JP4612484B2 - 基板検査結果の分析支援方法、およびこの方法を用いた基板検査結果の分析支援装置ならびにプログラム - Google Patents

Description

この発明は、部品実装基板（以下、単に「基板」という場合もある。）の製造のために実行される所定の工程を経た基板の検査結果を、その検査に使用された画像を用いて分析する技術分野に属する。特に、この発明は、上記の分析処理を支援するための方法、およびこの方法を実施するための装置ならびにプログラムに関する。

部品実装基板の一般的な製造工程には、プリント配線板にクリームはんだを印刷する工程（以下、「はんだ印刷工程」という。）、クリームはんだが塗布された位置に部品を搭載する工程（以下、「部品実装工程」という。）、部品登載後の基板をリフロー炉により加熱して、部品を基板にはんだ付けする工程（以下、「リフロー工程」という。）が含められる。これらの工程を一連に実行するようにした基板製造ラインに、工程毎に外観検査用の検査機を設けて検査を実行するようにしたものがある（特許文献１参照。）。

特開平１１−２９８２００号 公報

特許文献１の基板検査システムでは、各工程の検査機を管理用のコンピュータを介して上位のコンピュータ（プロセス制御装置）に接続し、検査の結果や検査時の測定データなどを送信している。プロセス制御装置には、各検査機から得た測定データ間に不良の発生原因となるような相関関係が生じていないかどうかを解析する機能が設定されており、この機能を用いて品質低下の原因を自動的に分析するようにしている。

上記特許文献１のシステムのように不良の発生原因を自動的に検出する場合でも、その検出結果をユーザーが簡単に確認できるような環境を設定するのが望ましい。
また部品実装基板に生じる不良は、必ずしも製造工程の不具合により生じる場合に限らず、基板の設計に問題がある場合もある。たとえば、はんだ印刷工程に使用するマスクの設計データに不備があると、基板の各ランドへのクリームはんだの塗布状態に異常が生じる。また配線パターンやスルーホールの位置などがリフロー工程でのはんだの溶融状態に影響を及ぼす場合もある。
しかし、基板に発生した不良から設計上の問題を特定するのは容易ではなく、多大な時間と労力とを要する。また、不良が発生した時点では、一般に、まず工程に不具合がないかどうかをチェックするため、真の原因を究明するのに時間がかかり、その結果、多量の不良基板が発生するおそれがある。

この発明は上記問題に着目してなされたもので、製造工程に不具合がないかどうかや、設計に問題がないかどうかなどの分析を人が実行する場合に、その分析処理を簡単かつ正確に行えるようにし、もって、基板に対する品質管理を向上できるようにすることを目的とする。

この発明にかかる基板検査結果の分析支援方法、分析支援装置、および分析支援用のプログラムは、所定の製造工程を経た基板を撮像して検査するように設定された検査機における検査結果を分析するに際し、その分析処理を支援するためのものである。
「製造工程」は、前記したはんだ印刷工程、部品実装工程、リフロー工程のいずれかと考えることができるが、これに限らず、プリント配線板の製造工程や、リフロー炉によらずに手動やロボットによりはんだ付けを行う工程（以下、「特殊はんだ付け工程」という。）とすることもできる。この発明では、これらの工程のうちの少なくとも１つに検査機が配備され、その工程実行後の基板が検査されることを前提に、その検査結果の分析作業を支援するようにしている。

この発明にかかる基板検査結果の分析支援方法では、以下に示す第１〜第５のステップを実行することにより、前記検査機で検査のために生成された画像を用いて検査結果を分析する人の作業を支援する。

まず、第１ステップでは、前記検査機で生成された分析対象の画像を取得するとともに、この画像に対応する基板の識別情報および当該基板において分析対象の画像に対応する領域を特定するための情報を取得する。
「分析対象の画像」とは、前記した検査のために生成された画像である。

「領域を特定するための情報」は、少なくとも基板上の撮像対象とされた領域の位置を表すものと考えることができる。この情報として、検査機での画像生成の際のカメラの位置決め制御に関する情報（すなわち検査のために検査機にあらかじめ登録された情報）や検査時に得られた計測結果などを取得することができる。

たとえば、基板またはその支持面に設定された２次元座標系におけるカメラの視野中心の座標を取得することができる。また、基板に割り付けられた撮像対象領域と基板との相対位置関係が既知であり、かつ各撮像対象領域に識別情報が付与されている場合には、位置情報に代えてその識別情報を取得してもよい。また、基板上の各部品にそれぞれ個別の識別情報が付与されており、検査時に前記画像上の各部品の座標が計測されている場合には、前記画像に含まれる特定の部品の識別情報およびその座標を取得することもできる。
また、検査機側のカメラの視野サイズを認識していない場合には、この視野サイズ、すなわち前記領域の大きさを表す情報も「領域の特定に関する情報」に含める必要がある。

なお、第１ステップで言うところの「画像、情報の取得」とは、この方法が実施される装置内にあらかじめ設定されたデータベース（ＣＤ−Ｒなどのリムーバブル媒体に格納されたものも含む。）から画像や情報を読み出す処理、および他の装置（前記検査機またはこの検査機での検査結果を蓄積するサーバーコンピュータなど）から画像や情報の送信を受け付ける処理を含むものと考えることができる。

第２ステップでは、前記第１ステップで取得した分析対象の画像について、この画像とともに第１ステップで取得した情報を用いて、前記検査された基板において分析対象の画像に対応する領域を特定する。なお、この特定処理は、基板の各辺に沿う座標軸を有する２次元座標系で行われるものと考えることができる。

たとえば、第１ステップでカメラの視野中心の座標を取得した場合には、前記２次元座標系に、取得した視野中心の座標を中心とし、カメラの視野の大きさに応じた大きさの領域を設定することにより、画像に対応する領域を特定することができる。

また、第１ステップにおいて、前記画像に含まれる特定の部品の識別情報およびその座標を取得した場合には、その部品の座標により部品と画像との相対位置関係を求め、また識別情報により基板上における前記部品の位置を特定した上で、その特定された位置に前記相対位置関係を適用することによって、前記画像に対応する領域を特定することができる。
たとえば、前記画像上で前記特定の部品から画像の中心点に向かうベクトルを抽出した後、前記基板上の２次元座標系と画像とのサイズ比に合わせてベクトルの長さを調整する。そして、前記２次元座標系の部品の位置を起点に前記調整後のベクトルを設定することにより、そのベクトルの終点を中心点とする前記カメラの視野に応じた大きさの領域を設定し、これを前記画像に対応する領域として特定することができる。

なお、第２ステップの特定処理は、つぎの第３ステップで取得する基板の設計データによる設計図面上で行うこともできる。

第３ステップでは、前記検査された基板に関して、配線パターンの分布状態を示す情報および部品の実装状態を示す情報ならびにはんだ印刷用のマスクの開口部の配置状態を示す情報を含む設計データを取得し、これらの情報の中のいずれか１つから第２ステップで特定された領域内の情報を抽出する。
なお、この第３ステップにおける「取得」も、第１ステップと同様に、装置内のデータベース（リムーバブル媒体を含む。）からデータを読み出す処理、および外部装置からデータの送信を受け付ける処理を含むものと考えることができる。

第４ステップでは、前記第３ステップで抽出された情報による設計図面と前記分析対象の画像とを、倍率および方向を合わせて重ね合わせた合成画像を作成する。
この第４ステップでは、設計図面と画像との倍率を一致させ、左右上下の位置関係も同一にし、回転ずれが生じていない状態にした上で、画像上に設計図面上の特徴的なパターンを貼り合わせる（設計図面の背景に対応する画素は貼り合わせない）ようにすることができる。なお、貼り合わせの部分で元の画像を透過させたり、貼り合わせのパターンを輪郭線のみにするなど、設計図面と画像上の構成とを対比しやすいような合成画像を作成するのが望ましい。

第４ステップに使用可能な設計図面としては、前記したように複数の種類が考えられるが、これらの中から分析対象の画像の種類に応じたものを選択することができる。たとえば、分析対象の画像がプリント配線板やはんだ印刷後基板の画像であれば、前記ランドを含む配線パターンの設計図面やマスクの開口部の設計図面を合成することができる。また分析対象の画像が部品実装後の基板の画像であれば、前記部品の実装位置を示す設計図面を合成することができる。また、分析対象の画像がリフロー後の基板の画像の場合にも、配線パターンや部品の実装位置の設計図面を合成することができる。

続く第５ステップでは、第４ステップで作成された合成画像を表示する。この合成画像は、実際に製作された基板の構成と設計データが示す理論上の構成とを重ね合わせたものとなるので、実際の基板が設計どおりに製作されているかどうかを、簡単かつ正確に認識することができる。また何らかの不良が生じている場合に、その不良発生部位の近傍の設計データなどを確認することにより、設計上の不具合を発見することもできる。

この発明にかかる分析支援用のプログラムは、上記第１〜５の各ステップをコンピュータに実行させるように構成されたものである。このプログラムをコンピュータにインストールすることにより、つぎに示す分析支援装置の第１，第２の情報取得手段、領域特定手段、設計データ抽出手段、画像合成手段、表示手段を構成することができる。

この発明にかかる分析支援装置は、前記検査機で生成された分析対象の画像、およびこの画像に対応する基板の識別情報ならびに当該基板において分析対象の画像に対応する領域を特定するための情報を取得する第１の情報取得手段；前記検査機で検査された基板に関して、配線パターンの分布状態を示す情報および部品の実装状態を示す情報ならびにはんだ印刷用のマスクの開口部の配置状態を示す情報を含む設計データを取得する第２の情報取得手段；前記第１の情報取得手段が取得した画像について、この画像とともに第１の情報取得手段が取得した情報を用いて、前記検査された基板において分析対象の画像に対応する領域を特定する領域特定手段；前記第２の情報取得手段が取得した設計データに含まれる３種類の情報の中のいずれか１つから前記領域特定手段により特定された領域内の情報を抽出する設計データ抽出手段；前記設計データ抽出手段により抽出された情報による設計図面と前記第１の情報取得手段が取得した画像とを、倍率および方向を合わせて重ね合わせた合成画像を作成する画像合成手段；前記画像合成手段により作成された合成画像を表示する表示手段；の各手段を具備する。

上記の分析支援装置の好ましい態様では、前記第１の情報取得手段を、前記検査機またはこの検査機から出力された情報を格納するデータベース保存装置との通信により、分析対象の画像、および前記領域特定処理に使用可能な情報を取得するように構成する。この場合、ユーザーは、検査機またはデータベース保存装置から複数枚の基板に対応する画像や情報を順に呼び出して、それぞれの合成画像を表示させ、必要な分析処理を行うことができる。また、検査機で不良が検出されたときに、その不良部位を含む画像や対応する情報を直ちに呼び出して不良の発生原因を分析することも可能になる。

第２の情報取得手段についても、外部のデータベース保存装置との通信により、必要な設計データの送信を受け付ける手段として構成することができる。ただし、前記データベースを装置内に組み込む場合には、このデータベースから必要な設計データを読み出す手段として構成することができる。

さらに上記構成の分析支援装置に分析結果を示す情報を入力する手段などを付加することにより、基板検査結果の分析装置を構成することができる。この装置では、入力された分析結果を前記分析対象の画像に対応づけてメモリに保存したり、分析結果を外部に出力するなどの処理を行うことができる。

また、この発明にかかる分析支援方法、分析支援装置、分析支援用のプログラムはいずれも、１台の検査機で使用された画像に限らず、２以上の工程に配備された検査機で使用された画像を用いて、それぞれの検査機での検査結果を分析することができる。この場合、処理対象の検査機毎に、設計データ中の３種類の情報の中から当該検査機に対応する工程に応じた情報を選択し、その選択した情報による設計図面を用いた合成画像を作成することができる。また、合成画像を表示する処理において各検査機毎の合成画像を並列表示するようにすれば、工程の進行に伴う基板の状態の変化を容易に確認することができるから、より詳細な分析を行うことが可能になる。

この発明によれば、検査機が検査のために生成した画像に、配線パターンの分布状態を示す設計図面、部品の実装状態を示す設計図面、はんだ印刷用のマスクの開口部の配置状態を示す設計図面のいずれかを合成して表示するので、実際の基板の構成と設計上の構成とを容易に比較したり、製造工程に不具合がないかどうかを確認することが可能になる。よって、ユーザーは、設計上の不具合や製造工程での不具合も含めた不良の発生原因を、簡単かつ正確に分析することが可能になるから、同様の不良が続出しないような対策を速やかにとることができ、基板に対する品質管理を向上することができる。

図１は、この発明にかかる分析処理装置１が組み込まれた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、はんだ印刷機６、部品実装機７、リフロー炉８などが組み込まれた基板製造ライン１００を流れる基板を工程毎に検査するとともに、その検査結果を分析できるようにしたもので、５台の検査機２Ａ〜２Ｅ、設計データサーバ３、および前記分析処理装置１を、ＬＡＮ回線４を介して接続したものである。さらに、設計データサーバ３は、システム外のＣＡＤサーバ５と通信可能に設定されている。

前記はんだ印刷機６は、図示しないプリント配線板の製造工程で製作されたプリント配線板（以下、「ベア基板」という。）を取り込み、シルクスクリーン印刷法により前記ベア基板上のランドにクリームはんだを塗布する。この処理がはんだ印刷工程である。
部品実装機７は、前記はんだ印刷工程が実施された後の基板を取り込んで、部品実装工程を実行する。リフロー炉８は、部品実装後の基板を加熱することにより、各部品のはんだ付けを行う。この処理がリフロー工程である。
さらに、リフロー炉８の下流には、このリフロー炉８でのはんだ付けが困難な特殊部品を人手やロボットにより取り付ける工程９（特殊はんだ付け工程）が設けられている。

前記５台の検査機２Ａ〜２Ｅのうちの２Ａ〜２Ｄは、カメラを有する自動外観検査装置である。検査機２Ａは、前記はんだ印刷機６の前段に設置され、前記したベア基板を検査対象とする。検査機２Ｂは、前記はんだ印刷機６と部品実装機７との間に設置され、はんだ印刷工程後の基板を検査する。検査機２Ｃは、部品実装機７とリフロー炉８との間に配備され、部品実装工程後の基板を検査する。検査機Ｄはリフロー炉８と特殊はんだ印刷工程９との間に配備され、リフロー工程後の基板を検査する。

５台目の検査機２Ｅは、基板を表示し、ユーザーがその表示画面を見て不良の有無を判別するタイプの装置、すなわち目視型の検査機である。この検査機２Ｅは、特殊はんだ付け工程９の後段に設置され、主として特殊はんだ付け工程で実装された部品を検査する用途に用いられる。

図２は、各検査機２Ａ〜２Ｅに共通する構成を示す。いずれの検査機も、コンピュータによる主制御部２０およびＰＬＣによる副制御部２１、カメラ２２、モニタ２３、照明部２４、ＸＹステージ２５、コンベア装置２６、操作パネル２７、外部インターフェース２８などを具備する。

カメラ２２は、検査対象の基板を撮像するためのもので、モニタ２３はこのカメラ２２により生成された画像を表示する。なお、これらの動作は、主制御部２０により直接制御される。
その他の構成の動作は、主制御部２０からの指令を受けたＰＬＣ２１により制御される。コンベア装置２６には、上流の搬入用のコンベアと下流の搬出用のコンベアとが含まれる。ＸＹステージ２５は、検査対象の基板を支持するためのもので、ＰＬＣ２１からの指令に応じて、基板の所定範囲が撮像部１５の視野に含まれるように位置合わせを行う。照明部２４は、基板を照明するためのもので、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の円環状光源を含む。

操作パネル２７は、検査に関する各種設定データの入力に用いられる。また、検査機２Ｅの場合には、検査結果を入力する目的でも使用される。外部インターフェース２８は、前記情報分析処理１との通信のためのものである。検査に使用した画像や検査で得た計測値なども、この外部インターフェース２８を介して分析処理装置１に送信される。

図１に戻って、分析処理装置１は、専用のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータであって、各検査機２Ａ〜２Ｅから送信された情報を蓄積するためのデータベースを具備する。さらに、この分析処理装置１では、ユーザーの操作に応じて、前記データベースから所定の基板の画像や検査結果を読み出して表示したり、その画像に基板の設計図面を合成して表示する。さらに、分析結果を示す情報の入力を受け付け、これを装置内に蓄積することもできる。

前記設計データサーバ３は、前記設計図面の元になるＣＡＤデータを提供するためのものである。この実施例では、別途、ＣＡＤサーバ５に多数の基板に関するＣＡＤデータが登録されており、設計データサーバ３は、基板製造ラインで製作中の基板または過去に製作された基板について、ＣＡＤサーバ５から該当するＣＡＤデータの送信を受けるようにしている。

以下、分析処理装置１の詳細な構成や処理の内容について、順を追って説明する。
図３は、分析処理装置１の機能ブロック図である。図中、設計データ抽出部１１、合成処理部１２、診断知識作成部１３は、それぞれ前記分析処理装置１のＣＰＵ（図示せず。）に設定される機能である。表示部１４は、前記モニタ１０およびこのモニタ１０への表示画面を作成するＣＰＵの機能により構成される。入力部１５は、マウス、キーボードなどの入力用機器により構成される。受信部１６は、前記検査機２Ａ〜２Ｅに対するインターフェース回路や受信情報の保存に関わるＣＰＵの機能により構成される。
さらに、この分析処理装置１には、前記検査機からの送信情報を蓄積するための分析用データベース１７や、ユーザーにより入力された診断知識を蓄積するための診断知識データベース１８が設けられる。これらのデータベースは、いずれも分析処理装置１の図示しないハードディスクに設定される。

前記設計データサーバ３は、前記ＣＡＤサーバ５から供給された基板設計データ（具体的にはＣＡＤデータである。以下、単に「設計データ」という。）を保存するための設計データベース３０を有する、設計データ抽出部１１は、この設計データサーバ３との通信により前記設計データベース３０から所定の基板の設計データを抽出する。
なお、この実施例の設計データには、基板に搭載される各種部品の識別コードと実装位置とを対応づけた情報（以下、「部品実装情報」という。）、はんだ印刷工程で使用されるマスクの開口部の配置状態（各マスクの位置や大きさ）を示す情報（以下、「マスク設計情報」という。）、およびランドを含む配線パターンの分布状態を示す情報（以下、「配線パターン情報」という。）などが含まれる。これらの設計データは、基板単位でファイル化される。両面実装タイプの基板についても、双方の面（一方をA面、他方をＢ面とする。）の設計データが１ファイルに編集される。

前記受信部１６は、各検査機２Ａ〜２Ｅとの通信により、検査で使用された画像や検査結果などの送信を受け付け、受け付けた情報を分析用データベース１７に保存する。なお、この実施例では、基板に複数の撮像対象領域を割り付け、いずれの検査機２Ａ〜２Ｅでも前記の割り付けに応じた領域を撮像することにより、検査機間での撮像対象の整合性をとるようにしている。撮像対象領域毎の画像は、検査機の識別コード（以下、「検査機コード」という。）、基板の識別コード（以下、「基板ＩＤ」という。）、Ａ，Ｂいずれの面の画像であるかを示す情報（以下、「実装面コード」という。）、撮像対象領域の識別コード（以下、「領域コード」という。）を並べた形式のファイル名を付されて保存される。
また各検査機２Ａ〜２Ｅでは、撮像対象領域を撮像すると、まず生成された画像の回転角度を、基板上の位置決めマーク（図示せず。）などを用いて抽出し、抽出された回転角度に応じて画像を補正する。前記画像ファイルとして保存されるのは、この回転補正後の画像である。

合成処理部１２は、入力部１５での指定操作に応じて、前記設計データ抽出部１１に、各検査機２Ａ〜２Ｅが現在検査中の基板または過去に検査した基板の設計データを抽出させる。また、前記分析用データベース１７から抽出した設計データに対応する基板の画像を読み出し、前記表示部１４に提供する。さらに、合成処理部１２は、入力部１５での指定操作に応じて、前記設計データから前記基板の画像に対応する設計図を切り出し、その設計図と前記画像とを倍率や方向を合わせて重ね合わせる。この処理により生成された合成画像も、表示部１４に提供されて表示される。

診断知識作成部１３は、前記合成画像が表示された状態下で、前記入力部１５より分析結果が入力されたとき、その入力情報を分析対象の基板や撮像対象領域に対応づけた診断情報を作成し、これを診断知識データベース１８に格納する。

なお、この実施例では、分析用データベース１７を分析処理装置１内に設定しているが、これに代えて、検査機２Ａ〜２Ｅと分析処理装置１との間に、このデータベース１７を有する専用サーバを設け、そのサーバから分析に必要な情報の提供を受けるようにしてもよい。

図４は、前記分析処理装置１の処理対象の画像の一例を、基板上の撮像対象領域の割り付け例とともに示す。この図では、基板ＩＤ：０００１の基板に３つの撮像対象領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が設定されているものとして、そのうちの領域Ｓ１の画像２０１を示している。
なお、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、各領域の領域コードとして使用されるものとする。また、図中のＣは画像２０１の中心点を、Ｒ１００は画像２０１中の一部品を、Ｐは部品Ｒ１００の中心点を、それぞれ示す。

この例で生成された画像２０１には、“Ｚ０００１Ａ−Ｓ１”というファイル名が付与されている。このファイル名のうち、先頭の「Ｚ」は、画像の供給元の検査機（この例では部品実装工程後の検査機２Ｃ）の検査機コードであり、「０００１」は基板ＩＤである。また「Ａ」は実装面コードであって、基板のＡ面の画像であることを示す。「Ｓ１」は前記領域コードである。

画像以外の情報も、基板および撮像領域毎に編集され、対応する画像ファイルに対するリンク情報が設定される。図５は、この画像以外の情報の一例として、前記ファイル名Ｚ０００１Ａ−Ｓ１の画像ファイルに対応する情報を示す。なお、以下では、この図５に示す情報を画像の付加情報という。
この情報には、対応する画像ファイルのファイル名、画像全体に関わる情報（画像情報）、撮像領域Ｓ１に含まれる各部品毎の情報（部品情報）などが含まれる。なお、画像ファイルのファイル名は、前記したリンク情報として機能する。

画像情報には、前記画像の中心点Ｃ（以下、画像中心Ｃという。）のｘ座標ｘ_ＡＣ，ｙ座標ｙ_ＡＣ、ｘ方向のサイズＬｘ（画像の横幅であり、画素数により表される。），ｙ方向のサイズＬｙ（画像の縦幅であり、同じく画素数により表される。）、回転角度θ、解像度（１画素あたりの分解能）、スケール（所定の単位長さあたりの画素数）などが含まれる。これらのうち、回転角度θは前記画像の回転ずれ補正のために検出されたもので、その他の情報は、カメラの撮像面の画素数やレンズの倍率などにより特定される。

前記部品情報には、その部品の識別情報（部品ＩＤ）および検査時に計測された部品の中心点Ｐの座標が含まれる。なお、この図５では、前記図４の部品Ｒ１００に関する情報を記載しており、符号Ｒ１００を部品ＩＤとしている。また中心点の座標ｘ_ＡＰおよびｙ_ＡＰは、前記図４に示した点Ｐのｘ，ｙ座標に相当する。これらの座標は、前記回転補正後の画像で計測されたものである。

図６は、前記図４に示したＩＤ０００１の基板の配線パターンの設計図面の一部を示す。この設計図面は、前記配線パターン情報によるもので、ランドを含む配線パターンの構成が表されている。
図中、点線で囲んだ領域Ｋ１は、前記撮像対象領域Ｓ１に対応する。言い換えれば、領域Ｓ１を撮像して得られた画像に対応することになる。また、この領域Ｋ１中の点Ｃ´、Ｐ´は、それぞれ前記図４に示した画像２０１の点Ｃ，Ｐに対応する。

分析処理装置１が画像合成処理を行う場合には、上記の領域が設計図面上のどこにあるかを特定する必要がある。この実施例では、処理対象の画像をモニタ１０に表示して、その表示画面上でユーザーに特定の一部品を指定させることにより、前記画像に対応する領域を特定するようにしている。

図７は、前記合成処理部１２により実行される処理の流れを示す。以下、この流れに沿って、画像合成処理の詳細について説明する。なお、以下の説明および図中のＳＴは「ステップ」の略である。また以下では、前記図４〜６の例に合わせて、前記ファイル名Ｚ０００１Ａ−Ｓ１の画像を処理対象とし、この画像中の部品Ｒ１００を指定するものとする。

最初のステップ１では、画像ファイル名の指定を受け付けて、分析用データベース１７から、この画像ファイルおよびリンクする付加情報を読み出し、図示しない作業用メモリにセットする。つぎのＳＴ２では、読み出した画像ファイルの画像をモニタ１０に表示して部品の指定操作を受け付ける。

ここで表示画面上の部品Ｒ１００が指定されると、ＳＴ３では、前記図５に示した付加情報から部品Ｒ１００の中心点Ｐの座標（ｘ_ＡＰ，ｙ_ＡＰ）および画像中心Ｃの座標（ｘ_ＡＣ，ｙ_ＡＣ）を読み出す。そして、これらの座標を用いて点Ｐから画像中心Ｃに向かうベクトルＳを抽出する。

つぎのＳＴ４では、前記部品Ｒ１００の部品ＩＤに基づき設計図面上における部品Ｒ１００の中心点Ｐ´の座標を抽出する。なお、この点Ｐ´の座標は、具体的には、前記設計データ中の部品実装情報を部品ＩＤにより検索して得られるものである。

つぎのＳＴ５では、前記ＳＴ３で抽出したベクトルＳの長さを、この画像と設計図面とのスケール比に基づき調整する。そして、前記設計図面上の中心点Ｐ´を起点に調整後のベクトルＳを設定し、その終点を前記画像中心Ｃに対応する点Ｃ´として特定する。

ＳＴ６では、設計図面において、前記ＳＴ５で特定した点Ｃ´を中心に、前記撮像対象領域Ｓ１に対応する大きさの切り出し領域（前記図６の領域Ｋ１に相当する。）を設定する。ＳＴ７では、この切り出し領域内の設計図面を抽出し、画像および設計図面のサイズを合わせた上で、調整後の点Ｃと点Ｃ´、および点Ｐと点Ｐ´がそれぞれ重なり合うようにして両者を合成する。ＳＴ８では、合成処理により生成された画像をモニタ１０に表示する。

図８は、前記ＳＴ７で実行される処理を具体的に示したものである。
図中の２０１は、前記ファイル名Ｚ０００１Ａ−Ｓ１の画像であり、２０２は前記領域Ｋ１から抽出された設計図面である。図中のＳＣＡＬＥ_ＣＡＤは、設計図側のスケールの大きさを、ＳＣＡＬＥ_Ａは画像側のスケールの大きさを、それぞれ示す。この例では、画像側のＳＣＡＬＥ_Ａの方が設計図面側のＳＣＡＬＥ_ＣＡＤより大きいため、ＳＣＡＬＥ_ＡがＳＣＡＬＥ_ＣＡＤになるように画像を縮小し、その縮小後の点Ｐに前記Ｐ´が重なり、点Ｃに点Ｃ´が重なるようにして、設計図面を重ね合わせている。このような処理により、画像上の部品やはんだと設計図面との関係を正確に示した画像を生成することができる。

なお、合成対象の設計図面もユーザーの選択操作に応じて自由に変更することができる。以下、図９〜１３を用いて、処理対象の画像の種類毎に、分析処理に適した画像合成例を示し、これを用いて分析の方法を簡単に説明する。なおいずれの図でも、比較のために、（ａ）に合成前の画像（原画像）を、（ｂ）に合成後の画像（合成画像）を、それぞれ示す。さらに（ｃ）には、合成画像の一部を拡大した状態を示す。

図９は、ベア基板の画像に前記配線パターンの設計図を合成する場合の例である。この場合の原画像は、前記ベア基板用の検査機２Ａから供給されたものである。この合成画像を拡大すると、図９（ｃ）に示すように、実際の配線パターン５０と設計上の配線パターン５１とのずれ量を確認することができる。このずれ量は、ベア基板が設計どおりに製作されているか否かの分析に使用することができる。ここで、実際の配線パターンの設計図に対する差違が大きいと判断された場合には、他の設計データ（マスク設計情報、部品実装情報など）をこれに応じて変更し、その変更後の設計データにより各工程を実行することによって、不良の発生を回避することができる。

図１０は、前記図９と同一のベア基板の画像にマスクの開口部の設計図を合成した例である。この合成画像を拡大すると、図１０（ｃ）に示すように、基板上の配線パターン５０と設計上のマスク開口部５２とのずれ量を確認することができる。このずれ量は、マスクの設計が適切であるかどうかの分析に使用することができる。すなわち、ずれ量が大きいと判断された場合には、マスク開口情報を変更し、その情報に適合したマスクを製作することによって、はんだ印刷不良を回避することができる。

図１１は、はんだ印刷工程後の検査機２Ｂから供給された画像に前記マスク開口部の設計図を合成した例である。この合成画像を拡大すると、図１０（ｃ）に示すように、基板上のはんだ塗布領域５３とマスク開口部５２との関係を確認することができる。この例のように、マスク開口部５２の輪郭線より外にはんだ塗布領域５３が広がっている場合には、クリームはんだの量が多すぎるなどの問題が生じていると考えられる。またマスク開口部５２よりはんだ塗布領域５３が小さい場合には、クリームはんだの量が足らないと考えられ、はんだ塗布領域５３がマスク開口部５２から位置ずれしている場合には、マスクの設計データに不備があると考えられる。このように、合成画像に現れているはんだ塗布領域５３とマスク開口部５２との関係から、はんだ印刷工程に問題が生じていないかどうかを判断し、その問題を解決するのに適した対策をとることができる。

図１２は、部品実装工程後の検査機２Ｃから供給された画像に部品実装情報の設計図を合成した例である。この合成画像を拡大すると、図１２（ｃ）に示すように、基板上の実際の部品５４と設計上の部品実装領域５５との間のずれ量を確認することができる。このずれ量が大きい場合には、ユーザーは、前記設計データを調整するなどの対応を考えることができる。

図１３は、リフロー工程後の検査機２Ｄから供給された画像に前記配線パターンの設計図（図９の例と同じもの）を合成した例である。リフロー工程後のはんだは鏡面状になるため、画像上に前記照明部のＲ，Ｇ，Ｂの照明色が反映された色彩領域が現れ、その色彩の分布状態によって、はんだ傾斜面の適否を判別することができる。この場合、ユーザーは、合成前の画像により不良部位を確認した上で、合成画像を拡大表示し、その不良の要因と考えられる部分を計測することができる。

図１３の例では、原画像の一部（図１３（ａ）に符号４０で示す。）の色彩に異常が生じている。たとえば、この不良部位４０の近傍にスルーホール４１があることが不良発生原因と考えられる場合、ユーザーは、（ｃ）に示すように不良部位４０とその近傍を拡大表示し、スルーホール４１から不良部位４０までの距離ｄを計測することができる。なお、この計測処理は、合成画像上の２点を指定する操作に応じて、その指定された２点の座標を用いて算出されるもので、算出された距離は、画像上の所定位置に表示される。

さらにユーザーは、表示された距離ｄからスルーホール４１の位置が適切でないと判断した場合には、その形成位置をずらすなど、基板の設計を変更することによって対応することができる。

このように、合成画像を表示することにより、ユーザーは、実際の基板の構成と設計上の構成との関係を容易かつ正確に確認することができるから、不良が発生している場合には、その発生原因を高い確度で特定して対応することができる。また、設計データ上の不備も確認することができるから、設計データを変更するなどの対応が可能になり、不良基板が続出するのを回避することができる。

なお、上記図９〜１３では、検査機２Ａ〜２Ｄから供給された画像に対する合成処理例のみを示したが、目視型の検査機２Ｅで生成された画像についても、同様に供給を受けて合成画像を作成することが可能である。

さらに、この実施例では、各検査機２Ａ〜２Ｅ間で撮像対象領域の割り付けを共通にしているので、特定の基板の特定の撮像対象領域について、複数の検査機からの画像を読み出してそれぞれ画像合成処理を行い、合成前、合成後の各画像を１つの画面内に表示することもできる。

図１４は、上記した表示画面の一例を示す。この例の画面では、はんだ印刷工程、部品実装工程、リフロー工程の各工程実行後の基板に対する表示欄を横一列に設定している。各表示欄には、それぞれ前記基板画像の表示用ウィンドウと合成画像の表示用ウィンドウとが上下２段に設定されている。
このような表示画面によれば、ユーザーは、各工程実行後の基板の構成や設計図との差違を工程間で比較することができるから、より詳細な分析を行うことが可能になる。

さらにこの実施例の分析処理装置１を使用する場合、ユーザーは、不良が検出された基板について当該不良部位を含む画像を呼び出し、その画像上の不良部位を指定することができる。これにより、不良部位およびその周囲を含み、不良原因を特定するのに適した合成画像を表示させることが可能になり、詳細な分析処理を行うことができる。

この発明にかかる分析処理装置が組み込まれた基板検査システムの構成例を示す説明図である。 検査機に共通の構成を示すブロック図である。 分析処理装置の機能ブロック図である。 分析処理装置の処理対象の画像を基板上の撮像対象領域の割り付け例とともに示す説明図である。 画像の付加情報の内容を示す説明図である。 設計データによる設計図の構成例を示す説明図である。 画像合成処理にかかる処理の流れを示すフローチャートである。 画像合成処理の具体例を示す説明図である。 ベア基板に対する画像合成例を示す説明図である。 ベア基板に対する画像合成例を示す説明図である。 はんだ印刷後基板に対する画像合成例を示す説明図である。 部品実装後基板に対する画像合成例を示す説明図である。 リフロー後基板に対する画像合成例を示す説明図である。 モニタの表示画面の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 分析処理装置
２Ａ〜２Ｅ 検査機
３ 設計データサーバ
４ ＬＡＮ回線
１１ 設計データ抽出部
１２ 合成処理部
１４ 表示部
１７ 分析用ＤＢ
３０ 設計データベース

Claims (6)

1. 部品実装基板の製造のために実行される所定の製造工程を経た基板を撮像して検査するように設定された検査機における検査結果を、当該検査機が検査のために生成した画像を用いて人が分析するに際し、その分析作業を支援するための方法であって、
   前記検査機で生成された分析対象の画像を取得するとともに、この画像に対応する基板の識別情報および当該基板において前記分析対象の画像に対応する領域を特定するための情報を取得する第１ステップと、
   前記分析対象の画像について、この画像とともに前記第１ステップで取得した情報を用いて、前記検査された基板において前記分析対象の画像に対応する領域を特定する第２ステップと、
   前記検査された基板に関して、配線パターンの分布状態を示す情報および部品の実装状態を示す情報ならびにはんだ印刷用のマスクの開口部の配置状態を示す情報を含む設計データを取得し、これらの情報の中のいずれか１つから前記第２ステップで特定された領域内の情報を抽出する第３ステップと、
   前記第３ステップで抽出された情報による設計図面と前記分析対象の画像とを、倍率および方向を合わせて重ね合わせた合成画像を作成する第４ステップと、
   前記第４ステップで作成された合成画像を表示する第５ステップとを、実行することを特徴とする基板検査結果の分析支援方法。
2. 請求項１に記載された方法において、
   部品実装基板の製造ラインに含まれる複数の工程に対してそれぞれ配備される複数の検査機を対象に前記第１〜第４の各ステップを実行すると共に、第３ステップでは、処理対象の検査機毎に、前記設計データの３種類の情報の中から当該検査機に対応する工程に応じた情報を選択して前記第２ステップで特定された領域内の情報を抽出し、
   前記第５ステップでは、同じ基板の同じ領域に関して検査機毎に作成された各合成画像を並列表示する基板検査結果の分析支援方法。
3. 部品実装基板の製造のために実行される所定の製造工程を経た基板を撮像して検査するように設定された検査機における検査結果を、当該検査機が検査のために生成した画像を用いて人が分析するに際し、その分析作業を支援するための装置であって、
   前記検査機で生成された分析対象の画像、およびこの画像に対応する基板の識別情報ならびに当該基板において前記分析対象の画像に対応する領域を特定するための情報を、それぞれ取得する第１の情報取得手段と、
   前記検査機で検査された基板に関して、配線パターンの分布状態を示す情報および部品の実装状態を示す情報ならびにはんだ印刷用のマスクの開口部の配置状態を示す情報を含む設計データを取得する第２の情報取得手段と、
   前記第１の情報取得手段が取得した画像について、この画像とともに第１の情報取得手段が取得した情報を用いて、前記検査された基板において前記分析対象の画像に対応する領域を特定する領域特定手段と、
   前記第２の情報取得手段が取得した設計データに含まれる３種類の情報の中のいずれか１つから前記領域特定手段により特定された領域内の情報を抽出する設計データ抽出手段と、
   前記設計データ抽出手段により抽出された情報による設計図面と前記第１の情報取得手段が取得した画像とを、倍率および方向を合わせて重ね合わせた合成画像を作成する画像合成手段と、
   前記画像合成手段により作成された合成画像を表示する表示手段とを、具備する基板検査結果の分析支援装置。
4. 請求項３に記載された装置において、
   部品実装基板の製造ラインに含まれる複数の工程に対してそれぞれ配備される複数の検査機を対象に、前記第１の情報取得手段、第２の情報取得手段、領域特定手段、および設計データ抽出手段の各処理が実施されると共に、前記設計データ抽出手段は、処理対象の検査機毎に、前記設計データの３種類の情報の中から当該検査機に対応する工程に応じた情報を選択して前記領域特定手段により特定された領域内の情報を抽出し、
   前記表示手段は、同じ基板の同じ領域に関して検査機毎に作成された各合成画像を並列表示する基板検査結果の分析支援装置。
5. 部品実装基板の製造のために実行される所定の製造工程を経た基板を撮像して検査するように設定された検査機における検査結果を、当該検査機が検査のために生成した画像を用いて人が分析するに際し、その分析作業を支援するための装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
   前記検査機で生成された分析対象の画像を取得するとともに、この画像に対応する基板の識別情報および当該基板において前記分析対象の画像に対応する領域を特定するための情報を取得する第１ステップ；
   前記分析対象の画像について、この画像とともに前記第１ステップで取得した情報を用いて、前記検査された基板において前記分析対象の画像に対応する領域を特定する第２ステップ；
   前記検査された基板に関して、配線パターンの分布状態を示す情報および部品の実装状態を示す情報ならびにはんだ印刷用のマスクの開口部の配置状態を示す情報を含む設計データを取得し、これらの情報の中のいずれか１つから前記第２ステップで特定された領域内の情報を抽出する第３ステップ；
   前記第３ステップで抽出された情報による設計図面と前記分析対象の画像とを、倍率および方向を合わせて重ね合わせた合成画像を作成する第４ステップ；
   前記第４ステップで作成された合成画像を表示する第５ステップ；
   び各ステップを前記コンピュータに実行させるように構成された基板検査結果の分析支援用のプログラム。
6. 請求項５に記載されたプログラムにおいて、
   部品実装基板の製造ラインに含まれる複数の工程に対してそれぞれ配備される複数の検査機を対象に前記第１〜第４の各ステップを実行すると共に、第３ステップでは、処理対象の検査機毎に、前記設計データの３種類の情報の中から当該検査機に対応する工程に応じた情報を選択して前記第２ステップで特定された領域内の情報を抽出し、
   前記第５ステップでは、同じ基板の同じ領域に関して検査機毎に作成された各合成画像を並列表示するように前記コンピュータを動作させる基板検査結果の分析支援用のプログラム。

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