JP2013162082A - 部品積層精度測定治具セット及びその使用方法並びに部品実装機の部品積層精度測定装置及び3次元実装基板の生産方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元実装基板を生産する部品実装機の部品積層精度を測定する際に部品実装機で3次元実装する3個以上の精度測定用部品11〜13を備える。各精度測定用部品11〜13は、透明又は半透明の材料で形成され、各精度測定用部品11〜13には、それぞれ形状又はサイズが異なる位置マーク21〜23が複数箇所に形成されている。部品実装機で3次元実装基板を生産する前に、部品実装機で精度測定用部品11〜13を3次元実装し、部品実装機に装備されたカメラで該精度測定用部品11〜13の3次元実装状態を上方から撮像して、各層の位置マーク21〜23を認識して、各層の位置マーク21〜23の相対的な位置ずれ量を各層の位置ずれ量として測定する。
【選択図】図1
Description
また、各精度測定用部品は、全て同じサイズに形成しても良いし、異なるサイズに形成しても良く、要は、各精度測定用部品の位置マークが予め決められた位置に形成されていれば良い。
まず、図1を用いて部品積層精度測定治具セットの構成を説明する。
部品積層精度測定治具セットは、回路基板に部品(例えば半導体チップ、半導体パッケージ、コンデンサ等の回路素子)を3次元実装して3次元実装基板を生産する部品実装機の部品積層精度を測定する際に使用するものであり、部品積層精度を測定する際に部品実装機により3次元実装する3個又はそれ以上の精度測定用部品11〜13を備えている。ここで、3次元実装の種類としては、POP(パッケージ・オン・パッケージ)、チップ・スタック、COC(チップ・オン・チップ)、TSV(シリコン貫通電極)等のいずれであっても良い。
本実施例2では、3次元実装する精度測定用部品41〜43の相対位置測定方法と絶対位置測定方法を説明する。
光学系のずれがある場合(精度測定用部品41〜43の位置マーク51〜54を撮像するマークカメラ40の光軸倒れがある場合)は、各精度測定用部品41〜43の接合する2面の位置マーク51,52のペアAと、位置マーク53,54のペアBとの間では、ペアAの位置がペアBの位置に対して光学系のずれによりシフトして見えるが、各ペアA,B内で、接合する2面の位置マークは、密着しているため、ずれがほとんど生じない。この関係から、ペアAとペアBとの間のずれ量と、ペアAとペアBとの間の距離(中間層の精度測定用部品42の高さ)との関係により相対位置を測定できる。
積層した精度測定用部品41〜43を180°回転して測定することで、各精度測定用部品41〜43の位置マーク51〜54のずれ量を測定し、最下層の精度測定用部品43(回路基板)に対する上段側の精度測定用部品42,43の絶対位置を測定する。
=(0−0)/2
=0[μm]
={−10−(−10)}/2
=0[μm]
={+10−(−10)}/2
=+10[μm]
={0−(−20)}/2
=+10[μm]
一般に、XY座標系で上下ずれ量ΔX,ΔYは、180°回転前の上下ずれ量をX0 、Y0 、180°回転後の上下ずれ量をX180 、Y180 とすると、次式により算出される。 ΔX=(X0 −X180 )/2
ΔY=(Y0 −Y180 )/2
Claims (9)
- 回路基板に部品を3次元実装して3次元実装基板を生産する部品実装機の部品積層精度を測定する際に使用する部品積層精度測定治具セットであって、
部品積層精度を測定する際に前記部品実装機により3次元実装する3個以上の精度測定用部品を備え、
前記各精度測定用部品には、それぞれ形状又はサイズが異なる位置マークが複数箇所に形成され、
前記各精度測定用部品は、3次元実装した状態で各層の位置マークを透視できるように形成されていることを特徴とする部品積層精度測定治具セット。 - 請求項1に記載の部品積層精度測定治具セットにおいて、
前記各精度測定用部品の位置マークは、正確に3次元実装したときに各層の位置マークの中心が同じ位置となり、且つ、各層の位置マークの少なくとも一部が他の層の位置マークと重ならないように形成されていることを特徴とする部品積層精度測定治具セット。 - 請求項1又は2に記載の部品積層精度測定治具セットにおいて、
前記各精度測定用部品の位置マークは、互いに相似形となるように形成されていることを特徴とする部品積層精度測定治具セット。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の部品積層精度測定治具セットにおいて、
前記3個以上の精度測定用部品のうちの1つの精度測定用部品は、回路基板状に形成され、部品積層精度を測定する際に前記部品実装機により該回路基板状の精度測定用部品上に他の精度測定用部品を3次元実装することを特徴とする部品積層精度測定治具セット。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の部品積層精度測定治具セットを備えた部品実装機の部品積層精度測定装置において、
前記部品実装機で3次元実装基板を生産する前に該部品実装機で前記3個以上の精度測定用部品を3次元実装する動作を制御する制御手段と、
3次元実装した前記精度測定用部品の積層体をその上方又は下方から撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像を処理して各層の位置マークを画像認識して各層の位置マークの相対的な位置ずれ量を各層の位置ずれ量として測定する画像処理手段と
を備えていることを特徴とする部品実装機の部品積層精度測定装置。 - 請求項5に記載の部品実装機の部品積層精度測定装置において、
前記撮像手段は、部品を3次元実装する回路基板の基準マークを撮像するカメラであることを特徴とする部品実装機の部品積層精度測定装置。 - 請求項5又は6に記載の部品実装機の部品積層精度測定装置において、
前記制御手段は、前記画像処理手段で測定した各層の位置ずれ量に基づいて各層の実装位置を補正して3次元実装基板を生産することを特徴とする部品実装機の部品積層精度測定装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の部品積層精度測定治具セットの使用方法において、 前記部品実装機で3次元実装基板を生産する前に該部品実装機で前記3個以上の精度測定用部品を3次元実装した後、該部品実装機に装備された撮像手段で該精度測定用部品の3次元実装状態を上方又は下方から撮像し、該部品実装機に装備された画像処理手段により各層の位置マークを認識して各層の位置マークの相対的な位置ずれ量を各層の位置ずれ量として測定することを特徴とする部品積層精度測定治具セットの使用方法。
- 請求項5乃至7のいずれかに記載の部品実装機の部品積層精度測定装置で測定した各層の位置ずれ量に基づいて各層の実装位置を補正して3次元実装基板を生産することを特徴とする3次元実装基板の生産方法。
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