CN113940152B - 容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供能够设定适当的检查容许值的容许值设定系统(2)、基板检查机(33)、容许值设定方法、基板检查方法。将电子元件(91)相对于基板(9)的元件搭载面的标准的搭载位置设为标准位置(A)。将电子元件(91)的实际的搭载位置相对于标准位置(A)的、元件搭载面的面方向上的偏差设为面方向偏差(BX、BY)。将电子元件(91)的实际的搭载位置相对于标准位置(A)的、元件搭载面内的旋转方向上的偏差设为角度偏差(Bθ)。容许值设定系统(2)根据角度偏差(Bθ)，设定多个在回流焊前的基板检查中评价面方向偏差(BX、BY)的面方向检查容许值(CX、CY)。

Description

容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法

技术领域

本公开涉及设定回流焊前的基板检查所使用的检查容许值的容许值设定系统及容许值设定方法、使用该检查容许值来检查基板的基板检查机及基板检查方法。

背景技术

如专利文献1所示，在基板的生产线中配置有电子元件安装机、回流焊前基板外观检查机及回流焊炉。电子元件安装机在基板的元件搭载面的预定的搭载坐标处搭载电子元件。回流焊前基板外观检查机使用预定的检查容许值，检查电子元件相对于标准位置(标准的搭载位置)的位置偏差。

电子元件安装机基于预定的搭载基准，决定电子元件的搭载坐标。在存在焊料相对于基板的焊盘(land：焊盘)的印刷偏差的情况下，在回流焊时，有时产生因熔融焊料的表面张力而电子元件向焊盘的中心移动的现象(自对准)。在将自对准效果较大的电子元件(例如，自重较轻的电子元件)向基板搭载的情况下，电子元件安装机以印刷在基板上的焊料为搭载基准，决定电子元件的搭载坐标。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2014/080502A1号小册子

发明内容

发明所要解决的课题

然而，基于自对准的电子元件的移动量(自对准量)并非仅根据电子元件固有的特性(例如电子元件的自重)来决定。自对准量根据电子元件的角度偏差(基板的元件搭载面内的电子元件的旋转方向上的偏差)的程度而不同。但是，回流焊前基板外观检查机的检查容许值是按照电子元件的各种类来设定的。在该检查容许值中并没有考虑到角度偏差对自对准量造成的影响。因此，难以设定适当的检查容许值。因此，本公开的目的在于提供一种能够设定适当的检查容许值的容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法。

用于解决课题的技术方案

在本公开的容许值设定系统中，将电子元件相对于基板的元件搭载面的标准的搭载位置设为标准位置，将上述电子元件的实际的上述搭载位置相对于上述标准位置的、上述元件搭载面的面方向上的偏差设为面方向偏差，将上述电子元件的实际的上述搭载位置相对于上述标准位置的、上述元件搭载面内的旋转方向上的偏差设为角度偏差，根据上述角度偏差，设定多个在回流焊前的基板检查中评价上述面方向偏差的面方向检查容许值。

在本公开的基板检查机中，取得搭载于回流焊前的上述基板的上述电子元件的上述面方向偏差和上述角度偏差，比较所取得的上述面方向偏差与由上述容许值设定系统设定的多个上述面方向检查容许值，并进行合格与否判定。

在本公开的容许值设定方法中，将电子元件相对于基板的元件搭载面的标准的搭载位置设为标准位置，将上述电子元件的实际的上述搭载位置相对于上述标准位置的、上述元件搭载面的面方向上的偏差设为面方向偏差，将上述电子元件的实际的上述搭载位置相对于上述标准位置的、上述元件搭载面内的旋转方向上的偏差设为角度偏差，根据上述角度偏差，设定多个在回流焊前的基板检查中评价上述面方向偏差的面方向检查容许值。

本公开的基板检查方法具有如下的步骤：偏差取得步骤，取得搭载于回流焊前的上述基板的上述电子元件的上述面方向偏差和上述角度偏差；及判定步骤，比较所取得的上述面方向偏差与通过上述容许值设定方法设定的多个上述面方向检查容许值，并进行合格与否判定。

发明效果

根据本公开的容许值设定系统、容许值设定方法，能够根据角度偏差来设定多个面方向检查容许值。因此，能够设定考虑了角度偏差对电子元件的自对准量造成的影响的、适当的面方向检查容许值。另外，根据本公开的基板检查机、基板检查方法，能够使用与角度偏差对应的适当的面方向检查容许值来检查基板。因此，能够提高检查精度。

附图说明

图1是生产系统的示意图。

图2是回流焊前的基板的局部俯视图。

图3是检查容许值数据的表格形式的示意图。

图4是检查容许值数据的图表形式的示意图。

图5是基板检查方法的流程图。

具体实施方式

以下，对本公开的容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法的实施方式进行说明。

(生产系统)

首先，对本实施方式的生产系统的结构进行说明。在图1中示出生产系统的示意图。如图1所示，生产系统1具备管理计算机2和生产线3。管理计算机2包含在本公开的“容许值设定系统”的概念中。

管理计算机2具备控制装置20。控制装置20具备运算部(例如CPU等)200和存储部(例如ROM、RAM等)201。在存储部201中存储有基板关联数据(例如，与基板的种类、尺寸相关的数据、与基板的焊盘的位置相关的数据、与电子元件的种类、尺寸、搭载位置相关的数据、与多个电子元件的安装顺序相关的数据、与电子元件的端子位置相关的数据、回流焊前的基板检查时所使用的检查容许值数据等)。关于基板关联数据中的检查容许值数据，在后面叙述。

生产线3具备：焊料印刷机30、焊料印刷检查机31、多个电子元件安装机32、回流焊前基板外观检查机33、回流焊炉34及回流焊后基板外观检查机35。回流焊前基板外观检查机33包含在本公开的“基板检查机”的概念中。

管理计算机2与构成生产线3的各装置(焊料印刷机30、焊料印刷检查机31、多个电子元件安装机32、回流焊前基板外观检查机33、回流焊炉34及回流焊后基板外观检查机35)电连接。管理计算机2与上述各装置能够进行双向通信。上述各装置在基板输送方向上排列。基板被从上游侧(焊料印刷机30侧)向下游侧(回流焊后基板外观检查机35侧)输送。

回流焊前基板外观检查机33具备：控制装置330、图像处理装置331及拍摄装置(例如CCD相机、CMOS相机等)332。控制装置330具备运算部330a和存储部330b。拍摄装置332对回流焊前的基板的上表面(元件搭载面)进行拍摄，取得图像数据。图像处理装置331对该图像数据实施预定的图像处理。运算部330a基于该图像数据，检查电子元件的搭载状态。

(容许值设定方法)

接着，对本实施方式的容许值设定方法进行说明。在回流焊前基板外观检查机33中，在以下的容许值设定方法中设定的检查容许值在检查电子元件的搭载位置的位置偏差时被使用。容许值设定方法在管理计算机2中被执行。在图2中示出回流焊前的基板的局部俯视图。另外，为了便于说明，对焊料92施加了阴影线。如图2所示，将电子元件91相对于基板9的上表面(元件搭载面)的焊盘90的标准的搭载位置设为标准位置A，将电子元件91的实际的搭载位置相对于标准位置A的、水平方向(基板9的上表面的面方向)上的偏差设为X方向偏差BX及Y方向偏差BY，将电子元件91的实际的搭载位置相对于标准位置A的、基板9的上表面内的θ方向(旋转方向)上的偏差设为角度偏差Bθ。X方向偏差BX、Y方向偏差BY包含在本公开的“面方向偏差”的概念中。

图1所示的电子元件安装机32以焊料92为搭载基准，将电子元件91搭载于基板9的上表面。在图2所示的基板9通过图1所示的回流焊焊炉34时，通过图2中箭头D所示的自对准效果，电子元件91向标准位置A移动。X方向偏差BX、Y方向偏差BY、角度偏差Bθ被修正。

在图3中示出检查容许值数据的表格形式的示意图。在图4中示出该检查容许值数据的图表形式的示意图。图1所示的管理计算机2在存储部201中存储图3所示的检查容许值数据。检查容许值数据针对以焊料92为搭载基准而搭载的多个电子元件91单独地设定的。检查容许值数据具备多个(i＝1～3)容许值组(角度检查容许值Cθ、X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY的组)。X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY包含在本公开的“面方向检查容许值”的概念中。

图2所示的电子元件91的角度偏差Bθ越大，在回流焊时电子元件91越难以移动。因此，图2所示的电子元件91的角度偏差Bθ越大，X方向上的自对准量、Y方向上的自对准量越小。因此，如图4所示，以角度检查容许值Cθ越大则X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY越小，换言之，角度检查容许值Cθ越大则容许区域C越小的方式设定检查容许值数据。

(基板检查方法)

接着，对本实施方式的基板检查方法进行说明。另外，以下所示的是在图1所示的回流焊前基板外观检查机33中检查图2所示的电子元件91的搭载状态的情况。在图5中示出基板检查方法的流程图。另外，图5中的S(步骤)2对应于本公开的“偏差取得步骤”。图5中的S4～S10对应于本公开的“判定步骤”。

首先，回流焊前基板外观检查机33的运算部330a从图1所示的管理计算机2的存储部201取得成为检查对象的电子元件91的元件尺寸数据、检查容许值数据(参照图3)(图5中的S1)。接着，运算部330a驱动拍摄装置332，对基板9上的电子元件91的标准位置A附近进行拍摄，取得图像数据。图像处理装置331对该图像数据实施预定的图像处理。运算部330a基于该图像数据，对电子元件91的实际的搭载位置进行计测(图5中的S2)。运算部330a例如识别电子元件91的四角的XY坐标，确定电子元件91的轮廓。运算部330a基于电子元件的轮廓，对电子元件91的X方向偏差BX、Y方向偏差BY、角度偏差Bθ进行计测。运算部330a计数为i＝1(图5中的S3)，比较电子元件91的实际的角度偏差Bθ与图3中的i＝1的角度检查容许值Cθ(0°以上且小于1°)(图5中的S4)。

在图5中的S4中的比较结果为角度偏差Bθ小于角度检查容许值Cθ的情况下(Cθ＞Bθ的情况下、角度偏差Bθ处于角度检查容许值Cθ的范围内的情况下)，运算部330a比较电子元件91的实际的X方向偏差BX与图3中的i＝1的X方向检查容许值CX(200μm以内)。并且，比较电子元件91的实际的Y方向偏差BY与图3中的i＝1的Y方向检查容许值CY(100μm以内)(图5中的S5)。

在图5中的S5中，在X方向偏差BX小于X方向检查容许值CX且Y方向偏差BY小于Y方向检查容许值CY的情况下(CX＞BX且CY＞BY)，运算部330a对于电子元件91作出合格判定(图5中的S6)。然后，运算部330a将该判定结果发送给管理计算机2(图5中的S7)。在图5中的S5中，在X方向偏差BX为X方向检查容许值CX以上的情况下且/或Y方向偏差BY为Y方向检查容许值CY以上等的情况下(CX≤BX且/或CY≤BY)，运算部330a对于电子元件91作出不合格判定(图5中的S9)。

另外，图2所示的电子元件91虽然X方向偏差BX小于X方向检查容许值CX(CX＞BX)，但是Y方向偏差BY超过了Y方向检查容许值CY(CY＜BY)，因此运算部330a作出不合格判定(图5中的S9)。

在图5中的S4中的比较结果是角度偏差Bθ为角度检查容许值Cθ以上的情况下(Cθ≤Bθ的情况下、角度偏差Bθ处于角度检查容许值Cθ的范围外的情况下)，运算部330a计数为i＝2(图5中的S8、S10)，比较角度偏差Bθ与图3中的i＝2的角度检查容许值Cθ(1°以上且小于5°)(图5中的S4)。之后的处理如上所述。

在i＝2的情况下的图5的S4中的比较结果是角度偏差Bθ为角度检查容许值Cθ以上的情况下(Cθ≤Bθ的情况下、角度偏差Bθ处于角度检查容许值Cθ的范围外的情况下)，运算部330a计数为i＝3(图5中的S8、S10)，比较角度偏差Bθ与图3中的i＝3的角度检查容许值Cθ(5°以上且小于10°)(图5的S4)。之后的处理如上所述。

在i＝3的情况下的图5的S4中的比较结果是角度偏差Bθ为角度检查容许值Cθ以上的情况下(Cθ≤Bθ的情况下、角度偏差Bθ处于角度检查容许值Cθ的范围外的情况下)，运算部330a对于电子元件91作出不合格判定(图5中的S8、S9)。

这样，在本实施方式的基板检查方法中，对于电子元件91，从i＝1起依次应用i＝1～3的容许值组。对基板9的其他电子元件91也相同地执行检查。在运算部330a对基板9的全部电子元件91作出了合格判定的情况下，基板9被搬运到图1所示的回流焊炉34。

(作用效果)

接着，对本实施方式的管理计算机2、回流焊前基板外观检查机33、容许值设定方法、基板检查方法的作用效果进行说明。如图3所示，根据本实施方式的管理计算机2、容许值设定方法，能够根据角度偏差(角度检查容许值Cθ)而设定多个容许区域C(X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY)。因此，能够设定考虑了角度偏差对图2所示的电子元件91的自对准量造成的影响的、适当的容许区域C。另外，根据本实施方式的回流焊前基板外观检查机33、基板检查方法，能够使用与角度偏差对应的适当的多个容许区域C来检查基板9。因此，能够提高检查精度。

如图3所示，检查容许值数据具备多个(i＝1～3)容许值组(角度检查容许值Cθ、X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY的组)。以角度检查容许值Cθ(图2所示的电子元件91的角度偏差Bθ)越大则X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY越小的方式设定检查容许值数据。因此，能够应对随着电子元件91的角度偏差Bθ变大而自对准量变小这样的现象。

(其他)

以上，对本公开的容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法的实施方式进行了说明。但是，实施方式不特别限定于上述方式。也能够以本领域技术人员能够进行的各种变形方式、改良方式来实施。

容许值设定系统可以配置在生产线3内，也可以配置在生产线3外。也可以在多个生产线3中共用单一的容许值设定系统。容许值设定系统可以与基板检查机一体，也可以分体。也可以利用图1所示的回流焊前基板外观检查机33的控制装置330来执行本实施方式的容许值设定方法及基板检查方法。在该情况下，回流焊前基板外观检查机33包含在本公开的容许值设定系统及基板检查机的概念中。另外，也可以利用图1所示的焊料印刷机30、焊料印刷检查机31、多个电子元件安装机32、回流焊后基板外观检查机35中的至少一个所具备的控制装置来执行本实施方式的容许值设定方法。在该情况下，具备该控制装置的装置包含在本公开的容许值设定系统的概念中。

关于图3所示的检查容许值数据，容许值组的数量不作特别限定。组数为两个以上即可。在图4中如相关线(单点划线)L1～L3所示，也可以根据角度检查容许值Cθ、即角度偏差Bθ，使X方向检查容许值CX连续地变化。角度偏差Bθ与X方向检查容许值CX的相关线的形状不作特别限定。可以是直线状(L1)，也可以是凹状的曲线状(L2)，还可以是凸状的曲线状(L3)。关于Y方向检查容许值CY也是相同的。根据角度偏差Bθ而设定的多个面方向检查容许值只要是X方向检查容许值CX及Y方向检查容许值CY中的至少一方即可。例如，也可以仅设定多个X方向检查容许值CX，将Y方向检查容许值CY设为恒定值。当然，也可以相反。

也可以考虑电子元件91的尺寸公差地设定图2所示的X方向检查容许值CX、Y方向检查容许值CY。也可以从图5的S1所示的元件尺寸数据取得电子元件91的尺寸公差。图3所示的检查容许值数据、图5的S1所示的元件尺寸数据的存储场所例如也可以是管理计算机2的存储部201、构成生产线3的各装置(焊料印刷机30、焊料印刷检查机31、多个电子元件安装机32、回流焊前基板外观检查机33、回流焊炉34、回流焊后基板外观检查机35)的存储部等。检查容许值数据和元件尺寸数据也可以存储于不同的装置的存储部。

应用本公开的容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法的电子元件91的种类不作特别限定。自重较轻的电子元件91(例如，长度1mm以下且宽度0.5mm以下的电子元件)的自对准效果较大。因此，自重较轻的电子元件91以焊料92为搭载基准而搭载于基板9的上表面的情况较多。本公开的容许值设定系统、基板检查机、容许值设定方法、基板检查方法也可以应用于这样的自重较轻的电子元件91。基板检查机的种类不作特别限定。例如，也可以是使用激光进行基板检查的类型的基板检查机。

附图标记说明

1、生产系统；2、管理计算机(容许值设定系统)；3、生产线；9、基板；20、控制装置；30、焊料印刷机；31、焊料印刷检查机；32、电子元件安装机；33、回流焊前基板外观检查机(基板检查机)；34、回流焊炉；35、回流焊后基板外观检查机；90、焊盘；91、电子元件；92、焊料；200、运算部；201、存储部；330、控制装置；330a、运算部；330b、存储部；331、图像处理装置；332、拍摄装置；A、标准位置；Bθ、角度偏差；BX、X方向偏差(面方向偏差)；BY、Y方向偏差(面方向偏差)；C、容许区域；Cθ、角度检查容许值；CX、X方向检查容许值(面方向检查容许值)；CY、Y方向检查容许值(面方向检查容许值)。

Claims (5)

1.一种容许值设定系统，

将电子元件相对于基板的元件搭载面的标准的搭载位置设为标准位置，

将所述电子元件的实际的所述搭载位置相对于所述标准位置的、所述元件搭载面的面方向上的偏差设为面方向偏差，

将所述电子元件的实际的所述搭载位置相对于所述标准位置的、所述元件搭载面内的旋转方向上的偏差设为角度偏差，

根据所述角度偏差，设定多个在回流焊前的基板检查中评价所述面方向偏差的面方向检查容许值，

所述角度偏差越大，则所述面方向检查容许值越小。

2.根据权利要求1所述的容许值设定系统，其中，

所述电子元件以焊料相对于所述基板的所述元件搭载面的印刷位置为基准而搭载于所述基板。

3.一种基板检查机，

取得搭载于回流焊前的所述基板的所述电子元件的所述面方向偏差和所述角度偏差，

比较所取得的所述面方向偏差与由权利要求1或2所述的容许值设定系统设定的多个所述面方向检查容许值，并进行合格与否判定。

4.一种容许值设定方法，

将电子元件相对于基板的元件搭载面的标准的搭载位置设为标准位置，

将所述电子元件的实际的所述搭载位置相对于所述标准位置的、所述元件搭载面的面方向上的偏差设为面方向偏差，

将所述电子元件的实际的所述搭载位置相对于所述标准位置的、所述元件搭载面内的旋转方向上的偏差设为角度偏差，

根据所述角度偏差，设定多个在回流焊前的基板检查中评价所述面方向偏差的面方向检查容许值，且，所述角度偏差越大，则所述面方向检查容许值越小。

5.一种基板检查方法，具有如下的步骤：

偏差取得步骤，取得搭载于回流焊前的所述基板的所述电子元件的所述面方向偏差和所述角度偏差；及

判定步骤，比较所取得的所述面方向偏差与通过权利要求4所述的容许值设定方法设定的多个所述面方向检查容许值，并进行合格与否判定。

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