WO2011043080A1

WO2011043080A1 - 部品実装システム及び部品実装方法

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Publication number: WO2011043080A1
Application number: PCT/JP2010/006022
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Inventors: 健一戒田; 憲一郎石本
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2009-10-08
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Publication date: 2011-04-14
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Abstract

　部品が極めて小さい場合であっても要修理箇所に確実に部品を装着することができ、基板の良品率を向上させることができる部品実装システム及び部品実装方法を提供することを目的とする。　部品実装システム１は、部品Ｐｔの装着後の検査で発見された要修理箇所について、オペレータＯＰ等の手作業による修理が行われた後、半田印刷機２と第１の部品実装機４Ａとの間に再投入された基板Ｐｂに対し、欠品箇所があるか否かの検査を第１の部品実装機４Ａが備える検査カメラ１５Ａを用いて行い、基板Ｐｂ上に欠品箇所を発見した場合には、その欠品箇所の位置の特定を行ったうえで、第１の部品実装機４Ａの装着ヘッド１４Ａと第２の部品実装機４Ｂの装着ヘッド１４Ｂが、位置を特定した基板Ｐｂ上の欠品箇所に部品Ｐｔを装着する。

Description

部品実装システム及び部品実装方法

　本発明は、半田を印刷した基板に部品を装着する部品実装システム及び部品実装方法に関するものである。

　部品実装システムは、基板に半田を印刷する半田印刷機から成る半田印刷部と、半田印刷部により半田が印刷された基板に部品を装着する一又は複数の部品実装機から成る部品装着部を含んで構成され、部品装着部による部品装着が終了した基板はリフロー炉に送られて半田のリフローがなされる。そして、半田のリフローがなされた基板については外観検査が行われ、その外観検査で発見された要修理箇所についてはオペレータ等の作業者が手作業で修理を行う（例えば、特許文献１）。ここで、要修理箇所とは、基板上の目標装着位置に部品が装着されてはいるものの、その装着状態が不良であるために部品の付け直しを要する箇所のほか、部品が目標装着位置に装着されていない欠品箇所を含むものである。

日本国特開２００５－２８６０１５号公報

　しかしながら、部品が極めて小さい場合や高い位置精度での装着を要求される部品の場合には、オペレータ等の手作業による装着では製品の品質を確保することができない場合があった。このため、要修理箇所が発見されたとしてもその修理作業をオペレータ等が手作業で行うことができない場合には、その基板は廃棄せざるを得ず、基板の良品率が低下して生産コストが高くなるという問題点があった。

　そこで本発明は、部品が極めて小さい場合であっても要修理箇所に確実に部品を装着することができ、基板の良品率を向上させることができる部品実装システム及び部品実装方法を提供することを目的とする。

　第１の発明の部品実装システムは、投入された基板に対して半田を印刷する半田印刷部と、半田印刷部により半田が印刷された基板に部品を装着する部品装着部と、部品装着部により部品が装着された基板上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査部と、要修理箇所検査部で位置が特定された要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示部とを備えた部品実装システムであって、要修理箇所表示部に表示された要修理箇所について作業者の手作業による修理が行われて半田印刷部と部品装着部との間に再投入された基板に対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査部を備え、部品装着部は欠品箇所検査部で位置が特定された基板上の欠品箇所に部品を装着する。

　第２の発明の部品実装システムは、第１の発明の部品実装システムであって、欠品箇所検査部は、半田印刷部と部品装着部との間に再投入された基板上の欠品箇所の半田の付着状態の良否検査を行い、部品装着部は、半田の付着状態が不良と判定された箇所に半田を追加供給する半田追加供給部を備えた。

　第３の発明の部品実装システムは、第１又は第２の発明の部品実装システムであって、欠品箇所検査部は、半田印刷部により半田が印刷された直後の基板の半田の印刷状態の良否検査を行う。

　第４の発明の部品実装方法は、投入された基板に半田を印刷する半田印刷工程と、半田印刷工程で半田が印刷された基板に部品を装着する部品装着工程と、部品装着工程で部品が装着された基板上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査工程と、要修理箇所検査工程で位置を特定した要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示工程とを含む部品実装方法であって、要修理箇所表示工程で表示された要修理箇所について作業者の手作業による修理が行われた基板に対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査工程と、欠品箇所検査工程で位置を特定した基板上の欠品箇所に部品を装着する欠品箇所部品装着工程とを実行する。

　本発明では、要修理箇所検査部による部品の装着後の検査で発見された要修理箇所について、オペレータ等の作業者の手作業による修理が行われた後、半田印刷部と部品装着部との間に再投入された基板に対し、欠品箇所があるか否かの検査を欠品箇所検査部によって行い、基板上に欠品箇所を発見した場合には、その欠品箇所の位置の特定を行ったうえで、部品装着部が、位置を特定した基板上の欠品箇所に部品を装着するようになっている。このためオペレータ等の作業者は、要修理箇所への部品の装着は行う必要がなく、面倒な作業が不要になるうえ、部品が極めて小さい場合であっても要修理箇所に確実に部品を装着することができるので、基板の良品率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態における部品実装システムの概略構成図本発明の一実施の形態における部品実装システムを構成する部品実装機の平面図本発明の一実施の形態における部品実装システムを構成する部品実装機の側面図本発明の一実施の形態における部品実装機の制御系統を示すブロック図本発明の一実施の形態における部品実装機が備える装着ヘッドによる基板への部品の装着動作を説明する図本発明の一実施の形態における部品実装機が備える装着ヘッドによる基板への半田の追加供給動作を説明する図本発明の一実施の形態における第１の部品実装機が行う部品装着の手順を示すブロック図本発明の一実施の形態における第２の部品実装機が行う部品装着の手順を示すブロック図

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１において、本実施の形態における部品実装システム１は、複数台の部品実装用装置として、基板Ｐｂの搬送方向に半田印刷機２、第１の基板搬送機３Ａ、第１の部品実装機４Ａ、第２の部品実装機４Ｂ、第２の基板搬送機３Ｂ及びリフロー炉５がこの順で配置された構成を有し、第２の基板搬送機３Ｂの近傍にはディスプレイ装置６が設けられている。これら各装置はホストコンピュータＨＣに接続された構内通信網（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＬＡＮケーブル７によって相互に繋がっており、互いに情報のやり取りをすることができるようになっている。以下、説明の便宜上、この部品実装システム１における基板Ｐｂの搬送方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。

　図１において、半田印刷機２は、図１中に示す矢印Ａの方向に投入された基板Ｐｂを基板搬送路２ａによって受け取ってＸ軸方向に搬送し、作業位置への位置決めを行ったうえで、基板Ｐｂに設けられた電極ＤＴ上に半田を印刷する（半田印刷工程）。そして、基板Ｐｂの電極ＤＴ上への半田の印刷が終了したら、その基板Ｐｂを基板搬送路２ａにより下流側の装置である第１の基板搬送機３Ａに搬出する。このように半田印刷機２は、本実施の形態における部品実装システム１において、投入された基板Ｐｂに対して半田を印刷する半田印刷部となっている。

　図１において、第１の基板搬送機３Ａ及び第２の基板搬送機３Ｂは同一の構成であり、それぞれの上流側の装置（第１の基板搬送機３Ａについては半田印刷機２、第２の基板搬送機３Ｂについては第２の部品実装機４Ｂ）より搬出された基板Ｐｂを基板搬送路３ａによって受け取ってＸ軸方向に搬送し、それぞれの下流側の装置（第１の基板搬送機３Ａについては第１の部品実装機４Ａ、第２の基板搬送機３Ｂについてはリフロー炉５）に搬出する。

　第１の部品実装機４Ａ及び第２の部品実装機４Ｂは同一の構成であり（動作は異なる）、代表して第１の部品実装機４Ａの構成について説明する。

　図２及び図３において、第１の部品実装機４Ａは、基台１１上に基板搬送路１２を備えており、上流側の装置である第１の基板搬送機３Ａ（第２の部品実装機４Ｂについては第１の部品実装機４Ａ）より搬出された基板Ｐｂを受け取って基台１１の中央の作業位置（図２に示す位置）に位置決めする。

　基台１１上にはＸＹロボット１３が設けられており、このＸＹロボット１３によって装着ヘッド１４Ａ（第２の部品実装機４Ｂについては符号を１４Ｂとする）と、検査カメラ１５Ａ（第２の部品実装機４Ｂについては符号を１５Ｂとする）がそれぞれ独立して移動自在になっている。ＸＹロボット１３はＹ軸方向に延びて設けられたＹ軸テーブル１３ａと、Ｘ軸方向に延びて一端がＹ軸テーブル１３ａに支持され、Ｙ軸テーブル１３ａに沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられた２つのＸ軸テーブル１３ｂと、各Ｘ軸テーブル１３ｂに沿って（すなわちＸ軸方向に）移動自在に設けられた２つの移動ステージ１３ｃから成っており、これら２つの移動ステージ１３ｃに装着ヘッド１４Ａと検査カメラ１５Ａがそれぞれ別個に取り付けられている。

　図３において、装着ヘッド１４Ａの下端には下方に延びた複数の吸着ノズル１４ｎが設けられている。各吸着ノズル１４ｎは装着ヘッド１４Ａに対して昇降させることができ、また上下軸（Ｚ軸）回りに回転させることができる。検査カメラ１５Ａは撮像視野を下方に向けた状態で移動ステージ１３ｃに取り付けられている。

　図２及び図３において、基板搬送路１２を挟んでＹ軸方向に対向する基台１１の両側の端部のうち、装着ヘッド１４Ａが設けられている側の端部には、装着ヘッド１４Ａに部品Ｐｔ（図２及び図３）を供給する複数の部品供給装置（パーツフィーダ）１６がＸ軸方向に並んで設けられている。これら複数の部品供給装置１６は基台１１に着脱自在に取り付けられる台車１７に保持されており、台車１７を基台１１に取り付けることによって、複数の部品供給装置１６を一括して基台１１に取り付けることができる。なお、台車１７は一対のハンドル１７ａをオペレータＯＰ（図１）が操作することによって床面上を移動させることができる。基台１１に取り付けられた各部品供給装置１６は、基板搬送路１２側の端部に設けられた部品供給口１６ａに部品Ｐｔを連続的に供給する。

　図２及び図３において、ＸＹロボット１３が備える２つの移動ステージ１３ｃのうち、装着ヘッド１４Ａが取り付けられている側の移動ステージ１３ｃには、撮像視野を下方に向けた基板カメラ１８が設けられており、基板搬送路１２のＹ軸方向の両側方領域のうち、装着ヘッド１４Ａが設けられている側の領域には撮像視野を上方に向けた部品カメラ１９が設けられている。

　図４において、第１の部品実装機４Ａが備える制御装置２０Ａ（第２の部品実装機４Ｂについては符号を２０Ｂとする）は、基板搬送路１２を駆動する図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路駆動部２１を作動させて基板Ｐｂの搬送及び位置決めを行い、ＸＹロボット１３を駆動する図示しないアクチュエータ等から成るＸＹロボット駆動部２２を作動させて装着ヘッド１４Ａの水平面内移動と検査カメラ１５Ａの水平面内移動を行う。また制御装置２０Ａは、各吸着ノズル１４ｎを駆動する図示しないアクチュエータ等から成るノズル駆動部２３を作動させて、各吸着ノズル１４ｎを装着ヘッド１４Ａに対して昇降及び上下軸（Ｚ軸）回りに回転させ、各吸着ノズル１４ｎ内への真空圧供給を行う図示しないアクチュエータ等から成る真空圧供給部２４を作動させ、各吸着ノズル１４ｎ内を真空状態にし、或いはその真空状態を破壊することによって、各吸着ノズル１４ｎへの部品Ｐｔの吸着及び各吸着ノズル１４ｎからの部品Ｐｔの離脱を行う。

　また、制御装置２０Ａは、各部品供給装置１６を駆動する図示しないアクチュエータ等から成る部品供給装置駆動部２５を作動させて各部品供給装置１６に部品供給口１６ａへの部品供給動作を行わせ、カメラ駆動部２６（図４）を作動させて、検査カメラ１５Ａ、基板カメラ１８及び部品カメラ１９の撮像動作制御を行う。検査カメラ１５Ａ、基板カメラ１８及び部品カメラ１９の撮像動作によって取得された画像データは記憶部２７に取り込まれて記憶される。また、制御装置２０Ａは、ＬＡＮケーブル７を介してホストコンピュータＨＣと繋がっており、ホストコンピュータＨＣへのデータの送信及びホストコンピュータＨＣからのデータの受信を行うことができる。

　次に、第１の部品実装機４Ａの動作と第２の部品実装機４Ｂの動作を説明する。第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、第１の基板搬送機３Ａより基板Ｐｂ（半田印刷機２において半田が印刷された基板Ｐｂ）が搬出されたことを検知したら、基板搬送路１２を作動させてその基板Ｐｂを受け取り、Ｘ軸方向に搬送して作業位置に位置決めする。そして、基板Ｐｂに設けられた基板マーク（図示せず）の上方に基板カメラ１８を（装着ヘッド１４Ａを）移動させて基板マークを撮像し、得られた基板マークの画像を画像認識部２０ｃ（図４）において画像認識することによって、基板Ｐｂの位置ずれ（基板Ｐｂの正規の作業位置からの位置ずれ）を求める。なお、基板マークの撮像は、検査カメラ１５Ａによって行うようにしてもよい。

　第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、基板Ｐｂの位置ずれを求めたら、検査カメラ１５Ａを基板Ｐｂの上方に移動させ、基板Ｐｂ上の各所を撮像して画像データを記憶部２７に取り込み、画像認識部２０ｃにおいて画像認識を行うことによって、半田印刷機２によって印刷された直後の電極ＤＴ上の半田Ｓｄ（図２及び図５参照）の印刷状態の良否検査を行う（半田印刷状態検査工程）。そして、電極ＤＴ上の半田Ｓｄの印刷状態が不良な箇所（不良箇所）を発見した場合には、図示しないマーク付着手段を作動させて不良箇所に印刷不良マークを付着させるとともに、その不良箇所の位置情報を記憶部２７に記憶し、かつ、その不良箇所の位置情報を、ＬＡＮケーブル７を介してホストコンピュータＨＣに送信する。ホストコンピュータＨＣは、第１の部品実装機４Ａより送信された半田Ｓｄの印刷状態の不良箇所の位置情報を、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂに送信する。

　第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、半田印刷状態検査工程を実行した結果、基板Ｐｂ上に不良箇所を発見しなかった場合には、その基板Ｐｂについて第１の部品実装機４Ａが部品Ｐｔの装着を担当する箇所に、部品Ｐｔを装着する（部品装着工程）。この部品装着工程は、部品供給装置１６に部品Ｐｔを供給させるとともに装着ヘッド１４Ａを移動させ、部品供給装置１６から部品Ｐｔを吸着する動作と、吸着した部品Ｐｔを基板Ｐｂ上の半田Ｓｄが印刷された電極ＤＴ上で離脱させる動作とを繰り返すことによって実行する。一方、基板Ｐｂ上に不良箇所を発見した場合は、その基板Ｐｂへの部品Ｐｔの装着を実行することなく、基板搬送路１２を作動させて、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の部品実装機４Ｂに搬出する。

　上記部品装着工程における部品Ｐｔの吸着（ピックアップ）から基板Ｐｂ上での離脱（基板Ｐｂ上への装着）までの手順を説明すると、制御装置２０Ａは先ず、装着ヘッド１４Ａを部品供給装置１６の部品供給口１６ａの上方に移動させたうえで、吸着ノズル１４ｎを装着ヘッド１４Ａに対して下降及び上昇させ、吸着ノズル１４ｎが部品Ｐｔの上面に接触したところで吸着ノズル１４ｎ内を真空状態にして吸着ノズル１４ｎに部品Ｐｔを吸着させる。これにより部品Ｐｔが装着ヘッド１４Ａ（吸着ノズル１４ｎ）によりピックアップされる。

　制御装置２０Ａは、部品Ｐｔをピックアップしたら装着ヘッド１４Ａを移動させ、部品Ｐｔが部品カメラ１９の直上に位置するようにしたうえで、部品カメラ１９に部品Ｐｔの撮像を行わせる。制御装置２０Ａは、部品カメラ１９が撮像した部品Ｐｔの画像データを記憶部２７に取り込んで画像認識部２０ｃにより画像認識を行い、部品Ｐｔの異常（変形や欠損など）の有無を検査するとともに、吸着ノズル１４ｎに対する部品Ｐｔの位置ずれ（吸着ずれ）の算出を行う。

　制御装置２０Ａは、部品Ｐｔの画像認識を行ったら装着ヘッド１４Ａを移動させ、吸着ノズル１４ｎに吸着している部品Ｐｔが基板Ｐｂ上の目標装着位置（電極ＤＴが設けられている位置）の直上に位置するようにする（図５）。そして、吸着ノズル１４ｎを装着ヘッド１４Ａ（１４Ｂ）に対して下降（図５中に示す矢印Ｂ）及び上昇させ、部品Ｐｔが電極ＤＴに接触したところで吸着ノズル１４ｎ内の真空状態を破壊する。これにより吸着ノズル１４ｎによる部品Ｐｔの吸着状態が解除され、部品Ｐｔが吸着ノズル１４ｎから離脱して基板Ｐｂの電極ＤＴ上に装着される。なお、部品Ｐｔを電極ＤＴ上に装着するときは、予め求めている基板Ｐｂの位置ずれと部品Ｐｔの吸着ずれが修正されるように、基板Ｐｂに対する吸着ノズル１４ｎの位置補正（回転補正を含む）を行うようにする。

　第１の部品実装機４Ａは、基板Ｐｂ上の部品Ｐｔを装着すべき箇所（第１の部品実装機４Ａが部品Ｐｔの装着を担当する箇所）の全てに部品Ｐｔを装着したら、基板搬送路１２を作動させて、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の部品実装機４Ｂに搬出する。

　第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、第１の部品実装機４Ａより基板Ｐｂが搬出されたことを検知したら、基板搬送路１２を作動させてその基板Ｐｂを受け取り、Ｘ軸方向に搬送して作業位置に位置決めする。そして、第１の部品実装機４Ａの場合と同様の手順により、基板Ｐｂの位置ずれを求める（基板マークの撮像は検査カメラ１５Ｂによって行うようにしてもよい）。

　第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、基板Ｐｂの位置ずれを求めたら、第１の部品実装機４Ａの場合と同様の手順により前述の部品装着工程を実行する。この部品装着工程では、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、その基板Ｐｂが第１の部品実装機４Ａによって印刷状態の不良箇所が発見されたものでない場合には、その基板Ｐｂについて第２の部品実装機４Ｂが部品Ｐｔの装着を担当する箇所に、部品Ｐｔを装着する。一方、基板Ｐｂが第１の部品実装機４Ａによって印刷状態の不良箇所が発見されたものである場合は、その基板Ｐｂへの部品Ｐｔの装着を実行することなく、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の基板搬送機３Ｂに搬出する。なお、第１の部品実装機４Ａから受け取った基板Ｐｂが第１の部品実装機４Ａによって印刷状態の不良箇所が発見されたものであるかどうかの情報は、前述のように、ホストコンピュータＨＣから受信することができる。

　第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、部品Ｐｔを装着すべき箇所（第２の部品実装機４Ｂが部品Ｐｔの装着を担当する箇所）の全てに部品Ｐｔを装着したら、検査カメラ１５Ｂを基板Ｐｂの上方に移動させ、基板Ｐｂ上の各所を撮像して画像データを記憶部２７に取り込む。そして、画像認識部２０ｃにおいて画像認識を行うことによって、基板Ｐｂ上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、その結果、基板Ｐｂ上に要修理箇所があった（発見した）場合には、その要修理箇所の位置の特定を行う（要修理箇所検査工程）。そして、その位置を特定した要修理箇所の情報（位置及び画像）をホストコンピュータＨＣに送信したうえで、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の基板搬送機３Ｂに搬出する。ホストコンピュータＨＣは、第２の部品実装機４Ｂから要修理箇所の情報を受けたときは、その情報に基づいて、基板Ｐｂ上の要修理箇所の情報（位置及び画像）をディスプレイ装置６に表示させる（要修理箇所表示工程）。

　ここで、要修理箇所とは、基板Ｐｂ上の目標装着位置に部品Ｐｔが装着されてはいるものの、その装着状態が不良であるために部品Ｐｔの付け直しを要する箇所のほか、部品Ｐｔが目標装置位置に装着されていない欠品箇所を含むものである。

　オペレータＯＰ等の作業者（以下、オペレータＯＰ等と称する）は、第２の部品実装機４Ｂの基板搬送路１２から第２の基板搬送機３Ｂに搬出された基板Ｐｂに印刷不良マークが付されている場合には、その基板Ｐｂを第２の基板搬送機３Ｂから取り上げ、その基板Ｐｂの印刷不良箇所に改めて半田Ｓｄの印刷を行うべく、印刷不良箇所に付着している半田Ｓｄを拭き取るなどしたうえで、半田印刷機２に投入（再投入）する。

　また、オペレータＯＰ等は、第２の部品実装機４Ｂの基板搬送路１２から基板Ｐｂが搬出されるとき、ディスプレイ装置６により要修理箇所が示されている場合には、その基板Ｐｂには要修理箇所があるものと判断し、その基板Ｐｂを部品実装システム１の生産ラインから（直接的には第２の基板搬送機３Ｂから）抜き出して（図１中に示す矢印Ｃ）、ディスプレイ装置６に表示された基板Ｐｂ上の要修理箇所の修理を手作業により行う。このときオペレータＯＰ等は、ディスプレイ装置６に表示される要修理箇所を示す画像を見ながら、すなわち、修理を行うべき基板Ｐｂ上の位置及び不良の状態を目視（ディスプレイ装置６を介した間接的な目視）で確認しながら、必要な作業を行うことができる。オペレータＯＰ等は、ここでは部品Ｐｔの欠品箇所への部品Ｐｔの装着や半田Ｓｄの付着不良箇所への半田Ｓｄの塗り直し等についての修理は行う必要はなく、部品Ｐｔの位置ずれ矯正等の修理を行うのみでよい。

　オペレータＯＰ等は、要修理箇所についての修理が終了したら、修理が終了した基板Ｐｂを部品実装システム１の生産ラインに戻すべく、半田印刷機２と第１の部品実装機４Ａとの間に位置する第１の基板搬送機３Ａに再投入する（図１中に示す矢印Ｄ）。このときオペレータＯＰ等は、第１の部品実装機４Ａに設けられている再投入ボタンＢＴ（図２及び図４）の操作を行う。

　第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、再投入ボタンＢＴが操作された直後に搬入した基板Ｐｂについては、その基板Ｐｂは再投入されたものであると認識し、半田印刷機２による半田Ｓｄの印刷状態の検査は既に行われていることから、前述の半田印刷状態検査工程（基板Ｐｂ上の全電極ＤＴについての半田Ｓｄの印刷状態の検査）は行わずに、その基板Ｐｂ（要修理箇所表示工程で表示された要修理箇所についてオペレータＯＰ等の手作業による修理が行われた基板Ｐｂ）に対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板上に欠品箇所があった場合には、その欠品箇所の位置の特定を行う（欠品箇所検査工程）。この欠品箇所検査工程の実行の結果、欠品箇所があった（発見した）ときには、欠品箇所の位置情報を記憶部２７に取り込んで記憶する。

　ここで、第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、上記欠品箇所検査工程では、欠品箇所の位置を特定するだけでなく、その欠品箇所の半田Ｓｄの付着状態の良否検査も併せて行う。そして、欠品箇所のうち、半田Ｓｄの付着状態が不良と判定した箇所には、半田Ｓｄを追加供給するようにする（半田追加供給工程）。

　この半田Ｓｄの追加供給では、先ず、図６に示すように、装着ヘッド１４Ａに取り付けられた複数の吸着ノズル１４ｎの一部を半田Ｓｄの転写用のピン状部材である転写ピン１４ｔに交換したうえで、装着ヘッド１４Ａを第１の部品実装機４Ａの基台１１上に備えられた半田Ｓｄの収容容器Ｓｙ（図６にのみ図示。図２及び図３には図示せず）の上方に移動させ、転写ピン１４ｔを装着ヘッド１４Ａに対して下降（図６中に示す矢印Ｅ）及び上昇させて、転写ピン１４ｔの下端に収容容器Ｓｙ内の半田Ｓｄに付着させる。そして、装着ヘッド１４Ａを基板Ｐｂの上方に移動させ、転写ピン１４ｔを装着ヘッド１４Ａに対して下降（図６中に示す矢印Ｆ）及び上昇させて、転写ピン１４ｔを基板Ｐｂ上の半田Ｓｄの付着状態が不良な箇所の電極ＤＴ上に押し付ける。これにより電極ＤＴ上に半田Ｓｄが追加供給され、電極ＤＴ上の半田Ｓｄの付着不良状態が解消される。なお、転写ピン１４ｔは、上記のように装着ヘッド１４Ａに取り付けられている吸着ノズル１４ｎと交換するのではなく、はじめから取り付けられているのであってもよい。

　なお、欠品箇所は多くの場合、半田印刷機２による半田Ｓｄの印刷は良好に行われたものの、その後の第１の部品実装機４Ａ又は第２の部品実装機４Ｂが部品Ｐｔの装着に失敗し、半田Ｓｄに部品Ｐｔが一旦接触してかすれや半田不足状態になっている箇所であるため、上記のような転写ピン１４ｔによる半田Ｓｄの追加供給で半田Ｓｄの付着不良状態は大方解消することができる。

　また、このことから、オペレータＯＰは、第２の基板搬送機３Ｂに搬出された基板Ｐｂのうち、印刷不良マークが付されているものであっても、その基板Ｐｂにおける半田Ｓｄの印刷状態が不良な箇所を点検した結果、転写ピン１４ｔによる半田Ｓｄの追加供給で半田Ｓｄの付着不良状態を解消することができると判断したときは、半田印刷機２ではなく、第１の部品実装機４Ａに基板Ｐｂを再投入するようにしてもよい。

　第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、上記のようにして欠品箇所のうち、半田Ｓｄの付着状態が不良な箇所に半田Ｓｄを追加供給したら、その基板Ｐｂの欠品箇所のうち、第１の部品実装機４Ａが部品Ｐｔの装着を担当する分の欠品箇所について部品Ｐｔの装着を実行する（欠品箇所部品装着工程）。

　第１の部品実装機４Ａは、欠品箇所への部品Ｐｔの装着が終了したら、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の部品実装機４Ｂに搬出する。そして、この基板Ｐｂの搬出のとき、第１の部品実装機４Ａは、その基板Ｐｂは再投入された基板Ｐｂである旨の情報（以下、再投入情報と称する）と併せて、その基板Ｐｂの欠品箇所のうち、第２の部品実装機４Ｂが部品Ｐｔの装着を担当する分の欠品箇所の位置情報（以下、欠品情報と称する）を、ＬＡＮケーブル７を介してホストコンピュータＨＣに送信する。ホストコンピュータＨＣは、第１の部品実装機４Ａより送信された欠品情報を、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂに送信する。

　第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、第１の部品実装機４Ａから搬出された基板Ｐｂを搬入する際、第１の部品実装機４Ａより再投入情報を受け取ったときには、その基板Ｐｂは再投入された基板Ｐｂであると認識し、併せて受け取った欠品情報に基づいて、基板Ｐｂ上の欠品箇所のうち、第２の部品実装機４Ｂが部品Ｐｔの装着を担当する分についての部品Ｐｔの装着を実行する（欠品箇所部品装着工程）。そして、その欠品箇所についての部品Ｐｔの装着が終了したら、前述の要領で改めて要修理箇所検査工程を実行したうえで、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の基板搬送機３Ｂに搬出する。

　このように、第１の部品実装機４Ａにおける装着ヘッド１４Ａ及び制御装置２０Ａと、第２の部品実装機４Ｂにおける装着ヘッド１４Ｂ及び制御装置２０Ｂは、この部品実装システム１において、半田印刷部である半田印刷機２により半田Ｓｄが印刷された基板Ｐｂに部品Ｐｔを装着する部品装着部となっている。

　また、第２の部品実装機４Ｂにおける検査カメラ１５Ｂ及び制御装置２０Ｂは、この部品実装システム１において、部品装着部により部品Ｐｔが装着された基板Ｐｂ上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板Ｐｂ上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査部となっており、ディスプレイ装置６は、要修理箇所検査部で位置が特定された要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示部となっている。

　更に、第１の部品実装機４Ａにおける検査カメラ１５Ａ及び制御装置２０Ａは、この部品実装システム１において、要修理箇所検査部に表示された要修理箇所についてオペレータＯＰ等の作業者の手作業による修理が行われて半田印刷部と部品装着部との間（半田印刷機２と第１の部品実装機４Ａとの間）に再投入された基板Ｐｂに対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板Ｐｂ上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査部となっている。

　上述した第１の部品実装機４Ａの動作手順及び第２の部品実装機４Ｂの動作手順をフローチャートによって示すと、図７及び図８のようになる。図７は第１の部品実装機４Ａの動作手順であり、図８は第２の部品実装機４Ｂの動作手順である。

　図７において、第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、上流側から送られてきた基板Ｐｂの搬入及び位置決めを行ったら（ステップＳＴ１）、再投入ボタンＢＴが操作されているかどうかの判断を行い（ステップＳＴ２）。その結果、再投入ボタンＢＴが操作されていなかったことを検知した場合には、その基板Ｐｂは再投入されたものではない（半田印刷機２から搬出された直後のもの）であると判断し、検査カメラ１５Ａを用いた半田Ｓｄの印刷状態の良否検査を行って（ステップＳＴ３。半田印刷状態検査工程）、基板Ｐｂ上に印刷状態の不良な箇所があるかどうかの判断を行う（ステップＳＴ４）。その結果、基板Ｐｂ上に印刷状態の不良な箇所を発見しなかった場合には、その基板Ｐｂへの部品Ｐｔの装着を行い（ステップＳＴ５。部品装着工程）、基板Ｐｂへの部品Ｐｔの装着が終了したら、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の部品実装機４Ｂに搬出する（ステップＳＴ６）。これに対し、ステップＳＴ４において、基板Ｐｂ上に印刷状態の不良な箇所を発見した場合には、その基板Ｐｂへの部品装着工程を実行することなく、その基板Ｐｂを下流側の装置である第２の部品実装機４Ｂに搬出する（ステップＳＴ６）。

　一方、第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、ステップＳＴ２で再投入ボタンＢＴが操作されていたことを検知した場合には、その基板Ｐｂは再投入されたものであると判断し、ステップＳＴ３の検査カメラ１５Ａを用いた基板Ｐｂ上の全電極ＤＴに対する半田Ｓｄの印刷状態の良否検査を行うことなく、その基板Ｐｂにおける欠品箇所の検査を行う（ステップＳＴ７。欠品箇所検査工程）。そして、欠品箇所について、半田Ｓｄの付着状態が不良な箇所を発見したときには、その箇所への半田Ｓｄの追加供給を行ったうえで（ステップＳＴ８。半田追加供給工程）、欠品箇所への部品Ｐｔの装着を行う（ステップＳＴ９。欠品箇所部品装着工程）。そして、欠品箇所への部品Ｐｔの装着が終了したら、基板Ｐｂを下流側の装置である第２の部品実装機４Ｂに搬出する（ステップＳＴ６）。

　図８において、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、上流側の装置である第１の部品実装機４Ａから送られてきた基板Ｐｂの搬入及び位置決めを行ったら（ステップＳＴ１１）、その基板Ｐｂについて、第１の部品実装機４Ａから再投入情報が送られているかどうかを判断する（ステップＳＴ１２）。その結果、再投入情報が送られていなかったことを検知したときには、その基板Ｐｂは第１の部品実装機４Ａに再投入されたものではないと判断し、その基板Ｐｂが第１の部品実装機４Ａにおいて半田Ｓｄの印刷状態が不良な箇所が発見された基板Ｐｂであるか否かの判断を行う（ステップＳＴ１３）。その結果、基板Ｐｂが第１の部品実装機４Ａにおいて半田Ｓｄの印刷状態が不良な箇所が発見された基板Ｐｂでなかった場合には、その基板Ｐｂへの部品Ｐｔの装着を行う（ステップＳＴ１４。部品装着工程）。

　一方、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、ステップＳＴ１２で第１の部品実装機４Ａから再投入情報が送られていたことを検知したときには、その基板Ｐｂは再投入されたものであると判断し、第１の部品実装機４Ａから送られてきた欠品情報に基づいて、その基板Ｐｂの欠品箇所のうち、第２の部品実装機４Ｂが部品Ｐｔの装着を担当する分について部品Ｐｔの装着を行う（ステップＳＴ１５。欠品箇所部品装着工程）。

　第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、上記ステップＳＴ１４による部品装着工程若しくはステップＳＴ１５による欠品箇所部品装着工程が終了したら、要修理箇所の検査を行う（ステップＳＴ１６。要修理箇所検査工程）。そして、要修理箇所が発見されたか否かの判断において（ステップＳＴ１７）、要修理箇所が発見されなかった場合にはそのまま基板Ｐｂを下流側の装置である第２の基板搬送機３Ｂに搬出し（ステップＳＴ１８）、要修理箇所が発見された場合には、ディスプレイ装置６に要修理箇所を表示したうえで（ステップＳＴ１９。要修理箇所表示工程）、基板Ｐｂを第２の基板搬送機３Ｂに搬出する（ステップＳＴ１８）。

　これに対し、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、ステップＳＴ１３の判断において、第１の部品実装機４Ａから受け取った基板Ｐｂが第１の部品実装機４Ａにおいて半田Ｓｄの印刷状態が不良な箇所が発見された基板Ｐｂであった場合には、その基板Ｐｂへの部品装着工程を実行することなく、その基板Ｐｂを下流側の装置である第２の基板搬送機３Ｂに搬出する（ステップＳＴ１８）。

　図１において、第２の基板搬送機３Ｂは、上流側の装置である第２の部品実装機４Ｂから搬出された基板Ｐｂを基板搬送路３ａによって受け取って、下流側の装置であるリフロー炉５に搬出する。そしてリフロー炉５は、第２の基板搬送機３Ｂより搬出された基板Ｐｂ（部品Ｐｔの装着が終了した基板Ｐｂ）を基板搬送路５ａにより受け取り、その基板ＰｂをＸ軸方向に搬送しながら、基板Ｐｂ上の半田Ｓｄのリフローを行う。そして、半田Ｓｄのリフローを行った基板Ｐｂを基板搬送路５ａから下流に搬出する。リフロー炉５から搬出された基板Ｐｂは図示しない外観検査機において最終検査が実行され、この最終検査で異常なしと判断された場合には、その基板Ｐｂは良品基板として回収され、異常ありと判断された場合には、その基板Ｐｂは不良基板として回収される。

　以上説明したように、本実施の形態における部品実装システム１は、投入された基板Ｐｂに対して半田Ｓｄを印刷する半田印刷部（半田印刷機２）と、半田印刷部により半田Ｓｄが印刷された基板Ｐｂに部品Ｐｔを装着する部品装着部（第１の部品実装機４Ａにおける装着ヘッド１４Ａ及び制御装置２０Ａと、第２の部品実装機４Ｂにおける装着ヘッド１４Ｂ及び制御装置２０Ｂ）と、部品装着部により部品Ｐｔが装着された基板Ｐｂ上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板Ｐｂ上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査部（第２の部品実装機４Ｂにおける検査カメラ１５Ｂ及び制御装置２０Ｂ）と、要修理箇所検査部で位置が特定された要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示部（ディスプレイ装置６）を備えたものであり、要修理箇所表示部に表示された要修理箇所についてオペレータＯＰ等の作業者の手作業による修理が行われて半田印刷部と部品装着部との間（半田印刷機２と第１の部品実装機４Ａとの間）に再投入された基板Ｐｂに対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板Ｐｂ上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査部（第１の部品実装機４Ａにおける検査カメラ１５Ａ及び制御装置２０Ａ）を備え、部品装着部は欠品箇所検査部で位置が特定された基板Ｐｂ上の欠品箇所に部品を装着するものとなっている。

　また、本実施の形態における部品実装方法は、投入された基板Ｐｂに半田Ｓｄを印刷する半田印刷工程と、半田印刷工程で半田Ｓｄが印刷された基板Ｐｂに部品Ｐｔを装着する部品装着工程（ステップＳＴ５及びステップＳＴ１４）と、部品装着工程で部品Ｐｔが装着された基板Ｐｂ上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板Ｐｂ上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査工程（ステップＳＴ１６）と、要修理箇所検査工程で位置を特定した要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示工程（ステップＳＴ１９）を含むものであり、要修理箇所表示工程で表示された要修理箇所についてオペレータＯＰ等の作業者の手作業による修理が行われた基板Ｐｂに対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板Ｐｂ上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査工程（ステップＳＴ７）と、欠品箇所検査工程で位置を特定した基板Ｐｂ上の欠品箇所に部品Ｐｔを装着する欠品箇所部品装着工程（ステップＳＴ９及びステップＳＴ１５）を実行するものとなっている。

　本実施の形態における部品実装システム１では、要修理箇所検査部（第２の部品実装機４Ｂが備える検査カメラ１５Ｂ及び制御装置２０Ｂ）による部品Ｐｔの装着後の検査で発見された要修理箇所について、オペレータＯＰ等の作業者の手作業による修理が行われた後、半田印刷部と部品装着部との間（半田印刷機２と第１の部品実装機４Ａとの間）に再投入された基板Ｐｂに対し、欠品箇所があるか否かの検査を欠品箇所検査部（第１の部品実装機４Ａが備える検査カメラ１５Ａ及び制御装置２０Ａ）によって行い、基板Ｐｂ上に欠品箇所を発見した場合には、その欠品箇所の位置の特定を行ったうえで、部品装着部（第１の部品実装機４Ａが備える装着ヘッド１４Ａ及び制御装置２０Ａと、第２の部品実装機４Ｂが備える装着ヘッド１４Ｂ及び制御装置２０Ｂ）が、位置を特定した基板Ｐｂ上の欠品箇所に部品Ｐｔを装着するようになっている。このためオペレータＯＰ等の作業者は、要修理箇所への部品Ｐｔの装着は行う必要がなく、面倒な作業が不要になるうえ、部品Ｐｔが極めて小さい場合であっても要修理箇所に確実に部品Ｐｔを装着することができるので、基板Ｐｂの良品率を向上させることができる。

　また、本実施の形態における部品実装システム１において、欠品箇所検査部（第１の部品実装機４Ａが備える検査カメラ１５Ａ及び制御装置２０Ａ）は、半田印刷部と部品装着部との間（半田印刷機２と第１の部品実装機４Ａとの間）に再投入された基板Ｐｂ上の欠品箇所の半田Ｓｄの付着状態の良否検査を行い、部品装着部（第１の部品実装機４Ａの装着ヘッド１４Ａ及び制御装置２０Ａ）は、半田Ｓｄの付着状態が不良と判定された箇所に半田Ｓｄを追加供給する半田追加供給部としての転写ピン１４ｔを備えたものとなっており、再投入の対象となっている基板Ｐｂ上に半田Ｓｄの付着状態が不良な箇所があるか否かの点検及び半田Ｓｄの付着状態が不良な箇所への半田Ｓｄの追加供給といった極めて面倒な作業をオペレータＯＰ等の作業者が行う必要がなくなるので、生産性の飛躍的な向上を図ることができる。

　また、本実施の形態における部品実装システム１において、欠品箇所検査部は、半田印刷部により半田Ｓｄが印刷された直後の基板Ｐｂの半田Ｓｄの印刷状態の良否検査を行うようになっているので、半田Ｓｄの印刷状態を検査する専用の検査機を別途必要とせず、部品実装システム１のコンパクト化を図ることができる。

　これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、部品装着部を構成する部品実装機の数は２台（第１の部品実装機４Ａ及び第２の部品実装機４Ｂ）であったが、部品実装機の数は特に限定されない。また、上述の実施の形態では、要修理箇所検査部（検査カメラ１５Ｂ及び制御装置２０Ｂ）が部品装着部（装着ヘッド１４Ｂ及び制御装置２０Ｂ）と同一の装置（第２の部品実装機４Ｂ）に配置されるとともに、欠品箇所検査部（検査カメラ１５Ａ及び制御装置２０Ｂ）が部品装着部（装着ヘッド１４Ａ及び制御装置２０Ａ）と同一の装置（第１の部品実装機４Ａ）に配置される構成となっていたが、必ずしもこのような構成を採る必要はなく、要修理箇所検査部と部品装着部は互いに別個の装置から成っている（それぞれ要修理箇所検査専用の検査機、部品装着専用の部品実装機から成っている）のであってもよいし、同様に、欠品箇所検査部と部品装着部は互いに別個の装置から成っている（それぞれ欠品箇所検査専用の検査機、部品装着専用の部品装着機から成っている）のであってもよい。

　また、上述の実施の形態では、第１の部品実装機４Ａの制御装置２０Ａは、オペレータＯＰによって再投入ボタンＢＴが操作されるか否かに基づいて、投入された基板Ｐｂが再投入されたものであるであるかどうかの判断を行い、また、第２の部品実装機４Ｂの制御装置２０Ｂは、第１の部品実装機４Ａから再投入情報を受け取ったときに、搬入した基板Ｐｂが再投入されたものであるとの判断を行うようになっていたが、基板Ｐｂにバーコード等のＩＤコードを設けるとともに、第１の部品実装機４Ａ及び第２の部品実装機４Ｂが、その基板ＰｂのＩＤコードから基板Ｐｂの固有情報を読み取ることができるようになっているのであれば、第２の部品実装機４Ｂが備える第２の検査カメラ１５Ｂを介して要修理箇所があると判断した基板Ｐｂについてはその基板ＰｂのＩＤコードが記憶されるようにし、そのＩＤコードを有する基板Ｐｂの再度の搬入を行ったとき、その基板Ｐｂは再投入された基板Ｐｂであるとの判断を行うようにしてもよい。

　なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

　本出願は、２００９年１０月８日出願の日本特許出願（特願２００９－２３４０３９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　部品が極めて小さい場合であっても要修理箇所に確実に部品を装着することができ、基板の良品率を向上させることができる部品実装システム及び部品実装方法を提供する。

　１　部品実装システム
　２　半田印刷機（半田印刷部）
　６　ディスプレイ装置（要修理箇所表示部）
　１４Ａ，１４Ｂ　装着ヘッド（部品装着部）
　１４ｔ　転写ピン（半田追加供給部）
　１５Ａ　検査カメラ（欠品箇所検査部）
　１５Ｂ　検査カメラ（要修理箇所検査部）
　２０Ａ　制御装置（部品装着部、欠品箇所検査部）
　２０Ｂ　制御装置（部品装着部、要修理箇所検査部）
　Ｓｄ　半田
　Ｐｔ　部品
　Ｐｂ　基板
　ＯＰ　オペレータ（作業者）

Claims

　投入された基板に対して半田を印刷する半田印刷部と、前記半田印刷部により半田が印刷された基板に部品を装着する部品装着部と、前記部品装着部により部品が装着された基板上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査部と、前記要修理箇所検査部で位置が特定された要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示部とを備えた部品実装システムであって、
　前記要修理箇所表示部に表示された要修理箇所について作業者の手作業による修理が行われて前記半田印刷部と前記部品装着部との間に再投入された基板に対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査部を備え、
　前記部品装着部は前記欠品箇所検査部で位置が特定された基板上の欠品箇所に部品を装着することを特徴とする部品実装システム。
　前記欠品箇所検査部は、前記半田印刷部と前記部品装着部との間に再投入された基板上の欠品箇所の半田の付着状態の良否検査を行い、前記部品装着部は、半田の付着状態が不良と判定された箇所に半田を追加供給する半田追加供給部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装システム。
　前記欠品箇所検査部は、前記半田印刷部により半田が印刷された直後の基板の半田の印刷状態の良否検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装システム。
　投入された基板に半田を印刷する半田印刷工程と、前記半田印刷工程で半田が印刷された基板に部品を装着する部品装着工程と、前記部品装着工程で部品が装着された基板上に要修理箇所があるか否かの検査を行い、基板上に要修理箇所があった場合にその要修理箇所の位置の特定を行う要修理箇所検査工程と、前記要修理箇所検査工程で位置を特定した要修理箇所の表示を行う要修理箇所表示工程とを含む部品実装方法であって、
　前記要修理箇所表示工程で表示された要修理箇所について作業者の手作業による修理が行われた基板に対して欠品箇所があるか否かの検査を行い、その基板上に欠品箇所があった場合にその欠品箇所の位置の特定を行う欠品箇所検査工程と、
　前記欠品箇所検査工程で位置を特定した基板上の欠品箇所に部品を装着する欠品箇所部品装着工程とを実行することを特徴とする部品実装方法。