(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に単数又は複数の部品を実装する第１実装工程と、第１実装工程で部品が実装された回路基板に更に単数又は複数の部品を実装する第２実装工程とを含み、
第１実装工程の終了後、第１実装工程で実装された部品又は該部品を含む回路基板に関する特性を表示する特性情報を回路基板に付与するステップと、
第２実装工程の開始前に、回路基板に付与された特性情報を取得するステップと、
第２実装工程において、該第２実装工程の開始前に取得した特性情報に整合する部品を選択して実装するステップと、
第２実装工程に準備された部品の残数を検出し、回路基板に付与された特性情報と整合する第２実装工程の部品の残数が予め定めた数量を下回った場合、警告を発するステップとを含む部品実装方法において、
警告が発せられた場合、第２実装工程において実装する予定の部品を該部品と同等の特性を有する別の部品に交換し、
第１の実装工程で実装する部品を第２実装工程で交換された別の部品の特性と整合する部品に切り換えて実装することを特徴とする部品実装方法。
【請求項２】
第２実装工程で交換された別の部品と整合する部品が第１実装工程に準備されていない場合又は部品切れの場合、警告を発することを特徴とする、請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項３】
回路基板に単数もしくは複数の第１の部品を実装する第１実装部と、第１の部品が実装された回路基板に更に単数もしくは複数の第２の部品を実装する第２実装部とを備えた部品実装システムにおいて、
第１の部品と整合する部品の情報を含む部品情報データベースと、
第１実装部で実装された第１の部品を含む特性情報を第１の部品が実装された回路基板に付与する特性情報付与部と、
回路基板に付与された特性情報を検出する特性情報検出部と、
特性情報検出部で検出された特性情報に適合する部品を選択する部品選択部と、
部品選択部で選択された部品を第２の部品として指定する制御部とを備え、
前記部品選択部が、前記指定された第２の部品と整合する部品を選択し、
前記制御部が、当該第２の部品と整合するとして選択された部品を第１実装部で実装する第１の部品として指定することを特徴とする部品実装システム。
【請求項４】
制御部で指定された第２の部品が第２実装部に準備されていない場合、部品切れとなっている場合、又は所定の残数以下である場合、あるいは制御部で指定された第１の部品が第１実装部に準備されていない場合、部品切れとなっている場合に警告を発する警告部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の部品実装システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品実装方法及び部品実装システム、特に、少なくとも２つの部品実装工程を備えた部品実装方法及び部品実装システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、電気機器に組み込まれる回路基板上には多数の部品が実装されており、これらの部品が相互に接続されて目的の機能や動作が確保されている。ところが、一定の電気的性能が保証された部品であっても、ある製造業者の部品と別の製造業者の部品とではその特性に若干の違いがある。したがって、例えば製造業者Ａの製造に係る部品ａ１と部品ａ２を組合せたときには目的の性能を保証できるが、部品ａ２と同等の電気的性能が保証された他の製造業者Ｂの製造に係る部品ｂ２と製造業者Ａの製造に係る部品ａ１とを組合せたときには目的の性能が保証できない場合があり得る。また、同一性能が保証された部品であっても、製造業者Ａの部品ａ１と別の製造業者Ｂの部品ｂ１とでは、ハウジングの大きさや形状、端子の長さや間隔等に若干の違いがあり得る。さらに、同一製造業者から提供される同一の部品であっても、製品ごとに性能のばらつきの大きなものがある。例えば、水晶発振子は製造時の諸要因によって発振周波数に大きなばらつきのあることが認識されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の部品実装方法及び部品実装装置では、このような部品ごとの特性のばらつきを考慮した実装が行われておらず、そのため相性の悪い部品が同一基板上に実装され、その結果、部品実装の完了した回路基板が所望の性能を発揮できず、そのような回路基板を廃棄しなければならないことがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、回路基板に単数又は複数の部品を実装する第１実装工程と、第１実装工程で部品が実装された回路基板に更に単数又は複数の部品を実装する第２実装工程とを含む部品実装方法において、第１実装工程の終了後、第１実装工程で実装された部品又は該部品を含む回路基板に関する特性を表示する特性情報を回路基板に付与することを特徴とする。
【０００５】
本発明の他の形態の部品実装方法は、第２実装工程の開始前に、回路基板に付与された特性情報を取得することを特徴とする。
【０００６】
本発明の他の形態の部品実装方法は、第２実装工程において、該第２実装工程の開始前に取得した特性情報に整合する部品を選択して実装することを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の形態の部品実装方法は、回路基板に付与された特性情報と整合する部品が第２実装工程に準備されていない場合又は部品切れの場合、警告を発することを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の形態の部品実装方法は、第２実装工程に準備された部品の残数を検出し、回路基板に付与された特性情報と整合する第２実装工程の部品の残数が予め定めた数量を下回った場合、警告を発することを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の形態の部品実装方法は、前記予め定めた数量が、第１実装工程と第２実装工程の間にある回路基板に実装するための部品数にほぼ等しいことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の形態の部品実装方法は、警告が発せられた場合、特性情報と整合する部品を第２実装工程に供給することを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の形態の部品実装方法は、警告が発せられた場合、第２実装工程において実装する予定の部品を該部品と同等の特性を有する別の部品に交換し、
第１の実装工程で実装する部品を第２実装工程で交換された別の部品の特性と整合する部品に切り換えて実装することを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の形態の部品実装方法は、第２実装工程で交換された別の部品と整合する部品が第１実装工程に準備されていない場合又は部品切れの場合、警告を発することを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の形態の部品実装方法は、回路基板に部品を実装する部品実装方法において、
回路基板に単数もしくは複数の部品を実装する工程と、
回路基板に実装された部品又は該部品を含む回路基板に関する特性情報を作成する工程と、
特性情報を回路基板に付与する工程と、
回路基板に付与された特性情報を検出する工程と、
検出された特性情報をもとに該特性情報と整合する部品を選択する工程と、
選択された部品を回路基板に実装する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の形態の部品実装方法は、前記特性情報が、回路基板に実装された部品又は回路基板に実装された部品の組み合せに係る電子的特性、電気的特性又は物理的特性のいずれかであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の部品実装システムは、回路基板に単数もしくは複数の第１の部品を実装する第１実装部と、第１の部品が実装された回路基板に更に単数もしくは複数の第２の部品を実装する第２実装部とを備えた部品実装システムにおいて、
第１の部品と整合する部品の情報を含む部品情報データベースと、
第１実装部で実装された第１の部品を含む特性情報を第１の部品が実装された回路基板に付与する特性情報付与部と、
回路基板に付与された特性情報を検出する特性情報検出部と、
特性情報検出部で検出された特性情報に適合する部品を選択する部品選択部と、
部品選択部で選択された部品を第２の部品として指定する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の形態の部品実装システムは、部品選択部で選択された部品が第２実装部に準備されていない場合、部品切れとなっている場合、又は所定の残数以下である場合、警告を発する警告部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の形態の部品実装システムは、前記特性情報が、回路基板に実装された部品又は回路基板に実装された部品の組み合せに係る電子的特性、電気的特性又は物理的特性のいずれかであることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる部品実装方法及び部品実装システムについて図面を参照して説明する。
【００１９】
１．部品実装システムの概略構成及び動作
図１は、実施の形態１に係る部品実装システム１００の構成を、図２は、当該部品実装システム１００のブロック図をそれぞれ示す。両図面を参照してこの部品実装システム１００の概要を部品実装の動作と共に説明すると、まず回路形成体である回路基板１１が部品実装システム１００に供給される。第１実装部（第１実装工程）１は、供給された回路基板１１の表面に一つ又は複数の部品（以下、「第１の部品」という。）１２を実装する。第１の部品１２は、単一の電子部品でもよいし、複数の部品を組み入れた電気機器又は電子機器であってもよい。基板特性判断部２（図２参照）は、後述する部品情報データベース８からの情報を得て、第１実装部１で実装される第１の部品１２に基き、第１の部品１２又は当該部品１２を含む回路基板１１の電気的（電子的）又は物理的特性を判断する。特性情報付与部３は、基板特性判断部２の判断結果に基いて特性情報１３を回路基板１１に付与する。
【００２０】
ここで電気的特性とは、例えば、第１の部品１２が別の部品と共に同一回路基板１１上に実装されたときに所望の性能が得られることを保証する当該別の部品との組合せに関する情報（組合せ情報）であって、具体的には当該別の部品を特定する情報をいう。また、物理的情報とは、例えば、第１の部品１２が別の部品と同一回路基板１１上に実装されたときに相互に干渉することなく実装できることを保証する当該別の部品との組合せに関する情報（組合せ情報）であって、具体的には当該別の部品を特定する情報をいう。
【００２１】
特性情報１３は、複数の第１の部品１２を組合せたときに得られる電気的特性又は物理的特性に関するもの、又は複数の第１の部品１２の中から選択された一つ又は複数の部品の電気的特性又は物理的特性に関するものであってもよい。また、特性情報１３の付与は、特性情報に対応する符号（例えば数字又はアルファベット若しくはそれらの組合せ）又はコード（例えばバーコード）若しくはその他の任意の記号を回路基板１１に直接印刷するか、又はそれらの符号等を印刷したラベルを回路基板１１に貼り付けることにより行うことができる。
【００２２】
第１の部品１２が実装され、特性情報１３が付与された回路基板１１は第１実装部１から搬出され、搬送装置４（図１参照）を介して第２実装部（第２実装工程）５に搬入される。第２実装部５ではまず、回路基板１１に付与された特性情報１３を、特性情報検出部６により検出する。そのために、特性情報検出部６は、特性情報１３を読み取るための読取装置１４を備えている。読取装置１４は特性情報１３の種類に応じて適当なものが選択される。例えば、特性情報１３がバーコードで印刷される場合、バーコードスキャナが読取装置１４として利用される。また、特性情報１３が数字や記号の場合、それらの数字や記号を撮影するカメラと、カメラで撮影した画像を処理して特性情報１３に対応する情報を取得する機器とを組合せたものが必要である。
【００２３】
次に第２実装部５は、第１の部品１２が実装されている回路基板１１に、一つ又は複数の部品（以下、「第２の部品」という。）１５を実装する。第２の部品１５は、単一の電子部品でもよいし、複数の部品を組み入れた電気機器又は電子機器であってもよい。ただし、第２の部品１５は、特性情報検出部６で検出された特性情報１３に基づき、すなわち回路基板１１に既に実装されている第１の部品１２の電気的特性や物理的特性を考慮して、この第１の部品１２と電気的又は物理的に相性の良い（すなわち、整合する）ものが選択される。例えば、第２実装部５に、第１実装部１で実装された第１の部品１２ａと組合せたときに得られる電気的特性が所望の性能基準を満足する部品１５ａと、第１の部品１２ａと組合せたときに得られる電気的特性がその性能基準を満足し得ない部品１５ｂ（ただし、部品１５ａと同様に、部品１５ｂも製品として要求される性能は満足している。）が用意されている場合、第２実装部５は前者の部品１５ａを選択して実装する。
【００２４】
２．部品選択処理
このような部品選択の処理に関連する構成として、部品実装システム１００は図２に示すように、上述の基板特性判断部２、特性情報付与部３、特性情報検出部６に加え、実装制御部（部品選択部）７と部品情報データベース８とを有する。部品情報データベース８は、第１実装部１で回路基板１１に実装する第１の部品１２、及び第２実装部５で回路基板１１に実装する第２の部品１５について、例えば図３に示すような詳細な情報を記憶している。
【００２５】
この詳細な情報は、部品番号２０、部品名称２１、電子持続性２２、組合せ情報２３を含む。組合せ情報２３は、同一回路基板１１上に実装するときに好適に用いられる部品の名称又は品番を含む。例えば、品番１０００００（名称１００５Ｃ−Ａ）の部品を回路基板１１に実装する場合、この部品が品番１００００３（名称１６０８Ｒ−Ａ）の抵抗素子と組合せたときに回路基板１１に最も適正な性能又は品質を保証できるのであれば、この抵抗素子（品番１００００３）を特定する情報が組合せ情報２３として記憶されている。この組合せ情報２３は、特性情報１３として回路基板１１に付与され、その付与された特性情報１３（組合せ情報）が特性情報検出部６で検出される。
【００２６】
基板特性判断部２は、第１実装部１で回路基板１１に実装された部品１２の情報（品番、特性、組み合せ情報）を部品情報データベース８から取得する。この取得された組合せ情報は、基板特性判断部２を介して特性情報付与部３に送信され、特性情報１３として回路基板１１に付与される。その後、付与された特性情報１３は第２実装部５の特性情報検出部６で検出され、実装制御部（部品選択部）７に供給される。検出された特性情報１３を取得した実装制御部７は、この特性情報１３に含まれる組合せ情報を参照して、部品情報データベース８から第２実装部５で実装する部品１５を選択し、選択した部品を第２実装部５で実装する。
【００２７】
実装制御部７を含む部品実装システム１００の処理を、図４のフローチャートを参照して更に詳細に説明する。まず、第１実装工程（第１実装部１）では、部品実装システム１００に供給される回路基板１１に、必要な第１の部品１２を実装する（ステップ３０）。次に、基板特性判断部２が、回路基板１１、及び回路基板１１に実装された一つ又は複数の第１の部品１２、または部品１２の組合せに対応した電気的特性（もしくは電子的特性、物理的特性。以下同じ。）を部品情報データベース８から求める（ステップ３１）。この電気的特性は、上述のように、第１実装部１で回路基板１１に実装された第１の部品１２に関する組合せ情報２３（図３参照）を含む。次に、基板特性判断部２は、得られた情報を特性情報付与部３に提供する。回路基板１１の特性に関する情報を取得した特性情報付与部３は、組合せ情報２３を含む特性情報１３を作成し、これを回路基板１１に付与する（ステップ３２）。
【００２８】
次に、第２実装工程（第２実装部５）に搬入された回路基板１１は、特性情報検出部６で特性情報１３が検出される（ステップ３３）。特性情報検出部６で検出された特性情報１３は実装制御部（部品選択部）７に提供される。実装制御部７は、この特性情報１３を参照して部品情報データベース８から第２実装部５で実装すべき第２の部品１５を選択し（ステップ３４）、第２実装部５を駆動して回路基板１１に第２の部品１５を実装する（ステップ３５）。以上のようにして部品が実装された回路基板１１は、その後、図示しないリフロー工程、検査工程へと順次搬送される。
【００２９】
第２実装部５で実装する部品の選択について、具体例を挙げて更に詳細に説明する。例えば、図３に示す品番１００００の部品が第１実装部１で回路基板１１に実装されており、同図に示す品番１０００５の抵抗素子を第２実装部５で同一回路基板１１に実装することが予定されているものとする。この場合、第１実装部１で部品１２の実装を完了した回路基板１１には、品番１００００に対応した組合せ情報として、この品番の部品と電気的に相性の良い別の品番１０００３（名称１６０８Ｒ−Ａ）の抵抗素子を指定する特性情報１３が付与される。したがって、実装制御部７は、特性情報検出部６で取得した特性情報１３をもとに、部品情報データベース８から取得した部品情報の中に品番１０００４（名称１６０８Ｒ−Ｂ）又は１０００５（１６０８Ｒ−Ｃ）の抵抗素子が有れば、これらの部品情報を品番１０００３（名称１６０８Ｒ−Ａ）の抵抗素子に変更し、この変更後の部品情報をもとに第２実装部５で部品を実装する。
【００３０】
このように、実施の形態１に係る部品実装システム１００によれば、第１実装部１で実装される部品１２と第２実装部５（あるいは更なる第３実装部）で実装される部品１５とは電気的特性の点で整合がとれたものとなる。したがって、これら全ての部品が実装された後に得られる完成後の回路基板１１は、所望の性能を発揮し得るものとなる。
【００３１】
また、前・後工程の間で電気的特性の点で整合がとれた部品をそれぞれ選択して実装することが可能となり、完成後の回路基板１１は必要な電子的特性を備えたものとなる。そのため、不良率が減り、歩留まりが高くなる。
【００３２】
３．変形例１：
図５に示す変形の部品実装システム１００ａでは、第２実装部５に準備されている複数の部品の中に、第１実装部１で実装された部品１２との組合せで適当な部品が予め用意されていない場合、又は用意されていたが既に消費して無くなった場合には、これをオペレータに指示又は警告する部品交換指示部９を設けている。この場合、図６のフローチャートに示すように、第１実装工程を終了した回路基板１１が第２実装工程に搬入された後、実装制御部７又は第２実装工程（第２実装部５）は、第２実装工程に目的の部品が準備されているか否か判断する（ステップ３４−１）。目的の部品が準備されていれば該部品を実装する（ステップ３５）。一方、目的の部品が準備されていなければ、音声又は表示によって該部品を準備すべきことを警告もしくは指示し（ステップ３４−２）、部品交換の完了を待って（ステップ３４−３）部品の実装を再開する（ステップ３５）。
【００３３】
本実施の形態によれば、部品実装装置に準備可能な部品の種類数以上の部品を実装対象として扱うこともできる。したがって、部品実装システムの構成を簡素化し、占有面積を小さくできる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、後工程の第２実装部５に準備されている各部品の残数を逐次監視しておき、当該部品の残数が予め設定された数を下回った場合にはその時点で前もってオペレータに交換指示を行う、という方法を採ることもできる。
【００３５】
４．変形例２：
図７は、変形例２の部品実装システム１００ｂを示す。この変形例において、部品実装システム１００ｂは、部品交換指示部９の他に、部品切れ検出部１０を有する。これらの構成を備えた部品実装システム１００ｂにおいて、部品切れ検出部１０は、第１実装部１又は第２実装部５に準備されている部品の残数を監視し、１枚当たりの回路基板１１で使用される当該部品の数を基に、部品切れとなるまでにあと何枚の回路基板１１を生産できるか算出し、この情報を保持する。この部品の残数の監視は、オペレータの入力または部品供給カセットに設けたバーコード等に記録されている情報をもとに初期数を与えておき、部品が回路基板１１に実装されるごとにその数を減算することにより行うことができる。
【００３６】
部品交換指示部９は、部品切れ検出部１０により部品切れが検出された場合、この部品切れとなった部品に代えてこれと同等の電気的特性を有する別の部品に供給を切り換えるよう警告を発する。また、第２実装部５である部品の部品切れが検出された場合、その部品と同等の電気的特性を有する別の部品に供給を切り換えると共に、切り換えられた部品と電気的に相性の良い部品が第１実装部１に用意されているか否かを検出し、そのような部品が用意されていれば第１実装部１における供給部品を当該相性の良い部品に切り換える。例えば、いま第１実装部１から部品１２ａが供給されて実装されている状態において、この部品１２ａと電気的に相性の良い第２実装部５の部品１５ａが部品切れになった場合、部品交換指示部９は第２実装部５で実装する部品を部品１５ａから該部品１５ａと同等の電気的性能を有する別の部品１５ｂに切り換えると共に、第１実装部１で実装する部品を部品１２ａから部品１５ｂと相性の良い部品１２ｂに切り換える。第１実装部１に当該部品１２ｂが部品切れであれば、部品交換指示の警告を発するようにする。
【００３７】
なお、後工程の第２実装部５において部品切れが発生した時点で既に前工程の第１実装部１での実装を完了し、第２実装部５での実装を待っている回路基板１１の存在が考えられる。したがって、部品の残数の管理に当たっては、第１実装部１と第２実装部５の間で待機している可能性のある回路基板１１の最大枚数を予め第２実装部５に与えておき、少なくともそれらの回路基板１１の実装に必要な部品が実装されるようにすることが望ましい。
【００３８】
以上の部品交換処理について図８のフローチャートを参照して詳細に説明すると、まず第２実装工程（第２実装部５）での部品実装（ステップ４０）が終了すると、第２実装工程に残っている部品の数を計算する（ステップ４１）。次に、部品残数が予定の回路基板生産枚数以上であれば実装を継続する（ステップ４２→４０）。一方、部品残数が予定の回路基板生産枚数未満であれば、警告を発すると共に、この残数が不足する部品と同等の電気的特性を有する別の部品の品番を入力する（ステップ４３）。部品品番の入力は、オペレータの手入力や、予め準備された部品供給の計画データ等による自動入力が考えられる。
【００３９】
次に、第２実装工程で交換予定の部品と電気的に整合する部品が第１実装工程（第１実装部１）で指定されているか否か判断する（ステップ４４）。指定がある場合、当該指定された部品が第１実装工程に準備されていなければ、それら部品への交換指示の警告を第１実装工程に発し（ステップ４６）、その部品の交換作業が終了するまで待機する（ステップ４７）。交換作業の完了後、実装を継続する（ステップ４５）。
【００４０】
したがって、電気的特性の点で整合がとれた部品を第１及び第２実装工程で選択して実装することが可能となり、部品が実装された回路基板１１は必要な電気的特性を備えた製品となる。
【００４１】
また、第２実装工程の部品残数に応じて第１実装工程の部品供給を変更できる。そのため、回路基板１１に所望の性能を確保しながら、実装部品を第１実装工程と第２実装工程に振り分けることが可能になり、両実装工程で実装する部品の数や作業量をバランスさせることができる。
【００４２】
５．その他の変形例
第１実装部１と第２実装部５は図１に示すように別々の実装装置で構成してもよいし、場合によっては一つの実装装置の中で前・後の工程に振り分けることもできる。また、部品実装システム１００は、第２実装部５の後工程として第３、第４・・・実装部を含むものであってもよい。この場合、第２実装部５から送り出された回路基板１１に、第１実装部１と第２実装部５で実装された部品に対応した第２の特性情報を付与し、この付与された第２の特性情報に基づいて第３実装部で実装する部品を選択することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明にかかる部品実装方法、及び部品実装システムによれば、第１実装部で実装される部品と第２実装部で実装される部品とは電気的特性及び物理的特性の点で整合がとれたものとなる。したがって、これら全ての部品が実装された後に得られる完成後の回路基板は、所望の性能を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる部品実装システムの概略構成を示す斜視図である。
【図２】  図１に示す部品実装システムのブロック図である。
【図３】  部品情報データベースに格納されるデータの構成例を示す説明図である。
【図４】  図１に示す部品実装システムにおける部品実装プロセスを示すフローチャートである。
【図５】  本発明にかかる他の態様の部品実装システムを示すブロック図である。
【図６】  図５に示す部品実装システムにおける部品実装プロセスを示すフローチャートである。
【図７】  本発明にかかる更に他の態様の部品実装システムを示すブロック図である。
【図８】  図７に示す部品実装システムにおける部品実装プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１．第１実装部（第１実装工程）、  ２．基板特性判断部、  ３．特性情報付与部、  ４．搬送装置、  ５．第２実装部（第２実装工程）、  ６．特性情報検出部、  ７．実装制御部（部品選択部）、  ８．部品情報データベース、  ９．部品交換指示部、  １０．部品切れ検出部、  １１．回路基板、  １２．第１の部品、  １３．特性情報、  １４．読取装置、  １５．第２の部品、  ２０．部品番号、  ２１．部品名称、  ２２．電子持続性、  ２３．組合せ情報、  １００．部品実装システム。
【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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