印刷はんだ検査装置、及び印刷はんだ検査方法
【課題】レジスト面からの反射光とレジスト裏面とパッド面との間の反射光とからレジストの厚さを求め、この厚さを基にパッド面からのはんだ高さを求める。
【解決手段】第１の光源ＯＳ１からの光を、ハーフミラーＭ２とレジスト１ａとの間の測定光路と、ハーフミラーＭ２とミラーＫ５ａ間の参照光路に送り、各光路からの戻り光をハーフミラーＭ２で合成して、対物レンズＫ５，ハーフミラーＭ１を介して、第３の受光手段Ｄ４へ送る。基礎測定部６は、光路形成部２ａを移動したときに第３の受光部で検出される干渉縞が２カ所で最大になるときの光路形成部の位置間の距離によりレジストの厚さを求める。測定部７は、基板のはんだ面からの散乱光を受けた受光手段Ｄ１，Ｄ２の出力、又は正反射光を受けた受光手段Ｄ３の出力による変位と、上記のレジストの厚さを基に、パッド面からのはんだ面の変位を求める。
【解決手段】第１の光源ＯＳ１からの光を、ハーフミラーＭ２とレジスト１ａとの間の測定光路と、ハーフミラーＭ２とミラーＫ５ａ間の参照光路に送り、各光路からの戻り光をハーフミラーＭ２で合成して、対物レンズＫ５，ハーフミラーＭ１を介して、第３の受光手段Ｄ４へ送る。基礎測定部６は、光路形成部２ａを移動したときに第３の受光部で検出される干渉縞が２カ所で最大になるときの光路形成部の位置間の距離によりレジストの厚さを求める。測定部７は、基板のはんだ面からの散乱光を受けた受光手段Ｄ１，Ｄ２の出力、又は正反射光を受けた受光手段Ｄ３の出力による変位と、上記のレジストの厚さを基に、パッド面からのはんだ面の変位を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等を表面実装するためのプリント板上にクリーム状はんだが印刷されたときのはんだの形成状態を測定し、検査する技術に関する。特に、プリント板には、はんだが印刷される予定の箇所（以下、「はんだ箇所」と言う。）であって、回路パターンが顕わにされ、部品が取り付け可能なパッド部と、回路パターンの上に半透明なレジストが塗布されたレジスト部（はんだが印刷されない部分）があるが、この発明は、実際に印刷されたはんだの高さをパッドの面からの高さとして測定できる技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷はんだ検査装置としては、プリント板（以下、はんだが印刷されたプリント板を単に「基板」と言い、はんだが印刷されていないプリント板を「未印刷基板」と言う。）の表面をレーザ光等で照射し、基板の表面からの反射光を受光するセンサを有し、そのセンサにより測定（三角測量）した結果として得られた測定値、例えば、基板上の印刷されたはんだ箇所の変位（高さを含む）或いは輝度（基板から反射した光の量、受光量（光の強さ）を含む。）の測定値を基に、判定の基準となる基準データと比較して判定している（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１では、図８のような基板１のはんだ箇所において、はんだ１ｂの周辺のレジスト１ａ部分の平均高さを求めて、そのレジスト１ａ部分の平均高さを基準としてはんだ高さを測定している。特許文献１の技術では、はんだ箇所の周辺のレジスト部分の平均高さを求めるにあたっては、レジスト１ａ部分とはんだ１ｂ箇所との間に隙間があるので、その部分を除いたレジスト部分の平均高さを求めて、これを基準としている。
【０００４】
ところで、最近は、はんだを印刷している分野からは、印刷されたはんだ量を正確に知りたい、そのために、はんだを印刷する箇所であるパッド１ｃの面（以下、「パッド面」と言う。）からその上に実際に印刷されたはんだ１ｂの高さを測定したいという要望が、多くなってきた。そうすると、特許文献１の技術では、そのまま適用できない。
【０００５】
そこで、特許文献２に示すように、予め未印刷基板で測定された各部の高さと、実際にはんだが印刷された基板を測定して得られた各部の高さとから、パッド１ｃの面からのはんだ１ｂの高さ（以下、「はんだ高さ」と言う。）を測定する技術を提供されている。
そして特許文献２では、レジスト１ａ面を仲介して、次のようにして求める。
はんだ高さ＝（レジスト１ａ面からのはんだ高さ）＋（パッド１ｃ面からのレジスト１ａ面高さ）＝パッド１ｃ面からのはんだ高さ
したがって、この場合、レジスト１ａ面の高さが測定されて利用されているが、計算上、最終的にうち消すのでレジスト面の絶対高さの影響を抑えて測定可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２８５９７号公報
【特許文献２】特願２００６−１５９７０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、レジスト１ａ面は塗布の仕方により、例えば、図９（Ａ）のようにそのはんだ１ｂとの境の端部では、一様に塗布されない傾向がある。図９（Ａ）は紙面の右から左へかけてレジストが塗布された場合であり、右側のレジスト１ａ端部が薄く、左側のレジスト端部が厚く盛り上がっている。図９（Ｃ）は、理想的な塗布が行われた場合である。図９（Ｂ）では、レジスト１ａの端部周辺の厚さ（高さ）の平均値（図９（Ｂ）の点線）が、はんだ箇所を挟んだレジスト１ａ面端部の右側と左側とで、異なる値を示すことが分かる。
【０００８】
図９（Ｂ）のような場合であっても、レジスト１ａの塗布の状態がその形のまま一定し、バラツキのない形状であれば良いが、基板によって塗布の状態がバラツキ、レジスト１ａの形状が変動しやすいと、特許文献２の技術を用いても誤差になりやすい。それは、特許文献２の場合は、未印刷基板で、予め上記式の「パッド１ｃ面からのレジスト１ａ面高さ」を測定し記憶しておいて、各はんだ１ｂ箇所毎の測定の都度その記憶した値を求めるため、「パッド１ｃ面からのレジスト１ａ面高さ」は各基板１において一定でなければならない。つまり、図９（Ｂ）のレジスト１ａの端部の高さが基板１毎に変動すると誤差要因になりかねない。
【０００９】
一方で、発明者は、レジスト１ａの厚さを求められないかを調査・検討してみた。そして、垂直方向からレジスト１ａ面に光を入射させると、レジスト１ａを透過して基板１の表面で反射する光と、１ｂ表面で反射する光が在り、これらの反射位置の距離差に応じたデータを取得することができことが分かった。そうであれば、この距離差から、直接的に、レジスト１ａの厚さとして測定できる。
【００１０】
本発明の目的は、レジスト面の表面からの反射光とレジスト面とパッド面との間の反射光とから、レジストの厚さを求め、パッド面からのはんだ高さ（変位）を求める印刷はんだを検査する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の光源（ＯＳ１）と、該第１の光源が被測定プリント板上の測定点を垂直に照射する第１の光路上にあって、前記測定点が被測定プリント板の半透明なレジストの表面であるときに該レジストの表面からの反射に基づく光と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光とを取得するための光路を形成する光路形成部（２ａ）と、該測定点が被測定プリン板のはんだ面であるときに該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）と、第２の光源（ＯＳ２）と、該第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光部（Ｄ３）と、を含む変位センサ（２）と、表面のパッド面にはんだが印刷された前記被測定プリント板の半透明のレジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成手段に対して前記光路の距離を可変させて、前記レジストの表面からの反射に基づく光を取得したときの光路と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得したときの光路との差違を基に、該レジストの厚さを求める基礎測定部（６）と、前記被測定プリント板の前記はんだ面を前記測定点としたときに、前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、及び前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理部（３）と、前記データ処理部により得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定部（７）と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において前記光路形成部は、該第１の光源からの光を分岐し一方をプリント板の表面の測定点に垂直な測定光路を通して該測定点を照射し、他方を遠端にミラーを有する参照光路へ送るとともに、該測定点からの反射光と前記ミラーからの反射光を合成した干渉光を出力する干渉光路形成手段（Ｍ２，Ｋ５，Ｋ５ａ）と、該干渉光を検出する干渉光受光手段（Ｄ４）とを有し、前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記測定光路もしくは前記参照光路の何れかの光路長を変化させたときに前記干渉光受光手段が前記レジストの表面からの反射に基づく干渉光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく干渉光とを検出したときと、の間における前記光路長の変化量により、該レジストの厚さを求める構成とした。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光路形成部は、該第１の光源からの光をプリント板の表面の測定点に垂直に集光させて該測定点を照射するとともに、該測定点からの反射光を集光する対物レンズと、所定位置に配置され該対物レンズが該所定位置に集光した光だけを通過させ、集光しきれない光を除外するピンホール手段（Ｐ）と、ピンホール手段を通過した光を検出する集光検出手段（Ｄ５）とを有し、前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成部を前記垂直方向に移動させたときに、前記集光検出手段が前記レジストの表面からの反射光に基づく集光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射光に基づく集光とを検出したときと、の間における前記光路形成部の移動量により、該レジストの厚さを求める構成とした。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記データ処理部は、少なくともはんだ面を測定点としているときに、前記第１の受光部と第２の受光部とが受けるそれぞれの光の強さを比較し、前記測定部は、前記第１の変位又は前記第２の変位のうち前記データ処理部による比較により、受けた光が強い方の受光部のデータを基に算出された変位と、前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める構成とした。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前前記第１の受光部は、２つの受光手段で成り、一つは、前記プリント板の測定点を垂直方向から照射する前記第１の光路の第１の光軸に対して第１の角度θ１で形成される第１の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ１）であり、他の一つは、該第１の光軸に対して該第１の散乱光路と反対側に第２の角度θ２で形成される第２の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ２）とであり、前記第１の変位は、前記２つの受光手段の出力の和を基に求められ、また、前記第２の光源は、該第１の光軸に対して斜めの角度θ３を成す第２の光軸で前記測定点を照射し、第２の受光部は、該測定点にて該第２の光源の第２の光軸に対して第３の角度２θ３で形成される正反射光路上に配置されており、前記第２の変位は、該第２の受光部の出力から求められる構成とした。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、第１の光源が被測定プリント板上の半透明なレジスト面を測定点として該測定点を垂直な第１の光路を介して照射する段階と、光路形成部を制御して該レジストの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階と、前記光路形成部（２ａ）を移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階と、前記第１の基礎測定段階と該第２の基礎測定段階における光路の距離の差違を基に前記レジストの厚さを求める第３の基礎測定段階と、前記測定点が被測定プリント板のはんだ面であるときに、第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）が、該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光段階と、第２の受光部（Ｄ３）により、第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光段階と、前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、又は前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理段階と、前記データ処理段階で得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定段階と、を備えた。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１，又は６に記載の発明によれば、レジストの透過性を用いて光路形成部により、例えば、干渉を利用（請求項２）し、或いは共焦点を利用（請求項３）して、パッド面の位置（レジスト面の厚さ）を測定できる。したがって、はんだ面を測定したときのレジスト面からの第１変位もしくは第２の変位と、パッド面の位置とから、パッド面の位置からのはんだ面の変位を求めることができる。
請求項４に記載の発明により、はんだの形状により正反射が得られなくとも、散乱光により変位測定ができる。
請求項５に記載の発明により、各受光手段の感度を良い状態にして測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るプリント板検査装置の実施形態を、図を用いて説明する。図１は実施形態の内、変位センサ及び測定部の機能構成を示す図である。図２は実施形態の内、検査部の機能構成を示す図である。図３は、図１の変位センサを構成する機能要素の配置を示す図である。図４は、各受光手段（受光部）の位置関係を示し、各受光手段の感度を説明するための図である。図５は、レジストの厚さを干渉により求める一形態を説明するための図である。図６は、レジストの厚さを干渉により求める他の一形態を説明するための図である。図７は、共焦点を利用してレジストの厚さを求める形態を説明するための図である。
【００１９】
［変位センサの構成］
図１及び図３を用いて、変位センサ２について説明する。
【００２０】
図１及び図３で変位センサ２は、一枚の板状の基板あるいは平板上の基台（以下、「基台」と言う。不図示）に、第１の光源ＯＳ１と、２つの第１の受光手段Ｄ１とＤ２（第１の受光部）と、第２の光源ＯＳ２と、第２の受光手段Ｄ３（第２の受光部）と、レジストの厚さを求めるための光路形成部２ａ、２ｂ、２ｃと、を互いの位置関係を固定して、一体的に１筐体を成すように形成されている。後記するように変位測定の対象である基板１を走査するときに一体で走査できるようにするためである。
【００２１】
変位センサ２は、主に、次の（Ｉ）〜（II）に示す機能を有する。（Ｉ）レジストの厚さを測定するための機能（第１のセンシング手段）、（II）変位測定機能。さらに（II）変位測定機能には、（II−１）散乱反射光による変位測定機能（第２のセンシング手段）、（II−２）正反射光による変位測定（第３のセンシング手段）がある。以下、それぞれについて詳細を説明する。
【００２２】
（Ｉ）レジストの厚さ測定（第１のセンシング手段）
レジスト１ａの厚さ測定は、図３における第１の光源ＯＳ１、及び第１の光源ＯＳ１が基板１上の半透明なレジストの表面を測定点としてその測定点を垂直に照射する第１の光路上にあって、そのレジストの表面からの反射に基づく光と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光とを取得するための光路を形成し、それらの取得時の光路長（光路位置）を基に、レジストの厚さを測定する光路形成部（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、を含んで構成されている。これらの要素を用いて、主に次の（Ｉ−１Ａ）（Ｉ―１Ｂ）干渉光を利用した方法、（Ｉ−２）共焦点を利用した方法により、レジストの厚さを測定する。以下、それらを個別に説明する。
【００２３】
（Ｉ−１Ａ）干渉光を利用した一例（ミロー型干渉計を利用）
図５（Ａ）に、干渉光を利用してレジストの厚さを測定する模擬的な構成を示す。図５は、図３から光路形成部２ａを含む必要要素を抜き出して、他の光路等を省略して表現したものである。図５において、第１の光源ＯＳ１のレーザ光源ＯＳ１ａからの光をレンズＯＳ１ｂで平行光にして、光路形成部２ａに送る。光路形成部２ａにおいて、受けた平行光は、ハーフミラーＭ１を通過して基板１に対して垂直の第１の光路に配置された対物レンズＫ５により集光され、その一部は、ハーフミラーＭ２を介してレジスト１ａの表面に垂直に照射される。レジスト１ａの表面で反射した反射光はハーフミラーＭ２へ戻る。ここで、ハーフミラーＭ２とレジスト１ａの表面との間の光路を「測定光路」と言う。測定光路の光路長をｂ１とする。
【００２４】
一方、対物レンズＫ５により集光された光の他の一部は、ハーフミラーＭ２で正反射して、対物レンズＫ５内に組み込まれたミラーＫ５ａに送られる。ミラーＫ５ａは受けた光を正反射して再びハーフミラーＭ２へ戻す。ここで、ハーフミラーＭ２とミラーＫ５ａとの間の光路を「参照光路」と言う。参照光路の光路長をａ１とする。
【００２５】
したがって、ハーフミラーＭ２では、測定光路からの戻り光（レジスト１ａの表面で反射された反射光）と、参照光路からの戻り光（ミラーＫ５ａからの反射光）とが合成される。合成された戻り光は、ハーフミラーＭ２から対物レンズＫ５により平行光に変換されてハーフミラーＭ１へ送られ、さらにハーフミラーＭ１で光路を変更されて集光レンズＫ４へ送られる。集光レンズＫ４は、合成された戻り光を第３の受光手段Ｄ４へ送る。ここで、合成された戻り光は、「測定光路の光路長ｂ１＝参照光路の光路長ａ１」であれば、干渉縞を生じさせるので、以下、「干渉光」と言うことがある。この干渉縞が生じているどうかの解析は、干渉光を受けた第３の受光手段Ｄ４からの信号を受けた基礎測定部６で行う。
【００２６】
上記のような図５（Ａ）の光学系において、基礎測定部６は、光路形成部２ａもしくは変位センサ２をレジスト１ａの上方から下方へ下げる移動を行って（光路形成部２ａを制御して該レジスト１ａの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力を解析して、干渉縞が生じたときの位置（干渉縞の振幅の大きさが最大になった位置）、つまりａ１＝ｂ１になったときの第１の移動位置を記憶する。
【００２７】
基礎測定部６は、ａ１＝ｂ１になったときの移動位置より下方へ、さらに、光路形成部２ａもしくは変位センサ２の位置を下げる移動を行って（前記光路形成部２ａを移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力を解析して、干渉縞が生じたときの位置（干渉縞の振幅の大きさが最大になった位置）、つまりａ１＝ｂ２になったときの第２の移動位置を記憶する（図５（Ｂ）を参照）。このときの測定光路は、図５（Ｂ）のようにハーフミラーＭ２と半透明なレジスト１ａの下部（つまりパッド１ｃの面）との光路であり、光路長ｂ２である。
【００２８】
基礎測定部６は、図５（Ａ）（Ｂ）における、上記の第１の移動位置と第２の移動位置との差の距離Ｌを算出し、これをレジスト１ａの厚さδＬ＝Ｌとして求めることができる（第３の基礎測定段階）。
【００２９】
（Ｉ−１Ｂ）干渉光を利用した他の例（マイケルソン型干渉計を利用）
図６に、干渉光を利用してレジストの厚さを測定する他の構成例を示す。図６は、図３から光路形成部２ｂを含む必要要素を抜き出して、他の光路等を省略して表現したものである。図６と図５の構成では、レジスト１ａ表面の反射光に基づく干渉縞と、レジスト１ａの下部からの反射光に基づく干渉縞とを観察して、レジスト１ａの厚さを求める点において同じであり、それらの干渉縞を生じさせる測定光路と参照光路の構成の仕方において異なる。そして、レジスト１ａの厚さ測定では、図５では、測定光路の光路長を可変して干渉縞を見つけていたが、図６では、参照光路の光路長を可変して干渉縞の振幅の最大となる位置（ピーク位置）をサーチする。
【００３０】
以下、図６を図５と違う部分を中心に説明する。図６で図５と同一符号の要部は、同一機能を有する。図６でハーフミラーＭ４は、第１の光源ＯＳ１からの光を分岐し、一方は対物レンズＫ６を介してレジスト１ａに送り、他方はミラーＭ５へ送る。そして、ハーフミラーＭ４は、レジスト１ａとミラーＭ５のそれぞれから反射して来る戻り光を合成して干渉光として、ハーフミラーＭ１経由で第３の受光手段Ｄ４へ集光させる。つまり、ハーフミラーＭ４とレジスト１ａとの間が測定光路である。ここでその光路長をｃとする。そして、ハーフミラーＭ４とミラーＭ５との間が参照光路である。ここでその光路長をｄとする。
【００３１】
上記のような図６の光学系において、基礎測定部６は、光路形成部２ｂのミラーＭ５を当初は、図６で左側に置いて、それを順次、右方向へ移動させる。つまり参照光路の光路長を短い方から長くなる方向へ移動させる。基礎測定部６は、第３の受光手段Ｄ４からの信号を受けて解析し、最初に干渉縞を検出したときの光路長ｄ１を記憶する。つまり参照光路長ｄ１＝測定光路長ｃ１のときであり（図６の実線）、この光路長ｃ１が、レジスト１ａの表面からの反射位置を示す。続けて、基礎測定部６は、さらに参照光路の光路長を長くなる方向へ移動させていく。次の干渉縞を検出したとき（干渉縞の振幅が最大になったとき）の光路長ｄ２を記憶する。つまり参照光路長ｄ２＝測定光路長ｃ２ときであり（図６の点線）、この光路長ｃ２が、レジスト１ａの裏面（パッド１ｃの面）からの反射位置を示す。したがって、レジスト１ａの厚さδＬ＝ｄ２−ｄ１で示される。
【００３２】
（Ｉ−２）共焦点を利用した方法
図７に、共焦点を利用してレジスト１ａの厚さを測定する模擬的な構成を示す。図７（Ａ）は、図３から光路形成部２ｃを含む必要要素を抜き出して、他を省略して表現したものである。
【００３３】
詳しくは、図７（Ａ）において、第１の光源ＯＳ１からの光の一部は、ハーフミラーＭ３を通過して対物レンズＫ７で集光されて、基板１上のレジスト１ａ上にほぼ垂直に照射される。そして、その照射に対してレジスト１ａの表面からの垂直方向への反射光や、レジスト１ａを透過した下部のパッド面１ｃから垂直方向への反射光や、その他の反射光が戻ってきて、対物レンズＫ７によって集光されて、ハーフミラーＭ３で光路変更されてピンホール手段Ｐへ送られる。ピンホール手段Ｐは、そのピンホール手段Ｐの配置位置で結像する光だけを通過させて、第３の受光手段Ｄ４へ送る。
【００３４】
したがって、図７（Ａ）に示すように、レジスト１ａからの反射光（図７（Ａ）の実線）が対物レンズＫ７で集光させられて、丁度、ピンホール手段Ｐの位置で結像するとき、その反射光は通過できるが、図７（Ａ）に点線で示すような反射光があると、対物レンズＫ７による結像は、ピンホール手段Ｐの位置より長く（図７（Ａ）で右側）なるので、ピンホール手段Ｐを通過できない。このような光学系の構成なので、光路形成部２ｃもしくは変位センサ２を反射位置に対して移動させることにより、反射光の位置を検出できる。
【００３５】
上記のような図７（Ａ）の光学系において、基礎測定部６は、光路形成部２ｃもしくは変位センサ２をレジスト１ａの上方から下方へ下げる移動を行って（光路形成部２ｃを制御して該レジストの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力の大きさが第１のピークを生じたときの移動位置を記憶する。
【００３６】
基礎測定部６は、第１のピークが生じたときの移動位置より下方へ、さらに、光路形成部２ｃもしくは変位センサ２の位置を下げる移動を行って（前記光路形成部２ａを移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力が第２のピークになったときの移動位置を記憶する。
【００３７】
基礎測定部６は、図７（Ａ）（Ｂ）における、上記の第１のピークを取得したときの移動位置と第２のピークを取得したときの移動位置との差の距離Ｌを算出し、これをレジスト１ａの厚さδＬ＝Ｌとして求めることができる。
【００３８】
図７でピンホール手段Ｐを用いているが、その代わりに、第３の受光手段Ｄ４の受光面を狭くして、ピンホール手段Ｐの孔と同じにしても良い。
【００３９】
上記（Ｉ―１Ａ）、（Ｉ―１Ｂ）、（Ｉ―２）において、レジスト１ａの厚さを求めるには、光路形成部２ａ、２ｂ、２ｃもしくは変位センサ２を移動させて測定していたが、その移動は、手動でも自動でも行える。手動の場合は、第３の受光手段Ｄ４の出力の波形（或いはパワー）を観測しながら手動で移動させて、干渉縞のパワー（（Ｉ―１Ａ）、（Ｉ―１Ｂ）の場合）、或いは第３の受光手段Ｄ４のパワー（（Ｉ―２）の場合）が２つの極大値を示したときの移動位置の差を求めδＬとする。自動で行う場合は、制御部がモータで光路形成部２ａ、２ｂ、２ｃもしくは変位センサ２を移動させながら第３の受光手段Ｄ４の出力を解析して、干渉縞のパワー（（Ｉ―１Ａ）、（Ｉ―１Ｂ）の場合）、或いは第３の受光手段Ｄ４のパワー（（Ｉ―２）の場合）が２つの極大値を示したときの移動位置の差を求めδＬとする。極大値を求めるには、第３の受光手段Ｄ４の出力をパワーをパワーメータで読んで、移動位置に対応して記録する。つまり、横軸が位置座標、縦軸がパワーのデータが得られる。これを演算手段で微分して、変曲点を見つけることにより、２つの極大点とのその位置を見つけて、位置の距離差δＬを求める構成にすればよい。
【００４０】
（II）変位測定機能
図３を基に、変位測定機能を説明する。なお、図３では、第１の受光手段Ｄ１と測定点との間の第１の散乱反射光路、第１の受光手段Ｄ２と測定点との間の第２の散乱反射光路、及び第２の受光手段Ｄ３と測定点との間の正反射光路のそれぞれには、測定点から各反射光を集光して平行光に変換するコリメータレンズと、更にその平行光を測定点へ集光して結像させる集光レンズとを備えた集光機能素子Ｋ１，Ｋ２、Ｋ３を備えている。
【００４１】
この実施形態では、散乱反射光を利用した変位測定と、正反射を利用した変位測定の各機能を有し、有利な方のいずれか一方を用いて測定している。一般的に平坦に近いところは、正反射光が強い後者による測定が有利である。凸凹の激しいと所、特に凸凹の内、図３の第２の光源ＯＳ２の照射方向に対して陰に成る部分があると、正反射光が得られないので、前者による測定が有利である。いずれの測定機能を用いるかは、正反射光と散乱反射光の強さを検知して、強さの大きい方の反射光を用いる。
（II−１）散乱反射光による変位測定機能（第２のセンシング手段）
第１の光源ＯＳ１から発せられた光の一部が光路形成部２ａ，２ｂ，２ｃを通過して基板１の表面の測定点（測定しようとする測定対象位置）を垂直方向から第１光軸に沿って照射する。第１の受光手段Ｄ１は測定点において該第１の光軸に対して第１の角度θ１で形成される第１の散乱光路上に配置されている。第１の受光手段Ｄ２は、第１の光軸に対して第１の散乱光路と反対側に第２の角度θ２で形成される第２の散乱光路上に配置されている。
【００４２】
（II−２）正反射光による変位測定（第３のセンシング手段）。
第２の光源ＯＳ２は、第１の光軸に対して斜めの角度θ３を成す第２の光軸の光で測定点を照射する。そして第２の受光手段Ｄ３は、測定点にて第２の光源の第２の光軸に対して第３の角度２θ３で形成される正反射光路上に配置されている。
【００４３】
上記（II−１）及び（II−２）において、第１の受光手段Ｄ１及びＤ２，第２の受光手段Ｄ３のそれぞれは、所定長さの受光面を有し、該所定長さ方向における受光位置に応じて光変位情報を検出する位置検出器（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が用いられている。ＰＳＤは、長さ方向に光検出素子が配置され、その長さ方向の両端からの位置を示す情報としてそれらの各端部からその位置に応じた電気量である片端からの出力Ａ、他端からの出力Ｂが出力されるとその変位情報は（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で示される。また、変位情報の出力に併せて、第１の受光手段Ｄ１、第１の受光手段Ｄ２、及び第２の受光手段Ｄ３は、測定点からの反射光量を測定して光量情報を出力する。ＰＳＤは、測定点の変位により受光位置が変わり、その受光位置に応じた電気量を出力する素子、つまり変位を電気量に表して出力する素子である。ＰＳＤの代わりに、フォトダイオード・アレイやＣＣＤ等で直接、受光位置を変位位置として出力する構成としても良い。
【００４４】
［変位測定部の構成］
図１に示す位置の変位センサ２は、基台の面に平行な方向（図面に向かって左右方向）に要素間の位置関係を保持したまま、基板１に対してセンサ全体を移動して走査することにより、基板１の広い範囲に亘ってその表面の変位を測定できる構造にされている。
【００４５】
図１で、走査機構４は、モータ等の駆動源及びベルト等の駆動機構を有し、基板１，もしくは変位センサ２、或いはそれらの双方を相対的に移動させることにより、走査させる。図１に示すように変位センサ２の平面方向、つまり、第１の受光手段Ｄ１等の各要素が配列された配列方向へ主走査させながら変位測定をさせ、次にその配列方向と直交方向に移動して（副走査）して、そこから主走査して変位測定を行う。この動作を繰り返すことにより、基板１の、所望範囲についての変位測定を行わせる。
【００４６】
制御部１２は、パネル等（不図示）からの指示により例えば、はんだ１ｂが印刷された基板１の所望測定範囲の指示を受け、その所望範囲についての走査指示を走査機構４へ送って上記のように走査させる。走査にあたっては、第１の光源ＯＳ１と第２の光源ＯＳ２が同一波長の光源を利用した場合は、基板１上の同一の走査位置（測定点）で第１の光源ＯＳ１と第２の光源ＯＳ２を交互に切り替える構成とする。異なる波長の光源を利用した場合は、必ずしも切り替える必要はなく、同時に出力させる構成としても良い。
【００４７】
また制御部１２は、基礎測定部６に基礎測定を行わせてレジスト１ａの厚さを求めさせて、パッド１ｃの位置を求めさせる。また、測定部７に対してパッド１ｃの位置からはんだ１ｂ表面の高さを測定させる。詳細は後記する。
【００４８】
データ処理部３は、加算器３ａ、加算器３ｂ、及び演算部３ｃを有し、各受光手段からの出力を基に測定点における変位（データ）を算出している。測定点がはんだ１ｂであれば、その表面の変位を、レジスト１ａであればその表面の変位を測定する。変位は、高さ方向の相対的な情報である。加算器３ａは、第１の受光手段Ｄ１の出力Ａ１と第１の受光手段Ｄ２の出力Ａ２を受けてそれらを加算し、その結果Ａｘ＝Ａ１＋Ａ２を出力する。加算器３ｂは、第１の受光手段Ｄ１の出力Ｂ１と第１の受光手段Ｄ２の出力Ｂ２を受けてそれらを加算し、その結果Ｂｘ＝Ｂ１＋Ｂ２を出力する。演算部３ｃは、それらを基に乱反射による変位情報である出力Ｌ１＝（Ａｘ−Ｂｘ）／（Ａｘ＋Ｂｘ）を求める。または／及び、演算部３ｃは、第２の受光手段Ｄ３からの出力を受けて正反射による変位情報である出力Ｌ２＝（Ａ３−Ｂ３）／（Ａ３＋Ｂ３）を求める。
【００４９】
このとき、演算部３ｃの出力Ｌ１及びＬ２は、次に説明するように基礎測定部６と測定部７との指示により、利用される態様が異なる。
【００５０】
制御部１２は、レジスト１ａの厚さを測定するとき、つまりパッド１ｃ面の位置を推定するときは基礎測定を基礎測定部６に対して行わせ、はんだ１ｂ面の高さを測定するときは測定部７に行わせる。はんだ１ｂ面における測定か、レジスト１ａ面における測定かは、レジスト１ａ面とはんだ１ｂ面で反射光量が異なるので、変位センサ２からの光量情報に基づいて、反射量が大のときはレジスト１ａ面、少ないときははんだ１ｂ面と判定して測定を切り替えられる。又、予め、設計に基づいて変位センサ位置を走査させるので、その設計情報に基づく位置情報からどちらの測定を行うかを判定することもできる。判定に応じてスイッチＳ１を基礎測定部６側、又は測定部７側に切り替える。
【００５１】
（１）基礎測定
基礎測定部６は、上記（Ｉ）に記載したように、レジスト１ａの厚さδＬを求める。基礎測定部６は、このレジスト１ａの厚さを測定部７へ送っても良いし、レジスト１ａの厚さを測定しているときの演算部３ｃからレジスト１ａの表面の正反射光による変位Ｌ２Ｒ（レジスト１ａ面における上記出力Ｌ１、Ｌ２をＬ１Ｒ、Ｌ２Ｒで示す。）を受けて、パッド１ｃ面の位置情報ＰＤ＝Ｌ２Ｒ−δＬを演算して測定部７へ送っても良い。
【００５２】
（２）変位測定
測定部７は、レジスト１ａの面からはんだ１ｂ面までの高さ（変位）を測定する。そのとき、第１の受光手段Ｄ１、第１の受光手段Ｄ２及び第２の受光手段Ｄ３それぞれから光量情報を受けており、演算部３ｃからは出力Ｌ１Ｈと出力Ｌ２Ｈ（はんだ１ｂ面における上記出力Ｌ１、Ｌ２をＬ１Ｈ、Ｌ２Ｈで示す。）の内、散乱反射変位測定系（ＯＳ１―Ｄ１，Ｄ２系統）による光量と正反射変位測定系（ＯＳ２―Ｄ３系統）による光量の大きさを比較し、光量の大きい方の変位測定系で測定した変位情報（出力Ｌ１，出力Ｌ２のいずれか）を選択的に受領する。なお、ここでは、はんだ箇所の高さを示す変位出力Ｌ１Ｈと出力Ｌ２Ｈは、いずれもレジスト１ａを測定したときのレジスト１ａの変位出力Ｌ２Ｒ（出力Ｌ１Ｒを用いても良いが、レジスト１ａ面ははんだ箇所に比べほとんど平坦であるから正反射光を用いて測定できるので、その方が光量が多くより正確であるため。）を基準とした変位である。このようにはんだ１ｂ面の変位情報がレジスト１ａ面を基準とした変位情報であるから、測定部７は、受領した変位情報を、基礎測定部６から受けたレジスト１ａの厚さδＬで補正して、パッド１ｃ面からのはんだ１ｂ面の高さ（変位）情報Ｌとして、Ｌ＝Ｌ１Ｈ＋δＬもしくはＬ＝Ｌ２Ｈ＋δＬに補正して図２の画像処理部８へ出力する。或いは、パッド１ｃ面の位置情報ＰＤ＝Ｌ２Ｒ−δＬで、演算部３ｃからのはんだ１ｂ面における変位Ｌ１Ｈ、Ｌ２Ｈを校正してパッド１ｃ面の位置情報ＰＤからのはんだ１ｂ面の変位［Ｌ１Ｈ］’、［Ｌ２Ｈ］’を直接に求める構成にしても良い。
【００５３】
なお、散乱反射変位測定系による光量と正反射変位測定系による光量のうち大きい方の出力Ｌ１Ｈ又は出力Ｌ２Ｈを選択しているのは、例えば、基板１上の凸上のはんだ１ｂの形状があった場合に、第２の光源ＯＳ２の斜めの第２の光軸では該凸の側壁うちその光軸が当たる側の側壁は測定できるかもしれないが、その反対側の側壁からは正反射光を受光できない恐れがある。そのときは、２つの第１の受光手段Ｄ１，Ｄ２の出力を基にした変位情報が使える。つまり、より光量の高い方の変位情報を利用して、より確かな変位情報を得るためである。逆に、明らかに基板１のはんだ１ｂの形状が平坦に近い場合は、正反射変位測定系のみを使用することとしても良い。
【００５４】
［検査部の構成］
図２は、主に検査部２００の機能構成を示す。その図２で画像処理部８は、制御部１２から基板１のレイアウト情報（配置図）と走査して測定しているときの位置情報とを受け、測定部７からその位置情報における高さ（変位）Ｌを受けて、レイアウト上に変位に応じてはんだ１ｂの量的な形状を表す立体画像を形成することにより、画像として再現出力する。このとき、測定部７からは、はんだ１ｂの変位情報としてパッド１ｃ面からの変位情報が得られるので、パッド１ｃ面からの立体形状を形成して表示することができる。
【００５５】
つまり、画像処理部８は、測定部７の出力Ｌと、制御部１２からの基板１の測定点（測定点の座標）とから測定したエリア（測定点の集合領域：例えば、基板１上に印刷されたクリームはんだ１ｂ面）における面積（例えば、はんだ印刷された面積）や体積（例えば、はんだ量）等のはんだ１ｂの形状を表す画像データを生成する。比較部９は、制御部１２からそのエリアにおける、設計値等をレファレンス（面積や体積）として受けて、画像データとレファレンスとの差を演算し出力する。なお、画像データに変換することなく、その測定点において測定した変位（高さ：例えば、はんだ１ｂの高さ）とレファレンス（この場合は、例えば、測定点における設計上の高さ）との差を出力しても良い。
【００５６】
判定部１０は、レファレンスに対応する許容値を制御部１２から受けて、比較部９からの出力と比較し、比較部９の出力が、許容値内であれば合格とし、許容値外であれば不良（否）と判定する。
【００５７】
表示部１１は、判定部１０の判定結果を表示する。また、制御部１２からレイアウト情報（例えば、基板１のはんだ箇所の配置図）を受けて表示し、レイアウトのどの位置におけるはんだが不良（否）であり、合格であるかを識別可能に表示してもよい。また、それらと別に或いは併せて、画像処理部８で生成した画像データに基づく画像を表示させて、どの箇所のはんだ状態が不良であり、合格であるかを識別可能に表示させることもできる。
【００５８】
上記の変位センサ２を用いて被測定物の表面形状を検査すると、単に頂点やフラット部分のならず傾斜部分の形状も含めて良否判定の検査ができる。
【００５９】
［変位センサの他の実施形態］
次に変位センサ２について特徴的構成例を説明する。
【００６０】
図３で、第１の光源ＯＳ１は、例えば、レーザであって、基板１の面に対して垂直方向に光を照射する。つまり第１の光軸は被測定物１の面に垂直である。第２の光源ＯＳ２は、例えば、レーザであって、第１の光軸に対して図３の右方向から（左からでも良い）角度θ３で交叉するように光を照射する。この交叉する位置が測定しようとする基板１の測定点である。第１の光源ＯＳ１から測定点までの第１の照射光路、及び第２の光源ＯＳ２から測定点までの第２の照射光路のそれぞれには、図示しないが、各光源からの光を集光して平行光に変換するコリメータレンズ、更にその平行光を測定点へ集光させる集光レンズを備えても良い（つまり、この場合、測定点は、第１の光源ＯＳ１及び後記の第２の光源ＯＳ２のそれぞれからの光が集光される位置でもある。）。また、第１の光源ＯＳ１と第２の光源ＯＳ２とは、同一波長の場合は、同一光源から分岐して取り出した光であっても良い。
【００６１】
被測定物１上の照射位置（測定点）において、第１の光軸に対して左に角度θ１を成した位置（第１の散乱光路上の位置）に第１の受光手段Ｄ１が配置され、第１の光軸に対して右に角度θ２を成した位置（第２の散乱光路上の位置）に第１の受光手段Ｄ２が配置されている。第１の受光手段Ｄ１及びＤ２は、第１の光源ＯＳ１が照射した光によって反射された反射光の内、それぞれ角度θ１、角度θ２で乱反射した光（ビーム）を受光する。第２の受光手段Ｄ３は、第２の光源ＯＳ２の第２の光軸に対して角度２θ３を成す光路上（正反射光路上）で正反射した光（ビーム）を受光する。
【００６２】
第１の光源ＯＳ１，第１の受光手段Ｄ１及びＤ２を用いた散乱反射による変位測定系は、基板１の面が傾斜を有するときに有効であり、第２の光源ＯＳ２，及び第２の受光手段Ｄ３を用いた正反射による変位測定系は、基板１の面が平坦であるときに有効である。図３では、角度θ３は角度θ１或いは角度θ２より小さいが、角度θ１或いは角度θ２より大きくても良い。
【００６３】
正反射光と散乱反射光の相互干渉を避けるため、第１の光源ＯＳ１，第１の受光手段Ｄ１及びＤ２を用いた乱反射変位測定系の変位測定動作と、第２の光源ＯＳ２，及び第２の受光手段Ｄ３を用いた正反射変位測定系による変位測定動作とは、別々の波長で同時に行うか、或いは同一波長で交互にタイムシェアリングで行う。別々な波長で行う場合は、第１の受光手段Ｄ１及びＤ２と、第２の受光手段Ｄ３とにそれぞれが受光する波長を通過させ、他の波長を遮る光学フィルターを挿入する必要がある。
【００６４】
図３では、さらに、第１の受光手段Ｄ１と測定点との間の第１の乱反射光路、第１の受光手段Ｄ２と測定点との間の第２の乱反射光路、及び第２の受光手段Ｄ３と測定点との間の正反射光路のそれぞれには、測定点から各反射光を集光して平行光に変換するコリメータレンズと、更にその平行光を測定点へ集光して結像させる集光レンズとを備えた集光機能素子Ｋ１，Ｋ２、Ｋ３を備えている。ここでは「集光機能素子」と言う表現を用いているが、基本的には各反射光（ビーム）を集光して各受光手段へ結像させる機能であり、これと同一機能を単一のレンズ或いは複数のレンズで達成できることから、それら全体を表すための表現である。そして、図４のように、各集光機能素子Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３のそれぞれが配置された光軸を中心として反射光を平行光に変換する位置までの距離をＬ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎとし、各受光手段へ集光させるまでの距離をＬ１ｍ、Ｌ２ｍ及びＬ３ｍとする。集光機能素子Ｋ１，Ｋ２、Ｋ３が平行光として維持している距離（集光機能素子の長さ）は、各受光素子の測定点に対する位置を決めるのに用いられる。
【００６５】
また、第１の受光手段Ｄ１、Ｄ２及び第２の受光手段Ｄ３のそれぞれは、上記したように所定長さの受光面を有し、該所定長さ方向における受光位置に応じて光変位情報を検出する位置検出器（ＰＳＤ）が用いられている。そこで、第１の受光手段Ｄ１が第１の散乱光路となす角度α１、第１の受光手段Ｄ２が第２の散乱光路となす角度α２及び第２の受光手段Ｄ３が前記正反射光路となす角度α３とに設定される。これらの角度は、感度調整のために設定される。
【００６６】
本実施形態では、上記第１の受光手段Ｄ１が第１の散乱光路となす角度α１がｔａｎ―１（Ｌ１ｎ／Ｌ１ｍ×ｔａｎθ１）、第１の受光手段Ｄ２が第２の散乱光路となす角度α２がｔａｎ―１（Ｌ２ｎ／Ｌ２ｍ×ｔａｎθ２）、及び第２の受光手段Ｄ３が正反射光路となす角度α３がｔａｎ―１（Ｌ３ｎ／Ｌ３ｍ×ｔａｎ２θ３）になる配置にしていることにより、各受光手段は、その長さ方向における光をセンシングする感度がほぼ同じ感度、つまり受光手段の長さ方向（センシングする素子が配列されている方向）の感度の差を軽減して測定することができる。
【００６７】
これらの基になる原理は、シャインプルークの原理（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）と呼ばれ、ある像をレンズで被写体面へ写すとき、像の面とレンズの面と被写体の面の３つの面のそれぞれの延長線が同一点で交われば、像の面全体でピントが合うとされているものである。本実施形態では、この条件を利用して、３つの受光手段における感度を適切に合わせている。図４において、範囲Ｒが、被測定物１の測定可能な変位範囲を示し、受光手段Ｄ（各受光手段Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を代表する。）の長さ方向の面を示す。範囲Ｒの延長線（この場合は、光源からの光軸と同じ）と、集光機能素子Ｋ（各集光機能素子Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を代表する。）の面の延長線と、受光手段Ｄの面の延長線とが一点で交わるように、配置構成することにより、ピントの合った、つまり、受光手段の長さ方向において（いわば範囲Ｒ全体において）、適切な感度で変位測定ができる。
【００６８】
そして、上記式で、さらに、距離の比Ｌ１ｎ／Ｌ１ｍ、Ｌ２ｎ／Ｌ２ｍ及びＬ３ｎ／Ｌ３ｍが同一値で、第１の角度θ１、第２の角度θ２及び第３の角度２θ３が同一値（θ）であることにより、範囲Ｒに対して角度α１、角度α２及び角度α３も同じ値（α）になり、受光手段間の感度の差も少なくして測定することができる。
【００６９】
なお、上記式で、距離の比Ｌ１ｎ／Ｌ１ｍ、Ｌ２ｎ／Ｌ２ｍ及びＬ３ｎ／Ｌ３ｍが同一値であるか無いかに関わらず、第１の角度θ１、第２の角度θ２及び第３の角度２θ３を同一値（θ）とし、角度α１、角度α２及び角度α３も同一値（α）として配置することにより、受光手段内部ではピントの合うところと合わないところが出るが、受光手段間の感度のバラツキは抑えることができる。なお、本発明における距離や角度は、測定範囲におけるほぼセンターの値で説明している。
【００７０】
以上のように、変位センサ２は、対称な２つの方向の乱反射を利用した乱反射変位測定系を用いていること、その乱反射変位測定系と正反射変位測定系とで分かれており、互いの干渉の無い状態で測定できること、さらに、第１の角度θ１、第２の角度θ２及び第３の角度２θ３が同一値（θ）であるため、各変位計測を同じ感度にすることができるので、被測定物１の反射率に関係無く感度補正無しで、正反射の陰の部分も測定でき、乱反射変位測定系と正反射変位測定系とでの変位測定の差を軽減して、精度の高い測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態の内、変位センサ及び測定部の機能構成を示す図である。素子の本発明に係るプリント板検査装置の内、検査部の機能構成を示す図である。
【図２】実施形態の内、検査部の機能構成を示す図である。
【図３】図１の変位センサを構成する機能要素の配置を示す図である。
【図４】各受光手段の位置関係を示し、各受光手段の感度を説明するための図である。
【図５】レジストの厚さを干渉により測定する技術を説明するための図である。
【図６】レジストの厚さを干渉により求める他の一形態を説明するための図である。
【図７】共焦点を利用してレジストの厚さを求める形態を説明するための図である。
【図８】レジスト厚さのバラツキとその影響を説明するための図である。
【図９】理想的なレジスト面を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 基板（プリント板）、 ２ 変位センサ、 ２ａ，２ｂ，２ｃ 光路形成部
３ データ処理部、 ３ａ，３ｂ 加算器、 ３ｃ 演算部、 ４ 走査機構、
６ 基礎測定部、７ 測定部、 ８ 画像処理部、 ９ 比較部、１０ 判定部、
１１ 表示部、１２ 制御部、 １００ 変位測定部、２００ 検査部
Ｄ１，Ｄ２ 第１の受光手段、Ｄ３ 第２の受光手段、Ｄ４ 第３の受光手段、
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 集光機能素子、 Ｋ４ 集光レンズ、 Ｋ５ 対物レンズ
Ｋ５ａ ミラー、 Ｋ６，Ｋ７ 対物レンズ、
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ ハーフミラー、 Ｍ５ ミラー
Ｌ１ 演算部の出力（散乱反射による変位情報）
Ｌ２ 演算部の出力（正反射による変位情報）
ＯＳ１ 第１の光源、 ＯＳ１ａ レーザ光源、 ＯＳ１ｂ レンズ
ＯＳ２ 第２の光源、 Ｐ ピンホール手段、 Ｒ 範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等を表面実装するためのプリント板上にクリーム状はんだが印刷されたときのはんだの形成状態を測定し、検査する技術に関する。特に、プリント板には、はんだが印刷される予定の箇所（以下、「はんだ箇所」と言う。）であって、回路パターンが顕わにされ、部品が取り付け可能なパッド部と、回路パターンの上に半透明なレジストが塗布されたレジスト部（はんだが印刷されない部分）があるが、この発明は、実際に印刷されたはんだの高さをパッドの面からの高さとして測定できる技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷はんだ検査装置としては、プリント板（以下、はんだが印刷されたプリント板を単に「基板」と言い、はんだが印刷されていないプリント板を「未印刷基板」と言う。）の表面をレーザ光等で照射し、基板の表面からの反射光を受光するセンサを有し、そのセンサにより測定（三角測量）した結果として得られた測定値、例えば、基板上の印刷されたはんだ箇所の変位（高さを含む）或いは輝度（基板から反射した光の量、受光量（光の強さ）を含む。）の測定値を基に、判定の基準となる基準データと比較して判定している（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１では、図８のような基板１のはんだ箇所において、はんだ１ｂの周辺のレジスト１ａ部分の平均高さを求めて、そのレジスト１ａ部分の平均高さを基準としてはんだ高さを測定している。特許文献１の技術では、はんだ箇所の周辺のレジスト部分の平均高さを求めるにあたっては、レジスト１ａ部分とはんだ１ｂ箇所との間に隙間があるので、その部分を除いたレジスト部分の平均高さを求めて、これを基準としている。
【０００４】
ところで、最近は、はんだを印刷している分野からは、印刷されたはんだ量を正確に知りたい、そのために、はんだを印刷する箇所であるパッド１ｃの面（以下、「パッド面」と言う。）からその上に実際に印刷されたはんだ１ｂの高さを測定したいという要望が、多くなってきた。そうすると、特許文献１の技術では、そのまま適用できない。
【０００５】
そこで、特許文献２に示すように、予め未印刷基板で測定された各部の高さと、実際にはんだが印刷された基板を測定して得られた各部の高さとから、パッド１ｃの面からのはんだ１ｂの高さ（以下、「はんだ高さ」と言う。）を測定する技術を提供されている。
そして特許文献２では、レジスト１ａ面を仲介して、次のようにして求める。
はんだ高さ＝（レジスト１ａ面からのはんだ高さ）＋（パッド１ｃ面からのレジスト１ａ面高さ）＝パッド１ｃ面からのはんだ高さ
したがって、この場合、レジスト１ａ面の高さが測定されて利用されているが、計算上、最終的にうち消すのでレジスト面の絶対高さの影響を抑えて測定可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２８５９７号公報
【特許文献２】特願２００６−１５９７０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、レジスト１ａ面は塗布の仕方により、例えば、図９（Ａ）のようにそのはんだ１ｂとの境の端部では、一様に塗布されない傾向がある。図９（Ａ）は紙面の右から左へかけてレジストが塗布された場合であり、右側のレジスト１ａ端部が薄く、左側のレジスト端部が厚く盛り上がっている。図９（Ｃ）は、理想的な塗布が行われた場合である。図９（Ｂ）では、レジスト１ａの端部周辺の厚さ（高さ）の平均値（図９（Ｂ）の点線）が、はんだ箇所を挟んだレジスト１ａ面端部の右側と左側とで、異なる値を示すことが分かる。
【０００８】
図９（Ｂ）のような場合であっても、レジスト１ａの塗布の状態がその形のまま一定し、バラツキのない形状であれば良いが、基板によって塗布の状態がバラツキ、レジスト１ａの形状が変動しやすいと、特許文献２の技術を用いても誤差になりやすい。それは、特許文献２の場合は、未印刷基板で、予め上記式の「パッド１ｃ面からのレジスト１ａ面高さ」を測定し記憶しておいて、各はんだ１ｂ箇所毎の測定の都度その記憶した値を求めるため、「パッド１ｃ面からのレジスト１ａ面高さ」は各基板１において一定でなければならない。つまり、図９（Ｂ）のレジスト１ａの端部の高さが基板１毎に変動すると誤差要因になりかねない。
【０００９】
一方で、発明者は、レジスト１ａの厚さを求められないかを調査・検討してみた。そして、垂直方向からレジスト１ａ面に光を入射させると、レジスト１ａを透過して基板１の表面で反射する光と、１ｂ表面で反射する光が在り、これらの反射位置の距離差に応じたデータを取得することができことが分かった。そうであれば、この距離差から、直接的に、レジスト１ａの厚さとして測定できる。
【００１０】
本発明の目的は、レジスト面の表面からの反射光とレジスト面とパッド面との間の反射光とから、レジストの厚さを求め、パッド面からのはんだ高さ（変位）を求める印刷はんだを検査する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の光源（ＯＳ１）と、該第１の光源が被測定プリント板上の測定点を垂直に照射する第１の光路上にあって、前記測定点が被測定プリント板の半透明なレジストの表面であるときに該レジストの表面からの反射に基づく光と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光とを取得するための光路を形成する光路形成部（２ａ）と、該測定点が被測定プリン板のはんだ面であるときに該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）と、第２の光源（ＯＳ２）と、該第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光部（Ｄ３）と、を含む変位センサ（２）と、表面のパッド面にはんだが印刷された前記被測定プリント板の半透明のレジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成手段に対して前記光路の距離を可変させて、前記レジストの表面からの反射に基づく光を取得したときの光路と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得したときの光路との差違を基に、該レジストの厚さを求める基礎測定部（６）と、前記被測定プリント板の前記はんだ面を前記測定点としたときに、前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、及び前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理部（３）と、前記データ処理部により得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定部（７）と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において前記光路形成部は、該第１の光源からの光を分岐し一方をプリント板の表面の測定点に垂直な測定光路を通して該測定点を照射し、他方を遠端にミラーを有する参照光路へ送るとともに、該測定点からの反射光と前記ミラーからの反射光を合成した干渉光を出力する干渉光路形成手段（Ｍ２，Ｋ５，Ｋ５ａ）と、該干渉光を検出する干渉光受光手段（Ｄ４）とを有し、前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記測定光路もしくは前記参照光路の何れかの光路長を変化させたときに前記干渉光受光手段が前記レジストの表面からの反射に基づく干渉光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく干渉光とを検出したときと、の間における前記光路長の変化量により、該レジストの厚さを求める構成とした。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光路形成部は、該第１の光源からの光をプリント板の表面の測定点に垂直に集光させて該測定点を照射するとともに、該測定点からの反射光を集光する対物レンズと、所定位置に配置され該対物レンズが該所定位置に集光した光だけを通過させ、集光しきれない光を除外するピンホール手段（Ｐ）と、ピンホール手段を通過した光を検出する集光検出手段（Ｄ５）とを有し、前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成部を前記垂直方向に移動させたときに、前記集光検出手段が前記レジストの表面からの反射光に基づく集光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射光に基づく集光とを検出したときと、の間における前記光路形成部の移動量により、該レジストの厚さを求める構成とした。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記データ処理部は、少なくともはんだ面を測定点としているときに、前記第１の受光部と第２の受光部とが受けるそれぞれの光の強さを比較し、前記測定部は、前記第１の変位又は前記第２の変位のうち前記データ処理部による比較により、受けた光が強い方の受光部のデータを基に算出された変位と、前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める構成とした。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前前記第１の受光部は、２つの受光手段で成り、一つは、前記プリント板の測定点を垂直方向から照射する前記第１の光路の第１の光軸に対して第１の角度θ１で形成される第１の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ１）であり、他の一つは、該第１の光軸に対して該第１の散乱光路と反対側に第２の角度θ２で形成される第２の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ２）とであり、前記第１の変位は、前記２つの受光手段の出力の和を基に求められ、また、前記第２の光源は、該第１の光軸に対して斜めの角度θ３を成す第２の光軸で前記測定点を照射し、第２の受光部は、該測定点にて該第２の光源の第２の光軸に対して第３の角度２θ３で形成される正反射光路上に配置されており、前記第２の変位は、該第２の受光部の出力から求められる構成とした。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、第１の光源が被測定プリント板上の半透明なレジスト面を測定点として該測定点を垂直な第１の光路を介して照射する段階と、光路形成部を制御して該レジストの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階と、前記光路形成部（２ａ）を移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階と、前記第１の基礎測定段階と該第２の基礎測定段階における光路の距離の差違を基に前記レジストの厚さを求める第３の基礎測定段階と、前記測定点が被測定プリント板のはんだ面であるときに、第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）が、該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光段階と、第２の受光部（Ｄ３）により、第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光段階と、前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、又は前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理段階と、前記データ処理段階で得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定段階と、を備えた。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１，又は６に記載の発明によれば、レジストの透過性を用いて光路形成部により、例えば、干渉を利用（請求項２）し、或いは共焦点を利用（請求項３）して、パッド面の位置（レジスト面の厚さ）を測定できる。したがって、はんだ面を測定したときのレジスト面からの第１変位もしくは第２の変位と、パッド面の位置とから、パッド面の位置からのはんだ面の変位を求めることができる。
請求項４に記載の発明により、はんだの形状により正反射が得られなくとも、散乱光により変位測定ができる。
請求項５に記載の発明により、各受光手段の感度を良い状態にして測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るプリント板検査装置の実施形態を、図を用いて説明する。図１は実施形態の内、変位センサ及び測定部の機能構成を示す図である。図２は実施形態の内、検査部の機能構成を示す図である。図３は、図１の変位センサを構成する機能要素の配置を示す図である。図４は、各受光手段（受光部）の位置関係を示し、各受光手段の感度を説明するための図である。図５は、レジストの厚さを干渉により求める一形態を説明するための図である。図６は、レジストの厚さを干渉により求める他の一形態を説明するための図である。図７は、共焦点を利用してレジストの厚さを求める形態を説明するための図である。
【００１９】
［変位センサの構成］
図１及び図３を用いて、変位センサ２について説明する。
【００２０】
図１及び図３で変位センサ２は、一枚の板状の基板あるいは平板上の基台（以下、「基台」と言う。不図示）に、第１の光源ＯＳ１と、２つの第１の受光手段Ｄ１とＤ２（第１の受光部）と、第２の光源ＯＳ２と、第２の受光手段Ｄ３（第２の受光部）と、レジストの厚さを求めるための光路形成部２ａ、２ｂ、２ｃと、を互いの位置関係を固定して、一体的に１筐体を成すように形成されている。後記するように変位測定の対象である基板１を走査するときに一体で走査できるようにするためである。
【００２１】
変位センサ２は、主に、次の（Ｉ）〜（II）に示す機能を有する。（Ｉ）レジストの厚さを測定するための機能（第１のセンシング手段）、（II）変位測定機能。さらに（II）変位測定機能には、（II−１）散乱反射光による変位測定機能（第２のセンシング手段）、（II−２）正反射光による変位測定（第３のセンシング手段）がある。以下、それぞれについて詳細を説明する。
【００２２】
（Ｉ）レジストの厚さ測定（第１のセンシング手段）
レジスト１ａの厚さ測定は、図３における第１の光源ＯＳ１、及び第１の光源ＯＳ１が基板１上の半透明なレジストの表面を測定点としてその測定点を垂直に照射する第１の光路上にあって、そのレジストの表面からの反射に基づく光と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光とを取得するための光路を形成し、それらの取得時の光路長（光路位置）を基に、レジストの厚さを測定する光路形成部（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、を含んで構成されている。これらの要素を用いて、主に次の（Ｉ−１Ａ）（Ｉ―１Ｂ）干渉光を利用した方法、（Ｉ−２）共焦点を利用した方法により、レジストの厚さを測定する。以下、それらを個別に説明する。
【００２３】
（Ｉ−１Ａ）干渉光を利用した一例（ミロー型干渉計を利用）
図５（Ａ）に、干渉光を利用してレジストの厚さを測定する模擬的な構成を示す。図５は、図３から光路形成部２ａを含む必要要素を抜き出して、他の光路等を省略して表現したものである。図５において、第１の光源ＯＳ１のレーザ光源ＯＳ１ａからの光をレンズＯＳ１ｂで平行光にして、光路形成部２ａに送る。光路形成部２ａにおいて、受けた平行光は、ハーフミラーＭ１を通過して基板１に対して垂直の第１の光路に配置された対物レンズＫ５により集光され、その一部は、ハーフミラーＭ２を介してレジスト１ａの表面に垂直に照射される。レジスト１ａの表面で反射した反射光はハーフミラーＭ２へ戻る。ここで、ハーフミラーＭ２とレジスト１ａの表面との間の光路を「測定光路」と言う。測定光路の光路長をｂ１とする。
【００２４】
一方、対物レンズＫ５により集光された光の他の一部は、ハーフミラーＭ２で正反射して、対物レンズＫ５内に組み込まれたミラーＫ５ａに送られる。ミラーＫ５ａは受けた光を正反射して再びハーフミラーＭ２へ戻す。ここで、ハーフミラーＭ２とミラーＫ５ａとの間の光路を「参照光路」と言う。参照光路の光路長をａ１とする。
【００２５】
したがって、ハーフミラーＭ２では、測定光路からの戻り光（レジスト１ａの表面で反射された反射光）と、参照光路からの戻り光（ミラーＫ５ａからの反射光）とが合成される。合成された戻り光は、ハーフミラーＭ２から対物レンズＫ５により平行光に変換されてハーフミラーＭ１へ送られ、さらにハーフミラーＭ１で光路を変更されて集光レンズＫ４へ送られる。集光レンズＫ４は、合成された戻り光を第３の受光手段Ｄ４へ送る。ここで、合成された戻り光は、「測定光路の光路長ｂ１＝参照光路の光路長ａ１」であれば、干渉縞を生じさせるので、以下、「干渉光」と言うことがある。この干渉縞が生じているどうかの解析は、干渉光を受けた第３の受光手段Ｄ４からの信号を受けた基礎測定部６で行う。
【００２６】
上記のような図５（Ａ）の光学系において、基礎測定部６は、光路形成部２ａもしくは変位センサ２をレジスト１ａの上方から下方へ下げる移動を行って（光路形成部２ａを制御して該レジスト１ａの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力を解析して、干渉縞が生じたときの位置（干渉縞の振幅の大きさが最大になった位置）、つまりａ１＝ｂ１になったときの第１の移動位置を記憶する。
【００２７】
基礎測定部６は、ａ１＝ｂ１になったときの移動位置より下方へ、さらに、光路形成部２ａもしくは変位センサ２の位置を下げる移動を行って（前記光路形成部２ａを移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力を解析して、干渉縞が生じたときの位置（干渉縞の振幅の大きさが最大になった位置）、つまりａ１＝ｂ２になったときの第２の移動位置を記憶する（図５（Ｂ）を参照）。このときの測定光路は、図５（Ｂ）のようにハーフミラーＭ２と半透明なレジスト１ａの下部（つまりパッド１ｃの面）との光路であり、光路長ｂ２である。
【００２８】
基礎測定部６は、図５（Ａ）（Ｂ）における、上記の第１の移動位置と第２の移動位置との差の距離Ｌを算出し、これをレジスト１ａの厚さδＬ＝Ｌとして求めることができる（第３の基礎測定段階）。
【００２９】
（Ｉ−１Ｂ）干渉光を利用した他の例（マイケルソン型干渉計を利用）
図６に、干渉光を利用してレジストの厚さを測定する他の構成例を示す。図６は、図３から光路形成部２ｂを含む必要要素を抜き出して、他の光路等を省略して表現したものである。図６と図５の構成では、レジスト１ａ表面の反射光に基づく干渉縞と、レジスト１ａの下部からの反射光に基づく干渉縞とを観察して、レジスト１ａの厚さを求める点において同じであり、それらの干渉縞を生じさせる測定光路と参照光路の構成の仕方において異なる。そして、レジスト１ａの厚さ測定では、図５では、測定光路の光路長を可変して干渉縞を見つけていたが、図６では、参照光路の光路長を可変して干渉縞の振幅の最大となる位置（ピーク位置）をサーチする。
【００３０】
以下、図６を図５と違う部分を中心に説明する。図６で図５と同一符号の要部は、同一機能を有する。図６でハーフミラーＭ４は、第１の光源ＯＳ１からの光を分岐し、一方は対物レンズＫ６を介してレジスト１ａに送り、他方はミラーＭ５へ送る。そして、ハーフミラーＭ４は、レジスト１ａとミラーＭ５のそれぞれから反射して来る戻り光を合成して干渉光として、ハーフミラーＭ１経由で第３の受光手段Ｄ４へ集光させる。つまり、ハーフミラーＭ４とレジスト１ａとの間が測定光路である。ここでその光路長をｃとする。そして、ハーフミラーＭ４とミラーＭ５との間が参照光路である。ここでその光路長をｄとする。
【００３１】
上記のような図６の光学系において、基礎測定部６は、光路形成部２ｂのミラーＭ５を当初は、図６で左側に置いて、それを順次、右方向へ移動させる。つまり参照光路の光路長を短い方から長くなる方向へ移動させる。基礎測定部６は、第３の受光手段Ｄ４からの信号を受けて解析し、最初に干渉縞を検出したときの光路長ｄ１を記憶する。つまり参照光路長ｄ１＝測定光路長ｃ１のときであり（図６の実線）、この光路長ｃ１が、レジスト１ａの表面からの反射位置を示す。続けて、基礎測定部６は、さらに参照光路の光路長を長くなる方向へ移動させていく。次の干渉縞を検出したとき（干渉縞の振幅が最大になったとき）の光路長ｄ２を記憶する。つまり参照光路長ｄ２＝測定光路長ｃ２ときであり（図６の点線）、この光路長ｃ２が、レジスト１ａの裏面（パッド１ｃの面）からの反射位置を示す。したがって、レジスト１ａの厚さδＬ＝ｄ２−ｄ１で示される。
【００３２】
（Ｉ−２）共焦点を利用した方法
図７に、共焦点を利用してレジスト１ａの厚さを測定する模擬的な構成を示す。図７（Ａ）は、図３から光路形成部２ｃを含む必要要素を抜き出して、他を省略して表現したものである。
【００３３】
詳しくは、図７（Ａ）において、第１の光源ＯＳ１からの光の一部は、ハーフミラーＭ３を通過して対物レンズＫ７で集光されて、基板１上のレジスト１ａ上にほぼ垂直に照射される。そして、その照射に対してレジスト１ａの表面からの垂直方向への反射光や、レジスト１ａを透過した下部のパッド面１ｃから垂直方向への反射光や、その他の反射光が戻ってきて、対物レンズＫ７によって集光されて、ハーフミラーＭ３で光路変更されてピンホール手段Ｐへ送られる。ピンホール手段Ｐは、そのピンホール手段Ｐの配置位置で結像する光だけを通過させて、第３の受光手段Ｄ４へ送る。
【００３４】
したがって、図７（Ａ）に示すように、レジスト１ａからの反射光（図７（Ａ）の実線）が対物レンズＫ７で集光させられて、丁度、ピンホール手段Ｐの位置で結像するとき、その反射光は通過できるが、図７（Ａ）に点線で示すような反射光があると、対物レンズＫ７による結像は、ピンホール手段Ｐの位置より長く（図７（Ａ）で右側）なるので、ピンホール手段Ｐを通過できない。このような光学系の構成なので、光路形成部２ｃもしくは変位センサ２を反射位置に対して移動させることにより、反射光の位置を検出できる。
【００３５】
上記のような図７（Ａ）の光学系において、基礎測定部６は、光路形成部２ｃもしくは変位センサ２をレジスト１ａの上方から下方へ下げる移動を行って（光路形成部２ｃを制御して該レジストの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力の大きさが第１のピークを生じたときの移動位置を記憶する。
【００３６】
基礎測定部６は、第１のピークが生じたときの移動位置より下方へ、さらに、光路形成部２ｃもしくは変位センサ２の位置を下げる移動を行って（前記光路形成部２ａを移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階）、第３の受光手段Ｄ４の出力が第２のピークになったときの移動位置を記憶する。
【００３７】
基礎測定部６は、図７（Ａ）（Ｂ）における、上記の第１のピークを取得したときの移動位置と第２のピークを取得したときの移動位置との差の距離Ｌを算出し、これをレジスト１ａの厚さδＬ＝Ｌとして求めることができる。
【００３８】
図７でピンホール手段Ｐを用いているが、その代わりに、第３の受光手段Ｄ４の受光面を狭くして、ピンホール手段Ｐの孔と同じにしても良い。
【００３９】
上記（Ｉ―１Ａ）、（Ｉ―１Ｂ）、（Ｉ―２）において、レジスト１ａの厚さを求めるには、光路形成部２ａ、２ｂ、２ｃもしくは変位センサ２を移動させて測定していたが、その移動は、手動でも自動でも行える。手動の場合は、第３の受光手段Ｄ４の出力の波形（或いはパワー）を観測しながら手動で移動させて、干渉縞のパワー（（Ｉ―１Ａ）、（Ｉ―１Ｂ）の場合）、或いは第３の受光手段Ｄ４のパワー（（Ｉ―２）の場合）が２つの極大値を示したときの移動位置の差を求めδＬとする。自動で行う場合は、制御部がモータで光路形成部２ａ、２ｂ、２ｃもしくは変位センサ２を移動させながら第３の受光手段Ｄ４の出力を解析して、干渉縞のパワー（（Ｉ―１Ａ）、（Ｉ―１Ｂ）の場合）、或いは第３の受光手段Ｄ４のパワー（（Ｉ―２）の場合）が２つの極大値を示したときの移動位置の差を求めδＬとする。極大値を求めるには、第３の受光手段Ｄ４の出力をパワーをパワーメータで読んで、移動位置に対応して記録する。つまり、横軸が位置座標、縦軸がパワーのデータが得られる。これを演算手段で微分して、変曲点を見つけることにより、２つの極大点とのその位置を見つけて、位置の距離差δＬを求める構成にすればよい。
【００４０】
（II）変位測定機能
図３を基に、変位測定機能を説明する。なお、図３では、第１の受光手段Ｄ１と測定点との間の第１の散乱反射光路、第１の受光手段Ｄ２と測定点との間の第２の散乱反射光路、及び第２の受光手段Ｄ３と測定点との間の正反射光路のそれぞれには、測定点から各反射光を集光して平行光に変換するコリメータレンズと、更にその平行光を測定点へ集光して結像させる集光レンズとを備えた集光機能素子Ｋ１，Ｋ２、Ｋ３を備えている。
【００４１】
この実施形態では、散乱反射光を利用した変位測定と、正反射を利用した変位測定の各機能を有し、有利な方のいずれか一方を用いて測定している。一般的に平坦に近いところは、正反射光が強い後者による測定が有利である。凸凹の激しいと所、特に凸凹の内、図３の第２の光源ＯＳ２の照射方向に対して陰に成る部分があると、正反射光が得られないので、前者による測定が有利である。いずれの測定機能を用いるかは、正反射光と散乱反射光の強さを検知して、強さの大きい方の反射光を用いる。
（II−１）散乱反射光による変位測定機能（第２のセンシング手段）
第１の光源ＯＳ１から発せられた光の一部が光路形成部２ａ，２ｂ，２ｃを通過して基板１の表面の測定点（測定しようとする測定対象位置）を垂直方向から第１光軸に沿って照射する。第１の受光手段Ｄ１は測定点において該第１の光軸に対して第１の角度θ１で形成される第１の散乱光路上に配置されている。第１の受光手段Ｄ２は、第１の光軸に対して第１の散乱光路と反対側に第２の角度θ２で形成される第２の散乱光路上に配置されている。
【００４２】
（II−２）正反射光による変位測定（第３のセンシング手段）。
第２の光源ＯＳ２は、第１の光軸に対して斜めの角度θ３を成す第２の光軸の光で測定点を照射する。そして第２の受光手段Ｄ３は、測定点にて第２の光源の第２の光軸に対して第３の角度２θ３で形成される正反射光路上に配置されている。
【００４３】
上記（II−１）及び（II−２）において、第１の受光手段Ｄ１及びＤ２，第２の受光手段Ｄ３のそれぞれは、所定長さの受光面を有し、該所定長さ方向における受光位置に応じて光変位情報を検出する位置検出器（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が用いられている。ＰＳＤは、長さ方向に光検出素子が配置され、その長さ方向の両端からの位置を示す情報としてそれらの各端部からその位置に応じた電気量である片端からの出力Ａ、他端からの出力Ｂが出力されるとその変位情報は（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）で示される。また、変位情報の出力に併せて、第１の受光手段Ｄ１、第１の受光手段Ｄ２、及び第２の受光手段Ｄ３は、測定点からの反射光量を測定して光量情報を出力する。ＰＳＤは、測定点の変位により受光位置が変わり、その受光位置に応じた電気量を出力する素子、つまり変位を電気量に表して出力する素子である。ＰＳＤの代わりに、フォトダイオード・アレイやＣＣＤ等で直接、受光位置を変位位置として出力する構成としても良い。
【００４４】
［変位測定部の構成］
図１に示す位置の変位センサ２は、基台の面に平行な方向（図面に向かって左右方向）に要素間の位置関係を保持したまま、基板１に対してセンサ全体を移動して走査することにより、基板１の広い範囲に亘ってその表面の変位を測定できる構造にされている。
【００４５】
図１で、走査機構４は、モータ等の駆動源及びベルト等の駆動機構を有し、基板１，もしくは変位センサ２、或いはそれらの双方を相対的に移動させることにより、走査させる。図１に示すように変位センサ２の平面方向、つまり、第１の受光手段Ｄ１等の各要素が配列された配列方向へ主走査させながら変位測定をさせ、次にその配列方向と直交方向に移動して（副走査）して、そこから主走査して変位測定を行う。この動作を繰り返すことにより、基板１の、所望範囲についての変位測定を行わせる。
【００４６】
制御部１２は、パネル等（不図示）からの指示により例えば、はんだ１ｂが印刷された基板１の所望測定範囲の指示を受け、その所望範囲についての走査指示を走査機構４へ送って上記のように走査させる。走査にあたっては、第１の光源ＯＳ１と第２の光源ＯＳ２が同一波長の光源を利用した場合は、基板１上の同一の走査位置（測定点）で第１の光源ＯＳ１と第２の光源ＯＳ２を交互に切り替える構成とする。異なる波長の光源を利用した場合は、必ずしも切り替える必要はなく、同時に出力させる構成としても良い。
【００４７】
また制御部１２は、基礎測定部６に基礎測定を行わせてレジスト１ａの厚さを求めさせて、パッド１ｃの位置を求めさせる。また、測定部７に対してパッド１ｃの位置からはんだ１ｂ表面の高さを測定させる。詳細は後記する。
【００４８】
データ処理部３は、加算器３ａ、加算器３ｂ、及び演算部３ｃを有し、各受光手段からの出力を基に測定点における変位（データ）を算出している。測定点がはんだ１ｂであれば、その表面の変位を、レジスト１ａであればその表面の変位を測定する。変位は、高さ方向の相対的な情報である。加算器３ａは、第１の受光手段Ｄ１の出力Ａ１と第１の受光手段Ｄ２の出力Ａ２を受けてそれらを加算し、その結果Ａｘ＝Ａ１＋Ａ２を出力する。加算器３ｂは、第１の受光手段Ｄ１の出力Ｂ１と第１の受光手段Ｄ２の出力Ｂ２を受けてそれらを加算し、その結果Ｂｘ＝Ｂ１＋Ｂ２を出力する。演算部３ｃは、それらを基に乱反射による変位情報である出力Ｌ１＝（Ａｘ−Ｂｘ）／（Ａｘ＋Ｂｘ）を求める。または／及び、演算部３ｃは、第２の受光手段Ｄ３からの出力を受けて正反射による変位情報である出力Ｌ２＝（Ａ３−Ｂ３）／（Ａ３＋Ｂ３）を求める。
【００４９】
このとき、演算部３ｃの出力Ｌ１及びＬ２は、次に説明するように基礎測定部６と測定部７との指示により、利用される態様が異なる。
【００５０】
制御部１２は、レジスト１ａの厚さを測定するとき、つまりパッド１ｃ面の位置を推定するときは基礎測定を基礎測定部６に対して行わせ、はんだ１ｂ面の高さを測定するときは測定部７に行わせる。はんだ１ｂ面における測定か、レジスト１ａ面における測定かは、レジスト１ａ面とはんだ１ｂ面で反射光量が異なるので、変位センサ２からの光量情報に基づいて、反射量が大のときはレジスト１ａ面、少ないときははんだ１ｂ面と判定して測定を切り替えられる。又、予め、設計に基づいて変位センサ位置を走査させるので、その設計情報に基づく位置情報からどちらの測定を行うかを判定することもできる。判定に応じてスイッチＳ１を基礎測定部６側、又は測定部７側に切り替える。
【００５１】
（１）基礎測定
基礎測定部６は、上記（Ｉ）に記載したように、レジスト１ａの厚さδＬを求める。基礎測定部６は、このレジスト１ａの厚さを測定部７へ送っても良いし、レジスト１ａの厚さを測定しているときの演算部３ｃからレジスト１ａの表面の正反射光による変位Ｌ２Ｒ（レジスト１ａ面における上記出力Ｌ１、Ｌ２をＬ１Ｒ、Ｌ２Ｒで示す。）を受けて、パッド１ｃ面の位置情報ＰＤ＝Ｌ２Ｒ−δＬを演算して測定部７へ送っても良い。
【００５２】
（２）変位測定
測定部７は、レジスト１ａの面からはんだ１ｂ面までの高さ（変位）を測定する。そのとき、第１の受光手段Ｄ１、第１の受光手段Ｄ２及び第２の受光手段Ｄ３それぞれから光量情報を受けており、演算部３ｃからは出力Ｌ１Ｈと出力Ｌ２Ｈ（はんだ１ｂ面における上記出力Ｌ１、Ｌ２をＬ１Ｈ、Ｌ２Ｈで示す。）の内、散乱反射変位測定系（ＯＳ１―Ｄ１，Ｄ２系統）による光量と正反射変位測定系（ＯＳ２―Ｄ３系統）による光量の大きさを比較し、光量の大きい方の変位測定系で測定した変位情報（出力Ｌ１，出力Ｌ２のいずれか）を選択的に受領する。なお、ここでは、はんだ箇所の高さを示す変位出力Ｌ１Ｈと出力Ｌ２Ｈは、いずれもレジスト１ａを測定したときのレジスト１ａの変位出力Ｌ２Ｒ（出力Ｌ１Ｒを用いても良いが、レジスト１ａ面ははんだ箇所に比べほとんど平坦であるから正反射光を用いて測定できるので、その方が光量が多くより正確であるため。）を基準とした変位である。このようにはんだ１ｂ面の変位情報がレジスト１ａ面を基準とした変位情報であるから、測定部７は、受領した変位情報を、基礎測定部６から受けたレジスト１ａの厚さδＬで補正して、パッド１ｃ面からのはんだ１ｂ面の高さ（変位）情報Ｌとして、Ｌ＝Ｌ１Ｈ＋δＬもしくはＬ＝Ｌ２Ｈ＋δＬに補正して図２の画像処理部８へ出力する。或いは、パッド１ｃ面の位置情報ＰＤ＝Ｌ２Ｒ−δＬで、演算部３ｃからのはんだ１ｂ面における変位Ｌ１Ｈ、Ｌ２Ｈを校正してパッド１ｃ面の位置情報ＰＤからのはんだ１ｂ面の変位［Ｌ１Ｈ］’、［Ｌ２Ｈ］’を直接に求める構成にしても良い。
【００５３】
なお、散乱反射変位測定系による光量と正反射変位測定系による光量のうち大きい方の出力Ｌ１Ｈ又は出力Ｌ２Ｈを選択しているのは、例えば、基板１上の凸上のはんだ１ｂの形状があった場合に、第２の光源ＯＳ２の斜めの第２の光軸では該凸の側壁うちその光軸が当たる側の側壁は測定できるかもしれないが、その反対側の側壁からは正反射光を受光できない恐れがある。そのときは、２つの第１の受光手段Ｄ１，Ｄ２の出力を基にした変位情報が使える。つまり、より光量の高い方の変位情報を利用して、より確かな変位情報を得るためである。逆に、明らかに基板１のはんだ１ｂの形状が平坦に近い場合は、正反射変位測定系のみを使用することとしても良い。
【００５４】
［検査部の構成］
図２は、主に検査部２００の機能構成を示す。その図２で画像処理部８は、制御部１２から基板１のレイアウト情報（配置図）と走査して測定しているときの位置情報とを受け、測定部７からその位置情報における高さ（変位）Ｌを受けて、レイアウト上に変位に応じてはんだ１ｂの量的な形状を表す立体画像を形成することにより、画像として再現出力する。このとき、測定部７からは、はんだ１ｂの変位情報としてパッド１ｃ面からの変位情報が得られるので、パッド１ｃ面からの立体形状を形成して表示することができる。
【００５５】
つまり、画像処理部８は、測定部７の出力Ｌと、制御部１２からの基板１の測定点（測定点の座標）とから測定したエリア（測定点の集合領域：例えば、基板１上に印刷されたクリームはんだ１ｂ面）における面積（例えば、はんだ印刷された面積）や体積（例えば、はんだ量）等のはんだ１ｂの形状を表す画像データを生成する。比較部９は、制御部１２からそのエリアにおける、設計値等をレファレンス（面積や体積）として受けて、画像データとレファレンスとの差を演算し出力する。なお、画像データに変換することなく、その測定点において測定した変位（高さ：例えば、はんだ１ｂの高さ）とレファレンス（この場合は、例えば、測定点における設計上の高さ）との差を出力しても良い。
【００５６】
判定部１０は、レファレンスに対応する許容値を制御部１２から受けて、比較部９からの出力と比較し、比較部９の出力が、許容値内であれば合格とし、許容値外であれば不良（否）と判定する。
【００５７】
表示部１１は、判定部１０の判定結果を表示する。また、制御部１２からレイアウト情報（例えば、基板１のはんだ箇所の配置図）を受けて表示し、レイアウトのどの位置におけるはんだが不良（否）であり、合格であるかを識別可能に表示してもよい。また、それらと別に或いは併せて、画像処理部８で生成した画像データに基づく画像を表示させて、どの箇所のはんだ状態が不良であり、合格であるかを識別可能に表示させることもできる。
【００５８】
上記の変位センサ２を用いて被測定物の表面形状を検査すると、単に頂点やフラット部分のならず傾斜部分の形状も含めて良否判定の検査ができる。
【００５９】
［変位センサの他の実施形態］
次に変位センサ２について特徴的構成例を説明する。
【００６０】
図３で、第１の光源ＯＳ１は、例えば、レーザであって、基板１の面に対して垂直方向に光を照射する。つまり第１の光軸は被測定物１の面に垂直である。第２の光源ＯＳ２は、例えば、レーザであって、第１の光軸に対して図３の右方向から（左からでも良い）角度θ３で交叉するように光を照射する。この交叉する位置が測定しようとする基板１の測定点である。第１の光源ＯＳ１から測定点までの第１の照射光路、及び第２の光源ＯＳ２から測定点までの第２の照射光路のそれぞれには、図示しないが、各光源からの光を集光して平行光に変換するコリメータレンズ、更にその平行光を測定点へ集光させる集光レンズを備えても良い（つまり、この場合、測定点は、第１の光源ＯＳ１及び後記の第２の光源ＯＳ２のそれぞれからの光が集光される位置でもある。）。また、第１の光源ＯＳ１と第２の光源ＯＳ２とは、同一波長の場合は、同一光源から分岐して取り出した光であっても良い。
【００６１】
被測定物１上の照射位置（測定点）において、第１の光軸に対して左に角度θ１を成した位置（第１の散乱光路上の位置）に第１の受光手段Ｄ１が配置され、第１の光軸に対して右に角度θ２を成した位置（第２の散乱光路上の位置）に第１の受光手段Ｄ２が配置されている。第１の受光手段Ｄ１及びＤ２は、第１の光源ＯＳ１が照射した光によって反射された反射光の内、それぞれ角度θ１、角度θ２で乱反射した光（ビーム）を受光する。第２の受光手段Ｄ３は、第２の光源ＯＳ２の第２の光軸に対して角度２θ３を成す光路上（正反射光路上）で正反射した光（ビーム）を受光する。
【００６２】
第１の光源ＯＳ１，第１の受光手段Ｄ１及びＤ２を用いた散乱反射による変位測定系は、基板１の面が傾斜を有するときに有効であり、第２の光源ＯＳ２，及び第２の受光手段Ｄ３を用いた正反射による変位測定系は、基板１の面が平坦であるときに有効である。図３では、角度θ３は角度θ１或いは角度θ２より小さいが、角度θ１或いは角度θ２より大きくても良い。
【００６３】
正反射光と散乱反射光の相互干渉を避けるため、第１の光源ＯＳ１，第１の受光手段Ｄ１及びＤ２を用いた乱反射変位測定系の変位測定動作と、第２の光源ＯＳ２，及び第２の受光手段Ｄ３を用いた正反射変位測定系による変位測定動作とは、別々の波長で同時に行うか、或いは同一波長で交互にタイムシェアリングで行う。別々な波長で行う場合は、第１の受光手段Ｄ１及びＤ２と、第２の受光手段Ｄ３とにそれぞれが受光する波長を通過させ、他の波長を遮る光学フィルターを挿入する必要がある。
【００６４】
図３では、さらに、第１の受光手段Ｄ１と測定点との間の第１の乱反射光路、第１の受光手段Ｄ２と測定点との間の第２の乱反射光路、及び第２の受光手段Ｄ３と測定点との間の正反射光路のそれぞれには、測定点から各反射光を集光して平行光に変換するコリメータレンズと、更にその平行光を測定点へ集光して結像させる集光レンズとを備えた集光機能素子Ｋ１，Ｋ２、Ｋ３を備えている。ここでは「集光機能素子」と言う表現を用いているが、基本的には各反射光（ビーム）を集光して各受光手段へ結像させる機能であり、これと同一機能を単一のレンズ或いは複数のレンズで達成できることから、それら全体を表すための表現である。そして、図４のように、各集光機能素子Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３のそれぞれが配置された光軸を中心として反射光を平行光に変換する位置までの距離をＬ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎとし、各受光手段へ集光させるまでの距離をＬ１ｍ、Ｌ２ｍ及びＬ３ｍとする。集光機能素子Ｋ１，Ｋ２、Ｋ３が平行光として維持している距離（集光機能素子の長さ）は、各受光素子の測定点に対する位置を決めるのに用いられる。
【００６５】
また、第１の受光手段Ｄ１、Ｄ２及び第２の受光手段Ｄ３のそれぞれは、上記したように所定長さの受光面を有し、該所定長さ方向における受光位置に応じて光変位情報を検出する位置検出器（ＰＳＤ）が用いられている。そこで、第１の受光手段Ｄ１が第１の散乱光路となす角度α１、第１の受光手段Ｄ２が第２の散乱光路となす角度α２及び第２の受光手段Ｄ３が前記正反射光路となす角度α３とに設定される。これらの角度は、感度調整のために設定される。
【００６６】
本実施形態では、上記第１の受光手段Ｄ１が第１の散乱光路となす角度α１がｔａｎ―１（Ｌ１ｎ／Ｌ１ｍ×ｔａｎθ１）、第１の受光手段Ｄ２が第２の散乱光路となす角度α２がｔａｎ―１（Ｌ２ｎ／Ｌ２ｍ×ｔａｎθ２）、及び第２の受光手段Ｄ３が正反射光路となす角度α３がｔａｎ―１（Ｌ３ｎ／Ｌ３ｍ×ｔａｎ２θ３）になる配置にしていることにより、各受光手段は、その長さ方向における光をセンシングする感度がほぼ同じ感度、つまり受光手段の長さ方向（センシングする素子が配列されている方向）の感度の差を軽減して測定することができる。
【００６７】
これらの基になる原理は、シャインプルークの原理（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）と呼ばれ、ある像をレンズで被写体面へ写すとき、像の面とレンズの面と被写体の面の３つの面のそれぞれの延長線が同一点で交われば、像の面全体でピントが合うとされているものである。本実施形態では、この条件を利用して、３つの受光手段における感度を適切に合わせている。図４において、範囲Ｒが、被測定物１の測定可能な変位範囲を示し、受光手段Ｄ（各受光手段Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を代表する。）の長さ方向の面を示す。範囲Ｒの延長線（この場合は、光源からの光軸と同じ）と、集光機能素子Ｋ（各集光機能素子Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を代表する。）の面の延長線と、受光手段Ｄの面の延長線とが一点で交わるように、配置構成することにより、ピントの合った、つまり、受光手段の長さ方向において（いわば範囲Ｒ全体において）、適切な感度で変位測定ができる。
【００６８】
そして、上記式で、さらに、距離の比Ｌ１ｎ／Ｌ１ｍ、Ｌ２ｎ／Ｌ２ｍ及びＬ３ｎ／Ｌ３ｍが同一値で、第１の角度θ１、第２の角度θ２及び第３の角度２θ３が同一値（θ）であることにより、範囲Ｒに対して角度α１、角度α２及び角度α３も同じ値（α）になり、受光手段間の感度の差も少なくして測定することができる。
【００６９】
なお、上記式で、距離の比Ｌ１ｎ／Ｌ１ｍ、Ｌ２ｎ／Ｌ２ｍ及びＬ３ｎ／Ｌ３ｍが同一値であるか無いかに関わらず、第１の角度θ１、第２の角度θ２及び第３の角度２θ３を同一値（θ）とし、角度α１、角度α２及び角度α３も同一値（α）として配置することにより、受光手段内部ではピントの合うところと合わないところが出るが、受光手段間の感度のバラツキは抑えることができる。なお、本発明における距離や角度は、測定範囲におけるほぼセンターの値で説明している。
【００７０】
以上のように、変位センサ２は、対称な２つの方向の乱反射を利用した乱反射変位測定系を用いていること、その乱反射変位測定系と正反射変位測定系とで分かれており、互いの干渉の無い状態で測定できること、さらに、第１の角度θ１、第２の角度θ２及び第３の角度２θ３が同一値（θ）であるため、各変位計測を同じ感度にすることができるので、被測定物１の反射率に関係無く感度補正無しで、正反射の陰の部分も測定でき、乱反射変位測定系と正反射変位測定系とでの変位測定の差を軽減して、精度の高い測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態の内、変位センサ及び測定部の機能構成を示す図である。素子の本発明に係るプリント板検査装置の内、検査部の機能構成を示す図である。
【図２】実施形態の内、検査部の機能構成を示す図である。
【図３】図１の変位センサを構成する機能要素の配置を示す図である。
【図４】各受光手段の位置関係を示し、各受光手段の感度を説明するための図である。
【図５】レジストの厚さを干渉により測定する技術を説明するための図である。
【図６】レジストの厚さを干渉により求める他の一形態を説明するための図である。
【図７】共焦点を利用してレジストの厚さを求める形態を説明するための図である。
【図８】レジスト厚さのバラツキとその影響を説明するための図である。
【図９】理想的なレジスト面を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 基板（プリント板）、 ２ 変位センサ、 ２ａ，２ｂ，２ｃ 光路形成部
３ データ処理部、 ３ａ，３ｂ 加算器、 ３ｃ 演算部、 ４ 走査機構、
６ 基礎測定部、７ 測定部、 ８ 画像処理部、 ９ 比較部、１０ 判定部、
１１ 表示部、１２ 制御部、 １００ 変位測定部、２００ 検査部
Ｄ１，Ｄ２ 第１の受光手段、Ｄ３ 第２の受光手段、Ｄ４ 第３の受光手段、
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 集光機能素子、 Ｋ４ 集光レンズ、 Ｋ５ 対物レンズ
Ｋ５ａ ミラー、 Ｋ６，Ｋ７ 対物レンズ、
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ ハーフミラー、 Ｍ５ ミラー
Ｌ１ 演算部の出力（散乱反射による変位情報）
Ｌ２ 演算部の出力（正反射による変位情報）
ＯＳ１ 第１の光源、 ＯＳ１ａ レーザ光源、 ＯＳ１ｂ レンズ
ＯＳ２ 第２の光源、 Ｐ ピンホール手段、 Ｒ 範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源（ＯＳ１）と、該第１の光源が被測定プリント板上の測定点を垂直に照射する第１の光路上にあって、前記測定点が被測定プリン板の半透明なレジストの表面であるときに該レジストの表面からの反射に基づく光と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光とを取得するための光路を形成する光路形成部（２ａ）と、該測定点が被測定プリント板のはんだ面であるときに該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）と、第２の光源（ＯＳ２）と、該第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光部（Ｄ３）と、を含む変位センサ（２）と、
表面のパッド面にはんだが印刷された前記被測定プリント板の半透明のレジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成手段に対して前記光路の距離を可変させて、前記レジストの表面からの反射に基づく光を取得したときの光路と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得したときの光路との差違を基に、該レジストの厚さを求める基礎測定部（６）と、
前記被測定プリント板の前記はんだ面を前記測定点としたときに、前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、及び前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理部（３）と、
前記データ処理部により得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定部（７）と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。
【請求項２】
前記光路形成部は、該第１の光源からの光を分岐し一方をプリント板の表面の測定点に垂直な測定光路を通して該測定点を照射し、他方を遠端にミラーを有する参照光路へ送るとともに、該測定点からの反射光と前記ミラーからの反射光を合成した干渉光を出力する干渉光路形成手段（Ｍ２，Ｋ５，Ｋ５ａ）と、該干渉光を検出する干渉光受光手段（Ｄ４）とを有し、
前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記測定光路もしくは前記参照光路の何れかの光路長を変化させたときに前記干渉光受光手段が前記レジストの表面からの反射に基づく干渉光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく干渉光とを検出したときと、の間における前記光路長の変化量により、該レジストの厚さを求めることを特徴とする請求項１に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項３】
前記光路形成部は、該第１の光源からの光をプリント板の表面の測定点に垂直に集光させて該測定点を照射するとともに、該測定点からの反射光を集光する対物レンズと、所定位置に配置され該対物レンズが該所定位置に集光した光だけを通過させ、集光しきれない光を除外するピンホール手段（Ｐ）と、ピンホール手段を通過した光を検出する集光検出手段（Ｄ５）とを有し、
前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成部を前記垂直方向に移動させたときに、前記集光検出手段が前記レジストの表面からの反射光に基づく集光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射光に基づく集光とを検出したときと、の間における前記光路形成部の移動量により、該レジストの厚さを求めることを特徴とする請求項１に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、少なくともはんだ面を測定点としているときに、前記第１の受光部と第２の受光部とが受けるそれぞれの光の強さを比較し、
前記測定部は、前記第１の変位又は前記第２の変位のうち前記データ処理部による比較により、受けた光が強い方の受光部のデータを基に算出された変位と、前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求めることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項５】
前記第１の受光部は、２つの受光手段で成り、一つは、前記プリント板の測定点を垂直方向から照射する前記第１の光路の第１の光軸に対して第１の角度θ１で形成される第１の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ１）であり、他の一つは、該第１の光軸に対して該第１の散乱光路と反対側に第２の角度θ２で形成される第２の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ２）とであり、前記第１の変位は、前記２つの受光手段の出力の和を基に求められ、また、
前記第２の光源は、該第１の光軸に対して斜めの角度θ３を成す第２の光軸で前記測定点を照射し、第２の受光部は、該測定点にて該第２の光源の第２の光軸に対して第３の角度２θ３で形成される正反射光路上に配置されており、前記第２の変位は、該第２の受光部の出力から求められることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項６】
第１の光源が被測定プリント板上の半透明なレジスト面を測定点として該測定点を垂直な第１の光路を介して照射する段階と、
光路形成部を制御して該レジストの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階と、
前記光路形成部（２ａ）を移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階と、
前記第１の基礎測定段階と該第２の基礎測定段階における光路の距離の差違を基に前記レジストの厚さを求める第３の基礎測定段階と、
前記測定点が被測定プリント板のはんだ面であるときに、第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）が、該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光段階と、
第２の受光部（Ｄ３）により、第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光段階と、
前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、又は前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理段階と、
前記データ処理段階で得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定段階と、とを備えたことを特徴とする印刷はんだ検査方法。
【請求項１】
第１の光源（ＯＳ１）と、該第１の光源が被測定プリント板上の測定点を垂直に照射する第１の光路上にあって、前記測定点が被測定プリン板の半透明なレジストの表面であるときに該レジストの表面からの反射に基づく光と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光とを取得するための光路を形成する光路形成部（２ａ）と、該測定点が被測定プリント板のはんだ面であるときに該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）と、第２の光源（ＯＳ２）と、該第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光部（Ｄ３）と、を含む変位センサ（２）と、
表面のパッド面にはんだが印刷された前記被測定プリント板の半透明のレジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成手段に対して前記光路の距離を可変させて、前記レジストの表面からの反射に基づく光を取得したときの光路と該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得したときの光路との差違を基に、該レジストの厚さを求める基礎測定部（６）と、
前記被測定プリント板の前記はんだ面を前記測定点としたときに、前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、及び前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理部（３）と、
前記データ処理部により得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定部（７）と、を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。
【請求項２】
前記光路形成部は、該第１の光源からの光を分岐し一方をプリント板の表面の測定点に垂直な測定光路を通して該測定点を照射し、他方を遠端にミラーを有する参照光路へ送るとともに、該測定点からの反射光と前記ミラーからの反射光を合成した干渉光を出力する干渉光路形成手段（Ｍ２，Ｋ５，Ｋ５ａ）と、該干渉光を検出する干渉光受光手段（Ｄ４）とを有し、
前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記測定光路もしくは前記参照光路の何れかの光路長を変化させたときに前記干渉光受光手段が前記レジストの表面からの反射に基づく干渉光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく干渉光とを検出したときと、の間における前記光路長の変化量により、該レジストの厚さを求めることを特徴とする請求項１に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項３】
前記光路形成部は、該第１の光源からの光をプリント板の表面の測定点に垂直に集光させて該測定点を照射するとともに、該測定点からの反射光を集光する対物レンズと、所定位置に配置され該対物レンズが該所定位置に集光した光だけを通過させ、集光しきれない光を除外するピンホール手段（Ｐ）と、ピンホール手段を通過した光を検出する集光検出手段（Ｄ５）とを有し、
前記基礎測定部は、前記レジスト面を前記測定点として測定されているときに、前記光路形成部を前記垂直方向に移動させたときに、前記集光検出手段が前記レジストの表面からの反射光に基づく集光を検出したときと、該レジスト下部のパッド面からの反射光に基づく集光とを検出したときと、の間における前記光路形成部の移動量により、該レジストの厚さを求めることを特徴とする請求項１に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、少なくともはんだ面を測定点としているときに、前記第１の受光部と第２の受光部とが受けるそれぞれの光の強さを比較し、
前記測定部は、前記第１の変位又は前記第２の変位のうち前記データ処理部による比較により、受けた光が強い方の受光部のデータを基に算出された変位と、前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求めることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項５】
前記第１の受光部は、２つの受光手段で成り、一つは、前記プリント板の測定点を垂直方向から照射する前記第１の光路の第１の光軸に対して第１の角度θ１で形成される第１の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ１）であり、他の一つは、該第１の光軸に対して該第１の散乱光路と反対側に第２の角度θ２で形成される第２の散乱光路上に配置された受光手段（Ｄ２）とであり、前記第１の変位は、前記２つの受光手段の出力の和を基に求められ、また、
前記第２の光源は、該第１の光軸に対して斜めの角度θ３を成す第２の光軸で前記測定点を照射し、第２の受光部は、該測定点にて該第２の光源の第２の光軸に対して第３の角度２θ３で形成される正反射光路上に配置されており、前記第２の変位は、該第２の受光部の出力から求められることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項６】
第１の光源が被測定プリント板上の半透明なレジスト面を測定点として該測定点を垂直な第１の光路を介して照射する段階と、
光路形成部を制御して該レジストの表面からの反射に基づく光を取得する光路長を形成させる第１の基礎測定段階と、
前記光路形成部（２ａ）を移動させて該レジスト下部のパッド面からの反射に基づく光を取得する光路を形成させる第２の基礎測定段階と、
前記第１の基礎測定段階と該第２の基礎測定段階における光路の距離の差違を基に前記レジストの厚さを求める第３の基礎測定段階と、
前記測定点が被測定プリント板のはんだ面であるときに、第１の受光部（Ｄ１，Ｄ２）が、該測定点から該第１の光源の照射に対する散乱光を受ける第１の受光段階と、
第２の受光部（Ｄ３）により、第２の光源からの光を該同じ測定点を前記垂直に対し所定角度斜めの角度で照射されたときの正反射光を受ける第２の受光段階と、
前記第１の受光部が受けた散乱光に基づく第１の変位、又は前記第２の受光部が受けた正反射光に基づく第２の変位を算出するデータ処理段階と、
前記データ処理段階で得られた前記第１の変位又は前記第２の変位、及び該基礎測定段階で求めた前記レジストの厚さとを基に、該はんだ面の変位を前記パッド面の位置からの変位として求める測定段階と、とを備えたことを特徴とする印刷はんだ検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１１５５３６（Ｐ２００９−１１５５３６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７２１０（Ｐ２００７−２８７２１０）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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