(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標軸を共通にし、加工位置にズレ乃至バラツキが生じる複数の計測対象の位置を回路基板上で計測し、前記複数の計測対象の計測値と前記複数の計測対象の設計値との差を前記複数の計測対象に対する位置情報として取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段によって取得された前記位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する登録手段とを備え、
前記複数の計測対象は、スルーホール、ランドパターン、レジスト開口部、配線パターン、シルクパターンのいずれか、または、いずれかの組み合わせであることを特徴とする回路基板の個体識別装置。
【請求項２】
前記複数の計測対象は、前記回路基板上における設計上の座標位置が相互に一致または近傍する第１計測対象部および第２計測対象部をそれぞれ含み、
前記位置情報取得手段は、前記計測対象ごとに前記第１計測対象部および前記第２計測対象部の相対位置を計測して前記位置情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項３】
前記位置情報取得手段は、前記計測対象の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部により計測された前記計測対象の計測値と前記計測対象の設計値との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部により算出された前記差分を座標空間上の点とみなし、前記差分が、座標空間を予め複数に区分して成る複数の区分領域のいずれに属するかを分類し、前記計測対象ごとの分類情報を取得する領域分類部とを含み、
前記位置情報には、前記領域分類部により取得された前記分類情報が含められることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項４】
前記登録手段は、前記位置情報取得手段によって取得された前記計測対象ごとの位置情報の組み合わせを前記回路基板の個体識別情報に対応付けて記憶手段に登録し、
前記回路基板の個体識別装置は、前記位置情報取得手段から受信した前記位置情報の組み合わせと前記記憶手段に記憶された前記位置情報の組み合わせとを照合することにより前記回路基板の前記個体識別情報を検索する検索手段と、前記検索手段による検索結果を出力する出力手段とを更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項５】
前記位置情報取得手段は、前記回路基板の外観を撮像するイメージセンサと、前記イメージセンサによって撮像された前記回路基板の外観画像を記憶する画像メモリと、前記画像メモリにより記憶された前記計測対象物の外観画像を基に前記計測対象の位置を計測する画像計測部とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項６】
前記計測対象は、前記回路基板のスルーホール、ランドパターン、レジスト開口部、配線パターン、シルクパターンのいずれか、または、いずれかの組み合わせであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項７】
前記位置情報取得手段は、前記回路基板に形成された位置決め基準穴と前記位置決め基準穴に設計上の座標位置が一致または近傍する箇所との相対位置の計測値と、前記位置決め基準穴と前記箇所との相対位置の設計値との差分を算出し、前記差分を補正値として用いて前記計測対象の計測位置を補正する補正部を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項８】
前記領域分類部は、前記差分が、直交座標または極座標を予め複数に区分して成る複数の区分領域のいずれに属するかを分類することを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項９】
前記位置情報取得手段は、前記領域分類部による前記差分の領域分類時に、前記差分が正しい区分領域に隣接する区分領域に属すると誤判定される可能性の有無を判断する判断部を更に含み、
前記位置情報には、前記差分算出部により算出された前記差分と、前記判断部により誤判定の可能性が有ると判断されたことを示す誤判定リスク情報とが含められることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の回路基板の個体識別装置。
【請求項１０】
回路基板上で、座標軸を共通にし、加工位置にズレ乃至バラツキが生じる複数の計測対象を選定し、前記複数の計測対象の位置を計測し、前記複数の計測対象の計測値と前記複数の計測対象の設計値との差を前記複数の計測対象に対する位置情報として取得する手順と、取得された前記複数の計測対象ごとの位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する手順とを備え、
前記複数の計測対象は、スルーホール、ランドパターン、レジスト開口部、配線パターン、シルクパターンのいずれか、または、いずれかの組み合わせであることを特徴とする回路基板の個体識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の個体識別装置および個体識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回路基板のトレーサビリティ実現する個体識別手段及び方法が提案されている。例えば、特許文献１に開示されるように、回路基板の表面に個体ごとに異なる識別マークをパターン上に形成する手段や、特許文献２に開示されるように、バーコードや２次元コード等を印刷する手段や、特許文献３に開示されるように、回路パターンに関係しない複数個のランドもしくはスルーホールに対して個体ごとに異なるパターンで予備はんだもしくは接着剤を塗布する手段が開示されている。更に、特許文献４に開示されるように、プリント配線板上にＲＦＩＤチップを実装して、チップ内部に製品の個体情報や製造情報を記録する手段や、特許文献５に開示されるように、基板もしくはチップの個体ごとに割り当てられたシリアル番号や品種に対応した回路上の特定の座標位置に複数の位置決めマークを刻印もしくは印刷する手段が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２８８７５号公報
【特許文献２】特開２００３−０７８２２３号公報
【特許文献３】特開平１０−２７０８１４号公報
【特許文献４】特開２００４−０８７５８２号公報
【特許文献５】特開２００５−２５２２８１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、特許文献１乃至特許文献５に開示されるいずれの手段であっても、これら手段が提供される以前に設計、製造されている品種の回路基板に対して新たに上記手段を適用してトレーサビリティを実現するためには回路基板の追加設計、および、新たに設けられた識別手段に対応した個体判別手段が必要となり、追加設計そのものや、それに伴う回路基板の品質の変動の影響の検証、個体判別手段の設置等によるコストが大きいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、従来の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、回路基板の個体識別を簡便かつ容易に実現する回路基板の個体識別装置および個体識別方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の原理は、回路基板における計測対象物を構成する要素、部品の相対的な位置変位を計測すると共に、当該相対的な位置変位を用いて前記回路基板を特定することにある。
本発明の回路基板の個体識別装置は、回路基板上の複数の計測対象の位置を計測し、前記計測対象の計測値と前記計測対象の設計値との差を前記計測対象ごとの位置情報として取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段によって取得された前記位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する登録手段とを備えることにより、前述した課題を解決したものである。
【０００７】
本発明の回路基板の個体識別方法は、回路基板上の複数の計測対象の位置を計測し、前記計測対象の計測値と前記計測対象の設計値との差を前記計測対象ごとの位置情報として取得する手順と、取得された前記位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する手順とを含むことにより、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、回路基板の個体識別を簡便かつ容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例である回路基板の個体識別装置の全体概略図である。
【図２】図１に示す個体識別装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】回路基板を示す概略的な平面図である。
【図４】一の計測対象におけるスルーホールおよびランドパターンを示す説明図である。
【図５】領域分類に用いられる座標空間を示す説明図である。
【図６】生産情報データベースのデータ構成の一例を示す説明図である。
【図７】検索手順を示すフローチャート図である。
【図８】検索における照合例を示す説明図である。
【図９】領域分類に用いられる座標空間の変形例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１変形例である回路基板の個体識別装置の全体概略図である。
【図１１】本発明の第４変形例である回路基板の個体識別装置における領域分類に用いられる座標空間を示す説明図である。
【図１２】本発明の第６変形例である回路基板の個体識別装置における領域分類に用いられる座標空間を示す説明図である。
【図１３】本発明の第６変形例である回路基板の個体識別装置における検索手順を示すフローチャート図である。
【図１４】本発明の第６変形例である回路基板の個体識別装置における検索における照合例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の回路基板の個体識別装置の実施例および変形例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１１】
本発明の一実施例である回路基板の個体識別装置は、回路基板１００上の予め指定された複数の計測対象１１０ごとの位置情報を取得し、これら位置情報の組み合わせを回路基板１００の基板識別符号として利用して回路基板１００の個体識別を行うものである。
【００１２】
回路基板の個体識別装置は、図１に示すように、回路基板１００の複数の計測対象１１０の位置を計測して計測対象１１０ごとの位置情報を取得する位置情報取得部（位置情報取得手段）１０と、位置情報取得部１０によって取得された位置情報の組み合わせを受信して回路基板１００ごとに付与されたシリアル番号（個体識別情報）に対応付けて生産情報データベース３０に登録する登録部（登録手段）２０と、回路基板１００の生産情報を記憶する生産情報データベース（記憶手段）３０と、位置情報取得部１０によって取得された検索対象となる回路基板１００の位置情報の組み合わせを検索キーとして生産情報データベース３０に記憶された生産情報から該当の回路基板１００のシリアル番号を検索する検索部（検索手段）４０と、検索部４０による検索結果等を出力する出力部（出力手段）５０と、使用者による各種入力（例えば、キー入力）を受け付ける入力受付部（入力受付手段）６０とを備えている。
【００１３】
本実施例では、図３に示すように、回路基板１００上の予め指定された複数の計測対象１１０が、それぞれ、回路基板１００上における設計上の座標位置（本実施例では中心の座標位置）が相互に一致するスルーホール（第１計測対象部）１１１およびランドパターン（第２計測対象部）１１２を含んでいる。
【００１４】
位置情報取得部１０は、図１に示すように、回路基板１００上の予め指定された複数の計測対象１１０の位置を計測する位置計測部１１と、位置計測部１１により計測された計測対象１１０の計測値と計測対象１１０の設計値との差分を算出する差分算出部１２と、差分算出部により算出された差分を座標空間上の点とみなし、差分が、座標空間を予め複数に区分して成る複数の区分領域のいずれに属するかを分類し、計測対象１１０ごとの分類情報を取得する領域分類部１３とを含んでいる。
【００１５】
位置計測部１１は、図１に示すように、回路基板１００を供給する基板供給ステージ１１ａと、撮像ステージ１１ｅに固定され基板供給ステージ１１ａにより供給された回路基板１００の表面の外観を撮像するイメージセンサ１１ｂと、イメージセンサ１１ｂによって撮像された回路基板１００の外観画像を保持する画像メモリ１１ｃと、画像メモリ１１ｃにより記憶された回路基板１００の外観画像を基に計測対象１１０の位置を計測する画像計測部１１ｄとを備えている。
具体的には、図４に示すように、位置計測部１１により、位置決め基準穴１１３の位置を基準として、スルーホール１１１の中心１１１ａのＸＹ座標（Ｘｈ、Ｙｈ）と、ランドパターン１１２の中心１１２ａのＸＹ座標（Ｘｒ、Ｙｒ）とが位置計測され、スルーホール１１１およびランドパターン１１２の相対位置を示す値として、Ｘ軸方向の差分ΔＸおよびＹ軸方向のΔＹが算出される。
【００１６】
差分算出部１２は、位置計測部１１により計測された計測対象１１０の計測値と計測対象１１０の設計値との差分を算出するものであり、具体的には、スルーホール１１１およびランドパターン１１２の相対位置の計測値とスルーホール１１１およびランドパターン１１２の相対位置の設計値との差分を算出するものである。
本実施例では、スルーホール１１１およびランドパターン１１２の回路基板１００上における設計上の座標位置が相互に一致しているため、前記差分は、Ｘ軸方向の差分ΔＸおよびＹ軸方向のΔＹになる。
【００１７】
領域分類部１３は、差分算出部１２により算出された差分（Ｘ軸方向の差分ΔＸおよびＹ軸方向のΔＹ）を座標空間上の座標（ΔＸ、ΔＹ）とみなし、この座標（ΔＸ、ΔＹ）が、図５に示すような座標空間を予め複数に区分して成る複数の区分領域のいずれに属するかを分類し、計測対象１１０ごとの分類情報を取得するものである。
具体的に説明すると、例えば、Ｘ軸方向の差分ΔＸおよびＹ軸方向のΔＹが、μ＜ΔＸであり、−μ≦ΔＹ≦μである場合には、座標（ΔＸ、ΔＹ）は、領域（Ｐ１−０）に属するものと判断される。
この領域分類部１３による前記差分の分類については、以下で詳述する。
なお、本発明で用いる位置情報とは、図５、図９、図１１、図１２の座標軸である差分ΔＸ、差分ΔＹと同義である。
【００１８】
登録部２０は、位置情報取得部１０によって取得された各計測対象１１０の位置情報（分類情報）の組み合わせを受信し、これら位置情報の組み合わせを回路基板１００ごとに付与されたシリアル番号に対応付けて生産情報データベース３０に登録するものである。
具体的には、登録部２０は、図６に示すように、該当の回路基板１００に付与されたシリアル番号と、計測対象１１０（スルーホール１１１）の個数分の分類情報（領域（Ｐ１−Ｎ１）等）とを対応付けて、生産情報データベース３０に登録する。
【００１９】
検索部４０は、位置情報取得部１０から受信した検索対象となる回路基板１００の位置情報（分類情報）の組み合わせと、生産情報データベース３０に記憶された位置情報（分類情報）の組み合わせとを照合することにより、生産情報データベース３０から該当の回路基板１００のシリアル番号を検索して特定するものであり、本実施例では、図８に示すように、位置情報取得部１０から受信した該当の回路基板１００の分類情報の組み合わせと、生産情報データベース３０に記憶された位置情報（分類情報）の組み合わせとが完全一致した場合に、該当の回路基板１００のシリアル番号が特定されたものとみなされる。
【００２０】
出力部５０は、検索部４０による検索結果等の様々な情報やデータを出力するものであり、検索部４０により該当の回路基板１００のシリアル番号が特定された場合には該当のシリアル番号を出力し、該当の回路基板１００のシリアル番号が特定されない場合には該当なしの旨を出力する。なお、出力部５０の具体的な構成は、表示ディスプレイやプリンタ等の如何なるものであってもよい。
【００２１】
なお、上述した画像メモリ１１ｃ、画像計測部１１ｄ、差分算出部１２、領域分類部１３、登録部２０、生産情報データベース３０、検索部４０等については、ディスプレイ、制御部、記憶部、通信部、補助記憶装置等を備えたサーバ等により実行されるソフトウェアとして構成されている。
【００２２】
つぎに、本発明の回路基板の個体識別装置の動作について、図２のフローチャートを参照して概略的に説明する。
【００２３】
まず、識別対象となる回路基板１００の指定された面全体をイメージセンサ１１ｂにより撮像し、撮像された回路基板１００の外観画像を画像メモリ１１ｃに保持する（Ｓ１０１）。図３には、この回路基板１００の外観の一例を示している。
【００２４】
次に、図４に示すように、予め指定されたスルーホール１１１の中心１１１ａのＸＹ座標（Ｘｈ、Ｙｈ）と、ランドパターン１１２の中心１１２ａのＸＹ座標（Ｘｒ、Ｙｒ）とを、画像メモリ１１ｃに記憶された回路基板１００の外観画像から計測し（Ｓ１０２）、中心１１１ａのＸＹ座標（Ｘｈ、Ｙｈ）と中心１１２ａのＸＹ座標（Ｘｒ、Ｙｒ）とのＸ軸方向の差分ΔＸおよびＹ軸方向のΔＹを算出する（Ｓ１０３）。
【００２５】
次に、Ｓ１０３で求めたΔＸ、ΔＹの正負および絶対値を、ＸＹ座標上の座標（ΔＸ、ΔＹ）とみなし、図５に示すＸＹ座標空間上の予め指定された複数の区分領域のいずれに座標（ΔＸ、ΔＹ）が属するかを判定し、座標（ΔＸ、ΔＹ）が属する領域を数字または記号に変換して分類情報とする（Ｓ１０４）。
【００２６】
次に、前述したＳ１０２〜Ｓ１０４の手順を、予め指定された全ての計測対象１１０（スルーホール１１１、ランドパターン１１２）において実施する（Ｓ１０５）。
【００２７】
次に、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の手順を経た回路基板１００に対してシリアル番号が未だ付与されていない場合（Ｓ１０６におけるＹＥＳ）、対象となる回路基板１００のシリアル番号を新規作成し（Ｓ１０７）、対象となる全ての計測対象１１０（スルーホール１１１、ランドパターン１１２）の分類情報と回路基板１００のシリアル番号とを対応付けて生産情報データベース３０に登録する（Ｓ１０８）。
【００２８】
他方、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の手順を経た回路基板１００に対してシリアル番号が既に付与され登録されている場合（Ｓ１０６におけるＮＯ）、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の手順で得られた計測対象１１０（スルーホール１１１、ランドパターン１１２）の位置情報（分類情報）を検索キーとして、生産情報データベース３０から、全ての計測対象１１０について分類情報が一致する回路基板１００を検索し、対象となる回路基板１００のシリアル番号を検索結果として出力する（Ｓ１０９）。
【００２９】
なお、Ｓ１０６における該当の回路基板１００に対するシリアル番号の付与の有無に関しては、使用者が、任意のタイミングで入力受付部６０等を用いて前記付与の有無について入力を行う。
【００３０】
つぎに、前述したＳ１０４の手順における領域設定、および、得られた分類情報を登録する生産情報データベース３０のデータ構成の一例について、説明する。
【００３１】
まず、回路基板１００のスルーホール１１１、特に径が０．５ｍｍ以内のスルーホール１１１の穿孔には、近年、レーザドリル装置、すなわちレーザ照射ヘッドを備えたステージを所定の位置に移動し、レーザの光路を制御して単一もしくは複数の穴を１回の照射で穿孔する手段を備えたレーザドリル装置を用いるのが一般的である。そして、レーザドリル装置の加工位置精度は、主にステージの位置決め精度に依存し、ステージは主にサーボ制御されるため、スルーホール１１１の中心位置のバラツキは、概ね正規分布に従うものと判断できる。
【００３２】
また、ランドパターン１１２の中心位置の精度は、エッチングマスクパターンの加工精度および回路基板１００とエッチングマスクパターンとの相対位置決めの精度に依存するが、エッチングマスクパターンもレーザ加工もしくはブラスト加工が主であることから、ランドパターン１１２の中心位置のバラツキは、スルーホール１１１の場合と同様に、概ね正規分布に従うものと判断できる。
【００３３】
次に、説明の簡略化のため、スルーホール１１１の中心座標およびランドパターン１１２の中心座標のバラツキの標準偏差は、全て同一値の標準偏差σであるとし、領域分割の規定値として、０＜μ＜σとなるμを定義する。
そして、ＸＹ座標を規定値μ、−μを境界として、ＸＹ各成分で３分割すると、ＸＹ座標は、図５に示すように、９つの領域に分割されることになる。なお、図５における領域の名称に関して、ＸＹ各成分の０は、０近傍（−μ以上でμ以下）、Ｎ１は−μ未満、Ｐ１はμより大きいことを意味している。
そして、説明の簡略化のため、前述した座標（ΔＸ、ΔＹ）が図５に示す各領域に属する確率が、同一の１／９であるとすると、μの値は、正規分布表における−Ｚ〜Ｚ区間での積分値が０．３３３３近傍となるＺの値から、μ≒０．４３σとなる。
【００３４】
そして、生産情報データベース３０には、図６に示すように、一の回路基板１００の個体に対し、図６に示すように、シリアル番号を１つと、各計測対象１１０（スルーホール１１１）に対し、前述の手順Ｓ１０４にて得られた領域番号を計測対象の計測対象１１０（スルーホール１１１）の個数分記録する。
【００３５】
次に、前述手順番号Ｓ１０９に示す分類情報から製品のシリアル番号を検索する手順の一例に関して、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
まず、検索対象となる回路基板１００の指定された面全体をイメージセンサ１１ｂにより登録時と同様の条件で撮像し、回路基板１００の外観画像を画像メモリ１１ｃに保持する（Ｓ１０１）。
【００３７】
回路基板１００内の予め指定された計測対象１１０（スルーホール１１１）を用い、前述の手順Ｓ１０２〜Ｓ１０５にて得られた分類情報を生産情報データベース３０の内容と照合する（Ｓ１２１）。
【００３８】
それぞれのスルーホール１１１の領域番号を比較し、一致した数を全てのシリアル番号に対して取得し（Ｓ１２２）、全てのスルーホール１１１で一致するものが見つかったら（Ｓ１２３）、特定された回路基板１００のシリアル番号を検索結果として出力し（Ｓ１２４、照合例を図８に示す）、見つからなければ該当なしを出力する（Ｓ１３０）。
【００３９】
さらに、位置計測部１１の撮像分解能に対して計測対象１１０（スルーホール１１１）の位置ずれ量のバラツキが大きい場合は、領域分割の規定値をＸ、Ｙ各成分で２つずつ（０＜μ１＜μ２＜σ）設け、Ｘ、Ｙ各成分で最低それぞれ５分割し、図９のように合計２５分割する形態としてもよい。
【００４０】
Ｘ成分に関してのみ例を示すと以下のとおりである。
すなわち、「領域Ｎ２」がΔＸ＜−μ２、「領域Ｎ１」が−μ２≦ΔＸ＜−μ１、「領域０」が｜ΔＸ｜≦μ１、「領域Ｐ１」がμ１＜ΔＸ≦μ２、「領域Ｐ２」がΔＸ＜μ２である。
【００４１】
図５に示す座標空間を９分割した例と同様に、各領域に属する確率が同一（１／２５）であるとすると、μ１の値は、正規分布表における−Ｚ〜Ｚ区間での積分値が０．２をとるＺの値から、μ１≒０．２５σとなる。μ２の値は同じく積分値が０．６をとるＺの値から、μ２≒０．８４σとなる。
【００４２】
なお、ＸＹ各成分で分割する領域の数は、位置計測部１１の撮像分解能や生産情報データベース３０の容量などに応じて、３つ以上の任意の個数でよく、さらに領域分割の規定値も２つ以上の異なる任意の値でよいことは言うまでもない。
【００４３】
次に、本発明の実用上における代表的な実施条件について、以下に説明する。
【００４４】
表面実装型の回路基板１００の一般的な設計ルールをふまえると、最も使用頻度の高い０．３ｍｍ径のスルーホール１１１に対して、スルーホール１１１の中心位置、ランドパターン１１２の中心位置の公差はいずれも±０．１ｍｍである。
【００４５】
スルーホール１１１の穿孔機の信頼性や歩留まりにも依存するが、スルーホール１１１の中心位置およびランドパターン１１２の中心位置のバラツキの標準偏差σを公差の１／４の２５ｕｍとする場合、スルーホール１１１とランドパターン１１２の中心位置の差分に対し、分割された領域が等確率となることが望ましいため、領域を９分割する場合の規定値は、μ≒０．４３σ＝１０．７５ｕｍ、領域を２５分割する場合の規定値は、μ１≒０．２５σ＝６．２５ｕｍ、μ２≒０．８４σ＝２１．００ｕｍが好ましい。
また、領域分割の規定値は、入力画像上１画素以上の値をとる必要があるため、位置計測部１１の撮像分解能は５ｕｍ以下が好ましい。
【００４６】
次に、本発明の信頼性を実証するため、回路基板１００の通算の生産数量Ｎ枚中、領域情報が最低１組一致する確率を考える。
【００４７】
計測対象１１０としてのスルーホール１１１がｍ個、１個のスルーホール１１１あたりの領域分割数がＳ個の場合、１枚の回路基板１００でとりうる領域情報の組み合わせは、Ｓのｍ乗通りとなる。なお、以下の数式内では、Ｓのｍ乗を、Ｓ＾ｍと略記する。
【００４８】
さらに１枚の回路基板１００を生産し、ｍ個のスルーホール１１１を計測した時に得られる領域情報がＳのｍ乗通りの中から等しい確率で出現すると仮定する。
【００４９】
この場合、Ｎ枚の回路基板１００における領域情報の組み合わせ総数は、（Ｓ＾ｍ）＾Ｎ通りとなる。
【００５０】
一般に、Ｋ通りの異なる数字をＮ個順番に並べる組み合わせはＫ！／（Ｋ−Ｎ）！（Ｋ！はＫの階乗）で表されるが、Ｋ＝（Ｓ＾ｍ）と置き換えれば、これがＮ枚の回路基板１００で得られた領域情報が全て異なる場合の組み合わせ総数となる。
【００５１】
以上から、Ｎ枚の回路基板１００の領域情報の組み合わせで同一のものが全く現れない確率Ｐは、Ｎ枚の回路基板１００で得られた領域情報が全て異なる場合の組み合わせ総数を、Ｎ枚の回路基板１００における領域情報の組み合わせ総数で割ったＰ＝（Ｋ！／（Ｋ−Ｎ）！）／Ｋ＾Ｎの値となる。
【００５２】
逆に、領域情報が最低１組一致する確率であれば１−Ｐとなる。
【００５３】
Ｐの値は実用上限りなく１に近づけなければならないため（Ｐ＝１ならばＮ＝０）、ＫはＮより十分大きい値である必要がある。
生産数量Ｎに対して、領域情報が最低１組一致する確率（１−Ｐ）を１／（Ａ＊Ｎ）以下とするためのＫの条件は、１≧Ｐ≧（１−Ｎ／Ｋ）＾Ｎの関係から、Ｋ≧Ｎ／（１−（１−１／（Ａ＊Ｎ））＾（１／Ｎ））が目安となる。
【００５４】
以上から、最低必要なスルーホール１１１の数は、上記の不等式の解ｍ（＝ｌｏｇ（Ｋ）／ｌｏｇ（Ｓ））の最小値を小数点以下切り上げた値として求めることができる。
【００５５】
回路基板１００の生産数量Ｎは一般的に１０の３乗ないし６乗のオーダであり、領域情報の一意性の信頼度を示すＡの値を、Ｎ＝１０００の時の一致確率を１ｐｐｍとする１００であるとすると、領域分割数Ｓが９および２５の場合、以下の表１の通りとなる。
【００５６】
【表１】
0005991456.tif 000002
【００５７】
信頼性を示すＡの値は仮に最低ラインの１００としたが、この値も十分高いことが好ましい。
【００５８】
ただ、Ａの値が１０倍されるごとに、最低必要なスルーホール１１１の数は１増える程度のため、計測対象のスルーホール数を最低スルーホール数の１．５倍程度にしておけば十分実用に耐えられると見てよい。
【００５９】
このようにして得られた本実施例の回路基板の個体識別装置では、計測対象１１０となるスルーホール１１１、ランドパターン１１２の加工における相対位置の誤差のランダム性を利用した回路基板１００の個体識別を実現するため、設計上、個体情報を記録したＲＦＩＤチップを実装することや、バーコードや２次元コードなどの個体識別コードを直接印刷することが困難である場合であっても、製品のトレーサビリティを簡便かつ容易に確保できる。
【００６０】
次に、本発明の回路基板の個体識別装置の変形例について、以下に説明する。
なお、以下の変形例の説明においては、上述した実施例との相違点のみを説明し、相違点以外については説明を省略する。
【００６１】
まず、本発明の第１変形例である回路基板の個体識別装置について、図１０に基づいて説明する。
【００６２】
上述した実施例では、イメージセンサ１１ｂが、撮像ステージ１１ｅに固定されたエリアセンサであり、回路基板１００の指定された面全体を撮像するように構成されていたが、イメージセンサ１１ｂの解像度と回路基板１００のサイズの関係から位置計測部１１の撮像分解能が推奨される値を満たさない場合においては、図１０に示すように、イメージセンサ１１ｂを移動させるＸＹステージ（移動手段）１１ｇを撮像ステージ１１ｅ上に設けてもよい。
【００６３】
この場合、回路基板１００が所定の位置に供給された時点でＸＹステージ１１ｇを指定された箇所の撮像位置に移動し、当該撮像位置でイメージセンサ１１ｂにより回路基板１００の表面の一部を撮像し、個別画像メモリ１１ｆの指定領域に保存する。
そして、前述した動作を全ての撮像位置において実行し、得られた個別画像メモリ１１ｆ上の全ての外観画像を、各外観画像を撮像したＸＹステージ１１ｇの位置を基に合成し画像メモリ（合成画像メモリ）１１ｃに出力することで回路基板１００の全体の外観画像を得ることができる。
【００６４】
次に、本発明の第２変形例である回路基板の個体識別装置について以下に説明する。
【００６５】
第２変形例では、イメージセンサ１１ｂによる撮像時において、イメージセンサ１１ｂをＹ方向のラインセンサとし、基板供給ステージ１１ａをＸ方向に等速に移動させるか、イメージセンサ１１ｂ自体をＸステージ上で等速に移動させている間にイメージセンサ１１ｂの撮像動作を行うように構成されている。この場合でも同一の撮像効果が得られる。
【００６６】
次に、本発明の第３変形例である回路基板の個体識別装置について、以下に説明する。
【００６７】
上述した実施例では、回路基板１００上の予め指定される計測対象１１０が、図３に示すように、回路基板１００上における設計上の座標位置（中心の座標位置）が相互に一致するスルーホール１１１およびランドパターン１１２から構成されるものとして説明したが、これら以外にも、回路基板１００上における設計上の座標位置（中心の座標位置）を同じくするレジスト開口部や、配線パターンやシルクパターン等の回路基板１００上に形成されるパターンのうち、位置計測が容易で、イメージセンサ１１ｂにおける同一視野内にあり、かつ、計測された位置のバラツキの標準偏差σがある程度高い（例えば公差の１／４以上）パターンのいずれかまたはいずれかの組み合わせを、任意に選択して計測対象１１０として用いてもよい。
【００６８】
この場合、計測対象１１０を選定するにあたって、回路基板１００の位置ごとに設計値に対する加工位置そのもののズレ、レジストの形成位置のズレ、シルク印刷位置のズレがある場合もあるため、回路基板１００上のあらゆる位置から均等に抽出するのが好ましい。
【００６９】
次に、本発明の第４変形例である回路基板の個体識別装置について、図１１に基づいて以下に説明する。
【００７０】
上述した実施例では、手順Ｓ１０４における分類情報の生成において、前記差分の正負にのみ着目して９つもしくは２５個の区分領域に分類するものとして説明したが、位置計測部１１の撮像分解能が計測対象１１０（スルーホール１１１）の中心座標のバラツキの標準偏差σに対して十分に精細である場合は、差分の正負のみならず、その大きさや方向に着目した分類、例えば、図１１に示すように、第１計測対象部および第２計測対象部の中心位置の差分（ΔＸ、ΔＹ）を２次元ベクトルとした時の絶対値と方向、すなわち、極座標（ｒ，θ）における範囲で分類する形態としてもよい。
【００７１】
θのしきい値を４５度刻みの８個、ｒのしきい値をμと２μの２つとして領域分割する場合、所属する領域番号の定義は、図１１に示す通りとなる。
【００７２】
なお、θやｒのしきい値の数は、位置計測部１１の撮像分解能や、領域に属する確率の分布等に応じて任意に設定すればよい。
【００７３】
次に、本発明の第５変形例である回路基板の個体識別装置について、以下に説明する。
【００７４】
第５変形例では、計測対象１１０としてのスルーホール、ランドパターン、レジスト開口部、配線パターン、シルクパターンの加工基準位置の誤差に伴う相対的な位置ずれにより、分類情報の生成時に全ての計測対象１１０（スルーホール１１１）の属する領域が同一になる確率が高くなるのを防止するため、例えば、図３に示す回路基板１００上に穿孔された位置決め基準穴１１３の中心位置と、位置決め基準穴１１３と設計上の座標位置が一致または近傍する箇所（配線パターンの一部であるランドパターン、レジスト開口部、シルクパターン等）の中心位置との相対的の計測値および設計値の差分を算出し、その平均値を補正値として加工基準位置の誤差を相殺する補正部（図示しない）が位置情報取得部１０に付加されている。
【００７５】
次に、本発明の第６変形例である回路基板の個体識別装置について、図１２乃至図１４に基づいて以下に説明する。
【００７６】
計測対象１１０の位置計測における繰り返し計測誤差に起因して、ある計測対象１１０で識別された区分領域が隣接した領域と見なされて不一致と誤判定される事象を回避するため、図７における分類情報の照合手順Ｓ１２１〜Ｓ１２３において、図１２のように分割された区分領域のうち隣接された領域まで一致扱いとする判定部を検索部に付加してもよい。
【００７７】
すなわち、図１３に示すように、全ての計測対象１１０（スルーホール１１１）に対して属する区分領域が一致するものが見つからなかった場合は、生産情報データベース３０を不一致の計測対象１１０の数が所定以下のものに限り昇順でソートし（Ｓ１２５）、不一致の計測対象１１０の数が最も少ないシリアル番号を対象として（Ｓ１２６）、不一致な箇所の全てが隣接する場合（Ｓ１２７）、そのシリアル番号を検索結果として出力する（Ｓ１２４）（照合例は図１４）。
【００７８】
また、Ｓ１２７において隣接していない領域があった場合は、不一致の計測対象１１０（スルーホール１１１）の数が次に大きいシリアル番号を抽出して（Ｓ１２８）、手順Ｓ１２７と同様の比較を行う。
【００７９】
ソートした全てのシリアル番号で不一致、かつ、隣接していない領域があった場合（Ｓ１２９）は該当なしを出力する（Ｓ１３０）動作を付加してもよい。
【００８０】
ただし、図５に示すような領域分割の規定値を１つ用いた９領域分割の例では、登録時に原点近傍の領域（０−０）となった計測対象１１０（スルーホール１１１）においては、ＸＹ両成分とも隣接領域までの誤検出を認めると、一致扱い領域と全領域とが等しくなるため、そのスルーホール１１１の領域識別は不可能である。そのため、本変形例の場合には、図１２に示す例のように、プラス側およびマイナス側の両方で、領域分割の規定値を最低２つ設定することが必須となる。
なお、図１２の例の場合、隣接領域は両矢印でつながった領域同士、例えば、原点近傍を意味する領域（０−０）の隣接領域は、領域（０−Ｎ１）、領域（０−Ｐ１）、領域（Ｎ１−０）、領域（Ｐ１−０）、領域（Ｎ１−Ｎ１）、領域（Ｎ１−Ｐ１）、領域（Ｐ１−Ｎ１）、領域（Ｐ１−Ｐ１）の８領域となる。
【００８１】
さらに、上記の変形例においては、繰り返し計測誤差のために生産情報データベース３０の登録時に得られた分類情報と登録済みの回路基板１００の分類情報が一致してしまう事象や、相違する分類情報が全て互いに隣接する領域となり、実際隣接した異なる領域として判定すべきところを一致と見なされることで分類情報が一致判定された回路基板１００が複数発生する事象をあわせて回避する必要がある。
【００８２】
そこで、生産情報データベース３０内に登録する分類情報に、計測値が領域分割の規定値からどれだけ近いかという、繰り返し計測誤差による分類情報の誤判定リスクの有無情報を明示する手段と、検索時における一致扱いとする隣接領域の候補を限定する手段をあわせて設けてもよい。
【００８３】
例えば、図５等に示す実施例のように領域分割の規定値μ１＝σ／４＝６．２５ｕｍとし、計測時の繰り返し最大誤差が計測分解能と同じであり、その値がμ１／５＝σ／２０＝±１．２５ｕｍの場合を考える。
【００８４】
計測対象となる回路基板１００のある計測対象１１０（スルーホール１１１）の差分算出値の絶対値がＸＹ座標ともに６．２５−１．２５＝５．００ｕｍ以下であれば、誤判定リスクなしの領域（０−０）と判定する。
【００８５】
一方、Ｘ座標の絶対値が５．００ｕｍを超え６．２５ｕｍ以下であれば、Ｘ方向のプラス側に隣接する領域（Ｐ１−０）との誤判定リスクありとして、領域（０−０）、誤判定リスク（Ｐ１−０）と判定し、その計測値をあわせて保持する。
【００８６】
同様に、計測対象１１０（スルーホール１１１）がＸＹ座標ともに絶対値が５．００ｕｍを超え６．２５ｕｍ以下であれば、ＸＹ双方向のプラス側に隣接する領域（Ｐ１−０）、領域（０−Ｐ１）、領域（Ｐ１−Ｐ１）の３領域との誤判定リスクありとして、領域（０−０）、誤判定リスク（Ｐ１−０、０−Ｐ１、Ｐ１−Ｐ１）と判定する。
【００８７】
もし、１つでも誤判定リスクをもつ計測対象１１０が存在する場合や、全ての計測対象１１０の領域情報が一致する登録済みの回路基板１００が見つかった場合は、全ての計測対象１１０の計測値をあわせて記録する。
【００８８】
また、検索時には、計測対象１１０（スルーホール１１１）が領域（０−０）、誤判定リスクなし判定であれば、比較対象となる計測対象１１０における領域情報が領域（０−０）かつ誤判定リスクなしの場合のみを一致とみなす。
【００８９】
一方、領域（０−０）、誤判定リスク（Ｐ１−０）判定の場合であれば、比較対象の計測対象１１０の領域情報が領域（０−０）、領域（Ｐ１−０）の２通り、かつ誤判定リスクもその２通りのいずれかのみを一致とみなす。
【００９０】
同様に、領域（０−０）、誤判定リスク（Ｐ１−０、０−Ｐ１、Ｐ１−Ｐ１）判定の場合であれば、比較対象となる計測対象１１０における領域情報が領域（０−０）を含めた４通りのいずれか、かつ、誤判定リスクもその４通りのいずれかのみを一致とみなす。
【００９１】
それでも、計測対象の回路基板１００に対して複数の回路基板１００が一致判定された場合は、誤判定リスクを持つ計測対象１１０（スルーホール１１１）の計測値（差分）同士を比較し、最も計測値（差分）の差が小さいもの、誤判定リスクを持つスルーホール１１１が複数であれば計測値（差分）の差の２乗和が最も小さいものを検索結果とする判断部を検索部に設けてもよい。
【００９２】
以上のようにして、登録済みの回路基板１００の区分領域情報、誤判定リスク情報、計測値を組み合わせることで、計測結果をσ／２０の分解能で記録した場合は、１個の計測対象１１０（スルーホール１１１）における誤判定リスクをもつ領域（０−０）の計測値の組み合わせは３６通りとなるため、計測対象１１０のスルーホール１１１がｍ個の場合、２枚の回路基板１００のデータ一致確率は上記例に比べて３６のｍ乗分の１に小さくなる。
【００９３】
次に、本発明の第７変形例である回路基板の個体識別装置について、以下に説明する。
【００９４】
第７変形例では、上記例において計測繰り返し誤差のリスクをなくすため、加工誤差の標準偏差に対して計測繰り返し誤差の標準偏差を十分小さく、例えば１／２０以下に実現できる計測手段を用い、生産情報データベース３０に登録する位置情報として、区分領域に関する分類情報は用いずに、差分算出値に対して計測時の最大繰り返し誤差以下を丸めた概算値に置き換えている。
【００９５】
この場合、分類情報に相当する概算値が全ての計測対象１１０（スルーホール１１１）で一致したシリアル番号が得るべき検索結果となる。
【００９６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の一実施例である回路基板の個体識別装置および個体識別方法について説明したが、その適用その適用有無も含めて任意に組み合わせることが可能である。
【００９７】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００９８】
（付記１）回路基板上の複数の計測対象の位置を計測し、前記計測対象の計測値と前記計測対象の設計値との差を前記計測対象ごとの位置情報として取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段によって取得された前記位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する登録手段とを備える回路基板の個体識別装置。
【００９９】
（付記２）前記複数の計測対象は、前記回路基板上における設計上の座標位置が相互に一致または近傍する第１計測対象部および第２計測対象部をそれぞれ含み、前記位置情報取得手段は、前記計測対象ごとに前記第１計測対象部および前記第２計測対象部の相対位置を計測して前記位置情報を取得する付記１に記載の回路基板の個体識別装置。
【０１００】
（付記３）前記位置情報取得手段は、前記計測対象の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部により計測された前記計測対象の計測値と前記計測対象の設計値との差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部により算出された前記差分を座標空間上の点とみなし、前記差分が、座標空間を予め複数に区分して成る複数の区分領域のいずれに属するかを分類し、前記計測対象ごとの分類情報を取得する領域分類部とを含み、前記位置情報には、前記領域分類部により取得された前記分類情報が含められる付記１または付記２に記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０１】
（付記４）前記登録手段は、前記位置情報取得手段によって取得された前記計測対象ごとの位置情報の組み合わせを前記回路基板の個体識別情報に対応付けて記憶手段に登録し、前記回路基板の個体識別装置は、前記位置情報取得手段から受信した前記位置情報の組み合わせと前記記憶手段に記憶された前記位置情報の組み合わせとを照合することにより前記回路基板の前記個体識別情報を検索する検索手段と、前記検索手段による検索結果を出力する出力手段とを更に備える付記１乃至付記３のいずれかに記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０２】
（付記５）前記位置情報取得手段は、前記回路基板の外観を撮像するイメージセンサと、前記イメージセンサによって撮像された前記回路基板の外観画像を記憶する画像メモリと、前記画像メモリにより記憶された前記回路基板の外観画像を基に前記計測対象の位置を計測する画像計測部とを含む付記１乃至付記４のいずれかに記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０３】
（付記６）前記計測対象は、前記回路基板のスルーホール、ランドパターン、レジスト開口部、配線パターン、シルクパターンのいずれか、または、いずれかの組み合わせである付記１乃至付記５のいずれかに記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０４】
（付記７）前記位置情報取得手段は、前記回路基板に形成された位置決め基準穴と前記位置決め基準穴に設計上の座標位置が一致または近傍する箇所との相対位置の計測値と、前記位置決め基準穴と前記箇所との相対位置の設計値との差分を算出し、前記差分を補正値として用いて前記計測対象の計測位置を補正する補正部を含む付記１乃至付記６のいずれかに記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０５】
（付記８）前記領域分類部は、前記差分が、直交座標または極座標を予め複数に区分して成る複数の区分領域のいずれに属するかを分類する付記３乃至付記７のいずれかに記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０６】
（付記９）前記位置情報取得手段は、前記領域分類部による前記差分の領域分類時に、前記差分が正しい区分領域に隣接する区分領域に属すると誤判定される可能性の有無を判断する判断部を更に含み、前記位置情報には、前記差分算出部により算出された前記差分と、前記判断部により誤判定の可能性が有ると判断されたことを示す誤判定リスク情報とが含められる付記３乃至付記７のいずれかに記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０７】
（付記１０）前記検索手段は、前記位置情報取得手段から受信した前記分類情報の組み合わせと前記記憶手段に記憶された前記分類情報の組み合わせとを照合した際に不一致の計測対象が存在する場合であっても、前記不一致の計測対象間で前記区分領域が相互に隣接し、かつ、前記不一致の計測対象の位置情報に前記誤判定リスク情報が付加されている場合には、前記不一致の分類情報同士が相互に一致するものとみなす判定部を更に含む付記９に記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０８】
（付記１１）前記検索手段は、前記分類情報の組み合わせの照合によって一致する回路基板が複数検索された場合に、前記誤判定リスク情報が付加された全ての前記計測対象における前記差分同士を比較し、前記差分同士の差分のＸＹ各成分の２乗和が最小となる回路基板を検索結果として絞り込む判断部を更に含む付記１０に記載の回路基板の個体識別装置。
【０１０９】
（付記１２）回路基板上の複数の計測対象の位置を計測し、前記計測対象の計測値と前記計測対象の設計値との差を前記計測対象ごとの位置情報として取得する手順と、取得された前記位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する手順とを含む回路基板の個体識別方法。
【符号の説明】
【０１１０】
１０      ・・・  位置情報取得部
１１      ・・・  位置計測部
１１ａ    ・・・  基板供給ステージ
１１ｂ    ・・・  イメージセンサ
１１ｃ    ・・・  画像メモリ
１１ｄ    ・・・  画像計測部
１１ｅ    ・・・  撮像ステージ
１１ｆ    ・・・  個別画像メモリ
１１ｇ    ・・・  ＸＹステージ
１２      ・・・  差分算出部
１３      ・・・  領域分類部
２０      ・・・  登録部
３０      ・・・  生産情報データベース
４０      ・・・  検索部
５０      ・・・  出力部
６０      ・・・  入力受付部
１００    ・・・  回路基板
１１０    ・・・  計測対象
１１１    ・・・  スルーホール
１１１ａ  ・・・  スルーホールの中心
１１２    ・・・  ランドパターン
１１２ａ  ・・・  ランドパターンの中心
１１３    ・・・  位置決め基準穴
【図１】
0005991456.tif 000003
【図２】
0005991456.tif 000004
【図３】
0005991456.tif 000005
【図４】
0005991456.tif 000006
【図５】
0005991456.tif 000007
【図６】
0005991456.tif 000008
【図７】
0005991456.tif 000009
【図８】
0005991456.tif 000010
【図９】
0005991456.tif 000011
【図１０】
0005991456.tif 000012
【図１１】
0005991456.tif 000013
【図１２】
0005991456.tif 000014
【図１３】
0005991456.tif 000015
【図１４】
0005991456.tif 000016