JP4359290B2 - 実装方法、実装プログラム、部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、部品を基板に実装する部品実装機に適用される実装方法等に関し、特に、実装中の不具合の発生確率を低下させることのできる方法等に関する。

電子部品を基板上に実装する部品実装機としては、以下のような工程を経て実装が行われる。すなわち、まず、電子部品を吸着保持できるノズルを備えたいわゆるヘッドを電子部品が供給される部品供給部の上方にまで移動させ、前記ノズルで所望の電子部品を吸着保持する。次に、電子部品を装着すべき位置である実装点の上方にノズルを位置させる。当該ノズルの位置決めは、ヘッドを移動させることにより行う。そして、前記位置決めされたノズルに保持される電子部品をノズルとともに降下させ、電子部品を基板に装着する。電子部品の装着が終了すれば、ノズルのみを上昇させ、新たな電子部品を吸着するためにノズルを部品供給部に再び向かわせる。

以上のような、電子部品の吸着、保持、搬送、装着、帰還の一連の工程を複数種の電子部品に対して多数回繰り返すことにより、部品実装機は実装基板を生産する。しかし、当該実装を行っている際に、実装エラーが発生することがある。例えば、部品供給部から電子部品を吸着できなかった場合や、電子部品の上面を正しく保持できずに、立った状態、もしくは、斜めになった状態で電子部品を保持してしまういわゆる立ち吸着が発生する場合、搬送時に保持していた電子部品が落下してしまう場合、所望する位置からずれて電子部品を装着してしまう場合、帰還時に基板に装着したはずの電子部品が未だノズルに付着し、そのまま次の工程に突入してしまういわゆる持ち帰りなどが実装エラーの具体例として挙示できる。

従来、このような実装エラーの発生を如何に抑止できるかが課題となっている。つまり、実装エラーの発生確率が低い部品実装機は信頼性が高くなり、また、実装エラーの発生確率が低い部品実装機により生産される実装基板は歩留まりが良く、引いては製造コストを低下させることになる。

そこで、実装エラー発生確率の低減方法の一つとして電子部品の持ち帰りを検出し、持ち帰りが多く発生するノズルを交換することで実装エラー発生確率の低減を図ることが提案されている（例えば特許文献１）。
特開平１１−３４６１００号公報

前記特許文献１に記載の発明は、確かに実装エラーの発生確率を低減させる効果はあるものの、当該効果を得るためには、部品実装機の操業を一旦停止させた後、ノズルを交換する必要があり、手間と時間を要するものである。

一方、本願発明者らは、持ち帰りの発生確率が以前に比べて高くなっていることを見いだすに至り、鋭意努力と研究の結果、その原因を突き止めるに至った。

つまり、ＲｏＨＳ（Restriction on Hazardous Substances）指令に象徴される環境問題に対応するため、最近では鉛を含有していないはんだで電子部品と基板とを接合する、いわゆる鉛フリーの実装基板が採用されることが多くなっている。

そして、鉛フリーの実装基板に採用されるはんだに適応するためには、多くの電子部品の電極（リード）に、純度の高い錫メッキが施されている。

これらの電子部品を吸着保持したとき、例えば図１６に示すように、電子部品１に施されたメッキ２とノズル１１の先端とが接触した場合に、ノズル１１の先端と電子部品１とが固着し、持ち帰りの発生確率が高くなることを見いだすに至った。

さらにこれは、ノズル１１の先端に設けられている摩耗防止用の皮膜と従来より柔らかい純錫に近いメッキ２の皮膜とが固着しているために、持ち帰り発生確率が増加することを見いだした。

また、このようなノズル１１の先端と電子部品１とが固着した場合、固着した電子部品１を取り除こうとしても、強く固着していてブラシなどでこすっても落ちないことがあり、また、この作業は部品実装機の操業を停止させて行う必要があるため、実装基板の生産性に悪影響を及ぼすものである。このため、部品実装機の操業を停止することなく持ち帰りを防止することは急務となっている。

なお、ＲｏＨＳ指令とは、ヨーロッパにおいて近々施行される予定のものであり、電気・電子機器の製造から処分に至る全ての段階において、指定危険物質の使用の最小化を図ることを指令するものである。また、使用が制限される物質は、鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、ポリ臭化ビフェニール、ポリ臭化ジフェニルエーテルの６物質である。

本発明は、上記課題を踏まえ、持ち帰りの現象に鑑みなされたものであり、純度の高い錫メッキが施された電子部品に限定することなく部品全般の持ち帰りの発生を低減する実装方法などの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる実装方法は、ノズルにより吸着保持された部品を基板に装着する部品実装機に対応する実装方法であって、基板に対し部品を装着する処理を行った後、前記ノズルに当該部品が未だ付着している状態を持ち帰りとする場合に、持ち帰りの発生しやすい部品種を実装する際に、持ち帰りを防止する実装条件で部品を実装する実装ステップを含むことを特徴とする。特に、前記実装ステップにおいて、持ち帰りの発生しやすい部品種とは固着性の強い部品種であり、持ち帰りを防止する実装条件とは固着力が低減するような実装条件であることが望ましい。

これにより、持ち帰りの発生しやすい部品種を実装する際に、持ち帰りを防止することが可能となる。

また、ノズルにより吸着保持された部品を基板に装着する部品実装機に対応する実装方法であって、基板に対し部品を装着する処理を行った後、前記ノズルに当該部品が未だ付着している状態を持ち帰りとする場合に、持ち帰りが発生しやすい部品種を実装する際に、持ち帰りを防止する実装条件に変更する変更ステップと、持ち帰りを防止する実装条件で部品を基板に実装する実装ステップとを含むことを特徴とする。

これにより、持ち帰りの発生しにくい条件に変更し、当該実装条件で部品が実装されるため、持ち帰りの発生を抑制することが可能となる。

さらに、持ち帰りを防止する実装条件と部品種とが対応付けられる部品データを取得する取得ステップと、実装する部品種に対応する持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれるか否かを判定する判定ステップとを含み、前記変更ステップでは、前記判定ステップにおいて実装する部品種に対応する持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれると判定された場合、前記部品データに含まれる持ち帰りを防止する実装条件に変更することが望ましい。

これによれば、部品データに基づき実装条件に変更が加えられるため、部品データ次第で変更するパラメータの量などを調整することが可能となる。

さらに、持ち帰りを検出する持ち帰り検出ステップと、部品種に対する持ち帰り率を算出する持ち帰り率算出ステップと、算出される持ち帰り率が所定の閾値を上回った場合、前記部品データに含まれる持ち帰りを防止する実装条件を、より持ち帰りが発生しにくい実装条件に更新する更新ステップとを含むことが望ましい。

これにより、最適な持ち帰りを防止する実装条件を探索することができ、良好なフィードバックを行うことができる。

さらに、持ち帰りを検出する持ち帰り検出ステップと、持ち帰りが検出された場合、前記部品データに含まれる持ち帰りを防止する実装条件を、より持ち帰りが発生しにくい実装条件に更新する更新ステップとを含んでもよい。

これにより、１回でも持ち帰りが発生すれば、フィードバックを行うことができるため、良好な応答性を得ることができる。

さらに、基板に対し部品を装着する処理を行った後、基板上に当該部品が装着されていない状態（前記持ち帰りを除く）を欠品とする場合に、欠品の有無を判定する欠品判定ステップと、部品種に対する欠品率を算出する欠品率算出ステップと、算出される欠品率が所定の閾値を上回った場合、部品データに含まれる欠品を防止する実装条件を、より欠品の発生しにくい実装条件に更新する第２更新ステップとを含むことが望ましい。

これにより、持ち帰りの発生を抑制するための実装条件が極端になりすぎて、他の不具合が発生することを抑止することができる。

なお、上記目的は、前記ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする実装プログラムとしても上記と同様の作用効果により達成することができる。

また、前記ステップを実行する手段を備えることを特徴とする部品実装機としても上記目的を達成することができる。

部品の持ち帰りが発生しにくい実装条件で実装することで、ノズルの交換などの部品実装機を停止させて作業をしなければならない時間を必要とすることなく、持ち帰りの発生確率を低減させることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る部品実装機１００を一部切り欠いて示す外観斜視図である。

同図に示す部品実装機１００は、実装ラインに組み込むことができる装置であり、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、所定数の電子部品が装着された基板である実装基板を下流に送り出す装置である。部品実装機１００は、電子部品を真空吸着により保持する吸着ノズルを備え、吸着保持した電子部品を搬送し基板に装着することができる装着ヘッドを複数備えたマルチ装着ヘッド１１０と、そのマルチ装着ヘッド１１０を水平面方向に移動させるＸＹロボット１１３と、多量に保持する電子部品を順次供給することのできる部品供給部１１５とを備えている。

この部品実装機１００は、具体的には、微少部品からコネクタ、１０ｍｍ角以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のＩＣ部品などの多様な電子部品を基板に高速に装着することができる高速多機能機である。なお、本実施の形態は、本発明の一実施の形態を示したものであり、ここで記載する「高速多機能機」の語も、特許請求の範囲に記載した「部品実装機」の一例を示すために具体的に記載したものにすぎない。つまり、「部品実装機」の語は広く解釈されるべきであり、少なくとも部品を基板に実装する装置（機械）であれば「部品実装機」に含まれる。

図２は、部品実装機１００の主要な構成を示す平面図である。

部品実装機１００はさらに、各種形状の部品種に対応するためにマルチ装着ヘッド１１０に交換自在に取り付けられる交換用の吸着ノズルが保存されるノズルステーション１１９と、基板１２０の搬送用軌道を構成するレール１２１と、搬送された基板１２０が載置され電子部品が装着される装着テーブル１２２と、吸着ノズルに吸着保持された装着前の電子部品が不良の場合などに、当該部品を回収する部品回収装置１２３と、吸着ノズルが保持している電子部品を装着前に撮像し、画像解析に供する画像を提供する認識装置１２４とを備えている。

認識装置１２４は、吸着ノズルに吸着保持された装着前の電子部品を撮像し、吸着ノズルの位置と撮像された電子部品の画像とから、吸着ノズルに対する電子部品の水平方向や回転方向のずれなどを取得する装置である。本実施の形態に係る部品実装機１００は、認識装置１２４として、電子部品を撮像し装着前の電子部品の下方からの画像を得るＣＣＤカメラ方式の認識装置１２４ａと、レーザ光線を電子部品に照射し、反射光から装着前の電子部品の下方からの立体画像を得るラインセンサ方式の認識装置１２４ｂとを備えている。

部品供給部１１５は、部品実装機１００の前後に設けられており、長尺のテープに一列に配置されて保持された電子部品を順次供給するテープフィーダが多数並んで配置される部品供給部１１５ａと、プレートの中にマトリクス状に収納される電子部品を供給する部品供給部１１５ｂとを有している。

図３は、マルチ装着ヘッド１１０を示す斜視図である。

同図に示すように、マルチ装着ヘッド１１０は、複数個の装着ヘッドが備えられており、各装着ヘッドには吸着ノズル１１１が備えられている。また、マルチ装着ヘッド１１０の両側部には基板１２０に装着された電子部品の装着状態などを撮像するための実装点カメラ１０１が取り付けられている。

なお、発明を実施するための最良の形態の項では、前記認識装置１２４（図２参照）におけるカメラと区別すべく「実装点カメラ」なる語を使用している。つまり「実装点」の語に本発明を限定する意図は含まれておらず、単に実装点近傍やその直上を撮像するためのカメラとしての意味を有しているにすぎない。

吸着ノズル１１１は、真空吸着により電子部品を保持し、上昇・降下が自在な部材である。また、吸着ノズル１１１の先端は、金属で構成されており、さらに、吸着ノズル１１１の先端面には、電子部品との接触による摩耗を防止するため、超硬合金でバインドされたダイヤモンドなどの被膜が施されている。

実装点カメラ１０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子とレンズとからなるデジタル式のカメラであり、マルチ装着ヘッド１１０に対し、カメラ保持具１０２を介して取り付けられている。

カメラ保持具１０２は、内部に駆動源と駆動機構からなる駆動部とを備えており、外部からの制御により、保持している実装点カメラ１０１を揺動させたり回転させたりすることができるようになっている。

図４は、部品実装機１００の機能構成を示すブロック図である。

本発明にかかる部品実装機１００は、マルチ装着ヘッド１１０や実装点カメラ１０１等からなる機構部１５０と、機構部１５０から情報を取得して加工し、また、機構部１５０を制御する実装制御部２００とを備えている。

実装制御部２００は、各機能をソフトウエアやハードウエアにより実現するコンピュータシステムであり、記憶部２５０と、実装部２０１と、判定部２０２と変更部２０３とを備えている。

記憶部２５０は、ハードディスクなど読み書き可能な情報記憶媒体で構成されるものであり、部品種とこれに対応する持ち帰りを防止する実装条件とが関連づけられたデータである部品データ２５１と、持ち帰りを考慮してないデフォルトの実装条件２５２等の各種データベースが記憶されている。なお、これらデータベースについての詳細は後述する。

実装部２０１は、実装条件２５２を記憶部２５０から取得し、実装条件２５２に原則的に従い、機構部１５０の各構成要素を制御し基板に電子部品を実装させるための処理部である。

判定部２０２は、部品データ２５１と実装条件２５２とを記憶部２５０から取得し、これらを照合することで、実装する電子部品の部品種が部品データ２５１に含まれ、かつ、持ち帰りを防止する実装条件であって当該部品種に対応する実装条件が前記部品データに含まれているか否かを判定する処理部である。また、この判定結果は、後述の変更部２０３に通知される。

変更部２０３は、判定部２０２から判定結果を受信し、実装される電子部品の部品種に対応する持ち帰りを防止する実装条件がある場合は、記憶部２５０から取得された実装条件２５２から部品データに含まれる持ち帰りを防止する実装条件に変更し、当該条件で実装することを実装部２０１に指示する処理部である。

次に、上記部品実装機１００における一般的な部品の実装動作の概略を説明する。

まず、＜１＞マルチ装着ヘッド１１０を部品供給部１１５の上方にまで移動させ、各吸着ノズル１１１を降下させて所望の電子部品を吸着し保持する。

ここで、図５は、吸着ノズル１１１の降下量と、電子部品と吸着ノズル１１１との間に発生する圧力との関係を示すグラフである。

同図に示すグラフの縦軸は、吸着ノズル１１１の降下量を示している。また、横軸は、圧力を示している。

吸着ノズル１１１が電子部品を吸着し保持する詳細な行程は以下の通りである。

すなわち、同図に示すように、吸着ノズル１１１は、事前に設定される降下量に基づき降下する（図５中Ｌ１）。しかし、吸着ノズル１１１と電子部品とが当接（図５中Ｐ）した後は、電子部品が吸着ノズル１１１の降下に抗し吸着ノズル１１１は降下しにくくなる。一方、マルチ装着ヘッド１１０は、降下量の設定値に達するまで吸着ノズル１１１を降下させる動作を行う（図５中Ｌ２）。この事前に設定される降下量と実際の吸着ノズル１１１の降下量との差は、マルチ装着ヘッド１１０と吸着ノズル１１１との間に介在配置される弾性体により吸収される。

なお、本明細書、及び、特許請求の範囲、図面に記載する「降下量」の語は、実際の吸着ノズル１１１の降下量ではなく、事前に設定される（マルチ装着ヘッド１１０が吸着ノズル１１１を降下させようとする）値を示している。

また、当接（図５中Ｐ）後、さらに吸着ノズル１１１を降下させる降下量を設定するのは、吸着ノズル１１１を電子部品に押し付けることで吸着ノズル１１１によって電子部品が確実に保持されるためである、しかし逆に、電子部品と吸着ノズルとの間に圧力（力）が発生することになる（図５中Ｌ２）ため、この圧力がある値Ａよりも大きくなると持ち帰りの発生する確率が高くなる。

以上のように、吸着ノズル１１１が電子部品と当接し圧力を発生させた後、電子部品を保持した状態で吸着ノズル１１１が上昇する。ここで、吸着ノズル１１１は、真空吸着で電子部品を保持している。すなわち電子部品を保持している吸着ノズル１１１内の圧力（大気圧よりも低い）と大気圧との差により発生する力により、吸着ノズル１１１は電子部品を保持している。

次に、＜２＞吸着ノズル１１１で保持した状態の電子部品の保持状態を、認識装置１２４で確認する。ここで、吸着ノズル１１１に電子部品が保持されていなかったり、補正することができないような異常な保持状態（例えば立ち吸着）であった場合、当該部品を廃棄するとともに、再度部品供給部１１５に戻って電子部品を吸着し、同様の確認処理を行うリカバリ処理を行う。従って、認識装置１２４を通過する前に発生する不具合によっては、欠品は発生しにくい。

次に、＜３＞実装点上方に各吸着ノズル１１１が位置するようにマルチ装着ヘッド１１０を順次移動させ、実装点に位置する吸着ノズル１１１から順に保持する電子部品を降下させて電子部品を基板１２０に装着する。

ここで、吸着ノズル１１１の降下量は、前記吸着動作と同様に、電子部品と基板１２０とが当接した状態からさらに降下するような降下量が設定されている。すなわち、図５に示したグラフと同様の状態が基板１２０に装着された電子部品と吸着ノズル１１１との間で発生する。

次に、＜４＞吸着ノズル１１１内の圧力を大気圧よりも高くする、いわゆるブローが行われて、吸着ノズル１１１と電子部品とを分離する処理が行われる。

そして、マルチ装着ヘッド１１０が保持する電子部品（本実施の形態では最大４個、図３参照）の装着が終了すれば、新たな電子部品を吸着するためにマルチ装着ヘッド１１０は部品供給部１１５に向かう。

次に、持ち帰りを低減する実装方法を説明する。

図６は、実装処理動作を示すフローチャートである。

まず、実装部２０１は、記憶部２５０から実装条件２５２を取得する（Ｓ５０１）。

次に、判定部２０２は、部品データ２５１を記憶部２５０から取得する（Ｓ５０２）。

ここで、部品データ２５１は、図７に示すように、部品種とこれに対応する持ち帰りを防止する実装条件とが関連づけられたデータである。特に、部品データ２５１に含まれる部品種としては、固着性の強い部品種（例えば、鉛フリーはんだ対応の電子部品）が含まれており、これに対応付けられる持ち帰りを防止する実装条件として、固着力が低減するような実装条件が含まれる。

また、同図に記載される「降下量」の欄に記載されている値は、部品供給部から電子部品を吸着保持するための吸着ノズル１１１の降下量であって、現実装条件と持ち帰りを防止する実装条件との差分を示している。同図に記載される「吸着力」の欄に記載されている値は、吸着ノズル１１１が電子部品を吸着保持するために設定される圧力の値であって、現実装条件に対する持ち帰りを防止する実装条件の割合を示している。同図に記載される「押込量」の欄に記載されている値は、電子部品を基板１２０に装着するための吸着ノズル１１１の押込量であって、現実装条件と持ち帰りを防止する実装条件との差分を示している。

なお、「降下量」とは基準点（図５中０点）からの降下量の設定値であり、「押込量」とは吸着ノズル１１１と電子部品との当接点（図５中Ｐ点）からの降下量の設定値であり物理量としては同じであるが、設定する値の起算点（０点、Ｐ点）が異なっている。

同図に記載される「ブロー圧」の欄に記載されている値は、吸着ノズル１１１から電子部品を分離するために設定される圧力の値であって、現実装条件に対する持ち帰りを防止する実装条件の割合を示している。

次に、判定部２０２は、実装部２０１の制御により実装する電子部品の部品種を取得し、部品データ２５１に該当する部品種が有るか否かに基づき実装条件を変更するか否かを判定する（Ｓ５０３）。該当する部品種に関連づけられるデータが部品データ２５１にある場合は、変更すると判定し（Ｓ５０３：Ｙ）、当該データを変更部２０３に送信する。

ここで、判定部２０２の部品種の取得方法は、特に限定されるものではないが、例えば、各実装点に実装する部品種は、通常ＮＣプログラムで指定されるため、当該ＮＣプログラムから実装する電子部品の部品種を取得すればよい。また、部品供給部１１５にセットされた部品のテープフィーダ、部品テープもしくは部品テープを収納したリールに設けた部品識別ＩＤからリーダで読み込み取得するものでもかまわない。

当該通知を受領した変更部２０３は、部品データ２５１に基づき実装条件を持ち帰りを防止する実装条件に変更し（Ｓ５０４）、変更後の実装条件を実装部２０１に送信する。

当該持ち帰りを防止する実装条件を受信した実装部２０１は、持ち帰りを防止する実装条件に基づき機構部１５０を制御し電子部品を実装させる（Ｓ５０５）。

一方、部品データ２５１に該当する部品種がない場合（Ｓ５０３：Ｎ）、実装部２０１は、実装条件のまま機構部１５０を制御し電子部品を実装させる（Ｓ５０５）。

以上の装置構成及び機能構成を採用し、上記方法で電子部品を基板１２０に実装すれば、持ち帰りを防止する実装条件で実装することができ、持ち帰りの発生によるリカバリ処理や、吸着ノズル１１１の交換処理の回数を低下させて部品実装機１００の実稼働効率の向上を図ることができる。また、これにより、実装基板の生産性も向上する。

なお、部品データ２５１として独立にデータベースが存在することなく、部品種と形状とその他の情報とが対応付けられているいわゆる部品ライブラリと称されるデータベースに、変更すべき差分や割合、持ち帰りを防止する実装条件そのものを追加してもかまわない。そしてこの場合、判定部２０２や変更部２０３は、当該部品ライブラリを参照すればよい。

また、部品ライブラリには通常の実装条件が記憶されており、その実装条件を持ち帰り防止のための実装条件に変更して使用するものでもかまわない。

また、本実施の形態において「部品データ」の語は、部品種と持ち帰りを防止する実装条件が対応付けられたデータベースを指し示すものとして記載しているにすぎず、「部品」や「データ」の語は本発明を限定するものではない。

（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２について説明する。本実施の形態２の装置構成は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

図８は、本実施の形態における部品実装機１００の機能構成を示すブロック図である。

同図において、前記実施の形態１と同じ機能部は同じ符号を付しその説明を省略する。

本実施の形態にかかる部品実装機１００は、機構部１５０と実装制御部２００とを備えている。

実装制御部２００は、記憶部２５０と、実装部２０１と、判定部２０２と変更部２０３との他、持ち帰り判定部２０４と、算出部２０５と、更新部２０６と、欠品判定部２０７とを備えている。

持ち帰り判定部２０４は、実装点カメラ１０１や吸着ノズル１１１内の圧力を測定するセンサ、その他の手段により吸着ノズル１１１に電子部品が付着しているか否かを検出し、判定する処理部である。

算出部２０５は、記憶部２５０に保持されている実装ログ２５３に基づき、部品種ごとの持ち帰り率を算出する処理部である。また、実装ログ２５３に基づき後述の部品種ごとの欠品発生率を算出する処理部である。

更新部２０６は、持ち帰り率や後述の欠品率と閾値とを比較し、所定の条件を満たせば、部品データ２５１を新たな部品データ２５１に更新する処理部である。

欠品判定部２０７は、実装点カメラ１０１等により、装着処理が行われた後の基板１２０上の実装点に電子部品が装着されているか否かを検出し、判定する処理部である。

なお前述の通り、本実施形態における実装部２０１と、判定部２０２と変更部２０３とは、実施の形態１で説明した機能と同じ機能を有する処理部である。そして、これらの機能とは、持ち帰りの発生しやすい部品種を実装する際に、持ち帰りを防止する実装条件で部品を実装する処理を行う機能である。

前記持ち帰り判定部２０４と、算出部２０５と、更新部２０６とは本実施形態で新たに登場した処理部であり、これらを統合することにより得られる機能は、後に詳述するように、実生産中に部品持ち帰りが発生していないか監視を継続し、フィードバックをかけて自律的に更新する機能である。さらに、本実施形態で登場する、欠品判定部２０７は、実生産中に欠品が発生していないか監視を継続し、前記算出部２０５と、更新部２０６とによりフィードバックをかけて自律的に更新するための処理部である。

次に、フィードバック制御により持ち帰り、または、欠品を低減する実装方法を説明する。

図９は、本実施の形態における実装処理動作を示すフローチャートである。

まず、前記実施の形態１と同様にして、電子部品の実装が行われる（Ｓ５０１〜Ｓ５０５）。

次に、実装点カメラ１０１により、装着処理が行われた後の吸着ノズル１１１の先端が撮像され、持ち帰り判定部２０４は、撮像された画像内に吸着ノズル１１１の先端に付着している電子部品が存在しているか否かを検出し、吸着ノズル１１１に付着している電子部品を検出すれば持ち帰りが発生していると判定する（Ｓ７０１）。

次に、算出部２０５は、装着された、または、装着されずに持ち帰られた電子部品の部品種について、過去の実績が保持される実装ログ２５３から該当するデータを抽出し、今回の判定結果を加えて、新たに持ち帰り率を算出する（Ｓ７０２）。ここでの持ち帰り率とは、同一部品種の実装回数を分母とし、持ち帰り回数を分子として求めた値である。

次に、更新部２０６は、算出部２０５で算出された持ち帰り率と事前に設定されている閾値とを比較し（Ｓ７０３）、持ち帰り率が閾値よりも高ければ（Ｓ７０３：Ｙ）、記憶部２５０に記憶される部品データ２５１に含まれる持ち帰りを防止する実装条件を新しい持ち帰りを防止する実装条件に更新する（Ｓ７０４）。

ここで、更新部２０６の更新とは、例えば、図７に示される部品データ２５１における、降下量の差分をさらに何％（例えば５％）減少させる、現在のブロー圧力の比率を何ポイント増加させる等である。

次に、実装点カメラ１０１により撮像された、装着処理が行われた後の実装点近傍の画像に基づき、欠品判定部２０７は、撮像された画像内に基板１２０上に電子部品が存在していないか否かを検出し、基板１２０上に電子部品の像がない場合は欠品と判定する（Ｓ７０５）。

次に、算出部２０５は、装着された、または、装着されない電子部品の部品種について、過去の実績が保持される実装ログ２５３から該当するデータを抽出し、今回の判定結果を加えて、新たに欠品率を算出する（Ｓ７０６）。ここでの欠品率とは、持ち帰り以外の原因、例えば、搬送中に吸着ノズル１１１から電子部品が落下した、ブローにより電子部品が吹き飛ばされた等の原因により電子部品が実装されなかった状態を示すものであり、同一部品種の実装回数を分母とし、欠品発生回数から持ち帰り回数を減算した値を分子として求めた値である。

次に、更新部２０６は、算出部２０５で算出された欠品率と事前に設定されている閾値とを比較し（Ｓ７０７）、欠品率が閾値よりも高ければ（Ｓ７０７：Ｙ）、記憶部２５０に記憶される部品データ２５１に含まれる欠品を防止する実装条件を新しい欠品を防止する実装条件に更新する（Ｓ７０８）。

ここで、欠品を防止する実装条件とは、たとえば、加速度のクラスを落とした実装条件である（図7参照）。図７に示す「加速度」の欄に記載されている値は、電子部品を部品供給部１１５から基板１２０上方まで搬送する際の加速度のクラスである。加速度のクラスとは、電子部品を搬送する際の加速度を連続的に変化させるのではなく、段階的に変化させるものとし、その段階に与えた名称である。すなわち、最も加速度の大きいクラスを１とし、クラスの数が増加する毎に加速度が段階的に減少するものとしている。従って、部品データ２５１に含まれる加速度の欄に記載される−１の値は、クラスを一つ落とす、すなわち、加速度の段階を一段落とすことを意味する。

なお、本実施形態で用いている「加速度」の語は、現実の実装機業界では「速度」として表記されることが多々ある。従って、「加速度」を「速度」に置き換えてもかまわない。

以上、必要な電子部品が全て実装されるまで上記処理が繰り返し行われる。

上述の処理により、部品データ２５１は、実装処理において不具合が発生するたびに更新されるとともに、以降の実装処理に反映されるため、部品実装機１００で生産される実装基板の歩留まり向上などを自律的に図ることが可能となる。

また、当該実施の形態２により得られる部品データ２５１は、学習により最適化が図られたデータとして、他の部品実装機等に利用することも可能となる。

なお、本実施の形態では部品データ２５１の更新を一定の値で増減させるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、ＰＩＤ制御など既存のフィードバック制御法を採用してもかまわない。

また、本実施形態では持ち帰りの検出方法を実装点カメラ１０１により検出するものとしたが、持ち帰りの検出はこれに限定されるものではない、例えば、部品装着後に部品供給部に戻る途中のノズルの先端を認識して、部品の持ち帰りを検出するものでもよい。

（実施の形態３）
次に、本発明にかかる実施の形態３について説明する。本実施の形態３の装置構成は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

また、機能構成は、実施の形態２とほぼ同様であるため図８を用いて説明する。

本実施の形態３の場合、図８における、算出部２０５は機能せず、また、記憶部２５０に実装ログ２５３は存在しない。それ以外の機能構成は実施の形態２と同様であるため、その説明を省略する。

図１０は、本実施の形態における実装処理動作を示すフローチャートである。

まず、前記実施の形態１と同様にして、電子部品の実装が行われる（Ｓ５０１〜Ｓ５０５）。

次に、実装点カメラ１０１により、装着処理が行われた後の吸着ノズル１１１の先端が撮像され、持ち帰り判定部２０４は、撮像された画像内に吸着ノズル１１１の先端に付着している電子部品が存在しているか否かを検出し、吸着ノズル１１１に付着している電子部品を検出すれば持ち帰りが発生していると判定する（Ｓ８０１）。

次に、更新部２０６は、持ち帰り判定部２０４で持ち帰りの発生が判定されたか否かを取得し（Ｓ８０２）、持ち帰りが発生しておれば（Ｓ８０２：Ｙ）、記憶部２５０に記憶される部品データ２５１に含まれる持ち帰りを防止する実装条件を新しい持ち帰りを防止する実装条件に更新する（Ｓ８０３）。

ここで、更新部２０６の更新とは、前記実施の形態と同様に、図７に示される部品データ２５１における、降下量の差分をさらに何％（例えば５％）減少させる、現在のブロー圧力の比率を何ポイント減少させる等である。

次に、実装点カメラ１０１により撮像された、装着処理が行われた後の実装点近傍の画像に基づき、欠品判定部２０７は、撮像された画像内に基板１２０上に電子部品が存在していないか否かを検出し、基板１２０上に電子部品の像がない場合は欠品と判定する（Ｓ８０４）。

次に、更新部２０６は、欠品判定部２０７で欠品が発生したか否かを取得し（Ｓ８０５）、欠品が発生しておれば（Ｓ８０５：Ｙ）、記憶部２５０に記憶される部品データ２５１に含まれる欠品を防止する実装条件を新しい欠品を防止する実装条件に更新する（Ｓ７０８）。

以上、必要な電子部品が全て実装されるまで上記処理が繰り返し行われる。

上述の処理により、部品データ２５１は、実装処理において不具合が発生するたびに更新される、しかも、実装ログ２５３等の過去のデータの蓄積を待つことなく更新される。従って、部品実装機１００で生産される実装基板の歩留まり向上などを即時的に図ることが可能となる。

（実施の形態４）
次に、本発明にかかる実施の形態４について説明する。

図１１は、本実施の形態にかかる部品実装ライン３００の一部を示す斜視図である。

同図に示すように、部品実装ライン３００は、複数の部品実装機１００をライン上に配置し、当該部品実装機１００を用いて基板１２０上に電子部品が実装された実装基板を生産するラインである。

この部品実装ライン３００を構成する部品実装機１００は、それぞれラインコンピュータ４００に接続されている。

ラインコンピュータ４００は、部品実装機１００やその他部品実装ライン３００を構成する装置を制御するとともに、部品実装機１００やその他の装置からの情報を取得し処理を行うコンピュータシステムである。

図１２は、ラインコンピュータ４００で実現される部品データ決定部４１０の機能構成を示すブロック図である。

同図に示すように、部品データ決定部４１０は、記憶部４５０と、データ取得部４１１と、実装条件決定部４１２とを備えている。

記憶部４５０は、各部品実装機１００で実装される全ての部品種についての部品データを保有する総部品データ４５１と、全ての部品実装機１００における実装実績を取得し保有する総ログ４５３とを記憶する記憶媒体である。

データ取得部４１１は、各部品実装機１００とそれぞれ接続されており、全部品実装機１００の実装実績を取得する処理部である。

実装条件決定部４１２は、所定の部品種につての実装実績に基づき、最適な実装条件を探索する処理部である。

図１３は、部品データ決定部４１０の処理動作を示すフローチャートである。

まず、データ取得部４１１は、ネットワークにより相互に接続されている全て、または一部の部品実装機１００から実装実績を取得する（Ｓ９０１）。

図１４は、総ログ４５３を示す図である。

ここで実装実績とは、同図に示すように、実装点毎の、持ち帰り発生の有無４７７、欠品の有無４７８、降下量４７２、吸着力４７３、押し込み量４７５、ブロー圧力４７６、加速度４７４、部品実装機１００固有のＩＤ４７１などである。

次に、記憶部４５０は、総ログ４５３として取得した実装実績を部品種に対応付けて蓄積する（Ｓ９０２）。

図１４に示すように、総ログ４５３は枝番４６１を含む部品種番号４６２ごとに蓄積されている。枝番４６１は、部品のメーカーやバージョンなどを示す情報である。同一部品種であれば原則として電子部品の性能特性や外部形状、端子の位置などは同じであるが、例えば、電子部品のメーカーによって、端子にメッキされている皮膜の錫の純度や厚みなどが異なり、また、同一のメーカーであっても、鉛フリー対応製品か否かのバージョンにより、皮膜の組成などが異なるため、区別して蓄積されている。

次に、実装条件決定部４１２は、総ログ４５３の内容を統計処理し、処理後の値を解析して最適な総部品データ４５１を決定する（Ｓ９０３）。

ここで、最適な総部品データ４５１とは、持ち帰りおよび欠品を含めた最も不具合の発生しにくい実装条件を枝番４６１も含めた部品種番号４６２ごとに作成されるデータである。

以上で決定された総部品データ４５１は、各部品実装機１００に提供され、各部品実装機１００は、必要に応じ当該総部品データ４５１を部品データ２５１として活用する。

以上の装置構成、及び、機能構成と上記方法によれば、複数の部品実装機１００から多くの情報を取得することができるため、統計処理をするための母数が増加し、精度の高い解析を行うことが可能となる。従って、各部品実装機１００は、高い解析精度で作成された部品データを利用することができるため、より生産性の向上を図ることができ、また、実装基板の歩留まり向上を図ることが可能となる。

なお、本実施の形態では、ラインコンピュータ４００を実装条件の決定のみに用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、実施の形態１や実施の形態２で示すような実装制御部２００をラインコンピュータ４００が備え、複数の部品実装機１００を個別に制御するものでもかまわない。

また、部品データ２５１は、図１５（ａ）に示すように、部品種ごとに表示したり、図１５（ｂ）に示すように、Ｚ軸ごとに表示したりしてもよい。また、表示された部品データ２５１を一時的に設定（変更）できるようにしてもかまわない。

ここで、Ｚ軸とは、部品供給部１１５における部品種の配列方向を示す軸であり、３次元の高さ方向を表すＺ軸とは異なる概念で用いている。

部品データ２５１を、任意に変更可能とすることで、部品データに人間の感や経験を反映させることができ、部品データに含まれる作成に活用することができるようになる。

本発明は、部品実装機、特に電子部品を回路基板に実装する部品実装機に利用可能である。

本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いて示す外観斜視図である。 部品実装機の主要な構成を示す平面図である。 マルチ装着ヘッドを示す斜視図である。 部品実装機の機能構成を示すブロック図である。 吸着ノズルの降下量と電子部品との間に発生する圧力の関係を示すグラフである。 実装処理動作を示すフローチャートである。 部品データを示す図である。 実施の形態２における部品実装機の機能構成を示すブロック図である。 同実施の形態における実装処理動作を示すフローチャートである。 実施の形態３における実装処理動作を示すフローチャートである。 実施の形態４にかかる部品実装ラインの一部を示す斜視図である。 同実施の形態における部品データ決定部の機能構成を示すブロック図である。 部品データ決定部の処理動作を示すフローチャートである。 総ログを示す図である。 部品データの表示態様を示す図であり、（ａ）は、部品種ごと、（ｂ）はＺ軸ごとの表示態様である。 ノズルと電子部品との付着原因を説明する図である。

符号の説明

１００ 部品実装機
１０１ 実装点カメラ
１０２ カメラ保持具
１０３ 機構部
１１０ マルチ装着ヘッド
１１１ 吸着ノズル
１１２ 装着ヘッド
１１３ ＸＹロボット
１１５ 部品供給部
１１９ ノズルステーション
１２０ 基板
１２１ レール
１２２ 装着テーブル
１２３ 部品回収装置
１２４ 認識装置
１５０ 機構部
２００ 実装制御部
２０１ 実装部
２０２ 判定部
２０３ 変更部
２０４ 持ち帰り判定部
２０５ 算出部
２０６ 更新部
２５０ 記憶部
２５１ 部品データ
２５２ 実装条件
２５３ 実装ログ
３００ 実装ライン
４００ ラインコンピュータ
４１０ 部品データ決定部
４１１ データ取得部
４１２ 実装条件決定部
４５１ 総部品データ
４５３ 総ログ

Claims (7)

1. ノズルにより吸着保持された部品を基板に装着する部品実装機に対応する実装方法であって、
   基板に対し部品を装着する一連のノズル降下、装着、ノズル上昇という動作を行った後、前記ノズルに当該部品が未だ付着している状態を持ち帰りとする場合に、
   前記ノズルの先端との固着力が生じることにより前記持ち帰りの発生の確率が所定以上である部品種について、前記固着力を前記確率が所定より低い部品種よりも低減させ前記持ち帰りを防止する実装条件を設定した部品データを予め記憶する記憶ステップと、
   部品を実装する前に、前記部品データを取得する取得ステップと、
   実装する部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて実装する部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれると判定された場合、前記部品種を実装する際に、前記持ち帰りを防止する実装条件で部品を実装する実装ステップと
   を含むことを特徴とする実装方法。
2. 前記持ち帰りの発生の確率が所定以上である部品種とは、部品の電極に錫メッキが施された部品である請求項１に記載の実装方法。
3. 前記持ち帰りを防止する実装条件とは、供給される部品を吸着する際、または、基板に部品を装着する際の前記ノズルの降下量を所定量減少させた実装条件である請求項１に記載の実装方法。
4. さらに、
   前記持ち帰りを検出する持ち帰り検出ステップと、
   部品種に対する、前記持ち帰りの発生回数を実装回数で除した値である持ち帰り率を算出する持ち帰り率算出ステップと、
   算出された前記持ち帰り率が所定の閾値を上回った場合、前記部品データ中の当該部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件を、より前記固着力を低減させて前記持ち帰りが発生しにくい実装条件に更新する更新ステップと
   を含む請求項１に記載の実装方法。
5. さらに、
   前記持ち帰りを検出する持ち帰り検出ステップと、
   前記持ち帰りが検出された場合、前記部品データ中の当該部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件を、より前記固着力を低減させて前記持ち帰りが発生しにくい実装条件に更新する更新ステップと
   を含む請求項１に記載の実装方法。
6. ノズルにより吸着保持された部品を基板に装着する部品実装機に対応する実装プログラムであって、
   基板に対し部品を装着する一連のノズル降下、装着、ノズル上昇という動作を行った後、前記ノズルに当該部品が未だ付着している状態を持ち帰りとする場合に、
   前記ノズルの先端との固着力が生じることにより前記持ち帰りの発生の確率が所定以上である部品種について、前記固着力を前記確率が所定より低い部品種よりも低減させ前記持ち帰りを防止する実装条件を設定した部品データを予め記憶する記憶ステップと、
   部品を実装する前に、前記部品データを取得する取得ステップと、
   実装する部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて実装する部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれると判定された場合、前記部品種を実装する際に、前記持ち帰りを防止する実装条件で部品を実装する実装ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とする実装プログラム。
7. ノズルにより吸着保持された部品を基板に装着する部品実装機であって、
   基板に対し部品を装着する一連のノズル降下、装着、ノズル上昇という動作を行った後、前記ノズルに当該部品が未だ付着している状態を持ち帰りとする場合に、
   前記ノズルの先端との固着力が生じることにより前記持ち帰りの発生の確率が所定以上である部品種について、前記固着力を前記確率が所定より低い部品種よりも低減させ前記持ち帰りを防止する実装条件を設定した部品データを予め記憶する記憶手段と、
   部品を実装する前に、前記部品データを取得する取得手段と、
   実装する部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段において実装する部品種に対応する前記持ち帰りを防止する実装条件が前記部品データに含まれると判定された場合、前記部品種を実装する際に、前記持ち帰りを防止する実装条件で部品を実装する実装手段と
   を備えることを特徴とする部品実装機。

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