电子元件安装系统及电子元件安装方法
电子元件安装系统及电子元件安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将电子元件向基板安装的电子元件安装系统及电子元件安装方法。
【背景技术】
[0002]将电子元件通过焊料接合而安装于基板来制造安装基板的电子元件安装系统将焊料印刷装置、电子元件搭载装置、回流焊装置等多个电子元件安装用装置连结而构成。在这样的电子元件安装系统中，已知有以防止基板上焊料相对于焊料接合用所形成的电极的印刷位置错动引起而产生的安装不良为目的，将实际计测焊料印刷位置而取得的焊料位置信息对于后续工序进行前馈的位置校正技术(例如参照专利文献1)。
[0003]在专利文献1所示的例子中，在印刷装置与电子元件搭载装置之间配置印刷检查装置而检测印刷位置错动，对后续工序的电子元件搭载装置传递用于使印刷位置错动的影响为最小限度的搭载位置的校正信息。由此，利用在元件搭载后的回流焊过程中通过熔融焊料的表面张力而将电子元件相对于电极拉近的所谓自调整效果，能够缓和印刷位置错动的影响，能够确保安装基板制造过程中的安装品质。
[0004]【在先技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献1】日本国特开2003-229699号公报
【发明内容】
[0007]【发明要解决的课题】
[0008]然而，上述的自调整效果并不是无论对于哪个种类的电子元件都一律发挥作用，而是根据电极形状、元件的尺寸、质量以及使用的焊料的性状等的不同，作用的程度也不同。例如在质量大的大型元件中，利用由表面张力产生的吸引力的话，无法使电子元件移动，无法得到充分的效果。而且，在电子元件的平面形状或配置为非对称的情况下，在焊料熔融时，使电子元件旋转的非对称的吸引力发挥作用，难以得到所期望的调整效果。
[0009]然而，在包含上述的专利文献例的现有技术中，在应用以焊料印刷位置为基准的搭载位置校正时，无论电极、电子元件的种类如何都一律地应用。因此，在同一基板中由于电子元件的种类的不同，有时因应用位置校正反而会导致焊料接合过程中的接合不良。这样，在现有技术的电子元件安装中，存在以焊料印刷位置为基准的搭载位置校正的应用方法未必适当而有时无法得到所期望的接合品质改善效果这样的课题。
[0010]因此，本发明目的在于提供一种适当地应用以焊料印刷位置为基准的搭载位置校正，而通过简便的方法能够得到所期望的接合品质改善效果的电子元件安装系统及电子元件安装方法。
[0011]【用于解决课题的方案】
[0012]本发明的电子元件安装系统通过将多个电子元件安装用装置连结而构成，向基板安装电子元件来制造安装基板，其中，具备:印刷装置，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记；电子元件安装装置，将印刷有所述焊料的基板定位，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载；及安装信息存储部，存储对所述电子元件安装装置的安装动作的执行方式进行规定的安装信息，所述安装信息包含对每个电子元件预先设定第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式的安装模式信息，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述电子元件安装装置参照所述安装信息而根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式将电子元件向基板安装。
[0013]本发明的电子元件安装方法通过将多个电子元件安装用装置连结而构成的电子元件安装系统，向基板安装电子元件来制造安装基板，其特征在于，包括:印刷工序，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记；位置错动量计算工序，算出所述电极的位置与印刷后的焊料的位置之间的位置错动量；及电子元件安装工序，将印刷有所述焊料的基板定位，参照作为规定安装动作的执行方式的信息而预先存储的安装信息，根据该安装信息中对每个电子元件预先设定的安装模式，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载，所述安装模式是第一安装模式及第二安装模式中的任一方，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件。
[0014]【发明效果】
[0015]根据本发明，对每个电子元件预先设定第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式，所述第一安装模式基于基板位置检测用的第一识别标记的识别结果，不考虑焊料的位置错动而安装电子元件，所述第二安装模式基于作为焊料位置错动检测用而印刷焊料形成的第二识别标记的识别结果，考虑焊料的位置错动而校正安装位置，在元件安装作业中，根据对每个电子元件预先设定的安装模式，将电子元件向基板安装，由此，能够不进行焊料位置检测用的焊料检查，而根据电子元件的特性适当地应用安装位置校正，能够得到所期望的接合品质改善效果。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施方式1的电子元件安装系统的结构的框图。
[0017]图2是表示本发明的实施方式1的印刷装置的结构的框图。
[0018]图3(a)?(c)是本发明的实施方式1的印刷装置的基板和掩膜板的说明图。
[0019]图4是表示本发明的实施方式1的电子元件安装装置的结构的框图。
[0020]图5(a)、(b)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的标记识别的说明图。
[0021]图6是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的安装信息的结构说明图。
[0022]图7(a)、(b)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的安装模式信息的结构说明图。
[0023]图8(a)?(c)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的第一安装模式的说明图。
[0024]图9(a)?(c)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的第二安装模式的说明图。
[0025]图10(a)、(b)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的第一安装模式的应用选择信息的说明图。
[0026]图11是表示本发明的实施方式1的电子元件安装系统的控制系统的结构的框图。
[0027]图12是本发明的实施方式1的电子元件安装系统的电子元件安装处理的流程图。
[0028]图13(a)、(b)是本发明的实施方式2的电子元件安装系统的结构及安装模式信息的说明图。
【具体实施方式】
[0029](实施方式1)
[0030]首先，参照图1，说明实施方式1的电子元件安装系统。在图1中，电子元件安装系统1具有向基板安装电子元件来制造安装基板的功能，将多个电子元件安装用装置即印刷装置Ml、电子元件安装装置M2?M4的各装置连结而成的电子元件安装线通过通信网络2连接，成为通过管理计算机3对整体进行控制的结构。
[0031]印刷装置Ml向形成于基板的电子元件接合用的电极丝网印刷糊剂状的焊料。电子元件安装装置M2?M4通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，向印刷有焊料的基板的安装位置进行移送搭载。然后，元件安装后的基板向回流焊工序输送，将安装于基板的电子元件焊料接合于基板，由此来制造安装基板。
[0032]接着，说明各装置的结构。首先，参照图2、图3(a)?(c)，说明印刷装置Ml的结构及功能。在图2中，在定位台10上配置基板保持部11。基板保持部11通过夹钳11a从两侧夹入而保持基板4。通过台驱动部14对定位台10进行驱动，由此基板4相对于掩膜板12沿水平方向及垂直方向相对移动，被定位在印刷位置。
[0033]如图3(a)所示，在基板4上，与元件接合用的多个电极6 —起形成位于对角的一对第一识别标记4a、4b，张设于掩膜框12a的掩膜板12位于基板保持部11的上方。如图3(b)所示，在掩膜板12中的与基板4对应的印刷范围12b内 ，形成与电极6的形状?配置对应的掩膜图案(图示省略)，在印刷范围12b的对角位置上与基板4的第一识别标记4a、4b的位置对应地形成图案孔12c、12d。
[0034]在掩膜板12的上方配置刮刀部13。刮刀部13包括:使刮刀13c相对于掩膜板12升降并以规定按压力按压掩膜板12的升降按压机构13b、使刮刀13c水平移动的刮刀移动机构13a。升降按压机构13b、刮刀移动机构13a由刮刀驱动部15驱动。在使基板4与掩膜板12的下表面抵接的状态下，使刮刀13c沿着供给焊料5的掩膜板12的表面以规定速度水平移动，由此将焊料5经由图案孔印刷在基板4的上表面。
[0035]通过该印刷动作，在预先形成有第一识别标记的基板4的上表面，向元件接合用的电极6印刷电子元件接合用的焊料5，并且如图3(c)所示，经由图案孔12c、12d在第一识别标记4a、4b印刷作为第二识别标记的焊料标记5m。此时，第一识别标记4a、4b的位置与被印刷的焊料5的位置未必非要准确地一致，根据基板4与掩膜板12的位置对合误差而产生位置错动。
[0036]该印刷动作通过利用印刷控制部17控制台驱动部14、刮刀驱动部15来进行。在该控制时，基于存储在印刷数据存储部16的印刷数据，来控制刮刀13c的动作、基板4与掩膜板12的位置对合。通信部18经由通信网络2而进行与管理计算机3、构成电子元件安装线的其他装置之间的数据交接。
[0037]接着，参照图4，说明电子元件安装装置M2?M4的结构。在图4中，在定位台30上配置基板保持部30a，基板保持部30a保持从印刷装置Ml或上游侧的电子元件安装装置搬运并定位的基板4。在基板保持部30a的上方配置通过头驱动机构33而移动的安装头32。安装头32具备对电子元件进行吸附的吸嘴32a，安装头32从元件供给部(图示省略)通过吸嘴32a吸附保持而取出电子元件。并且，使安装头32向基板4上移动，相对于基板4下降，由此将吸嘴32a保持的后述的电子元件7向基板4移送搭载。
[0038]与安装头32 —体移动的基板识别相机31以拍摄面向下的方式配置于头驱动机构33，通过使基板识别相机31向基板4上移动，来拍摄基板4。并且，通过识别处理部37对拍摄结果进行识别处理，由此进行基板4上的第一识别标记4a、4b及作为第二识别标记的焊料标记5m(参照图3(c))、安装点的位置识别。
[0039]头驱动机构33、定位台30分别由安装头驱动部35、台驱动部34驱动，安装头驱动部35、台驱动部34由安装控制部39控制。安装控制部39具有安装位置校正部39a作为内部处理功能。安装位置校正部39a在元件安装的执行之前执行基于识别结果来校正安装位置的处理，所述识别结果为通过识别处理部37对基于基板识别相机31的第一识别标记4a,4b及焊料标记5m的拍摄结果进行识别处理后的识别结果。在基于安装控制部39的控制处理中，参照存储于安装信息存储部36的安装信息40 (参照图6、图7(a)、(b))。安装信息40是规定基于该电子元件安装装置的安装动作的执行方式的信息。
[0040]接着，参照图5 (a)、(b)，说明通过识别处理部37执行的焊料位置错动量的推定运算功能。如图5(a)所示，通过识别处理部37对第一识别标记4a、4b及与它们对应地印刷的焊料标记5m的拍摄结果进行识别处理，由此与基板4的对角位置的2点(A点、B点)的位置错动量、即表示基板4的位置错动状态的基板位置错动量一起地求出2点(A点、B点)的印刷位置错动量(Axa，Aya)、(Axb，A yb)。并且，基于这2点的印刷位置错动量，能够通过推定运算求出以基板4上的任意的电极6(i)为对象而印刷的焊料5(i)的位置错动状
o
[0041]S卩，若忽视掩膜板12的伸缩，则可以认为通过单一的涂刷动作而一并印刷的基板4上表面的各位置的印刷位置错动量根据基板4与掩膜板12的相对位置错动状态而唯一决定。具体而言，基于上述的2点的印刷位置错动量，导出基板4的正交坐标系与掩膜板12的正交坐标系的转换式。并且，通过该坐标转换，如图5(b)所示，以任意位置的电极6(i)为对象而印刷的焊料5(i)的关于X、Y、0各方向的推定位置错动量(Ax(i)，Ay⑴，△ 0⑴)通过运算来求出。
[0042]在本实施方式中，根据作为对象的电子元件的特性来切换第一安装模式与第二安装模式，该第一安装模式以仅基于第一识别标记4a、4b的识别结果而校正后的设计数据上的电极6的位置为基准，不进行考虑了印刷位置错动的安装位置的校正而进行安装，该第二安装模式基于第二识别标记即焊料标记5m的印刷位置错动量(A xa，Aya)、(Axb，A yb)来求出各电极6的焊料5的推定位置错动量，并基于这些推定位置错动量来校正安装位置。
[0043]在上述结构中，安装位置校正部39a成为基于识别标记(第一识别标记4a、4b及焊料标记5m)的识别结果来校正安装位置的安装位置校正单元。并且，该安装位置校正单元根据以下说明的安装信息40中的对每个电子元件预先设定的安装模式，基于第一识别标记4a、4b或作为第二识别标记的焊料标记5m这两种识别标记中的任一方的识别结果来校正安装位置。
[0044]接着，参照图6、图7 (a)、(b)，说明存储于安装信息存储部36的安装信息40。首先，参照图6，说明安装信息40(1)。安装信息40(1)是表示电子元件安装装置M2?M4中的成为安装对象的电子元件的种类及基板4的安装坐标的信息。即，在此，在分别确定该基板的安装动作的“安装No”40a中，分别对于电子元件安装装置M2?M4的各装置规定表示对象元件的元件代码等的“元件信息” 40b (A、B、C ? ?)及表示安装该元件的安装点的X、Y及9的坐标值的“安装坐标”40c(Xl、Y1、9 1 ? ? ? )o通过读入安装信息40(1)，来决定作业对象的基板的安装顺序。
[0045]接着，参照图7 (a)、(b)，说明安装信息40⑵、安装信息40 (3)。图7 (a)所示的安装信息40(2)是安装模式信息，是对于电子元件安装装置M2?M4中成为安装对象的基板对每个电子元件预先设定规定安装位置的校正方式的安装模式的信息。即，在分别确定该基板的安装动作的“安装No”40a中，分别对应地规定“元件信息”40b及表示对象元件的X、Y、Z各方向的大小的“尺寸”40d(XA、YA、ZA* ? ?)及通过“2”或“ 1”的标志来表示应用于该元件的执行用的安装模式是第二安装模式还是第一安装模式的“安装模式”40e。
[0046]在此，第二安装模式是向基于作为第二识别标记的焊料标记5m的识别结果而校正后的安装位置移送搭载电子元件的模式，基于由识别处理部37推定运算出的位置错动量，通过安装位置校正部39a校正安装位置。如图8(a)所示，在由安装信息40 (1)的“安装坐标” 40c表示的设计数据上的位置、即一对电极6的重心位置6*与印刷后的焊料5的重心位置5*发生位置错动的情况下，通过图8(b)所示的校正方法来求出实际搭载电子元件7 (参照图8(c))的安装位置PM。
[0047]在这里所示的例子中，示出将校正后的安装位置PM设定在连结重心位置6*与重心位置5*的位置错动线L上的例子。即，在位置错动线L上，将从重心位置6*分隔了校正量AD的点作为安装位置PM。在此，校正量AD通过将整体的位置错动量D乘以预先设定的追随比例R(%)(参照图7(b))来算出。追随比例R基于经验值、试行结果，按照电子元件的各种类而预先设定作为适当值。在此，示出追随比例R为50%且在位置错动线L的中点设定了安装位置PM的例子。并且，在以电极6为对象的元件安装动作中，如图8(c)所示，以这样运算出的安装位置PM为目标，进行安装头32的位置控制。
[0048]通过利用上述那样的校正方法设定安装位置PM，即使在焊料5的印刷位置与电极6不一致而发生位置错动的情况下，通过在元件搭载后的回流焊过程中由于在焊料5熔融时作用于电子元件7的熔融焊料的表面张力而将电子元件7与熔融焊料一起向电极6拉近的自调整效果，也能够减少印刷位置错动的影响而将安装不良的发生率抑制得较低。这样的自调整效果对于微小 尺寸的芯片元件等由于熔融焊料的表面张力而容易发生元件移动的小型元件尤其有效。因此，在本实施方式中，在成为对象的电子元件7对应于小型元件的情况下，应用第二安装模式。
[0049]相对于此，第一安装模式是向不考虑焊料位置错动量，仅以基于第一识别标记4a、4b的识别结果而校正后的电极6的位置为基准的安装位置移送搭载电子元件的模式。即，如图9 (a)所示，即使在一对电极6的重心位置6*与印刷后的焊料5的重心位置5*发生位置错动，如图9 (b)所示，重心位置6*与重心位置5*分隔了位置错动量D的情况下，也仅以电极6的位置为基准而将重心位置6*设定作为安装位置PM。并且，如图9(c)所示，以这样设定的安装位置PM为目标，进行安装头32的位置控制。在本实施方式中，第一安装模式应用于无法期待上述的自调整效果的有效性那样的连接器元件等大型的电子元件。
[0050]接着，关于图7(b)所示的安装信息40(3)，参照图10(a)、(b)进行说明。安装信息40(3)是用于选择安装模式的应用的模式应用选择信息，是在应用第二安装模式的情况下，预先规定应用第二安装模式的范围、及应用时的追随比例R及校正量的限制值的数据。即，在分别确定该基板的安装动作的“安装No”40a中，分别规定与安装信息40(1)同样的“安装模式”40e及“安装模式的有效性”40f、“追随比例1?”4(^、“限制值”4011。
[0051]相对于一对电极6的焊料5的焊料位置错动状态如图10(a)所示，通过表示位置错动量及方向的位置错动线L的水平两方向的分量x、y及印刷后的一对焊料5表示的方向线A的相对于基准方向(电极6的排列方向)的错动角度0表示。需要说明的是，在此，为了便于图示而夸张地描绘了位置错动状态，实际上这样大的位置错动并不作为对象。
[0052]在以该焊料位置错动状态为对象的安装位置校正中，“安装模式的有效性”40f对于焊料位置错动量的X、Y、0这三方向而分别规定基于焊料位置错动量的校正方式的应用的有无。即，在“安装模式的有效性”40f中，仅对于X、Y、9这三方向中的带有〇记号的方向应用安装位置校正。并且，“追随比例R”40g在“安装模式的有效性”40f中，对于带有〇记号的各方向，规定求出校正量时的追随比例R(% )。即，如图10(b)所示，在校正后的安装位置PM的运算时，图10(a)所示的位置错动的分量x、y、0乘以按照各自的方向而规定的追随比例R(% )来求出各方向的校正量。
[0053]即安装信息40包含表示校正量相对于通过位置错动量计算部43a算出的焊料5的位置错动量的比例的追随比例R(% )，电子元件安装装置M2?M4向按照预先设定的追随比例R(%)而校正后的安装位置PM安装电子元件7。安装信息40(3)包含的“追随比例R”40g可以对于位置错动量的X方向、Y方向、0方向的各自的分量进行设定。
[0054]此外，“限制值”40h是用于预先规定按照应用位置校正的各方向来确定校正量时的上限值的信息。在安装位置校正中，根据元件种类的不同，当过大地设定校正量时可能反而给接合品质造成不良影响，因此对于具有这样的特性的电子元件，与焊料位置错动量无关地将允许的校正量的上限预先设定作为限制值。
[0055]即，在本实施方式中，规定电子元件安装装置M2?M4的安装动作的执行方式且存储于安装信息存储部36的安装信息40成为包含表示在安装位置校正中允许的校正量的上限的限制值的结构。并且，在由安装位置校正部39a算出的校正量超过“限制值”40h规定的限制值的情况下，向以该限制值为校正量而校正后的安装位置PM安装电子元件7。
[0056]这样，对每个电子元件，预先规定“安装模式的有效性”40f、“追随比例R”40g、“限制值”40h，由此能够根据电子元件的特性而更精致地应用以焊料印刷位置为基准的安装位置校正。即，通过电极6的形状、电子元件7的尺寸?形状、焊料5的粘度等的组合，个别的安装不良的发生方式和发生次数分布各不相同，因此使安装位置PM逐步地错动而试行安装，从而预先实验性地求出表示安装位置PM与安装不良的发生程度的关联的数据。并且，将这些数据存储作为安装信息40，根据作为对象的电子元件7来应用这些数据，由此，即使对于将微细元件向细距的电路基板安装的情况等安装难度高的应用例，也能够确保良好的焊料接合品质。
[0057]接着，参照图11，说明电子元件安装系统1的控制系统的结构。在图11中，管理计算机3具备整体控制部41、存储部42、运算处理部43，并经由通信部44而与通信网络2连接。整体控制部41具有对构成电子元件安装系统1的各装置的控制进行总括的功能。存储部42除了存储有对通过电子元件安装系统1执行的作业进行管理的生产管理数据之外，还存储有安装信息42a。安装信息42a在电子元件安装装置M2?M4中是与存储于安装信息存储部36的安装信息40同样的数据。
[0058]运算处理部43执行为了执行元件安装作业所需的各种运算处理。这些运算处理包含位置错动量计算部43a、位置校正运算部43b的功能。位置错动量计算部43a进行图5(b)所示的焊料位置错动量的推定运算。位置校正运算部43b基于推定运算出的焊料位置错动量，参照安装信息42a，进行安装位置校正用的运算。在本实施方式中，安装位置校正的运算由电子元件安装装置M2?M4的安装位置校正部39a执行，但也可以通过管理计算机3的上述的运算功能来执行这些运算处理。
[0059]印刷装置Ml的印刷数据存储部16、印刷控制部17经由通信部18而与通信网络2连接。电子元件安装装置M2?M4的安装信息存储部36、识别处理部37、安装控制部39经由通信部38而与通信网络2连接。由此，存储于存储部42的安装信息42a向各安装装置发送，作为安装信息40而存储于安装信息存储部36。
[0060]该电子元件安装系统如上述那样构成，以下，关于通过电子元件安装系统1向基板安装电子元件来制造安装基板的电子元件安装方法，按照图12的流程，参照各图进行说明。首先，在生产开始之前进行安装信息的读入(STI)。S卩，在电子元件安装装置M2?M4中，将存储于安装信息存储部36的安装信息40读入，由此取入元件安装作业所需的信息。
[0061]接着，以从上游侧向印刷装置Ml搬入的基板为对象而执行焊料印刷(ST2)。艮口，向预先形成有第一识别标记4a、4b的基板4的元件接合用的电极6印刷焊料5，并向基板4的规定的位置印刷焊料标记5m作为第二识别标记(印刷工序)。然后，焊料印刷后的基板4向电子元件安装装置M2搬入，执行标记识别(ST3)。S卩，如图5(a)所示，通过基板识别相机31拍摄第一识别标记4a、4b及焊料标记5m，利用识别处理部37对拍摄结果进行识别处理。由此，如图5(b)所示，算出电极6(i)的位置与印刷后的焊料5(i)的位置之间的位置错动量(位置错动量计算工序)(ST4)。
[0062]接着，通过安装头32从元件供给部捡拾电子元件7，按照预先设定的安装模式，向印刷有焊料5的基板4的安装位置进行移送搭载(电子元件安装工序)。在该电子元件安装工序中，首先执行基于算出的位置错动量来校正安装位置的安装位置校正处理(ST5)，接着执行元件安装作业(ST6)，向图7(a)、(b)或图8(a)?(c)所示的校正后的安装位置PM安装电子元件7。
[0063]在该电子元件安装工序中，各电子元件安装装置参照图6(a)所示的安装信息40 (2)，根据对每个电子元件预先设定的执行用的安装模式，将电子元件7向基板4安装。在此，作为执行用的安装模式，对每个电子元件而预先设定第二安装模式及第一安装模式中的任一方，该第二安装模式向根据基于作为第二识别标记的焊料标记5m的识别结果而推定运算出的位置错动量所校正后的安装位置PM移送搭载电子元件7，该第一安装模式不考虑位置错动量，向仅以基于第一识别标记4a、4b的识别结果而校正后的电极6的位置为基准的安装位置PM移送搭载电子元件7。
[0064]而后，参照图7 (b)所示的安装信息40 (3)，在通过读入“安装模式的有效性” 40f、“追随比例R”40g、“限制值”40h而设定第二安装模式作为执 行用的安装模式的情况下，判断对于位置错动量的X方向、Y方向、0方向的各自的分量是否应用第二安装模式。而且，关于第二安装模式的应用对象的方向的位置错动量，向按照“追随比例R”40g所规定的追随比例R(%)而校正后的安装位置PM安装电子元件7。在此，在算出的基于位置错动量的校正量超过“限制值”40h规定的限制值的情况下，向以该限制值为校正量而校正后的安装位置PM安装电子兀件7。
[0065]而后，这样安装了电子元件7的基板4向下游的回流焊工序输送，在此按照规定的温度曲线，对基板4进行加热，由此，焊料5中的焊料成分熔融，电子元件7焊料接合于电极
6。如前所述，在电子元件搭载工序中以焊料印刷位置为基准的安装位置校正根据电子元件的特性而适当应用，因此在该焊料接合中能够使减轻焊料位置错动的自调整效果有效地作用，不需要用于求出焊料位置错动量的印刷检查过程而能够以简便的方法得到所期望的接合品质改善效果。
[0066](实施方式2)
[0067]本实施方式2将实施方式1中利用安装信息40预先对每个电子元件设定的安装模式按照构成电子元件安装系统1的各电子元件安装装置固定地设定。图13(a)所示的电子元件安装系统1具有与实施方式1中的电子元件安装系统1同样的装置结构，从上游侧依次排列有多个电子元件安装装置M2、M3、M4。电子元件安装装置M2、M3、M4具有与实施方式1的图4同样的结构，在这些电子元件安装装置的安装信息存储部36，取代图7(a)所示的安装信息40(2)而存储图13(b)所示的安装信息40(4)。
[0068]安装信息40(4)使“应用安装模式”40j所示的标志“ 1”、“2”规定的第一安装模式、第二安装模式与由“装置编号”40i确定的电子元件安装装置对应。在此，成为使第二安装模式与电子元件安装装置M2、M3对应，并使第一安装模式与电子元件安装装置M4对应的方式。并且，在电子元件安装装置M2、M3、M4的元件安装作业中，参照安装信息40(4)，按照与该电子元件安装装置对应的执行用的安装模式将电子元件向基板安装。
[0069]如前所述，在电子元件搭载工序中，进行以推定运算出的焊料印刷位置为基准的安装位置校正的第二安装模式主要应用于微小尺寸的芯片元件等由于熔融焊料的表面张力而容易产生元件移动的小型元件。并且，在电子元件安装系统的装置结构中，通常将以芯片元件等小型元件为安装对象的电子元件安装装置配置在上游侧，将以连接器元件等大型元件为安装对象的电子元件安装装置配置在下游侧的倾向强。
[0070]换言之，将应用第二安装模式的小型元件作为安装对象的电子元件安装装置配置在电子元件安装系统的上游侧，将应用不进行以焊料印刷位置为基准的安装位置校正的第一安装模式的大型元件作为安装对象的电子元件安装装置配置在电子元件安装线的下游侦k因此，将作为由多个电子元件安装装置构成的电子元件安装系统的对象的电子元件大体分为小型元件?大型元件这两类，若对于安装小型元件的电子元件安装装置上固定地设定第二安装模式作为执行用的安装模式，而且对于安装大型元件的电子元件安装装置固定地设定第一安装模式作为执行用的安装模式，则在1个电子元件安装装置中无需对每个电子元件来分开使用安装模式，能得到与实施方式1大致同样的效果。
[0071]虽然详细而且参照特定的实施方式说明了本发明，不脱离本发明的主旨和范围而能够施加各种变更或校正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。
[0072]本申请基于2012年12月25日提出申请的日本专利申请(日本特愿2012-280662)，其内容作为参照而援引于此。
[0073]【工业上的可利用性】
[0074]本发明的电子元件安装系统及电子元件安装方法具有适当地应用以焊料印刷位置为基准的安装位置校正，不需要印刷检查过程而利用简便的方法能够得到所期望的接合品质改善效果这样的效果，在通过利用多个电子元件安装用装置向基板焊料接合电子元件而安装来制造安装基板的领域中有用。
[0075]【标号说明】
[0076]1电子元件安装系统
[0077]2通信网络
[0078]3管理计算机
[0079]4 基板
[0080]4a,4b第一识别标记
[0081]5 焊料
[0082]5m焊料标记(第二识别标记)
[0083]6 电极
[0084]7电子元件
[0085]32安装头
[0086]Ml印刷装置
[0087]M2?M4电子元件安装装置
[0088]PM安装位置
【主权项】
1.一种电子元件安装系统，通过将多个电子元件安装用装置连结而构成，向基板安装电子元件来制造安装基板，其特征在于，具备: 印刷装置，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记； 电子元件安装装置，将印刷有所述焊料的基板定位，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载；及 安装信息存储部，存储对所述电子元件安装装置的安装动作的执行方式进行规定的安装信息， 所述安装信息包含对每个电子元件预先设定第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式的安装模式信息，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件， 所述电子元件安装装置参照所述安装信息而根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式将电子元件向基板安装。2.根据权利要求1所述的电子元件安装系统，其特征在于， 所述电子元件安装装置具备基于识别标记的识别结果而校正安装位置的安装位置校正单元， 所述安装位置校正单元根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式，基于所述第一识别标记或第二识别标记这两个识别标记中的任一方的识别结果来校正安装位置。3.一种电子元件安装方法，通过将多个电子元件安装用装置连结而构成的电子元件安装系统，向基板安装电子元件来制造安装基板，其特征在于，包括: 印刷工序，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记； 位置错动量计算工序，算出所述电极的位置与印刷后的焊料的位置之间的位置错动量;及 电子元件安装工序，将印刷有所述焊料的基板定位，参照作为规定安装动作的执行方式的信息而预先存储的安装信息，根据该安装信息中对每个电子元件预先设定的安装模式，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载， 所述安装模式是第一安装模式及第二安装模式中的任一方，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件。4.根据权利要求3所述的电子元件安装方法，其特征在于， 在所述电子元件安装工序中，根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式，基于所述第一识别标记或第二识别标记这两个识别标记中的任一方的识别结果来校正安装位置。
【专利摘要】将第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式而对每个电子元件预先设定，该第一安装模式基于基板位置检测用的第一识别标记的识别结果，不考虑焊料的位置错动地安装电子元件，该第二安装模式基于印刷焊料而形成作为焊料位置错动检测用的第二识别标记的识别结果，考虑焊料的位置错动地校正安装位置，在元件安装作业中，根据对每个电子元件预先设定的安装模式，将电子元件向基板安装。
【IPC分类】H05K13/04
【公开号】CN104904332
【申请号】CN201380068067
【发明人】伊藤克彦, 永井大介, 中村光男
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】US20150351295, WO2014103260A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及将电子元件向基板安装的电子元件安装系统及电子元件安装方法。
【背景技术】
[0002]将电子元件通过焊料接合而安装于基板来制造安装基板的电子元件安装系统将焊料印刷装置、电子元件搭载装置、回流焊装置等多个电子元件安装用装置连结而构成。在这样的电子元件安装系统中，已知有以防止基板上焊料相对于焊料接合用所形成的电极的印刷位置错动引起而产生的安装不良为目的，将实际计测焊料印刷位置而取得的焊料位置信息对于后续工序进行前馈的位置校正技术(例如参照专利文献1)。
[0003]在专利文献1所示的例子中，在印刷装置与电子元件搭载装置之间配置印刷检查装置而检测印刷位置错动，对后续工序的电子元件搭载装置传递用于使印刷位置错动的影响为最小限度的搭载位置的校正信息。由此，利用在元件搭载后的回流焊过程中通过熔融焊料的表面张力而将电子元件相对于电极拉近的所谓自调整效果，能够缓和印刷位置错动的影响，能够确保安装基板制造过程中的安装品质。
[0004]【在先技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献1】日本国特开2003-229699号公报
【发明内容】
[0007]【发明要解决的课题】
[0008]然而，上述的自调整效果并不是无论对于哪个种类的电子元件都一律发挥作用，而是根据电极形状、元件的尺寸、质量以及使用的焊料的性状等的不同，作用的程度也不同。例如在质量大的大型元件中，利用由表面张力产生的吸引力的话，无法使电子元件移动，无法得到充分的效果。而且，在电子元件的平面形状或配置为非对称的情况下，在焊料熔融时，使电子元件旋转的非对称的吸引力发挥作用，难以得到所期望的调整效果。
[0009]然而，在包含上述的专利文献例的现有技术中，在应用以焊料印刷位置为基准的搭载位置校正时，无论电极、电子元件的种类如何都一律地应用。因此，在同一基板中由于电子元件的种类的不同，有时因应用位置校正反而会导致焊料接合过程中的接合不良。这样，在现有技术的电子元件安装中，存在以焊料印刷位置为基准的搭载位置校正的应用方法未必适当而有时无法得到所期望的接合品质改善效果这样的课题。
[0010]因此，本发明目的在于提供一种适当地应用以焊料印刷位置为基准的搭载位置校正，而通过简便的方法能够得到所期望的接合品质改善效果的电子元件安装系统及电子元件安装方法。
[0011]【用于解决课题的方案】
[0012]本发明的电子元件安装系统通过将多个电子元件安装用装置连结而构成，向基板安装电子元件来制造安装基板，其中，具备:印刷装置，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记；电子元件安装装置，将印刷有所述焊料的基板定位，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载；及安装信息存储部，存储对所述电子元件安装装置的安装动作的执行方式进行规定的安装信息，所述安装信息包含对每个电子元件预先设定第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式的安装模式信息，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述电子元件安装装置参照所述安装信息而根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式将电子元件向基板安装。
[0013]本发明的电子元件安装方法通过将多个电子元件安装用装置连结而构成的电子元件安装系统，向基板安装电子元件来制造安装基板，其特征在于，包括:印刷工序，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记；位置错动量计算工序，算出所述电极的位置与印刷后的焊料的位置之间的位置错动量；及电子元件安装工序，将印刷有所述焊料的基板定位，参照作为规定安装动作的执行方式的信息而预先存储的安装信息，根据该安装信息中对每个电子元件预先设定的安装模式，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载，所述安装模式是第一安装模式及第二安装模式中的任一方，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件。
[0014]【发明效果】
[0015]根据本发明，对每个电子元件预先设定第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式，所述第一安装模式基于基板位置检测用的第一识别标记的识别结果，不考虑焊料的位置错动而安装电子元件，所述第二安装模式基于作为焊料位置错动检测用而印刷焊料形成的第二识别标记的识别结果，考虑焊料的位置错动而校正安装位置，在元件安装作业中，根据对每个电子元件预先设定的安装模式，将电子元件向基板安装，由此，能够不进行焊料位置检测用的焊料检查，而根据电子元件的特性适当地应用安装位置校正，能够得到所期望的接合品质改善效果。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施方式1的电子元件安装系统的结构的框图。
[0017]图2是表示本发明的实施方式1的印刷装置的结构的框图。
[0018]图3(a)?(c)是本发明的实施方式1的印刷装置的基板和掩膜板的说明图。
[0019]图4是表示本发明的实施方式1的电子元件安装装置的结构的框图。
[0020]图5(a)、(b)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的标记识别的说明图。
[0021]图6是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的安装信息的结构说明图。
[0022]图7(a)、(b)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的安装模式信息的结构说明图。
[0023]图8(a)?(c)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的第一安装模式的说明图。
[0024]图9(a)?(c)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的第二安装模式的说明图。
[0025]图10(a)、(b)是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的第一安装模式的应用选择信息的说明图。
[0026]图11是表示本发明的实施方式1的电子元件安装系统的控制系统的结构的框图。
[0027]图12是本发明的实施方式1的电子元件安装系统的电子元件安装处理的流程图。
[0028]图13(a)、(b)是本发明的实施方式2的电子元件安装系统的结构及安装模式信息的说明图。
【具体实施方式】
[0029](实施方式1)
[0030]首先，参照图1，说明实施方式1的电子元件安装系统。在图1中，电子元件安装系统1具有向基板安装电子元件来制造安装基板的功能，将多个电子元件安装用装置即印刷装置Ml、电子元件安装装置M2?M4的各装置连结而成的电子元件安装线通过通信网络2连接，成为通过管理计算机3对整体进行控制的结构。
[0031]印刷装置Ml向形成于基板的电子元件接合用的电极丝网印刷糊剂状的焊料。电子元件安装装置M2?M4通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，向印刷有焊料的基板的安装位置进行移送搭载。然后，元件安装后的基板向回流焊工序输送，将安装于基板的电子元件焊料接合于基板，由此来制造安装基板。
[0032]接着，说明各装置的结构。首先，参照图2、图3(a)?(c)，说明印刷装置Ml的结构及功能。在图2中，在定位台10上配置基板保持部11。基板保持部11通过夹钳11a从两侧夹入而保持基板4。通过台驱动部14对定位台10进行驱动，由此基板4相对于掩膜板12沿水平方向及垂直方向相对移动，被定位在印刷位置。
[0033]如图3(a)所示，在基板4上，与元件接合用的多个电极6 —起形成位于对角的一对第一识别标记4a、4b，张设于掩膜框12a的掩膜板12位于基板保持部11的上方。如图3(b)所示，在掩膜板12中的与基板4对应的印刷范围12b内 ，形成与电极6的形状?配置对应的掩膜图案(图示省略)，在印刷范围12b的对角位置上与基板4的第一识别标记4a、4b的位置对应地形成图案孔12c、12d。
[0034]在掩膜板12的上方配置刮刀部13。刮刀部13包括:使刮刀13c相对于掩膜板12升降并以规定按压力按压掩膜板12的升降按压机构13b、使刮刀13c水平移动的刮刀移动机构13a。升降按压机构13b、刮刀移动机构13a由刮刀驱动部15驱动。在使基板4与掩膜板12的下表面抵接的状态下，使刮刀13c沿着供给焊料5的掩膜板12的表面以规定速度水平移动，由此将焊料5经由图案孔印刷在基板4的上表面。
[0035]通过该印刷动作，在预先形成有第一识别标记的基板4的上表面，向元件接合用的电极6印刷电子元件接合用的焊料5，并且如图3(c)所示，经由图案孔12c、12d在第一识别标记4a、4b印刷作为第二识别标记的焊料标记5m。此时，第一识别标记4a、4b的位置与被印刷的焊料5的位置未必非要准确地一致，根据基板4与掩膜板12的位置对合误差而产生位置错动。
[0036]该印刷动作通过利用印刷控制部17控制台驱动部14、刮刀驱动部15来进行。在该控制时，基于存储在印刷数据存储部16的印刷数据，来控制刮刀13c的动作、基板4与掩膜板12的位置对合。通信部18经由通信网络2而进行与管理计算机3、构成电子元件安装线的其他装置之间的数据交接。
[0037]接着，参照图4，说明电子元件安装装置M2?M4的结构。在图4中，在定位台30上配置基板保持部30a，基板保持部30a保持从印刷装置Ml或上游侧的电子元件安装装置搬运并定位的基板4。在基板保持部30a的上方配置通过头驱动机构33而移动的安装头32。安装头32具备对电子元件进行吸附的吸嘴32a，安装头32从元件供给部(图示省略)通过吸嘴32a吸附保持而取出电子元件。并且，使安装头32向基板4上移动，相对于基板4下降，由此将吸嘴32a保持的后述的电子元件7向基板4移送搭载。
[0038]与安装头32 —体移动的基板识别相机31以拍摄面向下的方式配置于头驱动机构33，通过使基板识别相机31向基板4上移动，来拍摄基板4。并且，通过识别处理部37对拍摄结果进行识别处理，由此进行基板4上的第一识别标记4a、4b及作为第二识别标记的焊料标记5m(参照图3(c))、安装点的位置识别。
[0039]头驱动机构33、定位台30分别由安装头驱动部35、台驱动部34驱动，安装头驱动部35、台驱动部34由安装控制部39控制。安装控制部39具有安装位置校正部39a作为内部处理功能。安装位置校正部39a在元件安装的执行之前执行基于识别结果来校正安装位置的处理，所述识别结果为通过识别处理部37对基于基板识别相机31的第一识别标记4a,4b及焊料标记5m的拍摄结果进行识别处理后的识别结果。在基于安装控制部39的控制处理中，参照存储于安装信息存储部36的安装信息40 (参照图6、图7(a)、(b))。安装信息40是规定基于该电子元件安装装置的安装动作的执行方式的信息。
[0040]接着，参照图5 (a)、(b)，说明通过识别处理部37执行的焊料位置错动量的推定运算功能。如图5(a)所示，通过识别处理部37对第一识别标记4a、4b及与它们对应地印刷的焊料标记5m的拍摄结果进行识别处理，由此与基板4的对角位置的2点(A点、B点)的位置错动量、即表示基板4的位置错动状态的基板位置错动量一起地求出2点(A点、B点)的印刷位置错动量(Axa，Aya)、(Axb，A yb)。并且，基于这2点的印刷位置错动量，能够通过推定运算求出以基板4上的任意的电极6(i)为对象而印刷的焊料5(i)的位置错动状
o
[0041]S卩，若忽视掩膜板12的伸缩，则可以认为通过单一的涂刷动作而一并印刷的基板4上表面的各位置的印刷位置错动量根据基板4与掩膜板12的相对位置错动状态而唯一决定。具体而言，基于上述的2点的印刷位置错动量，导出基板4的正交坐标系与掩膜板12的正交坐标系的转换式。并且，通过该坐标转换，如图5(b)所示，以任意位置的电极6(i)为对象而印刷的焊料5(i)的关于X、Y、0各方向的推定位置错动量(Ax(i)，Ay⑴，△ 0⑴)通过运算来求出。
[0042]在本实施方式中，根据作为对象的电子元件的特性来切换第一安装模式与第二安装模式，该第一安装模式以仅基于第一识别标记4a、4b的识别结果而校正后的设计数据上的电极6的位置为基准，不进行考虑了印刷位置错动的安装位置的校正而进行安装，该第二安装模式基于第二识别标记即焊料标记5m的印刷位置错动量(A xa，Aya)、(Axb，A yb)来求出各电极6的焊料5的推定位置错动量，并基于这些推定位置错动量来校正安装位置。
[0043]在上述结构中，安装位置校正部39a成为基于识别标记(第一识别标记4a、4b及焊料标记5m)的识别结果来校正安装位置的安装位置校正单元。并且，该安装位置校正单元根据以下说明的安装信息40中的对每个电子元件预先设定的安装模式，基于第一识别标记4a、4b或作为第二识别标记的焊料标记5m这两种识别标记中的任一方的识别结果来校正安装位置。
[0044]接着，参照图6、图7 (a)、(b)，说明存储于安装信息存储部36的安装信息40。首先，参照图6，说明安装信息40(1)。安装信息40(1)是表示电子元件安装装置M2?M4中的成为安装对象的电子元件的种类及基板4的安装坐标的信息。即，在此，在分别确定该基板的安装动作的“安装No”40a中，分别对于电子元件安装装置M2?M4的各装置规定表示对象元件的元件代码等的“元件信息” 40b (A、B、C ? ?)及表示安装该元件的安装点的X、Y及9的坐标值的“安装坐标”40c(Xl、Y1、9 1 ? ? ? )o通过读入安装信息40(1)，来决定作业对象的基板的安装顺序。
[0045]接着，参照图7 (a)、(b)，说明安装信息40⑵、安装信息40 (3)。图7 (a)所示的安装信息40(2)是安装模式信息，是对于电子元件安装装置M2?M4中成为安装对象的基板对每个电子元件预先设定规定安装位置的校正方式的安装模式的信息。即，在分别确定该基板的安装动作的“安装No”40a中，分别对应地规定“元件信息”40b及表示对象元件的X、Y、Z各方向的大小的“尺寸”40d(XA、YA、ZA* ? ?)及通过“2”或“ 1”的标志来表示应用于该元件的执行用的安装模式是第二安装模式还是第一安装模式的“安装模式”40e。
[0046]在此，第二安装模式是向基于作为第二识别标记的焊料标记5m的识别结果而校正后的安装位置移送搭载电子元件的模式，基于由识别处理部37推定运算出的位置错动量，通过安装位置校正部39a校正安装位置。如图8(a)所示，在由安装信息40 (1)的“安装坐标” 40c表示的设计数据上的位置、即一对电极6的重心位置6*与印刷后的焊料5的重心位置5*发生位置错动的情况下，通过图8(b)所示的校正方法来求出实际搭载电子元件7 (参照图8(c))的安装位置PM。
[0047]在这里所示的例子中，示出将校正后的安装位置PM设定在连结重心位置6*与重心位置5*的位置错动线L上的例子。即，在位置错动线L上，将从重心位置6*分隔了校正量AD的点作为安装位置PM。在此，校正量AD通过将整体的位置错动量D乘以预先设定的追随比例R(%)(参照图7(b))来算出。追随比例R基于经验值、试行结果，按照电子元件的各种类而预先设定作为适当值。在此，示出追随比例R为50%且在位置错动线L的中点设定了安装位置PM的例子。并且，在以电极6为对象的元件安装动作中，如图8(c)所示，以这样运算出的安装位置PM为目标，进行安装头32的位置控制。
[0048]通过利用上述那样的校正方法设定安装位置PM，即使在焊料5的印刷位置与电极6不一致而发生位置错动的情况下，通过在元件搭载后的回流焊过程中由于在焊料5熔融时作用于电子元件7的熔融焊料的表面张力而将电子元件7与熔融焊料一起向电极6拉近的自调整效果，也能够减少印刷位置错动的影响而将安装不良的发生率抑制得较低。这样的自调整效果对于微小 尺寸的芯片元件等由于熔融焊料的表面张力而容易发生元件移动的小型元件尤其有效。因此，在本实施方式中，在成为对象的电子元件7对应于小型元件的情况下，应用第二安装模式。
[0049]相对于此，第一安装模式是向不考虑焊料位置错动量，仅以基于第一识别标记4a、4b的识别结果而校正后的电极6的位置为基准的安装位置移送搭载电子元件的模式。即，如图9 (a)所示，即使在一对电极6的重心位置6*与印刷后的焊料5的重心位置5*发生位置错动，如图9 (b)所示，重心位置6*与重心位置5*分隔了位置错动量D的情况下，也仅以电极6的位置为基准而将重心位置6*设定作为安装位置PM。并且，如图9(c)所示，以这样设定的安装位置PM为目标，进行安装头32的位置控制。在本实施方式中，第一安装模式应用于无法期待上述的自调整效果的有效性那样的连接器元件等大型的电子元件。
[0050]接着，关于图7(b)所示的安装信息40(3)，参照图10(a)、(b)进行说明。安装信息40(3)是用于选择安装模式的应用的模式应用选择信息，是在应用第二安装模式的情况下，预先规定应用第二安装模式的范围、及应用时的追随比例R及校正量的限制值的数据。即，在分别确定该基板的安装动作的“安装No”40a中，分别规定与安装信息40(1)同样的“安装模式”40e及“安装模式的有效性”40f、“追随比例1?”4(^、“限制值”4011。
[0051]相对于一对电极6的焊料5的焊料位置错动状态如图10(a)所示，通过表示位置错动量及方向的位置错动线L的水平两方向的分量x、y及印刷后的一对焊料5表示的方向线A的相对于基准方向(电极6的排列方向)的错动角度0表示。需要说明的是，在此，为了便于图示而夸张地描绘了位置错动状态，实际上这样大的位置错动并不作为对象。
[0052]在以该焊料位置错动状态为对象的安装位置校正中，“安装模式的有效性”40f对于焊料位置错动量的X、Y、0这三方向而分别规定基于焊料位置错动量的校正方式的应用的有无。即，在“安装模式的有效性”40f中，仅对于X、Y、9这三方向中的带有〇记号的方向应用安装位置校正。并且，“追随比例R”40g在“安装模式的有效性”40f中，对于带有〇记号的各方向，规定求出校正量时的追随比例R(% )。即，如图10(b)所示，在校正后的安装位置PM的运算时，图10(a)所示的位置错动的分量x、y、0乘以按照各自的方向而规定的追随比例R(% )来求出各方向的校正量。
[0053]即安装信息40包含表示校正量相对于通过位置错动量计算部43a算出的焊料5的位置错动量的比例的追随比例R(% )，电子元件安装装置M2?M4向按照预先设定的追随比例R(%)而校正后的安装位置PM安装电子元件7。安装信息40(3)包含的“追随比例R”40g可以对于位置错动量的X方向、Y方向、0方向的各自的分量进行设定。
[0054]此外，“限制值”40h是用于预先规定按照应用位置校正的各方向来确定校正量时的上限值的信息。在安装位置校正中，根据元件种类的不同，当过大地设定校正量时可能反而给接合品质造成不良影响，因此对于具有这样的特性的电子元件，与焊料位置错动量无关地将允许的校正量的上限预先设定作为限制值。
[0055]即，在本实施方式中，规定电子元件安装装置M2?M4的安装动作的执行方式且存储于安装信息存储部36的安装信息40成为包含表示在安装位置校正中允许的校正量的上限的限制值的结构。并且，在由安装位置校正部39a算出的校正量超过“限制值”40h规定的限制值的情况下，向以该限制值为校正量而校正后的安装位置PM安装电子元件7。
[0056]这样，对每个电子元件，预先规定“安装模式的有效性”40f、“追随比例R”40g、“限制值”40h，由此能够根据电子元件的特性而更精致地应用以焊料印刷位置为基准的安装位置校正。即，通过电极6的形状、电子元件7的尺寸?形状、焊料5的粘度等的组合，个别的安装不良的发生方式和发生次数分布各不相同，因此使安装位置PM逐步地错动而试行安装，从而预先实验性地求出表示安装位置PM与安装不良的发生程度的关联的数据。并且，将这些数据存储作为安装信息40，根据作为对象的电子元件7来应用这些数据，由此，即使对于将微细元件向细距的电路基板安装的情况等安装难度高的应用例，也能够确保良好的焊料接合品质。
[0057]接着，参照图11，说明电子元件安装系统1的控制系统的结构。在图11中，管理计算机3具备整体控制部41、存储部42、运算处理部43，并经由通信部44而与通信网络2连接。整体控制部41具有对构成电子元件安装系统1的各装置的控制进行总括的功能。存储部42除了存储有对通过电子元件安装系统1执行的作业进行管理的生产管理数据之外，还存储有安装信息42a。安装信息42a在电子元件安装装置M2?M4中是与存储于安装信息存储部36的安装信息40同样的数据。
[0058]运算处理部43执行为了执行元件安装作业所需的各种运算处理。这些运算处理包含位置错动量计算部43a、位置校正运算部43b的功能。位置错动量计算部43a进行图5(b)所示的焊料位置错动量的推定运算。位置校正运算部43b基于推定运算出的焊料位置错动量，参照安装信息42a，进行安装位置校正用的运算。在本实施方式中，安装位置校正的运算由电子元件安装装置M2?M4的安装位置校正部39a执行，但也可以通过管理计算机3的上述的运算功能来执行这些运算处理。
[0059]印刷装置Ml的印刷数据存储部16、印刷控制部17经由通信部18而与通信网络2连接。电子元件安装装置M2?M4的安装信息存储部36、识别处理部37、安装控制部39经由通信部38而与通信网络2连接。由此，存储于存储部42的安装信息42a向各安装装置发送，作为安装信息40而存储于安装信息存储部36。
[0060]该电子元件安装系统如上述那样构成，以下，关于通过电子元件安装系统1向基板安装电子元件来制造安装基板的电子元件安装方法，按照图12的流程，参照各图进行说明。首先，在生产开始之前进行安装信息的读入(STI)。S卩，在电子元件安装装置M2?M4中，将存储于安装信息存储部36的安装信息40读入，由此取入元件安装作业所需的信息。
[0061]接着，以从上游侧向印刷装置Ml搬入的基板为对象而执行焊料印刷(ST2)。艮口，向预先形成有第一识别标记4a、4b的基板4的元件接合用的电极6印刷焊料5，并向基板4的规定的位置印刷焊料标记5m作为第二识别标记(印刷工序)。然后，焊料印刷后的基板4向电子元件安装装置M2搬入，执行标记识别(ST3)。S卩，如图5(a)所示，通过基板识别相机31拍摄第一识别标记4a、4b及焊料标记5m，利用识别处理部37对拍摄结果进行识别处理。由此，如图5(b)所示，算出电极6(i)的位置与印刷后的焊料5(i)的位置之间的位置错动量(位置错动量计算工序)(ST4)。
[0062]接着，通过安装头32从元件供给部捡拾电子元件7，按照预先设定的安装模式，向印刷有焊料5的基板4的安装位置进行移送搭载(电子元件安装工序)。在该电子元件安装工序中，首先执行基于算出的位置错动量来校正安装位置的安装位置校正处理(ST5)，接着执行元件安装作业(ST6)，向图7(a)、(b)或图8(a)?(c)所示的校正后的安装位置PM安装电子元件7。
[0063]在该电子元件安装工序中，各电子元件安装装置参照图6(a)所示的安装信息40 (2)，根据对每个电子元件预先设定的执行用的安装模式，将电子元件7向基板4安装。在此，作为执行用的安装模式，对每个电子元件而预先设定第二安装模式及第一安装模式中的任一方，该第二安装模式向根据基于作为第二识别标记的焊料标记5m的识别结果而推定运算出的位置错动量所校正后的安装位置PM移送搭载电子元件7，该第一安装模式不考虑位置错动量，向仅以基于第一识别标记4a、4b的识别结果而校正后的电极6的位置为基准的安装位置PM移送搭载电子元件7。
[0064]而后，参照图7 (b)所示的安装信息40 (3)，在通过读入“安装模式的有效性” 40f、“追随比例R”40g、“限制值”40h而设定第二安装模式作为执 行用的安装模式的情况下，判断对于位置错动量的X方向、Y方向、0方向的各自的分量是否应用第二安装模式。而且，关于第二安装模式的应用对象的方向的位置错动量，向按照“追随比例R”40g所规定的追随比例R(%)而校正后的安装位置PM安装电子元件7。在此，在算出的基于位置错动量的校正量超过“限制值”40h规定的限制值的情况下，向以该限制值为校正量而校正后的安装位置PM安装电子兀件7。
[0065]而后，这样安装了电子元件7的基板4向下游的回流焊工序输送，在此按照规定的温度曲线，对基板4进行加热，由此，焊料5中的焊料成分熔融，电子元件7焊料接合于电极
6。如前所述，在电子元件搭载工序中以焊料印刷位置为基准的安装位置校正根据电子元件的特性而适当应用，因此在该焊料接合中能够使减轻焊料位置错动的自调整效果有效地作用，不需要用于求出焊料位置错动量的印刷检查过程而能够以简便的方法得到所期望的接合品质改善效果。
[0066](实施方式2)
[0067]本实施方式2将实施方式1中利用安装信息40预先对每个电子元件设定的安装模式按照构成电子元件安装系统1的各电子元件安装装置固定地设定。图13(a)所示的电子元件安装系统1具有与实施方式1中的电子元件安装系统1同样的装置结构，从上游侧依次排列有多个电子元件安装装置M2、M3、M4。电子元件安装装置M2、M3、M4具有与实施方式1的图4同样的结构，在这些电子元件安装装置的安装信息存储部36，取代图7(a)所示的安装信息40(2)而存储图13(b)所示的安装信息40(4)。
[0068]安装信息40(4)使“应用安装模式”40j所示的标志“ 1”、“2”规定的第一安装模式、第二安装模式与由“装置编号”40i确定的电子元件安装装置对应。在此，成为使第二安装模式与电子元件安装装置M2、M3对应，并使第一安装模式与电子元件安装装置M4对应的方式。并且，在电子元件安装装置M2、M3、M4的元件安装作业中，参照安装信息40(4)，按照与该电子元件安装装置对应的执行用的安装模式将电子元件向基板安装。
[0069]如前所述，在电子元件搭载工序中，进行以推定运算出的焊料印刷位置为基准的安装位置校正的第二安装模式主要应用于微小尺寸的芯片元件等由于熔融焊料的表面张力而容易产生元件移动的小型元件。并且，在电子元件安装系统的装置结构中，通常将以芯片元件等小型元件为安装对象的电子元件安装装置配置在上游侧，将以连接器元件等大型元件为安装对象的电子元件安装装置配置在下游侧的倾向强。
[0070]换言之，将应用第二安装模式的小型元件作为安装对象的电子元件安装装置配置在电子元件安装系统的上游侧，将应用不进行以焊料印刷位置为基准的安装位置校正的第一安装模式的大型元件作为安装对象的电子元件安装装置配置在电子元件安装线的下游侦k因此，将作为由多个电子元件安装装置构成的电子元件安装系统的对象的电子元件大体分为小型元件?大型元件这两类，若对于安装小型元件的电子元件安装装置上固定地设定第二安装模式作为执行用的安装模式，而且对于安装大型元件的电子元件安装装置固定地设定第一安装模式作为执行用的安装模式，则在1个电子元件安装装置中无需对每个电子元件来分开使用安装模式，能得到与实施方式1大致同样的效果。
[0071]虽然详细而且参照特定的实施方式说明了本发明，不脱离本发明的主旨和范围而能够施加各种变更或校正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。
[0072]本申请基于2012年12月25日提出申请的日本专利申请(日本特愿2012-280662)，其内容作为参照而援引于此。
[0073]【工业上的可利用性】
[0074]本发明的电子元件安装系统及电子元件安装方法具有适当地应用以焊料印刷位置为基准的安装位置校正，不需要印刷检查过程而利用简便的方法能够得到所期望的接合品质改善效果这样的效果，在通过利用多个电子元件安装用装置向基板焊料接合电子元件而安装来制造安装基板的领域中有用。
[0075]【标号说明】
[0076]1电子元件安装系统
[0077]2通信网络
[0078]3管理计算机
[0079]4 基板
[0080]4a,4b第一识别标记
[0081]5 焊料
[0082]5m焊料标记(第二识别标记)
[0083]6 电极
[0084]7电子元件
[0085]32安装头
[0086]Ml印刷装置
[0087]M2?M4电子元件安装装置
[0088]PM安装位置
【主权项】
1.一种电子元件安装系统，通过将多个电子元件安装用装置连结而构成，向基板安装电子元件来制造安装基板，其特征在于，具备: 印刷装置，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记； 电子元件安装装置，将印刷有所述焊料的基板定位，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载；及 安装信息存储部，存储对所述电子元件安装装置的安装动作的执行方式进行规定的安装信息， 所述安装信息包含对每个电子元件预先设定第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式的安装模式信息，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件， 所述电子元件安装装置参照所述安装信息而根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式将电子元件向基板安装。2.根据权利要求1所述的电子元件安装系统，其特征在于， 所述电子元件安装装置具备基于识别标记的识别结果而校正安装位置的安装位置校正单元， 所述安装位置校正单元根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式，基于所述第一识别标记或第二识别标记这两个识别标记中的任一方的识别结果来校正安装位置。3.一种电子元件安装方法，通过将多个电子元件安装用装置连结而构成的电子元件安装系统，向基板安装电子元件来制造安装基板，其特征在于，包括: 印刷工序，向预先形成有第一识别标记的基板的元件接合用的电极印刷焊料，并向所述基板的规定的位置印刷焊料作为第二识别标记； 位置错动量计算工序，算出所述电极的位置与印刷后的焊料的位置之间的位置错动量;及 电子元件安装工序，将印刷有所述焊料的基板定位，参照作为规定安装动作的执行方式的信息而预先存储的安装信息，根据该安装信息中对每个电子元件预先设定的安装模式，通过安装头从元件供给部捡拾电子元件，并向印刷有所述焊料的基板的安装位置移送搭载， 所述安装模式是第一安装模式及第二安装模式中的任一方，所述第一安装模式向基于所述第一识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件，所述第二安装模式向基于所述第二识别标记的识别结果而校正后的所述安装位置移送搭载电子元件。4.根据权利要求3所述的电子元件安装方法，其特征在于， 在所述电子元件安装工序中，根据对每个电子元件预先设定的所述安装模式，基于所述第一识别标记或第二识别标记这两个识别标记中的任一方的识别结果来校正安装位置。
【专利摘要】将第一安装模式及第二安装模式中的任一方作为执行用的安装模式而对每个电子元件预先设定，该第一安装模式基于基板位置检测用的第一识别标记的识别结果，不考虑焊料的位置错动地安装电子元件，该第二安装模式基于印刷焊料而形成作为焊料位置错动检测用的第二识别标记的识别结果，考虑焊料的位置错动地校正安装位置，在元件安装作业中，根据对每个电子元件预先设定的安装模式，将电子元件向基板安装。
【IPC分类】H05K13/04
【公开号】CN104904332
【申请号】CN201380068067
【发明人】伊藤克彦, 永井大介, 中村光男
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】US20150351295, WO2014103260A1
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