JP4883131B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電子部品実装用装置より構成された電子部品実装システムによって、基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するものである。

半導体装置などの電子部品を基板に実装する方法として、半田などの接合材料によって半導体装置に形成されたバンプなどの接続用端子を半田などの接合材料によって基板の電極に接合して導通させる方法が広く用いられている。接続用端子と電極との接合のみによっては、電子部品を基板に保持させる保持力が不十分である場合が多いため、通常は電子部品と基板とをエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂によって補強することが行われる。

従来より、この樹脂補強については電子部品が実装された後に基板と電子部品との隙間にアンダーフィル樹脂を充填する方法が広く用いられていた。しかしながら近年の電子部品の微細化に伴って、基板と電子部品との隙間に樹脂を充填させることが困難となっている。このため、実装後の電子部品の樹脂補強の方法として、電子部品の搭載前に半田ペーストなどの接合材料とともに補強樹脂を塗布する、いわゆる「樹脂先塗り」が用いられるようになっている（特許文献１参照）。この特許文献例においては、半田接合により基板に実装される電子部品を基板に接着して保持力を補強するため、基板に半田を印刷した後に、半田接合におけるセルフアライメントを阻害しないような特性を有する電子部品用の接着剤（補強樹脂）を、基板の所定位置に塗布しておく例が示されている。

特開２００５−２６５０２号公報

しかしながら上述の特許文献１に示す先行技術を含め、従来技術においては、部品搭載前に実行される半田の印刷における印刷位置精度と、補強樹脂の塗布における塗布位置精度との相互の関係に起因して、次のような問題が生じていた。すなわち半田の印刷においては、基板の電極を目標印刷位置として印刷作業が実行されるが、印刷工程における種々の誤差要因によって、実際には半田は必ずしも電極の位置に正しく印刷されるとは限らず、通常は一定の位置ずれ傾向を示す。

しかしながら半田の印刷に後続して実行される補強樹脂の塗布においては、同様に電極の位置を基準として塗布動作が制御されるため、半田の印刷における印刷位置の位置ずれ傾向と、補強樹脂の塗布における塗布位置の位置ずれ傾向とが相反する方向であったような場合には、印刷された半田に極めて近接した位置に補強樹脂が塗布されてしまい、その程度によっては両者が重なって部分的に混ざり合うという結果を招く。そしてこのような接合材料としての半田と補強樹脂との混合は、半田接合性に悪影響を及ぼし、ひいては実装品質の低下を招くこととなっていた。

そこで本発明は、接合材料と併せて補強樹脂を用いる実装形態において、接合材料と補強樹脂との混合を防止して、実装品質を確保することができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装方法は、複数の電子部品実装用装置より構成された電子部品実装システムによって、基板に電子部品を接合材料によって接合して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、印刷装置によって前記基板に形成された電子部品接合用の電極に前記接合材料を供給する接合材料供給工程と、前記接合材料供給工程において供給された接合材料の位置を印刷検査装置によって検出して、この位置検出結果を接合材料位置データとして出力する接合材料位置検出工程と、前記接合材料位置検出工程後の前記基板に、前記電子部品が実装された状態においてこの電子部品を前記基板に保持させる保持力を補強する補強樹脂を、樹脂塗布部によって塗布する樹脂塗布工程と、搭載ヘッドによって部品供給部から前記電子部品を取り出し、前記接合材料が供給されてさらに前記補強樹脂が塗布された前記基板に搭載する搭載工程と、半田接合手段によって前記基板を加熱することにより、前記搭載された電子部品を前記接合材料によって前記基板に接合するとともに、前記補強樹脂を熱硬化させて前記電子部品を基板に保持させる加熱工程とを含み、前記樹脂塗布工程において、前記接合材料位置データに基づいて前記樹脂塗布部を制御する制御パラメータを更新することにより、前記接合材料が供給されるべき正規位置に対して位置ずれして前記電極に供給された基板に対して前記補強樹脂を塗布する際、前記補強樹脂が塗布されるべき正規位置に対して前記接合材料の位置ずれ量に基づいて前記補強樹脂の塗布位置を補正する。

本発明によれば、接合材料供給工程において電極に供給された接合材料の位置を検出して位置検出結果を接合材料位置データとして出力し、電子部品を基板に保持させる保持力を補強する補強樹脂を樹脂塗布部によって塗布する樹脂塗布工程において、接合材料位置データに基づいて樹脂塗布部を制御する制御パラメータを更新することにより、接合材料が供給されるべき正規位置に対して位置ずれして電極に供給された基板に対して補強樹脂を塗布する際、補強樹脂が塗布されるべき正規位置に対して接合材料の位置ずれ量に基づいて補強樹脂の塗布位置を補正することで、接合材料と併せて補強樹脂を用いる実装形態において、接合材料と補強樹脂との混合を防止して、実装品質を確保することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける検査装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおけるスクリーン印刷装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける塗布装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける電子部品搭載装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおけるリフロー装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの制御系のブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品実装作業の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置ずれ検出の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における位置ずれ検出結果の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における補強樹脂の塗布位置補正の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における補強樹脂の塗布位置補正の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの構成を示すブロック図

まず図１を参照して電子部品実装システムについて説明する。この電子部品実装システムは、複数の電子部品実装用装置である基板検査装置Ｍ１、印刷装置Ｍ２、印刷検査装置Ｍ３、塗布装置Ｍ４、電子部品搭載装置Ｍ５、搭載状態検査装置Ｍ６、リフロー装置Ｍ７
および実装状態検査装置Ｍ８の複数の電子部品実装用装置を連結して成る電子部品実装ライン１を通信ネットワーク２によって接続し、全体を管理コンピュータ３によって制御する構成となっている。

この電子部品実装システムによる電子部品実装方法においては、上面側の実装面４ｂに電極５が形成された基板４（図８（ａ）参照）に、半田粒子をフラックス成分に含有させた半田ペーストなどの接合材料によって電子部品を接合して実装基板を製造する。ここでは電子部品として，ＢＧＡなど平面視して矩形形状を有し、下面に接続用端子としてのバンプが複数形成されたバンプ付の電子部品８（図８参照）を基板４に半田接合により実装する例を示している。

基板検査装置Ｍ１は、基板４に形成された電極の検査を行う。印刷装置Ｍ２は、図８（ｂ）に示すように、基板４に形成された電子部品接合用の電極５に半田ペースト６をスクリーン印刷により供給する。印刷検査装置Ｍ３は、印刷後の基板４における印刷状態を検査する。すなわち印刷装置Ｍ２によって供給された半田ペースト６の位置を検出して、この位置検出結果を半田ペースト（接合材料）位置データとして出力する。塗布装置Ｍ４は樹脂塗布部であり、図８（ｃ）に示すように、半田ペースト６が印刷された後の基板４に、電子部品８が実装された状態において電子部品８を基板４に保持させる保持力を補強する補強樹脂７を塗布する。本実施の形態においては、矩形形状の電子部品８のコーナ部を補強対象部位とする例を示しており、補強樹脂７としてはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とするものが用いられる。

電子部品搭載装置Ｍ５は、図８（ｄ）に示すように、半田ペースト６が印刷されてさらに補強樹脂７が塗布された後の基板４に、下面にバンプ９が形成された電子部品８を搭載ヘッドによって搭載する。これにより、バンプ９が半田ペースト６を介して電極５の上面に着地するとともに、電子部品８の各コーナ部は予め基板４に塗布された補強樹脂７に接触する。搭載状態検査装置Ｍ６（第２の検査装置）は、部品搭載後の基板４上における電子部品８の有無や位置ずれを検査する。リフロー装置Ｍ７（半田接合手段）は部品搭載後の基板を加熱して、図８（ｅ）に示すように、電子部品８を基板４に半田接合する。これにより、バンプ９は半田ペースト６が溶融固化した半田接合部６＊を介して電極５に半田接合されるとともに、電子部品８のコーナ部において補強樹脂７が熱硬化した樹脂補強部７＊によって電子部品８は基板４に保持される。実装状態検査装置Ｍ８（第３の検査装置）は、半田接合後の基板４上における電子部品８の実装状態を検査する。

次に各装置の構成について説明する。まず図２を参照して、基板検査装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ３、搭載状態検査装置Ｍ６および実装状態検査装置Ｍ８として用いられる検査装置について説明する。図２において、位置決めテーブル１０上には基板保持部１１が配置されており、基板保持部１１には基板４が保持されている。基板保持部１１の上方にはカメラ１３が撮像方向を下向きにして配設されており、周囲に設けられた照明部１２を点灯した状態で、カメラ１３は基板４を撮像する。このとき、テーブル駆動部１４を制御して位置決めテーブル１０を駆動することにより、基板４の任意位置をカメラ１３の直下に位置させて撮像することができる。

撮像によって取得した画像データは画像認識部１７によって画像処理され、所定の認識結果が出力される。検査処理部１６は、認識結果に基づいて検査対象項目ごとに合否判定を行うとともに、所定項目については検出値をフィードバックデータ、フィードフォワードデータとして出力する。出力されたデータは通信部１８、通信ネットワーク２を介して、管理コンピュータ３や他装置に転送される。検査制御部１５は、テーブル駆動部１４、カメラ１３、照明部１２を制御することにより、検査動作を制御する。

次に図３を参照して印刷装置Ｍ２の構成について説明する。図３において、位置決めテーブル２０上には基板保持部２１が配設されている。基板保持部２１は基板４をクランパ２１ａによって両側から挟み込んで保持する。基板保持部２１の上方には、マスクプレート２２が配設されており、マスクプレート２２には基板４の印刷部位に対応したパターン孔（図示せず）が設けられている。テーブル駆動部２４によって位置決めテーブル２０を駆動することにより、基板４はマスクプレート２２に対して水平方向および垂直方向に相対移動する。

マスクプレート２２の上方にはスキージ部２３が配置されている。スキージ部２３は、スキージ２３ｃをマスクプレート２２に対して昇降させるとともにマスクプレート２２に対して所定押圧力（印圧）で押し付ける昇降押圧機構２３ｂ、スキージ２３ｃを水平移動させるスキージ移動機構２３ａより成る。昇降押圧機構２３ｂ、スキージ移動機構２３ａは、スキージ駆動部２５により駆動される。基板４をマスクプレート２２の下面に当接させた状態で、半田ペースト６が供給されたマスクプレート２２の表面に沿ってスキージ２３ｃを所定速度で水平移動させることにより、半田ペースト６は図示しないパターン孔を介して基板４の上面に印刷される。

この印刷動作は、テーブル駆動部２４、スキージ駆動部２５を印刷制御部２７によって制御することによって行われる。この制御に際しては、印刷データ記憶部２６に記憶された印刷データに基づいて、スキージ２３ｃの動作や基板４とマスクプレート２２との位置合わせが制御される。表示部２９は印刷装置の稼動状態を示す各種の指標データや、印刷動作状態の異常を示す異常報知を表示する。通信部２８は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３や電子部品実装ライン１を構成する他装置との間でのデータ授受を行う。

次に図４を参照して塗布装置Ｍ４の構成について説明する。図４において位置決めテーブル３０上には基板保持部３１が配設されており、基板保持部３１は印刷検査装置Ｍ３から搬送された基板４を保持する。基板保持部３１の上方には、ヘッド駆動機構３３によって移動する塗布ヘッド３２が配設されている。塗布ヘッド３２には補強樹脂７を貯留するシリンジ３２ａが昇降自在に装着されている。シリンジ３２ａは下端部に塗布ノズル３２ｂを備えており、シリンジ３２ａを基板４の塗布対象部位に下降させて塗布ノズル３２ｂから補強樹脂７を吐出することにより、基板４における塗布対象部位（搭載後の電子部品８のコーナ部に相当する部位）には、補強樹脂７が塗布される。

補強樹脂７は前述のように熱硬化性樹脂を主成分としており、リフロー装置Ｍ７による加熱工程において熱硬化する。本実施の形態にて用いられる補強樹脂７としては、半田ペースト６が加熱によって溶融した状態において未だ熱硬化が完了せずに流動性を有しているような特性のものが選定される。これにより、半田ペースト６が溶融固化するリフロー過程において、電子部品８が補強樹脂７に接触した状態にあっても、補強樹脂７の流動性により電子部品８の水平方向の移動が許容される。したがって半田ペースト６中の半田成分が溶融した溶融半田の表面張力によって、電子部品８のバンプ９の電極５に対する相対的な位置ずれを補正するセルフアライメント作用を阻害しないようになっている。このような特性を有する補強樹脂は、電子部品用接着剤として既に公知である（例えば特開２００５−２６５０２号公報参照）。

ヘッド駆動機構３３、位置決めテーブル３０はそれぞれ塗布ヘッド駆動部３５、テーブル駆動部３４によって駆動される。前記塗布動作において、塗布データ記憶部３６に記憶された塗布データ、すなわち基板４における塗布対象部位の平面位置を示す塗布座標に基づいて、塗布制御部３７によってテーブル駆動部３４、塗布ヘッド駆動部３５を制御することにより、塗布ヘッド３２による基板４への補強樹脂の塗布位置を制御することができ
る。すなわち、塗布制御部３７からの制御指令値が、塗布位置を制御する制御パラメータとなっている。表示部３９は塗布装置Ｍ４の各種の稼動状態を表す指標データや塗布動作状態の異常を示す異常報知を表示する。通信部３８は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３や電子部品実装ライン１を構成する他装置との間でデータ授受を行う。

次に図５を参照して電子部品搭載装置Ｍ５の構成について説明する。図５において位置決めテーブル４０上には基板保持部４１が配設されており、基板保持部４１は塗布装置Ｍ４から搬送された基板４を保持する。基板保持部４１の上方には、ヘッド駆動機構４３によって移動する搭載ヘッド４２が配設されている。搭載ヘッド４２は電子部品を吸着するノズル４２ａを備えており、搭載ヘッド４２は部品供給部（図示省略）から電子部品８をノズル４２ａによって吸着保持して取り出す。そして搭載ヘッド４２を基板４上に移動させて、基板４に対して下降させることにより、ノズル４２ａに保持した電子部品を基板４に搭載する。

ヘッド駆動機構４３、位置決めテーブル４０はそれぞれ搭載ヘッド駆動部４５、テーブル駆動部４４によって駆動される。前記搭載動作において、搭載データ記憶部４６に記憶された搭載データ、すなわち基板４上での電子部品の実装座標に基づいて、搭載制御部４７によってテーブル駆動部４４、搭載ヘッド駆動部４５を制御することにより、搭載ヘッド４２による基板４への電子部品搭載位置を制御することができる。すなわち、搭載制御部４７からの制御指令値が、搭載位置を制御する制御パラメータとなっている。表示部４９は電子部品搭載装置Ｍ５の各種の稼動状態を表す指標データや搭載動作状態の異常を示す異常報知を表示する。通信部４８は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３や電子部品実装ライン１を構成する他装置との間でデータ授受を行う。

次に図６を参照してリフロー装置Ｍ７の構成について説明する。図６において、基台５０上に設けられた加熱室５２内には、基板４を搬送する搬送路５１が水平に配設されている。加熱室５２内は複数の加熱ゾーンに仕切られており、各加熱ゾーンは、それぞれ温調機能を有する加熱手段５３を備えている。加熱手段５３を駆動して各加熱ゾーンを所定の温度条件に加熱した状態で、半田ペースト６上に電子部品８が搭載された基板４を上流側から順次加熱ゾーンを通過させることにより、半田ペースト６中の半田成分が加熱溶融する。これにより電子部品８は基板４に半田接合される。

このリフロー過程において、加熱データ記憶部５６に記憶された加熱データ、すなわちリフロー過程における温度プロファイルを実現するための制御パラメータである温度指令値に基づいて加熱制御部５７によって各加熱手段５３を制御することにより、所望の温度プロファイルが設定される。表示部５９はリフロー装置Ｍ７の稼動状態を表す指標データや、所定の温度条件からの偏差が許容範囲を超え加熱動作状態が異常であることを示す異常報知を表示する。通信部５８は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３や電子部品実装ライン１を構成する他装置との間でデータ授受を行う。

次に図７を参照して電子部品実装システムの制御系の構成について説明する。ここでは、電子部品実装過程における品質管理を目的としたデータ授受機能を説明する。図７において、全体制御部６０（全体制御手段）は管理コンピュータ３によって実行される制御処理範囲のうちの品質管理機能を担うものであり、通信ネットワーク２を介して電子部品実装ラインを構成する各装置から転送されるデータを受信し、予め定められた判定アルゴリズムに基づいて必要な判定処理を行い、処理結果を各装置に指令データとして通信ネットワーク２を介して出力する。

すなわち図２に示す検査装置を用いた基板検査装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ３、搭載状態検査装置Ｍ６および実装状態検査装置Ｍ８にそれぞれ備えられた基板検査処理部１６Ａ、
印刷検査処理部１６Ｂ、搭載状態検査処理部１６Ｃおよび実装状態検査処理部１６Ｄは、それぞれ通信部１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃおよび１８Ｄを介して通信ネットワーク２に接続されている。また印刷装置Ｍ２、塗布装置Ｍ４、電子部品搭載装置Ｍ５およびリフロー装置Ｍ７に備えられた各部（図３、図４、図５、図６参照）は、それぞれ通信部２８、３８、４８、５８を介して通信ネットワーク２と接続されている。

これにより、いずれかの検査工程において抽出されたデータに基づいて上流側装置の制御パラメータを修正・更新するフィードバック処理や、下流側装置の制御パラメータを修正、更新するフィードフォワード処理が、各装置の稼動中に随時可能な構成となっている。

この電子部品実装システムは上記の様に構成されており、以下電子部品実装方法および実装過程において行われるキャリブレーション、すなわち制御パラメータの修正・更新処理について説明する。まず図示しない基板供給部から供給される基板４は、基板検査装置Ｍ１（図２参照）に搬入される。ここで基板４をカメラ１３によって撮像して画像認識することにより、図９（ａ）に示すように基板４に形成された各電極５が認識される。ここでは、１つの電子部品８の各バンプ９に対応する複数の電極５を部品単位で括った電極群１０５を１つの認識対象とする例を示している。これにより、電極群１０５毎に各電極５（図１０（ａ）に示す（１）〜（９）参照）の重心位置を示す位置データ（電極位置データ）が、基板４の認識マーク４ａを基準とした座標値ｘＬ（ｉ），ｙＬ（ｉ）として求められ、基板検査処理部１６Ａに送られる。

基板検査処理部１６Ａは各電極５ごとに求められた複数の座標値に基づいて検査処理を行う。すなわち求められた座標値を統計処理することにより、当該基板４が使用可能か否かの合否判断を行うとともに、電極群１０５毎に電極５の位置ずれ傾向を判断する。そして図１０（ａ）に示すように、実際の電極位置の設計データ上の正規位置に対する位置ずれ量が、許容範囲のばらつき範囲内で特定方向に偏っている場合には、この偏りを示す偏差Δ１を電極群１０５毎に数値データ（Ｘ方向偏差成分Δ１（ｘ）、Ｙ方向偏差成分Δ１（ｙ））として求める。

そして下流側装置においてこの偏差分だけ制御パラメータを修正するフィードフォワード処理を行う。このフィードフォワード処理のための偏差データは、通信部１８Ａを介して通信ネットワーク２に転送され、全体制御部６０によって下流側の印刷装置Ｍ２、塗布装置Ｍ４、電子部品搭載装置Ｍ５に対して補正指令値として出力される。なお、ここでは電極位置データの統計処理の方法として、電極５を部品単位で括った電極群１０５を１つの対象とする例を示しているが、基板４全体の電極５を対象として統計処理を行うようにしてもよい。

次に、基板４は印刷装置Ｍ２に搬入されて基板保持部２１に保持され、この基板４に対して半田ペースト６が印刷される。このとき、上述のフィードフォワード処理によって印刷データ記憶部２６には電極位置の偏差データに基づく補正指令値が記憶されており、位置決めテーブル２０を駆動して基板４をマスクプレート２２に対して位置合わせする際には、この補正指令値に基づいて位置決めテーブル２０の移動量が補正される。これにより、電極５が基板４の認識マーク４ａに対する正規位置から位置ずれを生じている場合にあっても、印刷装置Ｍ２においては電極５上の正しい位置に半田ペースト６が印刷される。

次に、半田ペースト印刷後の基板４は印刷検査装置Ｍ３に搬入される。ここでは、同様の検査装置によって、図９（ｂ）に示すように各電極５ごとに、電極５上に印刷された半田ペースト６の重心位置を示す位置データ（半田位置データ）が、認識マーク４ａを基準とした座標値ｘＳ（ｉ），ｙＳ（ｉ）として画像認識によって求められる。ここでも同様
に１つの電子部品８の各バンプ９に対応して印刷された複数の半田ペースト６を部品単位で括った印刷半田群１０６を１つの認識対象とする例を示している。そして認識結果は印刷検査処理部１６Ｂによって同様に検査処理され、印刷結果の合否判断および印刷位置の位置ずれ傾向が判断される。そして図１０（ｂ）に示すように、正規位置に対する位置ずれ量の偏差Δ２を印刷半田群１０６毎に数値データ（Ｘ方向偏差成分Δ２（ｘ）、Ｙ方向偏差成分Δ２（ｙ））として求める。

ここで印刷検査によって得られた偏差データは、フィードバック処理およびフィードフォワード処理の双方に用いられる。すなわち、印刷装置Ｍ２において当該基板４への印刷動作に用いられた制御パラメータと、検査によって検出された印刷位置とを比較することにより、印刷装置Ｍ２に起因して生じた位置ずれを求めることができる。そしてこの位置ずれ分だけ印刷装置Ｍ２の制御パラメータを修正するキャリブレーションを行うことにより、印刷動作における位置ずれ量を減少させることができる。また印刷位置の偏差データは、下流側の塗布装置Ｍ４および電子部品搭載装置Ｍ５にフィードフォワードされる。

さらに、各電極５上に印刷された半田ペーストの撮像データに基づいて、各電極部位ごとに半田部分（図９（ｂ）に示す電極５上のハッチング部分）の面積を演算することにより、各電極部位ごとの半田印刷量が検出される。そして検出された半田印刷量が許容範囲を超えてばらついている場合には、印刷条件の設定が不良であると判定され、その旨表示される。印刷条件には、スキージ２３ｃをマスクプレート２２上で移動させるスキージ速度やスキージ２３ｃをマスクプレート２２に押し付ける印圧値、さらにはスキージング後に基板４をマスクプレート２２の下面から引き離す版離れ速度などがあり、これらの印刷動作制御上の数値データが、制御パラメータとして設定される。

次に、半田印刷後の基板４は、塗布装置Ｍ４に搬入され、補強樹脂７の塗布が行われる。すなわち、図１１（ａ）に示すように、１つの電子部品８に対応した複数の電極５より構成される電極群１０５の各コーナ位置には、補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが塗布される。このとき、電極５は平均的にΔ１ｘ、Δ１ｙだけ正規位置に対して位置ずれしており、半田ペースト６は平均的にΔ２ｘ、Δ２ｙだけ正規位置に対して位置ずれしている。したがって、半田ペースト６は電極５に対してΔ２ｘ−Δ１ｘ、Δ２ｙ−Δ１ｙだけ相対的に位置ずれした状態となっている。なお、ここでは、位置ずれ方向が、正規位置に対してＸ方向（−）側、Ｙ方向（−）側である例を示している。

このような位置ずれ状態の電極群１０５に対して補強樹脂７を塗布する際には、補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７ＤをそれぞれΔ２ｘ、Δ２ｙだけ、正規位置に対してＸ方向（−）側、Ｙ方向（−）側にずらすように位置補正する（矢印ａ）。すなわち塗布後の補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと直近のコーナ部の電極５に印刷された半田ペースト６の端部とのＸ方向、Ｙ方向の間隔ｘ１，ｙ１が、ほぼ等しくなるように、テーブル駆動部３４および塗布ヘッド駆動部３５に指令される制御パラメータを補正する。

これにより、印刷された半田ペースト６が正規位置に対して位置ずれを生じた状態において、補強樹脂７を正規位置に塗布した場合に生じる可能性のある不具合、すなわち先に印刷された半田ペースト６に後から塗布された補強樹脂７が接触して部分的に混合することに起因する半田ペースト６の半田接合性の低下などの不具合を防止することができる。なお補強樹脂７の塗布位置の補正においては、塗布された補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが、コーナ部に位置する電極５に重ならないよう、データ上で確認した上で位置補正量を設定する。すなわち上述例において、Δ２ｘ、Δ２ｙだけそのまま位置補正すると、補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのいずれかが電極５と重なる場合には、位置補正量を電極５との相対位置との兼ね合いで再設定する。

次に半田印刷後に補強樹脂７が塗布された基板４は、電子部品搭載装置Ｍ５に搬入され、ここで部品搭載作業が実行される。すなわち部品供給部から搭載ヘッド４２によって電子部品８を取り出し、電極５上に半田ペースト６を介してバンプ９を着地させるとともに、電子部品８のコーナ部を、基板４上に予め先塗りされた補強樹脂７に接触させる。このとき、搭載ヘッド４２によって基板４に電子部品を搭載する際には、テーブル駆動部４４および搭載ヘッド駆動部４５に指令される制御パラメータを、フィードフォワードされた偏差Δ２ｘ、Δ２ｙだけ補正した上で搭載動作を行う。これにより、半田ペースト６の印刷位置が全体的に偏っている場合においても、図１１（ｂ）に示すように、電子部品８のバンプ９は印刷された半田ペースト６に対して位置ずれを生じることなく搭載される。この状態においては、バンプ９は電極５に対しては、位置ずれを生じている。

次に、電子部品が搭載された基板４は搭載状態検査装置Ｍ６に搬送され、ここで電子部品の搭載状態を検査するための外観検査が行われる。すなわち図９（ｃ）に示すように、基板４上の各電子部品８（ｉ）ごとに、電子部品８の重心位置を示す位置データ（部品位置データ）を、認識マーク４ａを基準とした座標値ｘＰ（ｉ），ｙＰ（ｉ）として求める。そして認識結果は搭載状態検査処理部１６Ｃによって検査処理され、搭載状態の合否判断および搭載位置の位置ずれ傾向が判断される。すなわち図１０（ｃ）に示すように、正規位置に対する位置ずれ量の偏差Δ３が電子部品８毎に数値データ（Ｘ方向偏差成分Δ３（ｘ）、Ｙ方向偏差成分Δ３（ｙ））として求められる。そしてこの偏差データは同様に通信ネットワーク２に転送される。ここでは、搭載位置の偏差データは電子部品搭載装置Ｍ５にフィードバックされ、偏差Δ３だけ制御パラメータを修正するキャリブレーションが行われる。また、電極５上に電子部品８が搭載されていない場合や、搭載されていても正常な姿勢でなく立ち姿勢となっている場合や、回転方向が大きくずれているような場合には、画像認識時にその状態が検出され、搭載動作状態の異常と判定されてその旨表示される。

この後、電子部品が搭載された基板４はリフロー装置Ｍ７に搬入され、ここで所定の温度プロファイルに従って基板４を加熱することにより、半田ペースト６中の半田成分が溶融し、これにより、バンプ９は半田ペースト６が溶融固化した半田接合部６＊を介して電極５に半田接合されるとともに、補強樹脂７が熱硬化した樹脂補強部７＊によって電子部品８はコーナ部において基板４に保持される。

このリフロー過程において、電子部品８の各バンプ９は、図１１（ｂ）に示す状態では位置ずれしている場合にあっても、半田ペースト６中の半田成分が溶融した溶融半田が表面張力により電極５の上面の全範囲に亘って濡れ広がることにより、バンプ９を電極５の上面に均一に位置合わせしようとするセルフアライメント作用が働く。この結果、各バンプ９は図１１（ｃ）に示すように、それぞれ電極５のほぼ中心に正しく位置合わせされた状態で、半田接合部６＊を介して電極５に半田接合される。

このとき、補強樹脂７は前述のように半田ペースト６中の半田成分が溶融した状態では未だ熱硬化が完了せずに流動性を有しているため、上述のセルフアライメント効果を阻害することなく、電子部品８の各コーナ部は補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに対して水平方向に相対移動する。すなわちセルフアライメント後の補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの電子部品８の各コーナ部に対する相対位置は、コーナ部によって幾分異なったものとなるが、その相違量は僅かであり、補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが熱硬化して形成された樹脂補強部７Ａ＊，７Ｂ＊，７Ｃ＊，７Ｄ＊による補強効果を阻害することはない。

なお、図１１（ａ）に示す例においては、電子部品８の各コーナ部に対応する補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを一律に同一方向、同一補正量で位置補正する例を示しているが、補強樹脂７の塗布位置を位置補正する目的を鑑みれば、補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７
Ｄを必ずしも一律に位置補正する必要はない。すなわち、位置補正の目的は、既に印刷された半田ペースト６と塗布される補強樹脂７の重なりを防ぐことであり、正規位置に塗布しても半田ペースト６と補強樹脂７の重なりが生じないコーナ部については補強樹脂７の塗布位置を補正する必要はない。

例えば、図１２（ａ）に示すように、半田ペースト６がＸ方向，Ｙ方向についていずれも（−）側に位置ずれしているような場合には、右上のコーナ部に近接する補強樹脂７Ａはそのまま塗布しても、半田ペースト６と補強樹脂７の重なりが生じないことから、正規位置に塗布すればよい。これに対し、補強樹脂７Ｂについては、半田ペースト６がＹ方向の（−）側に位置ずれしていることから、Ｙ方向の（−）側（矢印ｂ）についてのみ位置補正する。また、補強樹脂７Ｄについては、半田ペースト６がＸ方向の（−）側に位置ずれしていることから、Ｘ方向の（−）側（矢印ｄ）についてのみ位置補正する。

そして補強樹脂７Ｃについては、半田ペースト６がＸ方向、Ｙ方向の双方について（−）側に位置ずれしていることから、Ｘ方向，Ｙ方向の双方について（−）側（矢印ｃ）に位置補正する。すなわち、図１２（ａ）に示す例では、既に印刷された半田ペースト６と塗布される補強樹脂７の重なりを防ぐという目的を達成する上で必要なコーナ部についてのみ位置補正を行い、補強樹脂７の塗布位置補正を必要最小限に抑える例を示している。印刷検査装置Ｍ３によって検出した接合材料位置データに基づいて塗布装置Ｍ４を制御する制御パラメータを更新する際には、半田ペースト６、補強樹脂７の近接が許容される度合いや、位置ずれが発生する傾向に応じて、予め補正目的に即した適正な更新パターンを設定しておくことが望ましい。

次いで補強樹脂７が塗布された基板４に対して、図１１（ｂ）に示す例と同様に、電子部品８の搭載が実行される。このとき、電子部品８のバンプ９が半田ペースト６に対して位置ずれを生じないように位置補正した上で、電子部品８の位置補正が行われる。そしてこの後、基板４はリフロー装置Ｍ７に搬入され、図１１（ｃ）に示す例と同様に、バンプ９を半田ペースト６が溶融固化した半田接合部６＊を介して電極５に半田接合するとともに、補強樹脂７が熱硬化した樹脂補強部７＊によって電子部品８を基板４に保持させる。このとき、電子部品８の各バンプ９は、同様に溶融半田のセルフアライメント作用によって、図１２（ｃ）に示すように、それぞれ電極５に正しく位置合わせされた状態で、半田接合部６＊を介して電極５に半田接合される。

このとき、位置補正の目的を達成する上で補強樹脂７の塗布位置の補正を必要最小限に抑えるようにしていることから、電子部品８の各コーナ部が補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに対して水平方向に位置ずれする度合いは、図１１（ｃ）に示す例と比較して、より小さくなっている。したがって、補強樹脂７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄが熱硬化して形成された樹脂補強部７Ａ＊，７Ｂ＊，７Ｃ＊，７Ｄ＊による補強効果を阻害することなく、位置補正の目的を達成することが可能となっている。

リフロー後の基板４は、実装状態検査装置Ｍ８に搬入され、ここで最終的な電子部品８の実装状態が検査される。すなわち外観検査によって電子部品８の有無や姿勢・位置の異常の有無が検査される。ここで検出される項目のうち、リフロー過程における加熱状態の不良に起因するものについては、リフロー装置Ｍ７にフィードバックされ、加熱データ記憶部５６の制御パラメータの修正が行われる。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装方法は、印刷装置Ｍ２によって基板４に形成された電子部品接合用の電極５に接合材料である半田ペースト６を供給する接合材料供給工程と、接合材料供給工程において供給された半田ペースト６の位置を、印刷検査装置Ｍ３によって検出して、この位置検出結果を接合材料位置データとして出力す
る接合材料位置検出工程と、さらに接合材料位置検出工程後の基板４に、電子部品８が実装された状態においてこの電子部品８を基板４に保持させる保持力を補強する補強樹脂７を、樹脂塗布部としての塗布装置Ｍ４によって塗布する樹脂塗布工程と、電子部品搭載装置Ｍ５の搭載ヘッド４２によって部品供給部から電子部品８を取り出し、半田ペースト６が供給されてさらに補強樹脂７が塗布された基板４に搭載する搭載工程と、半田接合手段としてのリフロー装置Ｍ７によって基板４を加熱することにより、搭載された電子部品８を半田ペースト６によって基板４に接合するとともに、補強樹脂７を熱硬化させて電子部品８を基板４に保持させる加熱工程とを含んだ形態となっている。

そして樹脂塗布工程において、接合材料位置検出工程において出力された接合材料位置データに基づいて、塗布装置Ｍ４を制御する制御パラメータを更新するようにしている。これにより、接合材料である半田ペースト６と併せて補強樹脂７を用いる実装形態において、半田ペースト６と補強樹脂７との混合を防止して、実装品質を確保することができる。

なお上記実施の形態においては、補強樹脂７が下面にバンプ９が設けられた電子部品８のコーナ部を補強する場合について本発明を適用した例を示しているが、両端部に接続端子を有するチップ型部品など、矩形小型部品の中央部を接着剤によって固定するために補強樹脂７が塗布される場合についても、本発明を適用することができる。すなわち、この場合においても接続端子に対応する電極上に印刷された半田ペースト６の位置ずれ状態に応じて補強樹脂の塗布位置を補正することにより、半田ペースト６と補強樹脂７との混合を防止することができる。

また上記実施の形態では、図１に示すように、複数の電子部品実装用装置を直列に配列した電子部品実装ライン１によって電子部品実装システムを構成した例を示しているが、本発明の部品実装システムの構成例は図１に示す実施例には限定されず、多様なバリエーションが設定可能である。例えば、図１３に示す電子部品実装ライン１Ａのように、印刷装置Ｍ２の下流側からリフロー装置Ｍ７の上流側までを構成する電子部品実装用装置を、中央部にライン方向に配設された基板搬送機構７０の両側部に作業機構を配設した構成としてもよい。ここでは、印刷検査装置Ｍ３、塗布装置Ｍ４を基板搬送機構７０を夾んで対向配置し、さらに電子部品搭載装置Ｍ５、搭載状態検査装置Ｍ６を基板搬送機構７０を夾んで対向配置した構成例を示している。もちろん、請求項１に示す工程順序を実現可能な設備構成であれば、図１３に示す構成例以外の設備構成であっても、本発明を適用することが可能である。

本発明の電子部品実装方法は、接合材料と併せて補強樹脂を用いる実装形態において、接合材料と補強樹脂との混合を防止して、実装品質を確保することができるという効果を有し、基板に電子部品を半田ペーストなどの接合材料によって接合して実装基板を製造する分野において有用である。

１ 電子部品実装ライン
２ 通信ネットワーク
３ 管理コンピュータ
４ 基板
５ 電極
６ 半田ペースト（接合材料）
７ 補強樹脂
８ 電子部品
Ｍ１ 基板検査装置
Ｍ２ 印刷装置
Ｍ３ 印刷検査装置
Ｍ４ 塗布装置（樹脂塗布部）
Ｍ５ 電子部品搭載装置
Ｍ６ 搭載状態検査装置
Ｍ７ リフロー装置（半田接合手段）
Ｍ８ 実装状態検査装置

Claims (3)

1. 複数の電子部品実装用装置より構成された電子部品実装システムによって、基板に電子部品を接合材料によって接合して実装基板を製造する電子部品実装方法であって、
   印刷装置によって前記基板に形成された電子部品接合用の電極に前記接合材料を供給する接合材料供給工程と、前記接合材料供給工程において供給された接合材料の位置を印刷検査装置によって検出して、この位置検出結果を接合材料位置データとして出力する接合材料位置検出工程と、前記接合材料位置検出工程後の前記基板に、前記電子部品が実装された状態においてこの電子部品を前記基板に保持させる保持力を補強する補強樹脂を、樹脂塗布部によって塗布する樹脂塗布工程と、
   搭載ヘッドによって部品供給部から前記電子部品を取り出し、前記接合材料が供給されてさらに前記補強樹脂が塗布された前記基板に搭載する搭載工程と、半田接合手段によって前記基板を加熱することにより、前記搭載された電子部品を前記接合材料によって前記基板に接合するとともに、前記補強樹脂を熱硬化させて前記電子部品を基板に保持させる加熱工程とを含み、
   前記樹脂塗布工程において、前記接合材料位置データに基づいて前記樹脂塗布部を制御する制御パラメータを更新することにより、
   前記接合材料が供給されるべき正規位置に対して位置ずれして前記電極に供給された基板に対して前記補強樹脂を塗布する際、前記補強樹脂が塗布されるべき正規位置に対して前記接合材料の位置ずれ量に基づいて前記補強樹脂の塗布位置を補正することを特徴とする電子部品実装方法。
2. 前記接合材料は半田粒子をフラックス成分に含有させた半田ペーストであることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
3. 前記補強樹脂は、前記電子部品のコーナ部を補強するために塗布される熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子部品実装方法。

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