JP2015185546A - 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表裏両面実装基板を対象として、実装ヘッドの動作稼働率の向上と基板搬送のロス時間を極小にして、面積生産性を向上させることができる電子部品実装システムおよび電子部品実装方法を提供する。【解決手段】対をなす第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂのそれぞれに対応して設けられた第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂによって、対をなす第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂから電子部品を取り出して同一基板種の表面および裏面に実装する構成において、当該部品実装装置において基板の表面および裏面に実装される全ての部品種の電子部品を上記１対の部品供給部に分配して配列し、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂはそれぞれの部品供給部から取り出した電子部品を、上記１対の基板搬送機構のそれぞれに保持された基板に実装する。【選択図】図４

Description

本発明は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システムおよび電子部品実装方法に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムは、半田接合用のペーストを印刷する印刷装置や印刷後の基板を対象として部品実装作業を実行する複数の部品実装装置を連結して構成されている。このような電子部品実装システムとして、同一基板の表面および裏面のいずれにも電子部品が実装される両面実装基板を対象とする構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術では、複数の基板搬送コンベアを備えた電子回路生産システムにおいて同一基板種の表面および裏面の両方を混ぜて供給し、それぞれの面を対象とした装着用プログラムに基づいて電子回路部品装着を実行する例が示されている。

再公表２００５−００９１００号公報

近年電子業界においては生産効率のさらなる改善が要望され、特に部品実装の生産現場においては、面積生産性を向上させることが求められている。しかしながら上述の特許文献例を含め従来技術では、電子回路生産システムの構成に起因して、面積生産性の向上を追求する上で最適な設備構成とはなっていなかった。例えば、生産効率の改善のためには部品装着を実行する実装ヘッドの動作稼働率を向上させるとともに、基板搬送コンベアにおける基板搬送のためのロス時間を極小にすることが求められるが、表裏両面実装基板を対象とする従来設備においては、表面と裏面との実装負荷の相違によるラインバランスの困難さなどに起因して、上述の要請をコンパクトな設備で実現することが困難であった。

そこで本発明は、表裏両面実装基板を対象として、実装ヘッドの動作稼働率の向上と基板搬送のロス時間を極小にして、面積生産性を向上させることができる電子部品実装システムおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装システムは、基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う複数の部品実装部を連結した部品実装ラインを含み、同一基板種の表面および裏面を対象として並行的に部品実装作業を行う電子部品実装システムであって、前記部品実装部は、上流側装置から受け渡された前記基板を基板搬送方向に搬送し前記基板を位置決めして保持する基板保持部を有する第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構と、第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられた第１の部品供給部および第２の部品供給部と、前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられ、前記第１の部品供給部および第２の部品供給部によって供給された電子部品をそれぞれ取り出して前記基板保持部に保持された前記基板に実装する第１の部品実装機構および第２の部品実装機構とを備え、前記第１の部品供給部および第２の部品供給部には、当該部品実装部において前記表面および裏面に実装される全ての部品種の電子部品が分配して配列されており、前記第１の部品実装機構は前記第１の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装し、前記第２の部品実装機構は前記第２の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装する。

本発明の電子部品実装方法は、基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う複数の部品実装部を連結した部品実装ラインを含む電子部品実装システムによって、同一基板種の表面および裏面を対象として並行的に部品実装作業を行う電子部品実装方法であって、前記部品実装部は、上流側装置から受け渡された前記基板を基板搬送方向に搬送し前記基板を位置決めして保持する基板保持部を有する第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構と、第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられた第１の部品供給部および第２の部品供給部と、前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられ、前記第１の部品供給部および第２の部品供給部によって供給された電子部品をそれぞれ取り出して前記基板保持部に保持された前記基板に実装する第１の部品実装機構および第２の部品実装機構とを備え、前記第１の部品供給部および第２の部品供給部には、当該部品実装部において前記表面および裏面に実装される全ての部品種の電子部品が分配して配列されており、前記第１の部品実装機構は前記第１の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装し、前記第２の部品実装機構は前記第２の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装する。

本発明によれば、表裏両面実装基板を対象として、実装ヘッドの動作稼働率の向上と基板搬送のロス時間を極小にして、面積生産性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの作業対象となる基板の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける部品実装ラインの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおける実装作業モードの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおける共有フィーダ配置の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインによる部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける部品実装ラインの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインによる部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインによる部品実装方法の工程説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、電子部品実装システム１の構成を説明する。電子部品実装システム１は、同一基板種の表面および裏面を対象として並行的に部品実装作業を行うことにより、基板に電子部品をはんだ接合により実装して実装基板を生産する機能を有している。この部品実装作業を実行するため、電子部品実装システム１は、スクリーン印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、リフロー装置Ｍ７を含む複数の部品実装用装置を連結するとともに、これらを通信ネットワーク２によって接続してその全体を管理コンピュータ３によって管理する構成となっている。

スクリーン印刷装置Ｍ１は、基板に形成された部品接合用の電極にクリーム半田などペースト状の半田をスクリーン印刷する。印刷検査装置Ｍ２は、基板に印刷された半田の印刷状態の良否判断や、電極に対する半田の印刷位置ずれの検出を含む印刷検査を行う。部品実装装置Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６は、それぞれ基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う部品実装部であり、これら複数の部品実装部を連結することにより部品実装ラインを構成する。この部品実装ラインにより、スクリーン印刷装置Ｍ１によって半田が印刷された基板に電子部品を順次搭載する。リフロー装置Ｍ７は、電子部品搭載後の基板を所定の温度プロファイルに従って加熱することにより、半田を溶融させて電子部品を基板に半田接合する。

次に図２を参照して、電子部品実装システム１による部品実装作業の対象となる基板および基板供給形態について説明する。図２（ａ）に示すように、スクリーン印刷装置Ｍ１は２つの第１スクリーン印刷部６Ａ、第２スクリーン印刷部６Ｂを並列に配設した構成となっている。スクリーン印刷対象となる基板４Ａ，４Ｂは、搬送コンベア５を介してそれぞれ第１スクリーン印刷部６Ａ、第２スクリーン印刷部６Ｂに搬入される（矢印ａ，ｂ）。スクリーン印刷後の基板４Ａ，４Ｂは、搬送コンベア５によって搬出され（矢印ｃ、ｄ）、印刷検査装置Ｍ２に受け渡されて所定の検査が行われた後に、図３に示す部品実装ラインに搬入される。

ここで基板４Ａ，４Ｂとは、図２（ｂ）に示すように、同一の基板４の表面４ａ、裏面４ｂの実装面のことであり、以下の記述では表面４ａ、裏面４ｂに対応する実装面を便宜的に基板４Ａ、４Ｂと称している。基板４Ａ，４Ｂにはそれぞれ識別用の認識マークＭＡ、ＭＢが予め形成されており、これらの認識マークＭＡ、ＭＢを撮像して認識することにより、作業対象となっている実装面が基板４Ａ，４Ｂのいずれに該当するかを識別することができる。

なお、本実施の形態においては、２つのスクリーン印刷部を有するスクリーン印刷装置を用いているが、１つのスクリーン印刷部を有する２つのスクリーン印刷装置を搬送方向に沿って並べる構成としても良い。

次に図３を参照して、部品実装部である部品実装装置Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を連結して構成される部品実装ラインについて説明する。部品実装装置Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６は並行に配列された第１実装レーンＬ１，第２実装レーンＬ２を有しており、これら２列の実装レーンによって基板４Ａ，４Ｂを対象として並行的に部品実装作業を行うことが可能となっている。

以下、部品実装部である各部品実装装置の構成を説明する。なお部品実装装置Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６は同一構成であるため、ここでは部品実装装置Ｍ３のみに符号を付している。基台１１の中央には、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２を構成する第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２ＢがＸ方向（基板搬送方向）に並設されている。第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂには基板保持部１３が設けられており、上流側装置から受け渡された基板をＸ方向に搬送して位置決めし基板保持部１３により保持する。

第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂのそれぞれの外側方には、第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂのそれぞれに対応して第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂが配置されており、第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂには、複数のテープフィーダ１５が並設されている。テープフィーダ１５は、実装対象の部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構による取り出し位置に電子部品を供給する。

基台１１の上面においてＸ方向の下流側の端部には、Ｙ軸移動テーブル１６がＹ方向に配設されている。Ｙ軸移動テーブル１６には第１のＸ軸移動テーブル１７Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１７Ｂが装着されている。第１のＸ軸移動テーブル１７Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１７Ｂは、Ｙ軸移動テーブル１６の側面に沿ってＹ方向にスライド自在となっており、Ｙ軸移動テーブル１６に内蔵されたリニアモータ機構によってＹ方向に駆動される。

第１のＸ軸移動テーブル１７Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１７Ｂには、それぞれＸ軸移動装着ベースを介して第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂが装着されている。第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂは、第１のＸ軸移動テーブル１７Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１７Ｂに内蔵されたリニアモータ機構によってＸ方向に駆動される。Ｙ軸移動テーブル１６、第１のＸ軸移動テーブル１７Ａ、第２のＸ軸移動テーブル１７Ｂは、第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂを移動させるためのヘッド移動機構となっている。

第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂは、下部に複数の吸着ノズル（図示省略）を着脱自在に装着した構成となっており、上述のヘッド移動機構によって移動して、吸着ノズルによって実装対象の電子部品を第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂのテープフィーダ１５から取り出して基板４Ａ，４Ｂに移送搭載する。

第１の実装ヘッド１８Ａ、第１のＸ軸移動テーブル１７Ａ、Ｙ軸移動テーブル１６は、第１の基板搬送機構１２Ａに対応して設けられ第１の部品供給部１４Ａによって供給された電子部品を取り出して第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂの基板保持部１３に保持された基板４Ａ，４Ｂに実装する第１の部品実装機構１９Ａを構成する。また第２の実装ヘッド１８Ｂ、第２のＸ軸移動テーブル１７Ｂ、Ｙ軸移動テーブル１６は、第２の基板搬送機構１２Ｂに対応して設けられ第２の部品供給部１４Ｂによって供給された電子部品を取り出して第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂの基板保持部１３に保持された基板４Ａ、基板４Ｂに実装する第２の部品実装機構１９Ｂを構成する。

第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂのそれぞれとテープフィーダ１５との間には、部品認識カメラ２１が配置されている。部品認識カメラ２１は、第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂの移動経路に位置して、第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂによって保持された電子部品を下方から撮像する。この撮像結果を認識処理部３６（図４参照）によって認識処理することにより、第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂによって保持された状態の電子部品の位置ずれが検出される。

第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂには、前述のヘッド移動機構によって第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂと一体的に移動する基板認識カメラ２０が装着されている。基板認識カメラ２０は第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂとともに第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂに保持された基板４Ａ，４Ｂの上方に移動し、基板４Ａ，４Ｂ４を撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、基板４Ａ，４Ｂの位置検出とともに、基板４Ａ、４Ｂに形成された認識マークＭＡ、ＭＢが認識される。これにより、第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂに搬入された基板４が、基板４Ａ、４Ｂのいずれであるかが識別され、この識別結果に基づき、基板４Ａ、４Ｂのそれぞれに対応した部品実装作業が実行される。そして部品実装作業後の基板４Ａ，４Ｂは、リフロー装置Ｍ７に送られ搭載された電子部品の半田接合が行われる。

次に図４を参照して、電子部品実装システム１における部品実装ラインの制御系の構成を説明する。図４において、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６は、通信部３０、実装制御部３１、記憶部３２、機構駆動部３５、認識処理部３６、操作・入力部３７、表示部３８および表裏識別処理部３９を備えている。通信部３０は、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３および電子部品実装システム１を構成する他装置と接続されており、これらとの間で制御信号の授受を行う。実装制御部３１は制御演算機能を有するＣＰＵ装置であり、記憶部３２に記憶された実装作業プログラム３３や生産データ３４などの各種のプログラムやデータに基づき、以下の各部を制御する。

生産データ３４は当該部品実装装置の第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２において実行される部品実装作業に用いられる各種のデータであり、対象となる基板種毎に予め記憶される。これらのデータには、各基板に搭載される電子部品の実装座標を基板４Ａ、基板４Ｂ毎に記憶する実装位置データ３４ａ、これらの電子部品を供給するために当該部品実装装置の第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂに配置されるテープフィーダ１５の種類を示す共有フィーダ配置データ３４ｂが含まれる。

機構駆動部３５は、実装制御部３１に制御されて、第１の基板搬送機構１２Ａ、第１の部品供給部１４Ａ、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂ、第２の部品供給部１４Ｂ、第２の部品実装機構１９Ｂを駆動する。これにより、各部品実装装置における部品実装作業が実行される。認識処理部３６は、基板認識カメラ２０、部品認識カメラ２１による撮像結果を認識処理する。これにより、基板４Ａ、基板４Ｂの位置認識および第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂに保持された状態の電子部品の位置ずれ検出が行われる。

操作・入力部３７は表示部３８に組み込まれたタッチパネル装置などの入力装置であり、部品実装装置に対する操作コマンド也各種データを入力する処理を行う。表示部３８は液晶パネルなどの表示装置であり、基板認識カメラ２０、部品認識カメラ２１による撮像画面や、操作・入力部３７による操作時の案内画面などを表示する。表裏識別処理部３９は、認識マークＭＡ、ＭＢが形成された基板面を基板認識カメラ２０によって撮像した結果に基づき、作業対象となっている基板面が基板４Ａ，４Ｂのいずれに該当するかを識別する。

ここで図５を参照して、本実施の形態に示す部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６のように２つの基板搬送機構とそれぞれに対応した２つの実装ヘッドを有する装置構成において実行される部品実装作業の作業モードについて説明する。図５（ａ）は、第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂに搬送された基板４（４Ａ、４Ｂ）に対して、それぞれ対応した第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂによってのみ部品実装動作を行ういわゆる独立実装作業モードを示している。すなわち、第１の実装ヘッド１８Ａは第１の部品供給部１４Ａから電子部品をピックアップして第１の基板搬送機構１２Ａに位置決めされた基板４Ａに実装し（矢印ｅ）、第２の実装ヘッド１８Ｂは第２の部品供給部１４Ｂから電子部品をピックアップして第２の基板搬送機構１２Ｂに位置決めされた基板４に実装する（矢印ｆ）。

これに対し図５（ｂ）は、第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂに搬送された基板４（４Ａ、４Ｂ）に対して、第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂによって交互に電子部品を実装する、いわゆる交互実装作業モードを示している。すなわち、第１の実装ヘッド１８Ａは第１の部品供給部１４Ａから電子部品をピックアップして、第１の基板搬送機構１２Ａに位置決めされた基板４Ａに実装するとともに（矢印ｇ）、第２の基板搬送機構１２Ｂに位置決めされた基板４Ｂに実装する（矢印ｈ）。また第２の実装ヘッド１８Ｂは第２の部品供給部１４Ｂから電子部品をピックアップして、第１の基板搬送機構１２Ａに位置決めされた基板４Ａに実装するとともに（矢印ｊ）、第２の基板搬送機構１２Ｂに位置決めされた基板４Ｂに実装する（矢印ｉ）。

本実施の形態の電子部品実装システム１による部品実装方法では、同一基板種の表面および裏面を対象として並行的に実行される部品実装作業に対して、上述の交互実装モードを適用することにより、実装ヘッドの動作稼働率の向上と基板搬送機構における基板搬送のためのロス時間の削減を図るようにしている。

次に図６を参照して、記憶部３２に記憶される共有フィーダ配置データ３４ｂについて説明する。ここでは、部品実装ラインを構成する各部品実装装置において、当該部品実装装置によって基板４の表面４ａ、裏面４ｂに実装される電子部品の部品類と、当該部品実装装置の第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂにおけるテープフィーダ１５の配置形態との関連を示している。

図６において、基板４の表面４ａ、裏面４ｂに対応する基板４Ａ、基板４Ｂには、当該部品実装装置にて１つもしくは複数の電子部品が実装される。これらの電子部品は、それぞれ集合（Ｐａ）、（Ｐｂ）を構成する。すなわち当該部品実装装置においては、基板４Ａ、基板４Ｂを有する基板４には、集合（Ｐａ＋Ｐｂ）を構成する電子部品が実装される。

また図６において第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂに対応して示されている（Ｆａ）、（Ｆｂ）は、それぞれ第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂに装着されるテープフィーダ１５の集合を示している。すなわち、当該部品実装装置には、集合（Ｆａ＋Ｆｂ）を構成するテープフィーダ１５が装着されている。ここで集合（Ｆａ＋Ｆｂ）を構成するテープフィーダ１５に収納された電子部品の部品種は、集合（Ｐａ＋Ｐｂ）を構成する電子部品の部品種をすべて含んでおり、基板４Ａ、基板４Ｂを対象とする部品実装作業に必要とされる電子部品は、第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂのいずれかによって供給可能となっている。

換言すれば、第１の部品供給部１４Ａおよび第２の部品供給部１４Ｂには、当該部品実装装置において基板４の表面４ａおよび裏面４ｂに実装される全ての部品種の電子部品を収納した複数のテープフィーダ１５が分配して配列されており、共有フィーダ配置データ３４ｂにはこのような配置形態に合致したフィーダ配置データが記憶されている。このようなフィーダ配置を採用することにより、同一基板の表面、裏面など、実装部品数にアンバランスが存在する２つの実装面を同一装置にて作業対象とする場合において、第１の部品供給部１４Ａ、第２の部品供給部１４Ｂのフィーダ配置容量を有効に活用することができる。したがって部品実装装置に求められるフィーダ配置能力を極力削減して装置コンパクト化が実現され、面積生産性を向上させることが可能となっている。

次に図７を参照して、電子部品実装システム１による部品実装方法について説明する。ここでは、上述の部品実装ラインにおいて、同一基板種の表面４ａに対応する基板４Ａおよび裏面４ｂに対応する基板４Ｂを対象として部品実装作業を実行する際の各装置における部品実装動作を示している。

まず部品実装作業の開始直後の立ち上がり時には、前工程において表面４ａに対応する基板４Ａのみが先行して生産されるため、図７（ａ）に示すように、基板４Ａが第１実装レーンＬ１に連続して搬入される。そして部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、第１実装レーンＬ１において位置決め保持された基板４Ａを対象として、第１の部品実装機構１９Ａによる部品実装動作、第２の部品実装機構１９Ｂによる部品実装動作が交互に実行される。すなわち、第１の実装ヘッド１８Ａは第１の部品供給部１４Ａから電子部品をピックアップして、第１実装レーンＬ１に位置決めされた基板４Ａに実装し（矢印ｌ）、第２の実装ヘッド１８Ｂは第２の部品供給部１４Ｂから電子部品をピックアップして、第１実装レーンＬ１に位置決めされた基板４Ａに実装する（矢印ｋ）。

次に前工程において基板４Ａと並行して裏面４ｂに対応する基板４Ｂが生産されるようになると、基板４Ａ、基板４Ｂを対象として並行的に部品実装作業を実行する定常生産状態に移行する。この定常生産状態では、図７（ｂ）に示すように、基板４Ａ、基板４Ｂがそれぞれ第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に連続して搬入される。そして部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２においてそれぞれ位置決め保持された基板４Ａ、基板４Ｂを対象として、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂの双方による交互実装作業モード（図５（ｂ）参照）による部品実装動作が実行される。

すなわち、第１の実装ヘッド１８Ａは第１の部品供給部１４Ａから電子部品をピックアップして、第１実装レーンＬ１に位置決めされた基板４Ａに実装するとともに、第２実装レーンＬ２に位置決めされた基板４Ｂに電子部品を実装する。また、第２の実装ヘッド１８Ｂは第２の部品供給部１４Ｂから電子部品をピックアップして、第１実装レーンＬ１に位置決めされた基板４Ａに実装するとともに、第２実装レーンＬ２に位置決めされた基板４Ｂに電子部品を実装する。

この後、基板４Ａについて所定の生産数を終了して定常生産状態が完了すると、ロット終了のための状態に移行する。この状態では、図７（ｃ）に示すように、基板４Ｂが第２実装レーンＬ２に連続して搬入され、部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、第２実装レーンＬ２において位置決め保持された基板４Ｂを対象として、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂの双方による部品実装動作が実行される。

上述の部品実装方法にて、図７（ｂ）に示す定常生産状態においては、採用されている実装作業形態に由来して、以下に述べるような優れた効果が得られる。ここでは第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２にそれぞれ位置決め保持された基板４Ａ、基板４Ｂを対象として、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂの双方による交互実装動作モードによる部品実装動作が実行される。

すなわち、当該装置の一方側の実装レーンにおける部品実装作業が完了した基板４を下流側装置に搬出するための基板搬送動作時においても、当該一方側の実装レーンに対応する部品実装機構は作業動作を停止することなく、他方側の実装レーンに位置決め保持された基板４を対象として部品実装動作を実行する。これにより、２つの実装レーンのいずれかにおいて基板搬送動作を行っている間にも、２つの部品実装機構は部品実装動作を継続実行することができ、基板搬送に起因する動作停止によるロス時間の発生を排除して設備の動作稼働率の改善、生産性の向上を図ることが可能となっている。

図８は、図３に示す部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６より構成される部品実装ラインにおいて、基板４を第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２の間で振り分ける基板振り分け手段を備えた構成例を示している。図８において、部品実装装置Ｍ３の上流側および部品実装装置Ｍ６の下流側には、それぞれ基板振り分け手段である基板振り分け装置４０Ａ、４０Ｂが配設されている。基板振り分け装置４０Ａ、４０Ｂはいずれも第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２との間をＹ方向に移動自在（矢印ｏ、ｐ）で、第１の基板搬送機構１２Ａ、第２の基板搬送機構１２Ｂのいずれとも連結可能なコンベア機構４１を備えている。

基板振り分け装置４０Ａを備えた構成により、上流側装置から第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２のいずれかの位置で受け取った基板４を、第１の基板搬送機構１２Ａおよび第２の基板搬送機構１２Ｂのいずれかに振り分けることができるようになっている。また基板振り分け装置４０Ｂを備えた構成により、第１の基板搬送機構１２Ａおよび第２の基板搬送機構１２Ｂのいずれかから搬出される基板４を、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２のいずれかの位置に振り分けて下流側装置に受け渡すことができる。

次に、図８に示す基板振り分け手段を備えた構成の部品実装ラインによる部品実装方法について、図９を参照して説明する。ここでも図７と同様に、上述の部品実装ラインにおいて、同一基板種の表面４ａに対応する基板４Ａおよび裏面４ｂに対応する基板４Ｂを対象として部品実装作業を実行する際の各装置における部品実装動作を示している。

まず部品実装作業の開始直後の立ち上がり時には、前工程において表面４ａに対応する基板４Ａのみが先行して生産されるため、図９（ａ）に示すように、基板４Ａが第１実装レーンＬ１に連続して搬入される。ここでは第１実装レーンＬ１に搬入された基板４Ａは、基板振り分け装置４０Ａによって第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に交互に振り分けられ、部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に位置決め保持された２つの基板４Ａを対象として、第１の部品実装機構１９Ａによる部品実装動作、第２の部品実装機構１９Ｂによる部品実装動作が交互に実行される。

すなわち、第１の実装ヘッド１８Ａは第１の部品供給部１４Ａから電子部品をピックアップして、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に位置決めされた２つの基板４Ａに実装し、第２の実装ヘッド１８Ｂは第２の部品供給部１４Ｂから電子部品をピックアップして、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に位置決めされた２つの基板４Ａに実装する。

次に前工程において基板４Ａと並行して表面４ａに対応する基板４Ｂが生産されるようになると、基板４Ａ、基板４Ｂを対象として並行的に部品実装作業を実行する定常生産状態に移行する。この定常生産状態では、図９（ｂ）に示すように、基板４Ａ、基板４Ｂがそれぞれ第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に連続して搬入される。そして部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、図７（ｂ）に示す例と同様に、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２においてそれぞれ位置決め保持された基板４Ａ、基板４Ｂを対象として、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂの双方による交互実装動作モードによる部品実装動作が実行される。

この後、基板４Ａについて所定の生産数を終了して定常生産状態が完了すると、ロット終了のための状態に移行する。この状態では、図９（ｃ）に示すように、基板４Ｂが第２実装レーンＬ２に連続して搬入される。ここでは第２実装レーンＬ２に搬入された基板４Ｂは、基板振り分け装置４０Ｂによって第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に交互に振り分けられ、部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２において位置決め保持された２つの基板４Ｂを対象として、第１の部品実装機構１９Ａ、第２の部品実装機構１９Ｂの双方による部品実装動作が実行される。上述の部品実装方法によっても、図７に示す例と同様の効果を得ることができる。

なお、図８に示す基板振り分け手段を備えることにより、図８（ａ）に示す定常生産の過程において発生する不測の事態にも柔軟に対応することが可能となる。例えば、図１０（ａ）は、上流側装置に発生した不具合によって第２実装レーンＬ２に対する基板４Ｂの供給が中断した事態を示している。このような場合には、第１実装レーンＬ１に搬入された基板４Ａを、基板振り分け装置４０Ａによって第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に交互に振り分け、部品実装装置Ｍ３〜部品実装装置Ｍ６の各装置においては、第１実装レーンＬ１、第２実装レーンＬ２に位置決め保持された２つの基板４Ａを対象として、第１の実装ヘッド１８Ａ、第２の実装ヘッド１８Ｂによって部品実装動作を交互に実行する。これにより、基板供給が停止した第２実装レーンＬ２の部品実装機能を遊休状態とすることなく、装置稼働率を維持することができる。

また図１０（ｂ）に示す例は、２つの実装レーンのいずれか（ここでは第１実装レーンＬ１の部品実装装置Ｍ４）にて、装置不具合により基板詰まりが発生した状態を示している。このような場合、部品実装装置Ｍ４から下流の第１実装レーンＬ１には基板供給ができないため、第１実装レーンＬ１において作業対象となるべき基板４Ａを対象とする作業が中断する。このような場合には、第１実装レーンＬ１に連続的に搬入された基板４Ａを、一つおきに基板振り分け装置４０Ａによって第２実装レーンＬ２側にも振り分ける。これにより、作業中断状態の第１実装レーンＬ１を使用することなく、第２実装レーンＬ２のみによって基板４Ａ、基板４Ｂを作業対象とすることができる。したがって、スループットは減少するものの、基板４Ａ、基板４Ｂを対とする基板種の生産が停止することはなく、装置トラブルの生産計画に対する影響を極力抑えることが可能となっている。

本発明の電子部品実装システムおよび電子部品実装方法は、表裏両面実装基板を対象として、実装ヘッドの動作稼働率の向上と基板搬送のロス時間を極小にして、面積生産性を向上させることができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装分野において有用である。

１ 電子部品実装システム
２ 通信ネットワーク
３ 管理コンピュータ
４，４Ａ，４Ｂ 基板
１２Ａ 第１の基板搬送機構
１２Ｂ 第２の基板搬送機構
１３ 基板保持部
１４Ａ 第１の部品供給部
１４Ｂ 第２の部品供給部
１５ テープフィーダ
１９Ａ 第１の部品実装機構
１９Ｂ 第２の部品実装機構
Ｌ１ 第１実装レーン
Ｌ２ 第２実装レーン
４０Ａ，４０Ｂ 基板振り分け装置

Claims (4)

1. 基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う複数の部品実装部を連結した部品実装ラインを含み、同一基板種の表面および裏面を対象として並行的に部品実装作業を行う電子部品実装システムであって、
   前記部品実装部は、上流側装置から受け渡された前記基板を基板搬送方向に搬送し前記基板を位置決めして保持する基板保持部を有する第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構と、
   第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられた第１の部品供給部および第２の部品供給部と、
   前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられ、前記第１の部品供給部および第２の部品供給部によって供給された電子部品をそれぞれ取り出して前記基板保持部に保持された前記基板に実装する第１の部品実装機構および第２の部品実装機構とを備え、
   前記第１の部品供給部および第２の部品供給部には、当該部品実装部において前記表面および裏面に実装される全ての部品種の電子部品が分配して配列されており、
   前記第１の部品実装機構は前記第１の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装し、
   前記第２の部品実装機構は前記第２の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装する電子部品実装システム。
2. 前記部品実装ラインは、上流側装置から受け取った前記基板を前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のいずれかに振り分ける基板振り分け手段を備えた請求項１記載の電子部品実装システム。
3. 基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う複数の部品実装部を連結した部品実装ラインを含む電子部品実装システムによって、同一基板種の表面および裏面を対象として並行的に部品実装作業を行う電子部品実装方法であって、
   前記部品実装部は、上流側装置から受け渡された前記基板を基板搬送方向に搬送し前記基板を位置決めして保持する基板保持部を有する第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構と、
   第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられた第１の部品供給部および第２の部品供給部と、
   前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれに対応して設けられ、前記第１の部品供給部および第２の部品供給部によって供給された電子部品をそれぞれ取り出して前記基板保持部に保持された前記基板に実装する第１の部品実装機構および第２の部品実装機構とを備え、
   前記第１の部品供給部および第２の部品供給部には、当該部品実装部において前記表面および裏面に実装される全ての部品種の電子部品が分配して配列されており、
   前記第１の部品実装機構は前記第１の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装し、
   前記第２の部品実装機構は前記第２の部品供給部から電子部品をピックアップして前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のそれぞれの基板保持部に保持された基板に実装する電子部品実装方法。
4. 上流側装置から受け取った前記基板を前記第１の基板搬送機構および第２の基板搬送機構のいずれかに振り分ける請求項３記載の電子部品実装方法。

Images