JP2007294775A - フラックス転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写時に電子部品の突起電極を平面板上に置いてきた場合には、平面板とスキージとを相対的に移動させないようにして、スキージと平面板との間に落下した突起電極を挟んでしまうことを防止すること。
【解決手段】フラックスが粘性を有するので、転写時にＢＧＡの突起電極を回転ディスク４０上に置いてくることもあり、フラックス転写後に、回転ディスク４０を回転させてスキージ５０によりフラックスをならすと、スキージ５０と回転ディスク４０との間に落下した突起電極を挟んでしまう。そこで、ＢＧＡの突起電極へのフラックスの転写を終えた後に、部品認識カメラが吸着ノズル２４に吸着保持されたＢＧＡを撮像し、認識処理装置が認識処理して、突起電極の欠落を確認した場合には、ＣＰＵは回転ディスク４０を回転させずに電子部品装着装置の装着運転を停止するように制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、フラックス供給部から平面板に供給されたフラックスを駆動源により前記平面板とスキージとを相対的に移動させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置に関する。具体的には、フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置に関する。

フラックス転写装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、電子部品の突起電極にフラックスを転写した後に、駆動源により回転ディスクを回転させることによりスキージにより所定厚さとなるようにならしている。このようにすることにより、常時一定厚さのフラックスを転写することができる。
特許第３５８３３１９号公報

しかし、フラックスがある程度の粘性を有するものであり、転写時に電子部品の吸着位置がズレたり、ときに電子部品の突起電極を回転ディスク上に置いてきたりすることが起こる。この場合に、フラックスを転写した後に、回転ディスクを回転させると、スキージと回転ディスクとの間に落下した突起電極を挟んでしまうことが起こり、スキージを傷付けてしまって、フラックスを一定の厚さにならすことができない。

そこで本発明は、転写時に電子部品の突起電極を平面板上に置いてきたりすることが起こった場合には、前記平面板とスキージとを相対的に移動させないようにして、スキージと平面板との間に落下した突起電極を挟んでしまうことを防止することを目的とする。

このため第１の発明は、フラックス供給部から平面板に供給されたフラックスを駆動源により前記平面板とスキージとを相対的に移動させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品の突起電極の欠落の存否を検出する欠落存否検出装置と、この欠落存否検出装置が前記電子部品の突起電極の欠落を検出しない場合に前記平面板とスキージとを相対的に移動させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品の突起電極の欠落の存否を検出する欠落存否検出装置と、この欠落存否検出装置が前記電子部品の突起電極の欠落を検出しない場合に前記回転ディスクを回転させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品を撮像するための部品認識カメラと、この部品認識カメラが撮像した結果に基づき前記電子部品の突起電極の欠落を確認しない場合に前記回転ディスクを回転させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

第４の発明は、フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品を検査する三次元検査装置と、この三次元検査装置の検査により前記電子部品の突起電極の欠落を確認しない場合に前記回転ディスクを回転させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

本発明は、転写時に電子部品の突起電極を平面板上に置いてきたりすることが起こった場合には、前記平面板とスキージとを相対的に移動させないようにして、スキージと平面板との間に落下した突起電極を挟んでしまうことを防止することができるから、スキージを傷付けてしまうことが防止できる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るフラックス転写装置を電子部品装着装置に適用した例について図面を参照しながら説明する。図１は電子部品装着装置の平面図であり、図２はＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の平面図であり、図３及び図４は前記電子部品装着装置に搭載されるフラックス転写装置の側面図及び平面図である。

図１において、電子部品装着装置１の基台２上にＡビーム３及びＢビーム４のＹ方向への移動を案内する一対のレール５が配置されている。前記Ａビーム３及びＢビーム４はＸ方向に長く、この長手方向に沿って装着ヘッド７、８がＸ軸モータ１３、１５によりそれぞれ移動可能に配設されている。従って、前記装着ヘッド７、８は、ＸＹ方向に移動可能になされている。

また、Ａ側のＹ軸モータ１０により回動されるボールネジ軸１１がＡビーム３に固定された図示しないナットに螺合しており、このＡビーム３はボールネジ軸１１の回動によりレール５に沿って移動可能である。Ｂビーム４は同様な構造のボールネジ軸１２がＢ側のＹ軸モータ１４により回動されることで、レール５に沿って移動する。

更に、前記基台２の図１における上下位置には、それぞれ部品供給台６が形成され、この部品供給台６上には種々の電子部品を供給する部品供給装置１６が着脱可能に搭載されている。尚、部品供給装置１６には、いわゆるテープ供給方式の部品供給装置や、スティック供給方式の部品供給装置や、トレイ供給方式の部品供給装置等がある。

また、３０は前記部品供給台６上に着脱可能に搭載されるフラックス転写装置で、詳しくは後述するが、ある部品供給装置１６から供給された突起電極（半田バンプ）を有する電子部品、例えばＢＧＡ９（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の突起電極９Ａ（図２参照）にフラックスを転写するものである。

そして、前記装着ヘッド７、８は、各部品供給装置１６から真空吸着により取り出した電子部品をプリント基板１８の所望の位置に搬送して実装するものである。また、前記プリント基板１８は、基台２上に設置された搬送コンベア２０により搬送され、所定の作業ステージ位置で図示しない固定機構により位置決め固定される。

更に、前記部品供給装置１６から装着ヘッド７、８の吸着ノズル２４により取り出された電子部品は部品認識カメラ２１により、その吸着ノズル２４に対する吸着位置ズレ状況、部品落下状況、突起電極９Ａの欠落状況及びフラックス転写状況等が撮像され、認識処理装置１９により認識処理される。１７は基板認識カメラで、前記プリント基板１８に付された位置決めマーク（図示せず）を撮像し、前記認識処理装置１９により認識処理される。

２２は真空源（図示せず）及び吸着ノズル２４に連通する第１開閉バルブで、２３はエアー供給源（図示せず）及び吸着ノズル２４に連通する第２開閉バルブである。そして、第１開閉バルブ２２を開いて真空源に連通して吸着ノズル２４が電子部品を吸着保持し、吸着ノズル２４により電子部品をプリント基板１８に装着する際に、前記第１開閉バルブ２２を閉じると共に第２開閉バルブ２３を開いてエアー供給源からのエアーを吹き出し状態として、真空を破壊する。

以下、前記フラックス転写装置３０について説明する。図３及び図４において、フラックス転写装置３０の基台３１上には、大きく分けてフラックス供給部３２と、フラックス貯溜部３３とが搭載されている。

前記フラックス供給部３２は、前記基台３１に支持台３４を介して固定されたシリンジ３５内にフラックスＦを貯蔵し、ネジ３６を所定回転させると所定量のフラックスＦがホース３７及びこれに接続された先端に下方に向けた吐出口を備えた供給パイプ３８を通じて、前記フラックス貯溜部３３に供給される。

前記フラックス貯溜部３３は、基台３１に回転可能に設けられ、前記フラックス供給部３２から供給されたフラックスＦを貯溜してフラックスＦが外側に排出（流出）されないようにするための外縁４１を備えた円盤状の回転ディスク４０を有し、この回転ディスク４０の基軸体４６は駆動モータ４２の出力軸の回動がプーリ４３、ベルト４４、プーリ４５を介して伝えられ、ベアリング４７を介して一定方向に回転させられる。前記外縁４１は回転ディスク４０の平面部よりも高く形成され、フラックスＦが回転ディスク４０の回転に伴って後述のスキージ５０にならされる際に外側に排出（流出）されないようにするために形成される。

また、５０は表面をテフロン（登録商標）コーティングした合成樹脂製のスキージで、前記回転ディスク４０上に塗布されたフラックスＦをならして所定塗布厚に調整するためのもので、対向する垂直片と、該一対の垂直片を連結する対向する一対の水平片とから構成され、一方の垂直片に固定された支持体５１に固定されたスライダ５２が案内レール５３に沿って昇降可能である。

即ち、フラックスをならして所定塗布厚に調整するために、作業者がマイクロゲージ５５を目盛を見ながら回動させるとネジ軸５６が回動し、前記スライダ５２と一体化されたナット体５７がスライダ５２と共に昇降することとなり、前記スキージ５０が昇降することとなる。

なお、前記回転ディスク４０上の前記フラックスＦを前記スキージ５０がならせるように、概ねスキージ５０の回転ディスク４０の上方に位置する部位は厚く、回転ディスク４０の外方に位置する部位は段差が形成されて薄く作製されている。

次に、図５の制御ブロック図に基づいて、以下説明する。６０は本装着装置１を統括制御する制御部としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）で、該ＣＰＵ６０にはバスラインを介して、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）６２及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）６３が接続されている。そして、ＣＰＵ６０は前記ＲＡＭ６２に記憶されたデータに基づいて、前記ＲＯＭ６３に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ６０は、インターフェース６４及び駆動回路６５を介して装着ヘッド７、８をＸ方向に移動させるＸ軸モータ１３、１５、前記Ａビーム３、Ｂビーム４をＹ方向に移動させるＹ軸モータ１０、１４、吸着ノズル２４を昇降させる上下軸モータ６６、吸着ノズル２４を回転させるθ軸モータ６７、回転ディスク４０を回転させる駆動モータ４２などの駆動を制御している。

前記ＲＡＭ６２には、部品装着に係る装着データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番号毎）に、プリント基板内でのＸ座標、Ｙ座標及び角度情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が記憶されている。また、前記ＲＡＭ６２には、前記各部品供給装置１６の配置番号に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）に関する部品配置データが記憶されている。更には、各電子部品（部品ＩＤ）毎に種別、Ｘ方向のサイズ、Ｙ方向のサイズ、厚さ方向のサイズ等から構成される部品ライブラリデータも格納されている。

１９はインターフェース６４を介して前記ＣＰＵ６０に接続される認識処理装置で、部品認識カメラ２１により撮像して取込まれた画像の認識処理を行なうと共に基板認識カメラ１７により撮像して取込まれた画像の認識処理を行なう。尚、前記部品認識カメラ２１や基板認識カメラ１７により撮像された画像は表示装置としてのモニタ６８に表示される。そして、前記モニタ６８には種々のタッチパネルスイッチ６９が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ６９を操作することにより、電子部品装着に係る種々の設定を行うことができる。

次に、電子部品装着装置１の動作について説明する。先ず、電子部品装着装置１の作業テーブル位置に前記プリント基板１８が搬送コンベア２０により搬送され、位置決め機構により位置決め固定される。続いて、ＣＰＵ６０がＸ軸モータ１３、１５及びＹ軸モータ１０、１４を制御することにより、基板認識カメラ１７が前記プリント基板１８の位置決めマーク上方に来るように前記装着ヘッド７、８を移動させて、前記位置決めマークを撮像し、認識処理装置１９が認識処理してプリント基板１８の位置を把握する。

次いで、ＣＰＵ６０がＸ軸モータ１３、１５及びＹ軸モータ１０、１４を制御することにより、前記装着ヘッド７、８が所望の部品供給装置１６の電子部品取り出し位置までＸＹ移動して行き、そこで上下軸モータ６６を制御することにより吸着ノズル２４を下降させて吸着位置まで供給されたＢＧＡ９を吸着して取り出す。

続いて、装着ヘッド７、８が再び部品認識カメラ２１上方までＸＹ移動して行き、そこで、部品認識カメラ２１が吸着ノズル２４に吸着保持されたＢＧＡ９を撮像し、この撮像された画像を認識処理装置１９が認識処理して、その装着ヘッド７、８の吸着ノズル２４に対するＢＧＡ９の吸着位置ズレ状況、部品落下状況を認識する。

そして、認識異常がない場合には、装着ヘッド７、８は部品認識カメラ２１上方から前記フラックス転写装置３０のフラックス転写位置ＴＮまで、ＸＹ移動して行き、そこでフラックスに吸着ノズル２４に吸着保持されたＢＧＡ９の突起電極９Ａが浸るまで下降させる。このときには、フラックス転写装置３０の回転ディスク４０上に供給されたフラックスＦは既に転写に適した状態に準備されている。即ち、予め、前記フラックス供給部３２のシリンジ３５内のフラックスはホース３７及び供給パイプ３８を通じて回転ディスク４０上に供給されて、駆動モータ４２を駆動させて回転ディスク４０を回転させ、所定塗布厚となるようにスキージ５０でならされている。

なお、確実に同一のフラックス転写位置ＴＮにて同じ姿勢でフラックスを転写するように、前記吸着ノズル２４に対するＢＧＡ９の認識処理結果に基づいて吸着位置ズレを補正すべく、ＣＰＵ６０はＸ軸駆動モータ１３、１５、Ｙ軸モータ１０、１４及びθ軸モータ６７を補正制御する。このように、いつもフラックス転写位置ＴＮにて同じ姿勢でフラックスを転写するようにしたから、フラックスの転写量も一定で品質が一定となる。更には、装着ヘッド７、８に複数の吸着ノズル２４を備えて、この各吸着ノズル２４にＢＧＡ９を吸着保持して、プリント基板１８上に装着する構成にあっては、各吸着ノズル２４に吸着保持された各ＢＧＡ９にフラックスを転写しては駆動モータ４２を駆動させて回転ディスク４０を回転させて所定塗布厚となるようにスキージ５０でならすようにすることによっても、フラックスの転写量も一定で品質が一定となる。

続いて、吸着ノズル２４が転写位置ＴＮに下降して、ＢＧＡ９の突起電極９ＡにフラックスＦを転写した後、吸着ノズル２４は上昇し、装着ヘッド７、８が再び部品認識カメラ２１上方までＸＹ移動して行き、そこで、部品認識カメラ２１が吸着ノズル２４に吸着保持されたＢＧＡ９を撮像し、この撮像された画像を認識処理装置１９が認識処理して、その装着ヘッド７、８の吸着ノズル２４に対するＢＧＡ９の吸着位置ズレ状況、部品落下状況、突起電極９Ａの欠落状況及びフラックス転写状況を認識する。

そして、認識異常がない場合には、ＣＰＵ６０は回転ディスク４０を回転させると共に前記装着ヘッド７、８がＸＹ移動し、装着位置まで下降してＢＧＡ９の突起電極９Ａをプリント基板１８上に装着させる。この場合、フラックスを転写した後のＢＧＡ９の位置ズレを補正すべく、ＣＰＵ６０はＸ軸駆動モータ１３、１５、Ｙ軸モータ１０、１４及びθ軸モータ６７を補正制御する。なお、ＢＧＡ９をプリント基板１８に装着する際には、真空源（図示せず）に連通する第１開閉バルブ２２を閉じると共にエアー供給源（図示せず）に連通する第２開閉バルブ２３を開いてエアー供給源からのエアーを吹き出し状態として、真空を破壊する。

以下、同様にプリント基板１８上に必要な電子部品が装着され、半田をリフローすることで、プリント基板１８上に各電子部品が固定される。

なお、フラックスがある程度の粘性を有するものであり、転写時にＢＧＡ９の１個以上の突起電極９Ａを回転ディスク４０上に置いてきたりすることが起こる。この場合に、フラックスを転写した後に、回転ディスク４０を回転させてスキージ５０によりフラックスが一定厚さとなるようにならすと、スキージ５０と回転ディスク４０との間に落下したＢＧＡ９の突起電極９Ａを挟んでしまうことが起こる。そこで、ＢＧＡ９の突起電極９Ａへのフラックスの転写を終え吸着ノズル２４が上昇した後に、部品認識カメラ２１が吸着ノズル２４に吸着保持されたＢＧＡ９を撮像し、認識処理装置１９が認識処理して、突起電極９Ａの欠落を確認した場合には、ＣＰＵ６０は回転ディスク４０を回転させずに電子部品装着装置１の装着運転を停止すると共に報知装置２９で視覚的に又は聴覚的に報知するように制御する。

以上のように、部品認識カメラ２１が吸着ノズル２４に吸着保持されたＢＧＡ９を撮像し、認識処理装置１９が認識処理して、突起電極９Ａの欠落を確認するようにしたが、これに限らず、吸着ノズル２４に吸着保持されたフラックス転写後のＢＧＡ９をレーザ光を用いた三次元検査装置２８で、ＢＧＡ９の突起電極９Ａを検査して、その検出出力に基づいて、ＢＧＡ９の突起電極９が欠落しているか否かをＣＰＵ６０が判定するようにしてもよい。

この場合、ＣＰＵ６０が吸着ノズル２４に吸着保持されたフラックス転写後のＢＧＡ９の突起電極９Ａの欠落がないと判定すると回転ディスク４０を回転させてスキージ５０でならすように駆動モータ４２を制御し、突起電極９Ａの欠落があると判定するとＢＧＡ９の突起電極９Ａを回転ディスク４０上に置いてきたものと判定すると回転ディスク４０を回転させずに電子部品装着装置１の装着運転を停止すると共に報知装置２９で視覚的に又は聴覚的に報知するように制御する。

以上のように、本発明は、転写時に電子部品の突起電極を回転ディスク上に置いてきたりすることが起こった場合には、回転ディスクを回転させないようにして、スキージと回転ディスクとの間に落下した突起電極を挟んでしまうことを防止することができるから、スキージを傷付けてしまうことが防止できる。

また、回転ディスクの上に電子部品の突起電極がある状態で回転した際に、この突起電極のためにフラックスが均一にならない、例えばフラックス表面に溝ができたり又は一部が極端に薄くなり、次の電子部品への転写が確実に行なわれないような事態を回避できる。

なお、本発明は回転ディスクとスキージを備えたフラックス転写装置に限定されるものではなく、フラックスが供給される平面を備えた板（平面板）とスキージとが相対的に移動、例えば平行移動するものでも、転写動作後、吸着ノズルに吸着保持された電子部品に突起電極が無いときには、前記相対的移動を行なわないようにすることによっても、同様な効果が得られる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

本発明フラックス転写装置が適用される電子部品装着装置の平面図である。 ＢＧＡの平面図である。 スキージが上昇した状態のフラックス転写装置の側面図である。 スキージが上昇した状態のフラックス転写装置の平面図である。 制御ブロック図である。

符号の説明

１ 電子部品装着装置
９ ＢＧＡ
９Ａ 突起電極
１８ プリント基板
１９ 認識処理装置
２１ 部品認識カメラ
２４ 吸着ノズル
２８ 三次元検査装置
３０ フラックス転写装置
４０ 回転ディスク
４２ 駆動モータ
５０ スキージ

Claims (4)

1. フラックス供給部から平面板に供給されたフラックスを駆動源により前記平面板とスキージとを相対的に移動させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品の突起電極の欠落の存否を検出する欠落存否検出装置と、この欠落存否検出装置が前記電子部品の突起電極の欠落を検出しない場合に前記平面板とスキージとを相対的に移動させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とするフラックス転写装置。
2. フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品の突起電極の欠落の存否を検出する欠落存否検出装置と、この欠落存否検出装置が前記電子部品の突起電極の欠落を検出しない場合に前記回転ディスクを回転させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とするフラックス転写装置。
3. フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品を撮像するための部品認識カメラと、この部品認識カメラが撮像した結果に基づき前記電子部品の突起電極の欠落を確認しない場合に前記回転ディスクを回転させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とするフラックス転写装置。
4. フラックス供給部から円盤状の回転ディスクに供給されたフラックスを駆動源により前記回転ディスクを回転させることによりスキージによりならし、このフラックスを吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極に転写するためのフラックス転写装置において、前記吸着ノズルに保持された電子部品の突起電極へのフラックス転写後に該吸着ノズルに吸着保持された前記電子部品を検査する三次元検査装置と、この三次元検査装置の検査により前記電子部品の突起電極の欠落を確認しない場合に前記回転ディスクを回転させるように前記駆動源を制御する制御装置とを設けたことを特徴とするフラックス転写装置。
   
   

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