JP4343449B2

JP4343449B2 - 印刷半田検査装置及び方法

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Publication number: JP4343449B2
Application number: JP2001023488A
Authority: JP
Inventors: 隆鈴木; 恭男 ▲櫛▼渕
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002228597A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に印刷されている半田を検査する印刷半田検査装置に係り、特に、半田の面積及び体積を算出するための基準面の高さを算出する印刷半田検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１（ａ）は、配線パタンＰが形成されている基板Ｗ表面に、レジストＲを所定の形状に露光して現像し、レジストＲが取り除かれている位置の配線パタンＰ上に半田Ｈを印刷した図である。
【０００３】
この基板Ｗを順次搬送し、不図示の画像入力装置で基板Ｗ表面に形成されているレジスト面の高さを読み取り、図１１（ｂ）に示すような距離情報を得る。図１２は、その距離情報に基づき、基板Ｗ表面の高さを表したヒストグラムである。従来の印刷半田検査装置では、このヒストグラムからレジストＲの平均高さＤ_avを検出する。この平均高さＤ_avに基づいて、半田Ｈの断面積や体積を算出する。
【０００４】
しかし、基板Ｗ表面には、図１１（ａ）に示すように、半田Ｈの他に配線パタンＰ，レジストＲ及びシルク印刷文字Ｌが複雑に入り組んで印刷されている。特に、半田ＨとレジストＲ間には、レジストギャップＲＧと呼ばれる間隙が形成され、基板Ｗ表面が露出した状態となっている。また、配線パタンＰが形成されているため、基板Ｗ表面に直接塗布されたレジストＲと、配線パタンＰ上に塗布されたレジストＲとでは、レジストＲの高さに高低差が生じることとなる。
【０００５】
したがって、ヒストグラムから検出されたレジストＲの平均高さＤ_avが、上述したレジストギャップＲＧ，配線パタンＰ，シルク印刷文字Ｌ等の影響で、正確に検出することができず、後段で算出する半田Ｈの断面積及び体積に誤差が生じることとなる。すなわち、レジストＲの平均高さが高くなりすぎると、断面積が小さくなるため、断面積以下の体積が小さくなって、誤差が生じることとなる。一方、レジストＲの平均高さが低くなりすぎると、断面積に配線パタンＰ等が含まれるため、半田Ｈの体積が大きくなり、同様に誤差が生じることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、距離情報Ｄと２値化輝度情報Ｂ’とを用いることにより、検査領域Ｆを、半田Ｈを含む第１領域Ｆ₁と半田Ｈを除く第２領域Ｆ₂とに分離し、レジストＲの平均高さＤ_avの精度の向上を図ることにある。特に、第１領域Ｆ₁において、距離情報Ｄを用いることにより、第１領域Ｆ₁から半田Ｈのみを正確に抽出することにある。
【０００７】
また他の目的は、距離情報Ｄと反転された２値化輝度情報Ｂ”とを用いることにより、レジストＲの平均高さＤ_avにおける半田Ｈの切断面の断面積Ｓを精度よく算出することにある。
【０００８】
更に他の目的は、半田Ｈの距離情報ＤとレジストＲの平均高さＤ_avと断面積Ｓを用いることにより、半田Ｈの体積の精度の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
要するに、本発明の請求項１記載の印刷半田検査装置は、
表面に塗布されたレジストＲを含む反射光量が多い第２領域Ｆ ₂ と、該レジストＲが塗布されていない位置に印刷された半田Ｈを含む反射光量が少ない第１領域Ｆ ₁ とを含む検査領域Ｆを有する基板Ｗの前記半田Ｈを読取手段２と制御手段３で検査する印刷半田検査装置において、
前記読取手段２は、前記基板Ｗ表面から距離情報Ｄと輝度情報Ｂを読み取る変位測定装置２であり、
前記制御手段３は、
所定の輝度閾値Ｂ_t に対し前記半田Ｈを含む光量の少ない前記第１領域Ｆ ₁ を０の値とし、前記所定の輝度閾値に対し光量の多い第２領域Ｆ ₂ を１の値とするように前記輝度情報Ｂを１，０の値で２値化する２値化処理手段３１と、
前記距離情報Ｄと、前記２値化処理手段３１から得られた２値化輝度情報Ｂ’と、に基づいて、前記第１領域Ｆ ₁ の部分をキャンセルして前記第２領域Ｆ ₂ の部分を抽出するために、前記距離情報Ｄのうち該２値化輝度情報Ｂ’の前記１の値と同一箇所となる前記第２領域Ｆ ₂ に相当する抽出距離情報Ｄ₂を抽出する抽出手段３３と、
前記第２領域Ｆ ₂ に相当する前記抽出距離情報Ｄ₂を平均化して平均化距離情報Ｄ_avを算出する平均化手段３４と、
前記２値化輝度情報を反転して反転２値化輝度情報Ｂ”とする反転手段３１と、
前記反転２値化輝度情報と前記距離情報Ｄとに基づき、前記第１領域Ｆ ₁ 部分の距離情報Ｄ ₁ を抽出し、前記平均化距離情報Ｄ _av に基づき前記検査領域Ｆごとに決定される距離閾値Ｄ _t で、前記第１領域部分Ｆ ₁ の距離情報のうち前記半田と前記半田以外の部分とを判別し、前記半田の距離情報Ｄ ₁ 'のみを抽出するラベリング手段３５と、
を具備し、
前記ラベリング手段３５から得られた前記半田の距離情報Ｄ ₁ 'と、前記平均化距離情報Ｄ _av とにより前記半田Ｈを検査することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の印刷半田検査装置は、請求項１記載の印刷半田検査装置において、前記ラベリング手段３５から得られた前記半田の距離情報Ｄ ₁ 'と、前記平均化距離情報Ｄ _av と、に基づき、前記平均化距離情報Ｄ _av における前記半田の断面積Ｓを算出する断面積算出手段３６ａと、
前記平均化距離情報Ｄ _av と前記半田の断面積Ｓとにより、前記平均化距離情報Ｄ _av に対し上部の体積Ｖを算出する体積算出手段３６ｂと、
を具備することを特徴とする
【００１１】
請求項３記載の印刷半田検査装置は、請求項１又は２に記載の印刷半田検査装置において、
前記平均化距離情報Ｄ _av に、前記基板Ｗの反り、前記変位測定装置２の振動及び前記制御手段３内で発生するノイズによる各影響を含む影響群を考慮して予め設定された補正値αを加算する補正手段３７を具備し、
前記第２領域の前記平均化距離情報Ｄ _av に前記補正値αを加算して得られた値を前記距離閾値Ｄ _t として、前記半田Ｈの距離情報Ｄ ₁ 'を抽出して、前記半田Ｈを検査することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の印刷半田検査方法は、
表面に塗布されたレジストＲを含む反射光量が多い第２領域Ｆ ₂ と、該レジストＲが塗布されていない位置に印刷された半田Ｈを含む反射光量が少ない第１領域Ｆ ₁ とを含む検査領域Ｆを有する基板Ｗの前記半田Ｈを読取手段２と制御手段３で検査する印刷半田検査方法において、
前記読取手段２により前記基板Ｗ表面から距離情報Ｄと輝度情報Ｂを読み取り、
所定の輝度閾値Ｂ_t に対し前記半田Ｈを含む光量の少ない前記第１領域Ｆ ₁ を０の値とし、前記所定の輝度閾値Ｂ _t に対し光量の多い第２領域Ｆ ₂ を１の値とするように前記輝度情報Ｂを１，０の値で２値化し、
前記距離情報Ｄと、２値化された２値化輝度情報Ｂ’と、に基づいて、前記第１領域Ｆ ₁ の部分をキャンセルして前記第２領域Ｆ ₂ の部分を抽出するために、前記距離情報Ｄのうち該２値化輝度情報の前記１の値と同一箇所である前記第２領域Ｆ ₂ に相当する距離情報Ｄ₂を抽出し、
前記第２領域Ｆ ₂ に相当する前記抽出距離情報Ｄ₂を平均化して平均化距離情報Ｄ _av を算出し、
前記２値化輝度情報Ｂ’を反転して反転２値化輝度情報Ｂ”とし、
前記反転２値化輝度情報Ｂ”と前記距離情報Ｄとに基づき、前記第１領域Ｆ ₁ 部分の距離情報Ｄ ₁ を抽出し、前記平均化距離情報Ｄ _av に基づき前記検査領域ごとに決定される距離閾値Ｄ _t で、前記第１領域Ｆ ₁ 部分の距離情報Ｄ ₁ のうち前記半田Ｈと前記半田Ｈ以外の部分とを判別し、前記半田Ｈの距離情報Ｄ ₁ 'のみを抽出し、
前記半田の距離情報Ｄ ₁ 'と、前記平均化距離情報Ｄ _av とにより前記半田Ｈを検査することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の印刷半田検査方法は、請求項４記載の印刷半田検査方法において、抽出された前記半田Ｈの距離情報Ｄ ₁ 'と、前記平均化距離情報Ｄ _av と、に基づき、前記平均化距離情報Ｄ _av における前記半田の断面積Ｓを算出し、
前記平均化距離情報Ｄ _av と前記半田Ｈの断面積Ｓとにより、前記平均化距離情報Ｄ _av に対し上部の体積Ｖを算出することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の印刷半田検査方法は、請求項４又は５に記載の印刷半田検査方法において、
前記平均化距離情報Ｄ _av に、前記基板Ｗの反り、前記変位測定装置２の振動及び前記制御手段３内で発生するノイズによる各影響を含む影響群を考慮して予め設定された補正値αを加算し、前記第２領域Ｆ ₂ の前記平均化距離情報Ｄ _av に前記補正値αを加算して得た値を前記距離閾値Ｄ _t として、前記半田Ｈの距離情報Ｄ ₁ 'を抽出して、前記半田Ｈを検査することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の印刷半田検査装置の第１実施の形態について説明する。図１（ａ）は、配線パタンＰが形成されている基板Ｗ表面に、レジストＲを所定の形状に露光して現像し、レジストＲが取り除かれている位置の配線パタンＰ上に半田Ｈを印刷した図である。印刷半田検査装置は、この印刷された半田Ｈを検査するものである。
【００１６】
図２は、印刷半田検査装置１の概略ブロック構成図である。印刷半田検査装置１は、読取手段２と制御手段３と出力手段４とで大略構成されている。
【００１７】
読取手段２２には、図１（ａ）に示す基板Ｗの表面に印刷された半田Ｈの高さを読み取るため、変位測定装置２が用いられる。変位測定装置２は、Ｙ方向への走査とＸ方向へのシフトを繰り返して基板Ｗ上を移動して、基板Ｗ表面を測定する。
【００１８】
変位測定装置２は、図３に示すように、投光器２１からの投光ビームを、振動ミラー型又はポリゴンミラー型等の偏向装置２２によって一定角度内の範囲で偏向させ、レンズ２３を介して基板Ｗ表面に形成される光スポットｐを走査する。
【００１９】
光スポットｐで反射された光は、収束レンズ２４，集光レンズ２５を介して、受光素子２６上で光スポットの像Ｋとなり、光電変換される。光スポットｐが基板Ｗに印刷されている半田Ｈ上に走査されると、受光素子２６上の光スポットの像ｋがＹ方向（偏差方向）に移動して、偏差を生じる。受光素子２６の偏差方向の端縁には、一対の出力端子２７，２７が形成されており、この一対の出力端子２７，２７からは、光スポットの像ｋから偏差方向の端縁までの距離に反比例する一対の電流信号ａ，ｂが出力される。
【００２０】
この一対の電流信号ａ，ｂは、信号処理部２８に入力され、電流値に関係ない変位量となる。この変位量が距離情報Ｄである。一方、光スポットの像ｋの光量は、光電変換により電流量として検出される。これにより、演算処理部２８からの出力信号は、光スポットの像ｋ１点につき１６ｂｉｔの信号であり、そのうちの１２ｂｉｔが変位データ、４ｂｉｔが電流量（輝度情報Ｂ）として出力される。したがって、変位測定装置２では、距離情報Ｄと輝度情報Ｂを同時に算出できる。
【００２１】
変位測定装置２で得られた距離情報Ｄは、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗ及び基板Ｗ上に形成されている半田Ｈ，レジストＲ，配線パタンＰの輪郭となる。一方、輝度情報Ｂについては、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる露出した基板Ｗ表面（第１領域Ｆ₁）からの反射光量が少なく、レジストＲ及び配線パタンＰ（第２領域Ｆ₂）からの反射光量が多くなっている。
【００２２】
次に、制御手段３について説明する。制御手段３は、ＣＰＵ等の演算処理部と、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶部と、ＲＯＭ内に記憶された所定の実行プログラムからなる。なお、図２では、制御手段３内部のブロック構成を機能的の表現したものであり、例えばＲＯＭ内に記憶された実行プログラムにより、制御手段３内の各手段３１〜３６に相当する機能がソフトウェア処理により実行される。また、記憶部には、基板Ｗ全体に対応する座標が記憶されており、更に、半田Ｈの印刷位置の中心座標が予め特定されて格納されている。
【００２３】
２値化処理手段３１は、変位測定装置２から出力された輝度情報Ｂのみを受ける。半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる露出した基板Ｗ表面は反射光量が少ない。一方、レジストＲ及び配線パタンＰは、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧに対して反射光量が多い。したがって、図１（ｃ）に示すように、所定の輝度閾値Ｂ_tにより、輝度情報Ｂを「０」の値と「１」の値の２値化輝度情報Ｂ’にする。これにより、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる露出した基板Ｗ表面の２値化輝度情報Ｂ’が「０」の値となり、レジストＲ及び配線パタンＰの２値化輝度情報Ｂ’が「１」の値となる。
【００２４】
反転手段３２は、図１（ｃ）に示す２値化輝度情報Ｂ’の「１」の値を「０」の値に、「０」の値を「１」の値に反転させる。すなわち、図１（ｄ）に示すように、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる露出した基板Ｗ表面の２値化輝度情報Ｂ’が「０」の値から「１」の値となり、レジストＲ及び配線パタンＰの２値化輝度情報Ｂ’が「１」の値から「０」の値となる。
【００２５】
抽出手段３３は、変位測定装置２から得られた距離情報Ｄと、２値化処理手段３１から得られた２値化輝度情報Ｂ’と、に基づいて、２値化輝度情報Ｂ’の「１」の値と同一箇所の距離情報Ｄを抽出する。すなわち、図１（ｅ）に示すように、図１（ｂ）に示す距離情報Ｄと図１（ｃ）に示す２値化輝度情報Ｂ’を乗算する。これにより、距離情報Ｄのうち、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧの部分がキャンセルされ、「１」の値の２値化輝度情報Ｂ’と同一箇所であるレジスト面及び配線パタンＰの部分が抽出される。すなわち、図１（ｅ）に示す距離情報Ｄ₂が抽出される。
【００２６】
平均化手段３４は、図１（ｅ）に示す抽出されたレジストＲ及び配線パタンＰ（第２領域Ｆ₂）の距離情報Ｄを平均化して、平均化距離情報Ｄ_av（レジストＲの平均高さ）を算出する。平均化の手法としては、図４（ａ）に示すように、距離（変位）ｉと画素数（面積）のヒストグラムを作成し、重心位置を算出する。ヒストグラムの距離軸は、例えば２５６階調／４μｍオーダーで表される。
【００２７】
ここで、重心の算出方法を説明する。抽出された距離情報Ｄの距離をｉ、そのときの画素数をｈｉｓｔ〔ｉ〕とすると、各距離ｉごとの重み付けの総和Ｕは、以下の式で表される。
【００２８】
【数１】

【００２９】
また、各距離ｉごとの画素の総数Ｔは、以下の式で表される。
【００３０】
【数２】

【００３１】
したがって、重心位置となるレジストＲの平均高さＤ_av（平均化距離情報）は、Ｄ_av＝Ｕ／Ｔで算出される。
【００３２】
なお、平均化する手法としては、このようにヒストグラムから重心を算出して平均化する場合の他、算術平均を用いて平均化してもよい。
【００３３】
ラベリング手段３５は、図１（ｆ）に示すように、図１（ｂ）に示す距離情報Ｄと、図１（ｄ）に示す反転２値化輝度情報Ｂ”と、を乗算する。これにより、距離情報Ｄのうち、レジストＲ及び配線パタンＰの部分Ｄ₂（第２領域Ｆ₂に相当）がキャンセルされる。また、距離情報Ｄのうち、「１」の値の反転された２値化輝度情報Ｂ”と同一箇所である半田Ｈ及びレジストギャップＲＧの部分Ｄ₁（第１領域Ｆ₁に相当）が抽出される。
【００３４】
また、ラベリング手段３５は、抽出手段３３で抽出された半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる部分Ｄ₁（第１領域Ｆ₁）から、レジストギャップＲＧを取り除いて、半田Ｈの距離情報Ｄ₁'のみを抽出する。ラベリング処理では、距離閾値Ｄ_tを用いてレジストギャップＲＧを消去する。距離閾値Ｄ_tは、レジストＲの平均高さＤ_avに基づいて検査領域Ｆごとに決定される。距離閾値Ｄ_tは、レジストＲの平均高さＤ_avをそのまま用いてもよく、レジストＲの平均高さＤ_avに所定量の補正値を加算した値を用いてもよい。半田ＨとレジストギャップＲＧは、輝度情報Ｂとしてはともに反射光量が少ないので区別がつかないが、距離情報ＤではレジストギャップＲＧが非常に低い。したがって、距離閾値Ｄ_tを用いてレジストギャップＲＧを消去する（図１（ｇ）参照）。
【００３５】
データ算出手段３６は、面積算出手段３６ａと、体積算出手段３６ｂとで構成されている。面積算出手段３６ａは、レジストＲの平均高さＤ_avにおける、ラベリング処理された半田Ｈ（図１（ｆ）参照）の断面積Ｓを算出する。ラベリング処理された半田Ｈの断面積Ｓの算出方法は、まず、図４（ｂ）に示す半田Ｈのヒストグラムから、レジストＲの平均高さＤ_av（重心）におけるhist'[Ｄ_av] の値を検出する。このときのhist'[Ｄ_av] から、変位ｉの最高値（ここでは２５６階調であるので、２５６）におけるhist'[256]までの和となる画素数が、ラベリング処理された半田Ｈの断面積Ｓとなる。
【００３６】
【数３】

【００３７】
そして、体積算出手段３６ｂは、レジストＲの平均高さＤ_avを境界とし、すなわち、Ｄ_av以上の変位ｉからＤ_avを減算して半田Ｈの高さとする。そして、断面積Ｓと乗算して、半田Ｈの体積Ｖを算出する。
【００３８】
【数４】

【００３９】
出力手段４は、例えば、プリンタ，液晶ディスプレイ等、ユーザが視認可能な形態で表示されるもので構成される。出力手段４は、制御手段３を構成する各手段において演算処理等された出力情報、例えば、データ算出手段３６において算出された面積値Ｓ及び体積値Ｖ等を表示する。
【００４０】
次に本実施の形態の作用について図５のフローチャートを用いて説明する。本作用は、ＲＯＭなどに格納されている実行プログラムにしたがって実行される。まず、レジストＲの平均高さＤ_avの算出方法について説明する。
【００４１】
図１（ａ）に示す基板Ｗの上方に変位測定装置を到来させる。そして、変位測定装置でＸ方向に光を走査しつつＹ方向に移動させ、基板ＷのＺ方向の変位となる距離情報Ｄ（図１（ｂ）参照）と輝度情報Ｂ（図１（ｃ）参照）を読み取る（ＳＴ１）。これらの情報は、予め設定された基板Ｗの座標ごとに制御手段３内の記憶部に格納される。そして、半田Ｈの座標位置に基づいて、図６に示す任意の半田Ｈを囲む矩形領域（検査領域Ｆ）を指定し、記憶部からその検査領域Ｆ内の距離情報Ｄと輝度情報Ｂを読み出す（ＳＴ２）。
【００４２】
次に、所定の輝度閾値Ｂ_tにより、輝度情報Ｂを「０」の値と「１」の値の２値化輝度情報Ｂ’にする。すなわち、図１（ｃ）に示すように、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる露出した基板Ｗ表面（第１領域Ｆ₁）の輝度情報Ｂを「０」の値にし、レジスト面及び配線パタンＰ（第２領域Ｆ₂）の輝度情報Ｂを「１」の値にする（ＳＴ３）。
【００４３】
次に、変位測定装置２から得られた距離情報Ｄと、２値化処理手段３１から得られた２値化輝度情報Ｂ’と、乗算する。これにより、図１（ｅ）に示すように、２値化輝度情報Ｂ’の「１」の値と同一箇所の距離情報Ｄが抽出される。すなわち、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧの部分（第１領域Ｆ₁）はキャンセルされ、図１（ｅ）及び図６に示すように、「１」の値の２値化輝度情報Ｂ’と同一箇所であるレジストＲ及び配線パタンＰの部分（第２領域Ｆ₂）が抽出される（ＳＴ４）。
【００４４】
次に、平均化手段３４により、抽出された距離情報Ｄ、即ちレジストＲ及び配線パタンＰの変位量（図１（ｅ）の実線部分）を平均化して、平均化距離情報Ｄ_avを算出する。この平均化距離情報Ｄ_avは、レジストＲの平均高さとなる（ＳＴ５）。
【００４５】
次に、レジストＲの平均高さＤ_avで切断される切断面の断面積算出方法について説明する。
【００４６】
図１（ｃ）に示すように輝度情報Ｂを２値化（ＳＴ３）した後、図１（ｄ）に示すように、２値化輝度情報Ｂ’の「１」の値を「０」の値に、「０」の値を「１」の値に反転させ、反転２値化輝度情報Ｂ”を得る。すなわち、半田Ｈ及びレジストギャップＲＧとなる露出した基板Ｗ表面の輝度情報Ｂ’が「０」の値から「１」の値となり、レジストＲ及び配線パタンＰの輝度情報Ｂ’が「１」の値から「０」の値となる（ＳＴ６）。
【００４７】
次に、図１（ｂ）に示す距離情報Ｄと図１（ｄ）に示す反転２値化輝度情報Ｂ”を乗算する。図１（ｆ）に示すように、この距離情報Ｄのうち、レジストＲ及び配線パタンＰの部分がキャンセルされ、「１」の値の反転された２値化輝度情報Ｂ”と同一箇所である半田Ｈ及びレジストギャップＲＧの距離情報Ｄ₁（第１領域Ｆ₁）が抽出される（ＳＴ７）。
【００４８】
そして、ラベリング処理により、図１（ｇ）に示すように、距離閾値Ｄ_tにより、距離情報Ｄ₁のレジストギャップＲＧ部分が消去され、半田Ｈの距離情報Ｄ₁'のみが抽出される（ＳＴ８）。そして、図１（ｇ）に示すように、最終的に抽出された半田Ｈの距離情報Ｄ₁'と、レジストＲの平均高さＤ_avと、を比較する。このレジストＲの平均高さＤ_av以上となる半田Ｈの距離情報Ｄ₁'を持つ画素数を算出する。すなわち、この画素数が、（３）式に示すレジストＲの平均高さＤ_av（切断面）における半田Ｈの断面積Ｓとなる。この断面積Ｓを記憶部に格納保持する（ＳＴ９）。
【００４９】
最後に半田Ｈの体積を算出する。まず、半田Ｈの断面積Ｓを構成する各画素の距離情報Ｄ₁'を読み出す。各画素の距離情報Ｄ₁'からレジストＲの平均高さＤ_avを減算する。そして、減算された各画素の距離情報Ｄ₁'に、１画素当たりの面積（単位面積）を乗算して、レジストＲの平均高さＤ_avから上部に形成されている半田Ｈの各画素ごとの体積を算出する。（４）式に示すように、これらの体積を合計すると、半田Ｈの体積Ｖとなる（ＳＴ１０）。
【００５０】
本実施の形態によれば、距離情報Ｄだけでなく、輝度情報Ｂを用いるので、第１領域Ｆ₁となる半田Ｈ及びレジストギャップＲＧの距離情報Ｄ₁を容易に抽出することができ、レジストＲの平均高さＤ_avを精度よく算出することができる。また、輝度情報Ｂを反転させることにより、容易に第１領域Ｆ₁となる半田Ｈ及びレジストギャップＲＧを抽出でき、半田Ｈの断面積Ｓを精度よく算出することができる。更に、これらにより半田Ｈの体積Ｖを精度よく算出することができる。
【００５１】
次に第２実施の形態について説明する。第２実施の形態は、図７に示すように、第１実施の形態の印刷半田検査装置１に、補正手段３７を付加した構成である。なお、第１実施の形態と同一箇所の説明は省略する。補正手段３７には、基盤の反り、変位測定装置２の振動、制御手段３内で発生するノイズ等の影響を考慮して、予め補正値αが設定されている。図８に示すように、レジストＲの平均高さＤ_avを算出（ＳＴ５）した後、記憶部から補正値αを読み出して、レジストＲの平均高さＤ_avに加算する（ＳＴ５Ａ）。加算されたレジストＲの平均高さＤ_avにより、データ算出手段３６において、断面積Ｓαを算出する（ＳＴ９）。断面積Ｓαは、図９の斜線部分の面積であり、下記の（５）式で算出される。この断面積Ｓαを記憶部に格納保持する（ＳＴ９）。
【００５２】
【数５】

【００５３】
最後に半田Ｈの体積Ｖαを算出する。まず、半田Ｈの断面積Ｓαを構成する各画素の距離情報Ｄ_Hを読み出す。各画素の距離情報Ｄ_Hから、補正されたレジストＲの平均高さＤ_av＋αを減算する。そして、減算された各画素の距離情報Ｄ_Hに、１画素当たりの面積（単位面積）を乗算して、レジストＲの平均高さＤ_avから上部に形成されている半田Ｈの各画素ごとの体積を算出する。また、半田Ｈの断面積Ｓαと補正値αを乗算した体積を算出する。（６）式に示すように、これらの体積を合計すると、半田Ｈの体積Ｖαとなる（ＳＴ１０Ａ）。体積Ｖαは、図１０の斜線部分の体積である。
【００５４】
【数６】

【００５５】
【発明の効果】
距離情報と２値化輝度情報とを用いることにより、半田を含む第１領域と半田を除く第２領域とに分離し、レジストの平均高さの精度の向上を図ることができる。特に、第１領域において、距離情報を用いることにより、第１領域から半田のみを正確に抽出することができる。
【００５６】
また、距離情報と反転された２値化輝度情報とを用いることにより、レジストの平均高さにおける半田の切断面の断面積を精度よく算出することができる。
【００５７】
更に、半田の距離情報とレジストの平均高さと断面積を用いることにより、半田Ｈの体積の精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査された基板Ｗの距離情報Ｄ及び輝度情報Ｂを示す図である。
【図２】印刷半田検査装置１の第１実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図３】読取手段２の一例である変位測定装置の概略斜視図である。
【図４】（ａ）半田Ｈ及びレジストギャップＲＧ（第１領域Ｆ₁）の距離情報Ｄを除いたレジスト面及び配線パタンＰ（第２領域Ｆ₂）のヒストグラムである。
（ｂ）半田Ｈのみのヒストグラムである。
【図５】第１実施の形態のフローチャートである。
【図６】検査領域Ｆとレジスト面及び配線パタンＰ（第２領域Ｆ₂）を示す基板Ｗの上面図である。
【図７】印刷半田検査装置１の第２実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図８】第２実施の形態のフローチャートである。
【図９】第２実施の形態における半田Ｈのみのヒストグラムである。
【図１０】第２実施の形態における半田の側断面図である。
【図１１】従来における検査された基板Ｗ及びその距離情報を示す図である。
【図１２】従来における検査された基板Ｗのヒストグラムである。
【符号の説明】
１…印刷半田検査装置，２…読取手段，３１…２値化処理手段，３２…反転手段，３３…抽出手段，３４…平均化手段，３５…ラベリング手段，３６ａ…断面積算出手段，３６ｂ…体積算出手段，Ｂ…輝度情報，Ｂ’…２値化輝度情報，Ｂ”…反転２値化輝度情報，Ｂ_t…輝度閾値，Ｄ…距離情報，Ｄ_av…平均化距離情報，Ｄ_t…距離閾値，Ｄ₁…第１領域Ｆ₁部分の距離情報，Ｄ₂…抽出距離情報，Ｄ₁'…半田の距離情報，Ｆ₁…第１領域，Ｆ₂…第２領域，Ｈ…半田
Ｓ，Ｓα…半田の断面積，Ｖ，Ｖα…半田の体積，Ｗ…基板

Claims

表面に塗布されたレジスト（Ｒ）を含む反射光量が多い第２領域（Ｆ ₂ ）と、該レジストが塗布されていない位置に印刷された半田（Ｈ）を含む反射光量が少ない第１領域（Ｆ ₁ ）とを含む検査領域（Ｆ）を有する基板（Ｗ）を読み取る読取手段（２）と制御手段（３）で検査する印刷半田検査装置において、
前記読取手段は、前記基板表面から距離情報（Ｄ）と輝度情報（Ｂ）を読み取る変位測定装置（２）であり、
前記制御手段は、
所定の輝度閾値（Ｂ_t）に対し前記半田を含む光量の少ない前記第１領域を０の値とし、前記所定の輝度閾値に対し光量の多い第２領域を１の値とするように前記輝度情報を１，０の値で２値化する２値化処理手段（３１）と、
前記距離情報と、前記２値化処理手段から得られた２値化輝度情報（Ｂ’）と、に基づいて、前記第１領域の部分をキャンセルして前記第２領域の部分を抽出するために、前記距離情報のうち該２値化輝度情報の前記１の値と同一箇所となる前記第２領域に相当する抽出距離情報（Ｄ₂）を抽出する抽出手段（３３）と、
前記第２領域に相当する前記抽出距離情報を平均化して平均化距離情報（Ｄ_av）を算出する平均化手段（３４）と、
前記２値化輝度情報を反転して反転２値化輝度情報（Ｂ”）とする反転手段（３１）と、
前記反転２値化輝度情報と前記距離情報とに基づき、前記第１領域部分の距離情報（Ｄ ₁ ）を抽出し、前記平均化距離情報に基づき前記検査領域ごとに決定される距離閾値（Ｄ _t ）で、前記第１領域部分の距離情報のうち前記半田と前記半田以外の部分とを判別し、前記半田の距離情報（Ｄ ₁ '）のみを抽出するラベリング手段（３５）と、
を具備し、
前記ラベリング手段から得られた前記半田の距離情報と、前記平均化距離情報とにより前記半田を検査することを特徴とする印刷半田検査装置。
前記ラベリング手段から得られた前記半田の距離情報と、前記平均化距離情報と、に基づき、前記平均化距離情報における前記半田の断面積（Ｓ）を算出する断面積算出手段（３６ａ）と、
前記平均化距離情報と前記半田の断面積とにより、前記平均化距離情報に対し上部の体積（Ｖ）を算出する体積算出手段（３６ｂ）と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の印刷半田検査装置。
前記平均化距離情報に、前記基板の反り、前記変位測定装置の振動及び前記制御手段内で発生するノイズによる各影響を含む影響群を考慮して予め設定された補正値αを加算する補正手段（３７）を具備し、
前記第２領域の前記平均化距離情報に前記補正値αを加算して得られた値を前記距離閾値（Ｄ _t ）として、前記半田の距離情報を抽出して、前記半田を検査することを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷半田検査装置。
表面に塗布されたレジスト（Ｒ）を含む反射光量が多い第２領域（Ｆ ₂ ）と、該レジストが塗布されていない位置に印刷された半田（Ｈ）を含む反射光量が少ない第１領域（Ｆ ₁ ）とを含む検査領域（Ｆ）を有する基板（Ｗ）の前記半田（Ｈ）を読取手段（２）と制御手段（３）で検査する印刷半田検査方法において、
前記読取手段により前記基板表面から距離情報（Ｄ）と輝度情報（Ｂ）を読み取り、
所定の輝度閾値（Ｂ_t）に対し前記半田を含む光量の少ない前記第１領域を０の値とし、前記所定の輝度閾値に対し光量の多い第２領域を１の値とするように前記輝度情報を１，０の値で２値化し、
前記距離情報（Ｄ）と、２値化された２値化輝度情報（Ｂ’）と、に基づいて、前記第１領域の部分をキャンセルして前記第２領域の部分を抽出するために、前記距離情報のうち該２値化輝度情報の前記１の値と同一箇所である前記第２領域に相当する距離情報（Ｄ₂）を抽出し、
前記第２領域に相当する前記抽出距離情報を平均化して平均化距離情報（Ｄ _av ）を算出し、
前記２値化輝度情報を反転して反転２値化輝度情報（Ｂ”）とし、
前記反転２値化輝度情報と前記距離情報とに基づき、前記第１領域部分の距離情報（Ｄ ₁ ）を抽出し、前記平均化距離情報に基づき前記検査領域ごとに決定される距離閾値（Ｄ _t ）で、前記第１領域部分の距離情報のうち前記半田と前記半田以外の部分とを判別し、前記半田の距離情報（Ｄ ₁ '）のみを抽出し、
前記半田の距離情報と、前記平均化距離情報とにより前記半田を検査することを特徴とする印刷半田検査方法。
抽出された前記半田の距離情報と、前記平均化距離情報と、に基づき、前記平均化距離情報における前記半田の断面積（Ｓ）を算出し、
前記平均化距離情報と前記半田の断面積（Ｓ）とにより、前記平均化距離情報に対し上部の体積（Ｖ）を算出することを特徴とする請求項４記載の印刷半田検査方法。
前記平均化距離情報に、前記基板の反り、前記変位測定装置の振動及び前記制御手段内で発生するノイズによる各影響を含む影響群を考慮して予め設定された補正値αを加算し、前記第２領域の前記平均化距離情報に前記補正値αを加算して得た値を前記距離閾値（Ｄ _t ）として、前記半田の距離情報を抽出して、前記半田を検査することを特徴とする請求項４又は５に記載の印刷半田検査方法。