JP2011049478A - プリント配線基板のトレーサビリティー管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来のプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムは、基板識別認識のために、実装装置のプリント配線基板入出口二ヶ所にコードリーダ、またはＲＦＩＤリーダライタを設置している。そのため装置コストが高くなる。また、装置へ基板を投入した時間と搬出された時間を測るだけで、実装装置の稼働時間を正確に測っていないため、問題発生時の原因追及時の絞り込み範囲が広くなる。
【解決手段】実装装置の基板を固定さすためのクランプ機構の信号をトリガーにして、実装装置の稼働開始と、稼働終了を決めれば、正確に実装装置の稼働時間を計測することができる。基板識別ＩＤ認識のために、実装装置のプリント配線基板入出口二ヶ所にコードリーダ、またはＲＦＩＤリーダライタを設置する必要のない、低コストで、問題発生時の原因追及時の絞り込み範囲が狭いプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線基板の実装工程における、製造時間、使用装置、製品名、基板名、基板ロット、シリアル番号、ソフトウェアバージョン、ハードウェアバージョン、使用した部品、材料、部品ロット、材料ロット、治工具、作業者名等の情報を記録し、プリント配線基板のトレーサビリティー管理を確立する技術に関する。

プリント配線基板のトレーサビリティー管理システムは、レーザーマーカーを用い、プリント配線基板にバーコード、または二次元コード等を刻印し、コードリーダを各実装装置の基板入出口二ヶ所に設置し、刻印されたコードを読み取ることにより、プリント配線基板の実装工程の通過履歴をホストＰＣに記録し、プリント配線基板のトレーサビリティー管理を確立する方法が普及している。

また、ＲＦＩＤタグを使用し、プリント配線基板の実装工程の履歴をＲＦＩＤタグとホストＰＣに記録する方法も試みられているが、まだ広く普及していない。しかしながら、レーザーマーカーでコードを刻印する方法に比べて、ＲＦＩＤタグに書き込める情報量が大きく、ＲＦＩＤにメモリーがあり、製品として出荷された市場でも情報の書き込ができるため、ＲＦＩＤの優位性が知られている。

ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装し、プリント配線基板のトレーサビリティー管理をする場合、半田印刷工程より先にＲＦＩＤタグを実装すると、半田印刷工程で、ＲＦＩＤタグがプリント配線基板のフラットな面より出っ張り半田印刷ができないため、プリント基板製造時にＲＦＩＤタグ用のフラットなアンテナを基板の金属層に事前形成し、半田印刷工程後に、ＲＦＩＤチップを基板上のアンテナに実装する方法がとられている。このＲＦＩＤタグ実装方法は、インターメック社が特許を保有している。（特許文献１参照）

また、特許文献２に説明されているように、プリント配線基板製造時に、ＲＦＩＤタグをプリント基板製造時に基板に内蔵（エンベデッド）する方法もとられている。

ＲＦＩＤタグを実装し、プリント配線基板のトレーサビリティー管理をする場合、ＲＦＩＤリーダライタを、各実装装置の基板入出口二ヶ所に設置し、プリント配線基板の入出時に、ＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み、実装工程履歴情報を書き込んでいる。

また、特許文献３に説明されているように、多枚取り基板の個々の基板に識別ＩＤを付すとともに、それ以外に代表識別ＩＤを付して、代表識別ＩＤを読み取ることにより、個々の基板の識別ＩＤを読まなくてもよいように工夫されている。

特許第３６５３０９９号公報 特開第２００８−２５８３３２号公報 特開第２００７−０４２９３４号公報 特開第２００４−１３４５０９号公報

プリント配線基板実装装置ライン１０において、基板の時系列は、搬送時間、待機時間、実装装置稼働時間の合計が、ライン稼働時間となっている。プリント配線基板のトレーサビリティー管理システムで、各実装装置へのプリント配線基板の入出情報をもって各装置の履歴情報を得る方式が採用されているが、履歴情報を正確に得るには、各実装装置の稼働時間を計測する必要がある。しかし、実装装置ライン１０には、様々なメーカーの装置が混在し、個々の装置の稼働開始、終了の信号を簡単に取り出せる状況ではなく、また、装置メーカーからそれらの信号の取り出し方法を開示してもらうのが難しいという課題がある。

各装置の基板入出口二ヶ所に外付けで基板通過を認識できるセンサーを設け、そのセンサーにより基板の通過を認識し、各装置への基板入出信号とする特許文献４にあるような方式の場合、基板の通過時間を計測するだけで、その時間には、基板搬送時間、基板待機時間、装置の実稼働時間、故障などによる待機時間の合計が含まれているため、基板の各実装装置の入出通過をセンサーで検出する方式では、各実装装置の実稼働時間を正確に測れないという課題がある。

また、通過センサーで基板の通過時間を計測する方式では、各実装装置の基板入出口二ヶ所にセンサーを設置する必要があり、センサーの数が多くなり、センサーコスト、信号配線施工コストが高くなり、センサーからの配線が複雑になるという課題がある。

また、レーザーマーカーを実装装置ライン１０の先頭に設置し、バーコードまたは二次元コードを基板に刻印する方式の基板トレーサビリティー管理システムの場合、各実装装置の実装工程履歴情報は、レーザーマーカーで刻印された各基板のコードを読み取り、ホストＰＣに記録する方法が広く用いられている。各実装装置の実装工程履歴情報を記録するには、各実装装置の前後にコードリーダを設置して、基板の各装置への入出時間を、コードリーダでコードを読み取り、時間を記録する方法がとられている。そのため、各装置の前後に設置するコードリーダの装置コストが高くなるという課題がある。

さらに多枚取り基板のように小さな複数基板が集合体として、一つの基板を形成し、実装後は、基板を分割し、製品化している場合には、各小さな基板にコード刻印がされているため、すべてのコードを読む場合は、コードリーダをＸ−Ｙ軸に移動させコードを読むＸ−Ｙ軸ロボット位置決め装置か、基板をＸ−Ｙ軸に移動させ固定式コードリーダでコードを読むＸ−Ｙステージ付きコンベアが、各実装装置の基板入出口二ヶ所に必要となり、装置コストが非常に高くなるという課題がある。

そのため、コードリーダをＸ−Ｙ軸に移動させコードを読むＸ−Ｙ軸ロボット位置決め装置か、基板をＸ−Ｙ軸に移動させ固定式コードリーダでコードを読むＸ−Ｙステージ付きコンベアを使用しなくてもよいように、特許文献３にあるように代表基板識別ＩＤを読み取るだけで、各小さな基板にコードを読まなくてもよいような工夫もされている。しかしながら、それでも各実装装置の前後にコードリーダを設置する必要があり、装置コストが高くなるという課題がある。

また、バーコードまたは二次元コードでは、データ情報量が少なく、必要な情報をすべてコードに刻印することができない。よってコードの主な目的は、基板のＵＩＤを表示しているに過ぎず、そのＵＩＤを読み込むことにより、ホストＰＣに記録された履歴情報を引き出す必要がある。そのため、基板トレーサビリティー管理システムは常にホストＰＣと繋げる環境でしか使用できないという課題がある。

プリント配線基板のトレーサビリティー管理システムで、バーコードまたは二次元コードの代わりにデータ情報量の大きなＲＦＩＤを使用する場合、基板製造時に、基板に形成したアンテナにＲＦＩＤチップを実装装置で実装する方式は、特許文献１にあるようにインターメック社が特許を保有している。そのためインターメック社のライセンスを受けたＲＦＩＤチップしか使用できないという課題がある。

また、インターメック社の特許を実施し、ＲＦＩＤを使用した基板トレーサビリティー管理システムを確立する場合でも、様々な課題がある。まず、ＲＦＩＤチップのアンテナへの実装をどの工程でするのかという課題がある。半田印刷の前工程で実装すれば、ＲＦＩＤチップ専用実装機が印刷機の前工程に必要であり装置コストが高くなるという課題がある。また、ＲＦＩＤチップの基板上の出っ張りが邪魔となり、印刷ができないという課題もある。

また、ＲＦＩＤチップを半田印刷の後工程で実装する場合も、ＲＦＩＤチップが半導体チップであり、ウェハーで供給され、ＲＦＩＤチップとアンテナの接合が、通常のプリント配線基板への電子部品実装工程とは異なるため、ＲＦＩＤチップ専用実装装置が必要で、装置コストが高くなるという課題がある。

さらに、ＲＦＩＤチップはリフロー温度（２６０℃）に絶えられないため、実装後、リフロー半田付け前に、耐熱封し材でカバーしなければならず、耐熱封し材塗布用の新たな装置が必要となる。

また、印刷機の工程の後にＲＦＩＤタグを実装する場合、ＲＦＩＤタグのＵＩＤをどこで読み込み、工程履歴情報をどこで書き込むのかという課題がある。

各実装装置の基板入出口にＲＦＩＤリーダライタを設置し、ＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取り、ＲＦＩＤタグに工程履歴情報を書き込む場合、装置コストが高くなるという課題がある。

さらに、小さな集合基板の個々にＲＦＩＤタグを実装すれば、ＲＦＩＤリーダライタをＸ−Ｙ軸に移動させＲＦＩＤタグを読むＸ−Ｙ軸ロボット位置決め装置か、基板をＸ−Ｙ軸に移動させＲＦＩＤタグを読むＸ−Ｙステージ付きコンベアが、各実装装置の基板入出口に必要となり、装置コストが非常に高くなるという課題がある。

さらに、ＲＦＩＤタグを実装する以前の工程で使用された実装装置の工程履歴情報を、ＲＦＩＤタグにどこで書き込むのかという課題がある。

特許文献２に開示されているように、プリント配線基板を製造する過程で、ＲＦＩＤタグを基板に内蔵する（エンベデッド）技術を用いた場合、基板に内蔵されたＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取り、ＲＦＩＤタグに工程履歴情報を書き込むためには、ＲＦＩＤリーダライタを、各実装装置の基板入出口に設置し、ＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取り、工程履歴情報を書き込む必要がある。そのため、ＲＦＩＤリーダライタの装置コストが高くなるという課題がある。

さらに、小さな集合基板の個々にＲＦＩＤタグが内蔵されている場合は、ＲＦＩＤリーダライタをＸ−Ｙ軸に自動で移動可能な装置か、基板をＸ−Ｙ軸に移動させＲＦＩＤタグを読むＸ−Ｙステージ付きコンベアが、各実装装置の基板入出口に必要となり、装置コストが非常に高くなるという課題がある。

上記課題を克服するため、本発明の、プリント配線基板の識別に、バーコード、二次元コードまたはＲＦＩＤタグ、ラベル等の識別ＩＤを使用する方式のプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムであって、実装装置の稼働開始時間と、稼働終了時間を一ヶ所のＩ／Ｏポートから取り出せる手段と、それらの時間を記録し、実装装置の稼働時間を計測する手段と、稼働時間帯に使用した、部品、材料を記録する手段と、を有し、実装装置の稼働時間と、使用部品、材料を関連付けることにより、プリント配線基板の実装履歴を把握する手段と、特定のプリント配線基板が、何時に、どの実装装置で、実装されたかを把握する手段と、を有することを特徴としている。

さらに、前記実装装置の稼働時間を計測する手段は、各実装装置に搬送されたプリント配線基板を固定するための、基板クランプシグナル、または基板クランプエアーをトリガーにした信号を、各装置が特定のプリント配線基板に対する稼働開始時間とする手段と、基板アンクランプシグナル、または基板アンクランプエアーをトリガーにした信号を、各装置が特定のプリント配線基板に対する稼働終了時間とする手段と、を有することを特徴としている。

さらに、前記識別ＩＤがＲＦＩＤタグであり、このＲＦＩＤタグは、アンテナを内蔵する手段と、部品実装機（マウンタ）で実装可能なテープアンドリールで供給する手段と、リフロー半田付け可能な耐熱手段と、を有し、ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装する工程において、通常のマウンタで他の電子部品実装と同じ工程で、プリント配線基板に実装する手段と、ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装する前に、ＲＦＩＤタグのユニークＩＤ（ＵＩＤ）を読み取る手段と、プリント配線基板実装工程履歴情報を、ＲＦＩＤタグに書き込む手段と、を有し、ＲＦＩＤリーダライタアンテナを、ＲＦＩＤをマウンタに供給するテープフィーダの近傍に取り付ける手段と、ＲＦＩＤタグが、プリント配線基板に実装される前に、ＲＦＩＤタグからＵＩＤを読み取り、プリント配線基板実装工程履歴情報をＲＦＩＤタグに書き込むことを特徴としている。

本発明では、プリント配線基板の各実装装置への通過時間を読み取るのではなく、各実装装置の稼働時間を計測するため、より正確なトレーサビリティー管理ができる。

稼働時間計測のためのセンサーは、各実装装置の一ヶ所のＩ／Ｏポートに取り付けるため、基板の通過センサーのように各実装装置に二ヶ所のセンサーがいらない。センサーコストが安くなり、配線施工もシンプルになる。

コードリーダを、各実装装置の入出口二ヶ所に設置する必要がないので、読み取り装置コストが低くなる。

多枚取り基板のように小さな複数基板が集合体として、一つの基板を形成し、実装後は、基板を分割し、製品化している場合にも、コードリーダを使用しないの、コードリーダをＸ−Ｙ軸に移動させコードを読むＸ−Ｙ軸ロボット位置決め装置や、基板をＸ−Ｙ軸に移動させ固定式コードリーダでコードを読むＸ−Ｙステージ付きコンベアが、不要で、装置コストが非常に低くなる。

ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装する場合にも、ＲＦＩＤタグを実装するための特別な装置が不要で、通常実装装置ラインに使用されているマウンタで実装できるため、装置コストが安くなる。

ＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取り、また、ＲＦＩＤタグ情報を書き込むリーダライタの設置は、実装装置ラインに一ヶ所の設置で済み、従来のように各実装装置の入出口二ヶ所設置する方式に比べ、装置コストが格段に安くなる。

特許文献１にあるインターメック社の特許を使用しなくとも、ＲＦＩＤタグ実装が可能で、ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装しトレーサビリティー管理を行う方式では、非常にコストの安い方式を提供できる。

本発明の実施形態１のレーザーマーカーで二次元コードをプリント配線基板に刻印して、二次元コードを基板識別に使用したプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムの基本構成を説明するブロック図である。 本発明の実施形態２のＲＦＩＤタグを使用したプリント配線基板トレーサビリティー管理システムの基本構成を説明するブロック図である。 本発明の実施形態２のＲＦＩＤタグを使用したプリント配線基板トレーサビリティー管理システムのＲＦＩＤタグ供給部の説明図である。 通常よくみられる実装装置ラインで、ライン全体を表わすブロック図と、ＲＦＩＤタグを使用したプリント配線基板トレーサビリティー管理システムのブロック図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明のプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムの実施形態を説明する。通常の実装装置ラインでは、はじめの工程で、プリント配線基板を、印刷機に投入し、半田ペーストをプリント配線基板のパッド上に印刷する。次の工程で、プリント配線基板を、マウンタに投入し、電子部品を、その電極が印刷された半田ペーストの上に来るように実装する。さらに次の工程で、プリント配線基板を、リフロー炉に投入し、半田ペーストを熱で溶かして、電子部品の電極と、プリント配線基板のパッドとを半田付けする。以上が典型的な実装工程である。上記以外の実装装置として、半田印刷後の印刷品質検査のための、半田印刷外観検査装置、マウント後外観検査装置、リフロー後外観検査装置、接着剤ディスペンサー等が使用される場合がある。また、マウンタは複数台連結するケースが多い。実装装置は二桁台数、装置ラインは総延長２０ｍを超すケースもある。それらの実装工程において、基板に、コード、ＲＦＩＤタグ、ラベルなどで識別ＩＤを付加し、製造時間、使用装置、製品名、基板名、基板ロット情報、シリアル番号、ソフトウェアバージョン、ハードウェアバージョン、使用した部品、材料、部品・材料ロット情報、治工具、作業者名等の情報を記録し、識別ＩＤと記録した情報を関連付け、プリント配線基板のトレーサビリティー管理を確立する

まず図１で、本発明の、レーザーマーカーで二次元コードをプリント配線基板に刻印して、二次元コードを基板識別に使用した第１実施形態を説明する。図１は、プリント配線基板の必要最小限の実装装置ライン１０のブロック平面図である。レーザーマーカー１で二次元コード２をプリント配線基板３に刻印し、基板識別番号とする。二次元コードを刻印されたプリント配線基板は、基板３−Ａの位置に移動し、印刷機４で前の基板の印刷が完了するのを待機する。基板３−Ｂは、印刷機４で印刷中の基板である。基板３−Ｃは印刷完了後マウンタ５の基板待機位置に搬送されるのを待機中の基板である。基板３−Ｄは印刷完了後、マウンタ５の基板待機位置に搬送された基板である。基板３−Ｅはマウンタ５で部品実装中の基板である。基板３−Ｆは、マウンタ５で部品実装完了後次の実装装置の基板待機位置に搬送されるのを待機中の基板である。基板３−Ａ、基板３−Ｃ、基板３−Ｄ、基板３−Ｆは搬送コンベア上に乗った状態で固定されていない。基板３−Ｂと基板３−Ｅはクランプ機構１６で固定され、精度よく位置決めされている。基板３−Ｆは、マウント後外観検査装置を使用していないラインでは、リフロー炉６に投入され半田付けが完成する。

クランプ機構１６は実装装置により様々であるが、クランプ機構１６を駆動させるのは、ほとんどの場合エアーシリンダー駆動となっている。印刷機４からクランプ信号１１が出され、電磁弁１２がＯＮ状態になる。すると、クランプエアー１７が印刷機４から電磁弁１２を介してエアーシリンダー１３に供給されて、エアーシリンダー１３が駆動し、クランプ機構１６が働き、基板３−Ｂを固定保持するのが通常実装装置に取り入れられている基板クランプ方式である。図１では、電磁弁１２のアウトプットのエアーを分岐し、一方がエアーシリンダー１３、もう片方が圧力センサー１４につながれている。圧力センサー１４はホストＰＣ１５につながれて、基板クランプ機構１６がＯＮ状態であるか、ＯＦＦ状態であるかをホストＰＣ１５に知らせることができる。マウンタ５のクランプ機構１６も同様に、圧力センサー１４を介して基板クランプ機構１６がＯＮ状態であるか、ＯＦＦ状態であるかをホストＰＣ１５に知らせることができる。

レーザーマーカー１で、工場名、使用実装装置ライン名、製品名、基板名、シリアル番号等を、プリント配線基板に二次元コード２で刻印する。刻印した時間は、ホストＰＣ１５に記録され、二次元コード２を刻印されたプリント配線基板は２工程後（基板３−Ａの位置に移動→基板３−Ｂの位置に移動）にクランプされる。そのクランプ機構１６のＯＮ、ＯＦＦの時間をホストＰＣ１５に記録することにより、レーザーマーキングした時間、印刷開始時間、印刷終了時間が割り出せる。また、印刷時間帯に使用した、半田ペースト、半田マスク、スキージ等を別途記録し、二次元コード識別ＩＤと関連付けることにより、完成した基板がどの工場で、どの印刷機で、何時に、どの、半田ペースト、半田マスク、スキージを使用して実装されたか、履歴を取ることができる。

レーザーマーキングした時間から印刷開始時間までの時間は、基板搬送時間と、基板待機時間の合計になる。このように各実装装置の稼働時間と、基板搬送時間・基板待機時間
を別々に把握することができ、それらのデータを分析することにより、実装装置ライン１０の稼働率を向上させることができる。

同様に、二次元コード２を刻印されたプリント配線基板は、印刷後、基板３−Ｅの位置に移動し、クランプされ、部品実装される。マウンタ５の稼働開始時間、稼働終了時間を、クランプ信号１１をトリガーにして把握し、その稼働時間帯に使用した、部品を別途記録し、二次元コード識別ＩＤと関連付けることにより、完成した基板がどの工場で、どの実装装置ラインで、どのマウンタで、何時に、どの部品を使用して実装されたか、履歴を取ることができる。

以上のように、レーザーマーカー１でプリント配線基板に二次元コードを刻印する方式の、プリント配線基板のトレーサビリティー管理システムであっても、コードリーダを各実装装置の基板入出口二ヶ所に設置しなくとも基板の実装履歴を取ることが可能である。本発明では、コードリーダの装置コストが低減できるだけではなく、各実装装置の基板入出口二ヶ所に基板検出装置を設置し、基板通過の信号を取り出す方式に比べ、クランプ信号一ヶ所から信号を取り出すだけで済み、信号取り出しの配線施工コストも低減できる。さらに、基板の通過を見るのではなく、各実装装置の正確な稼働時間が把握でき、より正確にプリント配線基板のトレーサビリティー管理ができるシステムである。

次に、本発明のＲＦＩＤタグを使用した第２実施形態を、図２で説明する。図２は、プリント配線基板の必要最小限の実装装置ライン１０のブロック平面図である。実装装置ライン１０には、図１と同じように、基板３−Ａが印刷機４で、印刷中の基板３−Ｂの印刷が完了するのを待機する。基板３−Ｃは印刷完了後マウンタ５の基板待機位置に搬送されるのを待機中の基板である。基板３−Ｄは印刷完了後、マウンタ５の基板待機位置に搬送された基板である。基板３−Ｅはマウンタ５で部品実装中の基板である。基板３−Ｆは、マウンタ５で部品実装完了後次の実装装置の基板待機位置に搬送されるのを待機中の基板である。基板３−Ａ、基板３−Ｃ、基板３−Ｄ、基板３−Ｆは搬送コンベア上に乗った状態で固定されていない。基板３−Ｂと基板３−Ｅはクランプ機構１６（クランプ機構は図示していない。図１参照）で固定され、精度よく位置決めされている。基板３−Ｆは、マウント後外観検査装置を使用していないラインでは、リフロー炉６に投入され半田付けが完成する。図１と異なるのは、レーザーマーカー１がなく、マウンタ５にテープフィーダ４１が搭載されており、テーピングされたＲＦＩＤタグ４０（図示せず）をマウンタ５の装着ヘッド（図示せず）で、吸着し、基板３−Ｅに実装できるようになっている。

テープフィーダ４１の側面にはＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２が、マウンタ５−Ｃの装着ヘッドと干渉しない位置に設置されており、ＲＦＩＤリーダライタ４４を通じてホストＰＣ１５とつながっている。マウンタ５−Ｃの装着ヘッドでＲＦＩＤタグ４０を吸着する前に、このＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２を介して、吸着位置にあるＲＦＩＤタグ４０のＵＩＤを読み取り、プリント配線基板実装工程履歴情報を書き込む。

第１実施形態で説明したように、印刷機４の印刷時間、及びマウンタ５の部品実装時間は、各実装装置のクランプ信号１１のＯＮ、ＯＦＦで計測する（詳細は第一実施形態を参照）。それらの稼働時間と、ＲＦＩＤタグ４０のＵＩＤを関連付ければ、基板が製造された日時と、実装装置がわかる。さらに各実装装置での実装時間帯に、使用された部品、材料、治工具、作業者名等をホストＰＣ１５に記録し、特定の基板のＵＩＤと関連付けることにより、実装工程履歴情報をより詳細に把握できる。ＲＦＩＤタグ４０のメモリー容量により、使用装置、製品名、基板名、シリアル番号、ソフトウェアバージョン、ハードウェアバージョン等をＲＦＩＤタグ４０に書き込んでもよいし、ホストＰＣ１５に書き込んでおいて、特定の基板のＵＩＤと関連付けてもよい。

次に、図３で、上述のＲＦＩＤタグ供給装置の詳細を説明する。図３は、マウンタにＲＦＩＤタグ４０を供給するテープフィーダ４１の平面拡大詳細図である。ＲＦＩＤタグ４０は、テーピングされテープフィーダ４１のセットされている。図４では、他の電子部品テープフィーダは図示されていないが、他の電子部品も同じようにテーピングされ、テープフィーダを介して、マウンタに供給される。マウンタ５には多くのテープフィーダを搭載することができ、様々な種類の電子部品を混載供給できる。ＲＦＩＤタグ４０を供給するテープフィーダ４１は、他の電子部品テープフィーダと同じくマウンタに搭載し、混載供給する。

ＲＦＩＤタグ４０は、エンボステーピング４５のポケット４６に収納されており、吸着位置にあるＲＦＩＤタグ４０は、部品がポケットから飛び出すのを防止するカバーテープ４７が取り外され、いつでも吸着できる状態にある。ＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２は、マウンタの装着ヘッドと干渉しない位置に設置されている。吸着可能状態にある先端のＲＦＩＤタグ４０のＵＩＤを、テープフィーダ４１の側面に設置したＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２で読み取り、ＲＦＩＤリーダライタ４４を通じてホストＰＣ１５に転送する。図４では、ＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２と、ＲＦＩＤリーダライタ４４は離れた状態で図示しているが、マウンタまたは隣のテープフィーダと干渉しなければ、アンテナとリーダライタは一体型のものでもよい。また、ホストＰＣ１５に記録されている実装工程履歴情報で、ＲＦＩＤタグ４０に書き込む必要のあるものは、吸着可能状態にある先端のＲＦＩＤタグ４０に、実装ヘッドで吸着される前に書き込まれる。実装ヘッドで吸着されたＲＦＩＤタグ４０は、プリント配線基板３の実装位置に実装され、先頭から２番目のＲＦＩＤタグ４０は、テープフィーダ４１のインデックスホイール（図示せず）が回転することにより、エンボステーピング４５のスプロケットホール４８を介して先頭の位置に送られ、同時にカバーテープ４７が取り外され、次の吸着が可能な状態になる。

このようにＲＦＩＤリーダライタ４４をテープフィーダ４１の側面に設置することにより、実装装置ライン１０に一つのＲＦＩＤリーダライタ４４を設置するだけですみ、従来のように各実装装置の基板入出口二ヶ所にＲＦＩＤリーダライタ４４を設置する方式に比べ、大幅な装置コストダウンが図れる。

最後に、本発明のＲＦＩＤタグを使用した第２実施形態の全体像を、図４で説明する。
図４は、プリント配線基板の平均的な実装装置ライン１０のブロック平面図である。実装装置ライン１０には、先頭から、印刷機４、印刷後外観検査装置７、接着剤ディスペンサー８、マウンタ５−Ａ、マウンタ５−Ｂ、マウンタ５−Ｃおよびリフロー炉６の実装装置が連結されている。リフロー炉６を除く各実装装置には、プリント配線基板を精度よく位置決めするためのクランプ機構がついている。リフロー炉は定められた一定の速度でプリント配線基板を入り口から出口までコンベアで搬送し、リフロー半田付けを行う。

各実装装置の稼働時間は、第１実施形態で説明したように、各実装装置のクランプ信号１１のＯＮ、ＯＦＦで計測し、圧力センサー１４を介してホストＰＣ１５につながっている（クランプ機構は図示していない。図１参照）。マウンタ５−Ｃには、テープフィーダ４１が搭載されており、テーピングされたＲＦＩＤタグ４０をマウンタ５−Ｃの装着ヘッドで、吸着し、基板Ｑに実装できるようになっている。テープフィーダ４１の側面にはＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２が、マウンタ５−Ｃの装着ヘッドと干渉しない位置に設置されており、ＲＦＩＤリーダライタ４４を通じてホストＰＣ１５とつながっている。マウンタ５−Ｃの装着ヘッドでＲＦＩＤタグ４０を吸着する前に、このＲＦＩＤリーダライタアンテナ４２を介して、吸着位置にあるＲＦＩＤタグ４０のＵＩＤを読み取り、プリント配線基板実装工程履歴情報を書き込む。基板Ｐは上流の装置（印刷機４、印刷後外観検査装置７、接着剤ディスペンサー８、マウンタ５−Ａ、マウンタ５−Ｂ）での実装工程を経て、マウンタ５−Ｃで部品実装する状態になっている。上流の装置で基板Ｐに実装した装置稼働時間は、各実装装置のクランプ信号のＯＮ、ＯＦＦで計測し、ホストＰＣ１５に記録されている。ＲＦＩＤタグ４０のＵＩＤを読み取り、ＵＩＤと、上流の装置の基板Ｐへの装置稼働時間情報と関連付けることにより、特定の基板の各実装装置での実装時間が把握できる。マウンタ５−Ｃの装着ヘッドで、プリント配線基板に実装されるＲＦＩＤタグ４０は、通常の電子部品と同じく、基板のランド上に印刷された半田ペーストの上に実装され、リフロー炉６で半田付けされる。

リフロー炉６のように、基板をクランプ機構で固定せずに、コンベアで炉内を搬送途中
にリフロー半田付けするような装置は、基板入出を検出することで、リフロー炉の特定の基板への稼働時間とする。この場合リフロー炉６の基板入出口に光学式センサー９を設置し、基板通過信号を検出し、リフロー炉の稼働時間を算出する。

上記特定の基板の各実装装置での実装時間帯に、各実装装置で使用された部品、材料、治工具、作業者名等をホストＰＣ１５に記録し、特定の基板のＵＩＤと関連付けることにより、実装工程履歴情報を把握できる。ＲＦＩＤタグ４０のメモリー容量により、使用装置、製品名、基板名、シリアル番号、ソフトウェアバージョン、ハードウェアバージョン等をＲＦＩＤタグ４０に書き込んでもよいし、ホストＰＣ１５に書き込んでおいて、特定の基板のＵＩＤと関連付けてもよい。

以上のように、ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装する方式の、プリント配線基板のトレーサビリティー管理システムであっても、ＲＦＩＤリーダライタを各実装装置の基板入出口に設置しなくとも基板の実装履歴を取ることが可能である。図２の実装装置ライン１０で、特許文献２に開示されているような、基板製造時にＲＦＩＤタグを基板に内蔵した基板を実装し、実装履歴情報を取る場合、各実装装置の基板入出口にＲＦＩＤリーダライタを設置する必要がある。特許文献２の図１にあるような、基板が多枚取り基板で、小さな基板の集合体が一つの基板を形成し、実装後小さな基板を切り離して製品とする場合は、個々の小さな基板にＲＦＩＤタグを内蔵する必要がある。この場合は、ＲＦＩＤリーダライタをＸ−Ｙロボットに搭載し、各小さな基板に内蔵されたＲＦＩＤタグの位置に移動しながら読み書きするか、プリント配線基板をＸ−Ｙ軸に移動できるＸ−Ｙステージ付きコンベアで、固定的に設置されたＲＦＩＤリーダライタの下に各小さな基板に内蔵されたＲＦＩＤタグの位置が来るようしなければならない。ＲＦＩＤリーダライタをＸ−Ｙロボットに搭載した装置でも、Ｘ−Ｙステージ付きコンベアでも１台数百万円の投資が必要となり、図２のような実装装置ライン１０では、１４台のＲＦＩＤリーダライタをＸ−Ｙロボットに搭載した装置か、Ｘ−Ｙステージ付きコンベアが必要となり膨大な装置投資となる。そのため、現状では、各実装装置の基板入出口二ヶ所にＲＦＩＤリーダライタをＸ−Ｙロボットに搭載した装置か、Ｘ−Ｙステージ付きコンベアを設置するのではなく、実装装置ライン１０の入り口と、出口の二ヶ所のみに設置するケースが多い。この場合、各実装装置の実装履歴情報は取れずに、実装装置ライン１０単位での履歴を取っている。トレーサビリティーの絞り込み範囲が広くなり、リコール問題が発生した時の問題解決に時間がかかる。

本発明では、ＲＦＩＤリーダライタの装置コストが低減できるだけではなく、各実装装置の基板入出口二ヶ所に基板検出装置を設置し、基板通過の信号を取り出す方式に比べ、クランプ信号１ヶ所から信号を取り出すだけで済み、信号取り出しの配線施工コストも低減できる。さらに、基板の通過を見るのではなく、各実装装置の正確な稼働時間が把握でき、より正確にプリント配線基板のトレーサビリティー管理ができるシステムである。

図４では、実装装置ライン１０にはＡからＳまでの１９枚のプリント配線基板が投入され、基板Ｂ、Ｅ、Ｈ、Ｋ、Ｎ、Ｑ、Ｓが実装中の基板で、それ以外の基板は待機中の基板である。本発明のプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムは、基板の履歴を管理するだけでなく、基板製造時に起こりえる様々な基板実装工程履歴も把握し、実装装置ライン１０の稼働率を向上させる目的も持っている。上記１９枚の基板の待機時間・搬送時間、実装時間の詳細な情報が必要である。それらの情報を分析し、トータル的にライン生産性を向上させるためにも役立つシステムを提供する。

本発明の実装装置ライン１０では、ＡからＳまでの１９枚のプリント配線基板の順番が変わらないことが前提になっているので、作業者が、何らかの理由で、基板の順番を入れ替えたり、途中で基板を取り出したりする場合には、システムに基板順番の変更を簡単に入力できるようにシステムは構成されている。

プリント配線基板のトレーサビリティー管理は、電子機器のプリント配線基板のリコール問題が起きた時に、短時間で、正確に、問題原因の把握を行うことで、対応が迅速にできる。具体的には、問題が起きた時に、何時、どの工場で、どの実装ラインで製造されたプリント配線基板であるのかを把握し、その問題の原因は、基板であるのか、部品、材料であるのか、製造装置であるのか、を短時間で原因追及ができるシステムである。また、問題の原因が、部品であるのであれば、どの部品メーカーの、どのロットが不良で、その部品を使用している他の基板は何かを把握すれば、リコール問題に対する対応も後手に回ることはない。特に自動車関連車載エレクトロニクスメ、ディカルエレクトロニクス等、人命にかかわるエレクトロニクス製品の基板トレーサビリティー管理の必要性が大きく取り上げられている。しかしながら、プリント配線基板のトレーサビリティー管理システムのコストが高く、あまり普及していない。普及を促進させる、低コストシステムを提供することにより、全てのプリント配線基板のトレーサビリティー管理が可能となる。

１ レーザーマーカー
２ 二次元コード
３ プリント配線基板
３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄ、３−Ｅ、３−Ｆ、３−Ｇ プリント配線基板
４ 印刷機
５ マウンタ
５−Ａ、５−Ｂ、５−Ｃ、 マウンタ
６ リフロー炉
７ 印刷後外観検査装置
８ 接着剤ディスペンサー
９ 光学センサー
１０ 実装装置ライン１０
１１ クランプ信号
１２ 電磁弁
１３ エアーシリンダー
１４ 圧力センサー
１５ ホストＰＣ
１６ クランプ機構
１７ クランプエアー
４０ ＲＦＩＤタグ
４２ ＲＦＩＤリーダライタアンテナ
４４ ＲＦＩＤリーダライタ
４５ エンボステーピング
４６ ポケット
４７ カバーテープ
４８ スプロケットホール
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ
プリント配線基板

Claims (3)

1. プリント配線基板の識別に、バーコード、二次元コードまたはＲＦＩＤタグ、ラベル等の識別ＩＤを使用する方式のプリント配線基板のトレーサビリティー管理システムであって、実装装置の稼働開始時間と、稼働終了時間を一ヶ所のＩ／Ｏポートから取り出せる手段と、それらの時間を記録し、実装装置の稼働時間を計測する手段と、稼働時間帯に使用した、部品、材料を記録する手段と、を有し、実装装置の稼働時間と、使用部品、材料を関連付けることにより、プリント配線基板の実装履歴を把握する手段と、特定のプリント配線基板が、何時に、どの実装装置で、実装されたかを把握する手段と、を有することを特徴とするプリント配線基板トレーサビリティー管理システム。
2. 前記実装装置の稼働時間を計測する手段は、各実装装置に搬送されたプリント配線基板を固定するための、基板クランプシグナル、または基板クランプエアーをトリガーにした信号を、各装置が特定のプリント配線基板に対する稼働開始時間とする手段と、基板アンクランプシグナル、または基板アンクランプエアーをトリガーにした信号を、各装置が特定のプリント配線基板に対する稼働終了時間とする手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板トレーサビリティー管理システム。
3. 前記識別ＩＤがＲＦＩＤタグであり、このＲＦＩＤタグは、アンテナを内蔵する手段と、部品実装機（マウンタ）で実装可能なテープアンドリールで供給する手段と、リフロー半田付け可能な耐熱手段と、を有し、ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装する工程において、通常のマウンタで他の電子部品実装と同じ工程で、プリント配線基板に実装する手段と、ＲＦＩＤタグをプリント配線基板に実装する前に、ＲＦＩＤタグのユニークＩＤ（ＵＩＤ）を読み取る手段と、プリント配線基板実装工程履歴情報を、ＲＦＩＤタグに書き込む手段と、を有し、ＲＦＩＤリーダライタアンテナを、ＲＦＩＤをマウンタに供給するテープフィーダの近傍に取り付ける手段と、ＲＦＩＤタグが、プリント配線基板に実装される前に、ＲＦＩＤタグからＵＩＤを読み取り、プリント配線基板実装工程履歴情報をＲＦＩＤタグに書き込むことを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板トレーサビリティー管理システム。

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