基板检查装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检查印刷电路板上安装的零件的焊锡接合的状态的技术。
【背景技术】
[0002]在印刷电路板的表面安装生产线上，广泛地使用基板检查装置(也称外观检查装置)来检查回流后的焊锡接合是否合格。在基板检查装置中，根据对基板拍摄的图像来测量与焊锡的形状相关的各种指标，根据该测量值来评价焊锡的接合状态。此时，因为必须使用二维信息即图像来检查焊锡的三维形状，所以到目前为止已经提出了各种处理方法。
[0003]例如在专利文献1中提出有使用所谓移相(移动相位)法来计算焊锡的接合部高度的方法。具体而言，在改变图案光的相位的同时，进行N次将格子状的图案光投影在焊锡上进行拍摄的处理，通过对N张图案图像进行相位分析来获得焊锡区域的各像素的高度信息。之后，将焊锡区域分为靠近零件电极侧的近检查区域和远离零件电极侧的远检查区域，求出近检查区域内的各像素的高度的平均值作为接合部高度。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2013-231713号公报
[0007]但是，专利文献1的方法存在以下的问题。首先，移相法在原理上不适合像焊锡这样的镜面物体的测量，很难以高精度来测量焊锡的高度。在专利文献1中为了克服这样移相法的弱点，虽然在靠近零件电极的规定宽度的区域内计算平均高度，目的在于提高SN比(SIGNAL NOISE RAT1:信噪比)，但是即便如此也无法期待高的测量精度。并且，因为仅能获得规定宽度的区域内的平均高度，所以使用移相法无法充分正确评价零件电极和焊锡的接合状态。关于这一点使用图13A、13B来说明。
[0008]图13A是从侧面来观察芯片零件和焊锡的图。接合状态良好的焊锡称为焊脚，呈如同山脚平原的形状。此时，已知零件电极的焊脚的润湿高度有助于零件电极和焊锡之间的接合强度。但是因为通过专利文献1的方法获得的值只不过是例如图13A中的规定区域内的平均高度，因此无法正确评价实际的焊脚的润湿高度，即零件电极和焊锡之间的接合强度。
[0009]另外，专利文献1的方法特别成问题的是如图13B所示的仅零件电极的下端部有焊锡接合的情况。例如，如图13B所示，在其中一方的电极和通常相比隆起的情况下，或焊锡膏的量少、润湿高度比通常要低等的情况下，零件可能会发生倾斜。即使在这样的情况下，若零件电极的下端部接合有焊锡，则应该将其判断成合格品。然而，若如专利文献1所示那样求出规定区域内的平均高度，则计算出的值比实际的焊锡高度小的可能性很高，该焊锡位于零件电极与焊锡的分界面。于是，在如图13B的情况下判断出焊锡与零件电极未接合(焊锡的高度不够)，而导致将本应该是合格品的产品误判成不合格品的“过度检查”的情况。
【发明内容】
[0010]本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供用于以更高精度来检查零件电极的焊锡接合状态的技术。
[0011]为了达成上述目的，在本发明中采用如下结构，S卩:分别用合适的方法来复原镜面物体即焊锡的三维形状与漫反射物体即零件的三维形状，将焊锡的三维形状数据和零件电极的三维形状数据用于检查焊锡和零件电极的接合状态的结构。
[0012]具体而言，本发明的基板检查装置，用于检查零件的焊锡接合的状态，其特征在于，具有:焊锡形状测量部，使用第一图像来复原作为检查对象的焊锡的三维形状，所述第一图像，是通过使用多种颜色的光从互不相同的入射角照射基板，在使镜面物体的表面上呈现出与所述镜面物体的表面的法线方向对应的颜色特征的状态下进行拍摄而获得的；零件形状测量部，使用第二图像来复原作为检查对象的零件电极的三维形状，所述第二图像，是通过将图案光投影在所述基板上，在使漫反射物体的表面上呈现出与所述漫反射物体的表面的凹凸对应的图案变形的状态下进行拍摄而获得的；检查部，使用通过所述焊锡形状测量部获得的所述焊锡的三维形状的数据和通过所述零件形状测量部获得的所述零件电极的三维形状的数据，来检查所述焊锡与所述零件电极之间的接合分界面的接合状态。
[0013]根据这样的结构，因为分别用适合的方法来复原作为镜面物体的焊锡的三维形状和作为漫反射物体的零件电极的三维形状，所以能够获得焊锡和零件电极双方的高精度的三维形状数据。屏气，因为使用这样的三维形状数据能够以高精度计算(测量)焊锡和零件电极各自形状相关的指标值，特别是位于焊锡和零件电极之间的接合分界面的各种的指标值，所以能够以高可靠性来检查焊锡和零件电极有无接合或者其接合强度。
[0014]因为根据三维形状数据能够计算出的指标多种多样，所以也可以将任意的指标用于检查。例如，所述检查部也可以计算“焊脚高度”将所述焊脚高度用于检查；所述焊脚高度是基于所述焊锡的三维形状的数据来表示位于所述接合分界面的所述焊锡的高度的指标。因为通过使用位于接合分界面的焊锡的高度能够正确评价零件电极的焊锡的润湿或零件电极与焊锡的接合部的大小等，所以能够以高精度来检查有无接合或接合强度。
[0015]进而，优选的，所述检查部基于所述零件电极的三维形状的数据，计算出“电极高度”，使用所述焊角高度和所述电极高度来判断位于所述接合分界面的所述焊锡与所述零件电极有无接合，所述电极高度是表示位于所述接合分界面的所述零件电极的高度的指标。因为通过比较位于接合分界面的电极高度和焊锡的高度，能够评价零件电极的焊锡有无接合或接合部的长度(高度)等，所以能够以更高的精度来检查。
[0016]在其他方面，作为基于焊锡的三维形状的数据能够计算的指标，例如有“焊脚连接宽度”，表示位于所述接合分界面的所述焊锡的宽度的指标；“焊脚长度”，表示对焊盘的所述焊锡的扩散范围的指标；“连接润湿角度”，表示对所述零件电极的所述焊锡的润湿的指标等。通过使用这些指标进行检查，能够以更高精度来检查零件电极和焊锡之间的接合状
??τ ο
[0017]基板检查装置也可以进一步具有结果输出部，所述结果输出部将所述检查部的检查结果的信息和形状图像一起显示在显示装置上，所述形状图像是表示所述焊锡及所述零件电极的三维形状的图像，是根据所述焊锡的三维形状的数据及所述零件电极的三维形状的数据生成的。通过将检查结果和表示三维形状的图像一起显示，用户能够直观且容易地确认检查结果的有效性或故障部位。
[0018]所述结果输出部也可以进一步显示所述检查部用于检查的指标的值及判断所述指标的判断基准。此时，所述结果输出部也可以将所述指标的值或所述判断基准重叠在表示所述焊锡及所述零件电极的三维形状的图像上来显示。通过这样的显示，用户能够容易地确认实际的焊锡形状、将实际的焊锡形状与判断基准进行比较、确认检查结果的有效性等。
[0019]并且，本发明能够作为至少包括上述方法的一部分的基板检查装置来把握。另外，本发明也能够作为控制方法或计算机程序或存储媒体来把握，所述控制方法是基板检查装置的控制方法，所述计算机程序用于使计算机执行该控制方法的各步骤，所述存储媒体以非易失性的方式将所述计算机程序存储在计算机能够读取的存储媒体中。只要上述结构及处理各自不产生技术上的矛盾，就能够将其互相组合来构成本发明。
[0020]根据本发明，能够以更高精度来检查对零件电极的焊锡的接合状态。
【附图说明】
[0021]图1是表示基板检查装置的硬件结构的示意图。
[0022]图2是检查处理的功能框图。
[0023]图3A?3C是照射R(红)、G(绿)、B (蓝)色光拍摄的第一图像的例子。
[0024]图4是投影图案光进行拍摄的第二图像的例子。
[0025]图5是表不检查处理的流程的流程图。
[0026]图6是从基板获取的图像及三维形状(高度图)的例子。
[0027]图7是通过第一实施方式的零件浮起检查来评价的检查项目的例子。
[0028]图8是第一实施方式的结果输出画面的例子。
[0029]图9是通过第二实施方式来评价的检查项目的例子。
[0030]图10是第二实施方式的结果输出画面的例子。
[0031]图11是结果输出画面的其他的例子。
[0032]图12是结果输出画面的其他的例子。
[0033]图13A、13B是说明以往技术的问题点的图。
[0034]其中，附图标记说明如下:
[0035]1基板检查装置
[0036]10载物台
[0037]11测量单元
[0038]12控制装置
[0039]13信息处理装置
[0040]14显示装置
[0041]20图像获取部
[0042]21形状测量部
[0043]22零件形状测量部
[0044]23检查部
[0045]24检查程序存储部
[0046]25结果输出部
[0047]110摄像头
[0048]111照明装置
[0049]111B蓝色光源
[0050]111G绿色光源
[0051]111R红色光源
[0052]112投影装置
[0053]RL红色光
[0054]BL蓝色光
[0055]GL绿色光
[