JP3739900B2 - テープ状基板のバンプ形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、TABテープなどのテープ状基板に導電性ボールを搭載してバンプを形成するテープ状基板のバンプ形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
TAB(Tape Automated Bonding)テープなどのテープ状の基板にバンプを形成する方法として、導電性ボールを基板の電極上に半田付けする方法が知られている。半田付けは、予め導電性ボールが搭載されたテープ状の基板をリフロー炉内に導入して加熱することにより行われる。加熱の手段としては、一般にヒータにより雰囲気ガスを加熱し、加熱された雰囲気ガスを媒体として導電性ボールを加熱する方法が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、導電性ボールを搭載する工程では、導電性ボールの搭載ミスなどの何らかの処置を要する事象が発生することがある。テープ状基板を対象とするバンプ形成装置でこのような事象が発生した場合には、必要な処置をする間はテープ状基板の送りを停止しなければならないため、この処置をしている間、既に加熱工程に送られたテープ状基板は加熱工程で停留する。
【0004】
従来のバンプ形成装置では、加熱工程に停留している時間中テープ状基板は継続して加熱されるため、加熱工程にあるテープ状基板は必要時間以上加熱されることになる。ところが一般に電子部品やテープ状基板は熱に弱いため、必要時間以上に加熱されると焼損しやすい。
【0005】
このように、従来のバンプ形成装置では、テープ状基板にバンプを形成する場合にテープ状基板の送りを停止すると加熱工程で必要時間以上加熱され、過熱によるテープ状基板の焼損が発生するという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、過熱によるテープ状基板の焼損を防止することができるテープ状基板のバンプ形成方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のテープ状基板のバンプ形成方法は、下面に電子部品が所定間隔で形成され、且つ電子部品の位置に対応する上面に電極が形成されたテープ状基板を長手方向に搬送する搬送手段と、前記電極に導電性ボールを搭載する搭載手段と、この搭載手段より下流側にあって導電性ボールが搭載された前記テープ状基板を加熱して前記導電性ボールを前記電極に半田付けするための予備加熱用の加熱手段及び本加熱用の加熱手段と、前記2つの加熱手段を制御する制御手段とを備えたテープ状基板のバンプ形成装置を用いるバンプ形成方法であって、前記搭載手段による導電性ボールの搭載ミスが発生したならば、予備加熱中及び本加熱中の電子部品については予め設定された加熱処理サイクルが終了するまで加熱を継続し、次いで前記搬送手段により予備加熱が終了した電子部品を本加熱用の加熱手段へ搬送するとともに、導電性ボールが搭載された電子部品を予備加熱用の加熱手段へ送り、前記予備加熱が終了した電子部品を前記本加熱用の加熱手段で加熱する一方、前記予備加熱用の加熱手段による予備加熱を行なわないようにした。
【0011】
【発明の実施の形態】
上記構成の本発明によれば、ボール搭載工程において搭載ミスが発生したならば加熱を停止させることにより、過熱による電子部品の焼損や、加熱が中断されることによる不良品の発生がない。
【0012】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図、図2は同テープ状基板の部分側面図、図3、図4、図5、図6、図7、図8は同テープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図である。まず図1を参照してテープ状基板のバンプ形成装置の構造を説明する。図1において、テープ状の基板1はテープ取り出しリール2に巻回されており、テープ取り出しモータ3により矢印a方向に送られる。基板1の下面には、所定間隔で電子部品4が形成されている。図2に示すように、基板1の上面には、電子部品4の位置に対応して電極4aが所定間隔で多数形成されている。基板1はスプロケット5にガイドされ、搭載手段であるボール搭載部6に送られる。ボール搭載部6では、搭載ヘッド7により基板1の電極4a上に導電性ボールとしての半田ボール8が搭載される。9はボール搭載部の制御部であり、搭載ヘッド7の動作を制御する。
【0013】
ボール搭載部6の下流には、加熱部10が配設されている。加熱部10は加熱室11を備えており、加熱室11の内部には加熱手段としての2つのパルスヒータ12,13が配設されている。なお、加熱手段としては、セラミックヒータやコンスタントヒータ等も使用できる。パルスヒータ12,13はシリンダ14,16のそれぞれのロッド15,17に結合されている。シリンダ14,16のロッド15,17が突出した状態ではパルスヒータ12,13は上昇して基板1の電子部品4に当接する。この状態でパルスヒータ12、13を駆動すると、パルスヒータ12,13は電子部品4を加熱し、更にこの熱が基板1に伝達されて電極4a上の半田ボール8を溶融させる。
【0014】
またシリンダ14,16のロッド15,17が没入した状態では、パルスヒータ12,13は下降して電子部品4と離れており、基板1には熱は伝達されない。シリンダ14,16はシリンダ駆動部18と接続されており、シリンダ駆動部18は制御部9によって制御される。すなわちシリンダ14、16の動作を制御することにより基板1の加熱・非加熱の切り換えが可能となっている。本実施の形態では、制御部9が加熱手段によるテープ状基板1の加熱を制御する制御手段となっている。
【0015】
パルスヒータ12,13は加熱電源部19に接続されており、加熱電源部19は制御部9によって制御される。パルスヒータ12は予備加熱用であり、基板1を150°C程度まで昇温させる。パルスヒータ13は本加熱用であり、予備加熱された基板1を更に加熱してリフロー温度である230°C程度まで昇温させる。すなわち、加熱対象の基板1に応じて、予めパルスヒータ12、13により加熱される加熱処理サイクルが設定されている。
【0016】
加熱室11には窒素ガス供給部20が接続されており、加熱室11内に窒素ガスを供給して半田ボール8の溶融時に無酸素雰囲気を形成する。加熱部10の下流にはスプロケット21が配設されており、スプロケット21にガイドされた基板1はテープ回収モータ23によりテープ回収リール22に巻回されて回収される。すなわち、テープ取り出しモータ3、テープ回収モータ23は、テープ状の基板1を長手方向に送る搬送手段となっている。
【0017】
また、ボール搭載部6と加熱部10の間には作業ステージ50が設けられており、ボール搭載部6から送り出された基板1がリペアなど何らかの処置を必要とする場合には、オペレータによりこの作業ステージ50上で処置が行われる。
【0018】
このテープ状基板のバンプ形成装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。
【0019】
まず図1において、テープ取り出しリール2から取り出されたテープ状の基板1は、ボール搭載部6に送られ、ここで基板1の上面の電極4a(図2参照)上に、搭載ヘッド7により半田ボール8が搭載される。次いで、基板1は下流側の加熱部10へ送られ、加熱室11内でパルスヒータ12により予備加熱され、次にパルスヒータ13により本加熱されて電極4a上の半田ボール8が溶融し、基板1の電極4a上で半田バンプ8’を形成する。この後、基板1は下流に送られ、テープ回収リール22に巻回されて回収される。
【0020】
ところで、上記工程において、ボール搭載部6で何らかの異常が発生し、半田ボール8が正常に基板1に搭載されないことがある。このような場合の処置の例について、図3〜図8を参照して説明する。図3において、4A,4B,4C・・・は電子部品であり、先行順にアルファベットの添字を付している。電子部品4Aは既に半田バンプ8’が形成され、電子部品4B,4Cはそれぞれ本加熱中、予備加熱中である。電子部品4Dは半田ボール8の搭載後、加熱室11の上流で待機している。ボール搭載部6では電子部品4E対応する電極4aに搭載ヘッド7により半田ボール8が搭載されている。
【0021】
ここで、半田ボール8の搭載ミスが発生し、電子部品4Eに対応する電極4aの1つに半田ボール8が搭載されないままとなっている場合を想定してこのような場合に行われる処置を説明する。搭載ミスが発生した場合には、電子部品4Eをこのままの状態で下流の加熱部10に送ることはできないため、基板1の送りを停止した上で以下に述べる処置が採られる。
【0022】
まず、図3の状態で加熱中のもの、すなわち予備加熱中の電子部品4C、本加熱中の電子部品4Bについては、予め設定された加熱処理サイクルが終了するまで加熱を継続し、その後パルスヒータ12、13を下降させて加熱を停止する。すなわち電子部品4Bについては半田バンプ8’の形成を完了させ、また電子部品4Cについては、設定の予備加熱温度まで昇温させる。
【0023】
次に図4に示すように、テープ回収リール22を矢印b方向に回転させて基板1を下流側へ1ピッチ分だけ送る。これにより、予備加熱を終了した電子部品4Cはパルスヒータ13の位置まで送られ、ここで本加熱されて半田バンプ8’が形成される。このとき、半田ボール8が搭載された状態の電子部品4Dは予備加熱のパルスヒータ12の位置まで送られるが、電子部品4Dはボール搭載部6での搭載ミス発生時にはまだ加熱工程に到達していなかったため、ここでは予備加熱は行われない。
【0024】
上記説明では半田ボール8が搭載ヘッド7の下面に残留する搭載ミスの場合について述べたが、上記処置はこれ以外にも何らかの処置を要するものとして予め設定された稼働状況が発生した場合、例えば半田ボール8の品切れなどの事象が発生した場合にも行われるものである。
【0025】
次に、搭載ミスが発生した電子部品4Eの処置について説明する。図5で示すように、作業ステージ50にて電子部品4Eのリペアを行う。ここでは、電子部品4Eから搭載ミスとなった半田ボール8をすべて除去するとともに、搭載ヘッド7の下面に残留した半田ボール8を除去する。このリペア作業はもちろん図4に示す電子部品4Cの本加熱と併行して行ってもよい。また、このリペア作業の間はパルスヒータ12,13は加熱を停止している。
【0026】
次に、リペア作業が終了したならば、図6に示すように、テープ取り出しリール2を矢印d方向に逆回転させ、基板1を上流側(矢印e)へ戻して電子部品4Eをボール搭載部6に戻す。そして電子部品4Eの電極4a上には、再び搭載ヘッド7により半田ボール8が搭載される。このとき、電子部品4Cおよび4Bは加熱部10にあるが、これらは既に加熱工程を終えているので、パルスヒータ12,13は停止している。
【0027】
次に、電子部品4Eへの半田ボール8の搭載が終了したならば、図7に示すように基板1を下流側へ送り(矢印f参照)、ボール搭載部6には新たな電子部品4Fが送られ、電子部品4Fに半田ボール8が搭載される。また、加熱部10では、電子部品4Dがパルスヒータ12により予備加熱されるが、電子部品4Dに先行する電子部品4Cは、図4に示す工程にて既に本加熱を終了しているので、ここでは加熱は行われず、パルスヒータ13は下降して停止している。
【0028】
電子部品4Dの予備加熱が終了すると基板1は下流に送られ、図8に示すように、ボール搭載部6には新たな電子部品4Gが送られる。加熱部10では、半田ボール8が搭載された電子部品4Eがパルスヒータ12によって予備加熱され、またパルスヒータ13は予備加熱を終えた電子部品4Dを本加熱する。これ以降については、ボール搭載部6、加熱部10ともに通常の処理サイクルに従って動作を行う。すなわち、ボール搭載部6は、上流側から送られる電子部品4上に半田ボール8を搭載し、加熱部10ではパルスヒータ12,13はそれぞれ所定時間だけ電子部品4を加熱する。
【0029】
以上説明したように、半田ボール8を搭載するボール搭載工程において、半田ボール8の搭載ミスなどの事象が発生し、何らかの処置を要するものとして予め設定された稼働状況となったならば、加熱部10にてその事象が発生した時点で加熱処理中の電子部品4については、設定通りの加熱処理サイクルを終了させた後に加熱部10の駆動を停止することにより、電子部品4を過熱により焼損することなく、発生した事象に対する処置を行うことができる。
【0030】
(実施の形態2)
図9は、本発明の実施の形態2のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図である。まず図9を参照してテープ状基板のバンプ形成装置の全体構造を説明する。なお、図1と同一の要素については同一符号を付して説明を省略する。図9において、ボール搭載部6の下流側には加熱部30が配設されている。加熱部30は、加熱室31を備えており、加熱室31は隔壁32により2つの加熱ゾーン、すなわち予備加熱ゾーンZ1および本加熱ゾーンZ2に分割されている。加熱ゾーンZ1,Z2の天井面には、透光性の蓋部材33が装着されている。
【0031】
加熱室31の上方には、2つのスライドテーブル34,36が水平方向に配設されており、スライドテーブル34,36はそれぞれモータ35,37を備えている。スライドテーブル34,36には加熱手段としてのレーザガン38,39が装着されており、レーザガン38,39は光源40,41に接続されている。光源40,41を駆動することにより、レーザガン38,39はソフトビームのレーザ光を予備加熱ゾーンZ1および本加熱ゾーンZ2内の基板1上の半田ボール8に照射する。従って、モータ35,37を駆動しながらレーザガン38,39によりレーザ光を照射すると、加熱室31内で基板1上の半田ボール8を端部から順に加熱して溶融させる。
【0032】
加熱室31には配管42を介して窒素ガス供給部43が接続されている。窒素ガス供給部43は加熱室31内に窒素ガスを供給し、半田ボール8の加熱時に無酸素雰囲気を形成する。制御部44は、テープ送りモータ3、搭載ヘッド7、モータ35,36、光源40,41、窒素ガス供給部43およびテープ回収モータ23を制御する。
【0033】
このテープ状基板のバンプ形成装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。ボール搭載部6にて電極4a(図2参照)上に半田ボール8が搭載された基板1は、下流側の加熱部30へ送られる。加熱部30では、加熱室31内の基板1上の半田ボール8に対してレーザガン38,39によりソフトビームのレーザ光が照射される。このとき、レーザ光はスライドテーブル34,36を駆動してレーザガン38,39を移動させることにより半田ボール8を端から順に狙って照射される。光源40,41の出力および照射時間を制御することにより、予備加熱ゾーンZ1、本加熱ゾーンZ2における加熱温度が制御される。
【0034】
またレーザ光による加熱はエネルギーを直接基板1上の半田ボール8に伝達する方式であるため、加熱の開始時及び停止時の応答性に優れており、光源40,41の制御のみで電子部品4に対する加熱・非加熱を即座に切り換えることができる。従って、ボール搭載部6で何らかの事象が発生し、処置を要する稼働状況となって基板1の送りを停止した場合でも加熱を即座に停止することができ、電子部品4を必要時間以上加熱することによる焼損が発生しない。
【0035】
なお、ボール搭載部6で何らかの処置を要する稼働状況が発生した場合に取られる処置については、実施の形態1と同様である。
【0036】
【発明の効果】
本発明のバンプ形成方法によれば、過熱による電子部品の焼損や、加熱が中断されることによる不良品の発生がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図
【図2】本発明の実施の形態1のテープ状基板の部分側面図
【図3】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図4】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図5】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図6】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図7】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図8】本発明の実施の形態1のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図9】本発明の実施の形態2のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図
【符号の説明】
1 テープ状基板
2 テープ取り出しリール
3 テープ取り出しモータ
4 電子部品
6 ボール搭載部
7 搭載ヘッド
8 半田ボール
9 制御部
10,30 加熱部
11,31 加熱室
12,13 パルスヒータ
14,16 シリンダ
19 加熱電源部
20,43 窒素ガス供給部
22 テープ回収リール
23 テープ回収モータ
34,36 スライドテーブル
38,39 レーザガン
Claims (1)
- 下面に電子部品が所定間隔で形成され、且つ電子部品の位置に対応する上面に電極が形成されたテープ状基板を長手方向に搬送する搬送手段と、前記電極に導電性ボールを搭載する搭載手段と、この搭載手段より下流側にあって導電性ボールが搭載された前記テープ状基板を加熱して前記導電性ボールを前記電極に半田付けするための予備加熱用の加熱手段及び本加熱用の加熱手段と、前記2つの加熱手段を制御する制御手段とを備えたテープ状基板のバンプ形成装置を用いるバンプ形成方法であって、前記搭載手段による導電性ボールの搭載ミスが発生したならば、予備加熱中及び本加熱中の電子部品については予め設定された加熱処理サイクルが終了するまで加熱を継続し、次いで前記搬送手段により予備加熱が終了した電子部品を本加熱用の加熱手段へ搬送するとともに、導電性ボールが搭載された電子部品を予備加熱用の加熱手段へ送り、前記予備加熱が終了した電子部品を前記本加熱用の加熱手段で加熱する一方、前記予備加熱用の加熱手段による予備加熱を行なわないことを特徴とするテープ状基板のバンプ形成方法。
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JP21151897A JP3739900B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | テープ状基板のバンプ形成方法 |
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JP21151897A JP3739900B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | テープ状基板のバンプ形成方法 |
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JPH1154569A JPH1154569A (ja) | 1999-02-26 |
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JP2008041733A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品実装装置および基板加熱方法 |
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