JP4967275B2 - 実装検査システム - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板に抵抗器、コンデンサ、ＩＣ等の電子部品を実装する実装工程において、実装状態を検査する実装検査システムに使用するものである。

従来のプリント基板へのクリームはんだの印刷状態を検査する、クリームはんだ印刷検査機において、クリームはんだの印刷状態の良否を判定するデータの変更について、手動で行う方式のものは、特許文献１に示されている。
特開２００５−１３５９５４号公報

第１の検査装置でのクリームはんだの印刷状態の検査において、検査のＯＫ、ＮＧの判定を行うデータである教示データについて、当初は狭く設定するのが普通である。この理由は、クリームはんだの印刷状態の検査は、現場の経験、勘に頼るものが多く、当初より教示データの値の範囲を広くしておくと、ＮＧであるものまでが実装されてしまい、当該プリント基板を修理する必要が発生するからである。当初から教示データを狭くしておけば第１の検査装置でのＮＧは増えるが、その場で作業者が目視確認を行いＯＫと判断すれば実装を行うようにする。

電子部品を実装後の第２の検査装置でプリント基板の外観検査を行い、第１の検査装置でＮＧの箇所について第２の検査装置でＯＫと判断すれば、クリームはんだの印刷状態は適切な状態であると判断できる。つまり、第１の検査装置でＮＧとなったのは、第１の検査装置の教示データの値の範囲が狭いことが原因であり、値の範囲を広くする対応を行えば、第１の検査装置でのＮＧとなるプリント基板が少なくなり、作業者がその度に目視確認を行う必要が無くなる。

また、クリームはんだ印刷機の特性上、クリームはんだの印刷状態のバラツキはつきものであり、教示データの値を広くする対応をした値の範囲のものが、第２の検査装置でＮＧとなる場合もあり、この場合には教示データの値を再度狭くする必要がある。この他にも、当初狭く設定したと考えられる教示データの値の範囲内のものでも、第２の検査装置ではんだ状態がＮＧのものが出てくることがある。この場合には、逆に教示データの値の範囲を狭くする操作を行う必要がある。

本発明は、教示データの変更を、第１の検査装置、第２の検査装置のデータを処理することで、自動で第１の検査装置の教示データの変更を行うようにした迅速で確実なプリント基板の実装検査システムを提供するものである。

前記課題を解決するために、本発明の実装検査システムは、被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、前記第１のコンピュータは、前記第１の検査装置の測定値を用いて前記被検査物体のランドに印刷された半田の面積及び体積を用いて面積率及び体積率の値を算出し、前記第２の被検査物体を前記第２の検査装置にて良否を判定し、当該判定の結果と前記算出された面積率及び体積率に基づいて前記被検査物体の良とすべき面積率と体積率を示す教示データの範囲を変更する。
また、本発明の実装検査システムは、被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、前記第２の被検査物体が前記第２の検査装置で良と判定されると、前記第１のコンピュータでランドに印刷された半田の面積及び半田の体積を用いて算出される面積率と体積率の値を予め定められた良と判定すべき教示データの面積率と体積率の値とを比較し、緩和定数で定められた枚数だけ連続して被検査物体が教示データの範囲外となる場合は、当該教示データの範囲を拡大する。

また、本発明の実装検査システムは、被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、前記第1の被検査物体と第２の被検査物体が前記第２の検査装置で不良と判定され当該不良の判定が半田に起因する場合、前記第１のコンピュータでランドに印刷された半田の面積及び半田の体積を用いて算出される面積率と体積率の値を予め定められた良と判定すべき教示データの面積率と体積率の値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記教示データの範囲を、算出された面積率または体積率の下限値または上限値を1単位だけ増加或いは減少して狭くする。

本発明の実装検査システムによれば、第１の検査装置でのプリント基板へのクリームはんだの印刷状態の検査に関して、その検査のＯＫ、ＮＧの判断をするための教示データの値を、第２の検査装置での検査結果によって自動的に修正することが可能であり、迅速で確実なプリント基板の実装検査システムを提供するものである。

以下に、本発明の実装検査システムの実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に用いる実装検査システム１００及び周辺を表す概略図であり、図２は、プリント基板１を表し、プリント基板１には各々のプリント基板１の固有の値を示すバーコード３８が貼り付けられている。

図１において、プリント基板１を印刷機１１にセットすると、印刷機１１によってプリント基板１の、抵抗器、コンデンサ及びＩＣ等の電子部品２を実装する面側にクリームはんだを印刷する。クリームはんだが印刷されたプリント基板１はコンベア２０によって印刷機１１から運び出されて、第１の検査装置１２に運び込まれる。

第１の検査装置１２はプリント基板１へのクリームはんだの印刷状態を検査するものであり、検査方式は半導体レーザーを利用した３次元計測方式でも、カメラによりクリームはんだ面を撮像して検査を行う方式等、多様な方式があるが、自動でプリント基板１のクリームはんだの印刷状態を検査する装置であれば、どのような方式であっても構わない。

プリント基板１へのクリームはんだの印刷状態の確認は、印刷されたクリームはんだの量が多すぎる状態（はんだ過多）の場合には、実装後はんだブリッジが起こる可能性が高い他、クリームはんだの印刷位置がずれている（はんだずれ）場合、電子部品２の実装がきちんと行えない等の不具合を防ぐ意味においても是非とも必要な工程であるといえる。クリームはんだの印刷状態の確認を行うことで、実装ライン全体を通しての実装済みプリント基板１の不具合は減少することは、第１の検査装置１２を導入済みのカスタマ−で示されている。

第１の検査装置の検査の仕組みを、半導体レーザーを利用した３次元計測方式の装置で簡潔に説明を行う。プリント基板１のクリームはんだが印刷された側に、半導体レーザーを１点に照射し、その反射光を測定する。半導体レーザーでのプリント基板１への照射は１点であるが、プリント基板１をＸ方向及びＹ方向に移動させることで、プリント基板１のクリームはんだが印刷された全面に渡って照射を行うことになり、プリント基板１のクリームはんだが印刷された面側全面に渡って、半導体レーザーの反射波を測定することができる。

測定された半導体レーザーの反射光は、第１の検査装置１２の内部にある図示省略の第１の検査装置コンピューターで図４などに示すように高さデータ、輝度データ、落射データに変換される。高さデータ、輝度データ、落射データとも０〜２００の数値で表される。

ここでいう高さデータとは、プリント基板表面の高さを表すものであり、クリームはんだが印刷されている箇所は高い数値になる。輝度データとは半導体レーザーの反射光の照度の大きさを表したものであり、半導体レーザーの照射点の物質によって反射率は変わってくるので、輝度データの大きさも変わってくる。落射データとは照射された半導体レーザーの垂直方向への反射成分の大きさを表したものであり、照射点が傾いていると垂直方向への反射成分は少なくなり、落射データは小さい値となる。従って、輝度データよりクリーム半田領域を判別し、更に、高さデータ及び傾きを示す落射データを用いて面積率、体積率を計算することができる。

プリント基板１のクリームはんだが印刷される場所であるランド３９について、クリームはんだがどのような状態に、どのような量が印刷（塗布）されているのかを表すのに、前記の高さデータ、輝度データ、落射データを用いて表すのは適当ではない。というのは、高さデータ、輝度データ、落射データ自体は、プリント基板１上のある１点の状態を表す数値であるので、ランド３９のような面に印刷されている立体上のクリームはんだの形状を表すのは不適当であり、クリームはんだの印刷状態の検査の判定にも適当でない。

ここで、ランド３９のクリームはんだの印刷状態を表す数値として、面積率６１、体積率６２を導入する。面積率６１とは、プリント基板１のクリームはんだが印刷される部分だけが開口したメタルマスク４１において、メタルマスク４１の開口部４２の面積とランド３９に印刷された、クリームはんだの印刷された領域の面積の比率のことである。例えば、図３において、メタルマスク４１の（イ）の開口部４２は、（ア）のようにランド３９にクリームはんだが印刷される。ここで、面積率は、
（（ア）の面積／（イ）の面積）×１００（％） …（式１）
と表すことができる。高さデータ、輝度データ、落射データを演算することで、ランド３９へのクリームはんだの印刷状態について把握することができるので、面積率６１の導出が可能である。つまり面積率６１とは、ランド３９の面積に対応するメタルマスク４１の開口部４２の面積に対して、ランド３９に印刷されている面積の比率のことであり、１００％を大きく下回るような値である場合には、はんだ不足ということになる。

体積率６２とは、ランド３９に印刷されたクリームはんだの塗布量（体積）について表すものであり、前記面積率６１と併せて用いることで、ランド３９に印刷されたクリームはんだの状態、塗布量を把握することが可能であり、クリームはんだ印刷の検査に利用することができる。具体的には、メタルマスク４１の開口部４２の開口面積と開口部４２のメタルマスク４１の厚みは既知であるので、この値をあらかじめ第１の検査装置１２の図示省略の第１の検査装置コンピューターに記憶させておく。次に測定された、高さデータ、輝度データ、落射データより、ランド３９の場所の各点のクリームはんだの高さはわかるので、ランド３９全体に渡って求めると、ランド３９に印刷されているクリームはんだの形状、体積を計算することができる。ここで、体積率６２は、
（クリームはんだの塗布量（体積）／（開口部４２の面積×開口部４２の厚み））×１００（％）…（式２）
で求めることができる。すなわち、体積率６２とは、開口部４２の面積と開口部４２の厚みを掛け合わせたものを基準として、どれだけの量のクリームはんだが、ランド３９に印刷されているのかを表すものである。体積率６２が１００％を大きく下回る数値である場合には、はんだ不足ということになる。また、体積率６２が１００％を大きく上回る場合には、クリームはんだの塗布量が多いはんだ過多ということになるが、ランド３９が近接している場合、隣り合うランド３９との間ではんだブリッジが発生する問題があるが、独立したランド３９である場合には、はんだ過多でも問題ない場合もある。つまり、同じ形状、大きさのランド３９であっても、該ランド３９のある場所によって、適切な体積率６２の範囲は変わるのである。

被検査対象のプリント基板１のクリームはんだが印刷されるランド３９の全て、もしくは重点ポイントのみのランド３９の、クリームはんだの印刷状態が適切であると考えられる面積率６１、体積率６２の値を設定する。この設定した値のことを教示データ６３と言う。

第１の検査装置１２での実際の検査の詳細は、半導体レーザーを照射して反射波を測定し、高さデータ、輝度データ、落射データより、全てのランド３９の面積率６１、体積率６２の演算を行う。図４に示すように予め設定されている教示データ６３の面積率６１、体積率６２との比較を行い、例えば図４のランドＡのように測定された面積率６１、体積率６２のいずれもが教示データ６３の範囲内であれば、ランドＡのクリームはんだ印刷状態はＯＫである。図４のランドＢのように測定された面積率６１、体積率６２の両方もしくは一方が、教示データ６３の範囲外にあれば、ランドＢのクリームはんだ印刷状態はＮＧであると、第１の検査装置１２は判断する。

第１の検査装置１２でのプリント基板１のクリームはんだの検査がＮＧであれば、ＮＧとなったプリント基板１は作業者が取り出し、ＮＧとなった箇所のランド３９のクリームはんだの印刷状態を目視で確認して、ＯＫであればそのまま元に戻し下流の実装機に流す他、ＮＧと判断した場合プリント基板１に印刷されたクリームはんだの全てをふき取って、再度印刷機に投入する。このようにプリント基板１のクリームはんだの印刷状態を、第１の検査装置１２だけに任せず、作業者が目視確認する必要があるのは、ランド３９へのクリームはんだの印刷の量（塗布量）は、実装現場で経験的、感覚的に定められたものであり、教示データ６３の面積率６１、体積率６２の値のみでクリームはんだの印刷状態の、ＯＫ、ＮＧの判定をするのは間違えることがあるからである。

第１の検査装置１２でＯＫとされたもの（ＮＧであっても作業者が目視確認してＯＫと判断したものを含む）は、コンベア２０で第１の検査装置１２から運び出され、実装機１３に運び込まれ抵抗器、コンデンサ及びＩＣ等の電子部品をプリント基板１のクリームはんだが印刷された側に実装され、コンベア２０によって実装機１３から運び出され、リフロー炉１４に運び込まれ、リフローによりはんだ付けが完成する。

リフロー炉１４より運び出された電子部品２の実装が完成したプリント基板１は、コンベア２０によって第２の検査装置１５に運び込まれ、実装後の外観検査が行われる。第２の検査装置１５の原理は第１の検査装置１２と同じであり、自動で検査が行われるものであればどのような方式のものであってもよい。半導体レーザーを利用した３次元方式の例で言えば、高さデータはプリント基板１の面からの高さを表し、半導体レーザーの照射点に電子部品２が実装されている場合高い値となる。輝度データは半導体レーザーの反射波の照度の大きさを表すものであり、半導体レーザーの照射点に反射しにくい表面が黒色の電子部品２がある場合は小さい値となり、逆にはんだ面の場合は反射量が多くなるので大きな値となる。落射データとは、照射された半導体レーザーの垂直方向の反射の大きさを表すものであり、照射面が傾いている場合には小さな値となり、水平になっている場合には大きな値となる。

第２の検査装置１５において、プリント基板１に実装された抵抗器、コンデンサ及びＩＣ等の電子部品２の外観状態の検査を行い、その検査結果を第１の検査装置１２にフィードバックさせることができる。以下において、このフィードバックについて詳細に説明していく。

第１の検査装置１２において、クリームはんだの印刷状態がＮＧと判断されるも、作業者が目視確認で問題ないと判断して、実装を行った場合、この時点で直ちに第１の検査装置１２の教示データ６３の補正を行えばよいのであるが、クリームはんだの場合、実際に電子部品２を実装してリフロー炉１４を通して外観状態を確認しないと、適切なクリームはんだ印刷（はんだ塗布量）であると判断できない。

第１の検査装置１２でクリームはんだの印刷状態がＮＧと判断され、作業者の目視検査でＯＫと判断したランド３９に電子部品２が実装され、第２の検査装置１５において、プリント基板１の外観状態（実装状態）の検査を行う。第２の検査装置１５では、実装された電子部品２が正しく実装されているか、電子部品２の種類の違い、欠品はないか、極性が違わないか、はんだがブリッジしていないか等を、第１の検査装置１２とは別の判定基準で行う。第２の検査装置１５の検査方法の詳細については、本発明と直接関係ないので詳細な説明は省略する。

第１の検査装置１２においてクリームはんだの印刷状態の検査がＮＧであるも、第２の検査装置１５での外観検査がＯＫであれば、第１の検査装置１２で検査される状態のプリント基板１のクリームはんだの印刷状態は適当であると判断できる。このような状態が続くようであれば、第１の検査装置１２の教示データ６３の設定値が適切ではないことを意味する。つまりは、当初は狭い値の範囲に設定していた教示データの値を広くする（緩和する）操作をすべきであることを意味する。

図５に示すのは、同一種類のプリント基板１で同一のランド３９について、第１の検査装置１２でＮＧとなり、作業者の目視検査でＯＫとして実装を行い、電子部品２を実装後の第２の検査装置でＯＫと判断されたものの抜粋である。図５において、第１の検査装置の当該のランド３９の教示データ６３は、面積率６１は、９０〜１００（％）、体積率６２は、１６０〜２００（％）と設定されている。一般に第１の検査装置１２での教示データの初期設定は経験的に小さくする。この理由としては、前述のようにランド３９へのクリームはんだ印刷の状態（はんだ塗布量）については、現場の経験、勘によるものが多く、実際の検査をやっていきながら、適切な教示データ６３を設定していく方が、誤ってＮＧのクリームはんだ印刷されたプリント基板１を実装機１３へ運び、不適切な実装がなされるのを防ぐためである。

図５では当初設定された教示データは前述のような理由で範囲を狭くしており、第１の検査装置１２ではＮＧでも第２の検査装置１５でＯＫとするものが増えてきているので、教示データの緩和（値の範囲を広く）する操作を行う。

第１の検査装置１２での測定された面積率６１、体積率６２の値は、適宜、第１のコンピューター２１に送られる。また、第１の検査装置１２の教示データについても、設定されている教示データが記憶されている。プリント基板１には固有の番号を示すバーコード３８が取り付けられており、図示省略のバーコードリーダーでバーコード３８を読み取ることで、個々のプリント基板１の測定された面積率６１、体積率６２を管理できるようになっている。

第２の検査装置１５でＯＫと判断された基板の情報は、その測定データ（高さデータ、輝度データ、落射データ）は、適宜第１のコンピューター２１に送信される。第１のコンピューター２１においては、第１の表示装置２２で第１の検査装置１２、第２の検査装置１５での測定データを確認することができるようになっている。

図５に示す教示データ６３の緩和（広くする）の詳細は、次のような操作で行う。第１の検査装置１２でＮＧで、第２の検査装置１５でＯＫになったものの、あるランドＣについての一覧を図５のような一覧にまとめる。面積率６１について言えば、Ｐ１〜Ｐ７のプリント基板１ともすべて教示データ６３の上限を超えている。ここでＰ１〜Ｐ５についていえば連続して全てが１１２以上の面積率６１となっている。教示データ６３を緩和するための係数として緩和定数というものを設定する。この緩和定数とは第１の検査装置でＮＧかつ、第２の検査装置１５でＯＫとなったもの（つまりは第１検査装置１２の測定データが教示データ６３の範囲外）を図５の表のようにまとめた時、連続してＮ枚以上教示データの下限方向、上限方向のいずれか一方に外れていた場合の枚数を意味するものである。そして、設定した緩和定数分、教示データから外れると、その教示データから外れている値の最も教示データ６３に近い値まで教示データの緩和、即ち教示データの範囲の拡大を行う。

緩和定数は５〜１０００の範囲で任意に設定できるようになっており、緩和定数を５と設定した場合の具体例を図５を用いて説明する。前述のように図５のＰ１〜Ｐ５の面積率６１はいずれも教示データの上限方向に５枚連続して外れており、その中でＰ２の面積率６１の値１１２が最も教示データに近い値であり、ランドＣに関して第１の検査装置１２の教示データ６３のうち、面積率６１については９０〜１１２まで緩和することが可能ということになる。Ｐ１〜Ｐ７の面積率６１について見れば、Ｐ３〜Ｐ７が５枚連続して教示データの上限方向に外れており、その中でＰ３の１２０という値が最も教示データ６３に近い値であり、教示データ６３の面積率６１は９０〜１２０まで緩和される。

一方、図５の体積率６２で考えた場合（緩和定数は５とする）、Ｐ１〜Ｐ５は５枚連続して教示データ６３の値を外れているが、Ｐ２の１４０は教示データの下限方向での外れであり、５枚連続して教示データ６３の下限、上限のいずれか一方に外れるという項目に該当しないため、教示データ６３の変更は行われない。Ｐ３〜Ｐ７で見た場合、Ｐ６の１９８という値は教示データ６３の値の範囲内であり、５枚連続して教示データ６３を外れていないので、教示データ６３の緩和（広くする）ということに該当しない。

緩和定数は前述の説明においては、５としたが、実装工程における値としては２０〜３０程度の値とすることが、経験的に適切である。

また、教示データ６３を緩和する方法としては、前述の通り緩和定数を用いた方式ではなく別の方法もあり、以下において説明する。前述の緩和定数を用いた方式では、第１の検査装置１２の教示データ６３の上限、もしくは下限のいずれかに連続して緩和定数の枚数だけはずれて、第２の検査装置でＯＫの場合に教示データの値を広くするが、本方式では、所定の割合で教示データ６３の値を広くする操作を行う。

図６は、第１の検査装置１２のクリームはんだの印刷検査でランドＥがＮＧであり（面積率６１でＮＧのもの）、作業者が目視検査でＯＫと判断して、電子部品２を実装して第２の検査装置１５で当該のランド３９の外観検査状態を検査したものを、第１の検査装置での面積率ごとに集計したものである。図６（Ａ）はランドＥに関しての第１の検査装置１２での教示データ６３の面積率６１を示したものである。図６（Ｂ）は、第１の検査装置１２において、面積率６１が９０〜１００の値ではないので、ＮＧと判断されたものであり作業者が目視でＯＫと判断して、第２の検査装置１５でのランドＥの外観検査の結果を、第１の検査装置での測定された面積率６１ごとにまとめたものである。ここでは、面積率６１は３ごとにまとめているが（たとえば８７〜８９のように）、１ごとにしても、５ごとにしてもいずれでもよい。

教示データ６３の緩和（広くする）する実際は、面積率６１ごとに、第２の検査装置１５での検査結果のＯＫ率（以下単にＯＫ率という）が、９０％以上になった場合に教示データ６３を緩和する権利が生ずることになる。但し、面積率６３ごとの対象枚数（以下単に対象枚数という）が１０枚以上の場合に限るものとする。前記ＯＫ率及び前記対象枚数については、作業者が任意に設定値を変更することができることになっている。

具体的な説明として図６（Ｂ）を用いて説明する。図６（Ｂ）において、面積率６１が８７〜８９の領域では、ＯＫ率が９０％以上であり、教示データ６３を９０〜１００から、８７〜１００まで広げる操作が行われる。また、面積率６１が８１〜８３についてもＯＫ率は９０％を超えているが、現在の教示データ８７〜１００の範囲から隣接していない（つまりは、面積率６１が８４〜８６は教示データ６３になっていない）ため、面積率６１が８１〜８３まで教示データ６３を広げることはない。教示データ６３は必ず連続した値で設定され、飛び飛びの値となることはない。面積率６１が８４〜８６の領域も、ＯＫ率が９０％を越えると教示データ６３の範囲になり、その時点で面積率６１が８１〜８３についてもＯＫ率が９０％以上の値であれば、教示データ６３の範囲になる。

前述の２つの教示データ６３の緩和の方法いずれかを適用するかは、作業者が選択することができるようになっており、前述の２つの方式を併用することもできるようになっている。

教示データ６３の緩和の条件が揃うと、第１のコンピューター２１から第１の検査装置１２の内部にある図示省略の第１の検査装置コンピューターに送られ、教示データ６３が変更される仕組みになっている。教示データ６３の変更は前述のように自動で条件さえ揃えば変更するという方式の他、条件が揃えば第２の表示装置２２もしくは、第１の検査装置１２の図示省略の表示部に「教示データを変更してもよいですか。」という表示を出し、具体的な変更後の教示データ６３の値を示し、ＯＫと判断した場合のみ教示データ６３が変更可能にする方式とすることも可能である。この他、第１の検査装置１２の教示データ６３の変更の条件が揃った場合には、作業者にわかりやすくするために、第１の検査装置１２、第１のコンピューター２１、第２の表示装置２２に設置された図示省略の信号灯を点滅（点灯）させる他、第１の検査装置１２、第１のコンピューター２１において図示省略の音声発生装置で音を発生させて、作業者に知らせることができるようになっており、早期に作業者が教示データ６３の変更の意思確認を行うことで、迅速な教示データ６３の変更をおこない、プリント基板１の検査の効率化を計るものである。

教示データ６３の変更を的確に行うためには、第２の検査装置１５の外観検査の良否を判定する判定データの値が適切に設定されていない、もしくは判定データが設定されていない場合には、第２の検査装置１５での検査の信頼性がないことになり、第１の検査装置１２の教示データ６３を変更するというフィードバックループが適切に働かないことを意味する。このような状態にあるときは、第１の検査装置１２の図示省略の表示装置、第２の表示装置２２に、警告、注意を発する仕組みにしている。

フィードバックループ適切に働かない状態とは、第２の検査装置１５の判定データの値が設定されておらず（入力されていない）、検査はするが全てＯＫと判断してしまう状態の時などである。本来第２の検査装置１５でＮＧと判断されるものまでが、ＯＫとされると、その情報が誤って第１の検査装置１２にフィードバックされ、教示データ６３を広げてはいけない範囲まで広げてしまい、結果として実装状態が不良のプリント基板１を生産してしまうことになる。

また、判定データの値が適切な値以上に広く設定されている、設定値が適切な値からずれている場合にも、同様に警告を、注意を発する仕組みにしている。ここでいう判定データの適切な値とは、メーカー推奨で設定されている。第２の検査装置１５では、高さデータ、輝度データ、落射データを用いてＯＫ／ＮＧの判断をしており、前述の３つのデータより、検査部位が電子部品２であるのか、はんだであるのかがわかり、前記はんだ部に関しては、メーカー推奨で予め設定しておく。

一方、前述の通り教示データ６３の値を広げる（緩和する）操作を行った場合に、第１の検査装置１２でのクリームはんだの印刷状態の検査ではＯＫであるが、第２の検査装置１５での外観検査において、はんだ状態の不具合が見つかる場合がある。また、当初設定した狭い範囲の教示データ６３においても、第１の検査装置１２でのクリームはんだの印刷状態での検査ではＯＫであるが、第２の検査装置１５での外観検査において、はんだ状態の不具合が見つかる場合がある。このような場合には、前述の教示データ６３の値の範囲を狭くする操作を行う必要がある。

教示データ６３の値の範囲を狭くする操作の詳細については、図７を用いて詳細に説明する。図６は、プリント基板１のランドＤについて、第１の検査装置で１２でのクリームはんだの印刷状態の検査がＯＫであったものについて、面積率６１、体積率６２の測定されたデータ及び、第２の検査装置でのランドＤに実装された電子部品２の外観状態の検査結果について示したものである。第１の検査装置１２の教示データ６３の値についても示している。

第２の検査装置での外観検査での不良と判断されるのは、はんだの量が適正でないものの他、電子部品２の欠品、極性間違い、はんだ浮き等、直接クリームはんだの印刷状態によらないものによるＮＧの場合もある。このようにクリームはんだの印刷状態によらない不良のものまで、第１の検査装置１２の教示データ６３を狭くする変更をしても意味がないので、第２の検査装置１５でのＮＧが何によるものであるのかを正確に判定する必要がある。第２の検査装置１５の検査原理については詳細には説明しないが、輝度データから半導体レーザーが照射されたプリント基板１の状態が、はんだであるのか、電子部品２であるのか、ランド３９であるのかが判別できる。また、落射データにより、照射面が傾いているのであるのか、平面であるのか傾いているのであるのかが判別できる。このようにして、第２の検査装置１５でのＮＧ結果がはんだによるものなのか、電子部品２によるものであるのか、等がわかる。

図７において、Ｐ１１〜Ｐ１７の７枚のプリント基板１のランドＤの第２の検査装置での判定は、Ｐ１７を除いて全てがＮＧであるが、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１５、Ｐ１６の4枚については、部品の極性間違い、部品欠品とクリームはんだの印刷状態によるものでないので、除外する。Ｐ１１、Ｐ１４については、はんだ状態のＮＧに依るものであり、クリームはんだの印刷状態に依るものであると考えられる。この場合には、第１の検査装置１２の教示データの値を変更する（値の範囲を狭くする）操作が必要である。

第１の検査装置１２の教示データ６３の値の範囲を狭くする操作の場合には、前述の広くする操作とは異なり、その状態を放置すると実装済みの不具合のプリント基板１が増えるので、１枚でも該当のものがでると、即刻第１の検査装置１２の教示データを変更する操作を行う。変更にあたって、第１の検査装置１２の図示省略の表示装置に確認のメッセージが出る。

実際の変更の詳細は、Ｐ１１のプリント基板１での第２の検査装置１５でのはんだが原因での不良と判別した時点で、第１の検査装置１２の教示データは、面積率６１については、８３〜１１０に、体積率６２については、１５０〜１９７に変更される。つまり、面積率６１は８２がＮＧであり、体積率６３は１９８がＮＧであるので、その値を外すように狭くする操作が行われる。教示データ６３の値は、１単位になっている。

次にＰ１４のプリント基板１での第２の検査装置１５でのはんだが原因での不良と判別した時点で、同様に面積率６１は、８４〜１１０、体積率６２は、１５０〜１９０に変更される。

第２の検査装置１５においてＯＫと判断されたプリント基板１は振り分けコンベア１７によって良品用ラック１８に運び込まれ、ＮＧと判断されたプリント基板１は振り分けコンベア１７によって、修理用ラックに運び込まれる他、ＮＧ箇所のデータを第１のコンピューター２１に送信する。

本願発明は、プリント基板にコンデンサ、抵抗器及びＩＣ等の電子部品を実装する実装工程の、実装済みプリント基板の検査に利用することができる。

本発明の実施例１における実装検査システムの概略構成図 本発明の実施例１の実装検査システムにおける被検査物のプリント基板を示す図 本発明の実施例１に用いる被検査物であるプリント基板のランドとメタルマスクの開口面積を説明するための図 本発明の実施例１における実装検査システムに用いる面積率、体積率、教示データを説明するための図 本発明の実施例１における実装検査システムの用いる教示データの範囲の拡大について説明するための図 本発明の実施例１における実装検査システムの用いる教示データの範囲の拡大について説明するための図 本発明の実施例１における実装検査システムの用いる教示データの範囲の減少について説明するための図

符号の説明

１ プリント基板
２ 電子部品
１１ 印刷機
１２ 第１の検査装置
１３ 実装機
１４ リフロー炉
１５ 第２の検査装置
１７ 振り分けコンベア
１８ 良品用ラック
１９ 修理用ラック
２０ コンベア
２１ 第１のコンピューター
２２ 第２の表示装置
３８ バーコード
３９ ランド
４１ メタルマスク
４２ 開口部
６１ 面積率
６２ 体積率
６３ 教示データ

Claims (10)

1. 被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、
   前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、
   前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、
   前記第１のコンピュータは、前記第１の検査装置の測定値を用いて前記被検査物体のランドに印刷された半田の面積及び体積を用いて面積率及び体積率の値を算出し、
   前記第２の被検査物体を前記第２の検査装置にて良否を判定し、当該判定の結果と前記算出された面積率及び体積率に基づいて前記被検査物体の良とすべき面積率と体積率を示す教示データの範囲を変更する実装検査システム。
2. 被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、
   前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、
   前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、
   前記第２の被検査物体が前記第２の検査装置で良と判定されると、前記第１のコンピュータでランドに印刷された半田の面積及び半田の体積を用いて算出される面積率と体積率の値を予め定められた良と判定すべき教示データの面積率と体積率の値とを比較し、予め設定した値以上の割合で第２の被検査物体が教示データの範囲外となる場合は、当該教示データの範囲を拡大する実装検査システム。
3. 被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、
   前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、
   前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、
   前記第２の被検査物体が前記第２の検査装置で良と判定されると、前記第１のコンピュータでランドに印刷された半田の面積及び半田の体積を用いて算出される面積率と体積率の値を予め定められた良と判定すべき教示データの面積率と体積率の値とを比較し、緩和定数で定められた枚数だけ連続して被検査物体が教示データの範囲外となる場合は、当該教示データの範囲を拡大する実装検査システム。
4. 前記算出された面積率又は体積率の値が教示データの下限値又は上限値から連続して所定の緩和定数の被検査物体が外れると、当該教示データに最も近い前記算出された面積率又は体積率の値まで前記教示データの範囲を拡大することを特徴とする請求項３に記載の実装検査システム。
5. 被検査物体のクリームはんだ印刷状態を検査する第１の検査装置と、
   前記第１の検査装置で良と判定された第１の被検査物体及び前記第１の検査装置で不良と判定されたが目視検査では良と判定された第２の被検査物体に電子部品を実装し、リフローによりはんだ付けが完成した当該実装後の外観状態を検査する第２の検査装置と、
   前記第１の検査装置及び第２の検査装置の検査データの値を処理する第１のコンピューターと、を備え、
   前記第１の被検査物体と第２の被検査物体が前記第２の検査装置で不良と判定され当該不良の判定が半田に起因する場合、前記第１のコンピュータでランドに印刷された半田の面積及び半田の体積を用いて算出される面積率と体積率の値を予め定められた良と判定すべき教示データの面積率と体積率の値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記教示データの範囲を、算出された面積率または体積率の下限値または上限値を１単位だけ増加或いは減少して狭くする実装検査システム。
6. 前記面積率と体積率は、被検査物体の半田ランドの高さデータ、輝度データ及び落射データを用いて算出することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の実装検査システム。
7. 前記教示データの範囲を変更する際に、変更する旨の表示を第１の検査装置もしくは、第２の表示装置に表示をさせ、前記教示データの変更の確認をすることができることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の実装検査システム。
8. 前記教示データの範囲を変更する際に、変更することを作業者に知らせること、もしくは作業者に確認をさせることを目的として、第１の検査装置、第１のコンピューター、第２の表示装置のいずれかに具備されている信号灯を点滅（点灯）させることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の実装検査システム。
9. 前記教示データの範囲を変更する際に、変更することを作業者に知らせること、もしくは作業者に確認をさせることを目的として、第１の検査装置、もしくは第１のコンピューターの少なくとも１つに具備されている音声発生装置より、音を発生させることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の実装検査システム。
10. 第２の検査装置の外観状態の良否を判定するための判定データの値が適切に設定されていない場合、前記教示データの範囲を適切に変更するためのフィードバックループが働かないことを警告、注意するための表示をすることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の実装検査システム。

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