JP2009229119A - 印刷はんだ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数はんだ箇所をグループ化し、そのグループにおける形状値を軸に許容値と工程指数との関係を可逆的に認識可能にし、許容値の変更があったときは次の１枚目の検査から反映することができる印刷はんだ検査装置を提供することである。
【解決手段】データ蓄積手段６に測定手段２で測定されたプリント基板の１枚毎に、形状データ生成手段３で生成されたハンダ量を表す複数種類の形状データをはんだ箇所に対応づけて蓄積し保存する。統計処理手段７が、プリント基板の１枚を測定する度に、操作手段により指定されたはんだ箇所のグループの、かつ種類の前記保存された形状データについて、少なくとも、標準偏差σを求めるとともに標準偏差値σと該当する前記許容データとから工程能力指数を求める演算を行う。表示制御手段８は、前記１枚毎に、更新された工程能力指数を表示手段９に表示させる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品等を表面実装するためのプリント基板上にクリーム状はんだが印刷されたときのはんだの形成状態を測定し、その形成状態の良否を検査する印刷はんだ検査装置に関する。特に、操作者が良否判定の基準を設定するにあたって、品質との関係で工程能力を向上すべく検査の実績等を基に基準に反映し、しかも検査中の次のプリント基板から即反映して検査できることで、反映結果を早く認識可能にした技術に係る。

なお、工程能力とは、品質のばらつきと判定の基準幅との定量的な関係（指数）が、工程の能力や管理の在り方に関係するというものである。

従来、印刷はんだ検査装置としては、基板（以下、プリント板を単に「基板」と言う。）の表面をレーザ光等で照射し、基板の表面からの反射光を受光するセンサを有し、そのセンサにより測定（三角測量）した結果として得られた測定値、例えば、基板上の印刷はんだ箇所の高さ方向の変位或いは／及び輝度（基板から反射した光の量、受光量（光の強さ）を含む。）の測定値を基に、判定の基準となる基準データ（いわゆる許容値）と比較して判定している（特許文献１）。

この特許文献１の技術では、この許容値の設定を容易にするものであって、ある数量の基板を測定して得られたはんだの量的な形状状態を表す形状値（例えば、体積、面積、等）の分布（ヒストグラム）、不良率（或いは良率）、許容値との関係を操作者に明瞭になるよう表示するとともに、形状値の分布を軸に操作者が不良率もしくは許容値を変更してみて、最終的な許容値を決定し、次の生産ロット等から採用できる構成であった。

特開２００６−３４３１５２号公報

上記従来の構成では、次の（１）〜（３）に示す点で市場要求に不足していた。（１）工程能力指数に基づく許容値の変更設定を容易にする。（２）許容値の変更設定の工程能力指数への効果を実績として早く確認したい。（３）複数のはんだ箇所を束にしたグループ毎に管理し、上記（１）（２）を実施したい。

ここで、一般的な工程能力指数（一般に、Ｃｐ、Ｃｐｋ、Ｃａの符号で標記される。以下、この符号を用いるが、これらの各符号は、以下に示される式で定義されるものとする。）を簡単に説明する。

許容値として、上限値Ｕと下限値Ｄがある場合の工程能力指数Ｃｐ、Ｃｐｋ、Ｃａは、次の式で表される。
Ｃｐ＝|Ｕ−Ｄ|／６σ、Ｃｐｋ＝（１−Ｃａ）×Ｃｐ、
Ｃａ＝|（Ｕ＋Ｄ）／２―Ｘｂａｒ|／（|Ｕ−Ｄ|／２）
Ｘｂａｒ＝ｎ個の形状値の平均値
σ＝標準偏差＝｛（Σｘ^２−（Σｘ）^２／ｎ）／ｎ−１｝^１／２
ｘ＝はんだ箇所個々における形状値
ｎ＝はんだ箇所の個数

許容値として、上限値Ｕのみある場合の工程能力指数Ｃｐ、Ｃｐｋは、次の式で表される。
Ｃｐ＝|Ｕ−Ｘｂａｒ|／３σ、Ｃｐｋ＝Ｃｐ、
Ｘｂａｒ、σ、ｘ、ｎは上記と同じ。

許容値として、下限値Ｄのみある場合の工程能力指数Ｃｐ、Ｃｐｋは、次の式で表される。
Ｃｐ＝|Ｘｂａｒ−Ｄ|／３σ、Ｃｐｋ＝Ｃｐ、
Ｘｂａｒ、σ、ｘ、ｎは上記と同じ。

そして、工程能力指数は、例えば、次のような指標として用いられる。
Ｃｐ≧１．６７：工程能力が十分。コストダウンや管理の簡素化を考える。
１．６７＞Ｃｐ≧１．３３：工程能力は十分。理想的である。
１．３３＞Ｃｐ≧１．００：工程能力はまずまずである。確実な管理が必要。Ｃｐが１に近づくと、不良発生の恐れあり。
１．００＞Ｃｐ≧０．６７：工程能力は不足。不良品が発生している。工程の改善が必要である。
０．６７＞Ｃｐ：工程能力が全く不足している。早急に、現状調査、原因究明、品質の改善等の対策が必要である。

本発明の目的は、複数はんだ箇所をグループ化し、そのグループにおける形状値を軸に許容値と工程指数との関係を可逆的に認識可能にし、許容値の変更があったときは次の１枚目の検査から反映することができる印刷はんだ検査装置を提供することである。さらには、工程指数を含み、それ以外にも操作者が許容値を決定するのに参考となる情報を提供することにより、許容値の決定を支援できる技術を提供する。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、はんだが印刷されたプリント基板のはんだ箇所のレイアウトを基にスキャンしながら前記はんだ箇所の高さ方向の変位を測定する測定手段（２）と、測定して得られた変位を基に前記各はんだ箇所のはんだ量を表す複数種類の形状データを生成する形状データ生成手段（３）と、予め前記複数種類毎に、かつはんだ箇所毎に許容値を設定する許容値設定手段（１１ｂ）と、前記生成された形状データと予め記憶された前記許容値とを前記各種類毎に比較することにより前記各はんだ箇所の良否判定を行う判定手段（４）と、操作手段（１０）と、表示手段（９）と、前記良否判定の結果を前記表示手段に表示させる表示制御手段（８）と、を備えた印刷はんだ検査装置であって、
測定された前記プリント基板の１枚毎に、複数種類の前記形状データをはんだ箇所に対応づけて蓄積し、かつ指示があるまで保存するデータ蓄積手段（６）と、
前記プリント基板の１枚を測定する度に、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループで、かつ前記はんだ量を表す種類に該当する前記保存された形状データについて、少なくとも、標準偏差σを求めるとともに該標準偏差値σと該当する前記許容データとから工程能力指数を求める演算を行う統計処理手段（７）とを備え、
前記表示制御手段は、前記１枚毎に、更新された工程能力指数を前記表示手段に表示させる構成とした。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示制御手段は、個々のはんだ箇所を複数集めたグループ毎に識別する識別情報のリストを選択可能に前記表示手段に表示させ、前記識別情報が前記操作手段で選択されることにより、前記はんだ箇所の指定を受領する構成とした。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれか一つに記載の発明において、前記表示制御手段は、前記許容値を変更可能に表示するとともに、前記統計処理手段は、前記操作手段から変更された許容値が入力されたとき、その入力されたときにおける前記標準偏差σと前記変更された許容値とから前記工程能力指数を求める演算を行い、求めた工程能力指数を前記表示制御手段へ送って、既に表示手段に表示されている工程能力指数を更新させ、
その後に、操作手段により前記変更された許容値を確定する指示があったとき、前記許容値設定手段は、先に設定していた許容値に代えて、前記変更された許容値を新たに前記判定手段に設定し、
前記判定手段は、新たに設定された後の次の１枚目から新たに設定された許容値を反映して判定を行う構成とした。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずか一つに記載の発明において、前記統計処理手段は、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループの、かつ前記種類の前記保存された形状データについて、さらに、ヒストグラムを算出し、
前記表示制御手段は、前記ヒストグラムを表示するとともにＭ倍の前記標準偏差Ｍ×σ（Ｍ：１〜５の中の予め定められた一つの整数）の位置を視認可能に表示させる構成とした。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずか一つに記載の発明において、前記統計処理手段は、前記標準偏差値σを演算するとともに、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループの、かつ前記種類の前記保存された形状データについて、検査した前記各プリント毎の平均値、最大値と最小値の範囲、もしくは工程能力指数のいずれか一つ又は複数の統計値を演算するとともに、
前記表示制御手段は、さらに前記指定されたグループについて演算された前記統計値を縦軸とし、横軸を測定したプリント基板の枚数としてトレンドグラフを表示させる構成とした。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記表示制御手段は、前記トレンドグラフに表示される統計値について前記操作手段から所定の値もしくは範囲が入力されたときは、前記トレンドグラフに前記所定の値もしくは範囲を視認可能に表示するとともに、前記トレンドグラフに表示されている統計値が前記所定の値もしくは範囲を超えたときに越えた値について、越えたことを認識可能に表示させる構成とした。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずか一つに記載の発明において、前記統計処理手段は、前記操作手段でプリント基板の枚数が指定されたとき、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループの、かつ前記種類の前記保存された形状データであって、現検査時点より前記操作手段で指定された前記枚数分だけ過去の形状データを前記データ蓄積手段から受けて演算対象とする構成とした。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、外部から信号を受けて、該信号を受けたときにおける、前記表示制御手段による前記表示手段への表示制御、前記データ蓄積手段が記憶しているデータ、及び前記統計処理部が行っている演算処理をリセットすることにより、新たな検査開始状態にさせるリセット手段を備えた。

請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記表示制御手段は、予め前記はんだ箇所を示すレイアウトを前記表示手段に表示させ、前記操作手段により該表示手段に表示されている前記レイアウト上で１又は複数のはんだ箇所を含むエリアが指定されたとき該エリアの位置範囲とそれを識別する識別情報とを対応させて記憶する登録手段を有し、前記検査時に、登録されている前記識別情報のリストを表示させる構成とした。

本発明の構成によれば、グループ毎に、かつ形状データの種類ごとに工程能力指数を逐一確認できる。また、許容値を変えて測定した標準偏差値σとで、工程能力指数の確認した後に、許容値の変更ができる。また、標準偏差値σ等のトレンドを観察できる。また、例えば、最新の基板１０枚分のデータを指定して、工程能力指数や、トレンド傾向を求めることができる。アラーム値を設置して、形状データがアラーム値を越えたときにアラームを出すことができる。外部印刷機器等からのリセット信号で演算にしていた過去のデータを削除できるので、データが過去のものと現在のものとで混在する恐れがない。

本発明の実施形態を図を用いて説明する。図１は、本発明に係る実施形態の機能構成を示す図である。図２は、図１の本実施形態の表示例を示す図である。

本発明では、主に次の（Ｉ）（II）の順で動作する。つまり、（Ｉ）プリント基板（以下、「基板」と言う。）のはんだ箇所を工程管理の対象とするグループ分けをして登録する。（II）基板１枚毎に所定の許容値を基に検査を行い、はんだ箇所のグループ単位で工程能力指数等の統計値を算出して表示するとともに、その統計値を基に適切な工程能力指数になるよう許容値を設定可能にする。

図１及び図２を基に、次に、上記（Ｉ）（II）の動作する順に構成・動作を説明する。
なお、図１の信号や情報の符号（例えば、許容値変更情報ａ、等は、理解の必要なときだけ付してある。）
（Ｉ）グループ登録の構成・動作
このグループの選定、登録に係る構成の要素毎に説明する。

図１で、設計情報記憶手段１１ａには、予め、測定対象とする基板１の名称リスト、及び各基板１のはんだ箇所の位置、各はんだ箇所毎の許容値、及び基準データを読み出し可能に対応づけてデータベース化して記憶している。例えば、はんだ箇所毎に識別符号を付して、その識別符号により該当する位置、許容値、及び基準データを読み出せるようにしておく。許容値は、後記するようにはんだ箇所のはんだを量的に表した形状データの良否を判定するためのもので、形状データとしては、ハンダに係る体積、面積、高さ、幅、ずれ、高さムラ、及び／又は欠損（レイアウトの中ではんだ箇所があるべき箇所に、はんだ量が無い状態の検出）等の種類があるので、これらの種類に対応して記憶している。この種類は多方面からはんだ箇所を評価するために利用される。本発明としては、全部ある必要はないが、少なくともこれらの１種類は不可欠である。基準データは、形状データの絶対値を基準化するためのデータであるので、それに形状データの種類と同じ種類だけ用意されている。後記するように形状データ生成手段３で形状データが基準化され、判定手段４で許容値と比較判定されるので、許容値は比率（パーセント）の単位で記憶されている。形状データが基準化されない場合は、許容値も絶対値で用意される必要がある。

表示制御手段８は、操作手段１０によって図２におけるモード変換キーｔをクリックされることによりグループ登録モードの指示を受けて、設計情報記憶手段１１ａに記憶されている基板１の名称リストを表示手段９へ表示する。次に、操作者が操作手段１０によって、表示されている名称リストから特定名称の基板１をクリックして指定する。その指定を受けた表示制御手段８が、設計情報記憶手段１１ａからその指定された基板１のはんだ箇所のレイアウトを読み出して表示手段９へ表示する。

そして、図１のグループ登録手段１２は、操作者が表示手段９に表示されているレイアウトの中から１又は複数の所望のはんだ箇所をクリックして指定した情報を受けて、かつ、次に操作者が入力したグループ名称（識別でききる符号であればよい。）を受けて、指定されたはんだ箇所を入力されたグループ名称に属するものとして記憶することにより登録する。同様にして複数のグループが登録される。結果としては、操作者はレイアウト上のはんだ箇所の全てをグループ化することが望ましい。図２の左下側にレイアウトの表示例を示し、その上に名称の入力例を示す。図２の表示画面は検査モードのときの表示例であり、グループ登録モードのときは、図示していないが、図２の左下側のレイアウト表示画面、図２の左上側のグループ名称表示画面が同時又は個別に拡大表示される。
なお、グループ登録手段１２は、グループ名称に属するはんだ箇所をその位置（レイアウト上の座標位置）で特定できるように上記したように識別符号で記憶、登録する。

登録されたこれらのグループ情報は、はんだ形状の検査時にデータ蓄積手段６及び統計処理手段７等ではんだ箇所の測定されたデータがグループ単位で処理するのに利用される。

図１において、測定手段２は、制御手段１１からの、測定対象とするプリント板１（以下。基板１と言う。）のレイアウト（外形寸法、はんだ位置）等の情報（図１のレイアウト情報ｋ）を受けて、センサを基板１に対して相対的に移動走査させる移動機構部（不図示）を有し、レイアウトに沿ってはんだ位置における高さ方向の変位を測定する。併せてはんだ位置に対する輝度を測定することもある。

（II）測定、検査及び統計処理の構成・動作
（II−ａ）測定、判定の構成・動作
図１における測定手段２は、いわば、三角測量によるレーザ変位計の例であって、センサは、基板１に対して移動機構部によってＸ軸又はＹ軸の方向にレーザを走査しながら照射可能なレーザ光源と、基板１からの反射光を受光する受光手段からなり、特にはんだが印刷されたはんだ箇所の変位、つまりはんだ箇所の高さ（Ｚ軸方向）をその印刷はんだ箇所の位置と対応づけて測定する。そのときはんだ面からは、位置に対応した受光量（輝度）も得られる。レーザ変位計としての詳細の動作説明は省くが、原理としては、同一出願人が出願している特開平３−２９１５１２号公報のものがある。

形状データ生成手段３は、測定手段２で測定された測定値（一旦、図示しない記憶手段に記憶しておく。）を受けて、フィルタ及び、はんだブリッジやはんだパターンエッジ等の繊細パターンを識別する感度を示す数々の所定の画像パラメータ値を基に、測定値を各印刷されたはんだ箇所のはんだ量を表す判定用のデータ、つまり量的な形状データに加工処理する。また、形状データ生成手段３は、はんだ箇所におけるはんだの形状状態を表す判定用の形状データ（形状値）として体積、面積、高さ、幅、ずれ、高さムラ（＝高さの平均値／最大高さ）、及び／又は欠損の等を演算により求める手段等を有している。なお、基板１の良否を判定するには上記の画像の全てを必要とするとは限らないが、体積、面積、高さ、幅、ずれ、高さムラ（＝高さの平均値／最大高さ）、及び／又は欠損の内、少なくともいずれか１つは不可欠である。

この形状データ生成手段３が判定手段４に出力する形状データとしては、ここでは、例えば、印刷はんだ箇所毎に算出した体積、面積、高さ、幅、ずれ、高さムラの各種類の絶対値との中で体積、面積、幅は、予め設計情報記憶手段１１ａに記憶されている、該当個所毎に設計された体積、面積、幅の各種類の基準データ（図１の基準データｍ）との比（例：あるはんだ箇所における実測から算出した体積値／当該はんだ箇所における基準データの体積値）として、基準データで基準化した形状データで出力している。基準データは、設計上の値（以下、設計値ということがある。）でも良いし、設計したものを経験的データで補正したものでも良い。以上のことから、体積、面積、幅のいずれの種類でも単位は比率（％）で表される。なお、この例では、高さ、ずれ、高さムラの各種類は絶対値（単位：μｍ）で表される。

許容値設定手段１１ｂは、制御手段１１が測定手段２に測定させ、形状データ生成手段３が生成したはんだ箇所と同じはんだ箇所における体積、面積、高さ、幅、ずれ、高さムラの各種類（以下、「形状データの種類」と言うことがある。）の許容値を設計情報記憶手段１１ａから読み出して、デフォルト値として判定手段に４に設定する。後に、操作手段１０から変更の確定した許容値が設定された場合は、その変更された許容値としてデフォルト値に代えて設定する。なお、許容値も形状データの種類である体積、面積、高さ、幅、ずれ、高さムラ、それぞれの単位にあわせた単位で設定される。

判定手段４は、形状データ生成手段３からの実測のはんだ箇所に対するはんだの形状データと、それに対する許容値のデフォルト値を受けて、又は操作手段１０により指示された許容値を受けて、形状データの種類毎に比較し、形状データが許容値内であれば、そのはんだ箇所の形状値に関して「良」と判定し、許容値外であれば不良と判定し、それを基板１全体のはんだ箇所について判定する事により、最終的な良否判定を行うものである。基板１で否と判定されたはんだ箇所は無ければ「ＯＫ」、一つでもあれば「ＮＧ」の通知が表示制御手段８を介して表示手段９に判定結果として表示させる（図２の上段参照）。

また、判定手段４は、形状データ生成手段３からの実測のはんだ箇所（はんだ位置）に対するはんだの形状データについての良否判定を行うことから、否つまり不良と判定されたはんだ箇所を特定できる。したがって、表示制御手段８は、制御手段１１からはんだ箇所を示すレイアウトを受けて、そのレイアウトを表示させるとともに、そのレイアウト上に不良と判定されたはんだ箇所を指し示す構成としても良い。

（II−ｂ）統計処理、表示制御の構成・動作
先に、表示制御手段８，表示手段９及び操作手段１０で構成されるユーザインターフェースの構成・動作の概要を説明する。本実施形態では、少なくとも動作モードとして上記のように登録モードと検査モードを有する。表示制御手段８が図２に示すようにモード変換キーｔ及び移動マーカ（不図示）を表示させているときに、操作者が操作手段１０により移動マーカをモード変換キーｔに重ねてクリックすることにより、表示制御手段８は、そのモード変換キーｔの下部の表時画面を変更して表示させる。図２は、検査モードでの表示例である。

表示制御手段８は、図１に示すように（各名称では、「手段」の文字を省略）判定結果表示制御手段、グループリスト表示制御手段、レイアウト表示制御手段、種類選択設定表示制御手段、トレンドグラフ表示制御手段、ヒストグラム表示制御手段、統計値表示制御手段、許容値表示制御手段、工程能力指数表示制御手段、及びそれらの表示に用いる表示フォーマットを有している。

判定結果表示制御手段は、判定手段４から基板１毎に判定結果を受けて、都度、良であれば「ＯＫ」、否であれば「ＮＧ」を表示する。グループリスト表示制御手段は、操作手段１０で指定された名称の基板１の中のはんだ箇所のグル−プ名称をグループ登録手段１２を参照して取得し、図２の左上側に示すように表示させる。操作手段１０でいずれかのグループ名称が選択されたときは反転表示させ、選択されていることを知らせる。レイアウト表示制御手段は、操作手段１０で指定された名称の基板１のはんだ箇所の配置を示すレイアウトを設計情報記憶手段１１ａから読み出して、図２の左下側に示すように表示させる。種類選択設定表示制御手段は、図２の下段に示すように予め定められたフォーマットで形状データの種類を種類選択設定キーｒ１として表示させる。種類選択設定キーｒ１の何れかのキーが操作手段１０で選択されたとき（クリックされたとき）は、色を変え、選択されていることを知らせる。

トレンドグラフ表示制御手段は、形状データの平均値Ｘｂａｒ，形状データの最大値と最小値の差のレンジ（Ｒａｎｇｅ）及び標準偏差値σ（計算式は後記する）のそれぞれに対応するデータを統計処理手段７から受けて。それぞれの値を縦軸として、横軸を受けた回数（ワーク数）としてグラフ表示する。その他に、工程能力指数Ｃｐ、Ｃｐｋ、Ｃａも同様にグラフ表示することができる。そして、縦軸の縮尺は、トレンドグラフ欄の左上の入力キーの「縮尺」を選定して、Ｘｂａｒ，Ｒａｎｇｅ、σの各表示の上下にあるダウンボタン（下向きの▼印のボタン（キー））をクリックする毎に、ダウンボタンの隣にある上限値、及び下限値である各選択入力窓ｑ内の値を例えば５％ステップで変更することができる。なお、入力キーを「アラーム値」にするとダウンボタンと隣の選択入力窓ｑによってトレンドグラフ内にアラーム値を設定することができる。例えば、図２のＸｂａｒのトレンドグラフ内にアラーム値（範囲）が一点鎖線で設定されている。このアラーム値が設定された場合は、トレンドグラフ表示制御手段は、例えば、あるワークにおけるＸｂａｒの値とアラーム値範囲とを比較しＸｂａｒがオーバーしたときは、オーバーしたＸｂａｒの値をオーバーしていない値の色と異なる色で表示させることで、アラームを出す。
このアラームがでることによって、この検査の前の工程であるはんだ印刷機のメンテナンス時期を知ることができ、例えば、マスク等の清掃を行うことができる。したがって、アラーム値は、否と判定されるはんだ箇所が生じる前にアラームが出る値に設定される。

最大表示ワーク数を設定することができる。いわば、統計処理手段７が演算対象とする形状データであって、現検査時点から図２の下段の最大表示ワーク数の選択入力窓ｑに設定されているワーク数ｊだけ過去のワークにおけるデータを対象そする。例えば、トレンドグラフの横軸のワーク数ｊは、図２の下段の最大表示ワーク数の選択入力窓ｑに表示されている数（例えば、１０）であり、この数は選択入力窓ｑ（図２で同様な選択表示窓は、々符号ｑを付す。）の隣のダウンボタンをクリックする毎に変更できる。この最大表示ワーク数は、現在時点から遡のぼって表示するワーク数ｊである。例えば、現在の検査終了時点のワーク順番が例えば１７であれば、８〜１７のワーク順番の基板１の算出結果が表示される。また、図２の下段のワーク数切替で「全」と表示されているが、隣のダウンボタンをクリックすることにより「全」「奇数」「偶数」の切り替えが可能にされている。「全」の場合は、奇数、偶数に関係なく順に最大表示ワーク数、例えば１０個だけ表示させるが、「奇数」の場合は奇数順番のワークを５個、「偶数」の場合は偶数順番のワークを５個だけ表示させる。これは、検査工程前の工程ではんだ印刷機が一つの基板１を右方向からはんだを印刷したとき、次の基板１についてはその戻りで左側から印刷することが多いので、形状データについてそのはんだの印刷方向の違いに傾向があるかどうか等を検討するのに有効な表示の選択である。設定された「最大ワーク数」、「全」「奇数」「偶数」は標準偏差σ、平均値等の統計値、工程能力指数、ヒストグラム算出にも反映される。

ヒストグラム表示制御手段、統計値表示制御手段及び工程能力指数表示制御手段は、いずれも、統計処理手段７で算出されたそれぞれの算出結果に基づいて表示させている。許容値表示制御手段は、許容値設定手段１１ｂが判定手段４に設定している許容値であって、かつ、操作手段１０により選択・指定されたはんだ箇所のグループ名称及び種類の形状データ（図２の例で、ＢＧＡ１、体積）に関する許容値であって、設計情報記憶手段１１ａから読み出したデフォルト値、もしくは操作手段１０で変更された値のいずれかを表示する（例：図２の上限値１１０％、下限値８０％）。ただし、操作手段１０により選択・指定されたグループ名称に属するはんだ箇所の１つの許容値を代表値として表示している。この「選択・指定されたグループ名称に属するはんだ箇所の１つ」とは、グループ登録手段１２が、上記の登録時に例えば、同一グループ名称に属するはんだ箇所の中で、最初に登録されたはんだ箇所と決めておいて、代表の許容値を自動決定しても良いし、許容値が最大のはんだ箇所、もしくは許容値が最小のはんだ箇所等の予め設定されている条件で同一グループ名称内をサーチして、サーチした許容値を代表値として自動決定する構成にすることもできる。

なお、グループ名称や形状データの種類等を変更した場合は、操作手段１０で、図２の右下の「表示更新」キーをクリックすることにより、表示画面を表示されているデータを含み強制的に更新することができる。したがって、検査の実行に応じて画面がかわるのではなく、強制的に変えるので、速やかに対応できる。

以下の説明では、図２のように、モード変換器キーｔで検査モードが設定され、操作者が操作手段１０により図２の左上側のグループ名称（識別情報）の欄に表示されているはんだ箇所のグループリストからグループ名称を選択（例：「ＢＧＡ１」）し、また、形状データの種類が選択（例：「体積」）され、そのグループ名称における許容値（例：図２の上限値１１０％、下限値８０％）が設定されているものとして説明する。なお、選択されたグループ名称、種類は、データ蓄積手段６，統計処理手段７にも情報（図１のグループ選択信号ｂ、種類選択信号ｃ）として送られている。なお、レイアウト表示手段は、選択されたグループの名称に該当する箇所に図２の囲い、或いは／及び矢印で示すマーカを付しても良い。

データ蓄積手段６は、形状データ生成手段３から受けたはんだ箇所毎の、かつ形状データの種類毎の形状データを、グループ登録手段１２に登録されたはんだ箇所のグループ毎に分類して、かつ基板１の１枚（以下、検査した対象の基板１の数を「ワーク数」と言う。）毎に対応して記憶する。データ蓄積手段６は、形状データをリセット信号ｈがくるまで保持する。リセット信号ｈを受けたときは全ての形状データを削除する（つまりワーク数ｊが０の状態になる）。なお、ワーク数ｊの情報は、制御手段１１が、測定手段２を制御しているときに既知なので、制御手段１１から提供しても良いし、測定データや形状データに付帯して送られてきても良い。

データ蓄積手段６は、分類して記憶している形状データの内、操作手段１０で選択されたグループ名称（例：ＢＧＡ１）で、かつデータ形状の種類（例：体積）に該当する形状データを測定が終了した基板１毎（ワーク毎）に、統計処理手段７へ送る。

統計処理手段７は、主に、ヒストグラム算出手段７ａ、標準偏差σ算出手段７ｂ、工程能力指数算出手段７ｃ、及び統計データ算出手段７ｄの演算手段（以下、算出手段を纏めて表現、或いは個別であるが特定する必要のない表現をするときは単に「演算手段」と言う。）を備えている。これらは、便宜上、このように機能分けしたが、実際は、コンピュータで実行されるのでＣＰＵやソフトウェアの構成によって、演算速度、データ容量等から適切な機能に分けられた構成で実行される。

統計処理手段７は、操作手段１０で表示上に「最大ワーク数」、ワーク数切替（「全」「奇数」「偶数」）が設定されているとき（つまり、図１で最大表示ワーク数指示ｅ、ワーク数選択ｄの各指示信号が表示制御手段に送られる。）は、現在の検査時点からの最大ワーク数であって、「全」、「奇数」又は「偶数」のワークのデータを計算対象とする。そして、標準偏差σ、平均値等の統計値、工程能力指数、ヒストグラム算出にも反映する。なお、以下の説明では、特に、「最大ワーク数」、「全」「奇数」「偶数」には特に触れないが、特に、以下に説明される個数ｎには、適用される。

ヒストグラム算出手段７ａは、選択・指定されたグループ名称及び形状データの種類（例：ＢＧＡ１、体積）の形状データを基板１の１枚毎に受けて、その都度、それまで受けた全形状データについて、値毎に同一となる形状データの個数を集計演算する。例えば、現在、選択・指定されたグループ内のはんだ箇所の数がＫ、検査済みのワーク数ｊがＬとすれば、Ｋ×Ｌ個のデータについて集計演算し、その結果を表示制御手段８へ送る。表示制御手段８は、基板１の１枚毎にヒストグラム算出手段７ａの集計演算結果を受けて、横軸を形状データ（値）とし、縦軸を度数（同一データの個数）とする分布、つまりヒストグラムを生成し、表示手段９へ表示させる（図２参照）。このヒストグラムの表示は、基板１の１枚毎に更新される。

標準偏差σ算出手段７ｂは、選択・指定されたグループ名称及び形状データの種類（例：ＢＧＡ１、体積）の基板１の１枚毎に受けて、次の演算を行う。
σ＝標準偏差＝｛［Σｘ^２−（Σｘ）^２／ｎ］^２／ｎ−１｝^１／２
ｘ＝はんだ箇所個々における形状データ
形状データは、選択・指定されたグループ名称及び形状データの種類に属するもの
ｎ＝はんだ箇所の個数Ｋ×検査済みワーク数Ｌ
はんだ箇所は、選択・指定されたグループ名称に属するもの
また、後記する統計値算出手段で求められた平均値Ｘｂａｒを基に次の演算を行う。
平均値Ｘｂａｒ―３σ；この値を「―３σ」と称する。
平均値Ｘｂａｒ＋３σ；この値を「＋３σ」と称する。
この「―３σ」、「＋３σ」は、図２の下段の統計値欄に表示される。
また、これらの値を使って表示制御手段８のヒストグラム表示制御手段が図２の下段のヒストグラム表示に欄に示すように、ヒストグラムの「―３σ」、「＋３σ」の値に相当する位置に線マーカを付して表示させる。

さらに、標準偏差σ算出手段７ｂは、選択・指定されたグループ名称及び形状データの種類（例：ＢＧＡ１、体積）の基板１の１枚毎に受けて、ｎ＝はんだ箇所の個数Ｌ（選択・指定されたグループ名称に属するもの）として、上記の式に基づいてワーク単位の標準偏差σを求める演算を行う。

このワーク単位の標準偏差σは、その該当するワーク毎の標準偏差値として用いられる。具体的には、表示制御手段８のヒストグラム表示制御手段が図２のトレンドグラフ表示欄に横軸をワーク数ｊ、縦軸を標準偏差σの値の大きさとするワーク単位での標準偏差σの変化が視認できるように表示手段９に表示させている。

工程能力指数算出手段７ｃは、判定手段４に設定されている許容値と、選択・指定されたグループ名称及び形状データの種類（例：ＢＧＡ１、体積）の形状データを基板１の１枚毎に受けて、その都度、次の式で示される工程能力指数Ｃｐ、Ｃｐｋ、Ｃａを算出する。形状データの種類によっては許容値の設定のしかたが異なり、次の（イ）（ロ）（ハ）の３ケースがある。
（イ）許容値として、上限値Ｕと下限値Ｄがある場合
Ｃｐ＝|Ｕ−Ｄ|／６σ、Ｃｐｋ＝（１−Ｃａ）×Ｃｐ、
Ｃａ＝|（Ｕ＋Ｄ）／２―Ｘｂａｒ|／（|Ｕ−Ｄ|／２）
（ロ）許容値として、上限値Ｕのみある場合
Ｃｐ＝|Ｕ−Ｘｂａｒ|／３σ、Ｃｐｋ＝Ｃｐ、
（ハ）許容値として、下限値Ｄのみある場合
Ｃｐ＝|Ｘｂａｒ−Ｄ|／３σ、Ｃｐｋ＝Ｃｐ、
なお、上記式に用いられる次の条件は、上記（イ）（ロ）（ハ）に共通である。
上限値Ｕ及び／又は下限値Ｄ：選択・指定されたグループ名称の中の１つのはんだ箇所の許容値の上限値及び／又は下限値を用いる。
Ｘｂａｒ＝はんだ箇所総数ｎ個の形状値の平均値
σ＝標準偏差＝｛（Σｘ^２−（Σｘ）^２／ｎ）／ｎ−１｝^１／２
ｘ＝はんだ箇所個々における形状データ
形状データは、選択・指定されたグループ名称及び形状データの種類に属するもの
ｎ＝ハンダ箇所の個数Ｋ×検査済みワーク数Ｌ
はんだ箇所は、選択・指定されたグループ名称に属するもの

工程能力指数算出手段７ｃによって基板１の１枚の検査が終了する毎に求められた工程能力指数Ｃｐ、Ｃｐｋ、Ｃａは、基板１が検査終了する毎に、表示制御手段８の工程能力指数表示制御手段が図２の下右段の工程指数表示欄に示すように表示手段９に表示させている。

統計データ算出手段７ｄは、基板１の１枚の検査が終了する毎に次の（ニ）〜（チ）の演算を行う。なお、１枚の基板１で選択されたグループ内のはんだ箇所がＫ個で、検査済みのワーク数ｊをＬとする。下記の（ニ）〜（ト）はＬ番目のワーク個々に対する値である。（チ）はワークＬ番目までの累積の値である。
（ニ）ワーク単位の平均値Xｂａｒ：はんだ箇所個々における形状データのｎ＝Ｋ個のワーク単位の平均値
（ホ）最大値Ｍａｘ：はんだ箇所個々における形状データのｎ＝Ｋ個の中のワーク単位の最大値
（ヘ）最小値Ｍｉｎ：はんだ箇所個々における形状データのｎ＝Ｌ個の中のワーク単位の最小値
（ト）ワーク単位のレンジＲａｎｇｅ：最大値Ｍａｘ―最小値Ｍｉｎ
（チ）平均値Xｂａｒ：はんだ箇所個々における形状データのｎ＝Ｌ×Ｋ個の平均値

上記（ニ）及び（ト）で求めたワーク単位の平均値Ｘｂａｒ及びレンジ（Ｒａｎｇｅ）の値は、トレンドグラフ表示制御手段によりそれぞれワーク毎に傾向を知るために図２のようにトレンドグラフ表示に用いられる。上記（チ）で求めた累積された平均値Ｘｂａｒの値は、統計値表示制御手段により図２の統計値の欄の平均値の値として表示される。また、累積した平均値Ｘｂａｒは、「−３σ」「＋３σ」を求めるときに使用される。

（II−ｃ）許容値の変更及び工程能力指数の適正化
基板１の検査中、上記のように基板１枚毎に検査結果が表示され、かつ工程指能力指数が表示されるので、もし、工程能力指数が適正でないと判断されたときに、早い段階で適正化されることが望ましい。本発明では、次の（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにその適正化を容易に行える構成にしている。

ワーク数Ｌを今検査中であるとして説明する。したがって、表示手段９に表示されている内容は、ワーク数Ｌ−１までの検査結果である。
（Ａ）操作者は、表示されている結果を見て、工程指数が不適正と判断したとき、操作手段１０により、図２の許容値欄の「変更調整」キーをクリックする（図１の表示変更指示ｆが表示制御手段８に送られる）。そうすると、表示制御手段８は、「新許容値を設定する」か、「３σを設定する」かと質問するサブウインドウを表示する。操作者は、操作手段で前者を選んだ場合は、次の（Ｂ）〜（Ｄ）の操作を行う。後者を選んだ場合は、許容値設定手段１１ｂは、標準偏差σ算出手段７ｂが算出した＋３σを上限値、―３σを下限値として、新たな許容値を設定する。この設定後は、下記の（Ｄ）及び（Ｅ）と同じ動作をする。
（Ｂ）操作者は、図２の中央下段の統計値の欄にある上限値１１０％、下限値８０％を、それらの数値の隣にあるダウンボタンを操作手段１０でクリックして、その上限値、下限値を変えてみる（図１の操作手段１０から許容値変更情報ａを許容値設定手段１１ｂに送る）。

（Ｃ）工程能力指数算出手段７ｃは、その許容値の変更を受けて、変更された許容値と、それまで検査実績として標準偏差σ算出手段７ｂが算出した標準偏差を使って、新たな工程能力指数を算出し、工程能力指数表示手段を介して表示されていた値に代えて、新たな工程能力指数を表示させる。操作者は、これを何度か試行錯誤して適切な工程能力指数になったところで、操作手段１０により新たな許容値が確定（つまり、その新たな許容値での検査指示でもある）させる。
（Ｄ）この確定を受けて、変更タイミング決定手段７ｅが、そのときのワーク数Ｌ−１を確認し、次の許容値設定手段１１ｂ及び統計処理手段７の各算出手段に対して、次のワーク数Ｌから新たな許容値を適用するよう指示する。

（Ｅ）制御手段１１の制御によりワーク数ｊがＬ−１からＬに切り変わったところで、許容値設定手段１１ｂは、新たな許容値を判定手段４に送り、判定させる。

したがって、操作者は、実績のある標準偏差σを使って工程能力指数及び許容値を検討できる。しかも、検査を停止することなく次のワーク数新たな許容値に基づいて実施できるので、許容値の変更の効果を早めに確認できる。

（II−ｄ）はんだ印刷機との同期動作
図２の下段の操作手段１０により外部リセットキーをクリックして（図１の外部リセットＯｎ／ＯＦＦ信号ｇを発生して）リセット手段１１ｃをオン状態にしておくと、リセット手段１１ｃが外部からのリセット信号を受領可能にされる。そして、リセット手段１１ｃは外部リセット信号ｎを受けたときは、リセット信号ｈでデータ蓄積手段６をリセットさせる。つまりデータ蓄積手段６は蓄積していた形状データの全てをクリアし、新たな検査に基づく形状データ受ける体制にさせる。したがって、リセット時は、統計処理手段７の算出値も、表示手段９に表示されている各値もクリアされる。

したがって、リセット信号を外部のはんだ印刷機がメンテナンスされたときにその終了信号をリセット信号として受領できる接続構成にしておけばその終了信号で過去の検査データが削除され、メンテナンス後の新たな良好な状態での検査データ（形状データ）を集積して、算出、表示することが自動的にできる。

本発明に係る実施形態の機能ブロックを説明するための図である。 図２は、図１の本実施形態の表示例を示す図である。

符号の説明

１ 基板（プリント板）、 ２ 測定手段、 ２ａ センサ、 ３ 形状データ生成手段、４ 判定手段、 ６ データ蓄積手段、 ７ 統計処理手段、
８ 表示制御手段、 ９ 表示手段、 １０ 操作手段、 １１ 制御手段、
１１ａ 設計情報記憶手段、 １１ｂ 許容値設定手段、 １１ｃ リセット手段

Claims (9)

1. はんだが印刷されたプリント基板のはんだ箇所のレイアウトを基にスキャンしながら前記はんだ箇所の高さ方向の変位を測定する測定手段（２）と、測定して得られた変位を基に前記各はんだ箇所のはんだ量を表す複数種類の形状データを生成する形状データ生成手段（３）と、予め前記複数種類毎に、かつはんだ箇所毎に許容値を設定する許容値設定手段（１１ｂ）と、前記生成された形状データと予め記憶された前記許容値とを前記各種類毎に比較することにより前記各はんだ箇所の良否判定を行う判定手段（４）と、操作手段（１０）と、表示手段（９）と、前記良否判定の結果を前記表示手段に表示させる表示制御手段（８）と、を備えた印刷はんだ検査装置であって、
   測定された前記プリント基板の１枚毎に、複数種類の前記形状データをはんだ箇所に対応づけて蓄積し、かつ指示があるまで保存するデータ蓄積手段（６）と、
   前記プリント基板の１枚を測定する度に、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループで、かつ前記はんだ量を表す種類に該当する前記保存された形状データについて、少なくとも、標準偏差σを求めるとともに該標準偏差値σと該当する前記許容値とから工程能力指数を求める演算を行う統計処理手段（７）とを備え、
   前記表示制御手段は、前記１枚毎に、更新された工程能力指数を前記表示手段に表示させることを特徴とする印刷はんだ検査装置。
2. 前記表示制御手段は、個々のはんだ箇所を複数集めたグループ毎に識別する識別情報のリストを選択可能に前記表示手段に表示させ、前記識別情報が前記操作手段で選択されることにより、前記はんだ箇所の指定を受領することを特徴とする請求項１に記載の印刷はんだ検査装置。
3. 前記表示制御手段は、前記許容値を変更可能に表示するとともに、前記統計処理手段は、前記操作手段から変更された許容値が入力されたとき、その入力されたときにおける前記標準偏差σと前記変更された許容値とから前記工程能力指数を求める演算を行い、求めた工程能力指数を前記表示制御手段へ送って、既に表示手段に表示されている工程能力指数を更新させ、
   その後に、操作手段により前記変更された許容値を確定する指示があったとき、前記許容値設定手段は、先に設定していた許容値に代えて、前記変更された許容値を新たに前記判定手段に設定し、
   前記判定手段は、新たに設定された後の次の１枚目から新たに設定された許容値を反映して判定を行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれか一つに記載の印刷はんだ検査装置。
4. 前記統計処理手段は、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループの、かつ前記種類の前記保存された形状データについて、さらに、ヒストグラムを算出し、
   前記表示制御手段は、前記ヒストグラムを表示するとともにＭ倍の前記標準偏差Ｍ×σ（Ｍ：１〜５の中の予め定められた一つの整数）の位置を視認可能に表示させることを特徴とする請求項１〜３いずれか一つに記載の印刷はんだ検査装置。
5. 前記統計処理手段は、前記標準偏差値σを演算するとともに、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループの、かつ前記種類の前記保存された形状データについて、検査した前記各プリント毎の平均値、最大値と最小値の範囲、もしくは工程能力指数のいずれか一つ又は複数の統計値を演算するとともに、
   前記表示制御手段は、さらに前記指定されたグループについて演算された前記統計値を縦軸とし、横軸を測定したプリント基板の枚数としてトレンドグラフを表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の印刷はんだ検査装置。
6. 前記表示制御手段は、前記トレンドグラフに表示される統計値について前記操作手段から所定の値もしくは範囲が入力されたときは、前記トレンドグラフに前記所定の値もしくは範囲を視認可能に表示するとともに、前記トレンドグラフに表示されている統計値が前記所定の値もしくは範囲を超えたときに越えた値について、越えたことを認識可能に表示させること特徴とする請求項５に記載の印刷はんだ検査装置。
7. 前記統計処理手段は、前記操作手段でプリント基板の枚数が指定されたとき、前記操作手段により指定された前記はんだ箇所のグループの、かつ前記種類の前記保存された形状データであって、現検査時点より前記操作手段で指定された前記枚数分だけ過去の形状データを前記データ蓄積手段から受けて演算対象とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の印刷はんだ検査装置。
8. 外部から信号を受けて、該信号を受けたときにおける、前記表示制御手段による前記表示手段への表示制御、前記データ蓄積手段が記憶しているデータ、及び前記統計処理部が行っている演算処理をリセットすることにより、新たな検査開始状態にさせるリセット手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の印刷はんだ検査装置。
9. 前記表示制御手段は、予め前記はんだ箇所を示すレイアウトを前記表示手段に表示させ、前記操作手段により該表示手段に表示されている前記レイアウト上で１又は複数のはんだ箇所を含むエリアが指定されたとき該エリアの位置範囲とそれを識別する識別情報とを対応させて記憶する登録手段を有し、前記検査時に、登録されている前記識別情報のリストを表示させることを特徴とする請求項２に記載の印刷はんだ検査装置。

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