スクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法
【課題】カラーカメラを用いることなく低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】モノクロカメラであるカメラ部７ａ、検査対象領域Ｒｇを垂直上方から照明する第１照明４１、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２を備え、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながらカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながらカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得た後、第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る。
【解決手段】モノクロカメラであるカメラ部７ａ、検査対象領域Ｒｇを垂直上方から照明する第１照明４１、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２を備え、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながらカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながらカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得た後、第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷機は、搬送コンベア上で基板の両側部を挟んでクランプするクランプ部材等から成る基板保持部、基板保持部により保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスク、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージ等を備えて成る。
【０００３】
このようなスクリーン印刷機では、スクリーン印刷後の基板（すなわち半田が転写された後の基板）上の半田の転写状態を検査する半田検査が行われる（特許文献１）。この場合、カラー撮像タイプの撮像手段（カラーカメラ）によって基板を上方から撮像すれば、半田を基板の表面（レジスト）やランドと区別して画像認識することができるので半田のみが映し出された画像を取得でき、スクリーン印刷後の半田検査を容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６６５４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、カラーカメラは高価であるため、スクリーン印刷機にカラーカメラを備えることはスクリーン印刷機自体のコストアップに繋がってしまう。ここで、スクリーン印刷機には、基板上のランドとマスクの開口部とが合致した状態で接触されるようにマスク及び基板それぞれに設けられたマークを落射照明（撮像対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明するタイプの照明）によって上方から撮像するマーク認識用のモノクローム撮像タイプの撮像手段（モノクロカメラ）が備えられているが、このモノクロカメラによって基板上の検査対象領域を撮像すると、平坦なランドのみが明るい領域として明瞭に映し出され、表面で照明光を乱反射させる半田は光を吸収するレジストとともに暗く映し出されてその輪郭（すなわち転写状態）を明瞭に認識することができないという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、カラーカメラを用いることなく低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法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】
【０００７】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージとを備えたスクリーン印刷機であって、半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段と、前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得るとともに、前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る撮像制御手段と、撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第２の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得る画像処理手段とを備えた。
【０００８】
請求項２に記載のスクリーン印刷機は、請求項１に記載のスクリーン印刷機であって、撮像手段は、基板とマスクが基板上のランドとマスクの開口部とが合致した状態で接触されるように基板及びマスクそれぞれに設けられたマークを撮像するマーク認識用にも用いられる。
【０００９】
請求項３に記載のスクリーン印刷機は、請求項１又は２に記載のスクリーン印刷機であって、第１の照明手段及び第２の照明手段はそれぞれ光源がＬＥＤから成る。
【００１０】
請求項４に記載のスクリーン印刷機における半田検査方法は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージと、半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段とを備えたスクリーン印刷機における半田検査方法であって、前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得る工程と、前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る工程と、撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得る工程とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段のほか、検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、検査対象領域をカメラの撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段を備えており、検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら検査対象領域を撮像手段により撮像して検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら検査対象領域を撮像手段により撮像して検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得た後、第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得るようになっており、高価なカラーカメラを用いることなく、安価なモノクロカメラを用いて半田のみが映し出された画像を得ることができるようになっている。このため低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の全体構成図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の正面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の一部の平面図
【図５】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるカメラユニットの構成図
【図６】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるカメラユニットにより基板上の検査対象領域の撮像を行う手順を示す図
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるカメラユニットにより基板上の検査対象領域を撮像して得られる画像（ｃ）これら２つの画像から画像処理を行って得られる画像を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１、図２及び図３においてスクリーン印刷機１は、基板２の搬入及び保持動作、保持した基板２への半田Ｓｄの転写動作及び半田Ｓｄを転写した基板２の搬出動作等から成る一連の工程を繰り返し実行する装置である。基板２の表面には複数のランド２ａが設けられており（図４）、半田Ｓｄは各ランド２ａの上面に転写される。基板２の表面には膜状のレジスト（図示せず）が形成されている。
【００１４】
図１において、スクリーン印刷機１は基台３上に設けられて基板２の搬送、位置決めと保持を行う基板保持部及び保持した基板２の移動を行う基板移動部としての基板保持移動ユニット４、基板保持移動ユニット４に保持された基板２上のランド２ａに開口部５ａ（図４）を合致させて基板２の上面に接触されるマスク５、基板２の上面に接触されたマスク５上を摺動してマスク５上に供給された半田Ｓｄを掻き寄せることによりマスク５の開口部５ａを介して基板２上のランド２ａに半田Ｓｄを転写させるスキージユニット６、撮像動作を行うカメラユニット７及び各部の作動制御を行う制御装置８を備えている。
【００１５】
以下、説明の便宜上、スクリーン印刷機１において基板２を搬送する水平面内方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸とする。更に、Ｙ軸方向をスクリーン印刷機１の前後方向、Ｘ軸方向を横（左右）方向とし、前後方向のうち、スクリーン印刷機１に対してオペレータ（図示せず）が作業を行う側（図１及び図２の紙面右方）をスクリーン印刷機１の前方、その反対側（図１及び図２の紙面左方）を後方とする。
【００１６】
図２及び図３において、基板保持移動ユニット４は、Ｙテーブル１１、Ｘテーブル１２及びθテーブル１３から成る水平面内移動機構によって水平面内での移動が自在であるとともにθテーブル１３に対して昇降自在に設けられたベース部１４、ベース部１４の上面に設けられてＹ軸方向に対向する一対の支柱１５、一対の支柱１５に支持された一対の搬送コンベア１６、一対の支柱１５の上部にＹ軸方向に開閉自在に設けられた一対のクランプ部材１７（図４も参照）及びベース部１４の中央部をベース部１４に対して昇降自在に設けられた下受け部材１８を有して成る。
【００１７】
図２及び図３において、一対の搬送コンベア１６は制御装置８に制御されて作動し、基板２の両端を下方から支持してＸ軸方向に搬送し、位置決めする。一対のクランプ部材１７は制御装置８に制御されてＹ軸方向に開閉作動し、搬送コンベア１６上で位置決めされた基板２の両端部をクランプする。下受け部材１８は制御装置８により制御されてベース部１４に対して昇降作動し、クランプ部材１７によってクランプされた基板２の中央部を下方から支持する。
【００１８】
図４において、マスク５は平面視において矩形の枠状部材から成るマスク枠５Ｗによって四辺が支持されており、開口部５ａはマスク枠５Ｗによって囲まれた矩形の領域内に多数設けられている。
【００１９】
図４において、基板２の対角位置には２つ一組の基板側マーク２ｍが設けられており、マスク５には基板側マーク２ｍに対応して配置された２つ一組のマスク側マーク５ｍが設けられている。これら基板側マーク２ｍとマスク側マーク５ｍとが平面視において一致する状態で基板２をマスク５に接触させると、基板２のランド２ａとマスク５の開口部５ａが合致した状態となる。
【００２０】
図２及び図３において、スキージユニット６は図示しないアクチュエータ等から成るスキージ移動機構２１（図１）によってＹ軸方向に移動されるスキージベース２２と、スキージベース２２の上面側に取り付けられた一対のスキージ昇降シリンダ２３によってスキージベース２２の下方で昇降自在な一対のスキージ２４から成る。
【００２１】
図２及び図３において、カメラユニット７は図示しないアクチュエータ等から成るカメラ移動機構３０（図１）によって水平面内で移動される。図５において、カメラユニット７は撮像視野を下方に向けたモノクローム撮像タイプの（すなわちモノクロカメラである）カメラ部７ａ及び照明部７ｂを筐体７ｃ内に有して成り、カメラ部７ａはハーフミラー３１ａ、プリズム３１ｂ、複数のレンズ３１ｃ等から成る光学系３１と光学系３１を通して結像する基板２上の検査対象領域Ｒｇ（図５ではランド２ａ及びランド２ａ上に転写された半田Ｓｄを含む基板２の上面の一部の領域）の撮像を行うＣＣＤ撮像素子３２を備えている。
【００２２】
一方、照明部７ｂは、光学系３１のハーフミラー３１ａを介して基板２上の検査対象領域Ｒｇに上方から照明光を照射して検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊに沿った垂直上方から照明（すなわち落射照明）する第１照明４１（第１の照明手段）及び検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２（第２の照明手段）から成る。第２照明４２は平面視においてカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを中心とする同心円上に配置された複数の光源４２Ｌから構成されている。カメラユニット７では検査対象領域Ｒｇを照明する照明手段として、第１照明４１と第２照明４２を選択的に切り替えて用いることができる。
【００２３】
ここで、第１照明４１の光源４１Ｌ及び第２照明４２の複数の光源４２Ｌの種類は特に限定されるものではないが、これらの光源４１Ｌ，４２Ｌには、点灯開始から照明光度が安定するまでの時間が短く、発熱量が極めて小さいＬＥＤを用いることが好ましい。
【００２４】
基板保持移動ユニット４が備えるベース部１４の水平面内での移動動作は、制御装置８が水平面内移動機構（Ｙテーブル１１、Ｘテーブル１２及びθテーブル１３）の作動制御を行うことによってなされ、ベース部１４のθテーブル１３に対する昇降動作は、制御装置８が図示しない昇降機構（図示せず）の作動制御を行うことによってなされる。
【００２５】
スキージユニット６が備えるスキージベース２２のＹ軸方向への移動は制御装置８が前述のスキージ移動機構２１の作動制御を行うことによってなされ、スキージベース２２に対する各スキージ２４の昇降動作は、制御装置８が各スキージ２４に対応するスキージ昇降シリンダ２３の作動制御を行うことによってなされる。
【００２６】
カメラユニット７の移動動作は制御装置８が前述のカメラ移動機構３０の作動制御を行うことによってなされ、カメラユニット７が備える第１照明４１と第２照明４２の点灯・消灯制御及びＣＣＤ撮像素子３２による撮像動作制御は制御装置８によってなされる。ＣＣＤ撮像素子３２の撮像動作によって得られた画像データは制御装置８に入力される（図１）。
【００２７】
カメラユニット７は、基板２とマスク５が基板２上のランド２ａとマスク５の開口部５ａとが合致した状態で接触されるように基板２及びマスク５それぞれに設けられたマーク（基板側マーク２ｍ及びマスク側マーク５ｍ）を撮像するマーク認識用のカメラとして用いられるほか、半田Ｓｄが転写された後の基板２上の検査対象領域Ｒｇを垂直上方から撮像して半田Ｓｄの転写状態を検査する検査用のカメラとして用いられる。
【００２８】
先ず、スクリーン印刷機１によるスクリーン印刷工程の手順を説明する。スクリーン印刷工程では、制御装置８は先ず、基板保持移動ユニット４の作動制御を行い、搬送コンベア１６によって上流側工程の装置から送られてきた基板２を受け取って搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、基板２を作業位置に位置決めしたら、一対のクランプ部材１７によって基板２の両側部を挟んでクランプするとともに、下受け部材１８を上昇させて基板２の下面に接触させて、基板２を保持する。なお、基板２を搬入、位置決め及び保持するときの基板保持移動ユニット４の位置は、マスク５の直下の前方位置（図１の実線で示す基板保持移動ユニット４参照）である。
【００２９】
制御装置８は基板２を保持したら、基板保持移動ユニット４を前方位置からマスク５の直下の位置から後方に外れる後方位置（図１の一点鎖線で示す基板保持移動ユニット４参照）に移動させた後、カメラユニット７を基板保持移動ユニット４に保持されている基板２の上方に移動させる（図１の一点鎖線で示すカメラユニット７参照）。そして、基板２上に設けられた基板側マーク２ｍを上方から撮像し、画像認識を行って基板２の位置を算出し（基板位置算出工程）、次いでカメラユニット７をマスク５の上方に移動させ（図１の実線で示すカメラユニット７参照）、マスク５上に設けられたマスク側マーク５ｍを上方から撮像し、画像認識を行ってマスク５の位置を算出する（マスク位置算出工程）。
【００３０】
制御装置８は、基板２の位置とマスク５の位置を算出したら、基板保持移動ユニット４を前方位置に戻し、算出した基板２の位置とマスク５の位置とから、基板側マーク２ｍがマスク側マーク５ｍの直下に位置するように基板保持移動ユニット４を移動させる。これにより基板２とマスク５が位置合わせされる（位置合わせ工程）。
【００３１】
制御装置８は、基板２とマスク５の位置合わせを行ったら、基板保持移動ユニット４の作動制御を行ってベース部１４を上昇させ、基板２の上面をマスク５の下面に接触させる。これにより基板２上のランド２ａとマスク５の開口部５ａが合致して接触された状態となる（接触工程）。
【００３２】
このように本実施の形態では、マスク５は、基板保持部である基板保持移動ユニット４に保持された基板２上のランド２ａに開口部５ａを合致させて基板２の上面に接触されるものとなっている。
【００３３】
制御装置８は、基板２の上面をマスク５の下面に接触させたらオペレータによるマスク５上への半田Ｓｄの供給待ちの状態に入り、オペレータがマスク５上に半田Ｓｄの供給を行って所定の操作を行うと、制御装置８はスキージユニット６による半田Ｓｄのスキージング作業を行う（スキージング工程）。このスキージユニット６による半田Ｓｄのスキージング作業は、一方のスキージ２４をスキージベース２２に対して下降させてその下端部をマスク５上に当接させ、スキージベース２２を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させてスキージ２４をマスク５上で摺動させることによって行う。これによりマスク５上の半田Ｓｄはスキージ２４によって掻き寄せられ、マスク５の開口部５ａを介して基板２上のランド２ａに転写される。
【００３４】
ここで、スキージベース２２をスクリーン印刷機１の前方から後方に（図１及び図２では紙面の右方から左方に）移動させるときには前方に位置するスキージ２４をマスク５上に当接させてスキージングを行い、スキージベース２２をスクリーン印刷機１の後方から前方に（図１及び図２では紙面の左方から右方に）移動させるときには後方に位置するスキージ２４をマスク５上に当接させてスキージングを行う。
【００３５】
すなわち本実施の形態において、スキージ２４は、基板２の上面に接触されたマスク５上を摺動してマスク５上に供給された半田Ｓｄを掻き寄せることによりマスク５の開口部５ａを介して基板２上のランド２ａに半田Ｓｄを転写させるものとなっている。
【００３６】
制御装置８は、スキージユニット６による半田Ｓｄのスキージング作業が終了したら、ベース部１４を下降させて、基板２をマスク５から離間させる。これによりいわゆる版離れが行われ、基板２上のランド２ａに半田Ｓｄが供給された状態となる（版離れ工程）。
【００３７】
制御装置８は、版離れ工程が終了したら、基板保持移動ユニット４を後方位置に移動させて、カメラユニット７による半田Ｓｄの検査作業を行う。カメラユニット７による半田Ｓｄの検査作業では、先ず、制御装置８の撮像制御部８ａ（図１）が、スクリーン印刷後の（すなわち半田Ｓｄが転写された後の）基板２上の検査対象領域Ｒｇの直上にカメラユニット７を位置させてカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊが検査対象領域Ｒｇを通過するようにし（図６（ａ））、次いで、第１照明４１を点灯させて（第２照明４２は消灯）、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａによって撮像する（第１の撮像工程）。
【００３８】
この第１の撮像工程では落射照明である第１照明４１を用いており、検査対象領域Ｒｇ内で平坦なランド２ａのみが明るい領域として明瞭に映し出され、表面で照明光を乱反射させる半田Ｓｄは暗くなって明瞭に映し出されない（基板２の表面には光を吸収するレジストが形成されているので基板２の表面も暗く映る）。このため、検査対象領域Ｒｇの撮像画像は、ランド２ａのみが映し出されてそのランド２ａの輪郭（但し半田Ｓｄによって隠れなかった部分の輪郭）を明瞭に認識できる画像（第１の画像と称する）となる（図７（ａ））。
【００３９】
制御装置８の撮像制御部８ａは、上記第１の撮像工程が終了したら、今度は第１照明４１を消灯させる一方、第２照明４２を点灯させて、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａによって撮像する（第２の撮像工程）。
【００４０】
この第２の撮像工程では、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２を用いており、検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａと半田Ｓｄのいずれもが明るい領域として明瞭に映し出される。このため検査対象領域Ｒｇの撮像画像は、ランド２ａと半田Ｓｄが一体となった領域が映し出されてその領域（ランド２ａと半田Ｓｄが一体となった領域）の輪郭を明瞭に認識できる画像（第２の画像と称する）となる（図７（ｂ））。
【００４１】
上記第２の撮像工程が終了したら、制御装置８の画像処理部８ｂ（図１）が、第２の撮像工程で得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から、第１の画像のランド２ａの部分を差し引く画像処理を行う（画像処理工程）。これにより、半田Ｓｄのみが映し出された画像（図７（ｃ））が得られる。
【００４２】
このように、本実施の形態において、制御装置８の撮像制御部８ａは、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇを撮像手段であるカメラユニット７のカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得る撮像制御手段として機能する。また、制御装置８の画像処理部８ｂは、カメラ部７ａの撮像によって得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る画像処理手段として機能する。
【００４３】
制御装置８は、このような撮像及び処理の工程を基板２上の全検査対象領域について行い、その基板２に転写された半田Ｓｄの転写状態を検査し、その基板２の良否を判断する。
【００４４】
制御装置８は、基板２の良否を判断したら、クランプ部材１７による基板２のクランプを解除したうえで下受け部材１８を下降させることによって基板２の保持を解除する（基板保持解除工程）。そして、搬送コンベア１６を作動させて、下流側の工程の装置（例えば基板２に部品を装着する部品装着機）に搬出する（基板搬出工程）。
【００４５】
このように本実施の形態におけるスクリーン印刷機１における半田検査方法は、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラユニット７のカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得る工程（第１の撮像工程）、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラユニット７のカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得る工程（第２の撮像工程）及びカメラ部７ａの撮像によって得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る工程（画像処理工程）を含むものとなっている。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１は、半田Ｓｄが転写された後の基板２上の検査対象領域Ｒｇを垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段としてのカメラユニット７のカメラ部７ａ、検査対象領域Ｒｇを垂直上方から照明する第１の照明手段としての第１照明４１、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２の照明手段としての第２照明４２、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得る撮像制御手段としての制御装置８の撮像制御部８ａ及びカメラ部７ａの撮像によって得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る画像処理手段としての制御装置８の画像処理部８ｂを備えたものとなっている。
【００４７】
本実施の形態におけるスクリーン印刷機１では、基板２上の検査対象領域Ｒｇを垂直上方から撮像するカメラユニット７のカメラ部７ａ（モノクローム撮像タイプの撮像手段）のほか、検査対象領域Ｒｇを垂直上方から照明する第１照明４１（第１の照明手段）と、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２（第２の照明手段）を備えており、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得た後、第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得るようになっており、高価なカラーカメラを用いることなく、安価なモノクロカメラを用いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得ることができるようになっている。このため低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができる。
【００４８】
また、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１では、撮像手段であるカメラユニット７のカメラ部７ａは、基板２とマスク５が基板２上のランド２ａとマスク５の開口部５ａとが合致した状態で接触されるように基板２及びマスク５それぞれに設けられたマーク（基板側マーク２ｍ及びマスク側マーク５ｍ）を撮像するマーク認識用にも用いられるようになっており、必要な撮像手段を複数備える必要がないのでコスト的にも有利である。
【００４９】
また、第１照明４１の光源４１Ｌ及び第２照明４２の複数の光源４２Ｌに、点灯開始から照明光度が安定するまでの時間が短く、発熱量が極めて小さい特質を有するＬＥＤを用いるようにすれば、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１のように、二度の撮像工程（第１の撮像工程及び第２の撮像工程）を続けて実行し、２つ照明（第１照明４１及び第２照明４２）の点灯と消灯の切り替えを連続して行う必要があるものでは、検査の実行時間の短縮の観点から非常に大きな効果が得られる。
【００５０】
なお、第２の照明手段（第２照明４２）は、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する構成となっていればよく、必ずしも本実施の形態に示した構成を有していなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
カラーカメラを用いることなく低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法を提供する。
【符号の説明】
【００５２】
１ スクリーン印刷機
２ 基板
２ａ ランド
２ｍ 基板側マーク（マーク）
４ 基板保持移動ユニット（基板保持部）
５ マスク
５ａ 開口部
５ｍ マスク側マーク（マーク）
７ａ カメラ部（撮像手段）
７Ｊ 撮像光軸
８ａ 撮像制御部（撮像制御手段）
８ｂ 画像処理部（画像処理手段）
２４ スキージ
４１ 第１照明（第１の照明手段）
４１Ｌ 光源
４２ 第２照明（第２の照明手段）
４２Ｌ 光源
Ｓｄ 半田
Ｒｇ 検査対象領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷機は、搬送コンベア上で基板の両側部を挟んでクランプするクランプ部材等から成る基板保持部、基板保持部により保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスク、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージ等を備えて成る。
【０００３】
このようなスクリーン印刷機では、スクリーン印刷後の基板（すなわち半田が転写された後の基板）上の半田の転写状態を検査する半田検査が行われる（特許文献１）。この場合、カラー撮像タイプの撮像手段（カラーカメラ）によって基板を上方から撮像すれば、半田を基板の表面（レジスト）やランドと区別して画像認識することができるので半田のみが映し出された画像を取得でき、スクリーン印刷後の半田検査を容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６６５４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、カラーカメラは高価であるため、スクリーン印刷機にカラーカメラを備えることはスクリーン印刷機自体のコストアップに繋がってしまう。ここで、スクリーン印刷機には、基板上のランドとマスクの開口部とが合致した状態で接触されるようにマスク及び基板それぞれに設けられたマークを落射照明（撮像対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明するタイプの照明）によって上方から撮像するマーク認識用のモノクローム撮像タイプの撮像手段（モノクロカメラ）が備えられているが、このモノクロカメラによって基板上の検査対象領域を撮像すると、平坦なランドのみが明るい領域として明瞭に映し出され、表面で照明光を乱反射させる半田は光を吸収するレジストとともに暗く映し出されてその輪郭（すなわち転写状態）を明瞭に認識することができないという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、カラーカメラを用いることなく低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法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】
【０００７】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージとを備えたスクリーン印刷機であって、半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段と、前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得るとともに、前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る撮像制御手段と、撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第２の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得る画像処理手段とを備えた。
【０００８】
請求項２に記載のスクリーン印刷機は、請求項１に記載のスクリーン印刷機であって、撮像手段は、基板とマスクが基板上のランドとマスクの開口部とが合致した状態で接触されるように基板及びマスクそれぞれに設けられたマークを撮像するマーク認識用にも用いられる。
【０００９】
請求項３に記載のスクリーン印刷機は、請求項１又は２に記載のスクリーン印刷機であって、第１の照明手段及び第２の照明手段はそれぞれ光源がＬＥＤから成る。
【００１０】
請求項４に記載のスクリーン印刷機における半田検査方法は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージと、半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段とを備えたスクリーン印刷機における半田検査方法であって、前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得る工程と、前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る工程と、撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得る工程とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段のほか、検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、検査対象領域をカメラの撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段を備えており、検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら検査対象領域を撮像手段により撮像して検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら検査対象領域を撮像手段により撮像して検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得た後、第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得るようになっており、高価なカラーカメラを用いることなく、安価なモノクロカメラを用いて半田のみが映し出された画像を得ることができるようになっている。このため低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の全体構成図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の正面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の一部の平面図
【図５】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるカメラユニットの構成図
【図６】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるカメラユニットにより基板上の検査対象領域の撮像を行う手順を示す図
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるカメラユニットにより基板上の検査対象領域を撮像して得られる画像（ｃ）これら２つの画像から画像処理を行って得られる画像を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１、図２及び図３においてスクリーン印刷機１は、基板２の搬入及び保持動作、保持した基板２への半田Ｓｄの転写動作及び半田Ｓｄを転写した基板２の搬出動作等から成る一連の工程を繰り返し実行する装置である。基板２の表面には複数のランド２ａが設けられており（図４）、半田Ｓｄは各ランド２ａの上面に転写される。基板２の表面には膜状のレジスト（図示せず）が形成されている。
【００１４】
図１において、スクリーン印刷機１は基台３上に設けられて基板２の搬送、位置決めと保持を行う基板保持部及び保持した基板２の移動を行う基板移動部としての基板保持移動ユニット４、基板保持移動ユニット４に保持された基板２上のランド２ａに開口部５ａ（図４）を合致させて基板２の上面に接触されるマスク５、基板２の上面に接触されたマスク５上を摺動してマスク５上に供給された半田Ｓｄを掻き寄せることによりマスク５の開口部５ａを介して基板２上のランド２ａに半田Ｓｄを転写させるスキージユニット６、撮像動作を行うカメラユニット７及び各部の作動制御を行う制御装置８を備えている。
【００１５】
以下、説明の便宜上、スクリーン印刷機１において基板２を搬送する水平面内方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸とする。更に、Ｙ軸方向をスクリーン印刷機１の前後方向、Ｘ軸方向を横（左右）方向とし、前後方向のうち、スクリーン印刷機１に対してオペレータ（図示せず）が作業を行う側（図１及び図２の紙面右方）をスクリーン印刷機１の前方、その反対側（図１及び図２の紙面左方）を後方とする。
【００１６】
図２及び図３において、基板保持移動ユニット４は、Ｙテーブル１１、Ｘテーブル１２及びθテーブル１３から成る水平面内移動機構によって水平面内での移動が自在であるとともにθテーブル１３に対して昇降自在に設けられたベース部１４、ベース部１４の上面に設けられてＹ軸方向に対向する一対の支柱１５、一対の支柱１５に支持された一対の搬送コンベア１６、一対の支柱１５の上部にＹ軸方向に開閉自在に設けられた一対のクランプ部材１７（図４も参照）及びベース部１４の中央部をベース部１４に対して昇降自在に設けられた下受け部材１８を有して成る。
【００１７】
図２及び図３において、一対の搬送コンベア１６は制御装置８に制御されて作動し、基板２の両端を下方から支持してＸ軸方向に搬送し、位置決めする。一対のクランプ部材１７は制御装置８に制御されてＹ軸方向に開閉作動し、搬送コンベア１６上で位置決めされた基板２の両端部をクランプする。下受け部材１８は制御装置８により制御されてベース部１４に対して昇降作動し、クランプ部材１７によってクランプされた基板２の中央部を下方から支持する。
【００１８】
図４において、マスク５は平面視において矩形の枠状部材から成るマスク枠５Ｗによって四辺が支持されており、開口部５ａはマスク枠５Ｗによって囲まれた矩形の領域内に多数設けられている。
【００１９】
図４において、基板２の対角位置には２つ一組の基板側マーク２ｍが設けられており、マスク５には基板側マーク２ｍに対応して配置された２つ一組のマスク側マーク５ｍが設けられている。これら基板側マーク２ｍとマスク側マーク５ｍとが平面視において一致する状態で基板２をマスク５に接触させると、基板２のランド２ａとマスク５の開口部５ａが合致した状態となる。
【００２０】
図２及び図３において、スキージユニット６は図示しないアクチュエータ等から成るスキージ移動機構２１（図１）によってＹ軸方向に移動されるスキージベース２２と、スキージベース２２の上面側に取り付けられた一対のスキージ昇降シリンダ２３によってスキージベース２２の下方で昇降自在な一対のスキージ２４から成る。
【００２１】
図２及び図３において、カメラユニット７は図示しないアクチュエータ等から成るカメラ移動機構３０（図１）によって水平面内で移動される。図５において、カメラユニット７は撮像視野を下方に向けたモノクローム撮像タイプの（すなわちモノクロカメラである）カメラ部７ａ及び照明部７ｂを筐体７ｃ内に有して成り、カメラ部７ａはハーフミラー３１ａ、プリズム３１ｂ、複数のレンズ３１ｃ等から成る光学系３１と光学系３１を通して結像する基板２上の検査対象領域Ｒｇ（図５ではランド２ａ及びランド２ａ上に転写された半田Ｓｄを含む基板２の上面の一部の領域）の撮像を行うＣＣＤ撮像素子３２を備えている。
【００２２】
一方、照明部７ｂは、光学系３１のハーフミラー３１ａを介して基板２上の検査対象領域Ｒｇに上方から照明光を照射して検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊに沿った垂直上方から照明（すなわち落射照明）する第１照明４１（第１の照明手段）及び検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２（第２の照明手段）から成る。第２照明４２は平面視においてカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを中心とする同心円上に配置された複数の光源４２Ｌから構成されている。カメラユニット７では検査対象領域Ｒｇを照明する照明手段として、第１照明４１と第２照明４２を選択的に切り替えて用いることができる。
【００２３】
ここで、第１照明４１の光源４１Ｌ及び第２照明４２の複数の光源４２Ｌの種類は特に限定されるものではないが、これらの光源４１Ｌ，４２Ｌには、点灯開始から照明光度が安定するまでの時間が短く、発熱量が極めて小さいＬＥＤを用いることが好ましい。
【００２４】
基板保持移動ユニット４が備えるベース部１４の水平面内での移動動作は、制御装置８が水平面内移動機構（Ｙテーブル１１、Ｘテーブル１２及びθテーブル１３）の作動制御を行うことによってなされ、ベース部１４のθテーブル１３に対する昇降動作は、制御装置８が図示しない昇降機構（図示せず）の作動制御を行うことによってなされる。
【００２５】
スキージユニット６が備えるスキージベース２２のＹ軸方向への移動は制御装置８が前述のスキージ移動機構２１の作動制御を行うことによってなされ、スキージベース２２に対する各スキージ２４の昇降動作は、制御装置８が各スキージ２４に対応するスキージ昇降シリンダ２３の作動制御を行うことによってなされる。
【００２６】
カメラユニット７の移動動作は制御装置８が前述のカメラ移動機構３０の作動制御を行うことによってなされ、カメラユニット７が備える第１照明４１と第２照明４２の点灯・消灯制御及びＣＣＤ撮像素子３２による撮像動作制御は制御装置８によってなされる。ＣＣＤ撮像素子３２の撮像動作によって得られた画像データは制御装置８に入力される（図１）。
【００２７】
カメラユニット７は、基板２とマスク５が基板２上のランド２ａとマスク５の開口部５ａとが合致した状態で接触されるように基板２及びマスク５それぞれに設けられたマーク（基板側マーク２ｍ及びマスク側マーク５ｍ）を撮像するマーク認識用のカメラとして用いられるほか、半田Ｓｄが転写された後の基板２上の検査対象領域Ｒｇを垂直上方から撮像して半田Ｓｄの転写状態を検査する検査用のカメラとして用いられる。
【００２８】
先ず、スクリーン印刷機１によるスクリーン印刷工程の手順を説明する。スクリーン印刷工程では、制御装置８は先ず、基板保持移動ユニット４の作動制御を行い、搬送コンベア１６によって上流側工程の装置から送られてきた基板２を受け取って搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、基板２を作業位置に位置決めしたら、一対のクランプ部材１７によって基板２の両側部を挟んでクランプするとともに、下受け部材１８を上昇させて基板２の下面に接触させて、基板２を保持する。なお、基板２を搬入、位置決め及び保持するときの基板保持移動ユニット４の位置は、マスク５の直下の前方位置（図１の実線で示す基板保持移動ユニット４参照）である。
【００２９】
制御装置８は基板２を保持したら、基板保持移動ユニット４を前方位置からマスク５の直下の位置から後方に外れる後方位置（図１の一点鎖線で示す基板保持移動ユニット４参照）に移動させた後、カメラユニット７を基板保持移動ユニット４に保持されている基板２の上方に移動させる（図１の一点鎖線で示すカメラユニット７参照）。そして、基板２上に設けられた基板側マーク２ｍを上方から撮像し、画像認識を行って基板２の位置を算出し（基板位置算出工程）、次いでカメラユニット７をマスク５の上方に移動させ（図１の実線で示すカメラユニット７参照）、マスク５上に設けられたマスク側マーク５ｍを上方から撮像し、画像認識を行ってマスク５の位置を算出する（マスク位置算出工程）。
【００３０】
制御装置８は、基板２の位置とマスク５の位置を算出したら、基板保持移動ユニット４を前方位置に戻し、算出した基板２の位置とマスク５の位置とから、基板側マーク２ｍがマスク側マーク５ｍの直下に位置するように基板保持移動ユニット４を移動させる。これにより基板２とマスク５が位置合わせされる（位置合わせ工程）。
【００３１】
制御装置８は、基板２とマスク５の位置合わせを行ったら、基板保持移動ユニット４の作動制御を行ってベース部１４を上昇させ、基板２の上面をマスク５の下面に接触させる。これにより基板２上のランド２ａとマスク５の開口部５ａが合致して接触された状態となる（接触工程）。
【００３２】
このように本実施の形態では、マスク５は、基板保持部である基板保持移動ユニット４に保持された基板２上のランド２ａに開口部５ａを合致させて基板２の上面に接触されるものとなっている。
【００３３】
制御装置８は、基板２の上面をマスク５の下面に接触させたらオペレータによるマスク５上への半田Ｓｄの供給待ちの状態に入り、オペレータがマスク５上に半田Ｓｄの供給を行って所定の操作を行うと、制御装置８はスキージユニット６による半田Ｓｄのスキージング作業を行う（スキージング工程）。このスキージユニット６による半田Ｓｄのスキージング作業は、一方のスキージ２４をスキージベース２２に対して下降させてその下端部をマスク５上に当接させ、スキージベース２２を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させてスキージ２４をマスク５上で摺動させることによって行う。これによりマスク５上の半田Ｓｄはスキージ２４によって掻き寄せられ、マスク５の開口部５ａを介して基板２上のランド２ａに転写される。
【００３４】
ここで、スキージベース２２をスクリーン印刷機１の前方から後方に（図１及び図２では紙面の右方から左方に）移動させるときには前方に位置するスキージ２４をマスク５上に当接させてスキージングを行い、スキージベース２２をスクリーン印刷機１の後方から前方に（図１及び図２では紙面の左方から右方に）移動させるときには後方に位置するスキージ２４をマスク５上に当接させてスキージングを行う。
【００３５】
すなわち本実施の形態において、スキージ２４は、基板２の上面に接触されたマスク５上を摺動してマスク５上に供給された半田Ｓｄを掻き寄せることによりマスク５の開口部５ａを介して基板２上のランド２ａに半田Ｓｄを転写させるものとなっている。
【００３６】
制御装置８は、スキージユニット６による半田Ｓｄのスキージング作業が終了したら、ベース部１４を下降させて、基板２をマスク５から離間させる。これによりいわゆる版離れが行われ、基板２上のランド２ａに半田Ｓｄが供給された状態となる（版離れ工程）。
【００３７】
制御装置８は、版離れ工程が終了したら、基板保持移動ユニット４を後方位置に移動させて、カメラユニット７による半田Ｓｄの検査作業を行う。カメラユニット７による半田Ｓｄの検査作業では、先ず、制御装置８の撮像制御部８ａ（図１）が、スクリーン印刷後の（すなわち半田Ｓｄが転写された後の）基板２上の検査対象領域Ｒｇの直上にカメラユニット７を位置させてカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊが検査対象領域Ｒｇを通過するようにし（図６（ａ））、次いで、第１照明４１を点灯させて（第２照明４２は消灯）、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａによって撮像する（第１の撮像工程）。
【００３８】
この第１の撮像工程では落射照明である第１照明４１を用いており、検査対象領域Ｒｇ内で平坦なランド２ａのみが明るい領域として明瞭に映し出され、表面で照明光を乱反射させる半田Ｓｄは暗くなって明瞭に映し出されない（基板２の表面には光を吸収するレジストが形成されているので基板２の表面も暗く映る）。このため、検査対象領域Ｒｇの撮像画像は、ランド２ａのみが映し出されてそのランド２ａの輪郭（但し半田Ｓｄによって隠れなかった部分の輪郭）を明瞭に認識できる画像（第１の画像と称する）となる（図７（ａ））。
【００３９】
制御装置８の撮像制御部８ａは、上記第１の撮像工程が終了したら、今度は第１照明４１を消灯させる一方、第２照明４２を点灯させて、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａによって撮像する（第２の撮像工程）。
【００４０】
この第２の撮像工程では、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２を用いており、検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａと半田Ｓｄのいずれもが明るい領域として明瞭に映し出される。このため検査対象領域Ｒｇの撮像画像は、ランド２ａと半田Ｓｄが一体となった領域が映し出されてその領域（ランド２ａと半田Ｓｄが一体となった領域）の輪郭を明瞭に認識できる画像（第２の画像と称する）となる（図７（ｂ））。
【００４１】
上記第２の撮像工程が終了したら、制御装置８の画像処理部８ｂ（図１）が、第２の撮像工程で得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から、第１の画像のランド２ａの部分を差し引く画像処理を行う（画像処理工程）。これにより、半田Ｓｄのみが映し出された画像（図７（ｃ））が得られる。
【００４２】
このように、本実施の形態において、制御装置８の撮像制御部８ａは、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇを撮像手段であるカメラユニット７のカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得る撮像制御手段として機能する。また、制御装置８の画像処理部８ｂは、カメラ部７ａの撮像によって得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る画像処理手段として機能する。
【００４３】
制御装置８は、このような撮像及び処理の工程を基板２上の全検査対象領域について行い、その基板２に転写された半田Ｓｄの転写状態を検査し、その基板２の良否を判断する。
【００４４】
制御装置８は、基板２の良否を判断したら、クランプ部材１７による基板２のクランプを解除したうえで下受け部材１８を下降させることによって基板２の保持を解除する（基板保持解除工程）。そして、搬送コンベア１６を作動させて、下流側の工程の装置（例えば基板２に部品を装着する部品装着機）に搬出する（基板搬出工程）。
【００４５】
このように本実施の形態におけるスクリーン印刷機１における半田検査方法は、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラユニット７のカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得る工程（第１の撮像工程）、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラユニット７のカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得る工程（第２の撮像工程）及びカメラ部７ａの撮像によって得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る工程（画像処理工程）を含むものとなっている。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１は、半田Ｓｄが転写された後の基板２上の検査対象領域Ｒｇを垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段としてのカメラユニット７のカメラ部７ａ、検査対象領域Ｒｇを垂直上方から照明する第１の照明手段としての第１照明４１、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２の照明手段としての第２照明４２、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得る撮像制御手段としての制御装置８の撮像制御部８ａ及びカメラ部７ａの撮像によって得られた第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得る画像処理手段としての制御装置８の画像処理部８ｂを備えたものとなっている。
【００４７】
本実施の形態におけるスクリーン印刷機１では、基板２上の検査対象領域Ｒｇを垂直上方から撮像するカメラユニット７のカメラ部７ａ（モノクローム撮像タイプの撮像手段）のほか、検査対象領域Ｒｇを垂直上方から照明する第１照明４１（第１の照明手段）と、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する第２照明４２（第２の照明手段）を備えており、検査対象領域Ｒｇを第１照明４１により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａが映し出された第１の画像を得るとともに、検査対象領域Ｒｇを第２照明４２により照明しながら検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａにより撮像して検査対象領域Ｒｇ内のランド２ａ及び半田Ｓｄが映し出された第２の画像を得た後、第２の画像のランド２ａ及び半田Ｓｄの部分から第１の画像のランド２ａの部分を差し引いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得るようになっており、高価なカラーカメラを用いることなく、安価なモノクロカメラを用いて半田Ｓｄのみが映し出された画像を得ることができるようになっている。このため低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができる。
【００４８】
また、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１では、撮像手段であるカメラユニット７のカメラ部７ａは、基板２とマスク５が基板２上のランド２ａとマスク５の開口部５ａとが合致した状態で接触されるように基板２及びマスク５それぞれに設けられたマーク（基板側マーク２ｍ及びマスク側マーク５ｍ）を撮像するマーク認識用にも用いられるようになっており、必要な撮像手段を複数備える必要がないのでコスト的にも有利である。
【００４９】
また、第１照明４１の光源４１Ｌ及び第２照明４２の複数の光源４２Ｌに、点灯開始から照明光度が安定するまでの時間が短く、発熱量が極めて小さい特質を有するＬＥＤを用いるようにすれば、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１のように、二度の撮像工程（第１の撮像工程及び第２の撮像工程）を続けて実行し、２つ照明（第１照明４１及び第２照明４２）の点灯と消灯の切り替えを連続して行う必要があるものでは、検査の実行時間の短縮の観点から非常に大きな効果が得られる。
【００５０】
なお、第２の照明手段（第２照明４２）は、検査対象領域Ｒｇをカメラ部７ａの撮像光軸７Ｊを取り囲む方向から照明する構成となっていればよく、必ずしも本実施の形態に示した構成を有していなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
カラーカメラを用いることなく低コストでスクリーン印刷後の半田検査を行うことができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機における半田検査方法を提供する。
【符号の説明】
【００５２】
１ スクリーン印刷機
２ 基板
２ａ ランド
２ｍ 基板側マーク（マーク）
４ 基板保持移動ユニット（基板保持部）
５ マスク
５ａ 開口部
５ｍ マスク側マーク（マーク）
７ａ カメラ部（撮像手段）
７Ｊ 撮像光軸
８ａ 撮像制御部（撮像制御手段）
８ｂ 画像処理部（画像処理手段）
２４ スキージ
４１ 第１照明（第１の照明手段）
４１Ｌ 光源
４２ 第２照明（第２の照明手段）
４２Ｌ 光源
Ｓｄ 半田
Ｒｇ 検査対象領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージとを備えたスクリーン印刷機であって、
半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、
前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、
前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段と、
前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得るとともに、前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る撮像制御手段と、
撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田が映し出された画像を得る画像処理手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
撮像手段は、基板とマスクが基板上のランドとマスクの開口部とが合致した状態で接触されるように基板及びマスクそれぞれに設けられたマークを撮像するマーク認識用にも用いられることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
第１の照明手段及び第２の照明手段はそれぞれ光源がＬＥＤから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージと、半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段とを備えたスクリーン印刷機における半田検査方法であって、
前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得る工程と、
前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る工程と、
撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得る工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷機における半田検査方法。
【請求項１】
基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージとを備えたスクリーン印刷機であって、
半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、
前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、
前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段と、
前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得るとともに、前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る撮像制御手段と、
撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田が映し出された画像を得る画像処理手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
撮像手段は、基板とマスクが基板上のランドとマスクの開口部とが合致した状態で接触されるように基板及びマスクそれぞれに設けられたマークを撮像するマーク認識用にも用いられることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
第１の照明手段及び第２の照明手段はそれぞれ光源がＬＥＤから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された基板上のランドに開口部を合致させて基板の上面に接触されるマスクと、基板の上面に接触されたマスク上を摺動してマスク上に供給された半田を掻き寄せることによりマスクの開口部を介して基板上のランドに半田を転写させるスキージと、半田が転写された後の基板上の検査対象領域を垂直上方から撮像するモノクローム撮像タイプの撮像手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸に沿った垂直上方から照明する第１の照明手段と、前記検査対象領域を撮像手段の撮像光軸を取り囲む方向から照明する第２の照明手段とを備えたスクリーン印刷機における半田検査方法であって、
前記検査対象領域を第１の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランドが映し出された第１の画像を得る工程と、
前記検査対象領域を第２の照明手段により照明しながら前記検査対象領域を撮像手段により撮像して前記検査対象領域内のランド及び半田が映し出された第２の画像を得る工程と、
撮像手段の撮像によって得られた第２の画像のランド及び半田の部分から第１の画像のランドの部分を差し引いて半田のみが映し出された画像を得る工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷機における半田検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２４３９９（Ｐ２０１２−１２４３９９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５３３１（Ｐ２０１０−２７５３３１）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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