電子部品実装システムおよび電子部品実装方法
【課題】印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、実装品質を確保す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を目的とする。
【解決手段】電極に印刷された半田ペーストの高さを計測する高さ計測装置と電子部品搭載装置を備えた実装システムにおいて、電極に印刷された半田ペーストの高さを計測した計測結果に基づき半田ペーストの高さの正否を判定し、さらにこの判定結果に基づいて半田バンプへの半田ペーストの転写の要否を判定し、転写必要と判定されたならば搭載ヘッドに保持された電子部品にペーストを転写する。これにより、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、半田量を適正に追加して実装品質を確保することができる。
【解決手段】電極に印刷された半田ペーストの高さを計測する高さ計測装置と電子部品搭載装置を備えた実装システムにおいて、電極に印刷された半田ペーストの高さを計測した計測結果に基づき半田ペーストの高さの正否を判定し、さらにこの判定結果に基づいて半田バンプへの半田ペーストの転写の要否を判定し、転写必要と判定されたならば搭載ヘッドに保持された電子部品にペーストを転写する。これにより、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、半田量を適正に追加して実装品質を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装して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。
【背景技術】
【０００２】
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、各装置の間に検査装置を配置した構成の検査機能付き電子部品実装ラインが導入されるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献に示す例においては、印刷装置と電子部品搭載装置との間に印刷検査装置を配置し、印刷検査装置において印刷装置による印刷状態に位置ずれなどの何らかの不正常事態があることが検出されたならば、それを是正するためのフィードバック情報を印刷装置に伝達するとともに、後工程の電子部品搭載装置には不正常事態の影響を是正した上で搭載動作を実行するためのフィードフォワード情報が伝達される。これにより、実装基板製造過程における高度な品質管理が実現される。
【特許文献１】特開２００２−１３４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年電子機器の小型化により、実装される電子部品のサイズも微小化し、これら微小部品の実装に際しては基板に印刷される半田の量を精細に制御することが求められる。しかしながら、基板の電極に半田を印刷するスクリーン印刷過程においては電極の微細化に伴って印刷難度が増大し、印刷後の半田の形状不良などによって半田量のばらつきが生じやすい。そしてこの状態のまま基板に電子部品が搭載されると、リフロー工程において電子部品が基板に正常に半田接合されない接合不良を生じる度合いが高くなる。このように、従来の電子部品実装システムにおいては、スクリーン印刷工程における印刷不良により半田量の不足が生じた後の基板に対しては有効なリカバリ策がなく、実装品質の低下や不良率の増大を招くという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、実装品質を確保す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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子部品実装システムは、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷装置と、前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測装置と、部品供給部から電子部品を取り出して基板保持部に保持された基板に移送搭載する搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドを前記部品供給部と基板保持部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドの移動経路に配設され、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置と、前記ペースト高さ計測装置による前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペース
ト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否を判定するペースト転写判定部とを備えた。
【０００７】
本発明の電子部品実装方法は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷工程と、前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測工程と、半田ペーストの塗膜を塗膜形成面に形成し、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記複数の半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットを備えた電子部品搭載装置によって前記ペースト高さ計測工程後の前記基板に電子部品を搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程に先立って、前記半田高さ計測工程における前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペースト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否をペースト転写判定部によって判定し、転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドに保持された電子部品を前記塗膜形成面に対して下降させるペースト転写動作を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極に印刷された半田ペーストの高さを計測した計測結果に基づき半田ペーストの高さの正否を判定し、さらにこの判定結果に基づいて半田バンプへの半田ペーストの転写の要否を判定し、転写必要と判定されたならば搭載ヘッドに保持された電子部品にペーストを転写することにより、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、半田量を適正に追加して実装品質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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半田印刷の説明図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの構造説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの動作説明図、図６は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の制御系の構成を示すブロック図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示すフロー図、図９、図１０、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図である。
【００１０】
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、いずれも電子部品実装用装置である印刷装置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構成され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。本実施の形態においては、これらの複数の電子部品実装用装置により、下面に外部接続用の複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に半田接合によって実装して実装基板を製造する。なお管理コンピュータ３を使用せずに、各電子部品実装用装置を通信ネットワーク２によって接続する構成でもよい。
【００１１】
印刷装置Ｍ１は、実装対象の基板に電子部品の半田バンプの配列に対応して形成された電極に、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、半田印刷後の基板を撮像して印刷された半田ペーストの平面位置を認識することにより印刷状態を検査する。電子部品搭載装置Ｍ３は、半田ペーストが印刷された基板に搭載ヘッドによって電子部品を搭載する。リフロー装置Ｍ４は、電子部品が搭載された基板を加熱することにより、半田バンプおよび半田ペーストを加熱溶融させて、電子部品を基板に半田
接合する。
【００１２】
図２は、印刷装置Ｍ１にて行われる半田印刷を示している。印刷装置Ｍ１はスクリーンマスク６およびスキージ機構８を備えており、スクリーンマスク６の下方には、基板保持部（図示省略）によって電子部品が実装される基板５が位置決めされて保持される。基板５の上面には実装対象の電子部品が接続される電極５ａが設けられている。スクリーンマスク６の上方には、２つの印刷スキージ９を昇降機構１０によって昇降自在とした構成のスキージ機構８が配設されており、スキージ機構８は水平移動機構（図示省略）によって水平移動自在となっている。基板５をスクリーンマスク６の下面に当接させ、さらにスクリーンマスク６の上面に半田ペースト７を供給した状態で、印刷スキージ９をスクリーンマスク６の上面に摺接させながらスキージ機構８を水平移動させることにより、スクリーンマスク６に形成されたパターン孔（図示省略）を介して半田ペースト７が電極５ａに印刷される。
【００１３】
次に、図３を参照して電子部品搭載装置Ｍ３の構造を説明する。図３において、基台１１の中央部には搬送路１２がＸ方向（基板搬送方向）に配列されている。搬送路１２は、電子部品が実装される基板５を搬送し、電子部品実装位置に基板５を保持して位置決めする。したがって、搬送路１２は基板５を保持して位置決めする基板保持部となっている。搬送路１２の両側には、電子部品を供給する第１の部品供給部１３Ａおよび第２の部品供給部１３Ｂが配設されている。
【００１４】
第１の部品供給部１３Ａには、複数のテープフィーダ１４が並設されている。テープフィーダ１４は、端子型のチップ部品などの電子部品を保持したテープをピッチ送りして、以下に説明する搭載ヘッドのピックアップ位置にこれらの電子部品を供給する。第２の部品供給部１３Ｂには、２つのトレイフィーダ１５が並列に配設されており、２つのトレイフィーダ１５はそれぞれ種類の異なる電子部品１６を格子配列で搭載ヘッドのピックアップ位置に供給する。電子部品１６には、ＢＧＡなど薄型の樹脂基板に半導体素子を実装した構成の半導体パッケージや、小型のバンプ付き部品などが含まれる。本実施の形態においては、電子部品１６として上述の半導体パッケージなど、下面に形成された複数の半田バンプによって基板と接続されるものを対象としている。
【００１５】
基台１１のＸ方向の両端部には、Ｙ軸テーブル１７ＡおよびＹ軸ガイド１７Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル１７Ａ，Ｙ軸ガイド１７ＢにはＸ軸テーブル１８が架設されている。さらにＸ軸テーブル１８には搭載ヘッド１９が装着されている。搭載ヘッド１９は複数の単位搭載ヘッド２０を備えた多連型の搭載ヘッドであり、基板認識カメラ２１と一体的に移動する。
【００１６】
Ｘ軸テーブル１８、Ｙ軸テーブル１７Ａを駆動することにより搭載ヘッド１９はＸＹ方向に移動し、第１の部品供給部１３Ａおよび第２の部品供給部１３Ｂから電子部品を単位搭載ヘッド２０の吸着ノズル２０ａ（図１０参照）によって取り出して、搬送路１２上に位置決め保持された基板５に移送搭載する。Ｘ軸テーブル１８、Ｙ軸テーブル１７Ａは、搭載ヘッド１９を第１の部品供給部１３Ａおよび第２の部品供給部１３Ｂと搬送路１２との間で移動させるヘッド移動手段を構成する。
【００１７】
搬送路１２と第２の部品供給部１３Ｂとの間の搭載ヘッド１９の移動経路には、部品認識カメラ２３，ノズルストッカ２２，ペースト転写ユニット２４が配設されている。それぞれの部品供給部から電子部品をピックアップした搭載ヘッド１９が基板５へ移動する途中で、搭載ヘッド１９が部品認識カメラ２３の上方を通過することにより、搭載ヘッド１９に保持された状態の電子部品を認識する。
【００１８】
ノズルストッカ２２は、基板５に搭載される電子部品の種類に応じた吸着ノズルを複数種類収納しており、搭載ヘッド１９がノズルストッカ２２にアクセスすることにより、搭載対象の電子部品に応じた吸着ノズルを選択して装着することができるようになっている。ペースト転写ユニット２４は、半田成分をフラックスに混入して粘性体とした半田ペーストを薄膜状態にして塗膜形成面に形成する機能を有している。搭載ヘッド１９に保持された電子部品をペースト転写ユニット２４の塗膜形成面に対して下降させることにより、電子部品の下面に形成された複数の半田バンプには、半田ペーストが転写により供給される。この半田ペーストの転写による供給は、半田バンプを基板５の電極と半田接合する際の半田量を追加することによって、半田接合の信頼性を向上させることを目的として行われるものである。
【００１９】
次に図４を参照して、電子部品搭載装置Ｍ３に備えられたペースト転写ユニット２４の構成について説明する。図４において、ベース部２５の上面には平滑な塗膜形成面２５ａが設けられており、塗膜形成面２５ａには電子部品１６に形成された半田バンプ１６ａに転写により供給するための半田ペースト７の塗膜７ａが、スキージ２８により半田ペースト７を延展する成膜動作によって形成される。
【００２０】
ベース部２５には、スキージ２８に成膜動作を行わせる垂直移動機構２６、水平移動機構２７が設けられており、スキージ２８は水平移動機構２７に装着されている。垂直移動機構２６，水平移動機構２７、スキージ２８は、スキージ駆動部４５（図７参照）によって駆動される。すなわち、水平移動機構２７を駆動することによりスキージ２８は水平移動し、さらに垂直移動機構２６を駆動することによりスキージ２８は水平移動機構２７と一体的に昇降する。したがって、スキージ２８はスキージ駆動部３５によって駆動されて、塗膜形成面２５ａ上で水平移動および垂直移動を組み合わせた成膜動作を行う。これにより、塗膜形成面２５ａには半田ペースト７の塗膜が形成される。
【００２１】
図５はスキージ２８による成膜動作の１パターン例を示している。図５（ａ）は、スキージ２８によって塗膜形成面２５ａ上面の全範囲に亘って半田ペースト７を膜厚ｔ１で延展して、均一な膜厚の塗膜７ａを形成した動作例を示している。転写対象の半田バンプ１６ａに均一に半田ペースト７を転写する場合には、ここに示すような塗膜形成が行われる。
【００２２】
これに対し、複数の半田バンプ１６ａのうち特定の半田バンプ１６ａのみに半田ペースト７を転写したい場合や、転写対象の半田バンプ１６ａ毎に転写量を変化させたい場合には、以下に示すように、塗膜形成範囲や膜厚を変化させた塗膜形成が行われる。すなわち図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、スキージ２８に、垂直移動機構２６、水平移動機構２７によって水平移動および垂直移動を所定パターンで組み合わせた成膜動作を行わせる。
【００２３】
これにより、図５（ｄ）に示すように、塗膜形成面２５ａの特定範囲Ａに、任意の膜厚ｔ、任意の平面形状、任意の塗膜分布で、塗膜７ａを形成することができる。これにより、後述する半田バンプ１６ａへの転写による半田ペースト７の供給において、電子部品１６の複数の半田バンプ１６ａのうち特定の半田バンプ１６ａについて選択的に、さらに所望量の半田ペースト７を転写により供給することが可能となっている。
【００２４】
次に、図６を参照して印刷検査装置Ｍ２の機能および制御系の構成を説明する。図６において、印刷装置Ｍ１にて半田印刷が行われた後の基板５は、搬送位置決め機構３５によって搬送され、所定検査位置に位置決め保持される。搬送位置決め機構３５の駆動源である搬送駆動モータ３５Ｍは、駆動部３４によって駆動される。基板５の上方には、高さ計測器３７、カメラ３９が配設されており、それぞれ以下の機能を有している。
【００２５】
カメラ３９は、基板５において印刷検査の対象となる検査対象部位を撮像する。そしてこの撮像結果を検査部３８によって認識処理することにより、半田ペーストの印刷状態の検査が行われる。高さ計測器３７は、計測対象までの距離を精密に計測する機能を有しており、電極５ａに印刷された半田ペースト７を対象として計測を行い、計測データを計測部３６によって処理することにより、印刷状態における半田ペースト７の高さが計測される。この半田ペースト７の高さ計測は、電極５ａ上に印刷された半田ペースト７の厚み、すなわち各電極５ａに印刷された半田ペースト７の印刷量を計測することに相当する。
【００２６】
ペースト高さ記憶部３１は、高さ計測器３７、計測部３６による高さ計測結果を、ペースト高さ計測データとして記憶する。そしてペースト高さ不足判定部３２は、ペースト高さ記憶部３１に記憶されたペースト高さ計測データを対象として、個々の電極５ａにおいて印刷された半田ペースト７の高さが適正であるか否かの判定を行う。すなわちペースト高さ計測データを、ペースト高さ不足判定部３２に予め記憶された基準高さデータと比較することにより、電極５ａに印刷された半田ペースト７の高さの正否を判定する。
【００２７】
この高さの正否判定結果および印刷状態検査結果は、通信部３３、通信ネットワーク２を介して、管理コンピュータ３や他装置に転送される。検査制御部３０は、駆動部３４，高さ計測器３６，カメラ３９を制御することにより、検査・計測動作を制御する機能を有している。したがって印刷検査装置Ｍ２は、電極５ａに印刷された半田ペースト７の高さを計測し、この計測結果に基づき半田ペースト７の高さの正否を電極毎に個別に判定するペースト高さ計測装置となっている。
【００２８】
次に図７を参照して、電子部品搭載装置Ｍ３の制御系の構成について説明する。搭載制御部４０はＣＰＵを備えた全体制御部であり、以下に説明する各部の動作や処理を制御する。ペースト転写判定部４１は、印刷検査装置Ｍ２から転送されたペースト高さの正否の判定結果に基づき、ペースト転写ユニット２４による半田ペースト７の転写の要否を判定する。この判定は、予め定められた基準、すなわち高さ不足と判定された電極数の電極全体に占める割合や、個々の高さ不足の程度などについて設定された判定しきい値に基づいて行われる。
【００２９】
スキージ移動データ記憶部４２は、ペースト転写判定部４１により半田ペーストの転写が必要と判定された場合に、ペースト転写ユニット２４において実行される成膜動作のパターン、すなわちスキージ２８の水平・垂直移動を組み合わせた動作パターンを記憶する。ヘッド駆動部４４は、搭載ヘッド１９を駆動する。スキージ駆動部４５は、垂直移動機構２６、水平移動機構２７の駆動源である垂直方向駆動モータ２６Ｍ、水平方向駆動モータ２７Ｍを駆動する。搭載制御部４０が、前述の高さ計測結果およびスキージ移動データ記憶部４２に記憶されたスキージ移動データに基づいてスキージ駆動部４５を制御することにより、基板５における電極５ａ毎の半田ペーストの高さ分布を補正するのに必要なペースト転写量分布に対応した塗膜７ａが形成される。
【００３０】
次に、この電子部品実装システムによる電子部品実装方法について、図８のフローに沿って各図を参照して説明する。この電子部品実装方法は、下面に複数の半田バンプ１６ａが形成された電子部品１６を基板５に移送搭載して実装するものである。まず印刷装置Ｍ１において、実装対象の基板５に半田ペースト７を印刷する（印刷工程）（ＳＴ１）。これにより、図９（ａ）に示すように、基板５に形成された各電極５ａには、半田ペースト７がスクリーン印刷される。
【００３１】
印刷後の基板５は印刷検査装置Ｍ２に搬入され、ここで各電極５ａを対象として印刷状態検査が行われるとともに、ペースト高さ計測が実行される（ペースト高さ計測工程）（
ＳＴ２）。すなわち、図９（ｂ）に示すように、高さ計測器３７を各電極５ａの上方に順次位置させて、塗膜７ａの上面を対象として高さ計測を行い、計測結果をペースト高さ記憶部３１に記憶する。ここに示す例では、複数の電極５ａのうち、矢印にて示す２箇所の電極５ａ＊においては、印刷装置Ｍ１における印刷不良により、正常な半田量の半田ペースト７が印刷されておらず、他の正常な半田印刷部位と比較して低い高さ計測結果が得られている。
【００３２】
次いで、ペースト高さ不足判定部３２によって、計測されたペーストの高さの正否を判定する（ＳＴ３）。ここで全ての電極５ａについて高さが正常で、高さ不足が無い場合にはそのまま電子部品搭載工程（ＳＴ７）に進み、部品搭載動作が実行される。そして高さ不足有りの場合には、ペースト転写判定部４１によって半田ペースト７の追加供給のためのペースト転写の要否が判定される（ＳＴ４）。ここで高さ不足が極めて軽微であり、後工程に悪影響を及ぼすような程度ではないと判断された場合には、前述と同様にそのまま部品搭載動作が実行される。
【００３３】
これに対し、図９（ｂ）に示す例のように、高さ不足の程度が範囲・不足量ともに無視できないほどである場合には、（ＳＴ４）にてペースト転写必要と判定され、以下に説明するペースト転写が実行される。本実施の形態においては、高さ不足が生じていない電極５ａについて半田ペースト７が過剰に追加されることによる不具合を防止するため、ペースト転写の範囲・転写量を適正に設定する処理が実行される（ＳＴ５）。
【００３４】
すなわち、図９（ｃ）に示すように、高さ不足と判定された電極５ａに対応する位置に、必要とされる転写量に見合った大きさの塗膜７ａをペースト転写ユニット２４の塗膜形成面２５ａに形成する。この処理は、印刷検査装置Ｍ２にて取得された高さ計測結果およびスキージ移動データ記憶部４２に記憶された成膜動作パターンを搭載制御部４０が参照してスキージ駆動部４５を駆動することによって実行される。すなわち、ここでは、ペースト転写ユニット２４は、半田高さ計測工程における計測結果に基づいて、塗膜形成面２５ａに塗膜７ａを形成する。
【００３５】
次いでペースト転写動作が実行される（ＳＴ６）。すなわち、第２の部品供給部１３Ｂから電子部品１６を取り出した搭載ヘッド１９をペースト転写ユニット２４の上方に移動させ、図１０（ａ）に示すように、塗膜形成面２５ａに形成された塗膜７ａに対応する半田バンプ１６ａが正しく位置合わせされるように、単位搭載ヘッド２０を位置決めする。次に、図１０（ｂ）に示すように、塗膜形成面２５ａに対して搭載ヘッド１９に保持された電子部品１６を下降させることにより、転写対象となる半田バンプ１６ａ、すなわち高さ不足と判定された電極５ａに対応する位置にある半田バンプ１６ａを塗膜７ａに接触させる（ペースト転写工程）。これにより、図１０（ｃ）に示すように、電子部品１６において転写が必要とされる半田バンプ１６ａには、所望転写量の半田ペースト７が転写される。
【００３６】
次いで電子部品１６を基板５へ搭載する（ＳＴ７）。すなわち搭載ヘッド１９を移動させて、図１１（ａ）に示すように、半田ペースト７転写後の電子部品１６を保持した単位搭載ヘッド２０を基板５上に位置させ、半田バンプ１６ａを基板５の電極５ａに位置合わせする。これにより、ペースト高さ計測において高さ不足と判定された電極５ａ＊の直上には、この高さ不足を補正するために半田ペースト７が転写された半田バンプ１６ａが位置する。次いで電子部品１６を下降させて、図１１（ｂ）に示すように、電子部品１６を基板５に搭載して、半田バンプ１６ａを基板５の電極５ａに半田ペースト７を介して着地させる（部品搭載工程）。
【００３７】
この後、電子部品１６が搭載された基板５はリフロー装置Ｍ４に搬入される。そして図
１１（ｃ）に示すように、基板５を電子部品１６とともに半田融点温度以上に加熱して、半田バンプ１６ａおよび半田ペースト７中の半田成分を溶融させることにより、電子部品１６を基板５に半田接合する（リフロー工程）（ＳＴ８）。このとき、印刷装置Ｍ１における印刷不良のため半田量が少ない電極５ａ＊においても、ペースト転写によって半田バンプ１６ａに追加供給された半田ペースト７が半田量の不足を補うことから、半田バンプ１６ａと電極５ａとを半田接合するための半田量が不足することがない。これにより図１１（ｃ）に示すように、電子部品１６の半田バンプ１６ａが溶融した半田成分は、半田ペースト７中の半田が溶融した半田成分と一体となって全ての半田バンプ１６ａを電極５ａに正常に繋ぎ、導通不良や接合強度不足などの接合不良を生じることなく、電子部品１６を電極５ａに電気的に接続する半田接合部１６ｂを良好に形成する。
【００３８】
すなわち上述の電子部品実装方法においては、部品搭載工程に先立って、半田高さ計測装置による高さの正否の判定結果に基づき、ペースト転写ユニット２４による半田ペーストの転写の要否をペースト転写判定部４１によって判定し、転写必要と判定されたならば搭載ヘッド１９に保持された電子部品を塗膜形成面２５ａに対して下降させるペースト転写動作を実行するようにしている。これにより、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、半田量を適正に追加して実装品質を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
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、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、実装品質を確保することができるという効果を有し、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分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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】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半田印刷の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの構造説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の制御系の構成を示すブロック図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示すフロー図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
【００４１】
１ 電子部品実装ライン
５ 基板
５ａ 電極
７ 半田ペースト
１３Ａ 第１の部品供給部
１３Ｂ 第２の部品供給部
１６ 電子部品
１６ａ 半田バンプ
１９ 搭載ヘッド
２４ ペースト転写ユニット
Ｍ２ 印刷検査装置（ペースト高さ計測装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装して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。
【背景技術】
【０００２】
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、各装置の間に検査装置を配置した構成の検査機能付き電子部品実装ラインが導入されるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献に示す例においては、印刷装置と電子部品搭載装置との間に印刷検査装置を配置し、印刷検査装置において印刷装置による印刷状態に位置ずれなどの何らかの不正常事態があることが検出されたならば、それを是正するためのフィードバック情報を印刷装置に伝達するとともに、後工程の電子部品搭載装置には不正常事態の影響を是正した上で搭載動作を実行するためのフィードフォワード情報が伝達される。これにより、実装基板製造過程における高度な品質管理が実現される。
【特許文献１】特開２００２−１３４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年電子機器の小型化により、実装される電子部品のサイズも微小化し、これら微小部品の実装に際しては基板に印刷される半田の量を精細に制御することが求められる。しかしながら、基板の電極に半田を印刷するスクリーン印刷過程においては電極の微細化に伴って印刷難度が増大し、印刷後の半田の形状不良などによって半田量のばらつきが生じやすい。そしてこの状態のまま基板に電子部品が搭載されると、リフロー工程において電子部品が基板に正常に半田接合されない接合不良を生じる度合いが高くなる。このように、従来の電子部品実装システムにおいては、スクリーン印刷工程における印刷不良により半田量の不足が生じた後の基板に対しては有効なリカバリ策がなく、実装品質の低下や不良率の増大を招くという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、実装品質を確保す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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子部品実装システムは、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷装置と、前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測装置と、部品供給部から電子部品を取り出して基板保持部に保持された基板に移送搭載する搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドを前記部品供給部と基板保持部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドの移動経路に配設され、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置と、前記ペースト高さ計測装置による前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペース
ト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否を判定するペースト転写判定部とを備えた。
【０００７】
本発明の電子部品実装方法は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷工程と、前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測工程と、半田ペーストの塗膜を塗膜形成面に形成し、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記複数の半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットを備えた電子部品搭載装置によって前記ペースト高さ計測工程後の前記基板に電子部品を搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程に先立って、前記半田高さ計測工程における前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペースト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否をペースト転写判定部によって判定し、転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドに保持された電子部品を前記塗膜形成面に対して下降させるペースト転写動作を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極に印刷された半田ペーストの高さを計測した計測結果に基づき半田ペーストの高さの正否を判定し、さらにこの判定結果に基づいて半田バンプへの半田ペーストの転写の要否を判定し、転写必要と判定されたならば搭載ヘッドに保持された電子部品にペーストを転写することにより、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、半田量を適正に追加して実装品質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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半田印刷の説明図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの構造説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの動作説明図、図６は本発明の一実施の形態の印刷検査装置の制御系の構成を示すブロック図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示すフロー図、図９、図１０、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図である。
【００１０】
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、いずれも電子部品実装用装置である印刷装置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構成され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。本実施の形態においては、これらの複数の電子部品実装用装置により、下面に外部接続用の複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に半田接合によって実装して実装基板を製造する。なお管理コンピュータ３を使用せずに、各電子部品実装用装置を通信ネットワーク２によって接続する構成でもよい。
【００１１】
印刷装置Ｍ１は、実装対象の基板に電子部品の半田バンプの配列に対応して形成された電極に、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、半田印刷後の基板を撮像して印刷された半田ペーストの平面位置を認識することにより印刷状態を検査する。電子部品搭載装置Ｍ３は、半田ペーストが印刷された基板に搭載ヘッドによって電子部品を搭載する。リフロー装置Ｍ４は、電子部品が搭載された基板を加熱することにより、半田バンプおよび半田ペーストを加熱溶融させて、電子部品を基板に半田
接合する。
【００１２】
図２は、印刷装置Ｍ１にて行われる半田印刷を示している。印刷装置Ｍ１はスクリーンマスク６およびスキージ機構８を備えており、スクリーンマスク６の下方には、基板保持部（図示省略）によって電子部品が実装される基板５が位置決めされて保持される。基板５の上面には実装対象の電子部品が接続される電極５ａが設けられている。スクリーンマスク６の上方には、２つの印刷スキージ９を昇降機構１０によって昇降自在とした構成のスキージ機構８が配設されており、スキージ機構８は水平移動機構（図示省略）によって水平移動自在となっている。基板５をスクリーンマスク６の下面に当接させ、さらにスクリーンマスク６の上面に半田ペースト７を供給した状態で、印刷スキージ９をスクリーンマスク６の上面に摺接させながらスキージ機構８を水平移動させることにより、スクリーンマスク６に形成されたパターン孔（図示省略）を介して半田ペースト７が電極５ａに印刷される。
【００１３】
次に、図３を参照して電子部品搭載装置Ｍ３の構造を説明する。図３において、基台１１の中央部には搬送路１２がＸ方向（基板搬送方向）に配列されている。搬送路１２は、電子部品が実装される基板５を搬送し、電子部品実装位置に基板５を保持して位置決めする。したがって、搬送路１２は基板５を保持して位置決めする基板保持部となっている。搬送路１２の両側には、電子部品を供給する第１の部品供給部１３Ａおよび第２の部品供給部１３Ｂが配設されている。
【００１４】
第１の部品供給部１３Ａには、複数のテープフィーダ１４が並設されている。テープフィーダ１４は、端子型のチップ部品などの電子部品を保持したテープをピッチ送りして、以下に説明する搭載ヘッドのピックアップ位置にこれらの電子部品を供給する。第２の部品供給部１３Ｂには、２つのトレイフィーダ１５が並列に配設されており、２つのトレイフィーダ１５はそれぞれ種類の異なる電子部品１６を格子配列で搭載ヘッドのピックアップ位置に供給する。電子部品１６には、ＢＧＡなど薄型の樹脂基板に半導体素子を実装した構成の半導体パッケージや、小型のバンプ付き部品などが含まれる。本実施の形態においては、電子部品１６として上述の半導体パッケージなど、下面に形成された複数の半田バンプによって基板と接続されるものを対象としている。
【００１５】
基台１１のＸ方向の両端部には、Ｙ軸テーブル１７ＡおよびＹ軸ガイド１７Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル１７Ａ，Ｙ軸ガイド１７ＢにはＸ軸テーブル１８が架設されている。さらにＸ軸テーブル１８には搭載ヘッド１９が装着されている。搭載ヘッド１９は複数の単位搭載ヘッド２０を備えた多連型の搭載ヘッドであり、基板認識カメラ２１と一体的に移動する。
【００１６】
Ｘ軸テーブル１８、Ｙ軸テーブル１７Ａを駆動することにより搭載ヘッド１９はＸＹ方向に移動し、第１の部品供給部１３Ａおよび第２の部品供給部１３Ｂから電子部品を単位搭載ヘッド２０の吸着ノズル２０ａ（図１０参照）によって取り出して、搬送路１２上に位置決め保持された基板５に移送搭載する。Ｘ軸テーブル１８、Ｙ軸テーブル１７Ａは、搭載ヘッド１９を第１の部品供給部１３Ａおよび第２の部品供給部１３Ｂと搬送路１２との間で移動させるヘッド移動手段を構成する。
【００１７】
搬送路１２と第２の部品供給部１３Ｂとの間の搭載ヘッド１９の移動経路には、部品認識カメラ２３，ノズルストッカ２２，ペースト転写ユニット２４が配設されている。それぞれの部品供給部から電子部品をピックアップした搭載ヘッド１９が基板５へ移動する途中で、搭載ヘッド１９が部品認識カメラ２３の上方を通過することにより、搭載ヘッド１９に保持された状態の電子部品を認識する。
【００１８】
ノズルストッカ２２は、基板５に搭載される電子部品の種類に応じた吸着ノズルを複数種類収納しており、搭載ヘッド１９がノズルストッカ２２にアクセスすることにより、搭載対象の電子部品に応じた吸着ノズルを選択して装着することができるようになっている。ペースト転写ユニット２４は、半田成分をフラックスに混入して粘性体とした半田ペーストを薄膜状態にして塗膜形成面に形成する機能を有している。搭載ヘッド１９に保持された電子部品をペースト転写ユニット２４の塗膜形成面に対して下降させることにより、電子部品の下面に形成された複数の半田バンプには、半田ペーストが転写により供給される。この半田ペーストの転写による供給は、半田バンプを基板５の電極と半田接合する際の半田量を追加することによって、半田接合の信頼性を向上させることを目的として行われるものである。
【００１９】
次に図４を参照して、電子部品搭載装置Ｍ３に備えられたペースト転写ユニット２４の構成について説明する。図４において、ベース部２５の上面には平滑な塗膜形成面２５ａが設けられており、塗膜形成面２５ａには電子部品１６に形成された半田バンプ１６ａに転写により供給するための半田ペースト７の塗膜７ａが、スキージ２８により半田ペースト７を延展する成膜動作によって形成される。
【００２０】
ベース部２５には、スキージ２８に成膜動作を行わせる垂直移動機構２６、水平移動機構２７が設けられており、スキージ２８は水平移動機構２７に装着されている。垂直移動機構２６，水平移動機構２７、スキージ２８は、スキージ駆動部４５（図７参照）によって駆動される。すなわち、水平移動機構２７を駆動することによりスキージ２８は水平移動し、さらに垂直移動機構２６を駆動することによりスキージ２８は水平移動機構２７と一体的に昇降する。したがって、スキージ２８はスキージ駆動部３５によって駆動されて、塗膜形成面２５ａ上で水平移動および垂直移動を組み合わせた成膜動作を行う。これにより、塗膜形成面２５ａには半田ペースト７の塗膜が形成される。
【００２１】
図５はスキージ２８による成膜動作の１パターン例を示している。図５（ａ）は、スキージ２８によって塗膜形成面２５ａ上面の全範囲に亘って半田ペースト７を膜厚ｔ１で延展して、均一な膜厚の塗膜７ａを形成した動作例を示している。転写対象の半田バンプ１６ａに均一に半田ペースト７を転写する場合には、ここに示すような塗膜形成が行われる。
【００２２】
これに対し、複数の半田バンプ１６ａのうち特定の半田バンプ１６ａのみに半田ペースト７を転写したい場合や、転写対象の半田バンプ１６ａ毎に転写量を変化させたい場合には、以下に示すように、塗膜形成範囲や膜厚を変化させた塗膜形成が行われる。すなわち図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、スキージ２８に、垂直移動機構２６、水平移動機構２７によって水平移動および垂直移動を所定パターンで組み合わせた成膜動作を行わせる。
【００２３】
これにより、図５（ｄ）に示すように、塗膜形成面２５ａの特定範囲Ａに、任意の膜厚ｔ、任意の平面形状、任意の塗膜分布で、塗膜７ａを形成することができる。これにより、後述する半田バンプ１６ａへの転写による半田ペースト７の供給において、電子部品１６の複数の半田バンプ１６ａのうち特定の半田バンプ１６ａについて選択的に、さらに所望量の半田ペースト７を転写により供給することが可能となっている。
【００２４】
次に、図６を参照して印刷検査装置Ｍ２の機能および制御系の構成を説明する。図６において、印刷装置Ｍ１にて半田印刷が行われた後の基板５は、搬送位置決め機構３５によって搬送され、所定検査位置に位置決め保持される。搬送位置決め機構３５の駆動源である搬送駆動モータ３５Ｍは、駆動部３４によって駆動される。基板５の上方には、高さ計測器３７、カメラ３９が配設されており、それぞれ以下の機能を有している。
【００２５】
カメラ３９は、基板５において印刷検査の対象となる検査対象部位を撮像する。そしてこの撮像結果を検査部３８によって認識処理することにより、半田ペーストの印刷状態の検査が行われる。高さ計測器３７は、計測対象までの距離を精密に計測する機能を有しており、電極５ａに印刷された半田ペースト７を対象として計測を行い、計測データを計測部３６によって処理することにより、印刷状態における半田ペースト７の高さが計測される。この半田ペースト７の高さ計測は、電極５ａ上に印刷された半田ペースト７の厚み、すなわち各電極５ａに印刷された半田ペースト７の印刷量を計測することに相当する。
【００２６】
ペースト高さ記憶部３１は、高さ計測器３７、計測部３６による高さ計測結果を、ペースト高さ計測データとして記憶する。そしてペースト高さ不足判定部３２は、ペースト高さ記憶部３１に記憶されたペースト高さ計測データを対象として、個々の電極５ａにおいて印刷された半田ペースト７の高さが適正であるか否かの判定を行う。すなわちペースト高さ計測データを、ペースト高さ不足判定部３２に予め記憶された基準高さデータと比較することにより、電極５ａに印刷された半田ペースト７の高さの正否を判定する。
【００２７】
この高さの正否判定結果および印刷状態検査結果は、通信部３３、通信ネットワーク２を介して、管理コンピュータ３や他装置に転送される。検査制御部３０は、駆動部３４，高さ計測器３６，カメラ３９を制御することにより、検査・計測動作を制御する機能を有している。したがって印刷検査装置Ｍ２は、電極５ａに印刷された半田ペースト７の高さを計測し、この計測結果に基づき半田ペースト７の高さの正否を電極毎に個別に判定するペースト高さ計測装置となっている。
【００２８】
次に図７を参照して、電子部品搭載装置Ｍ３の制御系の構成について説明する。搭載制御部４０はＣＰＵを備えた全体制御部であり、以下に説明する各部の動作や処理を制御する。ペースト転写判定部４１は、印刷検査装置Ｍ２から転送されたペースト高さの正否の判定結果に基づき、ペースト転写ユニット２４による半田ペースト７の転写の要否を判定する。この判定は、予め定められた基準、すなわち高さ不足と判定された電極数の電極全体に占める割合や、個々の高さ不足の程度などについて設定された判定しきい値に基づいて行われる。
【００２９】
スキージ移動データ記憶部４２は、ペースト転写判定部４１により半田ペーストの転写が必要と判定された場合に、ペースト転写ユニット２４において実行される成膜動作のパターン、すなわちスキージ２８の水平・垂直移動を組み合わせた動作パターンを記憶する。ヘッド駆動部４４は、搭載ヘッド１９を駆動する。スキージ駆動部４５は、垂直移動機構２６、水平移動機構２７の駆動源である垂直方向駆動モータ２６Ｍ、水平方向駆動モータ２７Ｍを駆動する。搭載制御部４０が、前述の高さ計測結果およびスキージ移動データ記憶部４２に記憶されたスキージ移動データに基づいてスキージ駆動部４５を制御することにより、基板５における電極５ａ毎の半田ペーストの高さ分布を補正するのに必要なペースト転写量分布に対応した塗膜７ａが形成される。
【００３０】
次に、この電子部品実装システムによる電子部品実装方法について、図８のフローに沿って各図を参照して説明する。この電子部品実装方法は、下面に複数の半田バンプ１６ａが形成された電子部品１６を基板５に移送搭載して実装するものである。まず印刷装置Ｍ１において、実装対象の基板５に半田ペースト７を印刷する（印刷工程）（ＳＴ１）。これにより、図９（ａ）に示すように、基板５に形成された各電極５ａには、半田ペースト７がスクリーン印刷される。
【００３１】
印刷後の基板５は印刷検査装置Ｍ２に搬入され、ここで各電極５ａを対象として印刷状態検査が行われるとともに、ペースト高さ計測が実行される（ペースト高さ計測工程）（
ＳＴ２）。すなわち、図９（ｂ）に示すように、高さ計測器３７を各電極５ａの上方に順次位置させて、塗膜７ａの上面を対象として高さ計測を行い、計測結果をペースト高さ記憶部３１に記憶する。ここに示す例では、複数の電極５ａのうち、矢印にて示す２箇所の電極５ａ＊においては、印刷装置Ｍ１における印刷不良により、正常な半田量の半田ペースト７が印刷されておらず、他の正常な半田印刷部位と比較して低い高さ計測結果が得られている。
【００３２】
次いで、ペースト高さ不足判定部３２によって、計測されたペーストの高さの正否を判定する（ＳＴ３）。ここで全ての電極５ａについて高さが正常で、高さ不足が無い場合にはそのまま電子部品搭載工程（ＳＴ７）に進み、部品搭載動作が実行される。そして高さ不足有りの場合には、ペースト転写判定部４１によって半田ペースト７の追加供給のためのペースト転写の要否が判定される（ＳＴ４）。ここで高さ不足が極めて軽微であり、後工程に悪影響を及ぼすような程度ではないと判断された場合には、前述と同様にそのまま部品搭載動作が実行される。
【００３３】
これに対し、図９（ｂ）に示す例のように、高さ不足の程度が範囲・不足量ともに無視できないほどである場合には、（ＳＴ４）にてペースト転写必要と判定され、以下に説明するペースト転写が実行される。本実施の形態においては、高さ不足が生じていない電極５ａについて半田ペースト７が過剰に追加されることによる不具合を防止するため、ペースト転写の範囲・転写量を適正に設定する処理が実行される（ＳＴ５）。
【００３４】
すなわち、図９（ｃ）に示すように、高さ不足と判定された電極５ａに対応する位置に、必要とされる転写量に見合った大きさの塗膜７ａをペースト転写ユニット２４の塗膜形成面２５ａに形成する。この処理は、印刷検査装置Ｍ２にて取得された高さ計測結果およびスキージ移動データ記憶部４２に記憶された成膜動作パターンを搭載制御部４０が参照してスキージ駆動部４５を駆動することによって実行される。すなわち、ここでは、ペースト転写ユニット２４は、半田高さ計測工程における計測結果に基づいて、塗膜形成面２５ａに塗膜７ａを形成する。
【００３５】
次いでペースト転写動作が実行される（ＳＴ６）。すなわち、第２の部品供給部１３Ｂから電子部品１６を取り出した搭載ヘッド１９をペースト転写ユニット２４の上方に移動させ、図１０（ａ）に示すように、塗膜形成面２５ａに形成された塗膜７ａに対応する半田バンプ１６ａが正しく位置合わせされるように、単位搭載ヘッド２０を位置決めする。次に、図１０（ｂ）に示すように、塗膜形成面２５ａに対して搭載ヘッド１９に保持された電子部品１６を下降させることにより、転写対象となる半田バンプ１６ａ、すなわち高さ不足と判定された電極５ａに対応する位置にある半田バンプ１６ａを塗膜７ａに接触させる（ペースト転写工程）。これにより、図１０（ｃ）に示すように、電子部品１６において転写が必要とされる半田バンプ１６ａには、所望転写量の半田ペースト７が転写される。
【００３６】
次いで電子部品１６を基板５へ搭載する（ＳＴ７）。すなわち搭載ヘッド１９を移動させて、図１１（ａ）に示すように、半田ペースト７転写後の電子部品１６を保持した単位搭載ヘッド２０を基板５上に位置させ、半田バンプ１６ａを基板５の電極５ａに位置合わせする。これにより、ペースト高さ計測において高さ不足と判定された電極５ａ＊の直上には、この高さ不足を補正するために半田ペースト７が転写された半田バンプ１６ａが位置する。次いで電子部品１６を下降させて、図１１（ｂ）に示すように、電子部品１６を基板５に搭載して、半田バンプ１６ａを基板５の電極５ａに半田ペースト７を介して着地させる（部品搭載工程）。
【００３７】
この後、電子部品１６が搭載された基板５はリフロー装置Ｍ４に搬入される。そして図
１１（ｃ）に示すように、基板５を電子部品１６とともに半田融点温度以上に加熱して、半田バンプ１６ａおよび半田ペースト７中の半田成分を溶融させることにより、電子部品１６を基板５に半田接合する（リフロー工程）（ＳＴ８）。このとき、印刷装置Ｍ１における印刷不良のため半田量が少ない電極５ａ＊においても、ペースト転写によって半田バンプ１６ａに追加供給された半田ペースト７が半田量の不足を補うことから、半田バンプ１６ａと電極５ａとを半田接合するための半田量が不足することがない。これにより図１１（ｃ）に示すように、電子部品１６の半田バンプ１６ａが溶融した半田成分は、半田ペースト７中の半田が溶融した半田成分と一体となって全ての半田バンプ１６ａを電極５ａに正常に繋ぎ、導通不良や接合強度不足などの接合不良を生じることなく、電子部品１６を電極５ａに電気的に接続する半田接合部１６ｂを良好に形成する。
【００３８】
すなわち上述の電子部品実装方法においては、部品搭載工程に先立って、半田高さ計測装置による高さの正否の判定結果に基づき、ペースト転写ユニット２４による半田ペーストの転写の要否をペースト転写判定部４１によって判定し、転写必要と判定されたならば搭載ヘッド１９に保持された電子部品を塗膜形成面２５ａに対して下降させるペースト転写動作を実行するようにしている。これにより、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、半田量を適正に追加して実装品質を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
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、印刷不良に起因する半田量の不足が生じた基板を対象とする場合において、実装品質を確保することができるという効果を有し、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分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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】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半田印刷の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの構造説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置におけるペースト転写ユニットの動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の印刷検査装置の制御系の構成を示すブロック図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示すフロー図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
【００４１】
１ 電子部品実装ライン
５ 基板
５ａ 電極
７ 半田ペースト
１３Ａ 第１の部品供給部
１３Ｂ 第２の部品供給部
１６ 電子部品
１６ａ 半田バンプ
１９ 搭載ヘッド
２４ ペースト転写ユニット
Ｍ２ 印刷検査装置（ペースト高さ計測装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、
前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷装置と、
前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測装置と、
部品供給部から電子部品を取り出して基板保持部に保持された基板に移送搭載する搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドを前記部品供給部と基板保持部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドの移動経路に配設され、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置と、
前記ペースト高さ計測装置による前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペースト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否を判定するペースト転写判定部とを備えたことを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項２】
前記ペースト転写ユニットは、前記半田高さ計測装置による計測結果に基づいて前記塗膜形成面に前記塗膜を形成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。
【請求項３】
複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、
前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷工程と、
前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測工程と、
半田ペーストの塗膜を塗膜形成面に形成し、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記複数の半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットを備えた電子部品搭載装置によって前記ペースト高さ計測工程後の前記基板に電子部品を搭載する部品搭載工程とを含み、
前記部品搭載工程に先立って、前記半田高さ計測工程における前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペースト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否をペースト転写判定部によって判定し、転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドに保持された電子部品を前記塗膜形成面に対して下降させるペースト転写動作を実行することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記ペースト転写ユニットは、前記半田高さ計測工程における計測結果に基づいて、前記塗膜形成面に前記塗膜を形成することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。
【請求項１】
複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装システムであって、
前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷装置と、
前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測装置と、
部品供給部から電子部品を取り出して基板保持部に保持された基板に移送搭載する搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドを前記部品供給部と基板保持部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドの移動経路に配設され、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置と、
前記ペースト高さ計測装置による前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペースト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否を判定するペースト転写判定部とを備えたことを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項２】
前記ペースト転写ユニットは、前記半田高さ計測装置による計測結果に基づいて前記塗膜形成面に前記塗膜を形成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。
【請求項３】
複数の電子部品実装用装置を連結して構成され下面に半田バンプが形成された電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、
前記基板に前記半田バンプに対応して形成された電極に半田ペーストを印刷する印刷工程と、
前記電極に印刷された半田ペーストの高さを計測しこの計測結果に基づき前記半田ペーストの高さの正否を前記電極毎に個別に判定するペースト高さ計測工程と、
半田ペーストの塗膜を塗膜形成面に形成し、前記搭載ヘッドに保持された電子部品を半田ペーストの塗膜が形成された塗膜形成面に対して下降させることにより前記複数の半田バンプに半田ペーストを転写するためのペースト転写ユニットを備えた電子部品搭載装置によって前記ペースト高さ計測工程後の前記基板に電子部品を搭載する部品搭載工程とを含み、
前記部品搭載工程に先立って、前記半田高さ計測工程における前記高さの正否の判定結果に基づき、前記ペースト転写ユニットによる半田ペーストの転写の要否をペースト転写判定部によって判定し、転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドに保持された電子部品を前記塗膜形成面に対して下降させるペースト転写動作を実行することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記ペースト転写ユニットは、前記半田高さ計測工程における計測結果に基づいて、前記塗膜形成面に前記塗膜を形成することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−６６６２６（Ｐ２００８−６６６２６Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４５２２９（Ｐ２００６−２４５２２９）
【出願日】平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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