JP7612697B2 - Soldering System - Google Patents
Soldering System Download PDFInfo
- Publication number
- JP7612697B2 JP7612697B2 JP2022546265A JP2022546265A JP7612697B2 JP 7612697 B2 JP7612697 B2 JP 7612697B2 JP 2022546265 A JP2022546265 A JP 2022546265A JP 2022546265 A JP2022546265 A JP 2022546265A JP 7612697 B2 JP7612697 B2 JP 7612697B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature distribution
- substrate
- board
- soldering
- control parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/08—Soldering by means of dipping in molten solder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/04—Heating appliances
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/48—Thermography; Techniques using wholly visual means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N20/00—Machine learning
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Molten Solder (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
本開示は、はんだ付けシステムに関する。 The present disclosure relates to a soldering system.
はんだ付けの良否を自動チェックする手段を備えたはんだ付けシステムが知られている。たとえば、特許文献1のシステムは、はんだ付け直後の基板の温度分布を非接触温度センサによって検知するとともに画像処理し、この処理信号をコンピュータに予め記録させた最適温度データと比較演算することにより、はんだ付け温度の異常の有無を検出する。このシステムは、検出結果に基づいて、基板の搬送速度、プリヒータの温度、および溶融はんだの温度を制御する。Soldering systems equipped with a means for automatically checking the quality of soldering are known. For example, the system in
特許文献1では、基板と噴流された溶融はんだとの接触状態の変化を逐次把握することができない。その結果、基板のはんだ付けの品質が安定しない。In
それゆえに、本開示の目的は、安定した品質で基板のはんだ付けが可能なはんだ付けシステムを提供することである。 Therefore, the object of the present disclosure is to provide a soldering system capable of soldering circuit boards with stable quality.
本開示のはんだ付けシステムは、基板にフラックスを塗布するフラックス塗布機と、基板を予熱するプリヒータと、溶融はんだを貯留するはんだ槽と、はんだ槽内のはんだを溶融させるはんだ槽ヒータと、基板に向けてはんだ槽内の溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、フラックス塗布機の上方、プリヒータの上方、およびはんだ槽の上方に順次基板を搬送する搬送機構と、噴流ノズルの上方に配置された温度測定装置とを備える。The soldering system disclosed herein includes a flux applicator that applies flux to a substrate, a preheater that preheats the substrate, a solder bath that stores molten solder, a solder bath heater that melts the solder in the solder bath, a jet nozzle that jets the molten solder in the solder bath toward the substrate, a transport mechanism that transports the substrate sequentially above the flux applicator, above the preheater, and above the solder bath, and a temperature measuring device positioned above the jet nozzle.
本開示のはんだ付けシステムによれば、噴流ノズルの上方に配置された温度測定装置を備えるので、安定した品質で基板のはんだ付けをすることができる。The soldering system disclosed herein is equipped with a temperature measuring device positioned above the jet nozzle, allowing the soldering of circuit boards to be performed with consistent quality.
実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1のはんだ付けシステム1を示す概略図である。
An embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
はんだ付けシステム1は、搬送機構2、フラックス塗布機3、プリヒータ4、はんだ槽5、フラクサー制御部18、噴流モータ15、はんだ槽ヒータ14、温度測定装置17、制御装置9、およびはんだ付け検査装置16を備える。
The
フラックス塗布機3は、はんだ付けされる対象の電子部品201が搭載された基板10の下面(はんだ付け面)に対して、フラックス11を塗布する。フラックス11を塗布する工法としては、スプレー式、発泡式、および浸漬式がある。The
フラクサー制御部18は、フラックス11の塗布量を制御する。フラックス11の塗布量は、フラックス液の流量、圧縮空気の圧力、および2つのノズルの移動速度によって決定される。フラックス11の塗布量は、フラックス塗布機3内のノズルの詰まり具合、フラックス塗布機3の動作のばらつき、およびフラックス塗布機3内の排気ファンの排気量のばらつきなどによって、変動する。フラックス11の塗布量が多くなると、プリヒータ4での予熱工程において、溶剤の蒸発に要する時間が長くなるので、基板10の温度が十分に上がらない。フラックス11の塗布量が少なくなると、プリヒータ4での予熱工程において、溶剤がすぐに揮発するので、基板10の温度が高くなり過ぎる。The
プリヒータ4は、基板10を予熱する。予熱の目的は、フラックス11の溶剤を揮発させること、およびはんだ付け前に基板10を加熱することである。これにより、フラックス11の酸化膜除去効果を発揮することができるので、はんだ付けが成功する比率が向上する。プリヒータ4の加熱方式には、赤外線、遠赤外線、および熱風がある。基板10の下面(はんだ付け面)のみを加熱する場合もあれば、基板10の上面(非はんだ付け面、部品面)も加熱する場合もある。The preheater 4 preheats the
はんだ槽5は、溶融はんだを貯留する。
噴流ノズル13は、はんだ槽5内の貯留させた溶融はんだ12を噴流する。これによって、基板10の下面が溶融はんだ12に接触して、はんだ付けが行われる。噴流ノズル13は、1次ノズル13aと2次ノズル13bとを備える。1次ノズル13aは、荒れた波を形成し、基板10のはんだ付け面の隅々まで溶融はんだを供給する。2次ノズル13bは、整った波を形成し、適切な量のはんだが基板10に付着するようにする。
The
The
はんだ槽ヒータ14は、はんだを溶融させる。
噴流モータ15は、インペラを回転させ、噴流ノズル13に溶融はんだ12を送り込む。これによって、溶融はんだ12が噴流ノズル13から噴流する。
The
The
制御装置9は、はんだ付けシステム1の各構成要素を制御する。たとえば、制御装置9は、はんだ槽ヒータ14の温度、噴流モータ15の回転速度、および噴流ノズル13の角度などを制御する。The
温度測定装置17は、噴流ノズル13を構成する2次ノズル13bの上方に配置される。温度測定装置17は、基板10の表面温度を測定する。温度測定装置17は、赤外線カメラを備える。温度測定装置17は、赤外線カメラによって基板10を撮影する。温度測定装置17は、撮像された赤外線画像に基づいて、基板10の表面の温度分布を測定する。温度測定装置17は、測定された基板10の表面の温度分布の情報を制御装置9に出力する。赤外線カメラは、赤外線カメラの光軸の向きを変更することが可能な首振り機構を備えることとしてもよい。基板10に大型部品が搭載されている場合に、通常の光軸の向きでは、大型部品に遮られて基板10の表面の温度を測定できないときに、大型部品に遮れないように、光軸の向きを変えることによって、基板10の表面の温度を測定することができる。The
温度測定装置17が、2次ノズル13bの上方に配置されているので、温度測定装置17が、基板10が、噴流された溶融はんだから離脱する直後の基板10の温度を測定することができる。これによって、基板10へのはんだ付けの品質が安定する。
The
制御装置9は、はんだ付け検査装置16と接続される。
はんだ付け検査装置16は、基板10のはんだ付けの良否を検査する。具体的には、はんだ付け検査装置16は、画像解析機能を備える。はんだ付け検査装置16は、基板10の撮像画像などに基づいて、はんだ付けの状態を解析する。詳細には、はんだ付け検査装置16は、電子部品201の端子に付着した「つらら状」のはんだに該当する画像の有無、およびはんだブリッジに該当する画像の有無を検出する。また、はんだ付け検査装置16は、はんだが付着している面積を求め、この面積の予め定められた面積に対する過不足を評価する。さらに、はんだ付け検査装置16は、はんだの光沢を評価し、光沢基準を満たすか否かを評価する。はんだ付け検査装置16は、以上のような複数の項目について評価する。はんだ付け検査装置16は、各項目の評価に基づいて、はんだ付けの良否を検査する。
The
The
制御装置9は、基板10の表面の温度分布を許容範囲内の温度分布にするための制御パラメータを求める。制御装置9は、求められた制御パラメータに基づいて、はんだ付けシステム1の各部を制御する。The
図2は、制御装置9の構成を表わす図である。制御装置9は、識別および設定部21と、記憶装置27と、駆動制御部26とを備える。
Figure 2 shows the configuration of the
識別および設定部21は、第1の学習装置22と、第2の学習装置23と、第1の推論装置24と、第2の推論装置25とを備える。The identification and setting
記憶装置27は、目標温度分布記憶部76と、許容温度差分布記憶部73と、第1の学習データ記憶部71と、第2の学習データ記憶部74と、第1の学習済みモデル記憶部72と、第2の学習済みモデル記憶部75とを備える。
The
目標温度分布記憶部76は、基板10の表面の目標温度分布データを記憶する。溶融はんだが吹き付けられている基板10の表面の温度分布は、均一であることが望ましい。基板10の上方から測定される表面の温度分布は、電子部品201が基板10に実装されているために、均一にならない。そこで、目標温度分布記憶部76は、実装された電子部品201を考慮した基板10の表面の目標温度分布データを予め記憶する。基板10の表面の目標温度分布データは、実験によって予め求められている。具体的には、はんだ付け不良とならなかった複数の温度分布データを統計処理することにより、基板10の表面の目標温度分布データが作成される。The target temperature
許容温度差分布記憶部73は、許容温度差分布データを記憶する。許容温度差分布データは、基板の表面の温度差分布データの各位置の温度差の許容範囲を定める。The allowable temperature difference
図3は、第1の学習装置22の構成を表わす図である。
第1の学習装置22は、温度分布データ作成部51と、温度差分布データ作成部52と、特徴量抽出部53と、第1の学習データ作成部54と、第1の学習済みモデル生成部55とを備える。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
The
温度分布データ作成部51は、温度測定装置17から基板10の表面の温度分布の情報を取得する。温度分布データ作成部51は、基板10の表面を、例えば1000×1000の領域を有する2次元マトリクスに分割する。温度分布データ作成部51は、マトリクスに対して、縦方向が1から1000、横方向が1から1000の座標を設定する。この処理によって、基板10の表面の各位置の温度と座標とを対応付けて処理することができる。温度分布データ作成部51は、取得した温度分布の情報から、マトリクスの各位置ごとの温度を特定し、基板10の表面の温度分布データを作成する。The temperature distribution
温度差分布データ作成部52は、基板10の表面の温度分布データと、目標温度分布記憶部76に記憶されている基板10の表面の目標温度分布データとの差分を表わす基板10の表面の温度差分布データを作成する。The temperature difference distribution
図4(a)は、基板10の表面の温度分布データの例を表わす図である。図4(b)は、基板10の表面の目標温度分布データの例を示す図である。図4(c)は、基板10の表面の温度差分布データの例を表わす図である。
Figure 4(a) is a diagram showing an example of temperature distribution data on the surface of the
図4(a)~(c)において、外枠で囲まれた範囲は、基板10の表面の範囲を表す。枠内の線は、等温線を表す。例えば、5℃ごとの等温線が示されている。4(a) to (c), the area enclosed by an outer frame represents the surface area of the
特徴量抽出部53は、基板10の表面の温度差分布データの特徴量を抽出する。特徴量は、たとえば、温度の絶対値、等温線の密度、等温線の形状、前回測定された基板10の表面の温度分布に対する等温線の変化量、または設定されている時間前に取得された基板10の表面の温度分布に対する等温線の変化量などのデータである。設定されている時間は、例えば、1時間とすることができる。特徴量は、これらのデータを主成分分析または独立成分分析することによって得られるデータとしてもよい。
The
第1の学習データ作成部54は、特徴量抽出部53から出力される基板10の表面の温度差分布データの特徴量を受け、はんだ付け検査装置16から出力される基板10のはんだ付けの良否の検査結果を受ける。The first learning
第1の学習データ作成部54は、複数の基板10について、基板10の表面の温度差分布データの特徴量と、基板10のはんだ付けの良否のラベル(正解)とのセットからなる第1の学習データを作成して、第1の学習データ記憶部71に記憶させる。The first learning
第1の学習データ記憶部71は、第1の学習データを記憶する。
第1の学習済みモデル生成部55は、第1の学習データ記憶部71に記憶されている第1の学習データを用いて、基板10の表面の温度差分布データの特徴量から基板10のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを生成する。第1の学習済みモデル生成部55は、生成した第1の学習済みモデルを第1の学習済みモデル記憶部72に記憶させる。
The first learning
The first trained
第1の学習済みモデル記憶部72は、第1の学習済みモデルを記憶する。
第1の学習済みモデル生成部55は、例えば、サポートベクトルマシンに従って、いわゆる教師あり学習により、第1の学習済みモデルを生成する。ここで、教師あり学習とは、入力と結果(ラベル)のデータのセットからなる第1の学習データを第1の学習済みモデル生成部55に与えることで、第1の学習データにある特徴を学習し、入力から結果を推論する手法をいう。
The first trained
The first trained
図5は、サポートベクトルマシンにおける識別イメージを表わす図である。図5では、説明の便宜上、二次元で表されている。 Figure 5 shows a classification image in a support vector machine. For ease of explanation, Figure 5 shows it in two dimensions.
黒丸は、第1の学習データに含まれるはんだ付けが不良と判定された基板10の温度差分布データの特徴量を表わす。三角印は、第1の学習データに含まれるはんだ付けが良と判定された基板10の表面の温度差分布データの特徴量を表わす。
The black circles represent the features of the temperature difference distribution data of the
サポートベクトルマシンは、学習フェーズにおいて、第1の学習データに基づいて、はんだ付けが不良と判定された基板10の表面の温度差分布データの特徴量と、はんだ付けが良と判定された基板10の表面の温度差分布データの特徴量とを識別する識別面を構築する。In the learning phase, the support vector machine constructs, based on the first learning data, a discrimination surface that distinguishes between features of the temperature difference distribution data of the surface of the
サポートベクトルマシンは、推論フェーズにおいて、識別対象の基板10の表面の温度差分布データの特徴量が識別面によって分割された2つの空間のうちのいずれに属するかを特定することによって、識別対象の基板10のはんだ付けの良否を判定する。星印は、識別対象の基板10の温度差分布データの特徴量ベクトルの例を表わす。この例では、識別対象の基板10が不良と判定される。In the inference phase, the support vector machine determines whether the soldering of the
図6は、第2の学習装置23の構成を表わす図である。
第2の学習装置23は、データ取得部61と、制御パラメータ設定部62と、シミュレーション部63と、第2の学習データ作成部64と、第2の学習済みモデル生成部65とを備える。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the
The
データ取得部61は、第1の学習装置22から、はんだ付けが不良となったときの基板10の表面の温度差分布データを取得する。The
制御パラメータ設定部62は、制御パラメータを設定する。制御パラメータ設定部62は、学習フェーズにおいて、基板10のはんだ付けが不良となったときに、制御パラメータを標準値から複数段階修正する。制御パラメータ設定部62は、制御パラメータがはんだ槽ヒータ14の温度のときに、はんだ槽ヒータ14の温度を標準値よりも5℃、10℃、および15℃だけ高くする。制御パラメータ設定部62は、制御パラメータが噴流モータ15の回転速度のときに、噴流モータ15の回転速度を標準値よりも10%、20%、および30%だけ速くする。制御パラメータ設定部62は、制御パラメータが噴流ノズル13の角度のときに、噴流ノズル13の角度を10°、20°、および30°だけ大きくする。The control
シミュレーション部63は、制御パラメータ設定部62から出力される修正後の制御パラメータに基づいて、シミュレーションによって、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度分布データを得る。シミュレーション部63は、シミュレーションによって得られた「制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度分布データ」と、目標温度分布記憶部76に記憶されている「基板10の表面の目標温度分布データ」との差分を表わす「制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データ」を出力する。The
第2の学習データ作成部64は、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量と、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データ(正解)とのセットを複数個含む第2の学習データを作成して、第2の学習データ記憶部74に記憶させる。The second learning
第2の学習データ記憶部74は、第2の学習データを記憶する。
第2の学習済みモデル生成部65は、第2の学習データ記憶部74に記憶されている第2の学習データを用いて、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量とから、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを推定する第2の学習済みモデルを生成する。第2の学習済みモデル生成部65は、生成した第2の学習済みモデルを第2の学習済みモデル記憶部75に記憶させる。
The second learning
The second trained
第2の学習済みモデル記憶部75は、第2の学習済みモデルを記憶する。
第2の学習済みモデル生成部65が用いる学習アルゴリズムは、教師あり学習、教師なし学習、または強化学習等の公知のアルゴリズムを用いることができる。一例として、ニューラルネットワークを適用した場合について説明する。
The second trained
The learning algorithm used by the second trained
第2の学習済みモデル生成部65は、例えば、ニューラルネットワークモデルに従って、いわゆる教師あり学習を実行する。ここで、教師あり学習とは、入力と結果(ラベル)のデータの組を第2の学習済みモデル生成部65に与えることによって、それらの学習用データにある特徴を学習し、入力から結果を推論する手法をいう。The second trained
図7は、ニューラルネットワークの構成の一例を表わす図である。
ニューラルネットワークは、複数のニューロンからなる入力層、複数のニューロンからなる中間層(隠れ層)、および複数のニューロンからなる出力層で構成される。中間層は、1層、または2層以上でもよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a configuration of a neural network.
A neural network is composed of an input layer made up of a number of neurons, an intermediate layer (hidden layer) made up of a number of neurons, and an output layer made up of a number of neurons. The intermediate layer may be one layer, or two or more layers.
例えば、図7に示すような3層のニューラルネットワークであれば、複数の入力が入力層(X1~Xn)に入力されると、その値に重みW1を掛けて中間層(Y1~Ym)に入力され、その結果にさらに重みW2を掛けて出力層(Z1~Zs)から出力される。この出力結果は、重みW1およびW2の値によって変わる。For example, in a three-layered neural network as shown in Figure 7, when multiple inputs are input to the input layer (X1 to Xn), the values are multiplied by weight W1 and input to the intermediate layer (Y1 to Ym), and the result is further multiplied by weight W2 and output from the output layer (Z1 to Zs). This output result changes depending on the values of weights W1 and W2.
本実施の形態において、ニューラルネットワークは、第1の学習用データに従って、いわゆる教師あり学習により、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データの出力を学習する。In this embodiment, the neural network learns, in accordance with the first learning data, by so-called supervised learning, to output temperature difference distribution data on the surface of the
すなわち、ニューラルネットワークは、入力層に制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量とを入力して、出力層から出力された結果が、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データ(正解)に近づくように重みW1とW2とを調整することで学習を実行する。That is, the neural network inputs into the input layer the temperature difference distribution data on the surface of the
図8は、第1の推論装置24の構成を表わす図である。
第1の推論装置24は、制御パラメータ設定部36と、温度分布データ作成部31と、温度差分布データ作成部32と、特徴量抽出部33と、第1の推定部34と、データ出力部35とを備える。
FIG. 8 shows the configuration of the
The
制御パラメータ設定部62は、制御パラメータを標準値に設定する。
温度分布データ作成部31は、第1の学習装置22内の温度分布データ作成部51と同様に、温度測定装置17から基板10の表面の温度分布の情報を取得し、基板10の表面の温度分布データを作成する。
The control
Similar to the temperature distribution
温度差分布データ作成部32は、第1の学習装置22内の温度差分布データ作成部52と同様に、基板10の表面の温度分布データと、目標温度分布記憶部76に記憶されている基板10の表面の目標温度分布データとの差分を表わす基板10の表面の温度差分布データを作成する。
The temperature difference distribution
特徴量抽出部33は、第1の学習装置22内の特徴量抽出部53と同様に、基板10の表面の温度差分布データの特徴量を抽出する。
The
第1の推定部34は、第1の学習済みモデル記憶部72から基板10の表面の温度差分布データの特徴量から基板10のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを読み出す。第1の推定部34は、第1の学習済みモデルに特徴量抽出部33から出力される基板10の表面の温度差分布データの特徴量を入力することによって、基板10のはんだ付けの良否を表わすデータを得る。The
データ出力部35は、第1の推定部34によって、基板10のはんだ付けが不良と推定されたときに、温度差分布データ作成部32によって生成された制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データを出力する。When the
図9は、第2の推論装置25の構成を表わす図である。
第2の推論装置25は、データ取得部41と、第2の推定部42と、制御パラメータ設定部43とを備える。
FIG. 9 shows the configuration of the
The
制御パラメータ設定部43は、制御パラメータを標準値または標準値から修正量だけ修正した値に設定する。
The control
データ取得部41は、第1の推論装置24のデータ出力部35から出力された制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データを取得する。The
第2の推定部42は、第2の学習済みモデル記憶部75から、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量とから、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを推定する第2の学習済みモデルを読み出す。The
第2の推定部42は、第2の学習済みモデルにデータ取得部41から出力される制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータ設定部43によって修正された制御パラメータの修正量とを入力することによって、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを得る。The
図10は、実施の形態1における第1の学習装置22および第2の学習装置23による学習手順を表わすフローチャートである。
Figure 10 is a flowchart showing the learning procedure by the
ステップS101において、図示しない駆動スイッチがオンに設定される。これによって、搬送機構2によって、基板10がはんだ槽5の上部に搬送される。In step S101, a drive switch (not shown) is set to ON. This causes the conveying
ステップS102において、制御パラメータ設定部62は、制御パラメータを標準値に設定する。
In step S102, the control
ステップS103において、温度分布データ作成部51は、基板10の表面の温度分布データを作成する。
In step S103, the temperature distribution
ステップS104において、温度差分布データ作成部52は、基板10の表面の温度分布データと、目標温度分布記憶部76に記憶されている基板10の表面の目標温度分布データとの差分を表わす基板10の表面の温度差分布データを作成する。In step S104, the temperature difference distribution
ステップS105において、特徴量抽出部53は、基板10の表面の温度差分布データの特徴量を抽出する。In step S105, the
ステップS106において、はんだ付け検査装置16は、基板10のはんだ付けの良否を検査する。In step S106, the
ステップS107において、第1の学習データ作成部54は、ステップS105において得られた基板10の表面の温度差分布データの特徴量と、ステップS106において得られた基板10のはんだ付けの良否のラベル(正解)とのセットを第1の学習データ記憶部71内の第1の学習データに追加する。
In step S107, the first learning
ステップS108において、終了指示が入力されたときには、処理がステップS109に進む。終了指示が入力されないときには、処理がステップS103に戻り、搬送される次の基板10について、ステップS103~S107の処理が繰り返される。If an end instruction is input in step S108, the process proceeds to step S109. If an end instruction is not input, the process returns to step S103, and steps S103 to S107 are repeated for the
ステップS109において、図示しない駆動スイッチがオフに設定される。これによって、搬送機構2による基板10の搬送が停止される。In step S109, a drive switch (not shown) is set to off, thereby stopping the transport of the
ステップS110において、第1の学習済みモデル生成部55は、第1の学習データ記憶部71に記憶されている第1の学習データを用いて、基板10の表面の温度差分布データの特徴量から基板10のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを生成する。第1の学習済みモデル生成部55は、生成した第1の学習済みモデルを第1の学習済みモデル記憶部72に記憶させる。In step S110, the first trained
ステップS111において、第2の学習装置23のデータ取得部61は、第1の学習装置22からはんだ付けが不良となったときの基板10の表面の温度差分布データを1つ取得する。In step S111, the
ステップS112において、制御パラメータ設定部62は、制御パラメータを標準値からΔP、2×ΔP、3×ΔP、・・・およびn×ΔPだけ修正する。In step S112, the control
ステップS113において、シミュレーション部63は、制御パラメータ設定部62から出力される修正後の制御パラメータに基づいて、シミュレーションによって、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度分布データを得る。シミュレーション部63は、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度分布データと、目標温度分布記憶部76に記憶されている基板10の表面の目標温度分布データとの差分を表わす制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを出力する。修正されたn個の制御パラメータについて、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データが出力される。In step S113, the
ステップS114において、第2の学習データ作成部64は、ステップS111で取得した制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、ステップS112における制御パラメータの修正量と、ステップS113で得られた制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データ(正解)とのセットを第2の学習データ記憶部74内の第2の学習データに追加する。修正されたn個の制御パラメータについて、上記のセットが第2の学習データに追加される。In step S114, the second learning
ステップS115において、終了指示が入力されたときには、処理がステップS116に進む。終了指示が入力されないときには、処理がステップS111に戻り、はんだ付けが不良となった別の基板10について、ステップS111~S114の処理が繰り返される。If an end command is input in step S115, the process proceeds to step S116. If an end command is not input, the process returns to step S111, and steps S111 to S114 are repeated for another
ステップS116において、第2の学習済みモデル生成部65は、第2の学習データ記憶部74に記憶されている第2の学習データを用いて、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量とから、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを推定する第2の学習済みモデルを生成する。第2の学習済みモデル生成部65は、生成した第2の学習済みモデルを第2の学習済みモデル記憶部75に記憶させる。In step S116, the second trained
図11は、実施の形態1における第1の推論装置24および第2の推論装置25による推論手順を表わすフローチャートである。
Figure 11 is a flowchart showing the inference procedures by the
ステップS201において、図示しない駆動スイッチがオンに設定される。これによって、搬送機構2によって、基板10がはんだ槽5の上部に搬送される。In step S201, a drive switch (not shown) is set to ON. This causes the conveying
ステップS202において、制御パラメータ設定部36は、制御パラメータを標準値に設定する。
In step S202, the control
ステップS203において、温度分布データ作成部31は、基板10の表面の温度分布データを作成する。
In step S203, the temperature distribution
ステップS204において、温度差分布データ作成部32は、基板10の表面の温度分布データと、目標温度分布記憶部76に記憶されている基板10の表面の目標温度分布データとの差分を表わす基板10の表面の温度差分布データを作成する。In step S204, the temperature difference distribution
ステップS205において、特徴量抽出部33は、基板10の表面の温度差分布データの特徴量を抽出する。In step S205, the
ステップS206において、第1の推定部34は、第1の学習済みモデル記憶部72から基板10の表面の温度差分布データの特徴量から基板10のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを読み出す。In step S206, the
ステップS207において、第1の推定部34は、第1の学習済みモデルに特徴量抽出部33から出力される基板10の表面の温度差分布データの特徴量を入力することによって、基板10のはんだ付けの良否を表わすデータを得る。In step S207, the
ステップS208において、基板10のはんだ付けが不良の場合には、処理がステップS209に進む。基板10のはんだ付けが良の場合には、処理が終了する。If the soldering of the
ステップS209において、データ取得部41は、ステップS204において温度差分布データ作成部32によって作成された制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データを取得する。In step S209, the
ステップS210において、第2の推定部42は、第2の学習済みモデル記憶部75から、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量とから、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを推定する第2の学習済みモデルを読み出す。In step S210, the
ステップS211において、第2の推定部42は、K=1に設定する。
ステップS212において、第2の推定部42は、制御パラメータの修正量をK×ΔPに設定する。
In step S211, the
In step S212, the
ステップS213において、第2の推定部42は、第2の学習済みモデルにデータ取得部41から出力される制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、制御パラメータの修正量とを入力することによって、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板の温度差分布データを得る。In step S213, the
ステップS214において、第2の推定部42は、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データの各位置の温度差が、許容温度差分布記憶部73内の許容温度差分布データの各位置の温度差以下のときには、基板10の表面の温度差分布データが許容範囲内と判断する。第2の推定部42は、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データの各位置の温度差が、許容温度差分布データの各位置の温度差を越えるときには、基板10の表面の温度差分布データが許容範囲外と判断する。基板10の表面の温度差分布データが許容範囲内のときには、処理がステップS216に進み、許容範囲外のときには、処理がステップS215に進む。
In step S214, the
ステップS215において、第2の推定部42は、Kを1だけインクリメントする。その後、処理がステップS211に戻る。In step S215, the
ステップS216において、制御パラメータ設定部43は、制御パラメータを修正量だけ修正する。修正された制御パラメータは、駆動制御部26に出力される。駆動制御部26は、修正後の制御パラメータに基づいて、はんだ付けシステム1を駆動する。これにより、たとえば、滞留していたドロスの溶解又はドロスの滞留位置の移動が起こる。そして、噴流ノズル13から均一に噴出され、基板10の表面の温度分布は、許容温度分布の範囲内に収まる。In step S216, the control
実施の形態2.
図12は、実施の形態2における第1の学習装置22および第2の学習装置23による学習手順を表わすフローチャートである。図12のフローチャートのステップS101~S111は、図10のフローチャートのステップS101~S111と同様なので、説明を繰り返さない。
Fig. 12 is a flowchart showing a learning procedure by
ステップS312において、制御パラメータ設定部62は、K=1に設定する。
ステップS313において、制御パラメータ設定部62は、制御パラメータを標準値からK×ΔPだけ修正する。
In step S312, the control
In step S313, the control
ステップS314において、シミュレーション部63は、制御パラメータ設定部62から出力される修正後の制御パラメータに基づいて、シミュレーションによって、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度分布データを得る。シミュレーション部63は、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度分布データと、目標温度分布記憶部76に記憶されている基板10の表面の目標温度分布データとの差分を表わす制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データを出力する。In step S314, the
ステップS315において、第2の学習データ作成部64は、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データの各位置の温度差が、許容温度差分布記憶部73内の許容温度差分布データの各位置の温度差以下のときには、基板10の表面の温度差分布データが許容範囲内と判断する。第2の学習データ作成部64は、制御パラメータが修正された後設定された時間経過後の基板10の表面の温度差分布データの各位置の温度差が、許容温度差分布データの各位置の温度差を越えるときには、基板10の表面の温度差分布データが許容範囲外と判断する。基板10の表面の温度差分布データが許容範囲内のときには、処理がステップS317に進み、許容範囲外のときには、処理がステップS316に進む。
In step S315, the second learning
ステップS316において、制御パラメータ設定部62は、Kを1だけインクリメントする。その後、処理がステップS313に戻る。In step S316, the control
ステップS317において、第2の学習データ作成部64は、ステップS111において取得した制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、ステップS313において設定された制御パラメータの修正量(正解)とのセットを第2の学習データ記憶部74内の第2の学習データに追加する。In step S317, the second learning
ステップS318において、終了指示が入力されたときには、処理がステップS319に進む。終了指示が入力されないときには、処理がステップS111に戻り、はんだ付けが不良となった別の基板10について、ステップS111、およびS312~S317の処理が繰り返される。If an end command is input in step S318, the process proceeds to step S319. If an end command is not input, the process returns to step S111, and steps S111 and S312 to S317 are repeated for another
ステップS319において、第2の学習済みモデル生成部65は、第2の学習データ記憶部74に記憶されている第2の学習データを用いて、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データから、制御パラメータの修正量を推定する第2の学習済みモデルを生成する。第2の学習済みモデル生成部65は、生成した第2の学習済みモデルを第2の学習済みモデル記憶部75に記憶させる。In step S319, the second trained
図13は、実施の形態2における第1の推論装置24および第2の推論装置25による推論手順を表わすフローチャートである。図13のフローチャートのステップS201~S209は、図11のフローチャートのステップS101~S209と同様なので、説明を繰り返さない。
Figure 13 is a flowchart showing the inference procedure by the
ステップS410において、第2の推定部42は、第2の学習済みモデル記憶部75から、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データから制御パラメータの修正量を推定する第2の学習済みモデルを読み出す。In step S410, the
ステップS411において、第2の推定部42は、第2の学習済みモデルにデータ取得部41から出力される制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データを入力することによって、制御パラメータの修正量を得る。In step S411, the
ステップS412において、制御パラメータ設定部43は、制御パラメータを修正量だけ修正する。
In step S412, the control
実施の形態3.
図14は、実施の形態3における第1の推論装置24および第2の推論装置25による推論および再学習の手順を表わすフローチャートである。図14のフローチャートのステップS201~S209、S410~S412は、図13のフローチャートのステップS201~S209、S410~S412と同様なので、説明を繰り返さない。
Fig. 14 is a flowchart showing the procedure of inference and relearning by
ステップS207の後、ステップS208の前までに、ステップS501およびステップS502が実行される。 After step S207, steps S501 and S502 are executed before step S208.
ステップS501において、第1の学習データ作成部54は、ステップS205において得られた基板10の表面の温度差分布データの特徴量と、ステップS207において得られた基板のはんだ付けの良否のラベル(正解)とのセットを第1の学習データ記憶部71内の第1の学習データに追加する。In step S501, the first learning
ステップS502において、第1の学習済みモデル生成部55は、第1の学習データ記憶部71に記憶されている第1の学習データを用いて、基板10の表面の温度差分布データの特徴量から基板10のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを更新する。第1の学習済みモデル生成部55は、更新した第1の学習済みモデルを第1の学習済みモデル記憶部72に記憶させる。In step S502, the first trained
ステップS501およびステップS502によって、はんだ付けシステム1の運用を継続するに伴い、第1の学習データの蓄積量が増加し、第1の学習データの蓄積量の増加に伴って、第1の学習済みモデルの推定精度が高くなる。
Through steps S501 and S502, as operation of the
ステップS412の後、ステップS503およびステップS504が実行される。
ステップS503において、第2の学習データ作成部64は、ステップS204において取得した制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データと、ステップS411において得られた制御パラメータの修正量(正解)とのセットを第2の学習データ記憶部74内の第2の学習データに追加する。
After step S412, steps S503 and S504 are executed.
In step S503, the second learning
ステップS504において、第2の学習済みモデル生成部65は、第2の学習データ記憶部74に記憶されている第2の学習データを用いて、制御パラメータが標準値のときの基板10の表面の温度差分布データから、制御パラメータの修正量を推定する第2の学習済みモデルを更新する。第2の学習済みモデル生成部65は、更新した第2の学習済みモデルを第2の学習済みモデル記憶部75に記憶させる。In step S504, the second trained
ステップS503およびステップS504によって、はんだ付けシステム1の運用を継続するに伴い、第2の学習データの蓄積量が増加し、第2の学習データの蓄積量の増加に伴って、第2の学習済みモデルの推定精度が高くなる。
Through steps S503 and S504, as operation of the
実施の形態4.
本実施の形態では、温度測定装置17は、赤外線カメラ7を備える。
Embodiment 4.
In this embodiment, the
図15は、実施の形態4における赤外線カメラ7の配置を表わす図である。
図15に示すように、搬送機構2によって、基板10は、水平方向と一定角度(5±1°)だけ相違する方向に搬送される。
FIG. 15 is a diagram showing the arrangement of
As shown in FIG. 15, the
赤外線カメラ7の光軸Kの方向は、搬送される基板10の面に対して垂直となるように赤外線カメラ7が配置される。すなわち、赤外線カメラ7の光軸Kの方向は、水平方向から、90°―(5±1)°だけ相違する方向である。
The
また、水平方向については、2次ノズル13bの後端PNから上流の水平方向に220[mm]の位置PAと、下流の水平方向に300[mm]の位置PBとの間に、赤外線カメラ7が設置される。このように赤外線カメラ7の設置範囲に幅を持たせているのは、はんだ付けシステム1の構造の差異によって、赤外線カメラ7が2次ノズル13bの後端PNの位置に設置できない場合があるからである。In addition, in the horizontal direction, the
上述のように赤外線カメラ7を設置することによって、赤外線カメラ7によって撮影される熱画像のゆがみを除外して、正確な測定をすることができる。さらには、赤外線カメラ7を設置することによって、基板10に搭載された部品の影になる面積を小さくすることができるので、温度測定に必要な面積を確保しやすくなる。By installing the
実施の形態5.
図16は、基板10の表面温度の時間変化を表わす図である。
FIG. 16 is a diagram showing the change in surface temperature of
実線が、基板10と溶融はんだとの接触時間が長い場合の基板10の表面の温度変化を表わす。時刻t1において、基板10が溶融はんだから離脱する。
The solid line represents the temperature change on the surface of the
破線が、基板10と溶融はんだとの接触時間が短い場合の基板10の表面の温度変化を表わす時刻t2において、基板10が溶融はんだから離脱する。
The dashed line indicates the change in temperature of the surface of
基板10が溶融はんだから離脱した後の方が、基板10と溶融はんだとの接触時間の違いによる基板10の表面の温度差が大きい。基板10が、溶融はんだから離脱したときの基板10の温度を測定することによって、基板10の入熱量の差異を明確に検出することができる。After the
図17(a)は、基板10が溶融はんだに接触したときの状態を表わす図である。
図17(b)は、基板10が溶融はんだから離脱した直後の状態を表わす図である。
FIG. 17A is a diagram showing the state when the
FIG. 17B is a diagram showing the state immediately after the
本実施の形態では、温度測定装置17は、噴流ノズル13から噴流された溶融はんだから基板10が離脱した後の基板10の上面の温度を測定する。In this embodiment, the
実施の形態6.
図18は、実施の形態6のはんだ付けシステム1bを示す概略図である。
Embodiment 6.
FIG. 18 is a schematic diagram showing a
はんだ付けシステム1の外装91に穴151が形成されている。温度測定装置17に含まれる赤外線カメラ7が、はんだ付けシステム1bの外装91の外側に配置され、赤外線カメラ7のレンズは、穴151の部分に配置される。これによって、揮発したフラックスの溶剤が赤外線カメラ7に付着するのを回避できるため、正確な温度測定ができる。A
赤外線カメラ7は、はんだ付けシステム1bの外側にあるため、メンテナンス時等における赤外線カメラ7の温度変化の影響を少なくすることができる。一般的な赤外線カメラは、カメラ本体に温度変化がある場合、測定温度も変化してしまうが、本構成をとることで、より正確な測定をすることができる。
Because the
実施の形態7.
図19は、実施の形態7のはんだ付けシステム1aの構成を表わす図である。
FIG. 19 is a diagram showing the configuration of a soldering system 1a according to the seventh embodiment.
実施の形態7のはんだ付けシステム1aは、保護窓98を備える。
保護窓98は、赤外線カメラ7のレンズを保護するために設けられる。このようにすることで、長期間の稼働においても、フラックスが赤外線カメラ7に付着を防止することができるため、赤外線が遮られず、正確な温度測定が可能となる。
The soldering system 1 a of the seventh embodiment includes a
The
実施の形態8.
図20は、制御装置9のハードウェア構成を表わす図である。
Embodiment 8.
FIG. 20 is a diagram showing the hardware configuration of the
制御装置9は、相当する動作をデジタル回路のハードウェアまたはソフトウェアで構成することができる。制御装置9の機能をソフトウェアを用いて実現する場合には、制御装置9は、例えば、図20に示すように、バス1001によって接続されたプロセッサ1002とメモリ1003とを備える。メモリ1003は、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)とを含む。プロセッサ1002が実行するプログラムとプログラムを実行するために必要なデータが、ROMに記憶されている。プログラム実行中に作成されるデータが、RAMに記憶される。The
変形例.
本開示は、次のような変形例を含む。
Variant examples.
The present disclosure includes the following modifications.
(1)赤外線カメラの位置
温度測定装置17に含まれる赤外線カメラをはんだ付けシステム1に設けられた排気ダクト(図示しない)直下から、離して設置することによって、赤外線カメラが備えるレンズにフラックス蒸気が付着することを防止してもよい。
(1) Position of the infrared camera By installing the infrared camera included in the
(2)温度分布データ作成
温度分布データ作成部は、基板10の表面を1000×1000の2次元マトリクスに分割した。基板10の表面の分割は、これに限定されない。温度分布データ作成部は、基板10の表面を、基板10の大きさ、温度分布の解析精度、はんだ付けシステム1の制御精度等に応じて、分割しても良い。例えば、温度分布データ作成部は、基板10の表面を、50×50、100×800、7000×3000等に分割しても良い。
(2) Creation of Temperature Distribution Data The temperature distribution data creation unit divided the surface of the
(3)はんだ付け検査
はんだ付けの良否の評価は、作業者によって行われても良い。
(3) Soldering Inspection The quality of the soldering may be evaluated by an operator.
(4)シミュレーション
シミュレーション結果の判別方法は、上記の実施形態に記載されたものに限定されない。例えば、シミュレーションにより得られた温度分布をサポートベクトルマシンに入力し、はんだ付けの不良に属するグループとはんだ付けが正常に属するグループの何れに属するかを識別してもよい。
(4) Simulation The method of judging the simulation result is not limited to that described in the above embodiment. For example, the temperature distribution obtained by the simulation may be input to a support vector machine to identify whether the temperature distribution belongs to a group of defective soldering or a group of normal soldering.
第1の学習済みモデルの精度が一定値以上に達した場合に、第1の学習済みモデルの再学習を停止するものとしてもよい。第2の学習済みモデルの精度が一定値以上に達した場合に、第2の学習済みモデルの再学習を停止するものとしてもよい。再学習を停止することによって、制御装置9における処理負荷を軽減できる。
When the accuracy of the first trained model reaches a certain value or more, re-learning of the first trained model may be stopped. When the accuracy of the second trained model reaches a certain value or more, re-learning of the second trained model may be stopped. By stopping re-learning, the processing load on the
(5)第1の学習済みモデルの入力
上記の実施形態では、第1の学習済みモデルの入力は、温度差分布データの特徴量としたが、これに限定されるものではない。第1の学習済みモデルの入力は、基板の温度分布を表わすデータであればよい。たとえば、第1の学習済みモデルの入力は、温度分布データ作成部によって作成された温度分布データ、あるいは温度差分布データ作成部によって作成された温度差分布データであってもよい。
(5) Input of the First Trained Model In the above embodiment, the input of the first trained model is the feature of the temperature difference distribution data, but is not limited to this. The input of the first trained model may be data representing the temperature distribution of the substrate. For example, the input of the first trained model may be temperature distribution data created by a temperature distribution data creation unit, or temperature difference distribution data created by a temperature difference distribution data creation unit.
(6)第2の学習済みモデルの入力
上記の実施形態では、第2の学習済みモデルの入力は、温度差分布データとしたが、これに限定されるものではない。第2の学習済みモデルの入力は、基板の温度分布を表わすデータであればよい。たとえば、第2の学習済みモデルの入力は、温度分布データ作成部によって作成された温度分布データであってもよい。
(6) Input of the Second Trained Model In the above embodiment, the input of the second trained model is temperature difference distribution data, but is not limited to this. The input of the second trained model may be any data representing the temperature distribution of the substrate. For example, the input of the second trained model may be temperature distribution data created by a temperature distribution data creation unit.
(7)温度測定装置
温度測定装置の計測方式としては、レーザ方式、超音波方式、または電磁波方式を用いることができる。温度測定装置は、赤外線カメラではなく、放射温度計を備えるものとしてもよい。
(7) Temperature Measuring Device The temperature measuring device may use a laser method, an ultrasonic method, or an electromagnetic wave method. The temperature measuring device may include a radiation thermometer instead of an infrared camera.
(8)学習
本実施の形態では、第1の学習済みモデル生成部および第2の学習済みモデル生成部が用いる学習アルゴリズムに教師あり学習を適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。学習アルゴリズムについては、教師あり学習以外にも、強化学習、教師なし学習、または半教師あり学習等を適用することも可能である。
(8) Learning In the present embodiment, a case where supervised learning is applied to the learning algorithm used by the first trained model generation unit and the second trained model generation unit has been described, but this is not limited to this. As for the learning algorithm, in addition to supervised learning, reinforcement learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or the like can also be applied.
第1の学習済みモデル生成部、第2の学習済みモデル生成部は、複数のはんだ付けシステムにおいて作成される第1の学習データ、第2の学習データを用いて、第1の学習済モデル、第2の学習済みモデルを生成するようにしてもよい。第1の学習済みモデル生成部、第2の学習済みモデル生成部は、同一のエリアで使用される複数のはんだ付けシステムから第1の学習データ、第2の学習データを取得してもよいし、異なるエリアで独立して動作する複数のはんだ付けシステムから収集される第1の学習データ、第2の学習データを利用しもよい。The first trained model generation unit and the second trained model generation unit may generate the first trained model and the second trained model using the first trained data and the second trained data created in a plurality of soldering systems. The first trained model generation unit and the second trained model generation unit may acquire the first trained data and the second trained data from a plurality of soldering systems used in the same area, or may use the first trained data and the second trained data collected from a plurality of soldering systems operating independently in different areas.
第1の学習済モデル、第2の学習済みモデルを収集するはんだ付けシステムを途中で対象に追加したり、対象から除去することも可能である。さらに、あるはんだ付けシステムに関して生成した第1の学習済モデル、第2の学習済みモデルを、別のはんだ付けシステムに適用し、再学習によって第1の学習済モデル、第2の学習済みモデルを更新するようにしてもよい。It is also possible to add or remove soldering systems that collect the first and second trained models during the process. Furthermore, the first and second trained models generated for a soldering system may be applied to another soldering system, and the first and second trained models may be updated by re-learning.
第1の学習済みモデル生成部および第2の学習済みモデル生成部に用いられる学習アルゴリズムとしては、特徴量そのものの抽出を学習する、深層学習(Deep Learning)を用いることもでき、他の公知の方法、例えば遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、またはサポートベクトルマシンなどに従って機械学習を実行してもよい。The learning algorithm used in the first trained model generation unit and the second trained model generation unit may be deep learning, which learns to extract features themselves, or machine learning may be performed according to other known methods, such as genetic programming, functional logic programming, or support vector machines.
第1の学習装置、第1の推論装置、第2の学習装置、および第2の推論装置は、はんだ付けシステムに内蔵されていてもよい。さらに、第1の学習装置、第1の推論装置、第2の学習装置、および第2の推論装置は、クラウドサーバ上に存在していてもよい。The first learning device, the first inference device, the second learning device, and the second inference device may be built into the soldering system. Furthermore, the first learning device, the first inference device, the second learning device, and the second inference device may be present on a cloud server.
第1の推論装置、第2の推論装置は、他のはんだ付けシステムなどの外部から第1の学習済モデル、第2の学習済みモデルを取得し、これらに基づいて、推論を実行することとしてもよい。The first inference device and the second inference device may obtain a first trained model and a second trained model from an external source, such as another soldering system, and perform inference based on these.
(9)実施形態の組み合わせ
上記の各実施形態を任意に組み合わせて実施することとしてもよい。
(9) Combination of the Embodiments The above-described embodiments may be combined in any desired manner.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1,1a,1b はんだ付けシステム、2 搬送機構、3 フラックス塗布機、4 プリヒータ、5 はんだ槽、7 赤外線カメラ、9 制御装置、10 基板、11 フラックス、13 噴流ノズル、13a 1次ノズル、13b 2次ノズル、14 はんだ槽ヒータ、15 噴流モータ、16 はんだ付け検査装置、17 温度測定装置、18 フラクサー制御部、21 識別および設定部、22 第1の学習装置、23 第2の学習装置、24 第1の推論装置、25 第2の推論装置、26 駆動制御部、27 記憶装置、31,51 温度分布データ作成部、32,52 温度差分布データ作成部、33,53 特徴量抽出部、34 第1の推定部、35 データ出力部、36,43,62 制御パラメータ設定部、41,61 データ取得部、42 第2の推定部、54 第1の学習データ作成部、55 第1の学習済みモデル生成部、63 シミュレーション部、64 第2の学習データ作成部、65 第2の学習済みモデル生成部、71 第1の学習データ記憶部、72 第1の学習済みモデル記憶部、73 許容温度差分布記憶部、74 第2の学習データ記憶部、75 第2の学習済みモデル記憶部、76 目標温度分布記憶部、91 外装、98 保護窓、151 穴、201 電子部品、1001 バス、1002 プロセッサ、1003 メモリ、K 光軸。1, 1a, 1b soldering system, 2 conveying mechanism, 3 flux applicator, 4 preheater, 5 solder bath, 7 infrared camera, 9 control device, 10 substrate, 11 flux, 13 jet nozzle, 13a primary nozzle, 13b secondary nozzle, 14 solder bath heater, 15 jet motor, 16 soldering inspection device, 17 temperature measurement device, 18 fluxer control device, 21 identification and setting device, 22 first learning device, 23 second learning device, 24 first inference device, 25 second inference device, 26 drive control device, 27 storage device, 31, 51 temperature distribution data creation device, 32, 52 temperature difference distribution data creation device, 33, 53 feature extraction device, 34 first estimation device, 35 data output device, 36, 43, 62 control parameter setting device, 41, 61 Data acquisition unit, 42 second estimation unit, 54 first learning data creation unit, 55 first learned model generation unit, 63 simulation unit, 64 second learning data creation unit, 65 second learned model generation unit, 71 first learning data storage unit, 72 first learned model storage unit, 73 allowable temperature difference distribution storage unit, 74 second learning data storage unit, 75 second learned model storage unit, 76 target temperature distribution storage unit, 91 exterior, 98 protective window, 151 hole, 201 electronic component, 1001 bus, 1002 processor, 1003 memory, K optical axis.
Claims (3)
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
基板に向けて前記はんだ槽内の前記溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、
前記はんだ槽の上方に前記基板を順次搬送する搬送機構と、
前記噴流ノズルの上方に配置され、前記基板の上面の温度を測定する温度測定装置と、
制御パラメータに基づいて、前記はんだ付けシステムを制御する駆動制御部と、
前記制御パラメータが標準値のときに前記温度測定装置によって測定された温度に基づく前記搬送機構によって搬送された基板の温度分布と目標温度分布との差を表わすデータと、はんだ付け検査装置による検査結果を表わす前記搬送機構によって搬送された基板のはんだ付けの良否を表わすデータとのセットを複数個含む第1の学習データを記憶する第1の学習データ記憶部と、
前記第1の学習データを用いて、基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータから基板のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを生成する第1の学習装置と、
前記第1の学習装置から取得したはんだ付けが不良のときの前記搬送機構によって搬送された基板の温度分布と目標温度分布との差を表わすデータと、シミュレーションによって求めた前記搬送機構によって搬送された基板の温度分布と前記目標温度分布との差が許容範囲となるような前記制御パラメータの修正量とのセットを複数個含む第2の学習データを記憶する第2の学習データ記憶部と、
前記第2の学習データを用いて、前記制御パラメータが標準値のときの基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータのみから前記制御パラメータの修正量を推定する第2の学習済みモデルを生成する第2の学習装置と、を備える、はんだ付けシステム。 1. A soldering system comprising:
a solder bath for storing molten solder;
a jet nozzle that jets the molten solder in the solder bath toward a substrate;
a conveying mechanism for conveying the substrates successively above the solder bath;
a temperature measuring device disposed above the jet nozzle for measuring a temperature of the upper surface of the substrate;
a drive control unit that controls the soldering system based on a control parameter;
a first learning data storage unit that stores first learning data including a plurality of sets of data representing a difference between a temperature distribution of the board transported by the transport mechanism based on the temperature measured by the temperature measuring device when the control parameter is a standard value and a target temperature distribution, and data representing the quality of the soldering of the board transported by the transport mechanism, which represents an inspection result by a soldering inspection device;
a first learning device that uses the first learning data to generate a first trained model that estimates the quality of soldering on a board from data representing a difference between a temperature distribution on the board and the target temperature distribution;
a second learning data storage unit that stores second learning data including a plurality of sets of data obtained from the first learning device, the data representing the difference between the temperature distribution of the board transported by the transport mechanism when soldering is defective and a target temperature distribution, and the correction amount of the control parameter that brings the difference between the temperature distribution of the board transported by the transport mechanism and the target temperature distribution, obtained by simulation, into an allowable range;
A soldering system comprising: a second learning device that uses the second learning data to generate a second trained model that estimates a correction amount for the control parameter from only data representing the difference between the temperature distribution of the board when the control parameter is at a standard value and the target temperature distribution.
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
基板に向けて前記はんだ槽内の前記溶融はんだを噴流する噴流ノズルと、
前記はんだ槽の上方に前記基板を順次搬送する搬送機構と、
前記噴流ノズルの上方に配置され、前記基板の上面の温度を測定する温度測定装置と、
制御パラメータに基づいて、前記はんだ付けシステムを制御する駆動制御部と、
基板の温度分布と目標温度分布との差を表わすデータから基板のはんだ付けの良否を推定する第1の学習済みモデルを記憶する第1の記憶部と、
前記制御パラメータが標準値のときに前記温度測定装置によって測定された温度に基づいて前記搬送機構によって搬送された基板の温度分布と目標温度分布との差を表わすデータを生成し、前記第1の記憶部に記憶されている前記第1の学習済みモデルを用いて、前記生成された前記基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータから、前記搬送機構によって搬送された基板のはんだ付けの良否を推定し、前記基板のはんだ付けが不良と推定したときに、前記制御パラメータが標準値のときの前記基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータを出力する第1の推論装置と、
前記制御パラメータが標準値のときの基板の温度分布と目標温度分布との差を表わすデータと、前記制御パラメータの修正量とから前記制御パラメータが修正された後の設定時間経過後の基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータを推定する第2の学習済みモデルを記憶する第2の記憶部と、
前記制御パラメータが標準値のときの前記基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータを前記第1の推論装置から取得し、前記制御パラメータの修正量を生成し、前記第2の記憶部に記憶されている前記第2の学習済みモデルを用いて、前記取得された基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータと、前記生成された制御パラメータの修正量とから、前記制御パラメータが修正された後の設定時間経過後の基板の温度分布と前記目標温度分布との差を表わすデータを推定する第2の推論装置とを、備え、
前記第1の推論装置が出力する基板の表面の温度差分布データは、はんだ付けが不良となった時の基板の表面の温度差分布データである、はんだ付けシステム。 1. A soldering system comprising:
a solder bath for storing molten solder;
a jet nozzle that jets the molten solder in the solder bath toward a substrate;
a conveying mechanism for conveying the substrates successively above the solder bath;
a temperature measuring device disposed above the jet nozzle for measuring a temperature of the upper surface of the substrate;
a drive control unit that controls the soldering system based on a control parameter;
a first storage unit that stores a first trained model that estimates the quality of soldering of a board from data representing a difference between a temperature distribution of the board and a target temperature distribution;
a first inference device that generates data representing a difference between a temperature distribution of the board transported by the transport mechanism and a target temperature distribution based on the temperature measured by the temperature measuring device when the control parameter is a standard value, estimates the quality of soldering of the board transported by the transport mechanism from the generated data representing the difference between the temperature distribution of the board and the target temperature distribution using the first trained model stored in the first memory unit, and outputs data representing the difference between the temperature distribution of the board when the control parameter is a standard value and the target temperature distribution when it is estimated that the soldering of the board is defective;
a second storage unit that stores a second trained model that estimates data representing a difference between a temperature distribution of the substrate when the control parameter is a standard value and a target temperature distribution, and data representing a difference between a temperature distribution of the substrate after a set time has elapsed after the control parameter is corrected and the target temperature distribution, from a correction amount of the control parameter; and
a second inference device that acquires from the first inference device data representing a difference between the temperature distribution of the substrate when the control parameter is a standard value and the target temperature distribution, generates a correction amount for the control parameter, and estimates data representing a difference between the temperature distribution of the substrate after a set time has elapsed after the control parameter is corrected and the target temperature distribution, from the acquired data representing the difference between the temperature distribution of the substrate and the target temperature distribution and the generated correction amount for the control parameter, using the second trained model stored in the second storage unit;
A soldering system, wherein the temperature difference distribution data on the surface of the board output by the first inference device is temperature difference distribution data on the surface of the board when soldering becomes defective .
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020149384 | 2020-09-04 | ||
| JP2020149384 | 2020-09-04 | ||
| PCT/JP2021/031180 WO2022050149A1 (en) | 2020-09-04 | 2021-08-25 | Soldering system |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022050149A1 JPWO2022050149A1 (en) | 2022-03-10 |
| JPWO2022050149A5 JPWO2022050149A5 (en) | 2023-04-14 |
| JP7612697B2 true JP7612697B2 (en) | 2025-01-14 |
Family
ID=80490912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022546265A Active JP7612697B2 (en) | 2020-09-04 | 2021-08-25 | Soldering System |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7612697B2 (en) |
| CN (1) | CN115996809A (en) |
| WO (1) | WO2022050149A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240102061A (en) * | 2022-12-23 | 2024-07-03 | 주식회사 아이티엘 | Method and apparatus for performing detecting welding defects and rework based on artificial intelligence model |
| EP4509253A1 (en) | 2023-08-18 | 2025-02-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for monitoring a flux application, computer program and computer system |
| CN117206625B (en) * | 2023-11-08 | 2024-01-09 | 深圳市矗鑫电子设备有限公司 | Welding equipment and welding method for preventing selective wave soldering from being carried out in succession |
| KR20260016327A (en) * | 2024-07-26 | 2026-02-03 | 주식회사 아이티엘 | Method and apparatus for detecting welding defects and performing rework based on artificial intelligence model |
| CN119413443B (en) * | 2025-01-08 | 2025-03-21 | 中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司 | An intelligent detection method for production quality of aerial work vehicle structural parts |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001036232A (en) | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Hitachi Ltd | Solder removal device |
| JP2006140244A (en) | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Nissan Motor Co Ltd | Soldering method and apparatus |
| WO2018139571A1 (en) | 2017-01-30 | 2018-08-02 | 三菱電機株式会社 | Soldering system, control device, control method, and program |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0677639A (en) * | 1992-08-27 | 1994-03-18 | Sharp Corp | Flow soldering device and reflow soldering device |
| JPH07142852A (en) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Syst Enjinia Kk | Method and device for monitoring temperature of printed wiring board in jet soldering device |
| JPH10193092A (en) * | 1997-01-07 | 1998-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | Solder jet control device |
-
2021
- 2021-08-25 CN CN202180052031.XA patent/CN115996809A/en active Pending
- 2021-08-25 WO PCT/JP2021/031180 patent/WO2022050149A1/en not_active Ceased
- 2021-08-25 JP JP2022546265A patent/JP7612697B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001036232A (en) | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Hitachi Ltd | Solder removal device |
| JP2006140244A (en) | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Nissan Motor Co Ltd | Soldering method and apparatus |
| WO2018139571A1 (en) | 2017-01-30 | 2018-08-02 | 三菱電機株式会社 | Soldering system, control device, control method, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022050149A1 (en) | 2022-03-10 |
| CN115996809A (en) | 2023-04-21 |
| JPWO2022050149A1 (en) | 2022-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7612697B2 (en) | Soldering System | |
| JP3203185B2 (en) | Temperature measuring device and its sensor unit | |
| JP6727345B2 (en) | Soldering system, control device, control method and program | |
| US12434328B2 (en) | Calibration of a quality estimator for a laser cutting method | |
| EP3812353B1 (en) | Method and device for controlling a thermal treatment process for glass sheets | |
| EP3045254B1 (en) | Method and directed energy deposition material addition system and computer readable storage medium using neuro-fuzzy logic for controlling material addition processes | |
| CN118559718B (en) | Industrial robot control system and robot control method | |
| Lam | Low-cost non-contact PCBs temperature monitoring and control in a hot air reflow process based on multiple thermocouples data fusion | |
| CN117611676B (en) | A chip burning positioning correction method and system based on visual algorithm | |
| JPWO2022050149A5 (en) | ||
| CN117011210B (en) | A method, system, electronic device, and storage medium for detecting sintering state. | |
| KR20010060942A (en) | Control apparatus and method of edge masking device using escape information of sheet plate | |
| CN120439290A (en) | A welding path planning method based on multimodal fusion and deep learning | |
| SE1450569A1 (en) | A method and apparatus for geometric verification in the additive manufacture of three-dimensional objects | |
| CN119515869A (en) | A method and system for detecting dynamic thickness of adhesive tape based on machine vision | |
| KR20180129301A (en) | Method and apparatus for emulating behavior of robot | |
| Jamnikar et al. | Comprehensive process-molten pool relations modeling using CNN for wire-feed laser additive manufacturing | |
| Shimojima et al. | Fuzzy inference integrated 3-d measuring system with led displacement sensor and vision system | |
| US20220382228A1 (en) | Prediction apparatus, prediction method, recording medium with prediction program recorded thereon, and control apparatus | |
| JP7422884B2 (en) | Soldering system and method | |
| WO2019242385A1 (en) | Smart controllable hair dryer | |
| Arejita et al. | Applying edge artificial intelligence to closed-loop real time control and monitoring of laser based battery pack welding | |
| CN117215194B (en) | Rim controller data processing method and system based on propeller cooperation | |
| EP3921141A1 (en) | Material phase detection | |
| Xia et al. | Real-Time Tracking of Welding Torch Height in Gmaw Process of Welding Robot Based on Passive Vision Sensing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230131 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240305 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240426 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240619 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240910 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241115 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20241125 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241224 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7612697 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |