JP2006286936A - 電子回路基板製造方法及びそのシステム、並びに部品装着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造時間や製造コストを低減することができるとともに、吸着ノズルによるベアチップ部品の破損を抑制することができる電子回路基板製造方法及びそのシステム並びに部品製造装置を提供する。
【解決手段】部品装着工程において、ベアチップ部品1c及び樹脂外装部品1bの両方の部品の装着を、同一の部品装着装置で行い、少なくともベアチップ部品1cについては、部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズル18aで部品を引きつけて吸着する。
【選択図】図9
【解決手段】部品装着工程において、ベアチップ部品1c及び樹脂外装部品1bの両方の部品の装着を、同一の部品装着装置で行い、少なくともベアチップ部品1cについては、部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズル18aで部品を引きつけて吸着する。
【選択図】図9
Description
本発明は、プリント基板等の電子回路基板を製造する電子回路基板製造方法に関する。詳しくは、ベアチップ部品とそれ以外の表面実装部品とが混載されて実装された電子回路基板を製造する電子回路基板製造方法、並びにその方法に用いる電子回路基板製造システム及び部品装着装置に関する。
近年、小型、軽量化が著しい電子機器に用いる基板の実装方式として、樹脂で封止する前の裸の半導体チップであるベアチップ部品を基板に直接装着する方式が注目されている。従来、この種のベアチップ部品が実装された基板を製造する方法として、基板の所定の電極上に導電性の印刷剤としてのクリーム半田を印刷し、そのクリーム半田が印刷された基板の所定位置に、ベアチップ部品及びそれ以外の表面実装部品である樹脂外装部品を位置決めして装着し、その後、基板を加熱するリフローを行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、上記部品を基板に装着する方法としては、トレイ部材(部品保持部材)に保持されている部品を吸着ノズルで吸着し、基板の所定位置に位置決めして装着する方法が知られている。
また、上記部品を基板に装着する方法としては、トレイ部材(部品保持部材)に保持されている部品を吸着ノズルで吸着し、基板の所定位置に位置決めして装着する方法が知られている。
しかしながら、従来の製造方法においては、ベアチップ部品の装着とそのベアチップ部品以外の表面実装部品の装着とを、それぞれ専用のマウント装置(部品装着装置)を用いて独立に行っていたので、部品装着工程に時間がかかり、必要な設備も多くなるという問題点があった。
また、上記吸着ノズルを用いた部品装着方法でベアチップ部品を基板に装着する場合、吸着ノズルの先端をベアチップ部品に当接させてベアチップ部品を吸着するときにベアチップが破損するおそれがあるという問題点があった。
また、上記吸着ノズルを用いた部品装着方法でベアチップ部品を基板に装着する場合、吸着ノズルの先端をベアチップ部品に当接させてベアチップ部品を吸着するときにベアチップが破損するおそれがあるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、製造時間や製造コストを低減することができるとともに、吸着ノズルによるベアチップ部品の破損を抑制することができる電子回路基板製造方法及びそのシステム並びに部品製造装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品が実装された電子回路基板を製造する電子回路基板製造方法であって、基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷工程と、部品保持部材に保持されているベアチップ部品及び樹脂外装部品をそれぞれ吸着ノズルで吸着し、該印刷剤が印刷された基板の所定位置に位置決めして装着する部品装着工程と、該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品が装着された基板を加熱するリフロー工程とを有し、上記部品装着工程において、該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品の両方の部品の装着を、同一の部品装着装置で行い、少なくとも該ベアチップ部品については、該部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズルで該部品を引きつけて吸着することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の電子回路基板製造方法において、上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材は、該部品の厚さよりも深い複数の凹部のそれぞれに該部品を保持したものであり、上記非接触の吸着位置は、該凹部が開口している該部品保持部材の表面に該吸着ノズルが当接する位置であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の電子回路基板製造方法において、上記吸着ノズル及び上記部品保持部材の少なくとも一方に設けた衝撃吸収部材により、該吸着ノズルが該部品保持部材に当接する際の衝撃を吸収することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの電子回路基板製造方法において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品を吸着するときの吸着圧力を、該吸着ノズルが上記樹脂外装部品を吸着するときの吸着圧力よりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの電子回路基板製造方法において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品及び上記樹脂外装部品の少なくとも一方を上記基板に装着するときの力、又は該吸着ノズルが上記部品保持部材に接触するときの力が、所定の大きさ以下になるように、該吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかの電子回路基板製造方法において、上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材として、該部品を収容する複数の凹部が形成された、トレイ部材又はテープ部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、基板の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置であって、表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品をそれぞれ保持した複数の部品保持部材と、該部品保持部材に保持されている該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品をそれぞれ吸着し、導電性の印刷剤が印刷された基板の所定位置に運んで装着する吸着ノズルとを備え、該吸着ノズルは、少なくとも該ベアチップ部品について、該部品に接触しない非接触の吸着位置に移動し、その吸着位置で該部品を引きつけて吸着することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の部品装着装置において、少なくとも上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材は、該部品の厚さよりも深い複数の凹部のそれぞれに該部品を保持したものであり、上記非接触の吸着位置は、該凹部が開口している該部品保持部材の表面に該吸着ノズルが当接する位置であることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の部品装着装置において、上記吸着ノズルが上記部品保持部材に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材を、該吸着ノズル及び該部品保持部材の少なくとも一方に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項7乃至9のいずれかの部品装着装置において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品を吸着するときの吸着圧力を、該吸着ノズルが上記樹脂外装部品を吸着するときの吸着圧力よりも小さくするように、該吸着圧力を切り換える吸着圧力切換手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項7乃至10のいずれかの部品装着装置において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品及び上記樹脂外装部品の少なくとも一方を上記基板に装着するときの力、又は該吸着ノズルが上記部品保持部材に接触するときの力が、所定の大きさ以下になるように、該部品を該基板に装着するときの該吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項7乃至11のいずれかの部品装着装置において、上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材として、該部品を収容する複数の凹部が形成された、トレイ部材又はテープ部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品が実装された電子回路基板を製造する電子回路基板製造システムであって、基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷装置と、基板の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置と、該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品が装着された基板を加熱するリフロー装置とを備え、該部品装着装置として、請求項7乃至12のいずれかの部品装着装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の電子回路基板製造方法において、上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材は、該部品の厚さよりも深い複数の凹部のそれぞれに該部品を保持したものであり、上記非接触の吸着位置は、該凹部が開口している該部品保持部材の表面に該吸着ノズルが当接する位置であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の電子回路基板製造方法において、上記吸着ノズル及び上記部品保持部材の少なくとも一方に設けた衝撃吸収部材により、該吸着ノズルが該部品保持部材に当接する際の衝撃を吸収することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの電子回路基板製造方法において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品を吸着するときの吸着圧力を、該吸着ノズルが上記樹脂外装部品を吸着するときの吸着圧力よりも小さくしたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの電子回路基板製造方法において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品及び上記樹脂外装部品の少なくとも一方を上記基板に装着するときの力、又は該吸着ノズルが上記部品保持部材に接触するときの力が、所定の大きさ以下になるように、該吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかの電子回路基板製造方法において、上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材として、該部品を収容する複数の凹部が形成された、トレイ部材又はテープ部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、基板の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置であって、表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品をそれぞれ保持した複数の部品保持部材と、該部品保持部材に保持されている該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品をそれぞれ吸着し、導電性の印刷剤が印刷された基板の所定位置に運んで装着する吸着ノズルとを備え、該吸着ノズルは、少なくとも該ベアチップ部品について、該部品に接触しない非接触の吸着位置に移動し、その吸着位置で該部品を引きつけて吸着することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の部品装着装置において、少なくとも上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材は、該部品の厚さよりも深い複数の凹部のそれぞれに該部品を保持したものであり、上記非接触の吸着位置は、該凹部が開口している該部品保持部材の表面に該吸着ノズルが当接する位置であることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の部品装着装置において、上記吸着ノズルが上記部品保持部材に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材を、該吸着ノズル及び該部品保持部材の少なくとも一方に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項7乃至9のいずれかの部品装着装置において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品を吸着するときの吸着圧力を、該吸着ノズルが上記樹脂外装部品を吸着するときの吸着圧力よりも小さくするように、該吸着圧力を切り換える吸着圧力切換手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項7乃至10のいずれかの部品装着装置において、上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品及び上記樹脂外装部品の少なくとも一方を上記基板に装着するときの力、又は該吸着ノズルが上記部品保持部材に接触するときの力が、所定の大きさ以下になるように、該部品を該基板に装着するときの該吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項7乃至11のいずれかの部品装着装置において、上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材として、該部品を収容する複数の凹部が形成された、トレイ部材又はテープ部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品が実装された電子回路基板を製造する電子回路基板製造システムであって、基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷装置と、基板の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置と、該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品が装着された基板を加熱するリフロー装置とを備え、該部品装着装置として、請求項7乃至12のいずれかの部品装着装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項1乃至13の発明によれば、導電性の印刷剤を印刷した基板に対するベアチップ部品の装着と樹脂外装部品の装着とを、同一の部品装着装置で行っているので、各部品の装着専用に独立した部品装着装置を用いた場合に比して、部品装着工程の時間が短くなり、必要な設備も少なくなる。従って、製造時間や製造コストを低減することができる。
しかも、少なくともベアチップ部品については、部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズルで部品を吸着するので、部品の吸着に先立って吸着ノズルを部品に接触させる場合に比して、ベアチップ部品の破損が発生しにくくなる。従って、吸着ノズルによるベアチップ部品の破損を抑制することができるという効果がある。
しかも、少なくともベアチップ部品については、部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズルで部品を吸着するので、部品の吸着に先立って吸着ノズルを部品に接触させる場合に比して、ベアチップ部品の破損が発生しにくくなる。従って、吸着ノズルによるベアチップ部品の破損を抑制することができるという効果がある。
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る基板製造方法における各処理工程を示す工程図である。また、図2(a)及び(b)はそれぞれ、本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板1の断面構造の説明図及び平面図である。
上記電子回路基板1は、図2(a)に示すように第1の電子部品としての表面実装用の樹脂外装部品(以下、「樹脂外装チップ」という。)1bと、第2の電子部品としての表面実装用のベアチップ部品(以下、単に「ベアチップ」という。)1cとが実装された基板である。樹脂外装チップ1bは、樹脂で封止された半導体IC、抵抗、コンデンサー等の部品であり、ベアチップ1cは、樹脂で封止する前の裸の半導体ICチップである。基板1とベアチップ1cとの間には、ベアチップ1cが基板1上に安定して固定されるように樹脂が充填されている。一方、基板1と樹脂外装チップ1bとの間には樹脂が充填されていない。
図1は、本実施形態に係る基板製造方法における各処理工程を示す工程図である。また、図2(a)及び(b)はそれぞれ、本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板1の断面構造の説明図及び平面図である。
上記電子回路基板1は、図2(a)に示すように第1の電子部品としての表面実装用の樹脂外装部品(以下、「樹脂外装チップ」という。)1bと、第2の電子部品としての表面実装用のベアチップ部品(以下、単に「ベアチップ」という。)1cとが実装された基板である。樹脂外装チップ1bは、樹脂で封止された半導体IC、抵抗、コンデンサー等の部品であり、ベアチップ1cは、樹脂で封止する前の裸の半導体ICチップである。基板1とベアチップ1cとの間には、ベアチップ1cが基板1上に安定して固定されるように樹脂が充填されている。一方、基板1と樹脂外装チップ1bとの間には樹脂が充填されていない。
また、上記基板1は、図2(b)に示すように所定の機能を有する同じ形状及び回路の仕様を有する個別基板100を多数(例えば数10個〜数100個)並べて一括形成された基板である。この基板1は、上記樹脂外装チップ1bやベアチップ1cが実装され所定の機能検査が行われた後、各個別基板100に分離される。これらの分離された個別基板100の一つ一つが所定の機能を有する回路モジュール部品として用いられる。
図1に示す基板製造方法においては、まず、樹脂外装チップ1bやベアチップ1cが実装される前の基板1に、導電性の印刷剤としてのクリーム半田を印刷する半田印刷工程(p1)を実行される。この半田印刷工程の後、同一の1台の部品装着装置により、上記樹脂外装チップ1bを基板1の所定位置に装着する第1のマウント工程(p2)と、上記ベアチップ1cを基板1の所定箇所に装着する第2のマウント工程(p3)とが実行される。なお、第1のマウント工程と第2のマウント工程の順序は逆でもよい。
次に、上記樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cのマウント工程の後、リフロー工程(p4)を実行する。このように2つのマウント工程(p2,p3)を実行した後に、リフロー工程を実行することにより、基板1上の電子部品に対する加熱回数を低減することができる。
次に、上記リフロー工程の後、基板1とベアチップ1cとの隙間に、その隙間を埋める充填剤としての樹脂を充填する、アンダーフィル処理工程(p5)を実行する。
以上により、アンダーフィル処理を施さない外装チップ1bとアンダーフィル処理を施すベアチップ1cとを、同一の基板1上に混在実装することができる。
次に、上記樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cのマウント工程の後、リフロー工程(p4)を実行する。このように2つのマウント工程(p2,p3)を実行した後に、リフロー工程を実行することにより、基板1上の電子部品に対する加熱回数を低減することができる。
次に、上記リフロー工程の後、基板1とベアチップ1cとの隙間に、その隙間を埋める充填剤としての樹脂を充填する、アンダーフィル処理工程(p5)を実行する。
以上により、アンダーフィル処理を施さない外装チップ1bとアンダーフィル処理を施すベアチップ1cとを、同一の基板1上に混在実装することができる。
以上、本実施形態の電子回路基板製造方法によれば、基板1上に実装した電子部品に対する加熱回数を低減するので、これら電子部品に与えるヒートショック回数を低減することができる。また、従来では個別に実施されていた樹脂外装部品1bのリフロー工程とベアチップ1cのリフロー工程とを同時に実施するので、処理工程数を低減して作業性を向上させることができる。
上記電子回路基板製造方法を実現することができる基板製造システムは、基板1の所定の電極上にクリーム半田を印刷する印刷装置と、基板1の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置としてのマウント装置と、ベアチップ1c及び樹脂外装チップ1bが装着された基板1を加熱するリフロー装置と、ベアチップ1cと基板1との隙間に樹脂を充填するアンダーフィル装置とを用いて構成することができる。
次に、上記基板製造方法の各工程について詳しく説明する。
〔半田印刷工程〕
図3は、本実施形態に係る半田印刷工程に用いられる印刷装置の概略構成図である。この印刷装置は、プラスチック材からなる孔版マスクである印刷マスク2を用いて、導電性の印刷剤としてのクリーム半田3を基板1に印刷するものである。この印刷装置は、枠材2bに装着された印刷マスク2が固定部材4で固定されている。基板1は、電極が形成されている電極形成面が上面になるようにステージ5上に保持されている。このステージ5の下面には、ステージ5を駆動する駆動手段が設けられている。この駆動手段は、正逆回転可能なステッピングモータ6と、ボールねじ及びモータ6で回転駆動される図示しないナット等からなる上下動機構7とを用いて構成されている。このステッピングモータ6を回転制御することにより、上記ステージ5を上下方向に駆動し、基板1を、印刷マスク2に接触する印刷位置に移動させたり、印刷マスク2から離間させたりすることができる。
〔半田印刷工程〕
図3は、本実施形態に係る半田印刷工程に用いられる印刷装置の概略構成図である。この印刷装置は、プラスチック材からなる孔版マスクである印刷マスク2を用いて、導電性の印刷剤としてのクリーム半田3を基板1に印刷するものである。この印刷装置は、枠材2bに装着された印刷マスク2が固定部材4で固定されている。基板1は、電極が形成されている電極形成面が上面になるようにステージ5上に保持されている。このステージ5の下面には、ステージ5を駆動する駆動手段が設けられている。この駆動手段は、正逆回転可能なステッピングモータ6と、ボールねじ及びモータ6で回転駆動される図示しないナット等からなる上下動機構7とを用いて構成されている。このステッピングモータ6を回転制御することにより、上記ステージ5を上下方向に駆動し、基板1を、印刷マスク2に接触する印刷位置に移動させたり、印刷マスク2から離間させたりすることができる。
上記印刷位置に移動したステージ5の上方には、印刷マスク2の開口部9にクリーム半田3を充填する充填手段が設けられている。この充填手段は、図4に示すように、印刷マスク2の開口部9にクリーム半田3を刷り込むための充填部材としてのスキージ8、そのスキージ8を駆動ベルト等によって図中左右方向に駆動するための図示しないスキージ駆動機構等により構成されている。印刷用マスク2には、アンダーフィル処理を施す必要がない樹脂外装チップが実装される電極と、アンダーフィル処理を施す第2の電子部品が実装される電極とにそれぞれ対応する開口部9が設けられている。この開口部9は、例えば微小印刷パターンの場合、100〜200μm程度の四角形の開口や、同様な寸法の直径を有する円形の開口である。
ここで、上記印刷用マスク2の開口部9が四角形の開口の場合、その開口部9の基板表面(上面)に対してほぼ垂直な内壁面のうち、スキージ移動方向(図中A方向)における下流側に位置する下流側側面は、スキージ移動方向Aに対して傾斜する傾斜面9aにするのが好ましい。また、印刷用マスク2の開口部9の内壁面のうち、スキージ移動方向(図中A方向)における上流側に位置する上流側側面も、同様にスキージ移動方向(図中A方向)に対して傾斜する傾斜面9bにするのが好ましい。例えば図4に示すように、印刷用マスク2の傾斜面9a,9bはスキージ移動方向(図中A方向)に対してほぼ45度だけ傾斜させる。
上記微細パターンの印刷用マスク2を用いて印刷するときに用いるクリーム半田としては、例えば半田の平均粒径が10μm以下であり、フラックス成分の含有率が11質量%程度のものが好ましい。
上記構成の印刷装置において、まず、印刷マスク2を固定部材4で固定した後、上記モータ6を回転駆動して基板1を保持したステージ5を上昇させ、印刷マスク2に接触させる。そして、印刷マスク2の上面にクリーム半田3をセットし、スキージ8を矢印A方向に移動させることにより、印刷マスク2の開口部9にクリーム半田3を充填して刷り込む(図5(a)参照)。
次に、上記クリーム半田3を充填した印刷マスク2と基板1とを接触させたままの状態で、印刷条件に基づいて予め設定された待ち時間の計時を開始する。そして、所定の待ち時間が経過しクリーム半田3のタッキング力(粘着力)が高まった状態で、上記モータ6を回転駆動してステージ5を図3中の矢印B方向に下降させ、基板1と印刷マスク2とを離間させる(図5(b)参照)。この離間動作により、基板1のパッド電極1a上にクリーム半田3からなる電極が形成される。
次に、上記クリーム半田3を充填した印刷マスク2と基板1とを接触させたままの状態で、印刷条件に基づいて予め設定された待ち時間の計時を開始する。そして、所定の待ち時間が経過しクリーム半田3のタッキング力(粘着力)が高まった状態で、上記モータ6を回転駆動してステージ5を図3中の矢印B方向に下降させ、基板1と印刷マスク2とを離間させる(図5(b)参照)。この離間動作により、基板1のパッド電極1a上にクリーム半田3からなる電極が形成される。
また、本実施形態の印刷装置においては、印刷マスク2の開口部9のスキージ移動方向における下流側の内壁面を、そのキージ移動方向に対して傾斜させた傾斜面9aとしている。これにより、スキージ8によって移動してきたクリーム半田3は、傾斜面9aに案内され、開口部9のスキージ移動方向に対して下流側の内壁面が移動の抵抗となることがない。よって、クリーム半田3がスキージ移動方向における下流側の内壁面に必要以上に充填されることがない。
また、印刷マスク2の開口部9のスキージ移動方向における上流側の内壁面も同様にスキージ移動方向に対して傾斜させた傾斜面9bとしている。これにより、スキージ8によって移動してきたクリーム半田3が開口部9の内壁面近傍に落ち込まず、クリーム半田3が開口部9のスキージ移動方向に対して垂直となる内壁面側にクリーム半田3が十分に充填されないという不具合もない。
以上のように、傾斜面9a,9bを有する印刷マスク2を用いることにより、図5(a)に示すように、開口部9に充填されるクリーム半田の充填面(上面)3aをほぼ平坦な面にすることができる。特に、0.1mm以下の微小電極1a上にクリーム半田3を印刷する場合、上述のようにスキージ移動方向に対して垂直となる面をマスク開口部9の内壁面に形成しないようにすると有効である。微小電極の場合、微小電極上に印刷されるクリーム半田量も少なくなる。このようにクリーム半田量が少なくなる結果、微小電極上のクリーム半田量の僅かな誤差でも、電子部品との接合不良に繋がる場合がある。よって、上述のように印刷マスク開口部9の内壁面に、スキージ移動方向に対して直角となる面を形成しないことにより、微小電極上のクリーム半田量を均一にすることができるので、電子部品との接合不良を確実に防止することができる。
また、印刷マスク2の開口部9のスキージ移動方向における上流側の内壁面も同様にスキージ移動方向に対して傾斜させた傾斜面9bとしている。これにより、スキージ8によって移動してきたクリーム半田3が開口部9の内壁面近傍に落ち込まず、クリーム半田3が開口部9のスキージ移動方向に対して垂直となる内壁面側にクリーム半田3が十分に充填されないという不具合もない。
以上のように、傾斜面9a,9bを有する印刷マスク2を用いることにより、図5(a)に示すように、開口部9に充填されるクリーム半田の充填面(上面)3aをほぼ平坦な面にすることができる。特に、0.1mm以下の微小電極1a上にクリーム半田3を印刷する場合、上述のようにスキージ移動方向に対して垂直となる面をマスク開口部9の内壁面に形成しないようにすると有効である。微小電極の場合、微小電極上に印刷されるクリーム半田量も少なくなる。このようにクリーム半田量が少なくなる結果、微小電極上のクリーム半田量の僅かな誤差でも、電子部品との接合不良に繋がる場合がある。よって、上述のように印刷マスク開口部9の内壁面に、スキージ移動方向に対して直角となる面を形成しないことにより、微小電極上のクリーム半田量を均一にすることができるので、電子部品との接合不良を確実に防止することができる。
〔マウント工程〕
図6は、樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cを基板1に装着するマウント工程で使用する部品装着装置としてのマウント装置10の概略構成の一例を示す斜視図である。このマウント装置10は、樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cの両方の電子部品の部品保持部材としてリールカセット12を用いている。リールカセット12はカセット移動台3上に複数連立させて固定されている。このリールカセット12には、梱包容器たる巻軸にキャリアテープを巻き付けたリール15がセットされている。また、上記カセット移動台13は、図示しない駆動機構によって図中X方向に移動されるようになっている。
図6は、樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cを基板1に装着するマウント工程で使用する部品装着装置としてのマウント装置10の概略構成の一例を示す斜視図である。このマウント装置10は、樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cの両方の電子部品の部品保持部材としてリールカセット12を用いている。リールカセット12はカセット移動台3上に複数連立させて固定されている。このリールカセット12には、梱包容器たる巻軸にキャリアテープを巻き付けたリール15がセットされている。また、上記カセット移動台13は、図示しない駆動機構によって図中X方向に移動されるようになっている。
カセット移動台13の図中前方側には、回転吊柱16を基軸にして回転する回転テーブル17が配設されている。この回転テーブル17の円軌道上に、樹脂外装チップ1bやベアチップ1c等の表面実装用の電子部品を吸着する部品吸着ユニット18が固定されている。この部品吸着ユニット18は、その下端側に電子部品を吸着するための吸着ノズル18aを備えている。吸着ノズル18aは、その底面にノズル孔を備えており、このノズル孔から気体を吸い込むことによって電子部品を吸着する。吸着ノズル18aは、回転テーブル17の回転によって図中Aの位置まで移動した状態で、その直下に位置するリールカセット12の部品供給部12a上に保持された電子部品を吸着する。これにより、吸着ノズル18aの先端に電子部品が吸着されて保持される。カセット移動台13は図中X方向に移動することで、複数のリールカセット12のうち、吸着対象の電子部品に対応するリールカセットを、吸着ノズル18aの吸着位置(図中Aの位置)まで移動させる。
上記回転テーブル17の下方には、図示しない駆動機構によって図中X方向及びY方向に移動されるX−Yテーブル19が配設されており、その上面に基板1が固定されている。この基板1は、その表面に所定の電極パターンが形成されており、更にこの電極パターン上には個々のリードに対応する半田ペーストパターンが半田印刷工程によって予め印刷されている。上記吸着ノズル18aに吸着された樹脂外装チップ1bやベアチップ1c等の電子部品は、回転テーブル7の回転や、X−Yテーブル19の移動によって基板1上の所定位置に移動された後、そのリードが対応する半田ペーストパターン上に乗るように、吸着ノズル18aによって位置決めされてマウントされる。なお、プリント基板1、吸着ノズル18aの何れか一方だけを移動させてマウント位置を調整するタイプのマウント装置を用いることもできる。
図7は、リール15がセットされた状態のリールカセット12の一例を示す斜視図である。図示のように、リールカセット12は扁平状に形成され、そのベース12b上には、部品供給ユニット12cが設けられている。また、ベース12bの後端側にはリールホルダ12dが設けられており、ここに巻軸とキャリアテープ11とからなるリール15がセットされる。また、部品供給ユニット12cの上方には巻取りリール12eが設けられており、電子部品の供給に伴ってリール15から送り出されるキャリアテープを巻き取るようになっている。なお、リールの巻軸は梱包容器としての性格を有している。
なお、図7においては便宜上図示を省略しているが、施設内にある全てのリールカセット12には、それぞれを個別に識別するための搭載器識別情報たるカセットシリアル番号のバーコードを付したラベルが貼付されている。
上記キャリアテープ11は、図8に示すように、電子部品1b,1cを保持する凹部11aが等間隔に設けられており、初期状態で例えば2000個の電子部品を凹部11aに保持している。そして、巻取りリール12eの回転に伴って部品供給ユニット12c内を移動し、部品供給ユニット12cの先端付近に設けられた部品供給部12aに凹部11aが移動する。部品供給部12aに移動した凹部11a内の電子部品は、マウント装置の吸着ノズル18aに吸着される。
図9は、キャリアテープ11の凹部11aに保持されている電子部品1b,1cを吸着ノズル18aが吸着している様子を示す模式図である。部品供給部12aに凹部11aが位置しているとき、キャリアテープ11の移動を停止する。そして、マウント装置10の吸着ノズル18aが図中下側に移動してキャリアテープ11の凹部周辺の表面11bに当接する。ここで、凹部11aの深さは、電子部品がキャリアテープの開口周辺の表面11bから突出しないように設定されている。また、吸着ノズル18aのノズル孔が設けられた底面をキャリアテープの開口周辺の表面11bに当接させる。これにより、電子部品と吸着ノズル18aとが当接しないようになり、吸着ノズル18aの下降時に吸着ノズル18aが電子部品1bに当接して電子部品が破損することを防止することができる。
上記吸着ノズル18aがキャリアテープ11の表面11bに当接すると、吸着ノズル18aで凹部11aに保持されている電子部品を吸い取り、吸着ノズル18aに吸着させる。吸着ノズル18aは、凹部11aの開口部を全て塞いでおらず、凹部11aとの間に空気孔18bを形成しているので、吸着ノズル18aの吸着動作中に凹部11a内が真空状態になることがない。そして、電子部品1b,1cが吸着ノズル18aに吸着したら、吸着ノズル18aを上昇させて、回転テーブル19上の基板1の所定位置に位置決めして装着する。
上記吸着ノズル18aがキャリアテープ11の表面11bに当接すると、吸着ノズル18aで凹部11aに保持されている電子部品を吸い取り、吸着ノズル18aに吸着させる。吸着ノズル18aは、凹部11aの開口部を全て塞いでおらず、凹部11aとの間に空気孔18bを形成しているので、吸着ノズル18aの吸着動作中に凹部11a内が真空状態になることがない。そして、電子部品1b,1cが吸着ノズル18aに吸着したら、吸着ノズル18aを上昇させて、回転テーブル19上の基板1の所定位置に位置決めして装着する。
図10は、他の構成例に係るマウント装置20の概略構成を示す斜視図である。このマウント装置20は、樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cそれぞれの部品保持部材としてトレイ22を用いている。トレイ22は、図10に示すようにゴムなどの緩衝材21を介してトレイ台23上に複数連立させて固定されている。トレイ22には、複数の凹部22aが等間隔に形成されており、この凹部22aには電子部品1b,1cがそれぞれ保持されている。このマウント装置20においても、上記第1のマウント装置10と同様に、基板1を保持するX−Yテーブル29、凹部22aに保持されている電子部品1b,1cを吸着して、基板1の所定位置に配置する吸着ノズル28a、吸着ノズル28aを保持する回転テーブル27などを備えている。そして、凹部22aに保持されている電子部品1b,1cを順番に吸着ノズル28aで吸着していき、基板1の所定位置に配置していく。トレイ22に電子部品1b,1cがなくなると、次のトレイに吸着ノズル28aが移動し、吸着ノズル28aに取り付けられている図示しないCCDカメラでトレイ22の一端部とこの端部と対角線上にある端部を検知して、トレイ台23上のトレイ22の位置を検知する。トレイ22の位置を検知したら、再び順番にトレイの凹部22aに保持されている電子部品1b,1cをノズルで吸着して、基板の所定位置に配置する。
このマウント装置20においても、トレイ22の凹部22aに保持されている電子部品1b,1cを吸着ノズル28aに吸着させる際、図10に示すように、トレイ22の開口面22bと吸着ノズル28aとを当接させて、電子部品1b,1cと吸着ノズル28aとを当接させないようにしている。これにより、このマウント装置20においても電子部品1b,1cが吸着ノズル28aとの当接により破損することが防止される。トレイ22の開口面22bに吸着ノズル28aが当接すると、当接時の衝撃により、トレイ22が振動する。凹部22aに保持されている電子部品1b,1cは、基板1上に所定の向きに配置されるように、向きが揃えられている。しかし、上記トレイ22の振動により凹部22aに保持されている電子部品1b,1cの向きが変わってしまうおそれがある。特に、サイズが小さいベアチップ1cの場合は向きが振動で変化しやすい。このように凹部22aに保持されている電子部品1b,1cの向きが変化すると、電子部品1b,1cを基板1上に正しい向きに配置することができなくなる。そこで、本構成例のマウント装置20は、トレイ22とトレイ台23との間に緩衝材21を備えている。これにより、吸着ノズル28aがトレイ22の表面に当接しても、緩衝材21が当接時の衝撃を吸収するので、トレイ22の振動が緩和される。よって、凹部22aに保持されている電子部品1b,1cの向きが変わることが抑制され、電子部品1b,1cを基板1上に正しい向きに配置されなくなることが抑制される。なお、本構成例においては、トレイ22とトレイ台23との間に緩衝材21を配置しているが、トレイ22の表面上に緩衝材を配置したり、吸着ノズル28aのトレイ当接面に緩衝材を設けたりしても良い。
図12は、更に他の構成例に係るマウント装置30の概略構成を示す斜視図である。このマウント装置30は、図11中の右側(奥側)にアンダーフィル処理を施さない樹脂外装チップ1bの部品保持部材としてリールカセット32が配置されている。そして、図11中の左側(手前側)には、アンダーフィル処理を施すベアチップ1cの部品保持部材としてトレイ42が配置されている。
回転テーブル37には、リールカセット32に保持されている樹脂外装チップ1bを吸着する第1の吸着ノズル38aと、トレイ42に保持されているベアチップ1cを吸着する第2の吸着ノズル48aが設けられている。ベアチップ1cは樹脂外装チップ1bよりも小さいので、ベアチップ1cを吸着するために設計された吸着ノズル48aで樹脂外装チップ1bを吸着しようとした場合、樹脂外装チップ1bを保持するような十分な吸着力を得ることができない場合がある。また、樹脂外装チップ1bを吸着するために設計された吸着ノズル38aでベアチップ1cを吸着しようとした場合、逆に吸着力が強すぎて吸着の際、ベアチップ1cが勢いをもってノズルに当接してしまいベアチップ1cが破損してしまう場合がある。このため、本構成例のマウント装置30においては、樹脂外装チップ用の第1の吸着ノズル38aと、ベアチップ用の第2の吸着ノズル48aをそれぞれ備えている。
ここで、樹脂外装チップ1bをX−Yテーブル39上の基板1に装着する場合は、回転テーブル37を回転させ、第1の吸着ノズル38aを第1の吸着位置(図中Aの位置)まで移動させる。第1の吸着ノズル38aが第1の吸着位置まで移動したら、そのノズルを下降させてキャリアテープ11の開口面に当接させて、第1の吸着ノズル38aの下降時に凹部に保持されている樹脂外装チップ1bと第1の吸着ノズル38aとが当接することがないようにしている。そして、凹部に保持された樹脂外装チップ1bをノズルに吸着させ、基板1の所定の位置に配設する。
一方、ベアチップ1cをX−Yテーブル39上の基板1に装着する場合は、回転テーブル37を回転させ、第2の吸着ノズル48aを第2の吸着位置(図中Bの位置)まで移動させる。そして、そのノズルを下降させてトレイ42の開口面に当接させて、第2の吸着ノズル48aの下降時に凹部に保持されているベアチップ1cと第2の吸着ノズル48aとが当接することがないようにしている。
ここで、樹脂外装チップ1bをX−Yテーブル39上の基板1に装着する場合は、回転テーブル37を回転させ、第1の吸着ノズル38aを第1の吸着位置(図中Aの位置)まで移動させる。第1の吸着ノズル38aが第1の吸着位置まで移動したら、そのノズルを下降させてキャリアテープ11の開口面に当接させて、第1の吸着ノズル38aの下降時に凹部に保持されている樹脂外装チップ1bと第1の吸着ノズル38aとが当接することがないようにしている。そして、凹部に保持された樹脂外装チップ1bをノズルに吸着させ、基板1の所定の位置に配設する。
一方、ベアチップ1cをX−Yテーブル39上の基板1に装着する場合は、回転テーブル37を回転させ、第2の吸着ノズル48aを第2の吸着位置(図中Bの位置)まで移動させる。そして、そのノズルを下降させてトレイ42の開口面に当接させて、第2の吸着ノズル48aの下降時に凹部に保持されているベアチップ1cと第2の吸着ノズル48aとが当接することがないようにしている。
また、本構成例のマウント装置30の場合も、上述のマウント装置20と同様、トレイ42とトレイ台43との間に緩衝材21を設け、トレイ42の開口面に第2の吸着ノズル48aが当接する際の衝撃力を吸収している。そして、凹部に保持されたベアチップ1cを吸着ノズル48aに吸着させ、基板1の所定の位置に装着する。
なお、本構成例のマウント装置30は、樹脂外装チップ1bの部品保持部材としてリールカセット32を用い、ベアチップ1cの部品保持部材としてトレイ42を用いているが、これに限られない。例えば、樹脂外装チップ1bの部品保持部材としてトレイを用い、ベアチップ1cの部品保持部材としてリールカセットを用いてもよい。また、回転テーブル37を2つ設け、一方を第1の吸着ノズル38aを保持する第1の回転テーブルとし、他方を第2の吸着ノズル48aを保持する第2の回転テーブルとしてもよい。このように、回転テーブルを別々に設けることで、配設工程をスピードアップすることができる。
上記構成のマウント装置10、20、30によれば、樹脂外装チップ1b及びベアチップ1cの両方の電子部品を同一のマウント装置30によって行うことができるので、基板製造の製造時間や製造コスト等を下げることができる。
なお、上記構成のマウント装置10,20,30において、上記吸着ノズル18a,28a,38a,48aが部品を吸着するときの吸着圧力を切り換えるのが好ましい。具体的に、吸着ノズルがベアチップ1cを吸着するときの吸着圧力を、吸着ノズルが樹脂外装チップ1bを吸着するときの吸着圧力よりも小さくするように、吸着圧力を切り換える。例えば、吸着ノズルがベアチップ1cを吸着するときの吸着圧力を、吸着ノズルが樹脂外装チップ1bを吸着するときの吸着圧力(標準圧力)の80%減(標準圧力の20%)にする。このように吸着圧力を切り換えることにより、吸着ノズルにベアチップ1cが吸い付くときの衝撃によるベアチップの損傷を防止しつつ、樹脂外装チップ1bについては吸着ノズルに吸着させて確実に保持することができる。特に、部品保持部材としてリールカセットを用いたときに効果的である。
上記吸着圧力を切り換える吸着圧力切換手段は、各マウント装置10,20,30のコントローラと、そのコントローラで制御される吸引ポンプなどの吸引装置とを用いて構成することができる。
上記吸着圧力を切り換える吸着圧力切換手段は、各マウント装置10,20,30のコントローラと、そのコントローラで制御される吸引ポンプなどの吸引装置とを用いて構成することができる。
また、上記構成のマウント装置10,20,30において、吸着ノズルがベアチップ1c及び樹脂外装チップ1bの少なくとも一方を基板に装着するときに発生する衝撃力(動荷重)が一定になるように、各部品を基板に装着するときの吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更するのが好ましい。特に、ベアチップ1cは基板へ装着するときの衝撃で損傷するおそれが高いので、上記衝撃力(動荷重)が樹脂外装チップ1bの場合よりも低めになるように、ベアチップ1c装着時の吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定する。ここで、「下死点」は、上記吸着ノズルを基板に一番近づくまで下降させた最下点の位置である。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の設定は、例えば次のように行うことができる。まず、マウント装置における基板がセットされる位置に、力検知手段としての圧力センサが取り付けられたロードセルを有する擬似基板部材をセットする。この擬似基板部材に対して、部品を吸着した吸着ノズルを下降させ、所定の位置で停止させる。この停止時の衝撃力(動荷重)を、上記ロードセルの圧力センサの出力に基づいて算出する。この測定及び算出を、上記吸着ノズルの下死点及び移動速度を変化させて行う。そして、衝撃力(動荷重)が一定の力以下になるように、吸着ノズルの下死点及び移動速度を設定する。ここで、吸着ノズルが下降するときの移動ステップ量の1単位が大きい場合は、吸着ノズルに保持されている部品が接触して上記ロードセルの圧力センサが出力し始めたときの吸着ノズルの位置を下死点としてもよい。
以上のように、上記部品が基板に装着するときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることにより、半田の過剰なつぶれを防止したり、部品の加わるストレスを低減して部品の損傷を防止したりすることができる。特に、装着対象の部品が損傷を受けやすいベアチップの場合に効果的である。
なお、上記吸着ノズルの下降時の移動速度が大きいと、吸着ノズルの停止位置のばらつきが大きくなって上記衝撃力(動荷重)のコントロールが難しくなる一方で、下降時の移動速度が遅すぎるとマウント処理時間が長くなってしまう。そこで、基板の近くまでは高めの速度で吸着ノズルを下降させ、そこから下死点までは低めの速度で下降させるように、吸着ノズルの移動を制御するのが好ましい。具体的には、吸着ノズルに保持された部品の底面と基板の表面との距離が予め設定した距離(例えば0.2〜0.4mm程度)になるまでは数10mm/sec程度の標準速度(例えば88mm/sec)で移動させ、その位置から下死点までは数mm/sec(例えば2mm/sec)程度の移動速度で移動させる。このように吸着ノズルの移動速度を2段階制御することにより、マウント処理時間の増加を抑制しつつ、部品が基板に装着するときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることが可能になる。ここで、装着対象の部品が損傷を受けにくい樹脂外装部品1bの場合には、マウント速度のほうを優先するように、上記移動速度の2段階制御を行わずに移動開始から下死点まで標準速度(例えば88mm/sec)で移動させるようにしてもよい。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段は、各マウント装置10,20,30のコントローラを用いて構成することができる。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の設定は、例えば次のように行うことができる。まず、マウント装置における基板がセットされる位置に、力検知手段としての圧力センサが取り付けられたロードセルを有する擬似基板部材をセットする。この擬似基板部材に対して、部品を吸着した吸着ノズルを下降させ、所定の位置で停止させる。この停止時の衝撃力(動荷重)を、上記ロードセルの圧力センサの出力に基づいて算出する。この測定及び算出を、上記吸着ノズルの下死点及び移動速度を変化させて行う。そして、衝撃力(動荷重)が一定の力以下になるように、吸着ノズルの下死点及び移動速度を設定する。ここで、吸着ノズルが下降するときの移動ステップ量の1単位が大きい場合は、吸着ノズルに保持されている部品が接触して上記ロードセルの圧力センサが出力し始めたときの吸着ノズルの位置を下死点としてもよい。
以上のように、上記部品が基板に装着するときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることにより、半田の過剰なつぶれを防止したり、部品の加わるストレスを低減して部品の損傷を防止したりすることができる。特に、装着対象の部品が損傷を受けやすいベアチップの場合に効果的である。
なお、上記吸着ノズルの下降時の移動速度が大きいと、吸着ノズルの停止位置のばらつきが大きくなって上記衝撃力(動荷重)のコントロールが難しくなる一方で、下降時の移動速度が遅すぎるとマウント処理時間が長くなってしまう。そこで、基板の近くまでは高めの速度で吸着ノズルを下降させ、そこから下死点までは低めの速度で下降させるように、吸着ノズルの移動を制御するのが好ましい。具体的には、吸着ノズルに保持された部品の底面と基板の表面との距離が予め設定した距離(例えば0.2〜0.4mm程度)になるまでは数10mm/sec程度の標準速度(例えば88mm/sec)で移動させ、その位置から下死点までは数mm/sec(例えば2mm/sec)程度の移動速度で移動させる。このように吸着ノズルの移動速度を2段階制御することにより、マウント処理時間の増加を抑制しつつ、部品が基板に装着するときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることが可能になる。ここで、装着対象の部品が損傷を受けにくい樹脂外装部品1bの場合には、マウント速度のほうを優先するように、上記移動速度の2段階制御を行わずに移動開始から下死点まで標準速度(例えば88mm/sec)で移動させるようにしてもよい。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段は、各マウント装置10,20,30のコントローラを用いて構成することができる。
また、上記構成のマウント装置10,20,30において、吸着ノズルがベアチップ1c及び樹脂外装チップ1bの少なくとも一方をテープやトレイ等の部品保持部材からピックアップするときに発生する衝撃力(動荷重)が一定になるように、部品ピックアップ時の吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更するのが好ましい。特に、ベアチップ1cは、吸着ノズルがテープやトレイに接触するときの衝撃で損傷するおそれが高いので、ベアチップ1cをピックアップするときの衝撃力(動荷重)が樹脂外装チップ1bをピックアップするときの衝撃力よりも低めになるように、ベアチップ1cピックアップ時の吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定する。ここで、「下死点」は、上記吸着ノズルをテープやトレイ等の部品保持部材に一番近づくまで下降させた最下点の位置である。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の設定は、例えば次のように行うことができる。まず、マウント装置におけるテープやトレイ等の部品保持部材がセットされる位置に、力検知手段としての圧力センサが取り付けられたロードセルを有する力検知用部材をセットする。この力検知用部材に対して吸着ノズルを下降させ、所定の位置で停止させる。この停止時の衝撃力(動荷重)を、上記ロードセルの圧力センサの出力に基づいて算出する。この測定及び算出を、上記吸着ノズルの下死点及び移動速度を変化させて行う。そして、衝撃力(動荷重)が一定の力以下になるように、吸着ノズルの下死点及び移動速度を設定する。ここで、吸着ノズルが下降するときの移動ステップ量の1単位が大きい場合は、吸着ノズルが接触して上記ロードセルの圧力センサが出力し始めたときの吸着ノズルの位置を下死点としてもよい。
以上のように、上記部品をピックアップするときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることにより、部品の加わる衝撃を低減して部品の損傷を防止したりすることができる。特に、ピックアップ対象の部品が損傷を受けやすいベアチップの場合に効果的である。
なお、上記吸着ノズルの下降時の移動速度が大きいと、吸着ノズルの停止位置のばらつきが大きくなって上記衝撃力(動荷重)のコントロールが難しくなる一方で、下降時の移動速度が遅すぎると部品のピックアップ処理時間が長くなってしまう。そこで、テープやトレイ等の部品保持部材の近くまでは高めの速度で吸着ノズルを下降させ、そこから下死点までは低めの速度で下降させるように、吸着ノズルの移動を制御するのが好ましい。具体的には、吸着ノズルの先端とテープやトレイ等の部品保持部材の表面との距離が予め設定した距離(例えば0.2〜0.4mm程度)になるまでは数10mm/sec程度の標準速度(例えば88mm/sec)で移動させ、その位置から下死点までは数mm/sec(例えば2mm/sec)程度の移動速度で移動させる。このように吸着ノズルの移動速度を2段階制御することにより、部品ピックアップ処理時間の増加を抑制しつつ、部品をピックアップするときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることが可能になる。ここで、ピックアップ対象の部品が損傷を受けにくい樹脂外装部品1bの場合には、部品ピックアップ速度のほうを優先するように、上記移動速度の2段階制御を行わずに移動開始から下死点まで標準速度(例えば88mm/sec)で移動させるようにしてもよい。
上記部品を吸着してピックアップするときの吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段も、各マウント装置10,20,30のコントローラを用いて構成することができる。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の設定は、例えば次のように行うことができる。まず、マウント装置におけるテープやトレイ等の部品保持部材がセットされる位置に、力検知手段としての圧力センサが取り付けられたロードセルを有する力検知用部材をセットする。この力検知用部材に対して吸着ノズルを下降させ、所定の位置で停止させる。この停止時の衝撃力(動荷重)を、上記ロードセルの圧力センサの出力に基づいて算出する。この測定及び算出を、上記吸着ノズルの下死点及び移動速度を変化させて行う。そして、衝撃力(動荷重)が一定の力以下になるように、吸着ノズルの下死点及び移動速度を設定する。ここで、吸着ノズルが下降するときの移動ステップ量の1単位が大きい場合は、吸着ノズルが接触して上記ロードセルの圧力センサが出力し始めたときの吸着ノズルの位置を下死点としてもよい。
以上のように、上記部品をピックアップするときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることにより、部品の加わる衝撃を低減して部品の損傷を防止したりすることができる。特に、ピックアップ対象の部品が損傷を受けやすいベアチップの場合に効果的である。
なお、上記吸着ノズルの下降時の移動速度が大きいと、吸着ノズルの停止位置のばらつきが大きくなって上記衝撃力(動荷重)のコントロールが難しくなる一方で、下降時の移動速度が遅すぎると部品のピックアップ処理時間が長くなってしまう。そこで、テープやトレイ等の部品保持部材の近くまでは高めの速度で吸着ノズルを下降させ、そこから下死点までは低めの速度で下降させるように、吸着ノズルの移動を制御するのが好ましい。具体的には、吸着ノズルの先端とテープやトレイ等の部品保持部材の表面との距離が予め設定した距離(例えば0.2〜0.4mm程度)になるまでは数10mm/sec程度の標準速度(例えば88mm/sec)で移動させ、その位置から下死点までは数mm/sec(例えば2mm/sec)程度の移動速度で移動させる。このように吸着ノズルの移動速度を2段階制御することにより、部品ピックアップ処理時間の増加を抑制しつつ、部品をピックアップするときに発生する衝撃力(動荷重)を所定の大きさ以下にすることが可能になる。ここで、ピックアップ対象の部品が損傷を受けにくい樹脂外装部品1bの場合には、部品ピックアップ速度のほうを優先するように、上記移動速度の2段階制御を行わずに移動開始から下死点まで標準速度(例えば88mm/sec)で移動させるようにしてもよい。
上記部品を吸着してピックアップするときの吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段も、各マウント装置10,20,30のコントローラを用いて構成することができる。
〔アンダーフィル工程〕
図13は、アンダーフィル処理工程の説明図である。このアンダーフィル処理工程では、バンプ1dが介在することによって生じた上記基板1とベアチップ1cとの隙間54に、その隙間54を埋める充填剤としての樹脂55が充填される。図13において、上記樹脂55は、まず、ディスペンサ56によって、上記基板1とベアチップ1cとの隙間54の、少なくとも一辺側の部位に供給(塗布)される。すると、基板1上に塗布された樹脂55は、基板1とベアチップ1cとの隙間54による毛管現象で隙間に浸透していく。これにより、ベアチップ1cと基板1との間に樹脂55が充填され、基板1上にベアチップ1cを確実に固定することができる。なお、アンダーフィル処理は、これに限定されず、種々変更可能である。例えば、超音波印加装置等を用いて、基板1に振動を与えて、基板1とベアチップ1cとの隙間54に樹脂55を充填するようにしてもよい。このように、基板1に振動を与えることで、樹脂55がベアチップ1cと基板1との間に充填するまでの時間を短縮することができる。
図13は、アンダーフィル処理工程の説明図である。このアンダーフィル処理工程では、バンプ1dが介在することによって生じた上記基板1とベアチップ1cとの隙間54に、その隙間54を埋める充填剤としての樹脂55が充填される。図13において、上記樹脂55は、まず、ディスペンサ56によって、上記基板1とベアチップ1cとの隙間54の、少なくとも一辺側の部位に供給(塗布)される。すると、基板1上に塗布された樹脂55は、基板1とベアチップ1cとの隙間54による毛管現象で隙間に浸透していく。これにより、ベアチップ1cと基板1との間に樹脂55が充填され、基板1上にベアチップ1cを確実に固定することができる。なお、アンダーフィル処理は、これに限定されず、種々変更可能である。例えば、超音波印加装置等を用いて、基板1に振動を与えて、基板1とベアチップ1cとの隙間54に樹脂55を充填するようにしてもよい。このように、基板1に振動を与えることで、樹脂55がベアチップ1cと基板1との間に充填するまでの時間を短縮することができる。
以上、本実施形態によれば、クリーム半田を印刷した基板1に対するベアチップ1cの装着と樹脂外装チップ1bの装着とを、同一のマウント装置で行っているので、各部品の装着専用に独立した部品装着装置を用いた場合に比して、部品装着工程の時間が短くなり、必要な設備も少なくなる。従って、製造時間や製造コストを低減することができる。
しかも、上記種類の部品であるベアチップ1c及び樹脂外装チップ1bのうち少なくともベアチップ1cについては、部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズルで部品を吸着するので、部品の吸着に先立って吸着ノズルを部品に接触させる場合に比して、ベアチップ部品の破損が発生しにくくなる。従って、吸着ノズルによるベアチップ部品の破損を抑制することができる。
しかも、上記種類の部品であるベアチップ1c及び樹脂外装チップ1bのうち少なくともベアチップ1cについては、部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズルで部品を吸着するので、部品の吸着に先立って吸着ノズルを部品に接触させる場合に比して、ベアチップ部品の破損が発生しにくくなる。従って、吸着ノズルによるベアチップ部品の破損を抑制することができる。
1 基板
1b 樹脂外装チップ
1c ベアチップ
2 印刷マスク
3 クリーム半田
9 開口部
10,20,30 マウント装置
12 リールカセット
18,28,38,48 部品吸着ユニット
18a,28a,38a,48a 吸着ノズル
22 トレイ
55 樹脂
56 ディスペンサ
100 個別基板
1b 樹脂外装チップ
1c ベアチップ
2 印刷マスク
3 クリーム半田
9 開口部
10,20,30 マウント装置
12 リールカセット
18,28,38,48 部品吸着ユニット
18a,28a,38a,48a 吸着ノズル
22 トレイ
55 樹脂
56 ディスペンサ
100 個別基板
Claims (13)
- 表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品が実装された電子回路基板を製造する電子回路基板製造方法であって、
基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷工程と、
部品保持部材に保持されているベアチップ部品及び樹脂外装部品をそれぞれ吸着ノズルで吸着し、該印刷剤が印刷された基板の所定位置に位置決めして装着する部品装着工程と、
該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品が装着された基板を加熱するリフロー工程とを有し、
上記部品装着工程において、該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品の両方の部品の装着を、同一の部品装着装置で行い、少なくとも該ベアチップ部品については、該部品に接触しない非接触の吸着位置に移動させた吸着ノズルで該部品を引きつけて吸着することを特徴とする電子回路基板製造方法。 - 請求項1の電子回路基板製造方法において、
上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材は、該部品の厚さよりも深い複数の凹部のそれぞれに該部品を保持したものであり、
上記非接触の吸着位置は、該凹部が開口している該部品保持部材の表面に該吸着ノズルが当接する位置であることを特徴とする電子回路基板製造方法。 - 請求項2の電子回路基板製造方法において、
上記吸着ノズル及び上記部品保持部材の少なくとも一方に設けた衝撃吸収部材により、該吸着ノズルが該部品保持部材に当接する際の衝撃を吸収することを特徴とする電子回路基板製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれかの電子回路基板製造方法において、
上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品を吸着するときの吸着圧力を、該吸着ノズルが上記樹脂外装部品を吸着するときの吸着圧力よりも小さくしたことを特徴とする電子回路基板製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかの電子回路基板製造方法において、
上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品及び上記樹脂外装部品の少なくとも一方を上記基板に装着するときの力、又は該吸着ノズルが上記部品保持部材に接触するときの力が、所定の大きさ以下になるように、該吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定することを特徴とする電子回路基板製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれかの電子回路基板製造方法において、
上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材として、該部品を収容する複数の凹部が形成された、トレイ部材又はテープ部材を用いたことを特徴とする電子回路基板製造方法。 - 基板の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置であって、
表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品をそれぞれ保持した複数の部品保持部材と、
該部品保持部材に保持されている該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品をそれぞれ吸着し、導電性の印刷剤が印刷された基板の所定位置に運んで装着する吸着ノズルとを備え、
該吸着ノズルは、少なくとも該ベアチップ部品について、該部品に接触しない非接触の吸着位置に移動し、その吸着位置で該部品を引きつけて吸着することを特徴とする部品装着装置。 - 請求項7の部品装着装置において、
少なくとも上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材は、該部品の厚さよりも深い複数の凹部のそれぞれに該部品を保持したものであり、
上記非接触の吸着位置は、該凹部が開口している該部品保持部材の表面に該吸着ノズルが当接する位置であることを特徴とする部品装着装置。 - 請求項8の部品装着装置において、
上記吸着ノズルが上記部品保持部材に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材を、該吸着ノズル及び該部品保持部材の少なくとも一方に設けたことを特徴とする部品装着装置。 - 請求項7乃至9のいずれかの部品装着装置において、
上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品を吸着するときの吸着圧力を、該吸着ノズルが上記樹脂外装部品を吸着するときの吸着圧力よりも小さくするように、該吸着圧力を切り換える吸着圧力切換手段を設けたことを特徴とする部品装着装置。 - 請求項7乃至10のいずれかの部品装着装置において、
上記吸着ノズルが上記ベアチップ部品及び上記樹脂外装部品の少なくとも一方を上記基板に装着するときの力、又は該吸着ノズルが上記部品保持部材に接触するときの力が、所定の大きさ以下になるように、該部品を該基板に装着するときの該吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段とを備えたことを特徴とする部品装着装置。 - 請求項7乃至11のいずれかの部品装着装置において、
上記ベアチップ部品を保持する部品保持部材として、該部品を収容する複数の凹部が形成された、トレイ部材又はテープ部材を用いたことを特徴とする部品装着装置。 - 表面実装用のベアチップ部品及び樹脂外装部品が実装された電子回路基板を製造する電子回路基板製造システムであって、
基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷装置と、
基板の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置と、
該ベアチップ部品及び該樹脂外装部品が装着された基板を加熱するリフロー装置とを備え、
該部品装着装置として、請求項7乃至12のいずれかの部品装着装置を用いたことを特徴とする電子回路基板製造システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005104901A JP2006286936A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 電子回路基板製造方法及びそのシステム、並びに部品装着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005104901A JP2006286936A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 電子回路基板製造方法及びそのシステム、並びに部品装着装置 |
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ID=37408506
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JP2005104901A Pending JP2006286936A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 電子回路基板製造方法及びそのシステム、並びに部品装着装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013162105A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Juki Corp | 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH01120894A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 部品装着装置 |
JP2002158496A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Sony Corp | 部品実装方法、そのために用いて好適な吸着ノズル及び部品実装装置 |
JP2003218590A (ja) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Nec Corp | 部品吸着具、部品把持機構及び部品把持方法 |
-
2005
- 2005-03-31 JP JP2005104901A patent/JP2006286936A/ja active Pending
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