JP2005005290A - 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】不良検出基板の後処理負荷を低減することができる電子部品実装システムおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤの間に検査装置ＭＣを介在させ、実装装置ＭＡ，ＭＢによって基板上に電子部品を実装し、検査装置ＭＣによって実装検査を行い、次いで実装装置ＭＤによってこれらの電子部品を覆ってシールド部品を実装する構成の電子部品実装システムにおいて、電子部品とシールド部品とを実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて関連づけておき、実装装置ＭＤによる作業実行に際しては、検査装置ＭＣの検査結果および部品関連データに基づいてシールド部品の搭載実行可否を判定する。これにより、実行して差し支えのない電子部品についての作業を可能にし、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる。
【選択図】 図４
【解決手段】実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤの間に検査装置ＭＣを介在させ、実装装置ＭＡ，ＭＢによって基板上に電子部品を実装し、検査装置ＭＣによって実装検査を行い、次いで実装装置ＭＤによってこれらの電子部品を覆ってシールド部品を実装する構成の電子部品実装システムにおいて、電子部品とシールド部品とを実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて関連づけておき、実装装置ＭＤによる作業実行に際しては、検査装置ＭＣの検査結果および部品関連データに基づいてシールド部品の搭載実行可否を判定する。これにより、実行して差し支えのない電子部品についての作業を可能にし、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装システムおよび電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装システムは、複数の電子部品実装装置を連結して構成され、実装対象の基板が各電子部品実装装置を上流側から下流側へ通過することによって基板には順次電子部品が実装される。このとき、同一基板に実装される複数種類の電子部品の間に、実装位置や電子部品の形状などの実装動作上の制約条件によって電子部品の実装順序が制約される場合がある。
【０００３】
例えば、小さな電子部品の実装後にその上方を覆った形でシールド部などの大型部品が実装される場合（例えば特許文献１参照）や、実装位置が近接していて後続部品の実装動作が妨げられる場合などにはそれらの電子部品は所定の先行・後続関係に従って実装を行う必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３５８６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品実装システムにおいては、電子部品が実装された基板が半田接合のためのリフロー装置に送られる前に実装済み基板に対して外観検査を実行する場合がある。外観検査においては、基板上の電子部品を撮像する必要があるため、前述のシールド部品など他の電子部品の上方を覆って撮像を妨げる部品が実装される前に外観検査を行う必要がある。このため、シールド部品で覆われる電子部品の中に外観検査を必須とするような電子部品が存在する場合には、シールド部品の実装を実行する電子部品実装装置の上流に外観検査のための検査装置を配置することが行われる。
【０００６】
しかしながら上述の構成の電子部品実装システムにおいては、外観検査において不良が検出された場合には次のような不都合が生じる。すなわち、不良が検出された基板については、補修が必要とされるため、次工程の電子部品実装装置においてシールド部品を実装することができず、この基板は不良排出機構によって実装ラインから排出される。
【０００７】
そして排出された基板に対して、オフラインにて補修作業が行われるが、この補修作業に際しては検査装置から出力される検査データを対照して不良部品を特定し、この不良部品に対して必要な処置を施した後に改めてリフロー装置に送る処理を行っていた。このため、不良検出基板に対する後処理の負荷が大きく手間と時間を要していた。
【０００８】
そこで本発明は、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる電子部品実装システムおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装システムは、直列に配置された複数の電子部品実装装置を含み、一の電子部品実装装置とこの一の電子部品実装装置よりも下流側に位置する他の電子部品実装装置との間に、前記一の電子部品実装装置から上流側で実行された上流側作業についての検査を行う検査装置を介在させて構成された電子部品実装システムであって、前記上流側作業の対象となる上流側電子部品をこの上流側作業と前記他の電子部品実装装置で行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および前記検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて前記下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成する部品関連づけ手段と、前記検査装置の検査結果および部品関連データに基づいて前記他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し前記他の電子部品実装装置に指令する作業実行可否指令手段とを備えた。
【００１０】
請求項２記載の電子部品実装方法は、直列に配置された複数の電子部品実装装置を含み、一の電子部品実装装置とこの一の電子部品実装装置よりも下流側に位置する他の電子部品実装装置との間に、前記一の電子部品実装装置から上流側で実行された上流側作業についての検査を行う検査装置を介在させて構成された電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記上流側作業の対象となる上流側電子部品をこの上流側作業と前記他の電子部品実装装置で行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および前記検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて前記下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成しておき、前記検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および前記部品関連データに基づいて前記他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し前記他の電子部品実装装置に指令する。
【００１１】
本発明によれば、上流側作業の対象となる上流側電子部品を下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて、下流側電子部品と上流側電子部品とを関連づける部品関連データを作成しておき、検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および部品関連データに基づいて他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し他の電子部品実装装置に指令することにより、実行して差し支えのない電子部品についての作業を可能にし、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成説明図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図、図３、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装システム制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の平面図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造のフロー図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図である。
【００１３】
まず図１を参照して電子部品実装システムの構成について説明する。図１において、電子部品実装システムは、５台の電子部品実装用装置（ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ）を直列に配置して構成されており、これらの電子部品実装用装置はＬＡＮシステム９によって相互に接続されるとともに、ホストコンピュータ１０に接続されている。
【００１４】
各電子部品実装用装置の基台１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、上面に搬送コンベア２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを備えており、これらの搬送コンベアは直列に連結されて連続した搬送路を構成している。この電子部品実装システムの実装作業の対象となる基板３は、この搬送路を上流側（図１において左側）から下流に向かって各装置を順次通過して搬送される。基板３の接続用電極には、上流の半田印刷工程において既に半田が供給されている。
【００１５】
次に電子部品実装システムを構成する各電子部品実装用装置の機能について説明する。これらの電子部品実装用装置のうち、ＭＡ，ＭＢ，ＭＤは電子部品実装装置であり、それぞれ実装ヘッドヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｄを有する部品実装機構４Ａ，４Ｂ，４Ｄを備えている。搬送コンベア２Ａ，２Ｂ，２Ｄに搬入された基板３には、実装ヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｄによって部品供給部（図示省略）から取り出された電子部品が実装される。
【００１６】
ＭＣは検査装置であり、カメラ７を有する撮像機構６を備えている。電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢによって電子部品が実装された基板３は、検査装置ＭＣの搬送コンベア２Ｃに搬入され、ここでカメラ７によって基板３を撮像する実装検査が行われる。そして撮像結果を認識処理部（図示省略）によって認識処理することにより、基板３に実装された電子部品の実装状態、すなわち電子部品の有無や位置ずれが検査される。
【００１７】
ＭＥはリフロー装置であり、基板３を加熱するためのリフロー炉８を備えている。電子部品実装装置ＭＤによって実装が完了した基板３は搬送コンベア２Ｅによってリフロー炉８内に搬入され、ここで加熱されることにより既に供給されていた半田が溶融し、電子部品が接続用電極に半田接合される。
【００１８】
次に図２、図３を参照して、電子部品実装システムによって製造される実装基板および上述の各装置によって実行される作業内容について説明する。この実装基板は、基板３上に多数の電子部品１１を実装し、これらの電子部品１１を３つのシールド部品１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃで覆った構造（図３参照）となっている。図２は、この実装部品を製造するために、基板３に対して順次行われる作業を示している。
【００１９】
電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢにおいては、基板３に対し電子部品１１が実装される。ここで、電子部品１１は２つのシールド部品１３Ａ，１３Ｂによって覆われる範囲、すなわちシールドエリア１２Ａ，１２Ｂに属する電子部品１１が実装される。また電子部品実装装置ＭＢでは、シール部材１３Ｃによって覆われるシールドエリア１２Ｃに属する電子部品１１が実装される。
【００２０】
そしてすべてのシールドエリア１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに電子部品１１が実装された基板３は、検査装置ＭＣによって電子部品１１の実装状態が検査される。電子部品実装装置ＭＤでは、検査後の基板３に対してシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが実装され、この後の基板３はリフロー装置ＭＥに送られる。
【００２１】
すなわち、上記構成の電子部品実装システムは、直列に配置された複数の電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤを含み、電子部品実装装置ＭＢ（一の電子部品実装装置）と電子部品実装装置ＭＢよりも下流側に位置する電子部品実装装置ＭＤ（他の電子部品実装装置）との間に、電子部品実装装置ＭＢから上流側で実行された上流側作業（シールドエリア１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに属する電子部品１１の実装作業）についての検査を行う検査装置ＭＣを介在させて構成された電子部品実装システムとなっている。このような構成とすることにより、下流側作業（シールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの実装作業）の前に基板３上の電子部品１１の実装検査が可能となる。
【００２２】
次に図４を参照して、電子部品実装システムの制御系の構成を説明する。図４において、電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＣは、実装制御部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃおよび通信部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを備えており、通信部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、ＬＡＮシステム９を介してホストコンピュータ１０と接続されている。実装制御部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、ホストコンピュータ１０の指令に従って部品実装機構４Ａ，４Ｂ，４Ｃ（図１参照）を制御する。
【００２３】
検査装置ＭＣ、リフロー装置ＭＥは、それぞれ検査制御部２３，リフロー制御部２４および通信部２２Ｄ，２２Ｅを備えており、通信部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、ＬＡＮシステム９を介してホストコンピュータ１０と接続されている。検査制御部２３，リフロー制御部２４は、ホストコンピュータ１０の指令に従って撮像機構６、リフロー炉８（図１参照）を制御する。
【００２４】
ホストコンピュータ１０の機能を説明する。通信部１５は、ＬＡＮシステム９を介して電子部品実装システムを構成する各装置と信号の授受を行う。演算部１６はＣＰＵであり、プログラム記憶部１９に記憶された部品関連データ作成プログラム１９ａ、作業実行可否指令プログラム１９ｂを実行することにより、後述する部品関連データ作成処理および作業実行可否指令処理を実行する。
【００２５】
データ記憶部２０には、実装データ２０ａ、部品関連データ２０ｂが記憶されている。実装データ２０ａは、基板３に実装される部品、すなわち電子部品１１やシールド部品１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの種類・サイズ、基板３上における実装位置などを示すデータである。部品関連データ２０ｂは、３つの電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤが、検査装置ＭＣによって上流側の電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢと下流側の電子部品実装装置ＭＤに分断された構成において、上流側で実装された電子部品１１の検査装置ＭＣにおける検査結果に応じて、下流側でのシールド部品１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの実装作業実行可否を自動的に判断するためのデータである。
【００２６】
すなわち、基板３上に実装される電子部品１１と、これらの電子部品１１を覆って実装されるシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとの間には、図５に示すように、対応するシールドエリア１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに属する電子部品１１の実装後でなければシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを実装することが出来ないという実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係が存在する。
【００２７】
そして、検査装置ＭＣでの電子部品１１の実装検査に際しては、図３に示すように電子部品１１を覆ってシールド部品が実装された後には、カメラ７での撮像が不可能で検査が行えないという検査作業実行可否条件が存在する。前述の各電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤへの実装作業の割付は、このような先行・後続関係と、検査作業実行可否条件とに基づいて決定されたものである。これらの先行・後続関係と検査作業実行可否条件は、当該基板の実装データ２０ａに基づいて導き出される。
【００２８】
そして先行・後続関係と検査作業実行可否条件が導き出されると、これらの先行・後続関係および検査作業実行可否条件に基づいて、上流側作業の対象となる上流側電子部品（電子部品１１）を、下流側作業の対象となる下流側電子部品（シールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）と関連づける部品関連データが作成される。
【００２９】
本実施の形態に示す実装基板の例では、図５に示すシールドエリア１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介して、電子部品１１とシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとが関連づけられる。すなわち部品関連データ上において、シールドエリア１２Ａに属する電子部品１１がシールド部品１３Ａと関連づけられ、同様にシールドエリア１２Ｂ，１２Ｃに属する電子部品１１が、それぞれシールド部品１３Ｂ，１３Ｃと関連づけられる。
【００３０】
この部品関連データ２０ｂは、演算部１６が実装データ２０ａを参照しながら部品関連データ作成プログラム１９ａを実行することによって作成され、データ記憶部２０に記憶される。したがって、部品関連データ作成プログラム１９ａを実行する演算部１６は、上流側作業の対象となる上流側電子部品を、この上流側作業と電子部品実装装置ＭＤで行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて、下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成する部品関連付け手段を構成する。
【００３１】
そして実装基板の製造過程においては、部品関連データ２０ｂが読み出され、検査装置ＭＣの検査結果と読み出された部品関連データ２０ｂに基づいて、電子部品実装装置ＭＤにおけるシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの実装作業の実行可否を判定し、電子部品実装装置ＭＤに対して実行可否を指令する作業実行可否指令処理が実行される。すなわち、上流側作業において実装された電子部品１１を検査装置ＭＣで検査した結果、電子部品１１のいずれかが検査不合格となった場合には、下流側作業において当該不合格部品に関連づけられた下流側電子部品の実装作業は実行不可である旨の指令が下流側装置である電子部品実装装置ＭＤに伝達される。
【００３２】
この処理は、ホストコンピュータ１０の演算部１６が作業実行可否指令プログラム１９ｂを実行することにより行われ、処理結果は通信部１５を介して電子部品実装装置ＭＤに伝達される。したがって、作業実行可否指令プログラム１９ｂを実行する演算部１６は、検査装置の検査結果および部品関連データに基づいて電子部品実装装置ＭＤにおける下流側作業の実行可否を判定し、電子部品実装装置ＭＤに指令する作業実行可否指令手段を構成する。
【００３３】
なお、ここでは部品関連データおよび作業実行可否指令処理の対象として、電子部品１１とこれらの電子部品１１を覆って実装されるシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとの関連を例にとって説明しているが、図６に示すような関連、すなわち小型の電子部品１１に重ねて大型の電子部品１１ａを実装するような場合であって、同様な先行・後続関係および検査作業実行可否条件が存在するような場合にも、同様に適用することができる。
【００３４】
この電子部品実装システムは上記のように構成されており、次にこの電子部品実装システムによる電子部品実装方法について、図７のフローに沿って図８を参照して説明する。この実装作業の開始に先立って、前述の部品関連データ２０ｂが既に作成されている。
【００３５】
まず、電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢによる部品実装が行われる（ＳＴ１）。これにより、図８（ａ）に示すように、基板３の３つのシールドエリア１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃには電子部品１１が実装される。次に部品実装後の基板３は検査装置ＭＣに搬入され、電子部品の実装状態を検査する実装検査が行われる（ＳＴ２）。そしてこの実装検査において、シールドエリア毎の検査合否を判定する（ＳＴ４）。ここで全シールドエリアが検査合格であるか否かを判断し、全シールドエリアが検査合格であれば、電子部品実装装置ＭＤによって図８（ｂ）に示すように、基板３の全シールドエリアにシールド部品を実装し（ＳＴ５）、その後リフロー装置ＭＥによって半田のリフローが行われる（ＳＴ６）。
【００３６】
また（ＳＴ４）において、全シールドエリアが検査合格でなければ、前述のように、ホストコンピュータ１０はこの検査結果と予め作成された部品関連データ２０ｂとに基づいて、電子部品実装装置ＭＤにおけるシールド部品実装作業（下流側作業）の実行可否を判定し、電子部品実装装置ＭＤに指令する。図８（ｃ）に示す例では、シールドエリア１２Ｂに属する電子部品１１のいずれかに実装不良が検出されて検査不合格となっており、部品関連データ２０ｂにおいてこの電子部品１１に関連づけられたシールド部品１３Ｂの実装が不可である旨指令される。
【００３７】
そしてこの指令に従って電子部品実装装置ＭＤが実装作業を行うことにより、合格したシールドエリア１２Ａ，１２Ｃのみにシールド部品１３Ａ、１３Ｃを実装する（ＳＴ７）。すなわち、ここでは検査結果から判断して実行して差し支えのない範囲の作業については、基板３をオフラインに排出することなくオンラインで実行するようにしている。
【００３８】
その後リフロー装置ＭＥによって半田のリフローが行われる（ＳＴ８）。そしてこの後、基板３はリカバリ工程に送られ、実装不良が検出されたシールドエリア１２Ｂ内の電子部品について補修を行った後に、未実装のシールド部品１２Ｂを実装するリカバリ処理を実行する（ＳＴ９）。
【００３９】
このリカバリ処理においては、検査装置ＭＣによって実装不良が検出された部分のみを対象として作業を行えばよい。したがって同様の実装基板を製造する従来装置において不良検出基板に対して必要とされた処理、すなわち、不良排出機構によって実装ラインから排出された基板を対象として、まず検査データを対照して不良部品を特定し、この不良部品に対して必要な処置を施した後に改めてリフロー装置に送る一連の処理と比較して、不良検出基板の後処理負荷を大幅に低減することが可能となっている。
【００４０】
なお上記実施の形態においては、電子部品実装システム全体をホストコンピュータ１０によって制御する例を示したが、上述のホストコンピュータ１０の機能を、電子部品実装システムを構成する各装置またはいずれか１つの装置に持たせた形態であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、上流側作業の対象となる上流側電子部品を下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて、下流側電子部品と上流側電子部品とを関連づける部品関連データを作成しておき、検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および部品関連データに基づいて他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し他の電子部品実装装置に指令するようにしたので、実行して差し支えのない電子部品についての作業を可能にし、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装システム制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の平面図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の断面図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造のフロー図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図
【符号の説明】
３ 基板
４Ａ，４Ｂ，４Ｄ 部品実装機構
６ 撮像機構
８ リフロー炉
１０ ホストコンピュータ
１１ 電子部品
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ シールドエリア
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ シールド部品
１９ａ 部品関連データ作成プログラム
１９ｂ 作業実行可否指令プログラム
２０ｂ 部品関連データ
ＭＡ，ＭＢ，ＭＤ 電子部品実装装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装システムおよび電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装システムは、複数の電子部品実装装置を連結して構成され、実装対象の基板が各電子部品実装装置を上流側から下流側へ通過することによって基板には順次電子部品が実装される。このとき、同一基板に実装される複数種類の電子部品の間に、実装位置や電子部品の形状などの実装動作上の制約条件によって電子部品の実装順序が制約される場合がある。
【０００３】
例えば、小さな電子部品の実装後にその上方を覆った形でシールド部などの大型部品が実装される場合（例えば特許文献１参照）や、実装位置が近接していて後続部品の実装動作が妨げられる場合などにはそれらの電子部品は所定の先行・後続関係に従って実装を行う必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３５８６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品実装システムにおいては、電子部品が実装された基板が半田接合のためのリフロー装置に送られる前に実装済み基板に対して外観検査を実行する場合がある。外観検査においては、基板上の電子部品を撮像する必要があるため、前述のシールド部品など他の電子部品の上方を覆って撮像を妨げる部品が実装される前に外観検査を行う必要がある。このため、シールド部品で覆われる電子部品の中に外観検査を必須とするような電子部品が存在する場合には、シールド部品の実装を実行する電子部品実装装置の上流に外観検査のための検査装置を配置することが行われる。
【０００６】
しかしながら上述の構成の電子部品実装システムにおいては、外観検査において不良が検出された場合には次のような不都合が生じる。すなわち、不良が検出された基板については、補修が必要とされるため、次工程の電子部品実装装置においてシールド部品を実装することができず、この基板は不良排出機構によって実装ラインから排出される。
【０００７】
そして排出された基板に対して、オフラインにて補修作業が行われるが、この補修作業に際しては検査装置から出力される検査データを対照して不良部品を特定し、この不良部品に対して必要な処置を施した後に改めてリフロー装置に送る処理を行っていた。このため、不良検出基板に対する後処理の負荷が大きく手間と時間を要していた。
【０００８】
そこで本発明は、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる電子部品実装システムおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装システムは、直列に配置された複数の電子部品実装装置を含み、一の電子部品実装装置とこの一の電子部品実装装置よりも下流側に位置する他の電子部品実装装置との間に、前記一の電子部品実装装置から上流側で実行された上流側作業についての検査を行う検査装置を介在させて構成された電子部品実装システムであって、前記上流側作業の対象となる上流側電子部品をこの上流側作業と前記他の電子部品実装装置で行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および前記検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて前記下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成する部品関連づけ手段と、前記検査装置の検査結果および部品関連データに基づいて前記他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し前記他の電子部品実装装置に指令する作業実行可否指令手段とを備えた。
【００１０】
請求項２記載の電子部品実装方法は、直列に配置された複数の電子部品実装装置を含み、一の電子部品実装装置とこの一の電子部品実装装置よりも下流側に位置する他の電子部品実装装置との間に、前記一の電子部品実装装置から上流側で実行された上流側作業についての検査を行う検査装置を介在させて構成された電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記上流側作業の対象となる上流側電子部品をこの上流側作業と前記他の電子部品実装装置で行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および前記検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて前記下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成しておき、前記検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および前記部品関連データに基づいて前記他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し前記他の電子部品実装装置に指令する。
【００１１】
本発明によれば、上流側作業の対象となる上流側電子部品を下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて、下流側電子部品と上流側電子部品とを関連づける部品関連データを作成しておき、検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および部品関連データに基づいて他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し他の電子部品実装装置に指令することにより、実行して差し支えのない電子部品についての作業を可能にし、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成説明図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図、図３、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装システム制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の平面図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造のフロー図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図である。
【００１３】
まず図１を参照して電子部品実装システムの構成について説明する。図１において、電子部品実装システムは、５台の電子部品実装用装置（ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ）を直列に配置して構成されており、これらの電子部品実装用装置はＬＡＮシステム９によって相互に接続されるとともに、ホストコンピュータ１０に接続されている。
【００１４】
各電子部品実装用装置の基台１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、上面に搬送コンベア２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを備えており、これらの搬送コンベアは直列に連結されて連続した搬送路を構成している。この電子部品実装システムの実装作業の対象となる基板３は、この搬送路を上流側（図１において左側）から下流に向かって各装置を順次通過して搬送される。基板３の接続用電極には、上流の半田印刷工程において既に半田が供給されている。
【００１５】
次に電子部品実装システムを構成する各電子部品実装用装置の機能について説明する。これらの電子部品実装用装置のうち、ＭＡ，ＭＢ，ＭＤは電子部品実装装置であり、それぞれ実装ヘッドヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｄを有する部品実装機構４Ａ，４Ｂ，４Ｄを備えている。搬送コンベア２Ａ，２Ｂ，２Ｄに搬入された基板３には、実装ヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｄによって部品供給部（図示省略）から取り出された電子部品が実装される。
【００１６】
ＭＣは検査装置であり、カメラ７を有する撮像機構６を備えている。電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢによって電子部品が実装された基板３は、検査装置ＭＣの搬送コンベア２Ｃに搬入され、ここでカメラ７によって基板３を撮像する実装検査が行われる。そして撮像結果を認識処理部（図示省略）によって認識処理することにより、基板３に実装された電子部品の実装状態、すなわち電子部品の有無や位置ずれが検査される。
【００１７】
ＭＥはリフロー装置であり、基板３を加熱するためのリフロー炉８を備えている。電子部品実装装置ＭＤによって実装が完了した基板３は搬送コンベア２Ｅによってリフロー炉８内に搬入され、ここで加熱されることにより既に供給されていた半田が溶融し、電子部品が接続用電極に半田接合される。
【００１８】
次に図２、図３を参照して、電子部品実装システムによって製造される実装基板および上述の各装置によって実行される作業内容について説明する。この実装基板は、基板３上に多数の電子部品１１を実装し、これらの電子部品１１を３つのシールド部品１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃで覆った構造（図３参照）となっている。図２は、この実装部品を製造するために、基板３に対して順次行われる作業を示している。
【００１９】
電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢにおいては、基板３に対し電子部品１１が実装される。ここで、電子部品１１は２つのシールド部品１３Ａ，１３Ｂによって覆われる範囲、すなわちシールドエリア１２Ａ，１２Ｂに属する電子部品１１が実装される。また電子部品実装装置ＭＢでは、シール部材１３Ｃによって覆われるシールドエリア１２Ｃに属する電子部品１１が実装される。
【００２０】
そしてすべてのシールドエリア１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに電子部品１１が実装された基板３は、検査装置ＭＣによって電子部品１１の実装状態が検査される。電子部品実装装置ＭＤでは、検査後の基板３に対してシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが実装され、この後の基板３はリフロー装置ＭＥに送られる。
【００２１】
すなわち、上記構成の電子部品実装システムは、直列に配置された複数の電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤを含み、電子部品実装装置ＭＢ（一の電子部品実装装置）と電子部品実装装置ＭＢよりも下流側に位置する電子部品実装装置ＭＤ（他の電子部品実装装置）との間に、電子部品実装装置ＭＢから上流側で実行された上流側作業（シールドエリア１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに属する電子部品１１の実装作業）についての検査を行う検査装置ＭＣを介在させて構成された電子部品実装システムとなっている。このような構成とすることにより、下流側作業（シールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの実装作業）の前に基板３上の電子部品１１の実装検査が可能となる。
【００２２】
次に図４を参照して、電子部品実装システムの制御系の構成を説明する。図４において、電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＣは、実装制御部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃおよび通信部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを備えており、通信部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、ＬＡＮシステム９を介してホストコンピュータ１０と接続されている。実装制御部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、ホストコンピュータ１０の指令に従って部品実装機構４Ａ，４Ｂ，４Ｃ（図１参照）を制御する。
【００２３】
検査装置ＭＣ、リフロー装置ＭＥは、それぞれ検査制御部２３，リフロー制御部２４および通信部２２Ｄ，２２Ｅを備えており、通信部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、ＬＡＮシステム９を介してホストコンピュータ１０と接続されている。検査制御部２３，リフロー制御部２４は、ホストコンピュータ１０の指令に従って撮像機構６、リフロー炉８（図１参照）を制御する。
【００２４】
ホストコンピュータ１０の機能を説明する。通信部１５は、ＬＡＮシステム９を介して電子部品実装システムを構成する各装置と信号の授受を行う。演算部１６はＣＰＵであり、プログラム記憶部１９に記憶された部品関連データ作成プログラム１９ａ、作業実行可否指令プログラム１９ｂを実行することにより、後述する部品関連データ作成処理および作業実行可否指令処理を実行する。
【００２５】
データ記憶部２０には、実装データ２０ａ、部品関連データ２０ｂが記憶されている。実装データ２０ａは、基板３に実装される部品、すなわち電子部品１１やシールド部品１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの種類・サイズ、基板３上における実装位置などを示すデータである。部品関連データ２０ｂは、３つの電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤが、検査装置ＭＣによって上流側の電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢと下流側の電子部品実装装置ＭＤに分断された構成において、上流側で実装された電子部品１１の検査装置ＭＣにおける検査結果に応じて、下流側でのシールド部品１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの実装作業実行可否を自動的に判断するためのデータである。
【００２６】
すなわち、基板３上に実装される電子部品１１と、これらの電子部品１１を覆って実装されるシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとの間には、図５に示すように、対応するシールドエリア１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに属する電子部品１１の実装後でなければシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを実装することが出来ないという実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係が存在する。
【００２７】
そして、検査装置ＭＣでの電子部品１１の実装検査に際しては、図３に示すように電子部品１１を覆ってシールド部品が実装された後には、カメラ７での撮像が不可能で検査が行えないという検査作業実行可否条件が存在する。前述の各電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢ，ＭＤへの実装作業の割付は、このような先行・後続関係と、検査作業実行可否条件とに基づいて決定されたものである。これらの先行・後続関係と検査作業実行可否条件は、当該基板の実装データ２０ａに基づいて導き出される。
【００２８】
そして先行・後続関係と検査作業実行可否条件が導き出されると、これらの先行・後続関係および検査作業実行可否条件に基づいて、上流側作業の対象となる上流側電子部品（電子部品１１）を、下流側作業の対象となる下流側電子部品（シールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）と関連づける部品関連データが作成される。
【００２９】
本実施の形態に示す実装基板の例では、図５に示すシールドエリア１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介して、電子部品１１とシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとが関連づけられる。すなわち部品関連データ上において、シールドエリア１２Ａに属する電子部品１１がシールド部品１３Ａと関連づけられ、同様にシールドエリア１２Ｂ，１２Ｃに属する電子部品１１が、それぞれシールド部品１３Ｂ，１３Ｃと関連づけられる。
【００３０】
この部品関連データ２０ｂは、演算部１６が実装データ２０ａを参照しながら部品関連データ作成プログラム１９ａを実行することによって作成され、データ記憶部２０に記憶される。したがって、部品関連データ作成プログラム１９ａを実行する演算部１６は、上流側作業の対象となる上流側電子部品を、この上流側作業と電子部品実装装置ＭＤで行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて、下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成する部品関連付け手段を構成する。
【００３１】
そして実装基板の製造過程においては、部品関連データ２０ｂが読み出され、検査装置ＭＣの検査結果と読み出された部品関連データ２０ｂに基づいて、電子部品実装装置ＭＤにおけるシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの実装作業の実行可否を判定し、電子部品実装装置ＭＤに対して実行可否を指令する作業実行可否指令処理が実行される。すなわち、上流側作業において実装された電子部品１１を検査装置ＭＣで検査した結果、電子部品１１のいずれかが検査不合格となった場合には、下流側作業において当該不合格部品に関連づけられた下流側電子部品の実装作業は実行不可である旨の指令が下流側装置である電子部品実装装置ＭＤに伝達される。
【００３２】
この処理は、ホストコンピュータ１０の演算部１６が作業実行可否指令プログラム１９ｂを実行することにより行われ、処理結果は通信部１５を介して電子部品実装装置ＭＤに伝達される。したがって、作業実行可否指令プログラム１９ｂを実行する演算部１６は、検査装置の検査結果および部品関連データに基づいて電子部品実装装置ＭＤにおける下流側作業の実行可否を判定し、電子部品実装装置ＭＤに指令する作業実行可否指令手段を構成する。
【００３３】
なお、ここでは部品関連データおよび作業実行可否指令処理の対象として、電子部品１１とこれらの電子部品１１を覆って実装されるシールド部品１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとの関連を例にとって説明しているが、図６に示すような関連、すなわち小型の電子部品１１に重ねて大型の電子部品１１ａを実装するような場合であって、同様な先行・後続関係および検査作業実行可否条件が存在するような場合にも、同様に適用することができる。
【００３４】
この電子部品実装システムは上記のように構成されており、次にこの電子部品実装システムによる電子部品実装方法について、図７のフローに沿って図８を参照して説明する。この実装作業の開始に先立って、前述の部品関連データ２０ｂが既に作成されている。
【００３５】
まず、電子部品実装装置ＭＡ，ＭＢによる部品実装が行われる（ＳＴ１）。これにより、図８（ａ）に示すように、基板３の３つのシールドエリア１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃには電子部品１１が実装される。次に部品実装後の基板３は検査装置ＭＣに搬入され、電子部品の実装状態を検査する実装検査が行われる（ＳＴ２）。そしてこの実装検査において、シールドエリア毎の検査合否を判定する（ＳＴ４）。ここで全シールドエリアが検査合格であるか否かを判断し、全シールドエリアが検査合格であれば、電子部品実装装置ＭＤによって図８（ｂ）に示すように、基板３の全シールドエリアにシールド部品を実装し（ＳＴ５）、その後リフロー装置ＭＥによって半田のリフローが行われる（ＳＴ６）。
【００３６】
また（ＳＴ４）において、全シールドエリアが検査合格でなければ、前述のように、ホストコンピュータ１０はこの検査結果と予め作成された部品関連データ２０ｂとに基づいて、電子部品実装装置ＭＤにおけるシールド部品実装作業（下流側作業）の実行可否を判定し、電子部品実装装置ＭＤに指令する。図８（ｃ）に示す例では、シールドエリア１２Ｂに属する電子部品１１のいずれかに実装不良が検出されて検査不合格となっており、部品関連データ２０ｂにおいてこの電子部品１１に関連づけられたシールド部品１３Ｂの実装が不可である旨指令される。
【００３７】
そしてこの指令に従って電子部品実装装置ＭＤが実装作業を行うことにより、合格したシールドエリア１２Ａ，１２Ｃのみにシールド部品１３Ａ、１３Ｃを実装する（ＳＴ７）。すなわち、ここでは検査結果から判断して実行して差し支えのない範囲の作業については、基板３をオフラインに排出することなくオンラインで実行するようにしている。
【００３８】
その後リフロー装置ＭＥによって半田のリフローが行われる（ＳＴ８）。そしてこの後、基板３はリカバリ工程に送られ、実装不良が検出されたシールドエリア１２Ｂ内の電子部品について補修を行った後に、未実装のシールド部品１２Ｂを実装するリカバリ処理を実行する（ＳＴ９）。
【００３９】
このリカバリ処理においては、検査装置ＭＣによって実装不良が検出された部分のみを対象として作業を行えばよい。したがって同様の実装基板を製造する従来装置において不良検出基板に対して必要とされた処理、すなわち、不良排出機構によって実装ラインから排出された基板を対象として、まず検査データを対照して不良部品を特定し、この不良部品に対して必要な処置を施した後に改めてリフロー装置に送る一連の処理と比較して、不良検出基板の後処理負荷を大幅に低減することが可能となっている。
【００４０】
なお上記実施の形態においては、電子部品実装システム全体をホストコンピュータ１０によって制御する例を示したが、上述のホストコンピュータ１０の機能を、電子部品実装システムを構成する各装置またはいずれか１つの装置に持たせた形態であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、上流側作業の対象となる上流側電子部品を下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて、下流側電子部品と上流側電子部品とを関連づける部品関連データを作成しておき、検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および部品関連データに基づいて他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し他の電子部品実装装置に指令するようにしたので、実行して差し支えのない電子部品についての作業を可能にし、不良検出基板の後処理負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装システム制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の平面図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにより製造される実装基板の断面図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造のフロー図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる実装基板製造の工程説明図
【符号の説明】
３ 基板
４Ａ，４Ｂ，４Ｄ 部品実装機構
６ 撮像機構
８ リフロー炉
１０ ホストコンピュータ
１１ 電子部品
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ シールドエリア
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ シールド部品
１９ａ 部品関連データ作成プログラム
１９ｂ 作業実行可否指令プログラム
２０ｂ 部品関連データ
ＭＡ，ＭＢ，ＭＤ 電子部品実装装置
Claims (2)
- 直列に配置された複数の電子部品実装装置を含み、一の電子部品実装装置とこの一の電子部品実装装置よりも下流側に位置する他の電子部品実装装置との間に、前記一の電子部品実装装置から上流側で実行された上流側作業についての検査を行う検査装置を介在させて構成された電子部品実装システムであって、前記上流側作業の対象となる上流側電子部品をこの上流側作業と前記他の電子部品実装装置で行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および前記検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて前記下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成する部品関連づけ手段と、前記検査装置の検査結果および部品関連データに基づいて前記他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し前記他の電子部品実装装置に指令する作業実行可否指令手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装システム。
- 直列に配置された複数の電子部品実装装置を含み、一の電子部品実装装置とこの一の電子部品実装装置よりも下流側に位置する他の電子部品実装装置との間に、前記一の電子部品実装装置から上流側で実行された上流側作業についての検査を行う検査装置を介在させて構成された電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記上流側作業の対象となる上流側電子部品をこの上流側作業と前記他の電子部品実装装置で行われる下流側作業との実装動作上の制約条件に由来する先行・後続関係および前記検査装置での検査作業実行可否条件に基づいて前記下流側作業の対象となる下流側電子部品と関連づける部品関連データを作成しておき、前記検査装置による検査が行われたならば、この検査結果および前記部品関連データに基づいて前記他の電子部品実装装置における下流側作業の実行可否を判定し前記他の電子部品実装装置に指令することを特徴とする電子部品実装方法。
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