JP2010056368A - 転写装置及び転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に半田等を付着させて複数のランドに転写する際に、隣接するランドに転写した半田等の転写パターンが当該半田等のはみ出しによりつながるブリッジ（ランド間のショート）が発生することを防止する。
【解決手段】転写治具の各転写ピン１３のうちのブリッジの発生が予想される部分に凹状部２１を形成する。凹状部２１の形状は、円弧状であっても良いし、四角形状又は三角形状であっても良い。このように、各転写ピン１３の下端のうちのブリッジの発生が予想される部分に凹状部２１を形成すれば、ブリッジの発生原因となる半田１６等のはみ出しを凹状部２１によって抑えることができて、ブリッジの発生を防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に、半田、フラックス又は接着剤を付着させて転写対象となる複数のランドに転写する転写装置及び転写方法に関する発明である。

例えば、特許文献１（特許第３０７４９８５号公報）に記載されているように、転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に、半田、フラックス又は接着剤を付着させて転写対象となる複数のランドに転写するようにしたものがある。
特許第３０７４９８５号公報（第１頁〜第２頁等）

近年の実装技術では、小型化・高密度配線化が進み、ランドが小型化し、ランドの間隔（ピッチ）も狭くなってきている。このため、狭ピッチのランドに半田等を転写する場合に、隣接するランドに転写した半田等の転写パターンが当該半田等のはみ出しによりつながるブリッジ（ランド間のショート）が発生することが問題となっている。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、ランド間のブリッジの発生を防止できる転写装置及び転写方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に、半田、フラックス又は接着剤（以下これらを「半田等」という）を付着させて、当該複数の転写ピンの下端の半田等を転写対象となる複数のランドに転写する転写装置において、前記転写ピンの下端のうちの、半田等を転写するランド間が半田等のはみ出しによりつながるブリッジの発生が予想される部分に凹状部又はカット部を形成したものである。このように、転写ピンの下端のうちのブリッジの発生が予想される部分に凹状部又はカット部を形成すれば、ブリッジの発生原因となる半田等のはみ出しを凹状部又はカット部によって抑えることができて、ブリッジの発生を防止できる。

この場合、請求項２のように、転写ピンの下端の形状を、隣接する転写ピンの凹状部どうし又はカット部どうしが対向するように形成すると良い。このようにすれば、ブリッジの発生をより確実に防止できる。

更に、請求項３のように、ランドが角型の形状に形成されている場合には、転写ピンの下端の形状を角型の形状に形成すると良い。このようにすれば、ブリッジの発生を抑えながら、ランド上の半田等の転写パターンの面積を増加させることができ、実装信頼性を向上できる。

本発明は、全ての転写ピンに凹状部又はカット部を形成するようにしても良いが、隣接するランドの間隔が広ければ、凹状部又はカット部を形成しなくても、ブリッジが発生しない。

この点を考慮して、請求項４のように、隣接する転写ピンの間隔（ランドの間隔）が所定値以下の転写ピンに、凹状部又はカット部を形成するようにしても良い。このようにすれば、ブリッジの発生を防止する必要がある転写ピンについてのみ、凹状部又はカット部を形成するだけで済み、転写ピンの加工コストを抑えることができる。

その他、本発明は、請求項５のように、１つのランドに転写する転写ピンを複数の分割部に分割し、前記複数の分割部で前記１つのランドに半田等を転写するようにしても良い。この場合、複数の分割部間の隙間が前記凹状部と同様の役割を果たし、ブリッジの発生を防止できる。

ところで、隣接する転写ピン間の間隔が狭いと、転写を繰り返す回数が増加するに従って、隣接する転写ピン間に半田等の滓が詰まって、隣接するランド間でブリッジが発生しやすくなる。

この点を考慮して、請求項６のように、少なくとも２回の転写工程でそれぞれ異なる転写治具を使用して転写対象となる複数のランドに半田等を転写するようにすると共に、転写対象となる複数のランドを、各転写工程で半田等を転写するランドの最小間隔が所定値以上となるようにグループ分けし、各転写工程で半田等を転写するランドに対応する位置に設けられた転写ピンで半田等を当該ランドに転写するようにしても良い。このようにすれば、隣接するランドの間隔が狭くても、各転写工程で使用する転写治具の転写ピンの最小間隔を半田等の滓が詰まりにくい間隔に広げることが可能となり、隣接するランド間でブリッジが発生することを防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図６に基づいて説明する。
図１に示すように、転写治具１１の下面には、転写対象となる複数のランド１２の位置に対応する位置に複数の転写ピン１３が下向きに設けられている。転写治具１１と転写ピン１３は、例えば金属の切削加工等により一体に形成しても良いし、転写治具１１と転写ピン１３とを別体に形成して、転写治具１１に転写ピン１３を取り付けるようにしても良い。転写対象となるランド１２は、メイン基板１４上に実装されたサブ基板１５の上面に形成されている。

この転写治具１１は、例えば部品実装機の装着ヘッド（図示せず）に吸着ノズルと取換え可能に保持され、当該装着ヘッドによって転写治具１１をＸＹＺ方向に適宜移動させることで、該転写治具１１の各転写ピン１３の下端に、半田、フラックス又は接着剤を付着させた後、各転写ピン１３の下端をサブ基板１５の各ランド１２に接触させることで、各ランド１２に半田１６等を一括して転写する。

本実施例１では、転写治具１１の複数の転写ピン１３のうち、隣接する転写ピン１３の間隔（ランド１２の間隔）が所定値Ａ以下の転写ピン１３については、その下端の形状が図２乃至図６に示す例１〜例５のいずれかに形成されている。ここで、所定値Ａは、半田１６等を転写するランド１２間が半田１６等のはみ出しによりつながるブリッジが発生する可能性のある最大間隔に設定されている。従って、隣接する転写ピン１３の間隔（ランド１２の間隔）が所定値Ａよりも広い場合は、ブリッジが発生しないとみなせるため、この様な広い間隔の転写ピン１３については、その下端の形状を従来と同様の形状、例えば、ランド１２の形状とほぼ相似形で、ランド１２よりも少し小さく形成すれば良い（但し、本発明は、転写治具１１の全ての転写ピン１３を図２乃至図６に示す例１〜例５のいずれかの形状に形成しても良いことは言うまでもない）。

上述したように、隣接する転写ピン１３の間隔（ランド１２の間隔）が所定値Ａ以下の転写ピン１３については、その下端の形状が図２乃至図６の例１〜例５のいずれかに形成されている。図２乃至図６の例１〜例５では、各ランド１２が四角形等の角型の形状に形成され、これに対応して、各転写ピン１３の下端の形状も角型の形状に形成されている。但し、本発明は、ランド１２の形状が円形等の丸形であっても、適用して実施できる。

［例１］
図２に示す例１では、各転写ピン１３の下端のうちの、ブリッジの発生が予想される部分である隣接側の辺部の中央付近に、それぞれ凹状部２１が形成されている。凹状部２１の形状は、円弧状であっても良いし、四角形状又は三角形状であっても良い。このように、各転写ピン１３の下端のうちの隣接側の辺部にそれぞれ凹状部２１を形成すれば、ブリッジの発生原因となる半田１６等のはみ出しを凹状部２１によって抑えることができて、ブリッジの発生を防止できる。

［例２］
図３に示す例２では、各転写ピン１３の下端のうちの、ブリッジの発生が予想される部分である隣接側の辺部とその反対側の辺部に、それぞれ凹状部２２が形成されている。凹状部２２の形状は、四角形状又は三角形状であっても良いし、円弧状であっても良い。このように、各転写ピン１３の下端のうちの隣接側の辺部とその反対側の辺部にそれぞれ凹状部２２を形成しても、ブリッジの発生原因となる半田１６等のはみ出しを凹状部２２によって抑えることができて、ブリッジの発生を防止できる。

［例３］
図４に示す例３では、１つのランド１２に転写する転写ピン１３を２つの分割部１３ａ，１３ｂに分割し、これら２つの分割部１３ａ，１３ｂで１つのランド１２に半田１６等を転写するようにしている。この場合、２つの分割部１３ａ，１３ｂ間の隙間がブリッジの発生が予想される部分に位置するようにすれば良い。この構成では、２つの分割部１３ａ，１３ｂ間の隙間が例１、例２の凹状部２１，２２と同様の役割を果たし、ブリッジの発生を防止できる。尚、１つのランド１２に転写する転写ピン１３を３つ以上に分割するようにしても良い。

［例４］
図５に示す例４では、各転写ピン１３の下端のうちの、各ランド１２の４隅部に対応する部分に、それぞれカット部２３が形成されている。このように、各転写ピン１３の下端の４隅部をカットした形状に形成しても、ブリッジの発生原因となる半田１６等のはみ出しを抑えることができて、ブリッジの発生を防止できる。

［例５］
図６に示す例５では、ランド１２の角部が隣接して、ランド１２の角部間でブリッジがの発生する可能性があるため、各転写ピン１３の隣接する角部にそれぞれカット部２４が形成されている。このようにすれば、ランド１２の角部間でのブリッジの発生原因となる半田１６等のはみ出しをカット部２４によって抑えることができて、ランド１２の角部間でのブリッジの発生を防止できる。

以上説明した図２乃至図６の例１〜例５のいずれかの転写ピン１３で半田１６等をランド１２に転写する前と、転写した後に、それぞれ部品実装機のマークカメラ（回路基板の上面を撮像するカメラ）で、転写対象となるサブ基板１５の上面を撮像し、転写前の画像と転写後の画像との差分画像に基づいて、各ランド１２の半田１６等の転写状態の良否やブリッジの有無を検査する。

また、転写ピン１３を何回も使用するうちに、ピン曲りやピン欠損等に加えて、転写ピン１３に半田等の残り滓が付着して汚れてしまい、転写品質に悪影響を与える可能性がある。

この対策として、本実施例１では、転写治具１１の各転写ピン１３に半田等を付着させる前に、部品実装機のパーツカメラ（吸着ノズルに吸着した部品を下方から撮像するカメラ）で、転写治具１１の各転写ピン１３の下端を下方から撮像して、各転写ピン１３の下端の画像を認識し、これを予め登録された使用前の汚れのない正常な転写ピンの画像と比較することで、ピン曲り、ピン欠損、ピン先の汚れ等の不良の有無を検査し、その結果、不良が検出されれば、生産を中止して転写治具１１を交換し、或は、ピン先の汚れの場合には、ピン先を清掃して汚れを取り除く。

更に、本実施例１では、転写治具１１の各転写ピン１３に十分な量の半田等が付着しているか否かを検査するために、転写治具１１の各転写ピン１３に半田等を付着させる前と後に、それぞれ、部品実装機のパーツカメラで転写治具１１の各転写ピン１３の下端を下方から撮像して、各転写ピン１３の下端の画像を認識し、半田等の付着前後の画像を比較することで、転写治具１１の各転写ピン１３の半田等の付着状態を検査する。

以上説明した本実施例によれば、転写ピン１３の下端のうちのブリッジの発生が予想される部分に凹状部又はカット部を形成し、或は転写ピン１３の下端を複数に分割した形状に形成するようにしたので、ブリッジの発生原因となる半田１６等のはみ出しを抑えることができて、ブリッジの発生を防止できる。

ところで、隣接する転写ピン１３間の間隔が狭いと、転写を繰り返す回数が増加するに従って、隣接する転写ピン１３間に半田等の滓が詰まって、隣接するランド１２間でブリッジが発生しやすくなる。

この点を考慮して、図７に示す本発明の実施例２では、２回の転写工程でそれぞれ異なる転写治具１１ａ，１１ｂを使用して転写対象となる複数のランド１２に半田１６等を転写するようにすると共に、転写対象となる複数のランド１２を、各転写工程で半田１６等を転写するランド１２の最小間隔が所定値Ｂ以上となるようにグループ分けし、各転写工程で半田等を転写するランド１２に対応する位置に設けられた転写ピン１３で半田等を当該ランド１２に転写するようにしている。ここで、所定値Ｂは、隣接する転写ピン１３間に半田等の滓が詰まる可能性のある間隔の最大値に設定されている。従って、転写対象となるサブ基板１５の複数のランド１２を、各転写工程で半田１６等を転写するランド１２の最小間隔が所定値Ｂ以上となるようにグループ分けして、グループ毎に別々に転写するようにすれば、サブ基板１５のランド１２の間隔が狭くても、各転写工程で使用する転写治具１１ａ，１１ｂの転写ピン１３の最小間隔を半田等の滓が詰まりにくい間隔に広げることが可能となり、隣接するランド１２間でブリッジが発生することを防止できる。

尚、本実施例２では、各転写ピン１３の下端の形状は、従来と同様の形状、例えば、ランド１２の形状とほぼ相似形で、ランド１２よりも少し小さく形成すれば良いが、前記実施例１で説明した図２乃至図６の例１〜例５のいずれかの形状の転写ピン１３を用いても良い。

また、上記実施例１，２では、サブ基板１５のランド１２に半田１６等を転写する場合について説明したが、メイン基板１４（或は通常の回路基板）のランドに半田等を転写する場合も、同様に本発明を適用して実施でき、また、基板に実装した電子部品の上面に形成されたランドに半田等を転写する場合も、同様に本発明を適用して実施できる。

本発明の実施例１で用いる転写治具と基板と関係を説明する図である。 （ａ）は例１の転写ピンの下端形状とランド形状との関係を示す図、（ｂ）は例１の転写ピンによる半田等の転写状態を示す図である。 （ａ）は例２の転写ピンの下端形状とランド形状との関係を示す図、（ｂ）は例２の転写ピンによる半田等の転写状態を示す図である。 （ａ）は例３の転写ピンの下端形状とランド形状との関係を示す図、（ｂ）は例３の転写ピンによる半田等の転写状態を示す図である。 （ａ）は例４の転写ピンの下端形状とランド形状との関係を示す図、（ｂ）は例４の転写ピンによる半田等の転写状態を示す図である。 （ａ）は例５の転写ピンの下端形状とランド形状との関係を示す図、（ｂ）は例５の転写ピンによる半田等の転写状態を示す図である。 本発明の実施例２の転写方法を説明する図であり、（ａ）は１回目の転写工程を説明する図、（ｂ）は２回目の転写工程を説明する図である。

符号の説明

１１，１１ａ，１１ｂ…転写治具、１２…ランド、１３…転写ピン、１３ａ，１３ｂ…分割部、１５…サブ基板、１６…半田、２１，２２…凹状部、２３，２４…カット部

Claims (6)

1. 転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に、半田、フラックス又は接着剤（以下これらを「半田等」という）を付着させて、当該複数の転写ピンの下端の半田等を転写対象となる複数のランドに転写する転写装置において、
   前記転写ピンの下端のうちの、半田等を転写するランド間が半田等のはみ出しによりつながるブリッジの発生が予想される部分に凹状部又はカット部を形成したことを特徴とする転写装置。
2. 前記転写ピンの下端の形状を、隣接する転写ピンの前記凹状部どうし又はカット部どうしが対向するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記ランドが角型の形状に形成されている場合に、前記転写ピンの下端の形状を角型の形状に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の転写装置。
4. 隣接する転写ピンの間隔が所定値以下の転写ピンに、前記凹状部又はカット部を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転写装置。
5. 転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に、半田、フラックス又は接着剤（以下これらを「半田等」という）を付着させて、当該複数の転写ピンの下端の半田等を転写対象となる複数のランドに転写する転写装置において、
   １つのランドに転写する前記転写ピンを複数の分割部に分割し、前記複数の分割部で前記１つのランドに半田等を転写することを特徴とする転写装置。
6. 転写治具に下向きに設けた複数の転写ピンの下端に、半田、フラックス又は接着剤（以下これらを「半田等」という）を付着させて、当該複数の転写ピンの下端の半田等を転写対象となる複数のランドに転写する転写方法において、
   少なくとも２回の転写工程でそれぞれ異なる転写治具を使用して前記転写対象となる複数のランドに半田等を転写する転写方法であって、
   前記転写対象となる複数のランドを、各転写工程で半田等を転写するランドの最小間隔が所定値以上となるようにグループ分けし、各転写工程で半田等を転写するランドに対応する位置に設けられた転写ピンで半田等を当該ランドに転写することを特徴とする転写方法。

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