JP7474974B2 - Electronic component mounting device and production data creation system - Google Patents
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Description
本発明は、生産データに基づきワークに電子部品を搭載する電子部品搭載装置および生産データを作成する生産データ作成システムに関する。 The present invention relates to an electronic component mounting device that mounts electronic components on a workpiece based on production data, and a production data creation system that creates production data.
電子部品搭載装置は、基板などのワークに半導体チップ、チップ部品、パッケージングされたＬＳＩなどの電子部品を搭載して、部品や実装基板を生産する。電子部品搭載装置は、基板に電子部品を搭載する際の荷重、温度などの因子のプロセス条件を含む生産データに基づき基板に電子部品を搭載する。基板と電子部品には、最適な搭載状態が得られる最適なプロセス条件があり、予め基板と電子部品を使用した実験やシミュレーションで求めたプロセス条件が生産で使用される。 Electronic component mounting equipment mounts electronic components such as semiconductor chips, chip components, and packaged LSIs onto workpieces such as substrates to produce components and mounted substrates. Electronic component mounting equipment mounts electronic components onto substrates based on production data including process conditions such as load, temperature, and other factors when mounting electronic components onto substrates. Substrates and electronic components have optimal process conditions that result in an optimal mounting state, and the process conditions used in production are determined in advance through experiments and simulations using substrates and electronic components.
特許文献１では、所定の範囲内からランダムに因子の値を決定したプロセス条件を設定して、設定された複数のプロセス条件と予め取得されている部材の形状、材質等の部材条件からシミュレーションで搭載状態を予測している。そして、複数のシミュレーション結果から搭載状態を評価して、評価結果から最適なプロセス条件を探索する一連の処理をコンピュータで実行するシミュレーション方法が開示されている。
In
しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、すでに部材条件が存在する基板や電子部品ではシミュレーションにより最適化したプロセス条件を決定することができるものの、部材条件が存在しない新しい基板や電子部品が納入されてから短時間で製品を出荷する必要がある生産現場では、プロセス条件を変えて現物の基板に電子部品を搭載して搭載状態を観察し、最適なプロセス条件を求める実験を実施する必要がある場合がある。
However, in conventional technologies including
その場合、オペレータが複数のプロセス条件を生産データ作成システムに入力して実験用の生産データを作成する必要があるが、生産データを作成するためには多くの情報を生産データ作成システムに入力する必要があり、複数のプロセス条件の生産データを作成するには多大な時間を要する。さらに、オペレータが作業ミスをするリスクもあり、効率的かつ確実に実験用の生産データを作成するためには更なる改善の余地があった。 In such cases, an operator must input multiple process conditions into a production data creation system to create experimental production data, but in order to create production data, a large amount of information must be input into the production data creation system, and creating production data for multiple process conditions takes a significant amount of time. Furthermore, there is a risk that the operator will make a mistake in the process, and there is room for further improvement in order to create experimental production data efficiently and reliably.
そこで本発明は、複数のプロセス条件に対応する実験用生産データを容易に作成することができる電子部品搭載装置および生産データ作成システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an electronic component mounting device and a production data creation system that can easily create experimental production data that corresponds to multiple process conditions.
本発明の電子部品搭載装置は、生産データに基づきワークに電子部品を搭載する電子部品搭載装置であって、前記生産データを求めるための実験で使用する実験用生産データを構成する実験情報を少なくとも記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報に基づき、前記実験用生産データを作成する実験用生産データ作成部と、作成された前記実験用生産データに基づき、前記ワークに前記電子部品を搭載する部品搭載部と、を備え、前記実験情報は、前記ワークに搭載された前記電子部品の評価結果に対して影響を及ぼす実験因子と、前記実験因子が取り得る値の範囲と、前記実験因子が前記範囲から選択できる水準数と、を含む。 The electronic component mounting device of the present invention is an electronic component mounting device that mounts electronic components on a workpiece based on production data, and comprises a memory unit that stores at least experimental information constituting experimental production data used in an experiment to obtain the production data, an experimental production data creation unit that creates the experimental production data based on the information stored in the memory unit, and a component mounting unit that mounts the electronic components on the workpiece based on the created experimental production data , wherein the experimental information includes experimental factors that affect the evaluation results of the electronic components mounted on the workpiece, the range of values that the experimental factors can take, and the number of levels that the experimental factors can select from the range .
本発明の生産データ作成システムは、生産データに基づきワークに電子部品を搭載する電子部品搭載装置において使用される前記生産データを作成する生産データ作成システムであって、前記生産データを求めるための実験で使用する実験用生産データを構成する実験情報を少なくとも記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された情報に基づき、前記実験用生産データを作成する実験用生産データ作成部と、作成された前記実験用生産データを前記電子部品搭載装置に送信する送信部と、を備え、前記実験情報は、前記ワークに搭載された前記電子部品の評価結果に対して影響を及ぼす実験因子と、前記実験因子が取り得る値の範囲と、前記実験因子が前記範囲から選択できる水準数と、を含む。 The production data creation system of the present invention is a production data creation system that creates production data used in an electronic component mounting device that mounts electronic components on a workpiece based on production data, and comprises a memory unit that stores at least experimental information constituting experimental production data used in an experiment to obtain the production data, an experimental production data creation unit that creates the experimental production data based on the information stored in the memory unit, and a transmission unit that transmits the created experimental production data to the electronic component mounting device , and the experimental information includes experimental factors that affect the evaluation results of the electronic components mounted on the workpiece, the range of values that the experimental factors can take, and the number of levels that the experimental factors can select from the range .
本発明によれば、生産データを作成するための実験を効率的に実施することができる。 The present invention allows experiments to be carried out efficiently to generate production data.
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、電子部品搭載装置、搭載評価装置、管理コンピュータの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図２では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図２における紙面垂直方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図２における左右方向）が示される。また、図２では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図２における上下方向）が示される。Ｚ方向は、電子部品搭載装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The configurations, shapes, etc. described below are examples for explanatory purposes and can be modified as appropriate depending on the specifications of the electronic component mounting device, mounting evaluation device, and management computer. In the following, the same reference numerals are used for corresponding elements in all drawings, and duplicated explanations will be omitted. In FIG. 2, the X direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 2) of the board transport direction and the Y direction (left-right direction in FIG. 2) perpendicular to the board transport direction are shown as two axial directions that are perpendicular to each other in the horizontal plane. Also, in FIG. 2, the Z direction (up-down direction in FIG. 2) is shown as the height direction that is perpendicular to the horizontal plane. The Z direction is the up-down direction when the electronic component mounting device is installed on a horizontal plane.
まず図１を参照して、電子部品搭載システム１の構成を説明する。電子部品搭載システム１は、電子部品搭載装置Ｍ１、搭載評価装置Ｍ２、管理コンピュータ３を、相互に通信ネットワーク２によって接続する構成となっている。電子部品搭載装置Ｍ１は、トレイ上に載置された状態、または粘着シート上に貼着された状態の半導体チップなどの電子部品Ｄを基板Ｂ（ワーク）に搭載する機能を有している。
First, the configuration of electronic
基板Ｂは、電子部品Ｄのバンプなどの端子が接続される電極が形成された複数の個別基板Ｂａから構成されている。電子部品搭載装置Ｍ１は、搬入（矢印ａ）された基板Ｂの個別基板Ｂａに電子部品Ｄをそれぞれ搭載する（矢印ｂ）。量産時には、電子部品Ｄが搭載された個別基板Ｂａは基板Ｂから切り出されて（矢印ｃ）、それぞれが新たな部品や基板などとなる。電子部品搭載装置Ｍ１が基板Ｂに電子部品Ｄを搭載するプロセス条件を評価する時は、電子部品Ｄが搭載された基板Ｂは搭載評価装置Ｍ２に搬入され（矢印ｄ）、電子部品Ｄと個別基板Ｂａ（基板Ｂ）との接合状態などが評価される。 Substrate B is composed of multiple individual substrates Ba on which electrodes are formed to which terminals such as bumps of electronic components D are connected. Electronic component mounting device M1 mounts electronic components D (arrow b) on each of the individual substrates Ba of substrate B that has been carried in (arrow a). During mass production, the individual substrates Ba on which electronic components D have been mounted are cut out from substrate B (arrow c) and each becomes a new component or substrate. When electronic component mounting device M1 evaluates the process conditions for mounting electronic components D on substrate B, substrate B on which electronic components D have been mounted is carried into mounting evaluation device M2 (arrow d), and the bonding state between electronic components D and individual substrates Ba (substrate B) is evaluated.
図１において、搭載評価装置Ｍ２は、電子部品Ｄのバンプが基板Ｂの電極と接合されている強度であるシェア強度、接合されたバンプのバンプ高さ、電子部品Ｄのバンプが電極に接合した転写面積、接合したバンプの抵抗値、実装精度などを評価する。搭載評価装置Ｍ２は、これらの評価を実行するために機能の異なる複数の機構を有している。または、機能の異なる複数の搭載評価装置Ｍ２が、それぞれ評価を実行する場合もある。例えば、基板Ｂの上面を撮像するカメラを備えた搭載評価装置Ｍ２は、電子部品Ｄが剥離された基板Ｂの電極上のバンプの跡を撮像して、転写面積や実装精度を評価する。以下、機能の異なる複数の搭載評価装置Ｍ２を総称して搭載評価装置Ｍ２と称する。 In FIG. 1, the mounting evaluation device M2 evaluates the shear strength, which is the strength at which the bumps of electronic component D are bonded to the electrodes of substrate B, the bump height of the bonded bumps, the transfer area where the bumps of electronic component D are bonded to the electrodes, the resistance value of the bonded bumps, mounting accuracy, and the like. The mounting evaluation device M2 has multiple mechanisms with different functions to perform these evaluations. Alternatively, multiple mounting evaluation devices M2 with different functions may each perform the evaluation. For example, a mounting evaluation device M2 equipped with a camera that captures the top surface of substrate B captures the marks of the bumps on the electrodes of substrate B from which electronic component D has been peeled off, and evaluates the transfer area and mounting accuracy. Hereinafter, multiple mounting evaluation devices M2 with different functions are collectively referred to as mounting evaluation device M2.
次に図２を参照して、電子部品搭載装置Ｍ１の全体構成と機能を説明する。電子部品搭載装置Ｍ１は、基板Ｂ（ワーク）に半導体チップなどの電子部品Ｄを搭載する機能を有している。基台４上には、部品供給ステージ５、および基板保持ステージ６がＹ方向に配置されている。また、電子部品搭載装置Ｍ１は、各部を制御する制御装置７を備えている。
Next, the overall configuration and functions of the electronic component mounting device M1 will be described with reference to FIG. 2. The electronic component mounting device M1 has the function of mounting electronic components D, such as semiconductor chips, on a substrate B (work). A
部品供給ステージ５は、部品供給部移動部８の上部に部品供給部９を設けて構成されている。部品供給部移動部８は制御装置７によって制御されており、部品供給部９をＸ方向、Ｙ方向に移動させる。部品供給部９の上部には、複数の電子部品Ｄが保持されている。電子部品Ｄはトレイ上に載置された状態、または粘着シート上に貼着された状態で部品供給部９の上部に保持される。
The
図２において、基板保持ステージ６は、基板保持部移動部１０の上部に基板保持部１１を設けて構成されている。基板保持部移動部１０は制御装置７によって制御されており、基板保持部１１をＸ方向、Ｙ方向に移動させる。基板保持部１１は、制御装置７によって制御される一対の搬送レール１１ａを備えている。基板保持部１１は、搬送レール１１ａにより基板Ｂを搬入して電子部品Ｄが搭載される位置に位置決めして保持する。また、基板保持部１１は、電子部品Ｄが搭載された基板Ｂを搬送レール１１ａにより搬出する。
In FIG. 2, the
基板保持部１１には、搬送レール１１ａによって保持された基板Ｂを加熱する基板加熱部１２と、基板加熱部１２によって加熱された基板保持部１１のステージ温度を計測するステージ温度計１２ａが設置されている。基板加熱部１２は、制御装置７によって制御されており、基板保持部１１を指定されたステージ温度となるように加熱する。ステージ温度計１２ａが計測したステージ温度は、制御装置７に送信される。
The
図２において、電子部品Ｄは、電子部品Ｄの裏面に形成されたバンプＤａが上方となる向きで部品供給部９上に保持されている。部品供給ステージ５の上方には、ピックアップヘッド１３が設置されている。ピックアップヘッド１３は、部品供給部９上の電子部品Ｄを吸着して取り出す機能を有している。ピックアップヘッド１３は、制御装置７により制御されるピックアップヘッド駆動部１４によってＸ軸を回転軸として回転する（矢印ｅ）。また、ピックアップヘッド１３は、後述する受け渡し位置まで移動する（矢印ｆ）。すなわち、ピックアップヘッド１３は、受け渡し位置において、バンプＤａが下方となる向きで電子部品Ｄを保持している。
In FIG. 2, electronic component D is held on
ピックアップヘッド１３、および基板保持ステージ６の上方には、ボンディングヘッド１５が設置されている。ボンディングヘッド１５は、制御装置７により制御されるボンディングヘッド駆動部１６により、Ｙ方向に移動する（矢印ｇ、矢印ｈ）。ボンディングヘッド１５の下端には、電子部品Ｄを吸着して保持するツール１７が設けられている。ボンディングヘッド１５、ボンディングヘッド駆動部１６は、受け渡し位置においてピックアップヘッド１３からツール１７が電子部品Ｄを吸着して受け取り、基板保持部１１が保持する基板Ｂの搭載位置まで電子部品Ｄを移動させ、電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する機能を有している。
A bonding
ボンディングヘッド１５には、ツール１７によって吸着された電子部品Ｄを加熱する部品加熱部１８と、部品加熱部１８によって加熱されたツール１７のツール温度を計測するツール温度計１８ａが設置されている。部品加熱部１８は、制御装置７によって制御されており、ツール１７を指定されたツール温度となるように加熱する。ツール温度計１８ａが計測したツール温度は、制御装置７に送信される。
The
図２において、ボンディングヘッド１５には、ツール１７を昇降させるツール昇降機構１９が設置されている。また、ボンディングヘッド１５には、電子部品Ｄを保持するツール１７をツール昇降機構１９が基板Ｂに押し付ける荷重を計測する圧力センサ１９ａが設置されている。ツール昇降機構１９は制御装置７によって制御されており、ツール１７が指定された荷重で電子部品Ｄを基板Ｂに搭載するようにツール１７を下降させる。圧力センサ１９ａが計測した荷重は、制御装置７に送信される。
In FIG. 2, the
ボンディングヘッド１５には、ツール１７を超音波振動させる超音波発振器２０が設置されている。超音波発振器２０は制御装置７によって制御されており、電子部品Ｄを超音波圧着により基板Ｂに搭載する場合は、指定された超音波パワー、振幅、周波数でツール１７を超音波振動させる。電子部品搭載装置Ｍ１は、制御装置７に接続されたタッチパネル２１を備えている。タッチパネル２１は、表示部に表示された操作ボタンで制御装置７へのデータ入力や電子部品搭載装置Ｍ１の操作を行うことができる。
The
このように、基板保持ステージ６は、基板加熱部１２、ステージ温度計１２ａを備えている。また、ボンディングヘッド１５は、部品加熱部１８、ツール温度計１８ａ、ツール昇降機構１９、圧力センサ１９ａ、超音波発振器２０を備えている。部品供給ステージ５、基板保持ステージ６、ピックアップヘッド１３、ピックアップヘッド駆動部１４、ボンディングヘッド１５、ボンディングヘッド駆動部１６は、基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する部品搭載部２２（図３参照）である。
As such, the
次に図３を参照して、電子部品搭載装置Ｍ１の制御系の構成について説明する。電子部品搭載装置Ｍ１が備える制御装置７には、部品搭載部２２、タッチパネル２１、搭載通信部２３が接続されている。搭載通信部２３は、通信ネットワーク２を介して搭載評価装置Ｍ２、管理コンピュータ３との間でデータの送受信を行う。制御装置７は、搭載記憶部２４、搭載制御部２５、実験用生産データ作成部２６、実験シミュレーション部２７、評価結果取得部２８、評価結果入力シート作成部２９、生産データ作成部３０、計測結果表示処理部３１を備えている。搭載記憶部２４は記憶装置であり、生産データ２４ａ、実験情報２４ｂ、装置情報２４ｃ、実験用生産データ２４ｄ、計測結果２４ｅ、評価結果２４ｆなどが記憶されている。
Next, the configuration of the control system of the electronic component mounting device M1 will be described with reference to FIG. 3. The electronic component mounting device M1 includes a
生産データ２４ａは、電子部品Ｄが搭載された基板Ｂを生産（量産）するために使用するデータであり、基板の種類（基板名）毎に、基板Ｂにおける電子部品Ｄの搭載位置（ＸＹ座標）、部品搭載部２２により電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する量産時のプロセス条件（ステージ温度、ツール温度、荷重、超音波パワーなどの値）が記憶されている。実験用生産データ２４ｄは、生産データ２４ａを求めるための実験で使用するデータであり、部品搭載部２２により電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する複数の実験用のプロセス条件、各プロセス条件で電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する搭載位置が記憶されている。すなわち、実験用生産データ２４ｄには、基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する複数の条件と、その条件で基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する搭載位置とを関連付けた情報が含まれている。
The
図３において、搭載制御部２５は、内部処理部として第１モードで部品搭載部２２を制御する第１モード処理部２５ａと、第２モードで部品搭載部２２を制御する第２モード処理部２５ｂとを備えている。第１モード処理部２５ａは、生産データ２４ａに基づいて部品搭載部２２を制御して、所定のプロセス条件で基板Ｂの搭載位置に電子部品Ｄを搭載する。第２モード処理部２５ｂは、実験用生産データに基づいて部品搭載部２２を制御して、プロセス条件を変更しながら基板Ｂの搭載位置に電子部品Ｄを搭載する。
In FIG. 3, the mounting
このように、部品搭載部２２は、生産データ２４ａに基づき所定の条件で基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する第１モードと、実験用生産データ２４ｄに基づき条件を変更しながら基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する第２モードと、のいずれかで基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する。また、第２モードにおいて部品搭載部２２は、実験用生産データ２４ｄで指定された基板Ｂの搭載位置に指定された条件で電子部品Ｄを搭載する。
In this way, the
図３において、搭載制御部２５は、部品搭載部２２が基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する際にステージ温度計１２ａ、ツール温度計１８ａ、圧力センサ１９ａが計測した結果を取得して、計測結果２４ｅとして搭載記憶部２４に記憶させる。すなわち、ステージ温度計１２ａ、ツール温度計１８ａ、圧力センサ１９ａは、生産データ２４ａに基づいて設定されたプロセス条件、または実験用生産データ２４ｄに基づいて設定された実験用のプロセス条件の部品搭載部２２における実測値を計測する計測部である。
In FIG. 3, the mounting
実験情報２４ｂは、生産データ２４ａを求めるための実験で使用する実験用生産データ２４ｄを構成する情報である。具体的には、実験情報２４ｂには、基板Ｂに搭載された電子部品Ｄの評価結果２４ｆに対して影響を及ぼす実験因子と、実験因子が取り得る値の範囲と、実験因子が範囲から選択できる水準数などが含まれる。装置情報２４ｃは、電子部品搭載装置Ｍ１が備える部品搭載部２２の構成に関する情報である。具体的には、装置情報２４ｃには、部品搭載部２２が熱圧着を可能な構成か、超音波圧着を可能な構成か、などの部品搭載部２２の構成を特定する情報が含まれる。
The experimental information 24b is information constituting the
図３において、実験用生産データ作成部２６は、実験情報２４ｂ、装置情報２４ｃを含む搭載記憶部２４（記憶部）に記憶された情報に基づき、実験用生産データ２４ｄを作成する。実験用生産データ作成部２６により作成された実験用生産データ２４ｄは、搭載記憶部２４に記憶される。部品搭載部２２は、作成された実験用生産データ２４ｄに基づき、基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する。
In FIG. 3, the experimental production
ここで図５～図７を参照して、実験用生産データ作成部２６による実験用生産データ２４ｄの作成の詳細について説明する。図５において、まず実験用生産データ作成部２６は、オペレータが実験用生産データ２４ｄを作成するための基本情報を入力する基本情報入力画面５０をタッチパネル２１（表示部）に表示させる。基本情報入力画面５０には、「基板名」入力枠５１、「装置情報」入力枠５２、「繰り返し回数」入力枠５３、「搭載方法」入力枠５４、「戻る」ボタン５５、「次へ」ボタン５６が表示されている。
Now, with reference to Figures 5 to 7, the creation of the
図５において、オペレータが「基板名」入力枠５１のドロップダウンボタン５１ａを操作することで、実験対象の基板Ｂの種類（基板名）が選択される。ここでは、基板Ｂの種類として「Ｑ１」が選択されている。オペレータが「装置情報」入力枠５２のドロップダウンボタン５２ａを操作することで、装置情報２４ｃに含まれる電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する際の搭載方法（熱圧着、超音波圧着など）が選択される。ここでは、搭載方法として超音波圧着が選択されている。オペレータが「繰り返し回数」入力枠５３のドロップダウンボタン５３ａを操作することで、実験用の各プロセス条件で電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する繰り返し回数が選択される。ここでは、繰り返し回数として「３」が選択されている。
In FIG. 5, the operator operates the drop-
オペレータが「搭載方法」入力枠５４のドロップダウンボタン５４ａを操作することで、実験条件を搭載位置に割り付ける割り付け方法が選択される。割り付け方法としては、実験条件の番号順に連続的に割り付ける方法、基板Ｂ上の搭載位置に起因する影響をキャンセルするランダム（または所定のルール）で割り付ける方法などがある。ここでは、条件番号順に割り付ける方法が選択されている。「戻る」ボタン５５が操作されると、前の画面に遷移する。「次へ」ボタン５６が操作されると、次の実験条件入力画面に遷移する。
The operator operates the drop-
図６において、基本情報入力画面５０において「次へ」ボタン５６が操作されると、実験用生産データ作成部２６は、オペレータが実験用生産データ２４ｄを作成するための実験条件を入力する実験条件入力画面５７をタッチパネル２１に表示させる。実験条件入力画面５７には、「実験条件」入力枠５８、「戻る」ボタン５９、「次へ」ボタン６０が表示されている。「実験条件」入力枠５８には、実験情報２４ｂに含まれる実験因子、水準数、実験因子が取り得る値の範囲の入力枠が表示されている。
In FIG. 6, when the "Next"
オペレータが「実験因子」入力枠のドロップダウンボタンを操作すると、基本情報入力画面５０の「装置情報」入力枠５２で選択された超音波圧着に対応する実験因子が表示される。ここでは、実験因子の選択肢としてステージ温度、荷重、荷重印加時間、ツール温度、超音波パワーが表示されている。オペレータは、表示された実験因子の中から実験に使用する実験因子を選択する。オペレータは、「水準数」入力枠のドロップダウンボタンを操作して水準数を入力する。また、オペレータは、「範囲」入力枠の下限値入力欄と上限値入力欄に実験因子の上限値と下限値を入力する。なお、オペレータが「実験因子」入力枠で実験因子を選択すると、「範囲」入力枠に下限値入力欄、上限値入力欄、実験因子の単位が表示される。
When the operator operates the drop-down button in the "Experimental Factor" input frame, the experimental factors corresponding to the ultrasonic bonding selected in the "Device Information"
図６において、「戻る」ボタン５９が操作されると、前の基本情報入力画面５０に遷移する。「次へ」ボタン６０が操作されると、次の実験用生産データ確認画面に遷移する。実験条件入力画面５７において「次へ」ボタン６０が操作されると、実験用生産データ作成部２６は、入力された実験因子、範囲、水準数に基づいて、実験計画法などを用いて実験用のプロセス条件を決定する。すなわち、実験用生産データ作成部２６は、装置情報３６ｃに応じた実験因子を選択して実験用生産データ２４ｄを作成する。
In FIG. 6, when the "Back"
また、実験シミュレーション部２７は、決定された実験用のプロセス条件で作成された実験用生産データ２４ｄに基づく電子部品Ｄを基板Ｂに搭載するのにかかる合計時間を算出する。具体的には、実験シミュレーション部２７は、各プロセス条件で指定された繰り返し回数だけ電子部品Ｄを基板Ｂに搭載する作業に要する時間、ステージ温度やツール温度の変更に要する時間などをそれぞれ予測して、合計時間を算出する。
The
図７において、実験条件入力画面５７において「次へ」ボタン６０が操作されると、実験用生産データ作成部２６は、オペレータが実験用生産データ２４ｄを作成するための実験用のプロセス条件を確認する実験用生産データ確認画面６１をタッチパネル２１に表示させる。実験用生産データ確認画面６１には、「予想実験時間」表示枠６２、「実験条件」表示枠６３、「搭載位置」表示枠６４、「戻る」ボタン６５、「次へ」ボタン６６が表示されている。「予想実験時間」表示枠６２には、実験シミュレーション部２７によって算出された合計時間の予想値（予想実験時間）が表示されている。ここでは、「１００ｍｉｎ」と予想されている。
In FIG. 7, when the "Next"
「実験条件」表示枠６３には、条件番号毎に、搭載位置、実験用生産データ作成部２６が決定したプロセス条件（実験因子の値）が表示されている。「搭載位置」表示枠６４には、基板名「Ｑ１」の基板Ｂに形成されている、Ｘ方向に６列（１～６）、Ｙ方向に８行（Ａ～Ｈ）の合計４８個の個別基板Ｂａに割り当てたプロセス条件の条件番号が各格子内に表示されている。基本情報入力画面５０の「搭載方法」入力枠５４において「条件番号順」が選択されているため、個別基板Ｂａには、搭載位置Ａ１から搭載位置Ｈ６への順番で昇順に繰り返し回数だけプロセス条件が割り当てられている。
The "Experimental Condition"
図７において、「戻る」ボタン６５が操作されると、前の実験条件入力画面５７に遷移する。例えば、「予想実験時間」表示枠６２に表示された予想実験時間が許容される時間を超過する場合は、実験条件入力画面５７に戻って実験条件が見直される。「次へ」ボタン６６が操作されると、実験用のプロセス条件が確定され、実験用生産データ作成部２６は、確定したプロセス条件、搭載位置に基づいて、実験用生産データ２４ｄを作成して搭載記憶部２４に記憶させる。
In FIG. 7, when the "Back"
図３において、電子部品搭載装置Ｍ１が実験用生産データ２４ｄに基づいて第２モードで電子部品Ｄを搭載した基板Ｂは、搭載評価装置Ｍ２によって電子部品Ｄの搭載状態が評価される。評価結果取得部２８は、第２モードで基板Ｂに搭載された電子部品Ｄの評価結果２４ｆを取得するための評価結果入力画面をタッチパネル２１に表示させる。
In FIG. 3, the electronic component mounting device M1 mounts electronic components D on the board B in the second mode based on the
ここで図８を参照して、評価結果取得部２８による評価結果２４ｆの取得について説明する。評価結果入力画面６７には、「評価結果」入力枠６８、「書き出し」ボタン６９、「読み込み」ボタン７０、「戻る」ボタン７１、「次へ」ボタン７２が表示されている。「評価結果」入力枠６８には、搭載位置毎に、条件番号と、評価結果を入力するための複数の入力欄が表示されている。搭載位置、条件番号は、実験用生産データ確認画面６１の「搭載位置」表示枠６４、「実験条件」表示枠６３に対応している。評価結果には、搭載評価装置Ｍ２において評価されるシェア強度、バンプ高さ、転写面積、バンプの抵抗値などが入力される。
Now, referring to FIG. 8, the acquisition of the
「書き出し」ボタン６９が操作されると、評価結果入力シート作成部２９は、「評価結果」入力枠６８に表示されている評価結果を入力するための評価結果入力シートを作成する。評価結果入力シートは、例えば、評価結果を入力するフィールドをカンマで区切ったｃｓｖ形式で作成される。評価を担当するオペレータは、ノートパソコンなどを使用して搭載評価装置Ｍ２などによる評価結果を評価結果入力シートに入力する。または、搭載評価装置Ｍ２が評価結果を評価結果入力シートに記録する。「読み込み」ボタン７０が操作されると、評価結果が入力された評価結果入力シートを選択する画面が表示される。評価結果入力シートが選択されると、「評価結果」入力枠６８の入力欄に評価結果が入力される。
When the "Export"
図８において、「評価結果」入力枠６８への評価結果の入力は、「読み込み」ボタン７０の操作による入力済みの評価結果入力シートの選択の他、オペレータが「評価結果」入力枠６８の入力欄に直接数値を入力することもできる。また、搭載評価装置Ｍ２が評価結果を評価結果入力シートに記録する場合、評価結果取得部３９は、通信ネットワーク２を介して、搭載評価装置Ｍ２から直接評価結果を取得する。
In FIG. 8, the evaluation results can be input into the "Evaluation Result"
また、搭載評価装置Ｍ２がカメラによる基板Ｂの電極上のバンプの跡の撮像結果を評価結果として記録している場合は、評価結果取得部３９はカメラによる撮像結果を画像認識して転写面積や実装精度を算出し、算出結果を「評価結果」入力枠６８の入力欄に入力する。「評価結果」入力枠６８には、搭載位置の順番で評価結果を入力するため、搭載評価装置Ｍ２などによる評価結果を入力する際の作業ミスを防止することができる。
In addition, if the mounting evaluation device M2 records the image results of the bump marks on the electrodes of the substrate B captured by a camera as the evaluation results, the evaluation
図８において、「戻る」ボタン７１が操作されると、前の画面に遷移する。「次へ」ボタン７２が操作されると、評価結果２４ｆが搭載記憶部２４に記憶されると伴に、生産データ作成部４１が評価結果２４ｆに基づき、生産データ２４ａを作成する。生産データ作成部４１は、取得された評価結果２４ｆに基づき応答曲面法などの統計処理を実行して最適な量産用のプロセス条件を決定し、決定したプロセス条件に基づき生産データ２４ａを作成する。作成された生産データ２４ａは、搭載記憶部２４に記憶される。
In FIG. 8, when the "Back"
このように、電子部品搭載装置Ｍ１は、搭載位置に則って、第２モードで基板Ｂに搭載された電子部品Ｄの評価結果２４ｆを取得する評価結果取得部２８と、取得された評価結果２４ｆに基づき、生産データ２４ａを作成する生産データ作成部３０とを備えている。これにより、評価結果２４ｆの入力作業ミスを防止して、容易に生産データ２４ａを作成することができる。
In this way, the electronic component mounting device M1 is equipped with an evaluation
図３において、計測結果表示処理部３１は、搭載記憶部２４に記憶された実験用生産データ２４ｄと計測結果２４ｅとに基づいて、タッチパネル２１（表示部）に実験用のプロセス条件と計測部によって計測された実測値を表示する計測結果表示画面７３を表示させる。図９において、計測結果表示画面７３には、「実験条件」選択ボタン７４、「第１計測結果」表示枠７５、「第２計測結果」表示枠７６、「戻る」ボタン７７、「次へ」ボタン７８が表示されている。「実験条件」選択ボタン７４が操作されると、「第１計測結果」表示枠７５および「第２計測結果」表示枠７６に表示される計測結果２４ｅが変更される。
In FIG. 3, the measurement result
「第１計測結果」表示枠７５および「第２計測結果」表示枠７６には、条件番号毎に、計測された項目、実験用生産データ２４ｄに設定されている条件値、繰り返し毎の計測値が表示されている。ここでは、ステージ温度計１２ａによって計測されたステージ温度、圧力センサ１９ａによって計測された荷重の計測値が表示されている。このように、計測結果２４ｅと条件値が一覧で表示されることで、オペレータは計測結果２４ｅが正常か否かを容易に判断することができる。「戻る」ボタン７７が操作されると前の画面に遷移し、「次へ」ボタン７８が操作されると次の画面に遷移する。
The "First Measurement Result"
上記説明したように、本実施の形態の電子部品搭載装置Ｍ１は、生産データ２４ａを求めるための実験で使用する実験用生産データ２４ｄを構成する実験情報２４ｂを少なくとも記憶する記憶部（搭載記憶部２４）と、記憶部に記憶された情報に基づき、実験用生産データ２４ｄを作成する実験用生産データ作成部２６と、作成された実験用生産データ２４ｄに基づき、基板Ｂ（ワーク）に電子部品Ｄを搭載する部品搭載部２２と、を備えている。これによって、オペレータが実験用生産データ２４ｄを電子部品搭載装置Ｍ１に入力する際の人為ミスを防止することができ、複数のプロセス条件に対応する実験用生産データ２４ｄを容易に作成することができる。
As described above, the electronic component mounting device M1 of this embodiment includes a memory unit (mounting memory unit 24) that stores at least the experimental information 24b constituting the
また、本実施の形態の電子部品搭載装置Ｍ１は、電子部品Ｄが搭載された基板Ｂ（ワーク）を生産するために使用する生産データ２４ａと、生産データ２４ａを求めるための実験で使用する実験用生産データ２４ｄと、を少なくとも記憶する記憶部（搭載記憶部２４）と、生産データ２４ａに基づき所定のプロセス条件で基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する第１モードと、実験用生産データ２４ｄに基づきプロセス条件を変更しながら基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する第２モードと、のいずれかで基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する部品搭載部２２と、を備えている。これによって、生産データ２４ａを作成するための実験を効率的に実施することができる。
The electronic component mounting device M1 of this embodiment also includes a memory unit (mounting memory unit 24) that stores at
次に図４を参照して、管理コンピュータ３の情報処理系の構成について説明する。ここでは、管理コンピュータ３の有する機能のうち、実験用生産データと量産用の生産データを作成する機能について説明する。管理コンピュータ３が備える管理処理装置３２には、入力部３３、管理表示部３４、管理通信部３５が接続されている。
Next, the configuration of the information processing system of the
入力部３３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。管理表示部３４は液晶パネルなどの表示装置であり、各種データを表示する他、入力部３３による操作のための操作画面、データ入力画面などを表示画面に表示する。管理通信部３５は、通信ネットワーク２を介して電子部品搭載装置Ｍ１、搭載評価装置Ｍ２との間でデータの送受信を行う。
The
図４において、管理処理装置３２は、管理記憶部３６、実験用生産データ作成部３７、実験シミュレーション部３８、評価結果取得部３９、評価結果入力シート作成部４０、生産データ作成部４１、計測結果表示処理部４２を備えている。管理記憶部３６は記憶装置であり、生産データ３６ａ、実験情報３６ｂ、装置情報３６ｃ、実験用生産データ３６ｄ、評価結果３６ｅなどが記憶されている。生産データ３６ａ、実験情報３６ｂ、装置情報３６ｃ、実験用生産データ３６ｄ、評価結果３６ｅは、搭載記憶部２４に記憶されている生産データ２４ａ、実験情報２４ｂ、装置情報２４ｃ、実験用生産データ２４ｄ、評価結果２４ｆと同様であり、詳細な説明は省略する。
In FIG. 4, the
実験用生産データ作成部３７、実験シミュレーション部３８、評価結果取得部３９、評価結果入力シート作成部４０、生産データ作成部４１、計測結果表示処理部４２は、制御装置７が備える実験用生産データ作成部２６、実験シミュレーション部２７、評価結果取得部２８、評価結果入力シート作成部２９、生産データ作成部３０、計測結果表示処理部３１と同様であり、詳細な説明は省略する。実験用生産データ作成部３７によって作成された実験用生産データ３６ｄは、管理通信部３５（送信部）を介して電子部品搭載装置Ｍ１に送信される。
The experimental production
このように、管理コンピュータ３は、生産データ３６ａを求めるための実験で使用する実験用生産データ３６ｄを構成する実験情報３６ｂを少なくとも記憶する記憶部（管理記憶部３６）と、記憶部に記憶された情報に基づき、実験用生産データ３６ｄを作成する実験用生産データ作成部３７と、作成された実験用生産データ３６ｄを電子部品搭載装置Ｍ１に送信する送信部（管理通信部３５）と、を備えた、生産データ作成システムである。これによって、複数のプロセス条件に対応する実験用生産データ３６ｄを容易に作成することができる。
In this way, the
また、管理コンピュータ３は、実験用生産データ３６ｄを構成する実験情報３６ｂを少なくとも記憶する記憶部（管理記憶部３６）と、記憶部に記憶された情報に基づき、実験用生産データ３６ｄを作成する実験用生産データ作成部３７と、電子部品搭載装置Ｍ１が実験用生産データ３６ｄに基づき条件を変更しながら電子部品Ｄを搭載した基板Ｂ（ワーク）に搭載された電子部品Ｄの評価結果３６ｅに基づいて、電子部品搭載装置Ｍ１が所定の条件で基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する生産データ３６ａを作成する生産データ作成部４１と、を備えた、生産データ作成システムである。これによって、生産データ３６ａを作成するための実験を効率的に実施して、生産データ３６ａを容易に作成することができる。
The
また、実験用生産データ３６ｄには、基板Ｂ（ワーク）に電子部品Ｄを搭載する複数のプロセス条件と、その条件で基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する搭載位置とを関連付けた情報が含まれている。そして、生産データ作成システム（管理コンピュータ３）は、プロセス条件と搭載位置とを関連付けた情報に基づいて、実験用生産データ３６ｄに基づいて基板Ｂに搭載された電子部品Ｄの評価結果３６ｅを記録するための評価結果入力用データ（評価結果入力シート）を作成する評価結果入力用データ作成部（評価結果入力シート作成部４０）と、評価結果入力用データに則って作成された評価結果３６ｅを取得する評価結果取得部３９と、を備えている。これによって、評価結果３６ｅの取得が容易となる。
The
次に図１０のフローに沿って、電子部品搭載装置Ｍ１における電子部品搭載方法について説明する。電子部品搭載装置Ｍ１において、新たな基板Ｂに新たな電子部品Ｄを搭載する場合、実験により算出された最適なプロセス条件に基づく生産データ２４ａが作成され、作成された生産データ２４ａに基づいて電子部品Ｄが基板Ｂに搭載される。
Next, the electronic component mounting method in electronic component mounting device M1 will be described with reference to the flow in FIG. 10. When mounting a new electronic component D on a new board B in electronic component mounting device M1,
まず、オペレータは、タッチパネル２１に表示された基本情報入力画面５０（図５参照）を使用して、基板Ｂの種類（基板名）、搭載方法（超音波圧着）、繰り返し回数、プロセス条件の搭載位置への割り付け方法（条件番号順）などの基本情報を入力する（ＳＴ１）。次いでオペレータは、タッチパネル２１に表示された実験条件入力画面５７（図６参照）を使用して、実験因子、水準数、実験因子が取り得る値の範囲（最大値、最小値）などの実験条件を入力する（ＳＴ２）。次いで実験用生産データ作成部２６は、入力された実験条件などに基づいて、実験用生産データ２４ｄを作成する。次いで第２モード処理部２５ｂは、第２モードでプロセス条件を変更しながら基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する（ＳＴ４）。
First, the operator uses the basic information input screen 50 (see FIG. 5) displayed on the
図１０において、次いでオペレータは、搭載評価装置Ｍ２により電子部品Ｄの搭載状態を評価する（ＳＴ５）。次いで評価結果取得部２８は、搭載評価装置Ｍ２による評価結果２４ｆを取得する（ＳＴ６）。次いで生産データ作成部３０が、評価結果２４ｆに基づいて生産データ２４ａを作成する（ＳＴ７）。生産データ２４ａが作成されると、第１モード処理部２５ａは、第１モードで量産用のプロセス条件により基板Ｂに電子部品Ｄを搭載する（ＳＴ８）。これによって、複数のプロセス条件に対応する実験用生産データ２４ｄを容易に作成でき、また、生産データ２４ａを作成するための実験を効率的に実施することができる。
In FIG. 10, the operator then evaluates the mounting state of the electronic component D using the mounting evaluation device M2 (ST5). Next, the evaluation
なお、上記はワークである基板Ｂに半導体チップなどの電子部品Ｄを搭載する電子部品搭載装置Ｍ１の実験用生産データ、生産データの作成について説明したが、電子部品搭載装置Ｍ１が基板Ｂに搭載する電子部品Ｄは、パッケージングされていない半導体チップに限定されることはない。例えば、電子部品ＤはパッケージングされたＬＳＩであってもよい。また、電子部品Ｄの搭載対象は、基板Ｂに限定されることはない。例えば、電子部品Ｄ（ワーク）の上面に他の電子部品Ｄを搭載する電子部品搭載であってもよい。 The above describes the creation of experimental production data and production data for electronic component mounting device M1, which mounts electronic components D such as semiconductor chips on a substrate B that is a workpiece. However, the electronic components D that electronic component mounting device M1 mounts on substrate B are not limited to unpackaged semiconductor chips. For example, electronic components D may be packaged LSIs. Furthermore, the mounting target for electronic components D is not limited to substrate B. For example, electronic component mounting may be such that another electronic component D is mounted on the top surface of electronic component D (workpiece).
本発明の電子部品搭載装置および生産データ作成システムは、複数のプロセス条件に対応する実験用生産データを容易に作成することができるという効果を有し、電子部品を基板に実装する分野において有用である。 The electronic component mounting device and production data creation system of the present invention has the effect of easily creating experimental production data corresponding to multiple process conditions, and is useful in the field of mounting electronic components on substrates.
３ 管理コンピュータ（生産データ作成システム）
Ｂ 基板（ワーク）
Ｄ 電子部品
Ｍ１ 電子部品搭載装置
3. Management computer (production data creation system)
B Substrate (work)
D Electronic components M1 Electronic component mounting device
Claims (6)
前記生産データを求めるための実験で使用する実験用生産データを構成する実験情報を少なくとも記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された情報に基づき、前記実験用生産データを作成する実験用生産データ作成部と、
作成された前記実験用生産データに基づき、前記ワークに前記電子部品を搭載する部品搭載部と、を備え、
前記実験情報は、前記ワークに搭載された前記電子部品の評価結果に対して影響を及ぼす実験因子と、前記実験因子が取り得る値の範囲と、前記実験因子が前記範囲から選択できる水準数と、を含む、電子部品搭載装置。 An electronic component mounting device that mounts electronic components on a workpiece based on production data,
a storage unit that stores at least experimental information constituting experimental production data used in an experiment for obtaining the production data;
an experimental production data creation unit that creates the experimental production data based on the information stored in the storage unit;
a component mounting unit that mounts the electronic components on the workpiece based on the created experimental production data ,
The experimental information includes experimental factors that affect the evaluation results of the electronic components mounted on the workpiece, a range of values that the experimental factors can take, and a number of levels that the experimental factors can select from the range.
前記生産データを求めるための実験で使用する実験用生産データを構成する実験情報を少なくとも記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された情報に基づき、前記実験用生産データを作成する実験用生産データ作成部と、
作成された前記実験用生産データを前記電子部品搭載装置に送信する送信部と、を備え、
前記実験情報は、前記ワークに搭載された前記電子部品の評価結果に対して影響を及ぼす実験因子と、前記実験因子が取り得る値の範囲と、前記実験因子が前記範囲から選択できる水準数と、を含む、生産データ作成システム。 A production data creation system that creates production data used in an electronic component mounting device that mounts electronic components on a workpiece based on production data, comprising:
a storage unit that stores at least experimental information constituting experimental production data used in an experiment for obtaining the production data;
an experimental production data creation unit that creates the experimental production data based on the information stored in the storage unit;
a transmission unit that transmits the created experimental production data to the electronic component mounting device ,
A production data creation system, wherein the experimental information includes experimental factors that affect the evaluation results of the electronic components mounted on the workpiece, a range of values that the experimental factors can take, and a number of levels that the experimental factors can select from the range.
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