(57)【要約】  補正量算出装置は、印刷検査機と、部品装着機と、外観検査機とを備える対基板作業ラインにおいて、第一取得部と、補正量算出部とを備える。印刷検査機は、印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する。部品装着機は、印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う。外観検査機は、部品装着機によって装着された部品の装着位置を検査する。第一取得部は、印刷検査機によって検出された印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、外観検査機によって検出された装着位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する。補正量算出部は、印刷位置に対する装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の装着処理に用いられる補正量を、第一位置ずれ量および第二位置ずれ量に基づいて算出する。
2020178990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する印刷検査機と、
前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う部品装着機と、
前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する外観検査機と、
を備える対基板作業ラインにおいて、
前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する第一取得部と、
前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する補正量算出部と、
を備える補正量算出装置。
【請求項２】
前記補正量算出部は、同種の複数の基板について、前記基板を識別する基板識別情報と、前記基板に装着される複数の前記部品の目標装着位置ごとの前記第三位置ずれ量とを関連付けて記憶し、前記目標装着位置ごとの所定数の前記第三位置ずれ量の分布に基づいて、前記目標装着位置ごとの前記補正量を算出する請求項１に記載の補正量算出装置。
【請求項３】
前記補正量算出部は、同種の複数の基板について、前記基板を識別する基板識別情報と、前記基板に装着される複数の前記部品の部品種ごとの前記第三位置ずれ量とを関連付けて記憶し、前記部品種ごとの所定数の前記第三位置ずれ量の分布に基づいて、前記部品種ごとの前記補正量を算出する請求項１に記載の補正量算出装置。
【請求項４】
前記補正量算出部は、シューハートの管理図を用いて、前記第三位置ずれ量の分布が管理状態にあると判断したときに、前記補正量を算出する請求項２または請求項３に記載の補正量算出装置。
【請求項５】
前記はんだに合わせて前記部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を許容し、パッドに合わせて前記部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を規制する許可部を備える請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の補正量算出装置。
【請求項６】
印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を取得する第二取得部と、
前記第二取得部によって取得された前記印刷位置、および、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の前記補正量算出部によって算出された前記補正量に基づいて、前記装着処理を行う装着処理部と、
を備える部品装着機。
【請求項７】
前記はんだに合わせて部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を許容し、パッドに合わせて前記部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を規制する許可部を備える請求項６に記載の部品装着機。
【請求項８】
印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する印刷検査機と、
前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う部品装着機と、
前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する外観検査機と、
を備える対基板作業ラインに適用される補正量算出方法であって、
前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する第一取得工程と、
前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する補正量算出工程と、
を備える補正量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、補正量算出装置、部品装着機および補正量算出方法に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
基板に印刷されたはんだが溶融する際に表面張力が発生する。表面張力は、パッドの中央部で最も大きくなるので、はんだに合わせて部品を装着すると、リフロー炉においてはんだが溶融したときに、部品とはんだがパッドに向かって一緒に流動して、部品の電極部は、パッドの中央部に引き寄せられる。そのため、部品装着機では、基板に印刷されたはんだに合わせて部品を装着する場合がある。【０００３】
特許文献１に記載の部品装着方法は、印刷検査機によって装着座標ごとにはんだ位置データを求め、求められたはんだ位置データを、下流側の稼働中の部品装着機にフィードフォワードする。これにより、はんだ位置データに基づいて、搭載ヘッドの制御パラメータが修正されて、部品がはんだ上に搭載される。【０００４】
また、特許文献１に記載の部品装着方法は、外観検査機によって部品の搭載位置の位置ずれ傾向を判断し、正規位置に対する位置ずれ量の偏差を求める。そして、搭載位置の偏差データは、部品装着機にフィードバックされ、制御パラメータを偏差分、修正するキャリブレーションが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の部品装着方法では、部品装着機にフィードバックする補正量の算出において、印刷検査機によって得られたはんだ位置データが考慮されていない。また、外観検査機によって得られる位置ずれ量の正規位置が不明である。正規位置は、例えば、設計上の搭載位置、はんだの印刷位置などが想定される。よって、特許文献１に記載の部品装着方法では、はんだの印刷位置に基づいて部品を装着する際の補正量が必ずしも適切であるとは言えない。【０００７】
このような事情に鑑みて、本明細書は、はんだの印刷位置に基づいて部品を装着する際の適切な補正量を算出可能な補正量算出装置、部品装着機および補正量算出方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書は、印刷検査機と、部品装着機と、外観検査機とを備える対基板作業ラインにおいて、第一取得部と、補正量算出部とを備える補正量算出装置を開示する。前記印刷検査機は、印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する。前記部品装着機は、前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う。前記外観検査機は、前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する。前記第一取得部は、前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する。前記補正量算出部は、前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する。【０００９】
また、本明細書は、印刷検査機と、部品装着機と、外観検査機とを備える対基板作業ラインに適用される補正量算出方法であって、第一取得工程と、補正量算出工程とを備える補正量算出方法を開示する。前記印刷検査機は、印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する。前記部品装着機は、前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う。前記外観検査機は、前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する。前記第一取得工程は、前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する。前記補正量算出工程は、前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の補正量算出装置によれば、第一取得部と、補正量算出部とを備える。これにより、補正量算出装置は、第一位置ずれ量および第二位置ずれ量の両方を用いて、印刷位置に対する装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量を補正するときの補正量を算出することができる。補正量算出装置について上述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。なお、本明細書が開示する部品装着機は、補正量算出部によって算出された補正量に基づいて、装着処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】対基板作業ラインＷＭＬの構成例を示す構成図である。
【図２】部品装着機ＷＭ３の構成例を示す平面図である。
【図３】補正量算出装置４０の制御ブロックの一例を示すブロック図である。
【図４】管理装置ＷＭＣによる制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】部品装着機ＷＭ３による制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】基板製品９００の一例を示す模式図である。
【図７】第一位置ずれ量ＭＡ１、第二位置ずれ量ＭＡ２および第三位置ずれ量ＭＡ３の関係の一例を示す模式図である。
【図８Ａ】基板識別情報ＩＤ１と、目標装着位置ＲＦ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とが関連付けられて記憶されている状態の一例を示す模式図である。
【図８Ｂ】基板識別情報ＩＤ１と、部品種ＰＴ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とが関連付けられて記憶されている状態の一例を示す模式図である。
【図９】第三位置ずれ量ＭＡ３の分布の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．実施形態
１−１．対基板作業ラインＷＭＬの構成例
対基板作業ラインＷＭＬでは、基板９０に所定の対基板作業を行う。対基板作業ラインＷＭＬを構成する対基板作業機ＷＭの種類および数は、限定されない。図１に示すように、本実施形態の対基板作業ラインＷＭＬは、印刷機ＷＭ１、印刷検査機ＷＭ２、複数（３つ）の部品装着機ＷＭ３、外観検査機ＷＭ４およびリフロー炉ＷＭ５の複数（７つ）の対基板作業機ＷＭを備えており、基板９０は、基板搬送装置（図示略）によって、この順に搬送される。
【００１３】
印刷機ＷＭ１は、基板９０において、複数の部品９１の各々の装着位置に、はんだ９２を印刷する。印刷検査機ＷＭ２は、印刷機ＷＭ１によって印刷されたはんだ９２の印刷状態を検査する。部品装着機ＷＭ３は、はんだ９２が印刷された基板９０に部品９１を装着する装着処理を行う。部品装着機ＷＭ３は、一つであっても良く、複数であっても良い。本実施形態のように、部品装着機ＷＭ３が複数設けられる場合は、複数の部品装着機ＷＭ３が分担して、複数の部品９１を装着することができる。
【００１４】
外観検査機ＷＭ４は、部品装着機ＷＭ３によって装着された部品９１の装着状態を検査する。リフロー炉ＷＭ５は、部品９１が装着された基板９０を加熱し、はんだ９２を溶融させて、はんだ付けを行う。このように、対基板作業ラインＷＭＬは、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭを用いて、基板９０を順に搬送し、検査処理を含む生産処理を実行して基板製品９００を生産することができる。なお、対基板作業ラインＷＭＬは、例えば、機能検査機、バッファ装置、基板供給装置、基板反転装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などの対基板作業機ＷＭを必要に応じて備えることもできる。
【００１５】
対基板作業ラインＷＭＬを構成する複数（７つ）の対基板作業機ＷＭおよび管理装置ＷＭＣは、通信部ＬＣによって電気的に接続されている。具体的には、通信部ＬＣは、有線または無線によって、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭおよび管理装置ＷＭＣを通信可能に接続することができる。また、通信方法は、種々の方法をとり得る。
【００１６】
本実施形態では、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭおよび管理装置ＷＭＣによって、構内情報通信網（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が構成されている。これにより、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭは、通信部ＬＣを介して、互いに通信することができる。また、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭは、通信部ＬＣを介して、管理装置ＷＭＣと通信することができる。
【００１７】
管理装置ＷＭＣは、対基板作業ラインＷＭＬを構成する複数（７つ）の対基板作業機ＷＭの制御を行い、対基板作業ラインＷＭＬの動作状況を監視する。管理装置ＷＭＣには、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭを制御する種々の制御データが記憶されている。管理装置ＷＭＣは、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭの各々に制御データを送信する。また、複数（７つ）の対基板作業機ＷＭの各々は、管理装置ＷＭＣに動作状況および生産状況を送信する。
【００１８】
１−２．部品装着機ＷＭ３の構成例
部品装着機ＷＭ３は、はんだ９２が印刷された基板９０に部品９１を装着する装着処理を行う。図２に示すように、部品装着機ＷＭ３は、基板搬送装置１１、部品供給装置１２、部品移載装置１３、部品カメラ１４、基板カメラ１５および制御装置１６を備えている。
【００１９】
基板搬送装置１１は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成され、基板９０を搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送する。基板９０は、回路基板であり、電子回路および電気回路のうちの少なくとも一方が形成される。基板搬送装置１１は、部品装着機ＷＭ３の機内に基板９０を搬入し、機内の所定位置に基板９０を位置決めする。基板搬送装置１１は、部品装着機ＷＭ３による部品９１の装着処理が終了した後に、基板９０を部品装着機ＷＭ３の機外に搬出する。
【００２０】
部品供給装置１２は、基板９０に装着される複数の部品９１を供給する。部品供給装置１２は、基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられる複数のフィーダ１２１を備えている。複数のフィーダ１２１の各々は、複数の部品９１が収納されるキャリアテープ（図示略）をピッチ送りさせて、フィーダ１２１の先端側に位置する供給位置において部品９１を採取可能に供給する。また、部品供給装置１２は、チップ部品などと比べて比較的大型の電子部品（例えば、リード部品など）を、トレイ上に配置した状態で供給することもできる。
【００２１】
部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３１および移動台１３２を備えている。ヘッド駆動装置１３１は、直動機構によって移動台１３２を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動台１３２には、クランプ部材（図示略）によって装着ヘッド２０が着脱可能（交換可能）に設けられている。装着ヘッド２０は、少なくとも一つの保持部材３０を用いて、部品供給装置１２によって供給される部品９１を採取し保持して、基板搬送装置１１によって位置決めされた基板９０に部品９１を装着する。保持部材３０は、例えば、吸着ノズル、チャックなどを用いることができる。
【００２２】
部品カメラ１４および基板カメラ１５は、公知の撮像装置を用いることができる。部品カメラ１４は、光軸がＺ軸方向の上向き（鉛直上方方向）になるように、部品装着機ＷＭ３の基台に固定されている。部品カメラ１４は、保持部材３０によって保持されている部品９１を下方から撮像することができる。
【００２３】
基板カメラ１５は、光軸がＺ軸方向の下向き（鉛直下方方向）になるように、部品移載装置１３の移動台１３２に設けられている。基板カメラ１５は、基板９０を上方から撮像することができる。部品カメラ１４および基板カメラ１５は、制御装置１６から送出される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ１４および基板カメラ１５によって撮像された画像データは、制御装置１６に送信される。
【００２４】
制御装置１６は、公知の演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている（いずれも図示略）。制御装置１６には、部品装着機ＷＭ３に設けられる各種センサから出力される情報、画像データなどが入力される。制御装置１６は、制御プログラムおよび予め設定されている所定の装着条件などに基づいて、各装置に対して制御信号を送出する。
【００２５】
例えば、制御装置１６は、基板搬送装置１１によって位置決めされた基板９０を基板カメラ１５に撮像させる。制御装置１６は、基板カメラ１５によって撮像された画像を画像処理して、基板９０の位置決め状態を認識する。また、制御装置１６は、部品供給装置１２によって供給された部品９１を保持部材３０に採取させ保持させて、保持部材３０に保持されている部品９１を部品カメラ１４に撮像させる。制御装置１６は、部品カメラ１４によって撮像された画像を画像処理して、部品９１の保持姿勢を認識する。
【００２６】
制御装置１６は、制御プログラムなどによって予め設定される装着予定位置の上方に向かって、保持部材３０を移動させる。また、制御装置１６は、基板９０の位置決め状態、部品９１の保持姿勢などに基づいて、装着予定位置を補正して、実際に部品９１を装着する装着位置を設定する。装着予定位置および装着位置は、位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）の他に回転角度を含む。
【００２７】
制御装置１６は、装着位置に合わせて、保持部材３０の目標位置（Ｘ軸座標およびＹ軸座標）および回転角度を補正する。制御装置１６は、補正された目標位置において補正された回転角度で保持部材３０を下降させて、基板９０に部品９１を装着する。制御装置１６は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すことによって、基板９０に複数の部品９１を装着する装着処理を実行する。
【００２８】
１−３．補正量算出装置４０および部品装着機ＷＭ３
補正量算出装置４０は、制御ブロックとして捉えると、第一取得部４１と、補正量算出部４２とを備えている。補正量算出装置４０は、許可部４３をさらに備えると好適である。また、部品装着機ＷＭ３は、第二取得部４４と、装着処理部４５とを備えていると好適である。なお、許可部４３は、部品装着機ＷＭ３に設けることもできる。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態の補正量算出装置４０は、第一取得部４１と、補正量算出部４２と、許可部４３とを備えている。また、同図に示すように、本実施形態の補正量算出装置４０は、管理装置ＷＭＣに設けられている。補正量算出装置４０は、管理装置ＷＭＣ以外の種々の演算装置に設けることもできる。
【００３０】
管理装置ＷＭＣは、図４に示すフローチャートに従って、制御プログラムを実行する。第一取得部４１は、ステップＳ１１に示す処理を行う。補正量算出部４２は、ステップＳ１２に示す処理を行う。許可部４３は、ステップＳ１３に示す判断、並びに、ステップＳ１４およびステップＳ１５に示す処理を行う。また、部品装着機ＷＭ３は、図５に示すフローチャートに従って、制御プログラムを実行する。第二取得部４４は、ステップＳ２１に示す処理を行う。装着処理部４５は、ステップＳ２２に示す処理を行う。
【００３１】
１−３−１．第一取得部４１
第一取得部４１は、第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２を取得する（図４に示すステップＳ１１）。第一位置ずれ量ＭＡ１は、印刷検査機ＷＭ２によって検出された印刷位置ＰＰ１のパッド位置ＰＤ１に対する位置ずれ量をいう。第二位置ずれ量ＭＡ２は、外観検査機ＷＭ４によって検出された装着位置ＭＰ１のパッド位置ＰＤ１に対する位置ずれ量をいう。なお、印刷位置ＰＰ１に対する装着位置ＭＰ１の位置ずれ量を第三位置ずれ量ＭＡ３とする。また、第一取得部４１は、目標装着位置ＲＦ１ごとに第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２を取得する。
【００３２】
図６は、基板製品９００の一例を示している。同図に示すように、基板９０には、第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２が設けられている。第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２は、フィデューシャルマークと呼ばれる基板９０の位置決め基準であり、基板９０の外縁部に設けられている。基板９０に設定される座標系である基板座標系は、第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２と、Ｘ軸方向ＢＸおよびＹ軸方向ＢＹとの位置関係によって規定することができる。
【００３３】
本実施形態では、基板座標系の原点０は、第一マーク部ＦＭ１に設けられている。例えば、図２に示す部品装着機ＷＭ３の制御装置１６は、第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２を基板カメラ１５に撮像させて、取得した画像を画像処理して、基板９０の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。また、基板９０における複数（図６では、図示の便宜上、３つ）の部品９１の各々の目標装着位置ＲＦ１は、基板座標系を用いて表すことができる。同図では、目標装着位置ＲＦ１は、記号Ｒ１〜記号Ｒ３で表されている。
【００３４】
図７は、図６に示す複数（３つ）の部品９１のうちの一つの部品９１について、基板９０に形成されているパッド９０ａと、印刷機ＷＭ１によって印刷されたはんだ９２と、部品装着機ＷＭ３によって装着された部品９１との位置関係の一例を示している。パッド９０ａは、ランドとも呼ばれ、回路の配線パターンに形成される。例えば、同図の部品９１は、二つの電極部を備えており、一つの部品９１について、二つのパッド９０ａが設けられている。
【００３５】
はんだ９２は、パッド９０ａと部品９１の電極部とを電気的に接続する。印刷機ＷＭ１がパッド９０ａの上にはんだ９２を印刷し、部品装着機ＷＭ３がはんだ９２の上に部品９１を装着するのが理想である。しかしながら、基板９０の位置決め誤差、装置の動作誤差などの種々の要因により、はんだ９２の印刷位置ＰＰ１、部品９１の装着位置ＭＰ１は、目標位置からずれる可能性がある。
【００３６】
ここで、一の部品９１について設けられる複数（同図では、２つ）のパッド９０ａの重心位置をパッド位置ＰＤ１とする。また、当該部品９１について基板９０に印刷された複数（同図では、２つ）のはんだ９２の重心位置を印刷位置ＰＰ１とする。さらに、当該部品９１が基板９０に装着されたときの当該部品９１の重心位置を装着位置ＭＰ１とする。このとき、印刷位置ＰＰ１のパッド位置ＰＤ１に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量ＭＡ１は、はんだ９２の目標印刷位置（パッド位置ＰＤ１）と実際の印刷位置ＰＰ１との偏差を示している。
【００３７】
基板９０に印刷されたはんだ９２が溶融する際に表面張力が発生する。表面張力は、パッド９０ａの中央部で最も大きくなるので、はんだ９２に合わせて部品９１を装着すると、リフロー炉ＷＭ５においてはんだ９２が溶融したときに、部品９１とはんだ９２がパッド９０ａに向かって一緒に流動して、部品９１の電極部は、パッド９０ａの中央部に引き寄せられる。
【００３８】
そこで、部品装着機ＷＭ３では、基板９０に印刷されたはんだ９２に合わせて部品９１を装着する場合がある（図７の破線で示す四角形を参照）。この場合、印刷位置ＰＰ１に対する装着位置ＭＰ１の位置ずれ量である第三位置ずれ量ＭＡ３は、部品９１の目標装着位置ＲＦ１（印刷位置ＰＰ１）と実際の装着位置ＭＰ１との偏差を示している。
【００３９】
第一位置ずれ量ＭＡ１は、印刷検査機ＷＭ２によって検出される。印刷検査機ＷＭ２は、印刷機ＷＭ１によって印刷されたはんだ９２の印刷位置ＰＰ１を検査する。例えば、印刷検査機ＷＭ２は、基板９０を撮像装置に撮像させて、取得した画像を画像処理して、第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２に基づいて基板９０の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。
【００４０】
また、印刷検査機ＷＭ２は、取得した画像を画像処理して、はんだ９２の印刷位置ＰＰ１の座標値を取得することができる。印刷検査機ＷＭ２は、取得した印刷位置ＰＰ１の座標値と、既知のパッド位置ＰＤ１の座標値との偏差から、第一位置ずれ量ＭＡ１を検出することができる。印刷検査機ＷＭ２は、Ｘ座標およびＹ座標の各々について、第一位置ずれ量ＭＡ１を検出する。
【００４１】
装着位置ＭＰ１のパッド位置ＰＤ１に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量ＭＡ２は、外観検査機ＷＭ４によって検出される。外観検査機ＷＭ４は、部品装着機ＷＭ３によって装着された部品９１の装着位置ＭＰ１を検査する。例えば、外観検査機ＷＭ４は、基板９０を撮像装置に撮像させて取得した画像を画像処理して、第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２に基づいて基板９０の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。
【００４２】
また、外観検査機ＷＭ４は、取得した画像を画像処理して、部品９１の装着位置ＭＰ１の座標値を取得することができる。外観検査機ＷＭ４は、取得した装着位置ＭＰ１の座標値と、既知のパッド位置ＰＤ１の座標値との偏差から、第二位置ずれ量ＭＡ２を検出することができる。外観検査機ＷＭ４は、Ｘ座標およびＹ座標の各々について、第二位置ずれ量ＭＡ２を検出する。
【００４３】
１−３−２．補正量算出部４２
補正量算出部４２は、第三位置ずれ量ＭＡ３について後に生産する基板製品９００の装着処理に用いられる補正量ＣＡ１を、第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２に基づいて算出する（図４に示すステップＳ１２）。
【００４４】
図７に示すように、印刷位置ＰＰ１に対する装着位置ＭＰ１の位置ずれ量である第三位置ずれ量ＭＡ３は、第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２に基づいて算出することができる。具体的には、Ｘ軸方向ＢＸの第三位置ずれ量ＭＡ３は、Ｘ軸方向ＢＸの第二位置ずれ量ＭＡ２から、Ｘ軸方向ＢＸの第一位置ずれ量ＭＡ１を減じて算出することができる。また、Ｙ軸方向ＢＹの第三位置ずれ量ＭＡ３は、Ｙ軸方向ＢＹの第二位置ずれ量ＭＡ２から、Ｙ軸方向ＢＹの第一位置ずれ量ＭＡ１を減じて算出することができる。
【００４５】
よって、補正量算出部４２は、Ｘ軸方向ＢＸの第一位置ずれ量ＭＡ１から、Ｘ軸方向ＢＸの第二位置ずれ量ＭＡ２を減じて、Ｘ軸方向ＢＸの補正量ＣＡ１を算出することができる。また、補正量算出部４２は、Ｙ軸方向ＢＹの第一位置ずれ量ＭＡ１から、Ｙ軸方向ＢＹの第二位置ずれ量ＭＡ２を減じて、Ｙ軸方向ＢＹの補正量ＣＡ１を算出することができる。なお、補正量算出部４２は、目標装着位置ＲＦ１ごとに補正量ＣＡ１を算出する。
【００４６】
このように、補正量算出部４２は、一枚の基板９０について、第一取得部４１が取得した第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２に基づいて、補正量ＣＡ１を算出することができる。しかしながら、第三位置ずれ量ＭＡ３は、基板９０の位置決め誤差、装置の動作誤差などの種々の要因により、複数の基板９０において、ばらつく可能性がある。
【００４７】
そこで、補正量算出部４２は、同種の複数の基板９０について、基板９０を識別する基板識別情報ＩＤ１と、基板９０に装着される複数の部品９１の目標装着位置ＲＦ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とを関連付けて記憶すると好適である。そして、補正量算出部４２は、目標装着位置ＲＦ１ごとの所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３の分布に基づいて、目標装着位置ＲＦ１ごとの補正量ＣＡ１を算出すると好適である。これにより、補正量算出部４２は、複数の基板９０における第三位置ずれ量ＭＡ３のばらつきを考慮した目標装着位置ＲＦ１ごとの補正量ＣＡ１を算出することができる。
【００４８】
図１に示す管理装置ＷＭＣは、公知の記憶装置を備えている。印刷検査機ＷＭ２は、基板９０の基板識別情報ＩＤ１と、検出した目標装着位置ＲＦ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１とを関連付けて管理装置ＷＭＣに送信する。同様に、外観検査機ＷＭ４は、基板９０の基板識別情報ＩＤ１と、検出した目標装着位置ＲＦ１ごとの第二位置ずれ量ＭＡ２とを関連付けて管理装置ＷＭＣに送信する。
【００４９】
第一取得部４１は、同一の基板識別情報ＩＤ１に関連付けられている目標装着位置ＲＦ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２を取得する。そして、補正量算出部４２は、同一の基板識別情報ＩＤ１に関連付けられている目標装着位置ＲＦ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２に基づいて、目標装着位置ＲＦ１ごとに第三位置ずれ量ＭＡ３を算出し、記憶装置に記憶させる。なお、記憶装置は、同一の基板識別情報ＩＤ１に関連付けられている目標装着位置ＲＦ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１、第二位置ずれ量ＭＡ２および第三位置ずれ量ＭＡ３を記憶することもできる。
【００５０】
図８Ａは、基板識別情報ＩＤ１と、目標装着位置ＲＦ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とが関連付けられて記憶されている状態の一例を示している。記号ＩＤ１１は、同種の複数の基板９０のうちの一の基板９０の基板識別情報ＩＤ１を示している。同様に、記号ＩＤ１２は、同種の複数の基板９０のうちの他の一の基板９０の基板識別情報ＩＤ１を示している。また、記号Ｒ１は、複数の目標装着位置ＲＦ１のうちの一の目標装着位置ＲＦ１を示している。同様に、記号Ｒ２および記号Ｒ３は、複数の目標装着位置ＲＦ１のうちの他の目標装着位置ＲＦ１を示している。
【００５１】
例えば、基板識別情報ＩＤ１が記号ＩＤ１１で示される基板９０において、目標装着位置ＲＦ１が記号Ｒ１で示される位置に部品９１が装着されたときのＸ軸方向ＢＸの第三位置ずれ量ＭＡ３は、偏差ΔＸ１１で表されている。同様に、基板識別情報ＩＤ１が記号ＩＤ１１で示される基板９０において、目標装着位置ＲＦ１が記号Ｒ１で示される位置に部品９１が装着されたときのＹ軸方向ＢＹの第三位置ずれ量ＭＡ３は、偏差ΔＹ１１で表されている。上述したことは、他の基板識別情報ＩＤ１および目標装着位置ＲＦ１についても、同様に言える。
【００５２】
また、補正量算出部４２は、同種の複数の基板９０について、基板９０を識別する基板識別情報ＩＤ１と、基板９０に装着される複数の部品９１の部品種ＰＴ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とを関連付けて記憶しても良い。そして、補正量算出部４２は、部品種ＰＴ１ごとの所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３の分布に基づいて、部品種ＰＴ１ごとの補正量ＣＡ１を算出しても良い。これにより、補正量算出部４２は、複数の基板９０における第三位置ずれ量ＭＡ３のばらつきを考慮した部品種ＰＴ１ごとの補正量ＣＡ１を算出することができる。
【００５３】
この場合、印刷検査機ＷＭ２は、基板９０の基板識別情報ＩＤ１と、検出した部品種ＰＴ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１とを関連付けて管理装置ＷＭＣに送信する。同様に、外観検査機ＷＭ４は、基板９０の基板識別情報ＩＤ１と、検出した部品種ＰＴ１ごとの第二位置ずれ量ＭＡ２とを関連付けて管理装置ＷＭＣに送信する。
【００５４】
第一取得部４１は、同一の基板識別情報ＩＤ１に関連付けられている部品種ＰＴ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２を取得する。そして、補正量算出部４２は、同一の基板識別情報ＩＤ１に関連付けられている部品種ＰＴ１ごとの第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２に基づいて、部品種ＰＴ１ごとに第三位置ずれ量ＭＡ３を算出し、記憶装置に記憶させる。なお、部品種ＰＴ１が同じ部品９１が一の基板９０に複数装着される場合、補正量算出部４２は、当該部品９１の全部または一部について第三位置ずれ量ＭＡ３を算出し、記憶装置に記憶させることができる。
【００５５】
図８Ｂは、基板識別情報ＩＤ１と、部品種ＰＴ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とが関連付けられて記憶されている状態の一例を示している。同図は、目標装着位置ＲＦ１が部品種ＰＴ１に変更されている点で、図８Ａと異なる。記号Ｐ１〜記号Ｐ３は、複数の部品種ＰＴ１を示している。よって、図８Ａに基づいて目標装着位置ＲＦ１について上述したことは、目標装着位置ＲＦ１を部品種ＰＴ１に読み替えることにより、部品種ＰＴ１についても同様に言える。なお、図８Ａおよび図８Ｂは、図示の便宜上、第三位置ずれ量ＭＡ３が一致しているが、第三位置ずれ量ＭＡ３は、図８Ａおよび図８Ｂにおいて、異なっていても良い。
【００５６】
また、補正量算出部４２は、同種の複数の基板９０について、基板９０を識別する基板識別情報ＩＤ１と、基板９０において部品９１が装着される所定の領域ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とを関連付けて記憶しても良い。そして、補正量算出部４２は、基板９０の領域ごとの所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３の分布に基づいて、基板９０の領域ごとの補正量ＣＡ１を算出しても良い。これにより、補正量算出部４２は、複数の基板９０における第三位置ずれ量ＭＡ３のばらつきを考慮した基板９０の領域ごとの補正量ＣＡ１を算出することができる。
【００５７】
基板９０の領域は、任意に設定することができ、領域の数、大きさなどは限定されない。補正量算出部４２は、例えば、基板９０を均等に分割して、複数の領域を設定することができる。また、補正量算出部４２は、例えば、装置の動作誤差、基板９０の反りなどの影響を受けやすい領域を考慮して、領域を設定することもできる。いずれの場合も、補正量算出部４２は、図８Ａおよび図８Ｂと同様にして、基板識別情報ＩＤ１と、基板９０の領域ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３とを関連付けて記憶することができる。
【００５８】
補正量算出部４２は、シューハートの管理図を用いて、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が管理状態にあると判断したときに、補正量ＣＡ１を算出すると好適である。これにより、補正量算出部４２は、複数の基板９０における第三位置ずれ量ＭＡ３のばらつきを考慮した補正量ＣＡ１の算出を容易に行うことができる。
【００５９】
シューハートの管理図は、例えば、計量値が管理された安定な状態（管理状態）であるか否かを判断するために用いられる。シューハートの管理図では、計量値が特異な分布を示さないときに、管理状態であると判断する。図９は、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布の一例を示している。同図の横軸は、基板識別情報ＩＤ１を示しており、縦軸は、第三位置ずれ量ＭＡ３を示している。折れ線Ｌ１１は、同種の複数の基板９０について、基板識別情報ＩＤ１ごとの第三位置ずれ量ＭＡ３をプロットして生成することができる。折れ線Ｌ１１は、Ｘ軸方向ＢＸの第三位置ずれ量ＭＡ３およびＹ軸方向ＢＹの第三位置ずれ量ＭＡ３の各々について生成することができる。
【００６０】
また、破線ＣＬ１は、例えば、複数の第三位置ずれ量ＭＡ３の平均値を示している。破線ＵＣＬ１は、管理上限値を示しており、破線ＬＣＬ１は、管理下限値を示している。管理上限値は、例えば、複数の第三位置ずれ量ＭＡ３の平均値に、三倍の標準偏差を加算することにより、算出することができる。管理下限値は、例えば、複数の第三位置ずれ量ＭＡ３の平均値から、三倍の標準偏差を減じることにより、算出することができる。
【００６１】
補正量算出部４２は、所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３が、破線ＬＣＬ１で示す管理下限値以上であり、且つ、破線ＵＣＬ１で示す管理上限値以下のときに、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が管理状態にあると判断することができる。逆に、補正量算出部４２は、所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３のうちの少なくとも一つの第三位置ずれ量ＭＡ３が、管理上限値を超えているときに、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が管理状態にないと判断することができる。
【００６２】
同様に、補正量算出部４２は、所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３のうちの少なくとも一つの第三位置ずれ量ＭＡ３が、管理下限値より小さいときに、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が管理状態にないと判断することができる。また、破線ＵＣＬ１と破線ＣＬ１との間の領域を正側領域とし、破線ＣＬ１と破線ＬＣＬ１との間の領域を負側領域とする。
【００６３】
補正量算出部４２は、所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３が、破線ＬＣＬ１で示す管理下限値以上であり且つ破線ＵＣＬ１で示す管理上限値以下であるが、相当数の第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が異常のときに、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が管理状態にないと判断することもできる。例えば、補正量算出部４２は、相当数の第三位置ずれ量ＭＡ３が正側領域または負側領域の同じ領域に連続して分布し、且つ、相当数の第三位置ずれ量ＭＡ３の変動幅が所定の変動幅と比べて小さいときに、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が異常であると判断することができる。
【００６４】
このように、補正量算出部４２は、シューハートの管理図を用いて、第三位置ずれ量ＭＡ３の分布が管理状態にあると判断したときに、破線ＣＬ１で示す複数の第三位置ずれ量ＭＡ３の平均値を、補正量ＣＡ１として算出することができる。また、補正量算出部４２は、第一取得部４１が所定数の第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２を取得するごとに、所定数の第三位置ずれ量ＭＡ３の分布を取得して、複数の基板９０における第三位置ずれ量ＭＡ３のばらつきを考慮した補正量ＣＡ１を算出することができる。補正量算出部４２は、これを定期的に繰り返すことにより、補正量ＣＡ１の算出精度を向上させることができる。
【００６５】
１−３−３．許可部４３
許可部４３は、はんだ９２に合わせて部品９１を装着するときに、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１の使用を許容し、パッド９０ａに合わせて部品９１を装着するときに、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１の使用を規制する（図４に示すステップＳ１３〜ステップＳ１５）。
【００６６】
部品装着機ＷＭ３がパッド９０ａに合わせて部品９１を装着するときに、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１を使用すると、部品９１の装着位置ＭＰ１が不適切になる。そこで、本実施形態の補正量算出装置４０は、許可部４３を備えている。これにより、補正量算出装置４０は、部品９１の装着方法に合わせて、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１の使用を許容または規制することができる。上述したことは、許可部４３が部品装着機ＷＭ３に設けられる場合についても、同様に言える。
【００６７】
許可部４３は、例えば、基板製品９００の生産計画などに基づいて、はんだ９２に合わせた装着処理であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。はんだ９２に合わせた装着処理の場合（ステップＳ１３でＹｅｓの場合）、許可部４３は、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１の使用を許容する（ステップＳ１４）。この場合、許可部４３は、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１を、部品装着機ＷＭ３に送信する。
【００６８】
パッド９０ａに合わせた装着処理の場合（ステップＳ１３でＮｏの場合）、許可部４３は、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１の使用を規制する（ステップＳ１５）。この場合、許可部４３は、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１を、部品装着機ＷＭ３に送信しない。
【００６９】
１−３−４．第二取得部４４
第二取得部４４は、印刷機ＷＭ１によって印刷されたはんだ９２の印刷位置ＰＰ１を取得する（図５に示すステップＳ２１）。第二取得部４４は、図２に示す部品装着機ＷＭ３の制御装置１６に設けられている。
【００７０】
部品装着機ＷＭ３は、印刷位置ＰＰ１に基づいて部品９１を装着する装着処理を行うことができる。部品装着機ＷＭ３は、例えば、印刷検査機ＷＭ２が検査した印刷位置ＰＰ１に基づいて装着処理を行うことができる。また、本実施形態のように、部品装着機ＷＭ３は、部品装着機ＷＭ３に設けられる第二取得部４４が取得した印刷位置ＰＰ１に基づいて装着処理を行うこともできる。
【００７１】
第二取得部４４は、図６に示す第一マーク部ＦＭ１および第二マーク部ＦＭ２を、図２に示す基板カメラ１５に撮像させて、取得した画像を画像処理して、基板９０の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。また、第二取得部４４は、はんだ９２を撮像した画像を画像処理して、所定数のはんだ９２の印刷位置ＰＰ１の座標値を取得することができる。
【００７２】
印刷機ＷＭ１は、例えば、マスクプレートおよびスキージを用いて、基板９０にはんだ９２を印刷することができる。この場合、印刷機ＷＭ１は、基板９０をマスクプレートの下面に当接させた状態で、はんだ９２が供給されたマスクプレートの表面に沿ってスキージを水平移動させる。これにより、はんだ９２は、マスクプレートのパターン孔を介して基板９０の上面に印刷される。
【００７３】
この場合、はんだ９２の印刷位置ＰＰ１のパッド位置ＰＤ１に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量ＭＡ１は、一枚の基板９０において同一であると考えられる。よって、第二取得部４４は、取得した所定数のはんだ９２の印刷位置ＰＰ１に基づいて、他のはんだ９２の印刷位置ＰＰ１の座標値を推定することができる。
【００７４】
また、印刷機ＷＭ１は、例えば、ディスペンスヘッドを用いて、基板９０の目標装着位置ＲＦ１ごとにはんだ９２を塗布することができる。この場合、第二取得部４４は、基板カメラ１５と比べて広視野の撮像装置に基板９０を撮像させて、取得した画像を画像処理して、はんだ９２の印刷位置ＰＰ１の座標値を取得することができる。
【００７５】
１−３−５．装着処理部４５
装着処理部４５は、第二取得部４４によって取得された印刷位置ＰＰ１、および、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１に基づいて、装着処理を行う（図５に示すステップＳ２２）。装着処理部４５は、図２に示す部品装着機ＷＭ３の制御装置１６に設けられている。
【００７６】
具体的には、装着処理部４５は、第二取得部４４によって取得された印刷位置ＰＰ１のＸ座標に、補正量算出部４２によって算出されたＸ軸方向ＢＸの補正量ＣＡ１を加算して、装着処理における装着予定位置のＸ座標を算出することができる。また、装着処理部４５は、第二取得部４４によって取得された印刷位置ＰＰ１のＹ座標に、補正量算出部４２によって算出されたＹ軸方向ＢＹの補正量ＣＡ１を加算して、装着処理における装着予定位置のＹ座標を算出することができる。
【００７７】
また、装着処理部４５は、補正量算出部４２によって補正量ＣＡ１が算出されるごとに、装着処理における装着予定位置を変更することもできる。装着処理部４５は、これを定期的に繰り返すことにより、部品９１の装着精度を向上させることができる。このように、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１は、後に生産する基板製品９００の装着処理に用いられる。
【００７８】
補正量算出部４２が一枚の基板９０に基づいて補正量ＣＡ１を算出する場合、当該基板９０の直後に生産する基板製品９００から、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１を適用することができる。また、本実施形態のように、対基板作業ラインＷＭＬが複数の部品装着機ＷＭ３を備える場合、基板製品９００が連続して生産される場合が多い。
【００７９】
この場合、一枚の基板９０に基づいて補正量ＣＡ１が算出される場合であっても、複数枚の基板製品９００の装着処理の後に生産する基板製品９００から、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１を適用することができる。また、複数枚の基板９０に基づいて補正量ＣＡ１が算出される場合、複数枚の基板製品９００の装着処理の後に生産する基板製品９００から、補正量算出部４２によって算出された補正量ＣＡ１を適用することができる。
【００８０】
２．補正量算出方法および部品装着方法
補正量算出装置４０について既述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。具体的には、補正量算出方法は、印刷検査機ＷＭ２と、部品装着機ＷＭ３と、外観検査機ＷＭ４とを備える対基板作業ラインＷＭＬに適用される補正量算出方法であって、第一取得工程と、補正量算出工程とを備えている。第一取得工程は、第一取得部４１が行う制御に相当する。補正量算出工程は、補正量算出部４２が行う制御に相当する。また、補正量算出方法は、許可工程をさらに備えると好適である。許可工程は、許可部４３が行う制御に相当する。
【００８１】
部品装着方法は、第二取得工程と、装着処理工程とを備えている。第二取得工程は、第二取得部４４が行う制御に相当する。装着処理工程は、装着処理部４５が行う制御に相当する。なお、許可工程は、部品装着方法に含めることもできる。
【００８２】
３．実施形態の効果の一例
補正量算出装置４０によれば、第一取得部４１と、補正量算出部４２とを備える。これにより、補正量算出装置４０は、第一位置ずれ量ＭＡ１および第二位置ずれ量ＭＡ２の両方を用いて、印刷位置ＰＰ１に対する装着位置ＭＰ１の位置ずれ量である第三位置ずれ量ＭＡ３を補正するときの補正量ＣＡ１を算出することができる。補正量算出装置４０について上述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。
【符号の説明】
【００８３】
４０：補正量算出装置、４１：第一取得部、４２：補正量算出部、
４３：許可部、４４：第二取得部、４５：装着処理部、９０：基板、
９０ａ：パッド、９１：部品、９２：はんだ、９００：基板製品、
ＰＤ１：パッド位置、ＰＰ１：印刷位置、ＭＰ１：装着位置、
ＭＡ１：第一位置ずれ量、ＭＡ２：第二位置ずれ量、
ＭＡ３：第三位置ずれ量、ＣＡ１：補正量、ＩＤ１：基板識別情報、
ＲＦ１：目標装着位置、ＰＴ１：部品種、
ＷＭ１：印刷機、ＷＭ２：印刷検査機、ＷＭ３：部品装着機、
ＷＭ４：外観検査機、ＷＭＬ：対基板作業ライン。
【図１】
2020178990.tif 000003
【図２】
2020178990.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020178990.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2020178990.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2020178990.tif 000011
【図９】
2020178990.tif 000012
【国際調査報告】
2020178990.tif 000013
2020178990.tif 000014
2020178990.tif 000015
2020178990.tif 000016