JP2008108834A - 実装機およびこれを用いた部品実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】部品と基板との間に介在するハンダのつぶれ具合を適正状態に維持し、部品実装後の基板の品質を向上させることができる実装機およびこれを用いた部品実装システムを提供する。
【解決手段】実装機３〜５の吸着ヘッドの昇降動作を制御する個別制御手段３Ａ〜５Ａおよび集中制御装置９からなる制御手段は、部品実装後の基板を検査する検査機６からハンダの形状に関する所定の検査情報を取得すると、この検査情報に基づき部品と基板との間のハンダのつぶれ具合の適否を判断するとともに、その判断結果に応じて上記吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、昇降可能な吸着ヘッドにより部品を吸着し、この吸着された部品を基板に実装する実装機に関する。

従来、下記特許文献１に示されるように、上記吸着ヘッドにより部品を吸着し、この吸着された部品をハンダが印刷された状態の基板に対して実装する実装機において、この実装機の下流側に、上記基板上の部品のＸＹ平面（水平面）上での重心位置を測定する検査機を設け、この検査機で得られた実装位置の位置ずれデータを上記実装機にフィードバックしてその制御パラメータを上記位置ずれを考慮した値に修正することにより、部品の実装精度を一定に維持することが行われている。
特許第０３６８５０３５号公報

ところで、上記のような実装機により実装処理が施された基板では、部品と基板との間でハンダが適正につぶれなかったことに起因して、接合不良や短絡等の不具合が起きるおそれがある。しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、ＸＹ平面上での部品の実装位置を一定の精度に維持するには有効であるが、上記のようなハンダつぶれ具合に起因した不良の発生を防止するには有効でなかった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、部品と基板との間に介在するハンダのつぶれ具合を適正状態に維持し、部品実装後の基板の品質を効果的に向上させることを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、昇降可能な吸着ヘッドにより部品を吸着し、この吸着された部品をハンダが塗着された状態の基板に実装する実装機であって、上記吸着ヘッドの昇降動作を制御する制御手段を備え、この制御手段は、部品実装後の基板を検査する検査機からハンダの形状に関する所定の検査情報を取得すると、この検査情報に基づき部品と基板との間のハンダのつぶれ具合の適否を判断するとともに、その判断結果に応じて上記吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量を補正するように構成されていることを特徴とするものである（請求項１）。

なお、上記において「ハンダが塗着」とは、印刷処理や塗布処理を含んだ何らかの処理によって基板の上面にハンダが塗り付けられていることを言うものとする。

本発明の実装機では、部品実装後の基板を検査する検査機から取得された所定の検査情報に基づいて、部品と基板との間のハンダのつぶれ具合の適否が制御手段で判断され、この制御手段による制御に応じて、部品を吸着する吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量が補正されるようになっているため、ハンダのつぶれ具合に影響する上記吸着ヘッドの制御量を、部品実装後のハンダのつぶれ具合の適否判断に基づいたフィードバック制御により適正に調整できるという利点がある。この結果、上記ハンダのつぶれ具合を適正状態に維持することができ、部品実装後の基板の品質を効果的に向上させることができる。

上記所定の検査情報は、例えば、平面視で部品の外形からはみ出た部分のハンダの面積、および部品と基板との間のハンダの高さのうち少なくとも一つであることが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、上記検査情報として取得されたハンダの面積や高さに基づいてそのつぶれ具合を適正に判断することができ、これを上記吸着ヘッドの制御量に反映してハンダのつぶれ具合を適正状態に維持することができる。

この場合、上記制御手段は、例えば、上記所定の検査情報をあらかじめ定められた範囲の適正値と比較することにより、上記ハンダのつぶれ具合の適否を判断することが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、上記検査機から取得されたハンダの面積や高さ等の検査情報を、あらかじめ定められた適正値と比較するだけの簡単な構成で、上記ハンダのつぶれ具合を適正に判断することができる。

上記吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量は、ハンダのつぶれ具合に影響するものであればその種類を問わないが、例えば、吸着ヘッドの上下方向のストローク、および吸着ヘッドに吸着された部品をハンダに押し付ける際の押し付け圧力、押し付け速度、押し付け時間のうち少なくとも一つであることが好ましい（請求項４）。

このような各種制御量を補正することにより、ハンダのつぶれ量やそのばらつき等を容易に操作することができる。

具体的に、上記制御量が吸着ヘッドの上下方向のストロークである場合、上記制御手段は、上記所定の検査情報に基づいてハンダのつぶれ量の大小を判断するとともに、このハンダのつぶれ量が小さ過ぎる場合に上記ストロークを長くする補正を行い、ハンダのつぶれ量が大き過ぎる場合に上記ストロークを短くする補正を行うことが好ましい（請求項５）。

このように、ハンダのつぶれ量の大小を判断してその結果に応じて上記吸着ヘッドの上下方向のストロークを長くしたり短くしたりするようにした場合には、ハンダのつぶれ量に直接的に影響する吸着ヘッドの上下方向のストロークを調整することでハンダのつぶれ量を容易かつ確実に適正状態に維持できるという利点がある。

上記制御手段は、上記所定の検査情報を集計して得られた統計データを記憶しており、上記ハンダのつぶれ具合が適正でない場合に、その原因を上記統計データに基づいて判断することが好ましい（請求項６）。

このように、上記所定の検査情報を集計することにより得られた統計データに基づいて上記ハンダのつぶれ具合の不良原因を判断するようにした場合には、その原因に応じた適正な制御量の補正を行えるという利点がある。

上記制御手段は、上記統計データを実装条件ごとに分類して記憶していることが好ましい（請求項７）。

このようにすれば、実装条件の相違に起因したデータの変化が上記統計データに含まれなくなるため、上記吸着ヘッドの昇降動作に起因したデータの変化をより適正に捉えることができ、上記ハンダのつぶれ具合の不良原因をより精度よく判断することができる。

また、本発明は、基板に対して部品の実装処理を含んだ各種処理を行う部品実装システムであって、昇降可能な吸着ヘッドにより部品を吸着し、この吸着された部品をハンダが塗着された状態の基板に実装する実装機と、この部品実装後の基板を検査処理して上記部品と基板との間のハンダの形状に関する所定の検査情報を取得する検査機と、この所定の検査情報に基づいてハンダのつぶれ具合が適正か否かを判断するとともに、そのつぶれ具合が適正でない場合に、上記実装機に対してその吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量を補正するように指令する制御手段とを備えたことを特徴とするものである（請求項８）。

本発明の部品実装システムによれば、部品と基板との間に介在するハンダのつぶれ具合を適正状態に維持することができ、部品実装後の基板の品質を効果的に向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、部品と基板との間に介在するハンダのつぶれ具合を適正状態に維持することができ、部品実装後の基板の品質を効果的に向上させることができる。

図１は、本発明にかかる実装機が適用された部品実装システム１０を概略的に示す図である。本図に示すように、この部品実装システム１０は、ローダ１、印刷機２，第１〜第３の実装機３〜５、検査機６、リフロー炉７、およびアンローダ８がライン状に並んで構成されており、その上流側のローダ１から繰り出されて下流側に搬送されるプリント基板Ｐ（図２および図３参照）に対し、各装置２〜７においてハンダの印刷、部品の実装、およびハンダの硬化等の各処理が順次施され、これら各処理が施されたプリント基板Ｐが最終的に下流側のアンローダ８に搬出されるようになっている。

上記部品実装システム１０を構成する各装置１〜８は、それぞれが独自の個別制御装置１Ａ〜８Ａを有する自立型の装置であり、各装置１〜８の動作が上記制御装置１Ａ〜８Ａにより個別に制御されるようになっている。また、部品実装システム１０には、システム全体の動作を統括的に制御するためのパーソナルコンピュータ等からなる集中制御装置９が設けられている。そして、この集中制御装置９と各装置１〜８とが通信手段を介して接続されることにより、これら集中制御装置９と各装置１〜８との間で必要な情報が送受信されるようになっている。

図２は、上記部品実装システム１０に適用される印刷機２の概略構造を示す図である。本図に示すように、印刷機２の基台１１上には印刷ステージ１３が設けられている。この印刷ステージ１３の左右両側部には、プリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと略す）を印刷ステージ１３上に搬入および搬出するためのコンベア１２が、部品実装システム１０における実装ラインの方向（図２において紙面と直交する方向）に延びるように配設されている。なお、以下の説明では、このコンベア１２による基板Ｐの搬送方向（すなわち各装置１〜８の並び方向に同じ）をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

上記印刷ステージ１３は、基板Ｐを保持して後述するマスクシート３５に対して下側から位置決めするもので、その構成要素として、上記コンベア１２や、昇降テーブル２８、クランプ機構１４等を有している。この印刷ステージ１３は、４軸ユニット２０に支持されており、同ユニット２０の作動によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転方向）の各方向に移動するようになっている。

上記昇降テーブル２８上には、基板Ｐを保持するためのクランプ機構１４や、上記コンベア１２上の基板Ｐを下から持ち上げるように支持する載置テーブル３０等が設けられている。

一方、上記印刷ステージ１３の上方には、マスク保持ユニット１６、スキージユニット１７等が配置されている。

上記マスク保持ユニット１６は、印刷用のマスクシート３５を着脱可能に保持するものである。このマスク保持ユニット１６は、図外のマスククランプによってマスクシート３５を印刷ステージ１３の上方において水平に張り渡した状態で保持するように構成されている。

上記スキージユニット１７は、マスクシート３５上に供給されるペースト状のハンダ（微細な球形のハンダが集まってなるソルダーパウダーと、粘性を有するフラックスとを混ぜ合わせたもの）をマスクシート３５上でローリング（混練）させながら拡張するものである。このスキージユニット１７は、一対のスキージ３３，３３と、これらスキージ３３，３３を個別に昇降（Ｚ軸方向に移動）させる図外の昇降駆動機構と、上記スキージ３３，３３を一体にＹ軸方向に移動させる図外のスライド駆動機構とを備えている。そして、印刷時には、Ｙ軸方向に往復移動しながらこれらスキージ３３，３３を交互にマスクシート３５の表面に沿って摺動させることにより、マスクシート３５上で上記ハンダを拡張するように構成されている。

以上のように構成された印刷機２では、その個別制御装置２Ａ（図１）による制御に基づいて例えば以下のようにしてハンダの印刷作業が進められる。

まず、印刷ステージ１３に搬入された基板Ｐが４軸ユニット２０の昇降動作に応じてマスクシート３５に対し下側から重装されるとともに、このマスクシート３５上にペースト状のハンダが供給される。次いで、このマスクシート３５上に供給されたハンダがスキージユニット１７の作動に応じて拡張されることにより、上記マスクシート３５に形成された印刷用開口部（図示省略）を介してハンダが基板Ｐ上に印刷される。これにより、図５に示すように、基板Ｐ上に所定パターンのハンダｓが印刷される。そして、４軸ユニット２０の昇降動作に応じて基板Ｐがマスクシート３５から引き離され、この印刷処理された基板Ｐがコンベア１２により下流側へ（図１における第１の実装機３側へ）搬出されることになる。

図３および図４は、上記部品実装システム１０に適用される第１〜第３の実装機３〜５の概略構造を示す図である。これらの図に示すように、実装機３〜５の基台５１上には、Ｘ軸方向に延びるコンベア５２が配置され、基板Ｐがこのコンベア５２により上流側から搬送されて所定の実装作業位置（図３の位置）で停止され、図外の位置決め機構により位置決めされるようになっている。

上記コンベア５２を挟んだ基台５１の前後両側には、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を供給可能な多数列のテープフィーダ５４ａからなる部品供給装置５４が配置されている。

また、上記基台５１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５６が装備されている。このヘッドユニット５６は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に支持されており、上記部品供給装置５４，５４の上方と上記実装作業位置に位置決めされた基板Ｐの上方とにわたって移動できるようになっている。

具体的に、基台５１上には、Ｙ軸方向に沿って延びる固定レール５７と、Ｙ軸サーボモータ５９により回転駆動されるボールねじ軸５８とが配設されている。そして、上記固定レール５７上にヘッドユニット５６の支持部材６１が配置され、この支持部材６１に設けられたナット部分６２に上記ボールねじ軸５８が螺合挿入されている。また、上記支持部材６１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材６３と、Ｘ軸サーボモータ６５により回転駆動されるボールねじ軸６４とが配設されている。そして、上記ガイド部材６３にヘッドユニット５６が移動可能に保持され、このヘッドユニット５６に設けられたナット部分（図示省略）に上記ボールねじ軸６４が螺合挿入されている。つまり、Ｙ軸サーボモータ５９の作動に応じて上記支持部材６１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ６５の作動に応じてヘッドユニット５６が支持部材６１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

上記ヘッドユニット５６には部品装着用の複数の吸着ヘッド６６，６６・・が搭載されており、図示の例では６本の吸着ヘッド６６がＸ軸方向に等間隔で一列に並んだ状態で搭載されている。また、ヘッドユニット５６には、これら各吸着ヘッド６６をヘッドユニット本体５６ａに対して個別に昇降駆動するためのＺ軸サーボモータ６８，６８・・が設けられており、このＺ軸サーボモータ６８の作動に応じて各吸着ヘッド６６がＺ軸方向に移動するようになっている。なお、各吸着ヘッド６６は、図外の回転駆動機構によりＲ軸（ノズル中心軸）回りにも回転可能とされている。

上記各吸着ヘッド６６は、その下端部にノズル６６ａを有しており、図外の負圧供給手段からこのノズル６６ａの先端に負圧が供給されることにより部品を吸着保持するように構成されている。なお、図中において符号６７は、基板Ｐ上の各種マークを撮像してこの基板Ｐの位置を認識するためのカメラである。

以上のように構成された第１〜第３の実装機３〜５では、それぞれの個別制御装置３Ａ〜５Ａ（図１）による制御に基づいて例えば以下のようにして部品の実装作業が進められる。

まず、コンベア５２により基板Ｐが上記実装作業位置（図３）に搬入されて位置決めされる。次いで、ヘッドユニット５６による部品の取り出し（吸着）が行われる。具体的には、ヘッドユニット５６が部品供給装置５４の上方に配置された状態で各吸着ヘッド６６が昇降移動することにより、その下端のノズル６６ａに部品が吸着されて取り出される。そして、全ての吸着ヘッド６６による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５６が基板Ｐ上の各部品の実装箇所（実装ポイント）の上方に順次移動しつつ各吸着ヘッド６６が昇降移動することにより、その下端のノズル６６ａに吸着された部品が基板Ｐ上に実装される。具体的には、図６に示すように、まず吸着ヘッド６６が基板Ｐ上面の直近まで下降することにより、その下端のノズル６６ａに吸着された部品ｔが、基板Ｐ上に印刷された上記ハンダｓの上に載せられる。このとき、下方に押し付けられる部品ｔによりハンダｓがある程度押しつぶされることにより、部品ｔがハンダｓと密着し、このハンダｓを介して部品ｔが基板Ｐ上に止着される。そして、ノズル６６ａの先端に正圧が供給されることにより、このノズル６６ａによる部品ｔの吸着状態が解除され、その後吸着ヘッド６６が上昇して部品ｔの実装が完了する。

このようにしてヘッドユニット５６が部品供給装置５４と基板Ｐの間を往復移動しながら所定数の部品を基板Ｐ上に実装し終えると、上記実装作業位置に位置決めされていた基板Ｐは、コンベア５２によって下流側の装置へと搬出される。すなわち、基板Ｐは、第１の実装機３、第２の実装機４、第３の実装機５の順に搬送されて各装置で順次実装処理された後、下流側の検査機６へと搬出される。

上記検査機６は、部品実装後の基板Ｐに対してその実装状態が適正か否かを判断するための装置として設けられている。そのうちの一つの検査項目として、検査機６では、部品ｔと基板Ｐとの間に介在するハンダｓ（図７参照）の形状がチェックされる。具体的に、この検査機６では、ハンダｓの形状に関する所定の検査情報が取得され、その検査情報が集中制御装置９（図１）に送信される。そして、この送信された所定の検査情報に基づいてハンダｓのつぶれ具合の適否を判断する処理が、上記集中制御装置９において行われるようになっている（詳細は後述する）。上記所定の検査情報は、ハンダｓのつぶれ具合を判断する際の基準となり得るものであればその種類を問わないが、当実施形態では、図７（ｃ）に示されるハンダｓの面積Ａ、つまり、平面視で部品ｔの外形からはみ出た部分のハンダｓの面積Ａが上記検査情報として取得されるようになっている。このハンダｓの面積Ａは、カメラ等により撮像されたハンダｓの画像に基づいて調べられる。また、検査機６では、この他、基板Ｐ上の部品の有無、部品の実装ズレ、実装部品の損傷等が上記画像に基づき適宜調べられるようになっている。

上記リフロー炉７は、基板搬送用のコンベアや、熱風を発生させるための熱風機等を有しており、部品実装後の基板Ｐに熱処理を施してハンダｓを硬化させることにより、部品ｔを基板Ｐ上に固定するように構成されている。そして、このリフロー炉７によるハンダｓの硬化処理が施された基板Ｐが、コンベアによって下流側のアンローダ８に搬出されると、部品実装システム１０による一連の処理が終了する。

以上のような部品実装システム１０において、上記検査機６により取得されたハンダｓの面積Ａ（図７（ｃ））の情報は、上記集中制御装置９（図１）に通信手段を介して送信され、この集中制御装置９において、上記面積Ａの値に基づいたハンダｓのつぶれ具合の適否判断が行われるようになっている。具体的に、集中制御装置９では、印刷箇所ごとにあらかじめ設定されたハンダｓの面積Ａの適正範囲と、実際の面積Ａとの比較に基づいて、ハンダｓのつぶれ具合の適否が判断される。例えば、ハンダｓの面積Ａの値が上記適正範囲よりも大きい場合には、ハンダｓが部品ｔの外形から必要以上に大きくはみ出しているということであり、ハンダｓのつぶれ量が大き過ぎると判断することができる。そして、このようにハンダｓのつぶれ量が大き過ぎると、部品ｔの外形から大きくはみ出した当該ハンダｓが隣接する他のハンダとつながって短絡が起きるおそれがある。逆に、ハンダｓの面積Ａの値が上記適正範囲よりも小さい場合には、ハンダｓのつぶれ量が不足しているためにハンダｓが十分に部品ｔと密着していないおそれがあると判断される。

ここで、上記面積Ａの適正範囲の上限値は、例えば、対象となるハンダｓと隣接するハンダｓとの離間距離が短いほど小さい値に設定されることが好ましい。すなわち、上記ハンダｓどうしの離間距離が短い場合には、対象となるハンダｓがある程度大きくつぶされることで容易に短絡が起きてしまうため、上記適正範囲の上限値を小さい値に設定する必要がある一方、上記ハンダｓどうしの離間距離が大きい場合には、このような心配が相対的に少ないため、上記適正範囲の上限値を大きい値に設定することができる。そして、このようにハンダｓどうしの離間距離に応じて上記適正範囲の上限値を設定することで、ハンダｓがどの程度密集して印刷されているか（つまり短絡が起き易いか）に応じた適正な基準で上記ハンダｓのつぶれ具合の適否を判断することが可能になる。

そして、上記のような判断の結果ハンダｓのつぶれ具合が不適切とされた場合、上記集中制御装置９は、上記ハンダｓのつぶれ具合を適正状態に戻すべく、上記吸着ヘッド６６の昇降動作に関する制御量の補正を指令する制御信号を、対象となる実装機（３〜５のいずれか）に出力する。この制御信号は、各実装機３〜５の個別制御装置３Ａ〜５Ａにおいて受信され、これら各制御装置３Ａ〜５Ａが、上記吸着ヘッド６６の昇降動作に関する制御量を適宜補正する制御を実行するように構成されている。すなわち、上記検査機６から取得された検査情報としてのハンダｓの面積Ａの値に基づき部品ｔと基板Ｐとの間のハンダｓのつぶれ具合の適否を判断するとともに、その判断結果に応じて上記吸着ヘッド６６の昇降動作に関する制御量を補正する制御手段が、上記集中制御装置９と、各実装機３〜５の個別制御装置３Ａ〜５Ａとによって構成されている。

上記補正の対象となる吸着ヘッド６６の昇降動作に関する制御量は、ハンダｓのつぶれ具合に影響するものであればその種類を問わないが、例えば以下のようなものを上記制御量として例示することができる。なお、以下に示す制御量の補正は、上記Ｚ軸サーボモータ６８の制御パラメータ（例えば電流値や電圧値等）を変化させることで容易に行うことができる。

（１）上下方向のストローク
ここでは、上記制御量として、吸着ヘッド６６の上下方向のストロークを補正する。これにより、吸着ヘッド６６が最も下降したときのノズル６６ａの高さを変化させ、その先端の部品ｔと基板Ｐ上のハンダｓとの間のクリアランスを調整し、これに応じてハンダｓのつぶれ量を操作する。すなわち、吸着ヘッド６６のストロークを短くすればその分だけハンダｓのつぶれ量を減少させることができ、吸着ヘッド６６のストロークを長くすればその分だけハンダｓのつぶれ量を増大させることができる。このように、ハンダｓのつぶれ量に直接的に影響する吸着ヘッド６６の上下方向のストロークを調整することで、ハンダｓのつぶれ量が容易かつ確実に適正状態に維持される。具体的に、上記吸着ヘッド６６のストロークを長くしたり短くしたりする際の補正量は、ハンダｓの面積Ａが上記適正範囲からどの程度外れているかに応じて適宜決定される。すなわち、上記吸着ヘッド６６のストロークの補正量は、上記ハンダｓの面積Ａの適正範囲に対する実際の面積Ａの偏差（実際の面積Ａの値と上記適正範囲との差）に比例する量として決定されるようになっている。この場合において、上記吸着ヘッド６６のストロークの補正量と、上記ハンダｓの面積Ａの偏差との間の比例定数は、マスクシート３５の印刷開口部に対応したハンダｓの当初面積の大きさに基づいて増減設定されることが好ましい。すなわち、ハンダｓの当初面積の値が大きい場合と小さい場合（つまり印刷時のハンダｓの容積が大きい場合と小さい場合）とでは、ハンダｓのつぶれ量を同一量だけ変化させるのに必要な上記吸着ヘッド６６のストロークの補正量が異なるため、上記のように比例定数を増減設定することにより、上記ハンダｓの当初面積の大小に応じた適正なストロークの補正量を設定することが可能になる。

（２）押し付け圧力
ここでは、上記制御量として、吸着ヘッド６６（のノズル６６ａ）に吸着された部品ｔをハンダｓに押し付ける際の押し付け圧力を補正する。これにより、上記（１）と同様に、ハンダｓのつぶれ量を操作することができる。すなわち、押し付け圧力を小さくすればハンダｓのつぶれ量を減少させることができ、押し付け圧力を大きくすればつぶれ量を増大させることができる。

（３）押し付け速度
ここでは、上記制御量として、吸着ヘッド６６に吸着された部品ｔをハンダｓに押し付ける際の押し付け速度を補正する。これにより、ハンダｓのつぶれ具合のばらつきを操作することができる。すなわち、押し付け速度を速くすれば、部品実装時にハンダｓが急激につぶされるため、その瞬間の部品ｔの姿勢が不安定になり、ハンダｓのつぶれ具合が各回ごとに変動する（ばらつく）ようになる。一方、押し付け速度を遅くすれば、上記とは逆に、ハンダｓのつぶれ具合のばらつきを小さくすることができる。

（４）押し付け時間
ここでは、上記制御量として、吸着ヘッド６６に吸着された部品ｔをハンダｓに押し付ける際の押し付け時間、すなわち、ストロークの最下ポイントにおいてノズル６６ａを停止させる時間を補正する。これにより、上記（３）と同様に、ハンダｓのつぶれ具合のばらつきを操作することができる。

また、上記集中制御装置９には、上記検査情報としてのハンダｓの面積Ａの値を基板Ｐ上の印刷箇所ごとに集計して得られた統計データを記憶するための記憶手段が内蔵されている。そして、集中制御装置９は、ある基板Ｐについて上記面積Ａの値が適正範囲から外れていることが判明すると、上記統計データからそれまでの面積Ａの値の変化の傾向を確認し、その結果に基づいて、上記面積Ａが適正範囲から外れたこと（ハンダｓのつぶれ具合が適正でなくなったこと）の原因を判断する。そして、この判断された原因に応じて、上記吸着ヘッド６６の昇降動作に関する各制御量（例えば上記（１）〜（４）の各制御量）のうちのいずれを補正するかを決定するように構成されている。このように、ハンダｓの面積Ａの値を集計して得られた統計データに基づいてハンダｓのつぶれ具合の不良原因を推定することで、その原因に応じたより適正な制御量の補正を行えるようになっている。

例えば、基板Ｐの生産ごとに上記ハンダｓの面積Ａの値が大きくばらつき、このことが原因で当該面積Ａの値が適正値から外れるような場合がある。このような場合は、上記吸着ヘッド６６の押し付け速度が速過ぎるかまたは押し付け時間が短過ぎるために部品実装時のハンダｓのつぶれ方が不安定になっていると判断することができる。したがって、このように面積Ａのばらつきが大きいことが上記統計データから判断された場合、集中制御装置９は、上記吸着ヘッド６６の押し付け速度または押し付け時間の補正を行う。一方、データのばらつきが小さい場合（例えば上記面積Ａの値が少しずつ変化しながら適正範囲を外れた場合）には、吸着ヘッド６６の押し付け速度や押し付け時間には問題がないと判断できるため、集中制御装置９は、その他の制御量、すなわち、吸着ヘッド６６の上下方向のストロークや押し付け圧力の補正を行う。

また、上記ハンダｓの面積Ａに関する統計データは、実装条件ごとに分類された状態で集中制御装置９に記憶されている。すなわち、基板Ｐ上において同一の印刷箇所に印刷されたハンダｓであっても、そのハンダｓの上に載せられる部品の実装処理に用いられた実装機（３〜５）が異なったり、その部品を供給した部品供給装置５４が異なったりする場合があり、このように実装条件が異なる場合には、その実装条件ごとに上記ハンダｓの面積Ａの値が集計されるようになっている。これにより、実装条件の相違に起因したデータの変化が上記統計データに含まれなくなるため、上記吸着ヘッド６６の昇降動作に起因したデータの変化をより適正に捉えることができ、上記ハンダｓのつぶれ具合の不良原因をより精度よく判断することができる。

次に、上記集中制御装置９および各実装機３〜５の個別制御装置３Ａ〜５Ａからなる制御手段による制御動作を図８に示されるフローチャートに基づき説明する。この制御動作がスタートすると、集中制御装置９は、検査情報としてのハンダｓの面積Ａ（図７（ｃ））の値を検査機６から取得する制御を実行する（ステップＳ１）。そして、集中制御装置９は、この取得されたハンダｓの面積Ａの値が、あらかじめ設定された適正範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。

このステップＳ３でＮＯと判定されてハンダｓの面積Ａの値があらかじめ定められた適正範囲を外れていることが確認された場合には、次のステップＳ７に移行し、実装機３〜５における吸着ヘッド６６の昇降動作に関する各制御量のうち、いずれの制御量を補正すべきかを、内蔵する記憶手段に記憶された上記面積Ａに関する統計データに基づいて決定する。すなわち、先にも述べた通り、上記面積Ａの値のばらつきが大きいことが上記統計データから確認された場合には、吸着ヘッド６６の押し付け速度または押し付け時間を補正対象として設定する一方、データのばらつきが小さいことが確認された場合には、吸着ヘッド６６の上下方向のストロークや押し付け圧力を補正対象として設定するといった処理を行う。

そして、上記集中制御装置９および個別制御装置３Ａ〜５Ａは、上記ハンダｓの面積Ａの値を適正範囲内に収めるべく、上記決定した吸着ヘッド６６の制御量を補正する制御を実行する（ステップＳ９）。具体的には、集中制御装置９から対象となる実装機（３〜５のいずれか）に対し、上記吸着ヘッド６６の制御量の補正を指令する制御信号が出力され、この制御信号を受信した各実装機３〜５の個別制御装置３Ａ〜５Ａが、上記吸着ヘッド６６の制御量を所定量だけ補正する制御を実行する。例えば、上記吸着ヘッド６６の制御量としてその上下方向のストロークが選択された場合、上記ハンダｓの面積Ａが適正範囲よりも小さいと（ハンダｓのつぶれ量が小さ過ぎると）上記ストロークを長くする補正が行われ、上記ハンダｓの面積Ａが適正範囲よりも大きいと（ハンダｓのつぶれ量が大き過ぎると）上記ストロークを短くする補正が行われることになる。そして、その後リターンして、次の基板Ｐに対する検査処理に移行する。

一方、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されて上記ハンダｓの面積Ａの値が適正範囲内にあることが確認された場合には、上記吸着ヘッド６６の昇降動作に関する制御量を現状のまま維持し（ステップＳ５）、その後リターンする。

以上説明したように、上記実施形態では、実装機３〜５で部品の実装処理を受けた基板Ｐに対し検査機６が検査を行い、この検査機６で得られた検査情報としてのハンダｓの面積Ａの値に基づいて、部品ｔと基板Ｐとの間のハンダｓのつぶれ具合の適否を集中制御装置９が判断し、さらにその判断結果に応じて、上記実装機３〜５の個別制御装置３Ａ〜５Ａが吸着ヘッド６６の昇降動作に関する制御量を補正するように構成されているため、ハンダｓのつぶれ具合に影響する上記吸着ヘッド６６の制御量を、部品実装後のハンダｓのつぶれ具合の適否判断に基づいたフィードバック制御により適正に調整できるという利点がある。この結果、上記ハンダｓのつぶれ具合を適正状態に維持することができ、部品実装後の基板Ｐの品質を効果的に向上させることができる。

また、上記実施形態のように、部品ｔの外形からはみ出た部分のハンダｓの面積Ａの値を検査情報として取得し、この面積Ａの値に基づいてハンダｓのつぶれ具合を判断するようにした場合には、ハンダｓのつぶれ具合の適否を適正に判断してその結果を上記吸着ヘッド６６の制御量に反映し、これに応じてハンダｓのつぶれ具合を適正状態に維持できるという利点がある。

また、上記実施形態のように、上記検査情報としてのハンダｓの面積Ａの値をあらかじめ定められた面積Ａの適正範囲と比較することにより、上記ハンダｓのつぶれ具合の適否を判断するようにした場合には、実際のハンダｓの面積Ａを上記適正範囲と比較するだけの簡単な構成で、上記ハンダｓのつぶれ具合を適正に判断できるという利点がある。

また、上記実施形態のように、集中制御装置９が、上記検査情報としてのハンダｓの面積Ａの値を集計することにより得られた統計データを記憶しており、この統計データに基づいて上記ハンダｓのつぶれ具合の不良原因を判断するように構成されている場合には、その原因に応じた適正な制御量の補正を行えるという利点がある。

また、上記実施形態のように、集中制御装置９が、上記統計データを実装条件ごとに分類して記憶するように構成されている場合には、実装条件の相違に起因したデータの変化が上記統計データに含まれなくなるため、上記吸着ヘッド６６の昇降動作に起因したデータの変化をより適正に捉えることができ、上記ハンダｓのつぶれ具合の不良原因をより精度よく判断することができるという利点がある。

なお、上記実施形態では、検査機６で基板Ｐを検査処理することにより、平面視で部品ｔの外形からはみ出た部分のハンダｓの面積Ａ（図７（ｃ））の値を検査情報として取得し、この面積Ａの値に基づいて、上記ハンダｓのつぶれ具合の適否を集中制御装置９において判断するようにしたが、ハンダｓのつぶれ具合の適否判断の基準となり得る検査情報は、上記ハンダｓの面積Ａの値に限らない。例えば、部品ｔと基板Ｐとの間のハンダｓの高さに基づいてハンダｓのつぶれ具合を判断するようにしてもよい。または、レーザ光等を用いた３次元測定によって得られたハンダｓの３次元形状に基づいてハンダｓのつぶれ具合を判断するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ハンダｓのつぶれ具合の適否を判断しかつ実装機３〜５に吸着ヘッド６６の制御量の補正を指令する機能を集中制御装置９に持たせ、この集中制御装置９からの指令に基づいて実際に上記吸着ヘッド６６の制御量の補正を行う機能を各実装機３〜５の個別制御装置３Ａ〜５Ａに持たせたが、これらの機能を上記集中制御装置９または個別制御装置３Ａ〜５Ａのいずれかにまとめて持たせるようにしてもよい。さらには、これら集中制御装置９および個別制御装置３Ａ〜５Ａからなる制御手段の機能を検査機６に持たせ、この検査機６において、検査情報の取得、ハンダｓのつぶれ具合の判断、および実装機３〜５へのフィードバック制御という一連の処理を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、基板Ｐ上へのハンダｓの塗着を、印刷機２での印刷処理により行ったが、例えばディスペンサを用いて基板Ｐ上にハンダｓを塗布するようにしてもよい。

本発明の一実施形態にかかる部品実装システムを概略的に示す図である。 上記部品実装システムに適用される印刷機の概略構造を示す側面図である。 上記部品実装システムに適用される実装機の概略構造を示す平面図である。 上記実装機の概略構造を示す正面図である。 基板上にハンダが印刷された状態を示す図である。 基板上に部品が実装される状況を説明するための図である。 基板と部品との間に介在するハンダを詳細に示す図である。 制御手段による制御動作の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

３〜５ 実装機
３Ａ〜５Ａ 個別制御装置（制御手段）
６ 検査機
９ 集中制御装置（制御手段）
１０ 部品実装システム
６６ 吸着ヘッド
ｓ ハンダ
ｔ 部品
Ａ （ハンダの）面積
Ｐ 基板

Claims (8)

1. 昇降可能な吸着ヘッドにより部品を吸着し、この吸着された部品をハンダが塗着された状態の基板に実装する実装機であって、
   上記吸着ヘッドの昇降動作を制御する制御手段を備え、
   この制御手段は、部品実装後の基板を検査する検査機からハンダの形状に関する所定の検査情報を取得すると、この検査情報に基づき部品と基板との間のハンダのつぶれ具合の適否を判断するとともに、その判断結果に応じて上記吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量を補正するように構成されていることを特徴とする実装機。
2. 請求項１記載の実装機において、
   上記所定の検査情報は、平面視で部品の外形からはみ出た部分のハンダの面積、および部品と基板との間のハンダの高さのうち少なくとも一つであることを特徴とする実装機。
3. 請求項２記載の実装機において、
   上記制御手段は、上記所定の検査情報をあらかじめ定められた範囲の適正値と比較することにより、上記ハンダのつぶれ具合の適否を判断することを特徴とする実装機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の実装機において、
   上記吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量は、吸着ヘッドの上下方向のストローク、および吸着ヘッドに吸着された部品をハンダに押し付ける際の押し付け圧力、押し付け速度、押し付け時間のうち少なくとも一つであることを特徴とする実装機。
5. 請求項４記載の実装機において、
   上記制御量が吸着ヘッドの上下方向のストロークであり、
   上記制御手段は、上記所定の検査情報に基づいてハンダのつぶれ量の大小を判断するとともに、このハンダのつぶれ量が小さ過ぎる場合に上記ストロークを長くする補正を行い、ハンダのつぶれ量が大き過ぎる場合に上記ストロークを短くする補正を行うことを特徴とする実装機。
6. 請求項１〜５記載の実装機において、
   上記制御手段は、上記所定の検査情報を集計して得られた統計データを記憶しており、上記ハンダのつぶれ具合が適正でない場合に、その原因を上記統計データに基づいて判断することを特徴とする実装機。
7. 請求項６記載の実装機において、
   上記制御手段は、上記統計データを実装条件ごとに分類して記憶していることを特徴とする実装機。
8. 基板に対して部品の実装処理を含んだ各種処理を行う部品実装システムであって、
   昇降可能な吸着ヘッドにより部品を吸着し、この吸着された部品をハンダが塗着された状態の基板に実装する実装機と、
   この部品実装後の基板を検査処理して上記部品と基板との間のハンダの形状に関する所定の検査情報を取得する検査機と、
   この所定の検査情報に基づいてハンダのつぶれ具合が適正か否かを判断するとともに、そのつぶれ具合が適正でない場合に、上記実装機に対してその吸着ヘッドの昇降動作に関する制御量を補正するように指令する制御手段とを備えたことを特徴とする部品実装システム。

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