JP2011009395A - 部品の実装装置および部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装対象の部品を接合用材料を間にして所定の実装領域に搭載した際に、接合用材料の所定状態を安定的に得るための部品の実装手法を提供する。
【解決手段】部品の実装工程では、接合用材料形成工程Ｓ１と、部品搭載工程Ｓ２と、はみ出し状態検出工程Ｓ３と、形状パターン更新工程Ｓ４とを含む。接合用材料形成工程Ｓ１では、部品の実装領域に、接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する。部品搭載工程Ｓ２では、実装領域に接合用材料を間にして部品を搭載する。はみ出し状態検出工程Ｓ３では、部品搭載後に、実装領域から実装領域の外側にはみ出している接合用材料のはみ出し状態を検出する。形状パターン更新工程Ｓ４では、実装領域に形成する接合用材料の形状パターンの設定を、検出された接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品を所定の実装領域に実装させるための部品の実装装置および部品の実装方法に関するものである。

図１０に示されるように、基板５０に電子部品等の部品５１を導電性ペースト等の接合用材料５２によって接合（実装）する場合には、まず、基板５０において、部品５１を実装する領域（実装領域）に接合用材料５２を塗布する。そして、その後に、その接合用材料５２を間にして部品５１を基板５０に接合する。

それら基板５０と部品５１との間の接合用材料５２の量が少ないと、部品５１が基板５０から外れ易くなるというように、基板５０と部品５１との接合状態の良否には、接合用材料５２の量が大きく関与する。このため、基板５０と部品５１の良好な接合状態を得るべく、基板５０に塗布する接合用材料５２の量を制御するための手法が例えば特許文献１に提案されている。

特許文献１では、基板５０に接合用材料５２を塗布した後、部品５１を搭載する前に、図１０の上方側から、その接合用材料５２の塗布状態をカメラにより撮影する。そして、その撮影画像に基づいて、接合用材料５２による描画面積（塗布面積）を検出する。その後、その検出した描画面積と、予め与えられる適正描画面積との面積比を算出する。そして、その面積比に基づいて、基板５０に塗布する接合用材料５２の量をフィードバック制御する。

特開２００７−２５０６１７号公報 特開２００６−１７４７４号公報 特開２００３−４６６０号公報

ところで、近年、多くの電気製品に対して、小型化、高性能化、多機能化といった要求がある。このような電気製品においては、回路基板や部品の小型化や、回路基板における部品の実装密度の高密度化が進んでいる。そのように部品が小型化すると、次のような問題の発生が懸念される。つまり、例えば、前述したように、部品５１が基板５０に接合用材料５２によって接合される場合には、部品５１が小型化すると、必然的に、部品５１と基板５０との接合面積が狭くなる。このため、部品５１と基板５０との接合強度が弱くなり、部品５１が基板５０から外れ易くなる虞がある。

このことから、部品５１と基板５０との接合強度をできるだけ高めるために、接合用材料５２が確実に部品５１の接合対象面（底面）の全面に接合することが、強く要望されてきている。このようなことを考慮して、接合用材料５２によって部品５１を基板５０に実装した場合に、接合用材料５２が例えば図１１（図１０の上方側から部品５１側を見た平面図）に示されるような状態となるようにすることがある。つまり、図１１に示される状態は、基板５０における部品５１の実装領域Ｚに形成された接合用材料５２が、部品５１の実装時に加えられた部品５１側からの押圧力によって押し潰されて実装領域Ｚの周縁全体から実装領域Ｚの外側に、はみ出ている状態である。このように、接合用材料５２を実装領域Ｚからはみ出させる場合には、その接合用材料５２のはみ出し（広がり）が大きいと、接合用材料５２が、所定の入り込み禁止領域に入り込んでしまうという不都合が生じる。反対に、接合用材料５２のはみ出しが小さすぎると、接合用材料５２が部品５１の接合対象面の全面に接合していない場合があることが懸念され、部品５１と基板５０の接合強度が弱いという問題が発生する虞がある。つまり、接合用材料５２のはみ出しは大きすぎても（過剰でも）小さすぎても（不足でも）不都合が生じる。このため、接合用材料５２のはみ出し状態は、上記のようなはみ出し過剰やはみ出し不足に起因した問題の発生を回避できる適切な状態に制御されることが好ましい。

しかしながら、特許文献１に示されている接合用材料５２の塗布量の制御手法は、基板５０に形成する接合用材料５２の描画面積を一定にできるものにすぎず、前記したような接合用材料５２のはみ出し状態を所定の状態に安定化できるものではない。それというのは、次のような理由による。例えば、接合用材料である導電性ペースト（導体を含有している樹脂ペースト）は、時間が経過するにつれて粘度が変化するという性質がある。その導電性ペーストの粘度の経時的変化に伴って導電性ペーストの基板に対する濡れ性も変化する。つまり、導電性ペーストは、粘度が高いときよりも粘度が低いときの方が基板に濡れ易くなる（換言すれば、広がり易くなる）。このため、基板５０に形成された接合用材料５２の描画面積が同じでも、粘度が高いときに基板５０に形成された接合用材料５２の塗布量は、粘度が低いときに基板５０に形成されたときよりも多くなる。このように接合用材料５２の塗布量が違うと、基板５０に部品５１を搭載したときに、部品５１側からの押圧力によって押し潰されて実装領域Ｚからその外側にはみ出す接合用材料５２のはみ出し量が異なる。また、接合用材料５２の粘度の差異によって、そのはみ出した接合用材料５２の広がり方も異なる。このような理由から、特許文献１に示されている手法では、基板５０に形成する接合用材料５２の描画面積は一定にできるが、部品５１の搭載後における接合用材料５２の所定のはみ出し状態を安定的に得ることはできない。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、前記接合用材料の所定のはみ出し状態を安定的に得ることができる部品の実装装置および部品の実装方法を提供することにある。

本発明の部品の実装装置は、
実装対象の部品を実装する所定の実装領域に、所定の接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する接合用材料供給手段と、
前記実装領域に前記接合用材料を間にして前記部品が搭載されている状態で、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出するはみ出し状態検出部と、
前記実装領域に形成する前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、前記検出された前記接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する形状パターン設定部と、
を備えている。

本発明の部品の実装方法は、
実装対象の部品を実装する所定の実装領域に、所定の接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する接合用材料形成工程と、
前記実装領域に前記接合用材料を間にして前記部品を搭載する部品搭載工程と、
そのように前記部品が前記実装領域に搭載されている状態で、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出するはみ出し状態検出工程と、
前記実装領域に形成する前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、前記検出された前記接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する形状パターン更新工程と、
を含む。

本発明によれば、実装対象の部品を、所定の実装領域に、所定の接合用材料を間にして搭載したときに、前記接合用材料の所定のはみ出し状態を安定的に得ることができる。

第１実施形態を説明するための図である。 第２実施形態における部品の実装装置の構成を説明するための図である。 第２実施形態における接合用材料のはみ出し状態の制御に関わる実装装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態における実装対象の部品と、当該部品を実装する被実装体との形態例を説明するためのモデル図である。 接合用材料のはみ出し状態を模式的に表した平面図である。 実装領域に描画される接合用材料の形状パターンの一例を表した図である。 第２実施形態における接合用材料のはみ出し状態検出手法を説明するための図である。 接合用材料のはみ出し状態が不良である場合を表した図である。 接合用材料のはみ出し状態に応じて作成される接合用材料の形状パターンの例を説明するための図である。 基板への部品の実装の形態例を説明するための図である。 基板に部品を実装した後における接合用材料のはみ出し状態の一例を表した平面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１（ａ）に示されるように、第１実施形態における部品の実装装置１は、接合用材料供給手段２と、はみ出し状態検出部３と、形状パターン設定部４とを備えている。接合用材料供給手段２は、実装対象の部品を実装する所定の実装領域に、所定の接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する機能を備えている。はみ出し状態検出部３は、前記実装領域に前記接合用材料を間にして前記部品が搭載されている状態で、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出する機能を備えている。形状パターン設定部４は、前記実装領域に形成する前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、前記検出された前記接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する機能を備えている。

次に、第１実施形態における部品の実装工程を図１（ｂ）に基づいて述べる。

この第１実施形態では、接合用材料形成工程Ｓ１において、実装対象の部品を実装する所定の実装領域に、所定の接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する。

その後、部品搭載工程Ｓ２において、前記実装領域に前記接合用材料を間にして前記部品を搭載する。

そして、はみ出し状態検出工程Ｓ３において、そのように前記部品が前記実装領域に搭載されている状態で、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出する。

然る後に、形状パターン更新工程Ｓ４において、前記実装領域に形成する前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、前記検出された前記接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する。これにより、接合用材料形成工程Ｓ１において実装領域に形成される接合用材料の形状パターンが変更される。

この第１実施形態では、前記接合用材料のはみ出し状態を検出し、この検出結果を利用して、前記実装領域に形成する前記接合用材料の形状パターンの設定を変更している。このように前記実装領域に形成する前記接合用材料の形状パターンを変更すると、前記接合用材料のはみ出し状態が変化する。つまり、前記検出された接合用材料のはみ出し状態に基づき前記接合用材料の形状パターンをフィードバック制御することによって、前記接合用材料のはみ出し状態を制御できる。これにより、前記接合用材料の所定のはみ出し状態を安定的に得ることが可能となる。

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態を説明する。

この第２実施形態における部品の実装装置は、図４に示されるような実装対象の部品である半導体チップ部品６を、被実装体であるリードフレーム母材７の所定の実装領域Ｚに、後述するような接合用材料を利用して、実装（接合）させるものである。この第２実施形態の実装装置は、リードフレーム母材７の実装領域Ｚに接合用材料を形成（塗布）する機構部分と、その接合用材料を形成した実装領域Ｚに半導体チップ部品６を搭載する機構部分とを備えている。この第２実施形態では、実装装置において、リードフレーム母材７の実装領域Ｚに接合用材料を所定の形状パターンに形成する際の制御に関わる部分について説明する。すなわち、図２には、第２実施形態における実装装置１０の接合用材料の形成制御に関わる構成が示されている。この実装装置１０は、載置台１１と、シリンジ１２と、移動手段１３と、吐出制御手段１４と、撮影手段であるカメラ１５と、制御部１６とを有して構成されている。

載置台１１は、リードフレーム母材７を載置する平面（上面）１１ａを備えている。この載置台１１は、駆動手段（図示せず）により、当該載置台１１の上面１１ａに載置されたリードフレーム母材７の実装領域Ｚが、前述したような接合用材料を形成する機構部分から、半導体チップ部品６を搭載する機構部分へと動くように、移動する。

シリンジ１２は、次に述べるような接合用材料８のための容器である。その接合用材料８は、例えば、銀（Ａｇ）等の導体を樹脂に混合させて作製される接着剤としての導電性ペーストである。シリンジ１２は、そのような接合用材料８をリードフレーム母材７の所定の実装領域Ｚに向けて吐出させるためのノズル１２ａを備えている。また、このシリンジ１２には、ノズル１２ａからの接合用材料８の吐出を停止させる吐出停止機構（図示せず）と、接合用材料８の吐出圧（押し出し圧）を制御する吐出圧制御機構（図示せず）とが装備されている。

移動手段１３は、次のようなＸ方向とＹ方向の少なくとも２方向にシリンジ１２を移動させるための機能を備えている。この第２実施形態では、上記Ｘ方向とＹ方向は、載置台１１の上面１１ａに平行で、かつ、互いに直交する所定の２方向である。

吐出制御手段１４は、シリンジ１２に装備されている前述した吐出停止機構や、吐出圧制御機構を制御して、シリンジ１２のノズル１２ａからリードフレーム母材７の実装領域Ｚに供給される接合用材料８の吐出速さや、接合用材料８の吐出開始と吐出停止を制御する機能を備えている。

カメラ１５は、リードフレーム母材７の実装領域Ｚに半導体チップ部品６が接合用材料８を間にして搭載された後に、半導体チップ部品６の上方側から半導体チップ部品６側を撮影するものである。このカメラ１５によって、図５に示されるような実装領域Ｚからの接合用材料８のはみ出し状態が撮影される。なお、この第２実施形態では、カメラ１５は、リードフレーム母材７の実装領域Ｚに半導体チップ部品６を搭載する際に、リードフレーム母材７の位置確認にも用いられるものである。このように、カメラ１５を、リードフレーム母材７の位置確認と接合用材料８のはみ出し状態検出とに兼用することによって、位置確認用とはみ出し状態検出用との別々のカメラを設ける場合に比べて、実装装置の高コスト化および大型化を回避できる。

制御部１６は、実装装置１０の様々な所定の装置動作を制御するものである。この第２実施形態では、制御部１６は、接合用材料８の形成制御に関わる構成として、図２に示されるように、記憶部２０と、形状パターン設定部２１と、ペースト供給制御部２２と、はみ出し状態検出部２３とを備えている。

この第２実施形態では、リードフレーム母材７の実装領域Ｚに形成される接合用材料８の形状パターンは、シリンジ１２が移動手段１３によってＸ方向やＹ方向に移動して描画されるものであり、図６に示されるような形状となる。当該形状パターン２５は、四角形状の実装領域Ｚの対角線上に形成される線２６ａ，２６ｂと、実装領域Ｚの互いに向き合う辺同士の中点を通る仮想直線上に形成される線２７ａ，２７ｂとにより形作られている。

記憶部２０には、上記のような形状パターン２５のデータが格納されている。また、記憶部２０には、後述する形状パターン設定部２１等で使用するデータも格納されている。

ペースト供給制御部２２は、移動手段１３と吐出制御手段１４を制御して、接合用材料８が記憶部２０の形状パターン２５を描画するように、シリンジ１２を移動させると共にノズル１２ａからの接合用材料８の吐出とその停止を制御する機能を備えている。

この第２実施形態では、上記したようなシリンジ１２と、移動手段１３と、吐出制御手段１４と、ペースト供給制御部２２が、接合用材料供給手段２４を構成している。

はみ出し状態検出部２３は、カメラ１５の撮影画像を取り込み当該撮影画像に基づいて、実装領域Ｚからその外側にはみ出した接合用材料８のはみ出し状態を検出する機能を備えている。具体的に述べると、はみ出し状態検出部２３は、次に示すような画像処理機能および画像分析機能を備えている。その画像処理機能とは、カメラ１５の撮影画像を、画像処理の一つである例えばエッジ検出（抽出）処理にて画像処理し、これにより、半導体チップ部品６と接合用材料８とのそれぞれの外縁を明確化する機能である。画像分析機能とは、その画像処理後の画像に基づいて、接合用材料８のはみ出し状態を検出する機能である。そのはみ出し状態の検出手法としては、次のようなものがある。例えば、半導体チップ部品６の図７（ａ）に示すような外縁６ａ（換言すれば、実装領域Ｚの周縁）において、１以上の測定箇所を予め定めておく。その測定箇所は、例えば、四角形状の外縁６ａにおける４つの角６ｓの少なくとも一つや、四辺のうちの少なくとも一辺の中点６ｍなどが設定される。この設定された測定箇所のデータは、記憶部２０に格納されており、はみ出し状態検出部２３が接合用材料８のはみ出し状態を検出する際に、記憶部２０から読み出される。なお、上記測定箇所は、実装領域Ｚに形成される接合用材料８の形状パターンと、半導体チップ部品６によって押し潰されたときのその接合用材料８の広がり方との関係等を考慮して適宜設定してよいものであり、上記例に限定されない。

上記のようなエッジ検出処理等の処理後の画像において、半導体チップ部品６の外縁６ａ（実装領域Ｚの周縁）における所定の測定箇所から接合用材料８の外縁８ａまでの距離（最短距離）Ｌを計測する。この計測結果を接合用材料８のはみ出し状態とする。

接合用材料８のはみ出し状態の検出手法には、次のようなものもある。例えば、上記画像処理後の画像において、半導体チップ部品６の外縁６ａ（実装領域Ｚの周縁）と接合用材料８の外縁８ａとによって囲まれている部分の面積（つまり、実装領域Ｚを囲む周辺領域全体における接合用材料８のはみ出し面積）を算出する。この算出した面積を接合用材料８のはみ出し状態とする。

さらに、次のような接合用材料８のはみ出し状態の検出手法もある。例えば、半導体チップ部品６の外縁６ａ（実装領域Ｚの周縁）を囲む周辺領域において、計測対象の１以上の部分領域を予め定めておく。その部分領域は、例えば、図７（ｂ）に示されるような半導体チップ部品６の角６ｓに隣接する部分領域Ａｓや、半導体チップ部品６の外縁６ａの一つの辺の中点６ｍに対応する部分領域Ａｍなどが設定される。この設定された部分領域のデータは、記憶部２０に格納されており、はみ出し状態検出部２３が接合用材料８のはみ出し状態を検出する際に、記憶部２０から読み出される。なお、上記部分領域は、前述した測定箇所と同様に、適宜設定してよいものであり、上記例に限定されない。

上記のような部分領域内における接合用材料８のはみ出し面積を算出する。この算出した面積を接合用材料８のはみ出し状態とする。

さらに、次のような接合用材料８のはみ出し状態の検出手法もある。例えば、半導体チップ部品６の外縁６ａ（実装領域Ｚの周縁）を所定の間隔を離して囲む図７（ｃ）の点線に示されるような仮想の範囲設定線Ｂを予め設定しておく。そして、その仮想の範囲設定線Ｂと、半導体チップ部品６の外縁６ａとの間の領域内における接合用材料８のはみ出し面積を算出する。そして、範囲設定線Ｂと外縁６ａとの間の全領域の面積に対する接合用材料８のはみ出し面積の占める割合（接合用材料８の占有比）を算出する。この算出した接合用材料８の占有比を所定のしきい値に比較し、しきい値以上の場合には、例えば、はみ出し満足と判断し、しきい値未満の場合には、はみ出し不足と判断する。この判断結果を接合用材料８のはみ出し状態とする。なお、上記仮想の範囲設定線Ｂのデータも、前記同様に、記憶部２０に格納されており、はみ出し状態検出部２３が接合用材料８のはみ出し状態を検出する際に、記憶部２０から読み出される。

さらにまた、次のような接合用材料８のはみ出し状態の検出手法もある。例えば、図７（ｄ）の点線に示されるような１以上のはみ出し状態検出領域Ｇ（Ｇｓ，Ｇｍ）を予め設定しておく。例えば、図７（ｄ）に示される領域Ｇｓは、半導体チップ部品６の外縁６ａの角を含む領域である。また、領域Ｇｍは、半導体チップ部品６の外縁６ａの辺の中央部に接する領域である。それら領域の大きさは、接合用材料８のはみ出しの良否を判断できる適宜な大きさとなっている。上記のような設定されたはみ出し状態検出領域Ｇのデータも、前記同様に、記憶部２０に格納されており、はみ出し状態検出部２３が接合用材料８のはみ出し状態を検出する際に、記憶部２０から読み出される。

上記のようなはみ出し状態検出領域Ｇ（Ｇｓ，Ｇｍ）において、領域Ｇの全体が接合用材料８によって占められているか否かを判断する。この判断結果を接合用材料８のはみ出し状態とする。

上記のように、接合用材料８のはみ出し状態検出手法には様々な手法がある。この第２実施形態では、はみ出し状態検出部２３は、そのような様々な検出手法の中から選択された何れか一つの検出手法によって、接合用材料８のはみ出し状態を検出する機能を備えている。

さらに、はみ出し状態検出部２３は、上記はみ出し状態検出機能だけでなく、はみ出し状態検出機能による検出結果に基づき半導体チップ部品６の接合良否判定を行う機能をも備えている。例えば、図８に示されるように接合用材料８のはみ出しが少ない場合には、図７（ａ）に示すようなはみ出し長さＬは短くなるし、前述したようなはみ出し面積は狭くなる。このことから、前述したような、はみ出し状態検出機能による検出結果に基づいて、接合用材料８のはみ出しが図８に示されるように少ないことを検出できる。そのように接合用材料８のはみ出しが少ない場合には、接合用材料８が半導体チップ部品６の接合対象面（底面）の全面に接合されていない場合が多い。このため、半導体チップ部品６と実装領域Ｚとの接合強度が弱く、半導体チップ部品６が実装領域Ｚから外れることが懸念される。このように接合用材料８のはみ出しが少ない、換言すれば、大幅に不足している場合には、不良な製品を製造してしまう虞があることから、不良製品の製造を回避する必要がある。また、そのような接合用材料８のはみ出しが大幅に不足している異常な状態が継続することを阻止しなければならない。このために、警告を発して、所定の対処を促すことが好ましい。

このようなことから、はみ出し状態検出部２３は、はみ出し状態検出機能による検出結果に基づき、接合用材料８のはみ出しが所定状態よりも不足していることを検知した場合には、半導体チップ部品６の接合不良と判断する。この判断結果は、例えば、報知制御部（図示せず）等に出力される。そして、当該報知制御部によって、例えば警報ブザーや画面表示手段等の所定の報知手段（図示せず）から接合不良発生の警告が発せられる。なお、前記はみ出し状態検出機能による検出結果によっては、接合用材料８のはみ出しが過剰であることも検出できる。接合用材料８のはみ出しが過剰である場合にも、はみ出し不足の場合と同様に、不良な製品を製造してしまう虞がある。このことから、はみ出し状態検出部２３は、接合用材料８の過剰なはみ出しをも検出可能なはみ出し状態検出手法によって接合用材料８のはみ出し状態を検出し、当該検出結果に基づき、はみ出し過剰による接合不良をも判断できる機能を持たせてもよい。この場合には、前述したようなはみ出し不足だけでなく、はみ出し過剰な場合も、前述したように接合不良の警告が発せられる。これにより、実装装置１０に対する信頼性を高めることができる。

さらに、はみ出し状態検出部２３は、上記のような接合良否判断によって、接合不良では無いと判断した場合には、前記はみ出し状態検出機能による検出結果を形状パターン設定部２１に向けて出力する機能を備えている。

形状パターン設定部２１は、その検出結果を受け取ると、当該結果および所定の更新有無判定用データに基づいて、実装領域Ｚに形成する接合用材料８の形状パターンの更新が必要か否かを判断する機能を備えている。さらに、形状パターン設定部２１は、接合用材料８の形状パターンの更新が必要と判断した場合には、検出結果（接合用材料８のはみ出し状態）に応じて、実装領域Ｚに形成する接合用材料８の形状パターンの設定パターンを次のように作成する機能を備えている。

例えば、記憶部２０に格納されている接合用材料８の形状パターンの設定パターンが図９（ｂ）の実線に示す形状であるとする。この記憶部２０の形状パターンとなるように接合用材料８が実装領域Ｚに形成された後に、その実装領域Ｚに半導体チップ部品６が搭載されて、接合用材料８が図９（ａ）に示されるように実装領域Ｚ（半導体チップ部品６の外縁６ａ）からはみ出したとする。図９（ａ）の例では、一点鎖線で示されるはみ出し下限設定位置Ｋａと、二点鎖線で示されるはみ出し上限設定位置Ｋｂとの間の領域が、接合用材料８のはみ出し適正領域となっているとする。この接合用材料８のはみ出し適正領域に基づくと、図９（ａ）の例では、半導体チップ部品６の外縁６ａの各辺の中央部からの接合用材料８のはみ出しは適正な状態であり、外縁６ａの角部からの接合用材料８のはみ出しは不足している。当該角部からの接合用材料８のはみ出しには、接合用材料８の形状パターン２５における図９（ｂ）に示す線２６ａ，２６ｂが主に関与する。このことから、外縁６ａの角部からの接合用材料８のはみ出しの不足分を補正すべく、線２６ａ，２６ｂの長さを、図９（ｂ）の点線に示す線２６ａ’，２６ｂ’のように長くしたり、線２６ａ，２６ｂの太さを、線２６ａ''，２６ｂ''のように太くする。すなわち、記憶部２０の形状パターン２５における線２６ａ，２６ｂの長さと太さの一方又は両方を、前記はみ出し状態の検出結果に応じて変更して、新たな形状パターン２５を作成する。

すなわち、接合用材料８のはみ出し箇所と、そのはみ出し箇所に主に関与している形状パターンの部位との関係データが変更箇所検出用データとして予め記憶部２０に格納されている。さらに、接合用材料８のはみ出しの不足分又は過剰分を補正するための形状パターンの変更量のデータが変更量検出用データとして予め記憶部２０に格納されている。形状パターン設定部２１は、はみ出し状態検出部２３から検出結果を受け取ると、記憶部２０から上記変更箇所検出用データおよび形状パターン２５のデータを読み出して、その検出結果に基づいて形状パターン２５の変更箇所を検出する。さらに、形状パターン設定部２１は、記憶部２０から上記変更量検出用データを読み出して、上記受け取った検出結果に基づいて形状パターン２５の変更量を検出する。さらに、形状パターン設定部２１は、上記のように検出した形状パターン２５の変更箇所を、上記検出した変更量分だけ変更して、新たな更新用の形状パターン２５（設定パターン）を作成する。

さらに、形状パターン設定部２１は、上記のように作成された更新用の形状パターン２５のデータを、記憶部２０に上書き格納する（更新する）機能を備えている。

なお、形状パターン設定部２１によって記憶部２０の形状パターン２５のデータが更新された以降には、前述したペースト供給制御部２２は、その更新された形状パターン２５のデータに基づいて、前述したように移動手段１３や吐出制御手段１４を制御する。

以下に、この第２実施形態における接合用材料８のはみ出し状態の制御に関わる実装装置１０の動作例を図３のフローチャートに基づいて説明する。

例えば、所定の実装領域Ｚに半導体チップ部品６を接合用材料８を間にして搭載すると、その半導体チップ部品６側からの押圧力によって接合用材料８が押し潰されて実装領域Ｚからその外側にはみ出す。実装装置１０は、その接合用材料８のはみ出し状態をカメラ１５によって撮影する（ステップＳ１０１）。このとき、その接合用材料８のはみ出し状態の全体を１回で撮影してもよいし、複数回に分けて撮影し、後工程の画像処理にて合成してもよい。また、後工程である接合用材料８のはみ出し状態検出工程で、接合用材料８の一部分のはみ出し状態しか使用しない場合には、その使用する一部分のはみ出し状態のみを撮影することとしてもよい。

カメラ撮影の後には、はみ出し状態検出部２３は、カメラ１５による撮影画像を例えばエッジ検出処理等の画像処理して、半導体チップ部品６の外縁６ａおよび接合用材料８のはみ出し外縁８ａを明確化する（ステップＳ１０２）。その後、はみ出し状態検出部２３は、その画像処理後の画像に基づいて、前述したようなはみ出し状態検出手法の一つによって、接合用材料８のはみ出し状態を検出する（ステップＳ１０３）。

さらに、はみ出し状態検出部２３は、その検出したはみ出し状態に基づいて、半導体チップ部品６が接合不良であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。これにより、はみ出し状態検出部２３が接合不良であると判断した場合には、実装装置１０は、所定の報知手段（例えば警報ブザーや画面表示手段等）によって、接合不良発生の警告を発する（ステップＳ１０７）。これにより、例えば実装装置１０を一旦停止して点検が行われる等の所定の処置がとられる。

前記ステップＳ１０４において、はみ出し状態検出部２３は、接合不良でないと判断した場合には、前記検出したはみ出し状態の結果を形状パターン設定部２１に出力する。そして、形状パターン設定部２１は、前述したように、そのはみ出し状態の検出結果および所定の更新有無判定用データに基づいて、記憶部２０における接合用材料８の形状パターンの更新が必要か否かを判断する（ステップＳ１０５）。形状パターン設定部２１は、接合用材料８の形状パターンの更新が不要であると判断した場合には、更新用の形状パターンの作成・更新の動作は行わず、次の更新用の形状パターンの作成・更新に備える。一方、形状パターン設定部２１は、接合用材料８の形状パターンの更新が必要であると判断した場合には、記憶部２０から、前述したように、接合用材料８の形状パターン２５のデータと、変更箇所検出用データと、変更量検出用データとを読み出す。そして、形状パターン設定部２１は、前記はみ出し状態の検出結果に応じた形状パターンを作成し、当該作成した形状パターンのデータを記憶部２０に上書き格納して、接合用材料８の形状パターンのデータを更新する（ステップＳ１０６）。

上記のようにして、記憶部２０の形状パターンのデータが更新されると、実装領域Ｚに形成される接合用材料８の形状パターンが、その記憶部２０の更新された形状パターンに応じたものとなる。これにより、半導体チップ部品６の搭載により押し潰されて実装領域Ｚからはみ出す接合用材料８のはみ出し状態が所定の状態に安定化するように制御される。

この第２実施形態では、上記のように、接合用材料８のはみ出し状態を検出し、この検出結果に基づいて、接合用材料８の形状パターンをフィードバック制御することで、接合用材料８のはみ出し状態を制御している。接合用材料８の形状パターンが同じままであると、接合用材料８の粘度の経時変化によって接合用材料８のはみ出し状態が変化して不適切な状態に変化していく虞がある。これに対して、この第２実施形態では、接合用材料８のはみ出し状態をフィードバック制御しているので、接合用材料８の適正なはみ出し状態を安定化できる。

また、この第２実施形態では、次のような理由から生産性を高めることができる。すなわち、接合用材料８のはみ出し状態のフィードバック制御が行われない場合には、前述したような接合用材料８の粘度の経時変化によって、前記接合用材料８のはみ出し状態が不適切な状態に向かって変化していく虞がある。そのような接合用材料８の粘度の経時変化に因る問題の発生を回避する手段として、こまめに、所定の粘度の接合用材料８をシリンジ１２に補給したり、シリンジ１２ごと交換することが考えられる。しかしながら、この手段では、接合用材料８をシリンジ１２に補給したり、シリンジ１２を交換する度に実装装置１０の駆動を停止しなければならないので、生産性が落ちるという問題が生じる。

これに対して、この第２実施形態では、接合用材料８のはみ出し状態をフィードバック制御しているので、接合用材料８の粘度が経時変化しても、接合用材料８の適正なはみ出し状態を安定的に得ることができる。このため、接合用材料８の粘度の経時変化を気にすることなく、多くの接合用材料８をシリンジ１２に供給したり、多くの接合用材料８が入っているシリンジ１２を取り付けることができる。つまり、接合用材料８をシリンジ１２に供給する回数や、シリンジ１２の交換回数を減少させることができる。このために、シリンジ１２への接合用材料８の供給や、シリンジ１２の交換のために実装装置１０の駆動を停止させる頻度を低下させることができて、実装装置１０の部品実装の生産性を高めることができる。

（その他の実施形態）
なお、この発明は第１や第２の実施形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、第２実施形態では、はみ出し状態検出部２３は、接合用材料８のはみ出し状態を検出する度に、その検出結果を形状パターン設定部２１に出力していた。これに代えて、はみ出し状態検出部２３は、接合用材料８のはみ出し状態を所定回数、検出する毎に、その所定回数分のはみ出し状態（長さＬや面積など）の平均値を算出する等の統計処理を行い当該処理結果を形状パターン設定部２１に出力してもよい。この場合には、更新用の形状パターンの作成は、接合用材料８のはみ出し状態を所定回数、検出する毎に行うだけでよいので、はみ出し状態を検出する度に更新用の形状パターンを作成する場合に比べて、形状パターン設定部２１の処理の負担を軽減できる。

また、第２実施形態では、接合用材料８のはみ出し状態をカメラ１５で撮影し、当該カメラ１５の撮影画像に基づいて、接合用材料８のはみ出し状態を検出していた。これに代えて、例えば、実装領域Ｚの表面上の凹凸を非接触で測定できる例えばレーザー顕微鏡等の測定手段の測定結果に基づいて、接合用材料８のはみ出し状態を検出してもよい。この場合にも、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、第２実施形態では、実装領域Ｚに形成される接合用材料８の形状パターンは図６に示される形状パターン２５であったが、もちろん、実装領域Ｚに形成される接合用材料８の形状パターンは図６に示される形状パターン２５に限定されるものではない。

さらに、第２実施形態では、接合用材料８のはみ出し状態の検出結果に応じて、更新前の形状パターンを構成する線の長さや太さを変更して、更新用の形状パターンを作成する例を示した。これに代えて、例えば、接合用材料８のはみ出しを大きくしたい場合には更新前の形状パターンに線を追加するという如く、接合用材料８のはみ出し状態の検出結果に応じて更新前の形状パターンの線を増減させて、更新用の形状パターンを作成してもよい。このように、更新用の形状パターンの作成手法は前述した例に限定されない。

さらに、第２実施形態では、半導体チップ部品６をリードフレーム母材７の所定の実装領域Ｚに搭載する実装装置１０を例にして説明したが、本発明は、実装対象の部品を所定の実装領域に接合用材料を間にして実装するための他の実装装置にも適用することができるものである。

１，１０ 実装装置
２，２４ 接合用材料供給手段
３，２３ はみ出し状態検出部
４，２１ 形状パターン設定部
６ 半導体チップ部品
８ 接合用材料
１５ カメラ

Claims (10)

1. 実装対象の部品を実装する所定の実装領域に、所定の接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する接合用材料供給手段と、
   前記実装領域に前記接合用材料を間にして前記部品が搭載されている状態で、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出するはみ出し状態検出部と、
   前記実装領域に形成する前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、前記検出された前記接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する形状パターン設定部と、
   を備えている部品の実装装置。
2. 前記接合用材料のはみ出し状態を撮影する撮影手段を、さらに、備え、
   前記はみ出し状態検出部は、前記撮影手段による撮影画像に基づいて、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出する機能を備えている請求項１記載の部品の実装装置。
3. 前記はみ出し状態検出部は、前記実装領域の周縁における１以上の所定の測定箇所と、前記実装領域からはみ出した前記接合用材料のはみ出し外縁との間の距離を前記接合用材料のはみ出し状態として検出する機能を備えている請求項１又は請求項２記載の部品の実装装置。
4. 前記はみ出し状態検出部は、前記実装領域を囲む周辺領域全体、又は、その周辺領域内の所定の部分領域における前記接合用材料のはみ出し面積を前記接合用材料のはみ出し状態として検出する機能を備えている請求項１又は請求項２記載の部品の実装装置。
5. 前記接合用材料の前記形状パターンは、線を含んでおり、
   前記形状パターン設定部は、前記はみ出し状態検出部による検出結果に応じて前記形状パターンの前記線の太さと長さの一方又は両方を変更した前記形状パターンを作成し、前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、その作成された形状パターンに更新する機能を備えている請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の部品の実装装置。
6. 実装対象の部品を実装する所定の実装領域に、所定の接合用材料を、所定の形状パターンでもって形成する接合用材料形成工程と、
   前記実装領域に前記接合用材料を間にして前記部品を搭載する部品搭載工程と、
   そのように前記部品が前記実装領域に搭載されている状態で、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出するはみ出し状態検出工程と、
   前記実装領域に形成する前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、前記検出された前記接合用材料のはみ出し状態に応じた形状パターンに更新する形状パターン更新工程と、
   を含む部品の実装方法。
7. 前記はみ出し状態検出工程では、
   前記接合用材料のはみ出し状態を撮影し、
   その撮影画像に基づいて、前記実装領域から当該実装領域の外側にはみ出している前記接合用材料のはみ出し状態を検出する請求項６記載の部品の実装方法。
8. 前記はみ出し状態検出工程では、前記実装領域の周縁における１以上の所定の測定箇所と、前記実装領域からはみ出した前記接合用材料のはみ出し外縁との間の距離を前記接合用材料のはみ出し状態として検出する請求項６又は請求項７記載の部品の実装方法。
9. 前記はみ出し状態検出工程では、前記実装領域を囲む周辺領域全体、又は、その周辺領域内の所定の部分領域における前記接合用材料のはみ出し面積を前記接合用材料のはみ出し状態として検出する請求項６又は請求項７記載の部品の実装方法。
10. 前記接合用材料の前記形状パターンは、線を含んでおり、
    前記形状パターン更新工程では、
    前記はみ出し状態検出工程での検出結果に応じて前記形状パターンの前記線の太さと長さの一方又は両方を変更した前記形状パターンを作成し、
    前記接合用材料の前記形状パターンの設定を、その作成された形状パターンに更新する請求項６乃至請求項９の何れか一つに記載の部品の実装方法。

Images