专利名称：印刷电路板检查装置、装配检查线系统和计算机可读介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于查看安装元件是否被正确地焊接在印刷电路板上的技术，具体涉及在回流炉中焊接元件之前精确地预测焊接缺陷的检查技术。
背景技术：
在印刷电路板组件中，已经通过人眼或替代人眼的外观检查装置进行了目视检查，来查看是否安装元件被正确地焊接。
例如，日本专利公开出版物第10-311807号(以下称为对比文件1)公开了一种技术，用于计算通过诸如BGA(球栅阵列)和CSP(芯片标度封装体)的区域阵列元件变形的焊料的基准状态，并且通过使用X射线的检查装置而参考所述基准状态来查看焊接质量。日本专利公开出版物第10-170455号(以下称为对比文件2)公开了一种技术，用于使用X射线来检测在焊接合金中的铅(lead)的阴影，并且根据所述阴影来查看焊接质量。
日本专利公开出版物第2002-134899号(以下称为对比文件3)公开了一种检查线技术。按照这种技术，在每次处理后进行检查，包括在印刷处理后检查焊料印刷状态、在安装处理后检查安装元件的元件安装状态、和在回流处理后检查焊接状态。使用这种技术在这些处理中检测缺陷保证了高密度的安装质量，有助于元件大小的减小并且便于维修所检测的缺陷。另外，在每个处理中获得的测量值被反馈和前馈，以便提供精确的和有效的质量控制。
日本专利公开出版物第2003-110299号(以下称为对比文件4)公开了一种检查装置，它能够同时检查安装芯片元件和区域阵列元件的焊料印刷状态。由于这个检查装置可以执行传统上由两个检查装置执行的检查，因此减少了设备投入的数量。
随着近来用于促进产品的尺寸减小、性能增强和速度改善的在印刷电路板上的高密度安装的进步，对于高密度安装的装配检查方法的需要正在增加。另一方面，例如，随着中国在印刷电路板装配领域中的兴起，许多批量生产类型的印刷电路板——包括容易装配的印刷电路板和非高密度安装类型——现在在中国被生产。这继而增加了在日本的少量(和偶尔大量)多种印刷电路板的生产或高混合少数量(high-mix low-volumn)的生产。
至今已经普及了高速芯片安装装置和异形元件安装装置的结合使用，该结合使用用于安装诸如IC(集成电路)或连接器之类的异形元件。但是，正在转移到多个异形元件安装装置的结合使用。这是因为ASIC(特定用途集成电路)的增加已经减少了安装元件的数量。可以用于布置和装配这些安装装置的时间正在变得紧密(tight)。
这些情况表明了对于适用于具有减少数量的元件的印刷电路板的生产和高混合小数量的生产的焊料检查装置、处理和方法的需要正在增长。
当面对诸如元件大小减小、区域阵列元件的使用和安装密度的改善之类的未来的挑战的时候，在焊接后通过外观检查装置或人眼的传统检查无法保证检查质量。
在使用在对比文件1和2中公开的X射线的方法的情况下，可以通过辐射X射线来检查不能由外观检查查看的区域阵列元件的焊接状态。但是，所述方法的缺点在于X射线装置昂贵，X射线操作员的数量有限，并且即使检测到缺陷也难于维修缺陷。
在对比文件3中公开的技术可以通过对于在焊接处理之前执行的每个装配处理提供检查装置而实现有效的质量控制。但是，使用这种技术，不可能检测在元件安装(布置，装配)处理后发生的缺陷，包括诸如小元件的杂质黏附到区域阵列元件的焊料印刷区域。这种技术的另一个问题是需要对于每个装配处理提供检查装置，这导致设备投入的提高和设置每个检查装置的额外任务。即，这种技术在大批量生产中是高效的，但是在小批量生产中效率不高。
在对比文件4中公开的技术和在本领域内公知的其他类似技术使用检查装置，以取代使用对于每个处理提供的检查装置，该检查装置被安装在高速芯片元件安装装置和异形元件安装装置之间的最有效的检查点，它具有下述功能测量在其中未安装元件的区域上的焊料印刷形状，并且测量其中安装了元件的区域上的元件的安装状态。这些技术在高密度安装中在一定程度上是有用的。但是，不能查看其中安装了元件的区域上的焊接状态，因此，不能查看高密度安装的芯片元件的焊接状态。
上述技术的问题是不能以低成本有效地查看焊料膏的印刷状态和元件的安装状态。
发明内容
本发明的目的在于解决所述的至少一个问题，以便改善印刷电路板的质量和印刷电路板的生产率。
为了实现本发明的上述和其他目的，在在其上印刷了焊料膏以便在所述焊料膏上安装一个或多个元件的印刷电路板的检查中，不仅仅通过执行焊料膏的印刷模式匹配和在安装元件后查看焊料形状和变形来查看质量、而且还通过在安装元件后计算未被电极覆盖的焊料膏的量来查看质量。换句话说，根据图像数据来计算未被安装在焊料膏上的元件的电极覆盖的焊料膏的量，所述图像数据是通过诸如CCD照像机和/或激光测量机的成像装置而捕获的，它示出了在焊料膏上安装的元件的状态。然后，如果未覆盖的量大于预定的上限或小于预定的下限，则确定未正确地印刷焊料膏。
按照本发明，可以使用简单的结构而有效地测量在印刷电路板上印刷的焊料的状态、元件的安装状态、和在安装的元件下的焊料的变形。因此，本发明使得可以大幅度减少印刷电路板的缺陷状态，并且适用于高密度安装和多混合可变数量的生产。
图1是示出了按照本发明的印刷电路板检查装置的配置的一个示例的方框图；图2是示出了按照本发明的使用图1的印刷电路板检查装置的印刷电路板装配检查线系统的配置的示例的方框图；图3A和3B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第一示例；图4A-4C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第二示例；图5A-5C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第三示例；图6A-6C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第四示例；图7A-7C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第五示例；图8A和8B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第六示例；
图9A和9B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第七示例；图10A-10D图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第八示例；图11A和11B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第九示例；图12A和12B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十示例；图13A-13C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十一示例；图14A和14B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十二示例；图15图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十三示例；图16A和16B分别图解了图1的印刷电路板检查装置的系统配置的一个示例及其数据库表结构的示例。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的一个例证实施例。
图1是示出了按照本发明的印刷电路板检查装置的配置的一个示例的方框图。图2是示出了按照本发明的使用图1的印刷电路板检查装置的印刷电路板装配检查线系统的配置的示例的方框图。
图1所示的安装检查装置10是本发明的印刷电路板检查装置，其包括成像装置和检查部分10a，所述成像装置包括照像机11和激光测量机12。检查部分10a被配置为计算机，包括CPU(中央处理单元)、显示单元、输入单元、外部存储单元。检查部分10a通过光盘驱动器等向外部存储单元安装在诸如CD-ROM之类的记录介质中记录的程序或数据，向主存储器中载入所述程序或数据，并且通过CPU处理所述程序或数据，以便提供按照本发明的、用于检查印刷电路板的功能。
检查部分10a提供了下述功能即不仅仅通过执行焊料膏的印刷模式匹配和在安装元件后查看焊料形状和变形来查看质量，而且还通过在安装元件后计算未被电极覆盖的焊料膏的量来查看质量。
更具体而言，检查部分10a提供了用于向存储单元(未示出)存储图像数据的功能，所述图像数据是通过照像机11和激光测量机12而捕获的，并且示出了元件相对于焊料膏的安装状态，检查部分10a还提供了下述功能计算未被安装在焊料膏上的元件的电极覆盖的焊料的量，如果所计算的未覆盖的量大于预定的上限或小于预定的下限，则确定是否正确地印刷了焊料膏。
检查部分10a还提供了用于根据图像数据来得到在焊料膏上的元件的安装状态的功能，并且提供了如果所得到的安装状态不同于预定的正确状态则确定所述元件未被正确地安装的功能。
检查部分10a还提供了用于得到在焊料膏上安装的元件相对于印刷电路板的表面的高度的功能；并且检查部分10a提供了下述功能如果所述高度小于与所述元件相关联的预定下限则确定所述焊料膏不足或所述元件丢失，并且如果所述高度大于与所述元件相关联的预定上限则确定杂质被附着到焊料膏。
检查部分10a还提供了得到在焊料膏上安装的元件相对于印刷电路板的表面的高度、并且检测所述焊料膏在低于所述元件的高度的位置处是否具有未被电极覆盖的部分的功能；并且检查部分10a提供了下述功能如果所得到的元件高度小于与所述元件相关联的预定下限则确定所述焊料膏不足或所述元件丢失；如果所得到的元件高度大于与所述元件相关联的预定上限则确定杂质被附着到焊料膏；并且如果检测到所述焊料膏在低于所述元件的高度的位置处没有未被电极覆盖的部分则确定所述焊料膏不足。
检查部分10a还提供了检测焊料膏不足、印刷未对准、在焊料膏上的元件未对准、丢失元件、错误元件、在错误方向上安装的元件和抬起的元件的功能；并且检查部分10a还提供了下述功能根据图像数据来检测焊料膏的不足、印刷未对准、印刷污迹和在焊料膏上的杂质，所述图像数据是在安装所述元件之前由照像机11和激光测量机12捕获的；并且示出了在印刷电路板上印刷的焊料膏。
为了提供这些功能，检查部分10a具有杂质检查部分13、印刷污迹检查部分14、焊料不足检查部分15、印刷未对准检查部分16、元件未对准检查部分17、丢失元件检查部分18、方向错误检查部分19和电极下焊料不足检查部分20。
照像机11和激光测量机12可以结合用于检查在印刷电路板上印刷的焊料的状态、所安装的元件的状态、和在元件的电极下的焊料的状态。照像机11和激光测量机12不必结合使用，并且有可能仅仅使用其中之一。
检查部分10a提供了用于在元件安装之前检查在印刷电路板上印刷的焊料的状态的功能，并且提供了下述功能检查安装元件的状态和在元件安装后在印刷电路板上印刷的焊料的状态。为了提供在元件安装之前检查在印刷电路板上印刷的焊料的状态的功能，检查部分10a包括杂质检查部分13，用于检测杂质；印刷污迹检查部分14，用于检测由于过量的焊料而导致的印刷污迹；焊料不足检查部分15，用于检测焊料不足；和印刷未对准检查部分16，用于检测焊料印刷未对准。
为了提供用于检查所安装的元件的功能，检查部分10a包括元件未对准检查部分17，用于检测所安装的元件的未对准；丢失元件检查部分18，用于检查丢失的元件；方向错误检查部分19，用于检测在错误方向安装的元件；电极下焊料不足检查部分20，用于检测在所述元件的电极下的焊料不足；焊料变形检查部分(未示出)，用于检查在所述元件的电极下的焊料的变形；和错误元件检查部分(未示出)，用于检测在错误位置安装的元件。
印刷污迹检查部分14、焊料不足检查部分15和印刷未对准检查部分16不仅仅用于在元件安装之前的检查，而且用于在元件安装之后的检查。
图2图解了印刷电路板装配检查线的配置的一个示例，所述印刷电路板装配检查线包括焊料印刷机30，用于在印刷电路板的焊点(电极)上以预定图案印刷焊料膏；元件安装装置40，用于在预定位置安装区域阵列元件等；安装检查装置10，它是图1所示的本发明的印刷电路板检查装置；元件安装装置50，用于在预定位置上安装诸如连接器的大型元件；回流炉60，用于加热和熔化焊料，以便将安装元件的电极焊接到焊点。
存在两种印刷电路板装配线。一种是包括不同类型的元件安装装置的类型，另一种是包括相同类型的元件安装装置的类型。元件安装装置的数量不限于两个。
使用这种印刷电路板装配和检查线配置，安装检查装置10能够在回流炉60中焊接之前检测缺陷的起因。因此，可以在保证高密度安装的同时大大地减少缺陷的发生。而且，这样的线配置使得可以根据要安装的元件的类型来改变安装检查装置10的位置。因此，容易实现高混合可变产量的生产而不用增加检查设备和设置时间的投入。
下面参照图3A-16B描述了图1的检查部分10a的检查操作。
图3A和3B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第一示例。图4A-4C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第二示例。图5A-5C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第三示例。图6A-6C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第四示例。图7A-7C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第五示例。图8A和8B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第六示例。图9A和9B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第七示例。图10A-10D图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第八示例。图11A和11B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第九示例。图12A和12B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十示例。图13A-13C图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十一示例。图14A和14B图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十二示例。图15图解了图1的印刷电路板检查装置的操作的第十三示例。图16A和16B分别图解了图1的印刷电路板检查装置的系统配置的一个示例及其数据库的表结构的示例。
图3A和3B图解了杂质检查的示例。诸如BGA和CSP的区域阵列元件的缺陷包括由于意外地滑入安装元件的电极和在印刷电路板的焊点1上印刷的焊料4之间的杂质(将被安装的元件的本体3)而导致的开路(接触不良)。这种检查被执行用来检测图3A和3B所示的这样的杂质(元件的本体3)。
诸如安装故障的芯片元件或元件提供盒的一段带子之类的杂质(元件的本体3)有时依赖于在由焊料印刷机(30)印刷焊料后元件安装装置(40)的状态不希望地被置于印刷电路板上。图3B示出了其中这样的杂质被置于一个区域上的状态(缺陷状态)，其中在随后的处理中诸如BGA和CSP的区域阵列元件被置于所述区域上。如果不去除图3B所示的不正确安装的元件的本体3，则将所述元件的电极2连接到焊料4上。
按照本实施例的安装检查装置10使用照像机(11)来捕获在印刷电路板的安装区域中的焊点1上的焊料4的状态的图像数据，根据所述图像数据来测量焊料4的面积，并且比较所测量的面积与允许的值，以便检查杂质(所述元件的本体3)的存在。如果存在所述杂质(所述元件的本体3)，则减少了可以观察到的焊料4的面积。因此，可以根据焊料4区域的面积来确认所述杂质(所述元件的本体3)的存在。
难于检测在区域阵列元件被安装和焊接到杂质(所述元件的本体3)后由杂质(所述元件的本体3)的存在引起的这样的缺陷，因为结合部分位于本体3之下，因此不能从外部被看见。如果不执行这个杂质检查，则直到执行了功能检查，才检测到这些缺陷。按照这个实施例，在元件安装之前检查杂质(所述元件的本体3)的存在。这使得有可能在元件安装之前采取诸如去除所述杂质(所述元件的本体3)的措施，由此避免在焊接后难于维修。
图4A-4C图解了印刷污迹检查的示例。图4A示出了其中由于在焊料印刷处理中的焊料过量而导致的、焊料4扩展到焊点区域外部的状态。图4B示出了其中在图4A的焊料4上安装了元件的状态。在图4B的焊料4被加热和熔化以用于在回流炉(60)中焊接的情况下，虽然焊料4的一些部分被移动到焊点上，但是一些部分可能形成在图4C所示的元件之间的短路5。
按照这个实施例，通过下述方式来检查印刷污迹的出现在元件安装之前使用照像机(11)来捕获在印刷电路板的安装区域上的印刷状态的图像数据；根据所述图像数据来测量焊料的面积，并且比较所测量的面积与允许值，以便检查印刷污迹的存在。如果存在印刷污迹，则可以观察到的焊料的面积大于预定上限。因此，可以根据所测量的焊料的面积来检测印刷污迹。
图5A-5C图解了焊料不足检查的示例。图5A示出了下述状态其中由于在焊料印刷处理中焊料的不足而导致仅仅在焊点1的一部分上印刷了焊料4。图5B示出了其中在图5A的焊料4上安装元件的状态。如果图5B的焊料4被加热和熔化以用于在回流炉(60)中焊接，则由于焊料不足而导致如图5C所示形成开路6。
在这个检查中，通过下述方式来检测焊料不足使用照像机(11)来捕获在印刷电路板的安装区域中的焊点1上的焊料4的图像数据，根据所述图像数据来测量焊料4的面积，并且比较所测量的面积与预定的允许值。例如，如果焊料的测量面积r等于或小于预定的下限，则确定焊料不足。也可以在元件安装之后以相同的方式来执行这种检查。
图6A-6C图解了印刷未对准检查的一个示例。图6A示出了下述状态其中，虽然在焊料印刷处理中焊料的提供量是足够的，但是所印刷的焊料4与焊点1未对准。图6B示出了其中在图6A的焊料4上安装元件的状态。如果图6B的焊料4被加热和熔化以用于在回流炉(60)中焊接，则虽然焊料4的大部分被移动到焊点1上，但是靠近相邻焊点印刷的部分可能在电极2之间形成短路5，如图6C所示。
按照这个实施例，通过照像机(11)来捕获在印刷电路板上的安装区域中的焊点1和焊料4的状态的图像数据，并且根据图像数据来检查印刷未对准的出现。可以通过下述方式来检测未对准根据焊料4的图像数据来得到焊料4的位置，并且比较所得到的位置与以数据形式提前提供的基准位置。也可以在元件安装之后以相同的方式来执行这种检查。
可以看出，在这种安装检查装置中，可以在元件安装之前(图6A)和之后(图6B)来检测在熔化和回流焊接之后发生的由焊料印刷状态而导致的缺陷，并且可以通过控制焊料提供位置和焊料提供量来防止在焊接后发生的缺陷。
图7A-7C图解了元件未对准检查的示例。图7A所示的元件的本体3和电极2被正确地安装在焊点1上。但是，在一些情况下，所述元件的本体3如图7B所示平行地位移，或者如图7C所示旋转。
按照这个实施例，通过照像机(11)捕获在印刷电路板上的安装区域中焊点1的状态、元件的本体3和所述元件的电极2的图像数据，并且根据图像数据来检查元件未对准的出现。可以通过下述方式来检测诸如图7B的平行位移的未对准得到在安装位置上的焊点1之间的正确中心C1和所述元件的本体3的元件中心C2，并且比较和匹配所述正确的中心C1和元件中心C2。可以通过下述方式来检测诸如图7C的旋转之类的未对准得到所述元件的本体3和电极2的轮廓的位置，并且将所述位置与正确的位置相比较。
图8A和8B图解了丢失元件检查的示例。图8A示出了元件的本体3和电极2在焊点1上正确地安装的状态，图8B示出了由于元件提供错误而导致元件丢失、并且焊点1保持没有所述元件的状态。
按照这个实施例，通过照像机(11)来捕获在印刷电路板上的安装区域中焊点1周围的状态的图像数据，并且根据所述图像数据来查看丢失的元件。如果在印刷电路板上的安装区域中未检测到元件的本体3和电极2的轮廓，则确定所述元件丢失。在这种检查中，也可以通过下述方式来检测丢失元件使用激光测量机(12)来检测所述元件的安装区域中比焊点1的表面高出元件的高度的区域的存在。
图9A和9B图解了错误元件检查的示例。图9A示出了正确元件103的本体3和电极2安装在焊点1上的状态，而图9B示出了由于元件提供错误而导致的安装了错误元件102的本体3和电极2的状态。
按照这个实施例，通过下述方式来检测错误元件使用照像机(11)来捕获在印刷电路板上的安装区域中的焊点1周围的状态的图像数据，并且读取在本体3的顶部印刷的诸如“102”的元件ID，并且比较所读取的元件ID与诸如“103”的正确元件ID。
图10A-10D图解了方向错误检查的示例。图10A示出了元件在正确方向上安装在焊点1上的状态，图10B示出了由于元件提供错误而在相反的方向安装所述元件的状态。
按照这个实施例，通过下述方式来检测这样的方向错误使用照像机(11)来捕获在印刷电路板的安装区域中焊点1附近的状态的图像数据，并且根据该图像数据来读取极性标记7，并且比较所读取的极性标记7与正确的方向。为图10C和10D所示的IC元件14提供具有与图10A和10B的极性标记7不同形状的极性标记。可以以如上关于整个电路板描述的相同方式对于具有所述极性标记7的IC元件14执行方向错误检查。
图11A和11B图解了小于芯片元件的电极的焊料的检查的示例。图11B示出了在印刷电路板的焊点1上安装的元件的本体3和所述元件的电极2的侧视图，图11A示出了图11B的顶视图。如图11A和11B所示，存在这样的情况其中，由于焊料不足等而导致未在元件的一个电极2之下提供焊料4。
在这种检查中，安装检查装置10在回流之前使用照像机(11)来捕获在印刷电路板上的安装区域周围的图像，通过图像处理获取具有用于指示焊料的颜色的部分(图像数据)，根据所述图像数据来确定是否存在未被元件的电极2覆盖的焊料的一部分，并且根据确定结果来检测在电极下的焊料的不足。
如果在元件的电极2下存在充足的焊料，则可以检测未被所述元件的电极2覆盖的焊料4的一部分，如在图11A的左侧所示。如果焊料不足，则不能检测焊料4的未覆盖部分，如在图11A的右侧所示。
也可以使用激光测量机(12)来检测在电极下的这种焊料不足。首先，通过向印刷电路板的表面上辐射激光束来测量高度(A)。接着，通过根据电极2的位置信息而在元件的电极2的位置上辐射激光束来测量元件的电极2的高度(B)。然后，确定是否存在印刷电路板的高度(A)和元件的电极2的高度(B)之间的高度(C)，从而检查在电极下的焊料不足。
图12A-12B图解了小于元件(IC元件)的电极的焊料检查的示例。图12A示出了焊料4与元件的焊点1和电极2接触的状态。图12B示出了由于元件的电极2的翘曲而导致的元件的电极2与焊料4不接触的状态。如果图12B的焊料4在随后的处理中被加热和熔化，则出现诸如引线开路的缺陷。
在这种情况下，可以以与上述情况相同的方式、通过使用照像机(11)的图像捕获和图像处理或者通过使用激光测量机的高度测量，来检测未被电极2覆盖的焊料4的一部分。
图13A-13C和14A-14B图解了杂质检查的示例。IC元件和连接器元件的缺陷包括由于意外地滑入安装元件的电极和在印刷电路板的焊点上印刷的焊料之间的杂质而导致的开路(接触不良)。依赖于在由焊料印刷机印刷焊料膏后元件安装装置的状态，诸如芯片元件之类未能正确安装的杂质有时意外地被置于印刷电路板上。
图13B示出了这样的状态，其中，所述的杂质意外地被置于一个位置，在此位置，在随后的处理中安装诸如IC元件和连接器元件的异形元件，图13C示出了在图13B的杂质上安装异形元件的状态。
按照这个实施例，计算未被异形元件的电极覆盖的焊料部分的面积，并且将所测量的面积与允许值相比较，以便检测杂质的存在。如果存在杂质，则减少可以在由照像机(11)捕获的图像数据中观察到的焊料部分的面积。因此，可以根据焊料部分的面积来检测杂质的存在。
而且，如图14A和14B所示，为了识别杂质附着(图14B)和焊料不足(图14A)，在测量了未被覆盖的焊料部分的面积后，测量元件电极周围的高度(H)。如果存在高于预定允许值(标记厚度)的点，则识别为杂质附着。如果高度(H)小于标记厚度，则识别为焊料不足。
可以使用利用例如CCD照像机或激光测量机的三维测量技术来用于上述的高度测量。使用CCD照像机来测量三维物体的技术的一个示例包括在日本公开专利出版物第2000-304520号中公开的一种技术，其中，接通了六个灯，每次灯接通时由CCD照像机捕获回流的焊料角焊缝的图像，并且根据在图像中的像素的亮度来测量所述焊料角焊缝的形状。
使用激光来测量三维物体的技术的示例包括在日本公开专利出版物第07-208948号中公开的一种技术，其中，一个激光束被辐射到物体上，并且测量和计算反射光以便得到物体的高度；使用激光来测量三维物体的技术的示例还包括另一种技术，其中，多个激光束被辐射以实现高度准确的测量。
下面参照图15来说明“允许值”。所述“允许值”是用于识别允许的产品和缺陷产品的阈值。在本实施例中存在两个允许值，如图15所示。当未被元件的电极覆盖的焊料部分的量小于在图15左侧的允许值时，发生焊料不足。如果所述量大于在图15右侧的允许值，则出现电桥。
为了得到这些允许值，例如，将CCD照像机或激光测量机移动到指定地址的坐标，以便测量焊料的未覆盖量的面积。然后，根据在回流焊接后的质量数据，如果发生焊料不足，则将允许值设置为所测量的焊料的未覆盖面积加“1”后的值。另一方面，如果在回流焊接后出现电桥，则将允许值设置为所测量的焊料的未覆盖面积减“1”后的值。
图16图解了本实施例的印刷电路板检查装置的系统配置的示例，它包括这个实施例的印刷电路板检查装置1601，用于通过CPU按照程序执行处理；由印刷电路板检查装置1601持有的数据库1602；CCD照像机或激光测量机1603；要被检查的印刷电路板1604；回流炉1605；回流后检查装置1606。这种印刷电路板检查装置1601被配置来经由网络而发送和接收数据1602。数据1602包括地址位置信息1602a、元件编号1602b、方向信息1602c、焊点信息1602d和允许值(允许产品的阈值)1602e和回流焊接后的结果(数据)1602f。图16B图解了图16A所示的数据库1602的表结构的示例。
如上参照图1-16B所述，在这个实施例中，在焊料上安装了元件的电极后检查在印刷电路板上印刷的焊料的状态，也检查安装元件的状态和在安装元件的电极下的焊料的状态。
更具体而言，通过下述方式来检查焊料的质量根据由照像机或激光测量机获得的图像数据来计算未被电极覆盖的焊料的面积，并且将所计算的面积与预定的允许值相比较。使用这些操作，可以在安装元件后检测杂质、焊料不足、印刷污迹和印刷未对准的存在。
另外，也可以在安装元件后检测元件未对准、丢失元件、错误的元件、安装元件的方向错误、在安装元件的电极下的焊料不足、和由于导线弯曲而导致的开路。
本发明的印刷电路板检查装置的使用消除了在熔化和焊接处理后的检查的必要。这在高密度安装技术的未来改进上是很有效的。具体上，由于焊接后检查中的安装元件的高度的干扰，有时难于检查接合部分的外观，。如果焊料结合部分位于安装元件等的本体之下，则在回流焊接后不能通过检查来查看焊接状态。如果使用本发明的印刷电路板检查装置，则不必在回流焊接后执行这样的检查。即，因为本发明的印刷电路板检查装置可以预测在焊接后将发生的缺陷，因此可以在焊接之前检查在焊接后不能查看的区域。因此，可以防止缺陷印刷电路板的流通。这使得有可能提供高质量和有效的印刷电路板和电子装置。
虽然已经参照图1-16B图解的示例按照优选实施例说明了本发明，但是，对于本领域的技术人员，显然可以在不脱离本发明的范围的情况下作出改变和修改。
应当明白，检查部分10a并不是必须具有包括在上述实施例中使用的键盘和光盘驱动器的计算机。可选地，可以使用不包括它们的计算机。虽然在上述实施例中将光盘用作记录介质，但是可以替代使用软盘FD等。对于程序安装，可以使用通信装置经由网络来下载和安装程序。
本申请基于2004年6月30日向日本专利局提交的日本优先申请第2004-193001号，其整体内容以引用方式被包含在此。
权利要求
1.一种用于印刷电路板的印刷电路板检查装置，在所述印刷电路板上，印刷了焊料膏，并且在焊料膏上安装了至少一个元件，所述装置包括第一部分，用于接收由成像装置捕获的图像数据，所述图像数据示出了在焊料膏上安装的元件，并且所述图像数据被存储在存储单元中；第二部分，用于从存储单元读出图像数据，并且根据所读出的图像来计算未被在焊料膏上安装的元件的电极所覆盖的焊料膏的量；和第三部分，用于如果未覆盖的焊料膏的量大于预定上限或小于预定下限，则确定焊料膏未被正确地印刷。
2.按照权利要求1的印刷电路板检查装置，还包括第四部分，用于从存储单元读出图像数据，并且根据该图像数据来获得在焊料膏上安装的元件的安装状态信息；以及第五部分，用于如果由第四部分获得的元件的安装状态信息不同于预定的正确状态信息，则确定所述元件未被正确安装。
3.按照权利要求1的印刷电路板检查装置，还包括第六部分，用于得到在焊料膏上安装的元件相对于印刷电路板的表面的高度；以及第七部分，用于如果由第六部分得到的高度小于预先与所述元件相关联的下限，则确定焊料膏不足或所述元件丢失，以及用于如果由第六部分得到的高度大于预先与所述元件相关联的上限，则确定杂质附着在焊料膏上。
4.按照权利要求1的印刷电路板检查装置，还包括第八部分，用于得到在焊料膏上安装的元件的高度，并且检测所述焊料膏在低于所述元件的高度的位置处是否具有未被电极覆盖的部分；第九部分，用于如果由第八部分得到的高度小于预先与所述元件相关联的下限，则确定焊料膏不足或所述元件丢失，如果由第八部分得到的高度大于预先与所述元件相关联的下限，则确定杂质附着在焊料膏上，并且如果第八部分检测到焊料膏在低于所述元件的高度的位置处没有未被电极所覆盖的部分，则确定焊料膏不足。
5.按照权利要求1的印刷电路板检查装置，其中，所述成像装置包括照像机和激光测量机中的一个或者两者。
6.按照权利要求1的印刷电路板检查装置，还包括第十部分，用于从存储单元读出图像数据，以便检测焊料膏的不足、焊料膏印刷未对准、焊料膏上的元件未对准、丢失元件、错误的元件、在错误方向上安装元件、和抬起元件。
7.按照权利要求1的印刷电路板检查装置，还包括第十一部分，用于根据图像数据来检测焊料膏的不足、印刷未对准、印刷污迹和焊料膏上的杂质，所述图像数据是由成像装置在安装元件之前捕获的，它示出了在印刷电路板上印刷的焊料膏。
8.一种计算机可读介质，其上记录了程序，用于使得计算机作为印刷电路板检查装置来检查印刷电路板，在所述印刷电路板上印刷了焊料膏，并且在焊料膏上安装了至少一个元件，所述程序包括第一处理，用于接收由成像装置捕获的图像数据，所述图像数据示出了在焊料膏上安装的元件，并且所述图像数据被存储在存储单元中；第二处理，用于从存储单元读出图像数据，并且根据所读出的图像来计算未被在焊料膏上安装的元件的电极所覆盖的焊料膏的量；以及第三处理，用于如果未被覆盖的焊料膏的量大于预定上限或小于预定下限则确定焊料膏未被正确地印刷。
9.一种印刷电路板装配检查线系统，包括焊料印刷机件，用于在印刷电路板上印刷焊料膏；元件安装装置，用于在印刷电路板上安装至少一个元件，在所述印刷电路板上，由焊料印刷机件印刷了焊料膏；权利要求1的印刷电路板检查装置，用于通过检查由元件安装装置安装的元件和由焊料印刷机件印刷的焊料膏来确定印刷电路板是否包括缺陷；回流炉，用于如果印刷电路板检查装置确定印刷电路板不包括缺陷，则通过加热焊料膏来焊接所述元件。
全文摘要
公开了一种印刷电路板检查装置，它被配置用来在印刷电路板上的焊料膏的检查中，测量安装元件后附着的焊料的形状和元件的形状。在所述印刷电路板上印刷了焊料膏，并且在焊料膏上安装了至少一个元件，所述用于印刷电路板的印刷电路板检查装置包括一个检查部分。所述检查部分根据由成像装置捕获的图像数据计算未被在焊料膏上安装的元件的电极所覆盖的焊料膏的量，所述图像数据示出了在焊料膏上安装的元件。如果计算出的未被覆盖的焊料膏的量大于预定上限或小于预定下限，则检查部分确定焊料膏未被正确地印刷。
文档编号H05K13/00GK1715888SQ20051008141
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者中川洋光, 高桥英树, 向井胜彦 申请人:株式会社理光