JP3195131B2 - モジュール基板の組立方法とその自動組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージが実
装されるモジュール基板の組立方法とその自動組立装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のモジュール基板の自動組立
装置を説明する図であり、図中（ａ）はその平面図、
（ｂ）はその側面図である。図示したモジュール基板の
自動組立装置は、モジュール基板を一枚ずつ繰り出す基
板繰出装置１と、モジュール基板に半田ペーストを印刷
する半田印刷装置２と、モジュール基板に半田ペースト
を介して半導体パッケージを仮付けするパッケージ搭載
装置３、モジュール基板を加熱して半導体パッケージを
半田付けする加熱装置４と、加熱装置４から送出された
モジュール基板を収容する基板収容装置５とから構成さ
れており、各装置間はベルト搬送によって連結されてい
る。

【０００３】上記構成の中で、基板繰出装置１に対して
は、モジュール基板がマガジンに収納された状態で供給
されるようになっており、このマガジンからプッシャー
アームによってモジュール基板が繰り出されるようにな
っている。また、半田印刷装置２では、モジュール基板
が印刷テーブル上に搬送され、その後、モジュール基板
の外形を基準に位置決めがなされて、例えばリフトアッ
プスクリーン印刷方式によりモジュール基板上の端子部
に適量の半田ペーストが供給されるようになっている。

【０００４】一方、パッケージ搭載装置３では、上記半
田印刷装置２から送出されモジュール基板を位置決めし
たのち、各種パッケージフィーダにより取り出された半
導体パッケージが移載ヘッドにて所定の位置に仮付けさ
れるようになっている。さらに、加熱装置４では、上記
パッケージ搭載装置３から送出されたモジュール基板が
所定の温度に加熱され、これにより半田ペーストが溶融
して半導体パッケージが半田付けされるようになってい
る。そして、最後の基板収容装置５では、加熱装置４か
ら送出されたモジュール基板がエレベーションの上下動
により、一枚ずつマガジンに収納されるようになってい
る。

【０００５】さらに従来では、上述した自動組立工程と
は別に捺印工程を設けており、この捺印工程では、作業
者がモジュール基板を一枚ずつ捺印装置にセットして、
捺印インクにより捺印したのち、ロット単位でモジュー
ル基板を加熱器に投入し、捺印インクを硬化乾燥させる
ようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、生産効率の
向上や製造コストの低減を図るには、モジュール基板の
組立にが一貫した自動化ラインの中で行われることが好
ましいが、従来ではパッケージ実装工程と基板の捺印工
程とが全く別の概念として認識されていたため、それら
の工程を一貫した自動化ラインの中で構成するという着
想がなかった。また従来においては、モジュール基板の
組立に際して、作業者の手によって捺印装置にモジュー
ル基板をセットしていたため、捺印文字の曲がりや位置
ずれ等の捺印ミスが発生し、これにより品質及び歩留り
の低下を招いていた。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するために為さ
れたもので、モジュール基板の品質及び歩留りの向上を
図るとともに、より効率的にモジュール基板を組み立て
ることができるモジュール基板の組立方法とその自動組
立装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために為されたもので、基板を準備する工程と、
加熱により硬化する捺印インクを用いて前記基板に捺印
を行う工程と、前記基板に熱溶解性の接着剤を介して部
品を搭載する工程と、前記基板に対して熱処理を施すこ
とにより、前記捺印インクを硬化し、前記接着剤により
前記部品を前記基板へ固定する工程とを有するモジュー
ル基板の組立方法である。

【０００９】また、基板を繰り出す基板繰出装置と、前
記基板に捺印する捺印装置と、前記基板に熱溶解性の接
着剤を供給する接着剤供給装置と、前記接着剤を介して
前記基板に部品を搭載する部品搭載装置と、前記捺印装
置により捺印され、かつ、前記部品搭載装置により部品
が搭載された前記基板を加熱する、前記捺印の硬化およ
び前記接着剤による前記基板への部品の固定を行うため
の加熱装置とを含むモジュール基板の自動組立装置であ
る。

【００１０】さらに、上記捺印装置は、基板繰出装置と
接着剤供給装置との間に配置され、基板繰出装置から繰
り出された基板を搬送する搬送ベルトと、基板の受け渡
しを搬送ベルトと行い、かつ、基板を所定の捺印位置に
位置決めする駆動テーブルと、駆動テーブルにより位置
決めされた基板に捺印する捺印部とを備えたものであ
る。

【００１１】

【作用】本発明のモジュール基板の組立方法において
は、捺印インクの硬化と熱溶解性の接着剤を用いた基板
への部品の固定とが、共通の熱処理によって行われる。
これにより、捺印インクを硬化させるための熱処理と基
板へ部品を固定するための熱処理とが統合されることに
なる。そのため、従来必要とされていた捺印インクの硬
化所要時間をモジュール基板の組立工数の中から削除で
きる。

【００１２】また本発明のモジュール基板の自動組立装
置においては、基板への捺印、基板への接着剤の供給、
および基板への部品の搭載が、一貫した自動化ラインと
して構成されるため、工程間の部品搬送や捺印装置への
部品供給などの作業が不要となる。

【００１３】さらに、基板に捺印する際には、捺印装置
の捺印部に対して基板が駆動テーブルによって位置決め
されるため、捺印文字の曲がりや位置ずれ等の捺印ミス
の発生が防止される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明に係わるモジュー
ル基板の自動組立装置を説明する図であり、図中（ａ）
はその平面図、（ｂ）はその側面図である。本実施例の
モジュール基板の自動組立装置は、モジュール基板を一
枚ずつ繰り出す基板繰出装置１と、モジュール基板に文
字等を捺印する捺印装置１０と、モジュール基板に半田
ペーストを印刷する半田印刷装置２と、モジュール基板
に半田ペーストを介して半導体パッケージを仮付けする
パッケージ搭載装置３と、モジュール基板を加熱する加
熱装置４とから成るもので、加熱装置４から送出された
モジュール基板は基板収容装置５に収容されるようにな
っている。

【００１５】本実施例のモジュール基板の自動組立装置
の中で、捺印装置１０は、図１に示すように基板繰出装
置１と半田印刷装置２との間に設置されている。図２は
本実施例における捺印装置の構成を示す側面図であり、
図３はその平面図である。図示のように捺印装置１０
は、モジュール基板を搬送する搬送ベルト１１と、モジ
ュール基板の受け渡しを搬送ベルト１１と行い且つモジ
ュール基板を所定の捺印位置に位置決めする駆動テーブ
ル１２と、この駆動テーブル１２により位置決めされた
モジュール基板に捺印する捺印部１３とを備え、これに
加えて搬送ベルト１１により搬送されたモジュール基板
を表裏反転する基板反転部１４を備えている。

【００１６】上記捺印装置１０の構成の中で、まず搬送
ベルト１１は、モジュール基板の幅に応じて並行配置さ
れた一対のベルト構造となっており、それぞれの搬送ベ
ルト１１は３個のローラ１５と、搬送モータ１６の回転
軸に取り付けられたプーリ１７とによって張設されてい
る。

【００１７】駆動テーブル１２は、搬送ベルト１１のほ
ぼ中間位置に配置されており、その下面側にはテーブル
駆動機構が連結されている。すなわち、駆動テーブル１
２の下面側には支持ブロック１８を介してインデックス
ユニット１９が設けられており、このインデックスユニ
ット１９にはテーブル回転用モータ２０が連結されてい
る。また、上記インデックスユニット１９及びテーブル
回転用モータ２０を支持する支持プレート２１には、Ｘ
軸スライドテーブル２２及びＹ軸スライドテーブル２３
を介して、駆動シリンダー２４及び上下スライドユニッ
ト２５，２５が取り付けられている。さらに、Ｘ軸スラ
イドテーブル２２にはＸ軸モータ２６が取り付けられ、
Ｙ軸スライドテーブル２３には図示せぬＹ軸モータが取
り付けられている。

【００１８】一方、駆動テーブル１２の上方には搬送ベ
ルト１１を介して捺印部１３が配置されており、この捺
印部１３の構成については従来の捺印装置とほぼ同様で
あるため説明を省略する。

【００１９】基板反転部１４は、搬送ベルト１１の一端
側に隣接して配置されている。この基板反転部１４の構
成においては、図４にも示すように、左右一対の支持ア
ーム２７に反転軸２８がそれぞれ回転自在に軸支されて
おり、さらに各反転軸２８には反転ブロック２９が固定
されている。また、反転ブロック２９の内部には左右一
対の反転ベルト３０，３１が上下に一組ずつ設けられて
おり、これらの反転ベルト３０，３１は複数のプーリ３
２，３３によって張設されるとともに、歯車伝動機構３
４やベルト伝動機構３５を介してベルト駆動モータ３６
に連結されている。さらに、反転ブロック２９は反転軸
２８を介してインデックスユニット３７に連結されてお
り、このインデックスユニット３７の一方には反転モー
タ３８が取り付けられるとともに、同他方には反転セン
サ３９が取り付けられている。

【００２０】続いて、本実施例のモジュール基板の自動
組立装置における捺印装置１０の動作について説明す
る。まず、基板繰出装置１から繰り出されたモジュール
基板は、捺印装置１０の搬送ベルト１１上に供給され
る。こうして捺印装置１０に供給されたモジュール基板
は、搬送モータ１６の駆動により循環移動する搬送ベル
ト１１によって搬送される。この時、搬送ベルト１１が
駆動すると同時に、駆動テーブル１２は駆動シリンダー
２４の作動により上昇して所定の高さで待機している。
そして、搬送ベルト１１によって搬送されたモジュール
基板が駆動テーブル１２に設けられた基板ストッパー１
２ａに突き当たると、テーブルの下方に設けられた基板
検出センサ４０から検知信号が出力され、この検知信号
を受けて搬送ベルト１１の駆動が一旦停止する。

【００２１】次に、駆動テーブル１２は、駆動シリンダ
ー２４の作動によってさらに上昇して搬送ベルト１１か
らモジュール基板を受け取り、その後、所定の高さに到
達するとモジュール基板をクランプする。さらにＸ軸モ
ータ２６とＹ軸モータ（不図示）との駆動によりＸ軸ス
ライドテーブル２２とＹ軸スライドテーブル２３とが予
めティーチングされた位置に移動し、これによりモジュ
ール基板が駆動テーブル１２によって所定の捺印位置に
位置決めされる。

【００２２】続いて、モジュール基板の位置決めが完了
すると、捺印部１３が作動して、モジュール基板の所定
位置に捺印インクにより捺印を行う。なお、モジュール
基板の種類によっては、テーブル回転用モータ２０を駆
動させて、インデックスユニット１９により伝達される
回転駆動力により、駆動テーブル１２とともにモジュー
ル基板を回転させながら捺印を行う場合もある。

【００２３】次いで、捺印部１３による捺印動作が終了
すると、駆動テーブル１２は駆動シリンダー２４の作動
によって初期の位置まで下降し、その下降途中でモジュ
ール基板は駆動テーブル１２から搬送ベルト１１に受け
渡される。また、こうしてモジュール基板を受け取った
搬送ベルト１１は再び循環移動を開始し、これによりモ
ジュール基板が基板反転部１４側に搬送される。

【００２４】続いて、基板反転部１４では、搬送ベルト
１１によって送出されたモジュール基板が、先ず下側の
反転ベルト３０上に供給される。そして、ベルト駆動モ
ータ３６の駆動によりモジュール基板は反転ベルト３０
の循環移動とともに搬送され、その後、ベルトの一端側
に設けられた基板ストッパー４１（図２）に突き当た
る。そして、モジュール基板が基板ストッパー４１に突
き当たると同時に、基板検出センサ４２（図４）からは
検知信号が出力され、この検知信号を受けて反転ベルト
３０が停止する。

【００２５】次に、反転モータ３８が駆動し、この駆動
力がインデックスユニット３７，反転軸２８を介して反
転ブロック２９に伝達され、これにより反転ブロック２
９が反転軸２８を支軸に１８０°回転する。この時、反
転ブロック２９の回転とともに反転ベルト３０，３１の
上下関係が反転するため、これに従ってモジュール基板
が表裏反転するとともに、一方（図例では下側）の反転
ベルト３０上から他方（図例では上側）の反転ベルト３
１上へとモジュール基板が乗り移る。そして、ここで反
転ベルト３１が循環移動を開始し、これによりモジュー
ル基板が捺印装置１０から半田印刷装置２に送出され
る。

【００２６】続いて、本実施例の自動組立装置における
モジュール基板の組立方法について説明する。まず、基
板繰出装置１から繰り出されたモジュール基板を捺印装
置１０に取り込み、そこでモジュール基板に捺印インク
で文字等を捺印する（捺印工程）。次に、捺印装置１０
から送出されたモジュール基板を半田印刷装置２に取り
込み、そこでモジュール基板に半田ペーストを印刷する
（半田印刷工程）。続いて、半田印刷装置２から送出さ
れたモジュール基板をパッケージ搭載装置３に取り込
み、そこでモジュール基板に半田ペーストを介して半導
体パッケージを仮付けする（パッケージ搭載工程）。次
いで、パッケージ搭載装置３から送出されたモジュール
基板を加熱装置４に取り込み、そこでモジュール基板を
所定の温度に加熱して、半導体パッケージを半田付けす
ると共に、捺印インクを硬化乾燥させる（熱処理工
程）。最後は、加熱装置４から送出されたモジュール基
板を順次、基板収容装置５に収容する。

【００２７】このように本実施例のモジュール基板の組
立方法においては、従来より別々に行われていた捺印イ
ンクの硬化乾燥と半導体パッケージの半田付けとを、共
通の熱処理工程によって行うようにしたので、従来にお
いて捺印インクの硬化乾燥に必要とされていた処理時間
がモジュール基板の組立工数から削減される。

【００２８】また、本実施例のモジュール基板の自動組
立装置では、半導体パッケージの実装工程と基板の捺印
工程とが一貫した自動化ラインとして構成されているた
め、工程間の部品搬送や捺印装置への部品供給などの作
業が不要となる。

【００２９】加えて、本実施例のモジュール基板の自動
組立装置においては、モジュール基板に捺印する際に、
捺印装置１０の捺印部１３に対してモジュール基板が駆
動テーブル１２によって高精度に位置決めされるように
なっているため、捺印文字の曲がりや位置ずれ等の捺印
ミスの発生が防止される。

【００３０】なお、上記実施例の組立方法では、捺印工
程の後に半田印刷工程とパッケージ搭載工程を設けて、
その後、熱処理工程を設けるようにしたが、本発明はこ
れに限らず、例えば半田印刷工程とパッケージ搭載工程
の後に捺印工程を設けるようにしたり、あるいは半田印
刷工程とパッケージ搭載工程との間に捺印工程を設ける
ようにしてもよく、熱処理工程の前工程、つまり捺印工
程、半田印刷工程、パッケージ搭載工程の順序に特に限
定されるものではない。このことは、自動組立装置にお
ける捺印装置１０の設置位置についても同様のことがい
える。

【００３１】また、本実施例の自動組立装置における捺
印装置１０の構成においては、搬送ベルト１１により搬
送されたモジュール基板を表裏反転する基板反転部１４
を設けるようにしたが、これはモジュール基板のパッケ
ージ実装面と捺印処理面とが異なる場合に、モジュール
基板のパッケージ実装面を上向きにして半田印刷装置２
やパッケージ搭載装置３に送出するためのものであり、
パッケージ実装面と捺印処理面とが同一面である場合は
特に必要となるものではない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のモジュー
ル基板の組立方法によれば、従来より別々に行われてい
た捺印インクの硬化と基板への部品の固定とを、共通の
熱処理工程によって行い、これによって捺印インクを硬
化させるための熱処理と基板へ部品を固定するための熱
処理とを統合するようにしたので、従来において捺印イ
ンクの硬化に必要とされていた処理時間がモジュール基
板の組立工数が削減され、これによりモジュール基板の
組立工数の低減が図られる。

【００３３】また、本発明のモジュール基板の自動組立
装置においては、基板への捺印、基板への接着剤の供
給、および基板への部品の搭載が、一貫した自動化ライ
ンとして構成されるため、工程間の部品搬送や捺印装置
への部品供給などの作業が不要となり、これにより極め
て効率的にモジュール基板の組立を行うことが可能とな
る。

【００３４】加えて、本発明のモジュール基板の自動組
立装置においては、基板に捺印する際に、捺印装置の捺
印部に対して基板が駆動テーブルによって高精度に位置
決めされるため、捺印文字の曲がりや位置ずれ等の捺印
ミスの発生が防止され、これによりモジュール基板の品
質及び歩留まりの向上が図られる。さらに、これらの附
帯効果として、モジュール基板の製造コストが大幅に低
減することも期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるモジュール基板の自動組立装置
の実施例を説明する図である。

【図２】実施例の自動組立装置における捺印装置の構成
を示す側面図である。

【図３】実施例の自動組立装置における捺印装置の構成
を示す平面図である。

【図４】捺印装置における基板反転部の正面図である。

【図５】従来におけるモジュール基板の自動組立装置を
説明する図である。

【符号の説明】

１ 基板繰出装置 ２ 半田印刷装置 ３ パッケージ搭載装置 ４ 加熱装置 １０ 捺印装置 １１ 搬送ベルト １２ 駆動テーブル １３ 捺印部 １４ 基板反転部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を準備する工程と、 加熱により硬化する捺印インクを用いて前記基板に捺印
   を行う工程と、 前記基板に熱溶解性の接着剤を介して部品を搭載する工
   程と、 前記基板に対して熱処理を施すことにより、前記捺印イ
   ンクを硬化し、前記接着剤により前記部品を前記基板へ
   固定する工程とを有することを特徴とするモジュール基
   板の組立方法。
2. 【請求項２】 基板を繰り出す基板繰出装置と、 前記基板に捺印する捺印装置と、 前記基板に熱溶解性の接着剤を供給する接着剤供給装置
   と、 前記接着剤を介して前記基板に部品を搭載する部品搭載
   装置と、 前記捺印装置により捺印され、かつ、前記部品搭載装置
   により部品が搭載された前記基板を加熱する、前記捺印
   の硬化および前記接着剤による前記基板への部品の固定
   を行うための加熱装置とを含むことを特徴とするモジュ
   ール基板の自動組立装置。
3. 【請求項３】 前記捺印装置は、前記基板繰出装置と前
   記接着剤供給装置との間に配置され、前記基板繰出装置
   から繰り出された前記基板を搬送する搬送ベルトと、前
   記基板の受け渡しを前記搬送ベルトと行い、かつ、前記
   基板を所定の捺印位置に位置決めする駆動テーブルと、
   前記駆動テーブルにより位置決めされた前記基板に捺印
   する捺印部とを備えていることを特徴とする請求項２記
   載のモジュール基板の自動組立装置。
4. 【請求項４】 前記捺印装置は、前記搬送ベルトにより
   搬送された前記基板を表裏反転する基板反転部を備えた
   ことを特徴とする請求項３記載のモジュール基板の自動
   組立装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のモジュール基板の組立方
   法において、 前記捺印は基板の一方の面に施され、前記接着剤は、前
   記捺印が施された後に前記基板の他方の面に供給される
   ことを特徴とするモジュール基板の組立方法。
6. 【請求項６】 加熱により硬化する捺印インクを用いて
   基板に捺印を行う工程と、 前記基板に熱溶解性の接着剤を介して部品を搭載する工
   程と、 前記捺印インクの硬化および前記接着剤により前記部品
   を前記基板へ固定するための熱処理を行う工程とを有す
   ることを特徴とするモジュール基板の組立方法。