(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装装置から搬出される部品実装済み基板を対象として実装状態の検査を行う実装部品検査装置であって、
部品実装後の基板において部品実装位置を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像結果に基づいて実装状態の良否を判定して判定結果を出力する判定手段と、
前記判定結果を複数の基板について部品実装位置毎に累積記憶する記憶手段と、
基板における部品実装位置を部品実装位置マップとして視覚的に画像表示する部品実装位置マップ表示手段と、
前記部品実装位置マップ上において部品実装位置毎に累積記憶された判定結果を表示する判定結果累積表示手段と、
前記判定手段において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断する判断手段と、
前記判断手段において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行う報知手段とを備えたことを特徴とする実装部品検査装置。
【請求項２】
基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装装置と、請求項１記載の実装部品検査装置を含む部品実装システムであって、
前記部品実装装置は、前記実装部品検査装置により報知された部品実装位置の近傍に、新たに計測点を追加して設定する計測点設定手段を備えたことを特徴とする部品実装システム。
【請求項３】
基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装方法であって、
部品実装後の基板において部品実装位置を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程における撮像結果に基づいて実装状態の良否を判定して判定結果を出力する判定工程と、
前記判定結果を複数の基板について部品実装位置毎に累積記憶する記憶工程と、
基板における部品実装位置を部品実装位置マップとして視覚的に画像表示する部品実装位置マップ表示工程と、
前記部品実装位置マップ上において部品実装位置毎に累積記憶された判定結果を表示する判定結果累積表示工程と、
前記判定工程において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断する判断工程と、
前記判断工程において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行う報知工程と、
報知された部品実装位置の近傍に、新たに計測点を追加して設定する高さ計測設定工程を含むことを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を基板に実装する部品実装装置で実装された部品実装済み基板の検査を行う実装部品検査装置、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。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置は、電子部品等の部品を吸着保持した吸着ノズルを基板に対して下降させることにより、基板の上面に設けられた複数の部品実装位置に部品を実装する。ここで、基板に対する吸着ノズルの下降距離は、吸着ノズルに吸着させた部品と電極表面との間隔に基いて予め設定されており、吸着ノズルの下降動作によって部品が必要以上に基板に押し付けられて部品が破損するようなことが起きないようになっている。
【０００３】
その一方で、近年における電子機器の小型化・高機能化の進展に伴って基板の薄型化が進んでおり、このような薄型の基板は反り変形を生じやすい。このため、吸着ノズルの下降距離が反り変形を生じていないフラットな基板を前提として設定されている場合には、吸着ノズルの下降動作時に部品が基板に対して必要以上に押圧されて部品が破損したり、部品が基板に接触しないうちに吸着ノズルによる部品の吸着が解除されてしまって電極に対する部品の位置ずれが起きたりする場合があった。
【０００４】
このため従来では、部品の実装作業を実行する前に、任意に設定した基板上の複数の計測点の高さを計測して基板の反り変形状態を検出し、その検出した基板の反り変形状態に応じて吸着ノズルの下降距離を補正する方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。これにより、基板に反り変形が生じている場合であっても部品を部品実装位置に対して精度良く実装することができる。部品が実装された実装基板はその後、検査装置によって基板上の各部品実装位置における実装の良否についての検査を受け、検査結果がモニタ等の表示手段によって表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００―２９９５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の反り変形状態の検出精度が不十分である場合には、検出した反り変形状態に基づいて吸着ノズルの下降距離を設定しても、部品の破損や実装位置ずれ等の実装不良が発生する場合があった。また、基板の反り変形状態の検出精度が不十分なまま部品の実装作業が継続されると、ある部品実装位置において連続的に実装不良の検査結果があらわれる場合がある。しかしながら、部品実装装置を取り扱う作業員が経験の浅い者である場合には、このような実装不良の原因として基板の反り変形状態の検出精度が不十分であることに気づき得ず、迅速な実装不良の対策を講じることができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、基板上のある部品実装位置において連続的に実装不良が検出された場合、経験の浅い作業員でも迅速な実装不良対策を講じることができる実装部品検査装置、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の本発明の実装部品検査装置は、基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装装置から搬出される部品実装済み基板を対象として実装状態の検査を行う実装部品検査装置であって、部品実装後の基板において部品実装位置を撮像する撮像手段と、  前記撮像手段による撮像結果に基づいて実装状態の良否を判定して判定結果を出力する判定手段と、前記判定結果を複数の基板について部品実装位置毎に累積記憶する記憶手段と、基板における部品実装位置を部品実装位置マップとして視覚的に画像表示する部品実装位置マップ表示手段と、前記部品実装位置マップ上において部品実装位置毎に累積記憶された判定結果を表示する判定結果累積表示手段と、前記判定手段において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断する判断手段と、前記判断手段において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行う報知手段とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の本発明の部品実装システムは、基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装装置と、請求項１記載の実装部品検査装置を含む部品実装システムであって、前記部品実装装置は、前記実装部品検査装置により報知された部品実装位置の近傍に、新たに計測点を追加して設定する計測点設定手段を備えた。
【００１０】
請求項３記載の本発明の部品実装方法は、基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装方法であって、部品実装後の基板において部品実装位置を撮像する撮像工程と、撮像工程における撮像結果に基づいて実装状態の良否を判定して判定結果を出力する判定工程と、判定結果を複数の基板について部品実装位置毎に累積記憶する記憶工程と、基板における部品実装位置を部品実装位置マップとして視覚的に画像表示する部品実装位置マップ表示工程と、前記部品実装位置マップ上において部品実装位置毎に累積記憶された判定結果を表示する判定結果累積表示工程と、前記判定工程において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断する判断工程と、前記判断工程において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行う報知工程と、報知された部品実装位置の近傍に、新たに計測点を追加して設定する高さ計測設定工程を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たした部品実装位置がある場合には、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知が行われることから、部品実装分野での経験が浅い作業員でも実装不良の原因として計測点の設定状況がよくなかったために基板の反り変形状態の検出精度が不十分であったことに気づくことができ、当該部品実装位置の近傍に新たに計測点を追加して設定する等、迅速な実装不良対策を講じることできる。その結果、実装不良基板の発生を抑制して実装基板の生産性を向上せさることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装ラインの平面図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置の断面図
【図４】本発明の一実装の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の部品実装装置において基板上に設定された計測点を計測する状態を示す図（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置において基板上に計測点が設定された画像をタッチパネルに表示した状態を示す図
【図６】（ａ），（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置にて基板に電子部品を実装する状態を示す図
【図７】本発明の一実施の形態の実装部品検査装置の（ａ）平面図（ｂ）側面図
【図８】本発明の一実施の形態の実装部品検査装置の制御系の構成を示すブロック図
【図９】本発明の一実施の形態の実装部品検査装置のタッチパネルに表示される画像を示す図
【図１０】（ａ）本発明の一実施の形態の部品実装装置にて設定された計測点の位置と実装部品検査装置にて実装不良が検出された部品実装位置を示す図（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置にて計測点を新たに追加設定した状態を示す図
【図１１】本発明の一実施の形態の実装部品検査方法のフロー図
【図１２】本発明の一実施の形態の実装部品検査方法のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず図１を参照して、本発明の部品実装検査装置を含んだ部品実装システムについて説明する。この部品実装システムを形成する部品実装ライン１は、基板２上に設定された複数の部品実装位置としての電極３のそれぞれに、部品としての電子部品４を実装した部品実装済み基板５（以下、「実装基板」と称する）を製造・検査するための各装置を連結して成る。
【００１４】
図１に示すように、部品実装ライン１は上流側（図１において左側）から印刷装置Ｍ１、印刷状態検査装置Ｍ２、複数の部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５、及び実装部品検査装置Ｍ６の各装置を、基板搬送方向であるＸ方向に連結して構成されている。印刷装置Ｍ１は、基板２上に設定された複数の電極３上に接合材料としてのクリーム半田を印刷する機能を有する。印刷状態検査装置Ｍ２は、電極３上にクリーム半田が印刷された基板２の印刷状態を検査する機能を有する。部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５は、クリーム半田が印刷された基板２上に電子部品４を実装する機能を有する。実装部品検査装置Ｍ６は、電子部品４が実装された実装基板５を対象として電子部品４の実装状態の検査を行う機能を有する。これらの各装置は通信ネットワーク６を介して管理コンピュータ７に接続され、管理コンピュータ７は部品実装ライン１の各装置による実装・検査作業を統括して制御する。
【００１５】
また図１に示すように、本実施の形態における印刷状態検査装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５、実装部品検査装置Ｍ６は、それぞれ後述する一対の搬送コンベアを各装置の前側、後側にそれぞれ備えており、各装置の前側（図１における下側）において一の搬送コンベアが連結して形成される第１搬送ラインＬ１、各装置の後側（図１における上側）において他の搬送コンベアが連結して形成される第２搬送ラインＬ２上で各装置における所定の作業が同時並行的に行うことができるようになっている。このような構成を採用することで、実装基板の生産性を向上させることができる。
【００１６】
次に、図１を用いて印刷装置Ｍ１について説明する。基台１０の上面にはそれぞれ個別に制御され独立して印刷動作が可能な第１の印刷機構１１Ａ、第２の印刷機構１１Ｂが、基板２の搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向に並んで配置されている。各印刷機構１１Ａ，１１Ｂは主としてマスクプレート１２と、マスクプレート１２の上方に配設され対向する２つのスキージ部材を備えたスキージヘッド（不図示）から成っている。マスクプレート１２上にはクリーム半田供給装置（不図示）によってクリーム半田（不図示）が供給される。また、基台１０の上面であって各印刷機構１１Ａ，１１Ｂの下方には、基板２をＸ方向に搬送する一対の基板搬送コンベア１３がＸ，Ｙ方向に対して移動自在に設けられている。
【００１７】
印刷装置Ｍ１の上流側に設けられた一対の基板搬送コンベア１４によって搬入される基板２は基板搬送コンベア１３に受け渡された後、所定の印刷位置まで搬送される。所定の印刷位置まで搬送された基板２は、基板保持部（不図示）が基板２の下方から上昇することによって当該基板保持部の上面にて下受け保持され、さらに基板保持部が上昇することによって基板２の上面がマスクプレート１２の下面に接触し、この状態でクリーム半田が供給されたマスクプレート１２上でスキージ部材がＹ方向に摺動することより、マスクプレート１２に形成されたパターン孔（不図示）を介して基板２上の各電極３にはクリーム半田が転写（印刷）される。各電極３にクリーム半田が転写されたら、基板保持部がマスクプレート１２に対して下降することによって基板２がマスクプレート１２から離版する。各電極３上にクリーム半田が印刷された基板２は、印刷装置Ｍ１の下流側に設けられた一対の基板搬送コンベア１５に受け渡され、下流の印刷状態検査装置Ｍ２に搬送される。
【００１８】
次に、図１を用いて印刷状態検査装置Ｍ２について説明する。印刷状態検査装置Ｍ２は基台２０上にＹ軸方向に延びたＹ軸移動テーブル２１と、Ｙ軸移動テーブル２１に対してＹ方向に移動自在な２つのＸ軸移動テーブル２２と、Ｘ軸移動テーブル２２に対してＸ軸方向に移動自在な２つのプレート２３から成るヘッド移動機構を有し、このヘッド移動機構の各プレート２３には、撮像視野を下方に向けた検査カメラを備えた印刷状態検査ヘッド２４がそれぞれ設けられている。また基台２０の上面の中央には、第１搬送ラインＬ１、第２搬送ラインＬ２の一部を構成して印刷装置Ｍ１から受け渡された基板２を基板搬送方向（Ｘ方向）に搬送する一対の基板搬送コンベア２５が、印刷状態検査装置Ｍ２の前後にそれぞれ設けられている。
【００１９】
印刷状態検査装置Ｍ２は、上流側の印刷装置Ｍ１から受け渡された基板２を基板搬送コンベア２５によって搬送して位置決めし、ヘッド移動機構によって検査カメラを移動させて基板２上の各電極３を上方から撮像する。そして、撮像された各電極３の画像に基づいて画像認識を行い、各電極３にクリーム半田が正常に印刷されているか否かの印刷状態検査を行う。
【００２０】
次に、図２〜図５を参照して部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５の構成を説明する。なお、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５は同一構造であるので、代表して部品実装装置Ｍ３について説明する。図２、図３において、基台３０の上面の中央には、第１搬送ラインＬ１、第２搬送ラインＬ２を構成してＸ方向に延びた一対の基板搬送コンベア３１が部品実装装置Ｍ３の前側・後側にそれぞれ設けられている。一対の基板搬送コンベア３１は、基台３０上にてＹ軸方向に対向して設けられた一対のコンベア支持部材３２によって支持されている。各コンベア支持部材３２の上端には、基板搬送コンベア３１の上方に張り出して位置する一対の基板端部押え部材３２ａが設けられている。
【００２１】
図３に示すように、一対の基板搬送コンベア３１上に基板２が保持された状態において、当該基板２の下方には基板支持機構３３が配設されている。基板支持機構３３は、昇降駆動部３４によって昇降する下受け基部３５に複数の下受けピン３６を垂直姿勢で立設させた構成となっている。この下受けピン３６は下受け基部３５に対して着脱自在となっている。
【００２２】
図３において、昇降駆動部３４を駆動して下受け基部３５を基板２に対して下方から上昇させると（矢印ａ）、複数の下受けピン３６の上端部に基板２の下面２ａが当接し、さらに下受け基部３５を上昇させると、基板２はその上面が基板端部押え部材３２ａの下面に当接した位置で停止する。これにより基板２は実装作業高さ位置に保持される。
【００２３】
図２において、部品実装装置Ｍ３の両側には、それぞれ部品供給部としての複数のテープフィーダ３７が装着されている。テープフィーダ３７は電子部品４を保持したキャリアテープ（不図示）をピッチ送りすることにより、電子部品４を部品取出位置３７ａに供給する機能を有する。
【００２４】
図２および図３において、基台３０上にはＹ軸方向に延びたＹ軸移動テーブル３８と、Ｙ軸移動テーブル３８に対してＹ方向に移動自在な２つのＸ軸移動テーブル３９と、Ｘ軸移動テーブル３９に対してＸ軸方向に移動自在な２つのプレート４０から成るヘッド移動機構４１が配設されており、２つのプレート４０のそれぞれには実装ヘッド４２が装着されている。実装ヘッド４２は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には電子部品４を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル４２ａが装着されている。
【００２５】
また、実装ヘッド４２にはＸ軸移動テーブル３９の下面側に位置して一体的に移動し上方から基板を撮像する基板認識カメラ４３と、レーザ変位計など計測軸方向（Ｚ軸方向）の変位を非接触で検出可能な計測器である高さセンサ４５が装着されている。さらに、テープフィーダ３７と基板搬送コンベア３１との間には、吸着ノズル４２ａに吸着保持された電子部品４を撮像する部品認識カメラ４４が設けられている。
【００２６】
次に、図４を参照して制御系の構成を説明する。部品実装装置Ｍ３に備えられた制御部４６は、機構制御部４７、演算処理部４８、計測点設定部４９及び記憶部５０を備えており、またヘッド移動機構４１、実装ヘッド４２、テープフィーダ３７、基板搬送コンベア３１、基板支持機構３３、高さセンサ４５、通信部５１、タッチパネル５２及びマウスポインタ５３と接続されている。
【００２７】
制御部４６は、機構制御部４７を介してヘッド移動機構４１、実装ヘッド４２、テープフィーダ３７及び基板支持機構３３の動作を制御し、これにより基板２の位置決め及び基板２に対する部品実装作業が実行される。また図５（ａ）に示すように、制御部４６は機構制御部４７を介して基板２に対して高さセンサ４５をヘッド移動機構４１によって水平方向に移動させながら、基板２上の任意の位置に設定した複数の計測点Ｍの高さＨ（基板２に反りがない場合を基準とした基板２のＺ軸方向の変位）を高さセンサ４５によって計測する（矢印ｂ）。
【００２８】
計測結果は演算処理部４８に送られ、当該演算処理部４８が送られてきた計測結果に基づいて計測点Ｍの高さを演算処理することによって基板２上面の三次元形状、すなわち基板２の反り変形状態が検出される。このように本実施の形態において、機構制御部４７、ヘッド移動機構４１及び高さセンサ４５は、基板２上に設定された複数の計測点Ｍの高さＨを計測する高さ計測手段となっている。また演算処理部４８は、高さ計測手段による計測結果に基づいて基板２の反り変形状態を検出する検出手段となっている。
【００２９】
そして、制御部４６は基板２の反り変形状態の検出結果に応じて部品実装動作時における部品実装高さを補正する。ここで部品実装高さとは、吸着ノズル４２ａの下降動作前における、吸着ノズル４２ａに吸着保持された電子部品４の下面と基板２の上面との距離、換言すれば基板２に対する吸着ノズル４２ａの下降距離（図６に示す部品実装高さＬ）をいう。
【００３０】
図５（ｂ）に示すように、制御部４６はタッチパネル５２に基板２の画像を表示し、作業者は制御部４６によって表示された基板２の画像上で計測点Ｍの設定を行うことができる。計測点Ｍの設定は、例えばマウスポインタ５３で画像上の所望の位置をクリックすることで行う。計測点設定部４９は、作業者によって基板２上の計測点Ｍが設定されたら、その設定された位置から計測点Ｍの座標を算出して記憶する。このような計測点の設定方法は公知である。記憶部５０は、基板搬送動作や部品実装動作を実行するための必要な実装プログラムや生産情報を記憶する。
【００３１】
通信部５１は図１に示す通信ネットワーク６を介して他装置との間で制御信号やデータの授受を行う。タッチパネル５２は前述した計測点Ｍの設定を含めた装置稼働のための操作入力、生産データに用いられ、また制御部４６からの出力情報を表示する。
【００３２】
次に、部品実装装置Ｍ３における動作について説明する。制御部４６は上流側の装置から基板２が送られてきたことを検知すると、基板搬送コンベア３１を動作させて基板２を受け取って搬送し、所定の部品実装位置に基板２を位置決めする。次いで、制御部４６は昇降駆動部３４を駆動して下受けピン３６が装着された下受け基部３５を基板２に対して下方から上昇させることで、基板２の下面に下受けピン３６の上端を当接させる。この状態でさらに下受け基部３５が上昇すると、基板２は下受けピン３６により下面を支持された状態のままその上面が基板端部押え部材３２ａの下面に当接した位置で停止する。
【００３３】
基板２の上面が基板端部押え部材３２ａの下面に当接した位置で停止したならば、制御部４６はヘッド移動機構４１を駆動することにより基板認識カメラ４３を基板２の上方に移動させて基板２を撮像し、基板２の位置ずれを検出する。基板２の位置ずれを検出後、制御部４６は基板２に対して高さセンサ４５を水平方向に移動させながら、基板２上にて設定された複数の計測点Ｍの高さを高さセンサ４５によって計測する。計測結果は演算処理部４８に送られ、計測点Ｍの高さを当該演算処理部４８が演算処理することで、基板２の反り変形状態が検出される。
【００３４】
次いで、制御部４６は実装ヘッド４２をテープフィーダ３７の部品取出位置３７ａ上に移動させ、部品取出位置３７ａ上にて吸着ノズル４２ａを下降させることにより吸着ノズル４２ａに電子部品４を吸着保持させる。電子部品４の吸着保持後、制御部４６は電子部品４を保持した実装ヘッド４２を部品認識カメラ４４の上方に移動させ、部品認識カメラ４４にて吸着ノズル４２ａに吸着保持された電子部品４を撮像して認識し、電子部品４の吸着ノズル４２ａに対する位置ずれを検出する。
【００３５】
位置ずれ検出後、制御部４６は実装ヘッド４２を基板２の上方に移動させて位置合わせし、吸着ノズル４２ａを基板２に対して下降（図６（ａ）、（ｂ）に示す矢印ｃ）させることにより電子部品４を基板２に実装する。このとき、制御部４６は基板２の反り変形状態の検出結果に応じて部品実装高さＬを補正するとともに、部品認識カメラ４４による電子部品４の認識結果と、基板認識カメラ４３による基板２の認識結果とを加味した実装位置補正をしたうえで、電子部品４の実装作業を行う。
【００３６】
図６（ａ）、（ｂ）を用いて部品実装高さＬの補正について具体的に説明する。図６（ａ）に示すように、基板２の反り変形状態が上に凸である場合、反り変形がないと仮定した基板２に対する吸着ノズル４２ａの部品実装高さＬ０から、検出した基板２の反り形状から得られる実装点Δｈ１の高さを差し引いて求めた高さが補正後の部品実装高さＬとなる。また図６（ｂ）に示すように、基板２の反り変形状態が下に凸である場合、反り変形がないと仮定した基板２に対する吸着ノズル４２ａの部品実装高さＬ０に、検出した基板２の反り形状から得られる実装点Δｈ２の高さを加算した高さが補正後の部品実装高さＬとなる。部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５のうち最下流に配設された部品実装装置Ｍ５にて実装作業を終えた実装基板５は、下流の実装部品検査装置Ｍ６に搬送される。
【００３７】
上記構成において、本実施の形態における部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５は、基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う機能を有する。
【００３８】
次に、実装部品検査装置Ｍ６について、図７〜図１２を用いて説明する。図７および図８において実装部品検査装置Ｍ６は、基台６０と、基台６０に設けられ電子部品４が実装された実装基板５の搬送及び実装基板５を検査位置に位置決めする一対の基板搬送コンベア６１と、基台６０に設けられたヘッド移動機構６２と、ヘッド移動機構６２によって移動される実装状態検査ヘッド６３を備えて成る。また、基台６０には入出力装置としてのタッチパネル６４が備えられている。
【００３９】
一対の基板搬送コンベア６１はＸ方向に延びた状態で実装部品検査装置Ｍ６の前側・後側にそれぞれ設けられており、各基板搬送コンベア６１はそれぞれ第１搬送ラインＬ１、第２搬送ラインＬ２の一部を構成している。ヘッド移動機構６２は基台６０上にＹ軸方向に延びたＹ軸移動テーブル６５と、Ｙ軸移動テーブル６５に対してＹ方向に移動自在な２つのＸ軸移動テーブル６６と、Ｘ軸移動テーブル６６に対してＸ軸方向に移動自在な２つのプレート６７から成る。実装状態検査ヘッド６３は各プレート６７に取り付けられており、また撮像視野を下方に向けた検査カメラ６３ａを備えている。このため実装状態検査ヘッド６３は、ヘッド移動機構６２を構成するＹ軸移動テーブル６５に対するＸ軸移動テーブル６６のＹ方向への移動動作と、Ｘ軸移動テーブル６６に対するプレート６７のＸ方向への移動動作とを組み合わせることによって水平面内で移動させることができる。
【００４０】
基板搬送コンベア６１による実装基板５の搬送動作は、実装部品検査装置Ｍ６が備える制御部６８が有する機構制御部６９が図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送コンベア駆動部の作動制御を行うことによってなされ、また実装状態検査ヘッド６３の移動動作は、同じく機構制御部６９が前述のヘッド移動機構６２の作動制御を行うことによってなされる。
【００４１】
次に図８を参照して、実装部品検査装置Ｍ６の制御系の構成について説明する。制御部６８は機構制御部６９、検査処理部７０、記憶部７１を有している。検査処理部７０は画像処理部７０ａ、良否検査部７０ｂ、カウント部７０ｃ、統計処理部７０ｄ、判断部７０ｅ、表示処理部７０ｆから構成されている。また記憶部７１はプログラム記憶部７２、検査用データ記憶部７３、検査済実装基板目標枚数記憶部７４、実装不良累積データ記憶部７５、実装不良判定割合しきい値記憶部７６から構成されている。
【００４２】
制御部６８には前述のタッチパネル６４が接続されており、タッチパネル６４からの入力信号が制御部６８に入力され、タッチパネル６４には制御部６８からの出力情報が表示される。即ち、タッチパネル６４の出力動作は制御部６８によって制御される。
【００４３】
次に、記憶部７１について説明する。プログラム記憶部７２には、ヘッド移動機構６２、実装状態検査ヘッド６３による検査動作のための処理プログラムが記憶されている。検査用データ記憶部７３には部品実装位置データ７３ａ、実装部品データ７３ｂ、及び検査しきい値データ７３ｃが記憶されている。部品実装位置データ７３ａは、基板２において電子部品４が実装される部品実装位置の基板２における座標位置を示すデータである。実装部品データ７３ｂは、各部品実装位置に実装される電子部品４の種類を示すデータである。検査しきい値データ７３ｃは、電子部品４の正規位置に対する許容位置ずれ量を定めたデータである。検査済実装基板目標枚数記憶部７４は、後述する実装不良判定割合の算出に必要な検査済み実装基板５の目標となる枚数を記憶する。実装不良累積データ記憶部７５は、統計処理部７０ｄにて統計処理された各部品実装位置における実装不良累積データを記憶する。実装不良判定割合しきい値記憶部７６は、後述する実装不良詳細画像８３にて推定不良要因を表示するか否かのしきい値を記憶する。
【００４４】
次に、機構制御部６９について説明する。機構制御部６９は、基板搬送コンベア６１、ヘッド移動機構６２、検査カメラ６３ａを含む実装状態検査ヘッド６３、及び実装状態検査ヘッド６３の撮像制御を行うＣＣＵ（カメラコントロールユニット）７７の検査処理実行に供する機構部７８を制御する。
【００４５】
次に、検査処理部７０について説明する。画像処理部７０ａはＣＣＵ７７を介して実装状態検査ヘッド６３によって撮像された実装基板５の画像データを受信し、所定の部品実装位置に対する電子部品４の位置ずれ検出等の所定の画像処理を行う。良否検査部７０ｂは画像処理部７０ａによって処理された画像処理結果と、検査用データ記憶部７３に記憶された各データとを比較することによって電極３に電子部品４が正常に実装されているか否かの部品実装状態の良否を判定し、判定結果を統計処理部７０ｄに出力する。具体的には、電子部品４の所定の部品実装位置に対するずれ量が検査しきい値データ７３ｃに記憶されているしきい値を超えている場合には実装不良と判定する。即ち、画像処理部７０ａ及び良否検査部７０ｂは、撮像手段による撮像結果に基づいて実装状態の良否を判定して判定結果を出力する判定手段となっている。
【００４６】
この判定手段による判定結果の出力に際しては実装不良の判定のみならず、実装不良の種類も併せて出力する。具体的には、判定手段は電子部品４の実装位置が正規位置から外れた場合には「部品位置ずれＮＧ」と判定し、部品実装位置に電子部品４が実装されていない場合には「部品無しＮＧ」と判定し、電子部品４が表裏反転して実装された場合には「反転ＮＧ」と判定し、電子部品４の実装方向が誤った状態で実装された場合には「極性ＮＧ」と判定し、部品実装位置に異物が混入している場合には「異物ＮＧ」と判定する。
【００４７】
カウント部７０ｃは、判定手段によって実装状態の良否の判定を終えた検査済み実装基板５の枚数をカウントし、検査済み実装基板５の枚数が検査済実装基板目標枚数記憶部７４に記憶された枚数に達したと判断した場合、統計処理部７０ｄに対して後述する実装不良判定割合を算出するよう指令を出す。
【００４８】
統計処理部７０ｄは判定手段による実装基板５毎の判定結果を累積集計し、所定の統計処理を行う。具体的には、部品実装位置毎に実装不良と判定された回数をカウントするとともに、実装基板５の各部品実装位置における実装不良の種類の割合を算出する。さらに統計処理部７０ｄは、カウント部７０ｃからの指令を受けて統計処理結果を実装不良累積データ記憶部７５に出力するとともに、各部品実装位置において実装不良と判定された割合を算出し、算出結果を実装不良累積データ記憶部７５に出力する。実装不良の判定割合は、各部品実装位置において実装不良と判定された回数から検査を終えた実装基板５の枚数を除算することによって算出される。即ち統計処理部７０ｄは、判定手段において実装不良と判定された割合を部品実装位置毎に算出する実装不良判定割合算出手段となっている。
【００４９】
判断部７０ｅは、統計処理部７０ｄによって算出された各部品実装位置における実装不良の判定割合が、実装不良判定割合しきい値記憶部７６に記憶されているしきい値を超えているか否かを判断する。そして、実装不良判定割合がしきい値を超えたと判断した場合、当該しきい値を超えたと判断された部品実装位置に対して後述する推定不良要因の表示処理を行うよう表示処理部７０ｆに指令を出す。即ち判断部７０ｅは、判定手段において実装不良と判定された割合が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断する判断手段となっている。
【００５０】
表示処理部７０ｆは、検査を受けた実装基板５の部品実装位置を示す画像をタッチパネル６４に表示する。また、実装不良累積データ記憶部７５に記憶された各部品実装位置における統計処理データを表示処理し、タッチパネル６４に出力する。さらに、判断部７０ｅによって実装不良判定割合が所定のしきい値を超えたと判断された部品実装位置に対して、後述する推定不良要因の表示処理を行う。
【００５１】
図９は、実装不良累積データ記憶部７５に記憶されたデータを表示処理部７０ｆによって表示処理してタッチパネル６４に表示した画像を示している。タッチパネル６４に表示される画像には基板２上にて実装不良と判定された箇所を部品実装位置毎に表示する部品実装位置マップ７９が含まれている。
【００５２】
制御部６８が行う部品実装位置マップ７９における実装不良箇所の表示方法について詳しく説明する。タッチパネル６４に表示された累積表示ボタン８０を作業員が操作すると、表示処理部７０ｆは部品実装位置マップ７９に表示された実装基板の画像上において、実装不良が発生した部品実装位置に対して実装不良判定データを表示する。本実施の形態では実装不良判定データの表示方法として、部品実装位置マップ７９にて実装不良と判定された部品実装位置にプロットマークＰを用いて表示し、且つ実装不良の判定割合に応じてプロットマークＰの色を異ならしめている。プロットマークＰの色の割り当ては、タッチパネル６４に表示されるカラー参照欄８１によって確認することができる。これにより作業員は、部品実装位置マップ７９上に表示されたプロットマークＰの色をカラー参照欄８１と対比することにより、実装不良の判定割合を視覚的に知ることができる。
【００５３】
なお、実装不良の判定割合に応じて割り当てられるプロットマークＰの色、プロットマークＰの色を割り当てる数値の範囲等は任意に設定可能である。そして制御部６８は、作業員によってタッチパネル６４に表示された累積リセットボタン８２が操作された場合には、記憶した実装不良累積データをリセットし、その時点から判定結果の累積記憶を新たに開始する。
【００５４】
上記構成において、実装不良累積データ記憶部７５は、判定結果を複数の実装基板５について部品実装位置毎に累積記憶する記憶手段となっており、表示処理部７０ｆ及びタッチパネル６４は、実装基板５における部品実装位置を部品実装位置マップ７９として視覚的に画像表示する部品実装位置マップ表示手段となっている。また統計処理部７０ｄ及び表示処理部７０ｆは、部品実装位置マップ７９上において部品実装位置毎に累積記憶された判定結果を表示する判定結果累積表示手段を構成する。
【００５５】
部品実装位置マップ７９上にて表示されるプロットマークＰを作業員が選択すると、制御部６８は当該プロットマークＰにおける実装不良の詳細な情報を表示する実装不良詳細画像８３をタッチパネル６４に表示する。実装不良詳細画像８３には、部品実装位置マップ７９に表示された検査対象である実装基板５の品種を示す「基板Ｎｏ．」、多面取り基板の場合には、当該部品実装位置が属するパターンを示す「パターンＮｏ．」、選択した部品実装位置において実装された電子部品４の基板２における実装順序を示す「ブロックＮｏ．」、選択した部品実装位置において電子部品４の実装作業を行った部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５を示す「実装マシンＮｏ．」、前記「実装マシンＮｏ．」にて示された部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５に備えられた複数の吸着ノズル４２ａのうち、選択した部品実装位置に実装された電子部品４の実装作業に用いられた吸着ノズル４２ａを示す「使用ノズルＮｏ．」、選択した部品実装位置に実装された電子部品４を供給したテープフィーダ３７を示す「供給フィーダＮｏ．」、選択した部品実装位置における電子部品４の位置ずれや部品無し等、実装不良の具体的な内容を示す「不良内容」、及び「推定不良要因：基板の反り変形状態の検出不良。計測点の設定状況を確認。」という文言が含まれる。
【００５６】
上述した実装不良詳細画像８３のうち「不良内容」については、選択した部品実装位置における実装不良の内容は単位実装基板毎に異なる場合があるので、「部品位置ずれＮＧ」、「部品無しＮＧ」、「反転ＮＧ」、「極性ＮＧ」、「異物混入ＮＧ」の発生比率が円グラフとして表示される。これにより、各部品実装位置における実装不良の詳細を容易に把握することができる。また「推定不良要因：基板の反り変形状態の検出不良。計測点の設定状況を確認。」の文言は、プロットマークＰが表示された部品実装位置のうち、実装不良と判定された割合が、実装不良判定割合しきい値記憶部７６に記憶されているしきい値を超えたと判断部７０ｅが判断した部品実装位置に対して表示される。例えば、ある部品実装位置における実装不良の判定割合が４１％を超えたと判断部７０ｅが判断した場合、判断部７０ｅはその判断結果を表示処理部７０ｆに出力し、表示処理部７０ｆが当該判断結果に基づきタッチパネル６４に上記文言の表示処理を行う。なお、しきい値は作業員が任意に設定するようにしてもよい。
【００５７】
上述のように、基板２に電子部品４を実装して実装基板５を製造する電子部品実装においては、複数の部品実装位置にて実装不良が発生し得る。また、部品実装位置毎における実装不良の判定割合や実装不良の具体的な内容も様々である。このような実装不良の発生は実装基板５の品質に重大な影響を及ぼすので、実装不良の判定割合が高い部品実装位置が発生した場合、作業員は実装不良と判定された原因をつきとめて迅速な対策をとる必要がある。ここで、制御部６８によって実装不良詳細画像８３に推定不良要因が表示されるのは、実装不良と判定された原因の一つとして基板２の反り変形状態の検出が不十分であることが考えられるものの、経験の浅い作業員はその原因を容易に理解することができず、具体的な対策を講じることができない傾向にあり、上記文言の表示に接した作業者は速やかにプロットマークＰが表示された箇所の部品実装位置近傍における計測点Ｍの設定状況を確認し、計測点Ｍが設定されていなかったならば当該部品実装位置近傍に計測点Ｍを新たに追加して設定する等の対策をとることができる。以下、基板の反り変形状態の検出不良によって発生し得る実装不良の内容とその対策方法について説明する。
【００５８】
前述のとおり、基板２の反り変形状態は作業員によって設定された計測点Ｍでの基板２の高さに基づいて検出されるが、計測点Ｍ以外の高さは補完式に基づいた推定値にすぎない。このため、ある部品実装位置にて局部的な反り変形が生じており、且つ当該位置若しくはその近傍に計測点Ｍが設定されていない場合、当該部品実装位置における反り変形状態は精密に検出されない。図１０（ａ）に示すプロットマークＰ１は、計測点Ｍがその近傍に設定されていないために部品実装高さＬが適切に設定されず、実装不良が連続的に発生した部品実装位置を示す。このプロットマークＰ１で示される部品実装位置でのより正確な高さを求めるためには、その位置若しくはその近傍領域に新たに計測点ＭＡを追加設定して反り変形状態の検出をやり直す必要がある。
【００５９】
図１０（ｂ）は、作業員がプロットマークＰ１の近傍に新たに計測点ＭＡを追加設定した状態を示している。これにより、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５の制御部４６は既に設定されている計測点Ｍに加え、新たに追加設定した計測点ＭＡも含めて基板２の反り変形状態を改めて検出し、以後の部品実装においてはこの改めて検出した基板２の反り変形状態に基づいて高さの補正を行って電子部品４を基板２に実装する。
【００６０】
上記構成において、タッチパネル６４及びその制御を行う制御部６８は、判断手段において実装不良と判定された割合が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行う報知手段となっている。また、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５が備える制御部４６、タッチパネル５２及びマウスポインタ５３は、実装部品検査装置Ｍ６により報知された部品実装位置の近傍に、新たに計測点を追加して設定する計測点設定手段となっている。そして本実施の形態における部品実装システムは、上述した部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５と実装部品検査装置Ｍ６を含んだ形態となっている。
【００６１】
次に、実装部品検査の実行フローについて図１１、図１２を用いて説明する。まず、制御部６８は実装不良の判定割合を算出するために必要となる所定枚数分の実装基板５の検査データを取得する（ＳＴ１）。この実装基板５の検査データ取得のための実行フローについて、図１２を用いて説明する。
【００６２】
図１２に示すように、まず、機構制御部６９が基板搬送コンベア６１を制御することによって実装基板５を実装部品検査装置Ｍ６内に搬入する（ＳＴ１１）。次いで、機構制御部６９はヘッド移動機構６２を駆動して実装状態検査ヘッド６３を実装基板５上に移動させ、検査カメラ６３ａによって検査対象となる１つあるいは検査カメラの撮像範囲に含まれる複数の部品実装位置を撮像することで実装基板５の実装部品画像を取得する（ＳＴ１２）。即ち、実装状態検査ヘッド６３は部品実装後の基板２において部品実装位置を撮像する撮像手段となっている。この実装部品画像を画像処理部７０ａによって画像処理し、この処理結果に基づいて良否検査部７０ｂによって部品実装位置における実装状態の良否検査を行う（ＳＴ１３）。
【００６３】
そして、良否検査部７０ｂによって部品実装位置の実装状態の良否を判定し（ＳＴ１４）、実装不良と判定した場合、良否検査部７０ｂは当該部品実装位置及び実装不良の内容を含めた実装基板５の検査データを統計処理部７０ｄに出力する（ＳＴ１５）。そして、制御部６８は１枚の実装基板５における全ての部品実装位置についての良否検査が終了したか否かを判断し（ＳＴ１６）、全ての部品実装位置についての良否検査が終了していなければ、（ＳＴ１２）に戻って未だ良否検査を行っていない他の部品実装位置における実装部品画像を取得して同様の処理を実行する。そして、制御部６８は全ての部品実装位置の検査についての良否検査が終了したと判断した場合、実装基板５を実装部品検査装置Ｍ６から搬出する（ＳＴ１７）。搬出された実装基板５はカウント部７０ｃによってカウントされ、検査済実装基板目標枚数記憶部７４に記憶された所定枚数分の実装基板５についての検査データを統計処理部７０ｄが取得したか否かが判断される（ＳＴ１８）。所定枚数分に達していなければ（ＳＴ１１）に戻って実装基板５の検査を続行する。このように実装基板５の検査処理を反復実行することで、統計処理部７０ｄは所定枚数分の実装基板の検査データを取得する。
【００６４】
図１１に示すように、カウント部７０ｃは所定枚数分の実装基板５についての検査データを統計処理部７０ｄが取得したと判断したならば、統計処理部７０ｄに対して実装基板５の各部品実装位置における実装不良の判定割合を算出するよう指令を出す。この指令を受けて統計処理部７０ｄは実装不良の判定割合を算出し（ＳＴ２）、算出した各部品実装位置における実装不良の判定割合、各部品実装位置の実装不良回数、各部品実装位置における実装不良の種類の割合を含め、統計処理した実装不良の累積データを実装不良累積データ記憶部７５に出力し、実装不良累積データ記憶部７５はこれを記憶する。そして、表示処理部７０ｆは実装不良累積データ記憶部７５に記憶されたデータに基づいて、部品実装位置を含めた実装基板５の画像を部品実装位置マップ７９上に表示する。
【００６５】
そして作業員がタッチパネル６４上に表示される累積表示ボタン８０を操作すると、表示処理部７０ｆは実装不良累積データ記憶部７５に記憶されたデータを、プロットマークＰを用いて部品実装位置マップ７９上に表示処理する。そして作業員が部品実装位置マップ７９上に表示されたプロットマークＰを操作すると、上述した実装不良詳細画像８３が表示処理部７０ｆによってタッチパネル６４上に表示処理される。
【００６６】
この表示処理部７０ｆによる実装不良詳細画像８３の表示処理に際しては、判断部７０ｅによってプロットマークＰが表示された部品実装位置における実装不良の判定割合が所定のしきい値を超えているか否かが部品実装位置毎に判断され（ＳＴ３）、判断部７０ｅがしきい値を超えていると判断した場合、判断結果は表示処理部７０ｆに出力される。そして、表示処理部７０ｆはこの判断結果を受けて実装不良詳細画像８３にて推定不良要因を表示する処理を行う（ＳＴ４）。
【００６７】
実装不良詳細画像８３上で上記文言の報知がなされたら、作業員は検出不良の指摘を受けている部品実装装置Ｍ３〜Ｍ５における計測点Ｍの設定状況を確認する。そして、上記文言が表示された部品実装位置近傍に計測点Ｍが設定されていない場合、その近傍に計測点ＭＡを新たに追加して設定する等の措置をとる。実装部品検査を終え、不良が検出されなかった実装基板５は、下流側に接続されたリフロー装置８４（図１参照）に搬入され、ここで実装基板５を加熱することにより基板２と電子部品４は半田接合される。
【００６８】
即ち、基板上における複数の計測点の高さを計測することによって基板の反り変形状態を検出し、基板の反り変形状態に応じて部品実装高さを補正して基板上に設定された複数の部品実装位置に部品の実装を行う部品実装方法においては、部品実装後の基板において部品実装位置を撮像する撮像工程と、撮像工程における撮像結果に基づいて実装状態の良否を判定して判定結果を出力する判定工程と、判定結果を複数の基板について部品実装位置毎に累積記憶する記憶工程と、基板における部品実装位置を部品実装位置マップとして視覚的に画像表示する部品実装位置マップ表示工程と、部品実装位置マップ上において部品実装位置毎に累積記憶された判定結果を表示する判定結果累積表示工程と、判定工程において実装不良と判定された割合が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断する判断工程と、判断工程において実装不良と判定された割合が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行う報知工程と、報知された部品実装位置の近傍に、新たに計測点を追加して設定する高さ計測設定工程を含む形態となっている。
【００６９】
これにより、部品実装分野での経験が浅い作業員でも、実装不良の原因が基板の反り変形状態の検出不良によるものであることを容易且つ迅速に理解し、当該不良が指摘された部品実装位置若しくはその近傍に対して計測点を新たに追加する等の措置を速やかにとることができる。その結果、実装不良基板の発生を抑制して実装基板の生産性を向上せさることができる。
【００７０】
前述した本実施の形態では、実装不良詳細画像８３における推定不良要因の表示は、プロットマークＰが表示された部品実装位置において実装不良と判定された割合が所定の条件を満たした場合に行うようにしているが、実装不良と判定された回数が所定の条件を満たした場合に行うようにしてもよい。つまり、検査済み実装基板５の枚数が検査済実装基板目標枚数記憶部７４に記憶された枚数に達したとカウント部７０ｃが判断したならば、統計処理部７０ｄによって統計処理された各部品実装位置における実装不良と判定された回数が所定のしきい値を超えているか否かを判断部７０ｅが判断し、所定のしきい値を超えていると判断したならば、表示処理部７０ｆは実装不良詳細画像８３にて上記推定不良要因を表示する処理を行う。即ち、本発明における判定手段（判定工程）は、実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたか否かを部品実装位置毎に判断するよう構成され、また報知手段（報知工程）は、判断手段（判断工程）において実装不良と判定された割合又は回数が所定の条件を満たしたと判断された部品実装位置について、当該部品実装位置の近傍の計測点の設定状況を確認する旨の報知を行うよう構成される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の実装部品検査装置および実装部品検査方法は、実装部品検査において求められた検査結果情報を有効に活用して計測点の設定を是正し、実装部品検査の有用性を向上させることができるという効果を有し、基板に実装された部品の実装状態を検査する分野に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
２  基板
４  電子部品
５  実装済み基板
４５  高さセンサ
４６，６８  制御部
５２，６４  タッチパネル
５３  マウスポインタ
６３  実装状態検査ヘッド
７０  検査処理部
７０ａ  画像処理部
７０ｂ  良否検査部
７０ｃ  カウント部
７０ｄ  統計処理部
７０ｅ  判断部
７０ｆ  表示処理部
７５  実装不良累積データ記憶部
７９  部品実装位置マップ
８３  実装不良詳細画像
Ｍ３〜Ｍ５  部品実装装置
Ｍ６  実装部品検査装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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