JP2007299804A - 実装基板の生産方法、実装基板製造装置及びその作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】基板自体の段取り確認処理を行うことにより、不適当な基板の生産を防止し、実装基板における不良の発生を抑えることができる実装基板の生産方法、実装基板製造装置、及びその作業機を提供する。
【解決手段】基板の搬送ラインに沿って設けられる作業機により構成される実装基板製造装置により、基板上に部品を実装させて実装基板を生産する実装基板の生産方法であって、前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力し、この入力された被処理基板情報と、予め登録された生産予定の基板における生産基板情報とを照合して、前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合に前記作業機による生産処理を開始させる段取り確認処理が行われるように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板の搬送ラインに沿って、部品実装機、スクリーン印刷機、ディスペンサ等の作業機が配設され、部品を基板に実装することにより実装基板を製造する実装基板の生産方法及び実装基板製造装置に関するものである。

従来より、基板の搬送ラインに沿って、スクリーン印刷機、ディスペンサ、部品実装機等の作業機が配設された実装基板製造装置では、これらの作業機を稼働させるための準備、すなわち段取りが行われる。具体的な段取りとしては、オペレーターによる生産指示書に示された基板の準備や、この基板に実装すべき部品の準備等があげられる。そして、各段取りが行われた後、各作業機を動作させて実装基板の生産が行われる。具体的には、例えば作業機の一つである部品実装機では、供給された基板に付されたバーコードなどの基板識別子と、供給される部品の部品識別子とを比較・照合し、この基板に実装されるべき部品が供給されている場合には、生産計画に対応した生産プログラム等に従って部品実装機の実装動作を進行させ、供給されていない場合には、部品実装機の実装動作を停止させる（例えば特許文献１参照）。
特開平３−２４７９５号公報

しかし、上記の段取りチェックでは、生産計画に対応した基板に対する生産プログラムに従い、この基板に対応する部品がセットされているか否かについてチェックされるだけであり、搬送されてきた基板自体が本来生産されるべき基板に該当するか否かのチェックは行われていない。すなわち、例えば、オペレーターが誤って生産指示書と異なる基板を作業機にセットした場合、この誤った基板に実装されるべき部品が供給されている場合には、この誤った基板には、本来の生産計画に対応した基板に対する生産プログラムに従って部品が実装されるため、本来生産予定されたものとは異なる実装基板（部品が実装された基板）が生産される。したがって、この場合には、生産されるべき実装基板は得られず、実装基板の不良発生の要因となる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、基板自体についての段取り確認処理を行うことにより、不必要な基板の生産を防止し、実装基板の不良の発生を抑えることができる実装基板の生産方法及び実装基板製造装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の実装基板の生産方法は、基板の搬送ラインに沿って設けられる作業機により構成される実装基板製造装置により、基板上に部品を実装させて実装基板を生産する実装基板の生産方法であって、前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力し、この入力された被処理基板情報と、予め登録された生産予定の基板を特定する生産基板情報とを照合して、前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合に前記作業機による生産処理を開始させる段取り確認処理を行うことを特徴としている。

また、上記課題を解決するために、本発明の実装基板製造装置の作業機は、基板上に部品を実装させて実装基板の生産を行う実装基板製造装置の作業機であって、生産予定の基板を特定する生産基板情報を記憶する生産基板情報記憶手段と、前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された被処理基板情報と、前記生産基板情報記憶手段に記憶された生産基板情報とが一致するか否かを判定する判定手段と、前記作業機の動作を統括的に制御する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記被処理基板情報と前記生産基板情報とが一致する場合に生産処理を開始することを特徴としている。

また、上記課題を解決するために、本発明の実装基板製造装置は、基板上に部品を実装させて実装基板の生産を行う１つ又は複数の作業機を有する実装基板製造装置であって、生産予定の基板を特定する生産基板情報を記憶する生産基板情報記憶手段と、前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された被処理基板情報と、前記生産基板情報記憶手段に記憶された生産基板情報とが一致するか否かを判定する判定手段と、前記作業機の動作を統括的に制御する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記被処理基板情報と前記生産基板情報とが一致する場合に前記作業機による生産処理を開始させることを特徴としている。

上記実装基板の生産方法、実装基板製造装置、及びその作業機によれば、これから作業機により処理される基板（被処理基板）の被処理基板情報と、これから生産されるべき基板の生産基板情報とを照合させて、これらが一致する場合に当該作業機における生産が開始される。そのため、本来生産されるべきでない被処理基板が作業機に供給された場合には、この被処理基板の被処理基板情報と前記生産基板情報とが一致しないため、生産が開始されることはない。したがって、生産予定にない実装基板が生産されることを防止することができ、実装基板の不良の発生を抑えることができる。

また、上記実装基板の生産方法において、前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合には、前記被処理基板を特定する前記被処理基板情報とともに、この被処理基板に関する生産処理情報が記録されるとするのが好ましく、上記実装基板製造装置の作業機において、生産履歴記憶手段をさらに備えており、この生産履歴記憶手段は、前記判定手段の結果に基づいて前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合に、前記被処理基板を特定する前記被処理基板情報とともに、この被処理基板における生産処理情報を記憶する構成とするのが好ましい。

この構成によれば、被処理基板を特定する被処理基板情報とともに、この被処理基板についての製造時期、製造ロット、メーカー等の生産処理情報を記録することにより、生産後に何らかのトラブルが発生した場合には、前記基板を特定してその原因究明に役立てることができる。

また、前記実装基板製造装置が基板に部品を実装する実装機を含む複数種類の作業機で構成されており、前記段取り確認処理は、前記実装機のうち最も上流側に位置する上流側実装機又は、この上流側実装機よりも上流側で行われることが好ましい。

すなわち、被処理基板に部品が実装される前に行われることが好ましく、さらには半田ペーストの印刷や塗布などの処理がされる前に上記段取り確認処理が行われるのが、より好ましい。

この構成によれば、生産予定にない基板に部品が実装されてしまうことを防止でき、部品が無駄に使用されることを防ぐことができる。

また、上記入力手段は、被処理基板情報が記録された記録媒体と、この記録媒体に記録された被処理基板情報を読み取る読取手段によって構成されているものが例としてあげられる。

具体的には、被処理基板情報が記録されたバーコードからバーコードリーダを用いて被処理基板情報を読み取る構成としてもよく、その他、ＱＲコード、ＩＣタグ等とそれらの読み取り機によって構成されていてもよい。この構成により、被処理基板情報を簡単な構成で読み取ることができる。

本発明の実装基板の生産方法、実装基板製造装置、及びその作業機によれば、基板自体の段取り確認処理を行うことにより、不必要な基板の生産を防止し、実装基板における不良の発生を抑えることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る実装基板製造装置１の構成例を概略的に示す図である。この実装基板製造装置１は、複数の作業機によって構成されている。具体的には、これから部品の実装を行う未処理基板を順次搬入する基板搬入機２が設置されており、この基板搬入機２の下流側に、はんだ粉末とペースト状フラックスとの混合物からなるソルダーペーストを基板に対して塗布するスクリーン印刷機３と、部品の実装処理前にクリームはんだ等を基板上に塗布するディスペンサ４と、ＩＣ、トランジスタまたはコンデンサ等からなる小片状の部品を基板に対して実装する複数台の部品実装機５と、部品実装後の後処理を行うリフロー炉６とが基板の搬送ラインに沿って順次配列され、かつその下流側には基板搬出機７が配設されている。

各作業機は、それぞれ制御装置を備えた自律型の装置であって、各作業機が各自の制御装置により個別に駆動制御されるようになっている。また、各作業機はそれぞれＬＡＮ８等からなる情報通信手段によって接続されており、この情報通信手段を介して基板の生産に関する各種情報を互いに通信できるようになっている。

なお、本実施形態では、基板の段取り確認処理が、基板搬入機２で行われる場合について説明する。ここで、基板の段取り確認処理とは、これから作業機による生産処理が行われる前に、搬送されてきた基板（被処理基板）が、これから生産されるべき基板であるか否かを判別する処理である。

前記基板搬入機２には、バーコードリーダ２１（読取手段）が備え付けられている。このバーコードリーダ２１は、これから生産が行われる未処理の基板を収納した基板収納ケース１０（図２参照）に付されているバーコード１１（記録媒体）を読み取るものである。この基板収納ケース１０に付されたバーコード１１は、基板製造メーカー側で付されるものであり、このバーコード１１には、基板の種類に対応した基板の製品番号等、基板を特定する製番情報（被処理基板情報）、基板製造工場名、生産ロット番号等の生産処理情報が付されている。なお、本実施形態において、作業機によりこれから処理が行われる基板を被処理基板とし、部品が実装された基板を特に実装基板と呼ぶことにする。

図３は、基板搬入機２の制御系を示すブロック図である。

この図に示されるように、基板搬入機２は、この基板搬入機２の動作を統括的に制御するコントローラ４０を有している。このコントローラ４０は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する様々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ、様々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、各種データやソフトを記憶するＨＤＤ等から構成されており、その機能構成として、主制御部４１、判定部４２、モータ制御部４３、外部入出力部４４、記憶装置４５、通信手段４６等を含んでいる。

主制御部４１は、後述の生産プログラム記憶部４５ａに記憶されている生産プログラムに従って一連の基板搬入作業、すなわち、基板を搬送するベルトコンベアの駆動制御等を行うとともに、前記バーコードリーダ２１から得られた各種情報について演算処理等を統括的に行うものである。

判定部４２は、バーコードリーダ２１から得られた被処理基板情報と、後述の照合コード記憶部４５ｂで記憶された生産予定基板の生産基板情報とが一致しているか否かを判定するものである。具体的には、被処理基板情報の製番情報と生産基板情報の製番情報とを照合することにより、搬入される被処理基板と生産予定の基板とが一致しているか否かを判定する。すなわち、基板の段取り確認処理がこの判定部４２によって行われる。

モータ制御部４３は、コンベア等における各種モータ及びアクチュエータ等のモータ類３１を駆動制御するものである。

外部入出力部４４は、前記バーコードリーダ２１、キーボード２２、タッチパネル２３、この基板搬入機２に組み込まれた各種センサ類２４等と接続されており、これらとの間における信号入出力を制御するものである。

通信手段４６は、各作業機との通信制御を行うもので、必要な場合には、この通信手段４６の制御により情報通信が行われるようになっている。具体的には、バーコードリーダ２１で読み込まれた被処理基板情報や生産処理情報等をこの通信手段４６を介して各作業機とデータの授受ができるようになっている。

前記記憶装置４５は、各種データを記憶するものであり、生産プログラム記憶部４５ａ、照合コード記憶部４５ｂ、生産履歴記憶部４５ｃを含んでいる。

生産プログラム記憶部４５ａは、これから搬送される基板（被処理基板）の処理に対応した各種プログラム及び各種情報が記憶されており、ベルトコンベアの駆動制御等のプログラムが複数記憶されている。この生産プログラムには、生産予定の基板の製番情報が登録できるようになっている。すなわち、それぞれの生産プログラムが後述の照合コード記憶部４５ｂに記憶された生産基板情報の製番情報と関連づけられた状態で記憶されている。したがって、生産時には、この製番情報に基づいて、複数の生産プログラムの中から、これから生産される基板に対応する生産プログラムが選択されるようになっている。

照合コード記憶部４５ｂは、生産が予定されている基板を特定する生産基板情報、すなわち、生産予定の基板の製番情報が、数字や記号等の組み合わせによる基板の識別情報として記憶されている。そして、この生産基板情報における製番情報は、上述のように前記生産プログラムと関連づけられている。この生産基板情報と生産プログラムとの関連づけは、実装基板の生産が開始される前に入力（登録）される。具体的には、例えば、オペレーターが生産指示書等にしたがって、生産予定の基板の製番情報をキーボード２２やバーコードリーダ２１等によって入力し、この基板に対応した生産プログラムを選択して登録する場合や、また、予め生産予定の基板の製番情報と生産プログラムとが登録された記憶媒体を記憶装置４５に読み込ませることにより行われる。

生産履歴記憶部４５ｃは、生産が開始された基板について、この基板の被処理基板情報と生産処理情報とを記憶するものである。具体的には、生産が開始された基板の製番情報と、製造時期、製造ロット、基板メーカー等の生産処理情報とが関連づけられた状態で記憶される。

なお、主制御部４１には、ＣＲＴや液晶表示器からなる表示ユニット５０が接続されており、各種作業条件や作業内容に関する情報が表示されるようになっている。例えば、生産予定の基板と被処理基板とが異なっている等のトラブルが発生した場合には警告表示を行い、オペレータに注意喚起するようになっている。

次に、実装基板製造装置１における基板段取り確認処理が行われる動作について図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、予め生産プログラム毎に生産予定の基板の製番情報を登録する（ステップＳ１）。具体的には、基板搬入機２のキーボード２２やバーコードリーダ２１等から生産指示書等にしたがって、生産されるべき基板の製番情報を、生産プログラム記憶部４５ａに記憶された当該基板に対応する生産プログラム毎に入力する。この入力操作により、生産プログラム記憶部４５ａに記憶された生産プログラムと生産予定の基板の製番情報との関連づけが行われ、この製番情報が照合コード記憶部４５ｂに生産基板情報として記憶される。

なお、この入力操作は、オペレーターにより直接入力される以外にも、他の管理部門等で予め生産プログラムと製番情報とを関連づける記憶媒体を生産開始前に基板搬入機２の外部入出力部４４から読み込ませることにより、生産プログラムと生産予定の基板の製番情報とが関連づけられる構成のものであってもよい。いずれにしても、実装基板が生産される前に生産プログラムに製番情報が登録されていればよい。

次に、生産プログラムの切り替えが行われる（ステップＳ２）。具体的には、オペレーターがキーボード２２やタッチパネル２３等を操作して、生産プログラム記憶部４５ａに記憶された生産プログラムの中から、これから生産が行われる基板に応じた生産プログラムを選択する。

次に、基板自体の段取り確認処理が開始される（ステップＳ３）。すなわち、これから基板搬入機２にセットされる未処理の基板（未処理基板）が、生産予定の実装基板に使用する基板として正しいか否かの判断が行われる。具体的には、まず、未処理基板を収納した基板収納ケース１０に付された製番情報及びロット情報等の被処理基板情報を示すバーコード１１を基板搬入機２のバーコードリーダ２１を用いて読取りが行われる（ステップＳ４）。この読み取られた被処理基板情報における製番情報は、外部入出力部４４を介して判定部４２内に読み込まれる。そして、この判定部４２によって、読み込まれた被処理基板の製番情報と、オペレーターにより生産プログラムに登録された製番情報、すなわち、照合コード記憶部４５ｂにて記憶された生産基板の製番情報とを照合し、これらが一致するか否かが判定される（ステップＳ５）。

ここで、両製番情報が一致する場合には、基板搬入機２にセットされる未処理基板が生産予定の実装基板に使用される基板として正しいものであると判断され、ステップＳ５においてＹＥＳの方向に進み、製番情報とともに読み込まれた製造ロット情報、メーカー等の生産処理情報がこの製番情報とともに生産履歴記憶部４５ｃに記憶される（ステップＳ６）。また、両製番情報が一致しない場合には、基板搬入機２にセットされる未処理基板が生産予定の実装基板に使用される基板として間違っているものであるため、主制御部４１により表示ユニット５０を介してオペレーターに警告を与える（ステップＳ７）。そして、この場合には、正しい未処理基板の被処理基板情報が得られるまでステップＳ４、Ｓ５の処理が繰り返される。

そして、ステップＳ６において、被処理基板情報等が生産履歴記憶部４５ｃに記憶された後、生産の開始許可がなされ（ステップＳ８）、基板の段取り確認処理が終了する（ステップＳ９）。そして、基板搬入機２にセットされた被処理基板が下流側の作業機に順次搬送されることにより、当該基板に対し部品の実装（生産）が開始され（ステップＳ１０）、最終的にすべての部品が実装されることによって実装基板の生産は終了する。

このように、本実施形態における実装基板の生産方法によれば、部品の実装（生産）が開始される前に、これから基板搬入機２により処理される基板の製番情報（被処理基板情報）と、生産予定される基板の製番情報（生産基板情報）とを照合し、これらが一致する場合に当該作業機における生産が開始される。そのため、本来生産されるべきでない基板が作業機に供給された場合には、この基板の被処理基板情報と前記生産基板情報とが一致せず、生産が開始されることはない。したがって、基板自体の段取りの確認を行うことができるとともに、生産予定にない基板が生産されることを防止することができ、実装基板の不良の発生を抑えることができる。

また、被処理基板を特定する被処理基板情報とともに、例えば製造時期、製造ロット、メーカー等の生産処理情報が記録されるため、生産後に何らかのトラブルが発生した場合には、基板を特定してその原因究明に役立てることができる。

なお、上記実施形態では、基板段取り確認処理を基板搬入機２において行っているが、基板搬入機２よりも下流側に配置されるスクリーン印刷機３や部品実装機５で行ってもよい。すなわち、基板段取り確認処理を行う作業機において、上記実施形態により説明した基板段取り確認処理を行うコントローラ４０の構成を設けることにより行うことができる。具体的には、対象となる作業機のコントローラ４０に、上記判定部４２、記憶装置４５、オペレータの手作業によらず、コントローラ４０の指令により自動的に読取を行うバーコードリーダ等を設けることにより、基板上面に予め印刷され、又は貼り付けられるバーコード等（例えば、バーコード１１や、ＱＲコード、ＩＣタグ等）を、その作業機において読み取ることで、その作業機により基板の段取り確認処理を行うことができる。ただし、上記実施形態のごとく、基板の搬送ラインの最上流側において、この基板段取り確認処理を行う方が不良基板の発生が抑えられる点で好ましい。

また、上記実施形態では、生産予定の基板の生産基板情報を直接作業機に入力する例について説明したが、通信手段４６を利用してサーバーからデータ通信を行うことにより入力する構成としてもよい。この場合、被処理基板情報とともに生産履歴記憶部４５ｃに記録される生産処理情報についても、被処理基板情報とともにサーバーに記録されるようにすれば、データが管理しやすくなる点で好ましい。

また、上記実施形態では、作業機として基板搬入機２、スクリーン印刷機３、ディスペンサ４、及び、複数台の部品実装機５を例として説明したが、これらに限定されるものではなく、本発明における作業機には、検査装置等、実装基板の生産を行うために必要となる各種装置が含まれるものであり、これらの作業機の少なくとも１つにおいて基板段取り処理が行われるものであればよい。

また、上記実施形態では、実装基板製造装置を構成する複数の作業機のうち、一つの作業機において基板段取り確認処理を行う例について説明したが、複数の作業機において前記確認処理を行うものであってもよい。例えば、複数の部品実装機５のそれぞれについて確認処理が行われるように構成することで、複数回の確認処理を行うことができ、確認処理の信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態における実装基板製造装置の概略図である。 基板収納ケースを示す図である。 制御系統のブロック図である。 基板の段取り確認処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 実装基板製造装置
２ 基板搬入機
２１ バーコードリーダ
４２ 判定部
４５ａ 生産プログラム記憶部
４５ｂ 照合コード記憶部
４５ｃ 生産履歴記憶部

Claims (7)

1. 基板の搬送ラインに沿って設けられる作業機により構成される実装基板製造装置により、基板上に部品を実装させて実装基板を生産する実装基板の生産方法であって、
   前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力し、この入力された被処理基板情報と、予め登録された生産予定の基板を特定する生産基板情報とを照合して、前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合に前記作業機による生産処理を開始させる段取り確認処理を行うことを特徴とする実装基板の生産方法。
2. 前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合には、前記被処理基板を特定する前記被処理基板情報とともに、この被処理基板に関する生産処理情報が記録されることを特徴とする請求項１に記載の実装基板の生産方法。
3. 前記実装基板製造装置が基板に部品を実装する実装機を含む複数種類の作業機で構成されており、前記段取り確認処理は、前記実装機のうち最も上流側に位置する上流側実装機又は、この上流側実装機よりも上流側で行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装基板の生産方法。
4. 基板上に部品を実装させて実装基板の生産を行う実装基板製造装置の作業機であって、
   生産予定の基板を特定する生産基板情報を記憶する生産基板情報記憶手段と、
   前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された被処理基板情報と、前記生産基板情報記憶手段に記憶された生産基板情報とが一致するか否かを判定する判定手段と、
   前記作業機の動作を統括的に制御する制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記被処理基板情報と前記生産基板情報とが一致する場合に生産処理を開始することを特徴とする実装基板製造装置の作業機。
5. 生産履歴記憶手段をさらに備えており、この生産履歴記憶手段は、前記判定手段の結果に基づいて前記生産基板情報と前記被処理基板情報とが一致する場合に、前記被処理基板を特定する前記被処理基板情報とともに、この被処理基板における生産処理情報を記憶することを特徴とする請求項４に記載の実装基板製造装置の作業機。
6. 前記入力手段は、被処理基板情報が記録された記録媒体と、この記録媒体に記録された被処理基板情報を読み取る読取手段によって構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の実装基板製造装置の作業機。
7. 基板上に部品を実装させて実装基板の生産を行う１つ又は複数の作業機を有する実装基板製造装置であって、
   生産予定の基板を特定する生産基板情報を記憶する生産基板情報記憶手段と、
   前記作業機によってこれから生産処理される被処理基板を特定する被処理基板情報を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力された被処理基板情報と、前記生産基板情報記憶手段に記憶された生産基板情報とが一致するか否かを判定する判定手段と、
   前記作業機の動作を統括的に制御する制御手段と、
   を備えており、
   前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記被処理基板情報と前記生産基板情報とが一致する場合に前記作業機による生産処理を開始させることを特徴とする実装基板製造装置。

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