(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、簡易な構成で、半田の濡れ性を判定することができる、半田濡れ性判定装置を提供することである。【解決手段】  本発明の半田濡れ性判定装置は、部品を保持する部品搭載部と、部品搭載部を駆動する駆動部と、部品搭載部の駆動方向に位置し、半田を搭載するステージと、部品の位置を検出する位置センサと、位置センサによる検出結果に基づいて、部品の加速度または部品に働く反力を算出する算出部と、算出部による算出結果に基づいて、半田の濡れ性を判定する判定部と、を有する。【選択図】      図６
2011029445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を保持する部品搭載部と、
前記部品搭載部を駆動する駆動部と、
前記部品搭載部の駆動方向に位置し、半田を搭載するステージと、
前記部品の位置を検出する位置センサと、
前記位置センサによる検出結果に基づいて、前記部品の加速度または前記部品に働く反力を算出する算出部と、
前記算出部による算出結果に基づいて、前記半田の濡れ性を判定する判定部と、を有することを特徴とする半田濡れ性判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加し出した時点を検出することを特徴とする、請求項１に記載の半田濡れ性判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加した後、一定になった時点を検出することを特徴とする、請求項１または２に記載の半田濡れ性判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加して０となった時点から、一定になる時点までの間の任意のタイミングを検出することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半田濡れ性判定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半田濡れ性判定装置を備え、
前記ステージは、前記半田を搭載した基板を搭載するステージであることを特徴とする実装装置。
【請求項６】
前記判定部が、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加した後、一定になった時点を検出すると、
前記部品搭載部は、前記部品を解放することを特徴とする請求項５に記載の実装装置。
【請求項７】
前記判定部が、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加して０となった時点から、前記加速度が一定になる時点までの間の任意のタイミングに到達したことを検出すると、
前記部品搭載部は、前記部品を解放することを特徴とする請求項５に記載の実装装置。
【請求項８】
部品を保持した部品搭載部を、ステージに搭載された半田の方向へ駆動する駆動工程と、
前記部品の位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程による検出結果に基づいて、前記部品の加速度または前記部品に働く反力を算出する算出工程と、
前記算出工程による算出結果に基づいて、前記半田の濡れ性を判定する判定工程と、を有することを特徴とする半田濡れ性判定方法。
【請求項９】
前記判定工程は、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加し出した時点を検出することを特徴とする、請求項８に記載の半田濡れ性判定方法。
【請求項１０】
前記判定工程は、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加した後、一定になった時点を検出することを特徴とする、請求項８または９に記載の半田濡れ性判定方法。
【請求項１１】
前記判定工程は、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加して０となった時点から、一定になる時点までの間の任意のタイミングを検出することを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の半田濡れ性判定方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の半田濡れ性判定方法を有し、
前記ステージは、前記半田を搭載した基板を搭載するステージであることを特徴とする実装方法。
【請求項１３】
前記判定工程により、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加した後、一定になった時点が検出されると、
前記部品搭載部から前記部品を解放する完了工程を行うことを特徴とする請求項１２に記載の実装方法。
【請求項１４】
前記判定工程により、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加して０となった時点から、前記加速度が一定になる時点までの間の任意のタイミングに到達したことが検出されると、
前記部品搭載部から前記部品を解放する完了工程を行うことを特徴とする請求項１２に記載の実装方法。
【請求項１５】
部品を保持した部品搭載部を、ステージに搭載された半田の方向へ駆動する駆動工程と、
前記部品の位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程による検出結果に基づいて、前記部品の加速度または前記部品に働く反力を算出する算出工程と、
前記算出工程による算出結果に基づいて、前記半田の濡れ性を判定する判定工程と、を実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
前記判定工程において、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加し出した時点を検出することを特徴とする請求項１５に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記判定工程において、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加した後、一定になった時点を検出することを特徴とする請求項１５または１６に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記判定工程において、前記加速度あるいは前記反力が鉛直方向下向きに増加して０となった時点から、一定になる時点までの間の任意のタイミングを検出することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田の濡れ性を判定する装置及び半田付けによる実装を行う実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体部品などの電子部品の実装方法においては、半田バンプを介して電子部品を実装基板に搭載した後、電子部品と実装基板とをそれぞれ加熱する。この加熱により、半田バンプが溶融し、電子部品と実装基板とが接合する。
【０００３】
このように半田バンプを用いた実装を行う電子部品の実装装置が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の実装装置を図１に示す。図１に記載の実装装置は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）実装機構１と、アーム２と、本加熱用遮蔽３と、実装基板４と、加熱部５とを有する。加熱部５は、ＢＧＡ実装機構１に実装されたＢＧＡの本加熱処理を行い、ＢＧＡに配設された半田バンプを溶融させる。そして、実装基板４の実装部に形成されている電極に、半田バンプを接合する。
【０００４】
しかしながら、図１に記載の実装装置では、電子部品と半田との濡れ性が適切であるかどうかが判断できない。そのため、接合に必要以上の時間をかけてしまい、実装工程に無駄な時間をかけてしまう可能性がある。一方で、半田バンプと電子部品との濡れ性が十分でない状態で接合させてしまうと、電子部品が剥がれ易くなる等、製品の品質に問題が生じてしまう可能性がある。
【０００５】
そのため、半田の濡れ性を判定する必要がある。
【０００６】
半田の濡れ性の試験方法が例えば特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の半田の濡れ性の試験方法においては、半田ペーストを実装部品に合わせた大きさの溶融半田球にした状態で、実装部品に作用する反力を測定する。そして、測定した反力に基づいて、表面実装部品の半田の濡れ性の判定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０６８８４７号公報
【特許文献２】特開２００５−０３３１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の方法で濡れ性を判定する場合、実装部品に作用する反力を直接測定する構成が必要となる。この反力を測定するための構成は大掛かりであるため、実際の実装装置に適用することが難しい。
【０００９】
本発明の目的は、このような問題に鑑み、反力を直接測定する場合よりもより簡易な構成で、半田の濡れ性を判定することができる、半田濡れ性判定装置を提供することである。
【００１０】
また、本発明の目的は、実装時に半田の濡れが適切であることを検出することが可能な、実装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の半田濡れ性判定装置は、部品を保持する部品搭載部と、部品搭載部を駆動する駆動部と、部品搭載部の駆動方向に位置し、半田を搭載するステージと、部品の位置を検出する位置センサと、位置センサによる検出結果に基づいて、部品の加速度または部品に働く反力を算出する算出部と、算出部による算出結果に基づいて、半田の濡れ性を判定する判定部と、を有する。
【００１２】
また、本発明の実装装置は、本発明の半田濡れ性判定装置を備え、ステージは、半田を搭載した基板を搭載するステージである。
【００１３】
また、本発明の半田濡れ性判定方法は、部品を保持した部品搭載部を、ステージに搭載された半田の方向へ駆動する駆動工程と、部品の位置を検出する位置検出工程と、位置検出工程による検出結果に基づいて、部品の加速度または部品に働く反力を算出する算出工程と、算出工程による算出結果に基づいて、半田の濡れ性を判定する判定工程と、を有する。
【００１４】
また、本発明の実装方法は、本発明の半田濡れ性判定方法を有し、ステージは、前記半田を搭載した基板を搭載するステージである。
【００１５】
また、本発明のプログラムは、部品を保持した部品搭載部を、ステージに搭載された半田の方向へ駆動する駆動工程と、部品の位置を検出する位置検出工程と、位置検出工程による検出結果に基づいて、部品の加速度または部品に働く反力を算出する算出工程と、算出工程による算出結果に基づいて、前記半田の濡れ性を判定する判定工程と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の半田濡れ性判定装置は、簡易な構成で、半田の濡れ性を判定することができる。また、本発明の実装装置は、実装時に半田の濡れが適切であることを検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に関連する電子部品の実装装置である。
【図２】本発明の第１の実施形態における半田濡れ性判定装置の構成の一例を示す。
【図３】液面に接触した固体に働く力を示す。
【図４】液面に対して垂直方向に降下する実装部品に働く反力の時間変化の概略図を示す。
【図５】本発明の第１の実施形態における実装部品の位置、及び加速度の時間変化を示す。
【図６】本発明の第１の実施形態における半田濡れ性判定装置の構成の他の例を示す。
【図７】本発明の第２の実施形態における実装装置の構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、係る形態は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
[第１の実施形態]
本発明の第１の実施形態における半田濡れ性判定装置の構成について、図２を用いて説明する。
【００２０】
図２に記載の半田濡れ性判定装置は、ステージ１０と、部品搭載部１１と、駆動部１２と、位置センサ１３と、算出部１４と、判定部１５と、を有する。
【００２１】
ステージ１０は、半田を搭載する。ステージ１０の形状は、上面が平坦なものに限らず、半田を搭載できる形状であればよい。例えば、上面に半田を入れるための開口部を有するものであっても良い。
【００２２】
部品搭載部１１は、実装部品を保持する。駆動部１２は、部品搭載部１１に保持された実装部品が、ステージ１０の上部から、ステージ１０に搭載された半田に向かって鉛直方向下向きに駆動するように、駆動する。図２に示すように、駆動部１２が実装部品の位置の鉛直方向線上に位置する場合には、駆動部１２は、鉛直方向下向きに駆動する。
【００２３】
位置センサ１３は、実装部品の位置を検出する。位置センサ１３は、例えば、リニアエンコーダによって構成されても良い。算出部１４は、位置センサ１３の検出結果に基づいて、実装部品の加速度を算出する。判定部１５は、算出部１４の算出結果に基づいて、ステージ１０に搭載された半田の濡れ性を判定する。
【００２４】
次に、本実施形態における半田濡れ性判定装置の動作について説明する。
【００２５】
始めに、部品搭載部１１に実装部品を保持させる。また、ステージ１０に、加熱された液体半田を搭載する。なお、半田は、部品搭載部１１を鉛直方向下向きに駆動させた場合に実装部品と接触するよう、ステージ１０に搭載される。
【００２６】
次に、駆動部１２が駆動を開始する。すなわち、駆動部１２は、部品搭載部１１に保持された実装部品が、半田に接触するように、降下する。この時、駆動部１２の駆動電流に制限値を設けることにより、駆動部１２の鉛直方向の推力は制御される。これにより、駆動部１２は、部品搭載部１１が保持する実装部品が、半田に接触するまで、一定の速度で降下する。
【００２７】
位置センサ１３は、駆動部１２が駆動を開始すると、実装部品の位置の検出を開始する。そして、その検出結果を位置信号として算出部１４へ送信する。なお、実装部品の位置の検出の仕方としては、位置センサ１３が直接、実装部品の位置を検出することとしても良い。あるいは、位置センサ１３は、部品搭載部１１の位置を検出し、間接的に実装部品の位置を検出することとしても良い。すなわち、位置センサ１３は、検出した部品搭載部１１の位置に基づいて、実装部品の位置を検出することとしても良い。
【００２８】
部品搭載部１１がある程度降下すると、部品搭載部１１に保持された実装部品が、ステージ１０に搭載された液体状態の半田に接触する。この時、実装部品に対して、半田の液面からの反力が働く。
【００２９】
ここで、固体が自重によって液面に接触した際に、固体に働く力を図３に示す。
【００３０】
固体には、液面に対して垂直な方向に、重力ｍｇ及び浮力ｆが働く。また、固体の液面に対する接触角θの向きに、表面張力ｒが働く。浮力ｆと表面張力の鉛直方向の成分の合力をＦとする。そして、合力Ｆと重力ｍｇとが釣り合うと、固体は図３のように液面で浮いた状態で静止する。
【００３１】
すなわち、実装部品が液体状態の半田の液面に接触すると、図３に示したような合力Ｆが液面の垂直方向上向きに働くことになる。ここで、半田の濡れ性の開始前は、表面張力ｒは浮力ｆと比較して小さい。そのため、合力Ｆは、液面に対して垂直方向上向きに作用する。すなわち、実装部品が半田の液面に接触すると、実装部品に対して鉛直方向上向きの反力が働く。
【００３２】
また、図４に、実装部品を液体の半田に向かって下降させた場合の、実装部品に働く反力の時間変化の概略図を示す。なお、図４における反力は、浮力と表面張力の鉛直方向の成分の合力であり、鉛直方向上向きを正の向きとする。
【００３３】
ここでは、Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法といわれる一般的な表面張力測定法を利用して、実装部品を液体の半田に浸した時に生じる、浮力と表面張力の鉛直方向の成分の合力の測定値を記している。実験工程として、実装部品は液体の半田に侵食するまで下降し、全て浸る前に下降を止め、位置をキープしている。
【００３４】
状態Ａは、実装部品が鉛直方向下向きに降下していく状態である。状態Ｂは、実装部品が半田の液面に接触した状態である。状態Ｃは、Ｆ（反力）=ｆ−ｒｃｏｓθｊにより計算されるように、液体反力が効き始めた状態である。なお、実装部品の、液面に対する接触長（実装部品の周長）をｊとする。但し、半田の濡れが開始するまでは、表面張力よりも浮力の変化が優位に働く。そのため、状態Ｃの間は、浮力の増加に伴い、反力が正の向き、すなわち鉛直方向上向きに増加する。その後、半田の濡れが開始すると、表面張力ｒが増加し出すため、反力は負の向き、すなわち鉛直方向下向きに増加し出す。すなわち、状態Ｄは、半田の濡れが開始したことを示す。状態Ｅは、半田の濡れが進み、表面張力が増加していく状態である。状態Ｆは、浮力が表面張力に打ち消され、反力が０となった状態である。
【００３５】
状態Ｈ及び状態Ｉは、半田の濡れが最大となり、浮力と表面張力との合力が安定している状態である。状態Ｇは、反力が０となる状態Ｆと、半田の濡れが最大となる状態Ｈの間の任意の状態を示す。
【００３６】
特許文献２においては、以上のような反力変化を直接測定することにより、半田の濡れ性を判定している。しかしながら、上述したように、反力を直接測定する構成は大掛かりであり、実際の実装装置に適用することが難しい。
【００３７】
本実施形態においては、反力を直接測定するのではなく、実装部品の位置を検出することで、半田の濡れ性を判定する。具体的には、位置センサ１３によって実装部品の位置を検出し、その検出結果を位置信号として算出部１４に送信する。そして、算出部１４は、受信した位置信号に基づいて、実装部品の加速度を算出する。なお、算出部１４は実装部品の加速度と併せて、速度を算出することとしても良い。
【００３８】
図５に、位置センサ１３が検出する実装部品の位置の時間変化、及び、算出部１４が算出する実装部品の加速度の時間変化を示す。
【００３９】
なお、図４では、実装部品に働く反力の変化を示したが、実装部品に働く力としては他に、重力や部品摩擦力等がある。
【００４０】
ここで、本実施形態においては、駆動部１２は、駆動している間、実装部品に反力が働かない場合には実装部品が一定の速度で降下するよう、駆動電流が制御されている。すなわち、駆動部１２が駆動している間、駆動部１２の推力によって、実装部品に働く反力以外の力は打ち消されている。すなわち、実装部品に働く反力Ｆと加速度aとの間には、a＝Ｆ／ｍの関係が成立することになる。そのため、実装部品に働く反力が０の場合には、実装部品の加速度も０となり、実装部品は一定の速度で降下する。
【００４１】
図５(ａ)は、位置センサ１３によって検出された実装部品の位置の時間変化を表したグラフである。図５（ｂ）には、算出部１４が位置センサ１３から送出された位置信号に基づいて、実装部品の加速度を算出した結果を示す。すなわち、図５（ｂ）は、図５(ａ)に示す位置変化に対応する加速度の時間変化を表したグラフである。
【００４２】
ここで、図５（ｂ）における状態Ｊは、図４の状態Ａに対応する状態であり、実装部品が半田に接触する前の状態である。すなわち、実装部品には反力がかかっておらず、実装部品の加速度は０となる。
【００４３】
状態Ｋは、図４の状態Ｂに対応する状態であり、実装部品が半田の液面に接触した状態を示す。実装部品が半田の液面に接触すると、実装部品に対して浮力及び表面張力の合力である反力が働く。そのため、実装部品に加速度が働き始める。
【００４４】
状態Ｌは、図４の状態Ｃに対応する状態であり、実装部品に対する表面張力よりも、浮力の増加が優位に働いている状態を示す。そのため、加速度が正の向きに増加する。なお、加速度が正の向きに増加するとは、鉛直方向上向きに加速度が増加することをいう。
【００４５】
状態Ｍは、図４の状態Ｄに対応する状態であり、半田の濡れが開始して、表面張力の増加が優位に働き出す状態である。そのため、それまで正の向きに増加していた加速度が、負の向き、すなわち鉛直方向下向きに増加し出す。
【００４６】
状態Ｎは、図４の状態Ｅに対応する。すなわち、半田の濡れが進むことにより、表面張力が増加し続けている状態を示す。
【００４７】
状態Ｏは、図４の状態Ｆに対応する。すなわち、実装部品に働く浮力が表面張力に打ち消され、反力が０となった状態である。
【００４８】
状態Ｑ及び状態Ｒはそれぞれ、図４の状態Ｈと状態Ｉに対応する。すなわち、半田の濡れが最大となった状態である。
【００４９】
以上のように、算出部１４が算出した加速度の時間変化は、実装部品に働く反力の時間変化に対応付けることができる。
【００５０】
次に、判定部１５の動作について説明する。判定部１５は、算出部１４が算出した加速度の算出結果を受信する。
【００５１】
判定部１５は、加速度の算出結果を受信すると、その加速度の時間変化を監視する。そして、加速度の時間変化に基づいて、半田の濡れ性を判定する。判定部１５による具体的な判定方法について以下で述べる。
【００５２】
判定部１５は、実装部品の加速度が状態Ｍ、すなわち加速度が鉛直方向下向きに増加し出した時点を検出し、半田の濡れが開始した時点を判定する。
【００５３】
また、判定部１５は、実装部品の加速度が状態Ｑ及びＲ、すなわち、加速度が鉛直方向下向きに増加し続けた後、一定となった時点を検出し、状態Ｑの時点で半田の濡れが最大となったと判定する。
【００５４】
更に、判定部１５は、半田が実装に適した濡れとなるタイミングに到達した時点も検出する。半田が実装に適した濡れとなるタイミングとは、実際の実装時において、半田が実装に必要な程度の濡れに達しており、実装工程を完了させてよいタイミングをいう。
【００５５】
半田の濡れは、上述したように、図５における状態Ｑ、Ｒにおいて最大となる。しかしながら、濡れが最大となる前であっても、実際の実装時における半田の濡れとしては十分な状態に達している場合がある。そのため、状態Ｏを経過してから状態Ｑに達するまでの間の任意の状態Ｐに達した時間で、半田が実装に適した濡れとなるタイミングに到達したと判定することとしても良い。なお、どの時点を状態Ｐとするかは、あらかじめ設定しておいても良い。例えば、状態Ｏを経過してから状態Ｑとなるまでに掛かる時間をｔとすると、状態Ｐは、状態ＯとなってからＸｔ（０≦Ｘ≦１）経過した時点としても良い。あるいは、状態Ｐとなる時点は、半田や実装部品の材料や状態に応じて、測定毎に決めることとしても良い。
【００５６】
この判定結果を用いることにより、実際に実装を行う際、無駄な時間をかけることなく効率的に実装を行うためには、どのタイミングで実装工程を完了させるべきなのかが分かる。例えば、実装部品が半田と接触してから、どれ位の時間が経過した時点で実装工程を完了させると、最も効率的であるのかが分かる。
【００５７】
以上のように、本実施形態においては、実装部品の位置を検出することによって、半田の濡れ性を判定する。具体的には、検出した実装部品位置から算出した実装部品の加速度に基づいて、半田の濡れ性を判定する。
【００５８】
これにより、反力を直接測定する場合と比較して簡易な構成で、半田の濡れ性を判定することが可能となる。
【００５９】
また、半田が、実装に必要な程度に濡れるまでに掛かる時間が分かるため、実際に実装する際、どのタイミングで実装工程を完了させてよいかが分かる。
【００６０】
また、反力の測定と異なり、位置の検出には大掛かりな構成を必要としないため、本実施形態の構成を実装装置に組み込むことも可能となる。すなわち、本実施形態に記載の半田濡れ性判定方法は、本実施形態のように半田濡れ性判定装置に適用することも可能であり、後述する第２の実施形態のように、実装装置に適用することも可能である。
【００６１】
また、本実施形態においては、算出部１４は、位置信号に基づいて加速度を算出することとしたが、これに限らない。すなわち、算出部１４は、反力Ｆと加速度aとの間にa＝Ｆ／ｍの関係が成立していることを利用し、位置信号に基づいて、実装部品に働く反力を算出することとしても良い。この場合には、判定部１５は図４の状態Ａ〜Ｉに基づいた判定を行う。
【００６２】
算出部１４が、位置信号に基づいて実装部品に働く反力を算出する場合の、判定部１５の動作について以下で説明する。
【００６３】
判定部１５は、実装部品に働く反力が状態Ｃ、すなわち加速度が鉛直方向下向きに増加し出したことを検出すると、半田の濡れが開始したと判定する。
【００６４】
また、判定部１５は、実装部品に働く反力が状態Ｈ及びＩ、すなわち、反力が鉛直方向下向きに増加し続けた後、一定となったことを検出すると、状態Ｈの時点で半田の濡れが最大となったと判定する。
【００６５】
更に、判定部１５は、実装部品に働く反力が状態Ｆに達してから状態Ｈに達するまでの任意の状態Ｇとなった時点で、半田の濡れが実装に適切な状態となるタイミングであると判定する。なお、状態Ｆと状態Ｈの間のどの時点を状態Ｇとするかは、上述した状態Ｐの設定の仕方と同様で、予め設定しても良いし、測定毎に決めることとしても良い。
【００６６】
以上のように、算出部１４が反力を算出するとしても、加速度を算出した場合と同様の判定を行うことが可能である。
【００６７】
また、本実施形態においては、駆動部１２は鉛直方向下向きに駆動することとしたが、これに限らない。すなわち、実装部品が鉛直方向下向きに降下するのであれば、駆動部１２自体が鉛直方向下向きに降下する必要はない。また、実装部品の降下方向に関しても、加速度あるいは反力の算出結果が図４や図５（ｂ）の形状から大きく外れない程度であれば、鉛直方向から多少斜め方向に降下するようになっていても良い。
【００６８】
また、本実施形態においては、加熱された液体半田をステージ１０に搭載されることとしたが、これに限らない。すなわち、ステージ１０に搭載する半田は固体の半田バンプとしても良い。この場合、図６に示すように、ステージ１０の両脇に加熱部１６を設ける。そして、駆動部１２の駆動が開始すると同時に、あるいはその前後で、加熱部１６は、ステージ１０に搭載された半田バンプを加熱する。あるいは、実装部品が半田に接触した時点で、加熱を開始することとしても良い。これにより、半田バンプは溶融し、液体状態となる。
【００６９】
なお、加熱部１６の位置は、ステージ１０の両脇に限定されない。例えば、ステージ１０自体を、加熱の機能を有するステージとしても良い。あるいは、加熱部１６を、部品搭載部１１の先端付近に搭載しても良い。
【００７０】
更に、図６に示すように、本実施形態の半田濡れ性判定装置は、制御部１７を備えることとしても良い。そして、制御部１７が、駆動部１２の駆動の制御や加熱部１６の加熱の制御を行うこととしても良い。この場合、制御部１７は、駆動部１２の駆動電流に制限値を設けることで、荷重制御も行うこととしても良い。
【００７１】
更に制御部１７は、位置センサ１３と算出部１４、判定部１５とに接続され、位置信号や算出結果の送受信の中継点としての機能や、記録を行うこととしても良い。
【００７２】
なお、制御部１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリ等を含み、プログラムによってこれらの制御を行うとしても良い。
【００７３】
[第２の実施形態]
次に本発明の第２の実施形態における実装装置について述べる。
【００７４】
特許文献２に記載の濡れ性試験方法を用いた場合、濡れ性試験時の試料温度と半田との温度差や、試験装置の設定温度と実測温度との差による影響によって、試験条件と実使用条件との間には少なからず違いが生じる。
【００７５】
そのため、このような試験データに基づいて実際の実装を行った場合、半田の濡れが十分であるか否かの判断を誤ってしまう可能性がある。
【００７６】
従って、実装装置に半田の濡れ性を判定する機能を設け、実際に実装しながら半田の濡れを判定すると、より良好な半田付けが可能となる。
【００７７】
しかしながら、特許文献２のように反力を測定する方法の場合、装置が大掛かりとなってしまい、実装装置に適用することは困難であった。
【００７８】
そこで、本実施形態における実装装置は、第１の実施形態における半田濡れ性判定装置の機能を搭載した実装装置とする。
【００７９】
本実施形態における実装装置の構成について、図７を用いて説明する。図７に記載の実装装置は、ステージ２０と、部品搭載部２１と、駆動部２２と、加熱部２３と、制御部２４と、位置センサ２５と、算出部２６と、判定部２７と、を有する。
【００８０】
ステージ２０には、実装基板を搭載する。部品搭載部２１は、実装基板に実装する実装部品を保持する。なお、実装部品としては、例えば、半導体部品や電子部品などが挙げられるが、これに限らない。
【００８１】
駆動部２２は、実装部品が実装基板の実装領域に向かって降下するよう、駆動する。
【００８２】
加熱部２３は、実装基板の上に搭載される半田を加熱する。
【００８３】
制御部２４は、駆動部２２の駆動を制御する。また、制御部２４は、部品搭載部２１に保持された実装部品の直下に実装基板の実装領域が位置するよう、ステージ２０の位置を制御する。更に、制御部２４は、駆動部２２の駆動電流に制限値を設けることで、荷重制御を行う。なお、制御部２４は、ＣＰＵやメモリ等を含み、プログラムによってこれらの制御を行うとしても良い。
【００８４】
位置センサ２５は、部品搭載部２１に保持された実装部品の位置を検出する。また、検出した位置を、位置信号として制御部２４へ送信する。なお、本実施形態においては、位置センサ２５による制御部２４への位置信号の送信は無線で行うこととする。
【００８５】
算出部２６は、位置センサ２５による検出結果に基づいて、実装部品の加速度を算出する。
【００８６】
判定部２７は、算出部２６による実装部品の加速度の算出結果に基づいて、半田の濡れ性を判定する。
【００８７】
次に、本実施形態における実装装置の動作について説明する。
【００８８】
始めに、部品搭載部２１に実装部品を保持させる。また、ステージ２０には実装基板を搭載する。更に、実装基板上の、実装部品を実装する領域である実装領域に、半田バンプを搭載する。
【００８９】
位置センサ２５は、実装部品の位置を検出し、その検出結果を位置信号として制御部２４へ送信する。なお、実装部品の位置の検出の仕方としては、位置センサ２５が直接、実装部品の位置を検出することとしても良い。あるいは、位置センサ２５は、部品搭載部２１の位置を検出し、間接的に実装部品の位置を検出することとしても良い。すなわち、位置センサ２５は、検出した部品搭載部２１の位置に基づいて、実装部品の位置を検出することとしても良い。
【００９０】
次に、制御部２４は、位置センサ２５から送出された位置信号に基づいて、ステージ２０の位置を調整する。すなわち、部品搭載部２１を鉛直方向下向きに降下させた場合に、実装部品が実装基板の実装領域に実装されるように、ステージ２０の位置を調整する。
【００９１】
制御部２４は、ステージ２０の位置調整を完了させた後、駆動部２２の駆動を開始する。すなわち、実装部品が鉛直方向下向きに駆動するよう、駆動部２２を駆動する。この時、制御部２４は、駆動部２２の駆動電流に制限値を設けることにより、駆動部２２の鉛直方向の推力を制御する。
【００９２】
そして、駆動部２２の駆動が開始されると同時に、あるいはその前後で、加熱部２３による半田バンプの加熱が開始される。加熱部２３による加熱が開始されると、半田バンプは溶融し、液体状態となる。
【００９３】
なお、駆動部２２が駆動を開始した後も、位置センサ２５は、実装部品の位置の検出及び位置信号の送出を続けている。
【００９４】
算出部２６は、位置信号に基づいて、実装部品の加速度を算出する。なお、算出部２６は実装部品の速度も算出することとしても良い。
【００９５】
ここで、駆動部２２が駆動を開始してから、位置センサ２５による検出結果に基づいて算出された実装部品の加速度の時間変化は、第１の実施形態と同様、図５（ｂ）のようになる。
【００９６】
次に、判定部２７による、判定の仕方について説明する。
【００９７】
判定部２７は、算出部２６が算出した加速度の算出結果を受信する。ここで、算出部２６による加速度の算出結果は、制御部２４を介して、判定部２７に送信されることとしても良い。あるいは、算出部２６から判定部２７へ直接送信されることとしてもよい。
【００９８】
判定部２７は加速度の算出結果を受信すると、その加速度の変化を監視する。
【００９９】
そして、判定部２７は、実装部品の加速度が、状態Ｍとなった時点、すなわち、加速度が鉛直方向下向きに増加し出した時点を検出する。判定部２７は、加速度が状態Ｍとなった時点を検出すると、この時点で半田の濡れが正常に開始したと判定する。
【０１００】
次に判定部２７は、実装部品の加速度が状態Ｑとなった時点、すなわち、加速度が鉛直方向下向きに増加した後、一定となった時点を検出する。判定部２７は、加速度が状態Ｑとなった時点を検出すると、この時点で半田の濡れが最大となったと判定する。
【０１０１】
判定部２７が、半田の濡れが最大となったと判定すると、その判定結果を制御部２４に送信する。
【０１０２】
制御部２４は、半田の濡れが最大となったという判定結果を受信すると、実行工程を完了させる。すなわち、部品搭載部２１は実装部品を解放する。また、駆動部２２の駆動及び加熱部２３による加熱を停止する。
【０１０３】
なお、連続して他の実装工程を行う場合には、部品搭載部２１は実装部品を解放した後、次の実装工程で用いる実装部品を保持し、次の実装工程を再開する。
【０１０４】
以上のように、本実施形態における実装装置を用いることにより、実際の実装工程において、半田の濡れ性を判定することが可能となる。
【０１０５】
すなわち、実際の実装時において、半田の濡れが最大となったことを確認することができるので、良好な半田付けが可能となる。
【０１０６】
また、半田の濡れが最大となったと判定した時点で、実装工程を完了させるため、実装工程に無駄な時間をかけることがない。同様の理由で、半田の濡れが十分でないにも関わらず、実装工程を完了させてしまうこともない。
【０１０７】
なお、第１の実施形態と同様、算出部２６は、位置信号に基づいて反力を算出することとしても良い。
【０１０８】
また、実装に用いる半田は、始めから液体状態の半田としても良い。
【０１０９】
また、加熱部２３についても、第１の実施形態と同様、ステージ２０の両脇に搭載される必要はない。すなわち、ステージ２０自体を、加熱の機能を有するステージとしても良い。あるいは、加熱部２３を、部品搭載部２１の先端付近に搭載しても良い。
【０１１０】
[第３の実施形態]
次に、本発明における実装装置の他の実施形態について述べる。
【０１１１】
本実施形態における実装装置の構成は、第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【０１１２】
本実施形態における実装装置の動作と、第２の実施形態における実装装置の動作とでは、判定部２７の動作と、実装工程を完了させるタイミングが異なる。その他の動作に関しては、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１３】
本実施形態における判定部２７の動作について以下で説明する。
【０１１４】
判定部２７は、第２の実施形態と同様、算出部２６による実装部品の加速度の算出結果を監視する。
【０１１５】
判定部２７は、実装部品の加速度が、状態Ｍとなった時点、すなわち、加速度が鉛直方向下向きに増加し出した時点を検出する。判定部２７は、加速度が状態Ｍとなった時点を検出すると、半田の濡れが正常に開始したと判定する。
【０１１６】
次に判定部２７は、実装部品の加速度が状態Ｏとなった時点、すなわち、加速度が０となった時点を検出する。判定部２７は、加速度が状態Ｏとなった時点を検出すると、半田の濡れが進行し、反力が０となったと判定する。
【０１１７】
そして、判定部２７は実装部品の加速度が状態Ｏを経過した後、状態Ｐに到達した時点を検出する。そして、判定部２７は、状態Ｐに到達した時点を検出すると、半田が実装に適した濡れとなったと判定する。状態Ｐとは、半田の濡れが、実装に必要な濡れに達した状態である。
【０１１８】
以下、状態Ｐの設定の仕方について、詳細に説明する。
【０１１９】
半田の濡れは、状態Ｑの時点で最大となる。しかしながら、第１の実施形態において説明したように、半田の濡れが最大となる前であっても、半田は実装に必要な濡れとしては十分な状態に達している場合がある。
【０１２０】
そのため、過去の実装工程や試験における算出結果を参照し、予め、状態Ｏと状態Ｑとの間の任意の状態Ｐとなるタイミングを、実装に必要な濡れに達するタイミングとして、判定部２７に設定する。なお、状態Ｐとなるタイミングの設定は、あらかじめ決められた基準で設定しておいても良い。例えば、状態Ｏを経過してから状態Ｑとなるまでに掛かる時間をｔとすると、状態ＯとなってからＸｔ（０≦Ｘ≦１）経過した時点を状態Ｐと設定しても良い。もしくは、そのような決められた基準を設けず、半田や実装部品、あるいは実装基板の材料等に応じて、状態Ｐとなるタイミングを設定しても良い。そして、判定部２７は、実装部品の加速度が状態Ｏとなったことを検出した後、状態Ｐとなったことを検出した時点で、半田の濡れが適切であると判定するように設定する。
【０１２１】
一方、過去の実装工程や試験における算出結果がなく、実装に必要な濡れに達するタイミングが分からない場合には、状態Ｑとなった時点を、半田の濡れが適切であると判定するようにしても良い。
【０１２２】
判定部２７は、半田の濡れが適切であると判定すると、その判定結果を制御部２４に送信する。
【０１２３】
制御部２４は、半田の濡れが適切であるという判定結果を受信すると、実装工程を完了させる。すなわち、部品搭載部２１は実装部品を解放する。また、駆動部２２の駆動及び加熱部２３による加熱を停止する。
【０１２４】
以上のように、本実施形態においては、半田の濡れが適切であると判定されると、実装工程が完了されることとなる。そのため第２の実施形態と比較して、より効率的に、実装工程を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１２５】
１  ＢＧＡ実装機構
２  アーム
３  本加熱用遮蔽
４  実装基板
５  加熱部
１０、２０  ステージ
１１、２１  部品搭載部
１２、２２  駆動部
１６、２３  加熱部
１７、２４  制御部
１３、２５  位置センサ
１４、２６  算出部
１５、２７  判定部
【図１】
2011029445.tif 000003
【図２】
2011029445.tif 000004
【図３】
2011029445.tif 000005
【図４】
2011029445.tif 000006
【図５】
2011029445.tif 000007
【図６】
2011029445.tif 000008
【図７】
2011029445.tif 000009