JP2018025481A - 表面実装ラインの検査装置及び品質管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】表面実装ラインにおいて実際のランド位置を基準とした検査を実現するための技術を提供する。【解決手段】検査装置が、ランド４３上にはんだ４６が印刷された状態、はんだ上に部品がマウントされた状態、又は、部品がランドにはんだ接合された状態の基板４０を撮像する撮像部と、撮像部によって取得された基板の画像４２のなかからランド以外の基板の構成要素４４の位置を認識し、認識された構成要素の位置に基づいて画像内に含まれるランドの位置を特定するランド特定部と、ランド特定部によって特定されたランドの位置を基準として、ランド上のはんだ又は部品の検査を行う検査部と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、表面実装ラインにおける検査及び品質管理に関する。

表面実装ラインは、プリント基板の電極部（ランドと呼ばれる）にペースト状のはんだを印刷するはんだ印刷工程、はんだの上に電子部品を実装するマウント工程、リフロー炉ではんだを加熱溶融して部品をはんだ接合するリフロー工程、という流れで構成されている。自動化・省力化が進むラインでは、各工程の出口に検査装置を設置し、画像による自動検査が行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−２７１０９６号公報

各工程での重要な検査項目の一つに「位置ずれ検査」がある。例えば、印刷後検査では、はんだが正規の位置に印刷されているかどうかが検査され、マウント後検査やリフロー後検査では、部品が正規の位置に配置されているかどうかの検査が行われる。従来の検査装置では、基準となる「正規の位置」として、設計値（理論値）を用いるのが通常であった。すなわち、フィデューシャルマークを基準に基板を位置決めした上で、ＣＡＤデータに基づきはんだや部品が配置されるべき座標を計算し、その座標を基準としてはんだや部品の位置ずれ量を評価するのである。

設計値を基準とする方法は、基板が（より具体的には、はんだや部品が配置されるランドが）設計通りの位置及び大きさを有しているということを前提としている。しかしながら、実際には、製造上の誤差や基板の歪み・反りなどにより、ランドの位置が設計値と異なる場合が多い。また、銅箔の一部をレジストから露出させることでランドを形成するという構造上、ランドに接続する配線パターンの違いによって露出量が異なり、実際のランドの面積や形状が設計値と異なることも少なくない。ランド位置が設計値と異なるにもかかわらず、ＣＡＤデータに基づく設計値を基準に位置ずれ検査を行ってしまうと、「見過ぎ」や「見逃し」といった誤判定を招くおそれがある。

したがって、理想的には、設計値を基準とするのでなく、基板上の実際のランド位置を基準とすることが望ましいといえる。ところが、各工程での検査において、基板上のランド位置を特定することは難しい。ランドのほぼ全体がはんだや部品で隠れてしまうため、基板の画像をみてもランドの外形がわからないからである。

なお、前述した特許文献１では、はんだ印刷後の撮像画像からランド領域とはんだ領域を分離し、予め用意したランドデータを使ってランド領域の欠損部分を補間することで、ランド領域を復元するというアイデアが開示されている。この方法は、特許文献１の図１４に示される例のように、ランドとはんだが大きく位置ずれしランドの大部分が画像に現れている場合（つまりランドの欠損部分が十分小さい場合）には妥当な結果が得られるかもしれない。しかし現実の検査では、ランドのほぼ全体がはんだや部品で隠れてしまうことが殆どであり、特許文献１の提案方法を適用できるケースは少ないと考えられる。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、表面実装ラインにおいて実際のランド
位置を基準とした検査を実現するための技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、ランド以外の構成要素の位置を特定し、その構成要素の位置を基準にランドの位置を特定する、という構成を採用する。

具体的には、本発明の第一態様は、表面実装ラインにおいて用いられる検査装置であって、ランド上にはんだが印刷された状態、前記はんだ上に部品がマウントされた状態、又は、前記部品が前記ランドにはんだ接合された状態の基板を撮像する撮像部と、前記撮像部によって取得された前記基板の画像のなかから前記ランド以外の前記基板の構成要素の位置を認識し、認識された前記構成要素の位置に基づいて前記画像内に含まれるランドの位置を特定するランド特定部と、前記ランド特定部によって特定された前記ランドの位置を基準として、前記ランド上の前記はんだ又は前記部品の検査を行う検査部と、を有する検査装置である。

ランド以外の構成要素の位置を基準にランドの位置を特定することにより、ランドがはんだや部品に隠れていたとしても、実際のランド位置を精度良く求めることができる。そして、実際のランド位置を基準にしてはんだや部品の検査を行うことにより、従来よりも判定精度を高め、不良の見逃しの防止並びに直行率の向上を図ることができる。

ここで、「ランド上にはんだが印刷された状態」の基板とははんだ印刷後の基板であり、「はんだ上に部品がマウントされた状態」の基板とは部品実装後の基板であり、「部品がランドにはんだ接合された状態」の基板とはリフロー後の基板である。すなわち本発明の検査装置は、はんだ印刷後検査、マウント後検査、リフロー後検査のいずれにも適用可能である。「ランド以外の基板の構成要素」は基板の構成要素であれば何でもよいが、はんだ又は部品によって隠される可能性が殆どないものであるとよい。例えば、基板に形成された配線パターンなどを好ましく利用できる。

前記ランド特定部は、前記構成要素と前記ランドの間の相対的な位置関係を定義する位置関係情報と、前記画像から認識された前記構成要素の位置とに基づいて、前記画像内における前記ランドの位置を推定するものであり、前記位置関係情報は、はんだが印刷されていない状態のサンプル基板を計測して生成された情報であることが好ましい。

位置関係情報として、ＣＡＤデータなどの設計値から生成した情報を用いることもできる。しかしながら、実際のランドの面積や形状が設計値と異なることもあるので、実際のサンプル基板を計測した値から位置関係情報を生成する方が、構成要素とランドの間の相対的な位置関係がより正確である。

前記位置関係情報は、前記サンプル基板の画像から生成した前記構成要素のテンプレートを含み、前記ランド特定部は、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングにより前記基板の画像のなかから前記構成要素の位置を認識することが好ましい。

基板の個体差などにより構成要素の形状や位置にばらつきがある場合でも、テンプレートマッチングを利用すれば簡単かつ高精度に構成要素の位置を認識することができる。

本発明の第二態様は、本発明の第一態様に係る検査装置と、前記検査装置の検査データに基づいて不良又は品質低下の原因を分析する分析装置と、を有する品質管理システムである。実際のランド位置を基準とした検査データを用いることで、不良又は品質低下の原因のより正確な分析ができるものと期待できる。

前記分析装置は、不良又は品質低下の原因の分析結果に基づいて、前記表面実装ラインを構成する製造装置の制御パラメータを修正してもよいし、不良又は品質低下の原因の分析結果を前記表面実装ラインを構成する製造装置に提供してもよい。これにより、不良の発生の抑制や品質向上を図ることができる。

本発明の第三態様は、ランド上にはんだが印刷された状態の基板、又は、前記はんだ上に部品がマウントされた状態の基板の検査である中間検査を行う検査装置と、前記部品が前記ランドにはんだ接合された状態の基板の検査である最終検査を行う検査装置と、分析装置と、を有する品質管理システムであって、前記各検査装置は、本発明の第一態様に係る検査装置により構成されており、前記各検査装置の前記検査部は、前記ランド特定部によって特定された前記ランドの位置を基準として計測した値を、検査基準と比較することにより、良か不良かを判定するものであり、前記分析装置は、前記最終検査の判定結果に基づいて前記中間検査で用いる前記検査基準の値を変更する処理を行う品質管理システムである。前記分析装置は、前記最終検査の判定結果と前記中間検査の判定結果の一致度合が高くなるように、前記中間検査で用いる前記検査基準の値を変更するとよい。

この構成によれば、最終検査の判定結果に基づいて、中間検査で用いる検査基準を適切な値に変更することができる。したがって、リフロー後に不良にならないものを中間検査で不良判定してしまうこと（見過ぎ）や、逆にリフロー後に不良になるものを中間検査で良品判定してしまうこと（見逃し）を可及的に減らすことができ、検査の無駄を削減することができる。またこの場合も、実際のランド位置を基準とした検査を行うと共に、その検査データを基に検査基準の最適化を行うため、より正確で信頼性の高い検査が可能になるものと期待できる。

本発明の第四態様では、前記分析装置は、前記表面実装ラインを構成する製造装置及び／又は前記検査装置の動作条件が変更された場合に、前記動作条件の変更前と変更後の品質の変化を示す情報を生成し出力するとよい。この構成によれば、製造装置及び／又は検査装置の動作条件を変更した場合に、その変更による品質改善の効果を簡単に確認でき、客観的に検証することができる。したがって、表面実装ラインの品質管理の簡易化並びに生産性の向上を図ることができる。

なお、本発明は、上記構成ないし機能の少なくとも一部を有する検査装置として捉えることができる。また、本発明は、この検査装置により得られた検査データに基づき表面実装ラインの品質管理を行う品質管理システムとして捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む検査装置の制御方法もしくは検査方法もしくは品質管理システムの制御方法もしくは品質管理方法、又は、かかる方法をコンピュータ（プロセッサ）に実行させるためのプログラム、又は、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、表面実装ラインにおいて実際のランド位置を基準とした検査を実現することができる。

図１は表面実装ラインにおける生産システムの構成を示す図である。 図２は位置関係の学習処理の流れを模式的に示す図である。 図３Ａ及び図３Ｂはランドの位置及びサイズの検出方法を示す図である。 図４はランド位置の特定処理の流れを模式的に示す図である。 図５は検査装置の機能ブロック図である。 図６は検査装置の動作のフローチャートである。 図７Ａ及び図７Ｂはランド基準の検査項目の例を示す図である。 図８Ａ〜図８Ｃはランド基準の検査項目の例を示す図である。 図９は検査データベースに記録された検査データの例を示す図である。 図１０は工程改善処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は実装ログデータの一例を示す図である。 図１２はマウンタに提供される分析結果の一例を示す図である。 図１３はＣｐｋを用いた分析結果の一例を示す図である。 図１４はマウンタに提供される分析結果の一例を示す図である。 図１５は印刷条件変更前後の品質比較を示す図である。 図１６ははんだずれ量の監視基準変更前後の品質比較を示す図である。 図１７は部品ずれ量の検査基準変更前後の品質比較を示す図である。

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、以下に記載されている各構成の説明は、発明が適用されるシステムの構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

＜第１実施形態＞
（システム構成）
図１は、プリント基板の表面実装ラインにおける生産システムの構成例を模式的に示している。表面実装（Surface Mount Technology：ＳＭＴ）とはプリント基板の表面に電子部品をはんだ付けする技術であり、表面実装ラインは、主として、はんだ印刷〜部品のマウント〜リフロー（はんだの溶着）の三つの工程から構成される。

図１に示すように、表面実装ラインでは、製造装置として、上流側から順に、はんだ印刷装置Ｘ１、マウンタＸ２、リフロー炉Ｘ３が設けられる。はんだ印刷装置Ｘ１は、スクリーン印刷によってプリント基板上の電極部（ランドと呼ばれる）にペースト状のはんだを印刷する装置である。マウンタＸ２は、基板に実装すべき電子部品をピックアップし、該当箇所のはんだペーストの上に部品を載置するための装置であり、チップマウンタとも呼ばれる。リフロー炉Ｘ３は、はんだペーストを加熱溶融した後、冷却を行い、電子部品を基板上にはんだ接合するための装置である。基板に実装する電子部品の数や種類が多い場合には、表面実装ラインに複数台のマウンタＸ２が設けられることもある。また、符号Ｘ４は、製造装置Ｘ１〜Ｘ３を管理する製造管理装置である。

また、表面実装ラインには、はんだ印刷〜部品のマウント〜リフローの各工程の出口で基板の状態を検査し、不良又は品質低下（不良の予兆）を自動で検出する、品質管理システムが設置されている。品質管理システムは、良品と不良品の自動仕分けの他、検査結果やその分析結果に基づき各製造装置の動作を改善する機能（例えば、制御パラメータの変更など）も有している。図１に示すように、本実施形態の品質管理システムは、はんだ印刷検査装置Ｙ１、部品検査装置Ｙ２、外観検査装置Ｙ３、Ｘ線検査装置Ｙ４の４種類の検査装置と、分析装置Ｙ５とを有して構成される。

はんだ印刷検査装置Ｙ１は、はんだ印刷装置Ｘ１から搬出された基板に対し、はんだペーストの印刷状態を検査するための装置である。はんだ印刷検査装置Ｙ１では、基板上に印刷されたはんだペーストを２次元ないし３次元的に計測し、その計測結果から各種の検査項目について正常値（許容範囲）か否かの判定を行う。検査項目としては、例えば、はんだの体積・面積・高さ・位置ずれ・形状などがある。はんだペーストの２次元計測には、イメージセンサ（カメラ）などを用いることができ、３次元計測には、レーザ変位計や、位相シフト法、空間コード化法、光切断法などを利用することができる。

部品検査装置Ｙ２は、マウンタＸ２から搬出された基板に対し、電子部品の配置状態を検査するための装置である。部品検査装置Ｙ２では、はんだペーストの上に載置された部品（部品本体、電極（リード）など部品の一部でもよい）を２次元ないし３次元的に計測し、その計測結果から各種の検査項目について正常値（許容範囲）か否かの判定を行う。検査項目としては、例えば、部品の位置ずれ、角度（回転）ずれ、欠品（部品が配置されていないこと）、部品違い（異なる部品が配置されていること）、極性違い（部品側と基板側の電極の極性が異なること）、表裏反転（部品が裏向きに配置されていること）、部品高さなどがある。はんだ印刷後検査と同様、電子部品の２次元計測には、イメージセンサ（カメラ）などを用いることができ、３次元計測には、レーザ変位計や、位相シフト法、空間コード化法、光切断法などを利用することができる。

外観検査装置Ｙ３は、リフロー炉Ｘ３から搬出された基板に対し、はんだ付けの品質を検査するための装置である。外観検査装置Ｙ３では、リフロー後のはんだ部分を２次元ないし３次元的に計測し、その計測結果から各種の検査項目について正常値（許容範囲）か否かの判定を行う。検査項目としては、マウント後検査と同じ項目に加え、はんだフィレット形状の良否なども含まれる。はんだの形状計測には、上述したレーザ変位計、位相シフト法、空間コード化法、光切断法などの他、いわゆるカラーハイライト方式（Ｒ、Ｇ、Ｂの照明を異なる入射角ではんだ面に当て、各色の反射光を天頂カメラで撮影することで、はんだの３次元形状を２次元の色相情報として検出する方法）を用いることができる。

Ｘ線検査装置Ｙ４は、Ｘ線像を用いて基板のはんだ付けの状態を検査するための装置である。例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）などのパッケージ部品や多層基板の場合には、はんだ接合部が部品や基板の下に隠れているため、外観検査装置Ｙ３では（つまり外観画像では）はんだの状態を検査することができない。Ｘ線検査装置Ｙ４は、このような外観検査の弱点を補完するための装置である。Ｘ線検査装置Ｙ４の検査項目としては、例えば、部品の位置ずれ、はんだ高さ、はんだ体積、はんだボール径、バックフィレットの長さ、はんだ接合の良否などがある。なお、Ｘ線像としては、Ｘ線透過画像を用いてもよいし、ＣＴ（Computed Tomography）画像を用いることも好
ましい。

上述した製造装置Ｘ１〜Ｘ３はネットワークを介して製造管理装置Ｘ４に接続されている。製造管理装置Ｘ４は、各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の制御プログラムの作成、各製造装置Ｘ１〜Ｘ３への制御プログラムの送信、各製造装置Ｘ１〜Ｘ３からのログデータの収集などを担うシステムである。一方、検査装置Ｙ１〜Ｙ４はネットワークを介して分析装置Ｙ５に接続されている。分析装置Ｙ５は、各検査装置Ｙ１〜Ｙ４の検査プログラムの作成、各検査装置Ｙ１〜Ｙ４への検査プログラムの送信、各検査装置Ｙ１〜Ｙ４からの検査データの収集などを担うシステムである。製造管理装置Ｘ４と分析装置Ｙ５はネットワークを介して互いにデータ交換可能である。

制御プログラムは、各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の動作を定義するデータであり、製造対象の情報（例えば、基板ＩＤ、基板のサイズ、部品の品番・位置・サイズ）、制御パラメータ（例えば、はんだ印刷装置Ｘ１の場合はスキージ圧、スキージ速度、印刷圧、マスク位置など、マウンタＸ２の場合は各部品の実装位置、ノズルの吸着圧、部品押し込み量など、リフロー炉Ｘ３の場合は、温度、加熱時間など）などが含まれている。

検査プログラムは、各検査装置Ｙ１〜Ｙ４の動作を定義するデータであり、検査対象の情報（例えば、基板ＩＤ、基板のサイズ、部品の品番・位置・サイズ）、検査エリアの情報（例えば、各検査エリアの位置・サイズ）、検査ロジック（例えば、計測項目、検査項目、検査基準）などが含まれている。

製造管理装置Ｘ４及び分析装置Ｙ５はいずれも、ＣＰＵ（プロセッサ）、主記憶装置（メモリ）、補助記憶装置（ハードディスクなど）、入力装置（キーボード、マウス、コントローラ、タッチパネルなど）、表示装置などを具備する汎用的なコンピュータシステムにより構成することができる。後述する製造管理装置Ｘ４及び分析装置Ｙ５の機能は、補助記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが読み込み実行することにより実現される。

なお、製造管理装置Ｘ４及び分析装置Ｙ５は、１台のコンピュータにより構成してもよいし、複数のコンピュータにより構成してもよい。あるいは、製造装置Ｘ１〜Ｘ３や検査装置Ｙ１〜Ｙ４のいずれかの装置が内蔵するコンピュータに、製造管理装置Ｘ４及び分析装置Ｙ５の機能の全部又は一部を実装することも可能である。あるいは、製造管理装置Ｘ４及び分析装置Ｙ５の機能の一部をネットワーク上のサーバ（クラウドサーバなど）により実現してもよい。

（ランド基準の検査）
前述したように従来の検査装置では、ＣＡＤデータに基づく設計値を基準にして、はんだや部品の位置ずれ（正規の位置との差）を検査していたが、この方法では、実際のランド位置が設計値と異なる場合に妥当な結果が得られない。そこで本実施形態の検査装置Ｙ１〜Ｙ３では、検査対象の基板を撮像した画像を解析することにより実際のランド位置を特定し、この実際のランド位置を基準にして計測及び検査を実施する。この方法を本明細書では「ランド基準の検査」と呼ぶ。

ところで、はんだ印刷後検査、マウント後検査、リフロー後検査の各段階では、ランドがはんだ又は部品で隠れているため、外観画像からランドの位置を正確に特定することは困難である。そこで本実施形態では、（１）事前に、サンプル基板を用いて基板の構成要素間の位置関係を学習し、（２）検査時には、検査対象の基板の画像における構成要素間の位置関係からランド位置を特定する、という方法を採る。はんだや部品で隠されない構成要素（例えば、配線パターンなど）の位置を画像から特定し、その構成要素に対する相対位置によりランドの位置を推定するのである。

以下、（１）位置関係の学習処理、及び（２）ランド位置の特定処理の具体例を図面を参照して説明する。

（１）位置関係の学習
図２に位置関係の学習処理の流れを模式的に示す。この処理は、例えば、検査プログラムの作成時に分析装置Ｙ５によって実行される。

まず、サンプル基板２０の撮像が行われる。サンプル基板２０としては、はんだ印刷や部品実装が行われていない生基板（すなわち、ランド全体が露出した状態の基板）を用いるとよい。撮像には、検査装置Ｙ１〜Ｙ３のいずれかを利用してもよいし、他の撮像装置を利用してもよい。通常、基板サイズに比べて検査装置Ｙ１〜Ｙ３の視野サイズは小さいため（例えば、基板サイズは一辺１５〜４０ｃｍ、視野サイズは一辺３ｃｍ程度）、検査時には１枚の基板が複数の小領域（検査エリア）に分けて検査される。したがって、位置関係の学習も、検査時の検査エリア毎に実行される。図２の画像２２は検査エリア２１に対応する画像である。この画像２２には、６個のランド２３と５本の配線パターン２４が含まれている。

次に、分析装置Ｙ５は、配線パターン２４の色（例えば緑色）に基づいて、画像２２から配線パターン２４の領域を抽出し、二値化して、配線パターン画像２５を生成する。この配線パターン画像２５は、ランド位置の特定処理の中で実行される配線パターン検出処
理（テンプレートマッチング）において、テンプレート画像として利用される。

また、分析装置Ｙ５は、ランド２３の色（例えば銅箔色）に基づいて、画像２２からランド２３の領域を抽出する。そして、抽出されたランド２３のそれぞれについて、ランド位置（Ｘ，Ｙ）とランド幅（Ｗ）とランド高さ（Ｈ）を計算する。例えば、図３Ａに示すように、抽出されたランド２３の領域（ハッチングで示した領域）に対し矩形枠３０をフィッティングし、その矩形枠３０の中心点をランド位置（Ｘ，Ｙ）、矩形枠３０のＸ方向長さをランド幅（Ｗ）、Ｙ方向長さをランド高さ（Ｈ）に設定する。なお、ランド２３の輪郭が曲線である場合には、図３Ｂに示すように、外接矩形３１と内接矩形３２の中間となるように矩形枠３０を設定すればよい。ここで、ランド位置（Ｘ，Ｙ）、ランド幅（Ｗ）、ランド高さ（Ｈ）は、例えば画像の左上を原点とする画像座標系の値で表すとよい。

配線パターン画像２５と、ランド位置（Ｘ，Ｙ）、ランド幅（Ｗ）、ランド高さ（Ｈ）の情報は、位置関係情報テーブル２６（図２）に記録される。以上の処理をすべての検査エリアについて実行することで、検査エリア毎の、配線パターンとランドの間の相対的な位置関係を学習することができる。この位置関係情報テーブル２６は各検査装置Ｙ１〜Ｙ３の検査プログラムに組み込まれる。なお、個体差や基板の歪みにより、サンプル基板と検査対象の基板とでは配線パターンとランドの位置関係が厳密に一致しない可能性があるが、基板サイズに比べて視野サイズは十分小さいため、その差は無視することができる。

（２）ランド位置の特定
図４に、ランド位置の特定処理の流れを模式的に示す。この処理は、検査時に、検査装置Ｙ１〜Ｙ３において実行される。以下、はんだ印刷後検査の場合を例に挙げるが、マウント後検査及びリフロー後検査の場合も基本的な処理は同じである。

まず、検査対象の基板４０の撮像が行われ、検査エリア４１の画像４２が取得される。この検査エリア４１は、図２の検査エリア２１に対応するエリアであるとする。サンプル基板（図２参照）と違い、ランド４３の大部分ははんだ４６により隠れており、ランド４３の位置やサイズを画像４２から直接抽出することは困難である。

はんだ印刷検査装置Ｙ１は、配線パターン４４の色（例えば緑色）に基づいて、画像４２から配線パターン４４の領域を抽出し、二値化して、配線パターン画像４５を生成する。そして、はんだ印刷検査装置Ｙ１は、位置関係情報テーブル２６から検査エリア４１に対応する配線パターン画像２５を取得し、これをテンプレートとして用いてテンプレートマッチングを実行することにより、配線パターン画像４５のなかから配線パターン４４の位置を認識する。具体的には、テンプレート（配線パターン画像２５）をＸ方向とＹ方向に１画素ずつシフトしながら、テンプレートと配線パターン画像４５の一致度を評価し、一致度が最大となるシフト量（ΔＸ，ΔＹ）を求める操作が、配線パターン４４の位置を認識する操作に相当する。

そして、はんだ印刷検査装置Ｙ１は、位置関係情報テーブル２６から検査エリア４１に対応するランド位置（Ｘ，Ｙ）、ランド幅（Ｗ）、ランド高さ（Ｈ）の情報を取得し、ランド位置（Ｘ，Ｙ）にシフト量（ΔＸ，ΔＹ）を加算することで、画像４２内のランド位置（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）を求める。ランド幅（Ｗ）とランド高さ（Ｈ）の値はそのまま用いる。

以上の処理によれば、ランド以外の構成要素（配線パターンなど）の位置に基づいて画像内のランドの位置を推定するので、ランドがはんだや部品などに隠れている場合であっても、ランドの位置を精度良く特定することができる。

（検査装置の構成）
図５は、検査装置Ｙ１〜Ｙ３が共通に備える機能を模式的に示すブロック図である。検査装置Ｙ１〜Ｙ３は、概略、記憶部５０と、撮像部５１と、ランド特定部５２と、検査部５３とを有している。記憶部５０は、検査装置の動作を定義する検査プログラム、検査で取得したデータ（計測値、検査結果）などを記憶する機能である。撮像部５１は、検査対象の基板を撮像して画像を取得する機能である。撮像部５１は例えばカラー画像を取得可能な撮像装置によって構成される。ランド特定部５２は、ランドの位置を特定する機能であり、検査部５３は、はんだ又は部品の検査を行う機能である。これらの機能は、検査装置Ｙ１〜Ｙ３のＣＰＵ（プロセッサ）が必要なプログラムを実行し、記憶装置及び撮像装置を制御することによって実現されるものである。

図６は、検査装置Ｙ１〜Ｙ３の動作のフローチャートである。検査装置Ｙ１〜Ｙ３に検査対象の基板が搬入されると、撮像部５１が記憶部５０から検査プログラムを読み出し、１番目の検査エリアに視野を合わせる（ステップＳ６０）。そして撮像部５１が検査エリアを撮像し、画像を取得する（ステップＳ６１）。次に、ランド特定部５２が、画像に含まれる配線パターンの位置に基づいてランド位置を特定する（ステップＳ６２）。ランド位置の特定処理の詳細は、図４で説明したとおりである。その後、検査部５３が、ランド特定部５２によって特定されたランド位置を基準として、ランド上のはんだ又は部品の検査を行う（ステップＳ６３）。複数の検査エリアが設定されている場合には、ステップＳ６０〜Ｓ６３の処理が検査エリア毎に実行される（ステップＳ６４）。

（ランド基準の検査項目）
検査部５３により実行されるランド基準の検査項目の一例を以下に述べる。ただし、以下の項目はあくまで一例であり、基板や部品の仕様、検査・計測の目的などに応じて、ランド基準の検査項目を適宜設定できることはいうまでもない。

図７Ａは、はんだ印刷後検査において計測される、ランド単位のはんだずれ量の例である。ランド単位のはんだずれ量は、ランド７０の中心位置と、ランド７０上に印刷されたはんだ７１の中心位置の差である。なお、はんだ７１の中心位置は、画像から抽出したはんだ領域の重心とする（１つのランド上にはんだ領域が複数存在した場合には、最も面積又は体積が大きいはんだ領域の重心を用いればよい。）。

図７Ｂは、はんだ印刷後検査において計測される、部品単位のはんだずれ量の例である。部品単位のはんだずれ量は、１つの部品の全ての電極に対応するランド群７２ａ〜７２ｂの中心位置と、１つの部品の全ての電極に対応するはんだ群７３ａ〜７３ｂの中心位置の差である。ランド群７２ａ〜７２ｂの中心位置は、例えば、全てのランド７２ａ〜７２ｂの中心位置の重心と定めてもよいし、全てのランド７２ａ〜７２ｂを包含する外接矩形の中心と定めてもよい。前者の例では、図７Ｂのように１つの部品が２つの電極を有している場合、各電極に対応する２つのランド７２ａ〜７２ｂの中心位置を（Ｘｎ，Ｙｎ）（ｎ＝１，２）とすると、ランド群７２ａ〜７２ｂの中心位置は（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２）となる。はんだ群７３ａ〜７３ｂの中心位置も同じように求めることができる。

図８Ａは、マウント後検査又はリフロー後検査において計測される、部品ずれ量の例である。部品ずれ量は、部品８０の中心位置と、その部品８０の全ての電極に対応するランド群８１ａ〜８１ｂの中心位置との差である。なお、部品８０の中心位置は、画像から抽出した部品領域の重心とする。また、ランド群８１ａ〜８１ｂの中心位置の求め方は、図７Ｂの例と同じでよい。

図８Ｂは、マウント後検査又はリフロー後検査において計測される、電極先端からラン
ド先端までの距離の例である。電極先端の位置は、画像から抽出した部品領域８２の輪郭を抽出することにより求めることができる。また、ランド先端の位置は、ランド８３ａ、８３ｂの中心位置とランド幅又はランド高さから求めることができる。

図８Ｃは、マウント後検査又はリフロー後検査において計測される、電極先端のはんだ濡れ角度の例である。はんだ濡れ角度とは、はんだフィレット８４の裾部分の傾斜角度である。本実施形態では、図８Ｃに示すように、ランド先端８６から電極８７側に所定距離（例えば５０ミクロン）入った位置におけるはんだフィレット８４の表面上の点８５とランド先端８６とを通る直線と、ランド表面とのなす角を、はんだ濡れ角度と定める。

各検査装置Ｙ１〜Ｙ３で得られた計測値及び検査結果（良否の判定結果）は検査データとして分析装置Ｙ５に集約される。分析装置Ｙ５は、図９に示す検査データベースに、各検査装置Ｙ１〜Ｙ３から収集した検査データを蓄積する。図９の例では、部品毎に、はんだ印刷後検査、マウント後検査、及びリフロー後検査の検査データが対応付けて管理されている。各行が１つの部品に対する検査結果の記録であり、基板ＩＤ、部品番号、各工程での計測値及び検査結果、目視検査結果などを含んでいる。検査結果は、ＯＫ（良）かＮＧ（不良）かを示す情報である。ＮＧ（不良）判定の場合は、不良の種別（検査項目）の情報も付加される。

（工程改善処理）
次に、分析装置Ｙ５による工程改善処理について説明する。工程改善処理とは、各検査装置Ｙ１〜Ｙ４から収集された検査データに基づいて、不良や品質低下（不良の予兆）の原因分析を行い、必要に応じて対応策を各製造装置Ｘ１〜Ｘ３にフィードバック（ＦＢ）又はフィードフォワード（ＦＦ）する処理である。

図１０は、分析装置Ｙ５の工程改善処理の流れの一例を示すフローチャートである。この処理は、一定の時間毎に（例えば、１時間に１回、１日に１回など）、あるいは、一定のタクト毎に（例えば、Ｍ枚の基板の製造が終了するたび）、あるいは、所定の事象の発生（例えば、不良の発生、品質の低下、製造条件の変更、ロットの変更、ユーザの指示など）をトリガとして、実行されるものである。

まず、分析装置Ｙ５は、検査データベースから分析対象とする検査データを読み込む（ステップＳ１００）。このとき、分析装置Ｙ５は、検査データベースに蓄積されている全てのデータを取得してもよいし、一部のデータのみを取得してもよい（例えば、１枚の基板のデータのみ、直近Ｎ枚の基板のデータのみ、直近Ｔ時間分の基板のデータのみなど）。

次に、分析装置Ｙ５は、ステップＳ１００で取得した検査データ群を用いて、各計測項目の値のばらつきを評価する。具体的には、各計測項目について工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出する（ステップＳ１０１）。工程能力とは、定められた規格限度内で製品を生産できる能力のことである。具体的には、Ｃｐｋは以下の式により計算できる。

（１）上側規格のみの場合：Ｃｐｋ＝Ｃｐｕ＝（上側規格値−平均値）／３σ
（２）下側規格のみの場合：Ｃｐｋ＝Ｃｐｌ＝（平均値−下側規格値）／３σ
（３）両側規格の場合： Ｃｐｋ＝ｍｉｎ（Ｃｐｕ，Ｃｐｌ）
ただし、Ｃｐｋがマイナスになる場合は０にする。σは標準偏差である。

なお、Ｃｐｋの代わりに、Ｃｐ（＝（上側規格値−下側規格値）／６σ）を用いてもよい。上側規格値及び下側規格値は、品質基準から決定される。例えば、部品ずれ量の規格値であれば、電極幅の±１／２のように定めることができる。

ここでは、「リフロー後検査における部品ずれ量」、「リフロー後検査における電極先端からランド先端までの距離」、「リフロー後検査における電極先端のはんだ濡れ角度」の３つの計測項目について、Ｃｐｋが計算されるものとする。ただし、電極先端からランド先端までの距離と、電極先端のはんだ濡れ角度の２つについては、端子の向きに依存するため、端子の向きごと（つまり、Ｘ正方向、Ｘ負方向、Ｙ正方向、Ｙ負方向の４つに分類して）Ｃｐｋの評価を行う。

次に、分析装置Ｙ５は、各計測項目のＣｐｋが所定の基準（例えば、１．３３）を満たしているか判定し（ステップＳ１０２）、Ｃｐｋが所定の基準を満たしていない場合には、製造装置Ｘ１〜Ｘ３の少なくともいずれかに対し必要なフィードバック（ＦＢ）／フィードフォワード（ＦＦ）を行う（ステップＳ１０３）。

例えば、リフロー後の部品ずれ量のＣｐｋが１．３３未満の場合、マウンタＸ２の部品実装位置を修正するとよい。このとき、検査データを基に部品ずれの方向及びずれ量の傾向を求め、修正方向は部品ずれの方向と反対の方向とし、修正量は平均的なずれ量に基づいて設定する。

また、リフロー後の電極先端からランド先端までの距離のＣｐｋが１．３３未満の場合も、マウンタＸ２の部品実装位置を修正するとよい。このとき、検査データを基に、電極先端からランド先端までの距離が設計値よりも大きい傾向にあるか小さい傾向にあるかを求め、設計値に近づく方向に部品実装位置を修正するとよい。

また、リフロー後の電極先端のはんだ濡れ角度のＣｐｋが１．３３未満の場合も、マウンタＸ２の部品実装位置を修正するとよい。このとき、検査データを基に、はんだ濡れ角度が設計値よりも大きい傾向にあるか小さい傾向にあるかを求め、設計値よりも大きい傾向にある場合は電極先端がランド先端から離れる方向に修正し、逆の場合は電極先端がランド先端に近づく方向に修正するとよい。

なお、ＦＢ／ＦＦの方法としては、分析装置Ｙ５が各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の制御パラメータを直接修正する方法、分析装置Ｙ５が制御パラメータの修正指示を各製造装置Ｘ１〜Ｘ３又は製造管理装置Ｘ４に対し送信する方法、分析装置Ｙ５が制御パラメータの修正内容をユーザに通知してユーザによる修正操作を促す方法、のいずれでも構わない。

図１０の例では、計測項目ごとにＣｐｋの評価及びＦＢ／ＦＦの判断を行っているが、工程改善処理の方法はこれに限られない。複数の計測項目のＣｐｋを複合的に評価してＦＢ／ＦＦの要否を判断してもよい。例えば、リフロー後検査の部品ずれ量のＣｐｋと印刷後検査のはんだずれ量のＣｐｋをそれぞれ評価し、リフロー後検査の部品ずれ量のＣｐｋが１．３３未満であり、かつ、印刷後検査のはんだずれ量のＣｐｋが１．３３以上である場合には、部品実装工程に原因があると判断し、マウンタＸ２の部品実装位置を修正する。一方、リフロー後検査の部品ずれ量のＣｐｋが１．３３未満であり、かつ、印刷後検査のはんだずれ量のＣｐｋも１．３３未満の場合には、はんだ印刷工程でのはんだ位置のばらつきが部品ずれの原因であると判断できるので、部品実装位置の修正は行わず、はんだ印刷装置Ｘ１におけるはんだ印刷条件の修正のみ行う。このように複数の計測項目のＣｐｋを複合的に評価することにより、不良の原因を特定し、工程改善のための適切な対策を採ることができる。

また、計測値のＣｐｋと各部品の検査結果を複合的に評価してもよい。例えば、リフロー後検査の部品ずれ量のＣｐｋが１．３３未満であっても、印刷後検査での検査項目（例えば、はんだずれ量、はんだ面積、はんだ体積など）のいずれかで検査基準を満たしてい
ない部品については、はんだ印刷工程に不良の原因があると判断し、当該部品の部品実装位置の修正は行わず、はんだ印刷条件の修正のみ行えばよい。

（本実施形態の利点）
第１実施形態の品質管理システムによれば、ランド以外の構成要素の位置を基準にランドの位置を特定することにより、ランドがはんだや部品に隠れていたとしても、実際のランド位置を精度良く求めることができる。そして、実際のランド位置を基準にしてはんだや部品の検査を行うことにより、従来よりも判定精度を高め、不良の見逃しの防止並びに直行率の向上を図ることができる。また、はんだや部品のランドに対する位置ずれ量を正確に計測できることから、不良の原因の特定、製造ばらつきや工程能力の正確な把握などにも有益である。また、監視基準を設定し、品質低下（不良の予兆）の評価に利用した場合も、監視精度の向上が期待できる。さらに、分析装置Ｙ５では、実際のランド位置を基準とした検査データを基に不良・品質低下の原因分析を行うので、分析精度の向上を期待できる。

また、サンプル基板を計測した値から位置関係情報テーブルを生成するので、実際のランドの面積や形状がＣＡＤデータ（設計値）と異なる場合であっても、配線パターンとランドの間の相対的な位置関係をより正確に把握することができる。

また、配線パターンの位置を認識する処理にテンプレートマッチングを利用することで、基板の個体差などにより配線パターンの形状や位置にばらつきがある場合でも、簡単かつ高精度に配線パターンの位置を認識することができる。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態の工程改善処理では、分析装置Ｙ５が検査データに基づいて品質低下の原因を推定し、製造装置の制御パラメータの修正を直接ないし間接的に実行している。しかしながら、製造装置のどの個所に問題があるかを特定するには、製造装置の構造や状態に関する詳細な情報が必要なため、品質管理システム（検査装置Ｙ１〜Ｙ４及び分析装置Ｙ５）側だけで、不良や品質低下の真の原因を特定したり、製造装置の制御パラメータを決定したりするのは、困難な場合もある。特に、製造装置のベンダーと品質管理システムのベンダーが異なる場合には、品質管理システムが製造装置から詳細な内部情報を取得したり、製造装置に対し制御パラメータの書き込みを行ったりすることは、現実的でない場合も多い。

そこで第２実施形態では、分析装置Ｙ５が、製造管理装置Ｘ４を介して取得した各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の情報及びログデータと各検査装置Ｙ１〜Ｙ４から取得した検査データを基に、不良や品質低下の原因分析を行う。そして、分析装置Ｙ５は、原因である可能性が高い要因を指摘する情報とその根拠データを含む分析結果を、製造管理装置Ｘ４ないし製造装置Ｘ１〜Ｘ３に提供する。このような分析結果を製造装置側に提供することにより、製造装置側での原因特定及び制御パラメータの修正を支援することができる。例えば、製造装置Ｘ１〜Ｘ３は、提供された分析結果の情報と自装置が保有する内部情報とに基づいて、不良や品質低下の原因を特定したり、自装置の制御パラメータを自動で修正したりすることができる。

（分析結果）
分析装置Ｙ５から製造装置側に提供する分析結果は、例えば、以下の５つの情報の少なくともいずれかを含むとよい。

ａ）不良・品質低下の原因候補
原因候補とは、製造装置に関わる要因のうち不良・品質低下の原因である可能性が高い
ものをいう。１つ以上の原因候補が選択される。

ｂ）原因候補ごとの、原因らしさを示す値
これは、原因である可能性が高いと判断した根拠となる情報である。原因候補と、原因候補として選ばれなかった他の要因とを比較するために利用される。

ｃ）不良・品質低下の発生個所を示す情報
例えば、不良・品質低下の発生時刻、基板ＩＤ、不良・品質低下が発生した実装面（表面／裏面）などの情報である。不良・品質低下の発生時刻として、製造装置での処理時刻を提供するとよい。製造装置の処理時刻を情報として与えることにより、製造装置側で、その時刻の近辺で発生したエラーや、制御パラメータや材料などの変更が実施されたタイミングとの関係を分析することが容易になるからである。

ｄ）不良・品質低下の発生時における、原因候補の使用場所
例えば、原因候補が製造装置の構成部品であれば、その部品がどの製造装置のどの個所において用いられていたか、という情報が与えられる。

ｅ）原因候補の現在の使用場所
構成部品の使用場所が変化する可能性がある場合に、不良・品質低下の原因である部品の使用を停止する、交換する、メンテナンスを行うなどの対策を容易にするためである。

（マウンタに提供する分析結果の例）
次に、製造装置の一つであるマウンタＸ２に対して提供する分析結果の具体例を説明する。マウンタＸ２は、部品の実装に用いる機構として、ヘッド、ノズル、フィーダなどを有している。これらの機構部材が摩耗などで劣化すると、部品の吸着不良や位置ずれなどのエラーを引き起こす可能性がある。そこで、リフロー後検査において部品の姿勢に関する不良が一定数発生した場合や不良率が閾値を超えた場合などに、分析装置Ｙ５によって以下の分析処理を実行する。

まず分析装置Ｙ５は、製造管理装置Ｘ４からマウンタＸ２の実装ログデータを取得する。図１１は、実装ログデータの一例である。各行が１つの部品に対する実装記録であり、基板ＩＤ、部品番号、ノズル番号、ノズルＩＤ、フィーダＩＤ、ヘッドＩＤなどの情報を含んでいる。実装ログデータを参照することで、基板上の各部品がどの機構部材（ノズル、フィーダ、ヘッド）を用いて実装されたかを特定することができる。なお、ノズルＩＤ、フィーダＩＤ、ヘッドＩＤは個体を識別する情報であり、ノズル番号はノズルが装着されるマウンタ側の場所を特定する情報である。

次に分析装置Ｙ５は、検査データベースから検査データを読み込む。検査データは、各部品の検査の記録として、基板ＩＤ、部品番号、各工程での計測値及び検査結果、目視検査結果などを含んでいる（図９参照）。

次に分析装置Ｙ５は、実装ログデータと検査データを基に、部品の姿勢に関する不良の発生件数をマウンタＸ２の機構部材ごと（個体ごと）に集計する。機構部材が装着される場所が固定であれば、個体ごとでなく、場所ごとに集計してもよい。集計の対象とする「不良」は、目視検査によって不良と確定したものに限るとよい。以下、説明の簡単のため、ノズルを例にとり説明を進めるが、ノズル以外の機構部材の場合も同様である。

分析装置Ｙ５は、不良の原因がどのノズルにあるかを評価するための情報として、「不良数」、「不良率」、「オッズ比」、「オッズ比の９５％信頼区間の下限」の４つの指標を計算する。不良数とは、あるノズルで実装した部品に関して発生した不良の数である。
不良率とは、あるノズルで実装した部品の全数に対する不良数の割合である。オッズ比とは、あるノズルで部品を実装したときに不良になる可能性を示す指標である。またオッズ比の９５％信頼区間とは、真のオッズ比（十分なサンプルがあるときのオッズ比）が９５％の確率で存在する範囲である。

例えば、マウンタＸ２がノズルＮ００１、ノズルＮ００２、ノズルＮ００３の３つのノズルを有しており、ノズルＮ００１で実装し、かつ不良になった部品の数を「ａ」、ノズルＮ００１で実装し、かつ良品になった部品の数を「ｂ」、ノズルＮ００１以外のノズル（ノズルＮ００２、ノズルＮ００３）で実装し、かつ不良になった部品の数を「ｃ」、ノズルＮ００１以外のノズル（ノズルＮ００２、ノズルＮ００３）で実装し、かつ良品になった部品の数を「ｄ」とする。このとき、ノズルＮ００１のオッズ比及びその９５％信頼区間は下記式で求まる。

なお、サンプル数が少ないと、９５％信頼区間は真の値と乖離し、間違った結果を出す場合がある。そこで、９５％信頼区間の下限を使い、少なく見積もっても「不良原因である可能性がこれ以上ある」という可能性を提示するとよい。

分析装置Ｙ５は、ノズル毎に上記４つの指標の値を対応付けたものを分析結果としてマウンタＸ２に提供する。このときさらに、ノズル毎に「原因である可能性が高いかどうか」の情報を追加してもよい。原因である可能性が高いかどうかは、上記４つの指標の値に基づき判定する。例えば、「オッズ比≧３．０」の場合に「原因である可能性あり」と判定することができる。また、「不良数≧３以上、かつ、オッズ比≧３．０」の場合に「原因である可能性あり」というように、複数の指標を用いて判定してもよい。

図１２は、マウンタＸ２に提供される分析結果の一例である。「ノズルＩＤ」と「原因である可能性」が上述したａ）の情報に対応し、「不良数」と「不良率」と「オッズ比」と「オッズ比の９５％信頼区間の下限」が上述したｂ）の情報に対応する。この分析結果によれば、ノズルＮ００２が不良原因である可能性が高いことが分かる。

ここまでは「不良」が発生した場合の処理について説明したが、不良は発生していないが品質の低下が発生している場合においても、同じように分析結果を生成し提供することができる。具体的には、上記処理において「不良部品」の発生件数を集計した代わりに、「不良に近い部品」の発生件数を集計する。例えば、部品の姿勢に関する計測項目（例えば部品ずれ量など）について、良品か不良かを判定する検査基準よりも厳しい第２の基準を設定し、当該計測項目の計測値が第２の基準と検査基準の間にあるものを「不良に近い部品」と判定すればよい。

この場合も、図１２と同じように、不良に近い部品数、不良に近い部品率、オッズ比、９５％信頼区間の下限などの情報を分析結果として提供することができる。あるいは、オ
ッズ比の代わりに、部品の姿勢に関する計測項目のＣｐｋに関わる情報を分析結果として提供することも好ましい。例えば、分析装置Ｙ５は、ノズル毎の「Ｃｐｋ」、「Ｃｐｋの９５％信頼区間」の２つの指標を計算する。ここで、虚報を出したくない場合には、Ｃｐｋの９５％信頼区間の上限を用いるとよく、見逃しをしたくない場合には、Ｃｐｋの９５％信頼区間の下限を用いるとよい。部品の姿勢に関する計測項目が複数ある場合には、各計測項目のＣｐｋを計算し、Ｃｐｋの値が最も小さい計測項目を採用するとよい。また、同一のノズルが複数の部品品番を実装する場合があるので、検査基準の下限が０、上限が１になるように計測値を正規化した後、全部品品番の計測値のＣｐｋを算出するとよい。

Ｃｐｋの９５％信頼区間は下記式のように求める。

なお、Ｃｐｋについては、上側規格に対するＣｐｋと下側規格に対するＣｐｋをそれぞれ計算し、小さい方のＣｐｋを採用するとよい。また、９５％信頼区間の上限及び下限についても、上側規格に対するＣｐｋと下側規格に対するＣｐｋによりそれぞれ９５％信頼区間を計算し、小さい方の値を採用するとよい。

図１３は、Ｃｐｋを用いた分析結果の一例である。「ノズルＩＤ」と「原因である可能性」が上述したａ）の情報に対応し、「Ｃｐｋ」と「Ｃｐｋの９５％信頼区間の下限」が上述したｂ）の情報に対応する。この場合、「原因である可能性が高いかどうか」は、Ｃｐｋや９５％信頼区間に基づき判定すればよい。例えば、Ｃｐｋの９５％信頼区間の下限が１．３３以下の場合に「原因である可能性あり」とするなどが考えられる。

このように品質低下が発生した段階でいち早く分析結果をマウンタＸ２に提供すれば、実際の不良が発生する前に適切な対策を講じることが可能になる。

図１４は、マウンタＸ２に提供する分析結果の別の例である。「発生個所」が上述したｃ）に対応し、「原因個所」がａ）に対応し、「発生時の使用場所」がｄ）に対応し、「現在の使用場所」がｅ）に対応する。この分析結果によれば、基板Ｂ００１の表面で不良が発生したこと、その部品をマウンタが実装した日時は２０１６年６月３０日１０時２３分３６秒であること、不良の原因はノズルＮ００１である可能性が高いこと、不良発生時にノズルＮ００１はラインＳＭＴ５のマウンタＭＮＴ−０００２のノズル番号１２に装着されていたこと、現在はそのノズルＮ００１が別のラインＳＭＴ３のマウンタＭＮＴ−０００１のノズル番号１６に装着されていること、などの情報を得ることができる。

（本実施形態の利点）
第２実施形態の構成によれば、検査装置において不良や品質低下が検出された場合にその分析結果を製造装置側に提供するので、製造装置側で原因を究明したり適切な対策をとることが容易になり、不良の発生の抑制や品質向上を図ることができる。特に、本実施形態の品質管理システムでは、実際のランド位置を基準とした検査データを基に分析結果の生成を行うため、製造装置にとって有益かつ信頼性の高い情報を提供することができる。

＜第３実施形態＞
上述した第１及び第２実施形態では、分析装置Ｙ５が検査データに基づき各製造装置の工程改善を行う処理について説明した。第３実施形態では、分析装置Ｙ５が検査データに基づき各検査装置で用いる検査基準を最適化する処理について説明する。検査基準とは、各検査項目において良品か不良かを判定するための判定基準（例えば閾値）である。検査基準の設定が甘すぎると不良の見逃しが多くなり、逆に検査基準の設定が厳しすぎると直行率の低下を招くため、検査基準を適切に設定することが望まれる。

はんだ印刷後検査又はマウント後検査で用いられる検査基準は、一般的には工程ごとに定められる。しかし、例えば、はんだ印刷工程やマウント工程においてはんだや部品の位置が多少ずれていたとしても、リフロー後のはんだ接合状態が必ずしも不良になるとは限らない。したがって、リフロー後検査（最終検査）で不良になるもののみが適切に検出できるように、はんだ印刷後検査やマウント後検査（これらを中間検査と呼ぶ）での検査基準を定めることが望ましい。

そこで、本実施形態では、分析装置Ｙ５が、検査データベースに蓄積された検査データを基に、最終検査の良／不良の判定結果を考慮して中間検査の検査基準を適切な値に設定する処理を行う。ここで「適切な値に設定する」とは、最終検査の良／不良の判定結果と中間検査の良／不良の判定結果の一致度合が高くなるように、中間検査の検査基準の値を変更（調整）することをいう。

以下、一例として、はんだ印刷検査装置Ｙ１がはんだずれ量の良否判定に用いる検査基準を例にとり、分析装置Ｙ５による検査基準の最適化処理の具体例を説明する。

（処理例１）
まず分析装置Ｙ５は、検査データベースから同種の部品（部品番号が同じ部品）に対する検査データ（図９参照）を読み込む。このとき、分析装置Ｙ５は、検査データベースに蓄積されている全てのデータを取得してもよいし、一部のデータのみを取得してもよい（例えば、直近Ｎ枚の基板のデータのみ、直近Ｔ時間分の基板のデータのみなど）。次に、分析装置Ｙ５は、読み込んだ検査データを、リフロー後検査又は目視検査の最終検査結果に基づいて、良品群の検査データと不良品群の検査データに分類する。次に、分析装置Ｙ５は、良品群の検査データからはんだ印刷後検査でのはんだずれ量の計測値の分布（良品分布と呼ぶ）を計算するとともに、不良品群の検査データからはんだ印刷後検査でのはんだずれ量の計測値の分布（不良品分布と呼ぶ）を計算する。そして、分析装置Ｙ５は、良品分布と不良品分布を最も良く分離するはんだずれ量の値を計算し、その値をはんだ印刷後検査でのはんだずれ量の検査基準に設定する。

（処理例２）
上記処理例１は、不良品群の検査データのサンプル数が少ない場合に十分な精度が得られない可能性がある。そこで、中間検査での第１の計測値（例えば、はんだ印刷後検査でのはんだずれ量）と最終検査での第２の計測値（例えば、リフロー後検査での部品ずれ量）との相関に基づいて、第１の計測値の分布に対応する第２の計測値の分布を推定し、この推定したサンプル群を用いて、第２の計測値に基づく良／不良の判定結果と最もよく一致するように、第１の計測値の検査基準を設定してもよい。処理例２の具体的なアルゴリズムについては、特開２０１２−１５１２５１号公報に開示されたものを用いてもよい。

なお、本実施形態では、はんだずれ量に対する検査基準の例を述べたが、他の検査項目の検査基準についても同じような方法で設定することができる。また、はんだ印刷後検査で用いる検査基準だけでなく、マウント後検査やリフロー後検査で用いる検査基準についても同じような方法で設定することができる。検査基準の設定方法としては、分析装置Ｙ５が各検査装置Ｙ１〜Ｙ４の検査基準（検査プログラム）を直接修正する方法、分析装置
Ｙ５が検査基準の修正指示を各検査装置Ｙ１〜Ｙ４に対し送信する方法、分析装置Ｙ５が検査基準の修正内容をユーザに通知してユーザによる修正操作を促す方法、のいずれでも構わない。

（本実施形態の利点）
第３実施形態の構成によれば、最終検査の判定結果に基づいて、中間検査で用いる検査基準を適切な値に変更することができる。したがって、リフロー後に不良にならないものを印刷後検査又はマウント後検査で不良判定してしまうこと（見過ぎ）や、逆にリフロー後に不良になるものを印刷後検査又はマウント後検査で良品判定してしまうこと（見逃し）を可及的に減らすことができ、検査の無駄を削減することができる。特に、本実施形態の品質管理システムでは、実際のランド位置を基準とした検査を行うと共に、その検査データを基に検査基準の最適化を行うため、より正確で信頼性の高い検査が可能になるものと期待できる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の動作条件が変更された場合や、各検査装置Ｙ１〜Ｙ４の動作条件が変更された場合に、変更前と変更後の品質を比較する機能を提供する。これにより、第１〜第３実施形態で述べたように検査データの分析結果に基づき各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の制御パラメータを変更した場合や各検査装置Ｙ１〜Ｙ４の検査基準を変更した場合に、その変更が製造品質や検査能力に与える影響（効果）を簡単に検証することができる。

（１）製造装置の制御パラメータが変更された場合
例えば、分析装置Ｙ５は、製造管理装置Ｘ４を介して取得した各製造装置Ｘ１〜Ｘ３の情報及びログデータを参照するなどして、制御パラメータ（例えば、はんだ印刷条件、マウント条件など）が変更された時点（変化点）を特定する。次に、分析装置Ｙ５は、検査データベースから検査データを読み込み、変更前の検査データと変更後の検査データに分類する。そして、分析装置Ｙ５は、変更前と変更後のそれぞれについて、注目する計測値（例えば、リフロー後の部品ずれ量、はんだ濡れ上がり高さなど）の品質指標（例えば、Ｃｐｋ）を計算する。

図１５は、変更前後の品質比較の結果表示画面の一例である。この例では、はんだ印刷条件の変更前に製造された２０枚の基板における部品ずれ量のＣｐｋと、はんだ印刷条件の変更後に製造された２０枚の基板における部品ずれ量のＣｐｋとが、グラフで示されている。Ｘ方向の部品ずれ量、Ｙ方向の部品ずれ量の両方ともが、はんだ印刷条件の変更により改善されていることが分かる。

（２）検査装置の監視基準が変更された場合
監視基準とは、工程に異常が発生したかどうかを判断するための基準であって、複数の基板・部品の計測値を用いて算出する品質指標（例えば、直行率、Ｃｐｋなど）に対する基準である。

例えば、分析装置Ｙ５は、検査装置のログデータを参照するなどして、はんだ印刷検査装置Ｙ１又は部品検査装置Ｙ２の監視基準が変更された時点（変化点）を特定する。次に、分析装置Ｙ５は、検査データベースから検査データを読み込み、監視基準の変更前の検査データと変更後の検査データに分類し、変更前後の品質指標を計算する。品質指標としては、例えば、リフロー後検査での計測値（部品ずれ量、はんだ濡れ上がり高さなど）のＣｐｋ、リフロー後検査での見すぎ率又は直行率、平均サイクルタイム（警告の頻度の差による生産性の変化）などを用いるとよい。

図１６は、変更前後の品質比較の結果表示画面の一例である。この例では、はんだ印刷後検査のはんだずれ量の監視基準を変更した場合の、リフロー後検査での直行率の変化が棒グラフにより示されている。監視基準の変更により直行率が改善していることが分かる。

（３）検査装置の検査基準が変更された場合
例えば、分析装置Ｙ５は、検査装置のログデータを参照するなどして、はんだ印刷検査装置Ｙ１又は部品検査装置Ｙ２の検査基準が変更された時点（変化点）を特定する。次に、分析装置Ｙ５は、検査データベースから検査データを読み込み、検査基準の変更前の検査データと変更後の検査データに分類し、変更前後の品質指標を計算する。品質指標としては、例えば、検査基準を変更した検査装置の見すぎ率又は直行率、リフロー後検査での見すぎ率又は直行率、目視検査での実不良率、平均サイクルタイム（不良判定の頻度の差による生産性の変化）などを用いるとよい。

図１７は、変更前後の品質比較の結果表示画面の一例である。この例では、マウント後検査の部品ずれ量の検査基準を変更した場合の、マウント後検査での直行率とリフロー後検査での直行率の変化が示されている。検査基準の変更により品質が改善していることが分かる。

（本実施形態の利点）
第４実施形態の構成によれば、製造装置及び／又は検査装置の動作条件を変更した場合に、その変更による品質改善の効果を簡単に確認でき、客観的に検証することができる。したがって、表面実装ラインの品質管理の簡易化並びに生産性の向上を図ることができる。

Ｘ１：はんだ印刷装置、Ｘ２：マウンタ、Ｘ３：リフロー炉、Ｘ４：製造管理装置、Ｙ１：はんだ印刷検査装置、Ｙ２：部品検査装置、Ｙ３：外観検査装置、Ｙ４：Ｘ線検査装置、Ｙ５：分析装置
２０：サンプル基板、２１：検査エリア、２２：画像、２３：ランド、２４：配線パターン、２５：配線パターン画像、２６：位置関係情報テーブル
４０：基板、４１：検査エリア、４２：画像、４３：ランド、４４：配線パターン、４５：配線パターン画像
５０：記憶部、５１：撮像部、５２：ランド特定部、５３：検査部

Claims (12)

1. 表面実装ラインにおいて用いられる検査装置であって、
   ランド上にはんだが印刷された状態、前記はんだ上に部品がマウントされた状態、又は、前記部品が前記ランドにはんだ接合された状態の基板を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって取得された前記基板の画像のなかから前記ランド以外の前記基板の構成要素の位置を認識し、認識された前記構成要素の位置に基づいて前記画像内に含まれるランドの位置を特定するランド特定部と、
   前記ランド特定部によって特定された前記ランドの位置を基準として、前記ランド上の前記はんだ又は前記部品の検査を行う検査部と、
   を有することを特徴とする検査装置。
2. 前記構成要素は、前記基板に形成された配線パターンである
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記ランド特定部は、前記構成要素と前記ランドの間の相対的な位置関係を定義する位置関係情報と、前記画像から認識された前記構成要素の位置とに基づいて、前記画像内における前記ランドの位置を推定するものであり、
   前記位置関係情報は、はんだが印刷されていない状態のサンプル基板を計測して生成された情報である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記位置関係情報は、前記サンプル基板の画像から生成した前記構成要素のテンプレートを含み、
   前記ランド特定部は、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングにより前記基板の画像のなかから前記構成要素の位置を認識する
   ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
5. 請求項１〜４のうちいずれか１項に記載された検査装置と、
   前記検査装置の検査データに基づいて不良又は品質低下の原因を分析する分析装置と、を有することを特徴とする品質管理システム。
6. 前記分析装置は、不良又は品質低下の原因の分析結果に基づいて、前記表面実装ラインを構成する製造装置の制御パラメータを修正する
   ことを特徴とする請求項５に記載の品質管理システム。
7. 前記分析装置は、不良又は品質低下の原因の分析結果を前記表面実装ラインを構成する製造装置に提供する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の品質管理システム。
8. ランド上にはんだが印刷された状態の基板、又は、前記はんだ上に部品がマウントされた状態の基板の検査である中間検査を行う検査装置と、
   前記部品が前記ランドにはんだ接合された状態の基板の検査である最終検査を行う検査装置と、
   分析装置と、
   を有する品質管理システムであって、
   前記各検査装置は、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載された検査装置により構成されており、
   前記各検査装置の前記検査部は、前記ランド特定部によって特定された前記ランドの位置を基準として計測した値を、検査基準と比較することにより、良か不良かを判定するも
   のであり、
   前記分析装置は、前記最終検査の判定結果に基づいて前記中間検査で用いる前記検査基準の値を変更する処理を行う
   ことを特徴とする品質管理システム。
9. 前記分析装置は、前記最終検査の判定結果と前記中間検査の判定結果の一致度合が高くなるように、前記中間検査で用いる前記検査基準の値を変更することを特徴とする請求項８に記載の品質管理システム。
10. 前記分析装置は、前記表面実装ラインを構成する製造装置及び／又は前記検査装置の動作条件が変更された場合に、前記動作条件の変更前と変更後の品質の変化を示す情報を生成し出力する
    ことを特徴とする請求項５〜９のうちいずれか１項に記載の品質管理システム。
11. 表面実装ラインにおいて用いられる検査装置の制御方法であって、
    ランド上にはんだが印刷された状態、前記はんだ上に部品がマウントされた状態、又は、前記部品が前記ランドにはんだ接合された状態の基板を撮像して、画像を取得するステップと、
    取得された前記基板の画像のなかから前記ランド以外の前記基板の構成要素の位置を認識し、認識された前記構成要素の位置に基づいて前記画像内に含まれるランドの位置を特定するステップと、
    特定された前記ランドの位置を基準として、前記ランド上の前記はんだ又は前記部品の検査を行うステップと、
    を有することを特徴とする検査装置の制御方法。
12. 請求項１１に記載の検査装置の制御方法の各ステップをプロセッサに実行させるためのプログラム。

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