(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷不良の単位基板に電子部品を搭載することによる無駄を排除することができる電子部品実装システム及び電子部品搭載装置ならびに電子部品実装方法を提供する。【解決手段】複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を実装する電子部品実装方法において、複数の単位基板に形成された電極に印刷された半田の印刷状態の良否を半田印刷状態検査によって判定し、判定結果を半田検査データとして単位基板ごとに電子部品搭載装置に対して出力する。部品搭載工程では、半田検査データに基づいて部品搭載機構を制御することにより、半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させる。これにより、印刷不良の単位基板に電子部品を搭載することによる無駄を排除することができる。【選択図】図７
2006202804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品実装用装置を連結して構成され複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を半田接合により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、前記複数の単位基板に形成された電極に半田を印刷する印刷装置と、前記半田の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして前記単位基板ごとに出力する印刷検査装置と、部品供給部から電子部品をピックアップし前記半田が印刷された複数の単位基板に搭載する部品搭載機構を備えた電子部品搭載装置と、前記半田検査データに基づいて前記部品搭載機構を制御することにより半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させる搭載制御手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項２】
複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置であって、前記複数の単位基板に形成された電極に印刷された半田の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして前記単位基板ごとに出力する印刷検査部と、部品供給部から電子部品をピックアップし前記半田が印刷された複数の単位基板に搭載する部品搭載機構と、前記半田検査データに基づいて前記部品搭載機構を制御することにより半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させる搭載制御手段とを備えたことを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項３】
複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記複数の単位基板に形成された電極に印刷された半田の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして前記単位基板ごとに出力する印刷検査工程と、部品搭載機構によって部品供給部から電子部品をピックアップし前記半田が印刷された複数の単位基板に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程において、前記半田検査データに基づいて前記部品搭載機構を制御することにより、半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させることを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装システムおよび電子部品搭載装置ならびに電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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は、半田印刷装置、電子部品搭載装置、リフロー装置など複数の電子部品実装用装置を連結して構成されている。電子部品実装システムの作業対象となる基板には、１枚の基板に単位基板が複数枚作り込まれたいわゆる多面取り基板がある。この多面取り基板は、実装工程では１枚の同一基板として取り扱われ、実装後には各単位基板毎に分割されて個別の製品となる。このような多面取り基板を対象とした品質管理の手法として、バッドマークを単位基板に印加して各単位基板の良否を表示する場合がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献に示す例では、バッドマークは予め品質不良と判定された単位基板に印加される。このようなバッドマークを各単位基板に表示しておき、後工程においてこのバッドマークを認識することにより、不良単位基板に不必要に電子部品を搭載する無駄を排除することができる。
【特許文献１】特開２０００−１２４６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述のバッドマークは、従来より基板の製造過程における品質検査によって発見された不良を表示するのみであり、実装過程において検出された不良項目については適用されていない。このため、半田印刷装置によって各単位基板に印刷された半田の印刷状態の不良が半田印刷検査によって検出された場合においても、後工程の電子部品搭載装置では半田印刷の良否に関係なく、全ての単位基板に電子部品が搭載される。
【０００５】
このため、半田印刷状態不良のまま部品搭載が行われた単位基板では、リフロー後に半田接合不良となる確率が高く、製品不良を多発させる結果となっていた。そして半田接合不良となった単位基板は大部分が廃棄処分されるため、高価な半導体チップなどの部品を無駄に廃棄する損失を招いていた。
【０００６】
そこで本発明は、印刷不良の単位基板に電子部品を搭載することによる無駄を排除することができる電子部品実装システム及び電子部品搭載装置ならびに電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品実装システムは、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を半田接合により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、前記複数の単位基板に形成された電極に半田を印刷する印刷装置と、前記半田の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして前記単位基板ごとに出力する印刷検査装置と、部品供給部から電子部品をピックアップし前記半田が印刷された複数の単位基板に搭載する部品搭載機構を備えた電子部品搭載装置と、前記半田検査データに基づいて前記部品搭載機構を制御することにより半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させる搭載制御手段とを備えた。
【０００８】
本発明の電子部品実装装置は、複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置であって、前記複数の単位基板に形成された電極に印刷された半田の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして前記単位基板ごとに出力する印刷検査部と、部品供給部から電子部品をピックアップし前記半田が印刷された複数の単位基板に搭載する部品搭載機構と、前記半田検査データに基づいて前記部品搭載機構を制御することにより半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させる搭載制御手段とを備えた。
【０００９】
本発明の電子部品実装方法は、複数の単位基板が同一の基板に形成された多面取り基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記複数の単位基板に形成された電極に印刷された半田の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして前記単位基板ごとに出力する印刷検査工程と、部品搭載機構によって部品供給部から電子部品をピックアップし前記半田が印刷された複数の単位基板に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程において、前記半田検査データに基づいて前記部品搭載機構を制御することにより、半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半田の印刷状態の良否判定結果を半田検査データとして単位基板ごとに出力し、部品搭載工程において半田検査データに基づいて部品搭載機構を制御して半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板のみを対象として部品搭載動作を実行させることにより、印刷不良の単位基板に電子部品を搭載することによる無駄を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施の形態の印刷装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの制御系のブロック図、図６は本発明の一実施の形態の部品搭載対象となる基板の平面図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける作業のフロー図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図、図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷装置の構成を示すブロック図、図１０は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける電子部品搭載装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
まず図１を参照して電子部品実装システムについて説明する。図１において電子部品実装システムは、いずれも電子部品実装用装置である印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２、電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４の各装置を連結して成る電子部品実装ライン１を通信ネットワーク２によって接続し、全体を管理コンピュータ３によって制御する構成となっている。この電子部品実装システムは、これらの複数の電子部品実装用装置によって電子部品を半田接合により実装して実装基板を製造する機能を有するものである。すなわち印刷装置Ｍ１は、基板の電極に電子部品接合用の半田ペーストをスクリーン印刷する。印刷検査装置Ｍ２は、印刷された半田ペーストの印刷状態を検査する。電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４は、半田ペーストが印刷された基板に電子部品を搭載する。
【００１３】
まず図６を参照して、実装対象となる基板４について説明する。図６（ａ）に示すように、基板４は複数の単位基板４ａが同一の基板に形成された多面取り基板であり、上述の電子部品実装システムによって各単位基板４ａに電子部品を半田接合により実装して、実装基板を製造する。基板４が電子部品実装ラインを流れる際には、複数の単位基板４ａの
集合が１枚の基板として取り扱われ、全体認識マークＭを認識することにより基板４の位置認識が行われる。そして実装作業完了後は基板４は各単位基板４ａ毎に分割され、それぞれの単位基板４ａが個別の製品となる。
【００１４】
各単位基板４ａには、図６（ｂ）に示すように、それぞれ複数の電子部品実装用の電極６が設けられている。電極６には印刷装置Ｍ１にて半田ペーストが印刷され、各電極６に印刷された半田ペーストが印刷検査装置Ｍ２における検査対象となる。そして電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４では、これらの複数の単位基板４ａの各電極６に対して電子部品が搭載される。この部品搭載動作においては、各単位基板４ａに設けられた認識マークｍを認識することにより各単位基板４ａの位置認識が行われる。
【００１５】
次に各装置の構成について説明する。まず図２を参照して、印刷装置Ｍ２の構成について説明する。図２において、位置決めテーブル１０上には基板保持部１１が配設されている。基板保持部１１は基板４をクランパ１１ａによって両側から挟み込んで保持する。基板保持部１１の上方には、マスクプレート１２が配設されており、マスクプレート１２には基板４の印刷部位に対応したパターン孔（図示せず）が設けられている。テーブル駆動部１４によって位置決めテーブル１０を駆動することにより、基板４はマスクプレート１２に対して水平方向および垂直方向に相対移動する。
【００１６】
マスクプレート１２の上方にはスキージ部１３が配置されている。スキージ部１３は、スキージ１３ｃをマスクプレート１２に対して昇降させるとともにマスクプレート１２に対して所定押圧力（印圧）で押し付ける昇降押圧機構１３ｂ、スキージ１３ｃを水平移動させるスキージ移動機構１３ａより成る。昇降押圧機構１３ｂ、スキージ移動機構１３ａは、スキージ駆動部１５により駆動される。基板４をマスクプレート１２の下面に当接させた状態で、半田ペースト５が供給されたマスクプレート１２の表面に沿ってスキージ１３ｃを所定速度で水平移動させることにより、半田ペースト５は図示しないパターン孔を介して、複数の単位基板４ａに形成された電極６に印刷される。
【００１７】
この印刷動作は、テーブル駆動部１４、スキージ駆動部１５を印刷制御部１７によって制御することにより行われる。この制御に際しては、印刷データ記憶部１６に記憶された印刷データに基づいて、スキージ１３ｃの動作や基板４とマスクプレート１２との位置合わせが制御される。表示部１９は印刷装置の稼動状態を示す各種の指標データや、印刷動作状態の異常を示す異常報知を表示する。通信部１８は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３や電子部品実装ライン１を構成する他装置との間でのデータ授受を行う。
【００１８】
次に、図３を参照して、印刷検査装置Ｍ２について説明する。図３において、搬送レール２０には基板４がクランプ部材２０ａによって両端部をクランプされた状態で保持されている。基板搬送位置決め部２１を駆動することにより、搬送レール２０は基板４を以下に説明する検査のための位置に搬送し位置決めする。搬送レール２０に保持された基板４の上方には、カメラ２２が配設されている。カメラ２２による撮像結果を画像認識部２３によって認識処理することにより、半田ペースト５の印刷状態の検査、すなわち印刷対象の電極６に半田ペースト５が位置ずれなく規定の半田量で正しく印刷されているか否かの良否判定が行われる。
【００１９】
カメラ２２は移動手段によって水平面内で移動可能となっており、基板４の任意位置を単位基板４ａごとに検査することができる。画像認識部２３による認識結果は検査処理部２４によって良否判定され、半田検査データとして単位基板４ａごとに出力される。出力されたデータは通信部２８、通信ネットワーク２を介して、管理コンピュータ３や他装置に転送される。検査制御部２６は、基板搬送位置決め部２１，カメラ２２を制御することにより、検査動作を制御する。
【００２０】
次に図４を参照して電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４の構成について説明する。電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４は同一構造であり、２台で１枚の基板４への部品実装作業を分担して実行する。搬送レール３０には、基板４がクランプ部材３０ａによって両端部をクランプされた状態で保持されている。基板搬送位置決め部３１を駆動することにより、搬送レール３０は基板４を以下に説明する搭載ヘッド３２による部品搭載位置に搬送し位置決めする。搬送レール３０に保持された基板４の上方には、ヘッド駆動機構（図示省略）によって移動する搭載ヘッド３２が配設されている。
【００２１】
搭載ヘッド３２は電子部品を吸着するノズル３２ａを備えており、搭載ヘッド３２は部品供給部（図示省略）から電子部品をノズル３２ａによってピックアップして取り出す。そして搭載ヘッド３２を基板４上に移動させて、基板４に対して下降させることにより、ノズル３２ａに保持した電子部品を電極６に半田ペースト５が印刷された複数の単位基板４ａに搭載する。搭載ヘッド３２およびヘッド駆動機構は、部品供給部から電子部品をピックアップし半田ペーストが印刷された複数の単位基板４ａに搭載する部品搭載機構となっている。
【００２２】
上述の搭載動作において、搭載データ記憶部３５に記憶された搭載データ、すなわち基板４上での電子部品の実装座標に基づいて、搭載制御部３７によって基板搬送位置決め部３１、搭載ヘッド駆動部３３を制御することにより、搭載ヘッド３２による基板４への電子部品搭載位置を制御することができる。表示部３９は電子部品搭載装置Ｍ３の各種の稼動状態を表す指標データや搭載動作状態の異常を示す異常報知を表示する。通信部３８は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ２や電子部品実装ライン１を構成する他装置との間でデータ授受を行う。
【００２３】
次に図５を参照して電子部品実装システムの制御系の構成について説明する。図５において、全体制御部５０は管理コンピュータ３によって実行される制御処理範囲のうちのデータ授受機能を担うものであり、通信ネットワーク２を介して電子部品実装ラインを構成する各装置から転送されるデータを受信し、予め定められた処理アルゴリズムに基づいて各装置に通信ネットワーク２を介して出力する。
【００２４】
すなわち図３に示す印刷検査装置Ｍ２に備えられた検査処理部２４は、通信部２８を介して通信ネットワーク２に接続されている。また印刷装置Ｍ１、電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４に備えられた各部（図２、４参照）は、それぞれ通信部１８、３８を介して通信ネットワーク２と接続されている。これにより、印刷検査装置Ｍ２における検査工程において抽出されたデータに基づいて上流側装置の制御パラメータを修正・更新するフィードバック処理や、下流側装置の制御パラメータを修正、更新するフィードフォワード処理が、各装置の稼動中に随時可能な構成となっている。なお、図５においては、電子部品搭載装置Ｍ４の図示を省略している。
【００２５】
本実施の形態においては、印刷検査装置Ｍ２によって行われた半田の印刷状態検査の検査結果を示す半田検査データが電子部品搭載装置Ｍ３、Ｍ４に送られることにより、電子部品搭載装置Ｍ３、Ｍ４における部品搭載動作の実行が、この半田検査データに基づいて搭載制御部３７によって制御され、半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板４ａのみを対象として部品搭載動作が行われるる。すなわち、電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４の搭載制御部３７は、半田検査データに基づいて部品搭載機構を制御することにより、半田の印刷状態が良好であると判定された単位基板４ａのみを対象として部品搭載動作を実行させる搭載制御手段となっている。なお、管理コンピュータ３を設けずに、各装置の制御部にそれぞれデータ授受制御機能を持たせるようにしてもよい。
【００２６】
次に、図７，図８を参照して、この電子部品実装システムによって行われる電子部品実装作業について説明する。図８（ａ）は、実装対象の基板４、すなわち複数の単位基板４ａが作り込まれた多面取り基板を示している。この電子部品実装作業においては、図８（ｂ）に示すように、まず印刷装置Ｍ１によって基板４に半田ペースト５が印刷される（ＳＴ１）。ここでは、各単位基板４ａの電極６のすべてを対象として同一印刷工程にて半田ペースト５が印刷される。このとき、種々の原因により電極６の半田ペースト５が正常に印刷されない印刷不良が発生する場合がある。ここでは、１つの単位基板４ａ＊においていくつかの電極６に半田ペースト５が正しく印刷されていない例を示している。
【００２７】
この後基板４は印刷検査装置Ｍ２に送られ、ここで各単位基板４ａについて半田印刷状態検査が行われる（ＳＴ２）。このとき、印刷不良の電極６を有する単位基板４ａ＊については（ＮＧ）の判定がなされ、その他の単位基板４ａについては、（ＯＫ）の判定がなされる。そして基板３を電子部品搭載装置Ｍ３に送るとともに、これらの検査結果を示す半田検査データを、電子部品搭載装置Ｍ３へ通信ネットワーク２を介して通信する（ＳＴ３）。
【００２８】
電子部品搭載装置Ｍ３において、各単位基板４ａを対象として部品搭載動作を実行する際には、送られた半田検査データを参照して、印刷不良の有無が判断される（ＳＴ４）。ここで印刷不良がない場合には、すべての単位基板４ａを対象として実装対象の全部品を搭載し（ＳＴ５）、部品搭載を完了する（ＳＴ７）。これに対し、図８（ｃ）に示すように、（ＮＧ）判定がなされた単位基板４ａ＊が存在する場合には、基板４における印刷不良ブロック、すなわち当該単位基板４ａ＊をスキップして、（ＯＫ）判定がなされた単位基板４ａを対象として、図８（ｄ）に示すように、電子部品７を搭載する。これにより基板４は、印刷不良の電極６を有する単位基板４ａ＊には電子部品が搭載されないまま搬出される。
【００２９】
すなわち上記電子部品実装方法は、多面取り基板に電子部品を半田接合により実装して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、複数の単位基板４ａに形成された電極６に印刷された半田ペースト５の印刷状態の良否を判定し、判定結果を半田検査データとして単位基板４ａごとに出力する印刷検査工程と、電子部品搭載装置Ｍ３の部品搭載機構によって部品供給部から電子部品をピックアップし、半田ペーストが印刷された基板４に搭載する部品搭載工程とを含む形態となっている。
【００３０】
そしてこの部品搭載工程において、半田検査データに基づいて電子部品搭載装置Ｍ３の部品搭載機構を搭載制御部３７によって制御することにより、半田ペースト５の印刷状態が良好であると判定された単位基板４ａのみを対象として部品搭載動作を実行させるようにしている。このように、印刷状態検査の検査結果を後工程の電子部品搭載装置へのフィードフォワード情報として活用することにより、以下に説明するような効果を得る。
【００３１】
すなわち、従来の電子部品実装システムにおいても同様に、半田印刷後の印刷状態検査が実行されていたが、従来装置においては、検査結果は単に印刷検査によって不良判定がなされた基板を特定する目的でのみ用いられていた。このため、従来装置においては、不良判定がなされた単位基板に対しても他の単位基板と同様に部品搭載が行われ、さらにリフロー工程で半田接合が行われた後に、不良基板として回収される場合が多かった。そして不良基板が廃棄されることにより、実装された部品をともに廃棄するという無駄が発生していた。これに対し、本実施の形態に示すように、印刷状態検査の検査結果をフィードフォワード情報として活用することにより、半田印刷状態不良のまま部品搭載を行うことによる無駄を排除することができる。
【００３２】
なお上記実施の形態においては、半田印刷状態の検査を専用の印刷検査装置によって行
うようにしているが、印刷装置Ｍ１に半田印刷状態の検査機能を併せ持たせるようにしてもよい。この場合には、図９に示すように、カメラ２２，画像認識部２３，検査処理部２４，検査データ記憶部２５より成る検査装置８を印刷装置Ｍ１に併設する。検査装置８の機能は、図３にて説明した印刷検査装置Ｍ１の機能と同様である。そして印刷装置Ｍ１にて印刷動作が終了した後に、当該印刷装置Ｍ１にて半田印刷状態の検査を行う。
【００３３】
さらに、電子部品搭載装置Ｍ３に半田印刷状態の検査機能を併せ持たせるようにしてもよい。この場合には図１０に示すように、上述の検査装置８を電子部品搭載装置Ｍ３に併設する。そして印刷装置Ｍ１にて半田印刷が行われた基板４が電子部品搭載装置Ｍ３に搬入されて部品搭載動作が開始される前に、検査装置８によって半田印刷状態の検査を行う。
【００３４】
すなわち上述構成の電子部品搭載装置は、前述の多面取り基板である基板４に電子部品を搭載する電子部品搭載装置であって、複数の単位基板４ａに形成された電極６に印刷された半田ペースト５の印刷状態の良否を判定し判定結果を半田検査データとして単位基板４ａごとに出力する印刷検査部としての機能を有する検査装置８と、搭載ヘッド３２によって部品供給部から電子部品をピックアップし半田ペースト５が印刷された複数の単位基板４ａに搭載する部品搭載機構と、半田検査データに基づいて部品搭載機構を制御することにより、半田ペースト５の印刷状態が良好であると判定された単位基板４ａのみを対象として部品搭載動作を実行させる搭載制御手段としての搭載制御部３７とを備えた構成となっている。このような構成の電子部品搭載装置を用いることによっても、図１に示す電子部品実装システムと同様の効果を得る。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の電子部品実装システムおよび電子部品搭載装置ならびに電子部品実装方法は、印刷不良の単位基板に電子部品を搭載することによる無駄を排除することができるという効果を有し、電子部品を基板に半田接合により実装して実装基板を製造する分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの制御系のブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の部品搭載対象となる基板の平面図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける作業のフロー図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける電子部品搭載装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３７】
１  電子部品実装ライン
４  基板
５  半田ペースト
６  電子部品
８  検査装置
Ｍ１  印刷装置
Ｍ２  印刷検査装置
Ｍ３，Ｍ４  電子部品搭載装置
【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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