JP4237158B2 - 実装基板製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板にはんだ印刷を施すことができる印刷装置を備えた電子部品の実装基板製造装置および製造方法に関するものである。

一般に、基板にはんだ印刷を施すことができる印刷装置を備えた電子部品の実装基板製造装置には、はんだ印刷による基板側のはんだ位置と、実装装置側の実装位置や検査装置側の検査位置が、正確に一致することが求められる。

例えば、特許文献１には、印刷検査装置で得られたはんだ位置データおよび搭載検査装置で得られた部品位置データに基づいて、印刷装置および電子部品搭載装置を制御するようにし、実装過程における品質管理をより精細に、効率よく行うようにした電子部品実装システムおよび電子部品実装方法の技術が開示されている。
特開２００２−１３４８９９号公報

しかしながら、上述の電子部品実装システムおよび電子部品実装方法の技術では、印刷検査装置で基板のはんだ位置を撮像してその画像データを得るので、データ実装過程における品質管理を精細に行うことができるが、基板一枚ごとに多数のはんだ位置データを撮像してその画像データを得るものであるので、はんだ位置の測定に時間を要することは避けられず、電子部品を基板に実装する全体のプロセス時間を短縮することに限界があった。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、被実装用の基板にはんだ印刷する印刷装置を備えた実装基板製造装置において、基板一枚ごとに印刷検査装置で多数のはんだ位置を撮像する必要がなく、プロセス時間の増大を避けつつ、基板の適正な位置において電子部品の実装あるいは検査をすることができる実装基板製造装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための本発明は、被実装用の基板にはんだ印刷する印刷装置と、この印刷装置により印刷されてから基板搬送手段により搬送された被実装用の基板を所定の実装作業位置に位置させた状態で基板に電子部品を実装する少なくとも１つの実装装置とを備えた実装基板製造装置であって、上記印刷装置に備わるはんだ印刷用マスクの開口位置を撮像してその画像データを得るマスク開口位置認識手段と、上記印刷装置内の所定位置に基板を位置させた状態で基板に付されている位置認識用のマークを撮像してその画像データを得るマーク認識手段と、基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求めるデータ処理手段と、上記位置修正用データを実装装置に送信する送信手段とを有し、上記データ処理手段は、位置修正用データとして、上記マスク開口位置認識手段の画像データによるマスク開口位置データと、上記マーク認識手段の画像データによるマーク位置に応じた補正量データとを求め、上記実装装置は、電子部品の実装位置を上記位置修正用データによって修正し、この修正された部品実装位置に電子部品を実装するものであることを特徴とする実装基板製造装置である。

本発明によれば、データ処理手段が、マスク開口位置認識手段およびマーク認識手段の画像データに基づき、基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求めるとともに、この位置修正用データを、送信手段が実装装置に送信する。また、この送信された位置修正用データによって実装装置が、電子部品の実装位置を修正して、この修正された部品実装位置に電子部品を実装するので、印刷装置においてマスクの交換がない限りは、はんだ位置を測定しなくても、はんだの位置に対応した適正な部品実装位置に電子部品を実装することができるようになる。

また、データ処理手段が、マスク開口位置認識手段の画像データによるマスク開口位置データに、さらにマーク認識手段の画像データによるマーク位置に応じた補正量データを加えて位置修正用データとするので、基板やマスクの位置がずれても、このずれを補正することができるようになる。

また、この実装基板製造装置は、上記基板の部品実装状態を検査する検査装置を備え、この検査装置は、上記送信手段により送信される位置修正用データを受け、基板上の電子部品の検査位置を上記位置修正用データによって修正することが好ましい。

このようにすれば、送信される位置修正用データによって検査装置が、基板上の電子部品の検査位置を修正するので、印刷装置においてマスクの交換がない限りは、はんだ位置を測定しなくても、はんだの位置に対応した適正な部品検査位置において電子部品を検査することができるようになる。

また、この実装基板製造装置は、上記印刷装置により、基板に印刷されたはんだの少なくとも１点を撮像してその画像データを得るはんだ位置認識手段を備え、上記データ処理手段は、このはんだ位置認識手段の画像データからはんだの位置を求め、上記マスク開口位置データを、このはんだの位置で校正するものであることが好ましい。

このようにすれば、データ処理手段が、マスク開口位置データを、はんだの位置で校正するので、電子部品をより正確に実装もしくは検査することができるようになる。

また、マスク開口位置データによる位置とはんだの位置とが所定量以上異なる場合、マスク開口位置データの代わりに、基板上の各はんだ位置の撮像に基づいて求めたはんだ位置データを用いることが好ましい。

このようにすれば、はんだの位置に対するマスク開口位置データの誤差が所定量以下の場合は、マスク開口位置データを少なくとも１点のはんだの位置を用いて一律の校正を行うことができる。また、はんだの位置に対するマスク開口位置データの誤差が大きくなった場合には、マスク開口位置データの代わりに、基板上の各はんだ位置の撮像に基づいて求めたはんだ位置データに差し替えることにより、それぞれ実際に印刷されたはんだ位置を基準にするので、部品実装位置や部品検査位置が大きくずれることがなくなる。

また、本発明は、印刷装置を用いて被実装用の基板にはんだを印刷し、少なくとも１つの実装装置を用いて上記印刷後の基板に電子部品を実装する実装基板製造方法であって、上記印刷装置に備わるはんだ印刷用マスクの開口位置を撮像してその画像データを得る第１の工程と、上記印刷装置内の所定位置に基板を位置させた状態で基板に付されている位置認識用のマークを撮像してその画像データを得る第２の工程と、基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求める第３の工程と、この第３の工程で得られた位置修正用データを実装装置に送信し、この実装装置を用いて基板に電子部品を実装する第４の工程とを含み、上記第３の工程では、位置修正用データとして、上記第２の工程で得られた画像データによるマスク開口位置データと、上記第３の工程で得られた画像データによるマーク位置に応じた補正量データとを求め、上記第４の工程では、電子部品の実装位置を上記位置修正用データによって修正し、この修正された部品実装位置に電子部品を実装することを特徴とするものである。

本発明による場合でも、上述した作用効果と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、被実装用の基板にはんだ印刷する印刷装置を備えた実装基板製造装置において、実装装置や検査装置が、基板１枚ごとに多数のはんだ位置を測定しなくても、適正な位置において電子部品の実装あるいは検査をすることができる、プロセス時間の短い実装基板製造装置を実現することができるようになる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は本発明の実施の形態に係る実装基板製造装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る実装基板製造装置は、基板Ｗにはんだ印刷する印刷装置１０を備えており、この印刷装置１０は、はんだ印刷用マスクの開口位置を撮像してその画像データを得るマスク開口位置認識手段１１と印刷装置１０を制御するコントローラ９０とを有している。

また、この実装基板製造装置は、基板Ｗに電子部品を実装する実装装置３０と、電子部品を実装した後のはんだ印刷を硬化させる硬化装置５０とを備えている。また、この実装基板製造装置は、検査装置として、印刷装置１０で施されたはんだ印刷を検査する印刷検査装置２０と、実装後の基板Ｗの部品実装状態を検査する実装後検査装置４０と、硬化後の基板Ｗを検査する硬化後検査装置６０とを備えている。

この実装基板製造装置は、さらに各装置１０〜６０を統括的に管理する制御装置７０を備えている。

上記印刷装置１０は、被実装用の基板Ｗにはんだ印刷するためのもので、いわゆるスクリーン印刷機が採用されている。

図２は、印刷装置１０の概略の構成を示す側面図である。図２に示すように、印刷装置１０は、基台１を有する印刷装置本体２と、基板Ｗをクランプした状態で支持する基板支持ユニット３と、この基板支持ユニット３に対して基板Ｗを搬送する図略のコンベアを備えている。

基板支持ユニット３は、詳しくは図示していないが、基板Ｗを昇降（Ｚ軸方向の移動）および回転（Ｚ軸回りの回転）可能に支持するＲ−Ｚステージ３Ａと、このＲ−Ｚステージ３Ａを基板Ｗの搬送方向（Ｘ軸方向；図２では紙面に垂直で前方から後方へ向かう方向）およびこれに直交する方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持するＸ−Ｙステージ３Ｂとから構成されており、これらステージ３Ａ，３Ｂの相互動作により基板Ｗを移動させるように構成されている。

Ｒ−Ｚステージ３Ａには、後記メタルマスク７をその下側から撮像してその画像データを得るためのマスク開口位置認識手段１１が搭載されている。このマスク開口位置認識手段１１はＣＣＤエリアセンサ等の撮像素子を備えており、メタルマスク７に形成されるマスク開口を撮像可能に構成されている。なお、このマスク開口位置認識手段１１は、後述のマスク側マークの撮像、認識にも利用される。

印刷装置本体２には、前方側（図２では左側）が開放された平面視コ字型のフレーム２ｂが設けられ、このフレーム２ｂが基台１の四隅に立設された支柱２ａにより支持されている。そして、このフレーム２ｂに対して、マスク開口を備えたメタルマスク７（マスクシート；以下マスク７と略す）が固定され、さらにこのマスク７の上方にスキージユニット５が配置されている。なお、マスク７は、その全周が枠部材８により保持されており、この枠部材８を介してフレーム２ｂに固定されている。

スキージユニット５は、左右両側（図２では紙面に直交する方向両側）のフレーム２ｂ上にそれぞれ固定されるＹ軸方向の一対のレール部材５ａと、これらレール部材５ａに跨った状態で装着され、図外の駆動手段の作動により前記レール部材５ａに沿って移動する桁部材５ｂと、前記マスク７上にクリーム半田を供給する半田供給装置（図示省略）と、マスク７上でクリーム半田を拡張させるための一対のスキージ１３、１３と、前記スキージ１３、１３をそれぞれ昇降駆動する昇降手段１４とを備えており、後述するように、印刷時にはスキージ１３、１３をＹ軸方向に往復移動させながらこれらスキージ１３、１３を交互にマスク７の表面に沿って摺動させることにより、半田クリームをマスク７上で拡張させるように構成されている。

また、印刷装置本体２には、印刷装置１０の所定位置に基板Ｗを位置させた状態で、基板Ｗに付されている位置認識用のマーク（フィデューシャルマーク）を撮像してその画像データを得る印刷装置基板マーク認識手段１５が設けられているとともに、その照明を行う印刷装置基板マーク照明装置９９ｂ（図４）が設けられている。上記印刷装置基板マーク認識手段１５はＣＣＤエリアセンサ等の撮像素子を備えており、基板Ｗの上面に印される基板認識用の基板マーク、およびこの基板Ｗに形成される回路パターンを撮像し得るように構成されている。

なお、基板支持ユニット３の前記Ｒ−Ｚステージ３Ａは、Ｘ−Ｙステージ３Ｂの作動によってスキージユニット５に対応する位置（図２の実線位置；作業位置という）と、この作業位置からＹ軸方向に退避した位置（図２の一点鎖線位置；撮像位置）とに移動可能に構成されており、前記印刷装置基板マーク認識手段１５は、この撮像位置にＲ−Ｚステージ３Ａが配置されたときに該ステージ３Ａに支持された基板Ｗを認識し得るように、スキージユニット５の側方に配設されている。

次に、図３を参照して、実装装置３０の詳細を説明する。図３は、実装装置３０の概略の構成を示す平面図である。

上記実装装置３０は、印刷装置１０により印刷されてから図略の基板搬送手段により搬送された被実装用の基板Ｗを、実装装置３０の所定の実装作業位置に位置させた状態で基板Ｗに電子部品を実装するものであり、図３に示すように、実装装置３０は、実装装置本体３１と、この実装装置本体３１に取り付けられる電子部品の供給装置３２とを備え、供給装置３２から供給される図略の電子部品を基板Ｗに実装するように構成されている。

上記実装装置本体３１は、基台３３を有し、この基台３３上には、プリント基板Ｗを搬送するためのコンベア３４が配置され、プリント基板Ｗがこのコンベア３４上を搬送されて図示の所定の装着作業位置で停止するようになっている。

そして、このコンベア３４の両側には、それぞれ供給装置３２が設けられている。この供給装置３２は、プリント基板Ｗに実装する電子部品を供給するものであり、例えば、テープフィーダで構成されるものである。

基台３３の上方には電子部品を供給装置３２から基板Ｗに輸送するためのヘッドユニット３７が装備され、このヘッドユニット３７が、Ｘ軸方向（図１における左右方向）及びＹ軸方向（図１における上下方向）に移動して、供給装置３２から電子部品をプリント基板Ｗに搬送することができるようになっている。

詳しく説明すると、実装装置本体３１の基台３３に、固定レール３８が設けられ、この固定レール３８に沿ってヘッドユニット３７の支持部材３９がＸ軸方向に移動可能に配置されている。また、ヘッドユニット３７は、この支持部材３９に沿ってＹ軸方向へ移動可能に支持されている。この時、支持部材３９のＸ軸方向の移動は、ボールねじ４１を介してＸ軸サーボモータ４２により行なわれ、支持部材３９によるＹ軸方向の移動は、ボールねじ４３を介してＹ軸サーボモータ４４により行なわれる。

ヘッドユニット３７には複数の吸着ヘッド４５が搭載されており、当実施形態では６本の吸着ヘッド４５がＹ軸方向に一列に並べて配設されている。各吸着ヘッド４５は、先端に電子部品を吸着する吸着ノズル（図略）を有し、この吸着ノズルに供給される負圧による吸引力で電子部品を吸着し得るようになっている。

なお、吸着ノズルは、吸着ヘッド４５に着脱可能に取り付けられ、かつ予めノズル交換ステーションに複数種類の吸着ノズルが用意され、実装すべき電子部品に応じて選択的に吸着ヘッド４５に取り付けられるようになっている。

また、ヘッドユニット３７の移動範囲内の基台３３上には、部品認識装置４６が設けられている。この部品認識装置４６は、ＣＣＤエリアセンサ等の撮像素子を備えており、ヘッドユニット３７が、供給装置３２から基板Ｗに電子部品を輸送する途中で吸着ヘッド４５に保持された電子部品を撮像して、その画像データを得、それに基づいて部品吸着位置のずれ等を測定できるようになっている。

また、ヘッドユニット３７には、実装作業位置に位置する基板Ｗの基板マーク（フィデューシャルマーク）を撮像してその画像データを得る基板マーク認識手段４７が設けられている。この基板マーク認識手段４７は、ＣＣＤエリアセンサ等の撮像素子を備えており、実装作業位置にセットされた基板Ｗに電子部品を実装する際に、この基板マーク認識手段４７により、基板マークを撮像して、その画像データを得、それに基づいて、基板位置を認識できるようになっている。

さらに、実装装置３０は、コントローラ（図示せず）を備え、このコントローラによって、ヘッドユニット３７等が制御されることにより、供給装置３２から電子部品が吸着された後、部品吸着位置のずれや、基板位置に応じた補正が加味されつつ、基板Ｗ上の部品実装位置に電子部品が実装されるようになっている。

この実装装置３０のコントローラには、基板に応じて上の部品実装位置を示す実装データが予め記憶され、その部品実装位置が、後述の位置修正用データによって修正されるようになっている。

ここで、再び、図１を参照して、その他の装置について説明する。

上記印刷検査装置２０と、上記実装後検査装置４０と、上記硬化後検査装置６０とは、それぞれ本発明に係る検査装置として基板Ｗの部品実装状態を検査するものであり、これらの検査装置２０、４０、６０は、実装装置３０と同様に、作業位置に位置する基板Ｗの基板マークを撮像してその画像データを得る基板マーク認識手段をそれぞれ有している。また、これらの検査装置２０、４０、６０のコントローラに含まれる画像処理手段（図示せず）は、実装装置３０の場合と同様に、それぞれの検査装置２０、４０、６０の基板マーク認識手段の画像データをデータ処理してそれぞれの基板の位置データを算出する。また、検査装置２０、４０、６０のコントローラは、基板上の検査位置を示すデータを記憶し、その検査位置のデータを印刷装置１０で得られた位置補正データにより修正して、この修正されたそれぞれの部品検査位置において電子部品を検査するように構成されている。

上記硬化装置５０は、電子部品を実装した後のはんだ印刷を熱処理等により、硬化させるものであり、この硬化装置５０の処理により、電子部品が、基板Ｗに堅固に固定される。この硬化装置５０においては、他の装置のように、基板Ｗを高精度に位置決めするということは行われないので、詳細な説明は省略する。

また、制御装置７０は、図示しないが、論理演算を実行する周知のＣＰＵを備えた主演算部と、記憶部と、Ｉ／Ｏ制御部と、通信制御部とを備えたコンピュータで構成されている。そして、主演算部が、記憶部に記憶されたプログラムなどの実装基板製造装置の管理に係る情報に基づき、Ｉ／Ｏ制御部９４、通信制御部９５を介して実装基板製造装置の印刷装置１０と、印刷検査装置２０と、実装装置３０と、実装後検査装置４０と、硬化装置５０と、硬化後検査装置６０とを統括的に制御するように構成されている。

次に図４を参照して、印刷装置１０のコントローラ９０について説明する。図４は、コントローラ９０の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、印刷装置１０のコントローラ９０は、論理演算を実行する周知のＣＰＵを備えた主演算部９１と、記憶部９２と、モーターを制御する軸制御部９３と、Ｉ／Ｏ制御部９４と、通信制御部９５と、画像処理部９６と、表示部９７とを備えたコンピュータで構成されている。そして、主演算部９１が、記憶部９２に記憶されたプログラムなどの印刷装置１０の制御に係る情報に基づき、Ｉ／Ｏ制御部９４、通信制御部９５を介して制御装置７０、印刷検査装置２０、実装装置３０、実装後検査装置４０、硬化装置５０、および硬化後検査装置６０とデータの送受信を行うように構成されている。

ここで、上記軸制御部９３は、主演算部９１の指令に基づいて、印刷装置１０の各サーボモータ９８を制御する。例えば、特に図示しないが、印刷装置１０において、基板Ｗを移動させる図略のコンベア、Ｒ−Ｚステージ３Ａ、Ｘ−Ｙステージ３Ｂ、スキージユニット５の桁部材５ｂと、半田供給装置（図示省略）と、スキージ１３、１３の昇降手段１４などの各サーボモータ９８を制御する。

また、上記Ｉ／Ｏ制御部９４は、印刷装置１０に関係する情報のうち、１ビットのシグナルの授受を行う回路であり、機器の有無を判断するなど、印刷装置１０に設けられた機器の状態を確認したり、これら機器のオンオフ動作を行ったりする。

上記通信制御部９５は、印刷装置１０に関係する情報のうちで情報量の多い情報を含むデータの授受を行う回路であり、例えば、印刷装置１０に対して種々の運転条件を指示する制御装置７０からの運転条件データや、各装置２０〜７０に対して印刷装置１０から運転状態を報告するデータなどが含まれる。

上記画像処理部９６は、印刷装置１０で撮像された各部の画像を画像処理して各部の動作を監視するものであるが、特に、印刷装置１０のマスク開口位置認識手段１１と印刷装置基板マーク認識手段１５とで撮像された画像を画像処理して各部の動作を監視するように構成されている。

上記画像処理部９６は、印刷装置１０においてマスク開口位置を照明するマスク開口位置照明装置９９ａと、印刷装置１０において基板Ｗの基板マークを照明する基板マーク照明装置９９ｂとに対してそれぞれの照明条件を指示して各照明装置９９ａ〜ｂを制御するとともに、印刷装置１０のマスク開口位置認識手段１１と印刷装置基板マーク認識手段１５により撮像された電子部品の画像分析を行う。

そして、上述の主演算部９１（データ処理手段に相当する）が、基板Ｗの位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データとして、マスク開口位置認識手段１１の画像データによるマスク開口位置データと、マーク認識手段（印刷装置基板マーク認識手段１５）の画像データによるマーク位置に応じた補正量データとを求め、設定する。

そして、これらマスク開口位置データおよび補正量データからなる位置修正用データを、制御装置７０（送信手段に相当する）を介して各装置に送信して、各装置の部品実装位置あるいは部品検査位置において電子部品を実装あるいは基板を検査することができるようにする。

なお、主演算部９１は、印刷装置１０自体の作動の制御も行う。すなわち、例えばマスク開口位置認識手段１１を利用してマスク側マーク（マスク７に付されたフィデューシャルマーク）の撮像、認識を行うとともに、印刷装置基板マーク認識手段１５により基板マークの撮像、認識を行い、それに基づき、両マークの位置が合致するように、基板支持ユニット３を制御して、基板位置を調整するとともに、基板Ｗとマスク７とを対面させた状態で、スキージユニット５等を制御して、はんだ印刷を行わせるようになっている。

また、上記記憶部９２は、コンピュータのハードディスクで構成されるものであり、主演算部９１を動作させるプログラムの他に、各サーボモータ９８の制御に係るデータなどのマシン情報や、プリント基板Ｗ２の種別、印刷検査装置２０の種別、および固有番号（識別記号）などの情報を記録することができるようになっている。

この記憶部９２は、また、マスク開口位置の位置データ、印刷装置１０における基板Ｗの位置データ、位置修正用データなどのデーターも記憶する機能も有している。

ここで、図５を参照して、本発明の実施形態に係る実装基板製造装置の作用を説明する。図５は、実装基板製造装置の制御要領を示すフロー図である。

図５では、部品実装位置あるいは部品検査位置の決定に係る制御に関し、印刷装置１０、実装装置３０、検査装置のそれぞれにおいて行われる処理を便宜的に一連のフローで表している。なお、検査装置２０、４０、６０については、それぞれタイミングが異なるが、部品検査位置の決定に係る制御要領は、タイミング以外は同様であるので煩雑を避けて図５では共通のフローで表している。

まず、印刷装置１０の制御は以下の通りである。

すなわち、まずステップＳ１において、基板Ｗ毎に、印刷装置１０のマスク開口位置が未計測であるかどうか、または、マスク交換が行われたかどうかが、判断され、ＹＥＳの場合は、ステップＳ２に進む。また、ＮＯの場合は、ステップＳ４に進む。

ステップＳ２では、マスク開口位置認識手段１１が、はんだ印刷用マスクの開口位置を撮像して、その画像データを得る。

そして、ステップＳ３で、主演算部９１（データ処理手段）が、印刷装置１０のマスク開口位置認識手段１１の画像データをデータ処理して、マスク開口位置の位置データを算出する。

次に、ステップＳ４で、印刷装置基板マーク認識手段１５が、印刷装置１０の所定位置に基板Ｗを位置させた状態で基板Ｗに付されている基板認識用の基板マークを撮像してその画像データを得る。

また、ステップＳ５で、主演算部９１が、印刷装置１０の印刷装置基板マーク認識手段１５の画像データをデータ処理して、そのマークの位置を算出する。

そして、ステップＳ６で、主演算部９１が、基板Ｗの位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データとして、マスク開口位置認識手段１１の画像データによるマスク開口位置データと、上記マーク位置に応じた補正量データとを求め、これらの位置修正用データを送信手段（制御装置７０）を介して各装置に送信する。

次に、実装装置３０の制御は以下の通りである。

まず、ステップＳ１１で、実装装置３０のコントローラが、予め記憶されている実装位置データ（基板上の部品実装位置を定めたデータ）を読みだす。

次に、ステップＳ１２で、上記実装位置データを、印刷装置１０のステップＳ６で得られた位置修正用データによって修正する。

そして、ステップＳ１３で、この修正された実装位置データに基づく基板上の部品実装位置に電子部品を実装するように、実装装置３０のコントローラが実装装置３０を制御する。

さらに、検査装置２０、４０、６０の制御は以下の通りである。

まず、ステップＳ２１で、検査装置２０、４０、６０のコントローラが、予め記憶されている検査位置データ（基板上の部品検査位置を定めたデータ）を読みだす。

次に、ステップＳ２２で、上記検査位置データを、印刷装置１０のステップＳ６で得られた位置修正用データによって修正する。

そして、ステップＳ２３で、この修正された検査位置データに基づく基板上の部品検査位置で電子部品を検査するように、検査装置２０、４０、６０のコントローラが、それぞれ検査装置２０、４０、６０を制御する。（検査装置２０、４０、６０の部品検査位置の決定に係る制御要領については、タイミング以外は、同様である）。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る実装基板製造装置によれば、コントローラ９０のデータ処理手段（主演算部９１）が、マスク開口位置認識手段１１およびマーク認識手段（印刷装置基板マーク認識手段１５）の画像データに基づき、基板Ｗの位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求めるとともに、この位置修正用データを、送信手段（制御装置７０）が実装装置に送信する。また、この送信された位置修正用データよって実装装置３０が、電子部品の実装位置を修正して、この修正された部品実装位置に電子部品を実装するので、印刷装置１０においてマスク７の交換がない限りは、はんだの位置を測定しなくても、はんだの位置に対応するような適正な部品実装位置に電子部品を実装することができる。

また、このようにすれば、送信される位置修正用データによって検査装置２０、４０、６０が、基板上の電子部品の検査位置を修正するので、印刷装置１０においてマスクの交換がない限りは、はんだの位置を測定しなくても、はんだの位置に対応するような適正な部品検査位置において電子部品を検査することができるようになる。

また、特にデータ処理手段（主演算部９１）が、マスク開口位置認識手段１１の画像データによるマスク開口位置データに、さらにマーク認識手段（印刷装置基板マーク認識手段１５）の画像データによるマーク位置に応じた補正量データを加えて位置修正用データとするので、印刷装置本体２に対して基板やマスクの位置がずれても、このずれを補正することができるようになる。

次に図２と図６とを参照して、本実施形態に係る実装基板製造装置の第1の変形例について説明する。図６は、この第1の変形例による制御要領を示すフロー図である。なお以下の説明では、図５のフロー図と同様のステップには同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。

この第１の変形例では、印刷装置１０の印刷装置基板マーク認識手段１５（図２参照）が、基板Ｗの基板認識用の基板マークを撮像して、その位置を撮像してその画像データを得るとともに、その同じ印刷装置基板マーク認識手段１５が、はんだ位置認識手段として、基板Ｗに印刷されたはんだの１乃至複数の点も撮像してその画像データを得るように構成されている。

また、この第１の変形例では、印刷装置１０のコントローラ９０の主演算部９１（データ処理手段）が、印刷装置１０の印刷装置基板マーク認識手段１５の画像データをデータ処理して基板Ｗの位置を算出するとともに、はんだ位置認識手段としての印刷装置基板マーク認識手段１５の画像データをデータ処理して、印刷されたはんだの位置をも算出する。

そして、マスク開口位置データと実際に印刷されたはんだの位置とのずれをなくすように、位置修正用データを校正するように構成されている。

ここで、第１の変形例による制御要領について説明する。

図６に示すように、この第１の変形例でも、印刷装置１０、実装装置３０、検査装置２０、４０、６０の制御を行うが、印刷装置１０の制御において、次のようなステップＳ５ａ、ステップＳ５ｂの処理が挿入される。

すなわち、まずステップＳ５ａにおいて、印刷装置１０の印刷装置基板マーク認識手段１５が、はんだ位置認識手段として、基板Ｗにおいて印刷されたはんだの少なくとも１点を撮像してその画像データを得るとともに、コントローラ９０の主演算部９１（データ処理手段）が、はんだ位置認識手段としての印刷装置基板マーク認識手段１５の画像データをデータ処理して印刷されたはんだの位置を測定する。

次に、ステップＳ５ｂにおいて、マスク開口位置と印刷されたはんだの位置とにずれがあればこれを是正するように、マスク開口位置データをはんだの位置を用いて校正する。

図６において、以上のステップＳ５ａ，Ｓ５ｂ以外のステップの制御要領は図５と同様である。

このように、第１の変形例によれば、データ処理手段（主演算部９１）が、マスク開口位置データを、はんだの位置で校正するので、より正確に電子部品の実装もしくは検査を行うことができる。しかも、印刷されたはんだの位置の測定は構成のために必要な１点もしくは少ない点だけ行えばよく、基板の全はんだ印刷位置を測定する必要はないため、測定に要する時間が増大することはない。

次に図７を参照して、本実施形態に係る実装基板製造装置の第２の変形例について説明する。図７は、この第２の変形例による制御要領を示すフロー図である。なお以下の説明では、図６のフロー図と同様のステップには同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。

この第２の変形例でも、第１の変形例と同様、印刷装置１０の印刷装置基板マーク認識手段１５（図２参照）が、基板Ｗの基板認識用の基板マークを撮像して、その位置を撮像してその画像データを得るとともに、その同じ印刷装置基板マーク認識手段１５が、はんだ位置認識手段として、基板Ｗに印刷されたはんだの１乃至複数の点も撮像してその画像データを得るように構成されている。

そして、この第２の変形例では、特に、マスク開口位置データによる位置とはんだの位置とが所定量以上異なる場合に、マスク開口位置データの代わりに、基板上の各はんだ位置の撮像に基づいて求めたはんだ位置データを用いるように構成されている。

ここで、第２の変形例による制御要領について説明する。

図７に示すように、この第２の変形例でも、図６の第１の変形例と同様に、印刷装置１０、実装装置３０、検査装置２０、４０、６０の制御を行い、印刷装置１０の制御において、ステップＳ５ａ、ステップＳ５ｂの処理が挿入されるが、さらに、次のようなステップＳ５ｄ〜ステップＳ５ｆの処理が挿入される。

すなわち、１点以上のはんだ位置の測定（ステップＳａ）の次に、ステップＳ５ｄにおいて、マスク開口位置データによる位置とはんだの位置とが所定量以上異なるかどうかが判定される。これがＹＥＳの場合は、ステップＳ５ｅに進み、印刷装置基板マーク認識手段１５の撮像に基づくはんだ位置の測定を、基板上に印刷された全てのはんだの位置について行う。そして、ステップＳ５ｆにおいて、マスク開口位置データを、基板上の各はんだ位置の撮像に基づいて求めたはんだ位置データで差し替える。

また、ステップＳ５ｄの判定がＮＯの場合は、マスク開口位置データをはんだの位置で校正する。

図７において、以上のステップＳ５ｄ，Ｓ５ｆ以外のステップの処理は図６と同様である。

このように、第２の変形例によると、はんだの位置に対するマスク開口位置データの誤差が所定量以下であれば、マスク開口位置データを少なくとも１点のはんだの位置を用いて一律の校正を行うことができる。また、はんだの位置に対するマスク開口位置データがある程度以上に大きくなった場合には、マスク開口位置データの代わりに、基板上の各はんだ位置の撮像に基づいて求めたはんだ位置データに差し替えることにより、それぞれ実際に印刷されたはんだ位置を基準にするので、部品実装位置や部品検査位置が大きくずれることがなくなる。

そして、通常はマスク開口位置が実際に印刷されたはんだの位置に略一致しているはずであって、ステップＳ５ｅ、ステップＳ５ｆの処理が行われることは極めて稀であるので、基板へのはんだの印刷を行うたびに必ず全はんだ位置を撮像するようにした場合ようにプロセス時間を著しく増大させることはない。

なお、上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。

例えば、本実施形態では、主演算部９１（データ処理手段に相当する）が、基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データとして、マスク開口位置認識手段の画像データによるマスク開口位置データと、上記マーク認識手段（印刷装置基板マーク認識手段１５）の画像データによるマーク位置に応じた補正量データとを求め、それを送信するように構成されているが、前述のように基板Ｗとマスク７とのそれぞれの位置認識用のマークを一致させるように基板の位置が調整される場合、基板マークの代わりにマスク側のマークを撮像し、その画像データから得られるマスク側のマーク位置に応じて補正量データを求めるようにしても良い。

あるいは、各装置において基板の位置が正確に位置決めできるような場合は、マーク位置の認識を省略し、マスク開口位置認識手段の画像データに基づき、基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求め、これを送信手段により実装装置に送信するようにしても良い。

また、上記実施形態では、基板Ｗとマスク７とのそれぞれに位置認識用のマークを設け、これらのマークの認識に基づいてマスク７と基板Ｗとの位置合わせを行うようにしているが、基板側の位置認識用マークの代りに基板の特定部位、例えば配線パターンの一部を撮像、解析することによって基板位置を認識するようにしてもよく、また、マスク側についても位置認識用マークの代りに縁枠等の特定部位を撮像、解析することによってマスク位置を認識するようにしてもよい。

また、本実施形態の第１の変形例及び第２の変形例では、印刷装置１０の印刷装置基板マーク認識手段１５が、はんだ位置認識手段として、基板Ｗにおいて印刷されたはんだの位置も撮像してその画像データを得るように構成されているが、印刷されたはんだの位置の撮像、認識を行う手段を上記印刷装置基板マーク認識手段１５とは別個に印刷装置に設けてもよく、あるいは、このような手段を印刷装置の外部に設けてもよい。

さらに、本実施形態では、図５のフロー図のステップＳ１において、印刷装置１０のマスク開口位置が未計測であるかどうか、または、マスク交換が行われたかどうかが、判断され、マスク開口位置未計測またはマスク交換が行われた時のみマスク開口位置認識手段１１が、はんだ印刷用マスクの開口位置を撮像して、その画像データを得るようになっているが，それ以外にも基板Ｗを所定枚数生産する毎に、あるいは適当な期間をおいて、はんだ印刷用マスクの開口位置を撮像してその画像データを得るようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る実装基板製造装置の構成を示すブロック図である。 印刷装置の概略の構成を示す側面図である。 実装装置の概略の構成を示す平面図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 実装基板製造装置の制御装置の制御要領を示すフロー図である。 本実施形態の第１の変形例の制御要領を示すフロー図である。 本実施形態の第２の変形例の制御要領を示すフロー図である。

符号の説明

７ マスク
１０ 印刷装置
１１ マスク開口位置認識手段
１５ 印刷装置基板マーク認識手段（マーク認識手段、はんだ位置認識手段）
２０ 印刷検査装置（検査装置）
３０ 実装装置
４０ 実装後検査装置（検査装置）
４７ 実装装置の基板マーク認識手段
６０ 硬化後検査装置（検査装置）
７０ 制御装置（送信手段）
９１ 主演算部（データ処理手段）
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 被実装用の基板にはんだ印刷する印刷装置と、この印刷装置により印刷されてから基板搬送手段により搬送された被実装用の基板を所定の実装作業位置に位置させた状態で基板に電子部品を実装する少なくとも１つの実装装置とを備えた実装基板製造装置であって、
   上記印刷装置に備わるはんだ印刷用マスクの開口位置を撮像してその画像データを得るマスク開口位置認識手段と、
   上記印刷装置内の所定位置に基板を位置させた状態で基板に付されている位置認識用のマークを撮像してその画像データを得るマーク認識手段と、
   基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求めるデータ処理手段と、
   上記位置修正用データを実装装置に送信する送信手段とを有し、
   上記データ処理手段は、位置修正用データとして、上記マスク開口位置認識手段の画像データによるマスク開口位置データと、上記マーク認識手段の画像データによるマーク位置に応じた補正量データとを求め、
   上記実装装置は、電子部品の実装位置を上記位置修正用データによって修正し、この修正された部品実装位置に電子部品を実装するものであることを特徴とする実装基板製造装置。
   
2. 上記基板の部品実装状態を検査する検査装置を備え、
   この検査装置は、上記送信手段により送信される位置修正用データを受け、基板上の電子部品の検査位置を上記位置修正用データによって修正することを特徴とする請求項１に記載の実装基板製造装置。
3. 上記印刷装置により、基板に印刷されたはんだの少なくとも１点を撮像してその画像データを得るはんだ位置認識手段を備え、
   上記データ処理手段は、このはんだ位置認識手段の画像データからはんだの位置を求め、
   上記マスク開口位置データを、このはんだの位置で校正するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板製造装置。
4. マスク開口位置データによる位置とはんだの位置とが所定量以上異なる場合、マスク開口位置データの代わりに、基板上の各はんだ位置の撮像に基づいて求めたはんだ位置データを用いることを特徴とする請求項３に記載の実装基板製造装置。
5. 印刷装置を用いて被実装用の基板にはんだを印刷し、少なくとも１つの実装装置を用いて上記印刷後の基板に電子部品を実装する実装基板製造方法であって、
   上記印刷装置に備わるはんだ印刷用マスクの開口位置を撮像してその画像データを得る第１の工程と、
   上記印刷装置内の所定位置に基板を位置させた状態で基板に付されている位置認識用のマークを撮像してその画像データを得る第２の工程と、
   基板の位置に対するマスク開口位置に応じた位置修正用データを求める第３の工程と、
   この第３の工程で得られた位置修正用データを実装装置に送信し、この実装装置を用いて基板に電子部品を実装する第４の工程とを含み、
   上記第３の工程では、位置修正用データとして、上記第２の工程で得られた画像データによるマスク開口位置データと、上記第３の工程で得られた画像データによるマーク位置に応じた補正量データとを求め、
   上記第４の工程では、電子部品の実装位置を上記位置修正用データによって修正し、この修正された部品実装位置に電子部品を実装することを特徴とする実装基板製造方法。
   

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