專利名稱：基板檢查系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在為了制造元件安裝基板而依次執(zhí)行的多個工序中的最終工序或中間工序中配備外觀檢查裝置、并對該工序執(zhí)行后的基板執(zhí)行通過圖像處理的檢查的基板檢查系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在元件安裝基板(以下，也有時簡單稱為“基板”)的通常的制造工序中包括有通過使用了絲網(wǎng)漏印(silk screening)法的焊錫印刷機來對印刷布線板印刷焊錫膏的工序(以下，稱為“焊錫印刷工序”。)、通過貼片機(Mounter)將元件裝載在印刷有上述焊錫膏的基板上的工序(以下，稱為“元件安裝工序”。)、通過將裝載了元件后的基板搬入到回流焊爐而進行加熱，而在基板上錫焊上述元件的工序(以下，稱為“回流焊工序”。)。
在一系列地執(zhí)行這些工序的基板制造流水線中，優(yōu)選對每個工序配備外觀檢查裝置，而對該工序執(zhí)行后的基板執(zhí)行使用了圖像處理的方法的檢查。
申請人以如上所述地對每個工序進行檢查為前提，之前已開發(fā)了將各工序的檢查裝置連接到以計算機為主體的信息處理裝置上的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種如下的系統(tǒng)各檢查裝置將已用在檢查的圖像發(fā)送到信息處理裝置，并在信息處理裝置中，在一個畫面內(nèi)并列顯示有關(guān)各工序中的同一基板的同一部位的圖像(參照專利文獻1)。若根據(jù)該系統(tǒng)，則針對不良所發(fā)生的部位，觀察對照各工序執(zhí)行后的圖像，而確認在哪個工序中發(fā)生了成為發(fā)生不良的原因的異常，而從其確認結(jié)果能夠進行確定不良原因等的分析，從而能夠迅速且正確地判斷出制造流水線上的不良。
專利文獻1JP特開2004-361145公報。
當在上述的基板制造流水線上制造出了多張基板時，執(zhí)行各工序的裝置的構(gòu)件被消耗，有可能基板的品質(zhì)會下降。
例如，在焊錫印刷工序中，當在印刷機的漏版(Mask)上發(fā)生堵塞時，與其堵塞部分相對應(yīng)的焊錫印刷部位的面積會逐漸減小，或者有可能發(fā)生形狀變化。另外，當貼片機中的元件吸附貼片頭的吸附力下降時，由該貼片頭安裝的元件有可能未安裝在正確的位置而出現(xiàn)位置偏移。
如上所述的裝置側(cè)構(gòu)件的消耗所導(dǎo)致的品質(zhì)下降常常會連續(xù)性地發(fā)生。并且這種品質(zhì)的下降，會伴隨著時間的流逝而加重，最終有可能會達到造成不良的程度。
這里，對每個工序設(shè)置有檢查裝置時，在對這些檢查裝置設(shè)定不良判定用的判定基準值之外，還設(shè)定用于判別品質(zhì)的下降程度的基準值而進行判別，從而能夠比較容易的檢測出品質(zhì)下降及其原因。另外，如果導(dǎo)入上述專利文獻1中所記載的系統(tǒng)，則由于能夠?qū)^去所檢查的基板的每個工序的圖像進行一張張的對照，從而能夠高精度的判別品質(zhì)下降的原因。
然而，沒具有充足的資本實力的用戶只能在最終工序的回流焊工序中設(shè)置檢查裝置，或者充其量也會停留在在元件安裝工序與回流焊工序中設(shè)置檢查裝置的程度。在這種結(jié)構(gòu)中，假如即使能夠通過檢查裝置來檢查出品質(zhì)正下降的部位的存在，也很難正確的判斷出該下降的原因。
例如，只在回流焊工序中設(shè)置有檢查裝置時，即使通過該檢查裝置檢測出存在若干位置偏移的元件，但是很難確定其位置偏移是在安裝元件時發(fā)生的還是在回流焊工序中發(fā)生的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于上述的問題點而提出的發(fā)明，其目的在于，即使在執(zhí)行檢查的工序被限定時，也能夠容易的判別在元件安裝基板上品質(zhì)下降的部位以及品質(zhì)下降的原因。
本發(fā)明的基板檢查系統(tǒng)具有外觀檢查裝置，其配備在為了制造元件安裝基板而依次執(zhí)行的多個工序中的最初工序以外的工序中；圖像獲取裝置，其配備在設(shè)置了上述外觀檢查裝置的工序之前的至少一個工序中，且能夠與上述外觀檢查裝置進行通信；圖像顯示裝置，其從上述外觀檢查裝置以及圖像獲取裝置接收圖像的供給，并顯示這些所供給的圖像。
上述外觀檢查裝置除了拍攝機構(gòu)之外還具備檢查執(zhí)行機構(gòu)，其分別利用通過上述拍攝機構(gòu)的拍攝而生成的圖像，對檢查對象的基板的各被檢查部位進行規(guī)定的計測處理，同時，將通過計測處理所得到的計測值與規(guī)定的判定基準值進行比較，從而判定上述被檢查部位是否合格；分析對象檢測機構(gòu)，其以上述拍攝機構(gòu)以及檢查執(zhí)行機構(gòu)處理了多張同一種類的基板為條件，針對這些多張基板，對每個被檢查部位求出計測值相對上述判定基準值的安全裕度，并基于該安全裕度來檢測出分析對象的被檢查部位；發(fā)送機構(gòu)，其將表示由上述分析對象檢測機構(gòu)所檢測出的被檢查部位的識別信息發(fā)送到上述圖像獲取裝置以及圖像顯示裝置。此外，在上述中，檢查執(zhí)行機構(gòu)、分析對象檢測機構(gòu)、發(fā)送機構(gòu)能夠由存儲有用于執(zhí)行各自機構(gòu)的處理的程序的計算機構(gòu)成。
上述圖像獲取裝置具備拍攝機構(gòu)，其用于拍攝執(zhí)行完設(shè)置有自身裝置的工序后的基板；圖像存儲機構(gòu)，其執(zhí)行如下處理根據(jù)接收到從上述檢查裝置所發(fā)送的上述識別信息，而從通過上述拍攝機構(gòu)的拍攝而生成的圖像中抽取與上述識別信息所表示的被檢查部位對應(yīng)的圖像，并將該圖像存儲在自身裝置的存儲器或設(shè)置在自身裝置外的圖像存儲機構(gòu)中。
上述存儲器和圖像存儲機構(gòu)優(yōu)選由非易失性存儲器構(gòu)成。并且，在圖像存儲機構(gòu)中，也可以包括用于對上述圖像存儲用的存儲器執(zhí)行讀寫處理的計算機。另外，該圖像存儲機構(gòu)可以配備在與上述圖像獲取裝置相同的工序中，也可以將其設(shè)置在與圖像獲取裝置不同的工序中。另外，也可以設(shè)置在不屬于任何工序的區(qū)域(例如上述圖像顯示裝置)。
圖像存儲機構(gòu)例如能夠由存儲有用于執(zhí)行上述三種處理的程序的計算機構(gòu)成。另外，圖像的存儲目標地址成為自身裝置外的裝置時，圖像存儲機構(gòu)可以構(gòu)成為對該裝置發(fā)送存儲對象的圖像的機構(gòu)。
上述圖像顯示裝置基于從上述外觀檢查裝置被發(fā)送的識別信息，針對作為上述分析對象而被檢測出的被檢查部位，從外觀檢查裝置接收對于在特定基板的檢查時所生成的該被檢查部位的圖像的發(fā)送的同時，從上述圖像獲取裝置接收對于與針對上述特定基板而從外觀檢查裝置發(fā)送的圖像相同的被檢查部位的圖像的發(fā)送，并以相互能夠?qū)φ盏臓顟B(tài)顯示所發(fā)送的各圖像。此外，該裝置能夠由圖像顯示機構(gòu)(顯示器裝置)、用于控制該圖像顯示機構(gòu)的顯示動作的計算機構(gòu)成。
優(yōu)選地，在上述外觀檢查裝置、圖像獲取裝置、圖像顯示裝置之間設(shè)定利用有線或無線方式的網(wǎng)絡(luò)線路，并在各裝置中設(shè)置用于經(jīng)由上述網(wǎng)絡(luò)線路而與其他裝置進行通信的接口電路。
另外在外觀檢查裝置和圖像獲取裝置中，也可以一次性地將多張基板所對應(yīng)的上述被檢查部位的圖像進行發(fā)送。
在上述的結(jié)構(gòu)中，在外觀檢查裝置中依次接收同一種類的基板，并執(zhí)行拍攝以及檢查。在該外觀檢查裝置中，并不僅限定于在設(shè)置有裝置的工序中所處理的部分，而優(yōu)選將在之前的工序中所處理的部分也作為檢查的對象。在此，對規(guī)定數(shù)量的基板的拍攝以及檢查結(jié)束時，從各被檢查部位中抽取計測值相對用于檢查的判定基準值的安全裕度比較小的部位而作為分析對象的被檢查部位，并將表示該被檢查部位的識別信息發(fā)送到圖像獲取裝置以及圖像顯示裝置。
此外，在上述處理中，對每張基板以及每個被檢查部位求出計測值與判定基準值之差后，能夠?qū)γ總€被檢查部位求出上述差的總和或平均值而作為安全裕度。另外，在檢測出分析對象的被檢查部位的處理中，雖然可以從安全裕度小的開始按順序?qū)σ?guī)定數(shù)量的被檢查部位進行檢測，但并不僅限于此，也可以檢測出上述安全裕度在規(guī)定的閾值之下的所有的被檢查部位。另外，在外觀檢查裝置中，雖然優(yōu)選將全部被檢查部位的圖像存儲規(guī)定時間以上，但也可以只對由分析對象檢測機構(gòu)所檢測出的部位以及在檢查中判定為不良的部位的圖像進行存儲。
在圖像獲取裝置中，優(yōu)選在每次基板被供給時，由拍攝機構(gòu)對該基板進行拍攝，并將通過該拍攝而生成的圖像存儲規(guī)定期限。上述圖像存儲機構(gòu)基于來自上述外觀檢查裝置的識別信息，而能夠從經(jīng)過了該圖像存儲期限的圖像中抽取上述分析對像的被檢查部位的圖像而留下該所抽取的圖像，并將其他圖像刪除?；蛘?，可以在接收到識別信息起在規(guī)定期間中，從新拍攝的基板的圖像中抽取上述分析對象的被檢查部位的圖像，并對其進行存儲。
另外，在外觀檢查裝置中，可以與表示被檢查部位的識別信息一起發(fā)送用于該被檢查部位的抽取的基板的識別信息，并且，在圖像獲取裝置中，可以只針對上述基板的識別信息所對應(yīng)的基板，存儲上述被檢查部位的圖像。
在圖像顯示裝置中，例如，能夠通過向上述外觀檢查裝置以及圖像獲取裝置發(fā)送包含上述識別信息的發(fā)送要求指令，而能夠從各裝置接收對于分析對象的被檢查部位的圖像的發(fā)送。此時，針對分析對象的全部的被檢查部位，接受來自外觀檢查裝置以及圖像獲取裝置的圖像的發(fā)送，而可以對每個特定基板的特定部位顯示來自各裝置的圖像，但也可以接受對特定的分析對象進行指定的操作，而只接收對于被指定的分析對象所對應(yīng)的圖像的發(fā)送，并進行顯示。
在進行任何顯示的情況下，也能夠?qū)碜酝换宓耐徊课凰鶎?yīng)的各裝置的圖像顯示在同一畫面上。但是，并不僅限于此，也可以將各圖像分別在各自獨立的顯示裝置的畫面上顯示。此時，優(yōu)選在能夠相互對照的狀態(tài)下顯示各圖像。
若根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，則在外觀檢查裝置中基于為了檢查而求出的計測值相對于判定基準值的安全裕度而檢測出基板上的品質(zhì)下降的部位之后，能夠針對該部位顯示各工序執(zhí)行后的圖像。此時，在圖像獲取裝置中，每次基板被供給時都執(zhí)行拍攝以及對通過拍攝所獲得的圖像的臨時存儲處理，并且，當從檢查裝置接收到識別信息時，只要在到現(xiàn)在為止臨時存儲的圖像中抽取上述識別信息所對應(yīng)的圖像而進行正式的存儲，則圖像顯示裝置針對判斷為實際安全裕度小的被檢查部位能夠取得各工序執(zhí)行后的圖像。從而，基于這些圖像的顯示，能夠分析品質(zhì)下降的原因。另外，在接收到識別信息之后，只要從通過新的拍攝而生成的圖像中抽取上述識別信息所對應(yīng)的圖像并進行存儲，則在消除品質(zhì)下降的原因后，能夠確認其措施是否適當。
在上述基板檢查系統(tǒng)的優(yōu)選方式中，在上述多個工序中包括焊錫印刷工序、元件安裝工序、回流焊工序，而且在回流焊工序中配備有上述外觀檢查裝置的同時，至少在元件安裝工序中配備有圖像獲取裝置。外觀檢查裝置的檢查執(zhí)行機構(gòu)對基板上的每個元件檢查錫焊狀態(tài)以及元件相對焊盤的偏移，并且上述分析對象檢測機構(gòu)對于為了上述元件的偏移檢測而計測的元件的偏移量計算出相對上述判定基準值的安全裕度。
若根據(jù)上述方式，則在外觀檢查裝置中檢測出相對焊盤的偏移量的安全裕度小的元件時，能夠?qū)υ撛脑惭b工序后的圖像與回流焊后的圖像進行比較。因此，在元件安裝工序的圖像獲取裝置中，只要臨時存儲所供給的基板的圖像的同時，根據(jù)從外觀檢查裝置發(fā)送了識別信息，而抽取該識別信息所對應(yīng)的元件的圖像而正式進行存儲，則針對在上述安全裕度小的元件的檢測中所使用的基板，就能夠?qū)ι鲜霭踩６刃〉脑脑惭b后的圖像與上述回流焊后的圖像進行對照，從而能夠判別元件偏移的原因發(fā)生在元件安裝工序、回流焊工序中的哪個工序中。
進一步優(yōu)選的基板檢查系統(tǒng)中，當將與作為分析對象的被檢查部位而被檢測出的元件同一種類的元件安裝在上述基板上時，上述外觀檢查裝置的分析對象檢測機構(gòu)將該同一種類的元件也作為分析對象而進行檢測。
這里所謂同一種類元件并不僅限于功能完全相同的元件，而優(yōu)選是形狀和大小在相同程度的元件。這是因為形狀和大小為同等程度的元件在元件安裝工序中常常用同一吸附貼片頭來進行安裝，因此，如果由吸附貼片頭的吸附力的下降而導(dǎo)致對規(guī)定元件的偏移，則對于該元件以外的同一種類元件也可能會發(fā)生同樣的偏移，從而優(yōu)選將這些用同一吸附貼片頭來安裝的所有的元件作為分析對象。
此外，求出安全裕度的對象并不僅限于元件的偏移量，也可以將對錫焊狀態(tài)的檢查中的計測值(例如焊腳(Fillet)的面積)作為對象來求出安全裕度。此時，在圖像顯示裝置中，因為能夠顯示具有產(chǎn)生錫焊不良的可能性的部位的圖像，所以能夠分析在哪個工序中存在引起該不良的原因。
另外，外觀檢查裝置并不僅限于最后工序的回流焊工序，也可以在元件安裝工序中配備外觀檢查裝置，并在錫焊工序中配備圖像獲取裝置。此時，在元件安裝工序的外觀檢查裝置中，除了進行用于檢查元件的安裝狀態(tài)的計測以外，還能夠進行用于檢查焊錫印刷狀態(tài)的計測(例如計測焊錫印刷區(qū)域的面積)，從而能夠基于該計測值相對判定基準值的安全裕度來抽取分析對象的被檢查部位(焊盤)。從而，在基板上的相對規(guī)定焊盤的焊錫印刷品質(zhì)下降時，針對該焊盤，因為能夠以可相互對照的狀態(tài)來顯示錫焊印刷工序以及元件安裝工序的圖像，所以用戶能夠通過對照其顯示來把握在哪個工序中存在品質(zhì)下降的原因。
若根據(jù)本發(fā)明，則能夠檢測出由用于元件安裝基板的制造的設(shè)備的性能下降而導(dǎo)致的品質(zhì)下降的部位的同時，針對該部位能夠以可相互對照的狀態(tài)來顯示執(zhí)行檢查的工序以及該工序之前的工序中的圖像，所以即使沒有在全部的工序中設(shè)置檢查裝置，用戶也能夠把握品質(zhì)下降的原因和其原因是否已消除。


圖1是表示導(dǎo)入了本發(fā)明的基板檢查系統(tǒng)的基板制造流水線的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是表示檢查裝置以及圖像獲取裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示在圖像顯示裝置上所顯示的畫面的例子的說明圖。
圖4是表示在檢查裝置所執(zhí)行的檢查步驟的流程圖。
圖5A、圖5B是表示元件的位置偏移檢測處理的具體例子的說明圖。
圖6是表示檢查裝置的處理步驟的流程圖。
圖7是表示檢測出分析對象的元件的處理的具體例子的說明圖。
圖8是表示檢測出分析對象的元件的處理的其他例子的說明圖。
圖9是表示圖像獲取裝置的處理步驟的流程圖。
圖10是表示圖像顯示裝置的處理步驟的流程圖。
具體實施例方式
圖1表示導(dǎo)入了本發(fā)明的基板檢查系統(tǒng)的基板制造流水線的結(jié)構(gòu)例。
該實施例的基板制造流水線通過基板傳送用的傳送帶(未圖示)而將焊錫印刷工序、元件安裝工序、回流焊工序的三個工序一連串的連接而成。在錫焊印刷工序中設(shè)置有焊錫印刷機4，在元件安裝工序中設(shè)置有貼片機5，在回流焊工序中設(shè)置有回流焊爐6。
在回流焊工序中，設(shè)置有用于對從上述回流焊爐6中所搬出的基板進行外觀檢查的檢查裝置1。另一方面，在焊錫印刷工序以及元件安裝工序中設(shè)置有具有生成基板的圖像的功能和存儲上述圖像的功能、但不具有檢查功能裝置(圖像獲取裝置)2A、2B。各圖像獲取裝置2A、2B從前階段的焊錫印刷機4、貼片機5接收處理后的基板，并執(zhí)行拍攝和圖像存儲處理。
上述檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B連接在LAN線路等網(wǎng)絡(luò)線路7上。還有，在該網(wǎng)絡(luò)線路7上連接有圖像顯示裝置3。該圖像顯示裝置3是用于顯示由上述檢查裝置1和圖像獲取裝置2A、2B所生成的圖像的裝置，由未圖示的個人計算機和顯示器裝置等構(gòu)成。由這些檢查裝置1、圖像獲取裝置2A、2B、以及圖像顯示裝置3來構(gòu)成上述基板檢查系統(tǒng)。
圖2表示對于檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B共通的結(jié)構(gòu)。
各裝置均都具備控制器10、攝像機11、基板載物臺12、照明裝置13、輸入部14、顯示器15等。在控制器10中，除了通過計算機的控制部101之外，還設(shè)置有圖像輸入部102、XY載物臺控制部103、照明控制部104、存儲器105、通信接口106等。此外，在控制部101中，除了CPU之外，還包括存儲有基本的程序的ROM和作為作業(yè)存儲器的RAM。另一方面，作為存儲器而可以使用硬盤裝置等的非易失性存儲器(nonvolatile memory)。
圖像輸入部102是設(shè)置在上述攝像機11與控制部101之間，其包括圖像輸入用接口電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。XY載物臺控制部103根據(jù)來自上述控制部101的指示來移動上述基板載物臺12，而使基板處于上述攝像機11的拍攝區(qū)域內(nèi)。照明裝置13用于對檢查對象的基板進行照明，而且照明控制部104對其點亮及熄滅動作和光量等進行調(diào)整。
輸入部14用于輸入與檢查或圖像的獲取有關(guān)的條件等，其由鍵盤和鼠標等構(gòu)成。顯示器15以對由上述攝像機11所生成的圖像進行顯示為目的而被使用。并且，在檢查裝置1中，上述顯示器15也以顯示檢查結(jié)果為目的而被使用。
上述存儲器105主要用于圖像的存儲，在檢查裝置1的存儲器105中也存儲有檢查所需的程序、設(shè)定了對每種元件的標準的檢查數(shù)據(jù)的元件數(shù)據(jù)庫等。另外，在圖像獲取裝置2A、2B中，若從存儲起經(jīng)過了規(guī)定時間，則所存儲的圖像的大部分被刪除，但在檢查裝置1中，只要不特別指定，則對所有所生成的圖像都會繼續(xù)存儲。因此，在檢查裝置1的存儲器105中，被使用比圖像獲取裝置2A、2B的存儲器105容量大的存儲器。
并且，檢查裝置1的照明裝置13以能夠從不同的仰角方向?qū)逭丈浼t、綠、藍各色光的方式構(gòu)成。雖照射到基板上的焊腳的光大部分被全反射，但若利用上述結(jié)構(gòu)的照明裝置13，則根據(jù)焊腳的傾斜度而被入射到攝像機11的光的色彩不同。從而，在圖像上的焊腳上，呈現(xiàn)反映其傾斜狀態(tài)的紅、綠、藍的色彩的分布圖案。
另一方面，圖像獲取裝置2A、2B的照明裝置13由白色燈泡等一般的光源構(gòu)成。根據(jù)這種照明裝置13的結(jié)構(gòu)的差異、上述存儲器105的容量的差異、以及檢查程序和元件數(shù)據(jù)庫的有無，檢查裝置1所花費的成本會比圖像獲取裝置2A、2B高出許多。
在該實施例的基板制造流水線中所制造出的基板上，對每個種類付與了識別代碼(以下，將該識別代碼稱為“基板代碼”)。另外對基板上的各元件上也分別付與了分別獨立的識別代碼(以下，將該識別代碼稱為“元件代碼”)。
在檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B的存儲器105中，存儲有針對處理對象的基板將安裝在該基板上的各元件的元件代碼與對于該元件的處理對象區(qū)域的設(shè)定條件(區(qū)域的位置以及大小)建立對應(yīng)的信息。該信息是在各裝置1、2A、2B之間共通的信息，對每種基板建立文件(以下，將該文件稱為“元件信息文件”)。此外，處理對象區(qū)域表示進行檢查和圖像的剪切處理時作為處理對象的圖像的范圍，可將設(shè)定條件設(shè)定為包括元件主體、電極、焊盤等與一個元件有關(guān)的所有結(jié)構(gòu)。
在檢查裝置1中，基于該元件信息文件，而在檢查對象的圖像上對每個元件設(shè)定處理對象區(qū)域，進而執(zhí)行檢查和圖像的剪切處理。在圖像獲取裝置2A、2B中，也將由上述攝像機11所生成的圖像按每個處理對象區(qū)域進行分割，而存儲在上述存儲器105中。此外，在任意裝置中，各處理對象區(qū)域的圖像都被編輯為付與了對應(yīng)于該區(qū)域的元件代碼的圖像文件。另外，在存儲器105中，對每個基板設(shè)定有文件夾，并在其文件夾內(nèi)存儲關(guān)于該基板而生成的所有圖像文件。對于該文件夾，將上述基板的基板代碼作為文件夾命而被付與(以下，將該文件夾名稱為“基板代碼名”)。從而，在任意裝置1、2A、2B中，均都能夠根據(jù)基板代碼名以及文件名，容易的呼出與特定基板上的特定元件所對應(yīng)的圖像文件。
在該實施例的圖像獲取裝置2A、2B中，每次供給基板時都對該基本進行拍攝，并通過上述方法執(zhí)行圖像存儲處理。此時被存儲的圖像，在經(jīng)過規(guī)定時間后、或隨著在進行該存儲后還被存儲了規(guī)定數(shù)的基板的圖像而被刪除。但是，在圖像獲取裝置2A、2B中，對于由檢查裝置1所指定的元件，即使經(jīng)過了存儲期限也不會被刪除而留在存儲器105內(nèi)。
在檢查裝置1中被指定的是雖然在檢查時獲得合格判定，但在今后被判定為不良的可能性高的元件。在該實施例的檢查裝置1中，除了執(zhí)行對焊腳的檢查之外，還檢查有無元件的位置偏移。然后，從在該檢查中所計測出的元件的偏移量最接近不良的判定基準值的元件開始依次選擇規(guī)定數(shù)量的元件，并向上述圖像獲取裝置2A、2B指定這些所選擇的元件。
此外，對元件的指定也用上述元件代碼來進行。另外，該元件代碼不僅被發(fā)送到圖像獲取裝置2A、2B，還被發(fā)送到圖像顯示裝置3。
在圖像顯示裝置3上，顯示從上述檢查裝置1發(fā)送的元件代碼等，并等待用戶進行元件指定操作。然后，當進行了指定操作時，向檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B發(fā)送所指定的元件的元件代碼。接收到該發(fā)送的元件代碼的檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B從上述存儲器105中讀出上述元件代碼所對應(yīng)的元件的圖像，并將其發(fā)送到圖像顯示裝置3。在圖像顯示裝置3中，按照每個相同基板整理所發(fā)送的圖像，并在顯示器上進行一覽顯示。
圖3表示在上述圖像顯示裝置3的顯示器上所顯示的畫面的一個例子。
在該例子的畫面中，對焊錫印刷工序、元件安裝工序、回流焊工序的各工序設(shè)定有顯示用的視窗20A、20B、20C，并在這些視窗內(nèi)顯示來自配置在各自的工序中的圖像獲取裝置2A、2B或檢查裝置1的圖像。在這些視窗20A、20B、20C中所顯示的圖像表示相同基板的相同處理對象區(qū)域。因此，通過對各視窗20A、20B、20C的圖像進行比較，而能夠確認在工序之間上述處理對象區(qū)域的變化。
另外，在畫面的上端部顯示有在上述視窗20A、20B、20C正顯示中的圖像所對應(yīng)的基板代碼以及元件代碼(圖中由邊框21所包圍的部分)。
并且，在畫面的左端設(shè)定有用于將顯示切換到前一個處理過的基板的圖像的切換按鈕22，在右端設(shè)定有用于將顯示切換到后一個處理過的基板的圖像的切換按鈕23。另外，在圖像的下端部設(shè)置有顯示其他顯示對象的元件的元件代碼的視窗24。該視窗24內(nèi)的代碼中設(shè)定有超鏈接，通過點擊代碼，能夠?qū)@示畫面切換到顯示該代碼所對應(yīng)的元件的畫面。
若根據(jù)上述顯示，則針對雖沒有達到不良程度、但已發(fā)生有位置偏移的元件，能夠?qū)γ總€工序確認其安裝位置的狀態(tài)，從而能夠判別在哪個工序中存在位置偏移的原因。如圖3的例子所示，在元件安裝工序中已經(jīng)發(fā)生有元件的位置偏移時，能夠認為在上述貼片機5中發(fā)生了偏移的原因。并且，如果依次對成為上述安全裕度的計測對象的基板的圖像進行確認，則還能夠判別位置偏移量是否逐漸增大等。
這里，針對在檢查裝置1中所執(zhí)行的處理進行詳細說明。
圖4是在上述檢查裝置1中所執(zhí)行的檢查的步驟。這里所示的步驟是針對一張基板而言的步驟，而且每次供給新基板時，都執(zhí)行該圖4所示的步驟。
首先，在最初的ST1(ST是“步驟”的略稱。以下相同。)中，將檢查對象的基板搬入到基板載物臺12上，并在ST2中通過上述攝像機11對基板進行拍攝。此外，來自攝像機11的圖像數(shù)據(jù)在上述圖像輸入部102中被進行A/D轉(zhuǎn)換后，暫時存儲在上述控制部101的RAM中。
在ST3中，基于上述元件信息文件，對基板上的規(guī)定的元件設(shè)定處理對象區(qū)域。在接著的ST4中，根據(jù)上述照明裝置的光源所對應(yīng)的紅、綠、藍的色彩、以及焊盤的色彩，對上述處理對象區(qū)域內(nèi)的圖像進行二值化，從而將這四種色彩中的任意一種所出現(xiàn)的像素的區(qū)域作為焊盤而進行抽取。
在接著的ST5中，執(zhí)行抽取元件的邊緣的處理。在ST6中，利用在ST4、ST5的抽取結(jié)果，而判別元件相對焊盤有無位置偏移。這時若判別為元件有位置偏移，則進入ST7而計測其偏移量d。
圖5A、圖5B以貼片元件為例而表示在上述ST4～7中所執(zhí)行的處理的具體例子。在該圖5A、圖5B中，31表示元件主體，32表示在上述ST4中所抽取的焊盤。另外，30是上述的處理對象區(qū)域。
圖5A表示為了判別元件31相對焊盤32在上下方向上有無位置偏移而抽取元件31的上下端的邊緣的例子。在該處理中，根據(jù)元件的色彩對處理對象區(qū)域30內(nèi)的圖像進行二值化之后，以從一側(cè)的焊盤32(在圖示例中為右側(cè))的內(nèi)側(cè)一些的位置到該焊盤32的外側(cè)為止的范圍為對象，將該范圍內(nèi)的圖像沿著元件31的橫寬方向(圖中，以箭頭f所示的方向)進行投影。通過該投影處理，抽取元件的上端邊緣的位置(在圖5A中表示為虛線a)與下端邊緣的位置(在圖5A中表示為虛線b)。
在該實施例中，元件的端緣的邊緣位于焊盤的寬度范圍的外側(cè)時，判斷發(fā)生了元件的位置移位，并對移位量進行計測。例如，如圖5A所示，上端邊緣的位置a位于焊盤32的縱向?qū)挾确秶耐鈧?cè)時，如圖5B所示，對從上述a到焊盤32的端部邊緣的距離進行計測，并將該值作為上述偏移量d。
此外，在圖5A、圖5B的例子中，雖然只求出了元件31相對右側(cè)的焊盤32的偏移量，但相對左側(cè)的焊盤32也執(zhí)行同樣的處理，并將相對雙方焊盤的偏移量的平均值或較大的值作為上述偏移量d也可。
另外，在判別橫向?qū)挾确较?與上述箭頭f垂直的方向)的元件31的位置偏移時，需要將處理對象區(qū)域30內(nèi)的圖像沿著元件31的縱向?qū)挾确较蜻M行投影，而抽取元件31的左右端的邊緣。此時，左右任何一側(cè)的邊緣位于焊盤32的橫向?qū)挾确秶耐鈧?cè)時，能夠?qū)钠溥吘壍胶副P32的距離作為偏移量d而求出。
返回到圖4，若在ST7中計測到元件的偏移量d，則在接著的ST8中，對該偏移量d與規(guī)定的判定基準值TH進行比較。此時偏移量d比TH大時，進入ST10，并判定為存在位置偏移不良。另一方面，在偏移量d在TH以下時進入ST9，并判定為沒有發(fā)生位置偏移不良。另外，在ST5中抽取的元件的邊緣均都在焊盤的寬度的范圍內(nèi)存在時，上述ST6變?yōu)椤胺瘛倍M入ST11，同樣，判定為沒有發(fā)生位置偏移不良。
這樣判定了位置偏移的有無之后，進入ST12，而計算出偏移量d相對上述判定基準值TH的安全裕度，這里，基本上將上述偏移量d與閾值TH之差的絕對值作為安全裕度P，但在d＞TH、即完全不良時，給所求出的安全裕度P附以負號。另外，在ST6中沒有檢測出元件的位置偏移而進行了ST12的判定處理時，將最大值TH設(shè)定為安全裕度P。
如此而有關(guān)元件的位置偏移的檢查結(jié)束，則在接著的ST13中執(zhí)行對焊腳的檢查。在該檢查中，在上述ST4中所抽取的焊盤區(qū)域32中求出紅、綠、藍各色彩區(qū)域的面積和位置，并將這些計測值分別與規(guī)定的判定基準值進行比較。只要任何計測值都在判定基準值以內(nèi)，則判斷為焊腳的傾斜狀態(tài)適當。
若上述的焊腳檢查結(jié)束，則進入ST14，而將上述位置偏移檢查以及焊腳檢查的結(jié)果存儲在RAM內(nèi)。在接下來的ST15中，剪切上述處理對象區(qū)域30內(nèi)的圖像(進行二值化之前的彩色灰度圖像(Color Gray Image))而存儲在存儲器105中。此外，如上所述，所剪切的圖像被編輯成以元件代碼為文件名的圖像文件，而被存儲到以基板代碼命名的文件夾內(nèi)。
以下同樣，基板上的各元件依次被設(shè)定為關(guān)注對象，而進行位置偏移檢查以及焊腳檢查的同時，對元件的偏移量求出相對判定基準值TH的安全裕度P。
當對全部元件的處理結(jié)束時，ST16變?yōu)椤笆恰倍M入ST17，而將檢查結(jié)果輸出到未圖示的外部設(shè)備和上述顯示器15，并結(jié)束處理。
檢查裝置1當每次被供給基板時執(zhí)行上述的步驟，而當每次規(guī)定數(shù)量的基板的檢查結(jié)束時，由對這些基板所求出的安全裕度P檢測出分析對象的元件，并將其元件代碼發(fā)送到圖像獲取裝置2A、2B和圖像顯示裝置3。圖6是表示該處理的一系列的步驟的圖。
在圖6中，作為最初的步驟的ST21與上述圖4的檢查步驟相對應(yīng)。當對規(guī)定數(shù)量M張的基板執(zhí)行了該檢查時，ST22變?yōu)椤笆恰倍M入ST23。
在ST23中，關(guān)于針對上述M張的基板所求出的安全裕度P，對每個相同元件代碼計算出平均值。在ST24中，根據(jù)安全裕度對各元件進行排序，而從安全裕度最小的元件開始依次檢測出n個元件。在ST25中，將所檢測出的元件的元件代碼、以及用于其檢測的M張基板的基板代碼，發(fā)送到圖像獲取裝置2A、2B以及圖像顯示裝置3。
以下也同樣，在每次檢查M張基板時，執(zhí)行ST23～25的處理。從而，對于圖像獲取裝置2A、2B以及圖像顯示裝置3定期的發(fā)送安全裕度小的元件的元件代碼。
圖7表示從安全裕度小的元件開始按順序?qū)Ω髟M行排序的例子。在本例中，以從安全裕度小的元件開始按順序檢測出三個元件的方式進行設(shè)定了時，檢測出了AA3、AA5、B18的各元件。
但是，不需要限定所檢測的元件的個數(shù)。例如，如圖8所示，如果設(shè)定為檢測出安全裕度比規(guī)定的閾值P0小的元件，則在上述AA3、AA5、B18的哥元件的基礎(chǔ)上，還能夠檢測出安全裕度其次小的元件B11。
并且，在以圖7、圖8的方法所檢測出的元件的基礎(chǔ)上，檢測出與這些元件相同種類的元件也可。這是因為在貼片機5中，由于由相同貼片頭安裝相同種類的元件的可能性高，所以存在發(fā)生同樣的位置偏移的可能性。
圖9表示在上述圖像獲取裝置2A、2B中所進行的圖像存儲處理的步驟。
在該步驟中，首先等待從前段的裝置(焊錫印刷機4或貼片機)供給基板。當被供給基板時，ST101變?yōu)椤笆恰倍M入ST102，而由攝像機11對上述被供給的基板進行拍攝。
在接下來的ST103中，利用上述的元件信息文件而對每個元件的處理對象區(qū)域剪切在上述ST102中所生成的圖像，并將這些圖像存儲在存儲器105內(nèi)。此外，此時被存儲的圖像也被編輯成命名為對應(yīng)的元件代碼的圖像文件，并被存儲在命名為基板代碼的文件夾內(nèi)。
以下也重復(fù)執(zhí)行ST101～103的處理。由此，在存儲器105中，對每張所供給的基板設(shè)定有文件夾，而在各自的文件夾內(nèi)存儲從該基板的圖像剪切下來的對每個處理對象區(qū)域的圖像。
另外，雖然在圖9中沒有表示出來，但當在規(guī)定的時刻從上述檢查裝置1發(fā)送元件代碼以及基板代碼時，這些編碼會被存儲在控制部101的RAM內(nèi)。另外，在存儲器105內(nèi)存在經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定好的存儲期限的基板所對應(yīng)的文件夾時，ST104變?yōu)椤笆恰倍M入ST105。在ST105中，針對經(jīng)過了上述存儲期限的文件夾，與其基板代碼名的代碼一起抽取從檢查裝置1發(fā)送的元件代碼，并從上述文件夾中刪除除了該元件代碼所對應(yīng)的圖像以外的全部圖像。
以下也同樣，在每次被供給基板時執(zhí)行拍攝該基板的處理與存儲圖像處理的同時，對于經(jīng)過了存儲期限的文件夾執(zhí)行ST105的處理。通過該ST105的處理，針對用上述檢查裝置1檢測出而作為安全裕度小的元件，對用于該檢測中的M張的每張基板，能夠存儲焊錫印刷后以及元件安裝后的圖像。
此外，在上述實施例的圖像獲取裝置2A、2B中，將基板上的所有的處理對象區(qū)域的圖像存儲在存儲器105中之后，只留下從檢查裝置1發(fā)送的元件代碼所對應(yīng)的圖像，并刪除了其它的圖像，但是對圖像的存儲處理并非僅限定于此。例如，除了將所有的處理對象區(qū)域的圖像存儲一定期限之外，也可以根據(jù)接收到來自檢查裝置1的元件代碼，而將該元件代碼所對應(yīng)的圖像在一定期限存儲于存儲器105內(nèi)的專用區(qū)域內(nèi)。若根據(jù)這樣的處理，則例如針對在檢查裝置1中判斷為元件的偏移的安全裕度小的元件，進行了除去位置偏移的原因的操作的基礎(chǔ)上，能夠?qū)χ笏鶊?zhí)行的各工序中的圖像進行確認，從而能夠容易的判別上述的操作是否適當。
圖10表示在上述圖像顯示裝置3中所執(zhí)行的圖像顯示處理的步驟。
該步驟是響應(yīng)于接收到從檢查裝置1發(fā)送的元件代碼而開始的。在最初的ST201中，基于上述所發(fā)送的元件代碼，顯示在檢查裝置1所檢測出的元件。此外，如果在圖像顯示裝置3中存儲有上述元件信息文件和基板的CAD數(shù)據(jù)等，則在ST201中能夠顯示基板的位置(Map)圖像，并在該位置圖像上能夠顯示上述所檢測出的元件的位置和名稱等。
然后，若用戶從所顯示的元件中指定規(guī)定的元件，則從ST202進入ST203，而將所指定的元件的元件代碼發(fā)送到檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B。
在檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B中，當接收到發(fā)送的上述元件代碼時，從存儲器105中讀出該碼所對應(yīng)的圖像文件而發(fā)送到圖像顯示裝置3。
在ST204中，圖像顯示裝置3接收從各裝置1、2A、2B發(fā)送的圖像。此時所接收的圖像被存儲到圖像顯示裝置3的專用存儲器(硬盤等)中。
若圖像接收處理結(jié)束，則在ST205中設(shè)定如上述圖3所示那樣的顯示畫面，并在各顯示視窗20A、20B、20C內(nèi)顯示被指定的元件所對應(yīng)的圖像。
此外，這里所顯示的圖像是特定的一個基板所涉及的圖像，而且，當操作上述的切換開關(guān)22、23時，各視窗20A、20B、20C內(nèi)的圖像被切換為其他特定基板的圖像。另外，在檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B中，也可以將作為發(fā)送對象的全部圖像一次性地發(fā)送，但也并不僅限定于此，而首先發(fā)送最初的顯示對象的基板的圖像，之后每當操作切換開關(guān)22、23時，根據(jù)來自圖像顯示裝置3的聯(lián)絡(luò)來發(fā)送新的顯示對象的基板的圖像也可。
在用戶指定了上述視窗24內(nèi)所顯示的其他的元件時，ST206變?yōu)椤笆恰倍祷氐絊T203，向檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B發(fā)送新指定的元件的元件代碼。當從各裝置1、2A、2B被發(fā)送該新指定的元件所對應(yīng)的圖像時，執(zhí)行ST204以及ST205的處理，并更新顯示畫面。
以下也同樣，對每張基板顯示被指定的元件所對應(yīng)的各工序中的圖像，直到在ST207中識別出結(jié)束操作為止。
此外，雖然在圖10中沒有表示出，但在圖像顯示裝置3中，除了上述的處理之外，還可以針對在檢查裝置1中檢測出不良的基板，接收分別從檢查裝置1以及圖像獲取裝置2A、2B被發(fā)送的不良部位所對應(yīng)的圖像，并通過與圖3同樣結(jié)構(gòu)的畫面來顯示這些圖像。但是，在圖像獲取裝置2A、2B中，除了從檢查裝置1被發(fā)送的元件代碼所對應(yīng)的元件的圖像之外，要將存儲之后經(jīng)過了一定程度的期限的圖像全部刪除，所以能夠進行上述顯示只限定于顯示對象的圖像存儲在圖像獲取裝置2A、2B中的期限內(nèi)。
另外，在上述實施例中，只針對元件的位置偏移量求出了安全裕度，但針對在進行焊腳檢查時所得到的計測值也可以求出安全裕度，并通過與上述同樣的處理，檢測出成為錫焊不良的可能性高的元件也可。錫焊不良是除了因焊接印刷焊錫印刷工序時的錫焊的印刷量或回流焊工序時的溫度等而發(fā)生之外，有時也因元件安裝工序時對元件的按壓力而發(fā)生。因此，在圖像顯示裝置3中，只要顯示所檢測出的各元件所對應(yīng)的各工序的圖像，用戶就能夠容易的識別出在哪個工序中存在不完善。
權(quán)利要求
1.一種基板檢查系統(tǒng)，其特征在于，具有外觀檢查裝置，其配備在為了制造元件安裝基板而依次執(zhí)行的多個工序中的最初工序以外的工序中；圖像獲取裝置，其配備在設(shè)置了上述外觀檢查裝置的工序之前的至少一個工序中，且能夠與上述外觀檢查裝置進行通信；圖像顯示裝置，其從上述外觀檢查裝置以及圖像獲取裝置接收圖像的供給，并顯示這些所供給的圖像，上述外觀檢查裝置具備拍攝機構(gòu)，其用于拍攝檢查對象的基板；檢查執(zhí)行機構(gòu)，其分別利用通過上述拍攝機構(gòu)的拍攝而生成的圖像，對檢查對象的基板的各被檢查部位進行規(guī)定的計測處理，同時，將通過計測處理所得到的計測值與規(guī)定的判定基準值進行比較，從而判定上述被檢查部位是否合格；分析對象檢測機構(gòu)，其以上述拍攝機構(gòu)以及檢查執(zhí)行機構(gòu)處理了多張同一種類的基板為條件，針對這些多張基板，對每個被檢查部位求出計測值相對上述判定基準值的安全裕度，并基于該安全裕度來檢測出分析對象的被檢查部位；發(fā)送機構(gòu)，其將表示由上述分析對象檢測機構(gòu)所檢測出的被檢查部位的識別信息發(fā)送到上述圖像獲取裝置以及圖像顯示裝置，上述圖像獲取裝置具備拍攝機構(gòu)，其用于拍攝執(zhí)行完設(shè)置有自身裝置的工序后的基板；圖像存儲機構(gòu)，其執(zhí)行如下處理根據(jù)接收到從上述檢查裝置所發(fā)送的上述識別信息，而從通過上述拍攝機構(gòu)的拍攝而生成的圖像中抽取與上述識別信息所表示的被檢查部位對應(yīng)的圖像，并將該圖像存儲在自身裝置的存儲器或設(shè)置在自身裝置外的圖像存儲機構(gòu)中，上述圖像顯示裝置基于從上述外觀檢查裝置發(fā)送的識別信息，針對作為上述分析對象而被檢測出的被檢查部位，從外觀檢查裝置接收對于在特定基板的檢查時所生成的該被檢查部位的圖像的發(fā)送，同時，從上述圖像獲取裝置接收對于與針對上述特定基板而從外觀檢查裝置發(fā)送的圖像相同的被檢查部位的圖像的發(fā)送，并以相互能夠?qū)φ盏臓顟B(tài)顯示所發(fā)送的各圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的基板檢查系統(tǒng)，其特征在于，在上述多個工序中包括有焊錫印刷工序、元件安裝工序、回流焊工序，而且在回流焊工序中配備有上述外觀檢查裝置，同時，至少在元件安裝工序中配備有圖像獲取裝置，外觀檢查裝置的檢查執(zhí)行機構(gòu)對基板上的每個元件檢查錫焊狀態(tài)以及元件相對焊盤的偏移，并且上述分析對象檢測機構(gòu)對于為了上述元件的偏移檢測而計測的元件的偏移量，計算出相對上述判定基準值的安全裕度。
3.如權(quán)利要求2所述的基板檢查系統(tǒng)，其特征在于，當將與作為分析對象的被檢查部位而被檢測出的元件同一種類的元件安裝在上述基板上時，上述分析對象檢測機構(gòu)將該同一種類的元件也作為分析對象而進行檢測。
全文摘要
提供一種基板檢查系統(tǒng)，其在執(zhí)行檢查的工序被限定時，也能容易的判別在元件安裝基板上品質(zhì)下降的部位及其品質(zhì)下降的原因。由設(shè)置在最后的回流焊工序中的檢查裝置(1)、分別設(shè)置在其前兩個工序中的圖像獲取裝置(2A、2B)、圖像顯示裝置(3)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在檢查裝置中，對每個元件求出在檢查規(guī)定數(shù)的基板期間所得到的計測值相對判定基準值的安全裕度，并將該安全裕度小的元件的元件代碼發(fā)送到其他裝置(2A、2B、3)。在圖像獲取裝置中，將來自檢查裝置的元件代碼所對應(yīng)的圖像存儲在存儲器中。在圖像顯示裝置中，針對元件代碼所對應(yīng)的元件，從檢查裝置及圖像獲取裝置接收圖像的發(fā)送，并按照每個相同基板及相同元件顯示各工序的圖像。
文檔編號G01R31/309GK1932491SQ20061015341
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者南方拓, 藤井良樹 申請人:歐姆龍株式會社