JP5861462B2 - はんだ検査のための検査基準登録方法およびその方法を用いた基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品がはんだ付けされた基板（以下、「部品実装基板」という。）を対象に、基板上のはんだフィレットの３次元形状を計測し、その計測結果に基づきはんだフィレットの良否を判定するはんだ検査を実行する基板検査装置に関する。特に本発明は、はんだ検査のための検査基準を登録する技術に関連する。なお、以下では、はんだフィレットを単に「フィレット」と言う場合もある。

はんだ検査用の検査装置として、従前より、カラーハイライト方式と呼ばれる方式の検査を実施する検査装置が知られている（特許文献１を参照。）。カラーハイライト方式の検査装置では、赤、緑、青の各色彩光をそれぞれ異なる方向から照射する照明装置と、各色彩光に対する正反射光を撮像するためのカラーカメラを備える。また、色彩光毎に設定されたしきい値により、画像中の各色彩光に対応する色領域を抽出し、その色領域の面積や位置などの特徴量があらかじめ定めた判定基準に適合するか否かにより、はんだフィレットの傾斜状態の良否を判定する（特許文献２の段落００６６，００９０を参照）。

さらに、上記の検査装置の光学系の原理を応用して、フィレットの３次元形状を計測する機能を持つ検査装置も開発されている（特許文献３，４を参照。）。
特許文献３には、検査対象のフィレットの画像において、各色彩光に対応する色領域がそれぞれの照射角度範囲の大きさ順に連なる方向に沿って計測ラインを設定し、計測ライン上における各色領域の境界位置にそれぞれの色彩光により検出される傾斜角度範囲の境界の値をあてはめてフィレットの傾斜状態を表す近似曲線を特定し、この近似曲線を積分することにより、はんだのぬれ上がり高さを求めることが記載されている。

また、特許文献４には、ドーム型の照明装置やステレオカメラを具備し、カメラ毎に、画像中のはんだに対応する画素の法線方向を計測し、この法線方向に基づきカメラ間での画素の対応づけをすることによって、はんだの高さを計測する装置が記載されている。

特公平６−１１７３号公報 特許第４３８９８０１号公報 特開２０１０−７１８４４号公報 特開２０１０−７１７８２号公報

特許文献２に記載されているように、従来のカラーハイライト方式の検査装置では、画像中の色領域の分布パターンや特徴量を処理する方法により検査を行うが、この種の検査に不慣れなユーザにとっては、フィレットの形状と画像中の色彩の分布の関係とが把握しづらく、検査基準の設定が困難であった。また、検査に合格した基板を市場に出す場合に、検査で認められた品質を確固たる数値で示したい、という要望をあげるユーザもいる。

本発明は上記の問題点やユーザの要望に着目し、はんだフィレットの具体的な形状に基づく検査を行うと共に、その検査の基準を簡単に設定できるようにすることを、課題とする。

本発明が適用される基板検査装置は、複数の部品がはんだ付けされた部品実装基板を複数の方向からの光による照明下で撮像し、生成された画像を用いて各部品のはんだフィレットの３次元形状を計測し、この計測結果に基づきはんだフィレットの良否を判定するはんだ検査を実施する。本発明による検査基準登録方法では、検査対象の基板上の一部品または同種の部品を複数含む部品グループを対象として、はんだフィレットの３次元形状を表す数値パラメータの良否を判定する検査の基準を設定するために、複数の検査項目の項目名をそれぞれその検査項目で計測される数値パラメータの良否を判定するための基準値の入力欄に対応づけたリストと、設定対象の部品の画像とを含む設定画面を表示して、入力欄への数値入力を受け付けるステップを、対象の部品または部品グループを変更しながら繰り返し実行する。そして、毎回の設定画面で基準値が入力された検査項目を、その設定画面に対応する部品の検査で実施する項目に設定すると共に、当該検査項目につき入力された数値を良否判定の基準値に設定して、検査項目と基準値との組み合わせによる検査基準データを作成し、作成された検査基準データの集合を基板検査装置に登録する。

上記の方法によれば、ユーザは、設定画面中の画像により検査基準を設定する対象の部品を確認し、この対象部品でのはんだ検査に必要な検査項目毎に、その項目で計測される数値パラメータの良否判定の基準値を入力する。この方法によれば、実際のフィレットの形状に基づき直感的な設定をすることができるので、設定作業が容易になる。

さらに本願発明では、上記の設定画面が表示されている状態下で設定画面中のいずれかの検査項目を選択する操作が行われたとき、選択された検査項目における数値パラメータに対応する計測範囲が現れる場所ではんだフィレットおよび部品を切断した断面図に当該計測範囲を表すマーキングを付した形態の参考図を、設定画面内の選択中の検査項目の表示に重ならない箇所に表示し、この表示下で前記選択された検査項目の入力欄への数値入力操作を受け付ける。

本発明によれば、選択画面中の検査項目の１つを選択すると、その検査項目で計測される範囲をはんだフィレットや部品の断面図により視覚的に表現した参考図が表示される。よって、作業者は、選択した検査項目によりはんだフィレットのどの範囲が計測されるのかや検査項目の内容を認識し、適切な設定値を入力することができる。

本発明による基板検査装置は、はんだ検査のための検査基準を設定するための設定画面を表示する表示部と、設定画面に対する操作を行うための操作部と、検査対象の基板上の一部品または同種の部品を複数含む部品グループを対象として、はんだフィレットの３次元形状を表す数値パラメータの良否を判定する検査にかかる複数の検査項目の項目名をそれぞれその検査項目で計測される数値パラメータの良否を判定するための基準値の入力欄に対応づけたリストと、設定対象の部品の画像とを含む設定画面を前記表示部に表示して、入力欄への数値入力操作を受け付けるステップを、対象の部品または部品グループを変更しながら繰り返し実行する操作受付手段と、毎回の設定画面で前記基準値が入力された検査項目を、その設定画面に対応する部品の検査で実施する項目に設定すると共に、当該検査項目につき入力された数値を良否判定の基準値に設定して、検査項目と基準値との組み合わせによる検査基準データを作成する検査基準データ作成手段と、検査基準データ作成手段により作成された検査基準データの集合を登録する登録手段とを、具備する。操作受付手段は、設定画面が表示されている状態下で当該画面中のいずれかの検査項目を選択する操作が行われたとき、選択中の検査項目の表示に重ならない箇所に前述の参考図を表示し、この表示下で選択された検査項目の入力欄への数値入力操作を受け付ける。

本発明によれば、実際のはんだフィレットの形状を表す具体的な数値を、良否判定のための基準値として登録する作業を容易に行うことができる。また、検査基準に用いられた数値によって、どのような品質が保証されているかを、明確に示すことができる。

基板検査装置の構成例を示すブロック図である。 はんだフィレットの高さを計測するための原理を説明する図である。 図２の計測ラインの設定例を示す図である。 ティーチング処理の手順を示すフローチャートである。 モデル画像の登録を行うための設定画面の例を示す図である。 はんだ検査の検査基準の設定を行うための設定画面の例を示す図である。 検査基準の設定画面に参考図が表示された状態を示す図である。 検査基準の設定画面に参考図が表示された状態を示す図である。 検査基準の設定画面に参考図が表示された状態を示す図である。 検査基準の設定画面に参考図が表示された状態を示す図である。 部品検査の検査基準の設定を行うための設定画面の例を示す図である。 テスト検査の結果を示す画面の例を示す図である。

図１は、本発明が適用される基板検査装置の構成を示す。
この基板検査装置１００は、制御処理部１、カメラ２、照明装置３、基板ステージ４などを具備する。基板ステージ４は、検査対象の基板Ｓを水平な姿勢で支持しながら、この基板Ｓを各辺に沿う方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に移動させる。カメラ２は、カラー画像を生成するもので、基板ステージ４の上方に、光軸をほぼ鉛直方向に向けた姿勢（ステージ４上の基板Ｓを正面視する姿勢）で固定される。

照明装置３は、カメラ２と基板ステージ４との間に配備される。この実施例の照明装置３には、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発する環状光源３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが含まれる。各光源３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ径が異なり、中心部をカメラ２の光軸に位置合わせした状態で配置される。最も径の小さい赤色光源３Ｒが一番上に配置され、最も径の大きい青色光源３Ｂが一番下に配置され、これらの間に緑色光源３Ｇが配置される。このような配置により、基板Ｓに対する入射角度の範囲は色彩毎に異なるものになり、基板上のはんだの傾斜面の傾斜状態を、各照明に対応する色彩の分布パターンにより表した画像を生成することができる。

具体的には、３種類の色彩光の中で入射角度範囲が最も小さい赤色光により生じる赤色領域は緩やかな傾斜の角度を示し、入射角度範囲が最も大きい青色光により生じる青色領域はかなり急な傾斜の角度を示す。また、緑色光により生じる緑色領域は、赤色領域により表される傾斜角度範囲と青色領域により表される傾斜角度範囲との間の傾斜角度範囲を示す。

照明装置３は、環状光源によるものに限らず、ドーム型の筐体内に３種類の点光源（ＬＥＤなど）を上記と同様の検出原理を実現するように配列した構成の照明装置を使用することもできる。また、基板ステージ４をＸ，Ｙの各軸方向に移動させる構成に代えて、基板ステージ４の移動方向を一軸のみとし、他方の軸に沿ってカメラ２を移動させるようにしてもよい。

制御処理部１には、コンピュータによる制御部１１０、画像入力部１１１、撮像制御部１１２、照明制御部１１３、ステージ制御部１１４、メモリ１１５、ハードディスク装置１１６、通信用インタフェース１１７、操作部１１８、表示部１１９などが含まれる。制御部１１０は、撮像制御部１１２、照明制御部１１３、ステージ制御部１１４を介して、カメラ２、照明装置３、基板ステージ４の動作を制御する。カメラ２により生成された画像は、画像入力部１１１においてディジタル変換された後に、制御部１１０に入力される。

メモリ１１５には、上記の制御に関するプログラムが保存されるほか、処理対象の画像データや演算結果などが一時的に保存される。ハードディスク装置１１６には、後述する検査プログラム群、検査により得た計測データおよび検査結果、検査に使用された画像などが保存される。

通信用インターフェース１１７は、図示しないＬＡＮ回線などを介して他の装置と通信を行うためのものである。操作部１１８は、マウス，キーボードなどによるもので、検査前の各種設定を行う場合などに使用される。表示部１１９は、検査前には設定用の画面を表示し、検査が開始されると、毎回の検査結果や検査に用いられた画像を表示する。

この実施例の検査装置１００では、基板Ｓ上の部品に順に着目して、部品の有無、位置ずれ、向き（極性）の適否などを検査する。また、はんだフィレットに対しては、前述の照明により生じる色領域の分布を利用してフィレット上の複数の点の高さを計測した後、各計測値を用いた演算によりフィレットの３次元形状を表す数値パラメータを取得し、そのパラメータの値が適正値であるか否かを判別する、という方法による検査を実行する。

ここで図２，図３を参照して、フィレットの高さデータを求める原理を説明する。
図２は、チップ部品を例にしてこの計測の原理を示すもので、同図の左側では、チップ部品２００の電極２０１とランド２０３とを接続するフィレット２０２を示す模式図と、このフィレット２０２を撮像して得られる画像の模式図とを上下に対応づけている。画像の模式図では、各色領域をそれぞれ塗りパターンに置き換えて示す。

図２に示すように、この実施例の光学系により生成された画像では、画像中のランド２０３の外側端縁に近い場所から部品電極２０１に向かう方向に沿って、各色彩光の正反射光像による色領域がそれぞれが示す傾斜角度範囲の大きさ順に並んで（すなわち赤、緑、青の順に）出現する。また、部品２００に近い場所に、青領域に対応する傾斜角度範囲を超える急峻な傾斜面がある場合には、その傾斜面は正反射光像のない暗領域として画像中に現れる。

上記の画像の特徴を利用して、この実施例では、ランド毎に検査領域Ｆを設定すると共に、この検査領域Ｆ内で赤、緑、青の各色領域が並ぶ方向を見つけ、その方向に沿って計測ラインＬを設定する。そして、計測ラインＬにおいて、赤領域の外側の端縁の点Ａ１と、各色領域間の境界に位置する点Ａ２，Ａ３，Ａ４とを抽出する。さらに、計測ラインＬと部品電極２０１の端縁との交点Ａ５を抽出する。

抽出された点のうち点Ａ５を除く各点には、その点に対応する傾斜角度をあてはめる。
赤、緑、青の各色領域が出現している箇所の傾斜角度にはある程度の幅があるが、隣り合う色領域間の境界位置は、それぞれの色領域が示す傾斜角度範囲の境界値付近の角度を示すと考えられる。したがって、色領域間の境界位置には、それぞれの色領域が示す傾斜角度範囲の境界の角度を適用することができる。

図２の例では、赤色領域が示す傾斜角度範囲を８〜１５度とし、緑色領域が示す傾斜角度範囲を１５〜２５度とし、青色領域が示す傾斜角度範囲を２５〜３８度であることを前提として、点Ａ１に８度を、点Ａ２に１５度を、点Ａ３に２５度を、点Ａ４に３８度を、それぞれあてはめる。そして、図中の右手のグラフに示すように、点Ａ１〜Ａ４にあてはめた角度と画像における各点Ａ１〜Ａ４の座標との関係に基づき、計測ラインＬに沿う傾斜角度の変化を表す近似曲線Ｍを導出する。

この近似曲線Ｍの点Ａ１を起点に点Ａ５までの範囲の各点に順に着目し、点Ａから着目点までの傾斜角度の変化曲線を積分することによって、着目点におけるはんだの高さを算出する。これにより、フィレット２０２の傾斜に沿う１ラインにおける高さの変化を求めることができる。以下、この高さの変化を示すラインを「傾斜ライン」という。

さらに、この実施例では、図３（１）（２）に示すように、検査領域Ｆ内に複数の計測ラインＬを設定して、計測ラインＬ毎に上記と同様の処理を実行することによって、複数本の傾斜ラインを求める。計測ラインＬは、（１）（２）のいずれの方法で設定しても良いが、図示されているより多くの計測ラインを設定する。そして、これらの傾斜ラインに含まれる各点の高さデータおよびＸ，Ｙ座標を用いて、フィレット２０２の長さ、幅、部品電極２０１に対するはんだのぬれ上がり高さ、ランド２０３や部品電極２０１に対するぬれ角度などを計測する。これらフィレット２０２の形状を表す具体的な数値が、前述した数値パラメータである。はんだ検査は、これらのパラメータを算出する処理と、算出されたパラメータをあらかじめ登録した基準値と比較する処理とにより行われる。

上記の検査のために、検査装置１００のハードディスク装置１１６には、基板の種毎に作成された検査プログラムが登録される。
検査プログラムには、基板上の各部品の部品種、品番、位置情報、検査基準データなどが含まれる。検査基準データには、検査領域の設定データのほか、各検査領域で実施される検査の項目や、検査における計測により得たパラメータと照合するための基準値が含まれる。

図４は、新たな検査対象の基板の検査プログラムを登録する際に実施されるティーチング処理の手順を示す。この処理は、主として、図１に示した制御部１１０が、ユーザによる設定操作を受け付けながら実行するものである。

最初のステップＳＴ１で、制御部１１０は、あらかじめ登録された基板名のリストを表示部１１９に表示して、ティーチング対象の基板を選択する操作を受け付ける。基板が選択されると、引き続き、検査プログラム名を設定する。検査プログラム名には、ティーチング対象の基板の名称が使用されるが、この名称は、ユーザの操作により変更することができる。

ステップＳＴ２では、実物の基板のモデルを撮像する。この実施例では、ティーチング対象の基板について２種類のモデルを用意することを前提とする。一方のモデルは、はんだ印刷工程、マウンタによる部品実装工程、リフロー工程の各工程を経て完成した部品実装基板のモデルであり、他方のモデルは、上記３工程が実施される前のプリント配線基板（以下、「ベア基板」という。）である。ステップＳＴ２では、これら２種類の基板を撮像し、生成された画像を取り込む。なお、撮像はこの段階に限らず、事前の撮像により生成された画像をハードディスク装置１１６などに保存しておき、この画像を呼び出す方法をとってもよい。

ステップＳＴ３では、部品実装工程で使用されるマウントデータ（実装部品の部品種、品番、部品固有の識別情報、位置情報などを含む。）を入力する。ステップＳＴ４では、このマウントデータをステップＳＴ２で取り込まれた各画像に合わせることにより、画像中における各部品の実装範囲を認識する。そして、その認識結果に基づき、部品毎に処理対象領域を設定する。

ステップＳＴ５では、処理対象領域に順に着目して、ランド、部品本体、はんだを抽出し、抽出された部位毎に検査領域を設定する。
上記の抽出処理では、まず、ベア基板の画像からランドの色彩とその他の色彩（基板の地の色）とを切り分けることによってランドを抽出する。つぎに、ベア基板の画像に対する抽出結果と部品実装基板の画像とを照合して、後者の画像においてランドと異なる色彩に変化している箇所をはんだとして抽出する。また、ランドにより囲まれている範囲に生じた色彩の変化を部品に対応するものとして、部品を抽出する。

ステップＳＴ６では、上記の抽出が終了した部品および抽出結果を、品番毎にグループ化する。ユーザは、このグループ分けの結果を、品番毎に表示部１１９に呼び出して確認することができる。

ステップＳＴ７では、上記のグループ化の結果に基づき、各品番のモデル画像を登録する。具体的には、各品番に順に着目してその品番に属する各部品の画像を表示し、その中からユーザに１以上の画像を選択させ、これらをモデル画像として登録する。

ステップＳＴ８では、登録されたモデル画像を用いて、品番毎に、部品本体の色彩やサイズなど、部品の特徴を表すモデルデータを作成し、登録する。
ステップＳＴ９では、上記のモデル画像に採用された部品の画像を表示しながら、ユーザによる設定操作を受け付けて検査領域毎に検査基準データを設定する。なお、この段階で検査領域の設定データも検査基準データに組み込まれる。ステップＳＴ１０では、検査基準データとマウントデータによる部品の諸情報とを紐付けた検査プログラムを作成し、これをハードディスク装置１１６に登録する。

この後は、ユーザによるテスト検査の開始操作に応じて、ステップＳＴ２で取り込んだ部品実装基板の画像を対象にして、設定された検査基準データを用いたテスト検査を実行し、その検査結果を表示する（ステップＳＴ１１，１２）。この表示により、ユーザが検査基準データを修正する必要があると判断して設定を変更した場合（ステップＳＴ１３が「ＹＥＳ」）には、その変更に応じて検査プログラムを修正する（ステップＳＴ１４）。
以後も、ユーザが表示された検査結果が適切であると判定するまでテスト検査や表示を繰り返す。検査結果が適切であると判定されると（ステップＳＴ１３が「ＮＯ」）、検査プログラムが確定する。

図５は、上記のティーチング処理中のモデル画像の登録処理（ステップＳＴ７）における設定画面の例を示し、図６〜図１１は、検査基準の設定処理（ステップＳＴ９）における設定画面の例を示す。また、図１２は、テスト検査の結果を表示する画面の例である。これらの画面は、処理の進行に伴って、ユーザの操作または自動的に切り替えられる。

各例に共通する画面構成について説明する。この例の画面は、左右に分割されて、左側の領域５１に部品実装基板の画像（ステップＳＴ２で取り込まれた画像の一部）が表示される。以下、この領域５１を「画像表示領域５１」という。

右側の領域５２では、「検査登録」「基準設定（品番）」「基準設定（部品個別）」「結果確認」という名称が付された４枚のタブ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが重ね合わせられている。各タブ５２ａ〜５２ｄには、設定内容に応じたリストやボタン類が設定されており、作業の進行に応じて表示対象のタブが切り替えられる。以下、これらのタブ５２ａ〜５２ｄが表示される領域５２を「タブ領域５２」という。

「検査登録」のタブ５２ａが表示される画面（図５参照）は、図４のステップＳＴ３からＳＴ７までの処理に使用される。図５は、ステップＳＴ７において、モデル画像として使用する画像を選択するために表示されるもので、タブ５２ａでは、基板上に実装されている部品の品番リスト５０１とこのリスト５０１で選択された品番に属する部品を列挙した部品リスト５０２とが、上下に並べられる。また、画像表示領域５１の下部には横長の小ウィンドウ５０が重ねられて、その内部に、部品リスト５０２に含まれる各部品の画像が横４列に配置されて表示される。

小ウィンドウ５０では、右端のスクロールバー５００によって後続の部品の画像を表示することができる。またウィンドウ５０の上端縁５０Ｕを上に引き上げるドラッグ操作によって、ウィンドウ５０を拡張することもできる。また、部品リスト５０２や小ウィンドウ５０では、画像表示領域５００の中央部に表示されている部品の情報が、輝度の高い色彩によって識別表示される。

この実施例の部品には、２種類の識別コード（部品番号および回路記号）が設定されている。部品リスト５０２や小ウィンドウ５０内の各区画には、これらの識別コードと共にチェックボックス（符号なし）が設けられている。ユーザが、部品リスト５０２および小ウィンドウ５０のいずれか一方でチェックボックスを選択または選択を外す操作を行うと、他方の対応するチェックボックスも同様の状態になる。ユーザは、このチェックボックスに対する操作によってモデルデータの作成に使用する画像を選択する。モデルの基板でも、ウィンドウ５０内の右から２番目の例のように、部品が欠落している箇所や、実装の状態が良くない部品があるので、ユーザは、画像の表示を確認しながら実装状態が良好な部品を１つ以上選択する。

部品の選択が終了し、部品リスト５０２の下方に設けられた確定ボタン５０３が操作されると、選択された部品の画像が、以後の設定で使用されるモデル画像として登録される。また、これらのモデル画像を用いて、先のステップＳＴ８の処理により、部品や部品の電極サイズなど、部品本体に関連する検査に必要なモデルデータが作成される。

各品番に対するモデル画像の登録が終了すると、図６に示すように、タブ領域５２の表示は、「基準設定（品番）」のタブ５２ｂを示す状態に切り替えられる。この切替によって、品番単位で検査基準を設定する画面表示になり、タブ領域５２には、品番リスト５１１のほか、部品構成リスト５１２および検査基準リスト５１３が表示される。

部品構成リスト５１２（「ウィンドウ構成」の欄）には、品番リスト５１１で選択中の品番の部品に対応し、検査の対象となる部位が、それぞれの関係と共に示されている。
検査基準リスト５１３には、部品構成リスト５１２で選択されている部位に対して実施可能な検査項目の一覧がチェックボックス（符号なし）と共に表示される。これらの検査項目は、先に述べたフィレットの高さデータを用いて求めるパラメータの種別に対応する。なお、検査項目の欄のうち「接続ぬれ角度」は、その下の「ランドぬれ」と「電極ぬれ」とを包含する項目である。「フィレット接続幅」も同様に、その下の「エンド接続幅」と「サイド接続幅とを包含する項目である。

検査項目の一覧には「設定値」という欄が設けられて、検査で求めたパラメータの良否を判定するための数値範囲が表示されている。数値範囲の上限値および下限値には、当初はデフォルトの値が設定されるが、一方（図中の網点パターンを付した数値）は変更可能な状態に設定されている。他方の数値もクリック操作によって，同様に、値を変更することが可能な状態になる。
チェックボックスの選択状態も、デフォルトの設定になっている。

画像表示領域５１には、選択中の部品品番につきモデル画像として登録された部品の１つを中心にした画像が表示され、部品構成リスト５１２で選択されている部位に対応する検査領域Ｆ１，Ｆ２が、太枠で表される。
ユーザは、この画像や品番リスト５２の部品種などを参照しながら、検査が必要な検査項目を判断し、チェックボックスの選択状態を変更する。また、選択された検査項目に対する設定値が適切であるかを判断し、必要に応じて数値を変更する。

ユーザが検査項目の項目名の１つにマウスカーソルを合わせてクリック操作を行うと、図７〜図１１に示すように、タブ領域５２の左手（画像表示領域５１の下部）に小ウィンドウ５３が現れて、操作された項目に関する参考図が示される。この参考図は、検査対象のフィレットの模式図Ｋ１〜Ｋ４により、選択表示中の検査項目で計測されるパラメータの概念を示したものである。

具体的に、各模式図Ｋ１〜Ｋ４では、それぞれ対応するパラメータが取り得る数値に対応する範囲を表すゲージＺ１〜Ｚ４が、緑色と赤色とに色分けされて示されている（図示では、緑色を斜線のパターンＧに置き換え、赤色をゲージの幅に沿う線パターンＲに置き換える。）。緑色の範囲は、検査基準リスト５１３で現在設定されている上限値および下限値により表される数値範囲（良判定される数値範囲）を意味し、赤色は、良の数値範囲を逸脱する範囲（不良と判定される範囲）を意味する。検査基準リスト５１３の数値を変更すると、これに応じてゲージＫ内の緑や赤の範囲も変動する。

各模式図Ｋ１〜Ｋ４は、はんだフィレットおよび部品の一部を、判定対象のパラメータを識別しやすい場所で切断した状態を示す断面図となっている。たとえば、図７の模式図Ｋ１では、部品本体の長辺（フィレットの長さ方向）に沿う断面図を用いてランドに対するはんだのぬれ角度（ランドぬれ角度）を表している。図８の模式図Ｋ２では、フィレットの部品本体の近傍箇所を部品本体の短辺に沿って切断した状態を示す断面図によって、フィレットのぬれ上がり高さを表している。図９の模式図Ｋ３では、フィレットの端縁に近い箇所を部品本体の短辺に沿って切断した状態を示す断面図によって、フィレットの端縁付近のはんだの幅（エンド接続幅）を表している。図１０の模式図Ｋ４では、部品本体の長辺に近い箇所を長辺に沿って切断した状態を示す断面図によって、長辺側の面に接触するはんだの幅（サイド接続幅）を表している。

これらの模式図Ｋ１〜Ｋ４が表示されている状態で、ユーザが模式図に対応する選択項目の設定値を変更すると、その変更に応じて図中のゲージＧ１〜Ｇ４における緑と赤との色分けも変化する。

このように、検査項目毎に計測の対象となる箇所が、計測により求められるパラメータの概念や良判定の範囲と共に模式的に表されるので、検査項目の内容が分からないユーザでも、容易にその内容を理解することができる。

ユーザは、検査基準リスト５１３内のチェックボックスの選択と設定値の入力とによって、実行する検査項目とその検査で使用される良否判定の基準値とを指定する。チェックボックスが選択状態になっている検査項目が有効になり、設定された基準値と共に検査プログラムに組み込まれる。デフォルトの設定のまま維持された検査項目も、ユーザによりその設定が認定され、選択や入力が行われたものとして取り扱われる。

図１１は、部品検査用の検査基準を設定する場合の画面の例を示す。この場合の検査基準エリア５１３には、部品検査用の検査項目が、選択のためのチェックボックスや設定値と共に表示される。ユーザは、実施する検査項目を選択すると共に、必要に応じて、「設定値」の欄の上限値や下限値を変更する。

図示は省略するが、部品検査の設定の場合にも、検査項目の名称をクリックする操作によって、その検査項目で処理されるパラメータの概念を示す参考図が画像表示領域５１内に表示される。

なお、部品検査では、「設定値」の欄に示される数値範囲は良判定の範囲とは限らず、検査項目によっては、不良判定の範囲を示す場合がある。たとえば一番上の「欠品」では、検査領域においてモデルデータが示す部品の色彩に整合しなかった箇所の面積の割合を計測し、その計測値が「設定値」の欄の数値範囲に含まれる場合には、欠品（部品がない状態）であると判定する。

図６〜図１１では、いずれも「基準設定（品番）」のタブ５２ｂを選択して、品番の単位で検査基準を設定する例を示したが、「基準設定（部品個別）」のタブ５２ｃを選択して、個々の部品毎に、その部品の実装状態や周囲環境を加味した検査基準を設定することもできる。また、図示していないが、同一構成の個片基板が複数連なった構成の基板をティーチングの対象とする場合には、個片基板毎に、検査基準を設定することもできる。

最後の図１２の例では、タブ領域５２で「結果確認」のタブ５２ｄが選択されている。このタブ５２ｄは、テスト検査の実行の指定や検査結果の表示を行うためのもので、上端部にテストの実行を指示するためのボタン５２０が設けられ、その下に、２種類のリスト５２１，５２２が上下に配列される。

図６〜図１１に示した画面により検査基準が設定された後にボタン５２０が操作されると、図４のステップＳ１０により検査プログラムが作成され、ついでステップＳＴ１１のテスト検査が実行され、リスト５２１，５２２内に検査結果が表示される。
上方のリスト５２１では、品番毎の不良の数がバーグラフにより表示され、下方のリスト５２２では、上のリスト５２１で選択された品番に関して、不良と判定された部品の情報が具体的な不良の内容と共に表示される。なお、このリスト５２２には、必要であれば、良判定された部品の情報も表示することができる。

左側の画像表示領域５１には、図５の例と同構成の小ウィンドウ５０が表示されて、その内部に、リスト５２２に表示されている部品の画像が表示される。

リスト５２２の下方には、検査基準の再設定を指定するためのボタン５２３が設けられている。ユーザは、リスト５２２内の検査結果と小ウィンドウ５０内の画像とを見比べて、各部品に対する検査結果が妥当であるか否かを判断し、妥当でないと判断した場合にはボタン５２３をクリック操作する。これにより、タブ領域５２は、検査基準を設定するための表示（図６〜図１１参照。）に戻り、検査基準の変更操作が受け付けられる。

上記のとおり、この実施例の検査装置１００では、フィレットの形状を具体的に表す数値パラメータを求める方法によるはんだ検査を行うこととして、計測するパラメータ（検査項目）を選択する操作と、選択されたパラメータに対する判定用の基準値（図６等の検査基準リスト５１３の「設定値」欄の数値）を設定する操作とにより検査基準を設定できるようにしたので、ユーザは、フィレットの具体的な形状に基づいて容易に基準を定めることが可能になる。また、実行された検査項目で得たパラメータの値を用いて基板の品質を明確に表すことが可能になる。

なお、実施例の検査装置１００では、カラーハイライト方式の光学系により生成されるカラー画像を図２に示した方法で処理することによりはんだの高さデータを生成したが、これに限らず、たとえば特許文献４に記載された光学系により、フィレットの３次元形状をより詳細に計測することも可能である。この場合のティーチング処理では、参考図として、モデル画像の登録の際に選択された部品に対する計測を行って、その計測結果に基づくフィレットの断面図を計測により求めたパラメータの値と共に示した参考図を作成し、表示することもできる。

１００ 基板検査装置
１ 制御処理部
２ カメラ
３ 照明装置
１１０ 制御部
１１８ 操作部
１１９ 表示部
５１ 画像表示領域
５２ タブ領域
５１３ 検査基準リスト
Ｓ 基板
Ｋ１〜Ｋ４ 参考図

Claims (3)

1. 複数の部品がはんだ付けされた部品実装基板を複数の方向からの光による照明下で撮像し、生成された画像を用いて各部品のはんだフィレットの３次元形状を計測し、この計測結果に基づきはんだフィレットの良否を判定するはんだ検査を実施する基板検査装置に、前記良否判定のための基準となる検査基準データを登録する方法であって、
   検査対象の基板上の一部品または同種の部品を複数含む部品グループを対象として、はんだフィレットの３次元形状を表す数値パラメータの良否を判定する検査の基準を設定するために、複数の検査項目の項目名をそれぞれその検査項目で計測される数値パラメータの良否を判定するための基準値の入力欄に対応づけたリストと、設定対象の部品の画像とを含む設定画面を表示して、入力欄への数値入力操作を受け付けるステップを、対象の部品または部品グループを変更しながら繰り返し実行し、
   毎回の設定画面で前記基準値が入力された検査項目を、その設定画面に対応する部品の検査で実施する項目に設定すると共に、当該検査項目につき入力された数値を良否判定の基準値に設定して、検査項目と基準値との組み合わせによる検査基準データを作成し、
   作成された検査基準データの集合を前記基板検査装置に登録し、
   前記設定画面が表示されている状態下で当該画面中のいずれかの検査項目を選択する操作が行われたとき、前記選択された検査項目における数値パラメータに対応する計測範囲が現れる場所ではんだフィレットおよび部品を切断した断面図に当該計測範囲を表すマーキングを付した形態の参考図を、前記設定画面内の選択中の検査項目の表示に重ならない箇所に表示し、この表示下で前記選択された検査項目の入力欄への数値入力操作を受け付ける、
   ことを特徴とするはんだ検査のための検査基準登録方法。
2. 請求項１に記載された方法において、
   前記設定画面の初期状態のリストの各入力欄に、それぞれデフォルトの基準値を変更可能に表示すると共に、前記参考図中のマーキングとして、前記選択された検査項目におけるパラメータが取り得る数値範囲を当該検査項目の入力欄に表示されている基準値により良と判定される範囲と不良と判定される範囲とに区分けしたゲージを表示する、はんだ検査のための検査基準登録方法。
3. 複数の部品がはんだ付けされた部品実装基板を複数の方向からの光による照明下で撮像し、生成された画像を用いて各部品のはんだフィレットの３次元形状を計測し、この計測結果に基づきはんだフィレットの良否を判定するはんだ検査を実施する基板検査装置であって、
   前記はんだ検査のための検査基準を設定するための設定画面を表示する表示部と、
   前記設定画面に対する操作を行うための操作部と、
   検査対象の基板上の一部品または同種の部品を複数含む部品グループを対象として、はんだフィレットの３次元形状を表す数値パラメータの良否を判定する検査にかかる複数の検査項目の項目名をそれぞれその検査項目で計測される数値パラメータの良否を判定するための基準値の入力欄に対応づけたリストと、設定対象の部品の画像とを含む設定画面を前記表示部に表示して、入力欄への数値入力操作を受け付けるステップを、対象の部品または部品グループを変更しながら繰り返し実行する操作受付手段と、
   毎回の設定画面で前記基準値が入力された検査項目を、その設定画面に対応する部品の検査で実施する項目に設定すると共に、当該検査項目につき入力された数値を良否判定の基準値に設定して、検査項目と基準値との組み合わせによる検査基準データを作成する検査基準データ作成手段と、
   前記検査基準データ作成手段により作成された検査基準データの集合を登録する登録手段とを具備し、
   前記操作受付手段は、前記設定画面が表示されている状態下で当該画面中のいずれかの検査項目を選択する操作が行われたとき、前記選択された検査項目における数値パラメータに対応する計測範囲が現れる場所ではんだフィレットおよび部品を切断した断面図に当該計測範囲を表すマーキングを付した形態の参考図を、前記設定画面内の選択中の検査項目の表示に重ならない箇所に表示し、この表示下で前記選択された検査項目の入力欄への数値入力操作を受け付ける、基板検査装置。

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