JP4896855B2 - 部品実装システム - Google Patents

Description

本発明は、基板に部品を実装する実装装置と、この実装装置により部品の実装処理が施された基板に対し、その良否を判定するための所定の検査処理を行う実装検査装置と、上記実装装置および実装検査装置を統括的に制御する中央管理装置とを備えた部品実装システムに関する。

従来、下記特許文献１に示されるように、基板上にハンダを印刷してその上に部品を実装する部品実装システム（実装基板生産装置）における各生産設備および検査装置を作動させるための実装データおよび検査データを作成する基準データ処理システムにおいて、上記基板の回路パターン設計時におけるＣＡＤデータに基づいて、上記検査データおよび実装データを生成することにより、上記ＣＡＤデータを上記部品実装装置のライン統一基準とすることが行われている。この特許文献１に開示された構成によれば、基板設計時のＣＡＤデータを統一規準として精密な基板の製作を行える等の利点がある。
特開平６−１１０９８３号公報

ところで、上記のような部品実装システムにおいて、例えば検査装置で何らかの不良が発見された場合には、その不良の発生原因の特定や対策処置等を効率よく行うことが求められる。しかしながら、上記特許文献１記載の技術では、このような要求に応えるための対策が特に講じられているわけではない。

すなわち、上記特許文献１では、実装データおよび検査データが共通のＣＡＤデータを基準に作成されているものの、実際に基板を生産する過程において、上記検査装置で取得される検査結果に関する各種情報と、基板に部品を実装する実装装置において取得される実装動作に関する各種情報との間に何らかの関連性が存在しなければ、これらの情報を利用して有意義な検討を行うことができず、不良の発生原因の特定等を効率よく行うことが困難となる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、基板の検査結果に関する情報と実装装置で取得された情報とを関連付けて有効に利用することが可能な部品実装システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、基板に部品を実装する実装装置と、この実装装置により部品の実装処理が施された基板に対し、その良否を判定するための所定の検査処理を行う実装検査装置と、上記実装装置および実装検査装置を統括的に制御する中央管理装置とを備えた部品実装システムであって、上記実装検査装置は、基板を撮像する撮像手段と、あらかじめ作成された検査プログラムが記憶された記憶手段と、この記憶手段に記憶された検査プログラムに基づき各部の動作を制御する制御手段とを備え、上記検査プログラムには、基板上に実装される各部品の実装ポイントを特定するための回路番号を含む情報であって上記実装装置と共用されるロケーション情報が含まれ、上記制御手段は、上記撮像手段により撮像された画像データやそれに基づく良否判定の結果を含む検査結果情報を、これと対応付けられる上記ロケーション情報と、基板を特定するための基板ＩＤ番号とともに上記記憶手段に記憶させるものであり、上記実装装置では、実装用ヘッドが部品を吸着する際の負圧値と、その際の吸着ずれ量に応じた実装用ヘッドの移動量のずれ補正値とを含む情報である実装動作に関する情報が、上記ロケーション情報および基板ＩＤ番号とともに取得され、上記中央管理装置は、上記実装装置および実装検査装置の制御を行う中央制御手段と、各種データを記憶する中央記憶手段とを備え、上記中央制御手段は、上記基板ＩＤ番号と、上記ロケーション情報としての回路番号と、上記実装装置で取得された上記実装動作に関する情報および上記実装検査装置で取得された上記検査結果情報を含む各種情報とを、この順に階層化されたツリー状のデータ形式に再構築して上記中央記憶手段に記憶させるものであることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、実装装置と共用される特定のロケーション情報が実装検査装置の検査プログラムに含まれ、撮像手段により撮像された画像データ等からなる検査結果情報が、これと対応付けされる上記ロケーション情報とともに記憶手段に記憶されるように構成されているため、上記実装装置で取得された実装動作に関する各種情報と、上記検査結果情報とを、共通のロケーション情報をキーとして相互に関連付けすることができ、ユーザは、これら関連付けられた情報を利用することにより、部品の実装等に関するより有意義な技術的検討を行える等の利点がある。

しかも、上記ロケーション情報には、基板上に実装される各部品の実装ポイントを特定するための回路番号が含まれるため、実装装置や実装検査装置で取得された実装または検査に関する各種情報を、各部品の実装ポイントに対応した回路番号ごとに抽出して各実装ポイントごとのデータの傾向を調べる等により、不良原因の特定等の検討をより適正かつ効果的に行えるという利点がある。

さらに、中央管理装置においては、上記実装または検査に関する各種情報が、基板ＩＤ番号や回路番号ごとに分類されて階層化されたツリー状のデータとして再構築されるため、このように系統立てられた情報を利用することにより、部品の実装等に関する技術的な検討をより効果的に行えるという利点がある。

上記基板が、複数の単位基板が分割可能に結合された割り基板である場合、上記ロケーション情報は、上記単位基板を特定するためのブロック番号と、各単位基板上に実装される部品の実装ポイントを特定するための回路番号とを含み、上記中央制御手段は、上記割り基板を特定するための基板ＩＤ番号と、上記ロケーション情報としてのブロック番号および回路番号と、上記実装動作に関する情報および上記検査結果情報を含む各種情報とを、この順に階層化されたツリー状のデータ形式に再構築して上記中央記憶手段に記憶させるものであることが好ましい（請求項３）。

この構成によれば、基板が複数の単位基板によって構成された割り基板である場合でも、実装装置や実装検査装置で取得された実装または検査に関する各種情報を、上記ロケーション情報をキーとして適正に関連付けすることができ、上記各種情報のより有効な利用を図れるという利点がある。

以上説明したように、本発明によれば、基板の検査結果に関する情報と実装装置で取得された情報とを関連付けて有効に利用することが可能な実装検査装置および部品実装システムを提供することができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる部品実装システムを概略的に示している。この部品実装システムは、ローダー（図示省略）、印刷装置１、印刷検査装置２、実装装置３、実装検査装置４、リフロー炉５、およびアンローダー（図示省略）を一列に備え、これらを互いにコンベア７で連結した構成となっている。そして、コンベア７によりプリント基板Ｐ（図２〜図４参照）を所定方向に搬送しながら、印刷装置１、実装装置３、およびリフロー炉５により、ハンダの印刷、部品の実装、およびリフローの各処理を順次施すとともに、印刷検査装置２および実装検査装置４により、印刷または実装後の基板Ｐの状態を検査するように構成されている。

上記各装置１〜５は、それぞれに制御装置を有する自律型の装置であって、各装置１〜５の動作が各自の制御装置１Ａ〜５Ａにより個別に制御されるようになっている。ただし、この部品実装システムでは、さらに各装置１〜５に対してオンラインで接続される中央管理装置６が設けられており、この中央管理装置６に記憶された生産プログラム等に基づき上記各装置１〜５の動作が統括的に制御されるようになっている。

図２は、上記印刷装置１の概略構成を示す正面図である。本図に示すように、印刷装置１の基台１１上には、印刷ステージ１３が設けられているとともに、この印刷ステージ１３上に上記プリント基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと略す）を搬入および搬出するための一対のコンベア１２が、上記部品実装システムにおける実装ラインの方向（図２において紙面と直交する方向）に延びるように配置されている。なお、以下の説明では、このコンベア１２による基板Ｐの搬送方向（すなわち上記各装置１〜５を連結するコンベア７の搬送方向に同じ）をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

上記印刷ステージ１３は、基板Ｐを保持して後述するマスクシート２０に対して下側から位置決めするもので、その構成要素として、昇降可能な昇降テーブル１５、その上方に位置して基板Ｐを下から支持する載置テーブル１６、および上記基板Ｐを挟み込んで保持するクランプ機構１７等を有している。この印刷ステージ１３は、４軸ユニット２２に支持されており、同ユニット２２の作動に応じてＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の各方向に移動するとともに、Ｒ軸（テーブル中心軸）回りに回転するようになっている。

一方、上記印刷ステージ１３の上方には、マスク保持ユニット１８や、スキージユニット１９等が配置されている。

上記マスク保持ユニット１８は、印刷用のマスクシート２０を着脱可能に保持するものである。具体的に、このマスク保持ユニット１８は、図外のマスククランプによってマスクシート２０を印刷ステージ１３の上方において水平に張り渡した状態で保持するように構成されている。

上記スキージユニット１９は、図外のハンダ供給部から供給されるペースト状のハンダを上記マスクシート２０上でローリング（混練）させながら拡張するものである。このスキージユニット１９は、一対のスキージ２１と、このスキージ２１をＹ軸方向に移動させる図外のスライド駆動機構等を備えている。そして、印刷時には、マスクシート２０の表面に沿って上記スキージ２１がＹ軸方向に往復移動することにより、上記マスクシート２０上に供給されたハンダが拡張されるように構成されている。

以上のように構成された印刷装置１では、その制御装置１Ａ（図１）による制御に基づき、例えば次のようにしてハンダの印刷作業が進められる。まず、印刷ステージ１３に搬入された基板Ｐが４軸ユニット２２の作動に応じてマスクシート２０に対し下側から重装されるとともに、このマスクシート２０上にペースト状のハンダが供給される。次いで、上記スキージユニット１９が作動して上記マスクシート２０上に供給されたハンダが拡張されることにより、マスクシート２０に形成された印刷用開口（図示省略）を介して上記ハンダが基板Ｐ上に印刷される。その後、４軸ユニット２０の作動に応じて基板Ｐがマスクシート２０から引き離され、この印刷処理された基板Ｐがコンベア１２により下流側へ（図１における印刷検査装置２側へ）搬出されることになる。

図３は、上記印刷検査装置２の概略構成を示す平面図である。本図に示すように、印刷検査装置２の基台５０上には、基板Ｐを搬送するためのコンベア５２がＸ軸方向に延びるように設置されている。このコンベア５２は、その長手方向中央部が他の部分から切り離し可能な切り離し部５２ａとして構成されており、この切り離し部５２ａは、Ｙ軸方向に移動可能な後述する可動テーブル５６とともにＹ軸方向に独立して移動可能とされている。

すなわち、基台３０上には、Ｙ軸方向（コンベア５２の搬送方向と直交する方向）に延びる一対の固定レール５３と、サーボモータ５４により回転駆動されるボールねじ軸５５とが配設され、上記コンベア５２の切り離し部５２ａを下から支持する可動テーブル５６が上記固定レール５３に沿って移動可能に支持されるとともに、上記テーブル５６に備わるナット部分（図示省略）が上記ボールねじ軸５５と螺合している。そして、上記サーボモータ５４の作動によりボールねじ軸５５が回転駆動されると、これに伴い上記テーブル５６が切り離し部５２ａと一体にＹ軸方向に移動するようになっている。

また、上記基台５０上には、門型の支持台６０が立設されている。この支持台６０は、基台５０上においてＸ軸方向に延びるように設置されており、基台５０の両端部からそれぞれ起立する脚柱部６１と、この脚柱部６１の上端部同士を橋渡す梁部６２とを有している。また、このような支持台６０は、基台５０の上面部のうち、上記可動テーブル５６の可動範囲内であってかつ上記コンベア５２に対しＹ方向一方側にオフセットした位置に設けられている。

上記支持台６０の梁部６２には、上記可動テーブル５６上に載置された基板Ｐを撮像するための撮像ユニット５７（本発明にかかる撮像手段に相当）が設けられ、この撮像ユニット５７が梁部６２に沿ってＸ軸方向に移動するようになっている。すなわち、梁部６２の上面部には、Ｘ軸方向に延びる一対の固定レール６９と、サーボモータ６７により回転駆動されるボールねじ軸６８とが配設され、上記撮像ユニット５７を支持するための支持部材６６が上記固定レール６９に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されるとともに、この支持部材６６に備わるナット部分（図示省略）が上記ボールねじ軸６８と螺合している。そして、上記サーボモータ６７の作動によりボールねじ軸６８が回転駆動されると、これに伴い上記支持部材６６が撮像ユニット５７と一体にＹ軸方向に移動するようになっている。

上記撮像ユニット４５は、ＣＣＤエリアセンサ等の固体撮像素子を内蔵したカメラおよび照明装置等を一体に備え、可動テーブル５６上の基板Ｐを上側から撮像してその画像データを印刷検査装置２の制御装置２Ａ（図１）に出力するように構成されている。

以上のように構成された印刷検査装置２では、例えば次のようにして基板Ｐの検査が進められる。まず、コンベア５２の作動により基板Ｐが装置中央へと搬送される。このとき、可動テーブル５６は、ホームポジション、すなわち、コンベア５２の切り離し部５２ａが他の部分と横並びとなる位置（図３に示される位置）にセットされており、これにより、上記搬送されてきた基板Ｐが上記可動テーブル５６上に搬入されて位置決めされる。

そして、このように基板Ｐが可動テーブル５６上に位置決めされた状態で、上記サーボモータ５４，６７が作動することにより、上記可動テーブル５６がＹ軸方向に移動するとともに、上記撮像ユニット５７がＸ軸方向に移動しながら撮像を行う。これにより、基板Ｐ上に印刷されたハンダの状態が撮像され、その撮像画像に基づいた基板Ｐの印刷状態の検査が行われる。そして、検査が完了すると、可動テーブル５６がホームポジションに復帰し、基板Ｐが次工程（実装装置３）へと搬出されることになる。

図４は、実装装置３の概略構成を示す平面図である。本図に示すように、実装装置３の基台３０上には、基板Ｐを搬送するためのコンベア３１が配置され、基板Ｐがこのコンベア３１により搬送されて所定の実装作業位置（図４に示される基板Ｐの位置）で停止するようになっている。また、上記コンベア３１の設置部の外側に位置する基台３０のＹ方向両側部には、部品供給部３２が配置されており、この部品供給部３２は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を供給可能な多数列のテープフィーダー３３が横並びに配置されることにより構成されている。

上記基台３０の上方には、部品装着用のヘッドユニット３５が装備されている。このヘッドユニット３５は、Ｘ軸方向（コンベア３１の搬送方向と平行な方向）およびＹ軸方向（コンベア３１の搬送方向と直交する方向）に移動可能に支持され、上記実装作業位置に位置決めされた基板Ｐと上記部品供給部３２とにわたって自在に移動し得るように構成されている。

すなわち、上記基台１０上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール３７と、Ｙ軸サーボモータ３８により回転駆動されるボールねじ軸３９とが配設され、上記ヘッドユニット３５を支持するための支持部材４０が上記固定レール３７に沿ってＹ軸方向に移動可能に支持されるとともに、この支持部材４０に備わるナット部分４１が上記ボールねじ軸３９と螺合している。また、上記支持部材４０には、Ｘ軸サーボモータ４２により回転駆動されるボールねじ軸４３が配設され、このボールねじ軸４３と螺合するナット部分（図示省略）を備えた上記ヘッドユニット３５が上記支持部材４０に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ３８が作動してボールねじ軸３９が回転駆動されることにより、上記支持部材４０がヘッドユニット３５と一体にＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ４２が作動してボールねじ軸４３が回転駆動されることにより、ヘッドユニット３５が支持部材４０に対してＸ軸方向に移動するように構成されている。

また、上記ヘッドユニット３５には部品装着用の複数の実装用ヘッド３６が搭載されており、当実施形態では３本の実装用ヘッド３６がＸ軸方向に等間隔で一列に並べて配置されている。

実装用ヘッド３６は、それぞれヘッドユニット３５の本体部に対しＺ軸方向の移動およびＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能なように支持され、図外のサーボモータを駆動源とする昇降駆動機構および回転駆動機構によりそれぞれ上記各方向に駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド３６は、その先端（下端）に部品吸着用の吸着ノズルを有しており、図外の負圧供給手段から上記吸着ノズルの先端に供給される負圧により部品を吸着保持するように構成されている。

上記基台３０上には、ヘッドユニット３５による部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ４４が設けられている。この部品認識カメラ４４は、ヘッドユニット３５の各実装用ヘッド３６に吸着された部品を下側から撮像してその画像データを実装装置３の制御装置３Ａ（図１）に出力するように構成されている。

以上のように構成された実装装置３では、例えば次のようにして部品の実装処理が進められる。上記印刷装置１でハンダの印刷処理が施された基板Ｐが印刷検査装置２を経て実装装置３に搬入されると、まず、コンベア３１により基板Ｐが図示の実装作業位置まで搬送されて位置決めされる。すると、これに合わせてヘッドユニット３５が部品供給部３２に移動し、各実装用ヘッド３６による部品の吸着が行われる。具体的には、実装用ヘッド３６が、吸着すべき部品が収納されたテープフィーダー３３の上方に移動してこのテープフィーダー３３上で昇降移動することにより、上記実装用ヘッド３６先端の吸着ノズルによりテープ内の部品が吸着されて取り出される。この際、可能な場合には複数の実装用ヘッド３６によって同時に複数のテープフィーダー３３から部品が取り出される。

部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット３５が部品供給部３２からプリント基板Ｐ上へ移動する。この移動途中、ヘッドユニット３５が部品認識カメラ４４上を通過し、各実装用ヘッド３６に吸着保持された部品が上記部品認識カメラ４４により撮像される。そして、その撮像画像に基づいて各実装用ヘッド３６による部品の吸着状態（吸着ずれ）が調べられるとともに、この吸着ずれに基づいて部品を基板Ｐに実装する際の目標位置の再設定が行われる。そして、上記実装作業位置に位置決めされた基板Ｐ上に上記ヘッドユニット３５が到達すると、実装用ヘッド３６の昇降移動に伴い最初の部品が基板Ｐ上に実装され、以後、ヘッドユニット３５が順次他の実装ポイントに移動しながら残りの部品を基板Ｐ上に実装することとなる。

次に、実装検査装置４について説明する。この実装検査装置４は、上記印刷検査装置２とほぼ同様の機能構成を有しているため、ここでは図３中に括弧書きで符号を記載することにより同図を流用して実装検査装置４について説明することにする。

上記実装検査装置４は、上記印刷検査装置２と同様に、基板Ｐを搬送するためのコンベア７２、基板Ｐを保持しつつＹ軸方向に移動する可動テーブル７６、Ｘ軸方向に移動しつつ基板Ｐを撮像する撮像ユニット７７等を主な構成要素として備えており、上流側の実装装置３において部品の実装処理が施された基板Ｐに対し上記撮像ユニット７７による撮像を行うことにより、この基板Ｐ上に実装された部品の状態（実装状態）を検査するように構成されている。

上記実装検査装置４で部品の実装状態の検査を受けた基板Ｐは、その後リフロー炉５に送られ、このリフロー炉５において、ハンダを硬化させるための所定の熱処理を受ける。そして、上記リフロー炉５でハンダの硬化処理を受けた基板Ｐが下流側のアンローダ（図示省略）に搬出されることにより、当実施形態の部品実装システムによる一連の処理が終了する。

次に、上記部品実装システムの制御系について説明する。図５は、部品実装システムを構成する各装置のうち、印刷検査装置２、実装装置３、実装検査装置４、および中央管理装置６の制御系を具体的に示すブロック図である。なお本図では、印刷装置１およびリフロー炉５の制御系については詳細な図示を省略しているが、その構成は他の装置２〜４と同様である。

図５に示すように、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４の各制御装置２Ａ，３Ａ，４Ａは、それぞれ、主制御部８０，８４，８８、記憶部８１，８５，８９、および通信部８２，８６，９０を有している。

上記主制御部８０，８４，８８は、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４の動作をそれぞれ制御するもので、各種演算処理を実行する周知のＣＰＵ等により構成されている。なお、当実施形態では、上記主制御部８０，８４，８８のうち、印刷検査装置２および実装検査装置４における各主制御部８０，８８が、本発明にかかる制御手段に相当する。

また、上記記憶部８１，８５，８９は、各種プログラムやデータ等を記憶するものであり、上記通信部８２，８６，９０は、上記中央管理装置６との間で必要なプログラムやデータ等の送受信を行うものである。なお、当実施形態では、上記記憶部８１，８５，８９のうち、印刷検査装置２および実装検査装置４における各記憶部８１，８９が、本発明にかかる記憶手段に相当する。

上記中央管理装置６は、制御部９２（本発明にかかる中央制御手段に相当）、記憶部９３（本発明にかかる中央記憶手段に相当）、Ｉ／Ｏコントローラ（ＩＯＣ）９７等を有しており、上記記憶部９３に記憶された生産プログラム等に基づき制御部９２による演算制御が行われることにより、上記各装置１〜５（印刷装置１、印刷検査装置２、実装装置３、実装検査装置４、およびリフロー炉５）の動作が統括的に制御されるようになっている。なお、このとき、上記中央管理装置６の制御部９２等と上記各装置１〜５との間では、ＩＯＣ９７を介して各種データ等のやりとりが行われる。

また、上記中央管理装置６は、オペレータによる各種入力操作を受け付けるキーボード等からなる入力部９５と、生産中の各種情報等を表示する液晶モニタまたはＣＲＴ等からなる表示部９６とを有しており、これら入力部９５および表示部９６は、ＩＯＣ９７を介して上記制御部９２等と電気的に接続されている。

次に、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４の制御動作について説明する。図６は、これら各装置２〜４に用いられる制御用プログラムに含まれる情報、および装置の動作中に得られる各種結果データに含まれる情報を示す図である。

まず、実装装置３について説明する。図６において符号１０１は、実装装置３の制御動作の内容を規定する実装プログラムを示しており、この実装プログラム１０１には、実装すべき部品の名称（部品名）やその部品の形状等の各種データ（部品データ）、上記部品供給部３２の各テープフィーダー３３が部品を供給する位置（部品供給位置）、各部品が実装されるべき基板Ｐ上の実装ポイントの座標（実装座標）、各実装ポイントに対応して付与される回路番号等が含まれる。この実装プログラム１０１は、実装装置３の記憶部８５に記憶されており、必要時にこの記憶部８５から主制御部８４により読み出されて利用される。なお、実装プログラム１０１は、通常時において中央管理装置６の記憶部９３に記憶されているものであってもよく、この場合、実装プログラム１０１は、実装動作時にのみ上記記憶部９３から一時的に読み出されて上記実装装置３の記憶部８５に記憶されることになる。このことは、後述する印刷検査装置２および実装検査装置４用の各検査プログラム１００，１０２についても同様である。

ここで、回路番号について詳しく説明する。図８は、複数の部品（ｐ１，ｐ２，ｐ３…）が実装された状態の基板Ｐを一部拡大して示す図である。本図に示すように、基板Ｐの上面には、各部品（ｐ１，ｐ２，ｐ３…）が実装されるポイント（実装ポイント）ごとに、図中の「Ｒ１，Ｒ２，Ｃ１…」等の記号で示される回路番号が付されている。この回路番号は、基板Ｐ上の各実装ポイントと１対１で対応しており、１つの回路番号を指定すれば１つの実装ポイントを特定できるようになっている。

上記実装装置３の主制御部８４は、以上のような実装プログラム１０１に基づいて、ヘッドユニット３５による部品の取り出し動作や、その部品を基板Ｐ上の所定の実装ポイントへ実装する動作等を順次制御するように構成されている。そして、上記主制御部８４は、その制御動作中、部品の実装に関する各種情報を抽出して実装結果データ１０６として記憶部８５に記憶させる。

さらに、上記主制御部８４は、各基板Ｐの生産ごとにその基板Ｐを特定するための基板ＩＤ番号を取得し、この基板ＩＤ番号についても上記実装結果データ１０６の一部として上記記憶部８５に記憶させる。なお、基板ＩＤ番号とは、例えば基板Ｐの生産日や同一日付内での生産順序等を用いたコード番号からなるもので、次々に生産される複数の基板Ｐのうちの１つがこの基板ＩＤ番号により特定されるようになっている。このような基板ＩＤ番号は、例えば中央管理装置６で生成・管理されており、１枚の基板Ｐの生産を開始するごとに中央管理装置６から上記実装装置３や各検査装置２，４に送信されるようになっている。

上記実装結果データ１０６の構成についてより具体的に説明する。上記主制御部８４は、ヘッドユニット３５が部品を実装する際の負圧値、ずれ補正値、およびリトライ回数等の実装動作に関する各種情報に、上記基板ＩＤ番号および回路番号を付加したものを、実装結果データ１０６として記憶部８５に記憶させる。すなわち、主制御部８４は、基板Ｐ上の各実装ポイントに各部品を実装する際に、その実装ポイントに対応した回路番号および上記基板ＰのＩＤ番号を認識しながら実装を行うとともに、これら基板ＩＤ番号および回路番号ごとに、部品実装時の負圧値等からなる上記各種情報を抽出して記憶部８５に記憶させる。

なお、上記において負圧値とは、ヘッドユニット３５の各実装用ヘッド３６が部品供給部３２から部品を吸着する際に当該ヘッド３６の吸着ノズルに供給される負圧の値であり、ずれ補正値とは、上記各実装用ヘッド３６が部品を吸着した際の吸着ずれ量に応じて部品実装時に実装用ヘッド３６の移動量が補正される値である。また、リトライ回数とは、実装用ヘッド３６による部品実装動作（基板Ｐ上の所定の実装ポイントに部品を実装する動作）が失敗したときに、成功するまで再試行される実装動作の回数である。

次に、実装検査装置４の制御動作について説明する。図６において符号１０２は、実装検査装置４の制御動作の内容を規定する実装検査プログラムを示しており、この実装検査プログラム１０２には、基板Ｐ上における検査対象位置や、この検査対象位置を上記撮像ユニット７７で撮像する際の撮像視野、この撮像ユニット７７で撮像された画像データに基づき基板Ｐ上の部品実装状態の良否を判定する際の基準となるデータ（良否判定用データ）等の他、上記実装プログラム１０１と共通に使用される上記回路番号が含まれる。この実装検査プログラム１０２は、実装検査装置４の記憶部８９に記憶されており、必要時にこの記憶部８９から主制御部８８により読み出されて利用される。

図７は、実装検査プログラム１０２の作成手順を説明するための図である。なお、本図において符号１１０は、部品名とこれに対応した検査ライブラリとの対照表である。なお、ここでいう検査ライブラリとは、各部品の撮像や良否判定等の検査処理に必要な各種データからなるものであって、例えば上述したような撮像視野、良否判定基準、その他各種データ（例えば照明強度等）により構成される。

上記実装検査プログラム１０２は、先に述べた実装プログラム１０１を利用して容易に作成することが可能である。すなわち、実装プログラム１０１に含まれる部品名、実装座標、および回路番号等を上記実装検査プログラム１０２の作成時に流用することにより、上記部品名に対応した検査ライブラリ、実装座標、回路番号等からなる情報を含んだ上記実装検査プログラム１０２を容易に作成することができる。なお、上記検査ライブラリの抽出は、上記実装プログラム１０１に含まれる各部品名に対応した検査ライブラリを、上記対照表１１０を参照して特定することにより行われる。

上記実装検査装置４の主制御部８８は、以上のような実装検査プログラム１０２に基づいて、撮像ユニット７７による基板Ｐの撮像動作の制御や、その撮像画像に基づいた基板Ｐの良否判定（つまり基板Ｐ上の部品実装状態の良否判定）等の制御動作を順次行うように構成されている。そして、上記主制御部８８は、その制御動作中、基板Ｐの検査に関する各種データを抽出して実装検査結果データ１０７として記憶部８９に記憶させる。

具体的に、上記主制御部８８は、基板Ｐ上に実装された各部品の画像データや当該画像から判断される部品の位置ずれ量、およびそれに基づく各部品の実装状態の良否判定結果等の検査結果に関する各種情報（検査結果情報）に、上記基板ＩＤ番号および回路番号を付加したものを、実装検査結果データ１０７として記憶部８９に記憶させる。

上記実装検査結果データ１０７の作成手順を実装検査装置４の検査動作と合わせて具体的に説明する。上記主制御部８８は、実装検査装置４に基板Ｐが搬入されると、この基板Ｐに対応した固有のＩＤ番号を取得した上で、撮像ユニット７７による基板Ｐの撮像を実行するとともに、その撮像画像に基づく各部品の位置ずれ量の算出、および実装状態の良否判定等の処理を実行する。このとき、撮像視野（つまり１回の撮像により取得される画像の範囲）に複数の実装ポイントが含まれる場合、主制御部８８は、例えば、中央管理装置６の記憶部９３等にあらかじめ記憶されている基板ＰのＣＡＤデータ等を利用して、上記撮像視野内に含まれる複数の部品を回路番号と対応付けて個別に認識することにより、各部品の画像データや位置ずれ量、およびその良否判定結果等からなる上記検査結果情報を、回路番号ごとに区別して記憶部８９に記憶させる。そして、このような処理が他のＩＤ番号の基板Ｐに対しても同様に実行されてそのデータが記憶部８９に記憶されることにより、上記基板ＩＤ番号および回路番号と、これらにより区別された各種検査結果情報からなる上記実装検査結果データ１０７が得られることになる。

次に、印刷検査装置２の制御動作について説明する。図６において符号１００は、印刷検査装置２の制御動作の内容を規定する印刷検査プログラムを示しており、この印刷検査プログラム１００には、基板Ｐ上における検査対象位置や、この検査対象位置を上記撮像ユニット５７で撮像する際の撮像視野、この撮像ユニット５７で撮像された画像データに基づき基板Ｐ上の印刷状態の良否を判定する際の基準となるデータ（良否判定用データ）等の他、上記実装プログラム１０１および実装検査プログラム１０２と共通に使用される上記回路番号が含まれる。この印刷検査プログラム１００は、印刷検査装置２の記憶部８１に記憶されており、必要時にこの記憶部８１から主制御部８０により読み出されて利用される。なお、印刷検査プログラム１００は、図７に示した実装検査プログラム１０２の作成手順と同様に、実装プログラム１０１から容易に作成することができる。

上記印刷検査装置２の主制御部８０は、以上のような実装検査プログラム１０２に基づいて、撮像ユニット５７による基板Ｐの撮像動作の制御や、その撮像画像に基づいた基板Ｐの良否判定（つまり基板Ｐ上のハンダ印刷状態の良否判定）等の制御動作を順次行うように構成されている。そして、上記主制御部８０は、その制御動作中、基板Ｐの検査に関する各種データを抽出して印刷検査結果データ１０５として記憶部８１に記憶させる。

具体的に、上記主制御部８０は、基板Ｐ上に印刷されたハンダの画像データや当該画像から判断されるハンダの位置ずれ量、およびそれに基づく各部品の実装状態の良否判定結果等の検査結果に関する各種情報（検査結果情報）に、上記基板ＩＤ番号および回路番号を付加したものを、印刷検査結果データ１０５として記憶部８１に記憶させる。なお、この印刷検査結果データ１０５を作成する際の具体的手法は、上述した実装検査結果データ１０７の場合のそれと同様である。

以上の図６等を用いた説明から分かるように、印刷検査装置２および実装検査装置４では、その制御動作の内容を規定する検査プログラム１００，１０２に、基板Ｐ上の実装すべき場所を特定するための情報（以後、このような情報をロケーション情報という）として上記実装装置３の実装プログラム１０１と共用される回路番号が含まれるとともに、上記各検査装置２，４の撮像ユニット５７，７７により撮像された画像データやそれに基づく良否判定の結果等からなる検査結果情報が、これと対応付けられる上記回路番号からなるロケーション情報と、基板Ｐを特定するための基板ＩＤ番号とともに記憶部８１，８９に記憶されることにより、これら各種情報からなる印刷検査結果データ１０５および実装検査結果データ１０７が作成されるようになっている。そして、このような構成によれば、上記印刷検査結果データ１０５および実装検査結果データ１０７と、実装装置３に記憶されている上記実装結果データ１０６とが、共通の基板ＩＤ番号や回路番号を介して相互に紐付けされるため、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４でそれぞれ作成される上記各結果データ１０５〜１０７の間に関連性が生まれ、これら各データの２次利用等を容易に行うことが可能である。

さらに、当実施形態では、上記各装置２〜４の記憶部８１，８５，８９に記憶された上記各結果データ１０５〜１０７が、上記中央管理装置６の制御部９２によって抽出されて図９に示すようなデータ形式に再構築された後、中央管理装置６の記憶部９３に記憶されるようになっている。すなわち、この図９の例では、基板Ｐを特定するための基板ＩＤ番号、上記ロケーション情報としての回路番号、および上記各装置２〜４で取得される実装または検査に関する各種情報が、この順に階層化されたツリー状のデータ形式に再構築され、上記中央管理装置６の記憶部９３に記憶されるようになっている。

より具体的には、基板ＰのＩＤ番号の下層に、その基板Ｐ上に存在する複数の回路番号の情報がぶら下げられ、さらに各回路番号の下層に、その回路番号に関して上記各装置２〜４で取得された情報（つまりその回路番号に対応する実装ポイントに実装装置３が部品を実装する際に取得された負圧値等の情報や、印刷検査装置２および実装検査装置４で取得された上記実装ポイントの画像データ等からなる情報）がぶら下げられてツリー状のデータ構造が構築されるようになっている。これにより、実装装置３で取得された実装動作に関する情報と、上記印刷検査装置２および実装検査装置４で取得された検査結果に関する情報（検査結果情報）とが、上記基板ＩＤ番号および回路番号ごとに分類されて上記記憶部９３に記憶されるようになっている。

以上説明したように、上記実施形態では、印刷装置１によりハンダの印刷処理が施された基板Ｐ、もしくは上記印刷装置１の下流側に設けられた実装装置３により部品の実装処理がさらに施された基板Ｐに対し、その良否を判定するための所定の検査処理を行う印刷検査装置２および実装検査装置４が、基板Ｐを撮像する撮像ユニット５７，７７と、あらかじめ作成された検査プログラム１００，１０２が記憶された記憶部８１，８９と、この検査プログラム１００，１０２に基づき各部の動作を制御する主制御部８０，８８とをそれぞれ有するとともに、上記検査プログラム１００，１０２に、基板Ｐ上の実装すべき場所を特定するための情報として上記実装装置３と共用される特定のロケーション情報（当実施形態では回路番号）が含まれ、上記主制御部８０，８８が、上記撮像ユニット５７，７７により撮像された画像データやそれに基づく良否判定の結果等からなる検査結果情報を、これと対応付けられる上記ロケーション情報ととともに上記記憶部８１，８９に記憶させるように構成されているため、基板Ｐの検査結果に関する情報と実装装置３で取得された情報とを関連付けて有効に利用できるという利点がある。

まず実装検査装置４について具体的に説明すると、上記実施形態では、実装装置３と共用される回路番号からなるロケーション情報が実装検査装置４の検査プログラム１０２に含まれ、撮像ユニット７７により撮像された画像データ等からなる検査結果情報が、これと対応付けされる上記ロケーション情報とともに記憶部８９に記憶されるように構成されているため、上記実装装置３で取得された実装動作に関する各種情報と、上記検査結果情報とを、共通のロケーション情報をキーとして相互に関連付けすることができ、ユーザは、これら関連付けられた情報を利用することにより、部品の実装等に関するより有意義な技術的検討を行える等の利点がある。

例えば、ある特定の実装ポイントに部品の実装不良が発生した場合において、仮に、上記のような回路番号からなるロケーション情報が上記実装装置３と実装検査装置４との間で共用されていなければ、特定の実装ポイントに関して上記各装置３，４中のデータを比較しようとしても、容易にこれを行うことができない。これに対し、上記構成では、実装検査装置４で取得された検査結果情報（つまり画像データや部品ずれ量等の情報）と、実装装置３で取得された実装動作に関する情報（つまり負圧値やずれ補正値等の情報）とからなる多数の情報のうち、上記実装不良が発生した基板Ｐ上の実装ポイントに対応する特定の情報を、上記回路番号をキーとして容易に抽出することができ、ユーザは、これら両情報を比較してその相関を調べる等により、部品の実装不良の原因やその対策等についての検討を比較的容易に行えるという利点がある。

また、上記実施形態では、印刷検査装置２が上記実装検査装置４と同様の構成を有しているため、印刷検査結果に関する情報を実装装置３で取得された情報と関連付けてより有効に利用できる等の利点がある。

なお、上記実施形態では、基板Ｐ上の実装すべき場所を特定するための情報として回路番号を用いたが、このような回路番号に代えて、例えば基板Ｐの上面を複数の領域に仮想的に分割し、それら分割された各領域に付与されるエリア番号を用いることも考えられる。しかしながら、上記実施形態のように、基板Ｐ上に実装される各部品の実装ポイントを特定するための回路番号を上記ロケーション情報として用いた方が、実装装置３や各検査装置２，４で取得された実装または検査に関する各種情報を、各部品の実装ポイントに対応した回路番号ごとに抽出して各実装ポイントごとのデータの傾向を調べる等により、不良原因の特定等の検討をより適正かつ効果的に行えるという利点がある。

さらに、上記実施形態では、上記印刷装置２、実装装置３、実装検査装置４等の各装置を統括的に制御する中央管理装置６が設けられ、この中央管理装置６の制御部９２が、上記実装装置３で取得された実装動作に関する情報と、上記印刷検査装置２および実装検査装置４で取得された検査結果に関する情報（検査結果情報）とを、基板ＩＤ番号や回路番号（ロケーション情報）ごとに分類して階層化したツリー状のデータとして記憶部９３に記憶させるように構成されているため、このように系統立てられた情報を利用することにより、ユーザは、部品の実装等に関する技術的な検討をより効果的に行えるという利点がある。

図１０および図１１は、本発明の第２実施形態を説明するための図である。本図に示すように、当第２実施形態では、基板Ｐとして、複数の単位基板Ｐ１’が分割可能に結合された割り基板Ｐ１が用いられ、また、これに対応して、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４の間で共用される（各装置用のプログラム１００〜１０２に共通に使用される）上記ロケーション情報としては、ブロック番号および回路番号が用いられる。すなわち、割り基板Ｐ１を構成する複数の単位基板Ｐ１’のうちの１つが上記ブロック番号により特定され、上記各単位基板Ｐ１’上に存在する複数の実装ポイントのうちの１つが上記回路番号により特定されるようになっており、これら各情報が、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４の間で共用されるようになっている。また、当実施形態では、１枚の割り基板Ｐ１ごとに基板ＩＤ番号が付与され、複数の割り基板Ｐ１の中の１つが上記基板ＩＤ番号により特定されるようになっている。そして、上記実装装置３および各検査装置２，４で取得される実装または検査に関する各種情報に、上記基板ＩＤ番号が付加されかつ上記ロケーション情報としてのブロック番号および回路番号が付加されたものが、上記各装置における結果データ１０５〜１０７として各記憶部８１，８５，８９（図５）に記憶されるようになっている。

図１２は、上記印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４で取得される実装または検査に関する各種情報が、中央管理装置６により抽出されて上記基板ＩＤ番号やロケーション情報ごとに分類・再構築された際のデータ構造を示すものである。すなわち、当実施形態において、中央管理装置６は、割り基板Ｐ１を特定するための基板ＩＤ番号と、上記ロケーション情報としてのブロック番号および回路番号と、上記各装置２〜４で取得される各種情報とを、この順に階層化されたツリー状のデータ形式に再構築して記憶部９３に記憶させるように構成されている。

以上のように、本発明の第２実施形態では、ブロック番号および回路番号をロケーション情報として用いることにより、基板Ｐが複数の単位基板Ｐ１’によって構成された割り基板Ｐ１である場合でも、印刷検査装置２、実装装置３、および実装検査装置４で取得された実装または検査に関する各種情報を、上記ロケーション情報をキーとして適正に関連付けすることができ、上記各種情報のより有効な利用を図れるという利点がある。

なお、上記第２実施形態では、上記ロケーション情報としてブロック番号および回路番号からなる２種類の情報を用いたが、必要に応じてこのうちの一方のみを上記ロケーション情報として用いることも当然に可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、印刷検査装置２が印刷装置１と別体に構成された例に基づき本発明の構成を説明したが、印刷検査装置２は、印刷装置１と一体に構成される（つまり印刷装置１の一部に印刷検査装置２の機能が含まれる）ものであってもよい。

本発明の第１実施形態にかかる部品実装システムを概略的に示す図である。 上記部品実装システムに適用される印刷装置の概略構成を示す正面図である。 上記部品実装システムに適用される印刷検査装置の概略構成を示す平面図である。 上記部品実装システムに適用される実装装置の概略構成を示す平面図である。 上記部品実装システムの制御系を示すブロック図である。 上記印刷検査装置、実装装置、および実装検査装置に用いられる制御用プログラム等を説明するための図である。 実装検査プログラムの作成手順を説明するための図である。 基板の一部拡大図である。 上記印刷検査装置、実装装置、および実装検査装置で取得された情報が中央管理装置によって抽出・再構築された際のデータ構造を示す図である。 本発明の第２実施形態を説明するための図である。 上記第２実施形態における図６対応図である。 上記第２実施形態における図９対応図である。

１ 印刷装置
３ 実装装置
４ 実装検査装置
６ 中央管理装置
５７，７７ 撮像手段
８０，８８ 主制御部（制御手段）
８１，８９ 記憶部（記憶手段）
９２ 制御部（中央記憶手段）
９３ 憶装部（中央記憶手段）
Ｐ 基板
Ｐ１ 割り基板
Ｐ１’ 単位基板

Claims (2)

1. 基板に部品を実装する実装装置と、この実装装置により部品の実装処理が施された基板に対し、その良否を判定するための所定の検査処理を行う実装検査装置と、上記実装装置および実装検査装置を統括的に制御する中央管理装置とを備えた部品実装システムであって、
   上記実装検査装置は、基板を撮像する撮像手段と、あらかじめ作成された検査プログラムが記憶された記憶手段と、この記憶手段に記憶された検査プログラムに基づき各部の動作を制御する制御手段とを備え、
   上記検査プログラムには、基板上に実装される各部品の実装ポイントを特定するための回路番号を含む情報であって上記実装装置と共用されるロケーション情報が含まれ、
   上記制御手段は、上記撮像手段により撮像された画像データやそれに基づく良否判定の結果を含む検査結果情報を、これと対応付けられる上記ロケーション情報と、基板を特定するための基板ＩＤ番号とともに上記記憶手段に記憶させるものであり、
   上記実装装置では、実装用ヘッドが部品を吸着する際の負圧値と、その際の吸着ずれ量に応じた実装用ヘッドの移動量のずれ補正値とを含む情報である実装動作に関する情報が、上記ロケーション情報および基板ＩＤ番号とともに取得され、
   上記中央管理装置は、上記実装装置および実装検査装置の制御を行う中央制御手段と、各種データを記憶する中央記憶手段とを備え、
   上記中央制御手段は、上記基板ＩＤ番号と、上記ロケーション情報としての回路番号と、上記実装装置で取得された上記実装動作に関する情報および上記実装検査装置で取得された上記検査結果情報を含む各種情報とを、この順に階層化されたツリー状のデータ形式に再構築して上記中央記憶手段に記憶させるものであることを特徴とする部品実装システム。
2. 請求項１記載の部品実装システムにおいて、
   上記基板は、複数の単位基板が分割可能に結合された割り基板であり、
   上記ロケーション情報は、上記単位基板を特定するためのブロック番号と、各単位基板上に実装される部品の実装ポイントを特定するための回路番号とを含み、
   上記中央制御手段は、上記割り基板を特定するための基板ＩＤ番号と、上記ロケーション情報としてのブロック番号および回路番号と、上記実装動作に関する情報および上記検査結果情報を含む各種情報とを、この順に階層化されたツリー状のデータ形式に再構築して上記中央記憶手段に記憶させるものであることを特徴とする部品実装システム。
   

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