(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーム半田をプリント基板に印刷するスクリーン印刷装置と、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装装置と、スクリーン印刷装置と電子部品実装装置の間に配設されてプリント基板に電子部品を接着するためのボンドを塗布するボンド塗布装置とを含む電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記ボンド塗布装置はプリント基板にボンドを塗布するボンド塗布器と、プリント基板の位置認識マークおよびプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備え、前記移動テーブルはＸテーブルおよびＹテーブルより成り、前記ＹテーブルにＺテーブルが結合され、前記Ｚテーブルにボンド塗布器とカメラとレーザ変位計が設けられており、前記ボンド塗布装置において、前記移動テーブルを駆動して前記カメラ及び前記レーザ変位計を前記移動テーブルにより前記プリント基板上を移動させることにより、前記スクリーン印刷装置によって前記プリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するとともにクリーム半田の高さを求めて印刷後検査を行い、クリーム半田の印刷後検査及び前記ボンド塗布装置によるボンド塗布が終了したならば、前記プリント基板を電子部品実装装置へ送ることを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装システムは一般にプリント基板にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷装置、プリント基板にボンドを塗布するボンド塗布装置、電子部品実装装置およびリフロー装置をプリント基板の流れ方向に配置して構成される。電子部品実装の最初の工程であるクリーム半田の印刷後には、印刷状態の良否を検査するための印刷後検査が行われる。従来この印刷後検査は検査機能が付属したスクリーン印刷装置を用いて行うか、または単独のインライン型検査装置をボンド塗布装置との間に設置して行うかのいずれかの方法で行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品実装システムの印刷後検査には、以下のような問題点があった。まず検査機能が付属したスクリーン印刷装置を用いる方法では、印刷後検査を行っている間はスクリーン印刷を行うことができないため、印刷後検査に必要な時間分スクリーン印刷装置のタクトタイムが増加することとなっていた。また単独のインライン型検査装置を追加して使用する場合には、追加される検査装置の分だけ電子部品実装ラインの装置占有面積が増大するとともに、装置コストの上昇を招いていた。
【０００４】
ところで、一般に電子部品実装システム中でのボンド塗布装置の稼働率は低い。これは、プリント基板にクリーム半田が印刷される場合には、当該プリント基板にはボンド塗布が行われない場合が多いためである。したがってプリント基板へのクリーム印刷および印刷後検査が行われている間、ボンド塗布装置は稼働していない遊休状態にあることが多く、ボンド塗布装置の装置稼働率が低いという問題があった。
【０００５】
このように従来の電子部品実装システムには、印刷後検査においてはスクリーン印刷装置で印刷後検査を行うことによるタクトタイムの増加や、単独の検査装置導入によるコストアップ、またボンド塗布装置においては装置稼働率が低いという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、スクリーン印刷装置で印刷後検査を行うことによるタクトタイムの増加やコストアップがない電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クリーム半田をプリント基板に印刷するスクリーン印刷装置と、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装装置と、スクリーン印刷装置と電子部品実装装置の間に配設されてプリント基板に電子部品を接着するためのボンドを塗布するボンド塗布装置とを含む電子部品実装システムによる電子部品実装方法であって、前記ボンド塗布装置はプリント基板にボンドを塗布するボンド塗布器と、プリント基板の位置認識マークおよびプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備え、前記移動テーブルはＸテーブルおよびＹテーブルより成り、前記ＹテーブルにＺテーブルが結合され、前記Ｚテーブルにボンド塗布器とカメラとレーザ変位計が設けられており、前記ボンド塗布装置において、前記移動テーブルを駆動して前記カメラ及び前記レーザ変位計を前記移動テーブルにより前記プリント基板上を移動させることにより、前記スクリーン印刷装置によって前記プリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するとともにクリーム半田の高さを求めて印刷後検査を行い、クリーム半田の印刷後検査及び前記ボンド塗布装置によるボンド塗布が終了したならば、前記プリント基板を電子部品実装装置へ送る。
【０００９】
本発明によれば、電子部品実装システムを構成するボンド塗布装置にプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備えることにより、スクリーン印刷装置によってクリーム半田を印刷した後の検査を、遊休状態にあることが多いボンド塗布装置によって行い、これにより電子部品実装システム全体の稼動効率を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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レイアウト図、図２は同ボンド塗布装置の斜視図、図３は同ボンド塗布装置の塗布ヘッドおよび検査部の部分断面図である。
【００１１】
まず図１を参照して電子部品実装システムについて説明する。図１において、電子部品実装システム１はスクリーン印刷装置２、ボンド塗布装置３、電子部品実装装置４およびリフロー装置５より構成されている。電子部品が実装されるプリント基板はスクリーン印刷装置２に供給され、矢印ａ方向に順次送られて、リフロー装置５より取出される。スクリーン印刷装置２は、プリント基板の電極上に電子部品を半田付けするためのクリーム半田をスクリーン印刷により塗布する。
【００１２】
スクリーン印刷装置２と電子部品実装装置４の間に配設されるボンド塗布装置３では、プリント基板上に電子部品を接着するためのボンドが塗布される。電子部品実装装置４では、クリーム半田やボンドが塗布されたプリント基板上に多数の電子部品を実装する。電子部品実装後のプリント基板はリフロー装置５に送られ、加熱されることによりクリーム半田が溶融し、電子部品をプリント基板の電極に半田付けする。
【００１３】
上述のように、電子部品をプリント基板に実装する前には、プリント基板上にクリーム半田の塗布およびボンドの塗布が行われるが、クリーム半田が塗布されたプリント基板に更にボンドの塗布を行うことはまれであり、一般にはクリーム半田またはボンドのいずれかが塗布される。したがって、従来はクリーム半田の塗布のみを行うプリント基板を対象とする場合には、ボンド塗布装置３は実質的に稼働せず、プリント基板は単にボンド塗布装置３を通過するのみとなっていた。
【００１４】
次に図２を参照してボンド塗布装置について説明する。図２において、テーブル１０上にはプリント基板１１が載置されている。プリント基板１１の上面には、位置認識用のマーク１２が設けられている。またテーブル１０の上方には移動テーブル１３が配設されている。移動テーブル１３はＸ軸モータ１５を備えたＸテーブル１４およびＹ軸モータ１７を備えたＹテーブル１６より成る。移動テーブル１３を駆動することにより、塗布ヘッド２０および検査部３０はプリント基板１１に対して相対的に水平移動する。
【００１５】
Ｙテーブル１６にはＺテーブル１８が結合されている。Ｚテーブル１８には塗布ヘッド２０が装着されており、Ｚテーブル１８の上下動手段１９を駆動することにより、塗布ヘッド２０はプリント基板１１上で上下動する。
【００１６】
次に図３を参照して塗布ヘッド２０および検査部３０について説明する。塗布ヘッド２０のプレート２３にはボンド塗布器であるシリンジ２４が交換自在に装着されている。シリンジ２４内にはボンド２６が貯溜されており、シリンジ２４はチューブ２７を介して加圧手段２２（図２）と接続されている。加圧手段２２に付設されたバルブ２１（図２）を開くことにより、シリンジ２４内には気体圧が付与され、シリンジ２４内のボンド２６はノズル２５の下端部より吐出される。したがって、移動テーブル１３を駆動してシリンジ２４のノズル２５をプリント基板１１上のボンド塗布点に位置決めし、上下動手段１９を駆動して塗布ヘッド２０を下降させることにより、プリント基板１１上面にはノズル２５の下端部から吐出されたボンド２６が塗布される。
【００１７】
次に検査部３０について説明する。Ｚテーブル１８の側面には検査部３０が設けられている。検査部３０のプレート３１にはカメラ２８が装着されている。カメラ２８はプリント基板１１の位置認識用マーク１２を認識するとともに、プリント基板１１上にスクリーン印刷装置２によって印刷されたクリーム半田３０の平面画像を撮像する。撮像データは図示しない画像処理部に送られて画像処理され、クリーム半田の印刷品質の所定項目について合否判定基準に基づいて合否判定される。
【００１８】
カメラ２８と並んで高さ計測器であるレーザ変位計２９が装着されている。レーザ変位計２９は、プリント基板１１上にスクリーン印刷装置２によって印刷されたクリーム半田３２の上面までの距離を計測することにより、プリント基板１１上でのクリーム半田３２の高さを計測する。このレーザ変位計２９はプレート３１に着脱自在となっており、クリーム半田３２の高さ計測が必要な場合にのみ、検査部３０に装着される。
【００１９】
このように、ボンド塗布装置３のＺテーブル１８にカメラ２８およびレーザ変位計２９を備えた検査部３０を設けることにより、ボンド塗布装置３に印刷後検査機能を持たせることができる。ここで、カメラ２８およびレーザ変位計２９のプリント基板１１に対する位置決め動作は、同様にシリンジ２４を水平移動させる移動テーブル１３によって行うことができる。すなわち、ボンド塗布装置３に備えられている既存の機構を利用し、装置占有面積を増加させることなくコスト効率のよい印刷後検査機能を実現することができる。
【００２０】
この電子部品実装システムおよびボンド塗布装置は上記のように構成され、以下動作について説明する。まず図１においてプリント基板１１がスクリーン印刷装置２に供給され、ここでプリント基板１１の電子部品搭載位置にクリーム半田３２が印刷される。その後プリント基板１１は隣接するボンド塗布装置に搬送され、ここでクリーム半田３２の印刷後検査およびボンド塗布が行われる。前述のように、クリーム半田３２が印刷されたプリント基板１１に対してはボンド塗布を要しない場合が多いため、ここでのボンド塗布は限定された場合のみとなる。
【００２１】
図２において、プリント基板１１は搬送されてテーブル１０上に載置される。次いで移動テーブル１３を駆動して塗布ヘッド２０をプリント基板１１上に移動させる。そしてプリント基板１１の上面の位置認識マーク１２をカメラ２８によって撮像することによりプリント基板１の位置を認識する。次にこの位置認識結果に基づき、カメラ２８をプリント基板１１上に印刷されたクリーム半田３２上に位置させ、クリーム半田３２の平面画像を撮像する。
【００２２】
この撮像データは画像処理部にて画像処理され、合否判定基準に従って合否判定される。またクリーム半田３２の高さ検査が必要な場合には、クリーム半田３２上にレーザ変位計２９を位置させ、クリーム半田３２の表面にレーザを照射して反射光を受光し、クリーム半田３２の表面とレーザ変位計２９の距離を測定する。これによりプリント基板１１上でのクリーム半田３２の高さを求め、計測結果は合否判定基準に従って合否判定される。
【００２３】
クリーム半田３２の印刷後検査および必要なボンド塗布を終えたプリント基板１１は電子部品実装装置４に送られ、ここでプリント基板１１上に塗布されたクリーム半田３２、ボンド２６上に電子部品が搭載される。この後電子部品が搭載されたプリント基板１１はリフロー装置５に送られ、クリーム半田３２を加熱して半田付けを行うことにより、プリント基板１１への電子部品の実装が完了する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品実装システムを構成するボンド塗布装置にプリント基板に印刷されたクリーム半田の平面画像を撮像するカメラ及びこのクリーム半田の高さを計測するレーザ変位計と、ボンド塗布器とカメラとレーザ変位計をプリント基板に対して水平移動させる移動テーブルとを備えるようにしたので、クリーム半田の印刷後の検査を電子部品実装システムを構成するボンド塗布装置によって行うことができる。これにより、ボンド塗布装置の遊休時間を有効に利用してボンド塗布装置自体の装置稼働率を向上させることができるとともに、スクリーン印刷装置は印刷検査を行わないのでスクリーン印刷装置のタクトタイムが増加することなく、したがって電子部品実装システム全体の生産性を向上させることができる。
【００２５】
また移動テーブルなどボンド塗布装置の既存の機構を利用して印刷後検査を行うことができるので、単独の検査装置を用いる場合と比較して装置占有面積の増大の必要がなく、最小限の追加設備コストのみで電子部品実装システム全体として効率のよいクリーム半田の印刷後検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装システムのレイアウト図
【図２】本発明の一実施の形態のボンド塗布装置の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態のボンド塗布装置の塗布ヘッドおよび検査部の部分断面図
【符号の説明】
１  電子部品実装システム
２  スクリーン印刷装置
３  ボンド塗布装置
４  電子部品実装装置
５  リフロー装置
１１  プリント基板
１２  位置認識マーク
１３  移動テーブル
１８  Ｚテーブル
２０  塗布ヘッド
２４  シリンジ
２６  ボンド
２８  カメラ
２９  レーザ変位計
３０  検査部
３２  クリーム半田
【図１】
0004030631.tif 000002
【図２】
0004030631.tif 000003
【図３】
0004030631.tif 000004