評価指標算出装置、評価装置、評価指標算出方法、評価指標算出装置制御プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体
【課題】半田材の状態を精度良く評価する。
【解決手段】半田材評価装置１００は、半田材１３を利用することによる半田材の劣化度を評価するものである。半田材評価装置１００は、光源１０からの光を半田材１３に照射し、半田材１３から反射する赤外線強度の波数であって半田材１３の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを光電変換器１４にて検出する。制御部１５は、光電変換器１４が検出した参照波数の強度より求まる参照波数の吸光度を用いて、光電変換器１４が検出した対象波数の強度より求まる対象波数の吸光度を補正し、補正した対象波数の吸光度を表示部にて表示させる。これにより、半田材評価装置１００のオペレータが、補正した対象波数の吸光度を参照することにより、半田材１３の劣化度を評価できる。
【解決手段】半田材評価装置１００は、半田材１３を利用することによる半田材の劣化度を評価するものである。半田材評価装置１００は、光源１０からの光を半田材１３に照射し、半田材１３から反射する赤外線強度の波数であって半田材１３の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを光電変換器１４にて検出する。制御部１５は、光電変換器１４が検出した参照波数の強度より求まる参照波数の吸光度を用いて、光電変換器１４が検出した対象波数の強度より求まる対象波数の吸光度を補正し、補正した対象波数の吸光度を表示部にて表示させる。これにより、半田材評価装置１００のオペレータが、補正した対象波数の吸光度を参照することにより、半田材１３の劣化度を評価できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半田材などの評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて上記評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出装置、評価装置、評価指標算出方法、評価指標算出装置制御プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板の生産ラインにおいては、基板上に半田材を印刷する印刷工程、この印刷された半田材上に電子部品を搭載するマウント工程、基板に電子部品を半田付けするリフロー工程を行うことによって、基板上に電子部品を実装している。
【０００３】
また、上述した印刷工程において、上記半田材は、基板上に配置されたメタルマスク表面に載せられている。このメタルマスクは、配線パターンに対応した開口穴が形成されているものである。そして、上記半田材は、上記メタルマスク表面において、移動スキージによって押圧されることにより、回転移動する。さらに、この回転移動している半田材が、上記移動スキージの押圧力によって、上記開口穴から基板上に押し出される。これにより、半田材が基板に印刷される（以下に示す特許文献１の段落〔００１１〕参照）。
【０００４】
このメタルマスクは、同一の半田材を載せたまま、大量の基板に対して連続して使用される。したがって、上記半田材は、上記印刷を繰り返す度に、上記移動スキージによって繰り返し回転移動することとなる。ここで、この回転移動によって、上記半田材は、徐々に劣化していくことになるが、劣化した半田材は、プリント基板において不良をもたらす要因となる。
【０００５】
よって、メタルマスク上の半田材の劣化度を分析し、半田材の劣化度が高くなった場合、メタルマスク上の半田材を交換する作業が非常に重要となる。また、メタルマスク上に半田材を供給する前に、供給対象となる半田材の劣化度を分析し、供給前の半田材が劣化していないかをチェックする作業も重要である。
【０００６】
ここで、半田材の劣化度を評価する指標として、半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力がある。この粘度、酸化度、還元力が上記指標となる理由について、以下、説明する。
【０００７】
半田材は、劣化するに伴い、その粘度が高くなり、かつ、酸化が進行し、還元力が低下することが知られている。ここで、粘度の高い半田材を基板上に印刷すると、印刷工程後の基板において「カケ」「カスレ」等の不良が生じやすくなることが知られている。また、酸化の進行した半田材を基板上に印刷すると、リフロー工程後の基板において「ゾルダーボール」「半田未溶」等の不良が生じやすくなることが知られている。さらに、還元力の低下した半田材を基板上に印刷すると、リフロー工程後の基板において「ぬれ性劣化」等の不良が生じやすくなることが知られている。
【０００８】
つまり、半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力は、プリント基板の不良発生度と相関することとなる。したがって、上記の半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力は、半田材の劣化度を評価する重要指標になるのである。
【特許文献１】特開平５−９９８３１号公報（公開日：１９９３年０４月２３日）
【特許文献２】特公平８−２０４３４号公報（公告日：１９９６年０３月０４日）
【特許文献３】特開平１０−８２７３７号公報（公開日：１９９８年０３月３１日）
【特許文献４】特許第３７７５４２６号公報（発行日：２００６年５月１７日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、半田材の劣化度を分析できる方法としては、従来から様々なものがあり、特許文献１〜３において例示されている。
【００１０】
特許文献１には、スキージ表面を流動する半田材の流動速度に基づいて、該半田材の粘度を測定する方法が開示されている。しかし、この方法では、スキージ駆動時のみしか半田材の粘度を計測することができず、検査対象が印刷工程で使用中の半田材のみに限られるという問題が生じる。
【００１１】
そこで、特許文献２には、サンプリングした半田材を用いて滴定を行うことにより、半田材（フラックス）の酸度を計測する方法が開示されている。しかし、この方法では、試薬の調整等の作業に手間がかかるという問題が生じる。
【００１２】
また、特許文献３によれば、紫外線光電子分光法によって、半田材の表面酸化率を計測する手法が開示されている。しかし、この方法は、人体に有害な紫外線を用いているため、作業衛生上好ましくない。
【００１３】
これに対し、本出願人が出願した特許文献４には、検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出し、上記検出された第一および第二強度に基づき、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する半田材評価方法が開示されている。この半田材評価方法によれば、特許文献２に開示されているような滴定作業が不要であるため、特許文献２の方法よりも作業上の手間を抑制できる。また、紫外線を使わないため、特許文献３の方法よりも作業衛生上好ましい。
【００１４】
ところで、半田材の劣化度を評価する場合、半田材に対する何らかの計測を、時間を隔てて行うことになるが、時間の経過とともに計測システムや計測環境が変化する可能性がある。このとき、上記変化により計測値がばらついて、計測値の精度が低下することになり、その結果、計測値から求まる半田材の劣化度の精度も低下することになる。
【００１５】
本発明は、従来技術よりも、評価対象の状態を精度良く評価できる評価指標算出装置など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】
【００１６】
以上の目的を達成するために、本発明の評価指標算出装置は、評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて、上記評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出装置であって、上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出手段と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、以上の目的を達成するために、本発明の評価指標算出方法は、評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出方法であって、上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出工程と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正工程とを含むことを特徴としている。
【００１８】
ここで、波動としては、電磁波、音波などが挙げられる。また、上記電磁波には、電波、光、Ｘ線、およびγ線が含まれ、上記光には、赤外線、可視光線、および紫外線が含まれる。
【００１９】
上記の構成および方法によると、参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正している。対象波数の強度は、評価対象の状態変化に依存すると共に、例えば計測システムの変化や計測環境の変化のようなその他の変化にも依存する。一方、参照波数の強度は、評価対象の状態変化に依存しないので、上記その他の変化のみに依存する。
【００２０】
すなわち、補正された対象波数の評価指標は、評価対象の状態変化のみに依存し、その他の変化には依存しない。したがって、補正された対象波数の評価指標により評価対象の状態を精度良く評価することができる。
【００２１】
なお、評価指標としては、評価対象を評価できる指標であって、波動の強度から求まる任意の指標を利用でき、例えば、波動が光の場合には、吸光度、反射率（透過率）などが挙げられる。また、波動の強度自身も評価指標となり得る。
【００２２】
また、評価対象としては、波動の強度を用いて状態を評価可能な任意の物質を利用でき、例えば、波動の強度が赤外線強度の場合には、半田材、樹脂、繊維、フィルム、紙などが挙げられる。また、評価可能な状態としては、評価対象の成分、該成分の変化、これらによって判断できる状態などが挙げられる。例えば、評価対象が熱硬化樹脂である場合、測定対象物を加熱してその成分の変化を調べることにより、硬化の度合を評価することができる。
【００２３】
なお、上記参照波数の例としては、ベース波数およびピーク波数が挙げられる。ここで、ベース波数とは、上記評価対象が全く或いは殆ど吸収しない波数をいう。
【００２４】
また、上記補正された対象波数の評価指標の例としては、上記参照波数の評価指標に対する上記対象波数の評価指標の比、および、上記参照波数の評価指標に対する上記対象波数の評価指標の差が挙げられる。
【００２５】
また、上記の構成に加えて、上記対象波数は、上記評価対象に光を照射することによって、該評価対象から反射する赤外線の波数であってもよい。この場合、評価対象に照射される光は、上記対象波数の赤外線そのものであってもよいし、上記対象波数を含む光であってもよい。また、上記参照波数が、上記対象波数と同様に、上記評価対象から反射する赤外線の波数であるとき、対象波数の赤外線強度と参照波数の赤外線強度とは、同時に検出されてもよい。
【００２６】
さらに、上記の構成に加えて、上記評価対象は半田材であってもよい。
【００２７】
ここで、良質な半田材は、低粘度、低酸化度、高還元力であり、半田材が劣化すると、粘度／酸化度が高くなり、還元力が低くなることが知られている。したがって、半田材の劣化度は、該半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目から判断することができる。
【００２８】
ここで、本願の発明者らは、特許文献４に記載のように、従来技術とは異なる手法であって、半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目を分析できる手法を検討した。そして、本願の発明者らは、鋭意工夫の結果、赤外線分光法を用いると、半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目を分析することができる事を知見した。
【００２９】
以下、赤外線分光法によって、半田材の粘度、酸化度、還元力を分析できる理由について詳細に説明する。
【００３０】
半田材を使用し続け、また、半田材を外気にさらし続けると、半田材においては、含有金属が酸化し、含有する酸（例えば、カルボン酸）が塩に変化する。つまり、半田材を使用し、または、外気にさらし続けると、該半田材においては、含有金属酸化物が増加し、酸の含有量が減少し、塩の含有量が増加することとなる。
【００３１】
そして、この金属酸化物の増加によって、半田材の酸化度が高くなり、塩の増加によって半田材の粘度が高くなり、酸の含有量の減少によって半田材の還元力が低下する。
【００３２】
したがって、評価対象の半田材において、金属酸化物の含有度、酸および塩の含有度を分析できれば、該半田材の粘度、酸化度、還元力を評価することができ、ひいては半田材の劣化度を評価できる。つまり、半田材における金属酸化物の含有度、酸の含有度、塩の含有度は、半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を示すものである。
【００３３】
ここで、本発明者らは、赤外線分光法によれば、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析することが可能であることに着目した。
【００３４】
具体的には、半田材における金属酸化物、酸、塩の含有度に応じて、該半田材における対象波数の赤外線の吸収量は変化し、該半田材を反射する赤外線の対象波数の強度は変化する。これは、半田材に含まれる金属酸化物、酸、塩は、各々において特定されている波数帯域の赤外線を吸収する性質を有しているからである。
【００３５】
したがって、半田材へ光を照射し、半田材にて反射された対象波数の赤外線の強度を検出装置により検出すれば、当該半田材に含有している金属酸化物、酸、塩の含有度を分析できる。これにより、半田材の粘度、酸化度、還元力を評価することができ、半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を評価できる。
【００３６】
また、評価対象が半田材である場合、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析できればよい。このため、上記対象波数は、半田材に含まれる金属酸化物が吸収する赤外線の波数帯域と、半田材に含まれる酸が吸収する赤外線の波数帯域と、半田材に含まれる塩が吸収する赤外線の波数帯域とのうちの少なくとも１つを含む範囲内に含まれる波数であってもよい。
【００３７】
上記金属酸化物の例としては、酸化錫、酸化鉛が挙げられる。なお、上記の酸化錫、酸化鉛は、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の赤外線を吸収する性質を有している。
【００３８】
また、上記酸としては、カルボン酸であることが好ましい。これは、半田材に含まれる酸のうち、含有量の多い酸としてカルボン酸が挙げられるからである。なお、カルボン酸は、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の赤外線を吸収する性質を有している。
【００３９】
さらに、上記塩としては、カルボン酸塩であることが好ましい。これは、劣化した半田材に含まれる塩のうち、含有量の多い塩としてはカルボン酸塩が挙げられるからである。なお、カルボン酸塩は、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の赤外線と、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の赤外線とを吸収する性質を有している。
【００４０】
したがって、評価対象が半田材である場合、上記対象波数は、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１、および１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。
【００４１】
一方、評価対象の半田材から反射する赤外線の波数を検出する場合、ベース波数は、１７５０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数となる。そこで、評価対象が半田材である場合、上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。
【００４２】
なお、２３４０ｃｍ−１〜２３８０ｃｍ−１の波数帯域には、二酸化炭素のノイズが発生する場合がある。そこで、評価対象が半田材である場合、上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１〜２３４０ｃｍ−１、および２３８０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが特に好ましい。
【００４３】
また、評価対象の半田材から反射する赤外線の波数を検出する場合、半田材に含まれる成分が吸収する赤外線の波数帯域のうち、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１、および１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１の波数帯域は、半田材が劣化しても変化しない。そこで、評価対象が半田材である場合、上記参照波数は、ピーク波数であり、該ピーク波数は、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１、および１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。
【００４４】
以上の目的を達成するために、本発明の評価装置は、評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて上記評価対象の状態を評価する評価装置であって、上記構成の評価指標算出装置と、上記補正手段によって補正された対象波数の評価指標により上記評価対象の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴としている。
【００４５】
ここで、評価手段は、評価指標を所定値と比較することにより評価対象の状態を評価しても良いし、例えば評価指標を表示することにより、利用者が評価対象の状態を評価しても良い。
【００４６】
上記の構成によると、評価指標算出装置の補正手段によって補正された対象波数の評価指標により評価対象の状態を評価するので、該評価の精度を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記評価指標算出装置における各手段を、評価指標算出装置制御プログラムによりコンピュータ上で機能させることができる。さらに、上記評価指標算出装置制御プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で上記評価指標算出装置制御プログラムを実行させることができる。
【発明の効果】
【００４８】
以上のように、本発明の評価指標算出装置は、評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出手段と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正手段とを含む。
【００４９】
それゆえ、補正された対象波数の評価指標は、評価対象の状態変化のみに依存し、その他の変化には依存しないので、補正された対象波数の評価指標により評価対象の状態を精度良く評価できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔半田材評価方法〕
本実施形態における半田材評価方法は、赤外線を利用して、半田材の劣化度を評価する方法である。なお、本実施形態における「半田材」とは、プリント基板の生産ラインにおいて用いられるクリーム状の半田ペーストを意義するものとするが、本発明においては、この半田ペーストに限定されるものではなく、周知の半田材全般に対して適用可能である。
【００５１】
以下、本実施形態の半田材評価方法の詳細を説明する。
【００５２】
半田材を使用し続け、また、半田材を外気にさらし続けると、半田材においては、含有金属が酸化し、含有カルボン酸がカルボン酸塩に変化する。つまり、半田材を使用し、または、外気にさらし続けると、該半田材においては、含有金属酸化物が増加し、含有カルボン酸が減少し、含有カルボン酸塩が増加することとなる。
【００５３】
この金属酸化物の増加によって、半田材の酸化度が高くなり、このカルボン酸塩の増加によって半田材の粘度が高くなり、カルボン酸の含有量の減少によって半田材の還元力が低下するという現象が生じる。このような現象を半田材の劣化という。
【００５４】
したがって、評価対象の半田材において、金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度の少なくとも一つを分析できれば、該半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも一つを評価することができ、ひいては半田材の劣化度を評価できる。
【００５５】
一方、酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の各々は、各々において特定されている特定波数帯域の赤外線を吸収することが知られている。
【００５６】
そこで、以下の工程の組み合わせを実施することにより、本実施形態の半田材評価方法を実現することとする。まず、評価対象の半田材に光を照射することによって該評価対象の半田材から反射する赤外線の波数であって、上記半田材の劣化に関係する波数、すなわち上記特定波数帯域に含まれる波数である対象波数の赤外線強度と、上記赤外線の波数であって上記半田材の劣化に無関係な波数である参照波数の赤外線強度とを検出する検出工程を実施する。そして、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正工程と、上記補正された対象波数の評価指標により上記評価対象の半田材の劣化度を評価するための評価工程とを実施する。なお、対象波数の赤外線強度の検出と、参照波数の赤外線強度の検出とは、同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。
【００５７】
以上の本実施形態の半田材評価方法によれば、検出工程によって、評価対象の半田材から反射する赤外線における対象波数および参照波数の強度を検出できる。
【００５８】
ここで、上述したように、酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の各々は、各々において特定されている特定波数帯域の赤外線を吸収する。したがって、半田材における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度に応じて、半田材における対象波数の赤外線の吸収量は変化し、半田材を反射する対象波数の赤外線の強度は変化する。
【００５９】
ところで、評価対象の半田材から反射する赤外線の強度は、例えば計測システムの変化や計測環境の変化のような、その他の変化によっても変化する。したがって、対象波数の赤外線の強度は、半田材における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度に依存すると共に、上記その他の変化にも依存する。
【００６０】
一方、参照波数は、半田材の劣化に無関係な波数であるので、参照波数の赤外線強度は、半田材の劣化に依存せず、上記その他の変化のみに依存する。
【００６１】
したがって、補正工程において、上記検出された参照波数の強度を用いて、上記検出された対象波数の強度を補正することにより、補正された対象波数の強度は、半田材の劣化のみに依存し、その他の変化には依存しない。その結果、評価工程において、例えば上記補正された対象波数の強度を所定値と比較することにより、半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【００６２】
なお、評価指標としては、上述の赤外線強度の他に、吸光度、反射率などを利用することができる。また、上記評価工程においては、上記補正された対象波数の強度を所定値と比較することなく、例えば上記補正された対象波数の強度を表示することにより、本実施形態の半田材評価方法の実施者が半田材の劣化度を評価することが可能である。
【００６３】
〔半田材評価方法の実施例〕
次に、以上示した本実施形態の半田材評価方法の一実施例を説明する。
【００６４】
まず、本実施例において評価対象となる半田材について説明する。本実施例では、図１に示す各物質を含有成分とする半田材を評価に用いた。同図に示すように、本実施例の半田材は、８０〜９０％の錫と、１〜３％の銀と、１％未満の銅と、２〜４％のジエチレングリコールモノへキシルエーテルと、１％未満の2-エチル-1,3-ヘキサンジオールと、４〜６％のロジンと、を含んでいる。
【００６５】
なお、半田材の主成分は錫（Sn）または鉛（Pb）等の金属であるが、本実施例の半田材では、図１に示すように、この金属として錫が用いられている。また、半田材において還元力をもたらす主成分であるカルボン酸として、本実施例の半田材では、同図に示すように、ロジン（C19H29COOH）が用いられている。
【００６６】
本実施例では、図１に示す半田材であって、新品の状態の当該半田材を未使用対象とし、プリント基板の印刷工程において使用された後の当該半田材を使用後対象とした。なお、以下では、上記未使用対象を単に「未使用」と称し、使用後対象を単に「使用後」と称することがある。
【００６７】
ここで、この未使用対象および使用後対象に対して、各々同一強度の赤外線を照射し、未使用対象を反射する赤外線における５００ｃｍ−１〜３０００ｃｍ−１の帯域の強度を検出し、使用後対象を反射する赤外線における５００ｃｍ−１〜３０００ｃｍ−１の帯域の強度を検出した。
【００６８】
さらに、本実施例では、各波数について、未使用対象の赤外線の吸光度と、使用後対象の赤外線の吸光度とを算出した。なお、上記吸光度は、波数ｈに対応するブランク値（評価対象の半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線の波数ｈにおける強度）をＢＬとし、未使用対象から反射する赤外線の波数ｈにおける強度をＡとし、使用後対象から反射する赤外線の波数ｈにおける強度をＢとして、
未使用対象の赤外線の吸光度（波数ｈに対応する吸光度）Ａ´＝−log(Ａ／ＢＬ)・・・（１）
使用後対象の赤外線の吸光度（波数ｈに対応する吸光度）Ｂ´＝−log(Ｂ／ＢＬ)・・・（２）
を、波数毎に演算することによって求めることができる。
【００６９】
図２は、半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度ＢＬと、半田材を設けた状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度ＳＰとを示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数（Wave Number）を示し、縦軸は赤外線の強度を示す。また、赤外線の強度の数値は、赤外線の強度を検出する検出装置の出力電圧のＡ／Ｄ変換値である。したがって、同図における赤外線の強度の数値は、検出装置および検出方法に依存する。
【００７０】
図３は、図２に示すスペクトルチャートから算出した吸光度＝−log(ＳＰ／ＢＬ)を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は吸光度を示す。また、
図４は、図２に示すスペクトルチャートから算出した反射率＝ＳＰ／ＢＬ×１００（％）を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は反射率を示す。
【００７１】
本発明では、図２〜図４に示すような、赤外線強度、吸光度、反射率などを評価指標として利用することができるが、以下の実施例では、吸光度を評価指標として利用する。
【００７２】
図５は、未使用対象および使用後対象に関して、上記（１）（２）式を用いて算出した吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は赤外線の吸光度を示す。同図に示すように、未使用対象の赤外線の吸光度と、使用後対象の赤外線の吸光度とでは相違があることが観測される。
【００７３】
つぎに、この相違について検討した。具体的には、上記（１）（２）式で求めた、各波数に対応する吸光度Ａ´・Ｂ´について、（１１）式のようにして差分を演算した。なお、この差分を、以下では「吸光度差」とする。
吸光度差＝Ｂ´−Ａ´・・・（１１）
つまり、ここでの吸光度差とは、使用後対象の赤外線吸光度から未使用対象の赤外線吸光度を差し引いて得られるものであり、使用後対象の赤外線吸光度と未使用対象の赤外線吸光度との差分を示したものである。
【００７４】
図６は、赤外線の波数と、該波数に対応する吸光度差との関係を示したチャートである。つまり、図６のチャートは、図５のチャートに示される使用後対象の吸光度から未使用対象の吸光度を差し引いた吸光度差を示したものである。
【００７５】
図６から、未使用対象と使用後対象とでは、６００ｃｍ−１付近、１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１付近、１７００−１ｃｍ−１付近の吸光度において、大きな差があることがわかる。
【００７６】
具体的には、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１付近において、使用後対象の赤外線吸光度は、未使用対象の赤外線吸光度よりも高くなっていることがわかる。また、１７００ｃｍ−１付近において、使用後対象の赤外線吸光度は、未使用対象の赤外線吸光度よりも低くなっていることがわかる。
【００７７】
ここで、赤外線スペクトルチャートにおいて、６００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、金属酸化物における酸素-金属結合の振動によるものであることが知られている。また、１３００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、カルボン酸塩の対称伸縮振動によるものであり、１６００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、カルボン酸塩における逆対称伸縮振動によるものであることが知られている。さらに、１７００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、カルボン酸における二重結合の伸縮振動による吸収を示すものであることが知られている。
【００７８】
したがって、６００ｃｍ−１付近において、使用後対象の方が、未使用対象よりも、赤外線吸光度が高くなっていることから、使用後対象においては、未使用対象よりも金属酸化物が多量に含まれており、未使用対象よりも酸化度が高いことがわかる。
【００７９】
また、１３００ｃｍ−１付近および１６００ｃｍ−１付近において、使用後対象の方が、未使用対象よりも、赤外線吸光度が高くなっていることから、使用後対象においては、未使用対象よりもカルボン酸塩が多量に含まれており、未使用対象よりも粘度が高いことがわかる。
【００８０】
さらに、１７００ｃｍ−１付近において、使用後対象の方が、未使用対象よりも、赤外線吸光度が低くなっていることから、使用後対象においては、未使用対象よりもカルボン酸が少なく、未使用対象よりも還元力が低いことがわかる。
【００８１】
このように、本実施例では、赤外線スペクトルの各波数について、使用後対象の半田材を反射する赤外線の強度と、未使用対象の半田材を反射する赤外線の強度とから、使用後対象の半田材における赤外線の吸光度と、未使用対象の半田材における赤外線の吸光度とを求めている。
【００８２】
そして、赤外線スペクトルの各波数について、使用後対象の半田材の吸光度から未使用対象の半田材の吸光度を差し引いた吸光度差を求めている。ここで、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１付近における上記吸光度差を参照すれば、未使用対象に対する、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握することができる。
【００８３】
そして、この金属酸化物の含有度から、使用後対象の半田材の酸化度を相対的に把握でき、カルボン酸の含有度から、使用後対象の半田材の還元力を相対的に把握でき、カルボン酸塩の含有度から、使用後対象の半田材の粘度を相対的に把握できる。
【００８４】
つぎに、新品の状態の半田材を未使用対象とし、プリント基板の印刷工程における印刷回数が２００回、４００回、６００回、８００回、１０００回、１２００回の各半田材を使用後対象として、本実施例で示した方法によって分析した結果を図７（ａ）に示す。
【００８５】
図７（ａ）は、赤外線の波数と、各波数に対応する使用後対象の半田材の吸光度から未使用対象の半田材の吸光度を差し引いて得られる吸光度差との関係を、使用後対象毎に示したチャートである。なお、横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は、未使用対象の半田材の吸光度と使用後対象の半田材の吸光度との差である吸光度差を示す。
【００８６】
図７（ａ）から、半田材の印刷回数が増加する程、１３００ｃｍ−１付近および１６００ｃｍ−１付近の吸光度は高くなり、１７００ｃｍ−１付近の吸光度は減少していることがわかる。これにより、印刷回数が増加する程、半田材においてカルボン酸が減少し、カルボン酸塩が増加していることがわかる。そして、このカルボン酸塩の増加という結果から、印刷回数が増加する程、半田材の粘度が上昇することを分析できる。
【００８７】
実際、各使用後対象について粘度を測定したところ、図７（ｂ）に示すように、半田材の印刷回数と半田材の粘度とは正の相関関係があることが確認された。また、半田材の１６００ｃｍ−１付近の赤外線の吸光度と半田材の粘度とは正の相関関係があり、半田材の１７００ｃｍ−１付近の赤外線の吸光度と半田材の粘度とは負の相関関係があることも確認された。このような関係が成立するのは、半田材の印刷回数が増加するほど、半田材に含有されるカルボン酸が減少して１７００ｃｍ−１付近の赤外線の吸収が少なくなり、半田材に含有されるカルボン酸塩が増加して１６００ｃｍ−１付近の赤外線の吸収が大きくなり、さらにカルボン酸塩の増加に応じて粘度が高くなるからである。
【００８８】
なお、以上示した実施例によれば、使用後対象の半田材の赤外線吸光度と未使用対象の半田材の赤外線吸光度とを算出しているが、吸光度を算出しなくても、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握できる。具体的には、５００〜３０００ｃｍ−１の各波数について、使用後対象の半田材を反射する赤外線の強度と、未使用対象の半田材を反射する赤外線の強度とを検出する。そして、各波数において、検出した各強度に対して（２１）式の演算を行う。
強度差＝Ｂ−Ａ・・・（２１）
Ａ：未使用対象から反射する赤外線の強度
Ｂ：使用後対象から反射する赤外線の強度
ここで、「強度差」とは、使用後対象において検出された赤外線の強度から未使用対象において検出された赤外線の強度を差し引いたものであり、使用後対象において検出された赤外線の強度と未使用対象において検出された赤外線の強度との差分である。
【００８９】
ここで、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１についての上記強度差を参照すれば、未使用対象に対する使用後対象の金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の赤外線吸収度の差異を把握できる。それゆえ、未使用対象に対して、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握することができる。
【００９０】
また、上記の吸光度差や強度差ではなく、各吸光度の比や各強度の比によっても、未使用対象と使用後対象とにおける赤外線吸収度の相違を把握でき、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の相対的含有度を把握できる。
【００９１】
例えば、各波数毎に、使用後対象において検出された赤外線の強度と未使用対象において検出された赤外線の強度との比である強度比を、以下の演算により求めてもよい。
強度比＝Ｂ／Ａ・・・（３１）
また、例えば、各波数毎に、使用後対象における赤外線の吸光度と未使用対象における赤外線の吸光度との比である吸光度比を、以下の演算により求めてもよい。なお、吸光度の算出方法については、（１）（２）式と同様である。
吸光度比＝Ｂ´／Ａ´・・・（４１）
Ａ´：未使用対象の赤外線の吸光度
Ｂ´：使用後対象の赤外線の吸光度
なお、以上示した実施例によれば、未使用対象および使用後対象の半田材について、５００〜３０００ｃｍ−１に渡って、各波数毎に、赤外線の強度を検出し、赤外線の吸光度および上記吸光度差、上記吸光度比、上記強度差、または上記強度比を算出することとなるが、対象波数の赤外線のみについて上記強度を検出し、該対象波数の吸光度、吸光度差または上記強度差を算出する手順であってもよい。ここで、対象波数とは、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩のうちの少なくとも一つの赤外線吸収が認められる波数であり、本実施例では６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１のうちの少なくとも一つである。
【００９２】
また、上記した各々の対象波数（６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１）は、数値変更が可能である。つまり、対象波数は、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１に限定されるものではなく、対象波数としての有効範囲を設定することが可能である。この点について、具体的に説明する。
【００９３】
まず、図７における分析と同様、新品の状態の半田材を未使用対象とし、プリント基板の印刷工程における印刷回数が２００回、４００回、６００回、８００回、１０００回、１２００回の各半田材を使用後対象として、本実施例で示した方法によって各使用後対象に対して上記吸光度差を求めた。この結果を図８〜図１１に示す。なお、図８では、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図９では、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図１０では、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図１１では、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示す。
【００９４】
半田材に含まれる金属酸化物（二酸化錫）の吸収ピークは６００ｃｍ−１付近で検出されるが、図８に示すように、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、５５７ｃｍ−１〜６１３ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測ができる。したがって、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象の金属酸化物の含有度を分析することが可能となる。
【００９５】
また、カルボン酸塩の対称伸縮振動の吸収ピークは１３００ｃｍ−１付近（厳密には、１３２３ｃｍ−１）で検出されるが、図９に示すように、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１２８２ｃｍ−１〜１３８２ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象のカルボン酸塩の含有度を分析することが可能となる。
【００９６】
また、カルボン酸塩の逆対称伸縮振動の吸収ピークは１６００ｃｍ−１付近（厳密には、１５９０ｃｍ−１）で検出されるが、図１０に示すように、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１５６２ｃｍ−１〜１６２４ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象のカルボン酸塩の含有度を分析することが可能となる。
【００９７】
さらに、カルボン酸の炭素-酸素二重結合の吸収ピークは、１７００ｃｍ−１付近で検出されるが、図１１に示すように、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１６８３ｃｍ−１〜１７１０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象のカルボン酸の含有度を分析することが可能となる。
【００９８】
また、光源から照射される光の強度にはムラがあり、未使用対象と使用後対象とについて、各々同一光源を用いて赤外線を照射したとしても、各々異なるタイミングで赤外線を照射すれば、未使用対象に照射される赤外線の強度と使用後対象に照射される赤外線の強度とで若干の相違が生じる。そして、この相違が、検出される、半田材を反射する赤外線の強度に悪影響を及ぼすことがあり、この場合、半田材の劣化の評価に悪影響を及ぼすことになる。
【００９９】
図１２は、評価対象の半田材を反射した赤外線強度を計測して吸光度を算出し、これを、同じ状態の半田材に関して繰り返した場合の吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は吸光度を示す。同図に示すように、評価対象の半田材が同じ状態であっても、赤外線強度を計測するタイミングが僅かに異なるだけで、同じ波数における吸光度に若干の相違が観測される。
【０１００】
そこで、本実施例では、対象波数における上記の強度、吸光度を求めるにあたって、補正を行っている。以下、上記強度を補正した補正強度、上記吸光度を補正した補正吸光度を求める手順について説明する。
【０１０１】
まず、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の赤外線吸収が観測される波数帯域以外であって、半田材の状態変化に関係しない波数を参照波数とする。この参照波数は、以下のようにして特定することができる。
【０１０２】
すなわち、プリント基板の印刷工程における印刷回数が０回、３００回、６００回、９００回、１２００回の各半田材を評価対象として分析した結果を図１３に示す。図１３は、赤外線の波数と、各波数に対応する評価対象の半田材の吸光度との関係を、評価対象毎に示したチャートである。なお、横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は吸光度を示す。
【０１０３】
図１３から、半田材の印刷回数が増加する程、吸光度が大きく変化する波数帯域と、さほど変化しない波数帯域とが存在することがわかる。吸光度が大きく変化する波数帯域は、上述のように、１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近であり、カルボン酸およびカルボン酸塩の赤外線吸収が観測される波数帯域である。
【０１０４】
一方、吸光度がさほど変化しない波数帯域は、１２４０ｃｍ−１のピーク波数付近および１４６０ｃｍ−１のピーク波数付近と、１８００ｃｍ−１以上のベース波数付近とである。したがって、参照波数は、１２４０ｃｍ−１付近と、１４６０ｃｍ−１付近と、１８００ｃｍ−１付近以上とを含む波数帯域の中から選択することができる。
【０１０５】
そして、評価対象を反射した赤外線における上記対象波数の強度と上記参照波数の強度とを検出する。ここで、評価対象から反射する赤外線に関して、上記参照波数の強度をＡｒｅｆ、上記対象波数の強度をＡｔａｒとし、上記参照波数の赤外線吸光度をＡ´ｒｅｆ、上記対象波数の赤外線吸光度をＡ´ｔａｒとする。
【０１０６】
なお、各吸光度は、（１）（２）式と同様の手法によって算出する。つまり、評価対象の半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線に関して、上記参照波数に対応する強度をＢＬｒｅｆとし、上記対象波数に対応する強度をＢＬｔａｒとすると、
Ａ´ｒｅｆ＝−log(Ａｒｅｆ／ＢＬｒｅｆ)・・・（６１）
Ａ´ｔａｒ＝−log(Ａｔａｒ／ＢＬｔａｒ)・・・（６３）
で求めることができる。
【０１０７】
以下、補正強度Ａｃｏｒ、補正吸光度Ａ´ｃｏｒは、
Ａｃｏｒ＝Ａｔａｒ−Ａｒｅｆ・・・（７１）
Ａ´ｃｏｒ＝Ａ´ｔａｒ−Ａ´ｒｅｆ・・・（７３）
で求めることができる。
【０１０８】
これにより、評価対象に照射される赤外線の強度が、計測ごとに若干の相違が生じていたとしても、各強度、各吸光度について、上記相違分に対応する参照波数の強度が差し引かれているため、この相違をほぼ解消した補正強度、補正吸光度を求めることができる。その結果、対象波数の補正強度、補正吸光度により評価対象の状態を精度良く評価することができる。
【０１０９】
また、補正強度Ａｃｏｒ、補正吸光度Ａ´ｃｏｒは、
Ａｃｏｒ＝Ａｔａｒ／Ａｒｅｆ・・・（７５）
Ａ´ｃｏｒ＝Ａ´ｔａｒ／Ａ´ｒｅｆ・・・（７７）
で求めることができる。以下では、（７１）（７３）式で求めた補正強度、補正吸光度を「差補正強度」、「差補正吸光度」と称し、（７５）（７７）式で求めた補正強度、補正吸光度を「比補正強度」、「比補正吸光度」と称す。
【０１１０】
図１４は、図１２に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として、（７７）式を用いて補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は比補正吸光度を示す。図１４と図１２とを比較すると、補正後の吸光度は、補正前の吸光度に比べて、計測ごとの相違がほぼ解消されていることがわかる。
【０１１１】
図１５は、図１２に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として、（７３）式を用いて補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は差補正吸光度を示す。図１５と図１２とを比較すると、補正後の吸光度は、補正前の吸光度に比べて、計測ごとの相違がほぼ解消されていることがわかる。
【０１１２】
また、上記したピーク波数である各々の参照波数（１２４０ｃｍ−１、１４６０ｃｍ−１）は、数値変更が可能である。つまり、ピーク波数の参照波数は、１２４０ｃｍ−１、１４６０ｃｍ−１に限定されるものではなく、参照波数としての有効範囲を設定することが可能である。また、ベース波数の参照波数も有効範囲を設定することが可能である。この点について、具体的に説明する。
【０１１３】
図１６は、図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１２４０ｃｍ−１付近を拡大したものである。図１６に示すように、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１に注目すれば、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化していないことが観測できる。したがって、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１間の少なくともいずれかの波数を上記参照波数とすれば、各評価対象の金属酸化物、カルボン酸、およびカルボン酸塩の含有度を精度良く分析することが可能となる。
【０１１４】
図１７は、図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として、（７７）式を用いて補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は比補正吸光度を示す。図１７と図１３とを比較すると、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化しない波数帯域（
１２４０ｃｍ−１付近、１４６０ｃｍ−１付近、および１８００ｃｍ−１付近以上）における比補正吸光度のバラツキが少なくなっていることがわかる。
【０１１５】
したがって、カルボン酸塩およびカルボン酸の赤外線吸収が観測される波数帯域（１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近）において、半田材の印刷回数の増加に対する比補正吸光度の変化量は、各評価対象のカルボン酸塩およびカルボン酸の含有度に精度良く対応することになる。これにより、対象波数における比補正吸光度の変化量から半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【０１１６】
図１８は、図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１４６０ｃｍ−１付近を拡大したものである。図１８に示すように、１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１に注目すれば、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化していないことが観測できる。したがって、１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１間の少なくともいずれかの波数を上記参照波数とすれば、各評価対象の金属酸化物、カルボン酸、およびカルボン酸塩の含有度を精度良く分析することが可能となる。
【０１１７】
図１９は、図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１４６０ｃｍ−１として、（７７）式を用いて補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は比補正吸光度を示す。図１９と図１３とを比較すると、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化しない波数帯域（
１２４０ｃｍ−１付近、１４６０ｃｍ−１付近、および１８００ｃｍ−１付近以上）における比補正吸光度のバラツキが少なくなっていることがわかる。
【０１１８】
したがって、カルボン酸塩およびカルボン酸の赤外線吸収が観測される波数帯域（１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近）において、半田材の印刷回数の増加に対する比補正吸光度の変化量は、各評価対象のカルボン酸塩およびカルボン酸の含有度に精度良く対応することになる。これにより、対象波数における比補正吸光度の変化量から半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【０１１９】
図２０は、図１３に示すスペクトルチャートに関して、ベース波数の１８００ｃｍ−１付近以上を拡大したものである。図２０に示すように、１７５０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１に注目すれば、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化していないことが観測できる。なお、２３４０ｃｍ−１〜２３８０ｃｍ−１には、二酸化炭素のノイズが発生しているため、この波数帯域は利用しない方が望ましい。したがって、１７５０ｃｍ−１〜２３４０ｍ−１、２３８０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１間の少なくともいずれかの波数を上記参照波数とすれば、各評価対象の金属酸化物、カルボン酸、およびカルボン酸塩の含有度を精度良く分析することが可能となる。
【０１２０】
図２１は、図１３に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として、（７３）式を用いて補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は差補正吸光度を示す。図２１と図１３とを比較すると、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化しない波数帯域（
１２４０ｃｍ−１付近、１４６０ｃｍ−１付近、および１８００ｃｍ−１付近以上）における差補正吸光度のバラツキが少なくなっていることがわかる。
【０１２１】
したがって、カルボン酸塩およびカルボン酸の赤外線吸収が観測される波数帯域（１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近）において、半田材の印刷回数の増加に対する差補正吸光度の変化量は、各評価対象のカルボン酸塩およびカルボン酸の含有度に精度良く対応することになる。これにより、対象波数における差補正吸光度の変化量から半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【０１２２】
〔半田材評価装置〕
次に、本実施形態の半田材評価方法を実現する半田材評価装置について説明する。なお、以下で説明する半田材評価装置は、あくまで、本実施形態の半田材評価方法を実現する装置の例示であり、本実施形態の半田材評価方法を実現するにあたって、以下の半田材評価装置が必須となるわけではない。
【０１２３】
本実施形態の半田材評価装置は、評価対象の半田材に光を照射する光源と、上記光が照射されることによって評価対象の半田材から反射する対象波数および参照波数の赤外線の強度を検出する検出手段と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正し、上記補正された対象波数の評価指標を出力する制御手段とを備える構成である。
【０１２４】
ここで、評価指標としては、赤外線強度、吸光度などが挙げられる。また、上記補正としては、対象波数の評価指標から参照波数の評価指標を、減算したり除算したりすることが挙げられる。
【０１２５】
これにより、補正された対象波数の評価指標は、上記評価対象の半田材における金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の変化のみに依存し、その他の変化には依存しない。したがって、半田材評価装置のオペレータは、これら補正された評価指標を参照することによって、評価対象の半田材に含有している金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度を精度良く評価でき、評価対象の半田材の劣化度を精度良く評価できる。
【０１２６】
また、上記構成において、光源と半田材との間、または、半田材と検出手段との間に、赤外線のみを透過させる光学フィルタを設ければ、検出手段は、半田材から反射する赤外線を検出することが可能となる。
【０１２７】
以下、本実施形態の半田材評価装置の実施例を説明する。
【０１２８】
〔半田材評価装置の実施例〕
本実施例の半田材評価装置（評価指標算出装置、評価装置）１００は、図２２に示すように、光源１０、バンドパスフィルタ１１、プレート１２、半田材１３、光電変換器（検出手段）１４、制御部（補正手段）１５、表示部（評価手段）１６、記憶部２０、および操作部２１を備えている。
【０１２９】
光源１０は、プレート１２の方向に向けて光を照射するランプであり、例えば、セラミック光源が使用される。
【０１３０】
バンドパスフィルタ１１は、光源１０とプレート１２との間であって光源１０の光軸上に配置されている光学フィルタである。このバンドパスフィルタ１１は、対象波数および参照波数の赤外線のみを透過するものである。なお、対象波数は、上述の実施例で説明したものと同様であり、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩のうちの少なくとも一つの赤外線吸収が認められる波数である。また、参照波数は、上述の実施例で説明したものと同様であり、半田材の印刷回数が増加しても赤外線強度がさほど変化しないピーク波数およびベース波数のうちの少なくとも一つの波数である。
【０１３１】
プレート１２は、半田材１３を載せるためのステージである。このプレート１２上に配される半田材１３には、光源１０からの光がバンドパスフィルタ１１を介して照射される。よって、半田材１３に照射される光は特定波数の赤外線となる。
【０１３２】
半田材１３は、前記評価対象の半田材に該当するものであり、照射された赤外線を反射する。
【０１３３】
光電変換器１４は、入射する赤外線の強度を検出する。さらに、光電変換器１４は、検出した赤外線の強度を示すアナログ信号を生成し、該アナログ信号を制御部１５へ送信する。この光電変換器１４の例としては、例えば、ＭＣＴ（光導電素子，HgCdTe）を用いたデバイスが挙げられる。なお、光電変換器１４は、プレート１２上の半田材１３から反射する赤外線の光軸上に位置するように設けられている。
【０１３４】
制御部１５は、光電変換器１４から送られてくるアナログ信号を処理するブロックであり、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータと、該デジタル信号に基づいてデータ処理を行うコンピュータとによって構成される。
【０１３５】
表示部１６は、制御部１５から送られてくるデータを表示する表示パネルである。記憶部２０は、各種データを記憶する。操作部２１は、半田材評価装置１００のオペレータからの各種操作を受け付ける。
【０１３６】
本実施例の半田材評価装置１００の制御部１５は、図２３に示すように、計測処理部２３、評価指標算出部２４、および評価指標補正部２５を備えている。
【０１３７】
計測処理部２３は、操作部２１からの指示に基づき、光源１０および光電変換器１４を含む計測システムを制御して、上記対象波数および参照波数の赤外線の強度Ａｔａｒ、Ａｒｅｆを計測させると共に、光電変換器１４による計測結果を取得する。また、計測処理部２３は、操作部２１からの指示に基づき、バックグランドの計測結果である上記対象波数および参照波数の赤外線の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆを上記記憶部２０に格納する。
【０１３８】
評価指標算出部２４は、上記記憶部６１に記憶されたバックグランドの赤外線における上記対象波数および参照波数の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆを用いて、当該計測処理部２３による半田材１３の計測結果Ａｔａｒ、Ａｒｅｆから、当該評価対象の半田材１３の赤外線における対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを評価指標として算出する。
【０１３９】
評価指標補正部２５は、当該評価指標算出部２４により算出された、上記評価対象の対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを用いて、上述したように補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒを算出する。算出された吸光度Ａ´ｃｏｒは、表示部１６を介して表示出力される。
【０１４０】
図２４は、本実施例の半田材評価装置１００の制御部１５における処理動作を示している。同図に示すように、まず、プレート１２に半田材１３を載せない状態で、操作部２１がバックグランド（ＢＬ）の計測を指示することにより、計測処理部２３は、上記計測システムを制御して、バックグランドの計測を行わせる（ステップＳ１０。以下、単に「Ｓ１０」と記載することがある。他のステップについても同様である。）。計測処理部２３は、バックグランドの計測結果である上記対象波数および参照波数の赤外線の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆを上記記憶部２０に格納する。
【０１４１】
次に、プレート１２に半田材１３を載せる。そして、計測処理部２３は、例えば操作部２１からの計測指示などの適当なタイミングで、上記計測システムを制御して、半田材１３（サンプル（ＳＰ））の計測を行わせる（Ｓ１１）。この計測の結果、計測処理部２３は、半田材１３における上記対象波数および参照波数の赤外線の強度Ａｔａｒ、Ａｒｅｆを取得する。
【０１４２】
次に、評価指標算出部２４は、計測処理部２３が取得した半田材１３における上記対象波数および参照波数の赤外線の強度Ａｔａｒ、Ａｒｅｆと、記憶部２０に格納されたバックグランドにおける上記対象波数および参照波数の赤外線の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆとを用いて、上記対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを評価指標として算出する（Ｓ１２）。
【０１４３】
次に、評価指標補正部２５は、算出された上記対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを用いて、上述したように、上記対象波数の吸光度Ａ´ｔａｒを上記参照波数の吸光度Ａ´ｒｅｆにより補正する（Ｓ１３）。次に、評価指標補正部２５は、補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒを、表示部１６を介して表示出力する（Ｓ１４）。これにより、半田材評価装置１００のオペレータは、補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒを参照することにより、評価対象の半田材１３に含有している金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度を精度良く評価でき、評価対象の半田材の劣化度を精度良く評価できる。そして、ステップＳ１４の後、上記処理動作を終了する。
【０１４４】
さらに、制御部１５は、補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒ、および補正された対象波数の赤外線強度Ａｃｏｒのうち、少なくとも一つを出力する構成であってもよい。つまり、上述した半田材評価方法の実施例における式（７１）（７３）（７５）（７７）の少なくとも一つを演算出力する構成であってもよい。
【０１４５】
また、光源１０とプレート１２との間にバンドパスフィルタ１１を配置するのではなく、図２５に示すように、プレート１２上の半田材１３と光電変換器１４との間であって、半田材１３から反射する光の光軸上にバンドパスフィルタ１１を設ける構成であってもよい。なお、図２５では、記憶部２０および操作部２１の記載を省略している。
【０１４６】
また、図２５に示すように、光電変換器１４とバンドパスフィルタ１１とは、各々複数備えてもよい。この構成において、例えば、バンドパスフィルタ１１ａの特定波数を、対象波数とし、バンドパスフィルタ１１ｂの特定波数を参照波数とすれば、対象波数の赤外線強度、および参照波数の赤外線強度のみを計測することが可能となる。また、例えば、バンドパスフィルタ１１ａの特定波数を、金属酸化物の赤外線吸収が認められる波数とし、バンドパスフィルタ１１ｂの特定波数をカルボン酸の赤外線吸収が認められる波数とすれば、評価対象の金属酸化物の含有度と、カルボン酸の含有度とを分析することが可能となる。
【０１４７】
さらに、図２６に示すように、光源１０とプレート１２との間であって光源１０の光軸上に、複数のバンドパスフィルタ１１・・・を含む回転部材３０を備える構成であってもよい。この回転部材３０は、いずれか一つのバンドパスフィルタ１１のみを光源１０の光軸上に配する構成であると共に、制御部１５からのコマンドに基づいて回転することによって光軸上に配するバンドパスフィルタ１１を切り換えるものである。
【０１４８】
回転部材３０に含まれるバンドパスフィルタ１１・・・の少なくとも一つは、特定波数が参照波数である。また、上記バンドパスフィルタ１１・・・の複数は、特定波数のそれぞれが異なる対象波数であることが好ましい。なお、図２６では、記憶部２０および操作部２１の記載を省略している。
【０１４９】
この構成によれば、回転部材３０に含まれる各バンドパスフィルタ１１・・・の特定波数を各々異なるものとすれば、半田材１３を反射する各々異なる波数の赤外線を検出することが可能となる。これにより、評価対象の半田材１３の金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を一回の評価作業で精度良く分析することが可能となる。
【０１５０】
また、図２７に示すような構成とすることも可能である。
【０１５１】
図２７の半田材評価装置１００では、プレート１２には、一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）１２ａが含まれている。そして、半田材１３は、プレート１２における一方の面側の透光領域１２ａ上に配置される。
【０１５２】
さらに、プレート１２における他方の面側に対向する位置に、光源１０、回転部材３０、光電変換器１４が配され、さらに、ミラー４０・４５が配される。具体的には、光源１０の光軸上に、光源１０からの光の進行方向に沿って回転部材３０、ミラー４０をこの順序で配置する。そして、ミラー４０は、回転部材３０を介して光源１０から照射される光を透光領域１２ａの方向へ反射するように設置される。さらに、ミラー４５は、透光領域１２ａからの光を光電変換器１４の方向へ反射するように配置される。なお、図２７では、表示部１６、記憶部２０、および操作部２１の記載を省略している。
【０１５３】
この構成によれば、回転部材３０に含まれるバンドパスフィルタ１１が、光源１０から出射した光のうちの特定波数の赤外線のみを透過し、透過した赤外線がミラー４０へ導かれる。そして、この赤外線は、ミラー４０を反射してプレート１２の透光領域１２ａの方向へ導かれ、透光領域１２ａを介して、半田材１３へ到達することとなる。さらに、半田材１３に到達した赤外線は反射し、透光領域１２ａを介してミラー４５へ導かれる。そして、ミラー４５へ導かれた赤外線は、このミラー４５を反射し、光電変換器１４へ入射することとなる。これにより、光電変換器１４においては、半田材１３を反射する赤外線の強度を検出することが可能となる。
【０１５４】
図２８では、半田材評価装置１００は、プリント基板の印刷装置２００の近傍に備えられている。
【０１５５】
この印刷装置２００には、半田材が印刷される基板２０１と、基板２０１上に配置され、配線パターンが刻まれているメタルマスク２０２と、メタルマスク２０２上に配置される半田材１３と、半田材１３を押圧しながら移動させるスキージ２０３と、スキージ２０３を駆動制御するコントローラ２０４と、が含まれる。
【０１５６】
そして、半田材評価装置１００においては、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１を透過する赤外線を半田材１３へ導く光ファイバー５１と、半田材１３を反射する赤外線を光電変換器１４へ導く光ファイバー５０と、が備えられる。なお、図２８では、表示部１６、記憶部２０、および操作部２１の記載を省略している。
【０１５７】
この構成によれば、光源１０を出射し、回転部材３０を透過した赤外線は、光ファイバー５１を通して、印刷装置２００における半田材１３に照射される。そして、この赤外線は、半田材１３を反射し、光ファイバー５０を通して、光電変換器１４へ導かれる。これにより、半田材評価装置１００は、印刷装置２００に配置されている半田材１３をサンプルとして、半田材１３の反射赤外線の強度や赤外線吸光度を計測でき、半田材１３の劣化度をインライン分析できる。
【０１５８】
また、図２８に示す半田材評価装置１００および印刷装置２００を図２９のように変形することも可能である。
【０１５９】
図２９に示す印刷装置２００では、スキージ２０３において、該スキージ２０３の一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）２０３ａが形成されている。そして、スキージ２０３の一方の面側に半田材１３が配置される。
【０１６０】
そして、半田材評価装置１００においては、光ファイバー１５０・１５１が備えられる。光ファイバー１５１は、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１を透過する赤外線を入射し、この赤外線をスキージ２０３の他方の面側における透光領域２０３ａ上に出射するものである。光ファイバー１５０は、透光領域２０３ａからの光を入射し、この光を光電変換器１４へ導くものである。なお、図２９では、表示部１６、記憶部２０、および操作部２１の記載を省略している。
【０１６１】
この構成によれば、光源１０を出射し、回転部材３０を透過した赤外線は、光ファイバー１５１を通して、スキージ２０３の他方の面側の透光領域２０３ａに照射される。そして、この照射された赤外線は、透光領域２０３ａを透過して半田材１３に到達することとなる。さらに、この赤外線は、半田材１３を反射し、透光領域２０３ａを透過して光ファイバー１５０に入射する。そして、光ファイバー１５０へ入射した赤外線は、光電変換器１４へ導かれる。これにより、半田材評価装置１００は、印刷装置２００に配置されている半田材１３をサンプルとして、半田材１３の反射赤外線の強度や赤外線吸光度をインラインで計測でき、半田材１３の劣化度をインライン分析できる。
【０１６２】
また、図２９に示すように、メタルマスク２０２において、該メタルマスク２０２の一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）２０２ａを設ける構成であり、メタルマスク２０２の一方の面上に半田材１３を配する構成であってもよい。この構成の場合、光ファイバー１５１は、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１から入射する赤外線を、メタルマスク２０２の他方の面側における透光領域２０２ａ上に出射するように配置され、光ファイバー１５０は、メタルマスク２０２の他方の面側における透光領域２０２ａからの光を入射するように配置される。
【０１６３】
以上、図２６〜図２９において、インライン分析が可能な半田材評価装置１００を示したが、図３０に示すような半田材評価装置５００を構成することによって、インライン分析を実現することも可能である。
【０１６４】
図３０に示すように、半田材評価装置５００は、印刷装置３００に隣接配置され、発光素子５０１、筐体５０２、筐体５０３、連通路５０４、受光素子５０５、を含む構成である。
【０１６５】
また、半田材評価装置５００のうちの筐体５０２が印刷装置３００と隣接し、筐体５０２の内部と印刷装置３００の内部とは連通する構成である。さらに、筐体５０２内部と筐体５０３内部とは連通路５０４によって連通されている。
【０１６６】
印刷装置３００は、回路用基板に半田材を印刷するための装置である。印刷装置３００の内部においては、印刷処理が行われている状態の基板３００ａが配されている。また、基板３００ａ上にはメタルマスク３００ｂが配され、メタルマスク３００ｂ上には半田材３００ｃが配されている。
【０１６７】
発光素子５０１は、半田材に照射するための光を出射する光源であり、例えば、セラミック光源、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザ（Laser Diode）のうちのいずれか一つが用いられる。
【０１６８】
筐体５０２は、発光素子５０１の出射面と対向するように発光素子５０１と隣接配置し、発光素子５０１から出射する光を内部に入射するための入射口（不図示）が構成されている。また、筐体５０２の内部においては、ミラー５０２ａ・５０２ｂ・５０２ｃ・５０２ｄが配されている。
【０１６９】
ミラー５０２ａは、上記入射口を介して発光素子５０１の出射面と対向配置され、発光素子５０１が出射する光を受光して、この光をミラー５０２ｂへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｂは、ミラー５０２ａが反射する光を受光し、受光した光を印刷装置３００の内部の半田材３００ｃへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｃは、半田材３００ｃから反射する光を受光し、受光した光をミラー５０２ｄへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｄは、ミラー５０２ｃが反射する光を受光し、受光した光を、連通路５０４を介して筐体５０３内部へ反射する光学手段である。
【０１７０】
受光素子５０５は、例えば、ＭＣＴを用いた光電変換器であって、筐体５０３の外壁に接続配置されていると共に、その受光部を筐体５０３内部に突出させている。
【０１７１】
筐体５０３の内部においては、回折格子（グレーティング）５０３ａ、ミラー５０３ｂが配されている。
【０１７２】
回折格子５０３ａは、筐体５０２のミラー５０２ｄから反射した光を回折する素子であるが、この光のうちの特定波数帯域の赤外線はミラー５０３ｂへ回折される。ミラー５０３ｂは、回折格子５０３ａが回折した赤外線を受光し、この赤外線を、受光素子５０５の受光部へ反射する光学手段である。
【０１７３】
以上の構成によれば、発光素子５０１から出射した光は、ミラー５０２ａ・５０２ｂを介して半田材３００ｃへ照射される。これにより、半田材３００ｃから光が反射するが、この反射された光は、ミラー５０２ｃ・５０２ｄを介して回折格子５０３ａへ導かれる。
【０１７４】
さらに、回折格子５０３ａは、ミラー５０２ｄからの光のうちの特定波数帯域の赤外線をミラー５０３ｂへ回折し、ミラー５０３ｂは、この赤外線を受光素子５０５の受光部へ導く。これにより、印刷装置３００における半田材３００ｃが反射する光のうちの赤外線を受光素子５０５の受光部へ導くことができ、インライン分析が可能になる。
【０１７５】
なお、ピーク波数を参照波数とした場合、半田材のロットが変わって半田材の成分が多少変わると、参照波数の赤外線強度が変わる可能性がある。一方、ベース波数を参照波数とした場合、半田材のロットが変わっても、参照波数の赤外線強度はほとんど変わらない。したがって、ベース波数を参照波数とした場合の評価指標は、半田材の成分が多少変わっても、共通に利用できる絶対指標とみなすことができる。
【０１７６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７７】
例えば、上記実施形態では、赤外線強度から吸光度を求めて補正しているが、赤外線強度を補正し、補正された赤外線強度を用いて、補正された吸光度を求めることもできる。
【０１７８】
また、上記実施形態では、光源からの光を半田材に照射して、半田材から反射した赤外線の強度を計測している。しかしながら、黒体輻射を行う物体や発光ダイオードなど、評価対象が自ら発光する場合には光源は不要である。また、評価対象が液体や気体など、光を透過するものである場合、評価対象を透過した赤外線の強度を計測すればよい。
【０１７９】
さらに、上記実施形態では、半田材の状態に応じて強度が変化する赤外線の波数を利用しているが、評価対象の状態に応じて強度が変化する任意の波動の波数を利用することができる。ここで、波動としては、赤外線などの電磁波だけでなく、音波などの弾性波を利用することもできる。
【０１８０】
最後に、半田材評価装置１００の各ブロック、特に制御部１５は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１８１】
すなわち、半田材評価装置１００は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである半田材評価装置１００の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記半田材評価装置１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１８２】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１８３】
また、半田材評価装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明の評価装置および評価方法は、例えば、プリント基板の生産ラインにおける印刷工程で使用されるペースト状の半田材を検査する装置および方法として好適であるが、このペースト状の半田材に限定されず、周知の半田材全般に広く適用可能であり、さらに、一般の評価対象の状態の評価に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】本発明の一実施例の半田材評価方法における評価対象の半田材の含有成分および各成分の含有割合（重量％）を示す表である。
【図２】上記半田材評価方法によって得られたチャートであって、半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度と、半田材を設けた状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度とを示すスペクトルチャートである。
【図３】図２に示すスペクトルチャートから算出した吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図４】図２に示すスペクトルチャートから算出した反射率を示すスペクトルチャートである。
【図５】上記半田材評価方法によって得られたチャートであって、使用後の半田材である使用後対象の赤外線吸光度と、未使用の半田材である未使用対象赤外線吸光度とを示すスペクトルチャートである。
【図６】図５に示す使用後対象の赤外線吸光度から未使用対象の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を示すチャートである。
【図７】（ａ）は、複数の使用後対象について、各使用後対象の赤外線吸光度から未使用対象の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、（ｂ）は、複数の使用後対象について、印刷回数、粘度、所定波数の赤外線の吸光度を示した表である。
【図８】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図９】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図１０】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図１１】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を評価対象毎に示したチャートであり、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図１２】評価対象の半田材を反射した赤外線強度を計測して吸光度を算出し、これを、同じ状態の半田材に関して繰り返した場合の吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１３】赤外線の波数と、各波数に対応する評価対象の半田材の吸光度との関係を、評価対象毎に示したチャートである。
【図１４】図１２に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１５】図１２に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１６】図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１２４０ｃｍ−１付近を拡大したチャートである。
【図１７】図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１８】図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１４６０ｃｍ−１付近を拡大したチャートである。
【図１９】図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１４６０ｃｍ−１として補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図２０】図１３に示すスペクトルチャートに関して、ベース波数の１８００ｃｍ−１付近以上を拡大したチャートである。
【図２１】図１３に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図２２】本発明の一実施例の半田材評価方法を実現する半田材評価装置を示す模式図である。
【図２３】上記半田材評価装置における制御部および記憶部の詳細を示すブロック図である。
【図２４】上記制御部における処理動作を示すフローチャートである。
【図２５】図２２に示す半田材評価装置の変形例を示す模式図である。
【図２６】図２２に示す半田材評価装置の他の変形例を示す模式図である。
【図２７】図２６に示す半田材評価装置をさらに変形した構成を示す模式図である。
【図２８】図２６に示す半田材評価装置をインライン分析用に変形した構成を示す模式図である。
【図２９】図２８に示す半田材評価装置を変形した構成を示す模式図である。
【図３０】さらに異なる形態の半田材評価装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１０ 光源
１１ バンドパスフィルタ
１２ プレート
１２ａ 透光領域
１３・３００ｃ 半田材
１４ 光電変換器（検出手段）
１５ 制御部（補正手段）
１６ 表示部（評価手段）
２０ 記憶部
３０ 回転体
４０・４５ ミラー
５０・５１・１５０・１５１ 光ファイバー
１００・５００ 半田材評価装置（評価指標算出装置、評価装置）
２００・３００ 印刷装置
５０１ 発光素子
５０２・５０３ 筐体
５０４ 連通路
５０５ 受光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半田材などの評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて上記評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出装置、評価装置、評価指標算出方法、評価指標算出装置制御プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板の生産ラインにおいては、基板上に半田材を印刷する印刷工程、この印刷された半田材上に電子部品を搭載するマウント工程、基板に電子部品を半田付けするリフロー工程を行うことによって、基板上に電子部品を実装している。
【０００３】
また、上述した印刷工程において、上記半田材は、基板上に配置されたメタルマスク表面に載せられている。このメタルマスクは、配線パターンに対応した開口穴が形成されているものである。そして、上記半田材は、上記メタルマスク表面において、移動スキージによって押圧されることにより、回転移動する。さらに、この回転移動している半田材が、上記移動スキージの押圧力によって、上記開口穴から基板上に押し出される。これにより、半田材が基板に印刷される（以下に示す特許文献１の段落〔００１１〕参照）。
【０００４】
このメタルマスクは、同一の半田材を載せたまま、大量の基板に対して連続して使用される。したがって、上記半田材は、上記印刷を繰り返す度に、上記移動スキージによって繰り返し回転移動することとなる。ここで、この回転移動によって、上記半田材は、徐々に劣化していくことになるが、劣化した半田材は、プリント基板において不良をもたらす要因となる。
【０００５】
よって、メタルマスク上の半田材の劣化度を分析し、半田材の劣化度が高くなった場合、メタルマスク上の半田材を交換する作業が非常に重要となる。また、メタルマスク上に半田材を供給する前に、供給対象となる半田材の劣化度を分析し、供給前の半田材が劣化していないかをチェックする作業も重要である。
【０００６】
ここで、半田材の劣化度を評価する指標として、半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力がある。この粘度、酸化度、還元力が上記指標となる理由について、以下、説明する。
【０００７】
半田材は、劣化するに伴い、その粘度が高くなり、かつ、酸化が進行し、還元力が低下することが知られている。ここで、粘度の高い半田材を基板上に印刷すると、印刷工程後の基板において「カケ」「カスレ」等の不良が生じやすくなることが知られている。また、酸化の進行した半田材を基板上に印刷すると、リフロー工程後の基板において「ゾルダーボール」「半田未溶」等の不良が生じやすくなることが知られている。さらに、還元力の低下した半田材を基板上に印刷すると、リフロー工程後の基板において「ぬれ性劣化」等の不良が生じやすくなることが知られている。
【０００８】
つまり、半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力は、プリント基板の不良発生度と相関することとなる。したがって、上記の半田材の粘度、半田材の酸化度、半田材の還元力は、半田材の劣化度を評価する重要指標になるのである。
【特許文献１】特開平５−９９８３１号公報（公開日：１９９３年０４月２３日）
【特許文献２】特公平８−２０４３４号公報（公告日：１９９６年０３月０４日）
【特許文献３】特開平１０−８２７３７号公報（公開日：１９９８年０３月３１日）
【特許文献４】特許第３７７５４２６号公報（発行日：２００６年５月１７日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、半田材の劣化度を分析できる方法としては、従来から様々なものがあり、特許文献１〜３において例示されている。
【００１０】
特許文献１には、スキージ表面を流動する半田材の流動速度に基づいて、該半田材の粘度を測定する方法が開示されている。しかし、この方法では、スキージ駆動時のみしか半田材の粘度を計測することができず、検査対象が印刷工程で使用中の半田材のみに限られるという問題が生じる。
【００１１】
そこで、特許文献２には、サンプリングした半田材を用いて滴定を行うことにより、半田材（フラックス）の酸度を計測する方法が開示されている。しかし、この方法では、試薬の調整等の作業に手間がかかるという問題が生じる。
【００１２】
また、特許文献３によれば、紫外線光電子分光法によって、半田材の表面酸化率を計測する手法が開示されている。しかし、この方法は、人体に有害な紫外線を用いているため、作業衛生上好ましくない。
【００１３】
これに対し、本出願人が出願した特許文献４には、検査対象の半田材に光を照射することによって該検査対象の半田材から反射する特定波数の赤外線の第一強度を検出し、比較対象の半田材に上記光を照射することによって該比較対象の半田材を反射する上記特定波数の赤外線の第二強度を検出し、上記検出された第一および第二強度に基づき、上記比較対象に対する上記検査対象の半田材の劣化度を相対的に検査する半田材評価方法が開示されている。この半田材評価方法によれば、特許文献２に開示されているような滴定作業が不要であるため、特許文献２の方法よりも作業上の手間を抑制できる。また、紫外線を使わないため、特許文献３の方法よりも作業衛生上好ましい。
【００１４】
ところで、半田材の劣化度を評価する場合、半田材に対する何らかの計測を、時間を隔てて行うことになるが、時間の経過とともに計測システムや計測環境が変化する可能性がある。このとき、上記変化により計測値がばらついて、計測値の精度が低下することになり、その結果、計測値から求まる半田材の劣化度の精度も低下することになる。
【００１５】
本発明は、従来技術よりも、評価対象の状態を精度良く評価できる評価指標算出装置など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】
【００１６】
以上の目的を達成するために、本発明の評価指標算出装置は、評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて、上記評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出装置であって、上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出手段と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、以上の目的を達成するために、本発明の評価指標算出方法は、評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出方法であって、上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出工程と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正工程とを含むことを特徴としている。
【００１８】
ここで、波動としては、電磁波、音波などが挙げられる。また、上記電磁波には、電波、光、Ｘ線、およびγ線が含まれ、上記光には、赤外線、可視光線、および紫外線が含まれる。
【００１９】
上記の構成および方法によると、参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正している。対象波数の強度は、評価対象の状態変化に依存すると共に、例えば計測システムの変化や計測環境の変化のようなその他の変化にも依存する。一方、参照波数の強度は、評価対象の状態変化に依存しないので、上記その他の変化のみに依存する。
【００２０】
すなわち、補正された対象波数の評価指標は、評価対象の状態変化のみに依存し、その他の変化には依存しない。したがって、補正された対象波数の評価指標により評価対象の状態を精度良く評価することができる。
【００２１】
なお、評価指標としては、評価対象を評価できる指標であって、波動の強度から求まる任意の指標を利用でき、例えば、波動が光の場合には、吸光度、反射率（透過率）などが挙げられる。また、波動の強度自身も評価指標となり得る。
【００２２】
また、評価対象としては、波動の強度を用いて状態を評価可能な任意の物質を利用でき、例えば、波動の強度が赤外線強度の場合には、半田材、樹脂、繊維、フィルム、紙などが挙げられる。また、評価可能な状態としては、評価対象の成分、該成分の変化、これらによって判断できる状態などが挙げられる。例えば、評価対象が熱硬化樹脂である場合、測定対象物を加熱してその成分の変化を調べることにより、硬化の度合を評価することができる。
【００２３】
なお、上記参照波数の例としては、ベース波数およびピーク波数が挙げられる。ここで、ベース波数とは、上記評価対象が全く或いは殆ど吸収しない波数をいう。
【００２４】
また、上記補正された対象波数の評価指標の例としては、上記参照波数の評価指標に対する上記対象波数の評価指標の比、および、上記参照波数の評価指標に対する上記対象波数の評価指標の差が挙げられる。
【００２５】
また、上記の構成に加えて、上記対象波数は、上記評価対象に光を照射することによって、該評価対象から反射する赤外線の波数であってもよい。この場合、評価対象に照射される光は、上記対象波数の赤外線そのものであってもよいし、上記対象波数を含む光であってもよい。また、上記参照波数が、上記対象波数と同様に、上記評価対象から反射する赤外線の波数であるとき、対象波数の赤外線強度と参照波数の赤外線強度とは、同時に検出されてもよい。
【００２６】
さらに、上記の構成に加えて、上記評価対象は半田材であってもよい。
【００２７】
ここで、良質な半田材は、低粘度、低酸化度、高還元力であり、半田材が劣化すると、粘度／酸化度が高くなり、還元力が低くなることが知られている。したがって、半田材の劣化度は、該半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目から判断することができる。
【００２８】
ここで、本願の発明者らは、特許文献４に記載のように、従来技術とは異なる手法であって、半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目を分析できる手法を検討した。そして、本願の発明者らは、鋭意工夫の結果、赤外線分光法を用いると、半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも１項目を分析することができる事を知見した。
【００２９】
以下、赤外線分光法によって、半田材の粘度、酸化度、還元力を分析できる理由について詳細に説明する。
【００３０】
半田材を使用し続け、また、半田材を外気にさらし続けると、半田材においては、含有金属が酸化し、含有する酸（例えば、カルボン酸）が塩に変化する。つまり、半田材を使用し、または、外気にさらし続けると、該半田材においては、含有金属酸化物が増加し、酸の含有量が減少し、塩の含有量が増加することとなる。
【００３１】
そして、この金属酸化物の増加によって、半田材の酸化度が高くなり、塩の増加によって半田材の粘度が高くなり、酸の含有量の減少によって半田材の還元力が低下する。
【００３２】
したがって、評価対象の半田材において、金属酸化物の含有度、酸および塩の含有度を分析できれば、該半田材の粘度、酸化度、還元力を評価することができ、ひいては半田材の劣化度を評価できる。つまり、半田材における金属酸化物の含有度、酸の含有度、塩の含有度は、半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を示すものである。
【００３３】
ここで、本発明者らは、赤外線分光法によれば、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析することが可能であることに着目した。
【００３４】
具体的には、半田材における金属酸化物、酸、塩の含有度に応じて、該半田材における対象波数の赤外線の吸収量は変化し、該半田材を反射する赤外線の対象波数の強度は変化する。これは、半田材に含まれる金属酸化物、酸、塩は、各々において特定されている波数帯域の赤外線を吸収する性質を有しているからである。
【００３５】
したがって、半田材へ光を照射し、半田材にて反射された対象波数の赤外線の強度を検出装置により検出すれば、当該半田材に含有している金属酸化物、酸、塩の含有度を分析できる。これにより、半田材の粘度、酸化度、還元力を評価することができ、半田材の劣化度（粘度、酸化度、還元力）を評価できる。
【００３６】
また、評価対象が半田材である場合、金属酸化物、酸、塩の含有度の少なくとも１項目を分析できればよい。このため、上記対象波数は、半田材に含まれる金属酸化物が吸収する赤外線の波数帯域と、半田材に含まれる酸が吸収する赤外線の波数帯域と、半田材に含まれる塩が吸収する赤外線の波数帯域とのうちの少なくとも１つを含む範囲内に含まれる波数であってもよい。
【００３７】
上記金属酸化物の例としては、酸化錫、酸化鉛が挙げられる。なお、上記の酸化錫、酸化鉛は、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の赤外線を吸収する性質を有している。
【００３８】
また、上記酸としては、カルボン酸であることが好ましい。これは、半田材に含まれる酸のうち、含有量の多い酸としてカルボン酸が挙げられるからである。なお、カルボン酸は、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の赤外線を吸収する性質を有している。
【００３９】
さらに、上記塩としては、カルボン酸塩であることが好ましい。これは、劣化した半田材に含まれる塩のうち、含有量の多い塩としてはカルボン酸塩が挙げられるからである。なお、カルボン酸塩は、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の赤外線と、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の赤外線とを吸収する性質を有している。
【００４０】
したがって、評価対象が半田材である場合、上記対象波数は、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１、および１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。
【００４１】
一方、評価対象の半田材から反射する赤外線の波数を検出する場合、ベース波数は、１７５０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数となる。そこで、評価対象が半田材である場合、上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。
【００４２】
なお、２３４０ｃｍ−１〜２３８０ｃｍ−１の波数帯域には、二酸化炭素のノイズが発生する場合がある。そこで、評価対象が半田材である場合、上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１〜２３４０ｃｍ−１、および２３８０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが特に好ましい。
【００４３】
また、評価対象の半田材から反射する赤外線の波数を検出する場合、半田材に含まれる成分が吸収する赤外線の波数帯域のうち、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１、および１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１の波数帯域は、半田材が劣化しても変化しない。そこで、評価対象が半田材である場合、上記参照波数は、ピーク波数であり、該ピーク波数は、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１、および１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることが好ましい。
【００４４】
以上の目的を達成するために、本発明の評価装置は、評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて上記評価対象の状態を評価する評価装置であって、上記構成の評価指標算出装置と、上記補正手段によって補正された対象波数の評価指標により上記評価対象の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴としている。
【００４５】
ここで、評価手段は、評価指標を所定値と比較することにより評価対象の状態を評価しても良いし、例えば評価指標を表示することにより、利用者が評価対象の状態を評価しても良い。
【００４６】
上記の構成によると、評価指標算出装置の補正手段によって補正された対象波数の評価指標により評価対象の状態を評価するので、該評価の精度を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記評価指標算出装置における各手段を、評価指標算出装置制御プログラムによりコンピュータ上で機能させることができる。さらに、上記評価指標算出装置制御プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で上記評価指標算出装置制御プログラムを実行させることができる。
【発明の効果】
【００４８】
以上のように、本発明の評価指標算出装置は、評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出手段と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正手段とを含む。
【００４９】
それゆえ、補正された対象波数の評価指標は、評価対象の状態変化のみに依存し、その他の変化には依存しないので、補正された対象波数の評価指標により評価対象の状態を精度良く評価できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔半田材評価方法〕
本実施形態における半田材評価方法は、赤外線を利用して、半田材の劣化度を評価する方法である。なお、本実施形態における「半田材」とは、プリント基板の生産ラインにおいて用いられるクリーム状の半田ペーストを意義するものとするが、本発明においては、この半田ペーストに限定されるものではなく、周知の半田材全般に対して適用可能である。
【００５１】
以下、本実施形態の半田材評価方法の詳細を説明する。
【００５２】
半田材を使用し続け、また、半田材を外気にさらし続けると、半田材においては、含有金属が酸化し、含有カルボン酸がカルボン酸塩に変化する。つまり、半田材を使用し、または、外気にさらし続けると、該半田材においては、含有金属酸化物が増加し、含有カルボン酸が減少し、含有カルボン酸塩が増加することとなる。
【００５３】
この金属酸化物の増加によって、半田材の酸化度が高くなり、このカルボン酸塩の増加によって半田材の粘度が高くなり、カルボン酸の含有量の減少によって半田材の還元力が低下するという現象が生じる。このような現象を半田材の劣化という。
【００５４】
したがって、評価対象の半田材において、金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度の少なくとも一つを分析できれば、該半田材の粘度、酸化度、還元力の少なくとも一つを評価することができ、ひいては半田材の劣化度を評価できる。
【００５５】
一方、酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の各々は、各々において特定されている特定波数帯域の赤外線を吸収することが知られている。
【００５６】
そこで、以下の工程の組み合わせを実施することにより、本実施形態の半田材評価方法を実現することとする。まず、評価対象の半田材に光を照射することによって該評価対象の半田材から反射する赤外線の波数であって、上記半田材の劣化に関係する波数、すなわち上記特定波数帯域に含まれる波数である対象波数の赤外線強度と、上記赤外線の波数であって上記半田材の劣化に無関係な波数である参照波数の赤外線強度とを検出する検出工程を実施する。そして、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正工程と、上記補正された対象波数の評価指標により上記評価対象の半田材の劣化度を評価するための評価工程とを実施する。なお、対象波数の赤外線強度の検出と、参照波数の赤外線強度の検出とは、同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。
【００５７】
以上の本実施形態の半田材評価方法によれば、検出工程によって、評価対象の半田材から反射する赤外線における対象波数および参照波数の強度を検出できる。
【００５８】
ここで、上述したように、酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の各々は、各々において特定されている特定波数帯域の赤外線を吸収する。したがって、半田材における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度に応じて、半田材における対象波数の赤外線の吸収量は変化し、半田材を反射する対象波数の赤外線の強度は変化する。
【００５９】
ところで、評価対象の半田材から反射する赤外線の強度は、例えば計測システムの変化や計測環境の変化のような、その他の変化によっても変化する。したがって、対象波数の赤外線の強度は、半田材における酸化金属、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度に依存すると共に、上記その他の変化にも依存する。
【００６０】
一方、参照波数は、半田材の劣化に無関係な波数であるので、参照波数の赤外線強度は、半田材の劣化に依存せず、上記その他の変化のみに依存する。
【００６１】
したがって、補正工程において、上記検出された参照波数の強度を用いて、上記検出された対象波数の強度を補正することにより、補正された対象波数の強度は、半田材の劣化のみに依存し、その他の変化には依存しない。その結果、評価工程において、例えば上記補正された対象波数の強度を所定値と比較することにより、半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【００６２】
なお、評価指標としては、上述の赤外線強度の他に、吸光度、反射率などを利用することができる。また、上記評価工程においては、上記補正された対象波数の強度を所定値と比較することなく、例えば上記補正された対象波数の強度を表示することにより、本実施形態の半田材評価方法の実施者が半田材の劣化度を評価することが可能である。
【００６３】
〔半田材評価方法の実施例〕
次に、以上示した本実施形態の半田材評価方法の一実施例を説明する。
【００６４】
まず、本実施例において評価対象となる半田材について説明する。本実施例では、図１に示す各物質を含有成分とする半田材を評価に用いた。同図に示すように、本実施例の半田材は、８０〜９０％の錫と、１〜３％の銀と、１％未満の銅と、２〜４％のジエチレングリコールモノへキシルエーテルと、１％未満の2-エチル-1,3-ヘキサンジオールと、４〜６％のロジンと、を含んでいる。
【００６５】
なお、半田材の主成分は錫（Sn）または鉛（Pb）等の金属であるが、本実施例の半田材では、図１に示すように、この金属として錫が用いられている。また、半田材において還元力をもたらす主成分であるカルボン酸として、本実施例の半田材では、同図に示すように、ロジン（C19H29COOH）が用いられている。
【００６６】
本実施例では、図１に示す半田材であって、新品の状態の当該半田材を未使用対象とし、プリント基板の印刷工程において使用された後の当該半田材を使用後対象とした。なお、以下では、上記未使用対象を単に「未使用」と称し、使用後対象を単に「使用後」と称することがある。
【００６７】
ここで、この未使用対象および使用後対象に対して、各々同一強度の赤外線を照射し、未使用対象を反射する赤外線における５００ｃｍ−１〜３０００ｃｍ−１の帯域の強度を検出し、使用後対象を反射する赤外線における５００ｃｍ−１〜３０００ｃｍ−１の帯域の強度を検出した。
【００６８】
さらに、本実施例では、各波数について、未使用対象の赤外線の吸光度と、使用後対象の赤外線の吸光度とを算出した。なお、上記吸光度は、波数ｈに対応するブランク値（評価対象の半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線の波数ｈにおける強度）をＢＬとし、未使用対象から反射する赤外線の波数ｈにおける強度をＡとし、使用後対象から反射する赤外線の波数ｈにおける強度をＢとして、
未使用対象の赤外線の吸光度（波数ｈに対応する吸光度）Ａ´＝−log(Ａ／ＢＬ)・・・（１）
使用後対象の赤外線の吸光度（波数ｈに対応する吸光度）Ｂ´＝−log(Ｂ／ＢＬ)・・・（２）
を、波数毎に演算することによって求めることができる。
【００６９】
図２は、半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度ＢＬと、半田材を設けた状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度ＳＰとを示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数（Wave Number）を示し、縦軸は赤外線の強度を示す。また、赤外線の強度の数値は、赤外線の強度を検出する検出装置の出力電圧のＡ／Ｄ変換値である。したがって、同図における赤外線の強度の数値は、検出装置および検出方法に依存する。
【００７０】
図３は、図２に示すスペクトルチャートから算出した吸光度＝−log(ＳＰ／ＢＬ)を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は吸光度を示す。また、
図４は、図２に示すスペクトルチャートから算出した反射率＝ＳＰ／ＢＬ×１００（％）を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は反射率を示す。
【００７１】
本発明では、図２〜図４に示すような、赤外線強度、吸光度、反射率などを評価指標として利用することができるが、以下の実施例では、吸光度を評価指標として利用する。
【００７２】
図５は、未使用対象および使用後対象に関して、上記（１）（２）式を用いて算出した吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は赤外線の吸光度を示す。同図に示すように、未使用対象の赤外線の吸光度と、使用後対象の赤外線の吸光度とでは相違があることが観測される。
【００７３】
つぎに、この相違について検討した。具体的には、上記（１）（２）式で求めた、各波数に対応する吸光度Ａ´・Ｂ´について、（１１）式のようにして差分を演算した。なお、この差分を、以下では「吸光度差」とする。
吸光度差＝Ｂ´−Ａ´・・・（１１）
つまり、ここでの吸光度差とは、使用後対象の赤外線吸光度から未使用対象の赤外線吸光度を差し引いて得られるものであり、使用後対象の赤外線吸光度と未使用対象の赤外線吸光度との差分を示したものである。
【００７４】
図６は、赤外線の波数と、該波数に対応する吸光度差との関係を示したチャートである。つまり、図６のチャートは、図５のチャートに示される使用後対象の吸光度から未使用対象の吸光度を差し引いた吸光度差を示したものである。
【００７５】
図６から、未使用対象と使用後対象とでは、６００ｃｍ−１付近、１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１付近、１７００−１ｃｍ−１付近の吸光度において、大きな差があることがわかる。
【００７６】
具体的には、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１付近において、使用後対象の赤外線吸光度は、未使用対象の赤外線吸光度よりも高くなっていることがわかる。また、１７００ｃｍ−１付近において、使用後対象の赤外線吸光度は、未使用対象の赤外線吸光度よりも低くなっていることがわかる。
【００７７】
ここで、赤外線スペクトルチャートにおいて、６００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、金属酸化物における酸素-金属結合の振動によるものであることが知られている。また、１３００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、カルボン酸塩の対称伸縮振動によるものであり、１６００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、カルボン酸塩における逆対称伸縮振動によるものであることが知られている。さらに、１７００ｃｍ−１付近で観測される吸収は、カルボン酸における二重結合の伸縮振動による吸収を示すものであることが知られている。
【００７８】
したがって、６００ｃｍ−１付近において、使用後対象の方が、未使用対象よりも、赤外線吸光度が高くなっていることから、使用後対象においては、未使用対象よりも金属酸化物が多量に含まれており、未使用対象よりも酸化度が高いことがわかる。
【００７９】
また、１３００ｃｍ−１付近および１６００ｃｍ−１付近において、使用後対象の方が、未使用対象よりも、赤外線吸光度が高くなっていることから、使用後対象においては、未使用対象よりもカルボン酸塩が多量に含まれており、未使用対象よりも粘度が高いことがわかる。
【００８０】
さらに、１７００ｃｍ−１付近において、使用後対象の方が、未使用対象よりも、赤外線吸光度が低くなっていることから、使用後対象においては、未使用対象よりもカルボン酸が少なく、未使用対象よりも還元力が低いことがわかる。
【００８１】
このように、本実施例では、赤外線スペクトルの各波数について、使用後対象の半田材を反射する赤外線の強度と、未使用対象の半田材を反射する赤外線の強度とから、使用後対象の半田材における赤外線の吸光度と、未使用対象の半田材における赤外線の吸光度とを求めている。
【００８２】
そして、赤外線スペクトルの各波数について、使用後対象の半田材の吸光度から未使用対象の半田材の吸光度を差し引いた吸光度差を求めている。ここで、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１付近における上記吸光度差を参照すれば、未使用対象に対する、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握することができる。
【００８３】
そして、この金属酸化物の含有度から、使用後対象の半田材の酸化度を相対的に把握でき、カルボン酸の含有度から、使用後対象の半田材の還元力を相対的に把握でき、カルボン酸塩の含有度から、使用後対象の半田材の粘度を相対的に把握できる。
【００８４】
つぎに、新品の状態の半田材を未使用対象とし、プリント基板の印刷工程における印刷回数が２００回、４００回、６００回、８００回、１０００回、１２００回の各半田材を使用後対象として、本実施例で示した方法によって分析した結果を図７（ａ）に示す。
【００８５】
図７（ａ）は、赤外線の波数と、各波数に対応する使用後対象の半田材の吸光度から未使用対象の半田材の吸光度を差し引いて得られる吸光度差との関係を、使用後対象毎に示したチャートである。なお、横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は、未使用対象の半田材の吸光度と使用後対象の半田材の吸光度との差である吸光度差を示す。
【００８６】
図７（ａ）から、半田材の印刷回数が増加する程、１３００ｃｍ−１付近および１６００ｃｍ−１付近の吸光度は高くなり、１７００ｃｍ−１付近の吸光度は減少していることがわかる。これにより、印刷回数が増加する程、半田材においてカルボン酸が減少し、カルボン酸塩が増加していることがわかる。そして、このカルボン酸塩の増加という結果から、印刷回数が増加する程、半田材の粘度が上昇することを分析できる。
【００８７】
実際、各使用後対象について粘度を測定したところ、図７（ｂ）に示すように、半田材の印刷回数と半田材の粘度とは正の相関関係があることが確認された。また、半田材の１６００ｃｍ−１付近の赤外線の吸光度と半田材の粘度とは正の相関関係があり、半田材の１７００ｃｍ−１付近の赤外線の吸光度と半田材の粘度とは負の相関関係があることも確認された。このような関係が成立するのは、半田材の印刷回数が増加するほど、半田材に含有されるカルボン酸が減少して１７００ｃｍ−１付近の赤外線の吸収が少なくなり、半田材に含有されるカルボン酸塩が増加して１６００ｃｍ−１付近の赤外線の吸収が大きくなり、さらにカルボン酸塩の増加に応じて粘度が高くなるからである。
【００８８】
なお、以上示した実施例によれば、使用後対象の半田材の赤外線吸光度と未使用対象の半田材の赤外線吸光度とを算出しているが、吸光度を算出しなくても、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握できる。具体的には、５００〜３０００ｃｍ−１の各波数について、使用後対象の半田材を反射する赤外線の強度と、未使用対象の半田材を反射する赤外線の強度とを検出する。そして、各波数において、検出した各強度に対して（２１）式の演算を行う。
強度差＝Ｂ−Ａ・・・（２１）
Ａ：未使用対象から反射する赤外線の強度
Ｂ：使用後対象から反射する赤外線の強度
ここで、「強度差」とは、使用後対象において検出された赤外線の強度から未使用対象において検出された赤外線の強度を差し引いたものであり、使用後対象において検出された赤外線の強度と未使用対象において検出された赤外線の強度との差分である。
【００８９】
ここで、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１についての上記強度差を参照すれば、未使用対象に対する使用後対象の金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の赤外線吸収度の差異を把握できる。それゆえ、未使用対象に対して、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を相対的に把握することができる。
【００９０】
また、上記の吸光度差や強度差ではなく、各吸光度の比や各強度の比によっても、未使用対象と使用後対象とにおける赤外線吸収度の相違を把握でき、使用後対象の半田材に含まれる金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の相対的含有度を把握できる。
【００９１】
例えば、各波数毎に、使用後対象において検出された赤外線の強度と未使用対象において検出された赤外線の強度との比である強度比を、以下の演算により求めてもよい。
強度比＝Ｂ／Ａ・・・（３１）
また、例えば、各波数毎に、使用後対象における赤外線の吸光度と未使用対象における赤外線の吸光度との比である吸光度比を、以下の演算により求めてもよい。なお、吸光度の算出方法については、（１）（２）式と同様である。
吸光度比＝Ｂ´／Ａ´・・・（４１）
Ａ´：未使用対象の赤外線の吸光度
Ｂ´：使用後対象の赤外線の吸光度
なお、以上示した実施例によれば、未使用対象および使用後対象の半田材について、５００〜３０００ｃｍ−１に渡って、各波数毎に、赤外線の強度を検出し、赤外線の吸光度および上記吸光度差、上記吸光度比、上記強度差、または上記強度比を算出することとなるが、対象波数の赤外線のみについて上記強度を検出し、該対象波数の吸光度、吸光度差または上記強度差を算出する手順であってもよい。ここで、対象波数とは、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩のうちの少なくとも一つの赤外線吸収が認められる波数であり、本実施例では６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１のうちの少なくとも一つである。
【００９２】
また、上記した各々の対象波数（６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１）は、数値変更が可能である。つまり、対象波数は、６００ｃｍ−１、１３００ｃｍ−１、１６００ｃｍ−１、１７００ｃｍ−１に限定されるものではなく、対象波数としての有効範囲を設定することが可能である。この点について、具体的に説明する。
【００９３】
まず、図７における分析と同様、新品の状態の半田材を未使用対象とし、プリント基板の印刷工程における印刷回数が２００回、４００回、６００回、８００回、１０００回、１２００回の各半田材を使用後対象として、本実施例で示した方法によって各使用後対象に対して上記吸光度差を求めた。この結果を図８〜図１１に示す。なお、図８では、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図９では、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図１０では、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示し、図１１では、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の波数帯域についての上記吸光度差を示す。
【００９４】
半田材に含まれる金属酸化物（二酸化錫）の吸収ピークは６００ｃｍ−１付近で検出されるが、図８に示すように、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、５５７ｃｍ−１〜６１３ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測ができる。したがって、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象の金属酸化物の含有度を分析することが可能となる。
【００９５】
また、カルボン酸塩の対称伸縮振動の吸収ピークは１３００ｃｍ−１付近（厳密には、１３２３ｃｍ−１）で検出されるが、図９に示すように、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１２８２ｃｍ−１〜１３８２ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象のカルボン酸塩の含有度を分析することが可能となる。
【００９６】
また、カルボン酸塩の逆対称伸縮振動の吸収ピークは１６００ｃｍ−１付近（厳密には、１５９０ｃｍ−１）で検出されるが、図１０に示すように、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１５６２ｃｍ−１〜１６２４ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象のカルボン酸塩の含有度を分析することが可能となる。
【００９７】
さらに、カルボン酸の炭素-酸素二重結合の吸収ピークは、１７００ｃｍ−１付近で検出されるが、図１１に示すように、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違を区別でき、１６８３ｃｍ−１〜１７１０ｃｍ−１に注目すれば、使用後対象毎の吸光度差の相違をさらに顕著に観測することができる。したがって、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の間の少なくともいずれかの波数を上記対象波数とすれば、各使用後対象のカルボン酸の含有度を分析することが可能となる。
【００９８】
また、光源から照射される光の強度にはムラがあり、未使用対象と使用後対象とについて、各々同一光源を用いて赤外線を照射したとしても、各々異なるタイミングで赤外線を照射すれば、未使用対象に照射される赤外線の強度と使用後対象に照射される赤外線の強度とで若干の相違が生じる。そして、この相違が、検出される、半田材を反射する赤外線の強度に悪影響を及ぼすことがあり、この場合、半田材の劣化の評価に悪影響を及ぼすことになる。
【００９９】
図１２は、評価対象の半田材を反射した赤外線強度を計測して吸光度を算出し、これを、同じ状態の半田材に関して繰り返した場合の吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は吸光度を示す。同図に示すように、評価対象の半田材が同じ状態であっても、赤外線強度を計測するタイミングが僅かに異なるだけで、同じ波数における吸光度に若干の相違が観測される。
【０１００】
そこで、本実施例では、対象波数における上記の強度、吸光度を求めるにあたって、補正を行っている。以下、上記強度を補正した補正強度、上記吸光度を補正した補正吸光度を求める手順について説明する。
【０１０１】
まず、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の赤外線吸収が観測される波数帯域以外であって、半田材の状態変化に関係しない波数を参照波数とする。この参照波数は、以下のようにして特定することができる。
【０１０２】
すなわち、プリント基板の印刷工程における印刷回数が０回、３００回、６００回、９００回、１２００回の各半田材を評価対象として分析した結果を図１３に示す。図１３は、赤外線の波数と、各波数に対応する評価対象の半田材の吸光度との関係を、評価対象毎に示したチャートである。なお、横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は吸光度を示す。
【０１０３】
図１３から、半田材の印刷回数が増加する程、吸光度が大きく変化する波数帯域と、さほど変化しない波数帯域とが存在することがわかる。吸光度が大きく変化する波数帯域は、上述のように、１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近であり、カルボン酸およびカルボン酸塩の赤外線吸収が観測される波数帯域である。
【０１０４】
一方、吸光度がさほど変化しない波数帯域は、１２４０ｃｍ−１のピーク波数付近および１４６０ｃｍ−１のピーク波数付近と、１８００ｃｍ−１以上のベース波数付近とである。したがって、参照波数は、１２４０ｃｍ−１付近と、１４６０ｃｍ−１付近と、１８００ｃｍ−１付近以上とを含む波数帯域の中から選択することができる。
【０１０５】
そして、評価対象を反射した赤外線における上記対象波数の強度と上記参照波数の強度とを検出する。ここで、評価対象から反射する赤外線に関して、上記参照波数の強度をＡｒｅｆ、上記対象波数の強度をＡｔａｒとし、上記参照波数の赤外線吸光度をＡ´ｒｅｆ、上記対象波数の赤外線吸光度をＡ´ｔａｒとする。
【０１０６】
なお、各吸光度は、（１）（２）式と同様の手法によって算出する。つまり、評価対象の半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線に関して、上記参照波数に対応する強度をＢＬｒｅｆとし、上記対象波数に対応する強度をＢＬｔａｒとすると、
Ａ´ｒｅｆ＝−log(Ａｒｅｆ／ＢＬｒｅｆ)・・・（６１）
Ａ´ｔａｒ＝−log(Ａｔａｒ／ＢＬｔａｒ)・・・（６３）
で求めることができる。
【０１０７】
以下、補正強度Ａｃｏｒ、補正吸光度Ａ´ｃｏｒは、
Ａｃｏｒ＝Ａｔａｒ−Ａｒｅｆ・・・（７１）
Ａ´ｃｏｒ＝Ａ´ｔａｒ−Ａ´ｒｅｆ・・・（７３）
で求めることができる。
【０１０８】
これにより、評価対象に照射される赤外線の強度が、計測ごとに若干の相違が生じていたとしても、各強度、各吸光度について、上記相違分に対応する参照波数の強度が差し引かれているため、この相違をほぼ解消した補正強度、補正吸光度を求めることができる。その結果、対象波数の補正強度、補正吸光度により評価対象の状態を精度良く評価することができる。
【０１０９】
また、補正強度Ａｃｏｒ、補正吸光度Ａ´ｃｏｒは、
Ａｃｏｒ＝Ａｔａｒ／Ａｒｅｆ・・・（７５）
Ａ´ｃｏｒ＝Ａ´ｔａｒ／Ａ´ｒｅｆ・・・（７７）
で求めることができる。以下では、（７１）（７３）式で求めた補正強度、補正吸光度を「差補正強度」、「差補正吸光度」と称し、（７５）（７７）式で求めた補正強度、補正吸光度を「比補正強度」、「比補正吸光度」と称す。
【０１１０】
図１４は、図１２に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として、（７７）式を用いて補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は比補正吸光度を示す。図１４と図１２とを比較すると、補正後の吸光度は、補正前の吸光度に比べて、計測ごとの相違がほぼ解消されていることがわかる。
【０１１１】
図１５は、図１２に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として、（７３）式を用いて補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は差補正吸光度を示す。図１５と図１２とを比較すると、補正後の吸光度は、補正前の吸光度に比べて、計測ごとの相違がほぼ解消されていることがわかる。
【０１１２】
また、上記したピーク波数である各々の参照波数（１２４０ｃｍ−１、１４６０ｃｍ−１）は、数値変更が可能である。つまり、ピーク波数の参照波数は、１２４０ｃｍ−１、１４６０ｃｍ−１に限定されるものではなく、参照波数としての有効範囲を設定することが可能である。また、ベース波数の参照波数も有効範囲を設定することが可能である。この点について、具体的に説明する。
【０１１３】
図１６は、図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１２４０ｃｍ−１付近を拡大したものである。図１６に示すように、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１に注目すれば、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化していないことが観測できる。したがって、１２００ｃｍ−１〜１２８０ｃｍ−１間の少なくともいずれかの波数を上記参照波数とすれば、各評価対象の金属酸化物、カルボン酸、およびカルボン酸塩の含有度を精度良く分析することが可能となる。
【０１１４】
図１７は、図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として、（７７）式を用いて補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は比補正吸光度を示す。図１７と図１３とを比較すると、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化しない波数帯域（
１２４０ｃｍ−１付近、１４６０ｃｍ−１付近、および１８００ｃｍ−１付近以上）における比補正吸光度のバラツキが少なくなっていることがわかる。
【０１１５】
したがって、カルボン酸塩およびカルボン酸の赤外線吸収が観測される波数帯域（１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近）において、半田材の印刷回数の増加に対する比補正吸光度の変化量は、各評価対象のカルボン酸塩およびカルボン酸の含有度に精度良く対応することになる。これにより、対象波数における比補正吸光度の変化量から半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【０１１６】
図１８は、図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１４６０ｃｍ−１付近を拡大したものである。図１８に示すように、１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１に注目すれば、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化していないことが観測できる。したがって、１４２０ｃｍ−１〜１５００ｃｍ−１間の少なくともいずれかの波数を上記参照波数とすれば、各評価対象の金属酸化物、カルボン酸、およびカルボン酸塩の含有度を精度良く分析することが可能となる。
【０１１７】
図１９は、図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１４６０ｃｍ−１として、（７７）式を用いて補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は比補正吸光度を示す。図１９と図１３とを比較すると、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化しない波数帯域（
１２４０ｃｍ−１付近、１４６０ｃｍ−１付近、および１８００ｃｍ−１付近以上）における比補正吸光度のバラツキが少なくなっていることがわかる。
【０１１８】
したがって、カルボン酸塩およびカルボン酸の赤外線吸収が観測される波数帯域（１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近）において、半田材の印刷回数の増加に対する比補正吸光度の変化量は、各評価対象のカルボン酸塩およびカルボン酸の含有度に精度良く対応することになる。これにより、対象波数における比補正吸光度の変化量から半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【０１１９】
図２０は、図１３に示すスペクトルチャートに関して、ベース波数の１８００ｃｍ−１付近以上を拡大したものである。図２０に示すように、１７５０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１に注目すれば、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化していないことが観測できる。なお、２３４０ｃｍ−１〜２３８０ｃｍ−１には、二酸化炭素のノイズが発生しているため、この波数帯域は利用しない方が望ましい。したがって、１７５０ｃｍ−１〜２３４０ｍ−１、２３８０ｃｍ−１〜２８００ｃｍ−１間の少なくともいずれかの波数を上記参照波数とすれば、各評価対象の金属酸化物、カルボン酸、およびカルボン酸塩の含有度を精度良く分析することが可能となる。
【０１２０】
図２１は、図１３に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として、（７３）式を用いて補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。なお、同図における横軸は赤外線の波数を示し、縦軸は差補正吸光度を示す。図２１と図１３とを比較すると、半田材の印刷回数が増加しても、吸光度がさほど変化しない波数帯域（
１２４０ｃｍ−１付近、１４６０ｃｍ−１付近、および１８００ｃｍ−１付近以上）における差補正吸光度のバラツキが少なくなっていることがわかる。
【０１２１】
したがって、カルボン酸塩およびカルボン酸の赤外線吸収が観測される波数帯域（１３００ｃｍ−１付近、１６００ｃｍ−１、および１７００ｃｍ−１付近）において、半田材の印刷回数の増加に対する差補正吸光度の変化量は、各評価対象のカルボン酸塩およびカルボン酸の含有度に精度良く対応することになる。これにより、対象波数における差補正吸光度の変化量から半田材の劣化度を精度良く評価することができる。
【０１２２】
〔半田材評価装置〕
次に、本実施形態の半田材評価方法を実現する半田材評価装置について説明する。なお、以下で説明する半田材評価装置は、あくまで、本実施形態の半田材評価方法を実現する装置の例示であり、本実施形態の半田材評価方法を実現するにあたって、以下の半田材評価装置が必須となるわけではない。
【０１２３】
本実施形態の半田材評価装置は、評価対象の半田材に光を照射する光源と、上記光が照射されることによって評価対象の半田材から反射する対象波数および参照波数の赤外線の強度を検出する検出手段と、上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正し、上記補正された対象波数の評価指標を出力する制御手段とを備える構成である。
【０１２４】
ここで、評価指標としては、赤外線強度、吸光度などが挙げられる。また、上記補正としては、対象波数の評価指標から参照波数の評価指標を、減算したり除算したりすることが挙げられる。
【０１２５】
これにより、補正された対象波数の評価指標は、上記評価対象の半田材における金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度の変化のみに依存し、その他の変化には依存しない。したがって、半田材評価装置のオペレータは、これら補正された評価指標を参照することによって、評価対象の半田材に含有している金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度を精度良く評価でき、評価対象の半田材の劣化度を精度良く評価できる。
【０１２６】
また、上記構成において、光源と半田材との間、または、半田材と検出手段との間に、赤外線のみを透過させる光学フィルタを設ければ、検出手段は、半田材から反射する赤外線を検出することが可能となる。
【０１２７】
以下、本実施形態の半田材評価装置の実施例を説明する。
【０１２８】
〔半田材評価装置の実施例〕
本実施例の半田材評価装置（評価指標算出装置、評価装置）１００は、図２２に示すように、光源１０、バンドパスフィルタ１１、プレート１２、半田材１３、光電変換器（検出手段）１４、制御部（補正手段）１５、表示部（評価手段）１６、記憶部２０、および操作部２１を備えている。
【０１２９】
光源１０は、プレート１２の方向に向けて光を照射するランプであり、例えば、セラミック光源が使用される。
【０１３０】
バンドパスフィルタ１１は、光源１０とプレート１２との間であって光源１０の光軸上に配置されている光学フィルタである。このバンドパスフィルタ１１は、対象波数および参照波数の赤外線のみを透過するものである。なお、対象波数は、上述の実施例で説明したものと同様であり、金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩のうちの少なくとも一つの赤外線吸収が認められる波数である。また、参照波数は、上述の実施例で説明したものと同様であり、半田材の印刷回数が増加しても赤外線強度がさほど変化しないピーク波数およびベース波数のうちの少なくとも一つの波数である。
【０１３１】
プレート１２は、半田材１３を載せるためのステージである。このプレート１２上に配される半田材１３には、光源１０からの光がバンドパスフィルタ１１を介して照射される。よって、半田材１３に照射される光は特定波数の赤外線となる。
【０１３２】
半田材１３は、前記評価対象の半田材に該当するものであり、照射された赤外線を反射する。
【０１３３】
光電変換器１４は、入射する赤外線の強度を検出する。さらに、光電変換器１４は、検出した赤外線の強度を示すアナログ信号を生成し、該アナログ信号を制御部１５へ送信する。この光電変換器１４の例としては、例えば、ＭＣＴ（光導電素子，HgCdTe）を用いたデバイスが挙げられる。なお、光電変換器１４は、プレート１２上の半田材１３から反射する赤外線の光軸上に位置するように設けられている。
【０１３４】
制御部１５は、光電変換器１４から送られてくるアナログ信号を処理するブロックであり、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータと、該デジタル信号に基づいてデータ処理を行うコンピュータとによって構成される。
【０１３５】
表示部１６は、制御部１５から送られてくるデータを表示する表示パネルである。記憶部２０は、各種データを記憶する。操作部２１は、半田材評価装置１００のオペレータからの各種操作を受け付ける。
【０１３６】
本実施例の半田材評価装置１００の制御部１５は、図２３に示すように、計測処理部２３、評価指標算出部２４、および評価指標補正部２５を備えている。
【０１３７】
計測処理部２３は、操作部２１からの指示に基づき、光源１０および光電変換器１４を含む計測システムを制御して、上記対象波数および参照波数の赤外線の強度Ａｔａｒ、Ａｒｅｆを計測させると共に、光電変換器１４による計測結果を取得する。また、計測処理部２３は、操作部２１からの指示に基づき、バックグランドの計測結果である上記対象波数および参照波数の赤外線の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆを上記記憶部２０に格納する。
【０１３８】
評価指標算出部２４は、上記記憶部６１に記憶されたバックグランドの赤外線における上記対象波数および参照波数の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆを用いて、当該計測処理部２３による半田材１３の計測結果Ａｔａｒ、Ａｒｅｆから、当該評価対象の半田材１３の赤外線における対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを評価指標として算出する。
【０１３９】
評価指標補正部２５は、当該評価指標算出部２４により算出された、上記評価対象の対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを用いて、上述したように補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒを算出する。算出された吸光度Ａ´ｃｏｒは、表示部１６を介して表示出力される。
【０１４０】
図２４は、本実施例の半田材評価装置１００の制御部１５における処理動作を示している。同図に示すように、まず、プレート１２に半田材１３を載せない状態で、操作部２１がバックグランド（ＢＬ）の計測を指示することにより、計測処理部２３は、上記計測システムを制御して、バックグランドの計測を行わせる（ステップＳ１０。以下、単に「Ｓ１０」と記載することがある。他のステップについても同様である。）。計測処理部２３は、バックグランドの計測結果である上記対象波数および参照波数の赤外線の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆを上記記憶部２０に格納する。
【０１４１】
次に、プレート１２に半田材１３を載せる。そして、計測処理部２３は、例えば操作部２１からの計測指示などの適当なタイミングで、上記計測システムを制御して、半田材１３（サンプル（ＳＰ））の計測を行わせる（Ｓ１１）。この計測の結果、計測処理部２３は、半田材１３における上記対象波数および参照波数の赤外線の強度Ａｔａｒ、Ａｒｅｆを取得する。
【０１４２】
次に、評価指標算出部２４は、計測処理部２３が取得した半田材１３における上記対象波数および参照波数の赤外線の強度Ａｔａｒ、Ａｒｅｆと、記憶部２０に格納されたバックグランドにおける上記対象波数および参照波数の赤外線の強度ＢＬｔａｒ、ＢＬｒｅｆとを用いて、上記対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを評価指標として算出する（Ｓ１２）。
【０１４３】
次に、評価指標補正部２５は、算出された上記対象波数および参照波数の吸光度Ａ´ｔａｒ、Ａ´ｒｅｆを用いて、上述したように、上記対象波数の吸光度Ａ´ｔａｒを上記参照波数の吸光度Ａ´ｒｅｆにより補正する（Ｓ１３）。次に、評価指標補正部２５は、補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒを、表示部１６を介して表示出力する（Ｓ１４）。これにより、半田材評価装置１００のオペレータは、補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒを参照することにより、評価対象の半田材１３に含有している金属酸化物、カルボン酸、カルボン酸塩の含有度を精度良く評価でき、評価対象の半田材の劣化度を精度良く評価できる。そして、ステップＳ１４の後、上記処理動作を終了する。
【０１４４】
さらに、制御部１５は、補正された対象波数の吸光度Ａ´ｃｏｒ、および補正された対象波数の赤外線強度Ａｃｏｒのうち、少なくとも一つを出力する構成であってもよい。つまり、上述した半田材評価方法の実施例における式（７１）（７３）（７５）（７７）の少なくとも一つを演算出力する構成であってもよい。
【０１４５】
また、光源１０とプレート１２との間にバンドパスフィルタ１１を配置するのではなく、図２５に示すように、プレート１２上の半田材１３と光電変換器１４との間であって、半田材１３から反射する光の光軸上にバンドパスフィルタ１１を設ける構成であってもよい。なお、図２５では、記憶部２０および操作部２１の記載を省略している。
【０１４６】
また、図２５に示すように、光電変換器１４とバンドパスフィルタ１１とは、各々複数備えてもよい。この構成において、例えば、バンドパスフィルタ１１ａの特定波数を、対象波数とし、バンドパスフィルタ１１ｂの特定波数を参照波数とすれば、対象波数の赤外線強度、および参照波数の赤外線強度のみを計測することが可能となる。また、例えば、バンドパスフィルタ１１ａの特定波数を、金属酸化物の赤外線吸収が認められる波数とし、バンドパスフィルタ１１ｂの特定波数をカルボン酸の赤外線吸収が認められる波数とすれば、評価対象の金属酸化物の含有度と、カルボン酸の含有度とを分析することが可能となる。
【０１４７】
さらに、図２６に示すように、光源１０とプレート１２との間であって光源１０の光軸上に、複数のバンドパスフィルタ１１・・・を含む回転部材３０を備える構成であってもよい。この回転部材３０は、いずれか一つのバンドパスフィルタ１１のみを光源１０の光軸上に配する構成であると共に、制御部１５からのコマンドに基づいて回転することによって光軸上に配するバンドパスフィルタ１１を切り換えるものである。
【０１４８】
回転部材３０に含まれるバンドパスフィルタ１１・・・の少なくとも一つは、特定波数が参照波数である。また、上記バンドパスフィルタ１１・・・の複数は、特定波数のそれぞれが異なる対象波数であることが好ましい。なお、図２６では、記憶部２０および操作部２１の記載を省略している。
【０１４９】
この構成によれば、回転部材３０に含まれる各バンドパスフィルタ１１・・・の特定波数を各々異なるものとすれば、半田材１３を反射する各々異なる波数の赤外線を検出することが可能となる。これにより、評価対象の半田材１３の金属酸化物の含有度、カルボン酸の含有度、カルボン酸塩の含有度を一回の評価作業で精度良く分析することが可能となる。
【０１５０】
また、図２７に示すような構成とすることも可能である。
【０１５１】
図２７の半田材評価装置１００では、プレート１２には、一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）１２ａが含まれている。そして、半田材１３は、プレート１２における一方の面側の透光領域１２ａ上に配置される。
【０１５２】
さらに、プレート１２における他方の面側に対向する位置に、光源１０、回転部材３０、光電変換器１４が配され、さらに、ミラー４０・４５が配される。具体的には、光源１０の光軸上に、光源１０からの光の進行方向に沿って回転部材３０、ミラー４０をこの順序で配置する。そして、ミラー４０は、回転部材３０を介して光源１０から照射される光を透光領域１２ａの方向へ反射するように設置される。さらに、ミラー４５は、透光領域１２ａからの光を光電変換器１４の方向へ反射するように配置される。なお、図２７では、表示部１６、記憶部２０、および操作部２１の記載を省略している。
【０１５３】
この構成によれば、回転部材３０に含まれるバンドパスフィルタ１１が、光源１０から出射した光のうちの特定波数の赤外線のみを透過し、透過した赤外線がミラー４０へ導かれる。そして、この赤外線は、ミラー４０を反射してプレート１２の透光領域１２ａの方向へ導かれ、透光領域１２ａを介して、半田材１３へ到達することとなる。さらに、半田材１３に到達した赤外線は反射し、透光領域１２ａを介してミラー４５へ導かれる。そして、ミラー４５へ導かれた赤外線は、このミラー４５を反射し、光電変換器１４へ入射することとなる。これにより、光電変換器１４においては、半田材１３を反射する赤外線の強度を検出することが可能となる。
【０１５４】
図２８では、半田材評価装置１００は、プリント基板の印刷装置２００の近傍に備えられている。
【０１５５】
この印刷装置２００には、半田材が印刷される基板２０１と、基板２０１上に配置され、配線パターンが刻まれているメタルマスク２０２と、メタルマスク２０２上に配置される半田材１３と、半田材１３を押圧しながら移動させるスキージ２０３と、スキージ２０３を駆動制御するコントローラ２０４と、が含まれる。
【０１５６】
そして、半田材評価装置１００においては、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１を透過する赤外線を半田材１３へ導く光ファイバー５１と、半田材１３を反射する赤外線を光電変換器１４へ導く光ファイバー５０と、が備えられる。なお、図２８では、表示部１６、記憶部２０、および操作部２１の記載を省略している。
【０１５７】
この構成によれば、光源１０を出射し、回転部材３０を透過した赤外線は、光ファイバー５１を通して、印刷装置２００における半田材１３に照射される。そして、この赤外線は、半田材１３を反射し、光ファイバー５０を通して、光電変換器１４へ導かれる。これにより、半田材評価装置１００は、印刷装置２００に配置されている半田材１３をサンプルとして、半田材１３の反射赤外線の強度や赤外線吸光度を計測でき、半田材１３の劣化度をインライン分析できる。
【０１５８】
また、図２８に示す半田材評価装置１００および印刷装置２００を図２９のように変形することも可能である。
【０１５９】
図２９に示す印刷装置２００では、スキージ２０３において、該スキージ２０３の一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）２０３ａが形成されている。そして、スキージ２０３の一方の面側に半田材１３が配置される。
【０１６０】
そして、半田材評価装置１００においては、光ファイバー１５０・１５１が備えられる。光ファイバー１５１は、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１を透過する赤外線を入射し、この赤外線をスキージ２０３の他方の面側における透光領域２０３ａ上に出射するものである。光ファイバー１５０は、透光領域２０３ａからの光を入射し、この光を光電変換器１４へ導くものである。なお、図２９では、表示部１６、記憶部２０、および操作部２１の記載を省略している。
【０１６１】
この構成によれば、光源１０を出射し、回転部材３０を透過した赤外線は、光ファイバー１５１を通して、スキージ２０３の他方の面側の透光領域２０３ａに照射される。そして、この照射された赤外線は、透光領域２０３ａを透過して半田材１３に到達することとなる。さらに、この赤外線は、半田材１３を反射し、透光領域２０３ａを透過して光ファイバー１５０に入射する。そして、光ファイバー１５０へ入射した赤外線は、光電変換器１４へ導かれる。これにより、半田材評価装置１００は、印刷装置２００に配置されている半田材１３をサンプルとして、半田材１３の反射赤外線の強度や赤外線吸光度をインラインで計測でき、半田材１３の劣化度をインライン分析できる。
【０１６２】
また、図２９に示すように、メタルマスク２０２において、該メタルマスク２０２の一方の面側と他方の面側との間で相互に光を透過させる透光領域（ZnSe等）２０２ａを設ける構成であり、メタルマスク２０２の一方の面上に半田材１３を配する構成であってもよい。この構成の場合、光ファイバー１５１は、回転部材３０のバンドパスフィルタ１１から入射する赤外線を、メタルマスク２０２の他方の面側における透光領域２０２ａ上に出射するように配置され、光ファイバー１５０は、メタルマスク２０２の他方の面側における透光領域２０２ａからの光を入射するように配置される。
【０１６３】
以上、図２６〜図２９において、インライン分析が可能な半田材評価装置１００を示したが、図３０に示すような半田材評価装置５００を構成することによって、インライン分析を実現することも可能である。
【０１６４】
図３０に示すように、半田材評価装置５００は、印刷装置３００に隣接配置され、発光素子５０１、筐体５０２、筐体５０３、連通路５０４、受光素子５０５、を含む構成である。
【０１６５】
また、半田材評価装置５００のうちの筐体５０２が印刷装置３００と隣接し、筐体５０２の内部と印刷装置３００の内部とは連通する構成である。さらに、筐体５０２内部と筐体５０３内部とは連通路５０４によって連通されている。
【０１６６】
印刷装置３００は、回路用基板に半田材を印刷するための装置である。印刷装置３００の内部においては、印刷処理が行われている状態の基板３００ａが配されている。また、基板３００ａ上にはメタルマスク３００ｂが配され、メタルマスク３００ｂ上には半田材３００ｃが配されている。
【０１６７】
発光素子５０１は、半田材に照射するための光を出射する光源であり、例えば、セラミック光源、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザ（Laser Diode）のうちのいずれか一つが用いられる。
【０１６８】
筐体５０２は、発光素子５０１の出射面と対向するように発光素子５０１と隣接配置し、発光素子５０１から出射する光を内部に入射するための入射口（不図示）が構成されている。また、筐体５０２の内部においては、ミラー５０２ａ・５０２ｂ・５０２ｃ・５０２ｄが配されている。
【０１６９】
ミラー５０２ａは、上記入射口を介して発光素子５０１の出射面と対向配置され、発光素子５０１が出射する光を受光して、この光をミラー５０２ｂへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｂは、ミラー５０２ａが反射する光を受光し、受光した光を印刷装置３００の内部の半田材３００ｃへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｃは、半田材３００ｃから反射する光を受光し、受光した光をミラー５０２ｄへ反射する光学手段である。ミラー５０２ｄは、ミラー５０２ｃが反射する光を受光し、受光した光を、連通路５０４を介して筐体５０３内部へ反射する光学手段である。
【０１７０】
受光素子５０５は、例えば、ＭＣＴを用いた光電変換器であって、筐体５０３の外壁に接続配置されていると共に、その受光部を筐体５０３内部に突出させている。
【０１７１】
筐体５０３の内部においては、回折格子（グレーティング）５０３ａ、ミラー５０３ｂが配されている。
【０１７２】
回折格子５０３ａは、筐体５０２のミラー５０２ｄから反射した光を回折する素子であるが、この光のうちの特定波数帯域の赤外線はミラー５０３ｂへ回折される。ミラー５０３ｂは、回折格子５０３ａが回折した赤外線を受光し、この赤外線を、受光素子５０５の受光部へ反射する光学手段である。
【０１７３】
以上の構成によれば、発光素子５０１から出射した光は、ミラー５０２ａ・５０２ｂを介して半田材３００ｃへ照射される。これにより、半田材３００ｃから光が反射するが、この反射された光は、ミラー５０２ｃ・５０２ｄを介して回折格子５０３ａへ導かれる。
【０１７４】
さらに、回折格子５０３ａは、ミラー５０２ｄからの光のうちの特定波数帯域の赤外線をミラー５０３ｂへ回折し、ミラー５０３ｂは、この赤外線を受光素子５０５の受光部へ導く。これにより、印刷装置３００における半田材３００ｃが反射する光のうちの赤外線を受光素子５０５の受光部へ導くことができ、インライン分析が可能になる。
【０１７５】
なお、ピーク波数を参照波数とした場合、半田材のロットが変わって半田材の成分が多少変わると、参照波数の赤外線強度が変わる可能性がある。一方、ベース波数を参照波数とした場合、半田材のロットが変わっても、参照波数の赤外線強度はほとんど変わらない。したがって、ベース波数を参照波数とした場合の評価指標は、半田材の成分が多少変わっても、共通に利用できる絶対指標とみなすことができる。
【０１７６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７７】
例えば、上記実施形態では、赤外線強度から吸光度を求めて補正しているが、赤外線強度を補正し、補正された赤外線強度を用いて、補正された吸光度を求めることもできる。
【０１７８】
また、上記実施形態では、光源からの光を半田材に照射して、半田材から反射した赤外線の強度を計測している。しかしながら、黒体輻射を行う物体や発光ダイオードなど、評価対象が自ら発光する場合には光源は不要である。また、評価対象が液体や気体など、光を透過するものである場合、評価対象を透過した赤外線の強度を計測すればよい。
【０１７９】
さらに、上記実施形態では、半田材の状態に応じて強度が変化する赤外線の波数を利用しているが、評価対象の状態に応じて強度が変化する任意の波動の波数を利用することができる。ここで、波動としては、赤外線などの電磁波だけでなく、音波などの弾性波を利用することもできる。
【０１８０】
最後に、半田材評価装置１００の各ブロック、特に制御部１５は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１８１】
すなわち、半田材評価装置１００は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである半田材評価装置１００の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記半田材評価装置１００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１８２】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１８３】
また、半田材評価装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明の評価装置および評価方法は、例えば、プリント基板の生産ラインにおける印刷工程で使用されるペースト状の半田材を検査する装置および方法として好適であるが、このペースト状の半田材に限定されず、周知の半田材全般に広く適用可能であり、さらに、一般の評価対象の状態の評価に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】本発明の一実施例の半田材評価方法における評価対象の半田材の含有成分および各成分の含有割合（重量％）を示す表である。
【図２】上記半田材評価方法によって得られたチャートであって、半田材が無い状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度と、半田材を設けた状態で光を照射したときに検出される赤外線の強度とを示すスペクトルチャートである。
【図３】図２に示すスペクトルチャートから算出した吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図４】図２に示すスペクトルチャートから算出した反射率を示すスペクトルチャートである。
【図５】上記半田材評価方法によって得られたチャートであって、使用後の半田材である使用後対象の赤外線吸光度と、未使用の半田材である未使用対象赤外線吸光度とを示すスペクトルチャートである。
【図６】図５に示す使用後対象の赤外線吸光度から未使用対象の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を示すチャートである。
【図７】（ａ）は、複数の使用後対象について、各使用後対象の赤外線吸光度から未使用対象の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、（ｂ）は、複数の使用後対象について、印刷回数、粘度、所定波数の赤外線の吸光度を示した表である。
【図８】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、５２０ｃｍ−１〜７００ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図９】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、１２７０ｃｍ−１〜１４３０ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図１０】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を使用後対象毎に示したチャートであり、１５００ｃｍ−１〜１６５０ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図１１】複数の使用後対象について、各使用後対象の半田材の赤外線吸光度から未使用対象の半田材の赤外線吸光度を差し引いて得られた吸光度差を評価対象毎に示したチャートであり、１６６５ｃｍ−１〜１７３０ｃｍ−１の波数帯域についてのチャートである。
【図１２】評価対象の半田材を反射した赤外線強度を計測して吸光度を算出し、これを、同じ状態の半田材に関して繰り返した場合の吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１３】赤外線の波数と、各波数に対応する評価対象の半田材の吸光度との関係を、評価対象毎に示したチャートである。
【図１４】図１２に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１５】図１２に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１６】図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１２４０ｃｍ−１付近を拡大したチャートである。
【図１７】図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１２４０ｃｍ−１として補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図１８】図１３に示すスペクトルチャートに関して、ピーク波数の１４６０ｃｍ−１付近を拡大したチャートである。
【図１９】図１３に示す吸光度に対し、参照波数をピーク波数の１４６０ｃｍ−１として補正した比補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図２０】図１３に示すスペクトルチャートに関して、ベース波数の１８００ｃｍ−１付近以上を拡大したチャートである。
【図２１】図１３に示す吸光度に対し、参照波数をベース波数の１９１５ｃｍ−１として補正した差補正吸光度を示すスペクトルチャートである。
【図２２】本発明の一実施例の半田材評価方法を実現する半田材評価装置を示す模式図である。
【図２３】上記半田材評価装置における制御部および記憶部の詳細を示すブロック図である。
【図２４】上記制御部における処理動作を示すフローチャートである。
【図２５】図２２に示す半田材評価装置の変形例を示す模式図である。
【図２６】図２２に示す半田材評価装置の他の変形例を示す模式図である。
【図２７】図２６に示す半田材評価装置をさらに変形した構成を示す模式図である。
【図２８】図２６に示す半田材評価装置をインライン分析用に変形した構成を示す模式図である。
【図２９】図２８に示す半田材評価装置を変形した構成を示す模式図である。
【図３０】さらに異なる形態の半田材評価装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１０ 光源
１１ バンドパスフィルタ
１２ プレート
１２ａ 透光領域
１３・３００ｃ 半田材
１４ 光電変換器（検出手段）
１５ 制御部（補正手段）
１６ 表示部（評価手段）
２０ 記憶部
３０ 回転体
４０・４５ ミラー
５０・５１・１５０・１５１ 光ファイバー
１００・５００ 半田材評価装置（評価指標算出装置、評価装置）
２００・３００ 印刷装置
５０１ 発光素子
５０２・５０３ 筐体
５０４ 連通路
５０５ 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて、上記評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出装置であって、
上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出手段と、
上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正手段とを備えることを特徴とする評価指標算出装置。
【請求項２】
上記参照波数は、ベース波数であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項３】
上記参照波数は、ピーク波数であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項４】
上記補正された対象波数の評価指標は、上記参照波数の評価指標に対する上記対象波数の評価指標の比または差であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項５】
上記対象波数は、上記評価対象に光を照射することによって、該評価対象から反射する赤外線の波数であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項６】
上記評価対象は半田材であることを特徴とする請求項５に記載の評価指標算出装置。
【請求項７】
上記対象波数は、上記半田材に含まれる金属酸化物が吸収する赤外線の波数帯域と、上記半田材に含まれる塩が吸収する赤外線の波数帯域と、上記半田材に含まれる酸が吸収する赤外線の波数帯域とのうちの少なくとも１つを含む範囲内に含まれる波数であることを特徴とする請求項６に記載の評価指標算出装置。
【請求項８】
上記金属酸化物が酸化錫であり、上記塩がカルボン酸塩であり、かつ上記酸がカルボン酸であることを特徴とする請求項７に記載の評価指標算出装置。
【請求項９】
上記対象波数は、５２０ｃｍ−１ないし７００ｃｍ−１、１２７０ｃｍ−１ないし１４３０ｃｍ−１、１５００ｃｍ−１ないし１６５０ｃｍ−１、および１６６５ｃｍ−１ないし１７３０ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項８に記載の評価指標算出装置。
【請求項１０】
上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１ないし２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項６に記載の評価指標算出装置。
【請求項１１】
上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１ないし２３４０ｃｍ−１、および２３８０ｃｍ−１ないし２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項１０に記載の評価指標算出装置。
【請求項１２】
上記参照波数は、ピーク波数であり、該ピーク波数は、１２００ｃｍ−１ないし１２８０ｃｍ−１、および１４２０ｃｍ−１ないし１５００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項６に記載の評価指標算出装置。
【請求項１３】
評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて上記評価対象の状態を評価する評価装置であって、
請求項１ないし１２の何れか１項に記載の評価指標算出装置と、
上記補正手段によって補正された対象波数の評価指標により上記評価対象の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴とする評価装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１２の何れか１項に記載の評価指標算出装置を動作させるための評価指標算出装置制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための評価指標算出装置制御プログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の評価指標算出装置制御プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１６】
評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出方法であって、
上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出工程と、
上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正工程とを含むことを特徴とする評価指標算出方法。
【請求項１】
評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて、上記評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出装置であって、
上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出手段と、
上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正手段とを備えることを特徴とする評価指標算出装置。
【請求項２】
上記参照波数は、ベース波数であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項３】
上記参照波数は、ピーク波数であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項４】
上記補正された対象波数の評価指標は、上記参照波数の評価指標に対する上記対象波数の評価指標の比または差であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項５】
上記対象波数は、上記評価対象に光を照射することによって、該評価対象から反射する赤外線の波数であることを特徴とする請求項１に記載の評価指標算出装置。
【請求項６】
上記評価対象は半田材であることを特徴とする請求項５に記載の評価指標算出装置。
【請求項７】
上記対象波数は、上記半田材に含まれる金属酸化物が吸収する赤外線の波数帯域と、上記半田材に含まれる塩が吸収する赤外線の波数帯域と、上記半田材に含まれる酸が吸収する赤外線の波数帯域とのうちの少なくとも１つを含む範囲内に含まれる波数であることを特徴とする請求項６に記載の評価指標算出装置。
【請求項８】
上記金属酸化物が酸化錫であり、上記塩がカルボン酸塩であり、かつ上記酸がカルボン酸であることを特徴とする請求項７に記載の評価指標算出装置。
【請求項９】
上記対象波数は、５２０ｃｍ−１ないし７００ｃｍ−１、１２７０ｃｍ−１ないし１４３０ｃｍ−１、１５００ｃｍ−１ないし１６５０ｃｍ−１、および１６６５ｃｍ−１ないし１７３０ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項８に記載の評価指標算出装置。
【請求項１０】
上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１ないし２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項６に記載の評価指標算出装置。
【請求項１１】
上記参照波数は、ベース波数であり、該ベース波数は、１７５０ｃｍ−１ないし２３４０ｃｍ−１、および２３８０ｃｍ−１ないし２８００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項１０に記載の評価指標算出装置。
【請求項１２】
上記参照波数は、ピーク波数であり、該ピーク波数は、１２００ｃｍ−１ないし１２８０ｃｍ−１、および１４２０ｃｍ−１ないし１５００ｃｍ−１の波数帯域に含まれる波数であることを特徴とする請求項６に記載の評価指標算出装置。
【請求項１３】
評価対象からの波動の強度を検出し、検出結果に基づいて上記評価対象の状態を評価する評価装置であって、
請求項１ないし１２の何れか１項に記載の評価指標算出装置と、
上記補正手段によって補正された対象波数の評価指標により上記評価対象の状態を評価するための評価手段とを備えることを特徴とする評価装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１２の何れか１項に記載の評価指標算出装置を動作させるための評価指標算出装置制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための評価指標算出装置制御プログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の評価指標算出装置制御プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１６】
評価対象の状態を評価するための指標である評価指標を算出する評価指標算出方法であって、
上記評価対象からの波動の波数であって評価対象の状態変化に関係する波数である対象波数の強度と、上記波動の波数であって上記状態変化に無関係な波数である参照波数の強度とを検出する検出工程と、
上記検出された参照波数の強度より求まる参照波数の評価指標を用いて、上記検出された対象波数の強度より求まる対象波数の評価指標を補正する補正工程とを含むことを特徴とする評価指標算出方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００８−１１６３６５（Ｐ２００８−１１６３６５Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００８１１（Ｐ２００６−３００８１１）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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