電子部品実装装置および電子部品実装方法
【課題】検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板を検査して不良項目の有無を検出する外観検査部と、検査が終了した基板に対して割り当てられた搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部とが一体に設けられた電子部品実装装置において、不良項目の検出結果に基づいて搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定処理部２８ｄを備え、搭載可否判定処理において予め設定された検出結果の不良パターンに基づき搭載対象部品についての搭載動作実行可否を自動判定する。
【解決手段】基板を検査して不良項目の有無を検出する外観検査部と、検査が終了した基板に対して割り当てられた搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部とが一体に設けられた電子部品実装装置において、不良項目の検出結果に基づいて搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定処理部２８ｄを備え、搭載可否判定処理において予め設定された検出結果の不良パターンに基づき搭載対象部品についての搭載動作実行可否を自動判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側装置から搬入された基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインは複数の電子部品実装装置を連結して構成され、実装対象の基板が各電子部品実装装置を上流側から下流側へ通過することによって基板には順次電子部品が搭載される。部品搭載後の基板は半田接合のためリフロー装置に送られるが、基板種類によっては、半田接合に先立って実装済み基板に対して外観検査を必要とする。この外観検査は基板上の電子部品を撮像することにより行われるため、シールドケースやスタック部品など既搭載部品の上方を覆って新たに電子部品を搭載する場合には、新たな電子部品を搭載する前に既搭載部品を対象とした外観検査を行う必要がある。
【０００３】
このため、シールドケースやスタック部品などで覆われる電子部品の中に外観検査を必須とするような電子部品が存在する場合には、これらの部品を搭載する電子部品実装装置の上流に、外観検査のための検査装置を配置することが行われる（特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術例においては、シールドケースを実装する電子部品実装装置ＭＤの上流に検査装置ＭＣを配置する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の先行技術例のように、電子部品実装装置の上流に検査装置を配置する構成例においては、以下のような不具合が発生する。すなわち検査装置において部品搭載状態が良好であると判定された基板は下流の電子部品実装装置に搬送されるが、その搬送過程において既搭載部品は必ずしも正常な状態を保持するとは限らず、搬送中やライン待機中に伝達される振動などによって部品の位置ずれを生じる場合がある。
【０００６】
すなわち、検査においては部品搭載状態は良好であると判定されていても、下流側の電子部品実装装置においてシールドケースやスタック部品を重ねて搭載する時点においては、既搭載部品の状態は必ずしも正常な状態であるとは限らない。このため、既搭載部品が不正常な状態のまま、シールドケースやスタック部品を重ねて搭載する事態が生じ、結果として実装不良を招く場合があった。またこのような事態を避けようとすれば、上流側の検査装置で不良と判定された基板を実装ラインから取り出して、検査結果を参照しながらオフラインでリペア作業を行う必要があった。このように、従来の電子部品実装ラインにおいては、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を効率よく実行することが難しく、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることが求められていた。
【０００７】
そこで本発明は、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子部品実装装置は、基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送機構と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査部と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査部による検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部と、前記検出結果に基づいて前記部品搭載部による前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定処理部とを備え、前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、前記搭載可否判定部は、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定する。
【０００９】
本発明の電子部品実装方法は、基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送工程と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査工程と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査工程における検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に搭載対象として割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載工程と、前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を、前記検出結果に基づいて前記部品搭載工程に先立って判定する搭載可否判定工程とを含み、前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、前記搭載可否判定工程において、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業位置に位置決めされた基板を撮像して当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査部と、外観検査部による検査が終了した基板に対して当該電子部品実装装置に割り当てられた搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部と、検出結果に基づいて部品搭載部による搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する
搭載可否判定処理部とを備え、予め設定された検出結果の不良パターンに基づき搭載対象部品についての搭載動作実行可否を自動判定することにより、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において実装対象となる基板の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における不良パターンの説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品搭載処理のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１及び図２において、電子部品実装装置１は、スクリーン印刷装置、電子部品実装装置などの複数の装置を連結した電子部品実装ラインを構成するものであり、上流側装置である他の電子部品実装装置から受け渡された基板の状態を検査した結果に基づいて、当該基板に電子部品を実装する機能を有するものである。電子部品実装装置１には、上流側装置によって既に部品が搭載された状態の基板３が受け渡される場合もあれば、部品未搭載の基板が受け渡される場合もある。
【００１３】
電子部品実装装置１は、カバー部材１ｂの内部の基台１ａ上に、基板搬送機構としての搬送コンベア２を備えている。搬送コンベア２は、受け渡された基板３を一定の水平方向（矢印ａ方向（Ｘ方向））に搬送し、所定の作業位置に位置決めして保持する。搬送コンベア２の手前側（図２において下側）には、外観検査部Ａが、奥側（図２において上側）には部品搭載部Ｂがそれぞれ配設されている。外観検査部Ａは、搬送コンベア２において作業位置に位置決めされた基板３を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板３における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する機能を有している。また部品搭載部Ｂは搬送コンベア２において作業位置に位置決めされ外観検査部Ａによる検査が終了した基板３に対して、当該電子部品実装装置１に搭載対象として割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する機能を有している。
【００１４】
以下、外観検査部Ａ、部品搭載部Ｂの具体構成を説明する。搬送コンベア２の上方には搬送コンベア２による基板３の搬送方向（Ｘ軸方向）と水平に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びたＹ軸テーブル５が設けられている。Ｙ軸テーブル５には２つのＹ軸スライダ６Ａ，６ＢがＹ軸テーブル５に沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられており、各Ｙ軸スライダ６Ａ，６Ｂには、Ｘ軸方向に延びたＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂの一端が取り付けられている。各Ｘ軸テーブル７Ａ，７ＢにはＸ軸方向に移動自在な移動ステージ８が設けられている。
【００１５】
外観検査部Ａを構成するＸ軸テーブル７Ａには、撮像視野を下方に向けた姿勢の認識カメラ１１を備えたカメラヘッド１２が移動ステージ８を介して装着されている。Ｙ軸テーブル５およびＸ軸テーブル７Ａは認識カメラ１１を水平方向に移動させるカメラ移動機構２３（図４参照）を構成する。カメラ移動機構２３を駆動することにより、上流側装置から搬送コンベア２に搬入され作業位置に位置決めされた基板３の上方の任意位置へ認識カメラ１１を移動させ、基板３を上方から撮像することができる。そして撮像結果を認識処理部２８ａ（図４参照）によって認識処理することにより、基板３における電子部品の搭載状態が検出される。
【００１６】
部品搭載部Ｂを構成するＸ軸テーブル７Ｂには、複数の吸着ノズル９を備えた搭載ヘッド１０が移動ステージ８を介して装着されている。Ｙ軸テーブル５、Ｘ軸テーブル７Ｂおよび搭載ヘッド１０は部品を基板３に搭載する部品搭載機構２４（図４参照）を構成する。部品搭載機構２４を駆動することにより、部品搭載部Ｂの側方に配設された部品供給部４から搭載ヘッド１０によって部品Ｐ（図１参照）を取り出して、外観検査部Ａによる検査が終了した基板３に搭載する。搭載ヘッド１０には、基板認識カメラ１４が一体に設けられており、搭載ヘッド１０とともに基板３上に移動した基板認識カメラ１４は、基板３の部品搭載位置を認識する。さらに部品供給部４と搬送コンベア２との間の搭載ヘッドの移動経路には、部品認識カメラ１５が配置されている。部品認識カメラ１５は、吸着ノズル９に吸着保持された状態の部品Ｐを認識する。
【００１７】
部品供給部４には、チップ部品などキャリアテープに保持された比較的小型の部品を供給するテープフィーダ１３や、基板３において前工程にて既に搭載された部品を覆って搭載されるシールドケースなどの大型の部品をトレイに収容された状態で供給するトレイフィーダ（図示省略）などが配置される。本実施の形態においては、電子部品実装装置１に割り当てられた搭載対象部品が、シールドケース（図３に示すシールドケース３２Ａ、３２Ｂ参照）である場合の例を示している。
【００１８】
図１及び図２において、カバー部材１ｂにはディスプレイ１９及び入力部２０を備えた操作パネル２１が設けられている。ディスプレイ１９には、外観検査部Ａによる検査結果およびこの検査結果に基づいて部品搭載部Ｂによる部品搭載が可能か否かを判定した判定結果などが表示される。そして電子部品実装装置１のオペレータは、ディスプレイ１９に表示される画像を見ながら、入力部２０から所要の入力操作を行うことができるようになっている。
【００１９】
ここで図３を参照して、電子部品実装装置１による作業対象となる基板３について説明する。図３（ａ）に示すように、基板３は、１枚に同一の個片基板３０を複数枚（ここでは４枚）集合させた多面取り基板である。電子部品実装装置１においては、それぞれの個片基板３０に対して同一の作業が実行される。
【００２０】
図３（ｂ）は、当該電子部品実装装置１にて実行される作業内容を示している。図３（ｂ）（イ）は、電子部品実装装置１に搬入された状態における個片基板３０を示しており、個片基板３０において鎖線枠で示すシールドエリア３０ａ、３０ｂは、電子部品実装装置１にてシールドケース３２Ａ、３２Ｂが搭載される搭載部位となっている。前工程である上流側装置において、シールドエリア３０ａ、３０ｂには、それぞれ複数の既搭載部品３１Ａ、３１Ｂが搭載されており、個片基板３０においてシールドエリア３０ａ、３０ｂ以外の範囲には、複数の既搭載部品３１Ｃが搭載されている。
【００２１】
そしてこの状態の個片基板３０が外観検査部Ａによる検査の対象となり、この検査結果に基づき部品搭載部Ｂによる部品搭載が実行される。すなわち、図３（ｂ）（ロ）に示すように、シールドエリア３０ａ、３０ｂにおける既搭載部品３１Ａ、３１Ｂの搭載状態に不良が検出されない場合には、シールドエリア３０ａ、３０ｂに対応する位置に、シールドケース３２Ａ、３２Ｂが搭載される。これにより、図３（ｃ）に示すように、既搭載部品３１Ａ、３１Ｂは、後から搭載されたシールドケース３２Ａ、３２Ｂによって覆われた状態となる。そして既搭載部品３１Ｃは、個片基板３０において上方を覆われずに露呈されたままとなっている。
【００２２】
次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。図４において、電子部品実装装置１による作業動作は、記憶部２５に記憶された各種のデータに基づいて、制御部２８がカメラ
移動機構２３、部品搭載機構２４、認識カメラ１１を制御することによって実行される。記憶部２５は、既搭載部品データ２６ａ、搭載対象部品データ２６ｂを含む部品データ２６および位置ずれしきい値データ２７ａ、不良パターンデータ２７ｂを含む不良検出基準データ２７を記憶している。既搭載部品データ２６ａは、電子部品実装装置１に受け渡された状態において基板３に上流側装置によって既に搭載されている部品を示すデータである。搭載対象部品データ２６ｂは、当該電子部品実装装置１に割り当てられた搭載対象となる部品を特定するデータであり、この搭載対象部品データ２６ｂに基づき部品搭載機構２４による基板３への部品搭載が実行される。
【００２３】
不良検出基準データ２７は、外観検査部Ａによる搭載状態の不良検出に用いられるデータである。すなわち、位置ずれしきい値データ２７ａは画像認識により検出された部品の正規位置からの位置ずれ量の許容値を規定する。不良パターンデータ２７ｂは、基板３の各個片基板３０において想定される不良発生の態様をパターン化して規定する。
【００２４】
ここで、図５を参照して不良パターンデータ２７ｂに規定される不良パターンの例について説明する。本実施の形態に示す電子部品実装装置１においては、搭載対象部品がシールドケース３２Ａ、３２Ｂであって、上流側装置によって基板３に搭載された既搭載部品３１Ａ、３１Ｂを覆う形態で搭載される場合について発生する不良パターンを示している。なお、ここで規定する不良パターンは、シールドケース３２Ａ、３２Ｂのように既搭載の電子部品を完全に覆う場合のみならず、既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を、少なくとも部分的に覆って搭載する場合においても適用可能である。
【００２５】
まず図５（ａ）は、個片基板３０においてシールドエリア３０ａ、３０ｂ内にはそれぞれ既搭載部品３１Ａ、３１Ｂが正常に搭載されていて不良は検出されていないが、シールドエリア３０ａ、３０ｂ以外の範囲に搭載されているべき既搭載部品３１Ｃについて不良が検出された状態を示している。ここでは２種類の不良例を２つの既搭載部品３１Ｃ（１）、（２）について例示しており、既搭載部品３１Ｃ（１）については、本来搭載されているべき部品が前工程における搭載ミスによって存在しない例が示されており、既搭載部品３１Ｃ（２）については、搭載はされているものの正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている例が示されている。このような不良が検出された場合には、既搭載部品３１Ｃを後工程において補充搭載あるいは位置修正することにより正常な個片基板３０を完成させることができることから、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載しても差し支えない。
【００２６】
すなわち、図５（ａ）に示す不良パターンは、搭載対象部品であるシールドケース３２Ａ、３２Ｂによって覆われる被覆部品である既搭載部品３１Ａ、３１Ｂ以外の、本来搭載されているべき既搭載部品３１Ｃが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、既搭載部品３１Ｃを後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作がシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンとなっている。
【００２７】
次に図５（ｂ）は、シールドエリア３０ａ内において本来搭載されているべき既搭載部品３１Ａが前工程における搭載ミスによって存在しない例が示されており、シールドエリア３０ｂ内において既搭載部品３１Ｂが搭載はされているものの、正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている例が示されている。すなわち図５（ｂ）に示す不良パターンは、既搭載の電子部品のうち被覆部品である既搭載部品３１Ａ、３１Ｂのいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンとなっている。この第２不良パターンにおいては、このままシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載してしまうと、後工程で既搭載部品３１Ａの補充搭載や既搭載部品３１Ｂの位置修正を行うことが不可能であるため、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載することができない。
【００２８】
また図５（ｃ）は、シールドエリア３０ｂにおいて、シールドケース３２Ｂが搭載される部位に、シールドケース３２Ｂの搭載動作を妨げる何らかの異物３３が検出された例を示している。すなわち図５（ｃ）に示す不良パターンは、搭載対象部品であるシールドケース３２Ｂの搭載動作を妨げる異物３３が存在する場合に該当する第３不良パターンとなっている。この第３不良パターンにおいては、シールドケース３２Ｂの正常な搭載動作が阻害されるため、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ｂを搭載することができない。
【００２９】
なお図５に示す第１〜第３不良パターンは上流側装置によって予め搭載された既搭載部品を有する基板３に、既搭載部品を覆う態様で搭載対象部品を搭載する実装形態において、外観検査部Ａによって検出される不良項目を例示するものである。したがって既搭載部品および搭載対象部品の種類によっては、上述の３つの不良パターン以外にも種々の不良パターンを想定可能であり、それぞれの不良パターンについて、予め搭載動作実行可否の判定基準を設定することができる。たとえば、既搭載部品および搭載対象部品がいずれもＢＧＡなどの半導体装置であり、上流側装置によって予め搭載された半導体装置の上に電子部品実装装置１にて同様の半導体装置を重ねて搭載するいわゆるスタック実装の場合には、既搭載の下段の半導体装置が許容範囲を超えて位置ずれしていたり、下段の半導体装置において上段の半導体装置が接続される接続部位に異物が検出された場合などには、搭載対象部品について搭載動作実行不可となるように判定基準が設定される。
【００３０】
制御部２８は、認識処理部２８ａ、不良検出処理部２８ｂ、不良パターン判定処理部２８ｃ、搭載可否判定処理部２８ｄ、搭載制御処理部２８ｅより構成される。認識処理部２８ａは、認識カメラ１１によって基板３を撮像した撮像結果を画像認識処理することにより、基板３の各個片基板３０における部品の有無や正規位置からの位置ずれを検出する。不良検出処理部２８ｂは認識処理部２８ａによる認識処理結果に基づき、位置ずれしきい値データ２７ａを参照して不良項目が存在するか否かを検出する。不良パターン判定処理部２８ｃは、不良検出処理部２８ｂによって検出された不良項目が、不良パターンデータ２７ｂに規定するどの不良パターンに該当するかを判定する。
【００３１】
搭載可否判定処理部２８ｄは、不良パターン判定処理部２８ｃによって判定された不良パターンに基づき、当該搭載対象部品を基板３に搭載することの可否を判定する。すなわち、搭載可否判定処理部２８ｄは、不良検出処理部２８ｂによる検出結果に基づいて部品搭載部Ｂによる搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する。搭載制御処理部２８ｅは、搭載可否判定処理部２８ｄによる判定結果に基づいて部品搭載機構２４に当該搭載対象部品を基板３に搭載する動作を実行させる。
【００３２】
次に図６を参照して、電子部品実装装置１によって基板３に部品（ここではシールドケース３２Ａ，３２Ｂ）を搭載する電子部品搭載処理フローについて説明する。ここでは、電子部品実装ラインを構成する上流側装置から受け渡された基板３の状態を検査した結果に基づいて、当該基板３に電子部品実装装置１に割り当てられた搭載対象部品、すなわちシールドケース３２Ａ、３２Ｂを実装する処理が行われる。
【００３３】
図６において、まず基板搬入工程が実行される（ＳＴ１）。すなわち受け渡された基板３を搬送コンベア２によって搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する。なお、部品未搭載の基板３が受け渡される場合には、ここで部品搭載工程が実行される。次いで、外観検査工程が実行される（ＳＴ２）。すなわち搬送コンベア２において作業位置に位置決めされた基板３を認識カメラ１１によって撮像して得られた撮像データを認識処理部２８ａによって認識処理する。そして認識処理結果を予め設定され記憶部２５に不良検出基
準データ２７として記憶された不良検出基準と対照することにより、当該基板３における既搭載部品についての不良項目の有無を検出して検出結果を出力する。
【００３４】
次に、搭載可否判定工程が実行される（ＳＴ３）。すなわち、外観検査工程における不良項目の検出結果に基づいて、シールドケース３２Ａ、３２Ｂの搭載動作実行可否を個別に判定する。ここでは、第１不良パターンが検出された場合には、部品搭載工程における搭載対象部品であるシールドケース３２Ａ、３２Ｂについての搭載動作実行が可能であると判定し、第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、シールドケース３２Ａ、３２Ｂのうち当該不良パターンに対応するものについての搭載動作実行が不可能であると判定する。
【００３５】
次に、搬送コンベア２において作業位置に位置決めされ外観検査工程における検査が終了した基板に対して部品搭載工程が実行される（ＳＴ４）。すなわち部品搭載工程に先立って実行される搭載可否判定工程における搭載対象部品の搭載動作実行可否判定にしたがって、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ａ、３２Ｂを移送搭載する。そして部品搭載工程が実行された後の基板３は、当該電子部品実装装置１から搬出される（基板搬出工程）（ＳＴ５）。これにより、基板３を対象とした電子部品搭載処理の１サイクルが終了する。
【００３６】
上記電子部品搭載処理においては、作業対象となる基板３は搬送コンベア２に設定された作業位置に保持された状態を保ち、この状態の基板３に対して、外観検査部Ａおよび部品搭載部Ｂによってそれぞれ外観検査および部品搭載が実行される。したがって、電子部品実装装置の上流に検査装置を配置する構成の先行技術例おいて発生していた不具合、すなわち検査装置において部品搭載状態が良好であると判定された基板が下流に搬送される搬送過程にて振動などによって部品位置ずれを生じ、下流側の電子部品実装装置において既搭載部品が不正常な状態のまま搭載対象部品を重ねて搭載して実装不良を招く事態を完全に排除することが可能となっている。
【００３７】
さらに本実施の形態においては、外観検査部Ａによる不良項目の検出結果に基づいて部品搭載部Ｂによる搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定処理部２８ｄを備え、搭載可否判定処理において予め設定された検出結果の不良パターンに基づき搭載対象部品についての搭載動作実行可否を自動判定するようにしている。これにより、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる。
【００３８】
なお上記実施の形態においては、外観検査部Ａによる不良項目の検出結果に基づく搭載可否判定を、個別の搭載対象部品毎に行う例を示しているが、対象となる基板３が、複数の個片基板３０が集合した多面取り基板である場合には、搭載可否判定工程において、第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された個片基板３０を対象とする搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定し、当該個片基板３０を搭載動作の対象から除外するようにしてもよい。さらには、搭載可否判定工程において、第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された基板３の全範囲を対象とする搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定し、当該基板３全体を搭載動作の対象から除外するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができるという効果を有し、複数の電子部品実装装置を連結して構成された電子部品実装
ラインによって基板に電子部品を実装する分野において有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 電子部品実装装置
２ 搬送コンベア
３ 基板
４ 部品供給部
１０ 搭載ヘッド
１１ 認識カメラ
Ａ 外観検査部
Ｂ 部品搭載部
３０ 個片基板
３０ａ、３０ｂ シールドエリア
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 既搭載部品
３２Ａ、３２Ｂ シールドケース
３３ 異物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流側装置から搬入された基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインは複数の電子部品実装装置を連結して構成され、実装対象の基板が各電子部品実装装置を上流側から下流側へ通過することによって基板には順次電子部品が搭載される。部品搭載後の基板は半田接合のためリフロー装置に送られるが、基板種類によっては、半田接合に先立って実装済み基板に対して外観検査を必要とする。この外観検査は基板上の電子部品を撮像することにより行われるため、シールドケースやスタック部品など既搭載部品の上方を覆って新たに電子部品を搭載する場合には、新たな電子部品を搭載する前に既搭載部品を対象とした外観検査を行う必要がある。
【０００３】
このため、シールドケースやスタック部品などで覆われる電子部品の中に外観検査を必須とするような電子部品が存在する場合には、これらの部品を搭載する電子部品実装装置の上流に、外観検査のための検査装置を配置することが行われる（特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術例においては、シールドケースを実装する電子部品実装装置ＭＤの上流に検査装置ＭＣを配置する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の先行技術例のように、電子部品実装装置の上流に検査装置を配置する構成例においては、以下のような不具合が発生する。すなわち検査装置において部品搭載状態が良好であると判定された基板は下流の電子部品実装装置に搬送されるが、その搬送過程において既搭載部品は必ずしも正常な状態を保持するとは限らず、搬送中やライン待機中に伝達される振動などによって部品の位置ずれを生じる場合がある。
【０００６】
すなわち、検査においては部品搭載状態は良好であると判定されていても、下流側の電子部品実装装置においてシールドケースやスタック部品を重ねて搭載する時点においては、既搭載部品の状態は必ずしも正常な状態であるとは限らない。このため、既搭載部品が不正常な状態のまま、シールドケースやスタック部品を重ねて搭載する事態が生じ、結果として実装不良を招く場合があった。またこのような事態を避けようとすれば、上流側の検査装置で不良と判定された基板を実装ラインから取り出して、検査結果を参照しながらオフラインでリペア作業を行う必要があった。このように、従来の電子部品実装ラインにおいては、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を効率よく実行することが難しく、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることが求められていた。
【０００７】
そこで本発明は、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子部品実装装置は、基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送機構と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査部と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査部による検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部と、前記検出結果に基づいて前記部品搭載部による前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定処理部とを備え、前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、前記搭載可否判定部は、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定する。
【０００９】
本発明の電子部品実装方法は、基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送工程と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査工程と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査工程における検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に搭載対象として割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載工程と、前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を、前記検出結果に基づいて前記部品搭載工程に先立って判定する搭載可否判定工程とを含み、前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、前記搭載可否判定工程において、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業位置に位置決めされた基板を撮像して当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査部と、外観検査部による検査が終了した基板に対して当該電子部品実装装置に割り当てられた搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部と、検出結果に基づいて部品搭載部による搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する
搭載可否判定処理部とを備え、予め設定された検出結果の不良パターンに基づき搭載対象部品についての搭載動作実行可否を自動判定することにより、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において実装対象となる基板の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における不良パターンの説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品搭載処理のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１及び図２において、電子部品実装装置１は、スクリーン印刷装置、電子部品実装装置などの複数の装置を連結した電子部品実装ラインを構成するものであり、上流側装置である他の電子部品実装装置から受け渡された基板の状態を検査した結果に基づいて、当該基板に電子部品を実装する機能を有するものである。電子部品実装装置１には、上流側装置によって既に部品が搭載された状態の基板３が受け渡される場合もあれば、部品未搭載の基板が受け渡される場合もある。
【００１３】
電子部品実装装置１は、カバー部材１ｂの内部の基台１ａ上に、基板搬送機構としての搬送コンベア２を備えている。搬送コンベア２は、受け渡された基板３を一定の水平方向（矢印ａ方向（Ｘ方向））に搬送し、所定の作業位置に位置決めして保持する。搬送コンベア２の手前側（図２において下側）には、外観検査部Ａが、奥側（図２において上側）には部品搭載部Ｂがそれぞれ配設されている。外観検査部Ａは、搬送コンベア２において作業位置に位置決めされた基板３を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板３における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する機能を有している。また部品搭載部Ｂは搬送コンベア２において作業位置に位置決めされ外観検査部Ａによる検査が終了した基板３に対して、当該電子部品実装装置１に搭載対象として割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する機能を有している。
【００１４】
以下、外観検査部Ａ、部品搭載部Ｂの具体構成を説明する。搬送コンベア２の上方には搬送コンベア２による基板３の搬送方向（Ｘ軸方向）と水平に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びたＹ軸テーブル５が設けられている。Ｙ軸テーブル５には２つのＹ軸スライダ６Ａ，６ＢがＹ軸テーブル５に沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられており、各Ｙ軸スライダ６Ａ，６Ｂには、Ｘ軸方向に延びたＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂの一端が取り付けられている。各Ｘ軸テーブル７Ａ，７ＢにはＸ軸方向に移動自在な移動ステージ８が設けられている。
【００１５】
外観検査部Ａを構成するＸ軸テーブル７Ａには、撮像視野を下方に向けた姿勢の認識カメラ１１を備えたカメラヘッド１２が移動ステージ８を介して装着されている。Ｙ軸テーブル５およびＸ軸テーブル７Ａは認識カメラ１１を水平方向に移動させるカメラ移動機構２３（図４参照）を構成する。カメラ移動機構２３を駆動することにより、上流側装置から搬送コンベア２に搬入され作業位置に位置決めされた基板３の上方の任意位置へ認識カメラ１１を移動させ、基板３を上方から撮像することができる。そして撮像結果を認識処理部２８ａ（図４参照）によって認識処理することにより、基板３における電子部品の搭載状態が検出される。
【００１６】
部品搭載部Ｂを構成するＸ軸テーブル７Ｂには、複数の吸着ノズル９を備えた搭載ヘッド１０が移動ステージ８を介して装着されている。Ｙ軸テーブル５、Ｘ軸テーブル７Ｂおよび搭載ヘッド１０は部品を基板３に搭載する部品搭載機構２４（図４参照）を構成する。部品搭載機構２４を駆動することにより、部品搭載部Ｂの側方に配設された部品供給部４から搭載ヘッド１０によって部品Ｐ（図１参照）を取り出して、外観検査部Ａによる検査が終了した基板３に搭載する。搭載ヘッド１０には、基板認識カメラ１４が一体に設けられており、搭載ヘッド１０とともに基板３上に移動した基板認識カメラ１４は、基板３の部品搭載位置を認識する。さらに部品供給部４と搬送コンベア２との間の搭載ヘッドの移動経路には、部品認識カメラ１５が配置されている。部品認識カメラ１５は、吸着ノズル９に吸着保持された状態の部品Ｐを認識する。
【００１７】
部品供給部４には、チップ部品などキャリアテープに保持された比較的小型の部品を供給するテープフィーダ１３や、基板３において前工程にて既に搭載された部品を覆って搭載されるシールドケースなどの大型の部品をトレイに収容された状態で供給するトレイフィーダ（図示省略）などが配置される。本実施の形態においては、電子部品実装装置１に割り当てられた搭載対象部品が、シールドケース（図３に示すシールドケース３２Ａ、３２Ｂ参照）である場合の例を示している。
【００１８】
図１及び図２において、カバー部材１ｂにはディスプレイ１９及び入力部２０を備えた操作パネル２１が設けられている。ディスプレイ１９には、外観検査部Ａによる検査結果およびこの検査結果に基づいて部品搭載部Ｂによる部品搭載が可能か否かを判定した判定結果などが表示される。そして電子部品実装装置１のオペレータは、ディスプレイ１９に表示される画像を見ながら、入力部２０から所要の入力操作を行うことができるようになっている。
【００１９】
ここで図３を参照して、電子部品実装装置１による作業対象となる基板３について説明する。図３（ａ）に示すように、基板３は、１枚に同一の個片基板３０を複数枚（ここでは４枚）集合させた多面取り基板である。電子部品実装装置１においては、それぞれの個片基板３０に対して同一の作業が実行される。
【００２０】
図３（ｂ）は、当該電子部品実装装置１にて実行される作業内容を示している。図３（ｂ）（イ）は、電子部品実装装置１に搬入された状態における個片基板３０を示しており、個片基板３０において鎖線枠で示すシールドエリア３０ａ、３０ｂは、電子部品実装装置１にてシールドケース３２Ａ、３２Ｂが搭載される搭載部位となっている。前工程である上流側装置において、シールドエリア３０ａ、３０ｂには、それぞれ複数の既搭載部品３１Ａ、３１Ｂが搭載されており、個片基板３０においてシールドエリア３０ａ、３０ｂ以外の範囲には、複数の既搭載部品３１Ｃが搭載されている。
【００２１】
そしてこの状態の個片基板３０が外観検査部Ａによる検査の対象となり、この検査結果に基づき部品搭載部Ｂによる部品搭載が実行される。すなわち、図３（ｂ）（ロ）に示すように、シールドエリア３０ａ、３０ｂにおける既搭載部品３１Ａ、３１Ｂの搭載状態に不良が検出されない場合には、シールドエリア３０ａ、３０ｂに対応する位置に、シールドケース３２Ａ、３２Ｂが搭載される。これにより、図３（ｃ）に示すように、既搭載部品３１Ａ、３１Ｂは、後から搭載されたシールドケース３２Ａ、３２Ｂによって覆われた状態となる。そして既搭載部品３１Ｃは、個片基板３０において上方を覆われずに露呈されたままとなっている。
【００２２】
次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。図４において、電子部品実装装置１による作業動作は、記憶部２５に記憶された各種のデータに基づいて、制御部２８がカメラ
移動機構２３、部品搭載機構２４、認識カメラ１１を制御することによって実行される。記憶部２５は、既搭載部品データ２６ａ、搭載対象部品データ２６ｂを含む部品データ２６および位置ずれしきい値データ２７ａ、不良パターンデータ２７ｂを含む不良検出基準データ２７を記憶している。既搭載部品データ２６ａは、電子部品実装装置１に受け渡された状態において基板３に上流側装置によって既に搭載されている部品を示すデータである。搭載対象部品データ２６ｂは、当該電子部品実装装置１に割り当てられた搭載対象となる部品を特定するデータであり、この搭載対象部品データ２６ｂに基づき部品搭載機構２４による基板３への部品搭載が実行される。
【００２３】
不良検出基準データ２７は、外観検査部Ａによる搭載状態の不良検出に用いられるデータである。すなわち、位置ずれしきい値データ２７ａは画像認識により検出された部品の正規位置からの位置ずれ量の許容値を規定する。不良パターンデータ２７ｂは、基板３の各個片基板３０において想定される不良発生の態様をパターン化して規定する。
【００２４】
ここで、図５を参照して不良パターンデータ２７ｂに規定される不良パターンの例について説明する。本実施の形態に示す電子部品実装装置１においては、搭載対象部品がシールドケース３２Ａ、３２Ｂであって、上流側装置によって基板３に搭載された既搭載部品３１Ａ、３１Ｂを覆う形態で搭載される場合について発生する不良パターンを示している。なお、ここで規定する不良パターンは、シールドケース３２Ａ、３２Ｂのように既搭載の電子部品を完全に覆う場合のみならず、既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を、少なくとも部分的に覆って搭載する場合においても適用可能である。
【００２５】
まず図５（ａ）は、個片基板３０においてシールドエリア３０ａ、３０ｂ内にはそれぞれ既搭載部品３１Ａ、３１Ｂが正常に搭載されていて不良は検出されていないが、シールドエリア３０ａ、３０ｂ以外の範囲に搭載されているべき既搭載部品３１Ｃについて不良が検出された状態を示している。ここでは２種類の不良例を２つの既搭載部品３１Ｃ（１）、（２）について例示しており、既搭載部品３１Ｃ（１）については、本来搭載されているべき部品が前工程における搭載ミスによって存在しない例が示されており、既搭載部品３１Ｃ（２）については、搭載はされているものの正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている例が示されている。このような不良が検出された場合には、既搭載部品３１Ｃを後工程において補充搭載あるいは位置修正することにより正常な個片基板３０を完成させることができることから、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載しても差し支えない。
【００２６】
すなわち、図５（ａ）に示す不良パターンは、搭載対象部品であるシールドケース３２Ａ、３２Ｂによって覆われる被覆部品である既搭載部品３１Ａ、３１Ｂ以外の、本来搭載されているべき既搭載部品３１Ｃが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、既搭載部品３１Ｃを後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作がシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンとなっている。
【００２７】
次に図５（ｂ）は、シールドエリア３０ａ内において本来搭載されているべき既搭載部品３１Ａが前工程における搭載ミスによって存在しない例が示されており、シールドエリア３０ｂ内において既搭載部品３１Ｂが搭載はされているものの、正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている例が示されている。すなわち図５（ｂ）に示す不良パターンは、既搭載の電子部品のうち被覆部品である既搭載部品３１Ａ、３１Ｂのいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンとなっている。この第２不良パターンにおいては、このままシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載してしまうと、後工程で既搭載部品３１Ａの補充搭載や既搭載部品３１Ｂの位置修正を行うことが不可能であるため、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ａ、３２Ｂを搭載することができない。
【００２８】
また図５（ｃ）は、シールドエリア３０ｂにおいて、シールドケース３２Ｂが搭載される部位に、シールドケース３２Ｂの搭載動作を妨げる何らかの異物３３が検出された例を示している。すなわち図５（ｃ）に示す不良パターンは、搭載対象部品であるシールドケース３２Ｂの搭載動作を妨げる異物３３が存在する場合に該当する第３不良パターンとなっている。この第３不良パターンにおいては、シールドケース３２Ｂの正常な搭載動作が阻害されるため、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ｂを搭載することができない。
【００２９】
なお図５に示す第１〜第３不良パターンは上流側装置によって予め搭載された既搭載部品を有する基板３に、既搭載部品を覆う態様で搭載対象部品を搭載する実装形態において、外観検査部Ａによって検出される不良項目を例示するものである。したがって既搭載部品および搭載対象部品の種類によっては、上述の３つの不良パターン以外にも種々の不良パターンを想定可能であり、それぞれの不良パターンについて、予め搭載動作実行可否の判定基準を設定することができる。たとえば、既搭載部品および搭載対象部品がいずれもＢＧＡなどの半導体装置であり、上流側装置によって予め搭載された半導体装置の上に電子部品実装装置１にて同様の半導体装置を重ねて搭載するいわゆるスタック実装の場合には、既搭載の下段の半導体装置が許容範囲を超えて位置ずれしていたり、下段の半導体装置において上段の半導体装置が接続される接続部位に異物が検出された場合などには、搭載対象部品について搭載動作実行不可となるように判定基準が設定される。
【００３０】
制御部２８は、認識処理部２８ａ、不良検出処理部２８ｂ、不良パターン判定処理部２８ｃ、搭載可否判定処理部２８ｄ、搭載制御処理部２８ｅより構成される。認識処理部２８ａは、認識カメラ１１によって基板３を撮像した撮像結果を画像認識処理することにより、基板３の各個片基板３０における部品の有無や正規位置からの位置ずれを検出する。不良検出処理部２８ｂは認識処理部２８ａによる認識処理結果に基づき、位置ずれしきい値データ２７ａを参照して不良項目が存在するか否かを検出する。不良パターン判定処理部２８ｃは、不良検出処理部２８ｂによって検出された不良項目が、不良パターンデータ２７ｂに規定するどの不良パターンに該当するかを判定する。
【００３１】
搭載可否判定処理部２８ｄは、不良パターン判定処理部２８ｃによって判定された不良パターンに基づき、当該搭載対象部品を基板３に搭載することの可否を判定する。すなわち、搭載可否判定処理部２８ｄは、不良検出処理部２８ｂによる検出結果に基づいて部品搭載部Ｂによる搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する。搭載制御処理部２８ｅは、搭載可否判定処理部２８ｄによる判定結果に基づいて部品搭載機構２４に当該搭載対象部品を基板３に搭載する動作を実行させる。
【００３２】
次に図６を参照して、電子部品実装装置１によって基板３に部品（ここではシールドケース３２Ａ，３２Ｂ）を搭載する電子部品搭載処理フローについて説明する。ここでは、電子部品実装ラインを構成する上流側装置から受け渡された基板３の状態を検査した結果に基づいて、当該基板３に電子部品実装装置１に割り当てられた搭載対象部品、すなわちシールドケース３２Ａ、３２Ｂを実装する処理が行われる。
【００３３】
図６において、まず基板搬入工程が実行される（ＳＴ１）。すなわち受け渡された基板３を搬送コンベア２によって搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する。なお、部品未搭載の基板３が受け渡される場合には、ここで部品搭載工程が実行される。次いで、外観検査工程が実行される（ＳＴ２）。すなわち搬送コンベア２において作業位置に位置決めされた基板３を認識カメラ１１によって撮像して得られた撮像データを認識処理部２８ａによって認識処理する。そして認識処理結果を予め設定され記憶部２５に不良検出基
準データ２７として記憶された不良検出基準と対照することにより、当該基板３における既搭載部品についての不良項目の有無を検出して検出結果を出力する。
【００３４】
次に、搭載可否判定工程が実行される（ＳＴ３）。すなわち、外観検査工程における不良項目の検出結果に基づいて、シールドケース３２Ａ、３２Ｂの搭載動作実行可否を個別に判定する。ここでは、第１不良パターンが検出された場合には、部品搭載工程における搭載対象部品であるシールドケース３２Ａ、３２Ｂについての搭載動作実行が可能であると判定し、第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、シールドケース３２Ａ、３２Ｂのうち当該不良パターンに対応するものについての搭載動作実行が不可能であると判定する。
【００３５】
次に、搬送コンベア２において作業位置に位置決めされ外観検査工程における検査が終了した基板に対して部品搭載工程が実行される（ＳＴ４）。すなわち部品搭載工程に先立って実行される搭載可否判定工程における搭載対象部品の搭載動作実行可否判定にしたがって、部品搭載部Ｂによってシールドケース３２Ａ、３２Ｂを移送搭載する。そして部品搭載工程が実行された後の基板３は、当該電子部品実装装置１から搬出される（基板搬出工程）（ＳＴ５）。これにより、基板３を対象とした電子部品搭載処理の１サイクルが終了する。
【００３６】
上記電子部品搭載処理においては、作業対象となる基板３は搬送コンベア２に設定された作業位置に保持された状態を保ち、この状態の基板３に対して、外観検査部Ａおよび部品搭載部Ｂによってそれぞれ外観検査および部品搭載が実行される。したがって、電子部品実装装置の上流に検査装置を配置する構成の先行技術例おいて発生していた不具合、すなわち検査装置において部品搭載状態が良好であると判定された基板が下流に搬送される搬送過程にて振動などによって部品位置ずれを生じ、下流側の電子部品実装装置において既搭載部品が不正常な状態のまま搭載対象部品を重ねて搭載して実装不良を招く事態を完全に排除することが可能となっている。
【００３７】
さらに本実施の形態においては、外観検査部Ａによる不良項目の検出結果に基づいて部品搭載部Ｂによる搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定処理部２８ｄを備え、搭載可否判定処理において予め設定された検出結果の不良パターンに基づき搭載対象部品についての搭載動作実行可否を自動判定するようにしている。これにより、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができる。
【００３８】
なお上記実施の形態においては、外観検査部Ａによる不良項目の検出結果に基づく搭載可否判定を、個別の搭載対象部品毎に行う例を示しているが、対象となる基板３が、複数の個片基板３０が集合した多面取り基板である場合には、搭載可否判定工程において、第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された個片基板３０を対象とする搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定し、当該個片基板３０を搭載動作の対象から除外するようにしてもよい。さらには、搭載可否判定工程において、第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された基板３の全範囲を対象とする搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定し、当該基板３全体を搭載動作の対象から除外するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、検査結果を正確に反映させた適正な部品実装作業を可能として、不良発生率の低減と作業効率の向上とを両立させることができるという効果を有し、複数の電子部品実装装置を連結して構成された電子部品実装
ラインによって基板に電子部品を実装する分野において有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 電子部品実装装置
２ 搬送コンベア
３ 基板
４ 部品供給部
１０ 搭載ヘッド
１１ 認識カメラ
Ａ 外観検査部
Ｂ 部品搭載部
３０ 個片基板
３０ａ、３０ｂ シールドエリア
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 既搭載部品
３２Ａ、３２Ｂ シールドケース
３３ 異物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送機構と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査部と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査部による検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部と、前記検出結果に基づいて前記部品搭載部による前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定部とを備え、
前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、
前記搭載可否判定部は、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、
前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送工程と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査工程と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査工程における検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に搭載対象として割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載工程と、前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を、前記検出結果に基づいて前記部品搭載工程に先立って判定する搭載可否判定工程とを含み、
前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、
前記搭載可否判定工程において、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項３】
前記基板は複数の個片基板が集合した多面取り基板であり、前記搭載可否判定工程において、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された個片基板を対象とする前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする請求２記載の電子部品実装方法。
【請求項４】
前記搭載可否判定工程において、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された基板の全範囲を対象とする前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする請求２記載の電子部品実装方法。
【請求項１】
基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送機構と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査部と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査部による検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載部と、前記検出結果に基づいて前記部品搭載部による前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を判定する搭載可否判定部とを備え、
前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、
前記搭載可否判定部は、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載部による前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
基板の状態を検査した結果に基づいて当該基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、
前記基板を搬送して所定の作業位置に位置決めして保持する基板搬送工程と、前記作業位置に位置決めされた基板を撮像して得られた撮像データを認識処理した認識処理結果を予め設定された不良検出基準と対照することにより、当該基板における不良項目の有無を検出して検出結果を出力する外観検査工程と、前記作業位置に位置決めされ前記外観検査工程における検査が終了した基板に対して、当該電子部品実装装置に搭載対象として割り当てられた電子部品である搭載対象部品を移送搭載する部品搭載工程と、前記搭載対象部品の搭載動作実行可否を、前記検出結果に基づいて前記部品搭載工程に先立って判定する搭載可否判定工程とを含み、
前記不良項目は、前記基板に搭載された既搭載の電子部品のうちのいずれかの電子部品の上方を少なくとも部分的に覆って前記搭載対象部品を搭載する場合において、前記搭載対象部品によって覆われる被覆部品以外の本来搭載されているべき電子部品が存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合であって、その電子部品を後工程において補充搭載あるいは位置修正する動作が前記搭載対象部品を搭載することによって妨げられない場合に該当する第１不良パターンと、前記既搭載の電子部品のうち前記被覆部品のいずれかが存在しないかあるいは正規位置から許容範囲を超えて位置ずれしている場合に該当する第２不良パターンと、前記搭載対象部品の搭載動作を妨げる異物が存在する場合に該当する第３不良パターンとを含み、
前記搭載可否判定工程において、前記第１不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が可能であると判定し、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが検出された場合には、前記部品搭載工程における前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項３】
前記基板は複数の個片基板が集合した多面取り基板であり、前記搭載可否判定工程において、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された個片基板を対象とする前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする請求２記載の電子部品実装方法。
【請求項４】
前記搭載可否判定工程において、前記第２不良パターンまたは第３不良パターンが少なくとも１つ検出された場合には、当該不良パターンが検出された基板の全範囲を対象とする前記搭載対象部品についての搭載動作実行が不可能であると判定することを特徴とする請求２記載の電子部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−９６０５（Ｐ２０１１−９６０５Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５３３７９（Ｐ２００９−１５３３７９）
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２９日（２００９．６．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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