JP4598602B2 - 実装ラインおよび実装機 - Google Patents

Description

この発明は、基板に部品を実装する実装機と、実装基板を検査する検査機とが製造ラインに沿って配置された実装ラインおよび実装機に関する。

特許文献１，２に示すように、製造ラインに沿って並べて配置した複数の実装機（マウンター）によって１つの基板に多数の部品を実装するようにした実装ラインは、広く普及している。

このような実装ラインには、実装機の下流側に検査機が配置され、その検査機によって実装基板の実装状態を検査するようにしている。
特開平６−１１０９８３号（図６） 特開２００５−１９５６３号（図１）

上記の実装ラインにおいて、検査機によって、部品の搭載ずれ、欠品などの実装不良が発見された場合には、実装不良の基板を、廃棄したり、修正したりする必要があるため、その分、生産効率が低下してしまう。そこで従来より、実装不良基板の発生数を可能な限り少なく抑制することが望まれている。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、実装不良の基板の発生数を減少させることができる実装ラインおよび実装機を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］ 基板に部品を実装する複数の実装機と、実装基板の実装状態を検査する検査機とが製造ラインに沿って配置された実装ラインであって、
前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記複数の実装機の中から実装不良部品を処理した不良実装機を特定する実装機特定手段と、
前記実装機特定手段によって特定された不良実装機を停止させる実装機停止手段と、
前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、その検査された基板に対して同種の基板が、不良実装機によって処理されているかを判別する基板種類判別手段と、
前記基板種類判別手段によって同種の基板が処理されていないと判別された場合、前記実装機停止手段により不良実装機を停止させずに実装処理を継続させる実装機生産継続手段と、を備えたことを特徴とする実装ライン。

［２］ 前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記基板種類判別手段によって同種の基板が処理されていないと判別されて、実装機生産継続手段により不良実装機を停止させずに実装処理を継続させる場合において、
前記検査機に搭載される表示装置に加え、前記実装ラインが備える複数の表示装置の表示画面上に、実装不良があったことや、その実装不良内容の情報を表示するようにした前項１に記載の実装ライン。

［３］ 前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記基板種類判別手段によって同種の基板が処理されていないと判別されて、実装機生産継続手段により不良実装機を停止させずに実装処理を継続させる場合において、
当該実装不良を起こした不良実装機に搭載された表示装置の表示画面上に、背景画面を赤色に点滅させながら、その実装不良内容の情報を表示するようにした前項１または２に記載の実装ライン。

［４］ 製造ラインに沿って複数配置されて基板に部品を実装し、かつ検査機と共に実装ラインを構成する実装機であって、
前記実装ラインは、実装機特定手段と、実装機停止手段と、基板種類判別手段と、実装機生産継続手段とを備え、
前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記実装機特定手段によって実装不良部品を処理した不良実装機であるか否かか判断され、
前記実装機特定手段によって不良実装機と判断された際には、前記基板種類判別手段によって、前記検査機により検査された基板と、同種の基板を継続して生産されているかが判断され、
前記基板種類判別手段によって同種の基板を継続して生産していると判断された場合には、前記実装機停止手段によって動作が停止されるよう制御されるとともに、前記基板種類判別手段によって異なる種類の基板を生産していると判断された場合には、前記実装機生産継続手段によって動作が停止されずに生産が継続されるように制御されることを特徴とする実装機。

上記発明［１］にかかる実装ラインによると、検査機によって実装不良部品が発見された際に、その不良部品を処理した実装機を停止させるものであるため、不良基板の生産を速やかに中止できて、不良基板の発生数を減少させることができる。さらに生産基板の種類変更などによって、実装不良部品の取扱などが終了して、実装不良の発生要因が消滅したような場合に、実装機を不用意に停止させずに継続して生産することができる。

上記発明［２］［３］にかかる実装ラインによると、実装不良があったことや、その実装不良内容の情報をオペレータに伝えることができる。

上記発明［４］にかかる実装機によると、上記と同様に同様の効果を得ることができる。

図１は本発明の一実施形態にかかる実装ラインを示す正面図である。同図に示すように、この実装ラインは、生産ラインの上流側から下流側にかけて、基板搬入機９１、印刷機９２、複数（３台）の実装機１０…、検査機９３、リフロー炉９４および基板搬出機９５が並んで配置されている。

基板搬入機９１は、多数の基板が収容されており、基板を印刷機９２に順次搬入するものである。印刷機９２は、搬入された基板の所定領域にクリーム半田を印刷による塗布するものである。実装機１０…は、基板の所定位置に電子部品を実装（搭載）するものである。検査機９３は、基板に実装される電子部品の実装状態を検査するものであり、たとえば部品の搭載ずれ、欠品などの実装不良を検査するものである。リフロー炉９４は、クリーム半田をリフローさせて、基板と部品とを半田接合するものである。さらに基板搬出機９５は、リフロー炉９４から搬出される基板を順次収容するものである。

また実装ラインを構成する各設備は、パーソナルコンピュータなどによって構成される制御装置９９…をそれぞれ備え、各制御装置９９…によって、実装ラインの各設備の駆動が制御されるよう構成されている。さらに各制御装置９９…は、通信手段を介して接続されており、各制御装置間において信号の送受信を行いつつ、各設備が駆動されて、実装ライン全体で統制された所定の動作が行われるよう構成されている。

なおこれらの各設備には、動作状況などを表示するモニターなどの表示装置９８…がそれぞれ設けられている。

本実施形態においては、検査機９３の制御装置９９は、その記憶装置に設定された検査用データに基づいて、検査機９３の駆動を制御するように構成されている。この検査用データには、基板上に実装される部品と、その部品を実装する実装機とを関連させるデータが含まれており、検査機９３の制御装置９９は、その関連データに基づいて、基板上に実装された部品が、複数の実装機１０…のうちいずれの実装機によって処理されるものであるかを特定することができるよう構成されている。ここで本実施形態では、上記の関連データや制御装置９９によって実装機特定手段が構成されている。

以上の構成の実装ラインにおいて、基板搬入機９１から搬入された基板に印刷機９２によってクリーム半田が印刷された後、各実装機１０…によって電子部品が順次実装される。そして電子部品が実装された基板は、検査機９３によって実装状態が検査された後、リフロー炉９４を通って半田付されて、基板搬出機９５に搬出される。

この実装ラインの作動中に、検査機６によって基板の実装状態に不良（例えば実装部品の間違い、実装位置の許容範囲を超える位置ずれなどの部品の搭載位置ずれ、リード付き部品におけるリードの浮き、曲がり、欠品等）が発見されると（図２ステップＳ１）、検査機６は、実装不良部品を処理した実装機を特定する。すなわち上記したように検査機９３の検査用データとして、基板上の実装部品と、その部品を実装する実装機との関連を示すデータが記憶されている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、その関連データを参照して、実装不良部品を処理した実装機がいずれの実装機であるかを特定する（ステップＳ３）。

一方、検査機９３の検査用データに、部品と実装機との関連データが含まれていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、検査機９３は、各実装機１０…に通信によって問い合わせて、実装不良部品を処理した実装機を特定する（ステップＳ４）。すなわち実装機１０…の制御装置９９…に設けられる記憶装置には、生産用プログラムデータ（生産用データ）として、実装する部品の種類や実装位置に関するデータが含まれている。従って各実装機１０…は、検査機９３からの実装不良部品データに関する問い合わせに対し、各自の生産用データを参照することにより、実装不良部品を処理したか否かを判断できるとともに、その判断結果を検査機９３に送信することによって、検査機９３は実装不良部品を処理した実装機（不良実装機）を特定することができる。このように不良実装機を特定する場合には、制御装置９９…および通信手段によって、実装機特定手段が構成されるものである。

ここで、本実施形態では、検査機側に部品および実装機の関連データが含まれる場合（ステップＳ３）と、実装機側に部品および実装機の関連データが保持される場合（ステップＳ４）とが併用される場合を例に挙げて説明しているが、部品および実装機を関連付ける全てのデータが、検査機側に含まれている場合には、実装機への問い合わせ（ステップＳ４）を行わずとも、不良実装機を正確に特定することができ、実装機への問い合わせ（ステップＳ４）の処理を省略することができる。逆に検査機側に部品および実装機を関連付けるデータが全く含まれていない場合であっても、上記のように実装機へ問い合わせることにより（ステップＳ４）、不良実装機を正確に特定することができ、検査機側の関連データの参照（ステップＳ３）を行わずとも、不良実装機を正確に特定することができ、検査機側の関連データの参照（ステップＳ３）の処理を省略することができる。なおこのように実装機の問い合わせ処理（ステップＳ４）や、検査機側の関連データの参照（ステップＳ３）を省略する場合、当然のことながら、検査機側に関連データが含まれるかの判断（ステップＳ２）の処理も省略することができる。

また実装機側の生産用データを利用して不良実装機を特定する場合には、各実装機１０…の生産用データが更新されるごとに、そのデータに含まれる部品および実装機の関連データを、検査機９３側に送信して、その関連データを検査機６の記憶装置に記憶させておく手段も採用できる。この場合、実装不良が発見された際に、検査機９３は、上記関連データを参照して、実装不良部品を処理した実装機を特定することができる。

なお本実施形態においては、検査機９３の制御装置９９によって、部品および実装機の関連データを管理するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、たとえば各制御装置９９…を統括管理する主制御装置を設けて、その主制御装置によって、部品および実装機の関連データを管理させたり、主制御装置の管理下において、実装機１０…と検査機９３との間の通信を制御するようにしても良い。

不良実装機が特定されると（ステップＳ３，Ｓ４）、当該実装機に動作停止命令を発効し（ステップＳ５）、検査機９３の表示装置９８に、実装不良部品の種類（部品名）、シルク名（基板上における部品名称）、位置、いずれの実装機に実装不良が生じているかなどの情報を表示する（ステップＳ６）。なお本実施形態においては、動作停止命令を発効する検査機９３の制御装置９９によって、実装機停止手段および下流側実装機停止手段が構成されるとともに、制御装置９９および表示装置９８によって、停止通知手段が構成されている。

一方、検査機９３から動作停止命令を受け取った不良実装機１０は、検査機９３によって検査された基板と、同種の基板を継続して生産しているかが判断される（ステップＳ２１）。

ここで、同種の基板を生産している場合とは、たとえば図３（ａ）に示すように、実装ラインに、同種の基板Ｐａが順次継続して供給されてるような場合である。この場合仮に、２台目の実装機１０によって実装された部品ａ２に実装不良が生じた場合、検査機９３によって、基板Ｐａの部品ａ２に実装不良があることが発見される。この不良発見時点においては、検査機９３によって検査される基板Ｐａに対し、同種の基板Ｐａが２台目の実装機１０によって処理されている。従って、不良実装機１０は、検査機９３によって検査された基板Ｐａと、同種の基板Ｐａを継続して生産していると判断され（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、当該２台目の実装機１０が停止され（ステップＳ２２）、その実装機１０の表示装置９８に、この実装機が実装不良により停止中であること、実装不良部品の種類（部品名）、シルク名、位置などの情報を表示する。

一方ステップＳ２１において、異なる種類の基板を生産している場合とは、製造される基板の種類が途中で変更されて、実装機１０と、検査機９３とが異なる種類の基板を処理しているような場合である。たとえば図３（ｂ）に示すように、基板Ｐａから基板Ｐｂに種類を変更した直後においては１台目および２台目の実装機１０，１０によって基板Ｐｂが処理されて、３台目の実装機１０によって基板Ｐａが処理されている場合があり、この場合仮に、検査機９３によって検査された基板Ｐａの部品ａ２に実装不良が発見されたとすると、検査時点において、部品ａ２を実装していた２台目の実装機（不良実装機１０）は、検査機９３によって検査された基板Ｐａに対し、異なる種類の基板Ｐｂを生産している。従ってこの場合には、不良実装機（２台目の実装機）が、検査機９３によって検査された基板Ｐａに対し異なる基板Ｐｂを生産していると判断され（ステップＳ２１：ＮＯ）、不良実装機１０は動作が停止されずに生産が継続される（ステップＳ２４）。なおこのように生産が継続される場合であっても、検査機９３に搭載の表示装置９８に加え、複数の表示装置９８に、以前に実装不良があったことや、その実装不良内容の情報などを表示するようにしても良い。

特にその実装不良を起こした不良実装機１０に搭載の表示装置９８の表示画面上に、背景画面を赤色に点滅させながら、その実装不良内容情報を表示して通知するようにすると良い。

さらに、回転式の警報ライトを点灯させる。ブザーを鳴らすようにしながら、表示装置９８の表示画面上にその実装不良内容情報を表示するようにしても良い。

ここで本実施形態においては、実装機および検査機の制御装置９９…によって、基板種類判別手段構成されるとともに、実装機および検査機の制御装置９９…によって、実装機生産継続手段が構成されている。

さらに生産基板と検査基板とが同種であるかの判断基準としては、各基板毎に設けられた識別子や、看板指示（外部トリガーなどの生産基板を指定する指令）に基づいて判断する方法が多く用いられる。それ以外にも例えば、実装機側が過去の生産基板情報を保持しておき、検査機側のリクエストなどに応じて、過去の生産基板情報（現在の検査中の基板情報）と、現在の生産基板情報とを取得して、両情報を比較する方法、さらには生産枚数（処理枚数）から、生産中および検査中の基板情報を取得する方法なども採用することができる。

なお本実施形態においては、生産基板および検査基板が同種であるかの判断（ステップＳ２１）は、検査機９３の制御装置９９の管理下において行うようにしているが、それだけに限られず、実装機１０…の制御装置９９…および検査機９３の制御装置９９の上位に制御装置を設けて、この上位の制御装置によって、上記の判断を行うようにしていも良い。

一方、ステップＳ６において検査機側においてエラー表示を行った後は、不良実装機よりも下流側の実装機を停止する必要があるかが判断される（ステップＳ７）。この判断は実装不良の種類（程度）を基準にして行われる。たとえば欠品や、大きな搭載位置ずれなどの場合には、基板の廃棄や再生産が必要となるため、破棄基板などに以降の実装処理を行ったとしても無駄になる。このように不良の程度が大きく基板廃棄などが必要な場合には、不良実装機よりも下流側の実装機を停止する必要があると判断される（ステップＳ７：ＹＥＳ）。停止の判断が下されると、下流側実装機に停止命令が発効され（ステップＳ８）、下流側実装機が停止されるとともに（ステップＳ９）、いずれの実装機に不良があるか、この実装機が実装不良により停止中であること、実装不良部品の種類（部品名）、シルク名、位置などの情報を表示する（ステップＳ１０）。

またステップＳ７において、下流側実装機を停止する必要がない場合とは、不良の程度が小さく、例えば若干の搭載位置ずれなどがある場合である。この場合には、多少の修正を加えることにより、製品として使用することができるため、以降の実装処理を行ったとしても無駄になることはない。このように不良の程度が小さい場合には、下流側実装機を停止する必要がないと判断され（ステップＳ７：ＮＯ）、下流側実装機においてそのまま生産が継続される（ステップＳ１１）。なおこうして生産が継続される場合であっても、上流側の実装機に不良があるにもかかわず、この実装機が生産継続中であることや、実装不良内容に関する情報を表示するようにしても良い。

ステップＳ１０，Ｓ２２において実装機が停止された場合には、オペレータによって、修正が施されて、停止理由が解消された後、オペレータから実装機に生産開始指令が与えられて、実装機によって再度生産が開始される（ステップＳ１２）。

以上のように、本実施形態においては、検査機９３によって実装不良部品が発見された際に、その不良部品を処理した実装機を停止させるものであるため、不良基板の生産を直ちに中止することができて、不良基板の発生数を減少でき、生産効率を向上させることができる。

さらに本実施形態においては、実装不良を生じさせた実装機に対し下流側に配置される実装機を、必要に応じて停止させるものであるため、不良基板に部品を実装するなどの無駄な動作を省略でき、良品の基板を生産する上で生産効率を一層向上させることができる。

また本実施形態においては、検査機によって実装不良が発見された際に、その実装不良の基板に対し、異なる種類の基板が処理されている場合には、当該実装機を停止させずに生産を継続させるものであるため、生産基板の種類変更などによって、実装不良部品の取扱が終了して、実装不良の発生要因が消滅したような場合には、実装機による生産を継続させることにより、実装機を不用意に停止することがなくなり、生産効率をより一層向上させることができる。

また本実施形態においては、実装機を停止した際には、その実装機の表示装置に、停止中であることを示す情報や、停止理由の情報などを表示するものであるため、オペレータは、動作停止中の実装機の特定や、停止理由をいち早く把握できて、事後処理を効率良くスムーズに行うことができ、生産効率をさらに向上させることができる。

さらに本実施形態においては、実装機の表示装置に、実装機の停止に関する各種の情報を表示するものであるため、その情報をオペレータに的確に通知することができる。すなわちオペレータは、実装ライン作動中においては、実装機周辺に配置していることが多いため、実装機の表示装置に上記情報を表示することによって、その情報を的確にオペレータに伝えることができる。

さらに本実装ラインを構成する実装機は、搭載される表示装置に、検査機によって検知される実装機の停止に関わる基板の実装状態に不良の情報等の各種の情報を表示し、オペレータにその情報を的確に伝えることができる。

なお上記実施形態においては、検査機９３をリフロー炉９４の上流側に配置する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は検査機をリフロー炉の下流側に配置するようにしても良い。

さらに本発明の実装ラインにおいて、実装機の設置台数は、３台に限られるものではなく、２台または４台以上設置するようにしても良い。

この発明の一実施形態にかかる実装ラインを示す正面図である。 上記実装ラインにおける検査処理の動作を示すフローチャートである。 同図（ａ）は上記実装ラインにおいて実装機および検査機で同種の基板を処理している状態を示すブロック図、同図（ｂ）は実装機および検査機で異なる種類の基板を処理している状態を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 実装機
９３ 検査装置
９８ 表示装置（停止通知手段）
９９ 制御装置（実装機特定手段、実装機停止手段、下流側実装機停止手段、基板種類判別手段、実装機生産継続手段）
ａ１〜ａ３，ｂ１，ｂ２ 部品
Ｐａ，Ｐｂ 基板

Claims (4)

1. 基板に部品を実装する複数の実装機と、実装基板の実装状態を検査する検査機とが製造ラインに沿って配置された実装ラインであって、
   前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記複数の実装機の中から実装不良部品を処理した不良実装機を特定する実装機特定手段と、
   前記実装機特定手段によって特定された不良実装機を停止させる実装機停止手段と、
   前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、その検査された基板に対して同種の基板が、不良実装機によって処理されているかを判別する基板種類判別手段と、
   前記基板種類判別手段によって同種の基板が処理されていないと判別された場合、前記実装機停止手段により不良実装機を停止させずに実装処理を継続させる実装機生産継続手段と、を備えたことを特徴とする実装ライン。
2. 前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記基板種類判別手段によって同種の基板が処理されていないと判別されて、実装機生産継続手段により不良実装機を停止させずに実装処理を継続させる場合において、
   前記検査機に搭載される表示装置に加え、前記実装ラインが備える複数の表示装置の表示画面上に、実装不良があったことや、その実装不良内容の情報を表示するようにした請求項１に記載の実装ライン。
3. 前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記基板種類判別手段によって同種の基板が処理されていないと判別されて、実装機生産継続手段により不良実装機を停止させずに実装処理を継続させる場合において、
   当該実装不良を起こした不良実装機に搭載された表示装置の表示画面上に、背景画面を赤色に点滅させながら、その実装不良内容の情報を表示するようにした請求項１または２に記載の実装ライン。
4. 製造ラインに沿って複数配置されて基板に部品を実装し、かつ検査機と共に実装ラインを構成する実装機であって、
   前記実装ラインは、実装機特定手段と、実装機停止手段と、基板種類判別手段と、実装機生産継続手段とを備え、
   前記検査機によって実装不良部品が発見された際に、前記実装機特定手段によって実装不良部品を処理した不良実装機であるか否かか判断され、
   前記実装機特定手段によって不良実装機と判断された際には、前記基板種類判別手段によって、前記検査機により検査された基板と、同種の基板を継続して生産されているかが判断され、
   前記基板種類判別手段によって同種の基板を継続して生産していると判断された場合には、前記実装機停止手段によって動作が停止されるよう制御されるとともに、前記基板種類判別手段によって異なる種類の基板を生産していると判断された場合には、前記実装機生産継続手段によって動作が停止されずに生産が継続されるように制御されることを特徴とする実装機。
   

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