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电子元件安装系统和电子元件安装方BBIN BBIN宝盈法

发布日期:2023-05-26 12:25 浏览次数:

  过焊接将电子元件安装在保持于载体中的多个单片基板(individual substrate) 上,从而制造出单片安装板。

  通过将多个用于安装电子元件的装置,例如焊料印刷装置、电子元件安 装装置和回流装置,连接起来而形成电子元件安装系统,该电子元件安装系 统通过焊接在基板上安装电子元件从而制造安装板。为了在这样的电子元件 安装系统中执行高可靠性的质量控制,已知如下一种技术,该技术通过在装 置之间设置检查装置而提供自动判断元件安装操作是否已经正确执行的功 能(例如,参照日本专利No. 3344739)。

  在日本专利No. 3344739公开的一个示例中,通过在由多个操作部(例 如,焊料印刷部、元件安装部和焊接部)连接而成的安装板生产系统的每一

  部分中提供检查装置来检测预定的监测项。例如,在焊料印刷部中提供焊料 膏印刷检查装置,从而检测通过印刷机印刷的基板中的印刷状态监测项,例 如焊接失败和印刷位置偏离。另外,在这些检测结果偏离正常范围并落入警 报区内的情况下,使位于上游和下游的设备输出操作控制指令,以通过改变 操作状态来修正结果。例如,当印刷位置以特定的趋势偏离时,向上游的印 刷装置输出用于修正该位置偏离的操作改变指令,并向下游的元件安装装置 输出用于根据位置偏离状态修正元件安装位置的操作改变指令。

  最近几年,随着电子装置变小,小尺寸的安装板被广泛使用。通常,在 很多情况下,这种小尺寸板的元件安装工作在多个基板上共同地执行。因此, 采用了多个小尺寸的单片基板被保持在载体上的形式。然而,在将包括上述 现有技术中的示例的已知电子元件安装线的检查功能应用到这种多个单片 基板被保持在载体上的元件安装形式时的情况下,会产生下面的问题。即, 当多个单片基板被保持在载体上时,这些单片基板不一定要保持在载体内的预先设定的堆积位置,而是这些位置经常在预定的范围内变化。出于这个原 因,由印刷检查装置获取的焊料位置信息可能不能被利用,因而在元件安装 过程中可能不能有效地执行安装位置修正。

  因此,本发明的目的是提供一种电子元件安装系统和一种电子元件安装 方法,其能够在多个单片基板被保持在载体上的元件安装形式中,根据焊料 印刷位置有效地进行安装位置修正。

  根据本发明的第一方面, 一种电子元件安装系统,通过焊接将电子元件 安装在保持于载体中的多个单片基板上从而制造单片安装板,该电子元件安

  印刷装置,将焊膏共同地印刷在用于附接形成在每个单片基板上的 电子元件的多个电极上;

  印刷检查装置,具有能够识别形成在载体上的载体识别标记的位置 和形成在每个单片基板上的基板识别标记的位置的第 一标记位置识别 部、识别所印刷的焊膏的位置的焊料位置识别部、以及焊料位置偏离计 算部,该焊料位置偏离计算部基于第一标记位置识别部获得的标记位置 识别结果、焊料位置识别部获得的焊料位置识别结果、以及表示每个单 片基板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算表示每个 单片基板上的焊膏的位置偏离的焊料位置偏离数据;

  位置修正数据计算部,基于每个单片基板的焊料位置偏离数据,执 行计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数

  电子元件安装装置,具有通过安装头从元件供应部拾取电子元件并 将电子元件安装在印刷有焊膏的每个单片基板上的元件安装机构、能够 识别载体识别标记的位置和基板识别标记的位置的第二标记位置识别 部、以及安装控制部,该安装控制部基于位置修正数据和第二标记位置 识别部获得的标记位置识别结果,控制元件安装机构的电子元件安装操 作。

  根据本发明的第二方面, 一种电子元件安装方法,通过焊接将电子元件 安装于被保持在载体上以通过置于载体表面上的粘合性树脂涂层进行固定的多个单片基板上,从而制造单片安装板,该电子元件安装方法包括

  执行第 一标记位置识别工序,识别形成在载体上的载体识别标记的 位置和形成在每个单片基板上的基板识别标记的位置;

  执行焊料位置偏离计算工序,基于在第一标记位置识别中获得的标 记位置识别结果、在焊料位置识别中获得的焊料位置识别结果、以及表 示每个单片基板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算 表示每个单片基板上的焊膏的位置偏离的焊料位置偏离数据以及每个 单片基板相对于载体的相对位置;

  执行位置修正数据计算工序,基于每个单片基板的焊料位置偏离数 据,计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数

  执行第二标记位置识别工序,识别印刷焊膏之后载体上的载体识别 标记的位置;和

  执行元件安装工序,通过基于位置修正数据和在第二标记位置识别 工序中获得的标记位置识别结果来控制元件安装机构的电子元件安装 操作,用安装头从元件供应部拾取电子元件,并将电子元件安装在印刷 有焊膏的每个单片基板上。

  子元件安装在以一定位误差被保持在置于载体中的基板保持部中的多个单 片基板上,从而制造单片安装板,该电子元件安装方法包括

  将焊膏共同地印刷在用于附接形成于每个单片基板上的电子元件 的多个电^L上;

  执行第 一标记位置识别工序,识别形成在每个单片基板上的基板识 别标记的位置;

  执行焊料位置识别工序,检测所印刷的焊膏的位置; 执行焊料位置偏离计算工序,基于在第一标记位置识别工序中获得 的标记位置识别结果、在焊料位置识别工序中获得的坪料位置识别结 果、以及表示每个单片基板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算表示每个单片基板上的焊膏的位置偏离的焊料位置偏离数

  执行位置修正数据计算工序,基于每个单片基板的焊料位置偏离数 据,计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数 据;

  执行第二标记位置识别工序,识别印刷焊膏之后载体上的基板识别 标i己的^立置;和

  执行元件安装工序,通过基于位置^f,务正数据和在第二标记位置识别 工序中获得的标记位置识别结果来控制元件安装机构的电子元件安装 操作,用安装头从元件供应部拾取电子元件,并将电子元件安装在印刷 有焊膏的每个单片基板上。

  根据本发明的内容,采取这样一种配置,其中,基于对基板识别标记的 标记位置识别结果、对所印刷的焊膏的焊料位置识别结果和表示每个单片基 板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算表示每个单片基板 上的焊膏的位置偏离的焊料位置偏离数据;基于计算出的焊料位置偏离数 据,对每个单片基板执行计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位 置的位置修正数据的操作;以及基于标记位置识别结果和前馈在电子元件安 装装置中的位置修正数据,控制元件安装机构的电子元件安装操作。结果, 可以在多个单片基板被保持在载体上的元件安装形式中有效地进行安装位 置修正。

  图1是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统的构造的框图。 图2是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的印刷装置的构造 的框图。

  图3是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的印刷检查装置的 构造的框图。

  图4是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的电子元件安装装 置的构造的框图。

  图5A至5C是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的目标载 体和单片基板的结构的说明性视图。图6A和6B是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的目标载 体和单片基板的结构的说明性视图。

  图7A至7C是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的目标载 体和单片基板的结构的说明性视图。

  图8A和8B是示出根据本发明实施例的电子元件安装系统中的目标载 体和单片基板的结构的说明性视图。

  图9是示出根据本发明另 一实施例的用在电子元件安装系统中的电子元 件安装方法的框图。

  图10是示出根据本发明实施例的电子元件安装方法中的位置修正数据 生成处理的框图。

  图IIA和11B是示出根据本发明实施例的电子元件安装方法中的位置 修正数据生成处理的说明性视图。

  图12A至12D是示出根据本发明实施例的电子元件安装方法中的位置 修正数据生成处理的说明性视图。

  以下,将参照附图描述本发明的实施例。图l是示出根据本发明实施例 的电子元件安装系统的构造的框图。图2是示出才艮据本发明实施例的电子元 件安装系统中的印刷装置的构造的框图。图3是示出根据本发明实施例的电

  子元件安装系统中的印刷检查装置的构造的框图。图4是示出根据本发明实 施例的电子元件安装系统中的电子元件安装装置的构造的框图。图5A至5C、 6A和6B、 7A至7C、 8A和8B是示出根据本发明实施例的电子元件安装系 统中的目标载体和单片基板的结构的说明性视图。图9是示出根据本发明另 一实施例的用在电子元件安装系统中的电子元件安装方法的框图。图10是 示出根据本发明实施例的电子元件安装方法中的位置修正数据生成处理的 框图。图IIA至11C以及12A至12D是示出根据本发明实施例的电子元件 安装方法中的位置修正数据生成处理的说明性视图。

  首先,将参照图l描述电子元件安装系统。在图1中,电子元件安装系 统构造成使得电子元件安装线而连接,该电子元件安装线通过将印刷装置Ml、印刷检查装置M2、电子元件安装装置M3和回流装 置M4连接起来而形成,且整个系统由控制计算机3控制。印刷装置M1进

  9行用于将电子元件附接到保持在载体上的多个单片基板的电极上的焊膏的 丝网印刷。印刷检查装置M2进行印刷检查以判断印刷之后单片基板中的印 刷状态是否满意,并进行用于生成位置偏离修正数据的处理,该修正数据前

  馈至电子元件安装装置M3以修正印刷位置偏离。电子元件安装装置M3将 电子元件安装在印刷有焊膏的单片基板上。

  在安装电子元件之后,回流装置M4通过加热单片基板来加热并熔化焊 料,使得电子元件通过焊接附接到单片基板。

  在本实施例中,具有上述构造的电子元件安装线用于将电子元件安装 在小电子装置(例如,移动电话)中所使用的小基板上。安装操作中的工作具 有多个单片基板被保持在载体上的形式。上述每个装置执行的处理工作和传 送工作在所述多个单片基板全部被保持在载体上的状态下执行。

  首先,将参照图5A至5C、 6A和6B、 7A至7C描述目标单片基板5的 构造和用于保持多个单片基板5的载体4的构造。图5A至5C示出了用于 保持具有薄膜形状的单片基板5的载体4。如图5A所示,由粘合性树脂制 成的涂层4a设置在载体4的表面上,并且在涂层4a的上表面上设置图5B 所示的单片基板5所放置的多个元件安装位置4b。用于载体4的位置识别的 载体识别标记MA和MB形成在载体4的相对的对角位置处。

  单片基板5形成有用于与多个电子元件连接的多个电极5a和用于单片 基板5的位置识别的基板识别标记Ma和Mb。每个电极5a在单片基板5上 的位置被预先存储在设置于印刷装置Ml、印刷检查装置M2和电子元件安 装装置M3中的每一个中的存储部中或控制计算机3的存储器件中,作为电 极位置信息,该电极位置信息指示出单个电极5a(i)在由基板识别标记Ma和 Mb所确定的单片基板坐标系统中的坐标值(xi, yi)。

  当单片基板5被保持在载体4上时,设置有与元件安装位置4b的形状 和排列相对应的开口的安装引导装置(未示出)设置在载体4的上表面上。然 后,如图5C所示,通过安装引导装置的开口安装的单片基板5压靠在涂层 4a的上表面上。然后,消除在单片基板5的下表面与涂层4a的上表面之间 的空气,从而单片基板5和涂层4a彼此压靠。结果,单片基板5和涂层化 的相对位置得以固定。以上述的方式,在多个单片基板5被保持在载体4上 的状态下,对单片基板5进行处理。

  对每个载体4进行单片基板5的传送。如图6A所示,当在每个装置中执行对单片基板5的作业时,该作业在其上保持有多个单片基板5的载体4 的下表面由设置在每一装置中的下部接收元件6支撑的状态下执行。在这种 状态下,位于载体4上的单片基板5的位置无需成为完全规则的阵列,而是 在很多情况下,每个单片基板5随机地偏离元件安装位置4b。

  即,在由同一载体4保持的多个单片基板5中,形成在每个单片基板5 上的电极5a的位置偏离常规位置,该位置偏离根据每个单片基板5而变化。 出于这个原因,为了识别电极5a在载体4中的位置,需要每个单片基板5 的基板识别标记Ma和Mb相对于形成在载体4中的载体识别标记MA和 MB的相对位置。但是,在单片基板5被保持在载体4上(涂层4a设置在单 片基板5与载体4之间)的状态下,每个单片基板5相对于载体4的位置是 固定的。因此, 一旦计算出每个单片基板5的基板识别标记Ma和Mb相对 于载体识别标记MA和MB的相对位置以进行存储,这个相对位置信息也可 以用在随后的过程中。

  图7A至7C示出了载体104,载体104上放置有单片基板105,该单片 基板105不易与载体4紧密接触,并且不易被固定地保持(与上述的单片基 板5不同)。如图7A中所示,供图7B所示的单片基板105插入的凹进的基 板保持部104a设置在载体104的上表面上。穿过载体104的底表面侧的通 孔104b设置在基板保持部104a的下表面上。用于载体104的位置识别的载 体识别标记MA和MB形成在载体104的相对的对角位置处。

  单片基板105形成有用于与电子元件连接的多个电极和用于单片 基板105的位置识别的基板识别标记Ma和Mb。类似于单片基板5,每个电 极105a在单片基板105上的位置预先存储在设置于每个装置中的存储部中, 作为电极位置信息,该电极位置信息指示出单个电极105a(i)在由基板识别标 记Ma和Mb所确定的单片基板坐标系统中的坐标值(xi, yi)。

  如图7C所示,在使单片基板105保持在载体104上时,将单片基板105 放置在基板保持部104a的内部。基板保持部104a的形状和尺寸设定成使得 单片基板105可以在具有一些尺寸公差的条件下插入到基板保持部l(Ma中。 因此,在被保持在载体104上的多个单片基板105中的每一个中存在对应于 该公差的位置误差。即,多个单片基板105在具有定位误差的条件下被保持 在设置于载体104中的基板保持部104a中,并且在这种状态下对单片基板 105进行处理。对每个载体104进行单片基板105的传送。如图8A所示,当在每个装 置中执行对单片基板105的作业时,该作业在其上保持有多个单片基板105 的载体104的下表面由设置在每一装置中的下部接收元件106支撑的状态下 执行。此时,设置在下部接收元件106中的突出部106a穿过通孔104b,以 使单片基板105从基板保持部104a升起。于是,通过形成在突出部106a中 的吸入孔106b进行线在真空抽吸的作用下定位 并保持在突出部106a上。

  同样在使用具有这样构造的载体104的情况下,在单片基板105插入到 基板保持部104a中的状态下,对应于上述公差的位置误差总出现在单片基 板105的位置处,并且位置误差的状态随着载体104的移动而改变。由于这 个原因,为了识别电极105a在载体104中的位置,每当要求进行位置识别 时,都需要识别每个单片基板105的基板识别标记Ma和Mb的位置。

  接下来,将描述每个装置的构造。在下面对每个装置的解释中,将仅描 述保持在载体4上的单片基板5的一示例。然而,对于单片基板105保持在 载体104上的情况也是一样。首先,将参照图2描述印刷装置M1的构造。 在图2中,载体保持部11设置在定位工作台10上。载体保持部11保持载 体4,多个单片基板5保持在载体4上,4吏得载体4插入在夹具lla的两侧 之间。掩模板12设置在载体保持部11的上方,对应于保持在载体4上的每 个单片基板5的印刷部分的图案孑U;未示出)设置在掩模板12中。当工作台驱 动部14驱动定位工作台10时,载体4相对于掩^^莫板12在水平和垂直方向 上作相对运动。

  在掩模板12的上方设置刮板部13。该刮板部13包括垂直移动加压机构 13b和使刮^反13c水平移动的刮板移动才几构13a,该垂直运动加压才几构13b 使刮板13c相对于掩模板12垂直移动,并以预定压力给掩模板12加压。垂 直移动加压机构13b和刮板移动机构13a由刮板驱动部15驱动。通过使刮 板13c在使保持在载体4上的多个单片基板5与掩膜板12的底表面接触的 状态下沿着被供以焊膏S的掩模板12的顶表面以预定速度水平移动,将焊 膏S通过图案孔(未示出)共同地印刷在用于附接形成在每个单片基板5中的 电子元件的多个电极5a上。

  该印刷操作通过使印刷控制部17控制工作台驱动部14和刮板驱动部15 来执行。在进行该控制的时候,基于存储在印刷数据存储部16中的印刷数据来控制刮板13c的操作和载体4与掩模板12的对准。通信部18将数据传 输至控制计算机3或通过通信网络2设置在电子元件安装线中的其它装置 /从控制计算机3或通过通信网络2设置在电子元件安装线中的其它装置接 收数据。

  接下来,将参照图3描述印刷检查装置M2。在图3中,载体保持部21 设置在定位工作台20上,并且,其上保持有多个单片基板5的载体4被保 持在载体保持部21上。在载体保持部21的上方,设置有成像方向向下的照 相机23。照相机23在印刷装置Ml将焊料印刷在每个单片基板5上的状态 下对载体4进行成像。^r查控制部28通过控制工作台驱动部22和照相机23 来控制检查操作。通过用检查控制部28控制工作台驱动部22来驱动定位工 作台20,可以在载体4的任意位置位于照相机23的正下方的状态下进行成 像。

  成像得到的图像数据由图像识别部27进行识别处理。结果,可以识别 出形成在载体4中的载体识别标记MA和MB的位置以及形成在多个单片基 板5的每一个中的基板识别标记Ma和Mb的位置。另外,通过对获得的图 像数据进行识别处理,识别出印刷装置M1印刷在被保持在载体4上的多个 单片基板5中的每个单片基板5中的每个电极上的焊膏的位置。即,照相机 23和图^象识别部27既用作可识别形成在载体4中的载体识别标记MA和 MB的位置以及形成在每个单片基板5中的基板识别标记Ma和Mb的位置 的第一标记位置识别部,又用作识别印刷在单片基板5上的焊膏S的位置的 焊料位置识别部。

  印刷检查处理部26基于印刷焊膏的位置识别结果执行用于判断焊料印 刷状态是否满意的印刷检查。基于图像识别部27对图像数据和表示每个单 片基板5上的电极的位置的电极位置信息(参照图5B和7B)进行识别处理时 得到的标记位置识别结果和焊料位置识别结果,焊料位置偏离计算部25对 每个单片基板5进行用于计算焊料位置偏离数据的处理,该焊料位置偏离数 据表示焊膏S在每个单片基板5上的位置偏离。基于悍料位置偏离计算部 25计算出的焊料位置偏离数据,位置修正数据计算部24对每个单片基板5 进行计算位置修正数据的操作,该位置修正数据用于修正焊膏S在每个单片

  接下来,将参照图4描述电子元件安装装置M3的构造。在图4中,载体保持部31设置在定位工作台30上,从印刷检查装置M2传送来的载体4 保持在载体保持部31上。在头驱动机构33的作用下移动的安装头32和照 相机40设置在载体保持部31的上方。安装头32具有用于吸入电子元件的 管嘴32a。安装头32利用管嘴32a从元件供应部(未示出)吸入并保持电子元 件7,并取出电子元件7。然后,通过将安装头32移动到载体4上以使安装 头32向下朝载体4移动,将保持在管嘴32a上的电子元件安装在保持于载 体4上的多个单片基板5上。安装头32、头移动机构33和安装头驱动部35

  照相机40对载体4的上表面进行成像,然后图像识别部38对照相机40 获得的图像数据进行识别处理。结果,可以识别形成在载体4中的载体识别 标记MA和MB的位置以及形成在多个单片基板5的每一个中的基板识别标 记Ma和Mb的位置。这样,照相机40和图像识别部38用作可以识别载体 识别标记和基板识别标记的位置的第二标记位置识别部。

  头驱动机构33和定位工作台30分别由安装头驱动部35和工作台驱动 部34驱动。表示保持在待安装的载体4上的单片基板5中的安装位置坐标 的安装位置数据作为安装数据存储在安装数据存储部36中。在安装头32的 元件安装操作中,安装控制部37通过基于安装数据以及对载体识别标记MA 和MB和基板识别标记Ma和Mb的标记位置识别结果控制工作台驱动部34 和安装头驱动部35,使电子元件安装在保持于载体4上的单片基板5的元件 安装位置。

  在本实施例中,通过进一步考虑由印刷检查装置M2计算出并前馈到电 子元件安装装置M3的位置修正数据来进行操作控制。即,安装控制部37 构造成,基于位置修正数据和由作为第二标记位置识别部的图像识别部38 获得的标记位置识别结果,控制元件安装机构的电子元件安装操作。通信部 39向控制计算机3或通过通信网络2设置在电子元件安装线中的其它装置 传输各种类型的数据(例如,上面的位置修正数据)/从控制计算机3或通过通 信网络2设置在电子元件安装线中的其它装置接收各种类型的数据(例如, 上面的位置修正数据)。

  在电子元件安装系统的上述构造中,印刷检查装置M2是独立设置的, 以置于印刷装置Ml和电子元件安装装置M3之间。但是,印刷检查装置M2的功能可以加到印刷装置Ml或电子元件安装装置M3中。即,设置照 相机23,使得可以在印刷装置M1中对印刷后的载体4进行成像,且位置修 正数据计算部24、焊料位置偏离计算部25、印刷检查处理部26、图像识别 部27和检查控制部28的功能被力。到印刷装置M1的控制功能中。在这种情 况下,可以在印刷装置M1中进行对印刷后的载体4的相同的检查处理和计 算处理。对于将这些功能添加到电子元件安装装置M3的情况也是一样的。 在这种情况下,在元件安装操作之前,在电子元件安装装置M3中对从印刷 装置Ml直接传送来的载体4进行相同的检查。另外,电子元件安装装置 M3可以仅执行焊料位置偏离计算部25的计算功能。

  电子元件安装系统如上所述而构造。下面将根据图9中所示的流程描述 电子元件安装方法。从位于上游侧的基板供应部(未示出)供应的载体4先被 运送到印刷装置Ml,然后被保持在载体保持部11上。如图6B中所示,多 个单片基板5保持在载体4上。在单片基板5上,用于附接电子元件的多个 电极5a形成在对应于电子元件安装点的位置,以形成一对。另外,焊膏S 共同地印刷在电极5a上(印刷过程ST1)。

  然后,将印刷后的载体4运送到印刷检查装置M2。这里,通过使照相 机23对印刷后的载体4进行成像,并使图像识别部27对成像所获得的图像 数据进行识别处理,印刷检查处理部26执行用于判断印刷是否满意的印刷 检查,并且焊料位置偏离计算部25和位置修正数据计算部24对每个单片基 板5进行生成用于修正印刷位置偏离的位置修正数据的处理(ST2)。然后, 将计算出的位置修正数据前馈到电子元件安装装置M3(ST3)。

  于是,通过基于使图像识别部38对照相机40为载体4成像时获得的图 像数据进行识别处理而得到的标记位置识别结果和从印刷检查装置M2前馈 来的位置修正数据控制元件安装机构,电子元件安装装置M3将电子元件安 装在每个单片基板5上(ST4)。此后,在电子元件安装在每个单片基板5上 之后,将载体4运送到回流装置M4,从而通过焊接使安装在每个单片基板 5上的电子元件同时附接到单片基板5上(ST5)。这样,就完成了通过焊接在 其上安装电子元件的单片安装基板的制造。

  这里,在参照图IIA至11C以及12A至12D的同时,根据图10中所示 的流程描述上述流程(ST2)中所示的位置修正数据生成处理。此外,在图11A 至11C以及12A至12D示出的示例中,示出了单片基板5固定地附接到载体4的情况。首先,如图11A所示,在印刷焊膏S之后,对保持单片基板5 的载体4进行成像,以识别每个单片基板5的基板识别标记Ma和Mb的位 置(STll)。此外,在图11A至11C中,直角坐标系XY表示照相机23中所 设定的光学坐标系统,而直角坐标系xy表示由基^反识别标记Ma和Mb的位 置所确定的每个单片基板5的坐标系统。而且,在图11B和11C中,适当地 省略了印刷在每个电极5a上的焊膏S的图示。在单片基板5的标记位置识 别中,同时识别出单片基板5所固定附接到的载体4的载体识别标记MA和 MB的位置。结果,检测到每个单片基板5在载体4上的固定的相对位置, 并且该相对位置信息与位置修正数据一起前馈到电子元件安装装置M3。

  然后,基于对基板识别标记Ma和Mb的位置识别结果和单片基板5上 的电极位置信息,计算相应单片基板5上的每个电极5a的位置(参照图 5B)(ST12)。即,由识别在图11A中的基板识别标记Ma和Mb的两点位置设 定直角坐标系xy,直角坐标系xy不同于直角坐标系XY并且是单片基板5 所独有的,从而计算出每个电极5a(i)在直角坐标系xy上的位置(xi, yi)。单 片基板5上的电极位置信息预先存储在设置于每个装置中的存储部中,使得 可以在需要时读取该电极位置信息。

  然后,识别位于每个单片基板5中的位置修正基准面中的焊膏的位置 (ST13)。此处,如图11C所示,该位置修正基准面是指设定在单片基板5的 一对对角位置处的矩形的区域R1和R2。焊膏S(i)在相应单片基板5的整个 区域中的位置偏离的量可以通过计算印刷在一对电极5a(l)和5&(2)上的焊膏 S(l)和S(2)的位置偏离的量来估计,其中每个电极5a(l)和5a(2)是从相应区 域R1或R2中选出的作为代表性位置的点。

  即,如图12A所示,通过图像识别来计算电极5a(l)和5a(2)的中点Cl 和C3以及焊膏S(1)和S(2)的中点C2和C4。随后,计算中点C1、 C2、 C3 和C4的位移量作为焊膏S在位置修正基准面中相对于电极5a的位置偏离量 (ST14),并由计算出的位置偏离量计算用于推导相应单片基板5内的任意点 的位置偏离量的坐标变换方程F(X, Y, e)(ST15)。换句话说,计算出该坐标 变换方程,以使中点C1和C3分别与中点C2和C4重叠。

  然后,利用计算出的坐标变换方程F(X, Y, e)计算相应单片基板5上 的每个电极5a(i)中的焊料位置偏离量(ST16)。即,将利用坐标变换方程F(X, Y, e)进行中点C(i)的坐标变换得到的C(i+l)估算为焊膏S(i)的中点,并计算C(i)至C(i+1)的位移量,作为电极5a(i)中的焊料位置偏离量,并且对单片基 板5上的所有电极5a执行这种计算。

  即,在本实施例中,焊料位置识别部将印刷在每个单片基板5中的被预 先设定为位置修正基准面的区域R1和R2中的焊膏Sl和S2的位置识别为 代表性位置。结果,可以有效地计算出焊料位置偏离量,而无需执行现有技 术中所必需的对每个电极的成像或计算焊料印刷位置的图像识别处理。更不 用说,通过对每个单片基板5上的所有电极5a执行焊料位置识别来计算焊 料位置偏离数据。

  然后,执行位置修正数据的操作。即,通过修正上面计算出的每个电极 5a中的焊料位置偏离,计算将电子元件安装在正确位置的位置^f务正数据,作 为每个安装点的偏移量(ST17)。此处,示出了修正通过焊接附接到一对相邻 电极5a上的终端型电子元件7的安装点的示例,作为位置修正数据的形式。 如图12B所示,在由安装数据表示的电极基准中的安装点是电极5a中点的 电极位置Pa。另一方面,实际印刷的焊膏S的位置设定为安装位置的焊料 基准中的安装点是焊料印刷位置Ps,该焊料印刷位置Ps表示印刷在两个电 极5a上的焊膏S的中间位置。另外,在计算出的电极位置Pa和焊料印刷位 置Ps之间的相对位置偏离量大于作为位置偏离允许上限的预先设定的门槛 值时,该印刷状态是不良的,并且该不良印刷状态的确定由印刷检查处理部 26完成。

  这样,如果相对位置偏离量小于该门槛值,则计算表示电极位置Pa和 基于电极位置Pa和焊料印刷位置Ps设定的元件安装位置Pm之间的偏离的 偏移量(AX, AY),如图12C所示。此处,元件安装位置Pm设定为在连接 电极位置Pa和焊料印刷位置Ps的直线上从Pa和Ps的中点靠近焊料印刷位 置Ps的位置。当印刷的焊膏S偏离电极定位时,将从焊料印刷位置Ps向电 极位置Pa稍移位的位置设定为元件安装位置Pm的情况,与将焊料印刷位 置Ps自身设定为元件安装位置Pm的情况相比,得到的焊接结果是令人满意 的,这是为经验所知的。

  由于个别不良安装的出现频率分布根据基板的电极形状、电子元件的尺 寸和形状、焊膏的粘度等而改变,因此为了计算最佳的元件安装位置,优选 的是,在逐渐改变元件安装位置Pm的同时进行安装操作,并且事先用实验 方法计算出元件安装位置Pm的位置和不良安装的出现频率之间的关系。这

  对保持在载体4上的每个单片基板5的所有电极5a进行偏移量的计算, 并将该偏移量作为位置修正数据前馈给电子元件安装装置M3。然后,在电 子元件安装装置M3中,基于存储在安装数据存储部36中的安装数据执行 元件安装操作,所述安装数据即,表示目标单片基板5中的安装点位置的安 装坐标数据以及通过用照相机40对载体4进行成像而得到的标记识別结果 和前馈的位置修正数据。

  即,在根据标记识别结果修正了由载体4的定位和单片基板5的相对位 置偏离引起的设计安装位置的位置偏离误差、然后用从印刷检查装置M2前 馈的位置修正数据修正焊料位置偏离之后,执行元件安装操作。在这种情况 下,因为每个单片基板5相对于形成在载体4上的载体识别标记MA和MB 的相对位置已经在印刷检查装置M2中获得,并且与位置修正数据一起前馈 到电子元件安装装置M3 ,因此优选地仅识别载体4的载体识别标记MA和 MB的位置。

  上述的电子元件安装方法是通过焊接将电子元件安装到多个单片基板5 上从而制造单片安装板的电子元件安装方法,其中所述多个单片基板5以位 置固定的状态被保持在载体4上。该电子元件安装方法包括下列工序。首先, 印刷装置M1将焊膏S同时印刷在用于使形成在多个单片基板5的每一个上 的电子元件附接的多个电极5a上(印刷工序)。然后,通过将印刷后的载体4 运送到印刷检查装置M2,并对照相机23给载体4成像而得到的图像数据进 行识别处理,从而识别形成在载体4上的载体识别标记MA和MB的位置以 及形成在单片基板5上的基板识别标记Ma和Mb的位置(第一标记位置识别 工序),然后,检测印刷在单片基板5上的焊膏S的位置(焊料位置识别工序)。

  在印刷检查装置M2中,基于第一标记位置识别工序中对基板识别标记 Ma和Mb的标记位置识别结果、焊料位置识别工序中的焊料位置识别结果、 以及表示电极5a在单片基板5上的位置的电极位置信息,对每个单片基板5 计算表示每个单片基板5上的焊膏S的位置偏离的焊料位置偏离数据(焊料 位置偏离计算工序)。该焊料位置偏离的计算才艮据图10的步骤ST12至ST16 中所示的方法进行。

  随后,基于每个单片基板5的焊料位置偏离数据,位置修正数据计算部 24执行计算位置修正数据的操作,该位置修正数据用于修正焊膏S的位置偏离,以将电子元件安装在正确位置(位置修正数据计算工序),然后将位置 修正数据前馈到电子元件安装装置M3。此外,将第一标记位置识别工序中

  计算出的表示载体4上的每个单片基板5的相对位置的相对位置信息与位置 修正数据一起前馈。另外,下列工序中的每个工序在电子元件安装装置M3 中执行。首先,在印刷焊膏之后,照相机40对载体4进行成像,以识别载 体识别标记MA和MB的位置(第二标记位置识别工序)。

  然后,通过基于第 一标记位置识别工序和第二标记位置识别工序中得到 的标记位置识别结果和从印刷检查装置M2前馈的位置修正数据控制用于安 装电子元件的元件安装机构的操作,安装头32拾取来自元件供应部的电子 元件,然后将所述电子元件安装在其上印刷有焊膏S的每个单片基板5上(元 件安装工序)。

  而且,在通过使用相同的电子元件安装线制造在存在定位误差的状态 下被保持在设置于图7A至7C所示的载体104中的基板保持部104a中的多 个单片基板105的单片安装板的情况下,下列工序中的操作工序不同于上面 所述的电子元件安装方法中的工序。首先,在印刷检查装置M2所执行的第 一标记识别工序中,仅识别形成在每个单片基板105上的基板识别标记Ma 和Mb的位置。这是因为,单片基板105总是具有因基板保持部l(Ma内的 尺寸误差引起的位置误差,因而单片基板105在载体104内的相对位置总是 发生变化,因此,预先计算出相对位置并无优势。焊料位置偏离计算工序和 位置修正数据计算工序与上述关于载体4和单片基板5的示例是相同的。

  此外,在通过将保持有印刷后的单片基板105的载体104运送至电子元 件安装装置M3而执行的第二标记位置识别工序中,识别被保持的单片基板 105的全部基板识别标记Ma和Mb。这是因为,在印刷检查装置M2的第一

  的相对位置信息。此外,在电子元件安装操作中,基于对基板识别标记Ma 和Mb的标记位置识别结果和从印刷检查装置M2前馈的位置修正数据,控 制元件安装机构。

  如上所述,在本实施例中示出的电子元件安装方法中,采用了这样的结 构在该结构中,基于对基板识别标记Ma和Mb的标记位置识别结果、对 所印刷的焊膏S的焊料位置识别结果、以及表示电极5a在单片基板5上的 位置的电极位置信息,对每个单片基板5计算表示每个单片基板5上的焊膏S的位置偏离的焊料位置偏离数据;基于计算出的焊料位置偏离数据,对每

  个单片基板5执行计算用于修正位置偏离以在正确位置安装电子元件的位置 修正数据的操作;基于标记位置识别结果和在电子元件安装装置M3中前馈 的位置修正数据,控制元件安装机构的电子元件安装操作。因此,即使当载 体上的单片基板的位置变化时,也可以有效地进行安装位置修正。

  根据本发明实施例的电子元件安装系统和电子元件安装方法的优点在 于,可以在载体上保持有多个单片基板的元件安装形式中有效地执行对应于 焊料印刷位置的安装位置修正。另外,根据本发明实施例的电子元件安装系

  统和电子元件安装方法在通过焊接将电子元件安装在被保持在载体上的多 个单片基板上而制造单片安装板的领域中是有用的。

  本申请基于日本专利申请No.2007-l35133,其全部公开内容结合于此以

  1、 一种电子元件安装系统,通过焊接将电子元件安装在保持于载体中的多个单片基板上从而制造单片安装板,该电子元件安装系统包括印刷装置,将焊膏共同地印刷在用于附接形成在每个单片基板上的电子元件的多个电极上;印刷检查装置,具有能够识别形成在载体上的载体识别标记的位置和形成在每个单片基板上的基板识别标记的位置的第一标记位置识别部、识别所印刷的焊膏的位置的焊料位置识别部、以及焊料位置偏离计算部,该焊料位 置偏离计算部基于第一标记位置识别部获得的标记位置识別结果、焊料位置识别部获得的焊料位置识别结果、以及表示每个单片基板上的电极的位置的 电极位置信息,对每个单片基板计算表示每个单片基板上的坪膏的位置偏离 的焊料位置偏离数据;位置修正数据计算部,基于每个单片基板的焊料位置偏离数据,执行计 算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数据的操作;和电子元件安装装置,具有通过安装头从元件供应部拾取电子元件并将电 子元件安装在印刷有焊膏的每个单片基板上的元件安装机构、能够识别载体 识别标记的位置和基板识别标记的位置的第二标记位置识别部、以及安装控 制部,该安装控制部基于位置^ff正数据和第二标记位置识别部获得的标记位 置识别结果,控制元件安装机构的电子元件安装操作。

  2、 根据权利要求1的电子元件安装系统,其中,焊料位置识别部将印 刷在每个单片基板中预先设定的位置修正基准面中的焊膏的位置识别为代 表性位置。

  3、 根据权利要求1的电子元件安装系统,其中,位置修正数据计算部 设置在印刷检查装置中。

  4、 一种电子元件安装方法,通过焊接将电子元件安装于被保持在载体 上以通过置于载体表面上的粘合性树脂涂层进行固定的多个单片基板上,从 而制造单片安装板,该电子元件安装方法包括上;执行第 一标记位置识别工序,识别形成在载体上的载体识别标记的位置和形成在每个单片基板上的基板识别标记的位置;执行焊料位置识别工序,检测所印刷的焊膏的位置;执行焊料位置偏离计算工序,基于在第 一标记位置识别中获得的标记位 置识别结果、在焊料位置识别中获得的焊料位置识别结果、以及表示每个单 片基板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算表示每个单片 基板上的焊膏的位置偏离的焊料位置偏离数据以及每个单片基板相对于载 体的相对位置;执行位置修正数据计算工序,基于每个单片基板的焊料位置偏离数据, 计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数据;执行第二标记位置识別工序,识别印刷焊膏之后载体上的载体识别标记执行元件安装工序,通过基于位置修正数据和在第二标记位置识别工序 中获得的标记位置识别结果来控制元件安装机构的电子元件安装操作,用安 装头从元件供应部拾取电子元件,并将电子元件安装在印刷有焊膏的每个单 片基板上。

  5、 一种电子元件安装方法,通过焊接将电子元件安装在以一定位误差 被保持在置于载体中的基板保持部中的多个单片基板上,从而制造单片安装 板,该电子元件安装方法包括将焊膏共同地印刷在用于附接形成于每个单片基板上的电子元件的多 个电极上;执行第一标记位置识别工序,识别形成在每个单片基板上的基板识别标 i己的^f立置;执行焊料位置识别工序,检测所印刷的焊膏的位置;执行焊料位置偏离计算工序,基于在第一标记位置识别工序中获得的标 记位置识别结果、在焊料位置识别工序中获得的焊料位置识别结果、以及表 示每个单片基板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算表示 每个单片基板上的焊膏的位置偏离的焊料位置偏离数据;执行位置修正数据计算工序,基于每个单片基板的焊料位置偏离数据, 计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数据;执行第二标记位置识别工序,识别印刷焊膏之后载体上的基板识别标记的位置;和执行元件安装工序,通过基于位置修正数据和在第二标记位置识别工序 中获得的标记位置识别结果来控制元件安装机构的电子元件安装操作,用安 装头从元件供应部拾取电子元件,并将电子元件安装在印刷有焊膏的每个单 片基板上。

  6、 根据权利要求4的电子元件安装方法,其中,在焊料位置识别工序中,将印刷在每个单片基板中预先设定的位置修正基准面中的焊膏的位置识 别为代表性位置。

  7、 根据权利要求5的电子元件安装方法,其中,在焊料位置识别工序 中,将印刷在每个单片基板中预先设定的位置修正基准面中的焊膏的位置识 别为代表性位置。

  本发明公开了电子元件安装系统和电子元件安装方法。在被保持于载体上的多个单片基板的电子元件安装中,基于焊料印刷后对载体的标记位置识别结果、焊料位置识别结果和表示每个单片基板上的电极的位置的电极位置信息,对每个单片基板计算焊料位置偏离数据;基于计算出的焊料位置偏离数据,对每个单片基板执行计算用于修正位置偏离以将电子元件安装在正确位置的位置修正数据的操作,并将计算出的位置修正数据前馈至电子元件安装装置;以及基于标记位置识别结果和位置修正数据,控制元件安装机构的电子元件安装操作。

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