JPH11121508A - ワークの熱圧着装置および熱圧着方法 - Google Patents
ワークの熱圧着装置および熱圧着方法Info
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- JPH11121508A JPH11121508A JP27682497A JP27682497A JPH11121508A JP H11121508 A JPH11121508 A JP H11121508A JP 27682497 A JP27682497 A JP 27682497A JP 27682497 A JP27682497 A JP 27682497A JP H11121508 A JPH11121508 A JP H11121508A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＩＤパラメータの設定時間を短縮し、パラ
メータ設定時のヒータの破損が生じないワークの熱圧着
装置および熱圧着方法を提供すること。 【解決手段】 ヒータ１３への給電をヒータ制御部３０
によりＰＩＤ制御して圧着時の温度制御を行う熱圧着装
置において、給電部や温度検出部を含むヒータを同定す
る伝達関数を実際の昇温データに基づいて伝達関数計算
部２４により求めておく。所定の加熱プロファイルを実
現するＰＩＤパラメータを設定するに際し、温度変化を
伝達関数を用いてシミュレーション部２５により演算
し、この演算結果を加熱プロファイルと共に表示部２７
にグラフィック表示する。これにより、ヒータ１３に実
際に給電してヒータ１３を昇温させることなくヒータ１
３の温度変化のシミュレーションを行って、少ない試行
回数で適切なＰＩＤパラメータの設定を迅速に行うこと
ができる。
メータ設定時のヒータの破損が生じないワークの熱圧着
装置および熱圧着方法を提供すること。 【解決手段】 ヒータ１３への給電をヒータ制御部３０
によりＰＩＤ制御して圧着時の温度制御を行う熱圧着装
置において、給電部や温度検出部を含むヒータを同定す
る伝達関数を実際の昇温データに基づいて伝達関数計算
部２４により求めておく。所定の加熱プロファイルを実
現するＰＩＤパラメータを設定するに際し、温度変化を
伝達関数を用いてシミュレーション部２５により演算
し、この演算結果を加熱プロファイルと共に表示部２７
にグラフィック表示する。これにより、ヒータ１３に実
際に給電してヒータ１３を昇温させることなくヒータ１
３の温度変化のシミュレーションを行って、少ない試行
回数で適切なＰＩＤパラメータの設定を迅速に行うこと
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品などのワ
ークを熱圧着するワークの熱圧着装置および熱圧着方法
に関するものである。
ークを熱圧着するワークの熱圧着装置および熱圧着方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品などのワークを基板にボンディ
ングする方法として、熱圧着による方法が知られてい
る。この方法は、熱圧着ツールにワークを保持させて基
板表面に押圧するとともに、ワークを加熱することによ
りワークを基板に半田付けや樹脂接着剤により接着する
ものである。ここで、加熱は熱圧着ツールに内蔵された
ヒータにより行われるが、良好な圧着品質を得るために
は、熱圧着過程でのワークの温度を所定の経時温度変化
パターン、すなわち加熱プロファイルにしたがって制御
する必要がある。
ングする方法として、熱圧着による方法が知られてい
る。この方法は、熱圧着ツールにワークを保持させて基
板表面に押圧するとともに、ワークを加熱することによ
りワークを基板に半田付けや樹脂接着剤により接着する
ものである。ここで、加熱は熱圧着ツールに内蔵された
ヒータにより行われるが、良好な圧着品質を得るために
は、熱圧着過程でのワークの温度を所定の経時温度変化
パターン、すなわち加熱プロファイルにしたがって制御
する必要がある。
【０００３】従来より、ヒータの温度制御には一般にＰ
ＩＤ制御やＰＩ制御が用いられる。ＰＩＤ制御では、Ｐ
（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）の各要素に対応した
制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ）が設定され、ヒー
タの温度制御においては加熱プロファイルに従って各Ｐ
ＩＤパラメータが設定される。
ＩＤ制御やＰＩ制御が用いられる。ＰＩＤ制御では、Ｐ
（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）の各要素に対応した
制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ）が設定され、ヒー
タの温度制御においては加熱プロファイルに従って各Ｐ
ＩＤパラメータが設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のワ
ークの熱圧着装置では、ＰＩＤパラメータを設定するに
際し、実際にヒータを駆動して加熱し、実際の温度上昇
を温度検出手段により検出しながら試行錯誤により適切
なＰＩＤパラメータを求めることが行われていた。この
ためＰＩＤパラメータ設定に長時間の試行錯誤による作
業と手間を要し、また試行時の不適切なパラメータ設定
によりヒータが過熱して焼損することがあるなどの問題
点があった。
ークの熱圧着装置では、ＰＩＤパラメータを設定するに
際し、実際にヒータを駆動して加熱し、実際の温度上昇
を温度検出手段により検出しながら試行錯誤により適切
なＰＩＤパラメータを求めることが行われていた。この
ためＰＩＤパラメータ設定に長時間の試行錯誤による作
業と手間を要し、また試行時の不適切なパラメータ設定
によりヒータが過熱して焼損することがあるなどの問題
点があった。
【０００５】そこで本発明は、ＰＩＤパラメータの設定
作業を容易にして設定時間を短縮し、ＰＩＤパラメータ
設定時のヒータの焼損が生じないワークの熱圧着装置お
よび熱圧着方法を提供することを目的とする。
作業を容易にして設定時間を短縮し、ＰＩＤパラメータ
設定時のヒータの焼損が生じないワークの熱圧着装置お
よび熱圧着方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のワークの
熱圧着装置は、熱圧着ツールを介してワークを加熱する
ヒータと、加熱プロファイルに従ってヒータの加熱を制
御するヒータ制御部と、前記ヒータを含む制御系の特性
を同定する伝達関数を記憶する記憶部と、前記加熱プロ
ファイルに基づいて温度指令を与えた場合の熱圧着ツー
ルの温度変化を前記伝達関数を用いて演算するシミュレ
ーション部と、このシミュレーション部による演算結果
を前記加熱プロファイルと共にグラフィック表示する出
力手段とを備えた。
熱圧着装置は、熱圧着ツールを介してワークを加熱する
ヒータと、加熱プロファイルに従ってヒータの加熱を制
御するヒータ制御部と、前記ヒータを含む制御系の特性
を同定する伝達関数を記憶する記憶部と、前記加熱プロ
ファイルに基づいて温度指令を与えた場合の熱圧着ツー
ルの温度変化を前記伝達関数を用いて演算するシミュレ
ーション部と、このシミュレーション部による演算結果
を前記加熱プロファイルと共にグラフィック表示する出
力手段とを備えた。
【０００７】請求項２記載のワークの熱圧着方法は、ヒ
ータ制御部によりヒータをＰＩＤ制御し、このヒータに
より熱圧着ツールを介してワークを加熱することにより
ワークを熱圧着する熱圧着方法であって、前記ヒータを
含む制御系の特性を同定する伝達関数を計算する工程
と、この伝達関数を記憶部に記憶させる工程と、前記熱
圧着ツールの温度変化を前記伝達関数を用いてシミュレ
ーション部により演算する工程と、この演算結果を加熱
プロファイルと共にグラフィック表示する工程と、この
グラフィック表示に基いてヒータ制御部のＰＩＤパラメ
ータを設定する工程とを含む。
ータ制御部によりヒータをＰＩＤ制御し、このヒータに
より熱圧着ツールを介してワークを加熱することにより
ワークを熱圧着する熱圧着方法であって、前記ヒータを
含む制御系の特性を同定する伝達関数を計算する工程
と、この伝達関数を記憶部に記憶させる工程と、前記熱
圧着ツールの温度変化を前記伝達関数を用いてシミュレ
ーション部により演算する工程と、この演算結果を加熱
プロファイルと共にグラフィック表示する工程と、この
グラフィック表示に基いてヒータ制御部のＰＩＤパラメ
ータを設定する工程とを含む。
【０００８】本発明によれば、ヒータを含む制御系の特
性を同定する伝達関数を求めておき、熱圧着ツールの温
度変化をこの伝達関数を用いてシミュレーション部によ
り演算し、この演算結果を加熱プロファイルと共にグラ
フィック表示することにより、シミュレーション結果を
視覚的に把握してヒータ温度制御のＰＩＤパラメータの
設定を容易にかつ効率よく行うことができる。
性を同定する伝達関数を求めておき、熱圧着ツールの温
度変化をこの伝達関数を用いてシミュレーション部によ
り演算し、この演算結果を加熱プロファイルと共にグラ
フィック表示することにより、シミュレーション結果を
視覚的に把握してヒータ温度制御のＰＩＤパラメータの
設定を容易にかつ効率よく行うことができる。
【０００９】
【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ワー
クの熱圧着装置の斜視図、図２は同ワークの熱圧着装置
の熱圧着ヘッドの正面図、図３は同ワークの熱圧着装置
の制御系の構成を示すブロック図、図４は同ワークの熱
圧着装置のヒータ制御部の構成を示すブロック図、図５
は同ワークの熱圧着装置のシミュレーション部のブロッ
ク図、図６は同ワークの熱圧着装置のワークの温度変化
を示すグラフ、図７は同ワークの熱圧着装置の表示部の
メニュー画面、図８は同ワークの熱圧着装置のシミュレ
ーション結果を示す画面、図９は同ワークの熱圧着装置
の全体操作を示すフロー図、図１０は同ワークの熱圧着
装置の伝達関数設定処理のフロー図、図１１は同ワーク
の熱圧着装置のＰＩＤパラメータ設定処理のフロー図で
ある。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のワー
クの熱圧着装置の斜視図、図２は同ワークの熱圧着装置
の熱圧着ヘッドの正面図、図３は同ワークの熱圧着装置
の制御系の構成を示すブロック図、図４は同ワークの熱
圧着装置のヒータ制御部の構成を示すブロック図、図５
は同ワークの熱圧着装置のシミュレーション部のブロッ
ク図、図６は同ワークの熱圧着装置のワークの温度変化
を示すグラフ、図７は同ワークの熱圧着装置の表示部の
メニュー画面、図８は同ワークの熱圧着装置のシミュレ
ーション結果を示す画面、図９は同ワークの熱圧着装置
の全体操作を示すフロー図、図１０は同ワークの熱圧着
装置の伝達関数設定処理のフロー図、図１１は同ワーク
の熱圧着装置のＰＩＤパラメータ設定処理のフロー図で
ある。
【００１０】まず図１を参照してワークの熱圧着装置の
構造を説明する。図１において、基台１上には可動テー
ブル２が配設されている。可動テーブル２はＸ軸モータ
３およびＹ軸モータ４を備えている。可動テーブル２上
には基板５およびワークである電子部品６の供給部７が
配設されている。
構造を説明する。図１において、基台１上には可動テー
ブル２が配設されている。可動テーブル２はＸ軸モータ
３およびＹ軸モータ４を備えている。可動テーブル２上
には基板５およびワークである電子部品６の供給部７が
配設されている。
【００１１】基台１上にはフレーム８が立設されてい
る。フレーム８の上部には熱圧着ヘッドの昇降テーブル
９が装着されている。昇降テーブル９の下端部には熱圧
着ヘッド１１が装着されている。昇降テーブル９が駆動
すると熱圧着ヘッド１１は上下動し、熱圧着ヘッド１１
の先端に装着された熱圧着ツール１２により電子部品６
を真空吸着する。熱圧着ヘッド１１の上下動と、可動テ
ーブル２の水平移動を組み合わせることにより、熱圧着
ヘッド１１は供給部７より電子部品６を真空吸着してピ
ックアップし、電子部品６を基板５上に押圧して熱圧着
する。
る。フレーム８の上部には熱圧着ヘッドの昇降テーブル
９が装着されている。昇降テーブル９の下端部には熱圧
着ヘッド１１が装着されている。昇降テーブル９が駆動
すると熱圧着ヘッド１１は上下動し、熱圧着ヘッド１１
の先端に装着された熱圧着ツール１２により電子部品６
を真空吸着する。熱圧着ヘッド１１の上下動と、可動テ
ーブル２の水平移動を組み合わせることにより、熱圧着
ヘッド１１は供給部７より電子部品６を真空吸着してピ
ックアップし、電子部品６を基板５上に押圧して熱圧着
する。
【００１２】次に図２を参照して熱圧着ヘッドについて
説明する。昇降テーブル９の先端の熱圧着ヘッド１１
は、ヒータ１３を内蔵している。ヒータ１３は熱圧着ツ
ール１２に真空吸着されて保持された電子部品６を加熱
する。熱圧着ツール１２には温度センサ１４が備えられ
ており、温度センサ１４はヒータ１３により加熱された
熱圧着ツール１２の温度を計測することにより、熱圧着
ツール１２に保持された電子部品６の温度を間接的に計
測する。
説明する。昇降テーブル９の先端の熱圧着ヘッド１１
は、ヒータ１３を内蔵している。ヒータ１３は熱圧着ツ
ール１２に真空吸着されて保持された電子部品６を加熱
する。熱圧着ツール１２には温度センサ１４が備えられ
ており、温度センサ１４はヒータ１３により加熱された
熱圧着ツール１２の温度を計測することにより、熱圧着
ツール１２に保持された電子部品６の温度を間接的に計
測する。
【００１３】次に図３を参照してワークの熱圧着装置の
制御系の構成を説明する。図３において、制御部２０は
ワークの熱圧着装置全体の動作を制御する。ＰＩＤパラ
メータ記憶部２１は、ＰＩＤ制御に用いられるＰ、Ｉ、
Ｄ各要素の制御パラメータを記憶する。加熱プロファイ
ル記憶部２２は、ワークの種類に応じて設定される温度
の経時変化パターン、すなわち加熱プロファイルを記憶
する。測定温度記憶部２３は、ヒータ系の伝達関数を計
算するための昇温データ採取時の測定温度を記憶する。
伝達関数計算部２４は、前記昇温データに基いてヒータ
系の伝達関数を計算する。シミュレーション部２５は伝
達関数計算部２４によって計算された伝達関数を記憶
し、伝達関数によってモデル化されたヒータを含む制御
系のシミュレーションを行う。したがって、シミュレー
ション部２５は、伝達関数を記憶する記憶部ともなって
いる。
制御系の構成を説明する。図３において、制御部２０は
ワークの熱圧着装置全体の動作を制御する。ＰＩＤパラ
メータ記憶部２１は、ＰＩＤ制御に用いられるＰ、Ｉ、
Ｄ各要素の制御パラメータを記憶する。加熱プロファイ
ル記憶部２２は、ワークの種類に応じて設定される温度
の経時変化パターン、すなわち加熱プロファイルを記憶
する。測定温度記憶部２３は、ヒータ系の伝達関数を計
算するための昇温データ採取時の測定温度を記憶する。
伝達関数計算部２４は、前記昇温データに基いてヒータ
系の伝達関数を計算する。シミュレーション部２５は伝
達関数計算部２４によって計算された伝達関数を記憶
し、伝達関数によってモデル化されたヒータを含む制御
系のシミュレーションを行う。したがって、シミュレー
ション部２５は、伝達関数を記憶する記憶部ともなって
いる。
【００１４】２６は各部のデータや信号の授受を行うイ
ンターフェイスである。表示部２７は、加熱プロファイ
ルやシミュレーションの結果をグラフィック表示する。
したがって、表示部２７は出力手段となっている。操作
部２８はキーボードなどであり、操作指示やＰＩＤパラ
メータなどを入力する。ヒータ制御部３０は、ヒータ１
３の駆動を制御する。ヒータ１３の温度は熱圧着ツール
１２に装着された温度センサ１４によって検出され、ヒ
ータ制御部３０にフィードバックされる。
ンターフェイスである。表示部２７は、加熱プロファイ
ルやシミュレーションの結果をグラフィック表示する。
したがって、表示部２７は出力手段となっている。操作
部２８はキーボードなどであり、操作指示やＰＩＤパラ
メータなどを入力する。ヒータ制御部３０は、ヒータ１
３の駆動を制御する。ヒータ１３の温度は熱圧着ツール
１２に装着された温度センサ１４によって検出され、ヒ
ータ制御部３０にフィードバックされる。
【００１５】次に図４を参照してヒータ制御部３０につ
いて説明する。図４において、破線で囲まれた範囲がヒ
ータ制御部３０である。給電部３２はヒータ１３に発熱
用の電力（ｈ）を供給する。ヒータ１３により加熱され
た熱圧着ツール１２の温度（以下、「ヒータ温度」と略
記する）は、温度センサ１４によってフィードバックさ
れる。ヒータ温度はアンプ３３によって増幅されＡ／Ｄ
変換部３４によってデジタル信号に変換され、加熱プロ
ファイルによって定められた指令温度（ｂ）との差、す
なわち偏差（ｆ）としてＰＩＤ制御部３５にフィードバ
ック信号（ｅ）としてフィードバックされる。またフィ
ードバック信号（ｅ）は、昇温データ（ｃ）としてイン
ターフェイス２６を介して測定温度記憶部２３へ送られ
る。
いて説明する。図４において、破線で囲まれた範囲がヒ
ータ制御部３０である。給電部３２はヒータ１３に発熱
用の電力（ｈ）を供給する。ヒータ１３により加熱され
た熱圧着ツール１２の温度（以下、「ヒータ温度」と略
記する）は、温度センサ１４によってフィードバックさ
れる。ヒータ温度はアンプ３３によって増幅されＡ／Ｄ
変換部３４によってデジタル信号に変換され、加熱プロ
ファイルによって定められた指令温度（ｂ）との差、す
なわち偏差（ｆ）としてＰＩＤ制御部３５にフィードバ
ック信号（ｅ）としてフィードバックされる。またフィ
ードバック信号（ｅ）は、昇温データ（ｃ）としてイン
ターフェイス２６を介して測定温度記憶部２３へ送られ
る。
【００１６】ＰＩＤ制御部３５は、指令温度（ｂ）とフ
ィードバック信号（ｅ）の偏差（ｆ）に基いてＰＩＤ制
御により給電部３２に対して操作量（ｇ）を出力する。
これにより、ヒータ温度は加熱プロファイルに従って制
御される。ＰＩＤ制御部３５のＰＩＤパラメータは、制
御部２０からインターフェイス２６を介して送られてく
るデータ（ａ）によって設定される。切換スイッチ３６
は、制御部２０よりの指令をＰＩＤ制御部３５を介さず
に直接給電部３２に伝達するためのスイッチであり、制
御部２０からの切り換え信号（ｄ）によってＯＮ／ＯＦ
Ｆが切り換わる。このスイッチ３６は、後述するように
伝達関数を求めるための昇温データ採取時に用いられ
る。
ィードバック信号（ｅ）の偏差（ｆ）に基いてＰＩＤ制
御により給電部３２に対して操作量（ｇ）を出力する。
これにより、ヒータ温度は加熱プロファイルに従って制
御される。ＰＩＤ制御部３５のＰＩＤパラメータは、制
御部２０からインターフェイス２６を介して送られてく
るデータ（ａ）によって設定される。切換スイッチ３６
は、制御部２０よりの指令をＰＩＤ制御部３５を介さず
に直接給電部３２に伝達するためのスイッチであり、制
御部２０からの切り換え信号（ｄ）によってＯＮ／ＯＦ
Ｆが切り換わる。このスイッチ３６は、後述するように
伝達関数を求めるための昇温データ採取時に用いられ
る。
【００１７】ここで、図４にて鎖線枠で囲まれた範囲
（符号３７を付している）はＰＩＤ制御部３５から操作
量が与えられることにより、ヒータ温度のデータをフィ
ードバック出力するヒータ系３７とみなすことができ
る。ここでＰＩＤ制御部３５の伝達関数はＰＩＤ制御伝
達関数として既知のものであり、伝達関数中のＰＩＤパ
ラメータを定めることにより、その特性が同定される。
従って、ヒータ系３７の特性を同定する伝達関数Ｇ
（ｓ）を求めることにより、ヒータ１３を含む制御系全
体の特性が同定される。即ち、ヒータ系３７の伝達関数
Ｇ（ｓ）が求まれば、ＰＩＤ制御部３５のＰＩＤパラメ
ータをシミュレーションパラメータとして、ヒータ温度
の経時変化をシミュレーションによって近似的に推定す
ることができる。
（符号３７を付している）はＰＩＤ制御部３５から操作
量が与えられることにより、ヒータ温度のデータをフィ
ードバック出力するヒータ系３７とみなすことができ
る。ここでＰＩＤ制御部３５の伝達関数はＰＩＤ制御伝
達関数として既知のものであり、伝達関数中のＰＩＤパ
ラメータを定めることにより、その特性が同定される。
従って、ヒータ系３７の特性を同定する伝達関数Ｇ
（ｓ）を求めることにより、ヒータ１３を含む制御系全
体の特性が同定される。即ち、ヒータ系３７の伝達関数
Ｇ（ｓ）が求まれば、ＰＩＤ制御部３５のＰＩＤパラメ
ータをシミュレーションパラメータとして、ヒータ温度
の経時変化をシミュレーションによって近似的に推定す
ることができる。
【００１８】図５は、このシミュレーションのモデルを
示しており、３５’はＰＩＤ制御部３５を伝達関数を用
いて表したシミュレーションのモデルであり、Ｇ（ｓ）
３７’は前述のヒータ系３７を伝達関数Ｇ（ｓ）を用い
て表したモデルである。一般にヒータの伝達関数Ｇ
（ｓ）としては、（数１）で表されるような、１次おく
れ要素とむだ時間要素を合成した形の伝達関数が用いら
れる。
示しており、３５’はＰＩＤ制御部３５を伝達関数を用
いて表したシミュレーションのモデルであり、Ｇ（ｓ）
３７’は前述のヒータ系３７を伝達関数Ｇ（ｓ）を用い
て表したモデルである。一般にヒータの伝達関数Ｇ
（ｓ）としては、（数１）で表されるような、１次おく
れ要素とむだ時間要素を合成した形の伝達関数が用いら
れる。
【００１９】
【数１】
【００２０】（数１）に示すように、一般的にヒータの
伝達関数Ｇ（ｓ）は、むだ時間＋１次おくれ系とされ、
時定数Ｔ、むだ時間τ、比例ゲインＫの３つの定数によ
って近似される。この伝達関数Ｇ（ｓ）を用いた近似モ
デルによるステップ応答は、図６に示すグラフによって
表される。図６は、所定パターンの操作量が与えられた
ときのヒータ温度のグラフに相当し、図６に示すＴ、
τ、Ｋが伝達関数Ｇ（ｓ）の時定数Ｔ、むだ時間τ、比
例ゲインＫに対応している。したがって、これらの定数
が求まれば伝達関数Ｇ（ｓ）を特定することができる。
これらの定数は、給電部３２に所定パターンの操作量を
与えたときのヒータの温度変化を検出して昇温データを
採取することにより求められる。すなわち、所定パター
ンに従ってヒータ１３に給電し、そのときのヒータ温度
の変化を計測することによりヒータ系の伝達関数Ｇ
（ｓ）を求めることができる。
伝達関数Ｇ（ｓ）は、むだ時間＋１次おくれ系とされ、
時定数Ｔ、むだ時間τ、比例ゲインＫの３つの定数によ
って近似される。この伝達関数Ｇ（ｓ）を用いた近似モ
デルによるステップ応答は、図６に示すグラフによって
表される。図６は、所定パターンの操作量が与えられた
ときのヒータ温度のグラフに相当し、図６に示すＴ、
τ、Ｋが伝達関数Ｇ（ｓ）の時定数Ｔ、むだ時間τ、比
例ゲインＫに対応している。したがって、これらの定数
が求まれば伝達関数Ｇ（ｓ）を特定することができる。
これらの定数は、給電部３２に所定パターンの操作量を
与えたときのヒータの温度変化を検出して昇温データを
採取することにより求められる。すなわち、所定パター
ンに従ってヒータ１３に給電し、そのときのヒータ温度
の変化を計測することによりヒータ系の伝達関数Ｇ
（ｓ）を求めることができる。
【００２１】次に図７、図８を参照して表示部２７につ
いて説明する。図７において、図面４０にはメニュー画
面が表示されており、この画面４０上にて選択メニュー
として「伝達関数設定」４１、「ＰＩＤ設定」４２、
「ボンディング作業」４３および「終了」４４を選択す
ることができる。図８はシミュレーション時の画面を示
しており、画面４０’上には、シミュレーション結果を
示すグラフィック画面４５、「保存」４６、「標準設
定」４７、「設定呼出」４８および「終了」４９の選択
用のアイコンが設けられている。グラフィック画面４５
には、加熱プロファイルを示す折れ線ｂ、シミュレーシ
ョン結果を示す温度グラフｃ，ｄが表示される。またグ
ラフィック画面４５とともに４５ａに示すＰＩＤパラメ
ータ（表示されたグラフｃ，ｄに対応するもの）が表示
される。
いて説明する。図７において、図面４０にはメニュー画
面が表示されており、この画面４０上にて選択メニュー
として「伝達関数設定」４１、「ＰＩＤ設定」４２、
「ボンディング作業」４３および「終了」４４を選択す
ることができる。図８はシミュレーション時の画面を示
しており、画面４０’上には、シミュレーション結果を
示すグラフィック画面４５、「保存」４６、「標準設
定」４７、「設定呼出」４８および「終了」４９の選択
用のアイコンが設けられている。グラフィック画面４５
には、加熱プロファイルを示す折れ線ｂ、シミュレーシ
ョン結果を示す温度グラフｃ，ｄが表示される。またグ
ラフィック画面４５とともに４５ａに示すＰＩＤパラメ
ータ（表示されたグラフｃ，ｄに対応するもの）が表示
される。
【００２２】このワークの熱圧着装置は上記のような構
成より成り、次に動作を図９〜図１１のフローに沿って
説明する。まず図９において、圧着装置を起動すること
により、表示部２７にメニュー画面が表示される（ＳＴ
１）。次にメニュー画面上で入力する（ＳＴ２）ことに
より、ＳＴ３にて、「伝達関数設定」（ＳＴ３ａ）、
「ＰＩＤ設定」（ＳＴ３ｂ）、「ボンディング作業」
（ＳＴ３ｃ）、および「終了」（ＳＴ３ｄ）のいずれか
が選択される。これによりＳＴ４にて、ＳＴ３での選択
に応じてそれぞれ伝達関数設定処理（ＳＴ４ａ）、ＰＩ
Ｄパラメータ設定処理（ＳＴ４ｂ）、ボンディング作業
処理（ＳＴ４ｃ）、および終了処理（ＳＴ４ｄ）が行わ
れる。
成より成り、次に動作を図９〜図１１のフローに沿って
説明する。まず図９において、圧着装置を起動すること
により、表示部２７にメニュー画面が表示される（ＳＴ
１）。次にメニュー画面上で入力する（ＳＴ２）ことに
より、ＳＴ３にて、「伝達関数設定」（ＳＴ３ａ）、
「ＰＩＤ設定」（ＳＴ３ｂ）、「ボンディング作業」
（ＳＴ３ｃ）、および「終了」（ＳＴ３ｄ）のいずれか
が選択される。これによりＳＴ４にて、ＳＴ３での選択
に応じてそれぞれ伝達関数設定処理（ＳＴ４ａ）、ＰＩ
Ｄパラメータ設定処理（ＳＴ４ｂ）、ボンディング作業
処理（ＳＴ４ｃ）、および終了処理（ＳＴ４ｄ）が行わ
れる。
【００２３】次にＳＴ３にて伝達関数設定処理を選択し
た場合の処理フローについて、図１０を参照して説明す
る。まず切換スイッチ３６を切換えてＰＩＤ制御をＯＦ
Ｆにする。これにより、制御部２０からの給電部３２へ
の指令はＰＩＤ制御部３５を介さずに直接給電部３２へ
伝達される。次いで、制御部２０から所定の操作量が給
電部３２に与えられることによりヒータ１３に給電が開
始され（ＳＴ１２）、ヒータ１３は発熱し昇温する。こ
の昇温過程のヒータ温度は温度センサ１４によって測定
され（ＳＴ１３）、測定された昇温データは測定温度記
憶部２３へ送られ記憶される。
た場合の処理フローについて、図１０を参照して説明す
る。まず切換スイッチ３６を切換えてＰＩＤ制御をＯＦ
Ｆにする。これにより、制御部２０からの給電部３２へ
の指令はＰＩＤ制御部３５を介さずに直接給電部３２へ
伝達される。次いで、制御部２０から所定の操作量が給
電部３２に与えられることによりヒータ１３に給電が開
始され（ＳＴ１２）、ヒータ１３は発熱し昇温する。こ
の昇温過程のヒータ温度は温度センサ１４によって測定
され（ＳＴ１３）、測定された昇温データは測定温度記
憶部２３へ送られ記憶される。
【００２４】次に伝達関数を求めるのに必要十分な昇温
データを得るための所定時間が経過したか否かが判断さ
れ（ＳＴ１５）、所定時間が経過したならば給電が停止
される（ＳＴ１６）。次に測定温度記憶部２３より昇温
データが伝達関数計算部２４へ送られ、ここで伝達関数
Ｇ（ｓ）の各定数が算出される。次いで、このデータは
シミュレーション部２５に送られ、前記伝達関数Ｇ
（ｓ）が設定され記憶される。
データを得るための所定時間が経過したか否かが判断さ
れ（ＳＴ１５）、所定時間が経過したならば給電が停止
される（ＳＴ１６）。次に測定温度記憶部２３より昇温
データが伝達関数計算部２４へ送られ、ここで伝達関数
Ｇ（ｓ）の各定数が算出される。次いで、このデータは
シミュレーション部２５に送られ、前記伝達関数Ｇ
（ｓ）が設定され記憶される。
【００２５】次に図１１を参照して、ＰＩＤパラメータ
設定処理について説明する。「ＰＩＤ設定」を選択する
と、まずＰＩＤ設定画面が表示され（ＳＴ２１）、加熱
プロファイル記憶部２２より加熱プロファイルのデータ
が読み取られ（ＳＴ２２）、グラフィック画面上に加熱
プロファイルが表示される。この後、現時点でＰＩＤパ
ラメータ記憶部２２に記憶されているＰＩＤパラメータ
に基いてシミュレーションが実行され（ＳＴ２３）、シ
ミュレーション結果がグラフィック画面上に表示される
（ＳＴ２４）。ここで、新たな操作入力があるか否かが
判断され（ＳＴ２５）、操作入力があったならば、以下
に説明するステップへ進む。
設定処理について説明する。「ＰＩＤ設定」を選択する
と、まずＰＩＤ設定画面が表示され（ＳＴ２１）、加熱
プロファイル記憶部２２より加熱プロファイルのデータ
が読み取られ（ＳＴ２２）、グラフィック画面上に加熱
プロファイルが表示される。この後、現時点でＰＩＤパ
ラメータ記憶部２２に記憶されているＰＩＤパラメータ
に基いてシミュレーションが実行され（ＳＴ２３）、シ
ミュレーション結果がグラフィック画面上に表示される
（ＳＴ２４）。ここで、新たな操作入力があるか否かが
判断され（ＳＴ２５）、操作入力があったならば、以下
に説明するステップへ進む。
【００２６】画面に表示されたシミュレーション結果が
加熱プロファイルと十分な一致を示していない場合に
は、ＰＩＤパラメータの修正を行う（ＳＴ２６）。これ
によりＳＴ２３に戻り、修正されたＰＩＤパラメータに
基いて再びシミュレーションが行われ、新たなシミュレ
ーション結果がグラフィック表示される。そして、シミ
ュレーション結果のグラフが、加熱プロファイルと満足
のゆく一致を示すようになるまでＰＩＤパラメータの修
正を繰り返す。このとき、シミュレーション結果が同一
画面上で加熱プロファイルのグラフ上に重ねて表示され
るため、ＰＩＤパラメータの変更がシミュレーション結
果に及ぼす影響や、シミュレーション結果と加熱プロフ
ァイルの一致の度合いを視覚的に把握することができ、
したがって、パラメータ設定作業を容易にし、試行回数
を減少させて最適なＰＩＤパラメータを効率よく設定す
ることができる。
加熱プロファイルと十分な一致を示していない場合に
は、ＰＩＤパラメータの修正を行う（ＳＴ２６）。これ
によりＳＴ２３に戻り、修正されたＰＩＤパラメータに
基いて再びシミュレーションが行われ、新たなシミュレ
ーション結果がグラフィック表示される。そして、シミ
ュレーション結果のグラフが、加熱プロファイルと満足
のゆく一致を示すようになるまでＰＩＤパラメータの修
正を繰り返す。このとき、シミュレーション結果が同一
画面上で加熱プロファイルのグラフ上に重ねて表示され
るため、ＰＩＤパラメータの変更がシミュレーション結
果に及ぼす影響や、シミュレーション結果と加熱プロフ
ァイルの一致の度合いを視覚的に把握することができ、
したがって、パラメータ設定作業を容易にし、試行回数
を減少させて最適なＰＩＤパラメータを効率よく設定す
ることができる。
【００２７】既に標準設定されたＰＩＤパラメータを適
用する場合には、、標準設定の選択を行う（ＳＴ２
７）。これにより、ヒータ制御部３０のＰＩＤパラメー
タは標準パラメータに設定され、ＳＴ２３に戻って標準
のＰＩＤパラメータに基いてシミュレーションが実行さ
れる。また、以前に設定されたＰＩＤパラメータを検索
して適用する場合には、「設定呼出」を選択する（ＳＴ
２９）ことにより、登録されたＰＩＤパラメータの選択
名のリストが表示される（ＳＴ３０）。この中から適切
な設定を選択すると（ＳＴ３１）、ヒータ制御部３０の
ＰＩＤパラメータはリストより選択されたＰＩＤパラメ
ータに設定され（ＳＴ３２）、このＰＩＤパラメータに
基いて再シミュレーションが実行される。
用する場合には、、標準設定の選択を行う（ＳＴ２
７）。これにより、ヒータ制御部３０のＰＩＤパラメー
タは標準パラメータに設定され、ＳＴ２３に戻って標準
のＰＩＤパラメータに基いてシミュレーションが実行さ
れる。また、以前に設定されたＰＩＤパラメータを検索
して適用する場合には、「設定呼出」を選択する（ＳＴ
２９）ことにより、登録されたＰＩＤパラメータの選択
名のリストが表示される（ＳＴ３０）。この中から適切
な設定を選択すると（ＳＴ３１）、ヒータ制御部３０の
ＰＩＤパラメータはリストより選択されたＰＩＤパラメ
ータに設定され（ＳＴ３２）、このＰＩＤパラメータに
基いて再シミュレーションが実行される。
【００２８】シミュレーションの結果を保存する場合に
は、「保存」を選択すると（ＳＴ３３）、現時点でシミ
ュレーションが行われたＰＩＤパラメータがＰＩＤパラ
メータ記憶部２１に記憶されるとともに、ヒータ制御部
３０のＰＩＤパラメータとして設定され、上記と同様に
これらのＰＩＤパラメータに基いて再シミュレーション
が実行される。また、「終了」を入力することにより
（ＳＴ３６）、ＰＩＤパラメータ設定処理を終了する。
は、「保存」を選択すると（ＳＴ３３）、現時点でシミ
ュレーションが行われたＰＩＤパラメータがＰＩＤパラ
メータ記憶部２１に記憶されるとともに、ヒータ制御部
３０のＰＩＤパラメータとして設定され、上記と同様に
これらのＰＩＤパラメータに基いて再シミュレーション
が実行される。また、「終了」を入力することにより
（ＳＴ３６）、ＰＩＤパラメータ設定処理を終了する。
【００２９】上記説明のように、給電部３２やフィード
バック系を含めたヒータ系をモデル化して伝達関数Ｇ
（ｓ）でおきかえ、このモデルをＰＩＤ制御部３５のモ
デルと組み合わせてヒータ温度のシミュレーションを行
うことにより、ヒータ１３に実際に給電することなくヒ
ータ温度の経時変化を推定することができる。この場
合、ヒータ１３に給電する必要がないので、試行時の不
適切なパラメータ設定によってヒータを過熱・焼損する
ことがない。
バック系を含めたヒータ系をモデル化して伝達関数Ｇ
（ｓ）でおきかえ、このモデルをＰＩＤ制御部３５のモ
デルと組み合わせてヒータ温度のシミュレーションを行
うことにより、ヒータ１３に実際に給電することなくヒ
ータ温度の経時変化を推定することができる。この場
合、ヒータ１３に給電する必要がないので、試行時の不
適切なパラメータ設定によってヒータを過熱・焼損する
ことがない。
【００３０】このようにして、対象電子部品６に対応し
た加熱プロファイルに基いて適切なＰＩＤパラメータが
設定されたならば、「ボンディング作業」（ＳＴ３ｃ）
を選択する。これにより、ボンディング作業処理（ＳＴ
４ｃ）に移行し、熱圧着ヘッド１１は供給部７より電子
部品６をピックアップし、基板５上に搭載する。その
後、熱圧着ヘッド１１は電子部品６を所定荷重にて所定
時間基板５上に押圧する。このとき、電子部品６を加熱
する熱圧着ツール１２は、電子部品６に対応した加熱プ
ロファイルに従って温度が制御されるので、良好な熱圧
着を行うことができる。なお、本実施の形態ではＰＩＤ
制御を例にとって説明したが、これに限定されず他のヒ
ータ制御方法を用いる場合でも本発明を適用することが
できる。
た加熱プロファイルに基いて適切なＰＩＤパラメータが
設定されたならば、「ボンディング作業」（ＳＴ３ｃ）
を選択する。これにより、ボンディング作業処理（ＳＴ
４ｃ）に移行し、熱圧着ヘッド１１は供給部７より電子
部品６をピックアップし、基板５上に搭載する。その
後、熱圧着ヘッド１１は電子部品６を所定荷重にて所定
時間基板５上に押圧する。このとき、電子部品６を加熱
する熱圧着ツール１２は、電子部品６に対応した加熱プ
ロファイルに従って温度が制御されるので、良好な熱圧
着を行うことができる。なお、本実施の形態ではＰＩＤ
制御を例にとって説明したが、これに限定されず他のヒ
ータ制御方法を用いる場合でも本発明を適用することが
できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ヒータを含む制御系を
同定する伝達関数を求めておき、ワークの温度変化をこ
の伝達関数を用いてシミュレーション部により演算し、
この演算結果を加熱プロファイルと共にグラフィック表
示するようにしたので、ヒータに実際に給電してヒータ
を昇温させることなくヒータ温度のシミュレーションを
行なって、ヒータ温度の経時変化を推定することができ
る。このとき、ヒータは昇温しないので、試行時の不適
切なパラメータ設定によってヒータを過熱・焼損するこ
とがない。また、シミュレーション結果が加熱プロファ
イルのグラフ上に重ねて表示されるので、ＰＩＤパラメ
ータの変更がシミュレーション結果に及ぼす影響や、シ
ミュレーション結果と加熱プロファイルの一致の度合い
を視覚的に把握することができ、したがって試行回数を
減少させて最適なＰＩＤパラメータを効率よく設定する
ことができる。
同定する伝達関数を求めておき、ワークの温度変化をこ
の伝達関数を用いてシミュレーション部により演算し、
この演算結果を加熱プロファイルと共にグラフィック表
示するようにしたので、ヒータに実際に給電してヒータ
を昇温させることなくヒータ温度のシミュレーションを
行なって、ヒータ温度の経時変化を推定することができ
る。このとき、ヒータは昇温しないので、試行時の不適
切なパラメータ設定によってヒータを過熱・焼損するこ
とがない。また、シミュレーション結果が加熱プロファ
イルのグラフ上に重ねて表示されるので、ＰＩＤパラメ
ータの変更がシミュレーション結果に及ぼす影響や、シ
ミュレーション結果と加熱プロファイルの一致の度合い
を視覚的に把握することができ、したがって試行回数を
減少させて最適なＰＩＤパラメータを効率よく設定する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
斜視図
斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
熱圧着ヘッドの正面図
熱圧着ヘッドの正面図
【図３】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
制御系の構成を示すブロック図
制御系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
ヒータ制御部の構成を示すブロック図
ヒータ制御部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
シミュレーション部のブロック図
シミュレーション部のブロック図
【図６】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
ワークの温度変化を示すグラフ
ワークの温度変化を示すグラフ
【図７】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
表示部のメニュー画面を示す図
表示部のメニュー画面を示す図
【図８】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
シミュレーション結果の画面を示す図
シミュレーション結果の画面を示す図
【図９】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置の
全体操作を示すフロー図
全体操作を示すフロー図
【図１０】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置
の伝達関数設定処理のフロー図
の伝達関数設定処理のフロー図
【図１１】本発明の一実施の形態のワークの熱圧着装置
のＰＩＤパラメータ設定処理のフロー図
のＰＩＤパラメータ設定処理のフロー図
６ 電子部品 １１ 圧着ヘッド １２ 熱圧着ツール １３ ヒータ １４ 温度センサ ２０ 制御部 ２５ シミュレーション部 ２７ モニター ３０ ヒータ制御部 ３２ 給電部 ３５ ＰＩＤ制御部 ３７ ヒータ系
Claims (2)
- 【請求項１】熱圧着ツールを介してワークを加熱するヒ
ータと、加熱プロファイルに従ってヒータの加熱を制御
するヒータ制御部と、前記ヒータを含む制御系の特性を
同定する伝達関数を記憶する記憶部と、前記加熱プロフ
ァイルに基づいて温度指令を与えた場合の熱圧着ツール
の温度変化を前記伝達関数を用いて演算するシミュレー
ション部と、このシミュレーション部による演算結果を
前記加熱プロファイルと共にグラフィック表示する出力
手段とを備えたことを特徴とするワークの熱圧着装置。 - 【請求項２】ヒータ制御部によりヒータを制御し、この
ヒータにより熱圧着ツールを介してワークを加熱するこ
とによりワークを熱圧着する熱圧着方法であって、前記
ヒータを含む制御系の特性を同定する伝達関数を計算す
る工程と、この伝達関数を記憶部に記憶させる工程と、
前記熱圧着ツールの温度変化を前記伝達関数を用いてシ
ミュレーション部により演算する工程と、この演算結果
を加熱プロファイルと共にグラフィック表示する工程
と、このグラフィック表示に基づいてヒータ制御部の制
御パラメータを設定する工程とを含むことを特徴とする
ワークの熱圧着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27682497A JP3324468B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ワークの熱圧着装置および熱圧着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27682497A JP3324468B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ワークの熱圧着装置および熱圧着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121508A true JPH11121508A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3324468B2 JP3324468B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17574919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27682497A Expired - Fee Related JP3324468B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ワークの熱圧着装置および熱圧着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324468B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005101943A2 (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic component mounting apparatus and method of mounting electronic components |
| JP2010238259A (ja) * | 2010-06-24 | 2010-10-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Ｐｉｄ制御装置 |
| WO2013036206A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Trimech Technology Pte Ltd | An apparatus and a method for controlling temperature of a heating element in a thermocompression bonding process |
| CN112935457A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-11 | 江苏诺森特电子科技有限公司 | 一种热压焊头缓压锡焊装置及锡焊工艺 |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP27682497A patent/JP3324468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005101943A2 (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic component mounting apparatus and method of mounting electronic components |
| WO2005101943A3 (en) * | 2004-04-15 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic component mounting apparatus and method of mounting electronic components |
| US7409761B2 (en) | 2004-04-15 | 2008-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic component mounting apparatus and method of mounting electronic components |
| CN100461998C (zh) * | 2004-04-15 | 2009-02-11 | 松下电器产业株式会社 | 电子部件安装装置以及安装电子部件的方法 |
| JP2010238259A (ja) * | 2010-06-24 | 2010-10-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Ｐｉｄ制御装置 |
| WO2013036206A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Trimech Technology Pte Ltd | An apparatus and a method for controlling temperature of a heating element in a thermocompression bonding process |
| CN103782378A (zh) * | 2011-09-09 | 2014-05-07 | 信力科技（私人）有限公司 | 用于在热压接工艺中控制加热元件的温度的装置和方法 |
| CN112935457A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-11 | 江苏诺森特电子科技有限公司 | 一种热压焊头缓压锡焊装置及锡焊工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3324468B2 (ja) | 2002-09-17 |
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