JP2004014698A

JP2004014698A - 簡易型マウンタ

Info

Publication number: JP2004014698A
Application number: JP2002164449A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Tanaka; 田中　弘文; Hiroshi Kato; 加藤　宏; Akihiro Nishida; 西田　昭弘
Original assignee: ON DENSHI KK
Current assignee: ON DENSHI KK
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】ＬＳＩパッケージを正確に位置決めして基板にマウントし得る簡易型マウンタを提供する。
【解決手段】テーブル２上に載置されたプリント基板３の半田実装部と、吸着器６で吸引されているＬＳＩ７の半田接合部とを光学系４を介してカメラで撮像した画像をモニタ９に表示し、表示されているプリント基板３の半田実装部とＬＳＩ７の半田接合部のそれぞれが一致するようにテーブル２を水平方向に移動させ、一致したことに応じて吸着器６によるＬＳＩ７の保持を解除して、ＬＳＩ７の端子をプリント基板３の半田接合部上に載置することにより精密に位置決めしてマウントすることができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は簡易型マウンタに関し、特に、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）パッケージのようなＬＳＩ（大規模集積回路）を正確にプリント基板の半田取付け部に位置決めする簡易型マウンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サブミクロンの微細加工技術によりＬＳＩの高集積化が進み、従来複数のパッケージに分かれていた機能をひとつのＬＳＩに積め込むことができるようになった。ＢＧＡ／ＣＳＰパッケージのＬＳＩは、最近、特に使用されるものになったものであり、必要な機能をワンパッケージに組み込むことで、必要なピン数が著しく増えたことに対して、従来のＱＦＰでは対応できなくなったために現れたものである。また、携帯電話機などの超小型化が必要なものでは、ピン数がそれほど必要なくてもＢＧＡパッケージが使用されている。
【０００３】
このようなＢＧＡやＣＳＰのＬＳＩをプリント基板に取付けるときは、プリント基板の半田取付け部にＬＳＩを正確に位置決めして半田付けする必要がある。量産品の場合は、自動実装機が座標データに基づき最適な位置にマウントしてくれるが、改造，修理または少量生産で手で実装を行なう場合、わざわざ自動実装機にかけるのは煩雑であるため、手動で位置決めせざるを得ないのが実情である。しかし、ＬＳＩをプリント基板に実装するに際して、ＬＳＩの４周がすべてパターンに載置されること、外れたときにずらすとクリーム半田がショートするためにずらすことができないこと、押さえるとショートするのでそっと置くだけであることなど、熟練した匠の技が要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＢＧＡパッケージは図１２に示すように半田ボールが１ｍｍピッチで配列されており、プリント基板の半田実装部であるパターンも１ｍｍピッチで配列されている。これらの半田ボールやパターンは上から見えないため正確なマウントが極めて困難である。図１２（ａ）は半田ボールａがパターンｂ上に理想的にマウントされた状態を示しており、図１２（ｂ）はわずかに半田ボールａとパターンｂとがずれた状態を示しており、半田ボールによって隣接するパターンがショートしており、危険な状態となる。ＣＳＰパッケージはＢＧＡパッケージよりもさらに小型で半田ボールのピッチの小さいものを言うが、実装精度に関しては、さらに精密さが必要となる。
【０００５】
ＱＦＰパッケージは図１３に示すように０．５ｍｍピッチで５０〜２００ピンが４周に配列されており、図１３（ａ）はピンがパターン上に理想的にマウントされた状態を示しており、図１３（ｂ）はわずかにピンとパターンとがずれた状態を示しており、ショートし易く危険である。
【０００６】
ところで、組立済みの基板で半田付け不良や部品の故障のため、ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージのＬＳＩを取外して、後に再度ＬＳＩを取付ける場合がある。また、部品の納期の都合により他の部品の取付け後にＢＧＡ，ＣＳＰパッケージのＬＳＩを取付ける場合もある。そのような場合、他の部品が印刷マスク版にあたるために印刷できないことがある。また、そのためにＬＳＩ取付け位置の周囲の部品を取外す必要が生じる場合もあり、作業性が悪いという問題があった。
【０００７】
また、安全のために鉛を使用しない鉛フリー半田を使用する場合、従来の鉛入り半田と比べて溶融温度が３０℃程度上昇するために基板が反りやすく、また半田付けの仕上りを改善するために、半田の塗布量を加減する必要があり、印刷マスクの厚みと孔径を変えたものを数種類製作し、実験して適当なものを選択する必要があった。
【０００８】
さらに、ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージの半田付けの際には半田の表面張力を利用してセルフアライメントと呼ばれる作用で、ＢＧＡ，ＣＳＰの半田ボールはプリント基板のパターンの中心に移動するという性質を利用して、わずかのずれは自動的に加熱したときに補正されるようになっていた。
【０００９】
しかし、鉛フリー半田の場合、一般的に表面張力が小さく、補正できる範囲が狭いため、精密な位置合わせによる印刷と実装が要求されるようになってきた。
【００１０】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ＬＳＩパッケージを正確に位置決めして基板にマウントし得る簡易型マウンタを提供することである。
【００１１】
この発明の他の目的は、ＬＳＩの半田ボールに正確にクリーム半田を印刷することができる印刷ユニットを備えた簡易型マウンタを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、プリント基板の半田実装部に大規模集積回路の端子を実装するために位置決めを行う簡易型マウンタであって、プリント基板を載置して水平方向に移動自在なテーブルと、プリント基板の上方で大規模集積回路を水平角度を調整する機能を持ちながら上下方向に昇降可能に保持する保持部材、プリント基板と大規模集積回路の画像を撮像する撮像手段と、テーブルと保持部材との間に配置され、水平方向に移動可能であって、プリント基板の半田実装部と大規模集積回路の半田接合部のそれぞれの画像を前記撮像手段に導くための光学と、撮像手段によって撮像された画像を表示するモニタとを備え、モニタに表示されているプリント基板の半田実装部と大規模集積回路の半田接合部のそれぞれが一致するようにテーブルを水平方向に移動させ、一致したことに応じて保持部材による大規模集積回路の保持を解除して、大規模集積回路の端子をプリント基板の半田接合部上に載置することを特徴とする。
【００１３】
また、保持部材はポンプで吸引されることにより大規模集積回路を吸着する吸着器と、吸着器を昇降させる昇降機構と、大規模集積回路が降下中にプリント基板に接したことを検出する検出手段とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、光学系はプリント基板の半田実装部と大規模集積回路の半田接合部のそれぞれの像を反射させるミラーと、ミラーで反射された像を撮像手段に導くズームレンズとを含むことを特徴とする。
【００１５】
さらに、専用のフレーム上に大規模集積回路の半田ボールが上を向くように保持する保持部材と、上を向く半田ボール上に載置して該半田ボール上にクリーム半田を塗布して印刷するための印刷マスクを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、保持部材は、大規模集積回路を固定するための固定具と、固定具に固定された大規模集積回路と印刷マスクのセンタを合わせて固定するためのベース部材とを含むことを特徴とする。
【００１７】
さらに、ベース部材の高さを調節するための高さ調節機構を含むことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態における簡易型マウンタの正面図であり、図２は図１に示した吸着器の具体的構造を概略的に示す図である。
【００１９】
図１において、筐体１の下方にはテーブル２が設けられており、その上にはプリント基板３が載置されている。テーブル２は図示しないマイクロメータによってＸＹ方向（水平方向）に移動できるようにされている。プリント基板１に実装するＬＳＩ７はポンプ５によって吸引される吸着器６によって保持されている。吸着器６の垂直軸には、図２に示すように吸着器６を回転させるための水平角度調整つまみ２０が設けられており、その下部にはばね２３と吸着器レベル板２２とが設けられている。ばね２３の下部は吸着器６の垂直軸に固定され、上部は係止板２３１によって係止されている。また、吸着器レベル板２２に対向してリミットスイッチ２１が設けられており、リミットスイッチ２１はＬＳＩ７がプリント基板３に接触したことを検出する。
【００２０】
ＬＳＩ７の半田ボールとプリント基板３の半田接合部は光学系４によって観察され、それぞれの画像はモニタ９に表示される。このモニタ９に表示されるＬＳＩ７の半田ボールとプリント基板３の半田接合部のそれぞれの像が一致するようにＬＳＩ７の角度を調整するとともに、マイクロメータを操作してテーブル２を水平方向に移動させて実装位置が位置決めされる。
【００２１】
光学系４は図１において紙面に対して直交する方向に移動可能にされていて、ＬＳＩ７のプリント基板３への位置決めが完了すると、ＬＳＩ７をプリント基板３上に載置するのに障害にならないように奥方向へ退避される。ＬＳＩ７とポンプ５と吸着器６は昇降機構８によってＺ方向（垂直方向）に昇降できるようにされており、位置決めが完了するとＬＳＩ７の半田ボールがプリント基板３の半田接合部に接触するまで下降する。ＬＳＩ７がプリント基板３上に載置されると、下降が停止され、ばね２３が収縮し、吸着器レベル板２２がリミットスイッチ２１を押し上げてＣＰＵ１０の出力によりポンプ５による吸引動作が停止され、吸着器６がＬＳＩ７から離れる。この一連の動作により、ＬＳＩ７の半田ボールをプリント基板３の半田接合部上に正確に位置合わせすることができる。
【００２２】
図３はこの発明の一実施形態における簡易型マウンタのブロック図である。図１に示した光学系４はカメラ４６に取付けられたズームレンズ４１と、ズームレンズ４１の光軸上に設けられたハーフミラー４２と、ミラー４３と、ハーフミラー４２の上下に設けられた光源４４，４５とを含む。カメラ４６はたとえばＣＣＤカメラなどが用いられる。
【００２３】
光源４４はＬＳＩ７の半田ボール面を照明し、光源４５はプリント基板３の半田接合部を照明する。これらの光源４４，４５はＬＳＩ７の像やプリント基板３の半田接合部の像の観察で障害にならないように、リング状の蛍光灯などが用いられている。ハーフミラー４２はＬＳＩ７の半田ボールの像を９０度反射させてズームレンズ４１に導くとともに、プリント基板３の半田接合部の像をミラー４３側に９０度反射させ、ミラー４３で反射された半田接合部の像を透過させてズームレンズ４１に導く。逆に、半田ボールの像をハーフミラー４２でミラー４３側に９０度反射させ、ミラー４３で反射された半田ボールの像がハーフミラー４２を透過してズームレンズ４１に入り、プリント基板３の半田接合部の像をハーフミラー４２で９０度反射させてズームレンズ４１に導くようにしてもよい。
【００２４】
ＬＳＩ７の半田ボール面とプリント基板３の半田接合部の２つの画像を重ねて見るためには、画像の大きさが一致しなければならず、ＬＳＩ７からハーフミラー４２で反射してズームレンズ４１に至る経路長と、プリント基板３からハーフミラー４２とミラー４３で反射してズームレンズ４１に至る経路長は同一にする必要がある。そのために図１に示した倍率微調整つまみ２４を回してＬＳＩ７を昇降し、２つの画像の大きさを合わせることができる。
【００２５】
したがって、ズームレンズ４１はＬＳＩ７の半田ボールの像とプリント基板３の半田接合部の像とをカメラ４６に導くことになる。カメラ４６はズームレンズ４１を介してＬＳＩ７の半田ボールの像と、プリント基板３の半田接合部の像を撮像してモニタ９に表示する。ズームレンズ４１はＬＳＩ７の半田ボールの像およびプリント基板３の半田接合部の像を任意の大きさに拡大してカメラ４６に導くので、モニタ９には位置合わせが容易な大きさの画像を表示することができる。
【００２６】
ＣＰＵ１０は簡易型マウンタの全体の制御を行うものでありＩ／Ｏユニット１１を介してエアー制御部１５によるポンプ５の制御と、光源４４，４５の点灯制御を行う。また、ＣＰＵ１０にはＡ／Ｄ変換器１２が接続されており、Ａ／Ｄ変換器１２には光源４４，４５の輝度を調節するための可変抵抗器１３，１４が接続されている。また、Ｉ／Ｏユニット１１にはＬＳＩ７を降下させてプリント基板３に接した後にさらに押されると、吸着器レベル板２２によってオンになるリミットスイッチ２１が接続されている。また、リミットスイッチ２１を使用しなくても任意の高さ位置で吸着を解除してＬＳＩ７を放すことができるように手動操作するための強制エアー解除スイッチ１６が設けられている。
【００２７】
図４はこの発明の一実施形態の簡易型マウンタによるＬＳＩをプリント基板に位置決めする動作を説明するためのフローチャートである。次に、図１ないし図４を参照して、この発明の一実施形態の動作について説明する。
【００２８】
図４に示す、ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、テーブル２上にプリント基板３を載置する。ステップＳＰ２においてＬＳＩ７を吸着器６で吸引して保持させる。ステップＳＰ３において、光学系４によりプリント基板３の半田接合部とＬＳＩ７の半田ボールの像をモニタ９に表示させる。すなわち、光源４４によってＬＳＩ７の半田ボール面が照明され、光源４５によってプリント基板３の半田接合部が照明される。このとき、光源４４，４５による照明は可変抵抗器１３，１４を操作することにより明るさを調整できる。
【００２９】
ＬＳＩ７の半田ボールの像はハーフミラー４２によって９０度反射されてズームレンズ４１を介してカメラ４６に導かれる。プリント基板３の半田接合部の像はハーフミラー４２によってミラー４３側に９０度反射され、さらにミラー４３で１８０度反射され、ハーフミラー４２を介してズームレンズ４１からカメラ４６に導かれる。カメラ４６はＬＳＩ７の半田ボールの像とプリント基板３の半田ボールの像とをモニタ９に表示させる。そして、モニタ４に表示されている画像を見ながら従来例の図１２で説明したようにＬＳＩ７の半田ボールとプリント基板３の半田接合部とが一致したか否かをステップＳＰ７で判別し、一致していなければ一致するように、ステップＳＰ４においてＬＳＩ３を倍率微調整つまみ２４でわずかに昇降して画像の大きさを同じにする。さらに、ステップＳＰ５においてＬＳＩ３を水平角度調整つまみ２０でわずかに回転して画像の向きを同じにし、ステップＳＰ６でテーブル２をマイクロメータにより左右前後に動かして位置合わせを正確に行う。
【００３０】
両者の像が一致するとステップＳＰ８において光学系４を後方に退避させる。その後、ステップＳＰ９において、昇降機構８によりポンプ５とともに吸着器６を下降させる。吸着器６は図２に示すように筐体との間にばね２３で緩く止められており、ＬＳＩ７がプリント基板３に当たった後、さらに数ｍｍ降下させると、吸着器レベル板２２がリミットスイッチ２１を押すことにより、リミットスイッチ２１がオンになり、降下が終了したことをＣＰＵ１０に知らせる。
【００３１】
また、リミットスイッチ２１を使用しなくても、ＬＳＩ７がプリント基板３と接するか接しないかぎりぎりのところで、強制エアー開放スイッチ１６を押すことにより、ＣＰＵ１０にてポンプ５の吸引動作を停止させることで、ＬＳＩ７を非常にゆっくりとていねいに置き、クリーム半田をつぶさないように精密に載置することも可能である。これによりＬＳＩ７をプリント基板３上に、精密に位置決めして載置することができる。位置決めが完了すると、エアー制御部１５によりポンプ５の吸引動作を停止させると、ＬＳＩ７が吸着器６から離れてプリント基板３上に載置される。
【００３２】
したがって、この実施形態によれば、ＢＧＡ，ＣＳＰ，ＱＦＰパッケージなどのＬＳＩを基板上に実装する際に、カメラ４６で撮像されてモニタ９に映し出された画像をもとに簡単な操作で位置合わせを容易に行なうことが可能になる。また、光源４４と光源４５としてたとえば白と赤にそれぞれ発光するリング状のＬＥＤを用い、カメラ４６とモニタ９にカラー対応のものを用いると、それぞれ２つの画像が異なった色で重なって見えるために、画像があわせやすく、短い時間で正確な操作が可能となる。
【００３３】
この発明の一実施形態の簡易型マウンタは印刷ユニットを付属品としている。通常はＢＧＡ，ＣＳＰパッケージのＬＳＩをプリント基板に半田付けする場合、プリント基板にクリーム半田を塗布してリフロー炉にて半田を硬化させる。ところが、組立て済みの基板で半田付け不良や部品の故障のため、ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージのＬＳＩを取外して、後に再度ＬＳＩを取り付ける場合がある。また、部品の納期の都合で、他の部品取付け後にＢＧＡ，ＣＳＰパッケージのＬＳＩを取付ける場合もある。
【００３４】
そのような場合、他の部品が印刷マスクであるメタルマスクに当たるために印刷できないことがある。また、そのためにＬＳＩ取付け位置の周囲の部品を取外す必要がある場合がある。そこで、この発明の簡易型マウンタには、ＬＳＩの半田ボールに直接クリーム半田を塗布できるような印刷ユニットを付属品としている。
【００３５】
図５はそのような印刷ユニットの外観斜視図であり、図６は印刷ユニットに用いられる冶具の側面断面図であり、図７は図６に示した固定冶具でＬＳＩを固定している状態を示す図である。
【００３６】
フレーム５０は印刷ユニット５１の収納部５０１に着脱自在に設けられており、印刷ユニット５１は図６に示すようにベース５２と、押さえ冶具５３とから構成されている。ベース５２は押さえ冶具５３のセンタを合わせるためのものであり、左右の壁面がＬ字状に折り曲げて形成されたベース部材５２１の上にセンタ合わせ冶具５２２が載置されている。ベース部材５２１の左右に折り曲げられた壁面にはセンタ合わせ冶具５２２の側面に当接するようにセンタ合わせねじ５２３，５２４が螺合されている。
【００３７】
センタ合わせ冶具５２２は２本のねじ５２５，５２６によりベース部材５２１にねじ止めされるが、センタ合わせ冶具５２２のねじ５２５，５２６が貫通する孔はセンタ合わせねじ５２３，５２４の方向に延びる長円孔で形成されている。したがって、センタ合わせねじ５２３，５２４によりセンタ合わせ冶具５２２の中心位置を図６において左右方向に調整できる。ベース５２の上部には押さえ冶具５３の下部に嵌合する突起５２７，５２８が形成されている。
【００３８】
ベース部材５２１の下部には印刷ユニット５１全体を上下させるために上下移動機構５４が設けられている。上下移動機構５４はベース部材５２１の下部に固定されたねじ５４１と、ねじ５４１に螺合するウオーム歯車５３２と、ウオーム歯車５３２を回転させるための高さ調節つまみ５４３とから構成されている。高さ調節つまみ５４３を回転させるとウオーム歯車５４２がねじ５４１を上下させるので、印刷ユニット５１の高さを調節することができる。
【００３９】
押さえ冶具５３は左右の壁面がＬ字状に折り曲げられた押さえベース５３１の上に１対の固定冶具５３２，５３３が対向するように配置されている。これらの固定冶具５３２，５３３は図７に示すように対向する面にほぼ９０度の切欠きが形成されており、ＬＳＩ７の対向する角に嵌合する。このように２つの固定冶具５３２，５３３でＬＳＩ７をはさみ込むようにしているので、ＬＳＩ７のパッケージサイズが異なる場合も、個別に異なる寸法の冶具を用意することなく、汎用の冶具で対応できる。
【００４０】
押さえベース５３１には固定ねじ５３４，５３５の先端部が螺合されており、これらの固定ねじ５３４，５３５を締付ければＬＳＩ７を固定できる。ベース５３１の下部にはセンタ合わせ冶具５２２に形成されている突起５２７，５２８が嵌合する穴５３６，５３７が形成されている。
【００４１】
図８〜図１０は図５〜図７に示した印刷ユニット５０を用いてＬＳＩの半田ボールに印刷する工程を説明するための図である。
【００４２】
まず、図７および図８に示すように、ＬＳＩ７の半田ボール７１が上を向くようにして、ＬＳＩ７の対向する角を固定冶具５３２，５３３の切欠きに嵌合させ、固定ねじ５３４，５３５を螺合してＬＳＩ７を固定する。図６に示すねじ５２５、５２６を緩めてベース５２の上でセンタ合わせ冶具５２２がセンタ合わせねじ５２３，５２４を回して自由に動くことができるようにする。ＬＳＩ７を固定した押さえ冶具５３をベース５２上に載置し、ベース５２の突起５２７，５２８を押さえ冶具５３の穴５３６，５３７に嵌合させ、その上からクリーム半田印刷用の印刷マスク５５２を合わせピン５５１に合わせて滑り込ませた結果、図８の断面図のようになる。
【００４３】
この状態で上部の印刷マスク５５２からのぞき込んだ状態を図１１に示す。図１１（ａ）は位置合わせを行なう前を示しており、ＢＧＡの半田ボール５５３は印刷マスクの孔５５４と中心があっておらず、ずれていることが上から見て容易に判別できる。センタ合わせねじ５２３，５２４を適当に回して図１１（ｂ）に示すように中心を合わせた後、押さえ冶具５３をゆっくりとベース５２が動かないように持ち上げて、ねじ５２５，５２６を締付ける。その後、再び押さえ冶具５３をベース５２に戻して水平方向の位置合わせを終了する。
【００４４】
次に、図９および図１０に示すように、側面から印刷マスク５５２と半田ボール７１の位置を確認しながら高さ調整つまみ５４３を回して通常は印刷マスク５５２の下面と半田ボール７１の上面とを合わせる。クリーム半田の塗布量を増す場合は半田ボール７１を下げ、逆に少なくする場合は、半田ボール７１を上げて、隙間を調節することで半田の量を加減することができる。
【００４５】
次に、図８に示すように印刷マスク５５２を半田ボール７１上に載置し、印刷マスク５５２から半田ボール７１上に刷毛などを用いてクリーム半田を塗布する。このように、印刷ユニット５１を用いることにより、ＬＳＩ７の半田ボール７１上に適切な量のクリーム半田を精密に印刷することが可能となる。
【００４６】
また、ＬＳＩ７のパッケージの厚みが厚い場合には、図９に示すように高さ調節つまみ５４３を操作して印刷ユニット５１の高さを低くし、ＬＳＩ７のパッケージの厚みが薄い場合には、図１０に示すように高さ調節つまみ５４３を操作して印刷ユニット５１の高さを高くすればよい。このように、ＬＳＩ７のパッケージの厚みに合わせて印刷ユニット５１の高さを調節することで種々のＬＳＩの厚みのものに適切な印刷マスク５５２との間隔を合わせることができる。
【００４７】
さらに、この高さ調節機構５４を用いて高さ調節つまみ５４３の直径を大きくしてダイアルの分解能を大きくすることで、微調整ができるようになり、印刷マスク５５２と半田ボール７１との間隔を広げてクリーム半田を多く塗布し、また間隔を狭めてクリーム半田量を減らし、半田付けの状態を調整することができる。
【００４８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、テーブル上に載置されたプリント基板の半田実装部と、保持部材によって保持されている大規模集積回路の半田接合部とを撮像した画像をモニタに表示し、モニタに表示されているプリント基板の半田実装部と大規模集積回路の半田接合部のそれぞれが一致するようにＬＳＩの水平角度を変えたりテーブルを水平方向に移動させ、一致したことに応じて保持部材による大規模集積回路の保持を解除して、大規模集積回路の端子をプリント基板の半田接合部上に載置するようにしたので、大規模集積回路を基板上に精密に位置決めしてマウントすることができる。
【００５０】
また、簡易型マウンタの付属品として、専用のフレーム上に保持部材を載置し、大規模集積回路の半田ボールが上を向くように保持し、半田ボール上に印刷マスクを載置して半田ボール上にクリーム半田を塗布して印刷することにより、組立て済みの基板で半田付け不良や部品の故障のため、ＢＧＡ，ＣＳＰパッケージのＬＳＩを取外して、後に再度ＬＳＩを取り付ける場合にＬＳＩの半田ボールに直接クリーム半田を精密に塗布することができる。
【００５１】
さらに、印刷マスクと半田ボールの間隔をつまみにより容易に調整できるようにしたため、鉛フリー半田を使用する場合も半田の量を容易に加減できるために、印刷マスクを多数製作する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態における簡易型マウンタの正面図である。
【図２】図１に示した吸着器の具体的構造を概略的に示す図である。
【図３】この発明の一実施形態における簡易型マウンタのブロック図である。
【図４】この発明の一実施形態の簡易型マウンタによるＬＳＩをプリント基板に位置決めする動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】印刷ユニットの外観斜視図である。
【図６】図５に示した印刷ユニットに用いられる冶具の側面断面図である。
【図７】図６に示した固定冶具でＬＳＩを固定している状態を示す図である。
【図８】図５〜図７に示した印刷ユニットを用いてＬＳＩの半田ボールに印刷する工程を説明するための図である。
【図９】図５〜図７に示した印刷ユニットを用いてＬＳＩの半田ボールに印刷する工程を説明するための図である。
【図１０】図５〜図７に示した印刷ユニットを用いてＬＳＩの半田ボールに印刷する工程を説明するための図である。
【図１１】上部の印刷マスクから見たＢＧＡの半田ボールと印刷マスクの孔を示す図である。
【図１２】ＢＧＡパッケージの半田ボールとプリント基板の半田実装部であるパターンの１ｍｍピッチで配列されている状態を示す図である。
【図１３】ＱＦＰパッケージとプリント基板のパターンが０．５ｍｍピッチで５０〜２００ピンが４周に配列されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１　筐体、２　テーブル、３　プリント基板、４　光学系、５　ポンプ、６　吸着器、７　ＬＳＩ、８　昇降機構、９　モニタ、１０　ＣＰＵ，１１　Ｉ／Ｏユニット、１２　Ａ／Ｄ変換器、１３，１４　可変抵抗器、１５　エアー制御部、１６　強制エアー開放スイッチ、２０　水平角度調整つまみ、２１　リミットスイッチ、２２　吸着器レベル板、２３　ばね、２４　倍率微調整つまみ、４１ズームレンズ、４２　ハーフミラー、４３　ミラー、４４，４５　光源、４６カメラ、５０　フレーム、５１　印刷ユニット、５２　ベース、５３　押さえ冶具、５４　上下移動機構、７１　半田ボール、２３１　係止板、５０１　収納部、５２１　ベース部材、５２２　センタ合わせ冶具、５２３，５２４　センタ合わせねじ、５２５，５２６　ねじ、５２７，５２８　突起、５３１　ベース、５３２，５３３　固定冶具、５３４，５３５　固定ねじ、５３６，５３７　穴、５４２　ウオーム歯車、５４３　高さ調節つまみ、５５１　メタルマスク合わせピン、５５２　印刷マスク、５５３　ＢＧＡの半田ボール、５５４　印刷マスクの孔。

Claims

プリント基板の半田実装部に大規模集積回路の端子を実装するために位置決めを行う簡易型マウンタであって、
前記プリント基板を載置して水平方向に移動自在なテーブルと、
前記プリント基板の上方で前記大規模集積回路を、水平角度を調整する機能を持ちながら上下方向に昇降可能に保持する保持部材、
前記プリント基板と前記大規模集積回路の画像を撮像する撮像手段と、
前記テーブルと前記保持部材との間に配置され、水平方向に移動可能であって、前記プリント基板の半田実装部と前記大規模集積回路の半田接合部のそれぞれの画像を前記撮像手段に導くための光学系と、
前記撮像手段によって撮像された画像を表示するモニタと、
前記大規模集積回路が降下中にプリント基板に接したことを検出する検出手段とを備え、
前記モニタに表示されている前記プリント基板の半田実装部と前記大規模集積回路の半田接合部のそれぞれが一致するように前記テーブルを水平方向に移動させ、一致したことに応じて前記光学系を退避させて前記保持部材による前記大規模集積回路の保持を解除して、前記大規模集積回路の端子を前記プリント基板の半田接合部上に載置することを特徴とする、簡易型マウンタ。
前記保持部材は、
ポンプで吸引されることにより前記大規模集積回路を吸着する吸着器と、
前記吸着器を回転および昇降させる昇降機構と、
前記大規模集積回路が降下中に前記プリント基板に接したことを検出する検出手段とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の簡易型マウンタ。
前記光学系は
前記プリント基板の半田実装部と前記大規模集積回路の半田接合部のそれぞれの像を反射させるミラーと、
前記ミラーで反射された像を前記撮像手段に導くズームレンズとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の簡易型マウンタ。
さらに、専用のフレーム上に前記大規模集積回路の半田ボールが上を向くように保持する保持部材と、
前記上を向く半田ボール上に載置して該半田ボール上にクリーム半田を塗布して印刷するための印刷マスクを含むことを特徴とする、請求項１に記載の簡易型マウンタ。
前記保持部材は、
前記大規模集積回路を固定するための固定具と、
前記固定具に固定された大規模集積回路と前記印刷マスクとのセンタを合わせて固定するためのベース部材とを含むことを特徴とする、請求項４に記載の簡易型マウンタ。
さらに、前記ベース部材の高さを調節するための高さ調節機構を含むことを特徴とする、請求項５に記載の簡易型マウンタ。