部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法
【課題】電子部品の実装状態に応じた分類ができる。
【解決手段】本発明の部品実装状態検査装置は、検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得するまたは複数の情報取得手段と、情報取得手段によって取得された情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別手段とを有する。判別手段は、情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別部を含み、判別手段は、一つの分別部によって該一つの分別部の実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別部が該他の分別部の実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別するように構成されている。
【解決手段】本発明の部品実装状態検査装置は、検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得するまたは複数の情報取得手段と、情報取得手段によって取得された情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別手段とを有する。判別手段は、情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別部を含み、判別手段は、一つの分別部によって該一つの分別部の実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別部が該他の分別部の実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に実装された電子部品の実装状態を検査する部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に実装された電子部品の実装状態を検査することが行われている。一般的に、電子部品の実装状態の検査では、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置などを用いて、検査物の検査対象要素の画像データや距離データを取得する（特許文献１参照）。そして、取得したデータを基に、種々の判定が行なわれる。
【特許文献１】特開平７−２９４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の技術では、電子部品の実装状態を検査する際に、図１９に示されるような、画一的な検査が実施されている。たとえば、良否判定の検査では、図１９に示されるように、ステップＰ１のＸ線撮像検査、ステップＰ２の光学撮像検査およびステップＰ３のレーザー検査の全ての検査において、所定の条件を満たしているものだけを良品と判定し、いずれかの検査で所定の条件を満たしていないものは不良品と判定している。
【０００４】
しかしながら、このような画一的な検査では、検査物の用途に応じて製品に求められる性能が違った場合に対応できない、加えて、検査物の形態の違いを考慮した検査ができない、といった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、検査物を、電子部品の実装状態に応じて分類することができる部品実装状態検査装置および部品実装状態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】
本発明の部品実装状態検査装置は、電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う部品実装状態検査装置であって、前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する１または複数の情報取得手段と、該情報取得手段によって取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別手段とを有し、該判別手段は、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別部を含み、前記判別手段は、一つの分別部によって該一つの分別部の実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別部が該他の分別部の実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、判別手段は、特定の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品の実装状態が当該実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、改めて、他の実装状態判別条件に基いて実装状態の判定を行っている。つまり、一度は基板上の電子部品が望ましい状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、異なる判定基準に基づいて、基板上の電子部品の実装状態について判定がなされることになる。このように、分別部による分別が何回か行われると、検査物が、基板上の電子部品の実装状態を表すいくつかのモデルのなかの一つに属するように分別される。したがって、検査物を、電子部品の実装状態に応じて分類できる。
【０００８】
また、前記分別部による判定の順序が異なる複数種類の判別手段が備えられており、検査時には、前記検査物の種類に応じた判別手段を選択する選択手段によって複数種類の判別手段のうちの１つが選択されるように構成されていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、複数種類の判別手段から検査物の種類に応じた判別手段が１つ選択される。したがって、検査物の種類や用途などに応じて検査物の分類の基準を変更することができる。
【００１０】
また、前記複数の分別部による判定が、互いに異なる複数種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、異なる種類の情報取得手段により取得された多様な情報に基いて判定が行われるので、精度の高い判定を行うことができる。
【００１２】
また、前記複数の分別部による判定が、１種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われる形態であってもよい。
【００１３】
この発明によれば、１種の情報取得手段で得られた情報だけを用いて判定を行うことが可能なので、検査対象要素の情報を取得する時間を短縮することができる。
【００１４】
また、前記情報取得手段としては、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置のうち少なくとも２種が備えられていることが好ましい。
【００１５】
この発明によれば、情報取得手段として、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置のうち少なくとも２種が備えられていれば、基板上に実装された電子部品の実装状態を精度よく検査するのに充分な情報を入手することができる。
【００１６】
また、前記判別手段は、検査物が良品か否かを判定するものであることが好ましい。
【００１７】
この発明によれば、検査物が良品または不良品のいずれに属するかを分類することができる。すなわち、分別部によって一度は不良品と判定された検査物に対して、再度良否判定を実施することで、検査物に求められる性能に応じて不良品か良品かを判断する基準を柔軟に変更することが可能であり、不良品の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、前記実装状態の検査が、電子部品の基板に対するはんだ付け状態の検査および電子部品の基板に対する配置状態の検査のうち、少なくとも一方であることが好ましい。
【００１９】
この発明によれば、実装状態の検査が、はんだ付け状態および配置状態のうち、少なくとも一方であるので、はんだ付けや電子部品の配置の状態に応じた検査物の分類が可能である。
【００２０】
本発明の部品実装状態検査方法は、電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う上記の部品実装状態検査装置を用いた部品実装状態検査方法であって、前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する情報取得ステップと、該情報取得ステップで取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別ステップとを含み、該判別ステップには、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別ステップが含まれ、一つの分別ステップで該一つの分別ステップの実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別ステップが該他の分別ステップの実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、検査物を、電子部品の実装状態に応じて分類できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下で、実施の形態１および実施の形態２の部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、プリント基板３上に実装された電子部品１を説明するための図である。図２は、（ａ）〜（ｇ）は、プリント基板３上に実装された電子部品１の端子１１の状態を説明するための図である。
【００２４】
図１に示されるように、プリント基板３上に実装された、たとえば、集積回路などの電子部品１は、パッケージ１２の周縁に沿って外部に突出するように設けられた多数の端子１１がプリント基板３の表面に対してはんだ付けによって接続されている。
【００２５】
このような、端子１１がはんだ付けされた状態については、はんだ２の塗布状態および端子１１の姿勢などを基に、図２に示されるように、たとえば、（ａ）〜（ｇ）の７つのタイプにモデル化される。（ａ）は、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｂ）は、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が多く、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｃ）は、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が少なく、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｄ）は、はんだ２がプリント基板３上に塗布されていないタイプを示す。（ｅ）は、はんだ２が端子１１の前面側にのみ少量塗布され、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｆ）は、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量および端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量がともに少なく、端子１１の先端部が変位したタイプを示す。（ｇ）は、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量は適正で、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が少なく、端子１１の先端部が変位したタイプを示す。
【００２６】
本実施の形態の部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法を用いることによって、検査物が（ａ）〜（ｇ）のどのタイプに属しているかという極めて精度の高い判別が可能になり、良品と不良品との境界を所望に応じて変更することができる。
【００２７】
図３は、部品実装状態検査装置を説明するためのブロック図である。
【００２８】
実施の形態１の部品実装状態検査装置は、プリント基板３上に実装された電子部品１の実装状態を検査するためのものである。ここで、本明細書中における実装状態とは、電子部品のプリント基板へのはんだ付け状態、プリント基板上の電子部品の姿勢、プリント基板上の電子部品の向きなどを含む概念である。特に、本実施の形態では、検査物を、良品または不良品のいずれかに分類するための検査について説明する。
【００２９】
実施の形態１の部品実装状態検査装置は、図３に示されるように、検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する情報取得手段４と、部品実装状態検査装置の全体を統括的に制御するコントローラ５とを備えている。このほか、部品実装状態検査装置には、検査物の検査結果を表示する表示ユニット６などが備えられているが、本実施の形態において、特に限定されるものではないのでここでの説明を省略する。
【００３０】
情報取得手段４は、Ｘ線撮像装置４１と、光学撮像装置４２と、レーザー距離測定装置４３とを含む。また、本実施の形態では、図４に示されるように、Ｘ線撮像装置４１および光学撮像装置４２が設けられている。
【００３１】
Ｘ線撮像装置４１は、電子部品１の端子１１の背面側に存在するはんだ２（いわゆる、ヒールフィレット）の有無を調べるためのものである。Ｘ線撮像装置４１は、Ｘ線を放射するＸ線放射装置４１ａと、検査対象要素を透過したＸ線を受光するＸ線ＣＣＤカメラなどのＸ線受光部４１ｂとを含む。
【００３２】
具体的には、Ｘ線撮像装置４１を用いた検査では、端子１１の背面（下側）に位置するはんだ２について、プリント基板３の表面からの高さＨ１（図８参照）における、ヒールフィレット投影面積Ａ３が計測される（図５参照）。そして、この面積Ａ３が所定の閾値以下である場合には、ヒールフィレットが存在していない、または、不足しているため、はんだの溶着強度が低いと判定される。
【００３３】
光学撮像装置４２は、電子部品１の端子１１の前面側のはんだ（いわゆる、フロントフィレット）の塗布状態を調べるためのものである。光学撮像装置４２は、図４に示されるように、上述のＸ線放射装置４１ａのＸ線の放射方向に対して略垂直に設けられたＣＣＤカメラなどの光受光部４２ａと、検査対象要素に対して光を照射する照明装置４２ｃと、照明装置４２ｃから出射されて、検査対象要素で反射した光を光受光部４２ａへ向けて反射させる反射板４２ｂとを含む。照明装置４２ｃは、頂部に開口が形成されたドーム状を呈し、内周面にＬＥＤなどの発光体が設けられている。さらに、照明装置４２ｃは、上部発光部４２ｃ１、中部発光部４２ｃ２、下部発光部４２ｃ３を含み、それぞれの発光部４２ｃ１、４２ｃ２、４２ｃ３が光を発光する。たとえば、上部発光部４２ｃ１から赤色の光を発光し、中部発光部４２ｃ２から緑色の光を発光し、下部発光部４２ｃ３から青色の光を発光しても良いし、上部発光部４２ｃ１から赤外線を照射し、中部発光部４２ｃ２および下部発光部４２ｃ３に白色ＬＥＤを用いて光を発光させても良いし、上部発光部４２ｃ１、中部発光部４２ｃ２および下部発光部４２ｃ３を全て白色ＬＥＤにして光を発光させても良い。このように、照明装置４２ｃで発光させる光の組み合わせを変えることで、多様な画像データを得ることができる。また、反射板４２ｂは、上述のＸ線放射装置４１ａから放射された光を透過させる。
【００３４】
具体的には、光学撮像装置４２を用いた検査では、図６および図７に示されるように、照明装置４２ｃから照射した光のうち、検査対象要素で反射した光を光受光部４２ａで受光し、フロントフィレットの基準領域Ａ０における画像データを得る。そして、基準領域Ａ０内における輝度について、所定の閾値を超えているか否か（つまり、塗布されたはんだ２が所定の高さだけ塗布されているか否か）が判定される。また、輝度が所定値以上の反射領域Ａ１の平面形状を把握し、この形状が連続的な形状か否か（つまり、はんだ２の塗布状態に局所的な偏りがあるか否か）が判定される。さらに、基準領域Ａ０における輝度が所定値以上（つまり、塗布されたはんだ２の高さが所定の高さより高い部分）の反射領域Ａ１の面積と、基準領域Ａ０の面積との比を算出し、この値が所定の範囲内にあるか否か（つまり、はんだ２の塗布量が適正な状態にあるか否か）が判定される。
【００３５】
レーザー距離測定装置４３は、図８に示されるように、プリント基板３上に実装された電子部品１の端子１１の先端部分の高さを計測することで、電子部品１の端子１１がプリント基板３から浮いた状態(離れた状態)になっているか否かを調べるためのものである。レーザー距離測定装置４３は、所定の高さからレーザー光を出射する発光部４３ａと、検査対象要素で反射したレーザー光を所定の高さで受光する受光部４３ｂとを含む。
【００３６】
具体的には、レーザー距離測定装置４３を用いた検査では、図８に示されるように、発光部４３ａから端子１１の先端部の表面まで距離Ｈ２が計測される。この距離Ｈ２が所定の閾値より小さい場合（つまり、端子１１の先端部の高さが高い場合）には、端子１１の先端部が折れ曲がったり、端子１１に浮きが生じたりしていることが確認される。
【００３７】
本実施の形態の部品実装状態検査装置は、情報取得手段４として、これらＸ線撮像装置４１、光学撮像装置４２およびレーザー距離測定装置４３の３種の装置が備えられていることによって、プリント基板３上に実装された電子部品１の実装状態を精度よく検査するのに足りる充分な情報を入手することができる。
【００３８】
コントローラ５は、判別プログラム選定手段（選択手段）５１と、判別プログラム記憶手段５２と、Ｘ線撮像装置４１および光学撮像装置４２によって得られた検査対象要素の画像データを処理する画像処理部５３と、レーザー距離測定装置４３によって得られた、レーザー距離測定装置４３から検査対象要素までの距離データを処理する距離計処理部５４とを含む。このほか、コントローラ５には、演算処理部、搬送系データ記憶手段、モーター制御部、外部入出力部などが備えられているが、これらは本実施の形態において特に限定されるものではないのでここでの説明を省略する。具体的には、コントローラ５は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ、部品実装状態検査装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、各種データやソフトを記憶するＨＤＤなどから構成されている。
【００３９】
判別プログラム選定手段５１は、検査時に、判別プログラム記憶手段５２に記憶された後述の判別プログラム（判別手段）５２ａ、５２ｂ、５２ｃのうちから、たとえば、用途やプリント基板３上に実装された電子部品１の形態（端子１１の形状）などの検査物の種類に応じた適切な判別手段を１つ選定するためのものである。つまり、このような複数の判別プログラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃから一つを選択するような判別プログラム選定手段５１をコントローラ５に備えることで、検査物の種類に応じて検査物の分類の基準を柔軟に変更することができるようになり、検査物に要求される性能に応じた臨機応変な検査が可能となる。
【００４０】
判別プログラム記憶手段５２は、各種プログラムなどの情報が記憶されているものである。具体的には、判別プログラム記憶手段５２には、異なる種類の複数の判別プログラム（以下、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂ、第３の判別プログラム５２ｃという）が記憶されている。第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃは、互いに、判別の基準や、判別に使用する情報が異なるプログラムである。
【００４１】
たとえば、第１の判別プログラム５２ａで良品と判定された検査物が、第２の判別プログラム５２ｂでは不良品と判定されることもあり、あるいは、第１の判別プログラム５２ａで不良品と判定され、第２の判別プログラム５２ｂで不良品と判定された検査物が、第３の判別プログラム５２ｃでは良品と判定されることもある。
【００４２】
さらに、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃには、それぞれ、複数の分別部が備えられている。各分別部は、検査物の判別を行うための互いに異なる実装状態判別条件を含んでいる。そして、各分別部は、情報取得手段４により得られた情報に基いて、検査対象要素が所定の条件を満たしているか否かを判定する。本実施の形態では、各々の判別プログラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、一度は、一つの分別部によって特定の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品が特定の状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、他の分別部が他の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品の実装状態を判定するように構成されている。すなわち、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃは、互いに異なるアルゴリズムで判定を行う。ここで、実装状態判別条件とは、プリント基板３上の電子部品１の実装状態を判別する際に基準とする閾値や条件式である。
【００４３】
つぎに、部品実装状態検査方法について図面を用いて詳細に説明する。
【００４４】
図９は、部品実装状態検査方法のメインフローチャートである。
【００４５】
本実施の形態の部品実装状態検査方法は、（１）検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す情報を取得する情報取得ステップ（図９のステップＳ２およびステップＳ３）と、（２）情報取得ステップで取得された情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別ステップ（図９のステップＳ４）とを含む。そして、判別ステップＳ４には、検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かに基いて基板上の電子部品が特定の状態に実装されているか否かを判定する、実装状態判別条件が異なる複数の分別ステップが含まれている。
【００４６】
まず、電子部品１が実装されたプリント基板３が、図示しないコンベアなどによって搬送され、部品実装状態検査装置の所定の位置にセットされる（ステップＳ１）。
【００４７】
つぎに、情報取得手段４のＸ線撮像装置４１によって、Ｘ線撮像が行われて（ステップＳ２）、検査対象要素のヒールフィレットの部分の画像データが取得される。さらに、情報取得手段４の光学撮像装置４２によって、光学撮像が行われて、検査対象要素のフロントフィレットの部分の画像データが取得される(ステップＳ３)。なお、光学撮像装置４２による画像データの取得は、照明装置４２ｃの上部発光部４２ｃ１を発光させた場合の画像データ、照明装置４２ｃの中部発光部４２ｃ２を発光させた場合の画像データ、および、照明装置４２ｃの下部発光部４２ｃ３を発光させた場合の画像データをそれぞれ取得する。
【００４８】
つぎに、情報取得手段４によって得られたデータを基に、はんだ付けの良否判定が行われる（図９のステップＳ４、および、図１０〜図１３）。
【００４９】
図１０は、はんだ付けの良否判定を行う第１の判別プログラム５２ａによる判別ステップのサブフローチャートである。
【００５０】
具体的には、図１０に示されるように、まず、Ｘ線撮像装置４１により得られた画像データをコントローラ５の画像処理部５３にて処理し、ステップＳＳ１１（分別ステップ）にて、Ｘ線撮像検査が行われる。この検査では、（ａ）プリント基板３の表面からの高さＨ１における、ヒールフィレットの投影面積が所定の閾値以上か否か、および、（ｂ）ヒールフィレットの投影画像の図心の座標が所定の領域内にあるか否かが判定される。そして、（ａ）および（ｂ)の双方の条件をともに満たしている場合には、ステップＳＳ１２（分別ステップ）へ進む。また、ステップＳＳ１１で、（ａ）および（ｂ)の双方の条件のいずれかを満たしていない、または、（ａ）および（ｂ)の双方の条件をともに満たしていない場合には、ステップＳＳ１７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００５１】
ステップＳＳ１２では、光学撮像装置４１によって得られた画像データをコントローラ５の画像処理部５３にて処理し、光学撮像検査が行われる。ステップＳＳ１２における光学撮像検査では、（ｃ）基準領域Ａ０内の反射領域Ａ１が連続した状態になっているか否か、および、（ｄ）反射領域Ａ１の輝度が所定の閾値以上になっているか否かが判定される。（ｃ）および(ｄ)の双方の条件をともに満たしている場合には、ステップＳＳ１３（分別ステップ）へ進む。また、ステップＳＳ１２で、（ｃ）および（ｄ）の双方の条件のいずれかを満たしていない、または、（ｃ）および（ｄ）の双方の条件をともに満たしていない場合には、ステップＳＳ１４へ進む。
【００５２】
ステップＳＳ１４では、情報取得手段４のレーザー距離測定装置４３によって、発光部４３ａから端子１１の先端部までの距離Ｈ２の計測が行われる。特に、レーザー距離測定装置４３は、検査対象要素をスキャンしながら距離Ｈ２のデータを取得するため、データを取得するのにまとまった時間を要する。本実施の形態のように、レーザー距離計測のみを、電子部品１のプリント基板３上での実装状態に応じて、選択的に実施することで、検査の所要時間を大幅に削減できる。ステップＳＳ１４で距離Ｈ２のデータを取得したのち、ステップＳＳ１５（分別ステップ）へ進む。
【００５３】
ステップＳＳ１５では、レーザー距離測定装置４３によって得られた距離データをコントローラ５の距離計処理部５４にて処理し、計測部分（端子１１の先端部）の高さが所定の閾値以下であるか否かが判定される（以下、レーザー検査という）。検査対象要素の計測部分の高さが所定の閾値以下である場合には、ステップＳＳ１８に進み、検査物が良品であると判定される。また、検査対象要素の計測部分の高さが所定の閾値を超えている場合には、ステップＳＳ１７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００５４】
一方、ステップＳＳ１２で、所定の条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳＳ１３において、光学撮像検査が行われる。ステップＳＳ１３における光学撮像検査では、基準領域Ａ０の面積ＳＡ０と反射領域の面積ＳＡ１との比が式１の関係を満たしているか否かが判定される。
【００５５】
（式１）
Ｒ１≦（ＳＡ０／ＳＡ１）≦Ｒ２
ステップＳＳ１３の光学撮像検査で、式１の条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳＳ１８へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ１３の光学撮像検査で、式１の条件を満たしていないと判定された場合には、ステップＳＳ１６（分別ステップ）へ進む。
【００５６】
ステップＳＳ１６では、さらに光学撮像検査が行われる。ステップＳＳ１６における光学撮像検査では、基準領域Ａ０の面積ＳＡ０と反射領域Ａ１の面積ＳＡ１との比が式２の関係を満たしているか否かが判定される。
【００５７】
（式２）
Ｒ３≦（ＳＡ０／ＳＡ１）≦Ｒ４
ここで、Ｒ１〜Ｒ２、および、Ｒ３〜Ｒ４は、互いにずれた範囲になっている。このように、分別ステップＳＳ１１、ＳＳ１２、ＳＳ１３、ＳＳ１６、ＳＳ１５で用いられる判定基準、すなわち実装状態判別条件は、互いに異なる。したがって、従来ならば不良品と誤判定されていた検査物を、検査物の用途や形態に応じて、良品と判定することができる。そして、ステップＳＳ１６で式２の条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳＳ１８へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ１６で式２の条件を満たしていないと判定された場合には、ステップＳＳ１７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００５８】
図１１は、はんだ付けの良否判定を行う第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップのサブフローチャートである。第２の判別プログラム５２ｂは、Ｘ線撮像検査で所定の条件を満たしていると判定された場合には、他の検査を省略することができるという点で第１の判別プログラム５２ａと異なる。
【００５９】
具体的には、第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップでは、まず、ステップＳＳ２１（分別ステップ）においてＸ線撮像検査を行い、Ｘ線撮像検査に合格した場合（実装状態判別条件を満たしていると判定された場合）には、ステップＳＳ２７で検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２１でＸ線撮像検査に不合格だった場合（実装状態判別条件を満たしていないと判定された場合）には、ステップＳＳ２２（分別ステップ）の光学撮像検査を行う。ステップＳＳ２２の光学撮像検査で合格した場合には、さらにステップＳＳ２３（分別ステップ）の光学撮像検査を行う。また、ステップＳＳ２２で光学撮像検査に不合格だった場合には、ステップＳＳ２４に進み、レーザー距離測定装置４３により距離Ｈ２のデータを取得し、ステップＳＳ２５（分別ステップ）でレーザー検査を行う。ステップＳＳ２５でレーザー検査に合格した場合には、ステップＳＳ２７で、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２５でレーザー検査に不合格だった場合には、ステップＳＳ２８で、検査物が不良品であると判定される。
【００６０】
一方、ステップＳＳ２２の光学撮像検査で合格し、さらに、ステップＳＳ２３の光学撮像検査にも合格した場合には、ステップＳＳ２７へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２３の光学撮像検査で不合格である場合には、ステップＳＳ２６（分別ステップ）へ進み、さらに光学撮像検査を行う。ステップＳＳ２６の光学撮像検査に合格した場合には、ステップＳＳ２７へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２６の光学撮像検査に不合格だった場合には、ステップＳＳ２８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６１】
また、第２の判別プログラム５２ｂでもまた、第１の判別プログラム５２ａと同様に、分別ステップＳＳ２１、ＳＳ２２、ＳＳ２３、ＳＳ２５、ＳＳ２６で用いられる判定基準、すなわち実装状態判別条件は互いに異なる。
【００６２】
図１２は、はんだ付けの良否判定を行う第３の判別プログラム５２ｃによる判別ステップのサブフローチャートである。第３の判定手段５２ｃによる判別ステップでは、Ｘ線撮像検査で、所定の条件を満たしていない場合であっても、所定の条件を満たしている場合であっても、さらに、他の検査を実施しているという点で第１の判定手段５２ａと異なる。
【００６３】
具体的には、第３の判別プログラム５２ｃによる判別ステップでは、まず、ステップＳＳ３１においてＸ線撮像検査を行い、合格した場合（実装状態判別条件を満たしていると判定された場合）には、ステップＳＳ３２（分別ステップ）の光学撮像検査へ進み、ステップＳＳ３１のＸ線撮像検査で不合格だった場合(実装状態判別条件を満たしていないと判定された場合)には、ステップＳＳ３５（分別ステップ）の光学撮像検査へ進む。
【００６４】
ステップＳＳ３２の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３３（分別ステップ）の光学撮像検査へ進み、ステップＳＳ３２の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３６へ進み、レーザー距離測定装置４３によるデータ取得を行う。
【００６５】
また、ステップＳＳ３１のＸ線撮像検査で不合格と判定され、ステップＳＳ３５の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３６へ進み、レーザー距離測定装置４３によるデータ取得を行なう。ステップＳＳ３５の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６６】
ステップＳＳ３６で、レーザー距離測定装置４３によるデータ取得が済むと、ステップＳＳ３７（分別ステップ）へ進み、レーザー検査を行う。ステップＳＳ３７のレーザー検査で合格した場合には、ステップＳＳ３９へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ３７のレーザー検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６７】
一方、ステップＳＳ３３の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３９へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ３３の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３４（分別ステップ）へ進み、光学撮像検査を行う。ステップＳＳ３４の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３９へ進み、検査物が良品であると判定し、ステップＳＳ３４の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６８】
また、第３の判別プログラム５２ｃでもまた、第１の判別プログラム５２ａと同様に、分別ステップＳＳ３１、ＳＳ３２、ＳＳ３３、ＳＳ３４、ＳＳ３５、ＳＳ３７で用いられる判定基準、すなわち実装状態判別条件は互いに異なる。
【００６９】
以上で説明したように、本実施の形態では、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃのアルゴリズムが互いに異なる。したがって、判別プログラム選定手段５１によって、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃのうちからいずれかを選択することで、検査物の用途や形態に応じた臨機応変な分別が可能である。
【００７０】
（実施の形態２）
実施の形態１の部品実装状態検査方法が、電子部品１のはんだ付け状態を検査した形態であるのに対し、実施の形態２の部品実装状態検査方法は、電子部品１のプリント基板３上における配置状態を検査する形態である。
【００７１】
図１３は、電子部品１のパッケージ１２の形態について説明するための平面図である。
電子部品１のパッケージ１２には、図１３に示されるように、上面の所定の位置に、極性を示すための極性マーク１２ｂと、電子部品１の種類や製造元などの情報を示す型番文字列１２ｃと、パッケージ１２の縁の所定の位置に１つ形成された凹部１２ａとが凹状に刻印されている。
【００７２】
本実施の形態では、これらの電子部品１のパッケージ１２に示された情報に基いて、光学撮像装置４２、Ｘ線撮像装置４１、および、レーザー距離測定装置４３を用いて、各種情報を取得し、電子部品１がプリント基板３上に所定の姿勢で配置されているか否かを判定する。
【００７３】
なお、部品実装状態検査装置の構成および、部品実装状態検査方法のメインフローチャートについては、実施の形態１と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００７４】
図１４および図１５は、電子部品１のパッケージ１２の形態から、電子部品１の配置状態の良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、図１４は、第１の判別プログラム５２ａによる判別ステップを示し、図１５は、第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップを示す。実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、判別プログラム選定手段５１が、検査物の用途や形態に応じて、判別プログラム記憶手段５２に記憶された第１の判別プログラム５２ａおよび第２の判別プログラム５２ｂのうち、いずれかを選択して検査を実行する。
【００７５】
具体的には、第１の判別プログラム５２ａを用いた判別ステップでは、図１４に示されるように、まず、ステップＳＳ５１（分別ステップ）で光学撮像検査が行われ、極性マーク１２ｂがパッケージ１２の上面の所定の位置に写っているか否か（つまり、電子部品１が裏返った状態で実装されているか否か）が判定される。極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていること（つまり、電子部品１が裏返った状態で実装されていないこと）が判定されると、ステップＳＳ５４へ進み、検査物が良品であると判定される。また、極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていない場合（つまり、電子部品１が裏返った状態で実装されている場合）には、ステップＳＳ５２（分別ステップ）でＸ線撮像検査を行う。
【００７６】
ステップＳＳ５２のＸ線撮像検査では、ＩＣの内部の画像に基いて、極性が分かるか否かが判定される。ステップＳＳ５２で極性が分かると判定されると、ステップＳＳ５４へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ５２で極性が適正でないと判定されると、ステップＳＳ５３（分別ステップ）のレーザー検査を行う。
【００７７】
ステップＳＳ５３のレーザー検査では、電子部品１のパッケージ１２の縁に形成された凹部１２ａが所定の位置にあるか否かが判定される。ステップＳＳ５３で凹部１２ａが所定の位置で検出された場合には、ステップＳＳ５４へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ５３で凹部１２ａが所定の位置で検出されない場合には、ステップＳＳ５５へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００７８】
このようにして、第１の判別プログラム５２ａを用いた判別ステップでは、プリント基板３上に実装された電子部品１が、所定の向きで実装されているものを良品、所定の向きで実装されていないものが不良品と判定される。
【００７９】
図１５は、第２の判別プログラム５２ｂを用いて、電子部品の配置状態の良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートである。第２の判別プログラム５２ｂは、光学撮像検査およびレーザー検査における判別をより厳格に行っているという点で第１の判別プログラム５２ａと異なる。
【００８０】
具体的には、第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップでは、まず、ステップＳＳ６１（分別ステップ）で光学撮像検査を行い、極性マーク１２ｂが電子部品１のパッケージ１２の上面の所定の位置に写っているか否かが判定される。ステップＳＳ６１で極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていると判定されると、ステップＳＳ６２（分別ステップ）へ進み、さらに、光学撮像検査を行う。ステップＳＳ６１で極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていないと判定されると、ステップＳＳ６３（分別ステップ）へ進む。
【００８１】
ステップＳＳ６２の光学撮像検査では、極性マーク１２ｂの真円度が充分か否かが判定される。ステップＳＳ６２で極性マーク１２ｂの真円度が充分と判定されると、ステップＳＳ６６へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ６２で極性マーク１２ｂの真円度が不充分と判定されると、ステップＳＳ６３へ進む。ここで、真円度とは、円形部分の幾何学的円からの狂いの大きさを意味している。極性マーク１２ｂの真円度を判定の基準に用いることで、電子部品１が傾いた姿勢でプリント基板３上に実装されているか否かを確認できる。
【００８２】
ステップＳＳ６３では、Ｘ線撮像検査が行われる。ステップＳＳ６３のＸ線撮像検査では、ＩＣの内部の画像に基いて、極性が分かるか否かが判定される。ステップＳＳ６３で極性が分かると判定されると、ステップＳＳ６６へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ６３で極性が分からないと判定されると、ステップＳＳ６４のレーザー検査へ進む。
【００８３】
ステップＳＳ６４のレーザー検査では、パッケージ１２の上面をＸ方向（図１３参照）にスキャンして、凹部１２ａが検出されるか否かが判定される。ステップＳＳ６４で凹部１２ａが検出された場合には、ステップＳＳ６５でさらにレーザー検査を行う。ステップＳＳ６４で、凹部１２ａが検出されない場合には、ステップＳＳ６７へ進み、検査物が不良品であると判定される。ステップＳＳ６５のレーザー検査では、パッケージ１２の上面をＹ方向（図１３参照）にスキャンして、凹部１２ａが検出されるか否かが判定される。ステップＳＳ６５で凹部１２ａが検出された場合には、ステップＳＳ６６へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ６５で凹部１２ａが検出されない場合には、ステップＳＳ６７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００８４】
このようにして、第２の判別プログラム５２ｂを用いた判別ステップでは、プリント基板３上に実装された電子部品１が、所定の向きおよび所定の姿勢で実装されているものが良品、所定の向きおよび所定の姿勢で実装されていないものが不良品と判定される。
【００８５】
特に、実施の形態２では、第１の判別プログラム５２ａを用いても、第２の判別プログラム５２ｂを用いても、電子部品１の配置状態について、多様な検査結果に基いて、多面的な判定を行うことができる。したがって、仮に、電子部品１のパッケージ１２に刻印される情報の一部が欠如していても対応可能である。
【００８６】
以上の実施の形態によれば、判別プログラム５２ａ〜５２ｃは、特定の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品１が特定の状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、他の実装状態判別条件に基いて実装状態の判定を行っている。つまり、一度はプリント基板３上の電子部品１が望ましい状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、異なる判定基準に基づいて、プリント基板３上の電子部品１の実装状態について判定がなされることになる。このように、複数の分別部によって分別が何回か行われると、検査物が、プリント基板３上の電子部品１の実装状態を表すいくつかのモデルのなかの一つに属するように分別される。したがって、検査物を、電子部品１の実装状態に応じて分類できる。さらに、検査物の用途や形態に応じた検査が可能なので、従来の検査では画一的に不良品と判定されていたものの中から、検査物の用途や形態に応じて良品を見出すことができ、不良品率を低減することができる。
【００８７】
なお、上記実施の形態では、部品実装状態検査装置で、検査物が、良品または不良品のいずれに属するかを判別する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、電子部品の実装状態に応じて、検査物を３種以上のいずれに属するかを判別したり、図２に示されるような、７種以上のいずれに属するかを判別する形態であってもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態では、良否判定を行う判別ステップにおいて、Ｘ線撮像により得られた画像データ、光学撮像により得られた画像データおよびレーザー距離計測により得られた距離データに基いて検査物の良否判定を行った形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、図１６、図１７および図１８に示されるように、光学撮像により得られた画像データだけを用いて検査物の良否を判定する形態であってもよい。図１６は、はんだ付けの良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。図１７および図１８は、部品実装状態検査方法における、電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行うサブフローチャートであり、部品の種類に応じて保存される他の形態であり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【００８９】
ここで、図１６中の分別ステップＳＳ４１〜ＳＳ４５は、図１０中の分別ステップＳＳ１１〜ＳＳ１３、ＳＳ１５、ＳＳ１６に準じるような複数の分別処理を、光学撮像装置だけを用いて判別条件や判別基準を変えて行うようにしたものである。そして、これらの分別処理に基き、良品判定（ＳＳ４６）または不良品判定（ＳＳ４７）が行われる。
【００９０】
図１７中の分別ステップＳＳ７１〜ＳＳ７３は、図１４中の分別ステップＳＳ５１〜ＳＳ５３に準じた処理を光学撮像装置だけを用いて行うようにしたものであり、これらの処理に基づき、良品判定（ＳＳ７４）または不良品判定（ＳＳ７５）が行われる。
【００９１】
図１８中の分別ステップＳＳ８１〜ＳＳ８６は、図１５中の分別ステップＳＳ６１〜ＳＳ６５に準じた処理を光学撮像装置だけを用いて行うようにしたものであり、これらの処理に基づき、良品判定（ＳＳ８７）または不良品判定（ＳＳ８８）が行われる。
【００９２】
図１６〜図１８に示されるような例による場合、１種の情報取得手段で得られた情報だけを用いて判定を行うことが可能なので、検査対象要素の情報を取得する時間および検査対象要素の情報を処理する時間を短縮することができる。さらに、情報取得手段を小型化することもできる。
【００９３】
また、上記実施の形態では、電子部品のはんだ付けの良否、または、電子部品の配置状態の良否を判定する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子部品の配置状態の良否を判定するとともに、電子部品のはんだ付けの良否を判定する形態であってもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、判別プログラムが３つ判別プログラム記憶手段５２に記憶されている形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、判別プログラムが判別プログラム記憶手段５２に、４つ以上あるいは３つ未満記憶されている形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】基板上に実装された電子部品を説明するための図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、基板上に実装された電子部品の端子の状態を説明するための図である。
【図３】部品実装状態検査装置を説明するためのブロック図である。
【図４】Ｘ線撮像装置および光学撮像装置を説明するための概略図である。
【図５】Ｘ線撮像により得られたヒールフィレットの像を説明するための図である。
【図６】光学撮像検査で検査する領域を説明するための図である。
【図７】光学撮像により得られた画像を説明するための図である。
【図８】はんだによって端子が基板に対して接続された状態を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の部品実装状態検査方法のメインフローチャートである。
【図１０】実施の形態１の部品実装状態検査方法における、はんだ付けの良否判定を行う第１の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１１】実施の形態１の部品実装状態検査方法における、はんだ付けの良否判定を行う第２の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１２】実施の形態１の部品実装状態検査方法における、はんだ付けの良否判定を行う第３の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１３】電子部品のパッケージの形態について説明するための平面図である。
【図１４】実施の形態２の部品実装状態検査方法における、電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行う第１の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１５】実施の形態２の部品実装状態検査方法における、電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行う第２の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１６】はんだ付けの良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【図１７】電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行うサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【図１８】電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【図１９】従来の良否判定プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１ 電子部品
３ プリント基板（基板）
４ 情報取得手段
４１ Ｘ線撮像装置
４２ 光学撮像装置
４３ レーザー距離測定装置
５１ 判別プログラム選定手段（選択手段）
５２ａ 第１の判別プログラム（判別手段）
５２ｂ 第２の判別プログラム（判別手段）
５２ｃ 第３の判別プログラム（判別手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に実装された電子部品の実装状態を検査する部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に実装された電子部品の実装状態を検査することが行われている。一般的に、電子部品の実装状態の検査では、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置などを用いて、検査物の検査対象要素の画像データや距離データを取得する（特許文献１参照）。そして、取得したデータを基に、種々の判定が行なわれる。
【特許文献１】特開平７−２９４４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の技術では、電子部品の実装状態を検査する際に、図１９に示されるような、画一的な検査が実施されている。たとえば、良否判定の検査では、図１９に示されるように、ステップＰ１のＸ線撮像検査、ステップＰ２の光学撮像検査およびステップＰ３のレーザー検査の全ての検査において、所定の条件を満たしているものだけを良品と判定し、いずれかの検査で所定の条件を満たしていないものは不良品と判定している。
【０００４】
しかしながら、このような画一的な検査では、検査物の用途に応じて製品に求められる性能が違った場合に対応できない、加えて、検査物の形態の違いを考慮した検査ができない、といった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、検査物を、電子部品の実装状態に応じて分類することができる部品実装状態検査装置および部品実装状態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】
本発明の部品実装状態検査装置は、電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う部品実装状態検査装置であって、前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する１または複数の情報取得手段と、該情報取得手段によって取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別手段とを有し、該判別手段は、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別部を含み、前記判別手段は、一つの分別部によって該一つの分別部の実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別部が該他の分別部の実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、判別手段は、特定の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品の実装状態が当該実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、改めて、他の実装状態判別条件に基いて実装状態の判定を行っている。つまり、一度は基板上の電子部品が望ましい状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、異なる判定基準に基づいて、基板上の電子部品の実装状態について判定がなされることになる。このように、分別部による分別が何回か行われると、検査物が、基板上の電子部品の実装状態を表すいくつかのモデルのなかの一つに属するように分別される。したがって、検査物を、電子部品の実装状態に応じて分類できる。
【０００８】
また、前記分別部による判定の順序が異なる複数種類の判別手段が備えられており、検査時には、前記検査物の種類に応じた判別手段を選択する選択手段によって複数種類の判別手段のうちの１つが選択されるように構成されていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、複数種類の判別手段から検査物の種類に応じた判別手段が１つ選択される。したがって、検査物の種類や用途などに応じて検査物の分類の基準を変更することができる。
【００１０】
また、前記複数の分別部による判定が、互いに異なる複数種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、異なる種類の情報取得手段により取得された多様な情報に基いて判定が行われるので、精度の高い判定を行うことができる。
【００１２】
また、前記複数の分別部による判定が、１種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われる形態であってもよい。
【００１３】
この発明によれば、１種の情報取得手段で得られた情報だけを用いて判定を行うことが可能なので、検査対象要素の情報を取得する時間を短縮することができる。
【００１４】
また、前記情報取得手段としては、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置のうち少なくとも２種が備えられていることが好ましい。
【００１５】
この発明によれば、情報取得手段として、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置のうち少なくとも２種が備えられていれば、基板上に実装された電子部品の実装状態を精度よく検査するのに充分な情報を入手することができる。
【００１６】
また、前記判別手段は、検査物が良品か否かを判定するものであることが好ましい。
【００１７】
この発明によれば、検査物が良品または不良品のいずれに属するかを分類することができる。すなわち、分別部によって一度は不良品と判定された検査物に対して、再度良否判定を実施することで、検査物に求められる性能に応じて不良品か良品かを判断する基準を柔軟に変更することが可能であり、不良品の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、前記実装状態の検査が、電子部品の基板に対するはんだ付け状態の検査および電子部品の基板に対する配置状態の検査のうち、少なくとも一方であることが好ましい。
【００１９】
この発明によれば、実装状態の検査が、はんだ付け状態および配置状態のうち、少なくとも一方であるので、はんだ付けや電子部品の配置の状態に応じた検査物の分類が可能である。
【００２０】
本発明の部品実装状態検査方法は、電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う上記の部品実装状態検査装置を用いた部品実装状態検査方法であって、前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する情報取得ステップと、該情報取得ステップで取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別ステップとを含み、該判別ステップには、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別ステップが含まれ、一つの分別ステップで該一つの分別ステップの実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別ステップが該他の分別ステップの実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、検査物を、電子部品の実装状態に応じて分類できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下で、実施の形態１および実施の形態２の部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、プリント基板３上に実装された電子部品１を説明するための図である。図２は、（ａ）〜（ｇ）は、プリント基板３上に実装された電子部品１の端子１１の状態を説明するための図である。
【００２４】
図１に示されるように、プリント基板３上に実装された、たとえば、集積回路などの電子部品１は、パッケージ１２の周縁に沿って外部に突出するように設けられた多数の端子１１がプリント基板３の表面に対してはんだ付けによって接続されている。
【００２５】
このような、端子１１がはんだ付けされた状態については、はんだ２の塗布状態および端子１１の姿勢などを基に、図２に示されるように、たとえば、（ａ）〜（ｇ）の７つのタイプにモデル化される。（ａ）は、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｂ）は、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が多く、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｃ）は、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が少なく、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量が適正であり、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｄ）は、はんだ２がプリント基板３上に塗布されていないタイプを示す。（ｅ）は、はんだ２が端子１１の前面側にのみ少量塗布され、端子１１の先端部が正常な形状であるタイプを示す。（ｆ）は、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量および端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量がともに少なく、端子１１の先端部が変位したタイプを示す。（ｇ）は、端子１１の背面側におけるはんだ２の塗布量は適正で、端子１１の前面側におけるはんだ２の塗布量が少なく、端子１１の先端部が変位したタイプを示す。
【００２６】
本実施の形態の部品実装状態検査装置および部品実装状態検査方法を用いることによって、検査物が（ａ）〜（ｇ）のどのタイプに属しているかという極めて精度の高い判別が可能になり、良品と不良品との境界を所望に応じて変更することができる。
【００２７】
図３は、部品実装状態検査装置を説明するためのブロック図である。
【００２８】
実施の形態１の部品実装状態検査装置は、プリント基板３上に実装された電子部品１の実装状態を検査するためのものである。ここで、本明細書中における実装状態とは、電子部品のプリント基板へのはんだ付け状態、プリント基板上の電子部品の姿勢、プリント基板上の電子部品の向きなどを含む概念である。特に、本実施の形態では、検査物を、良品または不良品のいずれかに分類するための検査について説明する。
【００２９】
実施の形態１の部品実装状態検査装置は、図３に示されるように、検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する情報取得手段４と、部品実装状態検査装置の全体を統括的に制御するコントローラ５とを備えている。このほか、部品実装状態検査装置には、検査物の検査結果を表示する表示ユニット６などが備えられているが、本実施の形態において、特に限定されるものではないのでここでの説明を省略する。
【００３０】
情報取得手段４は、Ｘ線撮像装置４１と、光学撮像装置４２と、レーザー距離測定装置４３とを含む。また、本実施の形態では、図４に示されるように、Ｘ線撮像装置４１および光学撮像装置４２が設けられている。
【００３１】
Ｘ線撮像装置４１は、電子部品１の端子１１の背面側に存在するはんだ２（いわゆる、ヒールフィレット）の有無を調べるためのものである。Ｘ線撮像装置４１は、Ｘ線を放射するＸ線放射装置４１ａと、検査対象要素を透過したＸ線を受光するＸ線ＣＣＤカメラなどのＸ線受光部４１ｂとを含む。
【００３２】
具体的には、Ｘ線撮像装置４１を用いた検査では、端子１１の背面（下側）に位置するはんだ２について、プリント基板３の表面からの高さＨ１（図８参照）における、ヒールフィレット投影面積Ａ３が計測される（図５参照）。そして、この面積Ａ３が所定の閾値以下である場合には、ヒールフィレットが存在していない、または、不足しているため、はんだの溶着強度が低いと判定される。
【００３３】
光学撮像装置４２は、電子部品１の端子１１の前面側のはんだ（いわゆる、フロントフィレット）の塗布状態を調べるためのものである。光学撮像装置４２は、図４に示されるように、上述のＸ線放射装置４１ａのＸ線の放射方向に対して略垂直に設けられたＣＣＤカメラなどの光受光部４２ａと、検査対象要素に対して光を照射する照明装置４２ｃと、照明装置４２ｃから出射されて、検査対象要素で反射した光を光受光部４２ａへ向けて反射させる反射板４２ｂとを含む。照明装置４２ｃは、頂部に開口が形成されたドーム状を呈し、内周面にＬＥＤなどの発光体が設けられている。さらに、照明装置４２ｃは、上部発光部４２ｃ１、中部発光部４２ｃ２、下部発光部４２ｃ３を含み、それぞれの発光部４２ｃ１、４２ｃ２、４２ｃ３が光を発光する。たとえば、上部発光部４２ｃ１から赤色の光を発光し、中部発光部４２ｃ２から緑色の光を発光し、下部発光部４２ｃ３から青色の光を発光しても良いし、上部発光部４２ｃ１から赤外線を照射し、中部発光部４２ｃ２および下部発光部４２ｃ３に白色ＬＥＤを用いて光を発光させても良いし、上部発光部４２ｃ１、中部発光部４２ｃ２および下部発光部４２ｃ３を全て白色ＬＥＤにして光を発光させても良い。このように、照明装置４２ｃで発光させる光の組み合わせを変えることで、多様な画像データを得ることができる。また、反射板４２ｂは、上述のＸ線放射装置４１ａから放射された光を透過させる。
【００３４】
具体的には、光学撮像装置４２を用いた検査では、図６および図７に示されるように、照明装置４２ｃから照射した光のうち、検査対象要素で反射した光を光受光部４２ａで受光し、フロントフィレットの基準領域Ａ０における画像データを得る。そして、基準領域Ａ０内における輝度について、所定の閾値を超えているか否か（つまり、塗布されたはんだ２が所定の高さだけ塗布されているか否か）が判定される。また、輝度が所定値以上の反射領域Ａ１の平面形状を把握し、この形状が連続的な形状か否か（つまり、はんだ２の塗布状態に局所的な偏りがあるか否か）が判定される。さらに、基準領域Ａ０における輝度が所定値以上（つまり、塗布されたはんだ２の高さが所定の高さより高い部分）の反射領域Ａ１の面積と、基準領域Ａ０の面積との比を算出し、この値が所定の範囲内にあるか否か（つまり、はんだ２の塗布量が適正な状態にあるか否か）が判定される。
【００３５】
レーザー距離測定装置４３は、図８に示されるように、プリント基板３上に実装された電子部品１の端子１１の先端部分の高さを計測することで、電子部品１の端子１１がプリント基板３から浮いた状態(離れた状態)になっているか否かを調べるためのものである。レーザー距離測定装置４３は、所定の高さからレーザー光を出射する発光部４３ａと、検査対象要素で反射したレーザー光を所定の高さで受光する受光部４３ｂとを含む。
【００３６】
具体的には、レーザー距離測定装置４３を用いた検査では、図８に示されるように、発光部４３ａから端子１１の先端部の表面まで距離Ｈ２が計測される。この距離Ｈ２が所定の閾値より小さい場合（つまり、端子１１の先端部の高さが高い場合）には、端子１１の先端部が折れ曲がったり、端子１１に浮きが生じたりしていることが確認される。
【００３７】
本実施の形態の部品実装状態検査装置は、情報取得手段４として、これらＸ線撮像装置４１、光学撮像装置４２およびレーザー距離測定装置４３の３種の装置が備えられていることによって、プリント基板３上に実装された電子部品１の実装状態を精度よく検査するのに足りる充分な情報を入手することができる。
【００３８】
コントローラ５は、判別プログラム選定手段（選択手段）５１と、判別プログラム記憶手段５２と、Ｘ線撮像装置４１および光学撮像装置４２によって得られた検査対象要素の画像データを処理する画像処理部５３と、レーザー距離測定装置４３によって得られた、レーザー距離測定装置４３から検査対象要素までの距離データを処理する距離計処理部５４とを含む。このほか、コントローラ５には、演算処理部、搬送系データ記憶手段、モーター制御部、外部入出力部などが備えられているが、これらは本実施の形態において特に限定されるものではないのでここでの説明を省略する。具体的には、コントローラ５は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ、部品実装状態検査装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、各種データやソフトを記憶するＨＤＤなどから構成されている。
【００３９】
判別プログラム選定手段５１は、検査時に、判別プログラム記憶手段５２に記憶された後述の判別プログラム（判別手段）５２ａ、５２ｂ、５２ｃのうちから、たとえば、用途やプリント基板３上に実装された電子部品１の形態（端子１１の形状）などの検査物の種類に応じた適切な判別手段を１つ選定するためのものである。つまり、このような複数の判別プログラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃから一つを選択するような判別プログラム選定手段５１をコントローラ５に備えることで、検査物の種類に応じて検査物の分類の基準を柔軟に変更することができるようになり、検査物に要求される性能に応じた臨機応変な検査が可能となる。
【００４０】
判別プログラム記憶手段５２は、各種プログラムなどの情報が記憶されているものである。具体的には、判別プログラム記憶手段５２には、異なる種類の複数の判別プログラム（以下、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂ、第３の判別プログラム５２ｃという）が記憶されている。第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃは、互いに、判別の基準や、判別に使用する情報が異なるプログラムである。
【００４１】
たとえば、第１の判別プログラム５２ａで良品と判定された検査物が、第２の判別プログラム５２ｂでは不良品と判定されることもあり、あるいは、第１の判別プログラム５２ａで不良品と判定され、第２の判別プログラム５２ｂで不良品と判定された検査物が、第３の判別プログラム５２ｃでは良品と判定されることもある。
【００４２】
さらに、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃには、それぞれ、複数の分別部が備えられている。各分別部は、検査物の判別を行うための互いに異なる実装状態判別条件を含んでいる。そして、各分別部は、情報取得手段４により得られた情報に基いて、検査対象要素が所定の条件を満たしているか否かを判定する。本実施の形態では、各々の判別プログラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて、一度は、一つの分別部によって特定の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品が特定の状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、他の分別部が他の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品の実装状態を判定するように構成されている。すなわち、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃは、互いに異なるアルゴリズムで判定を行う。ここで、実装状態判別条件とは、プリント基板３上の電子部品１の実装状態を判別する際に基準とする閾値や条件式である。
【００４３】
つぎに、部品実装状態検査方法について図面を用いて詳細に説明する。
【００４４】
図９は、部品実装状態検査方法のメインフローチャートである。
【００４５】
本実施の形態の部品実装状態検査方法は、（１）検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す情報を取得する情報取得ステップ（図９のステップＳ２およびステップＳ３）と、（２）情報取得ステップで取得された情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別ステップ（図９のステップＳ４）とを含む。そして、判別ステップＳ４には、検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かに基いて基板上の電子部品が特定の状態に実装されているか否かを判定する、実装状態判別条件が異なる複数の分別ステップが含まれている。
【００４６】
まず、電子部品１が実装されたプリント基板３が、図示しないコンベアなどによって搬送され、部品実装状態検査装置の所定の位置にセットされる（ステップＳ１）。
【００４７】
つぎに、情報取得手段４のＸ線撮像装置４１によって、Ｘ線撮像が行われて（ステップＳ２）、検査対象要素のヒールフィレットの部分の画像データが取得される。さらに、情報取得手段４の光学撮像装置４２によって、光学撮像が行われて、検査対象要素のフロントフィレットの部分の画像データが取得される(ステップＳ３)。なお、光学撮像装置４２による画像データの取得は、照明装置４２ｃの上部発光部４２ｃ１を発光させた場合の画像データ、照明装置４２ｃの中部発光部４２ｃ２を発光させた場合の画像データ、および、照明装置４２ｃの下部発光部４２ｃ３を発光させた場合の画像データをそれぞれ取得する。
【００４８】
つぎに、情報取得手段４によって得られたデータを基に、はんだ付けの良否判定が行われる（図９のステップＳ４、および、図１０〜図１３）。
【００４９】
図１０は、はんだ付けの良否判定を行う第１の判別プログラム５２ａによる判別ステップのサブフローチャートである。
【００５０】
具体的には、図１０に示されるように、まず、Ｘ線撮像装置４１により得られた画像データをコントローラ５の画像処理部５３にて処理し、ステップＳＳ１１（分別ステップ）にて、Ｘ線撮像検査が行われる。この検査では、（ａ）プリント基板３の表面からの高さＨ１における、ヒールフィレットの投影面積が所定の閾値以上か否か、および、（ｂ）ヒールフィレットの投影画像の図心の座標が所定の領域内にあるか否かが判定される。そして、（ａ）および（ｂ)の双方の条件をともに満たしている場合には、ステップＳＳ１２（分別ステップ）へ進む。また、ステップＳＳ１１で、（ａ）および（ｂ)の双方の条件のいずれかを満たしていない、または、（ａ）および（ｂ)の双方の条件をともに満たしていない場合には、ステップＳＳ１７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００５１】
ステップＳＳ１２では、光学撮像装置４１によって得られた画像データをコントローラ５の画像処理部５３にて処理し、光学撮像検査が行われる。ステップＳＳ１２における光学撮像検査では、（ｃ）基準領域Ａ０内の反射領域Ａ１が連続した状態になっているか否か、および、（ｄ）反射領域Ａ１の輝度が所定の閾値以上になっているか否かが判定される。（ｃ）および(ｄ)の双方の条件をともに満たしている場合には、ステップＳＳ１３（分別ステップ）へ進む。また、ステップＳＳ１２で、（ｃ）および（ｄ）の双方の条件のいずれかを満たしていない、または、（ｃ）および（ｄ）の双方の条件をともに満たしていない場合には、ステップＳＳ１４へ進む。
【００５２】
ステップＳＳ１４では、情報取得手段４のレーザー距離測定装置４３によって、発光部４３ａから端子１１の先端部までの距離Ｈ２の計測が行われる。特に、レーザー距離測定装置４３は、検査対象要素をスキャンしながら距離Ｈ２のデータを取得するため、データを取得するのにまとまった時間を要する。本実施の形態のように、レーザー距離計測のみを、電子部品１のプリント基板３上での実装状態に応じて、選択的に実施することで、検査の所要時間を大幅に削減できる。ステップＳＳ１４で距離Ｈ２のデータを取得したのち、ステップＳＳ１５（分別ステップ）へ進む。
【００５３】
ステップＳＳ１５では、レーザー距離測定装置４３によって得られた距離データをコントローラ５の距離計処理部５４にて処理し、計測部分（端子１１の先端部）の高さが所定の閾値以下であるか否かが判定される（以下、レーザー検査という）。検査対象要素の計測部分の高さが所定の閾値以下である場合には、ステップＳＳ１８に進み、検査物が良品であると判定される。また、検査対象要素の計測部分の高さが所定の閾値を超えている場合には、ステップＳＳ１７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００５４】
一方、ステップＳＳ１２で、所定の条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳＳ１３において、光学撮像検査が行われる。ステップＳＳ１３における光学撮像検査では、基準領域Ａ０の面積ＳＡ０と反射領域の面積ＳＡ１との比が式１の関係を満たしているか否かが判定される。
【００５５】
（式１）
Ｒ１≦（ＳＡ０／ＳＡ１）≦Ｒ２
ステップＳＳ１３の光学撮像検査で、式１の条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳＳ１８へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ１３の光学撮像検査で、式１の条件を満たしていないと判定された場合には、ステップＳＳ１６（分別ステップ）へ進む。
【００５６】
ステップＳＳ１６では、さらに光学撮像検査が行われる。ステップＳＳ１６における光学撮像検査では、基準領域Ａ０の面積ＳＡ０と反射領域Ａ１の面積ＳＡ１との比が式２の関係を満たしているか否かが判定される。
【００５７】
（式２）
Ｒ３≦（ＳＡ０／ＳＡ１）≦Ｒ４
ここで、Ｒ１〜Ｒ２、および、Ｒ３〜Ｒ４は、互いにずれた範囲になっている。このように、分別ステップＳＳ１１、ＳＳ１２、ＳＳ１３、ＳＳ１６、ＳＳ１５で用いられる判定基準、すなわち実装状態判別条件は、互いに異なる。したがって、従来ならば不良品と誤判定されていた検査物を、検査物の用途や形態に応じて、良品と判定することができる。そして、ステップＳＳ１６で式２の条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳＳ１８へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ１６で式２の条件を満たしていないと判定された場合には、ステップＳＳ１７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００５８】
図１１は、はんだ付けの良否判定を行う第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップのサブフローチャートである。第２の判別プログラム５２ｂは、Ｘ線撮像検査で所定の条件を満たしていると判定された場合には、他の検査を省略することができるという点で第１の判別プログラム５２ａと異なる。
【００５９】
具体的には、第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップでは、まず、ステップＳＳ２１（分別ステップ）においてＸ線撮像検査を行い、Ｘ線撮像検査に合格した場合（実装状態判別条件を満たしていると判定された場合）には、ステップＳＳ２７で検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２１でＸ線撮像検査に不合格だった場合（実装状態判別条件を満たしていないと判定された場合）には、ステップＳＳ２２（分別ステップ）の光学撮像検査を行う。ステップＳＳ２２の光学撮像検査で合格した場合には、さらにステップＳＳ２３（分別ステップ）の光学撮像検査を行う。また、ステップＳＳ２２で光学撮像検査に不合格だった場合には、ステップＳＳ２４に進み、レーザー距離測定装置４３により距離Ｈ２のデータを取得し、ステップＳＳ２５（分別ステップ）でレーザー検査を行う。ステップＳＳ２５でレーザー検査に合格した場合には、ステップＳＳ２７で、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２５でレーザー検査に不合格だった場合には、ステップＳＳ２８で、検査物が不良品であると判定される。
【００６０】
一方、ステップＳＳ２２の光学撮像検査で合格し、さらに、ステップＳＳ２３の光学撮像検査にも合格した場合には、ステップＳＳ２７へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２３の光学撮像検査で不合格である場合には、ステップＳＳ２６（分別ステップ）へ進み、さらに光学撮像検査を行う。ステップＳＳ２６の光学撮像検査に合格した場合には、ステップＳＳ２７へ進み、検査物が良品であると判定される。また、ステップＳＳ２６の光学撮像検査に不合格だった場合には、ステップＳＳ２８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６１】
また、第２の判別プログラム５２ｂでもまた、第１の判別プログラム５２ａと同様に、分別ステップＳＳ２１、ＳＳ２２、ＳＳ２３、ＳＳ２５、ＳＳ２６で用いられる判定基準、すなわち実装状態判別条件は互いに異なる。
【００６２】
図１２は、はんだ付けの良否判定を行う第３の判別プログラム５２ｃによる判別ステップのサブフローチャートである。第３の判定手段５２ｃによる判別ステップでは、Ｘ線撮像検査で、所定の条件を満たしていない場合であっても、所定の条件を満たしている場合であっても、さらに、他の検査を実施しているという点で第１の判定手段５２ａと異なる。
【００６３】
具体的には、第３の判別プログラム５２ｃによる判別ステップでは、まず、ステップＳＳ３１においてＸ線撮像検査を行い、合格した場合（実装状態判別条件を満たしていると判定された場合）には、ステップＳＳ３２（分別ステップ）の光学撮像検査へ進み、ステップＳＳ３１のＸ線撮像検査で不合格だった場合(実装状態判別条件を満たしていないと判定された場合)には、ステップＳＳ３５（分別ステップ）の光学撮像検査へ進む。
【００６４】
ステップＳＳ３２の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３３（分別ステップ）の光学撮像検査へ進み、ステップＳＳ３２の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３６へ進み、レーザー距離測定装置４３によるデータ取得を行う。
【００６５】
また、ステップＳＳ３１のＸ線撮像検査で不合格と判定され、ステップＳＳ３５の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３６へ進み、レーザー距離測定装置４３によるデータ取得を行なう。ステップＳＳ３５の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６６】
ステップＳＳ３６で、レーザー距離測定装置４３によるデータ取得が済むと、ステップＳＳ３７（分別ステップ）へ進み、レーザー検査を行う。ステップＳＳ３７のレーザー検査で合格した場合には、ステップＳＳ３９へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ３７のレーザー検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６７】
一方、ステップＳＳ３３の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３９へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ３３の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３４（分別ステップ）へ進み、光学撮像検査を行う。ステップＳＳ３４の光学撮像検査で合格した場合には、ステップＳＳ３９へ進み、検査物が良品であると判定し、ステップＳＳ３４の光学撮像検査で不合格だった場合には、ステップＳＳ３８へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００６８】
また、第３の判別プログラム５２ｃでもまた、第１の判別プログラム５２ａと同様に、分別ステップＳＳ３１、ＳＳ３２、ＳＳ３３、ＳＳ３４、ＳＳ３５、ＳＳ３７で用いられる判定基準、すなわち実装状態判別条件は互いに異なる。
【００６９】
以上で説明したように、本実施の形態では、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃのアルゴリズムが互いに異なる。したがって、判別プログラム選定手段５１によって、第１の判別プログラム５２ａ、第２の判別プログラム５２ｂおよび第３の判別プログラム５２ｃのうちからいずれかを選択することで、検査物の用途や形態に応じた臨機応変な分別が可能である。
【００７０】
（実施の形態２）
実施の形態１の部品実装状態検査方法が、電子部品１のはんだ付け状態を検査した形態であるのに対し、実施の形態２の部品実装状態検査方法は、電子部品１のプリント基板３上における配置状態を検査する形態である。
【００７１】
図１３は、電子部品１のパッケージ１２の形態について説明するための平面図である。
電子部品１のパッケージ１２には、図１３に示されるように、上面の所定の位置に、極性を示すための極性マーク１２ｂと、電子部品１の種類や製造元などの情報を示す型番文字列１２ｃと、パッケージ１２の縁の所定の位置に１つ形成された凹部１２ａとが凹状に刻印されている。
【００７２】
本実施の形態では、これらの電子部品１のパッケージ１２に示された情報に基いて、光学撮像装置４２、Ｘ線撮像装置４１、および、レーザー距離測定装置４３を用いて、各種情報を取得し、電子部品１がプリント基板３上に所定の姿勢で配置されているか否かを判定する。
【００７３】
なお、部品実装状態検査装置の構成および、部品実装状態検査方法のメインフローチャートについては、実施の形態１と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００７４】
図１４および図１５は、電子部品１のパッケージ１２の形態から、電子部品１の配置状態の良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、図１４は、第１の判別プログラム５２ａによる判別ステップを示し、図１５は、第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップを示す。実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、判別プログラム選定手段５１が、検査物の用途や形態に応じて、判別プログラム記憶手段５２に記憶された第１の判別プログラム５２ａおよび第２の判別プログラム５２ｂのうち、いずれかを選択して検査を実行する。
【００７５】
具体的には、第１の判別プログラム５２ａを用いた判別ステップでは、図１４に示されるように、まず、ステップＳＳ５１（分別ステップ）で光学撮像検査が行われ、極性マーク１２ｂがパッケージ１２の上面の所定の位置に写っているか否か（つまり、電子部品１が裏返った状態で実装されているか否か）が判定される。極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていること（つまり、電子部品１が裏返った状態で実装されていないこと）が判定されると、ステップＳＳ５４へ進み、検査物が良品であると判定される。また、極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていない場合（つまり、電子部品１が裏返った状態で実装されている場合）には、ステップＳＳ５２（分別ステップ）でＸ線撮像検査を行う。
【００７６】
ステップＳＳ５２のＸ線撮像検査では、ＩＣの内部の画像に基いて、極性が分かるか否かが判定される。ステップＳＳ５２で極性が分かると判定されると、ステップＳＳ５４へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ５２で極性が適正でないと判定されると、ステップＳＳ５３（分別ステップ）のレーザー検査を行う。
【００７７】
ステップＳＳ５３のレーザー検査では、電子部品１のパッケージ１２の縁に形成された凹部１２ａが所定の位置にあるか否かが判定される。ステップＳＳ５３で凹部１２ａが所定の位置で検出された場合には、ステップＳＳ５４へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ５３で凹部１２ａが所定の位置で検出されない場合には、ステップＳＳ５５へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００７８】
このようにして、第１の判別プログラム５２ａを用いた判別ステップでは、プリント基板３上に実装された電子部品１が、所定の向きで実装されているものを良品、所定の向きで実装されていないものが不良品と判定される。
【００７９】
図１５は、第２の判別プログラム５２ｂを用いて、電子部品の配置状態の良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートである。第２の判別プログラム５２ｂは、光学撮像検査およびレーザー検査における判別をより厳格に行っているという点で第１の判別プログラム５２ａと異なる。
【００８０】
具体的には、第２の判別プログラム５２ｂによる判別ステップでは、まず、ステップＳＳ６１（分別ステップ）で光学撮像検査を行い、極性マーク１２ｂが電子部品１のパッケージ１２の上面の所定の位置に写っているか否かが判定される。ステップＳＳ６１で極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていると判定されると、ステップＳＳ６２（分別ステップ）へ進み、さらに、光学撮像検査を行う。ステップＳＳ６１で極性マーク１２ｂが所定の位置に写っていないと判定されると、ステップＳＳ６３（分別ステップ）へ進む。
【００８１】
ステップＳＳ６２の光学撮像検査では、極性マーク１２ｂの真円度が充分か否かが判定される。ステップＳＳ６２で極性マーク１２ｂの真円度が充分と判定されると、ステップＳＳ６６へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ６２で極性マーク１２ｂの真円度が不充分と判定されると、ステップＳＳ６３へ進む。ここで、真円度とは、円形部分の幾何学的円からの狂いの大きさを意味している。極性マーク１２ｂの真円度を判定の基準に用いることで、電子部品１が傾いた姿勢でプリント基板３上に実装されているか否かを確認できる。
【００８２】
ステップＳＳ６３では、Ｘ線撮像検査が行われる。ステップＳＳ６３のＸ線撮像検査では、ＩＣの内部の画像に基いて、極性が分かるか否かが判定される。ステップＳＳ６３で極性が分かると判定されると、ステップＳＳ６６へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ６３で極性が分からないと判定されると、ステップＳＳ６４のレーザー検査へ進む。
【００８３】
ステップＳＳ６４のレーザー検査では、パッケージ１２の上面をＸ方向（図１３参照）にスキャンして、凹部１２ａが検出されるか否かが判定される。ステップＳＳ６４で凹部１２ａが検出された場合には、ステップＳＳ６５でさらにレーザー検査を行う。ステップＳＳ６４で、凹部１２ａが検出されない場合には、ステップＳＳ６７へ進み、検査物が不良品であると判定される。ステップＳＳ６５のレーザー検査では、パッケージ１２の上面をＹ方向（図１３参照）にスキャンして、凹部１２ａが検出されるか否かが判定される。ステップＳＳ６５で凹部１２ａが検出された場合には、ステップＳＳ６６へ進み、検査物が良品であると判定される。ステップＳＳ６５で凹部１２ａが検出されない場合には、ステップＳＳ６７へ進み、検査物が不良品であると判定される。
【００８４】
このようにして、第２の判別プログラム５２ｂを用いた判別ステップでは、プリント基板３上に実装された電子部品１が、所定の向きおよび所定の姿勢で実装されているものが良品、所定の向きおよび所定の姿勢で実装されていないものが不良品と判定される。
【００８５】
特に、実施の形態２では、第１の判別プログラム５２ａを用いても、第２の判別プログラム５２ｂを用いても、電子部品１の配置状態について、多様な検査結果に基いて、多面的な判定を行うことができる。したがって、仮に、電子部品１のパッケージ１２に刻印される情報の一部が欠如していても対応可能である。
【００８６】
以上の実施の形態によれば、判別プログラム５２ａ〜５２ｃは、特定の実装状態判別条件に基いて基板上の電子部品１が特定の状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、他の実装状態判別条件に基いて実装状態の判定を行っている。つまり、一度はプリント基板３上の電子部品１が望ましい状態に実装されていないと判定された検査物に対して、改めて、異なる判定基準に基づいて、プリント基板３上の電子部品１の実装状態について判定がなされることになる。このように、複数の分別部によって分別が何回か行われると、検査物が、プリント基板３上の電子部品１の実装状態を表すいくつかのモデルのなかの一つに属するように分別される。したがって、検査物を、電子部品１の実装状態に応じて分類できる。さらに、検査物の用途や形態に応じた検査が可能なので、従来の検査では画一的に不良品と判定されていたものの中から、検査物の用途や形態に応じて良品を見出すことができ、不良品率を低減することができる。
【００８７】
なお、上記実施の形態では、部品実装状態検査装置で、検査物が、良品または不良品のいずれに属するかを判別する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、電子部品の実装状態に応じて、検査物を３種以上のいずれに属するかを判別したり、図２に示されるような、７種以上のいずれに属するかを判別する形態であってもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態では、良否判定を行う判別ステップにおいて、Ｘ線撮像により得られた画像データ、光学撮像により得られた画像データおよびレーザー距離計測により得られた距離データに基いて検査物の良否判定を行った形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、図１６、図１７および図１８に示されるように、光学撮像により得られた画像データだけを用いて検査物の良否を判定する形態であってもよい。図１６は、はんだ付けの良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。図１７および図１８は、部品実装状態検査方法における、電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行うサブフローチャートであり、部品の種類に応じて保存される他の形態であり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【００８９】
ここで、図１６中の分別ステップＳＳ４１〜ＳＳ４５は、図１０中の分別ステップＳＳ１１〜ＳＳ１３、ＳＳ１５、ＳＳ１６に準じるような複数の分別処理を、光学撮像装置だけを用いて判別条件や判別基準を変えて行うようにしたものである。そして、これらの分別処理に基き、良品判定（ＳＳ４６）または不良品判定（ＳＳ４７）が行われる。
【００９０】
図１７中の分別ステップＳＳ７１〜ＳＳ７３は、図１４中の分別ステップＳＳ５１〜ＳＳ５３に準じた処理を光学撮像装置だけを用いて行うようにしたものであり、これらの処理に基づき、良品判定（ＳＳ７４）または不良品判定（ＳＳ７５）が行われる。
【００９１】
図１８中の分別ステップＳＳ８１〜ＳＳ８６は、図１５中の分別ステップＳＳ６１〜ＳＳ６５に準じた処理を光学撮像装置だけを用いて行うようにしたものであり、これらの処理に基づき、良品判定（ＳＳ８７）または不良品判定（ＳＳ８８）が行われる。
【００９２】
図１６〜図１８に示されるような例による場合、１種の情報取得手段で得られた情報だけを用いて判定を行うことが可能なので、検査対象要素の情報を取得する時間および検査対象要素の情報を処理する時間を短縮することができる。さらに、情報取得手段を小型化することもできる。
【００９３】
また、上記実施の形態では、電子部品のはんだ付けの良否、または、電子部品の配置状態の良否を判定する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子部品の配置状態の良否を判定するとともに、電子部品のはんだ付けの良否を判定する形態であってもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、判別プログラムが３つ判別プログラム記憶手段５２に記憶されている形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、判別プログラムが判別プログラム記憶手段５２に、４つ以上あるいは３つ未満記憶されている形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】基板上に実装された電子部品を説明するための図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、基板上に実装された電子部品の端子の状態を説明するための図である。
【図３】部品実装状態検査装置を説明するためのブロック図である。
【図４】Ｘ線撮像装置および光学撮像装置を説明するための概略図である。
【図５】Ｘ線撮像により得られたヒールフィレットの像を説明するための図である。
【図６】光学撮像検査で検査する領域を説明するための図である。
【図７】光学撮像により得られた画像を説明するための図である。
【図８】はんだによって端子が基板に対して接続された状態を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の部品実装状態検査方法のメインフローチャートである。
【図１０】実施の形態１の部品実装状態検査方法における、はんだ付けの良否判定を行う第１の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１１】実施の形態１の部品実装状態検査方法における、はんだ付けの良否判定を行う第２の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１２】実施の形態１の部品実装状態検査方法における、はんだ付けの良否判定を行う第３の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１３】電子部品のパッケージの形態について説明するための平面図である。
【図１４】実施の形態２の部品実装状態検査方法における、電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行う第１の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１５】実施の形態２の部品実装状態検査方法における、電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行う第２の判別プログラムによる判別ステップのサブフローチャートである。
【図１６】はんだ付けの良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【図１７】電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行うサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【図１８】電子部品のパッケージの形態から、電子部品の配置状態の良否判定を行う判別ステップのサブフローチャートであり、光学撮像検査の結果だけを用いて良否判定を行う形態である。
【図１９】従来の良否判定プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１ 電子部品
３ プリント基板（基板）
４ 情報取得手段
４１ Ｘ線撮像装置
４２ 光学撮像装置
４３ レーザー距離測定装置
５１ 判別プログラム選定手段（選択手段）
５２ａ 第１の判別プログラム（判別手段）
５２ｂ 第２の判別プログラム（判別手段）
５２ｃ 第３の判別プログラム（判別手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う部品実装状態検査装置であって、
前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する１または複数の情報取得手段と、
該情報取得手段によって取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別手段とを有し、
該判別手段は、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別部を含み、
前記判別手段は、一つの分別部によって該一つの分別部の実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別部が該他の分別部の実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別するように構成されていることを特徴とする部品実装状態検査装置。
【請求項２】
前記分別部による判定の順序が異なる複数種類の判別手段が備えられており、検査時には、前記検査物の種類に応じた判別手段を選択する選択手段によって複数種類の判別手段のうちの１つが選択されるように構成されている請求項１記載の部品実装状態検査装置。
【請求項３】
前記複数の分別部による判定が、互いに異なる複数種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われる請求項１または２記載の部品実装状態検査装置。
【請求項４】
前記複数の分別部による判定が、１種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われる請求項１または２記載の部品実装状態検査装置。
【請求項５】
前記情報取得手段としては、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置のうち少なくとも２種が備えられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置。
【請求項６】
前記判別手段は、検査物が良品か否かを判定するものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置。
【請求項７】
前記実装状態の検査が、電子部品の基板に対するはんだ付け状態の検査および電子部品の基板に対する配置状態の検査のうち、少なくとも一方である請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置。
【請求項８】
電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置を用いた部品実装状態検査方法であって、
前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する情報取得ステップと、
該情報取得ステップで取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別ステップとを含み、
該判別ステップには、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別ステップが含まれ、
一つの分別ステップで該一つの分別ステップの実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別ステップが該他の分別ステップの実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別することを特徴とする部品実装状態検査方法。
【請求項１】
電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う部品実装状態検査装置であって、
前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する１または複数の情報取得手段と、
該情報取得手段によって取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別手段とを有し、
該判別手段は、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別部を含み、
前記判別手段は、一つの分別部によって該一つの分別部の実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別部が該他の分別部の実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別するように構成されていることを特徴とする部品実装状態検査装置。
【請求項２】
前記分別部による判定の順序が異なる複数種類の判別手段が備えられており、検査時には、前記検査物の種類に応じた判別手段を選択する選択手段によって複数種類の判別手段のうちの１つが選択されるように構成されている請求項１記載の部品実装状態検査装置。
【請求項３】
前記複数の分別部による判定が、互いに異なる複数種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われる請求項１または２記載の部品実装状態検査装置。
【請求項４】
前記複数の分別部による判定が、１種の情報取得手段により取得された情報に基いて行われる請求項１または２記載の部品実装状態検査装置。
【請求項５】
前記情報取得手段としては、Ｘ線撮像装置、光学撮像装置およびレーザー距離計測装置のうち少なくとも２種が備えられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置。
【請求項６】
前記判別手段は、検査物が良品か否かを判定するものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置。
【請求項７】
前記実装状態の検査が、電子部品の基板に対するはんだ付け状態の検査および電子部品の基板に対する配置状態の検査のうち、少なくとも一方である請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置。
【請求項８】
電子部品が基板上に実装された検査物に対して、電子部品の実装状態についての検査を行う請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品実装状態検査装置を用いた部品実装状態検査方法であって、
前記検査物の検査対象要素の状態を計測して、その計測結果を示す計測情報を取得する情報取得ステップと、
該情報取得ステップで取得された計測情報に基いて、基板上の電子部品の実装状態を判別する判別ステップとを含み、
該判別ステップには、前記情報取得手段によって取得された計測情報に基づいて、前記検査対象要素が予め定められた実装状態判別条件を満たしているか否かを判定する、前記実装状態判別条件が互いに異なる複数の分別ステップが含まれ、
一つの分別ステップで該一つの分別ステップの実装状態判別条件を満たしていないと判定された検査物に対して、他の分別ステップが該他の分別ステップの実装状態判別条件を満たしているか否かを判定することによって、基板上の電子部品の実装状態を判別することを特徴とする部品実装状態検査方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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】
【公開番号】特開２０１０−１２２０１６（Ｐ２０１０−１２２０１６Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９４８８７（Ｐ２００８−２９４８８７）
【出願日】平成２０年１１月１８日（２００８．１１．１８）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１８日（２００８．１１．１８）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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