CN100510723C - 元件安装板检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种元件安装检查装置，其能够自动设定焊桥检查区(检查点)，并输出焊桥的最佳检查结果。一种用于检查电子电路板的焊桥的元件安装板检查装置，在其上以预定的隔开的间隔形成有多个电极盘，并且在所述电极盘上使用焊糊，所述装置包括：用于自动确定相邻电极盘之间间距的机构；以及用于在相邻电极盘之间的距离等于或小于阈值时，自动设定焊桥检查点的机构。

Description

元件安装板检查装置
技术领域
本发明涉及元件安装板检查装置，用于检查印刷在元件安装板的电极盘上的焊糊中的缺陷，更具体地，涉及检查在相邻电极盘之间是否生成了焊桥。
背景技术
在元件安装板上，所述元件安装板例如为用于安装半导体器件等的若干元件的印刷板，形成与这些元件的电极数量相应的若干电极盘，以及布线电路图案。为了焊接这些元件，例如通过丝网印刷方法在电极盘上印刷焊糊。如果焊糊被不适当地印刷到了电极盘上，那么元件就不能如期望地被焊接。因此，在将元件焊接在元件安装板上之前，通过使用元件安装板检查装置来检查焊糊是否被适当地印刷到了每一个电极盘上。
在图4中示出了这种元件安装板检查装置的功能框图，在图中，标号100指元件安装板检查装置。元件安装板检查装置100具有环形照明装置110、例如CCD照相机的照相机120、图像处理器130、控制单元140和结果指示器150。
照明装置110便于对元件安装板B的观察。照相机120捕获由照明装置110照明的元件安装板B的可视图像。图像处理器130捕获从照相机120输出的图像，然后执行检查算法。控制单元140控制照明装置110的亮度，以及照明装置110和照相机120的驱动。结果指示器150指示所得到的检查结果。
如下进行判断焊糊是否被适当印刷的方法：基于在元件安装板检查装置100中预置的焊糊的印刷信息(焊糊的印刷面积，焊糊的印刷宽度，以及焊糊的印刷位置)，将焊糊在元件安装板B上的印刷状态与由图像处理器130捕获的信息进行比较。
在焊糊检查方法中，待检查的对象是将进行回流的焊料，而不是焊糊。例如，在日本专利申请公开No.10-160426(第1页，以及摘要)中公开了这种检查。
在元件安装板B上形成多种电极盘，从而可以在其上安装多种元件，包括各种半导体器件。多个电极盘1A、1B、1C…以预定的阵列形成在元件安装板B上，并且这些电极盘的盘到盘间距在不同的部分上将不同，如在图5中部分示出的(没有示出具有很大盘到盘间距的电极盘)。现在参照图5，电极盘1A、1B、1C…的盘到盘间距，例如对球栅阵列(BGA)型IC和方形扁平封装(QFP)型IC，这个距离是相当窄的(或短的)，例如约500μm或更小。当通过丝网印刷方法等在电极盘1A、1B、1C…上印刷焊糊S时，如图6所示，期望的是将焊糊S印刷成不会扩展到电极盘1B之外。但是，如图7所示，在例如电极盘1A的某个焊盘上的焊糊S，可能桥接到在右侧相邻的电极盘1B。这就是所谓的焊桥Sb。不用说，焊桥Sb的出现是不期望的，因此必须进行可靠地检测，并且必须将包含焊桥Sb的元件安装板B从线上移出。
传统地，在建立用于检测焊桥Sb的检查程序时，在可能出现焊桥Sb的焊盘之间，操作者手动设定由虚线指示的桥检查点Pb，其被扩展到与用于观察电极盘1A、1B、1C…的检查点Pa相邻的电极盘。不需要设定在具有很大盘到盘间距D的电极盘之间的桥检查点Pb，只需要设定观察到每一个电极盘上焊糊S状态处的检查点Pa。
因此，如果操作者没有进行手动设定就进行检查，虽然有由于焊桥而引起的缺陷，但是其可能被检测为另一种缺陷，或者甚至会被忽略。
此外，还有下面的限制：关于焊桥检查区，需要如上所述地单独地指示检查点Pb；并且检查点Pb只能被粘贴(复制)到元件安装板B上的相同图案上。因此，需要相当多的时间来建立指定焊桥检查区(检查点)Pb的数据。
发明内容
本发明已经考虑了上述的问题，并且本发明的优选实施例提供了一种元件安装板检查装置，其可以自动设定焊桥检查区(检查点)，并输出焊桥的最近检查结果。
根据本发明的优选实施例，一种用于检查电子电路板的焊桥的元件安装板检查装置，其中，在其上以隔开的间隔形成多个电极盘，并且在所述电极盘上使用焊糊，包括：用于自动确定相邻电极盘之间间距的机构；以及用于在相邻电极盘之间的距离等于或小于阈值时，自动设定焊桥检查点的机构。
根据本发明的另一个优选实施例，一种元件安装板检查装置包括：照明单元，适于照射在其上以隔开的间距形成有多个电极盘的元件安装板；成像设备，适于图像捕获被照射的元件安装板，并输出图像数据；适于二进制化所述图像数据的二进制化器；适于存储二进制化图像的二进制化图像存储单元；位置坐标获得单元，适于根据所存储的二进制化图像获得每一个电极盘的位置坐标；近距离测量单元，适于测量与每一个电极盘的位置坐标邻近的电极盘的盘到盘间距；比较器，适于将所述盘到盘间距与阈值进行比较；以及焊桥检查点设定单元，适于在所述盘到盘间距小于所述阈值时设定焊桥检查点。
因此，根据本发明优选实施例的元件安装板检查装置，可以自动设定焊桥检查点(检查区)。因此，操作者能够输出最佳检查结果，而不用花费手动设定包含的人力和时间。
此外，在多种其中期望有进一步的复杂结构的元件安装板中，只能通过设定阈值来获得焊桥检查点(区)的最佳设定。
附图说明
从下面结合附图对本发明当前优选实例性实施例的描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更清楚，其中：
图1是本发明优选实施例的元件安装板检查装置的示意功能框图；
图2是示出了在本发明优选实施例中用于设定焊桥检查点的程序的流程图；
图3是部分地示出了具有较短盘到盘距离的电极盘阵列的平面视图，用于说明焊桥检查点的设定的目的；
图4是元件安装板检查装置的功能框图；
图5是部分地示出了元件安装板(裸板)的平面视图，电极盘以较短盘到盘距离形成在该板上；
图6是部分地示出了元件安装板的平面视图，其中，焊糊被适当地印刷；以及
图7是部分地示出了元件安装板的平面视图，其中，焊糊被印刷，导致出现了焊桥。
具体实施方式
[本发明优选实施例的实例]
下面将参照附图描述本发明优选实施例的元件安装板检查装置。
图1是本发明优选实施例的元件安装板检查装置的示意功能框图。图2是示出了在本发明优选实施例中用于设定焊桥检查点的程序的流程图。图3是部分地示出了具有较短盘到盘距离的电极盘阵列的平面视图，用于说明焊桥检查点的设定的目的。
现在参照图3，将对本发明优选实施例的元件安装板检查装置11进行描述。
在图1中，标号11指该元件安装板检查装置。元件安装板检查装置11可以粗略地分为图像捕获单元(A)和图像处理器(B)。
在其上没有印刷待检查焊糊S的元件安装板(所谓的裸板)Bb被放在桌子12上。
图像捕获单元(A)由以下部分组成：第一照明单元13A，用于沿着元件安装板Bb底面的法线，将预定的照射光照射到元件安装板Bb上；第二照明单元13B，用于在与法线成预定角的方向上将预定的照射光照射到元件安装板Bb上，并从元件安装板Bb的周围进行照明；第三照明单元13C，用于以与第二照明单元13B法线呈比预定角更大的角的照射光来照射元件安装板Bb；以及设置在元件安装板Bb底面的法线上的照相机15。照相机15捕获从元件安装板Bb表面反射的光作为图像，其由从第一照明单元13A、第二照明单元13B和第三照明单元13C中的至少一个发射出的照射光形成。
由模/数(AD)转换器16对从照相机15输出的模拟信号进行AD转换，以转换成数字信号，并且将该数字信号输入给图像处理器(B)。图像处理器(B)包括二进制化器17、二进制化图像存储单元18、位置坐标获得单元19、近距离测量单元20以及用于将近距离与阈值进行比较的比较器21。
作为元件安装板Bb的特性值的是每一个电极盘在元件安装板Bb上的面积和位置(x-y坐标)。因此，检测到与图像上某个区域的面积和位置有关的各个特性值，所述某个区域由在该处照射光的强度至少等于或大于预定水平的位置形成。
第一照明单元13A可以是任何一种单元，其被构造成使得照射从元件安装板Bb的法线被均匀地照射到大约在元件安装板Bb中心周围的元件安装板Bb上。
第二照明单元13B可以是任何一种单元，其被构造成使得从元件安装板Bb斜上方照射光，并使其反射光进入照相机15。
第三照明单元13C优选地被构造成从下面的方向将检查光照射到元件安装板Bb上，其中形成比在第二照明单元13B的元件安装板Bb的法线方向和上述斜上方的方向之间限定的角更大的角。虽然其角不受特别的限制，但是优选地其被构造成从斜上方照射，并尽可能地与元件安装板Bb平行。
第一照明单元13A、第二照明单元13B和第三照明单元13C可以被单独或同时驱动，并且取决于将检查的元件安装板Bb的类型，可以使用这些单元中的任何一个。设置控制器14，用于控制照明单元13A、13B和13C。
另一方面，照相机15优选地基本设置在元件安装板Bb上方，使照相机15的中央光轴处于元件安装板Bb的大致中心法线上。照相机15还优选的是能够捕获来自元件安装板Bb的反射光作为图像信息的照相机。例如，可以使用CCD照相机。
在元件安装板检查装置11中，照明单元和照相机15整体移到控制器14下面，并且在预定程序下对例如4000个点的待检查的大量点进行顺序扫描。然后，从照相机15输出的模拟信息在经过AD转换器16转换成数字信息之后，被输入到图像处理器(B)用于执行预定的图像处理。基于来自AD转换器16的数字信号，图像处理器(B)从由元件安装板Bb的表面反射的反射光中选择和提取指示反射光强度超过预定基准值的反射光，然后形成指示元件安装板Bb位置的图像，从其中产生出指示反射光强度超过预定基准值的反射光。
特别地，图像处理器(B)包括：二进制化器17，用于通过将预定阈值提供给输入的数字信息来执行二进制化；二进制化的图像存储单元18，用于基于从二进制化器17获得的二进制化数据形成和存储图像；位置坐标获得单元19，用于从存储在二进制化的图像存储单元18中的二进制化图像数据获得每一个电极盘的位置(x-y坐标)数据；近距离测量单元20，用于从每一个电极盘的位置(x-y坐标)数据测量相邻电极盘的盘到盘间距(很近的距离)；以及近距离与阈值比较器21，用于将测得的盘到盘间距与由操作者手动初始化的阈值进行比较，等等。
被初始化的阈值可以认为是易受形成于元件安装板Bb上每一个电极盘的盘到盘间距D的焊桥影响的距离。例如，基于如下的背景信息，即电极盘1A、1B、1C…的盘到盘间距D，对于图5中示出的BGA型IC和QFP型IC，相当短，并且盘到盘间距小到约500μm，如上所述地，就会将值500μm初始化作为阈值。
接下来将参照图2和图3描述元件安装板检查装置11的操作。
首先，焊糊没有印刷到电极盘上的元件安装板(裸板)Bb被定位并被固定到桌子12上。然后，来自任何一个照明单元(例如来自第二照明单元13B)的照射光从斜上方被顺序照射到元件安装板Bb的各个电极盘上。接着，二进制化器17将它们的各个图像二进制化，并且它们的被二进制化的图像被写入二进制化图像存储单元18中(步骤S1)。
随后，位置坐标获得单元19捕获在各个电极盘的x轴方向和y轴方向上的坐标(步骤S2)，并且近距离测量单元20测量各个电极盘的侧面坐标，即相邻电极盘的盘到盘间距。
中间近距离和阈值比较器21将由近距离测量单元20测得的盘到盘间距(近距离)于先前初始化的阈值进行比较，所述阈值例如为500μm。当盘到盘间距等于或小于阈值时，形成在该处执行焊桥检查的焊桥检查点Pb(阴影部分)(步骤S5)。如果盘到盘间距等于或大于阈值，那么不形成在该处执行焊桥检查的焊桥检查点Pb，而只形成检查点Pa(步骤S6)。
当形成焊桥检查点Pb时，如图3所示，只在各个电极盘1A、1B、1C…的右侧以及各个电极盘1D、1E、1F…的上侧形成焊桥检查点Pb。做出设定，使得通过在每一个检查点产生的语音“在右侧的焊桥缺陷”和“在上侧的焊桥缺陷”来通知操作者。这里，盘到盘间距D小于阈值。
这样，由于在元件安装板检查装置11中焊桥检查点的自动设定，焊糊被印刷在每一个电极盘上的元件安装板Bb被定位在桌子12上，并且图像捕获单元(A)如上所述地被顺序移动，然后，照相机15在任何一个照明单元的照射下捕获图像。当检测到小于盘到盘间距D阈值的部分时，焊桥检查点Pb在盘之间自动扩大，并且焊桥Sb是否产生是可以检测到的，如图7所示。如果检测到焊桥Sb，那么其焊糊部分可以被显示红色，例如为了使操作者在图像指示器上容易地将其识别出来。
因此，根据本发明的元件安装板检查装置的实施例的实例，可以自动设定焊桥的检查点，结果，操作者可以输出期望的检查结果，而不用花费手动设定该点所需的时间和人力。
虽然这里本发明的优选实施例是通过其具有某种程度具体性的优选实施例的实例以其优选形式描述的，但是本发明不应该认为限于这里给出的优选实施例的这些实例，所以可能做出各种改进、改变、组合、子组合以及其不同的应用，而不脱离本发明的范围。例如，虽然在优选实施例中已经参照了作为成像设备的照相机，但是可以使用许多其他类型的成像装置或设备，例如将起到捕获光用于成像目的或捕获信号和/或信息用于类似目的的功能的成像单元或其他单元。
本发明基于在2004年2月9日提交给日本专利局的日本优先权文件JP2004-032567，这里通过引用将其内容包含在内。

Claims (1)

1.一种元件安装板检查装置，包括：
照明单元，适于照射在其上以隔开的间距形成有多个电极盘的元件安装板，所述照明单元包括第一照明单元、第二照明单元以及第三照明单元，所述第一照明单元用于沿着所述元件安装板底面的法线，将预定的照射光照射到所述元件安装板上，所述第二照明单元用于在与所述法线成预定角的方向上将预定的照射光照射到所述元件安装板上，并从所述元件安装板的周围进行照明，而所述第三照明单元用于以与所述法线呈比所述预定角更大的角的照射光来照射所述元件安装板；
成像设备，适于图像捕获所述被照射的元件安装板，并输出图像数据；
适于二进制化所述图像数据的二进制化器；
适于存储所述二进制化图像的二进制化图像存储单元；
位置坐标获得单元，适于根据所存储的二进制化图像获得每一个所述电极盘的位置坐标；
近距离测量单元，适于测量与每一个所述电极盘的所述位置坐标邻近的电极盘的盘到盘间距；
比较器，适于将所述盘到盘间距与阈值进行比较；以及
焊桥检查点设定单元，适于在所述盘到盘间距小于所述阈值时设定焊桥检查点，
其中，所述第一照明单元、所述第二照明单元和所述第三照明单元可以被单独或同时驱动，并且取决于将检查的所述元件安装板的类型，使用这些第一至第三照明单元中的任何一个。
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