(57)【要約】【課題】プリント基板の実装ラインにおいて、オペレータが対策処置を取らなくても、自動的に異常を予測し、修正することを可能にする。【解決手段】はんだ印刷機３，はんだ印刷検査装置４，部品搭載機６−１〜６−３，実装検査装置７の設備データおよび検査結果を統計分析することで予測式を用いてはんだ外観検査装置１０，Ｘ線検査装置１１の検査結果であるはんだ付け状態の予測を行い、予測結果を元に自動的に異常を修正することで、オペレータが処置を講じることなく品質は安定化され、異常を防ぐことが可能になる。【選択図】  図１
2012044012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上にはんだペーストを印刷するはんだ印刷機と、印刷されたはんだ形状を検査するはんだ印刷検査装置と、プリント基板上の特定の位置のはんだを吸引，塗布するはんだ塗布装置と、電子部品をプリント基板上に実装する部品搭載機と、プリント基板上に実装された電子部品の状態を検査する実装検査装置と、プリント基板上のはんだペーストを加熱してはんだを溶かし電子部品とプリント基板を接合するリフロー炉と、プリント基板上の特定の箇所のはんだ付けするはんだ付け装置と、電子部品とプリント基板上のパッドを接合するはんだ付け状態を検査するはんだ外観検査装置と、外観では検査が不可能なはんだ付け状態を検査するＸ線検査装置を具備した実装ラインであって、前記各設備の設備データおよび検査結果により、異常が存在する場合は、該異常を前記実装ラインにおいて修復することを特徴とする生産システム。
【請求項２】
前記はんだ印刷検査装置の検査結果によりはんだ印刷状態に異常が存在する場合は、はんだ塗布装置によってはんだ印刷の異常を修正する請求項１に記載の生産システム。
【請求項３】
前記はんだ印刷機とはんだ印刷検査装置と部品搭載機と実装検査装置の少なくとも一つの設備データおよび検査結果により、はんだ外観検査装置又はＸ線検査装置の検査結果を予測し、作業者に異常内容と対策方法を通知する請求項１に記載の生産システム。
【請求項４】
前記予測結果が異常がある場合は、はんだ付け装置によってはんだ付け状態の異常を修正する請求項３に記載の生産システム。
【請求項５】
前記異常発生を検出又は修正を行った履歴を記録，参照する請求項１に記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装したプリント基板を製造する生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品をプリント基板に実装搭載する製造工程は、一般的に、プリント基板上にはんだペーストを印刷する印刷工程と、印刷されたはんだペーストの上に電子部品を搭載する実装工程と、プリント基板に印刷されたはんだペーストを加熱してはんだペーストを溶かし、プリント基板と電子部品をはんだで接合するはんだ付け工程などで構成されている。それぞれの工程には、はんだ印刷機，部品搭載機，リフロー炉が設けられ、それぞれの工程がコンベアにより接続され、表面実装部品搭載ラインが形成されている。
【０００３】
近年、プリント基板を製造する各工程に、はんだペーストの印刷状態を検査するはんだ印刷検査装置や、プリント基板上に搭載された部品の搭載状態を検査する実装検査装置や、リフロー炉を通り電子部品が接合されたプリント基板のはんだ付け状態を検査するはんだ外観検査装置を、表面実装部品搭載ラインの各工程に設け、製品品質の安定化を図った生産システムが開発されている。
【０００４】
この生産システムでは、例えば〔特許文献１〕に記載のように、検査装置によってはんだペーストの印刷状態や電子部品の搭載状態に異常が予測された場合、異常情報，対応方法をオペレータに指示する。また対応処置により異常を解消できなかった場合、異常の原因分析を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９４２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようなシステムを備えた実装ラインであれば、異常が発生した際に即座に原因を掴み対応することが可能である。しかしながら、〔特許文献１〕に記載のような従来のシステムは、異常発生の警告をオペレータに発して、オペレータが対応処置を行っているため、仮に異常が連続して発生した場合は、オペレータはその対処に労力を注ぎ込まなくてはならない。また、このような検査装置では異常が発生する恐れのある箇所の検出は難しく、後工程で異常が発見される場合もあった。このため、従来より、オペレータが処置を行わなくても、異常を予測し自動的に異常を修正することができるシステムが望まれていた。
【０００７】
本発明の目的は、異常を予測し自動的に異常修正処置を行うことができる生産システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の生産システムは、プリント基板上にはんだペーストを印刷するはんだ印刷機と、印刷されたはんだ形状を検査するはんだ印刷検査装置と、プリント基板上の特定の位置のはんだを吸引，塗布するはんだ塗布装置と、電子部品をプリント基板上に実装する部品搭載機と、プリント基板上に実装された電子部品の状態を検査する実装検査装置と、プリント基板上のはんだペーストを加熱してはんだを溶かし電子部品とプリント基板を接合するリフロー炉と、プリント基板上の特定の箇所のはんだ付けするはんだ付け装置と、電子部品とプリント基板上のパッドを接合するはんだ付け状態を検査するはんだ外観検査装置と、外観では検査が不可能なはんだ付け状態を検査するＸ線検査装置を具備した実装ラインであって、前記各設備の設備データおよび検査結果により、異常が存在する場合は、該異常を前記実装ラインにおいて修復することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各設備の設備データおよび検査結果から異常が予測されると、異常内容の通知およびはんだ塗布段階，はんだ付け段階で自動修正を行うことにより、オペレータが行う異常対応処置作業を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例である生産システムの構成図。
【図２】生産システムの動作を示すフローチャート。
【図３】ライン制御サーバの構成図。
【図４】印刷工程の異常修正処理を示すフローチャート。
【図５】はんだ付け工程の予測，修正処理フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施例について図面に基づいて説明する。図１は、本実施例の生産システムの構成図、図２は生産システムの動作を示すフローチャート、図３はライン制御サーバの構成図、図４は印刷工程の異常修正処理を示すフローチャート、図５ははんだ付け工程の予測，修正処理フローチャートである。
【００１２】
本実施例に係る生産システム１は、図１に示すように、実装ラインにプリント基板を供給するローダー２と、プリント基板上にはんだを印刷するはんだ印刷機３と、はんだ印刷機３により印刷されたはんだペーストの形状を検査するはんだ印刷検査装置４と、はんだ印刷状態に異常がある場合、異常箇所のはんだを吸引し、新たにはんだを塗布するはんだ塗布装置５と、はんだ印刷機３によりはんだペーストが印刷されたプリント基板に電子部品を搭載する部品搭載機６−１〜６−３と、部品搭載機６−１〜６−３によりプリント基板上に搭載された電子部品の状態を検査する実装検査装置７と、部品搭載機６−１〜６−３により電子部品が搭載されたプリント基板上のはんだペーストを加熱するリフロー炉８と、リフロー炉８により電子部品とプリント基板とを接合したはんだ付け状態に異常がある場合に、異常個所のはんだ付け状態を修正するはんだ付け装置９と、リフロー炉８により電子部品とプリント基板とを接合したはんだ付け状態を検査するはんだ外観検査装置１０と、はんだ外観検査装置１０では検査できない箇所のはんだ付け状態を検査するＸ線検査装置１１と、リフロー炉８により電子部品がはんだ接合されたプリント基板を格納するアンローダー１２と、はんだ印刷機３，はんだ印刷検査装置４，部品搭載機６−１〜６−３，実装検査装置７，リフロー炉８，はんだ外観検査装置１０，Ｘ線検査装置１１から設備データおよび検査結果を受信し、はんだ塗布装置５，はんだ付け装置９へ信号を送信するライン制御サーバ１４とで構成されている。
【００１３】
ここで、設備データとしては、例えば、はんだ印刷機３でははんだ印刷用の数値制御データ、部品搭載機６−１〜６−３では搭載条件等が該当する。
【００１４】
ローダー２，はんだ印刷機３，はんだ印刷検査装置４，はんだ塗布装置５，部品搭載機６−１〜６−３，実装検査装置７，リフロー炉８，はんだ付け装置９，はんだ外観検査装置１０，Ｘ線検査装置１１，アンローダー１２は、それぞれコンベアで接続され一つのラインとして形成されている。はんだ印刷機３，はんだ印刷検査装置４，はんだ塗布装置５，部品搭載機６−１〜６−３，実装検査装置７，リフロー炉８，はんだ付け装置９，はんだ外観検査装置１０，Ｘ線検査装置１１とライン制御サーバ１４とは通信回線１３を介して接続されている。
【００１５】
生産システム１の動作について、図２を参照して説明する。
【００１６】
ステップＳ１０１で、ローダー２は、生産システム１の実装ラインにプリント基板を供給する。実装ラインに供給されたプリント基板は、はんだ印刷機３に搬送される。プリント基板が搬入されると、ステップＳ１０２で、はんだ印刷機３は、プリント基板上にはんだペーストを印刷する。
【００１７】
はんだ印刷機３の設備データは、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４へ送られ保存される。はんだペーストが印刷されたプリント基板は、はんだ印刷検査装置４に搬送される。
【００１８】
はんだペーストが印刷されたプリント基板が搬入されると、ステップＳ１０３で、はんだ印刷検査装置４は、プリント基板上に印刷されたはんだペーストの形状を検査する。印刷されたはんだペーストの形状に異常が存在する場合は、はんだ印刷検査装置４は、オペレータに異常を警告する。はんだペーストの形状の検査結果は通信回線１３を介してライン制御サーバ１４へ送られ保存される。印刷されたはんだペーストの形状を検査されたプリント基板は、はんだ塗布装置５に搬送される。
【００１９】
印刷されたはんだペーストの形状を検査されたプリント基板が搬入されると、印刷されたはんだペーストの形状に異常がある場合は、ステップＳ１０４で、はんだ塗布装置５はライン制御サーバ１４から修正指示を受信し、ステップＳ１０５で、印刷されたはんだペーストの異常箇所のはんだペーストを吸引し、新しくはんだペーストの塗布を行う。この時、印刷されたはんだペーストの修正の履歴は、ライン制御サーバ１４に保存され、随時履歴を参照することが可能になっている。はんだ塗布装置５は、印刷されたはんだペースト形状の異常箇所の修正を行った場合、又はライン制御サーバ１４から修正指示が送信されない場合は、プリント基板を部品搭載機６−１〜６−３に搬送する。
【００２０】
印刷されたはんだペーストの形状が検査され、はんだペーストの形状に異常がある場合は、はんだペーストの形状を修正されたプリント基板が搬入されると、ステップＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８で、部品搭載機６−１〜３は電子部品をプリント基板上に搭載する。電子部品が搭載されたプリント基板は、実装検査装置７に搬送される。
【００２１】
電子部品が搭載されたプリント基板が搬入されると、ステップＳ１０９で、実装検査装置７は、プリント基板上に搭載されている電子部品の実装状態を検査する。
【００２２】
実装状態に異常が存在する場合は、実装検査装置７は異常を警告し、オペレータに異常箇所の修正を促す。実装状態の検査結果は、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４へ送られ、はんだ付け状態の予測処理を行い、はんだ付け状態に異常があると予測された場合は、ステップ１１０で、オペレータに予測された異常内容と対策方法を通知する。はんだ付け状態の予測処理動作の詳細は後述する。
【００２３】
この時のはんだ付け状態の予測結果はライン制御サーバに保存され、随時履歴を参照することが可能である。搭載された電子部品の実装状態が検査されたプリント基板は、リフロー炉８に搬送される。
【００２４】
搭載された電子部品の実装状態を検査されたプリント基板が搬入されると、ステップＳ１１１で、リフロー炉８は、プリント基板上のはんだペーストを加熱してはんだを溶かし電子部品とプリント基板を接合する。電子部品とプリント基板が接合されたプリント基板は、はんだ付け装置９へ搬送される。
【００２５】
前述のはんだ付け状態予測処理により、異常が予測されている場合は、電子部品とプリント基板が接合されたプリント基板が搬送されると、ステップＳ１１２で、はんだ付け装置９はライン制御サーバ１４から修正指示を受信し、プリント基板上のはんだ付け状態異常予測箇所をはんだ付けし直して、はんだ付け状態を修正する。このはんだ付け状態の修正の履歴はライン制御サーバ１４に保存され、随時履歴を参照することが可能である。
【００２６】
はんだ付け装置９は、はんだ付け状態の修正を行った場合、又ははんだ付け状態予測処理により異常が無いと予測された場合は、プリント基板をはんだ外観検査装置１０へ搬送される。電子部品とプリント基板が接合されたプリント基板が搬入されると、ステップＳ１１３で、はんだ外観検査装置１０は、プリント基板のはんだ付け状態を検査する。
【００２７】
はんだ付け状態に異常が存在する場合は、はんだ外観検査装置１０は異常を警告し、オペレータに異常箇所の修正を促す。はんだ付け状態の検査結果は、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４へ送られ保存される。はんだ付け状態が検査されたプリント基板は、Ｘ線検査装置１１へ搬送される。
【００２８】
はんだ付け状態が検査されたプリント基板が搬入されると、ステップＳ１１４で、Ｘ線検査装置１１は、プリント基板のはんだ外観検査装置１０では検査できなかった不可視部分のはんだ付け状態を検査する。
【００２９】
不可視部分のはんだ付け状態に異常が存在する場合は、Ｘ線検査装置１１は、異常を警告しオペレータに異常個所の修正を促す。不可視部分のはんだ付け状態の検査結果は、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４へ送られ保存される。ステップＳ１１５で、不可視部分のはんだ付け状態を検査されたプリント基板は、アンローダー１２に搬送される。
【００３０】
以上説明した工程により、電子部品が搭載されたプリント基板が製造される。
【００３１】
このように、実装ラインの一連の工程の中で、はんだ印刷機３，はんだ印刷検査装置４，部品搭載機６−１〜６−３，実装検査装置７，はんだ外観検査装置１０，Ｘ線検査装置１１から設備データ及び検査結果をライン制御サーバ１４に送信し、ライン制御サーバ１４は、受信した設備データ及び検査結果から、はんだ外観検査装置１０及びＸ線検査装置１１の検査結果の予測を行っている。これにより、はんだ外観検査装置１０及びＸ線検査装置１１で検査するよりも前に、はんだ塗布装置５及びはんだ付け装置９によって、早い段階で事前に自動的に異常を修正することができる。
【００３２】
ライン制御サーバ１４の構成について、図３を参照にして説明する。
【００３３】
ライン制御サーバ１４は、検査結果格納部１４０１と、設備データ格納部１４０２と、修正履歴格納部１４０３と、予測結果格納部１４０４で構成されている。検査結果格納部１４０１は、はんだ印刷検査装置４の検査結果を格納する印刷状態格納部１４０５と、実装検査装置７の検査結果を格納する実装状態格納部１４０６と、はんだ外観検査装置１０とＸ線検査装置１１の検査結果を格納するはんだ付け状態格納部１４０７で構成され、設備データ格納部１４０２は、はんだ印刷機３の設備データを格納する印刷条件格納部１４０８と、部品搭載機６−１〜６−３の設備データを格納する実装条件格納部１４０９で構成され、修正履歴格納部１４０３は、はんだ塗布装置５が行う修正履歴を格納する印刷状態修正履歴格納部１４１０と、はんだ付け装置９が行うはんだ付け状態の修正履歴を格納するはんだ付け状態修正履歴格納部１４１１で構成され、予測結果格納部１４０４は、検査結果格納部１４０１と設備データ格納部１４０２に格納されているデータを用いてはんだ付け状態を予測した結果を格納するはんだ付け状態予測結果格納部１４１２を備えている。
【００３４】
印刷状態の修正処理の動作について、図４を参照にして説明する。
【００３５】
ステップＳ２０１で、はんだ印刷機３から印刷条件が記された設備データが、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４に送信されると、ステップＳ２０２，ステップＳ２０３で、ライン制御サーバ１４は、印刷条件格納部１４０８に設備データを格納する。
【００３６】
ステップＳ２０４で、はんだ印刷検査装置４から印刷されたはんだペースト形状の検査結果が、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４に送信されると、ステップＳ２０５，Ｓ２０６で、ライン制御サーバ１４は印刷状態格納部１４０５に検査結果を格納する。ステップＳ２０７で、ライン制御サーバ１４は、送信された検査結果に異常あるか否かを確認し、異常がある場合は、ステップＳ２０８で、異常内容および異常箇所を元に修正指示データを作成し、ステップＳ２０９で、修正指示内容を印刷状態修正履歴格納部１４１０へ保存する。Ｓ２１０，Ｓ２１１で、作成した修正指示データは、通信回線１３を介してはんだ塗布装置５が受信し、はんだ塗布装置５は修正指示データを元に異常箇所の修正を行う。
【００３７】
はんだ付け状態の予測，修正処理の動作について、図５を参照にして説明する。
【００３８】
ステップＳ３０１で、部品搭載機６−１〜６−３から搭載条件が記された設備データが、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４に送信されると、ステップＳ３０２，Ｓ３０３で、ライン制御サーバ１４は実装条件格納部１４０８に設備データを格納する。ステップＳ３０４で、実装検査装置７から搭載された実装状態の検査結果が、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４に送信されると、ステップＳ３０５，Ｓ３０６で、ライン制御サーバ１４は実装状態格納部１４０６に検査結果を格納する。
【００３９】
ステップＳ３０７で、ライン制御サーバ１４は、印刷状態格納部１４０５，実装状態格納部１４０６，はんだ付け状態格納部１４０７に格納された検査結果から現在の危険度を計算し、個々の検査結果が異常値に近いか否かを判断する。危険度の計算は、理想的な形状の危険度を０％、実装検査装置７で設定されているしきい値の危険度を１００％とした時の割合により計算され、危険度が７０％を超えると異常値に近づいていると判断する。
【００４０】
ステップＳ３０８で、危険度が７０％を超える検査結果が複数ある場合は、ステップＳ３０９で、最新のデータと最も類似したデータを検査結果格納部１４０１，設備データ格納部１４０２に格納されている過去の事例から検索し、ステップＳ３１０で、最も類似した過去のデータのはんだ付け状態を予測値としてはんだ付け状態予測結果格納部１４１２に格納する。このように異常予測は、現在および過去の設備データや検査結果から統計解析手法を用いて算出する。
【００４１】
ステップＳ３１１で、予測値に異常値が含まれているか否かを判断し、予測値に異常値が含まれている場合は、ステップＳ３１２で、最新データと類似した過去の異常情報、例えば異常内容および対策方法をオペレータに警告する。ステップＳ３１３で、異常内容および異常箇所を元に修正指示データを作成し、ステップＳ３１４で、修正指示内容をはんだ付け状態修正履歴格納部へ保存する。ステップＳ３１５，Ｓ３１６で、作成した修正指示データは、通信回線１３を介してはんだ付け装置９が受信し、はんだ付け装置９は修正指示データを元に異常箇所の修正を行う。
【００４２】
ステップＳ３１７，Ｓ１８で、はんだ外観検査装置１０又はＸ線検査装置１１から、はんだ付け状態の検査結果が、通信回線１３を介してライン制御サーバ１４に送信されると、ステップＳ３１９，Ｓ３２０で、ライン制御サーバ１４は、はんだ付け状態格納部１４０７に検査結果を格納する。
【００４３】
このように、本実施例によれば、はんだ外観検査装置及びＸ線検査装置で検査するよりも前に、はんだ塗布装置及びはんだ付け装置によって、早い段階で事前に自動的に異常を修正することができる。
【００４４】
なお、以上の説明では、はんだ塗布装置及びはんだ付け装置によって、早い段階で事前に自動的に異常を修正する場合を説明したが、頻度の高い方のはんだ塗布装置又ははんだ付け装置の一方によって異常を修正するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  生産システム
２  ローダー
３  はんだ印刷機
４  はんだ印刷検査装置
５  はんだ塗布装置
６−１〜６−３  部品搭載機
７  実装検査装置
８  リフロー炉
９  はんだ付け装置
１０  はんだ外観検査装置
１１  Ｘ線検査装置
１２  アンローダー
１３  通信回線
１４  ライン制御サーバ
１４０１  検査結果格納部
１４０２  設備データ格納部
１４０３  修正履歴格納部
１４０４  予測結果格納部
１４０５  印刷状態格納部
１４０６  実装状態格納部
１４０７  はんだ付け状態格納部
１４０８  印刷条件格納部
１４０９  実装条件格納部
１４１０  印刷状態修正履歴格納部
１４１１  はんだ付け状態修正履歴格納部
１４１２  はんだ付け状態予測結果格納部
【図１】
2012044012.tif 000003
【図２】
2012044012.tif 000004
【図３】
2012044012.tif 000005
【図４】
2012044012.tif 000006
【図５】
2012044012.tif 000007