JP2007110170A - 電子部品実装方法、装置及び電子部品実装データ作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の実装間隔が狭い場合でもセルフアライメント効果が有効に活用できる電子部品の実装方法を提供する。
【解決手段】クリーム半田印刷による電子部品の実装において、実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ状態からセルフアライメント効果の大小を判定する判定工程を有し、判定工程は、ランドの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が大きく、ランドからはみ出してクリーム半田が印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が小さい、として判定し、セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定し、セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板上に電子部品を高精度に実装する電子部品実装方法、装置及び電子部品実装データ作成方法に関し、特に、電子部品の実装位置が狭間隔であってもセルフアライメント効果を有効に利用して実装不良を生じさせずに実装を行う技術に関する。

電子部品の実装された回路基板を製造する工程としては、例えば図２９に示すように、クリーム半田印刷装置によってランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷する印刷工程Ａと、検査装置によってクリーム半田の印刷状態を検査する検査工程Ｂと、電子部品実装装置により回路基板上に電子部品を実装する実装工程Ｃとがある。クリーム半田印刷装置、検査装置、電子部品実装装置はそれぞれ製造ライン上でこの順で接続されており、製造ラインに供給された回路基板は、各工程Ａ，Ｂ，Ｃを経て取り出され、図示しないリフロー工程へ送られる。

ところで、最近の回路基板上に実装される電子部品は、その実装間隔が０．１５ｍｍ程度にまで狭まってきており、今後ますます縮小される傾向にある。実装する部品間隔を狭くするためには、電子部品の半田付け状態をフィレットレス化することが進められているが、フィレットレス化するには、図３０に示すような溶融した半田が電子部品の端子端面に伝ってぬれ上がる“拡張ぬれ”を防止しなければならない。このため、回路基板上に形成されるランドの幅は、電子部品の端子幅と同じ或いはそれ以下に設定し、端子端面に半田がぬれ広がらないようにしている。即ち、ランドの幅を電子部品の端子幅以下に設定することで、余分な半田が端子端面に付着することがなくなり、ランド側の端子面から半田が大きくぬれ上がることが防止される。

このランドに電子部品を半田付けする際は、ランド上にクリーム半田を印刷して、ランド位置に合わせて電子部品を実装した後、リフロー処理を行う。このリフロー処理によってランドと電子部品の端子に挟まれたクリーム半田が溶融して流動し、電子部品はセルフアライメント効果によりランド中心位置に移動する。これにより、ランド位置への位置決めを行いつつ実装を行っている。

特開平７−２２７９１号公報

しかしながら、上記従来の半田付け方法では、電子部品の目標実装位置をランド位置に合わせて実装しているため、仮にクリーム半田の印刷位置がランド位置からずれを生じていた場合、リフロー処理後に半田付け不良が生じる問題がある。ここで、図３１（ａ）はランド位置からクリーム半田がずれて印刷された回路基板に対して電子部品を各ランド中心位置に合わせて実装した様子を示す図で、図３１（ｂ）はこの回路基板をリフロー処理した結果を示す図である。

実装された電子部品と印刷されたクリーム半田との位置関係が、図示したように電子部品端部からクリーム半田がはみ出している場合には、リフロー時に半田と電子部品端部との間で“拡張ぬれ”が生じる。その結果、電子部品端子の側面に不必要に半田がぬれ広がり、隣接する電子部品又は端子との間にブリッジが発生することになる。このブリッジは、電子部品の実装間隔が長ければ発生することが無かったが、電子部品の実装間隔の狭い回路基板に対しては特に発生頻度が増大し、実装済み回路基板の品質を大きく低下させていた。また、回路基板のランド位置とクリーム半田の印刷位置は、クリーム半田印刷装置により微調整が可能であるが、電子部品の実装間隔が狭い回路基板に対しては、回路基板全体にわたって均等に位置合わせを行うことは困難であり、また、局所的な位置ずれを完全に補正することは実質的に極めて困難である。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、電子部品の実装間隔が狭い場合でもセルフアライメント効果が有効に活用できる電子部品の実装方法、装置および電子部品実装データ作成方法を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る請求項１記載の電子部品実装方法は、ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出工程と、前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装工程と、前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ状態からセルフアライメント効果の大小を判定する判定工程とを有し、前記判定工程は、ランドの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が大きく、ランドからはみ出してクリーム半田が印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が小さい、として判定し、セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定し、
セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定することを特徴とする。

この電子部品実装方法では、印刷位置検出工程により回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出し、実装工程において、検出したクリーム半田の印刷位置を基準として電子部品を実装することにより、リフロー処理によってクリーム半田が溶融したときに、クリーム半田の流動によって電子部品がランド位置に戻されるセルフアライメント効果を大きいまま維持でき、クリーム半田の印刷位置がランド位置からずれた場合でも電子部品を確実にランド位置で固定することができる。また、電子部品の実装間隔が狭い場合でもセルフアライメント効果を有効に活用して電子部品の実装位置精度を向上できる。

また、この電子部品実装方法は、前記実装する電子部品に対応するランドの位置とこのランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ状態からセルフアライメント効果の大小を判定し、セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定する一方、セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定することを特徴とする。

さらに、この電子部品実装方法では、ランド位置とクリーム半田印刷位置との位置ずれ状態から、電子部品を実装したときに期待できるセルフアライメント効果の大小を判定し、セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定する一方、セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定することにより、期待できるセルフアライメント効果の大小に応じて目標実装位置を適宜変更し、回路基板のリフロー処理後に常に電子部品がランド位置に固定されるように実装できる。

請求項２記載の電子部品実装方法は、ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出工程と、前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装工程と、を有し、前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ量に対して、使用するクリーム半田の特性に応じて補正値を設定し、該設定した補正値により電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更することを特徴とする。

また、請求項２記載の電子部品実装方法は、前記実装する電子部品に対応するランドの位置とこのランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ量に対して任意の割合で補正値を設定し、該設定した補正値により電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更することを特徴とする。

この電子部品実装方法では、ランド位置とクリーム半田印刷位置との位置ずれ量に対して、例えば５０％、８０％、１００％等の任意の割合で補正値を設定し、この設定した補正値により電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更することにより、微妙な条件で変化するセルフアライメント効果を最適に保つことができ、電子部品を一層高精度で実装することができる。

また、請求項２記載の電子部品実装方法は、前記補正値が、使用するクリーム半田の特性に応じて設定されることを特徴とする。

この電子部品実装方法では、使用するクリーム半田の特性に応じて補正値を設定することにより、クリーム半田の材料組成、摩擦性、粘性等の諸条件に応じて適切な補正値に設定することができる。

請求項３記載の電子部品実装装置は、ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出装置と、前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装装置と、前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ状態からセルフアライメント効果の大小を判定する判定装置とを有し、前記判定装置は、ランドの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が大きく、ランドからはみ出してクリーム半田が印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が小さい、として判定し、セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定し、セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定するものであることを特徴とする。

請求項４記載の電子部品実装装置は、ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出装置と、前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装装置と、前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ量に対して、使用するクリーム半田の特性に応じて補正値を設定し、該設定した補正値により電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する変更装置と、を備えたこと特徴とする。

請求項５記載の電子部品実装データ作成方法は、請求項１または請求項２記載の電子部品実装方法に基づいて電子部品を回路基板に実装させるための実装データを作成する電子部品実装データ作成方法であって、電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する補正量を、クリーム半田の種類毎にセルフアライメント効果の度合いが予め登録されたテーブルを使用して、使用するクリーム半田の種類から一括して設定することを特徴とする。

この電子部品実装データ作成方法では、電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する補正量を、使用するクリーム半田の種類からテーブルを参照して一括して設定することにより、クリーム半田の諸特性により変化するセルフアライメント効果を求めるため、各特性を逐一入力する手間が省け、実装データを簡単に作成することができる。

請求項６記載の電子部品実装データ作成方法は、請求項１または請求項２記載の電子部品実装方法に基づいて電子部品を回路基板に実装させるための実装データを作成する電子部品実装データ作成方法であって、電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する補正量を、電子部品の種類とクリーム半田の種類との組合せに応じてセルフアライメント効果の度合いが予め登録されたテーブルを使用して、実装する電子部品及び使用するクリーム半田の種類から一括して設定することを特徴とする。

この電子部品実装データ作成方法では、電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する補正量を、実装する電子部品及び使用するクリーム半田の種類からテーブルを使用して一括して設定することにより、電子部品の種類及び使用するクリーム半田の組合せに応じて異なるセルフアライメント効果を逐一入力して求める手間が省け、実装データを簡単に作成することができる。

本発明に係る電子部品実装方法及び装置によれば、印刷位置検出工程により回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出し、実装工程において、検出したクリーム半田の印刷位置を基準として電子部品を実装することにより、リフロー処理によってクリーム半田が溶融したときに、クリーム半田の流動によって電子部品がランド位置に戻されるセルフアライメント効果を大きいまま維持でき、クリーム半田の印刷位置がランド位置からずれた場合でも電子部品を確実にランド位置で固定することができる。また、電子部品の実装間隔が狭い場合でもセルフアライメント効果を有効に活用して電子部品の実装位置精度を向上できる。

以下、本発明に係る電子部品実装方法、装置および電子部品実装データ作成方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１はランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装するまでの工程を概略的に示す図である。本実施形態においては、まず、回路基板をクリーム半田印刷装置１００に供給して、回路基板上のランド位置に対応させてクリーム半田を印刷する。次いで後段の検査装置２００によって、ランドとクリーム半田とを認識して双方の位置ずれ等を検査する。この検査結果は更に後段の電子部品実装装置３００に送信されると共に、クリーム半田が印刷された回路基板は電子部品実装装置３００に供給される。電子部品実装装置３００は、供給された回路基板に対して、検査装置２００から送信された検査結果に基づいて電子部品の実装位置を補正し、この補正した位置に電子部品を実装する。以上が基本的な回路基板の製造工程の内容であるが、本発明は、回路基板に印刷されたクリーム半田の印刷位置を基準として電子部品を実装することを特徴としている。なお、本明細書において、クリーム半田とは、粉末半田を高粘性フラックスに混ぜ合わせたペースト状の半田をいう。

ここで、電子部品をクリーム半田印刷位置を基準として実装する本発明の電子部品実装方法の原理を詳細に説明する。図２は回路基板上のランドと印刷されたクリーム半田と実装される電子部品との位置関係を示す図で、図３及び図４は実装された電子部品のセルフアライメント効果をそれぞれ図２のＰ−Ｐ断面で説明する説明図である。

図２に示すように、ここでは回路基板１２上に形成されたランド１４ａ，１４ｂ上に、クリーム半田１６ａ，１６ｂがランド中心線Ｌｌから距離ΔＬだけずれた位置に印刷されている。この場合、電子部品１８はクリーム半田１６ａ，１６ｂの位置に合わせて実装され、クリーム半田１６ａ，１６ｂの中心線Ｌｃが電子部品の中心線Ｌｐに略一致している。この状態でリフロー処理すると、クリーム半田が溶融してランド上を流動する。この流動の初期段階においては、図３（ａ）に示すように、半田２０は一般的に毛管浸透時に見られる"浸せきぬれ"によってぬれ広がる。そして、図３（ｂ）に示すように半田２０が電子部品１８の両端面１８ａ，１８ａまでぬれ広がると、部品端面側の半田のぬれ広がりが止まり、ランド１４側の半田だけがぬれ広がるようになる。すると半田２０は、力学的につり合う安定状態となるように電子部品１８を矢印方向に移動させる。これがセルフアライメント効果として作用して、電子部品１８は最終的に、図３（ｃ）に示すようにランド１４の中心線Ｌｌと電子部品１８の中心線Ｌｐとが一致する位置に配置される。

また、このセルフアライメント効果は、図４に示すように作用する場合もある。即ち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように半田２０が溶融すると、"浸せきぬれ"によるぬれ広がりと共に電子部品１８が移動して、これによりセルフアライメント効果が得られる。そして、図４（ｃ）に示すようにランド１４上における半田２０のぬれ広がりが終了し、半田２０が力学的につり合った安定状態になると電子部品１８の移動も停止する。従って、電子部品１８は最終的にランド１４の中心線Ｌｌと電子部品１８の中心線Ｌｐとが一致する位置に配置されることになる。

このようなセルフアライメント効果は、ランド位置を目標実装位置として電子部品を実装する場合、例えば５０μｍ以上の位置決めずれが生じたときに電子部品の位置ずれが補正される確率は５０％程度となる。一方、印刷されたクリーム半田位置を目標実装位置として電子部品を実装する場合、同じく５０μｍ以上の位置決めずれが生じても、セルフアライメント効果により８０〜９０％の確率で位置ずれが補正される。

次に、上記セルフアライメント効果を利用して電子部品を実装させるための電子部品実装システムの一構成例を以下に説明する。本実施形態のクリーム半田印刷装置１００，検査装置２００，電子部品実装装置３００の具体的な構成は次の通りである。まず、本実施形態のクリーム半田印刷装置（以降、印刷装置と略記する）としては、例えば図５に示す構成のものが使用できる。図５は印刷装置１００の一部を切り欠いて示した外観斜視図である。印刷装置１００は、クリーム半田の印刷対象である回路基板１２を印刷装置１００内に搬入・搬出する回路基板搬送部２２と、搬入された回路基板１２を載置して印刷用マスク２４の下面に移動するテーブル部２６と、印刷用マスク２４の下面に位置決めされた回路基板１２の上方でスキージ２８ａ，２８ｂによりクリーム半田を印刷する印刷部３０とを備えて構成される。

この印刷装置１００によれば、回路基板１２は次のように搬送される。即ち、回路基板搬送部２２は、ストッカやラインから搬入された回路基板１２を受け取り、印刷装置１００内部に配置されたテーブル部２６に回路基板１２を供給する。そして、テーブル部２６は、供給された回路基板１２を位置決め固定して、印刷部３０の印刷用マスク２４下面の所定位置に移動させる。また、印刷部３０による印刷処理が終了すると、テーブル部２６は回路基板１２を印刷部３０から回路基板搬送部２２まで搬送する。その後、回路基板搬送部２２は、テーブル部２６から回路基板１２を取り出して、図示しない搬送出口に回路基板１２を排出する。

ここで、図６にテーブル部２６の詳細な構成を示した。テーブル部２６は、回路基板１２を狭持部材３２により固定して、図に示すＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向にモータ制御により移動・回転可能な基板載置台３４と、回路基板１２上の位置合わせマーク認識用の基板認識カメラ３６と、印刷用マスク２４上の位置合わせマーク認識用のマスク認識カメラ３８とを備えている。

基板認識カメラ３６は、回路基板搬送部２２によりテーブル部２６に供給された印刷対象となる回路基板１２上に予め設けられた位置合わせマークを撮像する。この撮像画像を画像処理してマーク位置を認識することで回路基板１２の位置を正確に管理し、印刷のための所定位置に高精度で位置決めする。

また、マスク認識カメラ３８は、印刷用マスク２４に予め設けられた位置合わせマークを撮像する。この撮像画像を画像処理してマーク位置を認識することで、印刷用マスク２４の穿孔パターンに応じた適正位置に回路基板１２を高精度で位置決めする。なお、上述の回路基板搬送部２２及びテーブル部２６は、一般的に広く用いられているローダ、アンローダ、及び４軸ステージを用いることで構成できる。

図７には印刷部３０を一部断面で表示した斜視図を示した。印刷部３０は、狭持部材３２により基板載置台３４上に固定された回路基板１２を印刷用マスク２４の下側に配置した状態で、印刷用マスク２４の上側で一対のスキージ２８ａ，２８ｂを前後の両印刷方向に移動させことで、回路基板１２にクリーム半田を印刷する。ここで、後方向印刷時にはスキージ２８ａが使用され、前方向印刷時にはスキージ２８ｂが使用される。

上記構成の印刷装置１００を用いて回路基板１２に形成されたランド位置にクリーム半田を印刷した後、印刷済みの回路基板１２が印刷装置１００から取り出され、後段の検査装置２００に供給される。次に、検査装置の構成を説明する。図８は検査装置２００の構成を一部切り欠いて示す外観斜視図である。検査装置２００は、回路基板に印刷されたクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出装置が含まれる。この検査装置２００は、供給された回路基板１２を搬送する基板搬送部４０と、検査位置４２で静止させた回路基板１２に対して斜め方向から照明する蛍光灯等の光源４４，４４と、回路基板１２の上方から基板面を撮像する撮像カメラ４６とを備えている。この検査装置２００では、光源４４，４４により照明された回路基板１２を撮像カメラ４６で撮像し、これにより得られた撮像画像を、検査装置２００内に配置されたコントローラ（図示せず）により画像処理することで、回路基板１２の各ランドと、印刷されたクリーム半田とを検出し、対応する双方のずれ量等を求めている。求められたずれ量等の情報は、コントローラに一旦保存されて後段の電子部品実装装置３００に検査結果として送信される。また、この検査結果はクリーム半田印刷装置１００にフィードバックされ、クリーム半田の印刷位置ずれをいち早く補正するようにクリーム半田印刷装置１００が調整される。

次に、電子部品実装装置の構成を説明する。図９に電子部品実装装置の斜視図、図１０に電子部品実装装置の移載ヘッドの拡大斜視図、図１１に電子部品実装装置を制御する制御装置の構成を示すブロック図、図１２に電子部品実装装置に使用される実装データの構成を示すブロック図を示した。この電子部品実装装置３００の構成を簡単に説明すると、図９に示すように、電子部品実装装置３００は、基台５０上面中央に、回路基板１２のガイドレール５２が設けられ、このガイドレール５２の搬送ベルトによって回路基板１２は一端側の基板搬入部５４から電子部品の実装位置５６に、また、実装位置５６から他端側の基板搬出部５８に搬送される。回路基板１２上方の基台５０上面両側部には、Ｙテーブル６０，６２がそれぞれ設けられ、これら２つのＹテーブル６０，６２の間には、Ｘテーブル６４が懸架されている。また、Ｘテーブル６４には移載ヘッド６６が取り付けられており、これにより移載ヘッド６６をＸ−Ｙ平面内で移動可能にしている。

上記Ｘテーブル６４、Ｙテーブル６０，６２からなるＸＹロボット上に搭載され、Ｘ−Ｙ平面（水平面）上を自在移動する移載ヘッド６６は、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が供給される部品供給ユニット６８、又はＳＯＰやＱＦＰ等のＩＣやコネクタ等の比較的大型の電子部品が供給される部品供給トレイ７０から、所望の電子部品を吸着ノズル７２により保持して、認識装置７４により電子部品の吸着姿勢を検出した後、回路基板１２の所定位置に実装するように構成されている。このような電子部品の実装動作は、予め設定された実装プログラム（実装データと総称する）に基づいて制御装置により制御される。なお、制御装置には操作パネル７６により直接的にデータ入力が可能である。

部品供給ユニット６８は、ガイドレール５２の両端部に多数個並設されており、各部品供給ユニット６８には、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が収容されたテープ状の部品ロールがそれぞれ取り付けられている。また、部品供給トレイ７０は、ガイドレール５２と直交する方向が長尺となるトレイ７０ａが計２個載置可能で、各トレイ７０ａは部品の供給個数に応じてガイドレール５２側にスライドして、Ｙ方向の部品取り出し位置を一定位置に保つ構成となっている。

ガイドレール５２に位置決めされた回路基板１２の側部には、吸着ノズル７２に保持された電子部品の二次元的な位置ずれ（吸着姿勢）を検出して、この位置ずれを移載ヘッド６６側で補正させるための認識装置７４が設けられている。認識装置７４の内側底部には姿勢認識カメラが設けられ、この姿勢認識カメラ周囲の筐体内面には、吸着ノズル７２に保持された電子部品を照明するための発光ダイオードＬＥＤ等の発光素子が多段状に複数設けられている。これにより、電子部品の実装面に対して所望の角度から光を照射することができ、部品種類に応じて適切な照明角度で撮像できる。この照明角度は、予め設定される部品認識用のデータによって電子部品毎に設定される。また、得られた認識装置７４による撮像データは、制御装置により認識処理がなされ、電子部品の中心位置や電極位置等が認識され、実装位置や角度の補正データに供される。

移載ヘッド６６は、図１０に示すように、複数個（本実施形態では４個）の装着ヘッド（第１装着ヘッド７８ａ，第２装着ヘッド７８ｂ，第３装着ヘッド７８ｃ，第４装着ヘッド７８ｄ）を横並びに連結した多連式ヘッドとして構成している。４個の装着ヘッド７８ａ〜７８ｄは同一構造であって、吸着ノズル７２と、吸着ノズル７２に上下動作を行わせるためのアクチュエータ８０と、吸着ノズル７２自体を回転させるためのモータ８２、タイミングベルト８４、プーリ８６とを備えている。各装着ヘッドの吸着ノズル７２は交換可能であり、他の吸着ノズルは電子部品実装装置３００の基台５０上のノズルストッカ８８に予め収容されている。吸着ノズル７２には、例えば１．０×０．５ｍｍ程度の微小チップ部品を保持するＳサイズノズル、１８ｍｍ角のＱＦＰを保持するＭサイズノズル等があり、装着する電子部品の種類に応じて選定されて用いられる。

ここで、制御装置は、図１１に主要な構成をブロック図で示すように、認識装置７４の姿勢認識カメラからの画像信号をデジタル変換して取り込むと共に、検査装置２００からの検査結果を取り込むＩ／Ｏ処理回路９０と、Ｉ／Ｏ処理回路９０を介してデジタルデータを取り込み、画像処理等の各種情報処理を行うマイクロコンピュータ９２と、画像データを記憶する画像メモリ９４と、予め定めた制御プログラムを実行するための各種実装データを記憶しているデータベース９６とを備えている。また、制御装置は、マイクロコンピュータ９２からの指令により図９に示すＸＹロボットのＸ軸、Ｙ軸移動制御用のモータ９８ａ，９８ｂ、及び図１１に示す装着ヘッド７８ａ〜７８ｄのＺ軸移動制御用のモータ９８ｃ（アクチュエータ８０）、θ軸移動制御用のモータ９８ｄ（モータ８２）を駆動するためのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θ軸駆動用のドライバ９９ａ〜９９ｄを備えている。

さらに、制御装置は、少なくとも回路基板１２に電子部品を実装する実装動作を行うための実装データが格納された情報記憶媒体（例えば、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体等、あるいは、フラッシュメモリ等の固体記憶素子）１１０から、この実装データを読み取る読み取り装置１１２を備えている。なお、この情報記録媒体１１０による実装データの提供は、通信回線としてのネットワークを介して行うものであってもよい。

なお、上記実装データとしては、図１２に示すように回路基板１２への実装位置、部品供給ユニット６８や部品供給トレイ７０における部品供給位置、実装順序等の情報が記録されたＮＣプログラム１１４、各部品供給位置への電子部品の割り付けの情報が記録された配列プログラム１１６、電子部品の形状に関する情報が記録された部品ライブラリ１１８、回路基板の位置合わせ用マーク等の基板マーク形状に関する情報が記録されたマークライブラリ１２０、回路基板の形状やランド形状の情報が記録された基板データ１２２等が存在する。

次に、上記構成の電子部品実装装置３００による実装動作を説明する。まず、前述の検査装置２００から搬出された回路基板１２をガイドレール５２の基板搬入部５４から装置内に搬入し、回路基板１２を所定の実装位置５６に搬送する。また、検査装置２００から送信される検査結果を制御装置に入力する。次いで、移載ヘッド６６をＸＹロボットによりＸＹ平面内で移動させ、部品供給ユニット６８又は部品供給トレイ７０から予め設定された実装プログラムに基づいて所定の電子部品を吸着保持する。そして、電子部品を保持したまま移載ヘッド６６を認識装置７４の姿勢認識カメラ上に移動し、電子部品の吸着姿勢を認識させる。これにより、吸着ノズル７２と吸着保持された電子部品との位置関係を検出する。そして、検査装置２００から入力された検査結果に基づいて、電子部品の目標実装位置を、通常用いられるランド位置からクリーム半田の印刷位置に変更すると共に、認識された吸着姿勢による吸着ノズル７２と電子部品との位置ずれを補正し、電子部品を回路基板１２上に実装する。

なお、目標実装位置の変更動作及び認識された吸着姿勢に応じた補正動作としては、例えばＸ方向及びＹ方向へのずれ量をＸＹロボットにオフセットとして持たせ、回転成分のずれ量を吸着ノズル７２をモータ８２により回転させることで行える。

ここで、検査装置２００から入力された検査結果に基づき、電子部品の目標実装位置を通常用いられるランド位置からクリーム半田の印刷位置に変更する手順を図１３に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。まず、印刷装置１００に回路基板１２を搬入して、この回路基板１２に形成された各ランドに対応してクリーム半田を印刷する（Ｓ１０）。そして、印刷装置１００から回路基板１２を搬出し、後段の検査装置２００に搬入する。

この検査装置２００では、図１４に検査内容の概略を示すように、回路基板１２に形成されたランド１４と、このランド１４を目標位置に印刷されたクリーム半田１６とを光源４４により照明し、撮像カメラ４６で撮像する。そして、得られた撮像画像を、各画素の輝度差等からランド部分１２６とクリーム半田部分１２８とに画像処理により分離させ、クリーム半田１６と回路基板１２との間に挟まれて撮像されなかったランドの欠落部分を、予め用意されランド形状の登録されたランドデータを用いて補間処理して再現する。これは例えば、欠落部分以外のランドの形状特徴点（撮像されている角部や辺等のエッジ成分）を正確に検出し、検出した形状特徴点の位置から、ランドデータに登録されたランド形状と照合しつつ残りの形状特徴点の位置を推定することで、完全なランド形状を正確に再現することができる。

次に、このようにして分離・再現したランド形状の中心位置を測定する（Ｓ１１）。ここでは図１５に示すように、回路基板１２の対角線位置に設けられた位置合わせ用の基板マーク１３０（或いは他の目的で設けた個別マークであってもよい）のいずれかを基準位置として、回路基板１２のランド１４ａ，１４ｂの各重心位置Ｏ_L1（ｘ₁，ｙ₁）、Ｏ_L2（ｘ₂，ｙ₂）を測定する。そして、これら重心位置Ｏ_L1、Ｏ_L2を結ぶ中点をランド中心点Ｏ_L（ｘ_L，ｙ_L）とする。

また、同様にして、分離されたクリーム半田部分１２８から半田印刷位置を測定する（Ｓ１２）。ここでは図１６に示すように、回路基板１２に印刷されたクリーム半田１６ａ，１６ｂの各重心位置Ｏ_C1（ｘ₃，ｙ₃）、Ｏ_C2（ｘ₄，ｙ₄）を測定する。そして、これら重心位置Ｏ_C1、Ｏ_C2を結ぶ中点をクリーム半田中心点Ｏ_C（ｘ_C，ｙ_C）とする。このようにして、ランド中心位置Ｏ_Lとクリーム半田中心位置Ｏ_Cが求まるので、これら中心位置Ｏ_L，Ｏ_CからＸ方向及びＹ方向のずれ量α、βを求める（Ｓ１３）。

次に、得られたずれ量α、βを予め設定された所定のずれ許容値と比較して（Ｓ１４）、ずれ量α、βがずれ許容値以上である場合には、図１７に示すように回転方向に対してもずれが生じている可能性があるため、回転方向のずれ量θを測定する（Ｓ１５）。ここで、ずれ量θは、例えば（１）式により求められる。
θ＝ｔａｎ^-1｛（ｙ₃＋ｙ₄）／（ｘ₃−ｘ₄）｝ （１）
なお、ずれ量α、βがずれ許容値より小さい場合には、この回転方向のずれ量θの測定を省略してθ＝０とみなすが、ずれ量α、βがずれ許容値より小さい場合でも回転方向のずれ量θを積極的に求めるようにしてもよい。

以上、ランド位置とクリーム半田印刷位置との間のＸ方向、Ｙ方向、回転方向に対するずれ量α、β、θを用いて、図２に示すように電子部品１８をクリーム半田印刷位置を基準として実装する（Ｓ１６）。即ち、ランド１４ａ，１４ｂに対してα、β、θのずれ量を伴って印刷されたクリーム半田１６ａ，１６ｂの中心位置に電子部品１８の中心位置が一致するように、電子部品実装装置３００のＸＹロボットや装着ヘッドに搭載されるＸ軸モータ９８ａ，Ｙ軸モータ９８ｂ、Ｚ軸モータ９８ｃ、θ軸モータ９８ｄ（図１１参照）を制御することで電子部品１８を実装する。

上記目標実装位置の変更は、電子部品実装装置３００側で電子部品実装時に逐次変更することで行う以外にも、例えば図１２に示す実装データのＮＣプログラム１１４に記録された実装位置を変更することでも行える。また、α、β、θの各ずれ量に対して１００％補正するように目標実装位置を変更する以外にも、ずれ量に対して０〜１００％の間で任意の割合だけ変更するものとしてもよい。この場合、微妙な条件で変化するセルフアライメント効果を最大限活かされるように微調整が行え、最適な実装状態を得ることができる。

以上説明した電子部品実装方法によれば、印刷位置検出工程により出力される印刷位置の検出結果を実装工程へフィードフォワード制御することで、クリーム半田印刷位置検出対象となった回路基板に対して電子部品の目標実装位置をクリーム半田印刷位置基準として即時に設定することができる。また、一旦実装した電子部品がリフロー処理により正規のランド位置に移動するセルフアライメント効果が最大限に発揮され、たとえ電子部品の実装間隔の狭い回路基板であっても、電子部品端子の側面に不必要に半田がぬれ広がることによるブリッジの発生が防止され、実装済み回路基板の品質を高い水準に維持でき、高密度な電子部品の実装が安定して可能となる。また、電子部品毎に最適な目標実装位置を設定できるため、実装精度を向上させることができる。なお、本電子部品実装方法においては、ランド位置を測定することなく、単にクリーム半田の印刷位置だけを検出して、このクリーム半田印刷位置を目標実装位置として電子部品を実装するようにしてもよい。

次に、本発明に係る電子部品実装方法の第２実施形態を説明する。上記第１実施形態においては、回路基板に実装される各電子部品それぞれに対し、ランド位置とクリーム半田印刷位置をそれぞれ電子部品毎に検出して、これら双方のずれ量を求めて電子部品の実装位置を変更していたが、本実施形態においては、回路基板に実装される電子部品全てに対し、ランド位置と印刷されたクリーム半田の位置とのずれ量をそれぞれ求め、これら各電子部品に対するずれ量の平均値を求め、得られたずれ量の平均値に基づいて、回路基板への電子部品実装位置を一括して変更している。

ここで、具体的な変更手順を以下に説明する。例えば回路基板上にＮ個の電子部品を実装する場合、実装データとしてのＮＣデータに対して、各ずれ量が実装順に次のように設定される。
データ１：α₁，β₁，θ₁データ２：α₂，β₂，θ₂データ３：α₃，β₃，θ₃…データＮ：α_N，β_N，θ_N

これらずれ量からＸ方向補正値、Ｙ方向補正値、θ方向補正値を（２）式〜（４）式を用いて設定する。
Ｘ方向補正値＝（α₁＋α₂＋α₃＋…＋α_N）／Ｎ （２）
Ｙ方向補正値＝（β₁＋β₂＋β₃＋…＋β_N）／Ｎ （３）
θ方向補正値＝（θ₁＋θ₂＋θ₃＋…＋θ_N）／Ｎ （４）

（２）式〜（４）式の各補正値を回路基板に実装する電子部品全てに対して適用し、目標実装位置を一括に変更して実装する。これにより、各電子部品それぞれに対して個別に実装位置を変更する場合と比較して、全体的な計算処理量が軽減され、実装動作の高速化が図られる。

次に、本発明に係る電子部品実装方法の第３実施形態を説明する。上記第２実施形態においては、回路基板に印刷されたクリーム半田のランドからのずれ量を平均化して、全電子部品に対して一元的に目標実装位置を変更しているが、本実施形態においては、回路基板を任意の数のブロックに分割し、各ブロックに対して、ずれ量の平均値をそれぞれ求め、得られた各ブロックの平均値を用いて、それぞれのブロック毎に電子部品の実装位置を変更している。

ここで、回路基板を任意の数のブロックに分割するパターンとしては、例えば図１８に示す分割パターンが挙げられる図１８（ａ）は、回路基板の周縁から中心に向けて環状に領域分割した一例で、図１８（ｂ）は、回路基板を格子状に領域分割した一例を示している。図１８（ａ）に示す分割パターンでは、回路基板の中央部（領域Ｃ）のずれ量は小さく、周縁部（ブロックＡ）ほどずれ量が大きくなる傾向がある場合であって、ブロックＣ内の小さなずれ量は小さい値の補正値を、ブロックＡ内の大きなずれ量は大きい値の補正値を用いて電子部品の目標実装位置をそれぞれ設定する。また、図１８（ｂ）に示す分割パターンでは、角部（例えばブロックＡ）がずれ量が小さく、角部から離れるにつれ、ずれ量が大きくなる傾向がある場合であって、ブロックＡ内では小さな値の補正値を、他のブロックではそれぞれ大きな値の補正値を用いて目標実装位置を設定する。

具体的には、いま、領域分割の数（ブロック数）をＭ、各ブロック内の実装部品数をＮａj（jは１〜Ｍ）とすると、各ブロックでの設定ずれ量（補正値）αi、βi、θi（iは１〜Ｍ）は、（５）〜（７）式で表される。
αi＝（αij＋…＋αiMＮａj）／Ｎａj （５）
βi＝（βij＋…＋βiMＮａj）／Ｎａj （６）
θi＝（θij＋…＋θiMＮａj）／Ｎａj （７）
ここで、αij、βij、θijは、ブロックｉ内のｊ番目の電子部品に対するずれ量である。

このように、各ブロックに対して個別に補正値を設定することにより、ずれ量の小さいブロックの目標実装位置が、ずれ量の大きいブロックの影響を受けてずれが大きくなることが防止され、回路基板全体にわたって均等な位置合わせ精度で実装を行うことができる。

次に、本発明に係る電子部品実装方法の第４実施形態を説明する。本実施形態においては、図１９に示すように、実装する電子部品の重量や形状、使用するクリーム半田の材料組成、摩擦性、粘性、半田粉径、融点、フラックス成分（レジンベース、有機物ベース、無機物ベース）、フラックス活性度、印刷厚さ等の各種パラメータをテーブル化し、このテーブルを用いて実際に使用する電子部品の種類及びクリーム半田の材質の組合せに応じて、セルフアライメント率を想定する。ここで、セルフアライメント率とは、印刷されたクリーム半田の中心からどの程度ずれたところまでセルフアライメントが効くかを百分率で表した指標である。このセルフアライメント率により、上述したクリーム半田の印刷位置ずれ量を、どの程度（例えば５０％、８０％、１００％等）目標実装位置を設定するための補正値として活かすかを設定する

上記クリーム半田のパラメータテーブルは、図１２に示すように半田データ１２４として、実装データの一部に登録されるが、これに限らず、例えばＮＣプログラム１１４や配列プログラム１１６等の他のデータ領域内に登録する構成であってもよい。また登録内容としては、上記各パラメータの他にも、クリーム半田のメーカー型式名等とすることもできる。この場合、この型式名に対応する各特性パラメータを予めテーブルに登録しておき、このテーブルから一括して自動設定することができる。これにより実装データの入力作業を大幅に単純化できる。

以上、本実施形態によれば、実際に使用する電子部品の種類やクリーム半田の種類の組合せに応じて、各実装部品に対してそれぞれ補正値を適切に変更でき、実装される電子部品がより大きなセルフアライメント効果を得られるようになる。また、補正値をセルフアライメント効果を直接的に反映させて設定するため、部品実装精度を一層向上させることができる。

次に、本発明に係る電子部品実装方法の第５実施形態を説明する。本実施形態においては、図２０に示すように、ランド位置に対するクリーム半田の印刷位置に応じてセルフアライメント効果の大小がある程度決定されるため、クリーム半田の印刷位置を目標実装位置に設定するか、ランド位置を目標実装位置に設定するかを、クリーム半田の印刷位置ずれ状態に応じて選択的に設定している。ここで、図２０（ａ）は、ランド１４ａ，１４ｂの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態を示しており、この場合は十分なセルフアライメント効果が得られる。図２０（ｂ）は、ランド１４ａ，１４ｂからはみ出してクリーム半田が印刷された状態を示しており、この場合は、リフロー時にクリーム半田がランド外に分断され、セルフアライメント効果が小さくなる。

本実施形態においては、このようにクリーム半田の印刷状態を検出することで、前述のセルフアライメント率を想定し、このセルフアライメント率に応じて目標実装位置を決定する。図２１に本実施形態の電子部品実装方法のフローチャートを示した。これによれば、まず、ランド位置及びランド形状を検査装置２００により撮像して認識する（Ｓ２０）。また、クリーム半田印刷位置及び印刷形状を認識する（Ｓ２１）。これらの認識結果からセルフアライメント率の大小判定を行い（Ｓ２２）、セルフアライメント率の大きいときはクリーム半田印刷位置を目標実装位置に設定し（Ｓ２３）、セルフアライメント率が小さいときはランド位置を目標実装位置に設定する（Ｓ２４）。このため、クリーム半田の印刷ずれが大きい場合等に、セルフアライメント効果が十分に得られない位置に電子部品を実装して、リフロー処理後に電子部品が位置ずれを生じたまま固定されることを未然に防止できる。

次に、本発明に係る電子部品実装方法の第６実施形態を説明する。本実施形態においては、クリーム半田印刷位置を目標実装位置に設定して電子部品を実装する場合に、図２２に示すように隣接する電子部品同士が干渉することが考えられるが、この干渉の有無を実装前に予め計算により求めることにより、実装不良の発生を未然に防止している。

具体的には、図１２に示す実装データに設けられるＮＣプログラム１１４に記録された電子部品の実装位置、及び部品ライブラリ１１８に記録された部品サイズ等から電子部品の輪郭を求め、前述のクリーム半田印刷位置のずれ量を補正した後の実装位置における輪郭と、隣接部品の輪郭との干渉の有無を判断する。干渉がない場合はそのまま実装処理を行い、干渉のある場合はその部品の実装を行わないようにする。また、干渉のある場合に、電子部品同士が干渉しなくなる位置まで再度実装位置を補正して実装してもよい。この場合、電子部品の実装を中止することによるリカバリー処理をなくすことができ、実装工程の高速化が図られる。なお、上記実装位置の補正は、実装時に逐一目標実装位置を変更して実装する方式であってもよく、ＮＣプログラム１１４の実装位置を書き換えて実装する方式であってもよい。これにより、実装不良の発生が未然に防止され、回路基板の生産性低下を防止することができる。

次に、以上説明した各実施形態の電子部品実装方法を実現する電子部品実装システムの変形例を説明する。図２３は、第１の変形例による電子部品実装システムの構成例を示す図である。本変形例では、前述のクリーム半田印刷装置１００の機能と、検査装置２００の機能を一体化した検査機能付きのクリーム半田印刷装置１０２を用いた構成としている。この場合のクリーム半田印刷装置１０２は、例えば、図６に示す基板認識カメラ３６やマスク認識カメラ３８をランド位置及びクリーム半田印刷位置検出用としても用いることで実現できる。また、検査部を別途付加する構成としてもよい。この構成によれば、設置スペースの削減と回路基板の搬送処理の簡略化が図れ、一層の高速処理が可能となる。

図２４は、第２の変形例による電子部品実装システムの構成例を示す図である。本変形例では、前述の検査装置２００の機能と、電子部品実装装置３００の機能を一体化した検査機能付きの電子部品実装装置３０２を用いた構成としている。この場合の電子部品実装装置３０２は、例えば位置合わせ用の基板マークを検出する基板認識カメラをランド位置及びクリーム半田印刷位置検出用としても用いることで実現できる。また、検査部を別途付加する構成としてもよい。この構成によっても、設置スペースの削減と回路基板の搬送処理の簡略化が図れ、一層の高速処理が可能となる。

図２５は、第３の変形例による電子部品実装システムの構成例を示す図である。この場合は、クリーム半田印刷装置１００，検査装置２００，電子部品実装装置３００のそれぞれがホストコンピュータ１４０に接続され、各装置はホストコンピュータ１４０によって統括的に制御される。検査装置２００からのクリーム半田印刷位置ずれの検査結果は、ホストコンピュータ１４０に入力され、ホストコンピュータ１４０は電子部品実装装置３００に、入力された位置ずれ情報を出力し、フィードフォーワード制御させる。この構成によれば、電子部品実装システムが統括的に管理でき、複数の実装システムによる回路基板製造ラインが存在する場合でも、簡単にこれらを接続して制御することができる。

また、上述した電子部品実装システムにおいては、実装データ（実装プログラム）を電子部品実装装置３００上で作成する方式として説明したが、電子部品実装装置３００に通信回線や記録媒体を介して接続される他の外部装置（実装データ作成装置）で作成する方式としてもよい。この場合、実装データ作成装置により作成した実装データを電子部品実装装置３００に取り込むことで実装動作が可能となり、また、電子部品実装装置３００が実装動作中であっても実装データを作成することができるため、データ作成の作業性が向上し、生産設備の稼働効率を向上できる。

また、上述した電子部品実装装置３００は、電子部品が実装される回路基板が固定され、装着ヘッドの搭載された移載ヘッドが回路基板上を移動して実装動作を行う構成であるが、本発明はこれに限らず、例えば図２６、図２７に示すように、ロータリーヘッドを備えた電子部品実装装置に対しても同様に本発明の電子部品実装方法を適用できる。

ここで、図２６はロータリーヘッドを備えた電子部品実装装置の外観図、図２７はロータリーヘッドの動作を説明するためのロータリーヘッドの概略断面図である。この電子部品実装装置４００は、主に、電子部品を連続的に供給する部品供給部１５０と、部品供給部１５０の所定の部品供給位置で電子部品を保持してこの電子部品を回路基板に実装するロータリーヘッド１５２と、回路基板を位置決めするＸ−Ｙテーブル１５４とを有する。これによれば、基板搬入部１５６から供給された回路基板をＸ−Ｙテーブル１５４上に載置して、ロータリーヘッド１５２により部品供給部１５０から電子部品を保持した後、適切な補正処理を行って回路基板上に実装する。そして、部品実装を完了した回路基板はＸ−Ｙテーブル１５４から基板搬出部１５８に搬出される。

部品供給部１０は、図２７に示すように多数の電子部品を収容した複数の部品供給ユニット１６０が紙面垂直方向に複数配列され、その配列方向に部品供給ユニット１６０が移動することで所望の電子部品を部品供給位置に供給する。ＸＹテーブル１５４は、基板搬入部１５６と基板搬出部１５８との間で移動可能に設けられ、基板搬入部１５６の基板搬送路に接続される位置に移動して部品装着前の回路基板を受け取り、回路基板を固定してロータリーヘッド１５２の部品実装位置に移動する。そして、各電子部品の実装位置に応じた回路基板１２の移動を繰り返し行い、部品装着を完了するとＸＹテーブル１５４は基板搬出部１５８に接続される位置まで移動し、回路基板１２を基板搬出部１５８へ送り出す。

ロータリーヘッド１５２は、電子部品を吸着する複数の装着ヘッド１６２と、装着ヘッド１６２を上下動可能に周面で支持して回転駆動される回転枠体１６４と、回転枠体１６４をインデックス回転駆動する間欠回転駆動装置１６８を備えている。装着ヘッド２６２は、回転枠体１６４の回転により部品供給部１５０の部品供給位置からその反対側の部品装着位置までを連続的に回転移動し、部品供給部１５０の部品供給位置で下降動作することで電子部品を吸着し、部品認識装置のある部品認識位置で電子部品の吸着姿勢を認識し、部品装着位置で下降動作することで電子部品を回路基板１２上に装着する。このようなロータリー式ヘッドを備えた電子部品実装装置４００に対しても、上記各実施形態の電子部品実装方法を適用することができ、同様な効果を得ることができる。

ここで、電子部品の実装位置とクリーム半田の印刷位置との違いによるセルフアライメント効果の差異を求めた結果を説明する。図２８に、セルフアライメント効果を２つの条件の下で比較した結果を示した。図２８（ａ）はランド位置基準でクリーム半田を印刷し、電子部品をΔｌだけずらした位置に実装する様子を、図２８（ｂ）はランド位置からクリーム半田をΔｌだけずらして印刷し、電子部品をクリーム半田印刷位置に実装した様子を示してあり、図２８（ｃ）は、上記（ａ）、（ｂ）の場合のセルフアライメント率を示したグラフである。なお、グラフの横軸はＸ、Ｙの各方向へずらした際の平均値で、使用した電子部品は０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズの通称０６０３チップである。また、セルフアライメント率とは、ランド中心を基準として±１０μｍ以内の位置に戻る確率を表している。

図２８（ｃ）のグラフに示すように、（ａ）の電子部品の実装位置だけをずらす場合は、（ｂ）の印刷位置基準で実装する場合と比較してずれ量Δｌの増加に伴いセルフアライメント率の低下が激しくなっている。例えば、ずれ量Δｌが５０μｍのとき、（ａ）は７０％まで低下しているのに対して、（ｂ）は９０％となっている。このことから、ずれたクリーム半田印刷位置に電子部品を実装することにより、ランド位置に実装する場合より大きなセルフアライメント効果が期待できることがわかる。

本発明は、回路基板上に電子部品を高精度に実装する電子部品実装方法及び装置、電子部品実装システム、電子部品実装データ作成方法、実装データ作成装置、並びにこれに用いるプログラム等に有用である。

ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装するまでの工程を概略的に示す図である。 回路基板上のランドと印刷されたクリーム半田と実装される電子部品との位置関係を示す図である。 実装された電子部品のセルフアライメント効果をそれぞれ図２のＰ−Ｐ断面で説明する説明図である。 実装された電子部品のセルフアライメント効果をそれぞれ図２のＰ−Ｐ断面で説明する説明図である。 印刷装置の一部を切り欠いて示した外観斜視図である。 テーブル部の詳細な構成を示す図である。 印刷部を一部断面で表示した斜視図である。 検査装置の構成を一部切り欠いて示す外観斜視図である。 電子部品実装装置の斜視図である。 電子部品実装装置の移載ヘッドの拡大斜視図である。 電子部品実装装置を制御する制御装置の構成を示すブロック図である。 電子部品実装装置に使用される実装データの構成を示すブロック図である。 電子部品の目標実装位置を通常用いられるランド位置からクリーム半田の印刷位置に変更する手順を示すフローチャートである。 検査装置による検査内容の概略を示す説明図である。 ランド形状の中心位置を測定する様子を示す説明図である。 回路基板に印刷されたクリーム半田の各重心位置ＯC1、ＯC2及びＸ方向及びＹ方向のずれ量α、βを示す説明図である。 回路基板に印刷されたクリーム半田の回転方向のずれ量θを示す説明図である。 回路基板を任意の数のブロックに分割するパターンを示す図で、（ａ）は回路基板の周縁から中心に向けて環状に領域分割した一例で、（ｂ）は、回路基板を格子状に領域分割した一例を示す図である。 実装する電子部品の重量や形状、使用するクリーム半田の各種パラメータをテーブル化し、このテーブルを用いて実際に使用する電子部品の種類及びクリーム半田の材質の組合せを示す図である。 ランド位置に対するクリーム半田の印刷状態を示す図で、（ａ）はランドの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態で、（ｂ）はランドからはみ出してクリーム半田が印刷された状態である。 本発明に係る電子部品実装方法の第５実施形態におけるフローチャートである。 隣接する電子部品同士が干渉する様子を示す図である。 各実施形態の電子部品実装方法を実現する電子部品実装システムの第１の変形例による構成例を示す図である。 各実施形態の電子部品実装方法を実現する電子部品実装システムの第２の変形例による構成例を示す図である。 各実施形態の電子部品実装方法を実現する電子部品実装システムの第３の変形例による構成例を示す図である。 ロータリーヘッドを備えた電子部品実装装置の外観図である。 ロータリーヘッドの動作を説明するためのロータリーヘッドの概略断面図である。 セルフアライメント効果を２つの条件の下で比較した結果を示す図である。 従来の電子部品の実装された回路基板を製造する工程を示す図である。 溶融した半田が電子部品の端子端面に伝ってぬれ上がる“拡張ぬれ”を示す図である。 クリーム半田の印刷位置ずれによる半田付け不良を示す図であって、（ａ）はランド位置からクリーム半田がずれて印刷された回路基板に対して電子部品を各ランド中心位置に合わせて実装した様子を示す図で、（ｂ）はこの回路基板をリフロー処理した結果を示す図である。

符号の説明

１２ 回路基板
１４ａ，１４ｂ ランド
１６ａ，１６ｂ クリーム半田
１８ 電子部品
２０ 半田
４４ 光源
４６ 撮像カメラ
９２ マイクロコンピュータ
９６ データベース
１００ クリーム半田印刷装置
１０２ 検査機能付きクリーム半田印刷装置
１１０ 情報記録媒体
１１２ 読み取り装置
１１６ 配列プログラム
１１８ 部品ライブラリ
１２０ マークライブラリ
１２２ 基板データ
１２４ 半田データ
１２６ ランド部分
１２８ クリーム半田部分
１４０ ホストコンピュータ
２００ 検査装置（印刷位置検出装置）
３００，４００ 電子部品実装装置
３０２ 検査機能付き電子部品実装装置
ΔＬ ずれ量
Ｌｃ クリーム半田中心線
Ｌｌ ランド中心線
Ｌｐ 電子部品中心線
ＯＬ ランド中心
Ｏｃ クリーム半田中心
Ｎ 実装する電子部品の個数
Ｍ 領域分割の数
α、β、γ ランド位置とクリーム半田印刷位置とのずれ量

Claims (6)

1. ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装方法であって、
   前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出工程と、
   前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装工程と、
   前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ状態からセルフアライメント効果の大小を判定する判定工程とを有し、
   前記判定工程は、ランドの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が大きく、ランドからはみ出してクリーム半田が印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が小さい、として判定し、
   セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定し、
   セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定することを特徴とする電子部品実装方法。
2. ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装方法であって、
   前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出工程と、
   前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装工程と、を有し、
   前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ量に対して、使用するクリーム半田の特性に応じて補正値を設定し、該設定した補正値により電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更することを特徴とする電子部品実装方法。
3. ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
   前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出装置と、
   前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装装置と、
   前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ状態からセルフアライメント効果の大小を判定する判定装置とを有し、
   前記判定装置は、ランドの中心からクリーム半田がずれて印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が大きく、ランドからはみ出してクリーム半田が印刷された状態の場合はセルフアライメント効果が小さい、として判定し、セルフアライメント効果が大きいときにはクリーム半田印刷位置を基準として電子部品の目標実装位置を設定し、セルフアライメント効果が小さいときにはランド位置を基準として目標実装位置を設定するものであることを特徴とする電子部品実装装置。
4. ランドの形成された回路基板にクリーム半田を印刷して電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
   前記回路基板のクリーム半田の印刷位置を検出する印刷位置検出装置と、
   前記電子部品を前記クリーム半田の印刷位置を基準として実装する実装装置と、
   前記実装する電子部品に対応するランドの位置と、このランドに対するクリーム半田の印刷位置との位置ずれ量に対して、使用するクリーム半田の特性に応じて補正値を設定し、該設定した補正値により電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する変更装置と、を備えたこと特徴とする電子部品実装装置。
5. 請求項１または請求項２記載の電子部品実装方法に基づいて電子部品を回路基板に実装させるための実装データを作成する電子部品実装データ作成方法であって、
   電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する補正量を、クリーム半田の種類毎にセルフアライメント効果の度合いが予め登録されたテーブルを使用して、使用するクリーム半田の種類から一括して設定することを特徴とする電子部品実装データ作成方法。
6. 請求項１または請求項記載の電子部品実装方法に基づいて電子部品を回路基板に実装させるための実装データを作成する電子部品実装データ作成方法であって、
   電子部品の目標実装位置をランド位置からクリーム半田印刷位置に向けて変更する補正量を、電子部品の種類とクリーム半田の種類との組合せに応じてセルフアライメント効果の度合いが予め登録されたテーブルを使用して、実装する電子部品及び使用するクリーム半田の種類から一括して設定することを特徴とする電子部品実装データ作成方法。

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