JP2007109704A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不良要因を検出したデータに基づいて以降の不良をローコストで低減する。
【解決手段】フレキシブル基板を保持するキャリアボードを実装工程に搬送して電子部品を実装する。キャリアボードには粘着材が設けられており、粘着材はフレキシブル基板を平面状に保持する。部品を実装後に測定工程１３で、キャリアボードからフレキブル基板が剥がれることで生じる反り量を測定する。その後判定工程１５で、測定した反り量の値と閾値とを比較し、反り量の値が閾値を越える場合に不可と判定する。不可と判定したキャリアボードは、その識別情報が表示部に表示され、その後の使用が禁止される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、フレキシブル基板に部品を実装する部品実装装置に関する。

従来、フレキシブル基板に部品を実装する部品実装装置では、フレキシブル基板をキャリアボードに一定の姿勢で保持させ、そのキャリアボードで各工程を循環させて実装及び検査を行っている。キャリボードには粘着材が付けられており、フレキシブル基板はその粘着材により平面状に密着して保持される。

粘着材の力は、長期的に使用することで劣化する。このようになるとキャリアボードからフレキシブル基板が四隅のうちのいずれかから剥がれて反る。電子部品の実装にはフレキシブル基板の反りとねじれが少ないことなど高い寸法精度が要求される。しかも電子部品を表面実装する場合、高密度になるほど、フレキシブル基板の平坦度とねじれ量に対する許容度が厳しくなる。よって、フレキシブル基板がキャリアボードから剥がれると、自動実装機で電子部品を実装することができなくなるおそれがある。そこで、フレキシブル基板の反りを測定することで粘着材の粘着性の合否の判断を行ってキャリアボードを継続して使用することができるか否かを判定することが望まれている。

ところで、プロセスごとの不良要因及び実績を集計し、集計したデータに基づいて以降の不良低減に役立てるようにした半導体デバイスの製造方法が知られている（特許文献１）。また、写真フイルムに付与した識別標識から製造装置を迅速に特定する写真フイルム製造情報検索システムが知られている（特許文献２）。さらに、ストロボ装置を検査パレットに一定の姿勢で保持して各検査工程に供給し、各検査の結果のデータを検査パレットに設けたメモリに記憶していき、最後にデータを読み取って集計して検査の総合判定を行うようにしたユニット部品の検査方法が知られている（特許文献３）。
特開２００３−３３２２０９号公報 特開平８−１２３８５５号公報 特開平７−２２９８３９号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の方法では、製造中に生じる製品の不良要因の全てをデータベースに蓄積するため、膨大な記憶容量をもつ記憶手段や高速な通信手段が必要になる。また、特許文献３に記載の方法では、各検査パレットにメモリを取り付けているため、検査パレットが高価になる欠点があった。

本発明の目的は、予め設定されている不良要因を検出し、検出したデータに基づいて以降の不良を低減するようにした部品実装装置をローコストで提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の部品実装装置では、キャリアボードからフレキシブル基板が剥がれることで生じるフレキシブル基板の反り量の閾値を予め設定する設定手段と；フレキシブル基板に部品を実装後に、前記反り量を測定し、測定した反り量の情報を送出する測定手段と；前記測定した反り量の値と前記閾値とを比較し、比較結果に基づいてキャリアボードの使用の可否を判定する判定手段と；前記判定手段で判定した結果を報知する報知手段と；を備えたものである。なお、判定手段は、測定した反り量の値が閾値を越えたときにＮＧと判定するように構成するのが望ましい。

また、判定手段で不可と判定されたキャリアボードが投入された場合、そのキャリアボードに保持したフレキシブル基板に部品を実装しないように実装工程での部品の実装を禁止する制御手段を備えてもよい。この場合には、識別するためにキャリアボードに識別標識を付与しておく。こうすれば、実装工程で識別標識を読み取ることで
実装不可か否かを判断することができる。

判定手段は、１回の測定結果でキャリアボードの継続使用を判断しているが、複数の測定結果に基づいて判断してもよい。この場合には、測定ごとに、測定した反り量を識別情報に対応付けて記憶手段に記憶し、データベースを作っておく。こうすれば、記憶手段に記憶したデータに基づいて、今回読み取った識別情報の履歴ごとに反り量が閾値を越える回数を集計し、集計した回数が予め決めた回数を超えている場合にＮＧと判定するように構成してもよい。また、集計した回数が予め決めた回数を連続して超えている場合にＮＧと判定するように構成してもよい。

キャリアボードからフレキシブル基板が反る要因には、粘着力以外に、フレキシブル基板自体の反りが含まれているおそれがある。この場合には、その要因を特定して判断することが必要である。そこで、判定手段は、今回読み取った識別情報に対応するキャリアボードの使用を不可と判定した場合、次に、今回読み取った識別情報の前回の反り量との差分を求め、求めた差分値が予め決めた相対値を越えている場合に不可の判定を行わないように構成するのが望ましい。なお、各発明を実装装置として記載しているが、実装方法としてもよい。

本発明の部品実装装置によれば、キャリアボードからフレキシブル基板が反る反り量を測定し、その測定結果に基づいてキャリアボードの継続使用の可否を判断するようにしたから、以降の不良を確実に低減することができ、また、ローコストで達成することができる。

図１に示すように、部品実装ライン（装置）１０には、フレキ供給工程１１、複数の工程１２ａ〜１２ｚで構成される実装工程１２、測定工程１３、及び、フレキ排出工程１４などが配置されている。各工程１１〜１４は、キャリアボードを無限循環させる搬送路で接続されている。フレキ供給工程１１ではフレキシブル基板が供給され、供給されるフレキシブル基板はキャリアボードに一定の姿勢で保持される。キャリアボードは、フレキシブル基板を保持する治具パレットである。

キャリアボードは、各工程１１〜１４に順番に間欠搬送され、フレキシブル基板を各工程１１〜１４に供給する。実装工程１２では、フレキシブル基板に電子部品を実装する。実装工程の最終工程の下流には、測定工程１３が配されている。測定工程１３には、測定部が配されている。測定部は、３Ｄ測定器を備え、フレキシブル基板がキャリアボードから剥がれることで生じるフレキシブル基板の反り量を測定する。この測定結果はボード判定部１５に送られ、ボード判定部１５は、得られた測定結果に基づいてキャリアボードの継続使用の可否を判定する。

フレキ排出工程１４には移載機が配されており、その移載機はキャリアボードから実装済みのフレキシブル基板を取り出す。フレキ排出工程１４の下流には、ボード排出工程１６が配されている。ボード排出工程１６には、キャリアボードを部品実装ライン１０から排出する排出機構が配されている。排出機構は、ボード判定部１５の判定の結果がＮＧの場合に、キャリアボードをライン１０から排除する。なお、ボード排出工程１６の下流には、修理済みのキャリアボードなどを投入するボード投入工程１７が配されている。ボード投入工程１７には、キャリアボードをライン１０に投入する投入機構が配されている。

キャリアボード２０は、図２に示すように、矩形な平板となっており、長手方向に沿って搬送される。キャリアボード２０の上面には、凹面２１が形成されており、凹面２１の一部には、少なくともフレキシブル基板２４の四隅を粘着するための粘着材２２，２３が取り付けられている。この凹面２１にはフレキシブル基板２４が一定の姿勢で位置決めされ、粘着材２２，２３は粘着力によりフレキシブル基板２４を凹面２１に平面状に密着して保持する。

粘着材の粘着力は、長期的に使用することで劣化する。劣化するとキャリアボード２０からフレキシブル基板２４が剥がれて角が反る。電子部品の実装にはフレキシブル基板２４の反りとねじれが少ないことなど高い寸法精度が要求される。よって、フレキシブル基板２４がキャリアボード２０から剥がれると、自動実装機で電子部品を実装することができなくなるおそれがある。そこで、前述した測定工程１３で、実装後のフレキシブル基板２４の反りを測定し、測定結果に基づいて粘着性の合否の判断を行ってキャリアボード２０を継続して使用することができるか否かを判定する。

また、各キャリアボード２０には、識別標識２６が、例えば複数のドットマーク２５により記録されている。この記録位置は、上面のうちのフレキシブル基板２４で隠れない位置になっている。前述した測定工程１３には、識別標識２６を読み取る読み取りセンサが配されている。このセンサで、ドットマーク２５の数を読み取ることで識別標識２６に対応する識別情報を認識する。なお、識別標識２６としては、ドットマーク以外に、数字や文字の組み合わせやバーコードシンボルなど周知のものを識別番号として利用して記録してもよい。

ボード判定部１５は、設定部２８、判定部２９、表示部３０、及び、制御部３１などで構成されている。設定部２８は、例えばキーボードなど入力器で構成されており、設定部２８からは、ＮＧと判定するためのフレキシブル基板２４の反り量の閾値が予め入力される。設定部２８で入力した閾値のデータは、判定部２９に送られる。判定部２９には、設定部２８で入力したデータを書き換え可能に記憶する設定値記憶部が設けられている。

判定部２９には、測定工程１３で測定したデータが、測定部で測定するごとに送られてくる。判定部２９は、測定結果の反り量の値が閾値を越えたときにＮＧと判定し、越えないときにはＯＫと判定する。ＮＧと判定した場合には、ＮＧ判定情報をボード排出工程１６の機構、及び制御部３１に送る。このＮＧ判定情報には、識別情報が含まれている。ボード排出工程１６では、ＮＧ判定情報を受け取ることに応答して、対応するキャリアボード２０をライン１０から排除する。なお、ボード排出工程１６にも、識別標識２６を読み取る読み取りセンサが配されている。

制御部３１は、実装工程１２を監視しており、判定部２９でＮＧと判定したキャリアボード２０が供給されてきた場合、そのキャリアボード２０に保持したフレキシブル基板２４に、部品を実装しないように実装工程１２を制御する。このため、実装工程１２を構成する複数の工程１２ａ〜１２ｚにも識別標識２６を読み取る読み取りセンサが各々配されている。なお、表示部３０には、測定後に、判定部２９で判定した結果とその識別情報とが一緒に文字などで表示される。この表示により、キャリアボード２０の継続使用を禁止する報知を外部に行うことができる。

次に上記構成の作用を、図４を参照しながら簡単に説明する。最初に、設定部２８から閾値を入力し、その後にライン１０を可動させる。ライン１０を稼働すると、複数のキャリアボード２０が各工程に間欠搬送される。フレキ供給工程１１では、キャリアボード２０にフレキシブル基板２４が保持される。フレキシブル基板２４を保持したキャリアボード２０は、実装工程１２に搬送され、電子部品が実装される。

実装を完了したキャリアボード２０は、測定工程１３に送られる。測定工程１３では、キャリアボード２０の識別標識２６を読み取り、その後にフレキシブル基板２４の反り量が測定される。読み取った識別情報と測定結果データとはボード判定部１５に送られる。ボード判定部１５は、測定結果の値と閾値とを比較して、測定結果の値が閾値を越えている場合にＮＧ、越えていない場合にはＯＫと判定する。この判定結果の情報は、制御部３１、及びボード排出工程１６にそれぞれ送られる。そして、表示部３０には、測定後に、識別情報とともに判定結果が表示される。

測定済みのキャリアボード２０は、フレキ排出工程１４に搬送され、ここで実装済みのフレキシブル基板２４が取り出される。空になったキャリアボード２０は、ボード排出工程１６に送られる。ボード排出工程１６には、排出機構、測定工程１３から送られてくる判定結果の情報を一時的に記憶するＮＧデータ記憶手段、及び、識別標識読み取りセンサを備えており、センサで識別標識を読み取ってこれに対応する測定結果のデータを記憶手段から読み出し、読み出した測定結果が、例えばＮＧの場合には排出機構を作動してキャリアボード２０をライン１０から排除し、またＯＫの場合にはキャリアボード２０をそのまま次工程に搬送する。

なお、ライン１０に排出されたキャリアボード２０は、修理工程３２（図１参照）に送られ、ここで粘着材２２，２３を取り換えるなどの修理が施される。修理済みのキャリアボード２０は、ボード投入工程１７から投入される。このとき、新たな識別標識２６を付与してもよいし、元の識別標識２６をそのまま使用してもよい。元の識別標識２６を使用する場合には、その識別標識に対応するデータを制御部３１のＮＧデータ記憶部から消去すればよい。

制御部３１には、実装工程１２の各工程１２ａ〜１２ｚで読み取った識別情報が各々送られてくる。制御部３１は、実装工程１２から送られてくる識別情報とＮＧデータ記憶部に記憶したＮＧとなった識別情報とを比較して、一致するものがあるか否かを判定し、一致するものが有る場合には、その識別情報に対応するフレキシブル基板２４に電子部品を実装させない禁止信号を、また、一致するものが無い場合にはＯＫ信号を実装工程１２に送る。実装工程１２を構成する各工程１２ａ〜１２ｚでは、最初に識別標識２６を読み取り、その識別情報を制御部３１に送り、制御部３１から返答される禁止又はＯＫ信号に基づいて実装作業を実行する。

上記実施形態では、１回の測定結果に基づいてキャリアボード２０の継続使用を判定しているが、測定誤差などを考慮する場合には、１回の測定結果で判定せずに、複数の測定結果に基づいて判定してもよい。この場合には、例えば、ＮＧとなる測定結果を複数回カウントしたときにキャリアボード２０の継続使用をＮＧにするように判定するのが望ましい。この実施形態としては、図５に示すように、設定部に、反り量の閾値と、ＮＧと判断するときの回数とを予め入力する。ここでは、その回数を２回と入力する。測定工程１３では、識別標識２６を読み取った識別情報と測定結果の情報とを判定部４１に送る。

判定部４１は、測定結果の反り量と閾値とを比較して、測定した反り量の値が閾値を越えている場合にはＮＧ、越えていない場合にはＯＫとする測定結果判定を行う。この測定結果判定は、識別情報に対応付けした測定結果とともに、データベース記憶部に記憶される。このデータベース記憶部は判定部４１に設けられている。判定部４１は、データベースに測定するごとにデータを追加し、その後に、データベースを参照して現時点で追加した識別情報の測定結果判定を集計し、ＮＧが２回カウントされている場合に、その識別情報に対してＮＧと総合判定する。これにより、ＮＧと総合判定されたキャリアボード２０は、ボード排出工程１６で排出される。

なお、データベースを記憶するデータベース記憶部の代わりにカウント部を設け、カウント部で識別情報ごとにＮＧとなる測定結果判定の数をカウントし、カウント値が２となる識別情報に対応するキャリアボード２０をＮＧと総合判定してもよい。

また、図５で説明した実施形態では、判定部４１が、データベースを集計し、過去のものを含めてＮＧとなる測定結果判定の数が２回ある識別情報に対して総合判定をＮＧとするように構成しているが、代わりに、データベースに追記するときに日時情報を付与し、今回測定した識別情報の測定結果判定を集計することで、ＮＧとなる測定結果判定が２回連続して得られたときのみ総合判定をＮＧとするように構成してもよい。

さらに、測定工程１３での測定値には、粘着力低下による反り以外に、フレキシブル基板２４に生じる反りやロットごとの反りのバラツキなどの要因が含まれているおそれがある。これらを考慮しないで判定すると、誤判定になってしまう。そこで、測定結果に基づいてフレキシブル基板２４単体の反りやロットごとの反りが含まれているか否かを判断する必要がある。そこで、図６に示すように、判定部５１は、測定結果をデータベースに追記した後に、前述したように測定結果の値が閾値を越えているか否かを判定（測定結果判定）し、測定結果判定がＮＧの場合には、データベースを参照し、前回の測定結果と今回の測定結果との値の差分を計算し、算出した差分値（絶対値）が予め決めた相対値を越えた場合に、フレキシブル基板２４単体の反りやロットごとの反りのバラツキが含まれると判断して、最後の総合判定を行わないように構成にする。総合判定を行わない場合には、キャリアボード２０をそのまま次工程に搬送する。なお、測定結果判定を行ってからデータベースに追記してもよい。また、相対値は、閾値と同じに、ライン１０を可動する前に設定部に予め入力され、そのデータは判定部５１に書き換え可能に記憶される。この相対値は、バラツキに応じて、すなわちフレキシブル基板２４のロットごとに設定し直すのが好適である。

図６で説明した測定結果判定は、測定ごとに、測定結果の値が閾値を越えているか否かを判定する。図７（Ａ）に示す例では、７回目の測定で、測定結果の値が閾値を越えているため、測定結果判定をＮＧと判断する。ＮＧの場合には、測定結果の履歴であるデータベースを参照し、前回の測定結果と今回の測定結果との値の差分を計算し、算出した差分値が予め決めた相対値を越えているか否かを判定する。図７（Ｂ）に示す例では、７回目の測定で、前回の測定結果と今回の測定結果との値の差分値が相対値を越えているため、測定結果判定がＮＧでも総合判定はＮＧと判定されない。

部品実装ラインの概略を示す説明図である。 キャリアボードを示す斜視図である。 ボード判定部の概略を示す説明図である。 部品実装ラインの作業手順を示すフローチャート図である。 他の実施形態の部品実装ラインの作業手順を示すフローチャート図である。 差分値を算出して誤判定を防止する実施形態の部品実装ラインの作業手順を示すフローチャート図である。 差分値を算出して誤判定を防止する実施形態を説明したグラフであり、（Ａ）は測定ごとの反り量を示すグラフであり、（Ｂ）は前回の測定結果との差分値を示したグラフである。

符号の説明

１０ 部品実装ライン（装置）
１３ 測定工程
１５ ボード判定部
２０ キャリアボード
２４ フレキシブル基板
２９，４１，５１ 判定部
３０ 表示部

Claims (6)

1. 片面に粘着材を有するキャリアボードにフレキシブル基板を平面状に密着した姿勢で保持させ、前記キャリアボードを実装工程に搬送することで前記フレキシブル基板に部品を実装する部品実装装置において、
   前記キャリアボードから前記フレキシブル基板が剥がれることで生じる前記フレキシブル基板の反り量の閾値を予め設定する設定手段と、
   前記フレキシブル基板に部品を実装後に、前記反り量を測定し、測定した反り量の情報を送出する測定手段と、
   前記測定した反り量の値と前記閾値とを比較し、比較結果に基づいてキャリアボードの使用の可否を判定する判定手段と、
   前記判定手段で判定した結果を報知する報知手段と、
   を備えたことを特徴とする部品実装装置。
2. 前記判定手段は、前記測定した反り量の値が前記閾値を越えたときにＮＧと判定することを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
3. 片面に粘着材を有するキャリアボードにフレキシブル基板を平面状に密着した姿勢で保持させ、部品を実装する実装工程に前記キャリアボードを搬送し、前記実装工程で前記キャリアボードに設けた識別標識を読み取った後に、前記フレキシブル基板に部品を実装する部品実装装置において、
   前記キャリアボードから前記フレキシブル基板が剥がれることで生じる前記フレキシブル基板の反り量の閾値を予め設定する設定手段と、
   前記フレキシブル基板に部品を実装後に、前記識別標識を読み取り識別情報を送出する読み取り手段と、
   前記識別標識を識別情報として読み取った後に前記反り量を測定し、前記識別情報と前記測定した反り量の情報とを送出する測定手段と、
   前記測定後に、測定した反り量の値と前記閾値とを比較し、前記反り量が閾値を越えた場合に前記識別情報に対応するキャリアボードの使用を不可と判定する判定手段と、
   前記判定手段で判定した結果を報知する報知手段と、
   前記不可と判定されたキャリアボードが投入された場合には、そのキャリアボードに保持したフレキシブル基板に部品を実装しないように前記実装工程での部品の実装を禁止する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする部品実装装置。
4. 前記判定手段は、前記測定ごとに前記測定した反り量を前記識別情報に対応付けて記憶手段に記憶し、その後に、前記記憶手段に記憶したデータに基づいて、今回読み取った識別情報の履歴ごとに反り量が閾値を越える回数を集計し、前記集計した回数が予め決めた回数を超えている場合にＮＧと判定することを特徴とする請求項３記載の部品実装装置。
5. 前記判定手段は、前記測定ごとに前記測定した反り量を前記識別情報に対応付けて記憶手段に記憶し、その後に、前記記憶手段に記憶したデータに基づいて、今回読み取った識別情報の履歴ごとに反り量が前記閾値を越える回数を集計し、前記集計した回数が予め決めた回数を連続して超えている場合にＮＧと判定することを特徴とする請求項３記載の部品実装装置。
6. 前記判定手段は、今回読み取った識別情報に対応するキャリアボードの使用を不可と判定した後に、今回読み取った識別情報の前回の反り量との差分を求め、求めた差分値が予め決めた相対値を越えている場合には、不可の判定を行わないことを特徴とする請求項３ないし５いずれか記載の部品実装装置。

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