电子元件装配系统和电子元件装配方法

电子元件装配系统和电子元件装配方法
【专利摘要】本发明涉及电子元件装配系统和电子元件装配方法。一种电子元件装配系统，包括：丝网印刷装置；检查装置；电子元件装配装置；反馈部分，其基于由检查装置形成的检查数据来产生有关对于与在丝网印刷装置中掩模向基板的定位相关的控制参数的校正的第一信息；以及，前馈部分，其基于检查数据来产生有关对于在电子元件装配装置中的电子元件装配坐标的校正的第二信息。反馈部分基于第一印刷位移值来产生第一信息。前馈部分基于第二印刷位移值来产生第二信息。
【专利说明】电子元件装配系统和电子元件装配方法

【技术领域】
[0001]本发明的一个示例性实施例涉及用于在基板上装配电子元件的电子元件装配系统和电子元件装配方法。

【背景技术】
[0002]通过将诸如印刷装置、印刷检查装置和电子元件装配装置的多个电子元件装配装置结合在一起的方式来制造通过将电子元件焊接到板而制造装配板的电子元件装配系统。与这样的电子元件装配系统相关地，实际上测量焊料的位置并且向另一个元件装配装置发送如此获取的焊料位置信息的迄今已知的位置校正技术意欲防止装配故障，该装配故障否则将由印刷焊料相对于在用于焊接目的的基板上形成的电极的位置位移引起(例如，参见专利文献1)。
[0003]在专利文献1中提供的示例中，印刷检查装置计算焊料部分相对于电极区域对的位置位移量，以因此确定相对于正常位置的位移。如此获取的位移数据被反馈到印刷装置，并且被前馈到电子元件装配装置。印刷装置根据如此接收的位移数据来对于要在印刷操作期间使用的控制参数进行校正，由此减少在印刷操作期间出现的位置位移量。
[0004]而且，电子元件装配装置根据所接收的位移数据来对于电子元件装配坐标进行校正，并且参考实际上印刷的焊料部分的位置来装配电子元件。电子元件由此通过下述方式被焊接到正确的位置:利用所谓的自对齐效应，即，在装配了电子元件后，电子元件在回流焊接过程中被熔化的焊料的表面张力的凹痕拉到相应的电极。
[0005]专利文献1 是 JP-A-2008-199070。


【发明内容】

[0006]然而，在现有技术中，基于在基板上印刷的所有焊料部分的位置而产生的偏移数据被反馈，诸如被用作偏移的、在基板上印刷的所有焊料部分的位置位移的平均量。结果，确信印刷质量在下述情况下已经变得不足:易于翘曲的陶瓷基板；以及，部分地包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置的基板，诸如包括精细间距区域的基板，在该精细区域中，在相邻的电子元件装配位置之间存在精细的间隔。
[0007]具体地说，如果诸如如上所述的基板根据偏移数据来进行印刷，则将整体消除焊料部分的位置位移。然而，在装配中导致高难度的电子元件装配位置中仍然存在不能忽视的位置位移，并且，不能消除其中装配故障容易出现的情况。如上，不能说现有技术的电子元件装配系统的位置校正技术已经对于翘曲的基板和部分包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置的基板是足够的。
[0008]结果，本发明的实施例旨在提供一种电子元件装配系统和一种电子元件装配方法，它们处理翘曲的基板和部分包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置的基板。
[0009]实施例的一种电子元件装配系统是一种在基板上的包括第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置的多个电子元件装配位置处装配电子元件，以如此制造装配的基板的电子元件装配系统，所述系统包括:丝网印刷装置，所述丝网印刷装置向所述基板定位其中形成多个孔的掩模，并且经由所述孔在所述基板上的所述多个电子元件装配位置处形成的电极上形成焊料部分；检查装置，所述检查装置检查其上形成所述焊料部分的所述基板，并且产生检查数据，所述检查数据包括在所述多个电子元件装配位置处的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一电子元件装配位置处的第一印刷位移值和在所述第二电子元件装配位置处的第二印刷位移值；电子元件装配装置，所述电子元件装配装置在已经结束了在所述检查装置中的检查的所述基板上的所述多个电子元件装配位置处装配电子元件；反馈部分，所述反馈部分基于所述检查数据来产生有关对于与在所述丝网印刷装置中的所述掩模向所述基板的定位相关的控制参数的校正的第一信息；以及，前馈部分，所述前馈部分基于所述检查数据来产生有关对于在所述电子元件装配装置中的电子元件装配坐标的校正的第二信息，其中，所述反馈部分基于在所述第一电子元件装配位置处的所述第一印刷位移值来产生有关对于与所述基板向所述掩模的定位相关的所述控制参数的校正的所述第一信息，并且所述前馈部分基于在所述第二电子元件装配位置处的所述第二印刷位移值来产生有关对于在所述电子元件装配装置中的所述电子元件装配坐标的校正的所述第二信息。
[0010]实施例的一种电子元件装配方法是一种用于通过电子元件装配系统在基板上装配电子元件而制造装配的基板的电子元件装配方法，所述电子元件装配系统在所述基板上的、包括第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置的多个电子元件装配位置处装配所述电子元件，以如此制造所述装配的基板，所述方法包括:焊料部分形成步骤，向所述基板定位其中形成多个孔的掩模，并且经由所述孔在所述基板上设置的所述多个电子元件装配位置处形成的电极上形成焊料部分；检查数据产生步骤，检查其上形成所述焊料部分的所述基板，并且产生检查数据，所述检查数据包括在所述多个电子元件装配位置处的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一电子元件装配位置处的第一印刷位移值和在所述第二电子元件装配位置处的第二印刷位移值；电子元件装配步骤，在已经结束了检查的所述基板上的所述多个电子元件装配位置处装配电子元件；反馈处理步骤，基于所述检查数据来产生有关对于与在所述焊料部分形成步骤中的所述掩模向所述基板的定位相关的控制参数的校正的信息；以及，前馈处理步骤，基于所述检查数据来产生有关对于在所述电子元件装配步骤中的电子元件装配坐标的校正的信息，其中，在所述反馈处理步骤中，基于在所述第一电子元件装配位置处的所述第一印刷位移值来形成有关对于与所述基板向所述掩模的定位相关的所述控制参数的校正的所述信息，并且在所述前馈处理步骤中，基于在所述第二电子元件装配位置处的所述第二印刷位移值来形成有关对于在所述电子元件装配装置中的所述电子元件装配坐标的校正的所述信息。
[0011]根据所述实施例，所述反馈装置基于在所述第一电子元件装配位置处的所述第一印刷位移值来产生有关对于与所述基板向所述掩模的定位相关的所述控制参数的校正的所述第一信息，并且所述前馈装置基于在所述第二电子元件装配位置处的所述第二印刷位移值来产生有关对于在所述电子元件装配装置中的所述电子元件装配坐标的校正的所述第二信息。因此，有可能适当地处理翘曲的基板和部分包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置的基板。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]将参考附图来描述实现本发明的各种特征的一般配置。附图和相关联的说明被提供来说明本发明的实施例，并且不应当限制本发明的范围。
[0013]图1是本发明的实施例的电子元件装配系统的整体配置图；
[0014]图2是示出本发明的实施例的电子元件装配系统的控制系统的配置的框图；
[0015]图3是本发明的实施例的基板的平面图；
[0016]图4是本发明的实施例的电子元件装配位置的说明视图；
[0017]图5是本发明的实施例的在丝网印刷机中设置的掩模的平面图；
[0018]图6是在本发明的实施例中的、用于将基板向掩模定位的操作的说明视图；
[0019]图7是在本发明的实施例中的、用于将基板向掩模定位的操作的说明视图；
[0020]图8是示出在本发明的实施例中的用于装配电子元件的操作的说明视图；
[0021]图9是在本发明的实施例中的焊料部分相对于在基板上形成的电极的位置位移的说明视图；
[0022]图10是在本发明的实施例中的检查数据的说明视图；
[0023]图11是示出当激活本发明的实施例的反馈/前馈设置部分时在显示部分中显示的屏幕的图；
[0024]图12是示出当激活本发明的实施例的反馈/前馈设置部分时在显示部分中显示的屏幕的图；
[0025]图13是示出当激活本发明的实施例的反馈/前馈设置部分时在显示部分中显示的屏幕的图；
[0026]图14是本发明的实施例的在电子元件装配系统中产生的电子元件装配坐标校正文件的说明视图；以及
[0027]图15是示出在本发明的实施例中的用于装配电子元件的操作的说明视图。

【具体实施方式】
[0028]首先参考图1来描述本发明的实施例的电子元件装配系统的整体配置。通过经由通信网络2来互连电子元件装配线来配置电子元件装配系统1，电子元件装配线通过链接印刷机Ml、印刷检查机M2、工件输送装置M3和装配机M4与M5而建立，并且电子元件装配系统1通过装配线控制部分3来控制整个电子元件装配线。
[0029]印刷机(丝网印刷装置)Ml通过丝网印刷来将糊状焊料布置于在用于粘接电子元件的基板上形成的电极上，由此在电极上形成焊料部分。印刷检查机(检查装置)M2执行印刷检查，该印刷检查包括关于焊料部分的印刷状态是否有缺陷或无缺陷的确定和在电极上的焊料部分的印刷位移的检测。工件输送装置M3向位于下游位置处的装配机M4输送被确定具有被印刷的优越状态的基板。停止被确定具有被印刷的缺陷状态的基板的传送，并且操作员从线去除该基板。装配机M4和M5(电子元件装配装置)在其上形成焊料部分的基板上的电子元件装配位置处装配电子元件。随后，其上装配电子元件的基板被传递到(未示出)回流焊机，其中，根据预定温度曲线来加热基板。通过加热来熔化在焊料部分中包含的焊料颗粒，由此，焊接电子元件和基板。
[0030]参考图3和4，现在描述其上要装配电子元件的基板。基板4由诸如陶瓷的材料构成，并且在基板的上表面上布置多个电子元件装配位置P1、P2、P3、…、Pn。如图4中所示，在电子元件装配位置Pn处形成一对电极5。在设计值上，在一对电极5的每一个上形成焊料部分6。窄地相邻的区域E1和宽地相隔的区域E2根据其类型在基板4上共存。例如，窄地相邻的区域E1包括窄的间隔，如在电子元件装配位置P21、P22、P23、P24和P25之中的间隔那样，并且，宽地相隔的区域E2包括宽的间隔，如在电子元件装配位置P31、P32、P33、P34和P35之中的间隔那样。
[0031]在位于基板4的对角线的两端处的相应的角处形成基板识别标记4A和4B。基板识别标记4A和4B被用作参考标记，其使得印刷机Ml和装配机M4与M5能够识别基板4的位置。将基板识别标记4A和4B彼此连接的线段L1的倾斜用作用于表示在水平平面中的基板4的梯度的数字值。
[0032]现在说明在印刷机Ml中使用的掩模。在图5中，在掩模7中形成孔(从附图省略)，该孔用于与在基板4上的多个电子元件装配位置Pn对应的孔图案形成位置7a处印刷焊料。在位移掩模7的对角线的两端处的相应的角处形成掩模识别标记7A和7B。掩模识别标记7A和7B被用作使得印刷机Ml能够识别掩模7的位置的参考掩模。将掩模识别标记7A和7B彼此连接的线段L2的倾斜用作表示在水平平面内的掩模7的梯度的数字值。
[0033]连接基板识别标记4A和4B的线段L1和连接掩模识别标记7A和7B的线段L2在垂直方向上彼此叠加。另外，将线段L1的中点T1和线段L2的中点T2设置得彼此一致，由此，电极5的位置和相应的孔的位置从设计视点看彼此重合。然而，实际上，因为在基板4的制造上的变化，所以，在装配电子元件的实际位置处的如图6中所示的、孔的位置和电极5的位置之间存在标称位移。
[0034]现在描述印刷机Ml。印刷机Ml配备了:识别装置，用于识别基板识别标记4A和4B的位置和掩模识别标记7A和7B的位置；基板保持部分，用于保持基板4 ;定位机构，用于向掩模7定位由基板保持部分保持的基板4 ;印刷头，其具有用于在掩模7上滚动糊状焊料的橡胶滚轴；以及，控制部分，用于控制整个机器的操作。当设置用于印刷操作的掩模7时，印刷机Ml通过识别装置来识别掩模识别标记7A和7B，在控制部分中存储关于掩模7的识别标记7A和7B的位置的信息、中点T2的位置和在印刷机Ml中的线段L2的梯度。
[0035]在印刷操作中，首先将基板4载入基板保持部分内，并且识别装置随后识别在基板4上的基板识别标记4A和4B，由此确定中点T1的位置和在印刷机Ml中的线段L1的倾斜。基于关于中点T1和T2与线段L1和L2的信息和预先存储的、与掩模7向基板4的定位相关的控制参数(以下，简称为“控制参数”)，控制用于在预定方向上移动基板4或水平地旋转其的定位机构，由此将基板4定位到掩模7。在被供应糊状焊料的掩模7上可滑动地移动橡胶滚轴，由此，经由掩模7的孔在相应的电极5上形成焊料部分6。
[0036]如上，印刷机Ml具有下述功能:向基板4定位其中形成多个孔的掩模7，并且经由孔来在基板4上设置的多个电子元件装配位置Pn处建立的相应的电极5上形成焊料部分6。
[0037]印刷检查机M2具有水平可移动的检查相机。获取其上已经印刷了焊料的基板4的图像，并且从如此获取的图像数据确定焊料部分6相对于电极5的印刷位移值。如图9中所示，通过表示量和方向的在位置位移线L3的两个水平方向上的分量“X”和“y”和由一对焊料部分6表不的方向线A与参考方向(电极5的布局方向)形成的位移角度Θ来表不焊料部分6的印刷位置位移值。
[0038]印刷检查机M2的识别处理部分执行用于识别与所获取的基板4的图像相关的数据的处理，由此，将用于表示该对焊料部分6的焊料印刷坐标6*的位置数据确定为相对于基板识别标记4A的焊料印刷坐标SPn(SXn，SYn)。与x方向、y方向和角度Θ相关地，将在焊料印刷坐标SPn (SXn, SYn)和参考基板识别标记4A确定的该对电极5在基板4上的元件装配坐标(设计值)5* (Xn, Yn)之间的位移(dXn，dYn,和d θ n)计算为电子元件装配位置Pn的印刷位移值。
[0039]通过上述方法来计算一对焊料部分6在基板4上的所有电子元件装配位置Pn处的印刷位移值。印刷检查机M2的算术处理部分由此产生在图10中所示的检查数据8，该检查数据8包括示出“电子元件装配位置” 8a (P1，P2，...)和与电子元件装配位置Pn对应的“印刷位移值”813(((^1，(1￥1，(10 1)，(dX2，dY2，d Θ 2)…)的信息。如上，印刷检查机M2具有下述功能:通过检查其上形成焊料部分6的基板4来产生检查数据8。该检查数据8包括关于在多个电子元件装配位置Pn处的焊料部分6的印刷位移值的信息。
[0040]装配机M4和M5的每一个具有:元件供应部分，用于供应电子元件；基板输送定位部分，用于输送已经在印刷检查机M2中结束了正在进行的检查的基板4。并且将基板4定位在预定的工作位置；相机，用于获取基板的图像；装配头，其具有用于通过吸取来拾取电子元件的吸嘴；以及，装配控制部分，用于通过控制所述机构的每一个来装配电子元件。
[0041]在装配操作中，首先确认关于在基板输送定位部分中承载的基板的标识信息(例如，序号)。在下述方法下确认该标识信息:用于通过装配机M4和M5的每一个的读取器来读取在基板4上设置的条形码等的方法；或者，用于通过装配机M4和M5的每一个的装配控制部分来接收从装配线控制部分3发送的关于基板的标识信息的方法。装配机M4和M5执行基板识别，其包括:使用相机来获取在基板4上设置的基板识别标记4A和4B的图像；识别标记；并且，确定在装配机M4和M5的每一个中的基板4的位置。随后，通过吸嘴来从元件供应部分拾取电子元件，并且装配控制部分根据预先存储的装配数据来控制装配头，该装配数据即关于其中要装配的电子元件的坐标(元件装配坐标5*)和通过基板识别确定的基板的位置的信息，由此，将装配头移动到在所定位的基板4上的预定电子元件装配位置Pn。吸嘴被降低到基板4，由此在基板4上装配电子元件。
[0042]如上，装配机M4和M5每一个具有在已经结束了在印刷检查机M2中的检查的基板4上的多个电子元件装配位置Pn处装配电子元件的功能。包括印刷机Ml、印刷检查机M2与装配机M4和M5的电子元件安装系统具有下述功能:在基板4上的相应的电子元件装配位置Pn处装配电子元件，以如此制造装配的基板。
[0043]参考图2，现在描述装配线控制部分3。装配线控制部分3包括检查数据存储部分9、算术处理部分10、基板掩模定位校正值存储部分11和元件装配坐标校正值存储部分12。算术处理部分10具有作为内部处理功能的基板掩模定位校正值计算部分10a、元件装配坐标校正值计算部分10b和反馈/前馈设置部分10c。另外，算术处理部分10外部地连接到输入部分13和显不部分14。
[0044]检查数据存储部分9存储从印刷检查机M2输出的检查数据8。基板掩模定位校正值计算部分10a从在检查数据存储部分9中存储的检查数据8中包括的“印刷位移值” 8b计算当印刷机Ml向基板4定位掩模7时使用的“基板掩模定位校正值”，产生包括该校正值的“基板掩模定位校正值数据”。在被存储在基板掩模定位校正值存储部分11中后，向位于上游位置的印刷机Ml反馈基板掩模定位校正值数据。在根据在基板掩模定位校正值数据中包括的基板掩模定位校正值来对控制参数进行校正后，印刷机Ml向基板4定位掩模7。
[0045]如上，将基板掩模定位校正值数据在印刷机Ml中作为“有关对于与掩模7向基板4的定位相关的控制参数的校正的信息”。基板掩模定位校正值计算部分10a作为在印刷机Ml中的反馈装置，用于从检查数据8产生有关对于与掩模7向基板4的定位相关的控制参数的校正的信息。以下，将基板掩模定位校正值称为“FB值”。在这一点上，也可以将FB值直接地输出到印刷机Ml，而不存储在基板掩模定位校正值存储部分11中。
[0046]元件装配坐标校正值计算部分10b从关于在检查数据存储部分9中存储的检查数据8中包括的“印刷位移值”8b的信息计算每一个电子元件装配位置Pn的“元件装配坐标校正值”。产生了包括在图14中所示的信息的“元件装配坐标校正文件”15，该信息表示“电子元件装配位置” 15a (PI, P2,…)和向电子元件装配位置Pn应用的“元件装配坐标校正值”15b((dFXl, dFYl, dF θ 1)，(dFX2, dFY2, dF Θ 2)，…)。
[0047]元件装配坐标校正文件15针对每一个基板4被产生，并且被存储在元件装配坐标校正值存储部分12中并且同时与关于基板4的每一个的标识信息相关联。根据来自装配机M4和M5的请求来前馈如此存储的元件装配坐标校正文件15。根据标识信息的确认的结果，装配机M4和M5访问元件装配坐标校正值存储部分12，由此读取相应的元件装配坐标校正文件15。根据在元件装配坐标校正文件15中包括的“元件装配坐标校正值” 15b来对元件装配坐标5*进行校正，并且然后，向基板4装配电子元件。
[0048]如上，将元件装配坐标校正文件15作为在装配机M4和M5的每一个中的“有关对于电子元件装配坐标的校正的信息”。元件装配坐标校正值计算部分10b作为前馈装置，其从检查数据8产生有关对于在相应的装配机M4和M5中的电子元件装配坐标的校正的信息。以下将元件装配坐标校正值称为“FF值”。
[0049]反馈/前馈设置部分10c经由输入部分13从操作员接收输入，并且设置关于FB值、在元件装配坐标校正文件15的产生期间使用的一个或多个电子元件装配位置Pn和乘以印刷位移值的系数(权重)的各种条件。具体地说，反馈/前馈设置部分10c具有功能:根据来自操作员的输入来设置电子元件装配位置Pn的哪一个的印刷位移值(dXn, dYn, d θ η)和在产生FB值和元件装配坐标校正文件15中使用的权重水平。因此，基板掩模定位校正值计算部分10a从由反馈/前馈设置部分10c指定的电子元件装配位置Pn的一部分的印刷位移值产生FB值。元件装配坐标校正值计算部分10b从与由反馈/前馈设置部分10c指定的电子元件装配位置Pn相关的FF值产生元件装配坐标校正文件15。在这种情况下，将未指定的电子元件装配位置Pn的FF值在元件装配坐标校正文件15中记录为零。
[0050]输入部分13是输入装置，诸如触摸板和鼠标，并且执行各种条件的输入，该各种条件例如是FB值和电子元件装配位置Pn和用于产生元件装配坐标校正文件15的权重。显示部分14是显示板，诸如液晶板，并且通过由算术处理部分10执行的显示处理来显示用于设置FB值和用以产生元件装配坐标校正文件15的各种条件的屏幕(设置屏幕)。
[0051]现在通过参考图11、图12和图13来描述在显示部分14上显示的设置屏幕的细节。图11图示了作为在激活反馈/前馈设置部分10c时在显示部分14中显示的一个设置屏幕的装配位置列表屏幕14a。
[0052]装配位置列表屏幕14a被用作当通过参考用于每一个电子元件装配位置Pn的各种信息而选择要计算的电子元件装配位置Pn时的设置屏幕。装配位置列表屏幕14a显示信息，该信息包括“基板图像” 17、“基板名称” 18、“设置” 19和“装配位置列表信息”20。“基板图像”17是操作开关，用于在屏幕上显示为在图12中所示的一个设置屏幕的装配位置选择屏幕14b。“基板名称”18示出要作为设置目标的基板4的名称(模型名称)。“设置”19是操作开关，用于完成基板掩模定位校正值计算部分10a和元件装配坐标校正值计算部分10b的各种条件的设置。
[0053]“装配位置列表信息”20是用于每一个电子元件装配位置Pn的各个信息的列表显示，并且包括关于“装配位置”21、“电路编号”22、“元件大小”23、18”24、18权重”25、“FF” 26和“FF权重” 27的信息。一行对应于一个电子元件装配位置Pn。可以通过下述方式来示出在屏幕的边缘之后隐藏的“装配位置列表信息”20的一部分:在垂直方向上滚动在列表的一侧(在表格上的右侧)上指示的滚动条28a (如箭头“a”指示)，或者，在水平方向上滚动在列表的下位置上指示的滚动条28b (如箭头“b”指示)。
[0054]“装配位置”21示出用于指定在基板4上的电子元件装配位置Pl，P2，…Pn的标识信息。“电路编号”22示出向电子元件装配位置Pn分配的电路编号。“元件大小”23示出在电子元件装配位置Pn处装配的电子元件16的大小；具体地说，“L(长度)”、“W(宽度)”和“H(高度)”。“电路编号”22和“元件大小”23是操作员当设置下述的第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置时参考的信息。通过在装配位置列表屏幕14a上显示这些信息来增加工作效率。
[0055]“FB” 24是用于设置是否将电子元件装配位置Pn用于计算FB值的复选框。该复选框的内部作为操作(点击)复选框的结果变黑或变白。复选框被操作以因此将其内部变黑，由此，将对应的电子元件装配位置Pn设置为用于计算FB值的第一元件装配位置。，
[0056]在要被设置为第一电子元件装配位置的电子元件装配位置Pn中至少包括在定位上导致高难度的电子元件装配位置。例如，在第一电子元件装配位置中包括诸如0402芯片和芯片大小封装(CSP)的微元件要被装配到的电极；即，电子元件装配位置Pn，其中，定位了被分类为在基板4中占用相对小的面积的一组的电极5。而且，在第一电子元件装配位置中包括在基板4中具有相对小的间隔的电子元件装配位置，诸如电子元件装配位置P21至P25或在基板4中具有最高密度的电子元件装配位置。
[0057]用于计算FB值的印刷位移值的权重在从1至100 (% )的范围内被输入到字段“FB权重”25内。例如，当向字段“FB权重”25输入值“50”时，通过将表示印刷位移值的数值乘以50 %而确定的值用于计算FB值。如上，可以通过设置屏幕对于每一个电子元件装配位置Pn设置系数，该系数要乘以印刷位移值，并且用于产生有关对于与在掩模7和基板4之间的定位相关的控制参数的校正的信息。
[0058]“FF”26用于显示复选框，该复选框用于设置是否计算用于电子元件装配位置Pn的FF值。当操作(点击)复选框时，该框内变“黑”或“白”。通过操作复选框，复选框的内部变黑，由此，将对应的电子元件装配位置Pn设置为第二电子元件装配位置，对于该第二电子元件装配位置，要计算FF值。
[0059]“FF权重”27是用于在从1至100 (% )的范围内输入用于计算FF值的印刷位移值的权重的字段。更具体地，通过将印刷位移值乘以权重)来计算FF值。例如，当向字段“FF权重”27输入值“50”时，将通过将表示印刷位移值的数值乘以50%而确定的值确定为用于电子元件装配位置Pn的FF值。权重的数值变得越大，则电子元件16变得被装配到越接近焊料部分6的实际印刷位置。如上，可以在设置屏幕上对于每一个电子元件装配位置Pn设置系数，该系数要乘以印刷位移值，并且用于产生有关对于用于装配电子元件16的坐标的校正的信息。
[0060]考虑到诸如在电子元件装配位置Pn上装配的电子元件的大小和预测印刷位移值的大小的因素来以经验为主来确定向“FF权重”27的数字输入。存在下面的趋势。与其中可以预期由熔化的焊料引起的对于电子元件的自对齐效应的电子元件装配位置Pn相关地设置使得电子元件能够装配在接近焊料印刷坐标6*的位置处的大的数字。与其中不能预期自对齐效应的电子元件装配位置相关地设置使得电子元件能够装配在接近元件装配坐标5*的位置处的小的数字。在例如预期不太受到自对齐效应的影响的、诸如连接器元件的大型元件的情况下，将通过在作为目标的基板4上的元件装配坐标5*处装配电子元件来增强装配质量。因此，优选的是，这样的电子元件装配位置Pn排除从其要计算FF值的目标。在这一点上，操作员可以通过在装配位置列表屏幕14a上可视地查看“元件大小”23来容易地作出决定。
[0061]现在参考图12来描述装配位置选择屏幕14b。装配位置选择屏幕14b当通过参考基板4的图形图像而选择要计算的电子元件装配位置Pn时被用作设置屏幕。在装配位置选择屏幕14b上显示包括“基板图像显示字段”29、“FB设置”30、“FB权重”31、“FF设置”32、“FF权重” 33和“列表” 34的信息。
[0062]“基板图像显示字段”29显示基板4的图形图像29a，其包括关于电子元件装配位置Pn的位置信息。经由输入部分13来指定在图形图像29a上的期望位置或范围，其中，可以选择要计算的电子元件装配位置Pn。如图12中所示，使用虚线来围绕在所选择的图形图像29a上的电子元件装配位置Pn(例示了 P21至P25)。
[0063]“FB设置”30是操作开关，用于将在“基板图像显示字段”29中选择的电子元件装配位置Pn设置为目标，对于该目标，要计算FB值。“FB权重” 31使得能够输入印刷位移值的权重，该印刷位移值的权重用于与在“基板图像显示字段”29中选择的电子元件装配位置Pn相关地计算在从1至100的范围内的FB值。
[0064]“FF设置”32是操作开关，用于将在“基板图像显示字段” 29中选择的电子元件装配位置Pn设置为目标，对于该目标，要计算FF值。“FF权重”33使得能够输入权重，该权重用于与在“基板图像显示字段”29中选择的电子元件装配位置Pn相关地计算在从1至100的范围内的FF值。如上，装配位置选择屏幕14b使得能够全面地向所选择的电子元件装配位置Pn的每一个设置印刷位移值的权重。
[0065]“列表”34是操作开关，用于将显示部分14从装配位置选择屏幕14b切换到装配位置列表屏幕14a。如图13中所示，如果此时存在在“基板图像显示字段”29中选择的电子元件装配位置Pn，则将高亮显示在装配位置列表屏幕14a上的电子元件装配位置Pn的背景(例示了 P21至P25)。
[0066]用于在装配位置选择屏幕14b上设置包括在FB值和权重的产生中使用的电子元件装配位置Pn的各种条件的具体操作过程包括:在“基板图像显示字段”29上首先选择期望的电子元件装配位置Pn，并且然后，在“FB权重”31中输入权重。在通过“FB设置”30的操作来设置计算要求后，操作“列表”34。也通过下面的相同过程来设置在元件装配坐标校正文件15的产生时所需的各种设置。
[0067]如上所述，在本实施例中，可以通过显示部分14来单独地设置用于产生FB值的电子元件装配位置Pn(第一元件装配位置)和用于产生元件装配坐标校正文件15的电子元件装配位置Pn (第二元件装配位置)。在完成设置后，点击“设置” 19，由此，在基板掩模定位校正值计算部分10a中设置关于第一元件装配位置的信息，并且，在元件装配坐标校正值计算部分10b中设置关于第二元件装配位置的信息。因此，执行显示处理的算术处理部分10和显示部分14作为电子元件装配位置设置屏幕显示装置，该装置显示屏幕，该屏幕用于与在基板4上的多个电子元件装配位置Pn相关地设置第一电子元件装配位置和/或第二电子元件装配位置。
[0068]实施例的元件装配系统具有诸如如上所述的配置，并且现在将描述用于在基板上装配电子元件的一系列过程。开始，激活反馈/前馈设置部分10c，并且，在正在操作在显示部分14上显示的装配位置列表屏幕14a和装配位置选择屏幕14b的同时，执行用于设置第一元件装配位置和第二元件装配位置的操作(ST1:反馈/前馈设置步骤)。
[0069]执行设置，使得在第一元件装配位置中包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置Pn。反馈/前馈设置部分10c向基板掩模定位校正值计算部分10a设置关于如此设置的第一元件装配位置的信息。在实施例中，在图3中所示的窄相邻区域E1中存在的电子元件装配位置P21至P25被设置为第一元件装配位置。
[0070]也以下述方式来进行设置:第二元件装配位置包括电子元件装配位置Pn，对于该电子元件装配位置Pn，期望通过前馈来防止装配故障的出现。反馈/前馈设置部分10c在元件装配坐标校正值计算部分10b中设置关于第二元件装配位置的信息。
[0071]在实施例中，通过FB值的反馈的效应来减少在窄相邻区域E1的电子元件装配位置P21至P25处的印刷位移值的量。因此，将反馈的效果看作限制性的。因此，从第二元件装配位置的设置消除了电子元件装配位置P21至P25。同时，以窄相邻区域E1为焦点来定位基板和掩模，由此，在位移在图3中所示的宽间距区域E2中的电子元件装配位置P31至P35处的印刷位移值变大(图6和图7)。因此，需要通过使用FF值的前馈的主动应用来防止装配故障的出现。结果，向第二元件装配位置设置电子元件装配位置P31至P35。
[0072]在反馈/前馈设置部分10c已经结束了执行设置后，向印刷机Ml输送基板4，在印刷机Ml处，基板进行丝网印刷。具体地说，经由孔在基板4上设置的多个电子元件装配位置Pn处形成的相应的电极5上形成其中形成多个孔并且定位了基板4的掩模7和焊料部分6(ST2:焊料部分形成步骤)。
[0073]接下来，将已经进行了丝网印刷的基板4输送到印刷检查机M2，在印刷检查机M2处，对基板进行各种类型的检查，包括执行确定印刷状态是否有缺陷或无缺陷，并且产生检查数据8。更具体地，检查其上形成焊料部分6的基板4，由此，产生包括在多个电子元件装配位置Pn处出现的焊料部分6的印刷位移值的检查数据8 (ST3:检查数据产生步骤)。
[0074]通过工件输送装置M3向装配机M4和M5输送已经结束了进行的检查的基板4，在装配机M4和M5处，电子元件16被装配在基板4上。简而言之，在已经结束了在进行的检查的基板4上的多个电子元件装配位置Pn处装配电子元件16 (ST4:电子元件装配步骤)。随后，向回流焊机输送基板4，在回流焊机处，将基板加热。由此焊接电子元件16和基板4，并且完成装配的基板。
[0075]在(ST3)中产生的检查数据8被输出到装配线控制部分3，并且，基板掩模定位校正值计算部分10a产生FB值。更具体地，准备有关对于与当基于检查数据8来形成焊料部分6时执行的掩模7向基板4的定位相关的控制参数的校正的信息；即，FB值(ST5:反馈处理步骤)。
[0076]在FB值的产生期间，计算对于第一元件装配位置选择的电子元件装配位置Pn的乘积(印刷位移值X权重)的平均值，并且，将如此计算的平均值作为FB值(dXfb，dYfb)。在实施例中，作为FB值产生在图3中所示的窄相邻区域El中存在的电子元件装配位置P21至P25处的印刷位移值的平均值。向印刷机Ml反馈FB值，并且印刷机Ml根据所接收的FB值来对控制参数进行校正(包括使用FB值来重写控制参数)，并且随后，定位掩模7和基板4。
[0077]当根据FB值来对控制参数进行校正时，在将中点T1和T2位移如图7中所示的与FB值(dXfb，dYfb)对应的量的同时，定位掩模7和基板4。具体地说，在窄相邻区域E1内的预定位置处设置定位中心C，并且，在将电子元件装配位置P21至P25的电极5和掩模7的孔彼此大体对齐的同时，定位掩模和基板。结果，即使当作为在基板4的一部分中的翘曲的出现的结果焊料部分相对于在窄相邻区域E1中的电子元件装配位置P21至P25的设计元件装配坐标5*位移时，可以防止焊料部分6相对于电子元件装配位置P21至P25的印刷位移值。图8示出当在根据FB值对控制参数进行校正后执行丝网印刷时在电子元件装配位置P22和P23上的焊料部分6的印刷位置。
[0078]与FB值的产生相结合，元件装配坐标校正值计算部分10b产生元件装配坐标校正文件15。具体地说，产生了有关对于当根据检查数据8装配电子元件时使用的电子元件装配坐标的校正的信息:即，元件装配坐标校正文件15 (ST6:前馈处理步骤)。在元件装配坐标校正文件15的产生期间，计算通过将印刷位移值乘以在第二电子元件装配位置处设置的电子元件装配位置Pn的每一个的权重而确定的值。如此计算的值被用作FF值。
[0079]装配机M4和M5确认关于被输送的基板4的标识信息，并且从元件装配坐标校正值存储部分12读取对应的元件装配坐标校正文件15。根据在元件装配坐标校正文件15中记录的FF值来装配电子元件。如图8中所示，在实施例中，在电子元件装配位置P22和P23上不设置FF值。因此，不在以元件装配坐标5*为目标的位置处装配电子元件16。这也适用于电子元件装配位置P21、P24和P25。
[0080]在根据元件装配坐标校正文件15的FF值来对电子元件16的装配坐标进行校正后，在电子元件装配位置P31至P35上装配电子元件16。
[0081]其上装配了电子元件的基板4被传递到(未示出的)回流焊机，在此，根据预定温度曲线来加热基板4。通过加热来熔化在焊料部分中包括的焊料颗粒，由此，焊接电子元件和基板。
[0082]虽然产生了通过上面的步骤在其上装配了电子元件的装配的基板，但是根据装配故障的产生的状态来按照需要执行与反馈/前馈设置步骤相关的处理，由此改变要在第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置上设置的电子元件装配位置Pn或对权重进行校正。
[0083]如上，基板掩模定位校正值计算部分10a从预设的第一电子元件装配位置的打印位移值产生FB值。而且，元件装配坐标校正值计算部分10b从预设的第二电子元件装配位置产生元件装配坐标校正文件15。甚至也可以适当地处理翘曲的基板4或部分地包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置Pn的基板4。
[0084]另外，在实施例中，从在装配中导致高难度的电子元件装配位置Pn处的印刷位移值产生FB值。因此，通过根据FB值对控制参数进行校正来执行丝网印刷，使得即使当在基板4的一部分中存在翘曲时也可以防止在在装配中导致高难度的电子元件装配位置Pn处的焊料部分6的印刷位移值的出现。
[0085]现在更具体地描述在上述方法下产生FB值的有效性。例如，当将在基板4上的所有电子元件装配位置的印刷位移值的平均值作为FB值时，将整体解决焊料部分6的位置位移。然而，如图15中所示，不能忽略的印刷位移值仍然存在于在装配上导致高难度并且其中在相邻的电极5之间存在窄间隔W1的电子元件装配位置P22和P23中。
[0086]具体地，当电子元件16在相对于电子元件装配位置P22和P23位移给定数量的同时被装配在被印刷的焊料部分6的位置(焊料印刷坐标6*)处时，焊料部分6将在装配期间失去其形状，其可能接触相邻的电极5。如果基板在那个状态中经受回流焊，则在电路中出现短路，这可能引发装配故障。这可能当在基板4中存在翘曲时或当在基板4中共存窄相邻区域E1和宽间隔区域E2时变得显著。通过使用在与实施例相关地描述的方法下产生的FB值防止在电子元件装配位置P22和P23处的焊料部分6的印刷位移值的出现，可以解决该问题。
[0087]实施例的电子元件安装系统使得操作员能够在可视地通过显示部分14确定电子元件装配位置Pn的同时，在同一屏幕上容易地设置在基板掩模定位校正值计算部分10a和元件装配坐标校正值计算部分10b中使用的电子元件装配位置Pn。而且，由操作员独立地选择要通过基板掩模定位校正值计算部分10a和元件装配坐标校正值计算部分10b计算的电子元件装配位置Pn，并且，操作员对于每一个电子元件装配位置Pn设置权重，由此可以实现高质量装配。
[0088]也可以多个地设置第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置。而且，要在第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置上设置的电子元件装配位置Pn可以在第一和第二电子元件装配位置之间具有重叠。更具体地，也可以在第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置两者上设置一个电子元件装配位置Pn。而且，用于设置第一电子元件装配位置、第二电子元件装配位置、和权重的方法不限于结合实施例描述的那些。
[0089]根据实施例，也可以甚至适当地处理翘曲的基板和部分地具有在装配中导致高难度的电子元件装配位置的基板，使得实施例特别在装配电子元件的领域中有益。
【权利要求】
1.一种电子元件装配系统，所述电子元件装配系统在基板上的包括第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置的多个电子元件装配位置处装配电子元件，以如此制造装配的基板，所述系统包括: 丝网印刷装置，所述丝网印刷装置向所述基板定位其中形成多个孔的掩模，并且经由所述孔在所述基板上的所述多个电子元件装配位置处形成的电极上形成焊料部分； 检查装置，所述检查装置检查其上形成所述焊料部分的所述基板，并且产生检查数据，所述检查数据包括在所述多个电子元件装配位置处的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一电子元件装配位置处的第一印刷位移值和在所述第二电子元件装配位置处的第二印刷位移值； 电子元件装配装置，所述电子元件装配装置在已经结束了在所述检查装置中的检查的所述基板上的所述多个电子元件装配位置处装配电子元件； 反馈部分，所述反馈部分基于所述检查数据来产生有关对于与在所述丝网印刷装置中的所述掩模向所述基板的定位相关的控制参数的校正的第一信息；以及 前馈部分，所述前馈部分基于所述检查数据来产生有关对于在所述电子元件装配装置中的电子元件装配坐标的校正的第二信息，其中 所述反馈部分基于在所述第一电子元件装配位置处的所述第一印刷位移值来产生有关对于与所述基板向所述掩模的定位相关的所述控制参数的校正的所述第一信息，并且 所述前馈部分基于在所述第二电子元件装配位置处的所述第二印刷位移值来产生有关对于在所述电子元件装配装置中的所述电子元件装配坐标的校正的所述第二信息。
2.根据权利要求1所述的电子元件装配系统，其中，所述第一电子元件装配位置至少包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置。
3.根据权利要求1所述的电子元件装配系统，其中，所述第一电子元件装配位置包括在所述基板上具有被分类到一组相对小的区域内的电极的电子元件装配位置。
4.根据权利要求1所述的电子元件装配系统，其中，所述第一电子元件装配位置包括其到相邻的电子元件装配位置的距离在所述基板上相对小的电子元件装配位置。
5.根据权利要求1所述的电子元件装配系统，其中，所述第一电子元件装配位置包括在所述基板上具有电子元件装配位置的最高密度的区域中的电子元件装配位置。
6.根据权利要求1至5的任何一项所述的电子元件装配系统，进一步包括:电子元件装配位置设置屏幕显示部分，所述电子元件装配位置设置屏幕显示部分显示设置屏幕，所述设置屏幕用于相对于在所述基板上的所述多个电子元件装配位置来设置所述第一电子元件装配位置和/或所述第二电子元件装配位置。
7.根据权利要求6所述的电子元件装配系统，其中，能够针对所述第一电子元件装配位置的每一个在所述设置屏幕上设置被用于产生有关对于与所述掩模向所述基板的定位相关的所述控制参数的校正的所述第一信息的、将要乘以所述第一印刷位移值的系数。
8.根据权利要求6所述的电子元件装配系统，其中，能够针对所述第二电子元件装配位置的每一个在所述设置屏幕上设置被用于产生有关对于所述电子元件装配坐标的校正的所述第二信息的、将要乘以所述第二印刷位移值的系数。
9.根据权利要求1所述的电子元件装配系统，进一步包括:设置部分，所述设置部分从操作员接收输入，并且根据所述输入来设置所述第一电子元件装配位置和/或所述第二电子元件装配位置，其中 所述反馈部分基于由所述设置部分设置的在所述第一电子元件装配位置处的所述第一印刷位移值来产生所述第一信息，并且 所述前馈部分基于由所述设置部分设置的在所述第二电子元件装配位置处的所述第二印刷位移值来产生所述第二信息。
10.根据权利要求9所述的电子元件装配系统，其中 所述设置部分设置被用于产生针对所述第一电子元件装配位置的每一个的所述第一信息的、将要乘以所述第一印刷位移值的第一系数，并且 所述反馈部分基于乘以由所述设置部分设置的所述第一系数的所述第一印刷位移值来产生所述第一信息。
11.根据权利要求9所述的电子元件装配系统，其中 所述设置部分设置被用于产生针对所述第二电子元件装配位置的每一个的所述第二信息的、将要乘以所述第二印刷位移值的第二系数，并且 所述反馈部分基于乘以由所述设置部分设置的所述第二系数的所述第二印刷位移值来产生所述第二信息。
12.一种电子元件装配方法，所述电子元件装配方法用于通过由电子元件装配系统在基板上装配电子元件而制造装配的基板，所述电子元件装配系统在所述基板上、在包括第一电子元件装配位置和第二电子元件装配位置的多个电子元件装配位置处装配所述电子元件，以如此制造所述装配的基板，所述方法包括: 焊料部分形成步骤，向所述基板定位其中形成多个孔的掩模，并且经由所述孔在所述基板上的所述多个电子元件装配位置处形成的电极上形成焊料部分； 检查数据产生步骤，检查其上形成所述焊料部分的所述基板，并且产生检查数据，所述检查数据包括在所述多个电子元件装配位置处的所述焊料部分的印刷位移值，所述印刷位移值包括在所述第一电子元件装配位置处的第一印刷位移值和在所述第二电子元件装配位置处的第二印刷位移值； 电子元件装配步骤，在已经结束了检查的所述基板上的所述多个电子元件装配位置处装配电子元件； 反馈处理步骤，基于所述检查数据来产生有关对于与在所述焊料部分形成步骤中的所述掩模向所述基板的定位相关的控制参数的校正的信息；以及 前馈处理步骤，基于所述检查数据来产生有关对于在所述电子元件装配步骤中的电子元件装配坐标的校正的信息，其中 在所述反馈处理步骤中，基于在所述第一电子元件装配位置处的所述第一印刷位移值来形成有关对于与所述基板向所述掩模的定位相关的所述控制参数的校正的信息，并且在所述前馈处理步骤中，基于在所述第二电子元件装配位置处的所述第二印刷位移值来形成有关对于在所述电子元件装配装置中的所述电子元件装配坐标的校正的信息。
13.根据权利要求12所述的电子元件装配方法，其中，所述第一电子元件装配位置至少包括在装配中导致高难度的电子元件装配位置。
14.根据权利要求12所述的电子元件装配方法，其中，所述第一电子元件装配位置包括在所述基板上具有被分类到一组相对小的区域内的电极的电子元件装配位置。
15.根据权利要求12所述的电子元件装配方法，其中，所述第一电子元件装配位置包括其到相邻的电子元件装配位置的距离在所述基板上相对小的电子元件装配位置。
16.根据权利要求12所述的电子元件装配方法，其中，所述第一电子元件装配位置包括在所述基板上具有电子元件装配位置的最高密度的区域中的电子元件装配位置。
【文档编号】H05K3/34GK104254211SQ201410212540
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】冈本健二, 木原正宏, 伊藤克彦 申请人:松下电器产业株式会社