JP2004039873A - Apparatus and method for manufacturing printed circuit board - Google Patents
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Abstract
【課題】配線基板上に回路部品を必要とする精度で実装して高品質のプリント回路板を製造する製造装置および製造方法を得ること。
【解決手段】配線基板の寸法を測定し(SP1)、その寸法に応じてはんだを配線基板に印刷する動作を補正しはんだを配線基板の寸法に応じた適切な位置に印刷し(SP6)、また印刷マスクの寸法を測定し(SP4)、その寸法に応じてはんだを配線基板に印刷する動作を補正してはんだを印刷マスクの寸法に応じた適切な位置に印刷し(SP6)、さらに回路部品の寸法を測定し(SP7)、その寸法に応じて回路部品を配線基板に装着する動作を補正して回路部品を回路部品の寸法に応じた適切な位置に装着する(SP9)。
【選択図】 図2A manufacturing apparatus and a manufacturing method for manufacturing a high-quality printed circuit board by mounting circuit components on a wiring board with required accuracy.
The dimensions of a wiring board are measured (SP1), the operation of printing solder on the wiring board is corrected according to the dimensions, and the solder is printed at an appropriate position according to the dimensions of the wiring board (SP6). The dimensions of the print mask are measured (SP4), the operation of printing the solder on the wiring board is corrected according to the dimensions, and the solder is printed at an appropriate position according to the dimensions of the print mask (SP6). The dimensions of the components are measured (SP7), and the operation of mounting the circuit components on the wiring board is corrected according to the dimensions, and the circuit components are mounted at appropriate positions according to the dimensions of the circuit components (SP9).
[Selection] Figure 2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント回路板の製造装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、配線基板(プリント配線板)に印刷マスクを用いて接続材料を印刷し、次に印刷された接続材料を介して回路部品を配線基板に装着してプリント回路板を製造するに際しては、配線基板上に回路部品を装着する位置および配線基板上に形成された電極にはんだなどの接続材料を印刷する位置を、配線基板の設計値、回路部品の設計値および接続材料の印刷に用いる印刷マスクの設計値を基にして設定して、配線基板上に接続材料を印刷する作業および印刷された接続材料を介して回路部品を前記配線基板に装着している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにして配線基板に回路部品を実装してプリント回路板を製造する方法には次に述べる問題がある。すなわち、実際に実装に用いる配線基板、回路部品および印刷マスクには夫々製作公差(加工公差)があり、事実上設計値通りに製作製造(加工)されていないのが現実である。
【0004】
このため、設計値通りに製作されていない配線基板に、設計値通りに製作されていない印刷マスクを用いて接続材料を印刷し、設計値通り製作されていない回路部品を配線基板に装着する際に、何れの部材も設計値通り製作されているとことを前提として各作業の動作を行う場合が生じる。
【0005】
そうすると配線基板上に回路部品を必要とする精度で実装することができず、プリント回路板の品質が低下して不良品が多く発生する。そして、この対策として試作を繰り返すなど対応に多くの時間と費用を要することになる。
【0006】
特に最近は回路部品を実装する上で高密度化が要求されており、この問題の発生が増大することが予想される。
【0007】
本発明は、配線基板上に回路部品を必要とする精度で実装して高い品質のプリント回路板を製造する製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリント回路板の製造装置は、配線基板に印刷マスクを用いて接続材料を印刷し、次に印刷された前記接続材料を介して回路部品を前記配線基板に装着してプリント回路板を製造する装置において、前記プリント回路板を製造するに要する部材の寸法を測定する測定手段と、この測定手段で測定した測定値と基準値との差に基づいて前記プリント回路板を製造する作業の動作を補正する処理手段とを具備すること特徴とするものである。
【0009】
この発明の構成によれば、プリント回路板を製造するに際して、プリント回路板を製造するに要する部材(配線基板、回路部品および印刷マスクの一部または全部)の寸法に応じて製造作業における動作を補正して、最終的に回路部品を適切な位置で装着することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図1はこの実施の形態におけるプリント回路板を製造する工程の構成を示す図である。この製造装置および製造方法は、ライン上に、基板供給装置1を備えた第1工程11と、基板測定装置2を備えた第2工程12と、はんだ印刷装置3を備えた第3工程13と、部品搭載装置4を備えた第4工程14と、はんだ硬化炉5を備えた第5工程15と、基板収納装置6を備えた第6工程16とを設けている。また、この製造装置および製造方法は、マスク測定装置7を備えた第7工程17と、部品測定装置8を備えた第8工程18とを備えている。
【0011】
測定装置2を備えた第2工程12は処理装置(PC)21を設けている。マスク測定装置7を備えた第7工程17は処理装置(PC)22を設けている。部品測定装置8を備えた第8工程18は処理装置(PC)23を設けている。また、各処理装置(PC)21、22、23を結んで処理装置(PC)24が設けられている。
【0012】
さらに、この製造装置および製造方法は、各処理装置(PC)21、22、23に相互にバス26を介して接続する測定値蓄積サーバ25を備えている。
【0013】
なお、この実施の形態では各工程11、12、17および18に夫々独立して処理装置(PC)を設けているが、これら各処理装置(PC)の処理をライン上において各処理装置(PC)の処理機能を1台の処理装置(PC)で賄う構成とすることも可能である。
【0014】
第1工程11に設けた基板供給装置1は、プリント回路板の製造ラインの入口として配線基板を搬入する作業を行うものであり、例えば配線基板にその種別を表示するバーコードが記載されている場合には、このバーコードを読取る機能も備えている。
【0015】
第2工程12に設けた基板測定装置2は、はんだ印刷装置3の前段に設けられ、基板供給装置1により供給された配線基板の形状および外形寸法、配線基板上の各接続用電極の形状および寸法、位置座標および角度などを夫々測定するものである。必要に応じて配線基板の反りやうねりの量を測定することもある。この測定には光学測長方法、画像測長方法、あるいはレーザ測長方法などが採用され、測長分解能は0.1μm〜1μm程度である。配線基板上の接続用電極の数は製品の種類によって異なるが概ね数100個から数1000個であり、必要に応じて全数測定する場合と必要箇所だけ測定する場合がある。
【0016】
図4はこの実施の形態におけるプリント回路板の製造工程で取り扱う配線基板の例を模式的に示す図である。この実施の形態で用いる配線基板とは、絶縁基板の表面に導電性材料により回路部品接続用の接続用電極およびこの接続用電極を結ぶ導電ラインを印刷形成し、さらに接続用電極を残して(露出させて)絶縁基板の表面を絶縁材料で被覆したもの(プリント配線板)を対象としている。
【0017】
図4において101は四角形をなす配線基板で、その表面には回路部品が搭載される位置に、この回路部品が具備する接続用電極、接続用ピンと接続する接続用電極が露出して形成されている。例えば、チップ抵抗を搭載する位置には、チップ抵抗が具備する2個の接続用電極を接続する2個の接続用電極102が配線基板101の縁に対して傾斜して形成され、またQFPを搭載する位置には、QFPが具備する多数の接続用ピンと接続する多数の接続用電極103が基板の一角を占めて形成されている。さらに、BGAを搭載する位置には、BGAが具備する多数の接続用電極に接続する多数の円形の接続用電極104が基板の一角を占めて形成されている。
【0018】
基板測定装置2は、配線基板101の長さLと幅Wを測定し、接続用電極102については配線基板101に設定された絶対座標を基準にして座標位置を測定し、またX、Yの寸法、必要に応じて高さを夫々測定する。他の接続用電極103、104も同様に寸法を測定する。なお、接続用電極104は円形であるから直径寸法Zを測定する。測定した情報は例えば2値化する。
【0019】
第3工程13に設けたはんだ印刷装置3は、基板測定装置2の後段に設けられ、接続材料の一例であるはんだを印刷マスクを用いた印刷法により配線基板の各接続用電極上に夫々印刷して塗布する作業を行うものである。印刷マスクは配線基板の接続用電極に対向した開口が形成され、はんだペーストがこの開口を通して接続用電極上に印刷される。接続材料ははんだに限定されず、他の接続材料も対象にできる。
【0020】
第4工程14に設けた部品搭載装置4は、はんだ印刷装置3の後段に設けられ、配線基板に搭載する回路部品を配線基板の表面上の搭載位置に配置し、その回路部品が具備する接続用電極またはピンを配線基板の接続用電極に対向し定置させ、この接続用電極またはピンを接続用電極上に塗布されたはんだに載せて、回路部品を配線基板に搭載する作業を行うものである。
【0021】
第5工程15に設けたはんだ硬化炉5は、部品搭載装置4の後段に設けられ、配線基板に回路部品を搭載した状態ではんだを硬化させて、回路部品の接続用電極またはピンをはんだによって接続用電極に固着して回路部品を配線基板に装着する作業を行うものである。
【0022】
第6工程16に設けた基板収納装置6は、はんだ硬化炉5の後段に設けられ、回路部品を装着した配線基板を製造ラインから搬出して収納する作業を行うものである。
【0023】
第7工程17に設けたマスク測定装置7は、印刷マスクの形状および外形寸法、配線基板の各接続用電極に対向して形成された各はんだ印刷用開口の形状および寸法、位置座標および角度などを夫々測定するものである。必要に応じて配線基板の反りやうねりの量を測定することもある。この測定には光学測長方法、画像測長方法、あるいはレーザ測長方法などが採用され、測長分解能は0.1μm〜1μm程度である。印刷マスクの開口の数は配線基板の接続用電極の数に対応し、製品の種類にとって異なるが概ね数100個から数1000個であり、必要に応じて全数測定する場合と必要箇所だけ測定する場合がある。
【0024】
図5はこの実施の形態におけるプリント回路板の製造工程で取り扱う印刷マスクの例を模式的に示す図である。図5において111は四角形をなす印刷マスクで、配線基板の接続用電極の位置にこの電極と同じ寸法の開口が形成されている。例えば、図4に示す配線基板に対応してチップ抵抗用の2個の接続用電極102に対向する2個の開口112と、QFP用の多数の接続用電極103に対向する多数の開口113と、BGA用の多数の接続用電極104に対向する多数の円形の開口114が形成されている。
【0025】
マスク測定装置7は、印刷マスク111の長さLと幅Wを測定し、開口112については印刷マスク111に設定された絶対座標を基準にして座標位置を測定し、またX、Yの寸法、必要に応じて高さを夫々測定する。他の開口113、114も同様に寸法を測定する。開口114は円形であるから直径寸法Zを測定する。測定した情報は例えば2値化する。
【0026】
第8工程18に設けた部品測定装置8は、部品搭載装置4と独立し、または部品搭載装置4に組込まれて設けられる。この測定には光学測長方法、画像測長方法、あるいはレーザ測長方法などが採用され、測長分解能は0.1μm〜1μm程度である。配線基板に装着する回路部品としては、チップ部品、QFP、BGAなどが挙げられる。
【0027】
回路部品の測定箇所は、立方体または直方体の回路部品(チップ部品)であれば縦、横および高さの寸法を測定する。接続用ピンが形成された回路部品(QFP)であればピンの長さ、ピン同士の平行度、ピン以外の部分の縦、横および高さの寸法を測定する。接続用ボール電極が設けられた回路部品(BGA)であれば、ボール電極の高さ、ボール同士の平行度、ボール以外の部分の縦、横および高さの寸法を測定する。また、これら以外の回路部品においては、その回路部品の外形寸法や接続用電極の寸法などを任意に測定する。
【0028】
図6はこの実施の形態におけるプリント回路板の製造工程で取り扱う回路部品の例を模式的に示す図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【0029】
ある。図中121はチップ部品の一例であるチップ抵抗である。部品測定装置8はチップ抵抗の縦L(Y)、横W(X)および高さHの寸法を測定する。測定した情報は例えば2値化する。
【0030】
さらに、基板測定装置2を備えた第2工程12に設けた処理装置(PC)21は、基板測定装置2が測定した配線基板における各接続用電極の寸法などの各種の測定値を受け、その配線基板の設計値(基準値)と測定値とを比較して、その差に基づいて補正値を算出し、その補正情報をはんだ印刷装置3へ出力する。処理装置(PC)21がはんだ印刷装置3へ補正値情報を出力するのは、はんだ印刷装置3が配線基板の接続用電極上にはんだを印刷する作業の動作を補正するためのもので、その補正値は基板測定装置2が測定した配線基板における各接続用電極の寸法などの各種寸法の測定値に適した位置、寸法ではんだを接続用電極上に印刷するものである。
【0031】
ここで、処理装置(PC)21がはんだ印刷装置3へ補正値情報を出力するのは、測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲内にある場合である。測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲を越えた場合にはその配線基板は製造ラインから除外して対象としない。
【0032】
マスク測定装置7を備えた第7工程17に設けた処理装置(PC)22は、マスク測定装置7が測定した印刷マスクにおける各開口の寸法などの各種の測定値を受け、その印刷マスクの設計値(基準値)と測定値とを比較して、その差に基づいて補正値を算出し、その補正値情報をはんだ印刷装置3へ出力する。
【0033】
処理装置(PC)22がはんだ印刷装置3へ補正値情報を出力するのは、はんだ印刷装置3が配線基板の接続用電極上にはんだを印刷する作業の動作を補正するためのもので、その補正値はマスク測定装置7が測定した印刷マスクにおける各種寸法の測定値に適した位置、寸法ではんだを接続用電極上に印刷するものである。
【0034】
ここで、処理装置(PC)22がはんだ印刷装置3へ補正値情報を出力するのは、測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲内にある場合である。測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲を越えた場合にはその配線基板は製造ラインから除外して対象としない。
【0035】
部品測定装置8を備えた第8工程18に設けた処理装置(PC)23は、部品測定装置8が測定した回路部品における各種の測定値を受け、その回路部品の設計値(基準値)と測定値とを比較して、その差に基づいて補正値を算出し、その補正情報を部品搭載装置4へ出力する。処理装置(PC)23が部品搭載装置4へ補正値情報を出力するのは、部品搭載装置4が回路部品を配線基板に配置する作業(回路部品の接続用電極、ピンを配線基板の接続用電極に載せるように配置する作業)の動作を補正するためのもので、その補正値は部品測定装置8が測定した回路部品の寸法形状の測定値に適した位置に配置するものである。
【0036】
ここで、処理装置(PC)23が部品搭載装置4へ補正値情報を出力するのは、測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲内にある場合である。測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲を越えた場合には、その配線基板は製造ラインから除外して対象と使用しない。
【0037】
処理装置(PC)24は、処理装置(PC)21に対しては配線基板の設計値情報を、処理装置(PC)22に対しては印刷マスクの設計値情報を、処理装置(PC)23に対しては回路部品の設計値情報を夫々予め入力させておく。また、処理装置(PC)24は基板供給装置1からこの装置が供給する配線基板の種類を示す情報を受け、各処理装置(PC)21、22、23へその情報を付与する。
【0038】
各処理装置(PC)21、22、23に相互に接続する測定値蓄積サーバ25は、各処理装置(PC)21、22、23から夫々が測定した配線基板、印刷マスクおよび回路部品の測定値情報が蓄えられ、各処理装置(PC)21、22、23によりデータの書き込みおよびデータの読み出しのアクセス制御が行われるようになっている。
【0039】
次にこのような製造装置および製造方法によりプリント回路板を製造すする場合について図2を参照して説明する。図2はこの実施の形態においてプリント回路板を製造する工程の順序を示す図である。
【0040】
先ず、第1工程11において基板供給装置1により配線基板を製造ラインへ搬入する(SP1)。処理装置(PC)24は予め各処理装置(PC)21、22、23に対して製造の対象とする配線基板、印刷マスクおよび回路部品の設計値を入力させる。
【0041】
次いで、第2工程12において基板測定装置2により配線基板における外形寸法および各接続用電極の寸法などを測定する。基板測定装置2が測定した測定値情報は処理装置(PC)21へ送られる(SP2=測定工程)。
【0042】
処理装置(PC)21は、基板測定装置2が測定した配線基板の測定値と設計値(基準値)とを比較して、その差がしきい値の範囲内にある場合には、その差に基づいて補正値を算出し、その補正値情報をはんだ印刷装置3へ出力する。その補正値は配線基板における各接続用電極の寸法などの各種の測定値に適した位置、寸法ではんだを接続用電極上に印刷する値である。例えばQFP用の複数の接続用電極が1群として設計値に対してある向きへある距離だけずれていた場合には、そのずれに応じてはんだの印刷位置をその向き(または反対向きへある距離だけ補正(移動)してはんだを印刷するように補正値を出力する(SP3=処理工程)。すなわち、測定された配線基板における各接続用電極の寸法などの各種の寸法を受入れ、その寸法に合せた適切な位置にはんだを印刷するように補正する。
【0043】
また、測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲から外れた値である場合には、その配線基板を製造ラインから除外する(SP3=処理工程)。
【0044】
次いで、第7工程17においてマスク測定装置7により印刷マスクの外形寸法および開口寸法などを測定する。マスク測定装置7が測定した測定値情報は処理装置(PC)22へ送られる(SP4=測定工程)。
【0045】
処理装置(PC)22は、マスク測定装置7が測定した印刷マスクの測定値と設計値(基準値)とを比較して、その差がしきい値の範囲内にある場合には、その差に基づいて補正値を算出し、その補正値情報をはんだ印刷装置3へ出力する。その補正値は印刷マスクにおける各開口の寸法などの各種の測定値に適した位置、寸法ではんだを接続用電極上に印刷する値である。例えば、QFP用の複数の接続用電極を形成する複数の開口が1群として設計値に対してある向きへある距離だけずれていた場合には、そのずれに応じてはんだの印刷位置をその向き(または反対向き)へある距離だけ補正(移動)してはんだを印刷するように補正値を出力する(SP5=処理工程)。すなわち、測定された印刷マスクにおける各開口の寸法などの各種の寸法を受入れ、その寸法に合せた適切な位置にはんだを印刷するように補正する。
【0046】
また、測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲から外れた値である場合には、その印刷マスクを製造ラインから除外する(SP5=処理工程)。
【0047】
次いで、第3工程13においてはんだ印刷装置3により印刷マスクを用いてはんだを配線基板における各接続用電極上に印刷する。ここで、はんだ印刷装置3は処理装置(PC)21、22からの配線基板の測定値に応じた補正値と印刷マスクの測定値に応じた補正値に基づいて、配線基板の接続用電極にはんだを印刷する作業の動作を行う(SP6)。
【0048】
すなわち、はんだ印刷装置3は配線基板の設計値と印刷マスクの設計値に基づいて配線基板の接続用電極にはんだを印刷する作業の動作を設定されている。しかし、配線基板の各寸法と印刷マスクの各寸法が設計値に対してずれている場合には、設計値に基づいて配線基板の接続用電極にはんだを印刷する動作を行うとはんだは設計値からずれた状態で印刷される。
【0049】
そこで、処理装置(PC)21、22からの補正値情報に基づいて、配線基板における各種の実際の寸法を受入れ、また印刷マスクにおける各種の実際の寸法を受入れて、これらの各実際の寸法に合せた適切な位置にはんだを印刷するように補正する。すなわち、配線基板における各種寸法や印刷マスクにおける各種寸法が設計値に対してずれを生じていた場合でも、このずれを吸収した位置にはんだを印刷する。従って、配線基板上に必要とする精度ではんだを印刷することができる。
【0050】
また、配線基板の接続用電極を3次元の寸法を測定することにより、接続用電極上に印刷して塗布するはんだ量を求めることもできる。
【0051】
次いで、第8工程18において配線基板に搭載する回路部品の各種寸法を部品測定装置8により測定する。部品測定装置8が測定した測定値情報は処理装置(PC)23へ送られる(SP7=測定工程)。
【0052】
処理装置(PC)23は、部品測定装置8が測定した回路部品の測定値と設計値(基準値)とを比較して、その差がしきい値の範囲内にある場合には、その差に基づいて補正値を算出し、その補正値情報を部品搭載装置3へ出力する(SP8=処理工程)。その補正値は回路部品における各種の測定値に適した位置、寸法で回路部品を配線基板に搭載できる値である。すなわち、測定された回路部品における各種の寸法を受入れ、その寸法に合せた適切な位置に回路部品を配置できるように補正する。
【0053】
また、測定値と設計値(基準値)との差が予め設定したしきい値の範囲から外れた値である場合には、その回路部品を製造ラインから除外する(SP8=処理工程)。
【0054】
図3はこの実施の形態のプリント回路板を製造する工程において回路部品の寸法を測定して補正を行うためのデータテーブルを示す図である。ここでは回路部品としてQFPとチップ部品を取り上げている。QFPでは、多数の接続用ピンを備えているので、各ピン毎にX方向およびY方向の寸法を測定して基準値を測定して基準値と比較して差を求め補正値を設定する。
【0055】
図3のQFPにおいてX方向とY方向の基準値はa1…、b2…、X方向とY方向の測定値はc1…、d1…、X方向とY方向の差は(a1−c1)…、(b2−d2)…、X方向とY方向のしきい値e1…、f1…、X方向とY方向の補正値g1…、h1…である。
【0056】
次いで、第4工程14において部品搭載装置4により回路部品を配線基板の表面上の装着位置に配置し、その回路部品が具備する電極またはピンを配線基板の接続用電極に対向し定置させ、この電極またはピンを接続用電極上に塗布されたはんだに載せて回路部品を配線基板に搭載する作業を行う。ここで、部品搭載装置4は処理装置(PC)23からの回路部品の測定に応じた補正値に基づいて回路部品を配線基板に搭載する作業の動作を行う(SP9)。
【0057】
すなわち、部品搭載装置4は回路部品の設計値に基づいて回路部品を配線基板に搭載する作業の動作を設定されている。しかし、回路部品の各寸法が設計値とはずれている場合には、設計値に基づいて回路部品を配線基板に搭載する動作を行うと回路部品はんだは設計値からずれた位置で搭載される。
【0058】
そこで、処理装置(PC)23からの補正値に基づいて回路部品における実際の寸法を受入れて、この寸法に合せた適切な位置に回路部品を配置するように補正する。すなわち、回路部品における各種寸法が設計値に対してずれを生じていた場合でも、このずれを吸収した位置に回路部品を搭載する。従って、回路部品配線を配線基板上に必要とする精度で搭載することができる。
【0059】
次いで、第5工程15においてはんだ硬化炉5により配線基板に回路部品を搭載した状態ではんだを硬化させて、回路部品の電極またはピンをはんだにより接続用電極に固着して回路部品を配線基板に装着する作業を行う(SP10)。
【0060】
次いで、第6工程16において基板収納装置6により回路部品を装着した配線基板を製造ラインから搬出して収納する作業を行う(SP11)。
【0061】
このようにして配線基板に印刷マスクを用いて接続材料を印刷し、次に印刷された接続材料を介して回路部品を配線基板に必要とする精度で装着して高い品質のプリント回路板を製造することができる。
【0062】
このプリント回路板を製造するに際しては、配線基板の測定結果、印刷マスクの測定結果および海路部品の測定結果を夫々単独で利用して補正値を求めるだけでなく、これらの測定結果を2または3組合せて補正値を求めることが可能で、この場合一層幅広く且つ高い精度で補正を行うことができる。
【0063】
この場合、各処理装置(PC)21、22、23が測定値蓄積サーバ25に対して夫々測定した配線基板、印刷マスクおよび回路部品の測定値のデータの書き込みを行い、また各処理装置(PC)21、22、23が測定値蓄積サーバ25に蓄えた測定値のデータを読み出す。
【0064】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、配線基板上に回路部品を必要とする精度で実装して高い品質のプリント回路板を製造するプリント回路板の製造装置および製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるプリント回路板の製造工程の構成を示す図。
【図2】同実施の形態においてプリント回路板を製造する工程の順序を示す図。
【図3】同実施の形態のプリント回路板を製造する工程におけるデータテーブルを示す図。
【図4】同実施の形態におけるプリント回路板の製造工程で取り扱う配線基板の例を模式的に示す図。
【図5】同実施の形態におけるプリント回路板の製造工程で取り扱う印刷マスクの例を模式的に示す図。
【図6】同実施の形態におけるプリント回路板の製造工程で取り扱う回路部品の例を模式的に示す図。
【符号の説明】
1…基板供給装置
2…基板測定装置
3…はんだ印刷装置
4…部品搭載装置
5…はんだ硬化炉
6…基板収納装置
7…マスク測定装置
8…部品測定装置
11…第1工程
12…第2工程
13…第3工程
14…第4工程
15…第5工程
16…第6工程
17…第7工程
18…第8工程
21…処理装置
22…処理装置
23…処理装置
24…処理装置
25…測定値蓄積サーバ
101…配線基板
111…印刷マスク
121…チップ抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a connection material is printed on a wiring board (printed wiring board) using a print mask, and then the circuit components are mounted on the wiring board via the printed connection material to manufacture a printed circuit board, The print mask used to print the wiring board design values, circuit component design values, and connection material, based on the positions at which the circuit components are mounted on the board and the positions at which the connection material such as solder is printed on the electrodes formed on the wiring board. The circuit component is mounted on the wiring board through the operation of printing the connection material on the wiring board and the printed connection material via the connection material.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method described below for manufacturing a printed circuit board by mounting circuit components on a wiring board has the following problems. That is, the wiring board, the circuit component, and the print mask actually used for mounting have manufacturing tolerances (processing tolerances), respectively, and in reality, they are not actually manufactured (processed) as designed.
[0004]
For this reason, when connecting materials are printed on a wiring board that is not manufactured as designed using a printing mask that is not manufactured as designed, and circuit components that are not manufactured as designed are mounted on the wiring board. In addition, there is a case where the operation of each operation is performed on the assumption that all members are manufactured as designed.
[0005]
In this case, the circuit components cannot be mounted on the wiring board with the required accuracy, and the quality of the printed circuit board deteriorates, resulting in many defective products. As a countermeasure, it takes a lot of time and cost to respond to repeated trial production.
[0006]
In particular, recently, high density is required for mounting circuit components, and it is expected that the occurrence of this problem will increase.
[0007]
An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for manufacturing a high quality printed circuit board by mounting circuit components on a wiring board with required accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The printed circuit board manufacturing apparatus of the present invention prints a connection material on a wiring board using a print mask, and then mounts circuit components on the wiring board via the printed connection material to form a printed circuit board. In a manufacturing apparatus, a measuring means for measuring dimensions of members required for manufacturing the printed circuit board, and an operation for manufacturing the printed circuit board based on a difference between a measured value measured by the measuring means and a reference value. Processing means for correcting the operation.
[0009]
According to the configuration of the present invention, when manufacturing a printed circuit board, an operation in a manufacturing operation is performed in accordance with dimensions of members (part or all of a wiring board, circuit components, and a print mask) required for manufacturing the printed circuit board. After the correction, the circuit component can be finally mounted at an appropriate position.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a process for manufacturing a printed circuit board according to this embodiment. The manufacturing apparatus and the manufacturing method include, on a line, a
[0011]
The
[0012]
Further, the manufacturing apparatus and the manufacturing method include a measurement
[0013]
In this embodiment, a processing device (PC) is independently provided for each of the
[0014]
The board supply device 1 provided in the
[0015]
The board measuring
[0016]
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a wiring board handled in a manufacturing process of a printed circuit board according to this embodiment. The wiring board used in this embodiment is formed by printing a connection electrode for connecting circuit components and a conductive line connecting the connection electrode on a surface of an insulating substrate with a conductive material, and further leaving the connection electrode ( It is intended for a printed wiring board in which the surface of an insulating substrate is exposed (exposed) with an insulating material.
[0017]
In FIG. 4,
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The component mounting device 4 provided in the
[0021]
The solder hardening furnace 5 provided in the
[0022]
The substrate storage device 6 provided in the
[0023]
The
[0024]
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a print mask handled in the manufacturing process of the printed circuit board according to this embodiment. In FIG. 5,
[0025]
The
[0026]
The component measuring device 8 provided in the
[0027]
If the measurement point of the circuit component is a cubic or rectangular parallelepiped circuit component (chip component), the vertical, horizontal, and height dimensions are measured. In the case of a circuit component (QFP) in which connection pins are formed, the length of the pins, the parallelism between the pins, and the vertical, horizontal, and height dimensions of portions other than the pins are measured. In the case of a circuit component (BGA) provided with a connection ball electrode, the height of the ball electrode, the parallelism between the balls, and the vertical, horizontal, and height dimensions of a portion other than the ball are measured. In the case of other circuit components, external dimensions of the circuit components, dimensions of connection electrodes, and the like are arbitrarily measured.
[0028]
6A and 6B are diagrams schematically illustrating an example of circuit components handled in a manufacturing process of a printed circuit board according to the present embodiment, wherein FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a side view.
[0029]
is there. In the figure,
[0030]
Further, the processing device (PC) 21 provided in the
[0031]
Here, the processing device (PC) 21 outputs the correction value information to the
[0032]
The processing device (PC) 22 provided in the
[0033]
The processing device (PC) 22 outputs the correction value information to the
[0034]
Here, the processing device (PC) 22 outputs the correction value information to the
[0035]
The processing device (PC) 23 provided in the
[0036]
Here, the processing device (PC) 23 outputs the correction value information to the component mounting device 4 when the difference between the measured value and the design value (reference value) is within a preset threshold value range. is there. If the difference between the measured value and the design value (reference value) exceeds a predetermined threshold range, the wiring board is excluded from the manufacturing line and is not used as a target.
[0037]
The processing device (PC) 24 receives the design value information of the wiring board for the processing device (PC) 21, the design value information of the print mask for the processing device (PC) 22, and the processing device (PC) 23. , The design value information of the circuit components is input in advance. Further, the processing device (PC) 24 receives information indicating the type of the wiring board supplied by the device from the substrate supply device 1 and provides the information to each of the processing devices (PC) 21, 22, and 23.
[0038]
The measurement
[0039]
Next, a case where a printed circuit board is manufactured by such a manufacturing apparatus and a manufacturing method will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the sequence of steps for manufacturing a printed circuit board in this embodiment.
[0040]
First, in the
[0041]
Next, in the
[0042]
The processing device (PC) 21 compares the measured value of the wiring board measured by the
[0043]
If the difference between the measured value and the design value (reference value) is out of the range of the preset threshold value, the circuit board is excluded from the production line (SP3 = processing step).
[0044]
Next, in a
[0045]
The processing device (PC) 22 compares the measured value of the print mask measured by the
[0046]
If the difference between the measured value and the design value (reference value) is out of the range of the preset threshold value, the print mask is excluded from the production line (SP5 = processing step).
[0047]
Next, in a
[0048]
That is, the operation of the
[0049]
Therefore, based on the correction value information from the processing devices (PCs) 21 and 22, various actual dimensions of the printed circuit board are accepted, and various actual dimensions of the print mask are accepted. Correct so that the solder is printed at the appropriate position. In other words, even when various dimensions of the wiring board and various dimensions of the print mask have deviations from the design values, the solder is printed at a position where the deviations are absorbed. Therefore, the solder can be printed on the wiring board with the required accuracy.
[0050]
Also, by measuring the three-dimensional dimensions of the connection electrodes of the wiring board, the amount of solder to be printed and applied on the connection electrodes can be determined.
[0051]
Next, in an
[0052]
The processing device (PC) 23 compares the measured value of the circuit component measured by the component measuring device 8 with a design value (reference value), and when the difference is within a threshold range, the difference is determined. , And outputs the correction value information to the component mounting apparatus 3 (SP8 = processing step). The correction value is a value at which the circuit component can be mounted on the wiring board at a position and size suitable for various measured values of the circuit component. That is, various dimensions of the measured circuit component are accepted, and correction is made so that the circuit component can be arranged at an appropriate position according to the dimension.
[0053]
If the difference between the measured value and the design value (reference value) is out of the range of the preset threshold value, the circuit component is excluded from the production line (SP8 = processing step).
[0054]
FIG. 3 is a diagram showing a data table for measuring and correcting dimensions of circuit components in a process of manufacturing a printed circuit board according to this embodiment. Here, QFP and chip components are taken as circuit components. Since the QFP has a large number of connection pins, the dimensions in the X and Y directions are measured for each pin, the reference value is measured, the difference is compared with the reference value, the difference is determined, and a correction value is set.
[0055]
In the QFP of FIG. 3, the reference values in the X and Y directions are a 1 , b 2 , the measured values in the X and Y directions are c 1 , d 1 , and the difference between the X and Y directions is (a 1 −c 1 ), (b 2 −d 2 ), threshold values e 1 , f 1 in the X and Y directions, and correction values g 1 , h 1 , in the X and Y directions.
[0056]
Next, in the
[0057]
That is, the operation of the component mounting device 4 for mounting the circuit component on the wiring board is set based on the design value of the circuit component. However, when the dimensions of the circuit component deviate from the design values, when the operation of mounting the circuit component on the wiring board based on the design value is performed, the circuit component solder is mounted at a position deviating from the design value.
[0058]
Therefore, based on the correction value from the processing device (PC) 23, the actual size of the circuit component is received, and the correction is performed so that the circuit component is arranged at an appropriate position corresponding to the size. In other words, even when various dimensions of the circuit component are deviated from the design values, the circuit component is mounted at a position where the deviation is absorbed. Therefore, the circuit component wiring can be mounted on the wiring board with required accuracy.
[0059]
Next, in a
[0060]
Next, in the
[0061]
In this way, the connection material is printed on the wiring board using a printing mask, and then the circuit components are mounted on the wiring board with the required precision through the printed connection material, thereby producing a high-quality printed circuit board. can do.
[0062]
In manufacturing the printed circuit board, not only the measurement result of the wiring board, the measurement result of the print mask, and the measurement result of the marine component are used independently to obtain a correction value, but also these measurement results are used in two or three. The correction values can be obtained in combination, and in this case, the correction can be performed more widely and with higher accuracy.
[0063]
In this case, each of the processing devices (PCs) 21, 22, and 23 writes data of the measured values of the wiring board, the print mask, and the circuit component measured to the measured
[0064]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications.
[0065]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing apparatus and manufacturing method of a printed circuit board which manufactures a high quality printed circuit board by mounting a circuit component on a wiring board with required precision can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a manufacturing process of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the order of steps of manufacturing a printed circuit board in the embodiment.
FIG. 3 is an exemplary view showing a data table in a step of manufacturing the printed circuit board according to the embodiment;
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a wiring board handled in a manufacturing step of the printed circuit board according to the embodiment.
FIG. 5 is a view schematically showing an example of a print mask handled in the manufacturing process of the printed circuit board according to the embodiment.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of circuit components handled in a printed circuit board manufacturing process according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
前記プリント回路板を製造するに要する部材の寸法を測定する測定手段と、
この測定手段で測定した測定値に応じて前記プリント回路板を製造する作業の動作を補正する処理手段と
を具備すること特徴とするプリント回路板の製造装置。In a device for printing a connection material using a print mask on a wiring board, and then mounting a circuit component on the wiring board via the printed connection material to manufacture a printed circuit board,
Measuring means for measuring the dimensions of the members required to manufacture the printed circuit board,
Processing means for correcting the operation of the operation of manufacturing the printed circuit board according to the measurement value measured by the measuring means.
前記プリント回路板を製造するに要する部材の寸法を測定する測定工程と、
この測定工程で測定した測定値に応じて前記プリント回路板を製造する作業の動作を補正する処理工程と
を具備すること特徴とするプリント回路板の製造方法。A method for manufacturing a printed circuit board by printing a connection material using a print mask on a wiring board, and then mounting circuit components on the wiring board via the printed connection material,
A measuring step of measuring the dimensions of the members required to manufacture the printed circuit board,
A process of correcting the operation of the operation of manufacturing the printed circuit board according to the measured value measured in the measuring step.
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- 2002-07-03 JP JP2002195135A patent/JP2004039873A/en active Pending
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