JP2008235739A - 電子部品装着装置における転写材転写検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写材転写不良の見落としを防止でき、簡単かつ短時間で転写材転写の良否を判定することのできる電子部品装着装置における転写材転写検査方法を提供する。
【解決手段】フラックスは紫外線を吸収して可視光線を放射する蛍光物質を含み、転写前の電子部品を位置決めするステップＳ１０と、可視光線を照射して電子部品を撮像し、バンプの位置、径及び面積を取得するステップＳ１１〜Ｓ１５と、電子部品にフラックスを転写するステップＳ１７と、転写後の電子部品を位置決めするステップＳ１８と、紫外線を照射して電子部品を撮像し、転写されたフラックスの位置、径及び面積を取得するステップＳ１９〜Ｓ２２と、バンプごとに、バンプとフラックスとの位置、径及び面積を比較して、フラックス転写の良否を判定するステップＳ２３、Ｓ２４と、を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子部品装着装置における電子部品への転写材転写の検査方法に関する。

従来、特許文献１に記載された電子部品装着装置におけるフラックス転写検査方法が知られている。この電子部品装着装置におけるフラックス転写検査方法では、電子部品装着装置において、電子部品のバンプにフラックスが転写され、このフラックス転写部の画像を処理してフラックス転写の良否が判定される。
特開２００６−１９３８０号公報

しかし、上記従来の電子部品装着装置におけるフラックス転写検査方法では、正確に転写材転写の良否を判定するためには長時間を必要とする。すなわち、バンプを撮像する際には通常、側射光源を用いる。ここで、バンプの中央部分は曲面であり、この部分で反射された光はカメラに入射し難いため、バンプの中央部分は暗い画像となるが、フラックスが転写されるとさらに暗い画像となる。そのため、画像に基づいてフラックス転写領域を特定するのは困難であり、多くの処理時間がかかる。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、転写材転写不良の見落としを防止でき、簡単かつ短時間で転写材転写の良否を判定することのできる電子部品装着装置における転写材転写検査方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法の特徴は、転写材が転写される電極を有する電子部品を基板に装着する電子部品装着装置における転写材転写検査方法において、前記転写材は、紫外線を吸収して可視光線を放射する蛍光物質を含み、前記転写材が転写される前の前記電子部品を位置決めする転写前位置決め工程と、可視光線を照射して前記電子部品を撮像し、前記電極の画像情報を取得する転写前撮像工程と、前記電子部品に前記転写材を転写する転写工程と、前記転写材が転写された前記電子部品を位置決めする転写後位置決め工程と、紫外線を照射して前記電子部品を撮像し、転写された前記転写材の画像情報を取得する転写後撮像工程と、前記電極ごとに、前記電極の画像情報と前記転写材の画像情報とを比較して、転写材転写の良否を判定する転写判定工程と、を備えることである。

請求項２に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法の特徴は、請求項１において、前記転写前撮像工程及び前記転写後撮像工程において取得される前記画像情報は、前記電子部品の電極又は電極に転写された前記転写材の位置、径及び面積であることである。

請求項３に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法の特徴は、請求項１又は２において、前記電極はバンプであることである。

請求項４に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記転写材はフラックスであることである。

請求項５に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記転写材は半田であることである。

請求項１に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、転写前撮像工程において電極の画像情報を取得し、転写後撮像工程において転写材の画像情報を取得している。特に、転写後撮像工程においては、紫外線を照射して電子部品を撮像しているため、転写材の画像情報を確実かつ容易に取得することができる。すなわち、蛍光物質を含む転写材は紫外線を吸収して可視光線を放射するのに対し、電極は紫外線を反射するのみであるため、転写材の画像のみを容易に取得できるからである。そのため、転写前撮像工程において取得した電極の画像情報と、転写後撮像工程において取得した転写材の画像情報とから確実かつ容易に電極と転写材とを区別することができる。したがって、この転写材転写検査方法によれば、転写材転写不良の見落としを防止でき、簡単かつ短時間で転写材転写の良否を判定することができる。

請求項２に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、転写前撮像工程及び転写後撮像工程において取得される画像情報が電子部品の電極又は電極に転写された転写材の位置、径及び面積であるため、比較し易く処理が簡単である。

請求項３に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、電極がバンプであり、この場合においても転写材転写の良否の判定に適している。

請求項４に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、転写材がフラックスであるため、フラックス転写の良否を判定することができる。

請求項５に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、転写材が半田であるため、半田転写の良否を判定することができる。

本発明に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法を具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１に示すように、実施形態１の転写材転写検査方法に用いられる電子部品装着装置１００は、部品供給装置７０、基板搬送装置８０及び部品移載装着９０を備えている。

部品供給装置７０は、基枠９９上に複数のカセット式フィーダ７１を並設して構成したものである。カセット式フィーダ７１は、基枠９９に離脱可能に取り付けた本体７２と、本体７２の後部に設けた供給リール７３と、本体７２の先端に設けた部品取出部７４を備えている。供給リール７３には電子部品が所定ピッチで封入された細長いテープ（図示省略）が巻回保持され、このテープがスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出され、電子部品が封入状態を解除されて部品取出部７４に順次送り込まれる。

また、部品供給装置７０と基板搬送装置８０の間には、光源装置２１を備えた撮像装置２０及びフラックス３１を収容したフラックス槽３０が設けられている。図２に示すように、この撮像装置２０の位置が画像認識ステーションＳＴ１であり、フラックス槽３０の位置がフラックス転写ステーションＳＴ２である。撮像装置２０は、制御装置１０に電気的に接続されている。画像認識ステーションＳＴ１において、装着ヘッド１５の吸着ノズル１６の先端に吸着された電子部品４０が撮像装置２０により撮像され、画像データが制御装置１０に入力される。光源装置２１は半球状をなし、同心円上に配置された可視光源２２と紫外光源２３とを有している。可視光源２２及び紫外光源２３は、光源装置２１の上方に配置され、装着ヘッド１５の吸着ノズル１６の先端に吸着された電子部品４０を横方向から照らすものである。ただし、可視光源２２は可視光線を照射し、紫外光源２３は紫外線を照射する。また、フラックス転写ステーションＳＴ２において、矢印のように回転するフラックス槽３０に対して装着ヘッド１５が上下方向に移動されることにより、吸着ノズル１６の先端に吸着された電子部品４０にフラックス槽３０のフラックス３１が転写される。このフラックス３１は、紫外線を吸収して可視光線を放射する蛍光物質を含んでいる。なお、部品移載装置９０は、図１においては後方に退いているが、電子部品４０を撮像する際には画像認識ステーションＳＴ１、電子部品４０にフラックス３１を転写する際にはフラックス転写ステーションＳＴ２の上方に移動している。ここで、フラックス３１が「転写材」である。

図１に示すように、基板搬送装置８０は、プリント基板をＸ軸方向に搬送し、第１搬送装置８１及び第２搬送装置８２を２列並設したいわゆるダブルコンベアタイプのものである。第１搬送装置８１（第２搬送装置８２）は、基台８３上に一対のガイドレール８４ａ、８４ｂ（８５ａ、８５ｂ）を互い平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、このガイドレール８４ａ、８４ｂ（８５ａ、８５ｂ）によりそれぞれ案内されるプリント基板を支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）を互いに対向させて並設して構成されたものである。また、基板搬送装置８０には所定位置まで搬送されたプリント基板を押し上げてクランプするクランプ装置（図示省略）が設けられ、このクランプ装置によってプリント基板が装着位置で位置決め固定される。

部品移載装置９０はＸＹロボットタイプのものであり、基枠９９上に装架されて基板搬送装置８０および部品供給装置７０の上方に配設され、Ｙ軸モータ１２によりＹ軸方向に移動されるＹ軸スライダ９３を備えている。このＹ軸スライダ９３には、電子部品４０を吸着してプリント基板に装着する装着ヘッド１５が取り付けられている。図２に示すように、装着ヘッド１５は先端に電子部品４０を吸着する吸着ノズル１６を有しており、吸着ノズル１６はθ軸モータ１４によってノズル軸を中心に回転可能となっている。装着ヘッド１５は、Ｘ軸モータ１１およびＹ軸モータ１２によって水平なＸ−Ｙ平面内で移動可能となっており、また、Ｚ軸モータ１３によってＸ−Ｙ平面に垂直なＺ軸方向に上下移動可能となっている。これらＸ軸モータ１１、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ１３及びθ軸モータ１４は制御装置１０に電気的に接続されており、制御装置１０の指令により駆動される。

図３は、光源装置２１の可視光源２２を点灯し、撮像装置２０により撮像されたフラックス転写前の電子部品４０の画像を示す図である。電子部品４０は、ボディ４１に複数のバンプ４２が配置されている。電子部品４０の画像は、バンプ４２が明るく、ボディ４１が暗いものとなっている。図３に示す画像より、各バンプ４２の位置、径及び面積が求められる。また、図４は、光源装置２１の紫外光源２３を点灯し、撮像装置２０により撮像されたフラックス転写後の電子部品４０の画像を示す図である。電子部品４０の画像は、バンプ４２のフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）が明るく、ボディ４１及びバンプ４２のフラックス非転写部４２ｂが暗いものとなっている。図４に示す画像より、各フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積が求められる。そして、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）がバンプ４２の内部にあり、かつフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の面積が所定値以上である場合、フラックス３１の転写が正常に行われたと判断される。また、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）がバンプ４２からはみ出ている場合や、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の面積が所定値より小さい場合、フラックス３１の転写が正常に行われていないと判断される。ここで、バンプ４２が「電極」である。

図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図４における１個のバンプ４２を拡大したものである。図５（Ａ）は、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）がバンプ４２の内部にあり、かつフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の面積が所定値以上であり、フラックス３１の転写が正常に行われたものである。図５（Ｂ）は、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の面積が所定値より小さく、フラックス３１の転写が正常に行われていないものである。また、図５（Ｃ）は、フラックス３１が欠落しており、フラックス３１の転写が正常に行われていないものである。

次に、実施形態の転写材転写検査方法を図６に示すフラックス転写プログラムのフローチャートを用いて説明する。このフラックス転写プログラムの実行が開始されると、まず、ステップＳ１０において、Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ１３及びθ軸モータ１４が駆動され、電子部品４０が画像認識ステーションＳＴ１の所定の位置に位置決めされる。ここで、ステップＳ１０が「転写前位置決め工程」である。

ステップＳ１１においては、光源装置２１の可視光源２２が点灯され、可視光線が照射される。ステップＳ１２においては、電子部品４０が撮像装置２０により撮像され、その画像データが制御装置１０に入力される。ステップＳ１３においては、バンプ４２全体の画像データから、バンプ４２の位置の座標調整が行われる。すなわち、制御装置１０には画像認識ステーションＳＴ１の所定の位置におけるバンプ４２の位置の座標が予め記憶されており、バンプ４２全体の画像データを参照して、実際のバンプ４２の位置の座標が調整されるのである。なお、バンプ４２全体の画像を用いるのではなく、四隅のバンプ４２の画像等によりバンプ４２の位置の座標調整を行ってもよい。

ステップＳ１４においては、１個のバンプ４２について、バンプ４２の画像情報としての位置、径及び面積が算出されて制御装置１０のメモリに記憶される。ステップＳ１５においては、すべてのバンプ４２について位置、径及び面積が求められたか否かが調べられる。すべてのバンプ４２について位置、径及び面積が求められた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１６が実行される。また、すべてのバンプ４２について位置、径及び面積が求められていない場合（ＮＯ）、ステップＳ１４に戻り、次のバンプ４２について位置、径及び面積の算出が行われる。ここで、ステップＳ１１〜Ｓ１５が「転写前撮像工程」である。

ステップＳ１６においては、Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モータ１２、及びθ軸モータ１４が駆動され、電子部品４０がフラックス転写ステーションＳＴ２に移動される。ステップＳ１７において、Ｚ軸モータ１３が駆動されることにより装着ヘッド１５が上下方向に移動され、電子部品４０にフラックス３１が転写される。ここで、ステップＳ１７が「転写工程」である。

ステップＳ１８において、Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モータ１２、Ｚ軸モータ１３及びθ軸モータ１４が駆動され、電子部品４０が画像認識ステーションＳＴ１の所定の位置に位置決めされる。ここで、ステップＳ１８が「転写後位置決め工程」である。

ステップＳ１９においては、光源装置２１の紫外光源２３が点灯され、紫外線が照射される。ステップＳ２０においては、電子部品４０が撮像装置２０により撮像され、その画像データが制御装置１０に入力される。この際、フラックス転写部４２ａに転写されたフラックス３１に含まれる蛍光物質が紫外線を吸収して可視光線を放射するのに対し、フラックス３１が転写されていないフラックス非転写部４２ｂやボディ４１は紫外線を反射するのみである。そのため、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）のみが明るく、フラックス非転写部４２ｂやボディ４１が暗い画像を得ることができる。

ステップＳ２１においては、１個のバンプ４２について、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の画像情報としての位置、径及び面積が算出されて制御装置１０のメモリに記憶される。ステップＳ２２においては、すべてのバンプ４２についてフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積が求められたか否かが調べられる。すべてのバンプ４２についてフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積が求められた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２３が実行される。また、すべてのバンプ４２についてフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積が求められていない場合（ＮＯ）、ステップＳ２１に戻り、次のバンプ４２についてフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積の算出が行われる。ここで、ステップＳ１９〜Ｓ２２が「転写後撮像工程」である。

ステップＳ２３においては、１個のバンプ４２について、制御装置１０のメモリに記憶されているフラックス転写前のバンプ４２の位置、径及び面積と、フラックス転写後のフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積とを比較して、フラックス転写の良否が判定される。すなわち、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）がバンプ４２の内部にあり、かつフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の面積が所定値以上である場合（ＹＥＳ）、フラックス３１の転写が正常に行われていると判断し、ステップＳ２４が実行される。また、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）がバンプ４２からはみ出ている場合や、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の面積が所定値より小さい場合（ＮＯ）、フラックス３１の転写が正常に行われていないと判断し、ステップＳ２５が実行される。ステップＳ２４においては、すべてのバンプ４２についてフラックス転写の良否判定が終了したか否かが調べられる。すべてのバンプ４２についてフラックス転写の良否判定が終了した場合（ＹＥＳ）、フラックス転写プログラムが終了される。また、すべてのバンプ４２についてフラックス転写の良否判定が終了しない場合（ＮＯ）、ステップＳ２３に戻り、次のバンプ４２についてフラックス転写の良否が判定される。ステップＳ２５においては、エラー処理が行われた後、フラックス転写プログラムが終了される。ここで、ステップＳ２３、Ｓ２４が「転写判定工程」である。

実施形態に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、ステップＳ１１〜Ｓ１５においてバンプ４２の画像情報としての位置、径及び面積を取得し、ステップＳ１９〜Ｓ２２においてフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の画像情報としての位置、径及び面積を取得している。この際、ステップＳ１９〜Ｓ２２においては、紫外線を照射して電子部品４０を撮像しているため、蛍光物質を含むフラックス３１が転写されたフラックス転写部４２ａは紫外線を吸収して可視光線を放射するのに対し、フラックス３１の転写されていないフラックス非転写部４２ｂやボディ４１は紫外線を反射するのみであり、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）のみが明るく、フラックス非転写部４２ｂやボディ４１が暗い画像を得ることができる。これにより、フラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積を確実かつ容易に取得することができる。そして、ステップＳ１９〜Ｓ２２において取得したバンプ４２の位置、径及び面積と、ステップＳ１９〜Ｓ２２において取得したフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）の位置、径及び面積とから確実かつ容易にフラックス非転写部４２ｂとフラックス転写部４２ａ（フラックス３１）とを区別することができる。したがって、実施形態に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法によれば、転写材転写不良の見落としを防止でき、簡単かつ短時間で転写材転写の良否を判定することができる。

また、実施形態に係る電子部品装着装置における転写材転写検査方法においては、ステップＳ１１〜Ｓ１５及びステップＳ１９〜Ｓ２２において取得される画像情報が電子部品４０のバンプ４２又はバンプ４２に転写されたフラックス３１の位置、径及び面積であるため、比較し易く処理が簡単である。

なお、実施形態において、電極がバンプである電子部品を用いたが、電極がリードである電子部品を用いてもよい。また、転写材は半田であってもよい。

以上において、本発明の転写材転写検査方法を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施形態の転写材転写検査方法に係り、電子部品装着装置の斜視図。 実施形態の転写材転写検査方法に係り、電子部品装着装置のブロック図。 実施形態の転写材転写検査方法に係り、電子部品のフラックス転写前の画像を示す図。 実施形態の転写材転写検査方法に係り、電子部品のフラックス転写後の画像を示す図。 実施形態の転写材転写検査方法に係り、フラックス転写後のバンプの拡大図。 実施形態の転写材転写検査方法に係り、フラックス転写プログラムのフローチャート。

符号の説明

３１…転写材（フラックス）、４０…電子部品、４１…ボディ、４２…電極(バンプ）、１００…電子部品装着装置、Ｓ１０…転写前位置決め工程、Ｓ１１〜Ｓ１５…転写前撮像工程、Ｓ１７…転写工程、Ｓ１８…転写後位置決め工程、Ｓ１９〜Ｓ２２…転写後撮像工程、Ｓ２３、Ｓ２４…転写判定工程。

Claims (5)

1. 転写材が転写される電極を有する電子部品を基板に装着する電子部品装着装置における転写材転写検査方法において、
   前記転写材は、紫外線を吸収して可視光線を放射する蛍光物質を含み、
   前記転写材が転写される前の前記電子部品を位置決めする転写前位置決め工程と、
   可視光線を照射して前記電子部品を撮像し、前記電極の画像情報を取得する転写前撮像工程と、
   前記電子部品に前記転写材を転写する転写工程と、
   前記転写材が転写された前記電子部品を位置決めする転写後位置決め工程と、
   紫外線を照射して前記電子部品を撮像し、転写された前記転写材の画像情報を取得する転写後撮像工程と、
   前記電極ごとに、前記電極の画像情報と前記転写材の画像情報とを比較して、転写材転写の良否を判定する転写判定工程と、を備えることを特徴とする電子部品装着装置における転写材転写検査方法。
2. 請求項１において、
   前記転写前撮像工程及び前記転写後撮像工程において取得される前記画像情報は、前記電子部品の電極又は電極に転写された前記転写材の位置、径及び面積であることを特徴とする電子部品装着装置における転写材転写検査方法。
3. 請求項１又は２において、
   前記電極はバンプであることを特徴とする電子部品装着装置における転写材転写検査方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記転写材はフラックスであることを特徴とする電子部品装着装置における転写材転写検査方法。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記転写材は半田であることを特徴とする電子部品装着装置における転写材転写検査方法。

Images