不良検査装置、部品実装システム、不良検査方法、プログラム
【課題】部品実装工程の中途段階において半田付け不良を検出可能な不良検査装置を提供する。
【解決手段】半田印刷工程後のプリント基板を撮像した印刷基板画像データと部品装着工程後のプリント基板を撮像した部品装着基板画像データからパッド上の半田面積を求める。そして、対のパッドごとにおける半田面積の半田印刷工程後と部品装着工程後とでの変化量の差分に基づいて部品実装の不良が発生したか否かについて判定する。
【解決手段】半田印刷工程後のプリント基板を撮像した印刷基板画像データと部品装着工程後のプリント基板を撮像した部品装着基板画像データからパッド上の半田面積を求める。そして、対のパッドごとにおける半田面積の半田印刷工程後と部品装着工程後とでの変化量の差分に基づいて部品実装の不良が発生したか否かについて判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の半田付け不良を検査する不良検査装置、不良検査方法およびプログラムに関する。また、不良検査装置を備える部品実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対する部品実装技術としてＳＭＴ（Surface Mount Technology：表面実装技術）が知られている。ＳＭＴは、プリント基板に部品実装用の孔部を形成するのではなく、プリント基板上に載置するように部品を装着し、装着面に対する半田付けにより部品の固定と接続を行うという技術である。このＳＭＴによる基板への部品実装は、半田印刷工程、部品装着工程、リフロー工程の順に行われる。
【０００３】
このＳＭＴにより実装される部品として、その両端にそれぞれ電極を有するチップ型の部品が広く知られている。このチップ型の部品は、リフロー工程後において「部品浮き」または「部品立ち（マンハッタンあるいはツームストーン）」などと呼ばれるはんだ付け不良が発生する場合がある。この部品浮きとは、チップ型の部品の一方の端部が基板から浮き上がる（立ち上がる）現象である。
【０００４】
上記部品浮きによる不良を検査するものとして、以下のような技術が知られている。つまり、半田印刷工程、部品装着工程およびリフロー工程の各工程においてプリント基板を撮像し、リフロー工程の撮像画像から浮き不良を検査し、浮き不良が検出された場合に、部品実装工程の撮像画像から半田にじみの有無を判定し、半田にじみが有る場合に、浮き不良の発生原因が半田印刷工程における半田ペースト量の過多であると特定するというものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２４４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術では、ＳＭＴにおける工程ごとの撮像画像に基づいて浮き不良の原因を特定することが可能である。しかし、この技術は、以降の不具合対策や品質管理を効率的に実現するために行われるもので、部品実装が完了するまでの工程の途中において不良を検出するための配慮は為されていない。
【０００７】
部品実装完了後（リフロー工程後）の基板に不良が検出された場合には、この基板から部品を取り外して付け直しなどの修正を行うことになるが、リフロー工程後においては、部品と基板のパッドと半田により既に接合された状態になっているため、半田を溶かすなどして部品を外す必要があり手間がかかる。これに対して、リフロー工程の前段階で不良が検出可能となれば、まだ半田による接合が完了していないので、基板に実装された部品の取り外し作業は非常に容易なものとなり、製造効率が向上することとなって好ましい。
【０００８】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる不良検査装置、部品実装システム、不良検査方法、プログラム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】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、本発明の一態様としての不良検査装置は、半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成部と、判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部とを備える。
【００１０】
また、本発明の一態様としての部品実装システムは、プリント基板のパッドに半田を塗布する半田印刷工程を行う半田印刷装置と、前記半田印刷装置により前記パッドに半田が塗布されたプリント基板を撮像して印刷基板画像データを生成する印刷基板撮像装置と、前記半田印刷装置により半田が塗布された前記プリント基板のパッドに対して部品を装着する部品装着工程を行う部品装着装置と、前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を撮像して部品装着基板画像データを生成する部品装着基板撮像装置と、前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を加熱して前記半田を溶融させることにより、装着された前記部品を前記パッドに半田付けするリフロー工程を行うリフロー炉と、不良検査装置とを備え、前記不良検査装置は、前記印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、前記部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成部と、判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部とを備える。
【００１１】
また、本発明の一態様としての不良検査方法は、半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成ステップと、部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成ステップと、判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定ステップとを備える。
【００１２】
また、本発明の一態様としてのプログラムは、コンピュータを、半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成手段、部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成手段、判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品実装工程の中途段階において半田付け不良を検出可能な不良検査装置を提供可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態としての不良検査装置を含む部品実装システムの構成例を示す図である。
【図２】装着時の部品の傾きを原因とする浮き不良に応じた部品と半田の状態例を示す図である。
【図３】装着時に部品が傾く原因例を示す図である。
【図４】図２における半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の変化例を示す図である。
【図５】半田印刷時の半田量のアンバランスを原因とする浮き不良に応じた部品と半田の状態例を示す図である。
【図６】パッドから半田がはみ出しているに係わらず不良の発生がないとされる部品と半田の状態例を示す図である。
【図７】本実施形態における不良検査装置の構成例を示す図である。
【図８】本実施形態における不良検査装置の機能構成例を示す図である。
【図９】印刷基板半田情報または部品搭載基板半田情報の構造例を示す図である。
【図１０】不良検査装置が実行する処理手順例を示す図である。
【図１１】不良判定部が実行する不良判定処理の手順例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［部品実装システムの構成］
図１は、本実施形態の不良検査装置１００を含む部品実装システム１の構成例を示している。本実施形態の部品実装システム１は、プリント基板のしかるべき位置に対して部品を半田付けすることにより部品実装を行うものであり、そのための複数の装置から成る。また、本実施形態の部品実装システム１は、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）に対応する。ＳＭＴは、プリント基板上に部品を装着し、基板上の部品実装面に対して半田付けを行うことにより部品の固定と接続を行うというものであり、半田印刷工程、部品装着工程、リフロー工程の順で進行する。
【００１６】
半田印刷工程は、プリント基板に形成されたパッドといわれる電極に対してクリーム状の半田を塗布する工程である。部品装着工程は、上記のようにクリーム状の半田が塗布されたパッド位置に対して部品を載せ置くように装着する工程である。リフロー工程は、部品が装着されたプリント基板全体を加熱することにより半田を溶融させ、これによりプリント基板に部品を固定させる工程である。
【００１７】
本実施形態の部品実装システム１は、半田印刷装置２、部品装着装置３、リフロー炉４、搬送装置５、搬送装置６、印刷基板撮像装置７、部品装着基板撮像装置８および不良検査装置１００から成る。
【００１８】
半田印刷装置２は、半田印刷工程としての動作を実行する装置である。半田印刷装置２には、部品が固定される導体であるパッドのパターンが形成されたプリント基板１０が搬入されてくる。半田印刷装置２は、搬入されてくるプリント基板１０のパッドに対してクリーム状の半田を塗布するためのスクリーン印刷を行う。
【００１９】
半田の塗布が終了して半田印刷装置２から排出されたプリント基板１０は、搬送装置５に受け渡される。搬送装置５は、この受け渡されたプリント基板１０を部品装着装置３に対して搬送する。
【００２０】
部品装着装置３には、上記のようにパッド上に半田が塗布されたプリント基板１０が搬送装置５により搬入される。部品装着装置３は、この搬入されたプリント基板１０上の半田が塗布されたパッド位置に載せ置くように部品を装着する。
【００２１】
部品の装着が終了して部品装着装置３から搬出されたプリント基板１０は、搬送装置６に対して受け渡される。搬送装置６は、この受け渡されたプリント基板をリフロー炉４に対して搬送する。
【００２２】
リフロー炉４には、部品が装着されたプリント基板１０が上記搬送装置６により搬入される。リフロー炉４は、搬入されたプリント基板１０全体を所定の温度および時間により加熱することにより半田を溶融させることで半田付けを行い、プリント基板１０に対する部品の固定とパッドとの電気的接続を行う。これにより、リフロー炉４からは、部品が固定された状態で実装されたプリント基板１０が排出されることになる。
【００２３】
印刷基板撮像装置７は、半田印刷装置２による半田印刷工程が終了した段階のプリント基板１０ごとに、その半田が塗布される基板面を平面方向より撮像して画像データを生成する。このように生成された画像データは、プリント基板１０ごとの半田印刷工程後の状態を示す印刷基板画像データとして不良検査装置１００に出力される。本実施形態において、印刷基板撮像装置７は、搬送装置５により搬送途中のプリント基板１０を撮像可能なように設けられているものとする。
【００２４】
また、部品装着基板撮像装置８は、部品装着装置３による部品装着工程が終了した段階のプリント基板１０ごとに、半田の塗布および部品の装着が行われた基板面（印刷基板撮像装置７が撮像するのと同じ基板面となる）を平面方向より撮像して画像データを生成する。このように生成された画像データは、プリント基板１０ごとの部品装着工程後の状態を示す部品装着基板画像データとして不良検査装置１００に出力される。また、部品装着基板撮像装置８は、搬送装置６により搬送途中のプリント基板１０を撮像可能なように設けられているものとする。
【００２５】
不良検査装置１００は、印刷基板撮像装置７から出力される部品装着基板画像データと、部品装着基板撮像装置８から出力される部品装着基板画像データとを利用して、部品装着工程後の段階でプリント基板１０における部品実装不良についての検査を行う。
【００２６】
［不良発生の原因］
本実施形態の不良検査装置１００による不良検査のための構成を説明するのに先立ち、不良検査装置１００が検査対象とする不良が発生する原因について説明する。ＳＭＴにおける部品実装不良として代表的なものは浮き不良である。
【００２７】
図２は、浮き不良が発生する過程の一例を示している。図２（ａ）および図２（ｂ）は、プリント基板１０におけるパッド１１ａ、１１ｂの各々に対して、半田印刷工程により半田２０ａ、２０ｂが塗布された状態を、それぞれ、平面図および側面図により示している。パッド１１ａと１１ｂは対の関係にあり、それぞれに対して同じ１つの部品が実装される。つまり、部品３０はその両端に２つの電極３１を備えている。そして、上記２つの電極３１のうち一方がパッド１１ａと半田付けされ、他方の電極３１がパッド１１ｂと半田付けされることで、パッド１１ａおよび１１ｂに対応する位置に部品が固定されるように実装されるものである。
【００２８】
図２（ａ）によると、半田２０ａと半田２０ｂは、それぞれパッド１１ａと１１ｂにおいて面積が互いにほぼ同じとなっている。また、図２（ｂ）によると、半田２０ａと半田２０ｂの高さは同じものとして示されている。これは、半田２０ａと半田２０ｂの各塗布量（すなわち体積）が同じであることを示している。
【００２９】
部品実装不良を回避するにあたり、同じ部品に対応する複数のパッドに塗布される半田はできるだけ同量であることが求められる。パッドごとにおける半田の塗布量がアンバランスになると、パッドごとにおける半田と部品の電極３１との接触面積にもアンバランスが生じる。この状態でリフロー工程を行ったとすると、半田が溶融した際の表面張力にも差異が生じて、部品は表面張力の大きい側のパッドに引き寄せられてしまう。これにより、表面張力が弱い側のパッドにおいて、部品の浮きが生じやすくなる。
【００３０】
しかし、図２（ａ）および図２（ｂ）のように同量の半田２０ａ、２０ｂが塗布されたとしても、次の部品装着工程での不具合によって不良が発生する可能性がある。図２（ｃ）および図２（ｄ）は、部品装着工程を終了した段階のパッド１１ａと１１ｂの部分を平面図および側面図により示している。これら図２（ｃ）および図２（ｄ）には、パッド１１ａと１１ｂに塗布された半田２０ａと２０ｂに対して、その上から部品３０を載せ置くようにして装着された状態が示されている。なお、この部品３０は、チップ部品ともいわれるもので、その両端に電極３１、３１をそれぞれ備える。
【００３１】
ここで示される部品３０の装着状態には不具合が生じている。つまり、本来であれば、部品３０は、半田２０ａと２０ｂの上においてほぼ水平な姿勢となるように載せ置かれるべきである。しかし、図２（ｄ）に示されるように、この場合の部品３０は、半田２０ａよりも半田２０ｂのほうに傾くように載せ置かれている。
【００３２】
このような部品３０の装着姿勢の傾きが生じる原因の一例について、図３により説明する。図３においてノズル４０は、部品装着装置３において備えられ、部品３０を装着位置にまで搬送するために、部品３０を吸引して持ち上げる部位である。このノズル４０が部品３０を吸引しようとした際に、ノズル４０と部品３０の間に異物５０があったとすると、この異物５０が挟まってしまったまま部品３０を持ち上げてしまい、部品３０が傾いてしまう。そして、このままの状態で実装位置にまで搬送して装着が行われた場合、部品３０は傾いた姿勢のまま半田２０ａと２０ｂに押し当てられる。例えばこのようなことが原因で、部品３０の装着姿勢が傾く。
【００３３】
上記のように部品３０が半田２０ｂ側に傾いて装着された場合、半田２０ｂに対する部品３０の押し込み具合は、もう一方の半田２０ａ側よりも大きくなる。図４（ａ）は、図２（ａ）と同様の半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂにおける半田２０ａ、２０ｂの状態を示している。図４（ｂ）は、図２（ｃ）に示した部品装着工程後の状態において、説明の便宜から部品３０の図示を省略したものである。つまり、図４（ｂ）は、図２（ｃ）および図２（ｄ）の状況に対応した半田２０ａ、２０ｂの状態を示している。
【００３４】
図４（ａ）に示される半田印刷工程後において、パッド１１ａに塗布された半田２０ａの面積Ｓａ１とパッド１１ｂに塗布された半田２０ｂの面積Ｓｂ１は同じである。しかし、図４（ｂ）の部品装着工程後においては、図２（ｄ）のように部品３０が傾いて半田２０ｂ側に傾いて装着されたことで、半田２０ｂは、半田２０ａよりも部品３０によって押し込まれる度合いが多くなる。これに伴い、部品３０が押し込まれることによる平面方向における半田の拡がり具合は、半田２０ａよりも半田２０ｂのほうが大きくなってしまう。この結果、図４（ｂ）に示すように、部品装着工程後の半田２０ａの面積Ｓａ２は、半田印刷工程後の面積Ｓａ１に対してさほど変化していないのに対して、部品装着工程後の半田２０ｂの面積Ｓｂ２は、半田印刷工程後の面積Ｓｂ１に対して相当に大きく拡大している。
【００３５】
このように面積Ｓｂ２が拡大することにより部品３０と半田２０ｂの接触面積は半田２０ａ側よりも大きくなり、これにより、前述のようにリフロー工程における半田２０ａと半田２０ｂの表面張力差によって浮き不良が発生し得ることになる。
【００３６】
図２（ｅ）および図２（ｆ）には、図２（ｃ）および図２（ｅ）の状態からリフロー工程を経た結果として浮きが発生した状態を示している。この図では、半田２０ａ、２０ｂが溶融した状態において半田２０ｂの表面張力のほうが半田２０ａよりも大きかったために、半田２０ｂのほうに部品３０が引っ張られて偏り、その影響で、半田２０ａ側において部品３０の電極３１が確実に接合していない浮き不良が発生した状態が示されている。
【００３７】
また、図５を参照して、半田塗布量のアンバランスを原因とする浮き不良について説明する。図５（ａ）の平面図と図５（ｂ）の側面図には、半田印刷工程後の状態として、パッド１１ａ、１１ｂのそれぞれに半田２０ａ、２０ｂが塗布された状態が示されている。
【００３８】
図５（ａ）の平面図によると半田２０ａ、２０ｂの各面積Ｓａ１、Ｓａ２は同じとされているが、図５（ｂ）の側面図に示されるように、半田２０ａよりも半田２０ｂのほうが厚さ（高さ）が大きい。これは、半田２０ａと半田２０ｂの塗布量がアンバランスであることを意味している。
【００３９】
次に、上記図５（ｃ）および図５（ｄ）は、上記図５（ａ）および図５（ｂ）の状態から部品装着工程により部品３０を装着した状態を示している。この場合、部品３０は、それ自体が傾くことなく正常に装着されたものとする。しかし、半田２０ｂの量が過剰であったために、図５（ｄ）に示すように、部品３０は、半田２０ｂの側において半田２０ａの側より高い度合いで押し込まれた状態となっている。これに伴い、図５（ｃ）に示すように、平面方向からみた半田２０ｂの面積Ｓｂ２は、半田２０ａの面積Ｓａ２よりも大きく拡がっている。
【００４０】
したがって、図５（ｃ）および図５（ｄ）においては、先の図４（ｃ）および図４（ｄ）と同じ半田２０ａ、２０ｂの状態となっており、これに伴って部品３０との接触面積も半田２０ｂのほうが大きくなっている。
【００４１】
これにより、図５（ｃ）および図５（ｄ）の状態からリフロー工程を行った場合には、前述のように溶融した半田２０ａと半田２０ｂとの間で生じる表面張力差によって図５（ｅ）および図５（ｆ）に示すように浮き不良が発生する。このように、半田印刷工程における塗布量のアンバランスも浮き不良の発生原因となる。
【００４２】
また、図６を参照して、半田の塗布量が過多の傾向ではあるが不良ではないという状態について説明しておく。図６（ａ）には、半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂが示されている。この場合のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの塗布量は、過多の傾向ではあるが同量であるという状態を想定する。このとき、平面方向における半田２０ａの面積Ｓａ１と半田２０ｂの面積Ｓｂ１は同じであるとする。
【００４３】
上記の状態から部品装着工程を行った後の状態を図６（ｂ）に示す。この場合には部品３０は、傾くことなく正常に装着されたものとする。装着された部品３０が半田２０ａ、２０ｂを押し込むことにより、半田２０ａ、２０ｂは、平面方向において或る程度拡がることになる。ここでは半田２０ａ、２０ｂの塗布量が過多の傾向であったために、半田２０ａ、２０ｂは、いずれもパッド１１ａ、１１ｂの一部からはみ出してしまった状態を示している。ただし、前述のように、半田２０ａと半田２０ｂは同量であることにより、図６（ｂ）に示される半田２０ａの面積Ｓａ２と半田２０ｂの面積Ｓｂ２は、それぞれ、面積Ｓａ１と面積Ｓｂ１よりも大きいが、互いに同等となっている。
【００４４】
図６（ｃ）は、上記図６（ｂ）の状態からリフロー工程を行った後の状態を示している。この場合、半田２０ａ、２０ｂの塗布量が過多の傾向ではあったものの、部品装着工程後の半田２０ａと半田２０ｂの面積Ｓａ２とＳｂ２は上記図６（ｂ）に示したように同等となっている。このために、浮き不良は生じていない。
【００４５】
一方、半田２０ａと半田２０ｂは、リフロー工程において一度溶融したために、パッド１１ａ、１１ｂからのはみ出しの程度は、図６（ｂ）の状態よりも大きくなっている。しかし、この図６（ｃ）に示される程度の半田２０ａと半田２０ｂのパッド１１ａ、１１ｂからのはみ出し具合では、パッド間の短絡は生じないものであり、したがって不良にはつながらないものとされる。このように、半田の塗布量が過多であっても半田のパッドからのはみ出し量が許容以下である場合には不良とはならない。
【００４６】
［不良検査装置の構成例］
本実施形態の不良検査装置１００は、上記図２と図４により説明した部品実装不良を、部品装着工程後の段階、つまり、リフロー工程前の段階で検出する。また、半田２０ａ、２０ｂがパッド１１ａ、１１ｂからはみ出していても、図６により説明した状態については不良ではないと検出する。以降、このための不良検査装置１００の構成について説明していく。
【００４７】
図７は、不良検査装置１００の構成例を示している。この図に示す不良検査装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶部１０３、入力インターフェース１０４、出力インターフェース１０５およびデータインターフェース１０６を備える。また、これらの部位はデータバス１０７により接続される。
【００４８】
ＣＰＵ１０１は、記憶部１０３に記憶されるプログラムを実行することにより、不良検査装置１００としての動作を実現する部位である。
【００４９】
ＲＡＭ１０２は、主記憶装置として機能するもので、ＣＰＵ１０１が実行すべきプログラムが記憶部１０３から読み出されて展開される。また、ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が演算処理を実行する際の作業領域として使用される。
【００５０】
記憶部１０３は、補助記憶装置として機能するもので、ＣＰＵ１０１により実行されるプログラムや各種データを格納する。なお、この記憶部１０３には、例えばハードディスクやフラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用することができる。
【００５１】
入力インターフェース１０４は、例えばキーボードやマウスなどの操作デバイスをはじめとする入力デバイスを一括して示したものである。出力インターフェース１０５は、例えばディスプレイデバイス（表示部）やスピーカ（音声出力部）などの出力デバイスを一括して示したものである。
【００５２】
データインターフェース１０６は、ＣＰＵ１０１の制御に応じて、所定の１以上のデータインターフェース規格に対応して通信を実行する。本実施形態においては、印刷基板撮像装置７および部品装着基板撮像装置８がデータインターフェース１０６と接続される。これにより、不良検査装置１００は、印刷基板撮像装置７にて生成された印刷基板画像データと部品装着基板撮像装置８にて生成された部品装着基板画像データをデータインターフェース１０６経由で入力することができる。なお、この図７に示す構成は、例えばコンピュータ装置により具現化することができる。
【００５３】
［不良検査装置の機能構成例］
図８は不良検査装置１００のＣＰＵ１０１がプログラムを実行することにより実現される機能部の構成例を示している。ＣＰＵ１０１は、図示するように、印刷基板画像データ取得部１１１、印刷基板半田情報生成部１１２、部品装着基板画像データ取得部１１３、部品装着基板半田情報生成部１１４、不良判定部１１５および通知制御部１１６としての各機能を備える。また、同図においては、ＲＡＭ１０２が記憶するデータのうち、ＣＰＵ１０１が不良判定に利用するデータとして、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０が示される。
【００５４】
印刷基板画像データ取得部１１１は、データインターフェース１０６を経由して入力した印刷基板画像データを取得する。
【００５５】
印刷基板画像データは、前述のように半田印刷工程後におけるプリント基板１０においてパッドが形成されている基板面を印刷基板撮像装置７が平面方向から撮像して得たものである。つまり、印刷基板画像データの画像にはパッドごとの半田の塗布状態が示されている。印刷基板半田情報生成部１１２は、この印刷基板画像データから、プリント基板１０のパッドごとにおける半田の塗布状態を反映した印刷基板半田情報２１０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる。
【００５６】
また、部品装着基板画像データ取得部１１３は、データインターフェース１０６を経由して入力した部品装着基板画像データを取得する。
【００５７】
部品装着基板画像データは、部品装着工程後におけるプリント基板１０においてパッドが形成されている基板面を平面方向から撮像して得たものである。したがって、部品装着基板画像データの画像には、パッドごとおいて部品が装着されたことにより変化した半田の塗布状態が示される。部品装着基板半田情報生成部１１４は、この部品装着基板画像データから、プリント基板１０のパッドごとにおける部品装着後の半田の塗布状態を反映した部品装着基板半田情報２２０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる。
【００５８】
本実施形態において、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０は同じ構造を有するものとする。図９は、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０の構造例を示している。
【００５９】
印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０は、図示するように、工程識別子領域２１１、２２１、基板識別子領域２１２、２２２、部品識別子領域２１３、２２３、パッド情報領域２１４、２２４および半田面積領域２１５、２２５の各領域から成る。
【００６０】
工程識別子領域２１１、２２１は、直前段階において終了した工程を識別する識別子を格納する。印刷基板半田情報２１０であれば、半田印刷工程を示す識別子が格納される。部品装着基板半田情報２２０であれば、部品装着工程を示す識別子が格納される。
【００６１】
基板識別子領域２１２、２２２は、当該印刷基板半田情報２１０または部品装着基板半田情報２２０が対応するプリント基板１０を個々に識別する基板識別子を格納する。基板識別子領域２１２と２２２が同じ印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０は、それぞれ、同じプリント基板１０に対応していることになる。
【００６２】
部品識別子領域２１３、２２３は、対応のプリント基板１０において実装される部品ごとに付された部品識別子を格納する。パッド情報領域２１４、２２４は、対応のプリント基板１０に形成されたパッドごとの位置を示すパッド位置をはじめ、パッドに関連する所定の情報を格納する。部品識別子領域２１３、２２３とパッド情報領域２１４、２２４が格納するパッド位置との対応付けにより、各パッドが対応して実装される部品を特定することができる。
【００６３】
半田面積領域２１５、２２５は、対応のパッド情報領域２１４、２２４が格納するパッド位置情報が示すパッドに塗布された半田についての面積を示す半田面積を格納する。この半田面積は、具体的に、図４において説明した半田面積Ｓａ１、Ｓｂ１、Ｓａ２、Ｓｂ２などに相当する。なお、半田面積は、後述するように半田の画像部分を形成する画素数として示すことができる。しかし、例えば、半田の平面方向における形状が方形であることを前提とした場合には、図４（ａ）に示すように、半田２０ａの隣り合う辺Ｐｘ、Ｐｙを格納してもよい。
【００６４】
印刷基板半田情報生成部１１２は、一例として、以下のように上記構造の印刷基板半田情報２１０を生成する。図示は省略するが、記憶部１０３には、部品実装システム１により部品実装を行う基板についての各種情報を格納したデータベースが記憶されているものとする。
【００６５】
印刷基板半田情報生成部１１２は、上記データベースから、現在において半田印刷工程の対象となっているプリント基板の基板識別子と、この基板識別子に対応付けられている部品識別子とパッド位置の情報を読み込む。そして、これらの読み込みを行った基板識別子、部品識別子およびパッド位置の情報を、それぞれ、基板識別子領域２１２、部品識別子領域２１３およびパッド情報領域２１４に格納する。また、工程識別子領域２１１には、半田印刷工程に対応して予め設定されている工程識別子の値を格納する。
【００６６】
次に、印刷基板半田情報生成部１１２は、以下のように半田面積領域２１５に格納する半田面積を求める。印刷基板半田情報生成部１１２は、印刷基板画像データにおけるプリント基板１０の画像とパッド情報領域２１４に格納される各パッド位置とを照合する。これにより、印刷基板画像データにおけるパッドをパッド情報領域２１４に格納されるパッド位置と対応付ける。これにより、印刷基板画像データにおけるパッド位置と部品の対応付けが認識される。
【００６７】
そのうえで、印刷基板半田情報生成部１１２は、印刷基板画像データの画像において上記のように認識されたパッド位置ごとの半田面積を算出する。半田面積の算出手法としてはいくつか考えられるが、一例として、予め半田の画像部分に相当するものとして予め登録された画素値の情報を利用して、印刷基板画像データから半田が塗布されている半田領域を特定する。そして、この半田領域を形成する画素の数を求める。このように求められた画素数を半田面積とすることが考えられる。
【００６８】
印刷基板半田情報生成部１１２は、上記のように取得した工程識別子、基板識別子、部品識別子、パッド位置および半田面積により、図９に示す印刷基板半田情報２１０を生成する。
【００６９】
なお、部品装着基板半田情報生成部１１４による部品装着基板半田情報２２０の生成処理も、上記印刷基板半田情報生成部１１２による印刷基板半田情報２１０の処理に準ずる。ただし、部品装着基板画像データにおける半田の領域は、部品によってその一部が隠れた状態となるため、半田に相当する画素値の画素の数をそのまま半田面積として求めた場合には、実際の半田面積より小さくなってしまう。そこで、この場合には、部品によって隠れた半田の部分を補間処理などによって推定して半田領域全体を特定したうえで半田面積としての画素数を求めることとすればよい。
【００７０】
説明を図８に戻す。不良判定部１１５は、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０に基づいて半田の部品実装不良の有無についての判定を行う。なお、不良判定部１１５による不良判定手法例については後述する。
【００７１】
通知制御部１１６は、不良判定部１１５により部品実装不良であると判定されるのに応じて、作業者に対して部品実装不良の発生を通知するための制御を実行する。具体例として、通知制御部１１６は、出力インターフェース１０５におけるスピーカなどから、部品実装不良が発生したことを通知するアラーム音を出力させる。また、不良が発生したプリント基板１０を示す情報、不良が発生した箇所を示す情報などを出力インターフェース１０５におけるディスプレイデバイスなどに表示させる。
【００７２】
不良判定部１１５による不良判定の一例について、再度、図４を参照して説明する。前述のように、図４（ａ）に示されるパッド１１ａ、１１ｂは同じ部品に対応している。そのうえで、半田印刷工程によりパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの状態が示されている。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から部品装着工程を行った後の半田２０ａ、２０ｂの状態について部品の図示を省略して示している。
【００７３】
ここで、図４（ａ）の半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積は、それぞれ、印刷基板半田情報２１０においてパッド１１ａ、１１ｂのパッド位置に対応した半田面積領域２１５に格納されている。同様に、図４（ｂ）の部品装着工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積は、それぞれ、部品装着基板半田情報２２０において同じパッド１１ａ、１１ｂのパッド位置に対応した半田面積領域２２５に格納されている。
【００７４】
不良判定部１１５は、上記印刷基板半田情報２１０から、半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積Ｓａ１、Ｓｂ１を読み込む。また、上記部品装着基板半田情報２２０から、部品装着工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積Ｓａ２、Ｓｂ２を読み込む。そして、これらの半田面積と予め設定した閾値ｔｈ１について以下の式が成立するか否かについて判定する。
｜(Ｓｂ２−Ｓｂ１)−(Ｓａ２−Ｓａ１)｜≧ｔｈ１
不良判定部１１５は、上式が成立すれば不良が発生していると判定し、成立しなければ不良は発生していないと判定する
【００７５】
上式の左辺における(Ｓｂ２−Ｓｂ１)の項は、パッド１１ｂに塗布された半田２０ｂについての半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の差分を示している。また、同じ上式の左辺における(Ｓａ２−Ｓａ１)の項は、パッド１１ａに塗布された半田２０ａについての半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の差分を示している。したがって、上式の左辺は、半田印刷工程後と部品装着工程後の間での半田２０ａの変化量と半田２０ｂの変化量との差分を示している。
【００７６】
例えば、図２にて例示したように部品３０が傾いて装着されたことでパッド１１ｂのほうの面積が大きく拡大したような場合（図２（ａ）から図２（ｃ）への遷移）には、上式の左辺の値が大きくなって例えば閾値ｔｈ１を超えることになる。また、図５にて例示したように半田の塗布量がアンバランスなために部品３０の装着による半田面積の拡がりに差が生じたような場合（図５（ａ）から図５（ｃ）への遷移）にも、上式の左辺の値が大きくなって閾値ｔｈ１を超えることになる。このように、不良判定部１１５が上式を利用することにより、図２に例示した装着工程における部品３０の傾きや、図５に例示した半田塗布量のアンバランスを原因とする部品実装不良を的確に判定することができる。
【００７７】
また、図示による説明は省略するが、半田印刷工程によりパッド１１ａとパッド１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積が異なっていたのに、部品装着工程後において上記半田面積が同じなるような場合がある。これは、次のような場合に生じ得る。つまり、半田印刷工程後において半田２０ａ、２０ｂの塗布量に差により半田面積が異なる場合がある。この状態から部品３０が傾いて装着されるなどした場合には部品３０が半田を押し拡げる度合いに差が生じ、この結果、部品装着工程後において上記半田面積が同程度となる場合がある。このような状態も、部品実装不良となる可能性が高い。
【００７８】
先の上式によれば、半田２０ａと半田２０ｂとで、半田印刷工程後と部品装着工程後との間での半田面積の変化量の差を求めている。上記の不良は、部品装着工程後における半田２０ａと半田２０ｂの半田面積が同等であっても、半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の変化量は相当に異なっていることになる。したがって、先の上式によれば、半田塗布量が元々アンバランスではあるが、部品装着工程後において半田面積が同等となってしまうような場合にも対応して的確に不良判定を行うことが可能になる。
【００７９】
これまでの説明から理解されるように、不良判定部１１５は、半田印刷工程と部品装着工程のそれぞれにおける半田面積を利用して不良判定を行っている。これは、不良判定にあたり、印刷基板画像データと部品装着基板画像データを組み合わせて利用していることを意味している。これにより、上述のように、パッドごとにおける半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の変化量を求めることが可能となり、この変化量に基づいて不良判定を行う。そして、このように半田印刷工程後と部品装着工程後における半田の状態変化を利用していることで、本実施形態では、リフロー工程前の段階で不良判定を的確に行える。このようにリフロー工程前の段階で不良を検出することにより、部品の位置修正のためにプリント基板１０から部品を取り外す作業を非常に容易に行うことが可能であり、製造効率の向上につながる。
【００８０】
なお、特許文献１においては、半田印刷工程後と部品装着工程後とリフロー工程後のそれぞれにおけるプリント基板の撮像画像データから不良検出を行うが、不良検出の際には、各工程に対応する撮像画像データをそれぞれ個別に利用しており、工程間の撮像画像データの差分を利用するようなことは行っていない。このために、部品実装工程が進行しているのに応じて、リフロー工程前の段階でリアルタイムに不良判定を行うことはできない。
【００８１】
さらに、不良判定部１１５は、図６により説明したように、半田２０ａ、２０ｂがパッド１１ａ、１１ｂからはみ出したとしても、そのはみ出し量が許容範囲内であり、両者の半田面積が同等である場合には不良ではないと判定することが好ましい。本実施形態としては、先に説明した工程間における半田面積の変動量のパッド間の差分に基づいた不良判定により不良を的確に判定可能である。そのうえで、図６の状態について誤検出しないように判定を行うことができれば、不良判定結果の信頼性はさらに向上する。
【００８２】
そこで、本実施形態の不良判定部１１５は、先の上式が成立すると判定した場合、即座に不良ではないと判定するのではなく、さらに、以下の判定を行う。つまり、部品装着工程後の半田２０ａ、２０ｂのパッドからのはみ出し量が一定量以上か否かについて判定する。つまり、半田２０ａ、半田２０ｂのそれぞれについて、各パッドの設計値から求められるパッドのエリアに対して、各パッド上の半田エリアを算出し、パッドのエリアをＰＡ、半田エリアをＳＡ、ＰＡ外にあるＳＡの面積をＳ_ｄｒｏｐ、パッドエリアに対するマージンをｍｇとして、
Ｓ_ｄｒｏｐ＞ｍｇ
が成立するか否かについて判定する。
なお、パッドのエリアPAはパッドごとに異なることが想定される。そこで、パッドのエリアPAについては、例えば部品装着基板半田情報２２０のパッド情報領域２２４においてパッド位置とともに格納しておき、上式の判定を行うにあたり読み込んで取得することとすればよい。
【００８３】
半田２０ａ、２０ｂのいずれについても上式が成立しない場合、半田２０ａ、２０ｂは、いずれもパッド１１ａ、１１ｂからはみ出ていないか、はみ出しているとしてもマージンｍｇに対応する許容範囲内であることになる。そのうえで、先の工程間の半田面積変化量に基づく不良判定が不良ではないと判定されていることで、部品装着工程後における半田２０ａ、２０ｂの半田面積の差も許容範囲に収まっていることが分かっている。つまり、半田２０ａ、２０ｂの半田面積は同等とみてよく、かつ、パッドに対するはみ出し量も一定以内であることになる。そこで、この場合には、図６の説明にしたがって不良はでないと判定する。
【００８４】
これに対して、半田２０ａ、２０ｂの少なくともいずれか一方について上式が成立する場合、半田２０ａ、２０ｂの少なくともいずれか一方は、パッドからのはみ出し量が許容範囲を超えていることになる。そこで、この場合には不良であると判定する。
【００８５】
このように、本実施形態においては、図６に示した状態に対応して的確に不良判定を行える。特許文献１においては、パッドから半田がはみ出しているか否かについてのみ検出し、この検出結果のみにより不良判定を行っており、同一部品に対応するパッド間の半田面積の差については考慮していない。このために、特許文献１では、パッド１１ａ、１１ｂから半田２０ａ、２０ｂがはみ出してはいるが、そのはみ出し量が許容範囲であるために不良が発生していない良品の場合にも不良であると判定されてしまうことになる。
【００８６】
［処理手順例］
図１０のフローチャートは、不良検査装置１００が実行する処理手順例を示している。この図では、図１の部品実装システム１により各工程を経て部品が実装される１つのプリント基板１０に対応して実行される処理を示している。また、この図に示す処理は、図８に示すＣＰＵ１０１内の機能部が適宜実行するものとしてみることができる。
【００８７】
まず、印刷基板画像データ取得部１１１は、印刷基板撮像装置７からデータインターフェース１０６が入力した印刷基板画像データを取得する（ステップＳ１０１）。次に、印刷基板半田情報生成部１１２は、上記ステップＳ１０１により取得された印刷基板画像データから印刷基板半田情報２１０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる（ステップＳ１０２）。
【００８８】
また、部品装着基板画像データ取得部１１３は、部品装着基板撮像装置８からデータインターフェース１０６が入力した部品装着基板画像データを取得する（ステップＳ１０３）。なお、このステップＳ１０３により取得する部品装着基板画像データは、先のステップＳ１０１により取得した印刷基板画像データを生成するために印刷基板撮像装置７が撮像したのと同じプリント基板１０を撮像したものである。次に、部品装着基板半田情報生成部１１４は、上記ステップＳ１０３により取得された印刷基板画像データから部品装着基板半田情報２２０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる（ステップＳ１０４）。
【００８９】
次に、不良判定部１１５は、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０を利用して、部品装着工程後のプリント基板１０についての不良判定処理を実行する（ステップＳ１０５）。
【００９０】
図１１のフローチャートは、上記ステップＳ１０５としての不良判定処理のための手順例を示している。先ず、不良判定部１１５は、印刷基板半田情報２１０から、判定対象のプリント基板１０における１つの対象部品に対応するパッドごとの半田面積を取得する（ステップＳ２０１）。つまり、印刷基板半田情報２１０において、判定対象のプリント基板１０の基板識別子と、上記対象部品として選択した部品識別子に対応するパッド位置ごとの半田面積領域２１５に格納されている半田面積を読み込んで取得する。
【００９１】
また、不良判定部１１５は、部品装着基板半田情報２２０から、同じ判定対象のプリント基板１０における１つの部品に対応するパッドごとの半田面積を、上記ステップＳ２０１に準じた処理によって取得する（ステップＳ２０２）。
【００９２】
次に、不良判定部１１５は、半田面積変化量差分値αを算出する（ステップＳ２０３）。半田面積変化量差分値αは、１つの部品に対応するパッド上の半田面積ごとについての、半田印刷工程後と部品装着工程後の変化量の差分値である。つまり、先に示した式における左辺であり、
α＝｜(Ｓｂ２−Ｓｂ１)−(Ｓａ２−Ｓａ１)｜
のように求めることができる。
【００９３】
そして、不良判定部１１５は、上記半田面積変化量差分値αと予め設定された閾値ｔｈ１とを比較して、
α≧ｔｈ１
が成立するか否かについて判定する（ステップＳ２０４）。
上式が成立した場合（ステップＳ２０４−ＹＥＳ）、不良判定部１１５は不良が発生した（不良有り）事を記憶する（ステップＳ２０６）。これに対して、上式が成立しないと判定した場合には（ステップＳ２０４−ＮＯ）、対象部品に対応するパッドごとにおける半田のはみ出し量が一定以上であるか否かについて判定する（ステップＳ２０５）。このためには、前述のようにパッド位置ごとに、パッド外にある半田の面積をＳ_ｄｒｏｐとして
Ｓ_ｄｒｏｐ＞ｍｇ
が成立するか否かについて判定する。
【００９４】
対象部品に対応するパッドのうち少なくとも１つのパッドにおいて上式が成立した場合には（ステップＳ２０５−ＹＥＳ）、そのパッドに対する半田のはみ出し量が許容範囲を超えていることになる。この場合、不良判定部１１５は、不良が発生した事（不良有り）を記憶する（ステップＳ２０６）。
【００９５】
これに対して、半田のはみ出し量が一定未満とされて、対象部品に対応するいずれのパッドにおいても上式が成立しないと判定した場合（ステップＳ２０５−ＮＯ）、または上記ステップＳ２０６の後、不良判定部１１５は、プリント基板１０上の全部品を対象とする不良判定を終了したか否かについて判定する（ステップＳ２０７）。ここで、未だ対象部品が残っている場合には（ステップＳ２０７−ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻ることで、次の対象部品についての不良判定を実行する。これに対して、全部品を対象とする不良判定を終了した判定した場合（ステップＳ２０７−ＹＥＳ）、これまでにステップＳ２０６を実行したことによる「不良有り」の履歴が記憶されているか否かについて判定する（ステップＳ２０８）。「不良有り」の履歴が記憶されていない場合には（ステップＳ２０８−ＮＯ）、結果的に、すべての部品において不良と判定されなかったことになる。そこで、この場合の不良判定部１１５は、不良が発生していない（不良無し）と判定する（ステップＳ２０９）。これに対して、少なくとも１つの「不良有り」の履歴が記憶されている場合（ステップＳ２０８−ＹＥＳ）、不良判定部１１５は、不良が発生した（不良有り）と判定する(ステップＳ２１０)。
【００９６】
説明を図１０に戻す。上記図１１に示すようにステップＳ１０５としての不良判定処理を実行した後、不良判定部１１５は、上記ステップＳ１０５による判定結果が、不良有りであったか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。不良有りの判定結果であった場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、通知制御部１１６は、不良が発生したことを通知するための音声出力や表示などが出力インターフェース１０５にて行われるように制御する（ステップＳ１０７）。これに対して、不良無しの判定結果であった場合には（ステップＳ１０６）、特に通知を行うことなくステップＳ１０１に戻ることで、次の検査対象のプリント基板１０の不良検査に以降する。
【００９７】
なお上述の処理以外にも、例えば、半田面積変化量差分値αは、１つの部品に対応するパッド上の半田面積ごとについての部品装着工程後の変化量の差分値であるようにしてもよい。この場合、
α２＝｜Ｓｂ２−Ｓａ２｜
のように求めることができる。この場合、不良判定部１１５は、上記半田面積変化量差分値α２と予め設定された閾値ｔｈ２とを比較して、
α２≧ｔｈ２
が成立するか否かについて判定する。当該式が成立した場合、不良判定部１１５は不良が発生した（不良有り）と判定し、当該式が成立しないと判定した場合には、対象部品に対応するパッドごとにおける半田のはみ出し量が一定以上であるか否かについて判定する。
【００９８】
なお、これまでの説明においては、説明を分かりやすくすることの便宜上、１つの部品に対応するパッドは２つの例を示している。しかし、１つの部品に対応するパッド数が３以上の場合であっても、これらのパッド間の半田面積の変化量の差分に基づいて不良判定を行うことが可能である。
【００９９】
また、上述の不良検査装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した不良判定の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【０１００】
また、図８における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本実施形態における不良判定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１０１】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 部品実装システム
２ 半田印刷装置
３ 部品装着装置
４ リフロー炉
７ 印刷基板撮像装置
８ 部品装着基板撮像装置
１０ プリント基板
１１ａ、１１ｂ パッド
２０ａ、２０ｂ 半田
３０ 部品
３１ 電極
１００ 不良検査装置
１１１ 印刷基板画像データ取得部
１１２ 印刷基板半田情報生成部
１１３ 部品装着基板画像データ取得部
１１４ 部品装着基板半田情報生成部
１１５ 不良判定部
１１６ 通知制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の半田付け不良を検査する不良検査装置、不良検査方法およびプログラムに関する。また、不良検査装置を備える部品実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対する部品実装技術としてＳＭＴ（Surface Mount Technology：表面実装技術）が知られている。ＳＭＴは、プリント基板に部品実装用の孔部を形成するのではなく、プリント基板上に載置するように部品を装着し、装着面に対する半田付けにより部品の固定と接続を行うという技術である。このＳＭＴによる基板への部品実装は、半田印刷工程、部品装着工程、リフロー工程の順に行われる。
【０００３】
このＳＭＴにより実装される部品として、その両端にそれぞれ電極を有するチップ型の部品が広く知られている。このチップ型の部品は、リフロー工程後において「部品浮き」または「部品立ち（マンハッタンあるいはツームストーン）」などと呼ばれるはんだ付け不良が発生する場合がある。この部品浮きとは、チップ型の部品の一方の端部が基板から浮き上がる（立ち上がる）現象である。
【０００４】
上記部品浮きによる不良を検査するものとして、以下のような技術が知られている。つまり、半田印刷工程、部品装着工程およびリフロー工程の各工程においてプリント基板を撮像し、リフロー工程の撮像画像から浮き不良を検査し、浮き不良が検出された場合に、部品実装工程の撮像画像から半田にじみの有無を判定し、半田にじみが有る場合に、浮き不良の発生原因が半田印刷工程における半田ペースト量の過多であると特定するというものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２４４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術では、ＳＭＴにおける工程ごとの撮像画像に基づいて浮き不良の原因を特定することが可能である。しかし、この技術は、以降の不具合対策や品質管理を効率的に実現するために行われるもので、部品実装が完了するまでの工程の途中において不良を検出するための配慮は為されていない。
【０００７】
部品実装完了後（リフロー工程後）の基板に不良が検出された場合には、この基板から部品を取り外して付け直しなどの修正を行うことになるが、リフロー工程後においては、部品と基板のパッドと半田により既に接合された状態になっているため、半田を溶かすなどして部品を外す必要があり手間がかかる。これに対して、リフロー工程の前段階で不良が検出可能となれば、まだ半田による接合が完了していないので、基板に実装された部品の取り外し作業は非常に容易なものとなり、製造効率が向上することとなって好ましい。
【０００８】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる不良検査装置、部品実装システム、不良検査方法、プログラム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】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、本発明の一態様としての不良検査装置は、半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成部と、判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部とを備える。
【００１０】
また、本発明の一態様としての部品実装システムは、プリント基板のパッドに半田を塗布する半田印刷工程を行う半田印刷装置と、前記半田印刷装置により前記パッドに半田が塗布されたプリント基板を撮像して印刷基板画像データを生成する印刷基板撮像装置と、前記半田印刷装置により半田が塗布された前記プリント基板のパッドに対して部品を装着する部品装着工程を行う部品装着装置と、前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を撮像して部品装着基板画像データを生成する部品装着基板撮像装置と、前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を加熱して前記半田を溶融させることにより、装着された前記部品を前記パッドに半田付けするリフロー工程を行うリフロー炉と、不良検査装置とを備え、前記不良検査装置は、前記印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、前記部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成部と、判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部とを備える。
【００１１】
また、本発明の一態様としての不良検査方法は、半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成ステップと、部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成ステップと、判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定ステップとを備える。
【００１２】
また、本発明の一態様としてのプログラムは、コンピュータを、半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成手段、部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成手段、判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品実装工程の中途段階において半田付け不良を検出可能な不良検査装置を提供可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態としての不良検査装置を含む部品実装システムの構成例を示す図である。
【図２】装着時の部品の傾きを原因とする浮き不良に応じた部品と半田の状態例を示す図である。
【図３】装着時に部品が傾く原因例を示す図である。
【図４】図２における半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の変化例を示す図である。
【図５】半田印刷時の半田量のアンバランスを原因とする浮き不良に応じた部品と半田の状態例を示す図である。
【図６】パッドから半田がはみ出しているに係わらず不良の発生がないとされる部品と半田の状態例を示す図である。
【図７】本実施形態における不良検査装置の構成例を示す図である。
【図８】本実施形態における不良検査装置の機能構成例を示す図である。
【図９】印刷基板半田情報または部品搭載基板半田情報の構造例を示す図である。
【図１０】不良検査装置が実行する処理手順例を示す図である。
【図１１】不良判定部が実行する不良判定処理の手順例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［部品実装システムの構成］
図１は、本実施形態の不良検査装置１００を含む部品実装システム１の構成例を示している。本実施形態の部品実装システム１は、プリント基板のしかるべき位置に対して部品を半田付けすることにより部品実装を行うものであり、そのための複数の装置から成る。また、本実施形態の部品実装システム１は、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）に対応する。ＳＭＴは、プリント基板上に部品を装着し、基板上の部品実装面に対して半田付けを行うことにより部品の固定と接続を行うというものであり、半田印刷工程、部品装着工程、リフロー工程の順で進行する。
【００１６】
半田印刷工程は、プリント基板に形成されたパッドといわれる電極に対してクリーム状の半田を塗布する工程である。部品装着工程は、上記のようにクリーム状の半田が塗布されたパッド位置に対して部品を載せ置くように装着する工程である。リフロー工程は、部品が装着されたプリント基板全体を加熱することにより半田を溶融させ、これによりプリント基板に部品を固定させる工程である。
【００１７】
本実施形態の部品実装システム１は、半田印刷装置２、部品装着装置３、リフロー炉４、搬送装置５、搬送装置６、印刷基板撮像装置７、部品装着基板撮像装置８および不良検査装置１００から成る。
【００１８】
半田印刷装置２は、半田印刷工程としての動作を実行する装置である。半田印刷装置２には、部品が固定される導体であるパッドのパターンが形成されたプリント基板１０が搬入されてくる。半田印刷装置２は、搬入されてくるプリント基板１０のパッドに対してクリーム状の半田を塗布するためのスクリーン印刷を行う。
【００１９】
半田の塗布が終了して半田印刷装置２から排出されたプリント基板１０は、搬送装置５に受け渡される。搬送装置５は、この受け渡されたプリント基板１０を部品装着装置３に対して搬送する。
【００２０】
部品装着装置３には、上記のようにパッド上に半田が塗布されたプリント基板１０が搬送装置５により搬入される。部品装着装置３は、この搬入されたプリント基板１０上の半田が塗布されたパッド位置に載せ置くように部品を装着する。
【００２１】
部品の装着が終了して部品装着装置３から搬出されたプリント基板１０は、搬送装置６に対して受け渡される。搬送装置６は、この受け渡されたプリント基板をリフロー炉４に対して搬送する。
【００２２】
リフロー炉４には、部品が装着されたプリント基板１０が上記搬送装置６により搬入される。リフロー炉４は、搬入されたプリント基板１０全体を所定の温度および時間により加熱することにより半田を溶融させることで半田付けを行い、プリント基板１０に対する部品の固定とパッドとの電気的接続を行う。これにより、リフロー炉４からは、部品が固定された状態で実装されたプリント基板１０が排出されることになる。
【００２３】
印刷基板撮像装置７は、半田印刷装置２による半田印刷工程が終了した段階のプリント基板１０ごとに、その半田が塗布される基板面を平面方向より撮像して画像データを生成する。このように生成された画像データは、プリント基板１０ごとの半田印刷工程後の状態を示す印刷基板画像データとして不良検査装置１００に出力される。本実施形態において、印刷基板撮像装置７は、搬送装置５により搬送途中のプリント基板１０を撮像可能なように設けられているものとする。
【００２４】
また、部品装着基板撮像装置８は、部品装着装置３による部品装着工程が終了した段階のプリント基板１０ごとに、半田の塗布および部品の装着が行われた基板面（印刷基板撮像装置７が撮像するのと同じ基板面となる）を平面方向より撮像して画像データを生成する。このように生成された画像データは、プリント基板１０ごとの部品装着工程後の状態を示す部品装着基板画像データとして不良検査装置１００に出力される。また、部品装着基板撮像装置８は、搬送装置６により搬送途中のプリント基板１０を撮像可能なように設けられているものとする。
【００２５】
不良検査装置１００は、印刷基板撮像装置７から出力される部品装着基板画像データと、部品装着基板撮像装置８から出力される部品装着基板画像データとを利用して、部品装着工程後の段階でプリント基板１０における部品実装不良についての検査を行う。
【００２６】
［不良発生の原因］
本実施形態の不良検査装置１００による不良検査のための構成を説明するのに先立ち、不良検査装置１００が検査対象とする不良が発生する原因について説明する。ＳＭＴにおける部品実装不良として代表的なものは浮き不良である。
【００２７】
図２は、浮き不良が発生する過程の一例を示している。図２（ａ）および図２（ｂ）は、プリント基板１０におけるパッド１１ａ、１１ｂの各々に対して、半田印刷工程により半田２０ａ、２０ｂが塗布された状態を、それぞれ、平面図および側面図により示している。パッド１１ａと１１ｂは対の関係にあり、それぞれに対して同じ１つの部品が実装される。つまり、部品３０はその両端に２つの電極３１を備えている。そして、上記２つの電極３１のうち一方がパッド１１ａと半田付けされ、他方の電極３１がパッド１１ｂと半田付けされることで、パッド１１ａおよび１１ｂに対応する位置に部品が固定されるように実装されるものである。
【００２８】
図２（ａ）によると、半田２０ａと半田２０ｂは、それぞれパッド１１ａと１１ｂにおいて面積が互いにほぼ同じとなっている。また、図２（ｂ）によると、半田２０ａと半田２０ｂの高さは同じものとして示されている。これは、半田２０ａと半田２０ｂの各塗布量（すなわち体積）が同じであることを示している。
【００２９】
部品実装不良を回避するにあたり、同じ部品に対応する複数のパッドに塗布される半田はできるだけ同量であることが求められる。パッドごとにおける半田の塗布量がアンバランスになると、パッドごとにおける半田と部品の電極３１との接触面積にもアンバランスが生じる。この状態でリフロー工程を行ったとすると、半田が溶融した際の表面張力にも差異が生じて、部品は表面張力の大きい側のパッドに引き寄せられてしまう。これにより、表面張力が弱い側のパッドにおいて、部品の浮きが生じやすくなる。
【００３０】
しかし、図２（ａ）および図２（ｂ）のように同量の半田２０ａ、２０ｂが塗布されたとしても、次の部品装着工程での不具合によって不良が発生する可能性がある。図２（ｃ）および図２（ｄ）は、部品装着工程を終了した段階のパッド１１ａと１１ｂの部分を平面図および側面図により示している。これら図２（ｃ）および図２（ｄ）には、パッド１１ａと１１ｂに塗布された半田２０ａと２０ｂに対して、その上から部品３０を載せ置くようにして装着された状態が示されている。なお、この部品３０は、チップ部品ともいわれるもので、その両端に電極３１、３１をそれぞれ備える。
【００３１】
ここで示される部品３０の装着状態には不具合が生じている。つまり、本来であれば、部品３０は、半田２０ａと２０ｂの上においてほぼ水平な姿勢となるように載せ置かれるべきである。しかし、図２（ｄ）に示されるように、この場合の部品３０は、半田２０ａよりも半田２０ｂのほうに傾くように載せ置かれている。
【００３２】
このような部品３０の装着姿勢の傾きが生じる原因の一例について、図３により説明する。図３においてノズル４０は、部品装着装置３において備えられ、部品３０を装着位置にまで搬送するために、部品３０を吸引して持ち上げる部位である。このノズル４０が部品３０を吸引しようとした際に、ノズル４０と部品３０の間に異物５０があったとすると、この異物５０が挟まってしまったまま部品３０を持ち上げてしまい、部品３０が傾いてしまう。そして、このままの状態で実装位置にまで搬送して装着が行われた場合、部品３０は傾いた姿勢のまま半田２０ａと２０ｂに押し当てられる。例えばこのようなことが原因で、部品３０の装着姿勢が傾く。
【００３３】
上記のように部品３０が半田２０ｂ側に傾いて装着された場合、半田２０ｂに対する部品３０の押し込み具合は、もう一方の半田２０ａ側よりも大きくなる。図４（ａ）は、図２（ａ）と同様の半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂにおける半田２０ａ、２０ｂの状態を示している。図４（ｂ）は、図２（ｃ）に示した部品装着工程後の状態において、説明の便宜から部品３０の図示を省略したものである。つまり、図４（ｂ）は、図２（ｃ）および図２（ｄ）の状況に対応した半田２０ａ、２０ｂの状態を示している。
【００３４】
図４（ａ）に示される半田印刷工程後において、パッド１１ａに塗布された半田２０ａの面積Ｓａ１とパッド１１ｂに塗布された半田２０ｂの面積Ｓｂ１は同じである。しかし、図４（ｂ）の部品装着工程後においては、図２（ｄ）のように部品３０が傾いて半田２０ｂ側に傾いて装着されたことで、半田２０ｂは、半田２０ａよりも部品３０によって押し込まれる度合いが多くなる。これに伴い、部品３０が押し込まれることによる平面方向における半田の拡がり具合は、半田２０ａよりも半田２０ｂのほうが大きくなってしまう。この結果、図４（ｂ）に示すように、部品装着工程後の半田２０ａの面積Ｓａ２は、半田印刷工程後の面積Ｓａ１に対してさほど変化していないのに対して、部品装着工程後の半田２０ｂの面積Ｓｂ２は、半田印刷工程後の面積Ｓｂ１に対して相当に大きく拡大している。
【００３５】
このように面積Ｓｂ２が拡大することにより部品３０と半田２０ｂの接触面積は半田２０ａ側よりも大きくなり、これにより、前述のようにリフロー工程における半田２０ａと半田２０ｂの表面張力差によって浮き不良が発生し得ることになる。
【００３６】
図２（ｅ）および図２（ｆ）には、図２（ｃ）および図２（ｅ）の状態からリフロー工程を経た結果として浮きが発生した状態を示している。この図では、半田２０ａ、２０ｂが溶融した状態において半田２０ｂの表面張力のほうが半田２０ａよりも大きかったために、半田２０ｂのほうに部品３０が引っ張られて偏り、その影響で、半田２０ａ側において部品３０の電極３１が確実に接合していない浮き不良が発生した状態が示されている。
【００３７】
また、図５を参照して、半田塗布量のアンバランスを原因とする浮き不良について説明する。図５（ａ）の平面図と図５（ｂ）の側面図には、半田印刷工程後の状態として、パッド１１ａ、１１ｂのそれぞれに半田２０ａ、２０ｂが塗布された状態が示されている。
【００３８】
図５（ａ）の平面図によると半田２０ａ、２０ｂの各面積Ｓａ１、Ｓａ２は同じとされているが、図５（ｂ）の側面図に示されるように、半田２０ａよりも半田２０ｂのほうが厚さ（高さ）が大きい。これは、半田２０ａと半田２０ｂの塗布量がアンバランスであることを意味している。
【００３９】
次に、上記図５（ｃ）および図５（ｄ）は、上記図５（ａ）および図５（ｂ）の状態から部品装着工程により部品３０を装着した状態を示している。この場合、部品３０は、それ自体が傾くことなく正常に装着されたものとする。しかし、半田２０ｂの量が過剰であったために、図５（ｄ）に示すように、部品３０は、半田２０ｂの側において半田２０ａの側より高い度合いで押し込まれた状態となっている。これに伴い、図５（ｃ）に示すように、平面方向からみた半田２０ｂの面積Ｓｂ２は、半田２０ａの面積Ｓａ２よりも大きく拡がっている。
【００４０】
したがって、図５（ｃ）および図５（ｄ）においては、先の図４（ｃ）および図４（ｄ）と同じ半田２０ａ、２０ｂの状態となっており、これに伴って部品３０との接触面積も半田２０ｂのほうが大きくなっている。
【００４１】
これにより、図５（ｃ）および図５（ｄ）の状態からリフロー工程を行った場合には、前述のように溶融した半田２０ａと半田２０ｂとの間で生じる表面張力差によって図５（ｅ）および図５（ｆ）に示すように浮き不良が発生する。このように、半田印刷工程における塗布量のアンバランスも浮き不良の発生原因となる。
【００４２】
また、図６を参照して、半田の塗布量が過多の傾向ではあるが不良ではないという状態について説明しておく。図６（ａ）には、半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂが示されている。この場合のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの塗布量は、過多の傾向ではあるが同量であるという状態を想定する。このとき、平面方向における半田２０ａの面積Ｓａ１と半田２０ｂの面積Ｓｂ１は同じであるとする。
【００４３】
上記の状態から部品装着工程を行った後の状態を図６（ｂ）に示す。この場合には部品３０は、傾くことなく正常に装着されたものとする。装着された部品３０が半田２０ａ、２０ｂを押し込むことにより、半田２０ａ、２０ｂは、平面方向において或る程度拡がることになる。ここでは半田２０ａ、２０ｂの塗布量が過多の傾向であったために、半田２０ａ、２０ｂは、いずれもパッド１１ａ、１１ｂの一部からはみ出してしまった状態を示している。ただし、前述のように、半田２０ａと半田２０ｂは同量であることにより、図６（ｂ）に示される半田２０ａの面積Ｓａ２と半田２０ｂの面積Ｓｂ２は、それぞれ、面積Ｓａ１と面積Ｓｂ１よりも大きいが、互いに同等となっている。
【００４４】
図６（ｃ）は、上記図６（ｂ）の状態からリフロー工程を行った後の状態を示している。この場合、半田２０ａ、２０ｂの塗布量が過多の傾向ではあったものの、部品装着工程後の半田２０ａと半田２０ｂの面積Ｓａ２とＳｂ２は上記図６（ｂ）に示したように同等となっている。このために、浮き不良は生じていない。
【００４５】
一方、半田２０ａと半田２０ｂは、リフロー工程において一度溶融したために、パッド１１ａ、１１ｂからのはみ出しの程度は、図６（ｂ）の状態よりも大きくなっている。しかし、この図６（ｃ）に示される程度の半田２０ａと半田２０ｂのパッド１１ａ、１１ｂからのはみ出し具合では、パッド間の短絡は生じないものであり、したがって不良にはつながらないものとされる。このように、半田の塗布量が過多であっても半田のパッドからのはみ出し量が許容以下である場合には不良とはならない。
【００４６】
［不良検査装置の構成例］
本実施形態の不良検査装置１００は、上記図２と図４により説明した部品実装不良を、部品装着工程後の段階、つまり、リフロー工程前の段階で検出する。また、半田２０ａ、２０ｂがパッド１１ａ、１１ｂからはみ出していても、図６により説明した状態については不良ではないと検出する。以降、このための不良検査装置１００の構成について説明していく。
【００４７】
図７は、不良検査装置１００の構成例を示している。この図に示す不良検査装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶部１０３、入力インターフェース１０４、出力インターフェース１０５およびデータインターフェース１０６を備える。また、これらの部位はデータバス１０７により接続される。
【００４８】
ＣＰＵ１０１は、記憶部１０３に記憶されるプログラムを実行することにより、不良検査装置１００としての動作を実現する部位である。
【００４９】
ＲＡＭ１０２は、主記憶装置として機能するもので、ＣＰＵ１０１が実行すべきプログラムが記憶部１０３から読み出されて展開される。また、ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が演算処理を実行する際の作業領域として使用される。
【００５０】
記憶部１０３は、補助記憶装置として機能するもので、ＣＰＵ１０１により実行されるプログラムや各種データを格納する。なお、この記憶部１０３には、例えばハードディスクやフラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用することができる。
【００５１】
入力インターフェース１０４は、例えばキーボードやマウスなどの操作デバイスをはじめとする入力デバイスを一括して示したものである。出力インターフェース１０５は、例えばディスプレイデバイス（表示部）やスピーカ（音声出力部）などの出力デバイスを一括して示したものである。
【００５２】
データインターフェース１０６は、ＣＰＵ１０１の制御に応じて、所定の１以上のデータインターフェース規格に対応して通信を実行する。本実施形態においては、印刷基板撮像装置７および部品装着基板撮像装置８がデータインターフェース１０６と接続される。これにより、不良検査装置１００は、印刷基板撮像装置７にて生成された印刷基板画像データと部品装着基板撮像装置８にて生成された部品装着基板画像データをデータインターフェース１０６経由で入力することができる。なお、この図７に示す構成は、例えばコンピュータ装置により具現化することができる。
【００５３】
［不良検査装置の機能構成例］
図８は不良検査装置１００のＣＰＵ１０１がプログラムを実行することにより実現される機能部の構成例を示している。ＣＰＵ１０１は、図示するように、印刷基板画像データ取得部１１１、印刷基板半田情報生成部１１２、部品装着基板画像データ取得部１１３、部品装着基板半田情報生成部１１４、不良判定部１１５および通知制御部１１６としての各機能を備える。また、同図においては、ＲＡＭ１０２が記憶するデータのうち、ＣＰＵ１０１が不良判定に利用するデータとして、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０が示される。
【００５４】
印刷基板画像データ取得部１１１は、データインターフェース１０６を経由して入力した印刷基板画像データを取得する。
【００５５】
印刷基板画像データは、前述のように半田印刷工程後におけるプリント基板１０においてパッドが形成されている基板面を印刷基板撮像装置７が平面方向から撮像して得たものである。つまり、印刷基板画像データの画像にはパッドごとの半田の塗布状態が示されている。印刷基板半田情報生成部１１２は、この印刷基板画像データから、プリント基板１０のパッドごとにおける半田の塗布状態を反映した印刷基板半田情報２１０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる。
【００５６】
また、部品装着基板画像データ取得部１１３は、データインターフェース１０６を経由して入力した部品装着基板画像データを取得する。
【００５７】
部品装着基板画像データは、部品装着工程後におけるプリント基板１０においてパッドが形成されている基板面を平面方向から撮像して得たものである。したがって、部品装着基板画像データの画像には、パッドごとおいて部品が装着されたことにより変化した半田の塗布状態が示される。部品装着基板半田情報生成部１１４は、この部品装着基板画像データから、プリント基板１０のパッドごとにおける部品装着後の半田の塗布状態を反映した部品装着基板半田情報２２０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる。
【００５８】
本実施形態において、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０は同じ構造を有するものとする。図９は、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０の構造例を示している。
【００５９】
印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０は、図示するように、工程識別子領域２１１、２２１、基板識別子領域２１２、２２２、部品識別子領域２１３、２２３、パッド情報領域２１４、２２４および半田面積領域２１５、２２５の各領域から成る。
【００６０】
工程識別子領域２１１、２２１は、直前段階において終了した工程を識別する識別子を格納する。印刷基板半田情報２１０であれば、半田印刷工程を示す識別子が格納される。部品装着基板半田情報２２０であれば、部品装着工程を示す識別子が格納される。
【００６１】
基板識別子領域２１２、２２２は、当該印刷基板半田情報２１０または部品装着基板半田情報２２０が対応するプリント基板１０を個々に識別する基板識別子を格納する。基板識別子領域２１２と２２２が同じ印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０は、それぞれ、同じプリント基板１０に対応していることになる。
【００６２】
部品識別子領域２１３、２２３は、対応のプリント基板１０において実装される部品ごとに付された部品識別子を格納する。パッド情報領域２１４、２２４は、対応のプリント基板１０に形成されたパッドごとの位置を示すパッド位置をはじめ、パッドに関連する所定の情報を格納する。部品識別子領域２１３、２２３とパッド情報領域２１４、２２４が格納するパッド位置との対応付けにより、各パッドが対応して実装される部品を特定することができる。
【００６３】
半田面積領域２１５、２２５は、対応のパッド情報領域２１４、２２４が格納するパッド位置情報が示すパッドに塗布された半田についての面積を示す半田面積を格納する。この半田面積は、具体的に、図４において説明した半田面積Ｓａ１、Ｓｂ１、Ｓａ２、Ｓｂ２などに相当する。なお、半田面積は、後述するように半田の画像部分を形成する画素数として示すことができる。しかし、例えば、半田の平面方向における形状が方形であることを前提とした場合には、図４（ａ）に示すように、半田２０ａの隣り合う辺Ｐｘ、Ｐｙを格納してもよい。
【００６４】
印刷基板半田情報生成部１１２は、一例として、以下のように上記構造の印刷基板半田情報２１０を生成する。図示は省略するが、記憶部１０３には、部品実装システム１により部品実装を行う基板についての各種情報を格納したデータベースが記憶されているものとする。
【００６５】
印刷基板半田情報生成部１１２は、上記データベースから、現在において半田印刷工程の対象となっているプリント基板の基板識別子と、この基板識別子に対応付けられている部品識別子とパッド位置の情報を読み込む。そして、これらの読み込みを行った基板識別子、部品識別子およびパッド位置の情報を、それぞれ、基板識別子領域２１２、部品識別子領域２１３およびパッド情報領域２１４に格納する。また、工程識別子領域２１１には、半田印刷工程に対応して予め設定されている工程識別子の値を格納する。
【００６６】
次に、印刷基板半田情報生成部１１２は、以下のように半田面積領域２１５に格納する半田面積を求める。印刷基板半田情報生成部１１２は、印刷基板画像データにおけるプリント基板１０の画像とパッド情報領域２１４に格納される各パッド位置とを照合する。これにより、印刷基板画像データにおけるパッドをパッド情報領域２１４に格納されるパッド位置と対応付ける。これにより、印刷基板画像データにおけるパッド位置と部品の対応付けが認識される。
【００６７】
そのうえで、印刷基板半田情報生成部１１２は、印刷基板画像データの画像において上記のように認識されたパッド位置ごとの半田面積を算出する。半田面積の算出手法としてはいくつか考えられるが、一例として、予め半田の画像部分に相当するものとして予め登録された画素値の情報を利用して、印刷基板画像データから半田が塗布されている半田領域を特定する。そして、この半田領域を形成する画素の数を求める。このように求められた画素数を半田面積とすることが考えられる。
【００６８】
印刷基板半田情報生成部１１２は、上記のように取得した工程識別子、基板識別子、部品識別子、パッド位置および半田面積により、図９に示す印刷基板半田情報２１０を生成する。
【００６９】
なお、部品装着基板半田情報生成部１１４による部品装着基板半田情報２２０の生成処理も、上記印刷基板半田情報生成部１１２による印刷基板半田情報２１０の処理に準ずる。ただし、部品装着基板画像データにおける半田の領域は、部品によってその一部が隠れた状態となるため、半田に相当する画素値の画素の数をそのまま半田面積として求めた場合には、実際の半田面積より小さくなってしまう。そこで、この場合には、部品によって隠れた半田の部分を補間処理などによって推定して半田領域全体を特定したうえで半田面積としての画素数を求めることとすればよい。
【００７０】
説明を図８に戻す。不良判定部１１５は、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０に基づいて半田の部品実装不良の有無についての判定を行う。なお、不良判定部１１５による不良判定手法例については後述する。
【００７１】
通知制御部１１６は、不良判定部１１５により部品実装不良であると判定されるのに応じて、作業者に対して部品実装不良の発生を通知するための制御を実行する。具体例として、通知制御部１１６は、出力インターフェース１０５におけるスピーカなどから、部品実装不良が発生したことを通知するアラーム音を出力させる。また、不良が発生したプリント基板１０を示す情報、不良が発生した箇所を示す情報などを出力インターフェース１０５におけるディスプレイデバイスなどに表示させる。
【００７２】
不良判定部１１５による不良判定の一例について、再度、図４を参照して説明する。前述のように、図４（ａ）に示されるパッド１１ａ、１１ｂは同じ部品に対応している。そのうえで、半田印刷工程によりパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの状態が示されている。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から部品装着工程を行った後の半田２０ａ、２０ｂの状態について部品の図示を省略して示している。
【００７３】
ここで、図４（ａ）の半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積は、それぞれ、印刷基板半田情報２１０においてパッド１１ａ、１１ｂのパッド位置に対応した半田面積領域２１５に格納されている。同様に、図４（ｂ）の部品装着工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積は、それぞれ、部品装着基板半田情報２２０において同じパッド１１ａ、１１ｂのパッド位置に対応した半田面積領域２２５に格納されている。
【００７４】
不良判定部１１５は、上記印刷基板半田情報２１０から、半田印刷工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積Ｓａ１、Ｓｂ１を読み込む。また、上記部品装着基板半田情報２２０から、部品装着工程後のパッド１１ａ、１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積Ｓａ２、Ｓｂ２を読み込む。そして、これらの半田面積と予め設定した閾値ｔｈ１について以下の式が成立するか否かについて判定する。
｜(Ｓｂ２−Ｓｂ１)−(Ｓａ２−Ｓａ１)｜≧ｔｈ１
不良判定部１１５は、上式が成立すれば不良が発生していると判定し、成立しなければ不良は発生していないと判定する
【００７５】
上式の左辺における(Ｓｂ２−Ｓｂ１)の項は、パッド１１ｂに塗布された半田２０ｂについての半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の差分を示している。また、同じ上式の左辺における(Ｓａ２−Ｓａ１)の項は、パッド１１ａに塗布された半田２０ａについての半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の差分を示している。したがって、上式の左辺は、半田印刷工程後と部品装着工程後の間での半田２０ａの変化量と半田２０ｂの変化量との差分を示している。
【００７６】
例えば、図２にて例示したように部品３０が傾いて装着されたことでパッド１１ｂのほうの面積が大きく拡大したような場合（図２（ａ）から図２（ｃ）への遷移）には、上式の左辺の値が大きくなって例えば閾値ｔｈ１を超えることになる。また、図５にて例示したように半田の塗布量がアンバランスなために部品３０の装着による半田面積の拡がりに差が生じたような場合（図５（ａ）から図５（ｃ）への遷移）にも、上式の左辺の値が大きくなって閾値ｔｈ１を超えることになる。このように、不良判定部１１５が上式を利用することにより、図２に例示した装着工程における部品３０の傾きや、図５に例示した半田塗布量のアンバランスを原因とする部品実装不良を的確に判定することができる。
【００７７】
また、図示による説明は省略するが、半田印刷工程によりパッド１１ａとパッド１１ｂに塗布された半田２０ａ、２０ｂの半田面積が異なっていたのに、部品装着工程後において上記半田面積が同じなるような場合がある。これは、次のような場合に生じ得る。つまり、半田印刷工程後において半田２０ａ、２０ｂの塗布量に差により半田面積が異なる場合がある。この状態から部品３０が傾いて装着されるなどした場合には部品３０が半田を押し拡げる度合いに差が生じ、この結果、部品装着工程後において上記半田面積が同程度となる場合がある。このような状態も、部品実装不良となる可能性が高い。
【００７８】
先の上式によれば、半田２０ａと半田２０ｂとで、半田印刷工程後と部品装着工程後との間での半田面積の変化量の差を求めている。上記の不良は、部品装着工程後における半田２０ａと半田２０ｂの半田面積が同等であっても、半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の変化量は相当に異なっていることになる。したがって、先の上式によれば、半田塗布量が元々アンバランスではあるが、部品装着工程後において半田面積が同等となってしまうような場合にも対応して的確に不良判定を行うことが可能になる。
【００７９】
これまでの説明から理解されるように、不良判定部１１５は、半田印刷工程と部品装着工程のそれぞれにおける半田面積を利用して不良判定を行っている。これは、不良判定にあたり、印刷基板画像データと部品装着基板画像データを組み合わせて利用していることを意味している。これにより、上述のように、パッドごとにおける半田印刷工程後と部品装着工程後の半田面積の変化量を求めることが可能となり、この変化量に基づいて不良判定を行う。そして、このように半田印刷工程後と部品装着工程後における半田の状態変化を利用していることで、本実施形態では、リフロー工程前の段階で不良判定を的確に行える。このようにリフロー工程前の段階で不良を検出することにより、部品の位置修正のためにプリント基板１０から部品を取り外す作業を非常に容易に行うことが可能であり、製造効率の向上につながる。
【００８０】
なお、特許文献１においては、半田印刷工程後と部品装着工程後とリフロー工程後のそれぞれにおけるプリント基板の撮像画像データから不良検出を行うが、不良検出の際には、各工程に対応する撮像画像データをそれぞれ個別に利用しており、工程間の撮像画像データの差分を利用するようなことは行っていない。このために、部品実装工程が進行しているのに応じて、リフロー工程前の段階でリアルタイムに不良判定を行うことはできない。
【００８１】
さらに、不良判定部１１５は、図６により説明したように、半田２０ａ、２０ｂがパッド１１ａ、１１ｂからはみ出したとしても、そのはみ出し量が許容範囲内であり、両者の半田面積が同等である場合には不良ではないと判定することが好ましい。本実施形態としては、先に説明した工程間における半田面積の変動量のパッド間の差分に基づいた不良判定により不良を的確に判定可能である。そのうえで、図６の状態について誤検出しないように判定を行うことができれば、不良判定結果の信頼性はさらに向上する。
【００８２】
そこで、本実施形態の不良判定部１１５は、先の上式が成立すると判定した場合、即座に不良ではないと判定するのではなく、さらに、以下の判定を行う。つまり、部品装着工程後の半田２０ａ、２０ｂのパッドからのはみ出し量が一定量以上か否かについて判定する。つまり、半田２０ａ、半田２０ｂのそれぞれについて、各パッドの設計値から求められるパッドのエリアに対して、各パッド上の半田エリアを算出し、パッドのエリアをＰＡ、半田エリアをＳＡ、ＰＡ外にあるＳＡの面積をＳ_ｄｒｏｐ、パッドエリアに対するマージンをｍｇとして、
Ｓ_ｄｒｏｐ＞ｍｇ
が成立するか否かについて判定する。
なお、パッドのエリアPAはパッドごとに異なることが想定される。そこで、パッドのエリアPAについては、例えば部品装着基板半田情報２２０のパッド情報領域２２４においてパッド位置とともに格納しておき、上式の判定を行うにあたり読み込んで取得することとすればよい。
【００８３】
半田２０ａ、２０ｂのいずれについても上式が成立しない場合、半田２０ａ、２０ｂは、いずれもパッド１１ａ、１１ｂからはみ出ていないか、はみ出しているとしてもマージンｍｇに対応する許容範囲内であることになる。そのうえで、先の工程間の半田面積変化量に基づく不良判定が不良ではないと判定されていることで、部品装着工程後における半田２０ａ、２０ｂの半田面積の差も許容範囲に収まっていることが分かっている。つまり、半田２０ａ、２０ｂの半田面積は同等とみてよく、かつ、パッドに対するはみ出し量も一定以内であることになる。そこで、この場合には、図６の説明にしたがって不良はでないと判定する。
【００８４】
これに対して、半田２０ａ、２０ｂの少なくともいずれか一方について上式が成立する場合、半田２０ａ、２０ｂの少なくともいずれか一方は、パッドからのはみ出し量が許容範囲を超えていることになる。そこで、この場合には不良であると判定する。
【００８５】
このように、本実施形態においては、図６に示した状態に対応して的確に不良判定を行える。特許文献１においては、パッドから半田がはみ出しているか否かについてのみ検出し、この検出結果のみにより不良判定を行っており、同一部品に対応するパッド間の半田面積の差については考慮していない。このために、特許文献１では、パッド１１ａ、１１ｂから半田２０ａ、２０ｂがはみ出してはいるが、そのはみ出し量が許容範囲であるために不良が発生していない良品の場合にも不良であると判定されてしまうことになる。
【００８６】
［処理手順例］
図１０のフローチャートは、不良検査装置１００が実行する処理手順例を示している。この図では、図１の部品実装システム１により各工程を経て部品が実装される１つのプリント基板１０に対応して実行される処理を示している。また、この図に示す処理は、図８に示すＣＰＵ１０１内の機能部が適宜実行するものとしてみることができる。
【００８７】
まず、印刷基板画像データ取得部１１１は、印刷基板撮像装置７からデータインターフェース１０６が入力した印刷基板画像データを取得する（ステップＳ１０１）。次に、印刷基板半田情報生成部１１２は、上記ステップＳ１０１により取得された印刷基板画像データから印刷基板半田情報２１０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる（ステップＳ１０２）。
【００８８】
また、部品装着基板画像データ取得部１１３は、部品装着基板撮像装置８からデータインターフェース１０６が入力した部品装着基板画像データを取得する（ステップＳ１０３）。なお、このステップＳ１０３により取得する部品装着基板画像データは、先のステップＳ１０１により取得した印刷基板画像データを生成するために印刷基板撮像装置７が撮像したのと同じプリント基板１０を撮像したものである。次に、部品装着基板半田情報生成部１１４は、上記ステップＳ１０３により取得された印刷基板画像データから部品装着基板半田情報２２０を生成し、ＲＡＭ１０２に記憶させる（ステップＳ１０４）。
【００８９】
次に、不良判定部１１５は、印刷基板半田情報２１０と部品装着基板半田情報２２０を利用して、部品装着工程後のプリント基板１０についての不良判定処理を実行する（ステップＳ１０５）。
【００９０】
図１１のフローチャートは、上記ステップＳ１０５としての不良判定処理のための手順例を示している。先ず、不良判定部１１５は、印刷基板半田情報２１０から、判定対象のプリント基板１０における１つの対象部品に対応するパッドごとの半田面積を取得する（ステップＳ２０１）。つまり、印刷基板半田情報２１０において、判定対象のプリント基板１０の基板識別子と、上記対象部品として選択した部品識別子に対応するパッド位置ごとの半田面積領域２１５に格納されている半田面積を読み込んで取得する。
【００９１】
また、不良判定部１１５は、部品装着基板半田情報２２０から、同じ判定対象のプリント基板１０における１つの部品に対応するパッドごとの半田面積を、上記ステップＳ２０１に準じた処理によって取得する（ステップＳ２０２）。
【００９２】
次に、不良判定部１１５は、半田面積変化量差分値αを算出する（ステップＳ２０３）。半田面積変化量差分値αは、１つの部品に対応するパッド上の半田面積ごとについての、半田印刷工程後と部品装着工程後の変化量の差分値である。つまり、先に示した式における左辺であり、
α＝｜(Ｓｂ２−Ｓｂ１)−(Ｓａ２−Ｓａ１)｜
のように求めることができる。
【００９３】
そして、不良判定部１１５は、上記半田面積変化量差分値αと予め設定された閾値ｔｈ１とを比較して、
α≧ｔｈ１
が成立するか否かについて判定する（ステップＳ２０４）。
上式が成立した場合（ステップＳ２０４−ＹＥＳ）、不良判定部１１５は不良が発生した（不良有り）事を記憶する（ステップＳ２０６）。これに対して、上式が成立しないと判定した場合には（ステップＳ２０４−ＮＯ）、対象部品に対応するパッドごとにおける半田のはみ出し量が一定以上であるか否かについて判定する（ステップＳ２０５）。このためには、前述のようにパッド位置ごとに、パッド外にある半田の面積をＳ_ｄｒｏｐとして
Ｓ_ｄｒｏｐ＞ｍｇ
が成立するか否かについて判定する。
【００９４】
対象部品に対応するパッドのうち少なくとも１つのパッドにおいて上式が成立した場合には（ステップＳ２０５−ＹＥＳ）、そのパッドに対する半田のはみ出し量が許容範囲を超えていることになる。この場合、不良判定部１１５は、不良が発生した事（不良有り）を記憶する（ステップＳ２０６）。
【００９５】
これに対して、半田のはみ出し量が一定未満とされて、対象部品に対応するいずれのパッドにおいても上式が成立しないと判定した場合（ステップＳ２０５−ＮＯ）、または上記ステップＳ２０６の後、不良判定部１１５は、プリント基板１０上の全部品を対象とする不良判定を終了したか否かについて判定する（ステップＳ２０７）。ここで、未だ対象部品が残っている場合には（ステップＳ２０７−ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻ることで、次の対象部品についての不良判定を実行する。これに対して、全部品を対象とする不良判定を終了した判定した場合（ステップＳ２０７−ＹＥＳ）、これまでにステップＳ２０６を実行したことによる「不良有り」の履歴が記憶されているか否かについて判定する（ステップＳ２０８）。「不良有り」の履歴が記憶されていない場合には（ステップＳ２０８−ＮＯ）、結果的に、すべての部品において不良と判定されなかったことになる。そこで、この場合の不良判定部１１５は、不良が発生していない（不良無し）と判定する（ステップＳ２０９）。これに対して、少なくとも１つの「不良有り」の履歴が記憶されている場合（ステップＳ２０８−ＹＥＳ）、不良判定部１１５は、不良が発生した（不良有り）と判定する(ステップＳ２１０)。
【００９６】
説明を図１０に戻す。上記図１１に示すようにステップＳ１０５としての不良判定処理を実行した後、不良判定部１１５は、上記ステップＳ１０５による判定結果が、不良有りであったか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。不良有りの判定結果であった場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、通知制御部１１６は、不良が発生したことを通知するための音声出力や表示などが出力インターフェース１０５にて行われるように制御する（ステップＳ１０７）。これに対して、不良無しの判定結果であった場合には（ステップＳ１０６）、特に通知を行うことなくステップＳ１０１に戻ることで、次の検査対象のプリント基板１０の不良検査に以降する。
【００９７】
なお上述の処理以外にも、例えば、半田面積変化量差分値αは、１つの部品に対応するパッド上の半田面積ごとについての部品装着工程後の変化量の差分値であるようにしてもよい。この場合、
α２＝｜Ｓｂ２−Ｓａ２｜
のように求めることができる。この場合、不良判定部１１５は、上記半田面積変化量差分値α２と予め設定された閾値ｔｈ２とを比較して、
α２≧ｔｈ２
が成立するか否かについて判定する。当該式が成立した場合、不良判定部１１５は不良が発生した（不良有り）と判定し、当該式が成立しないと判定した場合には、対象部品に対応するパッドごとにおける半田のはみ出し量が一定以上であるか否かについて判定する。
【００９８】
なお、これまでの説明においては、説明を分かりやすくすることの便宜上、１つの部品に対応するパッドは２つの例を示している。しかし、１つの部品に対応するパッド数が３以上の場合であっても、これらのパッド間の半田面積の変化量の差分に基づいて不良判定を行うことが可能である。
【００９９】
また、上述の不良検査装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した不良判定の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【０１００】
また、図８における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本実施形態における不良判定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１０１】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 部品実装システム
２ 半田印刷装置
３ 部品装着装置
４ リフロー炉
７ 印刷基板撮像装置
８ 部品装着基板撮像装置
１０ プリント基板
１１ａ、１１ｂ パッド
２０ａ、２０ｂ 半田
３０ 部品
３１ 電極
１００ 不良検査装置
１１１ 印刷基板画像データ取得部
１１２ 印刷基板半田情報生成部
１１３ 部品装着基板画像データ取得部
１１４ 部品装着基板半田情報生成部
１１５ 不良判定部
１１６ 通知制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、
部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成部と、
判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部と
を備えることを特徴とする不良検査装置。
【請求項２】
前記不良判定部は、
前記半田面積の半田印刷工程後と部品装着工程後とでの前記半田面積の変動量を、前記判定対象部品が接合されるべきパッド位置ごとに対応して算出し、この算出された変動量に基づいて前記不良の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の不良検査装置。
【請求項３】
前記不良判定部は、
前記判定対象部品が接合されるべきパッド位置ごとに対応して算出した変動量の差分の絶対値を予め設定された閾値と比較した結果に基づいて前記不良の有無を判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の不良検査装置。
【請求項４】
前記不良判定部は、
前記半田面積に基づく不良判定結果が不良有りではない場合、さらに、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対する半田のはみ出し量に基づいて不良の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の不良検査装置。
【請求項５】
プリント基板のパッドに半田を塗布する半田印刷工程を行う半田印刷装置と、
前記半田印刷装置により前記パッドに半田が塗布されたプリント基板を撮像して印刷基板画像データを生成する印刷基板撮像装置と、
前記半田印刷装置により半田が塗布された前記プリント基板のパッドに対して部品を装着する部品装着工程を行う部品装着装置と、
前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を撮像して部品装着基板画像データを生成する部品装着基板撮像装置と、
前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を加熱して前記半田を溶融させることにより、装着された前記部品を前記パッドに半田付けするリフロー工程を行うリフロー炉と、
不良検査装置とを備え、
前記不良検査装置は、
前記印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、
前記部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、
判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部とを備える
ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項６】
半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成ステップと、
部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成ステップと、
判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定ステップと
を備えることを特徴とする不良検査方法。
【請求項７】
コンピュータを、
半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成手段、
部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成手段、
判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、
部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成部と、
判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部と
を備えることを特徴とする不良検査装置。
【請求項２】
前記不良判定部は、
前記半田面積の半田印刷工程後と部品装着工程後とでの前記半田面積の変動量を、前記判定対象部品が接合されるべきパッド位置ごとに対応して算出し、この算出された変動量に基づいて前記不良の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の不良検査装置。
【請求項３】
前記不良判定部は、
前記判定対象部品が接合されるべきパッド位置ごとに対応して算出した変動量の差分の絶対値を予め設定された閾値と比較した結果に基づいて前記不良の有無を判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の不良検査装置。
【請求項４】
前記不良判定部は、
前記半田面積に基づく不良判定結果が不良有りではない場合、さらに、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対する半田のはみ出し量に基づいて不良の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の不良検査装置。
【請求項５】
プリント基板のパッドに半田を塗布する半田印刷工程を行う半田印刷装置と、
前記半田印刷装置により前記パッドに半田が塗布されたプリント基板を撮像して印刷基板画像データを生成する印刷基板撮像装置と、
前記半田印刷装置により半田が塗布された前記プリント基板のパッドに対して部品を装着する部品装着工程を行う部品装着装置と、
前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を撮像して部品装着基板画像データを生成する部品装着基板撮像装置と、
前記部品装着装置により部品が装着されたプリント基板を加熱して前記半田を溶融させることにより、装着された前記部品を前記パッドに半田付けするリフロー工程を行うリフロー炉と、
不良検査装置とを備え、
前記不良検査装置は、
前記印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、
前記部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成部と、
判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定部とを備える
ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項６】
半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成ステップと、
部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成ステップと、
判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定ステップと
を備えることを特徴とする不良検査方法。
【請求項７】
コンピュータを、
半田印刷工程によりパッドに半田を塗布したプリント基板を撮像して得られた印刷基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する印刷基板半田情報を生成する印刷基板半田情報生成手段、
部品装着工程により前記半田が塗布されたパッドに対して部品を装着した前記プリント基板を撮像して得られた部品装着基板画像データから、前記プリント基板におけるパッド位置の半田面積を少なくとも格納する部品装着基板半田情報を生成する部品装着基板半田情報生成手段、
判定対象部品が接合されるべきパッド位置に対応して前記印刷基板半田情報から取得した半田面積と、前記判定対象部品が接合されるべきパッドに対応して前記部品装着基板半田情報から取得した半田面積とに基づいて前記プリント基板の部品実装について不良の有無を判定する不良判定手段
として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６９８８９（Ｐ２０１３−６９８８９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７６９３（Ｐ２０１１−２０７６９３）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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