印刷はんだ検査装置
【課題】
プリント基板の形状、はんだ箇所を知って、実効のある測定（走査）ルートにしたがって測定することにより、迅速な測定、検査を行う。
【解決手段】
測定ルート決定手段１１が、プリント基板が配置（特に、縦と幅の方向）された状態におけるはんだの配置情報を知って、実効的により短時間に測定できる走査のルート（特に、測定を行う主走査の方向）を決定し、測定手段１００がその走査のルートにしたがって、回転機構部５ｃによりセンサ３の向きを変換し、基板の配置をそのままに、測定する。
回転機構の角度誤差等による測定値への影響を補正手段６により補正する。
プリント基板の形状、はんだ箇所を知って、実効のある測定（走査）ルートにしたがって測定することにより、迅速な測定、検査を行う。
【解決手段】
測定ルート決定手段１１が、プリント基板が配置（特に、縦と幅の方向）された状態におけるはんだの配置情報を知って、実効的により短時間に測定できる走査のルート（特に、測定を行う主走査の方向）を決定し、測定手段１００がその走査のルートにしたがって、回転機構部５ｃによりセンサ３の向きを変換し、基板の配置をそのままに、測定する。
回転機構の角度誤差等による測定値への影響を補正手段６により補正する。
【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はんだ印刷装置等で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、検査する印刷はんだ検査装置に関する。特に、搬送されてきたプリント板のはんだ位置情報（或いはその範囲）を基に、非接触センサの向き及び走査のルート（方向）を決定して、より効率的な、そして迅速な測定を行う技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷はんだ検査装置としては、基板（以下、プリント板を単に「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）。
【０００３】
このような検査装置（方法）においては、一般に、基板を一定方向から搬送させて所定の検査位置で停止させて、そこで、センサ又は／及び基板をＸステージ及びＹステージ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の各方向への移動台と移動手段）を用いて走査して（相対的な走査を行って）測定するが、走査方向には、主走査と主走査に直交する方向へ走査する副走査があり、主走査のときに測定を行い、副走査は、センサを現在の主走査位置から次の主走査を行うべき位置へずらす為に行われ、そのずらす範囲は、主走査のときセンサによって検出できる副走査方向の検出幅に相当する。
【０００４】
このような検査装置（方法）においては、センサの向きや、測定が行われる主走査方向は、基板の寸法等の形状、又は、はんだ箇所の位置やその範囲に関わらず、例えば、Ｙ方向であれば、Ｙ方向に一定にした状態で測定、検査されていた。
【０００５】
【特許文献１】特許３５３７３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１のように。センサ及び主走査方向が一定方向に固定されている場合は、例えば、図６（ａ）のように基板が主走査方向に長く、はんだ箇所が主走査方向に対して直交する方向に広がっていると、副走査による走査の軌跡が長くなり（主走査の回数が多くなる。）、測定速度が遅くなってしまう問題があった。
【０００７】
これを解決するには、基板の方向を９０度変更することが考えられるが、どのような大きさの基板でも、方向を変えるプリント基板回転機構を備え、回転できるようにするには、規模が大きくなる問題があった。
【０００８】
また、図６（ｃ）のようにはんだ箇所の面積だけを走査すると言うことも考えられるが、これは主走査方向にはんだの無い空きスペースが多い場合に有効な方法であるが、それだけでは、いろいろな形状のはんだ箇所の面積に対して有効な解決方法を提供するものとは言えない。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良するものであって、規模の小さなセンサの方向を可変できる構成にして、少なくとも、基板のはんだ箇所を知って、実効のある測定ルート（センサの移動軌跡）にしたがって測定することにより、迅速に測定、検査を行える技術の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するため、解決する手段を次のような趣旨で構成した。
【００１１】
（１）基板が配置（特に、縦と幅の方向）された状態におけるはんだの配置情報を知って、実効的により短時間に測定できる走査のルート（特に、特定を伴う主走査の方向）を決定し、その走査のルートにしたがって、基板の配置をそのままに、測定する。
【００１２】
（２）そのままでは、センサの向きと主走査方向が変わってしまうので、それに起因したエラーが出る可能性がある。特に、光による測定では、光を当てる角度方向が変わるので、センサそのものの感度へ影響してくる。そこで、センサの向きも主走査方向の変更に対応して変更できる回転機構を準備する。（３）但し、回転機構の角度誤差等によりセンサによる特定値への影響が考えられるので、これを補正する。これは、機構的なものに起因した誤差であるから補正は可能である。
【００１３】
また、（４）センサが回転すると測定値の配列（座標）が変わってしまうが、装置内部では、その変わった配列のまま取り扱われる。しかし、測定値は、例えば予め設計値である基準データと比較されて、はんだの形成状態の良否判定を行われるが、途中で測定値の配列が変わってしまうと基準データの配列と異なってしまい判定の比較が行えないので、測定値又は基準データのいずれかの配列座標を変換したうえで、比較判定を行う。
【００１４】
さらに、（５）上記（４）では、測定値又は基準データのいずれかの配列を変換するとしたが、好ましくは、測定値の方の配列を元の基板の配置なるよう変換することが望ましい。つまり、基板は搬送機構で搬送され所定の検査位置に停止して検査され、その検査の判定結果を基板とともに表示する。そのとき、ユーザは、自分が見たい方向に基板の方向を搬送機構へ設定するので、測定中に上記のように方向を変えて測定した場合であっても、基板の方向とデータの判定結果とを対応して表示することが好ましい。
【００１５】
なお、主走査又は副走査の「走査」とは、基板とセンサの位置関係の相対的移動である。したがって、「センサを主走査する、或いは副走査する。」と表現することがあっても、基板を固定にしてセンサを移動させて走査する場合も、センサを固定して基板を移動させて走査する場合も、本発明の範疇である。副走査も同様に同じ意味に解釈されるものとする。
【００１６】
具体的には、請求項１に記載の発明は、配置されたプリント板の表面に光を照射させ、その反射光を受光するセンサ（３）と該センサを該プリント板に対して相対的に走査する移動機構部（５）とを有し該センサの出力を基に該プリント板表面の各位置における高さを含む測定値を取得する測定手段（１００）と、該測定値に基づいてはんだの印刷状態を判定する判定手段（１０）とを備えた印刷はんだ検査装置において、
前記プリント板の少なくとも外形情報を受けて、前記配置されたプリント板上を走査するルートを決定する測定ルート決定手段（１１）を備え、さらに、前記移動機構部は、前記センサの向きをプリント板表面と平行な平面内で回転させる回転機構部（５ｃ）を有し、該測定ルート決定手段が決定した前記ルートで、かつ該センサの向きを該ルートに応じて合わせて、前記走査を行うことを特徴とする。
【００１７】
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、前記回転機構部による前記センサの向きの回転角度は、略９０度にされており、前記移動機構部は、前記走査として、測定するために該センサの相対位置を移動させる主走査と、該主走査の位置を該主走査方向と直交する方向に移動させるための副走査とを交互に行う構成であって、
前記測定ルート決定手段は、さらにはんだ部分の位置情報を受けて、前記配置されたプリント板の前記はんだ部分に対する、前記主走査方向と主走査の回数を算出し、それを基に短時間に走査可能なルートを決定し、決定したルートにおける主走査方向を前記センサの向きとして決定する構成とした。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記センサの回転角度に対応する補正値を予め記憶する回転誤差補正値記憶手段（７）と、
前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応した補正値を前記誤差補正値記憶手段から読み出して、前記測定手段が前記センサを用いて測定した測定値を、補正する補正手段（６）とを備えた。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記プリント板が検査位置に配置された状態における、前記プリント板の外形寸法が含まれる前記外形情報及び前記はんだの位置情報、並びに前記判定手段が判定するときに用いる基準データを記憶する設計情報記憶手段（１３）と、
前記測定手段からの測定値又は前記設計情報記憶手段から読み出した基準データのいずれかを、前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応して配列を置換して前記判定手段に送るデータ形式変更手段（９）とを備えた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。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、２又は４に記載の発明は、センサを回転させる回転機構部を有し、基板の外形情報、さらにははんだの位置情報から実効的な走査のルート（センサの軌跡）を求めて、その走査のルートにしたがって、センサの向き及び走査の仕方を決定し、測定できる構成なので、つまり、有効な短い走査のルートにしたがって、測定を実施できることから、迅速な測定が行える。
【００２１】
請求項３によれば、回転機構部によるセンサの回転によって生ずる誤差が補正できるので、センサの方向を変えても精度の良い測定が行える。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、データ形式変更手段により、センサの向きを変更した場合には測定値の方の配列を変更すれば、ユーザが設定した基板の配置に対応した測定結果、判定結果が得られるので、これらを表示した場合は、ユーザの希望に沿った配置で観測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態を図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施形態の構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１の移動機構部５を説明するための模式的な構造図である。図３及び図４は、図２の移動機構部５に含まれる回転機構部５ｃを説明するための模式的な構造図である。図５は、図１における情報（測定値、データを含む）の流れと測定値やデータの配列方向を説明するための図である。図６は、基板１及びはんだ部分と主走査の方向との関係を説明するための図である。図７は、他の実施形態を説明するための図である。
【００２４】
図１において、センサ３、移動台２及びセンサ３をプリント板１（以下。基板１と言う。）に対して相対的に移動走査させる移動機構部５、及び移動機構部５に対して基板１のレイアウトを基に、基板１の上を移動制御部４ａを介して走査させる測定制御手段４によって、測定手段１００を構成している。
【００２５】
図１における上記、測定手段１００は、いわば、三角測量によるレーザ変位計の例であって、センサ３は、基板１に対して移動機構部５によって走査されながらＸ軸又はＹ軸の方向にレーザを照射可能なレーザ光源と、基板１からの反射光を受光する受光手段からなり、特にはんだが印刷されたはんだ箇所の変位、つまり印刷はんだ箇所の高さ（Ｚ軸方向）をその印刷はんだ箇所の位置と対応づけて測定する。そのときはんだ面からは、位置に対応した受光量（輝度）も得られる。レーザ変位計としての詳細の動作説明は省くが、原理としては、同一出願人が出願している特開平３−２９１５１２号公報のものがある。
【００２６】
測定制御手段４は、検査対象である基板１を設計したときの印刷はんだ箇所或いはレジスト箇所等のレイアウト（図５に模式的に示したものを示す。）が後記する設計情報記憶手段１３に記憶されているので、そのレイアウトを受けて、そのレイアウトに沿って相対的にセンサ３に対して基板１の表面を走査させて測定を行わせ、センサ３が検出した基板１の変位量及び／又は受光量（高さ方向の測定値）を測定値として出力する（測定値として記憶手段に記憶させても良い）。上記相対的な走査として、次の（ａ）〜（ｃ）のように幾つかの方法があり、いずれの場合でも、本実施形態に適用できる。（ａ）センサ３が固定で移動台２をＸ軸及びＹ軸上に移動させる。（ｂ）センサ３をＸ軸上を移動させ、移動台２をＹ軸上を移動させる（特許文献１を参照）。或いはその逆。（ｃ）移動台２を検査時は固定し、センサ３だけＸ軸及びＹ軸上に移動させる。ここでは、簡単のため、上記（ｃ）を採用して説明する。
【００２７】
移動機構部５は、例えば、図２に示すように二つのＸ軸ステージ５ｂで、センサ３を含むＹ軸ステージ５ａを紙面と直交する方向、つまりＸ軸方向にモータで移動させ、Ｙ軸ステージ５ａはセンサ３ａを紙面と平行方向、つまりＹ軸方向にモータで移動する。これらの制御は、移動制御部４ａが制御する。
【００２８】
Ｙ軸ステージ５ａには、センサ３を保持するとともに、センサ３の向きをＸ軸方向、Ｙ軸方向のいずれにも回転可能に（つまり、少なくとも略９０度回転可能に）する回転機構部５ｃを備えている。
【００２９】
回転機構部５ｃは、図３に示すようにギヤ５ｃａの一方に固定されたセンサ３をギヤ５ｃａの他方をモータ５ｃｂで回転させることにより、基板１に平行な平面に対するセンサ３の向きを変更する。例えば、図３で、センサ３がＹ軸方向に向いていたのを図４のようにＸ軸方向に向きを略９０度変更できる構成にしてある。図３及び図４のＹ軸方向、Ｘ軸方向は、基板１を基準に表示したものである。
【００３０】
測定制御手段４は、移動制御部４ａに対して、上記のような移動機構部５を用いてセンサ３を、基板１上を走査（以下、センサ３を表現することなく単に「走査」と言うことがある。「主走査」「副走査」の場合も同じ。）させて、測定を行う。そのときの走査には、測定を行うための主走査と、主走査の位置を主走査方向と直交する方向にずらすだけの副走査（副走査中は、測定しない。）との２種類があり、これを交互に繰り返して測定を行う。このときの副走査の移動範囲には、センサ３が主走査のときに基板１上のはんだを測定可能な副走査方向の範囲（いわば、検出幅。）含んでいる。一主走査の移動範囲は、例えば、基板１の寸法により、主走査方向を図６（ａ）のように走査するか、図６（ａ）とは直交する図６（ｂ）のように走査するかで、さらに、はんだ箇所の実効的な範囲により図６（ｃ）のように走査するか、図６（ｄ）のように走査するかで、大きく異なってくる。一副走査の移動範囲は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）に関わらず、ほぼ一定であるので、予め決めておくことができる（副走査のときは、測定を行わないため。）。
【００３１】
本実施形態では、移動制御部４ａは、主走査方向を図６（ａ）或いは図６（ｂ）のいずれにも変更できる構成、つまり、基板１に対してＸ軸方向、Ｙ軸のいずれをも採りうる構成とされている。この場合、センサ３の主走査方向を変更すると、測定する方向が変わり、そのままでは、測定方向とセンサ３の光（レーザ）の方向が変わってしまうので、センサ３による誤差が出る可能性がある。そこで、移動制御部４ａは、主走査方向が変わったときは、走査開始前に、回転機構部５ｃに対して、センサ３の向きを主走査方向の変更に合わせて変更させる。
【００３２】
測定ルート決定手段１１は、後記する設計情報記憶手段１３に記憶されている基板１の寸法を含む外形情報、及びはんだ箇所の位置（はんだ箇所の集合範囲である、はんだ部分の位置）を含むはんだの位置情報を基に、走査時間が最短時間となる走査のルートを求めて、求めたときの主走査の方向及びセンサの向きを決定し（当然ながら副走査方向も決定される。）、前記移動制御部４ａに対して、通知し、そのルートでの走査を実行させる。
【００３３】
測定ルート決定手段１１による最短時間のルート決定は、例えば、次のように行う。先ず前提として、基板１の外形情報は、検査位置に配置された状態、つまり、基板１の幅の方向及び長さの方向がＸ軸方向とＹ軸方向に固定された状態における、寸法が含まれている。この寸法は、測定時のはんだ位置の寸法出しの基準となる認識マークの位置の寸法であり、認識マークは基板１に予め、センサ３で認識可能に付されている。また、外形寸法が幅Ｗ、長さＬで、はんだ部分の位置が幅Ｗ１〜Ｗ２（Ｗ＞Ｗ２＞Ｗ１）に亘り、長さがＬ１〜Ｌ２（Ｌ＞Ｌ２＞Ｌ１）に亘るものとする。
【００３４】
（イ）有効な走査範囲を決定する。（図６（ｃ）又は図６（ｄ）を選択）
測定ルート決定手段１１は、はんだ部分の幅Ｗ２−Ｗ１が、基板１の幅Ｗより小さい場合は、幅Ｗ２−Ｗ１を幅方向の測定対象範囲とする。幅Ｗ２−Ｗ１と幅Ｗが近い場合は、幅Ｗを測定対象範囲としてもよい。同様にはんだ部分の長さＬ２―Ｌ１が基板１の長さＬより小さい場合は、長さＬ２―Ｌ１を長さ方向の測定範囲とし、長さＬ２―Ｌ１と長さＬが近い場合は、長さＬを測定範囲としても良い。このように、測定に有効なはんだ部分を選択し測定できるようにしたので、実効的に測定時間を短縮化できる。なお、上記有効な走査範囲を特に決定せず、基板１の幅Ｗ、長さＬを幅Ｗ２−Ｗ１、長さＬ２―Ｌ１の代わりに用いても、下記の演算により基板１の縦又は横のいずれ有効な方を主走査方向と決定できるので、それだけでも本発明の範疇である。
【００３５】
以下の説明では、はんだ部分の幅Ｗ２−Ｗ１と長さＬ２―Ｌ１の範囲を測定対象範囲として選択した例で説明する。
【００３６】
（ロ）各走査のルートにおける測定時間を演算する（図６（ｃ）と図６（ｄ）とを比較検討し、いずれかを選択）。
測定ルート決定手段１１は、次の計算を行う。ただし、実際の計算には、各走査時間には、主走査と副走査を切り替えるため、各助走時間を考慮する必要がある。
式（１） 主走査方向を長さ方向とした場合のルートに要する時間を求める式
ΔＬ×Ｔ×Ｎ＋ΔＴ×（Ｎ−１）
Ｎ−１＞＝ΔＷ／ΔＳ
式（２） 主走査方向を幅方向とした場合のルートに要する時間を求める式
ΔＷ×Ｔ×Ｎ＋ΔＴ×（Ｎ−１）
Ｎ−１＞＝ΔＬ／ΔＳ
ただし、 ΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１、
Ｔ＝主走査方向の単位距離当たりの走査（移動）時間
Ｎ＝はんだ部分を主走査する回数
ΔＷ＝Ｗ２−Ｗ１
ΔＳ：副走査の移動範囲には、センサ３が主走査のときに基板１上のはん
だを測定可能な副走査方向の範囲、つまり検出幅
ΔＴ＝一副走査に要する時間（検出幅を移動する時間）
Ｎ−１＝はんだ部分を副走査する回数
【００３７】
（ハ）ルート決定
測定ルート決定手段１１は、上記式（１）の値と、式（２）の値を比較し、小さい方の値における式を採用し、つまりルートを決定し、その計算に用いた主走査方向を採用する。また、採用した主走査方向と、採用した式における主走査回数Ｎ、副走査回数Ｎ−１を移動制御部４ａに通知し、決定したルートを走査させる。またセンサ３の向きを主走査方向とする。
【００３８】
簡単に実験的な数値例を示す、主走査方向を５００ｍｍ、副走査方向を１５０ｍｍした場合と、逆に主走査方向を１５０ｍｍ、副走査方向を５００ｍｍした場合とで比較すると、主走査方向の移動速度１６４ｍｍ／ｓｅｃ、副走査時間０．３ｓｅｃとすると、前者の測定時間が後者の測定時間の約７割の時間で済む。
【００３９】
補正手段６は、測定制御手段４から出力される測定値をセンサ３の向きに対応した補正値を回転誤差補正値記憶手段６から読み出して補正する。測定ルート決定手段１１が決定したセンサ３の向き（或いは主走査方向）に対応して、回転機構部５ｃの回転誤差に応じたセンサ３の測定誤差を補正するためのものである。補正の対象は、例えば、測定値がはんだ位置（基板位置）に対応して変位データで表される場合の、そのはんだ位置を回転誤差分補正するものである。つまり、変位データの座標を補正することになる。回転誤差補正値記憶手段７には、例えば、センサ３の向きがＸ軸方向の場合の補正値とＹ軸方向の場合の補正値の双方、或いは一方を記憶する。補正値は、予め試験によって得たものが用いられるが、例えば、センサ３の向きがＸ軸方向の場合の測定値が予め校正されていれば、Ｘ軸方向に対する補正値は不要であり、センサ３の向きがＹ軸方向の場合補正するために、Ｙ軸方向に対する補正値だけを記憶しておけば良い。
【００４０】
判定用データ生成手段８は、補正手段６で補正された測定値（一旦、図示しない記憶手段に記憶しておく。）を受けて、フィルタ、はんだブリッジやはんだパターンエッジ等の繊細パターンを識別する感度を示す数々の所定の画像パラメータ値を基に、測定値を各印刷はんだ箇所の印刷はんだ量を表す判定用データに加工処理する。また、判定用データ生成手段８は、印刷はんだ箇所における高さ、面積及び／又は体積等の演算を行う演算する手段等を有している。そして、判定用データとして、印刷はんだ箇所におけるはんだ量を表す要素となるデータであって、それぞれのはんだ箇所の高さ、面積、体積、及び欠損（存在すべきはんだ量が無い状態の検出）等を出力する。なお、基板１の良否を判定するには上記の画像の全てを必要とするとは限らないが、高さ、面積、体積、欠損の内、少なくともいずれか１つは不可欠である。
【００４１】
この判定用データ生成手段８が出力する判定用データも、この発明では、はんだの形状を表す測定値である。なお、上記では、補正手段６は、判定用データ生成手段８の前に入っていたが、判定用データ生成手段８の後に入れて、判定用データを補正するようにしても良い。
【００４２】
なお、判定用データ生成手段８は、はんだ状態を面積や体積に換算して評価すためのものであり、単純に高さだけで評価する場合は、無くてもよい。ただし、この場合、後記する基準データは、高さについての基準データであり、判定手段１０は、はんだ状態の高さについて、良否判定を行うことになる。
【００４３】
データ形式変更手段９は、判定用データ生成手段８が出力する判定用データの配列座標を、測定ルート決定手段１１が決定したセンサ３の向き（主走査方向）に対応して変換する。言い換えると、測定ルート決定手段１１が決定する前の設計情報記憶手段１３に記憶されている基板１の外形寸法の方向に合わせる。
【００４４】
次に、その理由を説明する。装置内部の要部、例えば、測定値を記憶する記憶手段（不図示）や判定用データ生成手段８では、測定を行う方向が主走査方向であるからその主走査方向を基準として測定値を取り扱う。したがって、測定ルート決定手段１１により主走査方向が変更されると、測定値の配列座標が元々設計情報記憶手段１３に記憶されていた基板１の座標（幅と長さの関係）と異なってしまう。つまり、判定用データ（測定値）は、例えば予め設計情報記憶手段１３に記憶されていた設計値である基準データと比較されて、はんだの形成状態の良否判定を行われるが、センサ３の向きが変わった場合は測定値の配列が変わってしまうので基準データの配列と異なってしまい判定の比較が行えない。そこで、判定用データ（測定値）の配列座標を変換する。但し、判定手段１０が、判定するだけであれば、判定用データの配列座標を変換するのではなく、基準データの配列座標を変換しても良い。
【００４５】
しかし、設計情報記憶手段１３に記憶された基板１の配置位置は、操作者が、観察上、希望した配置位置であり、その基準データであるからして、かつ主走査方向の変更は、測定上の都合の問題だから、判定用データ（測定値）の方を座標変換することが好ましい。
【００４６】
判定手段１０は、データの配列座標を合わせた、はんだ箇所毎の判定用データ（測定値）と基準データとを比較し、良否判定を行う。このとき、判定用データと基準データはそれぞれはんだ位置に対応したデータであるので、判定手段１０は読出部により、同一位置ににおける判定用データと基準データを読み出して比較することにより、良否判定を行う。読出部は、図１では、便宜上、判定手段１０内に入れたが、この限りではない。なお、判定手段１０が出力するときは、回転機構部５ｃが回転していた場合は、その回転に合わせて、配列座標を変換することが好ましい。これは、後記するユーザインタフェース１２で行っても良い。
【００４７】
表示制御手段１２ａは、判定手段１０による判定結果と設計情報記憶手段１３に記憶されているレイアウト（基板１の配置、寸法、はんだ位置）に対応付けて表示手段１２ｂへ表示させる。その表示例を図５の右下段に示す。その表示例において、判定結果は、全体の判定結果であり、例えば、ＮＧ（否）を表示し、レイアウト中にＮＧとされた箇所を黒く表示している。この表示からしても、上記データ形式変更手段９は、判定用データ側の配列座標を変換することが望ましい。
【００４８】
設計情報記憶手段１３が記憶している内容の概要は、上記に一部説明済みなので、説明していない部分について説明する。設計情報記憶手段１３は、上記判定用データと同じ種類の設計値、つまり、はんだ箇所の高さ、面積、体積、及び欠損についての設計値を基準データとして、かつ基板１が検査位置に配置される方向に対応した座標上のデータとして記憶されている。実用上は、設計情報記憶手段１３は、検査対象とする基板１の種類毎にレイアウト（基板１の配置図、寸法、はんだ位置等）を記憶し、検査開始のときは、基板１の種類リストを表示手段１２ｂに表示し、操作手段１２ｃで選択可能にされている。
【００４９】
ユーザインタフェース１２は、表示制御手段１２ａ、表示手段１２ｂ及び、操作手段１２ｃで構成されるが、その主要動作について上記した通りであるが、使い方について説明する。一般に、基板１は搬送機構で搬送されて、検査位置で停止し、そこで、移動機構部５（移動機構部５と搬送機構の一部は、兼用可能である。）によって走査されて検査される。そうしたとき、操作者にとっては、搬送機構上の基板１の配置或いは検査位置における基板１の配置と、表示手段１２ｂにおける画像としての基板１の配置とは、同じであることが望ましい。例えば、検査中、表示上にＮＧのはんだ箇所が表示されたとき、基板１の異常箇所を確認しやすい。図５の表示例は、模式的に示したものであるが、実際の基板１のはんだ箇所やその異常部分は、非常に小さいため、実物の配置と画像の配置とが一致することがより有効である。
【００５０】
上記構成における、測定制御手段４、補正手段６、判定用データ生成手段８、データ形式変更手段９、判定手段１０、測定ルート決定手段及び表示制御手段１２ａは、ＣＰＵ及びそのＣＰＵに上記説明の機能を動作させるためのプログラムを記憶したメモリ（ＲＯＭ）、及び上記機能動作過程でデータを貯えるメモリ（ＲＡＭ）等で構成される。設計情報記憶手段１３及び回転誤差補正値記憶手段７はメモリで構成され、ＣＰＵで管理される。
【００５１】
次に、実施形態の主な動作の一連の流れを、図５を基に説明する。
（イ）予め設計情報記憶手段１３に、検査位置に配置された状態における基板１のレイアウトとして、寸法を含む外形情報、基板１上のはんだ部分の位置情報を記憶しておく。さらに、前記レイアウトにおける基準データ（はんだの高さ、面積、体積、欠損）を記憶しておく。ここでの例としては、図５に示すように、基板１の長さ方向をＹ軸方向とし、幅方向をＸ軸方向として説明する。
【００５２】
（ロ）測定ルート決定手段１１が、設計情報記憶手段１１からのレイアウトを受けてはんだ部分の位置情報と外形寸法と比較し、はんだ部分の位置（範囲）が、外形寸法より小さい場合は、はんだ部分を走査対象と決定し、はんだ部分の位置（範囲）が外形寸法とほぼ同じであれば、外形寸法そのものを走査対象と決定する。例として、前者に決定されたものとする。
【００５３】
（ハ）さらに測定ルート決定手段１１は、はんだ部分の位置情報（幅Ｗ１〜Ｗ２、長さＬ１〜Ｌ２）を基に、上記式（１）及び式（２）の計算を行って、主走査方向とセンサ３の向きを決定する。この場合は、例としてＸ軸方向を主走査方向、かつセンサ３の向きと決定する。
【００５４】
（ニ）測定手段１００は、移動制御部４ａを介して、移動機構部５に対して、センサ３の向きを９０度回転してＸ軸方向に変更させ、かつ主走査方向をＸ軸方向、副走査方向をＹ軸方向として、はんだ部分（幅Ｗ１〜Ｗ２、長さＬ１〜Ｌ２）の範囲を走査させて、基板１の表面の高さ（変位）を測定する。主走査方向を基準とした座標配列で測定値を出力する（このとき、記憶させておいても良い。）。
（ホ）補正手段６は、測定手段１００からの測定値を回転誤差補正値記憶手段７に記憶されている９０度回転における補正値を読み出して補正する。
【００５５】
（ヘ）判定用データ生成手段８は、補正された測定値を基に、はんだの高さ、面積、体積等のはんだ量を判定用データ表す判定用データを生成する（図５には不図示）。補正手段６から出力される測定値、或いは判定用データ生成手段８から生成される判定用データの配列座標は、主走査方向がＸ軸方向なので、図５の補正手段６の出力に模式的に表したように、設計情報記憶手段１３の基準データの配列座標と、９０度異なる。
【００５６】
（ト）データ形式変更手段９は、判定用データ生成手段８からの判定用データの配列座標を、図５に示すようにＹ軸方向に９０度、座標変換し、基準データの配列座標に合わせる。
（チ）判定手段１０は、座標変換された判定用データと基準データを比較し、はんだ箇所毎の良否、基板１全体としての良否判定を行う。
（リ）表示手段１２ｂは、判定結果を設計情報記憶手段１３のレイアウトにしたがって基板１を表示するとともに、併せて判定結果を同時表示する。図５の表示例では、黒部分のはんだ箇所がＮＧ（否）で、全体の判定結果もＮＧと表示している。
【００５７】
［他の実施形態］
図７を基に他の実施形態を示す。図１の実施形態では、回転誤差補正を測定値に対して補正をかけ、判定手段１０は、同一位置にある補正された測定値（或いは判定用データ）と基準データを読み出して判定していたが、図７ので実施形態では、判定手段１０が判定するときに、基準データと判定用データとの位置合わせを行って、判定するようにしたものである。図７において、図１と同じ符号の要部は、同じ機能を有する。以下、図７を基に、図１と異なる構成、動作について説明する。
【００５８】
図７において、基準位置補正手段６ａは、測定手段１００から基板１に付されていた認識マーク位置の情報を受領し、その位置を回転誤差補正値記憶手段７からの補正値で補正する。なお、測定手段１００は、受光量を基に認識マーク位置（設計値上の基準位置であり、基準データの基準位置でもある。）を各特定し、位置の情報を出力する。以下、模擬的に測定値や基準データの表示を（ｘ、ｙ、ｚ）で表して説明する（ｘ、ｙは座標情報、ｚは変位データ）。補正前の認識マーク位置を（０、０、１）とすれば、例えば補正値（１０、０、１）で補正してその補正された値（１０、０、１）を判定手段へ、新たな基準位置として送る。
【００５９】
判定手段１０は、座標補正＆読出部を有する。座標補正＆読出部は、基準データの在る範囲、例えば、（０、０、１）から在る位置（１０、１０、１）の面積を、対応する位置にある判定用データと比較、判定する場合、基準位置補正手段６ａから受けた新たな基準位置（１０、０、１）を基に、基準データの範囲（０、０、１）〜（１０、１０、１）を変換し、補正した範囲（１０、０、１）〜（２０、１０、１）を求める。そして、判定手段１０は、判定用データ生成手段８から、この補正した範囲（１０、０、１）〜（２０、１０、１）における測定値の面積（はんだされた箇所数、つまりｚが０以外の値のドット数）を読み出し、基準データの（０、０、１）〜（１０、１０、１）の範囲における面積と比較し、判定する。なお、上記説明で、基準データと判定用データの関係を変えても、原理は同じである。
【００６０】
つまり、図７の実施形態は、基準位置補正手段６ａによって、補正用変換座標を生成し、
判定手段１０が、その補正用変換座標を基に、対応する座標にある基準データと判定用データを読み出して比較、判定する。
【００６１】
図７の実施形態では、回転誤差を補正した座標を基に、判定用データを読み出す構成にしたので、図１の実施形態における測定値の座標を変換した場合に比べ、処理速度が速くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態の機能ブロックを説明するための図である。
【図２】図１の実施形態における移動機構部を説明するための模式的な構造図である。
【図３】図２の移動機構部に含まれる回転機構部を説明するための模式的な構造図（正面図）である。
【図４】図２の移動機構部に含まれる回転機構部を説明するための模式的な構造図（側面図）である。
【図５】図１における情報（測定値、データを含む）の流れと測定値やデータの配列方向を説明するための図である。
【図６】基板及びはんだ部分と主走査の方向との関係を説明するための図である。
【図７】他の実施形態の機能ブロックを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基板（プリント板）、 ２ 移動台（搬送機構）、 ３ センサ、 ４ 測定制御手段、 ４ａ 移動制御部、 ５ 移動機構部、 ５ｃ 回転機構部、 ６ 補正手段、 ７ 回転誤差補正値記憶手段、 ８ 判定用データ生成手段、 ９ データ形式変更手段、 １０ 判定手段、 １２ ユーザインタフェース、 １２ａ 表示制御手段、 １２ｂ 表示手段、 １２ｃ 操作手段、 １３ 設計情報記憶手段
【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はんだ印刷装置等で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、検査する印刷はんだ検査装置に関する。特に、搬送されてきたプリント板のはんだ位置情報（或いはその範囲）を基に、非接触センサの向き及び走査のルート（方向）を決定して、より効率的な、そして迅速な測定を行う技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷はんだ検査装置としては、基板（以下、プリント板を単に「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）。
【０００３】
このような検査装置（方法）においては、一般に、基板を一定方向から搬送させて所定の検査位置で停止させて、そこで、センサ又は／及び基板をＸステージ及びＹステージ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の各方向への移動台と移動手段）を用いて走査して（相対的な走査を行って）測定するが、走査方向には、主走査と主走査に直交する方向へ走査する副走査があり、主走査のときに測定を行い、副走査は、センサを現在の主走査位置から次の主走査を行うべき位置へずらす為に行われ、そのずらす範囲は、主走査のときセンサによって検出できる副走査方向の検出幅に相当する。
【０００４】
このような検査装置（方法）においては、センサの向きや、測定が行われる主走査方向は、基板の寸法等の形状、又は、はんだ箇所の位置やその範囲に関わらず、例えば、Ｙ方向であれば、Ｙ方向に一定にした状態で測定、検査されていた。
【０００５】
【特許文献１】特許３５３７３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１のように。センサ及び主走査方向が一定方向に固定されている場合は、例えば、図６（ａ）のように基板が主走査方向に長く、はんだ箇所が主走査方向に対して直交する方向に広がっていると、副走査による走査の軌跡が長くなり（主走査の回数が多くなる。）、測定速度が遅くなってしまう問題があった。
【０００７】
これを解決するには、基板の方向を９０度変更することが考えられるが、どのような大きさの基板でも、方向を変えるプリント基板回転機構を備え、回転できるようにするには、規模が大きくなる問題があった。
【０００８】
また、図６（ｃ）のようにはんだ箇所の面積だけを走査すると言うことも考えられるが、これは主走査方向にはんだの無い空きスペースが多い場合に有効な方法であるが、それだけでは、いろいろな形状のはんだ箇所の面積に対して有効な解決方法を提供するものとは言えない。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良するものであって、規模の小さなセンサの方向を可変できる構成にして、少なくとも、基板のはんだ箇所を知って、実効のある測定ルート（センサの移動軌跡）にしたがって測定することにより、迅速に測定、検査を行える技術の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するため、解決する手段を次のような趣旨で構成した。
【００１１】
（１）基板が配置（特に、縦と幅の方向）された状態におけるはんだの配置情報を知って、実効的により短時間に測定できる走査のルート（特に、特定を伴う主走査の方向）を決定し、その走査のルートにしたがって、基板の配置をそのままに、測定する。
【００１２】
（２）そのままでは、センサの向きと主走査方向が変わってしまうので、それに起因したエラーが出る可能性がある。特に、光による測定では、光を当てる角度方向が変わるので、センサそのものの感度へ影響してくる。そこで、センサの向きも主走査方向の変更に対応して変更できる回転機構を準備する。（３）但し、回転機構の角度誤差等によりセンサによる特定値への影響が考えられるので、これを補正する。これは、機構的なものに起因した誤差であるから補正は可能である。
【００１３】
また、（４）センサが回転すると測定値の配列（座標）が変わってしまうが、装置内部では、その変わった配列のまま取り扱われる。しかし、測定値は、例えば予め設計値である基準データと比較されて、はんだの形成状態の良否判定を行われるが、途中で測定値の配列が変わってしまうと基準データの配列と異なってしまい判定の比較が行えないので、測定値又は基準データのいずれかの配列座標を変換したうえで、比較判定を行う。
【００１４】
さらに、（５）上記（４）では、測定値又は基準データのいずれかの配列を変換するとしたが、好ましくは、測定値の方の配列を元の基板の配置なるよう変換することが望ましい。つまり、基板は搬送機構で搬送され所定の検査位置に停止して検査され、その検査の判定結果を基板とともに表示する。そのとき、ユーザは、自分が見たい方向に基板の方向を搬送機構へ設定するので、測定中に上記のように方向を変えて測定した場合であっても、基板の方向とデータの判定結果とを対応して表示することが好ましい。
【００１５】
なお、主走査又は副走査の「走査」とは、基板とセンサの位置関係の相対的移動である。したがって、「センサを主走査する、或いは副走査する。」と表現することがあっても、基板を固定にしてセンサを移動させて走査する場合も、センサを固定して基板を移動させて走査する場合も、本発明の範疇である。副走査も同様に同じ意味に解釈されるものとする。
【００１６】
具体的には、請求項１に記載の発明は、配置されたプリント板の表面に光を照射させ、その反射光を受光するセンサ（３）と該センサを該プリント板に対して相対的に走査する移動機構部（５）とを有し該センサの出力を基に該プリント板表面の各位置における高さを含む測定値を取得する測定手段（１００）と、該測定値に基づいてはんだの印刷状態を判定する判定手段（１０）とを備えた印刷はんだ検査装置において、
前記プリント板の少なくとも外形情報を受けて、前記配置されたプリント板上を走査するルートを決定する測定ルート決定手段（１１）を備え、さらに、前記移動機構部は、前記センサの向きをプリント板表面と平行な平面内で回転させる回転機構部（５ｃ）を有し、該測定ルート決定手段が決定した前記ルートで、かつ該センサの向きを該ルートに応じて合わせて、前記走査を行うことを特徴とする。
【００１７】
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、前記回転機構部による前記センサの向きの回転角度は、略９０度にされており、前記移動機構部は、前記走査として、測定するために該センサの相対位置を移動させる主走査と、該主走査の位置を該主走査方向と直交する方向に移動させるための副走査とを交互に行う構成であって、
前記測定ルート決定手段は、さらにはんだ部分の位置情報を受けて、前記配置されたプリント板の前記はんだ部分に対する、前記主走査方向と主走査の回数を算出し、それを基に短時間に走査可能なルートを決定し、決定したルートにおける主走査方向を前記センサの向きとして決定する構成とした。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記センサの回転角度に対応する補正値を予め記憶する回転誤差補正値記憶手段（７）と、
前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応した補正値を前記誤差補正値記憶手段から読み出して、前記測定手段が前記センサを用いて測定した測定値を、補正する補正手段（６）とを備えた。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記プリント板が検査位置に配置された状態における、前記プリント板の外形寸法が含まれる前記外形情報及び前記はんだの位置情報、並びに前記判定手段が判定するときに用いる基準データを記憶する設計情報記憶手段（１３）と、
前記測定手段からの測定値又は前記設計情報記憶手段から読み出した基準データのいずれかを、前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応して配列を置換して前記判定手段に送るデータ形式変更手段（９）とを備えた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。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、２又は４に記載の発明は、センサを回転させる回転機構部を有し、基板の外形情報、さらにははんだの位置情報から実効的な走査のルート（センサの軌跡）を求めて、その走査のルートにしたがって、センサの向き及び走査の仕方を決定し、測定できる構成なので、つまり、有効な短い走査のルートにしたがって、測定を実施できることから、迅速な測定が行える。
【００２１】
請求項３によれば、回転機構部によるセンサの回転によって生ずる誤差が補正できるので、センサの方向を変えても精度の良い測定が行える。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、データ形式変更手段により、センサの向きを変更した場合には測定値の方の配列を変更すれば、ユーザが設定した基板の配置に対応した測定結果、判定結果が得られるので、これらを表示した場合は、ユーザの希望に沿った配置で観測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態を図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施形態の構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１の移動機構部５を説明するための模式的な構造図である。図３及び図４は、図２の移動機構部５に含まれる回転機構部５ｃを説明するための模式的な構造図である。図５は、図１における情報（測定値、データを含む）の流れと測定値やデータの配列方向を説明するための図である。図６は、基板１及びはんだ部分と主走査の方向との関係を説明するための図である。図７は、他の実施形態を説明するための図である。
【００２４】
図１において、センサ３、移動台２及びセンサ３をプリント板１（以下。基板１と言う。）に対して相対的に移動走査させる移動機構部５、及び移動機構部５に対して基板１のレイアウトを基に、基板１の上を移動制御部４ａを介して走査させる測定制御手段４によって、測定手段１００を構成している。
【００２５】
図１における上記、測定手段１００は、いわば、三角測量によるレーザ変位計の例であって、センサ３は、基板１に対して移動機構部５によって走査されながらＸ軸又はＹ軸の方向にレーザを照射可能なレーザ光源と、基板１からの反射光を受光する受光手段からなり、特にはんだが印刷されたはんだ箇所の変位、つまり印刷はんだ箇所の高さ（Ｚ軸方向）をその印刷はんだ箇所の位置と対応づけて測定する。そのときはんだ面からは、位置に対応した受光量（輝度）も得られる。レーザ変位計としての詳細の動作説明は省くが、原理としては、同一出願人が出願している特開平３−２９１５１２号公報のものがある。
【００２６】
測定制御手段４は、検査対象である基板１を設計したときの印刷はんだ箇所或いはレジスト箇所等のレイアウト（図５に模式的に示したものを示す。）が後記する設計情報記憶手段１３に記憶されているので、そのレイアウトを受けて、そのレイアウトに沿って相対的にセンサ３に対して基板１の表面を走査させて測定を行わせ、センサ３が検出した基板１の変位量及び／又は受光量（高さ方向の測定値）を測定値として出力する（測定値として記憶手段に記憶させても良い）。上記相対的な走査として、次の（ａ）〜（ｃ）のように幾つかの方法があり、いずれの場合でも、本実施形態に適用できる。（ａ）センサ３が固定で移動台２をＸ軸及びＹ軸上に移動させる。（ｂ）センサ３をＸ軸上を移動させ、移動台２をＹ軸上を移動させる（特許文献１を参照）。或いはその逆。（ｃ）移動台２を検査時は固定し、センサ３だけＸ軸及びＹ軸上に移動させる。ここでは、簡単のため、上記（ｃ）を採用して説明する。
【００２７】
移動機構部５は、例えば、図２に示すように二つのＸ軸ステージ５ｂで、センサ３を含むＹ軸ステージ５ａを紙面と直交する方向、つまりＸ軸方向にモータで移動させ、Ｙ軸ステージ５ａはセンサ３ａを紙面と平行方向、つまりＹ軸方向にモータで移動する。これらの制御は、移動制御部４ａが制御する。
【００２８】
Ｙ軸ステージ５ａには、センサ３を保持するとともに、センサ３の向きをＸ軸方向、Ｙ軸方向のいずれにも回転可能に（つまり、少なくとも略９０度回転可能に）する回転機構部５ｃを備えている。
【００２９】
回転機構部５ｃは、図３に示すようにギヤ５ｃａの一方に固定されたセンサ３をギヤ５ｃａの他方をモータ５ｃｂで回転させることにより、基板１に平行な平面に対するセンサ３の向きを変更する。例えば、図３で、センサ３がＹ軸方向に向いていたのを図４のようにＸ軸方向に向きを略９０度変更できる構成にしてある。図３及び図４のＹ軸方向、Ｘ軸方向は、基板１を基準に表示したものである。
【００３０】
測定制御手段４は、移動制御部４ａに対して、上記のような移動機構部５を用いてセンサ３を、基板１上を走査（以下、センサ３を表現することなく単に「走査」と言うことがある。「主走査」「副走査」の場合も同じ。）させて、測定を行う。そのときの走査には、測定を行うための主走査と、主走査の位置を主走査方向と直交する方向にずらすだけの副走査（副走査中は、測定しない。）との２種類があり、これを交互に繰り返して測定を行う。このときの副走査の移動範囲には、センサ３が主走査のときに基板１上のはんだを測定可能な副走査方向の範囲（いわば、検出幅。）含んでいる。一主走査の移動範囲は、例えば、基板１の寸法により、主走査方向を図６（ａ）のように走査するか、図６（ａ）とは直交する図６（ｂ）のように走査するかで、さらに、はんだ箇所の実効的な範囲により図６（ｃ）のように走査するか、図６（ｄ）のように走査するかで、大きく異なってくる。一副走査の移動範囲は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）に関わらず、ほぼ一定であるので、予め決めておくことができる（副走査のときは、測定を行わないため。）。
【００３１】
本実施形態では、移動制御部４ａは、主走査方向を図６（ａ）或いは図６（ｂ）のいずれにも変更できる構成、つまり、基板１に対してＸ軸方向、Ｙ軸のいずれをも採りうる構成とされている。この場合、センサ３の主走査方向を変更すると、測定する方向が変わり、そのままでは、測定方向とセンサ３の光（レーザ）の方向が変わってしまうので、センサ３による誤差が出る可能性がある。そこで、移動制御部４ａは、主走査方向が変わったときは、走査開始前に、回転機構部５ｃに対して、センサ３の向きを主走査方向の変更に合わせて変更させる。
【００３２】
測定ルート決定手段１１は、後記する設計情報記憶手段１３に記憶されている基板１の寸法を含む外形情報、及びはんだ箇所の位置（はんだ箇所の集合範囲である、はんだ部分の位置）を含むはんだの位置情報を基に、走査時間が最短時間となる走査のルートを求めて、求めたときの主走査の方向及びセンサの向きを決定し（当然ながら副走査方向も決定される。）、前記移動制御部４ａに対して、通知し、そのルートでの走査を実行させる。
【００３３】
測定ルート決定手段１１による最短時間のルート決定は、例えば、次のように行う。先ず前提として、基板１の外形情報は、検査位置に配置された状態、つまり、基板１の幅の方向及び長さの方向がＸ軸方向とＹ軸方向に固定された状態における、寸法が含まれている。この寸法は、測定時のはんだ位置の寸法出しの基準となる認識マークの位置の寸法であり、認識マークは基板１に予め、センサ３で認識可能に付されている。また、外形寸法が幅Ｗ、長さＬで、はんだ部分の位置が幅Ｗ１〜Ｗ２（Ｗ＞Ｗ２＞Ｗ１）に亘り、長さがＬ１〜Ｌ２（Ｌ＞Ｌ２＞Ｌ１）に亘るものとする。
【００３４】
（イ）有効な走査範囲を決定する。（図６（ｃ）又は図６（ｄ）を選択）
測定ルート決定手段１１は、はんだ部分の幅Ｗ２−Ｗ１が、基板１の幅Ｗより小さい場合は、幅Ｗ２−Ｗ１を幅方向の測定対象範囲とする。幅Ｗ２−Ｗ１と幅Ｗが近い場合は、幅Ｗを測定対象範囲としてもよい。同様にはんだ部分の長さＬ２―Ｌ１が基板１の長さＬより小さい場合は、長さＬ２―Ｌ１を長さ方向の測定範囲とし、長さＬ２―Ｌ１と長さＬが近い場合は、長さＬを測定範囲としても良い。このように、測定に有効なはんだ部分を選択し測定できるようにしたので、実効的に測定時間を短縮化できる。なお、上記有効な走査範囲を特に決定せず、基板１の幅Ｗ、長さＬを幅Ｗ２−Ｗ１、長さＬ２―Ｌ１の代わりに用いても、下記の演算により基板１の縦又は横のいずれ有効な方を主走査方向と決定できるので、それだけでも本発明の範疇である。
【００３５】
以下の説明では、はんだ部分の幅Ｗ２−Ｗ１と長さＬ２―Ｌ１の範囲を測定対象範囲として選択した例で説明する。
【００３６】
（ロ）各走査のルートにおける測定時間を演算する（図６（ｃ）と図６（ｄ）とを比較検討し、いずれかを選択）。
測定ルート決定手段１１は、次の計算を行う。ただし、実際の計算には、各走査時間には、主走査と副走査を切り替えるため、各助走時間を考慮する必要がある。
式（１） 主走査方向を長さ方向とした場合のルートに要する時間を求める式
ΔＬ×Ｔ×Ｎ＋ΔＴ×（Ｎ−１）
Ｎ−１＞＝ΔＷ／ΔＳ
式（２） 主走査方向を幅方向とした場合のルートに要する時間を求める式
ΔＷ×Ｔ×Ｎ＋ΔＴ×（Ｎ−１）
Ｎ−１＞＝ΔＬ／ΔＳ
ただし、 ΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１、
Ｔ＝主走査方向の単位距離当たりの走査（移動）時間
Ｎ＝はんだ部分を主走査する回数
ΔＷ＝Ｗ２−Ｗ１
ΔＳ：副走査の移動範囲には、センサ３が主走査のときに基板１上のはん
だを測定可能な副走査方向の範囲、つまり検出幅
ΔＴ＝一副走査に要する時間（検出幅を移動する時間）
Ｎ−１＝はんだ部分を副走査する回数
【００３７】
（ハ）ルート決定
測定ルート決定手段１１は、上記式（１）の値と、式（２）の値を比較し、小さい方の値における式を採用し、つまりルートを決定し、その計算に用いた主走査方向を採用する。また、採用した主走査方向と、採用した式における主走査回数Ｎ、副走査回数Ｎ−１を移動制御部４ａに通知し、決定したルートを走査させる。またセンサ３の向きを主走査方向とする。
【００３８】
簡単に実験的な数値例を示す、主走査方向を５００ｍｍ、副走査方向を１５０ｍｍした場合と、逆に主走査方向を１５０ｍｍ、副走査方向を５００ｍｍした場合とで比較すると、主走査方向の移動速度１６４ｍｍ／ｓｅｃ、副走査時間０．３ｓｅｃとすると、前者の測定時間が後者の測定時間の約７割の時間で済む。
【００３９】
補正手段６は、測定制御手段４から出力される測定値をセンサ３の向きに対応した補正値を回転誤差補正値記憶手段６から読み出して補正する。測定ルート決定手段１１が決定したセンサ３の向き（或いは主走査方向）に対応して、回転機構部５ｃの回転誤差に応じたセンサ３の測定誤差を補正するためのものである。補正の対象は、例えば、測定値がはんだ位置（基板位置）に対応して変位データで表される場合の、そのはんだ位置を回転誤差分補正するものである。つまり、変位データの座標を補正することになる。回転誤差補正値記憶手段７には、例えば、センサ３の向きがＸ軸方向の場合の補正値とＹ軸方向の場合の補正値の双方、或いは一方を記憶する。補正値は、予め試験によって得たものが用いられるが、例えば、センサ３の向きがＸ軸方向の場合の測定値が予め校正されていれば、Ｘ軸方向に対する補正値は不要であり、センサ３の向きがＹ軸方向の場合補正するために、Ｙ軸方向に対する補正値だけを記憶しておけば良い。
【００４０】
判定用データ生成手段８は、補正手段６で補正された測定値（一旦、図示しない記憶手段に記憶しておく。）を受けて、フィルタ、はんだブリッジやはんだパターンエッジ等の繊細パターンを識別する感度を示す数々の所定の画像パラメータ値を基に、測定値を各印刷はんだ箇所の印刷はんだ量を表す判定用データに加工処理する。また、判定用データ生成手段８は、印刷はんだ箇所における高さ、面積及び／又は体積等の演算を行う演算する手段等を有している。そして、判定用データとして、印刷はんだ箇所におけるはんだ量を表す要素となるデータであって、それぞれのはんだ箇所の高さ、面積、体積、及び欠損（存在すべきはんだ量が無い状態の検出）等を出力する。なお、基板１の良否を判定するには上記の画像の全てを必要とするとは限らないが、高さ、面積、体積、欠損の内、少なくともいずれか１つは不可欠である。
【００４１】
この判定用データ生成手段８が出力する判定用データも、この発明では、はんだの形状を表す測定値である。なお、上記では、補正手段６は、判定用データ生成手段８の前に入っていたが、判定用データ生成手段８の後に入れて、判定用データを補正するようにしても良い。
【００４２】
なお、判定用データ生成手段８は、はんだ状態を面積や体積に換算して評価すためのものであり、単純に高さだけで評価する場合は、無くてもよい。ただし、この場合、後記する基準データは、高さについての基準データであり、判定手段１０は、はんだ状態の高さについて、良否判定を行うことになる。
【００４３】
データ形式変更手段９は、判定用データ生成手段８が出力する判定用データの配列座標を、測定ルート決定手段１１が決定したセンサ３の向き（主走査方向）に対応して変換する。言い換えると、測定ルート決定手段１１が決定する前の設計情報記憶手段１３に記憶されている基板１の外形寸法の方向に合わせる。
【００４４】
次に、その理由を説明する。装置内部の要部、例えば、測定値を記憶する記憶手段（不図示）や判定用データ生成手段８では、測定を行う方向が主走査方向であるからその主走査方向を基準として測定値を取り扱う。したがって、測定ルート決定手段１１により主走査方向が変更されると、測定値の配列座標が元々設計情報記憶手段１３に記憶されていた基板１の座標（幅と長さの関係）と異なってしまう。つまり、判定用データ（測定値）は、例えば予め設計情報記憶手段１３に記憶されていた設計値である基準データと比較されて、はんだの形成状態の良否判定を行われるが、センサ３の向きが変わった場合は測定値の配列が変わってしまうので基準データの配列と異なってしまい判定の比較が行えない。そこで、判定用データ（測定値）の配列座標を変換する。但し、判定手段１０が、判定するだけであれば、判定用データの配列座標を変換するのではなく、基準データの配列座標を変換しても良い。
【００４５】
しかし、設計情報記憶手段１３に記憶された基板１の配置位置は、操作者が、観察上、希望した配置位置であり、その基準データであるからして、かつ主走査方向の変更は、測定上の都合の問題だから、判定用データ（測定値）の方を座標変換することが好ましい。
【００４６】
判定手段１０は、データの配列座標を合わせた、はんだ箇所毎の判定用データ（測定値）と基準データとを比較し、良否判定を行う。このとき、判定用データと基準データはそれぞれはんだ位置に対応したデータであるので、判定手段１０は読出部により、同一位置ににおける判定用データと基準データを読み出して比較することにより、良否判定を行う。読出部は、図１では、便宜上、判定手段１０内に入れたが、この限りではない。なお、判定手段１０が出力するときは、回転機構部５ｃが回転していた場合は、その回転に合わせて、配列座標を変換することが好ましい。これは、後記するユーザインタフェース１２で行っても良い。
【００４７】
表示制御手段１２ａは、判定手段１０による判定結果と設計情報記憶手段１３に記憶されているレイアウト（基板１の配置、寸法、はんだ位置）に対応付けて表示手段１２ｂへ表示させる。その表示例を図５の右下段に示す。その表示例において、判定結果は、全体の判定結果であり、例えば、ＮＧ（否）を表示し、レイアウト中にＮＧとされた箇所を黒く表示している。この表示からしても、上記データ形式変更手段９は、判定用データ側の配列座標を変換することが望ましい。
【００４８】
設計情報記憶手段１３が記憶している内容の概要は、上記に一部説明済みなので、説明していない部分について説明する。設計情報記憶手段１３は、上記判定用データと同じ種類の設計値、つまり、はんだ箇所の高さ、面積、体積、及び欠損についての設計値を基準データとして、かつ基板１が検査位置に配置される方向に対応した座標上のデータとして記憶されている。実用上は、設計情報記憶手段１３は、検査対象とする基板１の種類毎にレイアウト（基板１の配置図、寸法、はんだ位置等）を記憶し、検査開始のときは、基板１の種類リストを表示手段１２ｂに表示し、操作手段１２ｃで選択可能にされている。
【００４９】
ユーザインタフェース１２は、表示制御手段１２ａ、表示手段１２ｂ及び、操作手段１２ｃで構成されるが、その主要動作について上記した通りであるが、使い方について説明する。一般に、基板１は搬送機構で搬送されて、検査位置で停止し、そこで、移動機構部５（移動機構部５と搬送機構の一部は、兼用可能である。）によって走査されて検査される。そうしたとき、操作者にとっては、搬送機構上の基板１の配置或いは検査位置における基板１の配置と、表示手段１２ｂにおける画像としての基板１の配置とは、同じであることが望ましい。例えば、検査中、表示上にＮＧのはんだ箇所が表示されたとき、基板１の異常箇所を確認しやすい。図５の表示例は、模式的に示したものであるが、実際の基板１のはんだ箇所やその異常部分は、非常に小さいため、実物の配置と画像の配置とが一致することがより有効である。
【００５０】
上記構成における、測定制御手段４、補正手段６、判定用データ生成手段８、データ形式変更手段９、判定手段１０、測定ルート決定手段及び表示制御手段１２ａは、ＣＰＵ及びそのＣＰＵに上記説明の機能を動作させるためのプログラムを記憶したメモリ（ＲＯＭ）、及び上記機能動作過程でデータを貯えるメモリ（ＲＡＭ）等で構成される。設計情報記憶手段１３及び回転誤差補正値記憶手段７はメモリで構成され、ＣＰＵで管理される。
【００５１】
次に、実施形態の主な動作の一連の流れを、図５を基に説明する。
（イ）予め設計情報記憶手段１３に、検査位置に配置された状態における基板１のレイアウトとして、寸法を含む外形情報、基板１上のはんだ部分の位置情報を記憶しておく。さらに、前記レイアウトにおける基準データ（はんだの高さ、面積、体積、欠損）を記憶しておく。ここでの例としては、図５に示すように、基板１の長さ方向をＹ軸方向とし、幅方向をＸ軸方向として説明する。
【００５２】
（ロ）測定ルート決定手段１１が、設計情報記憶手段１１からのレイアウトを受けてはんだ部分の位置情報と外形寸法と比較し、はんだ部分の位置（範囲）が、外形寸法より小さい場合は、はんだ部分を走査対象と決定し、はんだ部分の位置（範囲）が外形寸法とほぼ同じであれば、外形寸法そのものを走査対象と決定する。例として、前者に決定されたものとする。
【００５３】
（ハ）さらに測定ルート決定手段１１は、はんだ部分の位置情報（幅Ｗ１〜Ｗ２、長さＬ１〜Ｌ２）を基に、上記式（１）及び式（２）の計算を行って、主走査方向とセンサ３の向きを決定する。この場合は、例としてＸ軸方向を主走査方向、かつセンサ３の向きと決定する。
【００５４】
（ニ）測定手段１００は、移動制御部４ａを介して、移動機構部５に対して、センサ３の向きを９０度回転してＸ軸方向に変更させ、かつ主走査方向をＸ軸方向、副走査方向をＹ軸方向として、はんだ部分（幅Ｗ１〜Ｗ２、長さＬ１〜Ｌ２）の範囲を走査させて、基板１の表面の高さ（変位）を測定する。主走査方向を基準とした座標配列で測定値を出力する（このとき、記憶させておいても良い。）。
（ホ）補正手段６は、測定手段１００からの測定値を回転誤差補正値記憶手段７に記憶されている９０度回転における補正値を読み出して補正する。
【００５５】
（ヘ）判定用データ生成手段８は、補正された測定値を基に、はんだの高さ、面積、体積等のはんだ量を判定用データ表す判定用データを生成する（図５には不図示）。補正手段６から出力される測定値、或いは判定用データ生成手段８から生成される判定用データの配列座標は、主走査方向がＸ軸方向なので、図５の補正手段６の出力に模式的に表したように、設計情報記憶手段１３の基準データの配列座標と、９０度異なる。
【００５６】
（ト）データ形式変更手段９は、判定用データ生成手段８からの判定用データの配列座標を、図５に示すようにＹ軸方向に９０度、座標変換し、基準データの配列座標に合わせる。
（チ）判定手段１０は、座標変換された判定用データと基準データを比較し、はんだ箇所毎の良否、基板１全体としての良否判定を行う。
（リ）表示手段１２ｂは、判定結果を設計情報記憶手段１３のレイアウトにしたがって基板１を表示するとともに、併せて判定結果を同時表示する。図５の表示例では、黒部分のはんだ箇所がＮＧ（否）で、全体の判定結果もＮＧと表示している。
【００５７】
［他の実施形態］
図７を基に他の実施形態を示す。図１の実施形態では、回転誤差補正を測定値に対して補正をかけ、判定手段１０は、同一位置にある補正された測定値（或いは判定用データ）と基準データを読み出して判定していたが、図７ので実施形態では、判定手段１０が判定するときに、基準データと判定用データとの位置合わせを行って、判定するようにしたものである。図７において、図１と同じ符号の要部は、同じ機能を有する。以下、図７を基に、図１と異なる構成、動作について説明する。
【００５８】
図７において、基準位置補正手段６ａは、測定手段１００から基板１に付されていた認識マーク位置の情報を受領し、その位置を回転誤差補正値記憶手段７からの補正値で補正する。なお、測定手段１００は、受光量を基に認識マーク位置（設計値上の基準位置であり、基準データの基準位置でもある。）を各特定し、位置の情報を出力する。以下、模擬的に測定値や基準データの表示を（ｘ、ｙ、ｚ）で表して説明する（ｘ、ｙは座標情報、ｚは変位データ）。補正前の認識マーク位置を（０、０、１）とすれば、例えば補正値（１０、０、１）で補正してその補正された値（１０、０、１）を判定手段へ、新たな基準位置として送る。
【００５９】
判定手段１０は、座標補正＆読出部を有する。座標補正＆読出部は、基準データの在る範囲、例えば、（０、０、１）から在る位置（１０、１０、１）の面積を、対応する位置にある判定用データと比較、判定する場合、基準位置補正手段６ａから受けた新たな基準位置（１０、０、１）を基に、基準データの範囲（０、０、１）〜（１０、１０、１）を変換し、補正した範囲（１０、０、１）〜（２０、１０、１）を求める。そして、判定手段１０は、判定用データ生成手段８から、この補正した範囲（１０、０、１）〜（２０、１０、１）における測定値の面積（はんだされた箇所数、つまりｚが０以外の値のドット数）を読み出し、基準データの（０、０、１）〜（１０、１０、１）の範囲における面積と比較し、判定する。なお、上記説明で、基準データと判定用データの関係を変えても、原理は同じである。
【００６０】
つまり、図７の実施形態は、基準位置補正手段６ａによって、補正用変換座標を生成し、
判定手段１０が、その補正用変換座標を基に、対応する座標にある基準データと判定用データを読み出して比較、判定する。
【００６１】
図７の実施形態では、回転誤差を補正した座標を基に、判定用データを読み出す構成にしたので、図１の実施形態における測定値の座標を変換した場合に比べ、処理速度が速くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態の機能ブロックを説明するための図である。
【図２】図１の実施形態における移動機構部を説明するための模式的な構造図である。
【図３】図２の移動機構部に含まれる回転機構部を説明するための模式的な構造図（正面図）である。
【図４】図２の移動機構部に含まれる回転機構部を説明するための模式的な構造図（側面図）である。
【図５】図１における情報（測定値、データを含む）の流れと測定値やデータの配列方向を説明するための図である。
【図６】基板及びはんだ部分と主走査の方向との関係を説明するための図である。
【図７】他の実施形態の機能ブロックを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 基板（プリント板）、 ２ 移動台（搬送機構）、 ３ センサ、 ４ 測定制御手段、 ４ａ 移動制御部、 ５ 移動機構部、 ５ｃ 回転機構部、 ６ 補正手段、 ７ 回転誤差補正値記憶手段、 ８ 判定用データ生成手段、 ９ データ形式変更手段、 １０ 判定手段、 １２ ユーザインタフェース、 １２ａ 表示制御手段、 １２ｂ 表示手段、 １２ｃ 操作手段、 １３ 設計情報記憶手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置されたプリント板の表面に光を照射させ、その反射光を受光するセンサ（３）と該センサを該プリント板に対して相対的に走査する移動機構部（５）とを有し該センサの出力を基に該プリント板表面の各位置における高さを含む測定値を取得する測定手段（１００）と、該測定値に基づいてはんだの印刷状態を判定する判定手段（１０）とを備えた印刷はんだ検査装置において、
前記プリント板の少なくとも外形情報を受けて、前記配置されたプリント板上を走査するルートを決定する測定ルート決定手段（１１）を備え、
さらに、前記移動機構部は、前記センサの向きをプリント板表面と平行な平面内で回転させる回転機構部（５ｃ）を有し、該測定ルート決定手段が決定した前記ルートで、かつ該センサの向きを該ルートに応じて合わせて、前記走査を行うことを特徴とする印刷はんだ検査装置。
【請求項２】
前記回転機構部による前記センサの向きの回転角度は、略９０度にされており、
前記移動機構部は、前記走査として、測定するために該センサの相対位置を移動させる主走査と、該主走査の位置を該主走査方向と直交する方向に移動させるための副走査とを交互に行う構成であって、
前記測定ルート決定手段は、さらにはんだ部分の位置情報を受けて、前記配置されたプリント板の前記はんだ部分に対する、前記主走査方向と主走査の回数を算出し、それを基に前記短時間に走査可能なルートを決定し、決定したルートにおける主走査方向を前記センサの向きとして決定す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】
前記センサの回転角度に対応する補正値を予め記憶する回転誤差補正値記憶手段（７）と、
前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応した補正値を前記誤差補正値記憶手段から読み出して、前記測定手段が前記センサを用いて測定した測定値を、補正する補正手段（６）とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項４】
前記プリント板が検査位置に配置された状態における、前記プリント板の外形寸法が含まれる前記外形情報及び前記はんだの位置情報、並びに前記判定手段が判定するときに用いる基準データを記憶する設計情報記憶手段（１３）と、
前記測定手段からの測定値又は前記設計情報記憶手段から読み出した基準データのいずれかを、前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応して、配列を置換して前記判定手段に送るデータ形式変更手段（９）とを備えた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１】
配置されたプリント板の表面に光を照射させ、その反射光を受光するセンサ（３）と該センサを該プリント板に対して相対的に走査する移動機構部（５）とを有し該センサの出力を基に該プリント板表面の各位置における高さを含む測定値を取得する測定手段（１００）と、該測定値に基づいてはんだの印刷状態を判定する判定手段（１０）とを備えた印刷はんだ検査装置において、
前記プリント板の少なくとも外形情報を受けて、前記配置されたプリント板上を走査するルートを決定する測定ルート決定手段（１１）を備え、
さらに、前記移動機構部は、前記センサの向きをプリント板表面と平行な平面内で回転させる回転機構部（５ｃ）を有し、該測定ルート決定手段が決定した前記ルートで、かつ該センサの向きを該ルートに応じて合わせて、前記走査を行うことを特徴とする印刷はんだ検査装置。
【請求項２】
前記回転機構部による前記センサの向きの回転角度は、略９０度にされており、
前記移動機構部は、前記走査として、測定するために該センサの相対位置を移動させる主走査と、該主走査の位置を該主走査方向と直交する方向に移動させるための副走査とを交互に行う構成であって、
前記測定ルート決定手段は、さらにはんだ部分の位置情報を受けて、前記配置されたプリント板の前記はんだ部分に対する、前記主走査方向と主走査の回数を算出し、それを基に前記短時間に走査可能なルートを決定し、決定したルートにおける主走査方向を前記センサの向きとして決定す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】
前記センサの回転角度に対応する補正値を予め記憶する回転誤差補正値記憶手段（７）と、
前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応した補正値を前記誤差補正値記憶手段から読み出して、前記測定手段が前記センサを用いて測定した測定値を、補正する補正手段（６）とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷はんだ検査装置。
【請求項４】
前記プリント板が検査位置に配置された状態における、前記プリント板の外形寸法が含まれる前記外形情報及び前記はんだの位置情報、並びに前記判定手段が判定するときに用いる基準データを記憶する設計情報記憶手段（１３）と、
前記測定手段からの測定値又は前記設計情報記憶手段から読み出した基準データのいずれかを、前記測定ルート決定手段が決定したセンサの向きに対応して、配列を置換して前記判定手段に送るデータ形式変更手段（９）とを備えた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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１２６０４２（Ｐ２００６−１２６０４２Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１５８０３（Ｐ２００４−３１５８０３）
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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