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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Montieren elektronischer
Bauteile und ein Verfahren zum Montieren elektronischer Bauteile,
mit denen ein elektronisches Bauteil auf einer Platte montiert wird,
um eine bestückte Platte herzustellen.
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Technischer Hintergrund
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Ein
System zum Montieren elektronischer Bauteile, mit dem ein elektronisches
Bauteil mittels Löten auf einer Platte montiert wird, um
eine bestückte Platte herzustellen, entsteht, indem eine
Vielzahl von Vorrichtungen zum Montieren elektronischer Bauteile
verbunden werden, die eine Lötmittel-Druckvorrichtung,
eine Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer Bauteile und eine
Aufschmelzvorrichtung enthält. Bei einem derartigen System
zum Montieren elektronischer Bauteile ist eine Fertigungsstraße
zum Montieren elektronischer Bauteile mit einer Prüffunktion,
bei der eine Prüfvorrichtung zwischen jeder Vorrichtung
angeordnet ist, eingesetzt worden, um hohe Zuverlässigkeit
der Qualitätskontrolle zu gewährleisten (siehe
beispielsweise Patentdokument 1).
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Bei
einem Beispiel, wie es im vorliegenden Patentdokument beschrieben
ist, ist eine Druck-Prüfvorrichtung zwischen der Druckvorrichtung
und der Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer Bauteile angeordnet,
und, wenn die Druck-Prüfvorrichtung einen Fehlerzustand,
wie beispielsweise Fehlausrichtung im Druckzustand der Druckvorrichtung
erfasst, wird die Rückkopplungsinformation zum Korrigieren derselben
zu der Druckvorrichtung geleitet, und die Mitkopplungsinformation
zum Durchführen des Aufsetzvorgangs nach dem Korrigieren
des Einflusses des fehlerhaften Zustandes wird in den nachgelagerten
Vorgängen zu der Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer
Bauteile geleitet. So wird die sehr gute Qualitätskontrolle
in einem Vorgang zum Herstellen einer bestückten Platte
realisiert.
- [Patentdokument 1] JP-A-2002-134899
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Mit
der Verringerung der Größe elektronischer Geräte
in den letzten Jahren ist auch die Größe elektronischer
Bauteile, die montiert werden sollen, miniaturisiert worden, und
beim Montieren dieser Mikrobauteile muss die Menge an Lötmittel,
die auf die Platte gedruckt wird, fein gesteuert werden. Bei einem
Siebdruckvorgang zum Aufdrucken des Lötmittels auf die
Elektroden der Platte ist jedoch der Schwierigkeitsgrad beim Bedrucken
bei feineren Elektroden höher, so dass es wahrscheinlich
ist, dass es zu einer Dispersion der Menge an Lötmittel
aufgrund einer schlechten Form des Lötmittels nach dem
Drucken kommt. Wenn das elektronische Bauteil in diesem Zustand
auf die Platte aufgesetzt wird, entsteht möglicherweise
eine Kaltlötstelle, da das elektronische Bauteil in dem
Aufschmelzvorgang nicht normal an der Platte angelötet
wird. Daher gab es bei dem herkömmlichen System zum Montieren elektronischer
Bauteile keine wirkungsvolle Maßnahme zum Wiederherstellen
der Platte, nachdem ein Mangel hinsichtlich der Menge an Lötmittel
aufgrund eines Druckfehlers bei dem Siebdruckvorgang auftrat, was
zu einem Problem dahingehend führte, dass die Montagequalität
mangelhaft war oder ein größerer Anteil fehlerhaft
war.
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Offenbarung der Erfindung
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Daher
besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein System zum Montieren
elektronischer Bauteile und ein Verfahren zum Montieren elektronischer Bauteile
zu schaffen, bei denen die Druckqualität bei der Behandlung
der Platte gewährleistet werden kann, wenn aufgrund eines
Druckfehlers nicht ausreichend Lötmittel vorhanden ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird ein System zum Montieren elektronischer
Bauteile geschaffen, das eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Montieren
elektronischer Bauteile aufweist, die zum Montieren eines elektronischen
Bauteils mit einer Vielzahl an einer Unterseite ausgebildeter Löthöcker auf
einer Platte verbunden sind, um eine bestückte Platte herzustellen,
wobei das System eine Druckvorrichtung zum Aufdrucken der Lötpaste
auf die Elektroden, die den Löthöckern entsprechend
auf der Platte ausgebildet sind, ein Pasten-Höhenmessinstrument,
mit dem die Höhe auf die Elektroden aufgedruckter Lötpaste
gemessen wird und auf Basis des Messergebnisses für jede
Elektrode individuell festgestellt wird, ob die Höhe der
Lötpaste richtig oder falsch ist, eine Vorrichtung zum
Aufsetzen elektronischer Bauteile mit einem Montagekopf zum Entnehmen
des elektronischen Bauteils aus einem Bauteil-Zuführabschnitt
und zum Aufsetzen des elektronischen Bauteils auf die in einem Platten-Halteabschnitt
gehaltene Platte, eine Kopf-Bewegungseinrichtung zum Bewegen des
Montagekopfes zwischen dem Bauteil-Zuführabschnitt und
dem Platten-Aufnahmeabschnitt, sowie einer Pasten-Übertragungseinheit,
die auf einem Bewegungsweg des Montagekopfes angeordnet ist und
mit der die Lötpaste auf die Löthöcker übertragen
wird, indem das in dem Montagekopf gehaltene elektronische Bauteil
auf eine Schichtausbildungsfläche abgesenkt wird, auf der eine
Schicht aus Lötpaste ausgebildet ist, und einen Pasten-Übertragungsfeststellabschnitt
umfasst, mit dem auf Basis des Richtig- oder Falsch-Feststellergebnisses
der Höhe durch das Pasten-Höhenmessinstrument
festgestellt wird, ob die Übertragung von Lötpaste
mittels der Pasten-Übertragungseinheit erforderlich ist
oder nicht.
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Des
Weiteren wird gemäß der Erfindung ein Verfahren
zum Montieren elektronischer Bauteile geschaffen, mit dem ein elektronisches
Bauteil mit einer Vielzahl an einer Unterseite ausgebildeter Löthöcker
auf einer Platte montiert wird, um eine bestückte Platte herzustellen,
wobei eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Montieren elektronischer
Bauteile verbunden sind und das Verfahren einen Druckschritt des
Aufdruckens der Lötpaste auf die Elektroden, die den Löthöckern
entsprechend auf der Platte ausgebildet sind, einen Pasten-Höhenmessschritt
des Messens der Höhe auf die Elektrode aufgedruckter Lötpaste und
des Festellens, ob die Höhe der Lötpaste richtig oder
falsch ist, individuell für jede Elektrode auf Basis des
Messergebnisses sowie einen Bauteil-Aufsetzschritt des Aufsetzens
des elektronischen Bauteils auf die Platte nach dem Pasten-Höhenmessschritt mittels
einer Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer Bauteile einschließt,
die eine Pasten-Übertragungseinheit aufweist, mit der die
Lötpaste auf die Vielzahl von Löthöckern übertragen
wird, indem eine Schicht aus Lötpaste auf einer Schichtausbildungsfläche
ausgebildet wird und das in dem Montagekopf aufgenommene elektronische
Bauteil auf die Schichtausbildungsfläche abgesenkt wird,
auf der die Schicht aus Lötpaste ausgebildet ist, wobei
vor dem Bauteil-Aufsetzschritt mit einem Pasten-Übertragungsfeststellabschnitt
auf Basis des Richtig- oder Falsch-Feststellergebnisses der Höhe
in dem Lötmittel-Höhenmessschritt festgestellt
wird, ob die Übertragung von Lötpaste durch die
Pasten-Übertragungseinheit erforderlich ist oder nicht,
und, wenn festgestellt wird, dass die Übertragung erforderlich ist,
ein Pasten-Übertragungsvorgang durchgeführt wird,
bei dem das in dem Montagekopf gehaltene elektronische Bauteil auf
die Schichtausbildungsfläche abgesenkt wird.
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Mit
der Erfindung wird auf Basis des Messergebnisses beim Messen der
Höhe der auf die Elektrode aufgedruckte Lötpaste
festgestellt, ob die Höhe der Lötpaste richtig
oder falsch ist. Des Weiteren wird auf Basis des Ergebnisses dieser
Feststellung festgestellt, ob die Übertragung von Lötpaste
auf die Löthöcker erforderlich ist oder nicht,
und, wenn festgestellt wird, dass die Übertragung erforderlich
ist, wird die Paste auf das in dem Montagekopf gehaltene elektronische
Bauteil übertragen wird, so dass es möglich ist,
die Montagequalität zu gewährleisten, indem bei
der Behandlung der Platte, bei der aufgrund eines Druckfehlers die
Lötmittelmenge nicht ausreicht, die ausreichende Menge
an Lötmittel zugesetzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Systems zum Montieren
elektronischer Bauteile gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine erläuternde Ansicht, die der Erklärung des
Aufdruckens von Lötmittel in dem System zum Montieren elektronischer
Bauteile gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung dient.
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3 ist
eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer
Bauteile gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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4 ist
eine erläuternde Ansicht, die der Erklärung des
Aufbaus einer Pasten-Übertragungseinheit in der Vorrichtung
zum Aufsetzen elektronischer Bauteile gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung dient.
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5A bis 5D sind
erläuternde Ansichten, die der Erklärung der Funktion
der Pasten-Übertragungseinheit in der Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer
Bauteile gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung dienen.
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6 ist
ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Steuerungssystems
in der Druck-Prüfvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Blockschaltbild, das die Konfiguration eines Steuerungssystems
in der Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer Bauteile gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Montieren elektronischer
Bauteile gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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9A bis 9C sind
erläuternde Ansichten, die den Ablauf des Verfahrens zum
Montieren elektronischer Bauteile gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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10A bis 10C sind
erläuternde Ansichten, die den Ablauf des Verfahrens zum
Montieren elektronischer Bauteile gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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11A bis 11C sind
erläuternde Ansichten, die den Ablauf des Verfahrens zum
Montieren elektronischer Bauteile gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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Beste Ausführungsweise
der Erfindung
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Die
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Zuerst
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 ein System
zum Montieren elektronischer Bauteile beschrieben. In 1 weist
das System zum Montieren elektronischer Bauteile eine Montagestraße 1 für
elektronische Bauteile auf, die über ein Kommunikationsnetz 2 verbunden
ist, wobei die elektronische Montagestraße aus einer Druckvorrichtung
M1, einer Druck-Prüfvorrichtung M2, einer Vorrichtung M3
zum Aufsetzen elektronischer Bauteile und einer Aufschmelzvorrichtung
M4 besteht, die jeweils eine Vorrichtung zum Montieren elektronischer
Bauteile bilden, und es wird insgesamt durch einen Verwaltungscomputer
gesteuert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird mit
dieser Vielzahl von Vorrichtungen zum Montieren elektronischer Bauteile ein
elektronisches Bauteil mit einer Vielzahl an einer Unterseite ausgebildeter
Löthöcker zur Verbindung mit der Außenseite
mittels Löten auf einer Platte montiert, um eine bestückte
Platte herzustellen. Die Vorrichtungen zum Montieren elektronischer
Bauteile können ohne Einsatz des Verwaltungscomputers 3 über
das Kommunikationsnetz 2 verbunden sein.
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Die
Druckvorrichtung M1 druckt in Siebdruck die Lötpaste zum
Verbinden des elektronischen Bauteils mit den Elektroden, die einer
Anordnung von Löthöckern des elektronischen Bauteils
entsprechend ausgebildet sind, auf die Platte, die bestückt werden
soll. Die Druck-Prüfvorrichtung M2 prüft einen
Druckzustand, indem sie die Ebenenposition aufgedruckter Lötpaste
durch Aufnehmen eines Bildes der Platte nach dem Aufdrucken von
Lötmittel erkennt. Die Vorrichtung M3 zum Aufsetzen elektronischer
Bauteile setzt das elektronische Bauteil unter Verwendung eines
Montagekopfes dort auf die Platte auf, wo die Lötpaste
aufgedruckt ist. Die Aufschmelzvorrichtung M4 lötet das
elektronische Bauteil durch Erhitzen der Platte, auf die das elektronische
Bauteil aufgesetzt ist, sowie durch Verschmel-zen der Löthöcker
und der Lötpaste aufgrund von Wärme an der Platte
an.
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2 zeigt
das in der Druckvorrichtung M1 aufgedruckte Lötmittel.
Die Druckvorrichtung M1 umfasst eine Siebmaske M6 sowie einen Rakelmechanismus 8.
Die Platte 5, auf der das elektronische Bauteil montiert
wird, wird von einem Platten-Halteabschnitt (nicht dargestellt)
unter der Siebmaske 6 positioniert und gehalten. Die Elektroden 5a,
mit denen das zu montierende elektronische Bauteil verbunden wird,
sind an der Oberseite der Platte 5 vorhanden. Der Rakelmechanismus 8,
in dem zwei Druckrakeln 9 mittels des Hebemechanismus 10 nach
oben oder nach unten bewegt werden können, ist über
der Siebmaske 6 angeordnet. Der Rakelmechanismus 8 kann durch
einen Horizontalbewegungsmechanismus (nicht dargestellt) horizontal
bewegt werden. Die Lötpaste 7 wird über
die Löcher des Musters (nicht dargestellt), die in die
Siebmaske 6 gestanzt sind, auf die Elektroden 5a gedruckt,
indem der Rakelmechanismus 8 horizontal bewegt wird, während
gleichzeitig die Druckrakel 9 verschoben wird und, während
sich die Oberseite der Siebmaske 6 in einem Zustand befindet,
in dem die Platte 5 mit der Unterseite der Siebmaske 6 in
Kontakt ist und die Lötpaste 7 der Oberseite der
Siebmaske 6 zugeführt wird.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird im Folgenden der Aufbau
der Vorrichtung M3 zum Aufsetzen elektronischer Bauteile beschrieben.
In 3 verlaufen die Transportwege 12 im Mittelabschnitt
eines Untersatzes 11 in der X-Richtung (Plattentransportrichtung).
Die Transportwege transportieren die Platte 5, auf der
das elektronische Bauteil montiert ist, und halten und positionieren
die Platte 5 an der Position zum Montieren elektronischer
Bauteile. Dementsprechend dienen die Transportwege 12 als der
Platten-Halteabschnitt zum Halten und Positionieren der Platten 5.
Ein erster Bauteil-Zuführabschnitt 13A und ein
zweiter Bauteil-Zuführabschnitt 13B, die das elektronische
Bauteil zuführen, sind an beiden Seiten der Transportwege 12 angeordnet.
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Eine
Vielzahl von Bandzuführeinrichtungen 14, sogenannte
Tape-Feeder, sind in dem ersten Bauteil-Zuführabschnitt 13A angeordnet.
Die Tape-Feeder 14 transportieren schrittweise ein Band, das
das elektronische Bauteil, wie beispielsweise ein Anschlusschip-Bauteil,
aufnimmt, und führen das elektronische Bauteil einer Aufnahmeposition
des Montagekopfes zu, wie dies im Folgenden beschrieben wird. Zwei
Mulden-Zuführeinrichtungen 15 sind parallel in
dem zweiten Bauteil-Zuführabschnitt 13B angeordnet.
Die zwei Mulden-Zuführein richtungen 15 führen
die elektronischen Bauteile 16 unterschiedlicher Typen
den Aufnahmepositionen des Montagekopfes in Gitteranordnung zu.
Zu den elektronischen Bauteilen 16 gehören eine
Halbleiter-Baueinheit, in der die Halbleitervorrichtung auf der
dünnen Kunststoffplatte, beispielsweise als BGA-Anordnung,
montiert ist, sowie ein kleines Bauteil mit Löthöcker.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das elektronische
Bauteil 16 mit der Platte über eine Vielzahl von Löthöckern
verbunden, die an der Unterseite ausgebildet sind, wie beispielsweise
bei der Halbleiter-Baueinheit.
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Ein
Y-Achsen-Tisch 17A und eine Y-Achsen-Führung 17B sind
an beiden Endabschnitten des Untersatzes 11 in der X-Richtung
angeordnet. Ein X-Achsen-Tisch 18 ist zwischen dem Y-Achsen-Tisch 17A und
der Y-Achsen-Führung 17B installiert. Des Weiteren
ist ein Montagekopf 19 an dem X-Achsen-Tisch 18 angebracht.
Der Montagekopf 19 ist vom Mehrfach-Typ, weist eine Vielzahl
von Einzel-Montageköpfen 20 auf und wird integral
mit einer Plattenerkennungskamera 21 bewegt.
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Der
Montagekopf 19 wird in der X- und der Y-Richtung bewegt,
indem der X-Achsen-Tisch 18 und der Y-Achsen-Tisch 17A angetrieben
werden. Das elektronische Bauteil wird aus dem ersten Bauteil-Zuführabschnitt 13A und
dem zweiten Bauteil-Zuführabschnitt 13B durch
eine Saugdüse 20a (siehe 10)
des Einzel-Montagekopfes 20 entnommen und auf die Platte 5 aufgesetzt,
die auf den Transportwegen 12 positioniert und gehalten
wird. Der X-Achsen-Tisch 18 und der Y-Achsen-Tisch 17A bilden
eine Kopf-Bewegungseinrichtung, mit der der Montagekopf 19 zwischen
dem ersten Bauteil-Zuführabschnitt 13A und dem
zweiten Bauteil-Zuführabschnitt 13B und den Transportwegen 12 bewegt
wird.
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Eine
Bauteilerkennungskamera 23, ein Düsenmagazin 22 und
eine Pasten-Übertragungseinheit 24 sind auf dem
Bewegungsweg des Montagekopfes 19 zwischen den Transportwegen 12 und
dem zweiten Bauteil-Zuführabschnitt 13B angeordnet. Wenn
der Montagekopf 19, der das elektronische Bauteil aus jedem
Bauteil-Zuführabschnitt aufnimmt, auf dem Weg zu der Platte 5 oberhalb
der Bauteilkamera 23 entlang läuft, wird das in
dem Montagekopf 19 gehaltene elektronische Bauteil erkannt.
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Das
Düsenmagazin 22 nimmt mehrere Typen von Saugdüsen
auf, die dem Typ des auf die Platte 5 aufgesetzten elektronischen
Bauteils entsprechen. Wenn der Montagekopf 19 auf das Düsenmagazin 22 zugreift,
wird die Saugdüse, die dem aufzusetzenden elektronischen
Bauteil entspricht, ausgewählt und angebracht. Die Funktion
der Pasten-Übertragungseinheit 24 besteht darin,
eine dünne Schicht aus Lötpaste, die durch Mischen
von Lötmittel komponenten in Flussmittel viskos gemacht wird,
auf der Schichtausbildungsfläche auszubilden. indem das
in dem Montagekopf 19 gehaltene elektronische Bauteil,
auf die Schichtausbildungsfläche der Pasten-Übertragungseinheit 24 abgesenkt
wird, wird die Lötpaste auf mehrere an der Unterseite des
elektronischen Bauteils ausgebildete Löthöcker übertragen
und ihnen zugeführt. Die Übertragung und Zufuhr
der Lötpaste dient dazu, die Zuverlässigkeit der Lötverbindung
zu verbessern, indem die Menge an Lötmittel beim Verlöten
der Löthöcker mit den Elektroden der Platte 5 hinzugefügt
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird im Folgenden der Aufbau
der Pasten-Übertragungseinheit 24 beschrieben,
die in der Vorrichtung M3 zum Aufsetzen elektronischer Bauteile
vorhanden ist. In 4 ist eine glatte Schichtausbildungsfläche 25a an
der Oberseite eines Basisabschnitts 25 vorhanden. Eine
Schicht 7a der Lötpaste 7, die auf die
Löthöcker 16a, die an dem elektronischen
Bauteil 16 ausgebildet sind, übertragen und ihnen
zugeführt werden soll, wird auf der Schichtausbildungsfläche 25a über
einen Schichtausbildungsvorgang zum Verteilen der Lötpaste 7 mittels
einer Rakel 28 ausgebildet.
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Der
Basisabschnitt 25 ist mit einem Vertikalbewegungsabschnitt 26 und
einem Horizontalbewegungsmechanismus 27 versehen, die ermöglichen, dass
die Rakel 28 den Schichtausbildungsvorgang ausführt.
Die Rakel 28 ist an dem Horizontalbewegungsmechanismus 27 angebracht.
Der Vertikalbewegungsmechanismus 26, der Horizontalbewegungsmechanismus 27 und
die Rakel 28 werden von einem Rakel-Antriebsabschnitt 45 (siehe 7)
angetrieben. Das heißt, die Rakel 28 wird horizontal
bewegt, indem der Horizontalbewegungsmechanismus 27 angetrieben
wird, und des Weiteren integral mit dem Horizontalbewegungsmechanismus 27 nach oben
oder nach unten bewegt, indem der Vertikalbewegungsmechanismus 26 angetrieben
wird. Dementsprechend wird die Rakel 28 durch den Rakel-Antriebsabschnitt 35 angetrieben,
um den Schichtausbildungsvorgang, in dem die horizontale Bewegung und
die vertikale Bewegung kombiniert werden, auf der Schichtausbildungsflache 25a durchzuführen.
So wird die Schicht aus Lötpaste 27 auf der Schichtausbildungsflache 25a ausgebildet.
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5A bis 5D zeigen
ein Beispiel des Schichtausbildungsvorgangs mittels der Rakel 28. 5A zeigt
ein Beispiel des Vorgangs, bei dem die Schicht 7a mit einer
gleichmäßigen Schichtdicke auf der Schichtausbildungsfläche 25a ausgebildet
wird, indem die Lötpaste 7 mit der Rakel in Schichtdicke
t1 über den gesamten Bereich der Oberseite der Schichtausbildungsflache 25a 28 verteilt
wird. Wenn die Lötpaste 7 gleichmäßig
auf die Löthöcker 16a, übertragen
ist, auf die übertragen wird, ist die Schichtausbildung
vollzogen, wie dies in 5 gezeigt ist.
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Wenn
hingegen die Lötpaste 7 nur auf bestimmte der
mehreren Löthöcker 16a übertragen
wird oder wenn die Übertragungsmenge für jeden
Löthöcker 16a, auf den übertragen
wird, verändert wird, wird die Schichtausbildung ausgeführt,
indem der Schichtausbildungsbereich oder die Schichtdicke, wie im
Folgenden beschrieben, geändert wird. Das heißt,
die Rakel 28 wird veranlasst, den Schichtausbildungsvorgang,
bei dem die horizontale Bewegung und die vertikale Bewegung in einem
vorgegebenen Muster kombiniert werden, mit dem Vertikalbewegungsmechanismus 26 und
dem Horizontalbewegungsmechanismus 27 durchzuführen,
wie dies in 5B und 5C gezeigt
ist.
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So
kann die Schicht 7a mit jeder beliebigen Schichtdicke t1,
jeder beliebigen Ebenenform und jeder beliebigen Schichtdickenverteilung
in einem bestimmten Bereich A der Schichtausbildungsfläche 25a ausgebildet
werden, wie dies in 5D gezeigt ist. So kann bei
der Übertragung und der Zufuhr der Lötpaste 7 zu
den Löthöckern 16a eine gewünschte Menge
an Lötpaste 7 selektiv auf die bestimmten der mehreren
Löthöcker 16a für das elektronische
Bauteil 16 übertragen und ihnen zugeführt
werden, wie dies weiter unten beschrieben wird.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf 6 die Funktionen
des Druck-Prüfabschnitts M2 und die Konfiguration des Steuerungssystems beschrieben.
In 6 wird, nachdem das Aufdrucken von Lötmittel
in der Druckvorrichtung M1 ausgeführt ist, die Platte 5 durch
einen Transport-Positioniermechanismus 35 transportiert
und an einer vorgegebenen Prüfposition positioniert und
gehalten. Ein Transport-Antriebsmotor 35M, der eine Antriebsquelle
des Transport-Positioniermechanismus 35 ist, wird von einem
Antriebsabschnitt 34 angetrieben. Ein Höhen-Messinstrument 37 und
eine Kamera 39 sind oberhalb der Platte 5 angeordnet
und haben die im Folgenden beschriebenen Funktionen.
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Die
Kamera 39 nimmt das Bild eines Abschnitts der Platte 5 auf,
um Druck-Prüfung durchzuführen. Ein Prüfabschnitt 38 prüft
den Zustand der aufgedruckten Lötpaste, indem die Erkennungsverarbeitung
für dieses aufgenommene Bild durchgeführt wird.
Eine Funktion des Höhenmessinstrumentes 37 besteht
darin, den Abstand zu dem Messobjekt genau zu messen, und es misst
die Höhe der Lötpaste 7 in dem bedruckten
Zustand, indem die Messung für die auf die Elektroden 5a aufgedruckte
Lötpaste 7 durchgeführt wird und die
Messdaten in einem Messabschnitt 36 verarbeitet werden.
Messen dieser Höhe der Lötpaste 7 ist äquivalent
zum Messen der Dicke der Lötpaste 7, die auf die
Elektroden 5a aufgedruckt ist, d. h., der auf jede Elektrode
aufgedruckten Menge an Lötpaste 7.
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Ein
Pasten-Höhenspeicherabschnitt 31 speichert das
Höhen-Messergebnis des Höhenmessinstruments 37 und
des Messabschnitts 36 als die Pasten-Höhenmessdaten.
Ein Abschnitt 32 zum Feststellen zu geringer Höhe
der Paste stellt fest, ob die Höhe der auf jede Elektrode 5a aufgedruckten
Lötpaste 7 für die in dem Pasten-Höhenspeicherabschnitt 31 gespeicherten
Pasten-Höhenmessdaten ausreichend ist. Das heißt,
es wird festgestellt, ob die Höhe der auf die Elektrode 5a gedruckten
Lötpaste 7 richtig oder falsch ist, indem die
Pasten-Höhenmessdaten mit den Bezugs-Höhendaten
verglichen werden, die in dem Abschnitt 32 zum Feststellen
zu geringer Pastenhöhe vorgespeichert sind.
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Dieses
Ergebnis der Feststellung richtiger oder falscher Höhe
und das Ergebnis der Prüfung des Druckzustandes werden über
einen Kommunikationsabschnitt 33 und das Kommunikationsnetz 2 zu dem
Verwaltungscomputer 3 oder einer anderen Vorrichtung übertragen.
Eine Funktion des Prüf-Steuerabschnitts 30 besteht
darin, den Antriebsabschnitt 34, den Höhenmessabschnitt 36 und
die Kamera 39 bei dem Prüf- und Messvorgang zu
steuern. Dementsprechend ist die Druck-Prüfvorrichtung
M2 die Pasten-Höhenmessvorrichtung, die die Höhe
der auf die Elektrode 5a aufgedruckten Lötpaste 7 misst
und auf Basis dieses Messergebnisses für jede Elektrode einzeln
feststellt, ob die Höhe der Lötpaste 7 richtig oder
falsch ist.
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Unter
Bezugnahme auf 7 wird im Folgenden die Konfiguration
eines Steuerungssystems in der Vorrichtung M3 zum Aufsetzen elektronischer Bauteile
beschrieben. Ein Aufsetz-Steuerabschnitt 40 ist der Gesamt-Steuerabschnitt,
der eine CPU aufweist und den Vorgang bzw. Ablauf jedes Abschnitts steuert,
wie dies im Folgenden beschrieben ist. Ein Pasten-Übertragungsfeststellabschnitt 41 stellt
auf Basis des Richtig- oder Falsch-Feststellergebnisses der Pastenhöhe,
das von der Druck-Prüfvorrichtung M2 übertragen
wird, fest, ob die Übertragung der Lötpaste 7 durch
die Pasten-Übertragungseinheit 24 erforderlich
ist oder nicht. Diese Feststellung wird auf Basis des voreingestellten
Bezugswertes vorgenommen, d. h., dem Verhältnis der Anzahl
von Elektroden, für die zu geringe Höhe festgestellt
worden ist, zu der Gesamtzahl von Elektroden oder des individuell
voreingestellten Schwellenwertes für das Maß jeder
zu geringen Höhe.
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Ein
Rakel-Bewegungsdaten-Speicherabschnitt 42 speichert ein
Muster des Schichtausbildungsvorgangs, der in der Pasten-Übertragungseinheit 24 durchgeführt
wird, d. h., ein Ab laufmuster, bei dem die horizontale und vertikale
Bewegung der Rakel 28 kombiniert werden, wenn der Pasten-Übertragungsfeststellabschnitt 41 feststellt,
dass die Übertragung der Lötpaste erforderlich
ist. Ein Kopfantriebsabschnitt 44 treibt einen Montagekopf 19 an. Ein
Rakel-Antriebsabschnitt 45 treibt einen Vertikalrichtungs-Antriebsmotor 26M und
einen Horizontalrichtungs-Antriebsmotor 27M an, die Antriebsquellen des
Vertikalbewegungsmechanismus 26 und des Horizontalbewegungsmechanismus 27 sind.
Ein Aufsetz-Steuerabschnitt 40 steuert den Rakel-Antriebsabschnitt 45 auf
Basis des Höhenmessergebnisses und der in dem Rakel-Bewegungsdaten-Speicherabschnitt 42 gespeicherten
Rakel-Bewegungsdaten, um die Schicht 7a entsprechend der
Pasten-Übertragungsmengenverteilung auszubilden, die zum
Korrigieren der Höhenverteilung von Lötpaste für
jede Elektrode 5a auf der Platte 5 erforderlich
ist.
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Unter
Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 8 wird im
Folgenden ein Verfahren zum Montieren elektronischer Bauteile zur
Anwendung in diesem System zum Montieren elektronischer Bauteile beschrieben.
Dieses Verfahren zum Montieren elektronischer Bauteile schließt
das Aufsetzen des elektronischen Bauteils 16, das mit einer
Vielzahl von Löthöckern 16a an der Unterseite
versehen ist, auf die Platte 5 und Montieren desselben
ein. Zunächst wird in der Druckvorrichtung M1 die Lötpaste 7 auf
die zu bestückende Platte 5 aufgedruckt (Druckvorgang) (ST1).
So wird die Lötpaste 7 im Siebdruck auf jede Elektrode 5a aufgedruckt,
die auf der Platte 5 ausgebildet ist, wie dies in 9A gezeigt
ist.
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Nach
dem Bedrucken wird die Platte 5 in die Druck-Prüfvorrichtung
M2 transportiert, in der der Druckzustand für jede Elektrode 5a geprüft
wird, und die Pastenhöhe wird gemessen (Pasten-Höhenmessvorgang)
(ST2). Das heißt, das Höhenmessinstrument 37 wird
nacheinander über den Elektroden 5a bewegt, die
Höhe der Oberseite der Schicht 7a wird gemessen,
und das Messergebnis wird in dem Pasten-Höhenspeicherabschnitt 31 gespeichert,
wie dies in 9B gezeigt ist. Bei diesem Beispiel
wird aufgrund eines Druckfehlers in der Druckvorrichtung M1 nicht
die normale Menge an Lötpaste 7 auf zwei Elektroden 5a* gedruckt,
die unter den mehreren Elektroden 5a mit dem Pfeil gekennzeichnet
ist, so dass die geringeren Höhen-Messergebnisse als an den
anderen normalen Lötmittel-Druckpunkten ermittelt werden.
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Dann
stellt der Abschnitt 32 zum Feststellen geringer Pastenhöhe
fest, ob die gemessene Höhe der Paste richtig oder falsch
ist (ST3). Wenn dabei die Höhe für alle Elektroden 5a normal
ist und keine zu geringe Höhe vorliegt, geht die Funktion
direkt zu einem Vorgang zum Aufsetzen elektronischer Bauteile (ST7) über,
um den Vorgang des Aufsetzens des Bauteils durchzuführen.
Wenn eine Höhe zu gering ist, stellt der Pasten-Übertragungsfeststellabschnitt 41 fest,
ob die Übertragung von Paste für zusätzliche Zufuhr
der Lötpaste 7 erforderlich ist oder nicht (ST4).
Wenn dabei festgestellt wird, dass die Höhe nur außerordentlich
geringfügig zu klein ist und kein nachteiliger Einfluss
auf die folgenden Vorgänge vorliegt, wird der Vorgang des
Aufsetzens des Bauteils auf gleiche Weise wie bereits beschrieben
durchgeführt.
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Wenn
hingegen die Höhenabweichung in dem Bereich liegt, in dem
sie nicht vernachlässigt werden kann und um das Maß wie
in dem Beispiel in 9B zu gering ist, wird in (ST4)
festgestellt, dass die Pasten-Übertragung erforderlich
ist, so dass die Pasten-Übertragung durchgeführt
wird, wie dies weiter unten beschrieben ist. Bei der vorliegenden
Ausführungsform wird, um Abweichung dahingehend zu verhindern,
dass zuviel Lötpaste 7 zu der Elektrode 5a ohne
Höhenabweichung hinzugefügt wird, ein Vorgang
zum entsprechenden Einstellen des Bereiches der Pasten-Übertragung
und der Übertragungsmenge durchgeführt (ST5).
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Das
heißt, die Schicht 7a wird in der Größe, die
der erforderlichen Übertragungsmenge an der Position entspricht,
die der Elektrode 5a entspricht, bei der Höhenabweichung
festgestellt wurde, auf der Schichtausbildungsfläche 25a der
Pasten-Übertragungseinheit 24 ausgebildet, wie
dies in 9C gezeigt wird. Diese Verarbeitung
wird durchgeführt, wenn der Aufsetz-Steuerabschnitt 40 den
Rakel-Antriebsabschnitt 45 unter Bezugnahme auf das in
der Druck-Prüfvorrichtung M2 ermittelte Höhenmessergebnis
und das in dem Rakel-Bewegungsdaten-Speicherabschnitts 42 gespeicherte
Schichtausbildungs-Funktionsmuster antreibt. Das heißt,
die Pasten-Übertragungseinheit 24 bildet die Schicht 7a auf
der Schichtausbildungsfläche 25a auf Basis des Messergebnisses
in dem Lötmittel-Höhenmessvorgang aus.
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Dann
wird der Pasten-Übertragungsvorgang durchgeführt
(ST6). Das heißt, der Montagekopf 19, der das
elektronische Bauteil 16 aus dem zweiten Bauteil-Zuführabschnitt 13B entnimmt,
wird über die Pasten-Übertragungseinheit 24 bewegt,
und der Einzel-Montagekopf 20 wird so positioniert, dass
die Löthöcker 16a, die der Schicht 7a entsprechen,
die auf der Schichtausbildungsfläche 25a ausgebildet
ist, richtig ausgerichtet werden können, wie dies in 10A gezeigt wird. Dann werden die Löthöcker 16a,
auf die übertragen wird, d. h. die Löthöcker 16a an
den Positionen, die den Elektroden 5a entsprechen, für
die eine Höhenabweichung festgestellt wurde, mit der Schicht 7a in
Kontakt gebracht, indem das in dem Montagekopf 19 aufgenommene
elektronische Bauteil 16 auf die Schichtausbildungsfläche 25a abgesenkt
wird (Pasten-Übertragungsvorgang), wie dies in 10B gezeigt wird. So wird eine gewünschte Übertragungsmenge
an Lötpaste 7 auf die Löthöcker 16a an
dem elektronischen Bauteil 16 übertragen, für
die die Übertragung erforderlich ist, wie dies in 10C gezeigt wird.
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Dann
wird das elektronische Bauteil 16 auf die Platte 5 aufgesetzt
(ST7). Das heißt, der Montagekopf 19 wird bewegt,
um den Einzel-Montagekopf 20, der das elektronische Bauteil 16 nach
der Übertragung der Lötpaste 7 auf die
Platte 5 hält, so zu positionieren, dass die Löthöcker 16a auf
die Elektroden 5a der Platte 5 ausgerichtet sind,
wie dies in 11A gezeigt ist. So werden die
Löthöcker 16a, auf die die Lötpaste 7 übertragen
wurde, um die Höhenabweichung zu korrigieren, direkt über
den Elektroden 5a* angeordnet, für die bei der
Pasten-Höhenmessung eine zu geringe Höhe festgestellt
wurde. Dann wird das elektronische Bauteil 16 auf die Platte 5 aufgesetzt,
indem das elektronische Bauteil 16 abgesenkt wird, und
die Löthöcker 16a werden über
die Lötpaste 7 auf die Elektroden 5a der
Platte 5 aufgesetzt (Bauteil-Aufsetzvorgang), wie dies
in 11B gezeigt wird.
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Anschließend
wird die Platte 5 mit dem aufgesetzten elektronischen Bauteil 16 in
die Aufschmelzvorrichtung M4 transportiert. Die Platte 5 wird
zusammen mit dem elektronischen Bauteil 16 bis auf die
Schmelztemperatur des Lötmittels oder darüber
erhitzt, um die Lötmittelkomponenten in den Löthöckern 16a und
der Lötpaste 7 zum Schmelzen zu bringen und das
elektronische Bauteil 16 durch Löten mit der Platte 5 zu
verbinden (Aufschmelzvorgang) (ST8), wie dies in 11C gezeigt wird. Dabei gleicht die durch die Übertragung
von Paste den Löthöckern 16a zusätzlich
zugeführte Lötpaste einen Mangel der Lötmittelmenge
an den Elektroden 5a* mit einer geringeren Menge an Lötmittel
aufgrund eines Druckfehlers in der Druckvorrichtung M1 aus, so dass
die Menge an Lötmittel zum Verbinden der Löthöcker 16a und
der Elektroden 5a nicht mehr zu gering ist. So verbindet
die Lötmittelkomponente, in der die Löthöcker 16a des
elektronischen Bauteils 16 verschmolzen sind, normalerweise
alle Löthöcker 16a mit den Elektroden 5a,
so dass die Lötverbindungen 16b, die das elektronische
Bauteil 16 elektrisch mit den Elektroden 5a verbinden,
hervorragend ausgebildet werden, ohne dass eine kalte Lötstelle,
wie beispielsweise ein fehlerhafter elektrischer Durchgang oder
ein Mangel an Verbindungsfestigkeit, entsteht, wie dies in 11C gezeigt ist.
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Das
heißt, bei dem beschriebenen Verfahren zum Montieren elektronischer
Bauteile stellt der Pasten-Übertragungsfeststellabschnitt 41 vor
dem Bauteil-Aufsetzvorgang auf Basis des Richtig- oder Falsch-Feststellergebnisses
der Höhe durch das Lötmittel-Höhenmess instrument
fest, ob die Übertragung von Lötpaste durch die
Pasten-Übertragungseinheit 24 erforderlich ist
oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die Übertragung
erforderlich ist, wird der Pastenübertragungsvorgang, bei
dem das in dem Montagekopf 19 aufgenommene elektronische
Bauteil auf die Schicht-Ausbildungsfläche 25a abgesenkt wird,
durchgeführt. So wird, wenn die Platte behandelt wird,
die aufgrund eines Druckfehlers eine zu geringe Menge an Lötmittel
aufweist, die Menge an Lötmittel ausreichend hinzugefügt,
um die Montagequalität zu gewährleisten.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Durch
den Effekt des Systems zum Montieren elektronischer Bauteile und
des Verfahrens zum Montieren elektronischer Bauteile der Erfindung
wird es möglich, die Montagequalität zu gewährleisten, wenn
die Platte behandelt wird, bei der aufgrund eines Druckfehlers eine
die Menge an Lötmittel zu gering ist, und sie sind auf
dem Gebiet von Nutzen, auf dem das elektronische Bauteils mittels
Löten an der Platte montiert wird, um die bestückte
Platte herzustellen.
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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-245229 ,
eingereicht am 11. September 2006, deren Inhalt hiermit durch Verweis
in seiner Gesamtheit einbezogen wird, und beansprucht den Vorteil
von Priorität derselben.
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Zusammenfassung
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System zum Montieren elektronischer
Bauteile und Verfahren zum Montieren elektronischer Bauteile
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In
einem Montagesystem, das ein Höhenmessinstrument, mit dem
die Höhe auf die Elektroden aufgedruckter Lötpaste
gemessen wird, und eine Vorrichtung zum Aufsetzen elektronischer
Bauteile aufweist, wird auf Basis des Messergebnisses beim Messen
der Höhe auf die Elektrode aufgedruckter Lötpaste
festgestellt, ob die Höhe der Lötpaste richtig oder
falsch ist. Des Weiteren wird auf Basis des Feststellungsergebnisses
festgestellt, ob die Übertragung von Lötpaste
auf den Löthöcker erforderlich ist oder nicht,
und, wenn festgestellt wird, dass die Übertragung erforderlich
ist, wird die Paste auf ein in einem Montagekopf gehaltenes elektronisches
Bauteil übertragen. So kann die Montagequalität
gewährleistet werden, indem eine ausreichende Menge an
Lötmittel zugesetzt wird, wenn die Platte behandelt wird, die
aufgrund eines Druckfehlers eine zu geringe Menge an Lötmittel
aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2002134899
A [0003]
- - JP 2006-245229 [0051]