JPH10209694A - 表面実装電子部品の位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、プリント回路基板の表面
と表面実装電子部品の接続面の重合像を観察することが
でき、高い時間的効率で両者の位置合わせを達成するこ
とができる表面実装電子部品の位置合わせ装置を提供す
る。 【解決手段】 プリント回路基板は第１の平面に沿って
保持され、表面実装電子部品は第１の平面と平行な第２
の平面に沿って、プリント回路基板と近接方向に移動可
能に保持され、プリント回路基板と電子部品の少なくと
も一方は位置微調整可能である。プリント回路基板の表
面と表面実装電子部品の接続面の少なくとも一方が照明
装置によって照明される。プリント回路基板の表面と表
面実装電子部品の接続面の重合像を形成する光学部材
が、電子部品の移動路空間の外部において、第１の平面
と第２の平面との間の中央平面に沿って配置され、この
光学部材による重合像が観察装置によって観察される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の接続端子が
形成された表面を有するプリント回路基板に対して、当
該接続端子に接続されるべき端子電極が形成された接続
面を有する表面実装電子部品を、正確に配置するための
位置合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント回路基板に対する表面実装技術
においては、プリント回路基板の表面に形成された多数
の接続端子に対して、半導体集積回路などよりなる表面
実装電子部品（以下、単に「電子部品」ともいう。）の
接続面に形成された、当該接続端子に対応した配列の例
えばボールグリッドアレイなどよりなる端子電極が、正
確に位置合わせされて対接された状態、またはこれに準
じた状態とすることが必要である。そして、このような
状態ではんだ付け処理がなされることにより、電子部品
の端子電極が対応するプリント回路基板の接続端子に電
気的に接続され、これにより当該電子部品のプリント回
路基板に対する実装が達成される。

【０００３】従来、このようなプリント回路基板と電子
部品との位置合わせを達成する装置としては、例えば米
国特許第５０４４０７２号明細書に開示されたものが知
られている。この装置においては、図５に示すように、
プリント回路基板５１が、水平面内における微小位置調
整が可能な適宜の保持装置（図示せず）により、その接
続端子５２が形成された表面５３が上向きとなる状態で
水平に保持されると共に、垂直軸Ｚに沿ったその直上位
置において、電子部品５６が、その端子電極５７が形成
された接続面５８が下向きとなる状態で、垂直軸Ｚに沿
って下降可能な保持装置（図示せず）によって水平に保
持される。

【０００４】このような状態に保持されたプリント回路
基板５１と電子部品５６との間に、これら両者の対向面
の像の重合像を形成するための重合像形成用光学部材６
０が矢印Ｄで示すように進入退出可能に設けられる。こ
の重合像形成用光学部材６０は、２つの直角プリズム６
１，６２の各斜面が接合されてなり、当該接合面がいわ
ゆるハーフミラー面６３としての機能を有するものであ
る。そして、下側直角プリズム６１の下面および上側直
角プリズム６２の上面が水平となる姿勢で配置され、上
側直角プリズム６２の他の一面には光反射膜６５が形成
されると共に、下側直角プリズム６１の他の一面が光出
射面６６とされ、この光出射面６６の前方には例えばミ
ラー６７を介して、例えば顕微鏡または撮像装置などよ
りなる重合像観察装置６８が設けられる。

【０００５】このような構成の装置によれば、重合像形
成用光学部材６０がプリント回路基板５１と電子部品５
６との間に進入した状態において、下側直角プリズム６
１に入射したプリント回路基板５１の表面５３の像がハ
ーフミラー面６３によって反射されて光出射面６６から
ミラー６７を介して重合像観察装置６８に入射する。こ
れと同時に、上側直角プリズム６２に入射した電子部品
５６の接続面５８の像がハーフミラー面６３によって反
射され、光反射膜６５によって反射されてハーフミラー
面６３を透過し、光出射面６６からミラー６７を介して
重合像観察装置６８に入射する。これらの結果、重合像
観察装置６８には、プリント回路基板５１の表面５３
と、電子部品５６の接続面５８の像との重合像が入射す
ることとなる。

【０００６】従って、プリント回路基板５１を水平面内
で微小位置調整することにより、重合像観察装置６８に
よって観察される重合像において接続端子５２の像およ
び端子電極５７の像が完全に重なり合う状態とすれば、
この状態は、接続端子５２および端子電極５７がＺ軸方
向に離間するが水平面内では位置ズレのない状態である
から、電子部品５６を保持装置によっで垂直軸Ｚ方向に
下降させることにより両者を確実に対接させることがで
きる。

【０００７】しかしながら、以上のような従来の位置合
わせ装置においては、保持されたプリント回路基板と電
子部品との間の領域に重合像形成用光学部材６０を進入
退出可能に設ける必要があるため、重合像形成用光学部
材６０の支持装置の構成が相当に複雑になると共に、位
置合わせ作業の度毎に当該重合像形成用光学部材６０の
進入退出操作が必要となり、結局、所期の位置合わせが
達成されるまでに長時間が必要であって、時間的効率が
低いという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に基いてなされたものであって、本発明の目的は、
簡単な構成により、プリント回路基板の表面と、電子部
品の接続面の像との重合像を重合像観察装置によって観
察することができ、高い時間的効率でプリント回路基板
と電子部品との位置合わせを達成することができる表面
実装電子部品の位置合わせ装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の表面実装電子部
品の位置合わせ装置は、表面に複数の接続端子が形成さ
れたプリント回路基板に対して、当該接続端子に接続さ
れるべき端子電極が形成された接続面を有する表面実装
電子部品を配置するための位置合わせ装置であって、プ
リント回路基板を、その表面が第１の平面に沿って位置
するよう保持するプリント回路基板保持装置と、表面実
装電子部品を、その接続面が前記第１の平面と平行な第
２の平面に沿って前記プリント回路基板の表面と対向し
て位置するよう保持する電子部品保持装置と、電子部品
保持装置を、前記第１の平面と直角な方向に伸びる直線
状の移動路に沿って、プリント回路基板保持装置に対し
て相対的に移動させるための移動装置と、前記プリント
回路基板の表面を前記第１の平面内において微小移動さ
せて位置調整するためのプリント回路基板位置微調整装
置および前記表面実装電子部品の接続面を前記第２の平
面内において微小移動させて位置調整するための電子部
品位置微調整装置の少なくとも一方と、前記移動装置に
よって移動される移動体の移動路となる空間の外部にお
いて、前記第１の平面と前記第２の平面との間の中央位
置に位置する中央平面に沿って配置された、プリント回
路基板の表面の像と表面実装電子部品の接続面の像の重
合像を形成する重合像形成用光学部材と、この重合像形
成用光学部材により形成された重合像を観察するための
重合像観察装置と、プリント回路基板の表面および表面
実装電子部品の接続面の少なくとも一方の観察面を照明
する照明装置とよりなることを特徴とする。

【００１０】以上において、照明装置は、当該照明装置
によって照明される観察面を、他の観察面から視的に識
別可能な状態に照明するものであることが好ましく、具
体的には、他の観察面と異なる色光によって照明するも
のであること、あるいは他の観察面と異なった、光強度
が時間的に変化する態様で照明するものであることが好
ましい。

【００１１】また、光学部材による屈折効果の影響を補
償する補償用光学部材が設けられていることが好まし
い。更に、移動装置による移動体の移動路の方向に伸び
るよう設定された基準軸と第１の平面との交点位置にス
ポット光を投射する第１のスポット光投射装置と、前記
基準軸と第２の平面との交点位置にスポット光を投射す
る第２のスポット光投射装置とが設けられていることが
好ましい。

【００１２】

【作用】保持装置に保持されたプリント回路基板と電子
部品との間の空間には、両者を近接させるための移動路
空間を確保することが必要であるが、プリント回路基板
の表面の像および表面実装電子部品の接続面の像の重合
像を形成するための重合像形成用光学部材の配置位置は
当該移動路空間の外部の領域とされるので、当該重合像
形成用光学部材を固定的に配置することができ、従って
当該重合像形成用光学部材の支持装置の構成が簡単なも
のとなり、しかも位置合わせ作業の度毎に重合像形成用
光学部材の進入退出操作も不要であるので、高い時間的
効率で所期の位置合わせが達成される。

【００１３】また、プリント回路基板の表面または電子
部品の接続面を照明観察面する照明装置が設けられる
が、当該照明装置によって照明される観察面を、他の観
察面から視的に識別可能な状態に照明することにより、
プリント回路基板の表面と電子部品の接続面との位置ズ
レの方向およびその程度を重合像観察装置において明確
に観察することができ、その結果、位置合わせ作業の時
間的効率が一層高いものとなる。

【００１４】また、重合像形成用光学部材による屈折効
果の影響を補償する補償用光学部材が設けられることに
より、観察面の像が二重となることが防止され、この点
から明確な観察を行うことができる。

【００１５】更に、第１のスポット光投射装置と第２の
スポット光投射装置を利用することにより、保持された
プリント回路基板および電子部品ついて、各々の離間方
向における基準保持レベルからの変位の状態を観察する
ことができるので、プリント回路基板および電子部品の
保持レベルを微調整することにより、両者を所期の基準
保持レベルに位置させることができ、その結果、上記の
位置合わせを実行するための条件を容易に実現すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の表面実装電子部
品の位置合わせ装置の一実施例における基本的な構成を
示す説明図である。この装置においては、上下方向に伸
びる垂直軸Ｚに沿って、下方にはプリント回路基板１１
が、概略的に示すプリント回路基板保持装置１０によっ
て保持されると共に、上方には電子部品１６がチャック
（真空ピンセット）２０により保持される。

【００１７】プリント回路基板保持装置１０は、プリン
ト回路基板１１を、その接続端子１２が形成された表面
１３が上向きとなる状態で第１の水平面Ｈ１に沿って位
置されるよう保持し、かつ、水平面内において横方向
（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）および回転方向（θ方
向）に当該プリント回路基板１１を微小移動させて位置
調整する機能を有する。

【００１８】また、電子部品保持装置を構成するチャッ
ク２０は、電子部品１６を、その端子電極１７が形成さ
れた接続面１８が下向きとなる状態すなわちプリント回
路基板１１の表面１３と対向する状態で、第１の水平面
Ｈ１より上方の第２の水平面Ｈ２に沿って位置されるよ
う保持する機能を有し、かつ、それ自体が適宜の移動装
置（図示せず）により、矢印Ｅで示すように垂直軸Ｚに
沿って直線的に下降および上昇可能に構成されている。

【００１９】図１の例において、電子部品１６の端子電
極１７はボールグリッドアレイにより構成され、プリン
ト回路基板１１の表面１３には、当該端子電極１７の配
置に対応して接続端子１２が配置されている。また、チ
ャック２０は上昇位置にある状態で示されている。な
お、プリント回路基板保持装置１０およびチャック２０
を含む電子部品保持装置の具体的構成は、従来公知のも
のを利用することができる。

【００２０】チャック２０に係る移動装置によって移動
される移動体の移動路となる空間、具体的には当該チャ
ック２０およびこれに保持された電子部品１６が移動す
る際に通過する最大空間（以下「移動路空間」とい
う。）Ｓの外部領域には、プリント回路基板１１の表面
１３の像と電子部品１６の接続面１８の像の重合像を形
成する、ハーフミラー２２よりなる重合像形成用光学部
材が固定して設けられている。

【００２１】詳細には、前記第１の水平面Ｈ１と第２の
水平面Ｈ２の中央レベル、すなわち第１の水平面Ｈ１お
よび第２の水平面Ｈ２から垂直軸Ｚに沿って等しい距離
離れた位置の第３の水平面（これを「中央水平面」とい
う。）ＨＣに沿って、上面から入射した光を反射するが
下面から入射した光を透過する機能を有するハーフミラ
ー２２が、その上面が中央水平面ＨＣ上に位置されるよ
う配置された状態で固定されて重合像形成用光学部材が
構成されている。

【００２２】そして、当該ハーフミラー２２を通してプ
リント回路基板１１の表面１３を見通す光軸ＬＡ上に、
例えばＣＣＤカメラなどの撮像装置から成る重合像観察
装置２５を配置されている。この光軸ＬＡのハーフミラ
ー２２とプリント回路基板１１との間の光軸部分Ｌａと
中央平面ＨＣに関して対称な光軸部分Ｌｂは、ハーフミ
ラー２２を介して電子部品１６の接続面１８を臨む光軸
となる。

【００２３】また、図１の装置においては、プリント回
路基板１１の表面１３を照明する第１の照明装置３１が
設けられると共に、電子部品１６の接続面１８を照明す
る第２の照明装置３２が設けられている。これらの第１
の照明装置３１と第２の照明装置３２とは、後述するよ
うに、重合像観察装置２５において、互いにいずれの照
明装置による照明であるかを視的に識別することができ
るような状態に観察面（被照明面）照明するものである
ことが好ましい。

【００２４】更に、ハーフミラー２２からプリント回路
基板１１に到る光軸部分Ｌａには、当該ハーフミラー２
２の有する屈折率の影響を除去するための補償用ガラス
３５が配置されている。

【００２５】また、垂直軸Ｚとこれに直角に交叉する第
１の水平面Ｈ１の交点位置にスポット光を投射する第１
のスポット光投射装置３６および垂直軸Ｚとこれに直角
に交叉する第２の水平面Ｈ２の交点位置にスポット光を
投射する第２のスポット光投射装置３７が設けられてい
る。

【００２６】以上において、具体的な寸法の一例は、第
１の水平面Ｈ１と第２の水平面Ｈ２との間の距離が１８
０ｍｍ、第１の水平面Ｈ１と中央平面ＨＣとの間の距離
および中央平面ＨＣと第２の水平面Ｈ２との間の距離が
各々９０ｍｍ、光軸ＬＡに沿ったプリント回路基板１１
と重合像観察装置２５との間の距離が１４０ｍｍ、光軸
ＬＡの垂直軸Ｚに対する角度αが３０度である。

【００２７】以上のような構成による位置合わせ装置に
おいては、プリント回路基板保持装置１０にプリント回
路基板１１を保持させると共にチャック２０に電子部品
１６を保持させ、それらの表面１３および接続面１８を
それぞれ第１の水平面Ｈ１および第２の水平面Ｈ２に一
致した状態に位置させる。

【００２８】この状態で第１の照明装置３１および第２
の照明装置３２を作動させてプリント回路基板１１の表
面１３および電子部品１６の接続面１８を照明すると、
重合像観察装置２５には、プリント回路基板１１の表面
１３の像がハーフミラー２２を通して入射し、同時に電
子部品１６の接続面１８の像がハーフミラー２２によっ
て反射されて入射する。これは、ハーフミラー２２の上
面が中央水平面ＬＣ上にあって、当該中央水平面ＬＣに
関してプリント回路基板１１の表面１３と電子部品１６
の接続面１８とが対称の位置となっているからである。
このように、重合像観察装置２５により、プリント回路
基板１１の表面１３の像と電子部品１６の接続面１８の
像とが重なり合った重合像が観察される。

【００２９】然るに、プリント回路基板１１における接
続端子１２の配列と、これに対応する電子部品１６にお
ける端子電極１７の配列とは対掌の関係にあるので、プ
リント回路基板１１と電子部品１６とが互いに上下方向
には離間しているが水平面内では位置ズレがない状態に
保持されている場合には、図２に示すように、重合像観
察装置２５において観察される重合像４０においては、
方形印で示す接続端子１２の像１２Ａと、白丸印で示す
端子電極１７の像１７Ａとは、その全部が互いに重なっ
た状態となる。この状態は、面方向位置合わせが達成さ
れた状態または面方向位置合わせが不要な状態である。

【００３０】重合像観察装置２５によってこのような状
態が確認された場合には、プリント回路基板１１と電子
部品１６とは、単に上下方向に離間するのみであるの
で、チャック２０を垂直軸Ｚに沿って真っ直ぐに降下さ
せて両者を近接させることにより、プリント回路基板１
１の接続端子１２に対応する電子部品１６の端子電極１
７が対接された状態、すなわち完全な位置合わせが達成
された状態となる。従って、この状態ではんだ付け処理
することによってそれらの電気的な接続が遂行される。

【００３１】このはんだ付け処理は、例えばプリント回
路基板１１の接続端子１２の表面にはんだメッキ層を形
成しておき、上記の完全な位置合わせが達成された状態
で所要の温度に加熱して当該はんだメッキ層を溶融させ
て接続端子１２と端子電極１７とを接合することによ
り、行われる。

【００３２】一方、プリント回路基板１１と電子部品１
６とが互いに水平方向に位置ズレが生じていてその程度
が許容度を超えている場合、例えばそのまま近接させた
だけでは互いに対接されない接続端子１２と端子電極１
７が存在する場合には、重合像観察装置２５によって観
察される重合像においては、当該接続端子１２の像１２
Ａと、対応する端子電極１７の像１７Ａとが重なり合わ
ずに離間した状態となる。

【００３３】この場合には、プリント回路基板保持装置
１０により、当該水平方向における位置ズレが十分に解
消されるまで、プリント回路基板１１を水平面内におい
て横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）または回転方向
（θ方向）に微小移動させて位置調整し、これにより、
すべての接続端子１２の像１２Ａと端子電極１７の像１
７Ａとが互いに重なり合った状態とすれば、プリント回
路基板１１と電子部品１６とは面方向位置合わせが達成
された状態となる。従って、その後、上記と同様にチャ
ック２０を降下させて電子部品１６をプリント回路基板
１１に近接させればよい。

【００３４】而して、上記の位置合わせ装置において
は、重合像を形成するための重合像形成用光学部材を構
成するハーフミラー２２を、チャック２０およびこれに
保持された電子部品１６に係る移動路空間Ｓの外部に設
ける構成であるから、当該ハーフミラー２２を、位置合
わせ作業のために動作位置に進入移動させたり、移動路
を確保するために退避移動させたりする必要はなく、従
って当該ハーフミラー２２を固定した状態に設置するこ
とができるので、その支持装置の構成がきわめて簡単な
ものとなると共に、位置合わせ作業の度毎に重合像形成
用光学部材を移動させることも不要であるから、高い時
間的効率で所期の位置合わせを容易に行うことができ
る。

【００３５】また、重合像形成用光学部材としては、平
板状のハーフミラーを用いることができるので、従来の
位置合わせ装置におけるプリズム複合体のような複雑な
構成の重合像形成用光学部材に比してきわめて小型であ
り、この点からも、支持装置の構成を簡単なものとする
ことができる。

【００３６】而して、ハーフミラー２２においては、当
該ハーフミラー２２を構成する材質の屈折率の影響によ
り、透過像の光軸が変位する現象が生ずる。例えば図３
において補償用ガラス３５が存在しない場合には、プリ
ント回路基板１１の表面１３よりの光Ｆ１は、破線で示
すようにハーフミラー２２を透過するときに、その厚み
に応じて、その進行方向の延長（Ｒ）から平行に変位し
て進む光ｒとなる。このため、当該ハーフミラー２２の
表面で反射される電子部品１６の接続面１８の像Ｆ２と
一致せず、その結果、観察される重合像は、プリント回
路基板１１の表面１３の像と電子部品１６の接続面１８
の像とが微小距離だけ変位した二重のものとなってしま
い、所期の位置合わせを確実に行うことができない。

【００３７】しかしながら、このような現象は、補償用
ガラス３５によって解消することができる。すなわち、
図３に示すように、例えばハーフミラー２２と同一の材
質で同一の厚みを有するガラス板よりなる補償用ガラス
３５を特定の角度をもってハーフミラー２２の下面側に
配置すると、プリント回路基板１１の表面１３よりの光
Ｆ１は、当該補償用ガラス３５を透過することにより、
ハーフミラー２２において生ずるべき変位に相当する距
離だけ補償方向に変位され、その結果、ハーフミラー２
２を出射する光Ｒは、元の光Ｆ１の延長方向と完全に一
致した光路上を進む状態とすることができる。従って、
この状態では、重合像は、プリント回路基板１１の表面
１３の像と電子部品１６の接続面１８の像とが完全に一
致したものとなり、所期の位置合わせを確実に達成する
ことができる。

【００３８】このハーフミラー２２は、電子部品１６の
接続面１８の像をその表面（上面）で反射するものであ
るが、一部の光が内部に進入して裏面で反射される現象
が生ずる。この場合には、当該電子部品１６の接続面１
８の像が二重となって重合像観察装置２５に入射するこ
ととなる。このような現象を防止するためには、当該ハ
ーフミラー２２の裏面（下面）に反射防止膜を設ければ
よく、これにより、裏面による反射が防止される結果、
当該像が二重となることが防止される。

【００３９】また、図２においては、接続端子１２の像
１２Ａおよび端子電極１７の像１７Ａを方形印と丸印で
示されているが、これは概念的なものであって、実際に
はこれらの像は光であるから、両者の像が重なり合った
状態ではそれらの最外輪郭を明瞭に視認することは可能
であっても、両者の像の重なり合いの程度あるいは位置
ズレの程度を明確に認識することは困難である。例えば
図２に示した例のように、一つの接続端子１２の像１２
Ａの領域内に、対応する端子電極１７の像１７Ａの全体
が位置される場合に、その輪郭（白丸印）は通常不明瞭
となって視認することが困難である。

【００４０】そこで、第１の照明装置３１によって照明
される観察面であるプリント回路基板１１の表面１３に
対する照明状態と、第２の照明装置３２によって照明さ
れる観察面である電子部品１６の接続面１８に対する照
明状態とを互いに異なったものとすることが好ましく、
これにより、重合像観察装置２５において、一方の観察
面を、他の観察面から視的に識別可能な状態とすること
ができる。

【００４１】２つの観察面における照明状態を異なった
ものとするためには、実際上、第１の照明装置３１によ
る照明および第２の照明装置３２による照明の光の色、
光強度あるいは光強度の時間的変化の状態を互いに異な
ったものとする手段が有効であり、これらの手段を組合
せることもできる。

【００４２】具体的に好ましい手段の一つは、第１の照
明装置３１を緑色の色光により照明する機能を有するも
のとし、かつ第２の照明装置３２を赤色の色光により照
明する機能を有するものとする手段である。

【００４３】この手段によれば、通常、プリント回路基
板１１の表面１３のいわゆる地の部分は通常フォトレジ
ストのために白色光の下で緑色を呈しており、接続端子
１２の表面は銀色のはんだメッキが施されているため、
緑色の色光が接続端子１２のみによって反射されると共
に、電子部品１６の接続面１８の端子電極１７によって
赤色の色光が反射されるために、重合像観察装置２５に
おいては、例えば図４に示すように、方形印で示す接続
端子１２の像１２Ａが緑色のスポット光として明瞭に観
察されると共に、黒丸印で示す端子電極１７の像１７Ａ
が赤色斑点として観察されるので、両者を明確に識別す
ることができる。

【００４４】他の具体的に好ましい手段の一つは、第１
の照明装置３１による光強度と、第２の照明装置３２に
よる光強度とを異なるものとする手段であり、特に一方
または両方の光強度が時間的に変化する態様とする手段
である。これには、例えば、第１の照明装置３１により
時間的に光強度が変化しない定常光による照明を行うと
共に第２の照明装置３２により所定の時間間隔で点滅す
る状態で照明を行う手段、または両方の照明装置によ
り、互いに異なる周期で点滅する状態で照明を行う手段
がある。このような手段によれば、観察される重合像に
おいては、光強度が異なることにより、あるいは像が明
滅することにより、両像の識別を一目瞭然に達成するこ
とができる。

【００４５】２つの観察面の照明状態を異なったものと
する手段は、種々変更することができる。例えば上記の
両方の手段を組み合わせて、両観察面の一方が定常的に
照明されると共に他方が点滅状態で照明される場合に、
それぞれの照明光を異なる色の色光のものとすることが
できる。

【００４６】以上の説明からも理解されるように、本発
明の目的とする位置合わせを行うためには、プリント回
路基板１１の表面１３が第１の水平面Ｈ１に一致し、か
つ電子部品１６の接続面１８が第２の水平面Ｈ２に一致
しており、更にハーフミラー２２の反射面が両水平面Ｈ
１，Ｈ２の中央の中央水平面ＬＣに位置されていること
が前提的な条件として必要である。しかしながら、実際
には、プリント回路基板１１の反り、電子部品１６の厚
みの差異あるいはプリント回路基板保持装置１０または
チャック２０による保持状態の変動などの原因により、
単に保持装置によって保持させただけの状態では、その
ような条件が実現されない場合が少なくない。

【００４７】然るに、上記の構成の位置合わせ装置にお
いては、プリント回路基板保持装置１０にプリント回路
基板１１を保持させると共にチャック２０に電子部品１
６を保持させた状態において、第１のスポット光投射装
置３６および第２のスポット光投射装置３７を作動させ
ると、プリント回路基板１１の表面１３および電子部品
１６の接続面１８にスポット光が形成され、それらの像
が重合像観察装置２５によって観察されることとなる。

【００４８】そして、もし表面１３および接続面１８が
第１の水平面Ｈ１および第２の水平面Ｈ２と厳密に一致
しているのであれば、観察される重合像において両スポ
ット光は完全に一致する。

【００４９】一方、両スポット光に寸法の相違または位
置ズレが観察される場合には、プリント回路基板１１お
よび電子部品１６の垂直軸Ｚ方向の保持位置が所期の基
準保持レベル（Ｈ１，Ｈ２）でないことを意味するの
で、プリント回路基板保持装置１０またはチャック２０
により変位が生じているものについて垂直軸Ｚ方向の位
置を微調整すればよい。そして、その微調整の作業は、
重合像観察装置２５において観察される両スポット光の
寸法または位置ズレの程度に応じて、それが解消される
ように行えばよいので、きわめて容易である。

【００５０】このように、上記の構成の位置合わせ装置
によれば、第１のスポット光投射装置３６および第２の
スポット光投射装置３７を設けることにより、保持され
たプリント回路基板１１および電子部品１６ついて、各
々の離間方向における基準保持レベルからの変位の状態
を観察することができるので、両者を所期の基準保持レ
ベルに位置させることが容易である。

【００５１】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、本発明は種々の変更を加えることが可能で
ある。例えば、本発明の位置合わせ装置に適用されるプ
リント回路基板および電子部品は特に限定されるもので
はなく、電子部品が表面実装電子部品として実装される
組合せであれば、適用することが可能である。

【００５２】本発明に用いられるプリント回路基板保持
装置および電子部品保持装置は、特に限定されるもので
はない。そして、位置合わせが達成された状態でプリン
ト回路基板と電子部品とを互いに近接させるための移動
装置は、両者を相対的に近接させ得るものであればよ
い。また、プリント回路基板および電子部品が水平方向
に沿って保持されることも必須のことではない。

【００５３】また、面方向位置合わせを達成するため
に、上記の例ではプリント回路基板を微小移動させる構
成が採用されているが、電子部品を微小移動させる構成
または両者を共に微小移動させる構成を採用することも
可能である。本発明において、重合像を形成するための
重合像形成用光学部材は、その具体的な構成が限定され
るものではなく、種々のハーフミラー作用を有するもの
を利用することができる。

【００５４】重合像観察装置としては、種々の撮像装置
から選ばれたものを用いることができ、あるいは顕微鏡
を利用することもできる。照明装置は、通常、観察面で
あるプリント回路基板の表面および表面実装電子部品の
接続面の両者を共に照明するために必要であるが、条件
によってはそれらの一方のみでよい場合がある。

【００５５】更に、２つのスポット光投射装置において
も、既述の２つの照明装置の場合と同様に、重合像にお
けるそれらの像が視的に識別できるように、その状態を
互いに異なったものとするための手段を設けることがで
きる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の表面実装電子部品の位置合わせ
装置によれば、プリント回路基板の表面と電子部品の接
続面との重合像を形成し観察するために必要なすべての
構成要素を移動可能に設けることが不要であって固定的
に設けることができるため、特に重合像形成用光学部材
の支持装置の構成が非常に簡単となり、また位置合わせ
作業の度毎に可動部分を操作することが不要となるた
め、プリント回路基板および電子部品がセットされたと
きには直ちに重合像の観察を開始することができ、所期
の位置合わせ作業をきわめて高い時間的効率で達成する
ことができる。

【００５７】請求項２〜４に係る発明によれば、プリン
ト回路基板の表面または電子部品の接続面を互いに他の
観察面から視的に識別可能な状態に照明することによ
り、プリント回路基板の表面と表面実装電子部品の接続
面との位置ズレの方向およびその程度を重合像観察装置
において明確に観察することができるので、位置合わせ
作業の時間的効率が一層高いものとなる。

【００５８】請求項５に係る発明によれば、重合像形成
用光学部材による屈折効果の影響を補償する補償用光学
部材が設けられていることにより、一観察面の像が二重
となることが防止されるので、この点から明確な観察を
行うことができる。

【００５９】請求項６に係る発明によれば、第１のスポ
ット光投射装置と第２のスポット光投射装置が設けられ
ることにより、保持されたプリント回路基板および電子
部品ついて、各々の離間方向における基準保持レベルか
らの変位の状態を観察することができるので、プリント
回路基板および電子部品の保持レベルを微調整すること
により、両者を所期の基準保持レベルに位置させること
ができ、その結果、上記の位置合わせを実行するための
条件を容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装電子部品の位置合わせ装置の
一実施例における基本的な構成を示す説明図である。

【図２】本発明の位置合わせ装置の重合像観察装置にお
ける、水平方向における位置合わせが達成された状態の
接続端子の像と端子電極の像の説明図である。

【図３】補償用ガラスの配置および作用についての説明
図である。

【図４】プリント回路基板の表面と表面実装電子部品の
接続面とが異なる色の色光で照明された場合における、
水平方向における位置合わせが達成された状態の接続端
子の像と端子電極の像の説明図である。

【図５】従来の表面実装電子部品の位置合わせ装置の構
成示す説明図である。

【符号の説明】 １０ プリント回路基板保持装置 １１ プリント
回路基板 １２ 接続端子 １３ 表面 １２Ａ 接続端子の像 １６ 電子部品 １７ 端子電極 １７Ａ 端子電
極の像 １８ 接続面 ２０ チャック ２２ ハーフミラー ２５ 重合像観
察装置 ３１ 第１の照明装置 ３２ 第２の照
明装置 ３５ 補償用ガラス ３６ 第１のス
ポット光投射装置 ３７ 第２のスポット光投射装置 ４０ 重合像 Ｚ 垂直軸 Ｈ１ 第１の水
平面 Ｈ２ 第２の水平面 Ｓ 移動路空間 ＨＣ 中央水平面 ＬＡ 光軸 Ｌａ，Ｌｂ 光軸部分 Ｆ１，Ｆ２，
Ｒ，ｒ 光 ５１ プリント回路基板 ５２ 接続端子 ５３ 表面 ５６ 電子部品 ５７ 端子電極 ５８ 接続面 ６０ 重合像形成用光学部材 ６１ 下側直角
プリズム ６２ 上側直角プリズム ６３ ハーフミ
ラー面 ６５ 光反射膜 ６６ 光出射面 ６７ ミラー ６８ 重合像観
察装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に複数の接続端子が形成されたプリ
   ント回路基板に対して、当該接続端子に接続されるべき
   端子電極が形成された接続面を有する表面実装電子部品
   を配置するための位置合わせ装置であって、 プリント回路基板を、その表面が第１の平面に沿って位
   置するよう保持するプリント回路基板保持装置と、 表面実装電子部品を、その接続面が前記第１の平面と平
   行な第２の平面に沿って前記プリント回路基板の表面と
   対向して位置するよう保持する電子部品保持装置と、 電子部品保持装置を、前記第１の平面と直角な方向に伸
   びる直線状の移動路に沿って、プリント回路基板保持装
   置に対して相対的に移動させるための移動装置と、 前記プリント回路基板の表面を前記第１の平面内におい
   て微小移動させて位置調整するためのプリント回路基板
   位置微調整装置および前記表面実装電子部品の接続面を
   前記第２の平面内において微小移動させて位置調整する
   ための電子部品位置微調整装置の少なくとも一方と、 前記移動装置によって移動される移動体の移動路となる
   空間の外部において、前記第１の平面と前記第２の平面
   との間の中央位置に位置する中央平面に沿って配置され
   た、プリント回路基板の表面の像と表面実装電子部品の
   接続面の像の重合像を形成する重合像形成用光学部材
   と、 この重合像形成用光学部材により形成された重合像を観
   察するための重合像観察装置と、 プリント回路基板の表面および表面実装電子部品の接続
   面の少なくとも一方の観察面を照明する照明装置とより
   なることを特徴とする表面実装電子部品の位置合わせ装
   置。
2. 【請求項２】 照明装置は、当該照明装置によって照明
   される観察面を、他の観察面から視的に識別可能な状態
   に照明するものであることを特徴とする請求項１記載の
   表面実装電子部品の位置合わせ装置。
3. 【請求項３】 照明装置は、当該照明装置によって照明
   される観察面を、他の観察面と異なる色光によって照明
   するものであることを特徴とする請求項２に記載の表面
   実装電子部品の位置合わせ装置。
4. 【請求項４】 照明装置は、当該照明装置によって照明
   される観察面を、他の観察面と異なった、光強度が時間
   的に変化する態様で照明するものであることを特徴とす
   る請求項２または請求項３に記載の表面実装電子部品の
   位置合わせ装置。
5. 【請求項５】 光学部材による屈折効果の影響を補償す
   る補償用光学部材が設けられていることを特徴とする請
   求項１乃至請求項４の一に記載の表面実装電子部品の位
   置合わせ装置。
6. 【請求項６】 移動装置による移動体の移動路の方向に
   伸びるよう設定された基準軸と第１の平面との交点位置
   にスポット光を投射する第１のスポット光投射装置と、 前記基準軸と第２の平面との交点位置にスポット光を投
   射する第２のスポット光投射装置とが設けられているこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項５の一に記載の表面
   実装電子部品の位置合わせ装置。