JP3992108B2 - 回路基板の生産方法とデータ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板の生産方法とデータ処理方法に関し、特に基板メーカで１又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取り基板を生産し、適宜分割して実装メーカに流通させて電子部品をはじめとする部品を実装し、回路基板を生産する回路基板の生産方法およびデータ処理方法に関するものである。

従来、各種電子機器の回路基板の生産においては、回路基板の設計データに基づく基板の設計データが基板メーカに与えられる。基板メーカでは、基板設計データに基づいて基板を生産する。その際、生産管理や流通管理のために、基板メーカ独自にロット単位や個別の基板単位でその識別情報が書き込まれる。次に、実装メーカに基板が供給されるとともに、その実装メーカに回路基板の設計データに基づく部品実装データが与えられる。実装メーカでは、基板に必要な部品を実装するとともにその生産管理を行うために、実装メーカ独自に基板の適当な空き領域に基板の識別情報等の情報を書き込んでおり、さらにその際に実装ラインでの実装に必要とされる情報をも書き込んで、実装ラインに投入することで、高い生産性をもって実装を行うことも行われている。

また、複数の作業ステーションが配設された生産系において、ワークを個別に識別するＩＤタグをワーク毎に設け、各ワーク毎にその作業履歴をコンピュータを用いた作業履歴管理手段で管理するようにするとともに、その作業履歴管理手段の仕事量を低減するため、ワーク毎に作業履歴を記憶する作業履歴記憶手段と送信手段を備えたネットワークを構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、セットシリアル番号や基板のシリアル番号を記述したセット・基板シリアル番号対応ファイルや、基板製造変更連絡書ファイルや、セット毎の不良履歴や基板不良履歴を記述した不良履歴ファイルなどの各種ファイルとデータ処理手段をオンラインで接続し、所定機種のセット単位及び基板単位で製造変更履歴、不良発生履歴を検索できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１０−３３３７４０号公報 特開平８−２２２８８７号公報

ところで、近年は電子機器の小型化・高密度実装化に伴い、各回路基板は小サイズ化する傾向があるため、基板メーカでは複数の基板を配列した大判の多数個取り基板を生産し、それを分割して実装メーカに向けて流通させ、実装メーカでも同様に複数の基板に対し電子部品を一括して実装することで、生産効率の向上が図られている。また、その一方で、多品種少量生産、製品のライフサイクルの短命化、外部委託生産や海外工場での生産など、生産方法自体が大変複雑化している。そのため、上記従来の回路基板の生産方法では、任意の回路基板の現在の生産進捗状況などをリアルタイムで追跡・検索することは極めて困難であるという問題がある。また、製品に不良品が発生した時にも、その原因を見極めて対策を講じるのが極めて困難となっているという問題がある。

また、各メーカ毎にそれぞれロット単位や基板単位で識別情報や製造に必要な情報を書き込んでいるため、各メーカ毎に情報を書き込むためのレーザマーカーなどの書き込み装置が設備されており、特に生産効率を高めるために多くの情報を書き込もうとすると、書き込み工数と設備コストがかかるという問題があった。

このような問題を解決するには、製品の生産履歴を生産中を含めていつでも追跡できるようにする必要があるが、各メーカなど、各生産体で個別の製品に書き込まれた情報は、各生産体単位でしか解析できないため、実現不可能であるという問題があった。

また、上記特許文献１や特許文献２に開示された手段は、各メーカなどの１つの生産体において生産される製品にのみ適用できるものであり、このような問題を解決することはできない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、多数個取り基板を用いて回路基板の生産能率を高めながら分割された回路基板の生産進捗状況の追跡や欠陥発生時の生産履歴の追跡を容易に行うことができ、また基板に対する情報の記録工数を低減できて生産コストの低下を図ることができる回路基板の生産方法とデータ処理方法を提供することを目的とする。

本発明の回路基板の生産方法は、基板メーカで生産した基板を後続する実装メーカに流通させ、実装メーカでの部品実装に供することにより回路基板を生産する回路基板の生産方法であって、１又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取りの基板を用い、かつ各分割段階の分割前と分割後の各基板にそれぞれ対応させて設けてなる各情報記録部に、基板全体に係る情報および各分割段階での分割前の基板に対する分割後の基板の相対位置関係を示す情報を含む識別情報を記録して基板メーカが実装メーカに基板を流通させるものであり、大判の多数個取り基板を用い、それを分割して実装メーカに向けて流通させることで生産効率の向上を図りながら、また多品種少量生産、製品のライフサイクルの短命化、外部委託生産や海外工場での生産など、生産方法自体が大変複雑化しても、任意の回路基板の現在の生産進捗状況などを識別情報を参照することでリアルタイムで容易に追跡・検索することができ、また回路基板に不良品が発生した時にもその原因を見極めて容易に対策を講じることができる。なお、基板全体に係る情報には、その基板全体に対する識別情報が基板メーカと実装メーカで共通でなく、互いに異なる場合には、基板メーカでの識別情報と実装メーカでの識別情報の両方が含まれている。

また、情報記録部には、バーコードで情報を記録しても良いが、二次元コードにて情報を記録すると、レーザマーカー等を用いて簡単かつ低コストにて多くの情報を記録することができる。

また、基板メーカで、情報記録部に各基板自体の識別情報に加えて基板メーカでの生産工程に係る情報と実装メーカでの生産工程に係る情報を記録すると、基板メーカでその後の実装メーカでの実装工程に必要な情報を記録しているため、実装メーカでの基板に対する情報の記録工数を省略または低減できて生産コストの低下を図りながら効率的な生産を実現することができる。

また、実装メーカ側からの観点からは、基板メーカで生産され後続する実装メーカに流通された基板に対し、実装メーカにて部品を実装して回路基板を生産する回路基板の生産方法であって、１又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取りの基板を用い、基板メーカで各分割段階の分割前と分割後の各基板にそれぞれ対応させて設けてなる各情報記録部に基板全体に係る情報および各分割段階での分割前の基板に対する分割後の基板の相対位置関係を示す情報を含む識別情報を記録された基板に対し、実装メーカで各情報記録部に実装メーカで用いる識別情報を記録するものであり、上記のように多品種少量生産、製品のライフサイクルの短命化、外部委託生産や海外工場での生産など、生産方法自体が大変複雑化しても、任意の回路基板の現在の生産進捗状況などを識別情報を参照することでリアルタイムで容易に追跡・検索することができ、また回路基板に不良品が発生した時にもその原因を見極めて容易に対策を講じることができる。

また、基板メーカで情報記録部に各基板自体の識別情報に加えて実装メーカでの生産工程に係る情報を記録された基板に対し、実装メーカで情報記録部から読み出した生産工程に係る情報に基づいて実装を行うと、実装メーカでの基板に対する情報の記録工数を省略または低減できて生産コストの低下を図りながら効率的な生産を実現できる。

また、基板メーカ及び実装メーカで、各基板に関する生産工程情報と情報記録部から読み出した識別情報とを組み合わせて通信網を介して接続されたデータ処理センタに送信し、データ処理センタにてデータ処理を行って各種データベースを構築し、基板メーカ及び実装メーカは必要なデータを通信網を介してデータベースから取り込んで必要な処理を行うと、生産方法が複雑化しても任意の回路基板の必要な履歴情報などを通信網を介してデータベースから容易かつ的確に得ることができ、不良品が発生してその原因の追究と対策を講じる場合などの種々の事態の発生や、任意の回路基板の生産進捗状況の把握や、使用状況や、在庫状況などの把握などの種々の要望に適切に対処することができる。

さらに、本発明のデータ処理方法は、基板を生産する基板メーカ、および前記基板メーカから流通された基板に部品を実装して回路基板を生産する実装メーカから通信網を介して送信されたデータを処理するデータ処理センタにおけるデータ処理方法であって、１又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取り基板の各分割段階の分割前と分割後の各基板に関する前記基板メーカおよび前記実装メーカにおける生産工程情報と、各基板に設けられた情報記録部から読み出した基板全体に係る情報および各分割段階での分割前の基板に対する分割後の基板の相対位置関係を示す情報を含む識別情報との組み合わせを、データ処理して各種データベースに記録するものであり、データベースには、基板メーカと実装メーカの両方における生産履歴に関する情報や、基板メーカ及び実装メーカが通信網を介し取り込んで必要な処理を行う際に必要となる情報が含まれることが望ましく、そのような構成とすることにより、生産方法が複雑化しても任意の回路基板の必要な履歴情報などを通信網を介してデータベースから容易かつ的確に得ることができ、不良品が発生してその原因の追究と対策を講じる場合などの種々の事態の発生や、任意の回路基板の生産進捗状況の把握や、使用状況や、在庫状況などの把握などの種々の要望に適切に対処することができる。

本発明によれば、基板メーカで多数個取り基板を製造し、それを分割して実装メーカに向けて流通させることで生産効率の向上を図りながら、多品種少量生産や外部委託生産や海外会社での生産など生産方法自体が大変複雑化しても、任意の回路基板の現在の生産進捗状況などを識別情報を参照することでリアルタイムで容易に追跡・検索することができ、また回路基板に不良品が発生した時にもその原因を見極めて容易に対策を講じることができる。

以下、本発明の回路基板の生産方法とシステムの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態は、図１に示すように、基板メーカ１の基板製造ライン３において複数の基板を配列した大判の多数個取り基板（以下、基板ボードと称する。）５を製造し、それを各回路基板となる基板（以下、基板ピースと称する。）を複数配列した基板（以下、基板シートと称する。）６に分割して実装メーカ２に流通・供給し、実装メーカ２の実装ライン４にて基板シート６の各基板ピース７に対して所要の電子部品を実装し、さらに各基板ピース７に分割することで回路基板を生産するものである。

基板ボード５は、図２に示すように、その外枠５ａ内に複数の基板シート６を配列して相互に連結して構成され、外枠５ａの適所に基板ボード５全体に係る情報を記録する情報記録部８が設けられている。基板シート６は、その外枠６ａ内に複数の基板ピース７を配列して相互に連結して構成され、外枠６ａの適所に基板ボード５全体に係る情報及びこの基板ボード５内のどの基板シート６であるかを示す情報を記録する情報記録部９が設けられている。基板ピース７は、その適所に基板ボード５全体に係る情報及びこの基板ボード５内のどの基板シート６におけるどの基板ピース７であるかを示す情報を記録する情報記録部１０が設けられている。

これら情報記録部８〜１０に記録される情報には、例えば図３に示すように、生産しようとしている回路基板に関する実装メーカ管理品番と基板メーカ管理品番、その品番の回路基板の生産ロットにおけるロット番号とそのロットに含まれる基板ボード５の総数、ロットの何枚目の基板ボード５であるかを示す基板ボードコード（親コード）、基板ボード５のどの位置の基板シート６であるかを示す基板シートコード（子コード）、基板シート６のどの位置の基板ピース７であるかを示す基板ピースコード（孫コード）、並びに基板製造ライン３における製造開始時刻、製造終了時刻、作業者名、使用設備名等といった生産工程での情報、及び実装ライン４における各部品実装点における実装部品名称、基板上の実装位置座標、部品実装するための装着ヘッド移動速度、使用吸着ノズル等の動作情報を含む情報からなる部品実装機を動作させるための実装プログラムといった生産に必要な情報などが含まれ、例えば複数桁の一連の英数字列として設定されている。

基板製造ライン３及び実装ライン４は回路基板の設計データ１１に基づいて動作制御される。そのため、回路基板の設計データ１１の内、基板ボード５の製造及び基板シート６への分割に関する設計データが、基板メーカ１に供給される。基板ボード５の設計データは制御データ作成部１２に入力され、基板製造ライン３に関するデータが参照され、この基板製造ライン３で基板の成形機の動作プログラム、基板上の配線パターンの描画機の動作プログラム等といった基板ボード５を製造するための制御データが作成されて制御部１３に格納され、その制御部１３にて制御データに基づいて基板製造ライン３が作動制御され、基板ボード５が順次生産され、その後各基板シート６に分割された後検査装置１４にて検査された後、実装メーカ２に供給・流通される。

回路基板の設計データ１１の内、基板シート６の各基板ピース７に実装される電子部品に関する実装設計データは実装メーカ２に供給される。実装設計データは制御データ作成部１５に入力され、実装ライン４に関するデータが参照され、この実装ライン４で基板シート６の各基板ピース７に各部品実装点における実装部品名称、基板上の実装位置座標、部品実装するための装着ヘッド移動速度、使用吸着ノズル等の動作情報を含む情報からなる部品実装機を動作させるための実装プログラムといった電子部品を実装するための制御データが作成され、その制御データは基板メーカ１に供給される。

なお、図１の例では、実装メーカ２の制御データ作成部１５で作成された制御データを基板メーカ１に供給する場合の例を示したが、これに限らず、実装される電子部品に関する実装設計データについても基板メーカ１に供給するとともに実装メーカ２から実装ライン４に関する情報を基板メーカ１に供給して、基板メーカ１で実装ライン４の制御データを作成するようにしてもよい。

また、基板メーカ１では、順次生産される基板ボード５、その基板シート６、及びその基板ピース７を個別に識別する情報や、基板を製造する際に用いた基板成形機や配線パターン描画機の名称、作業者名、製造開始時刻、製造終了時刻、基板を構成する素材の品番、ロット番号等といった基板ボード５、基板シート６、及び基板ピース７の製造情報などを当該基板ボード５の各情報記録部８、９、１０に記録するため、制御部１３から記録情報作成部１６にデータが入力されると同時に、上記実装メーカ２から供給された電子部品を実装するための制御データの内の当該基板ボード５に関する制御データもこの記録情報作成部１６に入力され、記録情報作成部１６で当該基板ボード５に関するこれらの情報が記録情報に変換されてレーザマーカーなどの記録手段１７に出力される。そして、記録手段１７にて、当該基板ボード５に設けられた各情報記録部８、９、１０に記録情報が記録される。これらの情報記録部８、９、１０に二次元コードを書き込むことで、図３に示したような多量の情報を容易に低コストにて記録することができる。

基板ボード５の情報記録部８、９、１０にそれぞれの記録情報が記録手段１７にて書き込まれた後、基板ボード５は基板シート６に分割され、次いで各基板シート６の各種性能検査が検査装置１４で行われる。その際、基板シート６とその検査結果を対応させるために、読み出し手段１８にて基板シート６及びその基板ピース７の情報記録部９、１０に記録された情報を読みだし、データ読取部１９にて基板シート６及びその基板ピース７の個別情報を読み取り、パソコンから成るデータ処理・送受信手段２０に基板シート６及びその基板ピース７の個別情報と検査データが入力される。その後、基板シート６は上記のように実装メーカ２に供給・流通される。

実装メーカ２では、基板シート６を実装ライン４に投入する前に、コードリーダなどの読み出し手段２１にて情報記録部９、１０に書き込まれた情報を読み出し、データ読取部２２にて実装ライン４の制御データを読み取って制御部２３に出力する。かくして、制御部２３にて読み取った制御データに基づいて実装ライン４が作動制御され、実装ライン４に投入された基板シート６の各基板ピース７に対して所要の電子部品が実装されて回路基板が順次生産される。

なお、上記の方法に限らず、基板メーカ１において、制御データの識別名（例えば、部品実装機の実装プログラム名称）を各情報記録部８、９、１０に記録する方法とすることもでき、制御データ（部品実装機の実装プログラム）の実体は、実装メーカ２の各部品実装機もしくは制御部２３に記憶されているものであっても良い。その際、実装メーカ２においては、読み出し手段２１で各情報記録部８、９、１０から制御データを読み取り、制御データ名を認識し、予め各部品実装機もしくは制御部２３に記憶されている制御データの中から該当するものを選択することとする。

電子部品を実装されて実装ライン４から搬出された基板シート６は回路基板に対応する基板ピース７に分割され、次いで各基板ピース７の各種性能検査が検査装置２４で行われる。その際、基板ピース７とその検査結果を対応させるために、読み出し手段２５にて基板ピース７の情報記録部１０に記録された情報を読みだし、データ読取部２６にて基板ピース７の個別情報を読み取り、パソコンから成るデータ処理・送受信手段２７に基板ピース７の個別情報と検査データが入力される。また、このデータ処理・送受信手段２７には、データ読取部２２にて検出した実装ライン４に搬入される基板シート６に関するデータも入力される。

基板メーカ１や実装メーカ２のデータ処理・送受信手段２０、２７はインターネット通信網２８に接続されており、インターネット通信網２８を介してデータ処理センタ２９に接続されている。データ処理センタ２９は、基板メーカ１や実装メーカ２などの生産体における製品とその生産に関する各種データベース３０と、各生産体から送信されたデータを受信処理して各データベースにデータを格納するデータ受信処理手段と、各生産体からの要求に応じてデータベースから必要な情報を検索して各生産体に送信する検索送信手段を備えている。

かくして、データ処理センタ２９にデータ処理・送受信手段２０、２７から基板ボード５、基板シート６、基板ピース７の識別情報や検査装置１４、２４による検査データなどが入力され、データ処理センタ２９では、これら入力された情報を処理して各種データベース３０が構築され、基板メーカ１や実装メーカ２等の各生産体のデータ処理・送受信手段２０、２７からこれらデータベース３０に任意にアクセスして必要な情報が取り出される。

データベース３０としては、各生産体での在庫状況データベース（例えば、基板メーカ１における基板を構成する素材、配線材料の在庫数、納品日程等といった情報、及び実装メーカ２における基板メーカ１から納品された基板の在庫数、実装する部品の在庫数、これらの納品日程等といった情報）、各基板ボード５、基板シート６、基板ピース７の履歴管理データ（例えば、基板メーカ１における基板を製造する際に用いた基板成形機や配線パターン描画機の名称、作業者名、製造開始時刻、製造終了時刻、基板を構成する素材の品番、ロット番号等の情報、及び実装メーカ２における部品実装する際に用いた部品実装ラインや部品実装機の名称、作業者名、製造開始時刻、製造終了時刻、実装した部品の名称、メーカ名、ロット番号、実装に用いた吸着ノズル名、フィーダ識別番号等の情報）、各基板生産の進捗状況データベース、各基板ピース７の検査結果データベースや、その他オーダー管理データベース、使用エネルギーデータベース、各設備の作業実績データベースなどが構築されている。

なお、データ処理センタ２９にて、データベース３０に履歴管理データが蓄積される方法に限らず、基板メーカ１での製造時における製造履歴及び実装メーカ２での製造時における製造履歴を、それぞれ該当基板５、６、７の情報記録部８、９、１０に記録する方法とすることもできる。このような方法とすることにより、各基板５、６、７の情報記録部８、９、１０を読み取るだけで、その実装基板の製造に関わった基板メーカ１、実装メーカ２等の複数の生産体での製造履歴を参照でき、データ処理センタ２９のデータベース３０を参照するのと同様に不良等の原因特定のトレースを容易に行うことができる。

本実施形態によれば、基板メーカ１では各々が回路基板となる多数の基板ピース７を有する大判の基板ボード５の形態で基板を製造し、それを分割して実装メーカ２に向けて流通させることで生産効率の向上を図りながら、また多品種少量生産、製品のライフサイクルの短命化、外部委託生産や海外工場での生産など、生産方法自体が大変複雑化しても、任意の回路基板の現在の生産進捗状況などを識別情報を参照することでリアルタイムで容易に追跡・検索することができ、また回路基板に不良品が発生した時にもその識別情報と生産工程に関する情報からその原因となった箇所を見極めて容易に対策を講じることができる。

また、基板メーカ１と実装メーカ２でのデータをインターネット通信網２８で接続されたデータ処理センタ２９に集中し、任意に参照可能なデータベース３０が構築されているので、基板メーカ１や実装メーカ２でのデータの管理費を削減できるとともに、製造データの危機管理を行え、また回路基板の品質のトレースや品質データのリアルタイムでの参照が可能となり、生産システムが複雑化していても、不良品発生時の原因追究をピンポイントで行うことができ、対策を速やかにかつ的確に行うことが可能となり、回路基板の品質向上を容易に図ることができる。また、任意の基板ボード５、基板シート６、基板ピース７の生産進捗状況の把握や、使用状況や、在庫状況などの把握などの種々の要望に適切に対処することができる。

なお、以上の実施形態の説明では、基板メーカ１と実装メーカ２の２つのメーカ間で流通させて生産する例を示したが、任意数の生産体に適用できることは言うまでもない。

本発明の回路基板の生産方法は、多数個取り基板を分割して実装メーカに向けて流通させることで生産効率の向上を図りながら、多品種少量生産や外部委託生産や海外会社での生産など生産方法自体が大変複雑化しても、各基板に記録された識別情報に基づいて任意の回路基板の現在の生産進捗状況などを識別情報を参照することでリアルタイムで容易に追跡・検索することができ、また製品に不良品が発生した時にもその原因を見極めて容易に対策を講じることができるので、各種回路基板の生産に有用である。

本発明の一実施形態の回路基板の生産システムの概略構成図である。 同実施形態の生産システムで用いる基板ボードの模式的説明図である。 同実施形態における基板の情報記録部に記録する情報の説明図である。

符号の説明

１ 基板メーカ
２ 実装メーカ
３ 基板製造ライン
４ 実装ライン
５ 基板ボード（多数個取り基板）
６ 基板シート
７ 基板ピース
８、９、１０ 情報記録部
２０、２７ データ処理・送受信手段
２８ インターネット通信網
２９ データ処理センタ
３０ データベース

Claims (6)

1. 基板メーカで生産した基板を後続する実装メーカに流通させ、実装メーカでの部品実装に供することにより回路基板を生産する回路基板の生産方法であって、１又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取りの基板を用い、かつ各分割段階の分割前と分割後の各基板にそれぞれ対応させて設けてなる各情報記録部に、基板全体に係る情報および各分割段階での分割前の基板に対する分割後の基板の相対位置関係を示す情報を含む識別情報を記録して基板メーカが実装メーカに基板を流通させることを特徴とする回路基板の生産方法。
2. 基板メーカで、情報記録部に各基板自体の識別情報に加えて基板メーカでの生産工程に係る情報と実装メーカでの生産工程に係る情報を記録することを特徴とする請求項１記載の回路基板の生産方法。
3. 基板メーカで生産され後続する実装メーカに流通された基板に対し、実装メーカにて部品を実装して回路基板を生産する回路基板の生産方法であって、１又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取りの基板を用い、基板メーカで各分割段階の分割前と分割後の各基板にそれぞれ対応させて設けてなる各情報記録部に基板全体に係る情報および各分割段階での分割前の基板に対する分割後の基板の相対位置関係を示す情報を含む識別情報を記録された基板に対し、実装メーカで各情報記録部に実装メーカで用いる識別情報を記録することを特徴とする回路基板の生産方法。
4. 基板メーカで情報記録部に各基板自体の識別情報に加えて実装メーカでの生産工程に係る情報を記録された基板に対し、実装メーカで情報記録部から読み出した生産工程に係る情報に基づいて実装を行うことを特徴とする請求項３記載の回路基板の生産方法。
5. 基板を生産する基板メーカ、および前記基板メーカから流通された基板に部品を実装して回路基板を生産する実装メーカから通信網を介して送信されたデータを処理するデータ処理センタにおけるデータ処理方法であって、
   １又は複数の分割段階でそれぞれ複数に分割される多数個取り基板の各分割段階の分割前と分割後の各基板に関する前記基板メーカおよび前記実装メーカにおける生産工程情報と、各基板に設けられた情報記録部から読み出した基板全体に係る情報および各分割段階での分割前の基板に対する分割後の基板の相対位置関係を示す情報を含む識別情報との組み合わせを、データ処理して各種データベースに記録することを特徴とするデータ処理方法。
6. データベースには、基板メーカと実装メーカの両方における生産履歴に関する情報を記録することを特徴とする請求項５記載のデータ処理方法。

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