KR20220051000A - 외관 검사 장치 및 불량 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

검사 대상의 검사 영역의 화상을 취득함과 함께, 높이 측정 장치로 검사 영역 내의 소정 개소의 높이를 측정하는 외관 검사 장치에 있어서, 보다 정확하게 땜납 돌출 불량의 판정을 할 수 있는 기술을 제공한다. 검사 대상(30) 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부(3)와, 측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 검사 영역에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부(20)와, 촬상부(3) 및 높이 측정부(20)와 검사 대상을 상대적으로 이동시키는 이동 기구(5)와, 검사 영역의 화상과 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 검사 영역에 있어서의 검사 대상의 불량 유무를 판정하는 판정부를 구비하고, 높이 측정부(20)로부터 출사되는 측정광이, 검사 대상에 있어서의 제한 영역(M)에 조사되는 경우에는, 판정부가, 높이 측정부(20)에 의해 측정된 소정 개소의 높이 정보에 기초하여 불량 판정하는 것을 제한한다.

Description

외관 검사 장치 및 불량 검사 방법
본 발명은, 제조 공정 또는 유통 공정에 있어서, 검사 대상의 외관 검사를 행하는 외관 검사 장치 및 외관 검사 장치를 사용한 불량 검사 방법에 관한 것이다.
회로 기판 등의 검사 대상의 외관 검사를 행하는 외관 검사 장치에 있어서는, 검사 대상에 있어서의 검사 영역의 평면 화상을 취득함과 함께, 높이 측정을 행하는 경우가 있다. 이것은, 검사 영역의 평면 화상만으로는 불량을 검출할 수 없는 경우가 있기 때문이다. 예를 들어 회로 부품의 리드(30a)가 회로 기판(30)에 정상적으로 납땜된 경우에는, 도 11의 (a)에 도시하는 바와 같이, 리드(30a)의 주위에 경사면을 형성하는, 땜납 필렛(30b)이 형성되지만, 특히 자동기로 납땜한 것과 같은 경우에는, 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 리드(30a)의 선단으로부터 더 상측에 땜납(30c)이 뿔 형상으로 돌출하는 땜납 돌출 불량이 발생하는 경우가 있다. 이러한 땜납 돌출 불량은, 회로 기판(30)의 평면 화상으로부터 만으로는 검출하는 것이 곤란하고, 땜납 부분의 높이를 측정할 필요가 있다.
그리고, 땜납 부분의 높이 측정을 효율적으로 행하기 위해서는, 외관 검사 장치가, 검사 영역의 화상을 취득하는 촬상 장치에 추가하여, 땜납 부분에 측정광을 조사하여, 그 반사광을 수광함으로써 땜납 부분의 높이를 측정하는 높이 측정 장치를 구비하도록 하고, 비접촉으로 땜납 부분의 높이를 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 높이 측정에 있어서, 측정광이 리드(30a) 및 뿔 형상으로 돌출한 땜납(30c)에 조사된 경우에는, 땜납 부분의 높이가 정확하게 측정 가능하지만, 측정광이 땜납 필렛(30b)의 경사면에 조사된 경우에는, 그 반사광이 또한 회로 기판의 다른 부분에서 반사되어, 미광으로서 높이 측정 장치에 수광되는 경우가 있었다. 그 결과, 땜납 돌출 불량의 오검출이 발생하는 경우가 있었다.
일본 특허 공개 제2006-30094호 공보
본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 검사 대상의 검사 영역의 화상을 취득함과 함께, 검사 영역 내의 소정 개소의 높이를 측정하는 외관 검사 장치에 있어서, 보다 정확한 불량의 판정이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 검사 대상 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부와,
측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 검사 대상에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부와,
상기 촬상부 및 상기 높이 측정부와 상기 검사 대상을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 촬상부에 의해 촬영되는 상기 검사 영역 및 상기 높이 측정부에 의해 높이가 측정되는 소정 개소를 변경하는 이동 기구와,
상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 검사 영역의 화상과, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 검사 대상의 불량 유무를 판정하는 판정부
를 구비하는 외관 검사 장치이며,
상기 높이 측정부에서 출사되는 측정광이, 상기 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역에 조사되는 경우에는, 상기 판정부가, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는 제한부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치이다.
본 발명의 외관 검사 장치에 있어서는, 기본적으로, 촬상부에 의해 촬영된 검사 영역의 화상과, 높이 측정부에 의해 측정된 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 판정부가, 검사 영역에 있어서의 검사 대상의 불량 유무를 판정한다. 한편, 높이 측정부에서 출사되는 측정광이, 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역에 조사되는 경우에는, 판정부가, 높이 측정부에 의해 측정된 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 불량의 유무를 판정하는 것을 제한한다. 즉, 측정광을 검사 대상에 조사한 경우에, 반사광이 직접 높이 측정부에 수광되지 않고, 복수회의 반사 결과, 미광으로서 높이 측정부에 수광되어 버릴 것 같은 장소에 대해서는, 높이 측정부에 의해 측정된 정보를, 불량의 유무 판정에 이용하는 것을 제한한다. 이것에 의하면, 측정광의 반사광이 높이 측정 가능한 양태로 높이 측정부에 수광되지 않고, 미광으로서 높이 측정부에 수광됨으로써, 불량의 오검출이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 검사 대상은, 회로 부품이 실장된 회로 기판이며, 상기 제한 영역은, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드의 둘레에 땜납이 경사면을 형성한 필렛 부분을 포함해도 된다.
이것에 의하면, 회로 부품의 리드를 회로 기판에 납땜할 때에 형성된 필렛에 의해, 측정광이 불측의 방향으로 반사하여, 미광으로서 높이 측정부에 수광되는 경우에는, 높이 측정부에 의한 높이 정보를 불량 판정에 이용하는 것이 제한되므로, 외관 검사 장치에 의한 불량 판정의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 검사 대상은, 회로 부품이 실장된 회로 기판이며, 상기 제한 영역은, 상기 높이 측정부와 상기 회로 기판이 상대적으로 이동 했을 때에, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드에 상기 측정광이 조사된 시점의 직전 또는 직후에, 상기 측정광이 조사되는 영역을 포함해도 된다.
여기서, 높이 측정부가 회로 기판에 대하여 상대 이동하면서, 땜납 부분의 높이가 측정되는 경우에, 측정광이 리드에 조사되는 타이밍의 직전 또는 직후에는, 측정광이 필렛에 조사되어, 그 반사광이 미광으로서 높이 측정부에 수광될 가능성이 높아진다. 따라서, 이 타이밍에 있어서 측정광이 조사되는 영역을 제한 영역으로 하여, 측정광이 제한 영역에 조사되는 경우에는, 높이 측정부에 의해 측정된 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 불량의 유무를 판정하는 것이 제한된다. 따라서, 미광에 기인하는 불량의 오검출을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 제한 영역에 대한, 상기 높이 측정부의 상기 회로 기판에 대한 상대적인 이동의 방향 또는 역방향에는, 상기 측정광이 조사된 리드에 인접하는 다른 리드 및 필렛 부분이 존재하는 것으로 해도 된다. 환언하면, 제한 영역은, 상술한 조건에 추가하여, 해당 제한 영역에 대한, 상기 높이 측정부의 상기 회로 기판에 대한 상대적인 이동의 방향 또는 역방향으로는, 상기 리드에 인접하는 다른 리드 및 필렛 부분이 존재하는 영역이며, 이러한 경우에, 상기 판정부가, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하도록 해도 상관없다.
즉, 측정광이 조사되는 리드를 포함하는 땜납 부분의 근방에 다른 땜납 부분이 있는 경우에는, 측정광이 조사된 땜납 부분에 있어서의 필렛에서 반사된 측정광이, 인접한 땜납 부분에 있어서의 필렛에서 다시 반사하여 높이 측정부에 미광으로서 수광될 가능성이 높아진다. 따라서, 이러한 경우에, 판정부가, 높이 측정부에 의해 측정된 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 불량의 유무를 판정하는 것을 제한함으로써, 보다 효율적으로, 미광에 의한 불량의 오검출을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 회로 기판에 있어서의 상기 리드의 위치에 기초하여 상기 제한 영역을 자동 설정하는 설정부를, 더 구비해도 된다.
즉, 본 발명에 있어서는, 리드의 위치를 알면, 필렛의 존재하는 위치를 추정할 수 있으므로, 리드의 위치에 기초하여, 필렛의 위치를 추정하고, 그 영역을 자동적으로 제한 영역으로 해도 된다. 이것에 의하면, 여러가지 회로 기판에 대하여 제한 영역을 보다 용이하게 설정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 경우의 리드 위치는, 미리 측정해도 상관없고, 회로 기판의 설계 정보로부터 취득하도록 해도 상관없다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 불량은, 상기 회로 부품의 리드의 상기 회로 기판에의 납땜에 있어서, 해당 리드의 선단으로부터 땜납이 돌출되는 땜납 돌출 불량인 것으로 해도 된다.
땜납 돌출 불량은, 촬상부에 의해 촬영되는 평면 화상만으로부터는 검출이 곤란하고, 또한, 그 검출 정밀도에, 필렛에 의한 반사에 기인하는 미광이 크게 영향을 미친다. 따라서, 본 발명을 땜납 돌출 불량의 판정에 적용함으로써, 보다 효율적으로, 불량의 오검출을 억제하는 것이 가능하다.
본 발명은, 검사 대상 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부와,
측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 검사 대상에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부와,
상기 촬상부 및 상기 높이 측정부와 상기 검사 대상을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 촬상부에 의해 촬영되는 상기 검사 영역 및 상기 높이 측정부에 의해 높이가 측정되는 소정 개소를 변경하는 이동 기구
를 구비한, 외관 검사 장치를 사용하고,
상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 검사 영역의 화상과, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 검사 대상의 불량 유무를 판정하는, 불량 검사 방법이며,
상기 측정광이, 상기 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역에 조사되는 경우에는, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법이어도 된다.
또한, 본 발명은, 상기 검사 대상은 회로 부품이 실장된 회로 기판이며,
상기 제한 영역은, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드의 둘레에 땜납이 경사면을 형성한 필렛 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기의 불량 검사 방법이어도 된다.
또한, 본 발명은, 상기 검사 대상은 회로 부품이 실장된 회로 기판이며,
상기 제한 영역은, 상기 높이 측정부와 상기 회로 기판이 상대적으로 이동했을 때에, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드에 상기 측정광이 조사된 시점의 직전 또는 직후에, 상기 측정광이 조사되는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기의 불량 검사 방법이어도 된다.
또한, 본 발명은, 상기 제한 영역에 대한, 상기 높이 측정부의 상기 회로 기판에 대한 상대적인 이동의 방향 또는 역방향으로는, 상기 측정광이 조사된 리드에 인접하는 다른 리드 및 필렛 부분이 존재하는 것을 특징으로 하는 상기의 불량 검사 방법이어도 된다.
또한, 본 발명은 상기 불량은, 상기 회로 부품의 리드의 상기 회로 기판에의 납땜에 있어서, 해당 리드의 선단으로부터 땜납이 돌출되는 땜납 돌출 불량인 것을 특징으로 하는 상기의 불량 검사 방법이어도 된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기의 과제를 해결하는 수단은, 가능한 한 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 검사 대상의 검사 영역의 화상을 취득함과 함께, 검사 영역 내의 소정 개소의 높이를 측정하는 외관 검사 장치에 있어서, 불량 판정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은, 적용예에 있어서의 외관 검사 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는, 종래 기술에 있어서의 미광의 발생 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 종래 기술에 있어서 얻어지는 높이 측정 장치의 출력 신호의 예를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 적용예에 있어서의 마스크 영역을 도시하는 개략도이다.
도 5는, 실시예에 있어서의 검사 대상의 기판과, 땜납 부분과, 마스크 영역을 도시하는 도면이다.
도 6은, 실시예에 있어서의 불량 검사를 위한 설정 플로를 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 실시예에 있어서의 불량 검사 플로를 나타내는 흐름도이다.
도 8은, 실제 발명이 적용되는 외관 검사 장치의 다른 예의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 9는, 종래 기술에 있어서의 미광의 발생 메커니즘의 제2 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 실시예에 있어서의 검사 대상의 기판과, 땜납 부분과, 마스크 영역의 제2 예를 도시하는 도면이다.
도 11은, 실제 발명에 있어서의 땜납 돌출 불량을 설명하기 위한 도면이다.
〔적용예〕
이하에서는, 본 발명의 적용예로서의 외관 검사 장치(1)에 대해서, 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은, 외관 검사 장치(1)의 주요부의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 외관 검사 장치(1)는, 주로, 검사 대상을 촬상하는 카메라(2)를 포함하는 촬상부로서의 촬상 유닛(3)을 X축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 가대(4)와, 가대(4)를 Y축 방향으로 구동하는 볼 나사(5)와, 볼 나사(5)에 구동되는 가대(4)를 Y축 방향으로 안내하는 가이드(6)와, 그것들을 지지하는 프레임(7)을 구비한다. 프레임(7)의 Y축 방향으로 연장되는 볼 나사 지지부(7a)에는, 볼 나사(5)에 평행하게 가대(4)의 위치를 검출하는 리니어 스케일(8)이 마련되어 있다.
그리고, 동일하게 프레임(7)의 Y축 방향으로 연장되는 가이드 지지부(7b)에는, 가대(4)에 마련된 슬라이더를 안내하는 레일에 평행하게 가대(4)의 위치를 검출하는 리니어 스케일(9)이 마련되어 있다. 또한, X축 방향으로 연장되는 가대(4)를 따라, 촬상 유닛(3)의 위치를 검출하는 리니어 스케일(10)이 마련되어 있다. 이들의 리니어 스케일(8, 9, 10)은, 각각 프레임(7) 및 가대(4)를 따라 배치된 피검출부와, 가대(4) 및 촬상 유닛(3)에 마련된 검출부로 이루어지고, 검출부가, 피검출부에 대한 위치 정보를 검출한다.
도 1의 외관 검사 장치(1)에 있어서는, 촬상 유닛(3)에는 하방을 향하여 시야를 갖는 카메라(2)가 마련되어 있다. 카메라(2)의 하방에는, 검사 대상인 회로 기판을 X축 방향으로 반송하는 컨베이어가 배치된다. 컨베이어에 의해 외관 검사 장치(1) 밖에서 반입된 회로 기판은, 카메라(2)의 하방에서 정지하고, 소정 위치에서 클램프된다. 그리고, 검사가 종료하면 검사 대상은, 카메라(2)의 하방으로부터 외관 검사 장치(1) 밖으로 컨베이어에 의해 반송된다.
검사 대상이 카메라(2)의 하방에서 정지한 상태에 있어서, 볼 나사(5)의 구동에 의해, 가대(4)가 Y축 방향으로 이동하고, 또한, 볼 나사(도시하지 않음)의 구동에 의해 가대(4)에 대해서도 촬상 유닛(3)이 X축 방향으로 이동함으로써, 촬상 유닛(3)을 회로 기판에 있어서의 검사 위치까지 이동시키고, 검사 대상을 촬영한다. 이 촬상 유닛(3)에 의해 촬영되는 영역은, 본 실시예에 있어서 검사 영역에 상당한다. 그리고, 외관 검사를 위한 화상 취득이 종료했을 때에는, 그 후, 높이 측정부로서의 레이저 변위계(20)에 의해, 회로 기판에 납땜된 회로 부품의 리드 높이를 측정하고, 땜납 돌출 불량의 검사를 행한다. 또한, 도 1에 도시되는 것은 레이저 변위계(20)의 센서 부분만이지만, 이하에 있어서도, 이 센서 부분을 레이저 변위계(20)라고 칭한다.
또한, 외관 검사 장치(1)는, 제어 장치(15) 및 제어 장치(15)의 명령에 의해, 외관 검사 장치(1)의 볼 나사(5) 등의 제어를 행하는 서보 드라이버(16)를 갖는다. 촬상 유닛(3)의 화상이나, 레이저 변위계(20)에 의해 검출된 높이 정보는, 제어 장치(15)에 송신되고, 제어 장치(15)에 마련된 기억부(15a)에 저장된 프로그램을 따라, 제어 장치(15) 내에 구비된 연산부(15b)에 의해, 땜납 돌출 불량의 불량 판정이 행하여진다. 여기서, 가대(4)를 Y축 방향으로 구동시키는 볼 나사(5)와 촬상 유닛(3)을 가대(4)에 대하여 X축 방향으로 이동시키는 볼 나사는, 본 실시예에 있어서 이동 기구에 상당한다.
이어서, 도 2를 사용하여, 상기와 같이 레이저 변위계(20)에 의해 리드의 높이 측정을 행하고, 땜납 돌출 불량의 검사를 행하는 경우의 문제에 대하여 설명한다. 도 2에는, 레이저 변위계(20)로 땜납 돌출 불량을 검사할 때의 각 타이밍에 있어서의, 레이저광의 반사 상태를 도시한다. 도 2에 있어서, 레이저 변위계(20)는, 도면 중 좌측으로부터 우측으로 이동하면서, 회로 기판(30)의 각 회로 부품의 리드(30a)의 높이를 측정한다. 또한, 레이저 변위계(20)에 있어서, 레이저광은, 출광부(20a)로부터, 연직 하측을 향하여 출사되어, 검사 대상으로부터의 반사광을 수광부(20b)에서 수광한다. 수광부(20b)의 수광 감도는, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)측에 대하여 갖고 있고, 출광부(20a)와 반대측에 대해서는 수광 감도를 갖고 있지 않다.
도 2에 있어서 도 2의 (a)는 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)를 통과한 직후의 상태를 나타낸다. 도 2의 (b)는 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)의 정상부에 조사되는 경우의 상태를 나타낸다. 도 2의 (c)는 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)의 정상부에 조사되기 직전의 상태를 나타낸다. 우선, 도 2의 (b)의 상태에 있어서는, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)로부터의 출사광이 직접, 리드(30a)의 정상부에 조사되고, 그 반사광이 직접, 수광부(20b)에 입사하고 있다. 이 상태에 있어서는, 리드(30a)의 높이가 정확하게 측정 가능하다. 이어서, 도 2의 (a)의 상태에 있어서는, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)로부터의 출사광은 직접, 리드(30a)의 정상부에 조사되지 않고, 필렛 부분으로서의 땜납 필렛(30b)의 경사면에 조사된다. 그리고, 땜납 필렛(30b)에 있어서 반사한 레이저광은, 그 전방측에 인접하는 리드(30a)의 땜납 필렛(30b)에서 다시 반사되어, 그 반사광이 수광부(20b)에 미광으로서 입사하고 있다. 이 상태에 있어서는, 이 미광에 기인하여 레이저 변위계(20)로부터는, 실제의 리드(30a)의 높이 보다 큰 노이즈 신호가 출력된다.
이어서, 도 2의 (c)의 상태에 있어서도, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)로부터의 출사광은 직접, 리드(30a)의 정상부에 조사되지 않고, 리드(30a)의 후방측의 땜납 필렛(30b)의 경사면에 조사된다. 그리고, 땜납 필렛(30b)에 있어서 반사한 레이저광은, 그 후방측에 인접한 리드(30a)의 땜납 필렛(30b)에서 다시 반사되어, 그 반사광이 수광부(20b)에 입사하고 있다. 이 상태에 있어서는, 수광부(20b)가, 이 방향의 입사광에 대한 감도를 갖고 있지 않으므로, 레이저 변위계(20)로부터는, 미광에 기인하는 노이즈 신호는 출력되지 않는다.
도 3에는, 이러한 경우의 레이저 변위계(20)의 출력 변화에 대하여 나타낸다. 도 3의 그래프의 횡축은 시간, 종축은 레이저 변위계(20)의 출력을 나타낸다. 그래프 중 실선으로 나타내는 것은, 레이저 변위계(20)의 출사광이 직접, 리드(30a)의 정상부에 조사되어 반사된 광에 기초하는 출력 신호이고, 실제의 리드(30a)의 높이를 반영한 신호이다. 한편, 파선으로 나타내는 것은, 도 2의 (a)에서 도시한, 전방측에 인접한 리드(30)의 땜납 필렛(30a)으로부터의 미광에 기인하는 노이즈 신호이다. 또한, 도면 중 수평하게 그어진 파선은, 검사 역치이고, 가령, 리드(30a)의 정상부에 조사되어 반사된 광에 기초하는 출력 신호가, 이 역치 이상인 경우에는, 리드(30a)의 상부보다 더 상측을 향하여 땜납이 돌출되어 있다고 판단되어, 땜납 돌출 불량으로 판정된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 노이즈 신호는 실제의 리드(30a)의 정상부로부터의 반사광에 의한 신호와 비교해도 크고, 검사 역치를 초과해 버리기 때문에, 땜납 돌출 불량으로 오판정되어 버리는 경우가 있었다.
이에 비해, 본 적용예에 있어서는, 레이저 변위계(20)의 출력 신호 중, 땜납 필렛(30a)의 경사면의 반사에 기인하는 미광에 의한 노이즈 신호가, 땜납 돌출 불량의 판정에 사용되지 않도록 하였다. 보다 구체적으로는, 도 4에 해칭으로 나타내는 제한 영역으로서의 마스크 영역 M에 레이저 변위계(20)로부터의 출사광이 조사된 경우에는, 레이저 변위계(20)의 출력을, 땜납 돌출 불량의 판정에 사용하지 않는 것으로 하였다. 이것에 의하면, 땜납 필렛(30b)의 경사면의 반사광에 기인하는 미광에 의해, 땜납 돌출 불량이 없음에도 불구하고 땜납 돌출 불량이 존재한다고 오판정해 버리는 문제를 방지하는 것이 가능하다.
〔실시예 1〕
도 5에는, 검사 대상인 회로 기판(30)의 이면의 일부를 확대한 저면도를 도시한다. 회로 기판(30)의 이면에는 도면에 도시하는 바와 같이, 리드(30a)와, 리드(30a)를 기판(30)에 납땜함으로써 형성된 땜납 필렛(30b)이 2열로 병렬하여 배치되어 있다. 또한, 도 4에 있어서, 레이저 변위계(20)는 좌측으로부터 우측 방향으로 이동하는 것으로 한다. 본 실시예에서는, 도 4와 같은 상황에 있어서, 파선으로 나타낸 마스크 영역 M에, 측정광이 출사된 경우의 레이저 변위계(20)의 출력은, 땜납 돌출 불량의 판정에 사용하지 않는 것으로 하였다.
또한, 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 병렬된 땜납 필렛(30b) 중, 마스크 영역 M은, 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 다른 땜납 필렛(30b)이 인접한 것만으로 설정되어 있다. 이것은, 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 다른 땜납 필렛(30b)이 인접하고 있지 않은 경우에는, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같은 미광에 의한 노이즈 출력이 발생하지 않기 때문이다. 환언하면, 본 실시예에서는, 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 다른 땜납 필렛(30b)이 인접하지 않는 땜납 필렛(30a)에 대해서는, 마스크 영역 M은 설정되지 않는다. 이것에 의하면, 땜납 필렛(30b) 중, 미광에 기인하는 노이즈 출력의 발생 가능성이 낮은 땜납 필렛(30b)에 대해서는, 마스크 영역 M이 설정되지 않고, 보다 상세한 높이 측정을 행하는 것이 가능하다.
이어서, 도 6 및 도 7을 사용하여, 땜납 돌출 불량의 판정에 관한 제어에 대하여 설명한다. 도 5에 도시하는 것은, 땜납 돌출 불량의 판정에 있어서의 각종 설정 처리에 관한 흐름도이다. 본 흐름도는, 제어 장치(15) 내의 기억부(15a)에 기억되어 연산부(15b)에 의해 실행되는 것이다. 본 플로가 실행되면, 먼저, 스텝 S101에 있어서, 검사 대상의 회로 기판(30)에 있어서의 검사 위치와, 레이저 변위계(20)에 의한 스캔의 개시 위치와 종료 위치가 설정된다. 이어서, 스텝 S102에 있어서, 회로 기판(30)의 설계 정보로부터, 회로 기판(30)에 있어서의 리드(30a)의 접속용 구멍의 위치를 취득하고, 이에 의해 리드(30a)의 위치를 설정한다.
이어서, 스텝 S103에 있어서, 리드(30a)의 위치로부터, 마스크 영역 M의 위치를 자동적으로 설정한다. 보다 구체적으로는, 리드(30a)의 위치로부터, 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 대하여 예를 들어, 0.1mm 내지 1mm의 범위, 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 수직인 방향에 대해서는, 리드(30a)의 중심±1mm의 범위로 해도 된다. 이 마스크 영역 M의 위치(범위)에 대해서는, 리드(30a)의 굵기, 땜납 필렛(30b)의 크기에 따라서 정하면 된다. 이어서, 스텝 S104에 있어서, 땜납 돌출 불량의 판정 역치를 결정한다. 이 역치는, 땜납 돌출 불량이 발생하고 있지 않은 경우의 리드(30a)의 높이의 변동 최댓값보다 크고, 땜납 돌출 불량이 발생하고 있는 경우의 땜납 선단 높이의 변동 최솟값보다 작은 값으로서 설정된다. 스텝 S104의 처리가 종료하면 본 루틴을 종료한다. 여기서, 마스크 영역 M을 자동 설정하는 스텝 S103을 실행하는 제어 장치(15)의 연산부(15b)는 본 실시예에 있어서 설정부에 상당한다.
이어서, 도 7에는, 땜납 돌출 불량의 판정 루틴의 흐름도를 나타낸다. 본 루틴이 실행되면, 우선, 스텝 S201에 있어서, 검사 대상으로서의 회로 기판(30)이 외관 검사 장치(1)에 반입된다. 이어서, 스텝 S202에 있어서 레이저 변위계(20)에 의해 땜납 부분의 리드(30a)의 높이가 계측된다(실제로는, 이것 전에, 촬상 유닛(3)에 의해 회로 기판(30)에 있어서의 각 검사 영역의 외관 촬영이 행하여진다). 이어서, 스텝 S203에 있어서, 마스크 영역 M을, 레이저 변위계(20)에 의해 취득된 이차원 화상의 검사 에어리어에서 제외한다. 보다 상세하게는, 마스크 영역 M에 대해서도, 레이저 변위계(20)에 의해 높이 측정은 행하지만, 이 영역으로부터 얻어진 높이 정보는, 땜납 돌출 불량의 판정에는 사용하지 않는다.
그리고, 스텝 S204로 진행하여, 리드(30)의 주변 영역에 있어서의 최대 높이가 스텝 S104에서 설정한 검사 역치 이상인지의 여부가 판정된다. 이때, 상기의 주변 영역으로부터 마스크 영역 M은 제외된다. 또한, 이 리드(30)의 주변 영역은 본 실시예에 있어서 소정 개소에 상당한다. 여기서, 리드(30)의 (마스크 영역 M을 제외한) 주변 영역에 있어서의 최대 높이가 스텝 S104에서 설정한 검사 역치보다 작은 경우에는, 스텝 S205로 진행한다. 한편, 리드(30)의 (마스크 영역 M을 제외한) 주변 영역에 있어서의 최대 높이가 스텝 S104에서 설정한 검사 역치 이상인 경우에는, 스텝 S206으로 진행한다.
스텝 S205에 있어서는, 땜납 돌출 불량이 아니라고 판정된다. 한편, 스텝 S206에 있어서는, 땜납 돌출 불량이 발생했다고 판정된다. 스텝 S205 또는, 스텝 S206의 처리가 종료하면 본 루틴을 종료한다.
이상, 설명한 대로, 본 실시예에 의하면, 레이저 변위계(20)로부터의 측정광이 땜납 필렛(30b)에서 반사하여 미광이 되고, 레이저 변위계(20)에 수광될 가능성이 있는 영역에 대해서는, 측정된 높이 정보를 땜납 돌출 불량의 판정에 사용하지 않는 것으로 하였다. 이에 의해, 땜납 돌출 불량의 판정에 오판정이 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 마스크 영역 M을, 레이저 변위계(20)에 의해 취득된 이차원 화상의 검사 에어리어에서 제외하는 스텝 S203의 처리를 실행하는 제어 장치(15)의 연산부(15b)는, 본 실시예에 있어서 제한부에 상당한다. 또한, 스텝 S204 내지 스텝 S206의 처리를 실행하는 제어 장치(15)의 연산부(15b)는, 본 실시예에 있어서 판정부에 상당한다.
또한, 본 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 레이저 변위계(20)가 외관 검사 장치(1)의 촬상 유닛(3)에 고정되어, 촬상 유닛(3)을 이동시키고, 검사 대상인 회로 기판(30)의 검사 개소의 높이를 측정하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명이 적용되는 외관 검사 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같은 구성의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 외관 검사 장치(1)의 가이드 지지부(7b)에 레이저 변위계(11 및 12)가 구비되고, 회로 기판(30)의 외관 검사 장치(1)에의 반입 시에, 기판(30)에 있어서의 검사 개소의 높이를 측정하는 타입의 것에 적용되어도 상관없다.
또한, 본 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 레이저 변위계(20)의 프로브는, 그 진행 방향에 대하여 출광부(20a)가 수광부(20b)보다 전방측에 배치된 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명이 적용되는 레이저 변위계(20)의 배치는 상기의 것에 한정되지 않는다. 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 대하여 출광부(20a)가 수광부(20b)보다 후방측에 배치된 장치에 대해서도, 본 발명은 적용 가능하다. 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 대하여 출광부(20a)가 수광부(20b)보다 후방측에 배치되도록 한 경우에 대해서, 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9는, 이 경우에 있어서, 레이저 변위계(20)로 땜납 돌출 불량을 검사할 때의 각 타이밍에 있어서의, 레이저광의 반사 상태를 나타낸다.
도 2의 경우와 마찬가지로, 도 9의 (a)는 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)를 통과한 직후의 상태를 나타낸다. 도 9의 (b)는 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)의 정상부에 조사되는 경우의 상태를 나타낸다. 도 9의 (c)는 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)의 정상부에 조사되기 직전의 상태를 나타낸다. 도 9의 (b)의 상태에 있어서는, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)로부터의 출사광이 직접, 리드(30a)의 정상부에 조사되고, 그 반사광이 직접, 수광부(20b)에 입사하고 있다. 이어서, 도 9의 (a)의 상태에 있어서는, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)로부터의 출사광은, 땜납 필렛(30b)의 경사면에 조사된다. 그리고, 땜납 필렛(30b)에 있어서 반사한 레이저광은, 그 전방측에 인접하는 리드(30a)의 땜납 필렛(30b)에서 다시 반사되고, 그 반사광이 수광부(20b)에 미광으로서 입사한다. 이때, 수광부(20b)가, 이 방향의 입사광에 대한 감도를 갖고 있지 않으므로, 레이저 변위계(20)로부터는, 미광에 기인하는 노이즈 신호는 출력되지 않는다.
이어서, 도 9의 (c)의 상태에 있어서도, 레이저 변위계(20)의 출광부(20a)로부터의 출사광은 직접, 리드(30a)의 정상부에 조사되지 않고, 리드(30a)의 후방측의 땜납 필렛(30b)의 경사면에 조사된다. 그리고, 땜납 필렛(30b)에 있어서 반사한 레이저광은, 그 후방측에 인접한 리드(30a)의 땜납 필렛(30b)에서 다시 반사되어, 그 반사광이 수광부(20b)에 입사하고 있다. 이 상태에 있어서는, 이 미광에 기인하여, 레이저 변위계(20)로부터는, 실제의 리드(30a)의 높이보다 큰 노이즈 신호가 출력된다.
따라서, 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 대하여, 출광부(20a)가 수광부(20b)보다 후방측에 배치된 경우에는, 마스크 영역 M은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 레이저 변위계(20)의 측정광이 리드(30a)에 조사되기 직전에 조사되는 영역으로 설정해도 된다.
또한, 본 발명은 레이저 변위계(20)의 진행 방향에 대하여, 출광부(20a)와 수광부(20b)가 수직으로 배치된 장치에 대해서도 적용 가능하다. 이 경우에는, 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)를 통과한 직후 및 출광부(20a)로부터의 출사광이, 리드(30a)의 정상부에 조사되기 직전의 양쪽 상태에 있어서, 땜납 필렛(30b)에서 반사된 측정광이 미광으로서, 수광부(20b)에 입사하는 경우가 있다. 따라서, 이 경우에는, 마스크 영역 M은, 레이저 변위계(20)의 측정광이 리드(30a)에 조사되기 직전에 조사되는 영역 및 직후에 조사되는 영역의 양쪽에 대하여 설정 해도 된다. 본 실시예에서 말하는, 레이저 변위계(20)의 측정광이 리드(30a)에 조사되기 직전에 조사되는 영역 및 직후에 조사되는 영역이란, 전술한 바와 같이, 리드(30a)의 위치로부터, 레이저 변위계(20)의 진행 방향 또는, 그 역방향에 대하여 예를 들어, 0.1mm 내지 1mm의 범위여도 된다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는, 마스크 영역 M을, 레이저 변위계(20)에 의해 취득된 이차원 화상의 검사 에어리어에서 제외하였다. 보다 상세하게는, 마스크 영역 M에 대해서도, 레이저 변위계(20)에 의해 높이 측정은 행하지만, 이 영역으로부터 얻어진 높이 정보는, 땜납 돌출 불량의 판정에는 사용하지 않는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명에 있어서의 마스크 영역 M의 취급은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 마스크 영역 M에 대해서는, 레이저 변위계(20)에 의해 높이 측정을 행하지 않는 것으로 해도 된다. 또는, 마스크 영역 M에 대해서는, 레이저 변위계(20)에 의해 측정된 높이 정보를 일률적으로 리드(30a)의 높이보다 명백하게 낮은 값으로 해도 된다. 나아가, 마스크 영역 M에 대해서는, 레이저 변위계(20)에 의해 측정된 높이 정보에 소정의 계수(예를 들어, ×0.1 등, 1 이하의 계수)를 곱해도 된다. 이들의 처리는, 본 실시예에 있어서, 「판정부가, 높이 측정부에 의해 측정된 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는」 것에 상당한다.
또한, 상기의 실시예에 있어서는, 검사 대상인 회로 기판(30)을 외관 검사 장치(1) 내에 고정하고, 촬상 유닛(3) 및 레이저 변위계(20)를 이동시킴으로써, 회로 기판(30)에 대하여 촬상 유닛(3) 및 레이저 변위계(20)를 상대 이동시켰다. 그러나, 본 발명이 적용되는 외관 검사 장치는, 촬상 유닛(3) 및 레이저 변위계(20)가 고정되고, 검사 대상이 이동함으로써, 검사 대상에 대하여 촬상 유닛(3) 및 레이저 변위계(20)를 상대 이동시키는 것이어도 된다.
또한, 이하에는 본 발명의 구성 요건과 실시예의 구성을 대비 가능하게 하기 위해서, 본 발명의 구성 요건을 도면의 부호를 붙여서 기재해 둔다.
<발명 1>
검사 대상(30) 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부(3)와,
측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 검사 대상에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부(20)와,
상기 촬상부(3) 및 상기 높이 측정부(20)와 상기 검사 대상을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 촬상부(3)에 의해 촬영되는 상기 검사 영역 및 상기 높이 측정부(20)에 의해 높이가 측정되는 소정 개소를 변경하는 이동 기구(5)와,
상기 촬상부(3)에 의해 촬영된 상기 검사 영역의 화상과, 상기 높이 측정부(20)에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 검사 대상의 불량 유무를 판정하는 판정부(15)
를 구비하는 외관 검사 장치(1)이며,
상기 높이 측정부(20)로부터 출사되는 측정광이, 상기 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역(M)에 조사되는 경우에는, 상기 판정부가, 상기 높이 측정부(20)에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는 제한부(15)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치(1).
<발명 7>
검사 대상 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부(3)와,
측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 검사 대상에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부(20)와,
상기 촬상부(3) 및 상기 높이 측정부(20)와 상기 검사 대상을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 촬상부(3)에 의해 촬영되는 상기 검사 영역 및 상기 높이 측정부에 의해 높이가 측정되는 소정 개소를 변경하는 이동 기구(5)
를 구비한, 외관 검사 장치(1)를 사용하고,
상기 촬상부(3)에 의해 촬영된 상기 검사 영역의 화상과, 상기 높이 측정부(20)에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 검사 대상의 불량 유무를 판정하는, 불량 검사 방법이며,
상기 측정광이, 상기 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역(M)에 조사되는 경우에는, 상기 높이 측정부(20)에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법.
1: 외관 검사 장치,
2: 카메라,
3: 촬상 유닛,
8, 9, 10: 리니어 스케일,
15: 제어 장치,
16: 서보 드라이버,
20: 레이저 변위계,
30: 회로 기판,
30a: 리드,
30b: 필렛,
30c: 땜납 돌출 불량,
M: 마스크 영역

Claims (11)

  1. 검사 대상 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부와,
    측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 검사 대상에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부와,
    상기 촬상부 및 상기 높이 측정부와 상기 검사 대상을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 촬상부에 의해 촬영되는 상기 검사 영역 및 , 상기 높이 측정부에 의해 높이가 측정되는 소정 개소를 변경하는 이동 기구와,
    상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 검사 영역의 화상과, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 검사 대상의 불량 유무를 판정하는 판정부
    를 구비하는 외관 검사 장치이며,
    상기 높이 측정부에서 출사되는 측정광이, 상기 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역에 조사되는 경우에는, 상기 판정부가, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는 제한부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검사 대상은, 회로 부품이 실장된 회로 기판이며,
    상기 제한 영역은, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드의 둘레에 땜납이 경사면을 형성한 필렛 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검사 대상은, 회로 부품이 실장된 회로 기판이며,
    상기 제한 영역은, 상기 높이 측정부와 상기 회로 기판이 상대적으로 이동했을 때에, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드에 상기 측정광이 조사된 시점의 직전 또는 직후에, 상기 측정광이 조사되는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제한 영역에 대한, 상기 높이 측정부의 상기 회로 기판에 대한 상대적인 이동의 방향 또는 역방향에는, 상기 측정광이 조사된 리드에 인접하는 다른 리드 및 필렛 부분이 존재하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회로 기판에 있어서의 상기 리드의 위치에 기초하여 상기 제한 영역을 자동 설정하는 설정부를, 더 구비하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불량은, 상기 회로 부품의 리드의 상기 회로 기판에의 납땜에 있어서, 해당 리드의 선단으로부터 땜납이 돌출되는 땜납 돌출 불량인 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  7. 검사 대상 상에 있어서의 검사 영역을 촬영하는 촬상부와,
    측정광을 출사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 검사 대상에 있어서의 소정 개소의 높이를 측정하는 높이 측정부와,
    상기 촬상부 및 상기 높이 측정부와 상기 검사 대상을 상대적으로 이동시킴으로써, 상기 촬상부에 의해 촬영되는 상기 검사 영역 및 상기 높이 측정부에 의해 높이가 측정되는 소정 개소를 변경하는 이동 기구
    를 구비한, 외관 검사 장치를 사용하고,
    상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 검사 영역의 화상과, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 검사 영역에 있어서의 상기 검사 대상의 불량 유무를 판정하는, 불량 검사 방법이며,
    상기 측정광이, 상기 검사 대상에 있어서의 소정의 제한 영역에 조사되는 경우에는, 상기 높이 측정부에 의해 측정된 상기 소정 개소의 높이 정보에 기초하여, 상기 불량의 유무를 판정하는 것을 제한하는 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 검사 대상은, 회로 부품이 실장된 회로 기판이며,
    상기 제한 영역은, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드의 둘레에 땜납이 경사면을 형성한 필렛 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 검사 대상은, 회로 부품이 실장된 회로 기판이며,
    상기 제한 영역은, 상기 높이 측정부와 상기 회로 기판이 상대적으로 이동했을 때에, 상기 회로 기판에 납땜된 상기 회로 부품의 리드에 상기 측정광이 조사된 시점의 직전 또는 직후에, 상기 측정광이 조사되는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제한 영역에 대한, 상기 높이 측정부의 상기 회로 기판에 대한 상대적인 이동의 방향 또는 역방향에는, 상기 측정광이 조사된 리드에 인접하는 다른 리드 및 필렛 부분이 존재하는 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불량은, 상기 회로 부품의 리드의 상기 회로 기판에의 납땜에 있어서, 해당 리드의 선단으로부터 땜납이 돌출되는 땜납 돌출 불량인 것을 특징으로 하는 불량 검사 방법.
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