JP2012253061A - ペースト膜の形成方法及び形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキージ及びスクレーパを使用してペースト膜の成膜工程と掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜の形成方法において、成膜工程時にスクレーパの背面に廃ペーストが付着することを防止する。
【解決手段】ペーストＰが供給されたテーブル１に対してスキージ２を相対移動させて、テーブルの上面とスキージの下面との間隔であるギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜Ｐ１をテーブル上に形成する成膜工程と、テーブルの上面に突き当てたスクレーパ３をテーブルに対して相対移動させて、テーブル上のペースト膜を掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜の形成方法において、成膜工程では、スクレーパ３がテーブル１の上面に突き当たらないように、スクレーパ３を上方に退避させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品実装機によりＩＣチップ等の電子部品をプリント基板上に実装する際に、電子部品のバンプや端子にフラックス等のペーストを転写するために使用するペースト膜の形成方法及び形成装置に関する。

電子部品実装機は、バンプや端子の形成面が下方を向くフェイスダウンの姿勢で供給された電子部品の上面を吸着ヘッドにより吸着保持してフラックス等のペーストの薄膜（ペースト膜）の上方に移動させ、そこから吸着ヘッドを下降させてバンプや端子にペーストを付着（転写）させた後、電子部品をプリント基板上に実装する。

上述のような用途に使用されるペースト膜は、一般的に、ペーストが供給されたテーブルに対してテーブルの上方に配置されたスキージを相対移動させることにより、テーブルの上面とスキージの下面との間隔であるギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成させるという方法により形成する（例えば特許文献１〜３参照）。そして、使用済みのペースト膜はスクレーパにより掻き取り、その後再度、ペースト膜を形成する。

図３は、従来のペースト膜の形成方法を示す工程図である。ペースト膜の形成には、テーブル１とスキージ２を使用する。また、使用済みのペースト膜の掻き取りにはスクレーパ３を使用する。スキージ２は昇降可能に構成されているが、スクレーパ３は下方に押圧して常にテーブル１の上面に突き当たるように構成されている。

ペースト膜の形成にあたり、まずテーブル１上にペーストＰを供給する（ステップ１）。次いで、スキージ２を下降させ、スキージ２の下面とテーブル１の上面との間に所望のペースト膜の厚さに相当するギャップが形成されるようにする（ステップ２）。この状態で、テーブル１を水平方向の一側（図３では右側）に移動させ、前述のギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜Ｐ１をテーブル上１に形成する（ステップ３）。その後、電子部品Ｃを吸着保持した電子部品実装機の吸着ヘッドＨをペースト膜Ｐ１の上方に移動させ（ステップ４）、そこから吸着ヘッドＨを下降させて電子部品Ｃ下面のバンプや端子をペースト膜Ｐ１に浸し（ステップ５）、吸着ヘッドＨを上昇させることで電子部品Ｃ下面のバンプや端子にペーストを付着（転写）させる（ステップ６）。ペーストを転写した電子部品Ｃは吸着ヘッドＨに吸着保持されたままプリント基板上の所定位置まで移動され（ステップ７）、プリント基板上に実装される。

一方、テーブル１上の使用済みのペースト膜Ｐ１については、スキージ２を上方に退避させた後（ステップ８）、テーブル１を水平方向の他側（図３では左側）に移動させてスクレーパ３により掻き取る（ステップ９）。その後、スキージ２を再び下降させ（ステップ１０）、テーブル１を水平方向の一側に移動させることで、ステップ９で掻き取り集められたペーストＰにより、再びペースト膜Ｐ１をテーブル上１に形成する（ステップ１１）。以降はステップ４以降を繰り返す。すなわち、ペースト膜の形成においては、成膜工程（ステップ２〜３及びステップ１０〜１１）と掻き取り工程（ステップ８〜９）を繰り返して行う。

しかしながら、従来のペースト膜の形成方法においては、前述のとおり、スクレーパ３が常にテーブル１の上面に突き当たるように構成されているので、成膜工程時にスクレーパ３の背面が廃ペーストで汚れ、成膜工程と掻き取り工程とを繰り返すにしたがい、スクレーパ３の背面の廃ペーストが成長して大きくなるという問題があった。具体的に説明すると、前述のとおりステップ９において、使用済みのペースト膜Ｐ１をスクレーパ３で掻き取るが、テーブル１上には掻き取り損ねた廃ペーストＰ２が残存する。この廃ペーストＰ２は、ステップ１０〜１１の成膜工程時にスクレーパ３の背面で掻き取られ、スクレーパ３の背面に付着する。その後、掻き取り工程と成膜工程を繰り返すにしたがい、スクレーパ３の背面の廃ペーストＰ２が成長して大きくなる。スクレーパ３の背面に付着した廃ペーストＰ２は、成膜工程時のペースト膜Ｐ１の品質低下を招き、また、その品質低下を抑えるために定期的にスクレーパ３の背面の廃ペーストＰ２を清掃して除去する必要があることから、生産性の低下も招いていた。

特開２００８−１０５２５号公報 特開２０１０−１１４３３８号公報 特開２０１１−６０８７４号公報

本発明が解決しようとする課題は、スキージ及びスクレーパを使用してペースト膜の成膜工程と掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜の形成方法において、成膜工程時にスクレーパの背面に廃ペーストが付着することを防止することにある。

本発明のペースト膜の形成方法は、ペーストが供給されたテーブルに対してスキージを相対移動させて、テーブルの上面とスキージの下面との間隔であるギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成する成膜工程と、前記テーブルの上面に突き当てたスクレーパをテーブルに対して相対移動させて、前記テーブル上のペースト膜を掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜の形成方法において、前記成膜工程では、前記スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たらないように、前記スクレーパを上方に退避させることを特徴とする。

このペースト膜の形成方法を実現するための、本発明のペースト膜の形成装置は、ペーストが供給され、水平方向に移動可能なテーブルと、それぞれテーブルの上方に昇降可能に配置されたスキージ及びスクレーパとを備え、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に所定のギャップが形成されるように前記スキージを下降させた状態で、ペーストが供給されたテーブルを移動させて、前記ギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成する成膜工程と、スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たるように前記スクレーパを下降させた状態で、前記ペースト膜が形成されたテーブルを移動させて、前記テーブル上のペースト膜を掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うように構成されており、更に前記スキージは、支点を中心として垂直面内で回転可能なレバーの一端と連動するように設けられ、前記スクレーパは、前記レバーの他端と連動するように設けられている。そして、前記成膜工程では、前記レバーの一端が下降し他端が上昇する方向に前記レバーを回転させて、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に前記ギャップを形成するとともに前記スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たらないようにし、前記掻き取り工程では、前記レバーの一端が上昇し他端が下降する方向に前記レバーを回転させて、前記スクレーパを前記テーブルの上面に突き当てる。

より具体的には、前記スキージは、昇降可能なスキージフレームに連結され、前記スクレーパは、昇降可能なスクレーパフレームに連結される。また、前記スキージフレームには、前記レバーの一端の下面に接触可能なピンが設けられ、前記スクレーパフレームには、前記レバーの他端の上面に接触可能なピンが設けられ、前記レバーの一端には、このレバーの一端を常に下方に付勢する力を作用させる第１弾性体が接続され、前記レバーの他端とその上方のスクレーパフレームとの間には、常に圧縮する方向の力を作用させるように第２弾性体を介在させる。更に、前記スキージフレーム側に、スキージフレームを押し上げる押上機構を設ける。そして、前記成膜工程では、前記第１弾性体の作用により前記レバーの一端が下降し他端が上昇する方向に前記レバーが回転し、前記レバーの一端が前記スキージフレームのピンに上方から接触してスキージフレームを下降させることで、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に前記ギャップを形成するとともに、前記レバーの他端が前記スクレーパフレームのピンに下方から接触してスクレーパフレームを上昇させることで、前記スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たらないようにし、前記掻き取り工程では、前記押上機構が前記スキージフレームを上昇させ、前記スキージフレームのピンが前記レバーの一端に接触してこれを押し上げることにより、前記レバーの一端が上昇し他端が下降する方向に前記レバーが回転し、前記第２弾性体の作用により前記スクレーパフレームが下降することで、前記スクレーパを前記テーブルの上面に突き当てるようにする。

本発明によれば、成膜工程では、スクレーパがテーブルの上面に突き当たらないように、スクレーパを上方に退避させるので、成膜工程時にスクレーパの背面に廃ペーストが付着することを防止できる。これにより、成膜工程時に廃ペーストがペースト膜の品質に悪影響を及ぼすことがなくなり、ペースト膜の品質を向上させることができる。また、スクレーパの背面に付着した廃ペーストを清掃する作業が不要になるので、ペースト膜形成の生産性を向上させることができる。

本発明のペースト膜の形成方法を示す工程図である。 本発明のペースト膜の形成方法を実施するペースト膜形成装置の一例を示し、（ａ）は成膜工程時の側面図、（ｂ）は掻き取り工程時の側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。 従来のペースト膜の形成方法を示す工程図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のペースト膜の形成方法を示す工程図である。従来と同様に、ペースト膜の形成には、テーブル１とスキージ２を使用し、使用済みのペースト膜の掻き取りにはスクレーパ３を使用する。ただし、スキージ２に加えスクレーパ３も昇降可能に構成されている。

ペースト膜の形成にあたり、まずテーブル１上にペーストＰを供給する（ステップ１）。次いで、スキージ２を下降させ、スキージ２の下面とテーブル１の上面との間に所望のペースト膜の厚さに相当するギャップが形成されるようにする（ステップ２）。このとき本発明では、スクレーパ３を上方に退避させ、スクレーパ３がテーブル１の上面に突き当たらないようにする。

この状態で、テーブル１を水平方向の一側（図３では右側）に移動させ、前述のギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜Ｐ１をテーブル上１に形成する（ステップ３）。その後、電子部品Ｃを吸着保持した電子部品実装機の吸着ヘッドＨをペースト膜Ｐ１の上方に移動させ（ステップ４）、そこから吸着ヘッドＨを下降させて電子部品Ｃ下面のバンプや端子をペースト膜Ｐ１に浸し（ステップ５）、吸着ヘッドＨを上昇させることで電子部品Ｃ下面のバンプや端子にペーストを付着（転写）させる（ステップ６）。ペーストを転写した電子部品Ｃは吸着ヘッドＨに吸着保持されたままプリント基板上の所定位置まで移動され（ステップ７）、プリント基板上に実装される。

一方、テーブル１上の使用済みのペースト膜Ｐ１については、スキージ２を上方に退避させるとともにスクレーパ３を下降させてスクレーパ３がテーブル１の上面に突き当たるようにした後（ステップ８）、テーブル１を水平方向の他側（図３では左側）に移動させてスクレーパ３により掻き取る（ステップ９）。その後、スキージ２を再び下降させるとともにスクレーパ３を上方に退避させ（ステップ１０）、テーブル１を水平方向の一側に移動させることで、ステップ９で掻き取り集められたペーストＰにより、再びペースト膜Ｐ１をテーブル上１に形成する（ステップ１１）。以降はステップ４以降を繰り返す。すなわち、ペースト膜の形成においては、成膜工程（ステップ２〜３及びステップ１０〜１１）と掻き取り工程（ステップ８〜９）を繰り返して行う。

このように本発明では、成膜工程においては、スクレーパ３を上方に退避させ、スクレーパ３がテーブル１の上面に突き当たらないようにし、掻き取り工程においてのみ、スクレーパ３がテーブル１の上面に突き当たるようにする。したがって、前述のステップ９において、使用済みのペースト膜Ｐ１をスクレーパ３で掻き取った際に、テーブル１上に掻き取り損ねた廃ペーストＰ２が残存していたとしても、その後の成膜工程では、ステップ１０〜１１に示すように、スクレーパ３はテーブル１の上面に突き当たっていないので、廃ペーストＰ２がスクレーパ３の背面に付着することはない。

なお、図１の例では、スキージ２及びスクレーパ３に対してテーブル１を水平方向に移動させるようにしたが、逆に、テーブル１に対してスキージ２及びスクレーパ３を水平方向に移動させてもよい。

図２は、前述した本発明のペースト膜の形成方法を実施するペースト膜形成装置の一例を示し、（ａ）は成膜工程時の側面図、（ｂ）は掻き取り工程時の側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

図２に示すペースト膜形成装置は、テーブル１と、テーブルの上方に配置されたスキージ２及びスクレーパ３とを備える。テーブル１は水平方向に移動可能に構成され、スキージ２及びスクレーパ３は昇降可能に構成されている。また、スキージ２は、支点４を中心として垂直面内で回転可能なレバー５の一端５ａと連動するように設けられ、一方、スクレーパ３は、レバー５の他端５ｂと連動するように設けられている。以下、具体的な構成を説明する。

スキージ２は、昇降可能なスキージフレーム６に連結され、スクレーパ３は、昇降可能なスクレーパフレーム７に連結されている。スキージフレーム６及びスクレーパフレーム７には、それぞれ上下方向に伸びるガイドレール６ａ，７ａが設けられており、これらのガイドレール６ａ，７ａが装置本体に設けられたガイドフレーム８，９にそれぞれガイドされることで、スキージフレーム６及びスクレーパフレーム７が円滑に昇降できるようになっている。

スキージフレーム６には、レバーの一端５ａの下面に接触可能なピン６ｂが設けられ、スクレーパフレーム７には、レバーの他端５ｂの上面に接触可能なピン７ｂが設けられている。

レバーの一端５ａには、第１弾性体１０の一端が接続されている。第１弾性体１０の他端は装置本体に接続されており、第１弾性体１０は、レバーの一端５ａを常に下方に付勢する力を作用させる。一方、レバーの他端５ｂには、第２弾性体１１の一端が接続されている。第２弾性体１１の他端は、レバーの他端５ｂより上方に位置するスクレーパフレーム７に設けた取付座７ｃに接続されており、第２弾性体１１は、常にレバーの他端５ｂとその上方の取付座７ｃとの間の距離を縮める方向、すなわち圧縮する方向の力を作用させる。第１弾性体１０及び第２弾性体１１は、典型的にはコイルばねによって構成できる。

スキージフレーム６側には、スキージフレーム６を押し上げる押上機構としてカム機構１２を設けている。カム機構１２は、モータ１３により回転駆動されるカム１２ａと、スキージフレーム６に固定されたカムフロア１２ｂとからなり、カム１２ａを所定角度だけ回転駆動させることにより、カムフロア１２ｂを介してスキージフレーム６を押し上げる。カム１２ａの回転位置を元の位置に戻すと、スキージフレーム６は元の位置まで下降する。

以上の構成において、成膜工程では、先に図１のステップ２で説明したように、スキージ２を下降させ、スキージ２の下面とテーブル１の上面との間に所望のペースト膜の厚さに相当するギャップが形成されるようにする。このときの状態を示したのが、図２（ａ）である。すなわち、成膜工程では、カム機構１２によるスキージフレーム６の押し上げは行わない。この状態では、第１弾性体１０の作用によりレバーの一端５ａが下降し他端５ｂが上昇する方向にレバー５が回転し、レバーの一端５ａがスキージフレーム６のピン６ｂに上方から接触してスキージフレーム６を下降させる。これにより、スキージ２が下降し、スキージ２の下面とテーブル１の上面との間に前記ギャップを形成する。このギャップの大きさはスキージ２の下降量を制御することで可変である。カム機構１２のカム１２ａとカムフロワ１３ｂは常に接触しているので、カムフロワ１３ｂに対するカム１２ａの回転方向の位置を制御することで、スキージ２の下降量を制御することができる。

前述のとおり、成膜工程においてレバーの他端５ｂは上昇する。そうすると、レバーの他端５ｂがスクレーパフレーム７のピン７ｂに下方から接触してスクレーパフレーム７を上昇させる。これにより、スクレーパ３が上昇し、テーブル１の上面に突き当たらないようになる。

一方、掻き取り工程では、カム機構１２によりスキージフレーム６を押し上げる。このときの状態を示したのが図２（ｂ）である。カム機構１２によりスキージフレーム６を押し上げると、スキージフレーム６のピン６ｂがレバーの一端５ａに接触してこれを押し上げ、レバーの一端５ａが上昇し他端５ｂが下降する方向にレバー５が回転する。これにともない、第２弾性体１１の作用によりスクレーパフレーム７が下降する。これにより、スクレーパ３が下降し、テーブル１の上面に突き当たるようになる。スキージ２については、スキージフレーム６がカム機構１２により押し上げられることにより上昇する。

なお、この掻き取り工程において、突発的な動作不具合によりスクレーパ３の下降量が大きくなりすぎたとしても、第２弾性体１１で吸収されるので、テーブル１の上面の損傷を回避することができる。また、スクレーパ３の下降量の誤差は、前述のとおり第２弾性体１１で吸収されるので、装置組立時のスクレーパ３の高さ調整を厳密に行う必要がなく、組立作業が容易になる。

以上のように、図２のペースト膜生成装置では、カム機構１２の動作を制御することで、成膜工程においてはスキージ２を下降させるとともにスクレーパ３を上昇させ、掻き取り工程においてはスキージ２を上昇させるとともにスクレーパ３を下降させる。このためのカム機構１２の動作の制御は、モータ１１の回転動作をコンピュータプログラムで制御することにより実現できる。

また、図２のペースト膜生成装置では、スキージフレーム６側にのみ駆動源としてモータ１３及びカム機構１２を設け、スクレーパフレーム７側には駆動源を設ける必要がないので、装置構成が簡単となり、低コストで実現できる。

１ テーブル
２ スキージ
３ スクレーパ
４ 支点
５ レバー
５ａ レバーの一端
５ｂ レバーの他端
６ スキージフレーム
６ａ ガイドレール
６ｂ ピン
７ スクレーパフレーム
７ａ ガイドレール
７ｂ ピン
７ｃ 取付座
８，９ ガイドフレーム
１０ 第１弾性体
１１ 第２弾性体
１２ カム機構
１２ａ カム
１２ｂ カムフロア
１３ モータ

Claims (4)

1. ペーストが供給されたテーブルに対してスキージを相対移動させて、テーブルの上面とスキージの下面との間隔であるギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成する成膜工程と、前記テーブルの上面に突き当てたスクレーパをテーブルに対して相対移動させて、前記テーブル上のペースト膜を掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜の形成方法において、
   前記成膜工程では、前記スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たらないように、前記スクレーパを上方に退避させることを特徴とするペースト膜の形成方法。
2. ペーストが供給され、水平方向に移動可能なテーブルと、それぞれテーブルの上方に昇降可能に配置されたスキージ及びスクレーパとを備え、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に所定のギャップが形成されるように前記スキージを下降させた状態で、ペーストが供給されたテーブルを移動させて、前記ギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成する成膜工程と、スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たるように前記スクレーパを下降させた状態で、前記ペースト膜が形成されたテーブルを移動させて、前記テーブル上のペースト膜を掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜の形成装置において、
   前記スキージは、支点を中心として垂直面内で回転可能なレバーの一端と連動するように設けられ、前記スクレーパは、前記レバーの他端と連動するように設けられ、
   前記成膜工程では、前記レバーの一端が下降し他端が上昇する方向に前記レバーを回転させて、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に前記ギャップを形成するとともに前記スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たらないようにし、
   前記掻き取り工程では、前記レバーの一端が上昇し他端が下降する方向に前記レバーを回転させて、前記スクレーパを前記テーブルの上面に突き当てるようにしたペースト膜の形成装置。
3. 前記スキージは、昇降可能なスキージフレームに連結され、前記スクレーパは、昇降可能なスクレーパフレームに連結され、
   前記スキージフレームには、前記レバーの一端の下面に接触可能なピンが設けられ、前記スクレーパフレームには、前記レバーの他端の上面に接触可能なピンが設けられ、
   前記レバーの一端には、このレバーの一端を常に下方に付勢する力を作用させる第１弾性体が接続され、前記レバーの他端とその上方のスクレーパフレームとの間には、常に圧縮する方向の力を作用させるように第２弾性体を介在させ、
   更に、前記スキージフレーム側に、スキージフレームを押し上げる押上機構を設けており、
   前記成膜工程では、前記第１弾性体の作用により前記レバーの一端が下降し他端が上昇する方向に前記レバーが回転し、前記レバーの一端が前記スキージフレームのピンに上方から接触してスキージフレームを下降させることで、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に前記ギャップを形成するとともに、前記レバーの他端が前記スクレーパフレームのピンに下方から接触してスクレーパフレームを上昇させることで、前記スクレーパが前記テーブルの上面に突き当たらないようにし、
   前記掻き取り工程では、前記押上機構が前記スキージフレームを上昇させ、前記スキージフレームのピンが前記レバーの一端に接触してこれを押し上げることにより、前記レバーの一端が上昇し他端が下降する方向に前記レバーが回転し、前記第２弾性体の作用により前記スクレーパフレームが下降することで、前記スクレーパを前記テーブルの上面に突き当てるようにした請求項２に記載のペースト膜の形成装置。
4. 前記押上機構がカム機構からなる請求項３に記載のペースト膜の形成装置。

Images