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JP2025006868A - Component Mounting System - Google Patents

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JP2025006868A
JP2025006868A JP2023107900A JP2023107900A JP2025006868A JP 2025006868 A JP2025006868 A JP 2025006868A JP 2023107900 A JP2023107900 A JP 2023107900A JP 2023107900 A JP2023107900 A JP 2023107900A JP 2025006868 A JP2025006868 A JP 2025006868A
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JP
Japan
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solder
soldering
substrate
pallet
fillet
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023107900A
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Japanese (ja)
Inventor
翔平 仲河
Shohei Nakagawa
善高 野寄
Yoshitaka NOYORI
弘毅 前川
Hiroki Maekawa
勝彦 大野
Katsuhiko Ono
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Juki Corp
Original Assignee
Juki Corp
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Publication date
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Priority to PCT/JP2024/023462 priority patent/WO2025005220A1/en
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • HELECTRICITY
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    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering

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Abstract

To suppress deterioration of soldering quality.SOLUTION: A component mounting system includes a mounting head that mounts components on a board to which solder has been applied, a heat ray head that applies a heat ray to the solder after the components have been mounted, a camera that images the solder while applying the heat ray, a learning unit that generates a learning model in which the image of the solder is input and the quality of the soldering is output, a determination unit that inputs the image of the solder taken by the camera into the learning model and determines whether the soldering is of good quality, and a control unit that stops the application of the heat ray when it is determined that the soldering is of good quality.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本明細書で開示する技術は、部品実装システムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a component mounting system.

部品実装システムに係る技術分野において、特許文献1に開示されているような生産システムが知られている。 In the technical field related to component mounting systems, a production system such as that disclosed in Patent Document 1 is known.

特開2023-026021号公報JP 2023-026021 A

部品が実装される基板が樹脂基板のような耐熱性の低い基板である場合がある。耐熱性の低い基板に部品を半田付けする場合、局所加熱方式が使用される。その場合、通常使用されるのがレーザ光のような熱線による半田付けである。事前に基板に塗布されたクリーム半田が溶融して、部品の電極部にフィレットが形成されることにより、部品が基板に半田付けされる。半田付けを確実にするために高温状態を長く維持すると、基板にダメージを与えてしまう。熱線照射時の温度上昇は、基板のパッド部の大きさ、部品のリード部の大きさ等により違いが生じるため、コントロールが難しい。そのため、ポイント検出の温度センサにより管理することが行われているが、半田全体の溶融状態の管理を行うことができない。半田の溶融状態を適正に管理できないと、半田付けの質が低下する可能性がある。 The board on which the components are mounted may be a board with low heat resistance, such as a resin board. When soldering components to a board with low heat resistance, a local heating method is used. In such cases, soldering using heat rays such as laser light is usually used. The cream solder applied to the board in advance melts and a fillet is formed on the electrode part of the component, and the component is soldered to the board. If the high temperature is maintained for a long time to ensure soldering, it will damage the board. The temperature rise during heat ray irradiation varies depending on the size of the pad part of the board and the size of the lead part of the component, so it is difficult to control. For this reason, it is managed using a point detection temperature sensor, but it is not possible to manage the melting state of the entire solder. If the melting state of the solder cannot be properly managed, the quality of the soldering may deteriorate.

本明細書で開示する技術は、半田付けの質の低下を抑制することを目的とする。 The technology disclosed in this specification aims to prevent deterioration of soldering quality.

本明細書で開示する技術に従えば、半田が塗布された基板に部品を実装する実装ヘッドと、部品が実装された後に半田に熱線を照射する熱線ヘッドと、熱線の照射と並行して半田を撮像するカメラと、半田の画像を入力とし半田付けの質を出力とする学習モデルを生成する学習部と、カメラにより撮像された半田の画像を学習モデルに入力して、半田付けが良質であるか否かを判定する判定部と、半田付けが良質であると判定された場合に、熱線の照射を停止させる制御部と、を備える、部品実装システムが提供される。 According to the technology disclosed in this specification, a component mounting system is provided that includes a mounting head that mounts components on a board to which solder has been applied, a heat ray head that irradiates the solder with a heat ray after the components have been mounted, a camera that images the solder in parallel with the irradiation of the heat ray, a learning unit that generates a learning model in which the image of the solder is input and the quality of the soldering is output, a determination unit that inputs the image of the solder captured by the camera into the learning model and determines whether the soldering is of good quality, and a control unit that stops the irradiation of the heat ray when it is determined that the soldering is of good quality.

本明細書で開示する技術によれば、半田付けの質の低下が抑制される。 The technology disclosed in this specification prevents deterioration of soldering quality.

図1は、実施形態に係る基板及び部品を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a substrate and a component according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る基板を保持するパレットを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a pallet for holding substrates according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る基板及びパレットを示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a substrate and a pallet according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る部品実装システムを模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a component mounting system according to an embodiment. 図5は、実施形態に係る実装装置を模式的に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view illustrating a schematic diagram of the mounting apparatus according to the embodiment. 図6は、実施形態に係るパレット及びステージを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a pallet and a stage according to the embodiment. 図7は、実施形態に係るパレット及びステージを示す分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view showing a pallet and a stage according to the embodiment. 図8は、実施形態に係る実装ヘッドを模式的に示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a mounting head according to the embodiment. 図9は、実施形態に係るレーザ照射装置を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a laser irradiation device according to an embodiment. 図10は、実施形態に係る部品が実装された基板の一部を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic view of a part of a substrate on which components according to the embodiment are mounted. 図11は、実施形態に係るレーザ照射装置を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a laser irradiation device according to an embodiment. 図12は、実施形態に係るコントローラのハードウエア構成図である。FIG. 12 is a hardware configuration diagram of a controller according to the embodiment. 図13は、実施形態に係る機械学習と学習結果の使用例であるFIG. 13 is an example of machine learning and use of the learning results according to the embodiment. 図14は、実施形態に係る学習及び判定用の画像例である。FIG. 14 shows example images for learning and determination according to the embodiment.

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。実施形態においては、XYZ直交座標系を規定し、このXYZ直交座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。所定面のX軸に平行な方向をX軸方向とする。X軸に直交する所定面のY軸に平行な方向をY軸方向とする。所定面に直交するZ軸に平行な方向をZ軸方向とする。X軸方向を中心とする回転方向又は傾斜方向をθX方向とする。Y軸方向を中心とする回転方向又は傾斜方向をθY方向とする。Z軸方向を中心とする回転方向又は傾斜方向をθZ方向とする。実施形態において、所定面と水平面とは平行である。Z軸は鉛直軸に平行であり、Z軸方向は上下方向である。+Z側は上側であり、-Z側は下側である。なお、所定面は、水平面に対して傾斜してもよい。また、実施形態においては、X軸及びY軸を含む所定面を適宜、XY平面、と称する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings. In the embodiment, an XYZ Cartesian coordinate system is defined, and the positional relationship of each part is described with reference to this XYZ Cartesian coordinate system. The direction parallel to the X axis of the specified plane is the X axis direction. The direction parallel to the Y axis of the specified plane perpendicular to the X axis is the Y axis direction. The direction parallel to the Z axis perpendicular to the specified plane is the Z axis direction. The direction of rotation or tilt around the X axis direction is the θX direction. The direction of rotation or tilt around the Y axis direction is the θY direction. The direction of rotation or tilt around the Z axis direction is the θZ direction. In the embodiment, the specified plane and the horizontal plane are parallel. The Z axis is parallel to the vertical axis, and the Z axis direction is the up-down direction. The +Z side is the upper side, and the -Z side is the lower side. The specified plane may be inclined with respect to the horizontal plane. In the embodiment, the specified plane including the X axis and the Y axis is appropriately referred to as the XY plane.

[基板]
図1は、実施形態に係る基板1及び部品2を示す斜視図である。実施形態において、基板1は、立体基板である。立体基板とは、非平面の表面を有する基板をいう。基板1の表面は、曲面を含む。基板1の表面の少なくとも一部は、曲面状である。基板1の表面は、角部を含んでもよい。基板1の表面に突起部が設けられてもよい。
[substrate]
1 is a perspective view showing a substrate 1 and a component 2 according to an embodiment. In the embodiment, the substrate 1 is a three-dimensional substrate. A three-dimensional substrate refers to a substrate having a non-planar surface. The surface of the substrate 1 includes a curved surface. At least a portion of the surface of the substrate 1 is curved. The surface of the substrate 1 may include corners. A protrusion may be provided on the surface of the substrate 1.

基板1の表面に電気回路が設けられる。実施形態において、基板1は、インモールド成形技術により形成される。基板1は、曲面状の表面を有する基材1Aと、基材1Aの表面に接合されたフィルム1Bとを含む。フィルム1Bは、柔軟性がある。フィルム1Bは、フレキシブルフィルムである。フィルム1Bは、電気回路を含む。基板1の表面は、フィルム1Bの表面を含む。 An electrical circuit is provided on the surface of the substrate 1. In an embodiment, the substrate 1 is formed by in-mold molding technology. The substrate 1 includes a base material 1A having a curved surface and a film 1B bonded to the surface of the base material 1A. The film 1B is flexible. The film 1B is a flexible film. The film 1B includes an electrical circuit. The surface of the substrate 1 includes the surface of the film 1B.

部品2は、電子部品を含む。部品2は、ボディから突出するリードを有するリード型電子部品でもよい。部品2は、リードを有しないチップ型電子部品でもよい。基板1の表面に部品2が実装されることにより、電子デバイスが製造される。 Component 2 includes an electronic component. Component 2 may be a lead-type electronic component having leads protruding from a body. Component 2 may be a chip-type electronic component having no leads. An electronic device is manufactured by mounting component 2 on the surface of substrate 1.

[パレット]
図2は、実施形態に係る基板1を保持するパレット3を示す斜視図である。図3は、実施形態に係る基板1及びパレット3を示す分解斜視図である。パレット3は、基板1を保持する。実施形態において、基板1は、パレット3に保持された状態で取り扱われる。パレット3は、基板1を支持する支持部材4と、基板1を固定するクランプ機構5とを有する。
[palette]
Fig. 2 is a perspective view showing a pallet 3 that holds a substrate 1 according to an embodiment. Fig. 3 is an exploded perspective view showing a substrate 1 and a pallet 3 according to an embodiment. The pallet 3 holds the substrate 1. In the embodiment, the substrate 1 is handled while being held by the pallet 3. The pallet 3 has a support member 4 that supports the substrate 1, and a clamp mechanism 5 that fixes the substrate 1.

支持部材4は、基板1を-Z側から支持するベース部4Aと、ベース部4Aの+Y側及び-Y側のそれぞれに設けられるガード部4Bと、基板1を+Y側及び-Y側のそれぞれから支持する複数のピン部4Cとを含む。 The support member 4 includes a base portion 4A that supports the substrate 1 from the -Z side, guard portions 4B that are provided on both the +Y side and the -Y side of the base portion 4A, and a number of pin portions 4C that support the substrate 1 from both the +Y side and the -Y side.

ベース部4Aは、複数の開口を有するプレート状である。ベース部4Aに2つの孔4Dが設けられる。孔4Dは、ベース部4Aの上面と下面とを貫通する。 The base portion 4A is plate-shaped with multiple openings. Two holes 4D are provided in the base portion 4A. The holes 4D penetrate the upper and lower surfaces of the base portion 4A.

ガード部4Bは、X軸方向に長い。ガード部4Bは、一対設けられる。一対のガード部4Bは、Y軸方向に相互に離れている。一方のガード部4Bは、ベース部4Aの上面の+Y側の端部から+Z側に突出する。他方のガード部4Bは、ベース部4Aの上面の-Y側の端部から+Z側に突出する。 The guard portion 4B is long in the X-axis direction. A pair of guard portions 4B are provided. The pair of guard portions 4B are spaced apart from each other in the Y-axis direction. One guard portion 4B protrudes to the +Z side from the end on the +Y side of the top surface of the base portion 4A. The other guard portion 4B protrudes to the +Z side from the end on the -Y side of the top surface of the base portion 4A.

複数のピン部4Cのそれぞれは、ベース部4Aの上面から+Z側に突出する。一部のピン部4Cは、ベース部4Aの中心よりも+Y側に配置される。一部のピン部4Cは、ベース部4Aの中心よりも-Y側に配置される。ベース部4Aの中心よりも+Y側に配置される複数のピン部4Cは、基板1の+Y側の端部を支持する。ベース部4Aの中心よりも-Y側に配置される複数のピン部4Cは、基板1の-Y側の端部を支持する。 Each of the multiple pin portions 4C protrudes from the top surface of the base portion 4A to the +Z side. Some of the pin portions 4C are positioned on the +Y side of the center of the base portion 4A. Some of the pin portions 4C are positioned on the -Y side of the center of the base portion 4A. The multiple pin portions 4C positioned on the +Y side of the center of the base portion 4A support the end of the substrate 1 on the +Y side. The multiple pin portions 4C positioned on the -Y side of the center of the base portion 4A support the end of the substrate 1 on the -Y side.

クランプ機構5は、支持部材4に設けられる。クランプ機構5は、基板1を支持部材4に固定する。クランプ機構5は、基板1の-X側の端部を支持する一対の支持部5Aと、基板1の+X側の端部を支持する可動部5Bとを含む。可動部5Bは、ベース部4Aの上面においてX軸方向に移動可能である。支持部5Aと可動部5Bとの間に基板1が配置された状態で、可動部5Bが-X方向に移動することにより、基板1が支持部5Aと可動部5Bとに挟まれる。基板1は、支持部5Aと可動部5Bとに挟まれることにより、パレット3に固定される。 The clamp mechanism 5 is provided on the support member 4. The clamp mechanism 5 fixes the substrate 1 to the support member 4. The clamp mechanism 5 includes a pair of support parts 5A that support the end of the substrate 1 on the -X side, and a movable part 5B that supports the end of the substrate 1 on the +X side. The movable part 5B is movable in the X-axis direction on the upper surface of the base part 4A. With the substrate 1 disposed between the support parts 5A and the movable part 5B, the movable part 5B moves in the -X direction, whereby the substrate 1 is sandwiched between the support parts 5A and the movable part 5B. The substrate 1 is fixed to the pallet 3 by being sandwiched between the support parts 5A and the movable part 5B.

[部品実装システム]
図4は、実施形態に係る部品実装システム10を模式的に示す図である。図4に示すように、部品実装システム10は、実装装置12と、予熱装置13と、レーザ照射装置14とを備える。実装装置12、予熱装置13、及びレーザ照射装置14により、電子デバイスの生産ラインが構築される。
[Component mounting system]
Fig. 4 is a diagram illustrating a component mounting system 10 according to an embodiment. As illustrated in Fig. 4, the component mounting system 10 includes a mounting device 12, a preheating device 13, and a laser irradiation device 14. The mounting device 12, the preheating device 13, and the laser irradiation device 14 form a production line for electronic devices.

実装装置12は、基板1に部品2を実装する。生産ラインにおいて、実装装置12は、少なくとも1台設けられる。なお、実装装置12は、複数台設けられてもよい。 The mounting device 12 mounts the component 2 on the board 1. At least one mounting device 12 is provided in the production line. Note that multiple mounting devices 12 may be provided.

図5は、実施形態に係る実装装置12を模式的に示す平面図である。実装装置12は、ベース部材18と、搬送装置19と、ステージ20と、ステージ移動装置21と、部品供給装置22と、ノズル23を含む実装ヘッド24と、基板カメラ25と、高さセンサ26と、ヘッド移動装置27と、チャンバ29とを備える。 Figure 5 is a plan view showing a schematic diagram of a mounting device 12 according to an embodiment. The mounting device 12 includes a base member 18, a transport device 19, a stage 20, a stage movement device 21, a component supply device 22, a mounting head 24 including a nozzle 23, a board camera 25, a height sensor 26, a head movement device 27, and a chamber 29.

ベース部材18は、搬送装置19、ステージ20、ステージ移動装置21、部品供給装置22、実装ヘッド24、及びヘッド移動装置27のそれぞれを支持する。 The base member 18 supports each of the transport device 19, the stage 20, the stage movement device 21, the component supply device 22, the mounting head 24, and the head movement device 27.

搬送装置19は、基板1を保持したパレット3をX軸方向に搬送する。搬送装置19は、パレット3を実装装置12の処理位置に搬送する。処理位置は、搬送装置19の搬送経路に規定される。 The transport device 19 transports the pallet 3 holding the substrate 1 in the X-axis direction. The transport device 19 transports the pallet 3 to a processing position of the mounting device 12. The processing position is defined by the transport path of the transport device 19.

搬送装置19は、パレット3をX軸方向に搬送する搬送ベルト19Aと、パレット3をガイドするガイド部材19Bとを有する。 The conveying device 19 has a conveying belt 19A that conveys the pallet 3 in the X-axis direction, and a guide member 19B that guides the pallet 3.

ガイド部材19Bは、X軸方向に長い。ガイド部材19Bは、一対設けられる。一対のガイド部材19Bは、Y軸方向に相互に離れている。一方のガイド部材19Bは、パレット3よりも+Y側に配置される。他方のガイド部材19Bは、パレット3よりも-Y側に配置される。 The guide member 19B is long in the X-axis direction. A pair of guide members 19B are provided. The pair of guide members 19B are spaced apart from each other in the Y-axis direction. One guide member 19B is positioned on the +Y side of the pallet 3. The other guide member 19B is positioned on the -Y side of the pallet 3.

搬送ベルト19Aは、環状である。搬送ベルト19Aは、一対設けられる。搬送ベルト19Aは、駆動プーリ及び従動プーリを介してガイド部材19Bに支持される。搬送ベルト19Aは、駆動プーリ及び従動プーリに掛けられる。一方の搬送ベルト19Aは、一方のガイド部材19Bに支持される。他方の搬送ベルト19Aは、他方のガイド部材19Bに支持される。 The conveyor belt 19A is circular. A pair of conveyor belts 19A are provided. The conveyor belts 19A are supported by a guide member 19B via a drive pulley and a driven pulley. The conveyor belts 19A are hung on the drive pulley and the driven pulley. One of the conveyor belts 19A is supported by one of the guide members 19B. The other conveyor belt 19A is supported by the other guide member 19B.

一対の搬送ベルト19Aのうち、+Y側に配置される搬送ベルト19Aは、パレット3の下面の+Y側の端部を支持する。-Y側に配置される搬送ベルト19Aは、パレット3の下面の-Y側の端部を支持する。不図示のドライブモータにより駆動プーリが回転することにより、パレット3がX軸方向に搬送される。 Of the pair of conveyor belts 19A, the conveyor belt 19A located on the +Y side supports the +Y side end of the underside of the pallet 3. The conveyor belt 19A located on the -Y side supports the -Y side end of the underside of the pallet 3. The pallet 3 is conveyed in the X-axis direction by the drive pulley rotating due to a drive motor (not shown).

不図示のアクチュエータにより、一方のガイド部材19Bは、他方のガイド部材19Bに対してY軸方向に移動可能である。一方のガイド部材19Bと他方のガイド部材19BとがY軸方向に離れることにより、搬送ベルト19Aによるパレット3の支持が解除される。 One guide member 19B can be moved in the Y-axis direction relative to the other guide member 19B by an actuator (not shown). When one guide member 19B and the other guide member 19B move away from each other in the Y-axis direction, support of the pallet 3 by the conveyor belt 19A is released.

図6は、実施形態に係るパレット3及びステージ20を示す斜視図である。図7は、実施形態に係るパレット3及びステージ20を示す分解斜視図である。 Figure 6 is a perspective view showing the pallet 3 and stage 20 according to the embodiment. Figure 7 is an exploded perspective view showing the pallet 3 and stage 20 according to the embodiment.

ステージ20は、パレット3を介して基板1を支持する。ステージ20は、処理位置に搬送されたパレット3を-Z側から支持する。ステージ20の上面に2本の位置決め部材20Aが設けられる。位置決め部材20Aは、パレット3の孔4Dに挿入される。位置決め部材20Aがパレット3の-Z側から孔4Dに挿入されることにより、ステージ20とパレット3とが位置決めされる。位置決め部材20Aの上端部にフックが設けられる。フックは、パレット3に掛けられる。フックは、空気圧により移動するボールを含む。位置決め部材20Aがパレット3の-Z側から孔4Dに挿入された後、ボールがパレット3に掛けられることにより、ステージ20とパレット3とが固定される。 The stage 20 supports the substrate 1 via the pallet 3. The stage 20 supports the pallet 3 from the -Z side when it is transported to the processing position. Two positioning members 20A are provided on the upper surface of the stage 20. The positioning members 20A are inserted into the holes 4D of the pallet 3. The stage 20 and the pallet 3 are positioned by inserting the positioning members 20A into the holes 4D from the -Z side of the pallet 3. A hook is provided on the upper end of the positioning member 20A. The hook is hooked onto the pallet 3. The hook includes a ball that moves by air pressure. After the positioning member 20A is inserted into the hole 4D from the -Z side of the pallet 3, the ball is hooked onto the pallet 3 to fix the stage 20 and the pallet 3.

ステージ移動装置21は、ステージ20を移動する。実施形態において、ステージ移動装置21は、ステージ20をY軸方向、Z軸方向、θX方向、及びθY方向のそれぞれに移動する。ステージ移動装置21は、ステージ20をY軸方向に移動する動力を発生するY軸モータと、Z軸方向に移動する動力を発生するZ軸モータと、ステージ20をθX方向に回転する動力を発生するθXモータと、ステージ20をθY方向に回転する動力を発生するθYモータとを含む。 The stage movement device 21 moves the stage 20. In the embodiment, the stage movement device 21 moves the stage 20 in each of the Y-axis direction, the Z-axis direction, the θX direction, and the θY direction. The stage movement device 21 includes a Y-axis motor that generates power to move the stage 20 in the Y-axis direction, a Z-axis motor that generates power to move the stage 20 in the Z-axis direction, a θX motor that generates power to rotate the stage 20 in the θX direction, and a θY motor that generates power to rotate the stage 20 in the θY direction.

搬送装置19によりパレット3が処理位置に搬送された後、+Y側のガイド部材19Bが他方のガイド部材19Bから離れるように+Y方向に移動するとともに、ステージ移動装置21によりステージ20が+Z方向に移動する。+Y側のガイド部材19Bが他方のガイド部材19Bから離れるようにY軸方向に移動することにより、搬送ベルト19Aによるパレット3の支持が解除される。搬送ベルト19Aによるパレット3の支持が解除され、ステージ20が+Z方向に移動することにより、パレット3が搬送装置19からステージ20に渡される。ステージ移動装置21は、パレット3がステージ20に支持された状態で、ステージ20を2つのガイド部材19Bの中央に来るように+Y方向に移動することで、ステージ20をZ軸方向、θX方向、及びθY方向のそれぞれに移動することが可能となる。 After the pallet 3 is transported to the processing position by the transport device 19, the +Y side guide member 19B moves in the +Y direction away from the other guide member 19B, and the stage moving device 21 moves the stage 20 in the +Z direction. The +Y side guide member 19B moves in the Y axis direction away from the other guide member 19B, releasing the support of the pallet 3 by the transport belt 19A. The pallet 3 is transferred from the transport device 19 to the stage 20 by releasing the support of the pallet 3 by the transport belt 19A and moving the stage 20 in the +Z direction. With the pallet 3 supported by the stage 20, the stage moving device 21 moves the stage 20 in the +Y direction so that it is in the center of the two guide members 19B, making it possible to move the stage 20 in each of the Z axis direction, the θX direction, and the θY direction.

ステージ20から搬送装置19にパレット3を渡す場合、ステージ20がパレット3の片側が搬送ベルト19Aの上に来るまで-Y方向に移動し、+Y側のガイド部材19Bがパレット3の反対側が搬送ベルト19Aの上に来るまで-Y側に移動する。位置決め部材20Aの上端部に設けられているフックの固定が解除された後、ステージ移動装置21によりステージ20が-Z方向に移動する。これにより、ステージ20によるパレット3の支持が解除され、パレット3が搬送ベルト19Aに支持される。 When transferring the pallet 3 from the stage 20 to the transport device 19, the stage 20 moves in the -Y direction until one side of the pallet 3 is on the transport belt 19A, and the guide member 19B on the +Y side moves to the -Y side until the other side of the pallet 3 is on the transport belt 19A. After the hook provided at the upper end of the positioning member 20A is released, the stage 20 moves in the -Z direction by the stage movement device 21. This releases the support of the pallet 3 by the stage 20, and the pallet 3 is supported by the transport belt 19A.

部品供給装置22は、部品2を供給する。部品供給装置22は、複数のテープフィーダを含む。テープフィーダは、複数の部品2を保持する。部品供給装置22は、複数の部品2のうち少なくとも1つの部品2を供給位置に供給する。部品供給装置22は、搬送装置19の-Y側に配置される。なお、部品供給装置22は、搬送装置19の+Y側及び-Y側のそれぞれに配置されてもよい。 The component supply device 22 supplies the components 2. The component supply device 22 includes a plurality of tape feeders. The tape feeders hold a plurality of components 2. The component supply device 22 supplies at least one component 2 of the plurality of components 2 to a supply position. The component supply device 22 is disposed on the -Y side of the conveying device 19. Note that the component supply device 22 may be disposed on both the +Y side and the -Y side of the conveying device 19.

実装ヘッド24は、基板1に部品2を実装する。実装ヘッド24は、複数のノズル23を支持する。実装ヘッド24は、部品供給装置22から供給された部品2をノズル23により保持して基板1に実装する。実装ヘッド24は、部品供給装置22から部品2が供給される供給位置と、基板1が配置される処理位置との間を移動可能である。実装ヘッド24は、供給位置に供給された部品2をノズル23により保持して、処理位置に移動した後、処理位置に配置されている基板1の表面に実装する。 The mounting head 24 mounts the components 2 on the board 1. The mounting head 24 supports a number of nozzles 23. The mounting head 24 holds the components 2 supplied from the component supply device 22 with the nozzles 23 and mounts them on the board 1. The mounting head 24 is movable between a supply position where the components 2 are supplied from the component supply device 22 and a processing position where the board 1 is placed. The mounting head 24 holds the components 2 supplied to the supply position with the nozzles 23, moves to the processing position, and then mounts them on the surface of the board 1 placed at the processing position.

ヘッド移動装置27は、実装ヘッド24を移動する。実施形態において、ヘッド移動装置27は、実装ヘッド24をX軸方向及びY軸方向のそれぞれに移動する。ヘッド移動装置27は、実装ヘッド24をX軸方向に移動するX軸移動装置27Xと、実装ヘッド24をY軸方向に移動するY軸移動装置27Yとを有する。X軸移動装置27X及びY軸移動装置27Yのそれぞれは、アクチュエータを含む。X軸移動装置27Xは、実装ヘッド24に連結される。X軸移動装置27Xの作動により、実装ヘッド24がX軸方向に移動する。Y軸移動装置27Yは、X軸移動装置27Xを介して実装ヘッド24に連結される。Y軸移動装置27Yの作動によりX軸移動装置27XがY軸方向に移動することによって、実装ヘッド24がY軸方向に移動する。 The head moving device 27 moves the mounting head 24. In the embodiment, the head moving device 27 moves the mounting head 24 in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. The head moving device 27 has an X-axis moving device 27X that moves the mounting head 24 in the X-axis direction, and a Y-axis moving device 27Y that moves the mounting head 24 in the Y-axis direction. Each of the X-axis moving device 27X and the Y-axis moving device 27Y includes an actuator. The X-axis moving device 27X is connected to the mounting head 24. The mounting head 24 moves in the X-axis direction by operating the X-axis moving device 27X. The Y-axis moving device 27Y moves the mounting head 24 in the Y-axis direction by operating the X-axis moving device 27X.

図8は、実施形態に係る実装ヘッド24を模式的に示す図である。図8に示すように、実装ヘッド24は、複数のノズル23を有する。ノズル23は、部品2を着脱可能に保持する。ノズル23は、部品2を吸着保持する吸着ノズルである。ノズル23の下端部に開口が設けられる。ノズル23の開口は、真空システムに接続される。ノズル23の下端部と部品2とが接触した状態で、ノズル23の下端部に設けられた開口からの吸引動作が実施されることにより、ノズル23の下端部に部品2が吸着保持される。開口からの吸引動作が解除されることにより、ノズル23から部品2が解放される。なお、ノズル23は、部品2を挟んで保持するグリッパノズルでもよい。 FIG. 8 is a schematic diagram of a mounting head 24 according to an embodiment. As shown in FIG. 8, the mounting head 24 has a plurality of nozzles 23. The nozzles 23 detachably hold the component 2. The nozzles 23 are suction nozzles that suction and hold the component 2. An opening is provided at the lower end of the nozzle 23. The opening of the nozzle 23 is connected to a vacuum system. With the lower end of the nozzle 23 and the component 2 in contact, a suction operation is performed from the opening provided at the lower end of the nozzle 23, thereby suctioning and holding the component 2 at the lower end of the nozzle 23. The suction operation from the opening is released, thereby releasing the component 2 from the nozzle 23. The nozzle 23 may be a gripper nozzle that clamps and holds the component 2.

実装ヘッド24は、ノズル23を移動するノズル移動装置28を有する。ノズル移動装置28は、ノズル23を、Z軸方向及びθZ方向のそれぞれに移動する。ノズル移動装置28は、実装ヘッド24に支持される。ノズル23は、シャフト23Aの下端部に接続される。シャフト23Aは、複数設けられる。複数のノズル23は、複数のシャフト23Aのそれぞれに接続される。ノズル移動装置28は、複数設けられる。複数のノズル移動装置28は、複数のシャフト23Aのそれぞれに接続される。ノズル23は、シャフト23A及びノズル移動装置28を介して実装ヘッド24に支持される。ノズル移動装置28は、シャフト23AをZ軸方向及びθZ方向に移動させることによって、ノズル23を移動させる。 The mounting head 24 has a nozzle moving device 28 that moves the nozzle 23. The nozzle moving device 28 moves the nozzle 23 in both the Z-axis direction and the θZ direction. The nozzle moving device 28 is supported by the mounting head 24. The nozzle 23 is connected to the lower end of the shaft 23A. A plurality of shafts 23A are provided. The plurality of nozzles 23 are connected to each of the plurality of shafts 23A. A plurality of nozzle moving devices 28 are provided. The plurality of nozzle moving devices 28 are connected to each of the plurality of shafts 23A. The nozzle 23 is supported by the mounting head 24 via the shaft 23A and the nozzle moving device 28. The nozzle moving device 28 moves the shaft 23A in the Z-axis direction and the θZ direction to move the nozzle 23.

ノズル23は、ヘッド移動装置27及びノズル移動装置28により、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、及びθZ方向のそれぞれに移動可能である。ノズル23が移動することにより、ノズル23に保持されている部品2も、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、及びθZ方向のそれぞれに移動可能である。 The nozzle 23 can be moved in each of the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, and θZ direction by the head moving device 27 and the nozzle moving device 28. By moving the nozzle 23, the part 2 held by the nozzle 23 can also be moved in each of the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, and θZ direction.

基板カメラ25は、基板1を撮像する。実施形態において、基板カメラ25は、基板1の表面を基板1の+Z側から撮像する。基板カメラ25は、実装ヘッド24に設けられる。基板カメラ25は、実装ヘッド24と一緒に、X軸方向及びY軸方向に移動する。基板カメラ25は、基板1の表面に設けられているアライメントマークを撮像することができる。 The board camera 25 images the board 1. In an embodiment, the board camera 25 images the surface of the board 1 from the +Z side of the board 1. The board camera 25 is provided on the mounting head 24. The board camera 25 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction together with the mounting head 24. The board camera 25 can image the alignment marks provided on the surface of the board 1.

高さセンサ26は、基板1の表面のZ軸方向の位置を示す高さを検出する。高さセンサ26は、実装ヘッド24に設けられる。高さセンサ26は、実装ヘッド24と一緒に、X軸方向及びY軸方向に移動する。実施形態において、高さセンサ26は、レーザ測位センサである。高さセンサ26は、基板1の+Z側から基板1の表面にレーザ光を照射して、基板1の表面で反射したレーザ光を受光することにより、実装ヘッド24から基板1までの距離を検出することができる。実装ヘッド24から基板1までの距離が検出されることにより、基板1の表面の高さが検出される。 The height sensor 26 detects a height indicating the position of the surface of the substrate 1 in the Z-axis direction. The height sensor 26 is provided on the mounting head 24. The height sensor 26 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction together with the mounting head 24. In the embodiment, the height sensor 26 is a laser positioning sensor. The height sensor 26 can detect the distance from the mounting head 24 to the substrate 1 by irradiating the surface of the substrate 1 with laser light from the +Z side of the substrate 1 and receiving the laser light reflected by the surface of the substrate 1. By detecting the distance from the mounting head 24 to the substrate 1, the height of the surface of the substrate 1 is detected.

チャンバ29は、ベース部材18、搬送装置19、ステージ20、ステージ移動装置21、部品供給装置22、実装ヘッド24、ヘッド移動装置27、及びノズル移動装置28のそれぞれが収容される内部空間を有する。 The chamber 29 has an internal space that accommodates the base member 18, the transport device 19, the stage 20, the stage movement device 21, the component supply device 22, the mounting head 24, the head movement device 27, and the nozzle movement device 28.

実施形態において、実装装置12は、基板1にクリーム半田を塗布するディスペンサ34を有する。ディスペンサ34は、搬送装置19よりも+Z側において、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のそれぞれに移動する。ディスペンサ34と実装ヘッド24とは別々に移動可能である。ディスペンサ34により基板1の表面にクリーム半田が塗布された後、実装ヘッド24により基板1に部品2が実装される。実装ヘッド24は、クリーム半田が塗布された基板1に部品2を実装する。実装装置12により部品2が実装された基板1は、パレット3に固定された状態で、予熱装置13に搬送される。 In the embodiment, the mounting device 12 has a dispenser 34 that applies cream solder to the board 1. The dispenser 34 moves in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction on the +Z side of the transport device 19. The dispenser 34 and the mounting head 24 can move separately. After the cream solder is applied to the surface of the board 1 by the dispenser 34, the mounting head 24 mounts the components 2 on the board 1. The mounting head 24 mounts the components 2 on the board 1 to which the cream solder has been applied. The board 1 on which the components 2 have been mounted by the mounting device 12 is transported to the preheating device 13 while being fixed to the pallet 3.

予熱装置13は、基板1に塗布されているクリーム半田の液体成分を減少させる。クリーム半田は、フラックスと、フラックスに分散された金属製の半田ボールとを含む。予熱装置13は、フラックスの活性化とともに液体成分の少なくとも一部を気化させることによって、クリーム半田の液体成分を減少させる。 The preheating device 13 reduces the liquid components of the cream solder applied to the substrate 1. The cream solder contains flux and metallic solder balls dispersed in the flux. The preheating device 13 reduces the liquid components of the cream solder by activating the flux and vaporizing at least a portion of the liquid components.

予熱装置13は、ベース部材35と、パレット3を搬送する搬送装置36と、基板1を加熱するヒータ37と、チャンバ38とを備える。 The preheating device 13 includes a base member 35, a transport device 36 for transporting the pallet 3, a heater 37 for heating the substrate 1, and a chamber 38.

ベース部材35は、搬送装置36を支持する。搬送装置36は、基板1を保持したパレット3をX軸方向に搬送する。搬送装置36は、パレット3を搬送する搬送ベルト36Aと、パレット3をガイドするガイド部材36Bとを有する。 The base member 35 supports the conveying device 36. The conveying device 36 conveys the pallet 3 holding the substrate 1 in the X-axis direction. The conveying device 36 has a conveying belt 36A that conveys the pallet 3 and a guide member 36B that guides the pallet 3.

ヒータ37は、クリーム半田のフラックスの液体成分の少なくとも一部が気化するように、基板1を加熱する。 The heater 37 heats the substrate 1 so that at least a portion of the liquid component of the solder paste flux is vaporized.

チャンバ38は、ベース部材35、搬送装置36、及びヒータ37のそれぞれが収容される内部空間を有する。 The chamber 38 has an internal space in which the base member 35, the conveying device 36, and the heater 37 are housed.

予熱装置13は、クリーム半田の液体成分が減少するように、パレット3に保持されている基板1を加熱する。予熱装置13は、クリーム半田の融点よりも低い温度で基板1を加熱する。予熱装置13は、基板1を例えば80℃以上100℃以下の温度で10分間加熱する。予熱装置13により予熱された基板1は、パレット3に固定された状態で、レーザ照射装置14に搬送される。 The preheating device 13 heats the substrate 1 held on the pallet 3 so that the liquid component of the cream solder is reduced. The preheating device 13 heats the substrate 1 to a temperature lower than the melting point of the cream solder. The preheating device 13 heats the substrate 1, for example, for 10 minutes at a temperature between 80°C and 100°C. The substrate 1 preheated by the preheating device 13 is transported to the laser irradiation device 14 while being fixed to the pallet 3.

レーザ照射装置14は、クリーム半田が溶融するように、クリーム半田にレーザ光を照射する。レーザ照射装置14は、ベース部材39と、パレット3を搬送する搬送装置40と、パレット3を支持するステージ41と、ステージ41を移動するステージ移動装置42と、レーザ光を射出するレーザヘッド43と、基板1を撮像するフィレットカメラ45と、チャンバ44とを備える。 The laser irradiation device 14 irradiates the cream solder with laser light so that the cream solder melts. The laser irradiation device 14 includes a base member 39, a transport device 40 that transports the pallet 3, a stage 41 that supports the pallet 3, a stage movement device 42 that moves the stage 41, a laser head 43 that emits laser light, a fillet camera 45 that images the board 1, and a chamber 44.

ベース部材39は、搬送装置40、ステージ41、ステージ移動装置42、及びレーザヘッド43のそれぞれを支持する。 The base member 39 supports the transport device 40, the stage 41, the stage moving device 42, and the laser head 43.

搬送装置40は、基板1を保持したパレット3をX軸方向に搬送する。搬送装置40は、パレット3を搬送する搬送ベルト40Aと、パレット3をガイドするガイド部材40Bとを有する。搬送装置40の構造及び機能は、搬送装置19の構造及び機能と実質的に等しい。 The conveying device 40 conveys the pallet 3 holding the substrate 1 in the X-axis direction. The conveying device 40 has a conveying belt 40A that conveys the pallet 3, and a guide member 40B that guides the pallet 3. The structure and function of the conveying device 40 are substantially the same as the structure and function of the conveying device 19.

ステージ41は、パレット3を-Z側から支持する。ステージ移動装置42は、ステージ41をY軸方向、Z軸方向、θX方向、及びθY方向のそれぞれに移動する。ステージ41の構造及び機能は、ステージ20の構造及び機能と実質的に等しい。 The stage 41 supports the pallet 3 from the -Z side. The stage movement device 42 moves the stage 41 in the Y-axis direction, the Z-axis direction, the θX direction, and the θY direction. The structure and function of the stage 41 are substantially the same as the structure and function of the stage 20.

レーザヘッド43は、実装ヘッド24により部品2がクリーム半田を介して基板1に実装された後に、クレーム半田にレーザ光を照射する。レーザヘッド43は、クリーム半田にレーザ光を照射してクリーム半田を溶融させる。レーザヘッド43は、搬送装置40よりも+Z側においてX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のそれぞれに移動する。レーザヘッド43は、熱線ヘッドの一例である。レーザヘッド43から射出されるレーザ光は、熱線の一例である。 After the mounting head 24 mounts the component 2 on the board 1 via the cream solder, the laser head 43 irradiates the cream solder with laser light. The laser head 43 irradiates the cream solder with laser light to melt the cream solder. The laser head 43 moves in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction on the +Z side of the conveying device 40. The laser head 43 is an example of a heat ray head. The laser light emitted from the laser head 43 is an example of a heat ray.

フィレットカメラ45は、基板1を撮像する。フィレットカメラ45は、少なくともクリーム半田を撮像する。実施形態において、フィレットカメラ45は、基板1の表面を基板1の+Z側から撮像する。フィレットカメラ45は、レーザヘッド43に設けられる。フィレットカメラ45は、レーザヘッド43と一緒に、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向に移動する。 The fillet camera 45 images the substrate 1. The fillet camera 45 images at least the cream solder. In an embodiment, the fillet camera 45 images the surface of the substrate 1 from the +Z side of the substrate 1. The fillet camera 45 is provided on the laser head 43. The fillet camera 45 moves in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction together with the laser head 43.

チャンバ44は、ベース部材39、搬送装置40、ステージ41、ステージ移動装置42、及びレーザヘッド43のそれぞれが収容される内部空間を有する。 The chamber 44 has an internal space in which the base member 39, the transport device 40, the stage 41, the stage movement device 42, and the laser head 43 are housed.

[レーザ照射装置]
図9は、実施形態に係るレーザ照射装置14を模式的に示す図である。図10は、実施形態に係る部品2が実装された基板1の一部を模式的に示す図である。
[Laser irradiation device]
Fig. 9 is a diagram that illustrates a laser irradiation device 14 according to the embodiment. Fig. 10 is a diagram that illustrates a part of a board 1 on which a component 2 according to the embodiment is mounted.

レーザ照射装置14のステージ41は、基板1を保持したパレット3を支持する。基板1は、パレット3を介してステージ41に支持される。ステージ41は、回転軸Rmを中心に回転可能である。 The stage 41 of the laser irradiation device 14 supports the pallet 3 holding the substrate 1. The substrate 1 is supported by the stage 41 via the pallet 3. The stage 41 is rotatable about the rotation axis Rm.

部品2は、クリーム半田90を介して基板1に実装される。図10に示すように、部品2は、本体部2Aと、電極部2Bとを有する。基板1は、パッド1Cを有する。電極部2Bとパッド1Cとがクリーム半田90により半田付けされる。 The component 2 is mounted on the substrate 1 via cream solder 90. As shown in FIG. 10, the component 2 has a main body portion 2A and an electrode portion 2B. The substrate 1 has a pad 1C. The electrode portion 2B and the pad 1C are soldered together with the cream solder 90.

レーザ照射装置14において、レーザヘッド43から射出されたレーザ光は、クリーム半田90に照射される。レーザ光によりクリーム半田90が加熱され、クリーム半田90が溶融する。溶融したクリーム半田90が冷却され、電極部2Bとパッド1Cとの間にフィレットが形成されることにより、部品2が基板1に半田付けされる。フィレットとは、基板1の表面において半田が盛られた部分をいう。 In the laser irradiation device 14, the cream solder 90 is irradiated with the laser light emitted from the laser head 43. The cream solder 90 is heated by the laser light, and the cream solder 90 melts. The melted cream solder 90 is cooled, and a fillet is formed between the electrode portion 2B and the pad 1C, thereby soldering the component 2 to the board 1. The fillet refers to the portion where solder is piled up on the surface of the board 1.

実施形態においては、予熱装置13においてクリーム半田90の液体成分が減少された後、クリーム半田にレーザ光が照射される。クリーム半田90の液体成分が減少した状態で、クリーム半田にレーザ光が照射されるので、クリーム半田90の突沸による半田ボールが抑制される。 In the embodiment, the cream solder 90 is irradiated with laser light after the liquid component of the cream solder 90 is reduced in the preheating device 13. Since the cream solder 90 is irradiated with laser light in a state in which the liquid component of the cream solder 90 is reduced, solder balls caused by bumping of the cream solder 90 are suppressed.

フィレットカメラ45は、レーザヘッド43に固定される。フィレットカメラ45は、基板1の表面に設けられているクリーム半田90を撮像する。フィレットカメラ45は、クリーム半田90に対するレーザ光の照射と並行してクリーム半田90を撮像する。すなわち、フィレットカメラ45は、少なくともレーザヘッド43からレーザ光が射出されている期間において、クリーム半田90を撮像する。フィレットカメラ45は、クリーム半田90にレーザ光が照射されている状態で、クリーム半田を撮像する。 The fillet camera 45 is fixed to the laser head 43. The fillet camera 45 images the cream solder 90 provided on the surface of the substrate 1. The fillet camera 45 images the cream solder 90 in parallel with the irradiation of the cream solder 90 with the laser light. That is, the fillet camera 45 images the cream solder 90 at least during the period when the laser light is being emitted from the laser head 43. The fillet camera 45 images the cream solder while the cream solder 90 is being irradiated with the laser light.

半田付けを確実にするために、クリーム半田90にレーザ光を長時間照射し続けると、基板1にダメージを与えてしまう可能性がある。クリーム半田90に対するレーザ光の照射が不足すると、半田付けの質が低下する可能性がある。すなわち、クリーム半田90に対するレーザ光の照射が不足すると、基板1と部品2とが十分に半田付けされない可能性がある。従来においては、ポイント検出の温度センサによりクリーム半田90の溶融状態を管理していたが、温度センサを用いる方法では、クリーム半田90の局所的な一部分の溶融状態しか管理することができない。 If the cream solder 90 is irradiated with laser light for a long period of time in order to ensure reliable soldering, the board 1 may be damaged. If the cream solder 90 is not irradiated with laser light insufficiently, the quality of the soldering may be reduced. In other words, if the cream solder 90 is not irradiated with laser light insufficiently, the board 1 and the component 2 may not be soldered sufficiently. Conventionally, the melted state of the cream solder 90 was managed by a point detection temperature sensor, but the method using a temperature sensor can only manage the melted state of a localized portion of the cream solder 90.

実施形態においては、クリーム半田90の画像に基づいて、クリーム半田90の溶融状態が管理される。クリーム半田90の画像に基づいて、具体的には、レーザ光の照射時間が管理される。実施形態によれば、半田全体の溶融状態が管理されるため、基板1のダメージを抑制しつつ、半田付けの質の低下を抑制することができる。 In the embodiment, the melted state of the cream solder 90 is managed based on an image of the cream solder 90. Specifically, the irradiation time of the laser light is managed based on the image of the cream solder 90. According to the embodiment, the melted state of the entire solder is managed, so that it is possible to suppress damage to the substrate 1 while suppressing deterioration in the quality of the soldering.

図11は、実施形態に係るレーザ照射装置14を示すブロック図である。レーザ照射装置14は、レーザヘッド43と、フィレットカメラ45と、コントローラ16とを有する。コントローラ16は、レーザ照射装置14を制御する。 Figure 11 is a block diagram showing the laser irradiation device 14 according to the embodiment. The laser irradiation device 14 has a laser head 43, a fillet camera 45, and a controller 16. The controller 16 controls the laser irradiation device 14.

図12は、実施形態に係るコントローラ16のハードウエア構成図である。コントローラ16は、コンピュータシステムを含む。コントローラ16は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ47と、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ及びRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含むメインメモリ48と、ストレージ49と、入出力回路を含むインターフェース50とを有する。コントローラ16の機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ49に記憶されている。プロセッサ47は、コンピュータプログラムをストレージ49から読み出してメインメモリ48に展開し、コンピュータプログラムに従って所定の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコントローラ16に配信されてもよい。 FIG. 12 is a hardware configuration diagram of the controller 16 according to the embodiment. The controller 16 includes a computer system. The controller 16 has a processor 47 such as a CPU (Central Processing Unit), a main memory 48 including a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory) and a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a storage 49, and an interface 50 including an input/output circuit. The functions of the controller 16 are stored in the storage 49 as a computer program. The processor 47 reads the computer program from the storage 49 and expands it in the main memory 48, and executes a predetermined process according to the computer program. The computer program may be distributed to the controller 16 via a network.

図11に示すように、レーザ照射装置14に検査装置15が接続される。コントローラ16は、検査装置15と通信することができる。検査装置15は、部品2が半田付けされた後の基板1の状態を検査する基板外観検査装置(AOI:Automated Optical Inspection)を含む。検査装置15は、半田付けの質を検査することができる。 As shown in FIG. 11, an inspection device 15 is connected to the laser irradiation device 14. The controller 16 can communicate with the inspection device 15. The inspection device 15 includes a board appearance inspection device (AOI: Automated Optical Inspection) that inspects the state of the board 1 after the component 2 is soldered. The inspection device 15 can inspect the quality of the soldering.

実施形態において、半田付けの質は、クリーム半田90のフィレット形状を含む。検査装置15は、フィレット形状を検査する。上述のように、レーザヘッド43からクリーム半田90にレーザ光が照射されることにより、クリーム半田90が溶融する。溶融したクリーム半田90が冷却されることにより、クリーム半田90のフィレットが形成される。フィレット形状により、半田付けの質を評価することができる。フィレット形状が良質である場合(目標形状である場合)、半田付けは良質であると評価される。フィレット形状が悪質である場合(目標形状とは異なる場合)、半田付けは悪質であると評価される。検査装置15の検査結果は、コントローラ16に送信される。 In an embodiment, the quality of the soldering includes the fillet shape of the cream solder 90. The inspection device 15 inspects the fillet shape. As described above, the cream solder 90 is melted by irradiating the cream solder 90 with laser light from the laser head 43. The melted cream solder 90 is cooled to form a fillet of the cream solder 90. The quality of the soldering can be evaluated by the fillet shape. If the fillet shape is good (if it is the target shape), the soldering is evaluated as good. If the fillet shape is poor (if it differs from the target shape), the soldering is evaluated as poor. The inspection results of the inspection device 15 are transmitted to the controller 16.

コントローラ16は、制御部51と、フィレット形成判定部52と、機械学習部53とを有する。 The controller 16 has a control unit 51, a fillet formation determination unit 52, and a machine learning unit 53.

制御部51は、レーザヘッド43を制御する。制御部51は、レーザ発振を制御する。制御部51は、レーザ光の照射時間を制御することができる。 The control unit 51 controls the laser head 43. The control unit 51 controls the laser oscillation. The control unit 51 can control the irradiation time of the laser light.

フィレット形成判定部52は、フィレットカメラ45により撮像されたクリーム半田90の画像に基づいて、半田付けが良質であるか否かを判定する。すなわち、フィレット形成判定部52は、フィレットカメラ45により撮像されたクリーム半田90の画像に基づいて、クリーム半田90のフィレット形状が良質であるか否かを判定する。 The fillet formation determination unit 52 determines whether the soldering is of good quality based on the image of the cream solder 90 captured by the fillet camera 45. That is, the fillet formation determination unit 52 determines whether the fillet shape of the cream solder 90 is of good quality based on the image of the cream solder 90 captured by the fillet camera 45.

機械学習部53は、クリーム半田90の画像を入力とし、半田付けの質を出力とする学習モデルを生成する。機械学習部53は、例えば溶融状態のクリーム半田90の画像及び検査装置15の検査結果を教師データとして、溶融状態のクリーム半田90の画像を入力とし、クリーム半田90のフィレット形状を出力とする学習モデルを生成する。 The machine learning unit 53 takes an image of the cream solder 90 as input and generates a learning model that outputs the quality of soldering. The machine learning unit 53 uses, for example, an image of the cream solder 90 in a molten state and the inspection results of the inspection device 15 as training data, takes an image of the cream solder 90 in a molten state as input, and generates a learning model that outputs the fillet shape of the cream solder 90.

フィレット形成判定部52は、フィレットカメラ45により撮像された溶融状態(レーザ光が照射されている状態)のクリーム半田90の画像を学習モデルに入力して、半田付けが良質であるか否かを判定する。すなわち、フィレット形成判定部52は、溶融状態(レーザ光が照射されている状態)のクリーム半田90の画像と学習モデルとに基づいて、クリーム半田90が冷却後のフィレット形状を予測し、予測したフィレット形状が良質であるか否かを判定する。 The fillet formation determination unit 52 inputs an image of the cream solder 90 in a molten state (a state in which laser light is being irradiated) captured by the fillet camera 45 into the learning model and determines whether the soldering is of good quality. That is, the fillet formation determination unit 52 predicts the fillet shape of the cream solder 90 after it has cooled based on the image of the cream solder 90 in a molten state (a state in which laser light is being irradiated) and the learning model, and determines whether the predicted fillet shape is of good quality.

制御部51は、フィレット形成判定部52により半田付けが良質であると判定された場合に、レーザ光の照射を停止させる。これにより、レーザ光の過度な照射が抑制されつつ、すなわち、基板1のダメージが抑制されつつ、半田付けの質の低下が抑制される。 The control unit 51 stops the irradiation of the laser light when the fillet formation determination unit 52 determines that the soldering is of good quality. This prevents excessive irradiation of the laser light, i.e., prevents damage to the board 1, and prevents deterioration of the soldering quality.

[レーザ照射装置の動作]
以下、レーザ照射装置14の動作の一例について説明する。図13は、実施形態に係るレーザ照射装置14の動作を示すフローチャートである。図14は、実施形態に係るフィレットの状態を模式的に示す図である。図14は、実施形態に係る学習用の画像及び判定用の画像の一例を示す。
[Operation of laser irradiation device]
An example of the operation of the laser irradiation device 14 will be described below. Fig. 13 is a flowchart showing the operation of the laser irradiation device 14 according to the embodiment. Fig. 14 is a diagram showing a schematic diagram of a fillet state according to the embodiment. Fig. 14 shows an example of a learning image and a judgment image according to the embodiment.

フィレットカメラ45は、動画を撮影することができる。機械学習部53は、図14に示すような、レーザ光がクリーム半田90に照射されているときのフィレット形成時の動画から画像を取り出して、取り出した画像にフィレットの状態をラベル付けする(ステップS1)。画像に付けられるラベルは、フィレットが「形成前」であるラベルと「形成後」であるラベルとを含む。機械学習部53は、例えば通常の時間管理における半田付け時の終了間際の画像に「形成後」のラベルを付け、終了間際よりも以前の画像に「形成前」のラベルを付けてもよい。 The fillet camera 45 can capture video. The machine learning unit 53 extracts images from the video of fillet formation when the cream solder 90 is irradiated with laser light, as shown in FIG. 14, and labels the extracted images with the state of the fillet (step S1). The labels attached to the images include a label indicating that the fillet is "before formation" and a label indicating that the fillet is "after formation". For example, the machine learning unit 53 may label an image taken just before the end of soldering under normal time management as "after formation" and label an image taken before the end as "before formation".

機械学習部53は、ラベル付けされた画像で教師あり機械学習を実施して学習モデルを生成する(ステップS2)。 The machine learning unit 53 performs supervised machine learning on the labeled images to generate a learning model (step S2).

フィレット形成判定部52は、図14に示すような、フィレットカメラ45により撮像されたクリーム半田90の画像を学習モデルに入力して、半田付け時の画像からフィレットの状態を随時判定する。すなわち、フィレット形成判定部52は、学習モデルを使用して、半田付け時の画像から、フィレットが「形成前」であるか「形成後」であるかを随時判定する(ステップS3)。 The fillet formation determination unit 52 inputs an image of the cream solder 90 captured by the fillet camera 45, as shown in FIG. 14, into the learning model, and determines the state of the fillet from the image during soldering at any time. That is, the fillet formation determination unit 52 uses the learning model to determine whether the fillet is "before formation" or "after formation" from the image during soldering at any time (step S3).

制御部51は、フィレット形成判定部52の判定結果がフィレットの「形成前」から「形成後」に変化した時点でレーザ発振を停止する(ステップS4)。 The control unit 51 stops laser oscillation when the determination result of the fillet formation determination unit 52 changes from "before formation" to "after formation" of the fillet (step S4).

ステップS3及びステップS4の動作ではんだ付け時のレーザ発振時間を制御することで、最小限の加熱ではんだ付けが行われる。判定に使用された画像は保存しておき、後工程の検査装置15ではんだ付けが悪質であると判定された場合には、その画像をフィレット「形成前」とラベル付けして再学習させることにより判定精度を上げることができる。 By controlling the laser oscillation time during soldering in the operations of steps S3 and S4, soldering is performed with minimal heating. The image used for the judgment is saved, and if the soldering is judged to be poor by the inspection device 15 in the subsequent process, the image can be labeled as "before fillet formation" and re-learned to improve the judgment accuracy.

なお、クリーム半田90の温度(フィレット温度)及び基板1の温度(基板温度)を検出可能な温度センサがレーザ照射装置14に設けられている場合、上述のステップS4において、フィレット形成判定部52の判定結果がフィレット「形成前」からフィレット「形成後」に変化した後、フィレット温度が指定温度を超えた後、且つ、基板温度が指定温度を超える前に、レーザ発振を停止させることにより、はんだ付けの信頼度を上げることができる。 If the laser irradiation device 14 is provided with a temperature sensor capable of detecting the temperature of the cream solder 90 (fillet temperature) and the temperature of the substrate 1 (substrate temperature), the reliability of the soldering can be improved by stopping the laser oscillation in step S4 described above after the determination result of the fillet formation determination unit 52 changes from "before fillet formation" to "after fillet formation", after the fillet temperature exceeds the designated temperature, and before the substrate temperature exceeds the designated temperature.

1…基板、1A…基材、1B…フィルム、1C…パッド、2…部品、2A…本体部、2B…電極部、3…パレット、4…支持部材、4A…ベース部、4B…ガード部、4C…ピン部、4D…孔、5…クランプ機構、5A…支持部、5B…可動部、10…部品実装システム、12…実装装置、13…予熱装置、14…レーザ照射装置、15…検査装置、16…コントローラ、18…ベース部材、19…搬送装置、19A…搬送ベルト、19B…ガイド部材、20…ステージ、20A…位置決め部材、21…ステージ移動装置、22…部品供給装置、23…ノズル、23A…シャフト、24…実装ヘッド、25…基板カメラ、26…高さセンサ、27…ヘッド移動装置、27X…X軸移動装置、27Y…Y軸移動装置、28…ノズル移動装置、29…チャンバ、34…ディスペンサ、35…ベース部材、36…搬送装置、36A…搬送ベルト、36B…ガイド部材、37…ヒータ、38…チャンバ、39…ベース部材、40…搬送装置、40A…搬送ベルト、40B…ガイド部材、41…ステージ、42…ステージ移動装置、43…レーザヘッド、44…チャンバ、45…フィレットカメラ、47…プロセッサ、48…メインメモリ、49…ストレージ、50…インターフェース、51…制御部、52…フィレット形成判定部(判定部)、53…機械学習部(学習部)、90…クリーム半田(半田)。 1...Substrate, 1A...Base material, 1B...Film, 1C...Pad, 2...Component, 2A...Main body, 2B...Electrode, 3...Pallet, 4...Support member, 4A...Base, 4B...Guard, 4C...Pin, 4D...Hole, 5...Clamp mechanism, 5A...Support, 5B...Moveable, 10...Component mounting system, 12...Mounting device, 13...Preheating device, 14...Laser irradiation device, 15...Inspection device, 16...Controller, 18...Base member, 19...Transport device, 19A...Transport belt, 19B...Guide member, 20...Stage, 20A...Positioning member, 21...Stage movement device, 22...Component supply device, 23...Nozzle, 23A...Shaft, 24...Mounting head, 25...Substrate camera, 26...Height sensor, 27...He head moving device, 27X...X-axis moving device, 27Y...Y-axis moving device, 28...nozzle moving device, 29...chamber, 34...dispenser, 35...base member, 36...transport device, 36A...transport belt, 36B...guide member, 37...heater, 38...chamber, 39...base member, 40...transport device, 40A...transport belt, 40B...guide member, 41...stage, 42...stage moving device, 43...laser head, 44...chamber, 45...fillet camera, 47...processor, 48...main memory, 49...storage, 50...interface, 51...control unit, 52...fillet formation determination unit (determination unit), 53...machine learning unit (learning unit), 90...cream solder (solder).

Claims (3)

半田が塗布された基板に部品を実装する実装ヘッドと、
前記部品が実装された後に前記半田に熱線を照射する熱線ヘッドと、
前記熱線の照射と並行して前記半田を撮像するカメラと、
前記半田の画像を入力とし半田付けの質を出力とする学習モデルを生成する学習部と、
前記カメラにより撮像された前記半田の画像を前記学習モデルに入力して、半田付けが良質であるか否かを判定する判定部と、
前記半田付けが良質であると判定された場合に、前記熱線の照射を停止させる制御部と、を備える、
部品実装システム。
a mounting head that mounts components on a board to which solder has been applied;
a hot wire head for irradiating the solder with a hot wire after the component is mounted;
a camera that captures an image of the solder in parallel with the irradiation of the heat rays;
A learning unit that generates a learning model using the image of the solder as an input and the quality of the soldering as an output;
a judgment unit that inputs an image of the solder captured by the camera into the learning model and judges whether the soldering is of good quality;
and a control unit that stops the irradiation of the heat rays when the soldering is determined to be of good quality.
Component mounting system.
半田付けの質は、前記半田のフィレット形状を含み、
前記判定部は、前記フィレット形状が良質であるか否かを判定する、
請求項1に記載の部品実装システム。
The soldering quality includes a fillet shape of the solder;
The determination unit determines whether or not the fillet shape is of good quality.
The component mounting system according to claim 1 .
前記半田付けの質を検査する検査装置を備え、
前記学習部は、前記半田の画像及び前記検査装置の検査結果を教師データとして、前記学習モデルを生成する、
請求項2に記載の部品実装システム。
An inspection device for inspecting the quality of the soldering,
The learning unit generates the learning model using the image of the solder and the inspection result of the inspection device as training data.
The component mounting system according to claim 2 .
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