JP2020044733A - 品質管理システム及び品質管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクテンションの悪化を予測することができる品質管理システム及び品質管理方法を提供する。
【解決手段】管理システム１は、スクリーンマスクの形状変化量を取得する情報取得部２５と、スクリーンマスクの形状変化量からスクリーンマスクの残りの使用回数を予測する予測部とを備える。
【選択図】図５

Description

本開示は、品質管理システム及び品質管理方法に関する。

基板に半田等のペーストの印刷を行うスクリーン印刷に関して、スクリーンマスクのテンションを測定する特許文献１が知られている。特許文献１におけるスクリーンマスクのテンションを測定する方法は、スクリーンマスクに対して一定荷重を加えたときのスクリーンマスクの変位量を測定する。これにより、スクリーンマスクのテンションの変化を管理している。

特開２００１−６２９９６号公報

従来のスクリーンマスクのテンションを測定する方法では、スクリーンマスクのテンション及びたわみ量といった測定結果に基づいた基板に印刷された半田の印刷不良率から、人が経験的に判断して、スクリーンマスクの不良か否かを判定している。これでは、スクリーンマスクの張替え又は交換のタイミングにバラツキが生じ、実際には、スクリーンマスクの張替え又は交換を行う必要がないにも関わらずこれらを行ってしまうことがある。また、スクリーンマスクの張替え又は交換を行う必要があるにも関わらずこれらを行わなかったりしてしまうことで、基板に半田の印刷不良を生じさせてしまう。

本開示は、マスクテンションの悪化を予測することができる品質管理システム及び品質管理方法を提供する。

上記目的を達成するために、本開示の一形態に係る品質管理システムは、スクリーンマスクの形状変化量を取得する情報取得部と、前記スクリーンマスクの形状変化量から前記スクリーンマスクの残り使用回数を予測する予測部とを備える。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の品質管理システム等によれば、マスクテンションの悪化を予測することができる。

図１は、実施の形態１に係り、管理システムを例示した模式図である。 図２は、実施の形態１に係り、管理システムを例示したブロック図である。 図３は、実施の形態１に係り、第１相関テーブルを例示した図である。 図４は、実施の形態１に係り、第２相関テーブルを例示した図である。 図５は、実施の形態１に係り、品質管理システムの処理フローを例示したフロー図である。 図６は、実施の形態１の変形例に係り、第３相関テーブルを例示した図である。 図７は、実施の形態２に係り、管理システムを例示したブロック図である。 図８は、実施の形態２に係り、管理システムにおける機械学習の処理フローを例示する図である。

上記目的を達成するために、本開示の一形態に係る品質管理システムは、スクリーンマスクの形状変化量を取得する情報取得部と、前記スクリーンマスクの形状変化量から前記スクリーンマスクの残り使用回数を予測する予測部とを備える。

このように、スクリーンマスクを用いて基板に半田を印刷することによって生じた、スクリーンマスクの形状変化量に基づいて、スクリーンマスクの残りの使用回数を定量化することができる。この残りの使用回数は、半田が不良とならないように基板に印刷することができるスクリーンマスクの使用回数である。

したがって、品質管理システムは、マスクテンションの悪化を予測することができる。これにより、作業者は、スクリーンマスクの張替え又は交換のメンテナンスのタイミングを把握することができる。その結果、不要なスクリーンマスクの張替え又は交換が生じ難くなり、メンテナンス費用の高騰化及び不要なメンテナンス作業を抑制することができる。その結果、スクリーンマスクの形状変化量に基づいて、スクリーンマスクを用いて基板に印刷した半田の不良が増加するタイミングを予測することもできる。

また、本開示の一形態に係る品質管理方法は、コンピュータが、スクリーンマスクの形状変化量を取得し、前記スクリーンマスクの形状変化量から前記スクリーンマスクの残りの使用回数を予測する。

この品質管理方法においても上述と同様の作用効果を奏する。

また、本開示の一形態に係る品質管理システムにおいて、前記情報取得部は、前記スクリーンマスクを介して基板に半田を印刷する作業に関する作業情報を取得し、前記予測部は、前記スクリーンマスクの前記形状変化量の他に、さらに前記作業情報から前記スクリーンマスクの残りの使用回数を予測する。

このように、スクリーンマスクの形状変化量とスクリーンマスクを用いた基板への半田の印刷に関する作業情報とに基づいて、スクリーンマスクの残りの使用回数をより精度よく定量化することができる。

また、本開示の一形態に係る品質管理システムにおいて、前記作業情報は、印刷回数を示す情報、印圧を示す情報、及び印刷不良を示す情報のいずれかひとつに関する情報を含む。

このように、印刷回数、印圧、及び印刷不良の各々の情報に基づいて、スクリーンマスクの残りの使用回数をより精度よく定量化することができる。

また、本開示の一形態に係る品質管理システムにおいて、前記情報取得部は、前記スクリーンマスクの生産機種に関する情報と、生産枚数を示す情報とを含む生産計画を取得する。前記予測部は、さらに、前記残りの使用回数と前記生産計画とから前記スクリーンマスクの使用期限を予測する。

このように、生産計画と残りの使用回数とからスクリーンマスクの使用期限を算出することができる。これにより、スクリーンマスクの張替え又は交換のメンテナンスの時期を、事前に把握することができる。その結果、不要なスクリーンマスクの張替え又は交換が生じ難くなり、メンテナンス費用の高騰化や不要なメンテナンス作業を抑制することができる。

また、本開示の一形態に係る品質管理システムにおいて、前記予測部は、さらに、前記スクリーンマスクの形状変化量と前記作業情報との相関テーブルに基づいて、前記スクリーンマスクの使用期限を予測する。

このように、スクリーンマスクの形状変化量と作業情報とで示された相関テーブルに基づいて、スクリーンマスクの使用期限をより精度よく算出することができる。これにより、スクリーンマスクの張替え又は交換のメンテナンスの時期を、事前に簡易に把握することができる。その結果、不要なスクリーンマスクの張替え又は交換が生じ難くなり、メンテナンス費用の高騰化や不要なメンテナンス作業を抑制することができる。

また、本開示の一形態に係る品質管理システムは、前記スクリーンマスクの使用禁止を促す情報を報知する報知部をさらに備え、前記報知部は、前記生産計画から前記スクリーンマスクの前記使用期限となる前記スクリーンマスクの生産機種の生産開始時刻よりも前に報知する。

このように、スクリーンマスクの使用期限となる生産機種の生産開始時刻よりも前に報知することで、作業者は、半田の印刷不良となる前に生産機種の可動を停止させることができる。また、作業者は、スクリーンマスクの張替え又は交換のタイミングを正確に把握することができる。その結果、スクリーンマスクの使用期限を経過した印刷装置３０による半田の印刷不良を抑制することができる。

また、本開示の一形態に係る品質管理システムは、前記スクリーンマスクの形状変化量と前記作業情報とから前記スクリーンマスクの形状変化量の増加率の傾向を特徴情報として生成する学習部をさらに備え、前記予測部は、前記特徴情報に基づいて、前記スクリーンマスクの使用期限を予測する。

このように、学習部がスクリーンマスクの形状変化量の増加率の傾向から特徴情報を生成することで、スクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を予測する精度を向上させることができる。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

以下、本開示の実施の形態に係る品質管理システム及び品質管理方法について説明する。

（実施の形態１）
［構成］
まず、本実施の形態に係る管理システム１の構成について説明する。

図１は、実施の形態１に係り、管理システム１を例示した模式図である。図２は、実施の形態１に係り、管理システム１を例示したブロック図である。

図１及び図２に示すように、管理システム１は、スクリーンマスクのテンション（張力）及びたわみ量（距離）に基づいてスクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数に基づいて、スクリーンマスクの張替え又は交換のタイミングを管理するシステムである。スクリーンマスクの使用期限は、所望の製品（半田が適切に印刷された基板）を得ることができるまでのスクリーンマスクの残りの使用期間と同義である。

管理システム１は、第１検査装置１０と、品質管理システム２０と、印刷装置３０と、第２検査装置４０とを備える。以下、この順でそれぞれの構成を説明する。

［第１検査装置］
第１検査装置１０は、印刷装置３０における、基板に半田を印刷する前に行われるスクリーンマスクのテンション及びたわみ量を測定する装置である。以下では、テンション及びたわみ量のことを総称して形状変化量という。

第１検査装置１０は、画像処理部１１と、駆動制御部１２と、算出部１３と、報知部１４と、通信部１５と、記憶部１６とを備える。

画像処理部１１は、カメラ等の撮像装置によって得られたスクリーンマスクの画像データを処理し、スクリーンマスクの形状変化量を取得する。画像処理部１１は、例えばスキージからスクリーンマスクまでの距離、スクリーンマスクの大きさ（範囲）を、画像データに基づいて算出する。

駆動制御部１２は、スクリーンマスクの形状変化量を測定する際に、スクリーンマスクに接触させる測定子を制御する。スクリーンマスクの形状変化量の測定において、駆動制御部１２は、例えば、スクリーンマスクの直上に測定子を位置させたうえで、測定子を下降させて（以下、測定子の下降する方向を軸方向という。）スクリーンマスクに接触させる。駆動制御部１２は、測定子がスクリーンマスクに与える荷重が所定値になるまで、測定子を下降させる。駆動制御部１２は、スクリーンマスクに所定値となる荷重を与えた際の下降量（後述する第１下降量及び第２下降量）を計測し、下降量を示す情報を記憶部１６に格納する。

また、駆動制御部１２は、スクリーンマスクの形状変化量の測定が終わると、測定子をスクリーンマスクから離間させる。駆動制御部１２は、画像認識部から得た画像に含まれるスクリーンマスクの位置情報に基づいて、測定子を水平方向（スクリーンマスクをＸ−Ｙ平面とした場合に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動させることで、同様の測定を複数回行う。

算出部１３は、スクリーンマスクに所定値となる荷重を与えた際の下降量等に基づいて、スクリーンマスクの形状変化量を算出する。具体的には、算出部１３は、スクリーンマスクを基板から離した状態において、測定子がスクリーンマスクに所定値となる荷重を与えた際の第１下降量と、過去に測定子がスクリーンマスクに所定値となる荷重を与えた際の第２下降量との差分に基づいて、スクリーンマスクのたわみ量を算出する。また、算出部１３は、スクリーンマスクの重さ、スクリーンマスクを支えるマスク枠の支点間距離、マスク枠の支点における水平張力、算出したたわみ量等に基づいてスクリーンマスクのテンションを算出する。なお、上記は、スクリーンマスクの形状変化量を測定する方法の一例であり、これには限定されず、他の公知の手段を用いスクリーンマスクのテンションを測定してもよい。また、例えば印刷装置３０が備えるスキージを用いてスクリーンマスクのテンションを測定してもよい。

報知部１４は、後述するスクリーンマスクの使用期限又は残りの使用回数を超えている場合、使用禁止を促す情報を報知する。また、報知部１４は、生産計画に基づいて、スクリーンマスクの使用期限となる印刷装置３０の生産開始時刻よりも前に報知する。これにより、作業者は、スクリーンマスクの使用期限のタイミングを認識することができる。

また、報知部１４は、後述する半田の印刷を停止すること（停止情報）を報知する。さらに、報知部１４は、基板に印刷された半田に不具合があることを示す異常を示す情報を報知する。

ここでいう報知は、音、光、映像等によって周囲に報知するという意味だけでなく、他の装置にもこれらの情報を報知する意味を含む。なお、報知部１４は、このような報知を示す情報を、品質管理システム２０、印刷装置３０、第２検査装置４０、作業者が所持する携帯端末等に出力してもよい。

通信部１５は、算出部１３が算出したスクリーンマスクの形状変化量を示す情報を出力する通信インターフェイスである。以下では、スクリーンマスクの形状変化量を示す情報を、変化情報という。

［品質管理システム］
品質管理システム２０は、所望の製品を得ることができるように、スクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を予測することで、製品の品質管理を行うシステムである。品質管理システム２０は、記憶部２１と、使用予測判定部２２と、使用期限管理部２３と、予測部２４と、情報取得部２５と、通信部２６と、報知部２７とを備える。

記憶部２１は、スクリーンマスクに関するマスク情報、作業情報、第１相関テーブル（相関テーブルの一例）、第２相関テーブル（相関テーブルの一例）、生産計画情報等を格納するストレージである。

マスク情報は、スクリーンマスクの各々を識別するマスクＩＤ、スクリーンマスクを構成する材料に関する情報、スクリーンマスクの厚みを示す情報、スクリーンマスクの大きさ（スリットが形成されている側の表面積）を示す情報、スクリーンマスクの変化情報等で構成されている。

作業情報は、スクリーンマスクを介して基板に半田を印刷した印刷回数を示す情報（スクリーンマスクを使用した回数に関する情報）、基板に半田を印刷した際にスクリーンマスクにかかる印圧を示す情報、基板に印刷した半田の印刷不良を示す情報等で構成されている。

図３で示すように、第１相関テーブルは、スクリーンマスクの形状変化量と、スクリーンマスクの残りの使用回数との関係で示される。図３では、縦軸がスクリーンマスクの形状変化量であり、横軸がスクリーンマスクの残りの使用回数を示す。図３は、実施の形態１に係り、第１相関テーブルを例示した図である。スクリーンマスクの形状変化量が判れば、第１相関テーブルに基づいてスクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を予測できる。

図４の（ｃ）に示すように、第２相関テーブルは、スクリーンマスクの形状変化量と、作業情報に含まれる半田付け不良率との関係で示される。図４の（ｃ）では縦軸が半田付け不良率であり、横軸がスクリーンマスクの形状変化量である。この第２相関テーブルによれば、スクリーンマスクの形状変化量と半田付け不良率とに基づいて、スクリーンマスクを使用することができるかどうかを判定することができる。作業情報は、図４の（ｃ）に示される関数Ｆに寄与したり、使用可能な領域の大きさに寄与したりする。図４の（ｃ）の関数Ｆはあくまでも一例である。

生産計画情報は、印刷装置３０に関する情報、生産計画として、所定期間のうちに生産を予定している生産枚数を示す情報等で構成されている。なお、１つの基板を生産するに際し、複数回印刷する場合があるため、生産枚数と印刷回数とは必ずしも同一とは限らない。印刷装置３０に関する情報は、生産機種に関する情報の一例である。

図２に示すように、使用予測判定部２２は、スクリーンマスクを使用することができるかどうかを判定する。具体的には、使用予測判定部２２は、記憶部２１からスクリーンマスクの変化情報と、作業情報（本実施の形態では半田付け不良率を例に挙げている）とを取得する。使用予測判定部２２は、それぞれの情報に含まれるスクリーンマスクの形状変化量と半田付け不良率とから、第２相関テーブル内の図４の（ｃ）の使用可能な領域（ドットのハッチングで示した領域、Ｃ０とＢ０とで囲まれた領域）内であるかどうかによって、スクリーンマスクを使用することができるかどうかを判定する。

使用期限管理部２３は、スクリーンマスクの使用期限を管理する。使用期限管理部２３はスクリーンマスクの使用期限が過ぎている場合、半田の印刷を停止するための停止情報を、報知部２７、第１検査装置１０、印刷装置３０、第２検査装置４０等に出力する。

予測部２４は、記憶部２１に格納されている、第１、第２相関テーブルに基づいて、スクリーンマスクの形状変化量からスクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を予測する。使用期限は、現在時刻からスクリーンマスクの使用ができなくなると予測される時刻までの期間を意味する。スクリーンマスクの使用期限は、予測部２４が、生産計画情報とスクリーンマスクの残りの使用回数とからスクリーンマスクの使用期限を予測することで得られる。例えば、予測部２４は、スクリーンマスクの残りの使用回数と、生産計画における予定の印刷回数とを比較して、残りの使用回数でどれだけの生産計画の数を生産することができるかを予測し、予測した数から生産にかかる期間を算出する。また、スクリーンマスクの使用期限は、予測部２４が、作業情報とスクリーンマスクの残りの使用回数との第１、第２相関テーブルに基づいて予測することでも得られる。

なお、予測部２４は、例えば、作業情報の一例である半田付け不良率に基づいて、第２相関テーブルからスクリーンマスクの形状変化量を予測してもよい。そして、予測部２４は、予測されたスクリーンマスクの形状変化量から、第１相関テーブルによって、スクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を予測してもよい。

情報取得部２５は、第１検査装置１０が測定したスクリーンマスクの、変化情報、作業情報等を取得する。また、情報取得部２５は、作業者がこれらの情報を直接入力することで取得してもよい。

通信部２６は、第１検査装置１０、印刷装置３０、及び第２検査装置４０等と通信を行う通信インターフェイスである。

報知部２７は、報知部１４と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

［印刷装置］
印刷装置３０は、基板に形成された電極にマスクを介してペースト状の半田をスクリーン印刷する装置である。印刷装置３０は、生産機種の一例である。

印刷装置３０は、印刷作業部３１と、印刷制御部３２と、作業禁止部３３と、生産計画取得部３４と、報知部３５と、記憶部３６と、通信部３７とを有する。

印刷作業部３１は、基板に半田のパターンを転写させるいわゆるスクリーン印刷を行う。具体的には、印刷作業部３１は、半田のパターンに対応した開口を有するマスクを基板に接触させ、マスク上に半田を供給したうえで、マスク上でスキージを摺動させることによって、基板に半田を印刷する。印刷作業部３１は、例えば、スキージ、スクリーンマスク、マスク枠、スキージ及びマスク枠をそれぞれ所定の姿勢で保持する各々の保持部材、スキージを移動させるスキージ移動機構等で構成される。

印刷制御部３２は、半田を基板に印刷するための動作パラメータに基づいて、印刷作業部３１を制御する。印刷制御部３２は、生産計画情報に基づいて、生産すべき所定枚数分の製品（半田が印刷された基板）を製造する。
印刷制御部３２は、印刷作業部３１を制御することで、基板への半田の印刷速度及び印圧を制御することもできる。

作業禁止部３３は、作業禁止指令を出力し、印刷装置３０での印刷作業を禁止させる。具体的には、作業禁止部３３は、印刷制御部３２に作業禁止指令を出力し、当該指令を受けた印刷制御部３２が印刷作業部３１の駆動を停止させる。例えば、スクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を超えている場合、作業禁止部３３は、印刷制御部３２を介して、基板に半田を印刷する印刷作業部３１の作業を禁止させる。本実施形態における作業の禁止とは、印刷装置３０の印刷作業を停止させること以外に、印刷装置３０又は品質管理システム２０が備えるディスプレイに半田の印刷不良が生じる可能性が高いことを表示させて、作業者に作業の禁止を促すことを含む。この場合、作業の禁止の判断は作業者によって判断される。

使用期限及び残りの使用回数は、所望の製品を製造することが期待できるスクリーンマスクの使用可能な期限及び回数である。使用期限及び残りの使用回数を超過したスクリーンマスクを用いて、基板に半田を印刷した場合は、半田の印刷不良が生じる可能性が高く、所望の製品を得難い。

生産計画取得部３４は、印刷装置３０に関する情報と、生産枚数を示す情報とを含む生産計画情報を取得する。生産計画取得部３４は、取得した生産計画情報を印刷制御部３２に出力する。

報知部３５は、報知部１４、２７同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部３６は、例えば、使用期限に関する情報、印刷回数に関する情報、半田に関する情報、スクリーンマスクに関するマスク情報、半田を印刷するための動作パラメータ等を格納する。

通信部３７は、使用期限に関する情報等の受信を行う通信インターフェイスである。

［第２検査装置］
第２検査装置４０は、基板に印刷した半田の外観状態を検査する装置である。第２検査装置４０は、検査作業部４１と、検査制御部４２と、報知部４３と、記憶部４４と、通信部４５とを有する。

検査作業部４１は、例えば、半田の状態を撮像する検査用カメラ等で構成されている。検査作業部４１は、検査用カメラが撮像した、２次元画像又は３次元画像の少なくともいずれかの撮像データを処理する。検査作業部４１は、撮像データを検査制御部４２に出力する。

検査制御部４２は、基板に印刷された半田の外観状態を検査作業部４１に検査させる。検査制御部４２は、検査作業部４１から撮像データを取得すると、基板に印刷された半田の外観状態を解析する。具体的には、検査制御部４２は、基板に印刷された半田における、基板の上から見た場合の半田のズレ量及び半田の面積、半田の体積、半田の高さ、半田の形状等の有無を解析したり、２つの電極を接続するブリッジ不良、未充填不良、半田のカスレ不良、半田の抉れ不良、半田の滲み不良、異物の付着等の有無を解析したりする。検査制御部４２は、通信部４５を介して、解析した基板に印刷された半田の検査結果を示す情報を、品質管理システム２０等に送信する。検査結果は、例えば上述の半田付け不良率を示す。

検査制御部４２は、基板に印刷された半田の不具合を解消するために、検査結果に異常がある場合、異常を示す情報を生成し、報知部４３に出力する。また、検査制御部４２は、通信部４５を介して、品質管理システム２０等に異常を示す情報を出力する。

報知部４３は、報知部１４、２７、３５と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部４４は、基板に印刷された半田の検査結果を示す情報、これに基づく異常を示す情報等を格納する。

通信部４５は、基板に印刷された半田の検査結果を示す情報、異常を示す情報等を、品質管理システム２０に送信する通信インターフェイスである。

［処理フロー］
次に、本実施の形態における品質管理システム２０の処理フローについて説明する。

図５は、実施の形態１に係り、品質管理システム２０の処理フローを例示したフロー図である。

図５に示すように、まず、品質管理システム２０は、第１検査装置１０からスクリーンマスクの変化情報を取得する（Ｓ１１）。

次に、品質管理システム２０の使用予測判定部２２は、スクリーンマスクを使用することができるかどうかを判定する（Ｓ１２）。具体的には、使用予測判定部２２は、スクリーンマスクの変化情報が示すスクリーンマスクの形状変化量が、図３の第１相関テーブルに示す使用可能な領域（Ａ０とＢ０とで囲まれた領域）内であるかどうかによって、スクリーンマスクを使用することができるかどうかを判定する。スクリーンマスクの形状変化量が第１相関テーブルに示す使用可能な領域内でなければ、スクリーンマスクの使用期限（Ｂ０）を経過していることを意味する。

図４の（ｃ）の第２相関テーブルは、スクリーンマスクの形状変化量とスクリーンマスクの残りの使用回数とを示す図４の（ａ）の相関図と、作業情報（本実施の形態では、半田付け不良率）とスクリーンマスクの残りの使用回数とを示す図４の（ｂ）の相関図とに基づいて得られる。図４の（ｃ）の第２相関テーブルは、スクリーンマスクの使用の禁止を予測するパラメータとして用いる。

図５に示すように、使用予測判定部２２がスクリーンマスクを使用することができないと判定すると（Ｓ１２でＮｏ）、品質管理システム２０の報知部２７は、スクリーンマスクの使用禁止を促す情報を報知する（Ｓ１６）。そして、品質管理システム２０の処理を終了する。なお、品質管理システム２０は、スクリーンマスクの使用禁止を促す情報を第１検査装置１０、印刷装置３０、第２検査装置４０、作業者が所持する携帯端末等に出力してもよい。

次に、使用予測判定部２２がスクリーンマスクを使用することができると判定すると（Ｓ１２でＹｅｓ）、予測部２４は、記憶部２１に格納されている、スクリーンマスクの形状変化量を示す第１相関テーブルに基づいて、スクリーンマスクの使用期限を予測する（Ｓ１３）。なお、予測部２４は、生産計画情報とスクリーンマスクの残りの使用回数とからスクリーンマスクの使用期限を予測してもよい。または、予測部２４は、スクリーンマスクの形状変化量と作業情報との第２相関テーブルに基づいて、スクリーンマスクの使用期限を予測してもよい。例えば、第２相関テーブルを構成する、スクリーンマスクの形状変化量とスクリーンマスクの残りの使用回数とを示す図４の（ａ）の相関図、作業情報（本実施の形態では、半田付け不良率）とスクリーンマスクの残りの使用回数とを示す図４の（ｂ）の相関図からスクリーンマスクの使用期限を予測できる。

使用予測判定部２２は、ステップＳ１３で予測したスクリーンマスクの使用期限が所定期間外かどうかを判定する（Ｓ１４）。所定期間は、スクリーンマスクの目安となる張替え又は交換時期（図３のＢ０からＢ１までの期間）を示し、スクリーンマスクの使用期限Ｂ０よりも短い期間Ｂ１である。

スクリーンマスクの使用期限が所定期間外であることを、使用予測判定部２２が判定すると（Ｓ１４でＹｅｓ）、報知部２７は、使用予測判定部２２がステップＳ１３で予測したスクリーンマスクの使用期限を示す情報、つまり、スクリーンマスクを使用できる使用期限を示す情報を報知する（Ｓ１５）。これにより、作業者は、スクリーンマスクを使用できる使用期限を認識することができ、図３のＢ０からＢ１までの期間にスクリーンマスクを張替え又は交換する。なお、報知部２７は、スクリーンマスクの残りの使用回数を示す情報を報知してもよい。

そして、品質管理システム２０の処理を終了する。

なお、品質管理システム２０は、スクリーンマスクの使用期限を示す情報を第１検査装置１０、印刷装置３０、及び第２検査装置４０に出力してもよい。この場合、第１検査装置１０、印刷装置３０、及び第２検査装置４０のそれぞれの報知部１４、２７、３５、４３は、スクリーンマスクの使用期限を示す情報を報知してもよい。

スクリーンマスクの使用期限が所定期間内であることを、使用予測判定部２２が判定すると（Ｓ１４でＮｏ）、品質管理システム２０の報知部２７は、スクリーンマスクの目安となる張替え又は交換時期を示す情報を報知する（Ｓ１７）。これにより、作業者は、スクリーンマスクの張替え又は交換時期を認識することができる。そして、品質管理システム２０の処理を終了する。

［効果］
このような品質管理システム２０は、スクリーンマスクの形状変化量に基づいてスクリーンマスクの残りの使用回数を予測する。これにより、スクリーンマスクの残りの使用回数を定量化することができる。

したがって、品質管理システム２０は、マスクテンションの悪化を予測することができる。これにより、作業者は、スクリーンマスクの張替え又は交換のメンテナンスのタイミングを把握することができる。その結果、不要なスクリーンマスクの張替え又は交換が生じ難くなり、メンテナンス費用の高騰化や不要なメンテナンス作業を抑制することができる。また、スクリーンマスクの形状変化量に基づいて、スクリーンマスクを用いて基板に印刷した半田の不良が増加するタイミングを予測することもできる。

（実施の形態１の変形例）
本変形例における他の構成は、特に明記しない場合は、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

図６は、実施の形態１の変形例に係り、第３相関テーブルを例示した図である。図６で示すように、本変形例における第３相関テーブルは、スクリーンマスクの形状変化量、スクリーンマスクの半田付け不良率、及びスクリーンマスクの使用回数（作業情報に含まれる）の関係で示される。それぞれのパラメータＮ１〜Ｎｍは、縦軸がスクリーンマスクの半田付け不良率であり、横軸がスクリーンマスクの形状変化量である。第３相関テーブルには、使用回数に応じたｍ（１以上の自然数）個のパラメータＮｍが存在する。この各々のパラメータＮｍが第２相関テーブルに相当する。

この第３相関テーブルによれば、スクリーンマスクの使用回数に応じてスクリーンマスクの使用を禁止するパラメータＮｍが変化する。具体的には、例えば、スクリーンマスクの使用回数の増加とともに、スクリーンマスクの形状変化量に対するスクリーンマスクの半田付け不良率の割合が増加している。つまり、各々のパラメータが示す所定の範囲が小さくなっている。このように、スクリーンマスクの使用回数に適した第２相関テーブルを用いることで、より精度よくマスクテンションの悪化を予測することができる。

（実施の形態２）
［構成］
図７は、実施の形態２に係り、管理システム２００を例示したブロック図である。

本実施の形態の構成は、特に明記しない場合は、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

図７に示すように、品質管理システム２２０は、さらに学習部２２９を備える。

学習部２２９は、第１検査装置１０から変化情報、及び、印刷装置３０から作業情報を取得して機械学習を行う。例えば、この機械学習では、例えば、入力情報に対してラベル（出力情報）が付与された教師データを用いて入力と出力との関係を学習する教師あり学習、ラベルのない入力のみからデータの構造を構築する教師なし学習、ラベルありとラベルなしのどちらも扱う半教師あり学習、状態の観測結果から選択した行動に対するフィードバックを得ることにより、最も多くのフィードバックを得ることができる行動を学習する強化学習等が挙げられる。また、機械学習の具体的な手法として、ニューラルネットワーク（多層のニューラルネットワークを用いた深層学習を含む）、遺伝的プログラミング、決定木、ベイジアン・ネットワーク、サポート・ベクター・マシン（ＳＶＭ）等が存在する。

学習部２２９は、機械学習によって生成されたより最適な特徴情報を、第３相関テーブルに適用する。つまり、特徴情報は、第３相関テーブルにおける、スクリーンマスクの形状変化量と作業情報とからスクリーンマスクの形状変化量の増加率の傾向（パラメータＮ１〜Ｎｍで示される各々の第２相関テーブル）を示す。これにより、予測部２４は、第３相関テーブルに基づいて、スクリーンマスクの残りの使用回数、スクリーンマスクの使用期限をより精度よく予測することができる。

［動作］
次に、品質管理システム２２０における学習部２２９の動作について説明する。

図８は、実施の形態２に係り、管理システム２００における機械学習の処理フローを例示する図である。

図８に示すように、まず、学習部２２９は、第１検査装置１０から変化情報、及び、印刷装置３０から作業情報を取得する（Ｓ２０１）。

次に、学習部２２９は、変化情報及び作業情報に基づいて機械学習を行い、特徴情報を生成する（Ｓ２０２）。特徴情報は、スクリーンマスクの形状変化量の増加率の傾向を示す。例えば、特徴情報は、図３では使用期間に対する形状変化量の増加率の傾向（第１相関テーブルの関数）を含み、図４では半田付け不良率に対する形状変化量の増加率の傾向（第２相関テーブルの関数）を含む。

次に、学習部２２９は、生成した特徴情報により、第１相関テーブル、第２相関テーブル、及び第３相関テーブルを更新する（Ｓ２０３）。そして、品質管理システム２２０は、この処理を終了する。

［効果］
このような品質管理システム２２０では、スクリーンマスクの形状変化量と作業情報とからスクリーンマスクの形状変化量の増加率の傾向を特徴情報として生成する。このため、スクリーンマスクの使用期限及び残りの使用回数を予測する精度を向上させることができる。

（その他）
以上、本開示について、実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記品質管理システム及び品質管理方法に限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例に係る品質管理システム及び品質管理方法において、第１検査装置は、印刷装置、及び品質管理システムとは独立した別の装置であるが、印刷装置に搭載されていてもよく、品質管理システムに搭載されていてもよい。

また、上記各実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例に係る品質管理システム及び品質管理方法を実現するプログラムは、典型的に集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。

また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

なお、上記各実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、上記で用いた数字は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例は例示された数字に制限されない。

また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

また、フローチャートにおける各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。

その他、実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態１、２及び実施の形態１の変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示は、例えば、基板に部品を実装する実装ラインに利用可能である。

２０、２２０ 品質管理システム
２４ 予測部
２５ 情報取得部
２７ 報知部
３０ 印刷装置（生産機種）
２２９ 学習部

Claims (8)

1. スクリーンマスクの形状変化量を取得する情報取得部と、
   前記スクリーンマスクの形状変化量から前記スクリーンマスクの残り使用回数を予測する予測部とを備える
   品質管理システム。
2. 前記情報取得部は、前記スクリーンマスクを介して基板に半田を印刷する作業に関する作業情報を取得し、
   前記予測部は、前記スクリーンマスクの前記形状変化量の他に、さらに前記作業情報から前記スクリーンマスクの残りの使用回数を予測する
   請求項１に記載の品質管理システム。
3. 前記作業情報は、印刷回数を示す情報、印圧を示す情報、及び印刷不良を示す情報のいずれかひとつに関する情報を含む
   請求項２に記載の品質管理システム。
4. 前記情報取得部は、前記スクリーンマスクの生産機種に関する情報と、生産枚数を示す情報とを含む生産計画を取得し、
   前記予測部は、さらに、前記残りの使用回数と前記生産計画とから前記スクリーンマスクの使用期限を予測する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の品質管理システム。
5. 前記予測部は、さらに、前記スクリーンマスクの形状変化量と前記作業情報との相関テーブルに基づいて、前記スクリーンマスクの使用期限を予測する
   請求項２又は３に記載の品質管理システム。
6. 前記スクリーンマスクの使用禁止を促す情報を報知する報知部をさらに備え、
   前記報知部は、前記生産計画から前記スクリーンマスクの前記使用期限となる前記スクリーンマスクの生産機種の生産開始時刻よりも前に報知する
   請求項４に記載の品質管理システム。
7. 前記スクリーンマスクの形状変化量と前記作業情報とから前記スクリーンマスクの形状変化量の増加率の傾向を特徴情報として生成する学習部をさらに備え、
   前記予測部は、前記特徴情報に基づいて、前記スクリーンマスクの使用期限を予測する
   請求項２、３、５のいずれか１項に記載の品質管理システム。
8. コンピュータが、スクリーンマスクの形状変化量を取得し、前記スクリーンマスクの形状変化量から前記スクリーンマスクの残りの使用回数を予測する
   品質管理方法。

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