CN102388687B - 电子元件安装系统和电子元件安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子元件安装系统和电子元件安装方法，可以减小设备占用的空间和设备成本，并可以确保高连接可靠性。电子元件安装系统(1)包括：焊料印刷设备(M1)、涂覆·检查设备(M2)、元件安装设备(M3)、连结材料供应·基板安装设备(M4)和回流设备(M5)，将电子元件安装在主基板(4)上，并将模块基板(5)连接到主基板。焊糊被印刷在主基板(4)上以安装电子元件，在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料被供应到主基板(4)的第一连接部，并使模块基板(5)的第二连接部在连结材料位于第二连接部与第一连接部之间的条件下落在第一连接部上。然后，将主基板(4)送入回流设备(M5)中，并由同一回流步骤加热，从而用焊料将电子元件连结在主基板(4)上，并用连结材料将模块基板(5)的第二连接部和主基板(4)的第一连接部连结在一起。

Description

电子元件安装系统和电子元件安装方法

技术领域

本发明涉及电子元件安装系统以及电子元件安装系统中的电子元件安装方法，该电子元件安装系统具有多个彼此串联连接的电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并在预先安装了电子元件的条件下连接第一基板和第二基板。

背景技术

一般地，应当具有小尺寸和高性能的诸如移动电话的电子设备采用如下构造：诸如CCD照相机或显示面板的每个功能模块通过膜状(filmlike)的柔性基板连接到设置在刚性基板上的主电子电路模块。到目前为止采用这样一种方法作为将设置在柔性基板中的端子连接到刚性基板的电路电极的方法，在该方法中，使用在热固性树脂中包含导电粒子的各向异性导电粘合剂在端子与电路电极之间提供电导通(例如，参见PTL 1)。在该专利文献的示例中，焊料颗粒用作导电粒子，柔性基板和刚性基板通过热固性树脂彼此连结，柔性基板的端子焊接到刚性基板的电路板以提供电导通。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本未审专利申请公开No.2008-140718

发明内容

技术问题

然而，在包括上述专利文献示例的现有技术中，因步骤构成的原因存在如下问题。即，在现有技术中，将电子元件安装在刚性基板上的元件安装步骤和将柔性基板连接到完成了元件安装的刚性基板的基板连接步骤作为单独的步骤单独地执行。出于这个原因，必须进一步提供多个安装线和堆叠安装有元件的作为中间产品的刚性基板并将刚性基板传送到基板连接用的安装线的设备，从而导致设备占用的空间和设备成本增加。在元件安装步骤中，回流结束之后的刚性基板堆叠起来，直到执行基板连接步骤，从而在堆叠期间出现刚性基板的吸湿。出于这个原因，在刚性基板和柔性基板的基板连接步骤中，湿气蒸发，从而孔隙容易产生于连接部中，导致连接可靠性变差。

因此，本发明的目的是提供能够减小设备占用空间和设备成本且能够确保高连接可靠性的电子元件安装系统和电子元件安装方法。

解决问题的手段

本发明提供了一种电子元件安装系统，其具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接。所述多个电子元件安装用装置包括：焊料印刷装置，将焊接(焊料连结，solder bonding)用的膏剂印刷在第一基板上；元件安装装置，将电子元件安装在印刷有膏剂的第一基板上；连结材料供应装置，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；基板安装装置，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上；和回流装置，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，以使电子元件焊接(solder-bond)到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

本发明还提供了一种电子元件安装系统，其具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接。所述多个电子元件安装用装置包括：焊料印刷装置，将焊接(焊料连结)用的膏剂印刷在第一基板上；连结材料供应装置，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到印刷有膏剂的第一基板的第一连接部；元件安装装置，将电子元件安装在印刷有膏剂的第一基板上；基板安装装置，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由焊接(焊料连结)材料落在第一连接部上；和回流装置，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，以使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

本发明还提供了一种电子元件安装系统，其具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接。所述多个电子元件安装用装置包括：焊料印刷装置，将焊接(焊料连结)用的膏剂印刷在第一基板上；连结材料供应装置，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；安装装置，将电子元件安装在印刷有膏剂且供应有连结材料的第一基板上，并将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上；和回流装置，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，以将电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

本发明还提供了一种电子元件安装方法，其将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接。该方法包括：焊料印刷步骤，将焊接(焊料连结)用的膏剂印刷在第一基板上；元件安装步骤，将电子元件安装在印刷有膏剂的第一基板上；连结材料供应步骤，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；基板安装步骤，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上；和回流步骤，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，以将电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

本发明还提供了一种电子元件安装方法，其将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接。该方法包括：焊料印刷步骤，将焊接(焊料连结)用的膏剂印刷在第一基板上；连结材料供应步骤，在印刷膏剂之后，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；元件安装步骤，将电子元件安装在供应有连结材料的第一基板上；基板安装步骤，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由焊接(焊料连结)材料落在第一连接部上；和回流步骤，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，以将电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

本发明还提供了一种电子元件安装方法，其将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接。该方法包括：焊料印刷步骤，将焊接(焊料连结)用的膏剂印刷在第一基板上；连结材料供应步骤，在印刷膏剂之后，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；安装步骤，将电子元件安装在印刷有焊接用的膏剂且供应有连结材料的第一基板上，并将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上；和回流步骤，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，以使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

本发明的有益效果

根据本发明，在将电子元件安装在第一基板上并使第一基板和第二基板彼此连接的电子元件安装方法中，焊接用的膏剂被印刷在第一基板上以安装电子元件。在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料被供应到设置在第一基板中的第一连接部，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在设置于第一基板中的第一连接部上。随后，安装了电子元件和第二基板的第一基板在同一回流步骤中被加热，从而将电子元件焊接到第一基板上，并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。因此，能够减小设备占用的空间和设备成本，并且能够在不堆叠第一基板的条件下立即将安装有电子元件的第一基板连接到第二基板，从而确保高的连接可靠性。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例1的电子元件安装系统的构造的平面图。

图2(a)和(b)是作为根据本发明实施例1的电子元件安装系统的安装对象的基板的说明图。

图3是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的焊料印刷装置的部分截面图。

图4是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的涂覆·检查装置的部分截面图。

图5是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的元件安装装置的部分截面图。

图6是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的连结材料供应·基板安装装置的部分截面图。

图7(a)和(b)是根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图8(a)和(b)是根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图9是根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图10(a)和(b)是根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图11是根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图12是示出根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的回流工序的加热分布曲线的示图。

图13(a)和(b)是根据本发明实施例1的电子元件安装方法中的基板支撑方法的说明图。

图14是示出根据本发明实施例2的电子元件安装系统的构造的平面图。

图15是构成根据本发明实施例2的电子元件安装系统的粘合剂涂覆·连结材料供应装置的部分截面图。

图16是构成根据本发明实施例2的电子元件安装系统的检查·基板安装装置的部分截面图。

图17是根据本发明实施例2的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图18(a)和(b)是根据本发明实施例2的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

图19是根据本发明实施例2的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

具体实施方式

(实施例1)

图1是示出根据本发明实施例1的电子元件安装系统的构造的平面图。图2是作为根据本发明实施例1的电子元件安装系统的安装对象的基板的说明图。图3是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的焊料印刷装置的部分截面图。图4是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的涂覆·检查装置的部分截面图。图5是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的元件安装装置的部分截面图。图6是构成根据本发明实施例1的电子元件安装系统的连结材料供应·基板安装装置的部分截面图。图7、8、9、10和11是根据本发明实施例1的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。图12是示出根据本发明实施例1的电子元件安装方法中的回流工序的加热分布曲线的示图。图13是根据本发明实施例1的电子元件安装方法中的基板支撑方法的说明图。

首先，参照图1描述电子元件安装系统1的构造。电子元件安装系统1具有彼此串联连接的作为多个电子元件安装用装置的焊料印刷装置M1、涂覆·检查装置M2、元件安装装置M3、连结材料供应·基板安装装置M4和回流装置M5。每个装置包括在基台2的中心部沿X方向(基板传送方向)布置的基板传送机构3，并且每个装置的基板传送机构3与相邻装置的基板传送机构3串联连接以形成垂直地穿过电子元件安装系统1的基板传送路径。要安装有电子元件的主基板4从上游侧(图1的左侧，参见箭头a)顺序地送入焊料印刷装置M1的基板传送机构3并沿X方向顺序地传送到电子元件安装系统1内。

接下来，参照图2描述作为电子元件安装系统1的操作对象的主基板4和模块基板5。图2(a)示出要安装有电子元件的主基板4(第一基板)。图2(b)所示的模块基板5(第二基板)连接到主基板4。主基板4和模块基板5构成诸如移动电话的小终端设备的电子电路，并在模块基板5连接到主基板4的状态下安装在壳体中。

主基板4由玻璃纤维环氧树脂(glass epoxy resin)制成。如图2(a)所示，位于一个边缘处且用于连接模块基板5的多个连接端子4b(第一连接部)形成在主基板4的安装表面4a中。在安装表面4a的中心部，形成有电极4c、4d和4e，电子元件的端子将连接到这些电极4c、4d和4e。形成在芯片型元件8的端部的端子8a和形成在带隆起元件9A和9B的下表面中的隆起9a分别焊接(solder-bond)到电极4c、4d和4e(参见图8和9)。图2(b)示出模块基板5。模块基板5具有如下构造：柔性基板5c预先连接到副基板5a，用于驱动器的电子元件5b预先安装在副基板5a中。在柔性基板5c的连接端部5d的下表面中，形成有柔性端子5e(第二连接部)，该柔性端子5e将连接到主基板4的连接端子4b。

接下来，描述每个装置的结构和功能。首先，参照图1和3描述焊料印刷装置M1。焊料印刷装置M1具有将作为焊接用膏剂的焊糊印刷在主基板4上的功能。如图3所示，基板传送机构3设置有能够上下移动的基板下支撑部18，并且，延伸至掩模框架15的掩模板16设置在基板传送机构3的上方。由基板传送机构3从上游侧传送来的主基板4，在主基板4的下表面由基板下支撑部18自下方支撑且主基板4进一步被夹紧构件17从两侧夹紧的状态下，与掩模板16的下表面接触。

在基台2的在X方向上的端部，Y轴工作台11沿Y方向布置。如果Y轴工作台11被驱动，则安装在Y轴工作台11上的X轴梁12在Y方向上往复运动。具有刮板构件14的刮板单元13安装在X轴梁12的下端部。如果刮板单元13被驱动，则刮板构件14上下移动，并且在刮板构件14向下移动的状态下，刮板构件14的下端部与掩模板16的上表面接触。焊糊6供应到掩模板16上，并且在刮板构件14进一步向下移动的状态下，Y轴工作台11被驱动以使刮板单元13在Y方向上移动(箭头b)。由此，焊糊6通过掩模板16中对应于电极4c、4d和4e设置的图案孔(未示出)印刷在设置于主基板4中的电极4c、4d和4e上(参见图7)。

接下来，参照图1和4描述涂覆·检查装置M2。涂覆·检查装置M2具有检查由焊料印刷装置M1印刷在主基板4上的焊糊6的印刷状态并将暂时固定元件用的粘合剂7涂覆在主基板4上的功能。如图4所示，基板传送机构3设置有能够上下移动的基板下支撑销19。由基板传送机构3从上游侧传送来的主基板4的下侧由基板下支撑销19自下方支撑。在基板传送机构3的上方设置有粘合剂涂覆单元20和检查单元22，粘合剂涂覆单元20能够通过第一X轴工作台12A在X方向上移动，检查单元22能够通过第二X轴工作台12B在X方向上移动。

在粘合剂涂覆单元20中，在下端部具有涂覆喷嘴21a的分配器21安装成能够上下移动。在分配器21向下移动且涂覆喷嘴21a接近主基板4的上表面的状态下，嵌入在分配器21中的喷出机构被致动，从而粘合剂7从涂覆喷嘴21a喷出并涂覆在主基板4上。检查单元22具有从下方对主基板4进行成像的功能，并通过识别处理部(未示出)对成像结果进行识别处理，以检查印刷在主基板4上的焊糊6的印刷状态或粘合剂7的涂覆状态。

在基台2的在X方向上的端部，Y轴工作台11沿Y方向布置，并且第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B单独地安装在Y轴工作台11上，从而能够在Y方向上移动。如果Y轴工作台11被驱动，则第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B在Y方向上单独地往复运动。第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B在Y方向上的移动和在X方向上的移动相组合，使得粘合剂涂覆单元20和检查单元22分别相对于定位在下方的主基板4在X方向和Y方向上移动。因此，粘合剂涂覆单元20可以将粘合剂7涂覆于主基板4的任意点，并且粘合剂涂覆单元20可以检查主基板4的任意位置处的焊糊6的印刷状态。换言之，涂覆·检查装置M2具有如下构造：将粘合剂7涂覆在主基板4上的涂覆装置M2A和检查印刷在主基板4上的焊糊6的印刷状态或粘合剂7的涂覆状态的检查装置M2B结合在单一装置中。

接下来，参照图1和5描述元件安装装置M3。元件安装装置M3具有将电子元件安装在印刷有焊糊6的主基板4上的功能。如图5所示，基板传送机构3设置有能够上下移动的基板下支撑销19。由基板传送机构3从上游侧传送来的主基板4的下表面由基板下支撑销19自下方支撑。第一元件供应部25A和第二元件供应部25B设置在基板传送机构3的两侧。

第一元件供应部25A具有并行布置的多个带馈送器26。带馈送器26通过嵌入的带馈送机构按节距馈送存储着较小的电子元件(例如，芯片型元件8)的载带，从而将电子元件供应到下述的第一安装头23A的元件提取位置。在第二元件供应部25B中，布置有元件托盘27，该元件托盘27存储着预定规则排列的较大的元件，例如具有形成在下表面中的隆起的带隆起元件9A和9B。下述的第二安装头23B接近元件托盘27的元件存储位置以从元件托盘27提取电子元件。

在基台2的在X方向上的端部，Y轴工作台11设置在Y方向上，第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B单独地安装在Y轴工作台11上，从而能够在Y方向上移动。在下端部分别包括第一吸嘴24A和第二吸嘴24B的第一安装头23A和第二安装头23B分别安装在第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B中。第一安装头23A通过第一吸嘴24A吸入并保持芯片型元件8，第二安装头23B通过第二吸嘴24B吸入并保持带隆起元件9A和带隆起元件9B。

如果Y轴工作台11被驱动，则第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B在Y方向上单独地往复运动。第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B在Y方向上的移动和在X方向上的移动相组合，使得第一安装头23A和第二安装头23B分别在第一元件供应部25A和第二元件供应部25B与定位在基板传送机构3中的主基板4之间自由地移动。这样，第一安装头23A将从第一元件供应部25A的带馈送器26提取的芯片型元件8安装在主基板4的任意安装位置(箭头c)。第二吸嘴24B将从第二元件供应部25B的元件托盘27提取的带隆起元件9A和9B安装在主基板4的任意安装位置(箭头d)。

接下来，参照图1和6描述连结材料供应·基板安装装置M4。连结材料供应·基板安装装置M4具有将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料10供应到设置在主基板4中的多个连接端子4b上的预定范围以将模块基板5安装在主基板4上的功能、以及将模块基板5安装在主基板4上以使模块基板5的连接端部5d经由连结材料10落在连接端子4b上的功能。换言之，连结材料供应·基板安装装置M4具有如下构造：将连结材料10供应到主基板4的连结材料供应装置M4A和将模块基板5安装在主基板4上的基板安装装置M4B结合在单一装置中。

在基台2的在X方向上的端部，Y轴工作台11设置在Y方向上，并且，第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B单独地安装在Y轴工作台11上，从而能够在Y方向上移动。如图6所示，在基板传送机构3的上方，连结材料涂覆单元30设置成能够通过第一X轴工作台12A在X方向上移动，安装头32设置成能够通过第二X轴工作台12B在X方向上移动。在连结材料涂覆单元30中，包括位于下端部的涂覆喷嘴31a的分配器31安装成能够上下移动。

在分配器31向下移动且涂覆喷嘴31a接近主基板4的上表面的状态下，嵌入在分配器31中的喷出机构被致动，使得连结材料10从涂覆喷嘴31a喷出并涂覆在主基板4上。连结材料10具有这样的组成：焊料颗粒包含在诸如环氧树脂的热固性树脂中，并且混合有具有去除产生在焊料颗粒或作为连结对象的连接端子4b的表面中的氧化膜的作用的活性组分。

安装头32在下端部包括具有特殊形状的吸附工具33，该吸附工具33构造成通过两个吸附部33a和33b吸附并保持图2(b)所示的模块基板5(参见图10(b))。在基板传送机构3的侧方，设置有基板供应部34，存储着规则排列的模块基板5的基板存储托盘35布置在基板供应部34中。安装头32接近基板供应部34，从而通过吸附工具33提取模块基板5。在图6中，为了方便起见，由吸附工具33保持的模块基板5的保持姿态围绕垂直轴线从实际的保持姿态旋转了90度。

如果Y轴工作台11被驱动，则第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B在Y方向上单独地往复运动。第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B在Y方向上的移动和在X方向上的移动相组合，使得连结材料涂覆单元30和安装头32分别相对于定位在下方的主基板4在X方向和Y方向上移动。因此，连结材料涂覆单元30通过涂覆将连结材料10供应到形成于主基板4的边缘部的安装表面4a上。

安装头32可以使从基板供应部34的基板存储托盘35提取的模块基板5的连接端部5d经由连结材料10落在主基板4的连接端子4b上(箭头e)。虽然在图6所示的示例中，采用由连结材料涂覆单元30涂覆连结材料10的方法作为将连结材料10供应到连接端子4b上的方法，但是可以采用将连结材料10预先模制成片状并将该片附接到连接端子4b上的方法。

接下来，参照图1描述回流装置M5。回流装置M5具有对安装有诸如芯片型元件8以及带隆起元件9A和9B的电子元件且进一步安装了模块基板5的主基板4进行加热以将电子元件焊接到主基板4上并使模块基板5的柔性端子5e和主基板4的连接端子4b通过连结材料10连结在一起的功能。在主基板4上，布置有包括加热器的加热炉28，并且，在加热炉28的内部，基板传送机构3设置成沿X方向垂直地穿过加热炉28。加热炉28包括温度控制机构。被送入加热炉28中的安装有元件的主基板4在被基板传送机构3向下游侧传送的同时根据预定的温度分布图被加热。

这样，供应到主基板4的电极4c、4d和4e上的焊糊6熔融并固化，从而芯片型元件8的端子8a或带隆起元件9A和9B的隆起9a分别焊接到电极4c、4d和4e。同时，连结材料10被加热，从而通过连结材料10中的焊料组分在模块基板5的柔性端子5e与主基板4的连接端子4b之间提供电导通。构成连结材料10的热固性树脂也进行热固化，从而连接端部5d固定到主基板4的安装表面4a。

按上述构造出的电子元件安装系统1是具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置、将电子元件安装在作为第一基板的主基板4上、并将主基板4和作为第二基板的模块基板5彼此连接的电子元件安装系统1。构成电子元件安装系统1的多个电子元件安装用装置包括：焊料印刷装置M1，将焊接用的焊糊6印刷在主基板4上；元件安装装置M3，将电子元件安装在印刷有焊糊6的主基板4上；连结材料供应装置M4A，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料10供应到设置在主基板4中的作为第一连接部的连接端子4b；基板安装装置M4B，将模块基板5安装在主基板4上，以使设置在模块基板5中的作为第二连接部的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上；和回流装置M5，对安装了电子元件和模块基板5的主基板4进行加热，以将电子元件焊接到主基板4上并使柔性端子5e和连接端子4b通过连结材料10连结在一起。

接下来，参照图7-11描述通过如上所述构造出的电子元件安装系统1将电子元件安装在作为第一基板的主基板4上并使主基板4和作为第二基板的模块基板5彼此连接的电子元件安装方法。首先，图7(a)示出被送入焊料印刷装置M1的基板传送机构3中的主基板4。即，主基板4的安装表面4a中形成有多个连接端子4b，这些连接端子4b位于一个边缘部并用于连接模块基板5，并且，在安装表面4a的中心部形成有电极4c、4d和4e，电子元件的端子将连接到这些电极4c、4d和4e。接下来，将主基板4送入焊料印刷装置M1中，并将焊接用的焊糊6印刷在主基板4上(焊料印刷步骤)。这样，如图7(b)所示，焊糊6以预定的厚度被供应到电极4c、4d和4e的上表面上。

接下来，将印刷有焊料的主基板4送入涂覆·检查装置M2中，并由粘合剂涂覆单元20涂覆粘合剂7。即，如图8(a)所示，分配器21相对于主基板4向下移动，涂覆喷嘴21a将暂时固定元件用的粘合剂7顺序地涂覆在为每个元件安装位置预先设定的多个涂覆点处。同时，在涂覆·检查装置M2中，检查单元22对主基板4进行成像，以检查焊料印刷状态。

随后，将主基板4送入元件安装装置M3中，并由第一安装头23A和第二安装头23B对印刷有焊糊6的主基板4执行元件安装操作以安装电子元件(元件安装步骤)。即，如图8(b)所示，芯片型元件8的端子8a向下移动并落在电极4c上(箭头f)，带隆起元件9A的隆起9a向下移动并落在电极4d上(箭头g)，带隆起元件9B的隆起9a向下移动并落在电极4e上(箭头h)。

随后，将安装有元件的主基板4送入连结材料供应·基板安装装置M4中。首先，连结材料供应装置M4A将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料10供应到作为连接至模块基板5的第一连接部的主基板4的连接端子4b(连结材料供应步骤)。即，如图9所示，将连结材料10涂覆在被送入的主基板4的连接端子4b上的预定范围。分配器31在连接端子4b的上方向下移动，然后，在从涂覆喷嘴31a喷出连结材料10的同时，分配器31在Y方向上移动，从而将连结材料10涂覆到连接端子4b上。

接下来，基板安装装置M4B将模块基板5安装在主基板4上，以使设置在模块基板5中的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上(基板安装步骤)。如图10(a)所示，首先，使用于从下方支撑模块基板5的副基板5a的保持夹具38在基板传送机构3中位于邻近主基板4的位置。接下来，由吸附工具33从基板供应部34提取模块基板5，然后如图10(b)所示，执行对准，以将模块基板5连接到主基板4。

吸附工具33包括两个分支的吸附部33a和33b，吸附部33a吸附并保持安装在副基板5a上的电子元件5b，吸附部33b吸附并保持从副基板5a延伸的柔性基板5c的连接端部。从而，能够以正确的姿态保持具有复杂形状且不容易由通常的方法稳定地保持的模块基板5。

关于主基板4和模块基板5的对准，将由吸附部33a吸附并保持的副基板5a放置在保持夹具38上，并使由吸附部33b吸附并保持的连接端部5d经由连结材料10落在连接端子4b上。由此，形成在连接端部5d的下表面中的柔性端子5e(图2)接近连接端子4b的表面。此时，优选的是，吸附工具33压靠在主基板4上，从而将连接端部5d推压在连接端子4b上。使用具有加热功能的吸附工具作为吸附工具33，从而对连结材料10中的焊料组分进行加热，由此提高连接端子4b或柔性端子5e的可润湿性。

随后，安装了电子元件和模块基板5的主基板4被送入回流装置M5中。如图11所示，对安装了诸如芯片型元件8以及带隆起元件9A和9B的电子元件和模块基板5的主基板4进行加热，以使电子元件焊接到主基板4上，并使模块基板5的柔性端子5e和主基板4的连接端子4b通过连结材料10连结在一起(回流步骤)。因此，芯片型元件8的端子8a焊接到电极4c，带隆起元件9A和9B的隆起9a分别焊接到电极4d和4e。

同时，连结材料10被加热，使得连结材料10中所含的焊料组分熔融，以在连接端子4b与柔性端子5e之间提供电导通，并且，构成连结材料10的热固性树脂热固化，以使连接端部5d固定到主基板4的安装表面4a。由此，柔性端子5e和连接端子4b通过连结材料10连结在一起。此时，由于混合在连结材料10中的活性组分的作用，在焊料颗粒或作为连结对象的连接端子4b的表面生成的氧化膜被去除，从而确保令人满意的焊料结合力。

图12示出回流步骤中的优选温度分布曲线的示例。首先，在主基板4和模块基板5在加热炉28的预备加热区中移动的预备加热时间t1，使主基板4和模块基板5中每个的温度保持在预先设定的预备加热温度T1(120℃至160℃)。通过该预备加热，执行主基板4的湿气解吸，以去除对连接质量有不利影响的湿气，从而使混合在连结材料10中的活性组分的活化作用显现出来，并促进焊料颗粒或作为连结对象的连接端子4b的表面中氧化膜的去除。

接下来，主基板4进一步在加热炉28中移动，并到达正式加热区，使得主基板4和模块基板5中每个的温度保持在预先设定的正式加热温度T2(230℃至260℃)。由于该正式加热，焊糊6或连结材料10中的焊料组分熔融，从而进行用于使电子元件连结到主基板4的相应电极的焊接(solderbonding)或用于提供连接端子4b与柔性端子5e之间的电导通的焊接。连结材料10中的热固性树脂进行热固化反应，从而完成连接端部5d到主基板4的固定。

虽然在实施例1中，作为通过基板传送机构3传送彼此连接成单一体之后的主基板4和模块基板5的支撑方法，如图11所示，已经描述了使用与主基板4分开地从下方保持模块基板5的副基板5a的保持夹具38的示例，但是对于支撑作为单一体的主基板4和模块基板5的构造，可以采用各种方法。

例如，在图13(a)所示的示例中，描述了使用容纳并保持作为单一体的主基板4和模块基板5的基板承载器39的示例。即，大致具有矩形块的形状的基板承载器39设置有成形为从上表面与主基板4和模块基板5接合的凹入部39a和39b。在主基板4和模块基板5分别与凹入部39a和39b接合的状态下，模块基板5的连接端部5d正确地位于主基板4的连接端子4b上。在连结材料供应·基板安装装置M4中，在安装了模块基板5之后，主基板4和模块基板5连同基板承载器39一起被传送，并且在该状态下，执行回流装置M5中的加热。

在图13(b)所示的示例中，描述了基板传送机构3在模块基板5与主基板4的上表面重叠的状态下传送主基板4的示例。即，使用放置夹具40作为用于保持模块基板5的夹具，该放置夹具40大致具有门型的截面，并且可以被放置在主基板4上以覆盖安装在主基板4上的带隆起元件9A或芯片型元件8的上表面。模块基板5在副基板5a位于放置在主基板4的上表面上以覆盖电子元件的放置夹具40的上表面上的状态下安装在主基板4上。在连接端子4b和连接端部5d的连接结束之后，移除放置夹具40。

(实施例2)

图14是示出根据本发明实施例2的电子元件安装系统的构造的平面图。图15是构成根据本发明实施例2的电子元件安装系统的粘合剂涂覆·连结材料供应装置的部分截面图。图16是构成根据本发明实施例2的电子元件安装系统的检查·基板安装装置的部分截面图。图17、18和19是根据本发明实施例2的电子元件安装系统中的电子元件安装方法的工序说明图。

在实施例1中，连结材料10的供应是在电子元件安装在主基板4上之后进行的，而在实施例2中，工序顺序改变，使得连结材料的供应在电子元件安装之前进行。在图14中，电子元件安装系统1A包括彼此串联连接的作为多个电子元件安装用装置的焊料印刷装置M1、粘合剂涂覆·连结材料供应装置M21、元件安装装置M3、检查·基板安装装置M41和回流装置M5。每个装置包括沿X方向(基板传送方向)布置在基台2的中心部的基板传送机构3，并且每个装置的基板传送机构3与相邻装置的基板传送机构3串联连接以形成垂直地穿过电子元件安装系统1A的基板传送路径。要安装有电子元件的主基板4从上游侧(图1的左侧，参见箭头a)送入焊料印刷装置M1的基板传送机构3并沿X方向顺序地传送到电子元件安装系统1A内。

在上述的构造中，焊料印刷装置M1、元件安装装置M3和回流装置M5与实施例1的电子元件安装系统1中的相同。粘合剂涂覆·连结材料供应装置M21具有如下构造：功能与电子元件安装系统1中的粘合剂涂覆装置M21A和连结材料供应装置M4A相同的粘合剂涂覆装置M21A和连结材料供应装置M21B结合在单一装置中。

参照图14和15描述粘合剂涂覆·连结材料供应装置M21。在基台2的在X方向上的端部，Y轴工作台11布置在Y方向上，并且，第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B单独地安装在Y轴工作台11上，从而能够在Y方向上移动。在基板传送机构3的上方，设置了粘合剂涂覆单元20和连结材料涂覆单元30，粘合剂涂覆单元20能够通过第一X轴工作台12A在X方向上移动，连结材料涂覆单元30能够通过第二X轴工作台12B在X方向上移动。在粘合剂涂覆单元20中，在下端部具有涂覆喷嘴21a的分配器21安装成能够上下移动。在连结材料涂覆单元30中，在下端部具有涂覆喷嘴31a的分配器31安装成能够上下移动。

在分配器21向下移动且涂覆喷嘴21a接近主基板4的上表面的状态下，嵌入在分配器21中的喷出机构被致动，使得暂时固定元件用的粘合剂7从涂覆喷嘴21a喷出并涂覆在主基板4上。在分配器31向下移动且涂覆喷嘴31a接近主基板4的上表面的状态下，嵌入在分配器31中的喷出机构被致动，使得连结材料10从涂覆喷嘴31a喷出并涂覆在主基板4上。

接下来，参照图14和16描述检查·基板安装装置M41。检查·基板安装装置M41具有如下构造：对安装有元件的主基板4进行检查的检查装置M41A和将模块基板5安装在主基板4上的基板安装装置M41B结合在单一装置中。基板安装装置M41B具有与实施例1中描述的电子元件安装系统1的连结材料供应·基板安装装置M4中的基板安装装置M4B相同的功能。

在基台2的在X方向上的端部，Y轴工作台11布置在Y方向上，并且，第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B单独地安装在Y轴工作台11上，从而能够在Y方向上移动。在第一X轴工作台12A和第二X轴工作台12B中，检查单元41和安装头32安装成能够在X方向上移动。检查单元41具有从下方对主基板4进行成像的功能，并通过识别处理部(未示出)对成像结果进行识别处理，以检查安装在主基板4中的电子元件的安装状态。

基板安装装置M41B包括与实施例1中的基板安装装置M4B相同的安装头32。安装头32接近基板供应部34，以通过吸附工具33提取模块基板5。在图16中，与图6中一样，为了方便起见，由吸附工具33保持的模块基板5的保持姿态围绕垂直轴线从实际的保持姿态旋转了90度。

按照上述构造出的电子元件安装系统1A是具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置、将电子元件安装在作为第一基板的主基板4上、并将主基板4和作为第二基板的模块基板5连接起来的电子元件安装系统。构成电子元件安装系统1A的多个电子元件安装用装置包括：焊料印刷装置M1，将焊接用的焊糊6印刷在主基板4上；连结材料供应装置M21B，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料10供应到设置在印刷有焊糊6的主基板4中的作为第一连接部的连接端子4b；元件安装装置M3，将电子元件安装在印刷有焊糊6的主基板4上；基板安装装置M41B，将模块基板5安装在主基板4上，以使设置在模块基板5中的作为第二连接部的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上；和回流装置M5，对安装了电子元件和模块基板5的主基板4进行加热，以使电子元件焊接到主基板4上，并使柔性端子5e和连接端子4b通过连结材料10连结在一起。

接下来，描述通过电子元件安装系统1A将电子元件安装在作为第一基板的主基板4上并使主基板4和作为第二基板的模块基板5彼此连接的电子元件安装方法。在对主基板4执行了实施例1中的图7所示的焊料印刷步骤之后，如图17所示，将主基板4送入粘合剂涂覆·连结材料供应装置M21中。由此，对主基板4执行：由粘合剂涂覆单元20的分配器21涂覆暂时固定元件用的粘合剂7、以及由连结材料涂覆单元30的分配器31供应基板连结用的连结材料10。

随后，顺序地进行元件安装和基板安装。即，将经受了粘合剂7的涂覆和连结材料10的供应的主基板4送入元件安装装置M3中，并将芯片型元件8以及带隆起元件9A和9B安装在主基板4上(元件安装步骤)。即，如图18(a)所示，芯片型元件8的端子8a向下移动并落在电极4c上(箭头j)，带隆起元件9A的隆起9a向下移动并落在电极4d上(箭头k)，带隆起元件9B的隆起9a向下移动并落在电极4e上(箭头l)。接下来，将主基板4送入检查·基板安装装置M41，并且如图18(b)所示，通过基板安装装置M41B将模块基板5安装在主基板4上。即，安装头32的吸附工具33保持着模块基板5，并使副基板5a放置在预先放置于基板传送机构3上的保持夹具38上，以使设置在模块基板5中的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上(基板安装步骤)。

接下来，将连接了模块基板5的主基板4送入回流装置M5，并且与实施例1的图11中一样，安装了诸如芯片型元件8以及带隆起元件9A和9B的电子元件和模块基板5的主基板4被加热，以使电子元件焊接到主基板4上，并使模块基板5的柔性端子5e和主基板4的连接端子4b经由连结材料10连结在一起(回流步骤)。因此，芯片型元件8的端子8a焊接到电极4c，带隆起元件9A和9B的隆起9a分别焊接到电极4d和4e。

同时，连结材料10被加热，使得连结材料10中的焊料组分熔融，以提供连接端子4b与柔性端子5e之间的电导通，并且，构成连结材料10的热固性树脂热固化，以将连接端部5d固定到主基板4的安装表面4a。由此，柔性端子5e和连接端子4b通过连结材料10连结在一起。

虽然在上述实施例中已经描述了这样的示例，即，元件安装装置M3和检查·基板安装装置M41单独地布置在电子元件安装系统1A中，首先由元件安装装置M3执行元件安装步骤，然后由检查·基板安装装置M41中的基板安装装置M41B执行基板安装步骤，但是，元件安装装置M3和基板安装装置M41B的功能可以结合在单一装置中，作为设备构成。例如，当安装在主基板4上的电子元件的数量少、且在安装功能方面存在空间时，可以由单一安装装置在同一步骤中对主基板4执行电子元件的安装和模块基板5的安装。即，在该情况下，电子元件安装系统1A包括将电子元件安装在印刷有焊糊6且供应有连结材料10的主基板4上并将模块基板5安装在主基板4上以使设置在模块基板5中的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上的安装装置。

由于该设备构成，在同一安装步骤中对图17所示的经受了暂时固定元件用的粘合剂7的涂覆和主基板4的基板连结用的连结材料10的供应的主基板4执行电子元件的安装和模块基板5的安装。即，将主基板4送入结合了元件安装装置M3和基板安装装置M41B的功能的安装装置中。如图19所示，芯片型元件8的端子8a向下移动并落在电极4c上(箭头n)，带隆起元件9A的隆起9a向下移动并落在电极4d上(箭头o)，带隆起元件9B的隆起9a向下移动并落在电极4e上(箭头p)，并且模块基板5安装在主基板4上，以使设置在模块基板5中的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上(箭头m)(安装步骤)。

如上所述，在实施例1和实施例2描述的电子元件安装系统中，执行将电子元件安装在作为第一基板的主基板4上并使主基板4和作为第二基板的模块基板5彼此连接的电子元件安装方法。在该电子元件安装方法中，首先将焊糊6印刷在主基板4上以安装电子元件，并将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料10供应到设置在主基板4中的作为第一连接部的连接端子4b，以使设置在模块基板5中的作为第二连接部的柔性端子5e经由连结材料10落在连接端子4b上。随后，在同一回流步骤中对安装了电子元件和主基板4的主基板4进行加热，以使电子元件焊接到主基板4上，并使柔性端子5e和连接端子4b通过连结材料10连结在一起。

因此，与具有现有技术的构造的生产线(其中，将电子元件安装在主基板4上的元件安装线和将安装有电子元件的主基板4连接到模块基板5的基板连接线彼此分离)相比，可以减小设备占用空间和设备成本。对于安装了电子元件和模块基板5的主基板4，在同一回流步骤中完成电子元件的焊接和柔性端子5e与连接端子4b的连结，从而消除了现有技术的方法中的下述问题。

即，当元件安装线和基板连接线彼此分离时，安装有元件的主基板4堆叠起来，直到主基板4被传送至基板连接线，从而在堆叠期间，主基板4不可避免地会吸湿并含有湿气。在基板连接步骤中，湿气蒸发，导致在连接部中产生孔隙的问题。相反，在该实施例中，由于主基板4和模块基板5的连接与电子元件的焊接在同一回流步骤中执行，因此消除了现有技术方法中的问题，从而确保高连接可靠性。

虽然已经参照具体实施例详细描述了本发明，但是本领域技术人员明白，在不偏离本发明的精神和范围的条件下可以做各种改变或变型。

本申请基于2009年4月7日提交的日本专利申请No.2009-092617，这里将其公开内容引入作为参考。

工业实用性

本发明的电子元件安装系统和电子元件安装方法具有确保高连接可靠性的优点，并且在具有多个彼此串联连接的电子元件安装用装置、将电子元件安装在第一基板上并将第一基板和第二基板彼此连接的电子元件安装系统中是有用的。

附图标记列表

1，1A：电子元件安装系统

3：基板传送机构

4：主基板(第一基板)

4b：连接端子(第一连接部)

5：模块基板(第二基板)

5a：副基板

5c：柔性基板

5e：柔性端子(第二连接部)

6：焊糊(膏剂)

8：芯片型元件(电子元件)

9A，9B：带隆起元件(电子元件)

10：连结材料

30：连结材料涂覆单元

32：安装头

M1：焊料印刷装置

M2：涂覆·检查装置

M2A：连结材料供应装置

M3：元件安装装置

M4：连结材料供应·基板安装装置

M4A：连结材料供应装置

M4B：基板安装装置

M5：回流装置

M21：粘合剂涂覆和连结材料供应装置

M21A：粘合剂涂覆装置

M21B：连结材料供应装置

M41：检查·基板安装装置

M41B：基板安装装置

Claims (6)

1.一种电子元件安装系统，具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接，

其中，所述多个电子元件安装用装置包括：

焊料印刷装置，将焊接用的膏剂印刷在第一基板上，

元件安装装置，将电子元件安装在印刷有膏剂的第一基板上，

连结材料供应装置，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部，

基板安装装置，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上，和

回流装置，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，使得连结材料中所包含的焊料颗粒熔融并且构成连结材料的热固性树脂热固化，从而使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

2.一种电子元件安装系统，具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接，

其中，所述多个电子元件安装用装置包括：

焊料印刷装置，将焊接用的膏剂印刷在第一基板上，

连结材料供应装置，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到印刷有膏剂的第一基板的第一连接部，

元件安装装置，将电子元件安装在印刷有膏剂的第一基板上，

基板安装装置，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由焊接材料落在第一连接部上，和

回流装置，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，使得连结材料中所包含的焊料颗粒熔融并且构成连结材料的热固性树脂热固化，从而使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

3.一种电子元件安装系统，具有彼此串联连接的多个电子元件安装用装置，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接，

其中，所述多个电子元件安装用装置包括：

焊料印刷装置，将焊接用的膏剂印刷在第一基板上，

连结材料供应装置，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部，

安装装置，将电子元件安装在印刷有膏剂且供应有连结材料的第一基板上，并将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上，和

回流装置，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，使得连结材料中所包含的焊料颗粒熔融并且构成连结材料的热固性树脂热固化，从而使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

4.一种电子元件安装方法，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接，该方法包括：

焊料印刷步骤，将焊接用的膏剂印刷在第一基板上；

元件安装步骤，将电子元件安装在印刷有膏剂的第一基板上；

连结材料供应步骤，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；

基板安装步骤，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上，和

回流步骤，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，使得连结材料中所包含的焊料颗粒熔融并且构成连结材料的热固性树脂热固化，从而使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

5.一种电子元件安装方法，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接，该方法包括：

焊料印刷步骤，将焊接用的膏剂印刷在第一基板上；

连结材料供应步骤，在印刷膏剂之后，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；

元件安装步骤，将电子元件安装在供应有连结材料的第一基板上；

基板安装步骤，将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由焊接材料落在第一连接部上，和

回流步骤，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，使得连结材料中所包含的焊料颗粒熔融并且构成连结材料的热固性树脂热固化，从而使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。

6.一种电子元件安装方法，将电子元件安装在第一基板上，并使第一基板和第二基板彼此连接，该方法包括：

焊料印刷步骤，将焊接用的膏剂印刷在第一基板上；

连结材料供应步骤，在印刷膏剂之后，将在热固性树脂中包含焊料颗粒的连结材料供应到设置在第一基板中的第一连接部；

安装步骤，将电子元件安装在印刷有焊接用的膏剂且供应有连结材料的第一基板上，并将第二基板安装在第一基板上，以使设置在第二基板中的第二连接部经由连结材料落在第一连接部上；和

回流步骤，对安装了电子元件和第二基板的第一基板进行加热，使得连结材料中所包含的焊料颗粒熔融并且构成连结材料的热固性树脂热固化，从而使电子元件焊接到第一基板上并使第二连接部和第一连接部通过连结材料连结在一起。