JP2000004079A - はんだ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板上に印刷されたクリーム状はん
だの印刷状態の良否を検査し、その検査結果から印刷不
良箇所の印刷状態および不良内容を詳細に表示すること
ができるはんだ検査装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 プリント基板を撮像して得られる画像デ
ータに基づきプリント基板に印刷されたはんだの印刷状
態を検査するはんだ検査装置において、複数のはんだ印
刷箇所の検査結果に基づいて指定された印刷不良箇所の
印刷状態の画像および不良内容を表示する画像表示手段
を備えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品等を表面
実装するためにプリント基板上に印刷されたクリーム状
はんだの印刷状態の良否を検査するはんだ検査装置に関
し、特に検出した印刷不良箇所の状態を詳細に表示する
ことができるはんだ検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリント基板の所定位置にク
リーム状はんだを印刷し、その上に電子部品等を仮止め
してプリント基板をリフロー炉に通し、電子部品等のは
んだ付けを行う表面実装方式が用いられていた。

【０００３】この場合、生産ラインに組み込まれたはん
だ検査装置によって、クリームはんだ印刷機でプリント
基板に印刷したクリーム状はんだの各印刷箇所を、画像
処理技術を用いて検査し、印刷ずれ、印刷にじみ、印刷
かすれなどの印刷不良箇所を検出するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、はんだ検査装置
が印刷不良箇所を検出すると、オペレータははんだ印刷
工程ラインを停止し、不良と判定された被検査基板上の
はんだの印刷品質を確認し、クリームはんだ印刷機の調
整を行っていた。このとき、オペレータははんだ検査装
置から指示される被検査基板の不良箇所を目視で検査し
て不良内容を確認していた。

【０００５】しかし、基板実装部品の微細化や高密度化
に伴って、クリーム状はんだの印刷箇所の面積が小さく
なり、目視で不良箇所を特定してその不良内容を確認す
るためには、かなりの時間と労力とを費やし、しかも場
合によっては正確にその不良箇所を特定することが困難
であるという不都合があった。

【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、クリーム状はんだが印刷され
たプリント基板の検査結果から、印刷不良箇所の印刷状
態および不良内容を詳細に表示することができるはんだ
検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記
載のはんだ検査装置は、プリント基板を撮像して得られ
る画像データに基づきプリント基板に印刷されたはんだ
の印刷状態を検査するはんだ検査装置において、複数の
はんだ印刷箇所の検査結果に基づいて指定された印刷不
良箇所の印刷状態の画像および不良内容を表示する画像
表示手段を備えるものである。

【０００８】本発明による請求項２記載のはんだ検査装
置は、はんだが印刷されたプリント基板を撮像する撮像
手段と、撮像手段によって撮像したプリント基板の画像
から被検査データを作成する画像処理手段と、被検査デ
ータと予め入力した基準となる判定データとを比較して
各はんだ印刷箇所のはんだの印刷状態を検査する検査手
段と、検査手段で検査した検査結果データを記憶する検
査結果記憶手段と、検査結果記憶手段に記憶された検査
結果データに基づいて指定された印刷不良箇所の印刷状
態の画像および不良内容を表示する画像表示手段とを備
える。

【０００９】本発明による請求項３記載のはんだ検査装
置は、請求項１または２記載の発明において、画像表示
手段は、指定された印刷不良箇所をはんだ印刷箇所毎に
ランド単位で、または複数のはんだ印刷箇所をまとめた
部品単位で表示する。

【００１０】本発明によれば、プリント基板上に印刷さ
れたクリーム状はんだの印刷状態を部品単位またはラン
ド単位で画像表示すると共に、不良内容の詳細を文字に
よって表示するので、オペレータが印刷不良箇所の状態
を迅速かつ正確に確認することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるはんだ検査装
置の一実施の形態を示すブロック図である。このはんだ
検査装置は検査時の基準となるモデル基板Ｐ１を撮像し
て得られる検査領域のパラメータ（判定データ）と、被
検査基板Ｐ２を撮像して得られる被検査領域のパラメー
タ（被検査データ）とを比較し、被検査基板Ｐ２の各ラ
ンド上にクリーム状はんだが正しく印刷されているかを
検査するものである。

【００１２】このはんだ検査装置は画像データ入力部１
および画像データ処理部２を備え、画像データ入力部１
は基板Ｐ１，Ｐ２に印刷されたクリーム状はんだを撮像
し、その撮像信号を画像データ処理部２に入力する。画
像データ処理部２は入力された撮像信号を画像データに
変換し、この画像データに基づいて判定データと被検査
データとを作成し、両データを比較して被検査基板Ｐ２
上のクリーム状はんだの印刷状態の良否を検査する。

【００１３】（画像データ入力部）画像データ入力部１
は、モデル基板Ｐ１および被検査基板Ｐ２を載置するコ
ンベア１１、このコンベア１１をＹ方向（図の手前方
向）に移動させるＹ軸テーブル部１２、コンベア１１に
載置された基板Ｐ１，Ｐ２を照射する投光部１３、基板
Ｐ１，Ｐ２を撮像する撮像部１４をその構成として含ん
でいる。

【００１４】また、投光部１３は基板Ｐ１，Ｐ２に赤色
光、緑色光、青色光をそれぞれ異なる入射角で照射する
リング状の発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを備えてい
る。撮像部１４はカラーテレビカメラ１５、このカラー
テレビカメラ１５をＸ方向（図の横方向）に移動させる
Ｘ軸テーブル部１６を備えている。

【００１５】Ｙ軸テーブル部１２およびＸ軸テーブル部
１６は、それぞれ画像データ処理部２からの制御信号に
基づいて動作するモータ（図示せず）を備え、これらモ
ータの駆動によってＹ軸テーブル部１２がコンベア１１
をＹ方向へ移動させ、Ｘ軸テーブル部１６がカラーテレ
ビカメラ１５をＸ方向へ移動させ、基板Ｐ１，Ｐ２の表
面全ての箇所をカラーテレビカメラ１５で撮像すること
ができるように構成されている。

【００１６】（画像データ処理部）画像データ処理部２
は、Ａ／Ｄ変換部２１、メモリ部２２、撮像コントロー
ラ２３、画像処理部２４、ＸＹテーブルコントローラ２
５、検査部２６、ティーチング部２７、検査結果記憶部
２８を備え、これら各部はバスライン２９を介して制御
部（ＣＰＵ）３０に接続されている。また、制御部３０
はキーボード３１、表示装置３２、プリンタ３３、通信
部３４およびフロッピーディスク装置３５に接続されて
いる。

【００１７】Ａ／Ｄ変換部２１は撮像部１４から供給さ
れるカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂをアナログ／ディジタル変換
して制御部３０に画像データとして出力する。メモリ部
２２はＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を備え、
制御部３０の作業エリアとして使用される。

【００１８】撮像コントローラ２３は制御部３０と投光
部１３および撮像部１４との間を接続するインターフェ
イス等を備え、制御部３０からの指示に基づき投光部１
３の各発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの光量の調整、撮
像部１４のカラーテレビカメラ１５の各色相光出力の相
互バランスの制御などを行う。

【００１９】画像処理部２４は制御部３０を介して供給
される画像データを処理し、モデル基板Ｐ１による判定
データや被検査基板Ｐ２による被検査データを作成し制
御部３０および検査部２６へ供給する。

【００２０】ＸＹテーブルコントローラ２５は制御部３
０とＸ軸テーブル部１６およびＹ軸テーブル部１２との
間を接続するインターフェイス等を備え、制御部３０か
らの指示に基づきＸ軸テーブル部１６およびＹ軸テーブ
ル部１２を制御する。

【００２１】検査部２６は検査モード時に制御部３０か
ら供給された判定データと、画像処理部２４から転送さ
れた被検査データとを比較し、被検査基板Ｐ２における
クリーム状はんだの印刷状態の良否を判定し、その結果
を制御部３０へ出力する。

【００２２】ティーチング部２７はティーチングモード
時に制御部３０から判定データが供給されたときにこれ
を記憶する。また、検査モード時に制御部３０から転送
要求があったときに、この要求に応じて判定データを制
御部３０および検査部２６に供給する。

【００２３】検査結果記憶部２８は検査時に検査部２６
からの検査結果データを記憶するもので、検査結果デー
タとしては各はんだ印刷箇所に相当するランドの位置デ
ータ、各部品の位置データ、各ランドにおけるはんだ印
刷状態の良否データ、不良内容に関するデータ等であ
る。

【００２４】この場合、検査結果を必要に応じてはんだ
印刷箇所毎にランド単位で出力し、または複数のはんだ
印刷箇所を１つの部品単位にまとめた部品単位で出力す
ることができるように、各ランドの位置データと各部品
の位置データとを関連性をもって記憶する。

【００２５】キーボード３１は操作情報やモデル基板Ｐ
１に関するデータ、モデル基板Ｐ１上のランドおよび部
品に関するデータ等を入力するのに必要な各種のキーを
備えており、このキーボード３１から入力されたデータ
は制御部３０へ供給される。また、キーボード３１は検
査結果記憶部２８に記憶された検査結果データを表示装
置３２に表示するための指示を行う。

【００２６】表示装置３２はＣＲＴ（ブラウン管）また
はＬＣＤ（液晶表示装置）等からなる画像表示手段であ
り、制御部３０から供給される画像データ、判定結果、
キー入力データなどを画面上に表示する。また、検査結
果記憶部２８に記憶された検査結果データに基づいて被
検査基板Ｐ２の各はんだ印刷箇所の良否を示す基板画
像、特定の印刷不良箇所を拡大して示す個別画像および
不良内容等を画面上に表示する。

【００２７】（ティーチングモード）次に、制御部３０
の制御のもとにプリント基板に印刷されたクリーム状は
んだの印刷状態の良否を検査する動作について説明す
る。新たな被検査基板Ｐ２を検査するときは、制御部３
０はモデル基板Ｐ１を用いて検査時の基準となる判定デ
ータを作成するためにティーチングモードを実行する。
モデル基板Ｐ１は各ランドにクリーム状はんだが正しく
印刷された基準となる基板である。

【００２８】まず、装置各部を制御して投光部１３や撮
像部１４をオンし、撮像条件やデータの処理条件を整え
る。次に、Ｙ軸テーブル部１２上にモデル基板Ｐ１をセ
ットし、Ｘ軸テーブル部１６およびＹ軸テーブル部１２
を制御してモデル基板Ｐ１の各所定位置で撮像部１４に
よってモデル基板Ｐ１を撮像する。

【００２９】モデル基板Ｐ１は投光部１３からの照射光
を受けつつ撮像部１４のカラーテレビカメラ１５により
撮像される。すなわち、投光部１３は撮像コントローラ
２３からの制御信号に基づいて赤色光、緑色光、青色光
を異なる入射角で照射し、３原色光の混合した光により
モデル基板Ｐ１を投光する。撮像部１４はその反射光像
をカラーテレビカメラ１５で撮像して電気信号に変換す
る。

【００３０】また、投光部１３は、その照明下でモデル
基板Ｐ１上のクリーム状はんだの印刷状態を検出するこ
とを可能とするために、発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
が発する各色相の光が混色されると、完全な白色光とな
るように撮像コントローラ２３によって制御されてい
る。

【００３１】すなわち、発光体１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
は混色により白色光となるような対波長発光エネルギー
分布を有する赤色光スペクトル、緑色光スペクトル、青
色光スペクトルの光を発する発光体をもって構成すると
共に、各発光体から照射された赤色光、緑色光、青色光
が混色して白色光となるように各色相光の光量が調整さ
れている。

【００３２】撮像部１４は、投光部１３の上方に配置さ
れたカラーテレビカメラ１５によってモデル基板Ｐ１か
らの反射光を３原色のカラー信号Ｒ，Ｇ，Ｂに変換して
画像データ処理部２へ供給する。

【００３３】この撮像動作で得られた３原色のカラー信
号Ｒ，Ｇ，Ｂは、Ａ／Ｄ変換部２１で画像データに変換
され、メモリ部２２にリアルタイムで記憶される。次い
で、制御部３０はメモリ部２２から各色相に対応する画
像データを画像処理部２４へ転送する。画像処理部２４
では各色相の画像データを各色相別の適当な閾値で２値
化するなどして、赤色、緑色、青色のパターンを抽出す
る。

【００３４】また、制御部３０は画像処理部２４を制御
して、各ランドの撮像パターンについて明度をチェック
するなどして各ランドの位置などを識別する。この後、
制御部３０は各色相パターンとランド位置データとに基
づいて、被検査基板Ｐ２を検査するのに必要な判定デー
タを作成し、これをティーチング部２７に記憶し、ティ
ーチングモードを終了する。

【００３５】（検査モード）次に、図２に示すフローチ
ャート図を参照しながら、被検査基板Ｐ２に印刷された
クリーム状はんだの印刷状態の良否を検査する動作につ
いて説明する。

【００３６】検査モードに移行すると、制御部３０はテ
ィーチング部２７やキーボード３１からその日の日付デ
ータや被検査基板Ｐ２のＩＤナンバー（識別番号）など
を取り込むと共に、ティーチング部２７から判定データ
を読み出し、これを検査部２６に供給する（ステップＳ
１）。

【００３７】次いで、制御部３０は撮像条件やデータの
処理条件を整えた後、検査をスタートさせる（ステップ
Ｓ２）。被検査基板Ｐ２の供給があれば（ステップＳ
３）、Ｙ軸テーブル部１２上に被検査基板Ｐ２をセット
し（ステップＳ４）、ティーチングモード時と同様に画
像処理部２４にて各色相パターンの検出を行い、各色相
パターンとランド位置データとに基づいて被検査データ
を作成する（ステップＳ５，Ｓ６）。

【００３８】次いで、制御部３０は被検査データを検査
部２６に転送し、この被検査データと判定データとを比
較し、被検査基板Ｐ２上の各ランドにつきはんだ印刷状
態の良否を判定する（ステップＳ７）。

【００３９】判定結果が良であれば、検査結果記憶部２
８に検査結果を記憶し（ステップＳ８）、その被検査基
板Ｐ２を搬出する（ステップＳ９）。判定結果が不良で
あれば、判定結果を表示装置３２やプリンタ３３に供給
して表示およびプリントアウトし（ステップＳ１０，Ｓ
１１）、その後に検査結果記憶部２８に検査結果を記憶
して（ステップＳ８）、被検査基板Ｐ２を搬出する（ス
テップＳ９）。表示およびプリントアウトする内容とし
ては、被検査基板Ｐ２上の不良箇所の位置、部品名称、
不良内容等である。

【００４０】この一連の処理（ステップＳ３〜Ｓ１１）
を被検査基板Ｐ２の供給が続く限り繰り返し、被検査基
板Ｐ２の供給が途切れると、被検査基板Ｐ２の検査が終
了したか判定し（ステップＳ１２）、終了していなけれ
ばステップＳ３以降の処理を繰り返す。終了していれば
検査モードを終了する。

【００４１】（検査結果の表示）こうして検査結果記憶
部２８に記憶された検査結果は、オペレータがキーボー
ド３１を操作することによって表示装置３２に表示する
ことができる。図３は、検査結果記憶部２８に記憶され
た検査結果を、表示装置３２に部品単位で表示する場合
の一例を示す図である。

【００４２】同図において、図（ａ）は被検査基板Ｐ２
の各はんだ印刷箇所の良否を示す基板画像図であり、図
（ｂ）はその中のある部品のはんだ印刷箇所の良否を示
す部品画像図であり、図（ｃ）は図（ｂ）に表示された
部品の部品名称および不良内容を説明する表示図であ
る。

【００４３】図（ａ）の基板画像は斜線で示すランドＬ
Ａに印刷されたクリーム状はんだの印刷状態が不良であ
ること、斜線で示されていないランドＬＡに印刷された
クリーム状はんだの印刷状態は良好であることを示して
いる。

【００４４】そして、部品単位に複数のランドＬＡを破
線で区切って示しており、２つのランドＬＡからなる角
チップ系部品、３つのランドＬＡからなるトランジスタ
系部品、８つのランドＬＡからなるＩＣ系部品をそれぞ
れ示している。

【００４５】ところで、図（ａ）の基板画像は不良箇所
を特定できるが、不良内容を特定することはできない。
そこで、オペレータがキーボード３１を操作して画面上
で所望の部品、例えばトランジスタを指定すると、図
（ｂ）に示すように、指定したトランジスタの３つのラ
ンドＬＡ１〜ＬＡ３の画像が拡大して表示される。

【００４６】この例では、パッド１のランドＬＡ１とパ
ッド３のランドＬＡ３に対するクリーム状はんだの印刷
状態が不良であり、パッド２のランドＬＡ２に対するク
リーム状はんだの印刷状態が良好であることを示してい
る。すなわち、ランドＬＡ１のクリーム状はんだＳＤ１
は左上に位置ずれしており、ランドＬＡ３のクリーム状
はんだＳＤ３は不足気味になっていることを示してい
る。

【００４７】このトランジスタの部品名称「ＴＲ１０
０」と不良内容「パッド１−ずれ、パッド３−はんだ
少」とは、図（ｃ）に示すように文字で表示される。図
（ｃ）の表示は図（ｂ）の表示と同一画面に表示しても
よい。

【００４８】図４は、検査結果記憶部２８に記憶された
検査結果を、表示装置３２にランド（マスク）単位で表
示する場合の一例を示す図である。同図において、図
（ａ）は被検査基板Ｐ２中の不良箇所の位置を示す基板
画像図であり、図（ｂ）はその中のあるランドのはんだ
印刷箇所の良否を示すランド画像図であり、図（ｃ）は
図（ｂ）に表示されたランドの不良内容を説明する表示
図である。

【００４９】図４と同様に、図（ａ）の基板画像は斜線
で示すランドＬＡに印刷されたクリーム状はんだの印刷
状態が不良であること、斜線で示されていないランドＬ
Ａに印刷されたクリーム状はんだの印刷状態は良好であ
ることを示している。

【００５０】しかし、図（ａ）の基板画像は不良箇所を
特定することはできるが、不良内容を特定することはで
きない。そこで、オペレータがキーボード３１を操作し
て画面上で所望のランドを指定すると、図（ｂ）に示す
ように、その指定したランドＬＡの画像が拡大して表示
される。

【００５１】この例では、ランドＬＡのクリーム状はん
だＳＤが左上に位置ずれしていることを示している。図
（ｃ）は、指定されたランドの不良内容が「ずれ」であ
ることを表示している。図（ｂ）の表示と図（ｃ）の表
示とは同一画面に表示してもよい。

【００５２】以上のように、本実施の形態においては、
モデル基板Ｐ１についての３原色カラー信号を画像処理
部２４で処理し、印刷状態が良好な各はんだ印刷箇所に
ついて赤色、緑色、青色の各色相パターンを検出し、判
定データを作成する。

【００５３】次いで、被検査基板Ｐ２についての３原色
カラー信号を画像処理部２４で処理し、被検査基板Ｐ２
上のはんだ印刷箇所について同様の各色相パターンを検
出して被検査データを作成する。

【００５４】そして、この被検査データと判定データと
を検査部２６で比較し、この比較結果から被検査基板Ｐ
２の各はんだ印刷箇所について印刷状態の良否を判定
し、検査結果データを検査結果記憶部２８に記憶する。

【００５５】オペレータは検査結果記憶部２８に記憶さ
れた検査結果データを読み出し、不良と判定されたはん
だ印刷箇所の印刷状態の画像および不良内容を表示装置
３２に表示することで、不良内容を迅速かつ正確に確認
することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、プリント基板上に印刷
されたクリーム状はんだの印刷状態を部品単位またはラ
ンド単位で画像によって表示すると共に、不良内容の詳
細を文字によって表示するので、オペレータが不良箇所
の状況を容易かつ正確に確認すすることができ、さらに
は印刷不良箇所の正確な情報をクリームはんだ印刷機に
フィードバックすることができるという有利な効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるはんだ検査装置の一実施の形態を
示すブロック図である。

【図２】本発明によるはんだ検査装置の検査手順を示す
フローチャート図である。

【図３】検査結果を部品単位で表示する場合の一例を示
す図である。

【図４】検査結果をランド単位で表示する場合の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 画像データ入力部 ２ 画像データ処理部 １１ コンベア １２ Ｙ軸テーブル部 １３ 投光部 １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 発光体 １４ 撮像部 １５ カラーテレビカメラ １６ Ｘ軸テーブル部 ２１ Ａ／Ｄ変換部 ２２ メモリ部 ２３ 撮像コントローラ ２４ 画像処理部 ２５ ＸＹテーブルコントローラ ２６ 検査部 ２７ ティーチング部 ２８ 検査結果記憶部 ２９ バスライン ３０ 制御部（ＣＰＵ） ３１ キーボード ３２ 表示装置 ３３ プリンタ ３４ 通信部 ３５ フロッピーディスク装置 ＬＡ，ＬＡ１〜ＬＡ３ ランド Ｐ１ モデル基板 Ｐ２ 被検査基板 ＳＤ，ＳＤ１〜ＳＤ３ はんだ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板を撮像して得られる画像デ
   ータに基づき前記プリント基板に印刷されたはんだの印
   刷状態を検査するはんだ検査装置において、 複数のはんだ印刷箇所の検査結果に基づいた指定された
   印刷不良箇所の印刷状態の画像および不良内容を表示す
   る画像表示手段を備えることを特徴とするはんだ検査装
   置。
2. 【請求項２】 はんだが印刷されたプリント基板を撮像
   する撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像した前記プリント基板の画像
   から被検査データを作成する画像処理手段と、 前記被検査データと予め入力した基準となる判定データ
   とを比較して各はんだ印刷箇所のはんだの印刷状態を検
   査する検査手段と、 前記検査手段で検査した検査結果データを記憶する検査
   結果記憶手段と、 前記検査結果記憶手段に記憶された検査結果データに基
   づいて指定された印刷不良箇所の印刷状態の画像および
   不良内容を表示する画像表示手段と、を備えることを特
   徴とするはんだ検査装置。
3. 【請求項３】 前記画像表示手段は、指定された印刷不
   良箇所をはんだ印刷箇所毎にランド単位で、または複数
   のはんだ印刷箇所をまとめた部品単位で表示することを
   特徴とする請求項１または２記載のはんだ検査装置。