特許 6842555 対基板作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6842555

(24)【登録日】2021年2月24日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】対基板作業機

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20210308BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 A

   H05K13/08 Q

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-540243(P2019-540243)

(86)(22)【出願日】2017年9月8日

(86)【国際出願番号】JP2017032500

(87)【国際公開番号】WO2019049318

(87)【国際公開日】20190314

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】特許業務法人 共立

(72)【発明者】

【氏名】谷澤 由治

【審査官】 福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１０６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３２７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４２０３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対基板作業を繰り返して実施する対基板作業機であり、
基板に装着される電子部品の形状に関する形状データを含みかつ前記対基板作業に用いられる部品データであって、基準値および許容差を含む部品データを保持するデータ保持部と、
前記対基板作業の中で前記電子部品を観測して取得した実測データと、前記部品データの前記基準値との差分が前記許容差の範囲内に収まっているか否かを判定するデータ判定部と、
前記差分が前記許容差の前記範囲内に収まっていない場合に、前記対基板作業機の上流側または下流側に配置された別種の第二対基板作業機の第二対基板作業の実施状況に関する作業品質情報を取得する品質情報取得部と、
前記作業品質情報に応じて前記基準値および前記許容差の少なくとも一方を補正するデータ補正部と、
を備える対基板作業機。

【請求項2】

前記作業品質情報が前記第二対基板作業の良好な前記実施状況を意味する場合に、前記データ補正部は、前記許容差を拡げ、または前記基準値を変移させる、請求項１に記載の対基板作業機。

【請求項3】

前記データ補正部は、前記基板の種類が変更されたときに前記基準値および前記許容差を初期値に戻す、請求項１または２に記載の対基板作業機。

【請求項4】

前記データ判定部は、前記電子部品を撮像して得た画像データに前記部品データを用いた画像処理を施して前記実測データを取得する撮像画像処理部を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の対基板作業機。

【請求項5】

前記形状データは、前記電子部品の縦寸法および横寸法、前記電子部品の厚み寸法、前記電子部品の外観色、ならびに、前記電子部品がもつ接続電極の配置データの少なくとも一項目を含む、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の対基板作業機。

【請求項6】

前記対基板作業機は、部品装着具を用いて部品供給装置から前記電子部品を採取し、前記基板の所定の装着位置に装着するという装着作業を前記対基板作業として実施する部品装着機であり、
前記第二対基板作業機は、前記部品装着機の前記下流側に配置されて、前記基板に装着された前記電子部品の装着状態を検査するという検査作業を前記第二対基板作業として実施する基板検査機である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の対基板作業機。

【請求項7】

前記部品データは、前記部品装着具に対する採取された前記電子部品の位置関係を表す姿勢データを含み、
前記実測データは、前記電子部品の前記形状に関する形状実測データ、および採取された前記電子部品の前記位置関係に関する姿勢実測データを含む、
請求項６に記載の対基板作業機。

【請求項8】

前記作業品質情報は、
装着された前記電子部品の前記形状の誤差に関する形状誤差情報、
装着された前記電子部品の前記装着位置の誤差に関する位置誤差情報、および、
前記形状誤差情報および前記位置誤差情報の少なくとも一方を統計的に処理した統計処理情報の少なくともひとつを含む、
請求項６または７に記載の対基板作業機。

【請求項9】

前記作業品質情報は、前記検査作業における不合格の発生比率を表す工程能力指数、前記誤差の平均値、前記誤差のうちの正側最大誤差、および前記誤差のうちの負側最大誤差の少なくとも一項目からなる前記統計処理情報を含む、請求項８に記載の対基板作業機。

【請求項10】

前記第二対基板作業機は、部品装着具を用いて部品供給装置から前記電子部品を採取し、前記基板の所定の装着位置に装着するという装着作業を前記第二対基板作業として実施する部品装着機であり、
前記対基板作業機は、前記部品装着機の前記下流側に配置されて、前記基板に装着された前記電子部品の装着状態を検査するという検査作業を前記対基板作業として実施する基板検査機である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の対基板作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、対基板作業を繰り返して実施する対基板作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線が施された基板に電子部品（以下、部品と略称する）を装着するための諸作業（以下、対基板作業と称する）を繰り返し実施して、電子回路が形成された基板を量産する技術が普及している。対基板作業を実施する対基板作業ラインは、基板に部品を装着する部品装着機や、部品の装着状態を検査する基板検査機などの複数種類の対基板作業機で構成される。多くの対基板作業機は、部品の形状に関するデータを含んだ部品データを用いる。この種の対基板作業機の制御に関する技術例が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１の実装制御装置は、部品を装着するときの制御パラメータを部品装着機に設定する制御パラメータ設定部と、部品および当該部品を収容するキャリアテープに応じて定まる先行指標評価関数から算出した評価値に基づいて、制御パラメータを取得する制御パラメータ取得部と、を有する。実施形態の説明によれば、部品装着機で所定回数の装着作業を行った際の装着位置のずれ量の増加をトリガーとして、ずれ量を統計的手段で演算して評価値を算出し、制御パラメータを自動的に調整する。制御パラメータの例として、部品フィーダにおけるキャリアテープの送り速度や、吸着ノズルの昇降速度および降下高さなどが示されている。これによれば、部品の持ち帰りや吸着ミス、移動中の落下など、部品を装着できない様々な不良の発生を低減できる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−２０４０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、部品装着機の制御パラメータが適正であっても、装着作業の作業不良は発生し得る。この場合、作業不良の原因の多くは、部品装着機が用いる部品データにあると考えられる。詳述すると、部品データは、部品の形状に関するデータを含み、基準値および許容差を含んで設定される。ここで、高い信頼性を確保するために、許容差は厳しく設定されるのが通例である。すると、装着される部品のメーカやロットなどが変更された場合に、作業不良の増加のおそれが生じる。つまり、メーカやロットなどの相違によって部品の形状や外観色などが微妙に変化するため、これらが作業不良の原因となり得る。

【0006】

この場合、部品データが部品の実態に整合していないことに原因がある。したがって、部品データの基準値や許容差を部品の実態に合わせて補正することにより、作業不良の減少が期待される。しかしながら、部品データをむやみに補正すると、信頼性が低下して不良基板を生産してしまうことになりかねない。したがって、部品データを補正する際に、高い信頼性を担保しておく必要がある。従来、部品データの補正は、熟練したオペレータによって慎重に実施されており、生産効率の低下を招いていた。

【0007】

なお、上記した問題点は、部品装着機以外の対基板作業機にも共通する。例えば、基板検査機は、基準値および許容差を含んだ検査用部品データを用い、検査作業を繰り返して実施する。検査作業の結果として不良基板が増加した場合に、検査用部品データを補正する対策により、不良基板の減少が期待される。この場合も、検査用部品データを補正する際に、高い信頼性を担保しておく必要がある。

【0008】

本明細書では、対基板作業の作業不良や不良基板が増加した場合に、高い信頼性を担保しつつ部品データを自動補正して、不良を低減できる対基板作業機を提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本明細書は、対基板作業を繰り返して実施する対基板作業機であり、基板に装着される電子部品の形状に関する形状データを含みかつ前記対基板作業に用いられる部品データであって、基準値および許容差を含む部品データを保持するデータ保持部と、前記対基板作業の中で前記電子部品を観測して取得した実測データと、前記部品データの前記基準値との差分が前記許容差の範囲内に収まっているか否かを判定するデータ判定部と、前記差分が前記許容差の前記範囲内に収まっていない場合に、前記対基板作業機の上流側または下流側に配置された別種の第二対基板作業機の第二対基板作業の実施状況に関する作業品質情報を取得する品質情報取得部と、前記作業品質情報に応じて前記基準値および前記許容差の少なくとも一方を補正するデータ補正部と、を備える対基板作業機を開示する。

【発明の効果】

【0010】

本明細書で開示する対基板作業機によれば、部品を観測して取得した実測データと、部品データの基準値との差分が許容差の範囲内に収まっていない不良の発生時に、上流側または下流側の第二対基板作業機の第二対基板作業の実施状況に関する作業品質情報を取得し、作業品質情報に応じて基準値および許容差の少なくとも一方を補正する。これによれば、部品データをむやみに補正するのでなく、作業品質情報を考慮して高い信頼性を担保できる範囲内で部品データを自動補正するので、不良を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の対基板作業機の一例である部品装着機の主要部の構造を示す斜視図である。

【図2】部品装着機を含む対基板作業ラインの全体構成を模式的に示した図である。

【図3】部品装着機の制御の構成、および基板検査機の制御の構成を示すブロック図である。

【図4】部品装着機の動作を説明する制御部の動作フローのフローチャートである。

【図5】部品装着機の吸着装着サイクルにおける不良の発生状況を例示した図である。

【図6】基板検査機の作業品質情報を例示した図である。

【図7】部品装着機の吸着装着サイクルにおける別の不良の発生状況を例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１．部品装着機１（実施形態の対基板作業機）の構造
実施形態の対基板作業機の一例である部品装着機１について、図１〜図７を参考にして説明する。図１は、実施形態の対基板作業機の一例である部品装着機１の主要部の構造を示す斜視図である。図１の左上から右下に向かう方向が基板Ｋを搬送するＸ軸方向であり、右上から左下に向かう方向が部品装着機１の前後方向となるＹ軸方向である。部品装着機１は、部品の装着作業を繰り返して実施する。部品装着機１は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、部品カメラ５、制御部６（図２、図３参照）、および機台１０などで構成されている。

【0013】

基板搬送装置２は、第１ガイドレール２１および第２ガイドレール２２、一対のコンベアベルト、ならびにクランプ装置などで構成される。第１ガイドレール２１および第２ガイドレール２２は、機台１０の上部中央を横断してＸ軸方向に延在し、かつ互いに平行するように機台１０に組み付けられる。第１ガイドレール２１および第２ガイドレール２２の直下に、互いに平行に配置された一対のコンベアベルトが並設される。一対のコンベアベルトは、コンベア搬送面に基板Ｋを戴置した状態で輪転して、基板Ｋを機台１０の中央部に設定された装着実施位置に搬入および搬出する。また、機台１０の中央部のコンベアベルトの下方にクランプ装置が設けられる。クランプ装置は、基板Ｋを複数の押し上げピンで押し上げて水平姿勢でクランプし、装着実施位置に位置決めする。

【0014】

部品供給装置３は、部品装着機１の前側に着脱可能に装備される。部品供給装置３は、デバイスパレット３５上に複数のフィーダ装置３１が列設されて構成される。フィーダ装置３１は、本体３２と、本体３２の前側に設けられた供給リール３３と、本体３２の後端上部に設けられた部品取り出し部３４とを備える。供給リール３３には、多数の部品が所定ピッチで封入されたキャリアテープが巻回保持される。このキャリアテープが所定ピッチで送り出されると、部品は、封入状態を解除されて部品取り出し部３４に順次送り込まれる。

【0015】

部品移載装置４は、一対のＹ軸レール４１、Ｙ軸移動台４２、Ｙ軸モータ４３、Ｘ軸移動台４４、Ｘ軸モータ４５、装着ヘッド４６、ロータリツール４７、Ｚ軸モータ４８、および部品側視カメラ４９などで構成される。一対のＹ軸レール４１は、機台１０の後部から前部の部品供給装置３の上方にかけて配設される。Ｙ軸移動台４２は、一対のＹ軸レール４１に装荷されている。Ｙ軸移動台４２は、Ｙ軸モータ４３からボールねじ機構を介して駆動され、Ｙ軸方向に移動する。Ｘ軸移動台４４は、Ｙ軸移動台４２に装荷されている。Ｘ軸移動台４４は、Ｘ軸モータ４５からボールねじ機構を介して駆動され、Ｘ軸方向に移動する。

【0016】

装着ヘッド４６は、Ｘ軸移動台４４の前側に配設されている。装着ヘッド４６は、ロータリツール４７を下側に有する。図１には省略されているが、ロータリツール４７の下側に、複数本の吸着ノズルが環状に配置されている。ロータリツール４７の回転により、複数本の吸着ノズルのうちの１本が選択されて、動作位置にセットされる。動作位置にセットされた吸着ノズルは、Ｚ軸モータ４８に駆動されて昇降する。また、吸着ノズルは、負圧の供給によって部品取り出し部３４から部品を吸着し、正圧の供給によって部品を基板Ｋに装着する。吸着ノズルに代わる部品装着具として、部品を挟持する挟持式部品装着具が用いられてもよい。

【0017】

部品側視カメラ４９は、Ｘ軸移動台４４の下側に配設されている。部品側視カメラ４９は、装着ヘッド４６の複数本の吸着ノズルが吸着した部品を側方から撮像する。取得された画像データは、画像処理されて、部品の吸着状態および厚み寸法などが確認される。部品側視カメラ４９は、部品を撮像して得た画像データに部品データ６５（後述）を用いた画像処理を施して実測データを取得する撮像画像処理部に該当する。なお、撮像画像処理部として、部品側視カメラ４９を用いずに、後述の部品カメラ５だけを用いてもよい。

【0018】

部品移載装置４は、吸着装着サイクルを繰り返すことによって、装着作業を進める。吸着装着サイクルについて詳述すると、部品移載装置４の装着ヘッド４６は、部品供給装置３に移動して複数本の吸着ノズルでそれぞれ部品を吸着する。次に、装着ヘッド４６が部品カメラ５の上方に移動すると、複数の部品の吸着状態が撮像される。その次に、装着ヘッド４６は、基板Ｋに移動して複数の部品を装着し、装着が終了すると再び部品供給装置３に戻る。

【0019】

部品カメラ５は、基板搬送装置２と部品供給装置３との間の機台１０の上面に、上向きに設けられている。部品カメラ５は、装着ヘッド４６の複数本の吸着ノズルが部品取り出し部３４で部品を吸着して基板Ｋに移動する途中の状態を撮影する。これにより、部品カメラ５は、複数本の吸着ノズルにそれぞれ保持された部品を一括して撮像できる。取得された画像データは、画像処理されて、部品の吸着状態や部品の縦寸法および横寸法、接続電極の配置などが確認される。部品カメラ５は、部品側視カメラ４９と同様、撮像画像処理部に該当する。

【0020】

制御部６は、基板の種類ごとのジョブデータを保持して、装着作業を制御する。ジョブデータは、装着作業の詳細な手順や方法などを記述したデータである。制御部６は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、および部品カメラ５に各種の指令を送信する。また、制御部６は、これらの装置から動作状況に関する情報を受信する。例えば、制御部６は、部品供給装置３における部品の供給状況の情報を受信して、部品のメーカやロットなどの変更を認識する。制御部６は、単一のコンピュータ装置で構成されてもよく、複数のコンピュータ装置に機能分散されて構成されてもよい。さらに、制御部６は、複数のコンピュータ装置の階層構造によって構成されてもよい。

【0021】

２．対基板作業ライン９の全体構成
図２は、部品装着機１を含む対基板作業ライン９の全体構成を模式的に示した図である。例示された対基板作業ライン９は、５台の対基板作業機によって構成されている。具体的に、対基板作業ライン９は、半田印刷機９１、半田検査機９２、部品装着機１、基板検査機９４、およびリフロー機９５が列設されて構成される。

【0022】

半田印刷機９１は、基板Ｋの所定位置にペースト状の半田を印刷する印刷作業を繰り返して実施する。半田印刷機９１は、基板搬送装置、回路パターンが刻設されて基板Ｋ上に載置されるスクリーン、およびスクリーン上を移動して半田を塗布するスキージなどで構成される。半田検査機９２は、基板Ｋ上の半田の印刷状態の良否を判定する半田検査作業を繰り返して実施する。半田検査機９２は、例えば、基板搬送装置、印刷された半田を撮像して画像データを取得する撮像カメラ、および画像データを画像処理して良否を判定する画像判定部などで構成される。

【0023】

基板検査機９４は、基板Ｋに装着された部品の装着状態を検査する検査作業を繰り返して実施する。基板検査機９４は、基板搬送装置、基板Ｋに装着された部品を撮像する検査用カメラ、および検査制御部９７などで構成される。リフロー機９５は、ペースト状の半田を加熱して溶解させた後に冷却するリフロー作業を繰り返して実施する。これにより、半田付け部分が確かなものとなって装着作業が終了し、基板Ｋが生産される。リフロー機９５は、例えば、基板搬送装置、加熱装置、冷却装置、および温度調整装置などで構成される。

【0024】

上記した対基板作業ライン９の構成は変更可能であり、それぞれの対基板作業機の構造も変更可能である。対基板作業ライン９の総合的な動作を管理するために、ホストコンピュータ９９が設けられる。ホストコンピュータ９９は、通信線９８を用いて半田印刷機９１、半田検査機９２、部品装着機１、基板検査機９４、およびリフロー機９５に接続され、個別にデータ通信を行う。部品装着機１の制御部６と基板検査機９４の検査制御部９７の間は、ホストコンピュータ９９を介した双方向のデータ転送が可能となっている。

【0025】

３．部品装着機１の制御の構成
次に、部品装着機１の制御の構成について説明する。図３は、部品装着機１の制御の構成、および基板検査機９４の制御の構成を示すブロック図である。部品装着機１の制御部６は、データ保持部６１、データ判定部６２、品質情報取得部６３、およびデータ補正部６４を含む。また、基板検査機９４の検査制御部９７は、データ保持部９７１、検査判定部９７２、および品質情報集計部９７３を含む。

【0026】

データ保持部６１は、基板Ｋに装着される部品の部品データ６５をメモリ６６に保持する。部品データ６５は、部品の形状に関する形状データを含む。形状データは、部品の本体および接続電極の外観色、部品の縦寸法、横寸法、および厚み寸法、ならびに、接続電極の配置データなどの項目からなる。接続電極の配置データは、例えば、リードやバンプの形状および大きさ、リードやバンプと部品中心との相対位置関係などの項目からなる。外観色のデータは、部品側視カメラ４９および部品カメラ５で取得された画像データを画像処理する際に、部品の本体および接続電極の形状を検出する用途に用いられる。外観色以外の形状データは、部品の種類の誤りや部品の変形などの不良の判定に用いられる。

【0027】

さらに、部品データ６５は、吸着ノズルに吸着された部品の位置関係を表す姿勢データを含む。姿勢データは、吸着ノズルに対する部品のずれ量、回転量、傾斜角度などの項目からなる。姿勢データは、部品の吸着状態の良否の判定に用いられる。

【0028】

部品データ６５の形状データおよび姿勢データは、基準値および許容差を含んで設定される。基準値および許容差は、データ補正部６４によって自動的に補正される可能性がある。部品データ６５の基準値の初期値として、例えば、規格や仕様書などに規定されている標準値、理想値、真値などが設定される。一方、部品データ６５の許容差は、高い信頼性を確保するために、厳しく設定される。つまり、許容差の初期値として、規定されている最大許容差よりも狭い範囲が設定される。

【0029】

データ判定部６２は、装着作業の中で部品を観測して取得した実測データと、部品データ６５の基準値との差分が許容差の範囲内に収まっているか否かを判定する。実測データは、部品の形状に関する形状実測データ、および吸着された部品の位置関係に関する姿勢実測データを含む。形状実測データおよび姿勢実測データは、部品側視カメラ４９および部品カメラ５で取得された画像データの画像処理によって得られる。差分が許容差の範囲内に収まってない場合、データ判定部６２は、部品の形状不良または吸着姿勢の不良と判定する。不良と判定された部品は、基板Ｋに装着されず、廃棄される。

【0030】

品質情報取得部６３は、データ判定部６２が不良を判定したときに動作する。品質情報取得部６３は、ホストコンピュータ９９を介して、基板検査機９４の検査作業の作業品質情報Ｑｉ（後述）を取得する。基板検査機９４は、部品装着機１の下流側に配置された別種の第二対基板作業機に該当し、検査作業は第二対基板作業に該当する。

【0031】

データ補正部６４は、検査作業の作業品質情報Ｑｉに応じて、部品データ６５の基準値および許容差の少なくとも一方を補正する。作業品質情報Ｑｉが検査作業の良好な実施状況を意味する場合に、データ補正部６４は、許容差を拡げ、または基準値を変移させる。データ補正部６４は、データ判定部６２が不良と判定した状況を分析するとともに、作業品質情報Ｑｉの良好さの程度も参考にして、適切な補正方法を決定することが好ましい。

【0032】

なお、作業品質情報Ｑｉが検査作業の良好でない実施状況を意味する場合に、データ補正部６４は、許容差を狭める補正を行うが、必ずしも補正を行わなくてもよい。また、データ補正部６４は、対基板作業ライン９で生産する基板Ｋの種類が変更されたときに、部品データ６５の基準値および許容差を初期値に戻す。

【0033】

一方、基板検査機９４の検査制御部９７のデータ保持部９７１は、検査に用いる検査用部品データ９７５をメモリ９７６に保持する。検査用部品データ９７５は、部品の形状に関する形状データ、および基板Ｋ上の部品の装着位置に関する位置データを含む。検査用部品データ９７５の形状データの項目は、部品装着機１の部品データ６５と異なっていてもよい。例えば、接続電極の外観色および配置データの項目は、検査に用いられないため、検査用部品データ９７５に含まれなくともよい。検査用部品データ９７５の位置データは、指定された装着位置のＸ軸座標値およびＹ軸座標値、部品の回転角などの項目からなる。

【0034】

検査用部品データ９７５は、検査作業時に良否の判定基準として用いられる。検査用部品データ９７５の形状データおよび位置データも、基準値および許容差を含んで設定される。検査用部品データ９７５の基準値および許容差は、部品装着機１の部品データ６５と異なっていてもよい。例えば、検査用部品データ９７５のうちの部品の縦寸法および横寸法の許容差は、多くの場合に、部品装着機１の部品データ６５よりも狭い範囲とされる。

【0035】

検査判定部９７２は、検査用カメラが取得した画像データに画像処理を実施して、部品の形状および装着位置の実測データを求める。さらに、検査判定部９７２は、これらの実測データを検査用部品データ９７５と比較して、部品の形状の良否および装着位置の良否を判定する。検査判定部９７２は、最終的に、基板Ｋを単位として合格および不合格を判定する。品質情報集計部９７３は、検査判定部９７２の判定結果を集計して、検査作業の作業品質情報Ｑｉを求める。作業品質情報Ｑｉは、形状誤差情報、位置誤差情報、および統計処理情報の少なくともひとつを含む。

【0036】

形状誤差情報は、部品の形状の実測データと、検査用部品データ９７５の形状データの基準値との誤差を表す。位置誤差情報は、部品の装着位置の実測データと、検査用部品データ９７５の位置データの基準値との誤差を表す。統計処理情報は、複数の形状誤差情報、および複数の位置誤差情報の少なくとも一方を統計的に処理した情報である。統計処理情報として、工程能力指数ＣＰＫ、誤差の平均値、誤差のうちの正側最大誤差、および誤差のうちの負側最大誤差などを例示できる。

【0037】

工程能力指数ＣＰＫは、検査作業における不良の発生比率を表す指数である。例えば、基板Ｋの或る検査項目の実測データのばらつきが正規分布に従うと仮定する。このとき、正規分布の標準偏差の６倍の範囲と、検査用部品データ９７５の許容差の範囲とが一致しているときに、工程能力指数ＣＰＫは１となる。換言すると、工程能力指数ＣＰＫ＝１は、不良の発生頻度０．２７％を意味する。工程能力指数ＣＰＫが１よりも大きければ、不良の発生頻度は０．２７％よりも低くなる。逆に、工程能力指数ＣＰＫが１よりも小さければ、不良の発生頻度は０．２７％よりも高くなる。

【0038】

４．部品装着機１の動作および作用
次に、部品装着機１の動作および作用について、不良の発生状況を例示しながら説明する。図４は、部品装着機１の動作を説明する制御部６の動作フローのフローチャートである。図４のステップＳ１で、制御部６は、装着作業の対象となる基板Ｋを搬入する。次のステップＳ２で、制御部６のデータ補正部６４は、基板Ｋの種類が変更されたか否か判定し、変更された場合には動作フローの実行をステップＳ３に進める。ステップＳ３で、データ補正部６４は、部品データ６５の基準値Ｒ３（後述）および許容差Ｖ２（後述）を初期の基準値Ｒ１（後述）および許容差Ｖ１（後述）に戻す。

【0039】

ステップＳ２で基板Ｋの種類が変更されていない場合、およびステップＳ３の実行後、制御部６は、動作フローの実行をステップＳ４に進めて、吸着装着サイクルを実行する。次のステップＳ５で、データ判定部６２は、吸着装着サイクルの際に部品の形状不良または吸着姿勢の不良が発生したか否か判定する。多くの場合に不良は発生せず、データ判定部６２は、動作フローの実行をステップＳ６に進める。

【0040】

ステップＳ６で、制御部６は、所定の全部品の装着が終了したか否か判定する。未装着の部品が残っている場合、制御部６は、動作フローの実行をステップＳ４に戻して、ステップＳ４、ステップＳ５、およびステップＳ６からなるループを繰り返す。全部品の装着が終了すると、制御部６は、動作フローの実行をステップＳ６からステップＳ７に進める。ステップＳ７で、制御部６は、全部品が装着された基板Ｋを搬出する。この後、制御部６は、動作フローの実行をステップＳ１に戻して、次の基板Ｋの装着作業に移る。

【0041】

ステップＳ５で不良が発生した場合、データ判定部６２は、動作フローの実行をステップＳ１１に分岐させる。図５は、部品装着機１の吸着装着サイクルにおける不良の発生状況を例示した図である。図５には、吸着装着サイクルの際の実測データの一項目のばらつき状況を表す分布ＤＡ、および分布ＤＢが示されている。また、図５には、部品データ６５の初期の基準値Ｒ１および初期の許容差Ｖ１が示されている。許容差Ｖ１の範囲は、基準値Ｒ１の正側および負側に等幅で設定され、かつ規格や仕様書などに規定されている最大許容差Ｖｍａｘよりも狭い。

【0042】

ここで、部品装着機１の制御部６は、装着作業時の実測データを蓄積して、統計的に分析する。具体例で説明すると、当初は部品供給装置３の或るフィーダ装置３１からＡメーカの部品が供給されていた。そのときの実測データは、図５に実線で示される分布ＤＡのばらつきを有した。分布ＤＡにおいて、実測データのピークＰ１は基準値Ｒ１に重なり、実測データの全数が許容差Ｖ１の範囲内に収っている。したがって、Ａメーカの部品が供給されている間、不良は発生しなかった。

【0043】

ところが、Ａメーカの部品が消費されて無くなり、Ｂメーカの部品が補給されて供給されるようになった。その後の実測データは、図５に破線で示される分布ＤＢのばらつきを示した。分布ＤＢにおいて、実測データのピークＰ２は、分布ＤＡと同様、基準値Ｒ１に重なっている。しかしながら、Ｂメーカの部品品質のばらつきが大きいことに起因して、分布ＤＢにおける実測データのばらつきは、分布ＤＡよりも広がっている。その結果、図５にＸＰまたはＸＮで示されるように、許容差Ｖ１を逸脱する実測データが発生して不良が発生した。

【0044】

不良が発生した場合のステップＳ１１で、制御部６は、不良と判定されて今回装着できなかった部品のリカバリ処理を設定する。例えば、制御部６は、次回以降の吸着装着ステップのいずれかで今回装着できなかった部品を装着するように変更設定する。または、制御部６は、今回装着できなかった部品を装着する吸着装着ステップを追加してもよい。次のステップＳ１２で、品質情報取得部６３は、基板検査機９４の検査作業の作業品質情報Ｑｉを取得する。

【0045】

図６は、基板検査機９４の作業品質情報Ｑｉを例示した図である。図６には、検査作業の或る検査項目の実測データの分布の状況が示されている。また、図６には、検査用部品データ９７５の基準値Ｒｔおよび許容差Ｖｔが示されている。許容差Ｖｔの範囲は、基準値Ｒｔの正側および負側に等幅で設定されている。

【0046】

本実施形態において、作業品質情報Ｑｉとして、部品装着機１で発生した不良に関連する検査項目の工程能力指数ＣＰＫが用いられる。そして、検査作業の実施状況が良好であるか否かを区分する境界として、工程能力指数ＣＰＫ＝１．０が定められている。工程能力指数ＣＰＫ＝１．０の場合の実測データの分布は、図６に実線で示される。これに限定されず、工程能力指数ＣＰＫ＝１．０以外が境界に設定されてもよく、また、基板Ｋの合格および不合格の判定に関する工程能力指数ＣＰＫが用いられてもよい。

【0047】

検査作業の実施状況が良好であることを示す工程能力指数ＣＰＫ＝１．３の場合の実測データの分布は、図６に一点鎖線で示される。この場合、実測データの分布は、許容差Ｖｔの範囲の限界付近には殆ど存在せず、基準値Ｒｔ寄りに密集している。つまり、検査作業の作業品質が良好であって、大きな余裕が有り、高い信頼性が担保されている。他方、検査作業の実施状況が良好でないことを示す工程能力指数ＣＰＫ＝０．７の場合の実測データの分布は、図６に破線で示される。この場合、実測データの分布は、許容差Ｖｔの範囲を逸脱し、ＹＰ、ＹＮで示されるような不良が発生する。つまり、検査作業の作業品質が良好でなく。結果として不合格の基板Ｋが発生する。

【0048】

図４の動作フローに戻り、ステップＳ１３で、データ補正部６４は、作業品質情報Ｑｉが良好であるか否かを判定する。作業品質情報Ｑｉが良好である場合のステップＳ１４で、データ補正部６４は、許容差Ｖ１を拡げ、または基準値Ｒ１を変移させる補正値を決定する。このとき、作業品質情報Ｑｉが良好であって、高い信頼性が担保されている。したがって、補正を行っても、検査作業の作業品質は、余裕の範囲内で良好に維持される。このため、データ補正部６４は、作業品質情報Ｑｉの良好さの程度に対応して、補正値の変化幅を決定することが好ましい。さらに、データ補正部６４は、統計的な分析で得られた不良発生時の分布ＤＢも参考にして、補正値を決定できる。

【0049】

例えば、工程能力指数ＣＰＫ＝１．３の場合には大幅な補正が可能である。しかしながら、工程能力指数ＣＰＫ＝１．１の場合には、良好であるとはいえ、補正値の変化幅は小さく限定される。また例えば、不良発生時の分布ＤＢは、Ｂメーカの部品の実態を表し、ばらつきの大きいことが不良の原因であることを示している。したがって、データ補正部６４は、基準値Ｒ１を維持し、許容差Ｖ１を許容差Ｖ２に拡げる補正を決定できる。

【0050】

また、図７に示される不良発生時の分布ＤＣの場合についても説明する。図７は、部品装着機１の吸着装着サイクルにおける別の不良の発生状況を例示した図である。図７に実線で示されるＡメーカの部品の分布ＤＡは、図５を再掲したものである。これに対して、破線で示されるＣメーカの部品の分布ＤＣは、部品品質のムラに起因して、ピークＰ３が基準値Ｒ１よりも正側に変移している。また、分布ＤＣのばらつきの程度は、分布ＤＡと同等である。つまり分布ＤＣの波形は、分布ＤＡの波形を正側に移動したものとなっている。この場合も、データ補正部６４は、Ｃメーカの部品の実態に合わせた補正を行う。すなわち、データ補正部６４は、基準値Ｒ１を正側に変移させてピークＰ３に対応する基準値Ｒ３とし、かつ許容差Ｖ１の範囲幅を維持しつつ正側に移動させる。

【0051】

なお、分布ＤＢや分布ＤＣに例示された不良の原因は、部品のメーカの変更に限定されない。つまり、部品のロットの変更や、部品のその他の属性、例えば生産時期の差異や部品保持媒体の変更などが不良の原因となる場合もある。また、データ補正部６４は、基準値Ｒ１および許容差Ｖ１の両方を同時に補正することもできる。ただし、どのような不良に対してどのような補正を行うにしても、許容差（Ｖ１、Ｖ２）の両端が最大許容差Ｖｍａｘから逸脱しない範囲内とする必要がある。

【0052】

次のステップＳ１５で、データ補正部６４は、メモリ６６内の部品データ６５の基準値Ｒ１および許容差Ｖ１の少なくとも一方を書き換えて補正を実行し、動作フローの実行をステップＳ６に合流させる。部品データ６５が補正されたことにより、以降は、ＢメーカやＣメーカの部品であっても不良の発生が減少して、部品の廃棄が減少する。加えて、装着作業の作業効率が低下しない。

【0053】

一方、ステップＳ１３で作業品質情報Ｑｉが良好でない場合、データ補正部６４は、動作フローをステップＳ１６に進める。このとき、作業品質情報Ｑｉが良好でないので、検査作業の判定に余裕がなく、高い信頼性が担保されていない。このため、データ補正部６４がむやみに部品データ６５を補正すると、不合格の基板Ｋの多発が懸念される。そこで、データ補正部６４は、許容差Ｖ１を狭めることだけを許容して、許容差Ｖ１を狭めた補正値を決定する。その後、データ補正部６４は、動作フローの実行をステップＳ１５に合流させる。

【0054】

上記したように、基板検査機９４の作業品質情報Ｑｉが良好でない場合に、不良の発生した部品装着機１では、部品データ６５の許容差Ｖ１が狭められる。これにより、部品装着機１における部品の廃棄は増加し得るが、基板検査機９４における不合格の基板Ｋが減少する。

【0055】

なお、補正が不十分あるいは過剰である場合に、ステップＳ５からステップＳ１１への分岐が複数回発生してもよい。この場合、ステップＳ１４が複数回実行されて、部品データ６５の補正が徐々に適正化される。あるいは、ステップＳ１４で許容差Ｖ１を拡げる補正、およびステップＳ１６で許容差Ｖ１を狭める補正が実行され、許容差Ｖ１の補正が収斂して適正化される。

【0056】

部品装着機１によれば、部品を観測して取得した実測データと、部品データ６５の基準値Ｒ１との差分が許容差Ｖ１の範囲内に収まっていない不良の発生時に、下流側の基板検査機９４の検査作業の実施状況に関する作業品質情報Ｑｉを取得し、作業品質情報Ｑｉに応じて基準値Ｒ１および許容差Ｖ１の少なくとも一方を補正する。これによれば、部品データ６５をむやみに補正するのでなく、作業品質情報Ｑｉを考慮して高い信頼性を担保できる範囲内で部品データ６５を自動補正するので、不良を低減できる。

【0057】

特に、部品のメーカやロットなどが変更された場合の部品品質のばらつきやムラに対して、上記の効果が顕著となる。また、従来オペレータによって実施されていた部品データ６５の補正が自動で行われるので、省力化が実現される。加えて、装着作業が継続されるので、生産効率が低下しない。

【0058】

５．実施形態の応用および変形
なお、実施形態で説明した工程能力指数ＣＰＫに代え、誤差の平均値や正側最大誤差ＥＰ、負側最大誤差ＥＮ（図６参照）などの統計情報を作業品質情報Ｑｉとしてもよい。これらの統計情報は、検査作業の作業品質と因果関係を有するので、作業品質情報Ｑｉとして適正である。また、ステップＳ１３で作業品質情報Ｑｉが良好でない場合のステップＳ１６は省略されてもよい。つまり、作業品質情報Ｑｉが良好である場合に、ステップＳ１４およびステップＳ１５を実行してステップＳ６に合流し、作業品質情報Ｑｉが良好でない場合にステップＳ１３から直接ステップＳ６に合流する動作フローであってもよい。

【0059】

さらに、基板検査機９４を実施形態の対基板作業機とし、部品装着機１を上流側の別種の第二対基板作業機とする態様も可能である。この態様では、基板検査機９４の検査作業で取得した実測データと、検査用部品データ９７５の基準値Ｒｔとの差分が許容差Ｖｔの範囲内に収まっていない場合に、検査制御部９７は、部品装着機１の装着作業の実施状況に関する作業品質情報を取得する。作業品質情報は、具体的には、吸着装着サイクルの際の部品の形状不良または吸着姿勢の不良の発生に関する情報となる。検査制御部９７は、装着作業の実施状況に応じて、検査用部品データ９７５の基準値Ｒｔおよび許容差Ｖｔの少なくとも一方を補正する。つまり、装着作業が高い信頼性を担保している場合に、検査用部品データ９７５の自動補正によって検査の判定基準を部品の実態に合わせ、不合格の基板Ｋを減少させることができる。実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0060】

１：部品装着機 ２：基板搬送装置 ３：部品供給装置 ４：部品移載装置 ４９：部品側視カメラ ５：部品カメラ ６：制御部 ６１：データ保持部 ６２：データ判定部 ６３：品質情報取得部 ６４：データ補正部 ６５：部品データ ９：対基板作業ライン ９４：基板検査機 ９７：検査制御部 ９７１：データ保持部 ９７２：検査判定部 ９７３：品質情報集計部 ９７５：検査用部品データ Ｋ：基板 Ｑｉ：作業品質情報 ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ：分布 Ｒ１、Ｒ３：基準値 Ｖ１、Ｖ２：許容差 Ｒｔ：基準値 Ｖｔ：許容差 ＣＰＫ：工程能力指数 ＥＰ：正側最大誤差 ＥＮ：負側最大誤差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】