(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに吸着した電子部品を基板の電極に印刷された半田に搭載する電子部品搭載装置と、電子部品の押し込みによって側方に押し出された半田の表面の高さを計測する三次元計測器と、この三次元計測器から送られてきた半田表面の三次元データに基づいて押し出された半田の体積を算出する情報処理装置と、リフロー時に半田ブリッジが発生しない限界を定めた体積データを記憶する記憶部と、前記情報処理装置によって算出された体積と前記記憶部に記憶された体積データとを比較し、リフロー時に半田ブリッジが発生するかどうかを評価する制御装置とを備え、前記記憶部には基板上で隣接する電子部品間の距離に応じて異なる複数の前記体積データが記憶されていることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記算出された半田の体積に基づいて電子部品の半田への押し込み量を補正する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田を用いて電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装する場合、基板表面の電極が形成されたランド部に半田を供給し、これに電子部品を搭載した後に加熱して半田付けを行っている。同一の基板に同一パターンで半田を印刷する場合にはスクリーン印刷が広く用いられている。スクリーン印刷は電極と対応する位置が開口された所定の厚さを有するマスクを用いた印刷方法であり、基板に被せたマスク上でクリーム半田をスキージングすることで電極に一定量のクリーム半田を印刷する。電子部品はクリーム半田に一定量押し込まれた状態で搭載されるので、この押し込み量に相当する量のクリーム半田が電子部品の側方に押し出されることになる。近年、電子部品の小型化に伴って電極の狭ピッチ化が進展し、これに印刷された半田同士が極めて近接した状態になっているため、リフロー時に半田ブリッジが発生し易くなっている。半田ブリッジの発生を抑えるためには、電子部品の搭載時に厳密な高さ管理を行ってクリーム半田の押し込み量を必要最小限に止め、押し出し量をできるだけ抑える必要がある。電子部品の高さ管理は電子部品を吸着するノズルの下端の高さ、すなわち電子部品の上端の高さを基準としているため、電子部品の厚みが均一でなければ上端の高さをいくら厳密に管理しても押し込み量にばらつきが生じることになる。このようなばらつきを解消するため、従来、クリーム半田に搭載する前段階で電子部品の厚みを計測し、計測結果を高さ管理に反映することで押し込み量を補正することが行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１９６８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子部品の厚みに基づいて電子部品の押し込み量の補正を行うことで、電子部品の側方への半田の押し出し量が適正化され、結果として半田ブリッジの発生を抑制することが可能になるが、この方法では、何らかの理由によって半田の押し出し量が過大になった場合にそれを確認する手立てがなく、この場合は依然として半田ブリッジの発生を招く可能性が残る。
【０００４】
本発明は、実際に電子部品の側方へ押し出された半田の体積に基づいてリフロー時に半田ブリッジが発生するか否かを評価する電子部品実装装置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に記載の電子部品実装装置は、ノズルに吸着した電子部品を基板の電極に印刷された半田に搭載する電子部品搭載装置と、電子部品の押し込みによって側方に押し出された半田の表面の高さを計測する三次元計測器と、この三次元計測器から送られてきた半田表面の三次元データに基づいて押し出された半田の体積を算出する情報処理装置と、リフロー時に半田ブリッジが発生しない限界を定めた体積データを記憶する記憶部と、前記情報処理装置によって算出された体積と前記記憶部に記憶された体積データとを比較し、リフロー時に半田ブリッジが発生するかどうかを評価する制御装置とを備え、前記記憶部には基板上で隣接する電子部品間の距離に応じて異なる複数の前記体積データが記憶されている。
【０００９】
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であって、前記制御装置は、前記算出された半田の体積に基づいて電子部品の半田への押し込み量を補正する機能を備えた。
【発明の効果】
【００１０】
半田ブリッジが発生するか否かの評価において、電子部品の搭載時に電子部品の側方へ押し出された半田の体積を実際に測定するので、個別の実情に応じた精度の高い評価が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の構成を示したブロック図、図２は電子部品が一定量押し込まれた状態の半田の形状を示す側面図である。
【００１２】
図１において、電子部品搭載装置１はノズル２に吸着した電子部品３をＸＹＺ座標管理によって任意の位置に位置決め制御する機能を備える。電子部品３が搭載される基板４には電極５に半田６が印刷されており、電子部品搭載装置１はＸＹ座標管理に基づいた制御によって電子部品３を半田６の印刷箇所の鉛直上方（図中点線で示す）に位置決めし、Ｚ座標管理に基づいた制御によって電子部品３を半田６に一定量押し込んだ状態で基板４に搭載する。
【００１３】
図２は電子部品が一定量押し込まれた状態の半田６の形状を示す側面図である。基板４上には電極５が隣接して形成されており、この電極５上にスクリーン印刷によって半田６、６１が印刷されている。電子部品３、３１はそれぞれ半田６、６１に上方から押し込まれた状態で基板４上に隣接して搭載されている。
【００１４】
（ａ）は、電子部品３、３１と半田６、６１がそれぞれ適正な高さ（厚み）にある場合を示している。半田６、６１は上方から電子部品３、３１が押し込まれた量の分だけ電子部品３、３１の側方に押し出される。押し出される半田量は、電子部品３、３１の押し込み量もしくは半田６、６１の高さ（厚み）が大きいほど大きくなる。
【００１５】
（ａ）では電子部品３、３１、半田６、６１とも適正な高さにあるので、押し出し量も適正な範囲に収まり、隣り合う半田６、６１のクリアランスが広く保たれた状態となっている。これに対し（ｂ）は半田６、６１が適正値より高く（厚く）印刷されている場合を示しており、（ａ）に比べて押し出し量が大きく、隣り合う半田６、６１のクリアランスが十分に保たれていない状態となっている。また、一般に電子部品３、３１はその上端位置、すなわちノズル２の下端位置においてＺ座標管理されているため、一定のＺ座標管理がなされている場合であっても高さ（厚み）方向にばらつきがあると半田への押し込み量にも同様のばらつきが生じる。（ｃ）は電子部品３、３１が適正値より高い（厚い）場合を示しており、（ａ）の場合と同様のＺ座標管理を行って搭載した場合であっても押し込み量は増大し、これに伴い押し出し量も大きくなり、隣り合う半田６、６１のクリアラン
スが十分に保たれていない状態となっている。隣り合う半田６、６１のクリアランスが十分に保たれていない場合、リフロー時に溶融した半田６、６１がブリッジを形成し、電子部品３、３１間で電気的な短絡が生じてしまう。
【００１６】
三次元計測器７は電子部品３、３１の押し込みによって側方に押し出された半田の表面に光を走査させ、反射光を受光した位置に応じて測点の高さ（Ｚ座標値）を計測する機能を備える。計測された各測点の高さ（Ｚ座標値）データは予め設定された各測点の水平位置（ＸＹ座標値）とともに半田表面の三次元データを構成し、情報処理装置８に送られる。情報処理装置８は送られてきた半田表面の三次元データに基づいて体積を算出する機能を備える。
【００１７】
電子部品３、３１の側方に押し出された半田は、リフロー時に液状化することで水平方向に流れ出すとともに表面張力によって電子部品３、３１の側面に沿って鉛直方向にせりあがる。そのため、リフロー時に半田ブリッジが発生するかどうかは単純にリフロー前の両者の距離によって決まるのではなく、電子部品３、３１の側方に押し出された半田の体積による部分が大きいと考えられる。
【００１８】
制御装置９はリフロー時に半田ブリッジが発生するかどうかを評価する機能を備える。この評価は情報処理装置８によって算出された半田の体積に基づいて行い、予め評価の基準となる体積データが記憶部１０に記憶されている。この体積データはリフロー時に半田ブリッジが発生しない限界を定めたものである。制御装置９は情報処理装置８によって算出された体積と記憶部１０に記憶された体積データとを比較し、比較の結果を表示装置１１に表示する。記憶部１０には基板４上で隣接する電子部品３、３１間の距離に応じて異なる複数の体積データが記憶されており、制御装置９は電子部品３、３１間の距離に対応する体積データを用いて評価を行う。
【００１９】
さらに制御装置９は情報処理装置８によって算出された体積に基づいて電子部品の搭載の際の半田への押し込み量を補正する機能を備える。図２（ｂ）、（ｃ）に示したように、電子部品の半田への押し込み量が大きいと電子部品の側方への押し出し量も大きくなってブリッジを形成しやすくなる。この対策としては、半田の印刷精度を高めて印刷高さ（厚さ）が適正値となるようにしたり、電子部品の検査精度を高めて適正値の高さ（厚さ）の電子部品を選別して用いたりするなどの方法がある。これらの方法とは別に、もしくは同時に、電子部品搭載装置１が行う電子部品の押し込みの際の押し込み量を減ずる補正を行う対策を採ることもできる。この場合、制御装置９は体積に基づいて電子部品搭載装置１のＺ座標管理に基づいた押し込み量を隣り合う半田６、６１がブリッジを形成しない程度にまで減ずる補正を行う。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は電子部品を基板に半田付けする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構成を示したブロック図
【図２】電子部品が一定量押し込まれた状態の半田の形状を示す側面図
【符号の説明】
【００２２】
１  電子部品搭載装置
３、３１  電子部品
４  基板
５  電極
６、６１  半田
７  三次元計測器
８  情報処理装置
９  制御装置
【図１】
0005018616.tif 000002
【図２】
0005018616.tif 000003