラ6が互いに相対移動可能であればよく、例えばCCDカメラ6がXY軸方向へ移動可能となっていてもよい。 (E) In the above embodiment, the printed circuit board K is configured to move in the XY axis direction. However, it is sufficient that the printed circuit board K and the CCD camera 6 can move relative to each other. It may be movable in the direction.
(f)撮像手段によって撮像される基板は、マスタプリント基板であってもいし、計測対象となるプリント基板であってもよい。 (F) The board imaged by the imaging means may be a master printed board or a printed board to be measured.
1…三次元計測装置、3…X軸移動機構、4…Y軸移動機構、5…三次元計測用照射手段、6…撮像手段としてのCCDカメラ、7…パターンデータ取得手段、基準部設定手段、分割手段、計測対象特定手段、判断手段としての主制御手段、8…検査手段、17…パターンデータ入力手段、K…プリント基板、C1乃至C16…分割領域、A1乃至A16…基準部としての基準エリア候補、A7…最適基準部としての基準エリア候補、PD…検査パッド、PD1…計測対象としてクリームハンダが載った検査パッド、PH1…三角形、PD2…三角形。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
少なくともプリント基板に関するパターンデータと、クリームハンダの配置データと、クリームハンダの大きさまたは形状データとを含む前記基板のパターンデータを取得するパターンデータ取得手段と、
前記取得されたパターンデータをもとに、複数の基準部を設定する基準部設定手段とを備え、
前記パターンデータ取得手段は、
少なくとも
ガーバデータ、
または、
マウントデータと部品形状データ
を含む基板作成上必要な複合データからパターンデータを取得し、
前記基準部設定手段で設定された複数の基準部のうち、
前記クリームハンダに近接する最適基準部に基づいて、
前記クリームハンダの三次元計測を行うよう構成したことを特徴とする三次元計測装置。 Based on obtaining the height of the cream solder disposed on the copper foil of the printed circuit board, a three-dimensional measuring device for performing three-dimensional measurement of the cream solder,
Pattern data acquisition means for acquiring pattern data of the substrate including at least pattern data relating to a printed circuit board, arrangement data of cream solder, and size or shape data of cream solder ;
Based on the acquired pattern data, comprising a reference part setting means for setting a plurality of reference parts,
The pattern data acquisition means
at least
Gerber data,
Or
Mount data and part shape data
Pattern data is obtained from the composite data necessary for board creation including
Among a plurality of reference parts set by the reference part setting means,
Based on the optimum reference part close to the cream solder,
A three-dimensional measuring apparatus configured to perform three-dimensional measurement of the cream solder.
An inspection apparatus comprising the three-dimensional measurement apparatus according to claim 1 and configured to perform pass / fail determination regarding the cream solder based on a measurement result of the three-dimensional measurement apparatus.
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