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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Montieren von elektronischen
Bauelementen, das elektronische Bauelemente auf einer Leiterplatte montiert,
eine Platzierungszustand-Prüfvorrichtung, die den Platzierungszustand
der elektronischen Bauelemente in dem System prüft, und
ein Verfahren zum Montieren von elektronischen Bauelementen.
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Stand der Technik
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Ein
System zum Montieren von elektronischen Bauelementen für
das Herstellen einer Leiterplatte mit darauf montierten elektronischen
Bauelementen wird durch eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Montieren
von elektronischen Bauelementen wie etwa eine Lotdruckvorrichtung,
eine Bauelementplatzierungsvorrichtung und eine Rückflussvorrichtung
gebildet, die alle miteinander verbunden sind. In einem derartigen
System zum Montieren von elektronischen Bauelementen ist eine Prüfvorrichtung
zwischen den Vorrichtungen angeordnet, um eine Qualitätskontrolle
mit hoher Zuverlässigkeit durchzuführen. Dabei
wird eine Funktion durchgeführt, mit der automatisch die
Eignung bestimmt wird. (Siehe zum Beispiel die Patentdokumente 1
und 2).
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In
dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Beispiel wird auf der
Basis einer praktischen Messung der Elektrodenposition für
die Verbindung der Bauelemente mittels eines Erkennungsprozesses
bestimmt, ob die Montagequalität der Bauelemente gut ist.
In einem in dem Patentdokument 2 beschriebenen Beispiel ist die
Druckprüfvorrichtung zwischen der Druckvorrichtung und
der Bauelementplatzierungsvorrichtung angeordnet und ist eine Platzierungszustand-Prüfvorrichtung
zwischen der Bauelementplatzierungsvorrichtung und einer Rückflussvorrichtung
angeordnet. Die Druckprüfungsvorrichtung führt
weiterhin eine präzise Qualitätskontrolle durch,
indem sie einen Druckpositionsfehler oder einen Platzierungspositionsfehler
in jedem Prozess durchführt. Wenn die Druckprüfungsvorrichtung
einen anormalen Zustand in den Betriebszuständen der Vorrichtungen
feststellt, werden Rückkopplungsinformationen für
eine Korrektur zu vorausgehenden Prozessen übertragen und
werden Vorkopplungsinformationen für eine Minimierung der
Auswirkungen zu folgenden Prozessen übertragen. Dadurch
wird eine präzise Qualitätskontrolle in dem Herstellungsprozess
für eine Leiterplatte mit montierten Bauelementen erzielt.
- [Patentdokument 1] JP-A-8-33826
- [Patentdokument 2] JP-A-2002-134899
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Beschreibung der Erfindung
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In
dem oben beschriebenen Beispiel aus dem Stand der Technik verwendet
die übergeordnete Qualitätskontrolle Prüfdaten,
die durch eine Prüfung zwischen jedem Prozess einer Bauelement-Montagelinie
erhalten werden. Zum Beispiel wird in einem Lotdruckprozess vor
dem Platzieren von Bauelementen eine Bauelementplatzierungsposition
in Übereinstimmung mit dem Wert eines Positionsfehlers
in einer Bauelementplatzierung eines folgenden Prozesses korrigiert,
wenn ein Lot in einem von der Elektrodenposition verschobenen Zustand
gedruckt wird. Dadurch können die Auswirkungen des Druckpositionsfehlers
minimiert werden. Die derart platzierten elektronischen Bauelemente
sind jedoch selbst gegenüber der Elektrode verschoben,
sodass in der folgenden Prüfung des Platzierungszustands
ein Positionsfehler bestimmt wird.
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Wie
weiter oben genannt, werden in dem bekannten System zum Montieren
von elektronischen Bauelementen die durch die Prüfung zwischen
jedem Prozess erhaltenen Prüfungsinformationen entsprechend
verwendet, wobei sich das Problem ergibt, dass keine Genauigkeitsverwaltung
der präzisen Montage erzielt wird.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System zum Montieren von
elektronischen Bauelementen, eine Platzierungszustand-Prüfvorrichtung
und ein Verfahren zum Montieren von elektronischen Bauelementen
anzugeben, die die Montagegenauigkeit präzise verwalten,
indem sie die aus jedem Prozess erhaltenen Prüfinformationen
präzise nutzen.
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Ein
System zum Montieren von elektronischen Bauelementen weist eine
Vielzahl von miteinander verbundenen Vorrichtungen zum Montieren von
elektronischen Bauelementen für die Herstellung einer Schaltung
durch das Löten von elektronischen Bauelementen auf einer
Leiterplatte auf. Das System umfasst eine Druckvorrichtung zum Drucken
von Lotpaste auf Elektroden, die auf der Leiterplatte ausgebildet
sind und mit denen die elektronischen Bauelemente verbunden werden,
und eine erste Prüfvorrichtung mit einer Lötpositions-Erfassungsfunktion zum
Erfassen einer Position der gedruckten Lotpaste und zum Ausgeben
des Erfassungsergebnisses als Lötpositionsdaten. Weiterhin
sind eine Bauelementplatzierungsvorrichtung, die die elektronischen
Bauelemente aus einer Bauelementzuführeinheit unter Verwendung
eines Montagekopfs aufgreift und die elektronischen Bauelemente
auf der mit der darauf gedruckten Lotpaste Leiterplatte platziert,
eine zweite Prüfvorrichtung mit einer Bauelementplatzierungspositions-Erfassungsfunktion
zum Erfassen der Positionen der elektronischen Bauelemente auf der
Leiterplatte mit der darauf gedruckten Lotpaste und zum Ausgeben
des Erfassungsergebnisses als Bauelementplatzierungspositionsdaten
sowie eine Lötvorrichtung zum Löten der platzierten
elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte durch Erhitzen und Schmelzen
der Lotpaste enthalten. In dem System werden ein Steuerparameter,
der die Platzierungsposition während des Platzierens der
elektronischen Bauelemente unter Verwendung der Bauelementplatzierungsvorrichtung
angibt, und ein Prüfparameter, der eine Standardposition
während der Prüfung unter Verwendung der zweiten
Prüfvorrichtung angibt, auf der Basis der Lötpositionsdaten
aktualisiert.
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Eine
Platzierungszustands-Prüfvorrichtung ist in einem System
zum Montieren von elektronischen Bauelementen mit einer Vielzahl
von miteinander verbundenen Vorrichtungen zum Montieren von elektronischen
Bauelementen für die Herstellung einer Schaltung durch
das Löten von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte
angeordnet. Die Platzierungszustands-Prüfvorrichtung ist
auf einer nachgeordneten Seite einer Druckvorrichtung zum Drucken
von Lotpaste auf Elektroden, die auf der Leiterplatte ausgebildet
sind und mit denen die elektronischen Bauelemente verbunden werden,
angeordnet und umfasst eine erste Prüfvorrichtung mit einer Lötpositionserfassungsfunktion
zum Erfassen der Position der gedruckten Lotpaste und zum Ausgeben des
Erfassungsergebnisses in der Form von Lötpositionsdaten
und eine Bauelementplatzierungsvorrichtung zum Aufgreifen der elektronischen
Bauelemente aus einer Bauelementzuführeinheit unter Verwendung
eines Montagekopfs und zum Platzieren der elektronischen Bauelemente
auf der Leiterplatte mit der darauf gedruckten Lotpaste. Die Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
weist eine Bauelementplatzierungspositions-Erfassungsfunktion zum
Erfassen der Positionen von elektronischen Bauelementen, die auf
der Leiterplatte platziert sind, auf die die Lotpaste gedruckt wurde,
und zum Ausgeben des Erfassungsergebnisses als Bauelementplatzierungspositionsdaten
auf, wobei die Bauelementplatzierungspositions-Erfassungsfunktion
dazu dient, die Position der elektronischen Bauelemente unter Verwendung eines
Prüfparameters zu erfassen, der auf der Basis der aus der
Druckvorrichtung übertragenen Lötpositionsdaten
aktualisiert wird.
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Es
wird ein Verfahren zum Montieren von elektronischen Bauelementen
für das Herstellen einer Leiterplatte mit darauf montierten
elektronischen Bauelementen durch das Löten von elektronischen Bauelementen
auf einer Leiterplatte unter Verwendung eines Systems zum Montieren
von elektronischen Bauelementen angegeben, das durch eine Vielzahl
von miteinander verbundenen Vorrichtungen zum Montieren von elektronischen
Bauelementen gebildet wird. Das Verfahren umfasst einen Druckprozess
zum Drucken von Lotpaste auf Elektroden, die auf der Leiterplatte
ausgebildet sind und mit denen die elektronischen Bauelemente verbunden
sind, unter Verwendung einer Druckvorrichtung, und einen Erfassungsprozess
zum Erfassen der Position der gedruckten Lotpaste und zum Ausgeben
des Erfassungsergebnisses als Lötpositionsdaten unter Verwendung
einer ersten Prüfvorrichtung. Weiterhin sind ein Platzierungsprozess
zum Aufgreifen der elektronischen Bauelemente aus einer Bauelementzuführeinheit
unter Verwendung eines Montagekopfs und zum Platzieren der elektronischen
Bauelemente auf der Leiterplatte mit der darauf gedruckten Lotpaste,
ein Bauelementplatzierungspositions-Erfassungsprozess zum Erfassen
der Positionen der auf der Leiterplatte mit der darauf gedruckten
Lotpaste platzierten elektronischen Bauelemente und zum ausgeben des
Erfassungsergebnisses als Bauelementplatzierungspositionsdaten unter
Verwendung einer zweiten Prüfvorrichtung und ein Lötprozess
zum Löten der platzierten elektronischen Bauelemente auf
der Leiterplatte durch das Erhitzen und Schmelzen der Lotpaste unter
Verwendung einer Löteinrichtung enthalten. In dem System
werden ein Steuerparameter, der die Platzierungsposition während
der Platzierung der elektronischen Bauelemente unter Verwendung
der Bauelementplatzierungsvorrichtung angibt, und ein Prüfparameter,
der die Standardposition zum Zeitpunkt der Prüfung unter
Verwendung der zweiten Prüfvorrichtung angibt, auf der
Basis der Lötpositionsdaten aktualisiert.
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Gemäß der
Erfindung werden ein Steuerparameter, der die Platzierungsposition
währen des Platzierens der elektronischen Bauelement unter Verwendung
der Bauelementplatzierungsvorrichtung angibt, und ein Prüfparameter,
der eine Standardposition während der Prüfung
unter Verwendung der zweiten Prüfvorrichtung angibt, auf
der Basis der durch die erste Prüfvorrichtung erfassten
Lötpositionsdaten aktualisiert. Deshalb kann die Montagegenauigkeit
präzise verwaltet werden, indem die entsprechenden Prüfinformationen
aus den einzelnen Prozessen genutzt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Systems zum Montieren
von elektronischen Bauelementen gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Siebdruckvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Druckprüfvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Bauelementplatzierungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Platzierungszustands-Prüfvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform zeigt.
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6 ist
eine Diagramm, das eine Funktion einer Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem eines Systems zum Montieren
von elektronischen Bauelementen gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Montieren von elektronischen
Bauelementen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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9(a) bis 9(c) sind
Diagramme, die eine Standardposition von Bauelementen in einem Verfahren
zum Montieren von elektronischen Bauelementen gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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10(a) und 10(b) sind
Diagramme, die eine Operation einer Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben.
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Zuerst
wird mit Bezug auf 1 das System zum Montieren von
elektronischen Bauelementen beschrieben. In 1 wird die
Montagelinie 1 durch eine Druckvorrichtung M1, eine Druckprüfvorrichtung M2,
eine Bauelementplatzierungsvorrichtung M3, eine Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 und eine Rückflussvorrichtung M5 gebildet, indem diese miteinander
verbunden werden. Die Bauelement-Montagelinie 1 ist durch
ein Kommunikationsnetz 2 verbunden und konfiguriert, um
alle Vorrichtungen durch einen Administrationscomputer 3 zu steuern.
Die Druckvorrichtung M1 druckt Lotpaste zum Löten der elektronischen
Bauelemente auf eine Elektrode einer Leiterplatte mittels eines
Siebdruckens. Die Druckprüfvorrichtung M2 (erste Prüfvorrichtung)
prüft einen Druckzustand auf der Leiterplatte. Die Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 platziert die elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte
mit der darauf gedruckten Lotpaste. Die Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 (zweite Prüfvorrichtung) prüft, ob die elektronischen
Bauelementen korrekt auf der Leiterplatte platziert sind oder ob ein
Positionsfehler vorliegt. Die Rückflussvorrichtung M5 (Löteinrichtung)
lötet die elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte
durch das Erhitzen und Schmelzen des Lots, indem die Leiterplatte
mit darauf platzierten elektronischen Bauelementen erhitzt wird.
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Im
Folgenden wird die Konfiguration der einzelnen Vorrichtungen erläutert.
Zuerst wird mit Bezug auf 2 die Konfiguration
der Druckvorrichtung M1 beschrieben. Eine Leiterplattenhalterung 11 ist
auf einem Positionsbestimmungstisch 10 von 2 angeordnet.
Die Leiterplattenhalterung 11 hält eine Leiterplatte 4 derart,
dass beide Seiten der Leiterplatte durch eine Klemme 11a gehalten
werden. Auf der Leiterplattenhalterung 11 ist eine Maskierungsplatte 12 angeordnet.
Musterlöcher (nicht in den Zeichnungen gezeigt), die einer
Druckposition der Leiterplatte 4 entsprechen, sind auf
der Maskierungsplatte 12 vorgesehen. Weil der Positionsbestimmungstisch 10 durch
die Tischantriebseinheit 14 angetrieben wird, bewegt sich
die Leiterplatte 4 in der horizontalen und vertikalen Richtung
relativ zu der Maskierungsplatte 12.
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Ein
Rakelabschnitt 13 ist auf der Maskierungsplatte 12 angeordnet.
Der Rakelabschnitt 13 hebt und senkt eine Rakel 13c über
der Maskierungsplatte 12. Der Rakelabschnitt 13 umfasst
einen sich hebenden und senkenden Drückmechanismus 13b, der
mit einer vorbestimmten Drückkraft gegen die Maskierungsplatte 12 drückt,
und einen Rakelbewegungsmechanismus 13a, der die Rakel 13c in
einer horizontalen Richtung drückt. Der sich hebende und senkende
Drückmechanismus 13b und der Rakelbewegungsmechanismus 13a werden
durch eine Rakelantriebseinheit 15 angetrieben. Die Rakel 13c wird
horizontal mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit entlang einer
Fläche der Maskierungsplatte 12 bewegt, zu der
Lotpaste 5 zugeführt wird, während die
Leiterplatte 4 direkt in Kontakt mit einer unteren Fläche
der Maskierungsplatte 12 ist, sodass die Lotpaste 5 auf
eine Elektrode für eine Lötstelle 6 (siehe 9) auf einer oberen Fläche der
Leiterplatte 4 durch nicht gezeigte Musterlöcher
gedruckt wird.
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Die
Druckoperation wird durchgeführt, indem die Tischantriebseinheit 14 und
die Rakelantriebseinheit 15 durch eine Drucksteuereinrichtung 17 gesteuert
werden. Bei dieser Steueroperation wird eine Operation der Rakel 13c oder
eine Positionsabstimmung zwischen der Leiterplatte 4 und
der Maskierungsplatte 12 auf der Basis von in einem Druckdatenspeicher 16 gespeicherten
Druckdaten gesteuert. Eine Anzeigeeinheit 19 zeigt Indexdaten
an, die verschiedene Betriebszustände der Druckvorrichtung oder
eine Fehlfunktionsmeldung in Falle eines anormalen Zustands der
Druckoperation anzeigt. Eine Kommunikationseinheit 18 wird
verwendet, um Daten zwischen dem Administrationscomputer 3 oder anderen
Vorrichtungen in der Bauelement-Montagelinie 1 über
das Kommunikationsnetz 2 zu senden und zu empfangen.
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Mit
Bezug auf 3 wird im Folgenden die Druckprüfvorrichtung
M2 beschrieben. In 3 ist eine Leiterplattenhalterung 21 auf
einem Positionsbestimmungstisch 20 angeordnet, wobei die
Leiterplatte 4 durch eine Leiterplattenhalterung 21 gehalten
wird. Eine Kamera 23 ist auf einer oberen Seite der Leiterplattenhalterung 21 angeordnet,
um eine Bilderfassungsrichtung in der Richtung nach unten vorzusehen.
Die Kamera 23 erfasst ein Bild der Leiterplatte 4,
während die Leiterplatte 4 auf die Druckvorrichtung
M1 gedruckt wird. Eine Prüfsteuereinrichtung 25 steuert
eine Tischantriebseinheit 24 und die Kamera 23,
um eine Prüfoperation zu steuern. Der Positionsbestimmungstisch 20 wird
angetrieben, um die Tischantriebseinheit 24 durch die Prüfsteuereinrichtung 25 zu
steuern, wobei ein Bild erfasst werden kann, indem die Leiterplatte 4 direkt
unter der Kamera 23 positioniert wird.
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Die
durch die Bilderfassung erhaltenen Bilddaten werden einem Erkennungsprozess
durch eine Bilderkennungseinheit 27 unterworfen. Dadurch
wird die Position eines auf die Leiterplatte 4 gedruckten Lots
durch die Druckvorrichtung M1 erfasst. Das Erkennungsergebnis wird
in der Form von Lotpositionsdaten ausgegeben. Eine Prüfverarbeitungseinheit 26 prüft
den Zustand des Lotdruckens auf der Basis der Lötpositionsdaten.
Außerdem werden die Lötpositionsdaten als Vorkopplungsdaten
ausgegeben und zu dem Administrationscomputer 3 oder einer
anderen Vorrichtung (in dieser Ausführungsform zu der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 und der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung M4) über
eine Kommunikationseinheit 28 und ein Kommunikationsnetz 2 übertragen.
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Im
Folgenden wird die Konfiguration der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 mit Bezug auf 4 beschrieben. In 4 ist
eine Leiterplattenhalterung 31 auf einem Positionsbestimmungstisch 30 angeordnet,
wobei eine Leiterplattenhalterung 31 die aus der Druckprüfungsvorrichtung
M2 transportierte Leiterplatte 4 hält. Ein Montagekopf 32, der
durch einen Kopfantriebsmechanismus 33 bewegt werden kann
ist auf einer oberen Seite einer Leiterplattenhalterung 31 angeordnet.
Der Montagekopf 32 weist eine Düse 32a auf,
die die elektronischen Bauelemente hält, wobei der Montagekopf 32 die
elektronischen Bauelemente aus der Bauelementzuführeinheit
(nicht gezeigt) aufgreift, indem sie die Adsorption der Düse 32a aufrechterhält.
Dann wird der Montagekopf 32 zu der oberen Seite der Leiterplatte 4 bewegt
und auf die Leiterplatte 4 gesenkt. Dadurch werden die
durch die Düse 32a gehaltenen elektronischen Bauelemente
auf der Leiterplatte 4 platziert.
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Der
Kopfantriebsmechanismus 33 und der Positionsbestimmungstisch 30 werden
jeweils durch eine Montagekopfantriebseinheit 35 und eine
Tischantriebseinheit 34 angetrieben. Die Platzierungspositionsdaten,
die Koordinaten einer Montageposition auf der dem Montageprozess
unterworfenen Leiterplatte 4 angeben, werden als Steuerparameter
in einem Platzierungsdatenspeicher 36 gespeichert. In einer
Bauelementplatzierungsoperation des Montagekopfs 32 steuert
eine Platzierungssteuereinrichtung 37 die Tischantriebseinheit 34 und
die Montagekopfantriebseinheit 35 auf der Basis dieses
Steuerparameters. Deshalb werden die elektronischen Bauelemente
auf der korrekten Bauelementplatzierungsposition der Leiterplatte 4 platziert.
In der Ausführungsform wird dieser Steuerparameter auf
der Basis der durch die Druckprüfungsvorrichtung M2 erhaltenen
Lötpositionsdaten aktualisiert. Eine Anzeigeeinheit 39 zeigt
Indexdaten zu verschiedenen Betriebszuständen der Bauelementplatzierungsvorrichtung M3
oder eine Fehlfunktionsmeldung im Falle eines anormalen Zustands
der Druckoperation an. Eine Kommunikationseinheit 38 wird
verwendet, um Daten zwischen dem Administrationscomputer 3 und anderen
Vorrichtungen in der Bauelement-Montagelinie 1 über
das Kommunikationsnetz 2 zu senden und zu empfangen.
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Im
Folgenden wird mit Bezug auf 5 die Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 beschrieben, die mit einem nachgeordneten Teil der Bauelementplatzierungsvorrichtung
verbunden ist. In 5 weisen ein Positionsbestimmungstisch 40,
eine Leiterplattenhalterung 41, eine Kamera 43,
eine Prüfsteuereinrichtung 45, eine Bilderkennungseinheit 47, eine
Prüfverarbeitungseinheit 46 und eine Kommunikationseinheit 48 dieselbe
Funktion wie der Positionsbestimmungstisch 20, die Leiterplattenhalterung 21,
die Kamera 23, die Prüfsteuereinrichtung 25,
die Bilderkennungseinheit 27, die Prüfverarbeitungseinheit 26 und
die Kommunikationseinheit 28 in der Druckprüfvorrichtung
M2 auf. Dabei wird die Leiterplatte 4, auf der die elektronischen
Bauelemente durch die Bauelementplatzierungsvorrichtung M3 montiert
wurden, einer Prüfung des Bauelementplatzierungszustands
unter Verwendung eines in einem Prüfdatenspeicher 50 gespeicherten
Prüfparameters unterworfen.
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Wie
in 6 gezeigt, wird ein Bild der Leiterplatte 4 mit
den darauf platzierten Bauelementen durch die Kamera 43 erfasst,
wobei das Bilderfassungsergebnis dann durch die Bilderkennungseinheit 47 verarbeitet
wird. Dadurch wird die Position von elektronischen Bauelementen,
die mit dazwischen einer Lotpaste auf der Elektrode 6 platziert
sind, erfasst. Das Erfassungsergebnis wird in der Form von Daten
zu der Bauelementplatzierungsposition ausgegeben. Eine Prüfverarbeitungseinheit 46 prüft
während der Prüfung, ob der Platzierungszustand
normal ist oder nicht, indem sie die Bauelementplatzierungspositionsdaten
mit einem in dem Prüfdatenspeicher 50 gespeicherten
Prüfparameter, d. h. mit einer Bauelementstandardposition
für eine korrekte Position vergleicht.
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In
der Ausführungsform ist der Prüfparameter gesetzt,
um auf der Basis der Lötpositionsdaten aus der Druckprüfvorrichtung
M2 aktualisiert zu werden. Insbesondere wenn die Lotpaste 5 von
der Elektrode 6 in der Druckvorrichtung M1 abweicht, wird nicht
die Position der Elektrode 6, sondern die Position der
tatsächlich gedruckten Lotpaste 5 als korrekte Bauelementplatzierungsposition
betrachtet und wird die Platzierungszustandsprüfung durchgeführt.
Außerdem wird bei dieser Prüfung des Bauelementplatzierungszustands
ein Platzierungspositionsfehler bestimmt, wenn die Position von
einer Standardposition der aktualisierten Bauelemente über
einen vorbestimmte zulässigen Bereich hinaus abweicht.
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Die
Platzierungszustands-Prüfvorrichtung M4 ist derart konfiguriert,
dass sie eine Korrekturfunktion für die Bauelementplatzierungsposition
zusätzlich zu der Prüffunktion der Bauelementplatzierungsposition
aufweist. Insbesondere ist wie in 5 gezeigt
ein Positionskorrekturkopf 42 mit einer Düse 42a,
die die elektronischen Bauelemente adsorbieren und halten kann,
in der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung M4 angeordnet.
Wie in 6 gezeigt, ist der Positionskorrekturkopf 42 an
einem beweglichen Block 51 zusammen mit einer Kamera 42 fixiert.
Der bewegliche Block 51 wird horizontal durch einen Kopfbewegungsmechanismus
(nicht gezeigt) bewegt, wobei der Positionskorrekturkopf 42 und
die Kamera 43 gemeinsam bewegt werden.
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Der
Betrieb des Positionskorrekturkopfs 42 wird durch die Positionskorrektur-Steuereinrichtung 49 gesteuert,
wobei die zuvor auf der Leiterplatte 4 platzierten elektronischen
Bauelemente 7 durch die Düse 42a gehalten
werden. Dementsprechend kann die Position der Bauelemente korrigiert
werden. Die Positionskorrektur-Steuereinrichtung 49 korrigiert
die Position der elektronischen Bauelemente 7, für
die in der oben beschriebenen Platzierungszustandsprüfung
ein Platzierungspositionsfehler bestimmt wurde, indem die Bauelemente
durch den Positionskorrekturkopf 42 zu einer korrekten
Standardposition transportiert werden. Folglich bilden der Positionskorrekturkopf 42 und
die Positionskorrektur-Steuereinrichtung 49 die Bauelementplatzierungs-Positionskorrektureinheit,
die die über einen vorbestimmten zulässigen Bereich
hinaus von der Standardposition abweichenden elektronischen Bauelemente 7 zu
der Standardposition transportiert. In dem Beispiel dieser Ausführungsform
ist die Bauelementplatzierungs-Positionskorrektureinheit an der
Platzierungszustands-Prüfvorrichtung M4 vorgesehen, die
die zweite Prüfvorrichtung ist. Mit einem derartigen Verfahren zum
Halten der elektronischen Bauelemente unter Verwendung des Positionskorrekturkopfs
kann ein mechanisches Klemmverfahren anstelle des Verfahrens der
Ausführungsform verwendet werden, in dem die elektronischen
Bauelemente durch die Düse 41a adsorbiert und
gehalten werden.
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Außerdem
muss korrekt bestimmt werden können, welche Vorrichtung
die Bauelementplatzierungsposition in Bezug auf eine tatsächliche
Bezugskonfiguration korrigiert. Zum Beispiel kann die Bauelementplatzierungs-Positionskorrektureinheit
an der unabhängigen Bauelementtransportvorrichtung vorgesehen
sein, die mit einer nachgeordneten Seite der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 verbunden ist. Wenn in diesem Fall die Bauelementplatzierungsposition
korrigiert wird, kann der Positionsfehlerzustand korrigiert werden,
indem die elektronischen Bauelemente ausgesondert werden, die einen
Positionsfehlerzustand aufweisen, und indem neue elektronische Bauelemente
anstatt der alten elektronischen Bauelemente platziert werden.
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Mit
Bezug auf 6 wird im Folgenden eine Konfiguration
des Steuersystems in dem System zum Montieren von elektronischen
Bauelementen beschrieben. Es wird eine Funktion zum Senden und Empfangen
von Daten beschrieben, das dazu dient, die Qualität bei
der Montage der elektronischen Bauelemente zu sichern. In 6 ist
es eine Aufgabe der übergeordneten Steuereinrichtung 52,
die Qualität in dem Bereich des Steuerprozesses zu sichern,
der durch den Administrationscomputer 3 ausgeführt wird.
Die Steuereinrichtung empfängt Daten aus jeder Vorrichtung
der Bauelement-Montagelinie über das Kommunikationsnetz 2 und
führt einen erforderlichen Bestimmungsprozess auf der Basis
eines vorbestimmten Bestimmungsalgorithmus aus. Das Ergebnis des
Bestimmungsprozesses wird in der Form von Befehlsdaten über
das Kommunikationsnetz 2 zu jeder Vorrichtung ausgegeben.
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Folglich
sind die Druckprüfungs-Verarbeitungseinheit 16 und
die Platzierungszustands-Prüfungseinheit 46, die
jeweils in der Druckprüfvorrichtung M2 und in der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 vorgesehen sind, jeweils über Kommunikationseinheiten 18 und 48 mit
dem Kommunikationsnetz verbunden. Außerdem sind die Einheiten (siehe 3, 4 und 5)
in der Druckvorrichtung M1 und in der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 jeweils über Kommunikationseinheiten 28 und 38 mit
dem Kommunikationsnetz 2 verbunden.
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Deshalb
ist ein Rückkopplungsprozess zum Korrigieren und Aktualisieren
eines Steuerparameters einer Vorrichtung auf einer vorgeordneten
Seite auf der Basis von Daten aus einem der Prüfprozesse oder
ein Vorkopplungsprozess zum Korrigieren und Aktualisieren eines
Steuerparameters und eines Prüfparameters einer Vorrichtung
auf einer nachgeordneten Seite konfiguriert, um die Prozesse gelegentlich
während des Betriebs jeder Vorrichtung durchzuführen.
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden der Steuerparameter
und der Prüfparameter, die in der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 und in der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung M4 verwendet
werden, auf der Basis der durch die Druckprüfvorrichtung
M2 erfassten Lötpositionsdaten aktualisiert. Wenn der Administrationscomputer 3,
der als übergeordnete Steuereinrichtung 52 funktioniert,
nicht vorgesehen ist, wird die oben beschriebene Funktion zum Senden
und Empfangen von Daten zusätzlich zu der Steuerfunktion
jeder Vorrichtung in dem System zum Montieren von elektronischen
Bauelementen ausgeführt, sodass derselbe Prozess wie oben
beschrieben ausgeführt werden kann.
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In
der Konfiguration des Systems zum Montieren von elektronischen Bauelementen
ist die Druckprüfvorrichtung M2 unabhängig zwischen
der Druckvorrichtung M1 und der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 vorgesehen. Es ist jedoch möglich, die Funktion der
Druckprüfvorrichtung M2 der Druckvorrichtung M1 oder der
Bauelementplatzierungsvorrichtung M3 unterzuordnen. Insbesondere ist
die Kamera 23 derart angeordnet, dass sie ein Bild der
Leiterplatte 4 in der Druckvorrichtung M1 erfassen kann,
wobei die Funktionen der Prüfsteuereinrichtung 25,
der Prüfverarbeitungseinheit 26 und der Bilderkennungseinheit 27 zu
einer Steuerfunktion der Druckprüfvorrichtung M2 hinzugefügt
sind. Es werden also dieselbe Prüfung und Messung in der Druckvorrichtung
M1 auf der Leiterplatte 4 durchgeführt. Dies gilt
auch für den Fall, dass diese Funktionen der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 untergeordnet werden. In diesem Fall wird dieselbe Prüfung
auf der direkt von der Druckvorrichtung M1 transportierten Leiterplatte 4 in
der Bauelementplatzierungsvorrichtung M3 durchgeführt,
bevor die Bauelementplatzierungsoperation durchgeführt
wird.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Montieren von elektronischen Bauelementen
für das wie oben beschrieben konfigurierte System zum Montieren
von elektronischen Bauelementen mit Bezug auf 9 und 10 und mit Bezug auf das Flussdiagramm von 8 Bezug
beschrieben. Die von der Leiterplatten-Zuführeinheit (nicht
gezeigt) auf der vorgeordneten Seite zugeführte Leiterplatte 4 wird
zuerst zu der Druckvorrichtung M1 transportiert und durch die Leiterplattenhalterung 11 gehalten.
In der Leiterplatte 4 von 9(a) ist
die Elektrode 6 zum Löten einer Vielzahl von elektronischen
Bauelementen in der Form eines Paares an einem Montagepunkt der
elektronischen Bauelemente zusammen mit einer Erkennungsmarke 4a zum
Erfassen der Position ausgebildet. Die Lotpaste 5 wird
wie in 9(b) gezeigt auf jede Elektrode 6 gedruckt
(Druckprozess, ST1).
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Dann
wird die Leiterplatte 4 zu der Druckprüfvorrichtung
M2 transportiert, und es wird eine Lötpositionserfassung
durchgeführt (ST2). Wie in 10(a) gezeigt,
wird ein Bild der Leiterplatte 4 durch die Kamera 43 erfasst
und wird eine Bilderkennung durchgeführt. In 9(b) werden Positionsdaten (Lötpositionsdaten),
die die Position eines Schwerpunkts der auf ein Paar von Elektroden 6 gedruckten
Lotpaste 5 angeben, an jeden Montagepunkt als xS(i) und
yS(i) ausgegeben, wobei sich diese Koordinaten auf die Erkennungsmarke 4a beziehen
(Lötpositions-Erfassungsprozess).
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Das
Erkennungsergebnis wird durch die Druckprüf-Verarbeitungseinheit 16 verarbeitet,
wodurch der Status des Druckergebnisses bestimmt wird. Zusammen
damit werden die Lötpositionsdaten als Vorkopplungsdaten
zu der Bauelementplatzierungsvorrichtung M3 und der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 über die Kommunikationseinheit 18 und das Kommunikationsnetz 2 übertragen
(ST3). Die übertragenen Lötpositionsdaten werden
in dem Platzierungsdatenspeicher 36 und in dem Prüfdatenspeicher 50 gespeichert.
Dadurch werden der Steuerparameter, der die Platzierungsposition
in der Bauelementplatzierungsoperation der Bauelementplatzierungsvorrichtung
M3 angibt, und der Prüfparameter, der die Standardposition
der Bauelemente während der Prüfung der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 angibt, auf der Basis der Lötpositionsdaten aktualisiert.
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Im
Folgenden wird die Leiterplatte 4 mit dem darauf gedruckten
Lot zu der Bauelementplatzierungsvorrichtung M3 transportiert. Der
Bauelementplatzierungsprozess wird auf der Basis der Lötpositionsdaten
durchgeführt (ST4). Insbesondere werden die elektronischen
Bauelemente 7 durch den Montagekopf 32 von der
Bauelementzuführeinheit aufgegriffen. Die elektronischen
Bauelemente 7 werden zu der Leiterplatte 4 mit
der darauf gedruckten Lotpaste 5 transportiert, um die
Bauelemente auf die Elektrode 6 mit dazwischen der Lotpaste 5 zu
platzieren (Platzierungsprozess). Dabei wird der zu der Tischantriebseinheit 34 und
der Montagekopfantriebseinheit 35 gegebene Steuerparameter
auf der Basis der Lötpositionsdaten aktualisiert, wobei
eine Vorkopplung durchgeführt wird, und werden die elektronischen Bauelemente 7 auf
die Zielposition platziert, auf die die Lotpaste 5 gedruckt
wurde.
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Dann
wird die Leiterplatte 4 mit den darauf platzierten elektronischen
Bauelementen zu der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
M4 transportiert. Dabei wird die Bauelementplatzierungs-Positionserfassung
zum Prüfen des Platzierungszustands der elektronischen
Bauelemente durchgeführt (ST5). Wie in 9(c) gezeigt, wird die Bauelementplatzierungsposition,
die die Schwerpunktposition der elektronischen Bauelemente 7 auf
jedem Montagepunkt angibt, in der Form von Koordinaten xP(i) und
yP(i) mit Bezug auf die Erkennungsmarke 4a ausgegeben. Dann
wird das Ergebnis der Positionserfassung in der Form von Daten zu
der Bauelementplatzierungsposition ausgegeben (Prozess zum Erfassen
der Bauelementplatzierungsposition). Weil außerdem die Daten
der Bauelementplatzierungsposition mit dem in dem Prüfdatenspeicher 50 gespeicherten
Prüfparameter verglichen werden (d. h. mit den Lötpositionsdaten,
wobei eine Vorkopplung von der Druckprüfvorrichtung M2
durchgeführt wird), kann bestimmt werden, ob die Bauelementplatzierungsposition
korrekt ist oder nicht, d. h. ob die elektronischen Bauelemente 7 auf
der auf die Elektrode 6 gedruckten Lotpaste 5 ohne
Positionsfehler platziert sind (ST6).
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Wenn
die Bauelementplatzierungsposition nicht korrekt ist und die elektronischen
Bauelemente 7 von der Lotpaste 5 wie in 10(a) gezeigt abweichen, wird eine Korrektur der
Bauelementplatzierungsposition durchgeführt (Prozess zum Korrigieren der
Bauelementplatzierungsposition, ST7). Insbesondere wird der Positionskorrekturkopf 42 zu
einer oberen Seite der elektronischen Bauelemente 7 bewegt,
die von der Zielposition abweicht. Dann werden die elektronischen
Bauelemente 7 durch die Düse 42 adsorbiert
und gehalten, wobei die Position der elektronischen Bauelemente 7 auf
der Basis der Lötpositionsdaten korrigiert wird. Dadurch
werden die elektronischen Bauelemente 7 auf der auf die
Elektrode 6 gedruckten Lotpaste 5 ohne Positionsfehler
wie in 10(b) gezeigt platziert. Nach
diesem Schritt wird die Leiterplatte 4 mit den darauf platzierten
elektronischen Bauelementen 7 zu der Rückflussvorrichtung M5
transportiert, wo die Leiterplatte 4 erhitzt wird. Dadurch
wird eine Lotkomponente in der Lotpaste 5 geschmolzen und
werden die elektronischen Bauelemente 7 auf die Elektrode 6 gelötet
(Lötprozess).
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In
dem oben genannten Verfahren zum Montieren von elektronischen Bauelementen
wird der Prozess zum Korrigieren der Bauelementplatzierungsposition,
der eine Position korrigiert, indem er die von der Standardposition
abweichenden elektronischen Bauelemente 7 korrigiert, vor
dem Lötprozess auf der Leiterplatte 4 mit der
darauf gedruckten Lotpaste 5 durchgeführt. Dadurch
wird ein Rückfluss des Lots in einem Zustand durchgeführt,
in dem die elektronischen Bauelemente 7 korrekt mit der
Lotpaste 5 ausgerichtet sind. Wenn die elektronischen Bauelemente 7 relativ
von der Elektrode 6 um einen Positionsfehler in der Bauelementplatzierungsoperation
abweichen, kann die Position der elektronischen Bauelemente 7 korrekt
ausgerichtet werden, indem diese in Übereinstimmung mit
dem Selbstausrichtungseffekt des schmelzenden Lots zu der Elektrode 6 gezogen
werden. Dadurch wird ein korrektes Löten ohne Positionsfehler
erzielt.
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Wie
weiter oben genannt, wird in dem System zum Montieren von elektronischen
Bauelementen der Ausführungsform die Position der Lotpaste 5, die
auf die Elektrode 6 der Leiterplatte 4 gedruckt wird,
in der Form von durch die Druckprüfvorrichtung M2 erfassten
Lötpositionsdaten zu der nachgeordneten Vorrichtung als
Vorkopplungsdaten übertragen. Auf der Basis der Vorkopplungsdaten
wird der Steuerparameter in der Bauelementplatzierungsoperation durch
die Bauelementplatzierungsvorrichtung M3 aktualisiert. Dann wird
der Prüfparameter in der Bauelementplatzierungs-Zustandsprüfung
der Platzierungszustands-Prüfvorrichtung M4 aktualisiert.
Indem also die Prüfinformationen aus jedem Prozess effektiv
und korrekt verwendet werden, kann eine präzise Montage
erzielt werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Ein
System zum Montieren von elektronischen Bauelementen, eine Platzierungszustands-Prüfvorrichtung
und ein Verfahren zum Montieren von elektronischen Bauelementen
weisen den Vorteil auf, dass sie eine präzise Montagegenauigkeit vorsehen
können und die aus jedem Prozess erhaltenen Prüfinformationen
korrekt nutzen können. Das System zum Montieren von elektronischen
Bauelementen, die Platzierungszustands-Prüfvorrichtung und
das Verfahren zum Montieren von elektronische Bauelementen werden
durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Vorrichtungen zum
Montieren von elektronischen Bauelementen realisiert, wobei eine
Schaltung hergestellt werden kann, indem elektronische Bauelemente
auf eine Leiterplatte gelötet werden.
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Die
vorliegende Beschreibung betrifft den Gegenstand der älteren
japanischen Patentanmeldung Nr.
2006-110675 mit Einreichungsdatum vom 13. April 2006, deren
Inhalt hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen
ist.
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Zusammenfassung
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In
einem Prozess zum Montieren von elektronischen Bauelementen für
das Herstellen einer Schaltungsleiterplatte durch ein System zum
Montieren von elektronische Bauelementen, das durch eine Vielzahl
von miteinander verbundenen Vorrichtungen zum Montieren von elektronischen
Bauelementen gebildet wird, werden Daten zu der Position einer auf die
Leiterplatte gedruckten Lotpaste als Vorkopplungsdaten zu einer
Bauelementplatzierungsvorrichtung und einer Platzierungszustands-Prüfvorrichtung übertragen.
Ein Steuerparameter, der eine Platzierungsposition in einer Bauelementplatzierungsoperation
der Bauelementplatzierungsvorrichtung angibt, und ein Prüfparameter,
der eine Standardposition der Bauelemente in einer Platzierungszustandsprüfung angibt,
werden auf der Basis der Lötpositionsdaten aktualisiert.
Deshalb kann eine präzise Montage durch die effektive und
korrekte Nutzung von Prüfinformationen aus jedem Prozess
erzielt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 8-33826
A [0003]
- - JP 2002-134899 A [0003]
- - JP 2006-110675 [0049]