JP5010975B2 - コプラナリティ検査装置検査方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子回路部品の、一平面上に位置すべき複数の端子のその一平面に直角な方向の位置に関連する検査に使用されるコプラナリティ検査装置を検査する方法、および装置に関するものであり、特に、検査コストの低減に関するものである。

電子回路部品には、例えば、長手形状の端子であって、本体から突出したリードを備えたリード部品のように、一平面上に位置すべき複数の端子を有するものがある。この種の電子回路部品においては、コプラナリティ、すなわち複数の端子の先端部が一平面から外れる度合いを検出することが必要な場合がある。例えば、リード部品を回路基板に装着する場合、リードが回路基板に形成された回路上に載置され、接続されるのであるが、複数のリードのうち、上方へ曲がったリードがあれば、回路に接触せず、接続不良を生ずるからである。

そのため、下記の特許文献１に記載の部品装着装置においては、スリット光源およびカメラを含む撮像ユニットを用いてリード部品のリードの浮上がりが検出される。撮像ユニットは、電子回路部品を吸着する吸着ノズルの下方に設けられ、カメラは鉛直に設けられ、スリット光源は、カメラの撮像中心線に対して傾斜して設けられている。また、吸着ノズルには、その吸着面から一定距離上方の部分に基準反射板が取り付けられており、その下向きの反射面は、吸着ノズルにより吸着された電子回路部品の水平な背景を形成する。そのため、スリット光源からリードに向かって斜め下方から照射されたスリット光は、リードの先端部によって反射されるとともに、隣接するリードの間を通って基準反射板に照射されて反射され、複数のリードの像を含むリード画像群と、基準反射板からの反射光により形成される像であって、隣接するリードの間の隙間に対応する形状の複数の像を含む隙間画像群とが得られる。そして、各画像毎に重心位置が求められ、隙間画像群については、重心位置のリードの本体からの延び出し方向における平均位置が算出される。複数のリードの各像の各々について、その重心位置のリードの本体からの延び出し方向における位置と隙間画像群の上記平均位置との差と、スリット光の照射角度とに基づいて、複数のリードの各々の基準反射板の反射面からの距離が演算されるとともに規定距離と比較され、その差が許容範囲を超えていれば、リードが浮いていると判定される。

このようにリードの浮上がりを検出するためには、スリット光の実際の照射角度が取得されていることが必要であり、特許文献１に記載の部品装着装置においては、擬似検査治具を用いて実際の照射角度を取得するようにされている。擬似検査治具は、四角形の板材部の４つの側面からそれぞれ、板材部の板面に平行に延び出させられた櫛歯状の突起部を有し、板材を削り出すことにより作られる。擬似検査治具は部品保持具により電子回路部品と同様に保持され、スリット光源から突起部にスリット光が照射され、その反射光と基準反射板からの反射光とによりそれぞれ形成される像がカメラにより撮像される。そして、全部の画像について重心位置が算出されるとともに、突起部画像群と隙間画像群とについてそれぞれ、重心位置の突起部の延び出し方向に平行な方向における平均位置が算出され、各平均位置の差と、予め設定されている反射面から突起部の下面までの距離とに基づいて照射角度が算出される。

また、このような擬似検査治具が、コプラナリティ検査装置の検査に使用されることもある。例えば、コプラナリティ検査装置が光源からリードに光を照射し、リードの反射光を検出素子に入光させるとともに、その入光位置に応じた出力信号（通常は電圧）を出力する構成の装置である場合、リードの先端部の、複数のリードが位置すべき一平面に直角な方向における位置により反射光の検出素子への入光位置が変わり、出力信号の大きさが変わるため、取得された出力信号に基づいて得られる高さが設定範囲内の値であるか否かにより、リードの浮上がりの有無が検査される。したがって、この種のコプラナリティ検査装置の検査のために、精度良く作られた擬似検査治具を使用して、実際のリード部品についてリードの浮上がりを検査する場合と同様に検査作業を行い、突起部からの反射光の検出素子への入光により得られた高さが設定範囲から外れていれば、コプラナリティ検査装置が正常にコプラナリティを検査可能な状態にないとされる。
特開平６−８５４９４号公報

しかしながら、板材を削り出して擬似検査治具を作ることは大変であり、コストが高く、また、精度管理も容易ではない。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、コプラナリティ検査装置を検査する方法および装置の改良を課題とする。

上記の課題は、反射面に向かって検査光を発射する検査光発射装置と、前記反射面から反射された反射光を受光する受光装置とを備えた検査ヘッドを含み、電子回路部品の一平面上に位置すべき複数の端子の表面を前記反射面として、それら複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する方法を、平板状のガラス板の両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に複数の反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には前記反射面が形成されていない検査用治具を保持ヘッドに保持させ、その検査用治具の前記複数の反射面に向かって前記検査光発射装置から検査光を発射させ、その検査光が前記複数の反射面の各々により反射された反射光を前記受光装置に受光させ、かつ、前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとを、前記一平面に平行な方向に相対移動させ、その際に前記コプラナリティ検査装置により取得される前記複数の反射面の前記一平面に直角な方向の位置である高さの、本来あるべき高さである正規高さからの外れ量に基づいて、そのコプラナリティ検査装置の状態を検査するものとすることにより解決される。

上記の課題はまた、電子回路部品の一平面上に位置すべき複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する装置を、(a)平板状のガラス板の両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に複数の反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には前記反射面が形成されていない検査用治具と、(b)その検査用治具を保持する保持ヘッドと、(c)その保持ヘッドに保持された前記検査用治具の前記複数の反射面の各々に検査光を発射する検査光発射装置と、前記複数の反射面の各々から反射された反射光を受光し、前記複数の反射面の各々の前記一平面に直角な方向の位置である高さに対応した出力信号を発する受光装置とを備えた検査ヘッドと、(d)その検査ヘッドと前記保持ヘッドとを、前記一平面に平行な方向に相対移動させる相対移動装置と、(e)その相対移動装置による前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記受光装置から発せられる出力信号に基づいて、前記複数の反射面の各々の高さを取得する高さ取得部と、(f)その高さ取得部により取得される前記複数の反射面の各々の高さの、本来あるべき高さである正規高さからの外れ量に基づいて、前記コプラナリティ検査装置の状態を検査する検査部とを含むものとすることにより解決される。

本発明に係るコプラナリティ検査装置検査方法に使用される検査用治具は、ガラス板に反射面を形成することにより作ることができ、板材を削り出して実際の電子回路部品と同様の形状を有する検査用治具を作る場合に比較して安価に作ることができ、精度管理も容易である。また、ガラス板は熱等の影響を受け難く、形成された反射面に歪み等が生じることが少なく、寿命の長い治具が得られる。そのため、本発明に係るコプラナリティ検査装置検査方法によれば、コプラナリティ検査装置の検査を精度良く行うことができる。
ガラス板の両側の面の一方は、例えば、検査用治具が検査時に保持ヘッドによって保持される場合、被保持面とは反対側の面でもよく、被保持面でもよい。被保持面とは反対側の面に反射面を形成すれば、光源により発せられる検査光がガラス板を透過することなく、直接、反射面に照射されるとともに、反射光が受光装置により直接受光され、ガラス板による光の屈折や吸収の影響を排除することができる。

本発明に係るコプラナリティ検査装置検査装置によれば、上記のように安価で精度良く作られた検査用治具を用いてコプラナリティ検査装置の検査を安価にかつ精度良く行うことができる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載，従来技術等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、(14)項が請求項１に相当し、(15)項が請求項２に、(16)項が請求項３に、(17)項が請求項４に、(18)項が請求項５に、(19)項が請求項６に、(20)項が請求項７に、(21)項項が請求項８に、(22)項が請求項９に、(23)項が請求項１０に、それぞれ相当する。

（１）電子回路部品の、一平面に位置すべき複数の端子のその一平面に直角な方向の位置に関連する検査に使用される検査用治具であって、
平板状のガラス板の両側の面の一方の、少なくとも前記複数の端子が存在すべき領域に反射面が形成された検査用治具。
反射面が検査用治具の被保持面側に形成される場合でも、反対側の面に形成される場合でも、反射面を形成する層を覆う保護層が形成されることが望ましい。前者の場合は、不透明な保護層でもよいが、後者の場合は透明な保護層であることが必要である。
（２）前記反射面がアルミニウムの蒸着により形成された(1)項に記載の検査用治具。
アルミニウムの蒸着膜は光の反射率が大きく、反射面からの反射光量が多く、より正確に検査を行うことができる。
（３）前記ガラス板の前記両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に前記反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には前記反射面が形成されていない(1)項または(2)項に記載の検査用治具。
検査用治具の反射面が電子回路部品の端子を模して形成されることとなり、例えば、検査用治具をコプラナリティ検査装置の検査に使用する場合、コプラナリティ検査装置を、電子回路部品の端子についてコプラナリティの検査を行う場合と同様に作動させることができ、コプラナリティの検査に必要な機能、例えば、検査光の照射や反射光の処理の機能が正常に作動するか否かを確認することができる。また、コプラナリティ検査装置を検査するためのプログラムの少なくとも一部を、電子回路部品の端子のコプラナリティを検査するためのプログラムと共用することができる。さらに、反射面と、ガラス板の反射面が形成されていない部分とにそれぞれ光が照射されれば、光が反射面に照射される状態と、ガラス板の反射面が形成されていない部分に照射される状態とでは、反射光量が著しく異なるため、各状態においてそれぞれ、予定された量の反射光が得られるか否かにより、コプラナリティ検査装置が正常にコプラナリティを検査可能な状態にあるか否かを検査することができ、反射面からの反射光のみに基づいて検査を行う場合に比較して、信頼性高く検査を行うことができる。
（４）前記反射面が、複数種類の電子回路部品の各々の端子に対応する領域に形成された(3)項に記載の検査用治具。
複数種類の電子回路部品の各々に対応するコプラナリティ検査装置の検査を、１個の検査用治具により行うことができる。
大形のリード部品と小形のリード部品との各リードに対応する領域に反射面を形成する場合、それら両リード部品用の反射面を同じ位置に重ねた状態で（例えば同心的に）配置しても、横に並べた状態で配置してもよい。
（５）前記複数種類の電子回路部品が、長手形状の端子がそれら端子の幅方向に間隔を隔てて並んだ形態の電子回路部品と、円形の端子が格子点上に配列された形態の電子回路部品とを含む(4)項に記載の検査用治具。
ボールグリッドアレイやチップサイズパッケージ等のバンプ部品が円形の端子が格子点
上に配列された形態の電子回路部品の典型的な例である。このような電子回路部品も回路基板に装着する際には、端子を、回路基板に格子点上に設けられた複数の電極の各々に接触させることが必要であり、コプラナリティが検査される。
リード部品用の反射面を形成した領域の中央にバンプ部品用の反射面を形成してもよく、両者を横に並べて形成してもよい。
（６）前記ガラス板の前記両側の面の一方の全面に前記反射面が形成された(1)項または(2)項に記載の検査用治具。
汎用の検査用治具として使用が可能である。例えば、大形の電子回路部品に対応する大きさの検査用治具を準備すれば、小形の電子回路部品に対応する検査用治具としても使用可能であり、同じ検査用治具をリード部品用としてもバンプ部品用としても使用可能である。また、電子回路部品の端子を模した反射面を有する検査用治具に比較して製造が容易である。
（１０）電子回路部品の、一平面上に位置すべき複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する方法であって、
(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の検査用治具を保持ヘッドに保持させる保持工程と、
その保持ヘッドに保持された検査用治具に前記コプラナリティ検査装置から光を照射させ、前記反射面により反射された光を前記コプラナリティ検査装置に受光させる照射・受光工程と、
その照射・受光工程における受光の結果に基づいて、前記コプラナリティ検査装置が正常にコプラナリティを検査可能な状態にあるか否かを判定する判定工程と
を含むコプラナリティ検査装置検査方法。
（１１）前記照射・受光工程が、前記保持ヘッドに保持された前記検査用治具と前記コプラナリティ検査装置とを前記一平面に平行な方向に相対移動させつつ前記反射面による反射光を前記コプラナリティ検査装置に受光させる工程である(10)項に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
本項に記載の検査方法によれば、検査用治具に検査光を照射する検査光照射装置および反射面からの反射光を処理する反射光処理装置をコンパクトに構成することができる。
（１２）電子回路部品を吸着面により吸着して保持する吸着ノズルの前記吸着面の傾きを検査する方法であって、
前記吸着面に(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の検査用治具を吸着させる吸着工程と、
前記吸着面に吸着された検査用治具と、コプラナリティ検査装置とを、検査用治具の面に平行な方向に相対移動させつつ、検査用治具にコプラナリティ検査装置から光を照射させ、前記反射面により反射された光をコプラナリティ検査装置に受光させることを、前記検査用治具上の互いに異なる２本の直線に対して行う照射・受光工程と、
前記２本の直線に対して行われた照射・受光工程の実行時における前記コプラナリティ検査装置の受光結果に基づいて、前記吸着面の実傾斜角を取得する実傾斜角取得工程と
を含む吸着面の傾き検査方法。
前記２本の直線は、互いに直交する２直線であることが望ましいが、直交以外の態様で交差する２直線でもよく、互いに平行な２直線でもよい。互いに平行な２直線とする場合は、それら２直線は検査用治具の吸着面により吸着される部分の両側に位置する２直線とされることが望ましい。
例えば、コプラナリティ検査装置が、検査用治具との１回の相対移動により、１本の直線に対して照射・受光工程を実行し得るものである場合には、１回の照射・受光工程の実行の後に、検査用治具を９０度回転させ、その状態で２度目の照射・受光工程を実行することにより、互いに直交する２直線に対する照射・受光工程が実行されるようにするのが便利である。それに対し、コプラナリティ検査装置が後に実施例の項で説明するように、２つの検査ヘッドを備えたものである場合には、それら２つの検査ヘッドと検査用治具との１回の相対移動により、検査用治具の吸着面により吸着される部分の両側に位置する互
いに平行な２直線に対する照射・受光工程を実行することができ、その照射・受光工程の実行による受光結果に基づいて、検査用治具の実傾斜角、すなわち、傾斜角が最大である方向と傾斜角の最大値とを取得することができ、結局、吸着面の実傾斜角を取得することができる。いずれにしても、吸着ノズルの吸着面の傾きの検査には、検査が済み、正常にコプラナリティを検査可能な状態にあるコプラナリティ検査装置が使用され、検査用治具の反射面からの反射光に基づいて吸着ノズルの吸着面の傾きが取得される。
検査用治具はガラス板製であり、反射面は正確に一平面上に位置することが保証されるため、その検査用治具上の互いに異なる２本の直線の傾斜が得られれば、それらに基づいて任意の方向の直線に沿った傾斜角を演算で求めることができる。検査用治具の実傾斜角も容易に取得することができ、それは取りも直さず吸着面の実傾斜角である。ただし、この実傾斜角は、検査用治具とコプラナリティ検査装置とを相対移動させる相対移動装置には傾斜誤差はないものと仮定した場合のものであり、傾斜誤差があり、それを無視できない場合には、次項に記載の方法で除去することが望ましい。
吸着面の実傾斜角が設定値を超えるのであれば、その吸着ノズルはコプラナリティの検査には不適切であるとし、あるいは電子回路部品の装着には不適切であるとして、交換するようにすることができる。
また、吸着面が傾斜していることを考慮してコプラナリティの検査を行うこともできる。例えば、実際の電子回路部品の各端子の高さを取得した後、それら高さを吸着ノズルの吸着面の傾斜分補正し、その補正後の高さに基づいてコプラナリティの良否の判定を行うのである。
なお、吸着面の傾斜が無視し得ない大きさである吸着ノズルを使用してコプラナリティ検査を行う場合には、以下のようにすることが望ましい。まず、コプラナリティの検査に使用される吸着ノズルに、検査されるべき電子回路部品に対応する検査用治具を保持させ、各端子に対応する反射面の高さを予め取得してメモリに記憶させる。そして、電子回路部品のコプラナリティ検査に当たって、実際の端子の各々の高さと、各端子に対応する各反射面の上記記憶させておいた高さとの差を演算し、それら差に基づいてコプラナリティの評価を行うのである。最も単純には、全ての差が設定範囲内であれば、コプラナリティは良好であると判定されるようにすることができる。また、すべての差の平均値に対する各差の偏差を演算し、それら偏差が設定範囲内であれば、コプラナリティは良好であると判定されるようにすることもできる。さらに、すべての差に基づいて、すべての端子の各高さに対する外れが最も小さくなる平面の一次方程式を求め、その平面に対する各差の偏差が設定範囲内であれば、コプラナリティは良好であると判定されるようにすることもできる。あるいは上記平面に替え、すべての差に基づいて、電子回路部品の重心を含む３点であって、本体から離れる方向の外れ量が最も大きく、回路基板に装着される際に最も低い位置に位置することとなる３つの先端部を取得し、それら先端部を頂点とする三角形によって決まる平面の一次方程式を求め、コプラナリティの良否が判定されるようにすることもできる。電子回路部品の重心を含む３点は、内部に電子回路部品の重心を含む三角形の３つの頂点にそれぞれ対応する点であり、その条件を満たして本体から離れる方向の外れ量が最大である先端部が３つ、探される。以上３つのコプラナリティ検査（平面を求めてコプラナリティの良否を判定する検査は、平面の求め方は異なっても同種のコプラナリティ検査であると考える）を、上記記載の順序で行い、先の検査で不合格の場合のみさらに後の検査を行うようにすることもでき、３つの検査のうちの２つのみを順次行うようにすることもできる。
（１３）前記照射・受光工程および前記実傾斜角取得工程を前記吸着ノズルを１８０度回転させた状態で再度行い、その１８０度の回転の前後において取得された前記吸着面の実傾斜角の和の１／２と差の１／２との少なくとも一方を取得する工程を含む(12)項に記載の吸着面の傾き検査方法。
吸着面の実傾斜角の和を取得すれば、吸着面自体の実傾斜角は相殺され、検査用治具とコプラナリティ検査装置とを相対移動させる相対移動装置の傾斜誤差の２倍が取得される。したがって、上記和の１／２は相対移動装置の傾斜誤差であり、(12)項で取得された実傾斜角から上記相対移動装置の傾斜誤差を差し引けば、相対移動装置の傾斜誤差が除去された吸着面の実傾斜角が得られる。また、吸着面の実傾斜角の差を取得すれば、相対移動装置の傾斜誤差が除去された吸着面の実傾斜角の２倍が得られ、それを２で割れば相対移動装置の傾斜誤差が除去された吸着面の実傾斜角が得られる。
なお、吸着ノズルの０度，９０度，１８０度，２７０度の回転位置で、それぞれ１本の直線の傾斜角が求められる場合は、例えば、０度と９０度との回転位置で取得された各１本、合計２本の直線の傾斜角に基づいて取得された吸着面の実傾斜角と、１８０度と２７０度との回転位置で取得された２本の直線の傾斜角に基づいて取得された吸着面の実傾斜角とは、上記１８０度の回転の前後において取得された実傾斜角であると考えることができる。
（１４）反射面に向かって検査光を発射する検査光発射装置と、前記反射面から反射された反射光を受光する受光装置とを備えた検査ヘッドを含み、電子回路部品の一平面上に位置すべき複数の端子の表面を前記反射面として、それら複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する方法であって、
平板状のガラス板の両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に複数の反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には前記反射面が形成されていない検査用治具を保持ヘッドに保持させ、その検査用治具の前記複数の反射面に向かって前記検査光発射装置から検査光を発射させ、その検査光が前記複数の反射面の各々により反射された反射光を前記受光装置に受光させ、かつ、前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとを、前記一平面に平行な方向に相対移動させ、その際に前記コプラナリティ検査装置により取得される前記複数の反射面の前記一平面に直角な方向の位置である高さの、本来あるべき高さである正規高さからの外れ量に基づいて、そのコプラナリティ検査装置の状態を検査することを特徴とするコプラナリティ検査装置検査方法。
（１５）前記一平面に平行な方向に相対移動させた場合に、前記コプラナリティ検査装置により取得される前記複数の反射面の高さの平均値の、前記正規高さからの外れ量が設定量以上である場合に、そのコプラナリティ検査装置の設定が不適切であると判定する(14)項に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
（１６）前記一平面に平行な方向に相対移動させた場合に、前記複数の反射面の一部について前記コプラナリティ検査装置により取得される高さが、他の反射面について取得される高さと設定量以上異なる場合に、そのコプラナリティ検査装置が正常に検査可能な状態にないと判定する(14)項または(15)項に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
（１７）前記検査用治具として、長手形状の端子がそれら端子の幅方向に間隔を隔てて並んだ形態の電子回路部品と、円形の端子が格子点上に配列された形態の電子回路部品との少なくとも一方を含む複数種類の電子回路部品の各々の端子に対応する領域に前記反射面が形成されたものを使用する(14)項ないし(16)項のいずれかに記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
（１８）前記保持ヘッドとして、吸着面において前記検査用治具を吸着して保持する吸着ノズルを備えたものを使用するとともに、その吸着面に前記検査用治具を吸着保持させ、その検査用治具の実傾斜角、すなわち前記一平面に対する傾斜角が最大である方向および傾斜角の最大値を、前記吸着ノズルの前記吸着面の実傾斜角として取得する(17)項に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
（１９）電子回路部品の一平面上に位置すべき複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する装置であって、
平板状のガラス板の両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に複数の反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には前記反射面が形成されていない検査用治具と、
その検査用治具を保持する保持ヘッドと、
その保持ヘッドに保持された前記検査用治具の前記複数の反射面の各々に検査光を発射する検査光発射装置と、前記複数の反射面の各々から反射された反射光を受光し、前記複数の反射面の各々の前記一平面に直角な方向の位置である高さに対応した出力信号を発する受光装置とを備えた検査ヘッドと、
その検査ヘッドと前記保持ヘッドとを、前記一平面に平行な方向に相対移動させる相対移動装置と、
その相対移動装置による前記保持ヘッドとと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記受光装置から発せられる出力信号に基づいて、前記複数の反射面の各々の高さを取得する高さ取得部と、
その高さ取得部により取得される前記複数の反射面の各々の高さの、本来あるべき高さである正規高さからの外れ量に基づいて、前記コプラナリティ検査装置の状態を検査する検査部と
を含むことを特徴とするコプラナリティ検査装置検査装置。
（２０）前記検査部が、前記相対移動装置による前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記高さ取得部により取得される前記複数の反射面の高さの平均値の前記正規高さからの外れ量が設定量以上である場合に、前記コプラナリティ検査装置の設定が不適切であると判定する設定不適切判定部を含む(19)項に記載のコプラナリティ検査装置検査装置。
（２１）前記検査部が、前記相対移動装置による前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記高さ取得部により取得される前記複数の反射面の一部の高さが、他の反射面の高さと設定量以上異なる場合に、前記コプラナリティ検査装置が正常に検査可能な状態にないと判定する異常判定部を含む(19)項または(20)項に記載のコプラナリティ検査装置検査装置。
（２２）前記検査用治具として、長手形状の端子がそれら端子の幅方向に間隔を隔てて並んだ形態の電子回路部品と、円形の端子が格子点上に配列された形態の電子回路部品との少なくとも一方を含む複数種類の電子回路部品の各々の端子に対応する領域に前記反射面が形成されたものを含む(19)項ないし(21)項のいずれかに記載のコプラナリティ検査装置検査装置。
（２３）前記保持ヘッドが、吸着面において前記検査用治具を吸着して保持する吸着ノズルを備えたものであり、その吸着面に前記検査用治具が吸着保持された状態で、その検査用治具の実傾斜角、すなわち前記一平面に対する傾斜角が最大である方向および傾斜角の最大値を、前記吸着ノズルの前記吸着面の実傾斜角として取得する吸着面実傾斜角取得部を含む(22)項に記載のコプラナリティ検査装置検査装置。

以下、請求可能発明のいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

本実施例のコプラナリティ検査装置１０は、回路基板に電子回路部品を装着する電子回路部品装着システムに設けられ、回路基板への装着に先立って電子回路部品の端子のコプラナリティを検査する。部品装着システムは、例えば、特開２００２−１７６３００公報等に記載されているように、回路基板を保持する基板保持装置と、その回路基板に装着される電子回路部品を供給する部品供給装置と、部品供給装置から電子回路部品を受け取って基板保持装置に保持された回路基板に装着する部品装着装置１２とを含む。基板保持装置は、例えば、位置を固定して設けられ、基板搬送装置により搬入された回路基板を水平に保持する。部品装着装置１２は、図１に一部を示すように、保持ヘッドたる部品装着ヘッド１４と部品装着ヘッド移動装置１６とを含む。

部品装着ヘッド１４は、部品保持具の一種であり、電子回路部品を負圧により吸着して保持する吸着ノズル１８を備え、相対移動装置たる部品装着ヘッド移動装置１６により、基板保持装置により保持された回路基板の部品被装着面に平行な平面であって、水平面内において互いに直交する２方向であるＸ軸，Ｙ軸方向へ移動させられる。吸着ノズル１８は吸着管２０を備え、吸着管２０の、その軸線に直角で下向きの面である吸着面２２において電子回路部品を吸着する。部品装着ヘッド１４はまた、ヘッド昇降装置２４により昇降させられ、基板保持装置および部品供給装置に対して接近，離間させられるとともに、ヘッド回転装置２５により、自身の鉛直な軸線まわりに回転させられる。これら部品装着ヘッド移動装置１６，ヘッド昇降装置２４およびヘッド回転装置２５はそれぞれ、例えば、エンコーダ付サーボモータを駆動源とし、部品装着ヘッド１４が水平方向および鉛直方向において任意の位置へ移動させられ、正逆両方向に任意の角度回転させられる。サーボモータは回転角度の正確な制御が可能な電動モータである。

コプラナリティ検査装置１０により電子回路部品の端子、例えば、図１に示すＱＦＰ(Quad Flat Package)２６のリード２８や、図３に示すＢＧＡ(Ball Grid Allay)３０のはんだボール３２のコプラナリティが検査される。リード２８は長手形状の端子であり、ＱＦＰ２６はリードを端子とするリード部品の一種である。リード２８は、本体３６の４つの側面からそれぞれ複数本ずつ、リード２８の幅方向に等間隔に並んで延び出させられている。リード２８は、本体３６の吸着ノズル１８により吸着され、保持される被保持面３８に平行に延び出させられ、その延出端部が、被保持面３８に直角に屈曲させられた後、更に、被保持面３８に平行に、本体３６から離れる向きに延び出させられており、複数のリード２８は、それらの各延出端部である先端部４０が被保持面３８に平行な一平面内に位置するように設けられる。

ＢＧＡ３０は、円形の端子であるはんだボール３２がバンプを構成するバンプ部品の一種である。複数のはんだボール３２は、図３に一部を示すように、本体４４の回路基板の部品被装着面に装着される装着面４６の格子点上に配列され、各はんだボール３２の突出端である先端が、装着面４６に平行な一平面内に位置するように設けられる。

本実施例のコプラナリティ検査装置１０は、特公平７−７０８７２号公報に記載のコプラナリティ検査装置と同様に構成されており、簡単に説明する。コプラナリティ検査装置１０は、図１に示すように、少なくとも１つ、例えば、２つの検査ヘッド５０，５２を備えている。これら検査ヘッド５０，５２はそれぞれ、スライド５４，５６上に載置されている。これらスライド５４，５６は、駆動源たるエンコーダ付サーボモータ５８と、送りねじとしてのボールねじ６０およびナット（図示省略）を含む送りねじ機構とを備えた検査ヘッド移動装置６２により移動させられる。ボールねじ６０は、ねじの向きが互いに逆向きである２部分を備え、フレーム（図示省略）に回転可能かつ軸方向に移動不能に設けられており、スライド５４，５６はそれぞれ、ナットにおいて２つのねじ部に螺合されている。したがって、サーボモータ５８によってボールねじ６０が回転させられれば、スライド５４，５６が鉛直面に対して互いに対称な関係を維持しつつ、案内部材としてのガイドレール６４により案内されてＹ軸方向において接近，離間させられ、検査ヘッド５０，５２の間隔が、電子回路部品の端子の位置に応じた距離に調節される。

検査ヘッド５０，５２は同じ構成のものであり、検査ヘッド５０を代表的に説明する。
検査ヘッド５０は、検査光たるレーザ光を電子回路部品の端子に当て、端子からの反射光に基づいて複数の端子の、それらが位置すべき一平面に対して直角な方向の位置ずれを検出するものである。この検査ヘッド５０は、図２に示すように、ハウジング７０と、ハウジング７０に内蔵され、鉛直方向上方にレーザ光、例えば、赤色半導体レーザ光を発射する光源の一種である検査光発射装置としてのレーザ発光体７２と、端子からの反射光を集光する受光レンズ７４と、受光レンズ７４が集光した光を受ける受光装置としての検出素子７６とを備えている。受光レンズ７４および検出素子７６は、レーザ発光体７２から発せられるレーザ光の光軸に対して傾斜して設けられている。

検出素子７６は、光が入射すれば、その光の強さに比例する電流が発生し、２つの電極から取り出されるものとされている。この電流は光の入射点から各電極までの距離に逆比例する。光の入射位置は、図２にＱＦＰ２６のリード２８を例に取り、その先端部４０のみを描いて示すように、先端部４０の位置が鉛直方向において変わることにより変わる。ＱＦＰ２６は吸着ノズル１８により、本体３６が水平な姿勢で保持され、複数のリード２８の各先端部４０が並んで位置すべき一平面は水平面であり、先端部４０がその水平面内にあれば、反射光は検出素子７６の長手方向の中間位置に入射するのに対し、先端部４０′，４０″のように上記水平面より上方あるいは下方にずれていれば、それぞれ検出素子７６の上記中間位置を挟んで反対側の位置に入射することとなるのである。したがって、電極から取り出される電流の大きさに基づいて先端部４０の鉛直方向の位置がわかり、その位置にずれがあるか否かを検出することができる。

検出素子７６の２つの電極はコプラナリティ検査装置制御装置８０に接続されており、この制御装置８０には電極から取り出される電流が電圧（出力信号）に変換されて供給される。コプラナリティ検査装置制御装置８０はコンピュータを主体として構成され、コプラナリティ検査装置１０を制御するものであり、供給される出力信号をリード２８の先端部４０の高さに換算して、電子回路部品装着システムの作動全体を制御する装着システム制御装置８２に供給する。装着システム制御装置８２もコンピュータを主体として構成され、供給される高さに基づいて端子に鉛直方向の位置ずれがあるか否かの判定を行う。

上記コプラナリティ検査装置１０が正常にコプラナリティを検査し得る状態にあるか否かが、検査用治具を用いて検査される。例えば、図４および図５に示す検査用治具９０は、平板状のガラス板９２の両側の面の一方であって、検査時に前記吸着ノズル１８により吸着され、部品装着ヘッド１４により保持される被保持面９４とは反対側の面である反射面形成面９６に、複数の反射面９８が形成されている。これら複数の反射面９８はそれぞれ、例えば、リード部品のリードの平面視の形状と同じ長方形を成し、例えば、ＱＦＰ２６の正方形状の本体３６の４つの側面からそれぞれ延び出させられた複数本ずつのリード２８に対応する領域に形成されている。ガラス板９２には、複数の反射面９８が幅方向において等間隔を隔てて並ぶ反射面列１００が４つ、互いに直角に形成されているのであり、反射面形成面９６には、ＱＦＰ２６のリード２８が存在すべき領域のみに反射面が形成され、存在すべきではない領域には反射面が形成されていない。

ガラス板９２は石英ガラス板であり、反射面形成面９６の平面度は、１０μｍ以下であればよく、５μｍ以下、２μｍ以下であることが望ましい。反射面９８は、アルミニウムの蒸着により形成され、図６に誇張して示すように、アルミニウムの蒸着膜１０２の表面上に保護材たる石英により透明な保護膜１０４が形成され、蒸着膜１０２の酸化，剥離等が防止されている。アルミニウムの蒸着による反射面９８の印刷精度は、絶対値が１０μｍ以下であればよく、７μｍ以下、４μｍ以下であることが望ましい。また、蒸着膜１０２の厚さは、５００ｎｍ以下であればよく、３５０ｎｍ以下、２００ｎｍ以下であることが望ましく、保護膜１０４は、その厚さに石英屈折率（１．４５）を掛けることにより光学膜としての厚さが得られ、厚さは５００ｎｍ以下であればよく、３５０ｎｍ以下、２００ｎｍ以下であることが望ましい。さらに、蒸着膜１０２の波長６３５ｎｍの赤色半導体レーザ光に対する反射率は、６０％以上であればよく、７０％以上、８０％以上であることが望ましい。

コプラナリティ検査装置１０の検査には、図７および図８に示す検査用治具１１０も使用することができる。この検査用治具１１０は、平板状のガラス板１１２の被保持面１１４とは反対側の反射面形成面１１６に想定される格子の交点である格子点上に、複数の円形の反射面１１８が形成されたものである。これら反射面１１８は、例えば、ＢＧＡ３０の複数のはんだボール３２に対応する領域に形成される。反射面１１８は、説明は省略するが、前記検査用治具９０の反射面９８と同様に形成される。

コプラナリティ検査装置１０による電子回路部品の端子のコプラナリティの検査を、ＱＦＰ２６を例に取って簡単に説明する。コプラナリティの検査は、部品装着ヘッド１４が部品供給装置へ移動させられて電子回路部品を吸着した後、基板保持装置へ移動させられて回路基板に装着する途中で行われる。コプラナリティ検査装置１０において検査ヘッド５０，５２のＹ軸方向の距離は、ＱＦＰ２６の４つの側面のうち、対向する２辺からそれぞれ延び出させられたリード２８の先端部４０にそれぞれレーザ光が当たるように調節されている。したがって、部品装着ヘッド１４が、ＱＦＰ２６が、Ｙ軸方向において検査ヘッド５０，５２の間に位置させられるとともに、検査ヘッド５０，５２に対してＸ軸方向において上流側に位置する検査開始位置に位置する状態から、検査ヘッド５０，５２側へＸ軸方向に移動させられるとき、ＱＦＰ２６のＸ軸方向に平行な２辺から延び出させられた複数のリード２８の各先端部４０が、レーザ発光体７２の真上に位置するレーザ光照射位置へ到達する毎に、照射されるレーザ光を反射して検出素子７６に入光させる。

反射光の検出素子７６への入光により、装着システム制御装置８２に高さが供給され、その高さがコンピュータのメモリにＱＦＰ２６の位置と対応付けて記憶される。ＱＦＰ２６の位置は、部品装着ヘッド移動装置１６の駆動源であるサーボモータのエンコーダの値により得られる。リード２８がない場合には、検出素子７６に光が入射せず、この場合の高さは検査限界値となる。ＱＦＰ２６のＸ軸方向に平行な２辺から延び出させられたリード２８の検査が終了したならば、部品装着ヘッド１４がヘッド回転装置２５により９０度回転させられるとともに、検査開始位置へ戻され、その後、再び検査ヘッド５０，５２上をＸ軸方向へ移動させられる。それにより、ＱＦＰ２６の他方の２辺から延び出させられたリード２８の先端部４０にレーザ光が照射され、反射光の検出素子７６への入光により得られる高さが位置と対応付けてメモリに記憶させられる。

装着システム制御装置８２は、４辺全部のリード２８についてレーザ光が照射され、高さが得られれば、リード２８の先端部４０に鉛直方向の位置ずれがあるか否かを判定する。例えば、４辺全部のリード２８について各高さに対する外れが最も小さくなる平面（仮想平面と称することとする）の一次方程式が最小二乗法等により算出される。あるいは、ＱＦＰ２６の重心を含む三角形の頂点を構成する３点であって、本体３６から離れる方向の外れ量が最も大きく、回路基板に装着される際に最も低い位置に位置することとなる３つの先端部４０の高さによって決まる仮想平面を求めてもよい。そして、全部のリード２８について仮想平面に対する鉛直方向の位置ずれが算出され、設定範囲を超える位置ずれがあれば、コプラナリティに異常があると判定される。コプラナリティ検査装置１０は２つの検査ヘッド５０，５２を備えており、２辺のリード２８について同時に検査を行うことができる。なお、取得されたリード２８の高さおよび位置に基づいて吸着ノズル１８による電子回路部品の保持位置誤差も算出し得るが、本発明とは関係がないため、説明を省略する。

ＢＧＡ３０についても同様に、はんだボール３２のコプラナリティが検査される。ＢＧＡ３０については、例えば、本体４４の２辺に平行に並ぶ複数のはんだボール３２を含む複数のはんだボール列のうち、列に直角な方向の間隔が等しい２つを組み合わせ、検査ヘッド５０，５２の間隔が、組を成す２つのはんだボール列の間隔と等しい距離に調節される。そして、吸着ノズル１８により保持されたＢＧＡ３０が、はんだボール列がＸ軸方向に平行となる状態で検査ヘッド５０，５２上をＸ軸方向に移動させられる。はんだボール３２がレーザ光照射位置に到達する毎に、はんだボール３２からの反射光が検出素子７６へ入光させられ、それにより得られる高さが位置と対応付けてメモリに記憶させられる。１組のはんだボール列が検査ヘッド５０，５２上を通過し終えたならば、ＢＧＡ３０を保持した部品装着ヘッド１４は、検査開始位置へ戻されるとともに、Ｙ軸方向に移動させられ、検査の済んだ２つのはんだボール列にそれぞれ隣接するはんだボール列が検査ヘッド５０，５２上に位置するようにされ、その状態でＸ軸方向に移動させられてはんだボール３２の高さが取得される。

全部のはんだボール３２が検査ヘッド５０，５２上を移動させられ、高さが取得されたならば、それら高さに基づいて、全部のはんだボール３２について各高さに対する外れが最も小さくなる仮想平面、あるいはＢＧＡ３０の重心を含む三角形の頂点を構成する３点であって、本体４４から離れる方向の外れ量が最も大きい３つのはんだボール３２の高さによって決まる仮想平面の一次方程式が算出され、複数のはんだボール３２の各々について仮想平面に対する鉛直方向の位置ずれが求められ、その位置ずれが設定範囲を超えるのであれば、コプラナリティが不十分であると判定される。なお、バンプ部品の場合、全部のバンプにレーザ光を照射して高さを取得することは不可欠ではなく、一部のバンプ（例えば、最も外周側の列のバンプ）についてレーザ光を照射して高さを取得し、それらに基づいて仮想平面を算出し、コプラナリティの良否を判定するようにしてもよい。

図４ないし図６に示す検査用治具９０を用いたコプラナリティ検査装置１０の検査を説明する。
検査は、図９に示すコプラナリティ検査装置検査ルーチンに従って行われる。なお、本実施例では、コプラナリティ検査装置１０の検査を行う場合、吸着ノズル１８は、吸着面２２に傾斜がなく、あっても無視し得る程度のものが使用されることとする。本ルーチンのステップ１（以後、Ｓ１と略記する。他のステップについても同じ。）においてまず、部品装着ヘッド１４が部品装着ヘッド移動装置１６により移動させられ、検査用治具９０を吸着ノズル１８により吸着し、保持する。検査用治具９０は、部品装着ヘッド１４の移動領域内に設けられた治具保持装置（図示省略）により、反射面９８が形成された側を下にし、ガラス板９２の互いに直角な２辺がそれぞれＸ軸，Ｙ軸方向に平行となるように位置決めされて保持されており、その中心を吸着ノズル１８により吸着され、４つの反射面列１００のうち、互いに対向する２列は、検査用治具９０の吸着ノズル１８により吸着される部分の両側に、吸着される部分に対して互いに対称の位置に位置する。

部品装着ヘッド１４が検査用治具９０を保持したならば、Ｓ２が実行され、コプラナリティ検査装置１０へ移動させられる。コプラナリティ検査装置１０においては、２つの検査ヘッド５０，５２の間隔が、互いに平行に並ぶ２つの反射面列１００の間隔と等しい距離に調節されており、Ｘ軸方向に平行な２つの反射面列１００が検査ヘッド５０，５２上に位置する状態で検査用治具９０が検査開始位置からＸ軸方向に移動させられる。この移動の間、レーザ発光体７２からレーザ光が照射され、反射面９８がレーザ光照射位置に到達する毎に、反射面９８に照射されたレーザ光の反射光が検出素子７６に入光させられ、その入光位置に対応する高さがコプラナリティ検査装置制御装置８０から装着システム制御装置８２に供給される。制御装置８２においては、その供給された高さが、検査ヘッド５０，５２を区別し、かつ、位置（部品装着ヘッド移動装置１６のサーボモータに設けられたエンコーダの値）と対応付けられてコンピュータのメモリに記憶させられる。２列の反射面列１００にそれぞれ属する全部の反射面９８が検査ヘッド５０，５２上を通過したならば、Ｓ３が実行され、部品装着ヘッド１４が９０度回転させられ、他の２列の反射面列１００がＸ軸方向に平行な状態とされる。そして、Ｓ４が実行され、検査用治具９０は検査開始位置へ戻されるとともに、検査ヘッド５０，５２上を移動させられ、反射面９８にレーザ光が照射される毎に取得される高さが位置（部品装着ヘッド移動装置１６のサーボモータに設けられたエンコーダの値）と対応付けてメモリに記憶させられる。

全部の反射面９８についてレーザ光が照射され、高さが取得されたならば、Ｓ５が実行され、コプラナリティ検査装置１０が正常にコプラナリティを検査可能な状態にあるか否かが判定される。この判定は、検査ヘッド５０，５２について別々に行われる。前述のように、検査用治具９０は、平面度の高いガラス板９２に反射面９８が精度良く形成されたものであり、反射面９８に鉛直方向の位置ずれはなく、例えば、図１０(a)に示すように、反射面９８からの反射光により得られる複数の高さがほぼ一定であるが、取得されるべき高さから設定値以上ずれているのであれば、コプラナリティ検査装置１０に較正ミス等、正常な検査を妨げる何らかの原因があると判定される。また、図１０(b)に示すように、複数の高さのうちの一部が取得されるべき高さに対して設定値以上、ずれている場合にも、コプラナリティ検査装置１０に異常があると判定される。コプラナリティ検査装置１０が正常に検査可能な状態にないと判定された場合には、例えば、その旨および検査結果が報知装置により作業者に報知され、作業者はコプラナリティ検査装置１０が正常に作動するようにする措置、例えば較正等を行う。なお、検査ヘッド５０，５２についてそれぞれ、反射面９８への検査光の照射，受光が１列の反射面列１００についてのみ行われるようにしてもよい。この場合、コプラナリティ検査装置検査ルーチンは、Ｓ１，Ｓ２およびＳ５を含むルーチンとすることができる。

コプラナリティ検査装置１０の検査は、図７および図８に示す検査用治具１１０を用いて行うこともできる。検査用治具１１０には反射面１１８がＢＧＡ３０のはんだボール３２に対応する領域に形成されており、複数の反射面１１８のうち、例えば、ガラス板１１２の４辺にそれぞれ平行に並ぶ複数ずつの反射面１１８の列であって、最も外側に位置する４列を利用して、検査用治具９０を使用する場合と同様に検査が行われる。ＢＧＡ３０のはんだボール３２のコプラナリティを検査する場合と同様に、全部の反射面１１８にレーザ光を照射して高さを取得し、コプラナリティ検査装置１０が検査されるようにしてもよい。

コプラナリティ検査装置１０の検査は、検査用治具９０，１１０があれば行うことができ、例えば、コプラナリティ検査装置１０の製造メーカにおいても、ユーザにおいても容易に行うことができる。
また、本コプラナリティ検査装置１０は２つの検査ヘッド５０，５２を備えており、互いに平行な反射面列を備えた検査用治具９０，１１０を用いることにより、検査ヘッド５０，５２の検査を同時に行うことができる。
さらに、コプラナリティ検査装置１０の検査は、ＱＦＰ２６のリード２８のコプラナリティの検査と同様に、検査用治具９０，１１０の保持，レーザ光の照射，受光および検査用治具９０，１１０の移動，検査用治具９０，１１０の回転，レーザ光の照射，受光および検査用治具９０，１１０の移動および判定により行われるため、コプラナリティ検査装置検査用のプログラムの作成が容易であり、プログラムを共用にすることも可能である。

検査用治具９０，１１０を用いて吸着ノズル１８の吸着面２２の実傾斜角、すなわち傾斜角が最大である方向および傾斜角の最大値を取得することもできる。吸着面２２は、繰り返し電子回路部品の吸着に使用されるうちに摩耗し、吸着ノズル１８の軸線に対して傾斜することがある。吸着面２２に傾斜があれば、図１１に検査用治具９０を例に取って示すように、吸着ノズル１８により吸着され、保持された検査用治具９０も傾斜し、検査用治具９０の実傾斜角を取得することにより、吸着面２２の実傾斜角を取得することができる。なお、吸着ノズル１８の吸着面２２の実傾斜角の取得には、検査が済み、正常にコプラナリティを検査可能な状態にあるコプラナリティ検査装置１０が使用される。

検査用治具９０が傾斜すれば、図１２に示すように反射面９８も傾斜し、反射面９８と検査ヘッド５０，５２との距離は、検査用治具９０と検査ヘッド５０，５２との相対移動方向に平行な方向において傾斜に沿って変化する。したがって、検査用治具９０と検査ヘッド５０，５２とを相対移動させるとき、反射面９８からの反射光に基づいて得られる高さは、１つの反射面９８において傾斜に沿って変化するとともに、相対移動方向に平行な反射面列１００に属する複数の反射面９８同士についても変化し、それら反射面９８の反射光により得られる高さに基づいて、検査用治具９０上の相対移動方向に平行な直線について傾斜角を得ることができる。

コプラナリティ検査装置１０が２つの検査ヘッド５０，５２を備えており、検査用治具９０と検査ヘッド５０，５２との１回の相対移動により、検査用治具９０の吸着面２２により吸着される部分の両側に位置する互いに平行な２つの反射面列１００について同時にレーザ光の照射，反射による高さの取得が行われ、検査用治具９０上の互いに平行な２直線の各傾斜角が同時に得られ、それらに基づいて検査用治具９０の実傾斜角を演算で求めることができる。この検査用治具９０の実傾斜角が吸着面２２の実傾斜角である。

吸着面２２の実傾斜角は、図１３に示す吸着面傾き検査ルーチンの実行により取得される。このルーチンは、吸着ノズル１８が検査用治具９０を吸着するステップ（Ｓ１１），検査用治具９０を検査ヘッド５０，５２に対してＸ軸方向に移動させ、２つの反射面列１００へのレーザ光の照射，反射光の受光，それに基づく高さの取得を行うステップ（Ｓ１２，取得された高さはエンコーダの値と対応付けてメモリに記憶される）および取得された高さに基づいて検査用治具９０の実傾斜角を演算し、吸着面２２の実傾斜角を取得するステップ（Ｓ１３）を含む。コプラナリティ検査装置１０の検査が行われるとき、吸着ノズル１８の吸着面２２に傾斜があってもよく、吸着面２２の実傾斜角の取得がコプラナリティ検査装置１０の検査と共に行われてもよい。例えば、コプラナリティ検査装置検査ルーチンのＳ２の実行により、互いに平行な２つの反射面列１００の各反射面９８について高さが得られるため、Ｓ５においてコプラナリティ検査装置１０について判定が行われる際に、吸着面２２の実傾斜角が取得されるようにされる。あるいは、Ｓ２〜Ｓ４の実行により、４つの反射面列１００についてレーザ光の照射，高さの取得が行われるため、互いに直交する２つの反射面列１００についてそれぞれ得られる高さに基づいて、検査用治具９０上において互いに直交する２本の直線の各傾斜角を求め、それらに基づいて検査用治具９０の実傾斜角を演算し、吸着面２２の実傾斜角を取得するようにしてもよい。いずれにしても、吸着面２２が傾斜している場合、コプラナリティ検査装置１０についての判定は、吸着面２２の傾斜を考慮して行われる。例えば、吸着面２２の実傾斜角が演算により取得されるとともに、吸着面２２の傾斜が除去された状態における反射面９８の高さが演算により求められ、それに基づいてコプラナリティ検査装置１０が正常に検査可能な状態にあるか否かの判定が行われる。吸着面２２の傾斜角が既に取得されていれば、それを考慮してコプラナリティ検査装置１０について判定が行われればよい。

上記の吸着面２２の実傾斜角の取得は、ヘッド移動装置１６を構成する移動部材１２０の移動を案内する案内部材たるガイドレール１２２に傾斜誤差はないものと仮定した場合であり、図１４に示すようにガイドレール１２２に傾斜誤差があり、無視できないほどの大きさである場合には、それを除去した吸着面２２の実傾斜角の取得が行われる。

この取得は、図１６に示す吸着面傾き検査ルーチンの実行により行われる。吸着面傾き検査ルーチンのＳ２１，Ｓ２２の実行により、検査用治具９０が吸着ノズル１８により吸着されるとともに、検査ヘッド５０，５２上を移動させられ、移動方向に平行な２つの反射面列１００の各反射面９８にレーザ光が照射され、反射により高さが取得される。次いでＳ２３が実行され、吸着ノズル１８が１８０度回転させられ、図１５に示すように、検査用治具９０の位相が１８０度変えられた状態でＳ２４が実行され、検査用治具９０が再度、検査開始位置から検査ヘッド５０，５２上を移動させられ、移動方向に平行な２つの反射面列１００の各反射面９８へのレーザ光の照射，反射光の受光，高さの取得が行われる。そして、Ｓ２５が実行され、Ｓ２２，Ｓ２４の各々において取得された高さに基づいて、上記２回の照射・受光時の各々における検査用治具９０の実傾斜角が演算により取得される。

一例として、Ｓ２２において取得された高さに基づく検査用治具９０の実傾斜角の取得を説明する。まず、２つの反射面列１００のいずれかについて取得された高さに基づいて、その反射面列１００に沿った一直線の傾斜角が取得される。１つの反射面列１００について取得される高さは、図１２に例示するように、検査用治具９０の移動につれて変化するが、高さと対応付けて記憶させられたエンコーダの値に基づいて、例えば、反射面列１００に属する反射面９８のうち互いに最も隔たった２つの幅方向の中央点間の距離を得ることができる。また、例えば、上記最も隔たった２つの反射面９８の中央間の距離と、それら２つの反射面９８の中央点における高さの差とから、反射面列１００に沿った直線の傾斜角を演算することができる。さらに、互いに平行な２つの反射面列１００において互いに対応する２つの反射面９８の重心点間の距離と、それら２つの反射面９８の重心点の高さの差とから、反射面列１００に沿った直線と直交する直線の傾斜角を演算することができる。このようにして、検査用治具９０の反射面形成面９６上において互いに直交する２直線の各々の傾斜角を演算すれば、それら傾斜角に基づいて、反射面形成面９６上において任意の方向に延びる直線の傾斜角や、反射面形成面９６の実傾斜角を演算で取得することが可能になる。なお、２列の反射面列１００に属するすべての反射面９８のＸ−Ｙ座表面上における位置と高さとに基づく統計的処理により反射面形成面９６を表す一次方程式を取得し、その一次方程式に基づいて反射面形成面９６の実傾斜角を取得してもよい。

上記のように、１８０度回転の前後における反射面形成面９６の実傾斜角が取得された後、それら２つの実傾斜角の差が演算されれば、ガイドレール１３２の傾斜角（傾斜誤差）が除去されるとともに、検査用治具９０の実傾斜角が２倍されたものとなる。したがって、上記差を半分にすれば、ガイドレール１３２の傾斜誤差が除去された検査用治具９０自体の実傾斜角が得られることとなり、吸着面２２の実傾斜角が得られる。

検査用治具は、図１７に示す検査用治具１３０のように、ガラス板１３２の反射面形成面１３４に、ＱＦＰ２６の平面視の形状に対応するリード部品対応反射面１３６と、ＢＧＡのはんだボールに対応するボール対応反射面１３８との両方が形成されたものとしてもよい。リード部品対応反射面１３６は、本体に対応する本体対応反射面１４０と、リードに対応する複数のリード対応反射面１４２とを含む。複数のリード対応反射面１４２のみを含んでもよい。これら反射面１３６，１３８は、前記反射面９８等と同様にアルミニウムに蒸着により形成され、石英製の保護膜により覆われる。

検査用治具１３０を用いてコプラナリティ検査装置１０の検査を行う場合には、吸着ノズル１８に検査用治具１３０を保持させ、例えば、リード対応反射面１４２を検査ヘッド５０，５２上を移動させ、検査を行う。また、ボール対応反射面１３８に検査ヘッド５０，５２上を移動させ、反射光を取得してコプラナリティ検査装置１０の検査を行う。検査用治具１３０によれば、回路基板にリード部品とバンプ部品とのいずれが装着される場合にも、コプラナリティ検査装置１０が正常にコプラナリティを検査可能な状態にあるか否かを、１つの検査用治具により検査することができる。なお、リード対応反射面１４２（あるいはボール対応反射面１３８）に基づいてコプラナリティ検査装置１０の検査を行う場合には、吸着ノズル１８に検査用治具１３０を、リード対応反射面１４２（あるいはボール対応反射面１３８）が形成された領域の中央において保持させることが望ましい。

検査用治具は、図１８および図１９に示す検査用治具１５０のように、ガラス板１５２の両側の面の一方であり、被保持面１５３とは反対側の反射面形成面の全面に反射面１５４が形成されたものとしてもよい。反射面１５４は、前記検査用治具９０の反射面９８と同様に、ガラス板１５２にアルミニウムが蒸着されて蒸着膜１５６が形成されることにより形成されるとともに、蒸着膜１５６の表面上に形成された石英製の透明な保護膜１５８により覆われて保護されている。

この検査用治具１５０を用いたコプラナリティ検査装置１０の検査は、例えば、図２０に示すように、吸着ノズル１８により保持された検査用治具１５０を上昇あるいは下降させて反射面１５４の、それに直角な方向である鉛直方向の位置を変え、検出素子７６への反射光の入射位置を変えることにより行われる。吸着ノズル１８に検査用治具１５０を保持させた後、検査ヘッド５０，５２の上方へ移動させ、停止させる。検査ヘッド５０，５２の間隔は、各レーザ発光体７２が発するレーザ光がいずれも反射面１５４により反射される距離に調節されており、それらレーザ発光体７２から反射面１５４に向かって照射されるレーザ光はそれぞれ、反射面１５４の一定の箇所において反射され、検出素子７６に入光させられる。なお、厳密には、検査ヘッド５０，５２の上方への移動を案内するガイドに傾斜誤差が存在すれば、反射面１５４上のレーザ光を反射する位置はずれることになるが、ガイドの傾斜誤差も、検査用治具１５０の実傾斜角もごく小さいのが普通であるため、上記レーザ光を反射する位置のずれは無視することができる。

上記検出素子７６への反射光の入射位置の変更は、例えば、ヘッド昇降装置２４により部品装着ヘッド１４を下降させ、検査用治具１５０を予め設定された下降端位置へ下降させた状態から上昇させることにより行われる。そして、検査用治具１５０が設定距離、例えば、一定距離、上昇させられる毎に、反射面１５４からの反射光の検出素子７６への入光により得られる高さが、検査用治具１５０の高さ（鉛直方向の位置）と対応付けてコンピュータのメモリに記憶させられる。検査用治具１５０が上昇させられ、反射面１５４の高さが高くなることにより、図２０に示すように、反射光の検出素子７６への入光位置が変わって取得される高さが変わる。そして、反射面１５４の複数の高さ位置毎にそれぞれ得られた高さが予め定められた各設定値と比較され、それらの差の絶対値が設定値を超えるのであれば、コプラナリティ検査装置１０が正常にコプラナリティを検査可能な状態にないと判定される。

前記検査用治具９０を用いた検査と同様に、吸着ノズル１８により保持された検査用治具１５０を検査ヘッド５０，５２に対して反射面１５４に平行な方向に移動させて、コプラナリティ検査装置１０の検査を行うようにしてもよい。この場合、反射面１５４はガラス板１５２の全面に形成されているため、検査用治具１５０の大きさより小さいものである限り、いかなる電子回路部品に対応する検査用治具としても使用可能である。検査ヘッド５０，５２の間隔を、各レーザ発光体７２が発射するレーザ光が、所望の電子回路部品の端子に対応する反射面が並んでいると想定される２直線の間隔に等しくし、２列の反射面列に対する場合と同様に、照射・受光工程を実施すればよいのである。

上記のように反射面１５４はガラス板１５２の全面に形成されており、検査ヘッド５０，５２に対して移動させられるとき、常時、レーザ光を反射し、検出素子７６に入光させる。そのため、例えば、反射面１５４の所定の領域、例えば、ＱＦＰ２６のリード２８に対応する領域にレーザ光が照射されたと想定される際の高さがメモリに記憶させられる。検出用治具１５０が所定距離移動させられる毎に、リードの幅に対応する距離分、高さが記憶させられるのであり、それら記憶させられた高さに基づいてコプラナリティ検査装置１０の検査が行われる。
検出素子７６への反射光の入光により得られる高さの全部（厳密には設定微小時間あるいは設定微小距離毎の高さであるが）をメモリに記憶させ、それら高さに基づいてコプラナリティ検査装置１０の検査が行われるようにしてもよい。
検査用治具１５０を９０度回転させ、その回転の前後における２つの位相において高さを取得し、吸着ノズル１８の吸着面２２の傾斜を取得することもでき、検査用治具１５０を１８０度回転させ、ガイドレール１２２の傾斜の影響を除いて吸着面２２の傾斜を取得することもできる。

上記検査用治具９０，１１０，１３０は、図２１に示すコプラナリティ検査装置２００の検査にも使用することができる。このコプラナリティ検査装置２００は、特開平６−８５４９４号公報に記載の検査装置と同様に構成されており、簡単に説明する。
コプラナリティ検査装置２００は、基台２０２上に設けられたカメラ２０４およびスリット光源２０６を含む。カメラ２０４は、基台２０２上に鉛直上向きに設けられ、スリット光源２０６は、カメラ２０４の撮像中心線に対して傾斜した姿勢で設けられており、スリット光はこの傾斜角度で斜め上方に照射される。また、吸着ノズル２１０の吸着管２１２の吸着面２１４から一定距離上方に、基準反射板２１６が着脱可能に取り付けられている。基準反射板２１６は吸着管２１２に直角に設けられ、その下向きの基準反射面２１８は水平である。カメラ２０４の撮像により得られる像データは画像処理コンピュータ２２０により処理されて、制御装置２２２に供給される。

本コプラナリティ検査装置２００によるコプラナリティの検査時には、吸着ノズル２１０に吸着された電子回路部品２３０のＹ軸方向（図２１において紙面に直角な方向）に並ぶ複数のリード２３２の各先端部に向かってスリット光が照射される。このスリット光は複数のリード２３２により反射され、複数のリード２３２の像（リード２３２のスリット光が照射されている部分の像）が形成されるとともに、隣接するリード２３２の間の隙間を通って基準反射板２１６に照射され、基準反射面２１８により反射されてリード２３２間の隙間の像も形成され、それら像がカメラ２０４により撮像される。リード２３２からの反射光により形成されるリード画像と、基準反射面２１８からの反射光により形成される隙間画像とは、図２２に示すように、カメラ２０４の撮像面２３４のリード２３２の長手方向に平行な方向であって、Ｘ軸方向にずれた箇所に形成される。そして、複数のリード画像の各々について、重心位置のＸ軸方向における位置と、複数の隙間画像の各重心位置のＸ軸方向における位置の平均位置との距離が算出されるとともに、その距離とスリット光の照射角度θとに基づいて、基板反射面２１８とリード２３２との距離が算出される。この距離が設定距離と比較され、設定距離より設定範囲を超えて短いのであれば、リード２３２に浮上がりがあると判定される。電子回路部品２３０は９０度ずつ回転させられ、全部のリード２３２について浮上がりの有無が検査される。

コプラナリティ検査装置２００の検査時には、例えば、検査用治具９０が吸着ノズル２１０に吸着され、複数の反射面９８から成り、Ｙ軸方向に平行な反射面列１００にスリット光が照射される状態で、カメラ２０４により複数の反射面９８の各像（反射面９８のスリット光が照射されている部分の像）および複数の隙間の各像（基準反射面２１８のスリット光が照射されている部分の像）が撮像される。そして、複数の反射面９８の像の各重心位置のＸ軸方向における位置の平均位置と、複数の隙間の像の各重心位置のＸ軸方向における位置の平均位置との距離が算出され、その距離と、予め設定されている基準反射面２１８と反射面９８との距離とに基づいてスリット光の照射角度が算出される。この照射角度が設定角度と異なっているのであれば、例えば、スリット光源２０６の基台２０２への組付け角度を調整し、スリット光が設定された角度で照射されるようにされる。

あるいはスリット光の照射角度が正確であるとすれば、複数の反射面９８の像の各重心位置のＸ軸方向における位置の平均位置と、複数の隙間の像の各重心位置のＸ軸方向における位置の平均位置との距離と、照射角度とに基づいて反射面９８と基準反射面２１８との距離が算出されて設定値と比較され、その差の絶対値が設定値を超えるのであれば、コプラナリティ検査装置２００に何らかの異常があると判定される。

反射面からの反射光に基づいて高さを取得するコプラナリティ検査装置は、検査ヘッドを１つ有する装置としてもよく、移動装置により、電子回路部品および検査用治具に対して移動させられる装置としてもよい。

請求可能発明の実施例である検査用治具を用いて検査されるコプラナリティ検査装置を示す斜視図である。 上記コプラナリティ検査装置の検査ヘッドを概略的に示す正面図である。 上記コプラナリティ検査装置によりコプラナリティが検査されるＢＧＡを示す側面図である。 上記コプラナリティ検査装置を検査する検査用治具の一例を示す底面図である。 図４に示す検査用治具を示す正面図である。 図４に示す検査用治具の複数の反射面のうちの１つを拡大して示す正面図である。 上記コプラナリティ検査装置を検査する検査用治具の別の例を示す底面図である。 図７に示す検査用治具を示す正面図である。 上記コプラナリティ検査装置を備えた電子回路部品装着システムを制御する制御装置の主体を成すコンピュータのＲＯＭに記憶させられたコプラナリティ検査装置検査ルーチンを示すフローチャートである。 図４に示す検査用治具を用いたコプラナリティ検査装置の検査を説明する図である。 図４に示す検査用治具が吸着面が傾斜した吸着ノズルにより保持された状態を示す正面図である。 図１１に示す検査用治具の反射面へのレーザ光の照射により得られる反射面の高さを示すグラフである。 上記コンピュータのＲＯＭに記憶させられた吸着面傾き検査ルーチンを示すフローチャートである。 図４に示す検査用治具が吸着面が傾斜した吸着ノズルにより保持されるとともに、その吸着ノズルを保持する部品装着ヘッドが傾斜したガイドレールにより案内される状態を概略的に示す正面図である。 図１４に示す吸着ノズルが１８０度回転させられた状態を示す正面図である。 上記コンピュータのＲＯＭに記憶させられた別の吸着面傾き検査ルーチンを示すフローチャートである。 請求可能発明の更に別の実施例である検査用治具を示す底面図である。 請求可能発明の更に別の実施例である検査用治具を示す底面図である。 図１８に示す検査用治具を示す正面図である。 図１８に示す検査用治具を用いたコプラナリティ検査装置の検査を説明する図である。 請求可能発明の実施例である検査用治具により検査される別のコプラナリティ検査装置を概略的に示す正面図である。 図２１に示すコプラナリティ検査装置によるコプラナリティの検査を説明する図である。

符号の説明

１０：コプラナリティ検査装置 １２：部品装着装置 １４：部品装着ヘッド １６：部品装着ヘッド移動装置 １８：吸着ノズル ２２：吸着面 ２６：ＱＦＰ ２８：リード ３０：ＢＧＡ ３２：はんだボール ５０，５２：検査ヘッド ７２：レーザ発光体 ７６：検出素子 ８２：装着システム制御装置 ９０：検査用治具 ９２：ガラス板 ９８：反射面 １０２：蒸着膜 １１０：検査用治具 １１２：ガラス板 １１８：反射面 １３０：検査用治具 １３２：ガラス板 １３６：リード部品対応反射面 １３８：ボール対応反射面 １５０：検査用治具 １５２：ガラス板 １５４：反射面 １５６：蒸着膜 ２００：コプラナリティ検査装置 ２０４：カメラ ２０６：スリット光源 ２１０：吸着ノズル ２１４：吸着面 ２２２：制御装置

Claims (10)

1. 反射面に向かって検査光を発射する検査光発射装置と、前記反射面から反射された反射光を受光する受光装置とを備えた検査ヘッドを含み、電子回路部品の一平面上に位置すべき複数の端子の表面を前記反射面として、それら複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する方法であって、
   平板状のガラス板の両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に複数の反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には反射面が形成されていない検査用治具を保持ヘッドに保持させ、その検査用治具の前記複数の反射面に向かって前記検査光発射装置から検査光を発射させ、その検査光が前記複数の反射面の各々により反射された反射光を前記受光装置に受光させ、かつ、前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとを、前記一平面に平行な方向に相対移動させ、その際に前記コプラナリティ検査装置により取得される前記複数の反射面の前記一平面に直角な方向の位置である高さの、本来あるべき高さである正規高さからの外れ量に基づいて、そのコプラナリティ検査装置の状態を検査することを特徴とするコプラナリティ検査装置検査方法。
2. 前記一平面に平行な方向に相対移動させた場合に、前記コプラナリティ検査装置により取得される前記複数の反射面の高さの平均値の、前記正規高さからの外れ量が設定量以上である場合に、そのコプラナリティ検査装置の設定が不適切であると判定する請求項１に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
3. 前記一平面に平行な方向に相対移動させた場合に、前記複数の反射面の一部について前記コプラナリティ検査装置により取得される高さが、他の反射面について取得される高さと設定量以上異なる場合に、そのコプラナリティ検査装置が正常に検査可能な状態にないと判定する請求項１または２に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
4. 前記検査用治具として、長手形状の端子がそれら端子の幅方向に間隔を隔てて並んだ形態の電子回路部品と、円形の端子が格子点上に配列された形態の電子回路部品との少なくとも一方を含む複数種類の電子回路部品の各々の端子に対応する領域に前記反射面が形成されたものを使用する請求項１ないし３のいずれかに記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
5. 前記保持ヘッドとして、吸着面において前記検査用治具を吸着して保持する吸着ノズルを備えたものを使用するとともに、その吸着面に前記検査用治具を吸着保持させ、その検査用治具の実傾斜角、すなわち前記一平面に対する傾斜角が最大である方向および傾斜角の最大値を、前記吸着ノズルの前記吸着面の実傾斜角として取得する請求項４に記載のコプラナリティ検査装置検査方法。
6. 電子回路部品の一平面上に位置すべき複数の端子のコプラナリティを検査するコプラナリティ検査装置を検査する装置であって、
   平板状のガラス板の両側の面の一方の、前記複数の端子が存在すべき領域に複数の反射面が形成され、それら端子が存在すべきではない領域には反射面が形成されていない検査用治具と、
   その検査用治具を保持する保持ヘッドと、
   その保持ヘッドに保持された前記検査用治具の前記複数の反射面の各々に検査光を発射する検査光発射装置と、前記複数の反射面の各々から反射された反射光を受光し、前記複数の反射面の各々の前記一平面に直角な方向の位置である高さに対応した出力信号を発する受光装置とを備えた検査ヘッドと、
   その検査ヘッドと前記保持ヘッドとを、前記一平面に平行な方向に相対移動させる相対移動装置と、
   その相対移動装置による前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記受光装置から発せられる出力信号に基づいて、前記複数の反射面の各々の高さを取得する高さ取得部と、
   その高さ取得部により取得される前記複数の反射面の各々の高さの、本来あるべき高さである正規高さからの外れ量に基づいて、前記コプラナリティ検査装置の状態を検査する検査部と
   を含むことを特徴とするコプラナリティ検査装置検査装置。
7. 前記検査部が、前記相対移動装置による前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記高さ取得部により取得される前記複数の反射面の高さの平均値の正規の高さからの外れ量が設定量以上である場合に、前記コプラナリティ検査装置の設定が不適切であると判定する設定不適切判定部を含む請求項６に記載のコプラナリティ検査装置検査装置。
8. 前記検査部が、前記相対移動装置による前記保持ヘッドと前記検査ヘッドとの相対移動に伴って前記高さ取得部により取得される前記複数の反射面の一部の高さが、他の反射面の高さと設定量以上異なる場合に、前記コプラナリティ検査装置が正常に検査可能な状態にないと判定する異常判定部を含む請求項６または７に記載のコプラナリティ検査装置検査装置。
9. 前記検査用治具として、長手形状の端子がそれら端子の幅方向に間隔を隔てて並んだ形態の電子回路部品と、円形の端子が格子点上に配列された形態の電子回路部品との少なくとも一方を含む複数種類の電子回路部品の各々の端子に対応する領域に前記反射面が形成されたものを含む請求項６ないし８のいずれかに記載のコプラナリティ検査装置検査装置。
10. 前記保持ヘッドが、吸着面において前記検査用治具を吸着して保持する吸着ノズルを備えたものであり、その吸着面に前記検査用治具が吸着保持された状態で、その検査用治具の実傾斜角、すなわち前記一平面に対する傾斜角が最大である方向および傾斜角の最大値を、前記吸着ノズルの前記吸着面の実傾斜角として取得する吸着面実傾斜角取得部を含む請求項９に記載のコプラナリティ検査装置検査装置。

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