(57)【要約】【課題】バンプ欠落を含む半田転写後の電極状態の良否を判定する電極状態判定装置および電極状態判定方法を提供する。【解決手段】バンプ１６の形成箇所における輝度が第１の閾値ＴＨ１を上回っているときに半田不良状態であると判定し、第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２の間にあるときに半田良好状態であると判定し、第２の閾値ＴＨ２を下回っているときにバンプ欠落状態であると判定する。このように輝度に基づいてバンプ欠落を含むペースト転写の良否を判定することができるので、判定に係る装置や工程を簡略化することが可能となり、コストの低減と生産効率の向上を実現することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に形成された電極の状態を判定する電極状態判定装置であって、
前記電極の形成箇所における輝度を検出する輝度検出手段と、
前記電極にペースト状の半田を転写した後の前記電極の形成箇所における輝度と半田を転写する前の前記電極の形成箇所における輝度との間に設定された第１の閾値と、前記電極に半田を転写した後の前記電極の形成箇所における輝度と前記電極が欠落しているときの前記電極の形成箇所における輝度との間に設定された第２の閾値とを予め記憶した記憶手段と、
前記電極の形成箇所における輝度が前記第１の閾値を上回っているときに前記電極は半田不良状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間にあるときに前記電極は半田良好状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が前記第２の閾値を下回っているときに前記電極は欠落状態であると判定する判定手段と、
を備えた電極状態判定装置。
【請求項２】
電子部品に形成された電極の状態を判定する電極状態判定方法であって、
前記電極にペースト状の半田を転写した後の前記電極の形成箇所における輝度を検出する工程と、
前記電極の形成箇所における輝度が第１の閾値を上回っているときに前記電極は半田不良状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が第１の閾値と第２の閾値の間にあるときに前記電極は半田良好状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が第２の閾値を下回っているときに前記電極は欠落状態であると判定する工程と、
を含む電極状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極欠落を含む半田転写後の電極状態の良否を判定する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の接続用のバンプ（電極）にペーストを供給するペースト供給装置が知られている（特許文献１参照）。ペースト供給装置は、電子部品の実装ラインに配置され、実装前の電子部品のバンプをペースト状の半田に浸し、バンプに半田を転写する機能を備えている。半田が転写された電子部品は、基板上に形成されたランド（電極）にバンプが搭載され、その後のリフローにより半田が溶融することで両電極間の半田接合が行われる。
【特許文献１】特許第３２８９６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような半田接合による実装品質を高レベルで維持するためには、電子部品と基板の電気的、物理的な接合を担う半田がバンプに的確に転写されているかどうかを実装に先立って確認する必要がある。同時に、バンプ自体の欠落を確認し、欠落が生じている電子部品を実装ラインから排除する必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来、半田転写状態およびバンプ欠落を的確かつ迅速に確認するための適切な技術が存在しなかった。そのため、バンプ欠落の確認を半田転写状態の確認と別途で行うことを余儀なくされ、実装にかかるスループットの低下を招来したり、確認が的確の行われないことで、バンプ欠落部品が良品と誤認されたまま実装が行われて品質不良等の問題を招来したりする場合があった。
【０００５】
そこで本発明は、バンプ欠落を含む半田転写後の電極状態の良否を判定する電極状態判定装置および電極状態判定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】
請求項１記載の電極状態判定装置は、電子部品に形成された電極の状態を判定する電極状態判定装置であって、前記電極の形成箇所における輝度を検出する輝度検出手段と、前記電極にペースト状の半田を転写した後の前記電極の形成箇所における輝度と半田を転写する前の前記電極の形成箇所における輝度との間に設定された第１の閾値と、前記電極に半田を転写した後の前記電極の形成箇所における輝度と前記電極が欠落しているときの前記電極の形成箇所における輝度との間に設定された第２の閾値とを予め記憶した記憶手段と、前記電極の形成箇所における輝度が前記第１の閾値を上回っているときに前記電極は半田不良状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間にあるときに前記電極は半田良好状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が前記第２の閾値を下回っているときに前記電極は欠落状態であると判定する判定手段と、を備えた。
【０００７】
請求項２記載の電極状態判定方法は、電子部品に形成された電極の状態を判定する電極状態判定方法であって、前記電極にペースト状の半田を転写した後の前記電極の形成箇所における輝度を検出する工程と、前記電極の形成箇所における輝度が第１の閾値を上回っているときに前記電極は半田不良状態であると判定し、前記電極の形成箇所における輝度が第１の閾値と第２の閾値の間にあるときに前記電極は半田良好状態であると判定し、前
記電極の形成箇所における輝度が第２の閾値を下回っているときに前記電極は欠落状態であると判定する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極形成箇所の輝度に基づいて電極欠落を含むペースト転写後の電極状態の良否を判定するので、判定に要する装置や工程を簡略化することが可能となり、コストの低減と生産効率の向上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の全体構成図、図２は本発明の実施の形態の電極状態判定装置の構成図、図３はバンプ形成箇所における輝度と閾値との関係を示した説明図、図４は本発明の実施の形態の電極状態判定方法の手順を示すフローチャートである。
【００１０】
まず、本発明の実施の形態の電子部品実装装置について説明する。図１において、基台１は電子部品実装装置のベースである。基台１の略中央に配設された基板搬送装置２は、実装前の基板３を電子部品実装装置に搬入し、実装後の基板３を電子部品実装装置から搬出する。基板搬送装置２には基板３をクランプして固定する基板固定装置が備えられ、実装中の基板３を所定の位置で一時的に固定するようになっている。基板搬送装置２の両側方に配設された電子部品供給装置４は、内部に収納された複数の電子部品を供給口５に順次供給する。供給された電子部品は実装ヘッド６によりピックアップされて基板３に実装される。実装ヘッド６は、基台１に配設された直交ロボット７により基台１の上方で水平移動可能に支持されている。
【００１１】
基板搬送装置２と電子部品供給装置４の間には２種のカメラ１０、１１とペースト転写部１２、電子部品回収部１３が配設されている。第１のカメラ１０は、実装ヘッド６によりピックアップされた電子部品を下方から撮像する撮像装置であり、撮像された電子部品の画像から電子部品の外形をパターン解析して電子部品の位置と角度の認識を行う。実装ヘッド６は、この認識結果に基づいて位置と角度を補正した電子部品を基板３に実装する。ペースト転写部１２は、上部にペースト状の半田を貯留している。この半田は電子部品の電極と基板３の電極の接合に使用され、電極を下に向けて実装ヘッド６にピックアップされた電子部品をペースト転写部１２に貯留されたペーストに浸すと電極に転写されるようになっている。第２のカメラ１１は、ペースト転写後の電極を撮像する撮像装置であり、撮像対象からの反射光を感知する複数の光電素子が格子状に配列されたＣＣＤやＣＭＯＳ等が備えられている。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態の電極状態判定装置について説明する。図２において、電極状態判定装置は、第２のカメラ１１と、輝度検出部１４と、記憶部１７と、電極状態判定部１８とを備えている。輝度検出部１４は、第２のカメラ１１の複数の光電素子に感知された反射光の強弱に基づいて撮像対象の輝度を検出する輝度検出手段としての機能を有する。第２のカメラ１１の撮像対象は電子部品１５の外部接続用電極を形成する金属製のバンプ１６であるため、反射率が高く、高レベルの輝度で検出される（図３（ａ）参照）。一方、バンプ１６にペーストを転写すると反射率が低くなるため、ペーストが転写されたバンプ１６は低レベルの輝度で検出される（図３（ｂ）参照）。また、バンプ１６が欠落している場合、欠落箇所は電子部品１５の樹脂製の筐体が露出した状態となるため、ほとんど光を反射せず、さらに低レベルの輝度で検出される（図３（ｄ）参照）。
【００１３】
記憶部１７は、予め所定の輝度に設定された２つの閾値を記憶する記憶手段としての機能を有する。このうち第１の閾値ＴＨ１は、図３に示すように、ペーストが転写された状態におけるバンプ１６の輝度とペーストが転写されていない状態におけるバンプ１６の輝
度との間に設定されており、第２の閾値ＴＨ２は、ペーストが転写された状態におけるバンプ１６の輝度とバンプ欠落箇所における輝度との間に設定されている。
【００１４】
電極状態判定部１８は、輝度検出部１４により検出された輝度と記憶部１７に記憶された２つの閾値とを比較して電極状態の判定を行う判定手段としての機能を有する。電極状態には、バンプ１６の接合面全体に適量のペーストが転写された半田良好状態と、適量に転写されていない半田不良状態と、バンプが欠落したバンプ欠落状態の３態様がある。電極状態判定部１８は、輝度検出部１４により検出された輝度が第１の閾値を上回っているときは半田不良状態であり、第１の閾値と第２の閾値との間にあるときは半田良好状態であり、第２の閾値を下回っているときはバンプ欠落状態であると判定する。
【００１５】
図３（ｃ）において、バンプ１６の転写面に転写むらがある場合、適量のペーストが転写された領域（転写良好領域）１６ａにおいては第１の閾値を下回る輝度を示し、適量のペーストが転写されていない領域（転写不良領域）１６ｂにおいては第１の閾値を上回る輝度を示すことがある。基板や電子部品の品種によってはある程度の転写むらがあっても接合品質上許容できる場合もあるので、第１の閾値を上回る輝度の光を受光した光電素子数がバンプ１６の転写面全体に対応する光電素子数に占める比率（以下、輝度異常比率という）に基づいて電極状態の良否を判定するようにしている。記憶部１７には、基板や電子部品の品種に対応して予め設定された許容値（許容比率）が記憶されており、輝度異常比率が許容比率を下回っているときには第１の閾値を下回っている場合と同等に扱われ、半田良好状態にあると判定され、輝度異常比率が許容比率を上回っているときには第１の閾値を上回っている場合と同等に扱われ、半田不良状態にあると判定される。
【００１６】
警告部１９は、ペースト転写後のバンプ１６が半田不良状態にあるか、バンプ欠落状態にある場合にエラー警告を行う。
【００１７】
次に、電極状態判定装置を用いて電極状態を判定する方法について、図４のフローチャートを参照して説明する。最初に、電子部品実装装置において実装対象となる基板や電子部品の品種に要求される半田量や転写面積等を勘案し、電極状態の判定基準となる第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２、許容値を設定する（ＳＴ１）。次に、ペースト転写後のバンプ１６の形成箇所を第２のカメラ１１の視野内に位置させ、当該箇所における輝度を検出する（ＳＴ２）。次に、検出された輝度と第１の閾値および第２の閾値とを比較する（ＳＴ３）。検出された輝度が第１の閾値と第２の閾値との間にあるときは、半田良好状態にあると判定される（ＳＴ４）。一方、検出された輝度が第１の閾値を上回っているときには、半田不良状態にあると判定される（ＳＴ５）。また、検出された輝度が第２の閾値を下回っているときには、バンプ欠落状態にあると判定される（ＳＴ６）。
【００１８】
半田不良状態にあると判定されるとその旨のエラー警告が出され（ＳＴ７）、転写作業をリトライしたり当該電子部品を実装対象から排除したりする等のエラー処理を行う（ＳＴ８）。また、バンプ欠落状態にあると判定された場合もその旨のエラー警告が出され（ＳＴ９）、当該電子部品を実装対象から排除したりする等のエラー処理を行う（ＳＴ１０）。半田良好状態にあると判定（ＳＴ４）された電子部品と、転写リトライ（ＳＴ８）後に半田良好状態にあると判定（ＳＴ４）された電子部品は基板に実装される（ＳＴ１１）。
【００１９】
本実施の形態の電極状態判定装置と電極状態判定方法によれば、バンプ形成箇所の輝度に基づいて電極欠落を含むペースト転写後の電極状態の良否を判定することができるので、判定に係る装置や工程を簡略化することが可能となり、コストの低減と生産効率の向上を実現することができる。また、電極欠落や半田不良が生じている電子部品を輝度に基づいた定量的な判定により検出し、実装対象から排除しているので、接合信頼性に問題のあ
る電子部品等が実装されることによる製品品質低下を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明によれば、電極形成箇所の輝度に基づいて電極欠落を含むペースト転写後の電極状態の良否を判定するので、判定に要する装置や工程を簡略化することが可能となり、コストの低減と生産効率の向上を実現することができるという利点を有し、電子部品の実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態の電極状態判定装置の構成図
【図３】バンプ形成箇所における輝度と閾値との関係を示した説明図
【図４】本発明の実施の形態の電極状態判定方法の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００２２】
１１  第２のカメラ
１４  輝度検出部
１５  電子部品
１６  バンプ
１７  記憶部
１８  電極状態判定部
ＴＨ１  第１の閾値
ＴＨ２  第２の閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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