JP2012169388A - 基板接着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板20とリードフレーム18を接合する為にあらかじめ接着テープ96をリードフレーム92に貼着しておくことによって基板20と圧着可能に構成されていた。しかし基板20の形状やリードフレーム18の形状によって接着テープ96の形状を変形させねばならなかった。
【解決手段】本発明では基板20に直接接着剤10を塗布し一定時間乾燥させて、熱圧着する工程を自動的に順送りできるように構成した。また、任意のときにサンプリングできサンプル抽出部70の機構を用いてサンプルを回収することも、エラー品を排出することもできる。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体電子部品及び半導体電子部品を実装した基板などをリードフレームに接着する装置に関するものである。

半導体電子部品及び半導体電子部品を実装した基板(以下基板と称す)は、リードフレームに接着され、リードフレームの接点と基板の接点とを接続されて其々の製品に装着される。

また、この場合の接続部分は基板とリードフレームを接続するだけでなく、重要な基板や部品は樹脂などでパッケージし、配線面が外れたり重要な基板や部品に折損が発生しないように保護される。
本発明においては、上述したように基板とリードフレームを自動的に確実に接続するようにして製品を製作するように構成した装置を提案するものである。

図8は従来例として特開平6-163646を図示したものである。従来例に拠ればチップ90が加熱ステージ91に載置されておりチップ90が昇温される。
また、リードフレーム92は搬送台93の上を移送されてチップ90の上に重ねられ、マウントヘッド94と加熱ステージ91によって熱圧着されて接続される。
リードフレーム92には接着テープ96が貼着されており、リードフレーム92とチップ90の接着性を向上するために搬送台93が加熱ステージに近づくに従ってリードフレーム92を徐々に昇温するようになっている。
更に、加熱ブロック95が一定時間リードフレーム92を搬送台93との間で挟み込むようにして加熱することにより、リードフレーム92に貼着されている接着テープ96を加熱してチップ90とリードフレーム92の接着性能を向上させるように構成されている。

接着テープ96に被着された接着剤は、吸湿性を有する為時間の経過と共に水分を徐々に含有するようになるが、接着剤が水分を吸湿したままの接着テープを使用して、チップ90とリードフレーム92とを熱圧着させると、その後にパッケージクラック等の欠陥が発生し、後工程において作業の支障となるばかりでなく、欠陥品となって製品歩留まりを悪くすることがあった。

従来例では熱圧着する前に接着テープ96を加熱して除湿する必要があった。そのために加熱ステージ91に隣接して過熱ブロック95を設置し、リードフレーム92に貼着された接着テープ96を乾燥させる必要があった。
尚、接着テープ96を除湿する際には従来の加熱装置では長時間リードフレーム92を予備加熱する必要があり、チップ90とリードフレーム92の熱圧着処理のタクトに整合しない問題があると共に予備加熱工程が場所をとり装置全体が大きくなるという問題があった。

特開平6-163646

本発明は接着テープ96は使用せず、基板20に直接接着剤10をノズル21から正確に塗布し、乾燥部40で一定時間乾燥させ、圧着部50で圧着させる構成になっている。
従来例では接着テープ96をリードフレーム92に貼着する前工程が必要で原価が高騰する。できれば基板に直接、適度な粘り気のある接着剤を塗布し所定時間乾燥させて一連の作業で圧着するほうが原価低減になる。
しかし、直接基板20に接着剤10を正確に塗布するにはノズル21の動作を正確に制御しなければならない。更に、接着剤の入った容器22を作業者が取り替えるたびにノズル21の位置がずれる事があるので、ノズル21の位置を正確に把握しなくてはならない。

また、接着剤10を塗布された基板20は任意にサンプルを取り出すことが可能で、任意に検査できるように構成しておかなければならない。基板20とリートーフレーム18が接着されてしまうと、後工程で接着剤の塗布状態の良し悪しを確認することは不可能である。

接着剤10を塗布するノズル21の先端部は浸け置き部83に満たされた溶剤に付け置きしながらスタンバイする。そして、ノズル21の初動作時は液だれなどで装置や基板20に悪影響を与えない為に、捨て打ち部84で接着剤10の捨て打ちをして接着剤10の塗布状態を確実にした後、パージ部85でエァブロー86によって液だれを吹き飛ばして吸引穴851に吸引させて取り去り、正確な塗布が可能なように構成されているのが望ましい。

また、ノズル21の先端部を測定装置で測定しノズル先端のXY方向のズレを測定し、その後徐々に上昇させることでノズル21の傾きを更にノズル21の先端位置を測定し、それらの位置を制御部2に記憶することで誤差のない接着剤10の塗布作業を可能に指定にするのが望ましい。
塗布作業が終了した後、順送り工程と次工程の間に適度な間隙を設け、サンプル抽出工程を介在させ任意にサンプルを取り出し測定検査することを可能にすることが望ましい。

本発明によれば基板20に直接接着剤10を塗布するので、接着テープを貼着するような作業と余分な部分に接着剤を無駄に使用しないので経済的である。
また、基板20の形状に応じて必要な箇所に塗布することができるので様々な基板20に対応することができる。

接着剤の塗布部30と乾燥部40と圧着部50が一連で一体に形成されているので、接着剤の除湿管理や温度管理が容易で、最適な条件で接着剤10を乾燥させ、確実な圧着が行われる。

正確な接着剤の塗布を可能にする為に、ノズル21の先端位置を自動で測定できるようにし、接着ノズルの交換作業の後も自動でノズル21の位置を測定して把握し誤差なく接着剤を塗布するように構成したので、接着剤の補充が容易にできる。
ノズル21の近傍にレーザ変位計35が設置されており、ノズル21の経路をあらかじめなぞって高低を測定することにより基板20の変形や塗布位置の検査ができるので塗布作業を正確に行うことができる。
更にレーザ変位計35によって塗布後の接着剤10の高低を計測することによってあらかじめ定められたとおりに塗布が完了しているか否かを検査することができる。
ノズル自動補正は今まで手動で調整していたがXY方向センサ81、82によってノズル21の交換や接着剤容器22の交換をした後自動的に計測・補正できるようになった。そして前記レーザ変位計35とノズル21の測定結果による位置を関連付けることによって、ノズル21の正確な制御が可能になる。

また、基板20に接着剤10を塗布した後に任意にサンプルを取り出すことができる構成になっている。その結果、取り出したサンプルによって、接着剤の塗布状態を確認して補正することができるのでより不良品の発生しにくい接着剤10の塗布が可能である。

前述したようにして取り出したサンプルはサンプル台74から移送させることによって、元のラインに戻すことができ、製品として完成させることができるので経済的である。
またノズル21近傍にレーザ変位計35を配置しあらかじめ塗布位置をなぞって基板20に変形がないか検査して塗布するようにすることで正確な位置決めができる。
このとき、変形が認められるものは不良品としてサンプル抽出部70でライン外に不良基板30を排出することができる。

本発明にかかる全体の構成は図1のようになっている。X方向の左側のＸ1方向から接着剤塗布部30、順送り部60、サンプル抽出部70が構成されており、中央部は乾燥部50になっている。そして右側のＸ2方向には圧着部50が形成されている。

本発明が提案する作業は図2のように構成された基板20をリードフレーム18と接着させて(3)の状態に
なるように接合させる作業を自動で行う装置である。

基板20はヒートシンク202の上に基板本体201が接着された状態で提供される。基板本体201には様々なチップや抵抗が実装されているので、表面は凸凹状態になっている。
基板本体201に電流が流れたときに発熱して誤動作の原因になることがある。このようなことがおきない為に基板本体201の下部にヒートシンク202が貼り付けられており、熱を逃がして基板本体201が熱影響で誤動作しないように構成されている。

ヒートシンク202には4箇所に電極202a,202b,202c,202dが構成されており、基板本体201にこれらの電極から電通するようになっている。
図2の(2)はリードフレーム18を図示したもので、基板20の電極を必要に応じて結線して大きくし、製品などに装着しやすいように構成したものである。
きばん20の電極202a,202b,202c,202dはリードフレーム18の電極18a,18b,18c,18dと対応して接続され図2の(3)のように組み合わされて提供される。

本発明の装置1では図2の(1)の基板20の電極202a,202b,202c,202d直上に正確に接着剤を塗布し、一定温度で一定時間昇温して除湿した後、基板20の電極202a,202b,202c,202dがリードフレーム18の電極18a,18b,18c,18dと重なり電通するように圧着されて図2の(3)のような状態で完成される。

このとき基板本体201の基板塗布部203にも接着剤が塗布され、他の部品が接着されるか、このまま樹脂でパッケージングされる際のパッケージング強化法として使用される。
図2の(1)の形状の基板20は他の送り装置(図示しない)によって順送り部60の送り板61の送り部611に載置され、自動で作業が開始される。

送り板61は送り板シリンダ62によってZ方向に上下動する。送り板シリンダ62が伸びたときは図3及び図4のように送り板61は浮いた状態になっている。
送り板シリンダ62が縮んだとき送り板61は下降し、ガイド63の凹部631に送り板凸部619が勘合し、送り部611に載置された基板20を送り部612に順送りするように構成されている。

図4は図3の順送り部60を接着剤塗布部30の方向から見た図である。送り板シリンダ62は送り板駆動モータ68によってX方向に移動するようになっている。
送り部611に載置された基板20は、送り板61の送り板シリンダ62が縮むことで下降して保持される。その後送り板61が送り板駆動モータ68によってＸ2方向に移動することによって、基板20を滑動させ、送り部612に移送する 。

その間に送り部611に次の基板20が載置される。送り板駆動モータ68によってＸ2方向に移動していた送り板61は送り板シリンダ62が伸びることによって上昇し、送り部612に滑動させた基板20を開放する。

次に送り板61が送り板駆動モータ68によってＸ1方向に移動することによってもとの位置に戻る。そして送り板61の送り板シリンダ62が縮むことで下降して送り部611,612の基盤を保持する。
このような動作の繰り返しによって基板20は、送り部611から送り部612、613,614,615、616、617へと順送りされる。

本発明に係る装置1には様々な箇所に駆動モータが使用されている。駆動モータによってノズルやチャックなどの部分をXYZ方向に平行移動するようになっている。平行移動する機構の詳細は図示して明らかにしてはいないが、駆動モータにはねじ軸が取り付けられており、平行移動する部分は前記ねじ軸と螺合したねじ軸受けがねじ軸の回転によって平行移動するように構成されている。

また、このような駆動モータにはステッピングモータが採用されており、どちら方向にどれだけ回転したかがパルスによって制御部2に送られる。このパルスデータを処理することによって平行移動しているねじ軸受けがどの位置に移動するかを制御する構成になっている。

上述したように送りシリンダ62が縮まり送り板61が降下し、送り板凸部619がガイド63の凹部631に勘合して、送り部611に載置された基板20をX2方向に移動して、送り部612の位置に移送するように送り板駆動モータ68を駆動する。

基板20を送り部612に移送完了すると、送り板61は上昇すると共にX1方向に移動して図3の状態でスタンバイする。基板20は送り部612の位置で固定具(図示しない)で固定されてヒートシンクノズル211で所定の電極202a,202b,202c,202dの位置に接着剤が塗布される。接着剤の塗布が終了すると前述の順送り作業が繰り返され、送り部612の基板80は送り部613に順次送られる。

順送り部60の機構によって、送り部612の基板20は送り板61による順送り機構によって送り部615に移送され基板ノズル212によって基板本体201の基板塗布部203に接着剤が塗布される。
全ての接着剤の塗布が完了した基板20は、順送り部60によって送り部617に移送される。

送り部617に移送された接着剤塗布の終了した基板20は、送り板61が送り板駆動モータ68によってX1方向に戻っている際に、次工程搬送板64が搬送板シリンダ65の縮み作用によって下降し送り部617の基板20をX2方向の送り部618に移送する。

次工程搬送板64は搬送板駆動モータ66の駆動によってX方向に移動し、送り部617に移送された基板20を送り部618に移動する。
ここで基板20を次工程搬送板64と搬送板駆動モータ66で移送するようにしたのは、この位置で接着剤塗布の完了したサンプルを任意に取り出して検査することができると共に、取り出したサンプルを再度作業工程に戻すことができるように、制御部2で制御できるようにする為である。

ここでサンプル抽出部70について説明する。サンプル抽出部70は送り部617に載置された基板20をチャック71で把持してサンプル台74に載置する構成になっている。チャック71はチャックヘッド72によってZ方向に移動することができる構成になっている。
また、チャックヘッド72はチャックヘッドモータ73の駆動によってチャックヘッドモータ軸731に沿ってY方向に移動するようになっている。

上記のような構造において、作業者がサンプル抽出のボタン(図示しない)を押すもしくは制御部2に入力をすると、制御部2の制御によって、送り部617に載置された接着剤塗布作業が終了した基板20をチャック71で把持しサンプル台74に載置する。
このとき制御部2の制御によって搬送板64が送り部617に移動することが抑止され、搬送板64とチャック71が緩衝しないように制御部2で制御するように構成されている。

このような構成よって、任意にサンプルを取り出すことができるので、接着剤10の交換後やノズル21の調整後に正しく接着剤10が塗布されているかは現物を抽出してサンプルとして検査することができる。
また、抽出されたサンプルはサンプル台74に載置してサンプル挿入のボタン(図示しない)を押すもしくは制御部2に入力をすると、サンプルはチャック71によって送り部617に移送され乾燥部40に搬送され圧着作業完了工程まで搬送され完成品として排出されるように制御部2で制御されるので、サンプルが無駄にならず経済的である。

接着剤10の中でもポリアミド系の接着剤の場合は吸湿性が高く、短時間でラインの乾燥部に戻す必要がある。本発明のようなサンプル抽出、取り込み方法であれば任意にサンプルを取り出し、短時間で検査してラインに戻すことができる。

次に接着剤塗布部30について説明する。本発明では接着剤を吐出するノズル21は2箇所あり、ヒートシンクヘッド231に取り付けられたヒートシンクノズル211と基板ヘッド232に取り付けられた基板ノズル212に分けられている。
ノズル21はノズルX方向モータ31、ノズルY方向モータ32、ノズルZ方向モータ33と其々のモータ軸と軸受け部が螺合することによってXYZ方向に移動できるようになっている。

また、ノズル21の近傍にレーザ変位計35が取り付けられており、ノズル21の経路をあらかじめレーザ変位計35でなぞり、基板20の存在の有無や基板20のゆがみなどの変形の有無を計測しておき、異常があれば塗布作業を中止するように構成されている。
この工程によって、前工程での基板本体201とヒートシンク202との接着工程で生じた基板本体201の傾きや位置ズレが検出できる。位置ズレが誤差範囲内であれば計測結果をもとに塗布間隙と塗布位置の補正を行いノズル21を正確に誘導するべく制御部2が制御する。

このようにして異常がレーザ変位計35で発見され、正規の塗布作業が行われなかった基板20は、前述のサンプル抽出部70によってライン外に排出することができる。

接着剤塗布部30について更に詳細に説明する。接着剤塗布部30はヒートシンク塗布部301と基板塗布部202に分かれており、どちらの塗布部も鏡に映したような状態で対象で同一の構成をしている。
ヒートシンク塗布部301は図2の(1)の電極202a,202b,202c,202dの上部に接着剤10を塗布するように制御部2で制御されている。基板塗布部302は図2の(1)の基板塗布部位203上に接着剤10を塗布するように制御されている。

これらの塗布区分は便宜上、高低差によってヒートシンク塗布部301と基板塗布部302の2箇所に分業したものであるが、基板20の形状や塗布条件によってどのように分業しても制御部2によって制御できるように構成されている。

ノズル21の上部には接着剤容器22が取り付けられており、ノズル21の動きに応じて接着剤10を吐出できるように構成され、吐出を制御されている。
また、ノズル21の近傍にレーザ変位計35が設置されており、ノズル21の経路をあらかじめなぞって、基板20の塗布位置が誤差範囲内であるか否かを測定し制御部2にデータを送信するようになっている。

これらノズル21、接着剤容器22、レーザ変位計35の3種類の部材が装着されたのがノズルヘッド23であり、ノズルXYZモータ31,32,33とXYZモータ軸31a,32a33aと制御部2によって作業範囲内をノズルヘッド23が移動可能に構成されている。

順送り部60によって送り部612に基板20が搬送されていると、ヒートシンクヘッド231が移動し、送り部612に載置された基板20の電極202a,202b,202c,202dの上部や基板20の指定部等をヒートシンク変位計351のレーザ光がなぞり基板20の変形や載置された位置を計測する。

次に同様に送り部612に載置された基板20の電極202a,202b,202c,202dの上部をヒートシンクノズル211がなぞりながらヒートシンク接着剤容器221内の接着財10を吐出して塗布作業する。
同様のように基板塗布部302でも送り部615に載置された基板20の塗布作業を行う。

なお、作業タクト等の条件が許されるのであれば、塗布後の接着剤10の高低の変位をレーザ変位計35で測定し接着剤10の塗布が完全に行われているのか検査することができる。
以上のような構成によって送り部612,615における塗布作業が完了する。

このときガイド63はX2方向に進行するに従って温度が上昇するようにヒータ(図示しない)が設置されており、順送り中の基板20を昇温し塗布された接着剤10の乾燥を促進し作業タクトを早めるように構成されている。

次にノズル検査部80について説明する。ノズル検査部80はヒートシンク塗布部301と基板塗布部302の両方に同様のものが配置されている。図6はヒートシンク塗布部301側のノズル検査部80である。基板塗布部302側もX2方向に鏡に映したような状態で同様のノズル検査部80が配置されている。

浸け置き部83は常に溶剤(図示しない)が定量入っており、ノズル21の停止時間が長いときに制御部2の制御によって、浸け置き部83にノズル21の先端を浸け置きしておき、ノズル21先端内の接着剤10が乾燥して固まらないようにするものである。

捨て打ち部84はノズル21内に乾燥して固まった接着剤10が残っていたり、何らかの理由で接着剤が正常に吐出できなかったりして、正確な塗布作業を妨げないように、捨てうち部84内に少量の接着剤を捨てうち(塗布作業とは別に試し打ちのように吐出させる)する容器である。

パージ部85は吸引穴851があいており、吸引穴851の内部にノズル21の先端部を挿入すると制御部2の制御によって吸引して、ノズル21の周りに付着した接着剤の残りかすや付着した塵などを排除するようになっている。
更に吸引穴851に挿入されたノズル21に向かってエアブロー86の管から強くエアを吹きつけることによって確実にノズル21を浄化し、あらかじめ設定された吐出量である接着剤塗布量で安定して塗布作業するように構成している。
以上のようにノズル21の初動作時は液だれなどで装置や基板20に悪影響を与えない為に、捨て打ち部84で接着剤10の捨て打ちをして接着剤10の塗布状態を確実にした後、パージ部85でエァブロー86によって液だれを吹き飛ばして吸引穴851に吸引させて取り去り、正確な塗布が可能なように構成されている。

X方向センサ81は赤外線照射部811から赤外線を照射し、赤外線受光部812で受光するようになっている。間隙813の間をノズル21が通過し、赤外線照射部811の照射した赤外線を遮断して赤外線受光部812が受光しなくなったときのノズル21の位置をX方向の基準点として制御部2に記憶する。

同様にY方向センサ82の間隙823をノズル21に通過させることによって、赤外線照射部821の照射した赤外線を赤外線受光部822が受光しないように遮断するときのノズル21の位置をY方向の基準点として制御部2に記憶する。

そしてそのまま赤外線照射部821の赤外線をノズル21で遮断したまま、ノズルZ方向モータ33を駆動させて、ノズル21を上昇させ、遮断していた赤外線照射部821の赤外線を赤外線受光部822で受光し赤外線の遮断が解けたときのノズル21の位置をZ方向の基準点として制御部2に記憶させる。
ノズル21はXY方向センサ81,82のどちらかでXY方向の基準点を設定し赤外線を遮断したまま、徐々にZ方向に上昇させて、再び赤外線を受光した時をZ方向の基準点とするのでセンサが少なくて済むと共に、基準点の設定作業が効率的である。

また、ノズル21が傾いていたときはＺ方向に上昇させるとすぐに遮断していた赤外線照射部821の赤外線を赤外線受光部822で受光し赤外線の遮断が解けるのでエラーとして制御部2が制御するようになっている。
なお、ノズル21の径はXY方向センサ81,82の赤外線受光部821、822の径はほぼ同じくノズル21が間隙813、823に入ると赤外線受光部821、822の受光する全ての光を遮断するように構成されているので、センサ81,82が誤動作することはない。
以上の作業によって、XYZ方向のノズル21の基準点を補正し、自動で正確に位置決めできるようにしておくことにより、ノズル21の交換や接着剤容器22の交換をした後の位置ずれを補正することができる構成になっている。

上記のようなノズル自動補正は今まで手動で調整していたがXYZ方向センサによってノズル21の交換や接着剤容器22の交換をした後自動的に計測・補正できるようになった。
このようにノズル21はXY方向センサ81,82によっていつでも基準座標を補正することができるので、基板20に対して接着剤塗布作業の際に位置ズレを起こすことはない。

次に乾燥部40について説明する。送り部617に搬送された基板20は、サンプル抽出部70がサンプルを抽出しなければ、次工程搬送板64がX1方向に移動して、送り部617に搬送された基板20を送り部618に搬送する。

送り部618に移送された基板20は乾燥板チャック42によって乾燥用熱板41移送され載置される。乾燥板チャック42は乾燥板ヘッド43によって移動する。乾燥板ヘッド43は乾燥板XYZモータ44,45,46によってXYZ方向に移動可能であり、作業範囲内を制御部2の制御によって移動可能に構成されている。

前述したとおり、乾燥板XYZ方向モータ44,45,46にはねじ軸が其々固着されており、そのねじ軸に対して、ねじ軸受けが螺合している。各モータの回転はパルスによってどれだけ回転したかが制御部2に送信される。
各ねじ軸のピッチとモータの回転量を演算して各ねじ軸受けがどの位置に在るかが判断できる。このことによって各ヘッドやチャックがどの位置に移動しているかもしくはどの位置に移動させるかが制御部2で制御することができるようになっている。全てのモータで平行移動する箇所にはこのような構成が用いられている。

送り部618で乾燥板チャック42に把持された基板20は乾燥用熱板41の定められた位置に搬送され載置される。乾燥用熱板41にはヒータ(図示しない)が埋設されており、載置された基板を一定温度に昇温するように構成されている。
しかしながら、基板20を一定温度に昇温し塗布された接着剤10を乾燥するには一定の時間を必要とする。そのために制御部2は送り部618から搬送された基板20を乾燥用熱板41に一定時間放置するように管理する。そして、一定時間を経過して充分接着剤10が乾燥した状態の基板20を乾燥板チャック42が把持して次工程の圧着部50に移送される。
このとき乾燥用熱板41に載置された基板20が複数になるが、乾燥用熱板41に一定時間以上昇温された基板20のみ制御部2で判断し順次次工程の圧着部50に搬送される。

圧着部50には受け部51が受け部モータ511の駆動によって回転するねじ軸である受け部モータ軸512に螺合したねじ軸受けに固着されてX方向に移動できるようになっている。
受け部51は基板20を基板受け取り部515で受け取ったあとリードフレーム受け取り部516、接合部517、受け渡し部518とX2方向に移動して本発明にかかる製品を完成させるように構成されている。また、受け部51にはヒータ(図示しない)が埋設されているものもあり、必要に応じて加熱するものである。

圧着部50について説明する。圧着部50にはX方向に移動する受け部51とY方向に移動するリードフレーム吸着ヘッド52が載置されている。
前述したように前工程の乾燥部40で接着剤10を乾燥した基板208は乾燥板チャック42によって搬送され、基板受け取り部515に移動した受け部51の中央の凹部513に載置される。

次に受け部51はリードフレーム受け取り部516に移動する。この位置でY方向に移動するリードフレーム吸着ヘッド52と交差する。
リードフレーム18は移動手段(図示しない)によってリードフレーム載置部53に載置される。このリードフレーム18を吸着ヘッドZ方向モータ522の駆動によって上昇させる。そのままY1方向にある撮像部54の位置に移送し、リードフレーム18を吸着したまま下方から撮像し、リードフレーム吸着ヘッド52に正確な位置で吸着されているか否かを、制御部2に記憶された画像データと照合して、誤差があれば回転モータ５２３等を駆動して位置補正した後、受け部51の凹部514に載置する。

接着剤10を塗布された基板20は受け部51がリードフレーム受け取り部516の位置に来たときリードフレーム18と組み合わされる。次に受け部51はX2方向に移動し接合部５１７で停止する。
このとき受け部51は圧着機55の圧着シリンダ551の直下に移送し、圧着機55の発生する熱と圧着シリンダ551の伸張によって、受け部51に載置された基板20とリードフレーム18は熱圧着される。

熱圧着作業が終了し、圧着シリンダ551が伸縮すると受け部51は受け渡し部518に移動し、そこに他の移送手段(図示しない)によって次工程に受け渡しされる。以上のようにして基板20とリードフレーム18は接合され次工程に搬送される。

本発明によれば基板20に直接接着剤10を塗布するので、接着テープを貼着するような作業と余分な部分に接着剤を無駄に使用しないので経済的である。基板の形状によって接着テープの形状を変化させねばならなかった。しかし、基板20の形状に応じて必要な箇所に塗布することができるので様々な基板20の形状に対応することができるようになった。

接着剤の塗布部30と乾燥部40と圧着部50が一連で一体に形成されているので、接着剤の除湿管理や温度管理が容易で、最適な条件で接着剤10を乾燥させ、確実な圧着が行われるので不良品が少なく歩留まりを向上することができる。

そして、正確な接着剤の塗布を可能にする為に、ノズル21の先端位置を自動で測定できるようにし、接着ノズルの交換作業の後も自動でノズル21の位置を測定して把握し誤差なく接着剤を塗布するように構成したので、接着剤の補充が容易にできる。
ノズル21の近傍にレーザ変位計35が設置されており、ノズル21の経路をあらかじめなぞって高低を測定することにより基板20の変形や塗布位置の検査ができるので塗布作業を正確に行うことができる。
また、塗布前にレーザ変位計35で基板形状を検査できるので、誤差以上に変形している基板はエラーとして塗布作業を中止することができるので、経済的であると共に、ノズル21の干渉を防ぎ、ノズル21の折損などを防止することができる。

更にレーザ変位計35によって塗布後の接着剤10の高低を計測することによってあらかじめ定められたとおりに塗布が完了しているか否かを検査することができる。
ノズル自動補正は今まで手動で調整していたがXY方向センサ81、82によってノズル21の交換や接着剤容器22の交換をした後自動的に計測・補正できるようになり、交換作業が容易になった。そして前記レーザ変位計35とノズル21の測定結果による位置を関連付けることによって、ノズル21の正確な制御が可能になった。

また、基板20に接着剤10を塗布した後に任意にサンプルを取り出すことができる構成になっている。その結果、取り出したサンプルによって、接着剤の塗布状態を確認して補正することができるのでより不良品の発生しにくい接着剤10の塗布が可能である。

前述したようにして取り出したサンプルはサンプル台74から移送させることによって、元のラインに戻すことができ、製品として完成させることができるので経済的である。
またノズル21近傍にレーザ変位計35を配置しあらかじめ塗布位置をなぞって基板20に変形がないか検査して塗布するようにすることで正確な位置決めができる。
このとき、変形が認められるものは不良品としてサンプル抽出部70でライン外に不良基板30を排出することができる。

基板20とリードフレーム18を接合する為にあらかじめ接着テープ96をリードフレーム92に貼着しておくことによって基板20と圧着可能に構成されていた。しかし基板20の形状やリードフレーム18の形状によって接着テープ96の形状を変形させねばならなかった。
本発明では基板20に直接接着剤10を塗布し一定時間乾燥させて、熱圧着する工程を自動的に順送りできるように構成した。また、任意のときにサンプリングできサンプル抽出部70の機構を用いてサンプルを回収することも、エラー品を排出することもできる。

本発明は基板接着装置に限ることなく、塗布装置やレーザ装置などに応用することができる。

本体1の鳥瞰図である。 基板20とリードフレーム18と両者を接合させた図である。 接着剤塗布部30と順送り部60をＸ1方向から見た拡大鳥瞰図である。 順送り部60とサンプル抽出部70を裏側(Y2方向)から見た鳥瞰図である。 接着剤塗布部30と順送り部60をＸ2方向から見た拡大鳥瞰図である。 ノズル検査部の拡大鳥瞰図である。 乾燥部40と圧着部50をX1方向から見た拡大鳥瞰図である。 従来の接着テープ96をもちいた基板接合方法を図示したものである。

1 本体
2
制御部
10 接着剤
18
リードフレーム
18a
電極
18b
電極
18c
電極
18d
電極
20
基板
21
ノズル
211
ヒートシンクノズル
212
基板ノズル
22
接着剤容器
221 ヒートシンク接着剤容器
23
ノズルヘッド
231
ヒートシンクヘッド
232 基板ヘッド
201
基板本体
202
ヒートシンク
202a
電極
202b
電極
202c
電極
202d
電極
203 基板塗布部位
30
接着剤塗布部
301
ヒートシンク塗布部
302
基板塗布部
31
ノズルX方向モータ
31a X方向モータ軸
32
ノズルY方向モータ
32a
Y方向モータ軸
33
ノズルZ方向モータ
33a Z方向モータ軸
35 レーザ変位計
351 ヒートシンクレーザ変位計
40
乾燥部
41
乾燥用熱板
42 乾燥板チャック
43 乾燥板ヘッド
44 乾燥板X方向モータ
45
乾燥板Y方向モータ
46 乾燥板Z方向モータ
50
圧着部
51
受け部
511
受け部モータ
512 受け部モータ軸
513
凹部
514 凹部
515
基板受け取り部
516
リードフレーム受け取り部
517
接合部
518 受け渡し部
52
リードフレーム吸着ヘッド
521
吸着ヘッドY方向モータ
522
吸着ヘッドX方向モータ
523 回転モータ
53 リードフレーム載置部
54
撮像部
55
圧着機
551 圧着機シリンダ
60
順送り部
61
送り板
611
送り部
612 送り部
613 送り部
614 送り部
615 送り部
616 送り部
617 送り部
618
送り部
619
送り板凸部
62
送り板シリンダ
63
ガイド
631 凹部
64 次工程搬送板
65
搬送板シリンダ
66
搬送板駆動モータ
68 送り板駆動モータ
70
サンプル抽出部
71 チャック
72 チャックヘッド
73
チャックヘッドモータ
731
チャックヘッドモータ軸
74
サンプル台
80
ノズル検査部
81
Ｘ方向センサ
811
赤外線照射部
812
赤外線受光部
813
間隙
82
Y方向センサ
821
赤外線照射部
822
赤外線受光部
823
間隙
83
浸け置き部
84
捨て打ち部
85
パージ部
851 吸引穴
86
エアブロー
90
チップ
91
加熱ステージ
92
リードフレーム
93
搬送台
94
マウントヘッド
95
加熱ブロック
96 接着テープ

Claims (2)

1. 基板とリードフレームを接合させる装置において
   前工程から移送された前記基板を滑動させながら所定位置に載置する順送り部と、
   前記順送り部の所定位置に載置された前記基板に接着剤を塗布する塗布部と、
   前記塗布部で接着剤を塗布された基板を一定時間加熱して乾燥する乾燥部と、
   前記乾燥部で乾燥された前記基板に前記リードフレームを圧着する圧着部と、
   前記順送り部で移送された前記基板に前記塗布部で接着剤を塗布し前記乾燥部で一定時間加熱して乾燥させた後前記圧着部で前記基板に前記リードフレームを圧着するように制御する制御部を備えたことを特徴とする基板接着装置。
   
   
2. 前記順送り部は
   移送された前記基板を順送りする送り板と、
   前記送り板によって前記塗布部を経て所定位置まで送られた前記基板を前記乾燥部に搬送する次工程搬送板と、
   前記送り板によって前記塗布部を経て所定位置まで送られた前記基板をサンプル台に搬送するサンプル抽出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板接着装置。
   
   
   
   
   

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