部品実装が施される部品の多種多様化、高機能化、及び微小化・薄型化が益々図られている現状においては、電子部品の形成材料の開発進歩により部品本体部全体としての耐熱性を向上させることを可能としながら、その一方で、多種多様化や高機能化された機能を実現するために、部品本体部の中の一部に特殊な材料が用いられ、当該部分がさらに耐熱性の低い弱耐熱部であるというような場合も存在する。例えば、このような電子部品としては、CCDを内蔵した電子部品があり、上記弱耐熱部としては、上記内蔵されたCCD上に配置されたカラーフィルタ等がある。
しかしながら、このような弱耐熱部は、上記接合電極部に近接されて配置されているような場合もあり、このような場合にあっては、従来のような方法では、部品本体部全体としては略冷却することができても、加熱される上記接合電極部の近傍に位置される上記弱耐熱部を、十分に冷却することができないような場合もある。このような場合にあっては、上記弱耐熱部に熱的なダメージを与えてしまい、電子部品として機能することができなくなるという問題がある。また、このような問題は、電子部品の微小化や薄型化が進むに連れて、顕著となる傾向がある。
従って、このような電子部品の回路基板への実装においては、上記弱耐熱部への熱的なダメージを防止するため、作業者による手作業による半田付けにて、当該電子部品を回路基板に実装しているというのが実情である。当然にこのような手段では、効率的な部品実装を行うことができず、また、その自動化も困難であるという問題がある。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、基板の電極への接合部と、上記基板の電極と上記接合部とを互いに接合するための接合材料の融点よりもその耐熱温度が低い弱耐熱部とを有する部品を、上記基板の電極と上記接合部との間に上記接合材料を介在させて、上記基板に接合する際に、上記弱耐熱部への熱的な損傷の発生を防止しながら、上記接合材料の加熱溶融を行い、確実に上記部品を基板に接合することができる部品接合装置及び方法、並びに部品実装装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第1態様によれば、基板の電極への接合部と、上記基板の電極と上き接合部とを互いに接合するための接合材料の融点よりもその耐熱温度が低い弱耐熱部(特に、上記接合部の近傍に配置されているような上記弱耐熱部)とを有する部品が、上記基板の電極と上記接合部との間に上記接合材料を介在させて装着された上記基板を載置する載置部材と、
上記載置部材を加熱して上記載置部材に接触される上記基板を加熱し、上記接合材料を溶融させる加熱装置と、
上記加熱装置より上記基板(上記載置部材、上記接合部)を介して上記弱耐熱部に伝達される熱量を減少させて、上記弱耐熱部への熱的な影響を防止するように、上記弱耐熱部若しくはその近傍を冷却する弱耐熱部冷却装置とを備え、
上記弱耐熱部冷却装置により上記冷却を行いながら、上記加熱装置により上記接合材料を溶融させて、固化させることにより、当該接合材料を介材させて上記部品を上記基板に接合することを特徴とする部品接合装置を提供する。
本発明の第2態様によれば、上記弱耐熱部冷却装置は、上記弱耐熱部若しくはその近傍において接触されることにより、上記部品から上記熱量を伝達させることでもって上記冷却を行う冷却部材を備える第1態様に記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第3態様によれば、上記冷却部材による冷却は、上記加熱装置による上記接合材料の溶融の際に、上記弱耐熱部の温度が、その耐熱温度以下となるように行なわれる第2態様に記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第4態様によれば、上記弱耐熱部は、上記部品の内部に配置されており、上記冷却部材は、上記弱耐熱部の近傍(における上記部品の外面)を介して、間接的に上記弱耐熱部に接触される第2態様又は第3態様に記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第5態様によれば、上記冷却部材は、上記基板を介して上記弱耐熱部と間接的に接触される第2態様又は第3態様に記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第6態様によれば、上記載置部材は、上記基板の上記電極の形成位置の近傍にて(すなわち、上記基板の一の面における上記電極の形成位置(領域)に対応する他の面の位置(領域)にて)、上記基板の一部に接触して、上記基板が載置される載置面を有する第2態様から第5態様のいずれか1つに記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第7態様によれば、上記載置部材に接続され、上記基板を上記載置部材に吸着保持させる吸引装置をさらに備える第2態様から第6態様のいずれか1つに記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第8態様によれば、上記冷却部材は、その内部に冷却流体が通過可能な冷却流体用通路を有し、当該冷却流体用通路に上記冷却流体を通過させることにより、上記部品より上記冷却部材に伝達される熱量を除去可能である第2態様から第7態様のいずれか1つに記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第9態様によれば、上記弱耐熱部冷却装置は、上記冷却部材の上記接触の位置と当該接触を解除可能な位置との間で、上記冷却部材を移動させる冷却部材移動装置を、さらに備える第2態様から第8態様のいずれか1つに記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第10態様によれば、上記弱耐熱部冷却装置は、上記冷却部材を上記載置部材に対向して備え、上記冷却部材移動装置により上記冷却部材を上記接触の位置に位置させることにより、上記部品が装着された上記基板の上記載置部材への載置位置を保持する第9態様に記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第11態様によれば、上記冷却部材は、上記部品の形成材料よりも、熱伝導率が高い材料で形成されている第2態様から第10態様のいずれか1つに記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第12態様によれば、上記加熱装置による上記載置部材の温度を一定の温度に制御可能であって、上記一定の温度に制御された上記載置部材と上記基板との接触時間と、上記冷却部材と上記部品との接触時間とを、夫々制御することでもって、上記接合材料の加熱温度のプロファイルと、上記弱耐熱部の温度のプロファイルとを制御する制御装置をさらに備える第2態様から第11態様のいずれか1つに記載の部品接合装置を提供する。
本発明の第13態様によれば、上記基板に上記接合材料を介在させて上記部品を装着する部品装着装置と、
第1態様から第12態様のいずれか1つに記載の部品接合装置とを備えることを特徴とする部品実装装置を提供する。
本発明の第14態様によれば、基板の電極への接合部と、上記基板の電極と上記接合部とを互いに接合するための接合材料の融点よりもその耐熱温度が低い弱耐熱部(特に、上記接合部に近接して配置されているような上記弱耐熱部)とを有する部品が、上記基板の電極と上記接合部との間に上記接合材料を介在させて装着された上記基板を、載置部材上に載置し、
上記載置部材に接触された上記基板を加熱することでもって、上記接合材料を加熱しながら、上記弱耐熱部若しくはその近傍に冷却部材を接触させて、上記基板(上記載置部材、上記接合部)を介して上記弱耐熱部に伝達される熱量を、上記冷却部材に伝達させることでもって減少させて、上記弱耐熱部の温度をその耐熱温度以下に保ちながら、上記接合材料を溶融させて、
その後、上記接合材料を固化させることにより、上記接合材料を介在させて上記部品を上記基板に接合することを特徴とする部品接合方法を提供する。
本発明の第15態様によれば、上記弱耐熱部は、上記部品の内部に配置されており、上記冷却部材は、上記弱耐熱部の近傍を介して、間接的に上記弱耐熱部に接触される第14態様に記載の部品接合方法を提供する。
本発明の第16態様によれば、上記基板の加熱により上記接合材料の温度がその融点以上の温度に保持されて当該接合材料の溶融が完了するまでに、上記弱耐熱部の温度が上記耐熱温度以下の温度となるように、当該弱耐熱部の温度上昇が抑えられている第14態様又は第15態様に記載の部品接合方法を提供する。
本発明の第17態様によれば、上記載置部材は一定の加熱温度に保持されており、当該載置部材と上記基板との接触時間と、上記冷却部材と上記部品との接触時間とを夫々制御することでもって、上記接合材料の加熱温度のプロファイルと、上記弱耐熱部の温度のプロファイルとを制御する第14態様から第16態様のいずれか1つに記載の部品接合方法を提供する。
本発明の上記第1態様によれば、基板の電極への接合部と、接合材料の融点よりもその耐熱温度が低い弱耐熱部とを有する部品が、上記接合材料を介在させて装着された上記基板を載置部材に載置させて、加熱装置により当該載置部材を加熱して、上記載置部材に接触されている上記基板を加熱することでもって、上記接合材料を溶融する際に、当該加熱により上記弱耐熱部に伝達される熱量を減少させて上記弱耐熱部への熱的な損傷を防止するように、弱耐熱部冷却装置でもって上記弱耐熱部若しくはその近傍を冷却することができる。従って、上記接合材料の加熱による確実な溶融を行ないながら、当該加熱による上記弱耐熱部への熱的な損傷の発生を未然に防止することができる。
例えば、上記部品において、上記接合材料の加熱により上記接合部等を介して伝達される熱量が、上記弱耐熱部の耐熱性(すなわち、上記接合材料の融点よりもその耐熱温度が低いという耐熱性)により当該弱耐熱部に熱的な損傷を与える程度に、上記弱耐熱部が上記接合部に近接して配置されているような場合にあっては、従来のリフロー装置(部品接合装置)においては、上記接合材料を加熱しながら上記弱耐熱部を冷却すると、上記近接な配置により夫々の加熱又は冷却の影響を他方に与えてしまうこととなり、上記接合材料の確実な加熱溶融と上記弱耐熱部の保護とを両立することが困難であった。
このような場合であっても、上記第1態様によれば、上記加熱装置により上記載置部材を加熱することでもって、上記加熱装置に接触している上記基板を加熱して、上記基板の電極上に配置されている上記接合材料の加熱溶融を可能としていることより、上記部品の本体に伝達される熱量自体を低減させることができる。また、上記弱耐熱部冷却装置による冷却は、上記弱耐熱部若しくはその近傍というように局所的に行なうことができるため、当該冷却により上記弱耐熱部に伝達される熱量を確実に低減させることを可能としながら、当該冷却による上記加熱への影響を最小限に抑えることができる。従って、上記接合材料の確実な加熱溶融と上記弱耐熱部の保護とを両立することができる部品接合装置を提供することができる。
本発明の上記第2態様によれば、上記弱耐熱部冷却装置が、上記弱耐熱部若しくはその近傍において接触されることにより、上記熱量を上記部品から伝達させる冷却部材を備えていることにより、当該冷却部材による上記部品への接触でもっての上記弱耐熱部の局所的な冷却を実現することができる。また、上記加熱及び上記冷却が共に、接触でもって行なわれることにより、夫々の接触部分以外へ与える熱的な影響をより低減することができる。従って、互いに近接配置されているような場合であっても、上記接合材料の確実な加熱溶融と上記弱耐熱部の保護とを確実に両立することができる。
本発明の上記第3態様によれば、上記冷却部材による冷却が、上記加熱装置による上記載置部材及び上記基板を介しての上記接合材料の溶融の際に、上記弱耐熱部の温度が、その耐熱温度以下となるように行なわれることにより、上記加熱による上記弱耐熱部への熱的な損傷の発生を未然に防止することができる。
本発明の上記第4態様によれば、上記弱耐熱部が上記部品の内部に配置されているような場合であっても、上記冷却部材が、上記弱耐熱部の近傍の上記部品外周を介して、間接的に上記弱耐熱部に接触されることにより、上記弱耐熱部の局所的かつ確実な冷却を行なうことができる。特に、このように上記弱耐熱部が上記部品の外面に露出することなく、その内部に配置されているような場合にあっては、例えば、従来のように、単に上記部品本体に冷風を吹き付けるだけでは、上記内部に配置されている上記弱耐熱部の局所的かつ確実な冷却は困難な場合があり、このような場合にあっては、上記弱耐熱部に熱的な損傷が発生する可能性も高くなるという問題があるが、上記第3態様により、このような問題の発生を解決することができる。
本発明の上記第5態様によれば、上記冷却部材が上記部品の外面を介して上記弱耐熱部に間接的に接触される場合だけでなく、上記基板を介して上記弱耐熱部に間接的に接触されるような場合であって、上記弱耐熱部の局所的かつ確実な冷却を行なうことができる。
本発明の上記第6態様によれば、上記載置部材が、上記基板における上記電極の形成位置の近傍にて、上記基板と部分的に接触するように上記基板が載置される載置面を有していることにより、当該載置面と上記基板との接触部分にて上記基板を局所的に加熱することができ、上記接合材料の加熱溶融のための上記基板への加熱の熱量を必要最小限のものとすることができ、効率的な加熱溶融を可能としながら、上記弱耐熱部に伝達される熱量を低減させることができる。
本発明の上記第7態様によれば、上記載置部材に接続され、上記基板を上記載置部材に吸着保持させる吸引装置がさらに備えられていることにより、上記載置部材に載置された上記基板を、上記載置部材に密着させることができる。よって、上記載置部材から上記基板への熱伝導性を向上させることができ効率的な加熱を行なうことを可能とし、上記接合材料の溶融のための上記加熱に要する時間を短縮化して、上記加熱により上記弱耐熱部に熱量の積算量を低減させることができ、上記弱耐熱部への熱的な損傷の発生をより確実に防止することができる。
本発明の上記第8態様によれば、上記冷却部材が、その内部に冷却流体が通過可能な冷却流体用通路を有し、当該冷却流体用通路に上記冷却流体を通過させることにより、上記部品より上記冷却部材に伝達される熱量を除去可能であることにより、上記冷却部材による上記接触による上記弱耐熱部の冷却を継続的に安定して行なうことができる。
本発明の上記第9態様によれば、上記弱耐熱部冷却装置が、上記冷却部材の上記接触の位置と当該接触を解除可能な位置との間で、上記冷却部材を移動させる冷却部材移動装置をさらに備えていることにより、上記冷却の必要性に応じて、上記冷却を行なうことができる。
本発明の上記第10態様によれば、上記弱耐熱部冷却装置が、上記冷却部材を上記載置部材に対向して備え、上記冷却部材移動装置により上記冷却部材を上記接触の位置に位置させることにより、上記部品が装着された上記基板の上記載置部材への載置位置を保持することにより、上記基板を上記載置部材に密着させることができ、上記加熱効率を向上させて、上記加熱に要する時間を短縮化することができる。
本発明の上記第11態様によれば、上記冷却部材が、上記部品の形成材料よりも、熱伝導率が高い材料で形成されていることにより、上記弱耐熱部若しくはその近傍に伝達された熱量をより効率的に上記冷却部材に伝達させることができ、確実かつ効率的な冷却を実現することができる。
本発明の上記第12態様によれば、上記接合材料の加熱溶融のための必要な上記温度プロファイルと、上記弱耐熱部の熱的な損傷を防止するための上記温度プロファイルとを、上記基板と上記載置部材との接触時間と、上記冷却部材と上記部品との接触時間の制御で行うことができるため、制御装置の構成を簡単なものとすることを可能としながら、上記弱耐熱部の熱的な損傷の発生の未然防止と、上記接合材料の確実な溶融とを両立して実現することができる。
本発明の上記第13態様によれば、部品装着装置と一体された構成を採ることにより、上記夫々の態様による効果を得ることができる部品実装装置を提供することができる。
本発明の上記第14態様によれば、基板の電極への接合部と、接合材料の融点よりもその耐熱温度が低い弱耐熱部とを有する部品が、上記接合材料を介在させて装着された上記基板を載置部材に載置させて、加熱装置により当該載置部材を加熱して、上記載置部材に接触されている上記基板を加熱することでもって、上記接合材料を溶融しながら、上記弱耐熱部若しくはその近傍に冷却部材を接触させて、当該加熱により上記弱耐熱部に伝達される熱量を上記冷却部材に伝達させて減少させることができる。また、当該冷却部材への熱量の伝達により、上記弱耐熱部の温度がその耐熱温度以下に保たれるため、上記弱耐熱部に熱的な損傷を発生させることもない。従って、上記接合材料の加熱による確実な溶融を行ないながら、当該加熱による上記弱耐熱部への熱的な損傷の発生を未然に防止することができる部品接合方法を提供することができる。
また、本発明のその他の態様によれば、上記基板の加熱により上記接合材料の温度がその融点以上の温度に保持されて当該接合材料の溶融が完了するまでに、上記弱耐熱部の温度が上記耐熱温度以下の温度となるように、当該弱耐熱部の温度上昇が抑えられていることにより、上記加熱による上記弱耐熱部の熱的な損傷の発生を確実に防止を図りながら、上記接合材料の確実な溶融を行なうことができる。
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1の実施形態にかかる部品接合装置の一例である電子部品接合装置101の模式的な外観斜視図を図1に示す。
図1に示すように、電子部品接合装置101は、基板の一例であるフレキシブル回路基板(以降、FPCとする)3の上面に接合材料を介在させて装着された部品を、当該接合材料を加熱溶融(すなわち、リフロー)させることにより、FPC3に接合(すなわち実装)させる装置である。この電子部品接合装置101の具体的な構成を説明するに先立って、このような電子部品接合装置101で取り扱われるFPC及び上記部品の構造について、上記部品が装着された状態のFPC3の模式断面図である図2を用いて以下に説明する。
(CCD内蔵部品、FPCの構造)
図2に示すように、FPC3の上面には、上記部品として、その内部にCCD(Charge Coupled Device)2を内蔵する電子部品の一例であるCCD内蔵部品1が装着されている。CCD内蔵部品1は、略直方体状の外形を有する有低体であるパッケージ部4と、パッケージ部4の上部の開口部と合致して、パッケージ部4の内部空間を密閉する蓋部である水晶カバー部5とを備えている。また、パッケージ部4の内側の内底部には、CCD2が配置されており、当該CCD2は接着材料で形成された接着部6でもって、当該配置が固定されている。また、パッケージ部4の内側には、その内周面に沿って、2つの段部である下側段部4bと上側段部4cとが形成されている。下側段部4bには、CCD2と電気的に接続されるCCD用電極部7が形成されており、リード線8を介して、CCD2とCCD用電極部7とが電気的に接続されている。また、上側段部4cの上面には、水晶カバー部5の下面側の周部が、接着材料で形成された接着部9を介して接着されている。また、CCD2の上面には、カラーフィルタ10が配置されている。また、CCD2が配置されているパッケージ部4の内側の空間は、CCD2やカラーフィルタ10の機能的な特性により、気密性が要求されることから、パッケージ部4の上側段部4cと水晶カバー部5との間に配置されている接着部9は、柔軟性を有する接着材料が用いられている。
また、パッケージ部4の下部端部には、FPC3の上面に形成された電極の一例である複数の電極部3aと接合される接合部の一例である複数の接合電極部11が形成されている。また、FPC3の夫々の電極部3aと、CCD内蔵部品1の夫々の接合電極部11とは、互いに個別に対応するように夫々の配置が決定されており、夫々の接合電極部11と夫々の電極部3aとの間に配置された接合材料の一例である半田部12を介在して、CCD内蔵部品1がFPC3の上面に装着されている。なお、図2に示すように、このような装着状態において、パッケージ部4の底部がFPC3の上面に密着されるような状態とされている。これにより、FPC3の上面の略全体によりCCD内蔵部品1が支持された状態とされ、CCD内蔵部品1を安定した状態でFPC3に実装することが可能となっている。
また、本実施形態においては、水晶カバー部5の接着部9、カラーフィルタ10、及びCCD2の接着部6が、半田部12、あるいは接合電極部11やパッケージ部4よりも、その耐熱性が低い弱耐熱部の一例となっている。例えば、接着部9の耐熱温度(条件)は、200℃以下であり、カラーフィルタ10の耐熱温度(条件)は、180℃以下であり、接着部6の耐熱温度(条件)は、180℃以下である。また、半田部12の融点は206℃である。
また、CCD内蔵部品1において、上記夫々の弱耐熱部である接着部9、接着部6、及びカラーフィルタ10は、夫々の半田部12を介してFPC3の夫々の電極部3aに接合される夫々の接合電極部12に近接して配置されている。ここでこの「近接して配置」とは、夫々の接合電極部11と電極部3aとの夫々の半田部12を介在させた接合の際に、夫々の半田部12の溶融のための熱量が夫々の接合電極部11にも伝達されることとなるが、このような熱量が上記夫々の弱耐熱部にも伝達されて、当該伝達により上記夫々の弱耐熱部が熱的な損傷を受けるような距離で配置されていることをいう。このような距離は、接合電極部11と上記夫々の弱耐熱部との間に介在する部位の構成材料や夫々の半田部12の加熱温度に影響されることとなる。
また、FPC3は、可撓性を有する薄型のフィルム状のフレキシブル基板である。なお、電子部品接合装置101に供給されるFPC3は、既にその上面にCCD内蔵部品1が装着された状態であり、このような装着は、例えば、電子部品接合装置101に隣接して設置された、あるいは、別の場所に設置された電子部品装着装置等において行なわれる。
(電子部品接合装置の構成)
また、図1に示すように、電子部品接合装置101は、3枚のFPC3を一組としてその上面に配置して保持する搬送用の支持部材である搬送パレット13を、図示右向きであるパレット搬送方向Aに沿って搬送する搬送装置14と、当該搬送装置14によって電子部品接合装置101の略中央付近に搬送された搬送パレット13に保持されている夫々のFPC3がその上面に載置されて、夫々のFPC3の加熱が行なわれる載置部材の一例であるステージ16を備えている。また、このステージ16上に夫々のFPC3が載置されることにより、後述において説明するCCD内蔵部品1とFPC3との接合が行なわれる。なお、搬送装置14は、電子部品接合装置101に供給されるFPC3(搬送パレット13に保持された夫々のFPC3)を、ステージ16に載置可能に搬送して供給するとともに、ステージ16にて上記実装動作が行われた夫々のFPC3を、搬送パレット13に保持させたままの状態で、パレット搬送方向Aに沿って搬送し、電子部品接合装置101から排出することが可能となっている。また、搬送パレット13は、例えば、FPC3の外形よりも僅かに小さく形成され、かつ、保持される夫々のFPC3に個別に対応する開口部13aを有しており、例えば、図2に示すように、FPC3の下面に端部を開口部13aに端部にて支持することで、夫々のFPC3を保持することが可能となっている。すなわち、図2に示すように、搬送パレット13に保持された状態で、夫々のFPC3は、その下面側の端部を除いては、搬送パレット13に接触されることなく、上記夫々の開口部13aにおいて露出された状態となっている。なお、搬送パレット13の開口部13aが、FPC3の外形よりも僅かに小さく形成されるような場合に代えて、逆に大きく形成されるような場合であってもよい。ただし、このような場合にあっては、搬送パレット13によりFPC3を確実に保持する手段(機構等)を設ける必要がある。
次に、電子部品接合装置101におけるCCD内蔵部品1のFPC3への実装動作(接合動作、以下同じ)が行なわれるステージ16付近の構造について、図3に示す模式断面説明図を用いて説明する。
図3に示すように、電子部品接合装置101は、上述したFPC3を載置するステージ16と、このステージ16の下面に接触されて設置され、ステージ16を加熱することでもって、ステージ16に接触されているFPC3を加熱する加熱装置18を備える。
ステージ16は、FPC3を載置し保持する機能と、FPC3に熱を伝達する機能とを併せ持ち、各種の基板に対応可能なように加熱装置18に対して容易に交換可能となっている。また、ステージ16は、アルミニウム、銅、マグネシウム、セラミック等の熱伝導性の良い材料にてなるものが好ましい。特に、アルミニウム材を用いると、安価で均熱性も図られて好適である。ここで、「均熱性」とは、例えば、物体に接触伝熱により熱量が付加された場合に、当該接触部分における物体の表面温度分布の均一性のことである。また、図4の模式斜視図に示すように、ステージ16は、大略コ字状の平面形状を有している。
また、図3及び図4に示すように、FPC3の裏面が接するステージ16の上面である載置面16aには、FPC3を吸着するための複数の吸着穴20が開口されて形成されている。本実施形態においては、ステージ16の夫々の載置面16aが、載置されるFPC3の夫々の電極部3aに対応するように配置されている。なお、吸着穴20の数及び形成位置は、載置されるFPC3に対応して決定することができる。
また、夫々の吸着穴20は、ステージ16の下方端部へ貫通するように形成されており、ステージ16の外部に設けられた図示しない真空吸引装置に当該貫通部分が接続されて、上記真空吸引装置を稼動させることで、夫々の吸着穴20でもって、FPC3を吸着することが可能となっている。また、上記真空吸引装置又は上記真空吸引装置と上記貫通部分との間の経路には、その吸引圧力を測定する図示しない圧力計が設けられており、夫々の吸着穴20による吸着圧力を制御的あるいは人為的に確認することが可能となっており、確実な吸着動作が担保されている。
また、加熱装置18は、例えば、いわゆるセラミックヒータにてなり、当該セラミックヒータがステージ16の下面に密着されて配置されている。このようなセラミックヒータは、その制御応答性が1秒以下というものも可能であるため、様々な温度プロファイルに対応することができる。セラミックヒータ以外の、いわゆるコンスタントヒートのヒータの場合では、昇温、降温に対する応答性が数十秒から数分を要し,このように昇温、降温が要求される使用形態では、その生産性が低下することとなるが、上記昇温、降温をほとんど伴わないような使用形態、すなわち、ヒータの温度を一定に保つような使用形態では、比較的安価なヒータとして用いることができる。
また、加熱装置18は、図示しない電源部や温度センサを備えており、電源部から上記セラミックヒータへの電流の供給量が、上記温度センサにより検出される温度に基づいて制御されて、その加熱温度を所望の温度に制御することが可能となっている。なお、加熱装置18におけるステージ16への接触面以外の表面は、図示しない断熱材により覆われている。これにより、上記接触面以外の表面からの放熱を抑制して、加熱装置18の熱を、効率的にステージ16に伝達することが可能となっている。
さらに、図1に示すように、電子部品接合装置101には、搬送装置14によりステージ16の上方に位置されたFPC3の下面に、夫々の載置面16aが接触する位置と、当該接触を解除可能な位置との間で、ステージ16と加熱装置18との一体的な昇降動作を駆動する載置部材昇降装置の一例であるステージリフタ17が備えられている。これにより、その上方に配置されたFPC3を確実に載置することができるとともに、その下降動作により当該載置を解除して、搬送装置14によりステージ16の上方からFPC3を搬送して排出することができる。
また、図3及び図4に示すように、電子部品接合装置101には、CCD内蔵部品1内の上記夫々の弱耐熱部を冷却するための弱耐熱部冷却装置22が備えられている。弱耐熱部冷却装置22は、CCD内蔵部品1の上部である水晶カバー部5の上面に接触することでもって、熱伝達により上記弱耐熱部を冷却可能な冷却部材の一例である上方側ヒートシンク24と、FPC3におけるCCD内蔵部品1の装着部分をFPC3の下方側より接触することでもって、熱伝達により上記弱耐熱部を冷却可能な冷却部材の一例である下方側ヒートシンク26とを備えている。
図3及び図5に示すように、上方側ヒートシンク24は、その下面側における互いに対向する端部が凸状に隆起された形状を有しており、夫々の凸状の部分の下方側先端面が、CCD内蔵部品1の水晶カバー部5の上面と接触される接触部24aとなっている。また、上方側ヒートシンク24の下方側の外形は、水晶カバー部5の外形と略同じ大きさとなるように形成されており、夫々の接触部24aが、水晶カバー部5の互いに対向する端部に接触可能とされている。このように上方側ヒートシンク24が形成されていることにより、少なくとも、略四角形状の平面形状を有する水晶カバー部5の4つの隅部分が、いずれかの接触部24aに確実に接触されるようになっている。
このように上方側ヒートシンク24が形成されているのは、水晶カバー部5の下面側周部に配置されている接着部9が上記弱耐熱部であることより、FPC3、半田部12、接合電極部11、及びパッケージ部4を通じて、接着部9に伝達される加熱装置18による加熱に伴う熱量を、接着部9の近傍にて、水晶カバー部5を介して、夫々の接触部24aに伝達させることにより、当該熱量を減少させることを目的としているからである。また、このようにして接着部9伝達される上記熱量は、実験的にも、水晶カバー部5の4つの隅部に配置されている夫々の接着部9に集中するように伝達されやすいという特徴を有していることから、少なくとも、このような4つの隅部分の接着部9の近傍に接触部24aを接触させることでもって、確実に上記4つの隅部分の温度上昇を抑制させることができる。また、上方側ヒートシンク24のこのような機能を効率的に達成可能とするために、上方側ヒートシンク24は、例えば、高い熱伝導率を有するアルミニウム(熱伝導率209W/m・K)等で形成されている。
また、図6の模式説明図に示すように、弱耐熱部冷却装置22は、CCD内蔵部品1への上方側ヒートシンク24の上記接触の高さ位置と、当該接触を解除可能な高さ位置との間で、上方側ヒートシンク24の昇降動作を駆動する冷却部材移動装置の一例である上方側ヒートシンク昇降装置28を備えている。この上方側ヒートシンク昇降装置28は、例えば、上方側ヒートシンク24を、FPC3の大略表面に沿って回転することを防止する機能が備えられた回転防止機能付きエアシリンダ等を用いることができる。
また、図3及び図4に示すように、下方側ヒートシンク26は、略直方体状の形状を有しており、その上面が、ステージ16に載置された状態のFPC3の下面略中央部に接触される接触部26aとなっている。また、この接触面26aには、ステージ16の吸着穴20と同様な機能を有する吸着穴30が形成されており、この吸着穴30により吸引してFPC3の上記下面を接触面26aに密着させることが可能となっている。なお、この吸着穴30は、上述の図示しない真空吸引装置に接続されている。
また、下方側ヒートシンク26の接触面26aの平面的な外形は、CCD2の平面的な外形と略同じとなっており、CCD内蔵部品1におけるCCD2の配置位置に対応するように、下方側ヒートシンク26の接触面26aがFPC3に接触可能となっている。
このように下方側ヒートシンク26が形成されているのは、CCD2をパケージ部4の内底部4aに固定している接着部6、及びCCD2の上面に配置されているカラーフィルタ10が上記弱耐熱部であることより、FPC3及びパッケージ部4等を通じて、接着部6及びカラーフィルタ10伝達される加熱装置18による加熱に伴う熱量を、接着部6及びカラーフィルタ10の近傍にて、FPC3を介して、接触部26aに伝達させることにより、当該熱量を減少させることを目的としているからである。また、下方側ヒートシンク26は、吸着穴30による吸引によって、FPC3の下面に密着されているため、このような熱伝達の効率を向上させて、効率的な熱伝達をおこなうことができる。従って、接着部6及びカラーフィルタ10の温度上昇を効率的にかつ確実に抑制することができる。また、下方側ヒートシンク26のこのような機能を効率的に達成可能とするために、下方側ヒートシンク26は、上方側ヒートシンク24と同様に、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム等で形成されている。
また、図3に示すように、下方側ヒートシンク26の内部には、冷却流体の一例である冷却用空気が通過可能な複数の冷風通路32(冷却流体用通路の一例である)が形成されている。また、この冷風通路32は、図示しない冷風供給装置に接続されており、夫々の冷風通路32内に冷風を供給することで、下方側ヒートシンク26に伝達された上記熱量を冷風にて取り除くことが可能となっている。従って、上記熱量が下方側ヒートシンク26に伝達されても、上記冷風にて当該熱量を取り除くことができるため、下方側ヒート辛苦26の温度の上昇を抑えることができ、上記熱伝達を効率的な状態で維持することができる。
また、図4に示すように、弱耐熱部冷却装置22は、FPC3の下面の略中央部分と下方側ヒートシンク26との上記接触の位置と、当該接触の位置よりも図示手前側の位置であって、当該接触を解除可能でありかつステージ16の内側より離脱された位置との間で、下方側ヒートシンク26の移動動作を駆動する移動装置の一例である下方側ヒートシンク移動装置32を備えている。この下方側ヒートシンク移動装置32により、下方側ヒートシンク26をステージ16の内側に挿入させるように移動させることで、上記接触可能な位置に位置させることができ、逆に、ステージ16の内側から離脱するように抜き出して移動させることで、ステージ16の熱の影響を受けない位置に位置させることができる。このような離脱された位置に移動されることで、FPC3との接触により伝達されて蓄積された熱量を、効果的に放熱することができ、次回のFPC3との接触による伝熱に備えることができる。
また、このような下方側ヒートシンク26及び下方側ヒートシンク移動装置32は、ステージ16及び加熱装置18とともに一体的に、ステージリフタ17により昇降可能となっており、ステージ16の内側に位置された下方側ヒートシンク26は、ステージ16の夫々の載置面16aへのFPC3の下面の載置とともに、当該FPC3の下面に接触されることになる。すなわち、ステージ16の夫々の載置面16aと下方側ヒートシンク26の接触面26aとは、互いに略同じ高さとなるように形成されている。
また、図1に示すように、電子部品接合装置101は、上述の夫々の構成部の動作の制御を行う制御装置90を備えている。この制御装置90は、搬送装置14による夫々の搬送パレット13の搬送動作、加熱装置18によるステージ16の加熱動作、ステージリフタ17によるステージ16等の昇降動作、上方側ヒートシンク昇降装置28による上方側ヒートシンク24の昇降動作、及び下方側ヒートシンク移動装置32による下方側ヒートシンク26の移動動作等の夫々の動作を、互いの動作を関連付けながら統括的な制御を行うことが可能となっている。
また、制御装置90は、加熱装置18によるステージ16の加熱温度を、予め入力されて設定されている加熱温度のプロファイルのデータに基づいて制御する機能を有している。さらに、このような加熱温度のプロファイルのデータに基づいて、夫々のFPC3とステージ16との接触時間、上方側ヒートシンク24とCCD内蔵部品1との接触のタイミング及び接触時間、下方側ヒートシンク26とFPC3との接触時間等を、総合的に制御することでもって、上記予め設定された加熱温度のプロファイルに合致させた半田部の12の加熱溶融を行うことが可能となっている。
(部品接合動作)
次に、上述のような構成及び機能を有する電子部品接合装置101において、CCD内蔵部品1が装着された状態のFPC3に対して、夫々の半田部12の加熱溶融を施し、その後、冷却固化させることでもって、CCD内蔵部品1をFPC3に実装する具体的な動作について、図7に示す模式説明図を用いて以下に説明する。なお、以降において説明する夫々の動作は、電子部品接合装置101の制御装置90により、互いの動作が関連付けられながら統括的に制御されることにより行なわれる。
図7(A)に示すように、搬送パレット13には、3枚のFPC3が保持されており、当該搬送パレット13が搬送装置14によりパレット搬送方向Aに沿って搬送されて、その内の1枚のFPC3(図示右端に位置されているFPC3)が、ステージ16の上方に位置された状態で、当該搬送が停止される。その後、搬送パレット13が位置規制ピン15a及びストッパ15bにより当該位置に固定される。なお、加熱装置18によりステージ16は、予め設定された温度に加熱されて保持された状態とされている。また、それとともに、下方側ヒートシンク移動装置32によりステージ16から離間された位置に位置された状態の下方側ヒートシンク26が、ステージ16の内側に挿入されるように移動される。
その後、図7(B)に示すように、ステージリフタ17によりステージ16とともに、加熱装置18及び下方側ヒートシンク26が一体的に上昇されて、FPC3の下面に、ステージ16の載置面16aと下方側ヒートシンク26の接触部26aが接触される。また、この接触とともに、夫々の吸着穴20及び30によりFPC3の下面の吸着が行なわれる。それとともに、上方側ヒートシンク昇降装置28により、上記接触の解除位置に位置されている状態の上方側ヒートシンク24が、上記接触の位置にまで下降されて、その接触面24aがCCD内蔵部品1の水晶カバー部5の上面に接触される。なお、ステージリフタ17によるステージ16の上昇移動と同期させて、図7(B)に示すように、FPC3の上面端部を押さえて保持するFPC押え部材16bが下降されるような場合であってもよい。このような場合にあっては、可撓性を有するフィルム状の基板であるFPC3を、その下面側からの吸着によりステージ16に保持するような場合よりも、さらに確実に保持することができるという利点がある。
図7(C)に示すように、ステージ16の載置面16aとFPC3との接触によって、加熱装置18により加熱されている状態のステージ16から、FPC3を介して夫々の半田部12に熱量が伝達され、夫々の半田部12の加熱が開始されることとなる。このとき、加熱装置18によるステージ16の加熱温度は、上記予め設定された一定の温度とされ、ステージ16の載置面16aとFPC3との接触時間を制御(すなわち、上記接触されてから当該接触が解除されるまでの時間を制御)することにより、夫々の半田部12の昇温状態の制御が行なわれる。
一方、上記FPC3を介しての夫々の半田部12への加熱のために伝達される熱量は、CCD内蔵部品1内の接着部6及び9とカラーフィルタ10にも伝達されることとなる。しかしながら、上方側ヒートシンク24の夫々の接触部24aと水晶カバー部5の端部との接触により、接着部9に伝達される熱量の一部あるいはそのほとんどが、水晶カバー部5を通して夫々の接触部24aに伝達される。同様に、下方側ヒートシンク26の接触部26aとFPC3の下面との接触により、接着部6及びカラーフィルタ10に伝達される熱量の一部あるいはそのほとんどが、パッケージ部4の内底部4aの近傍を通して接触部26aに伝達される。このような上記夫々の伝達される熱量の一部あるいはそのほとんどを、上方側ヒートシンク24又は下方側ヒートシンク26に伝達させることができることにより、接着部6、接着部9、及びカラーフィルタ10の温度上昇を抑制することができる。
その後、図7(D)に示すように、夫々の半田部12がその融点、例えば、215℃以上の温度まで昇温されて、当該温度にて予め設定された所定の時間だけ保持された後、ステージリフタ17により、ステージ16、下方側ヒートシンク26、及び加熱装置18を一体的に下降させて、ステージ16及び下方側ヒートシンク26とFPC3との接触を解除する。また、この下降動作とともに、夫々のFPC押え部材16bも上昇されて、ステージ16へのFPC3の保持が解除される。さらに、これらの動作とともに、上方側ヒートシンク昇降装置28により上方側ヒートシンク24を上昇させて、上方側ヒートシンク24と水晶カバー部5との接触を解除する。
さらに、その後、下方側ヒートシンク移動装置32により、下方側ヒートシンク26をステージ16の内側より離脱させる位置にまで移動させて、下方側ヒートシンク26に伝達されて蓄積された熱量を、次の作業に備えて放熱する。なお、このように下方側ヒートシンク移動装置32による下方側ヒートシンク26の上記離脱させる位置への移動が行なわれるような場合に代えて、当該移動が行われないような場合であってもよい。このような移動の要否は、下方側ヒートシンク26内に形成されている夫々の冷風通路32による冷却能力や、次のFPC3への加熱までの待機時間等に基づいて決定することができる。なお、加熱装置18における加熱温度は、上記一定の温度に保持されたままの状態とされ、次のFPC3への加熱に対して迅速に対応できるように備えられる。
その後、図7(E)に示すように、搬送パレット13を位置決めしている夫々の位置決めピン15a及びストッパ15bが下降されて、当該位置決めが解除される。当該解除の後、隣接して配置されている次のFPC3が、ステージ16の上方に位置されるように、搬送装置14により搬送パレット13がパレット搬送方向Aに沿って搬送される。
なお、上記動作手順の説明においては、加熱装置18による加熱温度が一定に保たれるような場合について説明したが、このような場合にのみ限定されるものではない。このような場合に代えて、例えば、ステージ16とFPC3とが接触されている間に、加熱装置18によるステージ16の加熱温度を、予め設定された条件に従って昇温するような場合であってもよい。また、例えば、ステージ16とFPC3との接触が解除された後、加熱装置18によるステージ16の加熱温度を降温するような場合であってもよい。このような場合にあっては、必要な時に必要な加熱だけを行うことができるため、加熱装置18の消費電力を低減させることができる。なお、この場合には、次のFPC3がステージ16の上方に移動されて位置されるまでに、所定の条件に基づいて加熱装置18の加熱温度が再び昇温された状態とされる。
なお、上述のように説明した上方側ヒートシンク24の形状は、図5に示すような形状のみに限定されるものではなく、様々な形状を用いることができる。例えば、図8(A)に示すように、上方側ヒートシンク24の下面全体をフラットな状態として、CCD内蔵部品1の水晶カバー部5の上面全体に密着するように、接触部24aを形成するような形態を採り得る。このような形態にあっては、上方側ヒートシンク24の製作加工を簡単なものとすることができる。
また、図8(B)に示すように、上方側ヒートシンク24の接触部24aをロ字状に形成するような場合であってもよい。このような場合にあっては、熱量を取り除く必要がある接着部9の近傍のみに、接触部24aを接触させることができるため、効果的に熱伝達により熱量を逃がすことができ、接着部9の冷却を行なうことができる。
また、図8(C)に示すように、上方側ヒートシンク24の下面の4つの隅部分の夫々に接触部24aを形成するような場合であってもよい。このような場合にあっては、上述したように、比較的にその温度が上昇され易い接着部9の4隅部分の近傍に接触部24aを接触させることができるため、より効果的な熱伝達による冷却を行うことができる。なお、夫々の接触部24aは、例えば、略正方形状の平面を有するように形成され、その一辺の寸法dは、上方側ヒートシンク24の下面平面の一辺の寸法の略1/3となるように形成される。
また、図8(D)に示すように、図5の形態と図8(C)の形態とを合わせたような形態とすることもできる。
なお、上方側ヒートシンク24における凸状の形状を有する夫々の接触部24aの形成材料と、上方側ヒートシンク24の本体の形成材料とが、互いに同じ材料で形成されるような場合に代えて、互いに異なる材料にて形成されるような場合であってもよい。このような場合にあっては、接触部24aにより熱伝導性の高い材料を用いて、水晶カバー部5よりの熱の伝達性を向上させることができる。また、このような熱伝導性の高い材料は、比較的に高価な材料である場合も多いが、このような場合であっても、当該材料は接触部24aにのみ用いられるので、上方側ヒートシンク24の製作コストの上昇を抑えることができる。なお、上記別材料で接触部24aが形成される場合には、夫々の接触部24aを上方側ヒートシンク24の下面にろう付け等により接着することで形成することができる。
また、図9に示すように、上方側ヒートシンク24の内部に、下方側ヒートシンク26に形成されている冷風通路32と同様な冷風通路34(冷却流体用通路の一例である)が形成されるような場合であってもよい。例えば、上方側ヒートシンク24の図示上面に冷風供給穴34aを形成して、図示夫々の側面に冷風排出穴34bを形成し、冷風供給穴34aから夫々の冷風排出穴34bに通じるように冷風通路34を形成する。さらに、図示しない冷風供給装置を冷風供給穴34aに接続して、当該供給される冷風を冷風通路34内を通過させて、この通過により上方側ヒートシンク24に蓄積された熱量を取り除いて、夫々の冷風排出穴34bより冷風を排出させることができる。このとき、夫々の冷風排出穴34bは、上方側ヒートシンク24の夫々の側面に設けられているため、排出される冷風がCCD内蔵部品1に向かって吹き付けられることはなく、夫々の半田部12の加熱溶融を阻害することもない。
また、図10に示すように、上方側ヒートシンク24に倣い機構を設けるような場合であってもよい。このような場合にあっては、精密な部品であるCCD内蔵部品1の水晶カバー部5に、上方側ヒートシンク24の接触面24aを接触させる際に、当該接触時の衝撃を和らげることができるとともに、接触面24aと水晶カバー部5の上面とが互いに完全に平行となっておらず、僅かに傾斜されているような場合であっても、接触面24a側を水晶カバー部5に合わせるようにして、互いを密着させることができ、効率的な熱伝達を行うことができる。
具体的には、図10に示すように、上方側ヒートシンク24には、上方側ヒートシンク24を支持する支持部38aを有し、上方側ヒートシンク24をその内面に沿って上下方向に摺動可能に案内するガイド部38と、上方側ヒートシンク24の上面に設置された弾性体の一例であるばね部40と、当該ばね部40を介して上方側ヒートシンク24を下方側へ常時付勢する付勢部材36とが、備えられている。このような構成により、上方側ヒートシンク24の接触面24aと水晶カバー部5とが接触しても、上方側ヒートシンク24がばね部40を干渉材としてその衝撃を緩和することができる。また、接触面24aも多少の角度であれば自由に傾斜されることが可能となる。なお、図10に示すように、付勢部材36内に冷却通路36aを設けて、上方側ヒートシンク24を冷却するような場合であってもよい。また、上記弾性体としてばね部40を用いるような場合に代えて、緩衝ゴム等のゴム系の部材が用いられるような場合であってもよい。
また、このような倣い機構を設けることによるその他の効果としては、例えば、上方側ヒートシンク24が、その下面に複数の接触面24aを有するような場合にあっては、夫々の接触面24aと水晶カバー部5との接触における互いの当接力(押圧力)を略均一な状態とすることができるということがある。従って、このような場合にあっては、夫々の熱伝達の状態を略均一な状態とすることができ、良好な熱伝達を行うことができる。
また、本第1実施形態においては、弱耐熱部冷却装置22に、上方側ヒートシンク24及び下方側ヒートシンク26の両方が備えられているような場合について説明したが、このような場合にのみ限定されるものではない。上方側ヒートシンク24と下方側ヒートシンク26のうちのいずれか一方のみが備えられているような場合であってもよい。例えば、上方側ヒートシンク24のみによる冷却で、接着部6及びカラーフィルタ10に伝達される熱量をも取り除くことができるような場合にあっては、下方側ヒートシンク26を設ける必要を無くすことができる。また、その逆の場合もあり得る。その他、接着部6、接着部9、及びカラーフィルタ10の夫々に用いられる材料の耐熱性によっても、夫々のヒートシンクの要否を選択的に決定することもできる。
また、本第1実施形態においては、CCD内蔵部品1の下面に形成された夫々の接合電極部11が、FPC3の上面に形成された夫々の電極部3aと、夫々の半田部12を介して接合された状態で、パッケージ部4の下面全体がFPC3の上面に密接するように、夫々の接合電極部11が形成されている場合について説明したが、夫々の接合電極部11の形態はこのような場合にのみ限定されるものではない。このような場合に代えて、例えば、CCD内蔵部品1の夫々の接合電極部11がリード線であって、当該夫々のリード線が夫々の半田部12を介して夫々の電極部3aと接合されるような場合であってもよい。このような上記リード線はパッケージ部4の下面より突出されているため、上記接合された状態においては、パッケージ部4の下面とFPC3の上面との間には空隙が生ずることとなり、当該空隙を有することにより接着部6やカラーフィルタ10へ伝達される熱量を低減させることも可能となる。
また、上方側ヒートシンク昇降装置28により上方側ヒートシンク24を、CCD内蔵部品1との接触の高さ位置に位置させることにより、CCD内蔵部品1が装着された状態のFPC3のステージ16への載置位置を保持させることができる。このような機能を用いることにより、例えば、ステージ16における吸着機能を不要とすることもできる。
また、上述の機能及び構成を有する電子部品接合装置101が単独の装置として構成されているような場合に代えて、例えば、CCD内蔵部品1をFPC3に装着する部品装着装置の一例である電子部品装着装置とを、1台の装置にまとめて電子部品実装装置を構成するような場合であってもよい。
上記第1実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。
まず、電子部品接合装置101において、FPC3を加熱するために載置するステージ16が、FPC3の下面全面を支持するのではなく、加熱溶融が必要な夫々の半田部12の配置位置に対応させて、部分的に載置面16aが設けられていることにより、加熱装置18によりステージ16の夫々の載置面16aを介して必要な部分のみの局所的な加熱を行うことができる。従って、夫々の半田部12への効率的な加熱を実現可能とするとともに、当該加熱が要求されない部分、例えば、弱耐熱部である接着部6、接着部9、及びカラーフィルタ10へ伝達される熱量を低減することができ、上記弱耐熱部への熱損傷の発生可能性を低減することができる。
また、ステージ16の夫々の載置面16aには、吸着穴20が設けられていることにより、ステージ16に載置されたFPC3の下面を夫々の吸着穴20によって吸着し、夫々の載置面16aにFPC3を密着させることができる。よって、夫々の載置面16aからFPC3への熱伝達効率を向上させることができ、効率的な加熱を行うことができる。
また、このような方式で夫々の半田部12への加熱が行なわれるような場合には、夫々の半田部12へ伝達された熱量の一部が、FPC3、夫々の接合電極部11、パッケージ部4等を通じて、上記弱耐熱部である接着部6、接着部9、及びカラーフィルタ10に伝達されることとなるが、上方側ヒートシンク24の夫々の接触面24aが水晶カバー部5の上面に接触されていること、及び、下方側ヒートシンク26の接触面26aがFPC3の下面に接触されていることにより、当該伝達される熱量を夫々のヒートシンクに逃がすように伝達させることができる。従って、夫々の半田部12の加熱中における上記弱耐熱部の温度上昇を抑制することができ、上記弱耐熱部の温度上昇による熱損傷の発生を抑制することができる。よって、CCD内蔵部品1のような弱耐熱部をその内部に有する部品を、上記弱耐熱部への熱損傷の発生を防止しながら、FPC3に確実に実装することができる。
また、上方側ヒートシンク24の夫々の接触面24aの配置が、少なくとも水晶カバー部5の4隅部分の夫々と接触可能な配置とされていることにより、上記熱量の伝達によりその温度が上昇され易い上記4隅部分を接着している接着部9に伝達される熱量を、より効果的に上方側ヒートシンク24に逃がすことができる。従って、接着部9の熱損傷の発生を確実に防止することができる。
また、下方側ヒートシンク26の接触面26aの形状及び配置が、CCD内蔵部品1におけるパッケージ部4に対するCCD2の形状及び配置と略対応されていることより、CCD2をパッケージ部4の内底部4aに接着している接着部6、及びカラーフィルタ10に伝達される上記熱量を、より効果的に下方側ヒートシンク26に逃がすことができる。従って、接着部6及びカラーフィルタ10の熱損傷の発生を確実に防止することができる。
また、上方側ヒートシンク24と下方側ヒートシンク26との夫々が、CCD内蔵部品1における上記弱耐熱部の近傍に局所的に接触されていることにより、夫々のヒートシンクに上記熱量が逃がされるように伝達されて、当該接触部分及びその近傍が冷却されても、確実な加熱が要求される夫々の半田部12への加熱には影響を与えることはない。よって、必要な部分への局所的な加熱と、必要な部分への局所的な冷却とを両立することを可能とすることができる。
(第2実施形態)
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第2実施形態にかかる電子部品接合装置は、上記第1実施形態の電子部品接合装置101と異なる構成の弱耐熱部冷却装置122を備えている。この弱耐熱部冷却装置122の模式的な構成を示す模式断面図を図11に示す。なお、以降の説明においては、上記第1実施形態と同様な構成を有する部分については、その説明の理解を容易なものとするため、同じ符号を用いるものとする。
図11に示すように、弱耐熱部冷却装置122は、上記第1実施形態の弱耐熱部冷却装置22と同様に、下方側ヒートシンク26を備えているものの、上方側ヒートシンク24に代えて、CCD内蔵部品1にその上方より冷風を吹き付けることが可能な冷風供給ノズル124を備えている。
このような冷風供給ノズル124は、主にCCD内蔵部品1の水晶カバー部5の上面に向けて冷風を吹き付けることが可能となっており、特に、少なくとも、水晶カバー部5の4つの夫々の隅部分に冷風を吹き付けることが可能とされている。また、冷風供給ノズル124はその形成幅は、CCD内蔵部品1の形成幅よりも小さくなるように形成されている。これは、冷風供給ノズル124より供給される冷風が、直接的に夫々の半田部12へ吹付けられることを防止するためであり、夫々の半田部12の加熱溶融を阻害しないようにされている。なお、夫々の半田部12への直接的な冷風の吹き付けが防止されていれば、冷風供給ノズル124の配置は、上述のような配置に限られるものではない。
このように冷風供給ノズル124から供給される冷風が、水晶カバー部5に吹き付けられることにより、接着部9に伝達される熱量を、水晶カバー部5の表面から冷風により取り除くことができ、接着部9の温度上昇を抑制することができる。
なお、冷風供給ノズル124による冷風の供給動作の制御は、制御装置90により他の夫々の動作と関連付けられながら統括的な制御として行なわれる。
このような構成を有する電子部品接合装置において行なわれるCCD内蔵部品1のFPC3への実装動作の手順について、図12に示す模式説明図を用いて具体的に説明する。なお、以降において説明する夫々の動作は、制御装置90により、互いの動作が関連付けられながら統括的に制御されることにより行なわれる。
図12(A)に示すように、搬送パレット13には、3枚のFPC3が保持されており、当該搬送パレット13が搬送装置14によりパレット搬送方向A(図示左向きの方向)に沿って搬送されて、その内の1枚のFPC3(図示左端に位置されているFPC3)が、ステージ16の上方に位置された状態で、当該搬送が停止される。その後、搬送パレット13が位置規制ピン15a及びストッパ15bにより当該位置に固定される。なお、加熱装置18によりステージ16は、予め設定された温度に加熱されて保持された状態とされている。また、それとともに、下方側ヒートシンク移動装置32によりステージ16から離間された位置に位置された状態の下方側ヒートシンク26が、ステージ16の内側に挿入されるように移動される。
その後、図12(B)に示すように、ステージリフタ17によりステージ16とともに、加熱装置18及び下方側ヒートシンク26が一体的に上昇されて、FPC3の下面に、ステージ16の載置面16aと下方側ヒートシンク26の接触部26aが接触される。また、この接触とともに、夫々の吸着穴20及び30によりFPC3の下面の吸着が行なわれる。また、それとともに、冷風供給ノズル124からCCD内蔵部品1の上面へ向けての冷風の供給が開始される。なお、ステージリフタ17によるステージ16の上昇移動と同期させて、図12(B)に示すように、FPC3の上面端部を押さえて保持するFPC押え部材16bが下降されるような場合であってもよい。
図12(C)に示すように、ステージ16の載置面16aとFPC3との接触によって、加熱装置18により加熱されている状態のステージ16から、FPC3を介して夫々の半田部12に熱量が伝達され、夫々の半田部12の加熱が開始されることとなる。このとき、加熱装置18によるステージ16の加熱温度は、上記予め設定された一定の温度とされ、ステージ16の載置面16aとFPC3との接触時間を制御することにより、夫々の半田部12の昇温状態の制御が行なわれる。
一方、上記FPC3を介しての夫々の半田部12への加熱のために伝達される熱量は、CCD内蔵部品1内の接着部6及び9とカラーフィルタ10にも伝達されることとなる。しかしながら、冷風供給ノズル124よりの冷風の吹き付けにより、接着部9に伝達される熱量の一部あるいはそのほとんどが、水晶カバー部5を通して当該吹き付けられる冷風に除去される。また、下方側ヒートシンク26の接触部26aとFPC3の下面との接触により、接着部6及びカラーフィルタ10に伝達される熱量の一部あるいはそのほとんどが、パッケージ部4の内底部4aの近傍を通して接触部26aに伝達される。このような上記夫々の伝達される熱量の一部あるいはそのほとんどを、上記吹き付けられる冷風又は下方側ヒートシンク26への伝達により冷却を行うことができることにより、接着部6、接着部9、及びカラーフィルタ10の温度上昇を抑制することができる。
その後、図12(D)に示すように、夫々の半田部12がその融点、例えば、215℃以上の温度まで昇温されて、当該温度にて予め設定された所定の時間だけ保持された後、ステージリフタ17により、ステージ16、下方側ヒートシンク26、及び加熱装置18を一体的に下降させて、ステージ16及び下方側ヒートシンク26とFPC3との接触を解除する。また、この下降動作とともに、夫々のFPC押え部材16bも上昇されて、ステージ16へのFPC3の保持が解除される。さらに、これらの動作とともに、冷風供給ノズル124による冷風の供給が停止される。
その後、図12(E)に示すように、搬送パレット13を位置決めしている夫々の位置決めピン15a及びストッパ15bが下降されて、当該位置決めが解除される。当該解除の後、隣接して配置されている次のFPC3が、ステージ16の上方に位置されるように、搬送装置14により搬送パレット13がパレット搬送方向Aに沿って搬送される。
上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態における弱耐熱部冷却装置22の上方側ヒートシンク24に代えて、冷風供給ノズル124を用いることによっても、上記弱耐熱部の局所的な冷却を行うことができ、上記第1実施形態による効果と同様な効果を得ることができる。
また、CCD内蔵部品1に対して接触することなく、上記局所的な冷却を行うことができることより、特に当該接触を行うことが困難な場合に有効なものとなる。例えば、水晶カバー部5の上面が凹凸を有する形状である場合等が考えられる。
1…CCD内蔵部品、2…CCD、3…FPC、3a…電極部、4…パッケージ部、4a…内底部、4b…下側段部、4c…上側段部、5…水晶カバー部、6…接着部、7…CCD用電極部、8…リード線、9…接着部、10…カラーフィルタ、11…接合電極部、12…半田部、13…搬送パレット、14…搬送装置、16…ステージ、16a…載置面、17…ステージリフタ、18…加熱装置、20…吸着穴、22…弱耐熱部冷却装置、24…上方側ヒートシンク、24a…接触部、26…下方側ヒートシンク、26a…接触部、28…上方側ヒートシンク昇降装置、30…吸着穴、32…冷却通路、34…冷風通路、34a…冷風供給穴、34b…冷風排出穴、36…付勢部材、38…ガイド部、40…ばね部、90…制御装置、101…電子部品接合装置、122…弱耐熱部冷却装置、124…冷風供給ノズル、A…パレット搬送方向。