JP2005072317A - 実装方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の実装設備を用いて実装する実装処理工程において基板情報の取得に要する時間を低減して生産性の向上を図る。
【解決手段】 複数の単位基板が区画形成されている集合基板１〜５に対して、各単位基板に付されたマークの画像認識にて取得した実装に必要な基板情報に基づいて、複数の実装設備Ａ１〜Ａ４によって部品を順次実装する実装方法において、最初に実装する実装設備Ａ１において基板情報を取得し、集合基板１〜５を任意の実装設備Ａ１〜Ａ４からそれに後続する実装設備Ａ２〜Ａ４に搬送する際に、その集合基板の基板情報をこの後続する実装設備に伝達し、後続する実装設備Ａ２〜Ａ４でのマークの画像認識が不要となるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は実装方法及び装置に関し、特に複数の単位基板が区画形成されている集合基板に対して複数の実装設備によって実装する実装方法及び装置に関するものである。

プリント基板やセラミック基板等の同一の多数の小さい基板（これを、単位基板と称する）を所定の配列で一体に形成した多面取り基板（これを集合基板と称する）に対してＩＣなどの部品を実装する際に、集合基板上に付されているマークの撮像から取得される実装に必要な基板情報を考慮し、実装処理を施すことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、図２に示すような、単位基板Ｋ１〜Ｋ９が複数配列された集合基板１〜５には、基板情報を得るために、いくつかのマークが付されている。例えば、一部の単位基板にパターン印刷不良等の不具合が発生している場合、その単位基板に対して不良の識別マークとしてのバッドマークＦが付され、また各単位基板に対して部品の実装位置補正量を算出するための位置補正用の補正マークＭ１、Ｍ２が付され、また集合基板の全体に対して位置読取用の基板位置認識マークＮ１、Ｎ２などが付されている。

基本的には基板上に付されているマークをすべて撮像し、撮像したマーク位置から各単位基板における基板情報を取得しているが、単位基板にバッドマークＦが認識された場合は、その単位基板に付されている補正マークＭ１、Ｍ２を撮像せず、次の単位基板に付されているマーク認識を行うようにして、マーク認識を効率的に行う工夫が行われている。

また、実装処理を施さない不良単位基板の有無や各単位基板における実装位置補正量などの基板情報は、集合基板に実装処理を施す際に必要となるため、実装処理を施す直前に基板マークの認識作業を必ず行い、取得した基板情報を考慮して実装処理を施している。
特開平１４−１００８９９号公報

ところで、従来は上記のように、各実装設備が実装処理を施す前に基板に付されているマークを実装設備に搭載されているカメラによる撮像を必ず行い、基板情報を取得しているため、複数の実装設備を用いて実装する実装処理工程では、全実装設備においてマーク認識が行われるので、実装処理工程において基板マーク認識時間の占める割合が大きくなり、生産性が低下している。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、複数の実装設備を用いて実装する実装処理工程において基板情報の取得に要する時間を低減して生産性の向上を図った実装方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の実装方法は、複数の単位基板が区画形成されている集合基板に対して、各単位基板の実装に必要な基板情報に基づいて、複数の実装設備によって部品を順次実装する実装方法であって、集合基板を任意の実装設備からそれに後続する実装設備に搬送する際に、その集合基板の基板情報をこの後続する実装設備に伝達するものである。

この構成によると、適宜に取得された基板情報が集合基板とともに各実装設備に順次伝達されるため、各実装設備において集合基板が所定位置に搬入、設置されてから実装するまでの時間を短縮できて部品実装の生産性を向上することができる。

また、複数の単位基板が区画形成されている集合基板に対して、各単位基板に付されたマークの画像認識にて取得した実装に必要な基板情報に基づいて、複数の実装設備によって部品を順次実装する実装方法において、最初に実装する実装設備において基板情報を取得し、集合基板を任意の実装設備からそれに後続する実装設備に搬送する際に、その集合基板の基板情報を後続する実装設備に伝達すると、最初の実装設備の以降に後続する実装設備では実装前にマークを画像認識する作業を行うことなく実装が可能になるため、集合基板が所定位置に搬入、設置されてから実装するまでの時間を短縮できて部品実装の生産性を向上することができる。

また、任意の実装設備における実装後の検査によって得られた各単位基板の検査結果情報や外部入力手段から入力された情報を基板情報に逐次付加すると、後続する実装設備において、途中で実装不良が確認された単位基板に対して実装を行わない等、その実装設備においては本来取得できない情報を用いて実装処理を行うことができるため実装工程の生産性を一層向上することができる。

また、本発明の実装装置は、実装ラインに沿って複数の実装設備を配設した実装装置であって、各実装設備は、部品供給部と、部品供給部から部品を取り出して複数の単位基板が区画形成されている集合基板の各単位基板に部品を実装するヘッドユニットと、集合基板上のマークを画像認識する基板認識カメラと、集合基板を搬送するコンベアと、それらの動作を統括制御する制御装置とを備え、制御装置は、集合基板の各単位基板に対する実装に必要な基板情報に基づいて実装処理動作を制御し、かつ集合基板の搬入動作時に実装ラインの上流側の実装装置の制御装置から基板情報を受信し、集合基板の搬出動作時に実装ラインの下流側の実装装置の制御装置に基板情報を送信する機能を有するものである。

この構成によると、上記実装方法を実施でき、各実装設備において集合基板が所定位置に搬入、設置されてから実装するまでの時間を短縮できて部品実装の生産性を向上することができる。

また、実装ラインの最初の実装設備の制御装置は、集合基板の各単位基板に付されたマークの画像認識データから実装に必要な基板情報を取得する機能を有すると、基板情報を最初の実装設備で取得することができる。

また、任意の実装設備に実装後の検査を行う検査装置を設け、この実装設備の制御装置は、実装後の検査によって得られた各単位基板の検査結果情報を基板情報に付加する機能を有し、また、制御装置が外部入力手段を有し、この外部入力手段から入力された情報を基板情報に付加する機能を有すると、後続する実装設備において、その実装設備においては本来取得できない情報を用いて実装処理を行うことができるため実装工程の生産性を一層向上することができる。

本発明によれば、基板情報が集合基板とともに各実装設備に順次伝達されるため、各実装設備において集合基板が所定位置に搬入、設置されてから実装するまでの時間を短縮できて部品実装の生産性を向上することができる。

以下、本発明の実装方法及び装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１において、実装設備Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４が順番に配設された実装設備ラインに、複数の単位基板が区画形成されている集合基板１〜５を順次搬送して実装処理を施す場合について説明する。

各実装設備Ａ１〜Ａ４には、集合基板搬送用のコンベア１４、２４、３４、４４がそれぞれ配設され、集合基板１〜５がこのコンベア１４、２４、３４、４４にて搬送されて所定の実装位置で停止される。

集合基板１〜５は、例えば図２に示すように、９個の単位基板Ｋ１〜Ｋ９がマトリックス状に区画形成されている所謂多面取り基板であり、実装設備Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４により各単位基板Ｋ１〜Ｋ９に対して順次部品が実装される。

コンベア１４、２４、３４、４４の側方には、部品供給部１５、２５、３５、４５がそれぞれ配設されている。各部品供給部１５、２５、３５、４５には、テープフィーダ、若しくはＱＦＰのような部品をトレイ上に配置した状態で供給するトレイフィーダ等が設置されている。

各実装設備Ａ１〜Ａ４には、ヘッドユニット１８、２８、３８、４８が搭載されている。これらのヘッドユニット１８、２８、３８、４８は、部品供給部１５、２５、３５、４５と集合基板１〜５が位置する作業位置との間にわたって移動可能に構成され、本実施形態ではＸ軸方向（コンベア方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動可能に構成されている。

また、ヘッドユニット１８、２８、３８、４８には、吸着ヘッド１２、２２、３２、４２と基板認識カメラ１３、２３、３３、４３がそれぞれ搭載されている。吸着ヘッド１２、２２、３２、４２の先端には吸着ノズル等の吸着機構が設置されており、部品吸着時に負圧供給手段（図示せず）から吸着ノズルに負圧を供給して、その負圧による吸引力で部品を吸着するように構成されている。

また、基板認識カメラ１３、２３、３３、４３は、例えばＣＣＤエリアセンサ等を内蔵したカメラで、集合基板１〜５上に付されている、図２に示すような、例えば不良基板であることを示すバッドマークＦや実装位置の補正量を算出するための補正マークＭ１、Ｍ２、集合基板１〜５の位置を示すマークＮ１、Ｎ２などのマークを撮像し、その画像信号を、画像を撮像した実装設備Ａ１〜Ａ４に設置されている制御装置１６、２６、３６、４６に送信し、保存するように構成されている。

各実装設備Ａ１〜Ａ４に設置されている制御装置１６、２６、３６、４６は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶させたＲＯＭ、及び設備動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成され、実装設備の動作を統括的に制御する機能を持っている。また、基板認識カメラ１３、２３、３３、４３からの画像信号に所定の作業を施す機能、及び実装動作のための各種情報、例えば撮像したマーク位置から算出される基板情報等を記憶する機能を有している。

また、各実装設備Ａ１〜Ａ４には、ＣＲＴを備えたキーボード等の外部入力手段１７、２７、３７、４７が設けられており、これら外部入力手段１７、２７、３７、４７が制御装置１６、２６、３６、４６にそれぞれ電気的に接続されている。外部入力手段１７、２７、３７、４７は、実装部品に関する情報の入力等、各種情報の入力を行うほか、ＣＲＴに表示される動作状況等に応じてオペレータが実装動作を制御する場合などに使用される。

実装設備Ａ２には、実装状態等を検査できる検査カメラ２９が搭載されており、実装部品の位置ずれや欠品等の実装検査機能を有している。また、実装検査により取得された検査結果情報は、制御装置２６に保存される。

次に、上記実装設備Ａ１〜Ａ４を用いて集合基板１〜５に対して実装処理を施す場合の実装動作について説明する。

集合基板１〜５は、例えば図２に示すように、複数の単位基板Ｋ１〜Ｋ９が区画形成されており、部品ａ１〜ａ４がそれぞれ数個ずつ実装されるものである。また、不良基板であることを示すバッドマークＦや、実装位置補正量算出のための補正マークＭ１、Ｍ２、集合基板の位置を示すマークＮ１、Ｎ２等が付されている。

これらの集合基板１〜５に対して実装設備Ａ１〜Ａ４を用いて実装処理を施す。実装設備Ａ１〜Ａ４において、実装処理を施す部品はそれぞれａ１〜ａ４であり、図２に示すように、集合基板１〜５には部品ａ１〜ａ４がそれぞれ数個ずつ実装する必要があるので、実装設備Ａ１〜Ａ４において順番に実装を施し、実装設備Ａ４による実装処理が施されると、各集合基板１〜５に対する実装工程が終了する。

以下、各動作を詳しく説明する。実装設備Ａ１にコンベア１４により集合基板１が所定の作業位置に搬入、位置決めされると、予め制御装置１６により設定された実装順序に従って実装処理が施される。

まず、予め設定しておいて認識方法によりヘッドユニット１８を動作させ、基板認識カメラ１３により単位基板Ｋ１〜Ｋ９に付されたバッドマークＦや補正マークＭ１、Ｍ２、Ｎ１、Ｎ２を撮像し、これらの画像情報から取得される情報を集合基板１の基板情報として制御装置１６において保存する。

実装設備Ａ１は、マーク認識作業により取得した集合基板１における各単位基板Ｋ１〜Ｋ９の不良基板有無や実装位置補正量などの基板情報に基づき、予め設定しておいた各単位基板の実装順序や部品実装位置に補正を加え、部品ａ１の実装処理を施す。簡便な説明のために、実装設備Ａ１における実装部品を部品ａ１の１種類としたが、実装設備Ａ１により実装する部品は複数であっても問題はなく、実装設備Ａ２〜Ａ４についても同様である。

部品ａ１の実装処理が終了し、下流工程にある実装設備Ａ２の制御装置２６から実装設備Ａ１の制御装置１６に対して基板要求信号が発信されると、コンベア１４により集合基板１は実装設備Ａ２に搬送され、コンベア２４により実装設備Ａ２の所定の作業位置に搬送され、停止する。

このとき、実装設備Ａ１の制御装置１６は、コンベア１４に対して搬送命令を出すだけでなく、同時に実装設備Ａ１の制御装置１６から実装設備Ａ２の制御装置２６に対して、マーク認識時に取得した集合基板１の基板情報を送信する。これにより、制御装置２６は基板１の基板情報を取得する。

集合基板１が実装設備Ａ２における所定の作業位置に搬送されて停止すると、制御装置２６は制御装置１６から送信された集合基板１の基板情報を考慮し、予め設定しておいた各単位基板の実装順序や部品実装位置に補正を加え、部品ａ２の実装処理を施す。

このように、上流工程にある実装設備から集合基板だけでなく、実装時に必要となる基板情報を受け取ることで、下流側にある実装設備においては、上流工程で行ったマーク認識作業を行うことなく、実装処理を施すことができるので、サイクルタイムを短縮することができる。

また、実装設備Ａ２において、部品ａ２の実装処理が終了すると、コンベア２４により実装設備Ａ２に搭載されている検査工程を行う所定の作業位置に搬送し、停止させ、実装設備Ａ２に搭載されている検査カメラ２９により集合基板１に対する部品ａ１、ａ２の実装状態を検査し、部品位置ずれや欠品等の検査結果を集合基板１の基板情報に付加した情報を新たに集合基板の基板情報として制御装置２６に保存する。

実装設備Ａ２における検査工程が終了し、下流工程にある実装設備Ａ３の制御装置３６から制御装置２６に対して基板要求信号が発信されると、制御装置２６は集合基板１の搬送命令をコンベア２４に出すとともに、集合基板１の基板情報を制御装置３６に送信する。

コンベア３４により実装設備Ａ３の所定の作業位置に集合基板１が搬送され、停止すると、実装設備Ａ２における検査結果を付加された集合基板１の基板情報を考慮し、予め設定しておいた各単位基板の実装順序や部品実装位置に補正を加え、部品ａ３の実装処理を施す。

このように、各実装設備で得た情報を付加した基板情報を下流工程にある実装設備に送信することにより、下流工程における実装設備では取得することのできない情報を考慮して実装処理することができる。

例えば、実装設備Ａ２における検査により、集合基板１の単位基板Ｋ３において部品ａ２の１つの欠品であるという情報を付加された集合基板１の基板情報を考慮して実装設備Ａ３において部品ａ３の実装処理を施す場合、不良を持つ単位基板Ｋ３に対しては実装処理を施さず、不良が確認されない単位基板のみに実装を行うなどの実装処理が可能である。

実装設備Ａ３における実装処理が終了すると、制御装置３６と実装設備Ａ４の制御装置４６は上述の通信及びコンベア動作を行い、実装設備Ａ４における実装処理を施し、集合基板１に対する実装工程を終了する。

また、外部入力手段１７、２７、３７、４７を用いて制御装置１６、２６、３６、４６に保存された基板情報に情報を付加することもできる。例えば、実装設備Ａ１における実装後、集合基板２に実装不良があると確認できる場合、オペレータにより集合基板２を実装ラインから意図的に取り除くことがある。このとき、実装設備Ａ１において保存している集合基板２の基板情報は、下流工程においては必要ないため、オペレータが外部入力手段１７に付属されたＣＲＴにより制御装置１６に保存されている集合基板２の基板情報を確認し、キーボード等により集合基板２の基板情報を削除する。

図３に、本実施形態における情報伝達方式を用いた実装工程における集合基板と情報の流れを示す。実装工程において、最初に実装処理を施す実装設備Ａ１において、集合基板１〜５に付されているマークの認識を、各集合基板に実装処理を施す前に制御装置に保存し、下流工程にある実装設備Ａ２から基板要求信号を受け取ると、集合基板を搬送するとともに、基板情報を下流工程にある実装設備の制御装置に送信する。

このように、実装設備において集合基板に対する実装処理が終了すると、実装設備における検査等により新たに取得した情報を基板情報に付加し、集合基板と基板情報を下流工程にある実装設備に搬送、通信する。

なお、以上説明した基板情報の扱い方を適用する実装設備の構成、実装設備数、集合基板の形態、または各実装設備が取得する基板情報や他の実装設備の通信情報は、１つの好ましい適用例を例示するものであり、実装設備の具体的な構成や集合基板の形態、通信する基板情報の内容は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能である。

本発明の実装方法及び装置の一実施形態の実装ラインを模式的に示した説明図である。 同実施形態の集合基板の構成の模式図である。 同実施形態の実装方法における集合基板と基板情報の流れの説明図である。

符号の説明

１〜５ 集合基板
１３、２３、３３、４３ 基板認識カメラ
１４、２４、３４、４４ コンベア
１５、２５、３５、４５ 部品供給部
１６、２６、３６、４６ 制御装置
１７、２７、３７、４７ 外部入力手段
１８、２８、３８、４８ ヘッドユニット
２９ 検査カメラ
Ａ１〜Ａ４ 実装設備
ａ１〜ａ４ 部品
Ｋ１〜Ｋ９ 単位基板
Ｆ バッドマーク
Ｍ１、Ｍ２ 補正マーク

Claims (7)

1. 複数の単位基板が区画形成されている集合基板に対して、各単位基板の実装に必要な基板情報に基づいて、複数の実装設備によって部品を順次実装する実装方法であって、集合基板を任意の実装設備からそれに後続する実装設備に搬送する際に、その集合基板の基板情報をこの後続する実装設備に伝達することを特徴とする実装方法。
2. 複数の単位基板が区画形成されている集合基板に対して、各単位基板に付されたマークの画像認識にて取得した実装に必要な基板情報に基づいて、複数の実装設備によって部品を順次実装する実装方法であって、最初に実装する実装設備において基板情報を取得し、集合基板を任意の実装設備からそれに後続する実装設備に搬送する際に、その集合基板の基板情報を後続する実装設備に伝達することを特徴とする実装方法。
3. 任意の実装設備における実装後の検査によって得られた各単位基板の検査結果情報や外部入力手段から入力された情報を基板情報に逐次付加することを特徴とする請求項１又は２記載の実装方法。
4. 実装ラインに沿って複数の実装設備を配設した実装装置であって、各実装設備は、部品供給部と、部品供給部から部品を取り出して複数の単位基板が区画形成されている集合基板の各単位基板に部品を実装するヘッドユニットと、集合基板上のマークを画像認識する基板認識カメラと、集合基板を搬送するコンベアと、それらの動作を統括制御する制御装置とを備え、制御装置は、集合基板の各単位基板に対する実装に必要な基板情報に基づいて実装処理動作を制御し、かつ集合基板の搬入動作時に実装ラインの上流側の実装装置の制御装置から基板情報を受信し、集合基板の搬出動作時に実装ラインの下流側の実装装置の制御装置に基板情報を送信する機能を有することを特徴とする実装装置。
5. 実装ラインの最初の実装設備の制御装置は、集合基板の各単位基板に付されたマークの画像認識データから実装に必要な基板情報を取得する機能を有することを特徴とする請求項４記載の実装装置。
6. 任意の実装設備に実装後の検査を行う検査装置を設け、この実装設備の制御装置は、実装後の検査によって得られた各単位基板の検査結果情報を基板情報に付加する機能を有することを特徴とする請求項４又は５記載の実装装置。
7. 制御装置は、外部入力手段を有し、この外部入力手段から入力された情報を基板情報に付加する機能を有することを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の実装装置。

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