JP2014135425A - プリント基板の品質管理システム - Google Patents
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Abstract
【課題】生産しながら変動を監視し、生産ラインの状態を管理することで不良品の発生を未然に阻止し、不良が発生した場合には問題点を修正し、不良の再発を防止する電子部品の実装システムの提供。
【解決手段】プリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムであって、プリント基板にはんだを印刷するはんだ印刷工程を経た印刷済みプリント基板の印刷状態を検査し、第1検査結果に基づいて印刷良否を判定する第1検査装置と、前記第1検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第1データベースと、前記第1検査結果に対して不良品の発生に繋がる第1警告範囲を設定する第1警告範囲設定部と、検査中のプリント基板における第1検査結果が前記第1警告範囲内にあるか否かを監視する第1監視部と、前記第1監視部で警告と判定されると、前記第1データベースに保存されている警告対象となった部分に対応するデータを呼び出す第1データ呼出部と、を有する。
【選択図】図1
【解決手段】プリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムであって、プリント基板にはんだを印刷するはんだ印刷工程を経た印刷済みプリント基板の印刷状態を検査し、第1検査結果に基づいて印刷良否を判定する第1検査装置と、前記第1検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第1データベースと、前記第1検査結果に対して不良品の発生に繋がる第1警告範囲を設定する第1警告範囲設定部と、検査中のプリント基板における第1検査結果が前記第1警告範囲内にあるか否かを監視する第1監視部と、前記第1監視部で警告と判定されると、前記第1データベースに保存されている警告対象となった部分に対応するデータを呼び出す第1データ呼出部と、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、プリント基板に電子部品を実装する表面実装技術(SMT)において、プリント基板の品質を管理する技術に関する。
表面実装技術は、プリント基板にはんだペースト印刷機(以下、単に印刷機と称す)によりクリームはんだをプリント基板の所定部分に印刷するはんだ印刷工程と、前記はんだ印刷工程を経たプリント基板のはんだ印刷部分にそれぞれ所定の電子部品を電子部品マウント装置(以下、単にマウンターと称す)により装着する電子部品マウント工程と、電子部品マウント工程を経たプリント基板をリフロー炉において加熱し、はんだペーストを溶融させはんだ付けを行うリフロー工程を有する。
このような各工程からなす電子部品の実装設備において、電子部品実装の品質向上のための管理システムが提案されている(特許文献1)。
このような管理システムは、最終工程の検査結果が不良と判定された場合にその不良原因を推定するもので、例えばプリント基板の生産立ち上げ時や本生産時に実行される。
しかし、特許文献1に開示の管理システムにあっては、製品の完成後に不良と判定した製品から不良の原因を特定するため、ある程度の個数の不良製品の発生を余儀なくされ、製品の歩留まり向上が望まれていた。このような不良原因は、いくつかの要因に別れ、例えば各工程の装置に起因する要因(例えば装置の機械的要因や設定条件等)と、プリント基板自体に起因する要因(例えば破損や変形)と、人に起因する要因(例えば設置方向の間違いや部品の間違い等)、環境に起因する要因(例えば温度や振動等)、部品に起因する要因(例えば破損や向き等)等が考えられる。
一方、印刷機やマウンター、プリント基板、実装部品、設定条件(生産条件)、装置の操作者、検査員等の人、環境の様々な要因が複雑に絡み合い不良が発生し、また、要因は常に変動しており、不良要因の特定を困難にしている。この変動する要因こそがSMTラインにおける弱点となっている。
例えば、スマートホンなどは高機能を実現する為に複雑な回路基板や部品を限られたスペースに組み込む必要があり、そのために電子部品実装基板(プリント基板)のチップ部品の微小化や狭隣接化等新しい技術が次々と盛り込まれおり、既存の特許文献1に開示する管理システムでは微細化し複雑化する不良原因に対応が困難である。
また、これらに使われているプリント基板は、不良が発生した際の修理の難易度が非常に高く、二次弊害(熱のかけ過ぎによる部品自体の損傷や周辺部品・基板への悪影響)の恐れや修理不可(BGA等の部品形状の理由や、はんだゴテ等が入る修理スペースが無い等様々)と判断された場合、対象基板は破棄される事となりロス費用が増大してしまう。
このような背景もあり、より複雑な不良原因の推定を行える精密かつ詳細に品質を管理できるシステムの構築が求められている。
本発明の目的は、プリント基板を生産しながら人、環境等の要因の変動を監視し、表面実装ラインの状態を管理することで不良品の発生を未然に防止し、不良が発生した場合にはその原因を特定、改善するプリント基板の品質管理システムを提供することにある。
本発明の課題を解決するプリント基板の品質管理システムの第1の構成は、複数の検査装置及び印刷機、マウンター、リフロー炉を備えたプリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムに関する。このプリント基板の品質管理システムは、プリント基板にはんだを印刷するはんだ印刷工程を経た印刷済みプリント基板の印刷状態を検査する第1検査結果に基づいて印刷良否を判定する第1検査装置と、前記第1検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第1データベースと、前記第1検査結果に対して不良品の発生に繋がる第1警告範囲を設定する第1警告範囲設定部と、検査中のプリント基板における第1検査結果が前記第1警告範囲内にあるか否かを監視する第1監視部と、前記第1監視部で警告と判定されると、前記第1データベースに保存されている警告対象となった部分に対応するデータを呼び出す第1データ呼出部と、を有する。
本発明の課題を解決するプリント基板の品質管理システムの第2の構成は、複数の検査装置及び印刷機、マウンター、リフロー炉を備えたプリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムに関する。このプリント基板の品質管理システムは、はんだ印刷済みプリント基板に部品を実装する実装工程を経た部品実装済みプリント基板の実装状態を検査する第2検査結果に基づいて実装良否を判定する第2検査装置と、前記第2検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第2データベースと、前記第2検査結果に対して不良品の発生に繋がる第2警告範囲を設定する第2警告範囲設定部と、検査中のプリント基板に対して第2検査結果が前記第2警告範囲内にある場合、当該プリント基板の第2検査結果が前記第2警告範囲内にあるか否かを監視する第2監視部と、前記第2監視部により前記第2検査結果が第2警告範囲内にあると判定されると、前記第2データベースに保存されている警告対象となった部分に対応するデータを呼び出す第2データ呼出部と、を有する。
本発明の課題を解決するプリント基板の品質管理システムの第3の構成は、複数の検査装置及び印刷機、マウンター、リフロー炉を備えたプリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムに関する。このプリント基板の品質管理システムは、部品実装済みプリント基板にリフロー工程を経たはんだ付けプリント基板の実装状態を検査する第3検査結果に基づいて実装良否を判定する第3検査装置と、前記第3検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における第3検査結果の変動を顕在化して保存する第3データベースと、前記第3検査結果に基づいて実装状態の良否を判定する実装良否判定部と、前記実装良否判定部により実装不良と判定されると、前記第3データベースに保存されている実装不良と判定された部分に対応するデータを呼び出す第3データ呼出部と、を有する。
本発明の課題を解決するプリント基板の品質管理システムの第4の構成は、複数の検査装置及び印刷機、マウンター、リフロー炉を備えたプリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムに関する。このプリント基板の品質管理システムは、第1検査装置によるプリント基板にはんだを印刷するはんだ印刷工程を経た印刷済みプリント基板の印刷状態の検査結果である第1検査結果と、前記第1検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第1データベースと、第2検査装置によるはんだ印刷済みプリント基板に部品を実装する実装工程を経た部品実装済みプリント基板の実装状態の検査結果である第2検査結果と、前記第2検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第2データベースと、第3検査装置による部品実装済みプリント基板にリフロー工程を経たはんだ付けプリント基板の実装状態の検査結果である第3検査結果と、前記第3検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における第3検査結果の変動を顕在化して保存する第3データベースと、前記第1検査結果と第2検査結果と、前記第3検査結果と、前記第1データベースと、前記第2データベースと、前記第3データベースの情報に基づいて実装ラインとしての変動を監視、顕在化する判定部と、を有する。
本発明によれば、SMTの弱点である変動を監視および管理する事で原因を正確に分類する事が出来、変動を最小限(良品範囲内)に抑える事で不良発生を未然に防ぐ事が出来る。
また、本発明では、はんだ印刷後検査装置と電子部品マウント後外観検査装置の間で検査情報を連携し総合判定することにより、マイナス要因が重なり合い不良となるケースを事前に回避できる効果を奏する。
不良が発生した場合には原因を分類し、継続監視しているデータにより突発的または継続的に発生しうるものかを判断、修正し、不良の再発を未然に防ぐことが出来る。
これは、特にリフロー前検査(実装後検査)で有効であり、リフロー前品質基準を確立することで、基板設計や部品納入仕様へのフィードバックも容易となり、更なる品質向上へ繋がる。
以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
第1実施形態
図1は、電子部品実装システムの設備構成の実施形態を示す概略図、図2は、はんだ印刷装置の装置構成を示すブロック図、図3は、はんだ印刷装置の動作の流れを示すフロー図、図4ははんだ印刷後検査装置(第1検査装置)の構成を示すブロック図、図5は第1検査装置の動作の流れを示すフロー図である。図6は電子部品実装装置の構成を示すブロック図、図7は電子部品実装装置の動作の流れを示すフロー図、図8は電子部品マウント後外観検査装置(第2検査装置)の動作の流れを示すフロー図、図9はリフロー装置の構成を示すブロック図、図10はリフロー装置の動作の流れを示すフロー図、図11はリフロー工程後の実装監視結果を示す図、図12ははんだ印刷判定手法を説明する図、図13は各工程のマイナス要因の重なりで不良となるケースを説明する図である。
図1は、電子部品実装システムの設備構成の実施形態を示す概略図、図2は、はんだ印刷装置の装置構成を示すブロック図、図3は、はんだ印刷装置の動作の流れを示すフロー図、図4ははんだ印刷後検査装置(第1検査装置)の構成を示すブロック図、図5は第1検査装置の動作の流れを示すフロー図である。図6は電子部品実装装置の構成を示すブロック図、図7は電子部品実装装置の動作の流れを示すフロー図、図8は電子部品マウント後外観検査装置(第2検査装置)の動作の流れを示すフロー図、図9はリフロー装置の構成を示すブロック図、図10はリフロー装置の動作の流れを示すフロー図、図11はリフロー工程後の実装監視結果を示す図、図12ははんだ印刷判定手法を説明する図、図13は各工程のマイナス要因の重なりで不良となるケースを説明する図である。
図1において、電子部品実装設備(表面実装ライン(SMTライン))10は、はんだ印刷部20と、電子部品実装部30と、リフロー部40とを例えば一列に配置する。
はんだ印刷部20は、所定のパターンが形成された未はんだ印刷プリント基板(不図示)の所定パターンにはんだペースト(クリームはんだ)を印刷するはんだ印刷装置21と、はんだ印刷装置21によりはんだが印刷された印刷済みプリント基板50の印刷状態を検査するはんだ印刷後検査装置(第1検査装置22)とを有する。印刷済みプリント基板50のパターンには、印刷はんだ部501(501A、501B、501C)が所定の面積と厚さで印刷される。本実施形態において、印刷はんだ部501Aには電子部品503Aが配置され、印刷はんだ部501Bには電子部品503Bが配置され、印刷はんだ部501Cには電子部品503Cが配置される。そして、電子部品503Aが配置されるエリアを第1エリア502A、電子部品503Bが配置されるエリアを第2エリア502B、電子部品503Cが配置されるエリアを第3エリア502Cとする。
電子部品実装部30は、電子部品フィーダ(不図示)からの電子部品を例えば真空ノズル(不図示)で吸着し、所定の印刷はんだ部501に電子部品503(503A、503B、503C)を配置する電子部品マウント装置31と、全ての電子部品503(503A、503B、503C)の配置が終了した電子部品配置済みプリント基板51の実装面に実装された電子部品の実装状態を検査する電子部品マウント後検査装置(第2検査装置32)とを有する。
リフロー部40は、電子部品配置済みプリント基板51の印刷はんだ部501を加熱溶融し、冷却してはんだ付けされた実装完了プリント基板(電子部品実装基板)52を得るリフロー装置41と電子部品実装基板52のはんだ付けされた電子部品の外観状態を検査する外観検査装置(第3検査装置42)とを有する。
また、はんだ印刷装置21と、電子部品マウント装置31と、リフロー装置41と、第1検査装置22と、第2検査装置32と、第3検査装置42と、各検査装置の管理部61〜63と、各検査装置のデータベース(DB)64〜66を有し、各データベース64〜66はネットワークを介してデータを夫々共有する。なお、各データベース64〜66および管理部61〜63は共通あるいは別々のパソコン等から構成されている。
第1検査装置22と第2検査装置32と第3検査装置42は、プリント基板の表面(外観)を2次元および3次元で計測できる構成の撮像装置(計測装置)で構成される。この撮像装置の構成は限定されるものではないが、少なくともプリント基板に印刷されるはんだの高さを測定できる精度を有するものであれば良い。本実施形態の撮像装置は、例えば2次元及び3次元での同時撮像が可能な撮像装置(例えば特開2011-089939号公報)を用いている。この撮像装置の構成は、例えばプリント基板を保持するX−Yテーブルを所定方向に一定ピッチで移動させながら2次元ライン用照明光(高い位置の第1の2次元ライン用照明光源と高い位置の第2の2次元ライン用照明光源と、低い位置の第3の2次元ライン用照明光源)と3次元ライン用照明光をプリント基板の表面に斜め上方から対向して照射し、2次元ライン用照明光跡と3次元ライン用照明光跡を形成する。そして、その反射光が結像レンズを介してCMOS等の撮像素子において2次元撮像領域と3次元撮像領域とに分けて読み取られる。そして、読み取られた各領域のデータをそれぞれ2次元画像メモリと3次元画像メモリに保存する。
以上の2次元用ライン照明光跡のライン幅(線幅)は、検査対象プリント基板が多少上下しても撮像したい線上を照明し続けることができるよう比較的大きなライン幅を持たせており、検査対象プリント基板の許容上下幅によるが、具体的には1〜2mm程度のライン幅となるよう設定する。また、2次元用ライン照明光は、赤色系の光源と緑色系の光源と青色系の光源を採用する(第1の2次元ライン用照明光源を赤色、第2の2次元ライン用照明光源を緑色、第3の2次元ライン用照明光源を青色とする)。
一方、3次元用ライン照明光跡のライン幅(線幅)は、検査対象のプリント基板の表面に形成された、例えば高さ100μm程度の印刷はんだをμmオーダで測定する関係から、プリント基板表面の凹凸によって生じる3次元用ライン照明光跡の直線の変形度合いが測定しやすいよう比較的細いライン幅である0.1mm程度に設定される。また、3次元用ライン照明光は、検査対象のプリント基板の色相に応じて赤色系の光源、あるいは青色系・緑色系の光源を採用する。
検査対象基板上に生じた2次元用ライン照明光跡及び3次元用ライン照明光跡を、レンズを通してカメラの撮像素子上に投影する。撮像素子は、撮像領域を任意に設定することができ、2次元用ライン照明光跡を撮像するための2次元用撮像領域及び3次元用ライン照明光跡を撮像するための3次元用撮像領域の複数の領域が設定されている。例えば3つの領域に設定する2次元用撮像領域(第1の2次元用撮像領域、第2の2次元用撮像領域、第3の2次元用撮像領域とする)は、その撮像幅が1画素であり、ラインセンサカメラと同等と見なすことができる。2次元撮像領域に対して副走査方向の外側にそれぞれ設定した3次元用撮像領域(第1の3次元用撮像領域、第2の3次元用撮像領域)は、その撮像幅が最大測定高さを規定することになるので比較的大きな値が設定され、通常40〜50画素程度ある。
以上の光学系・照明系構成で、X―Yテーブル副走査方向に一定ピッチ動かしカメラで画像を撮像、さらにX−Yテーブルを副走査方向に一定ピッチ動かしカメラ50画像を撮像、という動作を繰り返していく。ここで、一定ピッチには、撮像素子の1画素に投影される寸法と同じ数値を採用するのが一般的である。以上の動作の間、第1の2次元用撮像領域からのライン単位の出力を第1の2次元撮像領域用画像メモリに蓄積していくことで面画像を得ることができる。同様に、第2の2次元用撮像領域のライン単位出力から第2の2次元撮像領域用画像メモリの面画像が、第3の2次元用撮像領域のライン単位出力から第3の2次元撮像領域用画像メモリの面画像が生成される。合わせて、第1の3次元用撮像領域からの短冊形の面画像出力を第1の3次元撮像領域用画像メモリに、第2の3次元用撮像領域からの短冊形の面画像出力を第2の3次元撮像領域用画像メモリに蓄積していく。
第1の2次元撮像領域用画像メモリの面画像は、比較的高い位置から赤色系の照明で撮像した画像になり、第2の2次元撮像領域用画像メモリの面画像は、比較的高い位置から緑色系の照明で撮像した画像になり、第3の2次元撮像領域用画像メモリの面画像は、比較的低い位置から青色系の照明で撮像した画像になるとなる。第1の2次元撮像領域用画像メモリの面画像は縁色系基板から金あるいは銅パッドを抽出するのに適した画像であり、第2の2次元撮像領域用画像メモリの面画像は赤色〜榿色系基板から金あるいは銅パッドを抽出するのに適した画像であり、第3の2次元撮像領域用画像メモリの面画像は金あるいは銅パッド上に印刷された印刷半田を抽出するのに適した画像である。これら3枚の面画像から2次元印刷半田検査を実施することができる。
すなわち、特開2003−224353号公報に記載のように、表面色が赤茶色系の基板に緑色光を照射した場合、緑色光が補色となるとともに印刷はんだの粒子によって緑色光が乱反射し、パッド以外の反射光が微量になる。よって、緑色光点灯時の明暗度が高い部分がパッド、明暗度が低い部分がパッド以外の基板表面となり、パッドを認識することができる。一方、印刷はんだに青色光を低位置から照射した場合、印刷はんだの粒子に乱反射されてその照射光の一部がカメラに入射するのに対し、印刷はんだ以外の部分は比較的鏡面のため、その照射光のほとんどは入射方向と正反対の方向に反射されカメラに入射しない。よって相対的に印刷はんだが高輝度となり印刷はんだを認識することができる。
また、短冊形面画像が多数集積した3次元撮像領域用画像メモリから、測定対象面の凹凸状態を再現することができ、よって3次元印刷はんだ検査を実施することができる。
すなわち、特開2005−207918号公報に記載のように、印刷はんだ上の3次元用ライン照明光跡と検査対象のプリント基板上の3次元用ライン照明光跡は、印刷はんだの高さ分だけ位置がずれたように撮像される。3次元用ライン照明光の検査対象のプリント基板の上面からの取り付け角度をθとすると、印刷はんだのずれ量にtanθを掛けることで印刷はんだの高さを測定することができる。さらに、3次元用ライン照明光跡の長さ方向に直交する方向も同様に求めることで、印刷はんだの体積を測定することができる。
このように採取された2次元画像と3次元画像により、印刷はんだの形状を測定するにあたって、2次元検査と呼ばれる技術では底部面積が測定でき、3次元検査と呼ばれる技術では断面積、突起面積、平均高さ、ピーク高さ、体積などその他の項目が測定でき、第2検査装置、第3検査装置は上記技術を用いて、実装部品の状態(ズレ、浮き、欠品、傾き、極性の位置等)及びはんだ付けされたはんだ状態(体積、面積、ブリッジ、赤目等)を計測できる。尚、これに限られず3次元的な形状を特定できる方法であればどのような方法、手段であってもよい。例えば、光切断法以外の三角測量法を利用したスポット光による方法や空間コード化法でもよいし、干渉法や光レーダ法などでもよい。
上述のようにして計測された第1検査装置22、第2検査装置32、第3検査装置42で計測したデータは、それぞれ第1データベース64、第2データベース65、第3データベース66に保存され、また、第1管理部61、第2管理部62、第3管理部63に送信される。
第1データベース64には、はんだ印刷装置21の装置情報が各プリント基板の計測データに対応して保存される。また、第1データベース64には、プリント基板の材質などのプリント基板情報やはんだの材料情報等の顧客固有情報67が各プリント基板の計測データに対応して保存される。第2データベース65には電子部品等の顧客固有情報68が実装部品に対応して保存される。第3データベース66には、リフロー条件等の顧客固有情報69が保存されている。
各データベース64〜66には、統計解析処理部(第1統計解析処理部64A、第2統計解析処理部65A、第3統計解析処理部66A)を有する。第1統計解析処理部64A、第2統計解析処理部65A、第3統計解析処理部66Aは、計測データから各測定部位における変動を解析し、顕在化する。
第1統計解析処理部65Bは、第1検査装置22の計測データに基づいてプリント基板に印刷された印刷はんだが正規位置に対してX,Y方向(水平方向において直交する2軸)のずれ、Z(X,Y軸に対して直交する垂直軸)軸回りの回転角度(θ)のズレ、面積、高さ、体積等を統計解析し、その変動を顕在化する。さらに、図12に示すように、例えば抵抗器などのリードが接続される2個一対のランドに印刷されたはんだに着目し、両方の印刷はんだの面積バランス、体積バランス、位置情報、高さバランス等の変動を顕在化する。また、本実施形態では、プリント基板の表面を3次元計測することにより、第1統計解析処理部65Aはプリント基板の反り量を求めるようにしている。
第1管理部61は、第1検査装置22の計測データ(第1検査結果)に対し、所定の検査項目について良否を監視する第1監視部を有する。良否の判定は、図14に示すように、安全範囲と、警告範囲と、不良範囲とに分け、安全範囲と警告範囲を良品範囲としている。
ここで、警告範囲について、図13を例にして説明する。
図13は、各工程のマイナス要因が重なり合った結果、不良となるケースを例示したものである。
図13(a)は、印刷工程においてプリント基板50の所定部(ランド)B1、B2に対して印刷監視エリアA1、A2に印刷されたはんだの印刷位置は多少のずれがあっても、またはんだ量バランスに多少の差があっても良の範囲内であるとする。次に、図13(b)は電子部品実装部30でこのプリント基板50に電子部品Cを配置した場合を示す。ここで、この部品実装済みプリント基板51について電子部品Cの実装位置が基準位置に対して多少のずれがあっても部品実装位置判定が良と判定されたとする。そして、図13(c)はリフロー装置41でこの部品配置済みプリント基板51をリフロー装置41でリフローした実装完了プリント基板52を示す。この場合、リフロー後のはんだ付け状態では、部品CのZ(θ)軸回りの回転が大きく、はんだ付け不良(又はズレ不良)と判定される。
ここで、印刷工程および実装工程において、はんだ印刷位置にずれが発生し、またはんだ量が適正量に対して差が発生し、さらに部品単位に設定したはんだ量に差があると、部品Cの配置位置によってはリフロー工程時に部品Cの配置位置が大きくずれ(回転)、最終製品が不良品となる。
このような最終製品に不良を招くマイナス要因となる図13(a)(b)に示す範囲を警告範囲とし、第1警告範囲設定部61Bにより警告範囲を設定しており、警告範囲の閾値は変更可能としている。
本実施形態において、第1管理部61Aが警告を発すると、搬送停止部61Cが第1検査装置22内のプリント基板50の搬送を停止し、例えば検査員による目視検査が行われる。その際、第1管理部61は、例えば操作ボタンの操作、あるいは自動的に警告が発せられた検査項目に対応する情報を第1データ呼出部61Dにより第1データベース64から呼出、呼び出したデータを表示部64Bに出力する。例えば、図1に示すプリント基板50において、第1エリア502Aのはんだ印刷部501Aの印刷量が警告範囲の場合、第1データベース64から第1エリア502Aにおける印刷はんだの変動顕在化データをチェックする。仮に、はんだの印刷量の過不足が偶然に発生した場合には、印刷量の変動が顕在化されていないので、印刷工程での問題がないと推定される。一方、第1エリア502Aにおける印刷はんだの変動顕在化データに印刷量に変動が生じていることが現れていると、今後のはんだ印刷で同じトラブルの発生が予見されることが直ちに判断される。このため、はんだの印刷量に過不足を生じさせる原因が判明したので、その原因を取り除けば再びプリント基板にはんだを適正に印刷することができる。
また、はんだの材料等に関する顧客固有情報67と関連づけ(紐付け)することにより、はんだが原因で印刷量の過不足が発生したという判断を行うことができる。
さらに、はんだ印刷装置21の各部のデータを第1データベース64に保存し、同様に統計解析処理を行い、変動があればそれを顕在化させることで、プリント基板50に対する印刷トラブルの要因の特定を迅速におこなうことができる。
本実施形態によれば、第1検査結果をデータベース化し、目視検査では発見できない印刷状態の変動を顕在化させ、これを表示部等で表示させるようにしているので、プリント基板に対する印刷はんだの細線化、高密度化が図られていても、印刷状態の不具合の要因等を容易に、かつ迅速に発見することができる。
また、第1データ呼出61Dから出力されるデータは設計値出力部61Eによりマイナス要因を考慮したデータとして出力される。
第1検査装置22は印刷が終了した印刷済みプリント基板50を順次撮像(計測)し、第2検査装置32は電子部品の配置が終了した電子部品配置済みプリント基板51を順次撮像し、第3検査装置42ははんだ付けが完了した電子部品実装基板(はんだ付け完了プリント基板)52を順次撮像する。
はんだ印刷部
はんだ印刷部20において、はんだ印刷装置21は、搬入された未はんだ印刷プリント基板50をXYステージの所定位置に保持する。未はんだ印刷プリント基板50には、基板ID情報等の基板情報が書き込まれている例えばQRコード(登録商標)等の識別標識504と、複数の位置決めマーク505が所定位置に形成されている。はんだ印刷装置21は、印刷部・制御部・駆動部を備え印刷条件や外部データ等を元に操作部により操作し、はんだを所定の場所に所定の量を正しく印刷できる機能を有している。
はんだ印刷部20において、はんだ印刷装置21は、搬入された未はんだ印刷プリント基板50をXYステージの所定位置に保持する。未はんだ印刷プリント基板50には、基板ID情報等の基板情報が書き込まれている例えばQRコード(登録商標)等の識別標識504と、複数の位置決めマーク505が所定位置に形成されている。はんだ印刷装置21は、印刷部・制御部・駆動部を備え印刷条件や外部データ等を元に操作部により操作し、はんだを所定の場所に所定の量を正しく印刷できる機能を有している。
図2ははんだ印刷部20のはんだ印刷装置21の構成を示すブロック図、図3ははんだ印刷装置の動作の流れを示すフロー図である。
図2において、はんだ印刷装置21は、ヘッド部211と、プリント基板の搬送系部212と、印刷データ部213と、操作部214と、制御部215を有する。ヘッド部211はプリント基板を認識する認識カメラ211aとクリームはんだをプリント基板に印刷するためのスキージ211bを有する。搬送系部212は上流側コンベア212aでプリント基板をXYテーブル212bに搬送し、印刷済みプリント基板50を下流側コンベア212cで第1撮像装置22へ搬送する。印刷データ部213は、プリント基板のはんだ印刷部を示す生産データと、スキージ211b等の駆動パラメータ、認識カメラ211aの撮像情報に基づくプリント基板の位置補正等の補正処理のためのデータを有し、これらのデータを制御部215に出力する。制御部215は、軸コントロール部215aによりヘッド部211と搬送系部212を制御する。はんだ印刷装置21は、操作部214の操作により例えば印刷の開始、停止等が行われる。また、印刷データ部213には、プリント基板等の外部情報が適宜入力される。
はんだ印刷部21の動作を図3に基づいて説明する。
前行程から未印刷プリント基板のID情報等が入力され、当該未印刷プリント基板の搬入が開始されると(S11)、XYテーブル212bに未印刷プリント基板を保持(クランプ)する(S12)。そして、生産データを基にXYテーブルを駆動してプリント基板を認識位置へ移動する(S13)。
続いて、認識カメラによ211aにより位置決め認識を行う(S14)。ここで、位置決め認識の結果に基づいて印刷位置の補正を演算する。その際、外部情報を加味して印刷位置の補正演算を行う。そして、印刷位置の補正演算値と外部情報は次のS15に送られる。
S15では、生産データに対し、上記した印刷位置の補正演算値と外部情報を加味してXYテーブル212bの駆動によりプリント基板を印刷位置に移動し、S16に進む。
S16では、スキージ211bを駆動してプリント基板の所定箇所にクリームはんだのスクリーン印刷を行い、S17に進む。その際、スキージ211bのスピード、圧力、版離れ制御を行い、また所定のクリアランスを保持する。
S17では、はんだの印刷工程が終了したので、下流コンベア212cにより印刷済みプリント基板50を排出する。その際、後工程である第1検査装置22に印刷終了信号を出力し、併せて基板ID情報を出力する。
本実施形態において、はんだ印刷装置21の各パラメータ等が第1データベース64に保存される。
次に、第1検査装置22は、図4のブロック図に示すように、コンベアを備えた基板搬送部221と、カメラ222bをX軸、Y軸、Z軸の互いに直交する軸方向に移動可能とするロボット222aを有するカメラユニット222と、カメラ222bの撮影情報を表示する表示ユニット223と、基板搬送部221とカメラユニット222と表示ユニットを制御するモータドライバ224a等有するパーソナルコンピュータ等で構成される制御ユニット224を備える。また、カメラ222bの撮像情報を記憶部224bに保存する。
第1検査装置22の動作を図5に示すフロー図に基づいて説明する。
はんだ印刷済みプリント基板50のID情報が前工程であるはんだ印刷装置21から送信される。基板搬送部221はコンベアを駆動し、印刷済みプリント基板50を搬入し(S31)、所定位置で印刷済みプリント基板50を保持(クランプ)する(S32)。そして、監視カメラ222bを位置決めマーク位置へ移動し(S33)、S34に進む。
S34において、印刷済みプリント基板50の識別情報504で読み取った基板認識データを基に、監視カメラ222bによる位置決め認識を行い、S35に進む。その際、監視カメラ222bで読み取った基板位置と基板認識データとにより基板位置の補正処理を行い、基板位置補正データを後述のS38に送信する。
S35において監視カメラ222bが監視用視野先頭へ移動し、印刷済みプリント基板50の表面のスキャンを行い(S36)、S37に進む。その際、スキャンで得られた座標情報および明るさ情報を出力する。
S37において、撮像したカメラ出力データ(アナログ)を監視用画像データ(デジタル)と監視用数値データに変換し、S38に進む。
S38において、S38で変換した監視用データからはんだ認識用データを抜き取り、S39に進む。S38で抜き取ったはんだ認識用データは、はんだ認識情報として記憶部224bに保存される。
S39において、装置内検査データベースに持つ判定用情報に基づいて監視処理を実施し、S40に進む。
S40において、監視処理の結果を記憶部224bに出力し、S41に進む。
S41において、監視結果の画像データを出力し、S42に進む。S40で処理した監視処理結果とS41で出力した画像データは記憶部224bに保存される。はんだ監視結果としては、後述するプリント基板反り量、基板画像等が例示できる。
S42において、監視が完了していればS43に進んで基板搬出を行い、監視が終了していなければS35に戻ってカメラ222bによる撮像を引き続き実施する。また、S43において監視が終了した印刷済みプリント基板50が搬出されたことを次の工程(後工程)に送信し、当該プリント基板50の基板ID情報が次工程の電子部品実装部30のメモリに送信される。
ここで、はんだ監視処理について説明する。
はんだ印刷後にはんだ印刷の監視(検査)はマスク開口(基板ランド)単位での検査を基本としている。ここで、プリント基板に実装される部品は複数のランドではんだ付けされている。この時、ランド間ではんだ量の違いが発生すると、はんだの表面張力の差となり、部品の浮きやズレの発生原因となる。そこで、部品単位でのはんだ量バランスが重要と考え、複数開口をグループ化し部品単位での検査を行っている。例えば、図12に示すように、部品単位に設定した検査エリアA1とA2のはんだ面積の差(最大−最小)、体積の差(最大−最小)、平均高さの差(最大−最小)、断面積の差(最大−最小)、突起の差(最大−最小)が判定値以下の場合、部品単位不良または警告と判定する。
例えば、2か所のはんだ印刷検査エリアA1とA2を部品単位とし、相対判定値が50%(閾値)を超えると不良、40%(閾値)以上50%未満を警告と設定することを例示できる。
例えば印刷検査エリアA1のはんだ面積が規定量の73%、印刷検査エリアA2のはんだ面積が規定量の125%であったとする。はんだ面積値の最大値は125%、最小値は73%となり、はんだ面積の差は52%となる。よって、この場合は部品単位不良と判定する。
このような部品単位不良である実装不良のズレや浮きは、はんだ印刷工程でのはんだ印刷位置及びはんだ量バランスと部品実装工程での部品実装位置との関係も少なからず影響しているが、各工程では個々に判定値を設けており各工程内で判定を完結している。しかしながら、前述のように各工程間の結果は密接な関係にあり、マイナス要因が重なり合うと実装不良に大きく影響してくる。
また、はんだ印刷に与える影響としてプリント基板の反りが考えられる。また、プリント基板に生じる反りは、部品をはんだ印刷部に配置する際の高さ方向への影響を与える。第1検査装置22は、3次元でのプリント基板の撮像が行えるので、プリント基板の反り量を数値化して取得する。したがって、S40において、はんだ検査結果として、基板の反り量を記憶部224bに記憶し、第2検査装置32の検査結果と連繋する事で基板反り量が実装品質にどのように影響するか統計的に把握する事が出来る。
一方、基板反り情報は、個々のプリント基板自体の情報でもあるので、この基板反り情報を次工程の部品実装工程で当該印刷済みプリント基板51に対する部品実装の際に用いることにより、基板の反り量に合わせて部品を高さ方向の適正位置に配置することにも活用できる。
また、S40で求めた監視結果は、図5に示すように、例えば、プリント基板のエリア毎(502A、502B、502C)に演算されて判定される。
そして、検査結果は第1データベース64の第1統計処理部64Bにおいて、例えば座標X,座標Y、はんだ面積、はんだ高さ等について統計処理される。この場合、特定箇所について基準値との差異が明確化され、ずれ量等の変動が顕在化する。さらに、第1統計処理部64Bは、これらの変動情報に基づいて、基板反り情報、不良分布傾向確認情報、エリア別工程能力情報、エリアサイズ別傾向確認情報を生成し、はんだ印刷位置のずれ量、はんだの増減量といった変動を統計処理し、更には顧客データベース67等を用いた部材情報を加える事で、装置要因/生産条件要因/部材要因等を正確に分類する事ができる。
このように変動要因を顕在化させる事により、例えば表示部に表示された変動要因に基づいて、不良が発生する前に、印刷装置、生産条件、部材にフィードバックする事ができ、基板設計や部材納入仕様にも容易に展開が可能となる。
なお、はんだ印刷装置21は第1データベース64に加える装置データを説明するために示したもので、本発明はこの装置に限定されるものではない。
電子部品実装部
図6は電子部品実装部30における電子部品マウント装置31の構成を示すブロック図である。
図6は電子部品実装部30における電子部品マウント装置31の構成を示すブロック図である。
電子部品マウント装置31は、電子部品を吸着する吸着ヘッド311aおよびシャフト311cを備えたヘッド部311と、印刷済みプリント基板50を上流側コンベア312aを介して実装デーブル312bに搬送し、下流側コンベア312cを介して次工程へ搬送する搬送系部312と、フィーダー314aの部品を認識する認識カメラ313aを備えた部品認識部313と、部品を供給するフィーダー314aを備えた部品供給部314と、交換ノズルを収納するノズル収納部315と、ヘッド部311を駆動するための生産データ、パラメータ、補正値を演算処理する補正処理部及び記憶部を備えた実装データ部316と、電子部品マウント装置全体を制御する制御部317と、電子部品の実装開始及び停止等を指示する操作部318を有する。制御部317は、実装データ部316のデータに基づいてヘッド部311を制御する。
ヘッド部311は、ヘッドカメラ311bで部品供給部314の部品を監視しながらノズル311aで吸着し、実装テーブル312b上の印刷済みプリント基板51上の所定位置に所定の向きで所定の高さ位置に配置する。ヘッド部311は制御部317により部品を吸着したノズル311aをX−Y方向、Z軸方向、Z軸回りの回転(θ)について任意の方向および向きに移動させる。
次に、電子部品マウント装置31の動作の流れを図7に基づいて説明する。
前行程から印刷済みプリント基板50のID情報が出力されると、当該プリント基板50が搬入され(S51)、当該プリント基板50が実装テーブル312bに保持(クランプ)され(S52)、ヘッドカメラ311bが印刷済みプリント基板50の位置決めマーク504に移動し(S53)、S54に進む。
S54において、ヘッドカメラ311bが位置決めマーク504を読み込んで得られた基板認識データに基づいて、位置決め認識を行い、S55に進む。その際、位置決め認識に基づく基板の位置補正値を記憶部に保存し、この位置決め補正値を後述のS59に送信する。この位置決め補正値を情報1とする。
S55において、生産データを基に部品吸着位置へ吸着ヘッド311aを移動し、S56へ進む。その際、部品供給部314は、部品の位置を情報4に基づいてオフセット(この位置オフセット量を情報1とする)し、部品を吸着ヘッド311aの所定位置で吸着可能とする。情報4は、部品の認識情報と当該部品の認識情報に基づく吸着位置のオフセット量である。
S56において、フィーダーによる部品の供給と吸着ノズル311aによる部品の吸着を行い、S57に進む。その際、情報3のフィーダー関連情報に従って設定された吸着条件により部品の吸着を行う。
S57において、吸着した部品を部品認識部313へ移動し、S58において認識カメラ313aで部品吸着姿勢を認識し、S59に進む。S58において、部品の吸着姿勢の認識は、情報4の予め記憶している当該部品の認識情報に基づき、所定の姿勢で吸着されているかどうかを認識する。
S59において、ヘッド部311は吸着ノズル311aに吸着した部品を生産データに基づいて実装位置へ移動し、S60に進む。S60において、部品の実装を行い、S61に進む。その際、部品の実装を行う実装条件を記憶部70に保存し、これを外部情報として出力する。なおこれら実装条件および外部情報を情報5とする。
S61において、生産データを基に、吸着ノズルを交換し、S62において部品配置済みプリント基板51を次の工程へ搬出する。基板搬出の際に、後工程にその旨の信号を出力し、基板ID情報として記憶部に記憶する。
図1では、電子部品マウント装置31を2台配置しているが、後段の電子部品マウント装置31から排出された電子部品配置済みプリント基板51は第2検査装置32により部品の実装状態が監視される。なお、第2検査装置32のハード構成は第1検査装置31と同様なのでその説明を省略し、図8に示すフロー図に基づいて第2検査装置32の検査の流れを説明する。
図8において、S71からS77は図5に示すフロー図のS31から37と同様なのでその説明を省略する。
S78において、検査用データから部品認識用データを抜き取り、抜き取った部品認識情報を記憶部224bに記憶し、S79に進む。
S79において、部品実装の判定用情報に基づいて検査処理を実施し、S80で第2検査結果を出力し、S81で画像データを出力する。そして、第2検査結果および画像データを装置内又は外部データベースに保存し、S82に進む。
S82およびS83は図5に示すフロー図のS42およびS43と同様なのでその説明を省略する。
第2検査結果である部品検査結果としては、例えば部品番号、回路番号毎に行われ、X方向の座標情報、Y方向の座標情報、X方向のずれ量、Y方向のずれ量、Z(θ)軸の回転角(回転A)、傾きや浮き量が求められる。
部品検査結果の情報には、基板反り量および基板画像情報がさらに加えられ、第2統計処理部65Aで統計処理される。また、図7に示す実装情報(情報1〜5)および部材情報を第2データベース65に保存する。
この場合の統計処理としては、マウンター31の実装結果情報と第2検査装置32の第2検査結果情報を関連付けさせ、マウンター各部の変動をモニタリングし、警告することができる。
本実施形態において、第2検査装置32の第2検査結果は、第2管理装置62に出力され、第2監視部62Aが各検査項目に従って第2検査結果を監視する。第2監視部62Aは、検査対象のプリント基板51が第2警告範囲設定部62Bで設定した図14に示す警告範囲内に第2検査結果が存在する場合、当該検査対象の第1検査結果が第1警告範囲設定部61Bで設定した警告範囲内である否かを第1表示部64Bで見る。そして、第1検査装置22の判定が警告範囲内であると、第2監視部62Aは最終製品が不良判定されると予測する。この予測判断により、第2搬送停止部62Cは検査対象のプリント基板51の搬送を停止する。
本実施形態において、同一のプリント基板の検査結果に対して第1管理部61Aと第2管理部62Aが警告を発すると、第2搬送停止部62Cが第2検査装置32内のプリント基板51の搬送を停止し、例えば検査員による目視検査が行われる。その際、第2管理部62は、例えば操作ボタンの操作、あるいは自動的に警告が発せられた検査項目に対応する情報を第2データ呼出部62Dにより第2データベース65から呼び出し、呼び出したデータを第2表示部65Bに出力する。また、第1データベース64から警告対象に対応するデータを呼び出す。
本実施形態において、電子部品実装部30のマウント装置31より出力された実装ログ、例えば実装部品503Aが、何台目のマウント装置(複数台のマウント装置が配置されている場合)における何番ヘッドの何番ノズルを使用し、何番フィーダーから吸着され、どのような補正がかけられ実装されたか等の該当部品に関わる情報と、第2検査装置32の検査結果、例えば実装部品503Aの位置座標やズレ・浮き・傾き量を関連付けされて第2表示部(変動モニタ)65Bに表示される。
変動モニタには管理図法による管理図(管理図状態設定)が表示され、例えば吸着ノズルに着目した場合、吸着ノズル311aで実装された部品の実装位置が不安定(実装位置にバラツキがある)又は徐々に悪化傾向にある事が分かるなど、実装状態(検査結果)から各部の変動(異常傾向)が顕在化でき、変動が異常範囲を超える前に警告され不具合の要因を特定する事ができる。尚、異常範囲は任意に設定できる。なお、この特定は、JIS(Japanese Industrial Standard)に規定されている判定規則に従っても良いし、ユーザが独自に規定しても良い。
また、部品等に関する顧客固有情報68と連繋することにより、部品が原因で実装不良が発生したという判断を行うことができる。
本実施形態によれば、第1検査結果と第2検査結果をそれぞれデータベース化し、印刷状態および実装状態の不具合を顕在化させ、これを表示部等で表示させるようにしているので、印刷状態の不具合と実装状態の不具合とが重なって最終製品の不具合が発生する前に、これら不具合の要因等を容易に、かつ迅速に発見することができる。なお、第2検査装置32の第2監視部62Aは、第2検査結果が警告範囲内にある場合に、第2検査装置の検査対象であるプリント基板51の搬送中断するようにしてもよい。
したがって、プリント基板に対する印刷はんだの細線化、部品実装の高密度化等が図られた場合に目視検査では発見できない印刷状態および実装状態の不具合がデータベース化されて顕在化されるため、これら不具合の要因等を容易に、かつ迅速に発見することができる。
また、第2データ呼出62Dから出力されるデータは設計値出力部62Eによりマイナス要因を考慮したデータとして出力される。
以上のように、本実施形態の第2データベース65および第2管理装置62によれば、装置不良や、更には基板不良等の要因で生じる第2検査結果の変動が良品範囲を超える前に、顕在化した変動データを表示部で表示させ、あるいはプリンタにより印刷したデータを基に、マウンター31へフィードバック(反映)し、メンテナンス周期の見直しや、装置の自動補正(キャリブレーション)に活用する事ができる。
さらには、基板反り量や部材情報を加味する事で基板設計及び部品納入仕様等へのフィードバック(反映)が容易となる。これらを組み合わせることで、不要に生産条件の設定や検査条件等を変えてしまう危険性がなくなる。
なお、マウンター31は第2データベース65に加える装置データを説明するために示したもので、本発明はこの装置に限定されるものではない。
リフロー部
図9に示すリフロー装置41は、窒素ガス(N2)の雰囲気でのリフローを行う構成で、ヒーター部411と、ファン部412と、搬送系部413と、リフローデータ部414と、リフロー装置全体を制御する制御部415と、装置全体の操作を行う操作部416と、N2吐出部417と、酸素濃度および雰囲気温度を検出する検出部418と、リフロー炉のカバー開閉の制御等を行うその他の制御部419を有する。
図9に示すリフロー装置41は、窒素ガス(N2)の雰囲気でのリフローを行う構成で、ヒーター部411と、ファン部412と、搬送系部413と、リフローデータ部414と、リフロー装置全体を制御する制御部415と、装置全体の操作を行う操作部416と、N2吐出部417と、酸素濃度および雰囲気温度を検出する検出部418と、リフロー炉のカバー開閉の制御等を行うその他の制御部419を有する。
制御部415は、検出部418の検出結果に基づいてリフローデータ部414の各種のデータ(風量設定、酸素濃度設定、ヒーター温度設定、搬送系部213の搬送スピード)の設定値等となるようにN2吐出部417、ヒーター部411、ファン部412、搬送系部413を制御する。
図10はリフロー装置の動作の流れを示すフロー図で、実装完了プリント基板51が搬入されると(S91)、当該基板は、予熱ゾーンで予熱された後(S92)、本加熱ゾーンで本加熱されてはんだが溶融する(S93)。そして、冷却ゾーンで冷却されてはんだが固化し(S94)、装置外へ搬出される(S95)、後工程に基板排出信号が出力され、当該基板ID情報が記憶部に記憶される。
なお、第3検査装置42は、第2検査装置32とハード構成が同じであり、検査の流れも同じなので、その検査の流れを示すフロー図とその説明を省略する。また、図11にリフロー工程後の実装検査結果を示す。リフロー工程後の検査では、例えばリフロー後におけるX方向のずれ量、Y方向のずれ量、Z(θ)方向の回転角度等の第3検査結果に対して第3管理部63の第3監視部63Aで良否判定情報に基づいて良否判定を行う。そして、その良否判定結果を第3データベース66で保存し、良否判定結果について統計解析処理を行い、変動の顕在化を行う。
また、第3管理部63は、第3データ呼出部63Dにより不具合の生じている箇所のデータを第3データベース66から呼出、そのデータを表示部66Bに表示させることができる。例えば、不良と判定された箇所におけるリフロー炉の温度情報が所定温度であるか否かといったリフロー炉の装置データを参照することにより、不良発生の要因を発見することがでる。また、リフロー炉自体の要因が不良発生の原因でなければ、印刷工程や実装工程、あるいはプリント基板の熱変形や伸縮、はんだの種類等に原因があるといったことが第1データベース64、第2データベース65のデータから判断することができる。
なお、上記した実施形態では、第1検査結果が警告範囲の場合に検査対象のプリント基板の搬送を中断し、第1データベース64に保存したデータのみに基づいて印刷工程を経たプリント基板50の不具合の要因を発見できるようにし、また第1検査結果と第2検査結果が共に警告範囲内である場合に、第2検査装置の検査対象であるプリント基板51の搬送中断し、第1データベース64に保存したデータ(第1表示部64Bに表示される)および第2データベースに保存したデータ(第2表示部65Bに表示される)に基づいて実装工程を経たプリント基板51の不具合の要因を発見できるようにしているが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、印刷工程とリフロー工程との検査結果のデータを統計処理し、変動を顕在化したデータの組み合わせ、あるいは実装工程とリフロー工程の検査結果に基づく変動顕在化の組み合わせであってもよい。また、第1検査結果、第1データベース64、第2検査結果、第2データベース65、第3検査結果、第3データベース66より実装ラインとしての変動を監視、顕在化する判定部(総合判定部)を設けるようにしてもよい。
上記した実施形態では、印刷工程、実装工程での警告範囲を一定としているが、警告範囲の閾値を変更できるようにしてもよい。
次に、統計処理の主な機能を以下に例示する。
1.変動解析(対象:実装後)
2.トレーサビリティー(対象:実装後/リフロー後)
3.品質・稼働実績(対象:実装後/リフロー後)
4.モニタリング(対象:実装後/リフロー後)
ここで、変動解析としては、以下の機能を有する。
1.変動解析(対象:実装後)
2.トレーサビリティー(対象:実装後/リフロー後)
3.品質・稼働実績(対象:実装後/リフロー後)
4.モニタリング(対象:実装後/リフロー後)
ここで、変動解析としては、以下の機能を有する。
(1)変動モニタ
機能1:検査装置の検査結果から部品実装装置の装置単位、装着ヘッド単位、の工程能力を算出し各装置の実装座標X・Y・θ及び高さ(浮き量)精度の工程能力変動をモニタリングする。
機能2:検査装置の検査結果から部品実装装置機のヘッドシャフト(ホルダ)単位、吸着ノズル単位、部品供給フィーダー単位、の実装座標X・Y・θズレ量及び高さ(浮き量)の変動をモニタリングする。
機能3:部品実装装置の吸着及び認識情報から、装置単位、装着ヘッド単位の工程能力を算出し各装置の吸着状態X・Y・θの工程能力変動をモニタリングし実装への影響を確認する。
機能4:部品実装装置の吸着及び認識情報から、ヘッドシャフト(ホルダ)単位、吸着ノズル単位、フィーダー単位での吸着位置X・Y・θズレ量の変動をモニタリングし実装への影響を確認する。
機能5:変動グラフは部品実装装置の生産中に発生したイベントタイミングも表示され、キャリブレーションやスプライシング等による変動も確認する事が出来る。
機能6:各部の変動情報は管理図状態設定により定義された状態となると警告される。
機能7:各部の変動情報は必要により、部品実装装置へフィードバックする事が可能。
機能1:検査装置の検査結果から部品実装装置の装置単位、装着ヘッド単位、の工程能力を算出し各装置の実装座標X・Y・θ及び高さ(浮き量)精度の工程能力変動をモニタリングする。
機能2:検査装置の検査結果から部品実装装置機のヘッドシャフト(ホルダ)単位、吸着ノズル単位、部品供給フィーダー単位、の実装座標X・Y・θズレ量及び高さ(浮き量)の変動をモニタリングする。
機能3:部品実装装置の吸着及び認識情報から、装置単位、装着ヘッド単位の工程能力を算出し各装置の吸着状態X・Y・θの工程能力変動をモニタリングし実装への影響を確認する。
機能4:部品実装装置の吸着及び認識情報から、ヘッドシャフト(ホルダ)単位、吸着ノズル単位、フィーダー単位での吸着位置X・Y・θズレ量の変動をモニタリングし実装への影響を確認する。
機能5:変動グラフは部品実装装置の生産中に発生したイベントタイミングも表示され、キャリブレーションやスプライシング等による変動も確認する事が出来る。
機能6:各部の変動情報は管理図状態設定により定義された状態となると警告される。
機能7:各部の変動情報は必要により、部品実装装置へフィードバックする事が可能。
(2)消耗品解析
機能1:各装置の吸着ノズル・部品供給フィーダー単位で、それぞれの部品吸着エラー、部品装着エラー、部品認識エラー及び、検査装置で検出した不良項目毎の不良率をモニタリングできる。
機能2:吸着ノズル情報は、形状ナンバー、個別シリアルナンバー、装置内格納場所アドレスを表示する事が出来、吸着ノズル不具合により吸着ノズルを交換し装置外から同一形状の吸着ノズルを同一格納場所へ設置した際も個別の情報をモニタリング出来る。
機能3:部品供給フィーダー情報は、個別シリアルナンバー、供給部品名、装置内設置アドレスを表示する事が出来、部品供給フィーダー不具合により部品供給フィーダーを交換し装置外から同一形状の部品供給フィーダーを同一設置アドレスへ設置した際も個別の情報をモニタリング出来る。
機能4:吸着ノズル情報及び部品供給フィーダー情報はそれぞれ、部品サイズ、部品名称、基板ブロック番号で絞り込み抽出する事が出来る。
機能5:機能1の変動モニタの変動情報から特定の吸着ノズルまたは部品供給フィーダーに異常が確認できた場合、変動モニタ画面より消耗品解析画面の特定吸着ノズルまたは部品供給フィーダーへ遷移出来る。
機能6:特定の吸着ノズルまたは部品供給フィーダーに異常が確認できた場合、変動モニタへ遷移し変動状況をモニタリング出来る。
機能7:特定の吸着ノズルまたは部品供給フィーダーに異常が確認できた場合、検査ズレ画面へ遷移し実装ズレ及び吸着ズレの分布状態をモニタリング出来る。
機能8:各情報は管理図状態設定により定義された状態となると警告される。
機能9:各情報は必要により、実装機へフィードバックする事が可能。
機能1:各装置の吸着ノズル・部品供給フィーダー単位で、それぞれの部品吸着エラー、部品装着エラー、部品認識エラー及び、検査装置で検出した不良項目毎の不良率をモニタリングできる。
機能2:吸着ノズル情報は、形状ナンバー、個別シリアルナンバー、装置内格納場所アドレスを表示する事が出来、吸着ノズル不具合により吸着ノズルを交換し装置外から同一形状の吸着ノズルを同一格納場所へ設置した際も個別の情報をモニタリング出来る。
機能3:部品供給フィーダー情報は、個別シリアルナンバー、供給部品名、装置内設置アドレスを表示する事が出来、部品供給フィーダー不具合により部品供給フィーダーを交換し装置外から同一形状の部品供給フィーダーを同一設置アドレスへ設置した際も個別の情報をモニタリング出来る。
機能4:吸着ノズル情報及び部品供給フィーダー情報はそれぞれ、部品サイズ、部品名称、基板ブロック番号で絞り込み抽出する事が出来る。
機能5:機能1の変動モニタの変動情報から特定の吸着ノズルまたは部品供給フィーダーに異常が確認できた場合、変動モニタ画面より消耗品解析画面の特定吸着ノズルまたは部品供給フィーダーへ遷移出来る。
機能6:特定の吸着ノズルまたは部品供給フィーダーに異常が確認できた場合、変動モニタへ遷移し変動状況をモニタリング出来る。
機能7:特定の吸着ノズルまたは部品供給フィーダーに異常が確認できた場合、検査ズレ画面へ遷移し実装ズレ及び吸着ズレの分布状態をモニタリング出来る。
機能8:各情報は管理図状態設定により定義された状態となると警告される。
機能9:各情報は必要により、実装機へフィードバックする事が可能。
(3)装置設備状態解析
機能1:各装置のヘッドシャフト(ホルダ)毎に部品吸着エラー、部品装着エラー、部品認識エラー及び、検査機で検出した不良項目毎の不良率をモニタリングできる。
機能2:機能1の変動モニタの変動情報から特定のヘッドシャフト(ホルダ)に異常が確認出来た場合、変動モニタ画面より装置設備状態解析画面の特定ヘッドシャフト(ホルダ)へ遷移出来る。
機能3:特定のヘッドシャフト(ホルダ)に異常が確認できた場合、変動モニタへ遷移し変動状況をモニタリング出来る。
機能4:特定のヘッドシャフト(ホルダ)に異常が確認できた場合、検査ズレ画面へ遷移し実装ズレ及び吸着ズレの分布状態をモニタリング出来る。
機能5:各情報は管理図状態設定により定義された状態となると警告される。
機能6:各情報は必要により、部品実装装置へフィードバックする事が可能。
機能1:各装置のヘッドシャフト(ホルダ)毎に部品吸着エラー、部品装着エラー、部品認識エラー及び、検査機で検出した不良項目毎の不良率をモニタリングできる。
機能2:機能1の変動モニタの変動情報から特定のヘッドシャフト(ホルダ)に異常が確認出来た場合、変動モニタ画面より装置設備状態解析画面の特定ヘッドシャフト(ホルダ)へ遷移出来る。
機能3:特定のヘッドシャフト(ホルダ)に異常が確認できた場合、変動モニタへ遷移し変動状況をモニタリング出来る。
機能4:特定のヘッドシャフト(ホルダ)に異常が確認できた場合、検査ズレ画面へ遷移し実装ズレ及び吸着ズレの分布状態をモニタリング出来る。
機能5:各情報は管理図状態設定により定義された状態となると警告される。
機能6:各情報は必要により、部品実装装置へフィードバックする事が可能。
(4)不良分布解析
機能1:プリント基板毎に実装部品の座標X・Y・回転(θ)ズレ量及び高さ(浮き)量を色分け表示し、基板全体に問題があるのか特定の領域なのかモニタリング出来る。
機能2:発生不良項目毎に色分けし、どの不良がどの領域で発生しているのかモニタリング出来る。
機能3:基板毎に各部品実装装置のイベントリスト(熱補正・部品交換・スプライシング)がモニタリング出来、イベントが実装不良に影響しているかモニタリング出来る。
機能4:各実装部品に関連する情報リストを基板毎に表示出来、装置単位、装着ヘッド単位、吸着ノズル単位、ヘッドシャフト(ホルダ)単位、部品供給フィーダー単位で絞り込み抽出出来、特定不良が装置のどこに集中しているかモニタリング出来る。
機能5:はんだ印刷後検査装置からの基板反り量情報を取得し基板毎に連繋する事で、基板反り量が実装不良に影響しているかモニタリング出来る。
機能6:各情報は必要により、部品実装装置へフィードバックする事が可能。
機能1:プリント基板毎に実装部品の座標X・Y・回転(θ)ズレ量及び高さ(浮き)量を色分け表示し、基板全体に問題があるのか特定の領域なのかモニタリング出来る。
機能2:発生不良項目毎に色分けし、どの不良がどの領域で発生しているのかモニタリング出来る。
機能3:基板毎に各部品実装装置のイベントリスト(熱補正・部品交換・スプライシング)がモニタリング出来、イベントが実装不良に影響しているかモニタリング出来る。
機能4:各実装部品に関連する情報リストを基板毎に表示出来、装置単位、装着ヘッド単位、吸着ノズル単位、ヘッドシャフト(ホルダ)単位、部品供給フィーダー単位で絞り込み抽出出来、特定不良が装置のどこに集中しているかモニタリング出来る。
機能5:はんだ印刷後検査装置からの基板反り量情報を取得し基板毎に連繋する事で、基板反り量が実装不良に影響しているかモニタリング出来る。
機能6:各情報は必要により、部品実装装置へフィードバックする事が可能。
(5)検査ズレ確認
機能1:対象装置、対象装着ヘッド、対象吸着ノズル、対象ヘッドシャフト(ホルダ)、対象部品供給フィーダーで抽出対象を絞り込み、それぞれの実装位置分布状況を確認出来る。また、散布図(例えば、検査結果から各部品の実装位置がどのくらいズレているかをX−Y座標のグラフにした図)の特定位置を選択する事でその範囲内にあるドットの実装部品が吸着時に吸着中心がどこにあったか、散布図内にドットが表示され確認出来、吸着から実装までに関わる部品情報リストも表示される。
機能2:装置イベント情報が記載された基板リストから1枚又は複数枚の基板に絞り込む事が出来る。
機能1:対象装置、対象装着ヘッド、対象吸着ノズル、対象ヘッドシャフト(ホルダ)、対象部品供給フィーダーで抽出対象を絞り込み、それぞれの実装位置分布状況を確認出来る。また、散布図(例えば、検査結果から各部品の実装位置がどのくらいズレているかをX−Y座標のグラフにした図)の特定位置を選択する事でその範囲内にあるドットの実装部品が吸着時に吸着中心がどこにあったか、散布図内にドットが表示され確認出来、吸着から実装までに関わる部品情報リストも表示される。
機能2:装置イベント情報が記載された基板リストから1枚又は複数枚の基板に絞り込む事が出来る。
10 電子部品実装設備
20 はんだ印刷部
21 はんだ印刷装置 22 第1検査装置
30 電子部品実装部
31 電子部品マウント装置 32 第2検査装置
40 リフロー部
41 リフロー装置 42 第3検査装置
61 第1管理部
62 第2管理部
63 第3管理部
64 第1データベース
65 第2データベース
66 第3データベース
20 はんだ印刷部
21 はんだ印刷装置 22 第1検査装置
30 電子部品実装部
31 電子部品マウント装置 32 第2検査装置
40 リフロー部
41 リフロー装置 42 第3検査装置
61 第1管理部
62 第2管理部
63 第3管理部
64 第1データベース
65 第2データベース
66 第3データベース
Claims (12)
- プリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムであって、
プリント基板にはんだを印刷するはんだ印刷工程を経た印刷済みプリント基板の印刷状態を検査する第1検査結果に基づいて印刷良否を判定する第1検査装置と、
前記第1検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第1データベースと、
前記第1検査結果に対して不良品の発生に繋がる第1警告範囲を設定する第1警告範囲設定部と、
検査中のプリント基板における第1検査結果が前記第1警告範囲内にあるか否かを監視する第1監視部と、
前記第1監視部で警告と判定されると、前記第1データベースに保存されている警告対象となった部分に対応するデータを呼び出す第1データ呼出部と、
を有するプリント基板の品質管理システム。 - プリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムであって、
はんだ印刷済みプリント基板に部品を実装する実装工程を経た部品実装済みプリント基板の実装状態を検査する第2検査結果に基づいて実装良否を判定する第2検査装置と、
前記第2検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第2データベースと、
前記第2検査結果に対して不良品の発生に繋がる第2警告範囲を設定する第2警告範囲設定部と、
検査中のプリント基板に対して第2検査結果が前記第2警告範囲内にある場合、当該プリント基板の第2検査結果が前記第2警告範囲内にあるか否かを監視する第2監視部と、
前記第2監視部により前記第2検査結果が第2警告範囲内にあると判定されると、前記第2データベースに保存されている警告対象となった部分に対応するデータを呼び出す第2データ呼出部と、
を有するプリント基板の品質管理システム。 - プリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムであって、
部品実装済みプリント基板にリフロー工程を経たはんだ付けプリント基板の実装状態を検査する第3検査結果に基づいて実装良否を判定する第3検査装置と、
前記第3検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における第3検査結果の変動を顕在化して保存する第3データベースと、
前記第3検査結果に基づいて実装状態の良否を判定する実装良否判定部と、
前記実装良否判定部により実装不良と判定されると、前記第3データベースに保存されている実装不良と判定された部分に対応するデータを呼び出す第3データ呼出部と、
を有するプリント基板の品質管理システム。 - プリント基板の表面実装ラインにおけるプリント基板の品質管理システムであって、
第1検査装置によるプリント基板にはんだを印刷するはんだ印刷工程を経た印刷済みプリント基板の印刷状態の検査結果である第1検査結果と、
前記第1検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第1データベースと、
第2検査装置によるはんだ印刷済みプリント基板に部品を実装する実装工程を経た部品実装済みプリント基板の実装状態の検査結果である第2検査結果と、
前記第2検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における検査結果の変動を顕在化して保存する第2データベースと、
第3検査装置による部品実装済みプリント基板にリフロー工程を経たはんだ付けプリント基板の実装状態の検査結果である第3検査結果と、
前記第3検査結果を統計処理し、基準値に基づいて特定部分における第3検査結果の変動を顕在化して保存する第3データベースと、
前記第1検査結果と第2検査結果と、前記第3検査結果と、前記第1データベースと、前記第2データベースと、前記第3データベースの情報に基づいて実装ラインとしての変動を監視、顕在化する判定部と、
を有するプリント基板の品質管理システム。 - 前記第1監視部により前記第1検査結果が前記第1警告範囲内にあると判定されると、当該プリント基板の搬送を停止させる搬送停止部を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント基板の品質管理システム。
- 前記第2監視部により前記第2検査結果が前記第2警告範囲内にあると判定されると、当該プリント基板の搬送を停止させる搬送停止部を有することを特徴とする請求項2に記載のプリント基板の品質管理システム。
- 前記第2検査結果が前記第2警告範囲内にあると判定され、且つ前記第1検査結果が前記第1警告範囲内にあると判定されると、当該プリント基板の搬送を停止させる搬送停止部を有することを特徴とする請求項2に記載のプリント基板の品質管理システム。
- 前記第1データ呼出部が出力する情報は、少なくとも前記印刷工程を実行する印刷装置の情報と印刷条件の情報とプリント基板自体の情報のいずれか一又は複数の情報であることを特徴とする請求項1または3に記載のプリント基板の品質管理システム。
- 前記第2データ呼出部が出力する情報は、少なくとも前記実装工程を実行するマウント装置の情報と実装条件の情報のいずれか一方又は双方であることを特徴とする請求項2、6または7のいずれかに記載のプリント基板の品質管理システム。
- 前記搬送停止部がプリント基板の搬送を停止させると、前記第2監視部の判定結果に基づいて、前記第2警告範囲設定部は、前記実装良否判定の閾値および前記第2警告範囲の閾値を変更可能とすることを特徴とする請求項2、6、7または9のいずれかに記載のプリント基板の品質管理システム。
- リフロー工程を経たプリント基板の外観状態を検査し、第3検査結果に基づいて部品実装の良否を判定する第3検査装置をさらに有し、前記第2検査装置での良否判定が良と判定されると、当該プリント基板が前記第3検査装置における良否判定が不良の場合、当該不良の判定結果に基づいて前記第2検査装置の良否判定の閾値および前記第2警告範囲の閾値を変更する第3変更部を有することを特徴とする請求項2,6、7、9または10のいずれかに記載のプリント基板の品質管理システム。
- 前記閾値を変更するデータを蓄積する蓄積手段を有し、前記蓄積手段に蓄積されたデータをプリント基板の設計値として出力する設計値出力部を有することを特徴とする請求項10または11に記載のプリント基板の品質管理システム。
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- 2013-01-11 JP JP2013003415A patent/JP2014135425A/ja active Pending
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A521 | Written amendment |
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