JP7046483B2 - 電子部品実装システム及び電子部品実装方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装システム及び電子部品実装方法に関する。
かかる電子部品実装システム（電子部品実装方法）として、基板に形成された電子部品接合用の電極上に電子部品を搭載する電子部品搭載装置（電子部品搭載工程）と、電子部品搭載後の基板を加熱して電子部品を基板の電極に接合するリフロー装置（リフロー工程）とを含み、さらに、電子部品搭載装置（電子部品搭載工程）とリフロー装置（リフロー工程）との間に検査装置（検査工程）を設けて、リフロー前に電子部品が適切に基板に搭載されているかどうかを検査するものが知られている。
しかし、これまでの検査は単純な外観検査であり、この外観検査では電子部品の背面側から電子部品の搭載位置（正面）を撮像するため、正面にバンプが形成された電子部品（以下「バンプ部品」ともいう。）の場合、電極の位置やバンプの位置がバンプ部品の背面の陰となり、これらの位置を直接検査することはできなかった。すなわち、従来、バンプ部品については確実な搭載品質を検査することができず、その検査結果を搭載品質の維持又は向上に十分に利用することもできなかった。
本発明が解決しようとする課題は、バンプ部品の搭載品質を確実に検査して、その搭載品質の維持又は向上を図ることができる電子部品実装システム及び電子部品実装方法を提供することにある。
本発明の一観点によれば、次の電子部品実装システムが提供される。
「基板に形成された電子部品接合用の電極上に、電子部品の正面に形成されたバンプに予め付着させたフラックスを含む接合材を重ねるようにして電子部品を搭載する電子部品搭載装置と、電子部品搭載後の基板を加熱して前記バンプを前記電極に接合するリフロー装置とを備える電子部品実装システムにおいて、
前記電子部品搭載装置と前記リフロー装置との間に、前記電子部品の背面側からＸ線を照射して、前記電子部品搭載後の基板における前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置をそれぞれ直接的に測定するＸ線検査装置を設置し、
さらに、前記Ｘ線検査装置が測定した前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置から得られる両者の水平面上の位置ズレの情報に基づいて、この水平面上の位置ズレを低減するように、前記電極の水平面上の位置に対する前記バンプの水平面上の位置を修正する修正装置を設置していることを特徴とする電子部品実装システム。」
本発明の他の観点によれば、次の電子部品実装方法が提供される。
「基板に形成された電子部品接合用の電極上に、電子部品の正面に形成されたバンプに予め付着させたフラックスを含む接合材を重ねるようにして電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、電子部品搭載後の基板を加熱して前記バンプを前記電極に接合するリフロー工程とを含む電子部品実装方法において、
前記電子部品搭載工程と前記リフロー工程との間に、前記電子部品の背面側からＸ線を照射して、前記電子部品搭載後の基板における前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置をそれぞれ直接的に測定するＸ線検査工程を含み、
さらに、前記Ｘ線検査工程で測定した前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置から得られる両者の水平面上の位置ズレの情報に基づいて、この水平面上の位置ズレを低減するように、前記電極の水平面上の位置に対する前記バンプの水平面上の位置を修正する修正工程を含むことを特徴とする電子部品実装方法。」
本発明によれば、Ｘ線検査の活用により電極の位置及びバンプの位置を測定し、両者の位置ズレの情報に基づいて、この位置ズレを低減するように電極の位置に対するバンプの位置を修正するので、バンプ部品の搭載品質を確実に検査して、その搭載品質の維持又は向上を図ることができる。
本発明の一実施形態の電子部品実装システムを示すシステム構成図である。 図１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概念図である。 図１の電子部品実装システムにおけるＸ線検査装置の機能を示す概念図である。
図１は、本発明の一実施形態の電子部品実装システムを示すシステム構成図である。図１において電子部品実装システムは、電子部品搭載装置１、Ｘ線検査装置２、修正装置３、リフロー装置４及び外観検査装置５の各装置を連結して成り、各装置を通信ネットワーク６によって接続し、全体を制御装置としての管理コンピュータ７によって制御する構成となっている。
以下、各装置の構成、機能を説明しつつ、図１の電子部品実装システムによる電子部品実装方法を説明する。
電子部品搭載装置１は、基板に形成された電子部品接合用の電極上に、バンプ部品の正面に形成されたバンプを重ねるようにしてバンプ部品を搭載する。本実施形態において電子部品搭載装置１は、図２に概念的に示すように、搭載ヘッド１ａと、この搭載ヘッドを水平面内でＸＹ方向に移動させるＸＹ移動機構とを有する。また、図２には表れていないが搭載ヘッド１ａには、１本又は複数本のノズル部材がその軸線周りに回転可能に装着されており、このノズル部材によって、バンプ部品の供給部からバンプ部品をピックアップし基板の電極上に搭載する。
Ｘ線検査装置２は、電子部品搭載装置１とリフロー装置４との間に設置され、電子部品搭載後の基板における電極の位置及びバンプの位置を測定する。本実施形態のＸ線検査装置２の機能を図３を参照して説明すると、Ｘ線検査装置２は、図３（ａ）に示すように基板１０に搭載されたバンプ部品１１の背面側からＸ線を照射して、基板１０に形成されている電極１０ａの位置及びバンプ部品１１のバンプ１１ａの位置を測定する。図３（ｂ）には電極１０ａの位置の測定結果、図３（ｃ）にはバンプ１１ａの測定結果をそれぞれ概念的に示し、図３（ｄ）には図３（ｂ）と図３（ｃ）とを重ね合せた測定結果を概念的に示している。このようにＸ線検査装置２によれば、バンプ部品１１が搭載された基板１０について、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように電極１０ａの位置及びバンプ１１ａの位置をそれぞれ個別に測定することができ、また、図３（ｄ）に示すように電極１０ａの位置及びバンプ１１ａの位置を同時に測定することもできる。なお、図３（ａ）中の符号１１ｂは、電極１０ａとバンプ１１ａとを接合するための半田、フラックス等を含む接合材であり、予め電子部品搭載装置１の前工程においてディップ処理などによりバンプ１１ａに付着させたものである。
管理コンピュータ７は、電子部品搭載後の各基板についてＸ線検査装置２が測定した電極の位置及びバンプの位置から得られる両者の位置ズレ（以下、単に「位置ズレ」という。）を計算し、所定の基準を満足しているか否かを判断する。そして管理コンピュータ７は、前記基準を満足していない電子部品搭載後の基板のみを修正装置３に送るよう電子部品実装システムを制御する。一方、前記基準を満足している電子部品搭載後の基板については、管理コンピュータ７はこれをリフロー装置４に送るよう電子部品実装システムを制御する。
修正装置３は、前記位置ズレの情報に基づいて、この位置ズレを低減するように基板の電極の位置に対するバンプ部品のバンプの位置を修正する。修正後、その基板はリフロー装置４に送られる。なお、本発明の電子部品実装方法においては、前記修理は作業者による手作業で行うこともできる。この場合も、その修理は前記位置ズレの情報に基づいて行う。
リフロー装置４は電子部品搭載後の基板を加熱して、電子部品（バンプ部品）を基板の電極に接合する。そして、外観検査装置５は、接合後の基板上における電子部品（バンプ部品）の実装状態を検査する。以上により実装基板が製造される。
以上の実施形態の説明からわかるように、本発明によれば、Ｘ線検査の活用により電極の位置及びバンプの位置を測定し、両者の位置ズレの情報に基づいて、この位置ズレを低減するように電極の位置に対するバンプの位置を修正するので、バンプ部品の搭載品質を確実に検査して、その搭載品質の維持又は向上を図ることができる。
１ 電子部品搭載装置
１ａ 搭載ヘッド
１ｂ Ｘ方向ビーム
２ Ｘ線検査装置
３ 修正装置
４ リフロー装置
５ 外観検査装置
６ 通信ネットワーク
７ 管理コンピュータ（制御装置）
１０ 基板
１０ａ 電極
１１ バンプ部品
１１ａ バンプ
１１ｂ 接合材

Claims (4)

  1. 基板に形成された電子部品接合用の電極上に、電子部品の正面に形成されたバンプに予め付着させたフラックスを含む接合材を重ねるようにして電子部品を搭載する電子部品搭載装置と、電子部品搭載後の基板を加熱して前記バンプを前記電極に接合するリフロー装置とを備える電子部品実装システムにおいて、
    前記電子部品搭載装置と前記リフロー装置との間に、前記電子部品の背面側からＸ線を照射して、前記電子部品搭載後の基板における前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置をそれぞれ直接的に測定するＸ線検査装置を設置し、
    さらに、前記Ｘ線検査装置が測定した前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置から得られる両者の水平面上の位置ズレの情報に基づいて、この水平面上の位置ズレを低減するように、前記電極の水平面上の位置に対する前記バンプの水平面上の位置を修正する修正装置を設置していることを特徴とする電子部品実装システム。
  2. 電子部品実装システムを制御する制御装置をさらに備え、この制御装置は、電子部品搭載後の各基板について前記位置ズレが所定の基準を満足しているか否かを判断し、前記基準を満足していない電子部品搭載後の基板のみを前記修正装置に送る、請求項１に記載の電子部品実装システム。
  3. 基板に形成された電子部品接合用の電極上に、電子部品の正面に形成されたバンプに予め付着させたフラックスを含む接合材を重ねるようにして電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、電子部品搭載後の基板を加熱して前記バンプを前記電極に接合するリフロー工程とを含む電子部品実装方法において、
    前記電子部品搭載工程と前記リフロー工程との間に、前記電子部品の背面側からＸ線を照射して、前記電子部品搭載後の基板における前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置をそれぞれ直接的に測定するＸ線検査工程を含み、
    さらに、前記Ｘ線検査工程で測定した前記電極の水平面上の位置及び前記バンプの水平面上の位置から得られる両者の水平面上の位置ズレの情報に基づいて、この水平面上の位置ズレを低減するように、前記電極の水平面上の位置に対する前記バンプの水平面上の位置を修正する修正工程を含むことを特徴とする電子部品実装方法。
  4. 電子部品搭載後の各基板について前記位置ズレが所定の基準を満足しているか否かを判断する判断工程をさらに含み、この判断工程で前記基準を満足していないと判断された電子部品搭載後の基板についてのみ前記修正工程を実行する、請求項３に記載の電子部品実装方法。
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