電子元件裝配系統和電子元件裝配方法
2023-09-16 05:22:05 1
電子元件裝配系統和電子元件裝配方法
【專利摘要】本發明涉及電子元件裝配系統和電子元件裝配方法。一種電子元件裝配系統，包括：絲網印刷裝置；檢查裝置；電子元件裝配裝置；反饋部分，其基於由檢查裝置形成的檢查數據來產生有關對於與在絲網印刷裝置中掩模向基板的定位相關的控制參數的校正的第一信息；以及，前饋部分，其基於檢查數據來產生有關對於在電子元件裝配裝置中的電子元件裝配坐標的校正的第二信息。反饋部分基於第一印刷位移值來產生第一信息。前饋部分基於第二印刷位移值來產生第二信息。
【專利說明】電子元件裝配系統和電子元件裝配方法
【技術領域】
[0001]本發明的一個示例性實施例涉及用於在基板上裝配電子元件的電子元件裝配系統和電子元件裝配方法。
【背景技術】
[0002]通過將諸如印刷裝置、印刷檢查裝置和電子元件裝配裝置的多個電子元件裝配裝置結合在一起的方式來製造通過將電子元件焊接到板而製造裝配板的電子元件裝配系統。與這樣的電子元件裝配系統相關地，實際上測量焊料的位置並且向另一個元件裝配裝置發送如此獲取的焊料位置信息的迄今已知的位置校正技術意欲防止裝配故障，該裝配故障否則將由印刷焊料相對於在用於焊接目的的基板上形成的電極的位置位移引起(例如，參見專利文獻1)。
[0003]在專利文獻1中提供的示例中，印刷檢查裝置計算焊料部分相對於電極區域對的位置位移量，以因此確定相對於正常位置的位移。如此獲取的位移數據被反饋到印刷裝置，並且被前饋到電子元件裝配裝置。印刷裝置根據如此接收的位移數據來對於要在印刷操作期間使用的控制參數進行校正，由此減少在印刷操作期間出現的位置位移量。
[0004]而且，電子元件裝配裝置根據所接收的位移數據來對於電子元件裝配坐標進行校正，並且參考實際上印刷的焊料部分的位置來裝配電子元件。電子元件由此通過下述方式被焊接到正確的位置:利用所謂的自對齊效應，即，在裝配了電子元件後，電子元件在回流焊接過程中被熔化的焊料的表面張力的凹痕拉到相應的電極。
[0005]專利文獻1 是 JP-A-2008-199070。
【發明內容】
[0006]然而，在現有技術中，基於在基板上印刷的所有焊料部分的位置而產生的偏移數據被反饋，諸如被用作偏移的、在基板上印刷的所有焊料部分的位置位移的平均量。結果，確信印刷質量在下述情況下已經變得不足:易於翹曲的陶瓷基板；以及，部分地包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置的基板，諸如包括精細間距區域的基板，在該精細區域中，在相鄰的電子元件裝配位置之間存在精細的間隔。
[0007]具體地說，如果諸如如上所述的基板根據偏移數據來進行印刷，則將整體消除焊料部分的位置位移。然而，在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置中仍然存在不能忽視的位置位移，並且，不能消除其中裝配故障容易出現的情況。如上，不能說現有技術的電子元件裝配系統的位置校正技術已經對於翹曲的基板和部分包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置的基板是足夠的。
[0008]結果，本發明的實施例旨在提供一種電子元件裝配系統和一種電子元件裝配方法，它們處理翹曲的基板和部分包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置的基板。
[0009]實施例的一種電子元件裝配系統是一種在基板上的包括第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置的多個電子元件裝配位置處裝配電子元件，以如此製造裝配的基板的電子元件裝配系統，所述系統包括:絲網印刷裝置，所述絲網印刷裝置向所述基板定位其中形成多個孔的掩模，並且經由所述孔在所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處形成的電極上形成焊料部分；檢查裝置，所述檢查裝置檢查其上形成所述焊料部分的所述基板，並且產生檢查數據，所述檢查數據包括在所述多個電子元件裝配位置處的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一電子元件裝配位置處的第一印刷位移值和在所述第二電子元件裝配位置處的第二印刷位移值；電子元件裝配裝置，所述電子元件裝配裝置在已經結束了在所述檢查裝置中的檢查的所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處裝配電子元件；反饋部分，所述反饋部分基於所述檢查數據來產生有關對於與在所述絲網印刷裝置中的所述掩模向所述基板的定位相關的控制參數的校正的第一信息；以及，前饋部分，所述前饋部分基於所述檢查數據來產生有關對於在所述電子元件裝配裝置中的電子元件裝配坐標的校正的第二信息，其中，所述反饋部分基於在所述第一電子元件裝配位置處的所述第一印刷位移值來產生有關對於與所述基板向所述掩模的定位相關的所述控制參數的校正的所述第一信息，並且所述前饋部分基於在所述第二電子元件裝配位置處的所述第二印刷位移值來產生有關對於在所述電子元件裝配裝置中的所述電子元件裝配坐標的校正的所述第二信息。
[0010]實施例的一種電子元件裝配方法是一種用於通過電子元件裝配系統在基板上裝配電子元件而製造裝配的基板的電子元件裝配方法，所述電子元件裝配系統在所述基板上的、包括第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置的多個電子元件裝配位置處裝配所述電子元件，以如此製造所述裝配的基板，所述方法包括:焊料部分形成步驟，向所述基板定位其中形成多個孔的掩模，並且經由所述孔在所述基板上設置的所述多個電子元件裝配位置處形成的電極上形成焊料部分；檢查數據產生步驟，檢查其上形成所述焊料部分的所述基板，並且產生檢查數據，所述檢查數據包括在所述多個電子元件裝配位置處的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一電子元件裝配位置處的第一印刷位移值和在所述第二電子元件裝配位置處的第二印刷位移值；電子元件裝配步驟，在已經結束了檢查的所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處裝配電子元件；反饋處理步驟，基於所述檢查數據來產生有關對於與在所述焊料部分形成步驟中的所述掩模向所述基板的定位相關的控制參數的校正的信息；以及，前饋處理步驟，基於所述檢查數據來產生有關對於在所述電子元件裝配步驟中的電子元件裝配坐標的校正的信息，其中，在所述反饋處理步驟中，基於在所述第一電子元件裝配位置處的所述第一印刷位移值來形成有關對於與所述基板向所述掩模的定位相關的所述控制參數的校正的所述信息，並且在所述前饋處理步驟中，基於在所述第二電子元件裝配位置處的所述第二印刷位移值來形成有關對於在所述電子元件裝配裝置中的所述電子元件裝配坐標的校正的所述信息。
[0011]根據所述實施例，所述反饋裝置基於在所述第一電子元件裝配位置處的所述第一印刷位移值來產生有關對於與所述基板向所述掩模的定位相關的所述控制參數的校正的所述第一信息，並且所述前饋裝置基於在所述第二電子元件裝配位置處的所述第二印刷位移值來產生有關對於在所述電子元件裝配裝置中的所述電子元件裝配坐標的校正的所述第二信息。因此，有可能適當地處理翹曲的基板和部分包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置的基板。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]將參考附圖來描述實現本發明的各種特徵的一般配置。附圖和相關聯的說明被提供來說明本發明的實施例，並且不應當限制本發明的範圍。
[0013]圖1是本發明的實施例的電子元件裝配系統的整體配置圖；
[0014]圖2是示出本發明的實施例的電子元件裝配系統的控制系統的配置的框圖；
[0015]圖3是本發明的實施例的基板的平面圖；
[0016]圖4是本發明的實施例的電子元件裝配位置的說明視圖；
[0017]圖5是本發明的實施例的在絲網印刷機中設置的掩模的平面圖；
[0018]圖6是在本發明的實施例中的、用於將基板向掩模定位的操作的說明視圖；
[0019]圖7是在本發明的實施例中的、用於將基板向掩模定位的操作的說明視圖；
[0020]圖8是示出在本發明的實施例中的用於裝配電子元件的操作的說明視圖；
[0021]圖9是在本發明的實施例中的焊料部分相對於在基板上形成的電極的位置位移的說明視圖；
[0022]圖10是在本發明的實施例中的檢查數據的說明視圖；
[0023]圖11是示出當激活本發明的實施例的反饋/前饋設置部分時在顯示部分中顯示的屏幕的圖；
[0024]圖12是示出當激活本發明的實施例的反饋/前饋設置部分時在顯示部分中顯示的屏幕的圖；
[0025]圖13是示出當激活本發明的實施例的反饋/前饋設置部分時在顯示部分中顯示的屏幕的圖；
[0026]圖14是本發明的實施例的在電子元件裝配系統中產生的電子元件裝配坐標校正文件的說明視圖；以及
[0027]圖15是示出在本發明的實施例中的用於裝配電子元件的操作的說明視圖。
【具體實施方式】
[0028]首先參考圖1來描述本發明的實施例的電子元件裝配系統的整體配置。通過經由通信網絡2來互連電子元件裝配線來配置電子元件裝配系統1，電子元件裝配線通過連結印刷機Ml、印刷檢查機M2、工件輸送裝置M3和裝配機M4與M5而建立，並且電子元件裝配系統1通過裝配線控制部分3來控制整個電子元件裝配線。
[0029]印刷機(絲網印刷裝置)Ml通過絲網印刷來將糊狀焊料布置於在用於粘接電子元件的基板上形成的電極上，由此在電極上形成焊料部分。印刷檢查機(檢查裝置)M2執行印刷檢查，該印刷檢查包括關於焊料部分的印刷狀態是否有缺陷或無缺陷的確定和在電極上的焊料部分的印刷位移的檢測。工件輸送裝置M3向位於下遊位置處的裝配機M4輸送被確定具有被印刷的優越狀態的基板。停止被確定具有被印刷的缺陷狀態的基板的傳送，並且操作員從線去除該基板。裝配機M4和M5(電子元件裝配裝置)在其上形成焊料部分的基板上的電子元件裝配位置處裝配電子元件。隨後，其上裝配電子元件的基板被傳遞到(未示出)回流焊機，其中，根據預定溫度曲線來加熱基板。通過加熱來熔化在焊料部分中包含的焊料顆粒，由此，焊接電子元件和基板。
[0030]參考圖3和4，現在描述其上要裝配電子元件的基板。基板4由諸如陶瓷的材料構成，並且在基板的上表面上布置多個電子元件裝配位置P1、P2、P3、…、Pn。如圖4中所示，在電子元件裝配位置Pn處形成一對電極5。在設計值上，在一對電極5的每一個上形成焊料部分6。窄地相鄰的區域E1和寬地相隔的區域E2根據其類型在基板4上共存。例如，窄地相鄰的區域E1包括窄的間隔，如在電子元件裝配位置P21、P22、P23、P24和P25之中的間隔那樣，並且，寬地相隔的區域E2包括寬的間隔，如在電子元件裝配位置P31、P32、P33、P34和P35之中的間隔那樣。
[0031]在位於基板4的對角線的兩端處的相應的角處形成基板識別標記4A和4B。基板識別標記4A和4B被用作參考標記，其使得印刷機Ml和裝配機M4與M5能夠識別基板4的位置。將基板識別標記4A和4B彼此連接的線段L1的傾斜用作用於表示在水平平面中的基板4的梯度的數字值。
[0032]現在說明在印刷機Ml中使用的掩模。在圖5中，在掩模7中形成孔(從附圖省略)，該孔用於與在基板4上的多個電子元件裝配位置Pn對應的孔圖案形成位置7a處印刷焊料。在位移掩模7的對角線的兩端處的相應的角處形成掩模識別標記7A和7B。掩模識別標記7A和7B被用作使得印刷機Ml能夠識別掩模7的位置的參考掩模。將掩模識別標記7A和7B彼此連接的線段L2的傾斜用作表示在水平平面內的掩模7的梯度的數字值。
[0033]連接基板識別標記4A和4B的線段L1和連接掩模識別標記7A和7B的線段L2在垂直方向上彼此疊加。另外，將線段L1的中點T1和線段L2的中點T2設置得彼此一致，由此，電極5的位置和相應的孔的位置從設計視點看彼此重合。然而，實際上，因為在基板4的製造上的變化，所以，在裝配電子元件的實際位置處的如圖6中所示的、孔的位置和電極5的位置之間存在標稱位移。
[0034]現在描述印刷機Ml。印刷機Ml配備了:識別裝置，用於識別基板識別標記4A和4B的位置和掩模識別標記7A和7B的位置；基板保持部分，用於保持基板4 ;定位機構，用於向掩模7定位由基板保持部分保持的基板4 ;印刷頭，其具有用於在掩模7上滾動糊狀焊料的橡膠滾軸；以及，控制部分，用於控制整個機器的操作。當設置用於印刷操作的掩模7時，印刷機Ml通過識別裝置來識別掩模識別標記7A和7B，在控制部分中存儲關於掩模7的識別標記7A和7B的位置的信息、中點T2的位置和在印刷機Ml中的線段L2的梯度。
[0035]在印刷操作中，首先將基板4載入基板保持部分內，並且識別裝置隨後識別在基板4上的基板識別標記4A和4B，由此確定中點T1的位置和在印刷機Ml中的線段L1的傾斜。基於關於中點T1和T2與線段L1和L2的信息和預先存儲的、與掩模7向基板4的定位相關的控制參數(以下，簡稱為「控制參數」)，控制用於在預定方向上移動基板4或水平地旋轉其的定位機構，由此將基板4定位到掩模7。在被供應糊狀焊料的掩模7上可滑動地移動橡膠滾軸，由此，經由掩模7的孔在相應的電極5上形成焊料部分6。
[0036]如上，印刷機Ml具有下述功能:向基板4定位其中形成多個孔的掩模7，並且經由孔來在基板4上設置的多個電子元件裝配位置Pn處建立的相應的電極5上形成焊料部分6。
[0037]印刷檢查機M2具有水平可移動的檢查相機。獲取其上已經印刷了焊料的基板4的圖像，並且從如此獲取的圖像數據確定焊料部分6相對於電極5的印刷位移值。如圖9中所示，通過表示量和方向的在位置位移線L3的兩個水平方向上的分量「X」和「y」和由一對焊料部分6表不的方向線A與參考方向(電極5的布局方向)形成的位移角度Θ來表不焊料部分6的印刷位置位移值。
[0038]印刷檢查機M2的識別處理部分執行用於識別與所獲取的基板4的圖像相關的數據的處理，由此，將用於表示該對焊料部分6的焊料印刷坐標6*的位置數據確定為相對於基板識別標記4A的焊料印刷坐標SPn(SXn，SYn)。與x方向、y方向和角度Θ相關地，將在焊料印刷坐標SPn (SXn, SYn)和參考基板識別標記4A確定的該對電極5在基板4上的元件裝配坐標(設計值)5* (Xn, Yn)之間的位移(dXn，dYn,和d θ n)計算為電子元件裝配位置Pn的印刷位移值。
[0039]通過上述方法來計算一對焊料部分6在基板4上的所有電子元件裝配位置Pn處的印刷位移值。印刷檢查機M2的算術處理部分由此產生在圖10中所示的檢查數據8，該檢查數據8包括示出「電子元件裝配位置」 8a (P1，P2，...)和與電子元件裝配位置Pn對應的「印刷位移值」813(((^1，(1￥1，(10 1)，(dX2，dY2，d Θ 2)…)的信息。如上，印刷檢查機M2具有下述功能:通過檢查其上形成焊料部分6的基板4來產生檢查數據8。該檢查數據8包括關於在多個電子元件裝配位置Pn處的焊料部分6的印刷位移值的信息。
[0040]裝配機M4和M5的每一個具有:元件供應部分，用於供應電子元件；基板輸送定位部分，用於輸送已經在印刷檢查機M2中結束了正在進行的檢查的基板4。並且將基板4定位在預定的工作位置；相機，用於獲取基板的圖像；裝配頭，其具有用於通過吸取來拾取電子元件的吸嘴；以及，裝配控制部分，用於通過控制所述機構的每一個來裝配電子元件。
[0041]在裝配操作中，首先確認關於在基板輸送定位部分中承載的基板的標識信息(例如，序號)。在下述方法下確認該標識信息:用於通過裝配機M4和M5的每一個的讀取器來讀取在基板4上設置的條形碼等的方法；或者，用於通過裝配機M4和M5的每一個的裝配控制部分來接收從裝配線控制部分3發送的關於基板的標識信息的方法。裝配機M4和M5執行基板識別，其包括:使用相機來獲取在基板4上設置的基板識別標記4A和4B的圖像；識別標記；並且，確定在裝配機M4和M5的每一個中的基板4的位置。隨後，通過吸嘴來從元件供應部分拾取電子元件，並且裝配控制部分根據預先存儲的裝配數據來控制裝配頭，該裝配數據即關於其中要裝配的電子元件的坐標(元件裝配坐標5*)和通過基板識別確定的基板的位置的信息，由此，將裝配頭移動到在所定位的基板4上的預定電子元件裝配位置Pn。吸嘴被降低到基板4，由此在基板4上裝配電子元件。
[0042]如上，裝配機M4和M5每一個具有在已經結束了在印刷檢查機M2中的檢查的基板4上的多個電子元件裝配位置Pn處裝配電子元件的功能。包括印刷機Ml、印刷檢查機M2與裝配機M4和M5的電子元件安裝系統具有下述功能:在基板4上的相應的電子元件裝配位置Pn處裝配電子元件，以如此製造裝配的基板。
[0043]參考圖2，現在描述裝配線控制部分3。裝配線控制部分3包括檢查數據存儲部分9、算術處理部分10、基板掩模定位校正值存儲部分11和元件裝配坐標校正值存儲部分12。算術處理部分10具有作為內部處理功能的基板掩模定位校正值計算部分10a、元件裝配坐標校正值計算部分10b和反饋/前饋設置部分10c。另外，算術處理部分10外部地連接到輸入部分13和顯不部分14。
[0044]檢查數據存儲部分9存儲從印刷檢查機M2輸出的檢查數據8。基板掩模定位校正值計算部分10a從在檢查數據存儲部分9中存儲的檢查數據8中包括的「印刷位移值」 8b計算當印刷機Ml向基板4定位掩模7時使用的「基板掩模定位校正值」，產生包括該校正值的「基板掩模定位校正值數據」。在被存儲在基板掩模定位校正值存儲部分11中後，向位於上遊位置的印刷機Ml反饋基板掩模定位校正值數據。在根據在基板掩模定位校正值數據中包括的基板掩模定位校正值來對控制參數進行校正後，印刷機Ml向基板4定位掩模7。
[0045]如上，將基板掩模定位校正值數據在印刷機Ml中作為「有關對於與掩模7向基板4的定位相關的控制參數的校正的信息」。基板掩模定位校正值計算部分10a作為在印刷機Ml中的反饋裝置，用於從檢查數據8產生有關對於與掩模7向基板4的定位相關的控制參數的校正的信息。以下，將基板掩模定位校正值稱為「FB值」。在這一點上，也可以將FB值直接地輸出到印刷機Ml，而不存儲在基板掩模定位校正值存儲部分11中。
[0046]元件裝配坐標校正值計算部分10b從關於在檢查數據存儲部分9中存儲的檢查數據8中包括的「印刷位移值」8b的信息計算每一個電子元件裝配位置Pn的「元件裝配坐標校正值」。產生了包括在圖14中所示的信息的「元件裝配坐標校正文件」15，該信息表示「電子元件裝配位置」 15a (PI, P2,…)和向電子元件裝配位置Pn應用的「元件裝配坐標校正值」15b((dFXl, dFYl, dF θ 1)，(dFX2, dFY2, dF Θ 2)，…)。
[0047]元件裝配坐標校正文件15針對每一個基板4被產生，並且被存儲在元件裝配坐標校正值存儲部分12中並且同時與關於基板4的每一個的標識信息相關聯。根據來自裝配機M4和M5的請求來前饋如此存儲的元件裝配坐標校正文件15。根據標識信息的確認的結果，裝配機M4和M5訪問元件裝配坐標校正值存儲部分12，由此讀取相應的元件裝配坐標校正文件15。根據在元件裝配坐標校正文件15中包括的「元件裝配坐標校正值」 15b來對元件裝配坐標5*進行校正，並且然後，向基板4裝配電子元件。
[0048]如上，將元件裝配坐標校正文件15作為在裝配機M4和M5的每一個中的「有關對於電子元件裝配坐標的校正的信息」。元件裝配坐標校正值計算部分10b作為前饋裝置，其從檢查數據8產生有關對於在相應的裝配機M4和M5中的電子元件裝配坐標的校正的信息。以下將元件裝配坐標校正值稱為「FF值」。
[0049]反饋/前饋設置部分10c經由輸入部分13從操作員接收輸入，並且設置關於FB值、在元件裝配坐標校正文件15的產生期間使用的一個或多個電子元件裝配位置Pn和乘以印刷位移值的係數(權重)的各種條件。具體地說，反饋/前饋設置部分10c具有功能:根據來自操作員的輸入來設置電子元件裝配位置Pn的哪一個的印刷位移值(dXn, dYn, d θ η)和在產生FB值和元件裝配坐標校正文件15中使用的權重水平。因此，基板掩模定位校正值計算部分10a從由反饋/前饋設置部分10c指定的電子元件裝配位置Pn的一部分的印刷位移值產生FB值。元件裝配坐標校正值計算部分10b從與由反饋/前饋設置部分10c指定的電子元件裝配位置Pn相關的FF值產生元件裝配坐標校正文件15。在這種情況下，將未指定的電子元件裝配位置Pn的FF值在元件裝配坐標校正文件15中記錄為零。
[0050]輸入部分13是輸入裝置，諸如觸摸板和滑鼠，並且執行各種條件的輸入，該各種條件例如是FB值和電子元件裝配位置Pn和用於產生元件裝配坐標校正文件15的權重。顯示部分14是顯示板，諸如液晶板，並且通過由算術處理部分10執行的顯示處理來顯示用於設置FB值和用以產生元件裝配坐標校正文件15的各種條件的屏幕(設置屏幕)。
[0051]現在通過參考圖11、圖12和圖13來描述在顯示部分14上顯示的設置屏幕的細節。圖11圖示了作為在激活反饋/前饋設置部分10c時在顯示部分14中顯示的一個設置屏幕的裝配位置列表屏幕14a。
[0052]裝配位置列表屏幕14a被用作當通過參考用於每一個電子元件裝配位置Pn的各種信息而選擇要計算的電子元件裝配位置Pn時的設置屏幕。裝配位置列表屏幕14a顯示信息，該信息包括「基板圖像」 17、「基板名稱」 18、「設置」 19和「裝配位置列表信息」20。「基板圖像」17是操作開關，用於在屏幕上顯示為在圖12中所示的一個設置屏幕的裝配位置選擇屏幕14b。「基板名稱」18示出要作為設置目標的基板4的名稱(模型名稱)。「設置」19是操作開關，用於完成基板掩模定位校正值計算部分10a和元件裝配坐標校正值計算部分10b的各種條件的設置。
[0053]「裝配位置列表信息」20是用於每一個電子元件裝配位置Pn的各個信息的列表顯示，並且包括關於「裝配位置」21、「電路編號」22、「元件大小」23、18」24、18權重」25、「FF」 26和「FF權重」 27的信息。一行對應於一個電子元件裝配位置Pn。可以通過下述方式來示出在屏幕的邊緣之後隱藏的「裝配位置列表信息」20的一部分:在垂直方向上滾動在列表的一側(在表格上的右側)上指示的滾動條28a (如箭頭「a」指示)，或者，在水平方向上滾動在列表的下位置上指示的滾動條28b (如箭頭「b」指示)。
[0054]「裝配位置」21示出用於指定在基板4上的電子元件裝配位置Pl，P2，…Pn的標識信息。「電路編號」22示出向電子元件裝配位置Pn分配的電路編號。「元件大小」23示出在電子元件裝配位置Pn處裝配的電子元件16的大小；具體地說，「L(長度)」、「W(寬度)」和「H(高度)」。「電路編號」22和「元件大小」23是操作員當設置下述的第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置時參考的信息。通過在裝配位置列表屏幕14a上顯示這些信息來增加工作效率。
[0055]「FB」 24是用於設置是否將電子元件裝配位置Pn用於計算FB值的複選框。該複選框的內部作為操作(點擊)複選框的結果變黑或變白。複選框被操作以因此將其內部變黑，由此，將對應的電子元件裝配位置Pn設置為用於計算FB值的第一元件裝配位置。，
[0056]在要被設置為第一電子元件裝配位置的電子元件裝配位置Pn中至少包括在定位上導致高難度的電子元件裝配位置。例如，在第一電子元件裝配位置中包括諸如0402晶片和晶片大小封裝(CSP)的微元件要被裝配到的電極；即，電子元件裝配位置Pn，其中，定位了被分類為在基板4中佔用相對小的面積的一組的電極5。而且，在第一電子元件裝配位置中包括在基板4中具有相對小的間隔的電子元件裝配位置，諸如電子元件裝配位置P21至P25或在基板4中具有最高密度的電子元件裝配位置。
[0057]用於計算FB值的印刷位移值的權重在從1至100 (% )的範圍內被輸入到欄位「FB權重」25內。例如，當向欄位「FB權重」25輸入值「50」時，通過將表示印刷位移值的數值乘以50 %而確定的值用於計算FB值。如上，可以通過設置屏幕對於每一個電子元件裝配位置Pn設置係數，該係數要乘以印刷位移值，並且用於產生有關對於與在掩模7和基板4之間的定位相關的控制參數的校正的信息。
[0058]「FF」26用於顯示複選框，該複選框用於設置是否計算用於電子元件裝配位置Pn的FF值。當操作(點擊)複選框時，該框內變「黑」或「白」。通過操作複選框，複選框的內部變黑，由此，將對應的電子元件裝配位置Pn設置為第二電子元件裝配位置，對於該第二電子元件裝配位置，要計算FF值。
[0059]「FF權重」27是用於在從1至100 (% )的範圍內輸入用於計算FF值的印刷位移值的權重的欄位。更具體地，通過將印刷位移值乘以權重)來計算FF值。例如，當向欄位「FF權重」27輸入值「50」時，將通過將表示印刷位移值的數值乘以50%而確定的值確定為用於電子元件裝配位置Pn的FF值。權重的數值變得越大，則電子元件16變得被裝配到越接近焊料部分6的實際印刷位置。如上，可以在設置屏幕上對於每一個電子元件裝配位置Pn設置係數，該係數要乘以印刷位移值，並且用於產生有關對於用於裝配電子元件16的坐標的校正的信息。
[0060]考慮到諸如在電子元件裝配位置Pn上裝配的電子元件的大小和預測印刷位移值的大小的因素來以經驗為主來確定向「FF權重」27的數字輸入。存在下面的趨勢。與其中可以預期由熔化的焊料引起的對於電子元件的自對齊效應的電子元件裝配位置Pn相關地設置使得電子元件能夠裝配在接近焊料印刷坐標6*的位置處的大的數字。與其中不能預期自對齊效應的電子元件裝配位置相關地設置使得電子元件能夠裝配在接近元件裝配坐標5*的位置處的小的數字。在例如預期不太受到自對齊效應的影響的、諸如連接器元件的大型元件的情況下，將通過在作為目標的基板4上的元件裝配坐標5*處裝配電子元件來增強裝配質量。因此，優選的是，這樣的電子元件裝配位置Pn排除從其要計算FF值的目標。在這一點上，操作員可以通過在裝配位置列表屏幕14a上可視地查看「元件大小」23來容易地作出決定。
[0061]現在參考圖12來描述裝配位置選擇屏幕14b。裝配位置選擇屏幕14b當通過參考基板4的圖形圖像而選擇要計算的電子元件裝配位置Pn時被用作設置屏幕。在裝配位置選擇屏幕14b上顯示包括「基板圖像顯示欄位」29、「FB設置」30、「FB權重」31、「FF設置」32、「FF權重」 33和「列表」 34的信息。
[0062]「基板圖像顯示欄位」29顯示基板4的圖形圖像29a，其包括關於電子元件裝配位置Pn的位置信息。經由輸入部分13來指定在圖形圖像29a上的期望位置或範圍，其中，可以選擇要計算的電子元件裝配位置Pn。如圖12中所示，使用虛線來圍繞在所選擇的圖形圖像29a上的電子元件裝配位置Pn(例示了 P21至P25)。
[0063]「FB設置」30是操作開關，用於將在「基板圖像顯示欄位」29中選擇的電子元件裝配位置Pn設置為目標，對於該目標，要計算FB值。「FB權重」 31使得能夠輸入印刷位移值的權重，該印刷位移值的權重用於與在「基板圖像顯示欄位」29中選擇的電子元件裝配位置Pn相關地計算在從1至100的範圍內的FB值。
[0064]「FF設置」32是操作開關，用於將在「基板圖像顯示欄位」 29中選擇的電子元件裝配位置Pn設置為目標，對於該目標，要計算FF值。「FF權重」33使得能夠輸入權重，該權重用於與在「基板圖像顯示欄位」29中選擇的電子元件裝配位置Pn相關地計算在從1至100的範圍內的FF值。如上，裝配位置選擇屏幕14b使得能夠全面地向所選擇的電子元件裝配位置Pn的每一個設置印刷位移值的權重。
[0065]「列表」34是操作開關，用於將顯示部分14從裝配位置選擇屏幕14b切換到裝配位置列表屏幕14a。如圖13中所示，如果此時存在在「基板圖像顯示欄位」29中選擇的電子元件裝配位置Pn，則將高亮顯示在裝配位置列表屏幕14a上的電子元件裝配位置Pn的背景(例示了 P21至P25)。
[0066]用於在裝配位置選擇屏幕14b上設置包括在FB值和權重的產生中使用的電子元件裝配位置Pn的各種條件的具體操作過程包括:在「基板圖像顯示欄位」29上首先選擇期望的電子元件裝配位置Pn，並且然後，在「FB權重」31中輸入權重。在通過「FB設置」30的操作來設置計算要求後，操作「列表」34。也通過下面的相同過程來設置在元件裝配坐標校正文件15的產生時所需的各種設置。
[0067]如上所述，在本實施例中，可以通過顯示部分14來單獨地設置用於產生FB值的電子元件裝配位置Pn(第一元件裝配位置)和用於產生元件裝配坐標校正文件15的電子元件裝配位置Pn (第二元件裝配位置)。在完成設置後，點擊「設置」 19，由此，在基板掩模定位校正值計算部分10a中設置關於第一元件裝配位置的信息，並且，在元件裝配坐標校正值計算部分10b中設置關於第二元件裝配位置的信息。因此，執行顯示處理的算術處理部分10和顯示部分14作為電子元件裝配位置設置屏幕顯示裝置，該裝置顯示屏幕，該屏幕用於與在基板4上的多個電子元件裝配位置Pn相關地設置第一電子元件裝配位置和/或第二電子元件裝配位置。
[0068]實施例的元件裝配系統具有諸如如上所述的配置，並且現在將描述用於在基板上裝配電子元件的一系列過程。開始，激活反饋/前饋設置部分10c，並且，在正在操作在顯示部分14上顯示的裝配位置列表屏幕14a和裝配位置選擇屏幕14b的同時，執行用於設置第一元件裝配位置和第二元件裝配位置的操作(ST1:反饋/前饋設置步驟)。
[0069]執行設置，使得在第一元件裝配位置中包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置Pn。反饋/前饋設置部分10c向基板掩模定位校正值計算部分10a設置關於如此設置的第一元件裝配位置的信息。在實施例中，在圖3中所示的窄相鄰區域E1中存在的電子元件裝配位置P21至P25被設置為第一元件裝配位置。
[0070]也以下述方式來進行設置:第二元件裝配位置包括電子元件裝配位置Pn，對於該電子元件裝配位置Pn，期望通過前饋來防止裝配故障的出現。反饋/前饋設置部分10c在元件裝配坐標校正值計算部分10b中設置關於第二元件裝配位置的信息。
[0071]在實施例中，通過FB值的反饋的效應來減少在窄相鄰區域E1的電子元件裝配位置P21至P25處的印刷位移值的量。因此，將反饋的效果看作限制性的。因此，從第二元件裝配位置的設置消除了電子元件裝配位置P21至P25。同時，以窄相鄰區域E1為焦點來定位基板和掩模，由此，在位移在圖3中所示的寬間距區域E2中的電子元件裝配位置P31至P35處的印刷位移值變大(圖6和圖7)。因此，需要通過使用FF值的前饋的主動應用來防止裝配故障的出現。結果，向第二元件裝配位置設置電子元件裝配位置P31至P35。
[0072]在反饋/前饋設置部分10c已經結束了執行設置後，向印刷機Ml輸送基板4，在印刷機Ml處，基板進行絲網印刷。具體地說，經由孔在基板4上設置的多個電子元件裝配位置Pn處形成的相應的電極5上形成其中形成多個孔並且定位了基板4的掩模7和焊料部分6(ST2:焊料部分形成步驟)。
[0073]接下來，將已經進行了絲網印刷的基板4輸送到印刷檢查機M2，在印刷檢查機M2處，對基板進行各種類型的檢查，包括執行確定印刷狀態是否有缺陷或無缺陷，並且產生檢查數據8。更具體地，檢查其上形成焊料部分6的基板4，由此，產生包括在多個電子元件裝配位置Pn處出現的焊料部分6的印刷位移值的檢查數據8 (ST3:檢查數據產生步驟)。
[0074]通過工件輸送裝置M3向裝配機M4和M5輸送已經結束了進行的檢查的基板4，在裝配機M4和M5處，電子元件16被裝配在基板4上。簡而言之，在已經結束了在進行的檢查的基板4上的多個電子元件裝配位置Pn處裝配電子元件16 (ST4:電子元件裝配步驟)。隨後，向回流焊機輸送基板4，在回流焊機處，將基板加熱。由此焊接電子元件16和基板4，並且完成裝配的基板。
[0075]在(ST3)中產生的檢查數據8被輸出到裝配線控制部分3，並且，基板掩模定位校正值計算部分10a產生FB值。更具體地，準備有關對於與當基於檢查數據8來形成焊料部分6時執行的掩模7向基板4的定位相關的控制參數的校正的信息；即，FB值(ST5:反饋處理步驟)。
[0076]在FB值的產生期間，計算對於第一元件裝配位置選擇的電子元件裝配位置Pn的乘積(印刷位移值X權重)的平均值，並且，將如此計算的平均值作為FB值(dXfb，dYfb)。在實施例中，作為FB值產生在圖3中所示的窄相鄰區域El中存在的電子元件裝配位置P21至P25處的印刷位移值的平均值。向印刷機Ml反饋FB值，並且印刷機Ml根據所接收的FB值來對控制參數進行校正(包括使用FB值來重寫控制參數)，並且隨後，定位掩模7和基板4。
[0077]當根據FB值來對控制參數進行校正時，在將中點T1和T2位移如圖7中所示的與FB值(dXfb，dYfb)對應的量的同時，定位掩模7和基板4。具體地說，在窄相鄰區域E1內的預定位置處設置定位中心C，並且，在將電子元件裝配位置P21至P25的電極5和掩模7的孔彼此大體對齊的同時，定位掩模和基板。結果，即使當作為在基板4的一部分中的翹曲的出現的結果焊料部分相對於在窄相鄰區域E1中的電子元件裝配位置P21至P25的設計元件裝配坐標5*位移時，可以防止焊料部分6相對於電子元件裝配位置P21至P25的印刷位移值。圖8示出當在根據FB值對控制參數進行校正後執行絲網印刷時在電子元件裝配位置P22和P23上的焊料部分6的印刷位置。
[0078]與FB值的產生相結合，元件裝配坐標校正值計算部分10b產生元件裝配坐標校正文件15。具體地說，產生了有關對於當根據檢查數據8裝配電子元件時使用的電子元件裝配坐標的校正的信息:即，元件裝配坐標校正文件15 (ST6:前饋處理步驟)。在元件裝配坐標校正文件15的產生期間，計算通過將印刷位移值乘以在第二電子元件裝配位置處設置的電子元件裝配位置Pn的每一個的權重而確定的值。如此計算的值被用作FF值。
[0079]裝配機M4和M5確認關於被輸送的基板4的標識信息，並且從元件裝配坐標校正值存儲部分12讀取對應的元件裝配坐標校正文件15。根據在元件裝配坐標校正文件15中記錄的FF值來裝配電子元件。如圖8中所示，在實施例中，在電子元件裝配位置P22和P23上不設置FF值。因此，不在以元件裝配坐標5*為目標的位置處裝配電子元件16。這也適用於電子元件裝配位置P21、P24和P25。
[0080]在根據元件裝配坐標校正文件15的FF值來對電子元件16的裝配坐標進行校正後，在電子元件裝配位置P31至P35上裝配電子元件16。
[0081]其上裝配了電子元件的基板4被傳遞到(未示出的)回流焊機，在此，根據預定溫度曲線來加熱基板4。通過加熱來熔化在焊料部分中包括的焊料顆粒，由此，焊接電子元件和基板。
[0082]雖然產生了通過上面的步驟在其上裝配了電子元件的裝配的基板，但是根據裝配故障的產生的狀態來按照需要執行與反饋/前饋設置步驟相關的處理，由此改變要在第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置上設置的電子元件裝配位置Pn或對權重進行校正。
[0083]如上，基板掩模定位校正值計算部分10a從預設的第一電子元件裝配位置的列印位移值產生FB值。而且，元件裝配坐標校正值計算部分10b從預設的第二電子元件裝配位置產生元件裝配坐標校正文件15。甚至也可以適當地處理翹曲的基板4或部分地包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置Pn的基板4。
[0084]另外，在實施例中，從在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置Pn處的印刷位移值產生FB值。因此，通過根據FB值對控制參數進行校正來執行絲網印刷，使得即使當在基板4的一部分中存在翹曲時也可以防止在在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置Pn處的焊料部分6的印刷位移值的出現。
[0085]現在更具體地描述在上述方法下產生FB值的有效性。例如，當將在基板4上的所有電子元件裝配位置的印刷位移值的平均值作為FB值時，將整體解決焊料部分6的位置位移。然而，如圖15中所示，不能忽略的印刷位移值仍然存在於在裝配上導致高難度並且其中在相鄰的電極5之間存在窄間隔W1的電子元件裝配位置P22和P23中。
[0086]具體地，當電子元件16在相對於電子元件裝配位置P22和P23位移給定數量的同時被裝配在被印刷的焊料部分6的位置(焊料印刷坐標6*)處時，焊料部分6將在裝配期間失去其形狀，其可能接觸相鄰的電極5。如果基板在那個狀態中經受回流焊，則在電路中出現短路，這可能引發裝配故障。這可能當在基板4中存在翹曲時或當在基板4中共存窄相鄰區域E1和寬間隔區域E2時變得顯著。通過使用在與實施例相關地描述的方法下產生的FB值防止在電子元件裝配位置P22和P23處的焊料部分6的印刷位移值的出現，可以解決該問題。
[0087]實施例的電子元件安裝系統使得操作員能夠在可視地通過顯示部分14確定電子元件裝配位置Pn的同時，在同一屏幕上容易地設置在基板掩模定位校正值計算部分10a和元件裝配坐標校正值計算部分10b中使用的電子元件裝配位置Pn。而且，由操作員獨立地選擇要通過基板掩模定位校正值計算部分10a和元件裝配坐標校正值計算部分10b計算的電子元件裝配位置Pn，並且，操作員對於每一個電子元件裝配位置Pn設置權重，由此可以實現高質量裝配。
[0088]也可以多個地設置第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置。而且，要在第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置上設置的電子元件裝配位置Pn可以在第一和第二電子元件裝配位置之間具有重疊。更具體地，也可以在第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置兩者上設置一個電子元件裝配位置Pn。而且，用於設置第一電子元件裝配位置、第二電子元件裝配位置、和權重的方法不限於結合實施例描述的那些。
[0089]根據實施例，也可以甚至適當地處理翹曲的基板和部分地具有在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置的基板，使得實施例特別在裝配電子元件的領域中有益。
【權利要求】
1.一種電子元件裝配系統，所述電子元件裝配系統在基板上的包括第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置的多個電子元件裝配位置處裝配電子元件，以如此製造裝配的基板，所述系統包括: 絲網印刷裝置，所述絲網印刷裝置向所述基板定位其中形成多個孔的掩模，並且經由所述孔在所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處形成的電極上形成焊料部分； 檢查裝置，所述檢查裝置檢查其上形成所述焊料部分的所述基板，並且產生檢查數據，所述檢查數據包括在所述多個電子元件裝配位置處的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一電子元件裝配位置處的第一印刷位移值和在所述第二電子元件裝配位置處的第二印刷位移值； 電子元件裝配裝置，所述電子元件裝配裝置在已經結束了在所述檢查裝置中的檢查的所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處裝配電子元件； 反饋部分，所述反饋部分基於所述檢查數據來產生有關對於與在所述絲網印刷裝置中的所述掩模向所述基板的定位相關的控制參數的校正的第一信息；以及 前饋部分，所述前饋部分基於所述檢查數據來產生有關對於在所述電子元件裝配裝置中的電子元件裝配坐標的校正的第二信息，其中 所述反饋部分基於在所述第一電子元件裝配位置處的所述第一印刷位移值來產生有關對於與所述基板向所述掩模的定位相關的所述控制參數的校正的所述第一信息，並且 所述前饋部分基於在所述第二電子元件裝配位置處的所述第二印刷位移值來產生有關對於在所述電子元件裝配裝置中的所述電子元件裝配坐標的校正的所述第二信息。
2.根據權利要求1所述的電子元件裝配系統，其中，所述第一電子元件裝配位置至少包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置。
3.根據權利要求1所述的電子元件裝配系統，其中，所述第一電子元件裝配位置包括在所述基板上具有被分類到一組相對小的區域內的電極的電子元件裝配位置。
4.根據權利要求1所述的電子元件裝配系統，其中，所述第一電子元件裝配位置包括其到相鄰的電子元件裝配位置的距離在所述基板上相對小的電子元件裝配位置。
5.根據權利要求1所述的電子元件裝配系統，其中，所述第一電子元件裝配位置包括在所述基板上具有電子元件裝配位置的最高密度的區域中的電子元件裝配位置。
6.根據權利要求1至5的任何一項所述的電子元件裝配系統，進一步包括:電子元件裝配位置設置屏幕顯示部分，所述電子元件裝配位置設置屏幕顯示部分顯示設置屏幕，所述設置屏幕用於相對於在所述基板上的所述多個電子元件裝配位置來設置所述第一電子元件裝配位置和/或所述第二電子元件裝配位置。
7.根據權利要求6所述的電子元件裝配系統，其中，能夠針對所述第一電子元件裝配位置的每一個在所述設置屏幕上設置被用於產生有關對於與所述掩模向所述基板的定位相關的所述控制參數的校正的所述第一信息的、將要乘以所述第一印刷位移值的係數。
8.根據權利要求6所述的電子元件裝配系統，其中，能夠針對所述第二電子元件裝配位置的每一個在所述設置屏幕上設置被用於產生有關對於所述電子元件裝配坐標的校正的所述第二信息的、將要乘以所述第二印刷位移值的係數。
9.根據權利要求1所述的電子元件裝配系統，進一步包括:設置部分，所述設置部分從操作員接收輸入，並且根據所述輸入來設置所述第一電子元件裝配位置和/或所述第二電子元件裝配位置，其中 所述反饋部分基於由所述設置部分設置的在所述第一電子元件裝配位置處的所述第一印刷位移值來產生所述第一信息，並且 所述前饋部分基於由所述設置部分設置的在所述第二電子元件裝配位置處的所述第二印刷位移值來產生所述第二信息。
10.根據權利要求9所述的電子元件裝配系統，其中 所述設置部分設置被用於產生針對所述第一電子元件裝配位置的每一個的所述第一信息的、將要乘以所述第一印刷位移值的第一係數，並且 所述反饋部分基於乘以由所述設置部分設置的所述第一係數的所述第一印刷位移值來產生所述第一信息。
11.根據權利要求9所述的電子元件裝配系統，其中 所述設置部分設置被用於產生針對所述第二電子元件裝配位置的每一個的所述第二信息的、將要乘以所述第二印刷位移值的第二係數，並且 所述反饋部分基於乘以由所述設置部分設置的所述第二係數的所述第二印刷位移值來產生所述第二信息。
12.一種電子元件裝配方法，所述電子元件裝配方法用於通過由電子元件裝配系統在基板上裝配電子元件而製造裝配的基板，所述電子元件裝配系統在所述基板上、在包括第一電子元件裝配位置和第二電子元件裝配位置的多個電子元件裝配位置處裝配所述電子元件，以如此製造所述裝配的基板，所述方法包括: 焊料部分形成步驟，向所述基板定位其中形成多個孔的掩模，並且經由所述孔在所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處形成的電極上形成焊料部分； 檢查數據產生步驟，檢查其上形成所述焊料部分的所述基板，並且產生檢查數據，所述檢查數據包括在所述多個電子元件裝配位置處的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一電子元件裝配位置處的第一印刷位移值和在所述第二電子元件裝配位置處的第二印刷位移值； 電子元件裝配步驟，在已經結束了檢查的所述基板上的所述多個電子元件裝配位置處裝配電子元件； 反饋處理步驟，基於所述檢查數據來產生有關對於與在所述焊料部分形成步驟中的所述掩模向所述基板的定位相關的控制參數的校正的信息；以及 前饋處理步驟，基於所述檢查數據來產生有關對於在所述電子元件裝配步驟中的電子元件裝配坐標的校正的信息，其中 在所述反饋處理步驟中，基於在所述第一電子元件裝配位置處的所述第一印刷位移值來形成有關對於與所述基板向所述掩模的定位相關的所述控制參數的校正的信息，並且在所述前饋處理步驟中，基於在所述第二電子元件裝配位置處的所述第二印刷位移值來形成有關對於在所述電子元件裝配裝置中的所述電子元件裝配坐標的校正的信息。
13.根據權利要求12所述的電子元件裝配方法，其中，所述第一電子元件裝配位置至少包括在裝配中導致高難度的電子元件裝配位置。
14.根據權利要求12所述的電子元件裝配方法，其中，所述第一電子元件裝配位置包括在所述基板上具有被分類到一組相對小的區域內的電極的電子元件裝配位置。
15.根據權利要求12所述的電子元件裝配方法，其中，所述第一電子元件裝配位置包括其到相鄰的電子元件裝配位置的距離在所述基板上相對小的電子元件裝配位置。
16.根據權利要求12所述的電子元件裝配方法，其中，所述第一電子元件裝配位置包括在所述基板上具有電子元件裝配位置的最高密度的區域中的電子元件裝配位置。
【文檔編號】H05K3/34GK104254211SQ201410212540
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2013年6月25日
【發明者】岡本健二, 木原正宏, 伊藤克彥 申請人:松下電器產業株式會社