JP5820424B2 - 半田印刷検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板上に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査するための半田印刷検査装置に関するものである。

プリント基板上に電子部品を実装する製造ラインにおいては、まずプリント基板に配設されたランド上に、半田印刷機によりクリーム半田が印刷される。次に、該クリーム半田の粘性に基づいてプリント基板上に電子部品が仮止めされる。その後、前記プリント基板がリフロー炉へ導かれ、所定のリフロー工程を経ることで半田付けが行われる。

一般に、このような製造ラインにおいては、半田印刷機によって印刷されたクリーム半田の状態が検査される。かかる検査に際しては、近年、三次元計測したクリーム半田の三次元形状等に基づき、その印刷状態の良否判定を行う半田印刷検査装置が用いられる。

かかる半田印刷検査装置としては、例えば印刷不良の判定が妥当か否かを作業者が判断できるようにするため、印刷不良が発生した場合に、所定のランド上に印刷されたクリーム半田の三次元形状を示す三次元画像を拡大表示可能とするものも知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、印刷不良が発生した場合には、作業者は、拡大表示されたクリーム半田の三次元画像等を参考にしながら、印刷不良判定の妥当性を判断すると共に、スキージの動作設定の良否やメタルマスクの汚れの有無など、半田印刷機における不具合の有無等も判断する。ここで、半田印刷機に不具合有りと判断した場合には、スキージの動作設定の変更やメタルマスクのクリーニングなど、半田印刷機のメンテナンス作業を行うこととなる。

特開２００６−２６７０１８号公報

しかしながら、個々のランド上に印刷されたクリーム半田の三次元画像が拡大表示された場合に、例えばスキージの動作方向など、半田印刷機が基板に対し行った所定の作業の作業方向が把握できないと、当該作業方向に対するクリーム半田の三次元画像の相対的な向きも把握できず、半田印刷機における不具合の発生、ひいてはその発生原因や発生傾向、発生箇所等を早期に見つけ出すことができないおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示される半田の三次元画像の向きを容易に把握することのできる半田印刷検査装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．半田印刷機によって基板上に印刷された半田を検査するための半田印刷検査装置であって、
前記基板に対し所定の光を照射可能な照射手段と、
前記光の照射された基板を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像データに基づき、前記半田の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記半田の検査を行う検査手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、任意の視線方向から見た前記半田の三次元形状を示す三次元画像を所定の表示手段に表示するための処理を行う画像処理手段とを備え、
前記画像処理手段は、前記半田印刷機が前記基板に対し行った所定の作業の作業方向（例えば「基板の搬送方向」や「スキージの動作方向」など）を示す方向画像を、前記半田の三次元画像と共に表示するための処理を行うことを特徴とする半田印刷検査装置。

上記手段１によれば、所定の表示手段において、任意の視線方向から見た半田の三次元形状を示す三次元画像を表示すると共に、半田印刷機が基板に対し行った所定の作業の作業方向を示す方向画像を表示することができる。これにより、作業者は、表示手段において、半田印刷機による所定の作業の作業方向に対する半田の三次元画像の相対的な向きを瞬時に把握することができる。結果として、半田印刷機における不具合の発生、ひいてはその発生原因や発生傾向、発生箇所等を早期に発見し対応することができ、生産性の低下抑制を図ることができる。

尚、「表示手段」は、半田印刷検査装置自身が備えた構成としてもよいし、半田印刷検査装置の外部に設けられた構成としてもよい。

手段２．前記画像処理手段は、前記所定の作業の作業方向を示す方向画像として、スキージの動作方向を示す方向画像を表示するための処理を行うことを特徴とする手段１に記載の半田印刷検査装置。

上記手段２によれば、スキージの動作方向を確認しながら、半田の三次元画像を見ることができる。これにより、スキージ動作に対する印刷不良の発生傾向等を把握することができ、スキージの動作設定の良否やメタルマスクの汚れの有無などを早期に発見しやすくなる。

例えば、半田印刷機において、スキージの圧力が強い場合や、スキージのアタック角度が大きい場合には、スキージの先端がメタルマスクの開口部内に入り込み、充填された半田を抉ってしまうため、ランド上に印刷された半田の形状は、スキージの動作方向上流側が低く、下流側が突起したような形状となる（図９参照）。

逆に、スキージの圧力が弱い場合や、スキージのアタック角度が小さい場合には、半田をメタルマスクの開口部に押し込む力が不足するため、基板上のランドとメタルマスクの開口部内の半田との粘着が不十分となる。その結果、版離れ時にメタルマスクの開口部内に半田が残ってしまい、ランド上に印刷される半田の量が不足すると共に、その形状も崩れたものとなる。かかる場合には、スキージの動作方向上流側等においても突起部が形成されることもある。

また、スキージの動作方向に対するメタルマスクの一方側に汚れが発生している場合には、当該一方側に突起部が形成されやすい。

つまり、作業者は、印刷不良が発生した場合に、半田の三次元画像を見る際、スキージの動作方向が分かれば、スキージの圧力が強いか、弱いかなどの判断を行うことができる。

手段３．前記画像処理手段は、前記所定の作業の作業方向を示す方向画像として、前記基板の搬送方向を示す方向画像を表示するための処理を行うことを特徴とする手段１又は２に記載の半田印刷検査装置。

上記手段３によれば、基板の搬送方向を確認しながら、半田の三次元画像を見ることができる。これにより、基板の向きと、半田の三次元画像との相対関係を把握しやすくなる。例えば実際の基板と、表示された三次元画像とを見比べる場合等において、両者の関係を把握しやくなる。

また、基板の搬送方向に対しスキージの動作方向が常時一定となる構成の下では、基板の搬送方向を把握することで、上記手段２のように直接的にスキージの動作方向が示されなくても、間接的にスキージの動作方向を把握することができる。結果として、上記手段２と同様の作用効果が奏される。

手段４．前記画像処理手段は、前記基板の表裏を特定可能な表裏情報（文字や画像等を含む）を、前記半田の三次元画像と共に表示するための処理を行うことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の半田印刷検査装置。

上記手段４によれば、基板の表裏を確認しながら、半田の三次元画像を見ることができる。これにより、基板の表裏と、半田の三次元画像との相対関係を把握しやすくなる。例えば実際の基板と、表示された三次元画像とを見比べる場合等において、両者の関係を把握しやくなる。特に、基板の形状（周縁形状）が表裏で対称となっている場合等には、より奏効する。

手段５．前記画像処理手段は、少なくとも前記基板の形状（周縁形状）を特定可能な基板画像（縮小図や縮小画像など）を、前記半田の三次元画像と共に表示するための処理を行うことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の半田印刷検査装置。

上記手段５によれば、基板の形状を確認しながら、半田の三次元画像を見ることができる。これにより、基板の向きや表裏と、半田の三次元画像との相対関係を把握しやすくなる。結果として、手段３，４等と同様の作用効果が奏される。

手段６．前記画像処理手段は、所定の入力手段の操作に基づき前記視線方向を変え、前記半田の三次元画像を回転させて前記表示手段に表示するための処理を行うと共に、前記半田の三次元画像と共に表示される各種画像を、当該三次元画像との向きについての相対関係を維持しつつ回転させて前記表示手段に表示するための処理を行うことを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の半田印刷検査装置。

上記手段６のように、半田の三次元画像を回転させると、当該三次元画像の向きが分からなくなるおそれがあるため、本手段６の構成の下では、上記手段１等の作用がより奏効することとなる。

手段７．少なくとも前記所定の作業の作業方向に関する方向情報を含む、前記基板に係る各種情報を前記半田印刷機から受信可能な通信手段を備え、
前記画像処理手段は、前記基板に係る各種情報を基に、前記処理を行うことを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の半田印刷検査装置。

例えば、スキージの動作方向が、半田印刷機の奥側から手前側へ、又は、手前側から奥側へと交互に切換わるといったように、スキージの動作方向が常時一定でないタイプの半田印刷機も存在する。かかる場合には、予め半田印刷検査装置において、スキージの動作方向等を登録しておくことができず、方向画像の表示処理など、上記各種処理を行うことができない。

この点、本手段７によれば、スキージの動作方向等に関する情報を適宜、半田印刷機から入手できるため、上記各種処理を適切に行うことができる。

プリント基板の一部を拡大した部分拡大平面図である。 プリント基板の製造ラインの構成を示すブロック図である。 半田印刷機による印刷動作を説明するための模式図である。 半田印刷検査装置の概略構成を模式的に示す斜視図である。 半田印刷検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 半田印刷機による半田印刷完了時から、半田印刷検査装置による検査完了時までの一連の流れを示すフローチャート図である。 半田印刷検査装置における不良品発生時の処理作業に関する一連の流れを説明するためのフローチャート図である。 表示手段の表示部における表示態様の一例を示した模式図である。 拡大表示枠における表示態様の一例を示した模式図である。 拡大表示枠における表示態様の一例を示した模式図である。

以下に、半田印刷検査装置の一実施形態について説明する。まず半田印刷検査装置の検査対象となるプリント基板の構成について図１を参照して説明する。図１は、プリント基板の一部を拡大した部分拡大平面図である。

図１に示すように、プリント基板１は、ガラスエポキシ樹脂等からなる平板状のベース基板７上に、銅箔からなる配線パターン（図示略）や複数のランド２が形成されてなる。また、ベース基板７上には、ランド２を除く部分に、レジスト膜８がコーティングされている。各ランド２上には、粘性を有するクリーム半田３が印刷されている。尚、図１では、便宜上、クリーム半田３を示す部分に散点模様が付されている。

次に、プリント基板１を製造する製造ラインについて図２を参照して説明する。図２は、プリント基板１の製造ライン１０の構成を示すブロック図である。本実施形態における製造ライン１０では、その正面側から見て、左から右へプリント基板１が搬送されるように設定されている。

図２に示すように、製造ライン１０には、その上流側（図２左側）から順に、半田印刷機１２、半田印刷検査装置１３、部品実装機１４及びリフロー装置１５が設置されている。従って、上記各機器１２〜１５におけるプリント基板１の搬送方向Ｌも、その正面側から見て、左から右へ向かう方向に設定されている。

半田印刷機１２は、プリント基板１のランド２上に所定量のクリーム半田３を印刷するためのものである。例えば、図３に示すように、半田印刷機１２は、プリント基板１上の各ランド２に対応して複数の開口部９０ａが形成された平板状のメタルマスク９０と、当該メタルマスク９０の上面に沿って摺動するスキージ９２とを備えている。

そして、半田印刷を行う場合には、まずプリント基板１上にメタルマスク９０を重ねて配置する。次にメタルマスク９０の上面にクリーム半田３を供給する。続いて、スキージ９２をメタルマスク９０の上面に沿って所定方向へ摺動させる。つまり、かかる所定方向がスキージ９２の動作方向Ｋとなる。

尚、本実施形態におけるスキージ９２の動作方向Ｋは、半田印刷機１２の正面側から見て、奥側から手前側へ向かう方向に設定されており、毎回同じ方向となる。

また、スキージ９２は、その先端部をメタルマスク９０に対して所定角度だけ傾斜させた状態で、メタルマスク９０に圧力（印圧）を加えながら摺動する。つまり、かかる所定角度がスキージ９２のアタック角度αとなる。

このようにして、メタルマスク９０の開口部９０ａ内にクリーム半田３が充填された結果、ランド２上に所定量のクリーム半田３が印刷されることとなる。最後に、メタルマスク９０とプリント基板１とを離間させ、クリーム半田３を開口部９０ａから抜くこと（版離れ）により、半田印刷が完了する。

半田印刷検査装置１３は、上記のように印刷されたクリーム半田３の状態（例えば印刷位置、高さ、量等）を検査するためのものである。半田印刷検査装置１３の詳細については後述する。

部品実装機１４は、印刷されたクリーム半田３上にチップ等の電子部品４（図１参照）を搭載するためのものである。電子部品４は、複数の電極やリードを備えており、当該各電極やリードがそれぞれ所定のクリーム半田３に対し仮止めされる。

リフロー装置１５は、クリーム半田３を加熱溶融させて、ランド２と、電子部品４の電極やリードとを半田接合（半田付け）するためのものである。

尚、製造ライン１０には、半田印刷機１２と半田印刷検査装置１３との間など、上記各装置間において、プリント基板１を移送するための移送手段としてコンベア１６等が設けられている（図２参照）。また、図示は省略するが、半田印刷検査装置１３と部品実装機１４との間には分岐装置が設けられている。そして、半田印刷検査装置１３にて良品判定されたプリント基板１は、その下流側の部品実装機１４へ案内される一方、不良品判定されたプリント基板１は分岐装置により不良品貯留部へと排出される。

次に、半田印刷検査装置１３の構成について図４を参照して詳しく説明する。図４は、半田印刷検査装置１３の概略構成を模式的に示す斜視図である。

半田印刷検査装置１３は基台２２を備え、当該基台２２上にはＸ軸移動機構２３及びＹ軸移動機構２４が設けられている。Ｙ軸移動機構２４上には、プリント基板１が載置されるレール２５が配設されている。

そして、Ｘ軸移動機構２３及びＹ軸移動機構２４が作動することで、プリント基板１の載置されたレール２５がＸ軸方向及びＹ軸方向へスライド移動する。これにより、プリント基板１が任意の方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へ移動可能となる。

また、図示は省略するが、レール２５には、プリント基板１を搬送するための搬送手段が設けられている。

例えばプリント基板１の両側を支持しつつ、当該プリント基板１をレール長手方向に沿って所定の搬送方向（本実施形態では、図４の右方向）へと搬送する一対のコンベアベルトや、当該コンベアベルトを駆動するモータ等が設けられている。

上記構成の下、上流側（本実施形態では、図４の左側）より半田印刷検査装置１３へ搬入され、レール２５上に案内されたプリント基板１は、コンベアベルトの回転により、所定位置にまで案内された後、チャック等により押さえられ、レール２５の所定位置に位置決めされる。そして、検査後には、チャック等による押さえが解除されると共に、プリント基板１は、コンベアベルトの回転により、半田印刷検査装置１３より下流側（本実施形態では、図４の右側）へ搬出される。

勿論、レール２５の構成は、上記形態に限定されるものではなく、他の構成を採用してもよい。

また、半田印刷検査装置１３は、プリント基板１の上面（表面又は裏面）に対し斜め上方から所定の光成分パターンを照射する「照射手段」としての三次元計測用照射手段２６と、当該光成分パターンの照射されたプリント基板１を撮像する「撮像手段」としてのＣＣＤカメラ２７と、半田印刷検査装置１３内における各種制御や画像処理、演算処理等を行うための制御手段３０とを備えている。

制御手段３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、フリーランカウンタなどを備えるコンピュータであり、上記各手段３１〜３３等と電気的に接続されている。そして、これら各手段３１〜３３等との間で各種データや信号の入出力制御を行う機能を有する。

ＣＣＤカメラ２７は、プリント基板１の真上に配置され、プリント基板１上の前記光成分パターンの照射された部分を撮像可能となっている。当該ＣＣＤカメラ２７によって撮像された画像データは、ＣＣＤカメラ２７内部においてデジタル信号に変換された上で、デジタル信号の形で制御手段３０に入力される。そして、制御手段３０は、当該画像データを基に、後述するような画像処理や検査処理等を実施する。

そして、制御手段３０では、ＣＣＤカメラ２７にて撮像されたプリント基板１の画像データに基づき画像処理が行われ、所定の三次元計測方法に基づきクリーム半田３の三次元計測（主として高さ計測及び体積計測）が行われるようになっている。その後、その三次元計測された各種値に基づいて、クリーム半田３に関する検査が行われる。したがって、制御手段３０が、本実施形態における「検査手段」及び「画像処理手段」を構成する。

次に、半田印刷検査装置１３の電気的構成について図５を参照して説明する。図５は、半田印刷検査装置１３の電気的構成を示すブロック図である。

半田印刷検査装置１３は、ＣＣＤカメラ２７の撮像タイミング等を制御して撮像を実行する撮像制御手段３１、三次元計測用照射手段２６を制御する照射制御手段３２、Ｘ軸移動機構２３を制御するＸ軸移動制御手段３３、及び、Ｙ軸移動機構２４を制御するＹ軸移動制御手段３４を備えている。

撮像制御手段３１は、制御手段３０から出力される制御信号に基づき、ＣＣＤカメラ２７の撮像制御を行う。

照射制御手段３２は、制御手段３０から出力される制御信号に基づき、三次元計測用照射手段２６の照射制御を行う。

Ｘ軸移動制御手段３３及びＹ軸移動制御手段３４は、それぞれ制御手段３０から出力される制御信号に基づき、Ｘ軸移動機構２３及びＹ軸移動機構２４の駆動制御を行う。

また、半田印刷検査装置１３は、キーボードやマウス、タッチパネル等で構成される入力手段３６、ＣＲＴや液晶などの表示部３７ａを有する表示手段３７、ＣＣＤカメラ２７により撮像された画像データ等に基づいてクリーム半田３の三次元計測を行う三次元演算手段３８、画像データや三次元計測結果、検査結果などの各種データを記憶するためのデータ格納手段３９、及び、半田印刷機１２や上記分岐装置などの外部装置と各種情報の送受信を行う通信手段４０を備えている。

上記各手段３６〜４０は、制御手段３０に対し電気的に接続されている。これにより、例えばデータ格納手段３９に記憶された画像データや三次元計測結果、検査結果などの各種データを適宜、表示手段３７の表示部３７ａに表示させることができる。また、通信手段４０は、半田印刷機１２等の外部装置と、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）ケーブル等により接続されている。

続いて、半田印刷機１２により半田印刷の完了したプリント基板１を、半田印刷検査装置１３により検査する手順について図６を参照しつつ詳しく説明する。図６は、半田印刷機１２による半田印刷完了時から、半田印刷検査装置１３による検査完了時までの一連の流れを示すフローチャート図である。

半田印刷機１２は、プリント基板１に対する半田印刷が完了すると（ステップＳ１）、下流側のコンベア１６へプリント基板１を搬出する（ステップＳ２）。

そして、コンベア１６により半田印刷検査装置１３へ移送されたプリント基板１は、半田印刷検査装置１３内へ搬入される（ステップＳ３）。

併せて、半田印刷機１２は、上記搬出したプリント基板１に対するスキージ９２の動作方向Ｋに関する情報（方向情報）や、当該プリント基板１の搬送方向Ｌに関する情報（方向情報）など、当該プリント基板１に係る各種情報を半田印刷検査装置１３に対し送信する（ステップＳ４）。

一方、半田印刷検査装置１３は、半田印刷機１２から、スキージ９２の動作方向Ｋに関する情報など、搬入したプリント基板１に係る各種情報を受信すると（ステップＳ５）、当該情報をデータ格納手段３９に記憶した後、プリント基板１の検査を開始する（ステップＳ６）。

ここで、半田印刷検査装置１３による検査態様について詳しく説明する。半田印刷検査装置１３では、上記のように搬入されたプリント基板１が所定位置にセットされると、制御手段３０の指示に基づき、当該プリント基板１上の所定部位に対し三次元計測用照射手段２６から光成分パターンが照射されると共に、当該光成分パターンの照射されたプリント基板１上の所定部位がＣＣＤカメラ２７により撮像される。

上記撮像は、プリント基板１に設定される検査エリア単位で行われる。そして、上記移動機構２３，２４によりプリント基板１を順次移動させることによって、プリント基板１全体を撮像することができる。

ＣＣＤカメラ２７によって撮像された画像データは、ＣＣＤカメラ２７内部においてデジタル信号に変換された上で、デジタル信号の形で制御手段３０に入力され、データ格納手段３９に記憶される。

そして、データ格納手段３９に記憶された画像データに基づき、三次元演算手段３８にて三次元計測が行われる。

本実施形態では、プリント基板１に印刷されたクリーム半田３の高さ（ピーク高さや平均高さ）、体積値、三次元形状などが計測される。なお、三次元計測を行うに際し、本実施形態では位相シフト法を採用しているが、この他にも光切断法、空間コード法、合焦法等、任意の計測方法を採用することができる。

この計測結果は、データ格納手段３９に記憶され、当該計測結果に基づき、制御手段３０による良否判定が行われる。

より詳しくは、制御手段３０は、データ格納手段３９に記憶された計測結果と、予め記憶した基準データとを比較して、プリント基板１上の各ランド２毎にクリーム半田３の印刷状態（複数のランド間に形成される半田ブリッジ等を含む）の良否判定を行う。

本実施形態では、例えば「突起（ピーク高さ）」が基準範囲内か、「かすれ」がないか、「面積」が基準範囲内か、「体積」が基準範囲内か、「平均高さ」が基準範囲内か、Ｘ軸方向への「位置ズレ」が基準範囲内か、Ｙ軸方向への「位置ズレ」が基準範囲内か、クリーム半田３が存在しない「無半田」状態となっていないかなどが、検査項目として設定されている。勿論、検査項目は、これらに限定されるものではなく、任意に設定することができる。

制御手段３０は、各ランド２毎かつ各検査項目毎に、「良品判定（ＯＫ）」又は「不良品判定（ＮＧ）」を行う。そして、プリント基板１上の全てのランド２におけるクリーム半田３の印刷状態について良品判定された場合には、当該プリント基板１に対し「良品判定（ＯＫ）」を行う。一方、上記個別の良否判定（各ランド２毎かつ各検査項目毎の良否判定）において、１つでも「不良品判定（ＮＧ）」がなされた場合には、当該プリント基板１に対し全体として「不良品判定（ＮＧ）」を行う。

その後、制御手段３０は、上記良否判定の行われたプリント基板１に係る判定結果（各ランド２毎かつ各検査項目毎の判定結果を含む）を、当該プリント基板１に係る上記画像データや計測結果等と共にデータ格納手段３９に記憶し、検査を完了する（ステップＳ７）。

同時に、制御手段３０は、自身の状況を把握するための管理情報の更新処理を行う。例えば、良品判定された場合には、制御手段３０は、自身のメモリ等に記憶されている良品カウント数の値に１加算すると共に、自身の稼動状態を判定するための稼動状態フラグの値を「生産中」を示す「０」に更新する。

一方、不良品判定された場合には、制御手段３０は、自身のメモリ等に記憶されている不良品カウント数の値に１加算すると共に、上記稼動状態フラグの値を「一時停止中」を示す「１」に変更する。

続けて、制御手段３０は、上記稼動状態フラグの値を参酌して、その値が「一時停止中」を示す「１」である場合には、レール２５によるプリント基板１の搬出動作を一時停止させるなど、半田印刷検査装置１３を一時停止状態とする。併せて、図示しないタワーライトを点灯させる等して、不良品が発生した旨を作業者に報知する。

以下、半田印刷検査装置１３にて、不良品判定されたプリント基板１が発生した場合における動作態様、並びに、表示手段３７の表示部３７ａにおける表示態様などについて、図面を参照して詳しく説明する。図７は、半田印刷検査装置１３における不良品発生時の処理作業に関する一連の流れを説明するためのフローチャート図である。

尚、本実施形態における表示部３７ａは、タッチパネルにより構成されており、入力手段３６の一部としても機能する。

図７のフローチャートに示すように、半田印刷検査装置１３にて、所定のプリント基板１に対し不良品判定がなされると（ステップＴ１）、半田印刷検査装置１３は一時停止する（ステップＴ２）。具体的には、レール２５による当該プリント基板１の搬出動作を一時停止すると共に、新たなプリント基板１の搬入動作及び検査動作を一時停止する。また、かかる情報は、通信手段４０を介して、半田印刷機１２等の他の外部装置へも送信される。これにより、半田印刷検査装置１３にて不良品が発生した場合には、当該半田印刷検査装置１３の動作停止に併せて、他の外部装置も適切なタイミングでそれぞれ一時停止し、製造ライン１０全体（影響を受けない機器や処理は除く）が一時停止することとなる。

続いて、半田印刷検査装置１３は、不良品が発生した旨を、タワーライト等の報知手段を用いて作業者に報知する（ステップＴ３）。

これを見た作業者は、半田印刷検査装置１３へ向かい、そこで表示手段３７の表示部３７ａを介して、又は、半田印刷検査装置１３からプリント基板１を取出して、不良品の確認を行う。表示手段３７の表示部３７ａには、例えば図８に示すような「不良品情報」画面が表示される（ステップＴ４）。

「不良品情報」画面には、例えばプリント基板１の全体を表示可能なメイン表示枠Ｗ１が設けられている。メイン表示枠Ｗ１には、例えば事前に撮像したプリント基板１の二次元画像データや、予め用意されたガーバデータ等の設計データなどが表示される。

また、「不良品情報」画面には、不良発生箇所などを含む検査エリアが拡大表示されるサブ表示枠Ｗ２が設けられている。ここで、不良発生箇所が複数ある場合には、サブ表示枠Ｗ２が複数表示されることとなる。また、メイン表示枠Ｗ１には、サブ表示枠Ｗ２に対応するエリアを特定するためのエリア枠Ｗ３が表示される。

さらに、「不良品情報」画面には、不良発生箇所を含む１つのランド２を拡大表示可能な拡大表示枠Ｗ４が設けられている。ここで、不良発生箇所が複数ある場合には、上記のように複数表示されたサブ表示枠Ｗ２のうちのいずれか１つを選択設定することで、拡大表示枠Ｗ４に表示される対象を切換えることができる。また、サブ表示枠Ｗ２には、拡大表示枠Ｗ４に対応するランド２を特定するためのランド枠Ｗ５が表示される。

本実施形態における拡大表示枠Ｗ４には、所定のランド２上に印刷されたクリーム半田３の三次元形状を示す三次元画像Ｇ１が表示される（図９，１０参照）。三次元画像Ｇ１は、データ格納手段３９に格納された三次元データに基づいて表示され、任意の視線方向から見られるように、入力手段３６の操作により回転させて表示可能となっている。

また、拡大表示枠Ｗ４には、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１と共に、スキージ９２の動作方向Ｋを示す方向画像としての矢印画像Ｇ２や、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す方向画像としての矢印画像Ｇ３が表示される。

さらに、拡大表示枠Ｗ４には、プリント基板１を縮小表示したような模式的な基板画像Ｇ４が、上記矢印画像Ｇ３と重なるようにして表示される。基板画像Ｇ４は、少なくともプリント基板１の形状（周縁形状）を特定可能な態様で表示される。

上記三次元画像Ｇ１、矢印画像Ｇ２、矢印画像Ｇ３及び基板画像Ｇ４は、その向きが、それぞれ実際のプリント基板１に対する相対関係と同じ相対関係を持って表示される。従って、上記のように、三次元画像Ｇ１を回転させて表示する際には、矢印画像Ｇ２、矢印画像Ｇ３及び基板画像Ｇ４がそれぞれ三次元画像Ｇ１との相対関係を維持しつつ回転して表示されることとなる（図９，１０参照）。

かかる構成の下、不良品判定されたプリント基板１の確認作業を行う作業者は、「不良品情報」画面に表示された三次元画像Ｇ１等を参酌して、不良品判定されたプリント基板１（クリーム半田３の印刷状態）に関する判定結果の適否について判断することとなる（ステップＴ５）。場合によっては、半田印刷検査装置１３からプリント基板１を取出して、当該プリント基板１と、「不良品情報」画面の三次元画像Ｇ１等とを見比べつつ確認作業を行う。

加えて、作業者は、三次元画像Ｇ１等を参酌して、半田印刷機１２における不具合の有無等も判断する。矢印画像Ｇ２、矢印画像Ｇ３及び基板画像Ｇ４と比較しつつ、三次元画像Ｇ１を見ることで、スキージ動作に対する印刷不良の発生傾向等を把握することができ、スキージ９２の動作設定の良否やメタルマスク９０の汚れの有無などを判断することができる。

例えば、作業者は、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１が、図９，１０に示すように、スキージ動作方向上流側が低く、下流側が突起したような形状となっている場合には、半田印刷機１２に発生している不具合として、スキージ９２の圧力が強い場合や、スキージ９２のアタック角度αが大きい場合、メタルマスク９０の開口部９０ａのうち、スキージ動作方向下流側に汚れが発生している場合などを推測することができる。

また、半田印刷検査装置１３からプリント基板１を取出して、当該プリント基板１の確認作業を行う場合には、矢印画像Ｇ３や基板画像Ｇ４が表示されることで、プリント基板１の向きや表裏と、三次元画像Ｇ１との相対関係を把握しやすくなる。

ここで、半田印刷機１２に不具合有りと判断した場合には、スキージ９２の動作設定の変更やメタルマスク９０のクリーニングなど、半田印刷機１２のメンテナンス作業を行うこととなる。

さて、「不良品情報」画面には、各種検査項目及びその判定結果を表示可能な検査項目リストＲ１や、作業者が半田印刷検査装置１３に対し対策指示を出すための「ＯＫ判定」ボタンＢ１及び「ＮＧ判定」ボタンＢ２が表示されている。

そして、作業者は、半田印刷検査装置１３によるプリント基板１の不良品判定結果が適切である判断した場合（上述したような半田印刷機１２のメンテナンス作業を行った場合には、その終了後）には、当該半田印刷検査装置１３の判定結果を追認するべく、「ＮＧ判定」ボタンＢ２を押す。

「ＮＧ判定」ボタンＢ２が押されると、半田印刷検査装置１３は、レール２５によるプリント基板１の搬出動作の一時停止を解除すると共に、前記分岐装置に対し当該プリント基板１を排出する旨の排出信号を出力する。これにより、当該不良品判定されたプリント基板１は前記不良品貯留部へと排出される。

その後、半田印刷検査装置１３は、稼動状態フラグの値を「一時停止中」を示す「１」から、「生産中」を示す「０」に変更し、通常状態に戻る。また、半田印刷検査装置１３の停止解除情報は、通信手段４０を介して、半田印刷機１２等の他の外部装置へも送信される。これにより、半田印刷検査装置１３にて動作が再開された場合には、当該半田印刷検査装置１３の動作再開に併せて、他の外部装置も適切なタイミングでそれぞれ動作を再開し、製造ライン１０全体の一時停止が解除されることとなる。

その後、表示手段３７の表示部３７ａは、「不良品情報」画面から通常のメニュー画面に戻る。

一方、作業者は、半田印刷検査装置１３によるプリント基板１の不良品判定結果が適切でないと判断した場合には、当該半田印刷検査装置１３の判定結果を良品判定に訂正するべく、「ＯＫ判定」ボタンＢ１を押す。

「ＯＫ判定」ボタンＢ１が押されると、半田印刷検査装置１３は、レール２５によるプリント基板１の搬出動作の一時停止を解除すると共に、上記管理情報の変更処理を行う。詳しくは、不良品カウント数の値から１減算すると共に、良品カウント数の値に１加算する。その後、半田印刷検査装置１３は、稼動状態フラグの値を「一時停止中」を示す「１」から、「生産中」を示す「０」に変更し、通常状態に戻る。そして、判定結果が良品に訂正されたプリント基板１は、下流側の部品実装機１４へ案内される。

また、上記同様、半田印刷検査装置１３の停止解除情報は、通信手段４０を介して、半田印刷機１２等の他の外部装置へも送信される。これにより、半田印刷検査装置１３にて動作が再開された場合には、当該半田印刷検査装置１３の動作再開に併せて、他の外部装置も適切なタイミングでそれぞれ動作を再開し、製造ライン１０全体の一時停止が解除されることとなる。

以上詳述したように、本実施形態では、表示手段３７の表示部３７ａにおいて、任意の視線方向から見たクリーム半田３の三次元形状を示す三次元画像Ｇ１を表示すると共に、スキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像Ｇ２や、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す矢印画像Ｇ３、プリント基板１の形状を模した基板画像Ｇ４などが表示される。

これにより、作業者は、表示手段３７の表示部３７ａを見て、例えば半田印刷機１２によるスキージ動作等に対するクリーム半田３の三次元画像Ｇ１の相対的な向きを瞬時に把握することができる。結果として、半田印刷機１２における不具合の発生、ひいてはその発生原因や発生傾向、発生箇所等を早期に発見し対応することができ、生産性の低下抑制を図ることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、半田印刷検査装置１３自身が備えた表示手段３７において、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１等が表示される構成となっている。これに限らず、半田印刷検査装置１３の外部に設けられた表示手段において、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１等が表示される構成としてもよい。

例えば、半田印刷検査装置１３の通信手段４０とＬＡＮケーブル（有線ＬＡＮ）を介して接続された外部機器（例えばノート型ＰＣ等）や、無線ＬＡＮを介して通信可能となった携帯端末（携帯電話機やスマートフォン、タブレットＰＣなど）の表示部において、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１等が表示される構成としてもよい。

上記構成とすることにより、半田印刷検査装置１３で不良品が発生した場合でも、作業者がわざわざ当該半田印刷検査装置１３へ出向く必要もなく、携帯端末等の外部機器を介して、その場で上記確認作業を行うことができる。つまり、作業者が半田印刷検査装置１３へ向かう時間を省略でき、半田印刷検査装置１３を停止させておく時間を短縮することができる。結果として、作業効率の向上や、半田印刷検査装置１３の稼動率の向上、ひいては製造ライン１０の稼動率の向上を図ることができ、生産性を向上することができる。

勿論、半田印刷検査装置１３の表示手段３７と、外部機器の表示部との両方で、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１等が表示可能な構成としてもよい。

（ｂ）表示手段３７に表示される表示内容は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、クリーム半田３の三次元形状を示す三次元画像Ｇ１が表示されると共に、半田印刷機１２がプリント基板１に対し行った所定の作業の作業方向を示す方向画像として、スキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像Ｇ２や、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す矢印画像Ｇ３が表示される構成となっている。これに限らず、スキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像Ｇ２、又は、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す矢印画像Ｇ３のいずれか一方のみが表示される構成としてもよい。

上記実施形態のように、プリント基板１の搬送方向Ｌに対しスキージ９２の動作方向Ｋが常時一定となる構成の下では、プリント基板１の搬送方向Ｌを把握することで、直接的にスキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像Ｇ２が表示されなくても、間接的にスキージ９２の動作方向Ｋを把握することができる。

勿論、スキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像Ｇ２や、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す矢印画像Ｇ３とは異なる方向画像を、半田印刷機１２がプリント基板１に対し行った所定の作業の作業方向を示す方向画像として表示する構成としてもよい。例えば、ターンテーブルなど、プリント基板１を回転させる機能を半田印刷機１２が有している場合には、その回転方向を示す方向画像を表示する構成としてもよい。

また、メイン表示枠Ｗ１に表示されるプリント基板１の全体を示す二次元画像と共に、スキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像や、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す矢印画像が表示される構成としてもよい。このようにすれば、作業者は、半田印刷機１２によるスキージ動作等に対するクリーム半田３の三次元画像Ｇ１の相対的な向きを、さらに把握しやすくなる。

（ｃ）さらに、表示手段３７の表示内容に関し、上記実施形態では、矢印画像Ｇ２，Ｇ３と共に、プリント基板１の形状を特定可能な基板画像Ｇ４が表示される構成となっているが、これを省略した構成としてもよい。また、基板画像Ｇ４に代えて又は加えて、プリント基板１の表裏を特定可能な表裏情報を、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１と共に表示する構成としてもよい。

プリント基板１の表裏両面に半田印刷を行う構成では、半田印刷検査装置１３からプリント基板１を取出して、当該プリント基板１の確認作業を行う場合に、プリント基板１の表裏と、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１との相対関係が分からなくなるおそれがある。かかる場合に、上記表裏情報が表示されていれば、両者の相対関係を把握しやすくなる。

上記実施形態のように、プリント基板１の周縁部の一部が切欠かれている場合には、上記基板画像Ｇ４と照らし合わせることにより、プリント基板１の表裏を特定することも可能となるが、切欠き等がなく、プリント基板１の形状が表裏で対称となっている場合等には、プリント基板１の表裏と、クリーム半田３の三次元画像Ｇ１との相対関係が分からなくなるおそれがある。従って、このような場合に、上記表裏情報を表示する効果が、より奏効することとなる。

例えば、上記実施形態のように「白地」の基板画像Ｇ４に対し「黒地」の矢印画像Ｇ３が表示された場合には、プリント基板１が「表側」であることを示す一方、「黒地」の基板画像Ｇ４に対し「白地」の矢印画像Ｇ３が表示された場合には、プリント基板１が「裏側」であることを示すといったように、表裏情報を画像として表示する構成としてもよい。勿論、「表側」又は「裏側」といったように、表裏情報を文字情報として表示する構成としてもよい。

（ｄ）上記実施形態では、製造ライン１０の正面側から見て、左から右へプリント基板１が搬送されるように設定されている。つまり、製造ライン１０には、左側から順に、半田印刷機１２、半田印刷検査装置１３、部品実装機１４及びリフロー装置１５が設置されている。

これに限らず、製造ライン１０の正面側から見て、右から左へプリント基板１が搬送される構成としてもよい。つまり、右側から順に、半田印刷機１２、半田印刷検査装置１３、部品実装機１４及びリフロー装置１５が設置された構成としてもよい。かかる場合、上記各機器１２〜１５におけるプリント基板１の搬送方向Ｌも、その正面側から見て、右から左へ向かう方向に設定されることとなる。

（ｅ）上記実施形態では、スキージ９２の動作方向Ｋが、半田印刷機１２の正面側から見て、奥側から手前側へ向かう方向に設定されているが、スキージ９２の動作方向Ｋは、これに限定されるものではない。例えば、スキージ９２の動作方向Ｋが、半田印刷機１２の正面側から見て、「手前側から奥側へ向かう方向」や、「左側から右側へ向かう方向」、「右側から左側へ向かう方向」、「略矩形状のプリント基板１の各辺部に対し斜めに交差する方向」に設定された構成としてもよい。

（ｆ）上記実施形態では、所定のプリント基板１に対し、奥側から手前側へとスキージ９２を摺動させ、半田印刷を行った後、スキージ９２が奥側へ戻り、次のプリント基板１に対しても、再度、奥側から手前側へとスキージ９２を摺動させ、半田印刷を行うといったように、スキージ９２の動作方向Ｋが毎回同じ方向となっている。

これに限らず、スキージ９２の動作方向Ｋが適宜変化する構成としてもよい。例えば、所定のプリント基板１に対しては、奥側から手前側へスキージ９２を摺動させ、半田印刷を行うと共に、次のプリント基板１に対しては、手前側から奥側へスキージ９２を摺動させ、半田印刷を行うといったように、スキージ９２の動作方向Ｋが交互に切換わる構成としてもよい。

（ｇ）上記実施形態では、半田印刷検査装置１３が、スキージ９２の動作方向Ｋを示す矢印画像Ｇ２や、プリント基板１の搬送方向Ｌを示す矢印画像Ｇ３、プリント基板１の形状を模した基板画像Ｇ４などを表示するにあたり、スキージ９２の動作方向Ｋに関する情報や、当該プリント基板１の搬送方向Ｌに関する情報など、当該プリント基板１に係る各種情報を、半田印刷機１２から取得する構成となっている。

これに限らず、上記実施形態のように、プリント基板１の搬送方向Ｌや、スキージ９２の動作方向Ｋが常時一定となる構成の下では、スキージ９２の動作方向Ｋに関する情報や、当該プリント基板１の搬送方向Ｌに関する情報など、当該プリント基板１に係る各種情報を、事前に半田印刷検査装置１３に設定登録しておく構成としてもよい。

但し、上記（ｆ）に記載したように、スキージ９２の動作方向Ｋが適宜変化する構成の下では、予め半田印刷検査装置１３において、スキージ９２の動作方向Ｋ等を登録しておくことができないため、上記実施形態のように、適宜、プリント基板１に係る各種情報を半田印刷機１２から取得する構成とすることが好ましい。

（ｈ）上記実施形態では、図９，１０に示すような印刷不良が発生した場合における半田印刷機１２の不具合の原因として、スキージ９２の圧力が強い場合や、スキージ９２のアタック角度αが大きい場合、メタルマスク９０の開口部９０ａのうち、スキージ動作方向下流側に汚れが発生している場合などが推測できることを例示している。

しかしながら、クリーム半田３の印刷不良の発生傾向は、クリーム半田３の種類や半田印刷機１２の機種の違い等によって異なるため、図９，１０に示すような印刷不良が発生した場合における半田印刷機１２の不具合が、必ずしも上記各種原因によるものであるとは限らない。場合によって、スキージ９２の圧力が弱い場合や、スキージ９２のアタック角度αが小さい場合、メタルマスク９０の開口部９０ａのうち、スキージ動作方向上流側に汚れが発生している場合などにおいて、図９，１０に示すような印刷不良が発生することも考えられる。

１…プリント基板、２…ランド、３…クリーム半田、１０…製造ライン、１２…半田印刷機、１３…半田印刷検査装置、２６…三次元計測用照射手段、２７…ＣＣＤカメラ、３０…制御手段、３６…入力手段、３７…表示手段、３８…三次元演算手段、３９…データ格納手段、４０…通信手段、９０…メタルマスク、９２…スキージ、Ｇ１…三次元画像、Ｇ２，Ｇ３…矢印画像、Ｇ４…基板画像、Ｋ…スキージ動作方向。

Claims (7)

1. 半田印刷機によって基板上に印刷された半田を検査するための半田印刷検査装置であって、
   前記基板に対し所定の光を照射可能な照射手段と、
   前記光の照射された基板を撮像可能な撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された画像データに基づき、前記半田の三次元計測を行う三次元演算手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記半田の検査を行う検査手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、任意の視線方向から見た前記半田の三次元形状を示す三次元画像を所定の表示手段に表示するための処理を行う画像処理手段とを備え、
   前記画像処理手段は、前記半田印刷機が前記基板に対し行った所定の作業の作業方向を示す方向画像を、前記半田の三次元画像と共に表示するための処理を行うことを特徴とする半田印刷検査装置。
2. 前記画像処理手段は、前記所定の作業の作業方向を示す方向画像として、スキージの動作方向を示す方向画像を表示するための処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の半田印刷検査装置。
3. 前記画像処理手段は、前記所定の作業の作業方向を示す方向画像として、前記基板の搬送方向を示す方向画像を表示するための処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の半田印刷検査装置。
4. 前記画像処理手段は、前記基板の表裏を特定可能な表裏情報を、前記半田の三次元画像と共に表示するための処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半田印刷検査装置。
5. 前記画像処理手段は、少なくとも前記基板の形状を特定可能な基板画像を、前記半田の三次元画像と共に表示するための処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半田印刷検査装置。
6. 前記画像処理手段は、所定の入力手段の操作に基づき前記視線方向を変え、前記半田の三次元画像を回転させて前記表示手段に表示するための処理を行うと共に、前記半田の三次元画像と共に表示される各種画像を、当該三次元画像との向きについての相対関係を維持しつつ回転させて前記表示手段に表示するための処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半田印刷検査装置。
7. 少なくとも前記所定の作業の作業方向に関する方向情報を含む、前記基板に係る各種情報を前記半田印刷機から受信可能な通信手段を備え、
   前記画像処理手段は、前記基板に係る各種情報を基に、前記処理を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半田印刷検査装置。

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