(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程までを終了した基板を所定の方向から照明しながら、基板のはんだ付け部位からの照明光に対する正反射光を入射させることが可能な位置に配置されたカメラにより当該基板を撮像し、生成された画像中のはんだ付け部位に現れる反射光像を解析することによって当該部位のはんだ付け状態を検査する方法であって、
前記リフロー工程より前に実施される複数の工程のうちのはんだ印刷工程後の基板を対象に、ランドに印刷されたクリームはんだの印刷量または印刷位置を表す複数種のパラメータの中の少なくとも１つの値を求める計測がランド毎に実施されることを前提として、リフロー工程後の検査にかかる検査基準が、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する計測処理の結果によって変動するように前記検査基準のルールを定め、
前記リフロー工程後の基板のはんだ付け部位に対し、当該はんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施された計測処理の結果に前記検査基準のルールを適用して検査基準を決定する、
ことを特徴とするはんだ付け検査方法。
【請求項２】
前記はんだ印刷工程後の基板に対する計測処理では、ランドに印刷されたクリームはんだにつき、体積、高さ、印刷範囲の面積、ランドに対する印刷範囲の相対位置のうちの少なくとも１つの値を求める計測を、ランド毎に実施する、請求項１に記載されたはんだ付け検査方法。
【請求項３】
前記検査基準のルールは、検査対象のはんだ付け部位に対する計測処理により得られた計測値の適否を判別するための判定基準値が、当該検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施された計測処理の結果によって変動するように設定されている、請求項１に記載されたはんだ付け検査方法。
【請求項４】
前記検査基準のルールは、はんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施された計測処理の結果に応じてそれぞれ異なる内容に定められた複数とおりの検査基準の中から、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだにかかる計測処理の結果に適合する検査基準を選択するように設定されている、請求項１に記載されたはんだ付け検査方法。
【請求項５】
請求項１に記載されたはんだ付け検査方法において、
前記リフロー工程より前に実施される複数の工程のうちの部品実装工程を終了した基板を対象に、当該工程で基板に実装された部品に対する計測処理を、さらに実行し、
前記検査基準のルールは、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する計測処理により得られた計測値と、検査対象のはんだ付け部位に対応する部品に対する計測処理により得られた計測値との組み合わせによって、当該はんだ付け部位に対する検査基準が変動するように設定されているはんだ付け検査方法。
【請求項６】
前記はんだ印刷工程後の基板を対象にした計測処理として、前記はんだ印刷工程により基板上の各ランドに印刷されたクリームはんだの量をランド毎に計測し、
前記リフロー工程後の検査では、検査対象の基板の画像に現れた反射光像とこの反射光像が表す傾斜角度の関係とに基づきリフロー工程後のはんだの高さを計測して、その計測値の適否を判別し、
前記検査基準のルールは、リフロー工程後のはんだの高さの適否を判定するための判定基準値を、前記クリームはんだの量の計測値が小さくなるにつれて低い値にするように設定されている、請求項１に記載されたはんだ付け検査方法。
【請求項７】
部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程に配備されてリフロー工程後の基板を検査する検査機と、前記複数の工程のうちのはんだ印刷工程に配備されて当該工程後の基板を検査する検査機と、各検査機から通信により検査結果情報を取り込んで、検査機毎の検査結果情報を基板別および検査対象部位別に読出可能に管理する情報管理装置とを具備し、
前記リフロー工程の検査機は、検査対象のはんだ付け部位に対して内容がそれぞれ異なる複数とおりの検査基準による検査を実行する機能を具備し、
前記はんだ印刷工程の検査機が前記はんだ印刷工程後の基板のランドにおけるクリームはんだの印刷状態を検査するために、当該クリームはんだの印刷量または印刷位置を表す複数種のパラメータの中の少なくとも１つの値を求める計測を実施することを前提として、前記リフロー工程の検査機または情報管理装置に、リフロー工程後のはんだ付け部位に対する検査について、前記はんだ印刷工程の検査機が検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する検査の際に実施した計測処理の結果によって前記複数とおりの検査基準のいずれを選択するかが定義された検査基準のルールを記憶するルール記憶手段と、前記リフロー工程後の検査対象のはんだ付け部位について前記はんだ印刷工程の検査機から情報管理装置に送信された検査結果情報の中から、当該はんだ印刷工程の検査機がはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施した計測処理により得た計測値を取得する計測値取得手段と、前記検査対象のはんだ付け部位につき前記計測値取得手段が取得した計測値に前記検査基準のルールを適用することにより、当該計測値に適合する検査基準を決定する検査基準決定手段とが、設けられている、ことを特徴とする基板検査システム。
【請求項８】
前記リフロー工程の検査機は、検査対象のはんだ付け部位に対し、前記複数とおりの検査基準による検査の全てを実行すると共に、各検査毎の検査結果情報を前記情報管理装置に送信し、
前記情報管理装置は、前記ルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段を具備すると共に、リフロー工程の検査機から受信した検査結果情報の中から、前記検査基準決定手段により決定された検査基準に対応するものを選択して保存する受信情報処理手段を具備する、請求項７に記載された基板検査システム。
【請求項９】
前記リフロー工程の検査機は、前記ルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段を具備すると共に、検査対象のはんだ付け部位に対し、検査基準決定手段により決定された検査基準による検査を実行して、当該検査による検査結果情報を前記情報管理装置に送信する検査実行手段を具備する、請求項７に記載された基板検査システム。
【請求項１０】
部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程までを終了した基板を対象に、この基板を所定の方向から照明しながら、基板のはんだ付け部位からの照明光に対する正反射光を入射させることが可能な位置に配置されたカメラにより当該基板を撮像し、生成された画像中のはんだ付け部位に現れる反射光像を解析することによって当該部位のはんだ付け状態を検査する検査機であって、
検査対象のはんだ付け部位について、前記リフロー工程より前に実施される複数の工程のうちのはんだ印刷工程後の基板について、ランドに印刷されたクリームはんだの印刷量または印刷位置を表す複数種のパラメータの中の少なくとも１つにかかる計測値を入力する入力手段と、
前記検査対象のはんだ付け部位に対する検査基準を前記入力手段により入力した計測値によって変動させるように定義された検査基準のルールを記憶するルール記憶手段と、
前記リフロー工程後の基板のはんだ付け部位に対し、前記入力手段により入力した計測値に前記検査基準のルールを適用することにより当該計測値に適合する検査基準を決定し、この検査基準に基づきはんだ付け部位に対する検査を実行する検査実行手段とを、
具備するはんだ付け検査機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程までを終了した基板を対象にした外観検査により、基板に実装された各種部品のはんだ付け状態の適否を判別する方法、およびこの方法が適用された検査システムならびにはんだ付け検査機に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品実装基板は、一般に、クリームはんだの印刷工程、部品実装工程、およびリフロー工程の各工程により生産される。近年の生産ラインには、これらの工程毎に検査機を配備し、各検査機による検査結果を情報処理装置に集積して、同一対象毎に突き合わせて確認できるようにした基板検査システムが導入されたラインがある（たとえば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
リフロー工程後のはんだ付け部位の検査に関しては、はんだの鏡面反射性を利用して、検査対象の基板を斜め上方から照明しながら当該基板をほぼ真上から撮像し、生成された画像中の反射光像のパターンを解析する検査機が広く用いられている。たとえば、特許文献２には、赤、緑、青の各色彩光をそれぞれ入射角の範囲が異なる方向から基板に照射することにより、これらの照明光に対応する色彩の分布パターンによりはんだの傾斜状態が表された画像を生成し、この色彩の分布パターンをあらかじめ登録された検査基準に基づき処理することが記載されている（特許文献２の段落０００３，００３４〜００４０を参照。）。
【０００４】
はんだ印刷工程後の検査にも、同様に、基板をほぼ真上から撮像して２次元の画像処理を行うことにより、基板上の各ランドにおけるクリームはんだの面積や印刷位置などを計測する検査機が用いられる。また位相シフト法により検査対象部位の三次元形状や体積を求める検査機もある（たとえば特許文献３を参照。）。
【０００５】
いずれの工程でも、自動で検査を行うには、あらかじめ各検査対象部位に適した検査基準を検査機に登録する必要がある。検査基準は、検査領域の設定、計測対象部位の検出方法や計測のための演算方法、計測値の適否を判別するための判定基準値など、検査に必要な種々の情報を定義するもので、プログラムにより具現化される。
【０００６】
検査の精度を向上するには、部品毎に適切な検査基準を設定する必要がある。さらに最終のリフロー工程後の検査に関しては、不良を見逃すことのない検査基準を設定することも必要となる。
【０００７】
上記の課題に関して、特許文献２には、同一の部品種であっても、形成されるフィレットの形状によって検査基準を異なる内容に設定することが記載されている。その記載を要約すると、特許文献２に記載された検査機には、部品種毎に、その部品種の部品に形成され得る複数とおりのフィレット形状に対応する複数とおりの検査基準データが、それぞれ対応する形状のフィレットの高さ範囲に対応づけて登録される。またティーチング処理において、基板に実装される部品毎に、その部品の形状データやその部品に対応するランドの大きさから当該部品のフィレットの高さを算出し、その高さに対応する検査基準を読み出して、処理対象の部品の検査領域に紐付ける。これにより、部品毎に、その部品に形成されるフィレットの形状に適した検査基準が適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９６６３３６号公報
【特許文献２】特許第４１０３９２１号公報
【特許文献３】特開２０１０−９１５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載されたものを含め、リフロー工程後の検査における従来の検査基準ははんだ付け状態が良好であること、言い換えればリフロー工程を含む全工程で適切な処理が実施されたことを前提として定められる。しかし、実際には、はんだ印刷工程でのクリームはんだの印刷量や印刷位置にばらつきや経時変化が生じたり、部品実装工程での部品の実装位置やクリームはんだに対する押し込み量が変動するなどして、リフロー後のはんだの形状が変動し、良品であるにも関わらず、検査基準に適合しないと検査機に判別される形状になる場合がある。
【００１０】
以下、図１２〜図１５を用いて上記の問題を説明する。各図は、リード部品の一電極に対するはんだ付け部位のリフロー工程後のはんだの形状が、リフロー工程前の状態によって変動することを示すものである。各図において、３００はランドであり、３０１は部品の電極である。また、３０２はリフロー前のクリームはんだであり、３０３はリフロー工程により溶融した後に固化したはんだ（以下、「リフロー後はんだ」という。）である。
【００１１】
図１２では、電極３０１に浮きが生じていた場合の事例と浮きが生じていない場合の事例とを上下に対比させて示している。はんだ印刷工程では、いずれの例でも、標準の量のクリームはんだ３０２が印刷されているが、電極３０１に浮きのない下の例では、溶けたはんだが電極３０２によりせき止められたために、リフロー後はんだ３０３が高く盛り上がり、ランド３００の端縁から電極３０１の先端までの部分（以下、この部分を「ランド突き出し部」という。）に適度な傾斜面（フィレット）が形成されている。これに対し、電極３０１が浮いた上の例では、溶融したはんだがランド３００に薄く広がり、リフロー後はんだ３０３は下の例より平坦な形状となっている。
【００１２】
このように、はんだの印刷量が同じであっても、電極３０１が浮いている場合と浮いていない場合とでは、リフロー後はんだ３０３の高さや傾斜状態が変動する。
ところが、図１３の下の例に示すように、クリームはんだ３０２の量は標準より少ないが、リフロー後はんだ３０３を介して電極３０１とランド３００とが良好に接続される場合がある。このケースでのリフロー後はんだ３０３の高さや傾斜状態は、クリームはんだ３０２の量が標準で電極３０１が浮いている場合（図１３の上の例）と同じ程度になる。
【００１３】
図１４は、部品実装工程で装着された部品の電極３０１の高さによってリフロー後はんだ３０３の形状が変動する例を示す。
図１４の上の例では、クリームはんだ３０２の中に電極３０１が適度に埋め込まれているため、リフロー工程では、溶融したはんだが電極３０１にせき止められて、ランド突き出し部に適度な傾斜面が形成される。これに対し、図１４の下の例では、電極３０１が高い位置に設置されたために、リフロー工程で溶けたはんだが電極３０１の下方に吸い込まれる。この結果、リフロー後はんだ３０３は、ランド突き出し部では非常に緩やかになり、電極３０１の端縁の近傍のみの傾斜が急峻になる。この状態でも、電極３０１とランド３００との電気的接続に支障はないが、図１５の点線枠内に示すように、ランド突き出し部のリフロー後はんだ３０３の高さは、電極３０１が浮いた場合よりも低くなる場合がある。
【００１４】
上記の各例に示すように、電極３０１とランド３００との電気接続には問題はないが、リフロー後はんだ３０３の外観形状が接続不良のものと似た状態になったり、接続不良のものよりもリフロー後はんだ３０３が低くなる場合がある。リフロー工程後の外観検査では、基板をほぼ真上から撮像するため、電極の浮きや電極の下方のはんだの状態を確認することはできず、ランド突き出し部のリフロー後はんだ３０３の状態に基づいた判定をするしかない。このため従来の検査では、不良の見逃しを防ぐために、画像に現れた反射光像のパターンが不良を表す可能性がある場合には、全て不良と判定するような検査基準を設定するが、これは多くの見過ぎ（良品を不良と判定すること）を生み、生産効率の低下を招く。
【００１５】
本発明は上記の問題に着目し、リフロー工程後の検査において、リフロー工程を実施する前の検査対象部位の状態の違いによって異なる検査基準を適用することにより、はんだ付け状態の適否を精度良く見分けることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程までを終了した基板を所定の方向から照明しながら、基板のはんだ付け部位からの照明光に対する正反射光を入射させることが可能な位置に配置されたカメラにより当該基板を撮像し、生成された画像中のはんだ付け部位に現れる反射光像を解析することによって当該部位のはんだ付け状態を検査する方法に適用される。なお、反射光像は、主として照明光に対するはんだ付け部位からの正反射光により生成されるが、概ね正反射に近い方向に反射した光による像が含まれてもかまわない。
本発明による検査方法では、リフロー工程より前に実施される複数の工程のうちのはんだ印刷工程後の基板を対象に、ランドに印刷されたクリームはんだの印刷量または印刷位置を表す複数種のパラメータの中の少なくとも１つの値を求める計測がランド毎に実施されることを前提として、リフロー工程後の検査にかかる検査基準が、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する計測処理の結果によって変動するように検査基準のルールを定める。そして、リフロー工程後の基板のはんだ付け部位に対し、当該はんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施された計測処理の結果に検査基準のルールを適用して検査基準を決定する。
【００１７】
上記方法において、はんだ印刷工程後の基板に対する計測処理では、ランドに印刷されたクリームはんだにつき、体積、高さ、印刷範囲の面積、ランドに対する印刷範囲の相対位置のうちの少なくとも１つの値を求める計測を、ランド毎に実施することができる。本発明によれば、同一規格の基板の同じ場所に実装される部品であっても、リフロー工程前のクリームはんだの状態が異なる場合には、それぞれに異なる検査基準が適用される可能性がある。したがって、部品毎に、その部品のクリームはんだの印刷状態を考慮した検査を実施することができ、良品と不良品とを見分ける精度を高めることが可能になる。
【００１８】
上記の検査方法の好ましい実施形態では、検査基準のルールは、検査対象のはんだ付け部位に対する計測処理により得られた計測値の適否を判別するための判定基準値が、当該検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施された計測処理の結果によって変動するように設定される。この実施形態によれば、はんだ付け部位に対する計測の手順は同じであるが、計測により得られた計測値の適否を判別するための判定基準値をリフロー工程前のクリームはんだの状態に応じて変更することができる。
【００１９】
上記の検査方法の他の好ましい実施形態では、検査基準のルールは、はんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施された計測処理の結果に応じてそれぞれ異なる内容に定められた複数とおりの検査基準の中から、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだにかかる計測処理の結果に適合する検査基準を選択するように設定される。この実施形態によれば、リフロー工程後の検査では、リフロー工程前のクリームはんだの状態によって異なる内容の検査を実施することができる。
【００２０】
なお、リフロー工程後の検査を開始する前に検査基準を選択して、その選択された検査基準による検査を実行してもよいが、これに限らず、たとえば、全ての検査基準による検査を並列して実行した後に、検査基準を選択し、その選択された検査基準による検査の結果を採用してもよい。
【００２１】
他の好ましい実施形態では、部品実装工程を終了した基板を対象に、当該工程で基板に実装された部品に対する計測処理を実行する。たとえば、部品の中心の位置、ランドに対する部品電極の端縁の位置、あらかじめ定めた基準位置に対する部品のずれ量、部品の回転ずれ角度、部品や部品電極の高さなどを計測することができる。また、検査基準のルールは、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する計測処理により得られた計測値と、検査対象のはんだ付け部位に対応する部品に対する計測処理により得られた計測値との組み合わせによって、当該はんだ付け部位に対する検査基準が変動するように設定されている。
この実施形態によれば、クリームはんだの状態と部品の実装状態との関係のパターンの違いに応じて検査基準を細かく分けることができ、リフロー工程後の検査の精度をより一層高めることができる。
【００２４】
他の好ましい実施形態では、はんだ印刷工程後の基板を対象にした計測処理として、はんだ印刷工程により基板上の各ランドに印刷されたクリームはんだの量をランド毎に計測する。この場合には、「クリームはんだの量」として、クリームはんだの面積、体積、高さの少なくとも１つを示すパラメータを求めることができる。
【００２５】
また、この実施形態では、リフロー工程後の検査において、検査対象の画像に現れた反射光像とこの反射光像が表す傾斜角度の関係とに基づきリフロー工程後のはんだの高さを計測して、その計測値の適否を判別する。さらに、検査基準のルールは、リフロー工程後のはんだの高さの適否を判定するための判定基準値を、クリームはんだの量の計測値が小さくなるにつれて低い値にするように設定される。
【００２６】
上記の実施形態によれば、図１３の下段に示した事例のように、クリームはんだの量が少なかったためにリフロー工程後のはんだの高さが低くなったが、はんだ付け状態に不備がない部品を、良品として判定することが可能になる。一方、図１３の上段に示した事例のように、電極に浮きが生じているためにリフロー工程後のはんだの高さが低くなった部品には、不良の判定をすることができる。
【００２７】
つぎに、本発明による基板検査システムは、部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程に配備されてリフロー工程後の基板を検査する検査機と、複数の工程のうちのはんだ印刷工程に配備されて当該工程後の基板を検査する検査機と、各検査機から通信により検査結果情報を取り込んで、検査機毎の検査結果情報を基板別および検査対象部位別に読出可能に管理する情報管理装置とを具備する。
リフロー工程の検査機は、検査対象のはんだ付け部位に対して内容がそれぞれ異なる複数とおりの検査基準による検査を実行する機能を具備する。さらに、このシステムでは、はんだ印刷工程の検査機がはんだ印刷工程後の基板のランドにおけるクリームはんだの印刷状態を検査するために、当該クリームはんだの印刷量または印刷位置を表す複数種のパラメータの中の少なくとも１つの値を求める計測を実施することを前提として、リフロー工程の検査機または情報管理装置に、以下のルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段が設けられる。
【００２８】
ルール記憶手段は、リフロー工程後のはんだ付け部位に対する検査について、はんだ印刷工程の検査機が検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する検査の際に実施した計測処理の結果によって前記複数とおりの検査基準のいずれを選択するかが定義された検査基準のルールを記憶する。
計測値取得手段は、リフロー工程後の検査対象のはんだ付け部位についてはんだ印刷工程の検査機から情報管理装置に送信された検査結果情報の中から、当該はんだ印刷工程の検査機がはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対して実施した計測処理により得た計測値を取得する。
検査基準決定手段は、検査対象のはんだ付け部位につき計測値取得手段が取得した計測値に上記の検査基準のルールを適用することにより、当該計測値に適合する検査基準を決定する。
【００２９】
ルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段は、リフロー工程の検査機および情報管理装置のいずれに設けられてもよい。これらがリフロー工程の検査機に設けられる場合には、計測値取得手段は、情報管理装置との通信により、はんだ印刷工程の検査機から情報管理装置に送信された検査結果情報の中から、検査対象のはんだ付け部位に対応する計測値を含むものを入力する手段として構成することができる。
【００３０】
また、これらの手段が情報管理装置に設けられる場合には、計測値取得手段は、はんだ印刷工程の検査機から受信して保存している検査結果情報の中から、検査対象のはんだ付け部位に対応する計測値を含むものを読み出す手段として構成することができる。または、はんだ印刷工程の検査機からの検査結果情報の送信を受けたときに、その中から計測値を取り出す機能を計測値取得手段とし、検査基準決定手段により、リフロー工程の検査機の検査対象部位に対する検査基準をその検査に先立ち決定してもよい。
【００３１】
上記のシステムの一実施形態では、リフロー工程の検査機は、検査対象のはんだ付け部位に対し、複数とおりの検査基準による検査の全てを実行すると共に、各検査毎の検査結果情報を情報管理装置に送信する。また情報管理装置は、ルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段を具備すると共に、リフロー工程の検査機から受信した検査結果情報の中から、検査基準決定手段により決定された検査基準に対応するものを選択して保存する。この構成によれば、リフロー工程の検査機が複数とおりの検査基準による検査を全て実行した後に、情報管理装置において、各検査結果の中からリフロー工程前のクリームはんだの状態に適合する検査基準による検査の結果が採用されることになる。
【００３２】
上記のシステムの他の実施形態では、リフロー工程の検査機が、ルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段を具備する。さらに、この検査機は、検査対象のはんだ付け部位に対し、検査基準決定手段により決定された検査基準による検査を実行して、当該検査による検査結果情報を情報管理装置に送信する検査実行手段を具備する。この構成によれば、リフロー工程の検査機において、リフロー工程前のクリームはんだの状態に適合する検査基準による検査が実行されることになる。
このほか、ルール記憶手段、計測値取得手段、および検査基準決定手段を情報管理装置に設け、検査基準決定手段により決定された検査基準を情報管理装置からリフロー工程の検査機に伝送し、リフロー工程の検査機でこの検査基準に基づく検査を実行してもよい。
【００３３】
本発明が適用されたはんだ付け検査機は、部品実装基板の生産のために実施される複数の工程のうちのリフロー工程までを終了した基板を対象に、この基板を所定の方向から照明しながら、基板のはんだ付け部位からの照明光に対する正反射光を入射させることが可能な位置に配置されたカメラにより当該基板を撮像し、生成された画像中のはんだ付け部位に現れる反射光像を解析することによって当該部位のはんだ付け状態を検査するもので、以下の入力手段、ルール記憶手段、検査実行手段を具備する。
【００３４】
入力手段は、検査対象のはんだ付け部位について、リフロー工程より前に実施される複数の工程のうちのはんだ印刷工程後の基板について、ランドに印刷されたクリームはんだの印刷量または印刷位置を表す複数種のパラメータの中の少なくとも１つにかかる計測値を入力する。この入力は、たとえば、前出の情報管理装置や計測を実施した検査機との通信により行うことができるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
ルール記憶手段は、検査対象のはんだ付け部位に対する検査基準を入力手段により入力した計測値によって変動させるように定義された検査基準のルールを記憶する。検査実行手段は、リフロー工程後の基板のはんだ付け部位に対し、入力手段により入力した計測値に検査基準のルールを適用することにより当該計測値に適合する検査基準を決定し、この検査基準に基づきはんだ付け部位に対する検査を実行する。
【００３６】
上記のはんだ付け検査機によれば、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドのクリームはんだに対する計測処理の結果によって、良・不良を判定するための判定基準値、計測対象、計測手法などを変動させて検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、リフロー工程後のはんだ付け検査の検査基準を、検査対象のはんだ付け部位に対応するランドにおけるクリームはんだの印刷状態によって変動させるので、良品と不良品とを高い精度で見分けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】基板検査システムの構成を部品実装基板の生産ラインの全体構成に対応づけて示す図である。
【図２】はんだ付け検査機の構成を示すブロック図である。
【図３】はんだ印刷検査機の構成を示すブロック図である。
【図４】はんだ付け検査に関わる装置間における情報の流れを示す図である。
【図５】リフロー後はんだのぬれ上がり高さを計測する方法を説明する図である。
【図６】リフロー後はんだのぬれ上がり高さを判定するための判定基準値の設定方法を説明する図である。
【図７】リフロー後はんだのぬれ上がり高さを判定するための判定基準値の他の設定方法を説明する図である。
【図８】クリームはんだに対する計測領域を限定する方法を説明する図である。
【図９】はんだ付け検査機における処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】複数とおりの検査基準による検査を実行する場合の各装置間における情報の流れを示す図である。
【図１１】検査基準の設定ルールの具体例を示すフローチャートおよび選択に用いるしきい値の意味を示す図である。
【図１２】部品電極が浮いている場合と浮きがなかった場合とでのリフロー後の結果を対比させて示す図である。
【図１３】部品電極が浮いている場合とクリームはんだの量が少なかった場合とでのリフロー後の結果を対比させて示す図である。
【図１４】部品電極の高さが正常な場合と部品電極が高めに配置された場合とでのリフロー後の結果を対比させて示す図である。
【図１５】部品電極が浮いている場合と部品電極が高めに配置された場合とでのリフロー後の結果を対比させて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、基板検査システムの一実施形態の構成を部品実装基板の生産ラインの全体構成に対応づけて示す。
図示の生産ラインには、はんだ印刷工程、部品実装工程、およびリフロー工程が含まれる。はんだ印刷工程には、基板上の各ランドにクリームはんだを塗布するはんだ印刷装置１１とこの装置１１による処理結果を検査するはんだ印刷検査機１０が設けられる。部品実装工程には、はんだ印刷後の基板に部品を実装するマウンタ２１や部品の実装状態を検査する部品検査機２０が設けられる。リフロー工程には、部品実装後の基板のクリームはんだを溶かすリフロー炉３１やリフロー後の基板を検査するはんだ付け検査機３０が設けられる。図中の太矢印に示すように、基板が各装置に順に送り込まれて処理されることにより、所定の規格に応じた部品実装基板が完成する。
【００４０】
各工程の検査機１０，２０，３０は、それぞれＬＡＮ回線１００を介して相互に接続される。ＬＡＮ回線１００には、さらに検査プログラム管理装置１０１および検査データ管理装置１０２が接続されている。検査プログラム管理装置１０１には、検査機１０，２０，３０毎に、あらかじめ定められた検査基準に基づく検査を実行するための検査プログラムを部品の種毎のライブラリデータとしてまとめたデータベースが登録されている。
【００４１】
検査データ管理装置１０２には、各検査機１０，２０，３０で実施された検査の結果が保存される。この検査結果情報には、検査対象部位毎の良否の判定結果や、その判定のために実施された計測結果が含まれている。検査結果情報は、検査機１０，２０，３０毎に、また基板別および基板上の個々の部品別に読み出すことができるように構成される。
【００４２】
なお、検査プログラム管理装置１０１と検査データ管理装置１０２とは必ずしも別体にする必要はなく、１つのコンピュータに各管理装置１０１，１０２の機能を持たせてもよい。反対に、各管理装置１０１，１０２を複数のコンピュータにより構成することも可能である。
【００４３】
各検査機１０，２０，３０では、検査に先立ち、検査対象基板の構成を示すデータ（たとえばＣＡＤデータ）を入力し、この入力データに示される各部品の部品種情報に適したライブラリデータを検査プログラム管理装置１０１から取り込んで、各部品の位置情報とライブラリデータとを紐付ける処理を実施する。これにより各検査機１０，２０，３０に検査対象基板の検査に必要な環境が設定される。なお、ライブラリデータに基づくプログラムの内容は、適宜、ユーザによる設定操作に応じて変更することができる。
【００４４】
図２は、はんだ付け検査機３０の構成を示す。
この実施例のはんだ付け検査機３０は、制御処理部１，カメラ２、照明装置３，基板ステージ４などを有する。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状態（ステージ４上の基板Ｓを正面視する状態）で配備される。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。
【００４５】
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、それぞれの中心部をカメラ２の光軸に位置合わせした状態で配置される。また、各光源３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは互いに異なる大きさの径を有し、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。この配置は、基板Ｓに対する入射角度の範囲を色彩毎に異なるものにすることを目的とする。
【００４６】
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、通信用インターフェース１１７、入力部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。
【００４７】
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、検査プログラム管理装置１０１から提供されたライブラリデータに基づく検査プログラム群（検査基準を表すもの）、検査の過程で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。
【００４８】
通信用インターフェース１１７は、前出のＬＡＮ回線１００を介して他の装置と通信を行うためのものである。入力部１１８は、検査の開始や終了を指定する操作や種々の設定データの入力に用いられる。表示部１１９は、検査結果や検査に用いられた画像を表示するためのものである。
【００４９】
つぎに図３は、はんだ印刷検査機１０の構成を示す。なお、この図３では、図２に対応する構成を、図２と同じ符号にＡを付けた符号により示す。
このはんだ印刷検査機１０は、位相シフト法の原理に基づき基板Ｓのランドに印刷されたクリームはんだの高さを計測するもので、制御処理部１Ａ，カメラ２Ａ，照明装置３Ａ，基板ステージ４Ａのほか、縞状のパターン画像を基板に投影するためのプロジェクタ５を有する。また、この検査機１０の照明装置３Ａは、白色光を発する環状光源３Ｍにより構成される。制御処理部１Ａには、はんだ付け検査機３０の制御処理部１と同様の構成のに加え、プロジェクタ制御部１２０が設けられる。
【００５０】
部品検査機２０に関しては、はんだ付け検査機３０とほぼ同じ構成を有するので、図示を省略する。ただし、部品検査機１０では、照明装置３の光源を白色光源にしてもよい。
部品検査機２０では、検査対象の基板Ｓの画像から基板上の部品を検出し、その位置や傾きなどを計測して、その計測結果に基づき部品の実装状態の適否を判定する。
【００５１】
また部品検査機２０として、図３に示したはんだ印刷検査機１０と同様の構成の装置を使用することもできる。この場合には、部品の実装位置や姿勢の検査に加えて、部品および部品電極の高さや垂直方向に対する部品の傾きなどを検査することもできる。
【００５２】
上記３種類の検査機１０，２０，３０のうち、はんだ印刷検査機１０と部品検査機２０とは、中間工程における検査を行うものであるが、これらで不良と判定されても、その後の工程の処理によって品質が改善される場合もある。したがって、多くの現場では、はんだ印刷検査機１０や部品検査機２０で不良と判定された基板をラインから取り除かずに後段に流すことを許容している。
一方、最終のリフロー工程に置かれるはんだ付け検査機３０では、不良を見逃さないように厳密な判定を行う必要があるが、図１２〜図１５を用いて説明したように、リフロー工程後はんだの形状は、クリームはんだの印刷状態や部品の状態によって変動し、リフロー後はんだが不良の状態に似た形状を示しても、部品電極とランドとの接続が良好である場合も多い。
【００５３】
そこで上記の基板検査システムでは、はんだ付け検査機３０で検査を行う際に、検査対象のはんだ付け部位に対する検査基準を当該部位に対応する箇所に対して他の検査機１０，２０が実施した計測処理の結果に基づき調整するようにしている。具体的にこの実施例では、はんだ付けの良・不良を見分けるための判定基準値を複数とおり設定し、他の検査機１０，２０の計測結果に応じて判定基準値を選択する方法により、検査基準の内容を変動させるようにしている。これにより、同じ規格の基板の同じ場所に実装される部品であっても、それぞれの部品のリフロー工程前の状態が異なると、検査基準も異なる内容になる場合がある。
【００５４】
図４は、はんだ付け検査機３０の検査に関わる装置を、装置間における情報の流れと共に示す。この例では、検査プログラム管理装置１０１、検査データ管理装置１０２、およびはんだ印刷検査機１０が、はんだ付け検査機３０の検査に関与する。
【００５５】
この実施例の検査プログラム管理装置１０１は、はんだ印刷検査機１０に対し、ランドに印刷されたクリームはんだの体積の検査を実施するための検査プログラムを提供する（図４の（ａ））。一方、はんだ付け検査機３０に対しては、検査プログラム管理装置１０１は、はんだ付け部位のリフロー後はんだのぬれ上がり高さの検査を実施するためのプログラムを提供すると共に、この検査で使用する判定基準値を検査対象のはんだ付け部位に対応するクリームはんだの体積に応じて変更するための方法を定めたプログラム（以下、このプログラムを「選択ルール」という。）を提供する（図４の（ｂ）（ｃ））。
上記の検査プログラムおよび選択ルールは、部品種単位のライブラリデータに含められて部品毎に提供される。
【００５６】
はんだ印刷検査機１０は、提供された検査プログラムに基づき、検査対象の基板Ｓの各ランドに印刷されたクリームはんだの体積を計測して、計測値の良・不良を判定する。そして、ランド毎の計測値を含む検査結果情報を検査データ管理装置１０２に送信する（図４の（ｄ））。検査データ管理装置１０２は、これを保存する。
【００５７】
はんだ付け検査機３０も、提供された検査プログラムに基づき、検査対象の基板Ｓの各ランドにおけるリフロー後はんだのぬれ上がり高さを計測して、計測値の良・不良を判定し、計測値を含む検査結果情報を検査データ管理装置１０２に送信する（図４の（ｅ））。ただし、その判定のための判定基準値は一定ではなく、選択ルールに基づき、複数とおりの判定基準値の中から選択される。この選択のために、はんだ付け検査機３０は検査データ管理装置１０２にアクセスして、現在受け付けている基板Ｓの処理中のランドをはんだ印刷検査機１０が検査したときに求めたクリームはんだの体積を読み込み（図４の（ｆ））、この体積を選択ルールに適用することにより判定基準値を選択する。
【００５８】
ここで、各検査機１０，３０において実施される検査の具体的な内容を説明する。
まず、はんだ印刷検査機１０における検査であるが、はんだ印刷検査機１０では、位相シフト法の原理に基づく三次元計測をベースとする処理により、クリームはんだの体積を算出する。三次元計測では、縞状のパターン画像を、縞を所定量ずつ動かしながらプロジェクタ５から基板Ｓに投影する処理を、複数回の投影を１サイクルとして実行すると共に、毎回の投影のタイミングに合わせてカメラ２Ａによる撮像を行う。１サイクル分の投影および撮像が完了すると、各回の撮像により得た画像中の検査領域（ランド毎に設定される。）内の各画素を１つずつ対象として、毎回の撮像における輝度の変化を検出し、この変化を一周期分の正弦波として、正弦波の位相を求める。さらに、処理対象の画素につき算出された位相やパターン画像の投影面およびカメラ２Ａとあらかじめ定めた基準面（たとえば基板に対応する高さの面）との関係に基づく三角測量を適用して、基準面から処理対象の画素に対応する点までの距離を算出する。この距離は、処理対象の画素に対応する点の高さを示すことになる。
【００５９】
また、上記の処理とは別に、はんだ印刷検査機１０では、照明部３の白色照明下での撮像を行って、生成された画像中の検査領域からクリームはんだの色彩を検出する。そしてこのはんだの色彩が検出された画素に対して算出された高さデータを積分することによりクリームはんだの体積を求める。
【００６０】
上記の方法によりクリームはんだの体積が算出されると、はんだ印刷検査機１０では、この体積を検査領域毎に登録されている判定基準値と照合して良・不良を判定するが、「不良」と判定されたクリームはんだが搭載された基板も、後工程へと流される。
【００６１】
つぎに、はんだ付け検査機３０における検査のための計測処理について説明する。
この実施例のはんだ付け検査機３０では、赤、緑、青の各色彩光をそれぞれ入射角度の異なる方向から基板Ｓに照射するので、リフロー後はんだの傾斜面に照射された各色彩光の正反射光のうちカメラ２に入射した光によって、リフロー後はんだの傾斜状態を赤、緑、青の各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。画像中の各色領域は、それぞれ対応する照明光の入射角度とほぼ同じ傾斜角度を表現する。この実施例では、三色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（この実施例では８〜１５度）を示し、三色の中で入射角度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（この実施例では２５〜３８度）を示す。また、赤色光と青色光との間の範囲から照射される緑色光により生じる緑色領域は、赤色領域および青色領域が示す角度範囲の間の角度範囲（この実施例では１５〜２５度）を示す。
【００６２】
図５は、各色領域とこれらが示す傾斜角度との関係に基づき、リフロー後はんだのぬれ上がり高さを求めるための方法を示す。
この図５では、チップ部品２００を例に、このチップ部品２００の電極２０１とランド２０３とを接続するリフロー後はんだのフィレット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異なる塗りパターンにより示す。
【００６３】
この実施例では、画像中の部品２００の全体を含む範囲に部品用の検査領域（図示せず。）を設定して部品２００を検出すると共に、ランド２０３毎に検査領域Ｆを設定して、その検査領域Ｆ内の赤領域、緑領域、青領域を検出する。図５に示すような形状のフィレットの画像では、一般に、画像中のランド２０２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、赤、緑、青の順に色彩が分布する。また部品２００に近い場所に、青領域で表すことができる範囲を超える急峻な傾斜面を表す暗領域が生じることがある。
【００６４】
上記の画像の特徴を利用して、この実施例では、検査領域Ｆ内において暗領域を含む４つの色領域が分布する方向を見つけて、この方向に沿って計測ラインＬを設定し、この計測ラインＬにおいて、各色領域の境界に位置する点Ａ２，Ａ３，Ａ４、および赤領域の外側の端縁との交点Ａ１を抽出する。さらに部品の検出結果に基づき、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。
【００６５】
つぎに、抽出された点のうち点Ａ５を除く各点に、その点に対応する傾斜角度をあてはめる。各色領域が示す傾斜角度にはそれぞれ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。よって、この実施例では、先に例示した傾斜角度範囲に基づき、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５の右手のグラフに示すように、各点Ａ１〜Ａ４の座標と各点Ａ１〜Ａ４にあてはめた角度との関係から、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。さらに、この近似曲線Ｍの点Ａ１から点Ａ５までの範囲に含まれる各点を積分することによって、点Ａ５に対応するはんだの高さを算出し、これをリフロー後はんだのぬれ上がり高さとする。
【００６６】
各色領域が示す傾斜角度にはそれぞれ所定大きさの幅があるが、色領域の間の境界位置に関しては、信頼度の高い傾斜角度が得られるので、各点Ａ１〜Ａ４の座標と傾斜角度との関係から求めた近似曲線は、計測ラインに沿う傾斜の変化を適切に表現していると考えられる。また、傾斜状態が不明な暗領域内の各点の傾斜角度を推定することもでき、この推定に基づき、部品２００の直近のはんだの高さを求めることができる。
【００６７】
このような方法でリフロー後はんだのぬれ上がり高さを求め、その計測値を判定基準値と比較するが、このとき着目中のランド２０３をはんだ印刷検査機１０が検査したときに計測したクリームはんだの体積を取得し、この体積に応じて判定基準値の値を決定する。一実施例では、次の図６に示す３通りの判定基準値Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２の中から、取得したクリームはんだの体積に適合するものを選択する。
【００６８】
図６では、ある部品のリフロー後はんだのぬれ上がり高さの計測値の分布を、クリームはんだの体積が「適正」である（あらかじめ定めた標準値付近にある）もの、「はんだ過多」の範囲にあるもの、「はんだ過少」の範囲にあるものの３タイプに分けて表している。なお、この例では、標準値を１００％として、７０％以上から１３０％未満までの計測値を「はんだ適正」とし、１３０％以上の計測値を「はんだ過多」とし、７０％未満の計測値を「はんだ過少」とするが、分類はこれに限定されるものではない。
【００６９】
図６では、いずれのタイプとも、はんだ付け部位が良好であるものから得た計測値の分布曲線（一点鎖線で示す。）に「ＯＫ」の文字を対応づけ、部品電極の浮きなどの不良が発生しているはんだ付け部位から得た計測値の分布曲線（点線で示す。）に「ＮＧ」の文字を対応づけている。
各グラフに示すように、リフロー後はんだのぬれ上がり高さと良・不良との関係は、クリームはんだの体積によって大きく異なる。発生する全ての不良を見逃さないようにするには、クリームはんだが「はんだ過多」のときの不良のグループよりも高い値を判定基準値にする必要があるが、図６の例においてそのような設定にすると、多くの良品が不良と判定され、生産性が低下する。
【００７０】
そこでこの実施例では、部品の種毎に、相当数のサンプルを用いて、クリームはんだの体積のタイプ別に、はんだ付け状態が良好な場合のリフロー後はんだのぬれ上がり高さの分布とはんだ付け状態が不良の場合のリフロー後はんだのぬれ上がり高さの分布とを求め、各タイプ毎に、不良のグループの分布が除外される値Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２を判定基準値として設定する。
【００７１】
上記３タイプの判定基準値Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２およびこれらを選択するためのプログラムは、選択ルールとして提供される。はんだ付け検査機３０は、各部品のライブラリデータに基づく検査プログラムおよび選択ルールに基づき、検査対象のはんだ付け部位毎に、その部位に対応するランドに対してはんだ印刷検査機１０により計測されたクリームはんだの体積を取得し、この体積に適した判定基準値を選択する。そして、この判定基準値をもって、自装置で計測したリフロー後はんだのぬれ上がり高さの良・不良を判定する。
【００７２】
判定基準値の設定は、上記の方法に限定されるものではない。たとえば、図７に示すような方法により、クリームはんだの体積の計測値と判定基準値との関係を示す関数を設定することも可能である。
【００７３】
図７の例では、Ｘ軸をクリームはんだの体積とし、Ｙ軸をリフロー後はんだのぬれ上がり高さとする平面に、相当数のサンプルから得た計測値を、良サンプル、不良サンプルの別にプロットし、これらの計測値の分布範囲に基づき、クリームはんだの体積毎の判定基準値を示す直線Ｅを設定する。各計測値のうち、直線Ｅより上の範囲にある計測値は良品と判定され、直線Ｅより下の範囲にある計測値は不良と判定される。
【００７４】
直線Ｅは、不良サンプルのグループＧＮＧの計測値が全て直線Ｅの下に位置し、良サンプルのグループＧＯＫ内の計測値ができるだけ多く直線Ｅの上に位置するように設定される。よって、求められた直線Ｅの式Ｙ＝αＸ＋βを登録し、この式にクリームはんだの体積の計測値Ｘをあてはめることにより、クリームはんだの体積によってリフロー後はんだのぬれ上がり高さに対する判定基準値を変動させることができる。これにより、判定基準値をきめ細かく調整することが可能になる。
【００７５】
図７の方法を採用する場合には、上記直線Ｅの式Ｙ＝αＸ＋βを特定し、この直線の式とこの式を用いて判定基準値を算出する旨を定義したプログラムとを含む選択ルールとを作成し、これらをはんだ付け検査機３０に提供する。これにより、はんだ付け検査機３０では、検査対象のはんだ付け部位毎に、その部位に対応するランドに対してはんだ印刷検査機１０で計測されたクリームはんだの体積を取得し、この体積を用いた演算により判定基準値を算出する。
【００７６】
図６，図７のいずれの方法を採用する場合でも、適切な判定基準値を設定するには、クリームはんだの体積とリフロー後はんだのぬれ上がり高さとの因果関係を示す相当数のサンプルを分析する必要がある。これらのサンプルは実物の基板から得たデータに限らず、たとえば流体シミュレーションの手法により、様々な体積のクリームはんだから得られるフィレット形状を求め、このフィレットのぬれ上がり高さを計測することにより、多数のサンプルを作成してもよい。
【００７７】
つぎに、判定基準値の決定に用いるクリームはんだの体積を、フィレットが形成されるランド突き出し部分の体積に限定すれば、より適切な判定基準値を設定することが可能になる。
【００７８】
ランド突き出し部分に限定してクリームはんだの体積を求めるには、たとえば、図８に示すように、はんだ付け検査機３０において、画像中のランドの色彩の分布に基づきフィレットが形成されている領域Ｎ１，Ｎ２を特定し、検査データ管理装置１０２において、上記の領域Ｎ１，Ｎ２内の各画素に対してはんだ印刷検査機１０が求めたクリームはんだの高さデータを用いて領域Ｎ１，Ｎ２内のはんだの体積を再計測する。また計測値の信頼度は少し劣るが、はんだ印刷検査機３０が検査を行う際に、ランド突き出し部分の標準的な大きさに基づく範囲に計測領域を設定して、その計測領域内のクリームはんだの体積を求めてもよい。
【００７９】
ここまでに説明した実施例では、はんだ付け検査機３０でリフロー後はんだのぬれ上がり高さを計測することを前提に、はんだ印刷検査機１０で求めたクリームはんだの体積に基づいて判定基準値を決定しているが、判定基準値を変動させる対象の検査パラメータはぬれ上がり高さに限定されるものではない。たとえば、部品種によっては、検査領域で特定の色領域（青または赤）を検出して、その位置や面積の適否を判定する場合もあるが、これらの判定に用いられる判定基準値も変動設定の対象にすることができる。
【００８０】
判定基準値の決定に用いられる前工程の計測値も、クリームはんだの体積に限らず、クリームはんだの高さの平均値、ランドに対するクリームはんだの印刷範囲の位置および面積などを使用してもよい。また、複数の計測値の組み合わせを用いて、判定基準値を決定してもよい。
【００８１】
また、リフロー工程前の部品の状態がはんだ付けに影響を及ぼす可能性もある。たとえば、部品の実装位置がずれてランド突き出し部の面積が変わると、リフロー後はんだの傾斜角度も変動する。したがって、はんだ印刷検査機１０による計測結果と部品実装検査機２０による計測結果との組み合わせにより判定基準値を決定するようにしてもよい。はんだ付け検査機３０でも部品の位置や傾きなどの検査をしているので、その検査のときに得た計測結果からランド突き出し部を計測してもよいが、部品によっては、リフローによりはんだが部品電極の上部までぬれ上がり、部品電極の端縁を特定しにくい場合がある。このような部品に対しては、リフロー工程前の部品検査のときの計測データを利用した方が、ランド突き出し部の値を正確に算出できる場合がある。
【００８２】
以下、図９を用いて、判定基準値を変動させる対象の検査や判定基準値の決定に用いられる計測パラメータを任意のものとして、はんだ付け検査機３０において実施される処理の概略手順を説明する。なお、この説明では、自装置に登録されている情報を取得することを「読み出し」といい、他の装置との通信により当該他の装置に登録されている情報を取得することを「読み込み」という。
【００８３】
この手順のうち、ステップＳ１およびステップＳ２は、検査前の設定処理を示す。まず最初のステップＳ１では、基板のリストなどから検査対象の基板を選択する操作が行われたことに応じて、選択された基板につき登録されている基板設計データを読み出す。ステップＳ２では、検査プログラム管理装置１０１から基板設計データに含まれる各種部品に対応するライブラリデータを読み込み、これを基板設計データ中の部品の実装位置に対応づける。これにより、各部品の検査に必要な検査プログラム群がはんだ付け検査機３０に登録される。
【００８４】
この後は、ユーザの設定操作に応じて検査プログラムを修正する処理や、基板に対する撮像対象領域の割り付け処理（いずれも図示せず。）などを実施して、検査に移行する。
【００８５】
検査では、まず、前工程の検査機が求めた計測値を使用した検査を実行する部品や使用する計測値の種類を特定する（ステップＳ３）。そして、適宜、撮像対象領域を切り替えて撮像を行いながら、画像中の検査対象部位に検査領域を設定して、検査領域毎にループＬＰを実行する。
【００８６】
ループＬＰでは、処理中の検査領域に設定されている検査プログラムに基づき、特徴抽出処理や計測処理を実行する（ステップＳ４）。さらに、前工程での計測値に基づき判定基準値を決める必要がある場合（ステップＳ５が「ＹＥＳ」）には、検査データ管理装置１０２から必要な計測値を読み込み（ステップＳ６）、読み込んだ計測値を選択ルールに適用して判定基準値を決定する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ４で求めた計測値をステップ７で決定した判定基準値により照合することにより、良・不良を判定する（ステップＳ８）。一方、前工程の計測値に基づき判定基準値を決める必要がない場合（ステップＳ５が「ＮＯ」）には、検査領域に一意に登録されている判定基準値を読み出し（ステップＳ９）、これを用いてステップＳ８の判定処理を実行する。
【００８７】
全ての検査領域に対してループＬＰを実行すると、ステップＳ１０において、各判定結果をまとめて基板全体の良・不良を判定し、結果を検査データ管理装置１０２などに出力する。以下、後続の基板が存在する場合（ステップＳ１１が「ＹＥＳ」）には、その基板を対象に、ループＬＰより処理を実行する。
【００８８】
上記の手順に示すように、本実施形態のはんだ付け検査機３０では、検査対象のはんだ付け部位に対応する箇所に対して前工程の検査機１０，２０が取得した計測値に基づき判定基準値を可変設定することができる。したがって、自装置で求めた計測値が同様であっても、リフロー工程前のクリームはんだの状態や部品の実装状態が異なると、判定基準値も異なる値になるので、それぞれの状態によって検査結果が異なるものになる可能性がある。
【００８９】
つぎに、はんだ付け検査機３０で実行される検査の種類によっては、判定基準値を可変設定することで検査基準の内容を変動させる方法に限らず、処理内容自体を変更するなど検査基準を大幅に変更した方が良い場合もある。このようなケースを含めて対応するために、次の図１０に示す実施例では、はんだ付け検査機３０で実施される特定の検査に対して実行する検査プログラムが異なる複数とおりの検査基準を設定し、これらの検査基準の中から、リフロー工程より前の工程の検査で求められた計測値に適したものを選択するようにしている。
【００９０】
図１０では、各検査機１０，２０，３０、および検査プログラム管理装置１０１ならびに検査データ管理装置１０２の間でやりとりされる情報の主要な流れを示す。
この実施例では、はんだ付け検査機３０が行う特定の検査について、あらかじめ、部品種毎に、はんだ印刷検査機１０や部品検査機２０における計測パラメータとはんだ付け検査機における計測パラメータとの因果関係に基づいて複数とおりの検査基準を設定し、各検査基準を定義したプログラムをそれぞれ個別のライブラリデータに編集して検査プログラム管理装置１０１に登録する。検査プログラム管理装置１０１には、これら複数とおりの検査基準の中の１つを選択するための選択ルールも登録される。この選択ルールは、検査データ管理装置１０２にも転送されて（図１０の（ハ））、当該装置内に登録される。
【００９１】
はんだ付け検査機３０は、検査プログラム管理装置１０１から、検査対象の基板の部品毎に、当該部品に対してそれぞれ異なる内容の検査基準を具現化した検査プログラムを含む複数のライブラリデータを読み込み（図１０の（ロ））、自装置に登録する。一方、はんだ印刷検査機１０や部品検査機２０では、従来と同様に、部品毎に１つの検査基準によるライブラリデータを読み込み（図１０の（イ））、これらに基づき検査を実行すると共に、この処理の過程で取得した計測値を含む検査結果を検査データ管理装置１０２に送信する（図１０の（ニ））。検査データ管理装置１０２では、これらの送信情報を従来どおり保存する。
【００９２】
はんだ付け検査機３０は、検査基準毎の検査を並列して実行し、全ての検査結果（それぞれの検査の過程で得た計測値を含む。）を検査データ管理装置１０２に送信する（図１０の（ホ））。検査データ管理装置１０２では、この送信を受けるより前に、検査プログラム管理装置１０１から提供された選択ルールに基づき、はんだ付け検査機３０が実施する各種検査基準の中から、はんだ印刷検査機１０や部品検査機２０から受信した計測値に適合する検査基準を選択する。そして、はんだ付け検査機３０から検査基準毎の検査結果を受信すると、これらの検査の対象部位に対して選択していた検査基準に対応する検査結果を選択し、この検査結果のみを保存する。さらに検査データ管理装置１０２は、選択した検査結果をはんだ付け検査機３０にフィードバックする（図１０の（ヘ））。これによりはんだ付け検査機３０でも、フィードバックされた検査結果を有効にし、他の検査結果を破棄または無効にする。
【００９３】
上記の図１０の実施例によれば、検査領域の設定、検査領域で抽出する特徴の種類や計測の演算などの処理の内容が異なる複数とおりの検査基準による検査結果の中から、リフロー工程より前の工程で得た計測値が示すリフロー工程前のクリームはんだや部品の状態に最も適したものを選択して、これを検査結果として確定することができる。したがって、リフロー工程前のクリームはんだや部品の状態の違いによって、実質的に実施される検査の内容を変動させることが可能になる。
【００９４】
なお、図１０の例では、はんだ付け検査機３０に複数とおりの検査基準による検査を全て実行させて、それぞれの検査結果の中からリフロー工程より前に得た計測値のパターンに適したものを有効にしたが、検査の方法はこれに限定されるものではない。たとえば、はんだ付け検査機３０での検査が開始される前に、検査データ管理装置１０２から検査基準の選択結果を通知し、その通知に従って、はんだ付け検査機３０が選択された検査基準による検査のみを実行し、その結果を検査データ管理装置１０２に送信してもよい。また検査基準の選択ルールをはんだ付け検査機３０に登録し、はんだ付け検査機３０において、検査データ管理装置１０２から他の検査機１０，２０による計測データを読み込み、これらの計測データを選択ルールに適用することにより、はんだ付け検査機３０自身で検査基準を選択してもよい。
【００９５】
また、上記のようにはんだ付け検査機３０で検査基準を選択する場合には、その選択に用いられる計測値は、検査データ管理装置１０２からの入力に限らず、その計測を実施した検査機から直接入力してもよい。これは、先の判定基準値を変動させる実施例においても同様である。
【００９６】
ここで、図１０の例において使用される検査基準の選択ルールの具体例を説明する。
図１１は、リード部品を対象としたはんだ付け検査を例に、はんだ印刷検査および部品検査で得られた計測値の組み合わせを用いて２とおりの検査基準のうちのいずれか一方を選択する場合に用いられる選択ルールを、フローチャートおよび模式図を用いて示す。この例では、図１５に示した２つの事例を見分けるために、「リフロー後はんだのぬれ上がり高さを検査する」という検査基準Ｒ１と、「部品電極の先端近くの赤領域を検出してその面積を検査する」という検査基準Ｒ２とを設定するものとする。
【００９７】
図１１中のフローチャートを用いて、この例の選択ルールを説明する。
この選択ルールでは、模式図（Ａ）（Ｂ）に示すように、はんだ印刷検査機１０においてクリームはんだ３０３の高さの平均値ｈ１が計測され、部品検査機２０において部品電極３０１の上面の高さｈ２が計測されていることを前提とする。選択ルールによる処理では、まずこれらの計測値ｈ１，ｈ２を用いて部品電極３０１とクリームはんだ３０３の高さの差Δｈを算出し（ステップＳ１０１）、Δｈを２つのしきい値Ｔ１，Ｔ２と比較する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。
【００９８】
模式図（Ｃ）は、模式図（Ｂ）に示したリード部品の電極３０１の一部とその近傍のクリームはんだ３０３とを拡大したものにより、上記のしきい値Ｔ１，Ｔ２の設定例を示す。この図では、クリームはんだ３０３の中に電極３０１が適度に埋まっている状態にあるときの両者の差に相当する値をしきい値Ｔ２とする。一方、しきい値Ｔ１は、電極３０１が浮く寸前の状態にあるとき（模式図中に一点鎖線で示す。）の両者の高さの差に相当するもので、電極３０１の厚みより若干小さい値に設定される。
【００９９】
フローチャートの説明に戻る。この例では、Δｈがしきい値Ｔ１以上の場合（ステップＳ１０２が「ＹＥＳ」）およびΔｈがしきい値Ｔ２以下である場合（ステップＳ１０３が「ＹＥＳ」）には、検査基準Ｒ１を選択する（ステップＳ１０４）。一方、Δｈがしきい値Ｔ２からＴ１までの値をとる場合（ステップＳ１０２，１０３が共に「ＮＯ」）には検査基準Ｒ２を選択する（ステップＳ１０５）。
【０１００】
上記の選択ルールによれば、部品電極３０１に浮きはないが、部品電極３０１がクリームはんだ３０３に対して相対的に高い場所に位置する場合には、Δｈはしきい値Ｔ２より大きく、しきい値Ｔ１より小さくなる。よって、この場合には検査基準Ｒ２による検査結果が有効になるので、リフロー工程後に殆どフィレットが生じていないが、部品電極３０１とランド３００の接続には問題がないもの（図１５の下段の事例）に適した検査をすることができる。
【０１０１】
一方、リフロー工程前に部品電極３０１に浮きが生じていた場合には、Δｈはしきい値Ｔ１より大きくなり、部品電極３０１が適切に装着されていた場合には、Δｈはしきい値Ｔ２以下となるので、これらの場合には検査基準Ｒ１による検査結果、すなわちリフロー後はんだのぬれ上がり高さによる検査の結果が採用される。このような検査基準の切り分けによって、部品電極３０１の浮きを見逃すことなく、図１５の下段の事例のようなはんだ付け状態には良判定をすることが可能になる。
【０１０２】
さらに、上記の例においても、各検査基準Ｒ１，Ｒ２に設定されている判定基準値を、クリームはんだの体積の計測値などに応じて変動させてもよい。たとえば、検査基準Ｒ１に関して、図６の例の３種類の判定基準値Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２を設定し、これらの中からクリームはんだの体積に適したものを選択できるようにすれば、部品電極３０１に浮きが生じているときは厳しい基準により不良の見逃しを防ぐ一方で、リフロー後はんだのぬれ上がり高さが低くとも、部品電極３０１とランド３００との接続が良好なもの（図１３の下段の事例）が不良と判定されるのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｓ    基板
１    制御処理部
２    カメラ
３    照明部
４    基板ステージ
１０  はんだ印刷検査機
１１  はんだ印刷装置
２０  部品検査機ｚ
２１  マウンタ
３０  はんだ付け検査機
３１  リフロー炉
１０２  検査データ管理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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