(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを用いて複数の基板に印刷された半田の印刷状態を検査するための装置において、基板に印刷された半田の表面の三次元データを取得する手段と、
前記取得した前記三次元データを基板のＩＤ情報と関連付けたデータベースとして記憶し、且つ前記基板のＩＤ情報から前記三次元データを前記データベースで検索するコンピュータと、
前記三次元データに基づいて半田の外観を示す三次元画像を生成する手段と、複数の三次元画像を同一画面上に重ねて表示する手段を備え、
前記基板のＩＤ情報からこの基板を含む前後に印刷された複数の基板の三次元画像をデータベースで検索し、これらの三次元画像を重ねて表示することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスクを用いて基板に印刷された半田の印刷状態の検査に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装する場合、基板表面の電極が形成されたランド部に半田を供給し、これに電子部品を搭載した後に加熱して半田付けを行っている。同一の基板に同一パターンで半田を印刷する場合にはスクリーン印刷が広く用いられている。スクリーン印刷は電極と対応する位置が開口された所定の厚さを有するマスクを用いた印刷方法であり、基板に被せたマスク上でクリーム半田をスキージングすることで電極に一定量のクリーム半田を印刷する。スクリーン印刷によれば、同一のマスクを用いている限り複数の基板間でクリーム半田の印刷面積や印刷厚さ等の印刷状態は常に同一になるのであるが、実際には印刷条件や印刷環境の経時的な変化によって各基板間で印刷状態にばらつきが生じることがある。半田の印刷状態が悪いと理想的な半田付けが実現されないので実装強度を長期に亘って保てない場合がある。従来、電子部品の搭載に先立って半田の印刷状態を検査することを目的として、クリーム半田の印刷状態を数値化して評価することが行われている。また、この評価結果から得られた知見をスキージ速度等の印刷条件にフィードバックして印刷品質の向上を図っている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２−２０８５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
印刷状態を数値化して評価する方法は、閾値処理によって画一的に効率良く評価することができるという利点を有するが、予め評価項目として挙げられていない項目は評価対象とはならないので、半田の外観形状の上では明らかに不良であるにもかかわらずそれを見落として良品と評価してしまう可能性がある。
【０００４】
本発明は、半田の印刷状態を外観形状によって判断できるようにした装置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】
【０００５】
前記課題を解決するため本発明は、マスクを用いて複数の基板に印刷された半田の印刷状態を検査するための装置において、基板に印刷された半田の表面の三次元データを取得する手段と、前記取得した前記三次元データを基板のＩＤ情報と関連付けたデータベースとして記憶し、且つ前記基板のＩＤ情報から前記三次元データを前記データベースで検索するコンピュータと、前記三次元データに基づいて半田の外観を示す三次元画像を生成する手段と、複数の三次元画像を同一画面上に重ねて表示する手段を備え、前記基板のＩＤ情報からこの基板を含む前後に印刷された複数の基板の三次元画像をデータベースで検索し、これらの三次元画像を重ねて表示する。
【発明の効果】
【０００６】
複数の同種の基板に印刷された半田表面の三次元データに基づいて生成した半田の外観を示す三次元画像を同一画面上に重ねて表示することにより、数値による閾値処理では評価しにくい印刷態様についても外観に基づいて視覚的に判断することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の構成を示したブロック図、図２は本発明の実施の形態の表示パネルの表示例を示した図である。
【０００８】
電子部品実装装置１は、基板の搬送方向に対して上流から下流に向けて配置された基板検査装置２と半田印刷装置３と印刷状態検査装置４と電子部品搭載装置５と搭載状態検査装置６とリフロー装置７と実装状態検査装置８と管理コンピュータ９で構成されている。電子部品実装装置１は、これら各装置においてそれぞれ所定の処理を施すことで基板に電子部品を実装する。
【０００９】
基板検査装置２は実装対象となる基板の外観検査を行う。この外観検査には非接触型の三次元計測器を用いる。三次元計測器は基板表面に光を走査させ、基板表面で反射した光を受光した位置に応じてサンプリング測点の高さ（Ｚ座標値）を計測する。サンプリング測点は基板の全面に適宜分布するように水平位置（ＸＹ座標値）が予め設定されている。サンプリング測点の高さ（Ｚ座標値）に予め定めた許容値を超えるものがなかった場合には、基板には品質上問題となる反りは生じていないと判断され、次の半田印刷装置３に移送される。
【００１０】
半田印刷装置３は基板表面に形成されている電極に半田のスクリーン印刷を行う。スクリーン印刷に用いるマスクは基板表面に密着させる必要があり、顕著な反りがある基板とは密着しないので、そのような反りを生じている基板は基板検査装置２によって電子部品実装装置１から排除される。半田印刷装置３は基板の電極に対応する位置に開口が設けられているマスクを備えており、移送されてきた基板の表面にマスクを重ね、マスク上でスキージングしたクリーム状の半田を電極上に印刷する。マスクは基板の種類（電極の位置）によって専用のものが準備されている。同種の基板に対しては同一のマスクを使用して印刷を行う。半田印刷装置３で半田が印刷された基板は印刷状態検査装置４に順次移送される。
【００１１】
印刷状検査装置４は半田印刷装置３から順次移送されてきた基板に印刷されている半田の外観検査を行う。基板検査装置２と同様に三次元計測器を用いて半田表面を含む基板表面の全面に適宜分布させたサンプリング測点の三次元データ（ＸＹＺ座標値）を取得する。印刷状態検査装置４には表示パネル１０が備わっている。表示パネル１０は三次元データに基づいて半田の外観を示す三次元画像を生成し、同種の基板に印刷された半田の三次元画像を同一座標上で重ね合わせた状態で可視的に表示することができるようになっている。
【００１２】
図２に表示パネルの表示例を示す。この表示パネル１０には電極１１に印刷された半田の三次元画像が拡大して表示されている。点線１２は正常な印刷状態にある半田の外観を示しており、半田印刷装置３での印刷作業が正常に行われている限りにおいては、重ね合わされた半田の三次元画像の大多数はこの点線１２で示された位置に表示される。これに対し実線１３、１４は不良な印刷状態にある半田の外観を示している。
【００１３】
このうち実線１３は正常な印刷状態のものに比べて印刷面積が過少である不良な印刷状態にある半田の外観を示している。このような印刷不良はマスクの開口に十分な量の半田が充填されなかったか、もしくは充填された半田の一部がマスクを基板表面から剥がすときにマスクに付着したままになってしまったような場合に発生する。このような印刷状態にある半田は正常な印刷状態にあるものに比べて量（体積）が不足し、電子部品などを半田付けする際の強度不足という問題を招くことになる。
【００１４】
また実線１４は正常な印刷状態のものに比べて印刷面積が過大である不良な印刷状態にある半田の外観を示している。このような印刷不良はマスクと基板の間の隙間に半田が入り込んだ結果起きるものであり、基板やマスクに反りがある場合に顕著に発生する。なお、上部に突出した角部１５はマスクの開口からの抜けが悪い半田に発生する。このような半田は正常な印刷状態にある半田に比べて量（体積）が過大であり、電子部品などを半田
付けする際に電極１１からはみ出し、隣り合う電極に印刷されている半田と融着して電極同士を短絡させるという問題を招くことになる。
【００１５】
通常、半田の印刷状態は半田表面の三次元データに基づいて半田の印刷面積、体積、厚さ、位置等の評価項目を数値化し、これらを閾値処理することでその良否が判断される。この数値化による閾値処理によれば、主観に左右されることなく画一的にかつ効率良く判断を行うことができるという利点を有するが、予め評価項目として挙げられていない印刷態様は判断要素とはならないので、外観上は明らかに不良であるにもかかわらず正常であると判断するような状況も起りうる。このような外観上の不良箇所は表示パネル１０に表示された半田の三次元画像を確認することで容易に発見することができる。そしてこの三次元画像は複数の同種の基板については重ねて表示することができるので、半田の印刷状態を時系列で確認することができ、印刷状態の変化の傾向を知ることもできる。また三次元画像を重ねて表示することで、単体では発見しにくい不良箇所も他の三次元画像の同一箇所との位置関係によって容易に発見することができる。
【００１６】
このようにして半田の印刷状態が正常であると判断された基板は電子部品搭載装置５に移送される。電子搭載装置５は電子部品の電極が半田に接触するように電子部品の搭載を行う。搭載状態検査装置６は基板表面の三次元計測によって電子部品の搭載状態の検査を行う。電子部品が正常な搭載状態にある基板はリフロー装置７に移送され、ここで電子部品を基板に半田付けする。これで電子部品と基板が電気的および機械的に完全に接続された状態となり、電子部品の実装工程が完了する。
【００１７】
実装状態検査装置８は、実装を終えた基板の外観検査を行う。この外観検査は基板が製品として出荷できる品質であるかどうかの最終確認を行うものであり、半田のリフロー時に移動した電子部品が許容範囲内にあるかどうかを基板表面の三次元計測によって確認する。
【００１８】
管理コンピュータ９は、前記各装置２〜８の動作制御を行うとともに、個々の基板に対して各装置２〜８で実行した作業に関するデータやそこで得られた三次元データ等を基板のＩＤ情報と関連付けたデータベースとして記憶する。このデータベースには印刷状検査装置４で取得した半田の三次元画像も記憶されているので、表示パネル１０はリアルタイムで印刷された半田の三次元画像を表示するだけでなく、過去に印刷された半田の三次元画像も表示させることができる。
【００１９】
例えば印刷不良が原因となる製品不具合があった場合、この製品に搭載された基板のＩＤ情報からこの基板を含む前後に印刷された複数の基板の三次元画像をデータベースで検索し、これらの三次元画像を重ねて表示することで、印刷不良がその基板にだけ発生した突発的なものであるのか、もしくは時系列で徐々に印刷状態が悪化したというような継続的ものであるのか等の不良発生の傾向を把握することができる。これにより印刷不良の発生原因をある程度絞り込んで推察できるので、必要に応じて半田印刷装置３における印刷条件の見直し等を講じ、今後の印刷品質の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は電子部品を基板に半田付けする電子部品の実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の構成を示したブロック図
【図２】本発明の実施の形態の表示パネルの表示例を示した図
【符号の説明】
【００２２】
１  電子部品実装装置
３  半田印刷装置
４  印刷状態検査装置
１０  表示パネル
【図１】
0004840394.tif 000002
【図２】
0004840394.tif 000003