JP4084917B2

JP4084917B2 - 部品配膳システム

Info

Publication number: JP4084917B2
Application number: JP2000191020A
Authority: JP
Inventors: 数之福本; 直文甲斐; 浩司甲斐; 敏広峰
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002006921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子計算機などに用いられる電子部品の実装技術に関し、特に、電子部品を保管し、対応するセラミック基板に搭載する電子部品の配膳に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子計算機などの電子装置に用いられる高密度の実装モジュールでは、搭載される半導体装置などの電子部品が多品種にわたっている。これら実装モジュールの組立工程においては、この様な特徴を考慮して、電子部品を搭載すべきセラミック基板毎に対応するパレットなどに事前に配膳することにより、それぞれのセラミック基板に合わせた電子部品を供給する組立技術が提案されている。
【０００３】
この場合、電子部品を配膳する配膳システムでは、搭載すべきセラミック基板に対応するパレットに電子部品を配膳し、搭載まで各パレットを一時的に保管している。
【０００４】
また、ベアチップ、あるいは外部接続端子としてはんだバンプが設けられたＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）などの半導体装置を保管する際には、絶縁膜層の吸湿などによって絶縁劣化やはんだボールの表面酸化などを防止するために、保管仕様の条件を確保できる低酸素、低湿雰囲気の常備倉庫に保管し、セラミック基板への実装、リフロー日程に合わせて常備倉庫からそれら電子部品を取り出し、配膳可能な装置に投入している。
【０００５】
なお、この種の支援システムについて詳しく述べてある例としては、平成５年１１月２０日、株式会社オーム社発行、社団法人情報処理学会（編）、「情報処理ハンドブック」Ｐ１２９０〜Ｐ１２９１があり、この文献には、総合生産システムＣＩＭの概要などが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような電子部品の配膳供給技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００７】
すなわち、電子部品やセラミック基板などが何らかの理由によって決められた納期に投入されなかった場合、一部の部品不足のため搭載に必要な電子部品が確保できず、途中配膳のパレットが増加してしまうという問題がある。
【０００８】
また、高い歩留まりの電子部品などは予め必要以上に入荷される場合もあり、必要以上に入荷された電子部品を保管するためにも余剰パレットが必要となるという問題がある。
【０００９】
さらに、今日では、電子部品の種類が非常に多い上に、複数機種の大型計算機などの電子装置を同一ラインで組み立てている場合もあり、種類分けのためパレット数が増大し、一時保管庫が大規模でないと保管できなくなる恐れもある。
【００１０】
また、配膳システムに設けられた電子部品を一時的に保管する一時保管庫には低酸素、低湿雰囲気を維持する機能がないために、長期連休、生産調整などによって生産日程が変動した際には、長期保管が可能な低酸素、低湿雰囲気の常備倉庫に半導体装置を人手作業によって移し替えており、この移し替え時のミスなどによって組立工程において混乱を招いてしまう恐れもある。
【００１１】
本発明の目的は、多品種の電子部品などを効率よく保管し、生産上の変動要因に関わらず、適切に配膳することのできる部品配膳システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品配膳システムは、電子部品を保管するパレットが備えられた部品倉庫部と、入庫される電子部品の入庫データ、出庫指示のあった電子部品の出庫データ、およびパレットの収納状況を管理する部品倉庫管理ファイルが格納されたデータ格納部と、電子部品が入出庫される際に、該電子部品に印字された品名を読み取る印字読み取り部と、データ格納部から、入庫される電子部品の入庫データを抽出して、印字読み取り部が読み取った電子部品の品名と入庫データの品名とを照合し、データ格納手段に格納された部品倉庫管理ファイルから収納可能な前記パレットを選択し、そのパレットのコーナ部から順次収納する入庫処理部と、出庫指示のあった電子部品の出庫データをデータ格納部から抽出し、該出庫データと部品倉庫管理ファイルとに基づいて出庫指示のあった電子部品をパレットから取り出し、出庫データの品名と前記印字読み取り部が読み取った電子部品の品名とを照合し、出庫データに基づいて出庫パレットに配膳する出庫処理部とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明の部品配膳システムは、前記入庫処理部は、選択したパレットに、すでに出庫したあとの未収納部分がある場合には、その未収納部分から優先的に電子部品を収納するものである。
【００１４】
さらに、本発明の部品配膳システムは、前記部品倉庫部内の雰囲気を、ある湿度以下まで除湿する除湿乾燥部を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態による部品配膳システムの説明図、図２は、本発明の一実施の形態による部品配膳システムに設けられた品名読み取り配膳装置の説明図、図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態による部品配膳システムが半導体装置を入出庫する際に用いられる部品倉庫管理ファイルの構成を示す説明図である。
【００１７】
本実施の形態において、部品配膳システム１は、電子計算機などの電子装置に用いられる電子部品、および該電子部品を実装するセラミック基板などのセラミック基板を保管し、かつ指定された電子部品を配膳供給する。
【００１８】
部品配膳システム１は、図１に示すように、ホストコンピュータ２、組立サーバ（データ格納部）３、バンプ検査装置４、品名読み取り配膳装置５、および搭載装置６から構成されている。
【００１９】
ホストコンピュータ１は、組立サーバ３と専用回線などのネットワークＮＴを介して接続されており、ホストコンピュータ１と組立サーバ３とによって他のセクションとの部品手配、組立手配などのデータベースを交換する。
【００２０】
組立サーバ３には、品名読み取り配膳装置５がネットワークＮＴを介して接続されており、該品名読み取り配膳装置５からの要求に基づいて、他セクションのデータベースの転送や交換などを行う。
【００２１】
品名読み取り配膳装置５は、入荷した半導体装置の品名を読み取り、品名読み取り配膳装置５に保管し、組立日程に合わせて配膳出庫する。
【００２２】
また、ネットワークＮＴを介して品名読み取り配膳装置５を組立サーバ３に接続することによって半導体装置の入庫データ、出庫データ、セラミック基板の進度データ、個別日程データなどをリアルタイムに収集し、かつ工程にフィードバックするように機能する。
【００２３】
ここでは、品名読み取り配膳装置５によって管理される電子部品は、ＢＧＡなどの外部接続端子としてはんだバンプが設けられた半導体装置Ｈ１、ベアチップの半導体装置Ｈ２、ならびにＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）形の半導体装置Ｈ３とし、これら半導体装置（電子部品）Ｈ１〜Ｈ３は、３つの異なる大型電子計算機にそれぞれ用いられるものとする。いずれの電子計算機も一台当り、セラミック基板などのセラミック基板が十数枚、半導体装置などが約数百個で構成されているものとする。
【００２４】
また、品名読み取り配膳装置５には、入庫処理部５ａ、出庫処理部５ｂ、および入出庫データ格納部５ｃが設けられている。入庫処理部５ａは、半導体装置Ｈ１〜Ｈ３における入庫処理の制御を司り、出庫処理部５ｂは、半導体装置Ｈ１〜Ｈ３における出庫処理の制御を司る。入出庫データ格納部５ｃには、部品倉庫管理ファイルＢＦが格納されており、その他に組立サーバ３から抽出した入庫データＮＤ、ならびに出庫データＳＤなどを一時的に格納する。
【００２５】
半導体装置Ｈ１〜Ｈ３が入庫される際には、入庫される半導体装置の種類、手配数、入庫数、入庫日付、入庫指示日、および現品票バーコードなどの入庫データＮＤが組立サーバ３から抽出される。
【００２６】
この入庫データＮＤは、現品票Ｇなどに設けられたバーコード情報を、ハンディバーコードスキャナなどを用いて読みとることによって、任意の半導体装置のデータを抽出する。
【００２７】
また、品名読み取り配膳装置５から半導体装置Ｈ１〜Ｈ３を出庫する際には、組立サーバ３から抽出した出庫データＳＤに基づいて出庫処理を行う。任意の半導体装置は、出庫パレットＳＰに配膳されて出庫される。
【００２８】
出庫データＳＤは、出庫する半導体装置の品名、出庫指示日、出庫日、出庫予定数（手配数−出庫数）、半導体装置が実装されるセラミック基板の品名、ならびにセラミック基板に搭載するためのＸ座標、Ｙ座標の位置データなどである。
【００２９】
この場合、半導体装置を搭載するセラミック基板にそれぞれ備えられたコントロールカードＣＣに記載されたバーコード情報をハンディバーコードスキャナなどを用いて読み取り、該当する半導体装置の出庫データＳＤを組立サーバ３から抽出する。
【００３０】
バンプ検査装置４は、半導体装置Ｈ１〜Ｈ３のはんだバンプが、正常に形成されているか否かを検査する。搭載装置６は、品名読み取り配膳装置５によって配膳供給された半導体装置をセラミック基板に搭載する。
【００３１】
さらに、品名読み取り配膳装置５の構成について説明する。
【００３２】
品名読み取り配膳装置５の最前部には、図２に示すように、操作部７が設けられている。操作部７は、キーボード、マウス、ハンディーバーコードスキャナ、液晶モニタ、タッチパネルなどを備える。
【００３３】
操作部７後部の左側には、搬送コンベア部８が設けられている。搬送コンベア部８は、前工程の設備と接続されており、作業者によって半導体装置１を搬送する入庫トレイセットが行われる。
【００３４】
搬送コンベア部８の右側には、マガジン部９が設けられている。マガジン部９は、半導体装置Ｈ１，Ｈ３を搭載した入庫パレットＮＰを収納するマガジンを備えており、マガジンは上下動作機構を有している。
【００３５】
マガジン部９の後方には、入庫パレット部１０が設けられている。この入庫パレット部１０は、マガジンから入庫パレットＮＰを出し入れし、マガジンから出された入庫パレットＮＰを位置決する。
【００３６】
マガジン部９の右側には、側面マーク検査部（印字読み取り部）１１が設けられている。この側面マーク検査部１１の後方には、下面マーク検査部（印字読み取り部）１２が設けられおり、該下面マーク検査部１２の後方には位置検出部１３が設けられている。
【００３７】
側面マーク検査部１１は、認識用カメラと照明とによって半導体装置などの側面の印字を検出する。下面マーク検査部１２は、認識用カメラとハーフミラーユニットとによってベアチップなどのバンプ面と反対方向の印字を検出する。
【００３８】
位置検出部１３には、認識用カメラ、ハーフミラーユニット、ならびに不良チップ排出用トレイ設置台が設けられており、チップ高さ測定用透過センサユニットで位置を測定して補正する。
【００３９】
側面マーク検査部１１の右側には、キューブ供給部１４が位置している。キューブ供給部１４には、不良チップ排出用パレット設置台が備えられており、キューブに入ったベアチップなどの半導体装置Ｈ２を積み重ねて供給する。
【００４０】
キューブ供給部１４の右側には、出庫パレット部１５が設けられており、出庫パレットＳＰのバーコードを読み取り、定位置へ搬送、位置決め、排出する。出庫パレット部１５の後方には、右側方から左側方にかけて搬送ロボット部１６が設けられている。
【００４１】
搬送ロボット部１６は、搬送用ハンドと空キューブトレイ搬送アームが設けられており、入出庫される半導体装置Ｈ１〜Ｈ３を所定の位置まで搬送する。搬送ロボット部１６の後方には、トレイ引き出し部１７，１８がそれぞれ設けられており、これらトレイ引き出し部１７，１８の後方には部品倉庫部１９，２０がそれぞれ設けられている。
【００４２】
トレイ引き出し部１７，１８は、部品倉庫部１９，２０の中のパレット一枚をそれぞれ引き出し、位置決めする。部品倉庫部１９，２０は、出し入れのためのエレベーション機能を備え、半導体装置Ｈ１〜Ｈ３を各々のパレットに収納する。ドライヤ部（除湿乾燥部）２１は乾燥機能を有しており、予め設定された湿度以下になるまで部品倉庫部１９，２０内の雰囲気を乾燥させる。
【００４３】
このドライヤ部２１により、生産日程の変動などによって半導体装置を長期保管しなければならない場合に、半導体装置の吸湿などを防止するための保管庫への移し替えを不要とすることができる。
【００４４】
次に、本実施の形態における部品配膳システム１全体の動作について説明する。
【００４５】
ここでは、半導体装置Ｈ１が入荷される場合について記載する。
【００４６】
まず、半導体装置Ｈ１が入荷すると、ホストコンピュータ１の指示に従って半導体装置Ｈ１が組立工程に投入され、品名、数量などの確認が行われる。
【００４７】
その後、半導体装置Ｈ１には、はんだボールが供給されてバンプが形成され、バンプ検査装置４によってバンプ検査される。その後、半導体装置Ｈ１は、入庫パレットＮＰに整列された状態で、品名読み取り配膳装置５に投入される。
【００４８】
入庫する半導体装置Ｈ１の現品票Ｇのバーコード情報を操作部７のハンディーバーコードスキャナなどによって読み込み、入庫処理部５ａが組立サーバ３のデータベースから入庫データを抽出し、入出庫データ格納部５ｃに格納する。
【００４９】
半導体装置Ｈ１の品名を読み取り、品名読み取り配膳装置５の倉庫に収納可能なパレットを選択し、品名に関係なく、半導体装置Ｈ１をパレットのコーナ部から順番に収納し、保管した半導体装置Ｈ１の品名、入庫日、収納位置、品名数などの入庫データを更新して組立サーバ３に書き込む。
【００５０】
セラミック基板に備えられたコントロールカードＣＣのバーコードを操作部７のハンディーバーコードスキャナなどによって読み込むと、出庫処理部５ａが、セラミック基板品名に対応する半導体装置Ｈ１を出庫パレットＳＰに配膳出庫し、搭載装置６へ部品供給する。これにより、セラミック基板と半導体装置Ｈ１の配膳を同期化することができる。
【００５１】
また、品名読み取り配膳装置５の動作について説明する。
【００５２】
入庫指示された半導体装置の現品票Ｇに記載されたバーコード情報を操作部７のハンディバーコードスキャナなどによって読み取り、その情報に基づき組立サーバ３から入庫データＮＤを抽出し、入出庫データ格納部５ｃに格納する。
【００５３】
搬送コンベア部８からは半導体装置Ｈ１，Ｈ３がセットされた入庫パレットＮＰが収納され、半導体装置Ｈ１，Ｈ３がセットされた入庫パレットＮＰは、マガジン部９のマガジンに収納される。これら入庫パレットＮＰは入庫パレット部１０まで搬送され、キューブ供給部１４からは半導体装置Ｈ２がセットされたキューブが投入される。
【００５４】
そして、入庫パレット部１０の所定の位置に搬送された半導体装置Ｈ１〜Ｈ３は、搬送ロボット部１６により位置検出部１３に搬送され位置が検出される。その後、半導体装置Ｈ１〜Ｈ３は、印字位置によって側面マーク検査部１１、または下面マーク検査部１２のいずれかにそれぞれ搬送され、品名が読み取られる。
【００５５】
この時、入庫処理部５ａは、読み取った品名を入庫データＮＤの品名と照合し、合致していれば組立サーバ３に格納されている部品倉庫管理ファイルＢＦを抽出し、その部品倉庫管理ファイルＢＦに基づいて部品倉庫部１９，２０から収納可能なパレットを選択し、品名に関係なくコーナ部から順番に収納する。
【００５６】
また、選択したパレットに、すでに出庫した未収納部分がある場合には、未収納部分から優先的に収納し、ホストコンピュータ２の出庫指示があるまで半導体装置を部品倉庫部１８，１９に保管する。
【００５７】
部品倉庫部１９には、たとえば、４０段のパレットＰ１₁〜Ｐ１₄₀が備えられ、部品倉庫部２０にも、４０段のパレットＰ２₁〜Ｐ２₄₀が備えられている。
【００５８】
パレットＰ１₁〜Ｐ１₄₀，Ｐ２₁〜Ｐ２₄₀には、４つのサブパレットＳＢ１〜ＳＢ４がそれぞれ設けられており、これらサブパレットＳＢ１〜ＳＢ４には、９×６個の部品パレットＢ１〜Ｂ５４が備えられている。
【００５９】
ここで、部品倉庫管理ファイルＢＦについて説明する。
【００６０】
部品倉庫管理ファイルＢＦは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、全体ファイルＺＦと、サブパレットファイルＳＰＦとから構成されている。収納位置を検索する際には、全体ファイルＺＦにおけるパレットＰ１₁〜Ｐ１₄₀，Ｐ２₁〜Ｐ２₄₀、ならびにサブパレットＳＢ１〜ＳＢ４を順に検索する。
【００６１】
たとえば、パレットＰ１₂、サブパレットＳＢ２に収納可能な位置があると、図３（ｂ）のサブパレットファイルＳＰＦに示す、部品番号パレットＢ１〜Ｂ５４を順に検索し、格納可能な位置を検出する。
【００６２】
そして、収納する部品パレットが検索されると、サブパレットファイルＳＰＦの該当する部品パレットの位置に入庫する半導体装置の格納座標Ｘ、格納座標Ｙ、ロット番号、部品名、ならびに入庫日時を書き込み、入出庫データ格納部５ｃに格納されている入庫データＮＤを更新する。これにより、品名に関係なくパレットのコーナ部から順番にかつ、選択したパレットの未収納部分からの収納が可能となる。
【００６３】
入庫パレット部１０、またはキューブ供給部１４の全部品の入庫が完了すると、空になった入庫パレットＮＰなどを排出し、入庫データＮＤを組立サーバ３に出力し、入庫データＮＤを更新する。
【００６４】
さらに、出庫指示されたセラミック基板に備えられたコントロールカードＣＣのバーコードを操作部７のハンディーバーコードスキャナなどによって読み込むと、出庫処理部５ａが、そのセラミック基板の品名に対応する出庫データＳＤを抽出し、入出庫データ格納部５ｃに格納する。
【００６５】
出庫パレット部１５にセットされた出庫パレットＳＰは、出庫データＳＤに基づいて所定の部品出庫位置に搬送され、出庫データＳＤと部品倉庫管理ファイルＢＦとを参照して、指示された品名の半導体装置を部品倉庫部１９，２０のパレットから取り出す。
【００６６】
そして、任意の半導体装置は、搬送ロボット部１６により位置検出部１３に搬送されて半導体装置の印字位置が検出される。半導体装置は、印字位置によって側面マーク検査部１１、または下面マーク検査部１２のいずれかにそれぞれ搬送され、品名が読みとられる。
【００６７】
読みとった品名は、部品倉庫管理ファイルＢＦの品名と照合され、合致していれば出庫データＳＤに従って半導体装置を出庫パレット部１５の出庫パレット上に配膳する。
【００６８】
同時に、入出庫データ格納部５ｃに格納されている出庫された半導体装置の入庫データＮＤを消去する。半導体装置の配膳が終了すると、出庫パレット部１５から出庫パレットＳＰを排出し、同時に、出庫データＳＤと部品倉庫管理ファイルＢＦとをホストに出力し、配膳完了となる。
【００６９】
それにより、本実施の形態においては、部品倉庫管理ファイルＢＦによって入出庫される半導体装置を管理するので、入庫される半導体装置の品名などに関係なく、複数の半導体装置を少ないスペースで効率よく保管し、指定された半導体装置を正確に配膳供給することができる。また、生産日程の変動などが生じてもリアルタイムに電子部品を供給することができる。
【００７０】
さらに、ドライヤ部２１を設けたことにより、該部品倉庫部１９，２０内に半導体装置を長期保管できるので保管庫への移し替えが不要となり、移し替え作業によるミスを防止し、かつ作業工数やコストを減少させることができる。
【００７１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７２】
【発明の効果】
（１）本発明によれば、多品種にわたる電子部品を小スペースで効率よく保管し、指定された半導体装置を正確に配膳供給することができ、かつ生産日程などの変動が生じてもリアルタイムに電子部品を供給することができる。
【００７３】
（２）また、本発明では、除湿乾燥部を備えたことにより、部品倉庫部内に電子部品を長期保管することができるので、該電子部品の移し替え作業によるミスを防止し、かつ作業工数やコストを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による部品配膳システムの説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態による部品配膳システムに設けられた品名読み取り配膳装置の説明図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施の形態による部品配膳システムが半導体装置を入出庫する際に用いられる部品倉庫管理ファイルにおける全体ファイルの説明図、（ｂ）は、部品倉庫管理ファイルにおけるサブパレットファイルの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…部品配膳システム、２…ホストコンピュータ、３…組立サーバ（データ格納部）、４…バンプ検査装置、５…品名読み取り配膳装置、５ａ…入庫処理部、５ｂ…出庫処理部、５ｃ…入出庫データ格納部、６…搭載装置７…操作部、８…搬送コンベア部、９…マガジン部、１０…入庫パレット部、１１…側面マーク検査部（印字読み取り部）１１、１２…下面マーク検査部（印字読み取り部）１２、１３…位置検出部、１４…キューブ供給部、１５…出庫パレット部１５、１６…搬送ロボット部１６、１７，１８…トレイ引き出し部、１９，２０…部品倉庫部、２１…ドライヤ部（除湿乾燥部）２１、半導体装置（電子部品）Ｈ１〜Ｈ３、ＮＤ…入庫データ、ＳＤ…出庫データ、ＢＦ…部品倉庫管理ファイル。

Claims

電子部品を保管するパレットが備えられた部品倉庫部と、
入庫される電子部品の入庫データ、出庫指示のあった電子部品の出庫データ、および前記パレットの収納状況を管理する部品倉庫管理ファイルが格納されたデータ格納部と、
前記電子部品が入出庫される際に、前記電子部品に印字された品名を読み取る印字読み取り部と、
前記データ格納部から、入庫される電子部品の入庫データを抽出して、前記印字読み取り部が読み取った前記電子部品の品名と前記入庫データの品名とを照合し、前記データ格納手段に格納された部品倉庫管理ファイルから収納可能な前記パレットを選択し、前記パレットのコーナ部から順次収納する入庫処理部と、
出庫指示のあった電子部品の出庫データを前記データ格納部から抽出し、前記出庫データと前記部品倉庫管理ファイルとに基づいて前記出庫指示のあった電子部品を前記パレットから取り出し、前記出庫データの品名と前記印字読み取り部が読み取った前記電子部品の品名とを照合し、前記出庫データに基づいて出庫パレットに配膳する出庫処理部とを備えたことを特徴とする部品配膳システム。
請求項１記載の部品配膳システムにおいて、前記入庫処理部は、選択した前記パレットに、すでに出庫したあとの未収納部分がある場合には、その未収納部分から優先的に前記電子部品を収納することを特徴とする部品配膳システム。
請求項１または２記載の部品配膳システムにおいて、前記部品倉庫部内の雰囲気を、ある湿度以下まで除湿する除湿乾燥部を備えたことを特徴とする部品配膳システム。