電子部品搭載装置および電子部品実装方法
【課題】反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる電子部品搭載装置およ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】下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に実装する電子部品実装において、電子部品搭載装置に半田ペーストを転写により供給するペースト転写ユニットを備え、部品反り計測手段によって搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測した計測結果に基づいて、ペースト転写ユニットによる半田ペーストの追加供給のための転写の要否を判定する。これにより、部品反り変形に起因してリフロー過程に生じる半田量の不足を補うことができ、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる。
【解決手段】下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に実装する電子部品実装において、電子部品搭載装置に半田ペーストを転写により供給するペースト転写ユニットを備え、部品反り計測手段によって搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測した計測結果に基づいて、ペースト転写ユニットによる半田ペーストの追加供給のための転写の要否を判定する。これにより、部品反り変形に起因してリフロー過程に生じる半田量の不足を補うことができ、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田バンプが形成された電子部品を基板に移送搭載して実装する電子部品搭載装置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】
半導体素子などの電子部品を回路基板に実装する形態として、半導体素子を樹脂基板に実装した半導体パッケージを半田バンプを介して回路基板に半田接合により実装する方法が用いられるようになっている。半田バンプを介して電子部品を基板に接合する半田接合においては、フラックスや半田ペーストなどの半田接合補助剤を半田バンプに供給した状態で半田バンプを基板の電極に着地させることが行われている。このため、電子部品搭載装置にはフラックスや半田ペーストを転写するための装置が配置される（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０５８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる電子部品は、高実装密度が求められて小型化・薄化が進行している。このため回路基板やこの回路基板に実装される半導体パッケージなどの薄型の電子部品も剛性が低下し加熱による反り変形を生じやすいという特性がある。このため、下面に半田バンプが形成された電子部品では、半導体チップを樹脂封止した段階で既に反り変形を生じている場合がある。そしてこのような電子部品をそのまま基板に搭載すると、反り変形を生じた部分の半田バンプは基板に対して浮き上がった状態となり、基板の電極に印刷された半田ペーストとの間に隙間を生じる傾向にある。この結果、半田バンプが基板の電極に正常に半田接合されず、導通不良や接合強度不足などの接合不良が生じやすい。
【０００４】
そこで本発明は、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる電子部品搭載装置およ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】
【０００５】
本発明の電子部品搭載装置は、下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に移送搭載する電子部品搭載装置であって、前記電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面上に形成された塗膜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により供給するペースト転写ユニットと、前記部品反り計測手段の計測結果に基づいて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。
【０００６】
本発明の電子部品実装方法は、電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面に形成された半田ペーストの塗膜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により供給するペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置によって、下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に搭載して実装する電子部品実装方法であって、前記部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出す工程と、前記部品反り計測手段によって前記搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測する部品反り計測工程と、前記部品反り計測工程における計測結果に基づいて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工程と、前記ペースト転写判定においてペースト転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドの移動経路に配設されたペースト転写ユニットに対して前記搭載ヘッドに保持された当該電子部品を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により供給する半田ペースト転写工程と、前記電子部品を前記基板に搭載して前記半田バンプを前記基板の電極に前記半田ペーストを介して着地させる部品搭載工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子部品搭載装置に半田ペーストを転写により供給するペースト転写ユニットを備え、部品反り計測手段によって搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測した計測結果に基づいて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ことにより、部品反り変形に起因する半田量の不足を補うことができ、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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部品反り計測の説明図、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構造説明図、図６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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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９参照）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。
【００１６】
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および部品反り計測センサ２９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。
【００１７】
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。部品反り計測センサ２９は上下方向の変位を計測する機能を有するセンサであり、図４に示すように、搭載ヘッド１９に保持された状態の電子部品１６を下方から部品反り計測センサ２９によって計測し、計測によって得られたデータを部品反り計測部３６（図７）によって処理することにより、電子部品１６の反り変形を示す部品反り情報が取得される。したがって、部品反り計測センサ２９および部品反り計測部３６は、搭載ヘッド１９に保持された電子部品１６の反り変形状態を計測する部品反り計測手段となっている。ここに示す例では、電子部品１６は両端部が上方向に変位する端部上反り変形を生じている。
【００１８】
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５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５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３７（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３７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６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６（ａ）はスキージ２８によって塗膜形成面２５ａ上面に半田ペースト７を初期膜厚ｔ１で延展して均一な膜厚の塗膜７ａを形成した状態を示している。この後、所望の膜厚分布を得るための成膜動作が開始される。すなわち図６（ｂ）、図６（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ことにより、塗膜７ａの所定範囲に半田ペースト７が所望の断面形状でえぐり取られた形状の膜厚変更部７ｂを形成する。
【００２２】
この膜厚変更部７ｂは、図５（ｄ）に示す例では中央部の膜厚がｔ２、周辺部の膜厚がｔ１であるような膜厚分布となっており、スキージ２８の成膜動作のパターンを変更することにより、ペースト転写ユニット２４において任意の膜厚分布で塗膜７ａを形成することができるようになっている。本実施の形態においては、ペースト転写ユニット２４は、スキージ２８に塗膜形成面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わせるスキージ駆動部３７を、前述の部品反り計測手段による計測結果に基づいて制御することにより、複数の半田バンプ１６ａに当該電子部品１６の反り変形に応じた所望転写量の半田ペーストを転写するための塗膜７ａを形成するようにしている。ここに示す例では、端部上反り変形を生じた電子部品１６に対して、上述形状の膜厚変更部７ｂを形成
することにより、電子部品１６の両端部の位置する半田バンプ１６ａに対してより多くの量の半田ペースト７を転写することができるようにしている。
【００２３】
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。制御部３０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。搭載データ記憶部３１は、実装データなど、搭載ヘッド１９による搭載動作を制御するために必要とされるデータを記憶する。部品反り情報記憶部３２は、部品反り計測センサ２９の計測データを部品反り計測部３６によって処理することにより求められた電子部品１６の反り変形に関する情報を記憶する。
【００２４】
ペースト転写判定部３３は、前述の部品反り計測手段によって取得された計測結果、すなわち部品反り情報記憶部３２に記憶された部品反り情報に基づいて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、すなわち反り変形によって電子部品１６の半田バンプ１６ａが上方に変位している程度を数値的に評価し、この評価値を予め設定された判定しきい値と比較することにより行われる。スキージ移動データ記憶部３４は、ペースト転写判定部３３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。
【００２５】
ヘッド駆動部３５は、搭載ヘッド１９を移動させるための搭載ヘッド駆動モータ１９Ｍを駆動する。部品反り計測部３６は、部品反り計測センサ２９によって取得された計測データに基づき、電子部品１６の反り変形を算出する処理を行う。スキージ駆動部３７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。制御部３０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３４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３７を制御することにより、電子部品１６の反り変形の状態に応じた所望転写量の半田ペースト７を、各半田バンプ１６ａに転写するのに必要な膜圧分布の塗膜７ａが形成される。
【００２６】
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（ＳＴ１）。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。
【００２７】
次いで印刷検査後の基板５は電子部品搭載装置Ｍ３に搬入され、ここで基板５を対象とした部品搭載動作が開始される。まず、第２の部品供給部１３Ｂから電子部品１６を取り出す。次いで電子部品１６を保持した搭載ヘッド１９を部品反り計測センサ２９の上方に移動させ、図４に示すように電子部品１６の部品反り計測を実行し（部品反り計測工程）（ＳＴ２）、計測結果を部品反り情報記憶部３２に記憶させる。そしてペースト転写判定部３３によってペースト転写の要否を判定する（ペースト転写判定工程）（ＳＴ３）。
【００２８】
ここで電子部品１６の反り変形が許容範囲以内で、ペースト転写不要と判定された場合には、そのまま電子部品搭載工程（ＳＴ６）に進み、部品搭載動作が実行される。そして（ＳＴ３）にてペースト転写必要と判定された場合には、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、半田ペースト７の転写により供給される半田量の過不足が生じないよう、必要範囲に必要量の半田ペースト７を転写することを目的として、ペースト転写量を適正に設定する処理がペースト転写に先立って実行される（ＳＴ４）。
【００２９】
すなわち、制御部３０が部品反り情報記憶部３２に記憶された部品反り情報、すなわち部品反り計測工程における計測結果に基づいてスキージ駆動部３７を制御することにより、電子部品１６に複数の半田バンプ１６ａに当該電子部品の反り変形に応じた所望転写量の半田ペースト７を転写するための塗膜７ａを塗膜形成面２５ａに形成する。ここに示す例では、前述の膜厚分布を有する膜厚変更部７ｂを形成することにより、端部上反り変形状態の電子部品１６に対して適正量の半田ペースト７の追加供給を図っている。
【００３０】
次いでペースト転写動作が実行される（ＳＴ５）。まず図９（ａ）に示すように、電子部品１６を保持した搭載ヘッド１９をペースト転写ユニット２４の上方に移動させる。次いで塗膜形成面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、各半田バンプ１６ａを塗膜７ａに接触させことにより、半田バンプ１６ａに半田ペースト７を転写する（ペースト転写工程）。これにより、図９（ｃ）に示すように、端部上反り状態の電子部品１６の両端部近傍に位置する半田バンプ１６ａには、当該電子部品１６の反り変形の状態に応じた所望転写量の半田ペースト７が転写される。
【００３１】
次いで電子部品１６を基板５へ搭載する（ＳＴ６）。すなわち搭載ヘッド１９を移動させて、図１０（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。次いで電子部品１６を下降させて、図１０（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）。
【００３２】
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１０（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）（ＳＴ７）。このとき、電子部品１６の両端部近傍に位置する半田バンプ１６ａは、電子部品１６の反り変形に起因して上方に変位しているため、電極５ａ上に予め印刷された半田ペースト７と半田バンプ１６ａとの間に隙間が生じて接合不良となりやすい。
【００３３】
このような場合にあっても、本実施の形態においては部品搭載動作に先立って電子部品１６の半田バンプ１６ａに転写により半田ペースト７を追加供給するようにしていることから、追加供給された半田ペースト７が電極５ａ上に予め印刷された半田ペースト７と半田バンプ１６ａとを繋ぐ役割を果たす。これにより図１０（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。
【００３４】
すなわち上述の電子部品実装方法においては、部品反り計測手段によって搭載ヘッド１９に保持された電子部品１６の反り変形を計測した計測結果に基づいて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ようにしている。これにより、必要に応じて部品反り変形に起因する半田量の不足を補うことができ、薄型の半導体パッケージなどの反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
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、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができるという効
果を有し、薄型の半導体パッケージなど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】
【００３６】
【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部品反り計測の説明図
【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構造説明図
【図６】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
【符号の説明】
【００３７】
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
２９ 部品反り計測センサ（部品反り計測手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田バンプが形成された電子部品を基板に移送搭載して実装する電子部品搭載装置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】
半導体素子などの電子部品を回路基板に実装する形態として、半導体素子を樹脂基板に実装した半導体パッケージを半田バンプを介して回路基板に半田接合により実装する方法が用いられるようになっている。半田バンプを介して電子部品を基板に接合する半田接合においては、フラックスや半田ペーストなどの半田接合補助剤を半田バンプに供給した状態で半田バンプを基板の電極に着地させることが行われている。このため、電子部品搭載装置にはフラックスや半田ペーストを転写するための装置が配置される（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０５８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる電子部品は、高実装密度が求められて小型化・薄化が進行している。このため回路基板やこの回路基板に実装される半導体パッケージなどの薄型の電子部品も剛性が低下し加熱による反り変形を生じやすいという特性がある。このため、下面に半田バンプが形成された電子部品では、半導体チップを樹脂封止した段階で既に反り変形を生じている場合がある。そしてこのような電子部品をそのまま基板に搭載すると、反り変形を生じた部分の半田バンプは基板に対して浮き上がった状態となり、基板の電極に印刷された半田ペーストとの間に隙間を生じる傾向にある。この結果、半田バンプが基板の電極に正常に半田接合されず、導通不良や接合強度不足などの接合不良が生じやすい。
【０００４】
そこで本発明は、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる電子部品搭載装置およ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】
【０００５】
本発明の電子部品搭載装置は、下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に移送搭載する電子部品搭載装置であって、前記電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面上に形成された塗膜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により供給するペースト転写ユニットと、前記部品反り計測手段の計測結果に基づいて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。
【０００６】
本発明の電子部品実装方法は、電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面に形成された半田ペーストの塗膜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により供給するペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置によって、下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に搭載して実装する電子部品実装方法であって、前記部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出す工程と、前記部品反り計測手段によって前記搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測する部品反り計測工程と、前記部品反り計測工程における計測結果に基づいて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工程と、前記ペースト転写判定においてペースト転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドの移動経路に配設されたペースト転写ユニットに対して前記搭載ヘッドに保持された当該電子部品を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により供給する半田ペースト転写工程と、前記電子部品を前記基板に搭載して前記半田バンプを前記基板の電極に前記半田ペーストを介して着地させる部品搭載工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子部品搭載装置に半田ペーストを転写により供給するペースト転写ユニットを備え、部品反り計測手段によって搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測した計測結果に基づいて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ことにより、部品反り変形に起因する半田量の不足を補うことができ、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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部品反り計測の説明図、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構造説明図、図６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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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９参照）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。
【００１６】
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および部品反り計測センサ２９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。
【００１７】
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。部品反り計測センサ２９は上下方向の変位を計測する機能を有するセンサであり、図４に示すように、搭載ヘッド１９に保持された状態の電子部品１６を下方から部品反り計測センサ２９によって計測し、計測によって得られたデータを部品反り計測部３６（図７）によって処理することにより、電子部品１６の反り変形を示す部品反り情報が取得される。したがって、部品反り計測センサ２９および部品反り計測部３６は、搭載ヘッド１９に保持された電子部品１６の反り変形状態を計測する部品反り計測手段となっている。ここに示す例では、電子部品１６は両端部が上方向に変位する端部上反り変形を生じている。
【００１８】
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５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５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３７（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３７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６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６（ａ）はスキージ２８によって塗膜形成面２５ａ上面に半田ペースト７を初期膜厚ｔ１で延展して均一な膜厚の塗膜７ａを形成した状態を示している。この後、所望の膜厚分布を得るための成膜動作が開始される。すなわち図６（ｂ）、図６（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ことにより、塗膜７ａの所定範囲に半田ペースト７が所望の断面形状でえぐり取られた形状の膜厚変更部７ｂを形成する。
【００２２】
この膜厚変更部７ｂは、図５（ｄ）に示す例では中央部の膜厚がｔ２、周辺部の膜厚がｔ１であるような膜厚分布となっており、スキージ２８の成膜動作のパターンを変更することにより、ペースト転写ユニット２４において任意の膜厚分布で塗膜７ａを形成することができるようになっている。本実施の形態においては、ペースト転写ユニット２４は、スキージ２８に塗膜形成面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わせるスキージ駆動部３７を、前述の部品反り計測手段による計測結果に基づいて制御することにより、複数の半田バンプ１６ａに当該電子部品１６の反り変形に応じた所望転写量の半田ペーストを転写するための塗膜７ａを形成するようにしている。ここに示す例では、端部上反り変形を生じた電子部品１６に対して、上述形状の膜厚変更部７ｂを形成
することにより、電子部品１６の両端部の位置する半田バンプ１６ａに対してより多くの量の半田ペースト７を転写することができるようにしている。
【００２３】
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。制御部３０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。搭載データ記憶部３１は、実装データなど、搭載ヘッド１９による搭載動作を制御するために必要とされるデータを記憶する。部品反り情報記憶部３２は、部品反り計測センサ２９の計測データを部品反り計測部３６によって処理することにより求められた電子部品１６の反り変形に関する情報を記憶する。
【００２４】
ペースト転写判定部３３は、前述の部品反り計測手段によって取得された計測結果、すなわち部品反り情報記憶部３２に記憶された部品反り情報に基づいて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、すなわち反り変形によって電子部品１６の半田バンプ１６ａが上方に変位している程度を数値的に評価し、この評価値を予め設定された判定しきい値と比較することにより行われる。スキージ移動データ記憶部３４は、ペースト転写判定部３３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。
【００２５】
ヘッド駆動部３５は、搭載ヘッド１９を移動させるための搭載ヘッド駆動モータ１９Ｍを駆動する。部品反り計測部３６は、部品反り計測センサ２９によって取得された計測データに基づき、電子部品１６の反り変形を算出する処理を行う。スキージ駆動部３７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。制御部３０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３４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３７を制御することにより、電子部品１６の反り変形の状態に応じた所望転写量の半田ペースト７を、各半田バンプ１６ａに転写するのに必要な膜圧分布の塗膜７ａが形成される。
【００２６】
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（ＳＴ１）。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。
【００２７】
次いで印刷検査後の基板５は電子部品搭載装置Ｍ３に搬入され、ここで基板５を対象とした部品搭載動作が開始される。まず、第２の部品供給部１３Ｂから電子部品１６を取り出す。次いで電子部品１６を保持した搭載ヘッド１９を部品反り計測センサ２９の上方に移動させ、図４に示すように電子部品１６の部品反り計測を実行し（部品反り計測工程）（ＳＴ２）、計測結果を部品反り情報記憶部３２に記憶させる。そしてペースト転写判定部３３によってペースト転写の要否を判定する（ペースト転写判定工程）（ＳＴ３）。
【００２８】
ここで電子部品１６の反り変形が許容範囲以内で、ペースト転写不要と判定された場合には、そのまま電子部品搭載工程（ＳＴ６）に進み、部品搭載動作が実行される。そして（ＳＴ３）にてペースト転写必要と判定された場合には、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、半田ペースト７の転写により供給される半田量の過不足が生じないよう、必要範囲に必要量の半田ペースト７を転写することを目的として、ペースト転写量を適正に設定する処理がペースト転写に先立って実行される（ＳＴ４）。
【００２９】
すなわち、制御部３０が部品反り情報記憶部３２に記憶された部品反り情報、すなわち部品反り計測工程における計測結果に基づいてスキージ駆動部３７を制御することにより、電子部品１６に複数の半田バンプ１６ａに当該電子部品の反り変形に応じた所望転写量の半田ペースト７を転写するための塗膜７ａを塗膜形成面２５ａに形成する。ここに示す例では、前述の膜厚分布を有する膜厚変更部７ｂを形成することにより、端部上反り変形状態の電子部品１６に対して適正量の半田ペースト７の追加供給を図っている。
【００３０】
次いでペースト転写動作が実行される（ＳＴ５）。まず図９（ａ）に示すように、電子部品１６を保持した搭載ヘッド１９をペースト転写ユニット２４の上方に移動させる。次いで塗膜形成面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、各半田バンプ１６ａを塗膜７ａに接触させことにより、半田バンプ１６ａに半田ペースト７を転写する（ペースト転写工程）。これにより、図９（ｃ）に示すように、端部上反り状態の電子部品１６の両端部近傍に位置する半田バンプ１６ａには、当該電子部品１６の反り変形の状態に応じた所望転写量の半田ペースト７が転写される。
【００３１】
次いで電子部品１６を基板５へ搭載する（ＳＴ６）。すなわち搭載ヘッド１９を移動させて、図１０（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。次いで電子部品１６を下降させて、図１０（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）。
【００３２】
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１０（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）（ＳＴ７）。このとき、電子部品１６の両端部近傍に位置する半田バンプ１６ａは、電子部品１６の反り変形に起因して上方に変位しているため、電極５ａ上に予め印刷された半田ペースト７と半田バンプ１６ａとの間に隙間が生じて接合不良となりやすい。
【００３３】
このような場合にあっても、本実施の形態においては部品搭載動作に先立って電子部品１６の半田バンプ１６ａに転写により半田ペースト７を追加供給するようにしていることから、追加供給された半田ペースト７が電極５ａ上に予め印刷された半田ペースト７と半田バンプ１６ａとを繋ぐ役割を果たす。これにより図１０（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。
【００３４】
すなわち上述の電子部品実装方法においては、部品反り計測手段によって搭載ヘッド１９に保持された電子部品１６の反り変形を計測した計測結果に基づいて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ようにしている。これにより、必要に応じて部品反り変形に起因する半田量の不足を補うことができ、薄型の半導体パッケージなどの反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
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、反り変形を生じやすい電子部品を半田接合によって実装する場合における接合不良を防止することができるという効
果を有し、薄型の半導体パッケージなど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】
【００３６】
【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部品反り計測の説明図
【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構造説明図
【図６】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
【符号の説明】
【００３７】
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
２９ 部品反り計測センサ（部品反り計測手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に移送搭載する電子部品搭載装置であって、
前記電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面上に形成された塗膜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により供給するペースト転写ユニットと、前記部品反り計測手段の計測結果に基づいて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搭載装置。
【請求項２】
前記ペースト転写ユニットは、スキージに前記塗膜形成面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わせるスキージ駆動部を前記部品反り計測手段による計測結果に基づいて制御することにより、前記複数の半田バンプに当該電子部品の反り変形に応じた所望転写量の半田ペーストを転写するための塗膜を形成することを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面に形成された半田ペーストの塗膜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により供給するペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置によって、下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に搭載して実装する電子部品実装方法であって、
前記部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出す工程と、
前記部品反り計測手段によって前記搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測する部品反り計測工程と、
前記部品反り計測工程における計測結果に基づいて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工程と、
前記ペースト転写判定においてペースト転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドの移動経路に配設されたペースト転写ユニットに対して前記搭載ヘッドに保持された当該電子部品を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により供給する半田ペースト転写工程と、
前記電子部品を前記基板に搭載して前記半田バンプを前記基板の電極に前記半田ペーストを介して着地させ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。
【請求項４】
前記半田ペースト転写工程に先だって、スキージに前記塗膜形成面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わせるスキージ駆動部を、前記部品反り計測工程における計測結果に基づいて制御することにより、前記複数の半田バンプに当該電子部品の反り変形に応じた所望転写量の半田ペーストを転写するための塗膜を形成することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１】
下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に移送搭載する電子部品搭載装置であって、
前記電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面上に形成された塗膜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により供給するペースト転写ユニットと、前記部品反り計測手段の計測結果に基づいて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搭載装置。
【請求項２】
前記ペースト転写ユニットは、スキージに前記塗膜形成面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わせるスキージ駆動部を前記部品反り計測手段による計測結果に基づいて制御することにより、前記複数の半田バンプに当該電子部品の反り変形に応じた所望転写量の半田ペーストを転写するための塗膜を形成することを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
電子部品を供給する部品供給部と、前記基板を保持して位置決めする基板保持部と、前記部品供給部から電子部品を取り出して前記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の反り変形状態を計測する部品反り計測手段と、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塗膜形成面に形成された半田ペーストの塗膜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により供給するペースト転写ユニットとを備えた電子部品搭載装置によって、下面に複数の半田バンプが形成された電子部品を基板に搭載して実装する電子部品実装方法であって、
前記部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出す工程と、
前記部品反り計測手段によって前記搭載ヘッドに保持された電子部品の反り変形を計測する部品反り計測工程と、
前記部品反り計測工程における計測結果に基づいて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工程と、
前記ペースト転写判定においてペースト転写必要と判定されたならば前記搭載ヘッドの移動経路に配設されたペースト転写ユニットに対して前記搭載ヘッドに保持された当該電子部品を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により供給する半田ペースト転写工程と、
前記電子部品を前記基板に搭載して前記半田バンプを前記基板の電極に前記半田ペーストを介して着地させ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。
【請求項４】
前記半田ペースト転写工程に先だって、スキージに前記塗膜形成面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わせるスキージ駆動部を、前記部品反り計測工程における計測結果に基づいて制御することにより、前記複数の半田バンプに当該電子部品の反り変形に応じた所望転写量の半田ペーストを転写するための塗膜を形成することを特徴とする電子部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−７２０３６（Ｐ２００８−７２０３６Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５１０６７（Ｐ２００６−２５１０６７）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【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２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【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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