JP6439138B2 - Electronic component mounting system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムに関するものである。 The present invention relates to an electronic component mounting system that is configured by connecting a plurality of electronic component mounting apparatuses and that mounts electronic components on a substrate to manufacture a mounting substrate.
実装分野においては、吸着ノズルによって電子部品を取り出し、基板に対して吸着ノズルを下降させて電子部品を実装する電子部品実装装置が広く用いられている。近年、このような電子部品実装装置によって製造された実装基板の品質保証上の要請から、個々の実装基板の生産履歴の遡及追跡を可能とするトレーサビリティの確保が求められている。例えば、実装基板の製造過程や出荷後に不具合が発見された場合、その原因を究明できるよう工程を遡って不具合が発見された基板や当該基板に実装された電子部品などを特定することが求められる。 In the mounting field, an electronic component mounting apparatus that takes out an electronic component with a suction nozzle and lowers the suction nozzle with respect to a substrate to mount the electronic component is widely used. In recent years, due to demands for quality assurance of mounting boards manufactured by such electronic component mounting apparatuses, it is required to ensure traceability that enables retrospective tracking of the production history of individual mounting boards. For example, if a defect is found after the manufacturing process of a mounting board or after shipment, it is required to identify the board on which the defect has been found or the electronic components mounted on the board so that the cause can be investigated. .
このような要請に応じるため、実装基板の製造過程で実行された所定の作業データを記憶する方法が提案されている(例えば特許文献1,2を参照)。特許文献1に示す例では、電子部品実装装置(作業機)において実行された実装作業の履歴データを作成し、これを記憶するようにしている。これによれば、不具合を発見した時点で履歴データを読み出すことで、その原因を究明して然るべき措置を講じることができる。また、特許文献2に示す例では、基板の三次元データに基づいて生成した基板の外観を表す近似曲面と、当該基板のID情報とを関連付けた作業データを記憶するようにしている。これによれば、経年的に基板に不具合が発生した場合に、基板のID情報に基づいて基板の近似曲面データを取得し、当該近似曲面データから実装過程における基板の反り状態を把握して有効な対策を講じることができる。
In order to respond to such a request, a method of storing predetermined work data executed in the manufacturing process of the mounting board has been proposed (see, for example,
しかしながら、特許文献1,2を含む従来技術において作成される作業データでは、例えば基板に実装される電子部品の損傷や実装位置の位置ずれといった不具合の原因を究明することが困難であった。また、近年では、実装基板が組み込まれる製品の多様化に伴い、実装面が湾曲した基板に電子部品を実装した実装基板や、同一の実装点に複数の電子部品を積み重ねて実装するいわゆる三次元実装により製造された実装基板など、特殊な態様の実装基板を製造するケースが増えている。このような実装基板については、前述のような不具合の原因の究明がより困難であった。
However, in the work data created in the prior art including
そこで本発明は、電子部品が実装された実装基板の不具合の原因を容易に究明することができる電子部品実装システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component mounting system capable of easily investigating the cause of a failure of a mounting board on which electronic components are mounted.
本発明の電子部品実装システムは、複数の実装用装置を連結して構成され、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、前記基板に対して昇降自在な吸着ノズルを有し、電子部品を保持した前記吸着ノズルを下降させることによって基板に電子部品を実装する実装ヘッドを備えた電子部品実装装置と、基板において電子部品が実装された実装点と、当該実装点に電子部品を実装した際の前記実装ヘッドの動作情報とを対応させた単位実装履歴を時系列順に並べた実装履歴データを作成する実装履歴データ作成部と、前記実装履歴データを実装対象となった基板と関連付けて記憶する記憶部を備え、前記実装ヘッドの動作情報には、前記吸着ノズルを下降させて基板に電子部品を実装した際の当該吸着ノズルの下降高さ位置に関する情報が含まれる。 An electronic component mounting system according to the present invention is an electronic component mounting system configured by connecting a plurality of mounting devices, and manufacturing a mounting substrate by mounting the electronic component on a substrate, and is movable up and down with respect to the substrate. An electronic component mounting apparatus having a mounting head for mounting the electronic component on the substrate by lowering the suction nozzle holding the electronic component, and a mounting point where the electronic component is mounted on the substrate; A mounting history data creation unit that creates mounting history data in which unit mounting history corresponding to the operation information of the mounting head when mounting an electronic component at a mounting point is arranged in chronological order, and the mounting history data is mounted A storage unit that stores the information in association with the substrate, and the operation information of the mounting head includes the suction nozzle when the electronic component is mounted on the substrate by lowering the suction nozzle. It includes information about the lowered height position.
本発明によれば、電子部品が実装された実装基板の不具合の原因を容易に究明することができる。 According to the present invention, it is possible to easily investigate the cause of a failure of a mounting board on which electronic components are mounted.
まず図1を参照して、本発明の一実施の形態における電子部品実装システムについて説明する。電子部品実装システム1は、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する機能を有しており、LAN(Local Area Network)などの通信ネットワーク2を介して実装ライン3と管理部4を接続して構成される。以下、基板の搬送方向をX方向、X方向と水平面内において直交する方向をY方向、XY平面に対して垂直な方向をZ方向と定義する。
First, an electronic component mounting system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The electronic
実装ライン3は、基板に電子部品を実装するための各種作業を行う複数の実装用装置をX方向に連結して構成される。本実施の形態では、実装用装置として印刷装置M1、印刷状態検査装置M2,複数の電子部品実装装置M3,M4,M5を含む。印刷装置M1は、基板の電極にはんだペーストを印刷する。印刷状態検査装置M2は、基板に印刷されたはんだペーストの印刷状態を検査する。電子部品実装装置M3〜M5は、はんだペーストが印刷された基板に電子部品を実装する。管理部4は、これらの実装用装置から逐次送信される各種情報を収集し、また、実装用装置において必要な作業データなどを記憶することによって実装ライン3を管理する。
The
図2において、基板5の実装面5a(上面)には複数の実装点R(R1〜R5)が設定されている。それぞれの実装点Rには電子部品6が実装される。基板5の一側部には、基板5の個々の識別情報である基板ID(基板識別情報)を記録したバーコードラベル7が設けられている。また、基板5の対角線上の各位置には位置認識用の認識マーク8が設けられている。
In FIG. 2, a plurality of mounting points R (R1 to R5) are set on the
次に図3、図4、図5を参照して、電子部品実装装置M3〜M5の構成について説明する。基台9の上面には、X方向に延びた一対の搬送コンベアを備えた基板搬送機構10が設けられている。基板搬送機構10は、基板5を搬送して所定の実装作業位置(図3に示す基板5の位置)に位置決めする。基板搬送機構10によって搬送される基板5の上方であって、基板5の搬入側(図3において紙面左側)には基板ID読み取り部11が設けられている。基板ID読み取り部11は、基板搬送機構10によって搬送される基板5のバーコードラベル7から基板IDを読み取る。読み取った基板IDは管理部4に送信される。
Next, configurations of the electronic component mounting apparatuses M3 to M5 will be described with reference to FIGS. On the upper surface of the
基板搬送機構10のY方向における両側の位置には、部品供給部12がそれぞれ設けられている。部品供給部12には複数のテープフィーダ13がX方向に並列して設けられている。テープフィーダ13は、長手方向に一定間隔で電子部品6を収納したキャリアテープ14(図4)を間欠送りして、後述する吸着ノズル19による部品取り出し位置13aまで電子部品6を供給する。キャリアテープ14は供給リール15に巻回収納されている。供給リール15は、図示しない台車に設けられたリール保持部材によって回転自在に保持されている。
基台9のX方向における端部にはY軸移動ビーム16Yが設けられており、Y軸移動ビーム16Yには2基のX軸移動ビーム16XがY方向に移動自在に設けられている。また、それぞれのX軸移動ビーム16Xには平板状のプレート部材17を介して実装ヘッド18がX方向に移動自在に装着されている。Y軸移動ビーム16YとX軸移動ビーム16Xを駆動することにより、実装ヘッド18は部品供給部12の上方と、実装作業位置に位置決めされた基板5の上方を含む所定の範囲を水平なXY方向に移動することができる。Y軸移動ビーム16YとX軸移動ビーム16Xは、実装ヘッド18を部品供給部12と基板5との間で移動させるヘッド移動機構16(図6)を構成する。
The end of the
図4及び図5(a)において、実装ヘッド18は下方に電子部品6を吸着する吸着ノズル19を有している。吸着ノズル19は上方に設けられたノズル昇降機構20によって昇降し、また、図示しない回転機構によって水平回転する。吸着ノズル19は部品取り出し位置13aに対して下降し、この位置で真空吸引することによって部品取り出し位置13aへ供給された電子部品6を取り出す。また、吸着ノズル19は電子部品6を保持した状態で基板5上の任意の実装点Rに対して所定量だけ下降し、この位置で真空吸引を解除することによって基板5に電子部品6を実装する。このように、実装ヘッド18は基板5に対して昇降自在な吸着ノズル19を有し、電子部品6を保持した吸着ノズル19を下降させることによって基板5に電子部品6を実装する。
4 and 5A, the
図4および図5(a)において、実装ヘッド18はロードセル21を内蔵している。ロードセル21は抵抗線歪み計を利用した荷重測定器である。吸着ノズル19が保持する電子部品6が基板5に接触したとき、吸着ノズル19が受けた反力をロードセル21の荷重検出面が検知すると、ロードセル21に内蔵された歪みゲージの抵抗値が変化する。これにより、図示しない計測アンプによって荷重の大きさに応じたアナログ信号が検出され、さらにAD変換されて制御部30に出力される。このように、ロードセル21は吸着ノズル19を下降させて基板5に電子部品6を実装する際の基板5に対する吸着ノズル19の荷重値を測定する荷重値測定手段となっている。
4 and 5A, the
実装ヘッド18は高さセンサ22を備えている。高さセンサ22はレーザ変位計など計測軸方向の変位を非接触で検出可能な計測器であり、ヘッド移動機構16を駆動させることによって実装ヘッド18とともに移動する。図5(a)に示すように、高さセンサ22は基板5の実装面5aに光を走査させ、実装面5aで反射した光を受光した位置に応じてサンプリング測点Aの高さ(Z座標値)を計測する(矢印a)。図5(b)に示すように、サンプリング測点Aは基板5の実装面5aに適宜分布するように水平位置(XY座標値)が予め設定されている。高さセンサ22による計測結果は実装面5aの歪みの検出に用いられる。
The
図3および図4において、実装ヘッド18は撮像視野を下方に向けた第1の認識カメラ23を備えている。第1の認識カメラ23は、基板5の認識マーク8や、テープフィーダ13の部品取り出し位置13aを撮像する。また、基台9上であって基板搬送機構10と部品供給部12との間には、撮像視野を上方に向けた第2の認識カメラ24が設けられている。第2の認識カメラ24は、部品供給部12から取り出されて吸着ノズル19に保持された電子部品6を下方から撮像する。第1の認識カメラ23、第2の認識カメラ24によって取得した撮像データは認識処理部35(図6)で認識処理され、これにより基板5、電子部品6の位置が検出される。基板5に電子部品6を実装する際の吸着ノズル19のXY平面における位置は、基板5および電子部品6の検出結果に基づいて算出された位置ずれ量を加味したうえで補正される。
3 and 4, the mounting
図3,図4および図5において、基台9の上方には投光器25およびラインセンサカメラユニット26が、基板5と部品供給部12との間を実装ヘッド18が実装作業のために往復する移動経路を挟んで対向させて配置されている。なお、投光器25とラインセンサカメラユニット26は、いずれも実装ヘッド18のX方向への移動ストロークS(図3)の範囲外に配置されており、実装ヘッド18の移動の妨げにならないようになっている。
3, 4, and 5, the
投光器25はレーザ光など指向性の強い帯状の検査光25aを照射する機能を有する。ラインセンサカメラユニット26は投光器25から投光された帯状の検査光25aを受光して、吸着ノズル19の下端部の状態を示す画像データ(一次元画像)を出力する機能を有する。実装作業時において、吸着ノズル19の下端部が検査光25aを横切るように実装ヘッド18を移動させることで、ラインセンサカメラユニット26は吸着ノズル19の下端部の状態を示す画像データ(一次元画像)を制御部30に出力する。この画像データは吸着ノズル19に保持された電子部品6の姿勢の良否判定に用いられる。
The
次に図6を参照して、電子部品実装システム1の制御系の構成について説明する。ここでは、電子部品実装装置M3〜M5と管理部4の構成についてのみ言及する。電子部品実装装置M3〜M5が備える制御部30は、通信部31、記憶部32、機構駆動部33、カメラ制御部34、認識処理部35、判定部36、歪み検出部37、補正量算出部38を含んで構成される。また、制御部30は基板搬送機構10、基板ID読み取り部11、ヘッド移動機構16、実装ヘッド18、ノズル昇降機構20、ロードセル21、高さセンサ22、第1の認識カメラ23、第2の認識カメラ24、投光器25、ラインセンサカメラユニット26に接続されている。管理部4が備える制御部50は、通信部51、記憶部52、実装履歴データ作成部53を含んで構成される。
Next, the configuration of the control system of the electronic
通信部31,51はLAN2を介して接続されており、これにより電子部品実装装置M3〜M5と管理部4との間で制御信号や各種データの送受信が行われる。記憶部32は実装データ39、部品データ40などを記憶する。これらのデータは、管理部4から読み込んだものである。実装データ39は基板5に電子部品6を実装するためのデータであり、基板5に設定された実装点RのXY座標、電子部品6の実装角度、テープフィーダ13の位置情報などを含む。
The
部品データ40は、電子部品6に関する各種の情報を含むデータであり、個々の電子部品6の「部品ID」ごとに「制御パラメータ」を組み合わせて構成される。「制御パラメータ」には、電子部品6のサイズ、キャリアテープ14の送りピッチ、部品取り出し位置のXY座標に加え、吸着ノズル19の動作を規定する加速度、実装時における吸着ノズル19の下降高さ位置などの情報が含まれる。
The
機構駆動部33は制御部30によって制御されて、基板搬送機構10、ヘッド移動機構16、実装ヘッド18、ノズル昇降機構20を駆動する。これにより、基板5の搬送・位置決め作業、電子部品6の実装作業が実行される。
The
カメラ制御部34は第1の認識カメラ23、第2の認識カメラ24による撮像を制御する。また、カメラ制御部34は、投光器25による投光と、ラインセンサカメラユニット26による画像データの出力を制御する。
The
認識処理部35は、第1の認識カメラ23、第2の認識カメラ24によって取得された画像データを認識処理する。これにより、基板5における実装点Rの位置検出や、実装ヘッド18に保持された状態の電子部品6の位置ずれが検出される。また、認識処理部35はラインセンサカメラユニット26から出力される一次元画像を組み合わせることにより、実装ヘッド18の複数の吸着ノズル19の下端部の状態を示す二次元の画像データを取得する。判定部36は、ラインセンサカメラユニット26から出力された画像データに基づき、吸着ノズル19の下端部における電子部品6の姿勢の良否判定を行う。
The
歪み検出部37は、高さセンサ22によって取得した複数のサンプリング測点Aの計測結果である三次元データを用いて、実装対象となる基板5の外観を示す近似曲面データを生成する。これにより、基板5の実装面5aの歪み、言い換えれば反り変形状態が検出される。近似曲面データとは、基板5の実装面5aの曲面形状を複数の3次元曲面データの重ね合わせによって構成したものである。実際に計測していない箇所については、周囲のサンプリング測点Aの複数の3次元データから解析して算出する。このように、歪み検出部37は実装対象となる基板5の実装面5aの三次元データに基づいて実装面5aの歪みを検出する。生成された近似曲面データは記憶部32に記憶される。
The
補正量算出部38は、第1の認識カメラ23、第2の認識カメラ24によって取得された画像データを認識処理部35が認識処理した結果に基づいて、電子部品6のX方向、Y方向、θ方向における実装位置の補正量を算出する。また、補正量算出部38は、歪み検出部37による検出結果に基づいて吸着ノズル19の下降高さの補正量を算出する。
The correction
ここで図7(a),(b)を参照して、実装点R1に電子部品6を実装する場合における吸着ノズル19の下降高さの補正量を算出する方法について説明する。まず、補正量算出部38は近似曲面データを参照して、実装点R1の近傍に設定された複数のサンプリング測点A1,A2,A3,A4の高さを特定する。次いで、補正量算出部38は特定したサンプリング測点A1〜A4の高さに基づいて実装点R1の高さを解析して算出する。そして、補正量算出部38は解析した実装点R1の高さと、正規高さ(基板5が平坦であると仮定した場合の実装点R1の高さ)との差分Δh1を求める。この差分Δh1が補正量となり、吸着ノズル19は当該補正量を加味した高さ位置まで下降して電子部品6を実装する。ここでは、図8に示すように吸着ノズル19は正規の下降高さからΔh1だけ上昇した高さ位置H3まで下降して電子部品6を実装する(矢印b)。これにより、電子部品6が基板5に押し付けられて損傷する事態を防止することができる。また、基板5が下に凸の状態で反り変形している場合においては、基板5と電子部品6との間に隙間を有した状態で吸着ノズル19が吸着を解除することによって電子部品6の実装位置がずれる事態を防止することができる。このように、補正量算出部38は、歪み検出部37による検出結果に基づいて吸着ノズル19の下降高さの補正量を算出する。なお、図7,8では便宜上、基板5の歪みを大きく表現しているが、実際にはこのような基板5は検査段階で不良判定を受けて実装ライン3から除外される。
Here, with reference to FIGS. 7A and 7B, a method of calculating the correction amount of the descending height of the
管理部4の記憶部52は前述した実装データ39、部品データ40に加え、実装履歴データ54を記憶する。実装履歴データ54は電子部品6の実装履歴を基板5単位で示したデータであり、実装対象となった基板5と関連付けられて記憶される。実装履歴データ作成部53は、実装履歴データ54を基板5単位で作成する。
The
次に図9を参照して、実装履歴データ54について説明する。実装履歴データ54は、基板ID55、歪み検出データ56、吸着姿勢データ57、実装ヘッド動作データ58を関連付けて構成される。基板ID55は、実装履歴データ54の作成対象となる基板5の識別情報である。歪み検出データ56は、歪み検出部37による検出結果を示したデータであり、例えば基板5の実装面5aの近似曲面データが含まれる。吸着姿勢データ57は、吸着ノズル19に吸着保持された電子部品6の吸着姿勢に関するデータである。この吸着姿勢データ57は、電子部品6の部品IDごとに、ラインセンサカメラユニット26から出力された画像データと、判定部36による電子部品6の吸着姿勢の判定結果を関連付けて構成される。
Next, the mounting
実装ヘッド動作データ58は、基板5に電子部品6を実装する際の実装ヘッド18(より正確には実装ヘッド18が有する吸着ノズル19)の動作情報を示したデータである。図10に示すように、実装ヘッド動作データ58は、基板ID59と単位実装履歴60を含んで構成される。基板ID59は、実装ヘッド18の作業対象となった基板5の基板IDを示す。
The mounting
単位実装履歴60は、「実装点」61、「年月日」62、「装置番号」63、「ノズルID」64、「ノズル下降高さ」65、「下降高さ補正量」66、「歪み量」67、「荷重値」68の項目を含む。「実装点」61は、基板5上の個々の実装点Rを識別する情報である。「年月日」62は、実装点Rに電子部品6が実装された年月日を示す。「装置番号」63は、実装作業を行った電子部品実装装置M3〜M5を識別するための固有の番号である。「ノズルID」64は、電子部品6の実装に使用された吸着ノズル19を識別する情報である。「ノズル下降高さ」65は、実装点Rに電子部品6を実装する際に吸着ノズル19が下降した高さ位置を示す。「下降高さ補正量」66は、補正量算出部38によって算出された吸着ノズル19の下降高さの補正量を示す。「歪み量」67は、対象となる実装点Rが存在する所定の領域であって、吸着ノズル19の下降高さを補正する際に用いられた実装面5aの歪み量を示す。「荷重値」68は、実装点Rに電子部品6を実装した際にロードセル21(荷重値測定手段)によって測定した荷重値を示す。これらの項目を含む単位実装履歴60は、基板5上に設定された全ての実装点R(R1,R2・・・Rn)に対して作成され、時系列順に並べられる。また、「ノズル下降高さ」65、「下降高さ補正量」66、「荷重値」68の各項目は、実装ヘッド18の動作情報として位置づけられる。なお、実装ヘッド18の動作情報には吸着ノズル19の下降高さを特定することが可能な情報、すなわち下降高さに関する情報が含まれていればよい。例えば当該情報として、実装作業位置に位置決めされた基板5の実装面5aから吸着ノズル19の下端部までの距離を用いてもよく、また、吸着ノズル19の下降量を用いてもよい。
The
このように、実装履歴データ作成部53は、基板5において電子部品6が実装された実装点Rと、当該実装点Rに電子部品6を実装した際の実装ヘッド18の動作情報とを対応させた単位実装履歴60を時系列順に並べた情報を含む実装履歴データ54を作成する。また、実装ヘッド18の動作情報には、吸着ノズル19を下降させて基板5に電子部品6を実装した際の当該吸着ノズル19の下降高さ位置に関する情報が含まれる。なお、実装ヘッド動作データ58のみを実装履歴データ54として作成し、これを実装対象となった基板5と関連付けて記憶部52に記憶させてもよい。
As described above, the mounting history
上述のとおり、電子部品実装装置M3〜M5で製造された全ての基板5については、実装ヘッド動作データ58を含む実装履歴データ54が作成・記憶される。したがって、ある基板5を最終的に搭載した製品に不具合が発生した場合に、基板IDから記憶部52に記憶された実装履歴データ54をトレースバックすることができる。特に、実装履歴データ54には電子部品実装時における吸着ノズル19の下降高さについての情報が記録されているので、吸着ノズル19の下降高さと製品の不具合との因果関係を基板5の製造過程に沿って解析することができる。
As described above, the mounting
具体的には、基板5上のある実装点Rに実装された電子部品6が損傷していた場合、当該電子部品6を実装した際の吸着ノズル19の下降高さなどを参照することになる。この結果、例えば吸着ノズル19が正規の下降高さ位置からさらに所定量だけ下降して電子部品6を実装していた場合には、吸着ノズル19が電子部品6を必要以上に基板5に押し付けたことによって損傷を招いたと仮定することができる。また、実装ヘッド動作データ58で示される吸着ノズル19の下降高さの補正量や荷重値は、当該仮定を裏付けるための有効な判断材料として用いることができる。この場合、吸着ノズル19の下降高さ位置の設定を見直すという対策を講じることができる。さらに、近年では実装面5aが湾曲した基板5に電子部品6が実装された実装基板や、一つの実装点Rに複数の電子部品6が積み重ねて実装された実装基板などを製造するケースが増えている。このような実装基板は、実装時における吸着ノズル19の下降高さ位置が実装品質に大きな影響を与え得る。このような実装基板を搭載した製品に不具合が発生した場合であっても、吸着ノズル19の高さに関する情報(すなわち三次元データ)を含む実装履歴データをトレースバックして参照することによって、実装基板側の不具合の原因究明を支援することができる。
Specifically, when the
本実施の形態における電子部品実装システム1は以上のように構成される。次に図11のフローチャートを参照して、電子部品実装方法について説明する。まず、基板搬送機構10は基板5を搬送して実装作業位置に位置決めする(ST1:基板位置決め工程)。次いで、高さセンサ22は基板5に設定された複数のサンプリング測点Aを順次計測する(ST2:サンプリング測定計測工程)。次いで、歪み検出部37は前述の工程(ST2)で取得した計測結果から近似曲面データを生成し、実装面5aの歪みを検出する(ST3:歪み検出工程)。
The electronic
次いで、実装ヘッド18によって基板5に電子部品6を実装する(ST4:実装工程)。すなわち、実装ヘッド18はテープフィーダ13から供給された電子部品6を吸着ノズル19によって取り出して基板5の実装点Rに実装する。このとき、実装ヘッド18はX方向、Y方向、θ方向の位置が補正されたうえで基板5に対して位置合わせされる。また、吸着ノズル19は実装面5aの歪みに基づいて算出された補正後の高さ位置まで下降する。そして、搬送先の電子部品実装装置M3〜M4が担当する全ての実装点Rに電子部品6が実装されたならば、基板搬送機構10は基板5を下流へ搬送し、その後、基板5は下流の設備に搬出される(ST5:搬出工程)。
Next, the
次いで図12を参照して、実装履歴データ54の登録処理について説明する。実装履歴データ54は、前述した電子部品実装方法に基づいた実装作業と並行して行われる。まず、基板搬送機構10によって基板5が実装作業位置に向けて搬送される過程で、基板ID読み取り部11はバーコードラベル7から基板IDを読み取る。読み取った基板IDは管理部4に送信され、制御部50(実装履歴データ作成部53)は受信した基板IDを実装履歴データ54に登録する(ST11:第1の登録工程)。
Next, the registration process of the mounting
次いで、制御部50は基板5の実装面5aの歪みの検出結果を対象となる電子部品実装装置M3〜M5から受信し、実装履歴データ54に登録する(ST12:第2の登録工程)。次いで、実装ヘッド18による実装動作が行われる過程で、1つの電子部品6が実装されると、制御部50はその都度実装ヘッド18の動作情報を含む各種情報を対象となる電子部品実装装置M3〜M5から受信する。そして、制御部50は受信した各種情報に基づいて、実装点Rに電子部品6が実装された際の実装ヘッド18の動作情報を実装履歴データ54に登録する(ST13:第3の登録工程)。すなわち、制御部50は電子部品6が実装された実装点R、実装した年月日、装置番号、使用されたノズルID、実装時における吸着ノズル19の下降高さ、下降高さの補正量、下降高さの補正時に使用した実装面5aの歪み量、実装時の荷重値を実装ヘッド動作データ58に書き込む。
Next, the
次いで、制御部50は1枚の基板5の全ての実装点Rに電子部品6が実装されたかを判断し(ST14:判断工程)、未実装箇所がある場合には(ST13)に戻る。また、(ST14)で全ての実装点Rに対して電子部品6が実装されたと判断したならば、制御部50は実装履歴データ54を基板IDと関連付けた状態で記憶部52に記憶する(ST15:記憶工程)。以上の工程を経て、基板5単位あたりの実装履歴データ54が作成される。
Next, the
次に図13および図14を参照して、実装基板の構造に応じて作成される実装履歴データの変形例について説明する。図13は、一つの実装点RAに複数の電子部品6(第1の電子部品6A、第2の電子部品6B、第3の電子部品6C)を積み重ねて実装するいわゆる三次元実装によって製造された基板5Aの側面図を示している。三次元実装を簡潔に説明すると、まず、実装ヘッド18の吸着ノズル19は高さ位置H4まで下降して実装点R1に第1の電子部品6Aを搭載し、次いで高さ位置H5まで下降して第1の電子部品6Aの上面に第2の電子部品6Bを搭載し、最後に高さ位置H6まで下降して第2の電子部品6Bの上面に第3の電子部品6Cを搭載する。これらの電子部品6A〜6Bの下面には、接続部としてのはんだバンプ70が複数形成されており、はんだバンプ70を介して下方にある対象物に搭載される。
Next, a modified example of the mounting history data created according to the structure of the mounting board will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is manufactured by so-called three-dimensional mounting in which a plurality of electronic components 6 (first
図14は、前述した三次元実装によって製造された基板5Aに対応した実装履歴データ54内の実装ヘッド動作データ58Aを示したものである。なお、既に説明した実装ヘッド動作データ58と同一の構成については同符号を付し、説明を省略する。図14に示すように、実装ヘッド動作データ58Aを構成する単位実装履歴60には「部品ID」69の項目が新たに含まれている。「部品ID」69は個々の電子部品6を識別する識別情報である。
FIG. 14 shows mounting
三次元実装によって製造された基板5Aは、一つの実装点Rに複数の電子部品6が積み重ねられるので、「実装点」61には共通した複数の実装点Rn(n=1,2,3・・・)が一部で示される。図14では、実装点R1と実装点R4がこれに該当する。このように、単位実装履歴60に部品IDを含めることで、一つの実装点Rに積み重ねられた個々の電子部品6を実装した際の実装ヘッド18の動作情報を容易且つ詳細に把握することができる。
Since a plurality of
より具体的に説明すると、一つの実装点RAに積み重ねられた複数の電子部品6A〜6Cは、同一のXY座標値としてあらわされる。したがって、三次元実装によって製造された実装基板の製造過程を解析するために、例えば電子部品6A〜6Bが実装されたXY座標値のみの二次元データをトレースバックしても、それぞれの電子部品6A〜6Cに特化した固有の情報を把握することができない。したがって、実装基板を搭載した製品に不具合が発生した際、原因の究明が困難になるといった問題が生じ得る。
More specifically, a plurality of
しかしながら、本実施の形態における電子部品実装システム1によれば、三次元実装によって生産された基板5Aを最終的に搭載した製品に不具合が発生した場合、実装ヘッド動作データ58Aを含む実装履歴データ54をトレースバックし、それぞれの電子部品6A〜6Bを積み重ねて実装した際の吸着ノズル19の下降高さを参照することによって、それぞれの電子部品6A〜6Cに特化した固有の情報を把握し、吸着ノズル19の下降高さと製品の不具合との因果関係を容易に解析することができる。すなわち、本実施の形態における電子部品実装システム1によれば、様々な態様で電子部品が実装された実装基板の不具合の原因を容易に究明することができる。
However, according to the electronic
本発明の電子部品実装システムはこれまで説明した実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、実装履歴データ54の作成機能を電子部品実装装置M3〜M5に設け、それぞれの電子部品実装装置M3〜M5で実装履歴データ54を作成するようにしてもよい。また、本実施の形態における実装履歴データ54は一例であり、例えば電子部品実装時における吸着ノズル19のX方向、Y方向、θ方向の補正量を示す情報など、その他の情報を加えてもよい。
The electronic component mounting system of the present invention is not limited to the embodiments described so far, and can be modified without departing from the spirit of the invention. For example, a function for creating the mounting
また、基板5の実装面5aの歪みの検出を電子部品実装装置M3〜M5以外の他の実装用装置で行い、そこでの検出結果を実装履歴データ54に登録してもよい。例えば、基板5の実装面5aの歪みの検出は印刷状態検査装置M2でも行われるので、ここでの検出結果を管理部4に送信して実装履歴データ54に登録するようにしてもよい。
Alternatively, the distortion of the mounting
本発明によれば、電子部品が実装された実装基板の不具合の原因を容易に究明することができ、電子部品実装分野において有用である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cause of the malfunction of the mounting substrate in which the electronic component was mounted can be investigated easily, and it is useful in the electronic component mounting field.
1 電子部品実装システム
5,5A 基板
5a 実装面
6,6A,6B,6C 電子部品
18 実装ヘッド
19 吸着ノズル
21 ロードセル
37 歪み検出部
38 補正量算出部
52 記憶部
54 実装履歴データ
60 単位実装履歴
M3,M4,M5 電子部品実装装置
R,RA,R1,R2,R3,R4,R5 実装点
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記基板に対して昇降自在な吸着ノズルを有し、電子部品を保持した前記吸着ノズルを下降させることによって基板に電子部品を実装する実装ヘッドを備えた電子部品実装装置と、
基板において電子部品が実装された実装点と、当該実装点に電子部品を実装した際の前記実装ヘッドの動作情報とを対応させた単位実装履歴を時系列順に並べた実装履歴データを作成する実装履歴データ作成部と、
前記実装履歴データを実装対象となった基板と関連付けて記憶する記憶部を備え、
前記実装ヘッドの動作情報には、前記吸着ノズルを下降させて前記実装点に電子部品を実装した際の当該吸着ノズルの下降高さ位置に関する情報が含まれることを特徴とする電子部品実装システム。 An electronic component mounting system configured by connecting a plurality of mounting devices and manufacturing a mounting substrate by mounting electronic components on the substrate,
An electronic component mounting apparatus having a suction nozzle that can be raised and lowered relative to the substrate, and a mounting head that mounts the electronic component on the substrate by lowering the suction nozzle holding the electronic component;
Implementation that creates mounting history data in which unit mounting histories are arranged in chronological order by associating mounting points where electronic components are mounted on a board and operation information of the mounting head when electronic components are mounted on the mounting points. A history data creation unit;
A storage unit for storing the mounting history data in association with the board to be mounted;
Wherein the operation information of the mounting head, an electronic component mounting system, characterized in that it contains information about the lowered height position of the suction nozzle at the time of mounting electronic components on the mounting point is lowered the suction nozzle.
前記歪み検出部による検出結果に基づいて前記吸着ノズルの下降高さの補正量を算出する補正量算出部をさらに備え、
前記実装履歴データ作成部は、前記歪み検出部による検出結果と、前記補正量算出部によって算出された補正量をさらに含めた前記実装履歴データを作成することを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装システム。 A strain detector that detects strain of the mounting surface based on three-dimensional data of the mounting surface of the substrate to be mounted;
A correction amount calculation unit that calculates a correction amount of the lowering height of the suction nozzle based on a detection result by the distortion detection unit;
2. The mounting history data creation unit creates the mounting history data further including a detection result by the distortion detection unit and a correction amount calculated by the correction amount calculation unit. Electronic component mounting system.
前記実装履歴データ作成部は、前記加重値測定手段によって測定した加重値をさらに含めた前記実装履歴データを作成することを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品実装システム。 A weight value measuring means for measuring a weight value of the suction nozzle with respect to the substrate when the suction nozzle is lowered to mount an electronic component on the substrate;
The electronic component mounting system according to claim 1, wherein the mounting history data creating unit creates the mounting history data further including a weight value measured by the weight value measuring unit.
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