JP2022080510A - Component mounting system and component mounting state determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に部品を実装する部品実装装置と、部品が実装された部品実装基板における部品の実装状態を検査する検査装置とを含む部品実装システム、及びこの部品実装システムに適した部品の実装状態判定方法に関する。 The present invention is a component mounting system including a component mounting device for mounting a component on a board and an inspection device for inspecting the mounting state of the component on the component mounting board on which the component is mounted, and a component suitable for the component mounting system. Regarding the mounting state determination method.
プリント基板等の基板上にＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）が実装された部品実装基板の製造プロセスでは、ハンダに生じる張力等の種々の要因により、ＳＭＤ（以下、単に「部品」と称す）が基板から浮き上がった状態で実装される、いわゆる「部品浮き」と称する現象が発生することが知られており、特に、チップ状の部品に生じ易い傾向がある。「部品浮き」が生じた実装部品は、基板の回路と電気的に接合されていない、若しくは接合状態が不安定になっている可能が高く、手直しが必要となる場合がある。 In the manufacturing process of a component mounting board on which an SMD (Surface Mount Device) is mounted on a board such as a printed circuit board, the SMD (hereinafter, simply referred to as "part") is removed from the board due to various factors such as tension generated in the solder. It is known that a phenomenon called "part floating", which is mounted in a floating state, occurs, and is particularly likely to occur in chip-shaped parts. It is highly possible that the mounted component in which "component floating" has occurred is not electrically bonded to the circuit of the board or the bonded state is unstable, and may need to be reworked.
そこで従来は、例えば特許文献１に開示されるように、部品実装基板の検査工程で、実装部品の高さをレーザ変位計で計測し、「部品浮き」の有無を検査することが行われている。なお、レーザ変位計の代わりに、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを用いて実装部品の三次元画像を取得し、当該画像から実装部品の高さを計測することも行われている。 Therefore, conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, in the inspection process of a component mounting board, the height of the mounted component is measured by a laser displacement meter, and the presence or absence of "part floating" is inspected. There is. Instead of a laser displacement meter, a CCD (Charge Coupled Device) camera is used to acquire a three-dimensional image of the mounted component, and the height of the mounted component is measured from the image.
部品の厚みはその設計値に対してばらつきがあり、製造メーカや製造ロット毎にその傾向が異なる。そこで従来は、図１５（ａ）に示すように、部品Ｃの厚みｔ１として設計値を用い、この厚みｔ１に各々既定値であるクリームハンダＳｐの厚みｔ２とマージン（測定ばらつきの余裕分）ｔ３を加えた閾値Ｔａを設定し、レーザ変位計の計測値Ｈ（基板Ｐの表面（上面）Ｐｕから部品Ｃの上面までの距離）と閾値Ｔａとを比較することにより「部品浮き」の判定を行っている。つまり、図１５（ｂ）に示すように、計測値Ｈ＞閾値Ｔａの場合に「部品浮き」と判定する。 The thickness of parts varies with respect to their design values, and the tendency differs depending on the manufacturer and production lot. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 15A, a design value is used as the thickness t1 of the component C, and the thickness t2 and the margin (margin of measurement variation) t3 of the cream solder Sp, which are the default values, are used for this thickness t1, respectively. The threshold Ta is set, and the measurement value H (distance from the surface (upper surface) Pu of the substrate P to the upper surface of the component C) of the laser displacement meter is compared with the threshold Ta to determine "part floating". Is going. That is, as shown in FIG. 15B, when the measured value H> the threshold value Ta, it is determined as “part floating”.
しかし、部品の厚みｔ１のばらつきを考慮した適切なマージンｔ３の設定は難しく、［発明を実施するための形態］で詳細に説明するように、良好な実装部品が「部品浮き」と判定される場合や、逆に、「部品浮き」が生じた実装部品が見逃される場合が考えられる。 However, it is difficult to set an appropriate margin t3 in consideration of the variation in the thickness t1 of the component, and as described in detail in [Mode for implementing the invention], a good mounted component is determined to be "part floating". In some cases, or conversely, the mounted component in which "part floating" occurs may be overlooked.
また、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージを備えたパッケージ部品の実装状態の良否判定についても、従来は、上記「部品浮き」に類似した方法が採用されており、従って、当該判定についても同様の課題が考えられる。 Further, as for the quality determination of the mounting state of the package component provided with the BGA (Ball Grid Array) package, a method similar to the above-mentioned "part floating" has been conventionally adopted, and therefore, the same problem is also encountered in the determination. Can be considered.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、部品実装基板における「部品浮き」等の部品の実装状態の判定精度向上に寄与する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique that contributes to improving the accuracy of determining a component mounting state such as "component floating" on a component mounting board.
上記課題を解決するために、本発明の一局面に係る部品実装システムは、基板に部品を実装する機能と前記部品の厚みを検出可能な機能とを備える部品実装装置と、前記部品実装装置において基板に実装された実装部品の基板表面から部品上面までの高さを検出し、その結果と閾値との比較に基づき実装部品の実装状態を判定する基板検査装置と、を含む部品実装システムであって、前記部品実装装置において検出された部品の厚みとその部品との対応関係を示す部品厚み情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した前記部品厚み情報であって判定対象となる対象実装部品の厚み情報に基づき、当該対象実装部品の実装状態の判定に用いる前記閾値を設定する閾値設定部と、を含み、前記基板検査装置は、前記閾値設定部が設定した対象実装部品の前記閾値に基づき、当該対象実装部品の実装状態を判定するものである。 In order to solve the above problems, the component mounting system according to one aspect of the present invention includes a component mounting device having a function of mounting a component on a board and a function of detecting the thickness of the component, and the component mounting device. It is a component mounting system that includes a board inspection device that detects the height from the board surface of the mounted component mounted on the board to the top surface of the component and determines the mounted state of the mounted component based on the comparison between the result and the threshold value. The information acquisition unit that acquires the component thickness information indicating the correspondence relationship between the component thickness detected by the component mounting device and the component, and the component thickness information acquired by the information acquisition unit are the determination targets. The board inspection device includes a threshold setting unit for setting the threshold used for determining the mounting state of the target mounting component based on the thickness information of the target mounting component, and the board inspection device includes the target mounting component set by the threshold setting unit. Based on the above-mentioned threshold value, the mounting state of the target mounting component is determined.
この部品実装システムでは、部品実装装置において個々の部品の実際の厚みが検出される。そして、基板検査装置での実装状態の判定に先立ち、個々の部品とその厚みとの対応関係（部品厚み情報）に基づき実装部品毎の閾値が設定され、当該閾値に基づき実装部品（対象実装部品）の実装状態が判定される。つまり、実装部品の実装状態の判定は、当該実装部品の実際の厚みに基づいて設定された閾値に基づいて実行される。この場合、前記閾値は、例えば、情報取得部が取得した部品の厚みに、各々既定値であるハンダ厚み及びマージンを加えた値である。 In this component mounting system, the actual thickness of each component is detected in the component mounting device. Then, prior to the determination of the mounting state by the board inspection device, a threshold value for each mounted component is set based on the correspondence relationship (component thickness information) between each component and its thickness, and the mounted component (target mounted component) is set based on the threshold value. ) Is determined. That is, the determination of the mounting state of the mounted component is executed based on the threshold value set based on the actual thickness of the mounted component. In this case, the threshold value is, for example, a value obtained by adding the solder thickness and the margin, which are the default values, to the thickness of the component acquired by the information acquisition unit.
この部品実装システムの構成によれば、設計値ではなく実際の部品の厚みを基準として設定された閾値に基づき実装部品の実装状態が判定されるため、実装部品の厚みのばらつきに左右されることなく、実装部品の実装状態を判定することが可能となる。従って、実装部品の「部品浮き」などの実装状態の判定をより精度良く行うことが可能となる。 According to the configuration of this component mounting system, the mounting state of the mounted component is determined based on the threshold value set based on the actual thickness of the component, not the design value, so that it depends on the variation in the thickness of the mounted component. It is possible to determine the mounting state of the mounted component. Therefore, it is possible to more accurately determine the mounting state such as "part floating" of the mounted component.
上記部品実装システムにおいて、前記部品実装装置は、基板への部品の実装に先立ち当該部品の厚みを検出するのが好適である。 In the component mounting system, it is preferable that the component mounting device detects the thickness of the component prior to mounting the component on the board.
この構成によれば、実装前の部品単体の状態厚みを検出可能なため、部品の厚みを検出し易くなる。そのため、部品の厚みをより正確に検出することが可能となり、前記閾値の信頼性が向上する。 According to this configuration, since the state thickness of the component unit before mounting can be detected, it becomes easy to detect the thickness of the component. Therefore, it becomes possible to detect the thickness of the component more accurately, and the reliability of the threshold value is improved.
その場合の具体的な構成としては、例えば、前記部品実装装置は、部品を保持して基板上に搬送する部品保持部と、前記部品保持部に保持された部品を少なくとも側方を含む一乃至複数の方向から撮像可能な撮像部と、当該撮像部が撮像した画像に基づき部品の厚みを検出する厚み検出部と、を含むのが好適である。 As a specific configuration in that case, for example, the component mounting device includes a component holding portion that holds the component and conveys the component onto the substrate, and at least one to the side of the component held by the component holding portion. It is preferable to include an image pickup unit capable of imaging from a plurality of directions and a thickness detection unit that detects the thickness of the component based on the image captured by the image pickup unit.
部品実装装置では、通常、部品保持部に保持された部品が撮像され、部品保持部による部品の保持状態が画像認識されることで、その認識結果が基板への部品の実装動作に反映される。従って、部品保持部に保持された部品を少なくとも側方を含む一乃至複数の方向から撮像し、その画像に基づき部品の厚みを検出する上記構成によれば、部品保持部に保持された部品を画像認識するための構成を利用しながら部品の厚みを検出することが可能となり、合理的な構成が達成される。 In a component mounting device, a component held by a component holding unit is usually imaged, and the holding state of the component by the component holding unit is image-recognized, and the recognition result is reflected in the component mounting operation on the board. .. Therefore, according to the above configuration, the component held in the component holding portion is imaged from one or a plurality of directions including at least the side, and the thickness of the component is detected based on the image. It is possible to detect the thickness of a part while using the configuration for image recognition, and a rational configuration is achieved.
この場合、前記部品実装装置が、複数の前記部品保持部を備えた部品実装用のヘッドユニットを備える場合には、前記撮像部は、前記複数の部品保持部に対してそれらの配列方向に相対的に移動可能に設けられているのが好適である。 In this case, when the component mounting device includes a head unit for component mounting including the plurality of component holding portions, the imaging unit is relative to the plurality of component holding portions in the arrangement direction thereof. It is preferable that it is provided so as to be movable.
この構成によれば、複数の部品保持部に対して撮像部が相対的に移動しながら、各部品保持部に各々保持された部品の厚みを効率良く検出することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to efficiently detect the thickness of the component held by each component holding unit while the imaging unit moves relative to the plurality of component holding portions.
なお、上記部品実装システムにおいて、前記部品が、パッケージの底面に複数の球状ハンダからなる端子部を備えたパッケージ部品である場合には、前記部品の厚みは、前記パッケージの厚みであり、前記ハンダ厚みは、前記端子部が溶融して基板に接合された状態の既定の厚みである。 In the component mounting system, when the component is a package component having a terminal portion composed of a plurality of spherical solders on the bottom surface of the package, the thickness of the component is the thickness of the package, and the solder is the thickness of the package. The thickness is a predetermined thickness in a state where the terminal portion is melted and bonded to the substrate.
この構成によれば、パッケージ部品の実装状態の判定を精度良く行うことが可能となる。 According to this configuration, it is possible to accurately determine the mounting state of the package component.
一方、本発明の一の局面に係る部品の実装状態判定方法は、基板に部品を実装する機能と前記部品の厚みを検出可能な機能とを備える部品実装装置と、前記部品実装装置において基板に実装された実装部品における基板表面から部品上面までの高さを検出し、その結果と閾値との比較に基づき実装部品の実装状態を判定する基板検査装置と、を含む部品実装システムにおける、前記基板検査装置の前記実装状態の判定の方法であって、前記部品実装装置において検出された部品の厚みとその部品との対応関係を示す部品厚み情報を取得する情報取得工程と、前記情報取得工程で取得した前記部品厚み情報であって判定対象となる対象実装部品の厚み情報に基づき、当該対象実装部品の実装状態の判定に用いる前記閾値を設定する閾値設定工程と、前記閾値設定工程で設定した対象実装部品の前記閾値に基づき、当該対象実装部品の実装状態を判定する検査工程と、を含む。 On the other hand, the method for determining the mounting state of a component according to one aspect of the present invention includes a component mounting device having a function of mounting the component on the board and a function of detecting the thickness of the component, and a component mounting device on the substrate. The board in a component mounting system including a board inspection device that detects the height from the surface of the board to the top surface of the mounted component and determines the mounted state of the mounted component based on the comparison between the result and the threshold value. In the information acquisition step of acquiring the component thickness information indicating the correspondence relationship between the component thickness detected in the component mounting device and the component, which is a method of determining the mounting state of the inspection device, and the information acquisition step. Based on the acquired thickness information of the target mounting component to be determined, the threshold setting step for setting the threshold used for determining the mounting state of the target mounting component and the threshold setting step are set. It includes an inspection step of determining the mounting state of the target mounting component based on the threshold value of the target mounting component.
この方法は、上述した部品実装装置により具現化されるものである。従って、この方法によれば、既述の通り、実装部品の「部品浮き」などの実装状態の判定をより精度良く行うことが可能となる。 This method is embodied by the component mounting device described above. Therefore, according to this method, as described above, it is possible to more accurately determine the mounting state such as "part floating" of the mounted component.
以上説明した本発明の部品実装システム及び部品の実装状態判定方法によれば、「部品浮き」等の部品の実装状態の判定精度向上に寄与するものとなる。 According to the component mounting system and the component mounting state determination method of the present invention described above, it contributes to the improvement of the determination accuracy of the component mounting state such as "component floating".
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
［部品実装システムの全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る部品実装システム（本発明の部品の実装状態判定方法が実施される部品実装システム）を示すブロック図である。この部品実装システム１は、プリント基板板などの基板Ｐを搬送しながら、当該基板Ｐに部品（ＳＭＤ）が実装（搭載）された基板Ｐ（以下、部品実装基板Ｐと称する場合がある）を製造するシステムである。部品には、ＬＳＩなどの大型の部品（パッケージ部品とも称する）の他、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ及び抵抗器などの小片状の部品（チップ部品とも称する）が含まれる。
[Overall configuration of component mounting system]
FIG. 1 is a block diagram showing a component mounting system according to an embodiment of the present invention (a component mounting system in which a method for determining a mounting state of a component of the present invention is implemented). This component mounting system 1 transports a substrate P such as a printed circuit board, and mounts (mounts) a component (SMD) on the substrate P (hereinafter, may be referred to as a component mounting substrate P). It is a manufacturing system. The parts include large parts (also referred to as package parts) such as LSI, and small pieces (also referred to as chip parts) such as ICs, transistors, capacitors and resistors.
部品実装システム１は、図１に示すように、製造ラインに沿って並ぶ印刷装置２、部品実装装置３、リフロー装置４及び検査装置５と、管理装置６とを含む。印刷装置２、部品実装装置３、リフロー装置４及び検査装置５は、製造ラインの上流側からこの順番で配列されている。部品実装装置３は複数台設けられており、当例では、２台の部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）が連続して印刷装置２とリフロー装置４との間に設けられている。
As shown in FIG. 1, the component mounting system 1 includes a
印刷装置２は、スクリーン印刷により、基板Ｐの実装ポイントにクリームハンダを塗布する作業を実行し、部品実装装置３は、クリームハンダが塗布された実装ポイントに部品を実装する作業を実行し、リフロー装置４は、クリームハンダを溶かして部品の電極を基板Ｐの回路に接合する作業を実行し、検査装置５は、基板Ｐの各実装ポイントに実装された部品の実装状態の検査を実行する。
The
管理装置６は、例えば製造ラインから離れた場所に設けられており、印刷装置２、部品実装装置３、リフロー装置４及び検査装置５の各動作を統括的に管理する。印刷装置２、部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）、リフロー装置４及び検査装置５と管理装置６とは、通信回線７を介して接続されており、これにより、印刷装置２、部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）、リフロー装置４及び検査装置５と管理装置６との間で各種情報の送受信が可能に構成されている。
The management device 6 is provided, for example, at a location away from the production line, and comprehensively manages the operations of the
［部品実装装置３の構成］
次に、部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）の具体的な構成について説明する。部品実装装置３Ａ、３Ｂの構成は基本的には同じである。従って、以下の説明では、特に必要な場合を除き、個々の部品実装装置３Ａ、３Ｂを区別することなく「部品実装装置３」と称してその構成について説明する。
[Structure of component mounting device 3]
Next, a specific configuration of the component mounting device 3 (3A, 3B) will be described. The configurations of the
図２は、部品実装装置３の全体構成を示す平面図であり、図３は、部品実装装置３の後記ヘッドユニット１６の側面図（一部断面図）である。なお、図面中には、方向関係の明確化のために、ＸＹＺ直角座標軸を示している。Ｘ方向は水平面と平行な製造ラインに沿った方向であり、Ｙ方向は水平面上でＸ方向と直交する方向であり、Ｚ方向はＸ、Ｙ両方向に直交する方向、すなわち上下方向である。
FIG. 2 is a plan view showing the overall configuration of the
部品実装装置３は、金属製の構造体からなる平面視矩形の基台１０と、基台１０上で、基板Ｐを搬送する基板搬送機構１２と、部品供給部１４と、基台１０に沿ってその上方を移動するヘッドユニット１６と、第１、第２の部品認識カメラ３２、３６とを備える。
The
基板搬送機構１２は、各々ベルトコンベアからなる一対のコンベア１２ａを有する。基板搬送機構１２は、図２の左側（Ｘ１側）から基板Ｐを受け入れて作業位置（同図に示す基板Ｐの位置）に搬送し、実装作業終了後、基板Ｐを作業位置から同図の右側（Ｘ２側）に搬出する。
The
部品供給部１４は、基板搬送機構１２の両側（Ｙ１側及びＹ２側）に各々設けられている。部品供給部１４には、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品（チップ部品）を各々供給する、複数のテープフィーダ１４ａが配置されている。なお、部品供給部１４には、テープフィーダ１４ａに代えて、例えばＬＳＩ等の大型の部品（パッケージ部品）をトレイ上に載置した状態で供給するトレイフィーダなどの他の部品供給デバイスも配置され得る。
The
ヘッドユニット１６は、部品供給部１４から部品を取り出して、基板Ｐの定められた実装ポイントに実装するものである。ヘッドユニット１６は、ヘッドユニット駆動機構２０によりＸ方向及びＹ方向に移動可能に設けられている。
The
ヘッドユニット駆動機構２０は、いわゆるＸ－Ｙロボットで構成されている。具体的には、ヘッドユニット駆動機構２０は、基台１０の高架フレームに各々固定されたＹ方向に延在する一対の固定レール２２と、これら固定レール２２に移動自在に支持されたＸ方向に延在するビーム２１と、このビーム２１に螺合されて、Ｙ軸サーボモータ２６により回転駆動されるボールねじ軸２４と含む。また、ヘッドユニット駆動機構２０は、ビーム２１に固定されて、ヘッドユニット１６をＸ方向に移動自在に支持する固定レール２８と、ヘッドユニット１６に螺合されて、Ｘ軸サーボモータ２９により回転駆動されるボールねじ３０とを含む。つまり、ヘッドユニット駆動機構２０は、Ｘ軸サーボモータ２９によりボールねじ軸３０を介してヘッドユニット１６をＸ方向に移動させ、また、Ｙ軸サーボモータ２６によりボールねじ軸２４を介してビーム２１をＹ方向に移動させる。この構成により、ヘッドユニット駆動機構２０は、基台１０の上方の一定範囲内で、ヘッドユニット１６をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
The head
ヘッドユニット１６には、Ｚ方向（上下方向）に延びる複数の軸状のヘッド１７（本発明の「部品保持部」に相当する）と、これらヘッド１７を駆動するヘッド駆動機構とが備えられている。当例では、Ｘ方向に一定間隔で配列された６本のヘッド１７がヘッドユニット１６に備えられている。
The
ヘッド駆動機構は、各ヘッド１７を個別に昇降（Ｚ方向に移動）させる昇降駆動機構と、各ヘッド１７を各々中心軸回り（Ｒ方向）に回転させる回転駆動機構とを含む。各ヘッド１７の先端には、部品吸着用のノズル１７ａが備えられている。各ノズル１７ａは、切替弁を介して負圧発生装置に連通しており、当該負圧発生装置から負圧の供給を受けることによって部品を吸着、保持する。
The head drive mechanism includes a lift drive mechanism for raising and lowering (moving in the Z direction) each
ヘッドユニット１６には、基板認識カメラ１８が備えられている。基板認識カメラ１８は、ＣＣＤやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を備えたカメラ本体と、ＬＥＤ照明等の照明デバイスとを一体に備えた照明一体形カメラであり、ヘッドユニット１６と一体に移動して、基板Ｐの上面に記された各種マーク等の対象物を撮像する。
The
第１部品認識カメラ３２（本発明の「撮像部」に相当する）は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えたカメラであり、ヘッド１７に保持された部品を側方（Ｙ１側）から撮像するものである。
The first component recognition camera 32 (corresponding to the "imaging unit" of the present invention) is a camera equipped with an image pickup element such as a CCD or CMOS, and images a component held by the
図３に示すように、第１部品認識カメラ３２は、ビーム２１の下面の所定位置（当例ではＸ方向中央部）にハンガー部材３３を介して固定的に配置されている。一方、ヘッドユニット１６のうち、各ヘッド１７の反ビーム２１側（Ｙ２側）の位置には、ビーム２１の側（Ｙ１方向）に向かって照明光を照射するＬＥＤ照明３４がフレーム３５を介して固定されている。ＬＥＤ照明３４は、第１部品認識カメラ３２に対向し得る位置に設けられている。つまり、第１部品認識カメラ３２は、ＬＥＤ照明３４による照明の元でヘッド１７に保持された部品（図３中に符号Ｃで示す）の側方からの投影像を撮像する。この場合、各ヘッド１７に保持された部品が所定の撮像高さ位置（図３に示す位置）に配置され、この状態で、ヘッドユニット１６が第１部品認識カメラ３２に対して間歇的にＸ方向に移動することにより、各ヘッド１７に保持された部品の投影像が第１部品認識カメラ３２により順次撮像される。
As shown in FIG. 3, the first
第２部品認識カメラ３６は、各ヘッド１７に保持された部品を下方（Ｚ２側）から撮像するものである。第２部品認識カメラ３６は、基板認識カメラ１８と同様、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えたカメラ本体と、ＬＥＤ照明等の照明デバイスとを一体に備えた照明一体形カメラである。第２部品認識カメラ３６は、基板搬送機構１２と各部品供給部１４との間の位置であってＸ方向における部品供給部１４の中央部分に各々上向きに配置されている。
The second
この部品実装装置３では、基板搬送機構１２に沿って作業位置に基板Ｐが搬入されると、ヘッドユニット１６が部品供給部１４と基板Ｐとの間を往復し、部品供給部１４（テープフィーダ１４ａ）から部品を取り出して、当該部品を基板Ｐの所定の実装ポイントに実装する。この際、部品供給部１４から部品が取り出されると、第１、第２の部品認識カメラ３２、３６に対してヘッドユニット１６がＸ方向に相対的に移動し、これにより、各ヘッド１７に保持された部品の側方からの投影像及び部品の下面像（底面像）が撮像される。これらの画像に基づき、各ヘッド１７による部品の保持状態が認識され、各実装ポイントへの部品の実装時には、その認識結果が反映されるようにヘッドユニット１６が制御される。
In this
図４は、部品実装システム１（部品実装装置３及び検査装置５）の制御系統を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the component mounting system 1 (
部品実装装置３は、同図に示すような制御装置３００を備えている。制御装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び周辺回路等を備えて構成されており、その機能構成として、主制御部３０１、データ記憶部３０２、駆動制御部３０３、画像処理部３０４および通信制御部３０５等を含む。
The
主制御部３０１は、予め記憶されているプログラムおよび各種データに基づき駆動制御部３０３を介して基板搬送機構１２、ヘッドユニット駆動機構２０、ヘッドユニット１６及びヘッド１７等の駆動を制御することにより、部品実装装置３の一連の実装動作を統括的に制御する。
The
画像処理部３０４は、基板認識カメラ１８及び第１、第２の部品認識カメラ３２、３６により撮像された画像に所定の画像処理を施すものである。主制御部３０１は、その画像処理後の画像データに基づき撮像対象物を認識するとともに、その認識結果に基づき各種演算処理を実行する。この撮像対象物の認識及び各種演算処理には、ヘッド１７による部品の保持状態の認識、およびその認識結果に基づく部品寸法の計測や位置補正量の演算などの処理が含まれる。位置補正量とは、例えば、ヘッド１７（ノズル１７ａ）に対して部品の位置がずれていた場合に、実装時にそのずれを是正するためのヘッドユニット１６の移動量である。
The
なお、部品寸法の計測処理には、第１部品認識カメラ３２が撮像した部品の投影画像に基づき、その部品の実際の厚みｔ１（図３参照）を計測する処理が含まれる。厚みｔ１は、検査装置５による部品実装基板Ｐの検査で使用される情報であり、主制御部３０１は、さらに基板Ｐ毎に部品Ｃとその厚みｔ１とを紐付けした部品厚み情報リストＪを作成し、当該リストデータをデータ記憶部３０２に格納する処理を実行する。この点については、後に詳述する。なお、当例では、この主制御部３０１が本発明の「厚み検出部」に相当し、部品厚み情報リストＪが本発明の「部品厚み情報」に相当する。
The component size measurement process includes a process of measuring the actual thickness t1 (see FIG. 3) of the component based on the projected image of the component captured by the first
通信制御部３０５は、通信回線７に接続された通信用インターフェースであり、管理装置６との間で、又は管理装置６を通じて検査装置５等との間で各種情報の送受信を行う。
The
［検査装置５の構成］
検査装置５は、部品実装装置３に類似した構成を有する。すなわち、図示を省略するが、検査装置５は、金属製の構造体からなる基台と、基台上で、基板Ｐを搬送する基板搬送機構と、基台に沿ってその上方を移動する検査ヘッド４０（図４に示す）とを備える。検査ヘッド４０を移動させるための機構は、部品実装装置３のヘッドユニット駆動機構２０と同様に、いわゆるＸ－Ｙロボットで構成されており、基台の上方の一定範囲内で、検査ヘッド４０をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
[Configuration of inspection device 5]
The
検査ヘッド４０には、基板認識カメラ４２およびレーザ変位計４４が備えられている。基板認識カメラ４２は、部品実装装置３の前記基板認識カメラ１８と同様に、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えたカメラ本体と、ＬＥＤ照明等の照明デバイスとを一体に備えた照明一体形カメラであり、部品実装基板Ｐの上面に記された各種マークおよび各実装ポイントの実装部品を撮像するものである。
The
レーザ変位計４４は、部品実装基板Ｐの各実装ポイントに実装された部品の高さ、すなわち、図１５に示したように、基板Ｐの表面（上面）Ｐｕから部品Ｃの上面までの距離Ｈ（以下、計測値Ｈとも言う）を計測するものである。なお、検査ヘッド４０は、レーザ変位計４４の代わりに、非接触式の三次元計測器を備えた構成であってもよい。この場合には、例えばプロジェクタとデジタルカメラとを備え、位相シフト法に基づき部品の高さ計測等を行う計測器を適用することができる。
The
この検査装置５では、基板搬送機構に沿って基板Ｐが作業位置に搬入されると、検査ヘッド４０が予め設定された経路に沿って実装ポイントを移動しながら、各実装ポイントの実装部品を基板認識カメラ４２で撮像するとともに、レーザ変位計４４により当該実装部品の高さを計測する。そして、取得された部品画像（平面画像）及び実装部品の高さ（計測値Ｈ）に基づき、実装部品の実装状態の判定処理が実行される。
In this
検査装置５は、図４に示すような制御装置５００を備えている。制御装置５００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び周辺回路等を備えて構成されており、その機能構成として、主制御部５０１、データ記憶部５０２、駆動制御部５０３、画像処理部５０４および通信制御部５０５等を含む。
The
主制御部５０１は、予め記憶されているプログラムおよび各種データに基づき駆動制御部５０３を介して基板搬送機構及び検査ヘッド４０等を制御することにより、検査装置５の一連の検査動作を統括的に制御する。
The
画像処理部５０４は、基板認識カメラ４２により撮像された画像に所定の画像処理を施すものである。主制御部５０１は、その画像処理後の画像データに基づき撮像対象物を認識するとともに、その認識結果に基づき各種演算処理を実行する。この撮像対象物の認識及び各種演算処理には、実装ポイントに対する実装部品の位置ずれ量（Ｘ－Ｙ方向の位置ずれ量）の演算が含まれる。
The
なお、主制御部５０１は、レーザ変位計４４の計測値Ｈ（実装部品の高さ）に基づき「部品浮き」の有無を判定し、その結果を加味して実装状態の良否判定を行う。つまり、主制御部５０１は、実装ポイントに対する実装部品の前記位置ずれ量が公差外である場合、又は実装部品に「部品浮き」が生じている場合に、当該実装部品の実装状態が不良であると判定する。
The
データ記憶部５０２は、部品実装基板Ｐの検査に必要な各種データを記憶するものである。各種データには、部品実装装置３において作成された部品厚み情報リストＪのデータが含まれる。すなわち、部品実装装置３で作成された部品厚み情報リストＪのデータは、検査対象の基板Ｐが検査装置５に搬入される前に、部品実装装置３から検査装置５に送信されて当該データ記憶部５０２に記憶される。なお、主制御部５０１は、「部品浮き」の有無の判定に際して、部品実装装置３から取得した部品厚み情報リストＪに基づき、各実装ポイントの実装部品毎に閾値Ｔａを設定し、当該閾値Ｔａに基づき「部品浮き」の有無を判定する。この点については、後に詳述する。なお、当例では、この主制御部５０１が本発明の「情報取得部」及び「閾値設定部」に相当する。
The
通信制御部５０５は、通信回線７に接続された通信用インターフェースであり、管理装置６との間で、又は管理装置６を通じて部品実装装置３等との間で各種情報の送受信を行う。
The
［部品実装システム１の動作］
次に、部品実装システム１の動作（主に部品実装装置３及び検査装置５の動作）について説明する。図５は、部品実装装置３の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、作業位置への基板Ｐの搬入が完了するとスタートする。
[Operation of component mounting system 1]
Next, the operation of the component mounting system 1 (mainly the operation of the
作業位置に基板Ｐが搬入されて位置決めされると、主制御部３０１はヘッドユニット１６を制御し、部品供給部１４からの部品の取り出し（部品吸着）を開始する（ステップＳ１）。予め設定された最初のヘッド１７による部品吸着が完了すると、主制御部３０１は、ヘッドユニット１６の全ヘッド１７の部品吸着が完了したか否かを判断する（ステップＳ３）。ここでＮｏの場合には、主制御部３０１は、処理をステップＳ１にリターンして、次のヘッド１７の部品吸着を実行する。
When the substrate P is carried into the working position and positioned, the
全ヘッド１７の部品吸着が完了すると（ステップＳ３でＹｅｓ）、主制御部３０１は、第１部品認識カメラ３２及び第２部品認識カメラ３６により各ヘッド１７の吸着部品を撮像する処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には、主制御部３０１は、第２部品認識カメラ３６に対してヘッドユニット１６をＸ方向に移動させることにより、当該第２部品認識カメラ３６により各吸着部品の下面画像を取得する。また、これと同時に又は異なるタイミングで、第１部品認識カメラ３２に対してヘッドユニット１６をＸ方向に移動させることにより、当該第１部品認識カメラ３２により各吸着部品の側方からの投影画像を取得する。
When the component suction of all the
次に、主制御部３０１は、第１部品認識カメラ３２及び第２部品認識カメラ３６が取得した画像データに基づき、各ヘッド１７の吸着部品の吸着状態（保持状態）を認識する（ステップＳ７）。また、主制御部３０１は、第１部品認識カメラ３２が取得した画像データに基づき、各吸着部品の厚みｔ１（図３参照）を計測し、その結果を部品厚み情報リストＪに登録する（ステップＳ９）。ここで、部品の厚みｔ１とは、部品がＩＣ、トランジスタ等のチップ部品である場合には部品全体の厚みであり、部品がＬＳＩ等、パッケージの底面に複数の球状ハンダからなる端子部を備えたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ（以下、ＢＧＡと称す）を備えるパッケージ部品である場合には、パッケージ（モールド部とも称す）、すなわち端子部を除く部品本体部分の厚みである（図１１（ａ）参照）。
Next, the
図６は、部品厚み情報リストＪの一例である。部品厚み情報リストＪは、同図に示すように、「基板ＩＤ」と、当該「基板ＩＤ」の基板Ｐに実装される部品の「部品番号」と、各部品番号に該当する部品の「部品厚み」とを含む。ここで、「部品番号」は「実装ポイント」と同義である。つまり、例えば部品番号「Ｃ０１」は、実装ポイント「Ｃ０１」に実際に実装される部品を特定する情報である。主制御部３０１は、計測された吸着部品の厚みを、当該部品の「部品番号」の「部品厚み」として部品厚み情報リストＪに登録する。
FIG. 6 is an example of the component thickness information list J. As shown in the figure, the part thickness information list J includes a "board ID", a "part number" of a part mounted on the board P of the "board ID", and a "part number" of a part corresponding to each part number. Includes "thickness". Here, "part number" is synonymous with "mounting point". That is, for example, the part number "C01" is information that identifies a part that is actually mounted at the mounting point "C01". The
主制御部３０１は、部品厚み情報リストＪへの吸着部品の厚みの登録が完了するタイミングで、ヘッドユニット１６を基板Ｐの上方に移動させ、部品の実装を開始する（ステップＳ１１）。最初のヘッド１７の吸着部品の実装が完了すると、主制御部３０１は、ヘッドユニット１６の全ヘッド１７の吸着部品の実装が完了したか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここでＮｏの場合には、主制御部３０１は、処理をステップＳ１１にリターンして、次のヘッド１７の吸着部品の実装を実行する。
The
全ヘッド１７の吸着部品の実装が完了すると（ステップＳ１３でＹｅｓ）、主制御部３０１は、基板Ｐに対する全部品の実装が完了したか否かを判断し（ステップＳ１５）、ここでＮｏの場合には、処理をステップＳ１にリターンし、既述のステップＳ１～ステップＳ１５の処理を繰り返す。基板Ｐに対する全部品の実装が完了すると（ステップＳ１５でＹｅｓ）、主制御部３０１は、基板搬送機構１２を制御して基板Ｐを作業位置から搬出するとともに、当該基板Ｐの部品厚み情報リストＪのデータを、部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）から管理装置６を介して検査装置５に送信する（ステップＳ１７）。これにより、部品実装装置３による基板Ｐの一連の実装動作が終了する。なお、検査装置５に送信された部品厚み情報リストＪのデータは、制御装置５００のデータ記憶部５０２に保存される。
When the mounting of the suction components of all the
次に、検査装置５の動作について説明する。なお、ここでは、実装部品の「部品浮き」の判定にのみ着目した検査装置５の動作について説明する。
Next, the operation of the
図７は、検査装置５の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、作業位置への部品実装基板Ｐの搬入が完了するとスタートする。作業位置に基板Ｐが搬入されて位置決めされると、主制御部５０１は、データ記憶部５０２に記憶されている当該基板Ｐの部品厚み情報リストＪから、予め設定された最初の部品番号に対応する部品厚みデータを読み出し、当該部品番号に対応する実装部品の「部品浮き」の判定に用いる閾値Ｔａを演算する（ステップＳ２１、Ｓ２３）。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the
具体的には、従来（図１５）と同様に、部品の厚みｔ１に、各々既定値であるハンダ厚みｔ２及びマージンｔ３を加えた閾値Ｔａを演算する。ここで、従来の閾値Ｔａは、部品の厚みｔ１として当該部品の設計値を用いて設定されていたが、当例の閾値Ｔａは、部品の厚みｔ１として図５のステップＳ７、Ｓ９の処理で実際に計測された値が用いられており、この点で相違する。 Specifically, as in the conventional case (FIG. 15), the threshold value Ta is calculated by adding the default values of the solder thickness t2 and the margin t3 to the thickness t1 of the component. Here, the conventional threshold value Ta is set as the thickness t1 of the component using the design value of the component, but the threshold value Ta of this example is the thickness t1 of the component in the processing of steps S7 and S9 of FIG. Actually measured values are used and differ in this respect.
最初の部品番号に対応する実装部品の閾値Ｔａの演算が完了すると、主制御部５０１は、当該基板Ｐの全部品番号に対応する実装部品の閾値Ｔａの演算が完了したか否かを判断し（ステップＳ２５）、ここでＮｏの場合にはステップＳ２１に処理をリターンし、次の部品番号に対応する実装部品の閾値Ｔａを演算する。
When the calculation of the threshold value Ta of the mounted component corresponding to the first part number is completed, the
全部品番号に対応する実装部品の閾値Ｔａの演算が完了すると、主制御部５０１は、検査ヘッド４０を制御し、最初の部品番号に対応する実装部品の高さ計測を実行し（ステップＳ２７、Ｓ２９）、さらにその結果に基づき当該実装部品の「部品浮き」の判定を行う（ステップＳ３１）。具体的には、検査ヘッド４０を移動させながら、基板Ｐの上面に沿った一乃至複数の方向にレーザ変位計４４で実装部品を含む一定範囲を走査し、基板Ｐの上面から当該実装部品の上面までの高さを計測する。この場合、最も大きい値を計測値Ｈとする。そして、計測値Ｈと閾値Ｔａとを比較し、計測値Ｈ＞閾値Ｔａの場合には、当該実装部品に「部品浮き」が生じていると判定する。
When the calculation of the threshold value Ta of the mounted component corresponding to all the part numbers is completed, the
最初の部品番号に対応する実装部品の判定が終了すると、主制御部５０１は、全部品番号に対応する実装部品について「部品浮き」の判定が終了したか否かを判断し（ステップＳ３３）、ここでＮｏの場合には、ステップＳ２７に処理をリターンし、次の部品番号に対応する実装部品について、既述のステップＳ２７～ステップＳ３３の処理を実行する。
When the determination of the mounted component corresponding to the first part number is completed, the
基板Ｐの全実装部品について「部品浮き」の判定が終了すると（ステップＳ３３でＹｅｓ）、検査装置５による当該基板Ｐの一例の検査動作が終了する。なお、基板Ｐの何れかの実装部品について「部品浮き」と判定した場合には、主制御部５０１は、例えば、図外のモニターの画面に、該当する実装部品の部品番号を特定し得る状態で部品厚み情報リストＪを表示する。
When the determination of "part floating" is completed for all the mounted components of the board P (Yes in step S33), the inspection operation of an example of the board P by the
なお、当例では、図７のステップＳ２１の処理が本発明の「情報取得工程」に相当し、ステップＳ２３の処理が本発明の「閾値設定」工程に相当し、ステップＳ３１の処理が本発明の「検査工程」に相当する。 In this example, the process of step S21 in FIG. 7 corresponds to the "information acquisition step" of the present invention, the process of step S23 corresponds to the "threshold setting" step of the present invention, and the process of step S31 corresponds to the present invention. Corresponds to the "inspection process" of.
［作用効果等］
以上の部品実装システム１では、既述の通り、基板Ｐへの部品の実装に先立ち、部品実装装置３において個々の部品の厚みｔ１が計測される。そして、検査装置５では、「部品浮き」の判定に先立ち、実装部品とその厚みｔ１との対応関係（部品厚み情報リストＪ）に基づき実装部品毎の閾値Ｔａが設定され、当該閾値Ｔａに基づき実装部品の「部品浮き」が判定される。つまり、実装部品の「部品浮き」の判定は、当該実装部品の実際の厚みｔ１に基づいて設定された閾値Ｔａに基づいて実行される。そのため、実装部品の厚みｔ１のばらつきに左右されることなく「部品浮き」を判定することが可能であり、実装部品の「部品浮き」の判定を、従来に比べて精度良く行うことが可能となる。以下、この点について図８～図９を用いて具体的に説明する。なお、図８～図９は、図１５に対応しており、各部材や寸法表示は図１５中で用いたものと共通している。
[Action effect, etc.]
In the above component mounting system 1, as described above, the thickness t1 of each component is measured by the
既述の通り、部品の厚みにはその設計値に対してばらつきがあり（チップ部品の場合には０．０６ｍｍ程度）、部品の種類やサイズによってその傾向が異なる。また、製造メーカや製造ロット毎によっても傾向が異なる。従来の「部品浮き」の判定では、部品の厚みｔ１として設計値を用い、これに各々既定値であるハンダ厚みｔ２及びマージンｔ３を加えた値が閾値Ｔａとして設定されている。つまり、部品の厚みｔ１のばらつきをマージンｔ３で吸収するという考え方である。しかし、この場合には次のような課題がある。 As described above, the thickness of the parts varies with respect to the design value (about 0.06 mm in the case of chip parts), and the tendency differs depending on the type and size of the parts. In addition, the tendency differs depending on the manufacturer and each production lot. In the conventional determination of "part floating", a design value is used as the thickness t1 of the part, and a value obtained by adding the default solder thickness t2 and the margin t3, respectively, is set as the threshold value Ta. That is, the idea is to absorb the variation in the thickness t1 of the component with the margin t3. However, in this case, there are the following problems.
例えば、図８（ａ）に示すように、部品の厚みｔ１に対してマージンｔ３が狭いと、図８（ｃ）に示すように、小さい部品浮きでも直ちに計測値Ｈ＞閾値Ｔａとなる。この場合、「部品浮き」をシビアに検知できるものの、部品の厚みｔ１のばらつきが大きい側に偏っている場合には、図８（ｂ）に示すように、計測値Ｈ＞閾値Ｔａとなり易くなり、実装状態が適切であるにも拘わらず、「部品浮き」が誤検知される場合がある。 For example, as shown in FIG. 8 (a), when the margin t3 is narrow with respect to the thickness t1 of the component, as shown in FIG. 8 (c), the measured value H> the threshold value Ta immediately even if the small component floats. In this case, although "part floating" can be detected severely, when the variation in the thickness t1 of the component is biased to the large side, as shown in FIG. 8B, the measured value H> the threshold value Ta tends to be satisfied. In some cases, "part floating" may be erroneously detected even though the mounting condition is appropriate.
一方、図９（ａ）に示すように、部品の厚みｔ１に対してマージンｔ３が広いと、図９（ｂ）に示すように、計測値Ｈ＜閾値Ｔａとなり易くなり、部品の厚みｔ１のばらつきが大きい側に偏っている場合の「部品浮き」の誤検知は回避され得る。しかし、図９（ｃ）に示すように、小さい部品浮きの場合には、計測値Ｈ＜閾値Ｔａとなって「部品浮き」が見逃される恐れがある。 On the other hand, as shown in FIG. 9A, when the margin t3 is wider than the thickness t1 of the component, as shown in FIG. 9B, the measured value H <threshold value Ta tends to be satisfied, and the thickness t1 of the component is easily set. False detection of "part floating" can be avoided when the variation is biased toward the large side. However, as shown in FIG. 9C, in the case of a small part float, the measured value H <threshold value Ta and the “part float” may be overlooked.
つまり、従来の判定方法では、部品の厚みｔ１のばらつきに起因して、「部品浮き」の誤検知や、「部品浮き」の見逃しが発生する可能性がある。 That is, in the conventional determination method, there is a possibility that "part floating" may be erroneously detected or "part floating" may be overlooked due to the variation in the thickness t1 of the component.
これに対して、上記部品実装システム１によれば、実装部品の実際の厚みｔ１に基づいて閾値Ｔａが設定されるため、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、部品の厚みｔ１のばらつきに対応した適切な位置、つまり、実装部品の上面から常に一定高さの位置に閾値Ｔａが設定される。そのため、部品の実装状態が適正であれば、部品の厚みｔ１のばらつきが大きい側に偏っているような場合でも、「部品浮き」と誤検知されることが無い（図１０（ｂ））。また、部品に一定値以上の浮きが生じている場合には、部品の厚みｔ１の大小に拘わらず常に計測値Ｈ＞閾値Ｔａとなるため（図１０（ｃ））、「部品浮き」の見逃しも生じ難くなる。従って、上記部品実装システム１（部品実装システム１で実施される部品の実装状態判定方法）は、部品実装基板Ｐにおける「部品浮き」の有無判定の精度向上に寄与するものと言える。 On the other hand, according to the component mounting system 1, the threshold value Ta is set based on the actual thickness t1 of the mounted component. Therefore, as shown in FIGS. 10A and 10B, the thickness t1 of the component is set. The threshold value Ta is set at an appropriate position corresponding to the variation of the above, that is, at a position at a constant height from the upper surface of the mounted component. Therefore, if the mounting state of the component is appropriate, even if the thickness t1 of the component is biased toward a large variation, it will not be erroneously detected as “part floating” (FIG. 10 (b)). Further, when the part has a floating value of a certain value or more, the measured value H> the threshold value Ta always holds regardless of the size of the thickness t1 of the part (FIG. 10 (c)), so that the “part floating” is overlooked. Is less likely to occur. Therefore, it can be said that the component mounting system 1 (method for determining the mounting state of components implemented by the component mounting system 1) contributes to improving the accuracy of determining the presence or absence of "floating components" on the component mounting board P.
また、上記部品実装システム１では、ヘッド１７の部品吸着状態を認識するために部品実装装置３に備えられた第１部品認識カメラ３２が撮像する画像（投影像）を用いて部品の厚みｔ１が計測される。つまり、部品ｔの厚みを計測するための設備として第１部品認識カメラ３２が兼用されている。従って、上記部品実装システム１によれば、部品の厚みを計測するためのハード的な専用の設備を設けることなく、既存の設備（第１部品認識カメラ３２）を利用して部品の厚みｔ１を取得することができる。従って、合理的な構成が達成されるという利点もある。
Further, in the component mounting system 1, the thickness t1 of the component is determined by using an image (projected image) captured by the first
なお、ここでは、主に実装部品としてチップ部品の「部品浮き」の判定に着目した場合の部品実装システム１の利点について説明した。しかし、上記部品実装システム１（部品実装システム１で実施される部品の実装状態判定方法）は、ＬＳＩ等、ＢＧＡを備えたパッケージ部品の実装状態の判定精度向上にも寄与する。以下、この点について説明する。 Here, the advantages of the component mounting system 1 when focusing on the determination of "part floating" of a chip component as a mounting component have been described. However, the component mounting system 1 (method for determining the mounting state of components implemented in the component mounting system 1) also contributes to improving the accuracy of determining the mounting state of packaged components equipped with a BGA such as an LSI. This point will be described below.
基板Ｐに実装される部品がＢＧＡを備えたパッケージ部品の場合には、既述の通り、図５のステップＳ９の処理では、主制御部３０１は、第１部品認識カメラ３２が取得した画像データに基づき、パッケージの厚み、すなわち端子部を除く部品本体部分の厚みを計測し、その結果を部品の厚みとして部品厚み情報リストＪに登録する。
When the component mounted on the board P is a package component including BGA, as described above, in the process of step S9 in FIG. 5, the
そして、図７のステップＳ２１の処理では、主制御部５０１は、データ記憶部５０２に記憶されている部品厚み情報リストＪに基づき、ＢＧＡを備えたパッケージ部品（以下、単にパッケージ部品と略す）の実装状態の判定に用いる閾値Ｔａを演算する。この場合、図１１（ａ）に示すように、主制御部５０１は、パッケージ部品Ｃ１の実際の厚み、すなわち部品厚み情報リストＪに登録されている当該パッケージ部品Ｃ１のパッケージ厚みｔ１に、各々既定値であるハンダ厚み（端子部が適切に溶融、硬化した場合の設計値）ｔ２とマージンｔ３を加えた値を閾値Ｔａとして求める。
Then, in the process of step S21 of FIG. 7, the
また、図７のステップＳ３１の処理では、主制御部５０１は、基板Ｐの表面（上面）Ｐｕからパッケージ部品Ｃ１の上面までの高さを計測し、その計測値Ｈと閾値Ｔａとを比較する。そして、計測値Ｈ＞閾値Ｔａの場合には、端子部の溶融状態が不十分であると推測されることから、主制御部５０１は、当該パッケージ部品Ｃ１の実装状態は不良であると判定する。
Further, in the process of step S31 of FIG. 7, the
なお、パッケージ部品Ｃ１の実装状態の判定方法についても、従来は、パッケージ厚みｔ１として設計値が用いられ、これに各々既定値であるハンダ厚みｔ２及びマージンｔ３を加えた値が閾値Ｔａとして設定されていた。そのため、例えば、パッケージ厚みｔ１のばらつきが小さい側に偏っているような場合、実際には、図１１（ｂ）に示すように、端子部の溶融状態が不十分である場合であっても、計測値Ｈ＜閾値Ｔａとなって、実装状態が良好と判定されてしまうことが考えられた。 As for the method of determining the mounting state of the package component C1, the design value is conventionally used as the package thickness t1, and the value obtained by adding the default values of the solder thickness t2 and the margin t3 is set as the threshold value Ta. Was there. Therefore, for example, when the variation of the package thickness t1 is biased toward the small side, in reality, as shown in FIG. 11B, even when the molten state of the terminal portion is insufficient, even if the molten state of the terminal portion is insufficient. It was considered that the measured value H <threshold value Ta and the mounting state was judged to be good.
しかし、上記部品実装システム１によれば、パッケージ部品Ｃ１の実際のパッケージ厚みｔ１に基づき閾値Ｔａが設定されるため、パッケージ厚みｔ１のばらつきが小さい側に偏っている場合には、図１２に示すように、その厚みｔ１に対応した高さ位置に閾値Ｔａが設定される。これにより、図１１（ｂ）に示したような実装不良が看過されることが抑制される。従って、上記部品実装システム１によれば、ＬＳＩ等、ＢＧＡを備えたパッケージ部品の実装状態の判定精度の向上にも寄与すると言える。 However, according to the component mounting system 1, the threshold value Ta is set based on the actual package thickness t1 of the package component C1. Therefore, when the variation of the package thickness t1 is biased to the small side, it is shown in FIG. As described above, the threshold value Ta is set at the height position corresponding to the thickness t1. As a result, it is possible to prevent the mounting defect as shown in FIG. 11B from being overlooked. Therefore, according to the component mounting system 1, it can be said that it also contributes to the improvement of the determination accuracy of the mounting state of the package component equipped with the BGA such as the LSI.
［変形例］
以上説明した部品実装システム１は、本発明に係る部品実装システム（発明の部品の実装状態判定方法が実施される部品実装システム）の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成や具体的な実装状態判定方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成等を適用することも可能である。
[Modification example]
The component mounting system 1 described above is an example of a preferred embodiment of the component mounting system according to the present invention (a component mounting system in which the method for determining the mounting state of the component of the invention is implemented), and its specific configuration and specifics. The mounting state determination method can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, the following configurations can be applied.
（１）実施形態の部品実装装置３は、複数のヘッド１７がＸ方向に一列に配列されたヘッドユニット１６を備えており、このヘッドユニット１６が、ビーム２１に固定され第１部品認識カメラ３２に対して相対的に移動することで、各ヘッド１７の吸着部品を撮像する。しかし、ヘッドユニット１６に、Ｘ方向に移動可能な部品認識カメラが搭載され、この部品認識カメラが各ヘッド１７に対してＸ方向に移動することにより、各ヘッド１７の吸着部品を側方から撮像する構成であってもよい。
(1) The
（２）実施形態における部品実装装置３のヘッドユニット１６は、複数のヘッド１７がＸ方向に一列に配列されたインライン型の構成であるが、ヘッドユニット１６は、図１３及び図１４に示すようなロータリ型の構成であってもよい。すなわち、図１３及び図１４に示すヘッドユニット１６は、複数のヘッド１７が円周上に等間隔で配列された回転体１６０を備えており、この回転体１６０が回転しながら、周方向の特定位置に配置されたヘッド１７によって、部品供給部１４からの部品の吸着および基板Ｐに対する部品の実装が行われる。なお、この場合には、各ヘッド１７の吸着部品を撮像するために、図１４に示すような撮像ユニット５０がヘッドユニット１６に設けられていてもよい。この撮像ユニット５０は、ＣＣＤ等お撮像素子を各々備えた複数のカメラ５２と、ＬＥＤ照明等の複数の照明装置５４とを備えており、吸着部品を複数方向から撮像可能に構成されている。つまり、回転体１６０の回転に伴い、撮像ユニット５０に対して各ヘッド１７が相対的に移動する間に、各ヘッド１７の吸着部品を複数方向から撮像することにより、吸着部品の立体画像（３Ｄ画像）を取得し得るように構成されている。このような部品実装装置３の構成の場合も、撮像ユニット５０が撮像した３Ｄ画像の画像データに基づいて部品の厚みｔ１を計測することが可能となる。
(2) The
（３）実施形態では、部品実装装置３において基板Ｐの一連の実装動作が終了すると、部品厚み情報リストＪが部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）から管理装置６を介して検査装置５に送信される（図５のステップＳ１７）。しかし、部品厚み情報リストＪは、部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）や管理装置６に保存しておき、検査装置５からの要求に応じて部品実装装置３（３Ａ、３Ｂ）や管理装置６から検査装置５に送信されるようにしてもよい。
(3) In the embodiment, when a series of mounting operations of the board P in the
１ 部品実装システム
２ 印刷装置
３、３Ａ、３Ｂ 部品実装装置
４ リフロー装置
５ 検査装置（基板検査装置）
６ 管理装置
７ 通信回線
１６ ヘッドユニット
１７ ヘッド（部品保持部）
３２ 第１部品認識カメラ（撮像部）
３００ 制御装置
３０１ 主制御部（厚み検出部）
５００ 制御装置
５０１ 主制御部（情報取得部／閾値設定部）
Ｃ、Ｃ１ 部品
1
6 Management device 7
32 First component recognition camera (imaging unit)
300
500
C, C1 parts
Claims (7)
前記部品実装装置において基板に実装された実装部品の基板表面から部品上面までの高さを検出し、その結果と閾値との比較に基づき実装部品の実装状態を判定する基板検査装置と、を含む部品実装システムであって、
前記部品実装装置において検出された部品の厚みとその部品との対応関係を示す部品厚み情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記部品厚み情報であって判定対象となる対象実装部品の厚み情報に基づき、当該対象実装部品の実装状態の判定に用いる前記閾値を設定する閾値設定部と、を含み、
前記基板検査装置は、前記閾値設定部が設定した対象実装部品の前記閾値に基づき、当該対象実装部品の実装状態を判定する、部品実装システム。 A component mounting device having a function of mounting a component on a board and a function of detecting the thickness of the component, and a component mounting device.
The component mounting device includes a board inspection device that detects the height of the mounted component mounted on the board from the board surface to the component top surface and determines the mounted state of the mounted component based on the comparison between the result and the threshold value. It is a component mounting system
An information acquisition unit that acquires component thickness information indicating the correspondence between the component thickness detected in the component mounting device and the component, and
Includes a threshold value setting unit that sets the threshold value used for determining the mounting state of the target mounting component based on the thickness information of the target mounting component to be determined, which is the component thickness information acquired by the information acquisition unit. ,
The board inspection device is a component mounting system that determines the mounting state of the target mounting component based on the threshold value of the target mounting component set by the threshold setting unit.
前記閾値は、前記情報取得部が取得した部品の厚みに、各々既定値であるハンダ厚み及びマージンを加えた値である、部品実装システム。 In the component mounting system according to claim 1,
The threshold value is a value obtained by adding a solder thickness and a margin, which are default values, to the thickness of the component acquired by the information acquisition unit.
前記部品実装装置は、基板への部品の実装に先立ち当該部品の厚みを検出する、部品実装システム。 In the component mounting system according to claim 1 or 2,
The component mounting device is a component mounting system that detects the thickness of a component prior to mounting the component on a board.
前記部品実装装置は、部品を保持して基板上に搬送する部品保持部と、前記部品保持部に保持された部品を少なくとも側方を含む一乃至複数の方向から撮像可能な撮像部と、当該撮像部が撮像した画像に基づき部品の厚みを検出する厚み検出部と、を含む、部品実装システム。 In the component mounting system according to claim 3,
The component mounting device includes a component holding unit that holds components and transports them onto a substrate, an image pickup unit that can image the components held by the component holding unit from at least one or more directions including sides, and the image pickup unit. A component mounting system including a thickness detection unit that detects the thickness of a component based on an image captured by the image pickup unit.
前記部品実装装置は、複数の前記部品保持部を備えた部品実装用のヘッドユニットを備え、
前記撮像部は、前記複数の部品保持部に対してそれらの配列方向に相対的に移動可能に設けられている、部品実装システム。 In the component mounting system according to claim 4,
The component mounting device includes a head unit for component mounting including the plurality of component holders.
The image pickup unit is a component mounting system provided so as to be relatively movable in the arrangement direction of the plurality of component holding units.
前記部品は、パッケージの底面に複数の球状ハンダかなる端子部を備えたパッケージ部品であって、
前記部品の厚みは、前記パッケージの厚みであり、前記ハンダ厚みは、前記端子部が溶融して基板に接合された状態の既定の厚みである、ことを特徴とする部品実装システム。 In the component mounting system according to claim 2,
The component is a package component having a terminal portion made of a plurality of spherical solders on the bottom surface of the package.
The component mounting system is characterized in that the thickness of the component is the thickness of the package, and the solder thickness is a predetermined thickness in a state where the terminal portion is melted and bonded to the substrate.
前記部品実装装置において基板に実装された実装部品における基板表面から部品上面までの高さを検出し、その結果と閾値との比較に基づき実装部品の実装状態を判定する基板検査装置と、を含む部品実装システムにおける、前記基板検査装置の前記実装状態の判定の方法であって、
前記部品実装装置において検出された部品の厚みとその部品との対応関係を示す部品厚み情報を取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程で取得した前記部品厚み情報であって判定対象となる対象実装部品の厚み情報に基づき、当該対象実装部品の実装状態の判定に用いる前記閾値を設定する閾値設定工程と、
前記閾値設定工程で設定した対象実装部品の前記閾値に基づき、当該対象実装部品の実装状態を判定する検査工程と、を含む、部品の実装状態判定方法。 A component mounting device having a function of mounting a component on a board and a function of detecting the thickness of the component, and a component mounting device.
The component mounting device includes a board inspection device that detects the height from the board surface to the component top surface of the mounted component mounted on the board and determines the mounted state of the mounted component based on the comparison between the result and the threshold value. A method for determining the mounting state of the board inspection device in a component mounting system.
An information acquisition process for acquiring component thickness information indicating the correspondence between the component thickness detected in the component mounting device and the component, and
A threshold setting step of setting the threshold value used for determining the mounting state of the target mounting component based on the thickness information of the target mounting component to be determined, which is the component thickness information acquired in the information acquisition step.
A method for determining a mounting state of a component, comprising an inspection step of determining the mounting state of the target mounting component based on the threshold value of the target mounting component set in the threshold setting step.
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