(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析装置であって、
前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手手段と、
前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理部と、
前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理部と、
特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力部とを備え、
前記処理アルゴリズムは、印刷されたペーストによって接合される単一部品に対応する複数のランドの集合によって構成される印刷パターン毎に前記面積率を分類して、それぞれの印刷パターン毎に求められた当該印刷パターンに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの印刷パターンに対応させるパターン別面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成するように設定されていることを特徴とする印刷状態不良原因の解析装置。
【請求項２】
基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析装置であって、
前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手手段と、
前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理部と、
前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理部と、
特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力部とを備え、
前記処理アルゴリズムは、前記基板の印刷対象面を複数の領域に分割して設定された要素エリア毎に前記面積率を分類して、それぞれの要素エリア毎に求められた当該要素エリアに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの要素エリアに対応させるエリア別面積率分布のいずれかの面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成するように設定されていることを特徴とする印刷状態不良原因の解析装置。
【請求項３】
前記解析用データは、印刷対象となった複数の前記基板についての前記分布パターンデータの変動を時系列的に統計処理した経時変動パターンを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷状態不良原因の解析装置。
【請求項４】
前記不良原因特定用のデータテーブルは、スクリーン印刷装置において、前記基板自体の異常に起因する基板異常、前記ペーストの異常に起因するペースト異常、前記基板を下受けして固定する基板下受け状態に起因する基板下受け異常、スクリーン印刷に用いられるスクリーンマスクの異常に起因するマスク異常、スクリーン印刷に用いられるスキージの異常に起因するスキージ異常のうちの少なくとも１つに起因する不良原因についての対比データを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷状態不良原因の解析装置。
【請求項５】
前記出力フォーマットは、特定された前記印刷状態の不良原因を表示画面に所定の表示フォーマットにしたがって表示するように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の印刷状態不良原因の解析装置。
【請求項６】
基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析方法であって、
前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手工程と、
前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理工程と、
前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理工程と、
特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力工程とを含み、
前記解析用データ作成処理工程において、印刷されたペーストによって接合される単一部品に対応する複数のランドの集合によって構成される印刷パターン毎に前記面積率を分類して、それぞれの印刷パターン毎に求められた当該印刷パターンに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの印刷パターンに対応させるパターン別面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成することを特徴とする印刷状態不良原因の解析方法。
【請求項７】
基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析方法であって、
前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手工程と、
前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理工程と、
前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理工程と、
特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力工程とを含み、
前記解析用データ作成処理工程において、前記基板の印刷対象面を複数の領域に分割して設定された要素エリア毎に前記面積率を分類して、それぞれの要素エリア毎に求められた当該要素エリアに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの要素エリアに対応させるエリア別面積率分布のいずれかの面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成することを特徴とする印刷状態不良原因の解析方法。
【請求項８】
前記解析用データは、印刷対象となった複数の前記基板についての前記分布パターンデータの変動を時系列的に統計処理した経時変動パターンを含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の印刷状態不良原因の解析方法。
【請求項９】
前記不良原因特定用のデータテーブルは、スクリーン印刷装置において、前記基板自体の異常に起因する基板異常、前記ペーストの異常に起因するペースト異常、前記基板を下受けして固定する基板下受け状態に起因する基板下受け異常、スクリーン印刷に用いられるスクリーンマスクの異常に起因するマスク異常、スクリーン印刷に用いられるスキージの異常に起因するスキージ異常のうちの少なくとも１つに起因する不良原因についての対比データを含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の印刷状態不良原因の解析方法。
【請求項１０】
前記出力工程において、特定された前記印刷状態の不良原因を表示画面に所定の表示フォーマットにしたがって表示することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の印刷状態不良原因の解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に印刷されたクリーム半田などのペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析装置および解析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する部品実装工程では、部品搭載に先立って基板上にクリーム半田などのペーストを印刷するスクリーン印刷作業が行われる。スクリーン印刷の後には、ペーストの印刷状態の良否を判定するための印刷検査が実行され、この印刷検査においては検査内容に応じてペーストの印刷量や印刷位置など各種項目について計測が、カメラによる画像認識や３次元計測装置などを用いて行われる（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術においては、印刷後の基板をカメラによって撮像した撮像結果を認識処理することにより印刷状態の良否を判定するとともに、判定結果を統計処理した統計データを画面に表示させるようにしている。これにより、不良発生位置や発生頻度などを視覚的に把握することができ、印刷検査の有用性を向上させるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年品質管理に求められるレベルの高度化に伴い、スクリーン印刷後の印刷検査においても、単に印刷結果の良否判定のみならず印刷不良を招く要因を解析して印刷品質を向上させるための方策が望まれるようになっている。しかしながら上述の先行技術を含め従来技術においては、画像認識や３次元計測などによって定量的な計測は行われるものの、検査結果についての情報が表示されるのみであることから、印刷不良の要因を解析するには情報が不十分であった。
【０００５】
すなわち印刷不良をその原因に遡って解析するには、基板におけるペーストの印刷状態を定量的に示す指標値が必要となるが、従来技術においては印刷検査によって取得した計測情報をこのような解析目的に利用可能にするためのデータ処理は行われていなかった。このため従来技術においては印刷不良の原因解析を行うことが困難で、印刷検査によって取得される印刷状態計測情報に基づいて印刷不良の原因解析を合理的且つ容易に行う手法が求められていた。
【０００６】
そこで本発明は、印刷検査によって取得される印刷状態計測情報に基づいて印刷不良の原因解析を合理的且つ容易に行うことができる印刷状態不良原因の解析装置および解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明の印刷状態不良原因の解析装置は、基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析装置であって、前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手手段と、前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理部と、前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理部と、特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力部とを備え、前記処理アルゴリズムは、印刷されたペーストによって接合される単一部品に対応する複数のランドの集合によって構成される印刷パターン毎に前記面積率を分類して、それぞれの印刷パターン毎に求められた当該印刷パターンに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの印刷パターンに対応させるパターン別面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成するように設定されている。
また請求項２に記載の本発明の印刷状態不良原因の解析装置は、基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析装置であって、前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手手段と、前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理部と、前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理部と、特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力部とを備え、前記処理アルゴリズムは、前記基板の印刷対象面を複数の領域に分割して設定された要素エリア毎に前記面積率を分類して、それぞれの要素エリア毎に求められた当該要素エリアに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの要素エリアに対応させるエリア別面積率分布のいずれかの面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成するように設定されている。
【０００８】
請求項６に記載の本発明の印刷状態不良原因の解析方法は、基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析方法であって、前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手工程と、前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理工程と、前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理工程と、特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力工程とを含み、前記解析用データ作成処理工程において、印刷されたペーストによって接合される単一部品に対応する複数のランドの集合によって構成される印刷パターン毎に前記面積率を分類して、それぞれの印刷パターン毎に求められた当該印刷パターンに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの印刷パターンに対応させるパターン別面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成する。
また請求項７に記載の本発明の印刷状態不良原因の解析方法は、基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析方法であって、前記複数のランドのそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を前記複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手工程と、前記面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、前記基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する解析用データ作成処理工程と、前記作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比することにより前記印刷状態の不良原因を特定する不良原因特定処理工程と、特定された前記印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力工程とを含み、前記解析用データ作成処理工程において、前記基板の印刷対象面を複数の領域に分割して設定された要素エリア毎に前記面積率を分類して、それぞれの要素エリア毎に求められた当該要素エリアに属する複数の面積率の代表値をそれぞれの要素エリアに対応させるエリア別面積率分布のいずれかの面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを前記解析用データとして作成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板のランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を複数のランドのそれぞれについて求めた面積率計測データを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理して、基板に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成し、作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブルと対比して印刷状態の不良原因を特定することにより、印刷検査によって取得される印刷状態計測情報に基づいて印刷不良の原因解析を合理的且つ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析装置が組み込まれた電子部品実装ラインの平面図
【図２】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析装置における解析対象となる基板の構成説明図
【図３】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の制御系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析に用いられる面積率計測データの説明図
【図５】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析に用いられる面積率計測データの説明図
【図６】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析に用いられる面積率計測データの説明図
【図７】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析に用いられる面積率分布パターンの説明図
【図８】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析に用いられる面積率分布パターンデータの経時変動パターンの説明図
【図９】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析に用いられる不良原因特定用のデータテーブルの説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析方法の処理フロー図
【図１１】本発明の一実施の形態の印刷状態不良原因の解析方法における解析用データ作成の処理フロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、本実施の形態に示す印刷状態不良原因の解析装置が組み込まれた電子部品実装ライン１の構成について説明する。図１に示すように、電子部品実装ライン１は、スクリーン印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３を直列に接続して構成されている。スクリーン印刷装置Ｍ１は、電子部品の実装の対象となる基板の接続用電極に、電子部品を接合するためのクリーム半田などのペーストをスクリーン印刷により供給する機能を有するものである。印刷検査装置Ｍ２は、スクリーン印刷装置Ｍ１によって基板に印刷されたペーストの印刷状態を検査する。部品実装装置Ｍ３は、印刷状態が良好であると判定された基板に対して、電子部品を実装する。
【００１２】
スクリーン印刷装置Ｍ１の構成を説明する。基台１Ａ上には基板搬送機構２ＡがＸ方向（基板搬送方法）に配設されており、基板搬送機構２Ａは上流側（矢印ａ）から搬入された基板３を基板位置決め部４Ａに搬送する。基板位置決め部４Ａの上方には、印刷対象の基板３のランド配置に対応してパターン孔が開口されたスクリーンマスク５がマスク枠５ａに展張されて配設されている。搬入された基板３は、基板下受け機構（図示省略）を備えた基板位置決め部４Ａによって保持され、スクリーンマスク５に対して位置決めされる。
【００１３】
スクリーンマスク５の上方には、スキージ機構６がＸ軸テーブル７Ｘ、Ｙ軸テーブル７Ｙによって水平方向に移動自在に配設されている。スクリーンマスク５の上面にペーストを供給した状態で、基板下受け機構によって下受けされた状態の基板３をスクリーンマスク５の下面に当接させ、スキージ機構６をスクリーンマスク５の上面でＹ方向（スキージング方向）に摺動させることにより、基板３のランドにはパターン孔を介してペーストが印刷される。
【００１４】
印刷検査装置Ｍ２の構成を説明する。基台１Ｂ上には基板搬送機構２ＢがＸ方向に配設されており、基板搬送機構２Ｂはスクリーン印刷装置Ｍ１の基板搬送機構２Ａから搬入された基板３を基板位置決め部４Ｂに搬送する。基板位置決め部４Ｂの上方には検査対象の基板３を撮像するカメラ８ａ（図３）参照を備えた検査ヘッド８が、カメラ移動機構であるＸ軸テーブル９Ｘ、Ｙ軸テーブル９Ｙによって水平方向に移動自在に配設されている。基板位置決め部４Ｂに位置決め保持された基板３はカメラ８ａによって撮像され、これによりスクリーン印刷装置Ｍ１によるスクリーン印刷作業が行われた後の基板３におけるペーストの印刷状態が計測され、所定項目について良否判定の検査が行われる。
【００１５】
部品実装装置Ｍ３の構成を説明する。基台１Ｃ上には基板搬送機構２ＣがＸ方向に配設されており、基板搬送機構２Ｃは印刷検査装置Ｍ２の基板搬送機構２Ｂから搬入された基板３を基板位置決め部４Ｃに搬送する。基板搬送機構２Ｃの両側には、複数のテープフィーダ１１が並設された部品供給部１０が配設されている。テープフィーダ１１は電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りすることにより、部品実装機構によるピックアップ位置に電子部品を供給する。部品実装機構は、実装ヘッド１２をＸ軸テーブル１３Ｘ、Ｙ軸テーブル１３Ｙによって移動させる構成となっている。
【００１６】
部品供給部１０と基板搬送機構２Ｃの間には部品認識カメラ１４が配設されており、電子部品をピックアップした実装ヘッド１２が部品認識カメラ１４の上方を通過することにより、実装ヘッド１２に保持された電子部品の認識が行われる。基板位置決め部４Ｃに位置決め保持された基板３に電子部品を搭載する際には、部品認識カメラ１４による認識結果に基づいて、実装ヘッド１２による部品搭載位置が補正される。
【００１７】
次に図２を参照して、作業対象の基板３の構成を説明する。図２（ａ）に示すように、基板３はベースとなる基板キャリア３０に複数の個片基板３１を装着した構成となっている。基板キャリア３０の表面には粘着性を有する貼着面が形成されており、樹脂基板より成る個片基板３１を着脱自在に貼着保持することができるようになっている。個片基板３１を基板キャリア３０に装着する際には、基板キャリア３０に設けられた位置決めピンなどの位置合わせ手段によって基板キャリア３０に対して位置合わせした状態で、基板キャリア３０の貼着面に対して押しつける。
【００１８】
個片基板３１は１枚の樹脂基板に複数面（ここでは３面）の要素基板３２を作り込んだ構成となっている。すなわち親基板としての基板３は、子基板としての個片基板３１および孫基板としての要素基板３２より構成されている。要素基板３２には、実装対象の電子部品（ここでは、４種類の電子部品ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤ）の電極が接合される接続電極である複数のランド３３が形成されている。スクリーン印刷動作においては、複数の要素基板３２の各ランド３３に、スクリーンマスクのパターン孔を介してペーストが一括して印刷される。
【００１９】
図２（ｂ）は、要素基板３２に実装される電子部品ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤおよびこれらの電子部品に対応して形成されたランド３３の配列形態を示している。すなわちＱＦＰ型の電子部品ＰＡの実装位置には、部品各辺毎のリード位置に対応して複数の個別ランド３３ａが並列配置で形成されている。電子部品ＰＢ，ＰＣ，ＰＤはそれぞれサイズの異なるチップ型部品であり、各電子部品の実装位置には端部電極位置に対応して個別ランド３３ｂ，３３ｃ、３３ｄが対をなして形成されている。
【００２０】
本実施の形態においては、これらのランド３３のうち、印刷されたペーストによって接合される単一部品に対応する複数のランド３３の集合を、当該部品についての印刷パターンとして定義している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、電子部品ＰＡに対応する複数の個別ランド３３ａの集合は印刷パターン３４ａを構成し、同様に電子部品ＰＢ，ＰＣ，ＰＤのそれぞれに対応する複数の個別ランド３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの集合は、それぞれ印刷パターン３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを構成する。
【００２１】
次に図３を参照して、印刷検査装置Ｍ２の制御系の構成を説明する。図３において、検査制御部２０はカメラ移動機構であるＸ軸テーブル９Ｘ、Ｙ軸テーブル９Ｙを制御して、カメラ８ａを検査対象の基板３の任意位置に移動させるカメラ移動制御を行うとともに、カメラ８ａによる撮像動作を制御する。認識処理部２１は、カメラ８ａによる撮像結果を認識処理することにより、基板３における複数のランド３３にそれぞれ印刷されたペーストを認識する処理を行い、認識結果を各ランド３３毎に当該ランドに印刷されたペーストの平面形状における面積値を求める認識処理を行う。
【００２２】
面積率算出部２２は、認識処理部２１によって求められた印刷後のペーストの面積値の正規の印刷面積，すなわちパターン孔の開口サイズに基づく印刷面積に対する比率を示す面積率（ここでは百分比）を、複数のランド３３のそれぞれについて求める面積率演算処理を行う。これらの面積率は、複数のランド３３のそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられるものである。本実施の形態においては、このようにして求められた印刷指標データとしての面積率を、以下に説明する印刷状態不良原因の解析の目的で用いるようにしている。
【００２３】
記憶部２３は、検査制御部２０が印刷検査装置Ｍ２を制御して印刷検査動作を実行させるために必要な各種プログラムやデータを記憶するほか、上述の印刷状態計測結果の表示のために用いられる面積率計測データ２３ａ、解析用データ作成プログラム２３ｂ、不良原因特定処理プログラム２３ｃ、パターンデータ２３ｄ、データテーブル２３ｅを記憶する。面積率計測データ２３ａは、各ランド３３に印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率を複数のランド３３のそれぞれについて求めたものであり、面積率算出部２２によって算出されて記憶部２３に記憶される。ここでは、１つの基板品種について複数枚の基板を対象として反復して実行された計測データが記憶されている。
【００２４】
解析用データ作成プログラム２３ｂは、面積率計測データ２３ａを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、基板３に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する処理を行うためのプログラムである。不良原因特定処理プログラム２３ｃは、作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブル（図９参照）と対比することにより、印刷状態の不良原因を特定する処理を実行するためのプログラムである。
【００２５】
パターンデータ２３ｄは、上述の不良原因の特定に用いられる判定用のパターンを示すデータであり、ここでは、基板３における面積率の分布状態を予め想定される類型にパターンした面積率の分布パターン（図７に示す分布パターンＰ１参照）と、同一基板種について複数枚の基板を連続的に生産する場合における分布パターンデータの変動を時系列的に統計処理した経時変動パターン（図８に示す経時変動パターンＰ２参照）の２種類のパターンデータが予め類型パターンとして記憶されている。データテーブル２３ｅは、不良原因特定のために用いられるものであり、不良原因を構成する不良因子と、面積率の分布パターン、経時変動パターンとの想定可能な対応関係を、データテーブルの形で表したものである（図９参照）。
【００２６】
解析用データ作成処理部２４は、解析用データ作成プログラム２３ｂを実行して、面積率計測データ２３ａを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理して、解析用データを作成する処理を実行する。不良原因特定処理部２５は、不良原因特定処理プログラム２３ｃを実行して、作成された解析用データと不良原因特定用のデータテーブル（図９参照）とを対比することにより、印刷状態の不良原因を特定する処理を実行する。表示処理部２６は、特定された不良原因を表示パネル２７の表示画面に表示して報知するための処理を行う。
【００２７】
図３において符号２８の破線枠で示す記憶部２３、解析用データ作成処理部２４、不良原因特定処理部２５、表示処理部２６、表示パネル２７は、基板に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析装置２８を構成する。そして面積率計測データ２３ａを記憶する記憶部２３は、面積率を複数のランド３３のそれぞれについて求めた面積率計測データを入手するデータ入手手段となっている。
【００２８】
もちろん、記憶部２３に面積率計測データ２３ａを記憶させることなく、認識処理部２１、面積率算出部２２から直接面積率計測データを入手するようにしてもよい。この場合には、認識処理部２１、面積率算出部２２が面積率計測データを入手するデータ入手手段となる。
【００２９】
そして、表示処理部２６および表示パネル２７は、特定された印刷状態の不良原因を所定の出力フォーマットにしたがって出力する出力部を構成する。本実施の形態では、特定された印刷状態の不良原因は、表示処理部２６によって表示パネル２７の表示画面に所定の表示フォーマットで表示される。すなわちここでは、前述の出力フォーマットは、特定された印刷状態の不良原因を表示画面に所定の表示フォーマットにしたがって表示するように設定されている。
【００３０】
なお図３に示す構成では、印刷状態不良原因の解析装置２８を印刷検査装置Ｍ２に組み込んだ例を示しているが、図３に示す印刷状態不良原因の解析装置２８の機能を印刷検査装置Ｍ２と別個に設けるようにしてもよい。この場合には、面積率計測データ２３ａは、これら各装置を接続するＬＡＮシステムを介して，またはＵＳＢメモリなどの単体の記憶媒体を介して印刷検査装置Ｍ２から取り込まれる。この場合には、ＬＡＮシステムまたは記憶媒体が、面積率計測データを入手するデータ入手手段となる。
【００３１】
次に、図２に示す基板３における面積率計測データ２３ａの具体例について、図４、図５，図６を参照して説明する。これらの面積率計測データ２３ａは、印刷状態不良原因の解析に際して、作業者による面積率分布の目視観察用に表示パネル２７に表示されるとともに、印刷状態不良原因の解析用データを作成するための基礎データとして用いられる。
【００３２】
まず図４は個別のランド３３のそれぞれについて計測された面積率をそのまま用いる例を示している。この場合には、図４（ａ）に示す全ての要素基板３２について、図４（ｂ）に示す個別ランド３３ａ，３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのそれぞれに求められた面積率に基づいて基板３における面積率分布（個別ランド別面積率分布）が求められる。そして表示パネル２７に目視観察用として表示する際には、予め設定された面積率の数値範囲毎に異なった表示色で個別ランドを表示するなどの方法により、面積率分布を視覚的に把握可能になっている。
【００３３】
図５は接合される単一部品に対応する複数のランドの集合によって定義される印刷パターン毎に、当該印刷パターンに属する複数の面積率の代表値（平均値）を求め、それぞれの印刷パターンに対応させるパターン別面積率分布を用いる例を示している。すなわち、図５（ａ）に示す全ての要素基板３２について、図５（ｂ）に示す各印刷パターン、すなわち接合される単一部品に対応する複数のランドの集合によって定義される印刷パターン３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのそれぞれについて、面積率の代表値（平均値）が、各印刷パターン毎に求められる。ここではそれぞれの印刷パターンの面積率の代表値を、図形マークＡＲａ、ＡＲｂ、ＡＲｃ、ＡＲｄの大きさによって表示した例を示している。表示パネル２７に目視観察用として表示する際には、面積率が１００％、すなわち規定の印刷面積に対応したサイズを示す標準マークＳを参照することにより、面積率分布を視覚的に把握可能になっている。
【００３４】
図６は基板３の印刷対象面を複数の領域に分割して設定された要素エリア毎に、当該要素エリアに属する複数の面積率の代表値（平均値）を求め、それぞれの要素エリアに対応させるエリア別面積率分布を用いる例を示している。ここでは、図６（ａ）に示すように、要素基板３２を１つの要素エリアとして領域分割した例を示しており、基板３は要素エリア［Ａ１１］〜［Ａｉｊ］〜［Ａ３３］に分割されている。もちろん領域分割の態様は任意であり、面積率分布を解析する際に必要とされる精度に応じて分割メッシュを適宜設定することができる。この場合には、図６（ｂ）に示すように、要素エリア［Ａ１１］〜［Ａｉｊ］〜［Ａ３３］のそれぞれに属するランド３３の面積率の代表値（平均値）が求められ、図形マークＡＲｉｊの大きさによって面積率が要素エリア毎に表示される。この場合においても、表示パネル２７に目視観察用として表示する際には、面積率が１００％、すなわち規定の印刷面積に対応したサイズを示す標準マークＳが参照される。
【００３５】
図４、図５，図６に示す面積率分布は、面積率計測データ２３ａを解析用データ作成プログラム２３ｂに規定される処理アルゴリズムにしたがってデータ処理して解析用データを作成することにより求められる。すなわちここで規定される処理アルゴリズムは、個別のランド３３毎に当該ランド３３の面積率を対応させる個別ランド別面積率分布、接合される単一部品に対応する複数のランド３３の集合によって定義される印刷パターン３４毎に、当該印刷パターンに属する複数の面積率の代表値を求めてそれぞれの印刷パターンに対応させるパターン別面積率分布、基板３の印刷対象面を複数の領域に分割して設定された要素エリア［Ａｉｊ］毎に、当該要素エリア［Ａｉｊ］に属する複数の面積率の代表値を求めてそれぞれの要素エリアに対応させるエリア別面積率分布のいずれかの面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンデータを解析用データとして作成するようにしている。
【００３６】
さらに本実施の形態においては、解析用データとして、印刷対象となった複数の基板３についての面積率の分布パターンデータの変動を時系列的に統計処理した経時変動パターンを併せて作成するようにしている。このようにして作成された分布パターンデータと経時変動パターンデータとを組み合わせることにより、実際のスクリーン印刷作業において生じる各種の印刷状態の不良原因と特定の対応関係にある解析用データを作成することができる。そしてこの特定の対応関係を表すデータテーブルを予め作成しておき、実際の面積率計測データ２３ａから導出された解析用データをデータテーブルと対比することにより、不良原因を自動的に推定することが可能となっている。
【００３７】
ここで、面積率計測データ２３ａに基づいて作成される解析用データを構成する面積率の分布パターンＰ１、分布パターンデータの変動を時系列的に統計処理した経時変動パターンＰ２について、図７，図８を参照して説明する。ここに示す分布パターンＰ１、経時変動パターンＰ２は、予め準備されるデータテーブル２３ｅの不良因子との対応関係が明らかにされているパターンを例示したものであり、実際にはここに示す例以外にも各種の形態の分布パターンが存在する。
【００３８】
まず、図７を参照して、分布パターンＰ１の例について説明する。ここに示す分布パターンＰ１Ａは、基板３の内側３ａにおいて面積率が標準範囲を超えて過大であり、内側３ａの外側では反対に面積率が過小となる分布パターンである。分布パターンＰ１Ｂは、基板３の特定のランド３３（単数、複数いずれも含む）において面積率が過大となっている分布パターンであり、分布パターンＰ１Ｃはこれと反対に、特定のランド３３（単数、複数いずれも含む）において面積率が過小となっている分布パターンである。
【００３９】
分布パターンＰ１Ｄは、基板３の全面で「にじみ」により面積率が過大となっている分布パターンである。分布パターンＰ１Ｅは、基板３においてスキージ方向に面積率が過大な筋状範囲３ｂが存在する分布パターンである。分布パターンＰ１Ｆは、基板３の特定エリア（ここでは両側縁部３ｃ）において面積率が過大となっている分布パターンである。分布パターンＰ１Ｇは、基板３の全面で面積率が過大または過小となっている分布パターンである。分布パターンＰ１Ｈは、基板３の不特定エリアにおいて面積率が過小となる分布パターンである。分布パターンＰ１Ｉは、基板３の全面で「にじみ」以外の形態で面積率が過大となっている分布パターンである。分布パターンＰ１Ｊは、基板３の不特定エリアにおいて面積率が過大となる分布パターンである。
【００４０】
次に図８を参照して、経時変動パターンＰ２の例について説明する。ここでは、同一基板種について複数枚を連続して生産する過程において取得された面積率計測データ２３ａを時系列的に統計処理した結果、ある分布パターンがどのようにして発生開始しどのようにして終焉したかを、時系列に類型化している。
【００４１】
経時変動パターンＰ２Ａは、スクリーン印刷装置Ｍ１における生産が開始した初期状態から発生し，その後継続して同一の分布パターンが発生している経時変動パターンである。経時変動パターンＰ２Ｂは、同様に初期状態から発生し，その後マスクを清掃するクリーニングまで継続して同一の分布パターンが発生している経時変動パターンである。
【００４２】
経時変動パターンＰ２Ｃは、初期状態においては発生せず、特定使用時間が経過した時点において発生した分布パターンがその後継続して発生している経時変動パターンである。経時変動パターンＰ２Ｄは、初期状態においては発生せず、その後時間的な脈絡なく突発的に同一の分布パターンが１回または複数回発生する経時変動パターンである。経時変動パターンＰ２Ｄは、同様に初期状態においては発生せず、その後ペースト供給を実行したタイミングの前後において１つの分布パターンが発生する経時変動パターンである。
【００４３】
次に図９を参照して、データテーブル２３ｅの例を説明する。ここでは、一般的に想定される不良因子４０および当該不良により印刷時に現れると考えられる不良現象４３と、対応する解析データ４４、すなわち図７，図８に例示される分布パターンＰ１、経時変動パターンＰ２の組み合わせとの対応関係を示している。ここでは、不良因子４０を部位・要素４１および挙動・状態４２に分けて表示している。以下、個別項目毎にその概略を説明する。
【００４４】
部位・要素４１の「マスク」４１ａに関しては、対応する挙動・状態４２として、「テンション低下」４２ａ、「開口部破損」４２ｂ、「開口部目詰まり」４２ｃが予め想定されている。これらの場合の「印刷時の不良現象」４３としては、マスクプレートの張力が低下して弛みが生じる「テンション低下」４２ａについては、版離れ時に発生した「ツノ」がちぎれてマスク裏に付着し、次の印刷時に形状不良の発生が考えられる。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ａが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ａが対応関係にある。
【００４５】
「開口部破損」４２ｂの場合には、破損箇所の開口面積が増大する結果、印刷面積が増大する。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｂが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ａが対応関係にある。「開口部目詰まり」４２ｃの場合には、実効的な開口面積が減少することから目詰まり箇所の印刷面積の減少が考えられる。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｃが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ｂが対応関係にある。
【００４６】
「スキージ」４１ｂに関しては、「摩耗」４２ｄ、「破損」４２ｅが想定されている。これらの場合の「印刷時の不良現象」４３としては、スキージがすり減る「摩耗」４２ｄについては、マスク上の全体にペーストが残留して、基板全体に「にじみ」が発生することが予想される。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｄが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ａが対応関係にある。スキージが部分的に欠損する場合など、スキージの「破損」４２ｅの場合には、破損部分に対応してマスク上に筋状にペーストが残留し、その部分で「にじみ」が発生することが予想される。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｅが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ａが対応関係にある。
【００４７】
基板下受け機構の不具合を示す「基板下受け」４１ｃに関しては、下受け面がマスク面やスキージ摺動面に対して完全に平行になっていない「傾き」４２ｆが想定されている。この場合の「印刷時の不良現象」４３としては、マスク上に傾きに応じて部分的にペーストが残留し、その部分で印刷面積が増大することが考えられる。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｆが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ａが対応関係にある。
【００４８】
「ペースト」４１ｄに関しては、「劣化」４２ｇ、「異物混入」４２ｈ、「量的変動」４２ｉが想定されている。これらの場合の「印刷時の不良現象」４３としては、使用時間の経過に伴う「劣化」４２ｇについては、ローリング性の低下によるペースト残留の発生が考えられる。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｇが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ｃが対応関係にある。
【００４９】
「異物混入」４２ｈの場合には、混入異物によって印刷が局部的に妨げられる結果、突発的に「かすれ」が発生する。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｈが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ｄが対応関係にある。「量的変動」４２ｉの場合には、ペースト量が急増することからローリング性が変化し、印刷面積が増大する。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｉが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ｄが対応関係にある。
【００５０】
そして「基板」４１ｅに関しては、「異物混入、基板凹凸」４２ｊが想定されている。この場合の「印刷時の不良現象」４３としては、イバンとマスクの間に隙間が発生しやすいことから突発的に印刷面積が増大することが考えられる。この不良現象には、分布パターンＰ１としては分布パターンＰ１Ｊが、経時変動パターンＰ２としては経時変動パターンＰ２Ｄが対応関係にある。なお、ここで示すデータテーブル２３ｅにおける不良因子４０や、「印刷時の不良現象」４３、解析データ４４は例示であり、実際にはこれ以外にも多くの不良因子が存在し、これらに関連する解析データ４４が考えられる。
【００５１】
すなわち本実施の形態に示す不良原因特定用のデータテーブル２３ｅは、スクリーン印刷装置Ｍ１において、基板自体の異常に起因する基板異常、ペーストの異常に起因するペースト異常、基板を下受けして固定する基板下受け状態に起因する基板下受け異常、スクリーン印刷に用いられるスクリーンマスクの異常に起因するマスク異常、スクリーン印刷に用いられるスキージの異常に起因するスキージ異常のうちの少なくとも１つに起因する不良原因についての対比データを含んだ形態となっている。
【００５２】
次に、図１０，図１１を参照して、基板３に形成された複数のランドにスクリーン印刷によって印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析する印刷状態不良原因の解析方法について説明する。図１０に示すように、まず面積率計測データ２３ａを入手する（ＳＴ１）。すなわち、基板３に設けられた複数のランド３３のそれぞれの印刷状態を示す印刷指標データとして用いられ当該ランド３３に印刷されたペーストの平面形状における面積値の正規の印刷面積に対する比率を示す面積率複数のランド３３のそれぞれについて求めた面積率計測データを記憶部２３から読み出して入手する（データ入手工程）。
【００５３】
次に解析用データを作成する（ＳＴ２）。すなわち、同一品種の基板３を複数枚連続して生産する過程において求められた複数枚分の計測データを含む面積率計測データ２３ａを所定の処理アルゴリズムにしたがってデータ処理することにより、基板３に印刷されたペーストの印刷状態の不良原因を解析するための解析用データを作成する（解析用データ作成処理工程）。ここでは、図４，図５，図６にそれぞれ示す個別ランド別面積率分布、パターン別面積率分布、エリア別面積率分布のいずれかの面積率分布にしたがって、当該基板における面積率の位置的分布のパターンを示す分布パターンＰ１とともに、印刷対象となった複数の基板３についての分布パターンデータの変動を時系列的に統計処理した経時変動パターンＰ２のデータを解析用データとして作成する。
【００５４】
この解析用データ作成処理について、図１１を参照して説明する。まず、対象となる複数の基板３の面積率計測データ２３ａから、それぞれの基板３毎に面積率が標準範囲よりも過大・過小の部位を抽出する（ＳＴ２１）。次いで個別の基板３毎に、抽出された過大・過小の部位の分布パターンを判定する（ＳＴ２２）。すなわち、過大・過小の部位の位置的分布状態を、図７に示す分布パターンＰ１の類例と比較することにより、当該基板がどの分布パターンに該当するかを画像上でのマッチングなどの手法によって判定する。
【００５５】
次に（ＳＴ２２）において複数の基板３について判定された複数の分布パターンの経時変動パターンを判定する（ＳＴ２３）。すなわち、同一の分布パターンの発生状態、終焉状態を、図８に示す経時変動パターンＰ２の類例と比較することにより、当該分布パターンがどの経時変動パターンに該当するかを，発生頻度の度数分布比較などの手法によって判定する。そしてこのようにして求められた分布パターンＰ１と経時変動パターンＰ２とを組み合わせて、解析用データとして出力する（ＳＴ２４）。
【００５６】
この後、図１０に戻って、不良原因の特定が行われる（ＳＴ３）。すなわち、上述のようにして求められた分布パターンＰ１と経時変動パターンＰ２との組み合わせを、図９に示すデータテーブル２３ｅと対比することにより、対応する不良因子４０を特定する。すなわち、作成された解析用データを予め設定された不良原因特定用のデータテーブル２３ｅと対比することにより印刷状態の不良原因を特定する（不良原因特定処理工程）。
【００５７】
そしてこのようにして特定された印刷状態の不良原因（不良因子４０）を、所定の出力フォーマットにしたがって出力する（出力工程）（ＳＴ４）。本実施の形態においては、不良原因の出力は、その旨を報知する表示を表示パネル２７の表示画面に所定の表示フォーマットにしたがって表示することにより行われる。この表示画面を観察した作業者は、スクリーン印刷装置Ｍ１にて発生している印刷状態不良の原因を高い一致度で推測することができ、印刷検査装置Ｍ２による印刷検査によって取得される印刷状態計測情報に基づいて、印刷不良の原因解析を合理的且つ容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の印刷状態不良原因解析装置および解析方法は、印刷検査によって取得される印刷状態計測情報に基づいて、印刷不良の原因解析を合理的且つ容易に行うことができるという効果を有し、スクリーン印刷によって基板にペーストを印刷する印刷分野や、印刷されたペーストの印刷状態を検査する印刷検査の分野において有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  電子部品実装ライン
３  基板
２８  印刷状態不良原因の解析装置
３２  要素基板
３３  ランド
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  個別ランド
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  印刷パターン
ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ  電子部品
Ｐ１  分布パターン
Ｐ２  経時変動パターン
Ｍ１  スクリーン印刷装置
Ｍ２  印刷検査装置
Ｍ３  部品実装装置
【図１】
0005516513.tif 000002
【図２】
0005516513.tif 000003
【図３】
0005516513.tif 000004
【図４】
0005516513.tif 000005
【図５】
0005516513.tif 000006
【図６】
0005516513.tif 000007
【図７】
0005516513.tif 000008
【図８】
0005516513.tif 000009
【図９】
0005516513.tif 000010
【図１０】
0005516513.tif 000011
【図１１】
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