(57)【要約】【課題】基板の過剰加熱を防止する電子部品実装装置および基板加熱方法を提供する。【解決手段】電子部品を収納する部品収納部と、基板を保持する基板保持部と、部品収納部からピックアップした電子部品を基板保持部に保持された基板に実装する実装ヘッドと、基板保持部に保持された基板を加熱する基板加熱ステージ７と、基板加熱部による基板の加熱動作を制御する加熱動作制御部３０と、基板保持部に保持された基板に電子部品を実装する実装動作において行われる動作のうち特定の動作を予め登録する特定動作登録部３３と、特定動作登録部３３に登録された動作の開始を検知する特定動作検知部３４と、を備え、特定動作検知部３４により特定動作登録部３３に登録された動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断するようにした。【選択図】図３
2008041683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収納する部品収納部と、基板を保持する基板保持部と、前記部品収納部からピックアップした電子部品を前記基板保持部に保持された基板に実装する実装ヘッドと、前記基板保持部に保持された基板を加熱する基板加熱部と、前記基板加熱部による基板の加熱動作を制御する加熱動作制御部と、前記基板保持部に保持された基板に電子部品を実装する実装動作において行われる動作のうち特定の動作を予め登録する特定動作登録部と、前記特定動作登録部に登録された動作の開始を検知する特定動作検知部と、を備え、
前記加熱動作制御部が、前記特定動作検知部により前記特定動作登録部に登録された動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断する制御を行う電子部品実装装置。
【請求項２】
前記部品収納部に、複数の電子部品を収納した複数のウェハシートが交換されながら装着され、前記特定動作登録部に、前記ウェハシートを交換するための動作が登録されている請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子部品実装装置における基板加熱方法であって、
前記基板保持部に保持された基板を加熱しているときに前記特定動作登録部に登録された動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断する基板加熱方法。
【請求項４】
請求項２に記載の電子部品実装装置における基板加熱方法であって、
前記基板保持部に保持された基板を加熱しているときに前記ウェハシートを交換する動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断する基板加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置および基板加熱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装効率の向上を目的として、複数の実装系統を備えた電子部品実装装置が知られている。例えば、特許文献１に示された電子部品実装装置では、複数の電子部品が配列された１つのウェハシートに対して２つの実装ヘッドが設けられており、各実装ヘッドでピックアップした電子部品を各実装ヘッドに対応して配置された複数の基板に並行して実装する構成となっている。基板には、電子部品を接合するための樹脂接着剤が予め施されているため、基板に外部から熱を加えることで樹脂接着剤が接着力を発揮できる状態を維持できるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−７２４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
樹脂接着剤には長時間の加熱により変質して接着力が低下するという性質があるため、基板への加熱を開始してから長時間経過後に実装を行うと、所望の接着力が発揮されずに実装品質が低下するという問題がある。特に、特許文献１に示された電子部品実装装置においては、１つの実装ヘッドで複数の基板に対して実装を行うため、ある基板に対して実装を行っているときには他の基板は実装を待機した状態にあり、待機時間が長くなるにつれ加熱される時間が長くなっていた。
【０００４】
そこで本発明は、基板の過剰加熱を防止する電子部品実装装置および基板加熱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】
請求項１に記載の電子部品実装装置は、電子部品を収納する部品収納部と、基板を保持する基板保持部と、前記部品収納部からピックアップした電子部品を前記基板保持部に保持された基板に実装する実装ヘッドと、前記基板保持部に保持された基板を加熱する基板加熱部と、前記基板加熱部による基板の加熱動作を制御する加熱動作制御部と、前記基板保持部に保持された基板に電子部品を実装する実装動作において行われる動作のうち特定の動作を予め登録する特定動作登録部と、前記特定動作登録部に登録された動作の開始を検知する特定動作検知部と、を備え、前記加熱動作制御部が、前記特定動作検知部により前記特定動作登録部に登録された動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断する制御を行う。
【０００６】
請求項２に記載の電子部品実装装置は、請求項１に記載の電子部品実装装置において、前記部品収納部に、複数の電子部品を収納した複数のウェハシートが交換されながら装着され、前記特定動作登録部に、前記ウェハシートを交換するための動作が登録されている。
【０００７】
請求項３に記載の基板加熱方法は、請求項１に記載の電子部品実装装置における基板加熱方法であって、前記基板保持部に保持された基板を加熱しているときに前記特定動作登録部に登録された動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断する。
【０００８】
請求項４に記載の基板加熱方法は、請求項２に記載の電子部品実装装置における基板加
熱方法であって、前記基板保持部に保持された基板を加熱しているときに前記ウェハシートを交換する動作の開始が検知されると、基板の加熱を中断する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱中の基板を待機させる特定動作が開始されると加熱を中断して基板の過剰加熱を抑制するので、実装品質の低下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】
【００１０】
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平面図、図２は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図、図３は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成図、図４は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の基板加熱動作を時系列で示すグラフである。
【００１１】
最初に電子部品実装装置の構成について図１および図２を参照して説明する。電子部品実装装置１は、２つの独立した実装ヘッドを備え、それぞれの実装ヘッドに対応して複数の基板を配置したデュアルヘッド型実装装置である。電子部品実装装置１の一端側には、基板２の搬送と保持を行う搬送レール３、４が一方向に延設されている。搬送レール３、４による搬送経路の途中には、基板の搬送方向（矢印Ａ参照）に対して下流側で基板２を保持する第１の基板保持箇所３ａ、４ａと、上流側で基板２を保持する第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂが設けられている。搬送レール３、４は、基板２を搬送するだけでなく、第１の基板保持箇所３ａ、４ａと第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂにて基板２を保持する基板保持部としても機能し、電子部品実装装置１に搬入された基板２は、基板ストッパ５により各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにて一旦停止し、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにて保持されて電子部品が実装された後、電子部品実装装置１から搬出される。基板ストッパ５は、基板２の搬送を許容する位置と制限する位置とに移動可能であり、制限する位置にあるときに基板２を各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに停止させる。
【００１２】
各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに対応して基板センサ６が配設されており、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された基板２を検知する。また、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに対応して基板加熱部が配設されており、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された基板２を加熱する。基板加熱部は、シースヒータやセラミックヒータ等の発熱部を備えた基板加熱ステージ７と、基板加熱ステージ昇降機構８とで構成され、基板加熱ステージ７を基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにある基板２の下方で昇降させることにより基板２の下面に接離させる。基板２の下面に基板加熱ステージ７を当接させることで基板２の加熱が開始され、基板２の下面から基板加熱ステージ７を離反させることで基板２の加熱が中断もしくは停止される。基板２を下面側から加熱することで、基板２の上面に施された樹脂接着剤が加熱され、電子部品を接合するための接着力を発揮する接着状態に維持される。
【００１３】
電子部品実装装置１の他端側は部品収納部となっており、搬送レール３、４と離隔してウェハシート９が配設されている。ウェハシート９の上面には複数の電子部品１０が貼着され、規則的に配列された状態で収納されている。ウェハシート９は、搬送レール３、４の延設方向と同方向において往復移動可能なウェハシート保持テーブル１１にセットされている（矢印Ｂ参照）。ウェハシート９の下面側にはエジェクタ１２が配設されている。エジェクタ１２は、上方に突没するエジェクタヘッド１２ａを備え、ウェハシート保持テーブル１１の移動と同期して移動可能であるととともに、任意の電子部品１０の下方に移動可能になっている。電子部品１０をピックアップする際には、任意の電子部品１０の下方でエジェクタヘッド１２ａを突出させ、ウェハシート９側から電子部品１０を突き上げることで、ウェハシート９の上面に貼着された電子部品１０の剥離を促進する。
【００１４】
なお、電子部品実装装置１では、予め用意された複数のウェハシート９を交換しながらウェハシート保持テーブル１１にセットできるようになっている。所望の品種の電子部品１０を収納した複数のウェハシート９を図示しないウェハシート保持部に収納し、図示しないウェハシート交換手段により、ウェハシート保持テーブル１１にセットされているウェハシート９をウェハシート収納部に一旦返却し、代わりに所望の品種の電子部品１０を収納したウェハシート９をウェハシート保持テーブル１１にセットする。これにより、電子部品実装装置１は、品種の電子部品を基板２に実装することでできるとともに、部品切れとなったウェハシート９を新たなウェハシート９にスムーズに交換することができる。
【００１５】
電子部品実装装置１には、第１の実装ヘッド１３と第２の実装ヘッド１４の２つの実装ヘッドが備えられている。第１の実装ヘッド１３は、第１の直交ロボット１５に搭載されており、部品収納部と第１の基板保持箇所３ａ、４ａにて保持された２つの基板２の上方で水平移動可能になっている。また、第２の実装ヘッド１４は、第２の直交ロボット１６に搭載されており、部品収納部と第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂにて保持された２つの基板２ｂの上方で水平移動可能になっている。部品収納部に配設されたウェハシート９は、２つの実装ヘッド１３、１４に対して１つのみであるので、ピックアップの際には、何れかの実装ヘッド１３、１４に近接する位置に移動する。第１の実装ヘッド１３と第２の実装ヘッド１４には、ウェハシート９から電子部品１０をピックアップする複数のノズル１７、１８が設けられている。
【００１６】
電子部品実装装置１には、予め定められた対象物を撮像する複数のカメラが備えられている。それぞれのカメラにより撮像された対象物の画像を解析し、対象物の正確な位置を認識することで実装精度を高めている。第１の基板認識カメラ１９と第２の基板認識カメラ２０は、それぞれ第１の直交ロボット１５と第２の直交ロボット１６に搭載され、第１の実装ヘッド１３または第２の実装ヘッド１４と一体となって水平移動可能になっている。第１の基板認識カメラ１９と第２の基板認識カメラ２０は、各基板２に予め設定されている複数の実装箇所の位置認識マーク（図示せず）の撮像を行う。これにより、各ノズル１７、１８に吸着された電子部品を各実装箇所に正確に位置決めして実装することができる。
【００１７】
第１の部品認識カメラ２１は、ウェハシート９の移動経路の上方となる位置に配設されている。第１の部品認識カメラ２１は、部品認識カメラ移動テーブル２２に搭載され、ウェハシート９の移動方向（矢印Ｂ参照）と直交する方向（矢印Ｃ参照）に水平移動可能になっている。この互いに直交するウェハシート９の移動と第１の部品認識カメラ２１の移動を組み合わせることで、ウェハシート９の上面に貼着された全ての電子部品１０を第１の部品認識カメラ２１により撮像する。これにより、各ノズル１７、１８を任意の電子部品１０に正確に位置合わせして吸着することができる。
【００１８】
第２の部品認識カメラ２３は、ウェハシート９から電子部品１０をピックアップした第１の実装ヘッド１３が基板２に移動する際の移動経路の途中に配設されている。第２の部品認識カメラ２３は、電子部品実装装置１に対して固定されており、その上方を通過する第１の実装ヘッド１３にピックアップされた電子部品１０を下方から撮像する。これにより、各ノズル１７、１８の中心軸に対する電子部品１０の位置ずれ量が認識される。この認識された位置ずれ量は、電子部品１０を基板２の実装箇所に実装する際に補正される。また、第３の部品認識カメラ２４は、第２の実装ヘッド１４の移動経路の途中に配設されており、第２の部品認識カメラ２３と同様の機能を備えている。
【００１９】
次に、電子部品実装装置における加熱動作に関する制御系の構成について、図３を参照して説明する。基板センサ６は、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに対応して設け
られており、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された基板を検知し、検知信号を加熱動作制御部３０に送信する。基板加熱ステージ７は、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに対応して設けられており、加熱動作制御部３０により発熱状態もしくは非発熱状態の何れかの状態に維持される。基板加熱ステージ昇降機構８は、各基板加熱ステージ７に対応して設けられており、加熱動作制御部３０から加熱開始指令を受信すると、基板加熱ステージ７を上昇させて基板２の下面に接触させる。加熱動作制御部３０から加熱中断もしくは停止指令を受信するか、予め設定された加熱時間を経過すると、基板加熱ステージ７を下降させて基板２の下面から離反させる。なお、基板加熱ステージ７は発熱の開始から一定の温度に到達するまで時間を要するので、電子部品実装装置１の稼働中は常時発熱状態に維持されている。
【００２０】
同図において、加熱モード記憶部３１は、加熱動作における加熱開始のタイミングに関する複数の加熱モードを記憶する。このうち第１の加熱モードは、電子部品実装装置１に搬入された基板２が各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された時点から加熱を開始する加熱モードであり、加熱動作制御部３０は、基板センサ６から検知信号を受信すると、間断なく基板加熱ステージ昇降機構８に基板加熱指令を送信する。第２の加熱モードは、電子部品実装装置１に搬入された基板２が、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された後、電子部品を実装する時点から加熱を開始する加熱モードである。第２の加熱モードでは、加熱動作制御部３０は、基板センサ６から検知信号を受信しても基板加熱ステージ昇降機構８に基板加熱指令を送信することはなく、例えば、第１の実装ヘッド１３による実装対象が第１の基板保持箇所４ａに保持された基板２から第１の基板保持箇所３ａに移行したとき、すなわち、次の実装対象となる基板２に電子部品１０を実装する前段階での動作がおこなわれたときに基板加熱指令を送信する。なお、電子部品実装装置１における実装動作は、実装動作制御部２４により制御され、電子部品実装装置１に設けられた各駆動部の動作信号や電子部品実装装置１において発生したエラー停止信号は、実装動作制御部２４から加熱動作制御部３０に送信される。
【００２１】
加熱動作における加熱モードは、加熱モード変更部３２により第１の加熱モードまたは第２の加熱モードの何れかを選択することが可能である。第１の加熱モードを選択すると、基板２が基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された時点から加熱が開始されるので、いつでも電子部品１０を実装できる接着状態が維持される。従って、電子部品１０を基板２に実装するために要する時間は、実装ヘッド１３、１４がウェハシート９から電子部品１０をピックアップして基板２に実装する動作を繰り返すために必要な時間のみによって確定され、樹脂接着剤を接着状態にするための時間を考慮する必要がなくなる。これにより、単位時間当たりの電子部品の実装数が増加し、生産効率の向上を図ることができる。
【００２２】
一方、第２の加熱モードを選択すると、電子部品１０を実装する前段階での動作が行われてから加熱を開始するので、実装ヘッド１３、１４の動作のタイミングによっては樹脂接着剤が接着状態となるまでの待機時間が発生する場合がある。しかしながら、樹脂接着剤は、必要以上に加熱すると変質して接着力が低下するという性質があるため、加熱を開始してから長時間を経過した基板２に電子部品１０を実装すると、所望の接着力が発揮されずに実装品質が低下するという問題がある。特に、電子部品実装装置１のように、１つの実装ヘッド１３、１４で複数の基板２に対して実装を行う装置の場合、１つの基板２に対して実装を行っているときには他の基板２は実装を待機した状態にあるため、待機時間が長くなるにつれ加熱時間が長くなってしまう。このような場合に、第２の実装モードであれば、ある基板２に実装を行う前段階で初めて加熱を開始するので、基板２の過剰な加熱を抑制することができ、実装品質の低下を防止することができる。
【００２３】
電子部品実装装置１においては、電子部品１０の実装に関する純粋な生産動作の他に、
メンテナンスや部品交換動作、カメラキャリブレーション動作、実装荷重確認動作、エラー解決動作等が行われることがある。これらの純粋な生産動作以外の動作が行われると実装動作を一時的に中断させることになる。従って、実装動作を中断させる要因となる動作を予め特定動作として特定動作登録部３３に登録し、電子部品実装装置１において特定動作が行われると、基板２の加熱を中断する制御を行うことで、実装動作中断の際の過剰な加熱を抑制することができる。
【００２４】
例えば、部品切れや品種交換の際のウェハシート９の交換を行うときは、実装ヘッド１３、１４の動作を停止させる必要があるので、生産が一時的に停止する。従って、基板２の加熱中に特定動作登録部３３に登録されたウェハシート交換動作が行われると、特定動作検知部３４から特定動作検知信号が加熱動作制御部３０に送信され、特定動作検知部３４から特定動作検知信号を受信した加熱動作制御部３０は、基板加熱ステージ昇降機構８に基板加熱中断指令を送信する。基板加熱中断指令を受信した基板加熱ステージ昇降機構８は、基板加熱ステージ７を下降させ、基板２の下面から離反させる。ウェハシート交換動作が終了すると、基板加熱ステージ７を上昇させ、基板２の加熱を再開する。これにより、ウェハシート９の交換動作等の特定動作が行われている間は、基板２の加熱が中断されるので、基板２の過剰な加熱が抑制され、実装品質の低下を防止することができる。
【００２５】
特定動作継続時間測定部３５は、特定動作登録部３３に登録された特定動作が開始された時点からの経過時間を計測する。特定動作継続許容時間記憶部３６には、特定動作登録部３３に登録された特定動作毎に許容する継続時間を予め記憶させている。特定動作継続時間測定部３５による継続時間測定値は、加熱動作制御部３０に送信され、特定動作継続許容時間記憶部３６に記憶された許容時間と比較される。継続時間測定値が許容時間を超えると、加熱動作制御部３０から基板加熱ステージ昇降機構８に基板加熱中断指令を送信し、基板２の加熱を中断する。
【００２６】
許容時間をゼロに設定した場合、特定動作検知部３４から特定動作検知信号を受信した時点で、加熱動作制御部３０は基板加熱ステージ昇降機構８に基板加熱中断指令を送信する。また、設定した許容時間に到達しないまま特定動作が終了すると、加熱動作制御部３０からは基板加熱中断指令が送信されず、基板２の加熱は中断されないことになる。実装品質の低下を防止する観点からは、許容時間をゼロに近い値に設定することが望ましいが、反面、加熱動作の中断が頻発することになり生産効率の観点からは好ましくない。逆に、許容時間を長めに設定すると、加熱が中断される回数は減少するが、過剰加熱となる問題が発生する。従って、電子部品実装装置１において想定される特定動作の発生率や特定動作継続時間等を勘案し、生産に求められる品質と効率のバランスの観点から、望ましくは特定動作毎に、任意の許容時間を設定する。
【００２７】
例えば、電子部品電子部品実装装置１は複数の駆動部により構成されているため、各駆動部の動作不良によるエラー停止が発生することも想定されるが、エラーの内容によっては即時に解決できるものもある。従って、解決に時間を要するエラー停止の場合にのみ加熱を中断し、その他のエラー停止に関しては加熱を中断しないように許容時間を設定することで、品質と効率のバランスを保つようにしてもよい。
【００２８】
次に、電子部品実装装置における基板加熱動作について、図４を参照して説明する。同図は、基板保持箇所に保持された基板に対する加熱状況を時系列で表したグラフである。時間ｔ１において、基板が基板保持箇所に保持される。第１の加熱モードを選択している場合には、時間ｔ１において基板が基板保持箇所に保持された時点から加熱が開始されるが、第２の加熱モードを選択している場合には、実装動作が開始する時間ｔ２から加熱動作が開始される（図４は第２の加熱モードを選択している場合の加熱状況を示している）。加熱開始後、時間ｔ３においてウェハシートの交換が行われると、ウェハシート交換動
作は特定動作として登録されているので、交換中は基板の加熱が中断される。なお、ウェハシート交換に関する許容時間はゼロに設定されているので、交換が開始した時点から基板の加熱が中断されている。時間ｔ４においてウェハシートの交換を終えると、基板の加熱が再開される。時間ｔ５から時間ｔ６の間でエラーが発生しているが、エラー停止時間Ｔ１が許容時間Ｔ３を超えていないため、加熱の中断は行われない。一方、時間ｔ７から時間ｔ９の間で発生したエラーにおいては、エラー停止時間Ｔ２が許容時間Ｔ３を超えているので、時間ｔ８において許容時間Ｔ３を経過した時点からエラーが解決した時間ｔ９まで加熱が中断される。
【００２９】
このように、電子部品実装装置における基板の加熱動作を制御し、状況に応じて中断させることで、基板の過剰な加熱が抑制され、実装品質の低下を防止することができる。加熱動作を中断するタイミング等の条件は、生産に求められる品質と効率のバランスの観点から任意に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明によれば、加熱中の基板を待機させる特定動作が開始されると、加熱を中断して基板の過剰加熱を抑制するという利点があるので、電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図
【図３】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成図
【図４】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の基板加熱動作を時系列で示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１  電子部品実装装置
２  基板
３、４  搬送レール
７  基板加熱ステージ
９  ウェハシート
１０  電子部品
１３  第１の実装ヘッド
１４  第２の実装ヘッド
３０  加熱動作制御部
３２  加熱モード変更部
３３  特定動作登録部
３４  特定動作検知部
【図１】
2008041683.tif 000003
【図２】
2008041683.tif 000004
【図３】
2008041683.tif 000005
【図４】
2008041683.tif 000006