JP4259279B2

JP4259279B2 - 電子部品装着方法

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Publication number: JP4259279B2
Application number: JP2003367075A
Authority: JP
Inventors: 裕一本川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-10-28
Also published as: JP2005135952A

Description

本発明は、回路基板に電子部品を装着する技術に関する。

従来より、プリント基板等の回路基板に電子部品を実装する多くの実装システムでは、電子部品をノズル等により保持し、回路基板上に塗布されたはんだペースト上に装着する装着装置が用いられている。このような装着装置では、通常、１枚の回路基板に対する電子部品の装着が全て終了した後に、あるいは、リフロー工程まで終了した後に、専用の検査装置により電子部品の装着状態を検査することが行われている。

一方、回路基板に対する電子部品の装着の度に装着状態を検査する技術も提案されており、例えば、特許文献１では、回路部品を回路基板に装着する度に、スリット光放射装置からのスリット光を回路部品に対して放射してその反射光を撮像することにより、回路部品の装着状態を検査する技術が開示されている。

また、電子部品の装着装置では、所定の位置に所定の向きにて電子部品を装着するために、装着直前に保持されている電子部品の位置および向きを検査して調整することが一般に行われている。例えば、特許文献２では、加熱した電子部品の温度分布を撮像することにより電子部品の位置および向きを検査する技術が開示されている。
特開平１０−２２４０９９号公報特開平６−２０９２００号公報

ところで、回路基板に電子部品を装着する装着装置では、僅かな動作異常により電子部品が回路基板上の所定の位置からずれた位置に装着されることがある。また、回路基板との接触時の衝撃で電子部品が回路基板上から弾き跳ばされたり、はんだペーストとの接触が弱く回路基板へ装着されずに装着ノズルに保持されたままの状態になる等、回路基板に対して電子部品が正常に装着されない場合もある。

従来のように回路基板に対する電子部品の装着が全て終了した後に電子部品の装着状態が検査される場合、電子部品が正常に装着されていないことが発見されたとしても、どの装着ノズルによりどのような状況で異常が生じたのか、といった装着異常の詳細を把握することが困難であった。また、特許文献１に開示される回路部品装着システムによる検査方法では、回路部品の装着位置のずれを検出するために複数のスリット光の反射光を解析する高度な画像処理の必要があり、装着検査装置の構成および演算処理、並びに、キャリブレーション作業が複雑になってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、回路基板に対する電子部品の装着動作毎に電子部品の装着異常を容易に検出することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、回路基板に電子部品を装着する電子部品装着方法であって、ａ）回路基板を所定位置に保持する工程と、ｂ）前記ａ工程の後、ヘッド部に配置した複数のノズル部を加熱し、前記複数のノズル部と複数の電子部品を各々接触させた状態で、前記複数のノズル部で前記複数の電子部品を吸着することにより前記電子部品を各々の前記複数のノズル部で加熱する工程と、ｃ）前記ｂ工程の後、加熱された前記複数の電子部品を前記回路基板に装着する工程と、ｄ）前記ｃ工程の後、前記回路基板の全体の領域の温度分布を計測する工程と、ｅ）前記ｄ工程で計測した温度分布に基づき、前記複数の電子部品の前記回路基板への装着漏れ、および、前記複数の電子部品の前記回路基板への位置ずれ、の装着異常を判定する工程と、を備える。

請求項２に記載の発明は、ｆ）前記ｅ工程の判定に基づき、前記装着異常を発生させた前記ノズル部を、前記複数のノズル部の中から特定する工程を、さらに備える。

本発明では、回路基板に対する電子部品の装着動作毎に、複数のノズル部で装着した電子部品の装着異常を容易に検出することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品装着装置１の構成を示す斜視図である。電子部品装着装置１は、プリント基板等の回路基板９上に塗布されたはんだペースト上に微細な電子部品を装着する装置である。

電子部品装着装置１は、回路基板９を保持して図１中の（＋Ｘ）方向に搬送する基板保持部２、基板保持部２に保持された回路基板９に電子部品を装着する２つの装着機構４、装着機構４に電子部品を供給する部品供給部３、および、これらの構成を制御する制御部８を備える。

基板保持部２は、基台２０上にＸ方向に伸びる１組のガイドレール２１を備え、ガイドレール２１により保持される回路基板９は、ガイドレール２１内に設けられたベルトにより（＋Ｘ）方向に搬送される。また、基板保持部２は、ガイドレール２１が接続される搬送駆動部２２を備え、搬送駆動部２２は、１組のガイドレール２１の間の距離の変更やガイドレール２１内のベルトの駆動を行う。なお、ガイドレール２１の（−Ｘ）側には回路基板９上にはんだペーストを印刷する印刷装置（図示省略）が配置され、印刷装置からガイドレール２１へと回路基板９が渡される。

２つの装着機構４は、ガイドレール２１の上方にて図１中のＸ方向（すなわち、回路基板９の移動方向に沿う方向）に並ぶように配置され、それぞれ、ヘッド部４１、および、ヘッド部４１をＸＹ平面内にて（すなわち、回路基板９の主面に沿って）移動するヘッド部移動機構４２を備える。ヘッド部移動機構４２は、ヘッド部４１をＸ方向に移動するＸ方向移動機構４２１、および、Ｘ方向移動機構４２１をＹ方向に移動するＹ方向移動機構４２２を有し、Ｘ方向移動機構４２１およびＹ方向移動機構４２２はリニアモータ（図示省略）を駆動源とする。なお、図１では、装着機構４等を支持するフレームの図示を省略している。

部品供給部３は、Ｘ方向に配列される複数の部品カセット３１を備える。各部品カセット３１は、ヘッド部４１の（＋Ｙ）側に配置され、複数の電子部品を配列して保持するテープ部材が巻き付けられたリール３２を有する。各装着機構４の（−Ｙ）側には、赤外線サーモグラフィ５１が配置され、赤外線サーモグラフィ５１は図示省略のフレームに固定される。

図２は、２つの装着機構４および赤外線サーモグラフィ５１を下方（（−Ｚ）側）から見た底面図である。装着機構４のヘッド部４１は、部品カセット３１から吸着により電子部品を受け取って保持する部品保持部である１０個の吸着ノズル４５を備える。図２に示すように、ヘッド部４１では、Ｘ方向に沿って５個の吸着ノズル４５が１列に配置され、さらにもう１列（５個）の吸着ノズル４５が上記吸着ノズル４５と平行に配置される。装着機構４では、ヘッド部移動機構４２（Ｘ方向移動機構４２１およびＹ方向移動機構４２２）がヘッド部４１を回路基板９（図１参照）の主面に沿って移動することにより、吸着ノズル４５が回路基板９に対して相対的に移動する。

図３は、装着機構４を（−Ｘ）側から見た右側面図であり、図２と同様、赤外線サーモグラフィ５１も図示している。ヘッド部４１の吸着ノズル４５は、それぞれ独立して上下方向（Ｚ方向）に移動可能であるとともにＺ方向を向く軸を中心に回動可能とされる。これにより、吸着ノズル４５が吸着した電子部品を様々な方向に向けて回路基板９に装着することが可能とされる。

図４および図５は、１個の吸着ノズル４５近傍を拡大して示す図である。図４は（−Ｘ）側から見た図であり、図５は（−Ｙ）側から見た図である。図４および図５では、図示の便宜上、吸着ノズル４５が取り付けられるノズルチャック４１０の一部（平行斜線を付して示す部位）を断面にて示している。

図４および図５に示すように、吸着ノズル４５の下端（（−Ｚ）側の先端）には電子部品を真空吸引により吸着するための開口（以下、「吸着口」という。）４５０が形成されており、吸着ノズル４５の中心部にはＺ方向にほぼ沿って伸びる真空吸引用の吸引路４５１が設けられている。また、吸着ノズル４５は、吸着する電子部品の種類に合わせて取替可能とされ、図４に示す係止部４１１によりノズルチャック４１０に固定される。

図４および図５に示すノズルチャック４１０には、Ｙ方向にノズルチャック４１０を貫通する２つの貫通孔４１２が形成されており、各貫通孔４１２には、内部にニクロム線等の抵抗加熱線が配設されたヒータ４１３が挿入される。電子部品装着装置１では、ヒータ４１３によって吸着ノズル４５が加熱されることにより、吸着ノズル４５に吸着保持された電子部品が加熱される。換言すれば、装着機構４（図１参照）にて電子部品を保持する部品保持部である吸着ノズル４５は、保持した電子部品を加熱する加熱部でもある。

図１ないし図３に示す赤外線サーモグラフィ５１は、基板保持部２に保持された回路基板９上の温度分布を計測する温度分布計測部として機能する。赤外線サーモグラフィ５１は、基板保持部２に保持された回路基板９の電子部品が装着される側（（＋Ｚ）側）の主面の上方に、ヘッド部４１の移動と干渉しないようにヘッド部移動機構４２の（−Ｙ）側に２個配置され、各赤外線サーモグラフィ５１は、装着機構４により加熱された電子部品が装着される回路基板９を撮像して温度分布を計測する。赤外線サーモグラフィ５１は、基板保持部２に保持される回路基板９の全体が撮像範囲に含まれるように配置され、回路基板９を斜め上方（（−Ｙ）側、かつ、（＋Ｚ）側）から撮像する。

また、図１に示す電子部品装着装置１は演算ユニット６０をさらに備え、演算ユニット６０内のボードには、各種情報を記憶するメモリ６１、並びに、メモリ６１に記憶されている情報、および、赤外線サーモグラフィ５１からの出力に基づいて、回路基板９に対する電子部品の装着異常を検出する検出回路６２が設けられる。

図６は、回路基板９に電子部品を装着する際の電子部品装着装置１の動作の流れを示す図である。以下、図６および他の図を参照しながら電子部品装着装置１の動作について説明する。なお、電子部品装着装置１では通常、２つの装着機構４により２枚の回路基板９に電子部品が並行して装着されるが、説明の便宜上、１つの装着機構４により１枚の回路基板９に電子部品が装着される様子について説明する。また、図６中のステップＳ２１〜Ｓ２８は繰り返されるが、繰り返し動作の流れの図示を省略している。

電子部品装着装置１により回路基板９に電子部品が装着される際には、上面の複数箇所にはんだペーストが付与された回路基板９が、電子部品装着装置１の（−Ｘ）側に位置する印刷装置からガイドレール２１に受け入れられ、ベルトにより装着機構４のおよそ下方まで搬送されて保持される（ステップＳ１１）。続いて、制御部８により部品供給部３が制御され、テープ部材がリール３２から部品カセット３１の（−Ｙ）側（ガイドレール２１側）の先端へと繰り出されることにより、電子部品がガイドレール２１側へと供給される。ヘッド部４１は、制御部８により制御されるヘッド部移動機構４２により予め部品供給部３側へと移動されており、供給された電子部品の上方に位置している。

次に、吸着ノズル４５が部品カセット３１に向かって下降し、部品カセット３１のテープ部材上に配置された電子部品が真空吸着により吸着ノズル４５の先端に保持される（ステップＳ２１）。吸着ノズル４５はヒータ４１３により予め加熱されており、吸着ノズル４５に吸着保持された電子部品は、加熱部位である吸着ノズル４５の先端に接触することにより加熱される（ステップＳ２２）。なお、ヘッド部４１では、１０個の吸着ノズル４５の全てに電子部品が保持されてもよく、一部の吸着ノズル４５のみに保持されてもよい。

電子部品を吸着保持した後、ヘッド部４１がヘッド部移動機構４２により所定位置へと移動し、図示省略のカメラにより保持状態（吸着保持された電子部品の姿勢や吸着ノズル４５の先端における位置）の確認が行われ、吸着ノズル４５がＺ方向を向く軸を中心として回動されて電子部品の姿勢が補正される（ステップＳ２３）。その後、ヘッド部４１が基板保持部２に保持された回路基板９の上方へと移動し、吸着ノズル４５および保持された電子部品が、はんだペーストの付与された装着位置に対向する位置に位置する（ステップＳ２４）。そして、制御部８の制御により吸着ノズル４５が回路基板９に向けて下降し、真空吸引が解除され、吸着ノズル４５の先端に保持されていた電子部品が回路基板９上のはんだペーストに装着され（ステップＳ２５）、吸着ノズル４５は上昇して元の位置へと戻る。

吸着ノズル４５に保持される電子部品は、上述の電子部品の姿勢を補正して回路基板９上へと移動して装着する動作（ステップＳ２３〜Ｓ２５）の間、すなわち、吸着ノズル４５の移動時にも吸着ノズル４５に保持されて継続的に加熱されることから、回路基板９に装着直後の電子部品の温度は、赤外線サーモグラフィ５１により電子部品を識別することができる温度以上、かつ、はんだペーストが溶け出さない温度以下とされる（本実施の形態では約１００℃とされる。）。

ヘッド部４１の複数の吸着ノズル４５に保持された電子部品が全て回路基板９に装着されると、ヘッド部移動機構４２によりヘッド部４１が移動されて部品供給部３側へと戻され（ステップＳ２６）、加熱済みの電子部品が装着された回路基板９が赤外線サーモグラフィ５１により撮像され、回路基板９の温度分布が計測される（ステップＳ２７）。

図７は、赤外線サーモグラフィ５１（図１参照）により取得された回路基板９の温度分布（以下、「計測温度分布」という。）を示す図である。吸着ノズル４５（図３参照）により加熱された電子部品９１は、回路基板９に装着された後、時間経過とともに放熱して最終的には回路基板９とほぼ同じ温度になる。図７中に平行斜線を付して示す電子部品９１ａおよび９１ｂは、回路基板９より十分温度が高い装着直後の電子部品であり、その他の平行斜線を付さない電子部品９１は、電子部品９１ａ，９１ｂよりも１サイクル以上前に装着され、回路基板９とほぼ同じ温度まで自然冷却した電子部品を示す。図７では、電子部品９１ａよりも後に装着された電子部品９１ｂは電子部品９１ａよりも高温であるため、太線にて平行斜線を付している。また、回路基板９とほぼ同じ温度まで温度が降下した電子部品９１の輪郭を赤外線サーモグラフィ５１により識別することは実際には困難であるが、図示の便宜上、図７中では輪郭を記載している。

図１に示す電子部品装着装置１では、赤外線サーモグラフィ５１による撮像の度に、計測温度分布が赤外線サーモグラフィ５１から検出回路６２に送信され、検出回路６２においてメモリ６１に予め記憶されている標準温度分布（すなわち、正常に電子部品９１が装着された場合の回路基板９における温度分布）と比較されて回路基板９に対する電子部品９１の装着状態（すなわち、所定の装着予定位置における電子部品９１の有無、並びに、装着されている場合の実際の装着位置および向き）が検査される。電子部品９１の回路基板９に対する装着に異常が生じた場合には、検出回路６２により計測温度分布と標準温度分布との差が検出され、電子部品９１の装着異常が検出される（ステップＳ２８）。

電子部品９１の装着異常としては、大きく分けて、電子部品９１が回路基板９上の装着予定位置（図７中に符号９２ｃにて例示する。）に装着されない装着漏れ、および、回路基板９上において電子部品９１の装着位置が装着予定位置からずれる位置ずれがある。装着漏れの原因には、装着時に電子部品９１が、回路基板９上に付与されたはんだペーストの塗布不良等により、吸着ノズル４５に保持されたまま元の位置へと持ち帰られるもの（以下、「電子部品の持ち帰り」という。）、装着時に電子部品９１が吸着ノズル４５と回路基板９との間に挟まれて弾き跳ばされるもの（以下、「電子部品の跳び」という。）等がある。

検出回路６２では、回路基板９上の全領域における計測温度分布および標準温度分布に基づいて、計測温度分布を示す画像の各画素値から標準温度分布を示す画像の対応する画素値を減算した差分画像が求められる。差分画像において、画素値の絶対値が大きい領域が装着予定位置と重なる場合、存在すべき電子部品９１が存在しない装着漏れであると検出回路６２により判定される。そして、装着予定位置に対応する吸着ノズル４５の番号が特定される。

ここで、差分画像において装着予定位置とは無関係な場所に画素値の絶対値が大きい領域が存在する場合、この領域に装着予定の電子部品９１が存在すると判断され、装着漏れの原因が電子部品の跳びであるとさらに判断される。

一方、差分画像において、画素値の絶対値が大きい領域が装着予定位置全体を覆わない場合、存在すべき電子部品９１の位置や姿勢が装着予定位置からずれていると検出回路６２により判定される。そして、装着予定位置に対応する吸着ノズル４５の番号が特定される。

なお、検出回路６２では差分画像の生成以外に、計測温度分布の画像および標準温度分布の画像のヒストグラムや重心位置を求めて、計測温度分布と標準温度分布との比較が行われてもよい。例えば、ヒストグラムが同一であるが重心位置が僅かに異なる場合には電子部品の位置ずれと判定され、重心位置が大きく異なる場合には電子部品の跳びと判定されてもよい。さらにヒストグラムが異なる場合には、電子部品の装着漏れと判定されてもよい。このように、計測温度分布と標準温度分布との比較には様々な手法が採用可能である。

電子部品装着装置１では、上述のような装着異常が検出された場合、電子部品９１の装着動作が停止され、作業者に装着異常が生じた吸着ノズル４５の番号が通知される。装着異常の原因が究明されると、必要であれば装置のメンテナンス等が行われる。装着異常が検出されなかった場合は、回路基板９に対する全ての電子部品９１の装着が終了したか否かが確認され、終了していない場合には、吸着ノズル４５により新たな電子部品９１が吸着保持されて加熱され、電子部品９１の回路基板９への装着、回路基板９の赤外線サーモグラフィ５１による撮像、および、装着状態の検査が繰り返される（ステップＳ２１〜Ｓ２８）。

１つの回路基板９に対して装着機構４による電子部品９１の装着が全て完了すると、回路基板９はガイドレール２１により下流へと搬送される。すなわち、図１中の（−Ｘ）側の装着機構４による電子部品９１の装着が完了した回路基板９は（＋Ｘ）側の装着機構４の下方へと搬送されて電子部品９１の装着および装着状態の検査が繰り返し行われ、（＋Ｘ）側の装着機構４による電子部品９１の装着が完了した回路基板９はガイドレール２１から下流の他の装置（例えば、リフロー装置）へと搬出される。

以上に説明したように、電子部品装着装置１では、回路基板９に対する電子部品９１の１回の装着（ヘッド部４１が電子部品９１を複数個保持している場合には複数個の電子部品９１の装着）が終了する毎に、回路基板９の温度分布を計測して標準温度分布と比較することにより、回路基板９に対する電子部品９１の装着状態を検査し、回路基板９に対する電子部品９１の装着動作（すなわち、吸着ノズル４５により（複数の）電子部品９１を吸着保持し、加熱して回路基板９に装着する動作）毎に電子部品９１の装着異常を容易に検出することができる。その結果、装着異常の生じた回路基板９が次の工程に送られてしまうことが未然に防止される。さらに、装着異常を生じた吸着ノズル４５、並びに、装着異常の具体的な態様（電子部品９１の装着漏れや装着ずれ等）を特定することができ、電子部品装着装置１のメンテナンスを迅速に行い、同様の装着異常の再発を効率良く防止することができる。

また、電子部品装着装置１では、赤外線サーモグラフィ５１を用いることにより、回路基板９の温度分布を容易に計測することができる。さらには、回路基板９に色や形等が様々な多品種の電子部品が装着される場合に、通常のカメラからの画像情報に基づいて電子部品の装着状態を検査する場合と比べて、電子部品を識別するための視覚情報（配色や形状等）が不要となるため、電子部品９１の装着状態を容易に検査することができる。

電子部品装着装置１では、赤外線サーモグラフィ５１により回路基板９を斜め上方から撮像することにより、回路基板９および装着された電子部品９１を直接的に（電子部品９１と赤外線サーモグラフィ５１の間に障害物を挟まずに）撮像することができるため、電子部品９１の装着状態をより確実に検査することができる。なお、装着時に電子部品９１が回路基板９により弾き跳ばされ回路基板９上に落下した場合には、電子部品９１の落下位置を特定することもできる。

また、１個の赤外線サーモグラフィ５１により１枚の回路基板９の全体を撮像することにより、回路基板９上の様々な場所に電子部品９１が装着される場合であっても、赤外線サーモグラフィ５１を移動する必要がないため、回路基板９の温度分布の計測に係る構成を簡素化することができる。

さらに、検出回路６２により回路基板９の計測温度分布と標準温度分布とが比較されるため、電子部品９１の回路基板９に対する装着状態を容易かつ自動的に検査することができ、電子部品９１の装着漏れや装着ずれ等の異常が生じた場合、これらの装着異常を自動的に検出することができる。

電子部品装着装置１では、ヒータ４１３により加熱された吸着ノズル４５のノズル先端部４５２を電子部品９１に接触させて加熱するため、電子部品９１を効率良く加熱することができる。また、電子部品９１を加熱する加熱部、および、電子部品９１を回路基板９に装着する装着機構４にて電子部品９１を保持する部品保持部の双方の機能が、吸着ノズル４５により実現されるため、電子部品装着装置１の構造を簡素化することができる。さらに、電子部品９１が部品カセット３１から吸着されて回路基板９に装着されるまでの間に吸着ノズル４５により継続的に加熱されるため、電子部品９１を加熱する工程を別途設ける場合に比べて、電子部品９１の加熱から装着までに要する時間を短縮することができる。

図８は、第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１ａの構成を示す斜視図である。電子部品装着装置１ａは、図１に示す電子部品装着装置１の２個の赤外線サーモグラフィ５１に代えて、４個の放射温度計５１ａ（（−Ｘ）側の装着機構４に対応する２個のみを図示。）を有する。その他の基本構成は図１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。図９は、電子部品装着装置１ａの装着機構４および放射温度計５１ａを示す右側面図である。

図８および図９に示す放射温度計５１ａは、装着機構４の吸着ノズル４５（図９参照）の先端近傍（正確には、装着機構４において吸着ノズル４５により電子部品が吸着保持される位置であり、以下、「部品保持位置」という。）の温度を計測する温度計測部であり、２つの装着機構４のそれぞれに対して基板保持部２（図８参照）に保持された回路基板９のおよそ側方に２個設けられる。なお、各放射温度計５１ａは図示省略のフレームに取り付けられる。１つの装着機構４に対して、図９に示すように、一方の放射温度計５１ａは、回路基板９の上方に位置するヘッド部４１の（−Ｘ）側かつ（−Ｙ）側に配置され、もう一方の放射温度計５１ａは、ヘッド部４１の（−Ｘ）側かつ（＋Ｙ）側に配置される。図８中の（＋Ｘ）側の装着機構４に対しても同様に、２個の放射温度計５１ａが（＋Ｘ）側に配置される。

放射温度計５１ａの計測領域は非常に小さく、いわゆる、スポット計測が行われるため、ヘッド部４１をＸ方向に移動しながら各部品保持位置の温度計測が行われる。具体的には、ヘッド部４１を移動させながら（−Ｙ）側の放射温度計５１ａによりヘッド部４１の（−Ｙ）側の５つの吸着ノズル４５の部品保持位置の温度計測が順次行われ、これに並行して（＋Ｙ）側の放射温度計５１ａにより（＋Ｙ）側の５つの吸着ノズル４５の部品保持位置の温度計測が順次行われる。

図１０は、回路基板９に電子部品を装着する際の電子部品装着装置１ａの動作の流れを示す図である。以下、図１０および他の図を参照しながら電子部品装着装置１ａの動作について説明する。なお、図６に示す電子部品装着装置１の動作と共通する動作については簡単に説明する。

図８に示す電子部品装着装置１ａにより回路基板９に電子部品が装着される際には、まずはんだペーストが付与された回路基板９がガイドレール２１に保持されて装着機構４のおよそ下方に位置し（ステップＳ３１）、続いて、部品供給部３により供給された電子部品が装着機構４の吸着ノズル４５（図９参照）により吸着保持され（ステップＳ４１）、予め加熱されている吸着ノズル４５により電子部品が継続的に加熱される（ステップＳ４２）。次に、吸着ノズル４５の回動により電子部品の姿勢が補正された後（ステップＳ４３）、ヘッド部４１が回路基板９の上方へと移動し（ステップＳ４４）、制御部８の制御により吸着ノズル４５が回路基板９に向けて下降し、真空吸引が解除され、吸着ノズル４５の先端に保持されていた電子部品が回路基板９上のはんだペーストに装着される（ステップＳ４５）。

ヘッド部４１の複数の吸着ノズル４５に保持されていた電子部品が全て回路基板９に装着されると、上昇して元の位置に戻った吸着ノズル４５の各部品保持位置の温度が放射温度計５１ａにより順次計測される（ステップＳ４６）。その後、ヘッド部移動機構４２によりヘッド部４１が移動されて部品供給部３側へと戻され（ステップＳ４７）、放射温度計５１ａによる計測結果が検出回路６２に送信される。

検出回路６２では、放射温度計５１ａにて計測された温度（以下、「計測温度」という。）と、予め設定されてメモリ６１に記憶されているしきい値（検出回路６２において予め設定されていてもよい。）とが比較される。しきい値は、加熱部である高温の吸着ノズル４５の先端に電子部品が保持されていない場合の部品保持位置の温度と電子部品が保持されている場合の部品保持位置の温度とのおよそ中間の温度を示す値とされる。したがって、電子部品を回路基板９に装着するステップＳ４５において電子部品が吸着ノズル４５の先端から離れていれば、計測温度はしきい値より低くなり、電子部品の持ち帰りが生じた場合には、図１１に平行斜線を付して示すように、高温の電子部品９１が吸着ノズル４５の部品保持位置４５ａに存在するため、計測温度はしきい値よりも高くなる。以上のように、図８に示す検出回路６２において計測温度としきい値とが比較されることにより、計測温度がしきい値よりも高い場合に電子部品９１の持ち帰りが検出され（ステップＳ４８）、回路基板９における電子部品９１の装着漏れという装着異常、および、対応する吸着ノズル４５の番号が検出される。

電子部品装着装置１ａでは、上述のような装着異常が検出された場合、電子部品９１の装着動作が停止され、作業者に装着異常が生じた吸着ノズル４５の番号が通知される。装着異常の原因が究明されると、必要であれば装置のメンテナンス等が行われる。装着異常が検出されなかった場合は、回路基板９に対する全ての電子部品９１の装着が終了したか否かが確認され、終了していない場合には、吸着ノズル４５により新たな電子部品９１が吸着保持されて加熱され、電子部品９１の回路基板９への装着、部品保持位置の温度計測、および、電子部品９１の持ち帰りの検出が繰り返される（ステップＳ４１〜Ｓ４８）。

１つの回路基板９に対して装着機構４による電子部品９１の装着が全て完了すると、図１の電子部品装着装置１の場合と同様に、回路基板９はガイドレール２１により上流側の装着機構４から下流側の装着機構４へ、または、下流側の装着機構４から下流のリフロー装置へと搬送される。

以上に説明したように、電子部品装着装置１ａでは、回路基板９に対する電子部品９１の１回の装着が終了する毎に、吸着ノズル４５の部品保持位置の温度を計測してしきい値と比較することにより、電子部品９１の装着後に装着機構４において電子部品９１が保持されているか否か（すなわち、電子部品９１の持ち帰りが生じているか否か）を検査し、回路基板９に対する電子部品９１の装着動作毎に電子部品９１の装着異常を容易に検出することができる。その結果、装着異常の生じた回路基板９が次の工程に送られてしまうことが未然に防止され、また、回路基板９に対する装着状態の検査の負担を軽減することができる。さらに、電子部品９１の持ち帰りが生じた吸着ノズル４５を速やかに把握することができ、電子部品装着装置１ａのメンテナンスおよび対策を迅速かつ効率良く行うこと
ができる。

また、検出回路６２により回路基板９の計測温度としきい値とが比較されるため、電子部品９１の装着後に装着機構４において電子部品９１が保持されているか否かを容易かつ自動的に検査することができ、電子部品９１の装着異常（装着漏れ）を自動的に検出することができる。

電子部品装着装置１ａでは、電子部品装着装置１と同様に、ノズル先端部４５２を電子部品９１に接触させて加熱するため、電子部品９１を効率良く加熱することができる。また、吸着ノズル４５により電子部品９１を保持しつつ加熱することができるため、電子部品装着装置１ａの構造を簡素化することができる。さらに、電子部品９１が回路基板９に対して装着されるまで継続的に加熱されるため、電子部品９１を加熱する工程を別に設ける場合に比べて、電子部品９１の加熱から装着までに要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、電子部品９１はメカニカルチャック等の他の部品保持部により保持されてもよい。

電子部品装着装置では、装置の構造の簡素化という観点からは、電子部品９１を保持する吸着ノズル４５により電子部品９１が加熱されることが好ましいが、吸着ノズル４５により加熱することが構造的に困難である場合には、他の構成（例えば、一時的に電子部品９１が載置される加熱ステージ等）により電子部品９１が加熱されてもよい。

また、電子部品９１は必ずしも加熱部位（上記実施の形態では、ノズル先端部４５２）との接触により加熱される必要はなく、電子部品９１から離れた位置に設けられる加熱部により非接触にて加熱されてもよい。例えば、吸着ノズル４５とともに移動する熱源からの輻射熱により加熱されてもよく、ヘッド部４１の所定の箇所に固定された光源からの光の照射位置が電子部品９１とともに移動して光照射により加熱されてもよい。

さらには、電子部品９１は、部品供給部３の部品カセット３１等（部品カセット３１の代わりに部品トレイが設けられる場合は部品トレイ）において、吸着ノズル４５に保持される前に予め加熱されてもよく、多種類の大型の電子部品を装着する装置のように回路基板９への装着前に電子部品９１が載置台に置き直される装置の場合、載置台に載置された状態で加熱されてもよい。

電子部品装着装置１では、回路基板９が赤外線透過性の半導体チップであり、装着機構４により半導体チップ上に半導体チップが装着される場合（すなわち、対象物が半導体チップモジュールの場合）には、回路基板９が赤外線を透過するため、回路基板９に装着される高温の電子部品９１を、装着される側とは反対側から撮像することができる。したがって、赤外線サーモグラフィ５１を回路基板９の下方（図１中の（−Ｚ）側）に配置し、回路基板９を下方から撮像することも可能となる。また、電子部品装着装置１では、赤外線サーモグラフィ５１以外の他の計測機器により回路基板９の温度分布が計測されてもよい。

電子部品装着装置１では、必ずしも回路基板９の全体の温度分布が計測されなくてもよく、装着された直後の電子部品９１の装着状態を検査するという観点からは、少なくとも装着された直後の電子部品９１近傍の回路基板９上の一部の領域の温度分布が計測されるのみでよい。また、回路基板９の全領域を常に計測し、検査対象となる領域のデータのみが検出回路６２により抽出されて検査されてもよい。回路基板９が移動し、装着位置が移動しない装着装置（例えば、複数の吸着ノズルが回転ヘッドの周上に取り付けられ、回転ヘッドを回転させて複数の吸着ノズルを所定の装着位置に順次位置させるとともに装着位置に対して回路基板を移動することにより電子部品の装着が行われる、いわゆるロータリー型の装着装置など）の場合には計測箇所を移動する必要がないため、回路基板上の装着箇所の温度分布（または、温度）のみが計測されてもよい。

電子部品装着装置１ａでは、複数の吸着ノズル４５の部品保持位置の温度を同時に計測する放射温度計の配列が設けられてもよく、赤外線サーモグラフィ等の他の計測機器により温度（または、温度分布）が計測されてもよい。

第１の実施の形態に係る電子部品装着装置の構成を示す斜視図装着機構を示す底面図装着機構を示す右側面図吸着ノズルを拡大して示す図吸着ノズルを拡大して示す図電子部品装着装置の動作の流れを示す図回路基板の温度分布を示す図第２の実施の形態に係る電子部品装着装置の装着機構および放射温度計を示す図装着機構および放射温度計を示す右側面図電子部品装着装置の動作の流れを示す図電子部品の持ち帰りの様子を示す図

符号の説明

１，１ａ電子部品装着装置
２基板保持部
４装着機構
９回路基板
４２ヘッド部移動機構
４５吸着ノズル
４５ａ部品保持位置
５１赤外線サーモグラフィ
５１ａ放射温度計
６１メモリ
６２検出回路
９１，９１ａ，９１ｂ電子部品
Ｓ１１，Ｓ２１〜Ｓ２８，Ｓ３１，Ｓ４１〜Ｓ４８ステップ

Claims

回路基板に電子部品を装着する電子部品装着方法であって、
ａ）回路基板を所定位置に保持する工程と、
ｂ）前記ａ工程の後、ヘッド部に配置した複数のノズル部を加熱し、前記複数のノズル部と複数の電子部品を各々接触させた状態で、前記複数のノズル部で前記複数の電子部品を吸着することにより前記電子部品を各々の前記複数のノズル部で加熱する工程と、
ｃ）前記ｂ工程の後、加熱された前記複数の電子部品を前記回路基板に装着する工程と、ｄ）前記ｃ工程の後、前記回路基板の全体の領域の温度分布を計測する工程と、
ｅ）前記ｄ工程で計測した温度分布に基づき、前記複数の電子部品の前記回路基板への装着漏れ、および、前記複数の電子部品の前記回路基板への位置ずれ、の装着異常を判定する工程と、
を備えることを特徴とする電子部品装着方法。
ｆ）前記ｅ工程の判定に基づき、前記装着異常を発生させた前記ノズル部を、前記複数のノズル部の中から特定する工程を、
さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着方法。