KR100915128B1 - 부품장착 관리방법, 장착검사장치 및 장착시스템 - Google Patents

부품장착 관리방법, 장착검사장치 및 장착시스템

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Abstract

기판에 부여된 페이스트상태의 땜납 상에 소형부품 장착장치(12)에 의해 칩부품이 장착되고, 장착상태가 장착검사장치(13)에 의해 검사되는 실장시스템에 있어서, 장착검사장치(13)가 칩부품이 존재하지 않는 것을 확인한 경우에, 우선, 땜납 상에 칩부품의 장착흔적이 존재하는지의 여부가 확인되고, 확인결과 및 부품결손으로 된 칩부품의 장착을 행한 장착노즐(452)이 특정된다. 그 후, 확인결과가 소형부품 장착장치(12)의 컨트롤러(41)에 송신되고, 확인결과에 기초하여 컨트롤러 (41)가 데이터베이스(431)로부터 대처정보를 선택취득하여 디스플레이(451)에 표시한다.

Description

부품장착 관리방법, 장착검사장치 및 장착시스템{CONTROL METHOD FOR MOUNTING PARTS, MOUNTING TESTER AND MOUNTING SYSTEM}
본 발명은 전자부품의 실장기술에 관한 것이다.
종래로부터 프린트배선기판(이하, 「기판」이라함.)에 페이스트상태의 땜납을 인쇄기술을 이용하여 도포하고, 도포된 땜납 상에 전자부품을 장착한 후 리플로 (reflow)(가열 및 냉각)를 행하여 전자부품을 기판 상에 고정부착시킨다라는 방법이 이용되고 있다.
기판 상에는, 통상, 다수의 전자부품이 장착되므로 땜납을 이용하여 전자부품의 실장을 행하는 라인에서는 전자부품를 장착한 후 리플로 전에 전자부품의 장착상태(즉, 소정의 위치에 전자부품이 장착되어 있는지의 여부)의 검사가 행해진다.
그런데, 종래의 검사에서는 장착 후의 전자부품의 위치나 전자부품의 유무가 확인되는 것뿐이므로 전자부품이 장착되어 있지 않다라고 확인된 경우에는 전자부품이 실제로 땜납 위까지 반송되는지의 여부를 알 수 없다. 따라서, 전자부품이 장착되지 않았다라는 에러에 대해서는 작업자가 여러가지의 원인을 추측하면서 시간을 내어 장치를 조정하여 정정할 필요가 생기고, 이 작업이 생산성을 저하시키는 원인의 하나로 되어 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 전자부품이 존재하지 않는다라고 확인된 장착에러에 대해서 작업자에 의한 신속한 처리를 실현하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명에 의한 전자부품의 장착을 관리하는 부품장착 관리방법은, 기판 상의 소정위치에 부여된 접착재료 상에 전자부품이 존재하는지의 여부를 확인하는 부품확인공정과, 부품확인공정에 있어서 전자부품이 존재하지 않는다라고 확인된 경우에 접착재료에 전자부품의 장착흔적이 존재하는지의 여부를 확인하는 장착흔적 확인공정과, 장착흔적 확인공정에 의한 장착흔적의 유무를 장착부에 의한 소정위치로의 전자부품의 장착동작을 제어하는 제어부로 전달하는 전달공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부품확인공정에 있어서 전자부품이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에 어느 장착부에서 장착동작이 실행되었는지를 특정하는 장착부 특정공정을 추가로 갖고, 전달공정에 있어서 장착부를 특정한 정보가 제어부로 전달되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착부가 전자부품을 유지하는 동작을 확인하는 유지동작 확인공정과, 유지동작 확인공정 및 상기 장착흔적 확인공정에 의한 장착흔적의 유무에 기초하여 미리 준비된 정보군으로부터 정보의 선택을 행하는 정보선택공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유지동작 확인공정은, 장착부가 전자부품을 유지하고 있지 않은 상태에서, 상기 장착부가 전자부품을 유지하고 있는 것으로 오인식되는지의 여부를 확인하는 오인식 확인공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부품확인공정에 있어서 전자부품이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에, 상기 전자부품을 상기 장착부가 유지하였을 때에 취득되어 있는 인식결과를 호출하는 인식결과 호출공정과, 인식결과에 기초하여 미리 준비된 정보군으로부터 정보의 선택을 행하는 정보선택공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착흔적 확인공정에 있어서 장착흔적의 존재가 확인된 경우에, 장착부에 의한 전자부품의 유지위치의 평균 어긋남량과 유지율 중 적어도 어느 하나에 기초하여 미리 준비된 정보군으로부터 정보의 선택을 행하는 정보선택공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정보선택공정에 있어서 선택된 정보를 출력하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정보선택공정에 있어서 선택된 정보에 기초하여 보수관리를 실행하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착흔적 확인공정에 있어서, 전자부품이 존재해야할 영역에 있어서 전극이 노출되는 전극노출영역이 특정되고, 이 전극노출영역의 면적을 이용하여 장착흔적의 유무가 확인되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전자부품의 장착을 검사하는 장착검사장치는, 기판의 화상을 취득하는 촬상부와, 촬상부에 의해 취득된 화상을 처리하는 화상처리부와, 화상처리부의 처리결과에 기초하여 전자부품의 장착흔적의 유무를 확인하는 장착흔적 확인부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착흔적 확인부는 전자부품이 존재해야할 영역에 있어서 전극이 노출되는 전극노출영역을 특정하고, 이 전극노출영역의 면적을 이용하여 장착흔적의 유무를 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착흔적의 유무의 결과를 송신하는 송신부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전자부품을 기판에 장착하는 장착장치와 함께 장착시스템에 구비되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 실장시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 실장시스템(1)에서는 상류로부터 인쇄장치(11), 소형부품 장착장치(12), 장착검사장치(13), 다기능 장착장치(14), 리플로장치(15) 및 외관검사장치(16)가 순서대로 배열된다.
인쇄장치(11)는 프린트 배선기판에 페이스트상태의 땜납을 인쇄에 의해 부여하고, 소형부품 장착장치(12)는 기판 상의 땜납에 소형 전자부품을 장착한다. 장착검사장치(13)는 소형 전자부품의 장착상태를 검사함과 아울러 접속의 다기능 장착장치(14)에 의해 전자부품이 장착되는 땜납의 도포상태도 검사하고, 전자부품의 장착의 관리를 행한다. 다기능 장착장치(14)는 칩 사이즈 패키지(CSP)나 쿼드 플랫 패키지(quad flat package)(QFP) 등의 비교적 대형 전자부품이나 복잡한 형상의 전자부품의 장착을 행한다.
리플로장착(15)은 땜납 위에 모든 전자부품이 장착된 기판을 소정의 온도 프로파일로 가열 및 냉각함으로써 전자부품을 기판 상에 고정부착시키고, 외관검사장치(16)는 실장이 끝난 기판의 외관을 검사한다.
도 2는 장착검사장치(13)의 외관을 나타내는 도면이다. 장착검사장치(13)는 기판(9)을 반송하는 가이드나 벨트 등으로 구성되는 반송기구(21)를 갖고, 반송기구(21)의 상방에는 반송되는 기판(9)을 촬상하는 칼라 라인 센서(22)가 배치된다. 칼라 라인 센서(22)는 구동기구(23)에 의해 기판(9)의 반송방향을 따라 일정한 속도로 이동한다. 촬상센서에 관해서는 3D센서 또는 영역센서의 경우도 고려된다. 또한, 하부의 장치기대의 내부에는 장착검사장치(13)의 기계적 동작을 제어하는 제어회로나 칼라 라인 센서(22)에 의해 취득된 화상을 처리하는 화상처리회로 등을 갖는 컨트롤러(24)가 배치된다.
도 3은 컨트롤러(24) 내의 화상처리에 관한 구성을 주변구성과 함께 나타내는 블럭도이다. 컨트롤러(24)는 전체의 제어를 담당하기 위한 CPU(301)나 메모리 (302)를 갖고, CPU(301)는 버스라인(300)을 통해서 다른 구성 사이에서 신호의 주고받음을 행한다.
칼라 라인 센서(22)로부터의 출력은 취입메모리(311)에 화상의 데이터로서 기억되고, 화상 중의 특정영역이 잘라내져서 절출(切出)메모리(312)에 기억된다. 또한, 잘라내진 영역이 화상처리회로(313)에 의해 처리되어서 각종 검사처리회로 (314)에서 추가로 처리됨으로써 검사결과가 취득된다.
취입메모리(311)에는 취입메모리 어드레스 발생회로(315)로부터의 신호가 입력되고, 화상의 취입타이밍이 제어된다. 또한, 절출메모리 어드레스 발생회로(316)로부터의 신호에 의해 취입메모리(311) 내의 화상데이터의 일부가 잘라내져서 절출메모리(312)로 전송된다. 화상처리 타이밍 발생회로(317)로부터의 신호는 절출메모리(312), 화상처리회로(313) 및 검사처리회로(314)에 입력되고, 화상처리 및 검사처리의 타이밍이 동기된다. 또한, 이상의 각종 회로는 검사용 보드로서 컨트롤러 (24)에 설치되고, 검사결과가 버스라인(300)을 통해서 메모리(302)에 기억된다.
버스라인(300)에는 또한, 칼라 라인 센서(22)를 이동시키는 구동기구(23)의 모터(231)를 제어하는 모터 컨트롤회로(321), 및 칼라 라인 센서(22)의 위치를 검출하는 선형 스케일(232)로부터의 신호를 수신하는 선형 스케일 카운트회로(322)가 접속된다. 이에 따라, CPU(301)의 제어 하에서 칼라 라인 센서(22)가 기판(9)에 대해 일정한 속도로 상대적으로 이동한다. 또한, 선형 스케일 카운트회로(322)로부터의 출력은 취입메모리 어드레스 발생회로(315)에 입력되고, 칼라 라인 센서(22)에 의해 적절하게 2차원의 칼라화상데이터의 취득이 행해진다. 또한, 칼라 라인 센서 (22) 및 구동기구(23)를 대신해서 2차원 화상의 촬상을 행하는 카메라, 또는 3D방식의 센서(높이정보를 검출하는 센서)가 설치되어도 좋다.
버스라인(300)에는 작업자에게 각종 정보의 출력을 행하는 디스플레이나 스피커 등의 출력기기(331), 및, 작업자로부터의 조작입력을 받는 버튼, 마우스, 터치패널 등의 입력기기(332)가 맨머신 인터페이스(man/machine interface)(333)를 통해서 접속된다.
이어서, 장착검사장치(13)가 행하는 검사내용에 관해서 설명한다. 도 4는 칼라 라인 센서(22)에 의해 취득되는 화상의 일부를 예시하는 도면이고, 영역(91)은 절출메모리(312)에 기억되는 영역을 나타내고 있다. 영역(91)에서는 소형 전자부품 (이하, 「(소형의) 칩부품」이라함.)(911)이 소형부품 장착장치(12)에 의해 이미 장착되어 있고, 대형 전자부품이 다기능 장착장치(14)에 의해 장착될 예정의 영역에 땜납(921)이 도포되어 있다. 장착검사장치(13)는 소형 칩부품(911)에 관해서는 적절한 장착이 행해지고 있는지의 여부를 검사하고, 대형 전자부품에 관해서는 장착전의 땜납(921)의 도포가 적절하게 행해지고 있는지의 여부를 검사한다. 대형 전자부품에 대해서 장착전에 검사가 행해지는 것은, 많은 대형 전자부품은 장착후에 땜납(921)이 부품의 아래에 숨겨져버리기 때문이다.
도 5A 내지 도 5D는 소형 칩부품(911)에 관한 장착에러의 형태를 예시하는 도면이다. 도 5A는 전극(922) 상에 칩부품(911)이 존재하지 않고, 또한, 전극(922)에 도포된 땜납(921)에 칩부품(911)이 접촉한 흔적도 존재하지 않는 형태를 나타내고 있다. 도 5B는 전극(922) 상에 칩부품(911)이 존재하지 않지만 땜납(921)에 한번 칩부품(911)의 장착이 행해진 흔적(이하, 「장착흔적」이라함.)이 남아 있는 형태를 나타내고 있다. 이것에 대해서, 도 5C는 칩부품(911)이 장착되어 있지만 땜납 (921)으로부터 어긋난 위치에 장착된 형태를 나타내고 있고, 도 5D는 칩부품 (911)의 중심이 적절한 위치에 존재하지만 칩부품(911)이 회전하여 땜납(921)으로부터 어긋나서 장착된 형태를 나타내고 있다.
도 6A 내지 도 6D는 대형 전자부품용으로 도포된 땜납(921)에 관한 도포에러의 형태를 예시하는 도면이다. 도 6A는 전극(922) 상에 도포된 땜납(921)이 번져서 넓혀져 있는 형태를 나타내고 있고, 도 6B는 땜납(921)이 끊겨서 도포량이 불충분하게 된 형태를 나타내고 있다. 도 6C는 전극(922)에 대해서 땝납(921)이 어긋나게 도포된 형태를 나타내고 있다. 또한, 도 6D는 소형 칩부품(911)이 장착시에 노즐에 튀거나 떨어지게 되어서 CSP 등을 위하여 도포된 다수의 땜납(921) 상에 위치하고 있는 형태를 나타내고 있다.
상기 여러가지의 에러는 취득된 화상으로부터 잘라낸 영역에 있어서 기판(9)의 색, 땜납(921)의 색, 칩부품(911)의 색 등을 갖는 영역을 추출함으로써 행해진다. 또한, 칩부품(911)의 장착위치나 땜납(921)의 도포영역은 미리 장착검사장치 (13)에 준비되어 있고, 검사처리회로(314)에 의해 각 검사대상을 포함하는 영역이 순번대로 처리된다. 이상과 같이, 장착검사장치(13)는 소형 칩부품(911)의 장착에 관한 각종 검사, 및 대형 전자부품을 위한 땜납의 도포상태에 관한 각종 검사를 행하고, 소형부품 장착장치(12) 및 다기능 장착장치(14)를 위한 검사를 1대로 행하는 장치로 되어 있다.
이어서, 장착검사장치(13)에 있어서 검출되는 장착흔적에 관해서 설명하며, 또한, 소형 칩부품(911)이 장착되어 있지 않다라는 에러에 관한 검사동작에 관해서 설명한다.
도 7A 및 도 7B는 장착흔적을 예시하는 도면이다. 장착흔적으로서는 도 7A의 좌측의 전극(922) 상의 땜납(921)과 같이 땜납(921)의 부착영역이 복수로 분열되어 있는 경우, 도 7A의 우측의 전극(922) 상의 땜납(921)과 같이 땜납(921)의 부착영역 내부에 있어서 전극(922)의 일부가 노출되는 경우, 도 7B의 양 전극(922) 상의 땜납(921)과 같이 땜납(921)의 부착영역의 윤곽이 크게 내측으로 돌아들어간 형상으로 되는 경우 등이 있다. 어느 장착흔적도 칩부품(911)이 장착되야 할 영역 (911a)에 있어서 땜납(921)이 전극(922)으로부터 부분적으로 박리된다라는 점에서 공통이다.
도 8은 칩부품(911)이 장착되어 있지 않은 경우의 동작을 중심으로 장착검사장치(13)의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 또한, 도 8은 1개의 칩부품(911)에 대응하는 기판(9) 상의 검사영역이 특정된 후의 동작을 나타내고 있고, 도 8에 나타내는 동작은 복수의 검사영역에 대해서 반복된다.
장착검사장치(13)는, 우선, 검사영역 중에 칩부품(911)이 존재하는지의 여부를 확인한다(스텝S11). 칩부품(911)의 존재의 확인은 칩부품(911)의 색이 존재하는지의 여부, 또는 가장자리 추출에 의해 칩부품(911)의 윤곽이 추출되는지의 여부에 기초하여 행해진다.
칩부품(911)이 존재하는 경우는 칩부품(911)의 위치어긋남이나 자세의 좋고 나쁨 등을 확인하는 다른 검사가 행해진다(스텝S12, S20). 한편, 칩부품(911)이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에는 칩부품(911)의 장착흔적이 존재하는지의 여부가 확인된다(스텝S12~S18). 장착흔적은, 이미 상술한 바와 같이, 칩부품(911)이 페이스트상태의 땜납(921) 상에 장착된 흔적을 말하며, 장착흔적이 발생하는 경우로서는 소형부품 장착장치(12)의 장착노즐이 장착후에 칩부품(911)을 떨어뜨리지 않고 그대로 가지고 돌아가는 경우와, 장착시에 장착노즐이 칩부품(911)을 기판(9)에 강하게 밀어붙여서 튕겨 나가버리는 경우가 고려된다.
장착흔적의 검출에 있어서, 우선, 검사영역에 있어서 칩부품(911)이 장착되야 할 영역(911a)(도 7A 및 도 7B 참조)이 특정된다. 또한, 미리 검사용으로 준비된 전극(922)의 영역을 나타내는 데이터에 기초하여 전극(922) 상으로서 땜납(921)이 존재하는 영역(이하, 「땜납존재영역」이라함.)의 면적이 구해진다(스텝S13). 또한, 땜납존재영역은 땜납의 색에 기초하여 영역추출을 행함으로써 특정된다.
이어서, 칩부품(911)이 장착되야 할 영역(911a)에 있어서 전극(922)이 노출되는 전극의 면적(이하, 「전극노출영역」이라함.)이 구해진다(스텝S14). 전극노출영역도 미리 설정되어 있는 전극의 색에 기초하여 영역추출을 행함으로써 특정된다. 땜납존재영역 및 전극노출영역이 특정되면 이들 면적비가 구해지고(스텝S15), 면적비가 소정의 임계값 이상인 경우, 즉, 전극노출영역이 매우 작은 경우에는 전극(922) 상에 칩부품(911)의 장착흔적이 존재하지 않는다라고 판정되고, 면적비가 소정의 임계값을 밑돌 경우, 즉, 전극노출영역이 큰 경우에는 전극(922) 상에 장착흔적이 존재하는 것으로 판정된다(스텝S16~S18).
이상의 장착흔적의 확인동작에서는, 칩부품(911)의 장착시에 전극(922) 상의 땜납(921)이 칩부품(911)에 부착되어 없어지거나, 또는 땜납(921)의 도포상태가 흐트러짐으로써 장착흔적이 발생하는 점에 착안하여 전극노출영역의 면적이 이용되지만 장착흔적의 유무의 판정은 더욱 고도의 방법이 채용되어도 좋다.
예컨대, 땜납(921)의 부착이 도포해야할 영역에서 어느정도 빠져 나와 있는지가 고려되어도 좋다. 이에 따라, 땜납(921)이 칩부품(911)에 부착되어 벗겨져 버린다라는 현상이 생기지 않는 경우에 있어서도 장착흔적을 검출할 수 있다. 또한, 칩부품(911)의 흡착어긋남을 고려하여 영역(911a)을 어긋나면서 면적비를 복수회 구하고, 어느 하나의 면적비가 임계값을 밑돌 경우에 장착흔적이 존재하는 것으로 판정되어도 좋다.
또한, 장착흔적의 확인동작은 도 3에 나타내는 화상처리회로(313)가 각종 영역을 추출한 후의 처리결과에 기초하여 검사처리회로(314)가 면적비교를 행함으로써 실현되지만 이들 처리는 부분적으로 CPU(301)에 의한 소프트웨어적인 처리로 치환되어도 좋고, 모든 처리가 소프트웨어적으로 실현되어도 좋다.
장착에 관한 기판(9) 상의 모든 검사영역에 관해서 검사가 완료하고, 검사결과에 장착에러가 포함되는 경우, 실장시스템(1)에서는 검사결과에 따른 동작이 행해진다. 이하, 검사결과로서 소형 칩부품(911)이 장착되어 있지 않다라는 부품결손에러가 검출된 경우의 동작에 관해서 설명을 행한다. 또한, 도 1에서는 소형부품 장착장치(12)를 1개만 도시하고 있지만 복수의 소형부품 장착장치(12)가 실장시스템(1)에 배열되어 있는 것으로 하여 설명을 행한다.
도 9는 부품결손에러가 발생하였을 때의 장착검사장치(13) 및 소형부품 장착장치(12)의 동작에 관한 구성을 나타내는 블럭도이다. 장착검사장치(13)의 컨트롤러(24)와 소형부품 장착장치(12)의 컨트롤러(41)는 송신회로(25) 및 수신회로(42)에 의해 정보의 전달이 가능하게 되어 있고, 부품결손에러가 발생하였을 때에는 장착검사장치(13)와 소형부품 장착장치(12) 사이에서 통신이 행해진다.
장착검사장치(13)의 컨트롤러(24)는, 이미 상술한 바와 같이, 검사를 행하기 위한 각종 회로가 설치된 검사용 보드(241) 및 정보를 기억하는 고정디스크(26)를 갖고, 검사용 보드(241)는 칼라 라인 센서(22)에 접속된다. 또한, 컨트롤러(24)에는 소형부품 장착장치(12)에 관한 데이터베이스(이후, DB라함)(261)로부터 정보를 취득하는 기능(도 9에 있어서 노즐특정부(242)로서 도시)이 CPU 등에 의한 소프트웨어적인 기능으로서 마련되어 있다.
소형부품 장착장치(12)의 컨트롤러(41)에는 검사결과에 따른 동작을 행하기 위하여 부품결손에러에 대응하는 장착노즐(452)에 의한 부품의 유지를 확인하는 기능, 및 고정디스크(43) 내의 DB(431)로부터 정보를 취득하는 기능(도 9에 있어서 유지확인부(411) 및 정보취득부(412)로서 각각 도시)이 CPU 등에 의한 소프트웨어적인 기능으로서 마련된다. 또한, 컨트롤러(41)에는 작업자에게 각종 정보를 표시하는 디스플레이(451), 각 장착노즐(452)의 흡착동작을 제어하는 흡착제어부(453), 장착노즐(452)을 세정하는 노즐세정기구(454), 장착노즐(452)을 이동시키는 노즐이동기구(455), 장착노즐(452)의 선단을 촬영하는 카메라(456) 등이 접속되고, 컨트롤러(41)에 의해 각종 구성의 제어가 행해진다.
도 10 및 도 11은 부품결손에러가 발생한 경우의 장착검사장치(13) 및 소형부품 장착장치(12)의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 또한, 상세한 것에 관해서는 생략하지만 부품결손에러 이외의 장착에러가 발생한 경우도 에러의 종류에 따른 동작이 실장시스템(1)에 있어서 실행된다(스텝S21,S22).
검사용 보드(241)에 의해 검출된 장착에러가 부품결손에러인 경우, 장착검사장치(13)에서는 노즐 특정부(242)가 고정디스크(26) 내의 정보군인 DB(261)를 참조하여 부품결손으로 된 칩부품의 장착동작이 어느 소형부품 장착장치(12)의 어느 장착노즐(452)에 의해 실행되었는가를 특정한다. 즉, 장착을 행한 소형부품 장착장치 (12)의 번호 및 장착노즐(452)의 번호를 특정한다(스텝S23). 또한, 특정된 소형부품 장착장치(12)에 에러의 종류를 나타내는 에러번호 및 장착노즐(452)을 특정하는 정보가 송신회로(25)로부터 컨트롤러(41)로 송신된다(스텝S24). 또한, 에러번호에는 장착흔적의 유무를 나타내는 정보가 포함된다.
소형부품 장착장치(12)의 컨트롤러(41)가 수신회로(42)를 통해서 장착검사장치(13)로부터의 정보를 수취하면 컨트롤러(41)는 에러번호를 참조하여 장착흔적이 존재하는 부품결손에러와 장착흔적이 존재하지 않는 부품결손에러 중 어느 하나가 발생하였는지를 확인한다(스텝S31). 장착흔적이 존재하지 않는 경우, 컨트롤러 (41)의 유지확인부(411)에 의해 장착노즐(452)이 칩부품을 유지할 때의 동작이 확인된다. 구체적으로는, 우선, 유지확인부(411)가 노즐이동기구(455)를 제어하여 부품결손에러에 대응하는 장착노즐(452)이 카메라(456)의 활상위치로 이동한다. 이 때, 흡착제어부(453)가 비능동화되고, 장착노즐(452)은 칩부품을 흡착유지하지 않는 상태로 이동된다. 또한, 카메라(456)에 의해 장착노즐(452)의 선단의 촬상이 행해지고, 칩부품의 인식처리가 행해진다(스텝S32).
스텝S32에 있어서 칩부품이 존재하는 것으로 인식된 경우, 장착노즐 선단의 오염이 칩부품으로 오인식됨으로써 칩부품이 미흡착상태임에도 상관없이 장착동작이 행해질 가능성이 높다. 그래서, 소형부품 장착장치(12)에서는 컨트롤러(41)에 의해 노즐세정기구(454)에 의한 장착노즐의 세정이 자동적으로 행해진다 (스텝S33,S34).
한편, 스텝S32에 있어서 칩부품이 존재하는 것으로 인식되지 않았을 경우는 흡착을 위한 진공경로의 필터의 오염에 의해 장착노즐(452)의 흡착력이 저하하고, 칩부품의 인식으로부터 장착까지의 사이에 칩부품이 장착노즐(452)로부터 탈락할 가능성이 높다. 그래서, 컨트롤러(41)는 디스플레이(451)에 필터교환이 필요하다라는 내용을 표시하여 작업자에게 통지를 행한다(스텝S33,S35).
또한, 스텝S34 및 스텝S35에 있어서의 동작은 에러번호 및 스텝S33의 부품인식의 결과에 기초하여 컨트롤러(41)의 정보취득부(412)가 미리 준비된 대처정보군인 DB(431)로부터 대처정보를 선택하여 취득함으로써 실행된다(스텝S34a,S35a).
스텝S31에 있어서 장착흔적이 존재하는 부품결손에러인 것으로 확인된 경우에 있어서도, 우선, 컨트롤러(41)의 유지확인부(411)가 노즐이동기구(455)를 제어하여 부품결손에러에 대응하는 장착노즐(452)을 부품 미흡착상태로 카메라(456)의 촬상위치로 이동하고, 카메라(456)에 의해 장착노즐(452)의 선단의 촬상이 행해져서 칩부품의 인식처리가 행해진다(도 11: 스텝S41).
여기서, 칩부품이 장착노즐(452)의 선단에 존재하는 것으로 인식된 경우, 장착노즐(452)의 선단의 흡인구에 칩부품이 끼워넣어져서 떨어지지 않은 상태로 되어 있거나, 또는, 점착성의 고무 등에 의해 칩부품이 장착노즐(452)의 선단에 붙여져 있을 가능성이 높기 때문에 정보취득부(412)가 DB(431)로부터 선택취득한 대처정보에 기초하여 장착노즐(452)의 선단을 확인하라는 지시가 디스플레이(451)에 표시된다(스텝S42,S43a,S43).
칩부품이 장착노즐(452)의 선단에 존재하지 않는 것으로 인식된 경우, 컨트롤러(41)의 정보취득부(412)가 부품결손으로 된 칩부품을 장착노즐(452)이 유지하였을 때에(즉, 과거의 장착동작시에) 취득되어 있는 흡착위치 확인용 부품인식결과를 DB(431)로부터 호출한다(스텝S42,S44). 또한, 인식결과에 기초하여 컨트롤러 (41)가 이하의 동작을 행한다.
컨트롤러(41)는, 우선, 인식결과에 포함되는 칩부품의 중심위치와 장착노즐 (452)의 중심위치의 어긋남량이 소정의 임계값을 넘는지의 여부를 확인한다 (스텝S44).
어긋남량이 임계값을 넘는 경우는 장착노즐(452)이 칩부품을 취하여 행하는 카세트의 문제에 의해 장착노즐(452)이 칩부품을 크게 어긋난 상태로 흡착하고, 장착시에 칩부품의 끝을 장착노즐(452)이 누름으로써 칩부품이 튕겨 나갈 가능성이 높다. 그래서, 정보취득부(412)가 DB(431)로부터 선태 취득한 대처정보에 기초하여 카세트의 위치나 상태에 문제가 없는지를 작업자에게 확인하라는 지시가 디스플레이(451)에 표시된다(스텝S45,S46a,S46).
어긋남량이 임계값 이하인 경우에는 진공경로의 필터의 오염에 의해 흡착을 충분히 해제할 수 없어서 장착노즐(452)이 장착동작 후에 칩부품을 가지고 돌아갈 가능성이 높기 때문에, 정보취득부(412)가 DB(431)로부터 선택취득한 대처정보에 기초하여 컨트롤러(41)가 디스플레이(451)에 필터교환이 필요하다라는 내용을 표시하여 작업자에게 통지한다(스텝S45,S47a,S47).
이상과 같이, 실장시스템(1)에서는 장착검사장치(13)에 의해 부품결손에러가 검출된 경우에 장착흔적의 유무가 확인되므로 전자부품의 장착의 관리를 보다 적절하게 행할 수 있다. 또한, 소형부품 장착장치(12)에 의해 장착노즐(452)에 대한 칩부품의 인식동작도 자동적으로 행해지고, 또한, 부품인식동작의 확인결과 및 장착흔적의 유무에 따라서 보수관리의 자동실행 또는 대처방법의 작업자에게로의 통지가 행해진다. 이에 따라, 부품결손에러에 대한 대처를 신속하게 행하는 것이 실현된다.
도 12 및 도 13은 장착검사장치(13) 및 소형부품 장착장치(12)의 다른 동작예를 나타내는 도면이다. 도 12 및 도 13에 나타내는 동작에서는, 부품결손에러의 발생이 확인되면 장착흔적이 존재하는지의 여부가 우선 확인된다(스텝S51,S53). 부품결손에러 이외의 경우에는 장착에러의 종류에 따른 동작이 행해진다(스텝S52).
부품결손에러에 있어서 장착흔적이 존재하지 않는 경우에는 장착검사장치 (13)에 있어서 DB(261)를 참조하여 부품결손으로 된 칩부품의 장착을 담당한 소형부품 장착장치(12)의 번호 및 장착노즐(452)의 번호가 특정되고(스텝S54), 특정된 소형부품 장착장치(12)에 에러번호 및 장착노즐(452)을 특정하는 정보가 송신회로 (25)로부터 송신된다(스텝S55). 그 후, 도 10의 스텝S32 이후와 마찬가지의 대응동작이 소형부품 장착장치(12)에서 실행된다.
장착흔적이 존재하는 경우는 장착검사장치(13)에 있어서 DB(261)를 참조하여 장착을 담당한 소형부품 장착장치(12)의 번호 및 장착노즐(452)의 번호 외에, 부품결손으로 된 칩부품을 장착노즐(452)에 공급하는 카세트의 번호도 특정된다 (스텝S56). 또한, 에러번호, 장착노즐(452)을 특정하는 정보 및 카세트를 특정하는 정보가 해당되는 소형부품 장착장치(12)로 송신된다(스텝S57).
소형부품 장착장치(12)의 컨트롤러(41)가 수신회로(42)를 통해서 각종 정보를 취득하면 컨트롤러(41)의 정보취득부(412)가 고정디스크(43)의 DB(431)를 참조하여 부품결손에 대응하는 카세트로부터 장착노즐(452)이 칩부품의 흡착에 성공하는 흡착율, 및, 장착노즐(452) 상의 흡착위치의 평균 어긋남량을 취득한다 (스텝S61). 컨트롤러(41)에서는 또한, 흡착율 및 평균 어긋남량이 각각 개별 임계값과 비교된다.
흡착율이 임계값을 밑돌거나, 또는 평균 어긋남량이 임계값을 상회하는 경우에는 카세트의 문제에 의한 장착노즐(452)이 칩부품을 크게 어긋난 상태로 흡착하고, 장착시에 칩부품의 끝을 장착노즐(452)이 누름으로써 칩부품이 튕겨나갈 가능성이 높다. 그래서, 정보취득부(412)가 DB(431)로부터 선택취득한 대처정보에 기초하여 카세트의 위치나 상태에 문제가 없는지를 작업자에게 확인하라는 지시가 디스플레이(451)에 표시된다(스텝S62,S63a,S63).
흡착율이 임계값 이상이고, 또한, 평균 어긋남량이 임계값 이하인 경우에는, 장착노즐(452)의 선단이 오염되어 있거나, 또는, 필터의 오염에 의해 흡착의 해제가 불충분하게 되어 있는 등의 원인에 의해 장착동작 후에 칩부품을 장착노즐(452)이 가지고 돌아갈 가능성이 있기 때문에 선택취득된 대처정보에 기초하여 작업자에게 장착노즐(452)의 선단의 확인 및 필터교환의 확인을 지시하는 내용이 디스플레이(451)에 표시된다(스텝S62, S64a,S64).
이상과 같이, 도 12 및 도 13에 나타내는 동작예에서는 장착흔적이 존재하는 경우에 DB(431)로부터 카세트에 관한 장착율 및 흡착의 평균 어긋남량을 판독하여 참조함으로써 신속한 대처를 실현하고 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명해 왔지만 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고 여러가지의 변형이 가능하다.
예컨대, 장착흔적의 유무 확인이 행해지는 전자부품은 소형 칩부품에 한정되지 않고, CSP, QFP 등의 어느 정도 큰 전자부품이어도 좋다. 또한, 표면실장이 없는 기판에 삽입장착되는 전자부품에 대해서 장착흔적의 확인이 행해져도 좋다.
상기 실시형태에서는 칩부품을 기판에 실장하기 위해서 페이스트상태의 땜납이 기판에 부여되지만 도전성 수지 등의 다른 페이스트상태의 접착재료가 기판에 부여되어도 좋다. 또한, 장착흔적의 확인이 행해지는 접착재료는 도전성을 갖는 것에 한정되지 않고, 예컨대, 칩부품의 장착을 보조하는 비도전성 접착재료에 대해서 장착흔적의 확인이 행해져도 좋다.
상기 실시형태에서는 칩부품의 유무를 확인할 때에 화상처리가 이용되지만 소위 3차원 계측에 의해 칩부품의 유무가 확인되어도 좋다.
상기 실시형태에서는 장착노즐(452)이 칩부품을 흡착유지하는 동작을 확인하는 동작의 하나(또는 일부)로서 칩부품을 유지하지 않는 상태의 장착노즐(452)의 선단을 카메라(456)로 촬상하여 칩부품을 유지하고 있는 것으로 오인식되는지의 여부가 확인되지만 칩부품의 유지의 확인은 다른 방법으로 행해져도 좋다. 에컨대, 칩부품을 흡착하고 있지 않음에 상관없이 장착노즐(452)의 진공경로의 압력이 낮은 것을 검출함으로써 진공경로의 필터의 오염에 의한 유지이상이 검출되어도 좋다. 또한, 칩부품을 실제로 유지하는 동작을 행하고, 적절한 유지가 행해지고 있는지가 화상해석에 의해 확인되어도 좋다.
도 13의 스텝S63에서는 흡착율 및 평균 어긋남량에 기초하여 DB(431)로부터의 정보선택이 행해지지만 흡착율 및 평균 어긋남량 중 어느 한쪽만이 이용되어도 좋다.
전자부품의 기판으로의 장착을 행하는 부위는 흡인에 의해 전자부품을 유지하는 장착노즐(452)에 한정되지 않고, 기계적으로 또는 정전기력의 작용에 의해 유지하는 장착부여도 좋다.
상기 실시형태에서는 장착검사장치(13)로부터의 신호에 기초하여 노즐세정이나 작업자에게의 표시가 행해지지만 자동보수관리로서는 노즐교환, 동작제어의 수정 등의 다른 종류의 것이 행해져도 좋고, 작업자에게의 통지로서 음성이나 램프에 의해 작업내용의 지시가 출력되어도 좋다. 작업자에게 통지되는 작업의 내용도 상기 실시형태에서 설명한 것에 한정되지 않고, 상정되는 원인에 따라서 적절하게 DB(431)로부터 선택되어도 좋다. 예컨대, 존해하지 않는 칩부품의 오인식이 행해지지 않음에 상관없이 부품결손에러가 생기는 경우에는 장착노즐(452)의 블로타이밍에 이상이 없는지를 확인하라는 지시가 작업자에게 통지되어도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서의 장착검사장치(13)는 다기능 장착장치(14)에 의해 전자부품이 장착되기 전의 땜납의 도포상태도 검사하지만 이 기능은 생략되어도 좋다. 즉, 장착흔적의 유무를 확인하는 장착검사장치는 여러가지의 타입의 실장시스템에 있어서 부품장착장치의 하류에 배치할 수 있고, 부품장착장치와 장착검사장치가 장착시스템으로서의 역할을 한다.
본 발명에 의하면 장착흔적의 유무의 확인에 의해 접착재료 상에 전자부품이 존재하지 않는 경우의 대처를 신속하게 행하는 것이 실현된다.
본 발명은 전자부품이 존재하지 않는다라고 확인된 장착에러에 대해서 작업자에 의한 신속한 처리를 실현할 수 있다.
도 1은 실장시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 장착검사장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 3은 컨트롤러 내의 화상처리에 관한 구성을 주변구성과 함께 나타내는 블럭도이다.
도 4는 칼라 라인 센서에 의해 취득되는 화상의 일부를 예시하는 도면이다.
도 5A 내지 도 5D는 소형 칩부품에 관한 장착에러의 형태를 예시하는 도면이다.
도 6A 내지 도 6D는 대형 전자부품용으로 도포된 땜납에 관한 도포에러의 형태를 예시하는 도면이다.
도 7A 및 도 7B는 장착흔적을 예시하는 도면이다.
도 8은 장착검사장치의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다
도 9는 부품결손에러가 발생하였을 때의 장착검사장치 및 소형부품 장착장치의 동작에 관한 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10은 부품결손에러가 발생한 경우의 장착검사장치 및 소형부품 장착장치의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 11은 부품결손에러가 발생한 경우의 장착검사장치 및 소형부품 장착장치의 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 12는 장착검사장치 및 소형부품 장착장치의 다른 동작예를 나타내는 도면이다.
도 13은 장착검사장치 및 소형부품 장착장치의 다른 동작예를 나타내는 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
9 … 기판 11 … 인쇄장치
12 … 소형부품 장착장치 13 … 장착검사장치
14 … 다기능 장착장치 15 … 리플로장치
16 … 외관검사장치 21 … 반송기구
22 … 칼라 라인 센서 23 … 구동기구
24,41 … 컨트롤러 31 … 취입메모리
300 … 버스라인 301 … CPU
321 … 모터 컨트롤회로 322 … 선형 스케일 카운트회로
331 … 출력기기 332 … 입력기기
333 … 맨머신 인터페이스 431 … 데이터 베이스
452 … 컨트롤러 911 … 칩부품
922 … 전극

Claims (13)

  1. 전자부품(911)의 장착을 관리하는 부품장착 관리방법으로서,
    기판(9) 상의 소정위치에 부여된 접착재료(921) 상에 상기 전자부품을 장착하는 장착공정 후에 상기 접착재료 상에 상기 전자부품(911)이 존재하는지의 여부를 확인하는 부품확인공정;
    상기 부품확인공정에 있어서 상기 전자부품이 존재하지 않는다라고 확인된 경우에 상기 접착재료에 상기 전자부품의 장착흔적이 존재하는지의 여부를 확인하는 장착흔적 확인공정; 및
    상기 장착흔적 확인공정에 의한 장착흔적의 유무를, 장착부에 의한 상기 소정위치로의 전자부품의 장착동작을 제어하는 제어부로 전달하는 전달공정을 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부품확인공정에 있어서 전자부품(911)이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에 어느 장착부에서 장착동작이 행해졌는지를 특정하는 장착부 특정공정을 추가로 갖고, 상기 전달공정에 있어서 장착부를 특정한 정보가 상기 제어부로 전달되는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장착흔적 확인공정에 있어서 상기 전자부품의 장착흔적이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에, 상기 장착부가 전자부품(911)을 유지하는 동작을 확인하는 유지동작 확인공정과, 이 유지동작 확인공정에 의한 확인결과 및 상기 장착흔적 확인공정에 의한 장착흔적의 유무에 기초하여 미리 준비된 정보군으로부터 정보의 선택을 행하는 정보선택공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유지동작 확인공정은 상기 장착부가 전자부품을 유지하고 있지 않은 상태에서 상기 장착부가 전자부품을 유지하고 있는 것으로 오인식되는지의 여부를 확인하는 오인식 확인공정을 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부품확인공정에 있어서 전자부품이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에 상기 전자부품을 상기 장착부가 유지하였을 때에 취득되어 있는 인식결과를 호출하는 인식결과 호출공정과, 상기 인식결과에 기초하여 미리 준비된 정보군으로부터 정보의 선택을 행하는 정보선택공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장착흔적 확인공정에 있어서 장착흔적의 존재가 확인된 경우에 상기 장착부에 의한 전자부품의 유지위치의 평균 어긋남량과 유지율 중 적어도 어느 하나에 기초하여 미리 준비된 정보군으로부터 정보의 선택을 행하는 정보선택공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 정보선택공정에 있어서 선택된 정보를 출력하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 정보선택공정에 있어서 선택된 정보에 기초하여 보수관리를 실행하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장착흔적 확인공정에 있어서 전자부품이 존재해야할 영역에 있어서 전극이 노출되는 전극노출영역이 특정되고, 이 전극노출영역의 면적을 이용하여 장착흔적의 유무가 확인되는 것을 특징으로 하는 부품장착 관리방법.
  10. 전자부품(911)의 장착을 검사하는 장착검사장치로서,
    기판(9) 상의 소정위치에 부여된 접착재료(921) 상에 상기 전자부품을 장착하는 장착공정 후에 상기 기판(9)의 화상을 취득하는 촬상부,
    상기 촬상부에 의해 취득된 화상을 처리하는 화상처리부,
    상기 화상처리부의 처리결과에 기초하여 상기 접착재료 상에 상기 전자부품이 존재하는지의 여부를 확인하는 부품확인부, 및
    상기 부품확인부에 있어서 상기 전자부품이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우에 상기 화상처리부의 처리결과에 기초하여 상기 접착재료에 상기 전자부품의 장착흔적이 존재하는지의 여부를 확인하는 장착흔적 확인부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장착검사장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 장착흔적 확인부는 전자부품(911)이 존재해야할 영역에 있어서 전극(922)이 노출되는 전극노출영역을 특정하고, 이 전극노출영역의 면적을 이용하여 장착흔적의 유무를 확인하는 것을 특징으로 하는 장착검사장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 장착흔적의 유무의 결과를 송신하는 송신부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 장착검사장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 전자부품을 기판에 장착하는 장착장치의 하류에 배치되고, 상기 장착장치와 함께 장착시스템을 구성하는 장치가 되는 것을 특징으로 하는 장착검사장치.
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