JP2010287702A - 電子部品実装機およびその融剤転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の大小に拘らず融剤を転写し得る電子部品実装機およびその融剤転写装置を提供する。
【解決手段】押圧部１０が膜部材１８上のフラックスＦをフラックス槽１４の開放口端から外方になるまで上昇させ且つ電子部品Ｗを下降させると、膜部材上のフラックスが電子部品のバンプＷ１に転写される。そして、電子部品の転写領域を分割しながら順次転写すれば、電子部品の大小に拘らず電子部品のバンプ全てにフラックスを塗布できるので、それぞれの電子部品に対応する新たなフラックス槽（または新たな電子部品実装機）が不要となる。また、同様に電子部品の転写領域を分割しながら順次転写し得るので、電子部品に対するフラックスの粘着力は弱くなる。即ち、吸着ノズル２９の吸着力のみでも大型の電子部品を保持し得るので、特別な保持手段を不要にできる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品を回路基板に実装する前工程において電子部品の電極（塗布部と同義）にフラックスなどの融剤を転写する融剤転写装置およびこの融剤転写装置を備える電子部品実装機に関するものである。

特許文献１には、フラックス転写装置７０にはフラックスＦを収容するフラックス槽７１およびフラックス槽７１を昇降させるフラックス昇降機構７２を備え、作動時に吸着ノズル６１の下端に吸着保持された電子部品Ｐのバンプ（塗布部と同義）にフラックス槽７１内のフラックスＦを塗布（ディップ転写と同義）するようになっている（段落番号「００３０」および図３参照）。また、特許文献２には、可動部材の溝内にあるフラックスを、昇降可能な保持部材に保持される電子部品のリード（塗布部と同義）に塗布しうるフラックス塗布装置が開示されている（要約参照）。更に、特許文献３には、基板に形成された複数の電子部品の電極に効率良く安定した導電性ボールの搭載を行うことができる導電性ボールの搭載装置が開示されている。この特許文献３は、上述する導電性ボールを搭載する装置であり、電子部品の塗布部にフラックスを塗布する特許文献１および特許文献２の各装置とは異なる。

そして、特許文献３には、以下のフラックス転写機構および膜部材機構が開示されている。即ち、フラックス転写機構は、各単位区画〔１〕乃至〔４〕の搭載動作時には導電性ボールへのフラックス転写に際して当該単位区画に対応した転写プレート２７の区画〔１〕乃至〔４〕（図７参照）に吸着ツール１６を位置合わせする。上記動作を４回往復することにより、半導体ウェハ１０の全搭載エリアに導電性ボール６を搭載する（段落番号「００３０」および図１０参照）。

また、膜部材機構は、プレート２６の端面と凹部２２ａの内側面の間に、ゴム膜などの可撓性材質の膜部材２５を屈曲自在に装着している。膜部材２５は凹部２２ａ内を上下２つの空間に液密に仕切った状態で装着され、膜部材２５の上側の空間にはフラックス７が貯溜される。シリンダ２３のロッド２３ａを没入させた状態では、転写プレート２７の上面はテーブル２２の上面と同一高さとなる（段落番号「００２０」および図５参照）。

特開２００３−２９８２９１号公報 特開平４−１７８２６４号公報 特開２００１−２９１７３２号公報

ところで、特許文献１において、フラックス槽よりも横幅などが大きい大型の電子部品では、電子部品がフラックス槽よりはみでるので、電子部品のバンプ全てにフラックスを浸漬することが出来ず、大小それぞれの電子部品に対応する別のフラックス槽（または新たな電子部品実装機）が必要となる。また、吸着ノズルに吸着保持される大型の電子部品では、融剤（例えばフラックス・半田ペースト）の粘性およびチクソ性により、電子部品がフラックス槽にそのまま残留するおそれがある。

また、特許文献２では、フラックスを貯溜する溝が形成された可動部材の全体を昇降させる構成となっているのみであり、上記溝に対応しない大小の電子部品のリード（電極）にフラックスを塗布できない。更に、特許文献３は、４区画で構成される転写プレート及び半導体ウェハに対し、１区画用の吸着ツールを４回往復することによって半導体ウェハの全搭載エリアに導電性ボールを搭載するものである。即ち、特許文献３は、上述する方法で導電性ボールを搭載する装置であり、大型の電子部品をフラックスに浸漬させるものではない。

本発明の目的は、電子部品の大小に拘らず融剤を転写し得る電子部品実装機およびその融剤転写装置を提供することにある。

本発明に係る融剤転写装置は、融剤が供給される融剤槽内の融剤を上記融剤槽の開放口端から外方の状態で、電子部品の塗布部が上記融剤槽の融剤に浸漬するように構成したことを特徴とする。また、融剤転写装置においては、電子部品の塗布部を浸漬するように融剤が供給される融剤槽と、上記融剤槽の底板と同一面になるように配置される膜部材と、上記膜部材に対向して配置され且つ上記膜部材上の融剤を上記融剤槽の開放口端から外方になるまで上昇させる昇降手段と、を備えるようにしても良い。この場合、上記膜部材を昇降前後に亘る上記昇降手段の移動範囲全面に対し覆うように配置しても良く、また上記昇降手段および上記膜部材を複数設けると共に上記膜部材の高さをそれぞれ変更可能にしても良い。

更に、本発明に係る融剤転写装置においては、電子部品の塗布部を浸漬するように融剤が供給される融剤槽に突部を設け、且つ上記突部上の融剤が上記融剤槽の開放口端から外方になるようにすることを特徴とする。本発明に係る電子部品実装機は、上述した各融剤転写装置を備え、上記融剤槽または上記電子部品を相対移動させることにより、上記電子部品の塗布部全てに対して上記融剤槽の融剤を上記塗布部の転写領域を分割しながら順次転写することを特徴とする。

本発明に係る融剤転写装置および電子部品実装機では、融剤を融剤槽の開放口端から外方の状態で、電子部品の塗布部が融剤槽の融剤に浸漬するように構成したので、電子部品の転写領域を分割しながら順次転写し得る。そのため、本発明によれば、電子部品の大小に拘らず電子部品の塗布部全てに融剤を転写できるので、それぞれの電子部品に対応し得る新たな融剤槽が不要にできる。

例えば、昇降手段が膜部材上の融剤を融剤槽の開放口端から外方になるまで上昇させると、膜部材上の融剤が電子部品の塗布部に転写される。そして、本発明においては、電子部品の転写領域を分割しながら順次転写し得るので、電子部品の大小に拘らず電子部品の塗布部全てに融剤を転写できる。また、本発明においては、同様に電子部品の転写領域を分割しながら順次転写し得るので、電子部品に対する融剤の粘着力は弱くなる。即ち、本発明によれば、吸着ノズルの吸着力のみでも大型の電子部品を保持し得るので、特別な保持手段を不要にできる。

本発明に係る実施例１の電子部品実装機の概要図である。 図１に示す電子部品実装機の主要部を示す側面図である。 図２に示すフラックス転写装置の平面図である。 図３に示すフラックス転写装置の断面図である。 図４に示すフラックス転写装置の作動状態図である。 実施例１に係る変形例のフラックス転写装置の平面図である。 実施例２に係るフラックス転写装置の主要部を示す側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、具体化した実施例１および実施例２を説明する。

以下、図１乃至図５に基づいて、本発明の実施例１である電子部品実装機およびそのフラックス（融剤）供給装置について説明する。ここで、本発明に係る融剤は、フラックスの他に、半田ペーストなどであっても適用し得る。また、本発明に係る電子部品において、塗布部となる電極はバンプの他に、リードなどであっても適用し得る。

（電子部品実装機Ｓの概略構成）
図１に示すように、電子部品実装機Ｓは、フラックス塗布ステーション１０と、装着ヘッド２８と、部品供給装置３０を備えている。この部品供給装置３０は、トレイ３２に収納された電子部品（図２参照）Ｗを供給するトレイ供給装置３４と、テープ３６に封入された電子部品を供給するテープ部品供給装置３８を備える。トレイ供給装置３４には、上下方向に区画された収納棚に複数のトレイ３２が収納される。そして、トレイ３２には回路基板（プリント基板と同義）４０に実装する電子部品Ｗが収納され、トレイ３２が一段づつ引き出し可能になっている。

図１に示す装着ヘッド２８は、図示しないモータによって前後方向および左右方向へ移動すると共に、垂直方向（図２では上下方向）へ移動する。図２に示すように、装着ヘッド２８には、その先端に電子部品Ｗを吸着する吸着ノズル２９が配置されている。なお、吸着ノズル２６は、図示しないモータによってノズル軸２９Ａを中心に回転する。

（フラックス転写装置に関する概略構成）
図１に示すフラックス塗布ステーション１０には、図２に示すように、融剤転写装置であるフラックス転写装置１２が配置されている。このフラックス転写装置１２は、フラックスＦが供給されるフラックス槽１４と、昇降手段である押圧部１６と、防水用の膜部材１８と、スキージ２０（図４の２点鎖線参照）を備える。このスキージ２０は、フラックスＦを均一の面にするため、フラックス槽１４上を水平移動する。融剤槽であるフラックス槽１４は、上方が開放された皿状の容器であり、その断面はコ字状になっている。即ち、フラックス槽１４は、底板１４Ａおよび側板１４Ｂで構成されている。また、フラックス槽１４は、図示しないスライド機構によってスライド可能に配置されている。なお、フラックス槽１４には、図示しないポンプ、チューブなどで構成されるフラックス供給装置によってフラックスが供給される。

図３に示すように、押圧部１６は、底板１４Ａの略中央に配置されており、その平面形状は矩形となっている（図３の破線参照）。図２乃至図５に示すように、膜部材１８は、押圧部１６の上面を覆うように配置されている。また、膜部材１８は、図４に示すように、フラックス槽１４の底板１４Ａと同一面（面一と同義）になるように埋設される。更に、膜部材１８は、ゴムなどの可撓材料で成形され、伸縮可能となっている。そして、膜部材１８は、図３乃至図５に示すように、押圧部１６の昇降前後に亘る移動範囲全面に対し覆うようになっている。なお、膜部材１８は、その端縁がフラックス槽１４の底板１４Ａに締結手段で固定されている。

（本実施例の作用）
先ず、フラックス転写装置１２は、図４に示すように、フラックス槽１４内のフラックスＦを、スキージ２０（２点鎖線で図示）で所定の高さに均一にする。そして、電子部品は図１に示すトレイ３２内からフラックス塗布ステーション１０（図１参照）へ搬送される。例えば図３に示すフラックス槽１４よりも小さい電子部品（図示省略）であれば、この電子部品を吸着する吸着ノズル２９（図２参照）は下降し、フラックス槽１４内のフラックスＦが電子部品の転写領域にあるバンプ（以下、塗布部ともいう）全てに塗布すなわちディップ転写される。この転写後の電子部品は、図１に示す基板４０に実装される。

一方、例えば図３に示すフラックス槽１４と同程度の大きさである大型の電子部品Ｗ（図３の１点鎖線参照）の場合には、以下の手順によって行う。即ち、図５に示すように、押圧部１６を上昇させ、膜部材１８上のフラックスＦをフラックス槽１４外まで持ち上げる。即ち、フラックス転写装置１２は、膜部材１８上のフラックスＦを、フラックス槽１４の開放口端から外方（「側板１４Ｂの端縁外」と同義）になるまで上昇させる。ここで、フラックスＦは、十分な粘性（「高粘度の状態」と同義）があるので、転写動作が終了するまでの短時間（例えば５秒乃至１０秒程度）であれば、流下することなく膜部材１８上に保持する。なお、フラックスＦは、付加剤によって粘度などを調整し得る。

押圧部１６の上昇動作と同期して装着ヘッド２８（図１および図２参照）は、図５に示すように、電子部品Ｗを下降させる。すると、膜部材１８上のフラックスＦは、電子部品ＷのバンプＷ１に転写される。図３の１点鎖線に示すように、電子部品Ｗがフラックス槽１４の横幅よりも長く電子部品Ｗに存在する全てのバンプＷ１をフラックス槽１４に浸漬できない場合でも、転写動作を行うことができる。このように電子部品Ｗの転写領域が広い場合は、フラックス槽１４をスライドさせて転写位置を順次移動（「転写領域を分割」と同義）しながら転写動作を行う。本実施形態においては、電子部品Ｗの全転写領域に亘って転写動作を繰返し行い、電子部品ＷのバンプＷ１の全てにフラックスＦを転写する。

また、上述した大型の電子部品Ｗを吸着ノズル２９（図５参照）で吸着固定する場合、全べてのバンプＷ１全面をフラックス槽１４に浸漬させると、フラックスＦの粘性によって電子部品Ｗが吸着ノズル２９の吸着力に抗して離間し、フラックス槽１４に取り残されるおそれが生じる。即ち、電子部品Ｗに存在する全てのバンプＷ１が浸漬された電子部品ＷをフラックスＦ内に引き止める粘着力が、吸着ノズル２９の吸着力よりも強いと、電子部品Ｗはフラックス槽１４に取り残される。

しかしながら、本実施形態においては、電子部品Ｗの転写領域を分割しながら順次転写動作を行うので、上述した電子部品Ｗに対するフラックスＦの粘着力は弱くなり、吸着ノズル２９の吸着力のみでも大型の電子部品Ｗを保持し得る。従って、本実施形態によれば、電子部品Ｗの転写領域を分割しながら順次転写し得るので、大型の電子部品Ｗを保持する特別な保持手段を不要にできる。また、本実施形態によれば、同様に電子部品Ｗの転写領域を分割しながら順次転写動作を行えば、電子部品Ｗの大小に拘らず電子部品Ｗの塗布部全面にフラックスを転写できるので、それぞれの電子部品Ｗに対応する新たなフラックス槽（または新たな電子部品実装機）が不要となる。

更に、本実施形態によれば、分割転写の際にスキージの高さをそれぞれ調整すれば、転写量もそれぞれ変えられるので、形状の異なるバンプなどの塗布部でも対応し得る。また、本実施形態においては、膜部材１８は押圧部１６の昇降前後に亘る移動範囲全面に対し覆うようになっているので、フラックスＦが常にフラックス槽１４の底面１４Ａ上であり、押圧部１６の内部に浸透しない。即ち、本実施形態によれば、特許文献３と異なりフラックスＦを膜部材１８内に貯留させないので、膜部材１８を含むフラックス転写装置１２全体のメンテナンスが容易となる。

なお、上記実施例では、フラックス槽１４と、装着ヘッド２８を相対的に移動させて転写動作が出来る様にしても良い。また、本発明に係るフラックス転写装置は、図６に示すように、その変形例として一対の押圧部１０を並列状に配置しても良い。この場合、膜部材１８の高さをそれぞれ変更すれば、電子部品Ｗの塗布部に対して転写量がフラックスＦをそれぞれ塗布し得る。その他の構成及び作用効果は、図３に示す例と同様である。

図７を用いて、本発明に係るフラックス転写装置２２の実施例２を説明する。但し、上記実施例１の図４に示すフラックス転写装置１２と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。なお、フラックス槽２４は、実施例１と同様に、底板２４Ａおよび側板２４Ｂで構成され、図示しないスライド機構によってスライド可能に配置されている。

実施例２に係るフラックス転写装置２２は、図７に示すように、そのフラックス槽２４に水平状の突部２６が形成されている。この突部２６はフラックス槽２４の中央に形成され、突部２６の四方はフラックスＦの溜り部２７になっている。また、突部２６は、側板２４Ｂと同一の高さになっている。更に、１点鎖線で示すスキージ２０は、スライド可能で且つ昇降可能となっている。そして、スキージ２０によって溜り部２７にあるフラックスＦは、突部２６上すなわちフラックス槽２４の側板２４Ｂよりも上方まですくい上げられる。即ち、突部２６上のフラックスＦは、フラックス槽２４の開放口端から外方（「側板２４Ｂの端縁外」と同義）に位置している。

（本実施例の作用）
スキージ２０は、スライドおよび昇降させることにより、溜り部２７に供給されるフラックスＦを突部２６上まで流動させて供給する。この供給動作と同期して装着ヘッド２８（図１および図２参照）は、図７の１鎖線に示す電子部品Ｗを下降させる（図７の２点鎖線参照）。すると、突部２６上のフラックスＦは、電子部品ＷのバンプＷ１に転写される。本実施例によれば、フラックス槽２４に突部２６を設けるという簡易な構成で転写動作がし得るので、フラックス転写装置２２のメンテナンスが更に容易となる。その他の構成及び作用効果は、実施例１と同様である。

１２…フラックス転写装置（融剤転写装置）、１４…フラックス槽（融剤槽）、１４Ａ…フラックス槽の底板、１６…押圧部（昇降手段）、１８…膜部材、２０…スキージ、２２…フラックス転写装置（融剤転写装置）、２４…フラックス槽（融剤槽）、２６…突部、２８…装着ヘッド、２９…吸着ノズル、４０…基板（回路基板）、Ｓ…電子部品実装機、Ｗ…電子部品、Ｗ１…電子部品のバンプ（塗布部）、Ｆ…フラックス

Claims (6)

1. 融剤が供給される融剤槽内の融剤を上記融剤槽の開放口端から外方の状態で、電子部品の塗布部が上記融剤槽の融剤に浸漬するように構成したことを特徴とする融剤転写装置。
2. 電子部品の塗布部を浸漬するように融剤が供給される融剤槽と、上記融剤槽の底板と同一面になるように配置される膜部材と、上記膜部材に対向して配置され且つ上記膜部材上の融剤を上記融剤槽の開放口端から外方になるまで上昇させる昇降手段と、を備えることを特徴とする融剤転写装置。
3. 請求項２に記載の融剤転写装置において、上記膜部材を昇降前後に亘る上記昇降手段の移動範囲全面に対し覆うように配置することを特徴とする融剤転写装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の融剤転写装置において、上記昇降手段および上記膜部材を複数設けると共に、上記膜部材の高さをそれぞれ変更することを特徴とする融剤転写装置。
5. 電子部品の塗布部を浸漬するように融剤が供給される融剤槽に突部を設け、且つ上記突部上の融剤が上記融剤槽の開放口端から外方になるようすることを特徴とする融剤転写装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の融剤転写装置を備え、上記融剤槽または上記電子部品を相対移動させることにより、上記電子部品の塗布部全てに対して上記融剤槽の融剤を上記塗布部の転写領域を分割しながら順次転写することを特徴とする電子部品実装機。

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