JP2023120046A - 基板押圧装置および基板押圧方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半田プリコートに電子部品を容易に搭載可能とする。【解決手段】開示される基板押圧装置４００は、第１主面１ａおよびその反対側の第２主面１ｂを有しかつ第１主面１ａに半田プリコート３が形成された基板１の第２主面１ｂを下方から支持する支持面４０５Ｔを有するバックアップ部４０５と、基板１の側面に当接するクランプ面４０７Ｓを有し、バックアップ部４０５に支持された基板１をクランプ面４０７Ｓで挟んでクランプする一対のサイドクランパ４０７と、サイドクランパ４０７によってクランプされた基板１を第１主面１ａ側から押圧することで半田プリコート３の頂部を押し潰すローラ４３２と、を備える。第１主面１ａの法線方向から見て、ローラ４３２の回転軸Ａは、クランプ面４０７Ｓが延びる方向と交差している。【選択図】図４

Description

本開示は、基板押圧装置および基板押圧方法に関する。

従来、半田プリコートがランドに形成された基板（以下、半田プリコート基板ともいう。）にフラックスを塗布するフラックス塗布装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のフラックス塗布装置は、スクリーン印刷法により、半田プリコート基板の半田プリコートにフラックスを塗布する。フラックスが塗布された半田プリコートには、電子部品が搭載される。

特開平８－２５０８４６号公報

しかしながら、半田プリコートの表面は、半田の表面張力により曲面形状になっている。そのような曲面形状の半田プリコートに電子部品を搭載しようとすると、電子部品が半田プリコートから滑り落ちてしまうおそれがある。このような状況において、本開示は、半田プリコートに電子部品を容易に搭載可能とすることを目的の１つとする。

本開示に係る一局面は、基板押圧装置に関する。当該基板押圧装置は、第１主面およびその反対側の第２主面を有しかつ前記第１主面に半田プリコートが形成された基板の前記第２主面を下方から支持する支持面を有するバックアップ部と、前記基板の側面に当接するクランプ面を有し、前記バックアップ部に支持された前記基板を前記クランプ面で挟んでクランプする一対のサイドクランパと、前記サイドクランパによってクランプされた前記基板を前記第１主面側から押圧することで前記半田プリコートの頂部を押し潰すローラと、を備え、前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの回転軸は、前記クランプ面が延びる方向と交差している。

本開示に係る別の一局面は、基板押圧方法に関する。当該基板押圧方法は、第１主面およびその反対側の第２主面を有しかつ前記第１主面に半田プリコートが形成された基板を準備する準備工程と、前記基板の前記第２主面をバックアップ部の支持面で支持する支持工程と、前記基板の側面に一対のサイドクランパのクランプ面を押し当てて前記基板をクランプするクランプ工程と、前記支持およびクランプされた前記基板をローラにより前記第１主面側から押圧することで前記半田プリコートの頂部を押し潰す押圧工程と、を備え、前記押圧工程において、前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの回転軸を前記クランプ面が延びる方向と交差させた状態で、前記ローラにより前記半田プリコートの前記頂部を押し潰す。

本開示によれば、半田プリコートに電子部品を容易に搭載可能とすることができる。

実施形態１の実装基板製造装置の構成を模式的に示す正面図である。 実施形態１のフラックス塗布装置（基板押圧装置）の構成を模式的に示す正面図である。 実施形態１のフラックス塗布装置（基板押圧装置）の構成を模式的に示す側面図である。 ローラおよび一対のサイドクランパの向きの一例について説明するための平面図である。 ローラおよび一対のサイドクランパの向きの別の一例について説明するための平面図である。 支持工程とクランプ工程について説明するための図である。 押圧工程について説明するための図である。 基板配置工程とフラックス配置工程について説明するための図である。 実施形態１の押圧工程、基板配置工程、およびフラックス配置工程について説明するための図である。 実施形態２のフラックス塗布装置（基板押圧装置）の構成を模式的に示す側面図である。

本開示に係る基板押圧装置および基板押圧方法の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。

（基板押圧装置）
本開示に係る基板押圧装置は、バックアップ部と、一対のサイドクランパと、ローラとを備える。

バックアップ部は、第１主面およびその反対側の第２主面を有する基板の第２主面を下方から支持する支持面を有する。基板の第１主面には、半田プリコートが形成されている。半田プリコートは、クリーム半田に含まれる半田粒子を溶融および固化させることで形成されてもよい。半田プリコートは、基板の第１主面に設けられたランド上に形成されてもよい。バックアップ部は、第２主面が下を向いた状態の基板を、支持面により下方から支持してもよい。バックアップ部は、例えば、基板の第２主面を一の支持面で受けて支持するブロック状部材であってもよいし、基板の第２主面を複数の支持面で受けて支持する複数のピン状部材であってもよい。

一対のサイドクランパは、基板の側面に当接するクランプ面を有し、バックアップ部に支持された基板を当該クランプ面で挟んでクランプする。側面は、第１主面と第２主面とを接続する領域であってもよい。各サイドクランパのクランプ面は、基板の搬送方向に沿って延びていてもよい。一対のサイドクランパは、第１主面が上を向いた状態の基板を、クランプ面で側方から挟むようにしてクランプしてもよい。

ローラは、サイドクランパによってクランプされた基板を第１主面側から押圧することで半田プリコートの頂部を押し潰す。ローラは、第１主面が上を向いた状態の基板を、上方から押圧することで半田プリコートの頂部を押し潰してもよい。ローラは、半田プリコートの頂部を押し潰す際、自身の回転軸回りに回転しながら基板の第１主面上を転動してもよい。

ローラで半田プリコートの頂部が押し潰されることにより、半田プリコートへの電子部品の搭載が容易になる。すなわち、半田プリコートの頂部が、ローラで押し潰されることで平坦化され、その上に搭載される電子部品が滑り落ちにくくなる。

また、バックアップ部は、基板の側面から当該基板の中央側に離れた位置で第２主面に当接して当該基板を支持する。そのため、バックアップ部は、第１主面の法線方向から見て（例えば、上方から見て）、各サイドクランパのクランプ面から離れて位置している。本願発明者は、このクランプ面と平行に延びるローラによって半田プリコートの頂部を押し潰そうとすると、第１主面の法線方向から見て当該ローラが、クランプ面とバックアップ部との間の隙間を通過する際に基板が持ち上がってサイドクランパから外れてしまう問題が生じることを見出した。この問題は、基板のうち当該隙間に対応する部分にローラの押圧力が集中することに起因して生じる。

これに対し、本開示の基板押圧装置では、第１主面の法線方向から見て（例えば、上方から見て）、ローラの回転軸が、上記クランプ面が延びる方向と交差している。換言すると、本開示のローラは、当該クランプ面が延びる方向と交差して延びる形状を有する。この構成によると、第１主面の法線方向から見てローラが上記隙間を通過する際、基板のうち当該隙間に対応する部分へのローラの押圧力の集中が緩和され、サイドクランパから基板が外れにくくなる。

第１主面の法線方向から見て、ローラの回転軸とクランプ面が延びる方向とのなす角度は、１°以上、１０°以下であってもよい。当該角度を１°以上とすることで、基板の持ち上がりを十分に抑止することができる。また、当該角度を１０°以下とすることで、例えば一対のサイドクランパの対向方向に沿ってローラを転動させる際、当該転動をスムーズに行うことができる。当該角度は、３°以上、８°以下であってもよい。一対のサイドクランパは、長方形状の基板の側面のうち長辺となる側面に当接して当該基板をクランプしてもよい。この場合、当該角度を１０°以下とすることで、基板の側面のうち短辺となる測面に沿ってローラを転動させることが可能となり、半田プリコートの押し潰しに要する時間を短くすることができる。

基板押圧装置は、ローラと一対のサイドクランパとを水平面内で相対的に回転させることで、第１主面の法線方向から見て、ローラの回転軸とクランプ面が延びる方向とを交差させる角度調整部をさらに備えてもよい。この構成によると、各種基板の寸法などに応じて当該角度を最適化することができる。角度調整部は、ローラおよび一対のサイドクランパの両方を水平面内で回転させてもよい。あるいは、角度調整部は、ローラのみを水平面内で回転させてもよいし、一対のサイドクランパのみを水平面内で回転させてもよい。角度調整部は、そのような回転動作により、ローラの回転軸とクランプ面が延びる方向とのなす角度を１°以上、１０°以下の範囲で調節してもよい。

ローラは、第１主面の法線方向から見て、クランプ面が延びる方向と交差する方向に転動してもよい。換言すると、ローラは、第１主面の法線方向から見て、基板の側面（クランプ面が当接する側面）が延びる方向と交差する方向に転動してもよい。この場合、ローラの転動方向は、ローラの回転軸に対して直交していてもよい。

ローラは、第１主面の法線方向から見て、クランプ面に直交する方向に転動してもよい。この場合、第１主面の法線方向から見て、ローラの回転軸が延びる方向は、ローラの転動方向に対して交差していなければならない。この角度は、例えば、８０°以上、８９°以下であってもよい。

基板押圧装置は、ローラにより頂部が押し潰された半田プリコートにフラックスを塗布するフラックス塗布部をさらに備えてもよい。この場合、基板押圧装置は、フラックス塗布機能を備えた基板押圧装置であるとも言えるし、基板押圧機能を備えたフラックス塗布装置であるとも言える。なお、基板押圧装置は、フラックス塗布部を備えておらず、独立したフラックス塗布装置の上流に設けられてもよい。

（基板押圧方法）
本開示に係る基板押圧方法は、準備工程と、支持工程と、クランプ工程と、押圧工程とを備える。

準備工程では、第１主面およびその反対側の第２主面を有する基板を準備する。基板の第１主面には、半田プリコートが形成されている。基板は、側面をさらに有する。側面は、第１主面と第２主面とを接続する領域であってもよい。

支持工程では、基板の第２主面をバックアップ部の支持面で支持する。支持工程では、第２主面が下を向いた状態の基板を、バックアップ部の支持面で下方から支持してもよい。

クランプ工程では、基板の側面に一対のサイドクランパのクランプ面を押し当てて基板をクランプする。各サイドクランパのクランプ面は、基板の搬送方向に沿って延びていてもよい。

押圧工程では、支持された基板をローラにより第１主面側から押圧することで半田プリコートの頂部を押し潰す。頂部が押し潰された半田プリコートには、電子部品を容易に搭載することができる。

第１主面の法線方向から見て（例えば、上方から見て）、各サイドクランパのクランプ面とバックアップ部の支持面との間には隙間が存在する。この隙間が存在するために、押圧工程で基板が持ち上がるおそれがあることは上述のとおりである。

本開示の基板押圧方法では、押圧工程において、第１主面の法線方向から見て（例えば、上方から見て）、ローラの回転軸をクランプ面が延びる方向と交差させた状態で、ローラにより半田プリコートの頂部を押し潰す。これにより、上述と同様、ローラによって基板が持ち上げられるのを抑止することができる。

押圧工程において、第１主面の法線方向から見て、ローラの回転軸とクランプ面が延びる方向とのなす角度を、１°以上、１０°以下にしてもよい。当該角度を１°以上とすることで、基板の持ち上がりを十分に抑止することができる。また、当該角度を１０°以下とすることで、例えば一対のサイドクランパの対向方向に沿ってローラを転動させる際、当該転動をスムーズに行うことができる。当該角度を、３°以上、８°以下にしてもよい。

押圧工程において、ローラを、第１主面の法線方向から見て、クランプ面が延びる方向と交差する方向に転動させてもよい。換言すると、ローラを、基板の側面（クランプ面が当接する側面）が延びる方向と交差する方向に転動させてもよい。この場合、ローラの転動方向は、ローラの回転軸に対して直交していてもよい。

押圧工程において、ローラを、第１主面の法線方向から見て、クランプ面に直交する方向に転動させてもよい。この場合、第１主面の法線方向から見て、ローラの回転軸が延びる方向は、ローラの転動方向に対して交差していなければならない。この角度を、例えば、８０°以上、８９°以下にしてもよい。

以上のように、本開示によれば、半田プリコートの頂部を押し潰すことにより、当該半田プリコートに電子部品を容易に搭載することができる。さらに、本開示によれば、半田プリコートをローラで押し潰す際に基板が持ち上がってサイドクランパから外れるのを抑止することができる。

以下では、本開示に係る基板押圧装置および基板押圧方法の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の基板押圧装置および基板押圧方法の構成要素および工程には、上述した構成要素および工程を適用できる。以下で説明する一例の基板押圧装置および基板押圧方法の構成要素および工程は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の基板押圧装置および基板押圧方法の構成要素および工程のうち、本開示に係る基板押圧装置および基板押圧方法に必須ではない構成要素および工程は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。

《実施形態１》
本開示の実施形態１について説明する。本実施形態の実装基板製造装置１０（以下、単に製造装置１０ともいう。）は、複数の電子部品が実装された実装基板を製造するための装置である。

（実装基板製造装置）
図１に示すように、製造装置１０は、基板搬送ライン１１と、情報処理装置２０と、ローダ５０と、半田プリコート形成装置９０と、半田プリコート検査装置３００と、フラックス塗布装置４００と、電子部品搭載装置５０１，５０２と、搭載状態検査装置６００と、リフロー装置７００と、基板検査装置８００と、アンローダ９００とを備える。ローダ５０からアンローダ９００までの構成要素は、この記載順に上流側から下流側に配置されている。本開示に特有の構成以外の構成には、公知の構成を適用してもよい。以下では、電子部品搭載装置５０１，５０２をまとめて、電子部品搭載装置５００ということがある。

（基板搬送ライン）
基板搬送ライン１１は、半田プリコート形成装置９０から基板検査装置８００にわたって基板１（図２を参照）を搬送する。基板搬送ライン１１は、連続した１つのコンベアであってもよく、または複数のコンベアを直列に並べて構成されてもよい。基板搬送ライン１１には、公知のベルト、チェーン、ローラ、移載装置などを使用したコンベアを用いることができる。

（情報処理装置）
情報処理装置２０は、製造装置１０に含まれる他の要素（半田プリコート形成装置９０、半田プリコート検査装置３００、フラックス塗布装置４００、電子部品搭載装置５００、リフロー装置７００など）に、有線または無線のローカルエリアネットワーク２０Ｎによって通信可能に接続されている。情報処理装置２０は、これらの装置との間でデータをやり取りする。それによって、情報処理装置２０は、製造装置１０で行われる工程を管理する。

情報処理装置２０は、演算処理装置と記憶装置を有する。演算処理装置は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などによって構成される。記憶装置は、１つ以上のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やハードディスクなどによって構成される。これらは、別の回路やＬＳＩ（大規模集積回路）で構成されてもよく、または一体に構成されてもよい。記憶装置には、製造装置１０の各装置に必要なプログラムやそれに必要なデータが格納されている。

（ローダおよびアンローダ）
ローダ５０は、ラック（図示せず）に収納された基板を半田プリコート形成装置９０へ供給する。アンローダ９００は、完成した実装基板をラックに回収する。半田プリコート形成装置９０から基板検査装置８００までの各装置は、基板を搬送するコンベア（基板搬送ライン１１）を含む。各コンベアは、上流側（ローダ５０側）の装置から基板を受け取って下流側（アンローダ９００側）の装置へ受け渡すことができるように配置される。

（半田プリコート形成装置）
半田プリコート形成装置９０は、基板１の第１主面１ａに設けられたランド２（図７を参照）に半田プリコート３（図７を参照）を形成する装置である。半田プリコート形成装置９０は、半田ペースト供給部１００と、加熱部２１０と、冷却部２２０とを有する。これらの内部には、基板搬送ライン１１の一部が配置される。

半田ペースト供給部１００は、例えばスクリーン印刷法によって、基板１のランド２に半田ペーストを供給する。加熱部２１０は、ランド２に供給された半田ペーストを加熱して、半田ペーストに含まれる半田粒子を溶融する。冷却部２２０は、溶融した半田粒子を冷却して固化する。これらにより、基板１のランド２に半田プリコート３が形成される。ここで、当該半田プリコート３の表面には、フラックス成分の残渣が伴う。この残渣は、フラックスに含まれる熱可塑性樹脂が加熱により液状となって半田プリコート３の表面に広がり、その後の冷却によって膜状に固化したものである。半田プリコート３が形成された基板１は、基板搬送ライン１１によって半田プリコート検査装置３００へ搬送される。

（半田プリコート検査装置）
半田プリコート検査装置３００は、半田プリコート３が適正に形成されているかどうかを検査する装置である。半田プリコート検査装置３００は、例えば、半田プリコート３の厚さを検出し、検出した厚さに基づいて半田プリコート３が適正に形成されているかどうかを判定してもよい。半田プリコート３が適正に形成されていると判定された基板１は、基板搬送ライン１１によってフラックス塗布装置４００へ搬送される。

（フラックス塗布装置）
フラックス塗布装置４００は、リフローによる半田付けのためのフラックスを、半田プリコート３上に塗布する装置である。フラックスの塗布方法に特に限定はない。例えば、フラックスは、マスクとスキージを用いるスクリーン印刷法により、ノズルからフラックスを吐出するディスペンサにより、またはフラックスを噴霧する噴霧器により、半田プリコート３上に塗布されてもよい。フラックス塗布装置４００は、基板押圧装置の一例である。フラックス塗布装置４００の構成について、詳しくは後述する。フラックスが塗布された基板１は、基板搬送ライン１１によって電子部品搭載装置５００へ搬送される。

（電子部品搭載装置）
電子部品搭載装置５００は、フラックスで覆われた半田プリコート３に電子部品（図示せず）を搭載する装置である。電子部品搭載装置５００は、例えば、電子部品を吸着する吸着ノズル（図示せず）を用いて半田プリコート３に電子部品を搭載してもよい。電子部品の搭載が完了した基板１は、基板搬送ライン１１によって搭載状態検査装置６００へ搬送される。

（搭載状態検査装置）
搭載状態検査装置６００は、電子部品の搭載状態を検査する装置である。搭載状態検査装置６００は、例えば、カメラや三次元計測機などの光学的な計測装置を用いて、電子部品の搭載位置、姿勢、有無などの搭載状態を認識し、それらが所定の基準を満たすかどうかを判定してもよい。検査が完了した基板１は、基板搬送ライン１１によってリフロー装置７００へ搬送される。

（リフロー装置）
リフロー装置７００は、電子部品が搭載された基板１を加熱して半田プリコート３を溶融し、電子部品をランド２（図７を参照）に半田付けする。これにより、電子部品が実装された実装基板が製造される。電子部品の半田付けが完了した基板１（実装基板）は、基板搬送ライン１１によって基板検査装置８００へ搬送される。

（基板検査装置）
基板検査装置８００は、実装基板の良否を検査する装置である。基板検査装置８００での検査が終了した基板１（実装基板）は、基板搬送ライン１１によってアンローダ９００へ搬送される。アンローダ９００は、完成した実装基板をラックに回収する。

（フラックス塗布装置の詳細）
次に、フラックス塗布装置４００について、図２～図４を参照して詳しく説明する。なお、以下の説明では、基板１の搬送方向をＸ方向とし、鉛直方向をＺ方向とし、これらに直交する方向をＹ方向とする。また、各方向に沿って延びる軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸とする。

図２および図３において、基台４０１のＸ方向の両側端部には、それぞれ支持フレーム４１１が立設されている。これら一対の支持フレーム４１１の間に、フラックス塗布装置４００の構成要素が配置される。

一対の支持フレーム４１１の間の基台４０１の上面には、印刷ステージ移動機構４０３と、これによって移動する印刷ステージ４０２とが設けられる。印刷ステージ移動機構４０３は、印刷ステージテーブル４０３ｘｙθの上に印刷ステージ昇降機構４０３ｚを積層した構造を有する。印刷ステージテーブル４０３ｘｙθが駆動すると、印刷ステージ４０２がＸ軸およびＹ軸に沿って水平移動し、かつＺ軸回りに回転移動する。印刷ステージ昇降機構４０３ｚが駆動すると、印刷ステージ４０２が昇降する。印刷ステージ４０２は、上流側から搬入される基板１を保持して、印刷用のパターン孔（図７を参照）が形成されたマスクプレート４２２に対して位置合わせする機能を有する。

印刷ステージ４０２は、印刷ステージ昇降機構４０３ｚに結合された昇降テーブル４０４を備える。昇降テーブル４０４の上面の両端には支持部材４０４ａが立設されている。図３に示すように、支持部材４０４ａの上端部には、Ｘ方向に延びる基板ガイド４０４ｂが結合されている。基板ガイド４０４ｂの内側面には、基板１を搬送する搬送ベルトで構成された印刷ステージコンベア４０６ｂが設けられる。基板ガイド４０４ｂは、印刷ステージコンベア４０６ｂで搬送される基板１の側面に当接しながらこれを案内する。

印刷ステージコンベア４０６ｂは、上流側および下流側の支持フレーム４１１にそれぞれ設けられた開口部を貫通して設けられた搬入コンベア４０６ａおよび搬出コンベア４０６ｃと連結可能となっている。搬入コンベア４０６ａによって搬入された基板１は、印刷ステージコンベア４０６ｂに受け渡されて印刷ステージ４０２によって保持される。印刷ステージ４０２においてスクリーン印刷が終了した後の基板１は、印刷ステージコンベア４０６ｂから搬出コンベア４０６ｃに受け渡されて搬出される。印刷ステージコンベア４０６ｂ、搬入コンベア４０６ａ、および搬出コンベア４０６ｃは、それぞれ基板搬送ライン１１の一部を構成する。

昇降テーブル４０４の上面には、バックアップ昇降機構４０５ａと、これによって昇降駆動されるバックアップ部４０５が設けられる。バックアップ部４０５は、その上面が支持面４０５Ｔとなっている。印刷ステージコンベア４０６ｂに基板１が搬入された状態で、バックアップ昇降機構４０５ａを駆動することにより、バックアップ部４０５は、上昇して印刷ステージコンベア４０６ｂによって搬送された基板１の下面（図７に示す第２主面１ｂ）を支持面４０５Ｔで上方へ持ち上げて支持する。

一対の基板ガイド４０４ｂの上面には、それぞれ基板１の側面を把持する一対のサイドクランパ４０７が設けられる。一対のサイドクランパ４０７は、対向する側面がクランプ面４０７Ｓとなっている。一対のサイドクランパ４０７は、サイドクランパ駆動機構（図示せず）によって相互に開閉自在となっており、クランプ面４０７Ｓを基板１の側面に押し当てて当該基板１をクランプする。バックアップ部４０５が基板１の下面を支持した状態で、サイドクランパ４０７に閉動作を行わせることにより、印刷ステージ４０２において基板１の両側面がサイドクランパ４０７に挟まれる。これにより、基板１がクランプされる。

このようにして印刷ステージ４０２に保持された基板１とマスクプレート４２２とを位置合わせするには、基板１を保持する印刷ステージ４０２をマスクプレート４２２に対して相対的に移動させて位置合わせするアライメント動作を行う。すなわち、印刷ステージ４０２を水平移動させる印刷ステージテーブル４０３ｘｙθは、基板１とマスクプレート４２２とを位置合わせするために印刷ステージ４０２とマスクプレート４２２とを相対的に移動させるアライメント機構として機能する。

一対の支持フレーム４１１の上端には、印刷ヘッド４１３を支持する印刷ヘッド支持ビーム４１２が、直動ガイド機構４１２ａを介してＹ軸に沿って移動可能に設けられる。印刷ヘッド支持ビーム４１２の一端部は、図３に示す構成の印刷ヘッド移動機構４１４を介して一方の支持フレーム４１１に結合されている。印刷ヘッド移動機構４１４は、印刷ヘッドモータ４１４ａによって回転駆動される送りねじ４１４ｂが螺合するナット部４１４ｃを、印刷ヘッド支持ビーム４１２に結合した構成となっている。印刷ヘッドモータ４１４ａを正逆駆動することで、印刷ヘッド支持ビーム４１２によって支持された印刷ヘッド４１３は、Ｙ軸に沿って往復移動（スキージング動作）する。

図３に示すように、印刷ヘッド４１３は印刷ヘッド支持ビーム４１２から下方に延出して設けられた後スキージ４１３ｂおよび前スキージ４１３ｃを備える。印刷ヘッド支持ビーム４１２の上面に設けられたスキージ駆動部４１３ａを駆動することで、スキージング動作の方向に応じて後スキージ４１３ｂと前スキージ４１３ｃのいずれかが下降してマスクプレート４２２に着地する。具体的に、後スキージ４１３ｂは、図３の左方向（第１方向）にスキージング動作を行う際にマスクプレート４２２に着地する。一方、前スキージ４１３ｃは、図３の右方向（第２方向）にスキージング動作を行う際にマスクプレート４２２に着地する。後スキージ４１３ｂおよび前スキージ４１３ｃは、それぞれフラックス塗布部の一例である。

マスクプレート４２２には、基板１における印刷パターンに対応して、所定の開口であるパターン孔４２２ａが形成されている。フラックス塗布装置４００におけるスクリーン印刷では、まずマスクプレート４２２の上面に印刷用のフラックスＦ（図６Ａなどを参照）を供給する。そして、基板１を印刷ステージ４０２によって保持し、マスクプレート４２２の下面に基板１を当接させた状態で、マスクプレート４２２の上面で後スキージ４１３ｂと前スキージ４１３ｃのいずれかを使用したスキージング動作を行わせる。これにより、基板１には、パターン孔４２２ａを介してフラックスＦが所定の印刷パターンで印刷される。

印刷ステージ４０２の上面とマスクプレート４２２の下面との間には、カメラ移動機構４１６が設けられている。カメラ移動機構４１６は、第１カメラ４１８および第２カメラ４１９が取り付けられたカメラ取付ベース４１７を、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動させる。カメラ移動機構４１６は、カメラ取付ベース４１７をカメラＸ軸ビーム４１５に沿ってＸ軸に沿って移動させるカメラＸ軸移動機構４１６Ｘと、カメラＸ軸ビーム４１５をＹ軸に沿って移動させるカメラＹ軸移動機構４１６Ｙとから構成される。カメラＸ軸ビーム４１５の移動は、支持フレーム４１１の内側面に配置された直動ガイド機構４１５ｇによってガイドされる。

カメラＸ軸移動機構４１６Ｘは、図２に示すカメラＸ軸モータ４１５ａおよび送りねじ４１５ｂと、図３に示すナット部４１５ｄとから構成される。カメラＸ軸モータ４１５ａを駆動することで、ナット部４１５ｄに結合されたカメラ取付ベース４１７がＸ軸に沿って移動する。カメラＹ軸移動機構４１６Ｙは、図３に示すように、カメラＹ軸モータ４１６ａ、送りねじ４１６ｂ、およびカメラＸ軸ビーム４１５に結合されたナット部４１６ｃより構成される。カメラＹ軸モータ４１６ａを駆動することで、ナット部４１６ｃに結合されたカメラＸ軸ビーム４１５がＹ軸に沿って移動する。これにより、第１カメラ４１８は、印刷ステージ４０２に保持された基板１の上方を水平移動し、第２カメラ４１９は、マスクプレート４２２の下方を水平移動する。

ここで、第１カメラ４１８と第２カメラ４１９の機能を説明する。第１カメラ４１８は撮像方向を下方に向けて配置されていて、印刷ステージ４０２に保持された基板１を撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、基板１の位置や基板１における印刷対象のランド２の位置が検出される。第２カメラ４１９は撮像方向を上方に向けて配置されていて、マスクプレート４２２に形成されたマスク認識マーク（図示せず）を撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、マスクプレート４２２におけるマスク中心やパターン孔４２２ａの位置が認識される。

カメラＸ軸ビーム４１５の側面には、ローラ機構４３０が固定されている。ローラ機構４３０は、互いに連結された加圧シリンダ４３１とローラ４３２を有する。加圧シリンダ４３１は、カメラＸ軸ビーム４１５に固定され、ローラ４３２に対して下向きの力を付与する。ローラ４３２は、回転軸Ａ回りに回転可能になっている（図４を参照）。ローラ４３２を含むローラ機構４３０は、カメラＸ軸ビーム４１５の水平移動に伴って、Ｙ軸に沿って水平移動する。ローラ機構４３０は、水平移動しながら加圧シリンダ４３１によりローラ４３２を基板１に押し付けることで、基板１の半田プリコート３の頂部を押し潰す機能を有する。つまり、ローラ４３２は、基板１を第１主面１ａ側から押圧しながら転動することで半田プリコート３の頂部を押し潰す。また、本実施形態では、カメラＹ軸移動機構４１６Ｙは、ローラ４３２を印刷ステージ４０２に保持された基板１に対して相対的に水平移動させる水平移動機構として機能する。

図４に示すように、印刷ステージ４０２を第１主面１ａの法線方向（図４における紙面直交方向）から見ると、各サイドクランパ４０７のクランプ面４０７Ｓとバックアップ部４０５の支持面４０５Ｔとの間には、クランプ面４０７Ｓに沿って延びる（図４で左右方向に延びる）隙間Ｇが存在する。この隙間Ｇは、上記印刷ステージコンベア４０６ｂが存在するために、各サイドクランパ４０７のクランプ面４０７Ｓとバックアップ部４０５の支持面４０５Ｔとの間に不可避的に存在する。第１主面１ａの法線方向から見て、ローラ４３２の回転軸Ａは、クランプ面４０７Ｓが延びる方向（この例では、Ｘ方向）と交差している。

図４に示すように、第１主面１ａの法線方向から見て、ローラ４３２の回転軸Ａとクランプ面４０７Ｓが延びる方向は、角度Ｑで交差している。角度Ｑは、１°以上、１０°以下の範囲で調節される。角度Ｑは、カメラＸ軸ビーム４１５に対するローラ機構４３０の固定角度、もしくは加圧シリンダ４３１に対するローラ４３２の固定角度を変えることで調節される。

図４では、ローラ４３２の移動軌跡を段階的に破線で示してある。鎖線矢印Ｍは、カメラＹ軸移動機構（水平移動機構）４１６Ｙによるローラ４３２の移動方向を示している。この例では、ローラ４３２は、鎖線矢印Ｍの方向、すなわちクランプ面４０７Ｓが延びる方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に転動する。このとき、ローラ４３２の回転軸Ａとクランプ面４０７Ｓが延びる方向とは角度Ｑで交差しているので、ローラ４３２は、隙間Ｇを通過する際にその一部しか隙間Ｇと重ならないようになっている。換言すると、ローラ４３２が隙間Ｇを通過する際、平面視で、ローラ４３２の一部が必ずサイドクランパ４０７またはバックアップ部４０５の支持面４０５Ｔと重なるようになっている。これにより、ローラ４３２が隙間Ｇを通過する際の押圧力を分散させ、基板１のうち隙間Ｇに位置する部分に押圧力が集中しないようにしている。

なお、図５に示すように、ローラ４３２の転動方向（鎖線矢印Ｍの方向）とローラ４３２の回転軸Ａとは、互いに直交してもよい。この場合、回転軸ＡはＸ方向と平行になるが、ローラ４３２で半田プリコート３の頂部を押し潰す作業を開始する前に、クランプ面４０７Ｓの延びる方向（すなわち、隙間Ｇの延びる方向）はＸ方向と交差するように調整される。この向きの調整は、印刷ステージテーブル４０３ｘｙθで印刷ステージ４０２をＺ軸回りに水平回転させて行う。このように、印刷ステージテーブル４０３ｘｙθによって、ローラ４３２の回転軸Ａとクランプ面４０７Ｓが延びる方向とが交差する角度Ｑを調整することができる。印刷ステージテーブル４０３ｘｙθは、ローラ４３２の回転軸Ａとクランプ面４０７Ｓが延びる方向とのなす角度Ｑを調節する角度調整部として機能する。図５の例は、ローラ４３２の回転軸Ａがローラ４３２の転動方向と直交しているので、基板１を押圧する際のローラ４３２を、図４の例よりもスムーズに転動させることができるという利点がある。

（実装基板製造方法）
次に、本実施形態の実装基板製造方法について、図面を適宜参照して説明する。実装基板製造方法は、準備工程と、支持工程と、クランプ工程と、押圧工程と、基板配置工程と、フラックス配置工程と、部品搭載工程と、リフロー工程とを備える。準備工程、支持工程、クランプ工程、および押圧工程は、基板押圧方法の少なくとも一部を構成する。

準備工程は、ペースト配置工程および溶融固化工程を含む。ペースト配置工程は、半田ペースト供給部１００において実行される。ペースト配置工程では、基板１のランド２に、例えばスクリーン印刷法により、半田ペーストが配置される。

溶融固化工程は、加熱部２１０および冷却部２２０で実行される。溶融固化工程では、加熱部２１０により半田ペーストを加熱して溶融させた後、溶融した半田ペーストを冷却部２２０により冷却して固化させ、それによりランド２上に半田プリコート３を形成する。ペースト配置工程および溶融固化工程を通じて、第１主面１ａに半田プリコート３が形成された基板１が準備される。

支持工程、クランプ工程、押圧工程、基板配置工程、およびフラックス配置工程は、フラックス塗布装置４００で実行される。支持工程およびクランプ工程では、バックアップ部４０５および一対のサイドクランパ４０７によって基板１を保持する。支持工程およびクランプ工程では、図６Ａに示すように、印刷ステージ４０２においてバックアップ昇降機構４０５ａを駆動してバックアップ部４０５を上昇させる（矢印ａ）。これにより、基板１は、印刷ステージコンベア４０６ｂから持ち上げられると共にサイドクランパ４０７の上面と同じ高さまで上昇する。その後、サイドクランパ駆動機構（図示せず）を駆動して一対のサイドクランパ４０７に閉動作を行わせる。これにより、基板１は、その第１主面１ａ（この例では、上面）がサイドクランパ４０７の上面と実質的に面一になった状態で、バックアップ部４０５の支持面４０５Ｔによって第２主面１ｂ（この例では、下面）を下方から支持されると共に一対のサイドクランパ４０７のクランプ面４０７Ｓによって側面をクランプされる。このとき、第１主面１ａの法線方向から見て、各サイドクランパ４０７のクランプ面４０７Ｓとバックアップ部４０５の支持面４０５Ｔとの間には、基板１の側面に沿って延びる隙間Ｇが存在する（図４を参照）。

押圧工程では、支持およびクランプされた基板１をローラ４３２により第１主面１ａ側（この例では、上側）から押圧することで半田プリコート３の頂部を押し潰す。このとき、第１主面１ａの法線方向から見て、ローラ４３２の回転軸Ａをクランプ面４０７Ｓが延びる方向と交差させた状態で、ローラ４３２により半田プリコート３の頂部を押し潰す。押圧工程では、第１主面１ａの法線方向から見て、ローラ４３２の回転軸Ａとクランプ面４０７Ｓが延びる方向とのなす角度Ｑを、１°以上、１０°以下にする。

押圧工程では、図６Ｂに示すように、印刷ステージ昇降機構４０３ｚを駆動して印刷ステージ４０２を上昇させた後（矢印ｂ）、加圧シリンダ４３１でローラ４３２に下向きの力を付与した状態で、当該ローラ４３２をＹ軸に沿って動かしながら基板１に押し付ける（矢印ｃ）。これにより、図７に示すように、基板１の半田プリコート３の頂部が平坦状に押し潰される。このとき、半田プリコート３の頂部において膜状で存在する残渣に亀裂が生じる等して残渣が破壊される。これにより、亀裂から半田の少なくとも一部が露出する。

基板配置工程では、マスクプレート４２２の下面に基板１を当接させる。基板配置工程では、図６Ｃに示すように、ローラ機構４３０を退避させた後（矢印ｄ）、印刷ステージ４０２を上昇させて、バックアップ部４０５およびサイドクランパ４０７によって支持された状態の基板１を、マスクプレート４２２の下面に当接させる（矢印ｅ）。このとき、マスクプレート４２２の上面にはフラックスＦが供給された状態にあり、スキージング動作を行う前スキージ４１３ｃが印刷準備位置にある。

フラックス配置工程では、押し潰された半田プリコート３に、後スキージ４１３ｂまたは前スキージ４１３ｃで、マスクプレート４２２を介してフラックスＦを塗布する。フラックス配置工程では、図６Ｃに示すように、マスクプレート４２２の上面で印刷ヘッド４１３をＹ軸に沿って移動させて（矢印ｆ）、この例では前スキージ４１３ｃをマスクプレート４２２に対して摺動させながらフラックスＦをパターン孔４２２ａに充填するスキージング動作が実行される。これにより、図７に示すように、マスクプレート４２２のパターン孔４２２ａを介して、基板１の半田プリコート３にフラックスＦが塗布される。

フラックス配置工程は、押圧工程の実行後３０秒以内に実行することが好ましく、押圧工程の実行後１０秒以内に実行することがさらに好ましい。換言すると、押圧工程の終了時刻からフラックス配置工程の開始時刻までの時間は、３０秒以内であることが好ましく、１０秒以内であることがさらに好ましい。

部品搭載工程は、電子部品搭載装置５００において実行される。部品搭載工程では、電子部品の端子を半田プリコート３に位置合わせした状態で、当該電子部品を基板１に搭載する。本実施形態の実装部品製造方法によると、この電子部品の搭載を容易に行うことができる。半田プリコート３の頂部が平坦状であるために電子部品を載せやすいことに加えて、フラックスＦの粘性により電子部品が半田プリコート３上に保持されやすくなるためである。

リフロー工程は、リフロー装置７００において実行される。リフロー工程では、電子部品が搭載された基板１を加熱して、半田プリコート３を溶融させて当該電子部品の端子をランド２に半田付けする。

《実施形態２》
本開示の実施形態２について説明する。本実施形態の実装基板製造装置１０は、フラックス塗布装置４００の構成が、ローラ機構４３０が固定式である点で上記実施形態１と異なる。以下、上記実施形態１と異なる点について主に説明する。なお、上記実施形態１で使用した符号と同一符号で説明している箇所や図８の部材については、上記実施形態１とどうようであるので説明を省略する。

図８に示すように、ローラ機構４３３は、ローラ４３２と、加圧ユニット４３４とを備える。加圧ユニット４３４は、フラックス塗布装置４００内で固定された梁４０８に固定されている。このため、本実施形態では、ローラ４３２がＹ軸に沿って移動しない。加圧ユニット４３４は、ローラ４３２を基板１に対して加圧する機能の他、ローラ４３２をＺ軸回りに水平回転させて回転軸Ａの向きを変更する機能を有する。すなわち、加圧ユニット４３４は、ローラ４３２の回転軸Ａとクランプ面４０７Ｓが延びる方向とのなす角度Ｑを調節する角度調整部として機能する。

押圧工程では、印刷ステージ４０２が、印刷ステージ移動機構４０３によって図８に示す印刷位置から押圧位置（図示せず）へ移動する。押圧位置は、印刷ステージ４０２がローラ機構４３３の下方に存在する位置である。押圧工程では、押圧位置において印刷ステージ４０２をＹ軸に沿って移動させると共にローラ４３２を基板１に押し付けることで、基板１の半田プリコート３の頂部を押し潰す。このとき、半田プリコート３の頂部において表面の残渣が破壊され、その内側の半田の少なくとも一部が露出する。本実施形態では、印刷ステージ移動機構４０３は、印刷ステージ４０２に保持された基板１に対してローラ４３２を相対的に水平移動させる水平移動機構として機能する。

実施形態１，２の基板押圧装置は以上であるが、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更を加えて実施してもよい。実施形態１では、カメラＹ軸移動機構４１６Ｙがローラ４３２を印刷ステージ４０２に保持された基板１に対して相対的に水平移動させる水平移動機構であるとして説明したが、実施形態２と同様に、印刷ステージ移動機構４０３が、印刷ステージ４０２に保持された基板１に対してローラ４３２を相対的に水平移動させる水平移動機構であってもよい。また、実施形態１，２の基板押圧装置は、フラックス塗布装置４００として実施する場合を例に説明しているが、これに限らず、基板押圧機能を有する専用装置として実施してもよい。

本開示は、基板押圧装置および基板押圧方法に利用できる。

１：基板
１ａ：第１主面
１ｂ：第２主面
２：ランド
３：半田プリコート
１０：実装基板製造装置
１１：基板搬送ライン
２０：情報処理装置
２０Ｎ：ローカルエリアネットワーク
５０：ローダ
９０：半田プリコート形成装置
３００：半田プリコート検査装置
４００：フラックス塗布装置（基板押圧装置）
４０２：印刷ステージ
４０３：印刷ステージ移動機構
４０３ｘｙθ：印刷ステージテーブル（角度調整部）
４０５：バックアップ部
４０５Ｔ：支持面
４０６ｂ：印刷ステージコンベア
４０７：サイドクランパ
４０７Ｓ：クランプ面
４１３：印刷ヘッド
４１４：印刷ヘッド移動機構
４１５：カメラＸ軸ビーム
４１６：カメラ移動機構
４１６Ｙ：カメラＹ軸移動機構
４１７：カメラ取付ベース
４１８：第１カメラ
４１９：第２カメラ
４２２：マスクプレート
４３０，４３３：ローラ機構
４３１：加圧シリンダ
４３２：ローラ
４３４：加圧ユニット（角度調整部）
５００：電子部品搭載装置
５０１：電子部品搭載装置
５０２：電子部品搭載装置
６００：搭載状態検査装置
７００：リフロー装置
８００：基板検査装置
９００：アンローダ
Ａ：回転軸
Ｆ：フラックス
Ｇ：隙間
Ｑ：回転軸とクランプ面の延びる方向とのなす角度

Claims (10)

1. 第１主面およびその反対側の第２主面を有しかつ前記第１主面に半田プリコートが形成された基板の前記第２主面を下方から支持する支持面を有するバックアップ部と、
   前記基板の側面に当接するクランプ面を有し、前記バックアップ部に支持された前記基板を前記クランプ面で挟んでクランプする一対のサイドクランパと、
   前記サイドクランパによってクランプされた前記基板を前記第１主面側から押圧することで前記半田プリコートの頂部を押し潰すローラと、
   を備え、
   前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの回転軸は、前記クランプ面が延びる方向と交差している、基板押圧装置。
2. 前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの前記回転軸と前記クランプ面が延びる方向とのなす角度は、１°以上、１０°以下である、請求項１に記載の基板押圧装置。
3. 前記ローラと前記一対のサイドクランパとを水平面内で相対的に回転させることで、前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの前記回転軸と前記クランプ面が延びる方向とを交差させる角度調整部をさらに備える、請求項１または２に記載の基板押圧装置。
4. 前記ローラは、前記第１主面の法線方向から見て、前記クランプ面が延びる方向と交差する方向に転動する、請求項１～３のいずれか１項に記載の基板押圧装置。
5. 前記ローラは、前記第１主面の法線方向から見て、前記クランプ面に直交する方向に転動する、請求項４に記載の基板押圧装置。
6. 前記ローラにより前記頂部が押し潰された前記半田プリコートにフラックスを塗布するフラックス塗布部をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の基板押圧装置。
7. 第１主面およびその反対側の第２主面を有しかつ前記第１主面に半田プリコートが形成された基板を準備する準備工程と、
   前記基板の前記第２主面をバックアップ部の支持面で支持する支持工程と、
   前記基板の側面に一対のサイドクランパのクランプ面を押し当てて前記基板をクランプするクランプ工程と、
   前記支持およびクランプされた前記基板をローラにより前記第１主面側から押圧することで前記半田プリコートの頂部を押し潰す押圧工程と、
   を備え、
   前記押圧工程において、前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの回転軸を前記クランプ面が延びる方向と交差させた状態で、前記ローラにより前記半田プリコートの前記頂部を押し潰す、基板押圧方法。
8. 前記押圧工程において、前記第１主面の法線方向から見て、前記ローラの前記回転軸と前記クランプ面が延びる方向とのなす角度を、１°以上、１０°以下にする、請求項７に記載の基板押圧方法。
9. 前記押圧工程において、前記ローラを、前記第１主面の法線方向から見て、前記クランプ面が延びる方向と交差する方向に転動させる、請求項７または８に記載の基板押圧方法。
10. 前記押圧工程において、前記ローラを、前記第１主面の法線方向から見て、前記クランプ面に直交する方向に転動させる、請求項９に記載の基板押圧方法。

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