JP3473543B2 - 電子部品実装装置用の板状ワーク加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品実装装置
の実装位置において基板などの板状ワークの下面に当接
してこの板状ワークを加熱する電子部品実装装置用の板
状ワーク加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板に電子部品を実装する実装方法で
は、電子部品を基板に接合する際に基板の加熱を必要と
する場合が多い。このため電子部品実装装置では、基板
を位置決めして電子部品を実装する実装ステージにおい
て、基板を下面から支持するとともに、基板を加熱する
ことが一般に行われる。この加熱は、基板を下受けする
下受けブロックに発熱手段を内蔵して加熱ブロックと
し、この加熱ブロックの上面に基板を当接させることに
よって行われる。このとき、基板を均一に当接させるた
め、基板の実装領域に対応する部分に開口部が設けられ
たマスクプレートに対して基板の上面を押圧し、基板の
下面を加熱ブロックに押し付けることが行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のマス
クプレートを用いた場合には、加熱ブロックの伝熱面か
ら基板を介してマスクプレートに熱が伝達されて基板の
外縁部から熱が奪われる結果、基板の実装領域において
均熱性が確保されず実装品質にばらつきが生じるという
問題点があった。

【０００４】そこで本発明は、均熱性に優れ均一な実装
品質を確保することができる電子部品実装装置用の板状
ワーク加熱装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
実装装置用の板状ワーク加熱装置は、電子部品実装装置
において板状ワークの下面に当接することによりこの板
状ワークを加熱する電子部品実装装置用の板状ワーク加
熱装置であって、発熱手段を内蔵し前記板状ワークに当
接して熱を伝達する伝熱面を有する加熱ブロックと、前
記板状ワークの加熱対象領域に対応する範囲に開口部が
設けられ前記開口部の外側の外縁部を板状ワークの上面
に対して相対的に押圧することにより板状ワークの下面
を前記伝熱面に当接させるマスクプレートとを備え、前
記伝熱面の前記開口部と外縁部との境界に相当する位置
に、加熱ブロックの内側から外縁に向かって伝熱面に沿
って伝達される熱を遮断する遮熱部が設けられている。

【０００６】請求項２記載の電子部品実装装置用の板状
ワーク加熱装置は、請求項１記載の電子部品実装用の板
状ワーク加熱装置であって、前記遮熱部は、伝熱面に所
定深さで形成された溝部である。

【０００７】本発明によれば、板状ワークを加熱する伝
熱面の開口部と外縁部との境界に相当する位置に、加熱
ブロックの内側から外縁に向かって伝熱面に沿って伝達
される熱を遮断する遮熱部を設けることにより、マスク
プレートを介して外部へ放散される熱量を少なくして板
状ワーク加熱時の均熱性を向上させることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の部分正面図、図２は本発明の一実施の形
態の板状ワーク加熱装置の斜視図、図３は本発明の一実
施の形態の板状ワーク加熱装置の断面図、図４は本発明
の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の部分断面図、図
５は本発明の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の断面
図、図６（ａ）は本発明の一実施の形態の加熱対象のキ
ャリアの斜視図、図６（ｂ）は本発明の一実施の形態の
板状ワーク加熱装置の断面図である。

【０００９】まず図１を参照して電子部品実装装置の構
造について説明する。図１において、搬送路１には板状
ワークである基板２が載置されている。搬送路１の下方
には、基板の位置決め部３が設けられている。搬送路１
は電子部品が実装される基板２を位置決め部３に搬入
し、また実装後の基板２を搬出する。位置決め部３は下
受け部材を兼ねた加熱ブロック４を備えており、加熱ブ
ロック４はシリンダ５によって昇降可能となっている。
シリンダ５によって加熱ブロック４を上昇させることに
より、基板２は下方から持ち上げられ、基板２の上面は
搬送路１の上方に固定配置されたマスクプレート６の下
面に当接する。これにより、基板２は位置決めされると
ともに下面に当接した加熱ブロック４によって加熱され
る。従って、位置決め部３は板状ワーク加熱装置を兼ね
たものとなっている。

【００１０】位置決め部３の上方は電子部品の実装部と
なっており、実装部には実装ヘッド７が昇降可能に配設
されている。実装ヘッド７は吸着ノズル８を備えてお
り、吸着ノズル８は電子部品９を吸着して保持する。加
熱ブロック４によって加熱された基板２に対して実装ヘ
ッド７を下降させ、保持した電子部品９を基板２に対し
て押圧しながら所定時間保持することにより、電子部品
９は基板２の表面に温度と荷重によって実装される。

【００１１】次に図２を参照して板状ワーク加熱装置に
ついて説明する。図２に示すように、基板加熱装置は内
部に発熱体１０を内蔵した方形ブロック状の加熱ブロッ
ク４と、加熱ブロック４の上方に配設されたマスクプレ
ート６を備えている。加熱ブロックは、電子部品実装時
の基板２の下受け部材を兼ねたものとなっており、加熱
ブロックの上面には吸着孔４ａが設けられている（図３
も参照）。加熱ブロック４の上面に基板２を載置した状
態で、加熱ブロック４内部に設けられた吸引孔４ｂを介
して真空吸引することにより、基板２は加熱ブロック４
の上面に真空吸着により固定される。

【００１２】マスクプレート６には、基板２の加熱対象
領域である電子部品実装領域Ａ（図３参照）に対応した
範囲に開口部６ａが設けられており、マスクプレート６
を基板２の上面に押し当てた状態で開口部６ａを介して
基板２へ電子部品の実装が行えるようになっている。加
熱ブロック４の上面に実装対象の基板２を載置し、吸着
孔４ａによって基板２を吸着固定した状態で発熱体１０
を駆動することにより、加熱ブロック４の上面から基板
２へ熱が伝達される。すなわち、加熱ブロック４の上面
は基板２に当接して熱を伝達する伝熱面４ｄとなってい
る。

【００１３】このとき、シリンダ５によって加熱ブロッ
ク４を上昇させて、マスクプレート６に対して基板２の
上面を相対的に押圧する。これにより、基板２の下面は
伝熱面４ｄに押圧されて密着性が向上し、伝熱面４ｄか
ら基板２への熱伝達が促進される。

【００１４】図２、図３に示すように加熱ブロック４の
伝熱面４ｄの、マスクプレート６の開口部６ａと外縁部
との境界に相当する位置には、縦横方向にスリット状の
溝部４ｃが形成されている。この溝部４ｃは、加熱ブロ
ック４の内側から外縁に向かって伝熱面４ｄに沿って伝
達される熱を遮断できるような深さに設定される。

【００１５】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、次に動作について説明する。図１におい
て、実装対象の基板２が搬送路１上を位置決め部３に搬
送される。次いで、シリンダ５を駆動して加熱ブロック
４を上昇させる。これにより、基板２は加熱ブロック４
によって持ち上げられ、基板２の上面はマスクプレート
６の下面に当接し、基板２は位置決めされる。

【００１６】そして発熱体１０を駆動することにより、
加熱ブロック４は伝熱面４ｄを介して基板２に熱を伝
え、これにより基板２は加熱される。そして加熱された
基板２の電子部品実装領域（図３に示す範囲Ａ）に開口
部６ａを介して電子部品９が実装される。この実装は、
実装ヘッド７によって電子部品９を基板２上に搭載し、
所定荷重で所定時間押圧することにより行われる。

【００１７】この実装作業において、ばらつきのない実
装品質を確保するためには、基板２の電子部品実装領域
Ａ内の各実装点が均一な温度条件に保たれることが必要
とされる。以下、図４を参照して本実施の形態の基板加
熱装置による基板２の加熱過程について説明する。この
加熱過程において、伝熱面４ｄの前述位置に溝部４ｃを
設けていることにより、以下に説明するような効果を得
ることができる。

【００１８】発熱体１０を駆動することにより加熱ブロ
ック４は昇温するが、このとき加熱ブロック４の溝部４
ｃよりも内側の伝熱面４ｄ（図４に示す範囲Ｃ）は、発
熱体１０と近接していることから速やかに昇温し、した
がってこの範囲Ｃの伝熱面と密着している基板２（破線
ハッチング部）は良好に加熱される。

【００１９】これに対し、加熱ブロック４上面の溝部４
よりも外側の範囲Ｂでは、この範囲の基板２からマスク
プレート６の外縁部に熱が伝達されて（矢印ａ参照）常
に放熱状態にあり、またこの範囲は発熱体１０から隔た
っており熱の供給量が低いことから、範囲Ｃと比較して
常に温度は低い。したがって範囲Ｂと範囲Ｃの間には温
度差が生じている。この温度差は、加熱ブロック４の内
部において内側から外縁部へ向かっての熱流束を生じさ
せる要因となる。

【００２０】しかしながら、加熱ブロック４には範囲Ｂ
と範囲Ｃの境界部分に溝部４ｃが設けられているため、
溝部４ｃがない場合に発生する熱流束（図４に示す鎖線
矢印ｂ参照）は、溝部４ｃによって遮断される。すなわ
ち、溝部４ｃは加熱ブロック４の内側から外縁に向かっ
て伝熱面４ｄに沿って伝達される熱を遮断する遮熱部と
なっている。

【００２１】したがって、伝熱面４ｄの範囲ｃに対応し
た基板２の電子部品実装領域は常に良好に加熱された状
態の伝熱面４ｄ（範囲Ｃ）によって加熱され均熱性が保
たれている。これにより加熱状態の差に起因する実装品
質のばらつきを防止するとともに、マスクプレート６の
外縁部を介して伝達され外部に放散される熱量を少なく
して、加熱効率を向上させることができる。

【００２２】なお、ここでは遮熱部としてスリット状の
溝部４ｃを設ける例を示しているが、前記境界に相当す
る位置に断熱性の材質より成る遮熱部材を介在させるよ
うにしてもよい。また図５に示すように、外縁部の下面
が平坦なマスクプレート６を用いる替わりに、下面に基
板２の上面と当接する突起部１１が設けられたマスクプ
レート６’を用いるようにしてもよい。突起部１１は開
口部６’ａの周囲に沿って連続してまたは断続して設け
られる。このように突起部１１を設けることにより、基
板２からマスクプレート６に伝達されて放散される熱量
を少なくすることができる。

【００２３】図６は、加熱対象が電子部品が実装される
パッケージ基板を収容するキャリアである例を示してい
る。図６（ａ）に示すように、板状ワークであるキャリ
ア１２には、電子部品である半導体チップ１４が搭載さ
れるパッケージ基板１３を収容する凹部１２ａが多数設
けられている。半導体チップ１４をパッケージ基板１３
に実装する際には、パッーケージ基板１３がキャリア１
２によって保持された状態で実装装置に搬送され実装が
行われる。

【００２４】図６（ｂ）は、パッケージ基板１３を凹部
１２ａ内に収容したキャリア１２が実装位置の加熱ブロ
ック４’上に載置され、キャリア１２の上面がマスクプ
レート６の下面に押し当てられた状態を示している。こ
の状態で、加熱ブロック４’に設けられた吸着孔４’
ａ、吸引孔４’ｂから真空吸引することにより、各パッ
ケージ基板１３は凹部１２ａ内の吸着孔に吸着固定され
る。

【００２５】発熱体１０を駆動することにより、キャリ
ア１２は加熱ブロック４’を介して加熱され、これによ
りキャリア１２に保持されたパッケージ基板１３は半導
体チップ１４の実装に適した温度まで加熱される。この
場合においても、加熱ブロック４’の伝熱面４’ｄには
溝部４’ｃが設けられていることから、キャリア１２の
凹部１２ａが存在する加熱対象領域、すなわちマスクプ
レート６’の開口部６’ａに対応する流域は、上述の実
施の形態に示す場合と同様に均熱性が保たれている。し
たがって、実装時には各凹部１２ａは均一な温度に保た
れ、実装品質のばらつきを防止できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、板状ワークを加熱する
伝熱面の開口部と外縁部との境界に相当する位置に、加
熱ブロックの内側から外縁に向かって伝熱面に沿って伝
達される熱を遮断する遮熱部を設けたので、マスクプレ
ートを介して外部へ放散される熱量を少なくして板状ワ
ーク加熱時の均熱性を向上させ、実装品質のばらつきを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分正面図

【図２】本発明の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の
斜視図

【図３】本発明の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の
断面図

【図４】本発明の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の
部分断面図

【図５】本発明の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の
断面図

【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の加熱対象のキャ
リアの斜視図 （ｂ）本発明の一実施の形態の板状ワーク加熱装置の断
面図

【符号の説明】

２ 基板 ３ 位置決め部 ４ 加熱ブロック ４ｃ 溝部 ４ｄ 伝熱面 ６ マスクプレート ６ａ 開口部 ９ 電子部品 １０ 発熱体 １２ キャリア

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品実装装置において板状ワークの下
   面に当接することによりこの板状ワークを加熱する電子
   部品実装装置用の板状ワーク加熱装置であって、発熱手
   段を内蔵し前記板状ワークに当接して熱を伝達する伝熱
   面を有する加熱ブロックと、前記板状ワークの加熱対象
   領域に対応する範囲に開口部が設けられ前記開口部の外
   側の外縁部を板状ワークの上面に対して相対的に押圧す
   ることにより板状ワークの下面を前記伝熱面に当接させ
   るマスクプレートとを備え、前記伝熱面の前記開口部と
   外縁部との境界に相当する位置に、加熱ブロックの内側
   から外縁に向かって伝熱面に沿って伝達される熱を遮断
   する遮熱部が設けられていることを特徴とする電子部品
   実装装置用の板状ワーク加熱装置。
2. 【請求項２】前記遮熱部は、伝熱面に所定深さで形成さ
   れた溝部であることを特徴とする請求項１記載の電子部
   品実装装置用の板状ワーク加熱装置。