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公開番号2024157663
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072141
出願日2023-04-26
発明の名称検査装置および検査方法
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H05K 3/34 20060101AFI20241031BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】基板の表面の電極と電子部品の底面の端子との間のはんだ接合部を検査することが可能な検査装置を提供する。
【解決手段】検査装置10は、プリント配線板11の表面のパッド11bに電子部品13の底面の端子13aをリフローはんだ付けする製造ラインにおいて、パッド11bに印刷されたクリームはんだ12の体積Vとパッド11bの面積Sとに基づいて、はんだ接合部12Bの理論上の厚さPを求める。検査装置10は、さらに、部品実装高さHと電子部品13の厚さhとに基づいて、はんだ接合部12Bの実際の厚さQを求める。そして、検査装置10は、求められた厚さP,Qに基づいて、はんだ接合部12Bが正常か否かを判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板の表面の電極にクリームはんだを印刷し、電子部品の底面の端子を前記電極に位置合わせして前記電子部品を前記基板の表面に搭載し、前記クリームはんだを溶融させて前記電極および前記端子間をはんだ付けする製造ラインにおいて、前記電極および前記端子間のはんだ接合部を検査する検査装置であって、
前記電極の表面に印刷された前記クリームはんだの体積を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部によって検出された前記クリームはんだの体積に基づいて、前記はんだ接合部の理論上の第１のサイズを求める第１の演算部と、
前記電極および前記端子間のはんだ付けの終了後に、前記基板の表面を基準とした前記電子部品の天面の高さを検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部によって検出された前記電子部品の天面の高さと前記電子部品の厚さとに基づいて、前記はんだ接合部の実際の第２のサイズを求める第２の演算部と、
前記第１および第２の演算部によって求められた前記第１および第２のサイズに基づいて、前記はんだ接合部が正常か否かを判定する判定部とを備える、検査装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１および第２のサイズは、それぞれ第１および第２の厚さであり、
前記第１の演算部は、前記クリームはんだの体積を前記電極の面積で除算して前記クリームはんだの厚さを求め、その厚さに１よりも小さな定数を乗算して前記第１の厚さを求め、
前記第２の演算部は、前記電子部品の天面の高さから前記電子部品の厚さを減算して前記第２の厚さを求める、請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記第１および第２のサイズは、それぞれ第１および第２の体積であり、
前記第１の演算部は、前記クリームはんだの体積に１よりも小さな定数を乗算して前記第１の体積を求め、
前記第２の演算部は、前記電子部品の天面の高さから前記電子部品の厚さを減算した値に前記電極の面積を乗算して前記第２の体積を求める、請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記第２の検出部は、
前記電子部品の天面を複数の区域に分割し、前記基板の表面を基準とした前記複数の区域の各々の高さを検出する高さ検出器と、
前記高さ検出器によって検出された前記複数の区域の高さを平均して前記天面の高さを求める第３の演算部とを含む、請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項５】
前記第２の検出部は、
前記電子部品の天面と前記基板の表面との間の体積を検出する体積検出器と、
前記体積検出器によって検出された体積を前記電子部品の天面の面積で除算して前記天面の高さを求める第３の演算部とを含む、請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項６】
前記判定部は、
前記第１および第２のサイズに基づいて前記はんだ接合部のボイド率を求め、
前記ボイド率が上限値よりも小さい場合は、前記はんだ接合部が正常であると判定し、
前記ボイド率が前記上限値以上である場合は、前記はんだ接合部が正常でないと判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項７】
前記判定部の判定結果を報知する報知部をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項８】
基板の表面の電極にクリームはんだを印刷し、電子部品の底面の端子を前記電極に位置合わせして前記電子部品を前記基板の表面に搭載し、前記クリームはんだを溶融させて前記電極および前記端子間をはんだ付けする製造ラインにおいて、前記電極および前記端子間のはんだ接合部を検査する検査方法であって、
前記電極の表面に印刷された前記クリームはんだの体積を検出するステップと、
前記体積を検出するステップによって検出された前記クリームはんだの体積に基づいて、前記はんだ接合部の理論上の第１のサイズを求めるステップと、
前記電極および前記端子間のはんだ付けの終了後に、前記基板の表面を基準とした前記電子部品の天面の高さを検出するステップと、
前記高さを検出するステップによって検出された前記電子部品の天面の高さと前記電子部品の厚さとに基づいて、前記はんだ接合部の実際の第２のサイズを求めるステップと、
前記第１および第２のサイズに基づいて、前記はんだ接合部が正常か否かを判定するステップとを含む、検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、検査装置および検査方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１９－５７５６８号公報（特許文献１）には、基板の表面の電極にクリームはんだを印刷し、電子部品の側面の端子を電極に位置合わせして電子部品を基板の表面に搭載し、クリームはんだを溶融させて電極および端子間をはんだ付けする製造ラインにおいて、電極および端子間のはんだ接合部を検査する検査装置が開示されている。この検査装置は、電極に印刷されたクリームはんだの外観からクリームはんだの体積を検出し、はんだ接合部の外観からはんだ接合部の体積を検出し、クリームはんだの体積とはんだ接合部の体積とに基づいて、はんだ接合部が正常か否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－５７５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の検査装置では、はんだ接合部の外観から体積を検出するので、はんだ接合部が電子部品の外部に露出している必要がある。したがって、基板の表面の電極に電子部品の底面の端子がはんだ付けされる場合には、はんだ接合部が電子部品の下に隠れてしまうため、はんだ接合部の体積を検出することができず、はんだ接合部を検査することができないという問題がある。
【０００５】
それゆえに、本開示の主たる目的は、基板の表面の電極と電子部品の底面の端子との間のはんだ接合部を検査することが可能な検査装置と、検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の検査装置は、基板の表面の電極にクリームはんだを印刷し、電子部品の底面の端子を電極に位置合わせして電子部品を基板の表面に搭載し、クリームはんだを溶融させて電極および端子間をはんだ付けする製造ラインにおいて、電極および端子間のはんだ接合部を検査するものである。この検査装置は、第１の検出部、第１の演算部、第２の検出部、第２の演算部、および判定部を備える。第１の検出部は、電極の表面に印刷されたクリームはんだの体積を検出する。第１の演算部は、第１の検出部によって検出されたクリームはんだの体積に基づいて、はんだ接合部の理論上の第１のサイズを求める。第２の検出部は、電極および端子間のはんだ付けの終了後に、基板の表面を基準とした電子部品の天面の高さを検出する。第２の演算部は、第２の検出部によって検出された電子部品の天面の高さと電子部品の厚さとに基づいて、はんだ接合部の実際の第２のサイズを求める。判定部は、第１および第２の演算部によって求められた第１および第２のサイズに基づいて、はんだ接合部が正常か否かを判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の検査装置では、電極に印刷されたクリームはんだの体積と電極の面積とに基づいて、はんだ接合部の理論上の第１のサイズが求められるとともに、実装された電子部品の天面の高さと電子部品の厚さとに基づいて、はんだ接合部の実際の第２のサイズが求められ、第１および第２のサイズに基づいて、はんだ接合部が正常か否かが判定される。したがって、この検査装置によれば、基板の表面の電極に電子部品の底面の端子をはんだ付けするために、はんだ接合部が電子部品の下に隠れてしまう場合でも、はんだ接合部を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に従う検査装置が適用される製造ラインの構成を示すブロック図である。
印刷機の動作を模式的に示す断面図である。
部品搭載機の動作を模式的に示す断面図である。
リフロー炉の動作を模式的に示す断面図である。
外観検査機の動作を模式的に示す断面図である。
演算処理装置の構成を示すブロック図である。
図６に示す判定部の動作を模式的に示す断面図である。
はんだ接合部のボイド率を求める方法を説明するための断面図である。
はんだ接合部のボイド率を求める方法を説明するための他の断面図である。
はんだ接合部の実際の厚さとボイド率との関係を例示する図である。
製造ラインの動作を示すフローチャートである。
検査装置の動作を示すフローチャートである。
実施の形態１の変更例１における演算処理装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態１の変更例２における演算処理装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態２における演算処理装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に従う検査装置が適用される製造ラインの構成を示すブロック図である。図１において、この製造ラインは、印刷機１、印刷検査機２、部品搭載機３、部品搭載検査機４、リフロー炉５、外観検査機６、演算処理装置７、および画像表示装置８を備える。印刷検査機２、外観検査機６、演算処理装置７、および画像表示装置８は、検査装置１０を構成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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