JP2003142814A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法ならびにペースト供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 品種切り替え性を向上させることができる電
子部品実装装置および電子部品実装方法ならびにペース
ト供給装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 移載ヘッドによって基板に電子部品を実
装する電子部品実装装置において、電子部品に転写され
るフラックス膜を供給するフラックス供給装置の塗膜部
材１３に、水平な膜厚基準面１３ａに対してそれぞれ異
なる高さで設けられた複数の平坦な塗膜面１３ｂ〜１３
ｅを形成し、スキージ１４の摺接部１４ｃを膜厚基準面
１３ａに接触させた状態で移動させることにより、塗膜
面１３ｂ〜１３ｅ上に複数の膜厚が異なるフラックス膜
を形成する。これにより、必要膜厚が異なる電子部品を
対象とする場合にあっても、品種切り替えの都度スキー
ジ交換を行う必要がなく、品種切り替え性を向上させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品にペース
トを転写して基板に実装する電子部品実装装置および電
子部品実装方法ならびにペーストを延展して所定膜厚の
ペースト膜の形態で供給するペースト供給装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の実装方法として半田接合を用
いる方法が広く用いられている。半田接合に際しては半
田接合性を向上させる目的でペースト状のフラックスを
半田接合部に供給することが行われる。このフラックス
供給の方法として、転写による方法が知られている。こ
の方法は、塗膜ステージ上にフラックス膜を形成し、こ
のフラックス膜に電子部品に形成された半田バンプなど
の転写対象物を接触させることにより、転写対象物にフ
ラックスを転写するものである。転写対象物によって必
要な転写量が異なる場合には、従来より塗膜ステージ上
に形成されるフラックス膜の膜厚を変えることにより、
転写量を調整するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フラックス膜厚はスキージの下端部に形成された塗膜形
成用のギャップ寸法によって設定されるようになってい
た。このため、実装される電子部品の品種が切り替えら
れ半田バンプのサイズが変更になる度に、スキージを交
換する必要があり、品種切り替え時の段取り替え作業に
手間と時間を要していた。

【０００４】そこで本発明は、品種切り替え性を向上さ
せることができる電子部品実装装置および電子部品実装
方法ならびにペースト供給装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
実装装置は、移載ヘッドによって基板に電子部品を実装
する電子部品実装装置であって、前記移載ヘッドを移動
させる移動手段と、この移動手段による移載ヘッドの移
動経路に配設され複数の膜厚が異なるペースト膜を供給
するペースト供給部と、前記移動手段を制御することに
より移載ヘッドに保持された電子部品を前記ペースト膜
のいずれかに対して選択的に昇降させて電子部品にペー
ストを転写する転写制御部とを備えた。

【０００６】請求項２記載の電子部品実装方法は、移載
ヘッドによって基板に電子部品を実装する電子部品実装
方法であって、ペースト供給部によって複数の膜厚が異
なるペースト膜を供給する工程と、電子部品を保持した
前記移載ヘッドを前記ペースト供給部に移動させて移載
ヘッドに保持された電子部品を前記ペースト膜のいずれ
かに対して選択的に昇降させて電子部品にペーストを転
写する工程と、ペーストが転写された電子部品を移載ヘ
ッドによって基板に移送搭載する工程とを含む。

【０００７】請求項３記載のペースト供給装置は、スキ
ージによってペーストを延展することによりペーストを
所定膜厚のペースト膜の形態で供給するペースト供給装
置であって、水平面に平行で且つそれぞれ異なる高さで
設けられた複数の平坦なペースト膜形成面が形成された
塗膜ステージと、前記複数のペースト膜形成面の上方で
前記水平面に対して平行に相対移動することにより前記
複数のペースト膜形成面上にそれぞれ異なる所定膜厚の
ペースト膜を形成するスキージとを備えた。

【０００８】請求項４記載のペースト供給装置は、請求
項３記載のペースト供給装置であって、前記塗膜ステー
ジに前記水平面に平行な膜厚基準面を設け、前記スキー
ジの一部を前記膜厚基準面に接触させながら相対移動さ
せるようにした。

【０００９】請求項５記載のペースト供給装置は、請求
項４記載のペースト供給装置であって、前記塗膜ステー
ジが前記複数のペースト膜形成面と前記膜厚基準面が一
体形成された部材を備えた。

【００１０】本発明によれば、水平面に平行で且つそれ
ぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜形
成面が形成された塗膜ステージを備え、複数のペースト
膜形成面の上方で水平面に対して平行にスキージを相対
移動することにより複数のペースト膜形成面上にそれぞ
れ異なる所定膜厚のペースト膜を形成することができ、
品種切り替え時のスキージ交換作業を排して、品種切り
替え性を向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の
ペースト供給装置の斜視図、図３（ａ）は本発明の一実
施の形態のペースト供給装置の塗膜ステージの斜視図、
図３（ｂ）は本発明の一実施の形態のペースト供給装置
の塗膜ステージの断面図、図４は本発明の一実施の形態
のペースト供給装置の塗膜形成スキージの動作説明図、
図５は本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜
掻き取りスキージの動作説明図、図６、図７は本発明の
一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図である。

【００１２】まず図１を参照して電子部品実装装置につ
いて説明する。図１において、基台１の中央部には、基
板３を搬送する搬送路２が設けられている。搬送路２は
基板３を搬送し、電子部品実装位置にて基板３を位置決
めする。基台１上面の両端部には、Ｙ軸モータ４ａを備
えたＹ軸テーブル４およびＹ軸ガイド部４ｂが配設され
ている。Ｙ軸テーブル４およびＹ軸ガイド部４ｂにはＸ
軸モータ５ａを備えたＸ軸テーブル５が架設されてお
り、Ｘ軸テーブル５には移載ヘッド６が装着されてい
る。

【００１３】Ｘ軸モータ５ａ、Ｙ軸モータ４ａを駆動す
ることにより、移載ヘッド６はＸ方向、Ｙ方向に移動す
る。Ｘ軸テーブル５、Ｙ軸テーブル４は、移載ヘッド６
を移動させる移動手段となっている。このとき、制御部
１０によってＸ軸モータ５ａ、Ｙ軸モータ４ａおよび移
載ヘッド６の駆動を制御することにより、移載ヘッド６
を以下に説明するペースト供給装置９を含む移動範囲内
の任意位置で昇降させることができる。

【００１４】搬送路２の手前側には、部品供給部７およ
びペースト供給装置９（ペースト供給部）が配設されて
いる。部品供給部７はバンプ付きの電子部品８を格子状
に収納し、移載ヘッド６に対して供給する。ペースト供
給装置９は、部品供給部７から電子部品８を取り出した
移載ヘッド６が基板３へ移動する移動経路に配設され、
電子部品８のバンプにペーストであるフラックスを転写
により塗布するためのフラックス膜を供給する。

【００１５】次に図２を参照して、ペースト供給装置９
の構造を説明する。図２において、水平なベース部９ａ
には、ポスト部材１１によって支持されたフラックス容
器１２が配設されている。フラックス容器１２は上面が
開放された薄底箱状の容器であり、フラックス容器１２
の底面はフラックスの塗膜ステージ１２ａとなってい
る。塗膜ステージ１２ａは、塗膜面（ペースト膜形成
面）が形成された塗膜部材１３を備えており、後述する
ようにこれらの塗膜面の上方で水平面に対してスキージ
を平行に相対移動することにより、フラックスを延展し
てフラックス膜を形成する。

【００１６】フラックス容器１２には、塗膜形成のため
のスキージ１４および形成された塗膜を掻き取るための
スキージ１８が配設されている。スキージ１４、スキー
ジ１８の両端はそれぞれ保持ブロック１５，１９に結合
されており、保持ブロック１５，１９はフラックス容器
１２の下方に配置された移動ブロック２０に昇降自在に
保持されている。フラックス容器１２の両側方には、ガ
イドレール２４，２５がＸ方向に配設されており、ガイ
ドレール２４，２５は保持ブロック１５，１９に結合さ
れたカムフォロア１７（保持ブロック１９に結合された
カムフォロアは反対側のため図示せず）を下方から支持
している。

【００１７】ガイドレール２４はシリンダ２６によって
昇降自在となっており、ガイドレール２４の昇降動作は
シャフト２４ａによってスライド自在に支持されてい
る。シリンダ２６によってガイドレール２４を上昇させ
ることにより、ガイドレール２４上に当接したカムフォ
ロア１７を介してスキージ１４は上昇する。また保持ブ
ロック１５はスプリング１６によって常に下方に付勢さ
れており、ガイドレール２４を下降させることにより保
持ブロック１５に結合されたスキージ１４は下降し、そ
の下端部が塗膜部材１３に対して押しつけられる。同様
にガイドレール２５を昇降させることにより、スキージ
１８は塗膜部材１３に対して昇降する。

【００１８】ベース部９ａ上のフラックス容器１２の手
前側にはモータ２３が配置されており、モータ２３の回
転軸に結合されたプーリ２２にはベルト２１が調帯され
ている。ベルト２１の端部は移動ブロック２０に結合さ
れており、モータ２３を正逆回転することにより、移動
ブロック２０および保持ブロック１５，１９はフラック
ス容器１２の下方で一体的にＸ方向に往復動し、したが
ってスキージ１４，１８は塗膜部材１３上で一体的にＸ
方向に往復動する。

【００１９】このスキージ１４，１８の往復動と前述の
昇降動作とを組み合わせることにより、スキージ１４、
スキージ１８のいずれかを選択的に塗膜部材１３に対し
て下降させた状態で往復動させることができ、これによ
りスキージ１４、スキージ１８はそれぞれ後述する塗膜
形成動作、塗膜掻き取り動作を行う。

【００２０】次に図３を参照して、塗膜部材１３につい
て説明する。図３に示すように、塗膜部材１３は上面に
段差が設けられた板状部材であり、上面の両側部には長
さ方向に全通した平滑な膜厚基準面１３ａが、水平面に
平行に形成されている。また上面の中央部には、水平面
に平行で且つそれぞれ異なる高さで設けられた複数の平
坦な塗膜面（ペースト膜形成面）１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄ，１３ｅおよびフラックス溜め面１３ｆが設けられて
いる。

【００２１】図３（ｂ）に示すように、塗膜面１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄ，１３ｅは、それぞれ隣接した面との間
で段差を有する階段状に形成されており、各塗膜面の膜
厚基準面１３ａからの高さ寸法は、それぞれｈ１，ｈ
２，ｈ３，ｈ４に設定されている。すなわち、塗膜ステ
ージ１２ａは、複数の塗膜面１３ｂ〜１３ｅと膜厚基準
面１３ａとが一体形成された塗膜部材１３を備えてい
る。

【００２２】この塗膜部材１３上でのフラックス膜の形
成について説明する。図４（ａ）に示すように、フラッ
クス塗膜の形成に用いられるスキージ１４（塗膜形成ス
キージ）は、フラックス容器１２をまたぐ棒状部１４ａ
の下面（図４（ａ）に示す反転図では上面）に、フラッ
クスの上面を掻き均して延展する直線状の延展部１４ｂ
と、延展部１４ｂの両端部に突出した摺接部１４ｃとを
設けた構造となっている。ここで、延展部１４ｂと摺接
部１４ｃとの高さ差が所定高さ寸法Ｈとなるよう、各部
寸法が設定されている。

【００２３】スキージ１４を塗膜部材１３上に装着して
塗膜形成を行う際には、スキージ１４は摺接部１４ｃを
膜厚基準面１３ａに接触させた状態で矢印方向（Ｘ方
向）に水平移動する。すなわち、塗膜ステージ１２ａに
は水平面に平行な膜厚基準面１３ａが設けられており、
スキージ１４の一部を膜厚基準面１３ａに接触させなが
ら相対移動するようになっている。

【００２４】この塗膜形成動作により、スキージ１４の
延展部１４ｂと塗膜面１３ｂとの間に生じる隙間に等し
い所定膜厚のフラックス塗膜が、塗膜面１３ｂ上に形成
され、形成されるフラックス塗膜の膜厚ｔ１は、Ｈ−ｈ
１となる。同様に、塗膜面１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ上に
は、膜厚ｔ２（＝Ｈ−ｈ２），ｔ３（＝Ｈ−ｈ３），ｔ
４（＝Ｈ−ｈ４）のフラックス塗膜が形成される。

【００２５】この塗膜形成動作に際して、スキージ１４
は常に膜厚基準面１３ａに接触した状態で移動すること
から、形成されるフラックス塗膜の膜厚が変動すること
がなく、膜厚精度を向上させることができる。また、複
数の塗膜面１３ｂ〜１３ｅと膜厚基準面１３ａとが一体
形成された塗膜部材１３を用いることにより、部品加工
精度のみによって塗膜部材１３の寸法精度が確保され、
組み立て時の調整作業を必要とすることなく、必要な膜
厚精度を確保することが可能となっている。

【００２６】そして、これらのフラックス塗膜に対し
て、移載ヘッド６に保持された電子部品８を下降させる
ことにより、電子部品８のバンプ８ａ（図６参照）にフ
ラックスを転写により塗布することができる。このと
き、制御部１０によって移載ヘッド６の水平移動および
昇降動作を制御することにより、複数の膜厚が異なるフ
ラックス塗膜のいずれかに対して移載ヘッド６を選択的
に昇降させることが可能となっている。これにより、電
子部品８のバンプ８ａに塗布されるフラックスの塗布量
を膜厚によって調整することができるようになってい
る。制御部１０は、移載ヘッド６をフラックス塗膜のい
ずれかに対して選択的に昇降させて電子部品にペースト
を転写する転写制御部となっている。

【００２７】次に、形成されたフラックス塗膜を各塗膜
面から除去する塗膜掻き取りについて説明する。図５に
示すように、フラックス塗膜の除去に用いられるスキー
ジ１８（塗膜掻き取りスキージ）は、スキージ１４と同
様にフラックス容器１２をまたぐ棒状部１８ａの下面
（図５に示す反転図では上面）に、各塗膜面の上面に摺
接して付着したフラックスを掻き取る掻き取り部１８ｂ
を設けた構造となっている。

【００２８】スキージ１８を塗膜部材１３上に装着した
状態では、掻き取り部１８ｂが各塗膜面に当接した状態
で、矢印方向（Ｘ方向）に移動する。このとき、スキー
ジ１８はスプリング（図２に示すスプリング１６参照）
の付勢力によって常に塗膜部材１３に対して押しつけら
れていることから、スキージ１８の移動に伴い、掻き取
り部１８ｂは塗膜面１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅお
よびフラックス溜め面１３ｆの各面間の段差にならって
摺接する。これにより、塗膜形成動作によって塗膜面１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに形成された塗膜は、塗
膜面１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅから掻き取られて
除去される。

【００２９】次に、図６、図７を参照して、電子部品実
装動作において、移載ヘッド６に保持された電子部品８
のバンプにフラックスを転写するための塗膜形成動作お
よびフラックス転写動作について説明する。図６（ａ）
は、フラックス容器１２の塗膜ステージ１２ａの断面を
示している。電子部品実装動作の開始に先立って、フラ
ックス容器１２内のフラックス溜め面１３ｆには、フラ
ックス２７が供給される。

【００３０】そしてスキージ１４をフラックス溜め面１
３ｆ側から塗膜面１３ｂへ向かって移動させることによ
り、スキージ１４によってフラックス２７が延展され、
各塗膜面１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ上には所定膜
厚（図４（ｂ）参照）のフラックス塗膜２７ｂ，２７
ｃ，２７ｄ，２７ｅが形成される。これにより、ペース
ト供給装置９によって複数の膜厚が異なるフラックス塗
膜が移載ヘッド６に対して供給される。このとき、形成
されるフラックス塗膜の液面は同一高さとなる。

【００３１】この後、電子部品８に対してフラックスの
塗布が行われる。部品供給部７から電子部品８をピック
アップした移載ヘッド６はペースト供給装置９の上方に
移動する。そして移載ヘッド６を所定の膜厚のフラック
ス塗膜（ここでは、フラックス塗膜２７ｄ）上に位置さ
せて、ここで移載ヘッド６が昇降動作を行うことによ
り、電子部品８のバンプ８ａがフラックス塗膜２７ｄに
対して接触し、これにより図６（ｂ）に示すように、所
定量のフラックス２７がバンプ８ａに転写により塗布さ
れる。

【００３２】次いでフラックス転写後の電子部品８を保
持した移載ヘッド６は、搬送路２に位置決めされた基板
３上に移動する。そしてここで移載ヘッド６が基板３に
対して昇降することにより、電子部品８のバンプ８ａを
基板３の電極上に着地させて搭載する。

【００３３】図６（ｃ）、（ｄ）は、電子部品８へのフ
ラックス転写後に、塗膜部材１３からフラックス２７を
除去する塗膜掻き取り動作を示している。すなわち、ス
キージ１８をまず塗膜面１３ｂに対して下降させ、スキ
ージ１８の下端部の掻き取り部１８ｂを塗膜面１３ｂに
当接させた状態でスキージ１８を右方向に移動させる。
これにより、掻き取り部１８ｂは各塗膜面１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄ，１３ｅ上のフラックス２７を順次掻き取っ
て、フラックス溜め面１３ｆ上に掻き寄せる。

【００３４】そして次回のフラックス塗膜形成動作を開
始する際には、図６（ｅ）に示すように、掻き溜めたフ
ラックス２７をスキージ１４を左方向に移動させて延展
し、再び図６（ａ）に示すように各塗膜面１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄ，１３ｅ上にフラックス塗膜を形成する。

【００３５】次に図７を参照して、上述の電子部品実装
動作において電子部品の種類に応じてフラックス塗布量
を調整する必要がある場合の塗膜面の選択について説明
する。まず電子部品８が小型のバンプ８ａを有するもの
で、必要とされるフラックス塗布量が小さい場合には、
図７（ａ）に示すように、バンプ８ａのサイズに応じた
膜厚ｔ１のフラックス塗膜２７ｂが形成された塗膜面１
３ｂに対して、電子部品８を保持した移載ヘッド６を下
降させる。これにより、バンプ８ａには適正量のフラッ
クス２７が転写により塗布される。

【００３６】これに対し、大きなサイズのバンプ８’ａ
を有する電子部品８’に対してフラックス転写を行う場
合には、バンプ８’ａのサイズに応じた膜厚ｔ４のフラ
ックス塗膜２７ｅが形成された塗膜面１３ｅに対して、
電子部品８’を保持した移載ヘッド６を下降させる。こ
れにより、バンプ８’ａには適正量のフラックス２７が
転写により塗布される。

【００３７】上記電子部品に応じたフラックス塗布量の
調整において、塗膜部材１３上には予め膜厚が異なる複
数のフラックス塗膜が形成されていることから、転写対
象の電子部品８を保持した移載ヘッド６をこれらのフラ
ックス塗膜に対して選択的に昇降させることのみで、フ
ラックス塗布量の調整が行える。したがって、従来の転
写によるフラックス塗布において必要とされた塗布量調
整のためのスキージの交換を行うことなく、同一のスキ
ージによって多種類の電子部品に対して適正量のフラッ
クス塗布が行え、品種切り替え性を大幅に向上させるこ
とができる。

【００３８】また、単一種類の電子部品について適正塗
布量を求めるための条件出しを行う場合にあっても、フ
ラックス塗膜の膜厚微調整を容易に行うことができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、水平面に平行で且つそ
れぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜
形成面が形成された塗膜ステージを備え、複数のペース
ト膜形成面の上方で水平面に対して平行にスキージを相
対移動することにより複数のペースト膜形成面上にそれ
ぞれ異なる所定膜厚のペースト膜を形成することがで
き、品種切り替え時のスキージ交換作業を排して、品種
切り替え性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図

【図２】本発明の一実施の形態のペースト供給装置の斜
視図

【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のペースト供給装
置の塗膜ステージの斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態
のペースト供給装置の塗膜ステージの断面図

【図４】本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗
膜形成スキージの動作説明図

【図５】本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗
膜掻き取りスキージの動作説明図

【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動
作説明図

【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動
作説明図

【符号の説明】

３ 基板 ６ 移載ヘッド ８ 電子部品 ９ ペースト供給装置 １０ 制御部 １２ａ 塗膜ステージ １３ 塗膜部材 １３ａ 膜厚基準面 １３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ 塗膜面 １４，１８ スキージ １４ｂ 延展部 １４ｃ 摺接部 ２７ フラックス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移載ヘッドによって基板に電子部品を実装
   する電子部品実装装置であって、前記移載ヘッドを移動
   させる移動手段と、この移動手段による移載ヘッドの移
   動経路に配設され複数の膜厚が異なるペースト膜を供給
   するペースト供給部と、前記移動手段を制御することに
   より移載ヘッドに保持された電子部品を前記ペースト膜
   のいずれかに対して選択的に昇降させて電子部品にペー
   ストを転写する転写制御部とを備えたことを特徴とする
   電子部品実装装置。
2. 【請求項２】移載ヘッドによって基板に電子部品を実装
   する電子部品実装方法であって、ペースト供給部によっ
   て複数の膜厚が異なるペースト膜を供給する工程と、電
   子部品を保持した前記移載ヘッドを前記ペースト供給部
   に移動させて移載ヘッドに保持された電子部品を前記ペ
   ースト膜のいずれかに対して選択的に昇降させて電子部
   品にペーストを転写する工程と、ペーストが転写された
   電子部品を移載ヘッドによって基板に移送搭載する工程
   とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
3. 【請求項３】スキージによってペーストを延展すること
   によりペーストを所定膜厚のペースト膜の形態で供給す
   るペースト供給装置であって、水平面に平行で且つそれ
   ぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜形
   成面が形成された塗膜ステージと、前記複数のペースト
   膜形成面の上方で前記水平面に対して平行に相対移動す
   ることにより前記複数のペースト膜形成面上にそれぞれ
   異なる所定膜厚のペースト膜を形成するスキージとを備
   えたことを特徴とするペースト供給装置。
4. 【請求項４】前記塗膜ステージに前記水平面に平行な膜
   厚基準面を設け、前記スキージの一部を前記膜厚基準面
   に接触させながら相対移動させるようにしたことを特徴
   とする請求項３記載のペースト供給装置。
5. 【請求項５】前記塗膜ステージが前記複数のペースト膜
   形成面と前記膜厚基準面が一体形成された部材を備えた
   ことを特徴とする請求項４記載のペースト供給装置。