JP4554190B2 - 印刷検査装置および印刷検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に印刷された半田を撮像して印刷検査を行う印刷検査装置および印刷検査方法に関するものである。

電子部品の実装においては、基板への電子部品の搭載に先立って基板の表面にクリーム半田が塗布される。クリーム半田塗布の方法としてはスクリーン印刷による方法が広く用いられており、印刷工程の後にはクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査が行われる。この印刷検査は、スクリーン印刷後の基板をカメラにより撮像し、撮像結果を画像処理することにより印刷部位に正しくクリーム半田が印刷されているか否かを判定するものである（例えば特許文献１参照）。

ところで基板に実装される電子部品の特性は多種多様であり、上記の半田印刷工程においても印刷後に搭載される電子部品によって必要とされる検査精度が異なる。すなわち、価格が高くしかも高信頼性が求められ、良好な印刷精度を要する電子部品が搭載される印刷部位については、印刷精度が確実に保証されるよう、極力全数検査に近い方法で検査を行う必要がある。これに対し、半田接合が容易で印刷精度がさほど重要視されないような電子部品が搭載される印刷部位については、必ずしも全数検査を行う必要はなく、指定された生産時間から許容される範囲内で抜き取り的に検査を行えばよい。
特開平６−１８２３７号公報

しかしながら上述の従来装置を用いた半田検査においては、同一基板について検査対象物の必要度に応じて検査頻度を変更することはできず、検査対象とされた半田印刷部位は全て全数検査するか、または同一頻度での抜き取り検査を行うかのいずれかしか選択できなかった。このため、従来の印刷検査装置においては、生産効率の向上と検査精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することが困難であった。

そこで本発明は、生産効率の向上と検査精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる印刷検査装置および印刷検査方法を提供することを目的とする。

本発明の印刷検査装置は、基板の電子部品接合用の電極にマスクプレートのパターン孔を介して印刷された複数の半田を撮像して印刷検査を行う印刷検査装置であって、前記印刷された複数の半田を撮像して画像データを取得する撮像手段と、この撮像手段による撮像視野を前記基板上で相対移動させる視野移動手段と、前記画像データに基づいて前記検査の結果判定を行う判定手段と、前記印刷された複数の半田の位置となる前記パターン孔の開口位置を示す検査対象位置データを提供する位置データ提供手段と、前記検査対象位置データをポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔のみを囲む前記基板の表面における幾何学的範囲を設定することにより個別の同一検査しきい値付与範囲や同一検査頻度付与範囲のグループにグループ化したグループ化データを提供するグループ化データ提供手段と、前記グループ毎に検査が実行される頻度を付与した検査頻度データを提供する検査頻度データ提供手段と、搬入・搬出される前記基板の枚数をカウントする基板カウント部と、前記検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データに基づいて前記視野移動手段、撮像手段および判定手段を制御する検査実行制御手段とを備え、前記検査実行制御手段が前記視野移動手段、撮像手段および判定手段を制御することにより実行される印刷検査において、当該基板の前記個別のグループについて、各グループについて付与された検査頻度と前記基板カウント部によってカウントされた基板枚数とを参照することにより、検査動作において検査対象となるグループと検査対象とならないグループとを識別し、検査対象となるグループの検査を実行する。

本発明の印刷検査方法は、基板の電子部品接合用の電極にマスクプレートのパターン孔を介して印刷された複数の半田を撮像して画像データを取得する撮像手段と、この撮像手段による撮像視野を前記基板上で相対移動させる視野移動手段と、前記画像データに基づいて前記検査の結果判定を行う判定手段と、前記印刷された複数の半田の位置となる前記パターン孔の開口位置を示す検査対象位置データを提供する位置データ提供手段と、前記検査対象位置データをポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔のみを囲む前記基板の表面における幾何学的範囲を設定することにより個別の同一検査しきい値付与範囲や同一検査頻度付与範囲のグループにグループ化したグループ化データを提供するグループ化データ提供手段と、前記グループ毎に検査が実行される頻度を付与した検査頻度データを提供する検査頻度データ提供手段と、搬入・搬出される前記基板の枚数をカウントする基板カウント部とを備えた印刷検査装置によって、前記基板に印刷された半田を撮像して印刷検査を行う印刷検査方法であって、複数の基板を対象として連続して前記検査を実行する過程において、前記検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データに基づいて前記視野移動手段、撮像手段および判定手段を検査実行制御手段によって制御して、当該基板の前記個別のグループについて、各グループについて付与された検査頻度と前記基板カウント部によってカウントされた基板枚数とを参照することにより、検査動作において検査対象となるグループと検査対象とならないグループとを識別し、検査対象となるグループの印刷検査を実行する。

本発明によれば、基板に印刷された複数の半田を撮像して行う印刷検査を複数の基板に対して連続実行する過程において、検査対象位置データをグループ化した各グループの検査頻度を規定する検査頻度データに基づいて視野移動手段、撮像手段および判定手段を検査実行制御手段によって制御することにより、同一基板について検査対象物の必要度に応じて適正な検査頻度を設定することが可能となり、生産効率の向上と検査精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の平面図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のプログラム記憶部およびデータ記憶部の記憶内容を示す図、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要素半田印刷部の要素形状・位置データの説明図、図８は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の実装データおよびマスク開口パターンの説明図、図９は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の検査しきい値ライブラリの説明図、図１０は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の検査頻度データの説明図、図１１は本発明の一実施の形態の印刷検査用データ作成処理のフロー図、図１２，図１３，図１４（ｃ）、図１６は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図、図１５は本発明の一実施の形態の印刷検査装置における検査実行制御処理のフロー図である。また、図１４（ａ）、（ｂ）は、本願発明の参考例としての印刷検査装置の表示画面を示す図である。

まず図１、図２および図３を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。このスクリーン印刷装置は、電子部品が実装される基板に検査対象物としてのクリーム半田を印刷する印刷機能のみならず、後述するように、複数の検査対象物を有する基板を撮像して行われる所定の検査である印刷状態の良否判定を行う印刷検査装置（外観検査装置）としての機能およびこの印刷検査（外観検査）において用いられる印刷検査用データを作成する印刷検査用データ作成装置（外観検査用データ作成装置）としての機能をも併せ持った構成となっている。

図１、図２において、基板位置決め部１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３よりなる移動テーブル上にθ軸テーブル４を段積みし、さらにその上にＺ軸テーブル５を配設して構成されており、Ｚ軸テーブル５上にはクランパ８によって挟み込まれた基板６を下方から保持する基板保持部７が設けられている。印刷対象の基板６は、図１，図３に示す搬入コンベア１４によって基板位置決め部１に搬入される。基板位置決め部１を駆動することにより、基板６はＸＹ方向に移動し、後述する印刷位置、基板認識位置に位置決めされる。印刷後の基板６は、搬出コンベア１５によって搬出される。搬入コンベア１４，搬出コンベア１５は、基板搬送機構１８（図５）を構成する。

基板位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されており、スクリーンマ
スク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されている。基板６は基板位置決め部１によってマスクプレート１２に対して位置合わせされ下方から当接する。基板６の回路形成面の半田印刷範囲６ａ内には、図４（ａ）に示すように種類の異なる電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を接合するための電極６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅが設けられている。

スクリーンマスク１０上には、スキージヘッド１３がスキージ移動機構１７（図５）によって水平方向に往復動自在に配設されている。基板６がマスクプレート１２の下面に当接した状態で、マスクプレート１２上にクリーム半田９を供給し、スキージヘッド１３のスキージ１３ａをマスクプレート１２の表面に当接させて摺動させることにより、基板６の印刷面にはマスクプレート１２に設けられたパターン孔１６を介してクリーム半田９が印刷される。これにより、図４（ｂ）に示すように、電極６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ上にはそれぞれ要素半田印刷部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が形成される。要素半田印刷部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、基板６における複数の検査対象物となっている。

スクリーンマスク１０の上方には、カメラ２０が設けられている。図３に示すように、カメラ２０はＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２によってＸＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２は、カメラ２０を移動させるカメラ移動機構２３（図５）となっている。カメラ２０をカメラ移動機構２３によってマスクプレート１２に対して移動させることにより、カメラ２０はマスクプレート１２の任意の位置を撮像する。

基板位置決め部１は、図２に示すようにＹ軸テーブル３によってスクリーンマスク１０の下方からＹ方向に移動して、保持した基板６を基板認識位置まで移動させることができるようになっている。この状態でカメラ２０をカメラ移動機構２３によって基板位置決め部１上の基板６に移動させることにより、カメラ２０によって基板６の任意の位置を撮像することができる。したがって、カメラ２０は検査対象物である要素半田印刷部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を撮像して画像データを取得する撮像手段となっている。そして、カメラ２０を水平移動させるカメラ移動機構２３は、カメラ２０の撮像視野を基板６上で相対移動させる視野移動手段となっている。

次に、図５を参照してスクリーン印刷装置の制御系の構成について説明する。図５において、演算部２５はＣＰＵであり、プログラム記憶部２６に記憶された各種プログラムを実行することにより、後述する各種演算・処理を行う。これらの演算・処理においては、データ記憶部２７に記憶された各種のデータが用いられる。

操作・入力部２８は、キーボードやマウスなどの入力手段であり、各種の制御コマンドやデータの入力を行う。通信部２９はスクリーン印刷装置とともに電子部品実装ラインを構成する他装置との間でデータの授受を行う。画像処理部３０は、カメラ２０による撮像データを画像処理することにより、後述するように、印刷検査のための半田印刷部の認識や、印刷検査データ作成のためのマスク開口検出を行う。

機構制御部３１は、基板位置決め部１，基板６を印刷位置に搬入・搬出する基板搬送機構１８、スキージヘッド１３を移動させるスキージ移動機構１７およびカメラ２０を移動させるカメラ移動機構２３などの機構部を制御する。基板カウント部３３は、基板６の存否を検出する基板検出センサ１９の検出結果に基づき、印刷位置に搬入・搬出される基板６の枚数をカウントする。この基板カウント結果は、後述するように、複数の基板６を対象として連続して検査を行う際の検査実行制御に用いられる。表示部３２はディスプレイ装置であり、カメラ２０によって取得された画像のほか、後述する印刷検査用データ作成処置における操作画面や、印刷検査の判定結果などの表示を行う表示手段となっている。

次に図６を参照して、プログラム記憶部２６およびデータ記憶部２７にそれぞれ記憶されるプログラムおよびデータについて説明する。プログラム記憶部２６には、印刷動作プログラム２６ａ、画像処理プログラム２６ｂ、印刷良否判定プログラム２６ｃ、グループ化処理プログラム２６ｄ、検査しきい値付与処理プログラム２６ｅ、検査頻度付与処理プログラム２６ｆ、検査実行制御プログラム２６ｇが記憶されている。

印刷動作プログラム２６ａは、基板位置決め部１およびスキージヘッド１３の動作を制御して基板６へのクリーム半田９の印刷を行う印刷動作のためのプログラムである。画像処理プログラム２６ｂは、画像処理部３０がカメラ２０の撮像結果に基づき、以下に説明する２種類の処理を行うためのプログラムである。

まず、印刷後の基板６を撮像した撮像結果を認識処理することにより、基板６の各電極に形成された要素半田印刷部（図４（ｂ）参照）を検出し、各要素半田印刷部の面積を算出する。また、マスクプレート１２を撮像した撮像結果を認識処理することにより、マスクプレート１２に設けられた各パターン孔１６の位置と形状を示すマスク開口データを求める処理を行う。このマスク開口データは、印刷検査のための検査用データとして用いられる。

印刷良否判定プログラム２６ｃは、画像処理部３０によって算出された要素半田印刷部の面積を検査しきい値（後述）と比較することによって、要素半田印刷部毎に印刷状態の良否判定を行う。すなわち、画像処理部３０および演算部２５が印刷良否判定プログラム２６ｃを実行することにより実現される機能は、基板の検査対象物を撮像した画像データと印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて印刷状態の良否判定、すなわち検査の結果判定を行う判定手段を構成する。

グループ化処理プログラム２６ｄは、印刷検査に用いられる検査用データの作成において、各要素半田印刷部の位置を示す個別の検査対象位置データを特定のグループ化条件に従って個別のグループにグループ化したグループ化データを作成する処理を行うためのプログラムである。すなわち、演算部２５がグループ化処理プログラム２６ｄを実行することにより実現される機能は、検査対象位置データをグループ化条件に従って個別のグループにグループ化するグループ化手段であるとともに、グループ化データを提供するグループ化データ提供手段となっている。なおグループ化データの詳細については後述する。

上述例ではグループ化データを本装置のデータ作成機能によって作成するようにしているが、予めオフラインで作成されたグループ化データを操作・入力部２８を介して入力しまたは通信部２９を介して受信して、データ記憶部２７に記憶させるようにしてもよい。この場合には、データ記憶部２７がグループ化データ提供手段となる。

検査しきい値付与処理プログラム２６ｅは、要素位置・形状データを個別のグループにグループ化した各グループに対して、検査しきい値を付与する処理を行うためのプログラムである。演算部２５がグループ化処理プログラム２６ｄを実行することにより実現される機能は、検査しきい値を付与する検査しきい値付与手段となっている。

検査頻度付与処理プログラム２６ｆは、要素位置・形状データを個別のグループにグループ化した各グループに対して、検査頻度データ、すなわち同一品種の基板に対して連続して印刷作業を反復実行する過程において当該グループの要素半田印刷部について検査が実行される頻度を、基板枚数単位で付与する。演算部２５が検査頻度付与処理プログラム２６ｆを実行することにより実現される機能は、検査が実行される頻度を各グループに付与する検査頻度付与手段となっている。

検査実行制御プログラム２６ｇは、複数の基板を対象として連続して印刷検査を実行する過程において、各基板の各グループについて、検査頻度データで指定された頻度で検査を実行するための動作制御プログラムである。検査実行制御プログラム２６ｇを演算部２５が実行して、カメラ移動機構２３、カメラ２０、画像処理部３０を制御し、さらに印刷良否判定プログラム２６ｃを実行させることにより、連続して印刷作業が行われる各基板において、検査頻度データに基づいて検査対象となるグループのみを対象として撮像、画像処理および良否判定が実行される。

したがって、検査実行制御プログラム２６ｇを演算部２５が実行することにより実現される機能は、検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データに基づいて視野移動手段、撮像手段および判定手段を制御する検査実行制御手段となっている。なお、本実施の形態においては、検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データは、後述するように各基板品種毎に編集された実行用データの形で取り扱われる。

データ記憶部２７には、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂ、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄ、グループ化データ２７ｅ、検査頻度データ２７ｆおよび実行用データ２７ｇが記憶されている。これらのデータのうち、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂ、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄは、通信部２９を介してデータ管理用のコンピュータなどの他装置から転送され記憶される。

実装データ２７ａは、クリーム半田印刷後の基板に対して電子部品を実装する実装動作において用いられるデータ、すなわち実装される電子部品の種類を基板上における実装位置座標と関連させたデータである。部品データライブラリ２７ｂは、基板に実装される個々の電子部品に関するデータであり、電子部品の部品コード、実装動作における必要精度や半田接合のための半田印刷における難易度などを示す属性データとともに、部品形状・サイズや、半田接合時の要素半田印刷部の配置を示す部品別開口パターン（図８に示す３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ参照）を数値表現した数値データを含んでいる。

実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂにより、マスクプレート１２の個々のパターン孔１６とこれらのパターン孔を介して印刷された半田印刷部に対応した電子部品とをデータ上で関連づけることができ、後述するように印刷検査用データ作成において、多種類のデータを相互にリンクさせてデータ作成処理の効率化を可能としている。

マスク開口データライブラリ２７ｃは、印刷に使用されるマスクプレート１２のパターン孔１６の開口位置やサイズを示す数値データを多種類の品種について記憶したものであり、個々のマスクプレートに付随したマスク開口データとして予め与えられる。すなわち、図７に示すマスクプレート１２の例では、各パターン孔１６ａ〜１６ｄについてのデータが与えられ、例えばパターン孔１６ｃについては、パターン孔サイズを示す寸法ａ、ｂや、基準原点に対する各パターン孔１６ｃの位置座標値ｘ１，ｘ２，ｘ３・・・、ｙ１，ｙ２，・・・が、数値データの形で与えられる。他のパターン孔についても同様である。

後述するように、このマスク開口データは、印刷検査において図４（ｂ）に示す要素半田印刷部（Ｓ１〜Ｓ４）の位置・形状を示す要素位置・形状データとして用いられる。したがって、マスク開口データライブラリ２７ｃを含んだデータ記憶部２７は、検査対象物の位置を示す検査対象位置データを提供する位置データ提供手段となっている。

なお前述のように、マスクプレート１２をカメラ２０で撮像することによっても、パターン孔の開口位置や開口サイズを示すデータを取得することができることから、所要のマ
スク開口データがマスク開口データライブラリ２７ｃに含まれていない場合には、現物のマスクプレート１２を用いて図７に示すデータと同様のデータを取得することができる。この場合には、カメラ２０および画像処理部３０が、スクリーン印刷に用いられるマスクプレート１２から検出されたマスク開口データに基づいて取得された検査対象位置データを提供する位置データ提供手段となる。

さらには、検査対象位置データを求める方法として、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂに含まれるデータを組み合わせる方法を採用してもよい。すなわち、図８に示すように、実装データ２７ａから、電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の実装位置を示す実装点Ｍ１，Ｍ２Ａ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３，Ｍ４を求め、これらの実装点に、部品データライブラリ２７ｂの部品別開口パターン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄを重ね合わせることにより、マスク開口データと等価の数値データを得ることができる。

検査しきい値ライブラリ２７ｄは、印刷検査において用いられる検査しきい値を算出するためのデータを提供するデータライブラリである。本実施の形態においては、図９に示すように、パターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリおよび電子部品の種類に関連づけられたライブラリの２種類の検査しきい値ライブラリが準備されている。

パターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリでは、しきい値算出のためのしきい値データが予め準備された開口タイプ毎に予め設定されている。パターン孔の開口タイプは、パターン孔の形状（正方形、長方形、円形など）とサイズの区分の組み合わせによって複数種類が設定される。すなわち対象とする開口部がどの開口タイプに該当するかを判断することにより、半田印刷面積をベースにした検査しきい値が算出できるようになっている。

またパターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリでは、電子部品の種類（Ｐ１，Ｐ２，・・）が指定されることにより、同様のしきい値データが直接求められるようになっており、この場合には、開口タイプの種類判別を行う必要がない。いずれの例においても、しきい値データは、各要素半田印刷部の面積の正常範囲（（−）ＯＫ〜（＋）ＯＫ）、警告範囲（（−）Ｗａｒｎｉｎｇ〜（＋）Ｗａｒｎｉｎｇ）および不合格の下限および下限（（−）ＮＧ、（＋）ＮＧ）を、正規形状の要素半田印刷部の面積に対する百分率で規定している。

グループ化データ２７ｅは、グループ化処理プログラム２６ｄによって、各要素半田印刷部の位置を示す個別の検査対象位置データを、特定のグループ化条件に従ってグループ化したデータである。グループ化データ２７ｅ上では各グループに識別番号が付与されており、これらの番号が指定されることにより、この番号に対応したグループの基板６における位置が、検査対象位置データを介して特定される。そして検査実行時には、検査実行制御プログラム２６ｇはグループ化データ２７ｅを参照して、カメラ２０を指定されたグループを撮像するために移動させる。

検査頻度データ２７ｆは、１つの基板を対象とする印刷検査において、各グループ毎に実行される検査頻度を規定するデータである。図１０に示すように、各グループ番号Ｇｎ毎に、検査頻度、すなわち当該グループについて実行されるべき検査のインターバルが基板枚数Ｎで規定されている。ここでは、高信頼性が求められ良好な印刷精度を要する電子部品が搭載されるグループにいては、印刷精度が確実に保証されるよう全数検査、すなわちＮ＝１が入力され、半田接合が容易で印刷精度がさほど重要視されないような電子部品が搭載されるグループについては、抜き取り頻度検査が適宜決定される。

検査頻度データ２７ｆは、操作・入力部２８によって手動入力され、データ記憶部２７
に書き込まれる。そして後述する検査用データ作成においては、データ記憶部２７から読み出される。したがって、データ記憶部２７は、各グループ毎に検査頻度を付与した検査頻度データを提供する検査頻度データ提供手段となっている。

実行用データ２７ｇは、半田印刷に引き続いて実行される印刷検査において実際に用いられる検査用データであり、後述するように印刷対象の基板品種が指定されることにより、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄの当該基板品種に対応したデータ、およびグループ化データ２７ｅ、検査頻度データ２７ｆに基づいて作成され、データ記憶部２７に実行用データ２７ｇとして記憶される。

このスクリーン印刷装置は上記のように構成されており、次に検査用データ作成処理について、図１１のフローに沿って各図を参照して説明する。この検査用データ作成処理は、複数の検査対象物を有する基板を撮像して行われる所定の検査である印刷状態の良否判定を行う印刷検査装置（外観検査装置）に用いられる検査用データを作成するものである。

まず図１１において、検査対象位置データの読み込みが行われる（ＳＴ１）。これにより、検査対象位置データとしてのマスク開口データが読み出され、図１２に示すように、表示部３２に表示されるデータ作成処理用の操作画面４０には、印刷範囲１２ａ内における開口部の配置を示す開口パターンが表示される。これらの開口部は、回路形成面の各電極に形成された要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データに対応している。

ここで、マスク開口データとしては、対象となるマスクプレート１２に対応したマスク開口データがデータ記憶部２７のマスク開口データライブラリ２７ｃに使用される記憶されている場合には、このライブラリデータが用いられる。そしてこのライブラリデータが未入手である場合には、実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂから等価のマスクデータを作成する処理が行われる。さらに、これらの実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂが未入手であれば、前述のようにマスクプレート１２を撮像して得られた画像データから開口部を検出して、要素形状・位置データとするデータ生成処理が行われる。

次に表示された各パターン孔に対応したこれらの要素形状・位置データを、グループ化条件に従って括ることによって個別のグループにグループ化するグループ化処理が行われる（ＳＴ２）。このグループ化処理は、操作画面４０上に表示された開口部を予め定められたグループ化条件に従って関連づけることによって、個々の要素形状・位置データをデータ群に括って個別のグループにグループ化するものであり、グループ化処理プログラムによって自動的に行われる。

ここでは、図１３に示す操作画面４０上に表示されるグループ条件選択ウイザード４１によって、３つのグループ化条件、すなわち部品単位４２ａ（参考例）、属性指定４２ｂ（参考例）、範囲指定４２ｃによるグループ化条件のいずれかを選択することができるようになっている。この選択は、各選択肢のそれぞれに設けられたチェック枠４３によって行われる。

部品単位４２ａを選択すると、基板６に実装される電子部品のそれぞれを１つのグループとするようにグループ化条件が決定される。すなわち、図１４（ａ）に示すように、４つの電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、Ｐ４を半田接合するために設けられた電極（図４参照）にそれぞれ対応したパターン孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが、グループ化枠４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄによって囲まれ、これにより、個別のパターン孔に対応した要素形状・位置データは、各電子部品単位に括られてグループに分類され、これらのグルー
プは各電子部品（Ｐ１，Ｐ２・・）によって特定される。

また属性指定４２ｂを選択すると、電子部品の属性に基づいてグループ化条件が決定される。すなわち、実装される全ての電子部品のうち、指定入力枠４４に入力されることによって特定された属性を有する電子部品のみが、グループ化の対象となる。例えば、属性として電子部品の種類「ＱＦＰ」を指定すると、図１４（ｂ）に示すように、当該種類に該当する電子部品Ｐ４に対応したパターン孔１６ｄのみがグループ化枠４５ｄによって囲まれる。これにより、パターン孔１６ｄに対応した要素形状・位置データは、入力された属性によってデータ群に括られたグループとそれ以外のデータ群とに分類され、当該データ群に括られたグループは、属性「ＱＦＰ」によって特定される。

範囲指定４２ｃを選択すると、基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいてグループ化条件が決定される。この場合には、図１４（ｃ）に示すように、操作画面上において、マウスなどのポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔（ここでは、パターン孔１６ｃ、１６ｄ）のみを囲むグループ化枠４５ｅを設定する操作を行う。これにより、これらのパターン孔に対応した要素形状・位置データは、枠設定操作によって決定された幾何学的範囲に基づいてデータ群に括られたグループと、それ以外のデータ群と分類され、当該データ群に括られたグループは、指定された範囲の特性（例えば、「同一検査しきい値付与範囲」、「同一検査頻度付与範囲」など）によって特定される。

このようにして、グループ化処理が完了したならば、検査しきい値および検査頻度付与が行われる（ＳＴ３）。すなわち、各グループに対して固有の検査しきい値および検査頻度がそれぞれ付与され、各グループに属する複数の検査対象物に対して、一括して検査しきい値が付与されるとともに、当該グループを対象とする検査の実行間隔が基板枚数単位で設定される。これにより、膨大な数のパターン孔を有する基板を対象とする場合においても、検査しきい値および検査頻度付与のためのデータ処理を容易にすることができる。

そして各グループ毎に検査しきい値および検査頻度が付与された検査用データは、実行用データ２７ｇとしてデータ記憶部２７に記憶される（ＳＴ４）。なお、上記フローにおいて、グループ化処理（ＳＴ２）、検査しきい値および検査頻度の付与（ＳＴ３）は、上述の順序通りに行う必要は必ずしもなく、個々のグループについて順不同で行ってもよい。

次に、検査データ作成に引き続いて行われるクリーン印刷における印刷検査処理について、図１５のフローに沿って説明する。まず、基板６がスクリーン印刷装置に搬入される（ＳＴ１１）。次いで、基板カウント部３３により基板枚数がカウントされる（ＳＴ１２）。すなわち、搬入された基板が生産開始時点から数えて何枚目に該当するかを判断する。

次いでスクリーン印刷が実行される（ＳＴ１３）すなわちまずマスクプレート１２上にクリーム半田９が供給され、そして基板６をマスクプレート１２の下面に当接させる。次いでスキージヘッド１３を移動させて、クリーム半田９をパターン孔１６ａ〜１６ｃを介して基板６の各電極６ｂ〜６ｄ上に印刷する。この後、Ｚ軸テーブル５を下降させて版離れを行うことにより、基板６の電極上には要素半田印刷部Ｓ１〜Ｓ４（図４参照）が形成される。

この後、印刷後の基板を検査位置へ移動させ（ＳＴ１４）（図２，図３参照）、印刷検査（外観検査）が行われる。まず検査実行に先立って、当該基板の検査対象位置の各グループについて、検査対象か否かを判断する（ＳＴ１５）。すなわち、各グループに付与された検査頻度と、基板カウント部３３によってカウントされた基板枚数とを参照すること
により、今回の検査動作において検査対象となるグループと、検査対象とならないグループとを識別する。

そして検査対象となるグループの検査を実行する（ＳＴ１６）。すなわち、カメラ移動機構２３によってカメラ２０を検査対象となるグループの上方に移動させ、順次これらのグループを撮像する。そしてこれらのグループに属する要素半田印刷部Ｓ１〜Ｓ４の面積を検出し、この面積検出結果を検査しきい値ライブラリ２７ｄに基づいて求められた検査しきい値と比較することにより、印刷状態の良否が判定される。検査が終了した基板６は搬出され（ＳＴ１７）、最後の基板であるか否かを判断し、最後の基板であれば印刷作業および印刷検査を終了する。

すなわち、上述の検査実行においては、前述のように検査実行制御プログラム２６ｇが実行され、検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データに基づいて、視野移動機構２３，カメラ２０、画像処理部３０および印刷良否判定プログラム２６ｃを、前述の検査実行制御手段によって制御する形態となっている。

（ＳＴ１６）における印刷状態の最終判定は、前述のグループに関連づけて判定され、判定結果の表示も同様にグループに関連づけられてグループ毎に行われる。例えば、グループ化が部品単位で行われている場合には、判定および判定結果の表示は部品単位で行われる。すなわち、各電子部品に対応した要素半田印刷部がすべて良好であれば、その電子部品についての半田印刷は良好であると判定され、１つでも印刷状態不良の要素半田印刷部が存在する場合には、その電子部品については、印刷状態不良であると判定される。

そしてこれらの判定結果は、操作画面４０上に表示される。図１６は判定結果の表示例を示しており、判定結果はグループに関連づけて表示され、ここでは、判定結果の表示を電子部品単位および要素半田印刷部単位を併用して行われる例を示している。例えば、上述のように１つの電子部品に対応した半田印刷部がすべて良好で、その電子部品についての半田印刷は良好であると判定された電子部品については、画面上では特別な表示はなされず、印刷状態の不良が検出された要素半田印刷部およびこの要素半田印刷部に対応した電子部品について、不良表示が行われる。

図１６の例では、パターン孔１６ｄによって電子部品Ｐ４に対応して印刷された半田印刷部に不良が検出された場合の例を示しており、Ｐ４を囲む枠が反転表示されることにより、不良箇所を電子部品単位で容易に確認できるようになっている。また不良が検出された要素半田印刷部に対応したパターン孔１６ｄ＊が反転表示されるとともに、不良内容を示す表示欄４６が当該パターン孔毎に対応して表示される。

上記説明したように本実施の形態では、印刷検査を複数の基板に対して連続実行する過程において、検査対象位置データをグループ化した各グループの検査頻度を規定する検査頻度データに基づいて視野移動手段、撮像手段および判定手段を検査実行制御手段によって制御するようにしている。これにより、同一基板について検査対象物の必要度に応じて適正な検査頻度を設定することが可能となり、生産効率の向上と検査精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる。

なお、本実施の形態では、検査用データ作成機能を備えたスクリーン印刷装置によって検査用データ作成を行う形態を示しているが、スクリーン印刷装置とは別個に独立して専用の検査用データ作成装置を設ける場合にあっても、本実施の形態に示す構成を適用することができる。

また上記実施の形態では、検査対象物が基板に印刷された半田である半田検査の例を示
しているが、半田印刷後に基板に搭載された電子部品を検査対象物とする場合においても、本発明を適用することができる。この場合には、図５に示す構成からスキージユニット１３およびスキージ移動機構１７を除いた構成の検査装置が外観検査装置として用いられる。

そして検査対象物の位置を示す検査対象位置データとして、基板における個々の電子部品の位置を示す実装データ２７ａが使用される。この場合においても、検査用データとしての実行用データを作成する際には、検査対象位置データをグループ化条件に従って個別のグループにグループ化し、これらのグループ毎に検査が実行される頻度が付与される。

この電子部品が検査対象物である場合のグループ化条件としては、図１４（ｃ）に示すように、基板面における幾何学的範囲に基づいてグループ化条件を決定することができる。これにより、枠設定操作によって決定された幾何学的範囲に基づいて、「同一検査しきい値付与範囲」や「同一検査頻度付与範囲」のグループを設定することができる。また図１３，図１４（ｂ）に示すように、電子部品の種類などの属性に基づいてグループ化条件を決定してもよい。この場合には指示された属性によって分類されたグループについて、同一の検査しきい値や検査頻度を付与することができる。

本発明の印刷検査装置および印刷検査方法は、同一基板について検査対象物の必要度に応じて適正な検査頻度を設定することが可能となり、生産効率の向上と検査精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができるという利点を有し、基板に印刷された半田を撮像して印刷検査を行う分野に有用である。

本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の平面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のプログラム記憶部およびデータ記憶部の記憶内容を示す図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要素半田印刷部の要素形状・位置データの説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の実装データおよびマスク開口パターンの説明図 本発明の一実施の形態の印刷検査装置の検査しきい値ライブラリの説明図 本発明の一実施の形態の印刷検査装置の検査頻度データの説明図 本発明の一実施の形態の印刷検査用データ作成処理のフロー図 本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図 本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図 （ａ）（ｂ）本願発明の参考例としての印刷検査装置の表示画面を示す図 （ｃ）本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図 本発明の一実施の形態の印刷検査装置における検査実行制御処理のフロー図 本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図

符号の説明

１ 基板位置決め部
６ 基板
６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 電極
９ クリーム半田
１２ マスクプレート
１３ スキージヘッド
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ パターン孔
２０ カメラ
２５ 演算部
２６ プログラム記憶部
２６ｃ 印刷良否判定プログラム
２６ｄ グループ化処理プログラム
２６ｆ 検査頻度付与処理プログラム
２７ データ記憶部
２７ｃ マスク開口データライブラリ
２７ｆ 検査頻度データ
３０ 画像処理部

Claims (2)

1. 基板の電子部品接合用の電極にマスクプレートのパターン孔を介して印刷された複数の半田を撮像して印刷検査を行う印刷検査装置であって、前記印刷された複数の半田を撮像して画像データを取得する撮像手段と、この撮像手段による撮像視野を前記基板上で相対移動させる視野移動手段と、前記画像データに基づいて前記検査の結果判定を行う判定手段と、前記印刷された複数の半田の位置となる前記パターン孔の開口位置を示す検査対象位置データを提供する位置データ提供手段と、前記検査対象位置データをポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔のみを囲む前記基板の表面における幾何学的範囲を設定することにより個別の同一検査しきい値付与範囲や同一検査頻度付与範囲のグループにグループ化したグループ化データを提供するグループ化データ提供手段と、前記グループ毎に検査が実行される頻度を付与した検査頻度データを提供する検査頻度データ提供手段と、搬入・搬出される前記基板の枚数をカウントする基板カウント部と、前記検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データに基づいて前記視野移動手段、撮像手段および判定手段を制御する検査実行制御手段とを備え、
   前記検査実行制御手段が前記視野移動手段、撮像手段および判定手段を制御することにより実行される印刷検査において、当該基板の前記個別のグループについて、各グループについて付与された検査頻度と前記基板カウント部によってカウントされた基板枚数とを参照することにより、検査動作において検査対象となるグループと検査対象とならないグループとを識別し、検査対象となるグループの検査を実行することを特徴とする印刷検査装置。
2. 基板の電子部品接合用の電極にマスクプレートのパターン孔を介して印刷された複数の半田を撮像して画像データを取得する撮像手段と、この撮像手段による撮像視野を前記基板上で相対移動させる視野移動手段と、前記画像データに基づいて前記検査の結果判定を行う判定手段と、前記印刷された複数の半田の位置となる前記パターン孔の開口位置を示す検査対象位置データを提供する位置データ提供手段と、前記検査対象位置データをポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔のみを囲む前記基板の表面における幾何学的範囲を設定することにより個別の同一検査しきい値付与範囲や同一検査頻度付与範囲のグループにグループ化したグループ化データを提供するグループ化データ提供手段と、前記グループ毎に検査が実行される頻度を付与した検査頻度データを提供する検査頻度データ提供手段と、搬入・搬出される前記基板の枚数をカウントする基板カウント部とを備えた印刷検査装置によって、前記基板に印刷された半田を撮像して印刷検査を行う印刷検査方法であって、
   複数の基板を対象として連続して前記検査を実行する過程において、前記検査対象位置データ、グループ化データおよび検査頻度データに基づいて前記視野移動手段、撮像手段および判定手段を検査実行制御手段によって制御して、当該基板の前記個別のグループについて、各グループについて付与された検査頻度と前記基板カウント部によってカウントされた基板枚数とを参照することにより、検査動作において検査対象となるグループと、検査対象とならないグループとを識別し、検査対象となるグループの印刷検査を実行することを特徴とする印刷検査方法。

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