(57)【要約】【課題】高い接続信頼性を確保することが可能な電子部品実装システム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】半田印刷装置Ｍ１、塗布・検査装置Ｍ２、部品搭載装置Ｍ３、リフロー装置Ｍ４を含み主基板４に電子部品を実装する部品実装部と、接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５、熱圧着装置Ｍ６を含み部品実装後の主基板４にモジュール基板５を接続する基板接続部とで構成される電子部品実装システム１において、部品実装部の最下流に位置するリフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３と基板接続部の接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５の基板搬送機構３とを直結または他の搬送手段を介した搬送経路で結合する構成を採用する。これにより、リフロー後の主基板４を直ちに基板接続工程に送ることができ、基板接続工程において水分が気化して接続部にボイドを生じることを排除することができる。【選択図】図１
2010245308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品実装用装置を直列に連結して構成され、第１の基板に電子部品を実装するとともに、前記第１の基板と第２の基板とを接続する電子部品実装システムであって、
前記複数の電子部品実装用装置は、前記第１の基板に半田接合用のペーストを印刷する半田印刷装置と、前記ペーストが印刷された後の前記第１の基板に前記電子部品を搭載する部品搭載装置と、前記電子部品が搭載された前記第１の基板を加熱することにより前記電子部品を前記第１の基板に半田接合するリフロー装置とを少なくとも含み、前記複数の電子部品実装用装置にそれぞれ設けられた基板搬送機構を直列に連結した基板搬送経路に沿って前記第１の基板を搬送しながら前記第１の基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う部品実装部と、
前記部品実装部において最下流に位置する前記リフロー装置の前記基板搬送機構と搬送経路が結合された基板搬送機構を有し前記電子部品の実装が完了した第１の基板に前記第２の基板を接続する基板接続作業を行う基板接続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】
前記基板接続部は、前記第１の基板に設けられた第１の接続部位に、半田粒子を熱硬化性の樹脂に含有させた接合材料を供給する接合材料供給部と、
前記第１の基板に前記第２の基板を搭載して、この第２の基板に設けられた第２の接続部位を前記接合材料を介して前記第１の接続部位に着地させる基板搭載部と、
前記第２の基板が搭載された第１の基板を加熱して、前記第２の接続部位と前記第１の接続部位とを前記接合材料によって接合する加熱部とを備えた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】
第１の基板に電子部品を実装するとともに、前記第１の基板と第２の基板とを接続する電子部品実装方法であって、
前記第１の基板に半田接合用のペーストを印刷する半田印刷工程と、
前記ペーストが印刷された後の前記第１の基板に前記電子部品を搭載する部品搭載工程と、
前記電子部品が搭載された前記第１の基板を加熱することにより前記電子部品を前記第１の基板に半田接合するリフロー工程と、
前記リフロー工程により電子部品の実装が完了した前記第１の基板に前記第２の基板を接続する基板接続工程とを含み、
前記半田印刷工程、部品搭載工程およびリフロー工程を同一の電子部品実装ラインによって構成される部品実装部によって実行し、
前記基板接続工程を、前記部品実装部において最下流に位置するリフロー装置の基板搬送機構と搬送経路が結合された基板搬送機構を有する基板接続部によって実行することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
さらに前記基板接続工程は、前記第１の基板における前記第２の基板との第１の接続部位に、半田粒子を熱硬化性の樹脂に含有させた接合材料を供給する接合材料供給工程と、
前記第１の基板に前記第２の基板を搭載して、この第２の基板に設けられた第２の接続部位を前記接合材料を介して前記第１の接続部位に着地させる基板搭載工程と、
前記第２の基板が搭載された第１の基板を加熱して、第２の接続部位と前記第１の接続部位とを前記接合材料によって接合する加熱工程とを含むことを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子部品実装用装置を直列に連結して構成され、第１の基板に電子部品を実装するとともに、第１の基板と予め電子部品が実装された第２の基板とを接続する電子部品実装システムおよびこの電子部品実装システムによる電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など小型・高機能が求められる電子機器には、ＣＣＤカメラや表示パネルのなど個々の機能モジュールを、フィルム状のフレキシブル基板を介してリジッド基板に設けられた主電子回路モジュールに接続する構成が一般に用いられる。このフレキシブル基板に設けられた端子をリジッド基板の回路電極に接続する方法として、熱硬化性樹脂に導電粒子を含有させた異方性導電接着剤を用いて端子と回路電極とを導通させる方法（例えば特許文献１参照）が従来より用いられている。この特許文献例では、導電粒子として半田粒子を用い、フレキシブル基板とリジッド基板とを熱硬化性樹脂によって接着するとともに、フレキシブル基板の端子をリジッド基板の回路基板に半田接合して、電気的に導通させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４０７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献例を含め、従来技術においては工程構成に起因して、以下に述べるような課題があった。すなわち従来技術においては、リジッド基板に電子部品を実装する部品実装工程と、部品実装が完了したリジッド基板にフレキシブル基板を接続する基板接続工程とは、全く別工程としてそれぞれ個別に実行されていた。このため、部品実装工程においてリフローが終了した後のリジッド基板は基板接続工程に送られるまでにストックされることとなり、このストック時間の間にリジッド基板の吸湿が生じる。このため、リジッド基板とフレキシブル基板との基板接続工程において、水分が気化して接続部にボイドを生じやすく、接続信頼性を低下させる結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、高い接続信頼性を確保することが可能な電子部品実装システム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】
【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直列に連結して構成され、第１の基板に電子部品を実装するとともに、前記第１の基板と第２の基板とを接続する電子部品実装システムであって、前記複数の電子部品実装用装置は、前記第１の基板に半田接合用のペーストを印刷する半田印刷装置と、前記ペーストが印刷された後の前記第１の基板に前記電子部品を搭載する部品搭載装置と、前記電子部品が搭載された前記第１の基板を加熱することにより前記電子部品を前記第１の基板に半田接合するリフロー装置とを少なくとも含み、前記複数の電子部品実装用装置にそれぞれ設けられた基板搬送機構を直列に連結した基板搬送経路に沿って前記第１の基板を搬送しながら前記第１の基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う部品実装部と、前記部品実装部において最下流に位置する前記リフロー装置の前記基板搬送機構と搬送経路が結合された基板搬送機構を有し前記電子部品の実装が完了した第１の基板に前記第２の基板を接続する基板接続作業を
行う基板接続部とを備えた。
【０００７】
本発明の電子部品実装方法は、第１の基板に電子部品を実装するとともに、前記第１の基板と第２の基板とを接続する電子部品実装方法であって、前記第１の基板に半田接合用のペーストを印刷する半田印刷工程と、前記ペーストが印刷された後の前記第１の基板に前記電子部品を搭載する部品搭載工程と、前記電子部品が搭載された前記第１の基板を加熱することにより前記電子部品を前記第１の基板に半田接合するリフロー工程と、前記リフロー工程により電子部品の実装が完了した前記第１の基板に前記第２の基板を接続する基板接続工程とを含み、前記半田印刷工程、部品搭載工程およびリフロー工程を同一の電子部品実装ラインによって構成される部品実装部によって実行し、前記基板接続工程を、前記部品実装部において最下流に位置するリフロー装置の基板搬送機構と搬送経路が結合された基板搬送機構を有する基板接続部によって実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の基板に電子部品を実装する部品実装作業を行う部品実装部の基板搬送機構と電子部品の実装が完了した第１の基板に第２の基板を接続する基板接続作業を行う基板接続部の基板搬送機構とを搬送経路で結合することにより、部品実装工程においてリフローが終了した後の第１の基板を直ちに基板接続工程に送ることができ、基板接続工程において水分が気化して接続部にボイドを生じることを排除して、高い接続信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの実装対象となる基板の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する半田印刷装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する塗布・検査装置の部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する電子部品搭載装置の部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する接合材料供給・基板搭載装置の部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する熱圧着装置の部分断面図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる電子部品実装方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる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システムによる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システムによる電子部品実装方法の工程説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる電子部品実装方法の工程説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの実装対象となる基板の説明図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装シス
テムを構成する半田印刷装置の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する塗布・検査装置の部分断面図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する部品搭載装置の部分断面図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する接合材料供給・基板搭載装置の部分断面図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する熱圧着装置の部分断面図、図８、図９、図１０、図１１、図１２は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムによる電子部品実装方法の工程説明図である。
【００１１】
まず図１を参照して、電子部品実装システム１の構成を説明する。電子部品実装システム１は、複数の電子部品実装用装置である半田印刷装置Ｍ１、塗布・検査装置Ｍ２、部品搭載装置Ｍ３、リフロー装置Ｍ４、接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５、熱圧着装置Ｍ６を直列に連結して構成されている。各装置は、いずれも基台２の中央部にＸ方向（基板搬送方向）に配設された基板搬送機構３を備えており、各装置の基板搬送機構３は隣接装置の基板搬送機構３と直列に連結されて電子部品実装システム１を縦通する基板搬送経路を構成している。電子部品の実装対象となる主基板４は、上流側（図１において左側・・矢印ａ参照）から半田印刷装置Ｍ１の基板搬送機構３に搬入され、電子部品実装システム１内をＸ方向に順次搬送される。
【００１２】
次に図２を参照して、電子部品実装システム１の作業対象となる主基板４およびモジュール基板５について説明する。図２（ａ）は、電子部品が実装される主基板４（第１の基板）を示しており、主基板４には図２（ｂ）に示すモジュール基板５（第２の基板）が接続される。主基板４、モジュール基板５は携帯電話などの小型端末機器の電子回路を構成するものであり、モジュール基板５を主基板４に接続した状態で筐体内に装着される。
【００１３】
主基板４はガラスエポキシ樹脂などを材質としており、図２（ａ）に示すように、主基板４の実装面４ａには、一方側の縁部に位置してモジュール基板５を接続するための複数の接続端子４ｂ（第１の接続部位）が形成されている。実装面４ａの中央部には、電子部品の端子が接続される電極４ｃ，４ｄ，４ｅが形成されている。電極４ｃ，４ｄ，４ｅには、チップ型部品８の端部に形成された端子８ａ、バンプ付き部品９Ａ，９Ｂの下面に形成されたバンプ９ａがそれぞれ半田接合される（図９、図１０参照）。また図２（ｂ）はモジュール基板５を示しており、モジュール基板５は、予めドライバ用の電子部品５ｂが実装されたサブ基板５ａにフレキシブル基板５ｃを予め接続した構成となっている。フレキシブル基板５ｃの接続端部５ｄの下面側には、主基板４の接続端子４ｂと接続されるフレキシブル端子５ｅ（第２の接続部位）が形成されている。
【００１４】
次に各装置の構造および機能を説明する。まず図１および図３を参照して、半田印刷装置Ｍ１について説明する。半田印刷装置Ｍ１は主基板４に半田接合用のペーストであるクリーム半田を印刷する機能を有するものである。図３に示すように、基板搬送機構３には基板下受け部１８が昇降自在に設けられており、基板搬送機構３の上方にはマスク枠１５に展張されたマスクプレート１６が配設されている。基板搬送機構３によって上流側から搬送された主基板４は基板下受け部１８によって下面側を下受けされ、さらにクランプ部材１７によって両側からクランプされた状態で、マスクプレート１６の下面側に当接する。
【００１５】
基台２のＸ方向の端部にはＹ軸テーブル１１がＹ方向に配設されており、Ｙ軸テーブル１１を駆動することによりＹ軸テーブル１１に装着されたＸ軸ビーム１２はＹ方向に往復動する。Ｘ軸ビーム１２には下端部にスキージ部材１４を備えたスキージユニット１３が装着されており、スキージユニット１３を駆動することによりスキージ部材１４は昇降し、下降状態においてその下端部がマスクプレート１６の上面に当接する。マスクプレート１６上にクリーム半田６を供給し、さらにスキージ部材１４を下降させた状態で、Ｙ軸テ
ーブル１１を駆動してスキージユニット１３をＹ方向に移動させる（矢印ｂ）ことにより、主基板４に設けられた電極４ｃ，４ｄ，４ｅには、マスクプレート１６において電極４ｃ，４ｄ，４ｅに対応して設けられたパターン孔（図示省略）を介してクリーム半田６が印刷される（図８参照）。
【００１６】
次に図１および図４を参照して、塗布・検査装置Ｍ２について説明する。塗布・検査装置Ｍ２は半田印刷装置Ｍ１によって主基板４に印刷されたクリーム半田６の印刷状態を検査するとともに、主基板４に部品仮固定用の接着剤７を塗布する機能を有するものである。図４に示すように、基板搬送機構３には基板下受けピン１９が昇降自在に設けられており、基板搬送機構３によって上流側から搬送された主基板４は基板下受けピン１９によって下面側を下受けされる。基板搬送機構３の上方には、塗布ユニット２０が第１Ｘ軸テーブル１２ＡによってＸ方向に移動自在に、また検査ユニット２２が第２Ｘ軸テーブル１２ＢによってＸ方向に移動自在に設けられている。
【００１７】
塗布ユニット２０には下端部に塗布ノズル２１ａを備えたディスペンサ２１が昇降自在に装着されている。ディスペンサ２１を下降させて塗布ノズル２１ａを主基板４の上面に近接させた状態で、ディスペンサ２１に内蔵された吐出機構を作動させることにより、塗布ノズル２１ａから接着剤７が吐出されて主基板４に塗布される。また検査ユニット２２は下方に位置する主基板４を撮像する機能を有しており、この撮像結果を認識処理部（図示省略）によって認識処理することにより、主基板４に印刷されたクリーム半田６の印刷状態の検査が行われる。
【００１８】
基台２のＸ方向の端部にはＹ軸テーブル１１がＹ方向に配設されており、Ｙ軸テーブル１１には第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢがそれぞれＹ方向の移動が自在に個別に装着されている。Ｙ軸テーブル１１を駆動することにより、第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢはＹ方向に個別に往復動する。このＹ方向の移動と第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢによるＸ方向の移動を組み合わせることにより、塗布ユニット２０、検査ユニット２２はそれぞれ下方に位置決めされた主基板４に対してＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより、塗布ユニット２０は主基板４の任意の点に接着剤７を塗布し、また塗布ユニット２０は主基板４の任意位置に印刷されたクリーム半田６の印刷状態を検査することができる。
【００１９】
次に図１および図５を参照して、部品搭載装置Ｍ３について説明する。部品搭載装置Ｍ３はクリーム半田６が印刷された後の主基板４に電子部品を搭載する機能を有している。図５に示すように、基板搬送機構３には基板下受けピン１９が昇降自在に設けられており、基板搬送機構３によって上流側から搬送された主基板４は基板下受けピン１９によって下面側を下受けされる。基板搬送機構３の両側方には、それぞれ第１部品供給部２５Ａ、第２部品供給部２５Ｂが配設されている。
【００２０】
第１部品供給部２５Ａには複数のテープフィーダ２６が並設されている。テープフィーダ２６は、チップ型部品８などの比較的小型の電子部品を収納したキャリアテープを、内蔵したテープ送り機構によってピッチ送りすることにより、以下に説明する第１搭載ヘッド２３Ａによる部品取り出し位置にこれらの電子部品を供給する。第２部品供給部２５Ｂには、下面にバンプが形成されたバンプ付き部品９Ａ，９Ｂなど、比較的大型の部品を所定の規則配列で収納する部品トレイ２７が配置されている。以下に説明する第２搭載ヘッド２３Ｂが部品トレイ２７の部品収納位置にアクセスすることにより、これらの電子部品が部品トレイ２７から取り出される。
【００２１】
基台２のＸ方向の端部にはＹ軸テーブル１１がＹ方向に配設されており、Ｙ軸テーブル１１には第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢがそれぞれＹ方向の移動が自
在に個別に装着されている。第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２Ｂには、それぞれ下端部に第１吸着ノズル２４Ａ、第２吸着ノズル２４Ｂを備えた第１搭載ヘッド２３Ａ、第２搭載ヘッド２３Ｂが装着されている。第１搭載ヘッド２３Ａは第１吸着ノズル２４Ａによってチップ型部品８を吸着保持し、第２搭載ヘッド２３Ｂは第２吸着ノズル２４Ｂによってバンプ付き部品９Ａやバンプ付き部品９Ｂを吸着保持する。
【００２２】
Ｙ軸テーブル１１を駆動することにより、第１Ｘ軸テーブル１２Ａおよび第２Ｘ軸テーブル１２Ｂは、Ｙ方向に個別に往復動する。このＹ方向の移動と第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢによるＸ方向の移動を組み合わせることにより、第１搭載ヘッド２３Ａおよび第２搭載ヘッド２３Ｂは、それぞれ第１部品供給部２５Ａ、第２部品供給部２５Ｂと基板搬送機構３に位置決めされた主基板４との間を自在に移動する。これにより、第１搭載ヘッド２３Ａは第１部品供給部２５Ａのテープフィーダ２６から取り出したチップ型部品８を主基板４の任意の実装位置に搭載し（矢印ｃ）、また第２吸着ノズル２４Ｂは第２部品供給部２５Ｂの部品トレイ２７から取り出したバンプ付き部品９Ａ、９Ｂを主基板４の任意の実装位置に搭載する（矢印ｄ）。
【００２３】
次に図１を参照して、リフロー装置Ｍ４について説明する。リフロー装置Ｍ４は、チップ型部品８（図５参照）、バンプ付き部品９Ａ，９Ｂなどの電子部品が搭載された主基板４を加熱することにより、これらの電子部品を主基板４に半田接合する機能を有している。主基板４上には、ヒータを備えた加熱炉２８が配設されており、加熱炉２８の内部には、基板搬送機構３がＸ方向に縦通して設けられている。加熱炉２８は温度調節機構を備えており、加熱炉２８内に搬入された部品搭載後の主基板４は、基板搬送機構３によって下流側へ搬送される過程において、所定の温度プロファイルにしたがって加熱される。
【００２４】
これにより、主基板４の電極４ｃ，４ｄ，４ｅに供給されたクリーム半田６が溶融固化し、チップ型部品８の端子８ａやバンプ付き部品９Ａ，９Ｂのバンプ９ａは、それぞれ電極４ｃ，４ｄ，４ｅに半田接合され、主基板４への部品実装作業が完了する。すなわち、半田印刷装置Ｍ１、塗布・検査装置Ｍ２、部品搭載装置Ｍ３およびリフロー装置Ｍ４は、これら電子部品実装用装置にそれぞれ設けられた基板搬送機構３を直列に連結した基板搬送経路に沿って主基板４を搬送しながら、主基板４に電子部品を実装する部品実装作業を行う部品実装部を構成している。
【００２５】
そしてこの部品実装部において最下流に位置するリフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３は、以下に説明する接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５の基板搬送機構３と連結された構成となっており、部品実装作業が完了した主基板４を時間を措かずに直ちに接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５に搬送することができるようになっている。なお図１に示すように、リフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３と接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５の基板搬送機構３とを直結する代わりに、リフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３と接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５の基板搬送機構３との間に別の搬送機構を介在させる構成であってもよい。
【００２６】
要は、部品実装部において最下流に位置するリフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３と接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５の基板搬送機構３との搬送経路が、連結コンベアなどの何らかの自動的な搬送手段を介して結合されて、部品実装動作完了後の主基板４が、所定時間内に次工程の基板接続作業に移行できるようになっていればよい。
【００２７】
次に図１および図６を参照して、接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５について説明する。接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５は主基板４にモジュール基板５を接続するために、主基板４に設けられた複数の接続端子４ｂ上の所定範囲に、半田粒子を熱硬化性の樹脂に含有させた接合材料１０を供給する機能と、主基板４にモジュール基板５を搭載してモジュール基板５の接続端部５ｄを接合材料１０を介して接続端子４ｂに着地させる機能とを有し
ている。
【００２８】
基台２のＸ方向の端部にはＹ軸テーブル１１がＹ方向に配設されており、Ｙ軸テーブル１１には第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢがそれぞれＹ方向に移動自在に個別に装着されている。図６に示すように、基板搬送機構３の上方には、接合材塗布ユニット３０が第１Ｘ軸テーブル１２ＡによってＸ方向に移動自在に、また搭載ヘッド３２が第２Ｘ軸テーブル１２ＢによってＸ方向に移動自在に設けられている。接合材塗布ユニット３０には、下端部に塗布ノズル３１ａを備えたディスペンサ３１が昇降自在に装着されている。
【００２９】
ディスペンサ３１を下降させて、塗布ノズル３１ａを主基板４の上面に近接させた状態で、ディスペンサ３１に内蔵された吐出機構を作動させることにより、塗布ノズル３１ａから接合材料１０が吐出されて、主基板４に塗布される。接合材料１０は、エポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂に半田粒子を含有させ、さらに半田粒子や接合対象の接続端子４ｂなどの表面に生成した酸化膜を除去する作用を有する活性成分を配合した組成となっている。
【００３０】
搭載ヘッド３２は下端部に特殊形状の吸着ツール３３を備えており、吸着ツール３３は図２（ｂ）に示すモジュール基板５を２つの吸着部３３ａ、３３ｂによって吸着保持が可能な構成となっている（図１１（ｂ）参照）。基板搬送機構３の側方には、モジュール基板５を規則配列で収納する基板収納トレイ３５が配置された基板供給部３４が設けられている。搭載ヘッド３２が基板供給部３４にアクセスすることにより、吸着ツール３３によってモジュール基板５を取り出すことができる。また、吸着ツール３３は加熱機能を備えており、モジュール基板５を加熱することもできる。なお図６においては、図示の便宜のため、吸着ツール３３によってモジュール基板５を保持する姿勢を、実際の保持姿勢から垂直軸廻りに９０度回転させた状態で図示している。
【００３１】
Ｙ軸テーブル１１を駆動することにより第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢはＹ方向に個別に往復動する。このＹ方向の移動と第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢによるＸ方向の移動を組み合わせることにより、接合材塗布ユニット３０および搭載ヘッド３２は、それぞれ下方に位置決めされた主基板４に対してＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより、接合材塗布ユニット３０は、主基板４の縁部に形成された実装面４ａ上に接合材料１０を塗布により供給する。また搭載ヘッド３２は、基板供給部３４の基板収納トレイ３５から取り出したモジュール基板５の接続端部５ｄを、主基板４の接続端子４ｂ上に接合材料１０を介して着地させることができる（矢印ｅ）。なお図６に示す例においては、接合材料１０を接続端子４ｂ（図２参照）上に供給する方法として、接合材塗布ユニット３０によって接合材料１０を塗布する方式を用いているが、予め接合材料１０をシート状に成形したものを接続端子４ｂ上に貼着する方式を採用してもよい。
【００３２】
次に図１および図７を参照して、熱圧着装置Ｍ６について説明する。熱圧着装置Ｍ６は、接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５にてモジュール基板５が搭載された主基板４を加熱して、第２の接続部位であるフレキシブル端子５ｅと第１の接続部位である接続端子４ｂとを接合材料１０によって接合する機能を有している。基台２のＸ方向の端部にはＹ軸テーブル１１がＹ方向に配設されており、Ｙ軸テーブル１１には第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２ＢがそれぞれＹ方向に移動自在に個別に装着されている。
【００３３】
図７に示すように、第１Ｘ軸テーブル１２Ａ、第２Ｘ軸テーブル１２Ｂには、いずれも下端部に昇降自在の加熱ツール３７を備えた加熱ヘッド３６が装着されている。加熱ツール３７は加熱機構を内蔵しており、所定温度に加熱された加熱ツール３７を主基板４に対
して下降させて、接続端子４ｂ上に接合材料１０（図１２参照）を介して搭載された接続端部５ｄの上面に加熱ツール３７を当接させることにより、接合材料１０が加熱されて接続端子４ｂはフレキシブル端子５ｅに接合される。
【００３４】
このとき接合材料１０に含有された半田成分が溶融して接続端子４ｂと接続端部５ｄとの接合面に介在することにより、接続端子４ｂとフレキシブル端子５ｅとの電気的な導通が確保される。また接合材料１０を構成するエポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂が加熱によって熱硬化することにより、接続端部５ｄは主基板４の実装面５ａに固着される。
【００３５】
すなわち上記構成において、Ｙ軸テーブル１１、第１Ｘ軸テーブル１２Ａおよび接合材塗布ユニット３０は、第１の基板である主基板４に設けられた第１の接続部位としての接続端子４ｂに、半田粒子を熱硬化性の樹脂に含有させた接合材料１０を供給する接合材料供給部となっている。またＹ軸テーブル１１、第２Ｘ軸テーブル１２Ｂおよび搭載ヘッド３２は、第１の基板である主基板４に第２の基板であるモジュール基板５を搭載して、このモジュール基板５に設けられたフレキシブル端子５ｅを接合材料１０を介して接続端子４ｂに着地させる基板搭載部となっている。
【００３６】
そして加熱ヘッド３６、加熱ツール３７を備えた熱圧着装置Ｍ６は、主基板４が搭載されたモジュール基板５を加熱して、フレキシブル端子５ｅと接続端子４ｂとを接合材料１０によって接合する加熱部となっている。すなわち、接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５および熱圧着装置Ｍ６は、前述の部品実装部において最下流に位置するリフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３と搬送経路が結合された基板搬送機構３を有し、電子部品の実装が完了した主基板４にモジュール基板５を接続する基板接続作業を行う基板接続部を構成する。なお基板接続部における加熱部として、熱圧着装置Ｍ６のような熱圧着方式を用いる代わりに、接合材料１０中の半田成分を溶融させるとともに熱硬化性の樹脂の熱硬化反応が進行する温度に雰囲気温度を設定可能なリフロー装置を用いるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図８〜図１２を参照して、上述構成の電子部品実装システム１によって、第１の基板である主基板４に電子部品を実装するとともに、主基板４と第２の基板であるモジュール基板５とを接続する電子部品実装方法について説明する。まず図８（ａ）は、半田印刷装置Ｍ１の基板搬送機構３に搬入された主基板４を示している。すなわち主基板４の実装面４ａには、一方側の縁部に位置してモジュール基板５を接続するための複数の接続端子４ｂが形成されており、実装面４ａの中央部には、電子部品の端子が接続される電極４ｃ，４ｄ，４ｅが形成されている。次いで主基板４は半田印刷装置Ｍ１に搬入され、ここで主基板４に半田接合用のクリーム半田６を印刷する（半田印刷工程）。これにより、図８（ｂ）に示すように、電極４ｃ，４ｄ，４ｅの上面には、クリーム半田６が所定厚みで供給される。
【００３８】
次いで半田印刷後の主基板４は塗布・検査装置Ｍ２に搬入され、ここで塗布ユニット２０による接着剤７の塗布が行われる。すなわち図９（ａ）に示すように、ディスペンサ２１を主基板４に対して下降させて、部品実装位置毎に予め設定された複数の塗布点に部品仮固定用の接着剤７を塗布ノズル２１ａによって順次塗布する。これとともに、塗布・検査装置Ｍ２においては、検査ユニット２２によって主基板４を撮像することにより、半田印刷状態の検査が行われる。
【００３９】
この後、主基板４は部品搭載装置Ｍ３に搬入され、ここでクリーム半田６が印刷された後の主基板４に、第１搭載ヘッド２３Ａ、第２搭載ヘッド２３Ｂによって電子部品を搭載する部品搭載作業が実行される（部品搭載工程）。すなわち、図９（ｂ）に示すように、チップ型部品８の端子８ａを電極４ｃに対して下降させて着地させ（矢印ｆ）、バンプ付き部品９Ａのバンプ９ａを電極４ｄに対して下降させて着地させ（矢印ｇ）、さらにバン
プ付き部品９Ｂのバンプ９ａを電極４ｅに対して下降させて着地させる（矢印ｈ）。
【００４０】
この後、部品搭載後の主基板４はリフロー装置Ｍ４に搬入され、チップ型部品８、バンプ付き部品９Ａ，９Ｂなどの電子部品が搭載された主基板４を加熱することにより、これらの電子部品を主基板４に半田接合する（リフロー工程）。これにより、チップ型部品８の端子８ａは電極４ｃに半田接合され、バンプ付き部品９Ａ，９Ｂのバンプ９ａは、それぞれ電極４ｄ，４ｅに半田接合される。これにより、主基板４にチップ型部品８、バンプ付き部品９Ａ，９Ｂなどの電子部品を搭載して半田接合する部品実装作業が完了する。本実施の形態においては、この部品実装作業における半田印刷工程、部品搭載工程およびリフロー工程は、同一の電子部品実装ラインによって構成される部品実装部（半田印刷装置Ｍ１〜リフロー装置Ｍ４）によって実行される。
【００４１】
そしてこのようにして電子部品の実装が完了した主基板４は、接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５、熱圧着装置Ｍ６より成る基板接続部に送られ、ここで主基板４にモジュール基板５が接続される（基板接続工程）。この基板接続工程が行われる基板接続部は、部品実装部において最下流に位置するリフロー装置Ｍ４の基板搬送機構３と搬送経路が結合された基板搬送機構３を有する構成となっており、リフロー後の主基板４はストックされることなく直ちに接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５に搬入される。
【００４２】
接合材料供給・基板搭載装置Ｍ５においては、まず主基板４におけるモジュール基板５との第１の接続部位である接続端子４ｂに、半田粒子を熱硬化性の樹脂に含有させた接合材料１０を供給する（接合材料供給工程）。すなわち図１０（ｂ）に示すように、まず搬入された主基板４の接続端子４ｂ上の所定範囲に、接合材料１０が塗布される。ここでは、ディスペンサ３１を接続端子４ｂの上方に下降させ、塗布ノズル３１ａから接合材料１０を吐出させながらディスペンサ３１をＹ方向に移動させることにより、接合材料１０を接続端子４ｂ上に塗布する。
【００４３】
次いで、主基板４にモジュール基板５を搭載して、モジュール基板５に設けられたフレキシブル端子５ｅを接合材料１０を介して接続端子４ｂに着地させる（基板搭載工程）。ここでは、図１１（ａ）に示すように、まずモジュール基板５のサブ基板５ａを下方から支持するための保持治具３８を、基板搬送機構３において主基板４と隣接する位置に載置する。次いで、吸着ツール３３によってモジュール基板５を基板供給部３４から取り出し、図１１（ｂ）に示すように、主基板４と接続するための位置合わせを行う。
【００４４】
吸着ツール３３は分岐した２つの吸着部３３ａ，３３ｂを備えた構成となっており、サブ基板５ａに実装された電子部品５ｂを吸着部３３ａによって吸着保持し、サブ基板５ａから延出したフレキシブル基板５ｃの接続端部５ｄを吸着部３３ｂによって吸着保持する。これにより、複雑な形状で通常の方法では安定した保持が困難なモジュール基板５を、正しい姿勢で保持することが可能となっている。主基板４とモジュール基板５の位置合わせにおいては、吸着部３３ａに吸着保持されたサブ基板５ａを保持治具３８上に載置するとともに、吸着部３３ｂに吸着保持された接続端部５ｄを接合材料１０を介して接続端子４ｂ上に着地させる。これにより、接続端部５ｄの下面に形成されたフレキシブル端子５ｅ（図２）が接続端子４ｂの表面に近接した状態となる。
【００４５】
次いで主基板４は保持治具３８上に載置されたモジュール基板５とともに熱圧着装置Ｍ６に搬送され、モジュール基板５が搭載された主基板４を加熱して、フレキシブル端子５ｅと接続端子４ｂとを接合材料１０によって接合する（加熱工程）。すなわち図１２に示すように、所定温度に加熱された加熱ツール３７を接続端子４ｂ上に重ねられた接続端部５ｄの上面に下降させ（矢印ｉ）、接続端子４ｂの近傍の主基板４を加熱ツール３７によって所定時間加熱する。これにより、接合材料１０中に含有された半田成分が溶融して接
続端子４ｂとフレキシブル端子５ｅとを導通させるとともに、接合材料１０を構成する熱硬化性樹脂が熱硬化して、接続端部５ｄを主基板４の実装面４ａに固着させる。これにより、フレキシブル端子５ｅと接続端子４ｂとは接合材料１０によって接合される。このとき、接合材料１０に配合された活性成分の作用によって、半田粒子や接合対象の接続端子４ｂなどの表面に生成した酸化膜が除去され、良好な半田接合性が確保される。
【００４６】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装システム１は、主基板４にクリーム半田６を印刷する半田印刷装置Ｍ１と、クリーム半田６が印刷された後の主基板４に電子部品を搭載する部品搭載装置Ｍ３と、電子部品が搭載された主基板４を加熱することにより電子部品を主基板４に半田接合するリフロー装置Ｍ４とを少なくとも含み、主基板４に電子部品を実装する部品実装作業を行う部品実装部を備えており、この部品実装部の基板搬送機構３と電子部品の実装が完了した主基板４にモジュール基板５を接続する基板接続作業を行う基板接続部の基板搬送機構３とを、直結または他の搬送手段を介した搬送経路で結合する構成としたものである。
【００４７】
したがって部品実装工程においてリフローが終了した後の主基板４は、従来方法における場合のように一時的にストックされることなく直ちに基板接続工程に送られる。これにより、従来方法において発生していた不具合、すなわちストック時間中に吸湿により主基板４中に存在する水分が基板接続工程において気化して接続部分にボイドを生じることを排除して、高い接続信頼性を確保することができる。
【００４８】
なお上記実施の形態においては、主基板４とモジュール基板５の接続を、半田粒子を熱硬化性の樹脂に含有させた組成の接合材料１０を用いて行う例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電粒子を熱硬化性樹脂に含有させたＡＣＦ（異方性導電材）を用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
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、高い接続信頼性を確保することができるという効果を有し、複数の電子部品実装用装置を直列に連結して構成され、第１の基板に電子部品を実装するとともに第１の基板と第２の基板とを接続する電子部品実装システムにおいて有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  電子部品実装システム
３  基板搬送機構
４  主基板（第１の基板）
４ｂ  接続端子（第１の接続部位）
５  モジュール基板（第２の基板）
５ａ  サブ基板
５ｃ  フレキシブル基板
５ｅ  フレキシブル端子（第２の接続部位）
６  クリーム半田（ペースト）
８  チップ型部品（電子部品）
９Ａ  バンプ付き部品（電子部品）
９Ｂ  バンプ付き部品（電子部品）
１０  接合材料
３０  接合材塗布ユニット（接合材料供給部）
３２  搭載ヘッド（基板搭載部）
３６  加熱ヘッド（加熱部）
Ｍ１  半田印刷装置
Ｍ２  塗布・検査装置
Ｍ３  部品搭載装置
Ｍ４  リフロー装置
Ｍ５  接合材料供給・基板搭載装置
Ｍ６  熱圧着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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