CN105300315A - 基板检查装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种基板检查装置及控制方法。该基板检查装置具有：焊锡形状测量部，使用第一图像来复原检查对象的焊锡的三维形状，第一图像是使用多种颜色光从互不相同的入射角照射基板，在使镜面物体表面上呈现出与镜面物体表面的法线方向对应的颜色特征的状态下拍摄而获得的；零件形状测量部，使用第二图像来复原检查对象的零件电极的三维形状，第二图像是将图案光投影在基板上，在使漫反射物体表面上呈现出与该漫反射物体表面的凹凸对应的图案变形的状态下拍摄而获得的；***，使用通过焊锡形状测量部获得的焊锡的三维形状的数据和通过零件形状测量部获得的零件电极的三维形状的数据，来检查焊锡与零件电极之间的接合分界面的接合状态。

Description

基板检查装置及控制方法

技术领域

本发明涉及检查印刷电路板上安装的零件的焊锡接合的状态的技术。

背景技术

在印刷电路板的表面安装生产线上，广泛地使用基板检查装置(也称外观检查装置)来检查回流后的焊锡接合是否合格。在基板检查装置中，根据对基板拍摄的图像来测量与焊锡的形状相关的各种指标，根据该测量值来评价焊锡的接合状态。此时，因为必须使用二维信息即图像来检查焊锡的三维形状，所以到目前为止已经提出了各种处理方法。

例如在专利文献1中提出有使用所谓移相(移动相位)法来计算焊锡的接合部高度的方法。具体而言，在改变图案光的相位的同时，进行N次将格子状的图案光投影在焊锡上进行拍摄的处理，通过对N张图案图像进行相位分析来获得焊锡区域的各像素的高度信息。之后，将焊锡区域分为靠近零件电极侧的近检查区域和远离零件电极侧的远检查区域，求出近检查区域内的各像素的高度的平均值作为接合部高度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-231713号公报

但是，专利文献1的方法存在以下的问题。首先，移相法在原理上不适合像焊锡这样的镜面物体的测量，很难以高精度来测量焊锡的高度。在专利文献1中为了克服这样移相法的弱点，虽然在靠近零件电极的规定宽度的区域内计算平均高度，目的在于提高SN比(SIGNALNOISERATIO：信噪比)，但是即便如此也无法期待高的测量精度。并且，因为仅能获得规定宽度的区域内的平均高度，所以使用移相法无法充分正确评价零件电极和焊锡的接合状态。关于这一点使用图13A、13B来说明。

图13A是从侧面来观察芯片零件和焊锡的图。接合状态良好的焊锡称为焊脚，呈如同山脚平原的形状。此时，已知零件电极的焊脚的润湿高度有助于零件电极和焊锡之间的接合强度。但是因为通过专利文献1的方法获得的值只不过是例如图13A中的规定区域内的平均高度，因此无法正确评价实际的焊脚的润湿高度，即零件电极和焊锡之间的接合强度。

另外，专利文献1的方法特别成问题的是如图13B所示的仅零件电极的下端部有焊锡接合的情况。例如，如图13B所示，在其中一方的电极和通常相比***的情况下，或焊锡膏的量少、润湿高度比通常要低等的情况下，零件可能会发生倾斜。即使在这样的情况下，若零件电极的下端部接合有焊锡，则应该将其判断成合格品。然而，若如专利文献1所示那样求出规定区域内的平均高度，则计算出的值比实际的焊锡高度小的可能性很高，该焊锡位于零件电极与焊锡的分界面。于是，在如图13B的情况下判断出焊锡与零件电极未接合(焊锡的高度不够)，而导致将本应该是合格品的产品误判成不合格品的“过度检查”的情况。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供用于以更高精度来检查零件电极的焊锡接合状态的技术。

为了达成上述目的，在本发明中采用如下结构，即：分别用合适的方法来复原镜面物体即焊锡的三维形状与漫反射物体即零件的三维形状，将焊锡的三维形状数据和零件电极的三维形状数据用于检查焊锡和零件电极的接合状态的结构。

具体而言，本发明的基板检查装置，用于检查零件的焊锡接合的状态，其特征在于，具有：焊锡形状测量部，使用第一图像来复原作为检查对象的焊锡的三维形状，所述第一图像，是通过使用多种颜色的光从互不相同的入射角照射基板，在使镜面物体的表面上呈现出与所述镜面物体的表面的法线方向对应的颜色特征的状态下进行拍摄而获得的；零件形状测量部，使用第二图像来复原作为检查对象的零件电极的三维形状，所述第二图像，是通过将图案光投影在所述基板上，在使漫反射物体的表面上呈现出与所述漫反射物体的表面的凹凸对应的图案变形的状态下进行拍摄而获得的；***，使用通过所述焊锡形状测量部获得的所述焊锡的三维形状的数据和通过所述零件形状测量部获得的所述零件电极的三维形状的数据，来检查所述焊锡与所述零件电极之间的接合分界面的接合状态。

根据这样的结构，因为分别用适合的方法来复原作为镜面物体的焊锡的三维形状和作为漫反射物体的零件电极的三维形状，所以能够获得焊锡和零件电极双方的高精度的三维形状数据。屏气，因为使用这样的三维形状数据能够以高精度计算(测量)焊锡和零件电极各自形状相关的指标值，特别是位于焊锡和零件电极之间的接合分界面的各种的指标值，所以能够以高可靠性来检查焊锡和零件电极有无接合或者其接合强度。

因为根据三维形状数据能够计算出的指标多种多样，所以也可以将任意的指标用于检查。例如，所述***也可以计算“焊脚高度”将所述焊脚高度用于检查；所述焊脚高度是基于所述焊锡的三维形状的数据来表示位于所述接合分界面的所述焊锡的高度的指标。因为通过使用位于接合分界面的焊锡的高度能够正确评价零件电极的焊锡的润湿或零件电极与焊锡的接合部的大小等，所以能够以高精度来检查有无接合或接合强度。

进而，优选的，所述***基于所述零件电极的三维形状的数据，计算出“电极高度”，使用所述焊角高度和所述电极高度来判断位于所述接合分界面的所述焊锡与所述零件电极有无接合，所述电极高度是表示位于所述接合分界面的所述零件电极的高度的指标。因为通过比较位于接合分界面的电极高度和焊锡的高度，能够评价零件电极的焊锡有无接合或接合部的长度(高度)等，所以能够以更高的精度来检查。

在其他方面，作为基于焊锡的三维形状的数据能够计算的指标，例如有“焊脚连接宽度”，表示位于所述接合分界面的所述焊锡的宽度的指标；“焊脚长度”，表示对焊盘的所述焊锡的扩散范围的指标；“连接润湿角度”，表示对所述零件电极的所述焊锡的润湿的指标等。通过使用这些指标进行检查，能够以更高精度来检查零件电极和焊锡之间的接合状态。

基板检查装置也可以进一步具有结果输出部，所述结果输出部将所述***的检查结果的信息和形状图像一起显示在显示装置上，所述形状图像是表示所述焊锡及所述零件电极的三维形状的图像，是根据所述焊锡的三维形状的数据及所述零件电极的三维形状的数据生成的。通过将检查结果和表示三维形状的图像一起显示，用户能够直观且容易地确认检查结果的有效性或故障部位。

所述结果输出部也可以进一步显示所述***用于检查的指标的值及判断所述指标的判断基准。此时，所述结果输出部也可以将所述指标的值或所述判断基准重叠在表示所述焊锡及所述零件电极的三维形状的图像上来显示。通过这样的显示，用户能够容易地确认实际的焊锡形状、将实际的焊锡形状与判断基准进行比较、确认检查结果的有效性等。

并且，本发明能够作为至少包括上述方法的一部分的基板检查装置来把握。另外，本发明也能够作为控制方法或计算机程序或存储媒体来把握，所述控制方法是基板检查装置的控制方法，所述计算机程序用于使计算机执行该控制方法的各步骤，所述存储媒体以非易失性的方式将所述计算机程序存储在计算机能够读取的存储媒体中。只要上述结构及处理各自不产生技术上的矛盾，就能够将其互相组合来构成本发明。

根据本发明，能够以更高精度来检查对零件电极的焊锡的接合状态。

附图说明

图1是表示基板检查装置的硬件结构的示意图。

图2是检查处理的功能框图。

图3A～3C是照射R(红)、G(绿)、B(蓝)色光拍摄的第一图像的例子。

图4是投影图案光进行拍摄的第二图像的例子。

图5是表示检查处理的流程的流程图。

图6是从基板获取的图像及三维形状(高度图)的例子。

图7是通过第一实施方式的零件浮起检查来评价的检查项目的例子。

图8是第一实施方式的结果输出画面的例子。

图9是通过第二实施方式来评价的检查项目的例子。

图10是第二实施方式的结果输出画面的例子。

图11是结果输出画面的其他的例子。

图12是结果输出画面的其他的例子。

图13A、13B是说明以往技术的问题点的图。

其中，附图标记说明如下：

1基板检查装置

10载物台

11测量单元

12控制装置

13信息处理装置

14显示装置

20图像获取部

21形状测量部

22零件形状测量部

23***

24检查程序存储部

25结果输出部

110摄像头

111照明装置

111B蓝色光源

111G绿色光源

111R红色光源

112投影装置

RL红色光

BL蓝色光

GL绿色光

PL图案光

具体实施方式

接下来，参照附图来例示性地详细说明用于实施该发明的优选的方式。但是，以下的实施方式中记载的构件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载，都不限定本发明的范围。

(第一实施方式)

(基板检查装置的结构)

参照图1来说明本发明的实施方式的基板检查装置的整体结构。图1是表示基板检查装置的硬件结构的示意图。该基板检查装置1优选地用于在表面安装生产线上的基板外观检查(例如回流后的焊锡接合状态的检查等)。

基板检查装置1具有作为主要结构的载物台10、测量单元11、控制装置12、信息处理装置13、显示装置14。测量单元11具有摄像头(图像传感器)110、照明装置111、投影装置(投影仪)112。

载物台10是用于保持基板15，将作为检查对象的零件150或焊锡151和摄像头110的测量位置对准(对位)的结构。如图1所示，在选取与载物台10平行的轴作为X轴和Y轴，选取与载物台10垂直的轴作为Z轴的情况下，载物台10至少能够沿着X方向与Y方向这两轴移动。以其光轴与Z轴平行的方式来配置摄像头110，从垂直上方来拍摄载物台10上的基板15。由信息处理装置13来获取通过摄像头110拍摄的图像数据。

照明装置111(111R、111G、111B)是照明单元，对基板15照射不同的颜色(波长)的照明光RL、GL、BL。图1示意性地示出了照明装置111的XZ剖面，实际上照明装置111以能够从全方位(围绕Z轴的所有方向)照射相同颜色的光的方式，呈圆环状或圆顶形状。投影装置112是图案投影单元，向基板15投影出图案光PL，所述图案光PL具有规定的图案。投影装置112通过设置在照明装置111的中部的开口投射图案光PL。虽然投影装置112的数量可以是一个，但是为了消除图案光PL的死角，也可以设置多个投影装置112。在本实施方式中，在不同的方位(对角的位置)配置有两个投影装置112。虽然照明装置111和投影装置112都是在用摄像头110拍摄基板15时使用的照相***，但是使用照明装置111的目的是测量焊锡151等的镜面物体的表面形状，使用投影装置112的目的是测量零件150等的漫反射物体的表面形状。

控制装置12是控制基板检查装置1的动作的控制单元，负责载物台10的移动控制、照明装置111的点亮控制、投影装置112的点亮控制或图案变更、摄像头110的拍摄控制等。

信息处理装置13是具有以下功能的装置：即，使用从摄像头110获取的图像数据，来获取与零件150或焊锡151相关的各种的测量值，检查零件150的焊锡接合的状态的功能。显示装置14是显示通过信息处理装置13获得的测量值或检查结果的装置。信息处理装置13例如能够由通用的计算机来构成，该通用的计算机具有CPU(中央计算处理装置)、存储器、辅助存储装置(硬盘驱动器等)、输入装置(键盘、鼠标、触摸板等)。并且，虽然在图1中用另外的线框表示了控制装置12和信息处理装置13和显示装置14，但它们也可以分别由单独的装置来构成，也可以由一体的装置来构成。

(功能结构)

图2是表示信息处理装置13提供的检查处理的功能的结构框图。这些功能是通过信息处理装置13的CPU来读取并执行保存在辅助存储装置中的程序来实现的。但是，也可以通过ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit：应用集成电路)或FPGA(FieldProgrammableGateArray：现场可编程门阵列)等的电路来构成全部或一部分的功能。

图像获取部20具备从摄像头110获取图像数据的功能。焊锡形状测量部21具备根据二维的图像数据来复原焊锡等的镜面物体部分的三维形状的功能，零件形状测量部22具备根据二维的图像数据来复原零件等的漫反射物体部分的三维形状的功能。关于在各自的复原处理中使用的图像数据及复原算法在后文中阐述。

***23具备使用测量值来检查焊锡接合的状态的功能，所述测量值是基于三维形状数据来测量(计算)与焊锡或零件的形状相关的各种指标而获得的，所述三维形状数据是通过焊锡形状测量部21和零件形状测量部22获得的。检查程序存储部24具备保存检查程序的功能，所述检查程序定义了位于***23的检查的项目或条件等。检查程序中定义有例如检查对象的焊盘的位置及尺寸、零件的尺寸、测量的指标的种类、每种指标的判断基准值(用于判断合格品与不合格品的阈值或值域)等。结果输出部25的功能在于，将通过***23获得的测量值或检查结果与零件或焊锡的三维形状一起以图像形式输出。

接下来，在分别说明了焊锡(镜面物体)的三维形状的复原方法与零件(漫反射物体)的三维形状的复原方法之后，说明信息处理装置13的检查处理的流程。

(测量焊锡的三维形状)

使用通过所谓彩色高亮方式获得的图像来测量焊锡的三维形状。在彩色高亮方式中，使用多种颜色(波长)的光从互不相同的入射角照射基板，在使焊锡表面上呈现出与其法线方向对应的颜色特征(从摄像头来观察时位于正反射方向上的光源的颜色)的状态下进行拍摄，从而获取焊锡表面的三维形状来作为二维的色调信息。

参照图1来说明用于彩色高亮方式的照明装置111的结构。照明装置111具有将3个圆环状的光源配置成同心圆状的结构，该同心圆以摄像头110的光轴为中心，所述三个圆环状的光源是红色光源111R、绿色光源111G、蓝色光源111B。各光源111R、111G、111B以红色光RL、绿色光GL、蓝色光BL的顺序，相对于基板的入射角变大的方式来调整仰角及朝向。例如能够通过在圆顶形状的漫射板的外侧将R、G、B各色的LED排列成圆环状来形成这样的照明装置111。

在图3A至图3C中示出了在点亮照明装置111的状态下通过摄像头110拍摄的情况下获得的图像数据(以下称为第一图像)的例子。并且，图3A表示焊脚良好的状态、图3B表示焊锡较少的状态、图3C表示焊锡过多的状态，作为参考，各图的下部示出了从与基板平行的方向来观察焊锡的图。

如这些图所示，在第一图像中，在镜面物体即焊锡31的部分上呈现出与该部分的法线方向(倾斜角)对应的颜色特征。例如在图3A的情况下，因为焊锡31的倾斜程度随着远离零件电极30而逐渐变得平缓，所以在焊锡31的区域呈现出B→G→R的色调的变化。如图3A至图3C所示，R、G、B各色的区域的形状、宽度、呈现顺序等的变化取决于焊锡31的表面形状。另外，因为在零件主体或电极30的表面漫反射处于支配地位，所以不会呈现出如R、G、B这样的光源色，而呈现出与使用白色光照明时相同的物体自身的颜色。因此，从第一图像中仅提取呈现R、G、B的光源色的区域，通过基于R、G、B的各区域的形状、宽度、顺序来进行逆推，能够复原焊锡31的三维形状。并且，因为复原三维形状能够使用公知的方法(例如参照日本特开2010-71844号公报)，所以这里省略详细说明。

(零件的三维形状测量)

另一方面，使用移相法来测量漫反射物体即零件的三维形状。

移相法是通过分析将图案光投影在物体表面时的图案变形，来复原物体表面的三维形状的一种方法。具体而言，使用投影装置112将规定的图案(例如亮度以正弦波状发生变化的条纹状图案)投影在基板上，在该状态下使用摄像头110拍摄该规定的图案。于是，如图4所示，在漫反射物体即零件40或基板41的表面上呈现出与该凹凸对应的图案的变形(并且，因为在焊锡42的一部分，镜面反射处于支配地位，所以几乎无法观测到图案)。在使图案光的亮度变化的相位发生变化的同时多次重复该处理，获得如图4所示的亮度特征不同的多张图像(以下称为第二图像)。因为各图像的同一像素的明亮程度(亮度)应该以与条纹状图案的变化相同的周期发生变化，所以通过针对各像素的明亮程度的变化应用正弦波，可得知各像素的相位。然后，通过求出与规定的基准位置(桌子表面、基板表面等)的相位对应的相位差，能够计算出与该基准位置相距的距离(高度)。

并且，在本实施方式中虽然针对零件的三维形状测量使用了移相法，但只要能够获得漫反射物体的高度信息即可，也可以使用其他的方法。作为将条纹状或格子状的图案光投影在物体上，通过对这样的图案的变形进行图像分析来获得高度信息的方法，例如有光切法、条纹分析法、空间编码法等。

(检查处理的流程)

接下来使用图5和图6来说明在基板检查装置1进行的检查处理的流程。图5是表示检查处理的流程的流程图，图6是从基板获取的图像及三维形状的例子。

首先，控制装置12按照检查程序来控制载物台10，使作为检查对象的零件60及焊锡61移动至测量位置(摄像头110的视场)(步骤S500)。然后，控制装置12点亮照明装置111(步骤S501)，在照射红色光RL、绿色光GL、蓝色光BL的状态下使用摄像头110来拍摄(步骤S502)。获得的图像数据(图6的第一图像62)通过图像获取部20输入至被信息处理装置13。在照明装置111熄灭后，控制装置12从投影装置112投影出图案光(步骤S503)，使用摄像头110来拍摄(步骤S504)。在使用移相法的情况下，在改变图案光的相位的同时多次执行步骤S503及S504的处理。获得的多张图像数据(图6的第二图像63)通过图像获取部20输入至信息处理装置13。并且在本实施方式中，虽然先执行了在照明装置111的拍摄，但是也可以先执行在投影装置112的拍摄。另外，在摄像头110的视场外存在其他检查对象的情况下，也可以反复执行步骤S500至S504的处理。

此后，在信息处理装置13中进行处理。焊锡形状测量部21从在步骤S502中获得的第一图像62中提取呈现出R、G、B的颜色特征的区域(即，焊锡的区域)，基于提取的区域的颜色特征来复原焊锡61的三维形状(步骤S505)。复原后的三维形状的数据，例如焊锡区域内的各像素的高度(Z位置)是以通过像素值来体现的图像数据(称为高度图)的形式来保存的。图6的第一高度图64表示焊锡61的三维形状(焊锡表面的高度信息)，对从基板开始的高度越高的点，用越明亮的颜色(接近白色的颜色)来表示。另一方面，零件形状测量部22从在步骤S504中获得的第二图像63中，通过移相法来复原零件60(零件主体及电极)的三维形状(步骤S506)。零件60的三维形状数据也以高度图的形式来保存(图6的第二高度图65)。如图6所示，通过合成第一高度图64和第二高度图65能够获得高度图66，所述高度图66表示作为镜面物体的焊锡61和作为漫反射物体的零件60双方的高度信息。

接下来***23使用第一高度图64和第二高度图65，来对零件60与焊锡61的接合状态实施检查(步骤S507)。此时，因为基于高度图64、高度图65能够立体地且正确地获取零件60和焊锡61各自的形状或零件60和焊锡61的接合部的形状等，所以和以往相比，能够以更高的精度来检查。

接下来，作为一个例子来说明零件浮起的检查处理。零件浮起是由于零件倾斜、电极从焊盘浮起而产生的接合不良。因为电极和焊锡在高度方向发生偏移，所以在以往的检查中难以判断电极和焊锡有无接合或接合状态是否合格，导致发生过度检查(将合格品误判断成不合格品)或漏判(将不合格品误判断成合格品)。因此在本实施方式中，活用能够获得零件电极与焊锡的双方的正确的三维形状(高度图)的优点，采用这样的逻辑：通过比较零件电极的高度和焊锡的高度，来判断有无接合。

在图7中示意性地示出通过本实施方式的零件浮起检查来评价的检查项目(指标)。在这里，将通过零件电极70的前端并且与Z轴平行的面称为“接合分界面”，将位于接合分界面的零件电极70和焊锡71有重叠的区域称为“接合部”。并且，例如能够通过从第一图像62检测出零件电极70和焊锡71的边界来求出接合分界面的XY位置。

***23首先测量位于接合分界面的“焊脚高度”。“焊脚高度”是位于接合分界面的焊锡71的高度，即表示与零件电极70的前端面对应的焊脚的润湿高度的指标。在本实施方式中将位于接合分界面的焊锡71的高度(Z坐标)的最大值，即位于接合分界面的焊脚的顶点的高度设为“焊脚高度”。焊脚高度的值能够根据第一高度图64计算出来。并且，虽然在本实施方式中将位于接合分界面的焊锡71的高度的最大值(顶点的高度)设为焊脚高度，但是也可以使用其他的计算方法。例如，也能够将位于接合分界面的焊锡71的高度的代表值(平均值、众数、中间值、接合部的宽度是规定值时的高度等)设为焊脚高度。

接着，***23测量“电极高度”，所述“电极高度”是表示位于接合分界面的零件电极70的下端的高度(Z坐标)的指标。该值能够根据位于接合分界面的零件电极70的上端的高度和零件电极70的厚度(设计值)计算出来，所述零件电极70的上端的高度通过第二高度图65获得，所述零件电极70的厚度通过检查程序获得。

并且，***23从“焊脚高度”中减去“电极高度”，来求出“焊脚连接高度”。焊脚连接高度是表示零件电极70和焊锡71的接合部的Z方向的长度的指标，能够根据值是否比0大来评价零件电极70和焊锡71有无接合。另外，能够根据焊脚连接高度的值是否在合理范围内(例如，在零件电极70的厚度的30％至80％之间等)来评价接合状态是否合格。并且，在本实施方式中虽然根据焊脚连接高度的值是否比0大来判断有无接合，但是也可以比较焊脚高度的值和电极高度的值，根据它们的大小关系来判断有无接合(例如，在“焊脚高度大于电极高度”的情况下能够判断出“有”接合，在除此之外的情况下能够判断出“无”接合)。

最后，结果输出部25将在***23获得的测量值及检查结果与表示零件或焊锡的三维形状的图像一起以画面形式输出(步骤S508)。

图8是结果输出部25输出的画面的一个例子。结果输出画面是由检查结果显示窗口80和三维形状数据显示窗口81构成的。

在检查结果显示窗口80中显示有对各检查项目的判断基准、测量值及判断结果。并且在本例中因为仅使用“焊脚连接高度”来判断是否合格，所以虽然仅针对“焊脚连接高度”的项目显示了判断基准和判断结果，但是也能够对“焊脚高度”和“电极高度”设定判断基准(合理的值域)。

在三维形状数据显示窗口81上显示有作为检查对象的零件及焊锡的图像810、XZ剖面信息820、YZ剖面信息830。作为图像810，可以使用通过彩色高亮方式拍摄的第一图像61、或通过白色光拍摄的图像等。在图像810上重叠显示有表示焊盘的外形的图形811，表示零件及电极的外形图形812，表示XZ剖面的位置的X线813，表示YZ剖面的位置Y线814等。基于在检查程序中设定的焊盘或零件的信息能够生成图形811、812的位置及尺寸。

XZ剖面信息820表示X线813上的XZ剖面的三维形状的信息，YZ剖面信息830表示Y线814上的YZ剖面的三维形状的信息。并且，能够使用鼠标等的操作设备来变更X线813及Y线814的位置，从而能够确认任意的剖面。接下来，以XZ剖面信息820为例详细地说明显示的信息。

在XZ剖面信息820中，将线轮廓821和刻度822一起表示，所述线轮廓821是表示零件及焊锡的剖面的三维形状的图像，所述刻度822表示从基板表面开始的高度(Z坐标)。通过查看这样的线轮廓821，用户能够直观且正确地理解零件的倾斜或焊锡角的形状等。并且，通过从前述的高度图66提取X线813的部分的高度信息，能够容易地生成线轮廓821。

另外，在线轮廓821上重叠显示有GUI(GraphicalUserInterface：图形用户界面)(823至825)，所述GUI示出零件浮起的检查项目即“焊脚高度”、“电极高度”、“焊脚连接高度”的测量值。在本例中图标823表示焊脚高度，图标824表示电极高度，连接图标823与824的线条825表示焊脚连接高度。通过这样的GUI，用户能够直观且容易地确认零件电极与焊锡的位置关系、焊锡形状是否合格、检查结果的有效性、故障部位等。

(本实施方式的优点)

根据上述的本实施方式的基板检查装置，因为分别以合适的方式复原作为镜面物体的焊锡的三维形状和作为漫反射物体的零件电极的三维形状，所以能够获得针对焊锡和零件电极双方的高精度的三维形状数据。然后，因为使用这样的三维形状数据，能够高精度计算(测量)焊锡和零件电极各自的形状相关的指标值，特别是位于焊锡和零件电极之间的接合分界面的各种指标值，所以能够以高可靠性来检查焊锡与零件电极有无接合或其接合强度。

另外，在本实施方式中，因为将位于零件电极与焊锡之间的接合分界面的“焊脚高度”和“电极高度”用于检查，所以能够以高精度来检查零件电极与焊锡有无接合及接合状态。由此，例如即使是仅在零件电极的下端部接合有焊锡的状态的合格品(参照图13B)，也能够获得正确的检查结果，能够抑制所谓“过度检查”的发生。

(第二实施方式)

在第二实施方式中说明在图9中表示的测量“焊脚连接宽度”、“焊脚长度”、“连接润湿角度”这3个检查项目的方法。并且，因为装置结构及检查处理的流程和第一实施方式的大致相同，下面仅说明不同的部分。

“焊脚连接宽度”是表示位于接合分界面的焊锡91的宽度(或者位于接合分界面的接合部的宽度)的指标，在本实施方式中将位于接合分界面的高度(Z坐标)超过阈值的部分的焊锡91的宽度(与Z轴垂直的方向的长度)设为“焊脚连接宽度”。通过确认该值是否在合理范围(例如，处于零件电极90的宽度的50％至100％之间等)内，能够评价接合状态是否合格。并且，阈值既可以是固定值，也可以根据零件电极90的电极高度来变更。焊脚连接宽度能够根据第一实施方式中所述的第一高度图64与第二高度图65来计算。

“焊脚长度”是表示焊脚相对于焊盘的扩散范围(接合面积)的指标，在本实施方式中将从接合分界面到焊锡91的前端为止的长度(和基板平行的方向的距离)设为“焊脚长度”。通过确认焊脚长度的值是否在合理范围(例如，处于焊盘的长度的30％至100％之间等)内，能够评价接合状态是否合格。焊脚长度能够根据第一高度图64来计算。

“连接润湿角度”是表示焊脚相对于零件电极90前端面的润湿的指标，在本实施方式中，将位于接合分界面上的高度(Z坐标)最大的部分的焊锡91相对于接合分界面的接触角设为“连接润湿角度”。通过确认该值是否在合理范围(例如，0度至40度等)内，能够评价接合状态是否合格。就连接润湿角度而言，基于第一高度图64，来计算通过焊脚顶点的剖面的轮廓(焊锡表面的轮廓线)数据，从而能够求出该轮廓线和Z轴的夹角。

(检查结果的画面例)

图10是结果输出部25输出的画面的一个例子。对与图8的画面例相同的部分附上相同的附图标记。

在检查结果显示窗口80中，针对于各检查项目(本例中是焊脚连接宽度、焊脚长度、连接润湿角度这三个项目)显示了判断基准、测量值、及判断结果。在本例中，因为焊脚连接宽度的值不满足判断基准，所以输出不合格(NG)判断。

在三维形状数据显示窗口81显示有检查对象的零件及焊锡的图像810、XZ剖面信息820、YZ剖面信息830。

在XZ剖面信息820中同时显示有线轮廓821和刻度822，所述线轮廓821表示零件及焊锡的剖面形状(表面的轮廓)，所述刻度822表示从基板表面开始的高度(Z坐标)。另外在线轮廓821上重叠显示有GUI，所述GUI表示焊脚长度的判断基准826和连接润湿角度的判断基准827。同样的，在线轮廓831上重叠显示有表示焊脚连接宽度的判断基准832的GUI。在本例中，焊脚长度的判断基准826与焊脚连接宽度的判断基准832，通过示出下限与上限值域的滑动条来显示；连接润湿角度的判断基准827，通过表示角度范围的扇形的图标来显示。此时，根据焊盘位置来配置焊脚长度的判断基准826，以使焊脚顶点(焊锡与零件电极的连接点)与扇形中心相对准的方式来配置连接润湿角度的判断基准827；这样，也可以与在计算各检查项目的值时的基准点相匹配的方式来显示各判断基准的图标。进而，也可以对与判断为不合格的检查项目关联的GUI或焊锡形状显示错误信息(例如改变颜色或使其闪烁等)，使得故障部位一目了然。通过这样显示，能够容易地将用线轮廓821表示的实际焊锡形状和判断基准进行比较或确认检查结果的有效性。

另外，用户能够在检查结果显示窗口80及/或三维形状数据显示窗口81变更各检查项目的判断基准。在检查结果显示窗口80进行变更的情况下，使用键盘等的操作设备，在判断基准的文本框内输入所希望的数值。另一方面，在三维形状数据显示窗口81进行变更的情况下，使用鼠标等的操作设备使线轮廓上的判断基准GUI变形(滑动条的伸缩、扇形图标的角度变更等)或移动。并且，检查结果显示窗口80的显示方式与三维形状数据显示窗口81的显示方式是联动的，若在其中一方修正了判断基准，则会自动更新另一方的显示方式。

根据上述的本实施方式的结构，因为测量作为检查项目的焊脚连接宽度、焊脚长度、连接润湿角度等，所以能够以更高精度检查零件电极的焊锡有无接合及接合强度。另外，使用图10所示的GUI既能够获得检查结果的说服力，又能够简单修正或追加与实际焊锡形状相匹配的判断基准。

(其他实施方式)

上述的实施方式的说明仅例示性地说明了本发明，本发明并不限定为上述的具体的方式。本发明在其技术思想的范围内能够进行各种变形。

图11及图12表示了三维形状数据的其他显示例。在图11的显示例中示出了在实测的零件及焊锡的线轮廓821、831上重叠理想形状的零件及焊锡的线轮廓828、833。通过查看这样的显示内容，用户能够直观把握检查对象的焊锡形状和理想形状之间有怎样的差异，或者检查对象的焊锡的不合格原因等。另一方面，在图12的显示例中不仅示出了二维图像和线轮廓还示出了三维图像，所述三维图像是针对高度图通过对基板的图像进行纹理贴图而生成的。并且，针对这样的三维图像示出了检查项目的测量值(在图12的例子中是焊脚连接宽度)。根据这样的显示方式，和所述的各实施方式的显示例一样，能够直观把握检查对象的焊锡形状或检查结果的有效性。

Claims (13)

1.一种基板检查装置，用于检查零件的焊锡接合的状态，其特征在于，具有：

焊锡形状测量部，使用第一图像来复原作为检查对象的焊锡的三维形状，所述第一图像，是通过使用多种颜色的光从互不相同的入射角照射基板，在使镜面物体的表面上呈现出与所述镜面物体的表面的法线方向对应的颜色特征的状态下进行拍摄而获得的；

零件形状测量部，使用第二图像来复原作为检查对象的零件电极的三维形状，所述第二图像，是通过将图案光投影在所述基板上，在使漫反射物体的表面上呈现出与所述漫反射物体的表面的凹凸对应的图案的变形的状态下进行拍摄而获得的；

***，使用通过所述焊锡形状测量部获得的所述焊锡的三维形状的数据和通过所述零件形状测量部获得的所述零件电极的三维形状的数据，来检查所述焊锡与所述零件电极之间的接合分界面的接合状态。

2.如权利要求1所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，基于所述焊锡的三维形状的数据计算出焊脚高度，将所述焊脚高度用于检查，所述焊脚高度是表示位于所述接合分界面的所述焊锡的高度的指标。

3.如权利要求2所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，将位于所述接合分界面的所述焊锡的顶点的高度设为所述焊脚高度。

4.如权利要求2或3所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，基于所述零件电极的三维形状的数据来计算电极高度，使用所述焊角高度和所述电极高度来判断位于所述接合分界面的所述焊锡与所述零件电极有无接合，所述电极高度是表示位于所述接合分界面的所述零件电极的高度的指标。

5.如权利要求4所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，计算出焊脚连接高度，根据所述焊脚连接高度的值来判断位于所述接合分界面的所述焊锡与所述零件电极有无接合，所述焊脚连接高度是从所述焊脚高度减去所述电极高度而获得的值。

6.如权利要求1至5中任一项所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，基于所述焊锡的三维形状的数据计算出焊脚连接宽度，将所述焊脚连接宽度用于检查，所述焊脚连接宽度是表示位于所述接合分界面的所述焊锡的宽度的指标。

7.如权利要求1至6中任一项所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，基于所述焊锡的三维形状的数据计算出焊脚长度，将所述焊脚长度用于检查，所述焊脚长度是表示所述焊锡相对于焊盘的范围的指标。

8.如权利要求1至7中任一项所述的基板检查装置，其特征在于，

所述***，基于所述焊锡的三维形状的数据计算出连接润湿角度，将所述连接润湿角度用于检查，所述连接润湿角度是表示所述焊锡相对于所述零件电极的润湿的指标。

9.如权利要求1至8中任一项所述的基板检查装置，其特征在于，还具有：

结果输出部，将所述***的检查结果的信息和形状图像一起显示在显示装置上，所述形状图像是表示所述焊锡及所述零件电极的三维形状的图像，是根据所述焊锡的三维形状的数据及所述零件电极的三维形状的数据生成的。

10.如权利要求9所述的基板检查装置，其特征在于，

所述结果输出部，进一步显示所述***用于检查的指标的值及判断所述指标的判断基准。

11.如权利要求10所述的基板检查装置，其特征在于，

所述结果输出部，将所述指标的值或所述判断基准，重叠显示在表示所述焊锡及所述零件电极的三维形状的图像上。

12.一种基板检查装置的控制方法，所述基板检查装置用于检查零件的焊锡接合的状态，其特征在于，包括：

使用第一图像来复原作为检查对象的焊锡的三维形状的步骤，所述第一图像，是通过使用多种颜色的光从互不相同的入射角照射基板，在使镜面物体的表面上呈现出与所述镜面物体的表面的法线方向对应的颜色特征的状态下进行拍摄而获得的；

使用第二图像来复原作为检查对象的零件电极的三维形状的步骤，所述第二图像，是通过将图案光投影在所述基板上，在使漫反射物体的表面上呈现出与该漫反射物体的表面的凹凸对应的图案的变形的状态下进行拍摄而获得的；

使用所述焊锡的三维形状的数据和所述零件电极的三维形状的数据，来检查位于所述焊锡与所述零件电极之间的接合分界面的接合状态的步骤。

13.一种程序，其特征在于，

使计算机执行如权利要求12所述的基板检查装置的控制方法的各步骤。