印刷半田検査装置

【課題】半田の撮像画像の欠落を無くすことが可能な印刷半田検査装置を提供することにある。
【解決手段】印刷半田検査装置の撮像素子７０は、走査方向の垂線に対してなす角θが０度を超え９０度未満となるように傾けられ、その撮像領域の長手方向とスリット照明の長手方向が平行となるように照射し走査したとき、そのときの角度を存在率の低いもしくは存在しない長方形や楕円形等の前記半田の回転角度に設定されている。これにより、照射光の長手方向中心軸と、半田の短手方向中心軸を平行にならないようにし、明るさが落ち込む場所が非常に長くなる現象の発生を防ぎ、また、サチュレーション部の欠落画像の補間を可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対し照明し撮像して該基板に印刷された半田を検査する印刷半田検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、エリアカメラ、リング状多段照明、及び画像処理装置を有した検査装置により、基板に印刷された半田の２次元（以下、２Ｄという）の検査が可能であることが開示されている。しかし、半田印刷とは、メタルマスクと呼ばれる薄い金属板に設けられた開口部を通して、ペースト状の半田（クリーム半田）を基板のパッド上に転写する工程をいう。よって、基板に印刷されたクリーム半田には、通常１００μｍ〜１５０μｍ位の厚みがある。このような厚み方向の転写状況までしっかり把握するためには、当然ながら３次元（以下、３Ｄという）測定技術が必要である。
しかしながら３Ｄ測定は、測定対象の高さを計測する技術であって、その高さを構成する材料の違いを識別するものではなく、よって、クリーム半田がパッド上に薄く広がる「にじみ」と呼ばれる印刷不良の検出が困難であるという限界を抱えている。一方、２Ｄ測定は、照明色と照明の照射方向の最適化により、クリーム半田とパッドあるいは基板面とを輝度の違い、色の違い、表面状態の違いで識別するという手法であり、パッド上に薄く広がったクリーム半田を抽出できるという３Ｄ測定に対する補完性を持っている。
【０００３】
特許文献２には、エリアカメラ、リング状多段照明、スリット光照明、及び画像処理装置を有した検査装置により、基板に印刷された半田の２Ｄあるいは３Ｄの検査が可能であることが開示されている。また、特許文献３には、スリット光を斜方から照射し、基板の凹凸によって発生するスリット光跡の凹凸情報を真上に設置された撮像装置で撮像することで基板に印刷された半田の３Ｄの検査が可能であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２４３５３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７１２６号公報
【特許文献３】特開２００５−２０７９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献２，３に記載の印刷半田検査装置では、１つの光学系に２Ｄ検査用の多段リング照明と３Ｄ検査用のスリット照明を実装することで、２Ｄ検査と３Ｄ検査の両方が実施可能である。しかしながら、３Ｄ検査がスリット光を照射しながら検査対象を連続スキャンすることで撮像する方式であるのに対し、２Ｄ検査は多段リング照明を照射、静止した状態の検査対象を撮像するという方式であり、その動作が異なることから同時実行は困難であった。そのため、共用光学系構成を採用しても３Ｄ検査と２Ｄ検査は個別に実施せざるを得ず、２Ｄ検査と３Ｄ検査の両方を実施する場合、検査対象である基板を２回検査しなければならないという検査時間面での問題点を抱えていた。
【０００６】
そこで、例えば、図１５の３Ｄ用の照明１１ａと１１ｂ、２Ｄ用の照明２１ａと２１ｂ、３１ａと３１ｂ、４１ａと４１ｂのように、２方向から互いに向き合うように照射し、また、それぞれの照明光の長軸方向の中心は撮像用レンズ６０及びカメラ５０の光軸を一直線に通るように配置されている構成の印刷半田検査装置が本出願人から提案されている（特開２００９−３６７３６号公報参照）。この２方向からの照射は、図１６に示すように、走査することにより照射対象物である半田Ａの全周を照射することを目的としている。しかしながら、厳密にはこの２方向からの照射のみでは、半田Ａなどの立体物において死角または照度が撮像困難な明るさまで落ち込む場所が発生し、撮像画像の欠落が起き、半田の正しい形状の撮像が出来ない事例が発生した。
【０００７】
すなわち、図１７に示すように、スリット照明での半田照射状態は、スリット照明短軸方向は、向き合う対となるライン照明を走査させることにより、走査方向に対し前後を全てを照射することができる。スリット光の構造として長軸方向は、照射幅より短い幅の光源から照射光が照射されているため、照射光に広がり角度が発生し、半田Ａなどの立体物においてスリット照明の長軸方向に、死角または、照度が撮像困難な明るさまで落ち込む場所（図示太線部分Ｂを除く部分（半田Ａの底面に近い部分））が発生し、撮像画像の欠落が起き、半田の正しい形状の撮像が出来ないことがある。直接反射によるサチレーションで色情報等が消失する問題も含んでいる。
【０００８】
また、この現象は、長方形や楕円形等の様に縦横比が異なり、直線または直線に近い長辺を有する半田などの立体物においては顕著であり、半田基板の基板角度により検出される面積が異なってしまう場合がある。
【０００９】
具体的には、図１８のような半田基板で例えた場合、図１８（Ａ）の基板角度０度回転と図１８（Ｂ）の基板角度９０度回転とで検出される面積が異なってしまう。図１８（Ａ）の照射光Ｌの長手方向中心軸ａ１と、半田Ａの長方形や楕円形等の短手方向の中心軸ａ２とが平行となる場合は、図１８（Ｂ）の照射光Ｌの長手方向中心軸ａ１と、半田Ａの長方形や楕円形等の短手方向中心軸ａ２が直交する場合と比較して、明るさが落ち込む場所（図示太線部分ｂ１）が非常に長くなるためである。なお、図示点部分ｂ２は、点である。
【００１０】
また、半田印刷検査装置について、検査タクトの高速化を求められている。その検査タクトの中の、撮像カメラからデータ処理装置へのデータ転送にかかる時間が、カメラ５０の受光素子７０のピクセル数（データ転送量）にて決定されてしまう。すなわち、図１９に示すように、これまでの２Ｄと３Ｄの同時撮像に使用されているカメラ５０の撮像素子７０の撮像領域の配置は、２Ｄ検査で、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の三原色（ＲＧＢ）の照明用で各１ライン（計３ライン）７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ、３Ｄ検査で、奥、手前用で各４０ライン（計８０ライン）７２，７３となっている。２Ｄ検査のＲＧＢの照明用の撮像領域では、イメージ画像を取り込むため１ラインで撮像可能だが、３Ｄ検査用の撮像領域では、光切断法による高さ計測のため、撮像領域に照射された撮像領域の長軸方向を横断するライン照明光の連続した短軸方向の変位量のデータが必要なため、４０ラインの幅を必要としている。それにより、２Ｄ検査用の撮像領域よりデータ転送量が大幅に増えている。
【００１１】
また、従来、基板に形成された膜または層の位置管理と厚さの管理が困難であったことから、基板に形成された膜または層の十分な管理ができなかった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、半田の撮像画像の欠落を無くすことが可能な印刷半田検査装置を提供することにある。
【００１３】
また、撮像画像のデータ転送量の削減が可能な印刷半田検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的達成のため、本発明の印刷半田検査装置では、基板に対し照明し撮像して前記基板に印刷された半田を検査する印刷半田検査装置であって、撮像素子を走査方向の垂線に対してなす角が０度を超え９０度未満となるように傾け、その撮像領域の長手方向とスリット照明の長手方向が平行となるように照射し走査させ、そのときの角度を存在率の低いもしくは存在しない長方形や楕円形等の前記半田の回転角度に設定することを特徴としている。
【００１５】
これにより、照射光の長手方向中心軸と、半田の短手方向中心軸を平行にならないようにし、明るさが落ち込む場所が非常に長くなる現象の発生を防ぎ、また、サチュレーション部の欠落画像の補間を可能となる。
【００１６】
また、２Ｄ・３Ｄ同時撮像用光学系の撮像領域とスリット照明群を２式使用し、撮像素子の操作方向と直交する方向の中心に対し、傾斜をつけた１式目の撮像領域の明るさが落ち込む場所やサチレーションにより色情報等を消失する部分を撮像できる角度に傾斜させた２式目の撮像領域で撮像して走査させ、取得した画像データを合算することにより、１回の走査にて前記半田の実質全周照射での撮像データを得ることを特徴としている。
【００１７】
従来、エリアカメラでの４方向からの照射技術の場合、４つの照明を時間差で切換える必要があり、切換え時間が検査タクトに加算されてしまう。また、照明切換えによる視野単位のステップ動作は、錠剤のような連続的に撮像を行わなければタクトが間に合わないものの検査への転用の障害となる。それに対し、本発明は、照明は常に点灯が可能で連続的なラインスキャン方式のため、錠剤検査への転用も容易となる。
【００１８】
また、スリット照明を撮像レンズ光軸に対し外側に傾けることを特徴としている。
【００１９】
これにより、半田の側面の反射強度を上あげることができる。
【００２０】
また、３Ｄ検査部に、位相シフト法による高さ測定を採用することを特徴としている。
【００２１】
これにより、従来に比べ、大幅にデータ転送量を削減でき、検査タクトの短縮ができる。
【００２２】
また、異なった２箇所の撮像領域を、向き合った２方向からの位相スリット照明で照射することにより、１回の撮像動作にて、全周の３Ｄ検査を行い、同時にＲＧＢ画像を取得し、それらを合算して実質カラー画像を取得することを特徴としている。カラー画像にて、２Ｄ検査（位置決め処理を含む）や検査情報のカラー表示を行うことも含む。
【００２３】
また、２Ｄ・３Ｄ同時撮像用光学系の撮像領域とスリット照明群を２式使用し、一方を赤色〜赤外の長波長光、他方を紫外〜青色の短波長光の照明にすることにより、２Ｄ画像であらかじめ、基板に形成された膜または層の場所を特定し、一方の照明で膜または層の下層の高さを計測し、その高さを高さの基準として他方の照明で膜または層の上面の高さを計測し、膜または層の厚さを測定することを特徴としている。
【００２４】
これにより、基板に形成された膜または層の位置管理と厚さの管理が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る印刷半田検査装置の撮像素子を示す図である。
【図２】図１の印刷半田検査装置のスリット照明を示す斜視図である。
【図３】スリット照明による作用を示す第１の図である。
【図４】スリット照明による作用を示す第２の図である。
【図５】スリット照明による作用を示す第３の図である。
【図６】別のスリット照明による作用を示す第１の図である。
【図７】別のスリット照明による作用を示す第２の図である。
【図８】さらに別のスリット照明による作用を示す図である。
【図９】撮像素子の別例を示す図である。
【図１０】撮像素子のさらに別例を示す図である。
【図１１】図１の印刷半田検査装置の別のスリット照明を示す図である。
【図１２】図１の印刷半田検査装置のさらに別のスリット照明を示す図である。
【図１３】撮像素子を高速データ処理化した例を示す図である。
【図１４】レジスト高さの測定を示す図である。
【図１５】本発明に適用可能な従来の印刷半田検査装置の斜視図である。
【図１６】従来の問題点を示す第１の図である。
【図１７】従来の問題点を示す第２の図である。
【図１８】従来の問題点を示す第３の図である。
【図１９】従来の撮像素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２７】
（１）手法１
図１に示すように、撮像素子７０を走査方向の垂線に対してなす角θが「０度を超え９０度未満」となるように傾ける。そのときの角度θを、存在率の低いもしくは存在しない、長方形や楕円形等の半田の回転角度に設定することにより、実用上、半田を撮像系の光軸を軸に回転しても、回転する前と同等な撮像画像を得ることができる。手法１は、図２に示すように、スリット照明Ｌ１，Ｌ２の長軸方向の照射を２方向にすることにより、長軸方向の撮像の明るさが落ち込む場所を減少させる。その結果、高精度な検査結果を得ることができ、また、半田を撮像系の光軸を軸に回転しても、回転する前と同等な撮像画像を得ることができる。
【００２８】
手法１は、長方形や楕円形等の様に縦横比が異なり、直線または直線に近い長辺を有する半田などの立体物に、特に有効である。
具体的には、図１８に示す半田Ａが、仮に４５度回転したものが多数を占めた場合、図２の照明と撮像素子の回転角度（なす角）を４５度にしてしまうと図１８の問題が発生してしまう。半田Ａとして、仮に３０度回転したもの、４５度回転したもの、回転無しの３種類が多く存在している場合は、図１の撮像素子７０の回転角度θを２０度にすれば、半田Ａの短手方向中心軸と平行にはならないので、明るさが落ち込む場所が非常に長くなる現象は起きなくなる。
【００２９】
撮像素子７０の撮像領域の長手方向と照明の長手方向が平行になるように照明は照射されるため、存在率の低いもしくは存在しない角度に図１の撮像素子７０の回転角度θを設定すると、半田Ａの短手方向中心軸と平行にはならない。
【００３０】
図１のハッチング部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂの２Ｄ撮像領域の１式目の長軸方向に照明光Ｌ１の長軸方向が平行になるように、２Ｄ照明の一方側を照射する。ハッチング部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂの２Ｄ撮像領域の２式目の長軸方向に照明光Ｌ２の長軸方向が平行になるように、２Ｄ照明の反対側を照射する。ハッチング部の２Ｄ撮像領域の１式目と２式目は、平行関係になる。したがって、２Ｄ照明光の一方側と反対側と撮像領域の１式目と２式目は全て平行関係となる。図２において、向き合う１対の照明が、照明１式のことである。
【００３１】
また、２Ｄ撮像領域のみ２式、照明を１式用意し、一方側で後方（この場合斜め後方）からの照射画像、反対側で前方（この場合斜め前方）からの照射画像を取得することにより、図３のような明るさが落ち込む場所ｃ１，ｃ２の補間ばかりでなく、サチュレーション部ｄ１，ｄ２の欠落画像の補間が可能となる。図３からわかるように、サチュレーション部ｄ１，ｄ２の欠落画像の補間するためには、一方側と反対側で別々の撮像画像が必要となり、その結果、撮像領域が２式必要となる。
３Ｄ撮像については、撮像領域２箇所（１式）と照明１式なので、もとより一方側で後方（この場合斜め後方）からの照射画像、反対側で前方（この場合斜め前方）からの照射画像を取得することができる。
【００３２】
手法１のメカニズムについて詳細に説明する。
スリット照射光の長手方向中心軸と平行となる部分が明るさの落ち込む場所となる。その理由は、図４のように、スリット照明光は、長手方向中心軸方向の光Ｌａ（照射対象の短手方向中心軸ａ２と平行な面と交わることはない（照射しない））と長軸方向の外側に向かう光Ｌｂ（照射対象の短手方向中心軸ａ２と平行な面と交わることはない（照射しない））と短軸方向に広がる光Ｌｃ（照射対象の短手方向中心軸ａ２と平行な面と交わることはない（照射しない））の成分しか存在しない。したがって、走査させてもスリット照射光の長手方向中心軸と平行になる半田Ａの短手方向中心軸と平行な面に向かう向きの光が存在しないため、明るさが落ち込む場所となる。
【００３３】
図５、図６の照射方式の場合、先に述べたスリット照明光の性質で長手方向中心軸方向の光Ｌａと長軸方向の外側に向かう光Ｌｂと短軸方向に広がる光Ｌｃが存在している。図５、図６のように、スリット照明光の長手方向中心軸方向の光Ｌａと短軸方向に広がる光Ｌｃが半田Ａの左側の面に交わる（照射する）。図２のように照明を配置するので、反対側のスリット照明光の長手方向中心軸方向の光Ｌａと短軸方向に広がる光Ｌｃが半田Ａの右側の面に交わる（照射する）。また、走査することにより、一方側は半田Ａの中心より左半分を照射し、反対側で半田Ａの中心より右側を照射することが可能で、実質全周にわたり撮像可能な明るさの半田画像となる。
【００３４】
基板回転時の明るさが落ち込む場所については、図７のようにスリット照明一方側と他方側で基板回転時の明るさが落ち込む場所ｃ３の位置が異なる画像が取得できるため、一方側の画像と他方側の画像で補間しあうことにより、基板回転時の明るさが落ち込む場所を検査結果に影響を与えない程に小さくすることができる。これに対して、ｃ１，ｃ２は、明るさが落ち込む場所が長くなる。
図６のように、短軸方向に広がる光Ｌｃは、長手方向全体に存在するため、長手方向中心軸から離れた位置に半田Ａがある場合でも、長手側中心軸と同様の効果が得られる。
【００３５】
（２）手法２
手法２は、形状に関係なく、全ての形状の半田などの立体物に有効である。
手法２では、スリット照明を２式使用する。１式目のスリット照明Ｌ１，Ｌ２の明るさの落ち込むところと異なる場所で、明るさが落ち込むような角度で傾斜された２式目のスリット照明Ｌ１，Ｌ２にて照射し撮像する。それらの得られた画像データを合算することにより、それぞれのスリット照明Ｌ１，Ｌ２で発生する、小さな明るさの落ち込む場所ｃ３を更に、安定した明るさで撮像でき、サチレーションによる色情報の消失場所ｄ１，ｄ２を補間しあうことにより、実質全周照射された撮像画像を得ることができる（図８参照）。
【００３６】
上記手法２を実現するに当たり必要となる、現行の２Ｄ・３Ｄ同時撮像半田印刷検査装置の改造内容として、撮像カメラのＦＰＧプログラム等を変更し、撮像素子７０に図９のような、２Ｄ・３Ｄ同時撮像の撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２，７３に傾斜をつけた状態で２式分作成することが必要である。また、２Ｄ・３Ｄ同時撮像に使われるスリット照明も、同様に２式使用し、撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２，７３の長軸方向の中心とスリット照明光の長軸方向の中心が平行でかつ、スリット照明光が撮像領域を照射するようにする。
【００３７】
１式目の撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２，７３の傾斜は、撮像素子７０のＹ軸中心に対して、なす角θが「０度を超え９０度未満」とし、１式目の撮像画像の死角を撮像可能な角度となるように、２式目の撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２，７３を設ける。
なお、図８で説明したように、サチレーションによる色情報の消失場所ｄ１，ｄ２を補間しあうことができるので、図９に示すように、それぞれのハッチング部において２Ｄ撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂは１式あればよい。
なお、図９のような撮像素子７０の向きで、斜めの撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２，７３を確保することは、撮像素子７０の設計が必要となるため、代替案として図１０のように２個の撮像素子７０を１つのカメラ５０に実装し、手法２の撮像領域７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ，７２，７３の配置を実現できる。
【００３８】
（３）手法３
手法３は、形状に関係なく、全ての形状の半田Ａなどの立体物に有効である。
手法３とし、向き合う１式のスリット照明Ｌ１，Ｌ２の長手方向中心軸をａ側とｂ側で、撮像レンズ光軸ＬＡを軸とし線対称となるようにずらすことにより、照射の広がり角でａ側は左サイドを照射し、ｂ側は右サイドを照射するようにすることにより、長軸方向の照射死角を無くすことができる（図１１参照）。
【００３９】
このとき、スリット照明光Ｌ１，Ｌ２は、ａ側の長手方向中心軸が撮像領域の左端に、ｂ側の長手方向中心軸が撮像領域の右端に来るようにする。すなわち、各スリット照明光Ｌ１，Ｌ２の有効線長が、撮像領域の２倍以上の長さであることが必要となる。
また、この光軸をずらすと共に、図１２のようにａ，ｂ側両方のスリット照明を撮像レンズ光軸ＬＡに対し、外側に傾けることにより、半田Ａの側面の反射強度を上あげることができる。
また、ＲＧＢで照射角度を揃え、半田Ａの色を忠実に再現し、色相データと明暗を共に使用する画像認識を採用することにより、照度ムラによる明暗の画像の誤判定を防ぐことができる。
【００４０】
（４）位相シフト法
３Ｄ検査の高さ測定の手法を撮像領域が４ラインですむ位相シフト法（特開２００３−１２１１１５号公報参照）に変更することにより、現行の方式に比べ、データ転送量を大幅に削減する（図１３参照）。上記手法を実現するに当たり必要となる、現行の２Ｄ・３Ｄ同時撮像半田印刷検査装置の改造内容として、撮像カメラのＦＰＧプログラム等を変更し、３Ｄ−１，３Ｄ−２用に、各４ラインの撮像領域７２，７３を作れるようにする。また、図１５のスリット照明１０ａ，１０ｂを位相スリット照明へ置き換えることが必要である。上記手法により、位相スリット照明の照射位置が、それぞれ別の撮像領域を照射するため、向き合った２方向からの照射が行えるため、一回の撮像動作にて、全周の３Ｄ検査が行えるようになる。
【００４１】
（５）基板に形成された膜または層の高さの測定
３Ｄ計測用照明にて、「赤色〜赤外の長波長光はレジストを透過する」、「紫外〜青色の短波長光はレジストを透過しない」という特性が記載されている（特許第３８７８１６５号公報参照）。この特性から、図１５のスリット照明１１ａを赤色〜赤外の長波長光、スリット照明１１ｂを紫外〜青色の短波長光の照明にすることにより、２Ｄ画像であらかじめレジスト層Ｒの場所を特定しておく。撮像自体は３Ｄ画像取得と同時も可能である。すなわち、同一撮像素子にて２Ｄ用、３Ｄ用の撮像領域を設けており、走査させながら画像データを２Ｄ用と３Ｄ用が１対１となるように取得しているため、１回の走査動作にて２Ｄ用、３Ｄ用の画像データの取得が可能であり、レジスト層Ｒの場所を特定する処理の専用に、別途画像を取得する動作は不要である。スリット照明１１ａでレジスト層Ｒの下層Ｒ１の高さを計測し、その高さを高さの基準（高さ０）、スリット照明１１ｂでレジスト層Ｒの上面Ｒ２の高さを計測し、レジスト層Ｒの厚さＲｈを測定することができる（図１４参照）。
【００４２】
このことは、本来基板の絶縁処理目的であるレジストの位置管理と厚さを管理することにより、基板のレジスト開口部の生産へのフィードバックと基板のレジスト部の絶縁性能を安定させるための管理が行える。
【００４３】
レジスト層の高さ測定の具体的手順
１．赤色〜赤外の長波長光の撮像対象の高さが０のとき照射されるポジションを決めておく。ポジションの決定方式について、光学系は、撮像面に平行な平面（以後組立基準面という）で撮像レンズの焦点が合うところを基準として組み立てる。セラミック板などのようなフラットな板を用意し、その上面が組立基準面に対し高さが０となるように設置する。その状態でフラットな板を照射したときに、たとえば、１１ａのラインが、撮像画像の２１２画素目を照射するように設置する。また、１１ｂにおいては８１２画素目を照射するように設置する。それにより、撮像対象の高さが変わると、たとえば１１ａの照射位置が２０４画素目、１１ｂの照射位置が８２０画素目に移動する。照射角度と１画素あたりの距離をもとに照射ポジションの移動量から高さが測定できる。赤色〜赤外の光源と紫外〜青色の光源は、それぞれの波長を照射する光源であるが、白色のような複数波長からなる光源の光を使用しフィルタを用いて赤色〜赤外もしくは紫外〜青色のみを透過させ照射をする。もしくは、撮像カメラ側でフィルタを用いて赤色〜赤外もしくは紫外〜青色の波長のみを透過させ受光させる方法も可能である。
【００４４】
２．紫外〜青色の短波長光の撮像対象の高さが０のとき照射されるポジションを決めておく。
３．先に割り出したレジスト層の位置にて赤色〜赤外の長波長光のポジション移動量から高さを算出する。たとえば、４０μｍである。
４．先に割り出したレジスト層の位置にて紫外〜青色の短波長光のポジション移動量から高さを算出する。たとえば、１００μｍである。
５．赤色〜赤外の長波長光において、４０μｍの高さが測定されていることから、この基板はこの地点では４０μｍ盛り上がっているため、紫外〜青色の短波長光の高さ１００μｍから４０μｍを引くとレジストの厚さ６０μｍがわかる。
【００４５】
上述した、基板に形成された膜または層の高さの測定技術は、電子基板に塗布されたレジスト層のみならず、紫外〜青色を透明せず、赤色〜赤外を透過する材質からなる膜または層であれば同様に、その膜または層の厚みを測定することが出来る。
例として、リフロー後の完成基板に、剛性強化と防湿等の基板保護を目的とした透明または半透明なコーティング層が施される場合がある。本技術が搭載された装置を電子基板生産工程のコーティング工程の下流に設置することにより、上記コーティング層の２次元的な有無、塗りムラの他、厚さ測定を基にした検査のため、厚みのムラや、コーティング層のゴミ埋もれ、厚みの管理が可能である。
この例の場合、測定される厚さはレジスト層とコーティング層の合算された厚みとなるため、コーティング層のみの厚さの管理が必要な場合は、前工程（たとえば本技術が搭載された印刷半田検査装置）のレジスト層の厚さ情報を取得し、測定された厚さからレジスト層の厚さを引いた値をコーティング層の厚さとすることが必要である。
但し、リフロー後のコーティング層の塗布状況の管理が重要となる部分は、チップのリブの部分等のレジストが切り取られた開口部になるため、その部分のみのコーティング層の厚みの測定であれば、前工程のレジスト層の厚さの情報は必要なくなる。
以上のように、基板に形成された膜または層の高さの測定技術は、紫外〜青色を透明せず、赤色〜赤外を透過する材質からなる膜または層の厚さを測定することが出来る。
【符号の説明】
【００４６】
Ｌ１，Ｌ２スリット照明、５０カメラ、６０レンズ、７０撮像素子

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対し照明し撮像して前記基板に印刷された半田を検査する印刷半田検査装置であって、
撮像素子を走査方向の垂線に対してなす角が０度を超え９０度未満となるように傾け、その撮像領域の長手方向とスリット照明の長手方向が平行となるように照射し走査させ、そのときの角度を存在率の低いもしくは存在しない長方形や楕円形等の前記半田の回転角度に設定することを特徴とする印刷半田検査装置。
【請求項２】
２次元・３次元同時撮像用光学系の撮像領域とスリット照明群を２式使用し、撮像素子の操作方向と直交する方向の中心に対し、傾斜をつけた１式目の撮像領域の明るさが落ち込む場所やサチレーションにより色情報等を消失する部分を撮像できる角度に傾斜させた２式目の撮像領域で撮像して走査させ、取得した画像データを合算することにより、１回の走査にて前記半田の実質全周照射での撮像データを得ることを特徴とする印刷半田検査装置。
【請求項３】
２次元・３次元同時撮像用光学系の向き合った対のスリット照明で前記半田の走査方向の前後を照射し、前記２次元・３次元同時撮像用光学系の向き合った対のスリット照明の長手方向中心軸を撮像レンズの走査方向の光軸を軸に線対称となるようにずらし、広がりを持つスリット照明光の長軸方向の光軸から右側の照射成分で、前記半田の中心から左側を照射し、長軸方向の光軸から左側の照射成分で、前記半田の中心から右側を照射することにより、走査させ撮像し、取得した画像データを合算することにより、２つのスリット照明で、前記半田の実質全周照射での撮像データを得ることを特徴とする印刷半田検査装置。
【請求項４】
スリット照明を撮像レンズ光軸に対し外側に傾けることを特徴とする請求項３に記載の印刷半田検査装置。
【請求項５】
３次元検査部に、位相シフト法による高さ測定を採用することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の印刷半田検査装置。
【請求項６】
異なった２箇所の撮像領域を、向き合った２方向からの位相スリット照明で照射することにより、１回の撮像動作にて、全周の３Ｄ検査を行い、同時にＲＧＢ画像を取得し、それらを合算して実質カラー画像を取得することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の印刷半田検査装置。
【請求項７】
２次元・３次元同時撮像用光学系の撮像領域とスリット照明群を２式使用し、一方を赤色〜赤外の長波長光、他方を紫外〜青色の短波長光の照明にすることにより、２Ｄ画像であらかじめ、基板に形成された膜または層の場所を特定し、一方の照明で前記膜または層の下層の高さを計測し、その高さを高さの基準として他方の照明で前記膜または層の上面の高さを計測し、前記膜または層の厚さを測定することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の印刷半田検査装置。

【図１】