JP4697069B2 - 基板検査のための基準値の設定方法、およびその方法を用いた装置ならびにプログラム - Google Patents

Description

この発明は、部品実装基板の製造に係る中間工程（はんだ印刷工程、部品実装工程など）を経た基板を対象にした検査を実行するにあたり、基板上の検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する方法、およびその方法を実施するための装置に関する。

部品実装基板（以下、単に「基板」という場合もある。）の製造ラインは、一般に、はんだ印刷機によるクリームはんだの印刷工程、マウンタによる部品実装工程、およびリフロー炉によるはんだ付け工程により構成される。
これらの工程のうち、少なくとも最終のはんだ付け工程の後段には、検査機が設置されて、部品の実装状態やはんだ付け状態の検査が行われる（たとえば特許文献１参照。）。

さらに、近年では、工程毎に検査機を設置するとともに、各検査機をネットワークにした基板検査システムも提案されている（たとえば特許文献２参照。）。この場合、ユーザーは、ネットワーク内のサーバーまたは端末装置を用いて、同一の基板に対する各工程の検査結果や画像を読み出して照合し、最終の完成品に生じた不良の原因などを分析することができる。

特許第３６２２７４９号公報 特開２００５−３０３２６９号公報

従来の基板検査では、ティーチングの効率を向上するために、１つの部品につき設定した判定基準値を同じ基板上の同一種の部品に適用する場合が多い。しかし、同一種の部品について、中間工程までの状態が同様であっても、それぞれの部品の置かれる状態によっては、最終工程における結果が異なるものになる場合がある。

たとえば、図９に示すように、実装密度の高い領域Ａと実装密度の低い領域Ｂとに同一種の部品１００ａ，１００ｂが含まれている場合、これらの領域Ａ，Ｂ間では、はんだに対する熱の伝達度合いが異なるため、はんだの溶融に伴う部品１００ａ，１００ｂの移動量にも差が生じる可能性がある。

したがって、たとえば、部品実装工程において、各部品１００ａ，１００ｂに同等の量の位置ずれが生じたとしても、領域Ｂの部品１００ｂでは、溶融したはんだの表面張力による部品の引き戻し（セルフアライメント）が生じやすく、位置ずれが解消しやすいのに対し、領域Ａの部品１００ａでは、位置ずれが解消しにくいと考えられる。また、はんだ印刷工程において、部品１００ａ，１００ｂに対するクリームはんだの塗布量が、ともに所定の基準値より多く、またその過多になった量が同等である場合に、はんだが溶けにくい領域Ａの部品１００ａでは不良が生じないのに、領域Ｂの部品１００ｂでは、はんだがランド外に流れ出たり、部品に位置ずれが生じたりする場合がある。

このように、同一種の部品であって、中間工程後の状態が同様であっても、部品の位置や実装密度などによって、最終工程後の状態が異なる場合がある。したがって、中間工程の検査について同一種の部品に同じ判定基準値を適用すると、検査結果が最終工程の検査結果に整合しないものになる可能性がある。

したがって、個々の部品毎に個別に判定基準値を設定するのが望ましいが、そのようにした場合でも、検査結果の不適合は起こり得る。同一位置に実装される同一部品であって、中間工程までの状態が同様であっても、リフロー炉の温度変化など、種々の要因によって、最終工程後の基板の状態にばらつきが生じるからである。

このような事情に鑑み、現場では、中間工程の検査結果と最終工程の検査結果との間にある程度の不整合が生じるのはやむを得ないとして検査を実行し、不整合が生じる頻度が意図した範囲を超えた場合に、判定基準値を設定し直すようにしている。
しかし、判定基準値をどの程度にすれば、検査結果に不整合が生じる頻度をユーザーの意図する範囲に収めることができるかについて、人が判断するのは容易なことではない。このため、従来は、過去の検査結果を１つ１つ確認しながら試行錯誤の設定を行っているが、このような方法では、ユーザーの負担が多大なものになる。

この発明は上記の事情を考慮してなされたもので、中間工程における検査結果と最終工程における検査結果との間に生じる不整合（中間工程で「良」と判定されたが最終工程で「不良」と判定された場合、または中間工程で「不良」と判定されたが最終工程で「良」と判定された場合）の頻度をあらかじめ設定された許容値付近までに収めるのに適した判定基準値を容易に設定でき、ユーザーの意図する基板検査を実行できるようにすることを目的とする。

この発明は、部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値（判定基準値）を設定する方法に適用される。
この方法では、同一種類の複数の基板（たとえばＮ枚の基板とする。）について、それぞれ中間工程の実行後に各検査対象部位を個別に計測するとともに、最終工程の実行後に各部品の実装状態の良否を判定し、各計測結果および判定結果をメモリに保存しておく。
つぎに、複数の基板間で共通の基準値を使用できる検査対象部位について、基準値を初期設定する処理を実行した後に、最終工程後の判定処理において検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行する。または、基準値の初期設定処理を実行した後に、最終工程後の判定処理において検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行する。
この結果、算出した基板の数が、メモリに計測結果および判定結果が保存された基板の総数Ｎに対し、あらかじめ設定された誤判定の頻度の許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択する。

上記の方法において、『複数の基板間で共通の基準値を使用できる検査対象部位』は、基板における適正位置が同一であって、種類も同一の部位であるのが望ましい。たとえば、部品実装後基板に対する検査であれば、同一の位置に実装されるべき部品を対象に、この方法を適用するのが望ましい。また、たとえば、はんだ印刷後基板に対する検査であれば、同一の位置に実装されるべき部品の同一対象のランドを対象に、この方法を適用するのが望ましい。これらのケースにおいては、各基板につき処理対象の検査対象部位が１つずつ特定されることになる。

ただし、各基板における処理対象の検査対象部位は１つに限らず、複数あってもよい。たとえば、１枚の基板に同一種の部品が複数あり、これらの部品間において、実装密度などの周囲環境に大きな差がない場合には、同じ基準値を適用することが可能であるから、これらの部品を処理対象として、上記の方法を適用してもよい。

基準値を初期設定する処理において、好ましい一実施態様では、複数の基板間で同じ基準値を使用する検査対象部位について最終工程後の判定処理で「良」の判定結果が得られた基板を対象に、中間工程後の計測処理で得た各計測値をメモリから読み出し、これらの計測値が分布する範囲に基準値の初期値を設定する。
他の好ましい実施態様では、複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位について最終工程後の判定処理で「不良」の判定結果が得られた基板を対象に、中間工程後の計測処理で得た各計測値をメモリから読み出し、これらの計測値が分布しない範囲に基準値の初期値を設定する。
このほか、ユーザーの設定した値を基準値の初期値としてもよい。また、部品種毎に検査用の標準データ（ライブラリデータ）が用意されている場合には、その標準データの示す基準値を初期値としてもよい。また、既に設定されている基準値を修正するためにこの方法を実施する場合には、その修正対象の基準値を初期値としてもよい。

上記の方法によれば、最終工程後の判定処理において検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する場合には、中間工程後の検査では「不良」と判定されるが、最終工程後の検査では「良」と判定される（以下、このような判定の不整合を「見過ぎ」という。）基板の比率が、ユーザにより設定された許容値に対応する値になるように、中間工程における検査の基準値を設定することができる。

また、最終工程後の判定処理において検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する場合には、中間工程後の検査では「良」と判定されるが、最終工程後の検査では「不良」と判定される（以下、このような判定の不整合を「見逃し」という。）基板の比率が、ユーザにより設定された許容値に対応する値になるように、中間工程における検査の基準値を設定することができる。

上記の基板検査のための基準値の設定方法（３つの態様を含む。）を実行することにより、「見過ぎ」または「見逃し」が生じた基板の全基板に対する割合が、ユーザーが設定した許容値に対応するものになるような判定基準値を、容易に設定することが可能になる。よって、中間工程および最終工程の各検査結果に不整合が生じる頻度をユーザーが設定した許容値付近までに収められるような基準値を、容易に設定することができる。

上記の方法を実行する基板検査のための基準値設定装置は、中間工程に設置された検査機から、少なくとも各検査対象部位に対する計測結果の入力を受け付けるとともに、最終工程に設置された検査機から検査結果の入力を受け付ける第１の入力手段；第１の入力手段から入力された情報を蓄積するためのメモリ；中間工程での検査結果と最終工程での検査結果との間に不整合が生じる頻度について、許容値を示す情報の入力を受け付ける第２の入力手段；メモリに蓄積された情報、および第２の入力手段が受け付けた許容値を用いて、同一種類の複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位に対し、その部位に対応する基準値を設定する基準値設定手段；および基準値設定手段により設定された基準値を中間工程の検査機に出力する出力手段を備える。
基準値設定手段は、処理対象の検査対象部位について、基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行する。または、処理対象の検査対象部位について、基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行する。そして、算出された基板の数が、メモリに計測結果および判定結果が蓄積された基板の総数に対し、許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として設定する。

上記構成の装置によれば、中間工程および最終工程の各検査機において、それぞれある程度の数の基板を検査した後に、各工程の検査結果に不整合が生じる頻度が第２の入力手段から入力された許容値を超えている検査対象部位について、不整合率が許容値に対応する値になるように、判定基準値を設定し直すことができる。また、本格的な検査に先立ち、試験的な検査により判定基準値を調整する場合に、各検査対象部位を順に処理対象として、判定基準値を設定してもよい。

さらに上記の方法を実行する機能をコンピュータに設定するためのプログラムには、中間工程に設置された検査機について、少なくとも各検査対象部位に対する計測結果をコンピュータのメモリに蓄積するとともに、最終工程に設置された検査機について、各検査対象部位に対する検査結果をメモリに蓄積する情報蓄積手段；前記中間工程の検査結果と最終工程の検査結果との間に不整合が生じる頻度について、コンピュータに許容値が入力されたとき、メモリに蓄積された情報、および入力された許容値を用いて、同一種類の複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位に対し、その部位に対応する基準値を設定する基準値設定手段；の各手段として前記コンピュータを機能させるためのプログラムが含まれる。
基準値設定手段は、処理対象の検査対象部位について、基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行する。または、処理対象の検査対象部位について、基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行する。そして、算出した基板の数が、メモリに計測結果および判定結果が蓄積された基板の総数に対し、許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択するように構成される。

上記した基板検査のための基準値の設定方法および設定装置によれば、中間工程の検査と最終工程の検査との間に不整合が生じる頻度が、ユーザーの設定した許容値までに収まるような判定基準値を、容易に設定することが可能になる。よって、ユーザーは試行錯誤で判定基準値を調整する必要がなくなり、検査の精度も安定させることができる。

図１は、この発明が適用さ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、２台の検査機１Ａ，１Ｂと情報処理装置２とを、通信回線３を介して接続した構成のものである。検査機１Ａは、図示しないマウンタによる部品実装工程を経た基板を対象に、部品の位置ずれや部品実装の有無などを検査する。他方の検査機１Ｂは、図示しないリフロー炉によるはんだ付け工程を経た基板を対象に、各部品のランド上に形成されたフィレットを検査する。なお、各検査機１Ａ，１Ｂとも、機体の前面には、液晶パネル１１や設定用のスイッチ１２などが配備される。

前記情報処理装置２は、パーソナルコンピュータ２０を主体とするもので、モニタ２１やキーボード２２などの周辺機器も含まれる。
情報処理装置２では、各検査機１Ａ，１Ｂから検査結果や検査に使用された計測値、画像などの送信を受け、これらを図示しないメモリ内に蓄積する。またユーザーの呼出操作に応じて、検査に使用された画像を呼び出してモニタ２１に表示したり、その画像に対するユーザーの評価などの入力を受け付けることができる。

なお、図１の基板検査システムには、部品実装工程を経た基板を検査するための検査機１Ａと、最終工程であるはんだ付け工程を経た基板を検査するための検査機１Ｂとが含まれているが、これに限らず、はんだ印刷工程を経た基板を検査するための検査機も設置して、これをシステムに含めるようにしても良い。

図２は、前記検査機１Ａ，１Ｂの主要な構成を示す。
この実施例の検査機１Ａ，１Ｂには、カメラ４、照明部５、基板ステージ６、制御処理部７などが組み込まれる。図１に示した液晶パネル１１およびスイッチ１２は、制御処理部７内の制御部１０に接続される。

基板ステージ６には、基板８を支持するためのテーブル部６１や、Ｘ軸ステージおよびＹ軸ステージ（いずれも図示せず。）を含む移動機構６２などが含まれる。
カメラ４は、カラー静止画像を生成するもので、基板ステージ６１の上方に撮像面を下方に向け、かつ光軸を鉛直方向に合わせた状態で配備される。

照明部５は、基板ステージ６とカメラ４との間に設けられる。この実施例の照明部５は、それぞれ赤色、緑色、青色の色彩光を発する３個の円環状光源５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが各中心部をカメラ４の光軸に位置合わせされた状態で配備されている。各光源５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、基板８に対しそれぞれ異なる方向から光を照射できるように、互いに異なる大きさの径を有するように設定される。

前記制御処理部７には、コンピュータによる制御部１０のほか、画像入力部１３、撮像制御部１４、照明制御部１５、ＸＹステージ制御部１６、メモリ１７、検査結果出力部１８などが設けられる。
画像入力部１３には、カメラ４に対するインターフェース回路などが含まれる。撮像制御部１４は、カメラ４に対し、撮像を指示するタイミング信号を出力するためのものである。

照明制御部１５は、前記照明部５の各光源５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの点灯・消灯動作の制御や光量の調整などを行う。ＸＹステージ制御部１６は、基板ステージ６の移動タイミングや移動量を制御する。

メモリ１７には、検査にかかる一連の処理手順が記述されたプログラムや検査データファイルなどが格納される。検査データファイルには、被検査部位毎に、検査領域の設定データ、その検査領域内で被検査部位を検出するための２値化しきい値、検出された被検査部位に対する計測値の適否を判定するための判定基準値などが格納される。

制御部１０は、ＸＹステージ制御部１６を介して基板ステージ６２の移動を制御することにより、カメラ４を基板８の各箇所に順に位置合わせし、撮像する。この撮像により生成されたカラー画像は画像入力部１３を介して制御部１０に入力され、その内部のメモリ（ＲＡＭなど）に格納される。制御部１０は、このＲＡＭに格納されたカラー画像の各被検査部位に対し、それぞれ前記検査データファイルを用いて検査領域を設定した後、その領域において、被検査部位の検出、計測、判定の各処理を順に実行する。

さらに、制御部１０は、各被検査部位に対する計測結果や判定結果、ならびに検査に使用された画像を、検査結果出力部１８を介して情報処理装置２に送信する。

情報処理装置２は、図示しない大容量のメモリ（ハードディスクなど）を具備している。このメモリには、各検査機１Ａ，１Ｂに対応する領域が設けられており、これらの領域にそれぞれ対応する検査機から送信された情報が基板毎にまとめて保存される。

基板８およびその基板８上の各部品（図示せず。）には、それぞれ個別の識別コードが付与されている。以下では、基板８の識別コードを「基板コード」といい、部品の識別コードを「部品コード」という。
各検査機１Ａ，１Ｂは、１つの部品に対する検査が終了する都度、その検査のために実施した計測結果や判定結果を、基板コードおよび部品コードに対応づけて情報処理装置２に送信する。情報処理装置２は、基板８毎に、メモリ内に当該基板８の基板コードを含む名前のフォルダを作成し、検査装置１Ａ，１Ｂから送信された情報を、その情報に付された基板コードに対応するフォルダ内に格納する。フォルダに格納される部品毎の情報にも、送信情報と同様に、該当する部品の部品コードが付される。よって、基板コードおよび部品コードを特定することにより、特定の基板の特定の部品に関する情報を読み出すことができる。

さらに、情報処理装置２には、部品実装工程の検査機１Ａに設定された判定基準値を修正するためのプログラムが組み込まれている。このプログラムによる処理により、検査機１Ａによる検査における見過ぎ率や見逃し率を調整することができる。この実施例では、情報処理装置２に対し、ユーザーが見過ぎ率または見逃し率の調整を指定し、目標値を入力することにより、判定基準値を自動修正できるようにしている。この指定や入力は、図１に示したキーボード２２のほか、図示しないマウスを用いて行われる。
以下、部品実装工程の検査機１Ａで実施される部品の位置ずれ検査を例に、判定基準値の修正処理について、詳細に説明する。

図３は、チップ部品１００を例に、位置ずれ検査の際に実施する位置ずれ量の計測方法を示す。この実施例では、チップ部品１００の電極１０２，１０３の並び方向をｘ方向とし、これに直交する方向をｙ方向とする。また図中の点線枠１０１は、部品１００の正しい実装位置を示す。
この実施例では、部品１００の左側端縁および上側端縁の位置を基準として、各端縁の正しい位置に対する位置ずれ量Δｘ，Δｙを計測する。また、この実施例では、位置ずれ量Δｘ，Δｙに、位置ずれ方向によって正負いずれかの符号がつけている。具体的には、ｘ方向については、右方向のずれを正の値で表し、左方向のずれを負の値で表す。またｙ方向については、上方向のずれを正の値で表し、下方向のずれを負の値で表す。

判定処理についても、ｘ，ｙ方向とも正負両方向に判定基準値を設定し、位置ずれ量Δｘ，Δｙをこれらの判定基準値と比較する。ここで、Δｘ，Δｙがいずれも、正負の判定基準値が示す「良」の範囲に含まれるならば、「良」と判定する。一方、Δｘ，Δｙの一方でも「良」の範囲外になる場合には、「不良」と判定する。

図４は、同一種類の複数の基板について、特定のチップ部品の部品実装工程後の位置ずれ量を、最終のはんだ付け工程で実施された検査（以下、「最終検査」という。）の結果に対応づけて示したものである。図中、実線の曲線は、最終検査で「良」と判定された部品の位置ずれ量の分布を示し、一点鎖線の曲線は、最終検査で「不良」と判定された部品の位置ずれ量の分布を示す。
図４では、便宜上、ｘ方向における位置ずれ量を示しているが、ｙ方向においても、曲線の高さや幅は異なるが、同様の分布曲線を得ることができる。

図４によれば、部品実装後の位置ずれ量が０に近い場合には、最終検査で「良」と判定される確率は１００％となる。しかし、位置ずれ量が大きくなるにつれて、最終検査で「不良」と判定される頻度が高まる。

この図４に示したのは、すべて同じ位置に実装されるはずの部品の位置ずれ量に基づくものであるが、位置ずれ検査における良品の範囲をどのように定めても、位置ずれ検査の結果と最終検査の結果とを整合できない場合、すなわち「見逃し」または「見過ぎ」が生じてしまう。

基板製造ラインでは、中間工程における不良の検出頻度が許容範囲内であれば、ラインを停止させずに、一旦、最終工程まで基板を流すことがある。また、中間工程後の検査で不良と判定された部品が、最終工程後でも不良と判定された場合には、その不良判定された部品を人手により修正することがある。この人手による修正行為を少なくするために、中間工程後の検査における判定基準を厳しくすると、最終工程後の検査で「良」となるものまで中間工程後の検査で「不良」と判定されるケース（見過ぎ）が増加する可能性がある。
一方で、中間工程後の検査における判定基準をゆるくすると、中間工程後の検査では「良」と判定されたのに、最終工程後の検査では「不良」と判定されるケース（見逃し）が増加するから、修正の手間も増えてしまう。さらに「見逃し」のために、最終的に人手による修正が困難な不良が検出された場合には、基板自体も不良となり、破棄せざるを得ないから、多大な損失が生じるおそれがある。
このように、「見過ぎ」「見逃し」のいずれについても、発生頻度が高くなるのは望ましいことではないから、「見過ぎ」や「見逃し」の発生頻度を考慮しながら判定基準値を調整するのが望ましい。

そこでこの実施例の情報処理装置２では、部品毎に、過去に処理された複数枚の基板について、位置ずれ量の計測値や検査時の計測結果や最終検査の結果を用いて、個々の部品毎に「見逃し」および「見過ぎ」の比率を求め、この比率がユーザーの意図するものと異なる場合には、位置ずれ検査用の判定基準値を修正するようにしている。

判定基準値の修正を行う場合には、処理対象の部品について、最終検査で「良」判定が得られた基板と「不良」判定が得られた基板とをグループ分けし、グループ毎に位置ずれ検査時に計測された位置ずれ量の分布状態を表すヒストグラムを作成する。先の図４に示した分布曲線は、このヒストグラムをｘ方向に沿って切断した断面に相当する。ただし、実際のヒストグラムは、ｘ，ｙの各方向の位置ずれ量の組み合わせを出現度数を対応づけた関数として作成される。
以下、検査機１Ｂにより実行された最終検査で「良」判定が得られた基板に対応するヒストグラムを「ＯＫヒストグラム」といい、最終検査で「不良」判定が得られた基板に対応するヒストグラムを「ＮＧ」ヒストグラムという。

図５（１）（２）は、それぞれＯＫヒストグラムおよびＮＧヒストグラムにおける度数の分布範囲を示す。いずれの図も、１つの枡目の長さが一定の位置ずれ量に対応し、中央の枡の×印が位置ずれ量ゼロの点を表す。各図とも、１以上の度数が算出された計測値に対応する枡を塗りつぶし、度数がゼロの計測値に対応する枡を白抜きにしている。

図５では、ＯＫヒストグラムについては、度数分布が得られた範囲に、ＮＧヒストグラムについては、度数分布が得られなかった範囲に、この範囲に含むことが可能な最大の楕円領域ｒ１，ｒ２を示している。ここで、これらの楕円領域ｒ１，ｒ２の各径（短径および長径）に対応する範囲を位置ずれ検査の「良判定」の範囲とすると、ＮＧヒストグラムに含まれる計測値で「良判定」の範囲に含まれるものは、「見逃し」に相当することになる。また、ＯＫヒストグラムに含まれる計測値で「良判定」の範囲外にあるものは、「見過ぎ」に相当することになる。

そこで、この実施例では、ＯＫヒストグラムまたはＮＧヒストグラムのいずれかの分布状態に基づき、位置ずれ検査における判定基準値を初期設定した後、この判定基準値によると「見過ぎ」になる基板、または「見逃し」になる基板の数を求める処理を、判定基準値を変更しながら繰り返し実行する。そして、算出された基板の数の基板全数に対する比率が、ユーザーによりあらかじめ指定された値に最も近くなったときの判定基準値を、最適なものとして決定する。

図６は、特定の基板に対する位置ずれ検査の判定基準値を見直す場合に、情報処理装置２において実行される処理の流れを示す。なお、この図６および以下の説明において、「ＳＴ」はステップ（ＳＴＥＰ）の略である。

ＳＴ１では、処理対象の基板について、メモリに蓄積された該当データをサーチして、検査機１Ａ，１Ｂで処理された基板の総数Ｓおよびこれらの基板の識別コードを取得する。つぎのＳＴ２では、基板毎に、ＳＴ１で取得した識別コードを用いて、検査機１Ｂによる最終検査の結果を読み出す。

ＳＴ２で読み出した検査結果は、全ての部品に対する検査結果データを含むものである。一単位分の検査結果データには、対応する部品の識別コード（以下、「部品コード」という。）と判定結果（ＯＫ／ＮＧ）とが含まれている。ＳＴ３では、各基板毎の検査結果データを部品コード毎に処理することにより、各部品について不良判定がなされた回数を算出し、その計数値が大きい順に部品をソートする。

ＳＴ４では、処理対象の基板に実装されている部品の総数をＰ_ｍａｘとし、また部品を特定するためのカウンタｉを「１」に初期設定する。そして、このｉがＰ_ｍａｘに達するか（ＳＴ１５が「ＹＥＳ」の場合）、キャンセル操作が行われる（ＳＴ５が「ＹＥＳ」の場合）まで、ｉの値を変更しながら、以下の処理を繰り返し実行する。

ＳＴ６では、ｉ番目の部品について、各基板に対する位置ずれ検査で算出された位置ずれ量の計測値および検査結果を取得する。この処理は、検査機１Ａからの送信情報について、各基板の基板コードに対応するフォルダから、それぞれｉ番目の部品の部品コードに対応する情報を読み出すことにより行われる。

ＳＴ７では、ＳＴ６で取得した検査結果とＳＴ２で取得した最終検査の結果とを基板毎に照合し、見過ぎ率および見逃し率を算出する。
ＳＴ８では、図１に示したモニタ２１に設定画面を表示する。この画面の図示は省略するが、ＳＴ７で算出された見過ぎ率および見逃し率を表す数値が表示されるほか、これらの変更を指定するためのチェックボックス、変更後の数値を入力するための入力用ボックス、確定用ボタン、「次へ」ボタン（つぎの部品に処理対象を移動させるためのもの）などが表示される。

ここで、ユーザーが、見逃し率の変更用のチェックボックスを操作し、入力用ボックスに変更後の数値を入力し、さらに確定ボタンを操作すると、ＳＴ９が「ＹＥＳ」となってＳＴ１０に進み、入力ボックスに入力された数値を見逃し率の設定値Ｍ１として取得する。また、見過ぎ率の変更用のチェックボックスを操作し、入力用ボックスに変更後の数値を入力し、さらに確定ボタンを操作した場合には、ＳＴ１１が「ＹＥＳ」となってＳＴ１２に進み、入力ボックスに入力された数値を見過ぎ率の設定値Ｍ２として取得する。
一方、いずれのチェックボックスも操作されずに「次へ」ボタンが操作された場合には、ＳＴ９，１１ともに「ＮＯ」となってＳＴ１４に進み、ｉの値を変更する。

ＳＴ１０またはＳＴ１２において見逃し率または見過ぎ率の設定値Ｍ１，Ｍ２を取得した場合は、ＳＴ１３に進み、判定基準値の自動修正処理を実行する。この処理については、図７を用いて詳細に説明する。

図７において、最初のＳＴ１０１では、ＯＫヒストグラムおよびＮＧヒストグラムを作成する。ＳＴ１０２では、ＮＧヒストグラム中の度数がゼロになっている範囲に前出の楕円領域ｒ２を設定し、その楕円の各径（長径および短径）の各端点に対応する計測値を、判定基準値の初期値とする。すなわち、図５（２）に示した楕円領域の内側が「良」の範囲となるような判定基準値が設定されることになる。

ここで見逃し率の設定値Ｍ１が設定されている場合には、ＳＴ１０３からＳＴ１０４〜１０７の処理に移行する。一方、見過ぎ率の設定値Ｍ２が設定されている場合には、ＳＴ１０３からＳＴ１０８〜１１１の処理に移行する。

まず見逃し率の設定値Ｍ１が設定されている場合には、ＳＴ１０４において、「良」の範囲が拡大されるように、判定基準値を変更する。具体的には、図５（２）の楕円領域ｒ２の各径が一定値ずつ大きくなるように、各径の端点を変更する。

ＳＴ１０５では、ＮＧヒストグラムにおいて、上記の「良」の範囲に含まれる度数の総和Ｂを算出する。このＳＴ１０５で算出される総和Ｂは、最終検査の判定処理が「不良」となった基板のうち、判定基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の総数、言い換えれば、設定中の判定基準値によると、最終検査の判定処理と整合しない判定（見逃し）がなされる基板の数を表すと考えられる。

ＳＴ１０６では、度数の総和Ｂを図６のＳＴ１で取得した基板総数Ｓにより除算し、得られた値をＰ１とする。
以下、このＰ１が見逃し率の設定値Ｍ１を超えるまで（ＳＴ１０７が「ＹＥＳ」となるまで）、ＳＴ１０４〜１０６の処理を繰り返す。そして、Ｐ１がＭ１を超えるとＳＴ１１２に進み、１段階前、すなわちＰ１がＭ１を超える直前に設定された判定基準値を選択し、設定値Ｍ１に対する最適な判定基準値として確定する。

一方、見過ぎ率の設定値Ｍ２が設定されている場合にも、ＳＴ１０８において、ＳＴ１０４と同様に、「良」の範囲が拡大されるように判定基準値を変更する。

つぎに、ＳＴ１０９では、ＯＫヒストグラムを対象に、判定基準値の表す「不良」の範囲に含まれる度数、言い換えれば「良」の範囲外にある度数の総和Ｃを求める。
図８は、この総和Ｃを求める範囲を示すものである（ただし、便宜上、楕円領域ｒ２の示す「良」の範囲を拡大せず、図５（２）と同様にしている。）。この例によれば、ＯＫヒストグラムで１以上の度数が認められる範囲のうち、楕円領域ｒ２の外側に位置する部分（斜線の部分）が度数の総和Ｃの算出対象となる。

上記の総和Ｃは、最終検査の判定処理が「良」となった基板のうち、判定基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の総数、言い換えれば、設定中の判定基準値によると、最終検査の判定処理と整合しない判定（見過ぎ）がなされる基板の数を表すと考えられる。

つぎのＳＴ１１０では、度数の総和Ｃを基板数Ｓにより除算し、得られた値をＰ２とする。
以下、このＰ２が設定値Ｍ２を超えるまで（ＳＴ１１１が「ＹＥＳ」となるまで）、ＳＴ１０８〜ＳＴ１１０を繰り返す。そして、Ｐ２がＭ２を超えるとＳＴ１１２に進み、一段階前、すなわちＰ２が設定値Ｍ２を超える直前に設定された判定基準値を選択し、設定値Ｍ２に対する最適な判定基準値として確定する。

上記図６，７の処理によれば、ユーザーが見逃し率または見過ぎ率の修正を指定して、設定値Ｍ１，Ｍ２を入力すると、その設定値Ｍ１，Ｍ２を超えない範囲で、見逃し率または見過ぎ率が設定値Ｍ１，Ｍ２に最も近い値になるように、判定基準値が自動修正される。よって、以後に実施される検査においても、部品実装後基板の品質が極端に変動しない限り、見逃し率または見過ぎ率を設定値Ｍ１、Ｍ２に近い状態で維持することが可能になり、判定基準値の修正にかかるユーザーの負担を大幅に削減することができる。

つぎに、上記図７では、ＮＧヒストグラム中の度数がゼロの範囲に基づいて判定基準値を初期設定したが、これに代えて、良品ヒストグラム中の度数が算出された範囲に基づいて、判定基準値を初期設定してもよい。この場合、ＳＴ１０４やＳＴ１０８では、「良」の範囲が縮小されるように判定基準値を変更する必要がある。

ただし、判定基準値の初期値は、必ずしもヒストグラムの度数分布に基づく値でなくともよく、修正対象の判定基準値（位置ずれ検査で使用された判定基準値）を初期値としてもよい。ただし、図７の処理を若干変更する必要がある。
たとえば、見逃し率の設定値Ｍ１が現在値よりも大きくなるように指定された場合には、修正対象の判定基準値を初期値として、図７のＳＴ１０４〜１０７と同様の処理を行えば良い。一方、見逃し率の設定値Ｍ１が現在値より小さくなるように指定された場合には、「良」の範囲が縮小されるように判定基準値を変更しながら、Ｐ１の値がＭ１を下回るまでＳＴ１０４，１０５を繰り返し、しかる後にＳＴ１１２に進む。また、見過ぎ率の設定値Ｍ２が現在値よりも小さくなるように指定された場合には、修正対象の判定基準値を初期値として、図７のＳＴ１０８〜１１１と同様の処理を行えば良い。これに対し、見過ぎ率の設定値Ｍ２が現在値よりも大きくなるように指定された場合には、「良」の範囲が縮小されるように判定基準値を変更しながら、Ｐ２の値がＭ２を下回るまでＳＴ１０９，１１０を繰り返し、しかる後にＳＴ１１２に進むとよい。

図６，７の処理によれば、見逃し率または見過ぎ率の許容範囲を部品毎に指定し、その指定された許容範囲に適合するように判定基準値を調整するので、最終的に不良となった場合の取扱いが困難な部品に対し、厳密な判定基準値を設定することが可能である。たとえば、微小サイズのチップ部品や、ＢＧＡなど、はんだ付け後の修正が困難な部品や高価な部品について、見過ぎ率の許容範囲を小さく設定すれば、最終工程での不良発生を防止することができるから、これらの部品の不良によって基板自体を廃棄せざるを得ない状態になるのを防ぐことができる。

また、上記の実施例は、既に設定された判定基準値を修正するものであるが、同様の方法により検査機１Ａの判定基準値を初期設定することもできる。この場合には、まず最終工程の検査を行う検査機１Ｂ側の判定基準値を確定した後に、所定数の基板を用いて、部品実装工程後の位置ずれ量の計測処理と、はんだ付け工程後の基板の試験的な検査を実行し、これらの結果を用いて、部品毎に位置ずれ検査用の判定基準値を自動設定する。この場合、見逃し率または見過ぎ率の指定は、部品毎に行う必要はなく、各部品に共通の値を指定してもよい。

また、上記の実施例では、個々の部品毎に判定基準値の修正処理を行っているが、これに限らず、たとえば、周囲の実装密度が同じレベルにある同一種の部品に同一の判定基準値を適用しようとする場合には、判定基準値の修正についても、これらの部品群単位で修正処理を行ってもよい。

また、上記の実施例は、部品実装後基板に対する部品の位置ずれ検査用の判定基準値を設定するものであるが、はんだ印刷後の基板について、クリームはんだの塗布量やはんだの位置ずれを検査する場合にも、同様に、当該検査に使用される計測値と最終検査の結果とを用いて、適切な判定基準値の設定を行うことができる。

加えて、上記の実施例では、情報処理装置２を用いて検査機１Ａの判定基準値を修正するようにしたが、検査機１Ａ自体で、同様の方法により判定基準値を修正するようにしてもよい。この場合には、検査機１Ｂから検査機１Ａに、最終検査の結果が配信される。

基板検査システムの構成例を示す説明図である。 検査機１Ａ，１Ｂに共通する構成を示すブロック図である。 位置ずれ量の計測方法を示す説明図である。 最終検査結果と位置ずれ量の計測値との関係を示すグラフである。 ＯＫ／ＮＧの各ヒストグラムの度数分布範囲を示す説明図である。 情報処理装置における処理の流れを示すフローチャートである。 判定基準値の自動修正処理の詳細な流れを示すフローチャートである。 図７のＳＴ１０９における総和Ｃの算出対象を示す説明図である。 部品間の実装状態の違いを示す説明図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 検査機
２ 情報処理装置
３ 通信回線
８ 基板
２０ パーソナルコンピュータ

Claims (8)

1. 部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する方法であって、
   同一種類の複数の基板について、それぞれ中間工程の実行後に各検査対象部位を個別に計測するとともに、最終工程の実行後に各部品の実装状態の良否を判定し、各計測結果および判定結果をメモリに保存しておき、
   前記複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位について、前記基準値を初期設定する処理を実行した後に、最終工程後の判定処理において前記検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で前記基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行し、
   算出した基板の数が、前記メモリに計測結果および判定結果が保存された基板の総数に対し、あらかじめ設定された判定不整合の発生頻度の許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択する、
   ことを特徴とする基板検査のための基準値の設定方法。
2. 部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する方法であって、
   同一種類の複数の基板について、それぞれ中間工程の実行後に各検査対象部位を個別に計測するとともに、最終工程の実行後に各部品の実装状態の良否を判定し、各計測結果および判定結果をメモリに保存しておき、
   前記複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位について、前記基準値を初期設定する処理を実行した後に、最終工程後の判定処理において前記検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で前記基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行し、
   算出した基板の数が、前記メモリに計測結果および判定結果が保存された基板の総数に対し、あらかじめ設定された判定不整合の発生頻度の許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択する、
   ことを特徴とする基板検査のための基準値の設定方法。
3. 請求項１または２に記載された方法において、
   前記基準値を初期設定する処理において、前記複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位について最終工程後の判定処理で「良」の判定結果が得られた基板を対象に、中間工程後の計測処理で得た各計測値をメモリから読み出し、これらの計測値が分布する範囲に基準値の初期値を設定する、基板検査のための基準値の設定方法。
4. 請求項１または２に記載された方法において、
   前記基準値を初期設定する処理において、前記複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位について最終工程後の判定処理で「不良」の判定結果が得られた基板を対象に、中間工程後の計測処理で得た各計測値をメモリから読み出し、これらの計測値が分布しない範囲に基準値の初期値を設定する、基板検査のための基準値の設定方法。
5. 部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する装置であって、
   前記中間工程に設置された検査機から、少なくとも各検査対象部位に対する計測結果の入力を受け付けるとともに、最終工程に設置された検査機から検査結果の入力を受け付ける第１の入力手段と、
   前記第１の入力手段から入力された情報を蓄積するためのメモリと、
   前記中間工程の検査結果と最終工程の検査結果との間に不整合が生じる頻度について、許容値を示す情報の入力を受け付ける第２の入力手段と、
   前記メモリに蓄積された情報、および第２の入力手段が受け付けた許容値を用いて、同一種類の複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位に対し、その部位に対応する基準値を設定する基準値設定手段と、
   前記基準値設定手段により設定された基準値を前記中間工程の検査機に出力する出力手段とを備え、
   前記基準値設定手段は、処理対象の検査対象部位について、前記基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において前記検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で前記基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行し、算出した基板の数が、前記メモリに計測結果および判定結果が蓄積された基板の総数に対し、前記許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択する、
   基板検査のための基準値設定装置。
6. 部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する装置であって、
   前記中間工程に設置された検査機から、少なくとも各検査対象部位に対する計測結果の入力を受け付けるとともに、最終工程に設置された検査機から検査結果の入力を受け付ける第１の入力手段と、
   前記第１の入力手段から入力された情報を蓄積するためのメモリと、
   前記中間工程の検査結果と最終工程の検査結果との間に不整合が生じる頻度について、許容値を示す情報の入力を受け付ける第２の入力手段と、
   前記メモリに蓄積された情報、および第２の入力手段が受け付けた許容値を用いて、同一種類の複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位に対し、その部位に対応する基準値を設定する基準値設定手段と、
   前記基準値設定手段により設定された基準値を前記中間工程の検査機に出力する出力手段とを備え、
   前記基準値設定手段は、処理対象の検査対象部位について、前記基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において前記検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で前記基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行し、算出した基板の数が、前記メモリに計測結果および判定結果が蓄積された基板の総数に対し、前記許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択する、
   基板検査のための基準値設定装置。
7. 部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する処理を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記中間工程に設置された検査機について、少なくとも各検査対象部位に対する計測結果を前記コンピュータのメモリに蓄積するとともに、最終工程に設置された検査機について、各検査対象部位に対する検査結果を前記メモリに蓄積する情報蓄積手段；および、
   前記中間工程の検査結果と最終工程の検査結果との間に不整合が生じる頻度について、前記コンピュータに許容値が入力されたとき、前記メモリに蓄積された情報、および入力された許容値を用いて、同一種類の複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位に対し、その部位に対応する基準値を設定する基準値設定手段として、前記コンピュータを機能させるためのプログラムを含み、
   前記基準値設定手段は、処理対象の検査対象部位について、前記基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において前記検査対象部位が「良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で前記基準値が示す「不良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行し、算出した基板の数が、前記メモリに計測結果および判定結果が蓄積された基板の総数に対し、前記許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択するように構成される、基板検査のための基準値設定用のプログラム。
8. 部品実装基板の製造に係る中間工程を経た基板を対象にした検査について、検査対象部位に対する計測値の良否を判定するための基準値を設定する処理を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記中間工程に設置された検査機について、少なくとも各検査対象部位に対する計測結果を前記コンピュータのメモリに蓄積するとともに、最終工程に設置された検査機について、各検査対象部位に対する検査結果を前記メモリに蓄積する情報蓄積手段；および、
   前記中間工程の検査結果と最終工程の検査結果との間に不整合が生じる頻度について、前記コンピュータに許容値が入力されたとき、前記メモリに蓄積された情報、および入力された許容値を用いて、同一種類の複数の基板間で共通の基準値を使用する検査対象部位に対し、その部位に対応する基準値を設定する基準値設定手段として、前記コンピュータを機能させるためのプログラムを含み、
   前記基準値設定手段は、処理対象の検査対象部位について、前記基準値を初期設定した後に、最終工程に設置された検査機において前記検査対象部位が「不良」と判定された基板を対象に、中間工程における計測処理で前記基準値が示す「良」の範囲に含まれる計測値が得られた基板の数を算出する処理を、基準値を変更しながら繰り返し実行し、算出した基板の数が、前記メモリに計測結果および判定結果が蓄積された基板の総数に対し、前記許容値に対応する比率を示したときの基準値を、最適な基準値として選択するように構成される、基板検査のための基準値設定用のプログラム。

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