JP3344739B2 - 実装基板生産システムおよび実装基板生産方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板に部品を実装
する実装基板生産システムおよび実装基板生産方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図15は従来の実装基板生産システムの構
成を示すブロック図である。図15において、回路基板の
移送ラインに沿ってその上手側から半田印刷部１、部品
装着部２さらに半田付部３が順次配設されている。半田
印刷部１において、クリーム半田印刷機４は回路基板な
どの被印刷物のランド上にクリーム半田を印刷する。ク
リーム半田印刷検査機５は、基板および印刷設備の状態
を検査するとともに、クリーム半田印刷機４で印刷した
クリーム半田の印刷状態を検査する。このクリーム半田
印刷検査機５に接続されるデータ処理装置６はクリーム
半田印刷機４に接続され、クリーム半田印刷検査機５か
らの出力データをデータ解析してクリーム半田印刷機４
に対してフィードバック制御する構成である。

【０００３】また、部品装着部２において、装着機７
は、Ｘ−Ｙ駆動装置により、電子部品などが供給される
部品供給部に吸着ノズルヘッドを移送し、吸着ノズルヘ
ッドで部品を吸着して回路基板の装着位置まで移送し
て、ランド上に印刷されたクリーム半田上にリードや電
極が位置するように部品を装着する。このとき、部品の
回路基板への装着は、部品認識カメラにより部品の吸着
状況を撮影して吸着ミスを管理しながら行う。部品装着
後検査機８は、装着機４により回路基板上の所定位置に
装着された部品や設備の状態を検査する。この部品装着
後検査機８に接続されるデータ処理装置９は装着機７に
接続され、部品装着後検査機８からの出力データをデー
タ解析して装着機４に対してフィードバック制御する構
成である。

【０００４】さらに、半田付部３において、リフロー炉
10は、炉体内に被加熱物である回路基板を搬送するコン
ベアを配設し、このコンベアの上下位置にヒータをそれ
ぞれ配設し、さらにその上下位置にファンを配設してヒ
ータを通して加熱された熱風ガスを回路基板に吹き付け
る構成である。また、リフロー炉10の内部は、予熱室、
リフロー加熱室さらに徐冷室に区画され、各室にそれぞ
れ上記ヒータおよびファンが配設されており、リフロー
加熱室においては、回路基板を均一に加熱することによ
ってクリーム半田をリフローすることで部品を半田付け
する構成である。半田付検査機11は、回路基板上の部品
の半田付け状態および設備の状態を検査する。この半田
付検査機11に接続されるデータ処理装置12はリフロー炉
10に接続され、半田付検査機11からの出力データをデー
タ解析してリフロー炉10に対してフィードバック制御す
る構成である。

【０００５】以上の半田印刷部１、部品装着部２および
半田付部３により、実装基板生産システム13が構成され
ている。上記構成により、以下、その動作を説明する。
まず、回路基板のランド上にクリーム半田印刷機４でク
リーム半田を印刷する。そして、基板および設備の状態
や、ランド上に印刷したクリーム半田の印刷状態、たと
えば、印刷カスレ、印刷ずれおよび印刷の有無などをク
リーム半田印刷検査機５で検査する。このクリーム半田
印刷検査機５からの出力データをデータ処理装置６でデ
ータ解析してクリーム半田印刷機４に対して不良品の発
生を抑制するようにフィードバック制御する。

【０００６】次に、装着機７は、電子部品などが供給さ
れる部品供給部に吸着ノズルヘッドをＸ−Ｙ駆動装置で
移送して部品を吸着し、これを回路基板の装着位置まで
移送して部品装着所定箇所に押し付けてランド上の印刷
クリーム半田の粘性で装着する。装着機７の設備状況
や、装着機７により装着された部品装着状況、たとえ
ば、部品欠品、部品立ち、部品装着位置ずれおよび部品
装着極性ミスなどを部品装着後検査機８で検査する。こ
の部品装着後検査機８からの出力データをデータ処理装
置９でデータ解析して装着機７に対して不良品の発生を
抑制するようにフィードバック制御する。

【０００７】さらに、リフロー炉10内に回路基板をコン
ベアにて搬送し、ファンによりヒータを通して加熱され
た熱風ガスを回路基板に吹き付けることで、まず、予熱
室で回路基板を予熱し、次に、リフロー加熱室で印刷し
たランド上の印刷クリーム半田をリフローさせ、さら
に、リフローした印刷クリーム半田を徐冷室で除々に冷
やして部品のリードまたは電極と回路基板のランドを半
田接合する。そして、リフロー炉10の設備の状態や、回
路基板上の部品の半田付け状態、たとえば、部品欠品、
部品立ち、部品装着位置ずれおよび部品装着極性ミスな
どを半田付検査機11で検査する。この半田付検査機11か
らの出力データをデータ処理装置12でデータ解析してリ
フロー炉10に対して不良品の発生を抑制するようにフィ
ードバック制御する。

【０００８】ここで、半田印刷部１、部品装着部２およ
び半田付部３の各検査機による検査により、不良と判定
された場合にはその不良回路基板を廃却するか、または
修正していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、不良発生時に各検査機５，８，11からの出力デ
ータをデータ処理装置６，９，12でそれぞれデータ解析
して各部内に対してフィードバック制御し不良品の発生
を抑制するように制御していたが、高密度実装において
不良発生要因は複雑で他の工程や複数の監視項目が関わ
っており各部内毎のフィードバック制御だけでは根本的
な不良発生原因の解消には至らず、また、従来は、生産
システムとしての総合的な見知から良品を無駄なく作る
という思想がなく、不良と判定されれば不良の回路基板
は廃却、または修正するので、大幅な製造時間や部品の
ロスを来すものであった。

【００１０】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、根本的な不良発生原因を事前に解消して良品を無駄
なく生産するとともに製品品質の堅固な信頼性を得るこ
とができる実装基板生産システムおよび実装基板生産方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の実装基板生産システムは、基板のランド上に
半田を印刷する印刷手段と、前記印刷された半田の所定
位置に部品を装着する部品装着手段と、前記部品が装着
された基板のランドと前記部品の端子を半田接合する半
田付手段とを備えた実装基板生産システムであって、前
記印刷手段、部品装着手段および半田付手段のうち少な
くとも何れかの設備に対する、基板の品質状態またはそ
の基板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状況の
所定の監視項目を検出する監視項目検出手段と、前記監
視項目検出手段の検出結果について、不良として判定す
る判定基準に達していないが注意を要する基準である警
告基準と比較して、基板の品質状態を良品に維持するた
めに前記設備の条件および基板の品質を分析する制御手
段と、を備え、制御手段は、検出結果が警告領域にある
場合に、監視項目の検出工程よりも下流工程の設備に対
して動作制御指示を出力し基板が前記下流工程の設備に
到達するまでに前記下流工程の設備の動作状態を変えて
良品生産させる制御、および、監視項目の検出工程を含
む前記検出工程よりも上流工程の設備に対して動作制御
指示を出力し前記上流工程の設備の動作状態を変えて良
品生産させる制御のうち少なくとも何れかの制御が可能
であるものである。

【００１２】また、本発明の実装基板生産システムは、
基板のランド上に半田を印刷する印刷手段と、前記印刷
された半田の所定位置に部品を装着する部品装着手段
と、前記部品が装着された基板のランドと前記部品の端
子を半田接合する半田付手段とを備えた実装基板生産シ
ステムであって、前記印刷手段、部品装着手段および半
田付手段のうち少なくとも何れかの設備に対する、基板
の品質状態またはその基板の品質状態に影響を与える前
記設備の動作状況の所定の監視項目を検出する監視項目
検出手段と、前記監視項目検出手段の検出結果につい
て、不良として判定する判定基準に達していないが注意
を要する基準である警告基準と比較して、基板の品質状
態を良品に維持するために前記設備の条件および基板の
品質を分析する制御手段と、を備え、制御手段は、監視
項目の警告基準との比較結果に応じた設備および基板の
分析結果に基づいて前記監視項目の不良要因に関連する
各工程相互の相関を分析して印刷手段、部品装着手段お
よび半田付手段のうち少なくとも何れかに動作制御指示
を出力して動作状態を変えて良品生産させるように制御
するものである。

【００１３】また、本発明の実装基板生産方法は、基板
ランド上に半田を印刷し、前記印刷された半田の所定位
置に部品を装着し、前記部品が装着された基板のランド
と前記部品の端子を半田接合する実装基板生産方法であ
って、前記印刷、部品装着および半田接合を行う設備の
うち少なくとも何れかに対する、基板の品質状態または
その基板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状況
の所定の監視項目を検出し、前記監視項目検出工程の検
出結果について、不良として判定する判定基準に達して
いないが注意を要する基準である警告基準と比較して、
基板の品質状態を良品に維持するために前記設備の条件
および基板の品質を分析し、前記警告基準と比較して検
出結果が警告領域にある場合に、監視項目を検出する工
程よりも下流の工程の設備に対して動作制御指示を出力
し基板が前記下流工程の設備に到達するまでに前記下流
工程の設備の動作状態、および監視項目を検出する工程
を含むこの検出工程よりも上流の工程の設備に対して動
作制御指示を出力し前記上流工程の設備の動作状態、の
うちの少なくとも何れかの動作状態を変えて良品生産さ
せることを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の実装基板生産方法は、基
板ランド上に半田を印刷し、前記印刷された半田の所定
位置に部品を装着し、前記部品が装着された基板のラン
ドと前記部品の端子を半田接合する実装基板生産方法で
あって、前記印刷、部品装着および半田接合を行う設備
のうち少なくとも何れかに対する、基板の品質状態また
はその基板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状
況の所定の監視項目を検出し、前記監視項目検出工程の
検出結果について、不良として判定する判定基準に達し
ていないが注意を要する基準である警告基準と比較し
て、基板の品質状態を良品に維持するために前記設備の
条件および基板の品質を分析し、監視項目の警告基準と
の比較結果に応じて設備および基板について分析した際
に、この分析結果に基づいて前記監視項目の不良要因に
関連する各工程相互の相関を分析して印刷工程、部品装
着工程および半田付工程のうち少なくとも何れかの工程
の設備に動作制御指示を出力して動作状態を変えて良品
生産させることを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【作用】上記構成ならびに方法により、不良監視項目に
おける不良判定基準には達しない警告基準との比較結果
に基づいて設備条件および基板の品質を分析し、この分
析結果に基づいてモニタ出力するとともに、印刷手段、
部品装着手段および半田付手段のうち少なくとも何れか
に動作制御指示を出力して動作状態を変えて良品生産さ
せるように制御するので、各監視項目の検査値が不良判
定基準に達するまでに各工程の異常が事前に発見され
て、各工程に対して事前に対策指示が可能となり、これ
により不良発生が未然に食い止められ良品が無駄なく生
産されるとともに製品品質の堅固な信頼性が実現する。

【００１７】また、検出結果が警告領域にある場合に、
監視項目の検出工程よりも下流工程の設備に対して動作
制御指示を出力し基板が下流工程の設備に到達するまで
に下流工程の設備の動作状態を動的に変えて良品生産さ
せる制御、および、監視項目の検出工程を含む、検出工
程よりも上流工程の設備に対して動作制御指示を出力し
上流工程の設備の動作状態を動的に変えて良品生産させ
る制御のうち少なくとも何れかの制御をすることができ
るので、警告基準を越えてしまった監視項目に対しても
不良判定基準を越えないように下流工程に対して対策指
示が可能となり、また、監視項目の検出工程を含む、検
出工程よりも上流工程の設備に対して監視項目の警告領
域にならないように対策指示が可能となって、不良発生
が未然に食い止められ良品が無駄なく生産されるととも
に製品品質の堅固な信頼性が実現する。

【００１８】さらに、監視項目の警告基準との比較結果
に基づいて設備条件および基板の品質を分析するととも
に、この分析結果に基づいて監視項目の不良要因に関連
する各工程間の相関を分析して印刷手段、部品装着手段
および半田付手段のうち少なくとも何れかに動作制御指
示を出力して動作状態を動的に変えて良品生産させるよ
うに制御するので、高密度実装における不良要因は複雑
に関連しており、設備および基板の状態把握を、たとえ
ば検査結果の集計分析や時系列推移分析や品質分布分析
などの分析だけではなく、不良要因に関連する各工程相
互の相関分析など多様な角度からの分析で真の不良原因
の把握が即座に可能となり、監視項目の不良原因に応じ
た的確な対策指示が同時に可能となる。また、これらの
品質データをデータベース化すれば任意の期間指定して
品質動向の分析や品質履歴の管理なども容易に可能とな
る。

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、従来例と同一の作用効果を奏
するものには同一の符号を付してその説明を省略する。

【００２１】図１は本発明の一実施例の実装基板生産シ
ステムの構成を示すブロック図である。図１において、
クリーム半田印刷検査機５が接続される印刷データ保持
部21は、ランド上に印刷したクリーム半田の印刷状態の
監視項目、たとえば、印刷カスレ、印刷ずれおよび印刷
半田の有無などのデータを収集して保持し、また、基板
および印刷設備に対する監視項目、たとえば、基板マー
クずれ量やスクリーンマークずれ量などのデータを収集
して保持する。この印刷データ保持部21が接続される印
刷データ分析部22は、印刷データ保持部21で収集された
各監視項目のデータを、監視項目別、回路番号別、設備
別などに集計分析および時系列分析などの分析をし、こ
の分析結果における、予め設定された監視項目に対す
る、不良判定基準には達しない警告基準との比較結果に
基づいて印刷設備としてのクリーム半田印刷機４の状
態、およびクリーム半田印刷機４を通過した回路基板の
品質状態を把握する。この印刷データ分析部22はクリー
ム半田印刷機４に接続され、クリーム半田印刷機４の状
態、およびクリーム半田印刷機４を通過した回路基板の
品質状態に応じて、クリーム半田印刷機４に対して動作
制御指示を出力して動作状態を動的に変えて良品生産さ
せるように制御する。

【００２２】また、部品装着後検査機８が接続される装
着データ保持部23は、装着機７により装着された部品装
着状況の監視項目、たとえば、部品欠品、部品立ち、部
品装着位置ずれおよび部品装着極性ミスなどのデータを
収集して保持し、また、装着設備に対する監視項目、た
とえば、吸着ノズルの吸着エラーおよび認識エラーなど
のデータを収集して保持する。この装着データ保持部23
が接続される装着データ分析部24は、装着データ保持部
23で収集された各監視項目のデータを、監視項目別、回
路番号別、設備別などに集計分析および時系列分析など
の分析をし、この分析結果における、予め設定された監
視項目に対する警告基準との比較結果に応じて装着機７
の状態、および装着機７を通過した回路基板の品質状態
を把握する。この装着データ分析部24は装着機７に接続
され、装着機７の状態、および装着機７を通過した回路
基板の品質状態に応じて、装着機７に対して動作制御指
示を出力して動作状態を動的に変えて良品生産させるよ
うに制御する。

【００２３】さらに、半田付検査機11が接続される半田
付データ保持部25は、回路基板上の部品の半田付け状態
の監視項目、たとえば、部品欠品、部品立ち、部品装着
位置ずれおよび部品装着極性ミスなどのデータを収集し
て保持し、また、リフロー設備に対する監視項目、たと
えば、ヒータ温度、コンベア速度および酸素濃度などの
データを収集して保持する。この半田付データ保持部25
が接続される半田付データ分析部26は、半田付データ保
持部25で収集された各監視項目のデータを、監視項目
別、回路番号別、設備別などに集計分析および時系列分
析などの分析をし、この分析結果における、予め設定さ
れた監視項目に対する警告基準との比較結果に応じてリ
フロー炉10の状態、およびリフロー炉10を通過した回路
基板の品質状態を把握する。この半田付データ分析部26
はリフロー炉10に接続され、リフロー炉10の状態、およ
びリフロー炉10を通過した回路基板の品質状態に応じ
て、リフロー炉10に対して動作制御指示を出力して動作
状態を動的に変えて良品生産させるように制御する。

【００２４】さらに、これら印刷データ分析部22、装着
データ分析部24および半田付データ分析部26が接続され
る相関分析部27はクリーム半田印刷機４、装着機７およ
びリフロー炉の各設備機器に接続され、印刷データ分析
部22、装着データ分析部24および半田付データ分析部26
からの各種分析データおよび分析結果により、監視項目
の不良要因に関連する各工程相互の相関を分析して、ク
リーム半田印刷機４、装着機７およびリフロー炉10のう
ち少なくとも何れかに動作制御指示を出力して動作状態
を動的に変えて良品生産させるように制御する。

【００２５】以上の印刷データ分析部22、装着データ分
析部24および半田付データ分析部26と、相関分析部27と
により制御手段28をコンピュータ構成し、監視項目に対
する警告基準との比較結果、または複数監視項目の組み
合わせに対する警告基準との比較結果により警告を要す
る工程の設備に対してメンテナンスの必要性を警報ブザ
ーや表示モニタなどで知らせるようにも制御する。ま
た、制御手段において、監視項目別、回路番号別、設備
別などに集計分析および時系列分析などの各種分析デー
タおよび分析結果、各工程相互の相関分析データは順次
データベース化され、必要なときに必要なデータを検索
してモニタ表示やコピーなどで見ることができる。

【００２６】上記構成により、以下、その動作を説明す
る。まず、クリーム半田印刷機４で基板のランド上にク
リーム半田を印刷し、次に、クリーム半田が印刷された
ランド上に装着機７でリードや電極が位置するように部
品を装着し、最後に、リフロー炉10でクリーム半田をリ
フローしてリードや電極と基板のランドを半田接合す
る。このようにして部品実装された回路基板が完成され
るが、クリーム半田印刷検査機５は、ランド上に印刷し
たクリーム半田の印刷状態の監視項目、たとえば、印刷
カスレ、印刷ずれおよび印刷半田の有無などを検査し、
また、基板および印刷設備に対する監視項目、たとえ
ば、基板マークずれ量やスクリーンマークずれ量などを
検査する。また、部品装着後検査機８は、装着機７によ
り装着された部品装着状況の監視項目、たとえば、部品
欠品、部品立ち、部品装着位置ずれおよび部品装着極性
ミスなどを検査し、また、部品装着設備に対する監視項
目、たとえば、吸着ノズルの吸着エラーおよび認識エラ
ーなどを検査する。さらに、半田付検査機11は、回路基
板上の部品の半田付け状態の監視項目、たとえば、部品
欠品、部品立ち、部品装着位置ずれおよび部品装着極性
ミスなどを検査し、また、リフロー設備に対する監視項
目、たとえば、ヒータ温度、コンベア速度および酸素濃
度などを検査する。

【００２７】さらに、クリーム半田印刷検査機５からの
検査データを印刷データ保持部21で収集して保持し、ま
た、部品装着後検査機８からの検査データを装着データ
保持部23で収集して保持し、さらに、半田付検査機11か
らの検査データを半田付データ保持部25で収集して保持
する。そして、印刷データ保持部21で収集された各監視
項目のデータを印刷データ分析部22で、また、装着デー
タ保持部23で収集された各監視項目のデータを装着デー
タ分析部24で、さらに、半田付データ保持部25で収集さ
れた各監視項目のデータを半田付データ分析部26で、監
視項目別、回路別、設備別などに集計分析および時系列
分析などの分析をそれぞれすることにより、予め設定さ
れた監視項目に対する警告基準との比較結果に応じて各
設備の状態、および各設備を通過した回路基板の品質状
態を把握する。

【００２８】ここで、印刷データ分析部22、装着データ
分析部24および半田付データ分析部26でそれぞれ集計分
析および時系列分析されるデータにおいては、図２に示
すように、不良品として判定するライン基準としての判
定基準の他に判定基準には至っていないが注意を要する
警告を出すためのＣＩＭ基準としての警告基準を設け、
監視項目の検査結果が警告基準を越えて警告領域に入っ
たかどうかを検出して、その監視項目が不良判定基準を
越えず警告領域を脱して正常領域に収まるように動作状
態を動的に事前に変えて良品生産させる。

【００２９】印刷工程において、たとえば、図３に回路
番号別の複数監視項目の半田欠けおよび半田ニジミにお
ける印刷検査エラー集計分析を示しており、これら半田
欠けおよび半田ニジミがそれぞれ警告基準に至ったエラ
ー件数に応じて、印刷検査エラー集計分析における警告
基準および判断基準を設定している。図３の場合は、最
も多い回路番号Ｎ４１３についても警告基準のエラー件
数には至っておらず、警告基準を越えた段階で各設備や
基板に対するメンテナンス指示として、スキージ圧力や
傾きなどのスキージチェック、ランド位置精度や平面度
などの基板（ＰＣＢ）チェックおよび、位置精度や押し
込み量チェックなどのスクリーンチェックなどを知らせ
る。また、図４に印刷半田位置ずれ（Ｘ方向）の検査計
測値時系列分析を示しており、警告基準を±0.1 ｍｍ、
判断基準を±0.2 ｍｍとし、検査計測値は正常領域に収
まっているが、警告基準の±0.1 ｍｍを越えた段階で各
設備や基板に対するメンテナンス指示としてスキージチ
ェック、基板チェックおよび温度チェックなどを知らせ
るとともに、印刷オフセット変更、スキージ圧力などの
印圧調整、スクリーンの目詰まりなどに対するクリーニ
ング動作実行などの印刷条件の修正をクリーム半田印刷
機４に対して行い、検査計測値が正常領域に収まるよう
に動作状態を動的に事前に変えて良品生産させる。

【００３０】また、装着工程において、たとえば、図５
にノズル別の複数監視項目の未吸着、立ち吸着、回転吸
着、認識エラーおよび認識異常のエラー集計分析を示し
ており、これら未吸着、立ち吸着、回転吸着、認識エラ
ーおよび認識異常がそれぞれ警告基準に至ったエラー件
数に応じて、エラー集計分析における警告基準および判
断基準を設定している。図５の場合、ノズルＮｏ．４，
５，８が警告基準のエラー件数を越えており、各設備に
対するメンテナンス指示としてノズル清浄チェックおよ
びカセットチェックなどを知らせるとともに、ノズルへ
の半田吸引などによるフィルタ目詰まりに対するフィル
タ交換、およびノズルクリーニングなどを装着機７に対
して行う。また、図６に部品装着位置ずれ（Ｘ方向）の
検査計測値時系列分析を示しており、警告基準を±0.2
ｍｍ、判断基準を±0.38ｍｍとし、検査計測値は正常領
域に収まっているが、警告基準の±0.2 ｍｍを越えた段
階で各設備に対するメンテナンス指示として、基板穴に
嵌合して位置決めする基準ピンのチェックおよびノズル
清浄チェックなどを知らせるとともに、装着位置ＮＣデ
ータにおけるデータオフセット修正などのずれ量の補正
を装着機７に対して行い、検査計測値が正常領域に収ま
るように動作状態を動的に事前に変えて良品生産させ
る。

【００３１】さらに、半田付工程であるリフロー工程に
おいて、たとえば、図７に回路番号別の複数監視項目に
おける部品高さ低、右回転ずれ、左回転ずれ、ブリッジ
不良およびエッジ検出不良の半田付検査エラー集計分析
を示しており、これら部品高さ低、右回転ずれ、左回転
ずれ、ブリッジ不良およびエッジ検出不良がそれぞれ警
告基準に至ったエラー件数に応じて、半田付検査エラー
集計分析における警告基準および判断基準を設定してい
る。図７の場合、最も多い回路番号Ｎ４１３は警告基準
のエラー件数を越えており、各設備に対するメンテナン
ス指示として半田チェック、基板チェックおよび、炉の
温度分布のプロファイルチェックなどを知らせるととも
に、ヒータ温度変更、コンベアスピードおよび、半田付
性に影響するＮ₂ 量（Ｏ₂ 濃度）増減などのリフロー条
件の修正をリフロー炉10に対して行う。また、図８に半
田付後検査の部品位置ずれ（Ｘ方向）の検査計測値時系
列分析を示しており、警告基準を±0.1 ｍｍ、判断基準
を±0.2 ｍｍとし、検査計測値は警告基準を＋0.1 ｍｍ
を越えており、メンテナンス指示としてプロファイルチ
ェック、基板チェックおよび半田チェックなどを知らせ
るとともに、ヒータ温度変更などのリフロー条件の修正
をリフロー炉10に対して行い、検査計測値が正常領域に
収まるように動作状態を動的に事前に変えて良品生産さ
せる。

【００３２】さらに、相関分析部27は、印刷データ分析
部22、装着データ分析部24および半田付データ分析部26
からの分析データに基づいて各監視項目の不良要因に関
連する各工程相互の相関を相関分析して、クリーム半田
印刷機４、装着機７およびリフロー炉10のうち少なくと
も何れかに動作制御指示を出力して動作状態を動的に変
えて良品生産させるように制御する。

【００３３】すなわち、監視項目として、たとえば、チ
ップ立ち不良について各工程間の相関を説明すると、リ
フロー工程において、加熱スピードを上げると急激に半
田温度が上昇する。このとき、半田印刷ずれや部品装着
ずれがあると、図９に示すようにチップ部品29の端子30
は半田31の印刷位置に対してずれた状態で置かれてお
り、急激な半田温度の変化で容積の小さい側が先に溶け
るので、端子30が表面張力で引っ張られてチップ立ちの
状態となる。このように、チップ立ち不良の要因は、図
10の不良要因図に概略示すように、半田印刷工程、部品
装着工程さらにリフロー工程の全てに要因がある。しか
し、チップ立ち不良が検査工程で検出されるのは、部品
が装着される必要があるためリフロー工程においてであ
る。したがって、監視項目としてのチップ立ち不良はリ
フロー工程の検査において行われ、チップ立ちに対する
印刷工程、装着工程さらにリフロー工程の各設備へのア
クションは、印刷工程では印刷ずれや印刷厚さなどの改
善、装着工程では装着ずれや押し込み量などの改善、さ
らにリフロー工程では加熱スピードや風速などを弱める
など、相関分析部27で不良要因に関連する各工程相互の
相関を分析して印刷工程、装着工程さらにリフロー工程
の各設備に対して動作制御指示を出力し動作状態を動的
に事前に変えて良品生産するように制御する。

【００３４】また逆に、印刷工程で検出結果が警告領域
にある場合、たとえば印刷ずれの警告基準を越えていれ
ば、この検出工程よりも下流工程の装着工程さらにリフ
ロー工程において基板が下流工程の設備に到達するまで
にチップ立ちの危険がないようにその印刷ずれの方向や
量に応じて、チップ立ちの要因分析図で示した要因とは
逆の改善処置を実行し、印刷工程で印刷ずれの警告基準
を越えた基板をチップ立ち不良から守り、かつ、印刷工
程においても次の基板のために印刷ずれの方向や量に応
じて改善処置を実行する。

【００３５】さらに、印刷データ分析部22、装着データ
分析部24および半田付データ分析部26において、監視項
目別、回路別、設備別など各別に各監視項目のデータ集
計分析、時系列分析、さらに図11に示す検査計測値分布
分析（この場合部品装着位置ずれ分布）など分析した分
析結果と、この分析結果に基づいて、相関分析部27にお
いて、監視項目の不良要因に関連する各工程間の相関を
分析する相関分析結果とは、生産と同時にデータベース
化されて何時でもモニタ表示したり表示箇所をコピーし
たりすることができ、任意の期間指定して品質動向の分
析や品質履歴の分析、さらに品質の源流分析など多様な
角度からの各種分析で真の不良原因の把握が即座に可能
となる。

【００３６】図12および図13は図１の実装基板生産シス
テムの構成図である。図12および図13において、回路基
板の移送ラインに沿ってその上手側からクリーム半田印
刷機４、クリーム半田印刷検査機５、装着機７，７、部
品装着後検査機８、リフロー機10、半田検査機11が順次
配設されている。これら各設備と設備監視部41とがネッ
トワークされており、矢印41ａに示すように各検査結果
データや実装データなどが設備監視部41に入力され、ま
た、矢印41ｂに示すように実装データや補正データなど
が各設備に対して出力される。この設備監視部41では生
産計画41ｃ、生産実績41ｄおよび部品在庫管理41ｅなど
がモニタ表示されて必要ポイントなどが指示される。

【００３７】さらに、これら各設備および設備監視部41
とネットワークされるＣＩＭステーション42には、制御
手段28とプリント基板ＣＡＭシステム43が設けられ、装
着機重視でＮＣデータ（生産設計データ）通信され、24
時間ライン監視されて品質情報分析（自己診断およびモ
ニタリング）される。この制御手段28は、印刷データ28
ａ、認識データ28ｂ、速度設定データ28ｃおよび品質管
理データ28ｄなどにより不良判定基準には達しない警告
基準との比較結果に基づいて品質分析および統計評価
し、その品質分析および統計評価結果をモニタ出力する
とともに、各設備のうち少なくとも何れかに動作制御指
示を出力して動作状態を動的に変えて良品生産させるよ
うに制御する。また、この品質分析および統計評価結果
などはデータベース化される。また、プリント基板ＣＡ
Ｍシステム43では実装順序や半田付熱解析シュミレーシ
ョンなど生産設計がなされる。

【００３８】さらに、これら各設備、設備監視部41およ
びＣＩＭステーション42と設計部門44および生産管理部
門45などがネットワークされ、必要なときに必要な場所
で品質分析および統計評価された情報が得られる。すな
わち、超合理化でＭＴＭ（マニュファクチュア、トータ
ル、マネージメント）リンクで実装工場（ミックス生
産）と、受発注、設計および生産管理部門などの事業部
との効率的な情報伝達によりトータル管理可能な良品生
産実装システムが得られる。

【００３９】したがって、経験的にこういうふうになっ
てくると、次には不良となるといったことを、警告基準
を設けて数値により明確にする品質の警告領域の管理に
より、各監視項目の検査値が不良判定基準に達するまで
に各工程に対する注意事項を工程のささいな変化も見逃
さず事前に発見することができるため、不良にならない
うちに各工程に対して事前に対策指示することができて
良品を無駄なく生産することができる。

【００４０】なお、本実施例の相関分析では、マンハッ
タンと言われるチップ立ち不良について説明したが、図
14に示すように半田ブリッジや部品位置ずれなど幾つも
の不良監視項目があり、要は不良要因分析で各工程にア
クション可能な不良監視項目であれば相関分析の対象と
なる。図14の（第１）は不良判定基準、（第２）は警告
基準による判定を示しており、（第２）に示す警告基準
による判定で改善指示を行っていれば、半田付検査にお
いて（第１）に示すブリッジ、ずれ、マンハッタンなど
の不良を食い止めることができる。また、本実施例で
は、半田印刷工程、部品装着工程さらにリフロー工程の
３工程それぞれに対する設備および基板の所定監視項目
を検出し、この検出結果により各設備の条件および基板
の品質を分析するとともに、この分析結果に基づいて印
刷手段、部品装着手段およびリフロー手段の３工程それ
ぞれに対して動作制御指示を出力するうようにしたが、
半田印刷工程、部品装着工程さらにリフロー工程の３工
程のうち任意の２工程に対して所定監視項目を検出して
もよく、また、３工程のうち任意の１工程に対して所定
監視項目を検出してもよく、また、不良要因分析上必要
な何れかの工程に対して動作制御指示を出力すればよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、品質の警
告領域の管理により、各監視項目の検査値が不良判定基
準に達するまでに各工程の異常を事前に発見することが
できるため、各工程に対して事前に対策指示することが
できて、不良発生を未然に食い止めて良品を無駄なく生
産するとともに製品品質の堅固な信頼性を得ることがで
きるものである。

【００４２】また、監視項目の警告基準との比較結果に
基づいて設備条件および基板の品質を分析し、この分析
結果に基づいて監視項目の不良要因に関連する各工程間
の相関を分析することにより、設備および基板の状態把
握を不良要因に関連する他の工程にまたがった対策指示
をすることができるため、不良要因に関連した複雑な不
良原因の源流把握をより正確に即座にすることができる
とともに、監視項目の不良原因に応じた的確な対策指示
を同時にすることできる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の実装基板生産システムの構
成を示すブロック図

【図２】検査計測値のずれ量に対する警告領域を含む各
領域を示す分布図

【図３】図１の印刷データ分析部22における分析例の回
路番号別印刷エラー検査集計図とその分析例に対する動
作制御指示のメンテナンス指示内容を示す表示モニタ図

【図４】図１の印刷データ分析部22における分析例の半
田印刷位置ずれ時系列計測図とその分析例に対する動作
制御指示のメンテナンス指示内容およびフィードバック
指示内容を示す表示モニタ図

【図５】図１の部品装着データ分析部24における分析例
のノズル番号別エラー集計図とその分析例に対する動作
制御指示のメンテナンス指示内容およびフィードバック
指示内容を示す表示モニタ図

【図６】図１の部品装着データ分析部24における分析例
の部品装着位置ずれ時系列計測図とその分析例に対する
動作制御指示のメンテナンス指示内容およびフィードバ
ック指示内容を示す表示モニタ図

【図７】図１の半田付データ分析部26における分析例の
回路番号別半田付エラー検査集計図とその分析例に対す
る動作制御指示のメンテナンス指示内容およびフィード
バック指示内容を示す表示モニタ図

【図８】図１の半田付データ分析部26における分析例の
半田付後部品位置ずれ時系列計測図とその分析例に対す
る動作制御指示のメンテナンス指示内容およびフィード
バック指示内容を示す表示モニタ図

【図９】チップ立ち不良の状態図

【図１０】チップ立ち不良の概略要因分析図

【図１１】警告領域およびＮＧ領域における部品装着位
置ずれの検査計測値分布分析図

【図１２】図１の実装基板生産システムの構成図（その
１）

【図１３】図１の実装基板生産システムの第２の構成図
（その２）

【図１４】各工程間の相関分析図

【図１５】従来の実装基板生産システムの構成を示すブ
ロック図

【符号の説明】

４ クリーム半田印刷機 ５ クリーム半田印刷検査機 ７ 装着機 ８ 部品装着後検査機 10 リフロー機 11 半田検査機 22 印刷データ分析部 24 装着データ分析部 26 半田付データ分析部 27 相関分析部 28 制御手段 29 チップ部品 30 端子 31 半田 42 ＣＩＭステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 聖 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 兼松 宏一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−257354（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−48248（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−266726（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−63440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−171611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177045（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−219950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−173170（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/66 G06T 7/00 H05K 3/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板のランド上に半田を印刷する印刷手
   段と、前記印刷された半田の所定位置に部品を装着する
   部品装着手段と、前記部品が装着された基板のランドと
   前記部品の端子を半田接合する半田付手段とを備えた実
   装基板生産システムであって、 前記印刷手段、部品装着手段および半田付手段のうち少
   なくとも何れかの設備に対する、基板の品質状態または
   その基板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状況
   の所定の監視項目を検出する監視項目検出手段と、 前記監視項目検出手段の検出結果について、不良として
   判定する判定基準に達していないが注意を要する基準で
   ある警告基準と比較して、基板の品質状態を良品に維持
   するために前記設備の条件および基板の品質を分析する
   制御手段と、を備え、 制御手段は、検出結果が警告領域にある場合に、監視項
   目の検出工程よりも下流工程の設備に対して動作制御指
   示を出力し基板が前記下流工程の設備に到達するまでに
   前記下流工程の設備の動作状態を変えて良品生産させる
   制御、および、監視項目の検出工程を含む前記検出工程
   よりも上流工程の設備に対して動作制御指示を出力し前
   記上流工程の設備の動作状態を変えて良品生産させる制
   御のうち少なくとも何れかの制御が可能な 実装基板生産
   システム。
2. 【請求項２】 基板のランド上に半田を印刷する印刷手
   段と、前記印刷された半田の所定位置に部品を装着する
   部品装着手段と、前記部品が装着された基板のランドと
   前記部品の端子を半田接合する半田付手段とを備えた実
   装基板生産システムであって、 前記印刷手段、部品装着手段および半田付手段のうち少
   なくとも何れかの設備に対する、基板の品質状態または
   その基板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状況
   の所定の監視項目を検出する監視項目検出手段と、 前記監視項目検出手段の検出結果について、不良として
   判定する判定基準に達していないが注意を要する基準で
   ある警告基準と比較して、基板の品質状態を良品に維持
   するために前記設備の条件および基板の品質を分析する
   制御手段と、を備え、 制御手段は、監視項目の警告基準との比較結果に応じた
   設備および基板の分析結果に基づいて前記監視項目の不
   良要因に関連する各工程相互の相関を分析して印刷手
   段、部品装着手段および半田付手段のうち少なくとも何
   れかに動作制御指示を出力して動作状態を変えて良品生
   産させるように制御する 実装基板生産システム。
3. 【請求項３】 基板ランド上に半田を印刷し、前記印刷
   された半田の所定位置に部品を装着し、前記部品が装着
   された基板のランドと前記部品の端子を半田接合する実
   装基板生産方法であって、 前記印刷、部品装着および半田接合を行う設備のうち少
   なくとも何れかに対する、基板の品質状態またはその基
   板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状況の所定
   の監視項目を検出し、 前記監視項目検出工程の検出結果について、不良として
   判定する判定基準に達していないが注意を要する基準で
   ある警告基準と比較して、基板の品質状態を良品に維持
   するために前記設備の条件および基板の品質を分析し、 前記警告基準と比較して検出結果が警告領域にある場合
   に、監視項目を検出する工程よりも下流の工程の設備に
   対して動作制御指示を出力し基板が前記下流工程の設備
   に到達するまでに前記下流工程の設備の動作状態、およ
   び監視項目を検出する工程を含むこの検出工程よりも上
   流の工程の設備に対して動作制御指示を出力し前記上流
   工程の設備の動作状態、のうちの少なくとも何れかの動
   作状態を変えて良品生産させる 実装基板生産方法。
4. 【請求項４】 基板ランド上に半田を印刷し、前記印刷
   された半田の所定位置に部品を装着し、前記部品が装着
   された基板のランドと前記部品の端子を半田接合する実
   装基板生産方法であって、 前記印刷、部品装着および半田接合を行う設備のうち少
   なくとも何れかに対する、基板の品質状態またはその基
   板の品質状態に影響を与える前記設備の動作状況の所定
   の監視項目を検出し、 前記監視項目検出工程の検出結果について、不良として
   判定する判定基準に達していないが注意を要する基準で
   ある警告基準と比較して、基板の品質状態を良品に維持
   するために前記設備の条件および基板の品質を分析し、 監視項目の警告基準との比較結果に応じて設備および基
   板について分析した際に、この分析結果に基づいて前記
   監視項目の不良要因に関連する各工程相互の相関を分析
   して印刷工程、部品装着工程および半田付工程のうち少
   なくとも何れかの工程の設備に動作制御指示を出力して
   動作状態を変えて良品生産させる 実装基板生産方法。