JP2504466B2

JP2504466B2 - 熱圧着ヘッド

Info

Publication number: JP2504466B2
Application number: JP14819787A
Authority: JP
Inventors: 正和中園; 峰昭飯田
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPS63313662A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、複数の端子を有する電子部品、例えば、
２方向もしくは４方向に複数本の端子をもつフラットパ
ッケージICやTAB（Tape Automated Bonding）実装に用
いられるTAB部品等を、プリント基板等に熱圧着する際
に用いる熱圧着ヘッドに関する。

（従来の技術）従来、一般のプリント基板では、フラットパッケージ
化されたIC部品（多端子電子部品）を基板に搭載して製
品にしている。こうしたIC部品などのプリント基板など
への実装には、ロボット装置の先端に設けた半田付けヘ
ッドを用いて、IC部品の端子を基板のパッド上に半田付
けすることが行なわれている。

具体的には、従来、こうした半田付けヘッドには、第
９図にも示されるように先端に吸着パッドａをもつ吸引
管ｂ（吸引装置に接がっているもの）の周囲に、IC部品
ｃの端子列に対応して矩形枠状のヒータチップｄを設け
た構造が用いられている。なお、ヒータチップｄおよび
このヒータチップｄから先端が突き出る吸引管ｂは共に
上下可能となっている。

そして、吸着パッドａでIC供給部（図示しない）に有
るIC部品ｃの本体部ｅを吸着し、ロボット装置でIC部品
ｃを基板（図示しない）が有る地点へ搬送する。その
後、半田付けヘッド装置を下降させて、基板のパッド表
面に設けた半田層（いずれも図示しない）にIC部品ｃの
各４辺の端子ｆ…を重ね、続いてヒータチップｄで端子
ｆ…を加熱すると同時に端子ｆ…を加圧することによ
り、各端子ｆ…を基板のパッドに半田付けしていた。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、こうした全辺で半田付けする、いわゆる一
体型のヒータチップｄは、通電された部位から近い地
点、例えば給電部となる接続部ｇと、最も離れた部位、
例えば接続部ｇが無い辺部h,hとで温度差が発生しやす
い。このため、ヒータチップｄの温度分布を均一にする
ことが困難である。しかも、ヒータチップｄは大きいた
めに全体の平衡度をかなりの精度で維持するのが容易で
なく、ヒータチップｄの加圧力を全辺に渡り均一にする
ことが困難であった。

これ故、一体型のヒータチップは全辺で同時に半田
（パッド上のもの）を溶解させることは難しく、場所に
よっては半田付けの条件が変ったり、IC部品ｃの端子ｆ
が大きくずれて半田付けされてしまい、これが半田付け
不良の１つとなっていた。

この発明はこのような問題点に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、多端子電子部品を常に良
好に半田付け等のように熱圧着をすることができる熱圧
着ヘッドを提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、本体部から突出し互いに並列して形成され
た複数本の端子を有する電子部品の本体を吸着する吸着
手段と、この吸着手段により前記電子部品を吸着した
際、前記複数本の端子と対向する位置に一端部が位置す
るように吸着手段の近傍に設けられ、かつ前記吸着され
た電子部品の端子に対して前記一端部が接離する方向に
各々が独立して移動可能に設けられた複数のヒータチッ
プとを有することを特徴とする熱圧着ヘッドを得るもの
であり、この熱圧着ヘッドにより良好な熱圧着を行う。

（実施例）以下、この発明を第１図ないし第７図に示す一実施例
にもとづいて説明する。第１図は半田付けヘッド（熱圧
着ヘッド）の正断面を、第２図はその側面、第３図はそ
の下面をそれぞれ示し、１は例えば中空の角柱状に構成
されたフレーム、２はそのフレーム１内に挿通された吸
引管である。

吸引管２は、先端にＯリングよりなる吸着パッド３を
備えて構成され、フラットパッケージIC20（多端子電気
部品で例えば４辺に端子21…をもつ）の本体部22を吸着
保持できるようにしている。そして、その基端側は、フ
レーム１の内腔部に設けた軸受、例えばボールスプライ
ン４で、回転方向を規制しつつ上下動自在に支持され、
吸着パッド３をフレーム先端から突出させている。むろ
ん、吸引管２は図示しないがストッパ構造を使って突出
量が規制される。またフレーム１の基端には、吸引管２
と共に加圧ばね５（圧縮ばねよりなる）が内装されてい
て、従来と同様、吸引管３の全体を下方方向へ付勢して
いる。なお、６はフレーム１の基端に設けたボールスプ
ライン４および加圧ばね５を押えるための押え部材であ
る。

一方、７は冷却フィンである。冷却フィン７は、略矩
形の箱を対角線上で４分割させたと同様な形状をもつ剛
性の分割フィン7a〜7d（導電性の金属材よりなる）から
構成される。そして、これら分割フィン7a〜7dがフレー
ム１の先端側を囲むように配置されている。また各分割
フィン7a〜7dは、各内面とフレーム１の外面（いずれも
平滑な面）との間に設けたクロスローラテーブル８（リ
ニアガイド）を介してフレーム１の外周上に上下動自在
に支持され、先端面を吸引管２の先端部から大きく退避
した部位に配置している。なお、各分割フィン7a〜7dの
側部には多数のフィン部９…が形成されている。また各
分割フィン7a〜7dの後端面とフレーム１の外周の中途の
部分に突設したフランジ10との間にはそれぞれ加圧ばね
11（圧縮ばねよりなる）が介装されていて、それぞれ分
割フィン7a〜7dを下方へ付勢している。つまり、各分割
フィン7a〜7d共、吸引管２と同様、上方向へ変位できる
ようになっている。

そして、こうした各分割フィン7a〜7dの下面に、ヒー
タチップ12が吸着パッド３を中心とした周囲に設けられ
ている。ヒータチップ12は、従来の矩形の枠状体を例え
ばフラットパッケージIC20の端子列に応じてそれぞれ４
辺に分割した構造となっている。具体的には、第４図に
示されるように吸着パッド３を中心として４方向に分割
した略断面Ｌ字状の分割チップ13…から構成されてい
る。そして、取付座13aが台座部材14を介して各分割フ
ィン7a〜7dの下面にボルト止めされ、チップ先端をフラ
ットパッケージIC20の端子列に対し位置決めている。つ
まり、それぞれ与圧が与えられる分割フィン7a〜7dを使
って、各分割チップ13…はそれぞれ独立して上下の方向
へ移動できるようになっている。なお、ヒータチップ12
は吸着パッド３から退避した位置に取着されているもの
である。そして、各分割フィン7a〜7dのうちの例えば２
つに給電装置15が接続され、給電により各分割チップ13
…の先端から熱を発生させることができるようになって
いる。具体的には、第５図に示すように分割チップ13…
が直列回路となるよう、隣接する分割フィン同志が導電
線部16…で直列に接続され、例えば分割フィン7a,7d間
へ給電すれば、分割チップ13…において電流が抵抗体を
流れることによるジュール熱を発生できるようになって
いる。なお、分割フィン7a〜7dに電流を流すために各分
割フィン7a〜7dとクロスローラテーブル８…との間、お
よび加圧ばね11とフランジ10との間にそれぞれ絶縁部材
26を設けて、金属部品からの電流漏洩を防いでいる。

そして、部品実装用のロボット装置（図示しない）の
チャック17にこうした半田付けヘッドの基端部が装着さ
れる他、吸引管２の基端に装着された接続口部2aに吸引
装置18が接続され、IC供給部からフラットパッケージIC
20を搬送し、所定の位置に配置された基板23に対し半田
付けできるようにしている。なお、24は吸引装置18およ
び給電装置15を制御する制御部（マイクロコンピュータ
およびその周辺機器よりなる）である。

しかして、このように構成された半田付けヘッドを用
いて、フラットパッケージIC20を基板23に実装するとき
は、まず、ロボット装置および吸引装置18を使い、IC供
給部（図示しない）からフラットパッケージIC20を吸着
で取り出す。もちろん、これはフラットパッケージIC20
の本体部22を吸着パッド３で吸着することによりなされ
る。

この後、ロボット装置のアーム動により、第１図に示
されるようにフラットパッケージIC20が、基板23が配置
された地点の直上に搬送され、基板23上の被取付部とな
るパッド23a…に位置決められていく。ついで、第６図
に示すように半田付けヘッド全体が下降し、まず、フラ
ットパッケージIC20の各端子21…が、パッド23a…の上
面、詳しくは予めパッド23a…の表面に設けた半田層に
載置されていく。そして、下降が進むと、第７図に示す
ように吸引管２が退避し、各分割チップ13…の先端の平
坦な面が端子列と次第に当接し、各４辺の端子21…を加
圧していく。ここで、各分割チップ13…は給電装置15か
ら給電がなされているから、加圧ならびに加熱により半
田層が溶け、端子21…が基板23のパッド23aに半田付け
されていく。但し、この際の加圧力は加圧ばね11の種類
や半田付けヘッドの下降量で変化されるものである。

ここで、こうした電子部品の半田付けは、温度分布，
加圧力の影響から半田付け不良が発生することが懸念さ
れる。

しかし、この発明によると、一辺ごとに独立した加圧
方向に移動自在な分割チップ13…からヒータチップ12を
構成している。このことは、小片となったチップそれぞ
れが加熱されるから、その分、従来の一体型のヒータチ
ップに比べて、容易に均一な温度分布を得ることができ
ることとなる。しかも、分割チップ13…でそれぞれ独立
して４辺の端子21…を加圧するので、均一な加圧を得る
ことができることがわかる。

しかるに、半田付けの条件をどの部位でも一定にする
ことができ、信頼性に高い接合部を得ることができる。
しかも、従来のように端子21…がパッド23から大きくず
れて半田付けされてしまうこともない。

これ故、常に良好な半田付けを行なうことができ、半
田付け不良率の低減を図ることができる。

なお、一実施例では分割チップ7a〜7dの全てを直列に
接いで給電したが、第８図に示されるように例えば隣接
する２つの分割チップ13,13でそれぞれ直列回路を構成
し、これら直列回路に並列的に給電するようにしてもよ
い。

また、一実施例では４方向にヒータチップ12を分割し
たが、これに限らず、２方向に分割してもよい。特に、
これは端子21…が４辺でなく２辺に有るものについて有
効である。もちろん、１辺のみに多くの端子をもつ電子
部品に合ったヒータチップでは、そのＩ字状のヒータチ
ップを分割すればよい。

また、本願発明は上述した実施例のようにフラットパ
ッケージICを基板にはんだ付けするためにだけ使用する
だけでなく、他の実施例として、例えば特開昭62-12664
5号公報、特開昭62-126646号公報に示されているような
フィルムキャリア方式によるLSIチップ実装方法におい
て用いられている加熱、加圧手段の代わりに本願発明を
用いることも可能である。さらに、その他の実施例とし
て、特開昭61-212028号公報に示されているような半導
体素子の製造に用いられている圧着部１を有するツール
の代わりに本願発明を用いることも可能である。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、ヒータチッ
プの温度分布ならびに加圧力を均一にすることができる
ようになる。これ故、信頼性の高い接合部を得ることが
できる。しかも、半田接続の場合、端子がパッドから大
きくずれて半田付けされてしまうこともなく、常に良好
な半田付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は半田付けヘッドの正断面図、第２図はその側面図、
第３図は半田付けヘッドの下面図、第４図はその分割さ
れたヒータチップ廻りを、吸着保持される多端子電子部
品と共に示す斜視図、第５図はその給電系を示すヒータ
チップの下面図、第６図および第７図は多端子電子部品
が半田付けされる推移を示す正断面図、第８図は異なる
給電系を示すヒータチップの下面図、第９図は従来の半
田付けヘッドのヒータチップ廻りの構造を示す斜視図で
ある。２……吸引管、３……吸着パッド、４……ボールスプラ
イン、7a〜7d……分割フィン、８……クロスローラテー
ブル、12……ヒータチップ、13……分割チップ、20……
フラットパッケージIC（多端子電子部品）、21……端
子、22……本体部、23……基板。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】本体部から突出し互いに並列して形成され
た複数本の端子を有する電子部品の本体を吸着する吸着
手段と、この吸着手段により前記電子部品を吸着した
際、前記複数本の端子と対向する位置に一端部が位置す
るように吸着手段の近傍に設けられ、かつ前記吸着され
た電子部品の端子に対して前記一端部が接離する方向に
各々が独立して移動可能に設けられた複数のヒータチッ
プとを有することを特徴とする熱圧着ヘッド。