WO2012165261A1

WO2012165261A1 - はんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置

Info

Publication number: WO2012165261A1
Application number: PCT/JP2012/063212
Authority: WO
Inventors: 一也小谷
Original assignee: 富士機械製造株式会社
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-12-06
Also published as: CN103583088A; EP2717665A1; JP2012253249A; EP2717665A4; JP5823174B2; CN103583088B; EP2717665B1

Abstract

　はんだ部のずれ量を精度よく把握することが可能であり、電子部品の装着位置を精度よく補正することが可能なはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置を提供することを課題とする。　はんだマーク設定方法は、配線パターンＣａ１、Ｃａ２、Ｃｂ～Ｃｄのランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄの所定の位置にはんだが塗布されたマスター基板Ｂｆ０の、はんだが露出するはんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄと、はんだが露出しない非はんだ部と、を有する撮像エリアＧ４、Ｇ５を撮像し、撮像エリアＧ４、Ｇ５の画像ｇ４を取得する撮像工程と、画像ｇ４からはんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄを抽出し、マスター基板Ｂｆ０にはんだマークＥｍ０を設定する設定工程と、を有する。

Description

はんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置

　本発明は、基板に対する電子部品の装着位置の基準になるはんだマークを設定するための、はんだマーク設定方法、およびはんだマーク設定装置に関する。

　基板の生産方法は、はんだ印刷工程と、部品実装工程と、リフロー工程と、を有している。図１３に、基板の模式上面図を示す。図１４に、図１３の円ＸＩＶ内の拡大図を示す。なお、図１４においては、電子部品１０４の一部を透過して示す。

　図１３に示すように、基板１００には、一対の基板マーク１０６が配置されている。図１４に示すように、はんだ印刷工程においては、スクリーン印刷機により、基板１００の配線パターン１０１のランド部１０２に、はんだ部１０３を形成する。すなわち、スクリーン印刷機のスクリーンマスク（図略）には、はんだ部１０３に対応して通孔が穿設されている。基板１００の上面にスクリーンマスクの下面を密着させた状態で、スクリーンマスクの上方から通孔にはんだを押し込むことにより、基板１００のランド部１０２にはんだを転写させる。部品実装工程においては、ランド部１０２（直接的にははんだ部１０３）に、電子部品１０４を装着する。リフロー工程においては、基板１００を加熱、冷却することにより、はんだ部１０３を溶融、固化させ、電子部品１０４を基板１００に接合する。

　図１５に、はんだ印刷工程後の基板の一部の模式上面図を示す。図１６に、部品実装工程後の基板の一部の模式上面図を示す。図１７に、リフロー工程後の基板の一部の模式上面図を示す。これらの図において、図１４と対応する部位については、同じ符号で示す。

　はんだ印刷工程においては、基板１００とスクリーンマスクとの水平方向位置がずれてしまう場合がある。この場合、図１５に示すように、はんだ部１０３の印刷位置が、基板１００のランド部１０２に対して、ずれてしまう。

　ところが、部品実装工程においては、はんだ部１０３の印刷位置ではなく、ランド部１０２の位置を基準に電子部品１０４の装着を行っている。すなわち、図１３に示すように、基板１００には基板マーク１０６が配置されている。基板マーク１０６とランド部１０２との相対的な位置関係は既知である。図１６に示すように、部品実装工程において電子部品１０４を装着する場合、当該基板マーク１０６を基準に、電子部品１０４の装着位置が決定される。このため、電子部品１０４の装着位置は、ランド部１０２の位置には対応している反面、はんだ部１０３の印刷位置には対応していない。

　リフロー工程において、はんだ部１０３のはんだを溶融させると、はんだ部１０３はランド部１０２の中央に向かって流動する。このため、図１７に示すように、はんだ部１０３とランド部１０２との位置ずれを解消することができる。

　ここで、仮に、電子部品１０４の装着位置がはんだ部１０３の印刷位置に対応している場合は、はんだ部１０３の流動により、電子部品１０４の装着位置とランド部１０２との位置ずれを解消することができる。

　しかしながら、電子部品１０４の装着位置は、はんだ部１０３の印刷位置に対応していない。このため、はんだ部１０３が流動すると、溶融状態のはんだ部１０３の流動により、電子部品１０４がランド部１０２から遠ざかるように移動してしまう。また、部品立ちが発生してしまう。この傾向は、電子部品１０４の自重が軽いほど顕著である。

　このように、基板１００つまりランド部１０２の位置を基準に電子部品１０４の装着を行うと、リフロー工程後に、電子部品１０４の位置がランド部１０２に対してずれてしまう。このため、はんだ部１０３の印刷位置を基準に電子部品１０４の装着位置を決定する方が好ましい。

　しかしながら、はんだ部１０３の印刷位置を基準に電子部品１０４の装着位置を決定するためには、基板１００におけるはんだ部１０３の印刷位置を正確に把握する必要がある。

　そこで、特許文献１には、特定のランド部に対するはんだ部のずれ量を基に、電子部品の装着位置を補正する部品搭載位置補正方法が開示されている。同文献記載の部品搭載位置補正方法によると、ランド部に対するはんだ部の印刷位置がずれている場合であっても、当該ずれ量に応じて、電子部品の装着位置を決定することができる。

特開２００８－２７０６９６号公報

　しかしながら、はんだ部のずれ量を精度よく把握するためには、理想的な状態で印刷されているはんだ部と、実際のはんだ部と、を比較する方が適切である。言い換えると、同文献記載の部品搭載位置補正方法のように、理想的な状態で印刷されているはんだ部の代わりにランド部を用いても、当該はんだ部とランド部との位置ずれを把握することができない。このため、はんだ部のずれ量を精度よく把握するのが困難である。すなわち、電子部品の装着位置を精度よく補正することが困難である。

　また、同文献記載の部品搭載位置補正方法の場合、基板にはんだ部が印刷された状態で、つまりランド部にはんだ部が載っている状態で、ランド部に対するはんだ部のずれ量を把握する必要がある。この点においても、はんだ部のずれ量を精度よく把握するのが困難である。すなわち、電子部品の装着位置を精度よく補正することが困難である。一例として、ランド部に、当該ランド部よりも一回り大きなはんだ部がずれて印刷されている場合、当該ずれ量を精度よく把握するのは困難である。

　本発明のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、はんだ部のずれ量を精度よく把握することが可能であり、電子部品の装着位置を精度よく補正することが可能なはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置を提供することを目的とする。

　（１）上記課題を解決するため、本発明のはんだマーク設定方法は、配線パターンのランド部の所定の位置にはんだが塗布されたマスター基板の、該はんだが露出するはんだ部と、該はんだが露出しない非はんだ部と、を有する撮像エリアを撮像し、該撮像エリアの画像を取得する撮像工程と、該画像から該はんだ部を抽出し、該マスター基板にはんだマークを設定する設定工程と、を有することを特徴とする。

　マスター基板のランド部には、理想的な状態ではんだ部が塗布（印刷を含む）されている。すなわち、はんだ部は、ランド部に対して、配置不良（「欠け」や「かすれ」など）がない状態で配置されている。また、はんだ部は、ランド部に対して、位置ずれがない状態で配置されている。

　本発明のはんだマーク設定方法によると、実際にマスター基板に配置されているはんだ部を基に、はんだマークを設定している。はんだマークは、マスター基板と同じ基板種の基板に対して、はんだ部のずれ量を把握するために用いられる。すなわち、電子部品の装置位置を補正するために用いられる。このため、基板のランド部を基準にはんだ部のずれ量を把握する場合と比較して、精度よく電子部品の装着位置を補正することができる。

　（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記撮像工程においては、前記撮像エリアに対して直交する方向から照明光を照射し、前記はんだ部と前記非はんだ部との該照明光に対する反射率の違いを利用して、該はんだ部を強調する構成とする方がよい。

　はんだ部は、塗布により、基板に形成される。このため、非はんだ部（基板、配線パターンなど）の表面と比較して、はんだ部の表面には、細かい凹凸が形成されている場合が多い。一例として、非はんだ部の表面が鏡面状を呈しているのに対して、はんだ部の表面は梨地状を呈している。このため、はんだ部と非はんだ部とでは、照明光に対する反射率が異なる。

　本構成によると、撮像工程において、当該反射率の違いを利用して画像のはんだ部を強調している。このため、設定工程において、はんだ部を精度よく抽出することができる。したがって、はんだマークの設定精度が向上する。

　（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記撮像エリアは、複数の前記はんだ部を有し、前記はんだマークは、複数の該はんだ部から設定される構成とする方がよい。

　画像からのはんだ部の抽出精度が悪い場合、はんだマークの設定精度が低くなる。このため、抽出精度が低いはんだ部だけを基にはんだマークを設定すると、電子部品の装着位置の補正精度が低下する。

　この点、本構成によると、複数のはんだ部を基にはんだマークを設定している。このため、複数のはんだ部の中に抽出精度が低いはんだ部が含まれる場合であっても、当該はんだ部に起因するはんだマークの設定精度の低下を、希釈することができる。したがって、電子部品の装着位置の補正精度が低下しにくくなる。

　（４）上記課題を解決するため、本発明のマーク設定装置は、配線パターンのランド部の所定の位置にはんだが塗布されたマスター基板の、該はんだが露出するはんだ部と、該はんだが露出しない非はんだ部と、を有する撮像エリアを撮像し、該撮像エリアの画像を取得する撮像部と、該画像から該はんだ部を抽出し、該マスター基板にはんだマークを設定する制御部と、を備えることを特徴とする。

　マスター基板のランド部には、理想的な状態ではんだ部が塗布（印刷を含む）されている。すなわち、はんだ部は、ランド部に対して、配置不良がない状態で配置されている。また、はんだ部は、ランド部に対して、位置ずれがない状態で配置されている。

　本発明のはんだマーク設定装置によると、実際にマスター基板に配置されているはんだ部を基に、はんだマークを設定している。はんだマークは、マスター基板と同じ基板種の基板に対して、はんだ部のずれ量を把握するために用いられる。すなわち、電子部品の装置位置を補正するために用いられる。このため、基板のランド部を基準にはんだ部のずれ量を把握する場合と比較して、精度よく電子部品の装着位置を補正することができる。

　（５）好ましくは、上記（４）の構成において、さらに、前記撮像エリアに対して直交する方向から照明光を照射し、前記はんだ部と前記非はんだ部との該照明光に対する反射率の違いを利用して、該はんだ部を強調する照明部を備える構成とする方がよい。

　本構成によると、当該反射率の違いを利用して画像のはんだ部を強調している。このため、はんだ部を精度よく抽出することができる。したがって、はんだマークの設定精度が向上する。

　（６）好ましくは、上記（４）または（５）の構成において、前記撮像エリアは、複数の前記はんだ部を有し、前記はんだマークは、複数の該はんだ部から設定される構成とする方がよい。

　本発明によると、はんだ部のずれ量を精度よく把握することが可能であり、電子部品の装着位置を精度よく補正することが可能なはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置を提供することができる。

図１は、本発明のはんだマーク設定装置の一実施形態となる電子部品実装機が配置された生産ラインの模式上面図である。図２は、同電子部品実装機の斜視図である。図３は、同電子部品実装機の上面図である。図４は、同電子部品実装機のブロック図である。図５は、Ｘ方向スライダ、装着ヘッド、画像処理装置の斜視図である。図６は、マスター基板作製工程前の基板の模式上面図である。図７は、同工程後のマスター基板の模式上面図である。図８は、図７の撮像エリアＧ４の拡大図である。図９は、図８の撮像エリアＧ４の画像である。図１０（ａ）は、ゲイン値調整の概念図である。図１０（ｂ）は、オフセット値調整の概念図である。図１１は、図９の円ＸＩ内の拡大図である。図１２は、画像の部分拡大図である。図１３は、基板の模式上面図である。図１４は、図１３の円ＸＩＶ内の拡大図である。図１５は、はんだ印刷工程後の基板の一部の模式上面図である。図１６は、部品実装工程後の基板の一部の模式上面図である。図１７は、リフロー工程後の基板の一部の模式上面図である。

　１ａ：電子部品実装機（はんだマーク設定装置）、１ｂ～１ｄ：電子部品実装機、１ｅ：スクリーン印刷機、１ｆ：リフロー炉、２：ベース、３：モジュール、４：テープフィーダ、５：デバイスパレット、６：画像処理装置、７：制御装置（制御部）。
　３０：基板搬送装置、３１：ＸＹロボット、３２：装着ヘッド、３５：基板昇降装置、３６：ハウジング、４０：テープ、４１：リール、４２：リールホルダ、６０：マークカメラ（撮像部）、６１：照明部、６２：画像処理部、７０：コンピュータ。
　３０３ｆ：搬送部、３０３ｆｂ：搬送モータ、３０３ｒ：搬送部、３０３ｒｂ：搬送モータ、３０４ｆ：クランプ片、３０４ｒ：クランプ片、３１０：Ｙ方向スライダ、３１０ａ：Ｙ軸モータ、３１１：Ｘ方向スライダ、３１１ａ：Ｘ軸モータ、３１２：Ｙ方向ガイドレール、３１３：Ｘ方向ガイドレール、３２０：吸着ノズル、３２０ａ：Ｚ軸モータ、３２０ｂ：θ軸モータ、３５０ｆ：昇降部、３５０ｆｂ：昇降モータ、３５０ｒ：昇降部、６１０：光源、６１１：ハーフミラー、６１２：照明光、７００：入出力インターフェイス、７０１：演算部、７０２：記憶部。
　Ａ１：輝度分布、Ａ２：輝度分布、Ａ３：輝度分布、Ａ４：輝度分布、Ｂｆ：基板、Ｂｆ０：マスター基板、Ｂｍ：基板マーク、Ｂｒ：基板、Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃｂ～Ｃｄ：配線パターン、Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄ：ランド部、Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｄｄ：はんだ部、Ｅｍ０：はんだマーク、Ｆ：フロア、Ｇ１：撮像エリア、Ｇ４：撮像エリア、Ｇ５：撮像エリア、Ｋ：交点、Ｌｂ：シークライン、Ｌｆ：生産ライン、Ｌｒ：生産ライン、Ｚ１：図心、ｇ４：画像。

　以下、本発明のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置の実施の形態について説明する。本実施形態においては、本発明のはんだマーク設定装置が電子部品実装機として具現化されている。

　＜生産ラインの構成＞
　まず、本実施形態の電子部品実装機（はんだマーク設定装置）が配置された生産ラインの構成について簡単に説明する。図１に、本実施形態の電子部品実装機が配置された生産ラインの模式上面図を示す。図１に示すように、前後一対の生産ラインＬｆ、Ｌｒは、左右方向に延在している。左側は、基板の搬送方向上流側に相当する。右側は、基板の搬送方向下流側に相当する。生産ラインＬｆ、Ｌｒには、スクリーン印刷機１ｅと、四台の電子部品実装機１ａ～１ｄと、リフロー炉１ｆと、が並べられている。スクリーン印刷機１ｅは、基板の配線パターンのランド部に、はんだを転写することにより、はんだ部を形成する。四台の電子部品実装機１ａ～１ｄは、予め設定された分担に従って、基板のはんだ部に電子部品を装着する。リフロー炉１ｆは、電子部品が装着された基板を加熱、冷却することにより、はんだ部を溶融、固化させ、電子部品を基板に接合する。

　四台の電子部品実装機１ａ～１ｄのうち、電子部品実装機１ａは、はんだマーク設定装置である。すなわち、電子部品実装機１ａは、任意の基板種の基板の生産開始前に、同じ基板種の基板であって、かつ理想的な状態ではんだ部が配置されているマスター基板に対して、はんだマークを設定する。当該はんだマークに関するデータは、四台全ての電子部品実装機１ａ～１ｄで共有される。基板の生産時において、電子部品実装機１ａ～１ｄは、当該はんだマークを基に補正された装着位置に、電子部品を装着する。

　＜電子部品実装機の機械的構成＞
　次に、本実施形態の電子部品実装機の機械的構成について説明する。図２に、本実施形態の電子部品実装機の斜視図を示す。図３に、同電子部品実装機の上面図を示す。図４に、同電子部品実装機のブロック図を示す。

　図２においては、モジュール３のハウジング３６を透過して示す。図３においては、ハウジング３６を省略して示す。図２～図４に示すように、電子部品実装機１ａは、ベース２と、モジュール３と、多数のテープフィーダ４と、デバイスパレット５と、画像処理装置６と、制御装置７と、を備えている。

　［ベース２、モジュール３］
　ベース２は、直方体箱状を呈している。ベース２は、工場のフロアＦに配置されている。モジュール３は、ベース２の上面に着脱可能に配置されている。モジュール３は、基板搬送装置３０と、ＸＹロボット３１と、装着ヘッド３２と、基板昇降装置３５と、ハウジング３６と、を備えている。

　ハウジング３６は、モジュール３の外殻を形成している。基板搬送装置３０は、前後一対の搬送部３０３ｆ、３０３ｒと、前後一対のクランプ片３０４ｆと、前後一対のクランプ片３０４ｒと、を備えている。前後一対の搬送部３０３ｆ、３０３ｒは、各々、前後一対のベルトを備えている。前後二対のベルトには、各々、基板Ｂｆ、Ｂｒが架設されている。前後二対のベルトは、各々、図４に示す搬送モータ３０３ｆｂ、３０３ｒｂにより、回転可能である。基板Ｂｆ、Ｂｒの上面の左前隅と右後隅とには、円形であって銅箔製の基板マークが配置されている。基板Ｂｆは搬送部３０３ｆにより、基板Ｂｒは搬送部３０３ｒにより、各々独立して、左側から右側に向かって搬送される。前後一対のクランプ片３０４ｆは、搬送部３０３ｆの上方に配置されている。前後一対のクランプ片３０４ｒは、搬送部３０３ｒの上方に配置されている。

　基板昇降装置３５は、前後一対の昇降部３５０ｆ、３５０ｒを備えている。前後一対の昇降部３５０ｆ、３５０ｒは、各々、図４に示す昇降モータ３５０ｆｂ、３５０ｒｂおよびボールねじ部（図略）により、各々、上下方向に移動可能である。前方の昇降部３５０ｆは、搬送部３０３ｆの下方に配置されている。後方の昇降部３５０ｒは、搬送部３０３ｒの下方に配置されている。基板Ｂｆ、Ｂｒの位置は、昇降部３５０ｆ、３５０ｒにより、搬送位置と、クランプ位置と、に切り替えられる。搬送位置において、基板Ｂｆ、Ｂｒは、搬送部３０３ｆ、３０３ｒに載置されている。クランプ位置において、基板Ｂｆ、Ｂｒの下面は、昇降部３５０ｆにより下方から支持されている。また、クランプ位置において、基板Ｂｆ、Ｂｒの上面の前後両縁は、前後一対のクランプ片３０４ｆ、３０４ｒにより上方から押圧されている。すなわち、基板Ｂｆは、クランプ位置において、上下方向から挟持、固定されている。

　デバイスパレット５は、モジュール３の前部開口に装着されている。多数のテープフィーダ４は、各々、デバイスパレット５に着脱可能に装着されている。テープフィーダ４は、テープ４０とリール４１とリールホルダ４２とを備えている。テープ４０には、長手方向に沿って、複数の電子部品が収容されている。テープ４０は、リール４１に巻装されている。リール４１は、リールホルダ４２に収容されている。

　Ｘ方向は左右方向に、Ｙ方向は前後方向に、Ｚ方向は上下方向に、各々、対応している。ＸＹロボット３１は、Ｙ方向スライダ３１０と、Ｘ方向スライダ３１１と、左右一対のＹ方向ガイドレール３１２と、上下一対のＸ方向ガイドレール３１３と、を備えている。

　左右一対のＹ方向ガイドレール３１２は、ハウジング３６の上壁下面に配置されている。Ｙ方向スライダ３１０は、左右一対のＹ方向ガイドレール３１２に取り付けられている。Ｙ方向スライダ３１０は、図４に示すＹ軸モータ３１０ａにより、前後方向に移動可能である。上下一対のＸ方向ガイドレール３１３は、Ｙ方向スライダ３１０の前面に配置されている。Ｘ方向スライダ３１１は、上下一対のＸ方向ガイドレール３１３に取り付けられている。Ｘ方向スライダ３１１は、図４に示すＸ軸モータ３１１ａにより、左右方向に移動可能である。

　図５に、Ｘ方向スライダ、装着ヘッド、画像処理装置の斜視図を示す。図５に示すように、装着ヘッド３２は、Ｘ方向スライダ３１１に取り付けられている。このため、装着ヘッド３２は、ＸＹロボット３１により、前後左右方向に移動可能である。装着ヘッド３２の下方には、吸着ノズル３２０が交換可能に取り付けられている。吸着ノズル３２０は、図４に示すＺ軸モータ３２０ａにより、装着ヘッド３２に対して、下方に移動可能である。また、吸着ノズル３２０は、図４に示すθ軸モータ３２０ｂにより、装着ヘッド３２に対して、水平面内における回転方向に移動可能である。

　画像処理装置６は、マークカメラ６０と、照明部６１と、画像処理部６２と、を備えている。マークカメラ６０は、本発明の「撮像部」の概念に含まれる。マークカメラ６０および照明部６１は、装着ヘッド３２と共に、Ｘ方向スライダ３１１に取り付けられている。このため、マークカメラ６０および照明部６１は、ＸＹロボット３１により、前後左右方向に移動可能である。

　照明部６１は、光源６１０と、ハーフミラー６１１と、光学系（図略）と、を備えている。光源６１０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）である。図５に点線で示すように、光源６１０の照明光６１２は、レンズなどを有する光学系により、平行光に変換される。照明光６１２は、前方に進行し、ハーフミラー６１１で９０°方向転換し、下方に反射される。このため、基板Ｂｆ（基板Ｂｒも同様）の上面の撮像エリアＧ１は、照明光６１２により、真上方向（撮像エリアＧ１に対して直交する方向）から照らされる。撮像エリアＧ１に対する、照明光６１２の入射角θは９０°である。

　マークカメラ６０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）エリアセンサである。マークカメラ６０は、多数の受光素子が二次元的に配置された撮像面を有している。マークカメラ６０は、真上方向（照明光６１２の入射方向）から、撮像エリアＧ１を撮像する。

　＜電子部品実装機の電気的構成＞
　次に、本実施形態の電子部品実装機の電気的構成について説明する。図４に示すように、制御装置７は、コンピュータ７０と複数の駆動回路とを備えている。制御装置７は、本発明の「制御部」に含まれる。コンピュータ７０は、入出力インターフェイス７００と、演算部７０１と、記憶部７０２と、を備えている。

　入出力インターフェイス７００は、駆動回路を介して、基板搬送装置３０の搬送モータ３０３ｆｂ、３０３ｒｂ、基板昇降装置３５の昇降モータ３５０ｆｂ、３５０ｒｂ、ＸＹロボット３１のＸ軸モータ３１１ａ、Ｙ軸モータ３１０ａ、装着ヘッド３２のＺ軸モータ３２０ａ、θ軸モータ３２０ｂ、画像処理装置６の照明部６１およびマークカメラ６０に、各々接続されている。また、入出力インターフェイス７００は、画像処理装置６の画像処理部６２に接続されている。

　記憶部７０２には、電子部品実装機１ａの機上の基準位置（以下、「原点」と称する。）に関するデータが格納されている。また、基板Ｂｆ、Ｂｒの基準位置（以下、「基板原点」と称する。）に関するデータが格納されている。また、基板Ｂｆ、Ｂｒのクランプ位置が正しい場合における、原点に対する基板原点の位置に関するデータが格納されている。また、マスター基板の基板原点に対するはんだマーク（後述するはんだマーク設定方法により取得される）の位置に関するデータが格納されている。また、シークラインの位置に関するデータが格納されている。また、マスター基板のはんだマーク設定用のはんだ部の外形線と、シークラインと、の交点に関するデータが格納されている。また、基板原点に対する基板マークＢｍの位置に関するデータが格納されている。また、基板マークＢｍの形状に関するデータが格納されている。また、電子部品の装着位置に関するデータが格納されている。

　はんだ部の位置がずれる要因としては、電子部品実装機１ａに対して基板Ｂｆ、Ｂｒのクランプ位置（搬送停止位置）がずれること、基板Ｂｆ、Ｂｒに対してはんだ部の印刷位置がずれること（印刷不良を含む）、が挙げられる。

　演算部７０１は、基板Ｂｆ、Ｂｒのクランプ位置が正しい場合における基板原点の位置に関するデータ（設定データ）と、生産時の基板Ｂｆ、Ｂｒの基板原点の位置に関するデータ（実測データ）と、から基板Ｂｆ、Ｂｒのクランプ位置のずれ量を演算する。

　また、演算部７０１は、マスター基板のはんだマークの位置に関するデータ（設定データ）と、生産時の基板Ｂｆ、Ｂｒのはんだマークの位置に関するデータ（実測データ）と、からはんだ部の印刷位置のずれ量を演算する。そして、双方のずれ量を基に、電子部品の装着位置を補正する。

　＜はんだマーク設定方法＞
　次に、基板Ｂｆ、Ｂｒを代表して、基板Ｂｆに対するはんだマーク設定方法について説明する。本実施形態のはんだマーク設定方法は、基板Ｂｆの生産を開始する前に実行される。本実施形態のはんだマーク設定方法は、マスター基板作製工程と、基板搬入工程と、撮像工程と、設定工程と、を有している。

　［マスター基板作製工程］
　本工程においては、図１に示すスクリーン印刷機１ｅを用いて、基板にはんだを印刷し、マスター基板を作製する。図６に、マスター基板作製工程前の基板の模式上面図を示す。図７に、同工程後のマスター基板の模式上面図を示す。

　図６に示すように、基板Ｂｆの上面には、多数の配線パターンＣａ１、Ｃａ２、Ｃｂ～Ｃｄと、一対の基板マークＢｍと、が配置されている。配線パターンＣａ１、Ｃａ２、Ｃｂ～Ｃｄ、基板マークＢｍは、銅箔製である。基板Ｂｆ、配線パターンＣａ１、Ｃａ２、Ｃｂ～Ｃｄ、基板マークＢｍの表面は、いずれも平滑である。配線パターンＣａ１、Ｃａ２、Ｃｂ～Ｃｄには、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄが形成されている。

　本工程においては、図１に示すスクリーン印刷機１ｅにより、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄに、クリームはんだを転写する。図７に示すように、本工程後の基板Ｂｆ（つまりマスター基板Ｂｆ０）のランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄには、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄが理想的な状態で配置される。

　すなわち、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄは、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄに対して、印刷不良（「欠け」や「かすれ」など）がない状態で配置されている。また、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄは、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄに対して、位置ずれがない状態で配置されている。

　［基板搬入工程］
　本工程においては、図１に示すスクリーン印刷機１ｅから電子部品実装機１ａにマスター基板Ｂｆ０を搬入し、マスター基板Ｂｆ０をクランプ位置に固定する。まず、図４に示す制御装置７は、搬送モータ３０３ｆｂ、つまり図２に示す搬送部３０３ｆを用いて、マスター基板Ｂｆ０を昇降部３５０ｆの真上の搬送位置まで搬送する。次に、図４に示す制御装置７は、昇降モータ３５０ｆｂ、つまり図２に示す昇降部３５０ｆを用いて、マスター基板Ｂｆ０を、搬送位置からクランプ位置まで上昇させる。そして、マスター基板Ｂｆ０を、昇降部３５０ｆと、前後一対のクランプ片３０４ｆと、により、上下方向から挟持、固定する。なお、マスター基板Ｂｆ０は、正しいクランプ位置に固定される。

　［撮像工程］
　本工程においては、図１に示す電子部品実装機１ａを用いて、図７に示すはんだマークＥｍ０設定用の画像を、撮像エリアＧ４、Ｇ５から取得する。図４に示す制御装置７は、まず、Ｘ軸モータ３１１ａおよびＹ軸モータ３１０ａを用いて、ＸＹロボット３１を水平方向に駆動する。そして、図７に示す左後隅の六つのはんだ部Ｅｂが撮像エリアＧ４に含まれるように、マークカメラ６０および照明部６１を配置する。次に、図４に示す制御装置７は、照明部６１を駆動することにより、撮像エリアＧ４に照明光を照射する（図５参照）。

　図８に、図７の撮像エリアＧ４の拡大図を示す。図８に示すように、撮像エリアＧ４には、マスター基板Ｂｆ０の上面と、六つのはんだ部Ｅｂと、六つの配線パターンＣｂ（六つのランド部Ｄｂを含む。）と、が配置されている。撮像エリアＧ４における、マスター基板Ｂｆ０の上面および六つの配線パターンＣｂ（六つのはんだ部Ｅｂが印刷されている部分、つまり上方に露出していない部分を除く。）は、本発明の「非はんだ部」の概念に含まれる。

　続いて、制御装置７は、マークカメラ６０を駆動することにより、撮像エリアＧ４を撮像する。照明光の露光時間は、１００ｍｓである。

　図９に、図８の撮像エリアＧ４の画像を示す。マスター基板Ｂｆ０の上面、六つの配線パターンＣｂは、いずれも鏡面状を呈している。このため、照明光に対する反射率が高い。したがって、これらの部分は、画像ｇ４において白く表示される。一方、六つのはんだ部Ｅｂは、いずれも梨地状を呈している。このため、照明光に対する反射率が低い。したがって、これらの部分は、画像ｇ４において黒く表示される。このように、画像ｇ４においては、反射率の違いにより、非はんだ部が白く、はんだ部Ｅｂが黒く、表示される。

　撮像された画像ｇ４は、図４に示す画像処理部６２に取り込まれる。画像処理部６２は、取り込まれた画像ｇ４のゲイン値、オフセット値を調整することにより、非はんだ部と、はんだ部Ｅｂと、の輝度のコントラスト差を大きくする。

　図１０（ａ）に、ゲイン値調整の概念図を示す。図１０（ｂ）に、オフセット値調整の概念図を示す。図１０（ａ）に示すように、ゲイン値の倍率を１超過にすると、調整前の輝度分布Ａ１に対して、輝度分布Ａ２を広げることができる。また、ゲイン値の倍率を１未満にすると、調整前の輝度分布Ａ１に対して、輝度分布Ａ３を狭めることができる。このように、ゲイン値を調整すると、輝度のコントラスト差を大きくすることができる。

　図１０（ｂ）に示すように、オフセット値を調整すると、調整前の輝度分布Ａ１に対する調整後の輝度分布Ａ４のように、輝度分布の幅はそのままで、位置を移動させることができる。このように、オフセット値を調整すると、輝度を加算調整することができる。輝度調整された画像ｇ４は、図４に示す制御装置７に伝送される。

　［設定工程］
　本工程においては、図１に示す電子部品実装機１ａを用いて、図７に示すはんだマークＥｍ０を設定する。図１１に、図９の円ＸＩ内の拡大図を示す。まず、図４に示す制御装置７は、図１１に示すように、はんだ部Ｅｂの外形線に対して、合計８本のシークラインＬｂを引く。具体的には、シークラインＬｂの中央とはんだ部Ｅｂの外形線とが交点Ｋにおいて直交するように、シークラインＬｂを引く。

　次に、図４に示す制御装置７は、図９に示す画像ｇ４の六つのはんだ部Ｅｂの各々の図心を演算する。すなわち、図１１に示す交点Ｋの位置を基に、はんだ部Ｅｂの図心Ｚ１を演算する。

　続いて、図４に示す制御装置７は、演算された六つの図心Ｚ１から、図７に示すはんだマークＥｍ０を設定する。図１２に、画像の部分拡大図を示す。なお、図１２は、図９に対応している。図１２に示すように、六つのはんだ部Ｅｂには、各々、図心Ｚ１が設定されている。演算部７０１は、図心Ｚ１を繋いで形成される四角形の図心を演算し、演算により得られた図心を、はんだマークＥｍ０とする。マスター基板Ｂｆ０の基板原点に対するはんだマークＥｍ０の位置に関するデータ、図１１に示す交点Ｋに関するデータは、図１に示す全ての電子部品実装機１ａ～１ｄの制御装置７の記憶部７０２（図４参照）に伝送される。このようにして、はんだマークＥｍ０が設定される。なお、同様の手順により、図４に示す制御装置７は、図７に示す撮像エリアＧ５内の右前隅のはんだマークＥｍ０も設定する。

　＜基板の生産方法＞
　次に、基板Ｂｆ、Ｂｒを代表して、基板Ｂｆの生産方法について説明する。基板Ｂｆの生産時においては、当該二つのはんだマークＥｍ０を用いて、電子部品の装着位置の補正が行われる。

　具体的には、上記撮像工程、設定工程同様に、図４に示す制御装置７は、まず、生産中の基板Ｂｆに対して二つのはんだマークを設定する。

　すなわち、制御装置７は、まず、撮像エリア内のはんだ部が、はんだマーク設定用のはんだ部であるか否か（撮像エリア内のはんだ部が、図７の撮像エリアＧ４、Ｇ５内のはんだ部Ｅｂに、対応しているか否か）の判別を行う。当該判別は、シークラインを用いて行う。

　具体的には、まず、画像の基板Ｂｆに対して正規の位置のシークラインＬｂを重ね合わせる。次に、シークラインＬｂと、画像のはんだ部の外形線と、の交点を探す。ここで、理想的な状態で画像のはんだ部が印刷されていれば、図１１に示すように、８個の交点Ｋが見つかるはずである。しかしながら、基板Ｂｆのクランプ位置（搬送停止位置）がずれている場合がある。また、基板Ｂｆに対してはんだ部の印刷位置がずれている（印刷不良を含む）場合がある。この点に鑑みて、図４に示す制御装置７は、８個中６個以上の交点Ｋが確認できた場合、撮像エリアのはんだ部Ｅｂが、はんだマーク設定用のはんだ部であると判別する。一方、８個中６個以上の交点Ｋが確認できない場合、シークラインＬｂの位置をずらして交点Ｋが確認できるシークラインＬｂ位置を探す。

　続いて、制御装置７は、撮像エリアのはんだ部Ｅｂを基に、図１２に示すように、はんだマークを設定する。このようにして、制御装置７は、生産中の基板Ｂｆに対して二つのはんだマークを設定する。

　次に、制御装置７は、マスター基板Ｂｆ０のはんだマークＥｍ０の位置と、生産中の基板Ｂｆのはんだマークの位置と、のずれ量を演算する。それから、制御装置７は、ずれ量を基に装着位置の補正量を演算し、装着位置を補正する。最後に、制御装置７は、図２に示すＸＹロボット３１、吸着ノズル３２０を適宜駆動することにより、電子部品を、テープフィーダ４のテープ４０から取り出し、補正された装着位置に装着する。すなわち、電子部品を、図７に示すはんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄに装着する。

　このように、はんだマークＥｍ０を用いて基板Ｂｆの生産を行うと、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄに対するはんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄの印刷位置がずれている場合や、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄの印刷状態が不良の場合（例えば、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄに「かすれ」や「欠け」などが発生している場合）であっても、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄではなく、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄを基準に、電子部品を装着することができる。

　一方、図７に示す基板マークＢｍを用いて基板Ｂｆの生産を行うと、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄではなく、ランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄを基準に、電子部品を装着することができる。

　電子部品の装着位置を、はんだマークＥｍ０を基準に決定するか、それとも基板マークＢｍを基準に決定するかは、装着対象となる電子部品の自重により切り替えられる。

　前出図１５～図１７に示すように、電子部品１０４の自重が軽い場合であって、はんだ部１０３の印刷位置がランド部１０２に対してずれている場合、ランド部１０２の位置を基準に電子部品１０４の装着を行うと、リフロー工程によりはんだ部１０３とランド部１０２との位置ずれを解消することができる。しかしながら、電子部品１０４がランド部１０２から遠ざかるように移動してしまう。また、部品立ちが発生してしまう。

　ここで、電子部品１０４の装着位置がはんだ部１０３に対してずれていなければ、リフロー工程により電子部品１０４（はんだ部１０３）とランド部１０２との位置ずれを解消することができる。このため、自重が軽い電子部品１０４の装着位置は、はんだマークＥｍ０を基準に設定される。

　一方、電子部品１０４の自重が重い場合であって、はんだ部１０３の印刷位置がランド部１０２に対してずれている場合、はんだ部１０３の位置を基準に電子部品１０４の装着を行うと、リフロー工程によりはんだ部１０３とランド部１０２との位置ずれを解消することができる反面、自重が重い電子部品１０４は移動しにくい。

　ここで、電子部品１０４の装着位置がランド部１０２に対してずれていなければ、リフロー工程を行っても電子部品１０４の位置は不動である。このため、自重が重い電子部品１０４の装着位置は、基板マークＢｍを基準に設定される。

　このように、基板Ｂｆの生産方法においては、電子部品の部品種に応じて、はんだマークＥｍ０、または基板マークＢｍを基準に、電子部品の装着位置が決定される。

　＜作用効果＞
　次に、本実施形態のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置の作用効果について説明する。本実施形態のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置によると、図９に示すように、マスター基板Ｂｆ０のランド部Ｄｂには、理想的な状態ではんだ部Ｅｂが印刷されている。すなわち、はんだ部Ｅｂは、ランド部Ｄｂに対して、印刷不良（「欠け」や「かすれ」など）がない状態で配置されている。また、はんだ部Ｅｂは、ランド部Ｄｂに対して、位置ずれがない状態で配置されている。

　本実施形態のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置によると、図７に示すように、実際にマスター基板Ｂｆ０に配置されているはんだ部Ｅｂを基に、はんだマークＥｍ０を設定している。はんだマークＥｍ０は、マスター基板Ｂｆ０と同じ基板種の基板Ｂｆに対して、はんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄのずれ量を把握するために用いられる。すなわち、電子部品の装置位置を補正するために用いられる。

　このため、基板Ｂｆのランド部Ｄａ１、Ｄａ２、Ｄｂ～Ｄｄを基準にはんだ部Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ～Ｅｄのずれ量を把握する場合と比較して、精度よく電子部品の装着位置を補正することができる。

　また、本実施形態のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置によると、図５に示すように、撮像工程において、撮像エリアＧ１に対して直交する方向から照明光６１２を照射している。そして、図９に示すように、はんだ部Ｅｂと非はんだ部との照明光６１２に対する反射率の違いを利用して、はんだ部Ｅｂを強調している。このため、図１１に示すように、設定工程において、はんだ部Ｅｂを精度よく抽出することができる。したがって、図７に示すはんだマークＥｍ０の設定精度が向上する。

　また、本実施形態のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置によると、図１２に示すように、六つのはんだ部Ｅｂを基に、単一のはんだマークＥｍ０を設定している。このため、六つのはんだ部Ｅｂの中に、画像処理における抽出精度が低いはんだ部Ｅｂが含まれる場合であっても、当該はんだ部Ｅｂに起因するはんだマークＥｍ０の設定精度の低下を、希釈することができる。したがって、電子部品の装着位置の補正精度が低下しにくくなる。また、近傍にある別のはんだパターンを、誤ってはんだマークと認識する可能性が低減する。

　＜その他＞
　以上、本発明のはんだマーク設定方法およびはんだマーク設定装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

　例えば、図１に示す生産ラインＬｆ、Ｌｒの構成、本数は、特に限定しない。すなわち、生産ラインＬｆ、Ｌｒに配置されるスクリーン印刷機１ｅ、電子部品実装機１ａ～１ｄ、リフロー炉１ｆの数は特に限定しない。

　また、はんだマークＥｍ０の設定に用いるはんだ部Ｅｂの数は特に限定しない。単一のはんだ部Ｅｂを用いてもよい。また、七つ以上のはんだ部Ｅｂを用いてもよい。また、はんだマークＥｍ０の設定数は特に限定しない。単一でも、三つ以上でもよい。また、図１１に示すシークラインＬｂの本数、線長は特に限定しない。また、はんだ部Ｅｂの形状に応じて、シークラインＬｂの形状を変更してもよい。例えば、はんだ部Ｅｂが三角形状の場合は、三角形状のシークラインＬｂを用いてもよい。つまり、はんだ部Ｅｂと相似形のシークラインＬｂを用いてもよい。

　また、基板Ｂｆの生産時において、図４に示す制御装置７は、マスター基板Ｂｆ０のはんだマークＥｍ０の位置と、生産中の基板Ｂｆのはんだマークの位置と、のずれ量を基に、電子部品の装着位置の補正量を演算する。当該補正量の演算方法は特に限定しない。例えば、図７に示す二箇所の撮像エリアＧ４、Ｇ５の、上記ずれ量の平均値を、電子部品の装着位置の補正量としてもよい。また、当該ずれ量の平均値に、図４に示す記憶部７０２に予め格納されている任意の補正係数を乗じた値を、補正量としてもよい。

　また、図４に示す画像処理部６２と制御装置７とは、一体化されていてもよい。また、はんだマークＥｍ０設定用のはんだ部として、電子部品装着用以外の用途のはんだ部を用いてもよい。例えば、はんだマークＥｍ０設定専用のはんだ部を用いてもよい。

　また、本実施形態においては、本発明のはんだマーク設定装置を電子部品実装機１ａとして具現化した。つまり、図１に示す生産ラインＬｆ、Ｌｒ内の電子部品実装機１ａとして具現化した。しかしながら、生産ラインＬｆ、Ｌｒから独立して、はんだマーク設定装置を配置してもよい。そして、はんだマーク設定装置が取得したはんだマークＥｍ０に関するデータを、生産ラインの複数の電子部品実装機１ａ～１ｄに伝送してもよい。

　また、図９に示すように、画像ｇ４からはんだ部Ｅｂを抽出する方法は特に限定しない。例えば、緑色の基板Ｂｆに対して、図５に示す照明部６１から、補色の関係にある赤色の照明光６１２を撮像エリアＧ１に照射してもよい。こうすると、基板Ｂｆの色味がなくなるため、図９に示す画像ｇ４からはんだ部Ｅｂを抽出することができる。

　また、本実施形態においては、図４に示す制御装置７は、８個中６個以上の交点Ｋが確認できた場合、撮像エリアのはんだ部Ｅｂが、はんだマーク設定用のはんだ部であると判別した。しかしながら、認識率（この場合は６個／８個）は特に限定しない。はんだ部Ｅｂに対する電子部品の有無、生産時におけるはんだ部Ｅｂの印刷状況などにより、認識率を調整してもよい。

　また、本実施形態においては、図４に示す制御装置７が、自動的に、図７に示すはんだマークＥｍ０設定用の撮像エリアＧ４、Ｇ５を指定したが、作業者が手動で撮像エリアＧ４、Ｇ５を指定してもよい。

Claims

　配線パターンのランド部の所定の位置にはんだが塗布されたマスター基板の、該はんだが露出するはんだ部と、該はんだが露出しない非はんだ部と、を有する撮像エリアを撮像し、該撮像エリアの画像を取得する撮像工程と、
　該画像から該はんだ部を抽出し、該マスター基板にはんだマークを設定する設定工程と、
を有するはんだマーク設定方法。
　前記撮像工程においては、前記撮像エリアに対して直交する方向から照明光を照射し、前記はんだ部と前記非はんだ部との該照明光に対する反射率の違いを利用して、該はんだ部を強調する請求項１に記載のはんだマーク設定方法。
　前記撮像エリアは、複数の前記はんだ部を有し、
　前記はんだマークは、複数の該はんだ部から設定される請求項１または請求項２に記載のはんだマーク設定方法。
　配線パターンのランド部の所定の位置にはんだが塗布されたマスター基板の、該はんだが露出するはんだ部と、該はんだが露出しない非はんだ部と、を有する撮像エリアを撮像し、該撮像エリアの画像を取得する撮像部と、
　該画像から該はんだ部を抽出し、該マスター基板にはんだマークを設定する制御部と、
を備えるはんだマーク設定装置。
　さらに、前記撮像エリアに対して直交する方向から照明光を照射し、前記はんだ部と前記非はんだ部との該照明光に対する反射率の違いを利用して、該はんだ部を強調する照明部を備える請求項４に記載のはんだマーク設定装置。
　前記撮像エリアは、複数の前記はんだ部を有し、
　前記はんだマークは、複数の該はんだ部から設定される請求項４または請求項５に記載のはんだマーク設定装置。