JP2025006868A - Component Mounting System - Google Patents
Component Mounting System Download PDFInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- soldering
- substrate
- pallet
- fillet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Abstract
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
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.
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
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
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。
[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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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)
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.
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 .
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023107900A JP2025006868A (en) | 2023-06-30 | 2023-06-30 | Component Mounting System |
| PCT/JP2024/023462 WO2025005220A1 (en) | 2023-06-30 | 2024-06-28 | Component mounting system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023107900A JP2025006868A (en) | 2023-06-30 | 2023-06-30 | Component Mounting System |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025006868A true JP2025006868A (en) | 2025-01-17 |
Family
ID=93939231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023107900A Pending JP2025006868A (en) | 2023-06-30 | 2023-06-30 | Component Mounting System |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025006868A (en) |
| WO (1) | WO2025005220A1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0368845A (en) * | 1989-08-09 | 1991-03-25 | Hitachi Ltd | Soldering inspection method and device |
| JP2734225B2 (en) * | 1991-04-30 | 1998-03-30 | 三菱電機株式会社 | Soldering inspection equipment |
| JPH0750481A (en) * | 1993-08-05 | 1995-02-21 | Nec Corp | Soldered connection forming equipment |
| JPH0886628A (en) * | 1994-09-16 | 1996-04-02 | Rohm Co Ltd | Method for visual inspecition of solder applied to semiconductor chip lead using nural network |
| CN110297013A (en) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 台达电子工业股份有限公司 | Solder method |
| JP7255837B2 (en) * | 2018-09-10 | 2023-04-11 | オー・エム・シー株式会社 | Laser soldering method and equipment |
| JP7571504B2 (en) * | 2020-11-30 | 2024-10-23 | 株式会社リコー | Information processing device, visual inspection device, printed circuit board manufacturing system and program |
-
2023
- 2023-06-30 JP JP2023107900A patent/JP2025006868A/en active Pending
-
2024
- 2024-06-28 WO PCT/JP2024/023462 patent/WO2025005220A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2025005220A1 (en) | 2025-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6605500B2 (en) | Assembly process | |
| JP2024152975A (en) | Mounting board manufacturing equipment | |
| KR100275829B1 (en) | Component mounting device | |
| JP6499768B2 (en) | Component mounter, component holding member imaging method | |
| JP4824739B2 (en) | Component mounting apparatus and component mounting method | |
| JP2011014811A (en) | Device for mounting electronic component | |
| JP2025006868A (en) | Component Mounting System | |
| WO2021240979A1 (en) | Mounting board manufacturing device and mounting board manufacturing method | |
| JP3065750B2 (en) | Soldering inspection correction device | |
| JP6387164B2 (en) | Mounted work equipment | |
| JP6307668B1 (en) | Mounted work equipment | |
| JP2004304168A (en) | Method and apparatus for manufacturing component mounting board | |
| KR101452963B1 (en) | Apparatus for reballing semiconductor | |
| JP2025007437A (en) | How to measure the center of rotation of a stage | |
| JP4259279B2 (en) | Electronic component mounting method | |
| JP2024157926A (en) | Mounting apparatus, mounting method, and manufacturing method of electronic device | |
| WO2025143040A1 (en) | Three-dimensional mounting device and three-dimensional mounting method | |
| JP4851952B2 (en) | Surface mount equipment | |
| JP2024157933A (en) | Pallet, production system, and method for manufacturing electronic device | |
| JP2024157925A (en) | Mounting apparatus, mounting method, and manufacturing method of electronic device | |
| CN118870789A (en) | Mounting device, mounting method, and method for manufacturing electronic equipment | |
| JP2025083101A (en) | Substrate working device and method for manufacturing mounting board | |
| WO2025143217A1 (en) | Three-dimensional mounting device and three-dimensional mounting method | |
| JP2025105053A (en) | Three-dimensional mounting device and three-dimensional mounting method | |
| JP2025105054A (en) | Three-dimensional mounting device and three-dimensional mounting method |