JP2004055710A - 電子部品実装データ管理システム、プログラム、記録媒体、及びそのシステムで製造したプリント回路基板及び製品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実装データ62a中に記述されるべき電子部品搭載装置45aに関する部品形状別のパラメータを格納した装置条件テーブル55aを有し、さらに、装置条件テーブル55aを参照し、実装データ62aを作成する実装データ作成手段41を有する。部品形状別のパラメータは、パッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類等の複数の階層化された部品形状の分類体系に分類された電子部品に対応して分類された、電子部品搭載装置45aに関するパラメータとして格納したものである。
【選択図】 図9
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装データ管理システム、プログラム、記録媒体、及びそのシステムで製造したプリント回路基板及び製品に関する。
【0002】
【従来の技術】
面実装部品と呼ばれる部品形態を用いて、プリント回路基板を製造する代表的な工法は、印刷工程、マウント工程、及びリフロー工程の大きく3つの工程で構成される。夫々の工程は、クリーム半田印刷装置、電子部品搭載装置、及びリフロー装置で処理され、各々の装置はコンベア等で連続したラインとして接続されて実装されるのが一般的である。ここで、印刷工程とはプリント回路配線板の接続パターン上へクリーム半田を印刷する工程である。また、マウント工程とは印刷されたクリーム半田上に部品の電極部を搭載する工程で、リフロー工程とは部品が搭載されたプリント回路配線板を一括加熱し半田接合する工程である。
【0003】
電子部品搭載装置は、一般的にマウンタと呼ばれ、角チップ部品をはじめ、半導体部品,コネクタ等の様々な電極を有する電子部品を搭載する機能を有しており、各々の電子部品をプリント回路配線板上の所定の位置に搭載するために次の(1)〜(4)の情報が必要となる。
【0004】
(1)CAD情報等をベースとした、搭載座標/搭載角度の情報、
(2)部品の仕様情報をベースとした、部品を供給する荷姿とその収納されている方向の情報、及び寸法情報、
(3)電子部品搭載装置の仕様情報をベースとした、ノズル形状/本数、供給部配置/使用可能数等の情報、
(4)電子部品搭載装置と搭載される部品の条件とを個々に合わせ込むための、装置パラメータ情報。
【0005】
上述の(4)に係る装置パラメータ情報としては、部品個々にあわせて必要となる部品を吸着/装着するノズルの指定、部品の形状を認識するカメラの種類、使用する照明の指定及び、それに合わせた部品の形状(外形寸法、電極寸法)等の情報が必要となる。
【0006】
これら電子部品搭載装置と部品に関連する装置のパラメータ情報を正しく与えないと、部品を認識できなくなり、その結果、プリント回路配線板上への搭載が不可能であると判定され、部品の廃棄の原因や、搭載した場合の半田付け不良の原因となる。
【0007】
また、上述の(2)に係る部品の寸法情報は、通常、図面若しくはメーカのカタログ情報のみが事前に準備可能であり、事前準備可能な情報は電子部品搭載装置が要求する必要情報に満たない。そのため、電子部品搭載装置及び実際に使用される電子部品を用いて、実装データの作成若しくは修正の作業が必要となる。
【0008】
電子部品搭載装置を用いての実装データ作成作業は、精度の高い情報を正しく与えることが可能となる反面、その時間は生産ができない時間となり、電子部品搭載装置を含むラインそのものの稼働を阻害することとなり、多大な損失を被ることとなる。
【0009】
このような状況を鑑み、電子部品搭載装置のメーカから電子部品実装データ作成システム等の提案がなされ、また、プリント回路基板を生産している各々のメーカからも電子部品実装データ管理システム等の提案がなされているが、これらのシステムでは、CAD情報をベースとした搭載座標や搭載角度の情報を正しく実装データに反映することが可能であるが、電子部品を正しく認識するために必要となる情報は、電子部品搭載装置による確認、或いは修正作業が必要となる。
【0010】
また、生産実績の無い部品に対し、修正する必要のない実装データを予め供給することは、不足情報の入手や部品寸法の事前確認を含め、膨大な工数を要することとなり、理想的ではあるが現実的には採用し難い。
【0011】
したがって、電子部品実装データ管理システムとして求められるのは、電子部品搭載装置で実際に確認/修正された部品の情報を如何に活用し、他の部品へ幅広く展開することである。すなわち、電子部品実装データ作成システムとしては、完成した電子部品実装データ作成システムがシステム開発者やシステム管理者に依存したシステム構造ではなく、実際に電子部品搭載装置を維持管理している生産側の技術者や装置担当者が、電子部品搭載装置の状態に合わせて如何に実装データを出力することができるかが重要な課題となる。
【0012】
このような考えに立った時に、通常の電子部品実装データ作成システムでは、実装データ作成に必要なパラメータの一部が設備固有の情報であるとし、システム内に組み込まれた形態を用いるために、その変更はシステム管理者やシステム開発者が直接変更情報を反映させなければならず、設備技術者がパラメータの変更を行いたい場合に随時対応できるシステム構造ではないために、新規の部品や装置仕様の変更に迅速な対応が不可能となっている。
【0013】
また、電子部品搭載装置で搭載実績のある情報を再利用したり、変換するなどの工夫も一部で見られるが、部品の型番若しくはデータとして記載された部品名称等が合致するものでなければ展開できないなど、反映できる範囲が限定されるものである。
【0014】
実際に、携帯電話等で代表されるような1ラインで1品種を大量に生産する場合においては、電子部品搭載装置を停止させてでも実装データを正しく変更することがその後の安定稼働を生み、停止作業は重要な作業として位置付けられる。しかしながら、今後の様々な品種を変量で生産したり、試作等の納期を優先される生産においては、実装データの修正時間が占める割合が大きくなり過ぎ、搭載装置及びそのラインの有効利用には、ほど遠い状態に陥ることが予想される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実状に鑑みてなされたものであり、新規の電子部品の採用,設備仕様変更等によりシステムプログラムの変更を必要とせず、プリント回路配線板等の被実装体に電子部品を実装する電子部品搭載装置において装置上での実装データの修正時間を最小限にする実装データを作成することが可能な、電子部品実装データ管理システム、プログラム、記録媒体、及びそのシステムで製造したプリント回路基板及び製品を提供することをその目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、電子部品搭載装置を制御し電子部品を被実装体に実装するための実装データを管理する電子部品実装データ管理システムであって、実装データ中に記述されるべき、前記電子部品搭載装置に関する部品形状別のパラメータを格納した装置条件テーブルと該装置条件テーブルを参照し、前記実装データを作成する手段とを前記電子部品搭載装置外部に有することを特徴としたものである。
【0017】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記部品形状別のパラメータは、パッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類等の複数の階層化された部品形状の分類体系に分類された電子部品に対応して分類された、前記電子部品搭載装置に関するパラメータとして格納したものであることを特徴としたものである。
【0018】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記装置条件テーブルは、各分類に対し、参照のための優先度が設定されていることを特徴としたものである。
【0019】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1の発明において、前記装置条件テーブルを複数の電子部品搭載装置に対して各々有することを特徴としたものである。
【0020】
請求項5の発明は、請求項4の発明において、前記装置条件テーブルは、電子部品搭載装置に固有の固有情報と、他の電子部品搭載装置に対しても利用可能な部品形状別情報とから構成されることを特徴としたものである。
【0021】
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1の発明において、前記装置条件テーブルは、理論値を格納する理論値テーブル群と、実際に実装データ作成に使用する値を格納する修正値テーブル群とで構成されることを特徴としたものである。
【0022】
請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1の発明において、電子部品の仕様情報と分類情報を保有する部品データベースを有し、該部品データベースを参照して前記実装データの作成を行うことを特徴としたものである。
【0023】
請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれか1の発明において、前記実装データは該実装データに係わる電子部品搭載装置で修正可能とし、当該電子部品実装データ管理システムは、前記電子部品搭載装置で修正された実装データを参照して前記装置条件テーブルを更新する手段を有することを特徴としたものである。
【0024】
請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれか1の発明において、前記実装データを作成した際に参照した前記装置条件テーブルに関する情報を提示する手段を有することを特徴としたものである。
【0025】
請求項10の発明は、請求項1乃至9のいずれか1の発明において、前記装置条件テーブルを、他の電子部品搭載装置用に変換する変換条件を格納したテーブルと、該テーブルを参照して前記変換を行う変換手段とを有することを特徴としたものである。
【0026】
請求項11の発明は、外部のパラメータテーブルを参照し、電子部品を被実装体に実装するための実装データを作成することを特徴とした電子部品実装データ管理システムである。
【0027】
請求項12の発明は、請求項1乃至11のいずれか1の電子部品実装データ管理システムを使用し、製造したプリント回路基板である。
【0028】
請求項13の発明は、請求項1乃至11のいずれか1の電子部品実装データ管理システムを使用し、製造した製品である。
【0029】
請求項14の発明は、コンピュータを、請求項1乃至11のいずれか1の電子部品実装データ管理システムとして機能させるためのプログラムである。
【0030】
請求項15の発明は、請求項14のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明は、電子部品搭載装置を制御し電子部品を被実装体に実装するための実装データを管理する電子部品実装データ管理機能に関するものであって、外部のパラメータテーブルを参照し、実装データを作成することを特徴としている。
まず、一般的なプリント回路基板製造装置の構造例を詳細に説明する。
【0032】
図1は、クリーム半田印刷装置、電子部品搭載装置、及びリフロー装置からなる代表的なプリント回路基板製造装置の生産ラインを示す概略図である。
代表的なプリント回路基板製造装置は、ローダリフタ1、印刷機3、チップマウンタ4、異形マウンタ5、リフロー装置6、及びアンローダリフタ7が、各々の装置間をつなぐ搬送コンベア21,22,23,24,25で連結され一本の生産ラインとして構成されている。ローダリフタ1はプリント回路配線板(プリント配線板ともいう)を供給する装置で、印刷機3はプリント配線板上にクリーム半田を印刷する装置である。また、チップマウンタ4は主に角チップ部品と呼ばれる電子部品を高速で搭載可能な装置で、異形マウンタ5は様々な部品形状に対応し、その形状に合わせた供給形態を有する電子部品を搭載することが可能な装置である。リフロー装置6はプリント配線板に供給されたクリーム半田と電子部品を一括で加熱半田接合し、プリント回路基板を完成させる装置で、アンローダリフタ7はそのプリント回路基板を収納する装置である。
【0033】
図2は、図1の生産ラインで使用されるチップマウンタの一例を示す図である。また、図3は、図2のチップマウンタにおけるロータリヘッドの一例を示す図で、図3(A)はロータリヘッドを、図3(B)は吸装着ヘッドを夫々示す概略図である。
生産ラインで使用される電子部品搭載装置の一例としてのチップマウンタ4は、チップ部品と呼ばれる主に角形部品搭載用のマウンタであり、部品供給部11及びロータリヘッド10を有する。ロータリヘッド10には、複数の吸装着ヘッド12が円周上に均等に配設され、各吸装着ヘッド12には部品サイズに合わせた複数のチップ用ノズル13が配設されている。ロータリヘッド10は、部品供給部11から供給された部品の吸着、装着方向の選択、部品の高さの検出、部品の認識、認識後の補正回転の順に、吸装着ヘッド12を回転させ、装着位置で部品をプリント配線板上へ搭載する。なお、ロータリヘッド10はこの他、不良部品を排出する位置、ノズル13を選択する位置、さらにはノズル13を原点に戻すための位置にも吸装着ヘッド12を回転させる。
【0034】
図4は、図2のチップマウンタにおける部品供給部にセットされるテープフィーダの一例を示す図で、図4(A)はテープフィーダを、図4(B)はテープ部品を、図4(C)は電子部品の例を、夫々示す概略図である。
部品供給装置の一例としてのテープフィーダ14は、図4(A)のような電子部品搭載装置への取り付け構造をもち、リール状に巻かれたテープ部品15を吸装着ヘッド12側へ供給するものである。テープ部品15において電子部品が収納されている形態(荷姿)は図4(B)に示すようになっている。すなわち、ここで例示するテープ部品15は、キャリアテープ17に形成された複数の部品収納部18に、図4(C)に示すような電子部品(角チップ19a,タンタル19b,SOP(Small Out line Package)19c等)を収納し、その上からトップテープ16を被せて形成したテープ状の部品である。テープフィーダ14はその内部でトップテープ16を剥し、電子部品を吸装着ヘッドで吸装着可能なように供給する。
【0035】
電子部品の吸装着を高速且つ高安定で可能とするためには、部品のサイズによっては、ロータリヘッド10の回転速度を下げることが必要となり、部品供給部11にセットされるテープフィーダ14、及びテープ部品15の部品収納部18の状態によっては、吸着条件の変更が必要となる。部品認識に必要な情報を正しく与えないと、当然ながら部品の搭載ズレによる、半田付け不良の原因となり、与えられた情報と実際の部品に違いがあると判断された場合は、不良部品として、廃棄されてしまう。このように、設備の仕様に合わせて電子部品の情報を正しく与えないと、電子部品搭載装置の能力を引き出すことが不可能となり、生産性の低下、不良の増加を招くこととなる。
【0036】
図5は、図1の生産ラインで使用される異形マウンタの一例を示す図である。
生産ラインで使用される電子部品搭載装置の一例としての異形マウンタ5は、マウンタ例を示す。
生産ラインで使用される電子部品搭載装置の一例としての異形マウンタ5は、種々の電子部品搭載用のマウンタであり、部品供給部21a,21b及び吸装着ヘッド22を有する。吸装着ヘッド22は、種々の部品のサイズに適用可能な異形用ノズル23を配設しており、部品供給部21a,21bのいずれかから供給された電子部品を、異形用ノズル23で吸着し、装着位置でプリント配線板上へ搭載する。
【0037】
図6は、図5の異形マウンタにおける部品供給部にセットされるスティックフィーダの一例を示す図で、図6(A)はスティックフィーダを、図6(B)スティック部品を、図6(C)は電子部品の例を、夫々示す概略図である。
部品供給装置の一例としてのスティックフィーダ24は、図6(A)のような電子部品搭載装置への取り付け構造(部品供給部21bに取付)をもち、筒状のプラスティック製のスティック部品25におけるスティック26に収納された電子部品27を吸装着ヘッド22側へ供給するものである。スティック部品25において電子部品が収納されている形態(荷姿)は図6(B)に示すようになっている。すなわち、ここで例示するスティック部品25は、スティック26に形成されたガイド溝に電子部品27(例えば図6(C)で示すSOP29a,PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)29b等)を収納し、場合によってはその上から上蓋を被せて形成したスティックの部品である。スティックフィーダ24はその内部で上蓋を外し、電子部品27を吸装着ヘッド22で吸装着可能なように供給する。
【0038】
図7は、図5の異形マウンタにおける部品供給部にセットされるトレイフィーダの一例を示す図で、図7(A)はトレイフィーダを、図7(B)はトレイ部品を、図7(C)は電子部品の例を、夫々示す概略図である。
部品供給装置の一例としてのトレイフィーダ30は、図7(A)のような電子部品搭載装置への取り付け構造(部品供給部21aに取付)をもち、プラスチックケースのトレイ部品32において格子状の部品収納部33に収められた電子部品を吸装着ヘッド22側へ供給するものである。トレイ部品32において電子部品が収納されている形態(荷姿)は図7(B)に示すようになっている。すなわち、ここで例示するトレイ部品32は、トレイに部品収納部33として形成された格子状の凹部に、図7(C)に示すような電子部品(QFP(Quad Flat Package)39a,BGA(Ball Grid Array package)39b,コネクタ39c等)を収納して形成したトレイ状の部品である。そのトレイ部品32をトレイ受けプレート34に搭載し、それを複数枚収納したトレイ収納マガジン31を、トレイフィーダ30に複数個収納しており、トレイフィーダ30はその内部でトレイ部品32を搭載したプレート34を抜き出し、吸装着ヘッド22で吸装着可能なように供給することとなる。
【0039】
電子部品搭載装置の一例としての異形マウンタ5は、様々な形状の部品を搭載するために開発されたものであり、このためには、部品供給部21a,21bは、スティックフィーダ(図6参照)、トレイフィーダ(図7参照)、テープフィーダ(図4)と部品荷姿への対応を幅広く適用可能とした仕様となっている。様々な部品の形状を正しく認識するために、複数の仕様の部品認識カメラ20も有しており、異形マウンタ5では、その能力を発揮するためには、チップマウンタ4と同等以上に、設備の仕様に合わせた部品の情報を正しく与えることが重要となる。
【0040】
図8は、角チップ部品の認識方法を説明するための図で、図8(A)は透過光による認識方法を、図8(B)は反射光による認識方法を、夫々説明するための図である。
図8では電子部品として角チップ部品40を例に挙げて、電子部品搭載装置を用いて電子部品を認識する場合の、部品に与える情報と認識画像とを示している。
【0041】
図8(A)の透過光による認識は、2値認識ともいえ、部品40を黒く影40aとして捉えることにより行われる。部品40の上面から光を当て、外形全体を黒く影40aとして浮きだし、その状態を下面から部品認識カメラ20で捉え、予め与えられた情報と部品認識カメラ20の画像が合致するか判定するものである。予め与えるべき情報は、部品の2箇所での幅寸法W1,W2、長さ寸法L1,L2等の部品寸法が挙げられる。なお、部品40に対し上面から光を当てることから、チップ用ノズル13若しくは異形用ノズル23に反射板と呼ばれる部材を備えて、部品40に吸着している部分が部品40からはみ出すことが無いように、部品40の外形より小さくする必要がある。
【0042】
部品の寸法として部品の幅と部品の長さを予め与えておくだけで、部品認識カメラ20での判定が可能となるが、上述したようにノズルサイズと部品サイズの関係、図4で示すテープフィーダ14の部品収納部18とノズルの部品吸着位置の関係を正しく設定できないと、ノズルの影が部品の影としてカメラ20で捉えられてしまう。その影の大きさや位置によっては、部品40の搭載ズレによる半田付け不良の原因となり、与えられた情報と実際の部品に違いがあると判断された場合は、不良部品として廃棄されてしまう。
【0043】
このような状況に対応するために、図8(B)で示す反射光による認識方法を採用する。ここでは、部品40の下面から光を当て、部品40の電極(反射部40c,40dに相当)そのものを光らせ、電極以外の部分(吸収部40bに相当)で反射させず、その状態を下面から部品認識カメラ20で捉え、与えられた情報と部品認識カメラ20の画像が合致するかを判定するものである。部品40の下面から光を当てるために、部品を吸着するチップ用ノズル13又は異形用ノズル23は、ノズル先端が反射して光らないような表面処理を施すことで、部品を吸着している先端部分が部品からはみ出すことも可能となる。
【0044】
部品の寸法として、部品の幅W1,W2と部品の長さL1,L2以外に電極の幅寸法d1,d2が必要となり、設備仕様に合わせた、新たな情報が必要となる。また、部品メーカ毎に電極に使用されるメッキ材料等の表面処理状態に違いが見られ、メーカによっては電極が暗くて光らないために、照明を強くするモードを使用する必要が生じる場合がある。さらに、電極部のコーナが大きく、直線として認識できる領域が減少した場合には、電極を判定する処理ルーチンを変えるなどのモードの変更が、部品認識カメラ20で認識した結果として生じることとなる。
【0045】
部品の認識方法を変えることで、部品の搭載ズレによる半田付け不良が減少し、与えられた情報と実際の部品に違いがあると判断される不良部品判断による部品の廃棄は減少するが、部品に合わせた細かな条件設定が必要となる。
【0046】
以上のように、部品を正しく搭載するために、電子部品搭載装置の導入時及びシステム開発当初の想定状態から、ノズルの変更、部品供給部の変更、認識カメラの変更、部品に要求される情報の変更等、設備の仕様変更が随時発生することとなる。それに伴ってシステム変更も随時必要となり、システム変更が完成するまでは、設備を活用したデータの変更作業を継続的に行うこととなり、生産性の低下を招くこととなる。
【0047】
本発明は、これらの課題を解決するために、電子部品実装データ管理システムの実装データ作成手段において、部品形状別装置テーブルのパラメータをそのまま実装データ中に設定するようにしている。この実装データ作成手段によって、システムの変更を必要としない電子部品実装データ管理システムの提供が可能となる。
【0048】
図9は本発明の一実施形態における電子部品実装データ管理システムの構成例を示す図で、図10は一般的な情報処理装置の構成例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る電子部品実装データ管理システム(以下、本システムと略す)は、電子部品搭載装置を制御し電子部品を被実装体に実装するための実装データを管理するシステムである。本システムは、随時或いは予め、スキャナ,デジタルカメラ等の画像入力装置やマウス,キーボードなどの入力装置74から入力された情報に基づいて、すなわち外部のパラメータテーブルを参照して、電子部品の実装データを作成・管理するシステムであり、ここで作成・管理された実装データに基づいて電子部品搭載装置への電子部品の搭載をシステム変更なしに実行することを目的としている。後述するように、本システムによれば、外部のパラメータテーブルで設定条件の変更が可能なのでシステムプログラムの変更が不要となる。本システムを使用して製造したプリント回路基板及びそれが組み込まれた製品も、例えば図1乃至図8で説明した装置により、効率的にその実装データが作成されることから、低コストで提供することが可能となる。
【0049】
本システムで取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAM72に蓄積され、その後データベースの構成データとして各種ROM73に格納される。また、コンピュータを後述する各手段として或いは本システムとして機能させるためのプログラムをROM73に蓄積し、CPU71が読み出すことによって、或いは各手段としての処理用ハードモジュールの組み合わせによって実行される。各手段として機能するプログラムとしては、ユーザインターフェースを介して実装データの作成・管理を実行するためのプログラムなど、様々な形態が考えられる。また、処理の途中経過や途中結果は、表示装置75を通してユーザに提示され、必要な場合には、キーボード,マウス(ポインティングデバイス)等からユーザが処理に必要なパラメータを入力指定すればよい。その他の処理の実行中に作られる中間データもRAM72に蓄積され、必要に応じて、CPU71によって読み出し、修正・書き込みが行われる。なお、CPU71,RAM72,ROM73,入力装置74,表示装置(CRT,LCD等)75,出力装置(プリンタ等)76は、バス77により接続されるか、各要素の一部がLAN等のネットワークを介して接続されていればよい。
【0050】
本発明は、電子部品実装データ管理の機能を実現するためのプログラム又はプログラム及びデータを記憶した記録媒体としての形態も可能である。記録媒体としては、具体的には、CD−ROM,光磁気ディスク,DVD−ROM,FD,フラッシュメモリ,メモリスティック及びその他各種ROMやRAM等が想定でき、これら記録媒体にプログラム又はプログラム及びデータを記録し流通させることにより、当機能の実現を容易にする。そしてコンピュータ等の情報処理装置に上記のごとくの記録媒体を装着してそのプログラムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記録媒体に当プログラムを記憶させておき、必要に応じて読み出すことにより、本発明に関わる機能を実行することができる。
【0051】
本システムは、実装データ中に記述されるべき、電子部品搭載装置に関する部品形状別のパラメータを格納した部品形状別装置条件テーブルを装置外部に有するものとする。ここで、部品形状別のパラメータとは、例えば、電子部品搭載装置Aで電子部品aを搭載する場合の電子部品aの吸着位置は(X,Y)であるといった情報である。この部品形状別装置条件テーブルには、後述するような複数のテーブルを備えておく。本システムは、この部品形状別装置条件テーブルを参照し、実装データを作成する実装データ作成手段41を有する。また、図9で図示するように、この部品形状別装置条件テーブルを複数の電子部品搭載装置に対して各々有するようにすることが好ましい(装置条件テーブル55a,55bとして例示)。なお、複数の電子部品搭載装置のうち1つの装置に、全ての装置条件テーブル及び実装データ作成手段41等の手段及びデータを備える形態も採りうる。部品形状別装置条件テーブルを備えることにより、電子部品の形状に合わせて装置条件を入力することが可能となる。
【0052】
このように、本システムは、外部パラメータテーブルである部品形状別の装置条件テーブル55a,55b(しばしば55で代表して表す)を参照して、電子部品の実装データを作成するシステムであり、図9に示す例では、実装データ作成手段41,実装データ復元手段42,パラメータ反映手段43,パラメータ参照・入力手段44,及びそれら各手段を機能させるための各種データによりその主要構成がなされるものとする。図9では、部品の仕様情報と分類情報を保有する部品データベース53を備えた好ましい形態を示している。部品データベース53を参照して実装データの作成を行うことで、実装データに使用する電子部品の仕様情報とその部品の形状分類との紐付けを容易にすることが可能になる。
【0053】
実装データ作成手段41は、部品表51,部品配置情報52,部品データベース53,部品形状別装置条件テーブル(部品形状分類別装置条件テーブルともいえ、以下、装置条件テーブルと呼ぶ)55を参照し、実装データ62(装置A用を62a、装置B用を62bで図示)、及びテーブル参照先情報61(装置A用を61aで図示し、装置B用を61bとする)を自動生成する。本実施形態によれば、部品の形状別に装置条件の変更が可能となるので、より正確な部品情報を設定可能となる。
【0054】
部品表51は、プリント配線板上に実装する電子部品の一覧表を表し、電子部品供給メーカが提供する型番、プリント配線板上で電子部品をユニークに識別するためのキーワード、という項目からなる。
【0055】
部品配置情報52は、プリント配線板上の電子部品の配置情報を表し、プリント配線板上で電子部品をユニークに識別するためのキーワード、プリント配線板上で電子部品が実装される面(表面・裏面)、プリント配線板上で電子部品が実装される位置、プリント配線板上で電子部品が実装される角度、という項目からなる。
【0056】
部品データベース53は、電子部品供給メーカが提供する部品型番を主キーとし、カタログ54上の電子部品情報(外形寸法,荷姿等)を保持すると同時に、その部品のパッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類などの複数の部品形状分類を保有するデータベースである。部品データベース53で部品仕様と部品形状分類が紐付けされているので、参照先の装置条件テーブルが確定できる。
【0057】
図11は、部品データベース内の部品形状分類表の一例を示す図で、図中、81は部品データベース53内の部品形状分類表である。図11では、パッケージ名称分類として部品サイズで、電気的特性分類として定格電力,抵抗値許容差で、部品型番分類として会社名,型番で、夫々分類した例を示している。
【0058】
そして、装置条件テーブル55に関しては、部品形状別のパラメータが、パッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類等の複数の階層化された部品形状の分類体系に分類された電子部品に対応して分類された、電子部品搭載装置(装置A(45a)等)に関するパラメータとして格納したものとすること好ましい。すなわち、装置条件テーブル55は、その部品形状として、パッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類等の複数の階層化された分類体系で装置条件を持つようにすることが好ましく、図9ではパッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類の分類体系で装置条件を持つ形態を示している。実装データに使用する部品の装置条件として、より最適なパラメータを、部品の形状分類階層別にパラメータの選択・設定することができるので、情報が不備な状態でもより精度の高い実装データの作成が可能となる。
【0059】
装置条件テーブル55a,55bは、電子部品搭載装置(夫々、装置A,装置B)毎に存在し、電子部品搭載装置を稼動させるための実装データ中に記述されるパラメータを格納した複数のテーブルから構成される。装置条件テーブル55aは、カタログ等から算出した理論値を格納する理論値テーブル群56aと、実際に実装データ作成に使用する値を格納する修正値テーブル群57aに分類される。装置条件テーブル55bや他の電子部品搭載装置用の装置条件テーブルに対しても同様である。
【0060】
また、それぞれのテーブル群は、参照キー毎(図11では、部品型番,電気的特性,パッケージ名称の3種類)にテーブルが用意されている。各々のテーブルは、電子部品搭載装置固有で他の装置では使用できないパラメータ(固有情報)と、変換して他の装置でも利用可能なパラメータ(部品形状別情報)から構成される。ここで、固有情報は、保有フィーダ数,保有ノズル数,実装タクト等の項目からなる。また、部品形状別情報は、部品分類別に定義されたカメラ種類,フィーダ種類,ノズル種類,外形寸法,ヘッド回転角度等の項目からなる。
【0061】
装置条件テーブル55は、理論値・修正値別、複数の分類キー別にテーブルを持つため、各分類(理論値/修正値の分類も含むものとする)に対し、参照のためのテーブル参照優先度を設定しておくとよい。なお、装置条件テーブル55において図示された不等号は、好ましい参照優先度の一例を示す。テーブル参照優先度を設定しておき、情報を取得できるまで優先度の高いテーブルから順に参照していく。なお、装置条件テーブル55で使用する複数の分類キーは、部品データベース53から取得するものとする。優先度を導入することにより、実装データに使用する電子部品の装置条件として、より最適なパラメータを選択することが可能となる。
【0062】
テーブル参照先情報61は、電子部品搭載装置を稼動させるための制御データである実装データ62を作成する時に参照した装置条件テーブル55内のテーブル名,分類キー等の情報を表す。この情報を元に、段取り指示情報63として、電子部品搭載装置上でパラメータの修正が必要かどうかを部品毎に指示する。
【0063】
この修正を行うために、実装データ62aはその実装データ62aに係わる電子部品搭載装置A(45a)で修正可能としておく。実装データ62を作成した際に参照した装置条件テーブル55に関する情報を提示するパラメータ参照・入力手段44を備えるとよい。パラメータ参照・入力手段44により、参照先の表示及び更新状態を確認が可能となり、電子部品搭載装置で修正が必要となるパラメータが確認でき、精度が高く短時間で修正作業が実行できる。また、パラメータ入力・参照手段44では、単に装置条件テーブル55の内容の確認及び修正を所望する時に行うことも可能にしておくとよい。
【0064】
本システムは、電子部品搭載装置A(45a)で修正された実装データ64を参照して、装置条件テーブル55a(特に修正値テーブル57a)を更新する手段を有するようにするとよい。電子部品搭載装置で修正したパラメータを用いて、異なる基板に実装する場合においても活用でき、同一部品であれば実装データの修正作業を行う必要がなくなり、修正時間が短縮できる。この手段は、実装データ復元手段42及びパラメータ反映手段43として図示する手段である。
【0065】
実装データ復元手段42では、電子部品搭載装置上での修正作業を終えた実装データ64を再利用するため、実装データ62とテーブル参照先情報61を更新する機能も有する。この際、既存の実装データ62と比較し、部品等の過不足がないかも合わせてチェックする。
【0066】
パラメータ反映手段43では、電子部品搭載装置上で修正された実装データ64上のパラメータを次回実装データ作成時に再利用するため、実装データ64からパラメータを抽出し、装置条件テーブル55の修正テーブル群57(57a,57b)内のテーブルに反映させる。反映のタイミングは、自動反映,手動反映の2つの方法が選択できるものとする。また、反映させるテーブルについても、型番キーテーブル,電気的特性キーテーブル,パッケージキーテーブルのうち、任意の1つ以上のテーブルに対して反映させることができるものとする。ただし、反映させないことも可能とする。
【0067】
反映させるテーブルが選択されると、固有情報については、図9中、破線<i>で示すように、対象となる電子部品搭載装置(ここでは装置A(45a))のテーブルのみ反映される。
【0068】
部品形状別情報については、部品形状別パラメータ変換条件テーブル65を参照することにより、図9中、一点鎖線<ii>で示すように、その他の任意の電子部品搭載装置(装置B(45b)他)の部品形状別情報に変換することが可能となっている。このように、装置条件テーブル55を、他の電子部品搭載装置用に変換する変換条件を格納した部品形状別パラメータ変換条件テーブル65と、テーブル65を参照して変換を行う変換手段(パラメータ反映手段43として図示)とを有するようにするとよい。電子部品搭載装置間の変換テーブル65により、他の電子部品搭載装置の実装データを活用することが可能となる。
【0069】
以下に、実装データ作成手段41において、装置条件テーブル55への参照キーを複数用意し、これに優先度をつけて参照することによる効果を主として、本システムの詳細を説明する。
【0070】
図12は、あるプリント回路基板の実装データにおける電子部品種類数とその荷姿の割合を表す図で、図中、82はあるプリント回路基板の荷姿別電子部品種類数を表す表である。表82では、プリント回路基板(機種A)には、荷姿がエンボス,紙,トレイである電子部品が、夫々63,53,10種類存在していることを示している。これらのTOTAL(126種類)から各荷姿の割合がわかる。
【0071】
図13は、図12のプリント回路基板について、装置条件テーブルを参照した際、参照したテーブル毎にパラメータが取得できた割合(合致率)を表す図で、図中、83は参照テーブル別の合致率を表す表である。表83に示す例では、部品型番別分類テーブル,電気的特性別分類テーブル,パッケージ名称別分類テーブルに対し、夫々35%,80%,100%の合致率となっている。
【0072】
図14は、装置条件テーブル上の代表的なパラメータについて、電子部品搭載装置上での実装データの修正時間と、参照したテーブル別の修正の要・不要を表す図で、図中、84はこれを表した表である。
実装データの修正時間は、実装データ中のパラメータがそのまま使用できるかどうか(修正が必要かどうか)によって決定されるため、パラメータを修正した場合の所要時間と、参照テーブル毎にパラメータの修正が必要かどうかを記述している。表84では、○はデータ引き当て可で修正不要、△はデータ引き当て後に電子部品搭載装置で確認必要の場合有(修正時間:1/2で処理)、×はデータ引き当て不可で設備で修正必要、を夫々表している。
【0073】
また、同じパラメータでも、電子部品の荷姿によって、修正要・不要が決まるため、これについても分類を行っている。表84においては、参照テーブルとしては部品型番別,電気的特性別,パッケージ名称別の各々の分類テーブルに対し、修正項目として、搭載座標及び搭載角度に加えて、エンボス,紙,トレイについて各々吸着高さ,吸着位置,装着高さと、ボディ寸法・公差,リード寸法・公差,リード配列について部品情報と、種別・コード,照明,カメラ,しきい値,ノズル,ヘッド速度,テーブル速度について認識情報と、を例示している。なお、ここで示す所要時間とは、電子部品搭載装置での項目別NCデータ(Numerical Control data)の修正時間(秒)である。例えば、電気的特性別分類テーブルは、修正項目が「吸着位置」(荷姿が「紙」の場合)である場合、データ引き当ては可能であるが、引き当て後、電子部品搭載装置での確認が必要となる(所要時間は30×0.5=15秒)。
【0074】
図15は、図12のプリント回路基板における参照テーブル別実装データ修正所要時間を表す図で、図中、85はその修正所要時間の表である。
図12のプリント回路基板(エンボス,紙,トレイの電子部品が夫々63,53,10種類)において、図13及び図14から、装置条件テーブルを参照しなかった場合、及び、夫々のテーブルを単独で参照した場合の、実装データの修正時間を算出してみると、表85のようになる。ここで所要時間とは、電子部品搭載装置での項目別の実装データ修正時間(秒)を指す。修正項目が「吸着高さ」の場合を例として説明する。荷姿がエンボスについて対象部品種類は63であり、全ての設備(電子部品搭載装置)を修正する際、30(秒)×63=1890(秒)となる。パッケージ名称別分類テーブルで反映/修正を行う際には、表84より修正必要(×)且つ表83より合致率100%なので1890(秒)、電気的特性別分類テーブルで反映/修正を行う際には、同様に修正が必要な可能性有(△)及び合致率80%であるので1890(秒)×(0.2+0.8×0.5)=1134(秒)、部品型番別分類テーブルで反映/修正を行う際には、修正不要(△)及び合致率35%であるので1890(秒)×(0.65+0.35×0)=1228.5(秒)となる。
【0075】
このように、単独の参照キーを使用した場合には、その参照テーブルにより情報が取得できた場合の修正時間に加え、参照テーブル上での合致率が大きな要因となる。例えば、部品型番を参照キーとした場合、パラメータが取得できた場合の修正時間は0であるが、合致率が低いため、修正時間の合計は決して少なくならない。この例では、電気的特性分類をキーとするテーブルを参照した場合が最も少ない修正時間(8.2時間)となっている。
【0076】
一方、参照テーブルに、(1)部品型番,(2)電気的特性,(3)パッケージ名称、という順番で優先度をつけ、装置条件テーブルを参照した場合を考える。その場合の合致率は図16のようになる。
【0077】
図16は、優先度の高い参照テーブルを参照し、パラメータを取得できなかった場合にのみ、次のテーブルを参照する仕組みを採用した場合の、各テーブル別のパラメータ取得率を表す図で、図中、86は装置条件テーブルにおける参照テーブル別情報取得率(参照テーブルに優先度を設定した場合)の表である。表86では、部品型番別分類テーブル,電気的特性別分類テーブル,パッケージ名称別分類テーブルに対し、夫々35%,45%,20%の取得率となっている。
【0078】
図17は、図12のプリント回路基板における、参照テーブルに優先度を設定した場合の、参照テーブル別部品種類数を表す図で、図中、87はその種類数の表である。ここで、表86に基づき、パッケージ名称別分類は[対象部品種]×[反映展開率(20%)]/100、電気的特性別分類は[対象部品種]×[反映展開率(45%)]/100、部品部番別分類は[対象部品種]×[反映展開率(35%)]/100、で夫々計算している。また、図18は、図12のプリント回路基板における、参照テーブルに優先度を設定した場合の修正所要時間を表す図で、図中、88はその修正所要時間の表である。ここで、表84における「×」に対しては[対象部品種]×[所要時間]、「△」に対しては[対象部品種]×[所要時間]/2、「○」に対しては[対象部品種]×[所要時間(0秒)]、で夫々計算している。
【0079】
このように、表86に基づき、表83及び表84を用いて、実装データの修正時間を算出してみると、テーブル別の対象部品数は表87のようになることから、表88のように4.7時間となる。
【0080】
このように、装置条件テーブルを、装置条件の各々に対し参照優先度が設定されているようにすることで、部品の形状分類階層に対し参照優先度が規定されることとなるので、最適なパラメータを用いた実装データを作成することが可能となる。
【0081】
以上から、本システムを使用した場合には、電子部品搭載装置上の実装データの修正時間は劇的に減少する。また、対象とするプリント回路基板が過去に実績のある製品と類似のものであった場合には、部品型番別分類テーブル上でのパラメータ取得率はこれまでの実績からほぼ100%に近いものとなる(修正時間がほぼ0となる)。すなわち、本システムを活用して装置条件テーブル中の部品型番分類テーブル上のデータを蓄積していくことにより、修正時間を0に近づけることができる。一方、対象とするプリント回路基板が従来になかった製品の場合には、パッケージ名称別分類テーブル、電気的特性別分類テーブル上でのパラメータ取得が可能であり、電子部品搭載装置上での実装データ修正時間の低減が可能となる。
【0082】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品実装データ管理システムにおいて、外部のパラメータテーブルで設定条件の変更が可能なので、新規の電子部品の採用,設備仕様変更等によるシステムプログラムの変更が不要となる。また、本発明によれば、プリント配線板等の被実装体に電子部品を実装する電子部品搭載装置において装置上での実装データの修正時間を最小限にする実装データを作成することが可能となる。さらに、本発明によれば、この電子部品実装データ管理システムを用いて効率的に実装データが作成されるので、低コストなプリント回路基板やそれが組み込まれた製品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クリーム半田印刷装置、電子部品搭載装置、及びリフロー装置からなる代表的なプリント回路基板製造装置の生産ラインを示す概略図である。
【図2】図1の生産ラインで使用されるチップマウンタの一例を示す図である。
【図3】図2のチップマウンタにおけるロータリヘッドの一例を示す図である。
【図4】図2のチップマウンタにおける部品供給部にセットされるテープフィーダの一例を示す図である。
【図5】図1の生産ラインで使用される異形マウンタの一例を示す図である。
【図6】図5の異形マウンタにおける部品供給部にセットされるスティックフィーダの一例を示す図である。
【図7】図5の異形マウンタにおける部品供給部にセットされるトレイフィーダの一例を示す図である。
【図8】角チップ部品の認識方法を説明するための図である。
【図9】本発明の一実施形態における電子部品実装データ管理システムの構成例を示す図である。
【図10】一般的な情報処理装置の構成例を示す図である。
【図11】部品データベース内の部品形状分類表の一例を示す図である。
【図12】あるプリント回路基板の実装データにおける電子部品種類数とその荷姿の割合を表す図である。
【図13】図12のプリント回路基板について、装置条件テーブルを参照した際、参照したテーブル毎にパラメータが取得できた割合(合致率)を表す図である。
【図14】装置条件テーブル上の代表的なパラメータについて、電子部品搭載装置上での実装データの修正時間と、参照したテーブル別の修正の要・不要を表す図である。
【図15】図12のプリント回路基板における参照テーブル別実装データ修正所要時間を表す図である。
【図16】優先度の高い参照テーブルを参照し、パラメータを取得できなかった場合にのみ、次のテーブルを参照する仕組みを採用した場合の、各テーブル別のパラメータ取得率を表す図である。
【図17】図12のプリント回路基板における、参照テーブルに優先度を設定した場合の、参照テーブル別部品種類数を表す図である。
【図18】図12のプリント回路基板における、参照テーブルに優先度を設定した場合の修正所要時間を表す図である。
【符号の説明】
1…ローダリフタ、21〜25…搬送コンベア、3…印刷機、4…チップマウンタ、5…異形マウンタ、6…リフロー装置、7…アンローダリフタ、10…ロータリヘッド、11…部品供給部、12…各吸装着ヘッド、13…チップ用ノズル、14…テープフィーダ、15…テープ部品、16…トップテープ、17…キャリアテープ、18…部品収納部、19a…角チップ、19b…タンタル、19c…SOP、20…部品認識カメラ、21a…部品供給部、21b…部品供給部、22…吸装着ヘッド、23…異形用ノズル、24…スティックフィーダ、25…スティック部品、26…スティック、27…電子部品、29a…SOP、29b…PLCC、30…トレイフィーダ、31…トレイ収納マガジン、32…トレイ部品、33…部品収納部、34…プレート、39a…QFP、39b…BGA、39c…コネクタ、40…角チップ部品、40a…影、40b…吸収部、40c,40d…反射部、41…実装データ作成手段、42…実装データ復元手段、43…パラメータ反映手段、44…パラメータ参照・入力手段、45a…電子部品搭載装置A、45b…電子部品搭載装置B、51…部品表、52…部品配置情報、53…部品データベース、54…カタログ、55a,55b…装置条件テーブル、56a,56b…理論値テーブル群、57a,57b…修正値テーブル群、61a,61b…テーブル参照先情報、62a,62b…実装データ、63…段取り指示情報、64…修正された実装データ、65…部品形状別パラメータ変換条件テーブル、71…CPU、72…RAM、73…ROM、74…入力装置、75…表示装置、76…出力装置、77…バス。
Claims (15)
- 電子部品搭載装置を制御し電子部品を被実装体に実装するための実装データを管理する電子部品実装データ管理システムであって、実装データ中に記述されるべき、前記電子部品搭載装置に関する部品形状別のパラメータを格納した装置条件テーブルと、該装置条件テーブルを参照し、前記実装データを作成する手段とを前記電子部品搭載装置外部に有することを特徴とする電子部品実装データ管理システム。
- 前記部品形状別のパラメータは、パッケージ名称分類,電気的特性分類,部品型番分類等の複数の階層化された部品形状の分類体系に分類された電子部品に対応して分類された、前記電子部品搭載装置に関するパラメータとして格納したものであることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記装置条件テーブルは、各分類に対し、参照のための優先度が設定されていることを特徴とする請求項1又は2記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記装置条件テーブルを複数の電子部品搭載装置に対して各々有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記装置条件テーブルは、電子部品搭載装置に固有の固有情報と、他の電子部品搭載装置に対しても利用可能な部品形状別情報とから構成されることを特徴とする請求項4記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記装置条件テーブルは、理論値を格納する理論値テーブル群と、実際に実装データ作成に使用する値を格納する修正値テーブル群とで構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 電子部品の仕様情報と分類情報を保有する部品データベースを有し、該部品データベースを参照して前記実装データの作成を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記実装データは該実装データに係わる電子部品搭載装置で修正可能とし、当該電子部品実装データ管理システムは、前記電子部品搭載装置で修正された実装データを参照して前記装置条件テーブルを更新する手段を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記実装データを作成した際に参照した前記装置条件テーブルに関する情報を提示する手段を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 前記装置条件テーブルを、他の電子部品搭載装置用に変換する変換条件を格納したテーブルと、該テーブルを参照して前記変換を行う変換手段とを有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システム。
- 外部のパラメータテーブルを参照し、電子部品を被実装体に実装するための実装データを作成することを特徴とする電子部品実装データ管理システム。
- 請求項1乃至11のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システムを使用し、製造したプリント回路基板。
- 請求項1乃至11のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システムを使用し、製造した製品。
- コンピュータを、請求項1乃至11のいずれか1記載の電子部品実装データ管理システムとして機能させるためのプログラム。
- 請求項14記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080916 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090203 |