(57)【要約】【課題】電子部品実装システムの稼働中に電子部品装着装置の動作異常を検出する。【解決手段】電子部品実装システムの電子部品装着装置１１は、回路基板９を保持して搬送する基板搬送機構１２、回路基板９に電子部品を装着する装着機構１４、装着機構１４に電子部品を供給する部品供給部１３、これらの構成の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部５、これらの構成が正常に動作した場合の標準動作音データ、および、動作異常時に発生する異常動作音データが予め記憶されているメモリ６１、並びに、動作音取得部５により取得された動作音（取得動作音データ）に基づいて基板搬送機構１２、装着機構１４または部品供給部１３の動作異常を検出する検出回路６２を備える。電子部品装着装置１１では、取得動作音データが標準動作音データと比較されて動作異常が検出され、異常動作音データと照合されて動作異常の種類が特定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に電子部品を装着する電子部品装着装置であって、
回路基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された回路基板に電子部品を装着する装着機構と、
前記装着機構に電子部品を供給する部品供給部と、
前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部と、
前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部の動作異常を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品装着装置であって、
予め前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部が正常に動作した場合の標準動作音を記憶する記憶部をさらに備え、
前記検出部が、前記動作音取得部により取得された動作音と前記標準動作音とを比較して前記動作異常を検出することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子部品装着装置であって、
前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部において生じ得る動作異常のうち、予め定められた複数種類の動作異常時にそれぞれ発生する複数の異常動作音を記憶する記憶部をさらに備え、
前記検出部が、前記動作音取得部により取得された動作音と前記記憶部に記憶された前記複数の異常動作音とを照合して前記動作異常を検出するとともに前記動作異常の種類を特定することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子部品装着装置であって、
前記検出部により特定された前記動作異常の種類に基づいて、回路基板への電子部品の装着動作の停止および／または作業者への通知を選択して実行する制御部をさらに備えることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
前記基板保持部に保持された回路基板に、前記装着機構により電子部品が装着される時点にて発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
複数の電子部品が配列収納されたテープ部材が前記部品供給部に取り付けられ、
前記装着機構に電子部品を供給する所定の供給場所へと、電子部品が前記テープ部材と共に前記部品供給部により送り出される際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
複数の電子部品が配列収納されたテープ部材が前記部品供給部に取り付けられ、
前記部品供給部が、前記テープ部材における前記装着機構に対する電子部品の供給が終了した部位を切断して除去する切断部を備え、
前記切断部により前記テープ部材が切断される際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、
前記部品供給部から電子部品を受け取って保持する部品保持部と、
前記基板保持部に保持された回路基板に対して、前記部品保持部を前記回路基板の主面に沿う方向に相対的に移動する移動機構と、
を備え、
前記移動機構により前記部品保持部が移動する間に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、
前記部品供給部から電子部品を受け取って保持する部品保持部と、
前記部品保持部を回動する回動機構と、
を備え、
前記回動機構により前記部品保持部が回動する際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項１０】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、
前記部品供給部から電子部品を受け取って保持する部品保持部と、
前記部品保持部を昇降する昇降機構と、
を備え、
前記昇降機構により前記部品保持部が昇降する際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項１１】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、前記部品供給部から電子部品を受け取って真空吸着により保持する部品保持部を備え、
前記部品保持部により電子部品が吸着される際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、前記部品保持部による電子部品の吸着およびブローを切り替える切替弁をさらに備え、
前記動作音取得部により、前記切替弁の動作時に発生する動作音が取得されることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項１３】
印刷パターンの開口が形成されたマスクを介して回路基板にはんだペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
回路基板を保持する基板保持部と、
前記回路基板上に保持されたマスクの主面に沿う所定の方向に前記マスクに対して相対的に移動することにより前記マスク上のはんだペーストを前記マスクの開口に充填するスキージと、
前記スキージを前記所定の方向に前記マスクに対して相対的に移動するスキージ移動機構と、
前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部と、
前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作異常を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスクリーン印刷装置であって、
前記スキージ移動機構により前記スキージが前記マスクに当接した状態で移動する間に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得されることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項１５】
印刷されたはんだペースト上に電子部品が装着された回路基板にリフローを行うリフロー装置であって、
所定の搬送経路に沿って回路基板を搬送する基板搬送機構と、
熱源と、
前記搬送機構による搬送途上の回路基板に前記熱源により加熱されたガスを導く送風機構と、
前記基板搬送機構または前記送風機構の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部と、
前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記基板搬送機構または前記送風機構の動作異常を検出する検出部と、
を備えることを特徴とするリフロー装置。
【請求項１６】
回路基板に電子部品を実装する電子部品実装システムであって、
電子部品の実装に係る処理を行う複数の装置と、
前記複数の装置の動作音を取得する動作音取得部と、
前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記複数の装置の動作異常を検出する検出部と、
前記検出部にて検出された動作異常に関連する情報を記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電子部品実装システムであって、
前記検出部により前記複数の装置のいずれか装置の動作異常が検出された場合に他の装置に制御信号を送信するシステム制御部をさらに備えることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の電子部品実装システムであって、
複数の種類の動作異常のそれぞれについて動作異常の種類と対応する作業者との組み合わせを予め記憶する記憶部と、
前記検出部により検出された動作異常の種類に対応する作業者に前記動作異常を通知する異常通知手段と、
をさらに備えることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項１９】
請求項１７に記載の電子部品実装システムであって、
前記複数の装置に電子部品を回路基板に装着する複数の電子部品装着装置が含まれ、
前記検出部により前記複数の電子部品装着装置のいずれかにおいて稼働不能を示す動作異常が検出された場合に、前記複数の電子部品装着装置の動作が前記システム制御部により変更されることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項２０】
回路基板に電子部品を装着する電子部品装着方法であって、
ａ）  基板保持部により回路基板を所定位置に保持する工程と、
ｂ）  電子部品を部品供給部から装着機構に供給する工程と、
ｃ）  前記電子部品を前記回路基板に装着する工程と、
ｄ）  前記ａ）工程ないし前記ｃ）工程における前記基板保持部、前記部品供給部または前記装着機構の動作に伴って発生する動作音を取得する工程と、
ｅ）  前記動作音に基づいて前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部の動作異常を検出する工程と、
を備えることを特徴とする電子部品装着方法。
【請求項２１】
印刷パターンの開口が形成されたマスクを介して回路基板にはんだペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、
ａ）  基板保持部により回路基板を所定位置に保持する工程と、
ｂ）  前記マスクの下面に前記回路基板を当接させる工程と、
ｃ）  スキージ移動機構によりスキージをマスクの主面に沿う所定の方向に前記マスクに対して相対的に移動することにより前記マスク上のはんだペーストを前記マスクの開口に充填する工程と、
ｄ）  前記ａ）工程ないし前記ｃ）工程における前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作に伴って発生する動作音を取得する工程と、
ｅ）  前記動作音に基づいて前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作異常を検出する工程と、
を備えることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項２２】
印刷されたはんだペースト上に電子部品が装着された回路基板にリフローを行うリフロー方法であって、
ａ）  基板搬送機構により所定の搬送路に沿って回路基板を搬送する工程と、
ｂ）  前記搬送機構による搬送途上の回路基板に、送風機構により加熱されたガスを導く工程と、
ｃ）  前記ａ）工程および前記ｂ）工程における前記基板搬送機構または前記送風機構の動作に伴って発生する動作音を取得する工程と、
ｄ）  前記動作音に基づいて前記基板保持部または前記送風機構の動作異常を検出する工程と、
を備えることを特徴とするリフロー方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に電子部品を実装する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリント基板等の回路基板に電子部品を実装する多くの実装システムでは、回路基板にはんだペーストを印刷する印刷装置、回路基板上に塗布されたはんだペースト上に電子部品を装着する装着装置、電子部品が装着された回路基板にリフロー（回路基板を加熱および冷却することによりはんだペーストを溶融後に固化させて電子部品を回路基板に固着させる処理）を行うリフロー装置が用いられている。このような実装システムでは、通常、１枚の回路基板に対する電子部品の装着が全て終了した後に、あるいは、リフローまで終了した後に、専用の検査装置により電子部品の装着（実装）状態を検査することが行われている。
【０００３】
また、近年では異方導電性を有するフィルムやペーストを介して電子部品を実装したり、非導電性のフィルムやペーストを介してバンプを有する電子部品を実装する技術も様々な分野で利用されている。
【０００４】
一方、電子部品の装着装置において、装置の動作異常を装置の作動中に検出する技術も提案されている。例えば、特許文献１では、装置を駆動するモータに検出信号を印加して、モータからフィードバックされるフィードバック信号の特性と、予め登録されている信号特性とを比較することにより、装置の動作異常を検出する技術が開示されている。
【０００５】
また、装置の作動時の振動等を計測して装置の動作異常を検出する技術も提案されている。例えば、特許文献２では、筒穴にピストンを挿入するピストン挿入装置において、ピストンの挿入時の装置の振動を測定して挿入異常を検出する技術が開示されている。特許文献３では、半導体製造装置の排気ポンプ等の回転機器において、振動等の多次元の情報を計測するセンサを用いて、機器の動作状態を監視するシステムが開示されている。
【特許文献１】特開平４−２５９２９９号公報
【特許文献２】特開平７−９２７１号公報
【特許文献３】特開２０００−２５９２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、回路基板に電子部品を実装する実装システムでは、システムを構成する各装置の様々な機構の動作異常により電子部品の実装異常が生じる。例えば、電子部品を装着する装着装置では、装着ヘッドを移動する機構の振動等により電子部品が回路基板上の所定の位置からずれた位置に装着されることがある。また、装着ヘッドの電子部品の吸着や解放のタイミングがずれることにより電子部品が回路基板に対して適切に装着されない場合もある。
【０００７】
従来のように回路基板に対する電子部品の装着が全て終了した後に、あるいはリフローが終了した後に電子部品の装着状態が検査される場合、電子部品が正常に装着または実装されていないことが発見されたとしても、いずれの機構のどのような動作異常により異常が生じたのか正確な原因を把握することが困難である。一方で、実装システムが有する全ての機構に対して、動作異常の種類毎に異常を検出する専用のセンサを個別に設けることは、センサの個数や種類が非常に多くなってしまい、さらには装置の大幅な設計変更を伴い現実的ではない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、回路基板に電子部品を実装する電子部品実装システムにおいて、装置の大幅な設計変更を伴わない簡単な汎用性のある手法にて装置の動作異常を稼働中に検出することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、回路基板に電子部品を装着する電子部品装着装置であって、回路基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された回路基板に電子部品を装着する装着機構と、前記装着機構に電子部品を供給する部品供給部と、前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部と、前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部の動作異常を検出する検出部とを備える。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品装着装置であって、予め前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部が正常に動作した場合の標準動作音を記憶する記憶部をさらに備え、前記検出部が、前記動作音取得部により取得された動作音と前記標準動作音とを比較して前記動作異常を検出する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品装着装置であって、前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部において生じ得る動作異常のうち、予め定められた複数種類の動作異常時にそれぞれ発生する複数の異常動作音を記憶する記憶部をさらに備え、前記検出部が、前記動作音取得部により取得された動作音と前記記憶部に記憶された前記複数の異常動作音とを照合して前記動作異常を検出するとともに前記動作異常の種類を特定する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電子部品装着装置であって、前記検出部により特定された前記動作異常の種類に基づいて、回路基板への電子部品の装着動作の停止および／または作業者への通知を選択して実行する制御部をさらに備える。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記基板保持部に保持された回路基板に、前記装着機構により電子部品が装着される時点にて発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、複数の電子部品が配列収納されたテープ部材が前記部品供給部に取り付けられ、前記装着機構に電子部品を供給する所定の供給場所へと、電子部品が前記テープ部材と共に前記部品供給部により送り出される際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、複数の電子部品が配列収納されたテープ部材が前記部品供給部に取り付けられ、前記部品供給部が、前記テープ部材における前記装着機構に対する電子部品の供給が終了した部位を切断して除去する切断部を備え、前記切断部により前記テープ部材が切断される際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、前記部品供給部から電子部品を受け取って保持する部品保持部と、前記基板保持部に保持された回路基板に対して、前記部品保持部を前記回路基板の主面に沿う方向に相対的に移動する移動機構とを備え、前記移動機構により前記部品保持部が移動する間に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、前記部品供給部から電子部品を受け取って保持する部品保持部と、前記部品保持部を回動する回動機構とを備え、前記回動機構により前記部品保持部が回動する際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、前記部品供給部から電子部品を受け取って保持する部品保持部と、前記部品保持部を昇降する昇降機構とを備え、前記昇降機構により前記部品保持部が昇降する際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、前記部品供給部から電子部品を受け取って真空吸着により保持する部品保持部を備え、前記部品保持部により電子部品が吸着される際に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、前記部品保持部による電子部品の吸着およびブローを切り替える切替弁をさらに備え、前記動作音取得部により、前記切替弁の動作時に発生する動作音が取得される。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、印刷パターンの開口が形成されたマスクを介して回路基板にはんだペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、回路基板を保持する基板保持部と、前記回路基板上に保持されたマスクの主面に沿う所定の方向に前記マスクに対して相対的に移動することにより前記マスク上のはんだペーストを前記マスクの開口に充填するスキージと、前記スキージを前記所定の方向に前記マスクに対して相対的に移動するスキージ移動機構と、前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部と、前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作異常を検出する検出部とを備える。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のスクリーン印刷装置であって、前記スキージ移動機構により前記スキージが前記マスクに当接した状態で移動する間に発生する動作音が、前記動作音取得部により取得される。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、印刷されたはんだペースト上に電子部品が装着された回路基板にリフローを行うリフロー装置であって、所定の搬送経路に沿って回路基板を搬送する基板搬送機構と、熱源と、前記搬送機構による搬送途上の回路基板に前記熱源により加熱されたガスを導く送風機構と、前記基板搬送機構または前記送風機構の動作時に発生する動作音を取得する動作音取得部と、前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記基板搬送機構または前記送風機構の動作異常を検出する検出部とを備える。
【００２４】
請求項１６に記載の発明は、回路基板に電子部品を実装する電子部品実装システムであって、電子部品の実装に係る処理を行う複数の装置と、前記複数の装置の動作音を取得する動作音取得部と、前記動作音取得部により取得された動作音に基づいて前記複数の装置の動作異常を検出する検出部と、前記検出部にて検出された動作異常に関連する情報を記憶する記憶部とを備える。
【００２５】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の電子部品実装システムであって、前記検出部により前記複数の装置のいずれか装置の動作異常が検出された場合に他の装置に制御信号を送信するシステム制御部をさらに備える。
【００２６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１６または１７に記載の電子部品実装システムであって、複数の種類の動作異常のそれぞれについて動作異常の種類と対応する作業者との組み合わせを予め記憶する記憶部と、前記検出部により検出された動作異常の種類に対応する作業者に前記動作異常を通知する異常通知手段とをさらに備える。
【００２７】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７に記載の電子部品実装システムであって、前記複数の装置に電子部品を回路基板に装着する複数の電子部品装着装置が含まれ、前記検出部により前記複数の電子部品装着装置のいずれかにおいて稼働不能を示す動作異常が検出された場合に、前記複数の電子部品装着装置の動作が前記システム制御部により変更される。
【００２８】
請求項２０に記載の発明は、回路基板に電子部品を装着する電子部品装着方法であって、ａ）  基板保持部により回路基板を所定位置に保持する工程と、ｂ）  電子部品を部品供給部から装着機構に供給する工程と、ｃ）  前記電子部品を前記回路基板に装着する工程と、ｄ）  前記ａ）工程ないし前記ｃ）工程における前記基板保持部、前記部品供給部または前記装着機構の動作に伴って発生する動作音を取得する工程と、ｅ）  前記動作音に基づいて前記基板保持部、前記装着機構または前記部品供給部の動作異常を検出する工程とを備える。
【００２９】
請求項２１に記載の発明は、印刷パターンの開口が形成されたマスクを介して回路基板にはんだペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、ａ）  基板保持部により回路基板を所定位置に保持する工程と、ｂ）  前記マスクの下面に前記回路基板を当接させる工程と、ｃ）  スキージ移動機構によりスキージをマスクの主面に沿う所定の方向に前記マスクに対して相対的に移動することにより前記マスク上のはんだペーストを前記マスクの開口に充填する工程と、ｄ）  前記ａ）工程ないし前記ｃ）工程における前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作に伴って発生する動作音を取得する工程と、ｅ）  前記動作音に基づいて前記基板保持部または前記スキージ移動機構の動作異常を検出する工程とを備える。
【００３０】
請求項２２に記載の発明は、印刷されたはんだペースト上に電子部品が装着された回路基板にリフローを行うリフロー方法であって、ａ）  基板搬送機構により所定の搬送路に沿って回路基板を搬送する工程と、ｂ）  前記搬送機構による搬送途上の回路基板に、送風機構により加熱されたガスを導く工程と、ｃ）  前記ａ）工程および前記ｂ）工程における前記基板搬送機構または前記送風機構の動作に伴って発生する動作音を取得する工程と、ｄ）  前記動作音に基づいて前記基板保持部または前記送風機構の動作異常を検出する工程とを備える。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１ないし１２並びに請求項２０の発明では、装置の大幅な設計変更を伴うことなく電子部品装着装置の稼働中に動作異常を検出することができる。
【００３２】
請求項３の発明では、電子部品装着装置の動作異常および動作異常の種類を容易に検出することができ、請求項４の発明では、動作異常を検出した場合に、必要に応じて電子部品装着装置の動作を停止することができる。
【００３３】
請求項５の発明では、部品保持部の回路基板に対する衝突または押し込み不足を検出することができる。
【００３４】
請求項６の発明では、テープ部材を送り出す動作の異常を検出することができ、請求項７の発明では、テープ部材の切断動作の異常を検出することができる。
【００３５】
請求項８の発明では、部品保持部の移動機構の動作異常を検出することができ、請求項９の発明では、部品保持部の回動時の動作異常を検出することができ、請求項１０の発明では、部品保持部の昇降時の動作異常を検出することができ、請求項１１の発明では、部品保持部による電子部品の吸着異常を検出することができる。
【００３６】
請求項１２の発明では、切替弁の動作異常を検出することができる。
【００３７】
請求項１３、１４および２１の発明では、装置の大幅な設計変更を伴うことなくスクリーン印刷装置の稼働中に動作異常を検出することができ、請求項１４の発明では、スキージの移動時の動作異常を検出することができる。
【００３８】
請求項１５および２２の発明では、リフロー装置の稼働中に動作異常を検出することができる。
【００３９】
請求項１６ないし１９の発明では、電子部品実装システムの稼働中に複数の装置の動作異常を共通の手法にて検出することができる。
【００４０】
請求項１７の発明では、動作異常を検出した場合に、他の装置の動作を自動的に制御することができ、請求項１８の発明では、電子部品実装システムのメンテナンスを効率的に行うことができ、請求項１９の発明では、複数の電子部品装着装置のいずれかが稼働不能になった場合であっても、電子部品の実装を続行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品装着装置１１の構成を示す斜視図である。電子部品装着装置１１は、プリント基板等の回路基板９上に塗布されたはんだペースト上に微細な電子部品を装着する装置である。
【００４２】
電子部品装着装置１１は、回路基板９を保持して図１中の（＋Ｘ）方向に搬送する基板搬送機構１２、基板搬送機構１２により所定位置に保持された回路基板９に電子部品を装着する２つの装着機構１４、装着機構１４に電子部品を供給する部品供給部１３、および、これらの構成を制御する制御部８を備える。電子部品装着装置１１は、さらに、基板搬送機構１２、装着機構１４および部品供給部１３の動作時に発生する動作音を計測して取得する動作音取得部５を備える。
【００４３】
基板搬送機構１２は、基台１２０上にＸ方向に伸びる１組のガイドレール１２１を備え、ガイドレール１２１により保持される回路基板９は、ガイドレール１２１内に設けられたベルトにより（＋Ｘ）方向に搬送される。また、基板搬送機構１２は、ガイドレール１２１が接続される搬送駆動部１２２を備え、搬送駆動部１２２は、１組のガイドレール１２１の間の距離の変更やガイドレール１２１内のベルトの駆動を行う。なお、ガイドレール１２１の（−Ｘ）側には回路基板９上にはんだペーストを印刷するスクリーン印刷装置（図示省略）が配置され、スクリーン印刷装置からガイドレール１２１へと回路基板９が渡される。
【００４４】
２つの装着機構１４は、ガイドレール１２１の上方にて図１中のＸ方向（すなわち、回路基板９の移動方向に沿う方向）に並ぶように配置され、それぞれ、ヘッド部１４１、および、ヘッド部１４１をＸＹ平面内にて（すなわち、回路基板９の主面に沿う方向に）移動するヘッド部移動機構１４２を備える。ヘッド部移動機構１４２は、ヘッド部１４１をＸ方向に移動するＸ方向移動機構１４２１、および、Ｘ方向移動機構１４２１をＹ方向に移動するＹ方向移動機構１４２２を備え、Ｘ方向移動機構１４２１およびＹ方向移動機構１４２２はリニアモータ（図示省略）を駆動源とする。なお、図１では、装着機構１４等を支持するフレームの図示を省略している。
【００４５】
部品供給部１３は、Ｘ方向に配列される複数の部品カセット１３１を備える。各部品カセット１３１は、ヘッド部１４１の（＋Ｙ）側に配置され、複数の電子部品が配列収納されたテープ部材が巻き付けて取り付けられるリール１３２を備える。部品供給部１３は、複数のリール１３２の下方（−Ｚ）側に配置され、テープ部材の使用済みの部位（すなわち、部品カセット１３１に取り付けられたテープ部材における装着機構１４に対する電子部品の供給が終了した部位）を切断して除去する切断部１３３をさらに備える。
【００４６】
動作音取得部５は、ガイドレール１２１、部品カセット１３１、切断部１３３、ヘッド部１４１、および、ヘッド部移動機構１４２の近傍に配置されて動作音を取得する複数のマイク５１、並びに、切替スイッチやＡ／Ｄコンバータ等が設けられたサンプリングユニット５２を備える。マイク５１は図示省略のフレームに固定される。
【００４７】
また、電子部品装着装置１１は演算ユニット６０をさらに備え、演算ユニット６０内のボードには、各種情報を記憶するメモリ６１、並びに、メモリ６１に記憶されている情報、および、動作音取得部５のマイク５１により取得された動作音に基づいて、基板搬送機構１２、装着機構１４または部品供給部１３の動作異常を検出する検出回路６２が設けられる。電子部品装着装置１１では、基板搬送機構１２、装着機構１４および部品供給部１３のそれぞれが正常に動作した場合の動作音（以下、「標準動作音」という。）が予め取得され、標準動作音データとしてメモリ６１に記憶されている。メモリ６１には、さらに、基板搬送機構１２、装着機構１４および部品供給部１３において生じ得る動作異常のうち、予め定められた複数種類の動作異常時にそれぞれ発生する複数の動作音（以下、「異常動作音」という。）が、異常動作音データとして予め記憶されている。
【００４８】
図２は、装着機構１４を下方（（−Ｚ）側）から見た底面図である。装着機構１４のヘッド部１４１は、部品カセット１３１（図１参照）から真空吸着により電子部品を受け取って保持する部品保持部である１０個の吸着ノズル１４５を備える。図２に示すように、ヘッド部１４１では、Ｘ方向に沿って５個の吸着ノズル１４５が１列に配置され、さらにもう１列（５個）の吸着ノズル１４５が上記吸着ノズル１４５と平行に配置される。装着機構１４では、ヘッド部移動機構１４２（Ｘ方向移動機構１４２１およびＹ方向移動機構１４２２）がヘッド部１４１を回路基板９の主面に沿う方向に移動することにより、吸着ノズル１４５が基板搬送機構１２（図１参照）上の所定位置に保持された回路基板９に対して相対的に移動する。
【００４９】
図３は、装着機構１４および基板搬送機構１２を（−Ｘ）側から見た右側面図である。ヘッド部１４１は、吸着ノズル１４５をＺ方向を向く軸を中心に回動するノズル回動機構１４７、および、吸着ノズル１４５を昇降する（Ｚ方向に移動する）ノズル昇降機構１４６を備える。電子部品装着装置１１では、これらの機構により、吸着ノズル１４５が吸着した電子部品を様々な方向に向けて回路基板９に装着することが可能とされる。また、基板搬送機構１２は、電子部品の装着位置にてガイドレール１２１により両端を保持される回路基板９を下方から支持するサポートピン１２３を備える。サポートピン１２３は、図示省略の昇降機構により上昇して回路基板９の下面を支持し、電子部品が装着される際の衝撃により回路基板９が下側（（−Ｚ）側）に撓むことを防止する。
【００５０】
図４は、１つの吸着ノズル１４５および吸着ノズル１４５が取り付けられるノズルシャフト１４１０を示す図である。図４では、図示の便宜上、ノズルシャフト１４１０の一部（平行斜線を付して示す部位）を断面にて示している。また、ノズルシャフト１４１０に接続される切替弁１４８、および、切替弁１４８の動作音を取得するマイク５１も図４に併せて示している。
【００５１】
吸着ノズル１４５は、ノズルシャフト１４１０の下側（（−Ｚ）側）に取り付けられ、吸着する電子部品の種類に合わせて取替可能とされる。吸着ノズル１４５の下端には電子部品を真空吸引により吸着するための開口１４５０が形成されており、吸着ノズル１４５の中心部にはＺ方向にほぼ沿って伸びる真空吸引用の吸引路１４５１が設けられている。
【００５２】
ノズルシャフト１４１０は、吸着ノズル１４５が取り付けられる摺動部１４１１、摺動部１４１１を保持するチャック部１４１２、並びに、チャック部１４１２内に設けられて摺動部１４１１およびチャック部１４１２に取り付けられたバネ１４１３を備える。摺動部１４１１およびチャック部１４１２の中心にはＺ方向にほぼ沿って伸びる真空吸引用の吸引路１４１４が設けられ、吸着ノズル１４５の吸引路１４５１に接続される。摺動部１４１１は、チャック部１４１２およびバネ１４１３により支持されており、ノズル昇降機構１４６（図３参照）により吸着ノズル１４５がノズルシャフト１４１０と共に上下方向に移動する際に吸着ノズル１４５が先端から力を受けると、バネ１４１３が縮んで摺動部１４１１がチャック部１４１２に案内されて摺動する。
【００５３】
ノズルシャフト１４１０の吸引路１４１４は、配管１４８３を介して切替弁１４８に接続され、切替弁１４８が制御部８（図１参照）の制御により切り替えられることにより、真空ポンプ１４８１またはコンプレッサ１４８２に接続される。吸引路１４１４が真空ポンプ１４８１側に接続されると、吸引路１４１４および吸引路１４５１内の空気が排気されて電子部品が開口１４５０に吸着される。また、吸引路１４１４がコンプレッサ１４８２側に接続されると、吸引路１４１４および吸引路１４５１にエアが送り込まれ、開口１４５０における電子部品の吸着および保持が解除される。このように装着機構１４では、切替弁１４８が切り替えられることにより、吸着ノズル１４５による電子部品の吸着およびブロー（吸着および保持の解除）が切り替えられる。なお、真空ポンプ１４８１およびコンプレッサ１４８２は、電子部品装着装置１１に設けられてもよく、電子部品装着装置１１が設置される工場内に設けられてもよい。
【００５４】
図５は、ノズル回動機構１４７を拡大して示す斜視図である。ノズル回動機構１４７は、吸着ノズル１４５が取り付けられたノズルシャフト１４１０を保持するノズル保持部１４１５の上方（（＋Ｚ）側）に配置され、１０本のノズルシャフト１４１０にそれぞれ取り付けられたギア１４７３、１０個のギア１４７３の外側を囲む矩形ギア１４７４、矩形ギア１４７４の外側に配置される駆動ギア１４７５、および、駆動ギア１４７５を回動するモータ１４７６を備える。矩形ギア１４７４の（＋Ｙ）側の外側面には駆動ギア１４７５と噛み合う歯１４７７が設けられ、（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の内側面にはギア１４７３と噛み合う歯１４７８が設けられる。１０個のギア１４７３は、互いに隣接するギア１４７３と接触しないように配置されている。
【００５５】
ノズル回動機構１４７では、モータ１４７６により駆動ギア１４７５が回動されると、矩形ギア１４７４がＸ方向に移動して１０個のギア１４７３が同時に回動し、１０個の吸着ノズル１４５がノズルシャフト１４１０と共に回動される。ヘッド部１４１では、矩形ギア１４７４が（＋Ｘ）方向に移動する場合には、（＋Ｙ）側の一列（５個）の吸着ノズル１４５は（＋Ｚ）方向から見て反時計回りに回転し、（−Ｙ）側の一列の吸着ノズル１４５は時計回りに回転する。また、矩形ギア１４７４が（−Ｘ）方向に移動する場合には、各列の吸着ノズル１４５の回転方向はそれぞれ上記と反対向きになる。
【００５６】
図６は、ノズル昇降機構１４６近傍を拡大して示す右側面図である。ノズル昇降機構１４６は、吸着ノズル１４５が取り付けられたノズルシャフト１４１０を保持するノズル保持部１４１５、および、ノズル回動機構１４７の上方（（＋Ｚ）側）に配置される。ノズル昇降機構１４６は、１０本のノズルシャフト１４１０と接続されるシリンダボックス１４６１、プレート１４６４を介してシリンダボックス１４６１に接続されるカムフォロア１４６５、および、カムフォロア１４６５が付勢される略円板状の偏心カム１４６７を先端に有する昇降モータ１４６６を備える。シリンダボックス１４６１は、各ノズルシャフト１４１０に対応する１０個のエアシリンダ１４６２を備え、エアシリンダ１４６２はそれぞれバルブ１４６３を介してコンプレッサ（図示省略）と接続され、個別にエアの供給が行われる。
【００５７】
吸着ノズル１４５を昇降する際には、まず、１０個の吸着ノズル１４５から最下点まで下降する吸着ノズル１４５（１つでもよく、複数でもよい。）が選択され、選択された吸着ノズル１４５に対応するエアシリンダ１４６２のバルブ１４６３が開放されてエアが供給される。続いて、昇降モータ１４６６に取り付けられた偏心カム１４６７が回転し、付勢バネ１４６０により偏心カム１４６７に付勢されるカムフォロア１４６５と共にシリンダボックス１４６１がガイド１４６８に沿って下降する。これにより、１０本のノズルシャフト１４１０はそれぞれ下降するエアシリンダ１４６２により下方（（−Ｚ）方向）へと押される。
【００５８】
このとき、選択されたエアシリンダ１４６２にはエアが供給されているため、対応する吸着ノズル１４５はそのまま下方へと押されて下降する。一方、それ以外のエアシリンダ１４６２にはエアが供給されていないため、ノズルシャフト１４１０に取り付けられているバネ１４１９によりエアシリンダ１４６２のシャフト１４６９が上方へと押し戻され、対応する吸着ノズル１４５は元の位置に留まる。偏心カム１４６７がさらに回転するとシリンダボックス１４６１が上昇し、押し縮められていたバネ１４１９が元の状態に戻ることにより、下降していた吸着ノズル１４５が元の位置まで上昇する。このように、ノズル昇降機構１４６により、選択された吸着ノズル１４５のみが上下方向へと移動する。
【００５９】
図７および図８は、部品供給部１３の切断部１３３（図１参照）の内部の構造を示す右側面図である。切断部１３３は、固定刃１３３１、Ｙ方向に移動可能とされる移動刃１３３２、移動刃１３３２に接続されるリンク部材１３３３、リンク部材１３３３にさらに接続されるもう１つのリンク部材１３３４、および、リンク部材１３３４が回転軸に接続されるモータ１３３５を備える。切断部１３３では、モータ１３３５によりリンク部材１３３４が回転されると、リンク−スライダ機構により図８に示すように移動刃１３３２が（−Ｙ）方向へとスライド移動し、部品カセット１３１から垂れ下がる使用済みのテープ部材１３０を固定刃１３３１との間に挟んで切断する。
【００６０】
図９は、図１に示す回路基板９に電子部品を装着する際の電子部品装着装置１１の動作の流れを示す図である。以下、図９および必要に応じて他の図を参照しながら電子部品装着装置１１の動作について説明する。なお、電子部品装着装置１１では通常、２つの装着機構１４により２枚の回路基板９に電子部品が並行して装着されるが、説明の便宜上、１つの装着機構１４により１枚の回路基板９に電子部品が装着される様子についてのみ説明する。また、図９中のステップＳ２１〜Ｓ２７は繰り返されるが、繰り返し動作の流れの図示を省略している。
【００６１】
図１に示す電子部品装着装置１１により回路基板９に電子部品が装着される際には、まず、上面の複数箇所にはんだペーストが付与された回路基板９が、電子部品装着装置１１の（−Ｘ）側に位置するスクリーン印刷装置からガイドレール１２１に受け入れられ、ベルトにより装着機構１４のおよそ下方まで搬送される。所定の装着位置に回路基板９が配置されると、回路基板９の下方からサポートピン１２３（図３参照）が上昇してその先端を回路基板９の下面に当接し、回路基板９がガイドレール１２１およびサポートピン１２３により保持される（ステップＳ１１）。電子部品装着装置１１では、基板搬送機構１２により回路基板９を保持する際に発生する動作音が、基板搬送機構１２の近傍に配置されたマイク５１により取得される。なお、取得された動作音に基づく動作異常の検出については後述する（以下に説明する各動作においても同様。）。
【００６２】
続いて、制御部８により制御される部品カセット１３１により、電子部品がテープ部材１３０（図７参照）と共にリール１３２から部品カセット１３１の（−Ｙ）側（ガイドレール１２１側）の先端へと送り出され、装着機構１４に電子部品を供給する所定の供給場所に配置される（ステップＳ２１）。電子部品装着装置１１では、テープ部材１３０が送り出される際に発生する動作音が、部品カセット１３１の近傍に配置されたマイク５１により取得される。なお、ヘッド部１４１は、制御部８により制御されるヘッド部移動機構１４２により予め部品供給部１３側へと移動されており、電子部品の供給場所の上方に位置している。
【００６３】
部品カセット１３１によりテープ部材１３０が送り出されると、テープ部材１３０の使用済みの部位が部品カセット１３１に案内されて切断部１３３へと送り出され、図７に示すようにテープ部材１３０の先端が切断部１３３の内部において固定刃１３３１と移動刃１３３２とに挟まれて切断される（ステップＳ２２）。電子部品装着装置１１では、切断部１３３によりテープ部材１３０が切断される際に発生する動作音が、切断部１３３の近傍に配置されたマイク５１により取得される。
【００６４】
次に、ノズル昇降機構１４６（図６参照）により吸着ノズル１４５が部品カセット１３１に向かって下降し、テープ部材１３０上に配置された電子部品の上方に位置する。続いて、図４に示す切替弁１４８により吸着ノズル１４５と真空ポンプ１４８１とが接続され、電子部品が吸着ノズル１４５の先端に保持され（ステップＳ２３）、吸着ノズル１４５はノズル昇降機構１４６により上昇して元の位置に戻る。図１に示す電子部品装着装置１１では、ノズル昇降機構１４６により吸着ノズル１４５が昇降する際に発生する動作音が、電子部品の供給場所の上方に位置するヘッド部１４１の近傍に配置されたマイク５１により取得される。また、切替弁１４８（図４参照）の動作時に発生する動作音が、切替弁１４８の近傍に配置されたマイク５１により取得され、吸着ノズル１４５により電子部品が吸着される際に発生する動作音が、電子部品の供給場所の近傍に配置されたマイク５１により取得される。なお、ヘッド部１４１では、１０個の吸着ノズル１４５の全てについて電子部品を吸着して保持する動作が繰り返されてもよく、一部の吸着ノズル１４５についてのみ吸着動作が行われてもよい。
【００６５】
電子部品を吸着保持した後、吸着ノズル１４５はヘッド部１４１と共にヘッド部移動機構１４２により所定位置へと移動し、図示省略のカメラにより電子部品の保持状態（吸着保持された電子部品の姿勢や吸着ノズル１４５の先端における位置）の確認が行われ、ノズル回動機構１４７（図５参照）によりＺ方向を向く軸を中心として回動されて電子部品の姿勢が補正される（ステップＳ２４）。既述のように、ヘッド部１４１ではノズル回動機構１４７により１０個の吸着ノズル１４５が連動して回動する。このため、ヘッド部１４１では、各吸着ノズル１４５に保持される電子部品の姿勢の補正量（吸着ノズル１４５の回動角度）が記憶され、後述する各電子部品の装着時に、記憶された補正量に従って姿勢が補正される。電子部品装着装置１１では、ヘッド部移動機構１４２により吸着ノズル１４５が移動する間に発生する動作音が、ヘッド部移動機構１４２の近傍に配置されたマイク５１により継続的に取得される。また、ノズル回動機構１４７により吸着ノズル１４５が回動する際に発生する動作音が、ヘッド部１４１の近傍に配置されたマイク５１により取得される。
【００６６】
その後、ヘッド部移動機構１４２によりヘッド部１４１が基板搬送機構１２に保持された回路基板９の上方へと移動し（ステップＳ２５）、吸着ノズル１４５および保持された電子部品が、はんだペーストの付与された装着位置に対向する位置に位置する。この間もヘッド部移動機構１４２の動作音は継続的に取得される。そして、制御部８に制御されるノズル昇降機構１４６（図６参照）により吸着ノズル１４５が回路基板９に向けて下降し、切替弁１４８（図４参照）により吸着ノズル１４５とコンプレッサ１４８２とが接続されて真空吸引が解除され、吸着ノズル１４５の先端に保持されていた電子部品が回路基板９上のはんだペーストに装着され（ステップＳ２６）、吸着ノズル１４５は上昇して元の位置へと戻る。
【００６７】
電子部品装着装置１１では、基板搬送機構１２に保持された回路基板９に装着機構１４により電子部品が装着される時点にて発生する動作音が、回路基板９の近傍に配置されたマイク５１により取得される。また、ノズル昇降機構１４６および切替弁１４８の動作音も取得される。ヘッド部１４１では１０個の吸着ノズル１４５が連動して回動するため、電子部品を装着する際には、吸着ノズル１４５を回動して電子部品の姿勢を補正した後に装着するという動作が、各吸着ノズル１４５について順次行われる。なお、ヘッド部１４１では、吸着ノズル１４５を保持する摺動部１４１１（図４参照）が上下に摺動可能とされているため、電子部品を回路基板９に装着する際に、電子部品と回路基板９上のはんだペーストとの接触により吸着ノズル１４５および回路基板９に生じる衝撃が緩和される。
【００６８】
ヘッド部１４１の吸着ノズル１４５に保持された電子部品が全て回路基板９に装着されると、ヘッド部移動機構１４２によりヘッド部１４１が移動されて部品供給部１３側へと戻される（ステップＳ２７）。この間もヘッド部移動機構１４２の動作音は継続的に取得される。その後、電子部品装着装置１１では、回路基板９に対する全ての電子部品の装着が終了したか否かが確認され、終了していない場合には、部品供給部１３による電子部品の供給、吸着ノズル１４５による電子部品の吸着、および、回路基板９への装着が繰り返される（ステップＳ２１〜Ｓ２７）。
【００６９】
１つの回路基板９に対して装着機構１４による電子部品の装着が全て完了すると、回路基板９はガイドレール１２１により下流へと搬送される。すなわち、２つの装着機構１４による電子部品の装着がそれぞれ完了した２つの回路基板９はガイドレール１２１から下流の他の装置（例えば、リフロー装置）へと搬出される。なお、２つの装着機構１４により同一の回路基板９に対して異なる装着動作が行われてもよく、この場合、（−Ｘ）側の装着機構１４から（＋Ｘ）側の装着機構１４へと回路基板９が搬送されると同時に、（＋Ｘ）側の装着機構１４から回路基板９が搬出される。
【００７０】
図１０は、電子部品装着装置１１の動作異常を検出する動作に係る構成を示すブロック図である。また、図１１は、上記動作の流れを示す図である。図１０に示す動作音取得部５の複数のマイク５１は、サンプリングユニット５２を介して検出回路６２に接続され、検出回路６２はメモリ６１および制御部８に接続される。制御部８には、制御部８により制御される基板搬送機構１２、部品供給部１３、装着機構１４および切替弁１４８が接続される。また、制御部８には作業者へ装置の状態を通知するランプ８１およびディスプレイ８２が接続される。
【００７１】
サンプリングユニット５２は、マイク５１により取得された動作音をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ５２２、および、複数のマイク５１からの動作音を選択的にＡ／Ｄコンバータ５２２に送信する切替スイッチ５２１を備える。検出回路６２は、動作音取得部５からの出力をメモリ６１に予め記憶されている各種情報と比較する比較部６２１を備える。メモリ６１には、既述のように標準動作音データ６１１および異常動作音データ６１２が予め記憶されている。なお、マイク５１、標準動作音データ６１１および異常動作音データ６１２の個数は、実際には図１０に図示される数よりも多い。
【００７２】
図１に示す電子部品装着装置１１では、部品供給部１３による電子部品の供給、吸着ノズル１４５による電子部品の吸着、および、回路基板９への装着動作（図９：ステップＳ２１〜Ｓ２７）において、上述のように様々な動作音が取得される。以下、これらの動作音のうち、装着機構１４により回路基板９に電子部品が装着される時点にて発生する動作音を例にとり、図１０および図１１、並びに、他の図を必要に応じて参照しながら、電子部品の装着時点における動作異常を検出する電子部品装着装置１１の動作について説明する。
【００７３】
まず、基板搬送機構１２に保持された回路基板９の近傍に配置されたマイク５１が切替スイッチ５２１により選択され、装着機構１４により電子部品が装着される時点の回路基板９の近傍における動作音、すなわち、吸着ノズル１４５に吸着保持されて下降した電子部品が回路基板９上のはんだペーストに押圧され（以下、「電子部品の押し込み」という。）、回路基板９に装着される動作音が取得される（ステップＳ３１）。マイク５１により取得された動作音はサンプリングユニット５２に送られてＡ／Ｄコンバータ５２２によりデジタルデータに変換され、検出回路６２により周波数解析されて周波数と音響特性との関係等を示すデータ（以下、「取得動作音データ」という。）が検出される。続いて、検出回路６２の比較部６２１により取得動作音データとヘッド部移動機構１４２の標準動作音データ６１１とが比較され（ステップＳ３２）、相違が一定範囲内か否か、すなわち、動作異常が検出されたか否かが確認される（ステップＳ３３）。動作異常が検出されない（取得動作音データと標準動作音データ６１１とが近似する）場合には、動作異常の検出動作が終了する。
【００７４】
動作異常が検出された（取得動作音データと標準動作音データ６１１とが大きく異なる）場合には、比較部６２１により取得動作音データとメモリ６１に記憶されたヘッド部移動機構１４２の複数の異常動作音データ６１２とが照合される。例えば、ノズルシャフト１４１０の摺動部１４１１の摺動不良に起因する異常（装着時の回路基板９との接触による衝撃を緩和するために上方に摺動する滑らかさの不足）が生じた場合、通常よりも押し込み時の力が大きくなって吸着ノズル１４５と回路基板９との衝突音が発生する。メモリ６１にはこのような異常な動作音が異常動作音データ６１２として記憶されている。上記の他にも、サポートピン１２３の昇降異常等により回路基板９が（＋Ｚ）側に反った状態にて保持される保持異常に起因して発生する吸着ノズル１４５と回路基板９との衝突音や、回路基板９が（−Ｚ）側に反った状態にて保持される保持異常による電子部品の押し込み不足により装着異常（電子部品が装着予定位置と異なる位置に装着される装着ずれ、電子部品が回路基板９に装着されない欠品等）が発生した場合の動作音、摺動部１４１１の摺動不良によりノズルシャフト１４１０内にスライドした吸着ノズル１４５が元の位置まで戻らないまま装着を続けることによって発生する装着異常時の動作音等が予めメモリ６１に記憶されている。
【００７５】
電子部品装着装置１１では、検出回路６２による取得動作音データと異常動作音データ６１２との照合の結果、検出された動作異常の種類が特定され（ステップＳ３４）、制御部８により、特定された動作異常の種類（例えば、摺動部１４１１の摺動不良）に基づいて、回路基板９への電子部品の装着動作の停止および／または作業者への通知が選択されて実行される。具体的には、制御部８により装置の動作を停止する必要はないと判断された場合には、図１０に示すランプ８１が点灯されることにより動作異常の検出が作業者へ通知され、併せて、動作異常の種類がディスプレイ８２に表示される。装置の動作を停止する必要があると判断された場合は、基板搬送機構１２、ヘッド部移動機構１４２、ヘッド部１４１、切替弁１４８等の動作が制御部８の制御により停止される（ステップＳ３５）。また、必要に応じて各部の動作が停止された後または停止と同時に、動作異常の種類が作業者へ通知される。
【００７６】
以上に説明したように、電子部品装着装置１１では、動作音を利用することにより装置の大幅な設計変更を行うことなく装置の稼働中に動作異常を検出することができる。また、動作音を利用するという汎用性の高い手法により、様々な構成の異常を容易に検出することができ、取得動作音データと標準動作音データ６１１とを比較することにより動作異常の検出が一層容易化される。さらに、異常動作音データ６１２と照合することにより動作異常の種類をも容易に検出することができる。動作異常を検出した場合には、制御部８の制御により必要に応じて装置の動作を停止することができる。
【００７７】
また、電子部品装着装置１１では、電子部品の装着時点にて発生する動作音を取得することにより、吸着ノズル１４５の回路基板９に対する衝突または押し込み不足を検出することができ、これらに起因する吸着ノズル１４５の損傷、および、装着ずれや欠品といった電子部品の装着異常を防止することができる。
【００７８】
電子部品装着装置１１では、上述の電子部品の装着時点における動作異常以外にも様々な動作異常を検出することができる。図１２は、切断部１３３におけるテープ部材１３０の切断異常の様子を示す図である。固定刃１３３１と移動刃１３３２との間に上下方向（Ｚ方向）の隙間が生じている場合、あるいは、刃が摩耗している場合等には、図１２に示すように、テープ部材１３０が切断されずに固定刃１３３１と移動刃１３３２との間に噛み込まれるという異常が発生する。その結果、部品カセット１３１に取り付けられているテープ部材１３０が引っ張られて切断部１３３側へと移動し、所定の供給位置に配置されていた電子部品も共に移動してしまい、吸着ノズル１４５に対して電子部品が供給されない供給異常が発生する。
【００７９】
図１に示す電子部品装着装置１１では、切断部１３３によりテープ部材１３０が切断される際に発生する動作音を取得し、標準動作音データ６１１との比較、異常動作音データ６１２との照合動作が行われてテープ部材１３０の噛み込みという切断異常が検出され、作業者への通知が選択されて実行される（図１１：ステップＳ３１〜Ｓ３５）。これにより、吸着ノズル１４５に対する電子部品の供給異常を防止することができる。また、部品供給部１３によりテープ部材１３０が送り出される際に発生する動作音を取得することにより、テープ部材１３０を送り出す動作の異常を検出することもでき、吸着ノズル１４５に対する電子部品の供給異常を防止することができる。
【００８０】
電子部品装着装置１１では、ヘッド部移動機構１４２によりヘッド部１４１が移動する間に発生する動作音を取得することにより、ヘッド部移動機構１４２を構成するボールねじ機構やガイド機構（図示省略）等の動作異常を検出することができ、ヘッド部移動機構１４２の動作不良による電子部品の装着ずれ、および、ボールねじ機構やガイド機構の焼き付きによるヘッド部移動機構１４２の損傷を防止することができる。電子部品装着装置１１では、ヘッド部移動機構１４２の動作音を取得し、標準動作音データ６１１と比較して動作異常が検出されたか否かを確認する動作が、ヘッド部１４１の移動が終了するまで継続的に繰り返され、動作異常が検出された場合には、動作異常の種類が特定されて、ヘッド部１４１の移動の停止および／または作業者への通知が行われる（図１１：ステップＳ３１〜Ｓ３５）。
【００８１】
また、電子部品装着装置１１では、吸着ノズル１４５により電子部品が吸着される際に発生する動作音が取得されることにより、電子部品の吸着位置のずれや吸着ノズル１４５の異物詰まり等による吸着ノズル１４５による電子部品の吸着異常を検出することができ、吸着力不足による吸着ミスや電子部品の装着ずれを防止することができる。また、切替弁１４８（図４参照）の動作時に発生する動作音が取得されることにより、切替弁１４８の動作異常を検出することができ、吸着力が得られなかったことによる吸着ミスやブロー不足による装着漏れを防止することができる。
【００８２】
電子部品装着装置１１では、図６に示すノズル昇降機構１４６により吸着ノズル１４５が昇降される際に発生する動作音が取得されることにより、付勢バネ１４６０の劣化や損傷による吸着ノズル１４５の昇降時の動作異常を検出することができ、偏心カム１４６７とカムフォロア１４６５との当接不良による電子部品の装着異常、および、偏心カム１４６７とカムフォロア１４６５との衝突によるカムフォロア１４６５の損傷を防止することができる。
【００８３】
また、図５に示すノズル回動機構１４７により吸着ノズル１４５が回動される際に発生する動作音が取得されることにより、ギア１４７３、矩形ギア１４７４および駆動ギア１４７５の歯こぼれ、これらのギア間への異物混入、並びに、ノズル回動機構１４７の焼き付き等による吸着ノズル１４５の回動時の動作異常を検出することができ、電子部品の装着ずれ、および、ノズル回動機構１４７の損傷（または、損傷の拡大）を防止することができる。
【００８４】
なお、ノズル回動機構１４７では、図１３に示すように、１０個の吸着ノズル１４５（図５参照）を回動する１０個のギア１４７３ｂが隣接するギア１４７３ｂと互いに噛み合って配置され、モータにより回動される駆動ギア１４７５ｂ（図示の便宜上、平行斜線を付して示す。）が１つのギア１４７３ｂと噛み合って配置されてもよい。この場合、駆動ギア１４７５ｂの回動により、駆動ギア１４７５ｂと噛み合う１つのギア１４７３ｂが回動され、これに連動して他のギア１４７３ｂも回動される。また、１０個のギアのそれぞれが独立して回動できる構成とされてもよい。これらいずれの構造であっても、動作音を利用する汎用性の高い手法を用いることにより、吸着ノズル１４５の回動時の動作異常を検出することができる。
【００８５】
以上のように、電子部品装着装置１１では、基板搬送機構１２、装着機構１４および部品供給部１３の動作時に発生する動作音を取得し、これに基づいて装置の大幅な設計変更を伴うことなく装置の稼働中に動作異常および動作異常の種類を容易に検出することができる。
【００８６】
図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１１ａの構成を示す斜視図である。電子部品装着装置１１ａは、図１に示す電子部品装着装置１１と同様、プリント基板等の回路基板９上に塗布されたはんだペースト上に微細な電子部品を装着する装置である。
【００８７】
電子部品装着装置１１ａは、回路基板９を保持する基板保持部１２ａ、基板保持部１２ａに保持された回路基板９に電子部品を装着する装着機構１４ａ、装着機構１４ａに電子部品を供給する部品供給部１３ａ、並びに、基板保持部１２ａ、装着機構１４ａおよび部品供給部１３ａの動作時に発生する動作音を取得する複数のマイク５１を備える。電子部品装着装置１１ａはいわゆるロータリー式であるため、各機械的構成は図１に示す電子部品装着装置１１と大きく異なるが、異常検出に関連する他の構成（図１中に示す動作音取得部５のサンプリングユニット５２、演算ユニット６０、制御部８等であり、図１４においては図示を省略する。）は図１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００８８】
基板保持部１２ａは、回路基板９を保持するステージ１２５、および、ステージ１２５を保持するとともに図１４中のＸＹ平面内にて（すなわち、回路基板９の主面に沿う方向に）移動するステージ移動機構１２６を備える。装着機構１４ａは、略円柱状の回転ヘッド１５１、回転ヘッド１５１の下側（（−Ｚ）側）の周上に取り付けられる複数の吸着ノズル１４５、複数の吸着ノズル１４５を回転ヘッド１５１の周上に沿って回転させるノズル回転機構１５２、吸着ノズル１４５を昇降するノズル昇降機構、および、吸着ノズル１４５に保持される電子部品の位置を検査する部品確認部１５３を備える。
【００８９】
部品供給部１３ａは、図１に示すものとほぼ同様であり、Ｘ方向に配列される複数の部品カセット１３１、複数の部品カセット１３１を保持するカセット台１３４、および、カセット台１３４と共に部品カセット１３１をＸ方向に移動する部品カセット移動機構１３５を備える。部品カセット１３１は回転ヘッド１５１の（＋Ｙ）側に配置され、複数の電子部品が配列収納されたテープ部材が巻き付けて取り付けられるリール１３２を備える。部品カセット移動機構１３５は、モータ１３５２、モータ１３５２に接続されるボールねじ１３５１、および、ガイドレール１３５３を備え、制御部８によりモータ１３５２が駆動されることによりボールねじ１３５１が回転し、ボールねじ１３５１に取り付けられたカセット台１３４が図１４中のＸ方向へとガイドレール１３５３に沿って滑らかに移動する。
【００９０】
図１５は、装着機構１４ａの回転ヘッド１５１およびノズル昇降機構１５４を示す図であり、一部（平行斜線を付して示す部位）を断面にて示している。なお、図１４では、ノズル昇降機構１５４は回転ヘッド１５１のハウジング内に収納されている。
【００９１】
回転ヘッド１５１は、カム溝１５１１ａが形成された円筒カム１５１１、円筒カム１５１１の外側に昇降自在に取り付けられた略円筒状のスライダ１５１２、スライダ１５１２の外側に回転自在に取り付けられた略円筒状の回転部材１５１３、並びに、スライダ１５１２および回転部材１５１３を介して円筒カム１５１１に取り付けられた複数のノズルユニット１５１４を備える。各ノズルユニット１５１４の下端には吸着ノズル１４５が取り付けられ、ノズル回転機構１５２（図１４参照）により回転部材１５１３が回転することにより、円筒カム１５１１の周囲をカム溝１５１１ａに沿って回転する。
【００９２】
ノズル昇降機構１５４は、スライダ１５１２に接続される第１レバー１５４１、リンク機構１５４２、リンク機構１５４２を介して第１レバー１５４１に接続される第２レバー１５４３、一部の半径が他の部分の半径より小さい変形円板状の板カム１５４４、および、図示省略のモータの回転を板カム１５４４に伝達するベルト１５４５を備える。第２レバー１５４３の先端にはカムフォロア１５４３ａが設けられ、付勢バネ１５４３ｂにより板カム１５４４に付勢される。
【００９３】
ノズル昇降機構１５４では、モータが駆動されて板カム１５４４が回転すると、カムフォロア１５４３ａと板カム１５４４との接触部における板カム１５４４の半径の減少に伴ってカムフォロア１５４３ａが板カム１５４４の回転軸に近づく方向（ほぼ（−Ｙ）方向））に移動し、第２レバー１５４３のリンク機構１５４２との接続部がほぼ上方（（＋Ｚ）方向）に移動する。これに伴い、リンク機構１５４２と共に第１レバー１５４１のリンク機構１５４２との接続部が上方に移動し、第１レバー１５４１に取り付けられたバネ１５４１ａを引き伸ばしながら第１レバー１５４１のスライダ１５１２との接続部が下方に移動する。この結果、スライダ１５１２に取り付けられたバネ１５１２ａを引き伸ばしながらスライダ１５１２が下方へと移動し、吸着ノズル１４５がノズルユニット１５１４と共にスライダ１５１２により押し下げられて下降する。下降した吸着ノズル１４５は、板カム１５４４の回転に伴って第２レバー１５４３、リンク機構１５４２および第１レバー１５４１が元の位置へと戻り、引き伸ばされていたバネ１５１２ａ，１５４１ａが元の状態に戻ることにより、スライダ１５１２と共に元の位置まで上昇する。
【００９４】
図１４に示す電子部品装着装置１１ａによる電子部品の装着動作について、１つの吸着ノズル１４５に注目して説明する。電子部品装着装置１１ａでは、まず、制御部８によりノズル昇降機構１５４が制御され、図１５中の（＋Ｙ）側の吸着ノズル１４５、すなわち、部品カセット１３１の上方に位置する吸着ノズル１４５が下降し、部品カセット１３１上の電子部品を吸着した後に上昇する。続いて、吸着ノズル１４５は、円筒カム１５１１を中心として（＋Ｚ）側から見た場合の時計回り方向に図１４に示すノズル回転機構１５２により間欠的に回転移動されて部品確認部１５３の上方へと位置し、部品確認部１５３により電子部品の保持状態（吸着保持された電子部品の姿勢や吸着ノズル１４５の先端における位置）の確認が行われて図示省略の回転機構により電子部品の姿勢が補正される。
【００９５】
次に、吸着ノズル１４５は再び間欠的に回転移動されて図１５中の（−Ｙ）側に示す吸着ノズル１４５の位置へと移動し、ノズル昇降機構１５４により下降し、ステージ移動機構１２６により予め所定の装着位置が吸着ノズル１４５の真下に位置するように移動して回路基板９上に電子部品を装着する。その後、吸着ノズル１４５が更に時計回りに回転移動し、円筒カム１５１１の周囲を一周して部品カセット１３１の上方へと移動する。電子部品装着装置１１ａでは、これらの動作が複数の吸着ノズル１４５により順次繰り返されることにより、回路基板９に対する電子部品の装着が行われる。
【００９６】
図１４に示す電子部品装着装置１１ａでは、上述の電子部品の装着動作において様々な動作音が取得され、取得された動作音に基づいて装着機構１４ａの動作異常が検出される。以下、動作異常を検出する電子部品装着装置１１ａの動作について説明する。電子部品装着装置１１ａの動作異常を検出する動作に係る構成は、図１０に示す電子部品装着装置１１の構成とほぼ同様である。両構成の違いは、動作音取得部５のマイク５１の配置、並びに、制御部８に制御される基板搬送機構１２、部品供給部１３および装着機構１４の代わりに基板保持部１２ａ、部品供給部１３ａおよび装着機構１４ａが設けられる点である。
【００９７】
電子部品装着装置１１ａでは、電子部品の装着動作時における基板保持部１２ａ、装着機構１４ａおよび部品供給部１３ａの動作音が、図１４および図１５に示すマイク５１を介して図１０に示す動作音取得部５により取得され（図１１：ステップＳ３１）、検出回路６２に送られる。続いて、比較部６２１により取得動作音データとメモリ６１に記憶された標準動作音データとが比較され（ステップＳ３２）、動作異常の有無が確認される（ステップＳ３３）。動作異常が検出された場合には、比較部６２１により取得動作音データとメモリ６１に記憶された複数の異常動作音データ６１２とが照合され、検出された動作異常の種類が特定され（ステップＳ３４）、制御部８により、特定された動作異常の種類に基づいて、回路基板９への電子部品の装着動作の停止および／または作業者への通知が選択的に実行される（ステップＳ３５）。
【００９８】
例えば、図１５に示すノズル昇降機構１５４では、給油不足等により付勢バネ１５４３ｂが損傷した場合、または、経年変化により付勢バネ１５４３ｂが劣化した場合、カムフォロア１５４３ａを板カム１５４４に付勢する力が弱くなり、板カム１５４４の回転にカムフォロア１５４３ａが追従できず、板カム１５４４から離れて再び板カム１５４４に接触（衝突）する現象（いわゆる、カム跳び）が発生する可能性がある。この現象が発生すると、吸着ノズル１４５の昇降に支障を来たし、装着異常（装着ずれや装着漏れ）が発生する恐れがあり、また、このまま放置すると、カムフォロア１５４３ａおよびノズル昇降機構１５４が損傷する恐れもある。さらに、付勢バネ１５４３ｂは、バネ１５１２ａ，１５４１ａ等と共に第２レバー１５４３、リンク機構１５４２、第１レバー１５４１およびスライダ１５１２等の接続におけるがたつき、ぶれ等を抑制する機能も果たしており、これらのバネが劣化または損傷すると、吸着ノズル１４５の昇降に係る構造のぶれ等が大きくなり、更なる装着異常が発生してしまう。
【００９９】
電子部品装着装置１１ａでは、ノズル昇降機構１５４により吸着ノズル１４５が昇降される際に発生する動作音が取得されることにより、付勢バネ１５４３ｂの劣化や損傷による吸着ノズル１４５の昇降時の動作異常を検出することができる。この結果、カム跳びが発生している場合には、板カム１５４４とカムフォロア１５４３ａとの衝突音を検出し、装置の動作を停止する（または、作業者に通知する）ことにより、板カム１５４４とカムフォロア１５４３ａとの当接不良による電子部品の装着異常、および、板カム１５４４とカムフォロア１５４３ａとの衝突によるカム機構の損傷を防止することができる。
【０１００】
また、図１４に示す電子部品装着装置１１ａでは、部品カセット移動機構１３５により部品カセット１３１が移動する間に発生する動作音を取得することにより、部品カセット移動機構１３５を構成するボールねじ機構（ボールねじ１３５１、モータ１３５２、および、ガイドレール１３５３）の動作異常を検出することができ、部品カセット移動機構１３５の動作不良による電子部品の供給異常（供給位置ずれや供給ミス）、および、ボールねじ機構の焼き付き等による部品カセット移動機構１３５の損傷を防止することができる。
【０１０１】
さらに、電子部品装着装置１１ａでは、ステージ移動機構１２６によりステージ１２５が移動する間に発生する動作音を取得することにより、ステージ移動機構１２６の動作異常を検出することができ、ステージ移動機構１２６の動作不良による電子部品の装着異常（装着ずれや欠品）等を防止することができる。
【０１０２】
電子部品装着装置１１ａでは、上記の他、図１に示す電子部品装着装置１１と同様の構成についても、装置の稼働中に動作異常および動作異常の種類を容易に検出することができ、必要に応じて装置の動作を停止することができる。また、これらの検出は動作音の取得により実現されるため、動作異常検出のために装置の大幅な設計変更が必要となることもない。
【０１０３】
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係るスクリーン印刷装置２１の構成を示す図である。スクリーン印刷装置２１は、マスク２３１を介してプリント基板等の回路基板９にはんだペーストを印刷する装置である。
【０１０４】
スクリーン印刷装置２１は、回路基板９を保持する基板保持部２２、印刷パターンに対応して形成された開口２３１ａを有する薄板状のマスク２３１、基板保持部２２に保持される回路基板９上にてマスク２３１を保持するマスク保持部２３、マスク２３１上に盛られたはんだペーストを押して移動する（すなわち、スキージする）スキージ機構２４、回路基板９を撮像するカメラ２７１、並びに、基板保持部２２およびスキージ機構２４の動作時に発生する動作音を取得するマイク５１を備える。異常検出に関連する他の構成（図１中に示す動作音取得部５のサンプリングユニット５２、演算ユニット６０、制御部８等であり、図１６においては図示を省略する。）は図１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【０１０５】
基板保持部２２は、回路基板９を保持するステージ２２１、ステージ２２１を保持するとともに図１６中のＸＹ平面内にて（すなわち、回路基板９の主面に沿う方向に）移動するステージ移動機構２２２、ステージ２２１をＺ方向を向く軸を中心にＸＹ平面内にて回動するステージ回動機構２２３、および、ステージ２２１をＺ方向に移動するステージ昇降機構２２４を備える。マスク保持部２３は、マスク２３１の周囲のエッジ部を保持する。
【０１０６】
スキージ機構２４は、ヘッド部２４１、および、ヘッド部２４１をＹ方向に移動するヘッド部移動機構２４２を備え、ヘッド部移動機構２４２はリニアモータ（図示省略）を駆動源とする。ヘッド部２４１は、スキージ２４５、および、スキージ２４５をＺ方向に移動するスキージ昇降機構２４６をそれぞれ２つずつ備える。２つのスキージ２４５は、下端が互いに離れるようにＺ方向に対して斜めにスキージ昇降機構２４６に取り付けられており、スキージ昇降機構２４６によりそれぞれ独立して昇降する。スキージ機構２４では、ヘッド部移動機構２４２がヘッド部２４１をＹ方向に移動することにより、スキージ２４５がＹ方向にマスク２３１に対して相対的に移動する。
【０１０７】
図１７は、回路基板９にはんだペーストを印刷する際のスクリーン印刷装置２１の動作の流れを示す図である。以下、図１６および図１７を参照しながらスクリーン印刷装置２１の動作について説明する。スクリーン印刷装置２１によりはんだペーストが印刷される際には、まず、回路基板９がカメラ２７１の下方に予め位置している基板保持部２２のステージ２２１上に保持される（ステップＳ４１）。
【０１０８】
続いて、カメラ２７１により回路基板９上のアライメントマークが撮像される。撮像により取得された画像データに基づいてステージ移動機構２２２およびステージ回動機構２２３が制御部８（図１０参照）により制御され、ステージ２２１がＸＹ平面内で移動および回動して回路基板９の姿勢が補正される（ステップＳ４２）。スクリーン印刷装置２１では、ステージ移動機構２２２およびステージ回動機構２２３により回路基板９の姿勢が補正される際に発生する動作音が、基板保持部２２の近傍に配置されたマイク５１により取得される。なお、取得された動作音に基づく動作異常の検出については後述する（以下に説明する各動作においても同様。）。
【０１０９】
次に、ステージ移動機構２２２により回路基板９が（−Ｙ）方向に移動してマスク２３１の下方に位置し（ステップＳ４３）、ステージ昇降機構２２４により上昇してマスク２３１の（−Ｚ）側（スキージ２４５と対向する側とは反対側）の主面に当接する（ステップＳ４４）。スクリーン印刷装置２１では、回路基板９が移動または上昇する際に発生する動作音が、基板保持部２２の近傍に配置されたマイク５１により継続的に取得される。
【０１１０】
回路基板９がマスク２３１に当接すると、予め回路基板９の（−Ｙ）側に位置していたヘッド部２４１において、（＋Ｙ）側のスキージ２４５がスキージ昇降機構２４６により上昇し、（−Ｙ）側のスキージ２４５がスキージ昇降機構２４６により下降して下端がマスク２３１の（＋Ｚ）側の主面に当接する。
【０１１１】
続いて、ヘッド部移動機構２４２によりヘッド部２４１と共にスキージ２４５がマスク２３１の主面に沿って（＋Ｙ）側へと移動する。このとき、（−Ｙ）側のスキージ２４５はマスク２３１に当接した状態で移動し、マスク２３１上のはんだペーストを（＋Ｙ）方向へと押し出して（スキージして）マスク２３１の開口２３１ａに充填する（ステップＳ４５）。スクリーン印刷装置２１では、ヘッド部移動機構２４２によりスキージ２４５が移動する間に発生する動作音が、ヘッド部移動機構２４２およびマスク２３１の近傍に配置されたマイク５１により継続的に取得される。なお、スクリーン印刷装置２１では、ヘッド部２４１が回路基板９の（＋Ｙ）側から（−Ｙ）側へと移動することによりはんだペーストが開口２３１ａに充填されてもよい。この場合は上記とは逆に、（＋Ｙ）側のスキージ２４５がマスク２３１に当接して移動し、はんだペーストをスキージする。
【０１１２】
はんだペーストのスキージが終了すると、ステージ昇降機構２２４により回路基板９が下降し（ステップＳ４６）、開口２３１ａに充填されたはんだペーストが回路基板９に転写されて回路基板９に対する印刷が終了する。１つの回路基板９の印刷が終了すると、回路基板９は下流の他の装置（例えば、電子部品装着装置）へと搬出される。
【０１１３】
スクリーン印刷装置２１では、ステージ移動機構２２２、ステージ回動機構２２３およびステージ昇降機構２２４による回路基板９の姿勢補正、移動および昇降、並びに、スキージ機構２４によるはんだペーストのスキージ動作（ステップＳ４２〜Ｓ４６）において上述のように様々な動作音が取得され、取得された動作音に基づいて基板保持部２２およびスキージ機構２４の動作異常が検出される。以下、動作異常を検出するスクリーン印刷装置２１の動作について説明する。
【０１１４】
スクリーン印刷装置２１の動作異常を検出する動作に係る構成は、図１０に示す電子部品装着装置１１のものとほぼ同様である。両構成の違いは、動作音取得部５のマイク５１の配置、並びに、基板保持部２２およびスキージ機構２４が制御部８により制御される点である。
【０１１５】
スクリーン印刷装置２１では、はんだペーストの印刷時における基板保持部２２およびスキージ機構２４の動作音が、図１６に示すマイク５１を介して図１０に示す動作音取得部５により取得され（図１１：ステップＳ３１）、検出回路６２により取得動作音データと標準動作音データとが比較されて（ステップＳ３２）、動作異常の有無が確認される（ステップＳ３３）。動作異常が検出された場合には、取得動作音データと異常動作音データ６１２とが照合されて動作異常の種類が特定され（ステップＳ３４）、動作異常の種類に基づいて印刷動作の停止および／または作業者への通知が選択されて実行される（ステップＳ３５）。
【０１１６】
例えば、スキージ機構２４では、経時変化によりマスク２３１上のはんだペーストが硬化した場合、スキージ２４５の移動により硬化したはんだペーストがマスク２３１に擦り付けられ、マスク２３１が損傷する可能性がある。また、マスク２３１上のはんだペーストに異物が混入した場合も同様に、異物によりマスク２３１が擦られて損傷する可能性がある。このような場合、スクリーン印刷装置２１では、スキージ２４５が移動する間に発生する動作音が動作音取得部５により取得されることにより、スキージの移動時の動作異常を検出することができる。具体的には、マスク２３１とスキージ２４５との摩擦音を取得することにより、はんだペーストの劣化やはんだペーストへの異物の混入による動作異常を検出することができ、マスク２３１の損傷を防止することができる。
【０１１７】
また、スクリーン印刷装置２１では、ヘッド部移動機構２４２によりスキージ２４５が移動する間に発生する動作音を取得することにより、ヘッド部移動機構２４２を構成するボールねじ機構やガイド機構（図示省略）等の動作異常を検出することができ、ヘッド部移動機構２４２の動作不良によるはんだペーストのスキージ不良、および、ボールねじ機構の焼き付きによるヘッド部移動機構２４２の損傷を防止することができる。さらに、スキージ昇降機構２４６の動作音を取得することにより動作異常を検出し、スキージ２４５とマスク２３１との相対位置の異常によるスキージ不良等を防止することができる。
【０１１８】
スクリーン印刷装置２１では、ステージ移動機構２２２によりステージ２２１が移動する間に発生する動作音を取得することにより、ステージ移動機構２２２の動作異常を検出することができ、ステージ移動機構２２２の動作不良による印刷時の回路基板９の姿勢異常等を防止することもできる。
【０１１９】
以上に説明したように、スクリーン印刷装置２１では、大幅な設計変更を伴うことなく装置の稼働中に動作異常および動作異常の種類を容易に検出することができ、必要に応じて装置の動作を停止することができる。この結果、回路基板９に対するはんだペーストの印刷異常を防止することができる。
【０１２０】
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係るリフロー装置３１の構成を示す図である。リフロー装置３１は、印刷されたはんだペースト上に電子部品が装着されたプリント基板等の回路基板９にリフローを行う装置である。
【０１２１】
リフロー装置３１は、回路基板９を保持して所定の搬送経路に沿って（図１８中の（＋Ｘ）方向に）搬送する基板搬送機構３２、回路基板９に加熱を伴う処理を行う複数（本実施の形態では７つ）の加熱部３４、加熱部３４により加熱された回路基板９を冷却する冷却部３３、並びに、基板搬送機構３２、加熱部３４および冷却部３３の動作時に発生する動作音を取得するマイク５１を備える。異常検出に関連する他の構成（図１中に示す動作音取得部５のサンプリングユニット５２、演算ユニット６０、制御部８等であり、図１８においては図示を省略する。）は図１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【０１２２】
基板搬送機構３２は、Ｘ方向に伸びる１組のガイドレール３２１を備え、ガイドレール３２１により保持される回路基板９は、ガイドレール３２１内に設けられたベルトにより（＋Ｘ）方向に搬送される。なお、ガイドレール３２１の（−Ｘ）側には回路基板９上に電子部品を装着する電子部品装着装置（図示省略）が配置され、電子部品装着装置からガイドレール３２１へと回路基板９が渡される。
【０１２３】
７つの加熱部３４は、図１８中のＸ方向（すなわち、回路基板９の移動方向に沿う方向）に連接して配置され、それぞれ、回路基板９を加熱する空間（以下、「処理空間」という。）３４０を形成する炉体３４１、炉体３４１の内部空間（すなわち、処理空間３４０）を加熱する熱源であるヒータ３４２、および、処理空間３４０内において送風を行って処理空間３４０内のガスを対流させ、ヒータ３４２により加熱されたガスを基板搬送機構３２による搬送途上の回路基板９に導く送風機構３４５を備える。送風機構３４５は、送風を行うファン３４６、および、ファン３４６を駆動するモータ３４７を備える。ガイドレール３２１は、これらの炉体３４１を貫通して配置されており、処理空間３４０内において回路基板９を保持する。ヒータ３４２および送風機構３４５は、処理空間３４０内で保持される回路基板９の上側（（＋Ｚ）側）および下側（（−Ｚ）側）にそれぞれ配置される。冷却部３３は、加熱部３４の下流側（（＋Ｘ）側）であってガイドレール３２１の上方に配置され、冷却ファン３３１、および、冷却ファン３３１を駆動するモータ３３２を備える。
【０１２４】
図１９は、回路基板９にリフローを行う際のリフロー装置３１の動作の流れを示す図である。以下、図１８および図１９を参照しながらリフロー装置３１の動作について説明する。リフロー装置３１によりリフローが行われる際には、まず、基板搬送機構３２のガイドレール３２１により回路基板９が最も上流側（図１８中の（−Ｘ）側）に位置する加熱部３４の炉体３４１内に搬入される（ステップＳ５１）。リフロー装置３１では、基板搬送機構３２により回路基板９が搬送される際に発生する動作音が、基板搬送機構３２の近傍に配置されたマイク５１により継続的に取得される。なお、取得された動作音に基づく動作異常の検出については後述する（以下に説明する各動作においても同様。）。
【０１２５】
各加熱部３４の処理空間３４０は、ヒータ３４２により予め加熱されて所定の温度に保たれており、モータ３４７により駆動されるファン３４６により処理空間３４０内のガスが対流し、処理空間３４０内の温度は均一とされる。回路基板９が搬送されることにより回路基板９は７つの加熱部全ての処理空間３４０を順次経由し、これにより、予め定められている温度プロファイル（加熱温度および加熱時間）に基づいて回路基板９が加熱されることとなる（ステップＳ５２）、その後、最も下流の加熱部３４から回路基板９が搬出される（ステップＳ５３）。リフロー装置３１では、送風機構３４５の動作音が加熱部３４の近傍に配置されたマイク５１により継続的に取得され、回路基板９の搬出時の動作音もステップＳ５１と同様に取得される。回路基板９の加熱により、電子部品が装着された回路基板９上のはんだペーストが溶融される。なお、本実施の形態では、上流側の４つの加熱部３４により回路基板９が予備的に加熱され、下流側の３つの加熱部３４によりはんだペーストの溶融が行われる。
【０１２６】
回路基板９の加熱が終了すると、回路基板９は冷却部３３の下方へと搬送され、モータ３３２により駆動される冷却ファン３３１により回路基板９に対する送風が行われて回路基板９が冷却される（ステップＳ５４）。リフロー装置３１では、冷却部３３の動作音も冷却部３３の近傍に配置されたマイク５１により継続的に取得される。
【０１２７】
冷却部３３においてはんだペーストが冷却されて硬化すると、電子部品が回路基板９に固着し、１つの回路基板９へのリフローが完了し、回路基板９は下流の他の装置（例えば、検査装置）へと搬出される。なお、リフロー装置３１では通常、複数の回路基板９が基板搬送機構３２により保持され、複数の加熱部３４に順次搬入されることにより、複数の回路基板９のリフローが並行して行われる。
【０１２８】
リフロー装置３１では、基板搬送機構３２による回路基板９の搬送、加熱部３４による加熱、および、冷却部３３による冷却（ステップＳ５１〜Ｓ５４）において上述のように様々な動作音が取得され、取得された動作音に基づいて基板搬送機構３２、送風機構３４５および冷却部３３の動作異常が検出される。以下、動作異常を検出するリフロー装置３１の動作について説明する。
【０１２９】
リフロー装置３１の動作異常を検出する動作に係る構成は、図１０に示す電子部品装着装置１１の構成とほぼ同様である。両構成の違いは、動作音取得部５のマイク５１の配置、並びに、基板搬送機構３２、加熱部３４および冷却部３３が制御部８により制御される点である。
【０１３０】
リフロー装置３１では、リフロー時における基板搬送機構３２、加熱部３４および冷却部３３の動作音が、図１８に示すマイク５１を介して図１０に示す動作音取得部５により取得され（図１１：ステップＳ３１）、検出回路６２により取得動作音データと標準動作音データとが比較されて（ステップＳ３２）、動作異常の有無が確認される（ステップＳ３３）。動作異常が検出された場合には、取得動作音データと異常動作音データ６１２とが照合されて動作異常の種類が特定され（ステップＳ３４）、動作異常の種類に基づいてリフロー動作の停止および／または作業者への通知が選択されて実行される（ステップＳ３５）。
【０１３１】
例えば、加熱部３４では、給油不足等により送風機構３４５のモータ３４７が劣化して異常振動を起こした場合、ファン３４６による送風効率が低下して処理空間３４０内の温度が不均一となり、回路基板９に対する加熱処理に異常が生じる可能性がある。この場合、リフロー装置３１では、送風機構３４５の動作音が動作音取得部５により取得されることにより、送風機構３４５の動作異常を検出することができ、処理空間３４０内の温度異常による回路基板９の不良処理を防止することができる。また、リフロー装置３１では、基板搬送機構３２により回路基板９が搬送される際に発生する動作音を取得することにより、基板搬送機構３２の動作異常を検出することができる。
【０１３２】
以上に説明したように、リフロー装置３１では、動作音を取得することにより、装置の大幅な設計変更を伴うことなく装置の稼働中に動作異常および動作異常の種類を容易に検出することができ、必要に応じて装置の動作を停止することができる。この結果、回路基板９に対するリフローの異常を防止することができる。
【０１３３】
図２０は、本発明の第５の実施の形態に係る電子部品実装システム１０の構成を示す図である。電子部品実装システム１０は、プリント基板等の回路基板９に電子部品を実装するシステムであり、電子部品の実装に係る処理を行う装置として図１６に示すスクリーン印刷装置２１、３台の図１に示す電子部品装着装置１１、および、図１８に示すリフロー装置３１を備え、さらに、これらの装置を管理するシステム管理部８１１を備える。なお、電子部品実装システム１０では、電子部品装着装置１１の台数は３台には限られず、また、電子部品装着装置１１に代えて図１４に示す電子部品装着装置１１ａが設けられてもよい。
【０１３４】
システム管理部８１１は、スクリーン印刷装置２１、電子部品装着装置１１およびリフロー装置３１（以下、「装置」と総称する。）のいずれかの検出回路６２（図１０参照）において動作異常が検出された場合に、検出された動作異常に関連する情報（動作異常が生じた部位や時刻、動作異常の種類等を含む情報であって、以下、「異常情報」という。）を受け付ける異常情報受付部８１２、異常情報受付部８１２により受け付けられた異常情報に基づいて各装置の動作を制御するシステム制御部８１３、取得された異常情報を記憶したり、複数の種類の動作異常のそれぞれについて動作異常の種類と対応する作業者（動作異常が発生した場合にメンテナンスを担当する作業者であり、以下、「担当者」という。）との組み合わせに関する情報を予め記憶するシステム記憶部８１４、異常情報受付部８１２により受け付けられた異常情報に基づいてシステム記憶部８１４に記憶されている担当者に通知する異常通知部８１５、および、各種演算を行う演算部８１６を備える。
【０１３５】
電子部品実装システム１０の各装置では、既述のように、動作音取得部５により動作音が取得されることにより、稼働中に生じる動作異常が検出される。図２１は、電子部品実装システム１０の電子部品装着装置１１において動作異常が検出された場合のシステム管理部８１１の動作の流れを示す図である。以下、図２１および他の図面を適宜参照しながらシステム管理部８１１の動作について説明する。
【０１３６】
例えば、最も上流側（図２０中の（−Ｘ）側）の電子部品装着装置１１の検出回路６２において動作異常が検出されると、異常情報がシステム管理部８１１に送られて異常情報受付部８１２により受け付けられる（ステップＳ６１）。続いて、システム記憶部８１４に記憶されている動作異常の種類と担当者との組み合わせに関する情報がシステム制御部８１３により異常情報と照合されて動作異常の種類に対応する担当者が特定され、異常通知部８１５により担当者が携帯している端末に異常情報が送信されて担当者に異常の発生および内容が通知される（ステップＳ６２）。なお、異常情報が通知される担当者は１人であっても複数であってもよい。
【０１３７】
次に、システム管理部８１１では、動作異常が生じた電子部品装着装置１１の稼働の可否が確認され（ステップＳ６３）、稼働可能である場合には処理が続行される。一方、稼働不能を示す動作異常が検出された場合には、残りの２台の電子部品装着装置１１を用いて全ての電子部品の実装が可能か否かが検討される（ステップＳ６４）。続行が可能であると判断された場合、電子部品実装システム１０の一部を必要に応じて一時的に停止し、続行する旨を担当者に通知した上で、各装置の動作内容を規定する動作プログラムが演算部８１６により新たに作成され（あるいは、予めシステム記憶部８１４に記憶された別の動作プログラムに基づいて）、電子部品装着装置１１を含む各装置に制御信号が送信されて各装置の動作がシステム制御部８１３により変更される（ステップＳ６５）。
【０１３８】
残りの装置による続行が不可能な場合は、電子部品装着装置１１および他の装置の動作を停止する必要があると判断され、各装置の制御部８に制御信号が送られて装置の動作が停止される（ステップＳ６６）。この場合、動作異常が生じた電子部品装着装置１１およびこれより上流側の装置（スクリーン印刷装置２１）の動作は速やかに停止され、動作異常が生じた電子部品装着装置１１より下流側の装置（２台の電子部品装着装置１１およびリフロー装置３１）は、これらの装置において処理されている回路基板９の処理が全て終了した後に順次停止される。なお、電子部品実装システム１０では、装置の動作が停止された後に担当者への通知が行われてもよい。
【０１３９】
システム管理部８１１では、スクリーン印刷装置２１またはリフロー装置３１において動作異常が生じた場合も上記と同様に、異常情報が受け付けられて担当者に通知され、必要に応じて装置の動作が停止される（ステップＳ６１〜Ｓ６３，Ｓ６６）。なお、本実施の形態ではこれらの装置は１台ずつ設けられるため、ステップＳ６４，Ｓ６５に示す動作（同種類の装置による動作の代替）は行われない。
【０１４０】
以上に説明したように、電子部品実装システム１０では、システムの稼働中にシステムを構成する装置の動作異常を動作音の取得という共通の手法により、システムの機械的構成を大幅に変更することなく容易に検出することができる。また、必要に応じて電子部品実装システム１０の動作を停止することができる。これにより、電子部品実装システム１０を構成する複数の装置のいずれかにおいて生じた動作異常に起因する電子部品の実装不良を効率的に防止することができる。
【０１４１】
また、電子部品実装システム１０では、様々な種類の動作異常のそれぞれについて必要なメンテナンスを行うことができる担当者に異常情報が通知されるため、電子部品実装システム１０のメンテナンスを効率的に行うことができる。
【０１４２】
さらに、電子部品実装システム１０では、複数の電子部品装着装置１１のいずれかが稼働不能になった場合であっても、残りの正常に稼働する電子部品装着装置１１を用いて電子部品を装着し、電子部品の実装を続行することができる。なお、電子部品装着装置１１の２つのヘッド部１４１の片方、または、複数の吸着ノズル１４５の一部等が稼働不能になった場合でも同様に、各装置の動作が変更され、正常に稼働する吸着ノズル１４５やヘッド部１４１を用いて電子部品の実装を続行することができる。
【０１４３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、電子部品装着装置の吸着ノズル１４５を摺動させる構造は図４に示す構造には限定されず、吸着ノズル１４５自体が摺動部１４１１に対して摺動してもよく、また、バネ１４１３がチャック部１４１２の外部に設けられてもよい。
【０１４４】
電子部品装着装置の装着機構では、吸着ノズルに代えてメカニカルチャック等の他の部品保持部により電子部品が保持されてもよい。この場合でも、部品保持部により電子部品を保持する際に発生する動作音を取得することにより、部品保持部の動作異常が検出される。
【０１４５】
電子部品装着装置では、必ずしも基板搬送機構（基板保持部）、装着機構および部品供給部の全てについて動作音が取得される必要はなく、動作異常が起こる可能性の高いいずれかの部位についてのみ動作音が取得されて動作異常および動作異常の種類が検出されてもよい（スクリーン印刷装置２１およびリフロー装置３１についても同様。）。この場合、メモリ６１に予め記憶される標準動作音データおよび異常動作音データも、対応する部位のデータのみでよい。
【０１４６】
各装置（スクリーン印刷装置２１、電子部品装着装置およびリフロー装置３１）において、動作音を取得する箇所が狭範囲に集中している場合には、複数箇所の動作音の取得を１つのマイクにより行ってもよい。また、動作音取得部５により取得される動作音は、必ずしもマイクにより取得される可聴音である必要はなく、対象部位、または、対象部位が取り付けられているフレーム等の振動が動作音として取得されてもよい。この場合、動作音取得部５には、マイク５１に代えて振動を計測する加速度センサ等が設けられる。
【０１４７】
各装置では、取得動作音データと標準動作音データとの比較を行わず、取得動作音データと異常動作音データとの照合のみを行い、動作異常および動作異常の種類が同時に検出されてもよい。また、取得対象部位において発生する可能性の高い動作異常が１種類である場合には、取得動作音データと異常動作音データとの照合は行わず、検出回路６２により動作異常の検出のみが行われてもよい。
【０１４８】
電子部品実装システム１０に設けられる装置の種類および台数は上記実施の形態には限定されるわけではない。電子部品実装システム１０では、スクリーン印刷装置２１、電子部品装着装置１１、電子部品装着装置１１ａおよびリフロー装置３１のいずれか２台以上が設けられ、これらの装置がシステム管理部８１１により管理されていればよく、他の装置（例えば、検査装置等）が設けられてもよい。
【０１４９】
動作音取得部５および検出回路６２は、上記実施の形態に示す装置以外にも、回路基板９上に装着された電子部品の装着状態等を検査する検査機、回路基板９上に装着された電子部品に封止剤を塗布するディスペンサ等に設けられてもよい。この場合、検査機やディスペンサ等においても、取得された動作音に基づいて装置の動作異常を稼働中に検出することができる。また、はんだペーストを利用した実装のみならず、電子部品を他の手法により回路基板に実装する際に使用される様々な装置に動作音に基づく異常検出を利用することができる。例えば、異方導電性を有するフィルムやペースト、あるいは、非導電性のフィルムやペーストを用いてベアＩＣチップ等の電子部品を回路基板に実装する装置は上記実施の形態における各種装置と共通の構成を多く備えるため、動作音に基づく異常検出を上記実施の形態と同様に利用することができる。なお、半導体装置を製造する装置についても同様の搬送機構、保持機構、各種移動機構、吸引チャック等が設けられるため、動作音取得部５および検出回路６２が設けられることにより、取得された動作音に基づいて装置の動作異常を稼働中に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】第１の実施の形態に係る電子部品装着装置を示す斜視図
【図２】装着機構を示す底面図
【図３】装着機構および基板搬送機構を示す右側面図
【図４】吸着ノズルおよびノズルシャフトを示す図
【図５】ノズル回動機構を示す図
【図６】ノズル昇降機構近傍を示す図
【図７】切断部の内部の構造を示す右側面図
【図８】切断部の内部の構造を示す右側面図
【図９】電子部品装着装置の動作の流れを示す図
【図１０】電子部品装着装置の動作異常を検出する構成を示すブロック図
【図１１】電子部品装着装置の動作異常を検出する動作の流れを示す図
【図１２】切断部における切断異常の様子を示す図
【図１３】ノズル回動機構の構造の他の例を示す図
【図１４】第２の実施の形態に係る電子部品装着装置の構成を示す斜視図
【図１５】ノズル昇降機構を示す図
【図１６】第３の実施の形態に係るスクリーン印刷装置の構成を示す図
【図１７】スクリーン印刷装置の動作の流れを示す図
【図１８】第４の実施の形態に係るリフロー装置の構成を示す図
【図１９】リフロー装置の動作の流れを示す図
【図２０】第５の実施の形態に係る電子部品実装システムの構成を示す図
【図２１】システム管理部の動作の流れを示す図
【符号の説明】
【０１５１】
５    動作音取得部
８    制御部
９    回路基板
１０    電子部品実装システム
１１，１１ａ    電子部品装着装置
１２，３２    基板搬送機構
１２ａ，２２    基板保持部
１３，１３ａ    部品供給部
１４，１４ａ    装着機構
２１    スクリーン印刷装置
３１    リフロー装置
６１    メモリ
６２    検出回路
１２６    ステージ移動機構
１３０    テープ部材
１３３    切断部
１４２，２４２    ヘッド部移動機構
１４５    吸着ノズル
１４６，１５４    ノズル昇降機構
１４７    ノズル回動機構
１４８    切替弁
１５２    ノズル回転機構
２３１    マスク
２３１ａ    開口
２４５    スキージ
３４０    処理空間
３４２    ヒータ
３４５    送風機構
６１１    標準動作音データ
６１２    異常動作音データ
８１１    システム管理部
８１２    異常情報受付部
８１３    システム制御部
８１４    システム記憶部
８１５    異常通知部
Ｓ１１，Ｓ２１〜Ｓ２７，Ｓ３１〜Ｓ３５，Ｓ４１〜Ｓ４６，Ｓ５１〜Ｓ５４，Ｓ６１〜Ｓ６６    ステップ
【図１】
2005183572.tif 000003
【図２】
2005183572.tif 000004
【図３】
2005183572.tif 000005
【図４】
2005183572.tif 000006
【図５】
2005183572.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005183572.tif 000009
【図８】
2005183572.tif 000010
【図９】
2005183572.tif 000011
【図１０】
2005183572.tif 000012
【図１１】
2005183572.tif 000013
【図１２】
2005183572.tif 000014
【図１３】
2005183572.tif 000015
【図１４】
2005183572.tif 000016
【図１５】
2005183572.tif 000017
【図１６】
2005183572.tif 000018
【図１７】
2005183572.tif 000019
【図１８】
2005183572.tif 000020
【図１９】
2005183572.tif 000021
【図２０】
2005183572.tif 000022
【図２１】
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