WO2024150351A1

WO2024150351A1 - 検査装置および検査方法

Info

Publication number: WO2024150351A1
Application number: PCT/JP2023/000514
Authority: WO
Inventors: 壮太横山; 博史大池; 健二杉山; 雅史天野
Original assignee: 株式会社Fuji
Priority date: 2023-01-12
Filing date: 2023-01-12
Publication date: 2024-07-18

Abstract

検査装置は、第一作業機により基板に装着された部品を検査対象として当該検査対象を含むように設定された検査領域を撮像して取得された基準画像データ、および基板のうち検査領域の外部に所定の対基板作業が実行された後に検査領域を撮像して取得した検査画像データを記憶する記憶部と、基準画像データおよび検査画像データに基づいて、対基板作業による検査対象の状態変化を認識する認識部と、を備える。

Description

検査装置および検査方法

　本発明は、検査装置および検査方法に関するものである。

　検査装置は、製品基板の生産において所定の対基板作業を実行された基板の良否を検査する。特許文献１には、対基板作業として基板に部品が装着された後に、基板を撮像して取得された画像データに基づいて、部品の装着状態（位置や角度など）が適正な範囲内にあるかを判定し、これにより基板の良否を検査する構成が開示されている。

特開２０１１－２５３９７４号公報

　しかしながら、対基板作業を実行された基板が不良となる原因には、不良部位に対する対基板作業の良否のみならず、不良部位の周辺に対する対基板作業の影響や基板搬送の影響が含まれ得る。そのため、単に基板が不良であることを検出できたとしても原因に対応した適切な改良点を特定することは容易でない。

　本明細書は、検査対象の部品が基板に装着された後に所定の対基板作業が実行された場合に検査対象の状態変化を認識することにより、不良の原因の特定を支援することができる検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

　本明細書は、第一作業機により基板に装着された部品を検査対象として当該検査対象を含むように設定された検査領域を撮像して取得された基準画像データ、および前記基板のうち前記検査領域の外部に所定の対基板作業が実行された後に前記検査領域を撮像して取得した検査画像データを記憶する記憶部と、前記基準画像データおよび前記検査画像データに基づいて、前記対基板作業による前記検査対象の状態変化を認識する認識部と、を備える検査装置を開示する。

　本明細書は、第一作業機により基板に装着された部品を検査対象として当該検査対象を含むように設定された検査領域を撮像して取得された基準画像データ、および前記基板のうち前記検査領域の外部に所定の対基板作業が実行された後に前記検査領域を撮像して取得した検査画像データを記憶する記憶ステップと、前記基準画像データおよび前記検査画像データに基づいて、前記対基板作業による前記検査対象の状態変化を認識する認識ステップと、を備える検査方法を開示する。

　本明細書では、出願当初の請求項６において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－５の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想や、出願当初の請求項７において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－６の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。また、本明細書では、出願当初の請求項８において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－７の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想や、出願当初の請求項１０において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－９の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。
　また、本明細書では、出願当初の請求項１１において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－１０の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想や、出願当初の請求項１２において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－１１の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。また、本明細書では、出願当初の請求項１３において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－１２の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想や、出願当初の請求項１５において「請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置」を「請求項１－１４の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。

　このような構成によると、検査対象の部品が基板に装着された後に所定の対基板作業が実行された場合に検査対象の状態変化を認識するので、基板が不良と判定された場合に、不良の原因の特定を支援することができる。

検査装置を適用された生産システムを示す模式図である。部品装着機を模式的に示す平面図である。部品装着機を示すブロック図である。各画像データの取得パターンの第一態様を示す説明図である。各画像データの取得パターンの第二態様を示す説明図である。各画像データの取得パターンの第三態様を示す説明図である。検査対象および検査領域を付記した基準画像データおよび検査画像データを対比して示す図である。図７の基準画像データおよび検査画像データのＶＩＩＩ範囲を重ねて示す拡大図である。各種データを示す図である。製品基板の生産処理のうち検査処理に関連するステップを示すフローチャートである。検査装置による検査を対象とした解析結果を示す図である。

　検査装置は、製品基板の生産において所定の対基板作業を実行された基板の良否を検査する。本実施形態において、対基板作業機としての部品装着機２が構成する生産システムＳｙに検査装置が適用された態様を例示する。

　１．生産ラインＬｎの構成
　上記の部品装着機２は、装着処理を所定の対基板作業として実行する対基板作業機である。生産ラインＬｎは、図１に示すように、複数の対基板作業機を基板９１の搬送方向に複数設置して構成される。複数の対基板作業機のそれぞれは、生産ラインＬｎを統括して制御するホストコンピュータ７０に通信可能に接続される。

　生産ラインＬｎは、複数の対基板作業機としての印刷機１、複数の部品装着機２、リフロー炉３、および検査機４を備える。印刷機１は、搬入された基板９１における部品の装着位置にペースト状のはんだを印刷する。複数の部品装着機２のそれぞれは、生産ラインＬｎの上流側から搬送された基板９１に部品を装着する。部品装着機２の構成については後述する。リフロー炉３は、生産ラインＬｎの上流側から搬送された基板９１を加熱して、基板９１上のはんだを溶融させてはんだ付けを行う。検査機４は、生産ラインＬｎにより生産された製品基板の外観または機能が正常であるか否かを検査する。

　本実施形態において、製品基板の工場には、複数の生産ラインＬｎ（Ｌｎ１，Ｌｎ２，・・）が構成されていてもよい。なお、複数の生産ラインＬｎのそれぞれは、例えば生産する製品基板の種類などに応じて、その構成を適宜追加、変更され得る。具体的には、複数の生産ラインＬｎには、搬送される基板９１を一時的に保持するバッファ装置や基板供給装置や基板反転装置、各種検査装置、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が適宜設置され得る。

　２．部品装着機２の構成
　２－１．基板搬送装置１１
　部品装着機２は、図２に示すように、基板搬送装置１１を備える。基板搬送装置１１は、基板９１を搬送方向へと順次搬送するとともに、基板９１を機内の所定位置に位置決めする。基板搬送装置１１は、基板９１に対する部品の装着処理が終了した後に、基板９１を機外に搬出する。本明細書において、部品装着機２の基板搬送装置１１、および生産ラインＬｎにおいて部品装着機２の上流側または下流側に配置された他の基板搬送装置により、対基板作業の一種である搬送作業がなされる。

　２－２．部品供給装置１２
　部品装着機２は、部品供給装置１２を備える。部品供給装置１２は、基板９１に装着される部品を供給する。部品供給装置１２は、複数のスロット１２１にフィーダ１２２をそれぞれ装備される。フィーダ１２２には、例えば多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させて、部品を採取可能に供給するテープフィーダが適用される。また、フィーダ１２２には、バルクフィーダやスティックフィーダなどが適用され得る。

　２－３．部品移載装置１３
　部品装着機２は、部品移載装置１３を備える。部品移載装置１３は、部品供給装置１２により供給された部品を基板９１上の所定の装着位置に移載する。部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３１、移動台１３２、および装着ヘッド１３３を備える。ヘッド駆動装置１３１は、直動機構により移動台１３２を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動させる。装着ヘッド１３３は、図示しないクランプ部材により移動台１３２に着脱可能に固定され、機内を水平方向に移動可能に設けられる。

　装着ヘッド１３３は、中心軸（Ｑ軸）回りに回転可能に且つ昇降可能に複数の吸着ノズル１３４を支持する。装着ヘッド１３３は、吸着ノズル１３４を昇降させる図略の昇降装置を備える。装着ヘッド１３３は、昇降装置を制御することにより、吸着ノズル１３４を所定の高さ（Ｚ方向位置）に、所定の速度（または加速度）で移動させる。吸着ノズル１３４は、フィーダ１２２により供給される部品を採取して保持する保持部材である。吸着ノズル１３４は、供給される負圧エアにより、フィーダ１２２により供給される部品を吸着する。

　装着ヘッド１３３には、内部にエア供給源とそれぞれの吸着ノズル１３４の内部に形成されたエア通路とを連通するエア供給回路が形成される。また、装着ヘッド１３３は、エア供給回路に設けられ、それぞれのエア通路の連通状態を切り換えるバルブ装置を備える。上記の連通状態には、吸着ノズル１３４に負圧エアまたは正圧エアが供給された状態、エア通路が大気圧にされた状態が含まれる。

　装着ヘッド１３３のエア供給回路には、例えばレギュレータバルブが設けられ、負圧エアや正圧エアを規定圧力に減圧し（大気圧に近付ける）、安定したエア供給を可能としている。また、エア供給回路には、負圧エアや正圧エアを規定圧力からさらに減圧させるレギュレータバルブなどの調整装置が設けられている。また、吸着ノズル１３４は、エア通路を大気に開放されると、負圧であれば給気され、正圧であれば排気されて大気圧となる。

　２－４．部品カメラ１４、基板カメラ１５
　部品装着機２は、部品カメラ１４、および基板カメラ１５を備える。部品カメラ１４、および基板カメラ１５は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ１４、および基板カメラ１５は、制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを送出する。部品カメラ１４は、吸着ノズル１３４に保持された部品を下方から撮像可能に構成される。

　基板カメラ１５は、装着ヘッド１３３と一体的に水平方向に移動可能に移動台１３２に設けられる。基板カメラ１５は、基板９１を上方から撮像可能に構成され、基板９１の付された基準マークの撮像に用いられる。また、基板カメラ１５は、基板９１の基準マークを撮像対象とする他に、基板９１の表面における所定範囲、さらには移動台１３２の可動範囲であれば種々の機器などを撮像対象にできる。例えば、基板カメラ１５は、基板９１に印刷された接合材としてのはんだや、基板９１に装着された部品を撮像することができる。

　２－５．ノズルステーション１６
　ノズルステーション１６は、部品装着機２の機内に設けられる。ノズルステーション１６は、複数の吸着ノズル１３４を着脱可能に保持する。ノズルステーション１６は、吸着ノズル１３４の交換処理において、装着ヘッド１３３から取り外された吸着ノズル１３４を保持するとともに、別の吸着ノズル１３４を取り出し可能に保持する。これにより、部品装着機２は、装着処理の実行中に、装着対象の電子部品の種別に応じて吸着ノズル１３４を自動的に交換可能に構成される。

　２－６．制御装置２０
　部品装着機２は、図１および図２に示すように、制御装置２０を備える。制御装置２０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置２０は、基板９１に部品を装着する装着処理において、制御プログラムＭ１や予め設定されている装着条件などに基づいて、部品移載装置１３の動作を制御する。これにより、装着ヘッド１３３に保持された吸着ノズル１３４の位置および角度が制御される。また、装着ヘッド１３３の昇降装置やバルブ装置の動作により、吸着ノズル１３４の高さや吸着ノズル１３４に供給される負圧エアおよび正圧エアの圧力が調整される。

　ここで、上記の装着処理には、採取サイクルと装着サイクルとが含まれるＰＰサイクル（ピックアンドプレースサイクル）を複数回に亘って繰り返す処理が含まれる。上記の「採取サイクル」とは、部品供給装置１２により供給された部品を吸着ノズル１３４により採取する採取動作を、複数回に亘り繰り返す処理である。また、上記の「装着サイクル」とは、採取した部品を基板９１における所定の装着位置（以下、「目標位置Ｐｔ」）に、所定の装着角度（以下、「目標角度Ａｔ」）で装着する装着動作を、複数回に亘り繰り返す処理である。

　制御プログラムＭ１（図９を参照）は、装着ヘッド１３３が支持する吸着ノズル１３４の数や、装着ヘッド１３３の移動距離などを考慮してグループ化された複数回の採取動作および装着動作により構成されるＰＰサイクルが効率的に実行されるように、予め最適化処理が施され、その実行順序が予め設定されている。本明細書において、上記の装着動作によって対基板作業の一種である装着作業がなされるものとする。

　３．検査装置８０
　上記のような部品装着機２を含む複数の対基板作業機により構成される生産ラインＬｎにおいて、例えば、生産された製品基板の外観または機能の良否を検査する検査機４により不良の製品基板が検出されることがある。検査機４は、所定部品の実際の装着位置または装着角度が目標位置Ｐｔまたは目標角度に対して許容範囲にない場合などに不良と判定する。このとき、不良となる原因には、上記の所定部品の装着動作を行う際に偶発的に発生した部品保持のミスや、吸着ノズル１３４による部品の保持状態を認識する画像処理のミスなどが想定される。

　さらに、不良となる原因には、上記のような不良部位に対する対基板作業の良否のみならず、不良部位の周辺に対する対基板作業の影響や基板搬送の影響が含まれ得る。具体的には、不良部位の周辺に他の部品を装着する際に、他の部品を保持する吸着ノズル１３４が既に装着されている部品に接触したり、他の部品から吸着ノズル１３４が離脱する際に供給される正圧エアが既に装着されている部品に影響を及ぼしたりすることが一因として想定される。そのため、検査機４で不良の製品基板を検出できたとしてもその原因を特定できるとは限らず、結果として原因に対応した適切な改良点を特定することは容易でない。

　そこで、本実施形態の生産システムＳｙは、対基板作業を実行された基板９１を検査するとともに、不良の原因の特定を支援する構成を採用する。具体的には、生産ラインＬｎは、生産ラインＬｎを構成する検査機４とは独立した検査装置８０を備える。本実施形態において、検査装置８０は、ホストコンピュータ７０に組み込まれているものとする。検査装置８０は、生産ラインＬｎにおける製品基板の生産途中において、基板９１に装着された複数の部品のうち検査対象Ｂｉに設定されたものが、当該部品の装着後に実行された対基板作業の影響により適正状態から不良状態になったことを検査する。

　３－１．記憶部８１
　検査装置８０は、図３に示すように、記憶部８１を備える。記憶部８１は、制御プログラムＭ１、ノズルデータＭ２、部品データＭ３、装着条件データＭ４、搬送条件データＭ５、およびスキップ情報Ｍ６を記憶する。ノズルデータＭ２は、吸着ノズル１３４の種類または識別情報（ＩＤ）に対応付けられた情報を示す。例えば、ノズルデータＭ２は、吸着ノズル１３４の対応範囲（吸着可能な部品の種類や寸法の範囲）、本体軸部の形状や外形寸法（外径）、およびエア通路の内形状（開口形状に相当）や開口寸法（内径）などを示す。

　部品データＭ３は、部品の種類に対応付けられた情報を示す。例えば、部品データＭ３は、部品の形状情報（外形状や寸法）、質量、基準位置などを示す。上記の部品の「基準位置」とは、吸着ノズル１３４が部品を吸着する際に、部品の吸着面のうち吸着ノズル１３４の中心軸Ｑを一致させるべき吸着に適した位置として予め設定され、例えば吸着面が平坦であれば部品中心である。

　装着条件データＭ４は、装着作業に関する装着条件を示す。本実施形態において、装着条件データＭ４は、それぞれの装着情報が部品の種類に対応付けられることから、部品データＭ３に含まれる。装着条件データＭ４には、装着動作において吸着ノズル１３４から部品を離脱させる際に供給される正圧エアの圧力、吸着ノズル１３４の移動量および移動速度が含まれる。吸着ノズル１３４の移動量とは、装着動作において吸着ノズル１３４の本体軸部を初期高さから下降させる量に相当する。吸着ノズル１３４の移動速度は、下降時の最大速度として規定され、これに加えてまたは替えて最大加速度が規定されてもよい。

　搬送条件データＭ５は、搬送作業に関する搬送条件を示す。搬送条件データＭ５には、例えば製品基板の種類ごとに設定された搬送速度が含まれる。基板９１の搬送速度は、搬送時の最大速度として規定され、これに加えてまたは替えて最大加速度が規定されてもよい。また、搬送速度は、製品基板の種類の他に、装着された部品の質量や接合材によるタック力の経時変化を考慮して、生産ラインＬｎの上流側から下流側に向かうほど小さくなるように設定されるものとしてもよい。

　スキップ情報Ｍ６は、検査装置８０により生成または編集される情報である。スキップ情報Ｍ６は、検査装置８０による検査処理において不良と判定された基板９１に対して、検査後に実行予定である対基板作業（装着処理など）をスキップするかを示す。スキップ情報Ｍ６には、例えば、不良の基板９１の識別情報（ＩＤ）にスキップ設定が関連付けて記録される。

　部品装着機２の制御装置２０は、機内に搬入された基板９１に付されたコードを読み取り識別情報（ＩＤ）を取得した後に、ホストコンピュータ７０に対して装着処理の対象とするか否かを問い合わせる。ホストコンピュータ７０は、スキップ情報Ｍ６に基づいて、装着処理を実行するかスキップするかを制御装置２０に応答する。これにより、制御装置２０は、不良基板に対する装着動作を実行せず、当該基板９１を機外に搬出する。

　また、記憶部８１は、検査処理に用いられる基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉを記憶する。ここで、「基準画像データＤｓ」とは、生産ラインＬｎを構成する複数の対基板作業機の一つである第一作業機Ｗｍ１により基板９１に装着された部品を検査対象Ｂｉとして当該検査対象Ｂｉを含むように設定された検査領域Ｒｉを撮像して取得された画像データである。ここで、第一作業機Ｗｍ１により検査対象Ｂｉである部品を装着する作業を、以下では便宜的に「対象作業」とも称する。

　また、「検査画像データＤｉ」とは、基板９１のうち検査領域Ｒｉの外部に所定の対基板作業（装着作業や基板９１の搬送作業）が実行された後に検査領域Ｒｉを撮像して取得した画像データである。ここで、検査対象Ｂｉの部品が装着された検査領域Ｒｉの外部への対基板作業であって、検査対象Ｂｉに影響を及ぼし得る作業を、以下では便宜的に「特定作業」とも称する。特定作業は、検査領域Ｒｉから所定範囲に実行される対基板作業として、例えば検査対象Ｂｉを隣接部品（目標位置Ｐｔから規定距離内に装着される部品）とする装着動作、所定速度以上の基板搬送動作などが含まれる。検査対象Ｂｉおよび検査領域Ｒｉの設定については後述する。

　上記の基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉは、対基板作業機に設けられたカメラ、例えば部品装着機２の基板カメラ１５の撮像により取得され、ホストコンピュータ７０に送出されて記憶部８１に記憶される。基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉの取得には、複数のパターンが想定される。画像データの取得パターンは、検査処理の目的や生産における優先項目（例えば、生産効率や精度）に応じて選択される。

　画像データの取得パターンの第一態様は、図４に示すように、対象作業を実行する対基板作業機（第一作業機Ｗｍ１）が特定作業を実行し、さらに基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉを取得する。具体的には、第一作業機Ｗｍ１は、対象作業を実行した後に検査領域Ｒｉを撮像して基準画像データＤｓを取得する。さらに、第一作業機Ｗｍ１は、特定作業を実行後に検査領域Ｒｉを撮像して検査画像データＤｉを取得する。取得パターンの第一態様によると、各動作を第一作業機Ｗｍ１に集約して完結することができる。

　画像データの取得パターンの第二態様は、図５に示すように、対象作業を実行する対基板作業機（第一作業機Ｗｍ１）よりも生産ラインＬｎの下流側に配置された対基板作業機（第二作業機Ｗｍ２）が特定作業を実行し、さらに基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉを取得する。

　具体的には、第二作業機Ｗｍ２は、検査領域Ｒｉを撮像して基準画像データＤｓを取得した後に特定作業を実行し、特定作業の実行後に検査領域Ｒｉを撮像して検査画像データＤｉを取得する。取得パターンの第二態様によると、特定作業が実行される直前と直後の装着状態を検査処理において比較することができ、特定作業による影響以外の影響を排除することができる。

　画像データの取得パターンの第三態様は、図６に示すように、対象作業を実行する対基板作業機（第一作業機Ｗｍ１）から第二作業機Ｗｍ２の直前機（生産ラインＬｎにおいて第二作業機Ｗｍ２より一つ上流側に配置された対基板作業機）までの少なくとも一つは、第一作業機Ｗｍ１による検査対象Ｂｉの装着の後に、検査領域Ｒｉを撮像して基準画像データＤｓを取得する。

　そして、第二作業機Ｗｍ２は、特定作業の実行後に検査領域Ｒｉを撮像して検査画像データＤｉを取得する。取得パターンの第三態様によると、対象作業の実行後に適宜タイミングで基準画像データＤｓを取得できるので例えば生産ラインＬｎにおいて相対的に負荷が軽い対基板作業機に撮像処理を担当させることができる。

　上記のような取得パターンにより取得された基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉは、基板９１の識別情報（ＩＤ）、撮像時刻、検査領域Ｒｉの特定情報、および取得した対基板作業機の識別情報とともに検査装置８０に送出されて、記憶部８１に記憶される。

　３－２．認識部８２
　検査装置８０は、図３に示すように、認識部８２を備える。認識部８２は、基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉに基づいて、特定作業としての対基板作業による検査対象Ｂｉの状態変化を認識する。本実施形態において、認識部８２により認識される状態変化には、検査対象Ｂｉの位置および角度の変化が含まれる。

　具体的には、認識部８２は、図８に示すように、基準画像データＤｓにおいて認識された検査対象Ｂｉ（破線で示す部品９２）の実際の装着位置Ｐｃ１および装着角度Ａｃ１を認識する。実際の装着位置Ｐｃ１および装着角度Ａｃ１は、設計上の検査対象Ｂｉ（一点鎖線で示す部品９２）の目標位置Ｐｔおよび目標角度Ａｔに対して所定のずれ量を含んでいることがある。次に、認識部８２は、検査画像データＤｉにおいて認識された検査対象Ｂｉ（実線で示す部品９２）の装着位置Ｐｃ２および装着角度Ａｃ２を認識する。

　続いて、認識部８２は、検査対象Ｂｉの装着位置（Ｐｃ１→Ｐｃ２）の変化量Ｎｐ、および装着角度（Ａｃ１→Ａｃ２）の変化量Ｎａを算出する。これにより、認識部８２は、目標位置Ｐｔおよび目標角度Ａｔに対してではなく、特定作業の実行前後における検査対象Ｂｉの位置変化量Ｎｐおよび角度変化量Ｎａを取得することができる。この位置変化量Ｎｐおよび角度変化量Ｎａは、特定作業による影響を示す。

　なお、例えば検査対象Ｂｉに対して複数の隣接部品が存在するには、対象作業の実行後に複数回に亘って異なる特定作業が実行され得る。その場合に、特定作業が実行される度に、検査領域Ｒｉの撮像により検査画像データＤｉの再取得が行われる。そして、認識部８２は、検査対象Ｂｉの状態変化を認識する認識処理を実行した後に、後の特定作業である所定の対基板作業が実行された場合に、再度の認識処理を実行する。

　このとき、認識部８２による再度の認識処理の実行前に、検査領域Ｒｉを再度撮像して取得された画像データにより基準画像データＤｓが更新されるようにしてもよい。具体的には、基準画像データＤｓを取得するために再度の撮像を行って更新してもよいし、前回の認識処理で使用した検査画像データＤｉを、再度の認識処理における基準画像データＤｓとすることにより更新してもよい。

　また、認識部８２は、上記のような再度の認識処理を、別の特定作業が実行されたことをトリガとする他に、例えば先の認識処理を実行してから所定期間が経過した場合に実行するようにしてもよい。これにより、基板９１に加えられた振動や接合材のタック力の変化による影響を考慮して、検査対象Ｂｉの装着位置Ｐｃおよび装着角度Ａｃが許容範囲内にあるかを監視でき、また許容範囲外となった場合に、何れの工程において位置変化量Ｎｐまたは角度変化量Ｎａが増加したのかを認識することができる。

　３－３．判定部８３
　検査装置８０は、図３に示すように、判定部８３を備える。判定部８３は、認識部８２により認識された状態変化の大きさ（例えば、位置変化量Ｎｐ、角度変化量Ｎａ）に基づいて、検査対象Ｂｉの装着状態の良否を判定する。具体的には、判定部８３は、位置変化量Ｎｐおよび角度変化量Ｎａの少なくとも一方が予め設定された閾値を超えた場合に、検査対象Ｂｉの装着状態が不良であると判定する。

　また、判定部８３は、上記のような状態変化量に基づく判定に加えて、基準画像データＤｓにおける検査対象Ｂｉの実際の装着位置Ｐｃ１および装着角度Ａｃ１が目標位置Ｐｔおよび目標角度Ａｔに対してそれぞれどの程度ずれているかを測定し、このずれ量に基づく装着状態の良否を判定してもよい。さらに、判定部８３は、状態変化量に基づく判定、およびずれ量に基づく判定の結果に関わらず、判定結果（適正または不良）の度合いを割り出して記録してもよい。また、判定部８３は、状態変化量に基づく判定に用いる閾値について、ずれ量が大きいほど閾値を小さく設定してもよい。

　３－４．エラー対処部８４
　検査装置８０は、図３に示すように、エラー対処部８４を備える。エラー対処部８４は、判定部８３により検査対象Ｂｉの装着状態が不良であると判定された場合に、エラー対処を行う。上記のエラー対処には、例えば検査対象Ｂｉまたは検査領域Ｒｉを示して判定部８３による判定結果を作業者に報知し、または検査対象Ｂｉが装着された基板９１に対して実行予定である対基板作業をスキップするように設定することが含まれる。

　詳細には、エラー対処部８４は、判定部８３により装着状態が不良であると判定された場合に、基板９１における検査対象Ｂｉの位置や部品種、また検査対象Ｂｉを隣接部品とする他の部品の装着動作に関するエラー情報を、対基板作業機やホストコンピュータ７０の表示装置または作業者が所持する表示端末に表示して報知する。このとき、エラー対処部８４は、不良基板に対する対基板作業の実行を一時停止し、作業者による再開等の指示が入力されるまで待機させる。

　また、エラー対処部８４は、例えば作業者によるエラー情報および不良基板の確認に時間を要するなどの理由により生産が停滞する場合には、不良基板の識別情報（ＩＤ）にスキップ設定を関連付けて、スキップ情報Ｍ６に記録してもよい。このとき、エラー対処部８４は、不良基板の識別情報（ＩＤ）に、スキップ設定に加えて、特定作業の実行後の検査対象Ｂｉの装着位置Ｐｃ２や装着角度Ａｃ２、位置変化量Ｎｐ、および角度変化量Ｎａを付加情報として関連付けて記録してもよい。

　３－５．解析部８５
　検査装置８０は、図３に示すように、解析部８５を備える。解析部８５は、複数の基板９１ごとに設定された同一の検査領域Ｒｉに装着された検査対象Ｂｉの状態変化が認識部８２により認識され、当該認識の結果に基づいて状態変化の傾向を取得する。ここで、例えば同種の製品基板を多量に生産する場合に、互いに異なる複数の基板９１には検査対象Ｂｉである部品が同一の目標位置Ｐｔにそれぞれ装着される。そして、同一の装着条件で検査対象Ｂｉが装着されるのにも関わらず、不良基板の発生頻度が変動することがある。

　解析部８５は、例えば、図１１に示すように、検査対象の状態変化の大きさとして認識部８２により認識された位置変化量Ｎｐがどのように推移しているのかを割り出す。解析部８５は、図１１の推移線Ｌ１に示すように、状態変化量としての位置変化量Ｎｐが閾値を超えていないものの直近の所定回数に亘る生産において増加傾向にあることを認識することがある。この場合に、解析部８５は、一例として、対基板作業に用いられている部材が経時変化により動作不良に近付いているなど、メンテナンス時期が迫っていると判断する。

　また、解析部８５は、図１１の推移線Ｌ２に示すように、状態変化量としての位置変化量Ｎｐが増減を繰り返しつつ不定期に位置変化量Ｎｐが閾値を超えているものの、所定区間ごとの平均値に大きな変化がないことを認識することがある。この場合に、解析部８５は、一例として、複数の要因が複合的に装着動作に影響したときに偶発的に不良を発生させるなど、装着条件や搬送条件、装着動作に使用する部材（例えば、吸着ノズル１３４）の種類の見直しが必要であると判断する。

　そこで、本実施形態において、解析部８５は、取得した状態変化の傾向に基づいて、対基板作業に関する作業条件を変更し、または作業条件を変更するように状態変化の傾向とともに作業者に報知する。例えば、解析部８５は、推移線Ｌ１から割り出された状態変化傾向を認識した場合に、作業者に対してメンテナンス時期が迫っていることを通知する。また、解析部８５は、例えばメンテナンスを要する部材が吸着ノズル１３４であり、予備の吸着ノズル１３４がノズルステーション１６に収容されている場合には、これと交換するようにノズルデータＭ２を変更してもよい。

　また、解析部８５は、推移線Ｌ２から割り出された状態変化傾向を認識した場合には、装着条件などの作業条件を変更し、または作業者に通知する。上記の作業条件の変更には、例えば、検査対象Ｂｉを隣接部品とする装着動作において供給される正圧エアの圧力低減、使用する吸着ノズル１３４や接合材の種類の変更、および検査対象Ｂｉとその周辺の部品との装着順序の変更などが想定される。また、解析部８５は、解析処理において、位置変化量Ｎｐの変化傾向の他に、角度変化量Ｎａの変化傾向、目標位置Ｐｔと装着位置Ｐｃ１とのずれ量の変化傾向、目標角度Ａと装着角度Ａｃ１とのずれ量の変化傾向に基づいて解析を行うようにしてもよい。

　４．検査対象Ｂｉおよび検査領域Ｒｉの設定
　検査装置８０は、検査対象Ｂｉを含む検査領域Ｒｉを撮像して取得された基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉに基づいて、検査対象Ｂｉの状態変化を認識して検査を行うものである。ここで、上記の検査対象Ｂｉは、作業者が任意に設定することができ、同一の基板９１に複数設定されることもある。

　検査対象Ｂｉは、基板９１に装着される複数の部品のうち、基板９１に装着された後に実行される対基板作業（特定作業）の影響を受けて、その状態変化が生じる可能性が高い部品に設定される。具体的には、検査対象Ｂｉは、例えば、部品９２の外形寸法、部品９２を基板９１に接合する接合材の種類、および接合材が介在する基板９１と部品９２の接合面積の少なくとも一つに基づいて設定される。検査領域Ｒｉは、部品９２の外形寸法、および撮像処理に用いられるカメラ（本実施形態において基板カメラ１５）のカメラ視野に基づいて設定される。

　なお、検査対象Ｂｉおよび検査領域Ｒｉは、対基板作業の制御に用いられる制御プログラムＭ１、または検査対象Ｂｉの外形情報および装着条件を含む部品データＭ３に予め設定されている。具体的には、部品データＭ３において、図９に示すように、検査要否に「○」が設定されている場合に、検査対象Ｂｉとされる。このとき、検査領域Ｒｉは、検査対象Ｂｉの全体を１回の撮像でカメラ視野に収められる場合には、検査対象Ｂｉよりも大きく且つカメラ視野よりも小さい領域に設定される。

　上記のように設定された検査対象Ｂｉについて、例えば生産ラインＬｎおける生産過程において定期的に検査を行うようにすると処理負荷が高くなり、生産性に影響するおそれがある。そこで、検査装置８０は、検査領域Ｒｉに対応する特定作業が実行された場合に検査処理を実行することにより生産性の低減を抑制する。検査装置８０は、特定作業に該当するか否かの基準となる所定範囲Ｒｐを設定する。ここで、所定範囲Ｒｐは、図７に示すように、検査領域Ｒｉの外周から規定距離Ｔｐ内の範囲である。この所定範囲Ｒｐに少なくとも一部が含まれる対基板作業は、上記の特定作業とみなされる。

　具体的には、所定範囲Ｒｐは、装着作業において部品９２の保持に用いられる保持部材（吸着ノズル１３４）の外形寸法、および保持部材（吸着ノズル１３４）が装着後の部品９２から離脱する際に供給される正圧エアの圧力の少なくとも一方に基づいて設定されてもよい。つまり、検査装置８０は、各種データを参照し、検査対象Ｂｉの周辺における装着動作により吸着ノズル１３４が干渉する可能性、またはリークした正圧エアの影響が及ぶ可能性がある場合に、装着動作の実行位置に加えて、外形寸法や正圧エアの圧力に基づいて所定範囲Ｒｐ（または規定距離Ｔｐ）を設定する。

　また、所定範囲Ｒｐは、装着作業に関する装着条件であって、装着作業において部品９２の保持に用いられる保持部材（吸着ノズル１３４）の移動量および移動速度の少なくとも一方に基づいて設定されてもよい。ここで、装着動作において吸着ノズル１３４が基板９１に押し付けられ、また吸着ノズル１３４が保持する部品９２が基板９１に接触したときに所定速度以上であると、基板９１に振動が発生し得る。

　そこで、検査装置８０は、各種データを参照し、検査対象Ｂｉの周辺における装着動作により基板９１に振動が付与されて検査対象Ｂｉの装着状態が変化する可能性がある場合に、吸着ノズル１３４の移動量および移動速度に基づいて所定範囲Ｒｐ（または規定距離Ｔｐ）を設定する。上記のように設定される所定範囲Ｒｐによれば、例えば１つの検査対象Ｂｉについて、その周辺で実行される装着動作によっては、複数の特定作業が実行されるものと認定されることがある。

　５．検査装置８０による検査処理（検査方法）
　生産ラインＬｎによる製品基板の生産処理に適用される検査処理について、図１０を参照して説明する。検査装置８０は、製品基板の生産処理の実行前または実行中に、制御プログラムＭ１、ノズルデータＭ２、部品データＭ３、装着条件データＭ４、搬送条件データＭ５などの各種データを先読みして、検査対象Ｂｉおよび検査領域Ｒｉを取得する（Ｓ１１）。

　次に、検査装置８０は、複数の検査対象Ｂｉごとに実行される特定作業の認定を行う（Ｓ１２）。具体的には、検査装置８０は、検査領域Ｒｉの周辺で実行される対基板作業が検査領域Ｒｉの外部であり所定範囲Ｒｐの内部である場合、または所定速度以上の基板９１の搬送動作である場合に、特定作業であると認定する。

　続いて、検査装置８０は、基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉを取得するための撮像タイミングを設定する（Ｓ１３）。具体的には、検査装置８０は、検査対象Ｂｉの装着時期、およびそれぞれの特定作業の実行時期と、予め設定された画像データの取得パターンに基づいて、生産ラインＬｎにおいて検査領域Ｒｉを対象とした撮像処理を実行する対基板作業機を指定し、当該対基板作業機において撮像処理を実行するタイミングを設定する。

　生産処理の進行に伴って複数の撮像タイミングで検査領域Ｒｉが撮像されると、記憶部８１は、対基板作業機から送出された基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉを記憶する（Ｓ１４：記憶ステップ）。記憶部８１は、検査対象Ｂｉおよび検査領域Ｒｉの少なくとも一方に関連付けて、一対の基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉを記憶する。

　認識部８２は、基準画像データＤｓおよび検査画像データＤｉに基づく認識処理を実行する（Ｓ１５：認識ステップ）。これにより、異なる撮像タイミングの期間における検査対象Ｂｉの状態変化が認識される。認識部８２は、検査対象Ｂｉに関連付けて、認識した状態変化の大きさである位置変化量Ｎｐおよび角度変化量Ｎａを記憶させる。

　続いて、判定部８３は、認識処理（Ｓ１５）の結果に基づいて、検査対象Ｂｉの装着状態の良否を判定する（Ｓ１６：判定ステップ）。判定部８３は、予め設定された位置に関する閾値と位置変化量Ｎｐを比較し、また角度に関する閾値と角度変化量Ｎａを比較し、両方とも閾値を超えていない場合に（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、装着状態は適正であると判定する。一方で、少なくとも一方が閾値を超えている場合に（Ｓ１６：Ｎｏ）、装着状態は不良である（適正から不良に変動した）と判定する。

　良否判定の結果において装着状態が不良であると判定された場合に、エラー対処部８４は、所定のエラー対処を実行する（Ｓ１７：エラー対処ステップ）。エラー対処部８４は、予め設定されたエラー対処として、判定結果の報知、生産処理の一時停止、または不良基板に対する以降の対基板作業に関するスキップ設定を行う。

　最後に、解析部８５は、複数回に亘り検査処理が異なる複数の基板９１に対して実行された場合に、認識処理の結果に基づいて状態変化の傾向を取得する解析処理を実行する（Ｓ１８：解析ステップ）。解析部８５は、例えば検査処理の実行回数が所定回数に達した場合に、解析結果に基づく作業条件の変更や作業者への報知を行うようにしてもよい。

　６．実施形態の変化態様
　実施形態において、検査装置８０は、ホストコンピュータ７０に組み込まれる構成とした。これに対して、検査装置８０を構成する各部８１－８５の少なくとも一部は、ホストコンピュータ７０の外部に設けられてもよい。例えば、検査装置８０の一部が対基板作業機の制御装置２０や専用の外部装置に組み込まれる構成としてもよい。これに伴って、各種データＭ１－Ｍ６は、検査装置８０がアクセス可能な記憶装置に記憶される。

　２：部品装着機（対基板作業機）、　１１：基板搬送装置、　２０：制御装置、　７０：ホストコンピュータ、　８０：検査装置、　８１：記憶部、　８２：認識部、　８３：判定部、　８４：エラー対処部、　８５：解析部、　９１：基板、　９２：部品、　９５：接合材、　Ｍ１：制御プログラム、　Ｍ２：ノズルデータ、　Ｍ３：部品データ、　Ｍ４：装着条件データ、　Ｍ５：搬送条件データ、　Ｍ６：スキップ情報、　Ｄｓ：基準画像データ、　Ｄｉ：検査画像データ、　Ｗｍ１：第一作業機、　Ｗｍ２：第二作業機、　Ｓｙ：生産システム、　Ｌｎ，Ｌｎ１，Ｌｎ２：生産ライン、　Ｒｉ：検査領域、　Ｂｉ：検査対象、　Ｔｐ：規定距離、　Ｒｐ：所定範囲、　Ｐｃ１，Ｐｃ２：（検査対象の実際の）装着位置、　Ａｃ１，Ａｃ２：（検査対象の実際の）装着角度、　Ｐｔ：（検査対象の）目標位置、　Ａｔ（検査対象の）目標角度、　Ｎｐ：（検査対象の）装着位置の変化量、　Ｎａ：（検査対象の）装着角度の変化量

Claims

　第一作業機により基板に装着された部品を検査対象として当該検査対象を含むように設定された検査領域を撮像して取得された基準画像データ、および前記基板のうち前記検査領域の外部に所定の対基板作業が実行された後に前記検査領域を撮像して取得した検査画像データを記憶する記憶部と、
　前記基準画像データおよび前記検査画像データに基づいて、前記対基板作業による前記検査対象の状態変化を認識する認識部と、
　を備える検査装置。
　前記第一作業機は、前記検査領域を撮像して前記基準画像データを取得した後に、前記対基板作業を実行し、前記対基板作業の実行後に前記検査領域を撮像して前記検査画像データを取得する、請求項１に記載の検査装置。
　前記第一作業機とともに製品基板の生産ラインを構成し、前記生産ラインにおいて前記第一作業機よりも下流側に配置された第二作業機は、前記検査領域を撮像して前記基準画像データを取得した後に、前記対基板作業を実行し、前記対基板作業の実行後に前記検査領域を撮像して前記検査画像データを取得する、請求項１に記載の検査装置。
　前記第一作業機とともに製品基板の生産ラインを構成し、前記生産ラインにおいて前記第一作業機よりも下流側に配置され前記対基板作業を実行する第二作業機は、前記対基板作業の実行後に前記検査領域を撮像して前記検査画像データを取得し、
　前記生産ラインにおいて前記第二作業機より上流側に配置された対基板作業機は、前記第一作業機による前記検査対象の装着の後に、前記検査領域を撮像して前記基準画像データを取得する、請求項１に記載の検査装置。
　前記対基板作業には、前記検査領域から所定範囲内に目標位置が設定された部品の装着作業が含まれ、
　前記所定範囲は、前記装着作業において前記部品の保持に用いられる保持部材の外形寸法、および前記保持部材が装着後の前記部品から離脱する際に供給される正圧エアの圧力の少なくとも一方に基づいて設定される、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記対基板作業には、前記検査領域から所定範囲内に目標位置が設定された部品の装着作業が含まれ、
　前記所定範囲は、前記装着作業に関する装着条件であって、前記装着作業において前記部品の保持に用いられる保持部材の移動量および移動速度の少なくとも一方に基づいて設定される、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記対基板作業には、前記基板を搬送する搬送作業が含まれ、
　前記認識部は、前記搬送作業における前記基板の搬送速度が所定速度以上の場合に前記状態変化の認識処理を実行する、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記認識部は、前記検査対象の状態変化を認識する認識処理を実行した後に、所定期間が経過した場合、または所定の前記対基板作業が実行された場合に、再度の前記認識処理を実行する、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記認識部による再度の前記認識処理の実行前に、前記検査領域を再度撮像して取得された画像データにより前記基準画像データが更新される、請求項８に記載の検査装置。
　前記検査対象は、前記部品の外形寸法、前記部品を前記基板に接合する接合材の種類、および前記接合材が介在する前記基板と前記部品の接合面積の少なくとも一つに基づいて設定される、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記検査対象および前記検査領域は、前記対基板作業の制御に用いられる制御プログラム、または前記検査対象の外形情報および装着条件を含む部品データに予め設定されている、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記認識部により認識される前記状態変化には、前記検査対象の位置および角度の変化が含まれる、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記認識部により認識された前記状態変化の大きさに基づいて、前記検査対象の装着状態の良否を判定する判定部をさらに備える、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記判定部により前記検査対象の装着状態が不良であると判定された場合に、前記検査対象または前記検査領域を示して前記判定部による判定結果を作業者に報知し、または前記検査対象が装着された前記基板に対して実行予定である対基板作業をスキップするように設定するエラー対処部をさらに備える、請求項１３に記載の検査装置。
　複数の前記基板ごとに設定された同一の前記検査領域に装着された前記検査対象の前記状態変化が前記認識部により認識され、当該認識の結果に基づいて前記状態変化の傾向を取得する解析部をさらに備える、請求項１－４の何れか一項に記載の検査装置。
　前記解析部は、取得した前記状態変化の傾向に基づいて、前記対基板作業に関する作業条件を変更し、または前記作業条件を変更するように前記状態変化の傾向とともに作業者に報知する、請求項１５に記載の検査装置。
　第一作業機により基板に装着された部品を検査対象として当該検査対象を含むように設定された検査領域を撮像して取得された基準画像データ、および前記基板のうち前記検査領域の外部に所定の対基板作業が実行された後に前記検査領域を撮像して取得した検査画像データを記憶する記憶ステップと、
　前記基準画像データおよび前記検査画像データに基づいて、前記対基板作業による前記検査対象の状態変化を認識する認識ステップと、
　を備える検査方法。