JP2014022383A - 部品実装方法および部品実装装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品接合部のみを加熱して接合材を溶融して部品を基板に実装することが可能な部品実装方法および部品実装装置を提供する。
【解決手段】所定位置へ接合材を塗布した基板１０上へ部品１１を実装する部品実装方法において、部品供給装置６の部品取り出し位置でレーザを部品１１の下面に照射して、部品１１を接合材の溶融温度以上に加熱する。その後、吸引ノズル５で部品１１を把持して、基盤１０の所定位置へ配置することで、接合材を溶融し基板１０上へ部品１１を実装する。
【選択図】図４
【解決手段】所定位置へ接合材を塗布した基板１０上へ部品１１を実装する部品実装方法において、部品供給装置６の部品取り出し位置でレーザを部品１１の下面に照射して、部品１１を接合材の溶融温度以上に加熱する。その後、吸引ノズル５で部品１１を把持して、基盤１０の所定位置へ配置することで、接合材を溶融し基板１０上へ部品１１を実装する。
【選択図】図４
Description
本発明は、部品を基板上に供給し、接合材により接合する部品実装方法および部品実装装置に関するものである。
基板の部品接合部にクリームはんだを塗布し、その上に複数の部品を供給した後に、基板全体を加熱するリフロー工程でクリームはんだを溶融して部品を基板に接合することで、部品実装をしている。（例えば、特許文献１参照）がある。
従来技術ではクリームはんだを溶融するために、リフロー炉内で基板全体の温度を上昇させている。本来は、部品接合部のクリームはんだのみを溶融するだけの熱量を加えればよいが、過剰な熱を加えておりエネルギー効率が悪い。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、部品接合部のみを加熱してクリームはんだを溶融して部品を基板に実装することが可能な部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的とする。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、部品接合部のみを加熱してクリームはんだを溶融して部品を基板に実装することが可能な部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための請求項１に係る発明の特徴は、接合材を所定位置に塗布した基板上へ部品を実装する部品実装方法において
前記部品を前記接合材の溶融温度以上に加熱する加熱工程と、
加熱された前記部品を前記所定位置へ配置する部品配置工程を備えることである。
前記部品を前記接合材の溶融温度以上に加熱する加熱工程と、
加熱された前記部品を前記所定位置へ配置する部品配置工程を備えることである。
請求項２に係る発明の特徴は、部品を接合材が塗布された基板上の所定位置へ配置する部品配置手段と、
前記部品を加熱する加熱手段と、
前記部品配置手段により前記部品を前記基板の所定位置に配置時に、前記加熱手段により前記部品を前記接合材の溶融温度以上に加熱するように、前記加熱手段と前記部品配置手段を制御する制御手段を備えることである。
前記部品を加熱する加熱手段と、
前記部品配置手段により前記部品を前記基板の所定位置に配置時に、前記加熱手段により前記部品を前記接合材の溶融温度以上に加熱するように、前記加熱手段と前記部品配置手段を制御する制御手段を備えることである。
請求項３に係る発明の特徴は、請求項２に係る発明において、前記部品配置手段が前記加熱手段を備え、前記部品が前記部品配置手段に保持された後に加熱されることである。
請求項４に係る発明の特徴は、請求項２に係る発明において、前記部品を前記部品配置手段に供給する部品供給手段を備え、
前記部品供給手段が前記加熱手段を備えることである。
前記部品供給手段が前記加熱手段を備えることである。
請求項５に係る発明の特徴は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に係る発明において、前記加熱手段がレーザであることである。
請求項1に係る発明によれば、基板全体を加熱することなく、はんだ接合する部品のみを過熱することで部品を基板に実装することができる。加熱に必要な熱量が少ない部品実装方法を実現できる。
請求項２から請求項４に係る発明によれば、基板全体を加熱することなく、はんだ接合する部品のみを過熱することで部品を基板に実装することができる。加熱に必要な熱量が少ない部品実装装置を実現できる。
請求項５に係る発明によれば、部品と非接触で部品を加熱することができる。部品に力が作用しないので、部品保持力を小さくしても確実な保持ができる部品実装装置を実現できる。
本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。
図１に示すように、部品実装装置１はベース２上に、部品配置手段を構成する、Ｚ軸方向に移動可能なクロステーブル３と、クロステーブル３上でＺ軸と直交するＸ軸方向に移動可能なヘッド４と、ヘッド４の下面に配置されＸ軸とＺ軸に直交するＹ軸方向に上下移動可能な吸引ノズル５を備えている。また、ベース２の上面に、部品１１を実装する位置にクリームはんだが塗布された基板１０と、部品１１を吸引ノズル５へ供給するテープフィーダ６（部品供給手段）が配置されている。
この部品実装装置１は、所定のプログラムを実行することで部品１１を基板１０へ実装する制御装置３０（制御手段）を備えている。制御装置３０の機能的構成として、ヘッド４の送りを制御するＸ軸制御部３０１、クロステーブル３の送りを制御するＺ軸制御部３０２、吸引ノズル５の送りを制御するＹ軸制御部３０３、吸引ノズル５の吸引を制御するノズル制御部３０４、ＹＡＧレーザ装置８（加熱手段）を制御するレーザ制御部３０５、テープフィーダ６を制御するテープフィーダ制御部３０６などを具備している。
図１に示すように、部品実装装置１はベース２上に、部品配置手段を構成する、Ｚ軸方向に移動可能なクロステーブル３と、クロステーブル３上でＺ軸と直交するＸ軸方向に移動可能なヘッド４と、ヘッド４の下面に配置されＸ軸とＺ軸に直交するＹ軸方向に上下移動可能な吸引ノズル５を備えている。また、ベース２の上面に、部品１１を実装する位置にクリームはんだが塗布された基板１０と、部品１１を吸引ノズル５へ供給するテープフィーダ６（部品供給手段）が配置されている。
この部品実装装置１は、所定のプログラムを実行することで部品１１を基板１０へ実装する制御装置３０（制御手段）を備えている。制御装置３０の機能的構成として、ヘッド４の送りを制御するＸ軸制御部３０１、クロステーブル３の送りを制御するＺ軸制御部３０２、吸引ノズル５の送りを制御するＹ軸制御部３０３、吸引ノズル５の吸引を制御するノズル制御部３０４、ＹＡＧレーザ装置８（加熱手段）を制御するレーザ制御部３０５、テープフィーダ６を制御するテープフィーダ制御部３０６などを具備している。
図２にテープフィーダ６の概略を示す。テープフィーダ本体６０の後部に部品収納テープ７が巻かれた供給リール６１が回転自在に保持されている。テープフィーダ本体６０の中央部には、部品収納テープ７から剥離されたカバーテープ７ｃを巻き取る巻取りリール６３が回転可能に保持されている。テープフィーダ本体６０の前部には、部品収納テープ７をピッチ送りするスプロケット６２が設けられている。スプロケット６２と巻取りリール６３が間欠回転することで、カバーテープ７ｃが剥離され部品１１を取り出し可能になった部品収納テープ７が、部品取り出し位置へ送られ位置決めされる。
部品取り出し位置の上方には吸引ノズル５が位置決めされ、下方にはＹＡＧレーザ装置８とファイバー８１により接続されたＹＡＧレーザ射出部８２が配置されている。
部品取り出し位置の上方には吸引ノズル５が位置決めされ、下方にはＹＡＧレーザ装置８とファイバー８１により接続されたＹＡＧレーザ射出部８２が配置されている。
図３に、図２における部品取り出し位置Ａ部の詳細を示す。部品収納テープ７はベーステープ７ａの下面にボトムテープ７ｂが貼着され、上面に剥離可能なカバーテープ７ｃが貼着された３層構造で、ベーステープ７ａには一定ピッチ毎にポケットが形成されており、ポケット内に部品１１が収納されている。ボトムテープ７ｂはポリスチレンやポリプロピレンなどの赤外レーザを透過する材料で製作されている。部品取り出し位置の部品収納テープ７の下部に、ほぼ平行なＹＡＧレーザ光線を上方に照射できるＹＡＧレーザ射出部８２が配置されている。
以下に、部品実装装置１の作動を工程図４に基づき説明する。
部品収納テープ７を１ピッチ送り、部品１１を部品取り出し位置に位置決めする（Ｓ１）。ＹＡＧレーザ装置８を起動し、ＹＡＧレーザ照射を開始する（Ｓ２）。吸引ノズル５を下降させる（Ｓ３）。吸引ノズル５に部品１１を吸着させる（Ｓ４）。吸引ノズル５を上昇させる。この時、図５に示すように、射出レンズ部８２から照射されるＹＡＧレーザ光線ａは平行なので、部品１１と射出レンズ部８２の距離に関係なく同一のスポット面積で部品１１の下部を照射する（Ｓ５）。ＹＡＧレーザ照射を停止する。ここで、ＹＡＧレーザの照射時間と出力は、部品１１の下部が、はんだを溶融できる温度まで上昇する熱量を供給できるように設定されている（Ｓ６）。Ｘ軸、Ｚ軸を同時に駆動して吸引ノズル５を所定の実装位置へ移動する（Ｓ７）。吸引ノズル５を下降させ、部品１１を基板１０の所定位置に配置する。これにより、基板１０の部品１１の取付け部に塗布されているクリームはんだが、部品１１の熱で溶融し、自然冷却後に部品１１が基板１０に接合される（Ｓ８）。吸引ノズル５の吸引を停止する（Ｓ９）。吸引ノズル５を上昇させる（Ｓ１０）。Ｘ軸、Ｚ軸を同時に駆動して吸引ノズル５を部品取り出し位置へ移動する（Ｓ７）。
部品収納テープ７を１ピッチ送り、部品１１を部品取り出し位置に位置決めする（Ｓ１）。ＹＡＧレーザ装置８を起動し、ＹＡＧレーザ照射を開始する（Ｓ２）。吸引ノズル５を下降させる（Ｓ３）。吸引ノズル５に部品１１を吸着させる（Ｓ４）。吸引ノズル５を上昇させる。この時、図５に示すように、射出レンズ部８２から照射されるＹＡＧレーザ光線ａは平行なので、部品１１と射出レンズ部８２の距離に関係なく同一のスポット面積で部品１１の下部を照射する（Ｓ５）。ＹＡＧレーザ照射を停止する。ここで、ＹＡＧレーザの照射時間と出力は、部品１１の下部が、はんだを溶融できる温度まで上昇する熱量を供給できるように設定されている（Ｓ６）。Ｘ軸、Ｚ軸を同時に駆動して吸引ノズル５を所定の実装位置へ移動する（Ｓ７）。吸引ノズル５を下降させ、部品１１を基板１０の所定位置に配置する。これにより、基板１０の部品１１の取付け部に塗布されているクリームはんだが、部品１１の熱で溶融し、自然冷却後に部品１１が基板１０に接合される（Ｓ８）。吸引ノズル５の吸引を停止する（Ｓ９）。吸引ノズル５を上昇させる（Ｓ１０）。Ｘ軸、Ｚ軸を同時に駆動して吸引ノズル５を部品取り出し位置へ移動する（Ｓ７）。
以上のように、本実施形態の方法によれば、部品１１の取付け部のはんだが溶融する熱量を与えて、部品１１を基板１０に接合することができる。不要な部分まで加熱する必要がないので消費熱量を削減できる。また、部品１１の搬送中にＹＡＧレーザにより加熱され、加熱のための余分な時間を必要としないので、実装時間が短縮される。
上記の実施形態では、接合材としてクリームはんだを用いたが、銀ペーストなどの金属ペーストを用いてもよい。
加熱にＹＡＧレーザを使用したが、炭酸ガスレーザ等の他のレーザを使用してもよい、また、部品取り出し位置で吸引ノズル５が上昇中に下部からレーザを照射したが、吸引ノズル５が所定の実装位置へ移動中に部品１１にレーザを追従照射してもよい。
さらに、レーザを使用しないで、吸引ノズルの先端部に加熱コイルを装着して、部品１１の吸着中に部品１１を加熱してもよい。
加熱にＹＡＧレーザを使用したが、炭酸ガスレーザ等の他のレーザを使用してもよい、また、部品取り出し位置で吸引ノズル５が上昇中に下部からレーザを照射したが、吸引ノズル５が所定の実装位置へ移動中に部品１１にレーザを追従照射してもよい。
さらに、レーザを使用しないで、吸引ノズルの先端部に加熱コイルを装着して、部品１１の吸着中に部品１１を加熱してもよい。
１：部品実装装置 ２：ベース ３：クロステーブル ４：ヘッド ５：吸引ノズル ６：テープフィーダ ７：部品収納テープ ８：ＹＡＧレーザ装置 １０：基板 １１：部品 ３０：制御装置
Claims (5)
- 接合材を所定位置に塗布した基板上へ部品を実装する部品実装方法において
前記部品を前記接合材の溶融温度以上に加熱する加熱工程と、
加熱された前記部品を前記所定位置へ配置する部品配置工程を備える部品実装方法。 - 部品を接合材が塗布された基板上の所定位置へ配置する部品配置手段と、
前記部品を加熱する加熱手段と、
前記部品配置手段により前記部品を前記基板の所定位置に配置時に、前記加熱手段により前記部品を前記接合材の溶融温度以上に加熱するように、前記加熱手段と前記部品配置手段を制御する制御手段を備える部品実装装置。 - 前記部品配置手段が前記加熱手段を備え、前記部品が前記部品配置手段に保持された後に加熱される請求項２に記載の部品実装装置。
- 前記部品を前記部品配置手段に供給する部品供給手段を備え、
前記部品供給手段が前記加熱手段を備える請求項２に記載の部品実装装置。 - 前記加熱手段がレーザである請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012156335A JP2014022383A (ja) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | 部品実装方法および部品実装装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60162574A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-24 | Canon Inc | レ−ザ−はんだ付け装置 |
| JP2000013098A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-01-14 | Sony Corp | 電子部品の実装装置及び電子部品の実装方法 |
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2012
- 2012-07-12 JP JP2012156335A patent/JP2014022383A/ja active Pending
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