JP5052114B2 - 工程管理方法、データ登録プログラム及び電子装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、工程管理方法、データ登録プログラム及び電子装置の製造方法に関し、特に、基板に部品を実装して電子装置を製造する表面実装ラインの工程管理方法、この工程管理方法に使用するデータ登録プログラム、及びこの工程管理方法を使用する電子装置の製造方法に関する。

基板上に部品を実装して電子装置を製造する際には、はんだ印刷装置、マウント装置及びリフロー炉が設けられた表面実装ラインにおいて、基板にはんだを印刷した後、この基板上に部品をマウントし、その後、はんだを溶融・凝固させることによって、部品を基板にはんだ付けしている。従来、このような表面実装ラインにおいては、ラインを構成する各装置のプロセス条件を管理することにより、電子装置の出来栄えを管理していた（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、各装置のプロセス条件を管理することによって製品の出来栄えを管理する方法は、例えば半導体装置の製造ラインのように、プロセス条件の制御性が高く、製品の出来栄えがほぼプロセス条件のみに依存する場合にはうまくいくが、表面実装ラインにおいては、うまくいかない。その理由は、表面実装ラインにおいては、製品（電子装置）の出来栄えは、プロセス条件の他に、基板の良否及びはんだペーストの粘度など、材料の状態に大きく依存し、プロセス条件と製品の出来栄えとが一対一で対応しないからである。例えば、はんだペーストの粘度は、容器を開封してからの時間、環境の温度及び湿度などによって変化する。また、マウントの位置精度も、部品の種類などによって異なる。更に、基板に元々問題があって、製品の出来栄えが不良となる場合もある。従って、表面実装ラインにおいては、プロセス条件を制御するだけでは、精度が高い工程管理を行うことができない。

特開２００４−２４９６７３号公報

本発明の目的は、基板に部品をはんだ付けして電子装置を製造する表面実装ラインの工程管理方法であって、精度が高い工程管理方法、この工程管理方法に使用するデータ登録プログラム、及びこの工程管理方法を使用する電子装置の製造方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、基板の表面にはんだを印刷するはんだ印刷装置、前記印刷されたはんだを検査して印刷出来栄えデータを出力するはんだ印刷検査装置、前記はんだが印刷された基板上に部品をマウントするマウント装置、前記マウントされた部品の状態を検査してマウント出来栄えデータを出力するマウント検査装置、前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けするリフロー炉、及び前記はんだ付けの状態を検査してはんだ付け良否データを出力するはんだ付け検査装置を有する表面実装ラインの工程管理方法であって、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データが記録された一次記録装置から、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む工程と、前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する工程と、前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する工程と、前記二次記録装置に記録された各前記データのうち、前記はんだ付け良否データが良品であることを示している前記部品のデータに基づいて、前記はんだ印刷装置及び前記マウント装置の調整が必要か否かを判定する工程と、を備えたことを特徴とする工程管理方法が提供される。

本発明の他の一態様によれば、基板の表面にはんだを印刷するはんだ印刷装置、前記印刷されたはんだを検査して印刷出来栄えデータを出力するはんだ印刷検査装置、前記はんだが印刷された基板上に部品をマウントするマウント装置、前記マウントされた部品の状態を検査してマウント出来栄えデータを出力するマウント検査装置、前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けするリフロー炉、及び前記はんだ付けの状態を検査してはんだ付け良否データを出力するはんだ付け検査装置を有する表面実装ラインに関して、各前記データを登録するデータ登録プログラムであって、コンピュータに、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データが記録された一次記録装置から、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む手順と、前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する手順と、前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する手順と、を実行させることを特徴とするデータ登録プログラムが提供される。

本発明の更に他の一態様によれば、基板上に部品が実装された電子装置の製造方法であって、前記基板の表面にはんだを印刷する工程と、前記印刷されたはんだを検査して、印刷出来栄えデータを一次記録装置に記録する工程と、前記はんだが印刷された基板上に前記部品をマウントする工程と、前記マウントされた部品の状態を検査して、マウント出来栄えデータを前記一次記録装置に記録する工程と、前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けする工程と、前記はんだ付けの状態を検査して、はんだ付け良否データを前記一次記録装置に記録する工程と、前記一次記録装置から前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む工程と、前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する工程と、前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する工程と、前記二次記録装置に記録された各前記データのうち、前記はんだ付け良否データが良品であることを示している前記部品のデータに基づいて、前記はんだ印刷装置及び前記マウント装置の調整が必要か否かを判定する工程と、前記判定する工程において、前記はんだ印刷装置の調整が必要であると判定したときに、前記はんだ印刷装置の調整を行い、前記マウント装置の調整が必要であると判定したときに、前記マウント装置の調整を行う工程と、を備えたことを特徴とする電子装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、基板に部品をはんだ付けして電子装置を製造する表面実装ラインの工程管理方法であって、精度が高い工程管理方法、この工程管理方法に使用するデータ登録プログラム、及びこの工程管理方法を使用する電子装置の製造方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における電子装置の製造工程を例示するブロック図である。
図１に示すように、本実施形態における電子装置の製造工程１は、基板１０１にはんだ１０２を印刷し、このはんだ１０２を介して部品１０３を実装し、電子装置１０４を製造する表面実装ライン２と、この表面実装ライン２の工程管理を行う工程管理システム３とから構成されている。なお、電子装置の製造工程１には、複数の表面実装ライン２が設けられている場合もある。この場合は、１つの工程管理システム３によって表面実装ライン２の工程管理を行う

表面実装ライン２においては、二次元バーコード読取装置１０、はんだ印刷装置１１、はんだ印刷検査装置１２、マウント装置１３、マウント検査装置１４、リフロー炉１５、及びはんだ付け検査装置１６が、この順に配設されている。また、これらの装置間において基板１０１を搬送する搬送手段１７が設けられている。基板１０１は、搬送手段１７によって搬送されて、表面実装ライン２の各装置を通過することにより、複数個の部品１０３が実装され、電子装置１０４が製造される。

基板１０１の表面には、この基板１０１を特定する二次元バーコード（ＱＲコード）が印刷されている。また、基板１０１の表面には、複数個のロケーションが設定されており、部品１０３は各ロケーションに実装される。また、基板１０１の各ロケーションには、実装される部品１０３に対応して、複数の電極（図示せず）が形成されている。各部品１０３に対応する電極の数は、その部品１０３の種類によって異なっている。

二次元バーコード読取装置１０は、基板１０１に印刷されている二次元バーコード（ＱＲコード）を読み取り、表面実装ライン２に装入された基板１０１を特定する。そして、ＱＲコードの読み取り結果を出力する。はんだ印刷装置１１は、基板１０１の表面に形成された電極上に、ペースト状のはんだ１０２を印刷する。

はんだ印刷検査装置１２は、はんだ印刷装置１１によって基板１０１に印刷されたはんだ１０２を検査して、検査の結果を「印刷出来栄えデータ」として出力する。例えば、はんだ印刷検査装置１２には、ＡＯＩ（Automated Optical Inspection：自動光学式検査システム）が設けられており、電極ごとに印刷されたはんだ１０２の形状を計測し、その結果を数値データとして出力する。一例では、はんだ印刷検査装置１２は、はんだ１０２の高さ及び体積を計測し、その結果を数値データの組として、検査した領域のロケーションを表すデータと共に出力する。

マウント装置１３は、基板１０１の各ロケーションに、部品１０３をマウント（載置）する。マウント検査装置１４は、マウントされた部品１０３の状態を検査してその結果を「マウント出来栄えデータ」として出力する。例えば、マウント検査装置１４にはＡＯＩが設けられており、このＡＯＩが、基板１０１における部品１０３のマウント予定位置に対する実際にマウントされた位置のずれ量を、部品１０３ごとに相互に直交する２方向（以下、「Ｘ方向」及び「Ｙ方向」という）について計測する。そして、その結果を２つの数値データとして、検査した部品１０３のロケーションを表すデータと共に出力する。

リフロー炉１５は、基板１０１、はんだ１０２及び部品１０３を加熱し、その後冷却することによって、部品１０３を基板１０１に対してはんだ付けする。はんだ付け検査装置１６は、ＡＯＩによって基板１０１と部品１０３との間のはんだ付けの状態を検査して、検査の結果を「はんだ付け良否データ」として出力する。例えば、はんだ付けの状態が良好であれば、「ＯＫ」を出力し、不良であれば「ＮＧ」を出力する。また、検査対象とした部品１０３のロケーションも併せて出力する。

一方、工程管理システム３においては、一次記録装置２１、データ登録ツール２２、二次記録装置２３、及びＳＰＣ（Statistical Process Control：統計的工程管理）ツール２４が設けられている。一次記録装置２１は、例えば、パーソナルコンピュータ（図示せず）に内蔵又は接続されたハードディスクによって構成されている。一次記録装置２１は、二次元バーコード読取装置から出力されたＱＲコードの読み取り結果が入力されると共に、はんだ印刷検査装置１２から出力された「印刷出来栄えデータ」、マウント検査装置１４から出力された「マウント出来栄えデータ」、はんだ付け検査装置１６から出力された「はんだ付け良否データ」がロケーションを示す情報と共に入力され、これらのデータを一定期間保存する。なお、一次記録装置２１は複数台のハードディスクによって構成され、データが並列に入力されるようになっていてもよい。これにより、入力速度を向上させることができる。

データ登録ツール２２は、例えば、パーソナルコンピュータ（図示せず）にインストールされたデータ登録プログラムによって構成されている。データ登録プログラムは、コンピュータに、一次記録装置２１から、「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」を読み込む手順と、「印刷出来栄えデータ」から部品１０３ごとに「代表データ」を算出する手順と、「代表データ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」を、部品１０３ごとに二次記録装置２３に記録する手順と、を実行させるプログラムである。

「代表データ」の算出は、「印刷出来栄えデータ」に含まれる数値データ、例えば、基板１０１に印刷されたはんだ１０２の形状を表す数値データ、例えば、高さ及び体積を、このはんだ１０２が接続される部品１０３ごとに集計し、部品１０３ごとの統計量、例えば、平均値及び標準偏差を求めることによって行う。各部品１０３に対応する数値データの数は、この部品１０３に対応する電極の数に比例し、部品１０３に対応する電極の数は、部品１０３の種類によって異なるため、各部品１０３に関連する数値データの個数は、部品１０３の種類によって異なる。そこで、上述の如く部品１０３ごとに「代表データ」を算出することによって、電極の数が相互に異なる部品１０３のはんだ印刷の出来栄えを、同じ個数の数値によって表せるようにする。

二次記録装置２３は、例えば、パーソナルコンピュータ（図示せず）に内蔵又は接続されたハードディスクによって構成されており、データ登録ツール２２によって入力された「代表データ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」を、部品１０３ごとに記録する。

ＳＰＣツール２４は、例えば、パーソナルコンピュータ（図示せず）にインストールされたＳＰＣプログラムによって構成されている。ＳＰＣプログラムは、コンピュータに、二次記録装置２３に記録された各データから、「はんだ付け良否データ」が良品（ＯＫ）であることを示している部品１０３のデータを抽出し、部品１０３の種類ごとにはんだ印刷装置１１及びマウント装置１３の条件の調整が必要か否かを判定する手順を実行させるプログラムである。

例えば、「はんだ付け良否データ」が「ＯＫ」である部品１０３（以下、「良品」ともいう）の「代表データ」の平均値及び標準偏差を求め、この平均値及び標準偏差に基づいて上下の管理限界値を設定する。そして、その後、はんだ印刷装置１１によって印刷されたはんだ１０３の高さの代表データがこれらの管理限界値間の範囲（以下、「管理範囲」という）から外れた場合に、はんだ印刷装置１１の調整が必要であると判定する。同様に、良品の「マウント出来栄えデータ」に基づいて管理限界値を設定し、この管理限界値を基準としてマウント装置１３の調整が必要であるか否かを判定する。

そして、ＳＰＣプログラムはさらに、コンピュータに、はんだ印刷装置１１の調整が必要であると判定したときに、はんだ印刷装置１１の調整を指示する作業指示書を発行し、マウント装置１３の調整が必要であると判定したときに、マウント装置１３の調整を指示する作業指示書を発行する手順を実行させる。また、ＳＰＣプログラムは、このパーソナルコンピュータに、これらの判定結果を電子メールなどを介して、作業者に通知する手順を実行させる。

なお、上述のデータ登録プログラムがインストールされたコンピュータと、二次記録装置２３を構成するハードディスクが内蔵又は接続されたコンピュータと、ＳＰＣプログラムがインストールされたコンピュータとは、同一のものであってもよく、別個のものであってもよい。

次に、本実施形態の電子装置の製造工程１の動作、すなわち、本実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。
先ず、表面実装ライン２の動作について説明する。
図２は、本実施形態の表面実装ラインの動作を例示するフローチャート図である。

図１及び図２のステップＳ１に示すように、基板１０１が表面実装ライン２に装入されると、二次元バーコード読取装置１０は、この基板１０１の二次元バーコード（ＱＲコード）を読み取り、その結果を一次記録装置２１に対して出力する。そして、搬送手段１７が基板１０１をはんだ印刷装置１１に搬送する。

次に、ステップＳ２に示すように、はんだ印刷装置１１が、基板１０１の表面に形成された各電極上に、ペースト状のはんだ１０２を印刷する。そして、搬送手段１７が基板１０１をはんだ印刷検査装置１２に搬送する。

次に、ステップＳ３に示すように、はんだ印刷検査装置１２が、基板１０１上に印刷されたはんだ１０２を検査して、その結果を「印刷出来栄えデータ」として一次記録装置２１に対して出力し、一次記録装置２１がこれを記録する。一例では、はんだ印刷検査装置１２は、基板１０１の各電極上に形成されたはんだ１０２の形状、例えば、高さ及び体積を測定し、その結果を数値データの組として出力する。また、このとき、はんだ印刷検査装置１２は、各数値データの組と共に、検査対象とした領域のロケーションも出力する。そして、搬送手段１７が基板１０１をマウント装置１３に搬送する。

次に、ステップＳ４に示すように、マウント装置１３が、基板１０１上に複数個の部品１０３をマウントする。このとき、マウント装置１３は、部品１０３の電極がはんだ１０２に当接するように、基板１０１のロケーションごとに部品１０３をマウントする。そして、搬送手段１７が基板１０１をマウント検査装置１４に搬送する。

次に、ステップＳ５に示すように、マウント検査装置１４が、基板１０１にマウントされた部品１０３の状態を検査して、その結果を「マウント出来栄えデータ」として一次記録装置２１に対して出力し、一次記録装置２１がこれを記録する。例えば、マウント検査装置１４は、各部品１０３について、マウントされる予定の位置に対する実際にマウントされた位置のずれ量を、Ｘ方向及びＹ方向について計測し、これを数値データの組として出力する。また、このとき、マウント検査装置１４は、検査対象とした部品１０３のロケーションも出力する。そして、搬送手段１７が基板１０１をリフロー炉１５に搬送する。

次に、ステップＳ６に示すように、リフロー炉１５が、基板１０１、はんだ１０２及び部品１０３を、加熱した後、冷却する。これにより、はんだ１０２が一旦溶融した後、凝固し、部品１０３の電極を基板１０１の電極に対してはんだ付けする。この結果、部品１０３が基板１０１に対して実装される。そして、搬送手段１７が基板１０１をはんだ付け検査装置１６に搬送する。

次に、ステップＳ７に示すように、はんだ付け検査装置１６が、基板１０１と部品１０３との間のはんだ付けの状態を部品１０３ごとに検査して、はんだ付けの状態が良好であれば「ＯＫ」を示すデータを、不良であれば「ＮＧ」を示すデータを、「はんだ付け良否データ」として一次記録装置２１に対して出力する。また、このとき、検査対象とした部品１０３のロケーションも出力する。そして、一次記録装置２１がこれを記録する。このようにして、電子装置１０４が製造される。

次に、工程管理システム３の動作、すなわち、表面実装ライン２に対する工程管理方法について説明する。この工程管理方法は、本実施形態に係る電子装置の製造方法の一部をなすものである。
図３（ａ）は、一次記録装置に記録されたデータの形式を例示する図であり、（ｂ）は、二次記録装置に記録されたデータの形式を例示する図であり、
図４は、本実施形態のデータ登録ツールの動作を例示するフローチャート図であり、
図５は、本実施形態のＳＰＣツールの動作を例示するフローチャート図であり、
図６は、横軸に作業シフトをとり、縦軸にＹ方向のマウントずれ量をとって、工程能力を可視化した例を示すグラフ図である。

上述の如く、図１に示す一次記録装置２１には、図２のステップＳ２、Ｓ４及びＳ６に示す工程において、表面実装ライン２から、「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」、「はんだ付け良否データ」がそれぞれロケーションと共に入力され、記録される。また、一次記録装置２１には、ＱＲコードの読み取り結果も入力され、記録される。このとき、ＱＲコードの読み取り結果及びロケーションを表す文字列により、ＩＤが構成される。このＩＤ及び電子装置１０４の設計データにより、ある基板のあるロケーションに実装された部品１０３が特定される。一次記録装置２１は、これらのデータを所定のフォルダ内で一定期間保存する。

このとき、「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」のデータ形式は、各データの特性及び各検査装置の仕様によって定まっている。例えば、上述の如く、「印刷出来栄えデータ」に含まれる部品１０３ごとの数値データの組の数は、部品１０３の種類によって異なっている。一方、「マウント出来栄えデータ」は、部品１０３の位置ずれ量を示しているため、数値データの組は部品ごとに１組ずつ存在する。また、「はんだ付け良否データ」は、部品１０３ごとの良品／不良品を示しているため、本来、データは部品１０３ごとに１つずつ存在するが、例えば、はんだ付け検査装置１６は、「ＮＧ」の部品名のみを出力する。このため、図３（ａ）に示すように、「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」のデータ形式は、相互に異なっている。また、「印刷出来栄えデータ」は、部品ごとに行数が異なっている。従って、このままでは、各データを部品１０３に関連付けて統一的に扱うことが困難である。

このような状態において、データ登録ツール２２は、図４のステップＳ１１に示すように、定刻でフォルダ監視を行う。すなわち、毎日決まった時刻に自動的に一次記録装置２１にアクセスし、一次記録装置２１における上述のフォルダ内に記録されているデータを監視する。そして、ステップＳ１２に示すように、一次記録装置２１に記録されたデータを、「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」のそれぞれのデータ形式のテンプレートと照合することによって、一次記録装置２１に記録されているデータから、「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」を判別する。そして、各データに記入されたキーワード、例えば、表面実装ライン及び装置の種類などのキーワードによって、これらのデータが作成されたライン及び装置を判別する。次に、ステップＳ１３に示すように、ステップＳ１２において判別されたデータを、ＩＤと共に抽出して読み込む。

次に、ステップＳ１４に示すように、データ加工を行い、「印刷出来栄えデータ」から部品１０３ごとの「代表データ」を算出する。例えば、「印刷出来栄えデータ」に含まれるはんだ１０２の高さ及び体積を部品１０３ごとに集計し、統計量、例えば、平均値及び標準偏差を算出する。

次に、ステップＳ１５に示すように、二次記録装置２３にデータ登録を行う。すなわち、ステップＳ１３において一次記録装置２１から読み込んだ「マウント出来栄えデータ」、「はんだ付け良否データ」及びＩＤと、ステップＳ１４において「印刷出来栄えデータ」から算出した「代表データ」とを、二次記録装置２３に記録する。このデータは、図３（ｂ）に示すように、ＩＤによって特定される部品１０３に、「代表データ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」が関連付けられたものとなる。なお、二次記録装置２３には複数枚のテーブルを作成しておき、各テーブルに順次データを書き込むことが好ましい。これにより、並列処理を行い、データの処理速度を向上させることができる。

一方、図５のステップＳ２１に示すように、ＳＰＣツール２４も定刻に起動して二次記録装置２３にアクセスする。そして、ステップＳ２２に示すように、二次記録装置２３に記録されたデータ（図３（ｂ）参照）のうち、「はんだ付け良否データ」が「ＯＫ」である部品（良品）のデータを抽出する。

次に、ステップＳ２３に示すように、ステップＳ２２において抽出したデータを加工して、ＳＰＣ判定を行うためのデータ及びグラフを作成するためのデータを作成する。例えば、抽出したデータから、はんだの平均高さ、平均体積、マウント時のＸ方向のずれ量及びＹ方向のずれ量などの数値データに関して、部品１０３の種類ごとに、平均値Ｘ及び標準偏差σを算出し、規格限界値の内側に管理限界値を設定する。例えば、上側の管理限界値を（Ｘ＋３σ）と設定し、下側の管理限界値を（Ｘ−３σ）と設定する。また、上述の各数値データを例えば作業のシフトごとに集計する。

次に、ステップＳ２４に示すように、ステップＳ２３において集計したデータに基づいて、グラフを作成する。例えば、図６に示すように、部品１０３がコネクタである場合のＹ方向のずれ量の平均値（Ｘ）、上側のばらつき（Ｘ＋３σ）、下側のばらつき（Ｘ−３σ）を、シフトごとにプロットしたグラフを作成する。これにより、工程能力の推移を可視化する。例えば、図６においては、第ｔ日のＢシフトと第（ｔ＋１）日のＡシフトとの間にマウント装置１３のメンテナンスを行ったため、コネクタのマウント精度が改善されたことが示されている。

次に、ステップＳ２５に示すように、ステップＳ２３において設定した管理限界値などに基づいて、はんだ印刷装置１１及びマウント装置１３の調整が必要か否かの判定を行う。以下、判定方法の具体例について説明する。はんだ印刷装置１１については、先ず、はんだ高さの平均値及び標準偏差、並びにはんだ体積の平均値及び標準偏差に関して、はんだ印刷装置１１が処理した部品の総数に対して、上側管理限界値と下側管理限界値との間の範囲（管理範囲）内にあるものの割合を「パス率」とし、このパス率が目標値を下回っているか否かを判断する。そして、パス率が目標値以上であれば、はんだ印刷装置１１の調整は不要であると判定する。一方、パス率が目標値未満である場合、はんだ高さ及びはんだ体積の統計量に基づいて、はんだ量が多すぎるか、少なすぎるかを判定する。また、マウント装置１３については、部品１０３の種類ごとに、Ｘ方向ずれ量及びＹ方向ずれ量の最大値及び標準偏差をそれぞれの基準値と比較して、最大値及び標準偏差が共に基準値を超えていた場合に、マウント装置１３の調整が必要であると判定する。

ステップＳ２５において、はんだ印刷装置１１又はマウント装置１３の調整が必要であると判定した場合は、ステップＳ２６に示すように、対象となる種類の部品１０３の実装を行う際に、作業者Ｍに対して電子メールを発信し、はんだ印刷装置１１又はマウント装置１３の調整が必要である旨を通知すると共に、ステップＳ２７に示すように、ＷＥＢページ上で作業指示書を発行する。作業指示書は、はんだ印刷装置１１が印刷するはんだ量を低減するための作業の内容を記載したもの、若しくは、はんだ量を増加させるための作業の内容を記載したもの、又は、マウント装置１３の調整作業の内容を記載したものである。

一例では、はんだ量を低減するための作業指示書には、印刷スピード、印圧、クリアランスなどの印刷条件を所定の管理範囲内に調整すること、マスク裏面におけるはんだ付着状態を確認することなどを記載する。また、はんだ量を増加させるための作業指示書には、印刷条件を所定の管理範囲内に調整すること、マスク上にはんだの残存がないことを確認することなどを記載する。更に、マウント装置を調整するための作業指示書には、フィーダセットへの部品の咬み込みの有無を確認すること、吸着位置のずれの有無を確認すること、異音の有無を確認することなどを記載する。

作業者Ｍは、電子メールを受信することにより、はんだ印刷装置１１又はマウント装置１３の調整が必要であることを知り、ＷＥＢページ上で発行された作業指示書を確認することにより、具体的な作業内容を認識することができる。そして、作業者Ｍがはんだ印刷装置１１又はマウント装置１３に対して作業指示書に記載された調整を施すことにより、はんだの印刷状態又は部品のマウント状態が良好な状態に復帰する。

このように、表面実装ライン２、データ登録ツール２２及びＳＰＣツール２４は、並列に駆動する。そして、工程管理システム３が、稼働中の表面実装ライン２から電子装置１０４の中間及び最終出来栄えに関する情報を採取し、それに基づいて表面実装ライン２を構成する各装置の調整の必要性を判定し、この判定結果を作業者に伝えることにより、表面実装ライン２の動作にフィードバックをかけることができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、はんだ印刷検査装置１２がはんだ印刷装置１１によって印刷されたはんだ１０２を検査し、その結果を定量的な数値データとして出力し、マウント検査装置１４がマウント装置１３によってマウントされた部品１０３の状態を検査し、その結果を定量的な数値データとして出力する。そして、データ登録ツール２２がこれらのデータを処理することにより、処理されたデータに基づいて、ＳＰＣツール２４が、はんだ印刷装置１１及びマウント装置１３の調整が必要かどうかを判定することができる。このように、本実施形態によれば、製品の中間状態の出来栄えに基づいて、表面実装ラインの装置の調整の必要性を判断することができる。この結果、はんだペーストの粘度などの材料の状態が変化しても、それに合わせて装置を調整することにより、製品の出来栄えを安定して良好なものとすることができる。これにより、精度が高い工程管理を行うことができる。

また、本実施形態によれば、データ登録ツール２２が一次記録装置２１から読み込んだデータのうち、「印刷出来栄えデータ」については部品１０３ごとに「代表データ」を算出し、この「代表データ」及び「マウント出来栄えデータ」を、「はんだ付け良否データ」に関連付けて二次記録装置２３に記録する。これにより、ＳＰＣツール２４は、「はんだ付け良否データ」が「ＯＫ」である部品１０３の「代表データ」及び「マウント出来栄えデータ」のみに基づいて、工程管理を行うことができる。すなわち、「はんだ付け良否データ」が「ＮＧ」である部品１０３のデータを、工程管理の基礎とするデータ群から外すことができる。この結果、基板に元々問題があった場合のデータのように、ノイズとなるデータを除外して、装置及びプロセスの条件によって制御可能なデータのみを収集し、工程管理の基礎となるデータ群を設定することができる。この結果、精度がより高い工程管理が可能となる。

更に、本実施形態においては、ＳＰＣツール２４が、規格範囲の内側に管理範囲を設定し、この管理範囲に基づいて装置の調整が必要かどうかの判定を行っているため、規格範囲からはずれた電子装置、すなわち、不良品が発生する前に、対策を講じることができる。

更にまた、本実施形態においては、ＳＰＣツール２４が、はんだ印刷装置１１及びマウント装置１３の調整が必要であると判定したときに、調整の方向に応じて、調整に必要な作業を具体的に記載した作業指示書を発行している。このため、作業者は、容易且つ迅速に調整作業を行うことができる。表面実装ラインを構成するはんだ印刷装置及びマウント装置などの調整作業は、人手を要する作業が多いが、上述のような作業指示書を発行することにより、作業の効率が作業者の技量やノウハウによって左右されることがなく、安定した調整結果を得ることができる。従って、本実施形態においては、工程管理の安定性及び応答性が高い。

更にまた、本実施形態によれば、表面実装ライン２から一次データ、すなわち、ＩＤ並びに「印刷出来栄えデータ」、「マウント出来栄えデータ」及び「はんだ付け良否データ」が入力される一次記録装置２１と、工程管理用の二次データを保持する二次記録装置２３とを、別個に設けている。これにより、一次データの入力動作と二次データを用いたＳＰＣ（統計的工程管理）とを並列に行うことができ、処理速度が向上する。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、前述のいずれかの実施形態に対して、当業者が適宜、工程又は装置の追加、削除、変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

例えば、本実施形態においては、表面実装ライン２の最上流部に二次元バーコード読取装置１０を設け、印刷工程の前にＱＲコードを読み込んでいるが、これに加えて、マウント検査工程の前及びはんだ付け検査工程の前にも、ＱＲコードの読み込みを実施してもよい。

また、本実施形態においては、ＳＰＣツール２４が電子メールを送信することによって作業者に装置の調整の必要性を報知し、ＷＥＢ上に作業指示書を掲載することによって作業内容を伝達しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、装置の調整する旨の通知はディスプレイの画像上に表示してもよく、作業指示書は毎回プリントアウトして書類化するようにしてもよい。

更に、本実施形態においては、全ての部品について一次データを取得する例を示したが、本発明はこれに限定されず、選択された部品のみから一次データをサンプリングしてもよい。例えば、「印刷出来栄えデータ」については、各セルから選択されたいくつかの部品についてのみ、データを取得してもよく、不良率が高い部品のみからデータを取得してもよく、開口形状が大きな部品のみからデータを取得してもよい。また、「マウント出来栄えデータ」については、マウント装置が複数台設けられている場合には、各マウント装置と部品の供給形態ごとに、３〜１０部品を選択してデータを取得してもよい。このように、限定された部品のみからデータを取得することにより、データの処理速度を向上させ、工程管理の効率を向上させることができる。

本発明の実施形態における電子装置の製造工程を例示するブロック図である。 本実施形態の表面実装ラインの動作を例示するフローチャート図である。 （ａ）は、一次記録装置に記録されたデータの形式を例示する図であり、（ｂ）は、二次記録装置に記録されたデータの形式を例示する図である。 本実施形態のデータ登録ツールの動作を例示するフローチャート図である。 本実施形態のＳＰＣツールの動作を例示するフローチャート図である。 横軸に作業シフトをとり、縦軸にＹ方向のマウントずれ量をとって、工程能力を可視化した例を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 電子装置の製造工程、２ 表面実装ライン、３ 工程管理システム、１０ 二次元バーコード読取装置、１１ はんだ印刷装置、１２ はんだ印刷検査装置、１３ マウント装置、１４ マウント検査装置、１５ リフロー炉、１６ はんだ付け検査装置、１７ 搬送手段、２１ 一次記録装置、２２ データ登録ツール、２３ 二次記録装置、２４ ＳＰＣツール、１０１ 基板、１０２ はんだ、１０３ 部品、１０４ 電子装置

Claims (11)

1. 基板の表面にはんだを印刷するはんだ印刷装置、前記印刷されたはんだを検査して印刷出来栄えデータを出力するはんだ印刷検査装置、前記はんだが印刷された基板上に部品をマウントするマウント装置、前記マウントされた部品の状態を検査してマウント出来栄えデータを出力するマウント検査装置、前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けするリフロー炉、及び前記はんだ付けの状態を検査してはんだ付け良否データを出力するはんだ付け検査装置を有する表面実装ラインの工程管理方法であって、
   前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データが記録された一次記録装置から、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む工程と、
   前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する工程と、
   前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する工程と、
   前記二次記録装置に記録された各前記データのうち、前記はんだ付け良否データが良品であることを示している前記部品のデータに基づいて、前記はんだ印刷装置及び前記マウント装置の調整が必要か否かを判定する工程と、
   を備えたことを特徴とする工程管理方法。
2. 基板の表面にはんだを印刷するはんだ印刷装置、前記印刷されたはんだを検査して印刷出来栄えデータを出力するはんだ印刷検査装置、前記はんだが印刷された基板上に部品をマウントするマウント装置、前記マウントされた部品の状態を検査してマウント出来栄えデータを出力するマウント検査装置、前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けするリフロー炉、及び前記はんだ付けの状態を検査してはんだ付け良否データを出力するはんだ付け検査装置を有する表面実装ラインの工程管理方法であって、
   前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データが記録された一次記録装置から、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む工程と、
   前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する工程と、
   前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する工程と、
   前記二次記録装置に記録された各前記データのうち、前記はんだ付け良否データが良品であることを示している前記部品のデータのみに基づいて、前記はんだ印刷装置及び前記マウント装置の調整が必要か否かを判定する工程と、
   を備えたことを特徴とする工程管理方法。
3. 前記判定する工程において、前記はんだ印刷装置の調整が必要であると判定したときに、前記はんだ印刷装置の調整を指示する作業指示書を発行し、前記マウント装置の調整が必要であると判定したときに、前記マウント装置の調整を指示する作業指示書を発行する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の工程管理方法。
4. 前記印刷出来栄えデータは、前記基板の各電極に印刷されたはんだの形状を表す数値データであり、前記代表データは、前記数値データを前記部品ごとに集計して得られた統計量であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の工程管理方法。
5. 前記マウント出来栄えデータは、前記基板における前記部品の搭載予定位置に対する前記部品が搭載された位置のずれ量であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の工程管理方法。
6. 基板の表面にはんだを印刷するはんだ印刷装置、前記印刷されたはんだを検査して印刷出来栄えデータを出力するはんだ印刷検査装置、前記はんだが印刷された基板上に部品をマウントするマウント装置、前記マウントされた部品の状態を検査してマウント出来栄えデータを出力するマウント検査装置、前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けするリフロー炉、及び前記はんだ付けの状態を検査してはんだ付け良否データを出力するはんだ付け検査装置を有する表面実装ラインに関して、各前記データを登録するデータ登録プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データが記録された一次記録装置から、前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む手順と、
   前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する手順と、
   前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する手順と、
   を実行させることを特徴とするデータ登録プログラム。
7. 前記印刷出来栄えデータは、前記基板の各電極に印刷されたはんだの形状を表す数値データであり、前記代表データは、前記数値データを前記部品ごとに集計して得られた統計量であることを特徴とする請求項６記載のデータ登録プログラム。
8. 前記マウント出来栄えデータは、前記基板における前記部品の搭載予定位置に対する前記部品が搭載された位置のずれ量であることを特徴とする請求項６記載のデータ登録プログラム。
9. 基板上に部品が実装された電子装置の製造方法であって、
   前記基板の表面にはんだを印刷する工程と、
   前記印刷されたはんだを検査して、印刷出来栄えデータを一次記録装置に記録する工程と、
   前記はんだが印刷された基板上に前記部品をマウントする工程と、
   前記マウントされた部品の状態を検査して、マウント出来栄えデータを前記一次記録装置に記録する工程と、
   前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けする工程と、
   前記はんだ付けの状態を検査して、はんだ付け良否データを前記一次記録装置に記録する工程と、
   前記一次記録装置から前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む工程と、
   前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する工程と、
   前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する工程と、
   前記二次記録装置に記録された各前記データのうち、前記はんだ付け良否データが良品であることを示している前記部品のデータに基づいて、前記はんだ印刷装置及び前記マウント装置の調整が必要か否かを判定する工程と、
   前記判定する工程において、前記はんだ印刷装置の調整が必要であると判定したときに、前記はんだ印刷装置の調整を行い、前記マウント装置の調整が必要であると判定したときに、前記マウント装置の調整を行う工程と、
   を備えたことを特徴とする電子装置の製造方法。
10. 基板上に部品が実装された電子装置の製造方法であって、
    前記基板の表面にはんだを印刷する工程と、
    前記印刷されたはんだを検査して、印刷出来栄えデータを一次記録装置に記録する工程と、
    前記はんだが印刷された基板上に前記部品をマウントする工程と、
    前記マウントされた部品の状態を検査して、マウント出来栄えデータを前記一次記録装置に記録する工程と、
    前記はんだを加熱して前記部品を前記基板にはんだ付けする工程と、
    前記はんだ付けの状態を検査して、はんだ付け良否データを前記一次記録装置に記録する工程と、
    前記一次記録装置から前記印刷出来栄えデータ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを読み込む工程と、
    前記部品ごとに、前記印刷出来栄えデータから代表データを算出する工程と、
    前記部品ごとに算出した前記代表データ、前記マウント出来栄えデータ及び前記はんだ付け良否データを、前記部品に関連付けて、前記部品ごとに二次記録装置に記録する工程と、
    前記二次記録装置に記録された各前記データのうち、前記はんだ付け良否データが良品であることを示している前記部品のデーのみ基づいて、前記はんだ印刷装置及び前記マウント装置の調整が必要か否かを判定する工程と、
    前記判定する工程において、前記はんだ印刷装置の調整が必要であると判定したときに、前記はんだ印刷装置の調整を行い、前記マウント装置の調整が必要であると判定したときに、前記マウント装置の調整を行う工程と、
    を備えたことを特徴とする電子装置の製造方法。
11. 前記調整を行う工程は、前記はんだ印刷装置の調整が必要であると判定したときに、前記はんだ印刷装置の調整を指示する作業指示書を発行し、前記マウント装置の調整が必要であると判定したときに、前記マウント装置の調整を指示する作業指示書を発行する工程であることを特徴とする請求項９または１０に記載の電子装置の製造方法。

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