印刷検査装置および印刷検査方法
【課題】生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる印刷検査装置および印刷検査方法を提供すること。
【解決手段】スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査において、基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷される要素半田印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データを、検査形態に応じて選定されるグループ化条件に従ってデータ群に括ることによって検査用データを作成する。検査時の良否判定はこのデータ群毎に行い、判定結果を各データ群毎に表示する。これにより、検査対象の基板の特性に応じた最適な検査形態をフレキシブルに選択することができる。
【解決手段】スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査において、基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷される要素半田印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データを、検査形態に応じて選定されるグループ化条件に従ってデータ群に括ることによって検査用データを作成する。検査時の良否判定はこのデータ群毎に行い、判定結果を各データ群毎に表示する。これにより、検査対象の基板の特性に応じた最適な検査形態をフレキシブルに選択することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置および印刷検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装においては、基板への電子部品の搭載に先立って基板の表面にクリーム半田が塗布される。クリーム半田塗布の方法としてはスクリーン印刷による方法が広く用いられており、印刷工程の後にはクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査が行われる。この印刷検査は、スクリーン印刷後の基板をカメラにより撮像し、撮像結果を画像処理することにより印刷部位に正しくクリーム半田が印刷されているか否かを判定するものである。
【０００３】
ところで基板に実装される電子部品の特性は多種多様であり、上記の半田印刷工程においても印刷後に搭載される電子部品によって検査精度が異なる。すなわち、価格が高くしかも高信頼性が求められ、良好な印刷精度を要する電子部品が搭載される印刷部位については、印刷精度が確実に保証されるような方法で検査を行う必要がある。これに対し、半田接合が容易で印刷精度がさほど重要視されないような電子部品が搭載される印刷部位については、極力短時間で検査が完了するようにしなければならない。このため、検査を実行する印刷検査装置には、対象となる基板に搭載される電子部品の特性に応じて、フレキシブルな検査形態が可能であることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら電子部品接合用の電極は、通常１枚の基板に数千から数万のオーダーで形成される場合が多い。このため上述のようにフレキシブルな検査形態を選択しようとすれば、基板品種を換えるたびに検査用データや検査対象範囲の入力をその都度行う必要があった。特に近年電子機器製造現場の生産形態における多品種少量型の割合が増大していることから、このようなデータ処理作業を多数の品種について高頻度で行う必要があり、この作業に多大な手間を要して生産性の向上が阻害される要因となっていた。このように従来の印刷検査装置は、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる印刷検査装置および印刷検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の印刷検査装置は、スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置であって、前記基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による前記基板の撮像結果と印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定手段と、判定結果を表示する表示手段とを備え、前記検査用データは、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成され、前記表示手段は、判定結果を前記データ群に関連づけて表示する。
【０００７】
請求項２記載の印刷検査装置は、請求項１記載の印刷検査装置であって、前記グループ
化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【０００８】
請求項３記載の印刷検査装置は、請求項１記載の印刷検査装置であって、前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【０００９】
請求項４記載の印刷検査装置は、請求項１記載の印刷検査装置であって、前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記表示手段は前記判定結果を前記データ群毎に表示する。
【００１０】
請求項５記載の印刷検査方法は、スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査方法であって、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成された検査用データおよび撮像手段による前記基板の撮像結果に基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定工程と、判定結果を前記データ群に関連づけて表示する表示工程とを含む。
【００１１】
請求項６記載の印刷検査方法は、請求項５記載の印刷検査方法であって、前記グループ化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【００１２】
請求項７記載の印刷検査方法は、請求項５記載の印刷検査方法であって、前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【００１３】
請求項８記載の印刷検査方法は、請求項５記載の印刷検査方法であって、前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記判定結果を前記データ群毎に表示する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極に印刷される単位印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成された検査用データと撮像手段による基板の撮像結果を比較することにより印刷状態の判定を行い、判定結果をデータ群に関連づけて表示することにより、基板種類に応じて設定される検査の重要度や優先順位に従って検査を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の平面図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のプログラム記憶部およびデータ記憶部の記憶内容を示す図、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要素半田印刷部の要素形状・位置データの説明図、図８は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の実装データおよびマスク開口パターンの説明図、図９は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の検査しきい値ライブラリの説明図、図１０は本発明の一実施の形態の印刷検査用データ作成処理のフロー図
、図１１，図１２，図１３，図１４は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図である。
【００１６】
まず図１、図２および図３を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。このスクリーン印刷装置は、電子部品が実装される基板にクリーム半田を印刷する印刷機構のみならず、後述するように、印刷状態の良否を判定する印刷検査装置としての機能およびこの印刷検査において用いられる印刷検査用データを作成する印刷検査用データ作成装置としての機能をも併せ持った構成となっている。
【００１７】
図１、図２において、基板位置決め部１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３よりなる移動テーブル上にθ軸テーブル４を段積みし、さらにその上にＺ軸テーブル５を配設して構成されており、Ｚ軸テーブル５上にはクランパ８によって挟み込まれた基板６を下方から保持する基板保持部７が設けられている。印刷対象の基板６は、図１，図３に示す搬入コンベア１４によって基板位置決め部１に搬入される。基板位置決め部１を駆動することにより、基板６はＸＹ方向に移動し、後述する印刷位置、基板認識位置に位置決めされる。印刷後の基板６は、搬出コンベア１５によって搬出される。
【００１８】
基板位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されており、スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されている。基板６は基板位置決め部１によってマスクプレート１２に対して位置合わせされ下方から当接する。基板６の回路形成面の半田印刷範囲６ａ内には、図４（ａ）に示すように種類の異なる電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を接合するための電極６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅが設けられている。
【００１９】
スクリーンマスク１０上には、スキージヘッド１３が水平方向に往復動自在に配設されている。基板６がマスクプレート１２の下面に当接した状態で、マスクプレート１２上にクリーム半田９を供給し、スキージヘッド１３のスキージ１３ａをマスクプレート１２の表面に当接させて摺動させることにより、基板６の印刷面にはマスクプレート１２に設けられたパターン孔１６を介してクリーム半田９が印刷される。これにより、図４（ｂ）に示すように、電極６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ上にはそれぞれ要素半田印刷部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が形成される。
【００２０】
スクリーンマスク１０の上方には、撮像手段であるカメラ２０が設けられている。図３に示すように、カメラ２０はＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２によってＸＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２は、カメラ２０を移動させるカメラ移動手段となっている。カメラ２０をカメラ移動手段によってマスクプレート１２に対して移動させることにより、カメラ２０はマスクプレート１２の任意の位置を撮像する。
【００２１】
基板位置決め部１は、図２に示すようにＹ軸テーブル３によってスクリーンマスク１０の下方からＹ方向に移動して保持した基板６を基板認識位置まで移動させることができるようになっており、この状態でカメラ２０を基板位置決め部１上の基板６に移動させることにより、カメラ２０によって基板６の任意の位置を撮像することができる。
【００２２】
次に、図５を参照してスクリーン印刷装置の制御系の構成について説明する。図５において、演算部２５はＣＰＵであり、プログラム記憶部２６に記憶された各種プログラムを実行することにより、後述する各種演算・処理を行う。これらの演算・処理においては、データ記憶部２７に記憶された各種のデータが用いられる。
【００２３】
操作・入力部２８は、キーボードやマウスなどの入力手段であり、各種の制御コマンド
やデータの入力を行う。通信部２９はスクリーン印刷装置とともに電子部品実装ラインを構成する他装置との間でデータの授受を行う。画像処理部３０は、カメラ２０による撮像データを画像処理することにより、後述するように、印刷検査のための半田印刷部の認識や、印刷検査データ作成のためのマスク開口検出を行う。
【００２４】
機構制御部３１は、カメラ２０を移動させるカメラ移動手段や、スキージヘッド１３を移動させるスキージ移動手段を制御する。表示部３２はディスプレイ装置であり、カメラ２０によって取得された画像のほか、後述する印刷検査用データ作成処置における操作画面や、印刷検査の判定結果などの表示を行う表示手段となっている。
【００２５】
次に図６を参照して、プログラム記憶部２６およびデータ記憶部２７にそれぞれ記憶されるプログラムおよびデータについて説明する。プログラム記憶部２６には、印刷動作プログラム２６ａ、画像処理プログラム２６ｂ、印刷良否判定プログラム２６ｃ、グループ化処理プログラム２６ｄ、検査しきい値付与処理プログラム２６ｅが記憶されている。
【００２６】
印刷動作プログラム２６ａは、基板位置決め部１およびスキージヘッド１３の動作を制御して基板６へのクリーム半田９の印刷を行う印刷動作のためのプログラムである。画像処理プログラム２６ｂは、画像処理部３０がカメラ２０の撮像結果に基づき、以下に説明する２種類の処理を行うためのプログラムである。
【００２７】
まず、印刷後の基板６を撮像した撮像結果を認識処理することにより、基板６の各電極に形成された要素半田印刷部（図４（ｂ）参照）を検出し、各要素半田印刷部の面積を算出する。また、マスクプレート１２を撮像した撮像結果を認識処理することにより、マスクプレート１２に設けられた各パターン孔１６の位置と形状を示すマスク開口データを求める処理を行う。このマスク開口データは、印刷検査のための検査用データとして用いられる。
【００２８】
印刷良否判定プログラム２６ｃは、画像処理部３０によって算出された要素半田印刷部の面積を検査しきい値（後述）と比較することによって、要素半田印刷部毎に印刷状態の良否判定を行う。すなわち、画像処理部３０および演算部２５が印刷良否判定プログラム２６ｃを実行することにより実現される機能は、基板の撮像結果と印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて印刷状態の良否判定を行う印刷判定手段を構成する。
【００２９】
グループ化処理プログラム２６ｄは、印刷検査に用いられる検査用データの作成において、各要素半田印刷部の位置と形状を示す個別の要素位置・形状データを、特定のグループ化条件に従ってグループ化する処理を行うためのプログラムである。すなわち、演算部２５がグループ化処理プログラム２６ｄを実行することにより実現される機能は、要素形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して各データ群を特定するグループ化手段となっている。
【００３０】
検査しきい値付与処理プログラム２６ｅは、要素位置・形状データがグループ化されたデータ群に対して、検査しきい値を付与する処理を行うためのプログラムである。演算部２５がグループ化処理プログラム２６ｄを実行することにより実現される機能は、固有検査データである検査しきい値を付与する検査しきい値付与手段となっている。
【００３１】
データ記憶部２７には、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂ、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄおよび実行用データ２７ｅが記憶されている。これらのデータのうち、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂ、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄは、通信部２９を介してデータ管理用のコンピュータなどの他装置から転送され記憶される。
【００３２】
実装データ２７ａは、クリーム半田印刷後の基板に対して電子部品を実装する実装動作において用いられるデータ、すなわち実装される電子部品の種類を基板上における実装位置座標と関連させたデータである。部品データライブラリ２７ｂは、基板に実装される個々の電子部品に関するデータであり、電子部品の部品コード、実装動作における必要精度や半田接合のための半田印刷における難易度などを示す属性データとともに、部品形状・サイズや、半田接合時の要素半田印刷部の配置を示す部品別開口パターン（図８に示す３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ参照）を数値表現した数値データを含んでいる。
【００３３】
実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂにより、マスクプレート１２の個々のパターン孔１６とこれらのパターン孔を介して印刷された半田印刷部に対応した電子部品とをデータ上で関連づけることができ、後述するように印刷検査用データ作成において、多種類のデータを相互にリンクさせてデータ作成処理の効率化を可能としている。
【００３４】
マスク開口データライブラリ２７ｃは、印刷に使用されるマスクプレート１２のパターン孔１６の開口位置やサイズを示す数値データを多種類の品種について記憶したものであり、個々のマスクプレートに付随したマスク開口データとして予め与えられる。すなわち、図７に示すマスクプレート１２の例では、各パターン１６ａ〜１６ｄについてのデータが与えられ、例えばパターン孔１６ｃについては、パターン孔サイズを示す寸法ａ、ｂや、基準原点に対する各パターン孔１６ｃの位置座標値ｘ１，ｘ２，ｘ３・・・、ｙ１，ｙ２，・・・が、数値データの形で与えられる。他のパターン孔についても同様である。
【００３５】
後述するように、このマスク開口データは、印刷検査において図４（ｂ）に示す要素半田印刷部（Ｓ１〜Ｓ４）の位置・形状を示す要素位置・形状データとして用いられる。したがって、マスク開口データライブラリ２７ｃを含んだデータ記憶部２７は、要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データを提供するデータ提供手段となっている。
【００３６】
なお前述のように、マスクプレート１２をカメラ２０で撮像することによっても、パターン孔の開口位置や開口サイズを示すデータを取得することができることから、所要のマスク開口データがマスク開口データライブラリ２７ｃに含まれていない場合には、現物のマスクプレート１２を用いて図７に示すデータと同様のデータを取得することができる。この場合には、カメラ２０および画像処理部３０が、スクリーン印刷に用いられるマスクプレート１２から検出されたマスク開口データに基づいて取得された要素形状・位置データを提供するデータ提供手段となる。
【００３７】
さらには、要素形状・位置データを求める方法として、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂに含まれるデータを組み合わせる方法を採用してもよい。すなわち、図８に示すように、実装データ２７ａから、電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の実装位置を示す実装点Ｍ１，Ｍ２Ａ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３，Ｍ４を求め、これらの実装点に、部品データライブラリ２７ｂの部品別開口パターン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄを重ね合わせることにより、マスク開口データと等価の数値データを得ることができる。
【００３８】
検査しきい値ライブラリ２７ｄは、印刷検査において用いられる検査しきい値を算出するためのデータを提供するデータライブラリである。本実施の形態においては、図９に示すように、パターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリおよび電子部品の種類に関連づけられたライブラリの２種類の検査しきい値ライブラリが準備されている。
【００３９】
パターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリでは、しきい値算出のためのしきい値データが予め準備された開口タイプ毎に予め設定されている。パターン孔の開口タイ
プは、パターン孔の形状（正方形、長方形、円形など）とサイズの区分の組み合わせによって複数種類が設定される。すなわち対象とする開口部がどの開口タイプに該当するかを判断することにより、半田印刷面積をベースにした検査しきい値が算出できるようになっている。
【００４０】
またパターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリでは、電子部品の種類（Ｐ１，Ｐ２，・・）が指定されることにより、同様のしきい値データが直接求められるようになっており、この場合には、開口タイプの種類判別を行う必要がない。いずれの例においても、しきい値データは、各要素半田印刷部の面積の正常範囲（（−）ＯＫ〜（＋）ＯＫ）、警告範囲（（−）Ｗａｒｎｉｎｇ〜（＋）Ｗａｒｎｉｎｇ）および不合格の下限および下限（（−）ＮＧ、（＋）ＮＧ）を、正規形状の要素半田印刷部の面積に対する百分率で規定している。
【００４１】
実行用データ２７ｅは、半田印刷に引き続いて実行される印刷後検査において実際に用いられる検査用データであり、後述するように印刷対象の基板品種が指定され、さらに当該基板において検査対象となる範囲が特定されることにより、これらの検査範囲に対応した検査データが作成され、データ記憶部２７に実行用データ２７ｅとして記憶される。
【００４２】
このスクリーン印刷装置は上記のように構成されており、次に印刷検査用データ作成処理について、図１０のフローに沿って各図を参照して説明する。このデータ作成処理は、スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置に用いられ、印刷面にクリーム半田を印刷することにより形成された半田印刷部の形状および位置を示す形状・位置データを少なくとも含む検査用データを作成するものである。
【００４３】
まず図１０において、マスク開口データの読み込みが行われる（ＳＴ１）。これにより、表示部３２に表示されるデータ作成処理用の操作画面４０には、印刷範囲１２ａ内における開口部の配置を示す開口パターンが表示される。これらの開口部は、回路形成面の各電極に形成された要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データに対応している。
【００４４】
ここで、マスク開口データとしては、対象となるマスクプレート１２に対応したマスク開口データがデータ記憶部２７のマスク開口データライブラリ２７ｃに使用される記憶されている場合には、このライブラリデータが用いられる。そしてこのライブラリデータが未入手である場合には、実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂから等価のマスクデータを作成する処理が行われる。さらに、これらの実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂが未入手であれば、前述のようにマスクプレート１２を撮像して得られた画像データから開口部を検出して、要素形状・位置データとするデータ生成処理が行われる。
【００４５】
次に表示された各パターン孔に対応したこれらの要素形状・位置データを、グループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して、各データ群を特定するグループ化処理が行われる（ＳＴ２）。このグループ化処理は、操作画面４０上に表示された開口部を予め定められたグループ化条件に従って関連づけることによって、個々の要素形状・位置データをデータ群に括るものであり、グループ化処理プログラムによって自動的に行われる。
【００４６】
ここでは、図１２に示す操作画面４０上に表示されるグループ条件選択ウイザード４１によって、３つのグループ化条件、すなわち部品単位４２ａ、属性指定４２ｂ、範囲指定４２ｃによるグループ化条件のいずれかを選択することができるようになっている。この選択は、各選択肢のそれぞれに設けられたチェック枠４３によって行われる。
【００４７】
部品単位４２ａを選択すると、基板６に実装される電子部品のそれぞれを１つのグループとするようにグループ化条件が決定される。すなわち、図１３（ａ）に示すように、４つの電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、Ｐ４を半田接合するために設けられた電極（図４参照）にそれぞれ対応したパターン孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが、グループ化枠４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄによって囲まれ、これにより、個別のパターン孔に対応した要素形状・位置データは、各電子部品単位に括られてデータ群に分類され、これらのデータ群は各電子部品（Ｐ１，Ｐ２・・）によって特定される。
【００４８】
また属性指定４２ｂを選択すると、電子部品の属性に基づいてグループ化条件が決定される。すなわち、実装される全ての電子部品のうち、指定入力枠４４に入力されることによって特定された属性を有する電子部品のみが、グループ化の対象となる。例えば、属性として電子部品の種類「ＱＦＰ」を指定すると、図１３（ｂ）に示すように、当該種類に該当する電子部品Ｐ４に対応したパターン孔１６ｄのみがグループ化枠４５ｄによって囲まれる。これにより、パターン孔１６ｄに対応した要素形状・位置データは、入力された属性によって括られたデータ群とそれ以外のデータ群とに分類され、括られたデータ群は、属性「ＱＦＰ」によって特定される。
【００４９】
範囲指定４２ｃを選択すると、基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいてグループ化条件が決定される。この場合には、図１３（ｃ）に示すように、操作画面上において、マウスなどのポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔（ここでは、パターン孔１６ｃ、１６ｄ）のみを囲むグループ化枠４５ｅを設定する操作を行う。これにより、これらのパターン孔に対応した要素形状・位置データは、枠設定操作によって決定された幾何学的範囲に基づいて括られたデータ群と、それ以外のデータ群とに分類され、括られたデータ群は、指定された範囲の特性（例えば、「同一検査しきい値付与範囲」、「印刷検査対象範囲」など）によって特定される。
【００５０】
このようにして、グループ化処理が完了したならば、検査実行対象の指定が行われる（ＳＴ３）。ここでは、グループ化処理によって分類されたデータ群を対象として、スクリーン印刷後の印刷検査の対象となるか否かを指定する。本実施の形態では、グループ化処理によってグループ化枠で囲まれた範囲は原則として検査実行対象となる。すなわち、属性指定４２ｂや範囲指定４２ｃの場合には、グループ化された範囲がそのまま検査実行対象となる。そして、前述の印刷判定手段は、検査実行対象としてグループ化された範囲に属するデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【００５１】
なお部品単位４２ａを選択した場合には、全電子部品に対応したパターン孔がグループ化の対象となるが、この場合においていずれかの電子部品について印刷検査が不要であると判断されたならば、操作画面４０上でグループ化を解除する操作を行う。これにより、グループ化が解除されたパターン孔については検査対象から除外する処理が行われる。
【００５２】
印刷検査においては、必ずしも基板全面を検査対象とする必要はなく、所要検査時間と必要な検査品質との兼ね合いで、その都度検査実行対象となる範囲をきめ細かく設定する必要があるが、上述のような方法を採用することによって、本実施の形態では簡便且つフレキシブルな設定操作方法が実現されている。
【００５３】
次いで、検査しきい値の付与が行われる（ＳＴ４）。すなわち、検査実行対象として指定されたデータ群に対して固有の検査データとしての検査しきい値が付与され、各データ群に属する複数のパターン孔に対して、一括して検査しきい値が付与される。これにより、膨大な数のパターン孔を有する基板を対象とする場合においても、検査しきい値付与のためのデータ処理を容易にすることができる。
【００５４】
そして各データ群毎に検査しきい値が付与された検査用データは、実行用データ２７ｅとしてデータ記憶部２７に記憶される。なお、上記フローにおいて、グループ化処理（ＳＴ２）、検査実行対象の指定（ＳＴ３）および検査しきい値の付与（ＳＴ３）は、上述の順序通りに行う必要は必ずしもなく、個々のデータ群について順不同で行ってもよい。
【００５５】
この後、スクリーン印刷作業が開始される。まずマスクプレート１２上にクリーム半田９が供給され、そして基板６をマスクプレート１２の下面に当接させる。次いでスキージヘッド１３を移動させて、クリーム半田９をパターン孔１６ａ〜１６ｃを介して基板６の各電極６ｂ〜６ｄ上に印刷する。この後、Ｚ軸テーブル５を下降させて版離れを行うことにより、基板６の電極上には要素半田印刷部Ｓ１〜Ｓ４（図４参照）が形成される。
【００５６】
この後、印刷検査が行われる。この印刷検査は、基板位置決め部１を再びスクリーンマスク１０の下方から基板認識位置（図２参照）へ移動させ、カメラ２０によって印刷後の基板６の上面を撮像して、要素半田印刷部Ｓ１〜Ｓ４の面積を検出することによって行われる。そしてこの面積検出結果を検査しきい値ライブラリ２７ｄに基づいて求められた検査しきい値と比較することにより、印刷状態の良否が判定される（印刷判定行程）。
【００５７】
ここで、印刷状態の最終判定はグループ化条件にしたがってグループ化されたデータ群に関連づけて判定され、判定結果の表示も同様にデータ群に関連づけてデータ群毎に行われる。例えば、グループ化が部品単位で行われている場合には、判定および判定結果の表示は部品単位で行われる。すなわち、各電子部品に対応した要素半田印刷部がすべて良好であれば、その電子部品についての半田印刷は良好であると判定され、１つでも印刷状態不良の要素半田印刷部が存在する場合には、その電子部品については、印刷状態不良であると判定される。
【００５８】
そしてこれらの判定結果は、操作画面４０上に表示される（表示工程）。図１４は判定結果の表示例を示しており、判定結果はグループ化されたデータ群に関連づけて表示され、ここでは、判定結果の表示を電子部品単位および要素半田印刷部単位を併用して行われる例を示している。例えば、上述のように１つの電子部品に対応した半田印刷部がすべて良好で、その電子部品についての半田印刷は良好であると判定された電子部品については、画面上では特別な表示はなされず、印刷状態の不良が検出された要素半田印刷部およびこの要素半田印刷部に対応した電子部品について、不良表示が行われる。
【００５９】
図１４の例では、パターン孔１６ｄによって電子部品Ｐ４に対応して印刷された半田印刷部に不良が検出された場合の例を示しており、Ｐ４を囲む枠が反転表示されることにより、不良箇所を電子部品単位で容易に確認できるようになっている。また不良が検出された要素半田印刷部に対応したパターン孔１６ｄ＊が反転表示されるとともに、不良内容を示す表示欄４６が当該パターン孔毎に対応して表示される。
【００６０】
上記説明したように、本実施の形態に示す印刷検査においては、電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データを、対象とされる基板に応じて選択されるグループ化条件に従ってグループ化することによって作成された印刷検査用データを用いるようにしている。これにより、膨大な数の電子部品を有する基板を対象として印刷検査用データを作成する場合においてもデータ処理を効率的に行うことができる。
【００６１】
したがって、基板や基板に実装される電子部品の特性に応じたフレキシブルな検査形態が可能となり、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる。また印刷検査の判定結果を、電子部品単位や部品種類単位など所望の
区分で表示させることができるため、不良箇所の特定が容易に行え、有用な品質管理データを入手することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、印刷検査機能を備えたスクリーン印刷装置によって印刷後の検査を行う形態を示しているが、スクリーン印刷装置とは別個に独立して専用の印刷検査装置を設ける場合にあっても、本実施の形態に示す構成を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の印刷検査装置および印刷検査方法は、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができるという効果を有し、電子部品実装分野において基板に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する用途に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の平面図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のプログラム記憶部およびデータ記憶部の記憶内容を示す図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要素半田印刷部の要素形状・位置データの説明図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の実装データおよびマスク開口パターンの説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の検査しきい値ライブラリの説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の印刷検査用データ作成処理のフロー図
【図１１】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【図１２】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【図１３】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【図１４】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板位置決め部
６ 基板
６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 電極
９ クリーム半田
１２ マスクプレート
１３ スキージヘッド
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ パターン孔
２０ カメラ
２５ 演算部
２６ プログラム記憶部
２６ｂ 画像処理プログラム
２６ｃ 印刷良否判定プログラム
２６ｄ グループ化処理プログラム
２６ｅ 検査しきい値付与プログラム
２７ データ記憶部
２７ｃ マスク開口データライブラリ
２７ｄ 検査しきい値ライブラリ
３０ 画像処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置および印刷検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装においては、基板への電子部品の搭載に先立って基板の表面にクリーム半田が塗布される。クリーム半田塗布の方法としてはスクリーン印刷による方法が広く用いられており、印刷工程の後にはクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査が行われる。この印刷検査は、スクリーン印刷後の基板をカメラにより撮像し、撮像結果を画像処理することにより印刷部位に正しくクリーム半田が印刷されているか否かを判定するものである。
【０００３】
ところで基板に実装される電子部品の特性は多種多様であり、上記の半田印刷工程においても印刷後に搭載される電子部品によって検査精度が異なる。すなわち、価格が高くしかも高信頼性が求められ、良好な印刷精度を要する電子部品が搭載される印刷部位については、印刷精度が確実に保証されるような方法で検査を行う必要がある。これに対し、半田接合が容易で印刷精度がさほど重要視されないような電子部品が搭載される印刷部位については、極力短時間で検査が完了するようにしなければならない。このため、検査を実行する印刷検査装置には、対象となる基板に搭載される電子部品の特性に応じて、フレキシブルな検査形態が可能であることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら電子部品接合用の電極は、通常１枚の基板に数千から数万のオーダーで形成される場合が多い。このため上述のようにフレキシブルな検査形態を選択しようとすれば、基板品種を換えるたびに検査用データや検査対象範囲の入力をその都度行う必要があった。特に近年電子機器製造現場の生産形態における多品種少量型の割合が増大していることから、このようなデータ処理作業を多数の品種について高頻度で行う必要があり、この作業に多大な手間を要して生産性の向上が阻害される要因となっていた。このように従来の印刷検査装置は、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる印刷検査装置および印刷検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の印刷検査装置は、スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置であって、前記基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による前記基板の撮像結果と印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定手段と、判定結果を表示する表示手段とを備え、前記検査用データは、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成され、前記表示手段は、判定結果を前記データ群に関連づけて表示する。
【０００７】
請求項２記載の印刷検査装置は、請求項１記載の印刷検査装置であって、前記グループ
化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【０００８】
請求項３記載の印刷検査装置は、請求項１記載の印刷検査装置であって、前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【０００９】
請求項４記載の印刷検査装置は、請求項１記載の印刷検査装置であって、前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記表示手段は前記判定結果を前記データ群毎に表示する。
【００１０】
請求項５記載の印刷検査方法は、スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査方法であって、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成された検査用データおよび撮像手段による前記基板の撮像結果に基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定工程と、判定結果を前記データ群に関連づけて表示する表示工程とを含む。
【００１１】
請求項６記載の印刷検査方法は、請求項５記載の印刷検査方法であって、前記グループ化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【００１２】
請求項７記載の印刷検査方法は、請求項５記載の印刷検査方法であって、前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【００１３】
請求項８記載の印刷検査方法は、請求項５記載の印刷検査方法であって、前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記判定結果を前記データ群毎に表示する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極に印刷される単位印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成された検査用データと撮像手段による基板の撮像結果を比較することにより印刷状態の判定を行い、判定結果をデータ群に関連づけて表示することにより、基板種類に応じて設定される検査の重要度や優先順位に従って検査を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の平面図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のプログラム記憶部およびデータ記憶部の記憶内容を示す図、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要素半田印刷部の要素形状・位置データの説明図、図８は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の実装データおよびマスク開口パターンの説明図、図９は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の検査しきい値ライブラリの説明図、図１０は本発明の一実施の形態の印刷検査用データ作成処理のフロー図
、図１１，図１２，図１３，図１４は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図である。
【００１６】
まず図１、図２および図３を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。このスクリーン印刷装置は、電子部品が実装される基板にクリーム半田を印刷する印刷機構のみならず、後述するように、印刷状態の良否を判定する印刷検査装置としての機能およびこの印刷検査において用いられる印刷検査用データを作成する印刷検査用データ作成装置としての機能をも併せ持った構成となっている。
【００１７】
図１、図２において、基板位置決め部１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３よりなる移動テーブル上にθ軸テーブル４を段積みし、さらにその上にＺ軸テーブル５を配設して構成されており、Ｚ軸テーブル５上にはクランパ８によって挟み込まれた基板６を下方から保持する基板保持部７が設けられている。印刷対象の基板６は、図１，図３に示す搬入コンベア１４によって基板位置決め部１に搬入される。基板位置決め部１を駆動することにより、基板６はＸＹ方向に移動し、後述する印刷位置、基板認識位置に位置決めされる。印刷後の基板６は、搬出コンベア１５によって搬出される。
【００１８】
基板位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されており、スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されている。基板６は基板位置決め部１によってマスクプレート１２に対して位置合わせされ下方から当接する。基板６の回路形成面の半田印刷範囲６ａ内には、図４（ａ）に示すように種類の異なる電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を接合するための電極６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅが設けられている。
【００１９】
スクリーンマスク１０上には、スキージヘッド１３が水平方向に往復動自在に配設されている。基板６がマスクプレート１２の下面に当接した状態で、マスクプレート１２上にクリーム半田９を供給し、スキージヘッド１３のスキージ１３ａをマスクプレート１２の表面に当接させて摺動させることにより、基板６の印刷面にはマスクプレート１２に設けられたパターン孔１６を介してクリーム半田９が印刷される。これにより、図４（ｂ）に示すように、電極６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ上にはそれぞれ要素半田印刷部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が形成される。
【００２０】
スクリーンマスク１０の上方には、撮像手段であるカメラ２０が設けられている。図３に示すように、カメラ２０はＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２によってＸＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２は、カメラ２０を移動させるカメラ移動手段となっている。カメラ２０をカメラ移動手段によってマスクプレート１２に対して移動させることにより、カメラ２０はマスクプレート１２の任意の位置を撮像する。
【００２１】
基板位置決め部１は、図２に示すようにＹ軸テーブル３によってスクリーンマスク１０の下方からＹ方向に移動して保持した基板６を基板認識位置まで移動させることができるようになっており、この状態でカメラ２０を基板位置決め部１上の基板６に移動させることにより、カメラ２０によって基板６の任意の位置を撮像することができる。
【００２２】
次に、図５を参照してスクリーン印刷装置の制御系の構成について説明する。図５において、演算部２５はＣＰＵであり、プログラム記憶部２６に記憶された各種プログラムを実行することにより、後述する各種演算・処理を行う。これらの演算・処理においては、データ記憶部２７に記憶された各種のデータが用いられる。
【００２３】
操作・入力部２８は、キーボードやマウスなどの入力手段であり、各種の制御コマンド
やデータの入力を行う。通信部２９はスクリーン印刷装置とともに電子部品実装ラインを構成する他装置との間でデータの授受を行う。画像処理部３０は、カメラ２０による撮像データを画像処理することにより、後述するように、印刷検査のための半田印刷部の認識や、印刷検査データ作成のためのマスク開口検出を行う。
【００２４】
機構制御部３１は、カメラ２０を移動させるカメラ移動手段や、スキージヘッド１３を移動させるスキージ移動手段を制御する。表示部３２はディスプレイ装置であり、カメラ２０によって取得された画像のほか、後述する印刷検査用データ作成処置における操作画面や、印刷検査の判定結果などの表示を行う表示手段となっている。
【００２５】
次に図６を参照して、プログラム記憶部２６およびデータ記憶部２７にそれぞれ記憶されるプログラムおよびデータについて説明する。プログラム記憶部２６には、印刷動作プログラム２６ａ、画像処理プログラム２６ｂ、印刷良否判定プログラム２６ｃ、グループ化処理プログラム２６ｄ、検査しきい値付与処理プログラム２６ｅが記憶されている。
【００２６】
印刷動作プログラム２６ａは、基板位置決め部１およびスキージヘッド１３の動作を制御して基板６へのクリーム半田９の印刷を行う印刷動作のためのプログラムである。画像処理プログラム２６ｂは、画像処理部３０がカメラ２０の撮像結果に基づき、以下に説明する２種類の処理を行うためのプログラムである。
【００２７】
まず、印刷後の基板６を撮像した撮像結果を認識処理することにより、基板６の各電極に形成された要素半田印刷部（図４（ｂ）参照）を検出し、各要素半田印刷部の面積を算出する。また、マスクプレート１２を撮像した撮像結果を認識処理することにより、マスクプレート１２に設けられた各パターン孔１６の位置と形状を示すマスク開口データを求める処理を行う。このマスク開口データは、印刷検査のための検査用データとして用いられる。
【００２８】
印刷良否判定プログラム２６ｃは、画像処理部３０によって算出された要素半田印刷部の面積を検査しきい値（後述）と比較することによって、要素半田印刷部毎に印刷状態の良否判定を行う。すなわち、画像処理部３０および演算部２５が印刷良否判定プログラム２６ｃを実行することにより実現される機能は、基板の撮像結果と印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて印刷状態の良否判定を行う印刷判定手段を構成する。
【００２９】
グループ化処理プログラム２６ｄは、印刷検査に用いられる検査用データの作成において、各要素半田印刷部の位置と形状を示す個別の要素位置・形状データを、特定のグループ化条件に従ってグループ化する処理を行うためのプログラムである。すなわち、演算部２５がグループ化処理プログラム２６ｄを実行することにより実現される機能は、要素形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して各データ群を特定するグループ化手段となっている。
【００３０】
検査しきい値付与処理プログラム２６ｅは、要素位置・形状データがグループ化されたデータ群に対して、検査しきい値を付与する処理を行うためのプログラムである。演算部２５がグループ化処理プログラム２６ｄを実行することにより実現される機能は、固有検査データである検査しきい値を付与する検査しきい値付与手段となっている。
【００３１】
データ記憶部２７には、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂ、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄおよび実行用データ２７ｅが記憶されている。これらのデータのうち、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂ、マスク開口データライブラリ２７ｃ、検査しきい値ライブラリ２７ｄは、通信部２９を介してデータ管理用のコンピュータなどの他装置から転送され記憶される。
【００３２】
実装データ２７ａは、クリーム半田印刷後の基板に対して電子部品を実装する実装動作において用いられるデータ、すなわち実装される電子部品の種類を基板上における実装位置座標と関連させたデータである。部品データライブラリ２７ｂは、基板に実装される個々の電子部品に関するデータであり、電子部品の部品コード、実装動作における必要精度や半田接合のための半田印刷における難易度などを示す属性データとともに、部品形状・サイズや、半田接合時の要素半田印刷部の配置を示す部品別開口パターン（図８に示す３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ参照）を数値表現した数値データを含んでいる。
【００３３】
実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂにより、マスクプレート１２の個々のパターン孔１６とこれらのパターン孔を介して印刷された半田印刷部に対応した電子部品とをデータ上で関連づけることができ、後述するように印刷検査用データ作成において、多種類のデータを相互にリンクさせてデータ作成処理の効率化を可能としている。
【００３４】
マスク開口データライブラリ２７ｃは、印刷に使用されるマスクプレート１２のパターン孔１６の開口位置やサイズを示す数値データを多種類の品種について記憶したものであり、個々のマスクプレートに付随したマスク開口データとして予め与えられる。すなわち、図７に示すマスクプレート１２の例では、各パターン１６ａ〜１６ｄについてのデータが与えられ、例えばパターン孔１６ｃについては、パターン孔サイズを示す寸法ａ、ｂや、基準原点に対する各パターン孔１６ｃの位置座標値ｘ１，ｘ２，ｘ３・・・、ｙ１，ｙ２，・・・が、数値データの形で与えられる。他のパターン孔についても同様である。
【００３５】
後述するように、このマスク開口データは、印刷検査において図４（ｂ）に示す要素半田印刷部（Ｓ１〜Ｓ４）の位置・形状を示す要素位置・形状データとして用いられる。したがって、マスク開口データライブラリ２７ｃを含んだデータ記憶部２７は、要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データを提供するデータ提供手段となっている。
【００３６】
なお前述のように、マスクプレート１２をカメラ２０で撮像することによっても、パターン孔の開口位置や開口サイズを示すデータを取得することができることから、所要のマスク開口データがマスク開口データライブラリ２７ｃに含まれていない場合には、現物のマスクプレート１２を用いて図７に示すデータと同様のデータを取得することができる。この場合には、カメラ２０および画像処理部３０が、スクリーン印刷に用いられるマスクプレート１２から検出されたマスク開口データに基づいて取得された要素形状・位置データを提供するデータ提供手段となる。
【００３７】
さらには、要素形状・位置データを求める方法として、実装データ２７ａ、部品データライブラリ２７ｂに含まれるデータを組み合わせる方法を採用してもよい。すなわち、図８に示すように、実装データ２７ａから、電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の実装位置を示す実装点Ｍ１，Ｍ２Ａ，Ｍ２Ｂ，Ｍ３，Ｍ４を求め、これらの実装点に、部品データライブラリ２７ｂの部品別開口パターン３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄを重ね合わせることにより、マスク開口データと等価の数値データを得ることができる。
【００３８】
検査しきい値ライブラリ２７ｄは、印刷検査において用いられる検査しきい値を算出するためのデータを提供するデータライブラリである。本実施の形態においては、図９に示すように、パターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリおよび電子部品の種類に関連づけられたライブラリの２種類の検査しきい値ライブラリが準備されている。
【００３９】
パターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリでは、しきい値算出のためのしきい値データが予め準備された開口タイプ毎に予め設定されている。パターン孔の開口タイ
プは、パターン孔の形状（正方形、長方形、円形など）とサイズの区分の組み合わせによって複数種類が設定される。すなわち対象とする開口部がどの開口タイプに該当するかを判断することにより、半田印刷面積をベースにした検査しきい値が算出できるようになっている。
【００４０】
またパターン孔の開口タイプに関連づけられたライブラリでは、電子部品の種類（Ｐ１，Ｐ２，・・）が指定されることにより、同様のしきい値データが直接求められるようになっており、この場合には、開口タイプの種類判別を行う必要がない。いずれの例においても、しきい値データは、各要素半田印刷部の面積の正常範囲（（−）ＯＫ〜（＋）ＯＫ）、警告範囲（（−）Ｗａｒｎｉｎｇ〜（＋）Ｗａｒｎｉｎｇ）および不合格の下限および下限（（−）ＮＧ、（＋）ＮＧ）を、正規形状の要素半田印刷部の面積に対する百分率で規定している。
【００４１】
実行用データ２７ｅは、半田印刷に引き続いて実行される印刷後検査において実際に用いられる検査用データであり、後述するように印刷対象の基板品種が指定され、さらに当該基板において検査対象となる範囲が特定されることにより、これらの検査範囲に対応した検査データが作成され、データ記憶部２７に実行用データ２７ｅとして記憶される。
【００４２】
このスクリーン印刷装置は上記のように構成されており、次に印刷検査用データ作成処理について、図１０のフローに沿って各図を参照して説明する。このデータ作成処理は、スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置に用いられ、印刷面にクリーム半田を印刷することにより形成された半田印刷部の形状および位置を示す形状・位置データを少なくとも含む検査用データを作成するものである。
【００４３】
まず図１０において、マスク開口データの読み込みが行われる（ＳＴ１）。これにより、表示部３２に表示されるデータ作成処理用の操作画面４０には、印刷範囲１２ａ内における開口部の配置を示す開口パターンが表示される。これらの開口部は、回路形成面の各電極に形成された要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データに対応している。
【００４４】
ここで、マスク開口データとしては、対象となるマスクプレート１２に対応したマスク開口データがデータ記憶部２７のマスク開口データライブラリ２７ｃに使用される記憶されている場合には、このライブラリデータが用いられる。そしてこのライブラリデータが未入手である場合には、実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂから等価のマスクデータを作成する処理が行われる。さらに、これらの実装データ２７ａと部品データライブラリ２７ｂが未入手であれば、前述のようにマスクプレート１２を撮像して得られた画像データから開口部を検出して、要素形状・位置データとするデータ生成処理が行われる。
【００４５】
次に表示された各パターン孔に対応したこれらの要素形状・位置データを、グループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して、各データ群を特定するグループ化処理が行われる（ＳＴ２）。このグループ化処理は、操作画面４０上に表示された開口部を予め定められたグループ化条件に従って関連づけることによって、個々の要素形状・位置データをデータ群に括るものであり、グループ化処理プログラムによって自動的に行われる。
【００４６】
ここでは、図１２に示す操作画面４０上に表示されるグループ条件選択ウイザード４１によって、３つのグループ化条件、すなわち部品単位４２ａ、属性指定４２ｂ、範囲指定４２ｃによるグループ化条件のいずれかを選択することができるようになっている。この選択は、各選択肢のそれぞれに設けられたチェック枠４３によって行われる。
【００４７】
部品単位４２ａを選択すると、基板６に実装される電子部品のそれぞれを１つのグループとするようにグループ化条件が決定される。すなわち、図１３（ａ）に示すように、４つの電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、Ｐ４を半田接合するために設けられた電極（図４参照）にそれぞれ対応したパターン孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが、グループ化枠４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄによって囲まれ、これにより、個別のパターン孔に対応した要素形状・位置データは、各電子部品単位に括られてデータ群に分類され、これらのデータ群は各電子部品（Ｐ１，Ｐ２・・）によって特定される。
【００４８】
また属性指定４２ｂを選択すると、電子部品の属性に基づいてグループ化条件が決定される。すなわち、実装される全ての電子部品のうち、指定入力枠４４に入力されることによって特定された属性を有する電子部品のみが、グループ化の対象となる。例えば、属性として電子部品の種類「ＱＦＰ」を指定すると、図１３（ｂ）に示すように、当該種類に該当する電子部品Ｐ４に対応したパターン孔１６ｄのみがグループ化枠４５ｄによって囲まれる。これにより、パターン孔１６ｄに対応した要素形状・位置データは、入力された属性によって括られたデータ群とそれ以外のデータ群とに分類され、括られたデータ群は、属性「ＱＦＰ」によって特定される。
【００４９】
範囲指定４２ｃを選択すると、基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいてグループ化条件が決定される。この場合には、図１３（ｃ）に示すように、操作画面上において、マウスなどのポインティングデバイスによってグループ化対象となるパターン孔（ここでは、パターン孔１６ｃ、１６ｄ）のみを囲むグループ化枠４５ｅを設定する操作を行う。これにより、これらのパターン孔に対応した要素形状・位置データは、枠設定操作によって決定された幾何学的範囲に基づいて括られたデータ群と、それ以外のデータ群とに分類され、括られたデータ群は、指定された範囲の特性（例えば、「同一検査しきい値付与範囲」、「印刷検査対象範囲」など）によって特定される。
【００５０】
このようにして、グループ化処理が完了したならば、検査実行対象の指定が行われる（ＳＴ３）。ここでは、グループ化処理によって分類されたデータ群を対象として、スクリーン印刷後の印刷検査の対象となるか否かを指定する。本実施の形態では、グループ化処理によってグループ化枠で囲まれた範囲は原則として検査実行対象となる。すなわち、属性指定４２ｂや範囲指定４２ｃの場合には、グループ化された範囲がそのまま検査実行対象となる。そして、前述の印刷判定手段は、検査実行対象としてグループ化された範囲に属するデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行う。
【００５１】
なお部品単位４２ａを選択した場合には、全電子部品に対応したパターン孔がグループ化の対象となるが、この場合においていずれかの電子部品について印刷検査が不要であると判断されたならば、操作画面４０上でグループ化を解除する操作を行う。これにより、グループ化が解除されたパターン孔については検査対象から除外する処理が行われる。
【００５２】
印刷検査においては、必ずしも基板全面を検査対象とする必要はなく、所要検査時間と必要な検査品質との兼ね合いで、その都度検査実行対象となる範囲をきめ細かく設定する必要があるが、上述のような方法を採用することによって、本実施の形態では簡便且つフレキシブルな設定操作方法が実現されている。
【００５３】
次いで、検査しきい値の付与が行われる（ＳＴ４）。すなわち、検査実行対象として指定されたデータ群に対して固有の検査データとしての検査しきい値が付与され、各データ群に属する複数のパターン孔に対して、一括して検査しきい値が付与される。これにより、膨大な数のパターン孔を有する基板を対象とする場合においても、検査しきい値付与のためのデータ処理を容易にすることができる。
【００５４】
そして各データ群毎に検査しきい値が付与された検査用データは、実行用データ２７ｅとしてデータ記憶部２７に記憶される。なお、上記フローにおいて、グループ化処理（ＳＴ２）、検査実行対象の指定（ＳＴ３）および検査しきい値の付与（ＳＴ３）は、上述の順序通りに行う必要は必ずしもなく、個々のデータ群について順不同で行ってもよい。
【００５５】
この後、スクリーン印刷作業が開始される。まずマスクプレート１２上にクリーム半田９が供給され、そして基板６をマスクプレート１２の下面に当接させる。次いでスキージヘッド１３を移動させて、クリーム半田９をパターン孔１６ａ〜１６ｃを介して基板６の各電極６ｂ〜６ｄ上に印刷する。この後、Ｚ軸テーブル５を下降させて版離れを行うことにより、基板６の電極上には要素半田印刷部Ｓ１〜Ｓ４（図４参照）が形成される。
【００５６】
この後、印刷検査が行われる。この印刷検査は、基板位置決め部１を再びスクリーンマスク１０の下方から基板認識位置（図２参照）へ移動させ、カメラ２０によって印刷後の基板６の上面を撮像して、要素半田印刷部Ｓ１〜Ｓ４の面積を検出することによって行われる。そしてこの面積検出結果を検査しきい値ライブラリ２７ｄに基づいて求められた検査しきい値と比較することにより、印刷状態の良否が判定される（印刷判定行程）。
【００５７】
ここで、印刷状態の最終判定はグループ化条件にしたがってグループ化されたデータ群に関連づけて判定され、判定結果の表示も同様にデータ群に関連づけてデータ群毎に行われる。例えば、グループ化が部品単位で行われている場合には、判定および判定結果の表示は部品単位で行われる。すなわち、各電子部品に対応した要素半田印刷部がすべて良好であれば、その電子部品についての半田印刷は良好であると判定され、１つでも印刷状態不良の要素半田印刷部が存在する場合には、その電子部品については、印刷状態不良であると判定される。
【００５８】
そしてこれらの判定結果は、操作画面４０上に表示される（表示工程）。図１４は判定結果の表示例を示しており、判定結果はグループ化されたデータ群に関連づけて表示され、ここでは、判定結果の表示を電子部品単位および要素半田印刷部単位を併用して行われる例を示している。例えば、上述のように１つの電子部品に対応した半田印刷部がすべて良好で、その電子部品についての半田印刷は良好であると判定された電子部品については、画面上では特別な表示はなされず、印刷状態の不良が検出された要素半田印刷部およびこの要素半田印刷部に対応した電子部品について、不良表示が行われる。
【００５９】
図１４の例では、パターン孔１６ｄによって電子部品Ｐ４に対応して印刷された半田印刷部に不良が検出された場合の例を示しており、Ｐ４を囲む枠が反転表示されることにより、不良箇所を電子部品単位で容易に確認できるようになっている。また不良が検出された要素半田印刷部に対応したパターン孔１６ｄ＊が反転表示されるとともに、不良内容を示す表示欄４６が当該パターン孔毎に対応して表示される。
【００６０】
上記説明したように、本実施の形態に示す印刷検査においては、電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データを、対象とされる基板に応じて選択されるグループ化条件に従ってグループ化することによって作成された印刷検査用データを用いるようにしている。これにより、膨大な数の電子部品を有する基板を対象として印刷検査用データを作成する場合においてもデータ処理を効率的に行うことができる。
【００６１】
したがって、基板や基板に実装される電子部品の特性に応じたフレキシブルな検査形態が可能となり、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができる。また印刷検査の判定結果を、電子部品単位や部品種類単位など所望の
区分で表示させることができるため、不良箇所の特定が容易に行え、有用な品質管理データを入手することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、印刷検査機能を備えたスクリーン印刷装置によって印刷後の検査を行う形態を示しているが、スクリーン印刷装置とは別個に独立して専用の印刷検査装置を設ける場合にあっても、本実施の形態に示す構成を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の印刷検査装置および印刷検査方法は、生産効率の向上と印刷精度確保のバランスがとれた最適な検査形態を実現することができるという効果を有し、電子部品実装分野において基板に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する用途に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板印刷面の平面図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のプログラム記憶部およびデータ記憶部の記憶内容を示す図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要素半田印刷部の要素形状・位置データの説明図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の実装データおよびマスク開口パターンの説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の検査しきい値ライブラリの説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の印刷検査用データ作成処理のフロー図
【図１１】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【図１２】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【図１３】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【図１４】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の表示画面を示す図
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板位置決め部
６ 基板
６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 電極
９ クリーム半田
１２ マスクプレート
１３ スキージヘッド
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ パターン孔
２０ カメラ
２５ 演算部
２６ プログラム記憶部
２６ｂ 画像処理プログラム
２６ｃ 印刷良否判定プログラム
２６ｄ グループ化処理プログラム
２６ｅ 検査しきい値付与プログラム
２７ データ記憶部
２７ｃ マスク開口データライブラリ
２７ｄ 検査しきい値ライブラリ
３０ 画像処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置であって、前記基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による前記基板の撮像結果と印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定手段と、判定結果を表示する表示手段とを備え、前記検査用データは、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成され、前記表示手段は、判定結果を前記データ群に関連づけて表示することを特徴とする印刷検査装置。
【請求項２】
前記グループ化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の印刷検査装置。
【請求項３】
前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の印刷検査装置。
【請求項４】
前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記表示手段は前記判定結果を前記データ群毎に表示することを特徴とする請求項１記載の印刷検査装置。
【請求項５】
スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査方法であって、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成された検査用データおよび撮像手段による前記基板の撮像結果に基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定工程と、判定結果を前記データ群に関連づけて表示する表示工程とを含むことを特徴とする印刷検査方法。
【請求項６】
前記グループ化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項５記載の印刷検査方法。
【請求項７】
前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項５記載の印刷検査方法。
【請求項８】
前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記判定結果を前記データ群毎に表示することを特徴とする請求項５記載の印刷検査方法。
【請求項１】
スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査装置であって、前記基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段による前記基板の撮像結果と印刷検査実行に必要な検査用データとに基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定手段と、判定結果を表示する表示手段とを備え、前記検査用データは、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す要素形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成され、前記表示手段は、判定結果を前記データ群に関連づけて表示することを特徴とする印刷検査装置。
【請求項２】
前記グループ化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の印刷検査装置。
【請求項３】
前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、前記印刷判定手段は検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の印刷検査装置。
【請求項４】
前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記表示手段は前記判定結果を前記データ群毎に表示することを特徴とする請求項１記載の印刷検査装置。
【請求項５】
スクリーン印刷後の基板のクリーム半田の印刷状態を検査する印刷検査方法であって、前記基板の回路形成面に設けられた電子部品接合用の電極に印刷により形成される要素半田印刷部の形状および位置を示す単位形状・位置データをグループ化条件に従って括ることによってデータ群に分類して作成された検査用データおよび撮像手段による前記基板の撮像結果に基づいて前記印刷状態の良否判定を行う印刷判定工程と、判定結果を前記データ群に関連づけて表示する表示工程とを含むことを特徴とする印刷検査方法。
【請求項６】
前記グループ化条件は、前記基板の印刷面における幾何学的範囲に基づいて決定されており、検査実行範囲としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項５記載の印刷検査方法。
【請求項７】
前記グループ化条件は、前記電子部品の属性に基づいて決定されており、検査実行対象となる属性を有する電子部品としてグループ化されたデータ群のみを用いて印刷状態の判定を行うことを特徴とする請求項５記載の印刷検査方法。
【請求項８】
前記グループ化条件は、前記電子部品のそれぞれを１つのデータ群に対応させて決定されており、前記判定結果を前記データ群毎に表示することを特徴とする請求項５記載の印刷検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２１８９２５（Ｐ２００７−２１８９２５Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０４８００（Ｐ２００７−１０４８００）
【出願日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【分割の表示】特願２００２−２１６３２７（Ｐ２００２−２１６３２７）の分割
【原出願日】平成１４年７月２５日（２００２．７．２５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【分割の表示】特願２００２−２１６３２７（Ｐ２００２−２１６３２７）の分割
【原出願日】平成１４年７月２５日（２００２．７．２５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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