(57)【要約】  互いに異なるバックアップピンＰの配置態様を求める複数の配置条件Ｃのそれぞれについて、仮想空間Ｓｖに対して配置条件Ｃに応じたポテンシャルを設定したポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）が生成される（ステップＳ１０４）。そして、複数の配置条件Ｃそれぞれのポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）を合成した合成ポテンシャルＦ（Ｃ）に基づき、バックアップピンＰを配置する位置が決定される。したがって、複数の配置条件Ｃのそれぞれを適度に満足するバックアップピンＰの配置を決定することが可能となっている。
2019224930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する支持部材が配置される実空間を仮想的に表す仮想空間を設定する演算部と、
互いに異なる前記支持部材の配置態様を求める複数の配置条件を記憶する記憶部と
を備え、
前記演算部は、前記仮想空間に対して前記配置条件に応じてポテンシャルを設定した配置条件ポテンシャル情報を前記各配置条件について生成するとともに、前記各配置条件ポテンシャル情報を合成した合成ポテンシャル情報を生成し、前記合成ポテンシャル情報に基づき前記支持部材を配置する位置を決定する支持部材配置決定装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記配置条件が前記支持部材の配置を求める位置に前記支持部材を引き付けるように作用する引力ポテンシャルを設定する請求項１に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記配置条件が前記支持部材の配置を禁止する位置に前記支持部材を遠ざけるように作用する斥力ポテンシャルを設定する請求項１または２に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記各配置条件ポテンシャル情報に対して重み係数を付けて前記合成ポテンシャル情報を生成する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項５】
オペレータによる入力操作を受け付ける操作部をさらに備え、
前記演算部は、前記入力操作に応じた前記重み係数を付けて前記合成ポテンシャル情報を生成する請求項４に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記基板の両面のうち前記支持部材が接触する面に設けられた障害物と、前記合成ポテンシャル情報に基づき決定した位置に配置した前記支持部材との干渉の有無を判断し、干渉が生じる場合には前記支持部材を配置する位置を調整する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項７】
印刷機においてマスクを介して半田が印刷される前記基板を支持する前記支持部材の配置を決定する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項８】
部品実装機において部品が実装される前記基板を支持する前記支持部材の配置を決定する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の支持部材配置決定装置。
【請求項９】
基板を支持する支持部材が配置される実空間を仮想的に表す仮想空間を設定する工程と、
互いに異なる前記支持部材の配置態様を求める複数の配置条件のそれぞれについて、前記仮想空間に対して前記配置条件に応じてポテンシャルを設定した配置条件ポテンシャル情報を生成する工程と、
前記各配置条件ポテンシャル情報を合成した合成ポテンシャル情報を生成する工程と、
前記合成ポテンシャル情報に基づき前記支持部材を配置する位置を決定する工程と
を備える支持部材配置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を支持する支持部材の配置を決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷機あるいは部品実装機等では、作業（印刷／部品実装）の対象となる基板を支持するためにバックアップピン等の支持部材が用いられる。この際、基板に対して作業を適切に実行するためには、支持部材の配置が重要となる。そこで、特許文献１、２では、部品実装機において基板を支持する支持部材の配置を、基板の上面および下面に実装された部品を示す画像から指定することで決定する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４５２６８６号公報
【特許文献２】特許第４５７２２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ただし、支持部材の配置には、互いに異なる種々の条件が求められる。例えば、マスクを介して基板に半田を印刷する印刷機では、マスクのパターンに応じた位置で基板を支持できるように支持部材を配置することが求められる。一方で、基板の両面のうち、支持部材が接触する面に部品等の障害物が存在する場合には、これを避けて支持部材を配置することが求められる。そして、これらのような配置条件は必ずしも同時かつ完全に満たすことができないため、各配置条件を勘案しつつ適当な支持部材の配置を決定する必要があった。【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、互いに異なる支持部材の配置態様を求める複数の配置条件のそれぞれを適度に満足する支持部材の配置を決定することを可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る支持部材配置決定装置は、基板を支持する支持部材が配置される実空間を仮想的に表す仮想空間を設定する演算部と、互いに異なる支持部材の配置態様を求める複数の配置条件を記憶する記憶部とを備え、演算部は、仮想空間に対して配置条件に応じてポテンシャルを設定した配置条件ポテンシャル情報を各配置条件について生成するとともに、各配置条件ポテンシャル情報を合成した合成ポテンシャル情報を生成し、合成ポテンシャル情報に基づき支持部材を配置する位置を決定する。【０００７】
本発明に係る支持部材配置決定方法は、基板を支持する支持部材が配置される実空間を仮想的に表す仮想空間を設定する工程と、互いに異なる支持部材の配置態様を求める複数の配置条件のそれぞれについて、仮想空間に対して配置条件に応じてポテンシャルを設定した配置条件ポテンシャル情報を生成する工程と、各配置条件ポテンシャル情報を合成した合成ポテンシャル情報を生成する工程と、合成ポテンシャル情報に基づき支持部材を配置する位置を決定する工程とを備える。【０００８】
このように構成された本発明（支持部材配置決定装置、支持部材配置決定方法）では、互いに異なる支持部材の配置態様を求める複数の配置条件のそれぞれについて、仮想空間に対して配置条件に応じたポテンシャルを設定した配置条件ポテンシャル情報が生成される。そして、複数の配置条件ポテンシャル情報を合成した合成ポテンシャル情報に基づき、支持部材を配置する位置が決定される。したがって、複数の配置条件のそれぞれを適度に満足する支持部材の配置を決定することが可能となっている。【０００９】
また、演算部は、配置条件が支持部材の配置を求める位置に支持部材を引き付けるように作用する引力ポテンシャルを設定するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。これによって、配置条件が配置を求める場所の近傍に支持部材を配置することが可能となる。【００１０】
また、演算部は、配置条件が支持部材の配置を禁止する位置に支持部材を遠ざけるように作用する斥力ポテンシャルを設定するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。これによって、配置条件が配置を禁止する場所を外して支持部材を配置することが可能となる。【００１１】
また、演算部は、複数の配置条件ポテンシャル情報に対して重み係数を付けて合成ポテンシャル情報を生成するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。これによって、複数の配置条件の優先度（重み係数）に応じてこれらを適度に満足する支持部材の配置を決定することができる。【００１２】
また、オペレータによる入力操作を受け付ける操作部をさらに備え、演算部は、入力操作に応じた重み係数を付けて合成ポテンシャル情報を生成するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。これによって、オペレータが示す優先度に応じて、複数の配置条件を適度に満足する支持部材の配置を決定することができる。【００１３】
また、演算部は、基板の両面のうち支持部材が接触する面に設けられた障害物と、合成ポテンシャル情報に基づき決定した位置に配置した支持部材との干渉の有無を判断し、干渉が生じる場合には支持部材を配置する位置を調整するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。これによって、支持部材と障害物との干渉を回避しつつ、支持部材の配置を決定することができる。【００１４】
また、印刷機においてマスクを介して半田が印刷される基板を支持する支持部材の配置を決定するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。かかる構成では、適切に配置された支持部材によって基板を支持しつつ、基板に対して半田を印刷することが可能となる。【００１５】
また、部品実装機において部品が実装される基板を支持する支持部材の配置を決定するように、支持部材配置決定装置を構成しても良い。かかる構成では、適切に配置された支持部材によって基板を支持しつつ、基板に対して部品を実装することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、互いに異なる支持部材の配置態様を求める複数の配置条件のそれぞれを適度に満足する支持部材の配置を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】印刷機を模式的に示す正面図。
【図２】図１の印刷機が備える電気的構成を示すブロック図。
【図３】昇降テーブルに対するバックアップピンの配置例を模式的に示す斜視図。
【図４】バックアップピンの配置を決定するサーバコンピュータの電気的構成の一例を示すブロック図。
【図５】互いに異なる配置態様をバックアップピンに求める複数の配置条件を表形式で示す図。
【図６】サーバコンピュータによって実行されるバックアップピン配置決定の一例を示すフローチャート。
【図７】パターン直下条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図。
【図８】部品回避条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図。
【図９】撓み抑制条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図。
【図１０】配置効率条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図。
【図１１】ポテンシャル場を合成する際に用いられる重み係数の一例を表形式で示す図。
【図１２】合成ポテンシャル場の一例を示す等高線図。
【図１３】バックアップピンの位置調整の一例を模式的に示す図。
【図１４】部品実装機の一例を模式的に示す部分正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は印刷機を模式的に示す正面図であり、図２は図１の印刷機が備える電気的構成を示すブロック図である。図１および以下の図では、Ｚ方向を鉛直方向とし、Ｘ方向およびＹ方向を水平方向とするＸＹＺ直交座標軸を適宜示す。この印刷機１は、マスクＭを保持するマスク保持ユニット２と、マスクＭの下方に配置された基板保持ユニット４と、マスクＭの上方に配置されたスキージユニット６とを備える。さらに、印刷機１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびＲＡＭ(Random Access Memory)等で構成された主制御部１０と、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等で構成された記憶部１１とを備える。そして、主制御部１０が記憶部１１に記憶される印刷プログラムに従って各ユニット４、６を制御することで、基板保持ユニット４により基板ＢをマスクＭに下方から対向させつつスキージユニット６のスキージ６１の先端をマスクＭの上面にＸ方向へ摺動させる。これによって、マスクＭの上面に供給された半田Ｄが、マスクＭを貫通するパターンを介して基板Ｂの上面Ｂｕに印刷される。
【００１９】
また、印刷機１は、各可動部の動作を制御する駆動制御部１２およびバルブ制御部１３を備え、主制御部１０は、駆動制御部１２およびバルブ制御部１３によりユニット４、６の可動部を制御する。さらに、印刷機１は、例えば液晶ディスプレイ等で構成された表示ユニット１４と、キーボードやマウスといった入力機器で構成された入力ユニット１５とを備える。したがって、オペレータは、表示ユニット１４の表示内容を確認することで印刷機１の稼働状況を確認したり、入力ユニット１５を操作することで印刷機１に指令を入力したりできる。なお、表示ユニット１４および入力ユニット１５はタッチパネルにより一体的に構成しても構わない。
【００２０】
マスク保持ユニット２はクランプ部材２１を有し、マスクＭはその周縁部に設けられたフレーム２２を介してクランプ部材２１に着脱可能に取り付けられる。これによって、平板形状を有するマスクＭがマスク保持ユニット２により水平に保持される。このマスクＭは、平面視において矩形状を有し、基板Ｂへの印刷パターンに応じた形状の貫通孔（マスクパターン）を有する。
【００２１】
基板保持ユニット４は、マスク保持ユニット２に保持されたマスクＭの下方に配置され、マスクＭに対して基板Ｂの位置を合わせる機能を担う。この基板保持ユニット４は、基板Ｂを搬送する一対のコンベア４１と、コンベア４１から受け取った基板Ｂを保持する基板保持部４２と、コンベア４１および基板保持部４２を支持する平板形状の可動テーブル４３とを有する。
【００２２】
一対のコンベア４１はＸ方向に間隔を空けつつＹ方向に平行に配置されており、それぞれの上面で基板ＢのＸ方向の両端を下方から支持する。また、基板保持ユニット４には、これらコンベア４１を駆動するコンベア駆動部Ｍ４１が設けられている。そして、駆動制御部１２からの指令を受けたコンベア駆動部Ｍ４１が各コンベア４１を駆動すると、各コンベア４１がＹ方向に基板Ｂを搬送して、印刷機１に対する基板Ｂの搬入あるいは搬出を実行する。
【００２３】
基板保持部４２は、平板形状の昇降テーブル４２１と、可動テーブル４３に対してＺ方向にスライド可能なスライド支柱４２２とを有し、昇降テーブル４２１がスライド支柱４２２の上端に支持されている。この昇降テーブル４２１の上面にはＺ方向に立設された複数のバックアップピンＰがＸ方向およびＹ方向に間隔を空けて並ぶ。さらに、基板保持部４２にはバックアップ駆動部Ｍ４２３が設けられており、駆動制御部１２からの指令を受けたバックアップ駆動部Ｍ４２３がスライド支柱４２２を昇降させることで、昇降テーブル４２１とともにバックアップピンＰを昇降させる。例えばコンベア４１の基板Ｂの搬入時は、バックアップ駆動部Ｍ４２３は、各バックアップピンＰの上端をコンベア４１の上面より下方に位置させる。そして、コンベア４１がバックアップピンＰの直上に基板Ｂを搬入すると、バックアップ駆動部Ｍ４２３はバックアップピンＰを上昇させることで、バックアップピンＰの上端をコンベア４１の上面より上方へ突出させる。これによって、バックアップピンＰの上端が基板Ｂの下面Ｂｄに接触しつつ基板Ｂを押し上げて、コンベア４１の上面から各バックアップピンＰの上端へ基板Ｂが受け渡される。
【００２４】
また、基板保持部４２は、一対のコンベア４１の上方でＸ方向に間隔を空けて配置された一対のクランププレート４２４と、これらクランププレート４２４の少なくとも一方をＸ方向に駆動するプレート駆動部Ｍ４２４とを有する。各クランププレート４２４の上面はＸ方向およびＹ方向に平行な平面であり、同じ高さに位置する。プレート駆動部Ｍ４２４は、バルブ制御部１３からの指令に応じてバルブを開閉することで、クランププレート４２４へ供給するエアを調整する。これによって、クランププレート４２４がＸ方向に駆動される。
【００２５】
そして、駆動制御部１２がバックアップピンＰ上の基板Ｂを一対のクランププレート４２４の間にまで上昇させ、バルブ制御部１３からの指令を受けたバルブが動作してこれらクランププレート４２４の間隔を狭めることで、基板Ｂがこれらクランププレート４２４によりＸ方向（水平方向）からクランプされる。具体的には、基板Ｂの上面の高さをクランププレート４２４の上面の高さに一致させるバックアップ駆動部Ｍ４２３の駆動量を示す基板高さデータが記憶部１１に格納されている。そして、バックアップ駆動部Ｍ４２３は基板高さデータが示す上昇幅だけ基板Ｂを上昇させる。この際、バックアップ駆動部Ｍ４２３による基板Ｂの上昇中は、プレート駆動部Ｍ４２４は一対のクランププレート４２４の間隔を基板ＢのＸ方向の幅より広くする。そして、バックアップ駆動部Ｍ４２３による基板Ｂの上昇が完了すると、プレート駆動部Ｍ４２４は一対のクランププレート４２４の間隔を狭めて、これらクランププレート４２４により基板ＢをＸ方向から挟む。こうして、基板Ｂがクランププレート４２４によりクランプされる。
【００２６】
さらに、基板保持ユニット４は、可動テーブル４３を駆動するテーブル駆動機構４４を有する。このテーブル駆動機構４４は、Ｘ軸テーブル４４１と、Ｘ軸テーブル４４１の上面に取り付けられたＹ軸テーブル４４２と、Ｙ軸テーブル４４２の上面に取り付けられたＲ軸テーブル４４３と、Ｒ軸テーブル４４３に対して可動テーブル４３を昇降させるボールネジ４４４とを有する。さらに、テーブル駆動機構４４は、Ｘ軸テーブル４４１をＸ方向に駆動するＸ軸駆動部Ｍ４４１と、Ｙ軸テーブル４４２をＹ方向へ駆動するＹ軸駆動部Ｍ４４２と、Ｒ軸テーブル４４３をＲ方向（Ｚ方向に平行な軸を中心とする回転方向）に駆動するＲ軸駆動部Ｍ４４３と、ボールネジ４４４を回転させることで可動テーブル４３をＺ方向に駆動するＺ軸駆動部Ｍ４４４とを有する。したがって、駆動制御部１２は、各駆動部Ｍ４４１〜Ｍ４４４を制御することで、可動テーブル４３に配置されたコンベア４１および基板保持部４２をＸ、Ｙ、Ｚ、Ｒ方向に駆動することができる。例えば搬入された基板ＢをマスクＭに対して位置決めする際には、駆動制御部１２は、クランププレート４２４にクランプされた基板Ｂの位置を、Ｘ・Ｙ・Ｒ軸駆動部Ｍ４４１〜Ｍ４４３によりＸ・Ｙ方向に調整するとともに、Ｚ軸駆動部Ｍ４４４によりＺ方向に調整する。これによって、クランププレート４２４および基板Ｂそれぞれの上面がマスクＭの下面に接触する。
【００２７】
さらに、印刷機１は、例えば図３に例示するように、昇降テーブル４２１上にバックアップピンＰを配置するピン配置ユニット７を有する。ここで、図３は昇降テーブルに対するバックアップピンの配置例を模式的に示す斜視図である。図１〜図３を用いて、このピン配置ユニット７について説明する。
【００２８】
ピン配置ユニット７は、配置ヘッド７１と、配置ヘッド７１をＸ方向に駆動するＸ軸駆動部Ｍ７１１と、配置ヘッド７１をＹ方向に駆動するＹ軸駆動部Ｍ７１２とを有し、駆動制御部１２は、Ｘ軸駆動部Ｍ７１１およびＹ軸駆動部Ｍ７１２によって配置ヘッド７１をＸＹ方向に二次元的に移動させる。この配置ヘッド７１は、間隔Ｌを空けてＹ方向に平行に配列された複数の吸着ノズル７２を有し、ピン配置ユニット７は、これら吸着ノズル７２を個別にＺ方向に駆動するＺ軸駆動部Ｍ７１３を有する。そして、駆動制御部１２は、Ｚ軸駆動部Ｍ７１３によって、各吸着ノズル７２を昇降させる。なお、吸着ノズル７２の個数は、図３に例示する２個に限られない。また、隣接する吸着ノズル７２の間隔Ｌは、これら吸着ノズル７２の中心の間の距離として求めることができる。
【００２９】
さらに、ピン配置ユニット７は、昇降テーブル４２１のＸ方向の側方に配置されたピンストッカ７５を有し、このピンストッカ７５に多数のバックアップピンＰをストックする。このピンストッカ７５では、各バックアップピンＰはＺ方向に平行に起立しており、Ｙ方向に平行に間隔Ｌで並ぶ。そして、主制御部１０は、ピンストッカ７５と昇降テーブル４２１との間で配置ヘッド７１を移動させることで、ピンストッカ７５から昇降テーブル４２１にバックアップピンＰを移載したり、昇降テーブル４２１からピンストッカ７５にバックアップピンＰを収納したりすることができる。
【００３０】
例えば、前者の動作は次のようにして実行される。駆動制御部１２は、Ｘ軸駆動部Ｍ７１１およびＹ軸駆動部Ｍ７１２によって配置ヘッド７１をピンストッカ７５の上方に位置させることで、２個の吸着ノズル７２を２本のバックアップピンＰに上方から対向させる。そして、駆動制御部１２がＺ軸駆動部Ｍ７１３によってこれら吸着ノズル７２を同時に下降させてバックアップピンＰに接触させると、バルブ制御部１３がこれら吸着ノズル７２に負圧を与える。これによって２個の吸着ノズル７２によって２本のバックアップピンＰが吸着されると、駆動制御部１２はこれら吸着ノズル７２を上昇させる。
【００３１】
こうして、２個の吸着ノズル７２によってピンストッカ７５から２本のバックアップピンＰがピックアップされると、駆動制御部１２は、Ｘ軸駆動部Ｍ７１１およびＹ軸駆動部Ｍ７１２によって配置ヘッド７１を昇降テーブル４２１の上方へ移動させることで、バックアップピンＰを昇降テーブル４２１の対象位置に上方から対向させる。そして、駆動制御部１２がＺ軸駆動部Ｍ７１３によって吸着ノズル７２を下降させてバックアップピンＰを昇降テーブル４２１の対象位置に接触させると、バルブ制御部１３が吸着ノズル７２の負圧を解除する。これによって、バックアップピンＰが昇降テーブル４２１の対象位置に載置されると、駆動制御部１２は吸着ノズル７２を上昇させる。
【００３２】
この際、２個のバックアップピンＰを配置する対象位置がＹ方向に平行に間隔Ｌで並ぶ場合には、配置ヘッド７１は、２個のバックアップピンＰを同時に昇降テーブル４２１に移載する。また、そうでない場合には、配置ヘッド７１は、２個のバックアップピンＰのうち一方のバックアップピンＰを昇降テーブル４２１に移載してから、他方のバックアップピンＰを昇降テーブル４２１に移載する。
【００３３】
なお、昇降テーブル４２１に載置されたバックアップピンＰは、磁力によって昇降テーブル４２１に保持される。このような保持態様によれば、マトリックス状に配列された複数の係合孔にバックアップピンＰを係合させることでバックアップピンＰを保持する構成と異なり、バックアップピンＰを昇降テーブル４２１上の任意の位置に配置できるといったフリーロケーションを実現することができる。
【００３４】
以上のようにして、ピンストッカ７５から昇降テーブル４２１にバックアップピンＰが移載される。また、ピンストッカ７５から昇降テーブル４２１にバックアップピンＰを収納する場合には、上記と逆の動作が実行される。そして、本実施形態では、印刷機１を管理するサーバコンピュータによって、昇降テーブル４２１へのバックアップピンＰの配置が決定される。
【００３５】
図４はバックアップピンの配置を決定するサーバコンピュータの電気的構成の一例を示すブロック図である。サーバコンピュータ９は、演算部９１、記憶部９２、ＵＩ９３および通信部９４を備える。演算部９１はＣＰＵやＲＡＭで構成されたプロセッサであり、バックアップピンＰの配置を決定するための演算処理を実行する。記憶部９２はＨＤＤで構成され、バックアップピンＰの配置を決定するために必要となる各種データを記憶する。ＵＩ９３は、オペレータの入力操作を受け付けたり、オペレータに各種情報を表示したりする。また、通信部９４は、印刷機１等の外部装置との通信を実行する。
【００３６】
特に、記憶部９２は、互いに異なる配置態様でバックアップピンＰを配置することを求める複数の配置条件Ｃを記憶する。図５は互いに異なる配置態様をバックアップピンに求める複数の配置条件を表形式で示す図である。同図では、複数の配置条件Ｃとして、パターン直下条件、部品回避条件、撓み抑制条件および配置効率条件が示され、これら配置条件Ｃは識別番号Ｉ（＝１、２、３、４）によって識別される。
【００３７】
識別番号Ｉ＝１の配置条件Ｃ、すなわちパターン直下条件は、マスクＭのパターンの直下の位置にバックアップピンＰを配置する配置態様を要求する。これは、マスクＭのパターンの直下で基板ＢをバックアップピンＰにより支持することで、パターンの周縁でマスクＭと基板Ｂとの間に隙間が生じるのを抑制し、良好な半田Ｄのパターンを基板Ｂに印刷することを目的とする。
【００３８】
識別番号Ｉ＝２の配置条件Ｃ、すなわち部品回避条件は、基板Ｂの下面Ｂｄに実装された部品Ｅを回避してバックアップピンＰを配置する配置態様を要求する。これは、バックアップピンＰと部品Ｅとの干渉が生じるのを防止することを目的とする。
【００３９】
識別番号Ｉ＝３の配置条件Ｃ、すなわち撓み抑制条件は、配置予定のバックアップピンＰを配置する前の状態において基板Ｂの撓みが最大となる位置にバックアップピンＰを配置する配置態様を要求する。これは、基板Ｂの撓みを抑制することで、マスクＭと基板Ｂとの間に隙間が生じるのを抑制し、良好な半田Ｄのパターンを基板Ｂに印刷することを目的とする。
【００４０】
識別番号Ｉ＝４の配置条件Ｃ、すなわち配置効率条件は、配置ヘッド７１において複数の吸着ノズル７２がＹ方向に並ぶ間隔Ｌで、複数のバックアップピンＰをＹ方向に平行に配置する配置態様を要求する。これは、配置ヘッド７１が複数の吸着ノズル７２のそれぞれで吸着するバックアップピンＰを昇降テーブル４２１に速やかに載置することを目的とする。
【００４１】
図６はサーバコンピュータによって実行されるバックアップピン配置決定の一例を示すフローチャートである。このバックアップピン配置決定は、いわゆるポテンシャル法を用いて、演算部９１によって実行される。つまり、演算部９１は、バックアップピンＰが配置される実空間Ｓｒ（図３）を仮想的に示す仮想空間Ｓｖ（図７〜図１０、図１２）を設定する。そして、演算部９１は、バックアップピンＰを引き付けるように作用する引力ポテンシャルＦａをバックアップピンＰの配置が要求される位置に設定する一方、バックアップピンＰを遠ざけるように作用する斥力ポテンシャルＦｂをバックアップピンＰの配置が禁止される位置に設定することで、仮想空間Ｓｖにポテンシャル場Ｆを生成する。そして、演算部９１は、仮想空間Ｓｖのポテンシャル場ＦにバックアップピンＰを仮想的に配置しつつ、バックアップピンＰの配置を決定する。
【００４２】
ステップＳ１０１では、所定数のバックアップピンＰの配置が完了したかが判断される。この所定数は、例えばＵＩ９３に対するオペレータの入力操作によって設定される。そして、所定数のバックアップピンＰの配置が完了していない場合（ステップＳ１０１で「ＮＯ」の場合）には、配置条件Ｃの識別番号Ｉがゼロにリセットされ（ステップＳ１０２）、識別番号Ｉがインクリメントされる（ステップＳ１０３）。
【００４３】
ステップＳ１０４では、識別番号Ｉ＝１の配置条件Ｃ、すなわちパターン直下条件に応じたポテンシャル場Ｆ（１）（図７）が仮想空間Ｓｖに対して設定される。図７はパターン直下条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図である。図７において、Ｘ軸およびＹ軸はＸ方向の位置およびＹ方向の位置をそれぞれ示し、Ｚ軸はポテンシャルの高さを示す。演算部９１は、パターン直下条件の要求に応じて、マスクＭの各パターンの位置（Ｘ・Ｙ座標）に引力ポテンシャルＦａ（下に凸のポテンシャル関数）を設定する。この引力ポテンシャルＦａは、マスクＭのパターンの位置に向かって漸減し、当該パターンの位置において一定の最低値を有する。その結果、図７に示すポテンシャル場Ｆ（１）が設定される。
【００４４】
ステップＳ１０５では、識別番号Ｉが最大値Ｉｘ（＝４）に一致するか否かが判断される。ここでは、識別番号Ｉ＝１であるため、ステップＳ１０５で「ＮＯ」と判断され、ステップＳ１０３で識別番号Ｉがインクリメントされる。
【００４５】
ステップＳ１０４では、識別番号Ｉ＝２の配置条件Ｃ、すなわち部品回避条件に応じたポテンシャル場Ｆ（２）（図８）が仮想空間Ｓｖに対して設定される。図８は部品回避条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図である。図８の表記は図７のそれと同様である。演算部９１は、部品回避条件の要求に応じて、基板Ｂの下面Ｂｄに実装された各部品Ｅの位置（Ｘ・Ｙ座標）に斥力ポテンシャルＦｂ（上に凸のポテンシャル関数）を設定する。この斥力ポテンシャルＦｂは、部品Ｅの存在範囲の端で垂直に増大し、部品Ｅの存在範囲において一定値を有する。なお、部品Ｅの存在範囲でのポテンシャルの高さは、当該部品Ｅの高さに応じて異なり、部品Ｅが高いほど高い。その結果、図８に示すポテンシャル場Ｆ（２）が設定される。
【００４６】
ステップＳ１０５では、識別番号Ｉが最大値Ｉｘ（＝４）に一致するか否かが判断される。ここでは、識別番号Ｉ＝２であるため、ステップＳ１０５で「ＮＯ」と判断され、ステップＳ１０３で識別番号Ｉがインクリメントされる。
【００４７】
ステップＳ１０４では、識別番号Ｉ＝３の配置条件Ｃ、すなわち撓み抑制条件に応じたポテンシャル場Ｆ（３）（図９）が仮想空間Ｓｖに対して設定される。図９は撓み抑制条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図である。図９の表記は図７のそれと同様である。演算部９１は、撓み抑制条件の要求に応じて、配置予定のバックアップピンＰを配置する前の状態で基板Ｂの撓みが最大となる位置に引力ポテンシャルＦａ（下に凸のポテンシャル関数）を設定する。この引力ポテンシャルＦａは、バックアップピンＰを配置する前の基板Ｂの撓みを予測した結果に対応し、基板Ｂの撓みが大きい位置ほど低いポテンシャルを有する。その結果、図９に示すポテンシャル場Ｆ（３）が設定される。なお、図９では、バックアップピンＰが全く配置されていない状態であるため、ポテンシャル場Ｆ（３）は、基板Ｂを支持するクランプ部材２１から離れるに伴って漸減するポテンシャルを有し、基板Ｂの中心の位置で最低値を有する。
【００４８】
ステップＳ１０５では、識別番号Ｉが最大値Ｉｘ（＝４）に一致するか否かが判断される。ここでは、識別番号Ｉ＝３であるため、ステップＳ１０５で「ＮＯ」と判断され、ステップＳ１０３で識別番号Ｉがインクリメントされる。
【００４９】
ステップＳ１０４では、識別番号Ｉ＝４の配置条件Ｃ、すなわち配置効率条件に応じたポテンシャル場Ｆ（４）（図１０）が仮想空間Ｓｖに対して設定される。図１０は配置効率条件に応じて設定されるポテンシャル場の一例を示す等高線図である。図１０の表記は図７のそれと同様である。演算部９１は、配置効率条件の要求に応じて、底に向かって漸減する引力ポテンシャルＦａ（下に凸のポテンシャル関数を）をＸ方向に平行に間隔Ｌを空けつつ、Ｘ方向およびＹ方向にマトリックス状に複数配列する。その結果、図１０に示すポテンシャル場Ｆ（４）が設定される。
【００５０】
ステップＳ１０５では、識別番号Ｉが最大値Ｉｘ（＝４）に一致するか否かが判断される。ここでは、識別番号Ｉ＝４であるため、ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」と判断される。そのため、ステップＳ１０６に進んで、ポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）に対する重み係数Ｗが取得される。そして、この重み係数でポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）を合成することで、合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）が算出される（ステップＳ１０７）。
【００５１】
図１１はポテンシャル場を合成する際に用いられる重み係数の一例を表形式で示す図である。図１１に示すように、基板Ｂへの半田Ｄの印刷品質を優先した品質優先、昇降テーブル４２１へバックアップピンＰを配置する時間の短縮を優先した時間優先、およびこれらの何れかに偏らないバランスの各モードに適した重み係数Ｗが、記憶部９２に記憶されている。
【００５２】
部品回避条件および撓み抑制条件に基づき生成されるポテンシャル場Ｆ（２）、Ｆ（３）に対しては、各モードに共通して同一の重み係数Ｗ（＝５）が設定されている。品質優先のモードでは、パターン直下条件に対応するポテンシャル場Ｆ（１）の重み係数Ｗ（＝１０）が、配置効率条件に対応するポテンシャル場Ｆ（４）の重み係数Ｗより大きく、ポテンシャル場Ｆ（２）、Ｆ（３）の重み係数Ｗ（＝５）はこれらの間の値（２より大きく、１０より小さい値）となっている。時間優先のモードでは、配置効率条件に対応するポテンシャル場Ｆ（４）の重み係数Ｗ（＝１０）が、パターン直下条件に対応するポテンシャル場Ｆ（１）の重み係数Ｗ（＝２）より大きく、ポテンシャル場Ｆ（２）、Ｆ（３）の重み係数Ｗ（＝５）はこれらの間の値（２より大きく、１０より小さい値）となっている。バランスのモードでは、各ポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）の重み係数Ｗはいすれも５であり、互いに等しい。
【００５３】
オペレータは、ＵＩ９３を操作することで、図１１に示す各モードのうちから１つのモードを選択できる。そして、ステップＳ１０６では、オペレータにより選択されたモードの重み係数Ｗが取得される。したがって、例えば品質優先のモードが選択されている場合には、ステップＳ１０７において、次式
Ｆ（Ｃ）＝１０×Ｆ（１）＋５×Ｆ（２）＋５×Ｆ（３）＋２×Ｆ（４）
に基づき、合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）が算出される。こうして、ポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）に対して重み係数Ｗに応じた重み付けを行ってポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）を合成した合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）が求められる。
【００５４】
図１２は合成ポテンシャル場の一例を示す等高線図である。図１２の表記は図７のそれと同様である。ステップＳ１０８では、合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）において、閾値以下のポテンシャルを有する位置が存在するか否かを判断する。この閾値は、例えばＵＩ９３に対するオペレータの入力操作によって設定される。閾値以下のポテンシャルを有する位置が存在しない場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」の場合）には図６のフローチャートを終了する。一方、閾値以下のポテンシャルを有する位置が存在する場合には、これらの位置のうち最低のポテンシャルを有する位置にバックアップピンＰが仮想的に配置される（ステップＳ１０９）。この際、ポテンシャルが最低となる位置が複数存在する場合には、これらの位置のそれぞれにバックアップピンＰが仮想的に配置される。
【００５５】
そして、ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で仮想的に配置されたバックアップピンＰと、基板Ｂの下面Ｂｄに存在する部品Ｅとの干渉の有無が確認される。干渉が無い場合（ステップＳ１１０で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ１０１に戻る。一方、干渉が有る場合には、バックアップピンＰの位置が調整される（ステップＳ１１１）。
【００５６】
図１３はバックアップピンの位置調整の一例を模式的に示す図であり、同図の「調整前」の欄では、ステップＳ１０９でバックアップピンＰが仮想的に配置された状態が示され、同図の「調整後」の欄では、バックアップピンＰの位置が調整された状態が示されている。「調整前」の欄に示す状態では、バックアップピンＰのフランジが部品Ｅと干渉しているため、ステップＳ１１０で干渉有りと判断される。そこで、ステップＳ１１１でバックアップピンＰの位置が部品Ｅから離れる方向に距離Δだけ移動される。その結果、「調整後」の欄に示す例では、バックアップピンＰと部品Ｅとの干渉が解消される。
【００５７】
ステップＳ１１１でバックアップピンＰの位置が調整されると、ステップＳ１１０に戻って、バックアップピンＰと部品Ｅとの干渉が解消されているか否かが確認される。そして、干渉が解消するまでステップＳ１１０、Ｓ１１１が繰り返されると、ステップＳ１０１に戻る。そして、所定数のバックアップピンＰの仮想配置が完了するまで（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」となるまで）、ステップＳ１０１〜Ｓ１１１が繰り返されると、図６のフローチャートが終了する。
【００５８】
以上に説明した実施形態では、互いに異なるバックアップピンＰの配置態様を求める複数の配置条件Ｃのそれぞれについて、仮想空間Ｓｖに対して配置条件Ｃに応じたポテンシャルを設定したポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）が生成される（ステップＳ１０４）。そして、複数の配置条件Ｃそれぞれのポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）を合成した合成ポテンシャルＦ（Ｃ）に基づき、バックアップピンＰを配置する位置が決定される。したがって、複数の配置条件Ｃのそれぞれを適度に満足するバックアップピンＰの配置を決定することが可能となっている。
【００５９】
また、パターン直下条件Ｃ（１）に応じたポテンシャルを設定したポテンシャル場Ｆ（１）が生成される。したがって、マスクＭのパターンの近傍で基板ＢをバックアップピンＰにより支持することができる。その結果、パターンの周縁でマスクＭと基板Ｂとの間に隙間が生じるのを抑制し、良好な半田Ｄのパターンを基板Ｂに印刷することが可能となる。
【００６０】
また、部品回避条件Ｃ（２）に応じたポテンシャルを設定したポテンシャル場Ｆ（２）が生成される。したがって、バックアップピンＰと部品Ｅとの干渉が生じるのを防止することが可能となっている。
【００６１】
また、撓み抑制条件Ｃ（３）に応じたポテンシャルを設定したポテンシャル場Ｆ（３）が生成される。したがって、バックアップピンＰによって基板Ｂを支持して、基板Ｂの撓みを抑制することができる。その結果、マスクＭと基板Ｂとの間に隙間が生じるのを抑制し、良好な半田Ｄのパターンを基板Ｂに印刷することが可能となる。
【００６２】
また、配置効率条件Ｃ（４）に応じたポテンシャルを設定したポテンシャル場Ｆ（４）が生成される。したがって、配置ヘッド７１が複数の吸着ノズル７２のそれぞれで吸着するバックアップピンＰを昇降テーブル４２１に速やかに載置することが可能となる。
【００６３】
また、演算部９１は、配置条件ＣがバックアップピンＰの配置を求める位置に引力ポテンシャルＦａを設定する。これによって、配置条件Ｃが配置を求める場所の近傍にバックアップピンＰを配置することが可能となっている。
【００６４】
また、演算部９１は、配置条件ＣがバックアップピンＰの配置を禁止する位置に斥力ポテンシャルＦｂを設定する。これによって、配置条件Ｃが配置を禁止する場所を外してバックアップピンＰを配置することが可能となっている。
【００６５】
また、演算部９１は、複数の配置条件Ｃそれぞれのポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）に対して重み係数Ｗを付けて合成ポテンシャル情報を生成する（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。これによって、複数の配置条件Ｃの優先度に応じてこれらを適度に満足するバックアップピンＰの配置を決定することが可能となっている。
【００６６】
また、オペレータによる入力操作を受け付けるＵＩ９３が具備されており、演算部９１は、ＵＩ９３への入力操作に応じた重み係数Ｗを付けて合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）を生成する。これによって、オペレータが示す優先度に応じて、複数の配置条件Ｃを適度に満足するバックアップピンＰの配置を決定することができる。
【００６７】
また、演算部９１は、基板Ｂの両面Ｂｕ、Ｂｄのうち、バックアップピンＰが接触する下面Ｂｄに設けられた部品Ｅ（障害物）と、合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）に基づき決定した位置に配置したバックアップピンＰとの干渉の有無を判断し（ステップＳ１１０）、干渉が生じる場合にはバックアップピンＰを配置する位置を調整する（ステップＳ１１１）。これによって、バックアップピンＰと部品Ｅとの干渉を回避しつつ、バックアップピンＰの配置を決定することができる。
【００６８】
また、サーバコンピュータ９は、印刷機１においてマスクＭを介して半田Ｄが印刷される基板Ｂを支持するバックアップピンＰの配置を決定する。かかる構成では、適切に配置されたバックアップピンＰによって基板Ｂを支持しつつ、基板Ｂに対して半田Ｄを印刷することが可能となる。
【００６９】
このように本実施形態では、サーバコンピュータ９が本発明の「支持部材配置決定装置」の一例に相当し、演算部９１が本発明の「演算部」の一例に相当し、記憶部９２が本発明の「記憶部」の一例に相当し、基板Ｂが本発明の「基板」の一例に相当し、バックアップピンＰが本発明の「支持部材」の一例に相当し、実空間Ｓｒが本発明の「実空間」の一例に相当し、仮想空間Ｓｖが本発明の「仮想空間」の一例に相当し、配置条件Ｃが本発明の「配置条件」の一例に相当し、ポテンシャル場Ｆ（１）〜Ｆ（４）のそれぞれが本発明の「配置条件ポテンシャル情報」の一例に相当し、合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）が本発明の「合成ポテンシャル情報」の一例に相当し、重み係数Ｗが本発明の「重み係数」の一例に相当し、ＵＩ９３が本発明の「操作部」の一例に相当し、基板Ｂの下面Ｂｄが本発明の「支持部材が接触する面」の一例に相当し、部品Ｅが本発明の「障害物」の一例に相当し、印刷機１が本発明の「印刷機」の一例に相当し、マスクＭが本発明の「マスク」の一例に相当し、半田Ｄが本発明の「半田」の一例に相当する。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、図５に例示した４個の配置条件Ｃの全てを用いる必要は無く、これらの配置条件Ｃうちから２個以上を選択して用いてもよい。
【００７１】
また、図５に例示した配置条件Ｃとは異なる配置条件Ｃを用いて、ポテンシャル場Ｆを生成しても良い。例えば、印刷対象となる基板Ｂの種類を変更する際に、２種類の基板Ｂの両方を支持できる位置に優先的にバックアップピンＰを配置するといった配置態様を求める配置条件Ｃを用いても良い。
【００７２】
また、合成ポテンシャル場Ｆ（Ｃ）を求める際の重み係数Ｗは、図１１の例に限られず、種々の変更が可能である。
【００７３】
また、配置ヘッド７１が備える吸着ノズル７２の個数は、上記の２個に限られず、１個あるいは３以上であっても良い。
【００７４】
また、サーバコンピュータ９は、印刷機１とは異なる装置において、基板Ｂを支持するバックアップピンＰの配置を決定するために、図６のバックアップピン配置決定を実行することもできる。例えば、図１４に示す部品実装機でのバックアップピンＰの配置を決定するために、バックアップピン配置決定を実行できる。かかる構成では、適切に配置されたバックアップピンＰによって基板Ｂを支持しつつ、基板Ｂに対して部品Ｅを実装することが可能となる。
【００７５】
図１４は部品実装機の一例を模式的に示す部分正面図である。部品実装機８では、装置外部より搬入した基板Ｂを、所定の作業位置Ｌ（図１４に示す基板Ｂの位置）で停止させ、図略の固定手段により固定して保持する。そして、ヘッドユニット８１が作業位置に固定された基板Ｂへの部品Ｅ（リード部品）の取り付けを完了すると、基板Ｂが装置外部へ搬出される。
【００７６】
この部品実装機８は、作業位置に固定された基板Ｂを下方から支持するバックアップ部８３を備える。このバックアップ部８３は、平板状のバックアッププレート８３１（プッシュアッププレート）の上面に着脱自在に配置された複数のバックアップピンＰを下方から基板Ｂに突き当てることで、基板Ｂを支持する。これによって、バックアップピンＰにより基板Ｂをしっかりと支持しつつ、基板Ｂに部品Ｅを実装することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
１…印刷機
８…部品実装機
９…サーバコンピュータ（支持部材配置決定装置）
９１…演算部
９２…記憶部
９３…ＵＩ（操作部）
Ｂ…基板
Ｂｕ…上面（基板Ｂの両面の一方）
Ｂｄ…下面（基板Ｂの両面の他方、支持部材が接触する面）
Ｃ…配置条件
Ｄ…半田
Ｅ…部品（障害物）
Ｆ（１）〜Ｆ（４）…ポテンシャル場（配置条件ポテンシャル情報）
Ｆ（Ｃ）…合成ポテンシャル場（合成ポテンシャル情報）
Ｆａ…引力ポテンシャル
Ｆｂ…斥力ポテンシャル
Ｍ…マスク
Ｐ…バックアップピン（支持部材）
Ｓｒ…実空間
Ｓｖ…仮想空間
Ｗ…重み係数
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2019224930.tif 000018
2019224930.tif 000019
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