JP2009267099A - 基板検査方法および自動外観検査の検査結果確認システム - Google Patents

Abstract

【課題】目視確認の部品の画像の表示を、不良の可能性の高さまたは判定の難易度に基づいて制御できるようにする。
【解決手段】管理サーバ２の検査結果データベース２１には、良／不良の判定結果とともに検査の過程で生じた各種情報が蓄積され、画像データベース２２には、自動外観検査に使用された画像が蓄積される。管理サーバ２は、基板外観検査装置１による自動検査で不良と判定されて目視確認の対象となった部品について、その部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施された部品に係る蓄積情報を用いて不良の可能性の高さまたは判定の難易度を示すパラメータを算出する。そして、各部品のパラメータが所定の順序で並ぶように、それぞれの部品の画像の表示順序を決定し、決定した順序に基づいて確認用端末３に画像を表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、部品実装基板上の各部品の実装状態を自動外観検査装置により検査した後に、自動外観検査で実装不良と判定された部品を対象に作業者の目視確認を行うことにより、各部品の良／不良を確定するようにした検査方法、および上記の目視確認のためのシステムに関する。

部品実装基板の自動外観検査装置は、検査対象の基板を撮像し、予め登録された検査データに基づき、生成された画像を処理することによって、各部品の実装状態の良否を自動判定するものである。具体的な検査の内容は部品の種によって異なり、また部品毎に、検査領域の設定データ、検査で抽出すべき特徴の種類およびその特徴抽出に用いられるパラメータ（２値化しきい値など）、抽出された特徴の適否を判定するための２値化しきい値などを登録する必要がある。

部品実装基板の生産現場では、生産された各基板の部品実装状態を、自動外観検査装置を用いて自動検査した後に、この自動外観検査で不良と判定された部品の画像を係員が確認して、本当に不良であるのか、「見過ぎ」（不良でないのに不良と判定されることをいう。）であるのかを、判定するようにしている。自動外観検査または目視検査の作業者（係員）により良判定された部品は良品として確定され、自動外観検査および作業者の双方が不良と判定した部品は、不良品として確定される。

上記の目視検査に関し、下記の特許文献１には、良否判定が困難な基板を望遠光学装置により撮像することによって立体視画像を生成し、立体視画像を表示することによって、、不良の見逃しを防止し、作業効率を向上することが記載されている。また、特許文献２には、部品実装工程後に各部品の実装状態の適否を目視により確認する場合に、実際の基板の画像中の検査対象部品を着目表示するとともに、この表示と同じ画面内に検査対象の部品の見本画像を表示することによって、確認作業を行いやすくすることが記載されている。

特開２００５−３２２６６２号公報 特開２００６−１００６７７号公報

不良判定された部品に対する従来の目視検査では、一般に、判定対象の部品を検査が行われた順に処理している。しかし、近年の生産現場では、不良品の見逃しを防止するために良否判定のためのしきい値が厳しく設定される傾向があり、その結果、多数の部品が目視検査の対象となって、作業者の負荷が増大している。

作業者による目視検査において、判定ミスを防止するには、特に注意を要する部品、言い換えれば、不良である可能性が高い部品や判定の困難な部品を作業員が把握できるようにするのが望ましい。また、作業の効率を向上するためにも、不良である可能性や判定の難易度に基づいて、目視確認の順序を決めるのが望ましい。

この発明は、上記の点に着目し、目視確認用の作業画面の表示を、確認対象の部品の不良可能性の高さまたは判定の難易度に基づいて制御できるようにすることを、課題とする。

この発明に係る基板検査方法は、部品実装基板を検査対象として、当該基板上の各部品にそれぞれその部品種に応じた検査ルールに基づく自動外観検査を実施した後に、この自動外観検査で実装不良と判定された部品につき、検査に用いられた基板の画像あるいは検査対象の部品の画像を含む作業画面を表示して作業者による判定結果の入力を受け付ける処理を個別に実行し、自動外観検査および作業者のいずれかにより良と判定された部品を良品として確定し、自動外観検査および作業者の双方により不良と判定された部品を不良品として確定するものである。

さらに、上記の課題を解決するための基板検査方法では、良／不良が確定した部品について、検査の過程で生じた情報を良／不良の確定内容に対応づけて蓄積する。そして、自動外観検査で不良と判定されて作業者による目視確認の対象となった部品について、当該部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施された部品に係る蓄積情報を用いて不良の可能性の高さまたは判定作業の難易度を示すパラメータを求め、このパラメータの値に基づき目視確認用の作業画面の表示を制御する。

上記において、「目視確認用の作業画面」には、確認対象の画像や作業者による判定結果を入力するための操作ボタンなどが含まれる。さらに、この作業画面には、確認対象の部品に関する画像以外の情報（部品種、位置情報、自動外観検査において検出された不良の内容など）を含めることもできる。
確認対象の画像としては、自動外観検査で処理対象部品を含む領域が撮像されたときの画像、またはこの画像から切り出された処理対象部品のみを含む画像を用いることができる。ただし、これに限らず、確認対象の部品を目視確認のために新たに撮像することにより生成された画像により、作業画面を構成することもできる。

「検査ルール」は、実行すべき自動外観検査の内容を示すもので、たとえば検査領域の設定数、各検査領域の部品に対する相対位置、計測対象部位および計測処理の手順などが含まれる。自動外観検査は、検査ルールに基づき作成されたプログラムや、当該検査ルールに従ってユーザが設定した検査データが登録された検査装置を用いて実行される。

上記の方法では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施された部品に係る蓄積情報を用いてパラメータを算出するが、ここで用いられる蓄積情報には、処理対象の部品とは異なる判定基準による自動外観検査が実施された部品の情報が含まれていてもよい。

「検査の過程で生じた情報」には、自動外観検査において、画像から求められて判定基準と照合された計測値（特徴量に相当する。）を含めることができる。この場合のパラメータを求める処理について、以下、４つの実施態様を説明する。

まず第１の態様では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施されかつ良品として確定した部品の計測値の集合に対し、処理対象の部品の計測値の適合度を算出する。たとえば、集合内の計測値の平均値に対する処理対象の部品の計測値のずれ量を求めることができる。または、処理対象の部品と同じ計測値が得られた部品の数について、集合全体に占める割合を求めてもよい。
上記の適合度は、不良の可能性の高さを示すパラメータとして機能することになる。

第２の態様では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施されかつ当該部品と同一の計測値が得られた部品の集合において、不良品として確定した部品が占める割合を算出する。すなわち、過去の処理対象の部品と同種の部品に対する検査において処理対象の部品と同じ計測値が得られた場合に、どの程度の割合で不良が確定したかを示す数値を算出することになる。

第３の態様では、上記とは逆に、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施されかつ当該部品と同一の計測値が得られた部品の集合において、良品として確定した部品が占める割合を算出する。
第２および第３の態様による割合は、いずれも、不良の可能性の高さを示すパラメータとして機能することになる。

これに対し、第４の態様では、第２または第３の態様と同様の方法で求めた割合を、その値が１／２に近づくほど演算結果が大きくなるように設定されている演算式にあてはめ、この演算式による演算を実行する。
上記の割合が１／２になるということは、処理対象の部品が不良である可能性と良品である可能性とが同じになる、ということを意味する。したがって、割合が１／２に近づくほど、良／不良の判定は困難になるものと考えられる。よって、この割合をあてはめた演算により求められる数値は、判定作業の難易度を示すパラメータとして機能することになる。

つぎに、蓄積情報には、検査対象となった部品の位置情報を含めることもできる。この場合、パラメータを求める処理では、検査対象の基板と同一の構成の基板に係る蓄積情報に基づき、処理対象の部品に対応する位置で過去に不良が確定した度合を算出する。

上記の態様によれば、処理対象の部品と同じ場所に実装されている同一種の部品について、過去に不良が確定した度合が算出されるので、算出された値は、不良の可能性の高さを示すパラメータとして機能することになる。

つぎに、蓄積情報には、自動外観検査で生じた情報に限らず、作業者による目視確認中に生じた情報を含めることもできる。好ましい態様では、作業者による目視確認が実行された部品に係る蓄積情報に、自動外観検査において画像から求められて判定基準と照合された計測値と、作業者の目視確認に要した時間の長さを示す情報とが含まれる。この場合のパラメータを求める処理では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査で不良と判定されて作業者による目視確認が行われた部品に係る蓄積情報を用いて、処理対象の部品の目視確認に要する時間長さを推定する。

上記によれば、処理対象の部品と同一種の部品に対する目視確認に要した時間と計測値との関係に処理対象の部品の計測値をあてはめることにより、目視確認にどの程度の時間がかかるかを推定することになる。よって、推定された時間長さは、判定の難易度を示すパラメータとして機能することになる。

つぎに、目視確認用の作業画面を表示する制御では、たとえばパラメータの値を確認対象の画像とともに表示したり、不良の可能性や判定の難易度が高い部品の画像を表示する場合に警告メッセージ入りの画面を表示する。このようにすれば、目視確認の重要度が高い部品を作業者に知らせることができ、作業者の注意を喚起して判定ミスが生じるのを防止することができる。

また自動外観検査で不良と判定されて目視確認に待機中の部品が複数存在する場合には、これらの部品につきそれぞれ求めたパラメータの値に基づき、各部品に対する目視確認の順序を決定し、各部品の目視確認用の作業画面を決定した順序で表示してもよい。このような方法によれば、各部品の不良の可能性の高さまたは判定作業の難易度に基づき、作業者の作業効率等を考慮した順序で目視確認作業を実行することが可能になる。

つぎに、この発明に係る自動外観検査の検査結果確認システムは、部品実装基板上の各部品の実装状態をそれぞれその部品種に応じた検査ルールに基づき検査する自動外観検査装置により実装不良と判定された部品を対象に、検査に用いられた基板の画像あるいは検査対象の部品の画像を含む作業画面を表示して作業者による判定結果の入力を受け付ける処理を個別に実行するもので、以下の記憶手段、パラメータ取得手段、表示制御手段を具備することを特徴とする。

記憶手段は、自動外観検査装置による検査および作業者による目視確認により良／不良が確定した部品について、検査の過程で生じた情報を良／不良の確定内容に対応づけて蓄積するためのものである。パラメータ取得手段は、作業者による目視確認の対象となった部品について、当該部品と同じ検査ルールにより自動外観検査が実施された部品に係る蓄積情報を用いて、不良の可能性の高さまたは判定の難易度を示すパラメータを求める。表示制御手段は、作業者による目視確認の対象となった部品について、パラメータの値に基づき目視確認用の作業画面の表示を制御する。

上記において、記憶手段およびパラメータ取得手段には、上記の基板検査方法に係る各種態様を適用することができる。

上記の基板検査方法および検査結果確認システムによれば、自動外観検査で不良と判定されて作業者による目視確認の対象となった部品について、不良の可能性の高さまたは判定の難易度に基づいて目視確認用の作業画面の表示を制御するので、判定ミスを防止したり、効率良く作業を進めるのに適した画面表示を行うことが可能になる。

図１は、基板検査システムの構成例を示す。
この基板検査システムは、自動外観検査装置１（以下、「検査装置１」と略す。）、検査結果情報の管理用のサーバ２（以下、「管理サーバ２」という。）、目視確認作業用の端末装置３（以下、「確認用端末３」という。）、検査現場の管理者が使用する端末装置４（以下、「管理用端末４」という。）の各装置を、通信回線を介して接続した構成のものである。確認用端末３および管理用端末４は、いずれもモニタや操作部を具備するパーソナルコンピュータにより構成される。

検査装置１は、「カラーハイライト方式」と呼ばれる光学系を具備するもので、はんだ印刷、部品実装、はんだ付けの各工程を経た完成体の基板を対象に、あらかじめ登録されたプログラムや検査データに基づき、各部品の実装状態の適否を検査する。
確認用端末３は、検査装置１で不良と判定された部品を対象にした目視確認作業に用いられる。なお、図１では、確認用端末３を１つしか示していないが、実際には複数台の確認用端末３が通信回線に接続され、各確認用端末３を用いた作業が並列で実行される。

管理用端末４では、目視確認の対象の画像をどのような順序で表示するかや、その順序を決める処理に用いるパラメータを設定する作業が行われる。さらに管理用端末４にも、確認用端末３としての機能を設定することができる。

管理サーバ２には、検査対象となった基板の検査結果情報を保存するためのデータベース（検査結果データベース２１）や、自動外観検査装置１で生成され、検査に用いられた画像を保存するためのデータベース（画像データベース２２）が設けられる。なお、検査結果情報は、１つ１つの部品毎に作成され、同一基板に係る各検査結果情報が１つのグループにまとめられて保存される。また各グループには、後記する基板単位での判定結果も保存される。

部品単位の検査結果情報には、位置情報、部品種、自動外観検査における判定結果、判定のために求められた計測値などが含まれる。さらに、目視確認が行われた部品の検査結果情報には、作業者により入力された判定結果が含まれる。

図２は、検査装置１の光学系の構成および検査の原理を、基板Ｓ上の一部品５０のフィレット５１に対する処理を例に用いて示したものである。
この検査装置１におけるカラーハイライト方式の光学系は、光軸を鉛直方向に向けて配置されたカラーカメラ１１と、赤、緑、青の各色彩光を発する３種類の照明部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとにより構成される。照明部１２Ｒは赤色光を、照明部１２Ｇは緑色光を、照明部１２Ｂは青色光をそれぞれ発光するもので、各照明光がそれぞれ基板Ｓに対する仰角が異なる方向から照射されるように、各照明部の配置位置が調整されている、なお、照明部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、実際には円環状であって、中心部をカメラの光軸に合わせた状態で配備される。

各照明部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの光がフィレット５１に照射されると、基板Ｓからみた仰角が最も小さい方向から照射される青色光は、フィレット５１の急峻な面で正反射した場合にカメラ１１に入射し、基板Ｓからみた仰角が最も大きい方向から照射される赤色光は、平坦に近い面で正反射した場合にカメラ１１に入射する。また、緑色光は、上記の急峻な面と平坦に近い面との間の傾斜状態にある面で正反射した場合にカメラ１１に入射する。この結果、カメラ１１により生成された画像５２では、フィレット５１の上端から下端に向かう方向に沿って、青、緑、赤の順に各色領域が分布するようになる。したがって、各色領域の分布パターンまたは急峻な面を示す青色領域の面積に基づいて、十分な大きさのフィレットが形成されているかどうかを判別することが可能になる。

一方、部品本体、基板Ｓの地の部分、ランドが露出している部分など、正反射率が高くない部位では、赤、緑、青の各光の拡散反射光が混合して白色光になるため、これらの部位は、画像においても、本来の色彩に近い色で表される。

図１に示したシステムにおいて、検査装置１では、照明部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによる照明下で検査対象の基板を撮像し、生成された画像を、登録されたプログラムおよび検査データに基づき部品毎に処理することにより、基板上の各部品の実装状態を順に検査する。各部品の検査結果情報や検査に用いられた画像は管理サーバ２に送信され、基板および部品の識別コードに基づき部品毎に読み出せる状態で各データベース２１，２２に保存される。

また、管理サーバ２では、自動外観検査で不良が検出された基板に関して、目視確認が完了するまで、その基板および不良と判定された部品の識別コードを作業メモリ（ＲＡＭ）に保存する。そして、確認用端末３から目視確認作業が可能である旨の連絡を受けると、作業メモリに格納された識別コードに基づき目視確認の対象基板および対象部品を特定し、対象部品の画像を確認用端末３に送信する。この画像を表示した確認用端末３に作業者による判定結果が入力されると、この判定結果は確認用端末３から管理サーバ２に送信され、検査結果データベース２２内の該当部品の情報に追加登録される。

上記一連の処理により、検査装置１による自動検査で良と判定された部品、および自動検査では不良と判定されたが目視確認により良と判定された部品が「良品」として確定され、自動検査および目視確認の双方で不良と判定された部品は「不良品」として確定される。すなわち、自動検査で良判定された部品は、その判定がなされた時点で「良品」であることが確定し、自動検査で不良と判定された部品は、目視確認が終了した段階で「良品」または「不良品」であることが確定する。

ところで、部品実装基板において発生する不良は画一的なものではなく、部品の種によって不良の発生箇所や不良内容も異なるものになる。このため、検査装置１でも、不良の種によって異なるルールに基づく検査を実行する必要がある。

図３では、「ぬれ異常」「ランド露出」「はんだボール（ピン間）」の３種類の不良について、それぞれ実行される検査の内容として、検査対象の部品種、計測処理の内容（対象部位およびその計測の手法を示すもの）、不良の判定基準の３種類をまとめたテーブルを示す。

部品種および計測処理の内容は検査ルールに相当し、判定基準は検査ルールに従ってユーザにより設定された検査データに相当する。検査ルールには、上記のほか、検査領域（ウィンドウ）の数、各検査領域の標準設定データ（部品に対する検査領域の相対位置、検査領域の大きさなど）などが含まれる。また検査データには、判定基準のほか、検査領域の具体的な位置および大きさ、計測対象部位を抽出するための２値化しきい値などが含まれる。

図３の例によれば、「ぬれ異常」の検査では、チップ部品を対象に、ランドウィンドウ（ランドに対応する箇所に設定される検査領域）から青色以外の色彩領域を抽出し、この領域のウィンドウ全体に対する面積比を計測し、この計測値が４０％以上であれば「ぬれ異常」が生じていると判定する。「ランド露出」の検査では、トランジスタを対象に、ランドウィンドウ内でランドの色彩が現れている領域を抽出し、その領域のウィンドウ全体に対する面積比を計測し、この計測値が３０％以上であればランドが露出していると判定する。
「はんだボール（ピン間）」とは、ＩＣの隣り合う２つのリードの間に付着した小さなはんだの固まりである。この不良を対象にした検査では、リード間ウィンドウ（隣り合う２つのリード間に設定される幅狭の検査領域）において、高輝度領域（色彩は限定しない。）を抽出するとともに、この領域に外接矩形を設定し、外接矩形に対する高輝度領域の面積比を計測する。そして、この計測値が５０％以上であれば「はんだボール」が発生していると判定する。

検査装置１には、不良の種毎に、上記の検査ルールに基づくプログラムが登録される。また、検査前のティーチングにおいて、各部品に対し、それぞれその部品種に対応する検査ルールに基づき、当該ルールによる検査を実施するのに必要な各種検査データがユーザにより設定され、検査装置１に登録される。

上記の自動外観検査において、判定基準を示すしきい値は、ユーザが自由に設定できるものであるが、一般にこのしきい値はかなり厳しく設定されるため、殆どの基板で複数の不良箇所が検出される傾向がある。よって、この実施例では、各確認用端末３に、確認対象の基板を１枚ずつ割り当て、割り当てられた基板で検出された全ての不良箇所を同じ作業者に確認させるようにしている。作業者は、種々の部品を対象に、自動外観検査による不良判定が適切であるか否かを判定する作業を、長時間続けることになるので、集中力の低下によって判定に誤りが生じるのを防止したり、判定作業の効率を向上できるような工夫が必要である。

そこでこの実施例では、管理サーバ２側で、過去に蓄積された検査結果情報に基づいて各確認用端末３における画像の表示順序を組み立て、その順序に従って、画像や検査結果情報を送信するようにしている。各部品に対する確認作業をどのような順序で進めるかや、その順序を決めるための方法は、管理用端末４において設定され、管理サーバ２に送信され、登録される。ただし、この登録は、適宜変更可能である。

図４は、管理用端末４での設定画面の一例を示す。
この実施例では、まず図４（１）に示す設定画面により、表示する順序を決めるルールが設定される。具体的には、「検査順に表示」「不良の可能性が高い順に表示」「不良の可能性が低い順に表示」「不良の可能性が高いもの／低いものを交互に表示」「良品／不良品の判定が困難な順に表示」の５つの選択肢が、それぞれチェックボックス１０１や設定終了ボタン１０２とともに表示される。

各選択肢のうち、１番目の「検査順に表示」が選択された場合には、これをもって設定処理は終了する。２〜４番目の選択肢が選択された場合には、設定画面は図４（２）に示すものに切り替えられ、５番目の選択肢が選択された場合には、設定画面は図４（３）に示すものに切り替えられる。

図４（２）の設定画面は、不良の可能性の高さを示すパラメータを選択するためのもので、この例では３つの選択肢が表示される。図４（３）の設定画面は、判定作業の難易度を示すパラメータを選択するためのもので、この例では２つの選択肢が表示される。管理者が表示された選択肢のいずれかを選択すると、以後、管理サーバ２では、各処理対象部品につき選択されたパラメータを算出し、その算出結果に基づき、最初の設定画面での選択に応じた画像表示順序を決定する。そして、決定した順序に従って確認用端末３への画像の送信を制御する。
なお、管理用端末４の画面表示は上記に限らず、図４（１）〜（３）の表示をそれぞれ個別のウィンドウにして表示してもよい。たとえば、まず図４（１）のウィンドウを表示した後に、選択肢の選択に応じて、図４（２）または（３）のウィンドウを図４（１）のウィンドウとともに表示してもよい。

以下、図４（２）（３）に示した５種類のパラメータを求める方法について、それぞれの具体例を順に説明する。

イ）「良品の平均値からのずれ量」を求める方法
この方法では、自動外観検査において目視確認の対象部品（以下、「処理対象部品」という。）と同じ検査ルールによる検査が実行された部品のうち、「良品」であることが確定した部品（以下、「良品」という。）の情報が相当数蓄積されたことを条件に、これらの良品の計測値の平均値ＡＶ_Ｇおよび標準偏差σ_Ｇを求める。そして、処理対象部品の計測値ｘと上記のＡＶ_Ｇおよびσ_Ｇの各値を、下記の式（Ａ）にあてはめることによって、平均値ＡＶ_Ｇに対する計測値ｘのずれ量Ｄを算出する。

Ｄ＝｜ｘ−ＡＶ_Ｇ｜／（３・σ_Ｇ） ・・・（Ａ）

上記のずれ量Ｄは、良品基板の計測値により図５に示すような正規分布が形成されるとして、平均値ＡＶ_Ｇから計測値ｘまでの距離を(３・σ_Ｇ)により正規化したものである。よって、Ｄの値は良品の計測値の分布に対する計測値ｘの適合度に相当する。

図５において、ＴＨは、自動外観検査の判定基準を示すしきい値である（図６，７においても同じ。）。図５の例では、しきい値ＴＨは平均値ＡＶ_Ｇよりも高い値に設定されており、計測値を表す横軸において、ＴＨより右の範囲（値がしきい値ＴＨ以上となる範囲）が、自動外観検査で不良と判定され、かつ目視確認で良品と判定された部品の計測値に相当する。したがって、処理対象部品の計測値ｘも、しきい値ＴＨより右の範囲内に含まれる。
上記によれば、横軸上のｘの位置が図中の右側に移動するほど、不良の可能性が高くなり、それに伴ってＤの値も大きくなる。よって、ずれ量Ｄは、その値が大きくなるほど不良の可能性が高くなることを示すパラメータとして機能する。

不良の可能性の高さは、しきい値ＴＨに対する差に基づいて判断することもできるが、しきい値ＴＨは検査の過程で見直されて変更される場合があり、その変更に伴ってパラメータの値が大きく変動する可能性があるため、信頼度が確保できない。これに対し、上記の実施例では、過去に良品として確定した部品の計測値を母集団とする正規分布の平均値ＡＶ_Ｇに対する差を求めるので、判定基準のしきい値ＴＨが変更されても、目視確認の作業者により判断される良品の範囲が安定していれば、ずれ量Ｄの値に大きな変化が生じるとは考えにくい。したがって、不良の可能性の高さとして信頼度の高い数値を導出することができる。

ロ）「過去の同一計測値に対する判定結果から求めた不良判定の度合」を求める方法
この方法では、処理対象部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実行され、かつ処理対象部品と同一の計測値ｘが得られた部品の集合において、不良が確定した部品（以下、「不良品」という。）が占める割合を示す数値Ｐを算出する。この数値Ｐも、値が大きいほど高い不良の可能性の高さを示すパラメータとなる。

具体的には、図６に示すように、良品および不良品の計測値がそれぞれ正規分布を形成する状態になるまで蓄積されたことを条件に、それぞれの分布を表す演算式（Ｂ）（Ｃ）に計測値ｘをあてはめることにより、計測値がｘで良品として確定された部品の数Ｇ（ｘ）と、計測値がｘで不良品として確定された部品の数Ｆ（ｘ）を算出する。さらに、Ｇ（ｘ），Ｆ（ｘ）の各値を（Ｄ）式にあてはめ、この（Ｄ）式を実行することによって、Ｐの値を算出する。
なお、ＡＶ_Ｇ，σ_Ｇは良品の計測値の平均値および標準偏差であり、ＡＶ_Ｆ，σ_Ｆは不良品の計測値の平均値および標準偏差である。

上記のＰによれば、処理対象部品と同一の検査ルールが適用され、計測値も処理対象部品と同一になった全ての部品の検査結果に基づき、処理対象部品の不良の可能性の高さをパーセント表記で表すことができる。よって、この実施例でも、判定基準のしきい値ＴＨの値に関わらずに、不良の可能性の高さについて信頼度の高い情報を得ることができる。

なお、Ｇ（ｘ），Ｆ（ｘ）の値は、必ずしも（Ｃ）（Ｄ）式により求める必要はなく、検査結果データベース２１に保存されている計測値がｘに近似する値になった部品の数を、良／不良の確定結果毎に計数してもよい。

ハ）「同一の場所における過去の不良発生頻度」を求める方法
この方法では、処理対象の基板と同一構成の基板の蓄積情報を用いて、処理対象部品毎に、その部品の実装位置（座標を（ｉ，ｊ）とする。）において過去に不良が確定した頻度Ｑ_ｉｊを算出する。

製造現場で同一構成の基板の生産が繰り返されると、機械系の不備等によって、同じ場所に同様の不良が繰り返し出現することがある。たとえば、はんだペーストの塗布工程において、マスクの目詰まりにより特定箇所のはんだの塗布量が適量でなくなったために、その箇所に集中して部品の実装不良やフィレットの形状不良が生じる場合がある。またマウンタのアーム動作に問題が生じたために、特定の場所で部品の位置ずれや回転ずれが頻繁に生じたり、リフロー炉内の温度分布が不均一になったために、特定の場所でフィレットの形状不良が生じる頻度が高まることがある。
このように不良の発生箇所が特定の場所に集中する傾向がある場合には、上記のＱ_ｉｊは、不良の可能性の高さを示すパラメータとして信頼度の高いものになる。

ニ）「過去の同一計測値に対する判定結果に基づく難易度」を求める方法
この方法では、ロ）に示したのと同様の演算により、不良の可能性の高さを表すパラメータＰを求めた後、さらにＰの値により下記の（Ｅ）式を実行する。
Ｓ＝（１００−｜Ｐ−５０｜）・・・（Ｅ）

上記のＳは、Ｐが５０パーセントに近づくほど大きくなり、Ｐが５０パーセントのときに最大値の１００パーセントになる。Ｐの値が５０パーセントに近づくということは、処理対象部品が不良品である可能性と良品である可能性との差が小さくなって良／不良の判定がしだいに難しくなることを意味する。したがってＳの値が大きくなるほど、判定の難易度が高くなることになる。

ホ）「過去の作業実績に基づく推定作業時間」を求める方法
この方法は、処理対象部品と同一の検査ルールが適用された部品に対する目視確認の作業実績と処理対象部品の計測値ｘとに基づき、この部品の目視確認に要する時間長さを推定するものである。一般に、判定が困難になるほど確認のための時間は長くなると思われるから、上記の推定時間が長くなるほど判定が困難になると考えられる。

この方法を実施する場合には、管理サーバ２において、目視確認作業の対象となった部品のすべてに対し、それぞれ作業に要した時間（以下、「作業時間」という。）を計測し（具体的には、確認用端末３に画像を送信してから判定結果の送信を受けるまでの時間を作業時間とする。）、検査結果データベース２１に蓄積する。そして、処理対象部品と同一の検査ルールによる自動外観検査により不良と判定され、目視確認が実施された部品に係る蓄積情報を用いて、作業時間と計測値との関係を図７に示すような近似曲線として特定し、この曲線の演算式を用いて計測値ｘに対応する作業時間Ｔ（ｘ）を算出する。

上記のイ）〜ホ）においては、不良の可能性の高さを示すパラメータを求めるための方法を３通り、判定作業の難易度を示すパラメータを求めるための方法を２通り示したが、パラメータを求める方法は、これらに限定されるものではない。たとえば、良品の計測値の分布に対する計測値ｘの適合度として、（Ａ）式に代えて、一般的な偏差値を算出してもよい。または、前出の（Ｂ）式を用いて、計測値ｘにより良品として判定された部品の数Ｇ（ｘ）を求め、この個数の良品全体に対する割合を求めてもよい。

また、（Ｄ）式の分子をＦ（ｘ）からＧ（ｘ）に変更して、過去の検査で計測値がｘとなった部品の集合に対する良品の割合Ｐ´を求めてもよい。この場合には、Ｐ´の値が小さくなるほど高い不良可能性が示されることになる。さらに、（Ｅ）式により判定作業の難易度を示すパラメータＳを算出する場合にも、Ｐに代えてＰ´を使用することが可能である。

以下、図８に基づき、管理サーバ２が１台の確認用端末３に対して実行する処理の内容について説明する。この処理は、図５に示した設定画面による設定が行われ、さらに検査結果データベース２１に十分な数の情報が蓄積されていることを条件として、確認用端末３毎に繰り返し実行される。なお、説明中の「ＳＴ１」等は、図中の各ステップの識別符号に対応する。

図８の処理は、確認用端末３から新たな情報の送信要求を受け付けたことにより開始される。ここではまず、作業メモリに保存されている識別コードに基づき、確認作業待ちの基板を１枚特定し、さらに、その基板上の処理対象部品（自動外観検査で不良と判別されたもの）を特定する（ＳＴ１）。

つぎに、特定した処理対象部品毎に、選択されたパラメータの算出に必要な情報を検査結果データベース２１から読み出し、選択されたパラメータを算出する（ＳＴ２〜５）。

全ての処理対象部品についてパラメータの算出が終了すると、各パラメータの値および最初の設定画面で選択された方法に基づき、これらの部品の画像を表示する順序を決定する（ＳＴ６）。そして、処理対象部品および作業順序を知らせる初期画面情報を作成し、これを確認用端末３に送信する（ＳＴ７）。

確認用端末３では、管理サーバ２からの送信情報を受信すると、画像の送信が可能になったことを管理サーバ２に連絡する。管理サーバ２では、この連絡に応じて、基板の全体画像および表示順序の１番目に設定された部品の画像を確認用端末３に送信する（ＳＴ８，９）。確認用端末３では、これらの画像と先に受信した初期画面情報とを組み合わせて、図９に示すような作業画面を作成する。

この作業画面は、検査装置１で不良と判定された部品の一覧表示領域２０１（不良判定部品一覧）、２つの画像表示領域２０２，２０３、操作領域２０４などにより構成されている。また操作領域２０４には、ＯＫボタン２０５、ＮＧボタン２０６などが設けられる。

領域２０１には、各処理対象部品の情報がＳＴ６で決定された順序に従って配置されている。ここに表示されている情報のうち、部品名称、ピン／ウィンドウ番号（不良判定箇所の識別情報）、不良コード、不良名称は、検査結果データベース２１から読み出された検査結果情報である。一方、「判定」の欄は、目視確認による判定結果を示すものである。この欄の初期状態の表示は「未」に設定されるが、作業者による判定結果が入力されると、その入力に応じて、「ＯＫ」または「ＮＧ」に表示が切り替えられる。

領域２０２には確認対象の部品の画像が、領域２０３には基板の全体画像が、それぞれ表示される。また、領域２０１のうち、領域２０２に表示されている部品に該当する情報の表示欄は、所定の色彩で着色表示されている。初期状態の画面では、一覧中の先頭部品の表示欄が着色表示され、領域２０２にも、この先頭部品の画像が表示されている。

作業者は、確認用端末３において、不良判定部品一覧の着色欄に示された不良内容や領域２０２内の画像を確認し、判定結果を入力する（良品であると判定した場合はＯＫボタン２０５をクリックし、不良品であると判定した場合にはＮＧボタン２０６をクリックする。）この操作を受けた確認用端末３では、入力された判定結果に基づき、不良判定部品一覧の「判定」の表示を「ＯＫ」または「ＮＧ」に更新するとともに、この判定結果を管理サーバ２に送信する。管理サーバ２では、判定結果の送信を受け付けると、受信した判定結果を該当する部品の検査結果情報に追加登録する（ＳＴ１０，１１）。また、処理対象部品の画像をすべて送信していない場合（ＳＴ１２が「ＮＯ」）には、上記の追加登録によって次の部品の画像送信が可能になったと判断し（ＳＴ８が「ＹＥＳ」）、次の部品につき、同様にＳＴ９〜１１を実行する。

以後も同様の処理を繰り返すことにより、処理対象部品の画像を順に確認用端末３に送信し、確認端末からの判定結果を受け付けて検査結果データベースに追加登録する。これら処理が終了すると（ＳＴ１２が「ＹＥＳ」）、各判定結果に基づき、基板単位での良／不良を判定する（ＳＴ１３）。さらに、この判定結果を外部に出力、および検査結果データベース２１に登録し（ＳＴ１４）、処理を終了する。

上記によれば、管理者が現場の作業環境や作業員の能力に応じて、作業効率の向上や判定ミスの防止に有用と思われる選択肢を選択した後に、確認対象の部品の画像の表示順序を管理者による選択に従って自動的に決定し、その順序に従って画像を表示することが可能になる。

なお、図８の処理では、基板上の処理対象部品の全てに対して、目視確認を行うことを前提としているが、良品基板を短時間で揃えて出荷する必要があるような現場では、目視確認の途中で不良判定がなされると、処理対象の基板に対する目視確認を打ち切って、基板単位での判定結果を「不良」に確定し、次の基板に対する処理を開始することがある。たとえば、確認順序（どの基板から確認するか）が固定されている条件下で、一定枚数の良品基板をできるだけ早く確定する必要がある場合には、確認中の基板に１つでも不良部品があると判明した時点で、その基板の確認を後に回し、次の基板の確認に入ることによって、目標数の良品基板の確定を早めることができる。このような場合には、不良の可能性が高い順または判定が困難な順に画像を表示することによって、作業の効率を向上することができる。

また、上記の実施例では、管理サーバ２において画像の表示順序を決定するようにしたが、検査装置１に管理サーバ２の機能を組み込んでもよい。さらに、検査装置１に、画像を表示するためのモニタや目視確認の結果を入力するための操作部を設け、検査装置１のみで自動検査および目視確認の双方を実施するようにしてもよい。
また、図１の構成のシステムを用いる場合にも、管理サーバ２で画像の表示順序を決定するのではなく、確認用端末３において、管理サーバ２から必要な情報を読み出しながら画像の表示順序を決定し、その決定した順序に基づき、管理サーバ２から画像の配信を受けるようにしてもよい。または、あらかじめ確認対象の画像の一括送信を受けておき、各画像を決定した表示順序に基づき表示するようにしてもよい。

また、図４（１）の設定画面で「検査順に表示」が選択された場合には、自動外観検査で処理されたのと同じ順序で画像が表示されるが、この場合にも、不良の可能性の高さまたは判定の難易度を算出し、算出値を画像とともに表示するようにしてもよい。または算出値が所定の基準値を超える場合にのみ、作業画面に、作業者の注意を喚起するような情報を表示してもよい。

また上記の実施例では、目視確認の作業者に、種々の不良箇所を確認させるようにしたが、各作業者にそれぞれ同種の不良箇所を集中的に割り当てる場合にも、同様に、確認対象の各部品について、不良の可能性の高さまたは判定の難易度を示すパラメータを算出し、各パラメータの値に基づいて画像の表示を制御することができる。

また、確認用端末３で取り扱う画像は、検査装置１で生成されたものに限定する必要はない。たとえば、確認用端末３に、目視検査用の基板支持ステージや撮像装置を接続し、これらを用いて検査装置１で不良判定された部品を再度撮像し、生成された画像を対象に確認作業を行ってもよい。この場合にも、たとえば、管理サーバ２側が図８のＳＴ１〜７に準じた処理を行って、処理対象部品および作業順序を確認用端末３に連絡し、確認用端末３側で、管理サーバ２から連絡された処理対象部品を連絡された順序で撮像し、生成された画像を含む作業画面を表示することによって、目視確認作業の効率の向上や、確認ミスの防止を実現することができる。

基板検査システムの構成例を示すブロック図である。 検査装置の光学系の構成および検査の原理を説明する模式図である。 検査の内容の例を示すテーブルである。 画像の表示順序を決定方法を設定するための設定画面を示す説明図である。 良品の計測値の分布に対する処理対象部品の計測値ｘの関係を示す説明図である。 良品および不良品の計測値の分布に対する処理対象部品の計測値ｘの関係を示す説明図である。 過去の検査結果情報から求めた計測値と作業時間との関係曲線の例を示すグラフである。 確認用端末に対する管理サーバの処理を示すフローチャートである。 確認用端末における確認画面の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 基板外観検査装置
２ 管理サーバ
３ 確認用端末
４ 管理用端末
２１ 検査結果データベース
２２ 画像データベース

Claims (9)

1. 部品実装基板を検査対象として、当該基板上の各部品にそれぞれその部品種に応じた検査ルールに基づく自動外観検査を実施した後に、この自動外観検査で実装不良と判定された部品につき、検査に用いられた基板の画像あるいは検査対象の部品の画像を含む作業画面を表示して、作業者による目視確認結果の入力を受け付ける処理を個別に実行し、自動外観検査および作業者のいずれかにより良と判定された部品を良品として確定し、自動外観検査および作業者の双方により不良と判定された部品を不良品として確定する検査方法において、
   良／不良が確定した部品について、検査の過程で生じた情報を良／不良の確定内容に対応づけて蓄積し、
   前記自動外観検査で不良と判定されて作業者による目視確認の対象となった部品について、当該部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施された部品に係る蓄積情報を用いて不良の可能性の高さまたは判定の難易度を示すパラメータを求め、このパラメータの値に基づき目視確認用の作業画面の表示を制御する、ことを特徴とする基板検査方法。
2. 前記蓄積情報には、良／不良が確定した各部品について、それぞれ自動外観検査において画像から求められて判定基準と照合された計測値が含まれており、
   前記パラメータを求める処理では、処理対象の部品と同じ判定基準による自動外観検査が実施されかつ良品として確定した部品の計測値の集合、に対する処理対象の部品の計測値の適合度を算出する、請求項１に記載された基板検査方法。
3. 前記蓄積情報には、良／不良が確定した各部品について、それぞれ自動外観検査において画像から求められて判定基準と照合された計測値が含まれており、
   前記パラメータを求める処理では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施されかつ当該部品と同一の計測値が得られた部品の集合において、不良品として確定した部品が占める割合を算出する、請求項１に記載された基板検査方法。
4. 前記蓄積情報には、良／不良が確定した各部品について、それぞれ自動外観検査において画像から求められて判定基準と照合された計測値が含まれており、
   前記パラメータを求める処理では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査が実施されかつ当該部品と同一の計測値が得られた部品の集合において、良品として確定した部品が占める割合を算出する、請求項１に記載された基板検査方法。
5. 前記パラメータを求める処理では、さらに、算出された割合をその値が１／２に近づくほど演算結果が大きくなるように設定されている演算式にあてはめ、この演算式による演算を実行する、請求項３または４に記載された基板検査方法。
6. 前記蓄積情報には、検査対象となった部品の位置情報が含まれており、
   前記パラメータを求める処理では、検査対象の基板と同一の構成の基板に係る蓄積情報に基づき、処理対象の部品に対応する位置で過去に不良が確定した度合を算出する、請求項１に記載された基板検査方法。
7. 前記作業者による目視確認が実行された部品に係る蓄積情報には、自動外観検査において画像から求められて判定基準と照合された計測値と、作業者の目視確認に要した時間の長さを示す情報とが含まれており、
   前記パラメータを求める処理では、処理対象の部品と同じ検査ルールによる自動外観検査で不良と判定されて作業者による目視確認が行われた部品に係る蓄積情報を用いて、処理対象の部品の目視確認に要する時間長さを推定する、請求項１に記載された基板検査方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載された方法において、
   前記自動外観検査で不良と判定されて目視確認に待機中の部品が複数存在するとき、これらの部品につきそれぞれ求めたパラメータの値に基づき、各部品に対する目視確認の順序を決定し、各部品の目視確認用の作業画像を前記決定した順序で表示する、基板検査方法。
9. 部品実装基板上の各部品の実装状態をそれぞれその部品種に応じた検査ルールに基づき検査する自動外観検査装置により実装不良と判定された部品を対象に、検査に用いられた基板の画像あるいは検査対象の部品の画像を表示して、作業者による目視確認結果の入力を受け付ける処理を個別に実行するシステムにおいて、
   前記自動外観検査装置による検査および作業者による目視確認により良／不良が確定した部品について、検査の過程で生じた情報を良／不良の確定内容に対応づけて蓄積するための記憶手段と、
   前記作業者による目視確認の対象となった部品について、当該部品と同じ検査ルールにより自動外観検査が実施された部品に係る蓄積情報を用いて、不良の可能性の高さまたは判定の難易度を示すパラメータを求めるパラメータ取得手段と、
   前記作業者による目視確認の対象となった部品について、前記パラメータの値に基づき目視確認用の作業画面の表示を制御する表示制御手段とを、
   具備する自動外観検査の検査結果確認システム。

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