JP4367524B2 - 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装システムおよび電子部品実装方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4367524B2
JP4367524B2 JP2007135133A JP2007135133A JP4367524B2 JP 4367524 B2 JP4367524 B2 JP 4367524B2 JP 2007135133 A JP2007135133 A JP 2007135133A JP 2007135133 A JP2007135133 A JP 2007135133A JP 4367524 B2 JP4367524 B2 JP 4367524B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
solder
individual
recognition
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007135133A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008294033A (ja
Inventor
雅文 井上
郁男 菊次
正宏 木原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007135133A priority Critical patent/JP4367524B2/ja
Priority to US12/123,950 priority patent/US7841079B2/en
Priority to CN2008101277660A priority patent/CN101312137B/zh
Priority to KR1020080047340A priority patent/KR20080103023A/ko
Priority to DE102008024928A priority patent/DE102008024928A1/de
Publication of JP2008294033A publication Critical patent/JP2008294033A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4367524B2 publication Critical patent/JP4367524B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0266Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0269Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0097Processing two or more printed circuits simultaneously, e.g. made from a common substrate, or temporarily stacked circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54426Marks applied to semiconductor devices or parts for alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54473Marks applied to semiconductor devices or parts for use after dicing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8112Aligning
    • H01L2224/81121Active alignment, i.e. by apparatus steering, e.g. optical alignment using marks or sensors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818Bonding techniques
    • H01L2224/81801Soldering or alloying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8312Aligning
    • H01L2224/83121Active alignment, i.e. by apparatus steering, e.g. optical alignment using marks or sensors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838Bonding techniques
    • H01L2224/83801Soldering or alloying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01068Erbium [Er]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09918Optically detected marks used for aligning tool relative to the PCB, e.g. for mounting of components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0147Carriers and holders
    • H05K2203/0165Holder for holding a Printed Circuit Board [PCB] during processing, e.g. during screen printing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0545Pattern for applying drops or paste; Applying a pattern made of drops or paste
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/166Alignment or registration; Control of registration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49131Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by utilizing optical sighting device
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49144Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by metal fusion
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49174Assembling terminal to elongated conductor
    • Y10T29/49179Assembling terminal to elongated conductor by metal fusion bonding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • Y10T29/53178Chip component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53191Means to apply vacuum directly to position or hold work part

Description

本発明は、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する電子部品実装システムおよび電子部品実装方法に関するものである。
電子部品を基板に半田接合により実装して実装基板を製造する電子部品実装システムは、半田印刷装置、電子部品搭載装置、リフロー装置など複数の電子部品実装用装置を連結して構成されている。このような電子部品実装システムにおいて、品質管理を高い信頼性で行うことを目的として、各装置間に検査機を配置して、部品実装動作の適否を自動的に判定する機能を付与することが行われている(例えば特許文献1参照)。
この特許文献1に示す例では、半田印刷部、部品装着部、半田付け部など複数の動作作業部を連結して構成された実装基板生産システムにおいて、各部に検査機を配置して所定の監視項目を検出するようにしている。例えば半田印刷部にはクリーム半田印刷検査機が配置されており、印刷機によって印刷された基板について、半田のカスレや印刷位置ずれなどの印刷状態の監視項目が検出される。そしてこれらの検出結果が正常範囲から外れて警告領域にある場合には、上流・下流に位置する設備に対して、動作状態を変えてそれらを是正するための動作制御指示を出力するようにしている。例えば、印刷位置が特定傾向で位置ずれしているような場合には、上流の印刷装置に対してその位置ずれを補正するような動作変更指令が出され、下流の部品装着機に対しては、位置ずれ状態に応じて部品搭載位置を補正するような動作変更指令が出される。
特許第3344739号公報
ところで近年、電子機器の小型化に伴って小サイズの実装基板が広い範囲で用いられるようになっている。このような小サイズの基板を対象とした部品実装作業は一般に複数の基板を対象として一括して行われる場合が多く、複数の小サイズの個片基板をキャリアに保持させる形態が採用される。しかしながら上述の先行技術例を含め、従来の電子部品実装ラインの検査機能をこのような複数の個片基板をキャリアに保持させた部品実装形態に適用すると、以下のような問題が生じる。すなわち、複数の個片基板をキャリアに保持させる際には、これらの個片基板は必ずしもキャリア内において予め設定された正確な位置に保持されるとは限らず、通常はある範囲内で位置がばらついている。このため、印刷検査機で取得された半田位置情報をそのまま用いることができず、部品搭載工程において搭載位置補正を効率的に行うことができなかった。
そこで本発明は、複数の個片基板をキャリアに保持させた部品実装形態において、半田印刷位置に応じた搭載位置補正を効率よく行うことができる電子部品実装システムおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。
本発明の電子部品実装システムは、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する電子部品実装システムであって、前記複数の個片基板のそれぞれに形成された電子部品接合用の複数の電極に半田ペーストを一括して印刷する印刷装置と、前記キャリアに形成されたキャリア認識マークの位置および前記個片基板に形成された基板認識マークの位置を認識可能な第1のマーク位置認識部と、前記印刷された半田ペーストの位置を認識する半田位置認識部と、前記第1のマーク位置認識部による前記キャリア認識マークおよび前記基板認識マークのマーク位置認識結果、前記半田位置認識部による半田位置認識結果および個片基板における電極の位置を示す電極位置情報に基づいて各個片基板における半田ペーストの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板毎に算出する半田位置ずれ算出部とを有する印刷検査装置と、前記位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを前記半田位置ずれデータに基づいて各個片基板毎に求める演算を行う位置補正データ演算部と、部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品をピックアップし前記半田ペーストが印刷された各個片基板に搭載する部品搭載機構と、前記キャリア認識マークおよび基板認識マークの位置を認識可能な第2のマーク位置認識部と、前記第2のマーク位置認識部によるマーク位置認識結果と前記位置補正データとを加味して、前記部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御する搭載制御部とを有する電子部品搭載装置とを備えた。
本発明の電子部品実装方法は、キャリアの表面に設けられた密着性樹脂の被膜によって位置が固定された状態で保持された複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する電子部品実装方法であって、前記複数の個片基板のそれぞれに形成された電子部品接合用の複数の電極に半田ペーストを一括して印刷する印刷工程と、前記キャリアに形成されたキャリア認識マークの位置および前記個片基板に形成された基板認識マークの位置を認識する第1のマーク位置認識工程と、前記印刷された半田ペーストの位置を検出する半田位置認識工程と、前記第1のマーク位置認識工程における前記キャリア認識マークおよび前記基板認識マークのマーク位置認識結果、前記半田位置認識工程における半田位置認識結果および個片基板における電極の位置を示す電極位置情報に基づいて、前記キャリアにおける各個片基板の相対位置および各個片基板における半田ペーストの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板毎に算出する半田位置ずれ算出工程と、前記位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを前記半田位置ずれデータに基づいて各個片基板毎に求める演算を行う位置補正データ演算工程と、半田ペースト印刷後の前記キャリアを対象として前記キャリア認識マークの位置を認識する第2のマーク位置認識工程と、前記第2のマーク位置認識工程におけるマーク位置認識結果と前記位置補正データとを加味して部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品をピックアップし前記半田ペーストが印刷された各個片基板に搭載する部品搭載工程とを含む。
本発明によれば、基板認識マークのマーク位置認識結果、印刷された半田ペーストの半田位置認識結果および個片基板における電極の位置を示す電極位置情報に基づいて各個片基板における半田ペーストの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板毎に算出し、算出された半田位置ずれデータに基づいて位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを各個片基板毎に求める演算を行い、さらに電子部品搭載装置においてフィードフォワードされた位置補正データとマーク位置認識結果とを加味して部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御する構成を採用することにより、複数の個片基板をキャリアに保持させた部品実装形態において搭載位置補正を効率よく行うことができる。
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構成を示すブロック図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷装置の構成を示すブロック図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷検査装置の構成を示すブロック図、図4は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける電子部品搭載装置の構成を示すブロック図、図5、図6,図7,図8は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの対象となるキャリアおよび個片基板の構造説明図、図9は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる電子部品実装方法を示すフロー図、図10は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置補正データ作成処理を示すフロー図、図11,図12は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置補正データ作成処理の説明図である。
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は、印刷装置M1、印刷検査装置M2、電子部品搭載装置M3、リフロー装置M4の各装置を連結して成る電子部品実装ライン1を通信ネットワーク2によって接続し、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。印刷装置M1は、キャリアに保持された複数の個片基板の電極上の電子部品接合用の半田ペーストをスクリーン印刷する。印刷検査装置M2は、印刷後の個片基板における印刷状態の良否判定のための印刷検査とともに、印刷位置ずれ補正のために電子部品搭載装置M3にフィードフォワードされる位置ずれ補正データを作成する処理を行う。電子部品搭載装置M3は、半田ペーストが印刷された個片基板に電子部品を搭載する。リフロー装置M4は、電子部品搭載後の個片基板を加熱することにより、半田を加熱溶融させて電子部品を個片基板に半田接合する。
上記構成の電子部品実装ライン1は、本実施の形態においては携帯電話などの小型電子機器に使用される小サイズの基板に電子部品を実装する用途に用いられるものであり、実装作業におけるワークは複数の個片基板をキャリアに保持させた形態となっている。上記各装置による処理作業および搬送作業は、全て複数の個片基板をキャリアに保持させた状態で行われる。
まず図5〜図7を参照して、対象となる個片基板5および複数の個片基板5を保持するために用いられるキャリア4の構成について説明する。図5は、薄いフィルム状の個片基板5を保持するためのキャリア4を示している。図5(a)に示すように、キャリア4の表面には密着性樹脂より成る被膜4aが設けられており、被膜4aの上面には、図5(b)に示す個片基板5が貼着される部品装着位置4bが複数設定されている。キャリア4の対向する対角位置には、キャリア4の位置認識用のキャリア認識マークMA、MBが形成されている。
個片基板5には複数の電子部品接続用の電極5aおよび個片基板5の位置認識用の基板認識マークMa、Mbが形成されている。個片基板5におけるそれぞれの電極5aの位置
は、基板認識マークMa、Mbによって特定される個片基板座標系における個別の電極5a(i)の座標値(xi、yi)を示す電極位置情報として、予め印刷装置M1、印刷検査装置M2、電子部品搭載装置M3の各装置に設けられた記憶部または管理コンピュータ3の記憶装置に記憶されている。
個片基板5をキャリア4に保持させる際には、部品装着位置4bの形状・配列に応じて開口部が設けられた装着ガイド冶具(図示省略)をキャリア4の上面にセットし、装着ガイド冶具の開口部を介して装着された個片基板5を、図5(c)に示すように、被膜4aの上面に対して押圧する。これにより、個片基板5の下面と被膜4aの上面との間の空気が排除され、個片基板5と被膜4aとは密着されて相対位置が固定された状態となる。個片基板5の取り扱いは、このようにして複数の個片基板5をキャリア4に保持させた状態で行われる。
個片基板5の搬送はキャリア4ごと行われ、各装置で個片基板5に対して作業を行う際には、図6(a)に示すように、複数の個片基板5を保持したキャリア4の下面を各装置に設けられた下受け部材6によって下受けした状態で行われる。この状態において、キャリア4に貼り付けられた個片基板5の位置は必ずしも完全な規則配列とはなっておらず、それぞれの個片基板5によって部品装着位置4bに対してランダムにずれた状態となることが多い。
すなわち同一のキャリア4に保持された複数の個片基板5において、各個片基板5にそれぞれ形成された電極5aの位置は、個々の個片基板5によって異なる位置ずれ傾向で正規の位置から位置ずれした状態となっている。このため、キャリア4における電極5aの位置を特定するためには、キャリア4に形成されたキャリア認識マークMA、MBに対する各個片基板5の基板認識マークMa、Mbの相対位置が必要となる。但し、個片基板5をキャリア4に対して被膜4aを介して保持させた状態では、それぞれの個片基板5はキャリア4に対して位置が固定された状態となるため、キャリア認識マークMA、MBに対する各個片基板5の基板認識マークMa、Mbの相対位置を一度求めて記憶させておけば、以降の工程ではこの相対位置情報をそのまま流用することができる。
図7は、上述の個片基板5のようにキャリア4に密着させて固定的に保持させることが困難な個片基板105を対象とするキャリア104を示している。図7(a)に示すように、キャリア104の上面には、図7(b)に示す個片基板105が嵌入する凹形状の基板保持部104aが設けられており、基板保持部104aの底面には、キャリア104の下面側に貫通する貫通口104bが設けられている。キャリア104の対向する対角位置には、キャリア104の位置認識用のキャリア認識マークMA、MBが形成されている。
個片基板105には複数の電子部品接続用の電極105aおよび個片基板105の位置認識用の基板認識マークMa、Mbが形成されている。個片基板105におけるそれぞれの電極105aの位置は、個片基板5と同様に基板認識マークMa、Mbによって特定される個片基板座標系における個別の電極105a(i)の座標値(xi、yi)を示す電極位置情報として、予め各装置に設けられた記憶部に記憶されている。
個片基板105をキャリア104に保持させる際には、図7(c)に示すように、個片基板105を基板保持部104a内に載置する。基板保持部104aの形状・寸法は、個片基板105が基板保持部104a内に幾分の寸法的な遊びを以て嵌入するように設定されており、キャリア104に保持された複数の個片基板105は、それぞれがこの遊び分だけ位置誤差を生じた状態となる。すなわち複数の個片基板105は、キャリア104に設けられた基板保持部104aに位置決め誤差のある状態で保持され、個片基板105の取り扱いは、このような状態で行われる。
個片基板105の搬送はキャリア104ごと行われ、各装置で個片基板105に対して作業を行う際には、図8(a)に示すように、複数の個片基板105を保持したキャリア104の下面を各装置に設けられた下受け部材106によって下受けした状態で行われる。このとき、下受け部材106に設けられた突部106aが貫通口104bを貫通して個片基板105を基板保持部104aから持ち上げる。そして突部106aに形成された吸着孔106bから真空吸引することにより、各個片基板105は真空吸着により突部106aに位置保持される。
このような構成のキャリア104を用いる場合においても、基板保持部104aに嵌入して保持された状態における個片基板105の位置は前述の遊び分だけ常に位置誤差を有した状態となっており、しかもキャリア104を移動させる都度、位置誤差の状態が変化する。このため、キャリア104における電極105aの位置を特定するためには、位置特定が必要とされる度に、各個片基板105の基板認識マークMa、Mbの位置を認識することが必要となる。
次に各装置の構成について説明する。以下の装置説明においては、キャリア4に保持された個片基板5を対象とする例についてのみ述べているが、キャリア104に個片基板105を対象とする場合も同様である。まず図2を参照して、印刷装置M1の構成について説明する。図2において、位置決めテーブル10上にはキャリア保持部11が配設されている。キャリア保持部11は複数の個片基板5を保持するキャリア4をクランパ11aによって両側から挟み込んで保持する。キャリア保持部11の上方には、マスクプレート12が配設されており、マスクプレート12にはキャリア4に保持された個片基板5の印刷部位に対応したパターン孔(図示省略)が設けられている。テーブル駆動部14によって位置決めテーブル10を駆動することにより、キャリア4はマスクプレート12に対して水平方向および垂直方向に相対移動する。
マスクプレート12の上方にはスキージ部13が配置されている。スキージ部13は、スキージ13cをマスクプレート12に対して昇降させるとともにマスクプレート12に対して所定押圧力で押し付ける昇降押圧機構13b、スキージ13cを水平移動させるスキージ移動機構13aより成る。昇降押圧機構13b、スキージ移動機構13aは、スキージ駆動部15により駆動される。キャリア4に保持された複数の個片基板5をマスクプレート12の下面に当接させた状態で、半田ペーストSが供給されたマスクプレート12の表面に沿ってスキージ13cを所定速度で水平移動させることにより、各個片基板5のそれぞれに形成された電子部品接合用の複数の電極5aに半田ペーストSが図示しないパターン孔を介して一括して印刷される。
この印刷動作は、テーブル駆動部14、スキージ駆動部15を印刷制御部17によって制御することによって行われる。この制御に際しては、印刷データ記憶部16に記憶された印刷データに基づいて、スキージ13cの動作やキャリア4とマスクプレート12との位置合わせが制御される。通信部18は通信ネットワーク2を介して管理コンピュータ3や電子部品実装ライン1を構成する他装置との間でのデータ授受を行う。
次に図3を参照して、印刷検査装置M2について説明する。図3において、位置決めテーブル20上にはキャリア保持部21が配置されており、キャリア保持部21には複数の個片基板5を保持したキャリア4が保持されている。キャリア保持部21の上方にはカメラ23が撮像方向を下向きにして配設されており、カメラ23は印刷装置M1によって各個片基板5に半田が印刷された状態のキャリア4を撮像する。検査制御部28は、テーブル駆動部22、カメラ23を制御することにより、検査動作を制御する。検査制御部28によってテーブル駆動部22を制御して位置決めテーブル20を駆動することにより、キ
ャリア4の任意位置をカメラ23の直下に位置させて撮像することができる。
撮像によって取得した画像データは画像認識部27によって認識処理され、これにより、キャリア4に形成されたキャリア認識マークMA、MB、さらに複数の個片基板5のそれぞれに形成された基板認識マークMa、Mbの位置を認識することが可能となっている。また取得した画像データを認識処理することにより、印刷装置M1によってキャリア4に保持された複数の個片基板5において各電極に印刷された半田ペーストの位置が認識される。すなわちカメラ23および画像認識部27は、キャリア4に形成されたキャリア認識マークMA、MBの位置および個片基板5に形成された基板認識マークMa,Mbの位置を認識可能な第1のマーク位置認識部と、個片基板5に印刷された半田ペーストSの位置を認識する半田位置認識部とを兼務した形態となっている。
印刷検査処理部26は印刷された半田ペーストの位置認識結果に基づき、半田印刷状態を良否判定する印刷検査を行う。半田位置ずれ算出部25は、画像認識部27が画像データを認識処理することによって得られたマーク位置認識結果、半田位置認識結果および個片基板5における電極の位置を示す電極位置情報(図5(b)、図7(b)参照)に基づいて、各個片基板5における半田ペーストSの位置ずれを示す半田位置ずれデータを、各個片基板5毎に算出する処理を行う。位置補正データ演算部24は、各個片基板5における半田ペーストSの位置ずれを補正して、電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを、半田位置ずれ算出部25によって算出された半田位置ずれデータに基づいて各個片基板5毎に求める演算を行う。
次に図4を参照して、電子部品搭載装置M3の構成について説明する。図4において位置決めテーブル30上にはキャリア保持部31が配設されており、キャリア保持部31は印刷検査装置M2から搬送されたキャリア4を保持する。キャリア保持部31の上方には、ヘッド駆動機構33によって移動する搭載ヘッド32およびカメラ40が配設されている。搭載ヘッド32は電子部品を吸着するノズル32aを備えており、搭載ヘッド32は部品供給部(図示省略)から電子部品7をノズル32aによって吸着保持して取り出す。そして搭載ヘッド32をキャリア4上に移動させて、キャリア4に対して下降させることにより、ノズル32aに保持した電子部品をキャリア4に保持された複数の個片基板5に搭載する。搭載ヘッド32、ヘッド移動機構33および搭載ヘッド駆動部35は、部品供給部から搭載ヘッド32によって電子部品をピックアップし、半田ペーストが印刷された各個片基板5に搭載する部品搭載機構を構成する。
カメラ40はキャリア4の上面を撮像し、カメラ40によって取得された画像データは画像認識部38によって認識処理される。これにより、キャリア4に形成されたキャリア認識マークMA、MB、さらに複数の個片基板5のそれぞれに形成された基板認識マークMa、Mbの位置を認識することが可能となっている。したがって、カメラ40,画像認識部38は、キャリア認識マークおよび基板認識マークの位置を認識可能な第2のマーク位置認識部となっている。
ヘッド駆動機構33、位置決めテーブル30はそれぞれ搭載ヘッド駆動部35、テーブル駆動部34によって駆動される。搭載データ記憶部36には、実装対象となるキャリア4に保持された個片基板5おける実装位置座標を示す搭載位置データが、実装データとして記憶される。搭載ヘッド32による部品搭載動作において、搭載制御部37がこの実装データに基づき、キャリア認識マークMA、MB、基板認識マークMa、Mbのマーク位置認識結果を加味して、テーブル駆動部34、搭載ヘッド駆動部35を制御することにより、キャリア4に保持された個片基板5の部品搭載位置へ電子部品が搭載される。
本実施の形態においては、さらに印刷検査装置M2によって演算され電子部品搭載装置
M3にフィードフォワードされた位置補正データを加味して動作制御を行うようにしている。すなわち、搭載制御部37は、第2のマーク位置認識部である画像認識部38によるマーク位置認識結果と位置補正データとを加味して、部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御するようになっている。通信部39は通信ネットワーク2を介して管理コンピュータ3や電子部品実装ライン1を構成する他装置との間で、上述の位置補正データなどの各種のデータ授受を行う。
なお上記電子部品実装システムの構成においては、印刷装置M1と電子部品搭載装置M3との間に独立して設けられた印刷検査装置M2を挟んだ構成となっているが、印刷検査装置M2の機能を印刷装置M1もしくは電子部品搭載装置M3に付属させるようにしてもよい。すなわち印刷装置M1において印刷後のキャリア4を対象として撮像が可能なようにカメラ23を配設し、位置補正データ演算部24,半田位置ずれ算出部25,印刷検査処理部26,画像認識部27、検査制御部28の機能を印刷装置M1の制御機能に付加する。これにより、印刷後のキャリア4を対象として印刷装置M1内部で同様の検査処理および演算処理を行うことができる。電子部品搭載装置M3にこれらの機能を付属させる場合においても同様であり、この場合には電子部品搭載装置M3の内部において、印刷装置M1から直接搬入されたキャリア4に対して同様の検査が部品搭載動作に先だって実行される。また半田位置ずれ算出部25の演算機能のみを、電子部品搭載装置M3によって実行させるようにしてもよい。
この電子部品実装システムは上記の様に構成されており、以下電子部品実装方法について図9のフローに沿って説明する。上流側の基板供給部(図示省略)から供給されるキャリア4は、まず印刷装置M1に搬入されてキャリア保持部11に保持される。キャリア4には、図6(b)に示すように、複数の個片基板5が保持されており、これらの個片基板5には、電子部品の実装点に対応する位置に複数の電子部品接合用の電極5aが対をなして形成されている。そしてこれらの個々の電極5aに対して、半田ペーストSを一括して印刷する(印刷工程)(ST1)。
次いで、印刷後のキャリア4は印刷検査装置M2に搬入される。ここでは、印刷後のキ
ャリア4をカメラ23によって撮像し、撮像によって取得された画像データを画像認識部27が認識処理することにより、印刷検査処理部26によって印刷良否判定のための印刷検査行われ、印刷位置ずれ補正のための位置補正データを各個片基板5毎に作成する処理が、半田位置ずれ算出部25、位置補正データ演算部24によって行われる(ST2)。この後、演算された位置補正データを、電子部品搭載装置M3にフィードフォワードする(ST3)。
そして電子部品搭載装置M3にて、カメラ40によってキャリア4を撮像して得られた画像データを画像認識部38によって認識処理することによって得られたマーク位置認識結果と、印刷検査装置M2からフィードフォワードされた位置補正データとを加味して部品搭載機構を制御して、各個片基板5に電子部品を搭載する(ST4)。この後、各個片基板5に電子部品が搭載された後のキャリア4をリフロー装置M4に搬入し、各個片基板5に搭載された電子部品を一括して半田接合する(ST5)。これにより、電子部品を半田接合により実装した個片実装基板の製造が完了する。
ここで、上述のフローの(ST2)に示す位置補正データ作成処理について、図10のフローに則して、図11,図12を参照しながら説明する。なお、図11,図12に示す例では、対象が個片基板5が固定的に貼り付けられたキャリア4である場合を示している。まず、図11(a)に示すように、半田ペーストSが印刷された後の個片基板5を保持したキャリア4を撮像して、各個片基板5の基板認識マークMa、Mbの位置を認識する(ST11)。なお、図11において直交座標系XYはカメラ23に備えられた光学座標
系を示しており、直交座標系xyは、基板認識マークMa、Mbの位置によって特定される個別の個片基板5の座標系を示している。また、図11(b)、(c)においては、各電極5aに印刷された半田ペーストSの図示は適宜省略している。個片基板5を対象としたマーク位置認識においては、個片基板5が固定的に貼り付けられたキャリア4のキャリア認識マークMA、MBを併せて位置認識する。これにより、キャリア4における各個片基板5の固定的な相対位置が検出され、この相対位置情報は、位置補正データと併せて電子部品搭載装置M3へフィードフォワードされる。
次に、基板認識マークMa、Mbの位置認識結果と個片基板5の電極位置情報(図5(b)参照)とに基づいて、当該個片基板5における各電極5aの位置を算出する(ST12)。すなわち、図11(a)において認識された基板認識マークMa、Mbの2点位置から、直交座標系XYとは別の個片基板5に固有の直交座標系xyを設定し、この直交座標系xyにおける各電極5a(i)の位置(xi,yi)を算出する。個片基板5の電極位置情報は、各装置の記憶部に予め記憶されており、必要に応じて読み出されるようになっている。
次に、それぞれの個片基板5において位置補正基準エリアに位置する半田ペーストの位置を認識する(ST13)。ここで位置補正基準エリアとは、図11(c)に示すように、矩形形状の個片基板5の1対の対角位置に設定された領域R1,R2を意味している。これらの領域R1,R2からそれぞれ代表位置として1点づつ選定された1対の電極5a(1)、(2)に対して印刷された半田ペーストS(1)、(2)の位置ずれ量を求めることにより、当該個片基板5の全体エリアにおける半田ペーストS(i)の位置ずれ量を推定することができる。
すなわち、図12(a)に示すように、電極5a(1)、(2)の中心点C1,C3、半田ペーストS(1)、(2)の重心点C2,C4を画像認識により求める。次いで、C1〜C2、C3〜C4の変位量をこれらの位置補正基準エリアにおける半田ペーストSの電極5aに対する位置ずれ量として求め(ST14)、求めた位置ずれ量から、当該個片基板5内の任意点における位置ずれ量を導出するための座標変換式F(X,Y、Θ)を求める(ST15)。換言すれば、中心点C1,C3がそれぞれ重心点C2,C4に重なるような座標変換式を求める。
そして求めた座標変換式F(X,Y、Θ)を用いて、当該個片基板5内の各電極5a(i)における半田位置ずれ量を算出する(ST16)。すなわち、中心点C(i)を座標変換式F(X,Y、Θ)によって座標変換したC(i+1)が、半田ペーストS(i)の重心点であると推定し、C(i)〜C(i+1)の変位量を電極5a(i)における半田位置ずれ量として算出し、さらにこの演算を個片基板5内の全ての電極5aについて実行する。
すなわち本実施の形態では、半田位置認識部は、各個片基板5において位置補正基準エリアとして予め定められた領域R1,R2に印刷された半田ペーストS1,S2の位置を代表位置として認識するようにしている。これにより、従来必要とされた個々の電極毎に半田印刷位置の算出のための撮像や画像認識処理を行うことなく、半田位置ずれ量の算出を効率よく実行することが可能となっている。もちろん、各個片基板5において全ての電極5aを対象として半田位置認識を行うことにより、半田位置ずれデータを算出するようにしてもよい。
次いで位置補正データの演算が行われる。すなわち上述ように算出された各電極5aにおける半田位置ずれを補正して、電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを各実装点毎のオフセット値として算出する(ST17)。ここでは位置補正データの形態として、隣接する1対の電極5aに半田接合される端子型の電子部品7を対象として実装点を補正する例を示している。図12(b)に示すように、実装データで示される電極基準での実装点は電極5aの中点である電極位置Paであり、これに対し、実際に印刷された半田ペーストSの位置を搭載位置とする半田基準での実装点は2つの電極5aに印刷された半田ペーストSの重心位置を示す半田印刷位置Psである。なお求められた電極位置Paと半田印刷位置Psとの相対位置ずれ量が、位置ずれ許容上限として予め設定された閾値よりも大きい場合には印刷不良であり、印刷検査処理部26によって不良判定がなされる。
そして相対位置ずれ量が閾値以内であれば、図12(c)に示すように、電極位置Paと半田印刷位置Psとに基づき設定される部品搭載位置Pmと、電極位置Paとの偏差を示すオフセット値(ΔX、ΔY)を算出する。ここで、部品搭載位置Pmは、電極位置Paと半田印刷位置Psを結ぶ直線上に、Pa−Psの中点よりも半田印刷位置Ps寄りの位置に設定される。印刷された半田ペーストSが電極から位置ずれしている場合には、半田印刷位置Psそのものを部品搭載位置Pmとするよりも、半田印刷位置Psから電極位置Pa側に幾分ずらした位置を部品搭載位置Pmとした方が、良好な半田接合結果が得られることが経験的に知られている。
最適な部品搭載位置を求めるためには、基板の電極形状や電子部品のサイズ・形状、半田ペーストの粘度などの組み合わせによって、個別の実装不良の発生度数分布は種々異なることから、部品搭載位置Pmを小刻みにずらして実装を試行し、部品搭載位置Pmの位置と実装不良の発生度合いとの関連を予め実験的に求めておくことが望ましい。そして全体としての実装不良の発生が最も少なくなるような位置に部品搭載位置Pmを設定する。
このオフセット値の算出はキャリア4に保持されたそれぞれの個片基板5の各電極5aの全てについて行われ、これらのオフセット値は位置補正データとして電子部品搭載装置M3にフィードフォワードされる。そして電子部品搭載装置M3においては、搭載データ記憶部36に記憶された実装データ、すなわち対象となる個片基板5における実装点の位置を示す実装座標データに、カメラ40によってキャリア4を撮像して求められたマーク認識結果およびフィードフォワードされた位置補正データとを加味して、部品搭載動作が実行される。
すなわち、設計上の実装位置に対して、キャリア4の位置決めおよび個片基板5の相対位置ずれに起因する位置ずれ誤差をマーク認識結果によって補正し、さらに印刷検査装置M2からフィードフォワードされる位置補正データによって半田位置ずれを補正した上で、部品搭載動作を行う。この場合には、キャリア4に形成されたキャリア認識マークMA、MBに対する各個片基板5の相対位置は印刷検査装置M2において既に取得され、位置補正データとともに電子部品搭載装置M3にフィードフォワードされていることから、キャリア4のキャリア認識マークMA、MBのみを位置認識すればよい。
上述の電子部品実装方法は、キャリア4に位置が固定された状態で保持された複数の個片基板5に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する電子部品実装方法に関するものであり、以下の各工程を含んだ形態となっている。まず印刷装置M1によって、複数の個片基板5のそれぞれに形成された電子部品接合用の複数の電極5aに半田ペーストSを一括して印刷する(印刷工程)。次に、印刷後のキャリア4を印刷検査装置M2に搬入し、キャリア4をカメラ23によって撮像した画像データを認識処理することにより、キャリア4に形成されたキャリア認識マークMA,MBの位置および個片基板5に形成された基板認識マークMa,Mbの位置を認識する(第1のマーク位置認識工程)とともに、個片基板5に印刷された半田ペーストSの位置を検出する(半田位置認識工程)。
印刷検査装置M2においては、第1のマーク位置認識工程における基板認識マークMa、Mbを対象としたマーク位置認識結果、半田位置認識工程における半田位置認識結果および個片基板5における電極5aの位置を示す電極位置情報に基づいて、各個片基板5における半田ペーストSの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板5毎に算出する(半田位置ずれ算出工程)。この半田位置ずれ算出は、図10に示す(ST12)〜(ST16)に示す方法に従って行われる。
次いで位置補正データ演算部24によって、半田ペーストSの位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを、半田位置ずれデータに基づいて各個片基板5毎に求める演算を行い(位置補正データ演算工程)、この位置補正データは電子部品搭載装置M3にフィードフォワードされる。なおこの位置補正データとともに、第1のマーク位置認識工程において求められたキャリア4における各個片基板5の相対位置を示す相対位置情報がフィードフォワードされる。そして電子部品搭載装置M3においては、以下の各工程が実行される。まず、半田ペースト印刷後のキャリア4をカメラ40によって撮像することにより、キャリア認識マークMA,MBの位置を認識する(第2のマーク位置認識工程)。
次いで、第1のマーク位置認識工程および第2のマーク位置認識工程におけるマーク位置認識結果と、印刷検査装置M2からフィードフォワードされた位置補正データとを加味して、部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、部品供給部から搭載ヘッド32によって電子部品をピックアップし、半田ペーストSが印刷された各個片基板5に搭載する(部品搭載工程)。
また、同様の電子部品実装ライン1を用いて、図7に示すキャリア104に設けられた基板保持部104aに位置決め誤差のある状態で保持された複数の個片基板105を対象として個片実装基板を製造する場合には、上述の電子部品実装方法と比較して、以下の工程における作業処理内容が異なっている。まず、印刷検査装置M2にて実行される第1のマーク認識工程においては、個片基板105のそれぞれに形成された基板認識マークMa,Mbの位置のみを認識する。キャリア104においては、個片基板105は常に基板保持部104a内で寸法的な遊びに起因する位置誤差を有しており、キャリア104内における個片基板105の相対位置は常に変動しており、この相対位置を予め求めておく利点がないからである。半田位置ずれ算出工程および位置補正データ演算工程については、キャリア4、個片基板5を対象とする上述例と同様である。
また、印刷後の個片基板105を保持したキャリア104を電子部品搭載装置M3に搬入して行われる第2のマーク位置認識工程においては、保持された個片基板105の全ての基板認識マークMa,Mbを認識する。これは、印刷検査装置M2における第1のマーク位置認識工程でキャリア104に対する個片基板105の相対位置を示す相対位置情報が取得されていないことによる。そして電子部品搭載動作においては、基板認識マークMa,Mbのマーク位置認識結果と印刷検査装置M2からフィードフォワードされた位置補正データとを加味して、部品搭載機構が制御される。
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装方法においては、基板認識マークMa,Mbのマーク位置認識結果、印刷された半田ペーストSの半田位置認識結果および個片基板5における電極5aの位置を示す電極位置情報に基づいて各個片基板5における半田ペーストSの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板5毎に算出し、算出された半田位置ずれデータに基づいて位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを各個片基板5毎に求める演算を行い、さらに電子部品搭載装置M3においてフィードフォワードされた位置補正データとマーク位置認識結果とを加味し
て部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御する構成を採用している。これにより、キャリア内において個片基板の位置がばらついている場合にあっても、搭載位置補正を効率よく行うことができる。
本発明の電子部品実装システムおよび電子部品実装方法は、複数の個片基板をキャリアに保持させた部品実装形態において、半田印刷位置に応じた搭載位置補正を効率よく行うことができるという効果を有し、キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する分野に有用である。
本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷検査装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける電子部品搭載装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの対象となるキャリアおよび個片基板の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの対象となるキャリアおよび個片基板の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの対象となるキャリアおよび個片基板の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの対象となるキャリアおよび個片基板の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる電子部品実装方法を示すフロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置補正データ作成処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置補正データ作成処理の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置補正データ作成処理の説明図
符号の説明
1 電子部品実装ライン
4、104 キャリア
104a 基板保持部
4a 被膜
5、105 基板
5a、105a 電極
7 電子部品
23、40 カメラ
S 半田ペースト
MA,MB キャリア認識マーク
Ma,Mb 基板認識マーク

Claims (4)

  1. キャリアに保持された複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する電子部品実装システムであって、
    前記複数の個片基板のそれぞれに形成された電子部品接合用の複数の電極に半田ペーストを一括して印刷する印刷装置と、
    前記キャリアに形成されたキャリア認識マークの位置および前記個片基板に形成された基板認識マークの位置を認識可能な第1のマーク位置認識部と、前記印刷された半田ペーストの位置を認識する半田位置認識部と、前記第1のマーク位置認識部による前記キャリア認識マークおよび前記基板認識マークのマーク位置認識結果、前記半田位置認識部による半田位置認識結果および個片基板における電極の位置を示す電極位置情報に基づいて各個片基板における半田ペーストの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板毎に算出する半田位置ずれ算出部とを有する印刷検査装置と、
    前記位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを前記半田位置ずれデータに基づいて各個片基板毎に求める演算を行う位置補正データ演算部と、
    部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品をピックアップし前記半田ペーストが印刷された各個片基板に搭載する部品搭載機構と、前記キャリア認識マークおよび基板認識マークの位置を認識可能な第2のマーク位置認識部と、前記第2のマーク位置認識部によるマーク位置認識結果と前記位置補正データとを加味して、前記部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御する搭載制御部とを有する電子部品搭載装置とを備えたことを特徴とする電子部品実装システム。
  2. 前記半田位置認識部は、各個片基板において位置補正基準エリアとして予め定められた領域に印刷された半田ペーストの位置を代表位置として認識することを特徴とする請求項1記載の電子部品実装システム。
  3. 前記位置補正データ演算部は、前記印刷検査装置に設けられていることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装システム。
  4. キャリアの表面に設けられた密着性樹脂の被膜によって位置が固定された状態で保持さ
    れた複数の個片基板に電子部品を半田接合により実装して個片実装基板を製造する電子部品実装方法であって、
    前記複数の個片基板のそれぞれに形成された電子部品接合用の複数の電極に半田ペーストを一括して印刷する印刷工程と、
    前記キャリアに形成されたキャリア認識マークの位置および前記個片基板に形成された基板認識マークの位置を認識する第1のマーク位置認識工程と、前記印刷された半田ペーストの位置を検出する半田位置認識工程と、前記第1のマーク位置認識工程における前記キャリア認識マークおよび前記基板認識マークのマーク位置認識結果、前記半田位置認識工程における半田位置認識結果および個片基板における電極の位置を示す電極位置情報に基づいて、前記キャリアにおける各個片基板の相対位置および各個片基板における半田ペーストの位置ずれを示す半田位置ずれデータを各個片基板毎に算出する半田位置ずれ算出工程と、
    前記位置ずれを補正して電子部品を適正な位置に搭載するための位置補正データを前記半田位置ずれデータに基づいて各個片基板毎に求める演算を行う位置補正データ演算工程と、
    半田ペースト印刷後の前記キャリアを対象として前記キャリア認識マークの位置を認識する第2のマーク位置認識工程と、前記第2のマーク位置認識工程におけるマーク位置認識結果と前記位置補正データとを加味して部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品をピックアップし前記半田ペーストが印刷された各個片基板に搭載する部品搭載工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
JP2007135133A 2007-05-22 2007-05-22 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法 Active JP4367524B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007135133A JP4367524B2 (ja) 2007-05-22 2007-05-22 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
US12/123,950 US7841079B2 (en) 2007-05-22 2008-05-20 Electronic component mounting system and electronic component mounting method
CN2008101277660A CN101312137B (zh) 2007-05-22 2008-05-22 电子元件安装系统和电子元件安装方法
KR1020080047340A KR20080103023A (ko) 2007-05-22 2008-05-22 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법
DE102008024928A DE102008024928A1 (de) 2007-05-22 2008-05-23 Elektronikbauelement-Montagesytem und Elektronikbauelement-Montageverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007135133A JP4367524B2 (ja) 2007-05-22 2007-05-22 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008294033A JP2008294033A (ja) 2008-12-04
JP4367524B2 true JP4367524B2 (ja) 2009-11-18

Family

ID=40071050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007135133A Active JP4367524B2 (ja) 2007-05-22 2007-05-22 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7841079B2 (ja)
JP (1) JP4367524B2 (ja)
KR (1) KR20080103023A (ja)
CN (1) CN101312137B (ja)
DE (1) DE102008024928A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012199476A (ja) * 2011-03-23 2012-10-18 Panasonic Corp 接着剤塗布装置
WO2014076967A1 (ja) * 2012-11-19 2014-05-22 パナソニック株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
WO2014076970A1 (ja) * 2012-11-19 2014-05-22 パナソニック株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
US9661793B2 (en) 2012-11-19 2017-05-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electronic component mounting system and electronic component mounting method

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133936B1 (ko) * 2008-11-03 2012-04-13 미래산업 주식회사 반도체소자의 실장장치, 실장시스템 및 실장방법
KR20100052236A (ko) * 2008-11-10 2010-05-19 삼성전자주식회사 패키지 장치 및 방법
IT1392991B1 (it) * 2009-02-23 2012-04-02 Applied Materials Inc Procedimento di stampa serigrafica autoregolantesi
JP2010212575A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Casio Computer Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP5786261B2 (ja) * 2011-04-26 2015-09-30 Jukiオートメーションシステムズ株式会社 実装システム、電子部品の実装方法、基板の製造方法及びプログラム
JP5767918B2 (ja) * 2011-09-08 2015-08-26 富士機械製造株式会社 電子部品実装機および電子部品実装方法
WO2013065420A1 (ja) * 2011-10-31 2013-05-10 株式会社村田製作所 電子部品、集合基板及び電子部品の製造方法
JP2014011231A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Hitachi Ltd ハンダボール印刷搭載装置
JP6018844B2 (ja) * 2012-08-30 2016-11-02 ヤマハ発動機株式会社 部品装着方法、部品装着装置、及びプログラム
JP5877327B2 (ja) * 2012-10-15 2016-03-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷における不良原因の解析装置ならびに不良原因の解析方法
JP2014103235A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Panasonic Corp 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP5884015B2 (ja) * 2012-11-19 2016-03-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子部品装着システム
JP5895131B2 (ja) * 2012-12-25 2016-03-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP5945699B2 (ja) * 2012-12-25 2016-07-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
EP2943051B1 (en) * 2013-01-07 2019-09-11 FUJI Corporation Component mounting machine and component mounting method
JP2014154650A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Panasonic Corp 電子部品実装システムおよびキャリア識別方法
WO2014170986A1 (ja) * 2013-04-18 2014-10-23 株式会社島津製作所 基板検出システム及び基板検出方法
US9374905B2 (en) * 2013-09-30 2016-06-21 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for automatically adjusting dispensing units of a dispenser
US9911632B2 (en) * 2013-10-23 2018-03-06 Ats Automation Tooling Systems Inc. Multiple part decoration system and method
JP6272676B2 (ja) * 2013-11-07 2018-01-31 東レエンジニアリング株式会社 ボンディング装置
JP6450923B2 (ja) * 2013-12-20 2019-01-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法ならびに電子部品実装装置
US10462948B2 (en) * 2014-03-13 2019-10-29 Fuji Corporation Mounting deviation correction apparatus and component mounting system
JP6349546B2 (ja) * 2014-05-13 2018-07-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 部品実装方法
KR20160019564A (ko) 2014-08-11 2016-02-22 주식회사 고영테크놀러지 검사 장치 및 방법과, 이를 포함하는 부품 실장 시스템 및 방법
CN112040760B (zh) * 2014-11-20 2022-04-01 株式会社高迎科技 检查装置及具有其的部件贴装系统
KR101579215B1 (ko) * 2015-03-31 2015-12-21 씨유테크 주식회사 칩마운터의 부품 위치 보정을 통한 표면 실장 장치
DE102015220746A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-27 Ersa Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Platzierung elektronischer Bauteile
JP6292217B2 (ja) * 2015-12-18 2018-03-14 日本精工株式会社 生産ライン及び製品の生産方法
EP3445143A4 (en) * 2016-04-13 2019-11-20 Fuji Corporation ASSEMBLY AND ASSEMBLY PROCEDURE
CN106413279A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 上海青橙实业有限公司 一种主板、移动终端以及主板制作方法
EP3566872B1 (en) * 2017-01-06 2022-06-01 FUJI Corporation Screen printer
US10824137B2 (en) * 2017-06-19 2020-11-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Mounting board manufacturing system
WO2019009095A1 (ja) * 2017-07-06 2019-01-10 メイショウ株式会社 部品実装装置及び部品実装用プログラム
WO2020012621A1 (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 株式会社Fuji テンプレート作成装置および部品装着機
CN110913606A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 昌硕科技(上海)有限公司 印刷电路板生产方法
WO2020194979A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 生産データ作成装置および生産データ作成方法
JP7212174B2 (ja) * 2019-10-18 2023-01-24 株式会社Fuji 部品実装機
KR102196378B1 (ko) * 2020-04-13 2020-12-30 제엠제코(주) 반도체 부품 부착 장비
CN111465310B (zh) * 2020-04-16 2021-05-28 安徽天通精电新科技有限公司 一种自动下料的贴片机
JP7296174B2 (ja) 2020-08-19 2023-06-22 株式会社新川 基板保持具、並びに、ボンディングシステム及びボンディング方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5555316A (en) * 1992-06-30 1996-09-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inspecting apparatus of mounting state of component or printing state of cream solder in mounting line of electronic component
JP3344739B2 (ja) 1992-09-30 2002-11-18 松下電器産業株式会社 実装基板生産システムおよび実装基板生産方法
JP3196597B2 (ja) 1995-09-29 2001-08-06 松下電器産業株式会社 回路モジュールの製造方法
JP3562325B2 (ja) * 1998-07-16 2004-09-08 松下電器産業株式会社 電子部品の実装方法
JP4346827B2 (ja) 2001-03-06 2009-10-21 パナソニック株式会社 電子部品実装方法
JP2006019554A (ja) 2004-07-02 2006-01-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品搭載装置および電子部品実装方法
JP4654887B2 (ja) 2005-11-14 2011-03-23 株式会社ニコン 撮像装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012199476A (ja) * 2011-03-23 2012-10-18 Panasonic Corp 接着剤塗布装置
WO2014076967A1 (ja) * 2012-11-19 2014-05-22 パナソニック株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
WO2014076970A1 (ja) * 2012-11-19 2014-05-22 パナソニック株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
US9615495B2 (en) 2012-11-19 2017-04-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electronic component mounting system and electronic component mounting method
US9629292B2 (en) 2012-11-19 2017-04-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electronic component mounting system and electronic component mounting method
US9661793B2 (en) 2012-11-19 2017-05-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electronic component mounting system and electronic component mounting method

Also Published As

Publication number Publication date
CN101312137A (zh) 2008-11-26
JP2008294033A (ja) 2008-12-04
DE102008024928A1 (de) 2009-01-08
US20080289175A1 (en) 2008-11-27
CN101312137B (zh) 2010-12-08
US7841079B2 (en) 2010-11-30
KR20080103023A (ko) 2008-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4367524B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
KR101260429B1 (ko) 전자 부품 실장 시스템, 전자 부품 탑재 장치 및 전자 부품실장 방법
JP4793187B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP4692268B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP4353100B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP4356769B2 (ja) スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法
JP5895131B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP2007287779A (ja) 電子部品実装システムおよび搭載状態検査装置ならびに電子部品実装方法
JP5945699B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP4379348B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP2006202804A (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品搭載装置ならびに電子部品実装方法
WO2013186963A1 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP5945697B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
WO2014076969A1 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP6010760B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP2006019554A (ja) 電子部品搭載装置および電子部品実装方法
WO2014076970A1 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP4743059B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP4595857B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP5945730B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
JP5990775B2 (ja) 電子部品実装システムおよび電子部品実装装置ならびに電子部品実装方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090324

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090515

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090609

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090817

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4367524

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904

Year of fee payment: 4