JP6704119B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に塗布材料を塗布して部品を実装する部品実装装置に関するものである。

従来、基板の実装面に接着剤、フラックス、クリームはんだなどの塗布材料を塗布して基板に部品を実装する方法が知られている。実装面に塗布材料を塗布する方法として、移載ヘッドに装着した転写ノズルの下面を膜状に形成した塗布材料に接触させて塗布材料を付着させ、基板の上方に移動した転写ノズルを下降させて下面に付着する塗布材料を基板の実装面に転写することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２―１４１６４２号公報

しかしながら特許文献１を含む従来技術では、転写ノズルの下面に付着させた塗布材料を基板の実装面に転写することに起因して次の問題点があった。すなわち、転写ノズルや基板の材質、表面状態によって、所定の塗布量を転写ノズルに付着できなかったり、所定の塗布量を基板に転写することなく転写ノズルに付着した状態で持ち帰ったりすることにより、基板の実装面に塗布する塗布材料の塗布量が安定しないという課題があった。

そこで本発明は、基板に精密に塗布材料を塗布することができる部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、基板を搬送して保持する基板搬送部と、前記基板搬送部に対して相対移動可能な移動ヘッドと、塗布材料を供給する塗布材料供給部と、前記移動ヘッドに保持され、前記塗布材料供給部から塗布材料を充填し、充填した前記塗布材料を前記基板に塗布する塗布ノズルと、前記移動ヘッドを介して前記塗布ノズルに接続される吸引放出力発生部と、を備え、前記塗布ノズルは、前記移動ヘッドに保持され、内部空間に塗布材料を充填可能な外筒部と、前記外筒部内に挿入され先端に前記外筒部の内壁と密着するガスケット部を備えるプランジャ部と、を有し、前記プランジャ部は、前記吸引放出力発生部により供給される吸引力によって前記外筒部内を第１の方向に移動して前記塗布材料を前記外筒部内に充填し、前記吸引放出力発生部により供給される放出力によって前記外筒部内を前記第１の方向と反対の方向である第２の方向に移動して前記基板に前記塗布材料を塗布する。

本発明によれば、基板に精密に塗布材料を塗布することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装ラインの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置における（ａ）移動ヘッドの構成説明図（ｂ）移動ヘッドに装着される吸着ノズルおよび塗布ノズルの構成説明図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置が備えるノズル保持装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置の移動ヘッドに装着される塗布ノズルの構造説明図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置の移動ヘッドに装着される（ａ）吸着ノズルの機能説明図（ｂ）（ｃ）塗布ノズルの機能説明図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置の移動ヘッドに装着される（ａ）小容量の塗布ノズルの構造説明図（ｂ）大容量の塗布ノズルの構造説明図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置による部品実装方法の第１の実施例を示すフロー図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置による部品実装方法の第１の実施例の工程説明図 本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置による部品実装方法の第２の実施例を示すフロー図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態の検査塗布実装装置による部品実装方法の第２の実施例の工程説明図

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装ライン、検査塗布実装装置（部品実装装置）、塗布ノズルの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図２、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図２における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図２における上下方向）が示される。図３、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図３における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。

まず図１を参照して部品実装ライン１について説明する。図１において部品実装ライン１は、印刷機Ｍ１、検査装置Ｍ２、検査塗布実装装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４を連結して通信ネットワーク２によって接続して全体を管理コンピュータ３によって制御する構成となっている。部品実装ライン１は、基板にクリームはんだを印刷し、クリームはんだが印刷された基板に部品を搭載する機能を有している。

印刷機Ｍ１は、基板に形成された電極にメタルマスクを介してペースト状のクリームはんだ（塗布材料）をスクリーン印刷により転写する機能を有する。検査装置Ｍ２は、基板の各電極に印刷されたクリームはんだの印刷状況を検査する機能を有する。検査塗布実装装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４は、移動ヘッドに装着された吸着ノズルよって部品供給部から部品をピックアップし、クリームはんだが転写された基板の実装位置に移送搭載する。

検査塗布実装装置Ｍ３は、前述の機能に加えて、基板の各電極に印刷されたクリームはんだの印刷状況など基板の状態を検査する機能、基板の電極にクリームはんだ、ペースト、接着剤などの塗布部材を塗布、吸引する機能を有する。部品搭載後の基板はリフロー装置に送られ、クリームはんだを融解して基板に搭載された部品の部品端子を基板の電極とはんだ接合させることにより実装基板が製造される。

次に図２〜４を参照して、検査塗布実装装置Ｍ３の構成を説明する。図２において、基台４の上面の中央にはＸ方向に延びる基板搬送部５が配設されている。基板搬送部５は、上流側装置から受け渡された基板６を搬送して、以下に説明する移動ヘッド１１による実装作業位置に基板６を位置決め保持する。すなわち、基板搬送部５は、基板６を搬送して保持する。基板搬送部５の一側方には部品供給部７が配置されている。部品供給部７には、複数のテープフィーダ８がＸ方向に並設されている。テープフィーダ８は実装対象の部品を保持したキャリアテープをピッチ送りして、移動ヘッド１１が部品を吸着する部品吸着位置に部品を供給する。

基台４の上面においてＸ方向の一方側の端部には、Ｙ方向に延びるリニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム９が配設されている。Ｙ軸ビーム９には、リニア駆動機構を備えた２基のＸ軸ビーム１０Ａ、Ｘ軸ビーム１０Ｂが、Ｙ方向に移動自在に結合されている。一方のＸ軸ビーム１０Ａには、移動ヘッド１１がＸ方向に移動自在に装着されている。他方のＸ軸ビーム１０Ｂには、検査ヘッド１２がＸ方向に移動自在に装着されている。検査ヘッド１２には、基板搬送部５に保持された基板６の表面に印刷（塗布）されたクリームはんだ、ペースト、接着剤など（塗布材料）の塗布量などの状態を検査する、カメラ、３Ｄセンサなどの検査手段１２ａが設けられている。

移動ヘッド１１には、複数の保持ヘッド１１ａが備えられている。図３（ａ）、図３（ｂ）において、それぞれの保持ヘッド１１ａの下端部に設けられたノズルホルダ１１ｂには、部品を吸着して保持する吸着ノズル２４Ａが装着される。また、ノズルホルダ１１ｂには、塗布材料を充填、塗布する塗布ノズル２４Ｂも装着される。吸着ノズル２４Ａと塗布ノズル２４Ｂは、ノズルホルダ１１ｂに交換可能に装着される。すなわち、塗布ノズル２４Ｂは、部品を吸着して基板６に装着する吸着ノズル２４Ａと交換可能に移動ヘッド１１に保持される。

図２において、Ｙ軸ビーム９、Ｘ軸ビーム１０Ａを駆動することにより、移動ヘッド１１はＸ方向、Ｙ方向に移動する。すなわちＹ軸ビーム９、Ｘ軸ビーム１０Ａは、移動ヘッド１１を水平方向に移動させる移動ヘッド移動機構１３Ａを構成する。これにより移動ヘッド１１は、部品供給部７のテープフィーダ８の部品吸着位置から部品を吸着ノズル２４Ａによって吸着保持して取り出して、基板搬送部５に位置決めされた基板６の実装位置に移送搭載する。このように、移動ヘッド１１は、基板搬送部５に対して相対移動可能である。

また、Ｙ軸ビーム９、Ｘ軸ビーム１０Ｂを駆動することにより、検査ヘッド１２はＸ方向、Ｙ方向に移動する。すなわちＹ軸ビーム９、Ｘ軸ビーム１０Ｂは、検査ヘッド１２を水平方向に移動させる検査ヘッド移動機構１３Ｂを構成する。これにより検査ヘッド１２は、基板搬送部５に位置決めされた基板６の検査対象部位の上方に移動して、検査手段１２ａによって検査対象部位を検査（撮像）する。すなわち、検査ヘッド１２は、移動ヘッド１１とは独立に基板６に対して相対移動して、検査手段１２ａによって基板６の検査対象部位を撮像する。

図２において、移動ヘッド１１が取り付けられたプレート１０ａには、Ｘ軸ビーム１０Ａの下面側に位置して、移動ヘッド１１と一体的に移動する基板認識カメラ１４が装着されている。移動ヘッド１１が移動することにより、基板認識カメラ１４は基板搬送部５に位置決めされた基板６の上方に移動し、基板６に設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板６の位置を認識する。

部品供給部７と基板搬送部５との間の移動ヘッド１１の移動経路には、部品認識カメラ１５、ノズル保持装置１６が配設されている。部品供給部７から部品を取り出した移動ヘッド１１が部品認識カメラ１５の上方を移動する際に、部品認識カメラ１５は移動ヘッド１１に装着された吸着ノズル２４Ａに保持された部品を撮像して認識する。移動ヘッド１１による基板６への部品実装作業においては、部品認識カメラ１５による部品の認識結果と、基板認識カメラ１４による基板認識結果を加味して実装位置の補正が行われる。

ここで図４を参照して、ノズル保持装置１６の構成および機能について説明する。ノズル保持装置１６は、吸着ノズル保持部１６Ａと塗布ノズル保持部１６Ｂを含んで構成される。吸着ノズル保持部１６Ａには、保持ヘッド１１ａのノズルホルダ１１ｂに装着される吸着ノズル２４Ａを保持する複数（ここでは９個）の保持穴１７が設けられており、部品種に対応して複数の吸着ノズル２４Ａが保持されている。

塗布ノズル保持部１６Ｂには、保持ヘッド１１ａのノズルホルダ１１ｂに装着される塗布ノズル２４Ｂを保持する複数（ここでは４個）の保持穴１７が設けられており、塗布材料の塗布量に対応して複数の塗布ノズル２４Ｂが保持されている。また、塗布ノズル保持部１６Ｂには、塗布材料供給部１８、塗布材料廃棄部１９、温度調整機構３２（図８参照）が配設されている。塗布材料供給部１８には塗布材料が貯蔵されており、塗布ノズル２４Ｂに塗布材料を供給する。塗布材料廃棄部１９には、塗布ノズル２４Ｂから不要な塗布材料が廃棄される。

温度調整機構３２は、ヒータ、温度センサを備えており、塗布ノズル保持部１６Ｂが保持する塗布ノズル２４Ｂと塗布材料供給部１８に貯蔵される塗布材料を、各種の塗布材料に最適な温度に加熱して保温する。このように、ノズル保持装置１６は、ヒータ（温度調整機構３２）と塗布材料供給部１８とを有し、複数の塗布ノズル２４Ｂを保持する。

図４において、移動ヘッド１１がノズル保持装置１６の吸着ノズル保持部１６Ａまたは塗布ノズル保持部１６Ｂにアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、保持ヘッド１１ａのノズルホルダ１１ｂに目的および対象とする部品種に応じた吸着ノズル２４Ａまたは塗布量に応じた塗布ノズル２４Ｂを自在に交換することができる。すなわち、ノズル保持装置１６は、吸着ノズル２４Ａと塗布ノズル２４Ｂとを移動ヘッド１１との間で交換可能に保持する。なお、吸着ノズル保持部１６Ａと塗布ノズル保持部１６Ｂは必ずしも一体的に形成する必要はなく、それぞれを独立したノズル保持装置１６として基台４上に配設してもよい。また、塗布ノズル保持部１６Ｂを部品供給部７上に着脱自在に配設してもよい。

ここで図３（ｂ）を参照して、ノズルホルダ１１ｂの構成および機能について説明する。ノズルホルダ１１ｂは、保持ヘッド１１ａの本体部から下方に延出した真空吸引孔２１ａを有する摺動軸２１にホルダ本体部２０を上下に摺動自在に嵌合させ、ホルダ本体部２０の両側面の対称位置に配設された２つのクランプ部材２２を、円環状の引張りバネ部材２３によって内側方向に付勢する構成となっている。

真空吸引孔２１ａは、吸引力（負圧）および放出力（正圧）を発生させる吸引放出力発生部３３（図８参照）に連通している。吸引放出力発生部３３が吸引力を発生させると、真空吸引孔２１ａより真空吸引される（矢印ａ）。また、吸引放出力発生部３３が放出力を発生させると、真空吸引孔２１ａよりエアが放出される（矢印ｂ）。

この構成において、２つのクランプ部材２２の下部に外側へ開く方向の外力を作用させることによりクランプ部材２２は、上部を支点として引張りバネ部材２３の付勢力に抗して開方向に回転移動し（矢印ｃ）、これによりノズルの装着が可能となる。そしてこの状態で２つのクランプ部材２２の下部は、装着されたノズルを引張りバネ部材２３の付勢力によって内側に押しつける。これにより、ノズルはノズルホルダ１１ｂにクランプ固定される。

本実施の形態においては、目的に応じて２種類のノズル（吸着ノズル２４Ａ、塗布ノズル２４Ｂ）を、保持ヘッド１１ａに交換自在に装着して使い分けるようにしている。そのため、吸着ノズル２４Ａと塗布ノズル２４Ｂの上部の装着部２４ａは同一構造であり、ノズルホルダ１１ｂに対して装着互換性を有している。装着部２４ａには、ノズルホルダ１１ｂに設けられたホルダ本体部２０が嵌合する嵌合孔２４ｂが設けられている。装着部２４ａの下方には、側方に延出した鍔状部２４ｃが設けられている。

図３（ｂ）において、吸着ノズル２４Ａの鍔状部２４ｃから下方には、吸着部２４ｄが延出して設けられている。吸着部２４ｄの内部には、下端部の吸着面２４ｅに開孔する吸着孔２４ｆが上下に貫通して設けられている。吸着ノズル２４Ａが保持ヘッド１１ａに装着された状態で、吸着孔２４ｆが真空吸引孔２１ａと連通する。

塗布ノズル２４Ｂの鍔状部２４ｃから下方には、下方が開放された円筒状の結合部２４ｇが延出して設けられている。結合部２４ｇには、後述する交換部２５が結合されている。鍔状部２４ｃの内部には、結合部２４ｇに連結された交換部２５の上部に開孔する連結孔２４ｈが上下に貫通して設けられている。塗布ノズル２４Ｂが保持ヘッド１１ａに装着された状態で、連結孔２４ｈが真空吸引孔２１ａと連通する。

次に図５を参照して、塗布ノズル２４Ｂの詳細構成について説明する。装着部２４ａの結合部２４ｇの内壁面には、ねじ溝２４ｊが形成されている。装着部２４ａに結合される交換部２５は、外筒部２６とプランジャ部２７を含んで構成されている。外筒部２６には、上面が開放された円筒形の上部２６ａと、上部２６ａより小径で上部２６ａより下方に延出する円筒形の下部２６ｂが形成されている。下部２６ｂの下端部には、塗布部材を吸引、吐出する吐出口２６ｃが形成されている。外筒部２６の上部２６ａの外周には、結合部２４ｇのねじ溝２４ｊに継合するねじ山２６ｄが形成されている。

プランジャ部２７は、上部ガスケット部２７ａ、下部ガスケット部２７ｂ、プランジャロッド２７ｃを含んで構成される。上部ガスケット部２７ａは円盤状で、外縁にゴムパッキンなどのガスケット２８ａが取り付けられている。下部ガスケット部２７ｂは上部ガスケット部２７ａより小径の円盤状で、外縁にゴムパッキンなどのガスケット２８ｂが取り付けられている。プランジャロッド２７ｃの上方には上部ガスケット部２７ａが、下方には下部ガスケット部２７ｂが接続されている。これにより、上部ガスケット部２７ａと下部ガスケット部２７ｂは、上下方向に中心が一致して平行に接続される。

図５において、プランジャ部２７が外筒部２６に挿入されると、上部ガスケット部２７ａは外筒部２６の上部２６ａの上部内壁面２６ｅに当接し、下部ガスケット部２７ｂは外筒部２６の下部２６ｂの下部内壁面２６ｆに当接する。プランジャ部２７は外筒部２６の内部を、ガスケット２８ａ，２８ｂによって気密性が保たれながら上下に摺動することができる。すなわち、プランジャ部２７は、外筒部２６内に挿入され先端に外筒部２６の内壁（下部内壁面２６ｆ）と密着するガスケット部（下部ガスケット部２７ｂ）を備えている。

プランジャ部２７は、上部ガスケット部２７ａの下面の外周が外筒部２６の上部２６ａと下部２６ｂの境界の段差部２６ｇに当接、または、下部ガスケット部２７ｂの下面が外筒部２６の下部２６ｂに形成された吐出口２６ｃの上面２６ｈに当接することで、外筒部２６内における下方への移動が規制される。また、プランジャ部２７は、装着部２４ａに交換部２５が連結された状態で、上部ガスケット部２７ａの上面が鍔状部２４ｃの下面に当接することで、外筒部２６内における上方への移動が規制される。

外筒部２６は、内部にプランジャ部２７を収納した状態で、外筒部２６のねじ山２６ｄを、結合部２４ｇのねじ溝２４ｊに継合させて装着部２４ａに取り付けられる。塗布ノズル２４Ｂは、装着部２４ａから交換部２５（外筒部２６、プランジャ部２７）を取り外すことで、外筒部２６とプランジャ部２７の清掃、ガスケット２８ａ，２８ｂやプランジャ部２７の交換などのメンテナンスを容易に実施することができる。このように、塗布ノズル２４Ｂは、移動ヘッド１１に接続される装着部２４ａを有し、外筒部２６は、装着部２４ａに着脱可能であり、プランジャ部２７は、外筒部２６を装着部２４ａから取り外して交換可能である。

次に図６を参照して、ノズルホルダ１１ｂに装着された吸着ノズル２４Ａおよび塗布ノズル２４Ｂの機能について説明する。図６（ａ）は、ノズルホルダ１１ｂに吸着ノズル２４Ａが装着された状態を示している。吸着ノズル２４Ａがノズルホルダ１１ｂに装着されると、クランプ部材２２が引張りバネ部材２３の付勢力によって吸着ノズル２４Ａをクランプする。そしてこの状態で、吸引放出力発生部３３より吸引力を発生させて真空吸引孔２１ａから真空吸引することにより（矢印ｄ）、吸着ノズル２４Ａは吸着部２４ｄにより部品Ｐを吸着保持する。

図６（ｂ）、図６（ｃ）は、ノズルホルダ１１ｂに塗布ノズル２４Ｂが装着された状態を示している。塗布ノズル２４Ｂがノズルホルダ１１ｂに装着されると、クランプ部材２２が引張りバネ部材２３の付勢力によって塗布ノズル２４Ｂをクランプする。これにより、吸引放出力発生部３３は、移動ヘッド１１を介して塗布ノズル２４Ｂに接続される。この状態で、塗布ノズル２４Ｂは、次に説明するように塗布材料Ｓを充填、吐出する。

図６（ｂ）において、プランジャ部２７が外筒部２６内の最下位置にある状態で、外筒部２６の吐出口２６ｃを塗布材料供給部１８が貯蔵する塗布材料Ｓに浸ける。そして、吸引放出力発生部３３より吸引力を発生させて真空吸引孔２１ａから真空吸引し（矢印ｅ）、プランジャ部２７を最上位置まで上方に移動させると（矢印ｆ）、外筒部２６の下部２６ｂの内部とプランジャ部２７の下部ガスケット部２７ｂの下面で形成される内部空間Ｃに塗布材料Ｓが充填される。

図６（ｃ）において、内部空間Ｃに塗布材料Ｓが充填されている状態で、吸引放出力発生部３３より放出力を発生させて真空吸引孔２１ａからエアを放出し（矢印ｇ）、プランジャ部２７を最下位置まで下方に移動させると（矢印ｈ）、外筒部２６の吐出口２６ｃから内部空間Ｃに充填されていた塗布材料Ｓが吐出される。なお、プランジャ部２７は、下部ガスケット部２７ｂに加えて上部ガスケット部２７ａでも外筒部２６の内壁（下部内壁面２６ｆ、上部内壁面２６ｅ）との間で気密を保持しているため、塗布材料Ｓを吸引、吐出する際に、内部空間Ｃから真空吸引孔２１ａに塗布材料Ｓが流入することを防止できる。

次に図７を参照して、塗布量の異なる塗布ノズル２４Ｂの例を示す。塗布ノズル２４Ｂが充填して吐出する塗布材料Ｓの量（塗布量）は、内部空間Ｃの体積によって自由に変更することができる。図７（ａ）に示す小容量の塗布ノズル２４Ｂ１の外筒部２６の下部２６ｂの内径φ１より、図７（ｂ）に示す大容量の塗布ノズル２４Ｂ２の外筒部２６の下部２６ｂの内径φ２は大きい。そのため塗布ノズル２４Ｂ２の内部空間Ｃは、塗布ノズル２４Ｂ１の内部空間Ｃよりも大きく、より多くの塗布材料Ｓを塗布することができる。なお、塗布材料Ｓの塗布量（内部空間Ｃの体積）は、外筒部２６の下部２６ｂの上下方向の長さによって変更してもよい。

ノズルホルダ１１ｂには、塗布ノズル２４Ｂ１や塗布ノズル２４Ｂ２など塗布量の異なる塗布ノズル２４Ｂを交換して装着することができる。すなわち、移動ヘッド１１は、充填可能な塗布材料Ｓの充填量が異なる複数の塗布ノズル２４Ｂを交換して保持可能であり、基板６への塗布材料Ｓの塗布量に応じて複数の塗布ノズル２４Ｂのいずれかを選択して保持することができる。これによって、所望の塗布量の塗布材料Ｓを高い精度で基板６に塗布することができる。

また、移動ヘッド１１は、部品Ｐを吸着して基板６へ装着する吸着ノズル２４Ａと、塗布材料Ｓを吸引して内部に充填して基板６へ吐出する塗布ノズル２４Ｂとを交換可能に装着可能であり、基板６に対して相対移動可能である。すなわち、検査塗布実装装置Ｍ３（部品実装装置）は、設置面積を増大させることなく部品Ｐの実装と塗布材料Ｓの塗布を兼用して実行することができる。

上記説明したように、本実施の形態の検査塗布実装装置Ｍ３（部品実装装置）は、基板６を搬送して保持する基板搬送部５と、基板搬送部５に対して相対移動可能な移動ヘッド１１と、塗布材料Ｓを供給する塗布材料供給部１８と、移動ヘッド１１に保持され、塗布材料供給部１８から塗布材料Ｓを充填し、充填した塗布材料Ｓを基板６に塗布する塗布ノズル２４Ｂと、移動ヘッド１１を介して塗布ノズル２４Ｂに接続される吸引放出力発生部３３と、を備えている。

そして、塗布ノズル２４Ｂは、移動ヘッド１１に保持され、内部空間Ｃに塗布材料Ｓを充填可能な外筒部２６と、外筒部２６内に挿入され先端に外筒部２６の内壁（下部内壁面２６ｆ）と密着するガスケット部（下部ガスケット部２７ｂ）を備えるプランジャ部２７とを有している。プランジャ部２７は、吸引放出力発生部３３により供給される吸引力によって外筒部２６内を上方（第１の方向）に移動して塗布材料Ｓを外筒部２６内に充填する。そして、プランジャ部２７は、吸引放出力発生部３３により供給される放出力によって外筒部２６内を下方（第１の方向と反対の方向である第２の方向）に移動して基板６に塗布材料Ｓを塗布している。これによって、基板６に精密に塗布材料Ｓを塗布することができる。

次に図８を参照して、検査塗布実装装置Ｍ３（部品実装装置）の制御系の構成について説明する。検査塗布実装装置Ｍ３は、制御部３０、記憶部３１、基板搬送部５、部品供給部７、移動ヘッド１１、移動ヘッド移動機構１３Ａ、基板認識カメラ１４、部品認識カメラ１５、検査ヘッド１２、検査ヘッド移動機構１３Ｂ、検査手段１２ａ、ノズル保持装置１６、温度調整機構３２、吸引放出力発生部３３、表示部３４、通信部３５を備えている。

制御部３０はＣＰＵ機能を備える演算処理装置であり、内部処理機能として実装制御部３０ａ、検査制御部３０ｂ、塗布制御部３０ｃ、ノズル交換制御部３０ｄ、判断部３０ｅを備えている。記憶部３１は記憶装置であり、実装データ３１ａ、検査結果データ３１ｂなどを記憶する。実装データ３１ａには、基板６の電極の位置、基板６に塗布される塗布材料Ｓ（クリームはんだ、ペースト、接着剤など）の最適な塗布量、基板６に実装する部品Ｐの種類、実装位置などの情報が含まれる。

図８において、実装制御部３０ａは、実装データ３１ａに基づいて、基板搬送部５、部品供給部７、吸着ノズル２４Ａが装着された移動ヘッド１１、移動ヘッド移動機構１３Ａ、吸引放出力発生部３３を制御して、吸着ノズル２４Ａによる基板６への部品Ｐの実装を制御する。検査制御部３０ｂは、検査ヘッド１２、検査手段１２ａ、検査ヘッド移動機構１３Ｂを制御して、検査手段１２ａを基板６の検査対象部位の上方に移動させ、基板６に塗布された塗布材料Ｓの塗布量などの状態の検査を制御する。検査結果は、検査結果データ３１ｂとして記憶部３１に記憶される。

塗布制御部３０ｃは、基板搬送部５、部品供給部７、塗布ノズル２４Ｂが装着された移動ヘッド１１、移動ヘッド移動機構１３Ａ、温度調整機構３２、吸引放出力発生部３３を制御して、塗布ノズル２４Ｂによる基板６上への塗布材料Ｓの塗布および基板６上に塗布された塗布材料Ｓの吸引を制御する。ノズル交換制御部３０ｄは、移動ヘッド１１、移動ヘッド移動機構１３Ａ、ノズル保持装置１６を制御して、移動ヘッド１１における吸着ノズル２４Ａと塗布ノズル２４Ｂとの交換を制御する。

判断部３０ｅは、検査結果データ３１ｂに含まれる基板６の検査対象部位の撮像結果に基づいて、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が必要か否か、または基板６上への塗布材料Ｓの塗布が過剰か否かを判断する。表示部３４は液晶パネルなどの表示装置であり、操作画面などの各種画面の他、実装データ３１ａ、検査結果データ３１ｂなどの各種情報を表示する。通信部３５は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３、検査装置Ｍ２との間で信号、データの授受を行う。

次に図９のフローに則して、図１０を参照しながら基板搬送部５、移動ヘッド１１、検査ヘッド１２、ノズル保持装置１６を備える検査塗布実装装置Ｍ３（部品実装装置）によって基板６に部品Ｐを実装する部品実装方法の第１の実施例について説明する。検査塗布実装装置Ｍ３の基板搬送部５には、印刷機Ｍ１においてクリームはんだ（塗布材料Ｓ）が印刷され、検査装置Ｍ２においてクリームはんだの印刷状況が検査された基板６が搬入されて実装作業位置に位置決め保持されているとする。

図９において、検査制御部３０ｂは、検査ヘッド１２を基板６の検査対象部位の上方に移動させ（図１０（ａ）の矢印ｊ１）、検査手段１２ａによって基板６の電極６ａに塗布された塗布材料Ｓの塗布量を検査する（ＳＴ１：検査工程）。すなわち、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が必要か否かを判断する前に、移動ヘッド１１とは独立に基板６に対して相対移動して、基板６の検査対象部位を検査（撮像）する検査ヘッド１２によって基板６の検査対象部位を検査（撮像）する。検査結果は、検査結果データ３１ｂとして記憶される。

次いで判断部３０ｅは、基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて、基板６上への塗布材料Ｓの追加の塗布が必要か否かを判断する（ＳＴ２：塗布要否判断工程）。なお、塗布判断工程（ＳＴ２）では、検査装置Ｍ２による検査結果を用いてもよい。その場合、判断部３０ｅは、あらかじめ取得された検査装置Ｍ２による基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて塗布の要否を判断する。塗布要否判断工程（ＳＴ２）において基板６への塗布材料Ｓの塗布が必要と判断された場合（Ｙｅｓ）、判断部３０ｅは、基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて、基板６上へ塗布すべき塗布材料Ｓの塗布量を判断する（ＳＴ３：塗布量判断工程）。判断部３０ｅは、塗布量に基づいて、移動ヘッド１１に装着する塗布ノズル２４Ｂの種類（充填量）を選択する。

図９において、次いでノズル交換制御部３０ｄは、塗布量判断工程（ＳＴ３）による判断結果に基づいて、内部空間Ｃ（内部）への塗布材料Ｓの充填量が異なる複数の塗布ノズル２４Ｂから一の塗布ノズル２４Ｂを選択して移動ヘッド１１に装着する（ＳＴ４：塗布ノズル装着工程）。移動ヘッド１１に吸着ノズル２４Ａが装着されている場合は、移動ヘッド１１はノズル保持装置１６にアクセスして、移動ヘッド１１に装着された吸着ノズル２４Ａを塗布ノズル２４Ｂに交換する。

次いで塗布制御部３０ｃは、塗布ノズル２４Ｂを検査対象部位であった電極６ａの上方に移動させ（図１０（ｂ）の矢印ｊ２）、塗布ノズル２４Ｂにより基板６上に塗布材料Ｓを塗布する（ＳＴ５：塗布工程）（図１０（ｂ）の矢印ｊ３）。塗布ノズル２４Ｂによる基板６への塗布材料Ｓの塗布が完了したら、ノズル交換制御部３０ｄは、移動ヘッド１１に装着された塗布ノズル２４Ｂを吸着ノズル２４Ａに交換する（ＳＴ６：吸着ノズル装着工程）。次いで実装制御部３０ａは、部品Ｐを吸着した吸着ノズル２４Ａを検査対象部位であった電極６ａの上方に移動させ（図１０（ｃ）の矢印ｊ４）、吸着ノズル２４Ａにより基板６へ部品Ｐを実装する（ＳＴ７：部品実装工程）（図１０（ｃ）の矢印ｊ５）。

図９において、塗布要否判断工程（ＳＴ２）において基板６への塗布材料Ｓの塗布が必要ではないと判断された場合（Ｎｏ）、塗布材料Ｓを塗布することなく部品実装工程（ＳＴ７）に進んで、基板６への部品Ｐの実装が行われる。基板６では、順次、検査対象部位の検査（撮像）が実行され、追加塗布が必要と判断された検査対象部位に最適な塗布量の塗布ノズル２４Ｂによって塗布材料Ｓが塗布される。なお、検査と塗布を交互に繰り返すのではなく、基板６において全ての検査対象部位を検査した後、必要な検査対象部位に順次、最適な塗布量の塗布材料Ｓを塗布してもよい。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装方法の第１の実施例は、基板６の検査対象部位の撮像結果に基づいて、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が必要か否かを判断している。そして、基板６への塗布材料Ｓの塗布が必要と判断された場合、移動ヘッド１１に装着された吸着ノズル２４Ａを塗布ノズル２４Ｂに交換し、塗布ノズル２４Ｂにより基板６上に塗布材料Ｓを塗布している。これによって、基板６に塗布された塗布材料Ｓが所定の塗布量（最適量）となるように精度良く修正することができる。

次に図１１のフローに則して、図１２を参照しながら検査塗布実装装置Ｍ３（部品実装装置）によって基板６に部品Ｐを実装する部品実装方法の第２の実施例について説明する。部品実装方法の第２の実施例では、基板６に塗布材料Ｓが過剰に塗布されている場合に塗布ノズル２４Ｂによって余分な塗布材料Ｓを吸引するところが部品実装方法の第１の実施例と異なる。検査塗布実装装置Ｍ３の基板搬送部５には、印刷機Ｍ１においてクリームはんだ（塗布材料Ｓ）が印刷され、検査装置Ｍ２においてクリームはんだの印刷状況が検査された基板６が搬入されて実装作業位置に位置決め保持されているとする。

図１１において、検査制御部３０ｂは、検査ヘッド１２を基板６の検査対象部位の上方に移動させ（図１２（ａ）の矢印ｋ１）、検査手段１２ａによって基板６の電極６ａに塗布された塗布材料Ｓの塗布量を検査する（ＳＴ１１：検査工程）。すなわち、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が過剰か否かを判断する前に、移動ヘッド１１とは独立に基板６に対して相対移動して、基板６の検査対象部位を検査（撮像）する検査ヘッド１２によって基板６の検査対象部位を検査（撮像）する。検査結果は、検査結果データ３１ｂとして記憶される。

次いで判断部３０ｅは、基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が過剰か否かを判断する（ＳＴ１２：吸引要否判断工程）。なお、吸引要否判断工程（ＳＴ１２）では、検査装置Ｍ２による検査結果を用いてもよい。その場合、判断部３０ｅは、あらかじめ取得しておいた検査装置Ｍ２による基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて判断する。吸引要否判断工程（ＳＴ１２）において基板６への塗布材料Ｓの塗布が過剰と判断された場合（Ｙｅｓ）、判断部３０ｅは、基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて、基板６上から吸引すべき塗布材料Ｓの吸引量を判断する（ＳＴ１３：吸引量判断工程）。判断部３０ｅは、吸引量に基づいて、移動ヘッド１１に装着する塗布ノズル２４Ｂの種類（充填量）を選択する。

図１１において、次いでノズル交換制御部３０ｄは、吸引量判断工程（ＳＴ１３）による判断結果に基づいて、内部空間Ｃ（内部）への塗布材料Ｓの充填量が異なる複数の塗布ノズル２４Ｂから一の塗布ノズル２４Ｂを選択して移動ヘッド１１に装着する（ＳＴ１４：塗布ノズル装着工程）。移動ヘッド１１に吸着ノズル２４Ａが装着されている場合は、移動ヘッド１１はノズル保持装置１６にアクセスして、移動ヘッド１１に装着された吸着ノズル２４Ａを塗布ノズル２４Ｂに交換する。

次いで塗布制御部３０ｃは、塗布ノズル２４Ｂを検査対象部位であった電極６ａの上方に移動させ（図１２（ｂ）の矢印ｋ２）、塗布ノズル２４Ｂにより基板６上に過剰に塗布された塗布材料Ｓを吸引する（ＳＴ１５：吸引工程）（図１０（ｂ）の矢印ｋ３）。塗布ノズル２４Ｂに吸引された塗布材料Ｓは、塗布材料廃棄部１９に廃棄される。次いで検査工程（ＳＴ１１）と同様に、検査手段１２ａによって吸引された後に基板６の電極６ａに残っている塗布材料Ｓの残留量を再検査する（ＳＴ１６：再検査工程）。すなわち、塗布ノズル２４Ｂによって基板６に過剰に塗布された塗布材料Ｓが吸引された後、検査ヘッド１２によって塗布材料Ｓが吸引された検査対象部位を検査（撮像）する。

次いで判断部３０ｅは、基板６の検査対象部位の検査結果（撮像結果）に基づいて、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が必要か否かを判断する（ＳＴ１７：塗布要否判断工程）。すなわち、塗布材料Ｓの残留量が期待通りか、または、塗布ノズル２４Ｂによって期待された吸引量よりも多い塗布材料Ｓが吸引されてしまっていないかを判断する。塗布要否判断工程（ＳＴ１７）において基板６への塗布材料Ｓの塗布が必要と判断された場合（Ｙｅｓ）、前述の部品実装方法の第１の実施例における塗布量判断工程（ＳＴ３）、塗布ノズル装着工程（ＳＴ４）、塗布工程（ＳＴ５）と同様の手順に従って、移動した（図１２（ｃ）の矢印ｋ４）塗布ノズル２４Ｂによって基板６上に塗布材料Ｓを塗布する（ＳＴ１８：塗布工程）（図１２（ｃ）の矢印ｋ５）。

塗布ノズル２４Ｂによる基板６に過剰に塗布された塗布材料Ｓの吸引、不足の塗布材料Ｓの塗布が完了したら、ノズル交換制御部３０ｄは、移動ヘッド１１に装着された塗布ノズル２４Ｂを吸着ノズル２４Ａに交換する（ＳＴ１９：吸着ノズル装着工程）。塗布要否判断工程（ＳＴ１７）において基板６への塗布材料Ｓの塗布が必要ではないと判断された場合（Ｎｏ）、塗布材料Ｓを塗布することなく吸着ノズル装着工程（ＳＴ１９）に進んで、移動ヘッド１１に吸着ノズル２４Ａが装着される。次いで実装制御部３０ａは、部品Ｐを吸着した吸着ノズル２４Ａを検査対象部位であった電極６ａの上方に移動させ（図１２（ｄ）の矢印ｋ６）、吸着ノズル２４Ａにより基板６へ部品Ｐを実装する（ＳＴ２０：部品実装工程）（図１２（ｄ）の矢印ｋ７）。

図１１において、吸引要否判断工程（ＳＴ１２）において基板６への塗布材料Ｓの塗布が過剰ではないと判断された場合（Ｎｏ）、塗布材料Ｓを吸引することなく部品実装工程（ＳＴ２０）に進んで、基板６への部品Ｐの実装が行われる。基板６では、順次、検査対象部位の検査（撮像）が実行され、過剰と判断された検査対象部位より最適な吸引量の塗布ノズル２４Ｂによって塗布材料Ｓが吸引され、追加塗布が必要と判断された検査対象部位に最適な塗布量の塗布ノズル２４Ｂによって塗布材料Ｓが塗布される。なお、検査と塗布を交互に繰り返すのではなく、基板６において全ての検査対象部位を検査した後、必要な検査対象部位に順次、過剰な塗布材料Ｓの吸引と塗布材料Ｓの塗布を実行してもよい。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装方法の第２の実施例は、基板６の検査対象部位の撮像結果に基づいて、基板６上への塗布材料Ｓの塗布が過剰か否かを判断している。そして、基板６への塗布材料Ｓの塗布が過剰と判断された場合、移動ヘッド１１に装着された吸着ノズル２４Ａを塗布ノズル２４Ｂに交換し、塗布ノズル２４Ｂにより基板６上に過剰に塗布された塗布材料Ｓを吸引している。これによって、基板６に塗布された塗布材料Ｓが所定の塗布量（最適量）となるように精度良く修正することができる。

なお、部品実装方法の第１の実施例、第２の実施例は、印刷機Ｍ１においてクリームはんだ（塗布材料Ｓ）が印刷された基板６を対象として、印刷された塗布材料Ｓに不足や過剰な塗布があった場合に、塗布材料Ｓが所定の塗布量（最適量）となるように修正しているが、上記の部品実装方法は上記の例への適用に限定されることはない。例えば、検査塗布実装装置Ｍ３において部品Ｐを固定する接着剤（塗布材料Ｓ）を塗布した基板６を対象として、塗布された塗布材料Ｓに不足や過剰な塗布があって所定の塗布量（最適量）となるように修正する場合にも、上記の部品実装方法を適用することができる。

なお、各実施例に記載の事項は、適宜組み合わせて利用することができる。

本発明の部品実装装置は、基板に精密に塗布材料を塗布することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。

５ 基板搬送部
６ 基板
１１ 移動ヘッド
１６ ノズル保持装置
１８ 塗布材料供給部
２４ａ 装着部
２４Ｂ 塗布ノズル
２６ 外筒部
２７ プランジャ部
２７ｂ 下部ガスケット部（ガスケット部）
Ｃ 内部空間
Ｓ 塗布材料

Claims (5)

1. 基板を搬送して保持する基板搬送部と、
   前記基板搬送部に対して相対移動可能な移動ヘッドと、
   塗布材料を供給する塗布材料供給部と、
   前記移動ヘッドに保持され、前記塗布材料供給部から塗布材料を充填し、充填した前記塗布材料を前記基板に塗布する塗布ノズルと、
   前記移動ヘッドを介して前記塗布ノズルに接続される吸引放出力発生部と、を備え、
   前記塗布ノズルは、
   前記移動ヘッドに保持され、内部空間に塗布材料を充填可能な外筒部と、
   前記外筒部内に挿入され先端に前記外筒部の内壁と密着するガスケット部を備えるプランジャ部と、を有し、
   前記プランジャ部は、
   前記吸引放出力発生部により供給される吸引力によって前記外筒部内を第１の方向に移動して前記塗布材料を前記外筒部内に充填し、前記吸引放出力発生部により供給される放出力によって前記外筒部内を前記第１の方向と反対の方向である第２の方向に移動して前記基板に前記塗布材料を塗布する、部品実装装置。
2. 前記塗布ノズルは、部品を吸着して前記基板に装着する吸着ノズルと交換可能に前記移動ヘッドに保持される、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記移動ヘッドは、充填可能な前記塗布材料の充填量が異なる複数の前記塗布ノズルを交換して保持可能であり、前記基板への前記塗布材料の塗布量に応じて前記複数の前記塗布ノズルのいずれかを選択して保持する、請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記塗布材料供給部を有し、前記複数の前記塗布ノズルを保持するノズル保持装置をさらに備える、請求項３に記載の部品実装装置。
5. 前記塗布ノズルは、前記移動ヘッドに接続される装着部を有し、
   前記外筒部は、前記装着部に着脱可能であり、
   前記プランジャ部は、前記外筒部を前記装着部から取り外して交換可能である、請求項１から４のいずれかに記載の部品実装装置。

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