(57)【要約】      （修正有） 【課題】実装工程において、前工程の結果と比較分析することにより、多岐にわたる不良要因を分析し、品質不良を抑えることにより、品質を安定化させること。【解決手段】実装工程における品質最終情報である修理結果をもとに、要因と考えられる工程の絞込みを行う機能２と、部品名称及びリード番号をもとに前工程の検査結果と比較し、工程及び不良要因を絞り込む機能３と、検査計測結果をもとに不良要因及び工程を絞り込む機能４を備え、発生する不良の真の要因を究明することにより、品質不良を抑えることができるので、品質が安定化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板実装工程における不良現象の要因を分析する実装品質要因分析方法であって、基板実装工程における、半田印刷工程での半田印刷検査結果と、部品装着工程での部品装着検査結果と、半田付工程での外観検査結果と、外観検査の検査結果にもとづき基板修理を行った修理結果を、それぞれ部品名称及びリード番号毎に、さらに、部品位置と部品形状等の設計情報を回路設計情報として、それぞれ品質データベースに登録する工程と、前記品質データベースより、修理結果にもとずき、各工程での部品検査結果を取得する工程と、各工程での部品の不良発生状態を部品名称及びリード単位で集計し、集計結果を統計処理する工程と、工程間の処理結果を分析し、前工程に要因があるか否かを順次分析し、不良発生要因工程及び不良要因を特定する不良要因特定工程からなる実装品質要因分析方法。
【請求項２】
不良要因特定工程は、部品名称及びリード単位で各工程を関連付け、各工程で不良状態を順次分析する請求項１記載の実装品質要因分析方法。
【請求項３】
基板実装工程における不良現象の要因を分析する実装品質要因分析方法であって、基板実装工程における、半田印刷工程での半田印刷検査結果と、部品装着工程での部品装着検査結果と、半田付工程での外観検査結果と、外観検査の検査結果にもとづき基板修理を行った修理結果を、それぞれ部品名称及びリード番号毎に、さらに、部品位置と部品形状等の設計情報を回路設計情報として、それぞれ品質データベースに登録する工程と、前記品質データベースより、各工程での部品検査結果を取得する工程と、各工程での部品の不良発生状態を部品名称及びリード単位で集計する工程と、部品名称及びリード単位の測定結果から不良と判定された測定結果をもとに、測定情報を時系列表示またはヒストグラム表示し、表示傾向から不良要因工程と不良要因を特定する不良要因特定工程からなる実装品質要因分析方法。
【請求項４】
各工程で検査を行う検査機の測定値情報を時系列表示し、測定値が予め設定された閾値を越えた場合に警報を出すことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の実装品質要因分析方法。
【請求項５】
各工程で検査を行う検査機の測定値情報をヒストグラム表示し、バラツキ度合いに閾値を設け、測定値が予め設定された閾値を超えた場合に警報を出すことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の実装品質要因分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板実装工程における品質向上を目的とする実装の品質要因分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の実装工程における品質分析方法は、半田印刷工程、部品装着工程、半田付工程それぞれの工程ごとに検査を行い、その結果を自工程設備へフィードバックしているため、実際に不良であるかを判定した実不良結果が反映されず、正確な不良要因の特定ができなかった。（例えば、特許文献１参照）
図１０は、実装工程の代表的な構成を示すものである。図１０において、基板の搬送される方向に対して、先頭が半田印刷工程２０で、基板に半田を印刷する半田印刷機２３と、その半田の印刷状態を検査する半田印刷検査機２４にて構成される。この半田印刷検査機２４により、検査結果を半田印刷機２３にフィードバックを行う。
【０００３】
半田印刷工程２０の次の工程が部品装着工程２１である。この工程は、半田の印刷された基板上に、電子部品を装着する部品装着機２５と、その装着状態を検査する部品装着検査機２６にて構成される。
【０００４】
部品装着工程２１の次の工程が半田付工程２２で、この工程は、半田印刷工程２０にて印刷された半田と、部品装着工程２１にて装着された部品を半田付けする部品半田付機２７と、半田付けされた基板を検査する外観検査機２８にて構成される。この検査が、検査機にて検査される最終の検査となる。ここで不良となった部品が、修理工程２９にて人手により不良確認後、修理される。
【０００５】
このような実装工程での従来不良要因分析は、図１０に示すように、半田印刷工程２０は半田印刷検査結果をもとに半田印刷工程２０での分析が行われ、その結果が、半田印刷機２４にフィードバックされる。部品装着工程２１では、部品装着検査機２６の検査結果をもとに、部品装着工程２１での分析が行われ、その結果が部品装着機２５にフィードバックされる。半田付工程２２では、外観検査機２８の検査結果をもとに、半田付工程２２の分析が行われ、その結果が部品半田付機２７にフィードバックされる。
【０００６】
これらのフィードバックされた情報をもとに、不良が発生しないよう設備メンテナンスや、パラメータ変更を行い、不良発生を抑制するものである。
【特許文献１】特開平１１−２９８２００号公報（４〜５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、各工程における検査機の検査結果を、各々の工程にのみフィードバックし、不良を抑制するものであるため、この方法では、ある不良に対する真の要因が、他工程に存在していた場合、その不良要因は把握できない。また、近年の商品の小型化や、高機能化に伴い、実装基板の小型化や、高密度化が進んでおり、実装部品も小型化や、部品下部に半田接合部のある部品など、従来の検査技術だけでは不良を発見できない場合がでてきており、従来の工程毎のフィードバックでは、真の不良要因の解明には至らないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、工程内における検査結果のフィードバックにとどまらず、工程間の検査結果の相関を取り、発生した不良の真の不良要因工程及び不良要因を究明し、不良発生を抑制することを可能とした実装品質要因分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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、半田印刷工程での半田印刷検査結果と、部品装着工程での部品装着検査結果と、半田付工程での外観検査結果と、基板の修理結果と、回路設計情報が登録されている品質データベースの情報をもとに、登録されている修理部品結果にもとづいて、各工程での部品の不良状態を部品名称及びリード単位で集計し、分析する工程と、工程間での処理結果を分析し、工程間の処理結果を分析し、前工程に要因があるか否かを順次分析し、不良要因の分析を行う不良要因特定工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、不良要因特定工程は、部品名称及びとリード単位での各工程を関連づけ、不良状態を分析することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、各工程での部品検査結果を取得する工程と、各工程での部品の不良発生状態を部品名称及びリード単位で集計する工程と、部品名称及びリード単位の測定結果から不良と判断された測定結果をもとに、測定情報を時系列表示またはヒストグラム表示し、表示傾向から不良要因工程と不良要因を特定する不良要因特定工程を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３いずれかに記載の要因分析方法において、測定値の時間経過による推移に設定値を設け、測定値が設定された閾値を越えた場合、警報を出すことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３いずれかに記載の要因分析方法において、測定値を統計処理したときのバラツキ度合いに閾値を設け、測定値が設定された閾値を超えた場合、警報を出すことを特徴とする。
【００１４】
本構成によって、実装工程にて発生する不良の真の要因を究明し、実装不良を従来に比して大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の実装品質要因分析方法によれば、発生する品質不良に対してその要因別に区別でき、区別した要因別に部品名称及び部品のリード番号をもとに、その不良原因と考えられる工程の絞り込みができ、不良発生要因を究明することにより、品質不良を従来に比して大幅に低減可能な品質管理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１における実装品質要因分析方法のフロー図である。本発明の実施の形態の実装品質要因分析方法は、品質データベースより修理結果を取得する工程と、不良部品名称より各工程での部品の不良状態をグラフ表示等で統計処理する工程と、工程間の処理結果を分析し、前工程に要因があるか否かを分析する工程と、部品名称及びリード番号を基に、前工程の検査結果とグラフにより比較し、不良発生工程及び不良発生要因の絞込みを行う工程からなることを特徴とする。
【００１８】
以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、品質データベース１には、半田印刷工程２０の半田印刷検査結果と、部品装着工程２１の部品装着検査結果と、半田付工程２２の検査結果と、修理結果と、回路設計情報と、実装条件が格納されている。これらをブロック図で示すと図２のようになる。
【００２０】
図２において、半田印刷工程２０の半田印刷検査結果は、基板ごとのランド上の半田検査結果が格納されており、その格納情報には、どの基板のどの部品のどのリードが接合する半田が不良であるか、不良でないかと、判定時の計測データが格納されている。
【００２１】
部品装着工程２１の部品装着検査結果は、基板ごとの部品検査結果が格納されており、その情報には、どの基板のどの部品が不良であるかと、どの部品のどのリードが不良であるかと、判定時の計測データが格納されている。
【００２２】
半田付工程２２の外観検査結果は、基板ごとの検査結果が格納されており、その情報には、どの基板のどの部品及びどのリードが不良であるかと、判定時の計測データが格納されている。
【００２３】
修理結果は、半田付工程２２にて不良となった部品及びリードを、人手により検査を行い、その時点の判定結果が、最終的な判定となり、この結果が基板単位に格納されている。
【００２４】
回路設計情報３０は、部品位置や部品形状等といった、設計情報が格納されている。
【００２５】
実装条件３１とは、半田印刷工程２０においては、印刷速度や、半田の粘度などのデータを格納し、部品装着工程２１においては、カセット番号や部品位置などのデータを格納し、半田付工程２２においては、半田付け時のヒーターの温度や、基板搬送速度などのデータを格納している。
【００２６】
上記データをもとに、基板の生産されるプロセス及び不良を低減するプロセスを説明する。まず、半田印刷機２３にて、基板のランド上にクリーム半田を印刷し、その印刷状態を半田印刷検査機２４にて検査する。このとき、どの基板のどのランドが警告レベルであるか、及びそのときの計測値を品質データベース1 に保存する。ここでの検査項目には、半田高さや、半田体積、位置ずれなどがある。
【００２７】
次に、部品装着工程２１では、半田印刷工程２０にて半田を印刷されたランド上に、部品装着機２５にて部品を実装し、その実装状態を部品装着検査機２６によって検査する。このとき、どの基板のどの部品及びリードが警告レベルにあるか、及びそのときの計測値を品質データベース１に保存する。ここでの検査項目には、部品高さ、部品位置ズレ、部品なし、などの項目がある。
【００２８】
次に、半田付工程２２にて、クリーム半田をリフローし、部品を基板に半田付けを行い、その実装基板の状態を、外観検査機２８によって検査する。このとき、どの基板のどの部品及びリードが不良であるか、及びそのときの計測値を品質データベースに保存する。ここでの検査項目には、部品高さ、部品位置ズレ、部品なし、などの項目がある。
【００２９】
次に、外観検査結果をもとに、人手により不良を確認し、実際に不良であるかどうかを判断した結果を、品質データベース１に保存する。
【００３０】
これらのデータを用い、具体的に不良要因工程を抽出する為のフローを図３に示す。まず、品質データベース１より、修理結果にもとずき、各工程での部品検査結果を取得し、検査状況を図４のように比較する。図４は、各工程の不良発生状況を部品単位で集計したもので、各工程での不良発生状況により、不良発生要因と考えられる工程を抽出することができる。例えば、修理結果にて「C123」という名称の部品に不良が多く発生していた場合、外観検査で「C123」に部品不良が発生しているか否かを確認し、発生しているのであれば、前工程である半田付工程が不良要因を含んでいると考えられるということになる。また、その前工程である部品装着検査で「C123」に部品不良が発生していれば、前工程から不良となっているため、実装工程に不良要因を含んでいると考えられる。
【００３１】
実例で示すと、修理結果にて「C123」部品が部品ズレと判定された場合、その要因は半田付工程にあるか、部品装着工程にあるかを判定するために、図４に示すように、部品装着工程での判定結果を参照する。部品装着工程にて、該当部品が不良となっていた場合は、部品装着工程以前に要因があるということになり、部品装着工程にて良品であったとすれば、半田付工程に要因があると考えられる。
【００３２】
部品装着工程以前に要因があると考えられる場合、半田印刷工程での該当部品のリードの印刷状態がどうであったかを、図４に示す手順と同様にて確認する。該当部品のリードの印刷状態が不良であったとすれば、半田印刷工程に要因があると考えられることになる。
【００３３】
次に、不良発生要因を特定する他の方法として、各工程の測定結果のバラツキ度合いによる特定方法について、図５を用いて説明する。各工程での部品の不良発生状況を部品名称及びリード単位で集計する工程までは上記実施例と同じである。本方法では、図５に示すように部品、リード単位の不良集計５０から、不良判定時の判定基準である測定結果をもとに、不良部品を特定し、当該部品の測定値情報を時系列表示５１し、測定値の表示傾向から不良要因工程と不良要因を特定する。また、測定値情報をヒストグラム表示５２し、不良現象と測定値のバラツキの関係より、不良要因工程と要因を特定する。このときの運用フローは以下の通りである。品質データベース１より、各工程の検査結果のうち計測値情報を取得し、部品名称、リード番号ごとに不良数を集計し、グラフ表示させる。グラフ表示は計測値情報の時系列表示及びヒストグラムを表示し、傾向とバラツキにより、不良工程と不良要因の分析が可能となる。例えば半田印刷工程であれば、半田の粘度を変更した時、バラツキを抑えることができるのであれば、要因は半田粘度という結果になる。
【００３４】
また、図６に示すように、回路設計情報３０から部品位置、部品形状情報を取得し、不良部品の基板６０上の位置と不良発生頻度より要因を分析する。基板６０上の部品６１と不良発生頻度の高い部品６２を色分けして表示させることにより、集中的に発生している部品を特定でき、この要因として実装時点での基板位置決め精度や、基板支持部分の精度が考えられる。このときの運用フローを図７に示す。品質データベース１より、検査結果と回路設計情報を取得し、この情報をもとに基盤の部品配置イメージ図と、不良部品の発生度合いを表示する。表示された不良発生の分布傾向により、不良工程と不良要因の分析が可能となる。
【００３５】
また、図８に示すように、各工程で検査を行う検査機の測定値情報を時系列表示８０とし、表示に、警告値の上限値と下限値を設定する閾値を検査機と別に持つことにより、測定値が閾値を越えた場合に、検査機によるNG判定が出る前にアラームを出力することができるため、未然に不良要因を特定し、不良を出さないための対応が可能となる。また、ヒストグラム８１においては、バラツキの幅に予め上限と下限を設け、上限もしくは下限を超過してバラツキが発生した場合にアラームを出力することで、未然に不良要因工程の特定と、不良要因の特定が可能となる。このときの運用を図９に示す。品質データベース１より計測結果を取得し、時系列表示及びヒストグラムに閾値を設け、この値を超えた場合にアラームを出力することにより、未然に不良要因工程と、不良要因の特定が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の実装品質要因分析方法は、実装工程の多岐にわたる不良要因を工程ごとに絞込み、要因を特定していく機能を有し、デバイス製造プロセス等の品質管理方法の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１における実装品質要因分析のフロー図
【図２】品質データベースのブロック図
【図３】本発明を実施するにあたってのプロセス図
【図４】工程毎の検査結果の相関を示す図
【図５】統計分析を示す図
【図６】基板上の不良部品の分布図
【図７】基板の不良発生状況を確認するプロセス図
【図８】統計分析を行うプロセス図
【図９】アラーム発生を示す図
【図１０】従来の実装品質要因分析方法のブロック図
【符号の説明】
【００３８】
１  品質データベース
２  プロセス説明
３  プロセス説明
４  プロセス説明
５  プロセス説明
６  プロセス説明
７  プロセス説明
８  プロセス説明
９  プロセス説明
１０  プロセス説明
２０  印刷工程
２１  部品装着工程
２２  半田付工程
２３  半田印刷機
２４  半田印刷検査機
２５  部品装着機
２６  部品装着検査機
２７  半田付機
２８  外観検査機
２９  修理工程
３０  回路設計情報
３１  実装条件
５０  不良発生状況
５１  時系列表示
５２  ヒストグラム
６０  基板
６１  部品
６２  不良発生頻度の高い部品
８０  時系列表示によるアラーム発生
８１  ヒストグラムによるアラーム発生
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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