JP6467631B2 - 管理装置および実装基板製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、実装基板製造ラインとネットワークで接続された管理装置および実装基板製造方法に関するものである。

回路基板に電子部品が実装された実装基板を製造する実装基板製造ラインは、回路基板に部品接合用の半田を印刷する印刷装置、半田が印刷された回路基板に電子部品を実装する部品実装装置、部品実装後の回路基板を加熱して電子部品を半田接合するリフロー装置などの複数の装置を連結して構成される（特許文献１参照）。実装基板製造ラインによる生産実行に際しては、生産開始時には各装置を稼働可能な状態にする立ち上げ作業、また生産機種の切り替えに際しては機種切り替え作業など、各装置の状態を生産対象の機種に適合した状態にするための準備作業を必要とする。これら各装置の中で、リフロー装置については、リフロー炉内の温度や雰囲気の組成を予め生産対象の基板に応じて設定されたリフロー条件に調整する作業が必要とされる（特許文献２参照）。

特開平５−１０２６９８号公報 特開２００５−１２５３４０号公報

ところで上述の実装基板製造ラインを構成する各設備について必要とされる準備作業のうち、リフロー装置については他装置と比較して長時間を要する。例えば温度についてはリフロー炉内が予め生産機種毎に設定された温度プロファイルに適合した温度分布となるよう温度調整を行わなければならず、また炉内雰囲気については炉内の酸素濃度が使用する半田接合条件に適合するよう、雰囲気調整を行わなければならない。そしてこのようなリフロー装置における準備作業が完了するまで、他装置は生産を開始せずに待機状態を強いられるため、無駄時間の発生が避けられなかった。

そこで本発明は、リフロー装置における準備作業が完了するまでの間において他装置が生産を開始せずに待機することによる無駄時間の発生を抑制することができる管理装置および実装基板製造方法を提供することを目的とする。

本発明の管理装置は、少なくとも印刷装置と部品実装装置とリフロー装置とを含む、実装基板製造ラインとネットワークで接続された管理装置であって、前記管理装置は、前記リフロー装置による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関する第１のデータに基づいて前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と装置による生産開始前のウオームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示する。

本発明の実装基板製造方法は、少なくとも印刷装置と部品実装装置とリフロー装置とを含む実装基板製造ラインと、前記実装基板製造ラインとネットワークで接続された管理装置と、を備えた実装基板製造システムにおける実装基板製造方法であって、前記リフロー装置による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関する第１のデータに基づいて前記管理装置が前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と装置による生産開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示する。

本発明によれば、リフロー装置における準備作業が完了するまでの間において他装置が生産を開始せずに待機することによる無駄時間の発生を抑制することができる。

本発明の一実施の形態の実装基板製造システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の実装基板製造システムにおける印刷装置および検査装置の構成説明図 本発明の一実施の形態の実装基板製造システムにおける部品実装装置およびリフロー装置の構成説明図 本発明の一実施の形態の実装基板製造システムの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の実装基板製造方法において生産開始前準備に用いられる第１のデータおよび第２のデータの説明図 本発明の一実施の形態の本発明の一実施の形態の実装基板製造方法において生産開始前準備に用いられる補助動作データの説明図 本発明の一実施の形態の実装基板製造方法における生産開始前作業のフロー図 本発明の一実施の形態の実装基板製造方法における生産開始前作業のフロー図 本発明の一実施の形態の実装基板製造方法における生産開始前作業のフロー図 本発明の一実施の形態の実装基板製造方法における生産開始前作業のタイムチャート図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、実装基板製造システム１の構成を説明する。実装基板製造システム１は、基板に電子部品をはんだ接合により実装して実装基板を生産する機能を有している。この部品実装作業を実行するため実装基板製造システム１は、基板供給装置Ｍ１、基板受渡装置Ｍ２、印刷装置Ｍ３、検査装置Ｍ４、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６、検査装置Ｍ７、リフロー装置Ｍ８および基板回収装置Ｍ９を連結した構成の実装基板製造ライン１ｂと、実装基板製造ライン１ｂとネットワーク２で接続された管理装置３とを備えている。すなわち実装基板製造ライン１ｂを構成する各装置はネットワーク２によって管理装置３と接続されており、管理装置３はこれら各装置の生産の開始指示など、実装基板製造ライン１ｂにおける生産管理に関する制御を行う。

基板供給装置Ｍ１は部品実装の対象となる基板４（図２、図３参照）を供給する。供給された基板４は基板受渡装置Ｍ２を介して印刷装置Ｍ３に搬入される。印刷装置Ｍ３は、基板に形成された部品接合用の電極にクリーム半田などペースト状の半田をスクリーン印刷する。検査装置Ｍ４は、基板に印刷された半田の印刷状態の良否判断や、電極に対する半田の印刷位置ずれの検出を含む印刷検査を行う。部品実装装置Ｍ５、Ｍ６は、印刷装置Ｍ３によって半田が印刷された基板４に電子部品を順次搭載する。検査装置Ｍ７は電子部品が実装された後の基板４における部品実装状態を検査する。

リフロー装置Ｍ８は、電子部品搭載後の基板４を所定の温度プロファイルに従って加熱することにより、半田を溶融させて電子部品を基板に半田接合する。基板回収装置Ｍ９は、リフロー後の基板４、電子部品が実装された完成品の基板４を回収する。上記構成において、基板供給装置Ｍ１〜検査装置Ｍ７は、実装基板製造ライン１ｂにおいて、実装基板を製造するにあたってリフロー装置Ｍ８に搬入される前段階の状態の基板であるリフロー前基板を製造するリフロー前基板製造ライン１ａを構成する。なお本実施の形態では、リフロー前基板製造ライン１ａは少なくとも印刷装置Ｍ３と部品実装装置Ｍ５、Ｍ６とを含む構成となっている。

そしてリフロー前基板製造ライン１ａによって製造されたリフロー前基板をリフロー装置Ｍ８に搬入してリフロー作業を実行することにより、実装対象の電子部品が基板４に半田接合により実装された実装基板が製造される。なお、リフロー前基板製造ライン１ａは、実装基板製造ライン１ｂにおいてリフロー装置Ｍ８の前工程に配置されているＭ１〜Ｍ７をまとめて総称するための表現である。よって、リフロー前基板製造ライン１ａを構成するＭ１〜Ｍ７の装置群が、装置構成上やシステムの管理上でリフロー装置Ｍ８に対して明確に区分されていることを限定するものではない。

次に図２（ａ）、（ｂ）を参照して、印刷装置Ｍ３、検査装置Ｍ４、Ｍ７の構成を説明する。図２（ａ）に示す印刷装置Ｍ３において、位置決めテーブル１０上には基板４を両側から挟み込んで保持する構成の基板保持部１１が配設されている。基板保持部１１の上方には、基板４の印刷部位に対応したパターン孔が設けられたマスクプレート１２が配設されている。テーブル駆動部１４によって位置決めテーブル１０を駆動することにより、基板４はマスクプレート１２に対して水平方向および垂直方向に相対移動する。

マスクプレート１２の上方にはスキージ部１３が配置されている。スキージ部１３は、スキージ１３ｃをマスクプレート１２に対して昇降させるとともにマスクプレート１２に対して所定押圧力（印圧）で押し付ける昇降押圧機構１３ｂ、スキージ１３ｃを水平移動させるスキージ移動機構１３ａより成る。昇降押圧機構１３ｂ、スキージ移動機構１３ａは、スキージ駆動部１５により駆動される。

基板４をマスクプレート１２の下面に当接させた状態で、半田ペースト５が供給されたマスクプレート１２の表面に沿ってスキージ１３ｃを所定速度で水平移動させることにより、半田ペースト５はパターン孔を介して基板４の上面に印刷される。この印刷動作は、テーブル駆動部１４、スキージ駆動部１５を印刷制御部１６によって制御することによって行われる。印刷制御部１６は通信部１７を介してネットワーク２と接続されている。上記構成において、基板保持部１１、マスクプレート１２、スキージ部１３は、基板４に半田を印刷するための印刷機構１８（図４参照）を構成する。

図２（ｂ）に示す検査装置Ｍ４において、位置決めテーブル２０上には基板保持部２１が配置されており、基板保持部２１には基板４が保持されている。基板保持部２１の上方にはカメラ２２が撮像方向を下向きにして配設されており、照明装置（図示省略）によって基板４に照明光を照射した状態で、カメラ２２は基板４を撮像する。このとき、テーブル駆動部２４を制御して位置決めテーブル２０を駆動することにより、基板４の任意位置をカメラ２２の直下に位置させて撮像することができる。

撮像によって取得した画像データは認識処理部２３によって画像処理され、所定の認識結果が検査制御部２６に対して出力される。検査制御部２６は、認識結果に基づいて検査対象項目ごとに所定の検査を行うとともに、カメラ２２、テーブル駆動部２４を制御して所定の検査動作を実行させる。検査制御部２６は通信部２７を介してネットワーク２と接続されており、検査結果は通信部２７を介して他装置へ出力される。上記構成において、位置決めテーブル２０、基板保持部２１、カメラ２２は、基板４を対処として所定の検査を行う検査機構２８（図４参照）を構成する。

次に図３（ａ）、（ｂ）を参照して、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６、リフロー装置Ｍ８の構成を説明する。図３（ａ）に示す部品実装装置Ｍ５、Ｍ６において、基板位置決め部３０には基板４が位置決め保持されており、基板４は基板下受け部３０ａによって下受けされている。基板位置決め部３０の側方には複数のテープフィーダ３１ａが装着された部品供給部３１が配置されている。基板位置決め部３０の上方には、下端部に吸着ノズル３３ａが装着された実装ヘッド３３およびカメラ３４がヘッド駆動機構３２によって移動自在に配設されている。ヘッド駆動機構３２は実装ヘッド駆動部３５によって駆動され、これにより実装ヘッド３３は部品供給部３１のテープフィーダ３１ａから取り出した電子部品を基板位置決め部３０に保持された基板４に実装する。

カメラ３４は実装ヘッド３３と一体に移動し、基板位置決め部３０上において基板４の位置認識を行うとともに、テープフィーダ３１ａの部品取り出し位置を位置認識する。これにより、吸着ノズル３３ａによる部品吸着位置を自動的に教示する吸着位置ティーチが可能となっている。実装ヘッド駆動部３５、基板下受け部３０ａは実装制御部３６によって制御され、これにより基板４を対象とした部品実装動作が実行される。実装制御部３６は通信部３７を介してネットワーク２に接続されている。上記構成において、ヘッド駆動機構３２、実装ヘッド３３、実装ヘッド３３は、基板４に電子部品を実装するための部品実装機構３８（図４参照）を構成する。

図３（ｂ）に示すリフロー装置Ｍ８において、基台４０上に設けられた加熱オーブン４２内には、基板４を搬送する搬送路４１が水平に配設されている。加熱オーブン４２内は複数の加熱ゾーン４２ａに仕切られており、各加熱ゾーン４２ａはそれぞれ温度調節部４４によって温度調節が可能な加熱装置４３を備えている。さらに各加熱ゾーン４２ａ内部雰囲気の酸素濃度や窒素濃度など雰囲気条件は、雰囲気調整部４５によって調整可能となっている。

温度調節部４４、雰囲気調整部４５はリフロー制御部４６によって制御され、これにより各加熱ゾーン４２ａ内の雰囲気組成や温度を予め設定されたリフロー条件に合致させることが可能となっている。リフロー制御部４６は通信部４７を介してネットワーク２に接続されており、管理装置３からの指令により、生産開始に先だって各加熱ゾーン４２ａ内の温度や雰囲気を所定の条件に合わせるための準備作業を行わせることが可能となっている。

雰囲気調整部４５によって各加熱ゾーン４２ａ内の雰囲気を調整し、さらに加熱装置４３を駆動して各加熱ゾーン４２ａを所定の温度条件に加熱した状態で、半田ペースト上に電子部品が搭載された基板４を上流側から順次加熱ゾーンを通過させることにより、半田ペースト中の半田成分が加熱溶融する。これにより電子部品は基板４に半田接合される。

次に図４を参照して、実装基板製造システム１の制御系の構成を説明する。図４において、管理装置３は、全体制御部５０、記憶部５１、算出部５５、操作・入力部５６、表示部５７および通信部５８を備えている。全体制御部５０は管理装置３による処理機能を実行するＣＰＵ装置であり、記憶部５１に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて、以下に説明する各部を制御する。これにより、管理装置３によって実装基板製造ライン１ｂを構成する各装置の作業管理が行われる。

記憶部５１は、第１のデータ５２、第２のデータ５３および補助動作データ５４を含んだ各種のデータが記憶されている。第１のデータ５２は、リフロー装置による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関するデータである。ここで作業実行の準備が完了するのに要する時間とは、複数の加熱ゾーン４２ａにおける温度分布が生産対象の基板４の種類に応じて予め規定された温度プロファイルと合致して安定し、且つ加熱ゾーン４２ａ内の雰囲気中の酸素濃度や窒素濃度が生産対象の基板４の種類に応じて予め規定された雰囲気条件に合致して安定するのに要する時間である。本実施の形態では、新たに生産を開始する際の立ち上げ時準備作業と、生産継続途中において生産対象の基板４の種類が切り替えられる際の機種切り替え時作業の２種類のデータが規定されている（図５（ａ）参照）。

第２のデータ５３は、実装基板製造ライン１ｂでリフロー前基板を製造するのに要する時間に関するデータである。例えば、管理装置３によってリフロー前基板製造ライン１ａに基板の生産開始指令が送信され、基板供給装置Ｍ１から供給された基板４を対象として、基板受渡装置Ｍ２〜検査装置Ｍ７の各装置によって当該基板４に対して実行される作業が全て完了して、リフロー前基板が完成するまでの時間が、各基板の種類毎に規定されている（図５（ｂ）参照）。また、各基板の種類毎に、装置Ｍ１〜Ｍ７のそれぞれにおける作業に要する時間が規定されていても良い。

補助動作データ５４は、実装基板製造ライン１ｂを構成する各装置における生産作業そのものではないものの、正常な生産を実行するために必須とされる作業動作を意味している。本実施の形態ではこのような補助動作として、装置の保守点検などのメンテナンスに関する動作、各装置の作業動作機構を正しく動作させるために設定される動作パラメータを較正するキャリブレーションに関する動作、各装置を円滑に安定して作動させるために各装置の装置特性に応じて必要とされる生産開始前のウォームアップ動作のうちの少なくともいずれか一つを含むようになっている。

そして本実施の形態において管理装置３は、第１のデータ５２に基づいて、また望ましくは第１のデータ５２、第２のデータ５３の双方に基づいて、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する少なくとも一つの装置に、基板の生産の開始を指示するようになっている。すなわち、管理装置３は、第１のデータ５２に基づいて、また望ましくは第１のデータ５２、第２のデータ５３の双方に基づいて、実装基板製造ライン１ｂにおけるリフロー装置Ｍ８よりも上流側の装置に対して基板の生産の開始を指示する。さらに管理装置３は、第１のデータ５２に基づいて、また望ましくは第１のデータ５２、第２のデータ５３の双方に基づいて、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する少なくとも一つの装置に上述の補助動作のいずれか一つの実行を指示するようにしている。すなわち、管理装置３は、第１のデータ５２に基づいて、また望ましくは第１のデータ５２、第２のデータ５３の双方に基づいて、実装基板製造ライン１ｂにおけるリフロー装置Ｍ８よりも上流側の装置に対して上述の補助動作のいずれか一つの実行を指示するようにしている。

リフロー前基板の生産の開始時期の指示、補助動作の実行の指示に際して第１のデータ５２を参照することにより、少なくともリフロー装置による作業実行の準備が完了するのに要する時間を考慮した作業指示を行ってタイミングのロスを少なくすることができる。さらに第２のデータ５３を参照することにより、リフロー前基板を製造するのに要する時間をも考慮に入れた作業指示が可能となり、タイミングのロスをさらに少なくすることが可能となっている。

算出部５５は、上述の第１のデータ５２と第２のデータ５３とに基づいて、基板の生産を開始するまでの待ち時間を算出する機能を有している。そして全体制御部５０は、算出部５５によって算出された待ち時間と、補助動作データ５４に規定される動作時間、すなわちメンテナンスに関する動作と、キャリブレーションに関する動作と、装置の製造開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを、基板の生産を開始するまでの待ち時間内に実行可能か否かを判断する。そして待ち時間内に実行可能な補助作業があると判断された場合には、管理装置３の全体制御部５０は、当該実行可能な補助作業の実行を当該装置へ指示する。このとき該当する補助作業が複数存在する場合には、予め規定された優先度に従って補助作業の実行が指示される。

操作・入力部５６は、タッチパネルやキーボードなどの入力装置であり、管理装置３への操作指令やデータの入力などの入力操作を行う。表示部５７は、液晶パネルなどの表示装置であり、操作・入力部５６による入力操作時の案内画面や各種の報知画面の表示を行う。通信部５８は、通信インターフェイスであり、実装基板製造ライン１ｂを構成する各装置とネットワーク２を介して接続されて制御信号やデータの送受信を行う。

印刷装置Ｍ３の印刷制御部１６は通信部１７を介してネットワーク２と接続されており、印刷制御部１６は印刷機構１８を制御する。検査装置Ｍ４、Ｍ７の検査制御部２６は、通信部１７を介してネットワーク２と接続されており、検査制御部２６は検査機構２８および認識処理部２３を制御する。部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の実装制御部３６は、通信部３７を介してネットワーク２と接続されており、実装制御部３６は部品実装機構３８および部品供給部３１を制御する。リフロー装置Ｍ８のリフロー制御部４６は、通信部４７を介してネットワーク２と接続されており、リフロー制御部４６は温度調節部４４および雰囲気調整部４５を制御する。このように各装置の制御部はネットワーク２を介して管理装置３に接続されており、これにより管理装置３は各装置の作業開始・終了を制御することが可能となっている。

次に図５、図６を参照して記憶部５１に記憶される第１のデータ５２、第２のデータ５３、補助動作データ５４について説明する。まず図５を参照して、第１のデータ５２、第２のデータ５３のデータ構成について説明する。図５（ａ）に示す第１のデータ５２は、リフロー装置Ｍ８による作業実行の準備が完了するのに要する時間を示すものであり、新たに実装基板製造ライン１ｂの生産を開始する際に装置立ち上げ用に必要とされる立ち上げ用データ５２（１）および生産継続の途中において生産対象の基板の種類を切り替える際に必要とされる機種切り替え用データ５２（２）より構成される。

立ち上げ用データ５２（１）は、「基板種類」５２（１）ａに示す基板種類（ここではＡ、Ｂ、Ｃ・・）毎に、それぞれについて必要とされる「準備所要時間」５２（１）ｂ（ａａ、ｂｂ、ｃｃ・・・）を実績数値に基づいて、または予測などによって予めデータ化したものである。すなわち、リフロー装置Ｍ８におけるリフロー条件（加熱プロファイルおよび雰囲気条件）は、基板４の種類によって最適条件に相違があるため、最適条件に到達するための準備時間も基板４の種類によって異なる。

また機種切り替え用データ５２（２）は、基板種類が切り替えられる「切り替えパターン」５２（２）ａ（基板種類Ａから基板種類Ｂへ（Ａ→Ｂ）、以下同様に（Ａ→Ｃ）、（Ｂ→Ａ）、（Ｂ→Ｃ）・・）毎に、それぞれの切り替えパターンについて必要とされる「準備所要時間」５２（２）ｂ（ａｂ、ａｂ、ｂａ・・・）を、実績数値に基づいて、または予測などによって予めデータ化したものである。

図５（ａ）に示す第２のデータ５３は、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する各装置によってリフロー前基板を製造するのに要する時間に関するデータである。第２のデータ５３も、立ち上げ用データ５２（１）と同様に、「基板種類」５３ａ（Ａ、Ｂ、Ｃ・・）毎に、それぞれの種類の基板４について必要とされる「製造所要時間」５３ｂ（ａ＊ａ、ｂ＊ｂ、ｃ＊ｃ・・・）を、実績数値に基づいて、またはシミュレーションなどによって予めデータ化したものである。

次に図６を参照して、補助動作データ５４について説明する。ここで補助動作とは、実装基板製造ライン１ｂにおける各装置の生産作業に直接関連する作業動作ではないものの、各装置における作業動作を正常・円滑に実行できるようにするための作業を意味している。ここでは、このような補助動作の動作種類６０として、大項目６１に示される「メンテナンス」６５、「キャリブレーション」６６、「ウォームアップ」６７の３種類を例示している。そして大項目６１をさらに具体化した小項目６２毎に、「動作所要時間」６３、「優先度」６４がデータ内容とし規定されている。

例えば、「メンテナンス」６５については、小項目６２として「吸着ノズル」６５ａが例示されている。すなわち、図３（ａ）に示す印刷装置Ｍ３において実装ヘッド３３に装着された吸着ノズル３３ａは、適宜設定されたインターバル毎にノズル下端部に付着した汚損物を清掃除去するなどのメンテナンス作業動作を必要とする。そしてこのメンテナンス作業動作を実行するための「動作所要時間」６３として、Ｘ分／１ノズルが規定されており、更に他にも作業動作を実行する必要がある項目が存在する場合の実行優先順位を示す「優先度」６４が規定されている。なお「優先度」６４は、ここに示す例では優先順位が高い順に、Ａ（優先度高）、Ｂ（優先度中）、Ｃ（優先度低）が付されている。すなわち、本実施の形態における補助動作データ５４におけるメンテナンスに関する動作は、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の吸着ノズル３３ａのメンテナンスである。

また「キャリブレーション」６６については、小項目６２として、「実装ヘッド」６６ａ、「テープフィーダ」６６ｂ、「移動ビーム熱補正」６６ｃが例示されている。「実装ヘッド」６６ａは、図３（ａ）に示す部品実装装置Ｍ５，Ｍ６において実装ヘッド３３を他種類のものと換装する場合に必要とされる項目、例えば吸着ノズル３３ａの下端部の吸着孔位置などを対象とするキャリブレーションである。この例では、吸着ノズル３３ａを下方から部品認識カメラで撮像した結果から実際の吸着ノズル３３ａの吸着孔の位置を検出し、正規位置からの位置ずれ量を求めて補正値とする。「動作所要時間」６３としてはＹ分／１ヘッドが規定されており、「優先度」６４は「Ａ」ランクとなっている。

「テープフィーダ」６６ｂは、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の部品供給部３１においてテープフィーダ３１ａを交換した場合など所定のタイミングにて実行される部品吸着位置のティーチングを内容とするキャリブレーションである。すなわち、カメラ３４をテープフィーダ３１ａの上方に移動させて部品取り出し位置を撮像することにより、部品吸着動作時に吸着ノズル３３ａを位置合わせすべき部品吸着位置を決定する。「動作所要時間」６３としてはＺ分／１フィーダが規定されており、優先度６４は「Ｂ」ランクとなっている。

「移動ビーム熱補正」６６ｃは、動作時間の経過によってヘッド駆動機構３２を構成する移動ビームの温度が上昇することに起因する、経時的な熱変形による位置誤差を補正することを内容とするキャリブレーションである。すなわち経時的な熱変形が生じると、実装制御部３６からの制御指令が指定する移動目標位置と、実装ヘッド３３、カメラ３４が実際に到達する実移動位置との間に位置誤差が生じる。「移動ビーム熱補正」６６ｃを目的とするキャリブレーションでは、基台などに設けられた固定基準点をカメラ３４によって撮像して認識した位置認識結果に基づいて熱誤差に相当する位置ずれ量を求め、この位置ずれ量に応じて制御指令置を補正する。「動作所要時間」６３としてはＭ分／１回が規定されており、優先度６４は「Ａ」ランクとなっている。

また「ウォームアップ」６７としては、小項目６２として部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の「空運転」６７ａが例示されている。「空運転」６７ａは、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の稼働に先立って、各機構部の動作を円滑にするために、実作業動作を伴わない空動作を予め定められた所定時間行わせるものである。「動作所要時間」６３として、Ｎ分（最低必要時間）が規定されており、「優先度」６４は「Ｃ」ランクとなっている。なお、上述の「動作所要時間」６３を規定するＸ、Ｙ、Ｚ、Ｍ、Ｎの数値は、経験値に基づいて適宜設定される。また図６に示す項目は例示であり、各装置における作業動作を正常に実行する上で有効な作業であれば、これら以外の作業項目を補助動作に含めてもよい。

次に、前述の実装基板製造ライン１ｂおよび実装基板製造ライン１ｂとネットワーク２を介して接続された管理装置３を備えた構成の実装基板製造システム１において実行される実装基板製造方法について、図７〜図１０を参照して説明する。なお図１０は、実装基板製造ライン１ｂによる実装基板の生産が開始される前の生産開始前作業を時系列的に示すものであり、リフロー装置Ｍ８を生産開始の状態とするためのリフロー準備作業と並行して実行される補助作業などとの関連を示している。ここに示す例では、リフロー準備作業はタイミングｔ１（リフロー準備開始タイミング）にて開始され、タイミングｔ２（リフロー準備完了タイミング）にて完了する。

まずリフロー準備作業と並行して補助作業を実行しない場合の生産開始前作業フローについて、図７、図１０を参照して説明する。まず生産開始前作業が開始されると（ＳＴ１）、算出部５５によって第１のデータ５２と第２のデータ５３に基づき、基板の生産開始時間を算出する（ＳＴ２）。ここではまず生産対象の基板４に対応したリフロー準備作業の所要時間Ｔ１（図５（ａ）に示す「準備所要時間」５２（１）ｂ参照）および当該基板の製造所要時間Ｔ３（図５（ｂ）に示す「製造所要時間」５３ｂ参照）が読み出される。次いで算出部５５は、図１０に示すタイミングｔ１の後、所要時間Ｔ１が経過したタイミングｔ２から、製造所要時間Ｔ３だけ遡及したタイミングｔ４を、生産開始時間（リフロー前基板生産開始タイミング）として算出する。

次いで、算出された生産開始時間（タイミングｔ４）にリフロー前基板製造ライン１ａを構成する装置の少なくとも一つに生産開始を指示する（ＳＴ３）。この生産開始の指示は、管理装置３の全体制御部５０の制御機能によって行われ、これにより生産開始前作業を終了する。すなわち、管理装置３は、前述構成の第１のデータ５２に基づき、望ましくは第１のデータ５２および第２のデータ５３に基づき、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する少なくとも一つの装置に、基板の生産の開始を指示する。すなわち、実装基板製造ライン１ｂにおけるリフロー装置Ｍ８よりも上流側の装置の少なくとも一つに基板の生産の開始を指示する。このとき管理装置３は、リフロー装置Ｍ８による作業実行の準備が完了するタイミングｔ２（リフロー準備完了タイミング）に合わせてリフロー前基板が製造されるように、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する少なくとも一つの装置に、基板の生産の開始を指示するようになっている。

次に、図８、図１０を参照して、補助作業を実行する場合の生産開始前作業フローについて説明する。まず生産開始前作業が開始されると（ＳＴ１１）、図７に示す例と同様に、算出部５５によって第１のデータ５２と第２のデータ５３に基づき基板の生産開始時間を算出する（ＳＴ１２）。次いで、基板の生産開始時間までの待ち時間と各補助動作に要する時間を比較する（ＳＴ１３）。ここで対象とするリフロー準備作業が、基板種類の切り替えに伴う機種切り替えのための準備作業（図５（ａ）に示す機種切り替え用データ５２（２）参照）を伴うか否かによって、待ち時間は異なったものとなる。図１０では、所要時間Ｔ２の準備作業を必要とする例を示している。なお機種切り替え用データ５２（２）参照）を伴わない場合には、所要時間Ｔ２は０となる。

図１０に示すように、基板の生産開始時間までの待ち時間（第１待ち時間ＴＷ１）は、（Ｔ１−Ｔ２−Ｔ３）の算式によって求められ、この第１待ち時間ＴＷ１と、図６に示す補助動作データ５４の「動作所要時間」６３とを比較する。そして第１待ち時間ＴＷ１の間に実行可能な補助動作があるか否かを判断する（ＳＴ１４）。ここで実行可能な補助動作がありと判断された場合には、所定の条件に従って実行可能な補助動作を選択し（ＳＴ１５）、実行可能な補助動作がないと判断された場合には（ＳＴ１７）に進む。そして図７における（ＳＴ３）と同様に、算出された生産開始時間（タイミングｔ４）にリフロー前基板製造ライン１ａを構成する装置の少なくとも一つに生産開始を指示する。

すなわち図８に示す例においても同様に、管理装置３はリフロー装置Ｍ８による作業実行の準備が完了するタイミングｔ２（リフロー準備完了タイミング）に合わせてリフロー前基板が製造されるように、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する少なくとも一つの装置に基板の生産の開始を指示する。すなわち、実装基板製造ライン１ｂにおけるリフロー装置Ｍ８よりも上流側の装置の少なくとも一つに基板の生産の開始を指示する。

ここで（ＳＴ１５）にて実行される補助動作選択処理フローについて、図９を参照して説明する。まず選択処理が開始されると（ＳＴ２１）、実行可能な補助動作の中で優先度の最も高いもの（第１補助動作）を実行対象の補助動作として選択する（ＳＴ２２）。次に、待ち時間（第１待ち時間ＴＷ１）から選択されている補助動作の実行に要する時間（所要時間Ｔ４）を差し引いて残りの待ち時間（第２待ち時間ＴＷ２（＝ＴＷ１−Ｔ４））を算出する（ＳＴ２３）。そして残りの待ち時間内（第２待ち時間ＴＷ２）に実行可能な補助動作があるか否かを判断する（ＳＴ２４）。例えばメンテナンスに関する動作、キャリブレーションに関する動作、装置による生産開始前のウォームアップ動作のうちの少なくともいずれか一つを、当該待ち時間内に実行可能か否かを判断する。ここで実行可能な補助動作がない場合には、処理を終了して図８に示すフローに戻る。

これに対し、（ＳＴ２４）にて実行可能な補助動作があると判断された場合には、残りの実行可能な補助動作の中で優先度の最も高いもの（第２補助動作）を実行対象の補助動作に追加して選択し（ＳＴ２５）、処理を終了して図８に示すフローに戻る。そして図８に戻ったならば、選択された実行可能な補助動作を実行する（ＳＴ１６）。すなわち、タイミングｔ３にて第１補助動作を開始し、第１補助動作の実行に必要な所要時間Ｔ４が経過して第１補助動作が完了したタイミングｔ５にて、第２補助動作を開始する。そして第１補助動作の実行に必要な所要時間Ｔ５が経過したタイミングｔ６にて第２補助動作が完了する。なおタイミングｔ６からタイミングｔ４までになお十分な待ち時間がある場合には、他の実行可能な補助動作を選択して順次実行する。そしてこの後生産開始時間であるタイミングｔ４に、リフロー前基板製造ライン１ａを構成する装置の少なくとも一つに生産開始を指示し（ＳＴ１７）、生産開始前作業フローを終了する。

上記説明したように、本実施の形態に示す管理装置および実装基板製造システムならびに実装基板製造方法では、少なくとも印刷装置Ｍ３と部品実装装置Ｍ５，Ｍ６とリフロー装置Ｍ８とを含む実装基板製造ライン１ｂとネットワーク２で管理装置３を接続した構成において、管理装置３によってリフロー装置Ｍ８による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関する第１のデータ５２に基づいて、望ましくは第１のデータおよび第２のデータ５３に基づいて、リフロー装置Ｍ８よりも上流側の装置の少なくとも一つに対して基板の生産の開始を指示するようにしたものである。これにより、リフロー装置Ｍ８における準備作業が完了するまでの間において他装置が生産を開始せずに待機することによる生産効率の低下を抑制することができる。

また管理装置３によって、リフロー装置Ｍ８による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関する第１のデータ５２に基づいて、望ましくは第１のデータおよび第２のデータ５３に基づいて、リフロー装置Ｍ８よりも上流側の装置の少なくとも一つに対して、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と装置による生産開始前のウオームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示するようにしたものである。これにより、リフロー装置における準備作業が完了するまでの間において他装置が生産を開始せずに待機することによる無駄時間の発生を抑制することができる。

本発明の管理装置および実装基板製造システムならびに実装基板製造方法は、リフロー装置における準備作業が完了するまでの間において他装置が生産を開始せずに待機することによる無駄時間の発生を抑制することができるという効果を有し、リフロー装置を含む実装基板製造ラインによって実装基板を製造する分野において有用である。

１ 実装基板製造システム
１ａ リフロー前基板製造ライン
１ｂ 実装基板製造ライン
２ ネットワーク
３ 管理装置
４ 基板
３１ａ テープフィーダ
３３ 実装ヘッド
３３ａ 吸着ノズル
Ｍ３ 印刷装置
Ｍ４，Ｍ７ 検査装置
Ｍ５，Ｍ６ 部品実装装置
Ｍ８ リフロー装置

Claims (15)

1. 少なくとも印刷装置と部品実装装置とリフロー装置とを含む、実装基板製造ラインとネットワークで接続された管理装置であって、
   前記管理装置は、前記リフロー装置による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関する第１のデータに基づいて前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と装置による生産開始前のウオームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示する、管理装置。
2. 前記管理装置は、前記第１のデータを記憶する記憶部をさらに備える、請求項１に記載の管理装置。
3. 前記メンテナンスに関する動作は、前記部品実装装置のノズルのメンテナンスである、請求項１に記載の管理装置。
4. 前記キャリブレーションに関する動作は、前記部品実装装置の熱補正に関するキャリブレーション、前記部品実装装置の吸着位置に関するキャリブレーション、前記部品実装装置のヘッドに関するキャリブレーションのうちの少なくとも一つである、請求項１に記載の管理装置。
5. 前記ウオームアップ動作は、前記部品実装装置の空運転動作である、請求項１に記載の管理装置。
6. 前記記憶部は、前記実装基板製造ラインでリフロー前基板を製造するのに要する時間に関する第２のデータを記憶しており、
   前記管理装置は、前記第１のデータと前記第２のデータとに基づき前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と装置による生産開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示する、請求項２に記載の管理装置。
7. 前記管理装置は、前記第１のデータと前記第２のデータとに基づいて、基板の生産を開始するまでの待ち時間を算出し、前記メンテナンスに関する動作と前記キャリブレーションに関する動作と前記装置の製造開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを、前記待ち時間内に実行可能か否かを判断する、請求項６に記載の管理装置。
8. 前記管理装置は、前記リフロー装置による作業実行の準備が完了するタイミングに合わせて前記リフロー前基板が製造されるように、前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに基板の生産の開始を指示する、請求項６又は７に記載の管理装置。
9. 少なくとも印刷装置と部品実装装置とリフロー装置とを含む実装基板製造ラインと、前記実装基板製造ラインとネットワークで接続された管理装置と、を備えた実装基板製造システムにおける実装基板製造方法であって、
   前記リフロー装置による作業実行の準備が完了するのに要する時間に関する第１のデータに基づいて前記管理装置が前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と装置による生産開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示する、実装基板製造方法。
10. 前記メンテナンスに関する動作は、前記部品実装装置のノズルのメンテナンスである、請求項９に記載の実装基板製造方法。
11. 前記キャリブレーションに関する動作は、前記部品実装装置の熱補正に関するキャリブレーション、前記部品実装装置の吸着位置に関するキャリブレーション、前記部品実装装置のヘッドに関するキャリブレーションのうちの少なくとも一つである、請求項９に記載の実装基板製造方法。
12. 前記ウォームアップ動作は、前記部品実装装置の空運転動作である、請求項９に記載の実装基板製造方法。
13. 前記実装基板製造ラインでリフロー前基板を製造するのに要する時間に関する第２のデータと前記第１のデータとに基づき前記管理装置が前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに、メンテナンスに関する動作とキャリブレーションに関する動作と前記装置による生産開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを指示する、請求項９に記載の実装基板製造方法。
14. 前記第１のデータと前記第２のデータに基づいて前記管理装置が基板の生産を開始するまでの待ち時間を算出し、前記メンテナンスに関する動作と前記キャリブレーションに関する動作と前記装置による生産開始前のウォームアップ動作とのうちの少なくともいずれか一つを、前記待ち時間内に実行可能か否かを判断する、請求項１３に記載の実装基板製造方法。
15. 前記リフロー装置による作業実行の準備が完了するタイミングに合わせて前記リフロー前基板が製造されるように、前記管理装置が前記実装基板製造ラインにおける前記リフロー装置よりも上流側の装置の少なくとも一つに基板の生産の開始を指示する、請求項１３又は１４に記載の実装基板製造方法。

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