JP4809032B2

JP4809032B2 - 実装基板の検査装置および印刷装置

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Publication number: JP4809032B2
Application number: JP2005291407A
Authority: JP
Inventors: 利道佐藤; 貴士佐藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-10-04
Also published as: JP2007103665A; CN1945203B; CN1945203A

Description

この発明は、実装基板上に配設されたクリームハンダの配設状態を検査する実装基板の検査装置等に関する。

従来、スクリーン印刷等によって実装基板上に配設されたクリームハンダの配設状態の検査方法として、基板を照明して反射光を撮像し、撮像画像の明暗に基づいてハンダ配設部分を抽出する方法が知られている。

たとえば下記特許文献１，２では、ハンダ配設部分と基板露出部分の明暗が正反対となる大入射角の光と小入射角の光を入射させ、それぞれの照明の下での撮像結果に基づいてハンダ配設部分を基板露出部分から識別する方法が開示されている。
特許第２５０４６３７号公報特許第２７７６６９２号公報

しかしながら、基板上には種々の部材が配設されており、上記従来の検査装置では、ハンダ配設部分のみを確実に抽出するには改良の余地があった。

たとえば上記従来の検査装置では、ハンダの中央部分が明るく撮像される場合があり、基板上に形成されたパッド（電極）部分も同様に明るく撮像されるため、両者の区別が困難であった。

一方、ハンダの中央部分が明るく撮像されてしまう事態を回避するために、照明として赤外光を使用することが考えられるが、このようにするとパッド部分が暗く撮像されてしまい、やはりハンダ部分と区別しにくいという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、実装基板に配設されたハンダ部分を確実に抽出することができる実装基板の検査装置等を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］クリームハンダが配設された実装基板を撮像する撮像手段と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に赤外光を照射する赤外光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に可視光を照射する可視光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達せず、乱反射光が前記撮像手段に到達しうる大入射角で、前記実装基板に第２の可視光を照射する第２の可視光照明と、
前記赤外光および可視光、または前記赤外光、可視光および第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第１の撮像画像と、前記赤外光および可視光が照射されず、前記第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第２の撮像画像とに基づいて、クリームハンダの配設状態を判別する配設状態判別手段と、
を備えたことを特徴とする実装基板の検査装置。

［２］前記可視光照明は、前記赤外光照明が照射する赤外光より小さい入射角で可視光を照射する前項１に記載の実装基板の検査装置。

［３］
実装基板に対してクリームハンダを配設するハンダ配設手段と、
前項１または２に記載の実装基板の検査装置と、
を備えたことを特徴とする印刷装置。

［４］クリームハンダが配設された実装基板を撮像する撮像手段と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に赤外光を照射する赤外光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に可視光を照射する可視光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達せず、乱反射光が前記撮像手段に到達しうる大入射角で、前記実装基板に第２の可視光を照射する第２の可視光照明と、を用いて実装基板を検査する方法であって、
前記赤外光および可視光、または前記赤外光、可視光および第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第１の撮像画像と、前記赤外光および可視光が照射されず、前記第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第２の撮像画像とに基づいて、クリームハンダの配設状態を判別することを特徴とする実装基板の検査方法。

上記発明［１］によると、赤外光を用いることでハンダの中央部分が明るく撮像されてしまう事態を防止することができるとともに、赤外光とともに照射する小入射角の可視光によりパッド部分をハンダ部分より十分明るく撮像してハンダ部分とパッド部分とを区別することができ、これによりハンダ部分を確実に抽出してハンダの配設状態を適切に判別することができる。さらに赤外光と小入射角の可視光を用いた第１の撮像画像によりパッド部分をハンダ部分より十分明るく撮像してハンダ部分とパッド部分とを区別することができるとともに、大入射角の第２の可視光を用いた第２の撮像画像によりパッド部分とともにハンダ部分を明るく撮像して確実に検出することができるため、これら２つの撮像画像に基づくことにより、ハンダ部分のみをより確実に抽出することができる。

上記発明［２］によると、パッド部分をより明るく撮像して、ハンダ部分とパッド部分とをより確実に区別することができる。

上記発明［３］によると、実装基板に対してクリームハンダを配設し、その配設状態を判別することができる。

上記発明［４］によると、赤外光を用いることでハンダの中央部分が明るく撮像されてしまう事態を防止することができるとともに、赤外光とともに照射する小入射角の可視光によりパッド部分をハンダ部分より十分明るく撮像してハンダ部分とパッド部分とを区別することができ、これによりハンダ部分を確実に抽出してハンダの配設状態を適切に判別することができる。さらに赤外光と小入射角の可視光を用いた第１の撮像画像によりパッド部分をハンダ部分より十分明るく撮像してハンダ部分とパッド部分とを区別することができるとともに、大入射角の第２の可視光を用いた第２の撮像画像によりパッド部分とともにハンダ部分を明るく撮像して確実に検出することができるため、これら２つの撮像画像に基づくことにより、ハンダ部分のみをより確実に抽出することができる。

図１は本発明の一実施形態にかかる印刷装置の側面図、図２はその装置の正面図である。これらの図に示すように、このスクリーン印刷装置の基台２上には、印刷ステージ１０が設けられ、この印刷ステージ１０を挟んで両側に実装基板（以下、単に基板という）Ｗを印刷ステージ１０上に搬入および搬出するための上流側コンベア１１および下流側コンベア１２がＸ軸方向（搬送ライン）に沿って配置されている。

さらにこの印刷装置は、基板Ｗをクランプするためのクランプユニット３と、基板Ｗをクランプする際に基板上面側に係合して位置決めするための位置決めユニット４と、印刷ステージ１０の上方に設けられるステンシル保持ユニット５およびスキージユニット６と、基板Ｗおよびステンシル５１を撮影するためのカメラユニット７と、ステンシル５１を清掃するためのクリーナー８とを備え、クランプユニット３によりクランプされた基板Ｗがステンシル保持ユニット５のステンシル５１に重装され、その状態で、スキージユニット６のスキージ６１によってスクリーン印刷が施されるようにしている。

図１および図２に示すように、基台２上には、水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿ってレール２１１が配設されるとともに、このレール２１１にＹ軸テーブル２１がＹ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＹ軸テーブル２１および基台２間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＹ軸テーブル２１が基台２に対しＹ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｙ軸テーブル２１の上にはＸ軸方向に沿ってレール２２１が配設されるとともに、このレール２２１にＸ軸テーブル２２がＸ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＸ軸テーブル２２およびＹ軸テーブル２１間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＸ軸テーブル２２がＹ軸テーブル２１に対しＸ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｘ軸テーブル２２には回転ユニット２３１を介して鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在にＲ軸テーブル２３が設けられている。このＲ軸テーブル２３は、図示しない回転駆動手段によってＺ軸回りに回転駆動するよう構成されている。

Ｒ軸テーブル２３の四隅にはスライド支柱２４１が上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド自在に取り付けられるとともに、このスライド支柱２４１の上部には昇降テーブル２４が取り付けられ、スライド支柱２４１のスライドによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向に昇降自在に取り付けられる。さらに昇降テーブル２４およびＲ軸テーブル２３間にはボールねじ機構２４３が設けられており、このボールねじ機構２４３が駆動することによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。この実施形態では、昇降テーブル２４および昇降テーブル２４上に設けられたクランプユニット３等が印刷ステージ１０を構成している。

昇降テーブル２４上にはＸ軸方向に沿って一対のメインコンベア２０が設けられている。このメインコンベア２０は、昇降テーブル２４が降下した状態においては、上流側端部および下流側端部が上記上流側コンベア１１の端部および下流側コンベア１２の端部にそれぞれ対向して配置されている。

また、昇降テーブル２４には、一対のメインコンベア２０間に対応して、スライド支柱２９１を介して上下方向に昇降自在に載置テーブル２９が設けられている。さらにこの載置テーブル２９および昇降テーブル２４間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによって載置テーブル２９が昇降テーブル２４に対し上下方向に移動するよう構成されている。この載置テーブル２９は、基板Ｗを載置可能な載置手段として構成されており、上昇することによってメインコンベア２０上の基板Ｗが載置テーブル２９上に移載されて上方へ移動されるとともに、下降することによって載置テーブル２９上の基板Ｗがメインコンベア２０側に移載されるよう構成されている。

図３はこの実施形態にかかる印刷装置各部の位置関係を表す斜視概略図である。

ステンシル保持ユニット５は、印刷ステージ１０の左右両側に固定的に設けられたステンシル支持台５２を有し、このステンシル支持台５２上に、半田塗布部分に開口部（パターン孔）を有するステンシル５１を水平配置で張り渡した状態で載置されるようになっている。左右のステンシル支持台５２上にはそれぞれ前後に２つずつのステンシルクランプ５３が設けられており、このステンシルクランプ５３がエアシリンダ等の駆動手段（図示省略）によって駆動され、ステンシル５２の枠部５４をステンシル支持台５２上に押さえ付けることで、ステンシル５１をステンシル支持台５２上に固定するようになっている。

ステンシル保持ユニット５の上側に設けられるスキージユニット６は、印刷ステージ１０の左右両側に立設されたスキージ支持フレーム６３，６３に支持されている。左右のスキージ支持フレーム６３，６３の上面にはそれぞれＹ軸方向に延びるスキージガイドレール６４，６４が設けられており、このスキージガイドレール６４，６４上をＹ軸方向に沿って移動自在な可動ビーム６５が、印刷ステージ１０の上方を跨ぐように設けられている。この可動ビーム６５には、一対のスキージ６１，６１がそれぞれ昇降自在に設けられたスキージホルダー６２が取り付けられている。

そして載置テーブル２９が上昇して基板Ｗがステンシル５１の下面に押し付けられた状態で、一方のスキージ６１を降下させ、Ｙ軸方向一方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリームハンダをＹ軸方向一方側に向けてローリング（混練）させつつ拡張できるようになっている。また、後続の基板Ｗに対しては、他方のスキージ６１を降下させ、Ｙ軸方向他方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリームハンダＳをＹ軸方向他方側に向けてローリングさせつつ拡張できるよう構成されている。

本実施形態にかかる印刷装置では、上述したクランプユニット３、位置決めユニット４、ステンシル保持ユニット５、ステンシル５１、スキージユニット６等が実装基板Ｗに対してクリームハンダを配設するハンダ配設手段として機能している。

図４はこの実施形態にかかる印刷装置のカメラユニットを斜め下方から見た斜視図である。

カメラユニット７は、降下状態の印刷ステージ１０とステンシル５１との間の高さ位置でＹ軸方向に沿って移動可能な移動ビーム７５に取り付けられている。この移動ビーム７５は、スキージ支持フレーム６３，６３の下面側の下側ガイドレール７４，７４にスライダ７４１，７４１を介して支持されることで、左右のスキージ支持フレーム６３，６３間に架け渡されるように設けられている。スキージ支持フレーム６３，６３の両外側にはＹ軸方向に沿ってボールねじ７６，７６が設けられており、これら左右のボールねじ７６，７６がボールねじ駆動モータ７６１，７６１によって回転駆動されることで、このボールねじ７６，７６にそれぞれ螺合するナット（図示省略）が設けられた移動ビーム７５がＹ軸方向に走行駆動されるようになっている。

また、この移動ビーム７５の後方にはステンシル５１を清掃するクリーナー８が取り付けられており、カメラユニット７と共用される移動ビーム７５のＹ軸方向の移動機構により、ステンシル５１の下面側全体を清掃可能となっている。

移動ビーム７５の前面側にはカメラヘッド７０をＸ軸方向に走行駆動するカメラ移動機構７７が設けられている。このカメラ駆動機構７７は、移動ビーム７５の長手方向に沿ったＸ軸方向に延びるカメラガイドレール７７１と、このレール７７１上をＸ軸方向に沿って移動可能なスライダ７７２と、このスライダ７７２に設けられたナット（図示省略）に螺合するボールねじ７７３と、このボールねじ７７３を回転駆動する駆動モータ７７４とを備えている。カメラヘッド７０はスライダ７７２に取り付けられており、ボールねじ７７３の回転によってＸ軸方向に走行駆動されるようになっている。

このような構成により、カメラヘッド７０は、Ｘ軸方向にはカメラ移動機構７７により、Ｙ軸方向には移動ビーム７５の移動機構により、ＸＹ平面上で移動して撮影を行うことができるようになっている。

カメラユニット７のカメラヘッド７０には、ステンシル５１を撮影するステンシル撮影カメラ７１が上向きに、基板Ｗを撮影する基板撮影カメラ７２が下向きにそれぞれ設けられている。

ステンシル撮影カメラ７１は、例えば照明を備えたＣＣＤカメラ等からなり、クリーナー８によってステンシル５１の清掃が行われた場合等に、ステンシルの開口あるいは下面に半田が残っていないか等、清掃状態を確認するための撮影を行うようになっている。また、ステンシル撮影カメラ７１は新たなステンシル５１が装着された際には、基板Ｗとの位置合わせのために、ステンシル５１に設けられた位置決めマークを撮影してその位置を検出できるようになっている。

基板撮影カメラ７２は、例えば照明を備えたＣＣＤカメラ等からなり、クリームハンダが印刷により配設された実装基板Ｗに対して、クリームハンダの配設状態を確認するための撮影を行うようになっている。この基板撮影カメラ７２は、後述する制御手段とともに、実装基板Ｗに配設されたクリームハンダの配設状態を検査する検査装置として機能するものである。また、基板撮影カメラ７２は、ステンシル５１との位置合わせのために、印刷ステージ１０に固定された基板Ｗに設けられた位置決めマーク等を撮影して、その位置を検出できるようになっている。

図５は、基板撮影カメラ７２の内部構成を示す縦断面図、図６は同カメラ７２の内部構成の説明図である。

これらの図に示すように、基板撮影カメラ７２は、下方が開口したドーム状のフード７３を備えており、撮像対象領域となるフード７３の下方に位置する実装基板Ｗに、周囲の外乱光が入射することを軽減できるようになっている。

このフード７３の上部中央には、レンズ７２１を備えたカメラ本体７２２が配設されている。カメラ本体７２２は、たとえばＣＣＤ等の撮像素子（不図示）を備えており、レンズ７２１等とともに基板Ｗに正対して、基板Ｗを上方から撮像する撮像手段７２３を構成している。

このフード７３内の上部には、撮像手段のレンズ７２１の近傍に斜め下向きに小入射角照明基板７３１が配置され、フード７３内の下部には横向きに大入射角照明基板７３２が配置されている。これら小入射角照明基板７３１および大入射角照明基板７３２は、レンズ７２１直下の撮像対象領域を取り囲んでそれぞれ配置されている。具体的には４５度間隔でそれぞれ８枚ずつ配置されている。

小入射角照明基板７３１には、撮像対象領域の基板Ｗに対して小入射角で照明光を照射する光源として、基板Ｗに対して赤外光を照射する赤外光照明７３３と、基板Ｗに対して可視光を照射する可視光照明７３４とが配設されている。

赤外光照明７３３は、具体的には赤外光を照射するＬＥＤから構成され、小入射角照明基板７３１の高さ方向中間部から下部に多数個が配置されている。この赤外光照明７３３は、小入射角照明基板７３１に配置されることにより、実装基板Ｗからの正反射光が撮像手段７２３に到達しうる小入射角で、前記実装基板Ｗに対して赤外光を照射するようになっている。この赤外光照明７３３から照射される赤外光の実装基板Ｗに対する入射角である小入射角とは、具体的には、基板Ｗ面の法線と交差する角度が５０度以下である範囲を言うものとする。

可視光照明７３４は、具体的には赤色の可視光を照射するＬＥＤから構成され、小入射角照明基板７３１の最上部に、１列のみ配置されている。この可視光照明７３４もまた、小入射角照明基板７３１に配置されることにより、実装基板Ｗからの正反射光が撮像手段７２３に到達しうる小入射角で、前記実装基板Ｗに対して可視光を照射するようになっている。また、可視光照明７３４は、赤外光照明７３３より撮像手段７２３に近い位置に配置されることで、赤外光照明７３３の赤外光より小さい入射角で可視光を照射できるようになっている。この可視光照明７３４から照射される可視光の実装基板Ｗに対する入射角である小入射角とは、具体的には、基板Ｗ面の法線と交差する角度が３０度以下である範囲を言うものとする。

また、この可視光照明７３４が照射する可視光の光強度は、赤外光照明７３３より小さくなっている。

大入射角照明基板７３２には、基板Ｗに対して第２の可視光を照射する第２の可視光照明７３５が配設されている。

第２の可視光照明７３５は、後述するように異なる用途に使用される２種類の照明を含んでおり、この実施形態では、それぞれ異なる色の可視光を照射するようになっている。具体的にはこれら２種類の照明は、青色の可視光を照射するＬＥＤ７３６と、赤色の可視光を照射するＬＥＤ７３７とから構成されている。

一方の照明である青色のＬＥＤ７３６は、大入射角照明基板７３２の中間高さ位置に一列に配置され、他方の照明である赤色のＬＥＤ７３７は、大入射角照明基板７３２の全面に多数が配置されている。これら青色および赤色のＬＥＤ７３６，７３７を含む第２の可視光照明７３５は、大入射角照明基板７３２に配置されることにより、実装基板Ｗからの正反射光が撮像手段７２３に到達せず、乱反射光が撮像装置に到達しうる大入射角で、前記実装基板Ｗに対して可視光を照射するようになっている。これら第２の可視光照明７３５から照射される可視光の実装基板Ｗに対する入射角である大入射角とは、具体的には、基板Ｗ面の法線と交差する角度が５０度以上、６５度以下である範囲を言うものとする。

また、第２の可視光照明７３５のうち一方の照明である青色のＬＥＤ７３６が照射する可視光の光強度は、上述した赤外光照明７３３より小さくなっている。

また、このカメラユニット７は、各カメラ７２，７３を駆動制御する駆動制御部９１および各カメラ７２，７３による撮像画像を画像処理する画像処理部９２を備えている。これら駆動制御部９１および画像処理部９２は、ＣＰＵや記憶装置を備えたパーソナルコンピュータ上にその機能が実現されている。なおこれら駆動制御部９１および画像処理部９２として機能するパーソナルコンピュータは、印刷装置全体の駆動制御をおこなう制御手段としても機能するものであり、各種情報の入力手段としてのキーボード、各種情報の出力手段としての液晶ディスプレイ、この印刷装置とともに実装ラインを構成する他の実装機等と通信するための通信インタフェース等を備えている。

図６に示すように、基板撮像カメラ７２においては、駆動制御部９１は、上述した赤外光照明７３３、可視光照明７３４、青色のＬＥＤ７３６および赤色のＬＥＤ７３７を含む第２の可視光照明７３５と、撮像手段７２３とを制御して、後述する撮像動作を行わせるようになっている。また画像処理部９２は、撮像手段７２３による撮像画像に対して後述する画像処理を施すことにより、基板Ｗ上に配設されたクリームハンダを抽出し、その配設状態を判別するようになっている。このように、駆動制御部９１および画像処理部９２は、クリームハンダの配設状態を判別する配設状態判別手段として機能するものである。以下、これら駆動制御部および画像処理部によるクリームハンダの配設状態の検査について説明する。

図７は、検査対象となる実装基板Ｗの例である。この図に示すように、基板Ｗ上には、クリームハンダが配設されたハンダ部分Ｗ１の他、配線パターンが現れたパターン部分Ｗ２，レジストが塗布された基材部分Ｗ３、銅箔等の電極が形成されたパッド部分Ｗ４，種々の情報が印刷されたシルク印刷部分Ｗ５等が形成されている。

図８はこの実施形態におけるクリームハンダの配設状態の検査の流れを示すフローチャートである。

この印刷装置においては、ステンシル５１を介してスキージ６１によりクリームハンダが所定位置に配設された基板Ｗが搬送高さ位置まで下降した状態で、カメラユニット７が基板Ｗ上方に送り出され、基板Ｗにおける複数の撮像対象位置を順次移動しながらクリームハンダの配設状態の検査が行われるようになっている。

この検査は、まず、駆動制御部９１の制御により、基板Ｗに対して小入射角で赤外光および赤色の可視光を照射する赤外光照明７３３と可視光照明７３４とが点灯される（ステップＳ１０）。

このとき撮像対象領域内において、ハンダの配設予定位置の近傍にシルク印刷部分が存在するか否かが、たとえば予め準備された基板情報に基づいて判断される（ステップＳ１１）。

ハンダ部分の近傍にシルク印刷部分が存在するなら（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、シルク印刷部分がハンダ部分に対して十分明るく撮像されるように、大入射角で可視光を照射する第２可視光照明７３５の一部の照明が補助的に点灯される（ステップＳ１２）。この実施形態では、シルク印刷部分以外の部位の撮像結果（明るさの濃度）に影響が小さい、青色の可視光ＬＥＤ７３６のみが点灯されるようになっている。一方、ハンダ部分の近傍にシルク印刷部分が存在しなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、第２の可視光照明７３５は点灯しない。これによりシルク印刷部分以外の部位の撮像結果に影響を与えることがない。

こうして小入射角の赤外光および可視光と、状況に応じて大入射角の可視光（青色）が照射された状態で、撮像手段７２３により第１画像（第１の撮像画像）が撮像される（ステップＳ１３）。

図９（ａ）は小入射角の赤外光と小入射角の可視光により撮像された第１画像における各部位の画像濃度値（明るさ）を示すグラフである。

同図に示すように、第１画像では、赤外光を用いることでハンダの中央部分が明るく撮像されてしまうことがなく、基材部分より若干明るい程度の濃度値（撮像画像における明るさ）で撮像されている。

また、同図に合わせて示す赤外光のみの場合の濃度グラフによると、ハンダ部分とパッド部分の濃度値が近似しているが、赤外光に加えて小入射角の可視光を照射することにより、パッド部分の濃度（明るさ）が向上し、ハンダ部分と明確に区別できる濃度差が得られていることが分かる。特に、可視光として赤色を用いるとその効果が大きく、より確実にハンダ部分とパッド部分とを区別することができることが分かる。また可視光は赤外光より小さい入射角で照射されていることからもパッド部分をより明るく撮像してハンダ部分と区別することができるようになっている。これにより、たとえば同図中に示す２値化しきい値により２値化する場合、ハンダ部分とパッド部分とを確実に区別することができる。

図９（ｂ）は小入射角の赤外光と小入射角の可視光に加えて大入射角の可視光により撮像された第１画像における各部位の画像濃度値（明るさ）を示すグラフである。

同図に示すように、小入射角の赤外光と可視光のみの場合の濃度グラフによると、ハンダ部分とシルク部分との濃度値が近似している。しかし、ハンダの近傍にシルク部分が存在する場合には、これらに加えて第２の可視光照明により大入射角の可視光を照射することにより、シルク部分の濃度（明るさ）が向上し、ハンダ部分と明確に区別できる濃度差が得られていることが分かる。たとえば同図中に示す２値化しきい値により２値化する場合、ハンダ部分とシルク部分とを確実に区別することができる。

第１画像が撮像されると、一旦全照明が消灯され（ステップＳ１４）、改めて第２の可視光照明７３５が点灯される（ステップＳ１５）。この際は、第２の可視光照明７３５のうち、第１画像の撮像時に補助的に用いられた照明以外の照明が用いられる。この実施形態では、第１画像の撮像時に補助的に用いられた照明以外の照明、すなわち赤色のＬＥＤ７３７が用いられるとともに、第１画像撮像時に補助的に用いられた青色ＬＥＤ７３６も同時に用いられるようになっている。

こうして大入射角の可視光が照射された状態で、撮像手段７２３により第２画像（第２の撮像画像）が撮像される（ステップＳ１６）。

図９（ｃ）は大入射角の可視光により撮像された第２画像における各部位の画像濃度値（明るさ）を示すグラフである。同図に示すように、第２画像では、大入射角の可視光を用いることでハンダ部分とともにパッド部分およびシルク部分を明るく高い濃度値で撮像することができる。たとえば同図中に示す２値化しきい値により２値化する場合、ハンダ部分、パッド部分およびシルク部分を確実に抽出することができる。

第２画像が撮像されると、全照明が消灯され（ステップＳ１７）、画像処理部９２により、第１画像と第２画像を演算して、画像処理によりハンダ輪郭を明瞭にした画像が作成される（ステップＳ１８）。そして、この作成された画像に基づいてハンダ位置が算出され（ステップＳ１９）、所定の合否基準に基づいてクリームハンダの配設状態の適否判断が行われる（ステップＳ２０）。この合否基準としては、具体的には、算出されたハンダ位置が予め設定された適切な位置から許容範囲内のずれ量に収まっているかなどを挙げることができる。

図１０は第１画像と第２画像を演算してハンダ輪郭を明瞭にした画像を作成する画像処理の説明図である。

同図に示すように、この画像処理では、第２画像Ｂに対してハンダ部分、パッド部分、シルク部分を抽出する画像処理により画像Ｂ’を作成し、第１画像Ａに対してパッド部分、シルク部分を抽出する抽出する画像処理により画像Ａ’を作成する。これらハンダ等を抽出する画像処理は、具体的にはたとえば図９（ａ）〜（ｃ）に示した２値化しきい値による２値化処理を挙げることができる。

上述したように、第１画像においてはハンダ部分に対してパッド部分およびシルク部分が十分に明るく撮像されるため、両者を区別してパッド部分およびシルク部分を抽出することができる。また、第２画像においてはハンダ部分、パッド部分およびシルク部分がこれら以外の部位より十分に明るく撮像されるため、これらを抽出することができる。

次にこうして作成された画像Ｂ’に対して、画像Ａ’をフィルターとして適用することにより、ハンダ部分のみを抽出した画像Ｃが得られる。

このように、この実施形態によると、ハンダ部分とパッド部分およびシルク部分とを区別することができる第１画像と、ハンダ部分、パッド部分およびシルク部分をその他の部分から抽出できる第２画像を用いることにより、ハンダ部分のみをより確実に抽出することができる。特にこの実施形態では、第１画像Ａおよび第２画像Ｂからそれぞれ必要な部位を抽出する画像処理を行ってから両者を対比しているため、ノイズが少ない画像を得ることができる。

図１１は第１画像と第２画像を演算してハンダ輪郭を明瞭にした画像を作成する画像処理の別の例の説明図である。

この例は、ハンダ部分とパッド部分およびシルク部分とを区別することができる第１画像Ａを、ハンダ部分、パッド部分およびシルク部分を抽出できる第２画像Ｂによって除算することによって得られる画像Ｃ’により、ハンダ部分を他の部位から抽出するものである。

図１２は、この除算による画像処理により得られた画像における各部位の画像濃度値を示すグラフであり、（ａ）は、第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光を用いた場合、（ｂ）は第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光に加えて大入射角の可視光を用いた場合である。

同図（ａ）に示すように、この除算による画像処理によっても得られる画像Ｃ’ではハンダ部分の画像濃度値がその他の部分より十分に小さく、ハンダ部分のみを容易に抽出することができる。具体的にはたとえばハンダ部分より若干高い濃度値に２値化しきい値を設定して２値化処理することにより、ハンダ部分のみを抽出した画像を得ることができる。

また同図（ｂ）に示すように、第１画像の撮像時に大入射角の可視光を用いればシルク部分についてもハンダ部分より十分に高い画像濃度値が得られ、ハンダ部分とシルク部分とを確実に区別してハンダ部分を抽出することができる。

図１３は第１画像と第２画像を演算してハンダ輪郭を明瞭にした画像を作成する画像処理のさらに別の例の説明図である。

この例は、ハンダ部分とパッド部分およびシルク部分とを区別することができる第１画像Ａと、ハンダ部分、パッド部分およびシルク部分を抽出できる第２画像Ｂとを減算処理して差画像Ｃ”を作成することにより、ハンダ部分を他の部位から抽出するものである。

図１４は、この差画像を作成する画像処理を行って得られた画像における各部位の画像濃度値を示すグラフであり、（ａ）は、第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光を用いた場合、（ｂ）は第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光に加えて大入射角の可視光を用いた場合である。

同図（ａ）に示すように、この減算による画像処理によっても得られる差画像Ｃ”ではハンダ部分の画像濃度値がその他の部分より十分に小さく、ハンダ部分のみを容易に抽出することができる。具体的にはたとえばハンダ部分より若干高い濃度値に２値化しきい値を設定して２値化処理することにより、ハンダ部分のみを抽出した画像を得ることができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形可能であり、下記の形態等に適用可能である。

たとえば上記実施形態では、クリームハンダの配設状態の検査装置を、ハンダ配設手段を備えた印刷装置に適用したが、本発明は、ハンダ配設手段を有しない検査装置に適用しても良い。またスクリーン印刷以外のハンダ配設手段を備えた装置に適用してもよい。

また上記実施形態では、小入射角の可視光を赤色の可視光としたが、可視光であれば他の色（波長）であっても良い。また大入射角の可視光を青色および赤色としたが、可視光であれば他の色であっても良い。

また上記実施形態では、小入射角の赤外光および可視光の補助とする大入射角の可視光に第２の可視光照明の一部の照明を用いたが、第２の可視光照明の全部を用いても良い。

また上記実施形態では第２画像を撮像する際、第１画像の撮像において小入射角の赤外光および可視光の補助に用いた照明も点灯したが、第２画像専用の大入射角の可視光照明のみを用いるようにしても良い。

また上記実施形態では、小入射角の赤外光および可視光による第１画像と、大入射角の可視光による第２画像とを用いて配設状態の判別を行ったが、小入射角の赤外光および可視光による撮像画像（第１画像）における画像濃度（明るさ）のみによってハンダ部分の抽出および配設状態の判別を行うようにしても良い。

上記実施形態では、クリームハンダの配設状態としてハンダ位置を判別するようにしたが、ハンダの量や厚み、欠け、かすれ等を判別するようにしても良い。また良否だけでなく、良否の程度について判別するようにしても良い。

この発明の一実施形態にかかる印刷装置の側面図である。上記印刷装置を示す正面図である。この実施形態にかかる印刷装置各部の位置関係を表す斜視概略図である。上記印刷装置のカメラユニットを斜め下方から見た斜視図である。この実施形態における基板撮影カメラの内部構成を示す縦断面図である。この実施形態における基板撮影カメラの内部構成の説明図である。検査対象となる実装基板Ｗの例である。この実施形態におけるクリームハンダの配設状態の検査の流れを示すフローチャートである。（ａ）は小入射角の赤外光と小入射角の可視光により撮像された第１画像における各部位の画像濃度値を示すグラフである。（ｂ）は小入射角の赤外光と小入射角の可視光に加えて大入射角の可視光により撮像された第１画像における各部位の画像濃度値を示すグラフである。（ｃ）は大入射角の可視光により撮像された第２画像における各部位の画像濃度値を示すグラフである。この実施形態における第１画像と第２画像を演算してハンダ輪郭を明瞭にした画像を作成する画像処理の説明図である。この実施形態における第１画像と第２画像を演算してハンダ輪郭を明瞭にした画像を作成する画像処理の別の例の説明図である。除算による画像処理により得られた画像における各部位の画像濃度値を示すグラフであり、（ａ）は、第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光を用いた場合、（ｂ）は第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光に加えて大入射角の可視光を用いた場合である。この実施形態における第１画像と第２画像を演算してハンダ輪郭を明瞭にした画像を作成する画像処理のさらに別の例の説明図である。この差画像を作成する画像処理を行って得られた画像における各部位の画像濃度値を示すグラフであり、（ａ）は、第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光を用いた場合、（ｂ）は第１画像の撮像に小入射角の赤外光および可視光に加えて大入射角の可視光を用いた場合である。

符号の説明

１０印刷ステージ（ハンダ配設手段）
５１ステンシル（ハンダ配設手段）
６１スキージ（ハンダ配設手段）
７カメラユニット
７２基板撮影カメラ
７２３撮像手段
７３３赤外光照明
７３４可視光照明
７３５第２の可視光照明
７３６青色のＬＥＤ（第２の可視光照明）
７３７赤色のＬＥＤ（第２の可視光照明）
９１駆動制御部（配設状態判別手段）
９２画像処理部（配設状態判別手段）
Ｗ実装基板

Claims

クリームハンダが配設された実装基板を撮像する撮像手段と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に赤外光を照射する赤外光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に可視光を照射する可視光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達せず、乱反射光が前記撮像手段に到達しうる大入射角で、前記実装基板に第２の可視光を照射する第２の可視光照明と、
前記赤外光および可視光、または前記赤外光、可視光および第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第１の撮像画像と、前記赤外光および可視光が照射されず、前記第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第２の撮像画像とに基づいて、クリームハンダの配設状態を判別する配設状態判別手段と、
を備えたことを特徴とする実装基板の検査装置。
前記可視光照明は、前記赤外光照明が照射する赤外光より小さい入射角で可視光を照射する請求項１に記載の実装基板の検査装置。
実装基板に対してクリームハンダを配設するハンダ配設手段と、
請求項１または２に記載の実装基板の検査装置と、
を備えたことを特徴とする印刷装置。
クリームハンダが配設された実装基板を撮像する撮像手段と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に赤外光を照射する赤外光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達しうる小入射角で、前記実装基板に可視光を照射する可視光照明と、
前記実装基板からの正反射光が前記撮像手段に到達せず、乱反射光が前記撮像手段に到達しうる大入射角で、前記実装基板に第２の可視光を照射する第２の可視光照明と、を用いて実装基板を検査する方法であって、
前記赤外光および可視光、または前記赤外光、可視光および第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第１の撮像画像と、前記赤外光および可視光が照射されず、前記第２の可視光が照射された際の前記撮像手段による第２の撮像画像とに基づいて、クリームハンダの配設状態を判別することを特徴とする実装基板の検査方法。