TWI395941B - 焊料印刷檢查裝置 - Google Patents

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Description

焊料印刷檢查裝置
本發明係有關用以檢查印刷於基板上之焊料的焊料印刷檢查裝置。
一般，在安裝電子部件於印刷基板上情況下，首先，在配設於印刷基板上的既定的電極圖案上印刷膏狀焊料。於此，膏狀焊料的印刷藉由採用形成有與電極圖案相對應的多個孔的絲網網板印刷來進行。在印刷有膏狀焊料的印刷基板上，根據該膏狀焊料的粘性，臨時固定電子部件。然後，藉由將上述印刷基板導向回流爐，經過既定的回流步驟進行焊接。最近，在導向回流爐的前一階段，進行焊料印刷狀態的檢查。
於此，在絲網中，有發生製造誤差、歷時伸縮等之虞，形成於絲網上的孔位置與印刷基板上的電極圖案的位置難以完全一致。因此，會有在與電極圖案錯開的位置印刷焊料之虞。於是，有人提出算出之印刷於基板上的全部焊料的平行移動錯位量相對於設計資料上焊料印刷位置(理想的印刷位置)總和為最小的絲網位移量，根據該位移量，進行印刷位置的校正的技術(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1：日本特開2006-5238號文獻
但是，在採用上述技術情況下，與焊料的尺寸值無關，一樣確定位移量。因此，有關印刷於較小電極圖案 上的較小焊料，有相對於電極圖案，以相對較大的錯位的位置被印刷之虞。結果，有在電極圖案上不印刷焊料，或焊料印刷成連接電極圖案(橋接)等的不利情況，產生導致生產品質的降低，以及良率降低之虞。又，特別是在電極圖案的尺寸減小，或電極圖案之間的距離非常窄的最近印刷基板中，有橋接等的發生頻率進一步增加，生產品質和良率進一步降低之虞。
本發明係有鑑於上述情況而提出者，其目的在於提供一種焊料印刷檢查裝置，可藉由有效地抑制焊料的印刷不良，謀求生產品質和良率的提高。
下面分項對適合於解決上述目的的各單元進行說明。另外，根據需要，補述在相應的單元中特有的作用效果。
單元1係有關一種焊料印刷檢查裝置，該焊料印刷檢查裝置包括：照射單元，該照射單元可對藉焊料印刷機印刷於基板上的焊料照射光；攝像單元，可對已照射光的上述焊料進行攝像；圖像處理單元，該圖像處理單元根據藉該攝像單元拍攝的圖像資料，針對上述基板上的既定多個焊料，抽出作為實際上印刷的焊料區域的實際焊料區域；理想焊料資訊產生單元，該單元根據作為設計資料上或製造資料上的焊料區域的理想焊料區域，對應上述既定多個焊料，產生表示上述基板上的上述理想焊料區域的位置的理想焊料位置資訊，與表示上述理想焊料區 域的尺寸的理想焊料尺寸；其特徵在於：上述圖像處理單元根據上述實際焊料區域，產生表示上述基板上的上述實際焊料區域的位置的實際焊料位置資訊；分別針對上述既定多個焊料產生印刷錯位率，該印刷錯位率表示上述理想焊料位置資訊和上述實際焊料位置資訊相對於上述理想焊料尺寸的錯位量的程度；根據該印刷錯位率，對校正值進行運算，向上述焊料印刷機輸出焊料印刷位置的校正值信號。
另外，“既定多個焊料”係指作為檢查對象的藉操作人員等選擇的多個焊料，該既定多個焊料也可為設置於基板上的全部焊料，還可為一部分焊料。另外，“實際或理想焊料位置資訊”表示焊料區域相對於基板的位置，例如，表示焊料區域的中心、重心，表示外接於焊料區域的矩形中心、重心，相對於基板，焊料區域所占的範圍等。此外，“理想焊料尺寸”係指理想印刷狀態的焊料尺寸，例如，列舉有理想焊料區域的沿X軸方向、Y軸方向的邊的長度、對角線的長度、面積、體積、輪廓長度等。另外，作為“錯位量”，列舉有例如，兩個焊料位置資訊(中心、重心)之間沿X軸方向、Y軸方向的距離，兩個焊料位置資訊之間的直線距離，從理想焊料區域露出而印刷的實際焊料區域的面積等。另外，列舉有作為“印刷錯位率”的例如錯位量除以理想焊料尺寸值的絕對值，或將該絕對值代入既定函數(例如，隸 屬函數等)而獲得的值等。
按照上述單元1，不根據單純的“理想焊料位置資訊”和“實際焊料位置資訊”的“錯位量”，而根據“印刷錯位率”，對焊料印刷機的印刷位置的校正值進行運算。即，不藉“錯位量”的絕對量，而藉相對於所印刷焊料的尺寸(理想焊料尺寸)的錯位程度的相對量，確定(回饋的)校正值。由於可進行針對所印刷焊料的尺寸的校正，故可相對於各電極圖案，在錯位程度較小的狀態下，更準確地印刷各焊料。特別是，針對較小尺寸的焊料，由於可有效地防止從電極圖案較大地錯位而印刷的情況，故可謀求生產品質和良率的提高。
另外，校正後印刷的焊料亦有不僅必須印刷於預定位置，還印刷於某程度錯開的位置之虞。但是，根據本單元1，就既定多個焊料來說，可校正達各焊料相對於電極圖案的錯位程度不是致命的程度。因此，可有效地抑制橋接等的不利情況產生。
單元2係有關單元1所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於：上述實際焊料位置資訊為表示上述實際焊料區域相對於上述基板的相對位置座標的資訊，並且上述理想焊料位置資訊為表示上述理想焊料區域相對於上述基板的相對位置座標的資訊；上述位置錯位量為上述兩個座標之間的長度資訊，上述理想焊料尺寸為與上述兩個座標之間的長度資訊相對應的上述理想焊料區域的長度資訊。
另外，“上述理想焊料尺寸中的與上述兩個座標之間的長度資訊相對應的上述理想焊料區域的長度資訊”係指在例如產生作為上述兩個座標之間的長度資訊的兩個座標之間的沿X軸(Y軸)方向的長度情況下，產生作為“理想焊料尺寸”，對應於上述X軸(Y軸)而產生沿理想焊料區域的X軸(Y軸)方向的長度。
根據上述單元2，產生作為“實際焊料位置資訊”的實際焊料區域的中心座標等的座標的資訊，產生作為“理想焊料位置資訊”的理想焊料區域的中心座標等的座標的資訊。另外，產生作為“錯位量”的兩個座標之間的沿X軸方向、Y軸方向的長度，兩個座標之間的距離等的長度資訊。另外，產生作為“理想焊料尺寸”，與上述兩個座標之間的長度資訊相對應的理想焊料區域的長度資訊。因此，從焊料區域的長度資訊的方面看來，“印刷錯位率”特定，更確實地實現上述單元1的作用效果。
單元3係有關單元1或2所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於：上述實際焊料位置資訊為上述實際焊料區域相對於上述基板的相對範圍的資訊，並且上述理想焊料位置資訊為上述理想焊料區域相對於上述基板的相對範圍內；上述錯位量為上述實際焊料區域的相對範圍中從上述理想焊料區域的相對範圍露出的部分的面積，並且上述理想焊料尺寸為上述理想焊料區域的面積。
根據上述單元3，相對於理想焊料區域面積的從理 想焊料區域露出而印刷的實際焊料區域的面積的程度為“印刷錯位率”。因此，“印刷錯位率”著眼於焊料區域的面積而變得特定，上述單元1等的作用效果更加確實地實現。
單元4係有關單元1~3中任一項所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於上述圖像處理單元每次按照既定的更新量，依次更新上述理想焊料位置資訊，計算位移量，並且，產生與上述各位移量相對應的上述錯位量，並且每當產生上述錯位量時，分別針對上述既定多個焊料而產生上述印刷錯位率；根據上述印刷錯位率中滿足特定條件情況下的上述位移量，確定上述校正值。
另外，所謂“既定更新量”係根據基板上的電極圖案的配置、基板的形狀等，由操作人員等任意地設定，另外，“更新”藉例如沿X軸方向、Y軸方向每次按照既定更新量更新，或以印刷基板的中心等為旋轉中心，每次按照既定更新量(角度)更新等進行。此外，“位移量”係指例如從某基準點的更新量的總和。更具體地說，對於在某基準點為“0”時，沿X軸方向每次按照“0.1mm”更新3次，沿Y軸方向每次按照“0.1mm”更新2次時的位移量來說，從基準點，“沿X軸方向按0.3mm”移動，“沿Y軸方向按0.2mm”移動的量或應移動的量為位移量。
根據上述單元4，“理想焊料位置資訊”每次按照 既定更新量依次更新，每次計算“位移量”。另外，產生與各“位移量”相對應的“錯位量”，根據該“錯位量”，產生“印刷錯位率”。換言之，“理想焊料位置資訊”慢慢地(每次按照既定更新量)更新，並且每當更新時，產生“印刷錯位率”，此外，計算產生該“印刷錯位率”時的“位移量”。因此，例如，可藉事先設定既定運算程式，自動地計算“位移量”，不會伴隨發生控制內容的複雜化，可實現上述效果。
另外，“特定條件”係指可使各焊料的印刷錯位率較小的條件。作為此處的“特定條件”，可列舉例如後述的單元5，單元7所示的形態。
單元5係有關單元4所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於針對與上述各位移量相對應的上述既定多個焊料的印刷錯位率中的最大的印刷錯位率，計算該最大印刷錯位率為最小時的位移量，根據該位移量，確定該校正值。
按照單元5，針對與各“位移量”相對應的既定多個焊料的“印刷錯位率”中“最大印刷錯位率”，計算該“最大印刷錯位率”為最小時的“位移量”，根據該“位移量”確定該校正值。即，著眼於既定多個焊料中“印刷錯位率”為最大的(錯位的程度最大)焊料，根據該焊料的錯位程度為最小時的“位移量”進行校正。因此，同樣針對最容易受到錯位影響的焊料，可在較小的“印刷錯位率”的範圍內進行印刷，進而可在更小“印刷錯位率”範圍內印刷其他焊料。結果，可謀求生產品 質和良率的進一步提高。
單元6係有關單元5所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於在針對與上述各位移量相對應的上述既定多個焊料的印刷錯位率中最大的印刷錯位率，該最大印刷錯位率中的最小值在既定數值以上情況下，判定上述基板不良，將不良信號輸出給上述焊料印刷機。
根據該單元6，在針對既定多個焊料的“印刷錯位率”中“最大的印刷錯位率”，該“最大的印刷錯位率”中的最小值在既定值以上情況下，判定基板不良，向焊料印刷機輸出不良信號。亦即，在即使進行焊料印刷位置的校正，焊料印刷位置仍然較大地錯位情況下，不進行校正處理本身，向焊料印刷機輸出不良信號。因此，可有效地防止不良基板的生產，進而可謀求良率的進一步提高。
單元7係有關單元4~6中任一項所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於針對與上述各位移量相對應的上述既定多個焊料的印刷錯位率，計算既定臨限值以上的上述印刷錯位率在既定數以下時的位移量，根據該位移量確定上述校正值。
根據上述單元7，針對與各“位移量”相對應的既定多個焊料的“印刷錯位率”，計算既定臨限值以上的“印刷錯位率”在既定數以下時的“位移量”，根據該“位移量”，對上述校正值進行運算。亦即，進行校正，使印刷錯位程度較大的焊料的數量變成較小。因此，在整體錯位的程度少的狀態下印刷焊料，可進一步提高 生產品質和良率。
單元8係有關單元4~7中任一項所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於計算上述位移量時的上述理想焊料位置資訊的更新僅在既定範圍內進行。
根據該單元8，“理想焊料位置資訊”的更新僅在既定範圍內進行。因此，藉更新無用的範圍，不計算無用的位移量。結果，可謀求處理速度的提高，進而可謀求生產效率的提高。
單元9係有關單元1~8中任一項所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於，在上述既定多個焊料中，包括在上述基板劃分成多個塊方面，各塊中至少最小尺寸的焊料。
即使在較小尺寸的焊料為較小的錯位量情況下，也有從電極圖案相對較大地錯開而印刷，進而因該印刷不良而基板整體不良之虞。因此，與較大尺寸的焊料相比較，較小尺寸的焊料必須更進一步正確地印刷於電極圖案上。在這方面，根據該單元9，包括作為既定多個焊料，將基板劃分成多個塊時的各塊中至少最小尺寸的焊料。由於可更正確地印刷較小尺寸的焊料，故可抑制基板整體不良的危險，結果，可謀求良率的顯著提高。
單元10係有關上述1~9單元中的任一項所載焊料印刷檢查裝置，其特徵在於上述理想焊料資訊產生單元針對多種參數，產生多個上述理想焊料位置資訊； 上述圖像處理單元針對與上述多個參數相對應的參數，產生多個上述實際焊料位置資訊； 針對上述既定多個焊料，就每個上述參數來說，產生多個上述位置錯位量和上述印刷錯位率。
另外，“參數”係指表示理想(實際)焊料位置資訊的各種資料，例如，係指在上述第1單元中列舉的焊料區域的中心、重心等。
根據上述單元10，針對多種參數，產生“理想焊料位置資訊”和“實際焊料位置資訊”，根據針對各參數產生的多個“印刷錯位率”，將校正值信號輸出給焊料印刷機。由於可從各種參數，從多方面而評估“印刷錯位率”，故可更加正確地把握焊料的錯位程度。結果，與根據由單一參數產生的“印刷錯位率”而進行校正情況下相比較，可更加正確地進行印刷位置的校正，可謀求生產品質和良率的進一步提高。
以下參照附圖，對實施形態進行說明。
(第1實施形態)
第1圖為示意表示本實施形態的焊料印刷檢查裝置1的外觀結構圖。如該圖所示，焊料印刷檢查裝置1包括：放置台2，放置印刷基板K；照射單元3，從斜上方對印刷基板K的外面照射既定的光；以及作為攝像單元的CCD照相機4，用於對印刷基板K上已照射上述光的區域進行攝像。另外，焊料印刷檢查裝置1包括控制裝置5，該控制裝置5進行上述照射單元3、CCD照相機4等的控制，並且向用於在印刷基板K上印刷膏狀焊料的焊料印刷機15(參照第2圖)輸出既定回饋信號。
另外，在本實施形態中，藉上述焊料印刷機15，在印刷基板K上尺寸各自不同的電極圖案6上，印刷尺寸各自不同的膏狀焊料(下面只稱為“焊料”)7(參照第3；另外，第3圖僅顯示印刷基板K的一部分)。亦即，焊料印刷機15包括在印刷基板K上與電極6相對應的位置，產生有多個孔的網版掩模(未圖示)，可採用該網版掩模，在印刷基板K上藉網版印刷焊料7。另外，在印刷基板K上設置未圖示的多個標記，根據該標記，進行焊料7印刷時的印刷基板K的對位等。此外，在焊料印刷機15中，根據上述回饋信號，可調節網版掩模和印刷基板K之間的相對位置關係。
返回到第1圖所示焊料印刷檢查裝置1的說明，在上述放置台2上設置旋轉軸分別相垂直的電動機8、9，該電動機8、9藉上述控制裝置5驅動控制，放置於放置台2上的印刷基板K向任意方向(X軸方向和Y軸方向)滑動。因此，可使CCD照相機4的視野移動。
照射單元3可向印刷基板K照射既定光，CCD照相機4對已藉上述照射單元3照射光的印刷基板K進行攝像。藉該CCD照相機4拍攝的攝像資料傳送給後述的圖像處理單元13。在本實施形態中，傳送作為圖像資料的來自印刷基板K的反射光的亮度資料。另外，也可代替亮度資料，傳送作為攝像資料，印刷基板K的色資料、高度資料等。
下面根據第2圖，對控制裝置5進行說明。控制裝置5包括儲存媒體11、理想焊料資訊產生單元12、圖像 處理單元13。
在儲存媒體11上儲存印刷基板K的設計資料、製造資料。於本實施形態中，在儲存媒體11上儲存作為設計資料、製造資料的印刷基板K上的電極圖案6的位置、尺寸，焊料7的印刷預定位置、理想印刷形態的焊料7的尺寸(例如，焊料7的邊的尺寸、面積、輪廓長度、對角線的長度、體積等)、印刷基板K的尺寸、印刷基板K上的標記的位置等。
理想焊料資訊產生單元12根據儲存於上述儲存媒體11中的設計資料上或製造資料上的各焊料的作為焊料區域的理想焊料區域，針對操作人員等選擇的既定多個焊料，產生表示各理想焊料區域的位置的“理想焊料位置資訊”，以及表示理想焊料區域的尺寸的“理想焊料尺寸”。於此，理想焊料資訊產生單元12採用預先設定的基準點和坐標軸(表示平面位置的X軸和Y軸)，產生“理想焊料位置資訊”和“理想焊料尺寸”。另外，理想焊料資訊產生單元12可抽出設計資料上或製造資料上印刷基板K的標記位置(稱為“理想標記位置”)。另外，“既定多個焊料”也可為印刷基板K上全部焊料，還可為一部分焊料。
在本實施形態中，產生作為“理想焊料位置資訊”的理想焊料區域的中心座標(Lx，Ly)。另外，還可產生作為“理想焊料位置資訊”，例如理想焊料區域的重心、外接於理想焊料區域的矩形的重心、中心，或相對理想焊料區域的基板的相對範圍等。
此外，在本實施形態中，產生作為“理想焊料尺寸”的，理想焊料區域的沿X軸方向的長度“XL”，和沿Y軸方向的長度“YL”。另外，也可產生“理想焊料尺寸”的，例如，理想焊料區域的面積、輪廓長度，對角線的長度等。
還有，理想焊料資訊產生單元12將已產生的“理想焊料位置資訊”、“理想焊料尺寸”、“理想標記位置”傳送給上述圖像處理單元13。
圖像處理單元13可根據上述CCD照相機4拍攝的攝像資料，針對與上述既定的多個焊料相對應的各焊料7，抽出作為焊料區域的實際焊料區域。在本實施形態中，對上述攝像資料，將既定亮度值作為臨限值，進行二值化處理，因此，可抽出實際焊料區域。另外，圖像處理單元13可根據上述圖像資料，抽出印刷基板K上的標記位置(“實際標記位置”)。
另外，圖像處理單元13根據上述實際焊料區域，產生表示該實際焊料區域的位置的“實際焊料位置資訊”。於此，圖像處理單元13採用預定基準點和坐標軸(表示平面位置的X軸和Y軸)，產生“實際焊料位置資訊”，產生作為本實施形態的“實際焊料位置資訊”的實際焊料區域的中心座標(x，y)。另外，也可產生作為“實際焊料位置資訊”，例如實際焊料區域的重心與實際焊料區域外接的矩形的重心、中心，或者相對於實際焊料區域的基板的相對範圍等。
此外，圖像處理單元13藉由將上述“實際標記位置 ”和上述“理想標記位置”重合，使“實際焊料位置資訊”和“理想焊料位置資訊”的座標匹配。另外，藉由進行座標的匹配處理，上述的“理想焊料位置資訊(Lx，Ly)”、“實際焊料位置資訊(x，y)”沿X軸方向、Y軸方向錯開，在本實施形態中，之後，為了便於說明，以匹配後的“理想焊料位置資訊”作為“Lx、Ly”而顯示，以匹配後的“實際焊料位置資訊”作為(x，y)而顯示。
在座標的匹配後，圖像處理單元13計算“實際焊料位置資訊”和“理想焊料位置資訊”中的“錯位量”。在本實施形態中，產生作為上述“錯位量”的“實際焊料位置資訊(x，y)”和“理想焊料位置資訊(Lx，Ly)”之間沿X軸方向的錯位量“△x(=x-Lx)”，與沿Y軸方向的錯位量“△y(=y-Ly)。另外，也可產生作為“錯位量”，兩個焊料位置資訊之間的直線距離、從理想焊料區域露出而印刷的實際焊料區域的面積等。
還有，圖像處理單元13產生作為上述“錯位量”除以上述“理想焊料尺寸”而得到的數值的絕對值的“印刷錯位率”。在本實施形態中，將“錯位量△x除以“理想焊料尺寸XL”而得到的數值的絕對值“|△x/XL |”，將“錯位量△y”除以“理想焊料尺寸YL”而得到的數值的絕對值“|△y/YL |”作為“印刷錯位率”而計算。即，分別產生“沿X軸方向的印刷錯位率”和“沿Y軸方向的印刷錯位率”。
另外，圖像處理單元13在既定範圍內，每次按照既 定的更新量依次更新“理想焊料位置資訊”，並且每當更新時，計算“位移量”。另外，可產生(運算，計算)與各“位移量”相對應的“錯位量”和“印刷錯位率”。換言之，在慢慢地更新(僅以既定更新量)“理想焊料位置資訊”的同時，每當更新時，產生“印刷錯位率”，另外，計算產生該“印刷錯位率”時的“位移量”。於此，在LxLx+5mm，並且Ly-5mm<Ly<Ly+5mm的範圍內，沿X軸方向或Y軸方向，每次“0.2mm”地依次更新“理想焊料位置資訊”，每當更新時，計算“位移量”。如果對本實施形態的“理想焊料位置資訊”的更新和“位移量”進行更具體的說明，則首先，不進行X軸方向的更新，而沿Y軸方向，在上述範圍內，每次按照上述更新量更新“理想焊料位置資訊”，每當更新時計算“位移量”。亦即，作為“理想焊料位置資訊”，按照(Lx，Ly-5)，(Lx，Ly-4.8)，(Lx，Ly-4.6)…(Lx，Ly+4.8)，(Lx，Ly+5)的順序而更新。另外，計算作為“位移量”的“沿X軸方向0，沿Y軸方向-5”，“沿X軸方向0，沿Y軸方向-4.8”，“沿X軸方向0，沿Y軸方向-4.6”…“沿X軸方向0，沿Y軸方向+4.8”，“沿X軸方向0，沿Y軸方向+5”。接著，以“+0.2mm”更新Lx，並且與上述相同，沿Y軸方向在上述範圍內每次按照上述更新量更新“理想焊料位置資訊”，每當更新時，計算“位移量”。亦即，作為“理想焊料位置資訊”，按照(Lx+0.2，Ly-5)，(Lx+0.2，Ly-4.8)…(Lx+0.2，Ly+4.8)，(Lx+0.2，Ly+5) 的順序更新。計算作為“位移量”，“沿X軸方向+0.2，沿Y軸方向-5”，“沿X軸方向+0.2，沿Y軸方向-4.8”…“沿X軸方向+0.2，沿Y軸方向+4.8”，“沿X軸方向+0.2，沿Y軸方向+5”。此後，於Lx在上述範圍之外之前，每當以“+0.2mm”更新Lx時，沿Y軸方向在上述範圍內，每次按照上述更新量更新“理想焊料位置資訊”，每當更新時，計算“位移量”。另外，對應於已計算的各“位移量”，產生“錯位量”和“印刷錯位率”。
另外，針對構成檢查對象的既定多個焊料之每一者，在沿X軸方向或Y軸方向的“錯位量”為“0”情況下，不進行沿不產生錯位的方向的“理想焊料位置資訊”的更新，“錯位量”、“印刷錯位率”的產生等。因此，可省略沿沒有錯位的方向的運算，進而謀求處理的速度的提高。
此外，上述既定的範圍、上述“位移量”可根據印刷基板K的尺寸或電極圖案6的配置等而任意地設定。
還有，圖像處理單元13針對與各“位移量”相對應的“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”，計算該“最大的印刷錯位率”為最小時的“位移量”。於此，在“印刷錯位率”中，具有“沿X軸方向的印刷錯位率”與“沿Y軸方向的印刷錯位率”，但是，針對X軸方向和Y軸方向的各自方向，計算“最大的印刷錯位率”為最小的“位移量”。在本實施形態中，產生作為“位移量”的最初的“理想焊料位置資訊”與上述“最大的 印刷錯位率”為最小時的“理想焊料位置資訊”的沿X軸方向的位移量“Bx”和沿Y軸方向的位移量“By”。
接著，圖像處理單元13以位移量“Bx”和“By”的正負反轉的“-Bx”和“-By”作為校正值而計算，將與該校正值有關的回饋信號輸出給上述焊料印刷機15。輸入與校正值有關的回饋信號的焊料印刷機15，使網版掩模相對於印刷基板K，沿X軸方向進行“-Bx”移動，沿Y軸方向進行“-By”移動，因此，進行焊料印刷位置的校正。
接著，針對如上述構成的焊料印刷檢查裝置1的焊料印刷位置的校正處理，參照第3圖，第4圖，第5圖，第6圖，根據第7圖的流程圖進行說明。另外，為了便於說明，印刷於印刷基板K上的焊料7中，印刷於電極圖案6a、6b的焊料7a、7b相當於上述既定多個焊料，對焊料印刷位置的校正處理進行說明。
首先，對作為檢查對象的印刷基板K上的焊料7a、7b的尺寸，與焊料7a、7b的印刷狀態進行說明(參照第3圖)。
焊料7a為較大的尺寸的焊料，例如，沿X軸方向具有“20mm”，沿Y軸方向具有“10mm”的寬度。另一方面，焊料7b為較小的尺寸的焊料，例如，沿X軸方向具有“10mm”，沿Y軸方向具有“5mm”的寬度(其中，上述數值到底是假定值)。另外，焊料7a在沿X軸方向和Y軸方向沒有錯位的情況下正確地印刷於電極圖案6a上，另一方面，焊料7b沿X軸方向按照“-5mm” 錯位而印刷於電極圖案6b上。但是，焊料7b在沒有沿Y軸方向的錯位的狀態下被印刷。另外，焊料7a、7b均按照理想的尺寸而印刷。
首先，在步驟S1，藉上述照射單元3，對此種印刷基板K照射光。另外，藉上述CCD照相機4，對從印刷基板K反射的反射光進行拍攝，獲得攝像資料。
然後，在步驟S2，將已拍攝的攝像資料傳送給圖像處理單元13，對該攝像資料進行二進位處理。因此，如第4圖所示，分別抽出針對焊料7a，7b的實際焊料區域KH1，KH2。另外，從圖像資料中，還一併地抽出印刷基板K的“實際標記位置”。
接著，在步驟S3，從已抽出的實際焊料區域KH1，KH2，針對焊料7a、7b產生“實際焊料位置資訊”。更具體地說，產生作為焊料7a的“實際焊料位置資訊”的實際焊料區域KH1的中心座標(x1，y1)，產生作為焊料7b的“實際焊料位置”的實際焊料區域KH2的中心座標(x2，y2)。
另外，在步驟S4，像第5圖所示，根據焊料7a、7b的設計資料上或製造資料上的理想焊料區域RH1、RH2，分別產生焊料7a、7b的“理想焊料位置資訊”和“理想焊料尺寸”。即，產生作為焊料7a的“理想焊料位置資訊”的理想焊料區域RH1的中心座標(Lx1、Ly1)，產生作為焊料7a的“理想焊料尺寸”的理想焊料區域RH1的沿X軸方向的長度“XL1”和沿Y軸方向的長度“YL1”。另外，產生作為焊料7b的“理想焊料位置資訊”的 理想焊料區域RH2的中心座標(Lx2、Ly2)，產生作為焊料7b的“理想焊料尺寸”的理想焊料區域RH2的沿X軸方向的長度“XL2”和沿Y軸方向的長度“YL2”。此外，在本實施形態中，具體來說，分別產生作為“XL1”的“20mm”，作為“YL1”的“10mm”，作為“XL2”的“10mm”，作為“YL2”的“5mm”。另外，還一併產生設計資料上或製造資料上的“理想標記位置”。
還有，也可在上述步驟S1的前一階段，進行該步驟S4的處理，還可在步驟S1和步驟S2之間，或步驟S2和步驟S3之間進行該步驟S4的處理。另外，也可按照與步驟S1、S2、S3並行的方式進行步驟S4的處理。
接著，在步驟S5，如第6圖所示，藉圖像處理單元13，將“實際標記位置”和“理想標記位置”重合，使“理想焊料位置資訊”的座標與“實際焊料位置資訊”的座標的匹配(例如，改寫為匹配後的“實際焊料位置資訊”)。
還有，在步驟S6產生“理想焊料位置資訊”和“實際焊料位置資訊”的“錯位量”。在本實施形態中，由於如上所述，針對焊料7a沒有產生錯位量，故“實際焊料位置資訊(x1，y1)”和“理想焊料位置資訊(Lx1，Ly1)”一致。因此，產生分別作為焊料7a的“沿X軸方向的錯位量△x1”和“沿Y軸方向的錯位量△y1”的“0”。另一方面，針對焊料7b，如上所述，沿X軸方向錯開“-5mm”而印刷，因此，產生作為“沿X軸方向的錯位量△x2”的“-5mm”，作為“沿Y軸方向的錯位量 △y2”的“0”。
另外，產生將已產生的“錯位量”除以“理想焊料尺寸”而得到的值的絕對值的“印刷錯位率”。在本實施形態中，針對焊料7a，“沿X軸方向的印刷錯位率(|△x1/XL1 |)”，以及“沿Y軸方向的印刷錯位率(|△y1/YL1 |)”分別為0。另一方面，針對焊料7b，“沿X軸方向的印刷錯位率(|△x2/XL2 |)為“0.5(=|-5/10|)”，“沿Y軸方向的印刷錯位率(|△y2/YL2 |)”為0。
接著，在步驟S7，在既定範圍內，沿X軸方向每次按照既定更新量依次更新“理想焊料位置資訊”，並且每當更新時計算“位移量”。另外，產生與各“位移量”相對應的“錯位量”和“印刷錯位率”。另外，在本實施形態中，由於焊料7a、7b與“沿Y軸方向的錯位量”為“0”，故不進行沿Y軸方向的“理想焊料位置資訊”的更新和“位移量”的計算，另外，與各“位移量”相對應的“錯位量”和“印刷錯位率”均未產生。在本實施形態中，如表1所示，與各“位移量”相對應的沿X軸方向的“位移量”和“印刷錯位率”針對焊料7a、7b分別產生。
接著，在步驟S8，針對與各“位移量”相對應的“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”，計算該“最大的印刷錯位率”為最小時的“位移量”。在本實施形態中，“位移量”沿X軸方向為“+3.4mm”時，“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”為“0.17”，其小於其他的各“位移量”中的“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”。因此，計算作為最佳“位移量”的“沿X軸方向+3.4mm”。
另外，在步驟S9，以屬於該“位移量”正負反轉值的“沿X軸方向-3.4mm”作為校正值，予以計算，對 焊料印刷機15輸出有關該校正值的回饋信號。在輸入有關校正值的回饋信號的焊料印刷機15中，藉由使網版掩模相對於印刷基板K“沿X軸方向-3.4mm”移動，進行焊料印刷位置的補償處理。
如以上詳述，根據本實施形態的焊料印刷檢查裝置1，不是藉單純的“理想焊料位置資訊”和“實際焊料位置資訊”的“錯位量”，而是根據“印刷錯位率”，對焊料印刷機的印刷位置的校正值進行運算。即，不藉“錯位量”的絕對量，而是藉所印刷的焊料的尺寸(理想焊料尺寸)的錯位程度的相對量，確定校正值。由於可進行所印刷的焊料尺寸的校正，故可相對於各電極圖案，更準確地在錯位的程度較少的狀態下印刷各焊料。特別是，針對較小尺寸的焊料，有效地防止從電極圖案較大地錯開而印刷，故可謀求生產品質和良率的提高。
另外，有在校正後印刷的焊料不僅必須印刷於預定的位置，還印刷於以某程度錯開的位置之虞。但是，根據本實施形態，有關既定多個焊料，可進行校正達各焊料相對於電極圖案的錯位程度不是致命的程度。因此，可有效抑制橋接等的不利情況的發生。
此外，針對與各“位移量”相對應的既定多個焊料的“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”，計算該“最大的印刷錯位率”為最小時的“位移量”，根據該“位移量”確定上述校正值。亦即，著眼於既定多個焊料中“印刷錯位率”為最大(錯位程度最大的)焊料，根據該焊料的錯位程度最小時的“位移量”，進行校正。 因此，對於容易受到最大錯位的影響的焊料，也可在較小的“印刷錯位率”的範圍內進行印刷，進而可在更小的“印刷錯位率”的範圍內印刷其他焊料。結果，可謀求生產品質和良率的進一步提高。
並且，“理想焊料位置資訊”的更新僅在既定範圍內進行。因此，藉由更新無用的範圍，不計算無用的“位移量”。結果，可謀求處理速度的提高，進而可謀求生產效率的提高。
此外，由於上述“位移量”可任意地設定，故可較小地設定“位移量”，因此，可以更高的精度進行印刷位置的校正，另一方面，藉由較大地設定“位移量”，可較高速地進行印刷位置的校正。亦即，可藉由調整“位移量”的較簡單方式，對各種基板，進行更適合的校正處理。
(第2實施形態)
下面參照附圖對第2實施形態進行說明，特別是以與上述第1實施形態的不同點為中心而進行說明。
在本實施形態中，構成產生“實際焊料位置資訊”、“理想焊料位置資訊”、“理想焊料尺寸”的物件的上述既定的多個焊料像下述這樣設定。即，如第8圖所示，將印刷基板K劃分為多塊，各塊內的焊料中的最小尺寸的焊料20作為屬於上述既定的多個焊料的焊料而設定(另外，在印刷基板K中，印刷多個焊料，但是，在第8圖中，僅顯示各塊內的最小尺寸的焊料20)。另外，藉對該已設定的焊料20，進行上述的各步驟的處理，因 此，對焊料印刷機15的印刷位置的校正量進行運算。
如上所述，根據本實施形態，作為既定的多個焊料，包括將印刷基板K劃分成多個塊時的各塊中至少最小尺寸的焊料20。由於可更正確地印刷較小尺寸的焊料20，故可抑制印刷基板K整體不良的危險，結果，可謀求良率的顯著提高。
另外，也可不限於上述實施形態的記載內容，而例如，如次實施。當然，亦可為以下未例示之其他應用實例，變更實例。
(a)在上述實施形態中，產生作為“印刷錯位率”的“|△x/XL |”和“|△y/YL |”，但是，並不限於“印刷錯位率”，可表示相對於“理想焊料尺寸”的“錯位量”程度(比例)。例如，也可將兩個焊料區域的中心座標之間的距離除以理想焊料區域對角線長度的值的n次方(平方等)而得到的值“{(△x2+△y2)/(XL 2+YL 2)}n”，從理想焊料區域露出的實際焊料區域面積“S”除以理想焊料區域的面積“LS”而得到的值“S/LS”，兩個焊料區域的中心座標之間的距離的平方除以理想焊料區域的面積“LS”而得到的值“(△x2+△y2)/LS”等作為“印刷錯位率”而產生。另外，也可將這些數值代入既定的數學式(例如，項函數等)而獲得的值用作“印刷錯位率”。另外，還可採用兩種以上的“印刷錯位率”。在採用兩種以上“印刷錯位率”情況下，可進行更正確的印刷位置的校正。
(b)在上述實施形態中，構成在更新“理想焊料位置 資訊”時，沿X軸方向和Y軸方向，每次按照既定的更新量進行更新。也可構成相對於該情況，以印刷基板K的中心座標等為旋轉中心，在既定範圍內(例如，-10度~+10度)每次按照既定角度(例如，0.1度)更新“理想焊料位置資訊”。另外，也可將各結構組合，對“理想焊料位置資訊”進行更新。將各結構組合，更新“理想焊料位置資訊”，因此，可產生進一步減小針對既定多個焊料的“印刷錯位率”的“位移量”，這樣，可更正確地進行印刷位置的校正。
(c)在上述實施形態中，針對與各“位移量”相對應的既定多個的焊料的“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”，計算該“最大的印刷錯位率”為最小時的“位移量”，根據該“位移量”，進行校正值的運算，但是，也可根據“印刷錯位率”中的第2或第3大的“印刷錯位率”最小時的“位移量”，進行校正值的運算。另外，根據“最大的印刷錯位率”和“第2大的印刷錯位率”的總和的值為最小時的“位移量”，對校正值運算。
(d)在上述實施形態中，針對與各“位移量”相對應的多個焊料的“印刷錯位率”中的“最大的印刷錯位率”，計算該“最大的印刷錯位率”為最小時的“位移量”，根據該“位移量”，進行校正值的計算。也可相對於該情況，針對與各“位移量”相對應的既定多個焊料的“印刷錯位率”，計算既定臨限值以上的上述“印刷錯位率”在既定數以下時的“位移量”，根據該“位移 量”，進行印刷位置的校正值的計算。針對它，以在未圖示的焊料A、B、C、D中，與各“位移量”相對應的“錯位量”和“印刷錯位率”分別如表2所示產生情況為例而進行說明。另外，在各焊料的最初(理想焊料位置資訊更新前)的“錯位量”中，焊料A為“0mm”，焊料B為“-5mm”，焊料C為“3mm”，焊料D為“-10mm”。另外，在“理想焊料尺寸”中，焊料A為“20mm”，焊料B為“10mm”，焊料C為“20mm”，焊料D為“40mm”。
此時，在例如，既定的臨限值設定為“0.2”，既定數量設定為“1”情況下(亦即，“0.2”以上的印刷錯位率在“1”以下情況下)，符合該條件的“位移量”為“3.2mm~3.8mm”。因此，以該“3.2mm~3.8mm”中某一個的數值作為“位移量”，予以計算。於此情況下，以印刷錯位的程度較大的焊料的數量較少的方式進行校正。因此，可在整體上錯位的程度少的狀態下印刷焊料，謀求生產品質和良率的更進一步提高。
(e)在計算構成上述校正值計算的基礎的“位移量”時，針對與上述各“位移量”相對應的上述既定多個焊料的“印刷錯位率”中“最大的印刷錯位率”，該“最大的印刷錯位率”中的最小值在既定數值以上情況下，也可判定印刷基板K為不良，向焊料印刷機15輸出不良信號。因此，可防止產生不良基板的情況，進而可謀求良率的更進一步提高。
(f)在上述實施形態中，僅產生作為“實際焊料位置資訊”和“理想焊料位置資訊”的稱為中心座標的單一參數，但是，也可針對多種參數，產生“實際焊料位置資訊”和“理想焊料位置資訊”。例如，也可將相對於中心座標，以及重心座標、焊料區域的基板的相對範圍等作為“實際焊料位置資訊”和“理想焊料位置資訊”而產生。於此場合，由於可從各種參數多方面評估“印刷錯位率”，故可更正確地把握焊料的錯位程度。結果，與根據藉單一參數產生的“印刷錯位率”，進行校正情況下相比較，可更準確地進行印刷位置的校正，可謀 求生產品質和良率的進一步提高。
(g)在上述實施形態中，分別針對X軸方向和Y軸方向，計算“最大的印刷錯位率”為最小的“位移量”。也可相對於此，不區分“沿X軸方向的印刷錯位率”和“沿Y軸方向的印刷錯位率”，針對這些印刷錯位率中的“最大的印刷錯位率”，計算該“最大的印刷錯位率”為最小時的“位移量”。
1‧‧‧印刷檢查裝置
2‧‧‧載置台
3‧‧‧照射單元
4‧‧‧作為攝像單元之CCD攝影機
5‧‧‧控制裝置
6,6a,6b‧‧‧電極圖案
7,7a,7b‧‧‧焊料
8,9‧‧‧馬達
11‧‧‧記憶媒體
12‧‧‧理想焊料資訊產生單元
13‧‧‧圖像處理單元
15‧‧‧焊料印刷機
K‧‧‧印刷基板
KH1, KH2‧‧‧實際焊料區域
RH1,RH2‧‧‧理想焊料區域
第1圖為本實施形態的焊料印刷檢查裝置的立體圖；第2圖為表示本實施形態的控制裝置等的方塊圖；第3圖為表示本實施形態的印刷基板一部分的部分放大俯視圖；第4圖為表示本實施形態的實際焊料區域等的部分放大示意圖；第5圖為表示本實施形態的理想焊料區域等的部分放大示意圖；第6圖為表示在本實施形態，匹配實際焊料位置和理想焊料位置的座標時的狀態的部分放大示意圖；第7圖為表示本實施形態的校正處理流程的流程圖；第8圖為用於說明另一實施形態的印刷電路基板上的既定多個焊料的平面示意圖。
3‧‧‧攝像單元
5‧‧‧控制裝置
11‧‧‧記憶媒體
12‧‧‧理想焊料資訊產生單元
13‧‧‧圖像處理單元
15‧‧‧焊料印刷機

Claims (20)

  1. 一種焊料印刷檢查裝置，該焊料印刷檢查裝置包括：照射單元，該照射單元操作為照射光在藉焊料印刷機而印刷於基板上的焊料；攝像單元，該攝像單元操作為拍攝已照射光的該焊料；圖像處理單元，該圖像處理單元操作為根據藉該攝像單元拍攝的圖像資料，在該基板上的既定多個焊料中，抽出作為實際上印刷的焊料區域的實際焊料區域；理想焊料尺寸產生單元，其操作為根據作為設計資料上或製造資料上的焊料區域的理想焊料區域，對應於該等既定多個焊料，產生表示該基板上的該理想焊料區域的位置的理想焊料位置資訊，與表示該理想焊料區域的尺寸的理想焊料尺寸；其中該圖像處理單元：根據該實際焊料區域，產生表示在該基板上的該實際焊料區域的位置的實際焊料位置資訊；對每一個該等既定多個焊料產生印刷錯位率，該印刷錯位率表示該理想焊料位置資訊和該實際焊料位置資訊相對於該理想焊料尺寸，錯位的程度；根據該印刷錯位率對校正值計算校正值，且向該焊料印刷機輸出焊料印刷位置的校正值信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之焊料印刷檢查裝置，其中該實際焊料位置資訊為表示該實際焊料區域相對於該基板的該實際焊料區域的相對位置的座標的資訊；該理想焊料位置資訊為表示該理想焊料區域相對於該基板的該理想焊料區域的相對位置的座標的資訊；該位置錯位量為該兩個座標之間的長度資訊；及該理想焊料尺寸為與該兩個座標之間的長度資訊相對應的該理想焊料區域的長度資訊。
  3. 如申請專利範圍第2項之焊料印刷檢查裝置，其中該實際焊料位置資訊為該實際焊料區域相對於該基板的相對範圍的資訊；該理想焊料位置資訊為關於該理想焊料區域相對於該基板的該理想焊料區域的相對範圍的資訊；該錯位量為該實際焊料區域的相對範圍中從該理想焊料區域的相對範圍露出的部分的面積；且該理想焊料尺寸為該理想焊料區域的表面面積。
  4. 如申請專利範圍第1項之焊料印刷檢查裝置，其中上述圖像處理單元：每次按照既定的更新量，依次更新上述理想焊料位置資訊且求得該位移量；及每當產生該錯位量時，產生與該各位移量相對應的該錯位量，且對該等既定多個焊料而產生各印刷錯位率。
  5. 如申請專利範圍第4項之焊料印刷檢查裝置，其中該圖像處理單元針對與該每一個位移量相對應的該等既 定多個焊料的印刷錯位率中的最大的印刷錯位率，計算該最大的印刷錯位率為最小時的位移量；且其中該圖像處理單元根據此位移量判定該校正值。
  6. 如申請專利範圍第5項之焊料印刷檢查裝置，其中在針對與該每一個位移量相對應的該等既定多個焊料的印刷錯位率中最大的印刷錯位率，當該最大的印刷錯位率中的最小值係大於或等於既定數值時，判定該基板不良；及將不良信號輸出給該焊料印刷機。
  7. 如申請專利範圍第4項之焊料印刷檢查裝置，其中該圖像處理單元在焊料的印刷錯位率大於或等於成為小於或等於既定數的既定的臨限值時的位移量判定該位移量；且該裝置根據此位移量判定該校正值。
  8. 如申請專利範圍第4項之焊料印刷檢查裝置，其中計算上述位移量時的上述理想焊料位置資訊的更新僅僅在既定範圍內進行。
  9. 如申請專利範圍第1項之焊料印刷檢查裝置，其中該基板劃分為多個塊；且在每一項之該既定多個焊料中，至少包括最小尺寸的焊料。
  10. 如申請專利範圍第1項之焊料印刷檢查裝置，其中該理想焊料資訊產生單元針對多種參數，產生多個該理想焊料位置資訊；該圖像處理單元根據該等多個參數，產生多個該 等實際焊料位置資訊；且該圖像處理單元針對該等既定多個焊料，對每一個上述參數，產生多個該等位置錯位量和該等印刷錯位率。
  11. 一種焊料印刷檢查裝置，包括：照相機，其操作為成像藉焊料印刷機印刷於基板上且被光照射的焊料；控制單元，其操作為根據藉該照相機成像的圖像資料，在該基板上的既定多個焊料中，抽出實際上印刷的焊料區域的實際焊料區域；理想焊料尺寸產生單元，其操作為對應於該既定多個焊料，且基於在設計資料或製造資料中理想焊料區域，產生表示該基板上的該理想焊料區域的尺寸的理想焊料尺寸，與表示該理想焊料區域的位置的理想焊料位置資訊；其中該控制單元：根據該實際焊料區域，產生表示在該基板上的該實際焊料區域的位置的實際焊料位置資訊；對每一個該等既定多個焊料產生印刷錯位率，該印刷錯位率表示該理想焊料位置資訊和該實際焊料位置資訊相對於該理想焊料尺寸的錯位的程度；且根據該印刷錯位率計算校正值，且向該焊料印刷機輸出關於焊料印刷位置的校正值信號。
  12. 如申請專利範圍第11項之焊料印刷檢查裝置，其中該實際焊料位置資訊為關於表示該實際焊料區域 相對於該基板的該實際焊料區域的相對位置的座標的資訊；該理想焊料位置資訊為關於表示該理想焊料區域相對於該基板的該理想焊料區域的相對位置的座標的資訊；該位置錯位量為該兩個座標之間的距離的資訊；及該理想焊料尺寸為該理想焊料區域的長度資訊，其對應於該兩個座標之間的距離資訊。
  13. 如申請專利範圍第12項之焊料印刷檢查裝置，其中該實際焊料位置資訊為關於該實際焊料區域相對於該基板的相對範圍的資訊；該理想焊料位置資訊為關於該理想焊料區域相對於該基板的該理想焊料區域的相對範圍的資訊；該錯位量為該實際焊料區域的相對範圍中從該理想焊料區域的相對範圍露出的部分的面積；且該理想焊料尺寸為該理想焊料區域的表面面積。
  14. 如申請專利範圍第11項之焊料印刷檢查裝置，其中該控制裝置：每次以按照既定的更新量，依次更新該理想焊料位置資訊且得到該位移量；及每當產生該錯位量時，產生與該各位移量相對應的該錯位量，且對該等既定多個焊料產生各印刷錯位率。
  15. 如申請專利範圍第14項之焊料印刷檢查裝置，其中該控制單元針對與該每一個位移量相對應的該等 既定多個焊料的印刷錯位率中的最大的印刷錯位率，計算該最大的印刷錯位率變為最小時的位移量；且該控制單元根據此位移量判定該校正值。
  16. 如申請專利範圍第15項之焊料印刷檢查裝置，其中在針對與該每一個位移量相對應的該等既定多個焊料的印刷錯位率中最大的印刷錯位率，當該最大的印刷錯位率中的最小值係大於或等於既定數值時，判定該基板不良；及將不良信號輸出給該焊料印刷機。
  17. 如申請專利範圍第14項之焊料印刷檢查裝置，其中該控制裝置判定在焊料的印刷錯位率大於或等於既定的臨限值變成為小於或等於既定數時的位移量；且該控制裝置根據此位移量判定該校正值。
  18. 如申請專利範圍第14項之焊料印刷檢查裝置，其中在求得上述位移量期間該理想焊料位置資訊的更新僅僅在既定範圍內被執行。
  19. 如申請專利範圍第11項之焊料印刷檢查裝置，其中該基板劃分為多個塊；且在該既定多個焊料中，包括各塊的至少最小尺寸的焊料。
  20. 如申請專利範圍第11項之焊料印刷檢查裝置，其中該控制裝置對多種參數，產生多個該理想焊料位置資訊；根據該等多種參數，產生多個該等實際焊料位置資訊；且對該每一個參數，對該等既定多個焊料產生多個該等位置錯位量和該等印刷錯位率。
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