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公開番号2024101301
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-29
出願番号2023005205
出願日2023-01-17
発明の名称情報処理装置及び情報処理方法
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H05K 13/08 20060101AFI20240722BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】はんだ付けによるプリント基板の製造において、リフロー前に、基板へ部品を搭載する位置についての適切性を正確に判定可能にする情報処理装置を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、情報処理装置は、画像処理部及び判定部を備える。画像処理部は、基板に部品を搭載する前の搭載前画像、部品搭載装置での部品の吸着状態を示す吸着情報、及び、基板に部品を搭載する位置として設定された設定位置を示す設定情報に基づいて、搭載前画像に部品を合成した合成画像を生成する。判定部は、リフローの前の画像に基づく画像データからリフローの後の検査での検査結果を出力する機械学習モデルに、搭載前画像及び合成画像に基づく画像データを入力し、設定位置で部品を搭載することの適切性を判定する。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
基板への部品のはんだ付けに関する情報処理装置であって、
前記基板へ前記部品を搭載する前の搭載前画像、部品搭載装置での前記部品の吸着状態を示す吸着情報、及び、前記基板に前記部品を搭載する位置として設定された設定位置を示す設定情報に基づいて、前記搭載前画像に前記部品を合成した合成画像を生成する画像処理部と、
リフローの前の画像に基づく画像データの入力から前記リフローの後の検査での検査結果を出力する機械学習モデルに、前記搭載前画像及び前記合成画像に基づく画像データを入力することにより、前記設定情報において設定された前記設定位置で前記基板に前記部品を搭載することの適切性を判定する判定部と、
を具備する、情報処理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記判定部での判定結果に基づいて、前記基板に前記部品を搭載する前記位置に関して、前記機械学習モデルから出力される前記検査結果が良となる位置を探索する位置探索部をさらに具備する、請求項１の情報処理装置。
【請求項３】
前記位置探索部は、前記機械学習モデルから出力される前記検査結果が不良となる場合において、前記部品を搭載する前記位置として前記設定情報で設定された前記設定位置を変更し、
前記画像処理部は、前記搭載前画像及び前記吸着情報に加えて、前記設定位置が変更された前記設定情報に基づいて、前記合成画像を更新し、
前記判定部は、前記搭載前画像及び更新された前記合成画像に基づく画像データを前記機械学習モデルに入力することにより、前記設定情報において変更された前記設定位置で前記基板に前記部品を搭載することの適切性を判定する、
請求項２の情報処理装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記設定情報において前記設定位置を変更した変更回数が基準回数以上の場合は、前記部品を前記基板にいずれの位置で搭載しても、前記リフローによって前記部品が前記基板に適切に接合されないと判定する、
請求項３の情報処理装置。
【請求項５】
前記位置探索部は、前記機械学習モデルから出力される前記検査結果が良となる前記位置として探索した位置で、前記部品搭載装置において前記部品を前記基板に搭載させる、請求項２の情報処理装置。
【請求項６】
リフローの前の画像に基づく画像データと前記リフローの後に実際に行われた検査での検査結果とが関連付けられた学習データを用いて、ディープラーニングによりモデルを学習させ、前記機械学習モデルを生成する学習モデル生成部をさらに具備する、請求項１乃至５のいずれか１項の情報処理装置。
【請求項７】
前記機械学習モデルから出力された前記検査結果が前記リフローの後に実際に行われた前記検査での検査結果と異なる場合について、前記機械学習モデルに入力された前記搭載前画像及び前記合成画像に基づく前記画像データ、及び、実際に行われた前記検査での前記検査結果を用いて、前記機械学習モデルを再学習させることにより、前記機械学習モデルを更新する学習モデル更新部をさらに具備する、請求項１乃至５のいずれか１項の情報処理装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記基板にはんだのみが搭載された画像を前記搭載前画像として用いて、前記基板に前記はんだのみが搭載された前記画像に前記部品を合成することにより、前記合成画像を生成し、
前記画像処理部は、前記基板に前記はんだのみが搭載された前記画像及び前記合成画像を用いて、前記機械学習モデルに入力される前記画像データを生成する、
請求項１乃至５のいずれか１項の情報処理装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記基板に前記はんだのみが搭載された前記画像及び前記合成画像に加えて、前記基板のみの画像を用いて、前記機械学習モデルに入力される前記画像データを生成する、請求項８の情報処理装置。
【請求項１０】
基板への部品のはんだ付けに関する情報処理方法であって、
前記基板へ前記部品を搭載する前の搭載前画像、部品搭載装置での前記部品の吸着状態を示す吸着情報、及び、前記基板に前記部品を搭載する位置として設定された設定位置を示す設定情報に基づいて、前記搭載前画像に前記部品を合成した合成画像を生成することと、
リフローの前の画像に基づく画像データの入力から前記リフローの後の検査での検査結果を出力する機械学習モデルに、前記搭載前画像及び前記合成画像に基づく画像データを入力することにより、前記設定情報において設定された前記設定位置で前記基板に前記部品を搭載することの適切性を判定することと、
を具備する、情報処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、情報処理装置及び情報処理方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
プリント配線板及びプリント基板等の基板へ部品をはんだ付けによって接合する際には、基板に常温のはんだ及び部品の順に搭載する。そして、基板にはんだ及び部品が搭載された状態で、リフローを行うことにより、はんだが溶融され、基板へ部品がはんだ付けによって接合される。部品搭載装置（マウンタ）では、パーツフィーダ又はトレイから、基板の搭載する部品をノズルが吸着し、はんだが搭載された基板に、ノズルに吸着された部品を搭載する。
【０００３】
前述のようにはんだ付けによってプリント基板を製造する場合、不良品の発生に起因する部材ロスの増加、及び、不良品の修復による工程数の増加のそれぞれを抑制する観点から、プリント基板の不良をリフローの前に検出することが、行われている。例えば、部品搭載装置でのノズルへの部品の吸着状態を示す画像を、カメラ等の撮影装置で取得し、画像で示される部品の吸着状態に基づいて、部品が基板に適切に接合されるか否かが判定される。前述のように部品が基板に適切に接合されるか否かをリフローの前に判定する場合、部品搭載装置での部品の吸着状態に加えて、基板へのはんだの搭載状態等の部品を搭載する前の基板の状態も考慮して判定が行われることが、求められている。すなわち、部品搭載装置での部品の吸着状態、及び、部品を搭載する前の基板の状態を考慮して、基板へ部品を搭載する位置についての適切性をリフローの前に正確に判定することが、求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１１０２５７号公報
特開２０２１－９００７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、はんだ付けによるプリント基板の製造において、リフロー前に、基板へ部品を搭載する位置についての適切性を正確に判定可能にする情報処理装置及び情報処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、基板への部品のはんだ付けに関する情報処理装置が、提供される。情報処理装置は、画像処理部及び判定部を備える。画像処理部は、基板へ部品を搭載する前の搭載前画像、部品搭載装置での部品の吸着状態を示す吸着情報、及び、基板に部品を搭載する位置として設定された設定位置を示す設定情報に基づいて、搭載前画像に部品を合成した合成画像を生成する。判定部は、リフローの前の画像に基づく画像データの入力からリフローの後の検査での検査結果を出力する機械学習モデルに、搭載前画像及び合成画像に基づく画像データを入力することにより、設定情報において設定された設定位置で基板に部品を搭載することの適切性を判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施形態に係る製造システムを、プリント基板を製造する製造システムの一例として示す概略図である。
図２は、第１の実施形態に係る製造システムにおいて、部品搭載装置及びその近傍を示す概略図である。
図３は、第１の実施形態に係る製造システムの情報処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図４は、第１の実施形態に係る製造システムの情報処理装置において、画像処理部、判定部及び位置探索部での処理の一例を示す概略図である。
図５は、第１の実施形態に係る情報処理装置において、搭載前画像、吸着情報及び設定情報に基づいて合成画像を生成する例を示す概略図である。
図６は、第１の実施形態に係る情報処理装置において、判定部３２による判定に用いられる機械学習モデルの一例を示す概略図である。
図７は、第１の実施形態に係る情報処理装置において、学習モデル生成部による機械学習モデルの生成処理（構築処理）の一例を概略的に示すフローチャートである。
図８は、ある変形例に係る製造システムの情報処理装置において、画像処理部、判定部及び位置探索部での処理の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、実施形態の一例として、第１の実施形態について説明する。図１は、プリント基板を製造する製造システムの一例として、第１の実施形態に係る製造システム１を示す。図１等に示すように、製造システム１は、はんだ印刷装置２、部品搭載装置（マウンタ）３、リフロー装置４、検査装置５及び情報処理装置６を備える。製造システム１では、プリント基板の製造ラインが形成され、製造ラインでは、はんだ印刷装置２、部品搭載装置３、リフロー装置４及び検査装置５の順に上流側から配置される。
【００１０】
製造ラインでは、基板が、はんだ印刷装置２に搬入される。基板は、プリント配線板であってもよく、プリント配線板にチップ部品等の部品が既に取付けられたプリント基板（プリント回路板）であってもよい。はんだ印刷装置２は、例えば、基板の表面に形成されるパッド又はランド等にはんだを印刷することにより、基板にはんだを搭載する。ある一例では、基板であるプリント基板に既に取付けられている部品の表面に、はんだを印刷することにより、はんだを基板に搭載してもよい。はんだ印刷装置２では、常温のはんだが基板に搭載され、溶融していない状態ではんだが基板に搭載される。なお、基板へはんだを搭載する方法は、印刷に限るものではない。ある一例では、はんだのディスペンス（塗布）及びはんだシートの搭載等のいずれかによって、はんだを基板に搭載してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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