CN103732049A - 电子零件安装装置及转印膜厚检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量的电子零件安装装置及转印膜厚检测方法。具备与搭载头（10）一体移动并对位于下方的测量对象点（26a）的高度位置进行测量的高度测量传感器（14）和基于高度测量传感器（14）的测量结果计算出转印面（24a）的涂膜的膜厚的膜厚计算部（15），使高度测量传感器（14）接近膏转印单元（7），对在转印面（24a）上为了进行膏的转印而使搭载头（10）可接近的可接近区域所设定的测量对象点（26a）的高度进行测量，从而计算出涂膜的膜厚。由此，能够高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量。

Description

电子零件安装装置及转印膜厚检测方法

技术领域

本发明涉及在电子零件上转印膏并安装到基板上的电子零件安装装置及转印膜厚检测方法。

背景技术

作为将半导体元件等电子零件安装在电路基板上的方式，使用如下方法，即，将树脂基板上安装有半导体元件的半导体封装经由焊接凸起并通过焊接安装在电路基板上。在经由焊接凸起将电子零件与基板接合的焊接中，进行如下动作，在将助焊剂及焊膏等焊接辅助剂供给到焊接凸起的状态下，使焊接凸起着陆于基板的电极。

因此，在以这种半导体封装为对象的电子零件安装装置中配置有用于转印助焊剂及焊膏的膏转印装置。作为这种膏转印装置，已知有与安装于零件供给部的零件馈送器具有安装兼容性的形式的膏转印装置（例如参照专利文献1、2）。在这些专利文献所示的例子中，通过使具有涂膜形成面的矩形形状的涂膜形成载物台往复运动，利用与涂膜形成面隔开规定的膜形成间隙配设的成膜涂刷器形成膏的涂膜。而且，在专利文献2所示的例子中，为了适当地管理涂膜的膜厚，通过使膜厚测量用的专用测量工具相对于涂膜形成面下降并使膏附着于测量工具，对涂膜的膜厚进行测量。

专利文献1：日本特开2008－108884号公报

专利文献2：日本特开2011－60807号公报

近年来，伴随电子零件的小型化的发展，形成于半导体封装等的焊接凸起的尺寸也变得微小，对于转印到这些焊接凸起的膏的涂膜也要求精细的膜厚管理。但是，在上述的专利文献中，在适当进行膏转印装置的膜厚管理方面存在如下的难点。

即，在专利文献1所示的构成中，若想要测量涂膜的膜厚，则要考虑组装入膜厚测量用的传感器，但保持于搭载头的电子零件下降进行膏向焊接凸起的转印的转印区域的上方为了确保搭载头接近的余量，不能固定配置传感器，而必须要将以除转印区域之外的其它区域作为对象进行测量的值作为代用测量值。进而，在固定配置传感器的方式中，只能取得涂膜形成载物台内的1点的测量值，当涂膜形成载物台在高度方向产生倾斜或变形，在涂膜形成面存在翘曲或弯曲等异常的情况下，不能进行所需要的适当精度的膜厚测量。

另外，如专利文献2所示，在使用专用测量用工具的方式中，在每次执行膜厚测量时，都需要将测量用工具在搭载头上进行拆装的工序和时间，同时，在使测量用工具下降至转印区域的期间，原本的膏转印动作被中断。因此，会导致如下的结果，搭载头实际上执行零件搭载动作的有效工作时间减少，生产性下降。这样，在现有技术中，存在如下课题，高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量变得困难。

发明内容

因此，本发明目的在于提供能够高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量的电子零件安装装置及转印膜厚检测方法。

本发明的电子零件安装装置通过搭载头从零件供给部取出电子零件并移送搭载至基板，其中，具备：膏转印装置，其将通过转印涂布在保持于所述搭载头的电子零件的膏以涂膜的状态供给到转印面；头移动装置，其使所述搭载头移动并接近所述基板及所述膏转印装置；高度测量传感器，其与所述搭载头一体移动，对位于下方的测量对象点的高度位置进行测量；膜厚计算部，其基于所述高度测量传感器的测量结果计算出所述转印面的涂膜的膜厚，使所述高度测量传感器接近所述膏转印装置，对在所述转印面上为了进行膏的转印而使所述搭载头可接近的可接近区域所设定的测量对象点的高度进行测量，由此，计算出所述涂膜的膜厚。

本发明的转印膜厚检测方法，在膏转印装置中，检测所述涂膜的膜厚，该膏转印装置配置在通过搭载头从零件供给部取出电子零件并移送搭载至基板的电子零件安装装置，并将通过转印涂布在保持于所述搭载头的电子零件的膏以涂膜的状态供给到转印面，其中，所述电子零件安装装置具备：头移动装置，其使所述搭载头移动并接近所述基板及所述膏转印装置；高度测量传感器，其与所述搭载头一体移动，对位于下方的测量对象点的高度位置进行测量；膜厚计算部，其基于所述高度测量传感器的测量结果计算出所述转印面的涂膜的膜厚，使所述高度测量传感器接近所述膏转印装置，对在所述转印面上为了进行膏的转印而使所述搭载头可接近的可接近区域所设定的测量对象点的高度进行测量，由此，计算出所述涂膜的膜厚。

根据本发明，具备与搭载头一体移动并对位于下方的测量对象点的高度位置进行测量的高度测量传感器和基于高度测量传感器的测量结果计算出所述转印面的涂膜的膜厚的膜厚计算部，使高度测量传感器接近膏转印装置，对在转印面上为了进行膏的转印而使搭载头可接近的可接近区域所设定的测量对象点的高度进行测量，由此计算出所述涂膜的膜厚，由此，能够高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量。

附图说明

图1是本发明一实施方式的电子零件安装装置的平面图；

图2是本发明一实施方式的电子零件安装装置中使用的膏转印单元的立体图；

图3（a）、（b）是本发明一实施方式的电子零件安装装置中使用的膏转印单元的构造说明图；

图4（a）～（d）是本发明一实施方式的膏转印装置的动作说明图；

图5（a）～（c）是本发明一实施方式的膏转印装置中的转印膜厚测量方法的说明图。

符号说明

1        电子零件安装装置

3        基板

4A、4B   零件供给部

6        带式馈送器

7        膏转印单元

10       搭载头

14       高度测量传感器

24       涂膜形成载物台

24a      转印面

25       助焊剂（膏）

26       转印区域

26a      测量对象点

P        电子零件

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1、图2对电子零件安装装置的构造进行说明。图1中，在电子零件安装装置1的基台1a上，沿X方向（基板搬运方向）配设有基板搬运机构2。基板搬运机构2搬运作为零件安装作业的对象的基板3。在基板搬运机构2的两侧配设有供给电子零件的零件供给部，在一侧的零件供给部4A拆装自如地安装有供给保持于带上的电子零件的多个带式馈送器6及与带式馈送器6并列的与带式馈送器6等其它零件馈送器具有安装兼容性的膏转印单元7（膏转印装置）。膏转印单元7具有将下面说明的通过转印而涂布在保持于搭载头10上的电子零件上的助焊剂（膏）在涂膜的状态下供给到转印面的功能。在另一侧的零件供给部4B安置供给收纳有电子零件的盘5a的盘馈送器5。

在基台1a的X方向的一端部，沿与基板搬运机构2正交的Y方向配设有Y轴工作台8。两台X轴工作台9A、9B沿Y方向移动自如地与Y轴工作台8结合，在X轴工作台9A、9B上安装有搭载头10。通过驱动X轴工作台9B、Y轴工作台8，搭载头10从保持于零件供给部4B的盘馈送器5的盘5a拾取电子零件P，并将其移送搭载至定位保持在基板搬运机构2的基板3上。

另外，通过驱动X轴工作台9A、Y轴工作台8，搭载头10通过安装于下部的吸嘴10a（参照图2）从零件供给部4A的带式馈送器6拾取电子零件P，并为了进行膏转印而接近膏转印单元7，而且，将膏转印后的电子零件P移送搭载至定位保持于基板搬运机构2的基板3上。因此，X轴工作台9A、Y轴工作台8构成使搭载头10移动并接近基板3及膏转印装置7的头移动装置。

在X轴工作台9A、9B上装备有与搭载头10一体移动的基板识别摄像机11，通过搭载头10在基板3的上方移动，基板识别摄像机11也同时移动，对基板3进行摄像。在基台1a上，在各个零件供给部4和基板搬运机构2之间配设有零件识别摄像机12及吸嘴储备器13。另外，在安装于X轴工作台9A的搭载头10上，可与搭载头10一体移动地设有使用激光位移计等的高度测量传感器14。通过将高度测量传感器14接近膏转印单元7并进行规定的测量动作，能够测量形成于膏转印单元7的膏的涂膜的膜厚。

吸嘴储备器13针对多个零件种类收纳有安装于搭载头10的吸嘴10a，通过使搭载头10接近吸嘴储备器13并执行规定的吸嘴更换动作，能够根据零件种类更换搭载头10的吸嘴10a。通过使保持有电子零件P的搭载头10在零件识别摄像机12的上方沿X方向相对移动，零件识别摄像机12从下方读取电子零件P的图像，由此，对保持于搭载头10的状态下的电子零件P的种类及形状进行识别。在搭载头10进行的电子零件P的搭载动作中，同时考虑基板识别摄像机11的基板识别结果和零件识别摄像机12的零件识别结果进行基板3的搭载位置的修正。

接着，参照图2、图3对膏转印单元7的构造进行说明。如图2所示，膏转印单元7形成为在长条形状的基座部20上设置下面说明的各部分的结构，基座部20使长度方向与Y方向一致地从搭载头10的接近方向（箭头a）的相反侧拆装自如地安装在设于零件供给部4A的馈送器基座16上（参照图3（a））。另外，在本说明书中，将搭载头10的接近侧定义为前侧，将其相反方向定义为后侧。

膏转印单元7与其它的带式馈送器6相同，设有用于与馈送器基座16卡合而固定基座部20的卡合部20a，而且，从卡合部20a向后方突出设有手柄21。在将膏转印单元7安装于馈送器基座16时，通过使基座部20的下面侧沿着馈送器基座16的上面且把持手柄21向前方压入，卡合部20a与馈送器基座16的后端部卡合，由此，基座部20被安装在规定位置。

在基座部20的上面沿长度方向配设有导轨22，滑动自如地嵌装在导轨22上的滑块23被固装在涂膜形成载物台24的下面。如图3所示，与涂膜形成载物台24的下面结合的螺母34螺纹连接有进给丝杠32，进给丝杠32通过配置于基座部20的后端部侧的电动机31旋转驱动。因此，通过驱动电动机31，涂膜形成载物台24在基座部20的上面沿长度方向往复运动。

即，导轨22、滑块23、螺母34、进给丝杠32、电动机31成为使涂膜形成载物台24相对于基座部20沿长度方向往复运动的载物台驱动装置。该载物台驱动装置由用于确保作业人员安全的安全盖33覆盖。在此，形成将作为载物台驱动装置的驱动源的电动机31配置于搭载头10的接近方向的相反侧的结构，由此，不会妨碍搭载头10的零件搭载动作中的搭载头10向膏转印单元7的接近。

涂膜形成载物台24为在矩形状部件的上面侧形成底面平滑的凹部的构造，该凹部的底面成为用于形成助焊剂25的涂膜并将该涂膜转印到电子零件上的转印面24a。而且，在转印面24a的前侧的端部设定有对保持于搭载头10上的电子零件P转印助焊剂25的涂膜的转印区域26。在此，转印区域26的尺寸设定为相对于保持在搭载头10的多个（在此为8个）吸嘴10a上的多个电子零件P能够一并转印助焊剂25。此时，由于涂膜形成载物台24为矩形形状，因此，可相对于涂膜形成载物台24的宽度尺寸设定极大的转印区域26，能够极力减小膏转印单元7的整体宽度。

在涂膜形成载物台24的上方，在转印区域26的后方即不与搭载头10产生干涉的位置配置有成膜涂刷器单元28及刮拢单元29，进而，在成膜涂刷器单元28及刮拢单元29之间插入配置有膏供给注射器30的针30a。成膜涂刷器单元28通过立设于基座部20的托架27保持，由此，形成相对于基座部20水平方向的位置被固定的形态。

参照图3（a）、（b）对成膜涂刷器单元28的详细构造进行说明。另外，图3（b）表示图3（a）的A截面。在图3（a）中，成膜涂刷器单元28具备向下方延伸并在下端部与转印面24a之间保持配设有膜形成间隙g（参照图4（a））的涂刷器28a，涂刷器28a与连结部件35结合。连结部件35经由滑动单元37安装在托架27上，因此，涂刷器28a相对于托架27上下自如地动作。

通过上述的载物台驱动装置使向转印面24a供给助焊剂25的状态的涂膜形成载物台24沿Y方向水平移动，由此，涂刷器28a在转印面24a上使助焊剂25延展，形成与膜形成间隙g相对应的厚度的涂膜。而且，通过使涂膜形成后的涂膜形成载物台24向搭载头10的接近方向侧移动，由此，如图3所示，能够使形成有助焊剂25的涂膜的转印区域26位于搭载头10的膏的转印动作位置。

刮拢单元29具备向下方延伸的刮板29a。刮板29a向下方施力，与涂膜形成载物台24的高度位置无关地总是处于与转印面24a抵接的状态。通过利用载物台驱动装置使涂膜形成载物台24沿Y方向往复运动，由此，刮板29a将涂膜形成载物台24上的助焊剂25刮拢在一起。

在搭载头10的侧面，将测量面朝向下方配设有高度测量传感器14。高度测量传感器14具有与搭载头10一体地向涂膜形成载物台24的上方移动，对位于下方的测量对象点的高度位置进行测量的功能。测量结果被送入膜厚计算部15，膜厚计算部15基于该测量结果，计算出转印面24a的涂膜的膜厚。在反复执行转印动作的过程中，利用预设的规定的时间间隔使搭载头10移动，使高度测量传感器14接近涂膜形成载物台24，对转印面24a上为了进行助焊剂25的转印而搭载头10可接近的可接近区域即转印区域26的周缘部及内部所设定的测量对象点26a（参照图5）的高度进行测量，由此，计算出形成于转印面24a的涂膜25a的膜厚。

因此，高度测量传感器14、膜厚计算部15及控制/驱动单元45构成计算出形成于转印面24a的涂膜25a的膜厚的转印膜厚检测装置。该转印膜厚检测装置监控转印面24a的涂膜25a是否保持在适当的膜厚，并且，也作为确认转印面24a的助焊剂25的残留量的膏残留量检测装置而发挥功能。而且，通过该功能，在判断出需要助焊剂25的补给的情况下，利用由膏供给注射器30及针30a构成的膏供给装置向涂膜形成载物台24供给助焊剂25。

在连结部件35上结合有沿上下方向配设的升降部件36，在贯入基座部20的内部的升降部件36的下端部结合有凸轮随动件38。在基座部20的内部以水平姿势配设有电动机40，与电动机40的旋转轴结合的圆板凸轮39与凸轮随动件38抵接。通过在该状态下旋转驱动电动机40，升降部件36伴随圆板凸轮39的凸轮特性进行升降，由此，涂刷器28a相对于转印面24a进行升降。

即，升降部件36、凸轮随动件38、圆板凸轮39、电动机40形成调整涂刷器28a的上下方向的位置的涂刷器位置调整装置，在后述的成膜动作中，能够调整涂刷器28a的上下方向的位置，改变涂刷器28a的下端部和转印面24a之间的膜形成间隙，由此，转印面24a的助焊剂25的涂膜的厚度可变。另外，作为涂刷器位置调整装置，在此，采用将凸轮随动件38和圆板凸轮39组合的凸轮机构，但若为可使升降部件36任意升降的直动机构，则可以使用除凸轮机构之外的驱动方式。

如图3（a）所示，在设于基座部20的下面侧的卡合部20a设有构成单元侧连接部41的空气耦合器41a、电连接器41b，空气耦合器41a、电连接器41b分别通过空气配管、电配线与内置于膏转印单元7的控制/驱动单元45连接。控制/驱动单元45具有载物台驱动装置的驱动源即电动机31及成膜涂刷器单元28的驱动源即电动机40的控制、驱动、用于从膏供给注射器30排出助焊剂25的压缩空气的供给及控制、还有控制高度测量传感器14、膜厚计算部15实现的转印面24a的助焊剂25的转印膜厚检测的功能。

在馈送器基座16的后端部具备由空气耦合器42a、电连接器42b构成的基座侧连接部42，空气耦合器42a、电连接器42b分别通过空气配管、电配线与控制/电源部43、压缩空气供给源44连接。在使膏转印单元7沿馈送器基座16向前方滑动而安装的状态下，单元侧连接部41与基座侧连接部42嵌合。由此，控制/电源部43与控制/驱动单元45电连接，进而能够从压缩空气供给源44向控制/驱动单元45供给压缩空气。而且，通过使膏转印单元7向后方滑动而切断它们的连接。

即，膏转印单元7与设于馈送器基座16的基座侧连接部42连接，形成具备进行控制信号的传递及动力的供给的单元侧连接部41的结构。由此，仅通过膏转印单元7向馈送器基座16的安装动作，无需另外进行连接作业，即可对控制/驱动单元45传递来自控制/电源部43的控制信号及供给驱动电力，另外，从压缩空气供给源44对控制/驱动单元45供给驱动用压缩空气。

接着，参照图4，对通过膏转印单元7进行的成膜动作及刮拢动作进行说明。首先，图4（a）表示如下状态，即，涂膜形成载物台24处于后退位置，在成膜动作开始前，涂刷器28a、刮板29a在转印面24a位于成膜开始侧的端部（在该例子中为右端部），经由针30a向涂刷器28a、刮板29a之间供给助焊剂25。在成膜动作开始时，将涂刷器28a的下端部和转印面24a之间的膜形成间隙g设定为适合将助焊剂25转印到电子零件P的凸起的膜厚t。

接着，如图4（b）所示，驱动载物台移动装置，使涂膜形成载物台24前进（箭头b）。由此，在转印面24a上，助焊剂25通过涂刷器28a被延展，在转印面24a形成膜厚t的涂膜。而且，如图4（c）所示，多个吸嘴10a上保持有电子零件P的搭载头10在涂膜形成载物台24上移动，在此，使吸嘴10a升降（箭头c）并进行转印动作，由此，通过转印而对电子零件P的凸起涂布助焊剂25。

之后，进行助焊剂25的刮拢动作。即，如图4（d）所示，在使涂刷器28a上升（箭头d）的状态下，使涂膜形成载物台24后退（箭头e）。由此，转印面24a上存在的助焊剂25通过刮板29a被刮拢到一侧，并滞留在涂刷器28a和刮板29a之间，由此，返回到图4（a）所示的状态。而且，之后，同样反复执行成膜动作和刮拢动作。

图5是表示反复图4所示的成膜动作及刮拢动作的过程中执行的高度测量传感器14进行助焊剂25的转印膜厚的检测方法的图。图5（a）是表示图4（c）所示的状态即将转印面24a的助焊剂25转印到电子零件P后开始刮板29a进行助焊剂25的刮拢动作前的状态。首先，作为测量前的准备，预先测量不存在涂膜25a的空的状态下的转印面24a的测量对象点的高度位置h0。

而且，在该状态下进行转印膜厚检测，使高度测量传感器14位于测量对象点的上方，对测量对象点的涂膜25a的上面的高度位置h进行测量。而且，将这些测量结果送到膜厚计算部15，膜厚计算部15求取这些高度位置的差（h0－h）并计算出涂膜25a的膜厚t。另外，作为测量对象点的位置，可以先固定设定测量对象点，也可以每次进行转印膜厚检测以不同的位置为测量对象点。

图5（b）、（c）表示在搭载头10的可接近区域即转印区域26的周缘部及内部设定了多个测量对象点26a的情况下的转印膜厚检测例。在此所示的例子中，在转印区域26内格子状地设定有多个测量对象点26a，对这些各测量对象点26a依次执行图5（a）所示的转印膜厚检测。而且，如图5（c）所示，通过该转印膜厚检测，检测出各测量对象点26a的膜厚t1、t2、t3……。

在此所示的例子中，涂膜形成载物台24凹状地产生翘曲变形，转印面24a不会成为完全的平面状态，各测量对象点26a的膜厚根据转印面24a的变形的状态而不同。这样，通过在转印面24a上设定多个测量对象点26a，由此，即使在涂膜形成载物台24产生变形的情况下，或如由于组装误差等而转印面24a相对于水平面倾斜的情况下，也能够进行与涂膜形成载物台24的变形及倾斜状态相对应的精确的转印膜厚检测。

如上述说明，本实施方式所示的电子零件安装装置及电子零件安装装置的转印膜厚检测方法形成为如下构成，具备与搭载头10一体移动且对位于下方的测量对象点26a的高度位置进行测量的高度测量传感器14和基于高度测量传感器14的测量结果计算出转印面24a的涂膜的膜厚的膜厚计算部15，使高度测量传感器14接近膏转印单元7，对在转印面24a上为了进行膏的转印而搭载头10可接近的可接近区域所设定的测量对象点26a的高度进行测量，从而计算出涂膜的膜厚。

由此，能够排除将传感器固定配置的现有技术的难点，即在仅能取得涂膜形成载物台内的1点的测量值，且在涂膜形成载物台的高度方向存在倾斜或变形等异常的情况下，不能进行合适精度的膜厚测量的不良情况。进而，不会产生每次执行膜厚测量时，将专用测量用工具在搭载头上拆装的现有技术中的难点即、在执行膜厚测量时中断原来的膏转印动作，减少搭载头的有效工作时间。因此，能够高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量。

产业上的可利用性

本发明的电子零件安装装置及转印膜厚检测方法具有能够高精度且不会导致生产性降低地执行被转印的膏的涂膜的膜厚测量的效果，并利用于在搭载前将需要供给膏的电子零件安装于基板的领域中。

Claims (4)

1.一种电子零件安装装置，通过搭载头从零件供给部取出电子零件并移送搭载至基板，其特征在于，具备：

膏转印装置，其将通过转印涂布在保持于所述搭载头的电子零件的膏以涂膜的状态供给到转印面；

头移动装置，其使所述搭载头移动并接近所述基板及所述膏转印装置；

高度测量传感器，其与所述搭载头一体移动，对位于下方的测量对象点的高度位置进行测量；

膜厚计算部，其基于所述高度测量传感器的测量结果计算出所述转印面的涂膜的膜厚，

使所述高度测量传感器接近所述膏转印装置，对在所述转印面上为了进行膏的转印而使所述搭载头可接近的可接近区域所设定的测量对象点的高度进行测量，由此，计算出所述涂膜的膜厚。

2.如权利要求1所述的电子零件安装装置，其特征在于，在所述可接近区域设定有多个所述测量对象点，基于这些多个测量对象点的高度测量结果计算出所述涂膜的膜厚。

3.一种转印膜厚检测方法，在膏转印装置中，检测所述涂膜的膜厚，该膏转印装置配置在通过搭载头从零件供给部取出电子零件并移送搭载至基板的电子零件安装装置，并将通过转印涂布在保持于所述搭载头的电子零件的膏以涂膜的状态供给到转印面，其特征在于，

所述电子零件安装装置具备：头移动装置，其使所述搭载头移动并接近所述基板及所述膏转印装置；高度测量传感器，其与所述搭载头一体移动，对位于下方的测量对象点的高度位置进行测量；膜厚计算部，其基于所述高度测量传感器的测量结果计算出所述转印面的涂膜的膜厚，

使所述高度测量传感器接近所述膏转印装置，对在所述转印面上为了进行膏的转印而使所述搭载头可接近的可接近区域所设定的测量对象点的高度进行测量，由此，计算出所述涂膜的膜厚。

4.如权利要求3所述的转印膜厚检测方法，其特征在于，在所述可接近区域设定有多个所述测量对象点，基于这些多个测量对象点的高度测量结果计算出所述涂膜的膜厚。

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