(57)【要約】【課題】クリームはんだの組成にかかわらず、クリームはんだの状態を検出することができる検査装置および検査方法を提供する。【解決手段】照明設定部９５ｂは、クリームはんだの組成に応じて照明装置５により照射する赤外光の強度を設定する。撮像装置６は、照明装置５により設定された光強度の赤外光をクリームはんだが塗布された基板に照射する。撮像装置６は、照明装置５により赤外光が照射された基板を撮像する。これにより、基板表面からの反射光の像を含む画像を取得することができる。【選択図】  図３
2008076215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明手段と、
前記赤外光が照射された前記基板を撮像する撮像手段と、
この撮像手段による画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出手段と、
前記照明手段により照射される赤外光の強度を、前記クリームはんだの組成に応じて設定する設定手段と
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより２値化する２値化手段
をさらに備え、
前記検出手段は、前記２値化手段による２値化画像に基づいて、前記基板から離間した面に沿った前記クリームはんだの断面形状を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記クリームはんだに応じて前記照明手段により照射される赤外光の強度を設定し、
前記検出手段は、前記照明手段による照射される前記赤外光の強度が異なる複数の画像に対して所定の閾値により２値化した複数の２値化画像、前記照明手段により照射される赤外光の強度が一つの画像に対して複数の閾値により２値化した複数の２値化画像、および、前記照明手段により照射される前記赤外光の強度が異なる複数の画像に対して複数の閾値により２値化した複数の２値化画像のうち何れか１つに基づいて、前記クリームはんだの３次元形状を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の検査装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記２値化画像毎に暗部と明部との境界線を抽出する抽出手段と、
この抽出手段により抽出された複数の前記境界線に基づいて前記クリームはんだの体積を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする請求項２または３記載の検査装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記基板表面に沿った前記クリームはんだの外形形状を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項６】
前記撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより２値化する２値化手段
をさらに備え、
前記検出手段は、前記２値化手段による２値化画像に基づいて、前記基板表面に沿った前記クリームはんだの外形形状を検出する
ことを特徴とする請求項５記載の検査装置。
【請求項７】
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記クリームはんだの状態を判定する判定手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明手段と、
前記赤外光が照射された基板を撮像する撮像手段と、
この撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより２値化する２値化手段と、
この２値化手段による２値化画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出手段と、
前記２値化手段による２値化画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出手段と、
前記２値化手段における前記閾値を、前記クリームはんだの組成に応じて設定する設定手段と
を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記２値化手段による２値化画像に基づいて、前記基板表面に沿った前記クリームはんだの外形形状および前記基板から離間した面に沿った前記クリームはんだの断面形状のうち少なくとも一方の形状を検出する
ことを特徴とする請求項８記載の検査装置。
【請求項１０】
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記クリームはんだの状態を判定する判定手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項８または９に記載の検査装置。
【請求項１１】
クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明ステップと、
前記赤外光が照射された前記基板を撮像する撮像ステップと、
この撮像ステップにより撮像された画像に基づいて、前記クリームはんだの形状を検出する検出ステップと、
前記照明ステップにより照射される赤外光の強度を、前記クリームはんだの組成に応じて設定する設定ステップと
を有することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に塗布されたクリームはんだの状態を検査する検査装置および検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品が実装された基板の品質の安定化を図るため、はんだの状態を検査する検査装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基板と半導体装置が搭載されたポリイミド基板との間に形成されたはんだを検査する方法が開示されている。この方法では、基板に対して赤外領域の波長を含む光を照射し、ポリイミド基板を透過してはんだ表面で反射する赤外領域の波長の反射光をカメラで撮像し、この画像信号データをＡＤ変換して濃淡画像信号を取得し、所定の領域内の予め設定した濃度値より大きい画素からなる面積を計測することによりはんだの状態、特にはんだのぬれ不良やブリッジの有無を検出する。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８９５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品の実装は、基板上にクリームはんだを塗布し、このクリームはんだが塗布された基板上の所定の位置に電子部品を搭載し、この電子部品が搭載された基板をリフローすることにより行われる。このとき、電子部品を搭載する前、すなわちクリームはんだを塗布した後にクリームはんだの状態を検査するならば、クリームはんだの状態に異常があった場合に電子部品を無駄にすることを防げるので、歩留まりを向上させることができる。
【０００６】
これを実現するには、赤外光を、接合後すなわちリフロー後のポリイミド基板に照射する従来の方法を、基板上に塗布されたクリームはんだの状態を検査する検査装置、検査方法に応用することが考えられる。すなわち、クリームはんだが塗布された基板上方から赤外光を照射してクリームはんだからの反射光を検出することによって、クリームはんだの状態を検査できると考えられる。具体的には、クリームはんだ表面からの反射光を検出すれば、基板上におけるクリームはんだの外形形状を、クリームはんだを透過した基板上の金属パッド部からの反射光を検出すればクリームはんだ内部の状態をそれぞれ検査できると考えられる。
【０００７】
しかしながら、はんだは、種別によって内容物の種類や混合比率などの組成が異なるので、これによりはんだ表面や基板表面からの反射光の光強度も異なってしまい、結果として、はんだ外形や内部の状態を正確に検出することができない。
【０００８】
そこで、本願発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、クリームはんだの組成にかかわらず、クリームはんだの状態を検出することができる検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る検査装置は、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明手段と、赤外光が照射された基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出手段と、照明手段により照射される赤外光の強度を、クリームはんだの組成に応じて設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記検査装置において、撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより２値化する２値化手段をさらに備え、検出手段は、２値化手段による２値化画像に基づいて、基板から離間した面に沿ったクリームはんだの断面形状を検出するようにしてもよい。ここで、設定手段は、クリームはんだに応じて照明手段により照射される赤外光の強度を設定し、検出手段は、照明手段による照射される赤外光の強度が異なる複数の画像に対して所定の閾値により２値化した複数の２値化画像、照明手段により照射される赤外光の強度が一つの画像に対して複数の閾値により２値化した複数の２値化画像、および、照明手段により照射される赤外光の強度が異なる複数の画像に対して複数の閾値により２値化した複数の２値化画像のうち何れか１つに基づいて、クリームはんだの３次元形状を検出するようにしてもよい。さらに、検出手段は、２値化画像毎に暗部と明部との境界線を抽出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された複数の境界線に基づいてクリームはんだの体積を算出する算出手段とを備えるようにしてもよい。
【００１１】
また、上記検査装置において、検出手段は、基板表面に沿ったクリームはんだの外形形状を検出するようにしてもよい。ここで、撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより２値化する２値化手段をさらに備え、検出手段は、２値化手段による２値化画像に基づいて、基板表面に沿ったクリームはんだの外形形状を検出するようにしてもよい。
【００１２】
上記検査装置において、検出手段による検出結果に基づいて、クリームはんだの状態を判定する判定手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る他の検査装置は、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明手段と、赤外光が照射された基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による画像に対して所定の閾値の明るさにより２値化する２値化手段と、この２値化手段による２値化画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出手段と、２値化手段による２値化画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出手段と、２値化手段における閾値を、クリームはんだの組成に応じて設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記検査装置において、検出手段は、２値化手段による２値化画像に基づいて、基板表面に沿ったクリームはんだの外形形状および基板から離間した面に沿ったクリームはんだの断面形状のうち少なくとも一方の形状を検出するようにしてもよい。ここで、検出手段による検出結果に基づいて、クリームはんだの状態を判定する判定手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る検査方法は、クリームはんだが塗布された基板に対して所定の強度の赤外光を照射する照明ステップと、赤外光が照射された基板を撮像する撮像ステップと、この撮像ステップにより撮像された画像に基づいて、クリームはんだの形状を検出する検出ステップと、照明ステップにより照射される赤外光の強度を、クリームはんだの組成に応じて設定する設定ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、はんだが塗布された基板に対して、クリームはんだの組成に応じて設定された強度の赤外光を照射し、この赤外光が照射された基板を撮像することにより、クリームはんだの種別にかかわらずクリームはんだの状態を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
［検査装置の構成］
本実施の形態に係る検査装置１は、図１，図２に示すように、全体として略直方体形状の形状のカバー１０により被覆されており、このカバー１０の内部には内部が空洞の略直方体形状に形成された基台１１を有する。このような検査装置１は、図１〜図３に示すように、基板搬送部２と、テーブル搬送部３と、撮像装置搬送部４と、照明装置５と、撮像装置６と、表示装置７と、入力装置８と、制御装置９とを備える。
【００１９】
基板搬送部２は、図２に示すように、基台１１上に設けられ、検査対象としてのプリント基板Ｐ（以下、基板Ｐという）を搬送するものであり、それぞれ一対のベルトコンベアを備えたＸ軸方向に並ぶ３つの構成部分からなる。具体的には、検査装置１の基板搬送方向両側の各所定範囲に、ベルトコンベア２０Ａ，２１Ａおよび同２０Ｃ，２１Ｃを備えた搬入・搬出部２Ａ，２Ｃを有し、これらの間に、後述するテーブル３０上にベルトコンベア２０Ｂ，２１Ｂを備えた可動部２Ｂを有する。なお、本実施の形態では、基板Ｐの搬送方向（図２で左右方向）をＸ軸、水平面上でＸ軸と直交する方向（図２で上下方向）をＹ軸方向という。
【００２０】
搬入・搬出部２Ａ，２Ｃは、前側のコンベア２０Ａ，２０Ｃが基台１１上に固定的に設けられる一方、後側のコンベア２１Ａ，２１ＣがＹ軸方向に移動可能とされ、モータ（図示せず）で駆動されて後側のコンベア２１Ａ，２１Ｃが移動することにより、基板Ｐのサイズに応じたコンベア間隔の調整が可能となっている。
【００２１】
可動部２Ｂは、Ｙ軸方向に移動可能なテーブル３０上に一対のコンベア２０Ｂ，２１Ｂが設けられ、そのうちの前側のコンベア２０Ｂはテーブル３０に対して固定され、後側のコンベア２１Ｂはテーブル３０に対しＹ軸方向に移動可能に支持されている。モータ（図示せず）で駆動されて後側のコンベア２１Ｂが移動することにより、コンベア２０Ｂ，２１Ｂの間隔が変化して、基板Ｐのサイズ変更に対応し得るようになっている。
【００２２】
上記各コンベア２０Ａ，２１Ａ，２０Ｂ，２１Ｂ，２０Ｃ，２１Ｃには、搬送ベルト（図示せず）がプーリに掛け渡された状態で装着されており、可動部２Ｂのコンベア２０Ｂ，２１Ｂが他のコンベア２０Ａ，２１Ａ，２０Ｃ，２１Ｃと対応する位置にあるとき（テーブル３０が可動範囲の前端位置にあるとき）に、各搬送ベルトが互いに連動して、テーブル３０に設けられたモータ２２によって駆動されることにより、基板Ｐの搬送が行われるようになっている。
【００２３】
このような構成を採ることにより、基板Ｐは、基板搬送部２のコンベアに沿って装置左側から検査装置本体１に搬入され、基台１１の略中央に設けられた検査作業領域において検査処理に供された後、装置右側から次工程に搬出される（同図中の白抜き矢印方向）。
【００２４】
テーブル搬送部３は、図２に示すように、平面視略矩形のテーブル３０と、基台１１上においてＹ軸方向に沿って固定された一対のガイドレール３１と、基台１１上においてＹ軸方向に沿って設けられた回転可能に支持されたボールねじ軸３２と、このボールねじ軸３２の一端が接続されたモータ３３とを備える。ここで、テーブル３０は、ガイドレール３１に沿って移動可能とされるとともに、ボールねじ軸３２に螺合するナット部（図示せず）を有する。したがって、テーブル搬送部３は、上記ボールねじ軸３２をモータ３３によって回転駆動させることにより、テーブル３０をガイドレール３１に沿ってＹ軸方向に移動させる。
【００２５】
撮像装置搬送部４は、図２に示すように、基台１１の台面において基台１１の前後方向（図２における上下方向）における中央部に対してやや後寄り位置に立設された門型の支持台４１を備える。この支持台４１は、左右方向の両端部からそれぞれ起立する脚柱部（図示せず）と、この脚柱部の上端部同士を橋渡す梁部４２とからなっている。支持台４１の梁部４２には、基板Ｐを撮像するための照明装置５と撮像装置６を有する撮像ユニット４３と、この撮像ユニット４３を支持台４１に沿って移動するための駆動装置４４とが設けられている。この駆動装置４４は、支持台４１の梁部４２上に設置されたモータ４５と、このモータ４５の出力軸に連結されかつ左右方向に延びるボールねじ軸４６と、このボールねじ軸４６と平行に梁部４２上に設置された一対のガイドレール４７とを有する。ここで、撮像ユニット４３は、上記ボールねじ軸４６に螺合装着された支持フレーム４８に支持されている。したがって、撮像装置搬送部４は、上記モータ４５を駆動することにより、撮像装置６を支持フレーム４８と一体的に上記ガイドレール４７に沿ってＸ軸方向に移動させる。
【００２６】
照明装置５は、赤外線ＬＥＤ(Light Emitting Diode)など赤外光を出力する照明装置から構成され、制御装置９から供給される電圧（以下、「供給電圧」と呼ぶ。）により駆動する。このような照明装置５は、例えば図４に示すように、撮像ユニット４３として撮像装置６とともに基板Ｐ上方に配設され、撮像装置搬送部４により移動可能な状態とされる。ここで、照明装置５を構成する赤外線ＬＥＤ５ａは、基板Ｐの上方において、光軸が基板Ｐの主表面に垂直な軸に対して１０度±６度を有するように設置される。図４のように、一対の赤外線ＬＥＤ５ａが設けられている場合には、それぞれは上記垂直な軸に対して線対称に設けるようにしてもよい。このような照明装置５からは、８７５±３０ｎｍの波長の赤外光を出力可能となっている。なお、図４に示すように、照明装置５は、赤外線ＬＥＤ５ａのみならず、可視光を照射する可視光ＬＥＤ５ｂを設けるようにしてもよい。
【００２７】
撮像装置６は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラなどから構成され、赤外領域の波長感度を有する。撮像装置６は、制御装置９の指示に基づいて撮像を行う。このような撮像装置６は、例えば図４に示すように、撮像ユニット４３として照明装置５とともに基板Ｐ上方に配設され、撮像装置搬送部４により移動可能な状態とされる。
【００２８】
表示装置７は、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の公知の表示装置やシグナルタワーなどから構成される。このような表示装置７は、制御装置９の指示に基づいて各種情報を表示する。本実施の形態では、図１に示すように、カバー１０の側面に設けられたディスプレイ７ａと、カバー１０上面から上方に突出したシグナルタワー７ｂとから構成される。
【００２９】
入力装置８は、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する装置から構成される。入力装置８により検出された情報は、制御装置９に入力される。本実施の形態では、図１に示すように、ディスプレイ７ａの近傍に設けられたキーボード８ａと、マウス８ｂとから構成される。
【００３０】
制御装置９は、検査装置１の全体の動作を制御するための装置であり、図３に示すように、駆動制御部９１、照明制御部９２、画像処理部９３、Ｉ／Ｆ部９４、主制御部９５および記憶部９６を備える。
【００３１】
駆動制御部９１は、主制御部９５の指示に基づいて、基板搬送部２のモータ（図示せず）およびモータ２２、テーブル搬送部３のモータ３３、撮像装置搬送部４のモータ４５を駆動させるための駆動信号を生成して出力する機能部である。これにより、基板Ｐ、テーブル３０または撮像ユニット４３の移動が実現される。
【００３２】
照明制御部９２は、主制御部９５の指示に基づいて、照明装置５から照射させる赤外光の光強度に対応する供給電圧を設定し、照明装置５に出力する機能部である。これにより、照明装置５からは、所定の強度の赤外光が出力される。
【００３３】
画像処理部９３は、主制御部９５の指示に基づいて、撮像装置６に撮像の指示を出し、この指示に基づいて撮像装置６により撮像された取込画像に対してＡ／Ｄ変換等の画像処理を行い画像データを出力する機能部である。これにより、例えば図５に示すような画素毎の光強度が濃淡で表された画像データ（以下、「１次画像データ」という）が生成される。
【００３４】
Ｉ／Ｆ部９４は、主制御部９５の指示に基づいて、各種情報を表示装置７に表示させる。さらに、入力装置８により検出された各種情報を主制御部９５に送出する。また、基板にクリームはんだを印刷する印刷機１０１や検査装置１により検査が行われた基板に電子部品を実装する実装機１０２と、印刷機１０１により塗布されたクリームはんだの種別に関する種別データ、クリームはんだが塗布された基板の形状等に関する基板データ、印刷に用いられたマスクの形状に関するマスクデータなどの各種情報の送受信を行う。
【００３５】
主制御部９５は、例えば、ユーザやホストコンピュータ等の外部からの指示に基づいて、照明制御部９２、画像処理部９３、駆動制御部９１およびＩ／Ｆ部９４に対して指示を出すことにより、基板に印刷されたクリームはんだの状態を検査する検査動作を実現する機能部である。このような主制御部９５は、クリームはんだの検査に要する各種条件を外部や記憶部９６から取得する条件取得部９５ａと、クリームはんだの種別に応じて照明装置５により照射させる赤外光の光強度を設定する照明設定部９５ｂと、撮像装置６にクリームはんだが塗布された基板を撮像させる撮像部９５ｃと、１次画像データを所定の閾値と比較して２値化を行う２値化部９５ｄと、この２値化された画像データ（以下、「２次画像データ」という）から明部と暗部との境界線（等高線）（以下、「３次画像データ」という）を抽出する抽出部９５ｅと、２次画像データからクリームはんだの断面形状を検出してその断面積を算出する面積算出部９５ｆと、算出された断面積に基づいてクリームはんだの体積を算出する体積算出部９５ｇと、算出されたクリームはんだの断面積または体積に基づいてそのクリームはんだの良否を判定する判定部９５ｈとを備える。
【００３６】
記憶部９６は、検査装置１の動作を実現するための各種情報を記憶する機能部である。このような記憶部９６は、撮像装置６により撮像された取込画像、画像処理部９３により生成された１次画像データ、２値化部９５ｄにより２値化された２次画像（２値化画像）データ、抽出部９５ｅにより抽出された境界線（等高線）を示す３次画像データなどの画像データ９６ａと、クリームはんだの検査に要する各種条件、２値化部９５ｄにより２次画像データを作成するための閾値、判定部９５ｈによりクリームはんだの良否を判定するための閾値等に関する基準情報９６ｂ、判定部９５ｃによる判定結果９６ｃ、および、クリームはんだの種別と赤外光の強度との相関に関する種別相関データ９６ｄを少なくとも記憶する。
【００３７】
このような制御装置９は、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置、インターネット、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ(Wide Area Network)等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ／Ｆ装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した駆動制御部９１、照明制御部９２、画像処理部９３、Ｉ／Ｆ部９４、主制御部９５および記憶部９６が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。
【００３８】
［動作原理］
次に、本実施の形態に係る検査装置１の動作原理について説明する。
【００３９】
クリームはんだは、はんだ粉末とフラックスとから構成され、はんだ粉末とフラックスが十分混練されて、はんだ粉末がフラックス中にほぼ均等に拡散したペースト状となっている。このようなクリームはんだが塗布された基板に赤外光を照射すると、この赤外光は、一部はクリームはんだ表面および表面近くのはんだ粉末で反射するが、一部はクリームはんだ中のフラックスを透過しながらクリームはんだ中を進行し、金属層からなる電極パッドに到達し、この電極パッドにより反射される。この反射光は、再びクリームはんだ中のフラックスＦを透過して、クリームはんだ外部に放出された赤外光が撮像装置６により検出される。
【００４０】
このようにクリームはんだ中を透過する際、赤外光は、はんだ粉末により散乱させられたり、フラックスにより減衰したりする。したがって、クリームはんだがより厚いほど、赤外光は、クリームはんだ内でより長い距離を通過するため、散乱したり減衰したりする成分が多くなり、結果として反射光の光強度が弱くなる。
【００４１】
例えば、図５に示すように、基板Ｐの電極パッドＥ上に塗布された断面略半円状のクリームはんだＨに対して、赤外光Ｉ１はクリームはんだＨの縁部に照射され、赤外光Ｉ２はクリームはんだＨの中央部に照射されたとする。このとき、赤外光Ｉ１は、通過するクリームはんだＨ表面から電極パッドＥまでの距離ｘ１が短いため、散乱したり減衰したりす成分が少ないので、反射光の光強度が強いものとなる。一方、赤外光Ｉ２は、通過するクリームはんだＨ表面から電極パッドＥまでの距離ｘ２が長いため、散乱したり減衰したりする成分が多いので、反射光の光強度が弱いものとなる。
【００４２】
図６（ａ），図７（ａ），図８（ａ）は、クリームはんだをスクリーン印刷により印刷する際のスクリーンの厚さをそれぞれ５０μｍ，７０μｍ，１００μｍとした基板に所定の強度に設定した赤外光を照射し、その基板を撮像装置６により撮像したときの取込画像である。また、図６（ｂ），図７（ｂ），図８（ｂ）は、それぞれ図６（ａ）〜図８（ａ）の取込画像の画素毎の光強度を２５６階調で表したときの各階調毎の画素数を表している。図６（ａ），図７（ａ），図８（ａ）において、各画素の明るさは、基板表面で反射した赤外光の光強度を表しており、光強度が高いほど白く、光強度が低いほど黒く表示されている。
【００４３】
図６（ａ），図７（ａ），図８（ａ）に示されるように、基板を構成するシリコンは、赤外光が透過するため反射光が殆ど生じないので、黒く表示されている。基板上に形成された電極パッドは、赤外光を反射するため、白く表示されている。
【００４４】
図７（ａ），図８（ａ）のようにクリームはんだが厚い場合（７０μｍ，１００μｍ）には、反射光の光強度が弱くなるため、電極パッド上にクリームはんだが黒く表示される。また、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、範囲ｚで表されるクリームはんだに対応する明るさの画素数が多くなっている。
【００４５】
一方、図６（ａ）のようにクリームはんだが薄い場合（５０μｍ）には、反射光の光強度が強いため、白く表示されているので電極パッドと殆ど区別することができない。図６（ｂ）に示すように、範囲ｚ中の画素数も少なくなっている。
【００４６】
上述したようにクリームはんだの厚みにより反射光の光強度が変化するので、反射光の強度分布、言い換えると画像の明るさに基づいてクリームはんだの断面形状を検出することができる。すなわち、同じ明るさの画素の部分は、赤外光が同じ距離だけクリームはんだを透過したと考えられるので、クリームはんだの厚さが等しいと言うことができる。また、一定の明るさ以下の領域は、クリームはんだが一定以上の厚みをもって塗布された領域と言うことができる。
【００４７】
このため、基板Ｐ状に塗布されたクリームはんだが、例えば図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すような断面（基板面に対して垂直な方向）をそれぞれ有する場合、これらの基板Ｐに対して所定の強度の赤外光を照射して基板Ｐを撮像したとき、それぞれの画像は図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すようになる。なお、図９および図１０における基板Ｐは、上面に電極パッドに相当する金属メッキが全面に亘って施されたものであり、クリームはんだは、その電極パッド上の所定の範囲に塗布されている。
【００４８】
具体的には、図９（ａ）に示すように、クリームはんだａが円錐台の形状に塗布されている場合、赤外光は、クリームはんだの円錐台の中央部の平面領域でクリームはんだ内部における通過距離が長く、中央部から周囲に向かうほどクリームはんだ内部における通過距離が短くなる。このようなクリームはんだａが塗布された基板ｐを撮像すると、この取込画像は、図１０（ａ）に示すようになる。具体的には、クリームはんだａ外周の電極パッドに対応する部分は、赤外光がクリームはんだ内部を通過しないので、最も明るく表示される。クリームはんだａの縁部からクリームはんだａの中央部に向かう部分（符号ｅ１）は、中央部に向かうに連れて赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が長くなるので、中央部に向かうに連れて暗く表示される。クリームはんだａの中央部（符号ｅ２）は、赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が最も長いので、最も暗く表示される。
【００４９】
一方、図９（ｂ）に示すように、クリームはんだｂがクリームはんだａよりも薄く塗布されている場合、クリームはんだ内部を通過する距離が短くなる。このため、図１０（ｂ）に示すように、クリームはんだｂは、図１０（ａ）で示した暗部ｅ１よりも明るさが明るい暗部（符号ｆ１）として画像中に表示される。なお、暗部ｆ１中において、クリームはんだがの厚さが縁部よりも厚い中央部（符号ｆ２）は、赤外光が通過する距離が長くなるので、暗部ｆ１よりも暗く表示される。
【００５０】
また、図９（ｃ）に示すように、円錐台の形状を有するクリームはんだｃの内部に気泡ｄが存在する場合、その気泡ｄに対応する箇所を透過する赤外光は、クリームはんだ内部を通過する距離が短くなる。このようなクリームはんだｃを撮像すると、この取込画像は図１０（ｃ）に示すようなる。具体的には、クリームはんだｃの外周の電極パッドに対応する部分は、最も明るく表示される。クリームはんだｃの縁部からクリームはんだの中央部に向かう部分（符号ｇ１）は、中央部に向かうに連れて赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が長くなるので、中央部に向かうに連れて暗く表示される。特に、中央部隣接する箇所が最も暗く表される。気泡ｄを有する中央部（符号ｇ２）は、気泡により赤外光がクリームはんだ内部を通過する距離が短くなるので、中央部に隣接する符号ｇ１の部分よりも明るいドーナツ状の暗部として表示される。
【００５１】
所定の厚さにおけるクリームはんだの断面形状は、例えば、図１１に示すような特性図を予め作成しておくことにより、検出することができる。図１１は、膜厚が既に分かっているクリームはんだが塗布された基板に対して複数の光強度の赤外光（ｈ１，ｈ２と数字が大きくなるほど赤外線ＬＥＤ５ａから出力される光強度が大きい）を照射したときの、クリームはんだの膜厚と画素の明るさ（図１１の特性図では、基板表面で反射した赤外光とクリームはんだ表面からの反射成分を含む、撮像装置６により撮像され加工がされていない生の明るさ）との関係図である。この特性図において、各曲線ｈ１〜ｈ６は膜厚が厚くなるほど、基板表面からの反射成分が減少し、それぞれ所定の厚さを超えるとクリームはんだ表面からの反射成分のみとなり、それぞれほぼ一定の明るさになることを示している。また、光源である赤外線ＬＥＤ５ａの光強度が大きいほど、所定の厚さＸでの反射光の光強度は大きくなる（基板表面からの反射成分のみではなくクリームはんだ表面からの反射成分も大きくなる）ことを示している。なお、図１１において、一点鎖線ｈ７は、この線より下の領域の光強度が表面反射光の成分であることを表している。言い換えると、一点鎖線ｈ７よりも上の領域の光強度は、クリームはんだ表面からの反射光と電極パッド表面からの反射光の両方を含んだ明るさを意味する。
【００５２】
例えば、曲線ｈ６に対応する強度の赤外光を照射したときにおいて、Ｘの厚さの断面を検出したい場合、曲線ｈ６の傾きに基づいて、厚さＸの断面に対応する画素は、明るさＹの画素であると検出することができる。したがって、明るさＹの画素、または、明るさＹ以下の明るさの画素を検出することにより、厚さＸの断面を検出することができる。このとき、画像データに対して２値化を行うことにより、クリームはんだの断面の形状をより明確に検出することができる。この場合、照明装置５により照射した赤外光の強度に対応する曲線ｈ１〜ｈ６に基づいて、検出したい厚さに対応する画素の明るさを求め、この値を閾値として画像データに対して２値化を行う。これにより、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面を表す２次画像データを取得することができる。
【００５３】
また、赤外光の光強度に応じて検出できる断面の厚さが変化するため、赤外光の光強度を変えながらクリームはんだが塗布された基板を撮像することにより、スライスされた厚さ（高さ）が異なる複数の断面を検出することができる。このように、クリームはんだの複数の断面を取得し、これらの断面をそれぞれの高さに応じて配置して表示することにより、クリームはんだの３次元形状を近似して表示することができる。このとき、赤外光の光強度を少しずつ変えて撮像する回数を多くすることにより、取得するクリームはんだの断面の数量を多くすればするほど、クリームはんだの３次元形状をより近似させて表示することができる。
【００５４】
なお、反射光の強度は、照射する赤外光の強度に比例する。例えば、図１２に示すように赤外光の強度を高くするほど、反射光の強度が高くなるため、クリームはんだに対応する画素の明るさが明るくなる。具体的には、電極パッドｑ上のクリームはんだｒの明るさは、画像ｓから画像ｕへと赤外光の強度を強くするに連れて、明るくなっている。したがって、同じ明るさの画像でも、照射する赤外光の強度が高ければ、その部分のクリームはんだは厚いと言うことができる。
【００５５】
上述したように、１次画像データに対して２値化を行う閾値、または、赤外光の光強度によって、１次画像データから検出できるクリームはんだの断面の厚さが変化する。したがって、２値化を行う閾値を固定した状態で赤外光の強度を変えて複数回撮像を行う、照射する赤外光の光強度を所定の値に固定した状態で撮像した１次画像データに対して２値化するときの閾値を変える、または、これらを組み合わせることによって、クリームはんだの断面の厚さが異なる複数の２次画像データを取得することができる。したがって、これらの２次画像データに基づいて、クリームはんだの３次元形状を検出することができる。
【００５６】
ところで、基板表面からの反射光の光強度は、クリームはんだの種別、特にクリームはんだ中の成分の割合によっても異なる。これについて、図１３を参照して説明する。
【００５７】
図１３に示すように、はんだ粉末ＨとフラックスＦとの混合物からなるクリームはんだが電極Ｅ上に塗布された基板Ｐに対して照明装置５の赤外線ＬＥＤ５ａから赤外光を照射すると、この赤外光は、矢印ａ〜ｄに示すように進行する。矢印ａの赤外光は、クリームはんだの表面から直線的に電極パッドＥ表面に到達し、この電極パッドＥで反射され、そのままフラックス内部を直線的に通過し、撮像装置６に到達する。矢印ｂの赤外光は、クリームはんだの表層に近い部分のはんだ粉末Ｈにより乱反射される。矢印ｃの赤外光は、クリームはんだの表層に近い部分でははんだ粉末Ｈの間を通過するが、その下層のはんだ粉末Ｈの表面で反射し、最終的に撮像装置６に到達しない。矢印ｄの赤外光は、はんだ粉末Ｈの表面で反射を繰り替えしながら電極パッドＥ表面に到達し、この電極パッドＥで反射される。この矢印ｄの赤外光には、はんだ粉末Ｈの表面で反射を繰り返しながら撮像装置６に到達する成分と、はんだ粉末Ｈの表面での反射より最終的に撮像装置６に到達しない成分とが含まれる。
【００５８】
クリームはんだの断面形状の検出に有効な成分、すなわち基板表面からの反射光は、矢印ａおよび矢印ｄの一部（撮像装置６に到達する成分）である。これらの成分は、クリームはんだ中のはんだ粉末Ｈの密度が低い場合、はんだ粉末Ｈにより反射される割合が低くなるので、その光強度が高くなる。ところが、はんだ粉末Ｈの密度が高い場合、はんだ粉末Ｈにより反射される割合が高くなるので、その光強度が低くなる。同様に、同じはんだ粉末Ｈの密度においては、はんだ粉末Ｈの粒径が小さいほど、はんだ粉末の間のフラックスを透過する課程において赤外光がはんだ粉末Ｈに衝突し散乱する頻度が増大するので、クリームはんだの赤外光の透過率が低下し、撮像装置６まで到達する赤外光の基板反射光が減少する。このように、基板表面からの反射光の光強度は、クリームはんだ中のはんだ粉末Ｈとフラックスとの割合や、はんだ粉末Ｈの粒径によって変化する。特に、はんだ粉末Ｈの密度が高いまたははんだ粉末Ｈの粒径が小さく、基板表面からの反射光の光強度が低い場合は、赤外線ＬＥＤ５ａから照射される赤外光の光強度を高くしなければ、撮像装置６がその反射光を検出することができない。そこで、本実施の形態では、クリームはんだの種別、特にクリームはんだ中のはんだ粉末Ｈとフラックスの組成に応じて、照明装置５により照射する赤外光の光強度を設定する。
【００５９】
なお、基板表面からの反射光のみならず、クリームはんだ表面の反射光もクリームはんだ中の成分の割合によって異なる。
【００６０】
例えば、クリームはんだ中のはんだ粉末Ｈの密度が低い、または、同じはんだ粉末Ｈの密度においてはんだ粉末Ｈの粒径が大きい場合、表層ではんだ粉末Ｈに衝突し反射する光が多くなり、クリームはんだに対して照射された赤外光のうちクリームはんだ中を透過する成分が多くなるので、クリームはんだ表面からの反射光が少なくなる。このため、クリームはんだの周辺に金属パッドがない部分では、ポリイミド基板の暗い部分とのコントラストが取り難くなるので、クリームはんだの外縁の形状が不明瞭になる。一方、金属パッドの内側の部分では、金属パッドとのコントラストが強くなるので、クリームはんだの外縁の形状が明確になる。
【００６１】
これに対して、クリームはんだ中のはんだ粉末の密度が高い場合、赤外光のうちクリームはんだ中を透過する成分が少なくなるので、クリームはんだ表面からの反射光が多くなる。このため、クリームはんだの周辺に金属パッドがない部分では、ポリイミド基板の暗い部分とのコントラストが強くなるので、クリームはんだの外縁の形状が明確になる。一方、金属パッドの内側の部分では、金属パッドとのコントラストが取り難くなるので、クリームはんだの外縁の形状が不明瞭になる。
【００６２】
したがって、クリームはんだ中のはんだ粉末とフラックスの組成に応じて、照明装置５により照射する赤外光の光強度を設定することにより、はんだ表面やはんだの外縁の形状をより明確に検出することもできる。
【００６３】
［検査装置の動作］
次に、図１４を参照して、本実施の形態に係る検査装置１による検査動作について説明する。
【００６４】
まず、主制御部９５の条件取得部９５ａは、基板に塗布されたクリームはんだの状態を検査するのに必要な各種データを取得する（ステップＳ１）。この各種データとは、例えば、基板の形状や基板に形成された配線パターン等に関する基板データ、基板に対するクリームはんだの印刷に用いられたマスクの形状に関するマスクデータ、基板を撮像する位置およびその順番に関する撮像位置順序データ、基板上の検査を行う位置に関する検査位置データ、検出するクリームはんだの厚さに関する厚さデータ、照明装置５により照射される赤外光の光強度および検出する画素の明るさと検出できるはんだの断面の高さとの関係を示す高さ相関データ、選択する画像処理に関する画像処理選択データ、基板に塗布されたクリームはんだの種別に関する種別データ、および、種別相関データ９６ｄなどを意味する。これらのデータは、記憶部９６、印刷機１０１、実装ラインのホストコンピュータなどから取得される。
【００６５】
検査データを取得すると、照明設定部９５ｂは、種別相関データ９６ｄに基づいて、照明装置５により照射する赤外光の強度を設定する（ステップＳ２）。種別相関データ９６ｄは、例えば、図１５に示すように、クリームはんだの種別と、そのクリームはんだに照射する赤外光の強度とが対応付けられた情報から構成される。図１５において、Ａはんだに照射する赤外光の強度は、他のはんだよりも低く設定されている。これは、Ａはんだの組成においてはんだ粉末の割合が低いか、はんだ粉末の粒径が大きいかの少なくとも一方であり、Ａはんだ中における赤外光の透過率が高く、赤外光の強度を強くしなくても撮像装置６が基板からの反射光を検出できるからである。一方、Ｂはんだに照射する赤外光の強度は、他のはんだよりも高く設定されている。これは、Ｂはんだの組成においてはんだ粉末の割合が高いか、はんだ粉末の粒径が小さいかの少なくとも何れか一方であり、Ｂはんだ中における赤外光の透過率が低く、赤外光の強度を高くしなければ撮像装置６が基板からの反射光を検出できないからである。
【００６６】
照明設定部９５ｂは、印刷機１０１から取得された基板に塗布されたクリームはんだの種別に関する種別データからクリームはんだの種別を特定し、特定したクリームはんだを検査する際に照射すべき赤外光の強度の値を種別相関データ９６ｄから取得する。これにより、クリームはんだの種別、すなわちクリームはんだの組成に応じた強度の赤外光を照射することができる。なお、種別相関データ９６ｄは、実際に赤外光を照射してクリームはんだの断面を検出することにより生成することができる。
【００６７】
なお、上述したように、複数の２次画像データを取得するには、２値化の閾値を固定した状態で赤外光の光強度を変えて複数回撮像を行う、赤外光の光強度を固定した状態で撮像した１枚の１次画像データに対して２値化を行う閾値を変える、または、これらを組み合わせる方法があるが、以下においては、２値化の閾値を固定した状態で赤外光の光強度を変えて複数回撮像を行うことにより複数の２次画像データを取得する場合を例に説明する。したがって、検査条件を取得すると、照明設定部９５ｂは、高さ相関データ、厚さデータおよび種別相関データ９６ｄに基づいて、検査対象となるクリームはんだ毎に撮像を行う回数と、各回に照明装置５により照射する赤外光の光強度の値とを求める。この回数データおよび強度データは、撮像位置順序データ、検査位置データおよび画像処理選択データとともに検査する基板毎に対応付けられる。この対応付けられたデータを、便宜上、検査データという。
【００６８】
照明装置５により照射する赤外光の強度が設定されると、撮像部９５ｃは、駆動制御部９１により基板搬送部２を駆動させ、印刷機１０１によりクリームはんだが塗布された基板を搬入し、テーブル３０上の所定の位置に配置させる（ステップＳ３）。基板が所定の位置に搬入されると、撮像部９５ｃは、撮像位置順序データおよび検査位置データに基づいて、駆動制御部９１によりテーブル搬送部３および撮像装置搬送部４を駆動させ、撮像ユニット４を基板上の検査対象となるクリームはんだの上方に配置させる。
【００６９】
撮像ユニット４が基板上の検査対象となるクリームはんだの上方に配置されると、撮像部９５ｃは、検査データに基づいて、照明装置５により強度を変化させながら赤外光を照射させるとともに、撮像装置６により照明装置５から照射される赤外光の強度毎に基板を撮像させる（ステップＳ４）。ここで、赤外光の強度は、強度データに基づいて設定される。また、照明装置５により照射される赤外光の強度の数量および撮像装置６により撮像する回数は、回数データに基づいて設定される。これにより、基板に対して照射された赤外光の光強度が異なる複数の画像が取り込まれる。上述したように、照明装置５により照射される赤外光は、種別相関データ９６ｄに基づいて設定されるので、撮像装置６による画像には、基板表面からの反射光の像が含まれることとなる。
【００７０】
撮像装置６による撮像は、撮像位置順序データに基づいて、１つの基板の全ての撮像位置が撮像されるまで行われるようにしてもよい。この場合、各撮像は、対応する回数データおよび強度データに基づいて行われる。また、取り込まれた画像は、撮像位置や赤外光の光強度とともに記憶部９６に記憶される。なお、取り込まれた画像には、画像処理部９３により画像処理が行われ、画素毎の光強度が濃淡で表された１次画像データが生成される。
【００７１】
１次画像データが生成されると、主制御部９５は、選択データに基づいて、第１〜第３の画像処理のうち何れを行うか選択し（ステップＳ５）、選択された画像処理を行う（ステップＳ６〜８）。それぞれの画像処理について、以下に説明する。
【００７２】
＜第１の画像処理＞
第１の画像処理は、１次画像データに対して２値化を行い、クリームはんだの断面積を算出する処理である。この処理について、図１６を参照して説明する。
【００７３】
まず、２値化部９５ｄは、１次画像データに対して所定の閾値により２値化を行うため、撮像部９５ｃにより生成された１次画像データと、撮像された基板にクリームはんだを塗布する際に印刷機１０１により用いられたマスクに関するマスクデータを取得する（ステップＳ１１）。このマスクデータとしては、マスクの開口の位置および形状、すなわち基板上に塗布されるクリームはんだの位置および形状に関する情報が含まれる。なお、マスクデータは、マスクの開口より所定の値だけ拡がったものを用いるようにしてもよい。これにより、クリームはんだにじみやブリッジなどを検出することができる。
【００７４】
１次画像データおよびマスクデータを取得すると、２値化部９５ｄは、断面を検出するクリームはんだ（対象形状Ｋ）に対応する領域の１次画像データを、撮像部９５ｃにより生成された１次画像データから切り出す（ステップＳ１２）。対象形状Ｋの位置は、マスクデータに基づいて特定され、対象形状Ｋを含む領域の１次画像データ、例えば画素がＩ行Ｊ列のマトリクス状に並べられた１次画像データが取得される。
【００７５】
対象形状Ｋを含む１次画像データが切り出されると、２値化部９５ｄは、その１次画像データを所定の明るさを閾値として２値化する（ステップＳ１３）。ここで、閾値は、例えば図１１に示したような特性図に基づいて、取得したいクリームはんだの断面の厚さに応じて設定される。したがって、赤外光の光強度を固定した状態で撮像した１枚の１次画像データから複数の２次画像データを取得する場合には、閾値を変えることにより、１つの１次画像データから様々な厚さの断面の２次画像データを取得することができる。
【００７６】
１次画像データに対して所定の閾値により２値化を行うことにより、図１７に示すような２次画像データが生成される。この図１７は、Ｉ行Ｊ列のマトリクス状に並べられた２次画像データ（以下、「領域Ｉ，Ｊ」と呼ぶ）を示しており、この領域Ｉ，Ｊには対象形状Ｋが含まれている。各画素において、「１」は閾値以上の明るさを、「０」は閾値より小さい明るさを意味している。すなわち、「１」の画素と「０」の画素の境界部分が、クリームはんだ厚みが所定の厚さとなる部分であり、「０」の部分は所定の厚さ以上の部分となる。したがって、「０」の画素に対応する部分が、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面を意味する。このように閾値により１次画像データを２値化することにより、クリームはんだの断面形状の縁部がより詳細になり、輪郭をはっきりさせることができるので、クリームはんだの断面形状をより明確に判別することができる。
【００７７】
２値化が行われると、領域Ｉ，Ｊのうちクリームはんだの断面部となる対象領域Ｋは「０」の暗部となる。２値化部９５ｂは、領域Ｉ，Ｊの画像データを表示装置７に表示させるようにしてもよい。これにより、ユーザは、クリームはんだの断面形状をより容易に認識することができる。したがって、ユーザの目視によりクリームはんだの良否を判定することもできる。
【００７８】
主制御部９５の面積算出部９５ｃは、２次画像データのうち暗部に対応する画素の数量を測定することにより、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面の面積Ｓを測定する（ステップＳ１４）。具体的には、面積算出部９５ｃは、画像変換された領域Ｉ，Ｊにおける暗部の画素の数量を測定する。これにより、所定の厚さにおけるクリームはんだの断面積Ｓが測定される。なお、クリームはんだの断面積Ｓは、ステップＳ７による２値化の後で、領域Ｉ，Ｊにおける「１」の画素を暗部（データ上「０」）に、「０」の画素を明部（データ上「１」）にするデータ変換を実施してから、測定するようにしてもよい。この場合、画像データを表示装置７に表示させると、クリームはんだの断面部分は明るく、その他の部分は暗く表示される。このようにしても、目視によるクリームはんだの判定がしやすくなる。クリームはんだの断面積Ｓの測定は、クリームはんだの断面に対応する「１」の画素の数量を測定することにより実施する。
【００７９】
＜第２の画像処理＞
第２の画像処理は、２次画像データから明部と暗部の境界線を示す３次画像データを検出する処理である。この処理について図１８を参照して説明する。
【００８０】
まず、２値化部９５ｄおよび面積算出部９５ｆにより上述した第１の画像処理を行う（ステップＳ２１）。
【００８１】
第１の画像処理が行われると、抽出部９５ｅは、２次画像データに含まれる暗部領域の中の明部画素領域を検出する（ステップＳ２２）。例えば、図１７の領域（Ｉ，Ｊ）の場合、電極パッド等を表す最外殻の「１」の画素の内部に暗部を意味する「０」の画素の領域が存在し、この「０」の画素の内部に気泡等を表し明部を意味する「１」の画素の領域が存在する。この明部領域Ｂを抽出部９５ｅは検出する。このような明部領域Ｂの検出は、例えば、領域（Ｉ，Ｊ）の中心により近い明部を明部領域Ｂにするなど、領域（Ｉ，Ｊ）における明部と暗部の位置関係を確認することにより行うことができる。
【００８２】
明部領域Ｂが検出されると、抽出部９５ｅは、暗部を示す画素の領域から明部領域Ｂに変化する座標Ｐ１（ｉ，ｍ）と、明部領域Ｂから暗部を示す画素の領域に変化する座標Ｐ１（ｉ，ｎ）とを検出する（ステップＳ２３）。例えば、図１７の領域（Ｉ，Ｊ）の場合、各行Ｉにおいて列Ｊを変化させ（例えば、左側から右側へ移動させる）、それぞれの行において暗部を示す画素の領域から明部領域Ｂに変化する画素の座標Ｐ１（ｉ，ｍ）と、この明部領域Ｂから暗部を示す画素の領域に変化する画素の座標Ｐ１（ｉ，ｎ）とを検出する。明部領域Ｂはクリームはんだ中の気泡を表していることから、座標Ｐ１は、クリームはんだと気泡との境界を意味する。
【００８３】
座標Ｐ１が検出されると、抽出部９５ｅは、座標Ｐ１をつなげて、３次画像データ（等高線）Ｌ１とする（ステップＳ２４）。この連続する座標Ｐ１からなる等高線Ｌ１は、クリームはんだ中の気泡の外縁を表すこととなる。
【００８４】
等高線Ｌ１が設定されると、抽出部９５ｅは、２次画像データに含まれる明部領域中の暗部画素領域を検出する（ステップＳ２５）。例えば、図１７の領域（Ｉ，Ｊ）の場合、電極パッド等を意味し明部を意味する最外殻の「１」の画素の内部に、クリームはんだ等を意味し暗部を意味する「０」の画素が存在する。この暗部領域Ｃを抽出部９５ｅは検出する。したがって、暗部領域Ｃには明部領域Ｂが含まれている。このような暗部領域Ｃの検出は、例えば、領域（Ｉ，Ｊ）の中心により近い暗部を暗部領域Ｃにするなど、領域（Ｉ，Ｊ）における明部と暗部位置関係を確認することにより行うことができる。
【００８５】
暗部領域Ｃが検出されると、抽出部９５ｅは、明部を示す画素の領域から暗部領域Ｃに変化する画素の座標Ｐ２（ｉ，ｏ）と、暗部領域Ｃから明部を示す画素の領域に変化する画素の座量Ｐ２（ｉ，ｐ）を検出する（ステップＳ２６）。例えば、図１７の領域（Ｉ，Ｊ）の場合、各行Ｉにおいて列Ｊを変化させ（例えば、左側から右側へ移動させる）、それぞれの行において明部を示す画素の領域から暗部領域Ｃに変化する座標Ｐ２（ｉ，ｏ）と、この暗部領域Ｃから明部を示す画素の領域に変化する座標Ｐ２（ｉ，ｐ）とを検出する。暗部領域Ｃは電極パッド上のクリームはんだを表していることから、座標Ｐ２は、当該２次画像データが示す断面における電極パッドとクリームはんだの境界を意味する。
【００８６】
座標Ｐ２が検出されると、抽出部９５ｅは、座標Ｐ２をつなげて、３次画像データ（等高線）Ｌ２とする（ステップＳ２７）。この連続する座標Ｐ２からなる等高線Ｌ２は、電極パッド上のクリームはんだの外縁を表すこととなる。
【００８７】
上述したような第２の画像処理を行うことにより、所定の厚みにおけるクリームはんだやクリームはんだ内部の気泡の外縁を明確に検出することができる。
【００８８】
なお、面積算出部９５ｆは、抽出した３次画像データ（等高線）Ｌ１，Ｌ２に基づいてクリームはんだの断面積を算出するようにしてもよい。この場合、等高線Ｌ１，Ｌ２それぞれの内部の画素をカウントし、等高線Ｌ２内部の画素数から等高線Ｌ１の画素数の差分をとることにより、算出することができる。これにより、より正確なクリームはんだの断面積を算出することができる。
【００８９】
＜第３の画像処理＞
第３の画像処理は、上述した第１の画像処理及び第２の画像処理により２次画像データおよび３次画像データ（等高線）を取得し、これらからクリームはんだの体積を検出する処理である。この処理について図１９を参照して説明する。
【００９０】
まず、体積算出部９５ｇは、回数データの値Ｄを１、クリームはんだ中の気泡の体積Ｖ０を０、クリームはんだの体積Ｖ１を０と設定する（ステップＳ３１）。
【００９１】
Ｄ，Ｖ０，Ｖ１の値が設定されると、体積算出部９５ｇは、抽出部９５ｅにより回数データの値に対応する検査データに基づいて第２の画像処理を行わせる（ステップＳ３２）。これにより、Ｄ番目に撮像を行った２次画像データに基づく３次画像データ（等高線）Ｌ１，Ｌ２が算出される。
【００９２】
第２の画像処理が行われると、体積算出部９５ｇは、算出された等高線Ｌ１に基づいて、所定の厚さにおける気泡の体積ｖ１を算出する（ステップＳ３３）。具体的には、まず、体積算出部９５ｇは、等高線Ｌ１内の面積Ｓ１を求める。この面積Ｓ１は、等高線Ｌ１内部の画素をカウントすることにより算出することができる。次に、前回すなわち（Ｄ−１）番目の撮像に基づく２次画像データから今回すなわちＤ番目の撮像に基づく２次画像データまでの高さＦを求める。この高さＦは、基板に対して垂直な方向の高さを表しており、例えば２値化部９５ｃが２値化を行う際に用いた閾値や図１１のような特性図から求めることができる。高さＦを求めると、この高さＦと面積Ｓ１とを乗じることにより、体積ｖ１を求める。この体積ｖ１は、高さＦにおける気泡の体積を意味する。なお、Ｄ＝１の場合、高さＦは、基板表面またはクリームはんだの頂点からＤ番目の撮像に基づく２次画像データまでの高さを意味する。
【００９３】
体積ｖ１が算出されると、体積算出部９５ｇは、算出された等高線Ｌ２に基づいて、所定の厚さにおけるクリームはんだの体積ｖ０を算出する（ステップＳ３４）。具体的には、まず、体積算出部９５ｇは、等高線Ｌ２内の面積Ｓ２を求める。この面積Ｓ２は、等高線Ｌ２内部の画素をカウントすることにより算出される。次に、Ｓ２とＳ１との差分Ｓ０を求める。このＳ０は、クリームはんだのみの断面積を表すこととなる。次に、前回すなわち（Ｄ−１）番目の撮像に基づく２次画像データから今回すなわちＤ番目の撮像に基づく２次画像データまでの高さＦを求める。この高さＦは、基板に対して垂直方向の高さを表しており、例えば２値化部９５ｃが２値化を行う際に用いた閾値や図１１のような特性図から求めることができる。高さＦを求めると、この高さＦと面積Ｓ０とを乗じることにより、体積ｖ０を求める。この体積ｖ０は、距離Ｆの厚さにおけるクリームはんだの体積を意味する。なお、Ｄ＝１の場合、距離Ｆは、基板表面またはクリームはんだの頂点とＤ番目の撮像に基づく２次画像データとの距離を意味する。
【００９４】
ｖ１およびｖ０が算出されると、体積算出部９５ｇは、Ｖ１にｖ１を加算した値をＶ１とすると共に、Ｖ０にｖ０を加算した値をＶ０とする（ステップＳ３５）。これにより、回数データＤの値に対応するクリームはんだの断面の高さ方向の位置と、基板表面またはクリームはんだ頂点との距離分の厚さにおけるクリームはんだおよび気泡の体積がＶ１またはＶ０として算出されることとなる。
【００９５】
Ｖ１およびＶ０が更新されると、体積算出部９５ｇは、回数データＤが最大値か否かを確認する（ステップＳ３６）。
【００９６】
回数データＤの値が最大値ではない場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、回数データＤの値を１増加させ（ステップＳ３７）、ステップＳ３２の処理に戻る。一方、回数データＤの値が最大値の場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、第３の画像処理が終了される。
【００９７】
上述したような第３の画像処理を行うことにより、クリームはんだやクリームはんだ内部の気泡の体積を算出することができる。
【００９８】
なお、体積算出部９５ｇは、抽出部９５ｅにより抽出した全ての３次画像データ（等高線）Ｌ１，Ｌ２をそれぞれの高さに配置した状態で表示装置７に表示するようにしてもよい。これにより、クリームはんだの内部の状態を含む３次元形状が近似して表示されるので、オペレータはクリームはんだの状態をより明確に認識することができる。このとき、回数データの値を大きくする、すなわち２次画像データの大量に取得することにより、クリームはんだの３次元形状をより近似させて表示することができる。
【００９９】
＜良否判断処理＞
上述した第１〜第３の画像処理により、クリームはんだの断面積、クリームはんだの体積、気泡の体積等が算出されると、判定部９５ｈは、検査対象となるクリームはんだの良否を判定する良否判定処理を行う（ステップＳ９）。この良否判定処理について、図２０を参照して説明する。
【０１００】
まず、判定部９５ｈは、行われた画像処理を確認する（ステップＳ４１）。第１または第２の画像処理が行われた場合（ステップＳ４１：第１，第２の画像処理）、判定部９５ｈは、算出されたクリームはんだの断面積に基づいて、クリームはんだの良否を判定する。一方、第３の画像処理が行われた場合（ステップＳ４１：第３の画像処理）、判定部９５ｈは、算出されたクリームはんだおよび気泡の体積に基づいて、クリームはんだの良否を判定する。
【０１０１】
第１，２の画像処理が行われた場合、判定部９５ｈは、クリームはんだが適正に塗布されたか否かを判定するために、算出されたクリームはんだの断面積Ｓの値と所定の値からなる閾値αとを比較し、断面積Ｓが閾値α以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。この判定は、例えば、塗布されたクリームはんだの量が少なかったり、内部に気泡が存在したりし、断面積Ｓが閾値αよりも小さい場合、判定部９５ｈは、クリームはんだの面積が所定の値以上ではないと判定する。このようにすることにより、クリームはんだの量の過小や気泡の存在を検出することができる。ここで、複数の断面が検出された場合、判定部９５ｈは、各断面に対して上記判定を行うようにしてもよい。この場合、閾値αは断面の高さ毎に設定されるようにしてもよい。これにより、より正確に判定を行うことができる。なお、閾値αは、クリームはんだの大きさ、形状、断面の高さ等により適宜自由に設定される。
【０１０２】
クリームはんだの断面積Ｓが閾値α以上である場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、判定部９５ｈは、駆動制御部９１により基板搬送部２およびテーブル搬送部３を駆動させ、基板をテーブル３０上の所定の位置から検査装置１外部に搬出する（ステップＳ４３）。検査装置１外部に搬出された基板は、実装機１０２に搬入され、この実装機１０２により電子部品が実装される。
【０１０３】
一方、クリームはんだの断面積Ｓが閾値α以上ではない場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、判定部９５ｈは、クリームはんだが不良であると判定し、Ｉ／Ｆ部９４により表示装置７を駆動させて警告動作を行わせる（ステップＳ４４）。この警告動作としては、例えば、ディスプレイ７ａにクリームはんだに不良が存在する旨を示す表示をさせたり、シグナルタワー７ｂに警告を表すランプを点灯させたりすることができる。これにより、不良のクリームはんだが塗布された基板が搬出されるのを防ぐことができる。
【０１０４】
第３の画像処理が行われた場合、判定部９５ｈは、算出されたクリームはんだ中の気泡の体積Ｖ１が所定の値β１以下であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。例えば、塗布されたクリームはんだ中の内部の気泡が大きく、体積Ｖ１が閾値β１よりも大きい場合、判定部９５ｈは、塗布されたクリームはんだが不良であると判定する。なお、閾値β１は、クリームはんだの大きさや形状等により適宜自由に設定される。
【０１０５】
体積Ｖ１が閾値β１以下である場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、判定部９５ｈは、算出されたクリームはんだの体積Ｖ０が閾値β０以上であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。例えば、塗布されたクリームはんだの量が少なく、体積Ｖ０が閾値β０よりも小さい場合、判定部９５ｈは、塗布されたクリームはんだが不良であると判定する。なお、閾値β１は、クリームはんだの大きさや形状等により適宜自由に設定される。
【０１０６】
体積Ｖ０が閾値β０以上である場合（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、判定部９５ｈは、駆動制御部９１により基板搬送部２およびテーブル搬送部３を駆動させ、基板をテーブル３０上の所定の位置から検査装置１外部に搬出する（ステップＳ４３）。検査装置１外部に搬出された基板は、実装機１０２に搬入され、この実装機１０２により電子部品が実装される。
【０１０７】
一方、体積Ｖ１が閾値β１よりも大きかったり（ステップＳ４５：ＮＯ）、体積Ｖ０が閾値β０よりも小さかったりした場合（ステップＳ４６：ＮＯ）、判定部９５ｈは、クリームはんだが不良であると判定し、Ｉ／Ｆ部９４により表示装置７を駆動させて警告動作を行わせる（ステップＳ４４）。
【０１０８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、照明設定部９５ｂによりクリームはんだの種別、すなわちクリームはんだの組成に応じて照明装置５から照射される赤外光の強度が設定されるので、撮像装置６は基板表面からの反射光の像を含む画像を取得することができ、この画像からクリームはんだの断面を検出することができる。したがって、クリームはんだの組成にかかわらずクリームはんだ内部の状態を検出することができる。
【０１０９】
また、照明装置５によりクリームはんだが塗布された基板に対して複数の異なる強度の赤外光を照射し、撮像装置６により赤外光が照射された基板を赤外光の強度毎に撮像することにより、基板に照射された赤外光の強度が異なる複数の画像を取得するができ、これらからクリームはんだの３次元形状を検出することができる。このため、クリームはんだの内部の状態に応じて、基板を搬出したり警告を行ったりすることにより、不良のクリームはんだが塗布された基板が搬出されるのを防ぐことができる。特に、クリームはんだの内部を含む３次元形状を検出することができるので、クリームはんだの断面形状をより明
【０１１０】
なお、本実施の形態では、２値化の閾値を固定した状態で赤外光の光強度を変えて複数回撮像を行うことにより、複数の２次画像データを取得するようにしたが、赤外光の光強度を固定した状態で撮像した１枚の１次画像データに対して２値化を行う閾値を変えたり、または、複数回撮像する方法と閾値を変える方法とを組み合わせたりすることにより複数の２次画像データを取得するようにしてもよい。これらの場合、第１の画像処理において、２値化する際に用いる閾値の数量および値、または、２値化する際に用いる閾値の数量および値並びに撮像を行う回数および赤外光の光強度を、撮像位置順序データ、検査位置データおよび画像処理選択データとともに検査する基板毎に対応付けた検査データを作成する。また、第３の画像処理における回数データＤを、２値化の閾値を変える順番、または、２値化の閾値および撮像回数を変える順番とする。これにより、２値化を行う閾値を変えたり、複数回撮像する方法と閾値を変える方法とを組み合わせたりする場合においても、複数の２次画像データを取得することができ、これからクリームはんだの３次元形状等を検出することができる。
【０１１１】
また、検査装置の動作において、図１５に示す種別相関データ９６ｄに基づく図１４に示すステップＳ２の照明設定を中止するようにしてもよい。この場合は、図１６に示す第１の画像処理におけるステップＳ１３で用いる所定の明るさの閾値を、図１１に示したような特性値に加え、はんだ粉末の密度やはんだ粉末の粒径に基づいて設定するようにする。すなわち、図１５に示す種別がＡはんだのように、はんだ組成において図１５に示すＢはんだやＣはんだより、はんだ粉末の割合が低いまたははんだ粒径が大きい場合、所定の明るさの閾値を大きな値とし、画像データの２値化を行う。逆に、Ｂはんだの場合は、はんだ組成においてはんだ粉末の割合が高いまたははんだ粒径が小さいので、Ａはんだの場合に比べて所定の明るさの閾値を小さな値とし、画像データの２値化を行う。このように、適切な閾値を用いて画像データの２値化を行うことにより、クリームはんだの種別によらず、前記基板表面に沿った前記クリームはんだの外形形状を検出したり、基板から離間した面に沿った前記クリームはんだの断面形状を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、クリームはんだを塗布した基板の検査方法や検査装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の検査装置の外観を示す正面図である。
【図２】本発明の検査装置の内部構成を示す平面図である。
【図３】本発明の検査装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】撮像ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図５】クリームはんだの構成を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）は５０μｍの厚さのスクリーンでクリームはんだを塗布した基板に赤外光を照射したときの反射光の画像、（ｂ）は（ａ）のときの光強度分布を示すグラフである。
【図７】（ａ）は７０μｍの厚さのスクリーンでクリームはんだを塗布した基板に赤外光を照射したときの反射光の画像、（ｂ）は（ａ）のときの光強度分布を示すグラフである。
【図８】（ａ）は１００μｍの厚さのスクリーンでクリームはんだを塗布した基板に赤外光を照射したときの反射光の画像、（ｂ）は（ａ）のときの光強度分布を示すグラフである。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、クリームはんだの垂直断面を模式的に示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）〜（ｃ）に同一の強度の赤外光を照射したときの反射光の画像を模式的に示す図である。
【図１１】クリームはんだの厚さと画素の明るさとの関係を示す図である。
【図１２】赤外光の強度を変化させたときの反射光の画像を示す図である。
【図１３】クリームはんだ中の赤外光の進み方を説明する図である。
【図１４】検査動作を示すフローチャートである。
【図１５】クリームはんだの種別と照射する赤外光の強度の関係を示す図である。
【図１６】第１の画像処理を示すフローチャートである。
【図１７】２値化された画像データを模式的に示す図である。
【図１８】第２の画像処理を示すフローチャートである。
【図１９】第３の画像処理を示すフローチャートである。
【図２０】良否判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１…検査装置、２…基板搬送部、２Ａ…搬入部、２Ｂ…可動部、２Ｃ…搬出部、３…テーブル搬送部、４…撮像装置搬送部、５…照明装置、５ａ…赤外線ＬＥＤ、５ｂ…可視光ＬＥＤ、６…撮像装置、７…表示装置、８…入力装置、９…制御装置、１０…カバー、１１…基台、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…ベルトコンベア、２２…モータ、３０…テーブル、３１…ガイドレール、３２…ボールねじ軸、３３…モータ、４１…支持台、４２…梁部、４３…撮像ユニット、４４…駆動装置、４５…モータ、４６…ボールねじ軸、４７…ガイドレール、４８…支持フレーム、９１…駆動制御部、９２…照明制御部、９３…画像処理部、９４…Ｉ／Ｆ部、９５…主制御部、９５ａ…条件取得部、９５ｂ…照明設定部、９５ｃ…撮像部、９５ｄ…２値化部、９５ｅ…抽出部、９５ｆ…面積算出部、９５ｇ…体積算出部、９５ｈ…判定部、９６…記憶部、９６ａ…画像データ、９６ｂ…基準情報、９６ｃ…良否結果、９６ｄ…種別相関データ。
【図１】
2008076215.tif 000003
【図２】
2008076215.tif 000004
【図３】
2008076215.tif 000005
【図４】
2008076215.tif 000006
【図５】
2008076215.tif 000007
【図６】
2008076215.tif 000008
【図７】
2008076215.tif 000009
【図８】
2008076215.tif 000010
【図９】
2008076215.tif 000011
【図１０】
2008076215.tif 000012
【図１１】
2008076215.tif 000013
【図１２】
2008076215.tif 000014
【図１３】
2008076215.tif 000015
【図１４】
2008076215.tif 000016
【図１５】
2008076215.tif 000017
【図１６】
2008076215.tif 000018
【図１７】
2008076215.tif 000019
【図１８】
2008076215.tif 000020
【図１９】
2008076215.tif 000021
【図２０】
2008076215.tif 000022