JP2016192456A - 部品実装ラインおよび部品実装方法ならびに部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切なサイズのチップはんだを基板に搭載することができる部品実装ラインおよび部品実装方法ならびに部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】検査装置Ｍ２と部品実装装置Ｍ３，Ｍ４を備え、はんだが印刷された基板に部品（電子部品）を搭載する部品実装ライン１は、検査装置Ｍ２は、基板の各ランド（電極）に印刷されたはんだの計測はんだ体積率（はんだ体積率）を計測し、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、基板に部品を搭載する実装部１２と、チップはんだを供給するテープフィーダ８（部品供給手段）と、各ランドに対応する部品端子毎に計測はんだに応じてチップはんだのサイズが教示された生産データ５２ａに基づいて、実装部１２がテープフィーダ８から供給されるチップはんだを搭載するように制御する実装制御部５１（制御部）とを備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、部品を基板に実装する部品実装ラインおよび部品実装方法ならびに部品実装装置に関するものである。

電子部品（以下「部品」と称す。）を基板に実装する実装基板の製造では、印刷機によりメタルマスクを介して基板の部品接合用の電極（以下「ランド」と称す。）にクリームはんだを転写し、部品実装装置によりこの基板に部品を搭載し、その後リフローによりクリームはんだを溶融して部品端子をランドと接合させる。近年の部品の微細化、部品端子の狭ピッチ化に伴いメタルマスク開口面積が小さくなっており、はんだ抜けの悪化による印刷不良に対応するためメタルマスクが薄膜化されている。

それにもかかわらず、クリームはんだの転写状況によっては、メタルマスクを介してランドに供給されるクリームはんだだけでは部分的にはんだ量が不足することがある。そこで、はんだ量が不足するランドに、チップ状のはんだ（以下「チップはんだ」と称する。）を搭載して不足するはんだ量を補う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された方法では、部品と同一サイズのチップはんだを複数種類用意し、部品の搭載と同時にいずれかのチップはんだを基板に搭載している。

特開平６−２７５９４４号公報

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、部品実装装置においてチップはんだを基板に搭載する際に、搭載するチップはんだの適切なサイズを指定する具体的な方法については開示されていない。そのため、基板に数百〜数千あるランドに、それぞれ適切なサイズのチップはんだを指定して搭載することが困難であるという問題点があった。

そこで本発明は、適切なサイズのチップはんだを基板に搭載することができる部品実装ラインおよび部品実装方法ならびに部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装ラインは、検査装置と部品実装装置を備え、はんだが印刷された基板に電子部品を搭載する部品実装ラインであって、前記検査装置は、前記基板の各電極に印刷されたはんだのはんだ体積率を計測し、前記部品実装装置は、前記基板に前記電子部品を搭載する実装部と、チップはんだを供給する部品供給手段と、前記各電極に対応する部品端子毎に前記計測された前記はんだ体積率に応じて前記チップはんだのサイズが教示された生産データに基づいて、前記実装部が前記部品供給手段から供給されるチップはんだを搭載するように制御する制御部とを備えた。

本発明の部品実装方法は、基板の各電極に印刷されたはんだのはんだ体積率を計測する検査工程と、前記各電極に対応する部品端子毎に、前記計測された前記はんだ体積率に応じてチップはんだのサイズが教示された生産データに基づいて、部品供給手段から供給される前記チップはんだを搭載するチップはんだ搭載工程と、前記基板に電子部品を搭載する部品搭載工程とを含む。

本発明の部品実装装置は、基板の各電極に印刷されたはんだのはんだ体積率を計測する検査部と、前記基板に前記電子部品を搭載する実装部と、チップはんだを供給する部品供給手段と、前記各電極に対応する部品端子毎に、前記計測された前記はんだ体積率に応じて前記チップはんだのサイズが教示された生産データに基づいて、前記実装部が前記部品供給手段から供給されるチップはんだを搭載するように制御する制御部とを備えた。

本発明によれば、適切なサイズのチップはんだを基板に搭載することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装ラインの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにより基板に搭載された部品およびチップはんだを説明する斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおいて使用される理想はんだ量に基づく部品データの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおいて使用される理論はんだ量に基づく部品データの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにより基板に搭載される部品の一例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおいて使用される実装位置データの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにより部品が搭載された基板の一例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおいて作成される検査結果情報の構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにより部品が搭載される基板の一例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインによる部品実装作業を示すフローチャート 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにおいて作成される生産データの一例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインにより部品およびチップはんだが搭載された基板の一例を示す説明図 本発明の一実施の形態の第２の実施例における部品実装ラインの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の第２の実施例における検査・実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の第２の実施例における部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下、基板搬送方向（図２の紙面の左右方向）をＸ方向、Ｘ方向と水平面内において直交する方向（図２の紙面の上下方向）をＹ方向と定義する。

まず図１を参照して部品実装ライン１について説明する。図１において部品実装ライン１は、複数の部品実装用装置である印刷機Ｍ１、検査装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４の各装置を連結し、各装置を通信ネットワーク２によって接続して全体を管理コンピュータ３によって制御する構成となっている。

印刷機Ｍ１は、基板に形成されたランドにメタルマスクを介してペースト状のクリームはんだをスクリーン印刷により転写する機能を有する。検査装置Ｍ２は、基板の各ランド（電極）に印刷されたクリームはんだのはんだ体積やはんだ体積率を計測するなど、クリームはんだの転写（印刷）状況を検査する機能を有する。部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、実装ヘッドによって部品供給部から部品をピックアップし、クリームはんだが転写された基板の実装位置に移送搭載する機能を有する。

このように、部品実装ライン１は、検査装置Ｍ２と部品実装装置Ｍ３，Ｍ４を備え、クリームはんだが印刷された基板に部品（電子部品）を搭載する。部品搭載後の基板はリフロー工程に送られ、クリームはんだを融解して基板に搭載された部品の部品端子を基板のランドとはんだ接合させることにより実装基板が製造される。

次に図２を参照して、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４について説明する。部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は同一の構造であるため、ここでは部品実装装置Ｍ３についてのみ言及する。図２において、基台４の中央部には、基板搬送部５がＸ方向に沿って配設されている。基板搬送部５は、上流側から搬入された部品搭載作業の対象となる基板６を搬送し、以下に説明する実装部により部品搭載作業が行われる搭載作業位置に位置決めして保持する機能を備えている。

基板搬送部５のＹ方向に沿った両外側には、実装対象の部品を供給する部品供給部７が配置されている。部品供給部７には、複数のテープフィーダ８が並列に配置されている。テープフィーダ８は、キャリアテープに保持された部品ＤまたはチップはんだＣＳ（図３参照）を実装部による取出し位置までピッチ送りする機能を有している。すなわち、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、部品供給手段であるテープフィーダ８を複数備え、異なるサイズのチップはんだＣＳを供給することができ、更に部品Ｄ（電子部品）を供給する異なるテープフィーダ８を備えている。

基台４上面のＸ方向の一方の端部には、Ｙ軸移動テーブル９が配設されている。Ｙ軸移動テーブル９には、２つのＸ軸移動テーブル１０がＹ方向にスライド自在に結合されている。Ｘ軸移動テーブル１０には、それぞれ実装ヘッド１１がＸ方向にスライド自在に装着されている。Ｙ軸移動テーブル９およびＸ軸移動テーブル１０は、実装ヘッド１１を水平面内で移動させるヘッド移動機構を構成する。ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド１１は部品供給部７と基板搬送部５によって搭載作業位置に位置決め保持された基板６との間で移動する。

実装ヘッド１１は、複数の単位保持ヘッド１１ａより成る多連型ヘッドである。単位保持ヘッド１１ａの下端部には吸着ノズルが装着されており、テープフィーダ８の取出し位置に送られた部品ＤまたはチップはんだＣＳを真空吸着して保持し、搭載作業位置に位置決め保持された基板６上の所定の搭載位置に搭載する。このように、ヘッド移動機構および実装ヘッド１１は、基板６に部品Ｄ（電子部品）またはチップはんだＣＳを搭載する実装部１２となる。

各Ｘ軸移動テーブル１０の下面には、それぞれ実装ヘッド１１と一体的に移動する基板認識カメラ１３が装着されている。ヘッド移動機構を駆動して基板認識カメラ１３を基板搬送部５によって位置決め保持された基板６の上方へ移動させることにより、基板認識カメラ１３は基板６を上方から撮像する。部品供給部７と基板搬送部５との間には、部品認識カメラ１４が配設されている。部品供給部７から部品ＤまたはチップはんだＣＳを取り出した実装ヘッド１１が部品認識カメラ１４の上方を所定方向に通過する走査動作を行うことにより、部品認識カメラ１４は実装ヘッド１１に保持された状態の部品ＤまたはチップはんだＣＳを撮像する。

次に図３を参照して、基板６および部品実装ライン１によって基板６に搭載される部品ＤならびにチップはんだＣＳについて説明する。図３において基板６は、ベースとなる絶縁基板６ａの表面に形成された配線層６ｂ（回路パターン）を、絶縁性を有するソルダ―レジスト６ｃで覆った構造をしている。ソルダ―レジスト６ｃには、基板６に形成された回路パターンと部品Ｄの部品端子Ｔが接合される位置にソルダ―レジスト開口部６ｄが形成されており、配線層６ｂが基板６の表面に露出した電極（ランドＥ）が形成されている。

図３において、各ランドＥ（Ｅ１〜Ｅ３）上には、印刷機Ｍ１によりクリームはんだＰＳが転写されている。部品Ｄは、各部品端子Ｔ（Ｔ１〜Ｔ３）がクリームはんだＰＳを介して所定のランドＥ（Ｅ１〜Ｅ３）と接するように、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４によって所定の搭載位置に搭載されている。各ランドＥ（Ｅ１〜Ｅ３）には、転写されたクリームはんだＰＳだけでは不足するはんだ量を補うチップはんだＣＳ（ＣＳ１〜ＣＳ３）が搭載されている。図３に示す例では、ランドＥ１には大きなチップはんだＣＳ１、ランドＥ２，Ｅ３には小さなチップはんだＣＳ２，ＣＳ３と、サイズの異なるチップはんだＣＳが搭載されている。

次に図４を参照して、部品実装ライン１の制御系の構成について説明する。図４において、管理コンピュータ３は、管理制御部２１、管理記憶部２２、操作・入力部２３、表示部２４を備えており、通信部２５を介して通信ネットワーク２に接続されている。管理制御部２１は、部品実装ライン１を構成する各装置における制御を統括する機能を有している。さらに管理制御部２１は、生産データ作成部２１ａを含んでいる。生産データ作成部２１ａは、後述するように管理記憶部２２に記憶された各種データを演算し、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４における部品ＤおよびチップはんだＣＳの搭載作業で参照される生産データを作成する生産データ作成作業を行う。

管理記憶部２２は、部品実装ライン１によって実行される作業を管理する生産管理データのほか、部品データ２２ａ、実装位置データ２２ｂ、検査結果情報２２ｃ、生産データ２２ｄなどを記憶する。部品データ２２ａは、基板６に実装される部品Ｄの形状などのデータである。実装位置データ２２ｂは、基板６に実装される部品Ｄの種類と実装位置のＸＹ座標などのデータである。

検査結果情報２２ｃは、後述する検査装置Ｍ２によって計測された基板６の各ランドＥに印刷されたクリームはんだＰＳのはんだ体積率（計測はんだ体積率ＶＭ）を含むデータで、通信ネットワーク２と通信部２５を介して受信されて管理記憶部２２に記憶されたものである。生産データ２２ｄは、生産データ作成部２１ａにより作成される部品実装装置Ｍ３，Ｍ４における搭載作業で参照されるデータである。生産データ２２ｄは、通信部２５と通信ネットワーク２を介して部品実装装置Ｍ３，Ｍ４に送信され、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４の実装記憶部５２に記憶される。各種データの詳細については、後で説明する。

操作・入力部２３はキーボードや表示部２４の表示画面に設けられたタッチパネルなどの入力装置であり、操作指示やデータ入力のための操作を行う。表示部２４は液晶パネルなどの表示装置であり、各種データの入力画面などを表示する。

図４において印刷機Ｍ１は、印刷制御部３１、印刷記憶部３２、印刷作業部３３を備えており、通信部３４を介して通信ネットワーク２に接続されている。印刷制御部３１は、印刷記憶部３２に記憶された各種のプログラムやデータ基づいて印刷作業部３３を制御することにより、メタルマスクを介して基板６にクリームはんだＰＳをスクリーン印刷する。

図４において検査装置Ｍ２は、検査制御部４１、検査記憶部４２、検査作業部４３を備えており、通信部４４を介して通信ネットワーク２に接続されている。検査作業部４３はレーザ光走査型センサなどの３次元センサを備えている。検査制御部４１は、検査記憶部４２に記憶された各種のプログラムやデータ基づいて検査作業部４３を制御することにより、基板６の各ランドＥに印刷されたクリームはんだＰＳの形状を３次元的に計測する。

検査制御部４１は、計測結果を演算処理して各ランドＥのクリームはんだＰＳのはんだ体積率である計測はんだ体積率ＶＭを算出する。はんだ体積率とは、ランドＥに印刷されたクリームはんだＰＳのはんだ体積を、印刷の際に使用されるマスクの開口サイズとマスク厚から求まる理論はんだ量ＶＴと比較した割合である。算出された計測はんだ体積率ＶＭは、検査結果情報４２ａとして検査記憶部４２に記憶される。検査結果情報４２ａは、通信部４４と通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に送信され、検査結果情報２２ｃとして管理記憶部２２に記憶される。

図４において部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、それぞれ実装制御部５１、実装記憶部５２、基板搬送部５、複数のテープフィーダ８、実装部１２、基板認識カメラ１３、部品認識カメラ１４を備えており、通信部５３を介して通信ネットワーク２に接続されている。実装制御部５１は演算装置であり、実装記憶部５２に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて、以下に説明する各部を制御する。実装記憶部５２は、管理コンピュータ３から送信された生産データ２２ｄを生産データ５２ａとして記憶する。生産データ５２ａは、部品ＤおよびチップはんだＣＳを基板６に搭載するためのデータである。

基板搬送部５は実装制御部５１に制御され、基板６を搬送し、搭載作業位置に位置決め保持する。テープフィーダ８は実装制御部５１に制御され、部品ＤまたはチップはんだＣＳを取出し位置に供給する。実装部１２は実装制御部５１に制御され、取出し位置に供給された部品ＤまたはチップはんだＣＳを位置決め保持された基板６の所定の搭載位置に移送搭載する。また実装制御部５１は、基板認識カメラ１３、部品認識カメラ１４による撮像結果を認識処理し、この認識結果に基づいて部品ＤまたはチップはんだＣＳの搭載位置の補正を行う。

次に図５〜１１を参照して、部品実装ライン１の各記憶部に記憶される各種データの詳細について説明する。まず図５〜７を参照して、部品データ２２ａについて説明する。図５は、図７に示す部品Ｄ（ＡＡ）の理想はんだ量ＶＩに基づく部品データ２２ａの構成を示している。図５において、部品Ｄ（ＡＡ）の各部品端子Ｔには、端子番号（ＡＡ−１〜６）が付されている。図５では、６本ある部品端子Ｔのうち端子番号（ＡＡ―１〜３）の３本のみ表示し、残りの端子番号（ＡＡ−４〜６）の表示は省略している。

部品データ２２ａには、「ライブラリ名称」欄６１に部品Ｄの種類（ＡＡ）、「外形寸法Ｌ」欄６２に部品Ｄの外形寸法Ｌ（Ｌａ）、「外形寸法Ｗ」欄６３に部品Ｄの外形寸法Ｗ（Ｗａ）、および「全端子数」欄６４に部品端子Ｔの数（６）が記録されている。

また部品データ２２ａには、「端子番号」欄６５の端子番号（ＡＡ−１〜６）に対応して、「理想はんだ量」欄６６ａに、部品端子Ｔと接合されるランドＥがデータシートなどで推奨される標準的な形状であった場合の理想はんだ量ＶＩ（Ａａａ，Ａａ）が指定されている。理想はんだ量ＶＩは、部品端子Ｔを基板６のランドＥ（電極）にはんだ接合させるのに理想的なはんだ量である。この例では、形状が同一の部品端子Ｔには、同一の理想はんだ量ＶＩが指定されている。

また図５において部品データ２２ａには、「計測はんだ体積率」欄６７の計測はんだ体積率ＶＭの大きさの区分に対応して、「チップはんだサイズ」欄６８にランドＥに搭載するチップはんだＣＳのサイズ（種類）が指定されている。計測はんだ体積率ＶＭの区分の範囲（区分け）と対応するチップはんだＣＳのサイズは、各部品端子Ｔの理想はんだ量ＶＩを基に、計測はんだ体積率ＶＭから求まるはんだ量（理論はんだ量ＶＴ×計測はんだ体積率ＶＭ）で不足するはんだ量を補充できる適切な範囲とサイズが指定される。この例で計測はんだ体積率ＶＭの範囲は、端子番号（ＡＡ−１）は４区分、端子番号（ＡＡ−２，３）は３区分に分けられている。

端子番号（ＡＡ−１）の部品端子Ｔには、小さい方から計測はんだ体積率ＶＭが５０％未満の区分にサイズ１００５、５０％以上７０％未満の区分にサイズ０６０３、７０％以上９０％未満の区分にサイズ０４０２のチップはんだＣＳが指定されている。９０％以上の区分は、チップはんだＣＳが指定されずに空欄（図中は「―」と表示）となっており、この区分ではチップはんだＣＳが搭載されない。同様に端子番号（ＡＡ−２，３）の部品端子Ｔには、計測はんだ体積率ＶＭが５０％未満の区分にサイズ０６０３、５０％以上９０％未満の区分にサイズ０４０２のチップはんだＣＳが指定され、９０％以上の区分は空欄となっている。

さらに部品データ２２ａには部品端子Ｔ毎に、チップはんだＣＳが搭載される搭載位置Ｓ（Ｓａ１〜６）を部品Ｄ（ＡＡ）の中心Ｏから相対的に示す座標として、「部品位置Ｘ」欄６９ａにＸ座標（Ｘａ１＿１〜３，Ｘａ２＿１〜２，Ｘａ３＿１〜２）、「部品位置Ｙ」欄６９ｂにＹ座標（Ｙａ１＿１〜３，Ｙａ２＿１〜２，Ｙａ３＿１〜２）が指定されている。搭載位置Ｓ（Ｓａ１〜６）は、部品端子Ｔ毎にチップはんだＣＳのサイズに応じてＸ座標とＹ座標が指定されている。これによって、搭載するチップはんだＣＳが大きい場合に部品端子Ｔに干渉したり、小さい場合にランドＥから外れて搭載されたりするなどの不具合を防止できる。

図６は、図７に示す部品Ｄ（ＡＡ）の理論はんだ量ＶＴに基づく部品データ２２ａの構成を示している。理論はんだ量ＶＴに基づく部品データ２２ａは、理想はんだ量ＶＩに基づく部品データ２２ａに対して「理想はんだ量」欄６６ａが「理論はんだ量」欄６６ｂと入れ替わる以外は同じであり、以下同一欄の説明を省略する。「理論はんだ量」欄６６ｂには、印刷機Ｍ１において基板６にクリームはんだＰＳを印刷する際に使用されるマスクの開口サイズとマスク厚から求まる理論はんだ量ＶＴ（Ａｂｂ，Ａｂ）が指定されている。理論はんだ量ＶＴは、マスクの開口にクリームはんだＰＳが理想通り充填された場合に、基板６の各ランドＥに転写されるはんだ体積である。

次に図８，９を参照して、実装位置データ２２ｂについて説明する。図８は、図９に示す４個の部品Ｄが搭載された基板６の実装位置データ２２ｂの構成を示している。各部品Ｄには、部品番号（ＡＡＡ，ＢＢＢ，ＣＣＣ，ＤＤＤ）が付されている。実装位置データ２２ｂには、「部品ＩＤ」欄７１の部品番号（ＡＡＡ，ＢＢＢ，ＣＣＣ，ＤＤＤ）に対応して、「種類」欄７２に部品Ｄの種類（ＡＡ，ＢＢ，ＣＣ，ＤＤ）、「Ｘ座標」欄７３および「Ｙ座標」欄７４に基板６上の部品Ｄの搭載位置Ｓ（Ｓ１１〜１４）のＸ座標（Ｘ１１〜１４）およびＹ座標（Ｙ１１〜１４）が記録されている。なお、「種類」欄７２の部品Ｄの種類は、図５，６に示す部品データ２２ａの「ライブラリ名称」欄６１の部品Ｄの種類と紐付けされている。

次に図１０，１１を参照して、検査結果情報２２ｃ（検査結果情報４２ａ）について説明する。図１０は、図１１に示す４個の部品Ｄが搭載される基板６（図９参照）のランドＥに印刷されたクリームはんだＰＳの検査結果情報２２ｃの構成を示している。図１１において、基板６上には、搭載される４個の部品Ｄ（ＡＡＡ，ＢＢＢ，ＣＣＣ，ＤＤＤ）の各部品端子Ｔと接合されるランドＥが形成されている。各ランドＥには、ランドＩＤ（Ａ１〜６，Ｂ１〜６，Ｃ１〜２，Ｄ１〜２）が付されている。

検査結果情報２２ｃには、「ランドＩＤ」欄８１のランドＩＤ（Ａ１〜６，Ｂ１〜６，Ｃ１〜２，Ｄ１〜２）に対応して、「Ｘ座標」欄８２および「Ｙ座標」欄８３にランドＥのＸ座標（ＸＡ１〜６，ＸＢ１〜６，ＸＣ１〜２，ＸＤ１〜２）およびＹ座標（ＹＡ１〜６，ＹＢ１〜６，ＹＣ１〜２，ＹＣ１〜２）が記録されている。また「計測はんだ体積率」欄８４には検査装置Ｍ２によって計測された各ランドＥの計測はんだ体積率ＶＭ（４０％〜１００％）が記録されている。

次に図１２のフローチャート、および図１３，１４を参照して、本実施の形態の部品実装ライン１による部品実装作業（部品実装方法）および部品実装作業において作成される生産データ２２ｄについて説明する。図１２において、印刷機Ｍ１は、基板６の各ランドＥにクリームはんだＰＳを印刷する（ＳＴ１：印刷工程）。次いで検査装置Ｍ２は、基板６の各ランドＥ（電極）に印刷されたクリームはんだＰＳの計測はんだ体積率ＶＭ（はんだ体積率）を計測する（ＳＴ２：検査工程）。計測された計測はんだ体積率ＶＭは、検査結果情報４２ａとして検査記憶部４２に記憶されるとともに、管理コンピュータ３に送信されて検査結果情報２２ｃとして管理記憶部２２に記憶される。

次いで管理コンピュータ３の生産データ作成部２１ａは、管理記憶部２２に記憶された部品データ２２ａ、実装位置データ２２ｂ、検査結果情報２２ｃを基に、基板６の各ランドＥに追加で搭載するチップはんだＣＳのサイズを決定する（ＳＴ３：サイズ決定工程）。具体的には、検査結果情報２２ｃの計測はんだ体積率ＶＭが、部品データ２２ａの対応する区分に合致するチップはんだＣＳのサイズを、搭載するチップはんだＣＳのサイズだと決定する。なお、部品端子Ｔと接合させるのに必要なクリームはんだＰＳのはんだ量が印刷されたランドＥには、チップはんだＣＳは搭載しない。

次いで生産データ作成部２１ａは、サイズ決定工程（ＳＴ３）において決定されたチップはんだＣＳのサイズと実装位置データ２２ｂを基に、生産データ２２ｄを作成する（ＳＴ４：生産データ作成工程）。作成された生産データ２２ｄは管理記憶部２２に記憶されるとともに、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４に送信されて生産データ５２ａとして実装記憶部５２に記憶される。ここで図１３を参照して、作成される生産データ２２ｄの一例を説明する。生産データ２２ｄには、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４において基板６に搭載されるチップはんだＣＳと部品Ｄの種類、搭載位置ＳのＸＹ座標のデータが含まれている。図１３において、前半部９０ａがチップはんだＣＳ、後半部９０ｂが部品Ｄに関するデータである。

図１３において、「部品ＩＤ」欄９１にはチップはんだ番号（ＡＡＡ−１〜３，ＢＢＢ―３〜４，ＣＣＣ−１，ＤＤＤ−１）または部品番号（ＡＡＡ，ＢＢＢ，ＣＣＣ，ＤＤＤ）が記録されている。そしてチップはんだ番号または部品番号に対応して、「種類」欄９２にチップはんだＣＳまたは部品Ｄの種類が記録されている。「Ｘ座標」欄９３および「Ｙ座標」欄９４に基板６上のチップはんだＣＳまたは部品Ｄの搭載位置Ｓ（ＳＡＡＡ−１〜３，ＳＢＢＢ―３〜４，ＳＣＣＣ−１，ＳＤＤＤ−１，Ｓ１１〜１４）のＸ座標（Ｘ１１＿１〜３，Ｘ１２＿３〜４，Ｘ１３＿１，Ｘ１４＿１，Ｘ１１〜１４）およびＹ座標（Ｙ１１＿１〜３，Ｙ１２＿３〜４，Ｙ１３＿１，Ｙ１４＿１，Ｙ１１〜１４）が記録されている。

なお、同じ基板６に搭載される同じ種類の部品Ｄであっても、部品Ｄが密集して部品端子Ｔの間隔が近接している箇所など、チップはんだＣＳによるはんだの追加が好ましくないことがある。その場合、次の方法でチップはんだＣＳの搭載を抑制する（生産データ２２ｄにおいて、当該箇所はチップはんだＣＳを指定しない）ことができる。例えば、実装位置データ２２ｂにおいて部品ＩＤ毎にチップはんだＣＳの搭載可否情報を付加し、生産データ２２ｄを作成する際に、「搭載不可」の部品ＤにはチップはんだＣＳを搭載しないように指定してもよい。

または、チップはんだＣＳを搭載しない部品ＤまたはランドＥを指定する「搭載不可指定ファイル」を別途用意し、生産データ２２ｄを作成する際に、「搭載不可指定ファイル」も参照して生産データ２２ｄを作成してもよい。または、同じ種類の部品Ｄにおいて、全ての「チップはんだサイズ」欄６８を空欄（チップはんだＣＳが搭載されない）にした部品データ２２ａを用意し、実装位置データ２２ｂでチップはんだＣＳを搭載しない部品Ｄは当該部品データ２２ａを指定するようにしてもよい。

図１２において、次いで部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、実装記憶部５２に記憶された生産データ５２ａに基づいて、実装部１２がテープフィーダ８から供給されるチップはんだＣＳを基板６の所定のランドＥ上に搭載する（ＳＴ５：チップはんだ搭載工程）。すなわちチップはんだ搭載工程（ＳＴ５）において実装制御部５１（制御部）は、各ランドＥ（電極）に対応する部品端子Ｔ毎に計測された計測はんだ体積率ＶＭ（はんだ体積率）に応じてチップはんだＣＳのサイズが教示された生産データ５２ａに基づいて、実装部１２がテープフィーダ８（部品供給手段）から供給されるチップはんだＣＳを搭載するように制御する。

次いで部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、実装記憶部５２に記憶された生産データ５２ａに基づいて、実装部１２が基板６の所定位置にテープフィーダ８から供給される部品Ｄ（電子部品）を搭載する（ＳＴ６：部品搭載工程）。部品実装ライン１は上記のフローを繰り返し、クリームはんだＰＳが印刷された基板６毎に計測はんだ体積率ＶＭを計測し、計測された計測はんだ体積率ＶＭを基に生産データ５２ａを作成し、チップはんだＣＳと部品Ｄを基板６に搭載する。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装ライン１および部品実装方法は、検査装置Ｍ２において基板６の各ランドＥ（電極）に印刷されたはんだの計測はんだ体積率ＶＭ（はんだ体積率）を計測し、計測はんだ体積率ＶＭに基づいてランドＥ毎に不足するはんだ量を補充するチップはんだＣＳのサイズが教示された生産データ５２ａを作成している。そして、生産データ５２ａに基づいて部品実装装置Ｍ３，Ｍ４において実装部１２がテープフィーダ８（部品供給手段）から供給されるチップはんだＣＳを搭載している。これにより、基板６のランドＥに印刷されたクリームはんだＰＳのはんだ量が良好な接合を形成するために必要なはんだ量から不足する場合に、不足分を補充するのに適切なサイズのチップはんだＣＳを追加で搭載することができる。

次に図１５〜１７を参照し、本実施の形態における部品実装ラインの第２の実施例について説明する。図１５において、部品実装ライン１００は、上記説明した部品実装ライン１とは印刷機Ｍ１と部品実装装置Ｍ３の間にある検査装置Ｍ２が、検査・実装装置Ｍ５に入れ替わっている点が異なる。部品実装ライン１００の印刷機Ｍ１、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、部品実装ライン１と同じであり、説明を省略する。

次に図１６を参照して、検査・実装装置Ｍ５について説明する。検査・実装装置Ｍ５は、基板６の各ランドＥ（電極）に印刷されたクリームはんだＰＳの計測はんだ体積率ＶＭ（はんだ体積率）を計測してクリームはんだの印刷（転写）状況を検査するとともに、実装部１２によってテープフィーダ８（部品供給部）からチップはんだＣＳおよび部品Ｄをピックアップし、クリームはんだＰＳが印刷された基板６の実装位置に移送搭載する機能を有する。検査・実装装置Ｍ５は、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４が備える２つの実装部１２のうち１つ（図１６において紙面の下方側）が検査部に入れ替わっている点が異なる。その他の各部は部品実装装置Ｍ３，Ｍ４と同じであり、説明を省略する。

図１６において、１つのＸ軸移動テーブル１０には、検査ヘッド１０１がＸ方向にスライド自在に装着されている。ヘッド移動機構は、検査ヘッド１０１を水平面内で移動させる。検査ヘッド１０１には、検査ヘッド１０１と一体的に移動するレーザ光走査型センサなどの３次元センサ１０２を備えている。３次元センサ１０２は、基板６の所定のランドＥ上に移動して印刷されたクリームはんだＰＳの計測はんだ体積率ＶＭを計測する。このように、ヘッド移動機構および検査ヘッド１０１は、基板６の各ランドＥ（電極）に印刷されたはんだの計測はんだ体積率ＶＭ（はんだ体積率）を計測する検査部１０３となる。

次に図１７を参照して、部品実装ライン１００の制御系の構成について説明する。検査・実装装置Ｍ５は、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４が備える実装部１２、テープフィーダ８（部品供給手段）、実装制御部５１などの各部に加えて、検査制御部１４１、検査記憶部１４２、検査部１０３を備えている。検査制御部１４１は、検査記憶部１４２に記憶された各種のプログラムやデータ基づいて検査部１０３を制御することにより、検査部１０３が備える３次元センサ１０２によって基板６の各ランドＥに印刷されたクリームはんだＰＳの形状を３次元的に計測する。

検査制御部１４１は、計測結果を演算処理して各ランドＥで計測はんだ体積率ＶＭを算出する。算出された計測はんだ体積率ＶＭは、検査結果情報１４２ａとして検査記憶部１４２に記憶される。検査結果情報１４２ａは、通信部４４と通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に送信され、検査結果情報２２ｃとして管理記憶部２２に記憶される。

部品実装ライン１００は、部品実装ライン１と同様に図１２のフローチャートに従って部品実装作業を実行する。部品実装ライン１００では、検査工程（ＳＴ２）、チップはんだ搭載工程（ＳＴ５）、部品搭載工程（ＳＴ６）が、検査・実装装置Ｍ５において実行される。部品実装作業により、部品実装ライン１００はクリームはんだＰＳが印刷された基板６毎に計測はんだ体積率ＶＭを計測し、計測された計測はんだ体積率ＶＭを基に生産データ５２ａを作成し、チップはんだＣＳと部品Ｄを基板６に搭載する。

部品実装ライン１００は、部品実装ライン１において検査装置Ｍ２と部品実装装置Ｍ３（Ｍ４）で実行していた機能を検査・実装装置Ｍ５で実現でき、ラインの設置面積を縮小することができる。また、検査・実装装置Ｍ５は、部品実装装置Ｍ３（Ｍ４）の実装ヘッド１１を検査ヘッド１０１と交換することで実現できるため、生産する実装基板に応じて柔軟に部品実装ラインを変更することが可能である。

なお上記の部品実装ライン１および部品実装ライン１００では、管理コンピュータ３において生産データ２２ｄを作成し、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４および検査・実装装置Ｍ５に送信する実施例について説明したが、生産データ５２ａの作成および記憶方法は上記の実施例に限定されることはない。すなわち、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４または検査・実装装置Ｍ５の実装制御部５１によって生産データ５２ａを作成してもよい。また生産データ５２ａを作成する際に参照される各種データは管理コンピュータ３の管理記憶部２２に記憶させているが、この各種データは部品実装装置Ｍ３，Ｍ４または検査・実装装置Ｍ５の実装記憶部５２に記憶させてもよい。

また上記では、チップはんだＣＳと部品Ｄを同じ部品実装装置Ｍ３（Ｍ４）または検査・実装装置Ｍ５が備える異なるテープフィーダ８から供給して基板６に搭載する実施例について説明したが、チップはんだＣＳと部品Ｄを別々の部品実装装置Ｍ３，Ｍ４または検査・実装装置Ｍ５によって基板６に搭載してもよい。例えば、チップはんだＣＳは部品実装装置Ｍ３が備えるテープフィーダ８から供給して基板６に搭載し、その基板６を部品実装装置Ｍ４に搬送してから部品実装装置Ｍ４が備えるテープフィーダ８から部品Ｄを供給して基板６に搭載してもよい。

本発明の部品実装ラインおよび部品実装方法ならびに部品実装装置は、適切なサイズのチップはんだを基板に搭載することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。

１ 部品実装ライン
６ 基板
８ テープフィーダ（部品供給手段）
１２ 実装部
２２ｄ，５２ａ 生産データ
５１ 実装制御部（制御部）
１０３ 検査部
ＣＳ チップはんだ
Ｄ 部品（電子部品）
Ｅ ランド（電極）
Ｍ２ 検査装置
Ｍ３，Ｍ４ 部品実装装置
Ｍ５ 検査・実装装置（部品実装装置）
ＰＳ クリームはんだ（はんだ）
Ｔ 部品端子

Claims (13)

1. 検査装置と部品実装装置を備え、はんだが印刷された基板に電子部品を搭載する部品実装ラインであって、
   前記検査装置は、前記基板の各電極に印刷されたはんだのはんだ体積率を計測し、
   前記部品実装装置は、
   前記基板に前記電子部品を搭載する実装部と、
   チップはんだを供給する部品供給手段と、
   前記各電極に対応する部品端子毎に前記計測された前記はんだ体積率に応じて前記チップはんだのサイズが教示された生産データに基づいて、前記実装部が前記部品供給手段から供給されるチップはんだを搭載するように制御する制御部とを備えた部品実装ライン。
2. 前記教示される前記チップはんだのサイズは、前記部品端子を前記基板の電極にはんだ接合させるのに理想的なはんだ量に基づく請求項１に記載の部品実装ライン。
3. 前記教示される前記チップはんだのサイズは、前記基板にはんだを印刷する際に使用されるマスクの開口サイズとマスク厚に基づく請求項１に記載の部品実装ライン。
4. 前記部品供給手段を複数備え、異なるサイズのチップはんだを供給することができることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の部品実装ライン。
5. 前記電子部品を供給する部品供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の部品実装ライン。
6. 基板の各電極に印刷されたはんだのはんだ体積率を計測する検査工程と、
   前記各電極に対応する部品端子毎に、前記計測された前記はんだ体積率に応じてチップはんだのサイズが教示された生産データに基づいて、部品供給手段から供給される前記チップはんだを搭載するチップはんだ搭載工程と、
   前記基板に電子部品を搭載する部品搭載工程とを含む部品実装方法。
7. 前記チップはんだ搭載工程において教示される前記チップはんだのサイズは、前記部品端子を前記基板の電極にはんだ接合させるのに理想的なはんだ量に基づく請求項６に記載の部品実装方法。
8. 前記チップはんだ搭載工程において教示される前記チップはんだのサイズは、前記基板にはんだを印刷する際に使用されるマスクの開口サイズとマスク厚に基づく請求項６に記載の部品実装方法。
9. 前記チップはんだ搭載工程において、複数の部品供給手段から異なるサイズのチップはんだが供給されることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の部品実装方法。
10. 前記部品搭載工程において、前記電子部品は前記チップはんだを供給する前記部品供給手段とは異なる部品供給手段から供給されることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の部品実装方法。
11. 基板の各電極に印刷されたはんだのはんだ体積率を計測する検査部と、
    前記基板に前記電子部品を搭載する実装部と、
    チップはんだを供給する部品供給手段と、
    前記各電極に対応する部品端子毎に、前記計測された前記はんだ体積率に応じて前記チップはんだのサイズが教示された生産データに基づいて、前記実装部が前記部品供給手段から供給されるチップはんだを搭載するように制御する制御部とを備えた部品実装装置。
12. 前記教示される前記チップはんだのサイズは、前記部品端子を前記基板の電極にはんだ接合させるのに理想的なはんだ量に基づく請求項１１に記載の部品実装装置。
13. 前記教示される前記チップはんだのサイズは、前記基板にはんだを印刷する際に使用されるマスクの開口サイズとマスク厚に基づく請求項１１に記載の部品実装装置。

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