KR20080103023A

KR20080103023A - 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법

Info

Publication number: KR20080103023A
Application number: KR1020080047340A
Authority: KR
Inventors: 마사후미 이노우에; 후미오 키쿠츠기; 마사히로 키하라
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2008-11-26
Also published as: DE102008024928A1; US20080289175A1; JP2008294033A; CN101312137A; US7841079B2; CN101312137B; JP4367524B2

Abstract

캐리어에 유지된 복수의 개편 기판을 대상으로 한 전자 부품 실장에 있어서, 솔더 인쇄 후의 캐리어를 대상으로 한 마크 위치 인식 결과와 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하고, 산출된 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 위치 어긋남을 보정함으로써 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 각 개편 기판마다 연산하여 전자 부품 탑재 장치에 피드-포워드하고, 위치 보정 데이터와 마크 위치 인식 결과를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어한다.

전자 부품 실장 장치, 캐리어, 솔더, 위치 보정

Description

전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법{ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING SYSTEM AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING METHOD}

본 발명은, 캐리어에 유지된 복수의 개편(個片) 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법에 관한 것이다.

전자 부품을 기판에 솔더 접합에 의해 실장하여 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 시스템은, 솔더 인쇄 장치, 전자 부품 탑재 장치, 리플로우 장치 등, 복수의 전자 부품 실장용 장치를 연결하여 구성되어 있다. 이와 같은 전자 부품 실장 시스템에 있어서, 높은 신뢰성으로 품질 관리를 행하는 것을 목적으로, 각 장치 간에 검사기를 배치하고 부품 실장 동작의 적부(適否)를 자동적으로 판정하는 기능을 부여하는 것이 행해지고 있다(예를 들면, 일본 특허 제3344739호 공보 참조).

일본 특허 제3344739호 공보에 나타낸 예에서는, 솔더 인쇄부, 부품 장착부, 납땜부 등, 복수의 동작 작업부를 연결하여 구성된 실장 기판 생산 시스템에 있어서, 각 부에 검사기를 배치하여 소정의 감시 항목을 검출하도록 하고 있다. 예를 들면, 솔더 인쇄부에는 크림 솔더 인쇄 검사기가 배치되어 있어, 인쇄기에 의해 인 쇄된 기판에 대하여 솔더의 빈 공백이나 인쇄 위치 어긋남 등의 인쇄 상태의 감시 항목이 검출된다. 그리고 이들 검출 결과가 정상 범위로부터 벗어나 경고 영역에 있는 경우에는, 상류 및 하류에 위치하는 설비에 대하여 동작 상태를 변경하여 이를 시정하기 위한 동작 제어 지시를 출력하도록 하고 있다. 예를 들면, 인쇄 위치가 특정 경향으로 어긋나 있는 것과 같은 경우에는, 상류의 인쇄 장치에 대하여 그 위치 어긋남을 보정하는 것과 같은 동작 변경 지령을 출력하고, 하류의 부품 장착기에 대해서는 위치 어긋남 상태에 따라 부품 탑재 위치를 보정하는 것과 같은 동작 변경 지령을 출력한다.

그런데, 최근 전자 부품의 소형화에 수반하여, 작은 크기의 실장 기판이 광범위하게 이용되게 되었다. 이와 같은 작은 크기의 기판을 대상으로 한 부품 실장 작업은, 일반적으로 복수의 기판을 대상으로 하여 일괄적으로 행해지는 경우가 많아, 복수의 작은 크기의 개편 기판을 캐리어에 유지시키는 방법이 사용된다. 그러나 상술한 선행 기술 예를 포함하는, 종래의 전자 부품 실장 라인의 검사 기능을 이와 같은 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킨 부품 실장 형태에 적용하면, 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킬 때에, 이들 개편 기판이 반드시 캐리어 내에서 미리 설정된 정확한 위치에 유지된다고는 할 수 없고, 통상은 어느 정도의 범위 내에서 위치에 편차를 갖는다. 이 때문에, 인쇄 검사기로 취득된 솔더 위치 정보를 그대로 이용할 수 없어, 부품 탑재 공정에서 탑재 위치 보정을 효율적으로 행할 수 없었다.

그래서 본 발명은, 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킨 부품 실장 형태에 있어서, 솔더 인쇄 위치에 따른 탑재 위치 보정을 고효율로 행할 수 있는 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전자 부품 실장 시스템은, 캐리어에 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 시스템으로서, 상기 복수의 개편 기판의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복 수의 전극에 솔더 페이스트를 일괄적으로 인쇄하는 인쇄 장치와; 상기 캐리어에 형성된 캐리어 인식 마크의 위치 및 상기 개편 기판에 형성된 기판 인식 마크의 위치를 인식 가능한 제1 마크 위치 인식부와, 상기 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 인식하는 솔더 위치 인식부와, 상기 제1 마크 위치 인식부에 의한 마크 위치 인식 결과와 상기 솔더 위치 인식부에 의한 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하는 솔더 위치 어긋남 산출부를 가지는 인쇄 검사 장치와; 상기 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 상기 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하는 위치 보정 데이터 연산부와, 부품 공급부로부터 탑재 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하여 상기 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판에 탑재하는 부품 탑재 기구와, 상기 캐리어 인식 마크 및 기판 인식 마크의 위치를 인식 가능한 제2 마크 위치 인식부와, 상기 제2 마크 위치 인식부에 의한 마크 위치 인식 결과와 상기 위치 보정 데이터를 이용하여, 상기 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어하는 탑재 제어부를 가지는 전자 부품 탑재 장치를 구비한다.

본 발명의 전자 부품 실장 방법은, 캐리어의 표면에 설치된 밀착성 수지의 피막에 의해 위치가 고정된 상태로 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 방법으로서, 상기 복수의 개편 기판의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극에 솔더 페 이스트를 일괄적으로 인쇄하는 인쇄 공정과, 상기 캐리어에 형성된 캐리어 인식 마크의 위치 및 상기 개편 기판에 형성된 기판 인식 마크의 위치를 인식하는 제1 마크 위치 인식 공정과, 상기 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 검출하는 솔더 위치 인식 공정과, 상기 제1 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 솔더 위치 인식 공정에서의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여 상기 캐리어에서의 각 개편 기판의 상대 위치 및 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하는 솔더 위치 어긋남 산출 공정과, 상기 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 상기 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하는 위치 보정 데이터 연산 공정과, 솔더 페이스트 인쇄 후의 상기 캐리어를 대상으로 하여 상기 캐리어 인식 마크의 위치를 인식하는 제2 마크 위치 인식 공정과, 상기 제2 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 위치 보정 데이터를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어함에 따라 부품 공급부로부터 탑재 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하고 상기 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판에 탑재하는 부품 탑재 공정을 포함한다.

또한, 본 발명의 전자 부품 실장 방법은, 캐리어에 설치된 기판 유지부에 위치 결정 오차가 있는 상태로 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 방법으로서: 상기 복수의 개편 기판의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극에 솔더 페이스트를 일괄적으로 인쇄하는 인쇄 공정과, 상기 개편 기판의 각각에 형성된 기판 인식 마크의 위치를 인식하는 제1 마크 위치 인식 공정과, 상기 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 검출하는 솔더 위치 인식 공정과, 상기 제1 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 솔더 위치 인식 공정에서의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하는 솔더 위치 어긋남 산출 공정과, 상기 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 상기 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하는 위치 보정 데이터 연산 공정과, 솔더 페이스트 인쇄 후의 상기 캐리어를 대상으로 하여 상기 기판 인식 마크의 위치를 인식하는 제2 마크 위치 인식 공정과, 상기 제2 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 위치 보정 데이터를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어함에 따라 부품 공급부로부터 탑재 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하고 상기 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판에 탑재하는 부품 탑재 공정을 포함한다.

본 발명에 따르면, 기판 인식 마크의 마크 위치 인식 결과와 인쇄된 솔더 페이스트의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여, 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하고, 산출된 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하고, 또한, 전자 부품 탑재 장치에서 피드-포워드된 위치 보정 데이터와 마크 위치 인식 결과를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어하는 구성을 채용함으로써, 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킨 부품 실장 형태에 있어 탑재 위치 보정을 고효율로 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 구성을 나타내는 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에서의 인쇄 장치의 구성을 나타내는 블록도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에서의 인쇄 검사 장치의 구성을 나타내는 블록도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에서의 전자 부품 탑재 장치의 구성을 나타내는 블록도, 도 5(a) 내지 5(c), 6(a) 및 6(b), 7(a) 내지 7(c), 8(a) 및 8(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 대상이 되는 캐리어 및 개편 기판의 구조 설명도, 도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에 의한 전자 부품 실장 방법을 나타내는 흐름도, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 방법에서의 위치 보정 데이터 작성 처리를 나타내는 흐름도, 도 11(a) 내지 11(c), 및 12(a) 내지 12(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 방법에서의 위치 보정 데이터 작성 처리의 설명도이다.

먼저, 도 1을 참조하여 전자 부품 실장 시스템에 대하여 설명한다. 도 1에서, 전자 부품 실장 시스템은, 인쇄 장치(M1), 인쇄 검사 장치(M2), 전자 부품 탑재 장치(M3), 리플로우 장치(M4)의 각 장치를 연결하여 이루어지는 전자 부품 실장 라인(1)을 통신 네트워크(2)에 의해 접속하고, 전체를 관리 컴퓨터(3)에 의해 제어하는 구성으로 되어 있다. 인쇄 장치(M1)는, 캐리어에 유지된 복수의 개편 기판의 전극상의 전자 부품 접합용의 솔더 페이스트를 스크린 인쇄한다. 인쇄 검사 장치(M2)는, 인쇄 후의 개편 기판에서의 인쇄 상태의 양부(良否) 판정을 위한 인쇄 검사와 함께, 인쇄 위치 어긋남 보정을 위하여 전자 부품 탑재 장치(M3)에 필드 포워드할 위치 어긋남 보정 데이터를 작성하는 처리를 행한다. 전자 부품 탑재 장치(M3)는, 솔더 페이스트가 인쇄된 개편 기판에 전자 부품을 탑재한다.

리플로우 장치(M4)는, 전자 부품 탑재 후의 개편 기판을 가열함으로써, 솔더를 가열 용융시켜 전자 부품을 개편 기판에 솔더 접합한다.

상기 구성의 전자 부품 실장 라인(1)은, 본 실시예에서는, 휴대 전화 등의 소형 전자 기기에 사용되는 작은 크기의 기판에 전자 부품을 실장하는 용도로 이용되는 것으로, 실장 작업에서의 워크(work)는 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킨 형태로 되어 있다. 상기 각 장치에 의한 처리 작업 및 반송 작업은, 모두 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킨 상태로 행해진다.

먼저, 도 5(a) 내지 5(c), 6(a) 및 6(b), 7(a) 내지 7(c)를 참조하여, 대상이 되는 개편 기판(5) 및 복수의 개편 기판(5)을 유지하기 위하여 이용되는 캐리어(4)의 구성에 대하여 설명한다. 도 5(a) 내지 5(c)는 얇은 필름 형상의 개편 기 판(5)을 유지하기 위한 캐리어(4)를 나타내고 있다. 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 캐리어(4)의 표면에는 밀착성 수지로 이루어지는 피막(4a)이 설치되어 있고, 피막(4a)의 상면에는 도 5(b)에 나타낸 개편 기판(5)이 점착되는 부품 장착 위치(4b)가 복수 설정되어 있다. 캐리어(4)의 대향하는 대각 위치에는, 캐리어(4) 위치 인식용의 캐리어 인식 마크(MA, MB)가 형성되어 있다.

개편 기판(5)에는, 복수의 전자 부품 접속용의 전극(5a) 및 개편 기판(5)의 위치 인식용의 기판 인식 마크(Ma, Mb)가 형성되어 있다. 개편 기판(5)에서의 각각의 전극(5a)의 위치는, 기판 인식 마크(Ma, Mb)에 의해 특정되는 개편 기판 좌표계에서의 개별 전극(5a(i))의 좌표치(xi, yi)를 나타내는 전극 위치 정보로서, 미리 인쇄 장치(M1), 인쇄 검사 장치(M2), 전자 부품 탑재 장치(M3)의 각 장치에 설치된 기억부 또는 관리 컴퓨터(3)의 기억 장치에 기억되어 있다.

개편 기판(5)을 캐리어(4)에 유지시킬 때에는, 부품 장착 위치(4b)의 형상 및 배열에 따라 개구부가 설치된 장착 가이드 고정구(도시하지 않음)를 캐리어(4)의 상면에 세팅하고, 장착 가이드 고정구의 개구부를 통해 장착된 개편 기판(5)을 도 5(c)에 도시한 바와 같이 피막(4a)의 상면에 대하여 누른다. 이에 의해, 개편 기판(5)의 하면과 피막(4a)의 상면 사이의 공기가 제거되고, 개편 기판(5)과 피막(4a)은 밀착되어 상대 위치가 고정된 상태가 된다. 개편 기판(5)의 취급은, 이와 같이 복수의 개편 기판(5)을 캐리어(4)에 유지시킨 상태로 행해진다.

개편 기판(5)의 반송은 캐리어(4)마다에 대해 행해지고, 각 장치에서 개편 기판(5)에 대하여 작업을 행할 때에는, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 복수의 개편 기판(5)을 유지한 캐리어(4)의 하면을 각 장치에 설치된 하면 받침 부재(6)에 의해 하면 받침된 상태로 행해진다. 이 상태에서, 캐리어(4)에 부착된 개편 기판(5)의 위치가 반드시 완전히 규칙적으로 배열되는 것은 아니고, 각각의 개편 기판(5)은 부품 장착 위치(4b)에 대하여 불규칙적으로 어긋난 상태가 되는 경우가 많다.

즉, 동일한 캐리어(4)에 유지된 복수의 개편 기판(5)에 있어서, 각 개편 기판(5)에 각각 형성된 전극(5a)의 위치는, 개개의 개편 기판(5)의 서로 다른 위치 어긋남 경향으로 정규 위치로부터 위치가 어긋난 상태로 되어 있다. 이 때문에 캐리어(4)에서의 전극(5a)의 위치를 특정하기 위해서는, 캐리어(4)에 형성된 캐리어 인식 마크(MA, MB)에 대한 각 개편 기판(5)의 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 상대 위치가 필요해진다. 단, 개편 기판(5)을 캐리어(4)에 대하여 피막(4a)을 통해 유지시킨 상태의 각각의 개편 기판(5)은 캐리어(4)에 대하여 위치가 고정된 상태가 되므로, 캐리어 인식 마크(MA, MB)에 대한 각 개편 기판(5)의 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 상대 위치를 한번 구하여 기억시켜 두면, 이후의 공정에서는 이 상대 위치 정보를 그대로 적용할 수 있다.

도 7(a) 내지 7(c)는, 상술한 개편 기판(5)과 같이 캐리어(4)에 밀착시켜 고정적으로 유지시키는 것이 곤란한 개편 기판(105)을 대상으로 하는 캐리어(104)를 나타내고 있다. 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 캐리어(104)의 상면에는, 도 7(b)에 도시한 개편 기판(105)이 끼워 넣어지는 오목 형상의 기판 유지부(104a)가 설치되어 있고, 기판 유지부(104a)의 바닥면에는, 캐리어(104)의 하면측으로 관통하는 관통구(104b)가 설치되어 있다. 캐리어(104)의 대향하는 대각 위치에는, 캐리어(104) 위치 인식용의 캐리어 인식 마크(MA, MB)가 형성되어 있다.

개편 기판(105)에는, 복수의 전자 부품 접속용의 전극(105a) 및 개편 기판(105)의 위치 인식용의 기판 인식 마크(Ma, Mb)가 형성되어 있다. 개편 기판(105)에서의 각각의 전극(105a)의 위치는, 개편 기판(5)과 마찬가지로 기판 인식 마크(Ma, Mb)에 의해 특정되는 개편 기판 좌표계에서의 개별 전극(105a(i))의 좌표치(xi, yi)를 나타내는 전극 위치 정보로서, 미리 각 장치에 설치된 기억부에 기억되어 있다.

개편 기판(105)을 캐리어(104)에 유지시킬 때에는, 도 7(c)에 도시한 바와 같이 개편 기판(105)을 기판 유지부(104a) 내에 올려놓는다. 기판 유지부(104a)의 형상 및 치수는 개편 기판(105)이 기판 유지부(104a) 내에 어느 정도의 치수적인 여유를 가지고 끼워 넣어지도록 설정되어 있어서, 캐리어(104)에 유지된 복수의 개편 기판(105)은 각각이 이 여유분만큼 위치 오차를 발생시키는 상태가 된다. 즉, 복수의 개편 기판(105)은, 캐리어(104)에 설치된 기판 유지부(104a)에 위치 결정 오차를 포함하는 상태로 유지되며, 개편 기판(105)의 취급은 이러한 상태에서 행해진다.

개편 기판(105)의 반송은 캐리어(104)마다에 대해 행해지고, 각 장치에서 개편 기판(105)에 대하여 작업을 행할 때에는, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 복수의 개편 기판(105)을 유지한 캐리어(104)의 하면을 각 장치에 설치된 하면 받침 부재(106)에 의해 하면 받침한 상태에서 행한다. 이때, 하면 받침 부재(106)에 설치된 돌출부(106a)가 관통구(104b)를 관통하여 개편 기판(105)을 기판 유지부(104a) 로부터 들어올린다. 그리고 돌출부(106a)에 형성된 흡착홀(106b)로부터 진공 흡입함으로써, 각 개편 기판(105)은 진공 흡착에 의해 돌출부(106a)에 위치유지된다.

이와 같은 구성의 캐리어(104)를 이용하는 경우에도, 기판 유지부(104a)에 끼워넣어 유지된 상태의 개편 기판(105)의 위치는 상술한 여유분만큼 항상 위치 오차를 갖는 상태로 되어 있고, 더욱 캐리어(104)를 이동시킬 때마다 위치 오차의 상태가 변화한다. 이 때문에, 캐리어(104)에서의 전극(105a)의 위치를 특정하기 위해서는, 위치 특정이 필요할 때마다 각 개편 기판(105)의 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치를 인식할 필요가 있게 된다.

다음으로, 각 장치의 구성에 대하여 설명한다. 이하의 장치 설명에 있어서는, 캐리어(4)에 유지된 개편 기판(5)을 대상으로 하는 예에 대해서 설명하지만, 캐리어(104)와 개편 기판(105)을 대상으로 하는 경우도 마찬가지이다. 먼저, 도 2를 참조하여 인쇄 장치(M1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2에 있어서, 위치 결정 테이블(10) 상에는 캐리어 유지부(11)가 설치되어 있다. 캐리어 유지부(11)는 복수의 개편 기판(5)을 유지하는 캐리어(4)를 클램퍼(11a)에 의해 양측으로부터 끼워 유지한다. 캐리어 유지부(11)의 상방에는 마스크 플레이트(12)가 설치되어 있고, 마스크 플레이트(12)에는 캐리어(4)에 유지된 개편 기판(5)의 인쇄 부위에 대응하여 패턴 홀(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 테이블 구동부(14)에 의해 위치 결정 테이블(10)을 구동함으로써, 캐리어(4)는 마스크 플레이트(12)에 대하여 수평 방향 및 수직 방향으로 상대 이동한다.

마스크 플레이트(12)의 상방에는 스퀴지부(13)가 배치되어 있다. 스퀴지 부(13)는, 스퀴지(13c)를 마스크 플레이트(12)에 대하여 승강시킴과 함께 마스크 플레이트(12)에 대하여 소정의 압력으로 누르는 승강 누름 기구(13b)와, 스퀴지(13c)를 수평 이동시키는 스퀴지 이동 기구(13a)로 이루어진다. 승강 누름 기구(13b)와 스퀴지 이동 기구(13a)는 스퀴지 구동부(15)에 의해 구동된다. 캐리어(4)에 유지된 복수의 개편 기판(5)을 마스크 플레이트(12)의 하면에 맞닿게 한 상태에서 솔더 페이스트(S)가 공급된 마스크 플레이트(12)의 표면을 따라 스퀴지(13c)를 소정 속도로 수평 이동시킴에 따라, 각 개편 기판(5)의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극(5a)에 솔더 페이스트(S)가 패턴 홀(도시하지 않음)을 통해 일괄적으로 인쇄된다.

이러한 인쇄 동작은, 테이블 구동부(14)와 스퀴지 구동부(15)를 인쇄 제어부(17)에 의해 제어함으로써 행해진다. 이 제어시에는, 인쇄 데이터 기억부(16)에 기억된 인쇄 데이터에 기초하여, 스퀴지(13c)의 동작이나 캐리어(4)와 마스크 플레이트(12)와의 정렬이 제어된다. 통신부(18)는 통신 네트워크(2)를 통해 관리 컴퓨터(3)나 전자 부품 실장 라인(1)을 구성하는 타 장치와의 사이에서 데이터를 송수신한다.

다음으로, 도 3을 참조하여 인쇄 검사 장치(M2)에 대하여 설명한다. 도 3에 있어서, 위치 결정 테이블(20) 상에는 캐리어 유지부(21)가 배치되어 있고, 캐리어 유지부(21)에는 복수의 개편 기판(5)을 유지한 캐리어(4)가 유지되어 있다. 캐리어 유지부(21)의 상방에는 카메라(23)가 촬상 방향을 아래로 향하게 하여 설치되어 있고, 카메라(23)는 인쇄 장치(M1)에 의해 각 개편 기판(5)에 솔더가 인쇄된 상태의 캐리어(4)를 촬상한다. 검사 제어부(28)는, 테이블 구동부(22) 및 카메라(23)를 제어함으로써 검사 동작을 제어한다. 검사 제어부(28)에 의해 테이블 구동부(22)를 제어하여 위치 결정 테이블(20)을 구동함으로써, 캐리어(4)의 임의 위치를 카메라(23)의 바로 아래에 위치시켜 촬상할 수 있다.

촬상에 의해 취득한 화상 데이터는 화상 인식부(27)에 의해 인식 처리되고, 이에 따라 캐리어(4)에 형성된 캐리어 인식 마크(MA, MB) 및 복수의 개편 기판(5)의 각각에 형성된 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치를 인식하는 것이 가능하게 된다. 또한, 취득한 화상 데이터를 인식 처리함으로써, 캐리어(4)에 유지된 복수의 개편 기판(5)의 각 전극에 인쇄 장치(M1)에 의해 인쇄된 솔더 페이스트의 위치가 인식된다. 즉, 카메라(23) 및 화상 인식부(27)는, 캐리어(4)에 형성된 캐리어 인식 마크(MA, MB)의 위치 및 개편 기판(5)에 형성된 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치를 인식 가능한 제1 마크 위치 인식부와, 개편 기판(5)에 인쇄된 솔더 페이스트(S)의 위치를 인식하는 솔더 위치 인식부를 겸하는 형태로 되어 있다.

인쇄 검사 처리부(26)는, 인쇄된 솔더 페이스트의 위치 인식 결과에 기초하여 솔더 인쇄 상태를 양부(良否) 판정하는 인쇄 검사를 행한다. 솔더 위치 어긋남 산출부(25)는, 화상 인식부(27)가 화상 데이터를 인식 처리함으로써 얻은 마크 위치 인식 결과 및 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판(5)에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보(도 5(b), 도 7(b) 참조)에 기초하여, 각 개편 기판(5)에서의 솔더 페이스트(S)의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 어긋남 데이터를 각 개편 기판(5)마다에 대하여 산출하는 처리를 행한다. 위치 보정 데이터 연산부(24)는, 각 개편 기판(5)에서의 솔더 페이스트(S)의 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를, 솔더 위치 어긋남 산출부(25)에 의해 산출된 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판(5)마다 구하는 연산을 행한다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 전자 부품 탑재 장치(M3)의 구성에 대하여 설명한다. 도 4에 있어서, 위치 결정 테이블(30) 상에는 캐리어 유지부(31)가 설치되어 있고, 캐리어 유지부(31)는 인쇄 검사 장치(M2)로부터 반송된 캐리어(4)를 유지한다. 캐리어 유지부(31)의 상방에는, 헤드 구동 기구(33)에 의해 이동하는 탑재 헤드(32) 및 카메라(40)가 설치되어 있다. 탑재 헤드(32)는 전자 부품을 흡착하는 노즐(32a)을 구비하고 있고, 탑재 헤드(32)는 부품 공급부(도시하지 않음)로부터 전자 부품(7)을 노즐(32a)에 의해 흡착 유지하여 취출한다. 그리고 탑재 헤드(32)를 캐리어(4) 상으로 이동시키고 캐리어(4)를 향하여 하강시킴으로써, 노즐(32a)에 유지한 전자 부품을 캐리어(4)에 유지된 복수의 개편 기판(5)에 탑재한다. 탑재 헤드(32), 헤드 이동 기구(33) 및 탑재 헤드 구동부(35)는, 전자 부품을 부품 공급부로부터 탑재 헤드(32)에 의해 픽업하고, 전자 부품을 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판(5)에 탑재하는 부품 탑재 기구를 구성한다.

카메라(40)는 캐리어(4)의 상면을 촬상하고, 카메라(40)에 의해 취득된 화상 데이터는 화상 인식부(38)에 의해 인식 처리된다. 이에 따라, 캐리어(4)에 형성된 캐리어 인식 마크(MA, MB) 및 복수의 개편 기판(5)의 각각에 형성된 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치를 인식할 수 있게 된다. 따라서, 카메라(40) 및 화상 인식 부(38)는, 캐리어 인식 마크 및 기판 인식 마크의 위치를 인식 가능한 제2 마크 위치 인식부가 된다.

헤드 구동 기구(33) 및 위치 결정 테이블(30)은, 각각 탑재 헤드 구동부(35) 및 테이블 구동부(34)에 의해 구동된다. 탑재 데이터 기억부(36)에는, 실장 대상이 되는 캐리어(4)에 유지된 개편 기판(5)에서의 실장 위치 좌표를 나타내는 탑재 위치 데이터가 실장 데이터로서 기억된다. 탑재 헤드(32)에 의한 부품 탑재 동작에 있어서, 탑재 제어부(37)가 캐리어 인식 마크(MA, MB) 및 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 마크 위치 인식 결과와 이 실장 데이터에 기초하여 테이블 구동부(34) 및 탑재 헤드 구동부(35)를 제어함으로써, 캐리어(4)에 유지된 개편 기판(5)의 부품 탑재 위치로 전자 부품이 탑재된다.

본 실시예에서는, 인쇄 검사 장치(M2)에 의해 연산되고 전자 부품 탑재 장치(M3)에 피드-포워드 되는 위치 보정 데이터를 이용하여 동작 제어를 행하도록 하고 있다. 즉, 탑재 제어부(37)는, 제2 마크 위치 인식부인 화상 인식부(38)에 의한 마크 위치 인식 결과와 위치 보정 데이터를 이용하여, 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어하도록 되어 있다. 통신부(39)는 통신 네트워크(2)를 통해 관리 컴퓨터(3)나 전자 부품 실장 라인(1)을 구성하는 타 장치와의 사이에서, 상술한 위치 보정 데이터 등의 각종 데이터를 송수신한다.

또한, 상기 전자 부품 실장 시스템의 구성에 있어서는, 인쇄 장치(M1)와 전자 부품 탑재 장치(M3)와의 사이에 인쇄 검사 장치(M2)를 독립하여 설치한 구성으로 되어 있는데, 인쇄 검사 장치(M2)의 기능을 인쇄 장치(M1) 혹은 전자 부품 탑재 장치(M3)에 부속시키도록 해도 무방하다. 즉, 인쇄 장치(M1)에서의 인쇄 후의 캐리어(4)를 대상으로 촬상이 가능하도록 카메라(23)를 설치하고, 위치 보정 데이터 연산부(24), 솔더 위치 어긋남 산출부(25), 인쇄 검사 처리부(26), 화상 인식부(27) 및 검사 제어부(28)의 기능을 인쇄 장치(M1)의 제어 기능에 부가한다. 이 경우, 인쇄 후의 캐리어(4)를 대상으로 하여 인쇄 장치(M1)의 내부에서 동일한 검사 처리 및 연산 처리를 행할 수 있다. 전자 부품 탑재 장치(M3)에 이러한 기능을 부속시키는 경우에도 마찬가지로서, 이 경우에는 전자 부품 탑재 장치(M3)의 내부에서, 인쇄 장치(M1)로부터 직접 반입된 캐리어(4)에 대하여 동일한 검사가 부품 탑재 동작에 앞서 실행된다. 또한, 솔더 위치 어긋남 산출부(25)의 연산 기능만을 전자 부품 탑재 장치(M3)에 의해 실행시키도록 해도 무방하다.

이러한 전자 부품 실장 시스템은 상기와 같이 구성되어 있고, 이하, 전자 부품 실장 방법에 대하여, 도 9의 흐름에 따라 설명한다. 상류측의 기판 공급부(도시하지 않음)로부터 공급되는 캐리어(4)는, 먼저 인쇄 장치(M1)에 반입되어 캐리어 유지부(11)에 유지된다. 캐리어(4)에는, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 복수의 개편 기판(5)이 유지되어 있고, 이들 개편 기판(5)에는 전자 부품의 실장점에 대응하는 위치에 복수의 전자 부품 접합용의 전극(5a)이 쌍을 이루어 형성되어 있다. 그리고 이들 각각의 전극(5a)에 대하여, 솔더 페이스트(S)를 일괄적으로 인쇄한다(인쇄 공정; ST1).

이어서, 인쇄 후의 캐리어(4)는 인쇄 검사 장치(M2)로 반입된다. 여기에서, 인쇄 후의 캐리어(4)를 카메라(23)에 의해 촬상하고 촬상에 의해 취득된 화상 데이 터를 화상 인식부(27)가 인식 처리함에 따라 인쇄 검사 처리부(26)에 의해 인쇄 양부 판정을 위한 인쇄 검사가 행해지고, 인쇄 위치 어긋남 보정을 위한 위치 보정 데이터를 각 개편 기판(5)마다 작성하는 처리가 솔더 위치 어긋남 산출부(25) 및 위치 보정 데이터 연산부(24)에 의해 행해진다(ST2). 이후, 연산된 위치 보정 데이터를 전자 부품 탑재 장치(M3)로 피드-포워드한다(ST3).

그리고 전자 부품 탑재 장치(M3)에서, 카메라(40)에 의해 캐리어(4)를 촬상하여 얻은 화상 데이터를 화상 인식부(38)에 의해 인식 처리함으로써 얻어진 마크 위치 인식 결과와 인쇄 검사 장치(M2)로부터 피드-포워드된 위치 보정 데이터를 이용하여 부품 탑재 기구를 제어함으로써, 각 개편 기판(5)에 전자 부품을 탑재한다(ST4). 이후, 각 개편 기판(5)에 전자 부품이 탑재된 후의 캐리어(4)를 리플로우 장치(M4)로 반입하고, 각 개편 기판(5)에 탑재된 전자 부품을 일괄적으로 솔더 접합한다(ST5). 이에 따라, 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장한 개편 실장 기판의 제조가 완료된다.

여기서, 상술한 흐름의 (ST2)에 나타낸 위치 보정 데이터 작성 처리에 대해, 도 11(a) 내지 11(c) 및 도 12(a) 내지 12(d)를 참조하여, 도 10의 흐름에 준하여 설명한다. 또한, 도 11(a) 내지 11(c) 및 도 12(a) 내지 12(d)에 나타낸 예에서는, 대상이 개편 기판(5)이 고정적으로 부착된 캐리어(4)인 경우를 나타내고 있다. 먼저, 도 11(a)에 도시한 바와 같이, 솔더 페이스트(S)가 인쇄된 후의 개편 기판(5)을 유지하는 캐리어(4)를 촬상하고, 각 개편 기판(5)의 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치를 인식한다(ST11). 또한, 도 11(a) 내지 11(c)에 있어서, 직교 좌표계 XY는 카메라(23)에 구비된 광학 좌표계를 나타내고 있고, 직교 좌표계 xy는 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치에 따라 특정되는 개별 개편 기판(5)의 좌표계를 나타내고 있다. 더욱, 도 11(b) 및 11(c)에 있어서는, 각 전극(5a)에 인쇄된 솔더 페이스트(S)의 도시는 적절히 생략했다. 개편 기판(5)을 대상으로 한 마크 위치 인식에 있어서는, 개편 기판(5)이 고정적으로 부착된 캐리어(4)의 캐리어 인식 마크(MA, MB)를 함께 위치 인식한다. 이에 따라, 캐리어(4)에서의 각 개편 기판(5)의 고정적인 상대 위치가 검출되고, 이 상대 위치 정보는 위치 보정 데이터와 함께 전자 부품 탑재 장치(M3)로 피드-포워드된다.

다음으로, 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치 인식 결과와 개편 기판(5)의 전극 위치 정보(도 5(b) 참조)에 기초하여, 해당 개편 기판(5)에서의 각 전극(5a)의 위치를 검출한다(ST12). 즉, 도 11(a)에 있어서 인식된 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 2점 위치로부터 직교 좌표계 XY와는 별도의 개편 기판(5) 고유의 직교 좌표계 xy를 설정하고, 이 직교 좌표계 xy에서의 각 전극(5a(i))의 위치(xi, yi)를 산출한다. 개편 기판(5)의 전극 위치 정보는 각 장치의 기억부에 미리 기억되어 있고, 필요에 따라 읽어내지도록 되어 있다.

다음으로, 각각의 개편 기판(5)에 있어서 위치 보정 기준 영역에 위치하는 솔더 페이스트의 위치를 인식한다(ST13). 여기서 위치 보정 기준 영역이라는 것은, 도 11(c)에 도시한 바와 같이, 개편 기판(5)의 한 쌍의 대각 위치에 직사각형 형상으로 설정된 영역(R1, R2)을 의미하고 있다. 이들 영역(R1, R2)으로부터 각각 대표 위치로서 1점씩 선정된 1쌍의 전극(5a(1) 및 5a(2))에 대하여 인쇄된 솔더 페이스 트(S(1) 및 S(2))의 위치 어긋남 량을 구함으로써, 해당 개편 기판(5)의 전체 영역에서의 솔더 페이스트(S(i))의 위치 어긋남 량을 추정할 수 있다.

즉, 도 12(a)에 도시한 바와 같이, 전극(5a(1) 및 5a(2))의 중심점(C1 및 C3), 솔더 페이스트(S(1) 및 S(2))의 중심점(C2 및 C4)을 화상 인식에 의해 구한다. 이어서 중심점(C1 내지 C4)의 변위량들을 이들의 위치 보정 기준 영역에서의 솔더 페이스트(S)의 전극(5a)에 대한 위치 어긋남 량으로서 구하고(ST14), 구한 위치 어긋남 량으로부터 해당 개편 기판(5) 내의 임의점에서의 위치 어긋남 량을 산출하기 위한 좌표 변환식 F(X, Y, θ)를 구한다(ST15). 다시 말하면, 중심점(C1 및 C3)이 각각 중심점(C2 및 C4)에 중첩되는 좌표 변환식을 구한다.

그리고 구한 좌표 변환식 F(X, Y, θ)를 이용하여, 해당 개편 기판(5) 내의 각 전극(5a(i))에서의 솔더 위치 어긋남 량을 산출한다(ST16). 즉, 중심점(C(i))을 좌표 변환식 F(X, Y, θ)에 의해 좌표 변환한 C(i+1)을 솔더 페이스트(S(i))의 중심점이라고 추정하고, C(i) 내지 C(i+1)의 변위량을 전극(5a(i))에서의 솔더 위치 어긋남 량으로 산출하며, 또 이 연산을 개편 기판(5) 내의 모든 전극(5a)에 대하여 실행한다.

즉, 본 실시예에서, 솔더 위치 인식부는 각 개편 기판(5)에 있어서 위치 보정 기준 영역으로서 미리 정해진 영역(R1, R2)에 인쇄된 솔더 페이스트(S1, S2)의 위치를 대표 위치로서 인식하도록 하고 있다, 이에 따라, 종래 필요했던 개개의 전극마다 솔더 인쇄 위치의 산출을 위한 촬상이나 화상 인식 처리를 행하지 않아, 솔더 위치 어긋남 량의 산출을 고효율로 실행할 수 있게 되었다. 물론, 각 개편 기 판(5)에 있어서 모든 전극(5a)을 대상으로 하여 솔더 위치 인식을 행함으로써, 솔더 위치 어긋남 데이터를 산출하도록 해도 무방하다.

이어서, 위치 보정 데이터의 연산이 행해진다. 즉, 상술한 바와 같이 산출된 각 전극(5a)에서의 솔더 위치 어긋남을 보정하여, 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 각 실장점마다의 오프셋 값으로서 산출한다(ST17). 여기서는 위치 보정 데이터의 형태로서, 인접하는 한 쌍의 전극(5a)에 솔더 접합되는 단자형의 전자 부품(7)을 대상으로 하여 실장점을 보정하는 예를 나타내고 있다. 도 12(b)에 도시한 바와 같이, 실장 데이터로 나타내지는 전극 기준에서의 실장점은 전극(5a)의 중점인 전극 위치(Pa)이고, 한편, 실제로 인쇄된 솔더 페이스트(S)의 위치를 탑재 위치로 하는 솔더 기준에서의 실장점은 2개의 전극(5a)에 인쇄된 솔더 페이스트(S)의 중심 위치를 나타내는 솔더 인쇄 위치(Ps)이다. 또한, 구해진 전극 위치(Pa)와 솔더 인쇄 위치(Ps)와의 상대 위치 어긋남 량이 위치 어긋남 허용 상한으로서 미리 설정된 임계치보다도 큰 경우는, 인쇄 불량으로서, 인쇄 검사 처리부(26)에 의해 불량 판정이 이루어진다.

그리고 상대 위치 어긋남 량이 임계치 이내이면, 도 12(c)에 도시한 바와 같이, 전극 위치(Pa) 및 솔더 인쇄 위치(Ps)에 기초하여 설정되는 부품 탑재 위치(Pm)와 전극 위치(Pa)와의 편차를 나타내는 오프셋 값(ΔX, ΔY)을 산출한다. 여기서, 부품 탑재 위치(Pm)는, 전극 위치(Pa)와 솔더 인쇄 위치(Ps)를 연결하는 직선상에서 Pa와 Ps간의 중점보다도 솔더 인쇄 위치(Ps)에 가까운 위치에 설정된다. 인쇄된 솔더 페이스트(S)가 전극으로부터 위치가 어긋난 경우에는, 솔더 인쇄 위 치(Ps) 그 자체를 부품 탑재 위치(Pm)로 하는 것보다도, 솔더 인쇄 위치(Ps)로부터 전극 위치(Pa) 측으로 어느 정도 어긋나게 한 위치를 부품 탑재 위치(Pm)로 하는 것이 양호한 솔더 접합 결과를 얻을 수 있다는 것이 경험적으로 알려져 있다.

최적의 부품 탑재 위치를 구하기 위해서는, 기판의 전극 형상이나 전자 부품의 크기 및 형상, 솔더 페이스트의 점도 등의 조합에 따라 개별 실장 불량의 발생 도수 분포가 각각 다르게 되므로, 부품 탑재 위치(Pm)를 조금씩 어긋나게 하는 실장을 행하여 부품 탑재 위치(Pm)의 위치와 실장 불량의 발생 정도의 관계를 미리 실험적으로 구해 두는 것이 바람직하다. 그리고 전체적으로 실장 불량의 발생이 가장 적어지는 위치에 부품 탑재 위치(Pm)를 설정한다.

오프셋 값의 산출은 캐리어(4)에 유지된 각각의 개편 기판(5)의 각 전극(5a)의 모두에 대하여 행해지고, 이 오프셋 값은 위치 보정 데이터로서 전자 부품 탑재 장치(M3)에 피드-포워드된다. 그리고 전자 부품 탑재 장치(M3)에 있어서는, 탑재 데이터 기억부(36)에 기억된 실장 데이터, 즉 대상이 되는 개편 기판(5)에서의 실장점의 위치를 나타내는 실장 좌표 데이터에, 카메라(40)에 의해 캐리어(4)를 촬상하여 구해진 마크 인식 결과 및 피드-포워드된 위치 보정 데이터를 이용하여 부품 탑재 동작이 실행된다.

즉, 캐리어(4)의 위치 결정 및 개편 기판(5)의 상대 위치 어긋남에 기인하는 설계상의 실장 위치의 위치 어긋남 오차를 마크 인식 결과에 따라 보정하고, 또한, 인쇄 검사 장치(M2)로부터 피드-포워드되는 위치 보정 데이터에 따라 솔더 위치 어긋남을 보정한 상태에서, 부품 탑재 동작이 행해진다. 이 경우에, 캐리어(4)에 형 성된 캐리어 인식 마크(MA, MB)에 대한 각 개편 기판(5)의 상대 위치는 인쇄 검사 장치(M2)에서 이미 취득되어 위치 보정 데이터와 함께 전자 부품 탑재 장치(M3)에 피드-포워드 되어 있으므로, 캐리어(4)의 캐리어 인식 마크(MA, MB)만을 위치 인식하면 된다.

상술한 전자 부품 실장 방법은, 캐리어(4)에 위치가 고정된 상태로 유지된 복수의 개편 기판(5)에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 방법에 관한 것으로서, 이하의 각 공정을 포함한 형태로 되어 있다. 먼저, 인쇄 장치(M1)에 의해 복수의 개편 기판(5)의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극(5a)에 솔더 페이스트(S)를 일괄하여 인쇄한다(인쇄 공정). 다음으로, 인쇄 후의 캐리어(4)를 인쇄 검사 장치(M2)에 반입하고 캐리어(4)를 카메라(23)에 의해 촬상한 화상 데이터를 인식 처리함으로써 캐리어(4)에 형성된 캐리어 인식 마크(MA, MB)의 위치 및 개편 기판(5)에 형성된 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치를 인식(제1 마크 위치 인식 공정)함과 함께, 개편 기판(5)에 인쇄된 솔더 페이스트(S)의 위치를 검출한다(솔더 위치 인식 공정).

인쇄 검사 장치(M2)에 있어서는, 제1 마크 위치 인식 공정에서의 기판 인식 마크(Ma, Mb)를 대상으로 한 마크 위치 인식 결과와 솔더 위치 인식 공정에서의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판(5)에서의 전극(5a)의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여, 각 개편 기판(5)에서의 솔더 페이스트(S)의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판(5)마다 산출한다(솔더 위치 어긋남 산출 공정). 이 솔더 위치 어긋남 산출은, 도 10에 나타내는 (ST12) 내지 (ST16)의 방법에 따라 행해진다.

다음으로, 솔더 페이스트(S)의 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판(5)마다 구하는 연산을 위치 보정 데이터 연산부(24)에 의해 행하고(위치 보정 데이터 연산 공정), 이 위치 보정 데이터를 전자 부품 탑재 장치(M3)에 피드-포워드한다. 또한, 이 위치 보정 데이터와 함께, 제1 마크 위치 인식 공정에서 구해진 캐리어(4)에서의 각 개편 기판(5)의 상대 위치를 나타내는 상대 위치 정보를 피드-포워드한다. 그리고 전자 부품 탑재 장치(M3)에서는, 이하의 각 공정이 실행된다. 먼저, 솔더 페이스트 인쇄 후의 캐리어(4)를 카메라(40)에 의해 촬상함으로써, 캐리어 인식 마크(MA, MB)의 위치를 인식한다(제2 마크 위치 인식 공정).

이어서, 제1 마크 위치 인식 공정 및 제2 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 인쇄 검사 장치(M2)로부터 피드-포워드된 위치 보정 데이터를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어함으로써, 부품 공급부로부터 탑재 헤드(32)에 의해 전자 부품을 픽업하고, 솔더 페이스트(S)가 인쇄된 각 개편 기판(5)에 탑재한다(부품 탑재 공정).

또한, 동일한 전자 부품 실장 라인(1)을 이용하여 도 7(a) 내지 7(c)에 나타낸 캐리어(104)에 설치된 기판 유지부(104a)에 위치 결정 오차가 있는 상태로 유지된 복수의 개편 기판(105)을 대상으로 하여 개편 실장 기판을 제조하는 경우에는, 상술한 전자 부품 실장 방법과 비교하여 이하의 공정에서의 작업 처리 내용이 다르다. 먼저, 인쇄 검사 장치(M2)에서 실행되는 제1 마크 인식 공정에 있어서는, 개편 기판(105)의 각각에 형성된 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 위치만을 인식한다. 이것은, 캐리어(104)에 있어서, 개편 기판(105)은 항상 기판 유지부(104a) 내에서 치수적인 여유에 기인하는 위치 오차를 가지고 있고 캐리어(104) 내에서의 개편 기판(105)의 상대 위치는 항상 변동하고 있으므로, 이 상대 위치를 미리 구해놓는 이점이 없기 때문이다. 솔더 위치 어긋남 산출 공정 및 위치 보정 데이터 연산 공정에 대해서는, 캐리어(4) 및 개편 기판(5)을 대상으로 하는 상술한 예와 동일하다.

또한, 인쇄 후의 개편 기판(105)을 유지한 캐리어(104)를 전자 부품 탑재 장치(M3)에 반입하여 행하는 제2 마크 위치 인식 공정에 있어서는, 유지된 개편 기판(105)의 모든 기판 인식 마크(Ma, Mb)가 인식된다. 이것은, 인쇄 검사 장치(M2)에서의 제1 마크 위치 인식 공정에서 캐리어(104)에 대한 개편 기판(105)의 상대 위치를 나타내는 상대 위치 정보가 취득되어 있지 않기 때문이다. 더욱, 전자 부품 탑재 동작에 있어서는, 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 마크 위치 인식 결과와 인쇄 검사 장치(M2)로부터 피드-포워드된 위치 보정 데이터를 이용하여, 부품 탑재 기구가 제어된다.

상기 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 나타내는 전자 부품 실장 방법에서는, 기판 인식 마크(Ma, Mb)의 마크 위치 인식 결과와 인쇄된 솔더 페이스트(S)의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판(5)에서의 전극(5a)의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여, 각 개편 기판(5)에서의 솔더 페이스트(S)의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판(5)마다 산출하고, 산출된 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑 재하기 위한 위치 보정 데이터를 각 개편 기판(5)마다 구하는 연산을 행하고, 또한, 전자 부품 탑재 장치(M3)에 있어서 피드-포워드된 위치 보정 데이터와 마크 위치 인식 결과를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어하는 구성을 채용하고 있다. 이에 따라, 캐리어 내에서 개편 기판의 위치에 편차가 있는 경우라도, 탑재 위치 보정을 효율적으로 행할 수 있다.

본 발명의 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법은, 복수의 개편 기판을 캐리어에 유지시킨 부품 실장 형태에 있어서, 솔더 인쇄 위치에 따른 탑재 위치 보정을 고효율로 행할 수 있다는 효과를 가지며, 캐리어에 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 분야에 유용하다.

본 발명은, 일본 특허출원 No. 2007-135133호에 기초하는 것으로서, 그 내용은 참고로서 여기에 포함된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에서의 인쇄 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에서의 인쇄 검사 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에서의 전자 부품 탑재 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 대상이 되는 캐리어 및 개편 기판의 구조 설명도.

도 6(a) 및 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 대상이 되는 캐리어 및 개편 기판의 구조 설명도.

도 7(a) 내지 7(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 대상이 되는 캐리어 및 개편 기판의 구조 설명도.

도 8(a) 및 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템의 대상이 되는 캐리어 및 개편 기판의 구조 설명도.

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전자 부품 실장 시스템에 의한 전자 부품 실장 방법을 나타내는 흐름도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 방법에서의 위치 보정 데이터 작성 처리를 나타내는 흐름도.

도 11(a) 내지 11(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 방법에서의 위치 보정 데이터 작성 처리의 설명도.

12(a) 내지 12(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 방법에서의 위치 보정 데이터 작성 처리의 설명도.

Claims

캐리어에 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 시스템으로서:

상기 복수의 개편 기판의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극에 솔더 페이스트를 일괄적으로 인쇄하는 인쇄 장치와;

상기 캐리어에 형성된 캐리어 인식 마크의 위치 및 상기 개편 기판에 형성된 기판 인식 마크의 위치를 인식 가능한 제1 마크 위치 인식부와, 상기 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 인식하는 솔더 위치 인식부와, 상기 제1 마크 위치 인식부에 의한 마크 위치 인식 결과와 상기 솔더 위치 인식부에 의한 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하는 솔더 위치 어긋남 산출부를 구비하는 인쇄 검사 장치와;

상기 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를, 상기 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하는 위치 보정 데이터 연산부와; 및

부품 공급부로부터 탑재 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하여 상기 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판에 탑재하는 부품 탑재 기구와, 상기 캐리어 인식 마크 및 기판 인식 마크의 위치를 인식 가능한 제2 마크 위치 인식부와, 상기 제2 마크 위치 인식부에 의한 마크 위치 인식 결과와 상기 위치 보정 데이터를 이용하여 상 기 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어하는 탑재 제어부를 구비하는 전자 부품 탑재 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 솔더 위치 인식부는, 각 개편 기판에 있어서 위치 보정 기준 영역으로서 미리 정해진 영역에 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 대표 위치로서 인식하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 위치 보정 데이터 연산부는, 상기 인쇄 검사 장치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 시스템.
캐리어의 표면에 설치된 밀착성 수지의 피막에 의해 위치가 고정된 상태로 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 방법으로서:

상기 복수의 개편 기판의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극에 솔더 페이스트를 일괄적으로 인쇄하는 인쇄 공정과;

상기 캐리어에 형성된 캐리어 인식 마크의 위치 및 상기 개편 기판에 형성된 기판 인식 마크의 위치를 인식하는 제1 마크 위치 인식 공정과;

상기 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 검출하는 솔더 위치 인식 공정과;

상기 제1 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 솔더 위치 인식 공정에서의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여, 상기 캐리어에서의 각 개편 기판의 상대 위치 및 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하는 솔더 위치 어긋남 산출 공정과;

상기 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를, 상기 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하는 위치 보정 데이터 연산 공정과;

솔더 페이스트 인쇄 후의 상기 캐리어를 대상으로 하여 상기 캐리어 인식 마크의 위치를 인식하는 제2 마크 위치 인식 공정과; 및

상기 위치 보정 데이터 및 상기 제2 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어함으로써, 부품 공급부로부터 탑재 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하여 상기 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판에 탑재하는 부품 탑재 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 방법.
캐리어에 설치된 기판 유지부에 위치 결정 오차를 갖는 상태로 유지된 복수의 개편 기판에 전자 부품을 솔더 접합에 의해 실장하여 개편 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 방법으로서:

상기 복수의 개편 기판의 각각에 형성된 전자 부품 접합용의 복수의 전극에 솔더 페이스트를 일괄적으로 인쇄하는 인쇄 공정과;

상기 개편 기판의 각각에 형성된 기판 인식 마크의 위치를 인식하는 제1 마크 위치 인식 공정과;

상기 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 검출하는 솔더 위치 인식 공정과;

상기 제1 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 솔더 위치 인식 공정에서의 솔더 위치 인식 결과와 개편 기판에서의 전극의 위치를 나타내는 전극 위치 정보에 기초하여, 각 개편 기판에서의 솔더 페이스트의 위치 어긋남을 나타내는 솔더 위치 어긋남 데이터를 각 개편 기판마다 산출하는 솔더 위치 어긋남 산출 공정과;

상기 위치 어긋남을 보정하여 전자 부품을 적정한 위치에 탑재하기 위한 위치 보정 데이터를, 상기 솔더 위치 어긋남 데이터에 기초하여 각 개편 기판마다 구하는 연산을 행하는 위치 보정 데이터 연산 공정과;

솔더 페이스트 인쇄 후의 상기 캐리어를 대상으로 하여 상기 기판 인식 마크의 위치를 인식하는 제2 마크 위치 인식 공정과; 및

상기 제2 마크 위치 인식 공정에서의 마크 위치 인식 결과와 상기 위치 보정 데이터를 이용하여 부품 탑재 기구에 의한 전자 부품의 탑재 동작을 제어함으로써, 부품 공급부로부터 탑재 헤드에 의해 전자 부품을 픽업하여 상기 솔더 페이스트가 인쇄된 각 개편 기판에 탑재하는 부품 탑재 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 방법.
제4항에 있어서,

상기 솔더 위치 인식 공정에 있어서, 각 개편 기판에서 위치 보정 기준 영역으로서 미리 정해진 영역에 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 대표 위치로서 인식하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 방법.
제5항에 있어서,

상기 솔더 위치 인식 공정에 있어서, 각 개편 기판에서 위치 보정 기준 영역으로서 미리 정해진 영역에 인쇄된 솔더 페이스트의 위치를 대표 위치로서 인식하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 방법.