JP2002185200A - 電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の実装ステージの指定とラインバランス
による生産性の向上とを両立させることができる電子部
品実装方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数の実装ステージＡ〜Ｆにおいてそれ
ぞれの供給部から電子部品を取り出して基板に順次搭載
する電子部品実装方法において、実装データ作成に際
し、実装動作が行われる実装実行ステージが予め特定さ
れている指定部品については、対応関係を定める指定デ
ータに基づいて実装実行ステージ（Ｂ，Ｃ）を決定し、
非指定部品については各実装ステージＡ〜Ｆにおける実
装負荷の平準化を目的として、指定部品を含んだ電子部
品を対象として行われるラインバランス処理結果に基づ
いて実装実行ステージを決定する。これにより、所望の
実装ステージの指定とラインバランスによる生産性の向
上とを両立させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
実装する電子部品実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器に用いられる実装基板には、通
常種類の異なる多数の電子部品が１枚の基板に実装され
る。このため、実装基板の製造のための電子部品実装ラ
インは、一般に複数の電子部品実装装置を連結すること
によって多数の実装ステージを備えた構成となってお
り、各実装ステージを基板が通過する度に各実装ステー
ジにおいて電子部品が順次実装される。この実装動作
は、各実装ステージに備えられた電子部品の供給部から
搭載ヘッドによって電子部品を取り出し、基板上へ搭載
することにより行われる。

【０００３】そして、各実装ステージにおける実装動作
は、各実装ステージで実装されるべき電子部品を特定す
る実装データに基づいて行われる。すなわち実装基板の
仕様によって当該基板に実装される電子部品の種類・数
量が指定されると、個々の電子部品を各実装ステージ毎
に割り付ける実装データが作成され、各実装ステージに
はこの実装データにしたがってテープフィーダやトレイ
フィーダなどのパーツフィーダが配置される。

【０００４】ところで実装ラインの生産性を向上させる
ためには、各ステージで極力手待ち時間が発生しないよ
う、実装ステージ相互間のラインバランスを考慮してタ
クトタイムを平準化する必要がある。このため、上述の
実装データ作成時には、各実装ステージにおけるタクト
タイムを平準化するラインバランス処理が行われる。一
般にこのラインバランス処理は、自動作成ツールを用い
予め入力されたデータに基づいて自動的に行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の電子部
品実装方法において行われていたラインバランスに基づ
く実装データの作成には、以下に述べるような問題点が
あった。すなわち、従来はラインバランス処理において
は、予め設定された各電子部品毎の実装動作に必要とさ
れる見込みタクトタイムに基づき、タクトタイムの平準
化が行われており、この処理においては電子部品の種類
や特性は特に考慮されていなかった。

【０００６】しかしながら電子部品の種類は多様であ
り、その搭載動作においてそれぞれの電子部品の特性に
見合った実装装置によって実装されることが望ましい。
例えば、微小サイズの電子部品や、特に実装位置精度が
求められる電子部品などは、それぞれこれらの電子部品
に適応した実装装置を用いる必要がある。またユーザに
よっては、部品供給の便宜などの理由から特定の種類の
電子部品については予め決められた実装装置によっての
み実装作業を行うように作業基準が定められている場合
がある。

【０００７】ところが、従来行われていたラインバラン
ス処理においては、これら電子部品の種類や特性は全く
考慮されていなかったため、折角ラインバランスを考慮
した実装データの作成を自動作成ツールを用いて行って
も、実装精度の問題やユーザの便宜上の都合から特定の
電子部品については、ユーザが所望の実装ステージで実
装が行われるよう実装データを手修正する事態が発生し
ていた。このため、実装作業実行時におけるラインバラ
ンスが保たれず、生産性の低下を余儀なくされるという
問題点があった。

【０００８】そこで本発明は、所望の実装ステージの指
定とラインバランスによる生産性の向上とを両立させる
ことができる電子部品実装方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
実装方法は、複数の実装ステージにおいてそれぞれの実
装ステージに対応して設けられた電子部品の供給部から
電子部品を取り出して基板に順次搭載する電子部品実装
方法であって、それぞれの電子部品の基板への実装動作
が行われる実装ステージを決定する実装データ作成工程
において、前記電子部品のうち実装動作が行われる実装
実行ステージが予め特定されている指定部品について
は、指定部品と特定の実装ステージとの対応関係を定め
る指定データに基づいて実装実行ステージを決定し、前
記電子部品のうち実装動作が行われる実装実行ステージ
が特定されていない非指定部品については、各実装ステ
ージにおける実装負荷の平準化を目的として前記指定部
品を含んだ電子部品を対象として行われるラインバラン
ス処理結果に基づいて実装実行ステージを決定する。

【００１０】請求項２記載の電子部品実装方法は、請求
項１記載の電子部品実装方法であって、前記指定部品に
ついてそれぞれ複数の属性データが設定されており、こ
れらの属性データに基づいて前記指定データが作成され
る。

【００１１】請求項３記載の電子部品実装方法は、請求
項２記載の電子部品実装方法であって、前記属性データ
は、前記指定部品のサイズに関するデータ、部品種類に
関するデータ、当該指定部品を吸着してピックアップす
る吸着ノズルに関するデータ、当該指定部品が収容され
るパーツフィーダに関するデータ、のいずれかを含む。

【００１２】本発明によれば、実装実行ステージが予め
特定されている指定部品については、指定部品と特定の
実装ステージとの対応関係を定める指定データに基づい
て実装実行ステージを決定し、非指定部品については指
定部品を含む全ての電子部品を対象として行われる各実
装ステージにおける実装負荷の平準化を目的としたライ
ンバランス処理結果に基づいて実装実行ステージを決定
することにより、所望の実装ステージの指定とラインバ
ランスによる生産性の向上とを両立させることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の
電子部品実装装置の平面図、図３は本発明の一実施の形
態の電子部品実装装置の断面図、図４は本発明の一実施
の形態の実装基板の部品表を示す図、図５は本発明の一
実施の形態の電子部品実装ラインの指定部品リストを示
す図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装ライ
ンの実装データを示す図、図７は本発明の一実施の形態
の電子部品実装ラインの実装負荷のラインバランス処理
の説明図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装
ラインの部品指定における指定対応表を示す図である。

【００１４】まず、図１、図２、図３を参照して電子部
品実装装置の全体構成を説明する。図１において、電子
部品実装装置１は、３台の単位電子部品実装装置ＭＴ
１，ＭＴ２，ＭＴ３を横一列に並設して構成されてい
る。最上流の単位電子部品実装装置ＭＴ１の側面には搬
入口４が設けられており、実装対象の基板３は搬入口４
を介して搬送路５上に搬入される。図２に示すように各
単位電子部品実装装置の基台６上に配設された搬送路５
は連結されて縦通した１つの搬送路５を構成している。
搬送路５の両側には、各単位電子部品実装装置ごとに４
基の電子部品の供給部が左右対称に配設されている。各
供給部には後述するように、実装ステージによってテー
プフィーダやトレイフィーダなど、異なった種類のパー
ツフィーダが配置される。

【００１５】各単位電子部品実装装置は、各供給部に対
応して４個のＸＹテーブル機構を備えており、それぞれ
のＸＹテーブルには移載ヘッド１０が装着されている。
図３の断面図ではそれらのうちの２個の移載ヘッド１０
を示している。これらの移載ヘッド１０はそれぞれ基板
認識カメラ１５を備えている。ＸＹテーブルを駆動して
移載ヘッド１０を移動させることにより、搬送路５上の
基板３を基板認識カメラ１５により認識して基板３の位
置を検出する。

【００１６】移載ヘッド１０は、それぞれの側の電子部
品の供給部１３（図３）に配置されたテープフィーダ１
４からノズル１１により電子部品をピックアップする。
そして供給部１３と搬送路５の間に配設された部品認識
カメラ１２上を通過して電子部品を認識した後、搬送路
５上に位置決めされた基板３上に電子部品を実装する。
この実装動作においては、基板認識カメラ１５によって
検出された基板３の位置ずれおよび部品認識カメラ１２
によって検出された電子部品の位置ずれが補正される。

【００１７】すなわち、搬送路５は基板３を載置して電
子部品を実装する実装ステージとなっており、単位電子
部品実装装置ＭＴ１，ＭＴ２，ＭＴ３はそれぞれ２つの
移載ヘッド１０を備えた２つの実装ステージを有してい
る。これらの実装ステージにおいては、実装ステージ上
の基板３に対して、搬送路５をはさんで配置された２つ
の移載ヘッド１０によって両側から実装動作が実行され
る。電子部品実装装置１全体では６つの実装ステージを
連結した電子部品実装ラインを形成しており、基板３が
これらの実装ステージを順次通過することにより、１品
種の実装基板が完成する。なお、図２においては、これ
らの６つの実装ステージのうち、上流側の４つの実装ス
テージ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのみを図示している。

【００１８】ここで、各実装ステージの機能について説
明する。図２に示す４つの実装ステージのうち、実装ス
テージ７Ａ，７Ｄは多数種類の電子部品の搭載が行える
汎用ステージとなっている。そしてこれらの汎用ステー
ジには、多種類のパーツフィーダが装着可能な汎用性の
高い供給部１３Ａ，１３Ｄが配置されている。これに対
し、実装ステージ７Ｂはファインピッチ部品などの搭載
時の位置精度を必要とする高精度部品の専用ステージで
あり、また実装ステージ７Ｃは他の部品と比較して特に
サイズが小さい微小サイズ部品の専用ステージとなって
いる。

【００１９】そしてこれら実装ステージ７Ｂ，７Ｃにそ
れぞれ対応して設けられた供給部１３Ｂ，１３Ｃには、
専用のパーツフィーダが装着される。すなわち、実装ス
テージ７Ｂの片側の供給部１３Ｂ’には、ファインピッ
チ部品を収容するトレイ１５ａを多数保持したトレイフ
ィーダ１５が配置される。また、実装ステージ７Ｃの両
側の供給部１３Ｃには、微小部品専用のテープフィーダ
１４’が集中して配置される。また供給部１３Ｂ，１３
Ｃには、専用のパーツフィーダ以外の汎用のパーツフィ
ーダも装着される。

【００２０】次に、電子部品実装装置の実装作業に先立
って作成される実装データについて説明する。実装デー
タは、複数の実装ステージにおいてそれぞれの実装ステ
ージに対応して設けられた供給部から電子部品を取り出
して基板に順次搭載する電子部品の実装作業において、
個々の部品について基板への実装動作が行われる実装ス
テージを決定するデータであり、この実装データに基づ
いてそれぞれの電子部品を収容したパーツフィーダが、
対応した実装ステージの供給部に配置される。

【００２１】図４は、この電子部品実装ラインにおいて
製造される１つの品種の実装基板に実装される電子部品
の部品表を示す図である。部品表は実装基板の設計図面
に基づいて作成され、図４に示すように部品表により、
この実装基板にはどのパーツ名（品番）の電子部品が、
実装基板のどの実装点に、どれだけの個数実装されるか
を知ることができる。

【００２２】また図５に示す指定部品リストは、当該電
子部品実装ラインにおいて、実装動作が行われる実装実
行ステージが予め特定されている電子部品（指定部品）
をリストアップしたものである。この電子部品実装装置
によって構成される電子部品実装ラインにおいては、フ
ァインピッチ型で高い搭載位置精度を要する電子部品
（パーツ名Ｐ１・・・の部品群１）、およびサイズが特
に小さく一般の吸着ノズルではピックアップが難しい微
小電子部品（パーツ名Ｐ２・・・の部品群２）が、指定
部品として設定されている。

【００２３】すなわち、これら指定部品を実装する際に
は、部品群１は単位電子部品実装装置ＭＴ１の実装ステ
ージＢによって、また部品群２は単位電子部品実装装置
ＭＴ２の実装ステージＣによって実装されることが望ま
しく、この実装ラインを用いて実装基板の生産が行われ
る際には、極力この条件を満たすように実装データが作
成される。

【００２４】以下、実装データ作成方法について各図を
参照して説明する。まず、この電子部品実装ラインでの
生産対象となる実装基板の部品表（図４）が与えられた
ならば、これらの部品表から当該実装ラインにおいて指
定された指定データとしての指定部品リスト（図５）に
該当する電子部品を抽出する。これにより、部品表に記
載されている電子部品のうち、部品群１，２に属する電
子部品Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ・・・，Ｐ２ｄ，Ｐ２
ｅ，Ｐ２ｆ，Ｐ２ｇ・・・が抽出される。

【００２５】次に、このようにして抽出された指定部品
を、それぞれ対応関係にある実装ステージに割り付け
る。すなわち、電子部品Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ・・・
は、実装ステージＢに、電子部品Ｐ２ｄ，Ｐ２ｅ，Ｐ２
ｆ，Ｐ２ｇ，・・・は実装ステージＣに割り付けられ
る。ここで部品表に記載された電子部品のうち、上記指
定部品以外の電子部品は、実装実行ステージが特定され
ていない非指定部品であり、これらの非指定部品につい
てはどの実装ステージで実装を行っても特に不都合は生
じない。

【００２６】次に、非指定部品の実装ステージへの割付
が行われる。ここでは、指定部品を含んで部品表に記載
された全ての電子部品を対象として、ラインバランス処
理を行う。そして各実装ステージにおける実装負荷の平
準化を行った結果に基づいて、非指定部品の実装動作を
行う実装実行ステージを決定する。このラインバランス
処理について図７を参照して説明する。

【００２７】図７（ａ）に示すように、まず既に実装ス
テージＢ，Ｃに対して割付けられている指定部品の実装
負荷の山積みを行う。そしてこの時点で山積みによって
生じた各実装ステージ間の実装負荷の山谷を、非指定部
品によって平準化する。すなわち、図７（ｂ）に示すよ
うに、全部品の全体実装負荷から求められた平均負荷に
各実装ステージの実装負荷が近づくよう、非指定部品を
各実装ステージに割り付ける。

【００２８】ここで実装負荷は、各電子部品の種類によ
って定められている標準時間（実装タクトタイム）に基
づいて計算される見込み実装所要時間であり、周知の山
積み・山均し演算手法を用いて計算される。そして各実
装ステージ間の実装負荷のばらつきが予め設定された許
容レベル以下となるよう、部品割付を適宜変更しながら
反復計算される。

【００２９】このラインバランス処理においては、図７
（ｃ）に示すように、指定部品が割り付けられた実装ス
テージＢ，Ｃのいずれかにおける実装負荷が既に平均負
荷を上回っているような場合であっても、当該実装ステ
ージの実装負荷を他の実装ステージに振り替える操作は
行わない。すなわち、あくまでも指定条件を優先して実
装データを作成する。

【００３０】このような方法で実装データの作成を行う
ことにより、搭載位置精度などの品質面からの要請、部
品と吸着ノズルとの適合性など装置機構面からの制約、
さらには材料供給の便宜など、各種の要因によって求め
られる特定の指定部品の特定実装ステージへの割り付け
を優先させた場合にあっても、他の非指定部品によって
各実装ステージ間における実装負荷のばらつきを極力解
消することができる。

【００３１】一般に実装基板を構成する電子部品の数は
数百に上る場合が多く、この中で指定部品の数は通常は
全体の１０〜２０％程度であることから、指定部品を予
め特定ステージに割り付けた後にラインバランス処理を
行っても、実用上十分な精度で実装負荷の平準化が可能
である。

【００３２】ここで、特定の電子部品実装ラインに適用
される指定部品を、多数種類の電子部品から効率的に抽
出して指定部品リストを作成する目的で準備されたパー
ツデータについて、図８を参照して説明する。図８は、
指定部品と指定先装置・ステージとの対応関係を示す指
定対応表である。この指定対応表においては、電子部品
を個々に特定するパーツ名のみならず、個々の電子部品
の属性によっても指定先装置・ステージとの対応関係を
特定できるようになっている。

【００３３】すなわち、ここでは各電子部品には属性デ
ータとして、電子部品の形状・サイズを表すチップ名、
電子部品の部品種別、当該電子部品が収容される対応フ
ィーダ、および実装動作において当該電子部品をピック
アップするのに用いられる対応ノズルの４種類の属性デ
ータが設定されている。

【００３４】前記図５に示す指定部品リストでは、個々
の部品を特定するために予めパーツ名を求めておき、こ
のパーツ名と指定先の実装ステージとの対応関係を設定
する例を示したが、上記属性データを用いて指定部品の
抽出を行うことにより、膨大な種類の電子部品のパーツ
名をその都度抽出し入力する煩を避けることができる。

【００３５】すなわち、図８に示すように、この指定対
応表では対応関係を求める際に、パーツ名または上記属
性データをソートコードとして用いたソートができるよ
うになっている。例えばチップ名を用いる場合には、条
件データとして設定されたチップサイズデータ（長さ
Ｌ，幅Ｗ，厚みＴなど）を、予め複数種類準備された論
理式Ｌｏｇ．Ｃ１、Ｌｏｇ．Ｃ２、Ｌｏｇ．Ｃ３（例え
ば、長さＬが所定値Ｌ０より大きいならば・・・、幅Ｗ
が所定値Ｗ０より小さいならば・・・、など）のいずれ
かに当てはめることにより、自動的に対応する指定先装
置・ステージが求められるようになっている。

【００３６】また当該部品が指定条件に該当しない場合
には、非指定部品である旨の検索結果が得られる。同様
に他の属性データについても、設定された条件データを
論理式に当てはめることにより、対応する指定関係を求
めることができる。例えば、部品種別に着目し、ＩＣの
みを特定実装ステージで実装したい場合には、個々のパ
ーツ名を意識することなく、ＩＣであるという条件デー
タを論理式に当てはめることにより、指定先装置・ステ
ージに到達する。

【００３７】このようなパーツデータを予め準備するこ
とにより、膨大な部品数を含む部品表の中から指定部品
を抽出する際に、個々の電子部品を意識することなく、
チップサイズやフィーダ種類あるいはノズルタイプな
ど、各実装ステージ固有の条件として常に認識されてい
る指定条件のみを用いて、漏れなくしかも効率よく指定
部品の抽出を行うことができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、実装実行ステージが予
め特定されている指定部品については、指定部品と特定
の実装ステージとの対応関係を定める指定データに基づ
いて実装実行ステージを決定し、非指定部品については
指定部品を含む全ての電子部品を対象として行われる各
実装ステージにおける実装負荷の平準化を目的としたラ
インバランス処理結果に基づいて実装実行ステージを決
定するようにしたので、所望の実装ステージの指定とラ
インバランスによる生産性の向上とを両立させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の断
面図

【図４】本発明の一実施の形態の実装基板の部品表を示
す図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの
指定部品リストを示す図

【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの
実装データを示す図

【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの
実装負荷のラインバランス処理の説明図

【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの
部品指定における指定対応表を示す図

【符号の説明】

３ 基板 ５ 搬送路 ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ 実装ステージ １０ 移載ヘッド １３ 供給部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の実装ステージにおいてそれぞれの実
   装ステージに対応して設けられた電子部品の供給部から
   電子部品を取り出して基板に順次搭載する電子部品実装
   方法であって、それぞれの電子部品の基板への実装動作
   が行われる実装ステージを決定する実装データ作成工程
   において、前記電子部品のうち実装動作が行われる実装
   実行ステージが予め特定されている指定部品について
   は、指定部品と特定の実装ステージとの対応関係を定め
   る指定データに基づいて実装実行ステージを決定し、前
   記電子部品のうち実装動作が行われる実装実行ステージ
   が特定されていない非指定部品については、各実装ステ
   ージにおける実装負荷の平準化を目的として前記指定部
   品を含んだ電子部品を対象として行われるラインバラン
   ス処理結果に基づいて実装実行ステージを決定すること
   を特徴とする電子部品実装方法。
2. 【請求項２】前記指定部品についてそれぞれ複数の属性
   データが設定されており、これらの属性データに基づい
   て前記指定データが作成されることを特徴とする請求項
   １記載の電子部品実装方法。
3. 【請求項３】前記属性データは、前記指定部品のサイズ
   に関するデータ、部品種類に関するデータ、当該指定部
   品を吸着してピックアップする吸着ノズルに関するデー
   タ、当該指定部品が収容されるパーツフィーダに関する
   データ、のいずれかを含むことを特徴とする請求項２記
   載の電子部品実装方法。