(57)【要約】 【課題】  不良実装基板の抜き取り修正作業時のチップ部品の二次的不良の発生や実装ラインの一時停止を無くすとともに、煩雑な修正作業を可及的に削減するようにして稼働率の向上を図ることができる電子部品実装システムの実装基板製造方法を提供する。【解決手段】  プリント基板１１毎に設けた固有の基板番号を各プリント基板に個々に表記し、チップ部品の装着状態の検査結果を基板番号と関連付けた情報を基板分別収納装置１０に転送して、装着状態の検査結果の不良の有無に拘わらずプリント基板１１を連続的に搬送し、基板分別収納装置１０において、転送された装着状態検査結果情報と外観検査結果情報とに基づき実装基板の良否を判別する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板の所定の部品装着箇所にチップ部品をクリーム半田を介して仮実装したのち、その仮実装したチップ部品の装着状態の良否を検査し、続いて、リフロー炉を通過させることによりチップ部品を本実装した状態で大型部品を取り付けて実装基板とし、この実装基板の外観検査を行って、実装基板を良品と不良品とに振り分けて、不良品の実装基板に対し修正を施すようにした実装基板製造方法において、
プリント基板毎に設けた固有の基板番号を各プリント基板に個々に表記し、
チップ部品の装着状態の検査結果を基板番号と関連付けた情報を後段の各装置に転送して、装着状態検査結果における装着状態の不良の有無に拘わらずプリント基板を連続的に搬送し、
前記基板分別収納装置において、前記転送された装着状態検査結果情報と外観検査結果情報とに基づき実装基板の良否を判別するようにした実装基板製造方法。
【請求項２】
転送された装着状態検査結果における大型基板の取付箇所に装着されたチップ部品の装着状態が不良である場合に、大型部品を取り付けないようにした請求項１に記載の実装基板製造方法。
【請求項３】
基板分別収納装置において、装着状態検査結果と外観検査結果との双方に不良が全く存在しない場合に、良品の実装基板であると判別するようにした請求項１または２に記載の実装基板製造方法。
【請求項４】
装着状態検査結果と外観検査結果が不一致である場合に、そのときの双方の検査結果情報を保存するようにした請求項１ないし３の何れかに記載の実装基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に主としてベアチップタイプのＩＣチップやその他のチップ部品を実装する実装基板を製作する電子部品実装システムにおける実装基板の製造工程を改良した実装基板製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、チップ部品をプリント基板に実装してなる実装基板を製造する電子部品実装システムは、図１に示すように、基板供給装置１、クリーム半田印刷機２、チップ部品装着装置３、装着状態検査機４、大型部品装着機７、リフロー炉８、外観検査装置９および基板分別収納装置１０の順に配列して実装ラインが構築されている。
【０００３】
上記電子部品実装システムでは、図３のフローチャートに示すような工程を経て実装基板が製造される。すなわち、クリーム半田印刷機２では、基板供給装置１から供給されたプリント基板１１（図１）におけるランド部などにクリーム半田がスクリーン印刷などの手段で塗着される（ステップＳ１）。このクリーム半田が塗着されたプリント基板１１は、次工程のチップ部品装着装置３に送給されて、抵抗やコンデンサなどのチップ部品がクリーム半田を介して仮実装される（ステップＳ２）。続いて、装着状態検査機４では、プリント基板１１に仮実装された各チップ部品の装着状態の良否が検査される（ステップＳ３）。つまり、この装着状態検査機４では、プリント基板１１の部品装着位置におけるチップ部品の装着の有無および装着姿勢のずれなどに基づいて良否が判定されて、何れかの部品装着位置に不良が存在する場合に、例えば、ブザーの鳴動により報知して不良箇所が表示される。
【０００４】
上述のようにチップ部品の装着不良が生じた場合には、実装ラインの駆動を一時停止（ステップＳ４）させたのちに、主としてオペレータが実装ラインから表示中の不良プリント基板１１を抜き取って手作業で不良箇所を修正し（ステップＳ５）、その修正済みのプリント基板１１を実装ラインに戻し（ステップＳ６）たのち、実装ラインを再起動させる（ステップＳ７）。なお、上述の実装ラインの駆動の一時停止は、装着状態検査機４で不良プリント基板１１の発生であると判別された場合のみである。
【０００５】
上述のようにして実装ラインが再起動されたならば、大型部品装着機７において、金属カバーやコネクタなどの大型部品がプリント基板１１に取り付けられる（ステップＳ８）。続いて、プリント基板１１は、リフロー炉８内を通過されるときにクリーム半田が加熱されることにより、チップ部品が溶融したクリーム半田によりランド部などに確実な接合状態に本実装される（ステップＳ９）。さらに、プリント基板１１は外観検査装置９に送られて、認識カメラ（図示せず）によりプリント基板１１を上方から撮像した画像データに基づく画像認識による外観検査により、チップ部品の装着の有無および装着姿勢の良否並びに大型部品の装着状態の良否が判別される（ステップＳ１０）。
【０００６】
最終工程の基板分別収納装置１０では、外観検査装置９の検査結果データに基づいて良品実装基板と不良実装基板とに振り分けられる（ステップＳ１１）。不良と判別された実装基板は、オペレータによる手作業により、装着状態が不良のチップ部品または大型部品を装着し直す修正が施され（ステップＳ１２）たのち、その修正した部品の装着状態の良否が電気検査により判別され（ステップＳ１４）、良品であることを確認した上で良品ストッカに収納される（ステップＳ１３）。
【０００７】
一方、良品と判別された実装基板は、例えば、金属カバーの内部に収納されているチップ部品やコネクタの下方に装着されたチップ部品のように上方から撮像した画像データに現れないチップ部品の装着状態の良否が電気検査により判別される（ステップＳ１４）。この電気検査で不良が発見されなかった実装基板は良品ストッカに収納される（ステップＳ１３）が、電気検査で不良が発見された実装基板については、金属カバーまたはコネクタなどの大型部品を取り外したのちに、この金属カバーの内部に収納されて不良と判別されたチップ部品またはコネクタの下方に装着されて不良と判別されたチップ部品を装着し直す修正が施され（ステップＳ１５）たのち、良品ストッカに収納される（ステップＳ１３）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の実装基板製造方法では、装着状態検査機４においてチップ部品の装着不良の判別結果が発生したときに、これの発生頻度が比較的低いのものの、その都度、実装ラインの駆動を一時停止するので、稼働率が低下する。また、この装着不良と判別されたプリント基板１１を抜き取って手作業で修正するときには、この修正がリフロー工程の前であることから、チップ部品が確実に接合されていない仮実装状態であるので、手作業による修正作業の際に正常な装着状態のチップ部品の位置をずらして不良状態にしてしまうなどの二次的不良が発生し易く、外観検査において装着不良であると判別されるチップ部品の個数が多くなってしまう。
【０００９】
さらに、大型部品である金属カバーの内部やコネクタの下方に装着されたチップ部品は、画像認識による外観検査を行えないので、良品と判別された実装基板の全てに対して電気検査を行わなければならず、しかも、電気検査では、大型部品の内部や下方に位置するチップ部品の装着状態の良否を正確に検査するのが困難であり、誤判別するおそれがあるという問題もある。また、電気検査において大型部品の内部や下方に位置するチップ部品の装着状態が不良であると判別された場合には、大型部品を一旦取り外したのちに再び取り付ける煩雑な作業が必要となり、この点からも下稼働率がさらに低下する。
【００１０】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、チップ部品の二次不良の発生や実装ラインの一時停止を無くすとともに、煩雑な修正作業を可及的に削減するようにして稼働率の向上を図ることができる実装基板製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の実装基板製造方法は、プリント基板の所定の部品装着箇所にチップ部品をクリーム半田を介して仮実装したのち、その仮実装したチップ部品の装着状態の良否を検査し、続いて、リフロー炉を通過させることによりチップ部品を本実装した状態で大型部品を取り付けて実装基板とし、この実装基板の外観検査を行って、実装基板を良品と不良品とに振り分けて、不良品の実装基板に対し修正を施すようにした実装基板製造方法において、プリント基板毎に設けた固有の基板番号を各プリント基板に個々に表記し、チップ部品の装着状態の検査結果を基板番号と関連付けた情報を後段の各装置に転送して、装着状態検査結果における装着状態の不良の有無に拘わらずプリント基板を連続的に搬送し、前記基板分別収納装置において、前記転送された装着状態検査結果情報と外観検査結果情報とに基づき実装基板の良否を判別するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明の実装基板製造方法において、転送された装着状態検査結果における大型基板の取付箇所に装着されたチップ部品の装着状態が不良である場合に、大型部品を取り付けないようにした。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の発明の実装基板製造方法において、基板分別収納装置が、装着状態検査結果と外観検査結果との双方に不良が全く存在しない場合に、良品の実装基板であると判別するようになっている。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３の何れかの発明の実装基板製造方法において、装着状態検査結果と外観検査結果が不一致である場合に、そのときの双方の検査結果情報を保存するようにした。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、装着状態が不良のチップ部品が存在する場合であっても、従来のように実装ラインの駆動を一時停止せずに、各チップ部品の装着状態の検査結果と基板番号と関連付けた情報を送信するだけであるから、稼働率の低下を招くことがないとともに不良基板を手作業により修正作業する際に正常な装着状態のチップ部品の装着状態が不良となる二次的不良といったことが生じることがない。また、装着状態検査結果情報と外観検査結果情報とに基づき実装基板の良否を判別するので、正確に良否を判別できる。
【００１６】
請求項２の発明では、大型部品を取り付けるべき箇所に装着されているチップ部品の装着状態を外観検査装置により再び直接的に検査でき、また、不良品と判別された実装基板に対する大型部品の取り外しおよび取り付けの煩雑な作業が解消される。
【００１７】
請求項３の発明では、大型部品が装着される箇所に装着されたチップ部品が装着状態検査機で不良であると判別された場合に大型部品を取り付けないことから、この大型部品を取り付けるべき箇所に装着されているチップ部品の装着状態を外観検査装置により再び直接的に検査できることと、装着状態検査機で装着状態が不良のチップ部品が存在する検査結果が出た場合にも抜き取りによる修正を行わないことから、従来のような抜き取り修正作業する際に正常な装着状態のチップ部品の装着状態が不良となる二次的不良といったことが生じることがないこととにより、装着済みの大型部品の内部または下方に装着されたチップ部品が全て良好な装着状態であると判別できる。そのため、従来のような電気検査を行う必要がなく、部品分別判別装置において、装着状態検査機と外観検査装置との双方の検査結果に共に不良が全く存在しないものを即座に良品実装基板と判定して良品ストッカに収納できる。
【００１８】
請求項４の発明では、保存されている情報とこれに対応する実装基板の現物とを比較することにより、何れの検査結果が誤りであるかを確認することができ、検査結果が誤りであると確認した装着状態検査機または外観検査装置の何れかの判別基準となる教示データを適正に修正することができ、厳し過ぎる挟持データを適正に修正することにより、不良の過検出が減少して稼働率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実装基板製造方法を適用できる電子部品実装システムを示す斜視図である。この電子部品実装システム自体は、ハードウェアとして後述の僅かな構成を付設するだけであって、ほぼ既存のものである。つぎに、既存の電子部品実装システムに対し付設する構成について説明する。
【００２０】
本発明の一実施の形態に係る実装基板製造方法では、基板供給装置１から送給する全てのプリント基板１１に対して、固有の基板番号を個々に割り付けて、その基板番号をバーコードやＱＲコードなどの表示手段で各プリント基板１１の適所に表記する。これに伴って、チップ部品装着装置３、大型部品装着機７、外観検査装置９および基板分別収納装置１０には、プリント基板１１に表記された基板番号を非接触で検出するバーコードリーダーなどの読み取り手段がそれぞれ設けられている。
【００２１】
また、図１に示すように、装着状態検査機４と大型部品装着機７、外観検査装置９および基板分別収納装置１０との各間および外観検査装置９と基板分別収納装置１０との間には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）による通信網１２が構築されている。装着状態検査機４からは、各チップ部品の装着状態の検査結果情報が基板番号と関連付けて大型部品装着機７、外観検査装置９および基板分別収納装置１０にそれぞれ送信される。具体的には、基板番号、チップ部品の装着箇所の回路番号および回路番号のチップ部品の装着状態の良否を少なくと含む情報がチップ装着状態検査機４から送信される。さらに、外観検査装置９からは、画像認識による外観検査結果情報が基板分別収納装置１０に送信される。具体的には、基板番号、チップ部品および大型部品の装着箇所の回路番号および回路番号のチップ部品および大型部品の装着状態の良否を少なくとも含む情報が外観検査装置９から送信される。
【００２２】
つぎに、この実施の形態の実装基板製造方法による実装基板の製造工程について、図２のフローチャート参照しながら説明する。クリーム半田印刷機２では、基板供給装置１から供給されたプリント基板１１におけるランド部などにクリーム半田がスクリーン印刷などの手段で塗着される（ステップＳ２１）。このクリーム半田が塗着されたプリント基板１１は、次工程のチップ部品装着装置３に送給されて、抵抗やコンデンサなどのチップ部品がクリーム半田を介して仮実装される（ステップＳ２２）。続いて、装着状態検査機４では、プリント基板１１に仮実装された各チップ部品の装着状態の良否が検査される（ステップＳ２３）。
【００２３】
上記装着状態検査機４では、読み取り手段により実装すべきプリント基板１１の基板番号を読み取るとともに、プリント基板１１の部品装着位置におけるチップ部品の装着の有無および装着姿勢のずれなどに基づいて各部品装着箇所の装着状態の良否が判定されたのち、上述したように、基板番号、全てのチップ部品の装着箇所の回路番号およびその回路番号のチップ部品の装着状態の良否を少なくとも含む情報が大型部品装着機７、外観検査装置９および基板分別収納装置１０に対してそれぞれ送信される（ステップＳ２４）。
【００２４】
上述のように、装着状態検査機４では、装着状態が不良のチップ部品が存在する場合であっても、従来のように実装ラインの駆動を一時停止せずに、各チップ部品の装着状態の検査結果と基板番号と関連付けた情報を送信するだけであるから、稼働率の低下を招くことがないとともに不良基板を手作業により修正作業する際に正常な装着状態のチップ部品の装着状態が不良となる二次的不良といったことが生じることがない。
【００２５】
つぎに、大型部品装着機７では、搬入されたプリント基板１１の基板番号を読み取り手段で読み取るとともに、装着状態検査機４から転送された情報のうちの上記読み取った基板番号に対応する情報を抽出して、この抽出した情報の回路番号および装着状態の良否の情報を参照しながら、取り付けるべき大型部品により上方から見た時に隠蔽されるチップ部品の何れかに装着状態の不良が存在しているか否かを判別する。この判別対象となるチップ部品は、この大型部品装着機７で金属カバーが取り付けられる場合にその金属カバーが被せられる各回路番号の装着箇所に装着されるチップ部品やコネクタが取り付けられる場合にそのコネクタの下方の各回路番号の装着箇所のチップ部品などである。そして、大型部品装着機７では、上述に該当する各チップ部品の装着状態の検査結果情報が全て良好である場合に限り、所要の大型部品を装着し（ステップＳ２５）、上記該当する各チップ部品のうちの一つでも装着状態の検査結果情報が不良である場合に大型部品の取り付けを行わないで、そのまま次工程のリフロー炉８に送給する。
【００２６】
続いて、プリント基板１１は、リフロー炉８内を通過されるときにクリーム半田が加熱されることにより、溶融したクリーム半田によりチップ部品がランド部などに確実な接合状態に本実装される（ステップＳ２６）。さらに、外観検査装置９では、プリント基板１１にチップ部品および大型部品を装着した実装基板が搬入されたときに、読み取り手段によりプリント基板１１の基板番号を読み取るとともに、認識カメラ（図示せず）により、実装基板を上方から撮像して得られた画像データに基づく画像認識による外観検査が行われて、チップ部品の装着の有無および装着姿勢の良否並びに大型部品の装着状態の良否が判別され、その検査結果が、基板番号、全てのチップ部品および大型部品の装着箇所の回路番号並びにその回路番号の全ての部品の装着状態の良否を少なくとも含む情報として、次工程の基板分別収納装置１０に対し転送される（ステップＳ２７）。
【００２７】
また、外観検査装置９では、自体が行った外観検査によるチップ部品の装着状態の検査結果と装着状態検査機４から転送されたチップ部品の装着状態の検査結果とを比較対照して、不一致である場合に、そのときの画像データおよびログ（検査結果データ）などを含む検査結果不一致情報を装着状態検査機４に転送して、この情報と対応する装着状態検査結果情報とを保存するよう指令する（ステップＳ２８）。
【００２８】
最終工程の基板分別収納装置１０では、搬入された実装基板の基板番号を読み取り手段で読み取るとともに、装着状態検査機４から転送された情報のうちの上記読み取った基板番号に対応する情報と、外観検査装置９から転送された情報のうちの上記読み取った基板番号に対応する情報とを抽出して、双方の検査結果情報の何れにも不良が全く存在しないか否かの別により良品実装基板と不良実装基板とにり振り分ける（ステップＳ２９）。
【００２９】
なお、上述の実装基板の良否の振り分け判定は、外観検査装置９が装着状態検査機４から検査結果情報を受け取っているので、外観検査装置９で行うことができる。その場合には、外観検査装置９から実装基板を搬出するタイミングで良否判定結果を基板分別収納装置１０に転送するようにすれば、基板分別収納装置１０において基板番号を検出する必要がなくなる。
【００３０】
不良と判別された実装基板は、オペレータの手作業により、装着状態が不良のチップ部品を装着し直す修正が施され（ステップＳ３０）、また、大型部品装着機７で大型部品が装着されなかった実装基板は、やはりオペレータの手作業により大型部品が取り付けられ（ステップＳ３１）、その修正した部品または取り付けた大型部品の装着状態の良否が電気検査により判別され（ステップＳ３２）、良品であることを確認した上で良品ストッカに収納される（ステップＳ３３）。一方、良品と判別された実装基板は、装着状態の良否が電気検査により再度判別され（ステップＳ３２）、良品であることを確認した上で良品ストッカに収納される（ステップＳ３３）。
【００３１】
上記実装基板製造方法では、大型部品が装着される箇所の回路番号に装着されたチップ部品が装着状態検査機４で不良であると判別された場合に大型部品を取り付けないことから、この大型部品を取り付けるべき箇所に装着されているチップ部品の装着状態を外観検査装置９により再び直接的に検査できることと、装着状態検査機４で装着状態が不良のチップ部品が存在する検査結果が出た場合にも抜き取りによる修正を行わないことから、従来のような抜き取り修正作業する際に正常な装着状態のチップ部品の装着状態が不良となる二次的不良といったことが生じることがないこととにより、装着済みの大型部品の内部または下方に装着されたチップ部品が全て良好な装着状態であると判別できる。そのため、この実装基板製造方法では、従来のような電気検査を行う必要がなく、基板分別収納装置１０おいて、装着状態検査機４と外観検査装置９との双方の検査結果に共に不良が全く存在しないものを即座に良品実装基板と判定して良品ストッカに収納できる。
【００３２】
不良実装基板の修正に際しては、大型部品の取付箇所に装着されたチップ部品が不良である場合に大型部品が取り付けられないので、従来のように大型部品の取り外しおよび取り付けを行う煩雑な作業が解消され、また、上述の二次的不良といったことが生じないことから、装着状態が不良のチップ部品の発生頻度が少なく、さらに、基板分別収納装置１０では装着状態検査機４と外観検査装置９との双方の検査結果により実装基板の良否が判別されるので、基板分別収納装置１０の良否判別結果情報に基づき装着状態が不良のチップ部品または大型部品を目視作業で即座、且つ正確に確認することができる。これらにより、この実装基板製造方法では、不良実装基板の修正を容易、且つ迅速に行うことができる。
【００３３】
また、外観検査装置９による外観検査によるチップ部品の装着状態の検査結果と装着状態検査機４から転送されたチップ部品の装着状態の検査結果とが不一致である場合には、上述したように、そのときの外観検査装置９による画像データおよび検査結果データと装着状態検査機４による装着状態検査結果情報とが装着状態検査機４に保存されている。したがって、オペレータは、保存されている情報とこれに対応する実装基板の現物とを比較することにより、何れの検査結果が誤りであるかを確認することができ、検査結果が誤りであると確認した装着状態検査機４または外観検査装置９の何れかの判別基準となる教示データを適正に修正することができる。これは、不良を確実に検出することを目的として、教示データが厳し過ぎる値に設定されるのが一般的であり、上述のように双方の検査結果が不一致である場合には、不良品と判別した側の教示データの値が厳し過ぎることに起因して不良品の過検出になっていることになる。そこで、その厳し過ぎる挟持データを適正に修正することにより、不良の過検出が減少して稼働率が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明の実装基板製造方法では、複数の設備が配列された電子部品実装システムにおいて、チップ部品をクリーム半田を介して仮実装したのちにリフロー炉を通過させることによりチップ部品を本実装し、金属カバーなどを取り付ける実装基板の製造工程に適用することにより、不良実装基板の抜き取り修正作業時のチップ部品の二次的不良の発生や実装ラインの一時停止を無くすとともに、煩雑な修正作業を可及的に削減するようにして稼働率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実装基板製造方法を適用できる電子部品実装システムを示す斜視図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る実装基板製造方法による処理を示すフローチャート。
【図３】従来の実装基板製造方法による処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３６】
１  基板供給装置
２  クリーム半田印刷機
３  チップ部品装着装置
４  装着状態検査機
７  大型部品装着機
８  リフロー炉
９  外観検査装置
１０  基板分別収納装置
１１  プリント基板
【図１】
2005317582.tif 000003
【図２】
2005317582.tif 000004
【図３】
2005317582.tif 000005