JPWO2020178990A1 - 補正量算出装置、部品装着機および補正量算出方法 - Google Patents
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Abstract
補正量算出装置は、印刷検査機と、部品装着機と、外観検査機とを備える対基板作業ラインにおいて、第一取得部と、補正量算出部とを備える。印刷検査機は、印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する。部品装着機は、印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う。外観検査機は、部品装着機によって装着された部品の装着位置を検査する。第一取得部は、印刷検査機によって検出された印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、外観検査機によって検出された装着位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する。補正量算出部は、印刷位置に対する装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の装着処理に用いられる補正量を、第一位置ずれ量および第二位置ずれ量に基づいて算出する。
Description
本明細書は、補正量算出装置、部品装着機および補正量算出方法に関する技術を開示する。
基板に印刷されたはんだが溶融する際に表面張力が発生する。表面張力は、パッドの中央部で最も大きくなるので、はんだに合わせて部品を装着すると、リフロー炉においてはんだが溶融したときに、部品とはんだがパッドに向かって一緒に流動して、部品の電極部は、パッドの中央部に引き寄せられる。そのため、部品装着機では、基板に印刷されたはんだに合わせて部品を装着する場合がある。
特許文献1に記載の部品装着方法は、印刷検査機によって装着座標ごとにはんだ位置データを求め、求められたはんだ位置データを、下流側の稼働中の部品装着機にフィードフォワードする。これにより、はんだ位置データに基づいて、搭載ヘッドの制御パラメータが修正されて、部品がはんだ上に搭載される。
また、特許文献1に記載の部品装着方法は、外観検査機によって部品の搭載位置の位置ずれ傾向を判断し、正規位置に対する位置ずれ量の偏差を求める。そして、搭載位置の偏差データは、部品装着機にフィードバックされ、制御パラメータを偏差分、修正するキャリブレーションが行われる。
しかしながら、特許文献1に記載の部品装着方法では、部品装着機にフィードバックする補正量の算出において、印刷検査機によって得られたはんだ位置データが考慮されていない。また、外観検査機によって得られる位置ずれ量の正規位置が不明である。正規位置は、例えば、設計上の搭載位置、はんだの印刷位置などが想定される。よって、特許文献1に記載の部品装着方法では、はんだの印刷位置に基づいて部品を装着する際の補正量が必ずしも適切であるとは言えない。
このような事情に鑑みて、本明細書は、はんだの印刷位置に基づいて部品を装着する際の適切な補正量を算出可能な補正量算出装置、部品装着機および補正量算出方法を開示する。
本明細書は、印刷検査機と、部品装着機と、外観検査機とを備える対基板作業ラインにおいて、第一取得部と、補正量算出部とを備える補正量算出装置を開示する。前記印刷検査機は、印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する。前記部品装着機は、前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う。前記外観検査機は、前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する。前記第一取得部は、前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する。前記補正量算出部は、前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する。
また、本明細書は、印刷検査機と、部品装着機と、外観検査機とを備える対基板作業ラインに適用される補正量算出方法であって、第一取得工程と、補正量算出工程とを備える補正量算出方法を開示する。前記印刷検査機は、印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する。前記部品装着機は、前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う。前記外観検査機は、前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する。前記第一取得工程は、前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する。前記補正量算出工程は、前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する。
上記の補正量算出装置によれば、第一取得部と、補正量算出部とを備える。これにより、補正量算出装置は、第一位置ずれ量および第二位置ずれ量の両方を用いて、印刷位置に対する装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量を補正するときの補正量を算出することができる。補正量算出装置について上述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。なお、本明細書が開示する部品装着機は、補正量算出部によって算出された補正量に基づいて、装着処理を行うことができる。
1.実施形態
1−1.対基板作業ラインWMLの構成例
対基板作業ラインWMLでは、基板90に所定の対基板作業を行う。対基板作業ラインWMLを構成する対基板作業機WMの種類および数は、限定されない。図1に示すように、本実施形態の対基板作業ラインWMLは、印刷機WM1、印刷検査機WM2、複数(3つ)の部品装着機WM3、外観検査機WM4およびリフロー炉WM5の複数(7つ)の対基板作業機WMを備えており、基板90は、基板搬送装置(図示略)によって、この順に搬送される。
1−1.対基板作業ラインWMLの構成例
対基板作業ラインWMLでは、基板90に所定の対基板作業を行う。対基板作業ラインWMLを構成する対基板作業機WMの種類および数は、限定されない。図1に示すように、本実施形態の対基板作業ラインWMLは、印刷機WM1、印刷検査機WM2、複数(3つ)の部品装着機WM3、外観検査機WM4およびリフロー炉WM5の複数(7つ)の対基板作業機WMを備えており、基板90は、基板搬送装置(図示略)によって、この順に搬送される。
印刷機WM1は、基板90において、複数の部品91の各々の装着位置に、はんだ92を印刷する。印刷検査機WM2は、印刷機WM1によって印刷されたはんだ92の印刷状態を検査する。部品装着機WM3は、はんだ92が印刷された基板90に部品91を装着する装着処理を行う。部品装着機WM3は、一つであっても良く、複数であっても良い。本実施形態のように、部品装着機WM3が複数設けられる場合は、複数の部品装着機WM3が分担して、複数の部品91を装着することができる。
外観検査機WM4は、部品装着機WM3によって装着された部品91の装着状態を検査する。リフロー炉WM5は、部品91が装着された基板90を加熱し、はんだ92を溶融させて、はんだ付けを行う。このように、対基板作業ラインWMLは、複数(7つ)の対基板作業機WMを用いて、基板90を順に搬送し、検査処理を含む生産処理を実行して基板製品900を生産することができる。なお、対基板作業ラインWMLは、例えば、機能検査機、バッファ装置、基板供給装置、基板反転装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などの対基板作業機WMを必要に応じて備えることもできる。
対基板作業ラインWMLを構成する複数(7つ)の対基板作業機WMおよび管理装置WMCは、通信部LCによって電気的に接続されている。具体的には、通信部LCは、有線または無線によって、複数(7つ)の対基板作業機WMおよび管理装置WMCを通信可能に接続することができる。また、通信方法は、種々の方法をとり得る。
本実施形態では、複数(7つ)の対基板作業機WMおよび管理装置WMCによって、構内情報通信網(LAN:Local Area Network)が構成されている。これにより、複数(7つ)の対基板作業機WMは、通信部LCを介して、互いに通信することができる。また、複数(7つ)の対基板作業機WMは、通信部LCを介して、管理装置WMCと通信することができる。
管理装置WMCは、対基板作業ラインWMLを構成する複数(7つ)の対基板作業機WMの制御を行い、対基板作業ラインWMLの動作状況を監視する。管理装置WMCには、複数(7つ)の対基板作業機WMを制御する種々の制御データが記憶されている。管理装置WMCは、複数(7つ)の対基板作業機WMの各々に制御データを送信する。また、複数(7つ)の対基板作業機WMの各々は、管理装置WMCに動作状況および生産状況を送信する。
1−2.部品装着機WM3の構成例
部品装着機WM3は、はんだ92が印刷された基板90に部品91を装着する装着処理を行う。図2に示すように、部品装着機WM3は、基板搬送装置11、部品供給装置12、部品移載装置13、部品カメラ14、基板カメラ15および制御装置16を備えている。
部品装着機WM3は、はんだ92が印刷された基板90に部品91を装着する装着処理を行う。図2に示すように、部品装着機WM3は、基板搬送装置11、部品供給装置12、部品移載装置13、部品カメラ14、基板カメラ15および制御装置16を備えている。
基板搬送装置11は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成され、基板90を搬送方向(X軸方向)に搬送する。基板90は、回路基板であり、電子回路および電気回路のうちの少なくとも一方が形成される。基板搬送装置11は、部品装着機WM3の機内に基板90を搬入し、機内の所定位置に基板90を位置決めする。基板搬送装置11は、部品装着機WM3による部品91の装着処理が終了した後に、基板90を部品装着機WM3の機外に搬出する。
部品供給装置12は、基板90に装着される複数の部品91を供給する。部品供給装置12は、基板90の搬送方向(X軸方向)に沿って設けられる複数のフィーダ121を備えている。複数のフィーダ121の各々は、複数の部品91が収納されるキャリアテープ(図示略)をピッチ送りさせて、フィーダ121の先端側に位置する供給位置において部品91を採取可能に供給する。また、部品供給装置12は、チップ部品などと比べて比較的大型の電子部品(例えば、リード部品など)を、トレイ上に配置した状態で供給することもできる。
部品移載装置13は、ヘッド駆動装置131および移動台132を備えている。ヘッド駆動装置131は、直動機構によって移動台132を、X軸方向およびY軸方向に移動可能に構成されている。移動台132には、クランプ部材(図示略)によって装着ヘッド20が着脱可能(交換可能)に設けられている。装着ヘッド20は、少なくとも一つの保持部材30を用いて、部品供給装置12によって供給される部品91を採取し保持して、基板搬送装置11によって位置決めされた基板90に部品91を装着する。保持部材30は、例えば、吸着ノズル、チャックなどを用いることができる。
部品カメラ14および基板カメラ15は、公知の撮像装置を用いることができる。部品カメラ14は、光軸がZ軸方向の上向き(鉛直上方方向)になるように、部品装着機WM3の基台に固定されている。部品カメラ14は、保持部材30によって保持されている部品91を下方から撮像することができる。
基板カメラ15は、光軸がZ軸方向の下向き(鉛直下方方向)になるように、部品移載装置13の移動台132に設けられている。基板カメラ15は、基板90を上方から撮像することができる。部品カメラ14および基板カメラ15は、制御装置16から送出される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ14および基板カメラ15によって撮像された画像データは、制御装置16に送信される。
制御装置16は、公知の演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている(いずれも図示略)。制御装置16には、部品装着機WM3に設けられる各種センサから出力される情報、画像データなどが入力される。制御装置16は、制御プログラムおよび予め設定されている所定の装着条件などに基づいて、各装置に対して制御信号を送出する。
例えば、制御装置16は、基板搬送装置11によって位置決めされた基板90を基板カメラ15に撮像させる。制御装置16は、基板カメラ15によって撮像された画像を画像処理して、基板90の位置決め状態を認識する。また、制御装置16は、部品供給装置12によって供給された部品91を保持部材30に採取させ保持させて、保持部材30に保持されている部品91を部品カメラ14に撮像させる。制御装置16は、部品カメラ14によって撮像された画像を画像処理して、部品91の保持姿勢を認識する。
制御装置16は、制御プログラムなどによって予め設定される装着予定位置の上方に向かって、保持部材30を移動させる。また、制御装置16は、基板90の位置決め状態、部品91の保持姿勢などに基づいて、装着予定位置を補正して、実際に部品91を装着する装着位置を設定する。装着予定位置および装着位置は、位置(X軸座標およびY軸座標)の他に回転角度を含む。
制御装置16は、装着位置に合わせて、保持部材30の目標位置(X軸座標およびY軸座標)および回転角度を補正する。制御装置16は、補正された目標位置において補正された回転角度で保持部材30を下降させて、基板90に部品91を装着する。制御装置16は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すことによって、基板90に複数の部品91を装着する装着処理を実行する。
1−3.補正量算出装置40および部品装着機WM3
補正量算出装置40は、制御ブロックとして捉えると、第一取得部41と、補正量算出部42とを備えている。補正量算出装置40は、許可部43をさらに備えると好適である。また、部品装着機WM3は、第二取得部44と、装着処理部45とを備えていると好適である。なお、許可部43は、部品装着機WM3に設けることもできる。
補正量算出装置40は、制御ブロックとして捉えると、第一取得部41と、補正量算出部42とを備えている。補正量算出装置40は、許可部43をさらに備えると好適である。また、部品装着機WM3は、第二取得部44と、装着処理部45とを備えていると好適である。なお、許可部43は、部品装着機WM3に設けることもできる。
図3に示すように、本実施形態の補正量算出装置40は、第一取得部41と、補正量算出部42と、許可部43とを備えている。また、同図に示すように、本実施形態の補正量算出装置40は、管理装置WMCに設けられている。補正量算出装置40は、管理装置WMC以外の種々の演算装置に設けることもできる。
管理装置WMCは、図4に示すフローチャートに従って、制御プログラムを実行する。第一取得部41は、ステップS11に示す処理を行う。補正量算出部42は、ステップS12に示す処理を行う。許可部43は、ステップS13に示す判断、並びに、ステップS14およびステップS15に示す処理を行う。また、部品装着機WM3は、図5に示すフローチャートに従って、制御プログラムを実行する。第二取得部44は、ステップS21に示す処理を行う。装着処理部45は、ステップS22に示す処理を行う。
1−3−1.第一取得部41
第一取得部41は、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得する(図4に示すステップS11)。第一位置ずれ量MA1は、印刷検査機WM2によって検出された印刷位置PP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量をいう。第二位置ずれ量MA2は、外観検査機WM4によって検出された装着位置MP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量をいう。なお、印刷位置PP1に対する装着位置MP1の位置ずれ量を第三位置ずれ量MA3とする。また、第一取得部41は、目標装着位置RF1ごとに第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得する。
第一取得部41は、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得する(図4に示すステップS11)。第一位置ずれ量MA1は、印刷検査機WM2によって検出された印刷位置PP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量をいう。第二位置ずれ量MA2は、外観検査機WM4によって検出された装着位置MP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量をいう。なお、印刷位置PP1に対する装着位置MP1の位置ずれ量を第三位置ずれ量MA3とする。また、第一取得部41は、目標装着位置RF1ごとに第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得する。
図6は、基板製品900の一例を示している。同図に示すように、基板90には、第一マーク部FM1および第二マーク部FM2が設けられている。第一マーク部FM1および第二マーク部FM2は、フィデューシャルマークと呼ばれる基板90の位置決め基準であり、基板90の外縁部に設けられている。基板90に設定される座標系である基板座標系は、第一マーク部FM1および第二マーク部FM2と、X軸方向BXおよびY軸方向BYとの位置関係によって規定することができる。
本実施形態では、基板座標系の原点0は、第一マーク部FM1に設けられている。例えば、図2に示す部品装着機WM3の制御装置16は、第一マーク部FM1および第二マーク部FM2を基板カメラ15に撮像させて、取得した画像を画像処理して、基板90の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。また、基板90における複数(図6では、図示の便宜上、3つ)の部品91の各々の目標装着位置RF1は、基板座標系を用いて表すことができる。同図では、目標装着位置RF1は、記号R1〜記号R3で表されている。
図7は、図6に示す複数(3つ)の部品91のうちの一つの部品91について、基板90に形成されているパッド90aと、印刷機WM1によって印刷されたはんだ92と、部品装着機WM3によって装着された部品91との位置関係の一例を示している。パッド90aは、ランドとも呼ばれ、回路の配線パターンに形成される。例えば、同図の部品91は、二つの電極部を備えており、一つの部品91について、二つのパッド90aが設けられている。
はんだ92は、パッド90aと部品91の電極部とを電気的に接続する。印刷機WM1がパッド90aの上にはんだ92を印刷し、部品装着機WM3がはんだ92の上に部品91を装着するのが理想である。しかしながら、基板90の位置決め誤差、装置の動作誤差などの種々の要因により、はんだ92の印刷位置PP1、部品91の装着位置MP1は、目標位置からずれる可能性がある。
ここで、一の部品91について設けられる複数(同図では、2つ)のパッド90aの重心位置をパッド位置PD1とする。また、当該部品91について基板90に印刷された複数(同図では、2つ)のはんだ92の重心位置を印刷位置PP1とする。さらに、当該部品91が基板90に装着されたときの当該部品91の重心位置を装着位置MP1とする。このとき、印刷位置PP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量MA1は、はんだ92の目標印刷位置(パッド位置PD1)と実際の印刷位置PP1との偏差を示している。
基板90に印刷されたはんだ92が溶融する際に表面張力が発生する。表面張力は、パッド90aの中央部で最も大きくなるので、はんだ92に合わせて部品91を装着すると、リフロー炉WM5においてはんだ92が溶融したときに、部品91とはんだ92がパッド90aに向かって一緒に流動して、部品91の電極部は、パッド90aの中央部に引き寄せられる。
そこで、部品装着機WM3では、基板90に印刷されたはんだ92に合わせて部品91を装着する場合がある(図7の破線で示す四角形を参照)。この場合、印刷位置PP1に対する装着位置MP1の位置ずれ量である第三位置ずれ量MA3は、部品91の目標装着位置RF1(印刷位置PP1)と実際の装着位置MP1との偏差を示している。
第一位置ずれ量MA1は、印刷検査機WM2によって検出される。印刷検査機WM2は、印刷機WM1によって印刷されたはんだ92の印刷位置PP1を検査する。例えば、印刷検査機WM2は、基板90を撮像装置に撮像させて、取得した画像を画像処理して、第一マーク部FM1および第二マーク部FM2に基づいて基板90の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。
また、印刷検査機WM2は、取得した画像を画像処理して、はんだ92の印刷位置PP1の座標値を取得することができる。印刷検査機WM2は、取得した印刷位置PP1の座標値と、既知のパッド位置PD1の座標値との偏差から、第一位置ずれ量MA1を検出することができる。印刷検査機WM2は、X座標およびY座標の各々について、第一位置ずれ量MA1を検出する。
装着位置MP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量MA2は、外観検査機WM4によって検出される。外観検査機WM4は、部品装着機WM3によって装着された部品91の装着位置MP1を検査する。例えば、外観検査機WM4は、基板90を撮像装置に撮像させて取得した画像を画像処理して、第一マーク部FM1および第二マーク部FM2に基づいて基板90の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。
また、外観検査機WM4は、取得した画像を画像処理して、部品91の装着位置MP1の座標値を取得することができる。外観検査機WM4は、取得した装着位置MP1の座標値と、既知のパッド位置PD1の座標値との偏差から、第二位置ずれ量MA2を検出することができる。外観検査機WM4は、X座標およびY座標の各々について、第二位置ずれ量MA2を検出する。
1−3−2.補正量算出部42
補正量算出部42は、第三位置ずれ量MA3について後に生産する基板製品900の装着処理に用いられる補正量CA1を、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2に基づいて算出する(図4に示すステップS12)。
補正量算出部42は、第三位置ずれ量MA3について後に生産する基板製品900の装着処理に用いられる補正量CA1を、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2に基づいて算出する(図4に示すステップS12)。
図7に示すように、印刷位置PP1に対する装着位置MP1の位置ずれ量である第三位置ずれ量MA3は、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2に基づいて算出することができる。具体的には、X軸方向BXの第三位置ずれ量MA3は、X軸方向BXの第二位置ずれ量MA2から、X軸方向BXの第一位置ずれ量MA1を減じて算出することができる。また、Y軸方向BYの第三位置ずれ量MA3は、Y軸方向BYの第二位置ずれ量MA2から、Y軸方向BYの第一位置ずれ量MA1を減じて算出することができる。
よって、補正量算出部42は、X軸方向BXの第一位置ずれ量MA1から、X軸方向BXの第二位置ずれ量MA2を減じて、X軸方向BXの補正量CA1を算出することができる。また、補正量算出部42は、Y軸方向BYの第一位置ずれ量MA1から、Y軸方向BYの第二位置ずれ量MA2を減じて、Y軸方向BYの補正量CA1を算出することができる。なお、補正量算出部42は、目標装着位置RF1ごとに補正量CA1を算出する。
このように、補正量算出部42は、一枚の基板90について、第一取得部41が取得した第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2に基づいて、補正量CA1を算出することができる。しかしながら、第三位置ずれ量MA3は、基板90の位置決め誤差、装置の動作誤差などの種々の要因により、複数の基板90において、ばらつく可能性がある。
そこで、補正量算出部42は、同種の複数の基板90について、基板90を識別する基板識別情報ID1と、基板90に装着される複数の部品91の目標装着位置RF1ごとの第三位置ずれ量MA3とを関連付けて記憶すると好適である。そして、補正量算出部42は、目標装着位置RF1ごとの所定数の第三位置ずれ量MA3の分布に基づいて、目標装着位置RF1ごとの補正量CA1を算出すると好適である。これにより、補正量算出部42は、複数の基板90における第三位置ずれ量MA3のばらつきを考慮した目標装着位置RF1ごとの補正量CA1を算出することができる。
図1に示す管理装置WMCは、公知の記憶装置を備えている。印刷検査機WM2は、基板90の基板識別情報ID1と、検出した目標装着位置RF1ごとの第一位置ずれ量MA1とを関連付けて管理装置WMCに送信する。同様に、外観検査機WM4は、基板90の基板識別情報ID1と、検出した目標装着位置RF1ごとの第二位置ずれ量MA2とを関連付けて管理装置WMCに送信する。
第一取得部41は、同一の基板識別情報ID1に関連付けられている目標装着位置RF1ごとの第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得する。そして、補正量算出部42は、同一の基板識別情報ID1に関連付けられている目標装着位置RF1ごとの第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2に基づいて、目標装着位置RF1ごとに第三位置ずれ量MA3を算出し、記憶装置に記憶させる。なお、記憶装置は、同一の基板識別情報ID1に関連付けられている目標装着位置RF1ごとの第一位置ずれ量MA1、第二位置ずれ量MA2および第三位置ずれ量MA3を記憶することもできる。
図8Aは、基板識別情報ID1と、目標装着位置RF1ごとの第三位置ずれ量MA3とが関連付けられて記憶されている状態の一例を示している。記号ID11は、同種の複数の基板90のうちの一の基板90の基板識別情報ID1を示している。同様に、記号ID12は、同種の複数の基板90のうちの他の一の基板90の基板識別情報ID1を示している。また、記号R1は、複数の目標装着位置RF1のうちの一の目標装着位置RF1を示している。同様に、記号R2および記号R3は、複数の目標装着位置RF1のうちの他の目標装着位置RF1を示している。
例えば、基板識別情報ID1が記号ID11で示される基板90において、目標装着位置RF1が記号R1で示される位置に部品91が装着されたときのX軸方向BXの第三位置ずれ量MA3は、偏差ΔX11で表されている。同様に、基板識別情報ID1が記号ID11で示される基板90において、目標装着位置RF1が記号R1で示される位置に部品91が装着されたときのY軸方向BYの第三位置ずれ量MA3は、偏差ΔY11で表されている。上述したことは、他の基板識別情報ID1および目標装着位置RF1についても、同様に言える。
また、補正量算出部42は、同種の複数の基板90について、基板90を識別する基板識別情報ID1と、基板90に装着される複数の部品91の部品種PT1ごとの第三位置ずれ量MA3とを関連付けて記憶しても良い。そして、補正量算出部42は、部品種PT1ごとの所定数の第三位置ずれ量MA3の分布に基づいて、部品種PT1ごとの補正量CA1を算出しても良い。これにより、補正量算出部42は、複数の基板90における第三位置ずれ量MA3のばらつきを考慮した部品種PT1ごとの補正量CA1を算出することができる。
この場合、印刷検査機WM2は、基板90の基板識別情報ID1と、検出した部品種PT1ごとの第一位置ずれ量MA1とを関連付けて管理装置WMCに送信する。同様に、外観検査機WM4は、基板90の基板識別情報ID1と、検出した部品種PT1ごとの第二位置ずれ量MA2とを関連付けて管理装置WMCに送信する。
第一取得部41は、同一の基板識別情報ID1に関連付けられている部品種PT1ごとの第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得する。そして、補正量算出部42は、同一の基板識別情報ID1に関連付けられている部品種PT1ごとの第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2に基づいて、部品種PT1ごとに第三位置ずれ量MA3を算出し、記憶装置に記憶させる。なお、部品種PT1が同じ部品91が一の基板90に複数装着される場合、補正量算出部42は、当該部品91の全部または一部について第三位置ずれ量MA3を算出し、記憶装置に記憶させることができる。
図8Bは、基板識別情報ID1と、部品種PT1ごとの第三位置ずれ量MA3とが関連付けられて記憶されている状態の一例を示している。同図は、目標装着位置RF1が部品種PT1に変更されている点で、図8Aと異なる。記号P1〜記号P3は、複数の部品種PT1を示している。よって、図8Aに基づいて目標装着位置RF1について上述したことは、目標装着位置RF1を部品種PT1に読み替えることにより、部品種PT1についても同様に言える。なお、図8Aおよび図8Bは、図示の便宜上、第三位置ずれ量MA3が一致しているが、第三位置ずれ量MA3は、図8Aおよび図8Bにおいて、異なっていても良い。
また、補正量算出部42は、同種の複数の基板90について、基板90を識別する基板識別情報ID1と、基板90において部品91が装着される所定の領域ごとの第三位置ずれ量MA3とを関連付けて記憶しても良い。そして、補正量算出部42は、基板90の領域ごとの所定数の第三位置ずれ量MA3の分布に基づいて、基板90の領域ごとの補正量CA1を算出しても良い。これにより、補正量算出部42は、複数の基板90における第三位置ずれ量MA3のばらつきを考慮した基板90の領域ごとの補正量CA1を算出することができる。
基板90の領域は、任意に設定することができ、領域の数、大きさなどは限定されない。補正量算出部42は、例えば、基板90を均等に分割して、複数の領域を設定することができる。また、補正量算出部42は、例えば、装置の動作誤差、基板90の反りなどの影響を受けやすい領域を考慮して、領域を設定することもできる。いずれの場合も、補正量算出部42は、図8Aおよび図8Bと同様にして、基板識別情報ID1と、基板90の領域ごとの第三位置ずれ量MA3とを関連付けて記憶することができる。
補正量算出部42は、シューハートの管理図を用いて、第三位置ずれ量MA3の分布が管理状態にあると判断したときに、補正量CA1を算出すると好適である。これにより、補正量算出部42は、複数の基板90における第三位置ずれ量MA3のばらつきを考慮した補正量CA1の算出を容易に行うことができる。
シューハートの管理図は、例えば、計量値が管理された安定な状態(管理状態)であるか否かを判断するために用いられる。シューハートの管理図では、計量値が特異な分布を示さないときに、管理状態であると判断する。図9は、第三位置ずれ量MA3の分布の一例を示している。同図の横軸は、基板識別情報ID1を示しており、縦軸は、第三位置ずれ量MA3を示している。折れ線L11は、同種の複数の基板90について、基板識別情報ID1ごとの第三位置ずれ量MA3をプロットして生成することができる。折れ線L11は、X軸方向BXの第三位置ずれ量MA3およびY軸方向BYの第三位置ずれ量MA3の各々について生成することができる。
また、破線CL1は、例えば、複数の第三位置ずれ量MA3の平均値を示している。破線UCL1は、管理上限値を示しており、破線LCL1は、管理下限値を示している。管理上限値は、例えば、複数の第三位置ずれ量MA3の平均値に、三倍の標準偏差を加算することにより、算出することができる。管理下限値は、例えば、複数の第三位置ずれ量MA3の平均値から、三倍の標準偏差を減じることにより、算出することができる。
補正量算出部42は、所定数の第三位置ずれ量MA3が、破線LCL1で示す管理下限値以上であり、且つ、破線UCL1で示す管理上限値以下のときに、第三位置ずれ量MA3の分布が管理状態にあると判断することができる。逆に、補正量算出部42は、所定数の第三位置ずれ量MA3のうちの少なくとも一つの第三位置ずれ量MA3が、管理上限値を超えているときに、第三位置ずれ量MA3の分布が管理状態にないと判断することができる。
同様に、補正量算出部42は、所定数の第三位置ずれ量MA3のうちの少なくとも一つの第三位置ずれ量MA3が、管理下限値より小さいときに、第三位置ずれ量MA3の分布が管理状態にないと判断することができる。また、破線UCL1と破線CL1との間の領域を正側領域とし、破線CL1と破線LCL1との間の領域を負側領域とする。
補正量算出部42は、所定数の第三位置ずれ量MA3が、破線LCL1で示す管理下限値以上であり且つ破線UCL1で示す管理上限値以下であるが、相当数の第三位置ずれ量MA3の分布が異常のときに、第三位置ずれ量MA3の分布が管理状態にないと判断することもできる。例えば、補正量算出部42は、相当数の第三位置ずれ量MA3が正側領域または負側領域の同じ領域に連続して分布し、且つ、相当数の第三位置ずれ量MA3の変動幅が所定の変動幅と比べて小さいときに、第三位置ずれ量MA3の分布が異常であると判断することができる。
このように、補正量算出部42は、シューハートの管理図を用いて、第三位置ずれ量MA3の分布が管理状態にあると判断したときに、破線CL1で示す複数の第三位置ずれ量MA3の平均値を、補正量CA1として算出することができる。また、補正量算出部42は、第一取得部41が所定数の第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2を取得するごとに、所定数の第三位置ずれ量MA3の分布を取得して、複数の基板90における第三位置ずれ量MA3のばらつきを考慮した補正量CA1を算出することができる。補正量算出部42は、これを定期的に繰り返すことにより、補正量CA1の算出精度を向上させることができる。
1−3−3.許可部43
許可部43は、はんだ92に合わせて部品91を装着するときに、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を許容し、パッド90aに合わせて部品91を装着するときに、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を規制する(図4に示すステップS13〜ステップS15)。
許可部43は、はんだ92に合わせて部品91を装着するときに、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を許容し、パッド90aに合わせて部品91を装着するときに、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を規制する(図4に示すステップS13〜ステップS15)。
部品装着機WM3がパッド90aに合わせて部品91を装着するときに、補正量算出部42によって算出された補正量CA1を使用すると、部品91の装着位置MP1が不適切になる。そこで、本実施形態の補正量算出装置40は、許可部43を備えている。これにより、補正量算出装置40は、部品91の装着方法に合わせて、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を許容または規制することができる。上述したことは、許可部43が部品装着機WM3に設けられる場合についても、同様に言える。
許可部43は、例えば、基板製品900の生産計画などに基づいて、はんだ92に合わせた装着処理であるか否かを判断する(ステップS13)。はんだ92に合わせた装着処理の場合(ステップS13でYesの場合)、許可部43は、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を許容する(ステップS14)。この場合、許可部43は、補正量算出部42によって算出された補正量CA1を、部品装着機WM3に送信する。
パッド90aに合わせた装着処理の場合(ステップS13でNoの場合)、許可部43は、補正量算出部42によって算出された補正量CA1の使用を規制する(ステップS15)。この場合、許可部43は、補正量算出部42によって算出された補正量CA1を、部品装着機WM3に送信しない。
1−3−4.第二取得部44
第二取得部44は、印刷機WM1によって印刷されたはんだ92の印刷位置PP1を取得する(図5に示すステップS21)。第二取得部44は、図2に示す部品装着機WM3の制御装置16に設けられている。
第二取得部44は、印刷機WM1によって印刷されたはんだ92の印刷位置PP1を取得する(図5に示すステップS21)。第二取得部44は、図2に示す部品装着機WM3の制御装置16に設けられている。
部品装着機WM3は、印刷位置PP1に基づいて部品91を装着する装着処理を行うことができる。部品装着機WM3は、例えば、印刷検査機WM2が検査した印刷位置PP1に基づいて装着処理を行うことができる。また、本実施形態のように、部品装着機WM3は、部品装着機WM3に設けられる第二取得部44が取得した印刷位置PP1に基づいて装着処理を行うこともできる。
第二取得部44は、図6に示す第一マーク部FM1および第二マーク部FM2を、図2に示す基板カメラ15に撮像させて、取得した画像を画像処理して、基板90の位置および角度を取得することができ、基板座標系を知得することができる。また、第二取得部44は、はんだ92を撮像した画像を画像処理して、所定数のはんだ92の印刷位置PP1の座標値を取得することができる。
印刷機WM1は、例えば、マスクプレートおよびスキージを用いて、基板90にはんだ92を印刷することができる。この場合、印刷機WM1は、基板90をマスクプレートの下面に当接させた状態で、はんだ92が供給されたマスクプレートの表面に沿ってスキージを水平移動させる。これにより、はんだ92は、マスクプレートのパターン孔を介して基板90の上面に印刷される。
この場合、はんだ92の印刷位置PP1のパッド位置PD1に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量MA1は、一枚の基板90において同一であると考えられる。よって、第二取得部44は、取得した所定数のはんだ92の印刷位置PP1に基づいて、他のはんだ92の印刷位置PP1の座標値を推定することができる。
また、印刷機WM1は、例えば、ディスペンスヘッドを用いて、基板90の目標装着位置RF1ごとにはんだ92を塗布することができる。この場合、第二取得部44は、基板カメラ15と比べて広視野の撮像装置に基板90を撮像させて、取得した画像を画像処理して、はんだ92の印刷位置PP1の座標値を取得することができる。
1−3−5.装着処理部45
装着処理部45は、第二取得部44によって取得された印刷位置PP1、および、補正量算出部42によって算出された補正量CA1に基づいて、装着処理を行う(図5に示すステップS22)。装着処理部45は、図2に示す部品装着機WM3の制御装置16に設けられている。
装着処理部45は、第二取得部44によって取得された印刷位置PP1、および、補正量算出部42によって算出された補正量CA1に基づいて、装着処理を行う(図5に示すステップS22)。装着処理部45は、図2に示す部品装着機WM3の制御装置16に設けられている。
具体的には、装着処理部45は、第二取得部44によって取得された印刷位置PP1のX座標に、補正量算出部42によって算出されたX軸方向BXの補正量CA1を加算して、装着処理における装着予定位置のX座標を算出することができる。また、装着処理部45は、第二取得部44によって取得された印刷位置PP1のY座標に、補正量算出部42によって算出されたY軸方向BYの補正量CA1を加算して、装着処理における装着予定位置のY座標を算出することができる。
また、装着処理部45は、補正量算出部42によって補正量CA1が算出されるごとに、装着処理における装着予定位置を変更することもできる。装着処理部45は、これを定期的に繰り返すことにより、部品91の装着精度を向上させることができる。このように、補正量算出部42によって算出された補正量CA1は、後に生産する基板製品900の装着処理に用いられる。
補正量算出部42が一枚の基板90に基づいて補正量CA1を算出する場合、当該基板90の直後に生産する基板製品900から、補正量算出部42によって算出された補正量CA1を適用することができる。また、本実施形態のように、対基板作業ラインWMLが複数の部品装着機WM3を備える場合、基板製品900が連続して生産される場合が多い。
この場合、一枚の基板90に基づいて補正量CA1が算出される場合であっても、複数枚の基板製品900の装着処理の後に生産する基板製品900から、補正量算出部42によって算出された補正量CA1を適用することができる。また、複数枚の基板90に基づいて補正量CA1が算出される場合、複数枚の基板製品900の装着処理の後に生産する基板製品900から、補正量算出部42によって算出された補正量CA1を適用することができる。
2.補正量算出方法および部品装着方法
補正量算出装置40について既述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。具体的には、補正量算出方法は、印刷検査機WM2と、部品装着機WM3と、外観検査機WM4とを備える対基板作業ラインWMLに適用される補正量算出方法であって、第一取得工程と、補正量算出工程とを備えている。第一取得工程は、第一取得部41が行う制御に相当する。補正量算出工程は、補正量算出部42が行う制御に相当する。また、補正量算出方法は、許可工程をさらに備えると好適である。許可工程は、許可部43が行う制御に相当する。
補正量算出装置40について既述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。具体的には、補正量算出方法は、印刷検査機WM2と、部品装着機WM3と、外観検査機WM4とを備える対基板作業ラインWMLに適用される補正量算出方法であって、第一取得工程と、補正量算出工程とを備えている。第一取得工程は、第一取得部41が行う制御に相当する。補正量算出工程は、補正量算出部42が行う制御に相当する。また、補正量算出方法は、許可工程をさらに備えると好適である。許可工程は、許可部43が行う制御に相当する。
部品装着方法は、第二取得工程と、装着処理工程とを備えている。第二取得工程は、第二取得部44が行う制御に相当する。装着処理工程は、装着処理部45が行う制御に相当する。なお、許可工程は、部品装着方法に含めることもできる。
3.実施形態の効果の一例
補正量算出装置40によれば、第一取得部41と、補正量算出部42とを備える。これにより、補正量算出装置40は、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2の両方を用いて、印刷位置PP1に対する装着位置MP1の位置ずれ量である第三位置ずれ量MA3を補正するときの補正量CA1を算出することができる。補正量算出装置40について上述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。
補正量算出装置40によれば、第一取得部41と、補正量算出部42とを備える。これにより、補正量算出装置40は、第一位置ずれ量MA1および第二位置ずれ量MA2の両方を用いて、印刷位置PP1に対する装着位置MP1の位置ずれ量である第三位置ずれ量MA3を補正するときの補正量CA1を算出することができる。補正量算出装置40について上述したことは、補正量算出方法についても同様に言える。
40:補正量算出装置、41:第一取得部、42:補正量算出部、
43:許可部、44:第二取得部、45:装着処理部、90:基板、
90a:パッド、91:部品、92:はんだ、900:基板製品、
PD1:パッド位置、PP1:印刷位置、MP1:装着位置、
MA1:第一位置ずれ量、MA2:第二位置ずれ量、
MA3:第三位置ずれ量、CA1:補正量、ID1:基板識別情報、
RF1:目標装着位置、PT1:部品種、
WM1:印刷機、WM2:印刷検査機、WM3:部品装着機、
WM4:外観検査機、WML:対基板作業ライン。
43:許可部、44:第二取得部、45:装着処理部、90:基板、
90a:パッド、91:部品、92:はんだ、900:基板製品、
PD1:パッド位置、PP1:印刷位置、MP1:装着位置、
MA1:第一位置ずれ量、MA2:第二位置ずれ量、
MA3:第三位置ずれ量、CA1:補正量、ID1:基板識別情報、
RF1:目標装着位置、PT1:部品種、
WM1:印刷機、WM2:印刷検査機、WM3:部品装着機、
WM4:外観検査機、WML:対基板作業ライン。
Claims (8)
- 印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する印刷検査機と、
前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う部品装着機と、
前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する外観検査機と、
を備える対基板作業ラインにおいて、
前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する第一取得部と、
前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する補正量算出部と、
を備える補正量算出装置。 - 前記補正量算出部は、同種の複数の基板について、前記基板を識別する基板識別情報と、前記基板に装着される複数の前記部品の目標装着位置ごとの前記第三位置ずれ量とを関連付けて記憶し、前記目標装着位置ごとの所定数の前記第三位置ずれ量の分布に基づいて、前記目標装着位置ごとの前記補正量を算出する請求項1に記載の補正量算出装置。
- 前記補正量算出部は、同種の複数の基板について、前記基板を識別する基板識別情報と、前記基板に装着される複数の前記部品の部品種ごとの前記第三位置ずれ量とを関連付けて記憶し、前記部品種ごとの所定数の前記第三位置ずれ量の分布に基づいて、前記部品種ごとの前記補正量を算出する請求項1に記載の補正量算出装置。
- 前記補正量算出部は、シューハートの管理図を用いて、前記第三位置ずれ量の分布が管理状態にあると判断したときに、前記補正量を算出する請求項2または請求項3に記載の補正量算出装置。
- 前記はんだに合わせて前記部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を許容し、パッドに合わせて前記部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を規制する許可部を備える請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の補正量算出装置。
- 印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を取得する第二取得部と、
前記第二取得部によって取得された前記印刷位置、および、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の前記補正量算出部によって算出された前記補正量に基づいて、前記装着処理を行う装着処理部と、
を備える部品装着機。 - 前記はんだに合わせて部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を許容し、パッドに合わせて前記部品を装着するときに、前記補正量算出部によって算出された前記補正量の使用を規制する許可部を備える請求項6に記載の部品装着機。
- 印刷機によって印刷されたはんだの印刷位置を検査する印刷検査機と、
前記印刷位置に基づいて部品を装着する装着処理を行う部品装着機と、
前記部品装着機によって装着された前記部品の装着位置を検査する外観検査機と、
を備える対基板作業ラインに適用される補正量算出方法であって、
前記印刷検査機によって検出された前記印刷位置のパッド位置に対する位置ずれ量である第一位置ずれ量、および、前記外観検査機によって検出された前記装着位置の前記パッド位置に対する位置ずれ量である第二位置ずれ量を取得する第一取得工程と、
前記印刷位置に対する前記装着位置の位置ずれ量である第三位置ずれ量について後に生産する基板製品の前記装着処理に用いられる補正量を、前記第一位置ずれ量および前記第二位置ずれ量に基づいて算出する補正量算出工程と、
を備える補正量算出方法。
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