(57)【要約】【課題】荷重を立ち上げるときのオーバーシュートが無く、また、所定の荷重を加え続ける間のフラツキも無く、長期的にみて、荷重が安定して、高い実装品質を確保することができる電子部品実装方法を提供する。【解決手段】電子部品実装装置１１０は、ノズル１１７の先端に保持されている電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付けて、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する装置であって、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する前に、実装時にノズル１１７の先端に掛かる予定荷重を測定して、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、予定荷重が目標値になるように、予定荷重の測定値と予定荷重の目標値との差分に応じた補正量でノズル１１７の駆動（具体的には、第１モータと第２モータとの各々に供給する電流）を調節する。【選択図】図２
2010272657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの先端に保持されている電子部品を回路基板に押し付けて、前記電子部品を前記回路基板に実装する電子部品実装方法であって、
所定の電子部品を前記回路基板に実装する前に、実装時に前記ノズルの先端に掛かる予定荷重を測定して、前記所定の電子部品を前記回路基板に実装するときに、前記予定荷重が目標値になるように、前記予定荷重の測定値と前記予定荷重の目標値との差分に応じた補正量で前記ノズルの駆動を調節する
ことを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
前記所定の電子部品を、前記回路基板に第１の電子部品の次に実装される第２の電子部品として、前記第１の電子部品を前記回路基板に実装するときに、前記ノズルの先端に掛かる荷重を前記予定荷重として測定する測定動作を実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装方法。
【請求項３】
前記所定の電子部品を、前記回路基板に最初に実装される電子部品として、実装時と同じ要領で前記回路基板の代わりとする所定の物体に前記ノズルの先端を押し付けて、前記ノズルの先端に掛かる荷重を前記予定荷重として測定する測定動作を実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装方法。
【請求項４】
前記ノズルの先端に掛かる荷重を、荷重が立ち上がるまでに、複数回測定して、各測定結果を各測定時における前記予定荷重の測定値として、各測定時における前記予定荷重の目標値を使用して、各測定時における前記差分を算出する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品実装方法。
【請求項５】
前記ノズルの先端に掛かる荷重を、荷重が立ち上がった後に、複数回測定して、測定結果の平均値を前記予定荷重の測定値として、前記差分を算出する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品実装方法。
【請求項６】
前記差分が所定の値を越えたときに、警告を発する警告動作、および実装を停止する停止動作のいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品実装方法。
【請求項７】
前記測定動作を複数回実施して、測定結果の平均値を前記予定荷重の測定値として、前記差分を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項８】
前記測定動作を、前記ノズルの先端に掛かる荷重が異なるように、複数回実施して、各測定結果を各測定時における前記予定荷重の測定値として、各測定時における前記予定荷重の目標値を使用して、各測定時における前記差分を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項９】
前記測定動作を複数回実施して、測定結果の標準偏差が所定の値を越えたときに、警告を発する警告動作、および実装を停止する停止動作のいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項１０】
前記測定動作を複数回実施して、各測定結果を各測定時における前記予定荷重の測定値として、各測定時における前記予定荷重の目標値を使用して、各測定時における前記差分を算出して、各測定時における前記差分の累積値が所定の値を超えたときに、警告を発する警告動作、および実装を停止する停止動作のいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項１１】
前記測定動作の直前におけるロットで生産された前記回路基板の生産数で、前記測定動作を実施して得られた前記差分を割った値が所定の値を越えたときに、警告を発する警告動作、および実装を停止する停止動作のいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項１２】
前記測定動作を実施する度に得られた前記差分を履歴テーブルに登録しておき、前記測定動作を実施したときに、前記履歴テーブルを参照して、前記履歴テーブルに登録されている全ての差分が正および負のいずれかであるときに、警告を発する警告動作、および実装を停止する停止動作のいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項１３】
前記回路基板を生産してから次の回路基板を生産するまでの時間が所定の時間を超えるときに、前記測定動作を実施する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項１４】
温度に対応する荷重誤差が登録された相関テーブルを記憶しておき、前記相間テーブルを参照して、前記ノズルの先端の温度に応じた荷重誤差で前記予定荷重の測定値を補正する
ことを特徴とする請求項３に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、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品を回路基板に実装する方法として、電子部品を回路基板に実装するときの荷重をフィードバックしながら、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
＜電子部品実装装置＞
図１７に示すように、電子部品実装装置１０は、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する装置である。電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、電子部品Ｐに加えられている荷重が目標荷重に追従するように、リアルタイムで、第１モータ１１と第２モータ１２との各々に供給する電流を調節する。
【０００４】
第１モータ１１は、ボールネジ１３の軸上に配置されたサーボモータである。サーボモータの回転軸と連結されたボールネジ１３を回転させることによって、ボールネジ１３と螺合しているナット１４が昇降する。これに伴い、ヘッドユニット１５が昇降する。
【０００５】
第２モータ１２は、加圧シャフト１６の軸上に配置されたボイスコイルモータである。ボイスコイルモータの可動子１２ａを上下に駆動させることによって、可動子１２ａに取り付けられた加圧シャフト１６が昇降する。これに伴い、加圧シャフト１６に支持されているノズル１７、力センサ１８なども昇降する。
【０００６】
具体的には、図１８に示すように、電子部品実装装置１０は、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、下記（工程１）−（工程４）を実行する。
（工程１）まず、電子部品実装装置１０は、第２モータ１２を電流制御モードで制御して、加圧シャフト１６をストローク下限まで伸ばす。このとき、ノズル１７が空圧状態（標準大気圧よりも低い状態）になっており、ノズル１７の先端に電子部品Ｐが保持されている。ノズル１７の先端に保持されている電子部品Ｐが回転方向に位置決めされている。回路基板Ｓにおいて電子部品Ｐの実装位置の上方にノズル１７が配置されている。
【０００７】
ここで、電流制御モードとは、第２モータ１２を所定の駆動力で駆動させるように、第２モータ１２に供給する電流を調節する制御モードである。
（工程２）次に、電子部品実装装置１０は、第１モータ１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１５を高速度で下降させる。電子部品Ｐを回路基板Ｓに接触させて、回路基板Ｓに対して所定の押し込み量だけ下がった位置まで電子部品Ｐを下降させる。このとき、ストローク下限まで伸ばした加圧シャフト１６が縮まないように、第２モータ１１が電流制御モードで制御されている。
【０００８】
ここで、位置制御モードとは、所定の速度でヘッドユニット１５を移動させるように、第１モータ１１に供給する電流を調節する制御モードである。
（工程３）次に、電子部品実装装置１０は、ヘッドユニット１５の位置を維持した状態で、第２モータ１２の制御モードを電流制御モードから荷重フィードバック制御モードに切り替える。ノズル１７の先端に掛かっている荷重を力センサ１８で検出する。第２モータ１２を荷重フィードバック制御モードで制御して、所定の時間が経過するまで、力センサ１８で検出された荷重が目標荷重になるように、電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付ける。
【０００９】
ここで、荷重フィードバック制御とは、力センサ１８で検出された荷重が目標荷重に追従するようにフィードバックしながら、第２モータ１２に供給する電流を調節する制御モードである。
【００１０】
（工程４）次に、電子部品実装装置１０は、第１モータ１１を位置制御で制御して、ヘッドユニット１５を所定の位置まで上昇させる。このとき、第２モータ１２の制御モードが荷重フィードバック制御モードから電流制御モードに切り替えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１４７６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の電子部品実装装置１０では、電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付けている最中に、力センサ１８で荷重を検出しながら、荷重フィードバック制御を行う。このため、短時間で目標荷重まで立ち上げる場合には、荷重のオーバーシュートが発生する。また、目標荷重まで立ち上げた後に、所定の荷重を加え続ける間において、荷重のフラツキが生じる。これによって、電子部品Ｐが浮き上がり、部品のダメージ、回路の短絡といった、品質上の問題が生じる。
【００１３】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みて、荷重を立ち上げるときのオーバーシュートが無く、また、所定の荷重を加え続ける間のフラツキも無く、長期的にみて、荷重が安定して、高い実装品質を確保することができる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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係わる電子部品実装方法は、下記に示す特徴を備える。
（ＣＬ１）本発明に係わる電子部品実装方法は、（ａ）ノズルの先端に保持されている電子部品を回路基板に押し付けて、前記電子部品を前記回路基板に実装する電子部品実装方法であって、（ｂ）所定の電子部品を前記回路基板に実装する前に、実装時に前記ノズルの先端に掛かる予定荷重を測定して、前記所定の電子部品を前記回路基板に実装するときに、前記予定荷重が目標値になるように、前記予定荷重の測定値と前記予定荷重の目標値との差分に応じた補正量で前記ノズルの駆動を調節する。
【００１５】
（ＣＬ２）上記（ＣＬ１）に記載の電子部品実装方法は、前記所定の電子部品を、前記回路基板に第１の電子部品の次に実装される第２の電子部品として、前記第１の電子部品を前記回路基板に実装するときに、前記ノズルの先端に掛かる荷重を前記予定荷重として測定する測定動作を実施する。
【００１６】
（ＣＬ３）上記（ＣＬ１）に記載の電子部品実装方法は、前記所定の電子部品を、前記回路基板に最初に実装される電子部品として、実装時と同じ要領で前記回路基板の代わりとする所定の物体に前記ノズルの先端を押し付けて、前記ノズルの先端に掛かる荷重を前記予定荷重として測定する測定動作を実施する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、所定の電子部品を回路基板に実装する前に、実装時にノズルの先端に掛かる予定荷重を測定して、所定の電子部品を回路基板に実装するときに、予定荷重の測定値と予定荷重の目標値との差分に応じた補正量でノズルの駆動を調節する。
【００１８】
これによって、例えば、荷重立ち上げ時の荷重オーバーシュートや所定の荷重を掛けたときの荷重フラツキといった現象のように、荷重フィードバック制御モードに特有の荷重の不安定さが生じない。結果、電子部品の浮き上がり、部品のダメージ、回路の短絡といった品質上の問題を防ぐことができる。すなわち、安定した荷重を掛けることができ、安定した接合品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１における電子部品実装装置のヘッド部分の概略を示す図である。
【図２】実施の形態１における電子部品実装装置のヘッド部分の動作を示す図である。
【図３】実施の形態１における電子部品実装装置を使用した場合における荷重のプロファイルを示す図である。
【図４】実施の形態１における電子部品実装装置の制御部の機能ブロックを示す図である。
【図５】ＩＣチップを回路基板に接合する前と接合した後の様子を示す断面図である。
【図６】ＩＣチップにクラックが生じた場合を示す断面図である。
【図７】バンプ同士が短絡した場合を示す断面図である。
【図８】バンプが浮いた場合を示す断面図である。
【図９】従来の電子部品実装装置を使用した場合における荷重のプロファイルを示す図である。
【図１０】実施の形態２における電子部品実装装置のヘッド部分の概略を示す図である。
【図１１】実施の形態２における電子部品実装装置の制御部の機能ブロックを示す図である。
【図１２】実施の形態２における電子部品実装装置のヘッド部分の動作を示す図である。
【図１３】実施の形態２における電子部品実装装置を使用した場合における荷重のプロファイルを示す図である。
【図１４】実施の形態３における電子部品実装装置のヘッド部分の概略を示す図である。
【図１５】実施の形態３における電子部品実装装置の制御部の機能ブロックを示す図である。
【図１６】実施の形態３における電子部品実装装置のヘッド部分の動作を示す図である。
【図１７】従来の電子部品実装装置のヘッド部分の概略を示す概略図である。
【図１８】従来の電子部品実装装置のヘッド部分の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明に係わる実施の形態１について説明する。
＜概要＞
本実施の形態における電子部品実装方法は、ノズルの先端に保持されている電子部品を回路基板に押し付けて、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装方法である。所定の電子部品を回路基板に実装する前に、実装時にノズルの先端に掛かる予定荷重を測定する。所定の電子部品を回路基板に実装するときに、予定荷重が目標値になるように、予定荷重の測定値と予定荷重の目標値との差分に応じた補正量でノズルの駆動を調節する。
【００２１】
ここで、所定の電子部品を、回路基板に第１の電子部品の次に実装される第２の電子部品とする。この場合において、第１の電子部品を回路基板に実装するときに、ノズルの先端に掛かる荷重を予定荷重として測定する測定動作を実施する。
【００２２】
以上の点を踏まえて、本実施の形態における電子部品実装方法を実現する電子部品実装装置について説明する。
＜電子部品実装装置＞
図１に示すように、電子部品実装装置１１０は、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する装置である。電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、電子部品Ｐに加えられた荷重と目標荷重との差分ΔＰを特定する。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、特定した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流を調節する。
【００２３】
第１モータ１１１は、ボールネジ１１３の軸上に配置されたサーボモータである。第１モータ１１１の回転軸と連結されたボールネジ１１３を回転させることによって、ボールネジ１１３と螺合しているナット１１４が昇降する。これに伴い、ヘッドユニット１１５が昇降する。
【００２４】
第２モータ１１２は、加圧シャフト１１６の軸上に配置されたボイスコイルモータである。第２モータ１１２の可動子１１２ａを上下に駆動させることによって、可動子１１２ａに取り付けられた加圧シャフト１１６が昇降する。これに伴い、加圧シャフト１１６に支持されているノズル１１７、力センサ１１８なども昇降する。
【００２５】
具体的には、図２に示すように、電子部品実装装置１１０は、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、下記（工程１）−（工程４）を実行する。
（工程１）まず、電子部品実装装置１１０は、第２モータ１１２を電流制御モードで制御して、加圧シャフト１１６をストローク下限まで伸ばす。このとき、ノズル１１７が空圧状態（標準大気圧よりも低い状態）になっており、ノズル１１７の先端に電子部品Ｐが保持されている。ノズル１１７の先端に保持されている電子部品Ｐが回転方向に位置決めされている。回路基板Ｓにおいて電子部品Ｐの実装位置の上方にノズル１１７が配置されている。
【００２６】
ここで、電流制御モードとは、第２モータ１１２を所定の駆動力で駆動させるように、第２モータ１１２に供給する電流を調節する制御モードである。
（工程２）次に、電子部品実装装置１１０は、第１モータ１１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１１５を下降させる。電子部品Ｐを回路基板Ｓに接触させて、回路基板Ｓに対して所定の押し込み量だけ下がった位置まで電子部品Ｐを下降させる。このとき、ストローク下限まで伸ばした加圧シャフト１１６が縮まないように、第２モータ１１２が電流制御モードで制御されている。
【００２７】
ここで、位置制御モードとは、所定の速度でヘッドユニット１１５を移動させるように、第１モータ１１１に供給する電流を調節する制御モードである。
（工程３）次に、電子部品実装装置１１０は、ヘッドユニット１１５の位置を維持した状態で、第２モータ１１２を電流制御モードで制御して、電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付ける。このとき、図３に示すように、電子部品Ｐが回路基板Ｓに接触してから時間Ｔ０をかけて、荷重Ｐ１まで立ち上げる。時間Ｔ０が経過してから時間Ｔ１が経過するまでの間、荷重Ｐ１で電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付ける。時間Ｔ１が経過した時点で、ノズル１１７の先端に掛かっている荷重を力センサ１１８で検出する。力センサ１１８で検出した荷重と目標荷重との差分ΔＰを算出する。
【００２８】
（工程４）次に、電子部品実装装置１１０は、第１モータ１１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１１５を所定の位置まで上昇させる。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、算出した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。
【００２９】
なお、電子部品実装装置１１０における上記（工程１）−（工程４）の一連の動作は、図４に示す制御部１３０で制御される。
＜制御部＞
図４に示すように、制御部１３０は、タイマー１３１、接触検出部１３２、荷重検出部１３３、目標荷重値記憶部１３４、差分算出部１３５、差分記憶部１３６、第１電流値記憶部１３７、第２電流値記憶部１３８、指令部１３９、第１モータ制御部１４０、第２モータ制御部１４１を備える。
【００３０】
タイマー１３１は、クロック信号を出力する。接触検出部１３２は、電子部品Ｐが回路基板Ｓに接触したことを検出すると、電子部品Ｐが回路基板Ｓに接触したことを示す通知信号を出力する。具体的には、接触検出部１３２は、図１に示すリニアスケール１１９から出力された測定値の時間的変化を検出することで、電子部品Ｐが回路基板Ｓに接触したことを検出する。
【００３１】
ここで、リニアスケール１１９は、ブラケット１２０を介して第２モータ１１２の可動子１１２ａに取り付けられたスケール１１９ａと、ヘッドユニット１１５に取り付けられたセンサ１１９ｂとを有する。スケール１１９ａをセンサ１１９ｂで測定することによって、可動子１１２ａの変位量を測定することができる。すなわち、電子部品Ｐが回路基板Ｓに接触すると、リニアスケール１１９から出力される測定値が変化する。
【００３２】
荷重検出部１３３は、接触検出部１３２から通知信号を受信すると、タイマー１３１から出力されたクロック信号を使用して、時間を計測して、所定の時間（時間Ｔ０，Ｔ１）が経過した時点で、力センサ１１８から出力された測定値（以下、測定荷重値と呼称する。）を出力する。目標荷重値記憶部１３４は、実装時に電子部品Ｐに掛けられる予定荷重の目標値（以下、目標荷重値と呼称する。）を記憶している。
【００３３】
差分算出部１３５は、目標荷重値記憶部１３４に記憶されている目標荷重値と荷重検出部１３３から出力された測定荷重値との差分を算出する。差分記憶部１３６は、差分算出部１３５で算出された差分を記憶する。第１電流値記憶部１３７は、第１モータ１１１に供給される電流の初期値（以下、第１電流値と呼称する。）を記憶している。第２電流値記憶部１３８は、第２モータ１１２に供給される電流の初期値（以下、第２電流値と呼称する。）を記憶している。
【００３４】
指令部１３９は、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときは、第１電流値記憶部１３７に記憶されている第１電流値に応じた第１指令信号を第１モータ制御部１４０に出力する。第２電流値記憶部１３８に記憶されている第２電流値に応じた第２指令信号を第２モータ制御部１４１に出力する。
【００３５】
指令部１３９は、次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときは、差分記憶部１３６に記憶されている差分を使用して、第１電流値記憶部１３７に記憶されている第１電流値を補正する。補正した第１電流値に応じた第１指令信号を出力する。差分記憶部１３６に記憶されている差分を使用して、第２電流値記憶部１３８に記憶されている第２電流値を補正する。補正した第２電流値に応じた第２指令信号を出力する。
【００３６】
第１モータ制御部１４０は、指令部１３９から出力された第１指令信号に応じた電流を第１モータ１１１に供給する。このとき、第１モータ１１１のエンコーダ１１１ａから出力されたエンコーダ信号をフィードバックしながら、第１モータ１１１に供給される電流を調節する。第２モータ制御部１４１は、指令部１３９から出力された第２指令信号に応じた電流を第２モータ１１２に供給する。
【００３７】
＜事例＞
次に、図５に示すＩＣチップ１５１を回路基板１５２に接合する前と接合した後を事例にして、荷重を安定して加える効果について説明する。ここでは、ＩＣチップ１５１の電極１５１ａにバンプ１５１ｂが形成されている。回路基板１５２の表面に電極１５２ａが形成されている。予め、回路基板１５２の上に熱硬化性のシート１５３が貼り付けられている。電子部品実装装置１１０を使用して、ＩＣチップ１５１の電極１５１ａと回路基板１５２の電極１５２ａとの位置合わせを行った後に、回路基板１５２の上にＩＣチップ１５１が搭載される。ＩＣチップ１５１の上方より熱と荷重が加えられる。シート１５３が熱収縮して、ＩＣチップ１５１と回路基板１５２との接合が完了する。
【００３８】
なお、接合品質を確保するためには、安定した熱と荷重とを加えることが必要である。例えば、加える荷重が大きいと、図６に示すように、ＩＣチップ１５１にクラック１５１ｃが生じる場合がある。また、図７に示すように、バンプ１５１ｂ同士が短絡する場合がある。逆に、加える荷重が小さいと、図８に示すように、バンプ１５１ｂが浮く場合がある。
【００３９】
しかしながら、電子部品実装装置１１０では、安定した荷重を加えることから、このような接合不良の発生率を低減することができる。また、リニアスケール１１９によって、ＩＣチップ１５１が回路基板１５２に接触したことを検出することができることから、押し込み量の変動を抑えることができ、より安定した接合品質を確保することができる。
【００４０】
なお、電子部品実装装置１１０では、図１に示すように、ノズル１１７に熱を供給するヒータ１２１が、ノズル１１７の上方に配置されたブロック１２２に挿入されている。図には示されていないが、ヒータ１２１の使用時には、ブロック１２２の上方に配置されている断熱ブロック１２３にエアーまたは水が供給される。これによって、ヒータ１２１から供給される熱が断熱ブロック１２３の上方に伝導することが抑制される。
【００４１】
＜まとめ＞
以上、本実施の形態では、第２モータ１１２を荷重フィードバック制御モードで制御しない。その代わりに、第２モータ１１２を電流制御モードで制御して、次の電子部品Ｐを実装するときに、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。これによって、図９に示すように、例えば、荷重立ち上げ時の荷重オーバーシュートや所定の荷重を掛けたときの荷重フラツキといった現象のように、荷重フィードバック制御モードに特有の荷重の不安定さが生じない。結果、電子部品の浮き上がり、部品のダメージ、回路の短絡といった品質上の問題を防ぐことができる。すなわち、安定した荷重を掛けることができ、安定した接合品質を確保することができる。
【００４２】
＜変形例＞
（１）なお、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を、荷重が立ち上がるまでに、複数回測定して、各測定結果を各測定時における測定荷重値として、各測定時における目標荷重値を使用して、各測定時における差分ΔＰを算出するとしてもよい。
【００４３】
具体的には、制御部１３０は、時間Ｔ０が経過するまでに、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を力センサ１１８で複数回検出する。このとき、各時点の目標荷重値を予め記憶している。そして、複数回検出して得られた測定荷重値を使用して、各時点について、測定荷重値と目標荷重値との差分ΔＰを算出する。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、各時点について算出した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。これによって、上記（工程３）で差分ΔＰが算出される場合よりも、荷重の精度を高めることができる。さらに、検出回数が多い程、荷重の精度を高めることができる。
【００４４】
（２）なお、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を、荷重が立ち上がった後に、複数回測定して、測定結果の平均値を測定荷重値として、差分ΔＰを算出するとしてもよい。
具体的には、制御部１３０は、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を力センサ１１８で複数回検出する。例えば、時間Ｔ０が経過した時点と、時間Ｔ１が経過した時点とで検出するとしてもよい。さらに、これらの時点以外に、時間Ｔ０が経過してから時間Ｔ１が経過するまでに検出するとしてもよい。そして、複数回検出して得られた測定結果の平均値を測定荷重値として、測定荷重値と目標荷重値との差分ΔＰを算出する。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、算出した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。これによって、上記（工程３）で差分ΔＰが算出される場合よりも、荷重の精度を高めることができる。さらに、検出回数が多い程、荷重の精度を高めることができる。
【００４５】
（３）なお、制御部１３０は、差分ΔＰが所定の値を越えたときに、警告を発するとしてもよいし、実装を停止するとしてもよい。これによって、電子部品実装装置１１０の異常を発見することができる。
【００４６】
（実施の形態２）
以下、本発明に係わる実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。
【００４７】
＜電子部品実装装置＞
図１０、図１１に示すように、電子部品実装装置２１０は、実施の形態１における電子部品実装装置１１０と比べて、下記の点が異なる。
【００４８】
電子部品実装装置２１０は、第２モータ１１２の代わりに、アクチュエータ２１２を備える。これに伴い、制御部２３０は、第２電流値記憶部１３８、指令部１３９、第２モータ制御部１４１の代わりに、空気圧値記憶部２３８、指令部２３９、アクチュエータ制御部２４１を備える。第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流を調節する代わりに、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、モータ１１１に供給する電流と、アクチュエータ２１２に供給する空気の圧力とを調節する。
【００４９】
アクチュエータ２１２は、加圧シャフト１１６の軸上に配置された空気圧シリンダである。アクチュエータ２１２のピストンロッド２１２ａを上下に移動させることによって、ピストンロッド２１２ａに取り付けられた加圧シャフト１１６が昇降する。アクチュエータ２１２に所定の圧力で空気を供給することによって、ピストンロッド２１２ａに所定の伸長力が発生する。空気圧値記憶部２３８は、アクチュエータ２１２に供給される空気の圧力の初期値（以下、空気圧値と呼称する。）を記憶している。
【００５０】
なお、モータ１１１、電流値記憶部１３７、モータ制御部１４０は、各々、第１モータ１１１、第１電流値記憶部１３７、第１モータ制御部１４０に相当する。
具体的には、図１２に示すように、電子部品実装装置２１０は、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、下記（工程１）−（工程４）を実行する。
【００５１】
（工程１）まず、電子部品実装装置２１０は、アクチュエータ２１２を空圧制御モードで制御して、加圧シャフト１１６をストローク下限まで伸ばす。このとき、ノズル１１７が空圧状態（標準大気圧よりも低い状態）になっており、ノズル１１７の先端に電子部品Ｐが保持されている。ノズル１１７の先端に保持されている電子部品Ｐが回転方向に位置決めされている。回路基板Ｓにおいて電子部品Ｐの実装位置の上方にノズル１１７が配置されている。
【００５２】
ここで、空圧制御モードとは、アクチュエータ２１２を所定の伸長力で伸長させるように、アクチュエータ２１２に供給する空気の圧力を調節する制御モードである。
（工程２）次に、電子部品実装装置２１０は、モータ１１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１１５を下降させる。電子部品Ｐを回路基板Ｓに接触させて、回路基板Ｓに対して所定の押し込み量だけ下がった位置まで電子部品Ｐを下降させる。このとき、ストローク下限まで伸ばした加圧シャフト１１６が縮まないように、アクチュエータ２１２が空圧制御モードで制御されている。
【００５３】
ここで、位置制御モードとは、所定の速度でヘッドユニット１１５を移動させるように、モータ１１１に供給する電流を調節する制御モードである。
（工程３）次に、電子部品実装装置２１０は、ヘッドユニット１１５の位置を維持した状態で、アクチュエータ２１２を空圧制御モードで制御して、電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付ける。このとき、図１３に示すように、電子部品Ｐが回路基板Ｓに接触してから時間Ｔ０をかけて、荷重Ｐ１まで立ち上げる。時間Ｔ０が経過してから時間Ｔ１が経過するまでの間、荷重Ｐ１で電子部品Ｐを回路基板Ｓに押し付ける。時間Ｔ１が経過した時点で、ノズル１１７の先端に掛かっている荷重を力センサ１１８で検出する。力センサ１１８で検出した荷重と目標荷重との差分ΔＰを算出する。
【００５４】
（工程４）次に、電子部品実装装置２１０は、モータ１１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１１５を所定の位置まで上昇させる。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、算出した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに掛けられる荷重が目標荷重になるように、モータ１１１に供給する電流の値と、アクチュエータ２１２に供給する空気の圧力の値とを補正する。
【００５５】
＜まとめ＞
以上、本実施の形態では、アクチュエータ２１２を荷重フィードバック制御モードで制御しない。その代わりに、電流制御モードと同様に、アクチュエータ２１２を空圧制御モードで制御して、次の電子部品Ｐを実装するときに、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、モータ１１１に供給する電流の値と、アクチュエータ２１２に供給する空気の圧力の値とを補正する。これによって、例えば、荷重立ち上げ時の荷重オーバーシュートや所定の荷重を掛けたときの荷重フラツキといった現象のように、荷重フィードバック制御モードに特有の荷重の不安定さが生じない。結果、電子部品の浮き上がり、部品のダメージ、回路の短絡といった品質上の問題を防ぐことができる。すなわち、安定した荷重を掛けることができ、安定した接合品質を確保することができる。
【００５６】
（実施の形態３）
以下、本発明に係わる実施の形態３について説明する。
本実施の形態における電子部品実装方法では、所定の電子部品を、前記回路基板に最初に実装される電子部品とする。この場合において、実装時と同じ要領で回路基板の代わりとする所定の物体にノズルの先端を押し付けて、ノズルの先端に掛かる荷重を予定荷重として測定する測定動作を実施する。
【００５７】
以上の点を踏まえて、本実施の形態における電子部品実装方法を実現する電子部品実装装置について説明する。なお、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
＜電子部品実装装置＞
図１４、図１５に示すように、電子部品実装装置３１０は、実施の形態１における電子部品実装装置１１０と比べて、下記の点が異なる。
【００５９】
電子部品実装装置３１０は、実装時と同じ要領で回路基板Ｓの代わりとするステージ３２４にノズル１１７の先端を押し付けて、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を予定荷重として測定する。これに伴い、制御部３３０は、生産を開始する前に、または、生産と生産の合間に、ノズル１１７の先端に掛かる荷重と目標荷重値との差分ΔＰを特定する。生産を開始する時に、特定した差分ΔＰを使用して、電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流を調節する。
【００６０】
具体的には、図１６に示すように、電子部品実装装置３１０は、生産を開始する前に、または、生産と生産の合間に、下記（工程１）−（工程４）を実行する。
（工程１）まず、電子部品実装装置３１０は、第２モータ１１２を電流制御モードで制御して、加圧シャフト１１６をストローク下限まで伸ばす。このとき、ノズル１１７の先端に電子部品Ｐが保持されていない。回路基板Ｓと略同じ高さに位置するステージ３２４の上方にノズル１１７が配置されている。
【００６１】
（工程２）次に、電子部品実装装置３１０は、第１モータ１１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１１５を下降させる。ノズル１１７の先端をステージ３２４に接触させて、ステージ３２４に対して所定の押し込み量だけ下がった位置までノズル１１７の先端を下降させる。このとき、ストローク下限まで伸ばした加圧シャフト１１６が縮まないように、第２モータ１１２が電流制御モードで制御されている。
【００６２】
（工程３）次に、電子部品実装装置３１０は、ヘッドユニット１１５の位置を維持した状態で、第２モータ１１２を電流制御モードで制御して、ノズル１１７の先端をステージ３２４に押圧する。このとき、ノズル１１７の先端がステージ３２４に接触してから任意時間Ｔ０をかけて、荷重Ｐ１まで立ち上げる。時間Ｔ０が経過してから時間Ｔ１が経過するまでの間、荷重Ｐ１でノズル１１７の先端をステージ３２４に押し付ける。時間Ｔ１が経過した時点で、ノズル１１７の先端に掛かっている荷重を力センサ１１８で検出する。力センサ１１８で検出した荷重と目標荷重との差分ΔＰを算出する。
【００６３】
（工程４）次に、電子部品実装装置３１０は、第１モータ１１１を位置制御モードで制御して、ヘッドユニット１１５を所定の位置まで上昇させる。生産を開始するときに、算出した差分ΔＰを使用して、電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。
【００６４】
＜まとめ＞
以上、本実施の形態によれば、生産の１個目から高い荷重精度で荷重を掛けることができる。これによって、例えば、荷重立ち上げ時の荷重オーバーシュートや所定の荷重を掛けたときの荷重フラツキといった現象のように、荷重フィードバック制御モードに特有の荷重の不安定さが生じない。結果、電子部品の浮き上がり、部品のダメージ、回路の短絡といった品質上の問題を防ぐことができる。すなわち、安定した荷重を掛けることができ、安定した接合品質を確保することができる。
【００６５】
＜変形例＞
（１）なお、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を、荷重が立ち上がるまでに、複数回測定して、各測定結果を各測定時における測定荷重値として、各測定時における目標荷重値を使用して、各測定時における差分ΔＰを算出するとしてもよい。
【００６６】
具体的には、制御部３３０は、時間Ｔ０が経過するまでに、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を力センサ１１８で複数回検出する。このとき、各時点の目標荷重値を予め記憶している。そして、複数回検出して得られた測定荷重値を使用して、各時点について、測定荷重値と目標荷重値との差分ΔＰを算出する。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、各時点について算出した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。これによって、上記（工程３）で差分ΔＰが算出される場合よりも、荷重の精度を高めることができる。さらに、検出回数が多い程、荷重の精度を高めることができる。
【００６７】
（２）なお、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を、荷重が立ち上がった後に、複数回測定して、測定結果の平均値を測定荷重値として、差分ΔＰを算出するとしてもよい。
具体的には、制御部３３０は、ノズル１１７の先端に掛かる荷重を力センサ１１８で複数回検出する。例えば、時間Ｔ０が経過した時点と、時間Ｔ１が経過した時点とで検出するとしてもよい。さらに、これらの時点以外に、時間Ｔ０が経過してから時間Ｔ１が経過するまでに検出するとしてもよい。そして、複数回検出して得られた測定結果の平均値を測定荷重値として、測定荷重値と目標荷重値との差分ΔＰを算出する。次の電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装するときに、算出した差分ΔＰを使用して、次の電子部品Ｐに加えられる荷重が目標荷重になるように、第１モータ１１１と第２モータ１１２との各々に供給する電流の値を補正する。これによって、上記（工程３）で差分ΔＰが算出される場合よりも、荷重の精度を高めることができる。さらに、検出回数が多い程、荷重の精度を高めることができる。
【００６８】
（３）なお、制御部３３０は、差分ΔＰが所定の値を越えたときに、警告を発するとしてもよいし、実装を停止するとしてもよい。これによって、電子部品実装装置１１０の異常を発見することができる。
【００６９】
（４）なお、制御部３３０は、生産を開始する前に、または生産と生産との合間に、測定動作を複数回実施して、測定結果の平均値を目標荷重値として、差分ΔＰを算出するとしてもよい。
【００７０】
（５）なお、制御部３３０は、測定動作を、ノズル１１７の先端に掛かる荷重が異なるように、複数回実施して、各測定結果を各測定時における測定荷重値として、各測定時における目標荷重値を使用して、各測定時における差分ΔＰを算出するとしてもよい。
【００７１】
（６）なお、制御部３３０は、生産を開始する前に、または生産と生産との合間に、測定動作を複数回実施して、測定結果の標準偏差が所定の値を越えたときに、警告を発するとしてもよいし、実装を停止するとしてもよい。これによって、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する前に、電子部品実装装置３１０の異常を発見することができる。
【００７２】
（７）なお、制御部３３０は、生産を開始する前に、または生産と生産との合間に、測定動作を複数回実施して、各測定結果を各測定時における測定荷重値として、各測定時における目標荷重値を使用して、各測定時における差分ΔＰを算出して、各測定時における差分ΔＰの累積値が所定の値を超えたときに、警告を発するとしてもよいし、実装を停止するとしてもよい。これによって、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する前に、電子部品実装装置３１０の異常を発見することができる。
【００７３】
（８）なお、制御部３３０は、測定動作の直前におけるロットで生産された回路基板の生産数で、測定動作を実施して得られた差分ΔＰを割った値が所定の値を越えたときに、警告を発するとしてもよいし、実装を停止するとしてもよい。これによって、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する前に、電子部品実装装置３１０の異常を発見することができる。
【００７４】
（９）なお、制御部３３０は、測定動作を実施する度に得られた差分ΔＰを履歴テーブルに登録しておき、測定動作を実施したときに、履歴テーブルを参照して、履歴テーブルに登録されている全ての差分ΔＰが正および負のいずれかであるときに、警告を発するとしてもよいし、実装を停止するとしてもよい。これによって、電子部品Ｐを回路基板Ｓに実装する前に、電子部品実装装置３１０の異常を発見することができる。
【００７５】
（１０）なお、制御部３３０は、回路基板を生産してから次の回路基板を生産するまでの時間が所定の時間を超えるときに、測定動作を実施するとしてもよい。これによって、必要以上の測定動作を行わず、生産の効率性を高めることができる。
【００７６】
（１１）なお、電子部品実装装置３１０は、温度に対応する荷重誤差が登録された相関テーブルを記憶しておき、相間テーブルを参照して、ノズル１１７の先端の温度に応じた荷重誤差で測定荷重値を補正するとしてもよい。
【００７７】
具体的には、電子部品実装装置３１０は、温度センサを備える。これに伴い、制御部３３０は、温度と力センサ１１８の誤差量（ドリフト量）との相関テーブルを予め記憶している。予め記憶している相間テーブルを参照して、温度センサで計測された温度に対応する力センサ１１８の誤差量を特定する。特定した誤差量を加味して、ノズル１１７の先端に掛かっている荷重を力センサ１１８で検出する。これによって、上記（工程３）で差分ΔＰが算出される場合よりも、高い精度で荷重補正を行うことができ、品質を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、電子部品を回路基板に実装する電子部品実装方法などに利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０  電子部品実装装置
１１  第１モータ
１２  第２モータ
１２ａ  可動子
１３  ボールネジ
１４  ナット
１５  ヘッドユニット
１６  加圧シャフト
１７  ノズル
１８  力センサ
１１０  電子部品実装装置
１１１  第１モータ
１１１ａ  エンコーダ
１１２  第２モータ
１１２ａ  可動子
１１３  ボールネジ
１１４  ナット
１１５  ヘッドユニット
１１６  加圧シャフト
１１７  ノズル
１１８  力センサ
１１９  リニアスケール
１１９ａ  スケール
１１９ｂ  センサ
１２０  ブラケット
１２１  ヒータ
１２２  ブロック
１２３  断熱ブロック
１３０  制御部
１３１  タイマー
１３２  接触検出部
１３３  荷重検出部
１３４  目標荷重値記憶部
１３５  差分算出部
１３６  差分記憶部
１３７  第１電流値記憶部
１３８  第２電流値記憶部
１３９  指令部
１４０  第１モータ制御部
１４１  第２モータ制御部
１５１  ＩＣチップ
１５１ａ  電極
１５１ｂ  バンプ
１５１ｃ  クラック
１５２  回路基板
１５２ａ  電極
１５３  シート
２１０  電子部品実装装置
２１２  アクチュエータ
２１２ａ  ピストンロッド
２３０  制御部
２３８  空気圧値記憶部
２３９  指令部
２４１  アクチュエータ制御部
３１０  電子部品実装装置
３２４  ステージ
３３０  制御部
３３９  指令部
【図１】
2010272657.tif 000003
【図２】
2010272657.tif 000004
【図３】
2010272657.tif 000005
【図４】
2010272657.tif 000006
【図５】
2010272657.tif 000007
【図６】
2010272657.tif 000008
【図７】
2010272657.tif 000009
【図８】
2010272657.tif 000010
【図９】
2010272657.tif 000011
【図１０】
2010272657.tif 000012
【図１１】
2010272657.tif 000013
【図１２】
2010272657.tif 000014
【図１３】
2010272657.tif 000015
【図１４】
2010272657.tif 000016
【図１５】
2010272657.tif 000017
【図１６】
2010272657.tif 000018
【図１７】
2010272657.tif 000019
【図１８】
2010272657.tif 000020