JP4389859B2 - はんだ印刷検査方法およびはんだ印刷検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、クリームはんだが印刷されたプリント基板（以下、単に「基板」という。）の画像を用いて前記基板上のランドに対するクリームはんだの印刷状態を検査する方法、およびこの方法を用いた検査装置に関する。

基板にクリームはんだを印刷する工程は、一般に、シルクスクリーン法を用いた印刷機により行われる。この印刷機では、処理対象の基板を動かないように所定位置に固定した後、マスクやスキージを用いて基板上の各ランドの表面にクリームはんだを印刷するが、この印刷領域がランドに対してずれる場合がある。以下、このクリームはんだの印刷領域を「はんだ印刷領域」といい、はんだ印刷領域がランドに対してずれる現象を「はんだの印刷ずれ」という。

従来の検査では、はんだの印刷ずれが検出された場合には、基板の画像または模式図を表示し、その表示画面上の該当箇所に色を塗ったり、枠で囲むなどの方法により、はんだの印刷ずれが検出された場所を報知するようにしている。この報知方法は、下記特許文献１の第６図や第１５図に開示されているのと同様の方法であると考えられる。

特許２６９２０６８号 公報

はんだの印刷ずれには、複数種の原因が考えられる。また、印刷ずれに対する対処の方法も、発生原因によって異なるものになる。
たとえば、印刷機に搬入された基板を固定する固定具の位置の不備により、基板がマスクに対して位置ずれして、はんだの印刷ずれが生じる場合がある。また固定具の位置は正しいが、その機構の問題等により基板が回転ずれを起こし、これがはんだの印刷ずれの原因となる場合もある。

このように固定具の問題によりはんだの印刷ずれが生じる場合には、以後の印刷対象の基板でも同様の印刷ずれが生じる可能性があるので、検出された印刷ずれ量に基づき、固定具の位置を調整するなどの対応をとる必要がある。また固定具は容易に動かせない場合もあるので、印刷用のマスクの位置調整によって印刷ずれ量を補正する場合もある。

またランドの形成工程時の誤差や基板を保管している間の湿気などによって、各ランド間の距離が設計データによるものとは異なる状態になっていること（以下、この現象を「基板の伸縮」という。）が、はんだの印刷ずれの原因となる場合もある。このような場合でも、同時期に生産された基板には同様の伸縮が生じている可能性がある。したがって以後の印刷機では、ランドのサイズが微小かつ間隔が密であるためにはんだの印刷ずれの影響が大きい部品（ＢＧＡ，ＣＳＰ，ＱＦＰなど）の実装領域における印刷ずれが解消されるように、基板の固定位置または基板に対する印刷用マスクの設定位置を変更するのが望ましい。

このように、はんだの印刷ずれには複数種の原因が考えられ、また、発生した原因によって異なる対応をとる必要があるから、原因を正しく特定する必要がある。しかし、前記した従来のはんだ印刷方法のように、単にはんだの印刷ずれが生じた位置を報知するだけでは、はんだの印刷ずれの原因を正しく特定するのは困難である。

この発明は上記問題に着目してなされたもので、はんだの印刷ずれの原因を容易かつ正確に認識できるような報知を行うことを目的とする。

たとえば、印刷機における固定具の位置の不備により、基板が横幅方向または縦幅方向に沿って位置ずれした場合には、基板の各ランドに対し、同じ方向にほぼ同じ量のはんだの印刷ずれが生じると考えられる。一方、基板が回転ずれした場合には、はんだの印刷ずれの方向やずれ量は場所によって異なるものになり、そのずれの方向は、基板の回転方向に応じて変動する。また、ずれ量も、基板上のランドの位置によって変動するが、その変化の度合いは、前記基板の回転角度に左右される。

また基板が伸縮している場合にも、基板上のランドの位置によってはんだの印刷ずれの方向やずれ量が異なるが、そのずれの方向やずれ量の変化の度合いは、基板の伸縮の方向や伸縮の度合いに左右される。

この発明では、上記のようにはんだの印刷ずれの状態が発生原因によって異なる点に着目し、はんだの印刷ずれの方向およびずれ量をベクトルとして表示することによって、ユーザーが発生原因を容易に認識できるようにしている。

この発明にかかるはんだ印刷検査方法では、処理対象の画像中のプリント基板を複数の領域に分割する第１ステップと、少なくとも前記基板の直交する２辺に対応する２方向において、前記第１ステップで分割された領域毎にそれぞれその領域に含まれるランドに対するはんだ印刷領域のずれ量を検出する第２ステップと、前記第２ステップにおいて各領域および各方向で検出されたずれ量を用いて、ランドに対するはんだ印刷領域のずれの方向およびそのずれ量を表すベクトルを領域毎に設定する第３ステップと、前記第３ステップで設定された領域毎のベクトルを、それぞれその領域に含まれるランドのサイズまたは印刷ずれ量の適否を判別するための判定基準値に応じた重みを付けた長さにして、プリント基板における各領域の相対位置に対応づけて表示する第４ステップとを、実行する。

第１ステップでは、基板のサイズや部品点数などに応じて、前記画像中の基板を任意の数の領域に分割することができる。
前記第２ステップおよび第３ステップは、それぞれ第１ステップで分割された領域毎に実行される。第４ステップでは、たとえば、基板の画像を表示するとともに、その基板の各領域に対応する位置に、それぞれその領域につき設定したベクトルを重ね合わせて表示することができる。または、前記基板と同様の条件で分割された矩形を表示し、その矩形内の各領域にそれぞれ対応するベクトルを表示してもよい。

上記の検査方法によれば、分割された領域毎に、その領域におけるはんだの印刷ずれの方向やずれ量が示されるから、基板の回転ずれや伸縮が原因となってはんだの印刷ずれが生じた場合でも、ユーザーは、各ベクトルおよびその表示位置から原因を特定することが可能になる。

第４ステップでは、たとえば、領域に含まれるランドのサイズを複数の段階に区分けし、サイズの小さい段階ほど大きな重みを設定することにより、微細部品や電極が密な部品が実装される領域のベクトルの長さを強調して表示することができる。また、判定基準値による重み付けを行う場合には、たとえばその判定基準値の逆数を重みとすることにより、判定基準が厳しくなるほど、ベクトルの長さを強調して表示することが可能になる。

上記の検査方法にかかる好ましい態様においては、領域毎のベクトルのうち、重み付け後の長さが所定のしきい値を超えたベクトルまたはそのベクトルに対応する領域を、その他のベクトルまたは領域とは異なる態様により表示する。たとえば、ベクトルまたは領域の色彩を異なるものにしたり、ベクトルの太さを他の領域より太くするなどの表示方法が考えられる。このような表示により、ユーザーは、大きな印刷ずれが生じている領域を容易に認識することが可能になる。

上記の検査方法は、たとえば、同一種類の一群の基板に対するはんだ印刷処理が開始されたときに、その最初に処理された基板に対して実行することができる。最初に処理された基板について、はんだの印刷ずれの原因を特定できれば、その原因に応じた処置を実行することにより、以下の基板に同様の印刷ずれが発生するのを防止できるからである。
また最初の基板に大きな印刷ずれがなくとも、固定具の位置がずれるなどの不備によって、以後に処理される基板に印刷ずれが生じる場合もあるので、はんだ印刷が行われる都度、処理された基板に上記の検査方法を実行してもよい。ただし、ベクトルを表示する処理については、ベクトルの長さが所定のしきい値以上となったときに限定してもよい。また、各基板における印刷ずれ量を常時監視し、印刷ずれ量が所定の基準値を超える基板の出現率が高くなったときなどに、上記の検査方法を実施してもよい。

上記のはんだ印刷検査方法を実行する検査装置は、検査対象のプリント基板の画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段が入力した画像中の基板を複数の領域に分割する領域分割手段と、少なくとも前記基板の直交する２辺に対応する２方向において、前記領域分割手段が分割した領域毎にそれぞれその領域に含まれるランドに対するはんだ印刷領域のずれ量を検出するずれ量検出手段と、前記ずれ量検出手段が各領域および各方向で検出したずれ量を用いて、ランドに対するはんだ印刷領域のずれの方向およびそのずれ量を表すベクトルを領域毎に設定するベクトル設定手段と、前記ベクトル設定手段により設定された領域毎のベクトルを、それぞれその領域に含まれるランドのサイズまたは印刷ずれ量の適否を判別するための判定基準値に応じた重みを付けた長さにして、プリント基板における各領域の相対位置に対応づけて表示する表示手段とを、具備する。

領域分割手段、ずれ量検出手段、およびベクトル設定手段は、それぞれ第１ステップ、第２ステップ、第３ステップを実行するもので、たとえば、コンピュータにより構成することができる。

表示手段には、たとえば、表示用の画像データを作成する手段と、作成された画像データをモニタに出力するインターフェース回路とを含めることができる。表示用の画像データを作成する手段は、たとえば、前記第４ステップを実行するためのプログラムが格納されたコンピュータにより構成することができる。
さらに好ましい態様の検査装置では、表示手段は、領域毎のベクトルのうち、重み付け後の長さが所定のしきい値を超えたベクトルまたはそのベクトルに対応する領域を、その他のベクトルまたは領域とは異なる態様により表示する。

なお、上記の検査装置においては、各種手段を１台のコンピュータにより構成してもよい。
またこの検査装置の表示手段を、前記はんだ印刷領域のずれ量が所定のしきい値を超えたときのみ作動するように構成してもよい。このようにすれば、はんだの印刷ずれ量が許容値を超えた場合に、以後の印刷対象の基板に対し、同様の印刷ずれが生じないような対策をとることが可能になるから、基板の品質を維持することができる。

この発明によれば、はんだの印刷ずれの方向およびそのずれ量を表すベクトルを基板と対応づけて表示することができるから、ユーザーに、はんだの印刷ずれの原因を容易かつ的確に認識させることが可能になる。

図１は、この発明が適用されたはんだ印刷検査装置の構成を示す。
このはんだ印刷検査装置は、部品実装基板の製造ラインにおいて図示しないはんだ印刷機と次工程の部品実装機との間に配備され、はんだ印刷機による印刷工程を終了した基板を受け付けて、その基板上の各ランドに対するはんだ印刷領域の適否を判別するものである。この装置は、主要な構成として、カメラ１、照明装置２、コントローラ３、モニタ４などを具備する。さらに、図１には図示しないが、検査対象の基板を支持する基板ステージや、このステージに対して基板を搬出入するためのコンベア装置なども含まれている。

カメラ１は、２次元のカラー静止画像を生成するＣＣＤカメラである。照明装置２は、蛍光灯やＬＥＤなどを光源とするもので、前記カメラ１の撮像対象領域を照明できるように配置されている。

前記コントローラ３には、制御部３０、メモリ３１、画像処理部３２、画像入力部３３、撮像制御部３４、照明制御部３５、ＸＹテーブルコントローラ３６、表示制御部３７、入力部３８、出力部３９などが含められる。
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータである。前記メモリ３１は、ハードディスクのような不揮発性メモリであって、検査に必要なプログラム、検査領域の設定データ、判定のためのしきい値などが格納される。

画像処理部３２は、画像処理用の回路（２値化回路、微分回路など）が組み込まれたＬＳＩである。この画像処理部３２は、制御部３０から画像データの提供を受けて所定の画像処理を実行し、その処理結果を制御部３０に返すように設定されている。

画像入力部３３には、前記カメラ１に対するインターフェース回路やＡ／Ｄ変換回路などが含められる。撮像制御部３４にはカメラ１への駆動信号を生成する回路が、照明制御部３５には前記照明装置２の光量調整用の回路が、それぞれ含められる。またＸＹテーブルコントローラ３６は、前記した基板ステージ上のＸＹテーブル（図示せず。）を動かすためのものである。

表示制御部３７には、Ｄ／Ａ変換回路やモニタ４に対するインターフェース回路などが含まれる。この表示制御部３７は、前記制御部３０から後記する分析用画面の表示用の画像データが提供されると、これをＤ／Ａ変換してモニタ４に供給する。これによりモニタ４に具体的な画面が表示される。

入力部３８は、検査に必要な設定データなどを入力するためのもので、キーボードやマウスなどにより構成される。出力部３９は、検査の結果を外部機器に出力するためのもので、外部機器用のインターフェース回路などにより構成される。

上記の構成において、検査対象の基板が基板ステージに搬入されると、制御部３０は、ＸＹテーブルコントローラ３６を用いて前記基板とカメラ１との位置関係を調整し、しかる後にカメラ１を駆動する。生成された基板の画像は画像入力部３３を介して制御部３０のＲＡＭ内に格納される。制御部３０は、このＲＡＭ内に格納された画像を処理することにより、基板上の各はんだ印刷領域について、それぞれランドに対するずれ量や面積などを計測し、その計測結果を所定の基準値と比較してはんだの印刷状態の適否を判別する。
上記の判別結果は出力部３９から出力される。さらに、この実施例では、はんだの印刷ずれが生じている場合には、モニタ４に原因解析用の画面を表示するようにしている。

以下、上記はんだ印刷検査装置によるはんだの印刷ずれの検出方法、および前記原因解析用の画面の表示について、詳細に説明する。

図２は、はんだ印刷前の基板５０の構成例であって、実装予定の部品の電極サイズに応じた大きさのランド５１，５２が多数形成されている。なお、５１は、チップ部品用のランドであり、５２はＩＣ用のランドである。

この実施例では、はんだ印刷後の基板５０を撮像した後、生成された画像からランドやはんだ印刷領域を抽出する。そして、対応関係にあるランドとはんだ印刷領域との組み合わせ毎に、端縁間の距離を計測し、これをはんだの印刷ずれ量とする。なお、ランドとはんだとは色彩が異なるため、それぞれの色彩に応じたしきい値を用いて前記画像を２値化処理することにより、ランド、はんだ印刷領域をそれぞれ個別に抽出することができる。

図３は、はんだの印刷ずれ量の計測の具体例を示す。図中、５３は画像上のはんだ印刷領域であり、５４は、このはんだ印刷領域５３に対応するランドである。図３の例では、このランド５４とはんだ印刷領域５３とについて、ｘ，ｙの各軸方向における端縁間の距離Δｘ，Δｙを計測し、Δｘをｘ方向における印刷ずれ量、Δｙをｙ軸方向における印刷ずれ量としている。なお、この実施例では、前記印刷ずれ量の計測に先立ち、前記基板の直交する２辺がそれぞれｘ軸、ｙ軸に平行になるように、画像を回転補正している。よって前記Δｘは基板の横幅方向におけるずれ量を表し、Δｙは基板の縦幅方向におけるずれ量を表すと、考えることができる。

この実施例では、前記基板５０上のすべてのはんだ印刷領域について、上記の印刷ずれ量Δｘ，Δｙを求めた後、これらの平均値によるベクトルを合成したベクトルを設定する（以下、この合成ベクトルを「平均値ベクトル」という。）。さらにこの実施例では、画像中の基板を複数の領域に分割し、これらの領域毎にその領域内で検出された印刷ずれ量Δｘ，Δｙに基づくベクトルを設定している（以下、このベクトルを「領域内ベクトル」という。）。そして、前記はんだの印刷ずれの原因解析用の画面として、前記平均値ベクトルおよび領域内ベクトルを含む画面を作成し、これをモニタ４に表示するようにしている。なお、領域の分割数または領域のサイズとして、前記入力部３８から任意の値を入力することができる。

図４は、前記原因解析用の表示画面の一例を示す。この表示画面４０では、複数の矩形領域５６に分割された基板の模式図５５を表示し、各領域５６内にそれぞれその領域において求めた領域内ベクトルを表示するようにしている。また、この模式図５５の左上方には、前記平均値ベクトルの表示用ウィンドウ４１が設定されている。

図５は、１枚の基板に対する検査の手順を示す。なお、この手順は、検査対象の基板が基板ステージ上に搬入され、カメラ１により撮像されたことに応じて開始されるものとする。なお、図５では説明を簡単にするために、はんだの印刷ずれを検出する処理と、前記原因解析用の画面を表示する処理の手順のみを表し、はんだ印刷領域の面積など、印刷ずれ以外の検査については説明を省略する。

最初のＳＴ１（ＳＴは「ＳＴＥＰ（ステップ）」の略である。以下も同じ。）では、前記カメラ１で生成された画像を入力し、前記したＲＡＭに格納する（以下、この画像を「入力画像」という。）。つぎのＳＴ２では、前記入力画像を微分処理するなどして基板の端縁のエッジを抽出し、これらのエッジがｘ軸またはｙ軸に平行になるように回転補正する。

ＳＴ３では、前記した２値化処理により、入力画像中のランド５４およびはんだ印刷領域５３を、それぞれ抽出する。ＳＴ４では、対応関係にあるランド５４とはんだ印刷領域５３の組み合わせ毎に、ｘ，ｙの各軸方向におけるはんだの印刷ずれ量Δｘ，Δｙを算出する。なお、ランド５４とはんだ印刷領域５３との組み合わせを特定するには、たとえば、前記ＳＴ３で抽出されたランド５３およびはんだ印刷領域５４からそれぞれ重心などの代表点を抽出し、これら代表点間の距離が最も近いものを組み合わせればよい。

つぎのＳＴ５では、前記ＳＴ４で求めた印刷ずれ量Δｘ，Δｙについて、それぞれ平均値Δｘ_ｍ，Δｙ_ｍを算出する。さらにＳＴ６では、前記Δｘ_ｍ，Δｙ_ｍによるベクトルの合成ベクトルを求め、これを前記平均値ベクトルとして設定する。設定された平均値ベクトルは、ＲＡＭなどに一時保存される。

ＳＴ７〜９は、前記分割された領域毎に順に実行される処理である。ＳＴ７では、着目中の領域において、ｘ，ｙの方向毎にそれぞれ印刷ずれ量の最大値Δｘ_ｍａｘ，Δｙ_ｍａｘを抽出する。つぎのＳＴ８では、前記最大値Δｘ_ｍａｘ，Δｙ_ｍａｘから前記平均値Δｘ_ｍ，Δｙ_ｍを差し引いた値を、この領域における印刷ずれ量Δｘ_ｎ，Δｙ_ｎとする。
つぎのＳＴ９では、前記Δｘ_ｎ，Δｙ_ｎによるベクトルの合成ベクトルを求め、これを領域内ベクトルとして設定する。ここで設定された領域内ベクトルも、ＲＡＭなどに一時保存される。

すべての領域について上記ＳＴ７〜９の処理が終了すると、ＳＴ１０が「ＹＥＳ」となりＳＴ１１に進む。ＳＴ１１では、ＳＴ６で設定した平均値ベクトルの長さを所定のしきい値と比較する。ここでベクトルがしきい値を超える長さを有する場合には、ＳＴ１２に進み、この平均値ベクトルを前記ウィンドウ４１に表示する。

さらにＳＴ１３では、各領域内ベクトルの長さを所定のしきい値（ＳＴ１１のしきい値とは異なるもの）と比較する。ここでしきい値を超える長さの領域内ベクトルがあれば、その領域内ベクトルを、前記基板の模式図５５中の対応する領域５６に表示する。
なお、平均値ベクトル、領域内ベクトルのいずれについても、その長さが判定基準値を超える場合には、他のベクトルとは異なる色彩で表示するなどの識別表示を行うのが望ましい。

なお、ＳＴ６やＳＴ９のベクトル設定処理では、ｘ方向の印刷ずれ量（Δｘ_ｍ，Δｘ_ｍａｘ）およびｙ方向の印刷ずれ量（Δｙ_ｍ，Δｙ_ｍａｘ）をそれぞれミリメートル換算した後、換算後のずれ量に比例する長さのベクトル（たとえば０．１ｍｍにつき１０ピクセルとする。）を設定してから合成ベクトルを求める。ただし、高密度基板では、わずかな印刷ずれでも部品の実装不良の原因となる可能性があるので、前記ベクトルの長さを決めるための比例係数を複数設定し、部品の実装密度に応じて係数を選択できるようにすると良い。

図６〜９は、前記ベクトルの表示画面４０の具体例を示す。
図６の例では、模式図５５内には領域内ベクトルは表示されておらず、ウィンドウ４１内に平均値ベクトルが表示されるのみとなる。この表示は、基板がｘ，ｙの方向に沿ってのみ位置ずれし、回転ずれは生じていないことを表している。前記図５の手順では、領域単位の印刷ずれ量Δｘ_ｎ，Δｙ_ｎとして、領域内の最大の印刷ずれ量Δｘ_ｍａｘ，Δｙ_ｍａｘから平均の印刷ずれ量Δｘ_ｍ，Δｙ_ｍを差し引いた値を求めているため、各領域の印刷ずれが均等であれば、Δｘ_ｎ，Δｙ_ｎは０に近い値になり、領域内ベクトルが表示されない状態になるからである。

図７の例では、ウィンドウ４１内の平均値ベクトルは表示されず、基板の模式図５５の所定数の領域５６に領域内ベクトルが表示されている。また、これらの領域内ベクトルにより環状の軌跡が描かれている。この表示は、基板のｘ，ｙ方向に対する位置ずれは殆ど生じていないが、回転ずれしていることを表すものである。

図８の例では、ウィンドウ４１内に平均値ベクトルが表示されるとともに、基板の模式図５５にも前記図７と同様の状態で領域内ベクトルが表示されている。この表示は、基板がｘ，ｙ方向に対して位置ずれするとともに、回転ずれも生じていることを表すものである。

図９の例では、ウィンドウ４１内の平均値ベクトルは表示されていないが、基板の模式図５５には、中央の２つを除く各領域５６にそれぞれ領域内ベクトルが表示されている。また、各領域内ベクトルにより、内側から外側に向かう軌跡が描かれている。
この表示は、基板のｘ，ｙ方向に対する位置ずれは殆ど生じていないが、基板に伸縮が生じていることを表すものである。

上記図６〜９に示したように、この実施例によれば、はんだの印刷ずれの原因によってベクトルの表示の態様が異なるものになる。したがってユーザーは、その表示から容易に印刷ずれの原因を認識することができる。また、表示されたベクトルの長さから、各領域の印刷ずれの方向や印刷ずれ量を判別することもできる。よって、以後の基板において同様の印刷ずれが生じないように、適切な対応をとることが可能になる。

ところで、はんだ印刷工程において若干の印刷ずれが生じたとしても、部品−ランド間の接続に影響を及ぼさない程度のずれであれば、問題が生じるおそれは少ない。また、はんだ溶融時の表面張力の作用等によって印刷ずれが是正されることも多いので、印刷ずれが検出された基板であっても、直ちに不良基板として判断する必要はない。
しかし、はんだの印刷ずれによって不良が引き起こされる可能性は、一般に、ランドのサイズが小さくなるほど高くなる。特に、ＣＳＰ、ＢＧＡのような微細部品や、ＱＦＰのように多数の電極が密に配置されている部品の場合、ランドのサイズが非常に小さくなるため、他の部品であれば問題にならない程度の印刷ずれが生じただけでも、後の工程（部品実装工程やリフロー工程）で重篤な問題が発生する可能性がある。

このような点から、従来の印刷ずれ検査では、ランドサイズが小さいために印刷ずれの影響を受けやすい部品には、その他の部品よりも厳しい判定基準を設けることで、印刷ずれに対する監視の重要度を高めるようにしている。したがって、前記領域内ベクトルを表示する場合にも、実際の長さは同一であっても、領域に含まれるランドのサイズが小さくなるほどベクトルが長くなるように、ベクトルの長さに印刷ずれによる影響度に応じた重みを付けるのが望ましい。このようにすれば、実際の印刷ずれ量が同じであっても、その印刷ずれによって不良が引き起こされる可能性が高い領域では、その他の領域よりも長いベクトルを表示することができるから、ユーザーは、各領域における印刷ずれが不良を生じさせるようなものであるかどうかを簡単に判別することが可能となる。

なお、各領域に含まれるランドのサイズは、基板の設計情報を表すＣＡＤデータ、または印刷に用いるマスクの開口部の位置および大きさを表すＧＡＢＡデータ（はんだ印刷機が使用するもの）から抽出することができる。さらに、各領域５６に含まれるランドのサイズのうちの最小値を、その領域におけるランドのサイズとして設定することができる。

領域内ベクトルの長さに重み付けをするには、たとえば、ベクトルの長さを決める比例係数を複数とおり設定するとともに、ランドのサイズも複数の段階に区分けし、ランドのサイズが小さな段階になるほど大きな比例係数を使用するようにすればよい。

または、検査で使用する判定基準値に基づき重みを設定してもよい。ここでいう判定基準値は、許容できる最大の印刷ずれ量（以下、「許容値」という。）に相当するが、前記した趣旨から、一般に、ランドサイズが小さくなるほど判定基準値も小さくなるように設定されている。この場合、判定基準値の逆数を重みとして、ベクトルの長さを設定することができる。

たとえば、ランドのｘ方向の幅Ｌｘに対し、Ｌｘのｐ％までの印刷ずれが許容範囲に設定されている場合には、ｘ方向のミリメートル単位での印刷ずれ量ｄｘを、下記の（１）式を用いてピクセル単位の長さＣｘに変換することができる。

上記の（１）式によれば、ｄｘ≧Ｌｘ×ｐ（％）の場合、すなわちｘ軸方向に不良になるほどの印刷ずれが生じている場合には、その印刷ずれ量を１０ピクセル以上の長さのベクトルとして表すことが可能になる。
またｄｘの値が同じ場合には、判定基準値ｐが小さくなるほど、ベクトルの長さを大きくすることができる。たとえば、前記印刷ずれ量ｄｘがＬｘ×２０（％）である場合に、ｐの値が２０（％）であれば、長さＣｘは１０ピクセルとなるが、Ｐの値が１０（％）の場合には、長さＣｘは２０ピクセルとなる。

ｙ軸方向の印刷ずれについても同様に、ランドのｙ方向の幅に対する判定基準値に基づきピクセル単位の長さに変換することができ、また判定基準値が小さくなるほど、ベクトルの長さを長くすることができる。よって、ｘ軸方向およびｙ軸方向において、判定基準値に基づく長さのベクトルを設定した後に、これらのベクトルを合成することにより、判定基準が厳しくなるほどベクトルの長さを長くすることが可能になる。ただし、この方法に限らず、まず通常の領域内ベクトルを設定した後に、その長さを前記（１）式などで調整してもよい。

さらに、上記のように重み付けされた領域内ベクトルを表示する場合には、その重み付け後の長さが所定のしきい値を超えるベクトルを他のベクトルと異なる態様により表示してもよい。たとえば、色彩の異なるベクトルとして表示したり、ベクトルを表す矢印を太くするなどの方法をとることができる。

また上記の表示方法をとる場合には、ランドのサイズの大小は特に考慮せず、ベクトルの長さのみを基準に表示の態様を切り分けて良い。ただし、微小サイズのランドが含まれているため、ベクトルに対する重みが大きく設定された領域（以下、「重要領域」という。）については、重み付け後のベクトルの長さと比較するためのしきい値として、他の領域よりも小さな値を設定してもよい。また上記の表示とは別に、重要領域については、その領域に設定されたベクトルの長さに関わらず、前記模式図５５上の対応領域をその他の領域と異なる色彩により着色するなどの識別表示を行ってもよい。

図１０は、前記重み付けされた領域内ベクトルの表示例を示す。図中、網掛けを付した領域は前記した重要領域であって、所定の色彩により着色表示されている。さらに、この例では、重要領域のベクトルを太線矢印で表示する一方、その他の領域のベクトルを細線矢印で表示している。このような表示によれば、ユーザーは重要領域の印刷ずれ量を重点的にチェックできるとともに、その他の領域についても、不良を引き起こすような印刷ずれが生じていないかどうかを確認することが可能になる。

つぎに、前記したように、はんだの印刷ずれは必ずしも不良の原因にはならないため、従来の一般的な基板製造ラインでは、許容値を超える印刷ずれが検出された基板でも後工程に送って処理する一方、許容値を超える印刷ずれが発生した基板（以下、「問題発生基板」という。）の出現頻度を監視し、問題発生基板の出現頻度が所定値を超えているときのみ印刷ずれが生じている場所や印刷ずれ量を調べ、その印刷ずれを是正するための措置をとるようにしている。このような場合には、前記原因解析用の画面を表示するタイミングも、印刷ずれの原因などを分析する必要が生じたときのみに限定することができる。

また、はんだの印刷ずれを是正するために、印刷用のマスクを移動させる方法がとられる場合がある。ここで基板の各部位に一律の状態の印刷ずれが生じているならば、その印刷ずれ方向および印刷ずれ量に基づいてマスクの移動方向および移動量を決めれば良いが、基板の伸縮などによって印刷ずれ量や方向にばらつきがある場合には、許容値を超える印刷ずれが生じている領域または重要領域を基準に調整量を決めるのが望ましい。許容値を超える印刷ずれが生じていたり、重要領域に大きな印刷ずれが生じていることがなければ、若干の印刷ずれが生じていても、不良の発生は回避できると考えられるからである。
ただし、上記の方針でマスクの位置を調整したことにより、それまで大きな印刷ずれが生じていなかった領域の印刷ずれが加重されてしまい、その領域での不良発生の可能性が高まるケースもある。このような場合には、何度もマスクの位置を試行錯誤で調整しなければならなくなり、調整作業に多大な時間や労力がかかってしまう可能性がある。

そこで、以下に示す実施例では、はんだの印刷ずれを是正するのに必要なマスクの補正量を簡単かつ精度良く求めるために、前記はんだ印刷検査装置に、前記重み付きの領域内ベクトルを表示する機能と、位置補正後のマスクによる印刷状態をシミュレーションする機能とを設けている。以下、図１１を用いて、この実施例に係るはんだ印刷検査装置で実行される一連の処理を説明する。

図１１において、最初のステップであるＳＴ１０１では、１枚の基板を受け付けて検査を実行する。具体的には、前記図５のＳＴ１〜４と同様の処理によりランド毎の印刷ずれ量Δｘ，Δｙを求めた後、これらの印刷ずれ量の中に前記判定基準値を超えるものがあるかどうかを判別する処理を実行する。
なお、この判別結果は、基板の識別データに対応づけられてメモリに保存されるほか、外部機器などに出力される。また、各はんだ印刷領域の印刷ずれ量や検査に使用された画像も、所定期間メモリ３１に保存される。

つぎのＳＴ１０２では、最前のＳＴ１０１を含む過去所定サイクル分の検査結果から、問題発生基板の出現率を算出し、モニタ４に表示する。
ユーザーは、この表示により、問題発生基板の出現率が所定値を超えているかどうかを判断し、超えていると判断した場合には、前記入力部３８を用いて補正の指示を行う。補正の指示が行われない場合には、ＳＴ１０３が「ＮＯ」となってＳＴ１０１に戻り、以後もＳＴ１０１〜１０３のループを繰り返す。

一方、ユーザーが補正指示を行った場合には、ＳＴ１０４以下の処理に進む。
ＳＴ１０４では、過去に検出された任意の問題発生基板（一番新しく検出されたものであるのが望ましい。）について、印刷ずれ量の検出結果および検査に用いられた画像を読み出す。ＳＴ１０５では、前記図５のＳＴ３と同様の処理により、読み出した画像からランドおよびはんだ印刷領域を抽出し、その抽出結果を表すマップ画像を生成する。このマップ画像は、前記したシミュレーション処理で使用されるもので、一連の処理が終了するまで制御部３０のＲＡＭ内に保存される。

ＳＴ１０６では、前記マップ画像を複数の領域に分割し、領域毎に、前記印刷ずれ量の検出結果を用いて図５のＳＴ５〜１０と同様の処理を行うことにより、領域内ベクトルを設定する。ＳＴ１０７では、これらの領域内ベクトルを前記した重み付けされた長さに設定し、モニタ４に表示する。さらに、この表示画面では、重要領域や前記判定基準値を超える印刷ずれ量が検出された領域を色彩などにより識別表示するなどの方法によって、ユーザーの判別処理を支援することができる。

ユーザーは、この表示画面から重要領域の印刷ずれ量やその他の領域で大きな印刷ずれが生じている部分などを確認し、補正の基準とする領域の指定操作を受け付ける（ＳＴ１０８）。なお、ユーザーは、前記判定基準値を超える印刷ずれが生じた領域に限らず、自分の判断で任意の領域を指定することができる。また、この指定操作は、前記表示画面上で指定対象の領域をマウスでクリックするなどの簡易な方法により行うことができる。

前記指定操作が行われると、つぎのＳＴ１０９では、指定された領域で抽出された領域内ベクトル（重み付け前の本来の長さのベクトル）に基づき、マスクの補正量（ｄｘ，ｄｙ，ｄθ）を初期設定する。なお、補正量のうち、ｄｘ，ｄｙは前記領域内ベクトルを構成するｘ軸方向およびｙ軸方向の印刷ずれ量に相当する。またｄθは、前記領域内ベクトルの方向を表すもので、所定の基準方向（たとえばｘ軸の正方向）に対する角度として表される。
なお、この実施例では、指定された領域の領域内ベクトルから補正量を自動抽出しているが、これに限らず、ユーザーに補正量を入力させてもよい。この場合には、領域内ベクトルの表示を、一旦、重み付けがされていないベクトルの表示に切り替えて、その表示から必要な補正量を読み取らせるようにしてもよい。

ＳＴ１１０では、前記ＳＴ１０５で生成されたマップ画像上の各はんだ印刷領域の位置を、前記補正量に基づいて変更する。たとえば、各はんだ印刷領域を、それぞれ前記ｄθと反対方向に、ｄｘ，ｄｙが定める距離だけ移動させることができる。
ＳＴ１１１では、移動後のはんだ印刷領域について、再びランドに対する印刷ずれ量を検出し、さらにその検出結果を用いて再び領域内ベクトルを設定する。ＳＴ１１２では、修正後の領域内ベクトルを、前記重み付けされた長さで表示する。

ユーザーは、このベクトルの再表示画面により、指定した領域の印刷ずれが解消されるとともに、その他の領域に問題となるような印刷ずれが生じていないかどうかを確認する。ここで、いずれかの領域に問題となる印刷ずれが生じていると判断した場合には、ユーザーは、確認操作を行わずに、再度のシミュレーションを指定する。この操作が行われるとＳＴ１１３が「ＮＯ」となってＳＴ１１４に進み、前記ＳＴ１０９で設定された補正量ｄｘ，ｄｙ，ｄθのいずれかを所定量だけ増加または減少させる。

この後はＳＴ１１０に戻り、前記メモリ内のマップ画像に修正後の補正量を適用して、はんだ印刷領域の位置を再度変更する。さらに、前記ＳＴ１１１，１１２の処理により、変更後の領域内ベクトルを表示する。
ＳＴ１１０〜１１４のループが所定サイクル実行された結果、いずれの領域の印刷ずれ量も許容値内であることが確認されると、ユーザーは確認操作を実行する。これによりＳＴ１１３が「ＹＥＳ」となってＳＴ１１５に進み、その操作時点で設定されている補正量を出力して処理を終了する。

なお、上記の実施例では、ＳＴ１１４において補正量の修正を自動的に行うようにしたが、これに限らず、たとえば現在設定されている補正値を表示し、ユーザーによる修正操作を受け付けるようにしてもよい。

上記の実施例によれば、各領域の領域内ベクトルを、それぞれその領域に含まれるランドのサイズに応じて重み付けされた長さで表示するので、ユーザーは、不良が引き起こされるような印刷ずれが生じていないかどうかや、そのような印刷ずれがどの領域に生じているかを容易に認識することができる。さらに、マップ画像上のはんだ印刷領域を仮想的に移動させながら領域内ベクトルの設定および表示を繰り返すことにより、マスクの最適な補正量を求めることができるので、実際にマスクを移動させて試行錯誤の印刷処理を繰り返す場合より格段に効率良く、適切な補正量を導き出すことが可能になる。

なお、ＳＴ１０４以下の処理は、はんだ印刷検査装置に限らず、パーソナルコンピュータなどの外部装置で実行することもできる。ただし、そのためには、はんだ印刷検査装置から外部装置に、はんだの印刷ずれ量の検出結果や検査に用いた画像などを送信する必要がある。

この発明にかかるはんだ印刷検査装置の構成を示すブロック図である。 はんだ印刷前の基板の構成例を示す説明図である。 はんだの印刷ずれ量の計測の具体例を示す説明図である。 はんだの印刷ずれの原因解析用の画面の構成例を示す説明図である。 １枚の基板に対する検査の手順を示すフローチャートである。 原因解析用の画面の表示例を示す説明図である。 原因解析用の画面の表示例を示す説明図である。 原因解析用の画面の表示例を示す説明図である。 原因解析用の画面の表示例を示す説明図である。 原因解析用の画面の他の表示例を示す説明図である。 はんだの印刷ずれを解消するためのシミュレーション処理を含む手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ
３ コントローラ
４ モニタ
３０ 制御部
３２ 画像処理部
３７ 表示制御部
４０ 原因解析用の表示画面

Claims (4)

1. クリームはんだが印刷されたプリント基板の画像を用いて前記プリント基板上のランドに対するクリームはんだの印刷状態を検査する方法において、
   前記画像中のプリント基板を複数の領域に分割する第１ステップと、
   少なくとも前記プリント基板の直交する２辺に対応する２方向において、前記第１ステップで分割された領域毎にそれぞれその領域に含まれるランドに対するはんだ印刷領域のずれ量を検出する第２ステップと、
   前記第２ステップにおいて各領域および各方向で検出されたずれ量を用いて、ランドに対するはんだ印刷領域のずれの方向およびそのずれ量を表すベクトルを領域毎に設定する第３ステップと、
   前記第３ステップで設定された領域毎のベクトルを、それぞれその領域に含まれるランドのサイズまたは印刷ずれ量の適否を判別するための判定基準値に応じた重みを付けた長さにして、プリント基板における各領域の相対位置に対応づけて表示する第４ステップとを、実行することを特徴とするはんだ印刷検査方法。
2. 前記第４ステップでは、前記領域毎のベクトルのうち、重み付け後の長さが所定のしきい値を超えたベクトルまたはそのベクトルに対応する領域を、その他のベクトルまたは領域とは異なる態様により表示する請求項１に記載されたはんだ印刷検査方法。
3. クリームはんだが印刷されたプリント基板の画像を用いて前記プリント基板上のランドに対するクリームはんだの印刷状態を検査する装置において、
   検査対象のプリント基板の画像を入力する画像入力手段と、
   前記画像入力手段が入力した画像中のプリント基板を複数の領域に分割する領域分割手段と、
   少なくとも前記プリント基板の直交する２辺に対応する２方向において、前記領域分割手段が分割した領域毎にそれぞれその領域に含まれるランドに対するはんだ印刷領域のずれ量を検出するずれ量検出手段と、
   前記ずれ量検出手段が各領域および各方向で検出したずれ量を用いて、ランドに対するはんだ印刷領域のずれの方向およびそのずれ量を表すベクトルを領域毎に設定するベクトル設定手段と、
   前記ベクトル設定手段により設定された領域毎のベクトルを、それぞれその領域に含まれるランドのサイズまたは印刷ずれ量の適否を判別するための判定基準値に応じた重みを付けた長さにして、プリント基板における各領域の相対位置に対応づけて表示する表示手段とを、具備するはんだ印刷検査装置。
4. 前記表示手段は、前記領域毎のベクトルのうち、重み付け後の長さが所定のしきい値を超えたベクトルまたはそのベクトルに対応する領域を、その他のベクトルまたは領域とは異なる態様により表示する請求項３に記載されたはんだ印刷検査装置。

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