JP4209823B2 - Method and apparatus for designing substrate support block - Google Patents
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Description
本発明は、支持ブロックの設計方法、設計装置および設計プログラムに関し、より特定的には電子部品実装工程にて基板を下受けする支持ブロックの設計方法、設計装置および設計プログラムに関する。 The present invention relates to a support block design method, a design apparatus, and a design program, and more particularly to a support block design method, a design apparatus, and a design program for receiving a substrate in an electronic component mounting process.
近年、複数の電子部品が基板に実装されることにより形成される電子回路は、当該電子回路を内蔵する電子機器の小型化等に伴って、高集積化が要求されている。このような状況下、上記基板の表面積の有効利用のため、上記基板の両面に対して電子部品を実装する、いわゆる両面実装が行われている。上記両面実装の工程において、既に基板片面に電子部品が実装された状態でもう片面へ電子部品を実装するためには、実装済みの面を下面として基板を水平に支持し、基板の位置を固定して実装作業を行う必要がある。この時、実装済みの部品を傷つけずに基板を支える必要があるため、従来は、下面となる実装済み面の電子部品を避ける位置にサポートピンを当てて基板を支持しているか、あるいは電子部品を傷つけない柔軟性のある物質で基板下面の全面を支持している。 In recent years, an electronic circuit formed by mounting a plurality of electronic components on a substrate has been required to be highly integrated along with downsizing of an electronic device incorporating the electronic circuit. Under such circumstances, in order to effectively use the surface area of the substrate, so-called double-sided mounting is performed in which electronic components are mounted on both sides of the substrate. In the above-mentioned double-sided mounting process, in order to mount an electronic component on the other side with the electronic component already mounted on one side of the board, the board is supported horizontally with the mounted surface as the lower side, and the position of the board is fixed. It is necessary to perform the mounting work. At this time, since it is necessary to support the board without damaging the mounted parts, conventionally, the board is supported by applying a support pin at a position avoiding the electronic parts on the mounted surface which is the lower surface, or the electronic parts The entire bottom surface of the substrate is supported by a flexible material that does not damage the substrate.
しかし、上記の方法では基板のそりが生じ易く、この基板のそりが原因で、例えば半田印刷工程においては、基板とマスクとの間にギャップが生じ、印刷品質が低下してしまうという問題があった。この問題を解決する方法として、実装済み電子部品の位置に対応する位置に凹部を形成したブロック(以下、支持ブロックと称す)によって、実装済み電子部品を避けて基板下面全体を支持する方法がある。支持ブロックで基板を支持することによって、基板をより安定的に支持して実装作業を行うことができ、実装品質を向上させることが可能となる。例えば特許文献1には、この支持ブロックを設計するために、電子部品実装機用のNC(Numerical Control)データから基板上の部品の位置とサイズデータを取得し、計算にて凹部形状を求め、支持ブロック加工用のデータを作成する方法が開示されている。
しかしながら、前述のように近年では基板に電子部品が高密度で実装されることが多いため、上記特許文献1に開示された支持ブロック加工用データの作成方法を単に用いただけでは、基板上に集積されている電子部品に対応する位置が凹部として設計される結果、ほとんど基板の外周端部しか支持しない形状の支持ブロックの加工用データが作成される。図16は、上述したほとんど外周端部しか支持しない支持ブロックの形状の一例を示す図である。そして、上記(図16)のような支持ブロックが実際に十分な支持力を有するものかどうかは、上記加工用データに基づいて実際に支持ブロックを作成して試験を行ってみるまではわからなかった。その結果、実際に支持ブロックを作成したが、支持力が不十分であるという場合、例えば支持ブロック作成の熟練者により、その経験に頼って再度上記加工用データを調整、あるいは電子部品の背面を直接吸着する吸着ノズルを付け加える等して、十分な支持力を有する支持ブロックを作り直していた。そのため、品質の悪い支持ブロックの作成による加工コストの無駄の発生や、設計の手戻りによる設計時間の増加といった問題が生じていた。
However, as described above, in recent years, electronic components are often mounted at high density on a substrate. Therefore, the method for creating support block processing data disclosed in
それ故に、本発明の目的は、支持ブロックの設計工程において、支持力のシミュレーション工程を導入することで支持ブロック完成後の支持力を検証でき、検証結果に基づいて設計データを編集することで、支持力が十分に得られる品質の高い支持ブロックを設計するための方法、装置およびプログラムを提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to support the support force after completion of the support block by introducing a support force simulation process in the support block design process, and by editing the design data based on the verification result, To provide a method, an apparatus, and a program for designing a high-quality support block capable of sufficiently obtaining a support force.
上記目的を達成するために、本発明では、基板の少なくとも第1の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成し、当該作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する。続いて、編集の結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態をシミュレーションし、シミュレーションにより所望条件を満たすことが確認された編集形状データに基づいて支持ブロック設計用のデータを出力する。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the electronic component mounted on the board is supported based on the shape data of the component-mounted board in a state where the electronic component is mounted on at least the first surface of the board. The shape data of the support block having the concave portion to be created is created as initial shape data, and the created initial shape data is edited in accordance with a user instruction. Subsequently, based on the edited shape data, which is the shape data of the support block obtained as a result of editing, the state where the substrate is supported by the support block is simulated, and the edited shape is confirmed to satisfy the desired condition by the simulation. Output data for support block design based on the data.
本発明によれば、支持ブロックの設計時に完成後の支持ブロックの吸着支持力をシミュレーションできるようにすることにより、事前に支持力を検証することができ、支持力を十分に有する支持ブロックを設計できる。 According to the present invention, the support force can be verified in advance by designing the support block so that the suction support force of the completed support block can be simulated when the support block is designed. it can.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の実施形態に係る支持ブロック設計装置のハードウェア構成を示す図である。支持ブロック設計装置は、典型的には図1のようなパーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータとソフトウェア(支持ブロック設計プログラム)の組み合わせによって実現可能である。支持ブロック設計装置10は、CPU1、主記憶部2、二次記憶部3、表示部4、操作部5および入出力部6を備えており、互いにバス7を介して接続される。主記憶部2は、ROMやRAMなどのメモリ用媒体で実現される。主記憶部2には、CPU1が実行すべき支持ブロック設計プログラムが読み込まれる。なお、上記支持ブロック設計プログラムは、あらかじめROMに記憶された形で主記憶部2に記憶されていても構わないし、二次記憶部3から主記憶部2に読み込まれても構わないし、図示しない通信回線や外部記憶媒体を通じて支持ブロック設計装置10の外部より主記憶部2に供給されても構わない。CPU1は、上記支持ブロック設計プログラムを実行することによって、支持ブロックの設計データの作成や編集等を行う。二次記憶部3は、ハードディスク等の記憶媒体で実現される。二次記憶部3には、上記支持ブロック設計プログラムや各種データが格納される。表示部4は、ディスプレイ等の装置で実現される。操作部5は、キーボードやマウス等の操作用装置で実現される。入出力部6は、ディスクドライブやLAN端子やUSB端子等で実現される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a support block design apparatus according to an embodiment of the present invention. The support block design apparatus can be typically realized by a combination of a general-purpose computer such as a personal computer as shown in FIG. 1 and software (support block design program). The support
図2は、パーソナルコンピュータ上で実現した本実施形態に係る支持ブロック設計装置の機能構成を示す機能ブロック図である。図2において、支持ブロック設計装置10は、基板設計データ入力部11、初期形状作成部12、形状編集部13、支持力状態解析部14および設計データ出力部15を有する。なお、基板設計データ入力部11、初期形状作成部12、形状編集部13、支持力状態解析部14および設計データ出力部15のいずれか、もしくは全てを、専用のハードウェアにより実現しても構わない。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration of the support block design apparatus according to the present embodiment realized on a personal computer. In FIG. 2, the support
基板設計データ入力部11は、入出力部6を介して基板設計データ16を取得する。また、基板設計データ入力部11は、取得した基板設計データ16を基にして実装基板形状データを作成し、初期形状作成部12に出力する。ここで、基板設計データ16とは、基板および電子部品の形状や基板上の電子部品の配置情報を有するデータである。また、実装基板形状データとは、表面に電子部品が実装された状態の基板の形状を示すデータである。なお本実施形態では、基板設計データ入力部11は、与えられた基板設計データ16から実装基板形状データを生成するとしたが、実装基板形状データが基板設計データ入力部11に与えられた場合には、与えられた実装基板形状データをそのまま初期形状作成部12に出力すればよい。
The board design
初期形状作成部12は、基板設計データ入力部11から出力された実装基板形状データを基に、実装済み電子部品を避けて基板を支持できるように凹部を配置した形状を有する支持ブロックの形状データ(以下、初期形状データと称す)を自動的に作成する。
Based on the mounting board shape data output from the board design
形状編集部13は、初期形状作成部12で作成された支持ブロックの初期形状データに対して、利用者による編集を可能とするものである。形状編集部13は、上記初期形状データを表示部4に表示し、操作部5を介して利用者の編集操作を受け付ける。また、編集されたデータを、編集形状データとして主記憶部2等に保持する。
The
支持力状態解析部14は、形状編集部13で編集された編集形状データに基づき、シミュレーションにより支持ブロックが実際に基板の下受けをしたときの支持力および吸着力を解析する。また、当該シミュレーション処理の結果を表示部4に表示する。
Based on the edited shape data edited by the
設計データ出力部15は、編集形状データを、入出力部6を介して磁気ディスク等の外部記憶媒体に出力する。
The design
本発明は、上記のような構成において、基板設計データ16を支持ブロック設計装置10に読み込み、一旦、支持ブロックの初期形状データを自動的に作成した後、利用者が、当該データに対しシミュレーション処理を用いて吸着力等を確認しながら最適な設計データに編集し、最終的に編集した設計データを出力するものである。
In the present invention, in the configuration as described above, the
以下、図3〜図15を用いて、本発明に係る支持ブロック設計装置10が行う支持ブロック設計処理の詳細動作を説明する。図3は、本実施例で設計する支持ブロックが下受けすべき基板20の概形図である。図3において、基板20の片面には、寸法の異なる電子部品21が複数実装されている。以下、当該基板20の裏面(電子部品がまだ実装されていない面)への半田印刷工程において当該基板20を下受けするための支持ブロックを設計するものとして、本実施例を説明する。
The detailed operation of the support block design process performed by the support
図4は、本実施形態に係る支持ブロック設計処理を示すフローチャートである。図4において、まず、基板設計データ入力部11は、例えば、CADシステムで作成され外部記憶媒体に格納されている基板20の基板設計データ16を、ディスクドライブ(入出力部6)を介して取得する。次に、基板設計データ入力部11は、基板設計データ16から電子部品実装済みの基板形状を算出し、実装基板形状データを作成する。そして、基板設計データ入力部11は、初期形状作成部12に当該実装基板形状データを出力する(ステップS1)。
FIG. 4 is a flowchart showing a support block design process according to this embodiment. In FIG. 4, first, the board design
実装基板形状データを受け取った初期形状作成部12は、実装基板形状データに基づいて、支持ブロックの初期形状を作成する(ステップS2)。図5は、ステップS2において初期形状作成部12が作成する支持ブロック30の形状の一例を示す図である。このステップS2の処理を、図3および図5を用いてより具体的に説明すると、まず、初期形状作成部12は、基板20の実装基板形状データ中の、基板20自体の形状と、基板20に実装される各電子部品21の形状およびそれらの配置位置を解析する。次に、初期形状作成部12は、各電子部品21の位置と形状に基づいて、凹部31の位置と寸法を算出する。この際、図5における各凹部31の寸法は、電子部品21の外形寸法に対し、基板20全体の位置決め精度を考慮して、ある程度のマージンを持たせて幾分大きめに設定される。本実施例では、全ての電子部品21毎に0.5mmのマージンを持たせて凹部31の寸法を算出するものとする。上記のように凹部31の位置や寸法の算出が終われば、初期形状作成部12は、上記凹部31を形成した支持ブロック30の形状データ(図5参照)を作成する。そして、初期形状作成部12は、当該形状データを初期形状データとして、形状編集部13へ出力する。以上で、ステップS2における支持ブロックの初期形状データ作成処理は終了する。
Upon receiving the mounting board shape data, the initial
なお、上述のマージンについては、電子部品21毎の位置ズレ等のばらつきを考慮して、電子部品21の種類に応じて異なるマージンを自動的に設定するようにしてもよい。例えば図6に示すようなアルミ電解コンデンサ211は、一般的に、平面的な形状のICチップに比べて傾きによる幅および高さ方向のばらつきが大きい。そこで、このようなアルミ電解コンデンサ211に対応する凹部31については、他の種類の電子部品に対応する凹部31よりも大きなマージン23を設ける必要がある。このように電子部品21の種類に応じて異なるマージンを自動的に設定することで、凹部31の大きさを最適に設定することができる。
As for the margin described above, a different margin may be automatically set according to the type of the
次に、初期形状作成部12から初期形状データを受け取った形状編集部13は、利用者による当該初期形状データの編集操作に基づき、初期形状データの編集処理を行う(ステップS3)。上記編集の内容としては、(A)基板吸着用穴の作成、(B)吸着ノズルの作成、(C)配管の作成、等が考えられる。ここで、基板吸着用穴とは、支持ブロックの支持面に形成される穴である。これは、支持された基板を上記吸着用穴により吸引することで、より確実に基板を支持ブロックに固定するものである。吸着ノズルとは、基板面の吸着力の補助として、基板表面に実装された電子部品の表面の一部を直接吸着するノズルのことである。配管とは、上記基板吸着用穴及び上記吸着ノズルの空気の流路を確保するために支持ブロック内に設けられる管のことである。これは、基盤吸着穴および吸着ノズルを連通させることで、例えば真空圧力を伝達して吸着力を高めるためのものである。以下、上記(A)〜(C)に係る利用者による編集作業の一例を説明する。
Next, the
まず、形状編集部13は、例えばディスプレイ等の表示部4に初期形状データに基づく支持ブロックの完成イメージ(図5参照)を表示する。そして、利用者からの編集作業の操作を受け付ける。利用者は、マウスやキーボード等の操作部5を用いて、表示されている完成イメージに対して、以下に述べるような各種編集作業を行う。
First, the
上記完成イメージが表示部4に表示されれば、利用者は、基板吸着用穴の作成(上記(A)の編集内容)を行う。図7は、本作業の結果、利用者が基板吸着用穴32を作成した後の支持ブロックの一例を示す図である。この際、利用者は、生成される支持ブロック各部の強度や吸着力などの制約から、例えば以下の制約条件を加味しながら基板吸着用穴32を作成していく。
(制約条件C1)基板支持ブロック30の各凹部31の内壁から一定距離以上離れていること。
(制約条件C2)各基板吸着用穴32それぞれが一定距離以上離れていること。
(制約条件C3)基板吸着用穴32の面積が一定量以上であること。
上記の制約条件は、例えば、あまりに微小な基板吸着用穴の場合、加工作業が困難なため加工コストが大きくなる割にその効果が期待できないため、コストダウンの観点から作成すべきでない等の理由に基づくものである。すなわち、上記の制約条件に基づいて基板吸着用穴32を作成することにより、コストパフォーマンスの悪い基板吸着用穴の作成を抑止でき、支持ブロックにかかるコストを軽減できる。
If the completed image is displayed on the
(Restriction C1) The
(Constraint C2) Each of the substrate suction holes 32 is separated by a certain distance or more.
(Restriction condition C3) The area of the
For example, if the hole is too small for substrate suction, the above constraints are difficult to process, so the effect cannot be expected for the processing cost to increase, so it should not be created from the viewpoint of cost reduction. It is based on. That is, by creating the substrate suction holes 32 based on the above-described constraint conditions, it is possible to suppress the creation of substrate suction holes with poor cost performance, and to reduce the cost for the support block.
なお、本実施例では、利用者が上記制約条件を加味しながら基板吸着用穴32を作成しているが、形状編集部13が上記制約条件を判定し、自動的に基板吸着用穴32を作成してもよい。また、上述の初期形状作成部12が、基板吸着用穴32についても初期形状データに含める形で、上記ステップS2において自動的に作成しておいてもよい。
In this embodiment, the user creates the
上述した基板吸着用穴32の作成が終われば、次に利用者は、吸着ノズルの作成(上記(B)の編集内容)を行う。図8は、基板面の吸着力の補助としてQFP(Quad Flat Package)212の背面を吸着する吸着ノズル33の一例を示した図である。当該吸着ノズル33の位置の決定については、利用者の判断で決定する他、形状編集部13(または初期形状作成部12)に自動的に決定させることも考えられる。例えば、図7における支持ブロック30の凹部31以外の部分および基板吸着用穴32の位置と面積から、十分な吸着力が得られないと判断された場合に、電子部品の形状データに基づいて形状編集部13が吸着ノズル33の位置を自動的に決定することも考えられる。
When the creation of the
上述した吸着ノズルの作成が終われば、次に利用者は、配管の作成(上記(C)の編集内容)を行う。図9は、基板吸着用穴32および吸着ノズルにおける空気の流路を確保するための配管34を追加した支持ブロック30の一例を示す図である。利用者は、基板吸着用穴32がそれぞれ連通するように、支持ブロック30の下方に配管34を作成する。また、上記配管34の作成についても、形状編集部13(または初期形状作成部12)が基板吸着用穴32および吸着ノズルの位置に基づいて自動的に作成することも考えられる。以上で、上記(A)〜(C)の編集内容にかかる編集作業は終了する。
When the creation of the suction nozzle described above is completed, the user then creates a pipe (edited content (C) above). FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the
また、利用者は、上述の編集作業の他、後の支持ブロック加工作業の簡便性などを考慮して、更にその他の編集作業を行ってもよい。例えば、初期形状データにおいて、複数の凹部が隣接している場合において、その部分をまとめて1つの凹部にするといった編集内容が考えられる。図10および図11は、上記編集内容例を示す図である。図10は、支持ブロックの凹部31が隣接している様子を示す図である。図10において、各凹部31は隣接しており、その間の基板と接触する部分37の面積が極端に小さい状態である。このような場合、各凹部の形状に合わせて支持ブロックを加工しようとすると、加工作業が面倒なうえにコストもかかる。そのため、図11に示すように、図10において隣接していた支持ブロックの凹部31の間の部分37を削除して、まとめて凹部31とする、という編集作業が考えられる。また、同様の理由から、チップ部品などが密集した基板領域に相当する支持ブロック30の部位は、まとめて凹部とするなどの編集作業も考えられる。なお、上記その他の編集作業についても、形状編集部13(または初期形状作成部12)に自動で行わせることが考えられる。例えば、形状編集部13が、上記凹部31の間の部分37の面積が所定の値を超えているかどうかを判定することにより、当該部分37を残すか否かを決定することが考えられる。
In addition to the above-described editing work, the user may further perform other editing work in consideration of the convenience of the subsequent support block processing work. For example, in the initial shape data, when a plurality of recesses are adjacent to each other, editing contents such as combining the portions into one recess can be considered. 10 and 11 are diagrams showing examples of the editing contents. FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the
そして、利用者(あるいは形状編集部13)による上述のような各種編集作業が終われば、ステップS3における編集処理は終了する。 Then, when the various editing operations as described above by the user (or the shape editing unit 13) are finished, the editing process in step S3 is finished.
上記編集処理が終われば、次に、支持力状態解析部14は、形状編集部13で編集された編集形状データに基づいて、支持ブロック30で基板20を支持した状態をシミュレーションし、基板全面の吸着支持力分布および歪み量分布を解析する(ステップS4)。上記各分布の解析方法としては、基板20のまだ電子部品が実装されていない側の面が任意の圧力を受けた場合に、基板面を支える部分である凹部31以外の部分による応力、及び基板吸着による下向きの吸引力、および基板自身の歪み応力を考慮して、有限要素法で求めることが考えられる。
When the editing process is completed, the supporting force
次に、支持力状態解析部14は、上記解析の結果、支持力が十分に得られているかどうかを判定する(ステップS5)。この判定は、例えば基板全面の吸着支持力分布のうち吸着支持力が所定値以下である部分が存在するかどうか、あるいは基板の歪み量が許容値を超えていないかどうか等で判定する。ステップS5における判定の結果、支持力が十分であれば(ステップS5でYES)、支持力状態解析部14は、その旨を表示部4に表示し、同時に形状編集部13にも通知する。そして、形状編集部13は、編集結果である編集形状データを設計データ出力部15へ出力する。一方、ステップS5の判定の結果、例えば十分な支持力が得られてない部分が存在するときは(ステップS5でNO)、支持力状態解析部14は、支持力が不十分であるため、利用者に編集作業を促す旨の通知、および解析結果を表示部4に表示する。図12は、表示部4に表示される解析結果の一例を示す図である。図12における解析結果は、上記有限要素法で求められた基板全面の吸着支持力分布を示したものである。図12では、基板20上の部分29において、基板の吸着支持力が小さい(すなわち十分な支持力が得られていない部分)ということが示されている。そして、利用者は、表示部4に表示された解析結果(図12参照)を確認し、再度ステップS3における編集作業を行う。例えば、上述の図12のような解析結果の場合、基板20上の部分29において基板20の吸着支持力が小さいという結果が得られている。そのため利用者は、上記ステップS3の編集作業に戻り、基板支持ブロック30に基板吸着用穴35を追加する等の編集作業を行う。図13は、上記解析結果に基づいて、利用者が基板吸着用穴35を追加した後の支持ブロック30を示す図である。そして、支持力状態解析部14は、再編集後の編集形状データ(図13参照)に基づいて再度基板支持力等を解析し(ステップS4)、その結果の判定(ステップS5)を行う。そして、十分な支持力を有する支持ブロックが設計できるまで、支持ブロック設計装置10は、ステップS3からステップS5までの処理を繰り返す。
Next, the support force
上記編集作業および解析処理の結果、十分な支持力を有する支持ブロックが設計できれば、次に、設計データ出力部15は、設計データ出力処理を行う(ステップS6)。本処理では、例えば、設計データ出力部15は、上記編集作業終了後の編集形状データを磁気ディスク等の外部記憶媒体に出力することが考えられる。この際、設計データ出力部15は、利用者の選択により、出力データの形式を、設計図面もしくはそれに準ずるデータ17の形式あるいは加工用NCデータ18の形式で出力する。以上で、ステップS6にかかる設計データ出力処理は終了する。そして、本実施形態に係る支持ブロック設計処理は終了する。
If a support block having sufficient support force can be designed as a result of the editing operation and the analysis process, the design
このように、本実施形態では、支持ブロックの設計の過程において、利用者が編集した設計データに基づき支持ブロック完成後の吸着支持力等をシミュレーションすることにより、利用者は自ら行った編集内容による吸着力等の事前検証ができる。そして、検証結果に満足できなければ、利用者は、再度設計データの編集作業を行いシミュレーションを繰り返すことで、最適な支持ブロックを設計することができる。その結果、支持力を十分に有する品質の高い支持ブロックを作成することができる。また、利用者が設計データを編集した後、編集後のデータに基づくシミュレーションによる支持力等の解析結果を確認することができるため、設計者間の能力差による支持ブロックの品質のばらつきを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, in the process of designing the support block, by simulating the suction support force after the completion of the support block based on the design data edited by the user, the user depends on the editing contents performed by the user. Pre-verification such as adsorption power can be performed. If the user is not satisfied with the verification result, the user can design the optimum support block by editing the design data again and repeating the simulation. As a result, a high-quality support block having a sufficient support force can be created. In addition, after the user edits the design data, the analysis results such as support force by simulation based on the edited data can be confirmed, thus preventing variation in the quality of the support block due to the ability difference between designers be able to.
なお、上述したステップS1における基板設計データ16の取得の方法としては、例えば基板設計用のCADシステムより出力されるIDF(Intermediate Data Format)フォーマットのような、電子部品が基板に実装された状態の3次元形状データとして取得することが考えられる。その他、基板20表面の電子部品21の実装位置および基板20本体の形状を示すデータについては基板設計用のCADデータとして取得し、電子部品21毎の部品形状は現場の実装CAM(Computer Aided Manufacturing)などの有する部品データとして別途取得することも考えられる。この場合は、基板設計データ入力部11が上記CADデータと上記部品データを組み合わせて、実装基板形状データを作成する。
In addition, as a method of acquiring the
また、基板設計データ入力部11は、複数の基板品種を組み合わせた基板設計データ16を取得し、これらを組み合わせた仮想的な1枚の基板を想定して、実装基板形状データを作成してもよい。図14は、複数の基板を組み合わせて仮想的に1枚の基板とする場合の組み合わせのイメージを示す図である。図14において、基板20に類似した基板40につき、電子部品41の実装位置が基板20とは異なることが想定される場合、1枚の基板に基板20と40双方の部品を全て実装したと想定したものが仮想基板50となる。この場合は、基板設計データ入力部11は、基板20および40の基板設計データ16を読み込み、双方を組み合わせた上記仮想基板50の実装基板形状データを、初期形状作成部12に出力すればよい。これにより、基板20でも基板40でも共通に利用可能な支持ブロックの加工データの作成・編集を行うこともできる。その結果、本来、2つの支持ブロックを作成するところを、1つの支持ブロックを作成するだけで済むため、支持ブロックの加工コストを抑えることが可能となる。なお、あらかじめ上記のような仮想基板50の実装基板形状データを準備しておき、基板設計データ入力部11は、当該仮想基板50の実装基板形状データを取得することも考えられる。この場合は、取得した仮想基板50の実装基板形状データをそのまま初期形状作成部12に出力すればよい。
Further, the board design
また、上述のステップS5において、設計データ出力部15は、支持ブロック30の形状データにつき、凹部31の形成されている座繰り部301と、配管を含むベース部302に分割してデータを出力してもよい。図15は、支持ブロック30のうち、基板面を支える実装済み電子部品を避ける凹部の座繰り部301と空気の流路を確保するための配管を含むベース部302を分割した図である。このように、支持ブロック30の形状データを座繰り部301の形状データとベース部302の形状データとに分割して出力することで、座繰り部301とベース部302を並行して加工することができる。その結果、短期間で支持ブロック30を製作することが可能となる。
In step S5 described above, the design
本発明にかかる基板支持ブロック設計方法、設計装置および設計プログラムは、基板支持ブロック設計時において支持力の事前検証ができ、支持吸着力が十分な、品質の安定した支持ブロックの設計等の用途に有用である。 The substrate support block design method, design apparatus, and design program according to the present invention can be used for the purpose of designing a support block having a stable quality and a sufficient support adsorbing force, which can be verified in advance when designing a substrate support block. Useful.
1 CPU
2 主記憶部
3 二次記憶部
4 表示部
5 操作部
6 入出力部
7 バス
10 支持ブロック設計装置
11 基板設計データ入力部
12 初期形状作成部
13 形状編集部
14 支持力状態解析部
15 設計データ出力部
16 基板設計データ
17 設計図面またはそれに準ずるデータ
18 加工用NCデータ
20、40 基板
21、41 電子部品
23 マージン
29 基板吸着力が小さい部分
30 支持ブロック
31 凹部
32 基板吸着用穴
33 吸着ノズル
34 配管
35 基板吸着用穴
37 凹部の間の部分
50 仮想基板
211 コンデンサ
212 QFP
301 座繰り部
302 ベース部
1 CPU
2
301
Claims (8)
前記基板の少なくとも第1の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データを取得する基板形状取得工程と、
前記基板形状取得工程で取得した部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成する初期形状作成工程と、
前記初期形状作成工程で作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する形状編集工程と、
前記形状編集工程で編集した結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態の基板全面の吸着支持力分布および歪み量分布をシミュレーションする解析工程と、
前記解析工程で解析された基板全面の吸着支持力のうち吸着支持力が所定値以下である部分が存在するかどうか、および、基板の歪み量が許容値を超えていないかどうかを判定し、当該判定の結果、吸着支持力が所定値以下である場合あるいは歪み量が許容値を超えている場合は、利用者に再度編集作業を促す旨の通知と解析した基板全面の吸着支持力分布あるいは基板の歪み量とを判定結果として表示する判定工程と、
前記判定工程での判定の結果、吸着支持力が所定値以下である場合あるいは歪み量が許容値を超えている場合は、利用者が解析結果を基に編集形状データを再度編集し、得られた再編集形状データに基づく前記解析工程のシミュレーションによる判定の結果が、吸着支持力が所定値以上となり、かつ、歪み量が許容値を超えるまで前記編集工程、前記解析工程、前記判定工程を繰り返す工程と、
前記判定工程での判定の結果、吸着支持力が所定値以上となり、かつ、歪み量が許容値を超えることが確認された編集形状データに基づいて、支持ブロック設計用のデータを出力する出力工程とを備えた基板支持ブロック設計方法。 In the process of mounting electronic components on both surfaces of a planar substrate, for the substrate adsorption support in mounting the electronic component on the second surface opposite to the already first surface on which an electronic component is mounted A method of designing a support block, comprising:
A substrate shape acquisition step of acquiring shape data of a component-mounted substrate in a state where an electronic component is mounted on at least a first surface of the substrate;
An initial shape creation step of creating, as initial shape data, shape data of a support block having a recess corresponding to an electronic component mounted on the board, based on the shape data of the component-mounted board acquired in the board shape acquisition step When,
A shape editing step of editing the initial shape data created in the initial shape creation step according to a user instruction;
Based on the edited shape data, which is the shape data of the support block obtained as a result of editing in the shape editing step, the suction support force distribution and the strain distribution on the entire surface of the substrate under the support block are simulated. Analysis process,
Whether the suction supporting force of the suction supporting force of the entire substrate surface that is analyzed by the analysis step is present portion is less than a predetermined value, and determines whether the distortion quantity of the substrate is not an allowable value exceeded, As a result of the determination, if the suction support force is equal to or less than a predetermined value, or if the amount of distortion exceeds an allowable value, a notification that the user is prompted to edit again and the analysis of the suction support force distribution on the entire substrate surface or A determination step of displaying the amount of distortion of the substrate as a determination result;
As a result of the determination in the determination step, when the suction support force is less than the predetermined value or the distortion amount exceeds the allowable value, the user edits the edited shape data again based on the analysis result, and is obtained. The editing step, the analysis step, and the determination step are repeated until the result of determination by the simulation of the analysis step based on the re-edited shape data indicates that the suction support force is equal to or greater than a predetermined value and the distortion amount exceeds an allowable value. Process,
As a result of the determination in the determination step, an output step for outputting data for designing the support block based on the edit shape data in which the suction support force is equal to or greater than a predetermined value and the distortion amount is confirmed to exceed the allowable value. And a substrate support block design method.
前記基板の少なくとも第1の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データを取得する基板形状取得部と、
前記基板形状取得部で取得した部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成する初期形状作成部と、
前記初期形状作成部で作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する形状編集部と、
前記形状編集部で編集した結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態の基板全面の吸着支持力分布および歪み量分布をシミュレーションし、当該シミュレーションされた基板全面の吸着支持力のうち吸着支持力が所定値以下である部分が存在するかどうか、および、基板の歪み量が許容値を超えていないかどうかを判定し、当該判定の結果、吸着支持力が所定値以下である場合あるいは歪み量が許容値を超えている場合は、利用者に再度編集作業を促す旨の通知と解析した基板全面の吸着支持力分布あるいは基板の歪み量とを判定結果として表示する解析部と、
前記解析部による判定の結果、吸着支持力が所定値以上となり、かつ、歪み量が許容値を超えることが確認された編集形状データに基づいて、支持ブロック設計用のデータを出力する出力部とを備え、
利用者は、前記解析部による判定の結果、吸着支持力が所定値以下である場合あるいは歪み量が許容値を超えている場合には、編集形状データを再度編集し、前記解析部による判定の結果、吸着支持力が所定値以上かつ歪み量が許容値を超えるまで編集、解析、判定を繰り返すことを特徴とする基板支持ブロック設計装置。 In the process of mounting electronic components on both surfaces of a planar substrate, for the substrate adsorption support in mounting the electronic component on the second surface opposite to the already first surface on which an electronic component is mounted An apparatus for designing a support block,
A board shape acquisition unit that acquires shape data of a component-mounted board in a state where an electronic component is mounted on at least a first surface of the board;
An initial shape creation unit that creates shape data of a support block having a recess corresponding to an electronic component mounted on the board as initial shape data based on the shape data of the component-mounted board acquired by the board shape acquisition unit. When,
A shape editing unit for editing the initial shape data created by the initial shape creating unit according to a user instruction;
Based on the edited shape data, which is the shape data of the support block obtained as a result of editing by the shape editing unit, the adsorption support force distribution and strain amount distribution on the entire surface of the substrate in the state where the substrate is supported by the support block are simulated. whether the suction supporting force of the suction supporting force of the simulated entire substrate exists portion is less than a predetermined value, and determines whether the distortion quantity of the substrate is not an allowable value have exceeded, this decision As a result, if the suction support force is less than the predetermined value or if the amount of distortion exceeds the allowable value, a notification that prompts the user to edit again and the analysis of the suction support force distribution on the entire surface of the substrate or analysis of the substrate An analysis unit that displays the amount of distortion as a determination result;
As a result of determination by the analysis unit, an output unit that outputs support block design data based on edit shape data in which the suction support force is greater than or equal to a predetermined value and the distortion amount is confirmed to exceed an allowable value; With
As a result of the determination by the analysis unit, the user edits the edited shape data again when the suction support force is less than a predetermined value or the distortion amount exceeds the allowable value, and the determination by the analysis unit is performed. As a result, the substrate support block design apparatus repeats editing, analysis, and determination until the suction support force is equal to or greater than a predetermined value and the distortion amount exceeds an allowable value.
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