JP2007311551A - フラックス転写装置及び電子部品装着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子部品の種類毎に適切な転写量が得られるようにすること。
【解決手段】部品供給装置16から取り出してプリント基板18に装着する次の電子部品がフラックスを転写するものである場合には、現在のBGA9の突起電極9Aにフラックスの転写終了後に、CPU60はRAM62に格納された次の電子部品の膜厚データを読み取って、駆動モータ55を駆動回路65を介して制御し、膜厚データに従ったスキージ50の高さ位置とした上で回転ディスク40を回転させてスキージ50で回転ディスク40上のフラックスをならす。また、次の電子部品がフラックスを転写するものでない場合には、フラックスを転写する電子部品の部品供給装置16から吸着して取り出すと同時に、CPU60は当該電子部品の膜厚データを読み取って、駆動モータ55を制御して膜厚データに従ったスキージ50の高さ位置とした上でスキージ50で回転ディスク40上のフラックスをならす。
【選択図】図6

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。更には、前記フラックス転写装置を備え、フラックス転写後の電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。
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
しかしながら、電子部品の種類が異なっても(突起電極の大きさが異なっても)、フラックスの厚さが常に一定であったので、この電子部品の種類によってはフラックスが多すぎたり、逆に少なすぎたりした。
そこで本発明は、電子部品の種類毎に適切な転写量が得られるように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、前記電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された前記膜厚データに基づいて前記スキージと平面板との間隔を移動装置により調整するように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を備え、フラックス転写後の電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記電子部品の種類毎にフラックスを転写するか否かの転写有無データ及び前記電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された転写有無データに基づいて当該電子部品がフラックスを転写するものにあっては転写する前に前記膜厚データに基づいて前記スキージと平面板との間隔を移動装置により調整するように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を備え、フラックス転写後の電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記電子部品の種類毎に前記電子部品の種類毎にフラックスを転写するか否か及び前記電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚を設定する設定装置と、この設定装置により設定されたフラックスを転写するか否かの転写有無データ及び膜厚データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された転写有無データに基づいて当該電子部品がフラックスを転写するものにあっては転写する前に前記膜厚データに基づいて前記スキージと平面板との間隔を移動装置により調整するように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、第1乃至第3のフラックス転写装置又は電子部品装着装置に係る発明において、前記平面板を円盤状の回転ディスクで構成し、この回転ディスクを回転させることによりフラックス供給部から供給されたフラックスを前記スキージによりならすことを特徴とする。
従来は、電子部品の種類が異なっても、フラックスの厚さが常に一定であったので、この電子部品の種類によってはフラックスが多すぎたり、逆に少なすぎたりしたが、本発明によれば電子部品の種類毎に適切な転写量が得られる。
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(転写厚)に調整するために、駆動モータ55が駆動すると、該駆動モータ55の出力軸に連結されたネジ軸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。そして、後述する記憶装置であるRAM62に格納された転写有無データに基づいて当該電子部品がフラックスを転写するものにあっては転写する前に膜厚データに基づいて前記スキージ50と平面板である回転ディスク40との間隔を移動装置により調整するが、この移動装置はスライダ52、案内レール53、駆動モータ55、ネジ軸56及びナット体57とから構成される。
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、フラックスを所定塗布厚に調整するための駆動モータ55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(図6参照)。
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、図6に示す部品ライブラリデータの作成について説明する。初めに、各電子部品(部品ID)毎にX方向のサイズ、Y方向のサイズ、厚さ方向のサイズの他に、タッチパネルスイッチ69を押圧操作して、図7に示すフラックス転写の有無の選択画面を前記モニタ68に表示させ、当該電子部品にフラックスを塗布するか否かを選択する。
この場合、フラックスを塗布する「有」を選択すると、CPU60はモニタ68に図8に示すような膜厚データ及び押込み量データの設定画面を表示させる。そして、図示しないテンキースイッチ部を押圧操作して、例えば当該電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚を0.15mm、押込み量を0.10mmに設定して、決定スイッチ部69Aを押圧操作すると、CPU60はこれらのデータをRAM62に格納させる。即ち、このように設定されると、図6に示すような部品ライブラリデータがRAM62に格納されることとなる。
前記押込み量とは、回転ディスク40上のフラックスFをBGA9の突起電極9Aに転写すべく、CPU60が駆動回路65を介して上下軸モータ66を駆動させてBGA9を吸着保持した吸着ノズル24を下降させる際に、このノズル24自身を吊り上げ付勢しているバネ(図示せず)に抗して標準降下量よりどれくらい降下させるかの降下量である。
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。
この場合、CPU60はRAM62に格納された装着データ及び配置データに従い、既にどの電子部品を取り出して装着すべきかがわかっていたので、当該電子部品の部品ライブラリデータのフラックス転写有無データからフラックスを転写するか否かを判定し、転写するBGA9であると判定した場合には当該部品ライブラリデータとしての膜厚データを読み取って、駆動モータ55を駆動回路65を介して制御し、膜厚データに従ったスキージ50の高さ位置とした上で駆動モータ42を駆動させて回転ディスク40を回転させてスキージ50で回転ディスク40上のフラックスをならす。
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を撮像するが、この転写の際に、CPU60はRAM62に格納された当該BGA9の押込み量に従い、駆動回路65を介して上下軸モータ66を駆動させて吸着ノズル24を下降させる。
そして、部品認識カメラ21により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、前記装着ヘッド7、8をXY移動させ、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、フラックスを転写するか否かの転写有無データに基いて部品供給装置16から取り出してプリント基板18に装着する次の電子部品がフラックスを転写するものとCPU60が判定した場合には、現在のBGA9の突起電極9Aにフラックスを転写し終えた後に、CPU60はRAM62に格納された次の電子部品の膜厚データを読み取って、駆動モータ55を駆動回路65を介して制御し、膜厚データに従ったスキージ50の高さ位置とした上で駆動モータ42を駆動させて回転ディスク40を回転させてスキージ50で回転ディスク40上のフラックスをならす。また、部品供給装置16から取出された次の電子部品がフラックスを転写するものでないと判定した場合には、それ以後にフラックスを転写する電子部品とCPU60が判定した電子部品を部品供給装置16から吸着して取り出す際に、この吸着動作と同時に、CPU60は当該電子部品の膜厚データを読み取って、駆動モータ55を駆動回路65を介して制御し、膜厚データに従ったスキージ50の高さ位置とした上で駆動モータ42を駆動させて回転ディスク40を回転させてスキージ50で回転ディスク40上のフラックスをならす。
従って、従来は、電子部品の種類が異なっても、フラックスの厚さが常に一定であったので、この電子部品の種類によってはフラックスが多すぎたり、逆に少なすぎたりしたが、本実施形態によれば、電子部品の種類毎に適切な転写量が得られる。
勿論、この膜厚の調整は現在と次回の膜厚データが異なる場合のみ行い、同一の場合には調整は行なわず、回転ディスク40を回転させてスキージ50で回転ディスク40上のフラックスをならすだけである。
なお、回転ディスク40の回転が終了するまでは、吸着ノズル24はフラックスの転写のために下降はしないようにCPU60に制御される。
設定されたフラックスを転写するか否かの転写有無データ、膜厚データ及び押込み量データを部品ライブラリデータの一部としてRAM62に格納するようにしたが、これに限らず、その他のデータの一部として又はデータ単体で記憶装置に格納されていれば足りる。
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。 部品ライブラリデータを示す図である。 フラックス転写有無データの作成画面を示す図である。 膜厚データ及び押込み量を設定するための画面を示す図である。
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
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
55 駆動モータ
60 CPU
62 RAM
68 モニタ
69 タッチパネルスイッチ

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、前記電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された前記膜厚データに基づいて前記スキージと平面板との間隔を移動装置により調整するように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を備え、フラックス転写後の電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記電子部品の種類毎にフラックスを転写するか否かの転写有無データ及び前記電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された転写有無データに基づいて当該電子部品がフラックスを転写するものにあっては転写する前に前記膜厚データに基づいて前記スキージと平面板との間隔を移動装置により調整するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
  3. 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を備え、フラックス転写後の電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記電子部品の種類毎に前記電子部品の種類毎にフラックスを転写するか否か及び前記電子部品の突起電極に転写されるフラックスの膜厚を設定する設定装置と、この設定装置により設定されたフラックスを転写するか否かの転写有無データ及び膜厚データを格納する記憶装置と、この記憶装置に格納された転写有無データに基づいて当該電子部品がフラックスを転写するものにあっては転写する前に前記膜厚データに基づいて前記スキージと平面板との間隔を移動装置により調整するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
  4. 前記平面板を円盤状の回転ディスクで構成し、この回転ディスクを回転させることによりフラックス供給部から供給されたフラックスを前記スキージによりならすことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のフラックス転写装置又は電子部品装着装置。

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