(57)【要約】      （修正有）【課題】より高い搭載精度を実現し実装基板の生産品質を向上させる実装基板の生産方法、表面実装機及び実装基板生産管理装置を提供する。【解決手段】複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に、半田ペーストを印刷する印刷工程と、印刷前に撮影した基板画像を画像処理し、パターンの中から、同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識処理と、電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の中心位置を算出する算出処理と、算出処理にて算出された電極群の中心位置に合わせて電子部品を実装する部品実装工程と、を経て実装基板を生産する。【選択図】図９
2009094283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板の生産方法であって、
（１）複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に、半田ペーストを印刷する印刷工程と、
（２）前記印刷前に撮影した基板画像を画像処理し、前記パターンの中から、同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識処理と、
（３）前記電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の基準位置を算出する算出処理と、
（４）前記算出処理にて算出された電極群の基準位置に合わせて電子部品を実装する部品実装工程と、を経て実装基板を生産することを特徴とする実装基板の生産方法。
【請求項２】
複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に半田ペーストを印刷する半田印刷装置と、前記印刷が施された回路基板上に電子部品を実装する表面実装機と、を備えた実装基板生産ラインを制御する実装基板生産管理装置であって、
前記実装基板生産ラインを構成する前記半田印刷装置、及び表面実装機とネットワークを通じて通信可能に接続されると共に、
前記印刷前に撮影した基板表面のパターンの画像データの入力を受け付ける入力受付手段と、
入力された画像データを画像処理し、前記パターンの中から、同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識手段と、
前記電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の基準位置を算出する算出手段と、を備え前記算出手段により算出された電極群の基準位置に関するデータを前記ネットワークを通じて前記表面実装機に出力する構成としたことを特徴とする実装基板生産管理装置。
【請求項３】
前記パターンの画像データに、実装が予定される電子部品の輪郭を重ねたイメージ画像を生成することで、前記電極群を認識するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の実装基板生産管理装置。
【請求項４】
表示装置を設けて、前記イメージ画像を表示させる構成としたことを特徴とする請求項３に記載の実装基板生産管理装置。
【請求項５】
複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に半田ペーストを印刷する半田印刷装置と共に実装基板生産ラインを構成する表面実装機であって、
前記実装基板生産ラインを制御する実装基板生産管理装置とネットワークを通じて通信可能に接続されると共に、
実装ヘッドと、
実装ヘッドを駆動させるヘッド駆動手段と、
前記実装基板生産管理装置より出力された電極群の基準位置に関するデータの入力を受け付ける入力受付手段と、
入力されたデータに基づいて前記ヘッド駆動手段を制御することにより、前記電極群の基準位置に合わせて電子部品を実装する制御手段と、を備えることを特徴とする表面実装機。
【請求項６】
複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に半田ペーストを印刷する半田印刷装置と共に実装基板生産ラインを構成する表面実装機であって、
前記半田印刷装置とネットワークを通じて通信可能に接続されると共に、
実装ヘッドと、
実装ヘッドを駆動させるヘッド駆動手段と、
前記印刷前に撮影した基板表面のパターンの画像データの入力を受け付ける入力受付手段と、
前記パターンの画像を画像処理し、前記パターンの中から同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識手段と、
前記電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の基準位置を算出する算出手段と、
前記電極群の基準位置に合わせて電子部品を実装するべく、前記ヘッド駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする表面実装機。
【請求項７】
前記パターンの画像データに、実装が予定される電子部品の輪郭を重ねたイメージ画像を生成することで、前記電極群を認識するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の表面実装機。
【請求項８】
表示装置を設けて、前記イメージ画像を表示させる構成としたことを特徴とする請求項７に記載の表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板の生産方法、表面実装機及び実装基板生産管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の小型化や実装密度の高度化の要請があり、回路基板上に電子部品を実装する際の位置精度も高度化している。このように高密度で電子部品が実装された実装基板では、実装基板として完成した後に不良と判定されたものに対して補修作業を行うことがきわめて難しい。このため、実装完成後の検査によって不良と判定されたものの大部分は、廃棄処理を余儀なくされる場合が多く、高価な電子部品を無駄にすることとなっていた。この種の問題を回避するべく、下記特許文献においては、回路基板上に予め付与したマークに基づいて、電子部品の搭載位置を補正することが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２８４８９９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように回路基板上に予め付与したマークに基づいて、電子部品の搭載位置を補正してやれば、ある程度、電子部品を正確に実装することが可能となる。しかし、より高い部品搭載精度を実現するには、回路基板上に形成される電極（以下、パターンとも言う）の位置等を考慮することが好ましく、この点を考慮する必要があった。
【０００４】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、より高い搭載精度を実現し実装基板の生産品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、実装基板の生産方法であって、
（１）複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に、半田ペーストを印刷する印刷工程と、（２）前記印刷前に撮影した基板画像を画像処理し、前記パターンの中から、同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識処理と、（３）前記電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の基準位置を算出する算出処理と、（４）前記算出処理にて算出された電極群の基準位置に合わせて電子部品を実装する部品実装工程と、を経て実装基板を生産するところに特徴を有する。尚、ここでいう回路基板とは部品実装前の基板を意味し、実装基板とは部品実装後の基板を意味するものである。
【０００６】
本発明は、複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に半田ペーストを印刷する半田印刷装置と、前記印刷が施された回路基板上に電子部品を実装する表面実装機と、を備えた実装基板生産ラインを制御する実装基板生産管理装置であって、前記実装基板生産ラインを構成する前記半田印刷装置、及び表面実装機とネットワークを通じて通信可能に接続されると共に、前記印刷前に撮影した基板表面のパターンの画像データの入力を受け付ける入力受付手段と、入力された画像データを画像処理し、前記パターンの中から、同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識手段と、前記電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の基準位置を算出する算出手段と、を備え前記算出手段により算出された電極群の基準位置に関するデータを前記ネットワークを通じて前記表面実装機に出力する構成としたところに特徴を有する。
【０００７】
この発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・パターンの画像データに、実装が予定される電子部品の輪郭を重ねたイメージ画像を生成することで、電極群を認識する。このようにすれば、電極群が比較的簡単に把握できる。
【０００８】
・表示装置を設けてイメージ画像を表示させる構成とする。このようにすれば、実装基板生産管理装置の内部処理を視覚的に把握することが可能となる。
【０００９】
本発明は、複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に半田ペーストを印刷する半田印刷装置と共に実装基板生産ラインを構成する表面実装機であって、前記実装基板生産ラインを制御する実装基板生産管理装置とネットワークを通じて通信可能に接続されると共に、実装ヘッドと、実装ヘッドを駆動させるヘッド駆動手段と、前記実装基板生産管理装置より出力された電極群の基準位置に関するデータの入力を受け付ける入力受付手段と、入力されたデータに基づいて前記ヘッド駆動手段を制御することにより、前記電極群の基準位置に合わせて電子部品を実装する制御手段と、を備えるところに特徴を有する。
【００１０】
本発明は、複数の電極よりなるパターンを表面に形成した回路基板上に半田ペーストを印刷する半田印刷装置と共に実装基板生産ラインを構成する表面実装機であって、前記半田印刷装置とネットワークを通じて通信可能に接続されると共に、実装ヘッドと、実装ヘッドを駆動させるヘッド駆動手段と、前記印刷前に撮影した基板表面のパターンの画像データの入力を受け付ける入力受付手段と、前記パターンの画像を画像処理し、前記パターンの中から同一電子部品に電気的に接続される電極群を認識する認識手段と、前記電極群を構成する電極の位置に基づいて当該電極群の基準位置を算出する算出手段と、前記電極群の基準位置に合わせて電子部品を実装するべく、前記ヘッド駆動手段を制御する制御手段と、を備えるところに特徴を有する。
【００１１】
この発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・パターンの画像データに、実装が予定される電子部品の輪郭を重ねたイメージ画像を生成することで、電極群を認識する。このようにすれば、電極群が比較的簡単に把握できる。
【００１２】
・表示装置を設けてイメージ画像を表示させる構成とする。このようにすれば、表面実装機の内部処理を視覚的に把握することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電極の位置に合わせて電子部品の搭載位置を補正することとしたので、電極に対する電子部品の位置のずれを抑えることができ、電子部品の搭載精度を高くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施形態１（請求項１〜請求項５対応）＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１７によって説明する。
１．実装基板生産ラインＬの全体構成
図１は、本実施形態に適用された実装基板生産ラインＬの一部構成を示す図である。本実装基板生産ラインＬは半田印刷装置Ｒ、表面実装機Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、リフロー装置(不図示）をコンベアによって直列的に連結しており、印刷処理（回路基板の表面に半田ペーストをスクリーン印刷する処理）、部品実装処理（印刷処理後の回路基板に対してＩＣ等のチップ部品を実装する処理）、リフロー処理（半田ペーストを高温下で溶解させ、電子部品と回路基板上の電極（いわゆるランド）を電気的に接続する処理）を順に行うことで実装基板４００を生産するものである。
【００１５】
また、本実施形態では、実装基板生産ラインＬを管理する管理コンピュータ３００を専用に設けており、実装基板生産ラインＬを構成する各装置Ｒ、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３と管理コンピュータ３００との間がＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を通じて電気的に接続されている。
【００１６】
尚、以下の説明において、回路基板４００の搬送方向（図１における左右方向）をＸ軸方向と定義するものとし、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれ図４、図５の向きとする。また、回路基板とは部品実装前の基板を意味し、実装基板とは部品実装後の基板を意味するものとする。
【００１７】
２．半田印刷装置Ｒの構成
次に半田印刷装置Ｒの構成について図２、図３を参照して説明する。
【００１８】
半田印刷装置Ｒは基台１を有する印刷機本体２と、回路基板４００を位置決めした状態にて保持する保持部４を有する基板支持ユニット３と、この基板支持ユニット３に対して回路基板４００を搬入／搬出するコンベア１５を備えている。
【００１９】
基板支持ユニット３は印刷機本体２の基台１上に設置されており、ＸＹステージ３Ｂ上にＲＺステージ３Ａを重ねた２段ステージ構造をなしている。そして、ＲＺステージ３Ａの上部は保持部４が設けられており、両ステージ３Ａ、３Ｂの相互動作により、保持部４に保持された回路基板４００を基台１上において水平移動、昇降移動、及び回転移動させることが出来る。
【００２０】
また、印刷機本体２には、基台１上に立設された支柱２ａにより支持されてフレーム２ｂが設置されている。フレーム２ｂには、回路基板４００の電極Ｄのパターン形状に倣った印刷用開口部Ｈを有するメタルマスク（図１８参照）Ｍが枠部材８によって固定され、さらにメタルマスクＭの上方にスキージユニット５が配置されている。
【００２１】
スキージユニット５は、フレーム２ｂ上に設けられるレール部材５ａと、これらレール部材５ａに沿ったＹ軸方向への進退動作が可能とされた可動部５ｂと、メタルマスクＭ上に半田ペーストを供給する半田供給装置（図示省略）とを備える。そして、可動部５ｂにはＸ軸方向に所定の長さを有する一対のスキージ２２と、両スキージ２２を昇降駆動させる昇降手段１０が設けられている。
【００２２】
このような構成とすることで、基板支持ユニット３を用いて回路基板４００をメタルマスクＭに位置合わせしつつ、マスク下面に接合させ、その後、メタルマスク上面の半田ペーストをスキージ２２によって掻いてやれば、回路基板４００上に半田ペーストを印刷出来る（印刷動作）。
【００２３】
また、本半田印刷装置Ｒにはマスク認識カメラ２４と、基板認識カメラ２５が設けられている。
【００２４】
マスク認識カメラ２４はＲＺステージ３Ａの左側部において、撮像面を上に向け、Ｘ軸方向に移動可能に設置されている。このような構成とすることで、マスク認識カメラ２４を用いてメタルマスクＭの下面を撮像することが出来る。
【００２５】
基板認識カメラ２５は、レール部材５ａにおける右端寄りの位置において、カメラ支持部材２５ａを介して撮像面を下に向けた状態で設置されている。そして、基板認識カメラ２５はカメラ支持部材２５ａに沿ってＸ軸方向に移動可能とされ、また、カメラ支持部材２５ａはレール部材５ａに沿ってＹ軸方向に移動可能とされる。
【００２６】
このような構成とすることで、図２の右側の位置（基板搬送位置）に搬入された回路基板４００の上方において、基板認識カメラ２５をＸＹ方向に移動させることが出来、基板上面の全範囲を撮像出来る構成となっている。
【００２７】
次に、半田印刷装置Ｒの電気的構成を図３を参照して説明する。
半田印刷装置Ｒはコントローラ５０により装置全体が制御統括されている。コントローラ５０はＣＰＵ等により構成される演算処理部５１を備える他、印刷プログラム記憶手段５２、搬送系データ記憶手段５３、モータ制御部５５、外部入出力部５７、マスク開口情報記憶手段５９、画像処理部６１を設けている。
【００２８】
印刷プログラム記憶手段５２には基板支持ユニット３、スキージユニット５を制御するための印刷動作プログラムが格納され、搬送系データ記憶手段５３には搬送コンベア１５などの搬送系の装置を制御するためのデータが記憶されている。
【００２９】
モータ制御部５５は演算処理部５１と共に、印刷動作プログラムに従って各種モータを駆動させるものであり、同モータ制御部５５には各種モータが電気的に連なっている。
【００３０】
外部入出力部５７には搬送コンベア１５、あるいは基板支持ユニット３上に付設される付属装置（基板ストッパ、基板センサ）が電気的に接続されている。
【００３１】
基板ストッパは搬送コンベア１５を通じて送られて来た回路基板４００を、基板支持ユニット３上にて停止させるものであり、外部入出力部５７を通じて制御信号を与えることで、基板ストッパの作動タイミングをコントロールできる構成となっている。
【００３２】
また、バーコードリーダはコードを読み取る読取装置である。本実施形態ではメタルマスクＭに固有のコードが付されており、これをバーコードリーダにて読み取ることで、メタルマスクＭの種別を判別できる構成としてある。そして、マスク開口情報記憶手段５９には、メタルマスクＭの種別ごとに、マスク上に形成される各印刷用開口部Ｈの形状、位置に関する情報が記憶されている。
【００３３】
画像処理部６１にはマスク認識カメラ２４、基板認識カメラ２５が電気的に連なっており、これら各カメラ２４、２５から出力される画像がそれぞれ取り込まれるようになっている。そして、上記半田印刷装置Ｒのコントローラ５０は通信部６３を通じてＬＡＮに接続されており、管理コンピュータ３００及び他機との間で通信できる構成になっている。
【００３４】
３．表面実装機の構成
本実装基板生産ラインＬはＵ１〜Ｕ３の３機の表面実装機を備えているが、各機の構成は同じである。そこで、これらＵ１〜Ｕ３を総称してＵと呼び、以下、その具体的構成について説明を行う。
【００３５】
図４に示すように、表面実装機Ｕは上面が平らな基台１１０の中央に、基板搬送用の搬送コンベア（以下、単にコンベアとも呼ぶ）１２０を配置している。
【００３６】
搬送コンベア１２０はＸ軸方向に循環駆動する一対の搬送ベルト１２１を備えており、ベルト上面の回路基板４００をベルトとの摩擦によりＸ軸方向に送ることが可能となっている。尚、搬送コンベア１２０はコンベア端部が基台１１０の端から外向きに突出しており、他機の搬送コンベアと段差なく連続している。
【００３７】
そして、搬送コンベア１２０を通じて表面実装機Ｕの基台１１０上に運ばれた回路基板４００は、基台中央の作業位置（図４中の二点鎖線で示す位置）にて、不図示の基板ストッパにより停止される構成となっている。
【００３８】
表面実装機Ｕには作業位置の周囲４箇所にＩＣ等の電子部品Ｂを供給するフィーダ１４５が横並び状に多数設置されると共に、基台中央部に部品搭載装置１５０が設置されている。
【００３９】
部品搭載装置１５０は作業位置に停止した回路基板４００上に電子部品Ｂを搭載する装置であって、以下に説明する一対の支持脚１６１、ヘッド支持体１７１、ヘッドユニット１８０、各種サーボ機構などから構成されている。
【００４０】
順を追って説明してゆくと、両支持脚１６１は図４、図５に示すように、基台１１０上において作業位置の両側に位置しており、共にＹ軸方向（図４では上下方向）にまっすぐに延びている。
【００４１】
両支持脚１６１にはＹ方向に延びるガイドレール１６２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール１６２に長手方向の両端部を嵌合させつつヘッド支持体１７１が取り付けられている。
【００４２】
また、右側の支持脚１６１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ１６５が装着され、更にＹ軸ボールねじ１６５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ１６５にはＹ軸モータ１６７が付設されている。
【００４３】
同モータ１６７を通電操作すると、Ｙ軸ボールねじ１６５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体１７１、ひいては次述するヘッドユニット１８０がガイドレール１６２に沿ってＹ軸方向に移動する（Ｙ軸サーボ機構）。
【００４４】
図５に示すように、ヘッド支持体１７１にはＸ軸方向に延びるガイド部材１７３が設置され、更に、ガイド部材１７３に対してヘッドユニット１８０が、ガイド部材１７３の軸に沿って移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体１７１には、Ｘ軸方向に延びるＸ軸ボールねじ１７５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ１７５にはボールナットが螺合されている。
【００４５】
そして、Ｘ軸ボールねじ１７５にはＸ軸モータ１７７が付設されており、同モータ１７７を通電操作すると、Ｘ軸ボールねじ１７５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット１８０がガイド部材１７３に沿ってＸ軸方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。
【００４６】
従って、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御することで、基台１１０上においてヘッドユニット１８０を水平方向（ＸＹ方向）に移動操作出来る構成となっている。
【００４７】
係るヘッドユニット１８０には、実装動作を行う実装ヘッド１８３が列状をなして複数個搭載されている。実装ヘッド１８３はヘッドユニット１８０の下面から下向きに突出しており、先端には吸着ノズル１８４が設けられている。
【００４８】
各実装ヘッド１８３はＲ軸モータの駆動により軸周りの回転動作が可能とされ、又Ｚ軸モータの駆動により、ヘッドユニット１８０のフレーム１８１に対して昇降可能な構成となっている（Ｚ軸サーボ機構）。また、各吸着ノズル１８４には図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。
【００４９】
このような構成とすることで、各サーボ機構を所定のタイミングで作動させると、フィーダ１４５を通じて供給される電子部品Ｂを実装ヘッド１８３により取り出すことが出来、更には取り出した電子部品Ｂを作業位置に停止した回路基板４００上の部品搭載位置に実装出来る（部品実装動作）。また、本機には、部品認識カメラ１１７、基板認識カメラ１１９が搭載されている。
【００５０】
部品認識カメラ１１７は基台中央部において、搬送コンベア１２０の両側に一対設けられている。本部品認識カメラ１１７は撮像面を上方に向けて設置されており、実装ヘッド１８３によりフィーダ１４５から取り出した電子部品Ｂの下面を撮影するために使用される。
【００５１】
基板認識カメラ１１９は、ヘッドユニット１８０のフレーム１８１に対して、撮像面を下に向けた状態で固定されており、作業位置にて停止した回路基板４００を撮影するために使用される。
【００５２】
次に、表面実装機Ｕの電気的構成を図６を参照して説明する。
表面実装機Ｕはコントローラ２１０により装置全体が制御統括されている。コントローラ２１０はＣＰＵ等により構成される演算処理部（本発明の「制御手段」に相当）２１１を備える他、実装プログラム記憶手段２１２、搬送系データ記憶手段２１３、モータ制御部２１５、外部入出力部２１７、画像処理部２１９を設けている。
【００５３】
実装プログラム記憶手段２１２にはＸ軸モータ１７７、Ｙ軸モータ１６７、Ｚ軸モータ、Ｒ軸モータなどからなるサーボ機構を制御するための実装プログラムが格納され、搬送系データ記憶手段２１３には搬送コンベア１２０など搬送系の装置を制御するためのデータが記憶されている。
【００５４】
モータ制御部２１５は演算処理部２１１と共に、実装プログラムに従って各種モータを駆動させるものであり、同モータ制御部２１５には各種モータが電気的に連なっている。
【００５５】
外部入出力部２１７には基板センサ、基板ストッパなど搬送コンベア１２０上に付設される付属装置が電気的に接続されている。基板センサというのは、コンベア上に設定された所定検出位置における基板の有無を検出するものである。
【００５６】
基板ストッパとは搬送コンベア１２０を通じて送られて来た回路基板４００を、基台中央の作業位置にて停止させるものであり、外部入出力部２１７を通じて制御信号を与えることで、係る基板ストッパの作動タイミングをコントロールできる構成となっている。
【００５７】
また、画像処理部２１９には部品認識カメラ１１７、基板認識カメラ１１９が電気的に連なっており、これら各カメラ１１７、１１９から出力される画像がそれぞれ取り込まれるようになっている。
【００５８】
また、表面実装機Ｕには表示ユニット２３０が設けられており、演算処理部２１１の表示制御のもと、表示ユニット２３０上に各種画像を表示させることが出来るようになっている。
【００５９】
そして、上記表面実装機Ｕのコントローラ２１０は通信部２２０を通じてＬＡＮに接続されており、管理コンピュータ３００及び他機との間で通信出来る構成になっている。尚、この通信部２２０が本発明の「入力受付手段（基準位置に関するデータの入力を受け付ける入力受付手段）」に相当するものである。
【００６０】
４．管理コンピュータの電気的構成
管理コンピュータ３００は演算機能を有する主制御部３１０、プログラム格納部３２０、記憶部３３０、表示部３４０などを主体に構成され、通信部３５０を介してＬＡＮに接続されている（図７参照）。
【００６１】
尚、上記記憶部３３０には回路基板４００に実装することが予定されている電子部品Ｂの形状、実装する位置（搭載位置）などの部品情報が記憶されている。
【００６２】
また、主制御部３１０が本発明の「認識手段」、「算出手段」に相当するものであり、通信部３５０が本発明の「入力受付手段（パターンの画像データを受け付ける入力受付手段）」に相当するものである。
【００６３】
５．生産対象の基板
図８は回路基板（生産前の状態を示す）の平面図である。回路基板４００は同図において左右方向に長い長方形状をなすとともに、コーナには位置マークＦＤが設けられている。係る位置マークＦＤは、回路基板４００の位置の基準となるものである。
【００６４】
本回路基板４００には電子部品Ｂとして、３つのＱＦＰ(Quad Flat Package;パケージ４辺のそれぞれから端子を引き出したＩＣ）と、多数個のチップ抵抗が実装されることが予定されており、基板表面には多数個の電極（いわゆるランド）Ｄが形成されている。尚、本明細書を通じて多数個の電極Ｄにより形成される図形をパターンＰと読んでいる。
【００６５】
６．一連の実装基板生産工程
次に、上記回路基板４００に上記電子部品Ｂが実装されるまでの手順を図９を参照しつつ説明する。
【００６６】
（ａ）半田印刷装置により行われる処理
印刷対象の回路基板４００は、図外のコンベアを通じて半田印刷装置Ｒに搬入される。搬入時において基板支持ユニット３は図２の右側の位置（基板搬送位置）にセットされており、回路基板４００は基板支持ユニット３上まで運ばれると、保持部４により位置決め状態に保持される（Ｓ２０）。
【００６７】
その後、保持された回路基板４００の撮影が基板認識カメラ２５により行われる。基板認識カメラ２５の視野は基板の大きさに比べて狭く、一度の撮影で基板の全領域を撮影できない。そのため、回路基板４００の撮影は、カメラ視野よりも小さなＮ個の領域に区分して行われ、得られた各領域の画像は画像処理部６１にそれぞれ取り込まれる。
【００６８】
そして、画像処理部６１では得られた各領域１〜Ｎの画像を繋ぎ合せて、回路基板４００の全体画像を生成する処理が行われる。これにより、図１０に示すように、基板全体の画像、すなわち基板上に形成されるパターンＰの全体画像を得ることとなる。
【００６９】
そして、得られたパターンＰの画像データは演算処理部５１の指令の下、通信部６３を通じて管理コンピュータ３００に転送される（Ｓ３０）。
【００７０】
尚、上記した回路基板４００の撮影処理、及びこれに続くパターンＰの画像データを転送する処理は、半田印刷装置Ｒに新たな回路基板４００が搬入されると、その都度行われる。
【００７１】
そして、画像データが転送されると、半田印刷装置Ｒでは次に、撮影済みの回路基板４００に半田ペーストを印刷する処理が行われる。すなわち、まず、基板支持ユニット３が図２の左側の位置（作業位置）へ向かってＹ軸方向に移動される。
【００７２】
そして、基板支持ユニット３が作業位置に達すると、ＲＺステージ３Ａが駆動されて、回路基板４００を上昇させる。これにより、回路基板４００がメタルマスクＭに下方から接合する。
【００７３】
あとは、スキージ２２を下降させつつメタルマスクＭに当接させ、その後、不図示の半田供給装置を通じて供給される半田ペーストを、スキージ２２により掻いて引き延ばしてやれば、半田ペーストはメタルマスクＭの印刷用開口部Ｈに埋め込まれ、これにて、回路基板４００の電極Ｄ上に半田が印刷される（Ｓ４０；印刷工程）。
【００７４】
そして、印刷処理が完了すると、印刷処理済みの回路基板４００はメタルマスクＭより離間された後、図２に示す基板搬送位置に戻され、その後、所定のタイミングで表面実装機Ｕ１へ搬出される。
【００７５】
尚、半田印刷装置Ｒから表面実装機Ｕ１へ回路基板４００の搬出するタイミングは、管理コンピュータ３００にて管理し、後述する電極群のデータ転送（Ｓ９０の処理）に合わせて行うことが好ましい。
【００７６】
というのも、本実施形態のものは、以下説明するように、半田印刷装置Ｒから転送された回路基板４００の画像データを管理コンピュータ３００にて画像解析し、その結果（電極群のデータ）を表面実装機Ｕ１〜Ｕ３における実装過程にて反映させることとしている。
【００７７】
係る解析処理は各回路基板４００について個別に行われる。よって、解析結果を実装過程において正しく反映させるには、少なくとも、表面実装機Ｕ側において、画像解析結果と画像解析対象となった回路基板４００が正しく対応した状態となるようにする必要があるからである。
【００７８】
（ｂ）管理コンピュータにて行われる処理
半田印刷装置Ｒから転送された画像データを受信すると（画像データの入力を受け付けると）、管理コンピュータ３００の主制御部３１０は転送されたパターンＰの画像から電極個々を認識し、更に各電極Ｄの位置、大きさ、角度等を算出する処理を行う。
【００７９】
尚、パターンＰの画像から個々の電極Ｄを認識するには、例えば、半田印刷装置ＲからメタルマスクＭの印刷用開口部Ｈに関するデータを転送してもらい、印刷用開口部Ｈの全体画像とパターンＰの画像を比較してやればよい。
【００８０】
メタルマスクＭの印刷用開口部Ｈと回路基板４００の電極Ｄは図１８にて示すように、基本的には対応した関係にあるので、上記比較処理を行えば、個々の電極Ｄを区別することが可能となる。このように各電極Ｄを区別することが出来れば、各電極Ｄの大きさ、位置、角度等を算出できる。
【００８１】
そして、各電極Ｄの大きさ、位置、角度等を認識する処理が完了すると、管理コンピュータ３００の主制御部３１０は、パターンＰの画像に位置マークＦＤを基準として、電子部品Ｂの輪郭の画像を重ねる処理を行う。
【００８２】
これにより、例えば、図１１に示すイメージ画像が生成される。このようなイメージ画像を生成することで、パターンＰの画像中に含まれる個々の電極Ｄと、実装が予定される電子部品Ｂとを相互に関連付けることが出来る（Ｓ７０；認識処理）。
【００８３】
例えば、図１１の例であれば、電子部品Ｂ１の輪郭に重なる電極ＤはＤ１〜Ｄ１６の合計１６個の電極であるから、これらＤ１〜Ｄ１６が電子部品Ｂ１に対応する電極群であると認識される。
【００８４】
同様にして、Ｄ１７〜Ｄ３２が電子部品Ｂ２に対応する電極群であると認識され、またＤ３３〜Ｄ４８が電子部品Ｂ３に対応する電極群であると認識される。尚、主制御部３１０により実行されるＳ７０の処理により、本発明の認識手段の果たす処理機能が実現されている。
【００８５】
そして、上記電極群を認識する処理が、実装が予定される全ての電子部品Ｂについて行われると、次に主制御部３１０は各電極群の中心位置（本発明の「基準位置」に相当）Ｏ、及び傾き角θを算出する（Ｓ８０；算出処理）。
【００８６】
以下、電子部品Ｂ１に対応する電極群（電極Ｄ１〜Ｄ１６）を例にとって具体的な算出手順を説明すると、まず、電極群を構成する電極Ｄ１〜Ｄ１６の中から、電極列を構成する電極（同一方向に並ぶ電極）の画像が抽出される（ここでは、Ｄ１〜Ｄ４）。
【００８７】
その後、電極列を水平に横切る検出ラインＬｋを設定する処理が行われ、設定された検出ラインＬｋ上における画像の濃度分布（画像を形成する各画素の明るさの分布）が算出される。
【００８８】
かくして、検出ラインＬｋ上における画像の濃度分布が算出されると、次に濃度分布のピーク値、すなわち電極列を構成する各電極Ｄ１〜Ｄ４の電極中心位置Ｐｃ１〜Ｐｃ４が算出される。
【００８９】
そして、得られた４つの電極中心位置Ｐｃ１〜Ｐｃ４から電極列（電極Ｄ１〜Ｄ４）の中心位置Ｐが算出される。
【００９０】
係る処理を全電極列に対して行うことで、電極Ｄ５〜Ｄ８からなる電極列の中心位置Ｐ、電極Ｄ９〜Ｄ１２からなる電極列の中心位置Ｐ、電極Ｄ１３〜Ｄ１６からなる電極列の中心位置Ｐがそれぞれ算出される。
【００９１】
そして、電極列（Ｄ１〜Ｄ４）の中心位置Ｐと電極列（Ｄ９〜Ｄ１２）の中心位置Ｐを結んだ第一ラインＬｙと、電極列（Ｄ５〜Ｄ８）の中心位置Ｐと電極列（Ｄ１３〜Ｄ１６）の中心位置Ｐを結んだ第二ラインＬｘがそれぞれ算出される。
【００９２】
そして両ラインＬｙ、Ｌｘが算出されると、次に両ラインＬｘ、Ｌｙの交点、すなわち電子部品Ｂ１に対応する電極群の中心位置Ｏ１の座標値が算出され、更には基準ラインＬｏに対する第二ラインＬｘの傾き角θ１、すなわち電極群の傾き角が算出される。尚、中心位置Ｏ１の座標値は、位置マークＦＤの位置を基準として算出される。尚、主制御部３１０により実行されるＳ８０の処理により、本発明の算出手段の果たす処理機能が実現されている。
【００９３】
管理コンピュータ３００の主制御部３１０は、上記した電極群の中心位置Ｏ、傾き角θを他の電極群についてもそれぞれ算出し、その後、算出した電極群に関するデータ（図１３参照）をＬＡＮを通じて各表面実装機Ｕ１〜Ｕ３に転送（出力）する（Ｓ９０）。
【００９４】
そして、転送された電極群に関するデータは、通信部２２０を通じて各表面実装機Ｕ１〜Ｕ３にて受信される（Ｓ１００）。
【００９５】
また、本実施形態では、管理コンピュータ３００の主制御部３１０は上記要領で生成したイメージ画像を、表示部３４０に表示させる構成をとっている。このようにイメージ画像を表示させることで、管理コンピュータ３００にて実行される内部処理を視覚的に把握することが可能となる。
【００９６】
（Ｃ）表面実装機にて行われる処理
印刷処理済みの回路基板４００は半田印刷装置Ｚ２を搬出された後、搬送コンベア１２０を介して表面実装機Ｕ１の基台１１０上に送られ、作業位置にて停止される。
【００９７】
その後、演算処理部２１１の指令により各サーボ機構が作動しヘッドユニット１８０が駆動される。これによりヘッドユニット１８０に設けられた基板認識カメラ１１９が回路基板４００の上方に移動し、作業位置にて停止した回路基板４００を撮影する。
【００９８】
得られた基板画像は画像処理部２１９に取り込まれ、そこで画像解析がなされる。これにより、回路基板４００に付された位置マークＦＤの位置が検出される。
【００９９】
かくして、回路基板４００の搬入及び、位置マークＦＤの位置が検出されると、次に、演算処理部２１１の指令の下、搬入された回路基板４００に対して各電子部品Ｂを実装する処理が、ヘッドユニット１８０を用いて行われる。
【０１００】
このとき、演算処理部２１１は、管理コンピュータ３００から転送された電極群の位置に関する情報に基づいて、電子部品Ｂの搭載位置、搭載角度を補正する処理を行った上で、実装処理を実行する。
【０１０１】
より具体的に説明すると、各電子部品Ｂの搭載位置、搭載角度は予めプログラムされており、位置マークＦＤを基準として座標値、角度が指定されている。
【０１０２】
これに対して、演算処理部２１１はプログラミングされた情報（搭載位置、搭載角度）と管理コンピュータ３００より転送された電極群に関する情報（中心位置、傾き角）を比較し、両情報の相違を検出する。
【０１０３】
そして、両情報の少なくともいずれか一方に相違がある場合（図１４参照）、演算処理部２１１は電子部品Ｂの中心が対応する電極群の中心位置Ｏに一致するようにプログラミングされた搭載位置を補正し、更には電子部品Ｂの向きが電極群の傾きに一致するように搭載角度を補正する。
【０１０４】
そして、演算処理部２１１は補正後の搭載位置、搭載角度に従って各サーボ機構を作動させる。これにより、電子部品Ｂは電極群の位置、傾きに合わせて実装される（Ｓ１１０；部品実装工程）。その結果、図１５に示すように、電極群に対して電子部品Ｂをずれなく実装でき、実装後には各電極Ｄのほぼ中央に、電子部品Ｂの各端子Ｔが正しく載った状態となる。尚、演算処理部２１１により実行されるＳ１１０の処理により本発明の制御手段の果たす処理機能が実現されている。
【０１０５】
部品の実装処理は表面実装機Ｕ１〜Ｕ３の３機の実装機にて分担して行われるが、上記した搭載位置、搭載角度を補正する処理は回路基板４００に実装される全電子部品Ｂを対象に、各表面実装機Ｕ１〜Ｕ３にて行われる。
【０１０６】
そして、回路基板４００上に全電子部品Ｂが実装されると、実装処理済みの実装基板４００は、最後尾に位置する表面実装機Ｕ３からリフロー装置に搬出される。
【０１０７】
リフロー装置では半田ペーストを高温下で溶解させる処理が行われ、これにて、電子部品Ｂの各端子Ｔと実装基板４００の各電極Ｄが電気的に接続される。
【０１０８】
７．効果
本実施形態では、電子部品Ｂの搭載位置、搭載角度を、電極群の中心位置、傾きに合わせて補正することとしたので、各電極群に対して各電子部品Ｂをずれなく実装できる。
【０１０９】
ここで仮に、上記補正処理を行わないとすると、プログラミングされた搭載位置に電子部品Ｂを正しく実装したとしても、電極の位置が元からずれている場合には、図１６にて示すように、電極Ｄに対して電子部品Ｂの端子Ｔが位置ずれを起こすが、本実施形態の構成であれば、このような位置ずれが起きない。
【０１１０】
そして、本実施形態では搭載位置、搭載角度を補正する処理を各電子部品Ｂごとに個別に実施しているので、緻密な部品実装動作が可能となり、実装過程における実装基板４００の生産品質が高まる。
【０１１１】
尚、このような緻密な部品実装動作を行う手段の一例として、各電極群ごとにローカル位置マークＬＦを設定することも考えられるが（図１７参照）、本実施形態の構成であれば、このようなローカル位置マークＬＦを各電極群ごとに設けることなく、緻密な部品実装動作が可能となる。
【０１１２】
また、上記した補正処理を行うには、少なくとも回路基板４００上に形成されるパターンＰの全体画像が必要となるが、本実施形態では同画像を印刷前の段階にて取得することとしている。
【０１１３】
仮にパターンＰの画像として印刷処理後の画像を利用すると、電極Ｄの一部が半田ペーストに隠れてしまい、電極群の中心位置、傾きを正確に算出できない恐れがあるが、本実施形態では、印刷前の画像を使用しているから、電極群の中心位置、傾きを正確に算出することが出来る。
【０１１４】
そして、更に、本実施形態のものは電極群の中心位置、傾きを算出するにあたり、まず、電極群を構成する全電極Ｄの電極中心位置Ｐｃを算出し、その上で電極群の中心位置、傾きを算出している。
【０１１５】
電極群の中心位置、傾きを、単に算出するのであれば、例えば、電極群の４隅に位置する特定の電極のみに着目して算出することも可能であるが、このような算出方法では算出結果に誤差が大きく、緻密な部品実装を実行できるとは言い難い。
【０１１６】
この点、本実施形態では、電極群の中心位置、傾きを、電極群を構成する全電極Ｄの電極中心位置Ｐｃに基づいて算出しているから、正確な算出結果が得られ、緻密な部品実装処理が実行可能となる。
【０１１７】
また、本実施形態のものは、実装基板生産ラインＬの先頭である印刷工程において基板を撮像し、電極群に関するデータ（中心位置、傾き）を管理コンピュータ３００にてデータ解析している。ここで仮に、表面実装機側でデータ解析を行わせる構成とすると、表面実装機側の処理負担が大きくなり、部品の実装効率が低下することが懸念されるが、本実施形態の構成であれば、このようなデータ解析作業を表面実装機側が行う必要がなく、表面実装機Ｕ１、Ｕ２は、転送されてきたデータに基づいて部品の搭載位置、搭載角度を補正する処理のみ行ってやればよい。よって、必要な補正を行いつつも、部品の実装効率が低下せず、タクトタイムへの影響もほとんどない。
【０１１８】
＜実施形態２（請求項６〜請求項８に対応）＞
本発明の実施形態２を図１９を参照して説明する。
実施形態１では、管理コンピュータ３００を専用に設けたが、実施形態２のものは係る管理コンピュータ３００を廃止している。
【０１１９】
この場合、半田印刷装置ＲからＬＡＮを通じて各表面実装機Ｕ１〜Ｕ３に画像データを直接転送するとともに、図１９にて示すように、実施形態１においては管理コンピュータ３００に負担させたＳ６０〜Ｓ８０の各処理を、表面実装機Ｕの演算処理部２１１にて行う構成とすれば、実施形態１で行ったのと同様の補正処理が可能となり、実施形態１と同様の作用効果を効することが可能となる。
【０１２０】
尚、実施形態２においても、Ｓ６０の処理にて生成されるイメージ画像を、各表面実装機Ｕ１〜Ｕ３に設けられる表示ユニット２３０に表示させてやれば、表面実装機Ｕにて行われる内部処理を視覚的に把握することが可能となり、好ましい。
【０１２１】
また、この実施形態では、本発明の認識手段の機能、算出手段の機能、制御手段の機能をすべて、演算処理部２１１が担うこととなる。そして、通信部２２０が、本発明の入力受付手段の機能を担うこととなる。
【０１２２】
＜実施形態３＞
実施形態１では、パターンＰの画像に含まれる個々の電極Ｄを認識（区別）するのに、メタルマスクＭの印刷用開口部Ｈに関するデータを使用した。
【０１２３】
これに対して、実施形態３のものは、以下に説明する方法１〜方法３のいずれかの方法を用いて、個々の電極Ｄを認識することとしている。
【０１２４】
（方法１）
電極Ｄに連なる配線の形状を含めた上で電極形状を比較する。配線も含めた電極形状は各電極間で相違していることが大半であるから、個々の電極Ｄを区別することが可能となる。
【０１２５】
（方法２）
他と類似しないような複数電極の組み合わせを一パターンとして形状を比較する。
（方法３）
半田印刷装置Ｒにおいて、基板認識カメラ２５により撮影した基板画像を画像処理する際に、画像処理範囲をメタルマスクＭの特定印刷用開口部Ｈの近傍範囲に限定して行う。
【０１２６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２７】
（１）実施形態１では、半田印刷装置Ｒに付設される基板認識カメラ２５を用いて、印刷前の回路基板４００を撮影した。本発明は、印刷前の基板画像であれば、必ずしも半田印刷装置Ｒにおいて撮影したものである必要はない。
【０１２８】
例えば、実装基板生産ラインＬの先頭に回路基板４００の良否を検査する基板検査装置が設けられている場合であれば、検査時に取得した基板画像を使用することが適用可能であるし、あるいはライン外においてハンドスキャナ等により作業者自らが撮影した基板画像を使用することも無論可能である。また、この他にも、半田ペーストを吐出する半田供給装置（不図示）、或いは接着剤等の液体を吐出するディスペンサ（不図示）にカメラを設けておき、これら装置にて基板画像を取得するものとしてもよい。
【０１２９】
（２）実施形態１では、回路基板４００を領域的に分割して撮像し、得られた複数画像を合成することによりパターンＰの全体画像を取得する例を挙げたが、回路基板４００の撮影はこのような手法に限定されるものでなく、例えばラインセンサを使用して、回路基板４００の全体画像を１スキャンにて取得する構成であってもよい。
【０１３０】
（３）実施形態１では、電子部品Ｂに対応する電極Ｄを認識（電極群の認識）するのにイメージ画像を生成する手法をとったが、電極群を認識する手法はこれに限定されるものではなく、例えば、以下のような手法も適用出来る。
【０１３１】
例えば、回路基板上に形成される各電極と電子部品とを対応づけたデータベースを予め生成しておく。そして、印刷前におけるパターンＰの画像データを取得したら、画像データ中の個々の電極Ｄを実施形態３の方法１〜方法３のいずれかの方法などを用いて判別する。
【０１３２】
個々の電極Ｄが判別出来たら、あとはデータベースに照合してやれば、対応する電子部品を知ることが出来るので、電極群の認識が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】実施形態１における実装基板生産ラインのライン構成を示す図
【図２】半田印刷装置の要部を示す断面図
【図３】半田印刷装置の電気的構成を示すブロック図
【図４】表面実装機の平面図
【図５】ヘッドユニット、並びにその周辺部を拡大した図
【図６】表面実装機の電気的構成を示すブロック図
【図７】管理コンピュータの電気的構成を示すブロック図
【図８】回路基板の平面図（生産前の状態を示す）
【図９】各機で行われる処理の流れを示すフローチャート図
【図１０】回路基板の画像データを示す図
【図１１】イメージ画像を示す図
【図１２】電極群の中心位置、傾きの算出方法を示す図
【図１３】管理コンピュータから表面実装機に転送されるデータの一例を示す図
【図１４】プログラミングされている搭載位置から電極群の中心位置がずれている状態を示す図
【図１５】電子部品が回路基板上に形成される電極群に合わせて実装された状態を示す図
【図１６】比較例を示す図
【図１７】回路基板上に付されるローカル位置マークを示す図
【図１８】メタルマスクの印刷用開口部と回路基板上に形成される電極の関係を示す図
【図１９】実施形態２にて適用の半田印刷装置、表面実装機にて実行される処理の流れを示すフローチャート図
【符号の説明】
【０１３４】
３…基板支持ユニット
４…保持部
５…スキージユニット
２２…スキージ
２５…基板認識カメラ
５１…演算処理部
６１…画像処理部
６３…通信部
１５０…部品搭載装置（本発明の「ヘッド駆動手段」に相当）
１８０…ヘッドユニット
１８３…実装ヘッド
２１０…コントローラ
２１１…演算処理部（本発明の「制御手段」に相当）
２１９…画像処理部
２２０…通信部（本発明の「入力受付手段」に相当）
２３０…表示ユニット（本発明の「表示装置」に相当）
３００…管理コンピュータ（本発明の「実装基板生産管理装置」に相当）
３１０…主制御部（本発明の「認識手段」「算出手段」に相当）
３４０…表示部（本発明の「表示装置」に相当）
３５０…通信部（本発明の「入力受付手段」に相当）
４００…回路基板、実装基板
Ｂ…電子部品
Ｄ…電極
Ｍ…メタルマスク
Ｈ…印刷用開口部
Ｌ…実装基板生産ライン
Ｒ…半田印刷装置
Ｕ１〜Ｕ３…表面実装機
【図１】
2009094283.tif 000003
【図２】
2009094283.tif 000004
【図３】
2009094283.tif 000005
【図４】
2009094283.tif 000006
【図５】
2009094283.tif 000007
【図６】
2009094283.tif 000008
【図７】
2009094283.tif 000009
【図８】
2009094283.tif 000010
【図９】
2009094283.tif 000011
【図１０】
2009094283.tif 000012
【図１１】
2009094283.tif 000013
【図１２】
2009094283.tif 000014
【図１３】
2009094283.tif 000015
【図１４】
2009094283.tif 000016
【図１５】
2009094283.tif 000017
【図１６】
2009094283.tif 000018
【図１７】
2009094283.tif 000019
【図１８】
2009094283.tif 000020
【図１９】
2009094283.tif 000021