JP4030631B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装システムは一般にプリント基板にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷装置、プリント基板にボンドを塗布するボンド塗布装置、電子部品実装装置およびリフロー装置をプリント基板の流れ方向に配置して構成される。電子部品実装の最初の工程であるクリーム半田の印刷後には、印刷状態の良否を検査するための印刷後検査が行われる。従来この印刷後検査は検査機能が付属したスクリーン印刷装置を用いて行うか、または単独のインライン型検査装置をボンド塗布装置との間に設置して行うかのいずれかの方法で行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品実装システムの印刷後検査には、以下のような問題点があった。まず検査機能が付属したスクリーン印刷装置を用いる方法では、印刷後検査を行っている間はスクリーン印刷を行うことができないため、印刷後検査に必要な時間分スクリーン印刷装置のタクトタイムが増加することとなっていた。また単独のインライン型検査装置を追加して使用する場合には、追加される検査装置の分だけ電子部品実装ラインの装置占有面積が増大するとともに、装置コストの上昇を招いていた。
【0004】
ところで、一般に電子部品実装システム中でのボンド塗布装置の稼働率は低い。これは、プリント基板にクリーム半田が印刷される場合には、当該プリント基板にはボンド塗布が行われない場合が多いためである。したがってプリント基板へのクリーム印刷および印刷後検査が行われている間、ボンド塗布装置は稼働していない遊休状態にあることが多く、ボンド塗布装置の装置稼働率が低いという問題があった。
【0005】
このように従来の電子部品実装システムには、印刷後検査においてはスクリーン印刷装置で印刷後検査を行うことによるタクトタイムの増加や、単独の検査装置導入によるコストアップ、またボンド塗布装置においては装置稼働率が低いという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、スクリーン印刷装置で印刷後検査を行うことによるタクトタイムの増加やコストアップがない電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クリーム半田をプリント基板に印刷するスクリーン印刷装置と、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装装置と、スクリーン印刷装置と電子部品実装装置の間に配設されてプリント基板に電子部品を接着するためのボンドを塗布するボンド塗布装置とを含む電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記ボンド塗布装置はプリント基板にボンドを塗布するボンド塗布器と、プリント基板の位置認識マークおよびプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備え、前記移動テーブルはXテーブルおよびYテーブルより成り、前記YテーブルにZテーブルが結合され、前記Zテーブルにボンド塗布器とカメラとレーザ変位計が設けられており、前記ボンド塗布装置において、前記移動テーブルを駆動して前記カメラ及び前記レーザ変位計を前記移動テーブルにより前記プリント基板上を移動させることにより、前記スクリーン印刷装置によって前記プリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するとともにクリーム半田の高さを求めて印刷後検査を行い、クリーム半田の印刷後検査及び前記ボンド塗布装置によるボンド塗布が終了したならば、前記プリント基板を電子部品実装装置へ送る。
【0009】
本発明によれば、電子部品実装システムを構成するボンド塗布装置にプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備えることにより、スクリーン印刷装置によってクリーム半田を印刷した後の検査を、遊休状態にあることが多いボンド塗布装置によって行い、これにより電子部品実装システム全体の稼動効率を向上させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムのレイアウト図、図2は同ボンド塗布装置の斜視図、図3は同ボンド塗布装置の塗布ヘッドおよび検査部の部分断面図である。
【0011】
まず図1を参照して電子部品実装システムについて説明する。図1において、電子部品実装システム1はスクリーン印刷装置2、ボンド塗布装置3、電子部品実装装置4およびリフロー装置5より構成されている。電子部品が実装されるプリント基板はスクリーン印刷装置2に供給され、矢印a方向に順次送られて、リフロー装置5より取出される。スクリーン印刷装置2は、プリント基板の電極上に電子部品を半田付けするためのクリーム半田をスクリーン印刷により塗布する。
【0012】
スクリーン印刷装置2と電子部品実装装置4の間に配設されるボンド塗布装置3では、プリント基板上に電子部品を接着するためのボンドが塗布される。電子部品実装装置4では、クリーム半田やボンドが塗布されたプリント基板上に多数の電子部品を実装する。電子部品実装後のプリント基板はリフロー装置5に送られ、加熱されることによりクリーム半田が溶融し、電子部品をプリント基板の電極に半田付けする。
【0013】
上述のように、電子部品をプリント基板に実装する前には、プリント基板上にクリーム半田の塗布およびボンドの塗布が行われるが、クリーム半田が塗布されたプリント基板に更にボンドの塗布を行うことはまれであり、一般にはクリーム半田またはボンドのいずれかが塗布される。したがって、従来はクリーム半田の塗布のみを行うプリント基板を対象とする場合には、ボンド塗布装置3は実質的に稼働せず、プリント基板は単にボンド塗布装置3を通過するのみとなっていた。
【0014】
次に図2を参照してボンド塗布装置について説明する。図2において、テーブル10上にはプリント基板11が載置されている。プリント基板11の上面には、位置認識用のマーク12が設けられている。またテーブル10の上方には移動テーブル13が配設されている。移動テーブル13はX軸モータ15を備えたXテーブル14およびY軸モータ17を備えたYテーブル16より成る。移動テーブル13を駆動することにより、塗布ヘッド20および検査部30はプリント基板11に対して相対的に水平移動する。
【0015】
Yテーブル16にはZテーブル18が結合されている。Zテーブル18には塗布ヘッド20が装着されており、Zテーブル18の上下動手段19を駆動することにより、塗布ヘッド20はプリント基板11上で上下動する。
【0016】
次に図3を参照して塗布ヘッド20および検査部30について説明する。塗布ヘッド20のプレート23にはボンド塗布器であるシリンジ24が交換自在に装着されている。シリンジ24内にはボンド26が貯溜されており、シリンジ24はチューブ27を介して加圧手段22(図2)と接続されている。加圧手段22に付設されたバルブ21(図2)を開くことにより、シリンジ24内には気体圧が付与され、シリンジ24内のボンド26はノズル25の下端部より吐出される。したがって、移動テーブル13を駆動してシリンジ24のノズル25をプリント基板11上のボンド塗布点に位置決めし、上下動手段19を駆動して塗布ヘッド20を下降させることにより、プリント基板11上面にはノズル25の下端部から吐出されたボンド26が塗布される。
【0017】
次に検査部30について説明する。Zテーブル18の側面には検査部30が設けられている。検査部30のプレート31にはカメラ28が装着されている。カメラ28はプリント基板11の位置認識用マーク12を認識するとともに、プリント基板11上にスクリーン印刷装置2によって印刷されたクリーム半田30の平面画像を撮像する。撮像データは図示しない画像処理部に送られて画像処理され、クリーム半田の印刷品質の所定項目について合否判定基準に基づいて合否判定される。
【0018】
カメラ28と並んで高さ計測器であるレーザ変位計29が装着されている。レーザ変位計29は、プリント基板11上にスクリーン印刷装置2によって印刷されたクリーム半田32の上面までの距離を計測することにより、プリント基板11上でのクリーム半田32の高さを計測する。このレーザ変位計29はプレート31に着脱自在となっており、クリーム半田32の高さ計測が必要な場合にのみ、検査部30に装着される。
【0019】
このように、ボンド塗布装置3のZテーブル18にカメラ28およびレーザ変位計29を備えた検査部30を設けることにより、ボンド塗布装置3に印刷後検査機能を持たせることができる。ここで、カメラ28およびレーザ変位計29のプリント基板11に対する位置決め動作は、同様にシリンジ24を水平移動させる移動テーブル13によって行うことができる。すなわち、ボンド塗布装置3に備えられている既存の機構を利用し、装置占有面積を増加させることなくコスト効率のよい印刷後検査機能を実現することができる。
【0020】
この電子部品実装システムおよびボンド塗布装置は上記のように構成され、以下動作について説明する。まず図1においてプリント基板11がスクリーン印刷装置2に供給され、ここでプリント基板11の電子部品搭載位置にクリーム半田32が印刷される。その後プリント基板11は隣接するボンド塗布装置に搬送され、ここでクリーム半田32の印刷後検査およびボンド塗布が行われる。前述のように、クリーム半田32が印刷されたプリント基板11に対してはボンド塗布を要しない場合が多いため、ここでのボンド塗布は限定された場合のみとなる。
【0021】
図2において、プリント基板11は搬送されてテーブル10上に載置される。次いで移動テーブル13を駆動して塗布ヘッド20をプリント基板11上に移動させる。そしてプリント基板11の上面の位置認識マーク12をカメラ28によって撮像することによりプリント基板1の位置を認識する。次にこの位置認識結果に基づき、カメラ28をプリント基板11上に印刷されたクリーム半田32上に位置させ、クリーム半田32の平面画像を撮像する。
【0022】
この撮像データは画像処理部にて画像処理され、合否判定基準に従って合否判定される。またクリーム半田32の高さ検査が必要な場合には、クリーム半田32上にレーザ変位計29を位置させ、クリーム半田32の表面にレーザを照射して反射光を受光し、クリーム半田32の表面とレーザ変位計29の距離を測定する。これによりプリント基板11上でのクリーム半田32の高さを求め、計測結果は合否判定基準に従って合否判定される。
【0023】
クリーム半田32の印刷後検査および必要なボンド塗布を終えたプリント基板11は電子部品実装装置4に送られ、ここでプリント基板11上に塗布されたクリーム半田32、ボンド26上に電子部品が搭載される。この後電子部品が搭載されたプリント基板11はリフロー装置5に送られ、クリーム半田32を加熱して半田付けを行うことにより、プリント基板11への電子部品の実装が完了する。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品実装システムを構成するボンド塗布装置にプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備えるようにしたので、クリーム半田の印刷後の検査を電子部品実装システムを構成するボンド塗布装置によって行うことができる。これにより、ボンド塗布装置の遊休時間を有効に利用してボンド塗布装置自体の装置稼働率を向上させることができるとともに、スクリーン印刷装置は印刷検査を行わないのでスクリーン印刷装置のタクトタイムが増加することなく、したがって電子部品実装システム全体の生産性を向上させることができる。
【0025】
また移動テーブルなどボンド塗布装置の既存の機構を利用して印刷後検査を行うことができるので、単独の検査装置を用いる場合と比較して装置占有面積の増大の必要がなく、最小限の追加設備コストのみで電子部品実装システム全体として効率のよいクリーム半田の印刷後検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムのレイアウト図
【図2】本発明の一実施の形態のボンド塗布装置の斜視図
【図3】本発明の一実施の形態のボンド塗布装置の塗布ヘッドおよび検査部の部分断面図
【符号の説明】
1 電子部品実装システム
2 スクリーン印刷装置
3 ボンド塗布装置
4 電子部品実装装置
5 リフロー装置
11 プリント基板
12 位置認識マーク
13 移動テーブル
18 Zテーブル
20 塗布ヘッド
24 シリンジ
26 ボンド
28 カメラ
29 レーザ変位計
30 検査部
32 クリーム半田
Claims (1)
- クリーム半田をプリント基板に印刷するスクリーン印刷装置と、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装装置と、スクリーン印刷装置と電子部品実装装置の間に配設されてプリント基板に電子部品を接着するためのボンドを塗布するボンド塗布装置とを含む電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記ボンド塗布装置はプリント基板にボンドを塗布するボンド塗布器と、プリント基板の位置認識マークおよびプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備え、前記移動テーブルはXテーブルおよびYテーブルより成り、前記YテーブルにZテーブルが結合され、前記Zテーブルにボンド塗布器とカメラとレーザ変位計が設けられており、前記ボンド塗布装置において、前記移動テーブルを駆動して前記カメラ及び前記レーザ変位計を前記移動テーブルにより前記プリント基板上を移動させることにより、前記スクリーン印刷装置によって前記プリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するとともにクリーム半田の高さを求めて印刷後検査を行い、クリーム半田の印刷後検査及び前記ボンド塗布装置によるボンド塗布が終了したならば、前記プリント基板を電子部品実装装置へ送ることを特徴とする電子部品実装方法。
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