JP2020043159A - 実装システム、および生産管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リフロー炉内部の要因に基づきフィードバックを行い回路基板を安定生産する。【解決手段】基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置３０と、実装基板上の部品の状態を検査する実装基板検査装置４０と、実装基板における部品を基板に固着させて回路基板を生産するために実装基板を加熱するリフロー炉６０と、冷却により部品が基板に固着した回路基板の部品の状態を検査する回路基板検査装置７０とを備える実装ラインと、実装基板検査装置４０での検査結果に部品の異常ずれがなく、かつ、回路基板検査装置７０での検査結果に部品の異常ずれがある場合、基板に対する部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部８３を備える生産管理装置８０とを備える実装システム１００。【選択図】図２

Description

本開示は、基板に部品が半田により固着された回路基板を生産する実装ラインを備えた実装システム、および実装ラインを管理する生産管理装置に関する。

従来、電子部品などの部品を半田が塗布された基板に実装装置によって実装することにより実装基板が生産される。そしてこの実装基板を実装装置に対しインラインに配置されたリフロー炉にて半田が溶けるまで高温にした後、冷却して半田を固めることにより基板に部品を固着させて回路基板が生産されている。なお、「実装基板」「回路基板」の用語は一般的に明確ではないが、本明細書、および特許請求の範囲において「実装基板」は、基板に部品が装着されていて半田が固化していないもの、「回路基板」は、半田が固化しており部品が基板に固着しているものとして用いている。このように工業的生産過程において大量に回路基板を生産する場合、実装基板を生産する毎に部品の実装状況を検査して不具合を検出することが行われる。そして不具合が発生した場合は、次の実装基板の実装条件にフィードバックすることにより安定的な生産を可能にしている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−１９９０７０号公報

上記特許文献１に記載の技術は、リフロー前の検査で不具合がある場合に実装装置のパラメータを変更し、またリフロー後の検査で不具合がある場合はリフロー炉のパラメータを変更するものである。しかしながら、リフロー炉の内部の要因を具体的に検出し、これに基づいてパラメータを変更するものではないため、リフロー炉の内部の要因に基づき部品の固着に関連するパラメータを変更し、不具合を適正に修正することが困難であった。

そこで、本開示は、リフロー炉の内部の要因に基づいてフィードバックを実行しパラメータを適切に変更できる実装システム、および生産管理装置を提供する。

本開示の一態様に係る実装システムは、基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置と、生産された前記実装基板上の前記部品の状態を検査する実装基板検査装置と、前記実装基板における前記部品を前記基板に固着させて回路基板を生産するために前記実装基板を加熱するリフロー炉と、前記リフロー炉での加熱後の冷却により前記部品が前記基板に固着した前記回路基板の前記部品の状態を検査する回路基板検査装置とを備える実装ラインと、前記実装基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがなく、かつ、前記回路基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがある場合、前記基板に対する前記部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部を備える生産管理装置とを備える。

また、本開示の一態様に係る生産管理装置は、基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置と、生産された前記実装基板上の前記部品の状態を検査する実装基板検査装置と、前記実装基板における前記部品を前記基板に固着させて回路基板を生産するために前記実装基板を加熱するリフロー炉と、前記リフロー炉での加熱後の冷却により前記部品が前記基板に固着した前記回路基板の前記部品の状態を検査する回路基板検査装置とを備える実装ラインにおける実装作業を管理する生産管理装置において、前記実装基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがなく、かつ、前記回路基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがある場合、前記基板に対する前記部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部を備える。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の実装システム、および生産管理装置は、リフロー炉の内部の要因に基づき基板に対する部品の固着に関連するパラメータを変更させることにより、回路基板を安定的に生産することができる。

図１は、実施の形態に係る実装システムを示す図である。 図２は、実施の形態に係る実装システムを示すブロック図である。 図３は、実装システムの動作の流れを示すフローチャートである。 図４は、生産管理装置のパラメータの変更の動作の流れを示すフローチャートである。

上記課題を解決するために、本開示の一形態に係る実装システムは、基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置と、生産された前記実装基板上の前記部品の状態を検査する実装基板検査装置と、前記実装基板における前記部品を前記基板に固着させて回路基板を生産するために前記実装基板を加熱するリフロー炉と、前記リフロー炉での加熱後の冷却により前記部品が前記基板に固着した前記回路基板の前記部品の状態を検査する回路基板検査装置とを備える実装ラインと、前記実装基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがなく、かつ、前記回路基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがある場合、前記基板に対する前記部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部を備える生産管理装置とを備える。

また、本開示の一形態に係る生産管理装置は、基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置と、生産された前記実装基板上の前記部品の状態を検査する実装基板検査装置と、前記実装基板における前記部品を前記基板に固着させて回路基板を生産するために前記実装基板を加熱するリフロー炉と、前記リフロー炉での加熱後の冷却により前記部品が前記基板に固着した前記回路基板の前記部品の状態を検査する回路基板検査装置とを備える実装ラインにおける実装作業を管理する生産管理装置において、前記実装基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがなく、かつ、前記回路基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがある場合、前記基板に対する前記部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部を備える。

この実装システム、および生産管理装置によれば、リフロー前の検査で問題がなかった基板がリフロー炉を通過したことで発生した不具合をリフロー炉内の要員として判定し、これに基づき固着に関するパラメータを変更することができる。これにより、回路基板を安定して生産することが可能となる。

また前記パラメータは、前記回路基板検査装置により許容範囲を超えて部品の位置がずれる異常ずれが検出された前記部品に対応する部品における前記実装装置の実装条件を含んでもよい。特に、前記パラメータは、前記実装条件の内の少なくとも部品押込量を含んでもよい。

また、前記パラメータは、前記リフロー炉の加熱条件を含んでもよい。ここで、加熱条件とは、リフロー炉内の風量も含まれている。

これらによれば、リフロー炉内部の要因に基づき、実装装置、およびリフロー炉の少なくとも一方にフィードバックをかけることにより、より適切に不具合を解消して回路基板を安定的に生産することが可能となる。

以下、実施の形態の実装システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、重複する説明は省略、または簡略化する場合がある。

まず、本実施の形態に係る実装システム１００の構成について説明する。図１は、実施の形態に係る実装システム１００を示す図である。同図に示すように、実装システム１００は、基板の表面に配線パターンに応じた半田を印刷し、半田が印刷された基板に部品を実装して実装基板を生産し、生産された基板を加熱して基板と部品とを半田を溶融することによって固着する生産ラインである。また、実装システム１００には、各工程における生産品の状態を検査する検査装置、生産管理装置も含まれる。

ここでいう実装とは、基板に印刷された半田上に部品を装着することを意味する。また、実装基板とは、基板に部品が実装され、半田による固着が成されていない状態の物を意味する。また、回路基板とは、実装基板を過熱して半田を溶融した後、冷却して半田を硬化させることにより基板に部品を固着して得られる物を意味する。また、ここでいう基板は、配線パターンが形成されたプリント基板である。部品とは、電子部品、プラグ、端子など基板に実装される物の総称である。

図２は、実施の形態に係る実装システムを示すブロック図である。同図に示すように、実装システム１００は、実装ラインとして半田印刷装置１０と、印刷検査装置２０と、実装装置３０と、実装基板検査装置４０と、リフロー炉６０と、回路基板検査装置７０とを当該記載順で、インラインで備えている。また実装システム１００は、生産管理装置８０を備えている。

半田印刷装置１０は、基板に形成された電極にマスクを介してペースト状のクリーム半田を印刷する装置である。なお、半田印刷装置１０は、クリーム半田を基板に印刷するが、この方法に限定されず、公知の他の方法を用いて半田を基板に印刷してもよい。半田印刷装置１０は、印刷作業部１１と、印刷制御部１２と、報知部１４と、記憶部１５と、通信部１６とを備える。

印刷作業部１１は、クリーム半田のパターンに対応した開口を有するマスクを基板に接触させ、マスク上にクリーム半田を供給したうえで、マスク上でスキージを摺動させることによって基板にクリーム半田のパターンを転写させるいわゆるスクリーン印刷を行う装置である。

印刷制御部１２は、クリーム半田を印刷するためのパラメータに基づいて、基板およびマスクの保持、スキージを摺動させる動作を行う印刷作業部１１を制御する。印刷制御部１２は、基板へのクリーム半田の印刷速度を制御することもできる。印刷制御部１２は、通信部１６を介して、クリーム半田を印刷するためのパラメータを生産管理装置８０に送信する。また、印刷制御部１２は、通信部１６を介して、クリーム半田を印刷するためのパラメータを印刷検査装置２０にフィードフォワードする。

報知部１４は、半田印刷装置１０の異常の発生などを報知したりする。ここでいう報知は、音、光、映像等によって周囲に報知するという意味だけでなく、他の装置や作業者が所持する携帯端末にもこれらの情報を報知する意味を含む。

なお、報知部１４は、このような報知を示す情報を、印刷検査装置２０、実装装置３０、実装基板検査装置４０、リフロー炉６０、回路基板検査装置７０、および生産管理装置８０等に出力してもよい。これにより、実装システム１００は、動作を停止してもよい。

記憶部１５は、半田情報、クリーム半田を印刷するためのパラメータ等を格納する。パラメータは、印刷検査装置２０等からのフィードバックにより、新たに更新される場合がある。

通信部１６は、生産管理装置８０に対して、クリーム半田を印刷するためのパラメータ等の受信、半田印刷装置１０の状態を示す状態情報を生産管理装置８０へ送信を行う通信モジュールである。

印刷検査装置２０は、基板に印刷された半田の外観状態を検査する装置である。印刷検査装置２０は、印刷検査作業部２１と、印刷検査制御部２２と、報知部２４と、記憶部２５と、通信部２６とを有する。

印刷検査作業部２１は、検査用カメラによる撮像を介して取得した２次元画像または３次元画像の少なくともどちらかの撮像データを処理することで、基板に印刷された半田を認識する。

印刷検査制御部２２は、パラメータに基づいて基板に印刷された半田の外観状態を印刷検査作業部２１に検査させ、基板に印刷された半田の外観状態を解析する。具体的には、印刷検査制御部２２は、基板に印刷された半田における、基板の上から見た場合の半田のずれ量および半田の面積、半田の体積、半田の高さ、半田の形状等の有無を解析したり、２つの電極を接続するブリッジ不良、未充填不良、半田のカスレ不良、半田のえぐれ不良、半田の滲み不良、異物の付着等の有無を解析したりする。

印刷検査制御部２２は、通信部２６を介して、解析した基板に印刷された半田の検査結果を示すデータを、半田印刷装置１０にフィードバックし、実装装置３０にフィードフォワードし、また生産管理装置８０に送信する。

印刷検査制御部２２は、半田印刷装置１０のパラメータの当該不具合を解消するために、半田の検査結果に異常がある場合、異常に基づいた補正情報を作成し、半田印刷装置１０にフィードバックする。例えば、印刷検査制御部２２は、半田印刷装置１０のパラメータに基づき、半田印刷のばらつきが所定の範囲内である場合に、半田印刷のばらつきから補正情報を作成し、半田印刷装置１０にフィードバックする。これにより、半田印刷装置１０は、補正情報に基づいて半田印刷装置１０のパラメータを書き換える。半田印刷装置１０は、実装基板が不良品となるような不具合に至る前に不具合の発生箇所を特定してフィードバック制御を適切に行うことができ、部品実装システムの歩留まりの向上を図る。

なお、印刷検査制御部２２は、半田の外観不良がある場合、半田印刷装置１０、印刷検査装置２０、実装装置３０、実装基板検査装置４０、リフロー炉６０、および回路基板検査装置７０に、通信部２６を介して作業禁止指令を送信してもよい。これにより、実装システム１００は、動作を停止してもよい。

報知部２４は、半田の検査結果等に基づいて、印刷の不具合があることを示す情報を報知する。なお、この報知部２４は、半田印刷装置１０の報知部２４と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部２５は、基板に印刷された半田を検査するためのパラメータを格納する。また、記憶部２５は、基板に印刷された半田の検査結果を示すデータ、これに基づく補正情報等を格納する。

通信部２６は、生産管理装置８０に対して、基板に印刷された半田を検査するためのパラメータ、基板に印刷された半田の検査結果を示すデータ等を生産管理装置８０との間で通信する通信モジュールである。

実装装置３０は、基板に印刷された半田上に、部品を装着させる装置である。実装装置３０は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、実装作業部３１と、実装制御部３２と、報知部３４と、記憶部３５と、通信部３６とを有する。

実装作業部３１は、部品供給部に供給される部品をヘッドに備えられた吸着ノズルによって吸着保持し、ヘッドが基板の装着位置まで部品を搬送し、吸着ノズルを降下させて部品を基板上の半田に押しつけて装着する工程を、部品の数だけ繰り返す。

実装制御部３２は、部品を実装するためのパラメータに基づいて、吸着ノズルを制御する。具体的には、実装制御部３２は、各々の部品が供給される部品供給部に吸着ノズルを備えるヘッドを移送させ、吸着ノズルに部品を吸着させ、基板の装着位置までヘッドを移送させ、部品を半田に押しつけさせて装着するように制御する。

ここでいう部品供給部は、例えば複数のテープフィーダ等が着脱可能に備えられ、テープフィーダ等により種々の部品が供給される部分である。テープフィーダは、テープ状に並べて保持されている部品を順次、部品供給部に供給する装置である。

実装制御部３２は、通信部３６を介して、部品を基板に装着するためのパラメータを生産管理装置８０から受信する。また、フィードバックされた補正値を生産管理装置８０から受信する。また、実装制御部３２は、通信部３６を介して、部品を基板に装着するためのパラメータを実装基板検査装置４０にフィードフォワードする。

報知部３４は、供給すべき部品が所定数以下になったことを示す情報を報知したりする。作業者は報知部３４が報知した内容に基づき実装するための部品の補充などをする。また、報知部３４は、印刷検査装置２０、実装基板検査装置４０、および回路基板検査装置７０によるそれぞれの検査結果に基づいて、いずれかの検査結果に異常がある場合は異常に関する情報を報知する。なお、この報知部３４は、半田印刷装置１０の報知部３４と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部３５は、後述する部品情報、部品を基板に装着するためのパラメータ等を格納する。

通信部３６は、生産管理装置８０に対して、部品を基板に装着するためのパラメータ等の送信、生産管理装置８０等からの補正値等の受信を行う通信モジュールである。

実装基板検査装置４０は、基板に装着された部品の外観状態を検査する装置である。実装基板検査装置４０の検査方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）が採用されている。実装基板検査装置４０は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、外観検査作業部４１と、外観検査制御部４２と、報知部４４と、記憶部４５と、通信部４６とを有する。

外観検査作業部４１は、可視光に基づき撮像するカメラによる画像を介して取得した２次元画像または３次元画像の少なくともどちらかの撮像データを処理することで、基板に装着された部品を認識する。

外観検査制御部４２は、パラメータに基づいて基板に装着された部品の外観状態を外観検査作業部に検査させ、基板に装着された部品の外観状態を解析する。具体的には、外観検査制御部４２は、基板に装着された部品における、基板の上から見た場合の部品の位置ずれ量を解析したり、部品の表裏反転不良、２つの電極を接続するブリッジ不良、異物の付着、部品の誤実装、部品の重複実装、部品のリードの変形等の有無の解析をしたりする。なお、部品の欠品、および部品の立上がりなどは、部品の異常ずれに含まれる。例えば、所定のずれ閾値を超えている場合は、部品の欠品として異常ずれに含まれる。

実装基板検査装置４０は、解析した基板に装着された部品の検査結果を示すデータを、通信部４６を介して、実装装置３０にフィードバックする。また、実装基板検査装置４０は、基板に装着された部品の検査結果を示すデータを、生産管理装置８０に送信する。

外観検査制御部４２は、実装装置３０のパラメータの当該不具合を解消するために、外観検査の検査結果に異常がある場合、異常に基づいた補正情報を作成し、実装装置３０にフィードバックする。例えば、外観検査制御部４２は、実装装置３０のパラメータに基づき、部品の配置のばらつきが所定の範囲外である異常ずれの場合に、部品の配置のばらつきから補正情報を作成し、実装装置３０にフィードバックする。これにより、実装装置３０は、補正情報に基づいて実装装置３０のパラメータを書き換える。実装装置３０は、基板が不良品となるような不具合に至る前に、不具合の発生箇所を特定してフィードバック制御を適切に行うことができ、部品実装システムの歩留まりの向上を図る。

なお、外観検査制御部４２は、部品に外観不良がある場合、半田印刷装置１０、印刷検査装置２０、実装装置３０、実装基板検査装置４０、リフロー炉６０、および回路基板検査装置７０に、通信部４６を介して情報を送信してもよい。これにより、実装システム１００は、動作を停止してもよい。

報知部４４は、部品の検査結果等に基づいて、不具合があることを示す情報を報知する。なお、この報知部４４は、半田印刷装置１０の報知部４４と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部４５は、基板に装着された部品を検査するためのパラメータを格納する。また、記憶部４５は、基板に装着された部品の検査結果を示すデータ、これに基づく補正情報等を格納する。

通信部４６は、生産管理装置８０に対して、基板に装着した部品の解析結果を示すデータ等の送信を行う通信モジュールである。

リフロー炉６０は、搬入された実装基板を加熱し、基板に印刷された半田を溶融して部品と基板の配線パターンとを半田によって接合する。リフロー炉６０は、加熱作業部６１と、加熱制御部６２と、報知部６４と、記憶部６５と、通信部６６とを有する。

加熱作業部６１は、実装基板を熱風、赤外線などに曝すことより加熱することで、基板の表面上に印刷された半田を溶融する。本実施の形態の場合、加熱作業部６１は、複数のファンを備え、各ファンが所定の方向に所定の風量で熱風を流すことができるものとなっている。

加熱制御部６２は、実装基板を加熱する際に、半田が溶融する程度の適切な温度管理ができるように、パラメータに基づいて加熱作業部６１を制御する。具体的に例えば、炉内に配置された複数のヒータのそれぞれの設定温度、複数のファンのそれぞれの回転速度などのパラメータを設定することにより加熱作業部６１を制御する。加熱制御部６２は、通信部６６を介して、加熱に関するデータを生産管理装置８０に送信する。加熱制御部６２は、通信部６６を介して生産管理装置８０からフィードバックされるパラメータを受信する。

報知部６４は、加熱作業部６１に不具合があることを示す情報を報知する。なお、この報知部６４は、半田印刷装置１０の報知部６４と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部６５は、通信部６６を介して受信した実装基板を加熱するためのパラメータ等を格納する。

通信部６６は、生産管理装置８０に対して加熱に関するパラメータ等の送受信を行う通信モジュールである。

回路基板検査装置７０は、半田による部品と基板との固着状態を検査する。回路基板検査装置７０の検査方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、ＡＯＩによる回路基板の外観検査の結果、および回路基板をＸ線により透過して得られる透過検査の結果を含む固着検査結果を取得する。例えば、回路基板検査装置７０は、可視光により外観を検査するとともに、外観検査では得られない半田部分の不具合についても検査する。なお、Ｘ線像としては、Ｘ線透過画像を用いてもよく、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を用いてもよい。なお、回路基板検査装置７０は、部品と基板との接合状態における不良欠陥を超音波により検査する検査方法を採用しても構わない。例えばＡＸＩ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｘ−Ｒａｙ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）と称される方法である。

回路基板検査装置７０は、固着検査作業部７１と、固着検査制御部７２と、報知部７４と、記憶部７５と、通信部７６とを備える。

固着検査作業部７１は、部品と基板とを半田で固着した製品である回路基板にＸ線を照射して得られるＸ線像を処理し、部品と基板との半田の固着状態を検査する。また、部品の欠品を含む部品の位置ずれを可視光に基づく画像を処理して検査する。

固着検査制御部７２は、半田の状態を固着検査作業部７１に検査させる。また、基板に固着された部品の状態を解析する。具体的には、固着検査制御部７２は、部品と基板との間の半田における、半田の量の解析を行ったり、ボイド不良、不濡れ不良等の有無の解析を行ったりする。さらに、基板の上から見た場合の部品の位置ずれ量を解析したり、部品の表裏反転不良、２つの電極を接続するブリッジ不良、異物の付着、部品の誤実装、部品の重複実装、部品のリードの変形等の有無の解析をしたりする。

固着検査制御部７２は、通信部７６を介して、基板と部品とを接合させた半田の接合状態の検査結果、および位置ずれを含む外観検査の結果を示すデータを通信部７６を介して生産管理装置８０に送信する。

報知部７４は、製品に対する検査結果を示す情報を報知する。なお、この報知部７４は、半田印刷装置１０の報知部１４と同様の構成であるため、同一の構成部分についての説明は省略する。

記憶部７５は、製品を検査するためのパラメータを格納する。また、記憶部７５は、半田の接合状態の検査結果を示すデータ、これに基づく補正情報等を格納する。

通信部７６は、生産管理装置８０に対して、半田の接合状態の検査結果を示すデータ等の送受信を行う通信モジュールである。

生産管理装置８０は、実装基板の生産、実装基板の検査、回路基板の生産、回路基板の検査などに関する情報を実装ラインとの間で授受して実装ラインを統括的に制御し、回路基板の円滑な生産を実施する装置であり、情報取得部８１と、判定部８２と、値変更部８３と、記憶部８５と、通信部８６とを備える。

情報取得部８１は、実装基板検査装置４０による実装基板の部品の位置ずれに関する検査結果を示す実装基板情報、および回路基板検査装置７０による回路基板の部品の位置ずれに関する検査結果を示す回路基板情報を取得する。情報取得部８１はさらに、基板に付されているバーコードなどから基板を識別する基板情報を取得し、対応する実装基板情報、および回路基板情報とを関連付けて記憶部８５に記録させる。

判定部８２は、実装基板情報に含まれる部品の位置ずれを示す情報が正常範囲に含まれている場合、異常ずれはないとして正常判定を行う。さらに、基板情報に基づき同一基板を識別し、同一基板における回路基板情報に含まれる部品の位置ずれを示す情報が正常か異常かを判定する。具体的に例えば、基板に印刷された半田に装着された部品は、リフロー時にセルフアライメントにより、基板のランド側に引き寄せえられる。このため、リフロー後の部品の位置は、リフロー前の部品の位置、つまり実装基板検査装置４０から取得したデータに対して変化していることがある。このため、固着検査制御部７２は、リフロー後の部品の位置がリフロー前の部品の位置からずれているとしても、所定範囲内のずれであればこの製品を不良としない。一方、判定部８２は、部品の位置が所定範囲外にずれている異常ずれの場合、異常判定を行う。そして、実装基板情報に基づく部品の位置ずれが正常判定、かつ、回路基板情報に基づく部品の位置ずれが異常判定の場合、その旨を値変更部８３に通知する。さらに、回路基板情報に基づく部品の位置ずれが異常であると判定を行った場合、１つの回路基板内において複数部品が同じ方向にずれているか、特定部品のみにずれが発生しているかなどの不具合情報を値変更部８３に通知してもよい。

値変更部８３は、判定部８２から実装基板情報に基づき、部品の位置に異常ずれが存在せず、かつ、回路基板情報に基づき部品の位置に異常ずれが存在するとの通知を受けた場合、実装ラインに対し、後続の基板に対する部品の固着に関連するパラメータを変更させる。具体的に例えば、値変更部８３が変更させるパラメータは、回路基板検査装置により異常ずれが検出された部品に対応する部品、例えば基板に対する位置が同じである同種の部品の位置の補正値を含む実装条件を実装装置３０に送信することによりパラメータを変更させる。特に、特定種類の部品に同様な位置ずれが発生していると値変更部８３が判断した場合、変更させるパラメータとして実装条件の内の少なくとも部品押込量を前よりも増加するように実装装置３０に送信する。また、基板内の或る領域に含まれる部品に同一方向に位置ずれが発生していると値変更部８３が判断した場合、変更させるパラメータとしてリフロー炉６０の風量を前よりも低減するようにリフロー炉６０に送信する。

記憶部８５は、実装ラインから情報取得部８１が取得した基板情報、部品情報、半田情報、実装基板情報、回路基板情報などを格納している。

通信部８６は、半田印刷装置１０、印刷検査装置２０、実装装置３０、実装基板検査装置４０、リフロー炉６０、および回路基板検査装置７０との間で情報の送受信を行う通信モジュールである。

次に、本実施の形態における実装システム１００の動作について説明する。図３は、実装システムの動作の流れを示すフローチャートである。同図に示すように、まず、半田印刷装置１０は、実装ライン上に搬入されたｎ番目（ｎは自然数）の基板である基板（ｎ）上に半田を印刷し（Ｓ１０１）、半田が印刷された基板を作成する。この基板は、コンベアによって印刷検査装置２０に搬送される。

次に、印刷検査装置２０は、基板に印刷された半田の外観状態を検査する（Ｓ１０２）。印刷検査装置２０は、半田の外観状態を検査した検査結果を示すデータを、半田印刷装置１０にフィードバックするために生産管理装置８０に送信する。この半田の外観状態を検査して異常が検出されなかった基板（ｎ）は、コンベアによって実装装置３０に搬送される。

次に、実装装置３０は、基板（ｎ）に印刷された半田上に、吸着ノズル等を用いて部品を装着する（Ｓ１０３）。ここで、基板（ｎ）に対する実装条件は、基板（ｎ−１）、およびそれより以前にリフロー炉６０を通過して生産された回路基板の回路基板情報に基づきパラメータが変更されている場合がある。実装装置３０は、基板（ｎ）に装着した部品に関するデータを実装基板検査装置４０、および生産管理装置８０に送信する。実装基板は、コンベアによって実装基板検査装置４０に搬送される。

次に、実装基板検査装置４０は、基板に装着された部品の外観状態を検査する（Ｓ１０４）。実装基板検査装置４０は、基板に装着された部品の検査結果を示すデータを、実装装置３０にフィードバックするために生産管理装置８０に送信する。また、部品の異常ずれ、部品の表裏反転不良、２つの電極を接続するブリッジ不良、異物の付着、部品の誤実装、部品の重複実装、部品のリードの変形等の有無を解析し、異常がある場合は作業者に報知する（Ｓ１０６）。実装基板検査装置４０において異常がないと判断された基板（ｎ）は、コンベアによってリフロー炉６０に搬送される。

次に、リフロー炉６０は、これら部品が装着された基板（ｎ）を、リフローにより加熱して半田を溶融させた後に冷却し半田付けを行う（Ｓ１０７）。これにより、部品と基板（ｎ）とが半田によって固着した回路基板を得る。基板（ｎ）に関する回路基板は、コンベアによって回路基板検査装置７０に搬送される。

次に、回路基板検査装置７０は、部品と基板（ｎ）との固着状態における不良欠陥をＸ線により検査し、部品のずれなどを検査し、生産管理装置８０に送信する（Ｓ１０８）。生産管理装置８０は、部品に異常ずれが発生していると判断した場合、（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、パラメータのへんこうを実施する（Ｓ１１０）。一方、異常がない場合は、基板（ｎ）についての生産は完了する。

次に、生産管理装置８０によるリフロー炉６０の半田付けに関連するパラメータの変更動作について説明する。図４は、生産管理装置のパラメータの変更の動作の流れを示すフローチャートである。

まず、リフロー後の基板（ｎ）に対し部品の異常ずれがある場合、生産管理装置８０の値変更部８３は、基板（ｎ＋１）などの後続の基板に対する同種の部品の固着に関連するパラメータの１つである押込量を増加させる（Ｓ２０１）。なお、判定部８２が異常ずれの発生している部品が同じ吸着ノズルで装着されているか否かを判断し、同じ吸着ノズルで異常ずれが発生している場合に値変更部８３が押込量を増加させてもかまわない。

次に、異常ずれの発生している部品が基板（ｎ）上で複数あり、これらが同じ方向にずれているか否かを判断し（Ｓ２０２）、複数の部品が同一方向にずれていると判断した場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、基板（ｎ＋１）およびそれ以降の基板に対する同種の部品の固着に関連するパラメータの１つであるリフロー炉６０内の風量を低減させる（Ｓ２０３）。

次に、所定のルールに則り加熱プロファイルを変更する（Ｓ２０４）。リフロー炉６０の実際のプロファイルは変更されたパラメータに対しゆっくりと近づくため、リフロー炉６０の加熱プロファイルを逐次モニターし、加熱プロファイルの変更が完了したか否かを判断する（Ｓ２０５）。加熱プロファイルの変更が完了し（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、新しく生産された基板（ｎ＋ｍ）（ｍは自然数）に異常ずれがない場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）パラメータの変更を終了する。一方、基板（ｎ＋ｍ）に異常ずれが存在する場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）は、部品の押込量を増加させるステップ（Ｓ２０１）から再びフローが繰り返される。

次に、本実施の形態おける実装システム１００、および生産管理装置８０の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態に係る実装システム１００では、リフロー前後の基板に対する部品の位置ずれを解析し、リフロー炉６０の内部の要因に基づきフィードバックを行い基板に対する部品の固着に関連するパラメータを変更させる。これにより、例えば、リフロー炉６０を通過して生産された回路基板に部品の異常ずれが発生した場合、実装システム１００は、後続の基板を生産する際の部品の固着に関連するパラメータを変更して異常ずれの発生を抑制し、回路基板の安定生産を実現することができる。

以上、本開示について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実装システム、および生産管理装置に限定されるものではない。

例えば、異常の有無などを生産管理装置８０が判断する場合を説明したが、異常の有無は実装基板検査装置４０、回路基板検査装置７０が判断し、判断結果を生産管理装置８０が受信するものとしても構わない。

また、複数の部品が同一方向にずれた場合、リフロー炉６０内の風量を低減する場合を説明したが、リフロー炉６０内の加熱プロファイルによっても複数の部品が同一方向にずれる場合があるため、温度プロファイルを変更してもよく、また風量低減と共に温度プロファイルを変更しても構わない。

また、各基板に対する部品の位置ずれ量を統計的に処理し、異常な位置ずれ量が正常に戻りつつあることを判断し、基板に対する部品の固着に関連するパラメータを徐々に変更させても構わない。

また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

また、フローチャートにおける各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。例えば、パラメータの変更において、まず吸着ノズルによる部品の押込量を増加させるものとしたが、これに限定されるものではなく、最初に温度プロファイルを変更しても構わない。

その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示は、実装装置により基板に部品を実装し、リフロー炉により半田付けを行う実装システムに利用可能である。

１０ 半田印刷装置
１１ 印刷作業部
１２ 印刷制御部
１４ 報知部
１５ 記憶部
１６ 通信部
２０ 印刷検査装置
２１ 印刷検査作業部
２２ 印刷検査制御部
２４ 報知部
２５ 記憶部
２６ 通信部
３０ 実装装置
３１ 実装作業部
３２ 実装制御部
３４ 報知部
３５ 記憶部
３６ 通信部
４０ 実装基板検査装置
４１ 外観検査作業部
４２ 外観検査制御部
４４ 報知部
４５ 記憶部
４６ 通信部
６０ リフロー炉
６１ 加熱作業部
６２ 加熱制御部
６４ 報知部
６５ 記憶部
６６ 通信部
７０ 回路基板検査装置
７１ 固着検査作業部
７２ 固着検査制御部
７４ 報知部
７５ 記憶部
７６ 通信部
８０ 生産管理装置
８１ 情報取得部
８２ 判定部
８３ 値変更部
８５ 記憶部
８６ 通信部
１００ 実装システム

Claims (8)

1. 基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置と、
   生産された前記実装基板上の前記部品の状態を検査する実装基板検査装置と、
   前記実装基板における前記部品を前記基板に固着させて回路基板を生産するために前記実装基板を加熱するリフロー炉と、
   前記リフロー炉での加熱後の冷却により前記部品が前記基板に固着した前記回路基板の前記部品の状態を検査する回路基板検査装置とを備える実装ラインと、
   前記実装基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがなく、かつ、前記回路基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがある場合、前記基板に対する前記部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部を備える生産管理装置と
   を備える実装システム。
2. 前記パラメータは、前記回路基板検査装置により異常ずれが検出された前記部品に対応する部品における前記実装装置の実装条件を含む
   請求項１に記載の実装システム。
3. 前記パラメータは、前記実装条件の内の少なくとも部品押込量を含む
   請求項２に記載の実装システム。
4. 前記パラメータは、前記リフロー炉の加熱条件を含む
   請求項１から３のいずれか一項に記載の実装システム。
5. 基板の表面に付着した半田上に複数の部品を実装する実装基板を生産する実装装置と、生産された前記実装基板上の前記部品の状態を検査する実装基板検査装置と、前記実装基板における前記部品を前記基板に固着させて回路基板を生産するために前記実装基板を加熱するリフロー炉と、前記リフロー炉での加熱後の冷却により前記部品が前記基板に固着した前記回路基板の前記部品の状態を検査する回路基板検査装置とを備える実装ラインにおける実装作業を管理する生産管理装置において、
   前記実装基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがなく、かつ、前記回路基板検査装置での検査結果に前記部品の異常ずれがある場合、前記基板に対する前記部品の固着に関連するパラメータを変更させる値変更部を備える
   生産管理装置。
6. 前記パラメータは、前記回路基板検査装置により異常ずれが検出された前記部品に対応する部品における前記実装装置の実装条件を含む
   請求項５に記載の生産管理装置。
7. 前記パラメータは、前記実装条件の内の少なくとも部品押込量を含む
   請求項６に記載の生産管理装置。
8. 前記パラメータは、前記リフロー炉の加熱条件を含む
   請求項５から７のいずれか一項に記載の生産管理装置。

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