JP2006222255A - 電子部品実装装置および基板情報印加装置ならびに基板情報印加方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加することができる電子部品実装装置および基板情報印加装置ならびに基板情報印加方法を提供する。
【解決手段】基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、基板３を搬送路２の部品実装ステージに搬入した時点で、印字ヘッド１０のラベル貼付ヘッドによって印字用のラベルをラベル供給ユニット６から取り出して基板３に貼付け、さらに貼り付けられたラベルに印字ヘッド１０に設けられたレーザマーカによって基板情報を印字により印加し、この後部品移載ヘッド９によって基板３に電子部品を実装する。これにより、製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装装置において基板に当該基板の製造履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加装置ならびに基板情報印加方法に関するものである。

近年製造業においては、製品の品質保証上の要請から個々の製品履歴の追跡を可能とするいわゆるトレーサビリティの確保が求められている。例えば電子機器製造分野において電子部品が実装された実装基板を製造する電子部品実装ラインでは、後工程または製品出荷後に不具合が発見された場合に原因を究明できるよう、工程を遡って不具合基板を特定することが求められている。

このため電子部品実装ラインにおいては、品種名や製造ロット番号、製造日付などを示す基板情報が、バーコードなどを用いて予め書き込まれたラベルを各基板に貼り付けることにより、個々の基板を識別・特定する方法が一般に用いられている。そしてこのようなラベルの貼り付け作業を効率よく行うため、ラベルの供給および基板への貼付を自動的に行わせる装置が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−１１４４６号公報

しかしながら上述の特許文献に示すように、予め基板情報が書き込まれたラベルを個別に基板に貼り付ける方法においては、以下に説明するような不都合があった。まずこの方法では予め別途作成され準備されたラベルをシートやテープから剥がして貼り付けるため、ラベルの取り違いにより誤ったラベルを貼り付ける人為的なミスが避けがたい。また正しいラベルが用いられている場合においても、貼付作業ミスによっていくつかのラベルが廃棄された場合には、予め複数のラベルに通し番号で付されたシリアル番号のいくつかが途切れた状態となり、後工程において製品履歴を遡る際に不都合を生じやすい。

さらには、同一の基板に複数の基板が作り込まれた多面取り基板を対象とする場合のように、１枚の基板が複数の製品として分割される場合には、個々の製品番号と製造過程における基板の番号との対応関係が複雑となり、製品履歴管理を容易に行うことが難しかった。このように従来の電子部品実装装置には、製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加して品質保証を可能とする方策が確保されておらず、改善が望まれていた。

そこで本発明は、製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加することができる電子部品実装装置および基板情報印加装置ならびに基板情報印加方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品が実装される基板を載置する部品実装ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記部品実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加手段とを備えた。

本発明の基板情報印加装置は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、前記基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加装置であって、前記基板情報を提供する基板情報提供手段と、前記基板に印字の下地となる印字ベースを形成する印字ベース形成手段と、前記印字ベースに前記基板情報を書き込む書き込み手段とを備えた。

本発明の基板情報印加方法は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、前記基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加方法であって、前記基板情報を提供する基板情報提供工程と、前記基板に印字の下地となる印字ベースを形成するための印字ベース形成工程と、前記印字ベースに前記基板情報を書き込む書き込み工程とを含む。

本発明によれば、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置に、基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加手段を備えることにより、製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加することができる。

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装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部品搭載ヘッドの構成を示す図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の印字ヘッドの構成を示す図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるラベル供給フィーダの構造説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による基板情報印加動作のフロー図、図８，図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図である。

まず図１を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１に示す電子部品実装装置は、２つの単位実装装置Ｍ１，Ｍ２を連結した構成となっている。単位実装装置Ｍ１の基台１の中央にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は電子部品が実装される基板３を搬送し、搬送路２の中央位置に設定された部品実装ステージにこの基板３を位置決めする。

搬送路２の両側方には、部品供給部４Ａ，４Ｂが配置されており、部品供給部４Ａには複数のテープフィーダ５が並設され、部品供給部４Ｂには複数のテープフィーダ５および１つのラベル供給ユニット６が並設されている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。ラベル供給ユニット６は後述するように、基板３の製品履歴に関する情報を印加するためのラベルを供給する機能を有している。

基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル７Ａ，７Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル７Ａ、７Ｂ上には２台のＸ軸テーブル８Ａ，８Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル７Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル８ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル７Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル８ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル８Ａには部品移載ヘッド９が装着されており、Ｘ軸テーブル８Ｂには印字ヘッド１０が装着されている。Ｙ軸テーブル７Ａ，Ｘ軸テーブル８ＡおよびＹ軸テーブル７Ｂ，Ｘ軸テーブル８Ｂは、それぞれ部品移載ヘッド９，印字ヘッド１０を移動させるヘッド移動機構を構成している。

図２に示すように、部品移載ヘッド９はマルチタイプであり、単位移載ヘッド９ａを複
数備えた構成となっている。これらの単位移載ヘッド９ａはそれぞれ下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１２を備え、内蔵されたノズル昇降機構によって個別に昇降する。またこれらの吸着ノズル１２は共通に設けられたθ軸モータ１３によってノズル軸廻りのθ回転が可能となっている。前述のヘッド移動機構を駆動することにより、部品移載ヘッド９は水平移動し、部品供給部４Ａのテープフィーダ５から電子部品を取り出して、搬送路２の部品実装ステージに位置決めされた基板３に電子部品を実装する。

部品供給部４Ａ、４Ｂと搬送路２との間にはラインカメラ１１が配設されている。電子部品を保持した部品移載ヘッド９がラインカメラ１１の上方を通過する際に、ラインカメラ１１によって吸着ノズル１５ａに保持された電子部品が撮像され、電子部品の位置が認識される。また部品移載ヘッド９は一体的に移動するカメラ１４を備えており、部品移載ヘッド９が基板３上に移動した時にカメラ１４によって基板３を撮像して認識する。上記構成において、Ｙ軸テーブル７Ａ，Ｘ軸テーブル８Ａより成るヘッド移動機構および部品移載ヘッド９は、部品供給部から電子部品をピックアップして載置ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段となっている。

図３に示すように、印字ヘッド１０はラベル貼付ヘッド１５およびマーキングヘッド１６を備えている。ラベル貼付ヘッド１５は下端部にバーコード印字用のラベルを保持する吸着ノズル１５ａを備えており、マーキングヘッド１６は下端部にバーコード印字用のレーザマーカ１６ａを備えている。前述のヘッド移動機構を駆動することにより、印字ヘッド１０は水平移動し、ラベル貼付ヘッド１５によってラベル供給ユニット６からバーコード印字用のラベル２３（図５参照）を取り出して、搬送路２の部品実装ステージに位置決めされた基板３に貼り付ける。ラベル２３は印字が可能な無地のシートに基板３への貼付のための粘着層を設けたものであり、後工程のリフロー時の加熱に耐えられるよう、ポリイミドなどの耐熱性のシート材が用いられる。

図４に示すように、部品供給部４Ｂに設けられたラベル供給ユニット６は、テープフィーダ５と共通のフィーダベース１９上にラベルフィーダ１８を装着した構成となっており、フィーダ装着用の台車２０によってラベル供給用の供給リール２１とともに部品供給部４Ｂに配置される。図５に示すように、供給リール２１にはラベル２３を貼着保持したベーステープ２２が巻回収納されており、ラベルフィーダ１８に内蔵されたテープ送り機構１８ａによってベーステープ２２を引き出してピッチ送りすることにより、ラベル２３はラベル貼付ヘッド１５による取り出し位置に順次送られる。

上記構成において、ラベル供給ユニット６およびラベル貼付ヘッド１５は、基板３に印字の下地となる印字ベースを形成する印字ベース形成手段となっている。そしてラベル供給ユニット６は、書き込み用のラベル２３を供給するラベル供給手段となっている。なお印字ベース形成手段としては、ここで示すようなラベル２３を基板３に貼り付ける替わりに、樹脂塗布などの方法によって基板３の表面に印字用の膜を直接形成する方法を用いてもよい。

そして基板３に貼り付けられたラベル２３上にマーキングヘッド１６を位置させてレーザマーカ１６ａを作動させることにより、ラベル２３には後述する基板情報がバーコードによって印字される。マーキングヘッド１６は、印字ベースに基板情報を書き込む書き込み手段となっている。印字ヘッド１０は一体的に移動するカメラ１７を備えており、印字ヘッド１０が基板３上に移動した時にカメラ１７によって基板３を撮像して認識することができるようになっている。

単位実装装置Ｍ２は、基本構造は単位実装装置Ｍ１と同様であり、搬送路２の両側にそれぞれ配列された部品供給部４Ｃ、４Ｄを備えている。部品供給部４Ｃ、４Ｄにはいずれ
も複数のテープフィーダ５が並列されており、そして単位実装装置Ｍ２に備えられた２つのヘッド移動機構には、いずれも部品移載ヘッド９が装着されている。単位実装装置Ｍ２においては、単位実装装置Ｍ１によって電子部品が実装された後の基板３に対して、部品実装動作が実行される。

次に図６を参照して、電子部品実装装置の制御系について説明する。図６は電子部品実装装置の制御機能のうち、印字ヘッド１０によって基板３にラベル２３を貼り付け、さらにラベル２３に基板情報をバーコードによって印字する基板情報印加機能のみについて示している。制御部２５はＣＰＵであり、基板情報データ記憶部２６に記憶された基板情報データに基づいて、ヘッド駆動部２７、ラベル供給部２８を制御する。制御部２５がヘッド駆動部２７を制御することにより、印字ヘッド１０に備えられたラベル貼付ヘッド１５およびレーザマーカ１６ａが作動する。また制御部２５がラベル供給部２８を制御することにより、ラベルフィーダ１８によるラベル２３の供給が行われる。

ここでバーコードとして印加される基板情報について説明する。基板情報は、電子部品実装装置から下流の後工程に搬出された各基板につき、当該基板の製品履歴を遡及追跡するための情報である。この基板情報には、基板の製品としての種別・仕様を示す製品情報（すなわち型番、品種名、製造メーカ名など）と、生産管理情報（製造ロット番号、ロット毎のシリアル番号、製造日時、製造ライン番号など）が含まれている。そして実際の基板情報を作成する際には、上述の諸情報から必要な項目が適宜取捨選択される。

本実施の形態においては、この基板情報は予め実装作業予定の各基板について作成され、基板情報データ記憶部２６に記憶されている。そして実装作業に際しては、基板品種に対応した基板情報が基板情報データ記憶部２６から読み出され、マーキングヘッド１６をこの基板情報にしたがって作動させることにより、この基板情報がバーコードや文字符号としてラベル２３に印加される。すなわち、ここでは基板情報データ記憶部２６は基板情報を提供する基板情報提供手段となっている。

上述構成において、図６に示す制御要素および印字ヘッド１０は、基板３に当該基板の製品履歴に関する情報を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加手段（基板情報印加装置）を構成する。そして、この基板情報印加手段は、基板情報提供手段としての基板情報データ記憶部２６と、基板に印字の下地となる印字ベースを形成する印字ベース形成手段と、印字ベースに基板情報を書き込む書き込み手段とを備えた構成となっている。さらに印字ベース形成手段は、書き込み用のラベル２３を供給するラベル供給手段と、ラベル２３を基板３に貼り付けるラベル貼付手段とを含む形態となっている。

なお基板情報提供手段としては、予め各基板毎に作成された基板情報を記憶させておく方式以外にも、各種の構成を採用することができる。例えば、電子部品実装装置が属する電子部品実装ラインの管理コンピュータからオンラインで基板情報を提供する構成を用いる方式を採用してもよい。また電子部品実装装置に基板情報作成機能を持たせるようにしてもよい。

すなわち、電子部品実装装置自体は自己装置が属する製造ラインを特定するデータを既に記憶しており、また各電子部品実装装置に記憶される実装データには、基板情報として必要な基板品種に関するデータが含まれている。したがって、電子部品実装装置の制御装置にデータ編集機能を付与することにより、既存のデータから製品情報や生産管理情報を含んだ基板情報をリアルタイムで作成することができる。このように基板情報作成機能を電子部品実装装置に持たせることにより、外部から基板情報を別途入力することなく、基板情報の印加を自動的に行うことができる。

次に、上述の電子部品実装装置による部品実装動作において、基板に対して当該基板の製品履歴に関する情報を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する印字作業について、図７のフローに沿って各図を参照して説明する。実装動作の開始に際しては、まず図８（ａ）、図９（ａ）に示すように、上流側から基板３を搬送路２に搬入し部品実装ステージに位置決めする（ＳＴ１）。

次いで、図８（ｂ）に示すように、無地のラベル２３を基板３の所定位置に貼り付ける（ＳＴ２）。このラベル貼付は、図９（ｂ）に示すように、印字ヘッド１０を移動させて、ラベル貼付ヘッド１５によってラベルフィーダ１８からラベル２３を取り出して基板３に移送し、ここでラベル貼付ヘッド１５が昇降押圧動作を実行することにより行われ、これにより基板３には印字の下地となる印字ベースが形成される。

次に、基板情報データ記憶部２６から、搬入された基板３の基板情報を読み出す（ＳＴ３）。これにより、レーザマーカ１６ａに対して基板情報が提供される。そして読み出された基板情報により、図９（ｃ）に示すようにレーザマーカ１６ａを作動させバーコードをラベル２３に書き込む（ＳＴ４）。これにより、図８（ｃ）に示すように、ラベル２３には当該基板情報に応じたバーコードマーク３０が印字され、基板情報の印加が終了する。そしてこの後、実装作業が開始される（ＳＴ５）。すなわち、図８（ｄ）、図９（ｄ）に示すように、基板３には部品移載ヘッド９の単位移載ヘッド９ａによって、電子部品３１が実装される。

上述の基板情報印加作業は、基板情報を提供する基板情報提供工程と、基板に印字の下地となる印字ベースを形成するための印字ベース形成工程と、印字ベースに基板情報を書き込む書き込み工程とを含む形態となっている。そして、印字ベース形成工程において、ラベル供給手段であるラベル供給ユニット６によって供給された書き込み用のラベル２３を、ラベル貼付手段であるラベル貼付ヘッド１５によって基板に貼り付けるようにしている。

電子部品実装ラインにおいて製品履歴を遡及追及するための基板情報の印加方法として上述のような方法を採用することにより、基板情報が予め書き込まれたラベルを基板に貼り付ける従来方法と比較して、次のような優れた効果を得るこことができる。

本実施の形態では、基板が部品実装ステージに搬入された時点において、基板に形成されたラベルなどの印字ベースに基板情報を直接書き込むようにしている。このため従来方法では避けがたかった人為的ミス、すなわちラベルの取り違いにより誤ったラベルを貼り付けるミスが発生せず、誤った製品履歴が付与されることがない。またラベル２３への印字は部品実装動作毎に実行されるため、連続して生産される基板に対して一貫した通し番号が、正しい日付・時刻データとともに正確に付与される。これにより、後工程において製品履歴を遡る際に個々の基板をきわめて正確に特定することができ、高精度の品質管理体制が実現される。

さらには、同一の基板に複数の基板が作り込まれた多面取り基板を対象とする場合のように、１枚の基板が複数の製品として分割される場合においても、部品実装作業に際して各基板毎にラベルを貼り付けてそれぞれに基板情報を印加することが容易にできるため、分割された個々の製品番号と製造過程における基板の番号とを正しく対応させることができる。

このように、本実施の形態に示す基板情報印加装置を採用することにより、製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加して、トレーサビリテ
ィを確保することができる。

本発明の電子部品実装装置および基板情報印加装置は、製品履歴を追跡するための基板情報をよりフレキシブル且つ簡便な方法で印加することができるという利点を有し、基板に電子部品を実装することにより実装基板を製造する電子部品実装分野に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部品搭載ヘッドの構成を示す図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の印字ヘッドの構成を示す図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるラベル供給フィーダの構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による基板情報印加動作のフロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図

符号の説明

３ 基板
４Ａ、４Ｂ 部品供給部
５ テープフィーダ
６ ラベル供給ユニット
９ 部品移載ヘッド
１０ 印字ヘッド
１５ ラベル貼付ヘッド
１６ マーキングヘッド
１８ ラベルフィーダ
２３ ラベル
３０ バーコードマーク
３１ 電子部品

Claims (7)

1. 基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品が実装される基板を載置する部品実装ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記部品実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記基板情報印加手段は、前記基板情報を提供する基板情報提供手段と、前記基板に印字の下地となる印字ベースを形成する印字ベース形成手段と、前記印字ベースに前記基板情報を書き込む書き込み手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
3. 前記印字ベース形成手段は、書き込み用のラベルを供給するラベル供給手段と、前記ラベルを前記基板に貼り付けるラベル貼付手段とを含むことを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置。
4. 基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、前記基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加装置であって、前記基板情報を提供する基板情報提供手段と、前記基板に印字の下地となる印字ベースを形成する印字ベース形成手段と、前記印字ベースに前記基板情報を書き込む書き込み手段とを備えたことを特徴とする基板情報印加装置。
5. 前記印字ベース形成手段は、書き込み用のラベルを供給するラベル供給手段と、前記ラベルを前記基板に貼り付けるラベル貼付手段とを含むことを特徴とする請求項４記載の基板情報印加装置。
6. 基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、前記基板に当該基板の製品履歴を遡及追跡するための基板情報を印字により印加する基板情報印加方法であって、前記基板情報を提供する基板情報提供工程と、前記基板に印字の下地となる印字ベースを形成する印字ベース形成工程と、前記印字ベースに前記基板情報を書き込む書き込み工程とを含むことを特徴とする基板情報印加方法。
7. 前記印字ベース形成工程において、ラベル供給手段によって供給された書き込み用のラベルを、ラベル貼付手段によって前記基板に貼り付けることを特徴とする請求項６記載の基板情報印加方法。
   

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