JP2014154650A - 電子部品実装システムおよびキャリア識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業結果を後工程にフィードフォワードする方式において、基板と作業結果データとの対応関係を簡便な方法によって担保することができる電子部品実装システムを提供することを目的とする。
【解決手段】印刷検査装置にて計測された印刷位置ずれ計測結果に基づいて部品搭載装置で部品搭載位置を補正する電子部品実装システムにおいて、複数の個片基板５を保持するキャリア４を個別に識別する識別用特徴部を、キャリア４に形成された複数の認識点Ｐ１〜Ｐ３によって構成し、識別対象のキャリア４の異同を判定する識別処理において、複数の認識点間の線分Ａ，Ｂの長さＬ１，Ｌ２または複数の線分Ａ，Ｂがなす角度θを予め個々のキャリア４ごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めて判定する方法を用いる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システムおよびこの電子部品実装システムにおいて基板を保持するキャリアを識別するキャリア識別方法に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムは、半田印刷装置、部品搭載装置、リフロー装置など複数の電子部品実装用装置を連結して構成されている。近年実装作業精度の高度化の要請により、基板への半田印刷後に行われる印刷検査において電極と印刷された半田との位置ずれ状態を計測し、計測結果を次工程の部品搭載装置にフィードフォワードして部品搭載位置を補正する方式が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術においては、キャリアに保持された複数の個片基板を対象として、半田位置ずれの計測結果を部品搭載位置の補正に反映させる適用例が示されている。

特開２００８−２９４０３３号公報

上述のフィードフォワード方式においては、後工程の部品搭載位置の補正は、半田位置ずれの計測結果に基づいて実行されるため、キャリアを介した基板搬送・データ転送の過程において現物の基板と計測結果データとの対応関係を担保することが求められる。しかしながら上述の特許文献例を含め、従来技術においては、電子部品実装システムを構成する各装置間にバッファコンベアなど複数のキャリアが待機するスペースが存在する場合には、次のような不都合が生じる。すなわちこれらスペースにて待機中のキャリアが、何らかの理由で抜き取られたり搬送順序が変更されると、実際に後工程に搬入されるキャリアと転送される計測結果データとの対応関係が乱れる結果となる。

このような不都合を防止するため、個々のキャリアにバーコードラベルなどの識別用のＩＤマークを設けて識別情報と個々の検査結果データとをリンクさせておき、作業実行の際にその都度ＩＤ読み取り装置にてＩＤマークを読み取ってキャリアを識別することにより、個別のキャリアと計測結果データとの対応関係を担保することが考えられる。しかしながら生産現場では多数のキャリアが使用されるため、バーコードラベルをすべてのキャリアに貼付するとランニングコストが嵩み、さらに各装置にバーコードリーダなどの読み取り装置を設ける必要があることから、バーコードラベルなどのＩＤマークを用いる方法はコスト面で実用化が難しい。このため従来より、キャリアと計測結果データとの対応関係を簡便な方法で確保するための方策が求められていた。

そこで本発明は、キャリアに保持された複数の個片基板を対象として半田印刷後の計測結果を後工程にフィードフォワードする方式において、キャリアと計測結果データとの対応関係を簡便な方法で確保することができる電子部品実装システムおよびキャリア識別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システムは、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、前記複数の個片基板に電子部品接合用の半田を一括して印刷する半田印刷装置と、前記個片基板に印刷された半田の位置ずれ状態を計測して計測結果データを出力する印刷検査装置と、前記印刷検査装置に備えられ前記キャリアに形成された識別用特徴部を光学的に認識する第１の認識部と、前記印刷検査装置の下流側に配置され、前記計測後の個片基板を対象として、前記計測結果データに基づいて搭載位置を補正して半田印刷後の前記個片基板に電子部品を搭載する部品搭載装置と、前記部品搭載装置に備えられ前記識別用特徴部を光学的に認識する第２の認識部と、前記第１の認識部による認識結果と前記第２の認識部による認識結果とを比較することにより、識別対象の前記キャリアの異同を判定する識別処理部とを備え、前記識別用特徴部は、前記キャリアに形成された複数の認識点であり、前記識別処理部は、前記複数の認識点間の線分の長さまたは複数の前記線分がなす角度を、予め個々のキャリアごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めることにより、前記判定を行う。

本発明のキャリア識別方法は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システムにおいて、前記キャリアを識別するキャリア識別方法であって、前記電子部品実装システムは、前記複数の個片基板に電子部品接合用の半田を一括して印刷する半田印刷装置と、前記個片基板に印刷された半田の位置ずれ状態を計測して計測結果データを出力する印刷検査装置と、前記印刷検査装置の下流側に配置され、前記計測後の個片基板を対象として、前記計測結果データに基づいて搭載位置を補正して半田印刷後の前記個片基板に電子部品を搭載する部品搭載装置とを備え、前記印刷検査装置において前記キャリアに形成された識別用特徴部を光学的に認識する第１の認識工程と、前記部品搭載装置において前記識別用特徴部を光学的に認識する第２の認識工程と、前記第１の認識工程における認識結果と前記第２の認識工程における認識結果とを比較することにより、識別対象の前記キャリアの異同を判定する識別処理工程とを含み、前記識別用特徴部は、前記キャリアに形成された複数の認識点であり、前記識別処理工程において、前記複数の認識点間の線分の長さまたは複数の前記線分がなす角度を、予め個々のキャリアごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めることにより、前記判定を行う。

本発明によれば、複数の個片基板を保持するキャリアを個別に識別する識別用特徴部をキャリアに形成された複数の認識点によって構成し、識別対象のキャリアの異同を判定する識別処理において、複数の認識点間の線分の長さまたは複数の線分がなす角度を予め個々のキャリアごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めて判定する方法を用いることにより、キャリアに保持された複数の個片基板を対象として半田印刷後の計測結果を後工程にフィードフォワードする方式において、キャリアと計測結果データとの対応関係を簡便な方法で確保することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装システム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システムにおける半田印刷装置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システムにおける半田印刷の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムに用いられるキャリアに形成された識別用特徴部の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムに用いられるキャリアに形成された識別用特徴部の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷検査装置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システムにおける印刷検査の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける部品搭載装置の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける上位システム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システムにおけるキャリア識別処理を示すフロー図

まず図１を参照して、電子部品実装システム１の構成を説明する。電子部品実装システム１は複数の電子部品実装用装置である半田印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２の下流側に、バッファコンベアＭ３を介して部品搭載装置Ｍ４を連結した部品実装ライン１ａを主体としており、キャリアに保持された複数の個片基板に半田接合により電子部品を実装して実装基板を製造する機能を有している。各装置による処理作業および搬送作業は、全て複数の個片基板をキャリアに保持させた状態で行われる。部品実装ライン１ａを構成する各装置は通信ネットワーク２を介して上位システム３に接続されており、これにより各装置間および上位システム３と各装置との間での信号の授受が可能となっている。
半田印刷装置Ｍ１は、キャリア４に保持された複数の個片基板５の実装部位に部品接合用の半田ペーストを一括してスクリーン印刷する。印刷検査装置Ｍ２は、印刷後の個片基板５における印刷状態の良否判定のための印刷検査を行うとともに、複数の個片基板５に印刷された半田の位置ずれ状態を計測して計測結果データを出力する。

バッファコンベアＭ３は、印刷検査装置Ｍ２から検査後のキャリア４を受けとって複数枚を収納し、部品搭載装置Ｍ４への搬入タイミングまでこれらのキャリア４を一時的に待機させる機能を有している。部品搭載装置Ｍ４は、バッファコンベアＭ３から受け取った印刷検査および位置ずれ計測後の個片基板５を対象として、計測結果データに基づいて搭載位置を補正して電子部品を搭載する。部品搭載後の個片基板５を保持したキャリア４は図外のリフロー装置に送られ、ここで部品搭載後の個片基板５を加熱することにより、半田を加熱溶融させて電子部品を個片基板５に半田接合する。

次に各装置の構成について説明する。まず図２を参照して、半田印刷装置Ｍ１の構成について説明する。図２において、位置決めテーブル１０上にはキャリア保持部１１が配設されている。キャリア保持部１１は複数の個片基板５を保持するキャリア４をクランパ１１ａによって両側から挟み込んで保持する。図３（ｂ）に示すように、キャリア４を構成する保持プレート４ａには、同一構成の複数の個片基板５が所定の配列で貼着保持されており、それぞれの個片基板５には、部品接合用電極より成る複数の実装部位５ａが設けられている。キャリア４の対角位置には１対の位置検出用のキャリア認識マーク４Ｍａ、４Ｍｂが形成されている。

キャリア保持部１１の上方には、スクリーンマスク１２がマスクホルダ１２ａに展張されて配設されている。図３（ａ）に示すように、キャリア４における印刷範囲に対応してスクリーンマスク１２に設定された印刷範囲１２ｃには、パターン１２ｂが形成されている。パターン１２ｂは、図３（ｂ）に示す複数の実装部位５ａのそれぞれに対応している。テーブル駆動部１４によって位置決めテーブル１０を駆動することにより、キャリア４はスクリーンマスク１２に対して水平方向および垂直方向に相対移動する。

スクリーンマスク１２の上方にはスキージ部１３が配置されている。スキージ部１３は、スキージ１３ｃをスクリーンマスク１２に対して昇降させるとともにスクリーンマスク１２に対して所定押圧力で押し付ける昇降押圧機構１３ｂ、スキージ１３ｃを水平移動させるスキージ移動機構１３ａより成る。昇降押圧機構１３ｂ、スキージ移動機構１３ａは、スキージ駆動部１５により駆動される。キャリア４に保持された複数の個片基板５をスクリーンマスク１２の下面に当接させた状態で、半田ペーストＳが供給されたスクリーンマスク１２の表面に沿ってスキージ１３ｃを所定速度で水平移動させることにより、各個片基板５のそれぞれに形成された部品接合用の複数の実装部位５ａに半田ペーストＳがパターン１２ｂを介して一括して印刷される（図７（ｂ）参照）。

この印刷動作は、テーブル駆動部１４、スキージ駆動部１５を印刷制御部１６によって制御することによって行われる。この制御に際しては、印刷データ記憶部１７に記憶された印刷データに基づいて、スキージ１３ｃの動作やキャリア４とスクリーンマスク１２との位置合わせが制御される。通信部１８は通信ネットワーク２を介して上位システム３や電子部品実装システム１を構成する他装置との間でのデータ授受を行う。

次に図４，図５を参照して、キャリア４に形成された識別用特徴部について説明する。ここに示す識別用特徴部は、同一種の多数のキャリア４が反復使用される電子部品実装システム１において、印刷検査装置Ｍ２における計測結果データとキャリア４との対応関係を正しく担保するために、個々のキャリア４を識別することを目的として形成されるものである。すなわち、本実施の形態に示す電子部品実装システム１のように、印刷検査装置Ｍ２と部品搭載装置Ｍ４との間にバッファコンベアＭ３が介在する構成では、印刷検査装置Ｍ２によって取得された計測結果データの転送順と現物のキャリア４の部品搭載装置Ｍ４への搬入順序との対応関係が必ずしも正しく保たれるとは限らない。この対応関係が正しくない場合には、部品搭載装置Ｍ４における搭載位置補正に際して異なるキャリア４についての計測結果データが適用されることとなるため、適正な搭載位置補正が行われず、実装不良を招くこととなる。

このような不都合を防止するためには、個々のキャリア４を識別するためにバーコードラベルなどの識別標識をキャリア４に付与することが考えられるが、この場合には各装置にバーコードリーダなどの識別装置を装備する必要があることから設備費用の上昇を招くという難点がある。このため、本実施の形態においては、キャリア４を簡便な構成で個々に識別することができるよう、以下のような光学的に検出可能な構成の識別用特徴部を予めキャリア４に形成しておき、各装置が備えた認識機能によって光学的に識別用特徴部を認識することにより、個々のキャリア４を識別するようにしている。

図４は、識別用特徴部としてキャリア４に形成された複数の認識点を用いる例を示している。すなわちこの例では、図４（ａ）に示すように、個別のキャリア４（ｉ）のそれぞれに、複数の認識点Ｐ（ｉ）（ここでは、Ｐ１（ｉ）〜Ｐ３（ｉ）の３点）を形成している。なお添字ｉは複数のキャリア４のうちのｉ番目を示している。ここで、これらの複数の認識点Ｐ（ｉ）の相対位置関係を、当該キャリア４（ｉ）に固有の位置関係となるように個々に設定することにより、各キャリア４を識別する。

図４（ｂ）は、これらの認識点Ｐ（ｉ）間の線分の長さによって各キャリア４を識別する例を示している。すなわち３つの認識点Ｐ１（ｉ）〜認識点Ｐ３（ｉ）のうちの２点間を結ぶ線分Ａ（ｉ）、線分Ｂ（ｉ）のそれぞれの長さＬ１（ｉ），Ｌ２（ｉ）を画像認識により測定する。ここで、３つの認識点Ｐの相対位置関係は当該キャリア４（ｉ）に固有となっていることから、長さＬ１（ｉ），Ｌ２（ｉ）の少なくともいずれかは、当該キャリア４のみに対応した固有長さとなる。

また図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す線分Ａ（ｉ）、線分Ｂ（ｉ）がなす角度θ（ｉ）によって各キャリア４を識別する例を示している。すなわち線分Ａ（ｉ）、線分Ｂ（ｉ）のなす角度θ（ｉ）を画像認識により測定する。ここで、３つの認識点Ｐの相対位置関係を、角度θ（ｉ）が当該キャリア４（ｉ）に固有となるように設定しておけば、角度θ（ｉ）は当該キャリア４のみに対応した固有角度となる。

すなわち本実施の形態においては、各キャリア４を光学的に識別する識別処理において、各キャリア４に形成された複数の認識点Ｐ間の線分の長さまたは複数の線分がなす角度を、予め個々のキャリア４ごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めることにより、識別対象のキャリア４の異同を判定するようにしている。このような方法を用いることにより、印刷検査装置Ｍ２や部品搭載装置Ｍ４においてキャリア４の位置決め誤差が存在する場合にあっても、複数の認識点Ｐ（ｉ）の相対位置関係のみを計測対象とすることから、これらの位置決め誤差に影響されることなくキャリア４の識別を行うことが可能となっている。

なお本実施の形態では、識別用特徴部としてキャリア４に設けられた複数の認識点Ｐ１、Ｐ２・・を用いるようにしているが、撮像された画像を認識処理することにより異同を判定する光学的な認識の対象となり得る形態であれば、上述の認識点以外にも各種のバリエーションが可能である。汎用的に適用可能な形態としては、図４に示す複数の認識点Ｐ（ｉ）を用いる方法があげられるが、識別対象とするキャリア４の形態やサイズ、枚数などに応じて、例えば図５に示す形態などを適宜選択して用いることができる。図５（ａ）は、識別用特徴部として複数の格子点Ｄより成る識別マークを用いる例を示している。すなわち個別のキャリア４（ｉ）に対応して、格子点Ｄを異なる配列で組み合わせた識別マークを用い、識別用特徴部ｍ１（ｉ）とする。識別用特徴部ｍ（ｉ）をキャリア４に形成する方法としては、キャリア４の表面に直接印字によって形成してもよく、または予め製作されたラベル状のマークをキャリア４に貼付するようにしてもよい。

図５（ｂ）は、識別用特徴部としてキャリア４の端面に形成された切欠き部を用いる例を示している。すなわち個別のキャリア４（ｉ）に対応して、当該キャリア４毎に異なる形状でもしくは異なる端面位置に、さらにはこれらを組み合わせて切欠き部を加工し、識別用特徴部ｍ２（ｉ）を形成する。ここでは、切欠き部として３角形状の切欠き部Ｅ１，半十字形状の切欠き部Ｅ２を例示しているが、切欠き部の形状としてはこれ以外にも適宜選択可能である。

図５（ｃ）は、識別用特徴部としてキャリア４の側端近傍に形成された印字マークまたは開口部を用いる例を示している。すなわち個別のキャリア４（ｉ）に対応して、当該キャリア４毎に異なる形状でもしくは異なる位置に、さらにはこれらを組み合わせて印字マークまたは開口部を加工し、識別用特徴部ｍ３（ｉ）を形成する。ここでは、開口部として３角形状の開口部Ｆ１，十字形状の開口部Ｆ２を例示しているが、印字マークや開口部の形状としてはこれ以外にも適宜選択可能である。さらに図５に示す例以外でも、文字列や点列など光学的な認識の対象となり得る形態であれば、種々の形態の識別用特徴部を用いることができる。

次に図６、図７を参照して、印刷検査装置Ｍ２の構成および機能を説明する。図６において、基板搬送レール２２には複数の個片基板５を保持したキャリア４が保持されており、キャリア４は基板搬送位置決め部２４によって位置決めされる。キャリア４の上方にはカメラ２３が撮像方向を下向きにして配設されており、カメラ２３は半田印刷装置Ｍ１によって各個片基板５に半田が印刷された状態のキャリア４を撮像する。

この撮像動作は、検査制御部２５がデータ記憶部２６に記憶された検査用データ２６ａ、キャリア識別データ２６ｂに基づいて、基板搬送位置決め部２４、カメラ２３を制御することにより行われる。検査用データ２６ａは、半田ペーストＳが印刷されて検査対象となる部位を特定するデータであり、キャリア識別データ２６ｂは、同一種のキャリア４を個々に識別するために各キャリア４に設けられた識別用特徴部の形態や形成部位を示すデータである。

これにより、図７（ａ）に示すキャリア４に形成された１対のキャリア認識マーク４Ｍａ、４Ｍｂ、図４に示すキャリア４に形成された識別用特徴部としての認識点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の認識画像、さらに半田印刷後の個片基板５の認識画像が取得される。これらの個片基板５の認識画像には、図７（ｂ）に示すように、１対の基板認識マーク５Ｍａ、５Ｍｂおよびそれぞれの実装部位５ａに印刷された半田ペーストＳが含まれている。

そして取得された画像を認識処理部２８によって認識処理することにより、キャリア認識マーク４Ｍａ、４Ｍｂ、認識点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３および個片基板５のそれぞれに形成された基板認識マーク５Ｍａ、５Ｍｂの位置が認識され、キャリア４および各個片基板５におけるＸＹ直交座標が特定されるとともに、図４（ｂ）に示す線分Ａ（ｉ）、線分Ｂ（ｉ）のそれぞれの長さＬ１（ｉ），Ｌ２（ｉ）または図４（ｃ）に示す角度θ（ｉ）が測定される。したがって、カメラ２３および認識処理部２８は、印刷検査装置Ｍ２に備えられキャリア４に形成された識別用特徴部を光学的に認識する第１の認識部を構成する。

さらに個片基板５の認識画像を認識処理することにより、各個片基板５の実装部位５ａ（ｉｊ）に印刷された半田ペーストＳ（ｉｊ）について、半田量の過不足を判定するための半田面積とともに、実装座標（ｘｉｊ、ｙｉｊ）によって特定される実装部位５ａ（ｉｊ）の中心点Ｃ１（ｉｊ）に対する半田ペーストＳ（ｉｊ）の中心点Ｃ２（ｉｊ）の位置ずれを示す位置ずれ量δ（ｉｊ）が計測される。

検査処理部２７は、計測された半田面積や位置ずれ量δ（ｉｊ）を、検査用データ２６ａとして記憶された検査基準値と比較することにより、半田印刷状態を良否判定する印刷検査処理を行う。測定された長さＬ１（ｉ），Ｌ２（ｉ）または角度θ（ｉ）より成るキャリア４の識別データ、印刷状態の良否判定結果、位置ずれ量の計測結果は、検査結果データ２６ｃとしてデータ記憶部２６に記憶される。そして通信部２９は、これらの検査結果データ２６ｃを上位システム３に伝達するとともに、キャリア４の識別データ、位置ずれ量の計測結果データを下流側の部品搭載装置Ｍ４にフィードフォワードする。これにより、以下に説明する部品搭載装置Ｍ４において、位置ずれ計測結果に基づいて電子部品の搭載位置が補正される。

次に図８を参照して、部品搭載装置Ｍ４の構成について説明する。図８において位置決めテーブル３０上には基板保持部３０ａが配設されており、基板保持部３０ａは印刷検査装置Ｍ２からバッファコンベアＭ３を経由して搬送されたキャリア４を保持する。基板保持部３０ａの上方には、ヘッド駆動機構３３によって移動する搭載ヘッド３２が配設されている。搭載ヘッド３２は電子部品を吸着するノズル３２ａを備えており、部品供給部（図示省略）から電子部品６をノズル３２ａによって吸着保持して取り出す。そして搭載ヘッド３２をキャリア４上に移動させて、キャリア４に対して下降させることにより、ノズル３２ａに保持した電子部品６をキャリア４に保持された各個片基板５に移送搭載する。

ヘッド駆動機構３３には、搭載ヘッド３２と一体に移動する基板認識カメラ３１が撮像面を下向きにして配設されており、基板認識カメラ３１をキャリア４上に移動させることにより、キャリア４を撮像する。そして撮像結果を認識処理部３７によって認識処理することにより、キャリア４に保持された個片基板５の基板認識マーク５Ｍａ、５Ｍｂの位置認識とともに、識別用特徴部としての認識点Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３の位置認識が行われる。これにより、印刷検査装置Ｍ２における識別用の認識と同様に、図４（ｂ）に示す線分Ａ（ｉ）、線分Ｂ（ｉ）のそれぞれの長さＬ１（ｉ），長さＬ２（ｉ）または図４（ｃ）に示す角度θ（ｉ）が測定される。したがって、基板認識カメラ３１および認識処理部３７は、バッファコンベアＭ３に設けられ識別用特徴部を光学的に認識する第２の認識部を構成する。

データ記憶部３６には、実装情報３６ａ、キャリア識別データ３６ｂ、識別判定用閾値データ３６ｃが記憶されている。実装情報３６ａはキャリア４の個片基板５に電子部品６を移送搭載する実装動作を実行するためのデータである。キャリア識別データ３６ｂは、キャリア識別データ２６ｂと同様内容であり、同一種のキャリア４を個々に識別するために各キャリア４に設けられた識別用特徴部の形態や形成部位を示すデータである。識別判定用閾値データ３６ｃは、キャリア４の識別のために行われる異同の判定に用いられ、予め設定された閾値を規定するデータである。

識別処理部３７ａは、認識点Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３の位置認識により計測された長さＬ１（ｉ），長さＬ２（ｉ）または角度θ（ｉ）を、予め個々のキャリア４ごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めることにより、印刷検査装置Ｍ２にて認識対象となったキャリア４と部品搭載装置Ｍ４に搬入されて認識対象となっているキャリア４との異同を判定する。すなわち印刷検査装置Ｍ２からフィードフォワードされた検査結果データ２６ｃに含まれる識別データと部品搭載装置Ｍ４にて取得された識別データとの偏差を演算し、求められた偏差のうちのいずれかが、識別判定用閾値データ３６ｃに規定される閾値を超えているならば、識別対象となっているキャリア４は同一でなく別個のキャリア４であると判定される。

例えば図４（ｂ）に示す例では、印刷検査装置Ｍ２での計測結果と部品搭載装置Ｍ４での計測結果において、長さＬ１（ｉ），長さＬ２（ｉ）のうち少なくともいずれかについて、２つの計測結果に閾値を超える偏差がある場合には、印刷検査装置Ｍ２から部品搭載装置Ｍ４にキャリア４が受け渡される過程において、フィードフォワードのために転送された計測結果データに対応するキャリア４と、当該時点において部品搭載装置Ｍ４に搬入されたキャリア４とが同一ではなく、何らか理由によってその他のキャリア４と入れ替わっていると判定される。そしてこの場合には、部品搭載装置Ｍ４または上位システム３に備えられた表示部４４（図９参照）にその旨が報知される。すなわち電子部品実装システム１は、識別処理部３７ａによる識別結果において、偏差が予め設定された閾値を超えたならばその旨報知する報知部を備えた構成となっている。

ヘッド駆動機構３３、位置決めテーブル３０はそれぞれ搭載ヘッド駆動部３５、テーブル駆動部３４によって駆動され、搭載ヘッド駆動部３５、テーブル駆動部３４は、搭載制御部３９によって制御される。搭載制御部３９は内部処理機能として搭載位置補正部３９ａを有しており、印刷検査装置Ｍ２において計測されて通信部３８を介して部品搭載装置Ｍ４にフィードフォワードされた半田の位置ずれ量に基づいて、搭載位置を補正する演算処理を行う。すなわち部品搭載装置Ｍ４は、計測後の個片基板５を対象として半田印刷後の個片基板５に位置ずれ量の計測結果データに基づいて搭載位置を補正して電子部品６を搭載するようになっている。

部品搭載動作では、搭載ヘッド３２をキャリア４上に移動させて、キャリア４に対して下降させることにより、図８（ｂ）に示すように、ノズル３２ａに保持した電子部品６をキャリア４に保持された複数の個片基板５に搭載する。このとき、ノズル３２ａによって電子部品６を着地させる目標位置は、実装部位５ａ毎に定められた実装位置そのものではなく、半田ペーストＳの位置ずれ量を考慮して補正された搭載位置が目標位置となる。

なお上記電子部品実装システム１の構成においては、半田印刷装置Ｍ１と部品搭載装置Ｍ４との間に独立して設けられた印刷検査装置Ｍ２を挟んだ構成となっているが、印刷検査装置Ｍ２の機能を半田印刷装置Ｍ１もしくは部品搭載装置Ｍ４に付属させるようにしてもよい。すなわち半田印刷装置Ｍ１において印刷後のキャリア４を対象として撮像が可能なようにカメラ２３を配設し、検査制御部２５，データ記憶部２６、検査処理部２７，認識処理部２８の機能を半田印刷装置Ｍ１の制御機能に付加する。

これにより、印刷後のキャリア４を対象として半田印刷装置Ｍ１内部で同様の検査処理および演算処理を行うことができる。部品搭載装置Ｍ４にこれらの機能を付属させる場合においても同様であり、この場合には部品搭載装置Ｍ４の内部において、半田印刷装置Ｍ１から直接搬入されたキャリア４に対して同様の検査が部品搭載動作に先だって実行される。

次に図９を参照して、上位システム３によって実行される処理演算機能のうち、当該電子部品実装システム１においてキャリア４を識別するキャリア識別処理に関する構成について説明する。図９において上位システム３は、全体制御部４０、記憶部４１、識別処理部４２、操作・入力部４３、表示部４４および通信部４５を備えている。全体制御部４０は以下に説明する各部を統括して制御することにより、キャリア４の識別するための処理を実行させる。この処理に際しては、記憶部４１に記憶された各種のデータが参照される。

これらのデータにはキャリア識別データ４１ａ、識別判定用閾値データ４１ｂが含まれる。キャリア識別データ４１ａ、識別判定用閾値データ４１ｂは、部品搭載装置Ｍ４のデータ記憶部３６に記憶されるキャリア識別データ３６ｂ、識別判定用閾値データ３６ｃと同内容のデータである。キャリア識別データ３６ｂ、識別判定用閾値データ３６ｃを記憶部４１に書き込む方法としては、操作・入力部４３を操作して外部記憶媒体から取り込む方式や、外部記憶装置４６に記憶されたキャリア識別データ３６ｂ、識別判定用閾値データ３６ｃを通信部４５を介して読み取る方法などを適宜用いることができる。識別処理部４２は、部品搭載装置Ｍ４の識別処理部３７ａと同様の処理機能を有しており、部品搭載装置Ｍ４に識別処理部３７ａの処理機能が設けられていない場合には、上位システム３の処理機能によってキャリア４の異同判定を行うようにしてもよい。

次に電子部品実装システム１において、キャリア４を識別するキャリア識別処理について、図１０のフローに即して説明する。まず半田印刷装置Ｍ１にて、キャリア４に保持された複数の個片基板５に半田ペーストＳを一括して印刷する（ＳＴ１）。次に、印刷後のキャリア４を印刷検査装置Ｍ２に搬入する（ＳＴ２）。印刷検査装置Ｍ２では、以下の作業処理が実行される。

まず、キャリア４に形成された識別用特徴部としての認識点Ｐ１〜Ｐ３を撮像して光学的に位置認識する（第１の認識工程）（ＳＴ３）。これとともに、個片基板５を撮像した認識画像により、半田印刷状態の良否を判定する半田検査および半田の位置ずれ量を求める位置ずれ計測が実行される（ＳＴ４）。そして検査結果および認識点Ｐ１〜Ｐ３の認識結果より求められたキャリア４の識別データ、すなわち図４に示す長さＬ１（ｉ），長さＬ２（ｉ）または角度θ（ｉ）を部品搭載装置Ｍ４にフィードフォワードデータとして転送する（ＳＴ５）。

次に、検査後のキャリア４を部品搭載装置Ｍ４に搬入する（ＳＴ６）。このとき、印刷検査装置Ｍ２から搬出されたキャリア４は一旦バッファコンベアＭ３にて待機することから、印刷検査装置Ｍ２から搬出される順序と部品搭載装置Ｍ４に搬入される順序とは必ずしも同一であるとは限らず、キャリア４の順序が入れ替ったり抜き取られて順序が不同となる事態が発生する場合がある。

このような事態の発生有無を確認するため、部品搭載装置Ｍ４においてキャリア４に形成された識別用特徴部としての認識点Ｐ１〜Ｐ３を撮像して光学的に位置認識する（第２の認識工程）（ＳＴ７）。そして印刷検査装置Ｍ２における認識点Ｐ１〜Ｐ３の認識結果と、部品搭載装置Ｍ４における認識点Ｐ１〜Ｐ３の認識結果とを比較して、キャリア４の異同を判定する。すなわち、識別処理部３７ａの機能によって図４に示す長さＬ１（ｉ），長さＬ２（ｉ）または角度θ（ｉ）における偏差を求め、求められた偏差が識別判定用閾値データ３６ｃに規定された閾値を超えるか否かを判定する（識別処理工程）（ＳＴ８）。

そして（ＳＴ８）にて求められた偏差が閾値を超えない場合には、搬入されたキャリア４は転送された計測結果データに正しく対応した同一のキャリア４であると判定され（ＳＴ９）、位置ずれ計測結果に基づいて搭載位置補正部３９ａによって搭載位置を補正した上で部品搭載作業が実行される（ＳＴ１０）。そして（ＳＴ９）にて偏差が閾値を超えて、同一のキャリア４ではないと判定されたならば、部品搭載装置Ｍ４の報知装置または上位システム３の表示部４４によってその旨を報知する（報知工程）（ＳＴ１１）。

なお、（ＳＴ１０）にて同一のキャリア４ではないと判定された場合において、（ＳＴ１１）の報知を行う替わりに、位置ずれ計測結果に基づく搭載位置補正を行うことなく、設計データより与えられる実装情報３６ａに規定される搭載位置を目標として部品搭載作業を実行するように、制御条件を選択的に設定するようにしてもよい。ただしこの場合には適正な位置ずれ計測結果を反映して部品搭載が実行されていない可能性がある旨を生産ログデータに記録することが望ましい。これにより、報知後に装置停止する時間ロスを招くことなく部品搭載作業を継続実行することができるとともに、誤った位置ずれ計測結果に基づいて搭載位置補正を行うことによる実装不良を排除することが可能となっている。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装システム１およびキャリア識別方法では、複数の個片基板５を保持するキャリア４を個別に識別する識別用特徴部をキャリア４に形成された複数の認識点Ｐ１〜Ｐ３によって構成し、識別対象のキャリア４の異同を判定する識別処理において、複数の認識点間の線分の長さＬ１，Ｌ２または複数の線分がなす角度θを予め個々のキャリア４ごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めて判定する方法を用いるようにしている。これにより、キャリア４に保持された複数の個片基板５を対象として半田印刷後の計測結果を後工程にフィードフォワードする方式において、キャリア４と計測結果データとの対応関係を簡便な方法で確保することができる。

本発明の電子部品実装システムおよびキャリア識別方法は、キャリアに保持された複数の個片基板を対象として半田印刷後の計測結果を後工程にフィードフォワードする方式において、キャリアと計測結果データとの対応関係を簡便な方法で確保することができるという効果を有し、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する分野に有用である。

１ 電子部品実装システム
４ キャリア
５ 個片基板
５ａ 実装部位
Ｓ 半田ペースト
Ａ，Ｂ 線分
Ｐ１〜Ｐ３ 認識点
ｍ１〜ｍ３ 識別用特徴部
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
θ 角度

Claims (4)

1. 複数の電子部品実装用装置を連結して構成され、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、
   前記複数の個片基板に電子部品接合用の半田を一括して印刷する半田印刷装置と、
   前記個片基板に印刷された半田の位置ずれ状態を計測して計測結果データを出力する印刷検査装置と、
   前記印刷検査装置に備えられ前記キャリアに形成された識別用特徴部を光学的に認識する第１の認識部と、
   前記印刷検査装置の下流側に配置され、前記計測後の個片基板を対象として、前記計測結果データに基づいて搭載位置を補正して半田印刷後の前記個片基板に電子部品を搭載する部品搭載装置と、
   前記部品搭載装置に備えられ前記識別用特徴部を光学的に認識する第２の認識部と、
   前記第１の認識部による認識結果と前記第２の認識部による認識結果とを比較することにより、識別対象の前記キャリアの異同を判定する識別処理部とを備え、
   前記識別用特徴部は、前記キャリアに形成された複数の認識点であり、
   前記識別処理部は、前記複数の認識点間の線分の長さまたは複数の前記線分がなす角度を、予め個々のキャリアごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めることにより、前記判定を行うことを特徴とする電子部品実装システム。
2. 前記識別処理部による識別結果において、前記偏差が予め設定された閾値を超えたならばその旨報知する報知部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システム。
3. 複数の電子部品実装用装置を連結して構成され、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システムにおいて、前記キャリアを識別するキャリア識別方法であって、
   前記電子部品実装システムは、前記複数の個片基板に電子部品接合用の半田を一括して印刷する半田印刷装置と、前記個片基板に印刷された半田の位置ずれ状態を計測して計測結果データを出力する印刷検査装置と、前記印刷検査装置の下流側に配置され、前記計測後の個片基板を対象として、前記計測結果データに基づいて搭載位置を補正して半田印刷後の前記個片基板に電子部品を搭載する部品搭載装置とを備え、
   前記印刷検査装置において前記キャリアに形成された識別用特徴部を光学的に認識する第１の認識工程と、
   前記部品搭載装置において前記識別用特徴部を光学的に認識する第２の認識工程と、
   前記第１の認識工程における認識結果と前記第２の認識工程における認識結果とを比較することにより、識別対象の前記キャリアの異同を判定する識別処理工程とを含み、
   前記識別用特徴部は、前記キャリアに形成された複数の認識点であり、
   前記識別処理工程において、前記複数の認識点間の線分の長さまたは複数の前記線分がなす角度を、予め個々のキャリアごとに設定された固有長さまたは固有角度と比較して偏差を求めることにより、前記判定を行うことを特徴とする電子部品実装システムにおけるキャリア識別方法。
4. 前記識別処理工程における識別結果において、前記偏差が予め設定された閾値を超えたならばその旨報知する報知工程を含むことを特徴とする請求項３記載の電子部品実装システムにおけるキャリア識別方法。

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