(57)【要約】【課題】  支持ブロックの設計工程において、支持力のシミュレーション工程を導入することで支持ブロック完成後の支持力を検証でき、検証結果に基づいて加工データを編集することで、支持力が十分に得られる品質の高い支持ブロックを設計するための方法、装置およびプログラムを提供すること。【解決手段】  基板設計データより表面に電子部品が実装された形状を示すデータを作成し、それを基に、実装済み電子部品を避ける凹部形状を有する支持ブロックの設計データを自動で作成する。上記設計データを編集し、編集後の形状に対して基板の下受けをしたときの状態をシミュレーションして結果を表示しながら、最終的に設計完了になった支持ブロックの形状を、設計図面もしくはそれに準ずるデータや、支持ブロックの加工のためのＮＣデータとして出力する。【選択図】  図２
2006073750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の基板の両面に電子部品を実装する過程において、すでに電子部品が実装された第１の面とは反対の第２の面に電子部品を実装する際に当該基板を支持するための支持ブロックを設計する方法であって、
前記基板の少なくとも第１の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データを取得する基板形状取得工程と、
前記基板形状取得工程で取得した部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成する初期形状作成工程と、
前記初期形状作成工程で作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する形状編集工程と、
前記形状編集工程で編集した結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態をシミュレーションし、当該シミュレーション結果を表示する解析工程と、
前記解析工程のシミュレーションにより所望条件を満たすことが確認された編集形状データに基づいて、支持ブロック設計用のデータを出力する出力工程とを備えた基板支持ブロック設計方法。
【請求項２】
前記初期形状作成工程では、前記凹部の形状を決定後、当該決定した凹部以外の部分の形状に応じて、前記基板を吸着するための基板吸着用穴を作成することを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項３】
前記初期形状作成工程では、前記凹部の形状を決定後、当該決定した凹部以外の任意の部分の面積に応じて、当該凹部以外の任意の部分の形状を凹部とすることを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項４】
前記初期形状作成工程では、前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの位置を、前記凹部以外の部分および前記基板吸着用穴の位置および面積に基づいて決定することを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項５】
前記初期形状作成工程では、前記基板を吸着するための基板吸着用穴または前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの空気の流路を確保するための配管を、前記支持ブロック内に作成することを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項６】
前記解析工程では、有限要素法を用いて基板全面の吸着支持力あるいは歪み量分布を求めることを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項７】
前記出力工程では、前記形状編集工程で編集した編集形状データを、前記凹部を有する座繰り部のデータと、前記基板を吸着するための基板吸着用穴または前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの空気の流路を確保するための配管を有するベース部のデータとに分けて出力することを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項８】
前記基板形状取得工程では、電子部品の配置の異なる複数の基板について当該電子部品が全て実装された１枚の仮想的な基板の形状データを取得することを特徴とする、請求項１記載の基板支持ブロック設計方法。
【請求項９】
平面状の基板の両面に電子部品を実装する過程において、すでに電子部品が実装された第１の面とは反対の第２の面に電子部品を実装する際に当該基板を支持するための支持ブロックを設計する装置であって、
前記基板の少なくとも第１の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データを取得する基板形状取得部と、
前記基板形状取得部で取得した部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成する初期形状作成部と、
前記初期形状作成部で作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する形状編集部と、
前記形状編集部で編集した結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態をシミュレーションし、当該シミュレーション結果を表示する解析部と、
前記解析部のシミュレーションにより所望条件を満たすことが確認された編集形状データに基づいて、支持ブロック設計用のデータを出力する出力部とを備えた基板支持ブロック設計装置。
【請求項１０】
前記初期形状作成部は、前記凹部の形状を決定後、当該決定した凹部以外の部分の形状に応じて、前記基板を吸着するための基板吸着用穴を作成するものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１１】
前記初期形状作成部は、前記凹部の形状を決定後、当該決定した凹部以外の任意の部分の面積に応じて、当該凹部以外の任意の部分の形状を凹部とするものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１２】
前記初期形状作成部は、前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの位置を、前記凹部以外の部分および前記基板吸着用穴の位置および面積に基づいて決定するものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１３】
前記初期形状作成部は、前記基板を吸着するための基板吸着用穴または前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの空気の流路を確保するための配管を、前記支持ブロック内に作成するものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１４】
前記解析部は、有限要素法を用いて基板全面の吸着支持力あるいは歪み量分布を求めるものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１５】
前記出力部は、前記形状編集部で編集した編集形状データを、前記凹部を有する座繰り部のデータと、前記基板を吸着するための基板吸着用穴または前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの空気の流路を確保するための配管を有するベース部のデータとに分けて出力するものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１６】
前記基板形状取得部は、電子部品の配置の異なる複数の基板について当該電子部品が全て実装された１枚の仮想的な基板の形状データを取得するものであることを特徴とする、請求項９記載の基板支持ブロック設計装置。
【請求項１７】
平面状の基板の両面に電子部品を実装する過程において、すでに電子部品が実装された第１の面とは反対の第２の面に電子部品を実装する際に当該基板を支持するための支持ブロックを設計するためのプログラムであって、コンピュータを、
前記基板の少なくとも第１の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データを取得する基板形状取得手段、
前記基板形状取得手段で取得した部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成する初期形状作成手段、
前記初期形状作成手段で作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する形状編集手段、
前記形状編集手段で編集した結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態をシミュレーションし、当該シミュレーション結果を表示する解析手段、および、
前記解析手段のシミュレーションにより所望条件を満たすことが確認された編集形状データに基づいて、支持ブロック設計用のデータを出力する出力手段として機能させるための基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項１８】
前記初期形状作成手段は、前記凹部の形状を決定後、当該決定した凹部以外の部分の形状に応じて、前記基板を吸着するための基板吸着用穴を作成するものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項１９】
前記初期形状作成手段は、前記凹部の形状を決定後、当該決定した凹部以外の任意の部分の面積に応じて、当該凹部以外の任意の部分の形状を凹部とするものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項２０】
前記初期形状作成手段は、前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの位置を、前記凹部以外の部分および前記基板吸着用穴の位置および面積に基づいて決定するものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項２１】
前記初期形状作成手段は、前記基板を吸着するための基板吸着用穴または前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの空気の流路を確保するための配管を、前記支持ブロック内に作成するものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項２２】
前記解析手段は、有限要素法を用いて基板全面の吸着支持力あるいは歪み量分布を求めるものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項２３】
前記出力手段は、前記形状編集手段で編集した編集形状データを、前記凹部を有する座繰り部のデータと、前記基板を吸着するための基板吸着用穴または前記電子部品の背面を吸着するための吸着ノズルの空気の流路を確保するための配管を有するベース部のデータとに分けて出力するものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【請求項２４】
前記基板形状取得手段は、電子部品の配置の異なる複数の基板について当該電子部品が全て実装された１枚の仮想的な基板の形状データを取得するものであることを特徴とする、請求項１７記載の基板支持ブロック設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持ブロックの設計方法、設計装置および設計プログラムに関し、より特定的には電子部品実装工程にて基板を下受けする支持ブロックの設計方法、設計装置および設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の電子部品が基板に実装されることにより形成される電子回路は、当該電子回路を内蔵する電子機器の小型化等に伴って、高集積化が要求されている。このような状況下、上記基板の表面積の有効利用のため、上記基板の両面に対して電子部品を実装する、いわゆる両面実装が行われている。上記両面実装の工程において、既に基板片面に電子部品が実装された状態でもう片面へ電子部品を実装するためには、実装済みの面を下面として基板を水平に支持し、基板の位置を固定して実装作業を行う必要がある。この時、実装済みの部品を傷つけずに基板を支える必要があるため、従来は、下面となる実装済み面の電子部品を避ける位置にサポートピンを当てて基板を支持しているか、あるいは電子部品を傷つけない柔軟性のある物質で基板下面の全面を支持している。
【０００３】
しかし、上記の方法では基板のそりが生じ易く、この基板のそりが原因で、例えば半田印刷工程においては、基板とマスクとの間にギャップが生じ、印刷品質が低下してしまうという問題があった。この問題を解決する方法として、実装済み電子部品の位置に対応する位置に凹部を形成したブロック（以下、支持ブロックと称す）によって、実装済み電子部品を避けて基板下面全体を支持する方法がある。支持ブロックで基板を支持することによって、基板をより安定的に支持して実装作業を行うことができ、実装品質を向上させることが可能となる。例えば特許文献１には、この支持ブロックを設計するために、電子部品実装機用のＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）データから基板上の部品の位置とサイズデータを取得し、計算にて凹部形状を求め、支持ブロック加工用のデータを作成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２８５９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述のように近年では基板に電子部品が高密度で実装されることが多いため、上記特許文献１に開示された支持ブロック加工用データの作成方法を単に用いただけでは、基板上に集積されている電子部品に対応する位置が凹部として設計される結果、ほとんど基板の外周端部しか支持しない形状の支持ブロックの加工用データが作成される。図１６は、上述したほとんど外周端部しか支持しない支持ブロックの形状の一例を示す図である。そして、上記（図１６）のような支持ブロックが実際に十分な支持力を有するものかどうかは、上記加工用データに基づいて実際に支持ブロックを作成して試験を行ってみるまではわからなかった。その結果、実際に支持ブロックを作成したが、支持力が不十分であるという場合、例えば支持ブロック作成の熟練者により、その経験に頼って再度上記加工用データを調整、あるいは電子部品の背面を直接吸着する吸着ノズルを付け加える等して、十分な支持力を有する支持ブロックを作り直していた。そのため、品質の悪い支持ブロックの作成による加工コストの無駄の発生や、設計の手戻りによる設計時間の増加といった問題が生じていた。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、支持ブロックの設計工程において、支持力のシミュレーション工程を導入することで支持ブロック完成後の支持力を検証でき、検証結果に基づいて設計データを編集することで、支持力が十分に得られる品質の高い支持ブロックを設計するための方法、装置およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、基板の少なくとも第１の面に電子部品が実装された状態の部品実装済み基板の形状データをもとに、当該基板に実装される電子部品に対応する凹部を有する支持ブロックの形状データを初期形状データとして作成し、当該作成した初期形状データを利用者の指示に従って編集する。続いて、編集の結果得られた支持ブロックの形状データである編集形状データに基づいて当該支持ブロックで基板の下受けをした状態をシミュレーションし、シミュレーションにより所望条件を満たすことが確認された編集形状データに基づいて支持ブロック設計用のデータを出力する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、支持ブロックの設計時に完成後の支持ブロックの吸着支持力をシミュレーションできるようにすることにより、事前に支持力を検証することができ、支持力を十分に有する支持ブロックを設計できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る支持ブロック設計装置のハードウェア構成を示す図である。支持ブロック設計装置は、典型的には図１のようなパーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータとソフトウェア（支持ブロック設計プログラム）の組み合わせによって実現可能である。支持ブロック設計装置１０は、ＣＰＵ１、主記憶部２、二次記憶部３、表示部４、操作部５および入出力部６を備えており、互いにバス７を介して接続される。主記憶部２は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ用媒体で実現される。主記憶部２には、ＣＰＵ１が実行すべき支持ブロック設計プログラムが読み込まれる。なお、上記支持ブロック設計プログラムは、あらかじめＲＯＭに記憶された形で主記憶部２に記憶されていても構わないし、二次記憶部３から主記憶部２に読み込まれても構わないし、図示しない通信回線や外部記憶媒体を通じて支持ブロック設計装置１０の外部より主記憶部２に供給されても構わない。ＣＰＵ１は、上記支持ブロック設計プログラムを実行することによって、支持ブロックの設計データの作成や編集等を行う。二次記憶部３は、ハードディスク等の記憶媒体で実現される。二次記憶部３には、上記支持ブロック設計プログラムや各種データが格納される。表示部４は、ディスプレイ等の装置で実現される。操作部５は、キーボードやマウス等の操作用装置で実現される。入出力部６は、ディスクドライブやＬＡＮ端子やＵＳＢ端子等で実現される。
【００１０】
図２は、パーソナルコンピュータ上で実現した本実施形態に係る支持ブロック設計装置の機能構成を示す機能ブロック図である。図２において、支持ブロック設計装置１０は、基板設計データ入力部１１、初期形状作成部１２、形状編集部１３、支持力状態解析部１４および設計データ出力部１５を有する。なお、基板設計データ入力部１１、初期形状作成部１２、形状編集部１３、支持力状態解析部１４および設計データ出力部１５のいずれか、もしくは全てを、専用のハードウェアにより実現しても構わない。
【００１１】
基板設計データ入力部１１は、入出力部６を介して基板設計データ１６を取得する。また、基板設計データ入力部１１は、取得した基板設計データ１６を基にして実装基板形状データを作成し、初期形状作成部１２に出力する。ここで、基板設計データ１６とは、基板および電子部品の形状や基板上の電子部品の配置情報を有するデータである。また、実装基板形状データとは、表面に電子部品が実装された状態の基板の形状を示すデータである。なお本実施形態では、基板設計データ入力部１１は、与えられた基板設計データ１６から実装基板形状データを生成するとしたが、実装基板形状データが基板設計データ入力部１１に与えられた場合には、与えられた実装基板形状データをそのまま初期形状作成部１２に出力すればよい。
【００１２】
初期形状作成部１２は、基板設計データ入力部１１から出力された実装基板形状データを基に、実装済み電子部品を避けて基板を支持できるように凹部を配置した形状を有する支持ブロックの形状データ（以下、初期形状データと称す）を自動的に作成する。
【００１３】
形状編集部１３は、初期形状作成部１２で作成された支持ブロックの初期形状データに対して、利用者による編集を可能とするものである。形状編集部１３は、上記初期形状データを表示部４に表示し、操作部５を介して利用者の編集操作を受け付ける。また、編集されたデータを、編集形状データとして主記憶部２等に保持する。
【００１４】
支持力状態解析部１４は、形状編集部１３で編集された編集形状データに基づき、シミュレーションにより支持ブロックが実際に基板の下受けをしたときの支持力および吸着力を解析する。また、当該シミュレーション処理の結果を表示部４に表示する。
【００１５】
設計データ出力部１５は、編集形状データを、入出力部６を介して磁気ディスク等の外部記憶媒体に出力する。
【００１６】
本発明は、上記のような構成において、基板設計データ１６を支持ブロック設計装置１０に読み込み、一旦、支持ブロックの初期形状データを自動的に作成した後、利用者が、当該データに対しシミュレーション処理を用いて吸着力等を確認しながら最適な設計データに編集し、最終的に編集した設計データを出力するものである。
【００１７】
以下、図３〜図１５を用いて、本発明に係る支持ブロック設計装置１０が行う支持ブロック設計処理の詳細動作を説明する。図３は、本実施例で設計する支持ブロックが下受けすべき基板２０の概形図である。図３において、基板２０の片面には、寸法の異なる電子部品２１が複数実装されている。以下、当該基板２０の裏面（電子部品がまだ実装されていない面）への半田印刷工程において当該基板２０を下受けするための支持ブロックを設計するものとして、本実施例を説明する。
【００１８】
図４は、本実施形態に係る支持ブロック設計処理を示すフローチャートである。図４において、まず、基板設計データ入力部１１は、例えば、ＣＡＤシステムで作成され外部記憶媒体に格納されている基板２０の基板設計データ１６を、ディスクドライブ（入出力部６）を介して取得する。次に、基板設計データ入力部１１は、基板設計データ１６から電子部品実装済みの基板形状を算出し、実装基板形状データを作成する。そして、基板設計データ入力部１１は、初期形状作成部１２に当該実装基板形状データを出力する（ステップＳ１）。
【００１９】
実装基板形状データを受け取った初期形状作成部１２は、実装基板形状データに基づいて、支持ブロックの初期形状を作成する（ステップＳ２）。図５は、ステップＳ２において初期形状作成部１２が作成する支持ブロック３０の形状の一例を示す図である。このステップＳ２の処理を、図３および図５を用いてより具体的に説明すると、まず、初期形状作成部１２は、基板２０の実装基板形状データ中の、基板２０自体の形状と、基板２０に実装される各電子部品２１の形状およびそれらの配置位置を解析する。次に、初期形状作成部１２は、各電子部品２１の位置と形状に基づいて、凹部３１の位置と寸法を算出する。この際、図５における各凹部３１の寸法は、電子部品２１の外形寸法に対し、基板２０全体の位置決め精度を考慮して、ある程度のマージンを持たせて幾分大きめに設定される。本実施例では、全ての電子部品２１毎に０．５ｍｍのマージンを持たせて凹部３１の寸法を算出するものとする。上記のように凹部３１の位置や寸法の算出が終われば、初期形状作成部１２は、上記凹部３１を形成した支持ブロック３０の形状データ（図５参照）を作成する。そして、初期形状作成部１２は、当該形状データを初期形状データとして、形状編集部１３へ出力する。以上で、ステップＳ２における支持ブロックの初期形状データ作成処理は終了する。
【００２０】
なお、上述のマージンについては、電子部品２１毎の位置ズレ等のばらつきを考慮して、電子部品２１の種類に応じて異なるマージンを自動的に設定するようにしてもよい。例えば図６に示すようなアルミ電解コンデンサ２１１は、一般的に、平面的な形状のＩＣチップに比べて傾きによる幅および高さ方向のばらつきが大きい。そこで、このようなアルミ電解コンデンサ２１１に対応する凹部３１については、他の種類の電子部品に対応する凹部３１よりも大きなマージン２３を設ける必要がある。このように電子部品２１の種類に応じて異なるマージンを自動的に設定することで、凹部３１の大きさを最適に設定することができる。
【００２１】
次に、初期形状作成部１２から初期形状データを受け取った形状編集部１３は、利用者による当該初期形状データの編集操作に基づき、初期形状データの編集処理を行う（ステップＳ３）。上記編集の内容としては、（Ａ）基板吸着用穴の作成、（Ｂ）吸着ノズルの作成、（Ｃ）配管の作成、等が考えられる。ここで、基板吸着用穴とは、支持ブロックの支持面に形成される穴である。これは、支持された基板を上記吸着用穴により吸引することで、より確実に基板を支持ブロックに固定するものである。吸着ノズルとは、基板面の吸着力の補助として、基板表面に実装された電子部品の表面の一部を直接吸着するノズルのことである。配管とは、上記基板吸着用穴及び上記吸着ノズルの空気の流路を確保するために支持ブロック内に設けられる管のことである。これは、基盤吸着穴および吸着ノズルを連通させることで、例えば真空圧力を伝達して吸着力を高めるためのものである。以下、上記（Ａ）〜（Ｃ）に係る利用者による編集作業の一例を説明する。
【００２２】
まず、形状編集部１３は、例えばディスプレイ等の表示部４に初期形状データに基づく支持ブロックの完成イメージ（図５参照）を表示する。そして、利用者からの編集作業の操作を受け付ける。利用者は、マウスやキーボード等の操作部５を用いて、表示されている完成イメージに対して、以下に述べるような各種編集作業を行う。
【００２３】
上記完成イメージが表示部４に表示されれば、利用者は、基板吸着用穴の作成（上記（Ａ）の編集内容）を行う。図７は、本作業の結果、利用者が基板吸着用穴３２を作成した後の支持ブロックの一例を示す図である。この際、利用者は、生成される支持ブロック各部の強度や吸着力などの制約から、例えば以下の制約条件を加味しながら基板吸着用穴３２を作成していく。
（制約条件Ｃ１）基板支持ブロック３０の各凹部３１の内壁から一定距離以上離れていること。
（制約条件Ｃ２）各基板吸着用穴３２それぞれが一定距離以上離れていること。
（制約条件Ｃ３）基板吸着用穴３２の面積が一定量以上であること。
上記の制約条件は、例えば、あまりに微小な基板吸着用穴の場合、加工作業が困難なため加工コストが大きくなる割にその効果が期待できないため、コストダウンの観点から作成すべきでない等の理由に基づくものである。すなわち、上記の制約条件に基づいて基板吸着用穴３２を作成することにより、コストパフォーマンスの悪い基板吸着用穴の作成を抑止でき、支持ブロックにかかるコストを軽減できる。
【００２４】
なお、本実施例では、利用者が上記制約条件を加味しながら基板吸着用穴３２を作成しているが、形状編集部１３が上記制約条件を判定し、自動的に基板吸着用穴３２を作成してもよい。また、上述の初期形状作成部１２が、基板吸着用穴３２についても初期形状データに含める形で、上記ステップＳ２において自動的に作成しておいてもよい。
【００２５】
上述した基板吸着用穴３２の作成が終われば、次に利用者は、吸着ノズルの作成（上記（Ｂ）の編集内容）を行う。図８は、基板面の吸着力の補助としてＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）２１２の背面を吸着する吸着ノズル３３の一例を示した図である。当該吸着ノズル３３の位置の決定については、利用者の判断で決定する他、形状編集部１３（または初期形状作成部１２）に自動的に決定させることも考えられる。例えば、図７における支持ブロック３０の凹部３１以外の部分および基板吸着用穴３２の位置と面積から、十分な吸着力が得られないと判断された場合に、電子部品の形状データに基づいて形状編集部１３が吸着ノズル３３の位置を自動的に決定することも考えられる。
【００２６】
上述した吸着ノズルの作成が終われば、次に利用者は、配管の作成（上記（Ｃ）の編集内容）を行う。図９は、基板吸着用穴３２および吸着ノズルにおける空気の流路を確保するための配管３４を追加した支持ブロック３０の一例を示す図である。利用者は、基板吸着用穴３２がそれぞれ連通するように、支持ブロック３０の下方に配管３４を作成する。また、上記配管３４の作成についても、形状編集部１３（または初期形状作成部１２）が基板吸着用穴３２および吸着ノズルの位置に基づいて自動的に作成することも考えられる。以上で、上記（Ａ）〜（Ｃ）の編集内容にかかる編集作業は終了する。
【００２７】
また、利用者は、上述の編集作業の他、後の支持ブロック加工作業の簡便性などを考慮して、更にその他の編集作業を行ってもよい。例えば、初期形状データにおいて、複数の凹部が隣接している場合において、その部分をまとめて１つの凹部にするといった編集内容が考えられる。図１０および図１１は、上記編集内容例を示す図である。図１０は、支持ブロックの凹部３１が隣接している様子を示す図である。図１０において、各凹部３１は隣接しており、その間の基板と接触する部分３７の面積が極端に小さい状態である。このような場合、各凹部の形状に合わせて支持ブロックを加工しようとすると、加工作業が面倒なうえにコストもかかる。そのため、図１１に示すように、図１０において隣接していた支持ブロックの凹部３１の間の部分３７を削除して、まとめて凹部３１とする、という編集作業が考えられる。また、同様の理由から、チップ部品などが密集した基板領域に相当する支持ブロック３０の部位は、まとめて凹部とするなどの編集作業も考えられる。なお、上記その他の編集作業についても、形状編集部１３（または初期形状作成部１２）に自動で行わせることが考えられる。例えば、形状編集部１３が、上記凹部３１の間の部分３７の面積が所定の値を超えているかどうかを判定することにより、当該部分３７を残すか否かを決定することが考えられる。
【００２８】
そして、利用者（あるいは形状編集部１３）による上述のような各種編集作業が終われば、ステップＳ３における編集処理は終了する。
【００２９】
上記編集処理が終われば、次に、支持力状態解析部１４は、形状編集部１３で編集された編集形状データに基づいて、支持ブロック３０で基板２０を支持した状態をシミュレーションし、基板全面の吸着支持力分布および歪み量分布を解析する（ステップＳ４）。上記各分布の解析方法としては、基板２０のまだ電子部品が実装されていない側の面が任意の圧力を受けた場合に、基板面を支える部分である凹部３１以外の部分による応力、及び基板吸着による下向きの吸引力、および基板自身の歪み応力を考慮して、有限要素法で求めることが考えられる。
【００３０】
次に、支持力状態解析部１４は、上記解析の結果、支持力が十分に得られているかどうかを判定する（ステップＳ５）。この判定は、例えば基板全面の吸着支持力分布のうち吸着支持力が所定値以下である部分が存在するかどうか、あるいは基板の歪み量が許容値を超えていないかどうか等で判定する。ステップＳ５における判定の結果、支持力が十分であれば（ステップＳ５でＹＥＳ）、支持力状態解析部１４は、その旨を表示部４に表示し、同時に形状編集部１３にも通知する。そして、形状編集部１３は、編集結果である編集形状データを設計データ出力部１５へ出力する。一方、ステップＳ５の判定の結果、例えば十分な支持力が得られてない部分が存在するときは（ステップＳ５でＮＯ）、支持力状態解析部１４は、支持力が不十分であるため、利用者に編集作業を促す旨の通知、および解析結果を表示部４に表示する。図１２は、表示部４に表示される解析結果の一例を示す図である。図１２における解析結果は、上記有限要素法で求められた基板全面の吸着支持力分布を示したものである。図１２では、基板２０上の部分２９において、基板の吸着支持力が小さい（すなわち十分な支持力が得られていない部分）ということが示されている。そして、利用者は、表示部４に表示された解析結果（図１２参照）を確認し、再度ステップＳ３における編集作業を行う。例えば、上述の図１２のような解析結果の場合、基板２０上の部分２９において基板２０の吸着支持力が小さいという結果が得られている。そのため利用者は、上記ステップＳ３の編集作業に戻り、基板支持ブロック３０に基板吸着用穴３５を追加する等の編集作業を行う。図１３は、上記解析結果に基づいて、利用者が基板吸着用穴３５を追加した後の支持ブロック３０を示す図である。そして、支持力状態解析部１４は、再編集後の編集形状データ（図１３参照）に基づいて再度基板支持力等を解析し（ステップＳ４）、その結果の判定（ステップＳ５）を行う。そして、十分な支持力を有する支持ブロックが設計できるまで、支持ブロック設計装置１０は、ステップＳ３からステップＳ５までの処理を繰り返す。
【００３１】
上記編集作業および解析処理の結果、十分な支持力を有する支持ブロックが設計できれば、次に、設計データ出力部１５は、設計データ出力処理を行う（ステップＳ６）。本処理では、例えば、設計データ出力部１５は、上記編集作業終了後の編集形状データを磁気ディスク等の外部記憶媒体に出力することが考えられる。この際、設計データ出力部１５は、利用者の選択により、出力データの形式を、設計図面もしくはそれに準ずるデータ１７の形式あるいは加工用ＮＣデータ１８の形式で出力する。以上で、ステップＳ６にかかる設計データ出力処理は終了する。そして、本実施形態に係る支持ブロック設計処理は終了する。
【００３２】
このように、本実施形態では、支持ブロックの設計の過程において、利用者が編集した設計データに基づき支持ブロック完成後の吸着支持力等をシミュレーションすることにより、利用者は自ら行った編集内容による吸着力等の事前検証ができる。そして、検証結果に満足できなければ、利用者は、再度設計データの編集作業を行いシミュレーションを繰り返すことで、最適な支持ブロックを設計することができる。その結果、支持力を十分に有する品質の高い支持ブロックを作成することができる。また、利用者が設計データを編集した後、編集後のデータに基づくシミュレーションによる支持力等の解析結果を確認することができるため、設計者間の能力差による支持ブロックの品質のばらつきを防止することができる。
【００３３】
なお、上述したステップＳ１における基板設計データ１６の取得の方法としては、例えば基板設計用のＣＡＤシステムより出力されるＩＤＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｄａｔａ  Ｆｏｒｍａｔ）フォーマットのような、電子部品が基板に実装された状態の３次元形状データとして取得することが考えられる。その他、基板２０表面の電子部品２１の実装位置および基板２０本体の形状を示すデータについては基板設計用のＣＡＤデータとして取得し、電子部品２１毎の部品形状は現場の実装ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）などの有する部品データとして別途取得することも考えられる。この場合は、基板設計データ入力部１１が上記ＣＡＤデータと上記部品データを組み合わせて、実装基板形状データを作成する。
【００３４】
また、基板設計データ入力部１１は、複数の基板品種を組み合わせた基板設計データ１６を取得し、これらを組み合わせた仮想的な１枚の基板を想定して、実装基板形状データを作成してもよい。図１４は、複数の基板を組み合わせて仮想的に１枚の基板とする場合の組み合わせのイメージを示す図である。図１４において、基板２０に類似した基板４０につき、電子部品４１の実装位置が基板２０とは異なることが想定される場合、１枚の基板に基板２０と４０双方の部品を全て実装したと想定したものが仮想基板５０となる。この場合は、基板設計データ入力部１１は、基板２０および４０の基板設計データ１６を読み込み、双方を組み合わせた上記仮想基板５０の実装基板形状データを、初期形状作成部１２に出力すればよい。これにより、基板２０でも基板４０でも共通に利用可能な支持ブロックの加工データの作成・編集を行うこともできる。その結果、本来、２つの支持ブロックを作成するところを、１つの支持ブロックを作成するだけで済むため、支持ブロックの加工コストを抑えることが可能となる。なお、あらかじめ上記のような仮想基板５０の実装基板形状データを準備しておき、基板設計データ入力部１１は、当該仮想基板５０の実装基板形状データを取得することも考えられる。この場合は、取得した仮想基板５０の実装基板形状データをそのまま初期形状作成部１２に出力すればよい。
【００３５】
また、上述のステップＳ５において、設計データ出力部１５は、支持ブロック３０の形状データにつき、凹部３１の形成されている座繰り部３０１と、配管を含むベース部３０２に分割してデータを出力してもよい。図１５は、支持ブロック３０のうち、基板面を支える実装済み電子部品を避ける凹部の座繰り部３０１と空気の流路を確保するための配管を含むベース部３０２を分割した図である。このように、支持ブロック３０の形状データを座繰り部３０１の形状データとベース部３０２の形状データとに分割して出力することで、座繰り部３０１とベース部３０２を並行して加工することができる。その結果、短期間で支持ブロック３０を製作することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる基板支持ブロック設計方法、設計装置および設計プログラムは、基板支持ブロック設計時において支持力の事前検証ができ、支持吸着力が十分な、品質の安定した支持ブロックの設計等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る設計装置のハードウェア構成を示す図
【図２】パーソナルコンピュータ上で実現した本実施形態に係る支持ブロック設計装置の機能構成を示す機能ブロック図
【図３】本実施例で処理対象となる基板の概形図
【図４】本実施形態に係る支持ブロック設計処理を示すフローチャート
【図５】初期形状作成部が作成する支持ブロックの形状の一例を示す図
【図６】電子部品搭載時の傾きによる幅及び高さ方向のばらつきを考慮してマージンを設けた支持ブロックの凹部の一例を示した図
【図７】利用者の編集作業で基板吸着用穴を作成した支持ブロックの一例を示す図
【図８】基板面の吸着力の補助として電子部品の背面を吸着する吸着ノズルを示した図
【図９】基板吸着用穴および吸着ノズルの流路を確保するための配管を追加した支持ブロックの一例を示す図
【図１０】支持ブロックの凹部が隣接している様子を示す図
【図１１】隣接していた支持ブロックの凹部の間の部分を削除して、まとめて凹部としたことを示す図
【図１２】表示部に表示される支持力状態解析部による解析結果の一例を示す図
【図１３】解析の後の再度の編集作業により基板吸着用穴を追加した支持ブロックを示す図
【図１４】複数の基板を組み合わせて仮想的に１枚の基板とする場合の組み合わせのイメージを示す図
【図１５】支持ブロックのうち、基板面を支える実装済み電子部品を避ける凹部の座繰り部と空気の流路を確保するための配管を含むベース部を分割した図
【図１６】従来の支持ブロック設計方法で作成した支持ブロックの形状の一例を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１  ＣＰＵ
２  主記憶部
３  二次記憶部
４  表示部
５  操作部
６  入出力部
７  バス
１０  支持ブロック設計装置
１１  基板設計データ入力部
１２  初期形状作成部
１３  形状編集部
１４  支持力状態解析部
１５  設計データ出力部
１６  基板設計データ
１７  設計図面またはそれに準ずるデータ
１８  加工用ＮＣデータ
２０、４０  基板
２１、４１  電子部品
２３  マージン
２９  基板吸着力が小さい部分
３０  支持ブロック
３１  凹部
３２  基板吸着用穴
３３  吸着ノズル
３４  配管
３５  基板吸着用穴
３７  凹部の間の部分
５０  仮想基板
２１１  コンデンサ
２１２  ＱＦＰ
３０１  座繰り部
３０２  ベース部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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