JP2006140255A - 部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品実装機による生産効率を向上させることができる部品実装方法を提供する。
【解決手段】 基板に部品を実装する部品実装機における部品実装方法であって、部品実装機は、部品を収納する部品供給部を備え、部品供給部には、プレート１６０が含まれ、プレート１６０には、複数のトレイ１６２が載置可能であり、複数のトレイ１６２の各々は、同一種類の複数の部品が収納されているトレイ１６２または部品が収納されていない空きトレイであり、プレート１６０上へ配置されるトレイ１６２の種類および配置位置を示す配置情報を受け付ける配置情報受け付けステップと、配置情報受け付けステップで受け付けられた配置情報に基づいて、基板に部品を実装する実装ステップとを含み、配置情報では、プレート１６０上の各トレイ１６２において、配置されるトレイの種類に制約が設けられていない。
【選択図】 図３

Description

本発明は、部品実装方法に関し、特に、基板に部品を実装する部品実装機で用いられる部品実装方法に関する。

従来、電子基板にＩＣチップ等の部品を実装するフリップチップボンダ等の部品実装機においては、部品供給部より部品を吸着し、基板上に部品を装着することにより、部品実装を行なっている。

このような部品実装機においては、１枚のプレートを均一なトレイ個数で分割し、複数の部品種類のトレイを置いていた（たとえば、特許文献１参照）。
特開平３−２５７８９５号公報

しかし、トレイの配置数等によっては、基板上に実装する部品の員数比とプレート上の部品の員数比とが極端に異なり、基板が生産されるにつれ、プレートの交換が頻繁に発生するようになり、生産効率が落ちるという問題があった。

このような問題を調整するために、プレート上に、部品が収納されていない空きトレイ（以下「空きトレイ」という。）を設けたとしても、従来は、空きトレイという概念自体がなかった。そのため、部品実装機は、全てのトレイのポケットに対して、画像認識を行ない、ポケット内に電子部品が収納されているか否かを判断した後、電子部品を吸着するという動作を行なっている。このため、空きトレイのポケットに対しても、画像認識を行ない、初めて電子部品が収納されていないということに気づいていた。このため、無駄な画像認識処理が生じており、生産効率が落ちるという問題があった。

さらに、従来は、部品実装処理の複雑化を避けるため、たとえば、４トレイ単位でしか部品を配置できないなどの制約があった。このため、基板が生産されるにつれ、プレートの交換が頻繁に発生するようになり、生産効率が落ちるという問題があった。

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、部品実装機による生産効率を向上させることができる部品実装方法等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る部品実装方法は、基板に部品を実装する部品実装機における部品実装方法であって、前記部品実装機は、前記部品を収納する部品供給部を備え、前記部品供給部には、プレートが含まれ、前記プレートには、複数のトレイが載置可能であり、前記複数のトレイの各々は、同一種類の複数の部品が収納されているトレイまたは部品が収納されていない空きトレイであり、前記プレート上へ配置されるトレイの種類および配置位置を示す配置情報を受け付ける配置情報受け付けステップと、前記配置情報受け付けステップで受け付けられた前記配置情報に基づいて、前記基板に前記部品を実装する実装ステップとを含み、前記配置情報では、前記プレート上の各トレイにおいて、配置されるトレイの種類に制約が設けられていないことを特徴とする。

この構成によると、前記プレート上へ配置されるトレイの種類および配置位置を自由に設定できる。このため、プレート上へのトレイの配置の制約がなくなり、基板が生産されるにつれても、プレートの交換がなるべく発生しないような、トレイの配置を行なうことができるようになり、部品実装機による生産効率を向上させることができる。

また、前記配置情報には、空きトレイの配置位置を示す情報が含まれ、前記実装ステップでは、前記空きトレイの配置位置に対しては部品の吸着動作を行なうことなく、前記基板に前記部品を実装することを特徴としてもよい。

空きトレイの配置位置を予め配置情報として記憶させておくことにより、部品実装時に、空きトレイのポケットに対して、画像認識を行なうという無駄な動作が発生するのを防止することができる。このため、部品実装機による生産効率を向上させることができる。

また、上述の部品実装方法は、さらに、前記基板に実装される部品の種類および員数と、前記プレート上に配置可能な前記トレイの個数と、１つの前記トレイに収納可能な部品の種類および員数とに基づいて、前記配置情報を決定する配置情報決定ステップを含んでいてもよい。

基板上に実装する部品の員数比とプレート上の部品の員数比とが極端に異なることがなくなる。このため、基板が生産されるにつれても、プレートの交換がなるべく発生しないような、トレイの配置を行なうことができるようになり、部品実装機による生産効率を向上させることができる。

さらにまた、上述の部品実装方法は、さらに、決定された前記配置情報を変更する配置情報変更ステップを含んでいてもよい。

上述の方法により決定された前記プレート上へ配置されるトレイの種類および配置位置が必ずしも最善のものとは限らない。このため、配置位置の変更を行なうことにより、さらに、部品実装機による生産効率を向上させることができる。

なお、本発明は、このような部品実装方法として実現することができるだけでなく、部品実装方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。

本発明によると、部品実装機による生産効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態に係るフリップチップボンダの外観図である。

本実施の形態のフリップチップボンダは、プレート１６０より電子部品を取り出した後、電子部品を実装可能な向きになるように上下反転して保持する反転ヘッド部１１０と、反転ヘッド部１１０に保持された電子部品を吸着し、その電子部品を基板に実装する実装ヘッド部１２０と、吸着された電子部品の状態および電子部品が実装された基板の状態を認識する撮像装置である認識部１３０と、基板を保持して位置決めするステージ部１４０と、基板をステージ部１４０まで搬送する基板搬送部１５０と、複数のプレート１６０を収納した部品収納部１７０とを備える。

図２は、部品収納部１７０の一例を示す外観図である。
図２には、蓋１７２を開けた状態の部品収納部１７０が示されているが、部品収納部１７０の内部には、複数のプレート１６０が段状に積み重ねられて配置されている。それぞれのプレート１６０は、接触しないように、プレート１６０とプレート１６０との間にレール（図示せず）が設けられている。プレート１６０は、一枚ずつ当該レール上をスライドしながら、図１に示したプレート１６０の搬送位置まで搬送され、当該プレート１６０より電子部品が吸着され、電子部品の基板上への実装が行なわれる。

プレート１６０の搬送位置で電子部品の実装が行なわれると、プレート１６０は、再度、部品収納部１７０の所定位置に戻され、他のプレート１６０がレール上をスライドしならが、図１に示したプレート１６０の搬送位置まで搬送され、電子部品の実装処理が続行される。

図３は、プレート１６０の一例を示す外観図である。
プレート１６０上には、複数（ここでは４つ）のトレイ１６２が載置され、固定されている。トレイ１６２の大きさは、すべて同じである。

トレイ１６２には、複数のポケット１６４が設けられており、１つのポケットには、１１つの電子部品が収納されている。ポケット１６４の大きさは、電子部品の大きさにより異なる。なお、１つのトレイ１６２内には同種の電子部品が収納されるものとする。このため、トレイ１６２内に収納される電子部品の数は、電子部品の種類ごとに異なる。

図４は、本発明の実施の形態に係るフリップチップボンダにおける部品供給設定処理装置の構成を示すブロック図である。この部品供給設定処理装置は、フリップチップボンダ内部にあってもよいし、フリップチップボンダとは別に設けられていてもよい。

部品供給設定処理装置は、各プレート１６０におけるトレイ１６２の配置を設定する処理装置であり、入力部２１０と、トレイ配置算出部２２０と、部品情報記憶部２３０と、表示部２４０と、トレイ配置再設定部２５０と、トレイ配置記憶部２６０とを備えている。

入力部２１０は、部品供給設定処理装置に各種データを入力するための処理部であり、キーボードやマウス等から構成される。

部品情報記憶部２３０は、実装部品情報２３２およびトレイ情報２３４を記憶する記憶装置である。

図５は、実装部品情報２３２の一例を示す図である。実装部品情報２３２は、１枚の電子基板上に実装される部品の種類と、その員数との組を示している。たとえば、１枚の電子基板上には、種類Ａ、ＢおよびＣの部品（以下、それぞれ「部品Ａ」、「部品Ｂ」および「部品Ｃ」という。）がそれぞれ３個、２個および４個実装されることが示されている。

図６は、トレイ情報２３４の一例を示す図である。トレイ情報２３４は、１つのトレイ１６２に含まれる部品の員数を示しており、たとえば、部品Ａが収納されているトレイ１６２には、当該部品が１００個収納されていることが示されている。また、部品Ｃが収納されているトレイ１６２には、当該部品が２００個収納されていることが示されている。

再度図４を参照して、部品供給設定処理装置の構成について説明を行なう。
トレイ配置算出部２２０は、部品情報記憶部２３０に記憶された実装部品情報２３２およびトレイ情報２３４に基づいて、プレート１６０上のトレイ１６２の配置を算出する処理部である。

トレイ配置再設定部２５０は、トレイ配置算出部２２０で算出されたトレイ１６２の配置を再設定する処理部である。

表示部２４０は、各種データを表示するための表示装置であり、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や、液晶ディスプレイ装置等より構成される。

トレイ配置記憶部２６０は、トレイ配置情報２６２を記憶する記憶装置である。トレイ配置情報２６２は、プレート上の各トレイ配置位置に、その部品種類のトレイを置くか、またはトレイを置かないかを示す情報である。

次に、部品供給設定処理装置を用いた各プレート１６０におけるトレイ１６２の配置を設定する処理について説明する。以下の説明では、図７に示すように、１枚の基板上に部品Ａが３つ、部品Ｂが２つ、部品Ｃが４つ実装されるものとする。また、図８に示すように、１枚のプレート１６０には、１６枚のトレイ１６２が配置されるものとする。さらに、１枚のトレイ１６２に収納される部品Ａの個数は１００個、部品Ｂの個数は１００個、部品Ｃの個数は２００個であるものとする。

図９は、部品供給設定処理装置の実行する処理のフローチャートである。
トレイ配置算出部２２０は、基板に実装される部品の種類と員数とを取得する（Ｓ２）。たとえば、ユーザが入力部２１０を用いて、部品の種類と員数とをトレイ配置算出部２２０に入力する。入力されたデータは、図５に示すような実装部品情報２３２として部品情報記憶部２３０に記憶される。なお、ユーザがデータを入力するのではなく、部品情報記憶部２３０に実装部品情報２３２が予め記憶されており、それをトレイ配置算出部２２０が読み出すようにしてもよい。

次に、トレイ配置算出部２２０は、基板に実装される部品の種類ごとに、１枚のトレイ１６２に収納される部品数を取得する（Ｓ４）。たとえば、ユーザが入力部２１０を用いて、１枚のトレイ１６２に収納される部品数を入力する。入力されたデータは、図６に示すようなトレイ情報２３４として部品情報記憶部２３０に記憶される。なお、ユーザがデータを入力するのではなく、部品情報記憶部２３０にトレイ情報２３４が予め記憶されており、それをトレイ配置算出部２２０が読み出すようにしてもよい。

次に、トレイ配置算出部２２０は、実装部品情報２３２およびトレイ情報２３４に基づいて、１プレートあたりの理想トレイ比を算出する（Ｓ６）。ここで、「１プレートあたりの理想トレイ比」とは、１枚のプレート１６０内に、任意の個数のトレイ１６２を置けるとした場合に、基板への部品実装の途中で、プレート１６０の交換が起こらないような実装部品のトレイ１６２の個数比を言う。

理想トレイ比は、以下のようにして算出される。基板上に実装される部品Ａの個数をＸ（Ａ）、部品Ｂの個数をＸ（Ｂ）および部品Ｃの個数をＸ（Ｃ）とする。また、１枚のトレイ１６２に収納される部品Ａの個数をＹ（Ａ）、部品Ｂの個数をＹ（Ｂ）および部品Ｃの個数をＹ（Ｃ）とする。すると、理想トレイ比は、以下の式で表される。

（Ｘ（Ａ）／Ｙ（Ａ））：（Ｘ（Ｂ）／Ｙ（Ｂ））：（Ｘ（Ｃ）／Ｙ（Ｃ））
ここで、図５および図６にそれぞれ示した実装部品情報２３２およびトレイ情報２３４より、
Ｘ（Ａ）＝３
Ｘ（Ｂ）＝２
Ｘ（Ｃ）＝４
Ｙ（Ａ）＝１００
Ｙ（Ｂ）＝１００
Ｙ（Ｃ）＝２００
である。

このため、理想トレイ比は、
（３／１００）：（２／１００）：（４／２００）
＝３：２：２
と求められる。

次に、トレイ配置算出部２２０は、求められた理想トレイ比に基づいて、プレート１６０に配置するトレイの種類と個数を算出する（Ｓ８）。上記算出は、以下のようにして行なわれる。すなわち、理想トレイ比をＲ（Ａ）：Ｒ（Ｂ）：Ｒ（Ｃ）とし、部品Ａ、ＢおよしＣのトレイの配置個数をＴ（Ａ）、Ｔ（Ｂ）およびＴ（Ｃ）とする。また、１枚のプレート１６０上に配置可能なトレイ１６２の総数をＴＮとした場合、各部品のトレイの配置個数は以下の式により求められる。

Ｔ（Ａ）＝ＴＮ×Ｒ（Ａ）／（Ｒ（Ａ）＋Ｒ（Ｂ）＋Ｒ（Ｃ））
Ｔ（Ｂ）＝ＴＮ×Ｒ（Ｂ）／（Ｒ（Ａ）＋Ｒ（Ｂ）＋Ｒ（Ｃ））
Ｔ（Ｃ）＝ＴＮ×Ｒ（Ｃ）／（Ｒ（Ａ）＋Ｒ（Ｂ）＋Ｒ（Ｃ））
この式に従うと、
Ｔ（Ａ）＝１６×３／（３＋２＋２）＝６．８６
Ｔ（Ｂ）＝１６×２／（３＋２＋２）＝４．５７
Ｔ（Ｃ）＝１６×２／（３＋２＋２）＝４．５７
となる。したがって、プレート１６０上に配置するトレイ数を部品種ごとに上記Ｔ（Ａ）〜Ｔ（Ｃ）のようにすれば、基板への部品の実装途中にプレート１６０の交換をする必要がなくなる。ただし、プレート１６０上に配置可能なトレイ数は、整数値でなければならない。このため、Ｔ（Ａ）〜Ｔ（Ｃ）の小数点以下を切り捨て、
Ｔ（Ａ）＝６
Ｔ（Ｂ）＝４
Ｔ（Ｃ）＝４
とする。また、プレート１６０上には、電子部品が収納されていない空きトレイを配置することもできる。その空きトレイ数ＥＴＮは、以下のようにして計算される。

ＥＴＮ＝ＴＮ−Ｔ（Ａ）−Ｔ（Ｂ）−Ｔ（Ｃ）
すなわち
ＥＴＮ＝１６−６−４−４
＝２
と計算される。

次に、トレイ配置算出部２２０は、トレイ配置算出部２２０が算出したトレイ数に基づいて、お勧めのトレイ配置を決定する（Ｓ１０）。

ここでは、同じ部品種のトレイ１６２をなるべく近傍に配置するために、プレート１６０の左上隅から右下隅に向かって、順次、部品Ａのトレイ１６２、部品Ｂのトレイ１６２、部品Ｃのトレイ１６２および空きトレイを配置していくものとする。なお、トレイ１６２の配置方法についてはこれに限定されるものではない。

図１０は、上述の方法に従い、決定されたお勧めのトレイ配置の一例を示す図である。すなわち、トレイ１６２のうちの１列目の左から３つは部品Ａのトレイ１６２が配置されており、右端の１つには空きトレイが配置されている。２列目のトレイ配置は、１列目のトレイ配置と同様である。また、３列目には部品Ｂのトレイ１６２が配置されており、４列目には部品Ｃのトレイ１６２が配置されている。

トレイ配置算出部２２０は、お勧めトレイ配置を表示部２４０に表示する（Ｓ１２）。たとえば、図１１に示すようなお勧めトレイ配置が表示部２４０に表示される。図１１に示されるお勧めトレイ配置は、４つのプレート１６０に対するお勧めトレイ配置が示されている。

ユーザは、表示部２４０に表示されたお勧めトレイを見ながら、入力部２１０を使用して、トレイ配置を変更することが可能である（Ｓ１４）。たとえば、図１２に示すように各プレート１６０の３列目の部品Ｂのトレイ１６２と４列目の部品Ｃのトレイ１６２の位置とを入れ替えて、部品Ｂのトレイ１６２および部品Ｃのトレイ１６２がそれぞれ近傍に配置されるようにしてもよい。

また、図１３に示すように、プレート１６０間でトレイ１６２を交換して配置位置を交換するようにしてもよい。図１３では、図１１に示したお勧めトレイ配置から、１番目のプレート１６０の空きトレイと２番目のプレート１６０の部品Ａのトレイ１６２とが交換された後の結果を示している。

上述のようにしてユーザにより、トレイ配置が再設定された場合には、トレイ配置再設定部２５０は、再設定されたトレイ配置情報２６２をトレイ配置記憶部２６０に格納する（Ｓ１６）。

図１４は、図１２に示したトレイ配置に基づいて作成されたトレイ配置情報２６２の一例を示す図である。ここで、図１５に示されるように、プレート１６０上のトレイ１６２に１から１６までの番号を付するものとする。図１４に示されるように、トレイ配置情報２６２は、何枚目のプレート１６０かを示すプレートＮｏと、プレート１６０上のトレイ１６２の位置を示すトレイＮｏと、トレイ１６２に収納されている部品名とを示している。たとえば、１番目のプレートの１番目のトレイ位置には部品Ａのトレイ１６２が配置されることが示されている。

以上のようにして、トレイ配置情報２６２が決定される。決定されたトレイ配置情報２６２に基づいて、部品収納部１７０にトレイ１６２が収納されたプレート１６０が収納される。

以下、フリップチップボンダは、部品収納部１７０に配置されたプレート１６０を取り出しながら、電子部品を基板上に実装していくわけであるが、その際、トレイ配置情報２６２を参照しながら、基板上に電子部品を実装する。このようにすることにより、空きトレイの部分に対して、画像認識を行なう必要がなくなる。また、どのトレイ１６２にどの種類の部品が載置されているかを予め知ることができる。

以上説明したように、本実施の形態によると、１枚のプレートを自由に任意の領域に分割することができる。このため、例えば、部品の比に応じた分割をすることにより、プレートの交換回数が最小になるようなトレイの配置を決定することができる。このため、基板の生産効率を向上させることができる。

また、プレート上に空き領域を作ることができるようにし、当該空き領域の配置位置をトレイ配置情報として部品実装に役立てることができるようになった。このため、無駄な部品吸着ヘッドの移動を起こすことなく、生産効率を向上させることができる。

本発明は、部品実装機に適用でき、特にフリップチップボンダ等の基板上に部品を実装する部品実装機等に適用できる。

本実施の形態に係るフリップチップボンダの外観図である。 部品収納部の一例を示す外観図である。 プレートの一例を示す外観図である。 本発明の実施の形態に係るフリップチップボンダにおける部品供給設定処理装置の構成を示すブロック図である。 実装部品情報の一例を示す図である。 トレイ情報の一例を示す図である。 部品が実装された基板の一例を示す図である。 プレートとトレイとの関係を模式的に示した図である。 部品供給設定処理装置の実行する処理のフローチャートである。 お勧めのトレイ配置の一例を示す図である。 表示部に表示されるお勧めのトレイ配置の一例を示す図である。 トレイの配置位置を変更した後の表示部に表示されるお勧めのトレイ配置の一例を示す図である。 トレイの配置位置を変更した後の表示部に表示されるお勧めのトレイ配置の他の一例を示す図である。 トレイ配置情報の一例を示す図である。 プレート上のトレイに付された番号を説明する図である。

符号の説明

１１０ 反転ヘッド部
１２０ 実装ヘッド部
１３０ 認識部
１４０ ステージ部
１５０ 基板搬送部
１６０ プレート
１６２ トレイ
１６４ ポケット
１７０ 部品収納部
１７２ 蓋
２１０ 入力部
２２０ トレイ配置算出部
２３０ 部品情報記憶部
２３２ 実装部品情報
２３４ トレイ情報
２４０ 表示部
２５０ トレイ配置再設定部
２６０ トレイ配置記憶部
２６２ トレイ配置情報

Claims (7)

1. 基板に部品を実装する部品実装機における部品実装方法であって、
   前記部品実装機は、前記部品を収納する部品供給部を備え、
   前記部品供給部には、プレートが含まれ、
   前記プレートには、複数のトレイが載置可能であり、
   前記複数のトレイの各々は、同一種類の複数の部品が収納されているトレイまたは部品が収納されていない空きトレイであり、
   前記プレート上へ配置されるトレイの種類および配置位置を示す配置情報を受け付ける配置情報受け付けステップと、
   前記配置情報受け付けステップで受け付けられた前記配置情報に基づいて、前記基板に前記部品を実装する実装ステップとを含み、
   前記配置情報では、前記プレート上の各トレイにおいて、配置されるトレイの種類に制約が設けられていない
   ことを特徴とする部品実装方法。
2. 前記配置情報には、空きトレイの配置位置を示す情報が含まれ、
   前記実装ステップでは、前記空きトレイの配置位置に対しては部品の吸着動作を行なうことなく、前記基板に前記部品を実装する
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
3. さらに、前記基板に実装される部品の種類および員数と、前記プレート上に配置可能な前記トレイの個数と、１つの前記トレイに収納可能な部品の種類および員数とに基づいて、前記配置情報を決定する配置情報決定ステップを含む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の部品実装方法。
4. さらに、決定された前記配置情報を変更する配置情報変更ステップを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の部品実装方法。
5. 基板に部品を実装する部品実装機において、部品の実装を制御するプログラムであって、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装方法に含まれるステップをコンピュータに実行させる
   ことを特徴とするプログラム。
6. 基板に部品を実装する部品実装機において、部品の実装を制御する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って、
   請求項５に記載のプログラムを記録した
   ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
7. 基板に部品を実装する部品実装機において、供給される部品が配置されている部品供給部における部品の配置を決定する供給部品配置決定方法であって、
   前記部品実装機は、前記部品を収納する部品供給部を備え、
   前記部品供給部には、プレートが含まれ、
   前記プレートには、複数のトレイが載置可能であり、
   前記複数のトレイの各々は、同一種類の複数の部品が収納されているトレイまたは部品が収納されていない空きトレイであり、
   前記プレート上へ配置されるトレイの種類および配置位置を示す配置情報を受け付ける配置情報受け付けステップと、
   当該配置情報を記憶する記憶ステップとを含み、
   前記配置情報では、前記プレート上の各トレイにおいて、配置されるトレイの種類に制約が設けられていない
   ことを特徴とする供給部品配置決定方法。
   
   

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