JP3899902B2 - ペースト供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペーストを延展して所定膜厚のペースト膜の形態で供給するペースト供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品の実装方法として半田接合を用いる方法が広く用いられている。半田接合に際しては半田接合性を向上させる目的でペースト状のフラックスを半田接合部に供給することが行われる。このフラックス供給の方法として、転写による方法が知られている。この方法は、塗膜ステージ上にフラックス膜を形成し、このフラックス膜に電子部品に形成された半田バンプなどの転写対象物を接触させることにより、転写対象物にフラックスを転写するものである。転写対象物によって必要な転写量が異なる場合には、従来より塗膜ステージ上に形成されるフラックス膜の膜厚を変えることにより、転写量を調整するようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフラックス膜厚はスキージの下端部に形成された塗膜形成用のギャップ寸法によって設定されるようになっていた。このため、実装される電子部品の品種が切り替えられ半田バンプのサイズが変更になる度に、スキージを交換する必要があり、品種切り替え時の段取り替え作業に手間と時間を要していた。
【0004】
そこで本発明は、品種切り替え性を向上させることができるペースト供給装置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】
請求項1記載のペースト供給装置は、スキージによってペーストを延展することにより膜厚が異なる複数のペースト膜を形成し、移載ヘッドに保持された電子部品を膜厚が異なる前記ペースト膜のいずれかに対して選択的に昇降させて電子部品にペーストを転写するペースト供給装置であって、水平面に平行で且つそれぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜形成面が階段状に形成された塗膜ステージと、前記複数のペースト膜形成面の上方で前記水平面に対して平行に相対移動することにより前記複数のペースト膜形成面上にそれぞれ異なる複数の膜厚のペースト膜を形成するスキージとを備え、また前記塗膜ステージに前記水平面に平行な膜厚基準面を設け、前記スキージの一部であるスキージの両端部に突出した摺接部を設け、この摺接部を前記膜厚基準面に接触させながら相対移動させるようにし、且つ前記塗膜ステージが前記複数のペースト膜形成面と前記膜厚基準面が一体形成された塗膜部材を備えた。
【0008】
請求項4記載のペースト供給装置は、請求項3記載のペースト供給装置であって、前記塗膜ステージに前記水平面に平行な膜厚基準面を設け、前記スキージの一部を前記膜厚基準面に接触させながら相対移動させるようにした。
【0009】
請求項5記載のペースト供給装置は、請求項4記載のペースト供給装置であって、前記塗膜ステージが前記複数のペースト膜形成面と前記膜厚基準面が一体形成された部材を備えた。
【0010】
本発明によれば、水平面に平行で且つそれぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜形成面が形成された塗膜ステージを備え、複数のペースト膜形成面の上方で水平面に対して平行にスキージを相対移動することにより複数のペースト膜形成面上にそれぞれ異なる所定膜厚のペースト膜を形成することができ、品種切り替え時のスキージ交換作業を排して、品種切り替え性を向上させることができる。
【0011】
【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平面図、図2は本発明の一実施の形態のペースト供給装置の斜視図、図3(a)は本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜ステージの斜視図、図3(b)は本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜ステージの断面図、図4は本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜形成スキージの動作説明図、図5は本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜掻き取りスキージの動作説明図、図6、図7は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図である。
【0012】
まず図1を参照して電子部品実装装置について説明する。図1において、基台1の中央部には、基板3を搬送する搬送路2が設けられている。搬送路2は基板3を搬送し、電子部品実装位置にて基板3を位置決めする。基台1上面の両端部には、Y軸モータ4aを備えたY軸テーブル4およびY軸ガイド部4bが配設されている。Y軸テーブル4およびY軸ガイド部4bにはX軸モータ5aを備えたX軸テーブル5が架設されており、X軸テーブル5には移載ヘッド6が装着されている。
【0013】
X軸モータ5a、Y軸モータ4aを駆動することにより、移載ヘッド6はX方向、Y方向に移動する。X軸テーブル5、Y軸テーブル4は、移載ヘッド6を移動させる移動手段となっている。このとき、制御部10によってX軸モータ5a、Y軸モータ4aおよび移載ヘッド6の駆動を制御することにより、移載ヘッド6を以下に説明するペースト供給装置9を含む移動範囲内の任意位置で昇降させることができる。
【0014】
搬送路2の手前側には、部品供給部7およびペースト供給装置9(ペースト供給部)が配設されている。部品供給部7はバンプ付きの電子部品8を格子状に収納し、移載ヘッド6に対して供給する。ペースト供給装置9は、部品供給部7から電子部品8を取り出した移載ヘッド6が基板3へ移動する移動経路に配設され、電子部品8のバンプにペーストであるフラックスを転写により塗布するためのフラックス膜を供給する。
【0015】
次に図2を参照して、ペースト供給装置9の構造を説明する。図2において、水平なベース部9aには、ポスト部材11によって支持されたフラックス容器12が配設されている。フラックス容器12は上面が開放された薄底箱状の容器であり、フラックス容器12の底面はフラックスの塗膜ステージ12aとなっている。塗膜ステージ12aは、塗膜面(ペースト膜形成面)が形成された塗膜部材13を備えており、後述するようにこれらの塗膜面の上方で水平面に対してスキージを平行に相対移動することにより、フラックスを延展してフラックス膜を形成する。
【0016】
フラックス容器12には、塗膜形成のためのスキージ14および形成された塗膜を掻き取るためのスキージ18が配設されている。スキージ14、スキージ18の両端はそれぞれ保持ブロック15,19に結合されており、保持ブロック15,19はフラックス容器12の下方に配置された移動ブロック20に昇降自在に保持されている。フラックス容器12の両側方には、ガイドレール24,25がX方向に配設されており、ガイドレール24,25は保持ブロック15,19に結合されたカムフォロア17(保持ブロック19に結合されたカムフォロアは反対側のため図示せず)を下方から支持している。
【0017】
ガイドレール24はシリンダ26によって昇降自在となっており、ガイドレール24の昇降動作はシャフト24aによってスライド自在に支持されている。シリンダ26によってガイドレール24を上昇させることにより、ガイドレール24上に当接したカムフォロア17を介してスキージ14は上昇する。また保持ブロック15はスプリング16によって常に下方に付勢されており、ガイドレール24を下降させることにより保持ブロック15に結合されたスキージ14は下降し、その下端部が塗膜部材13に対して押しつけられる。同様にガイドレール25を昇降させることにより、スキージ18は塗膜部材13に対して昇降する。
【0018】
ベース部9a上のフラックス容器12の手前側にはモータ23が配置されており、モータ23の回転軸に結合されたプーリ22にはベルト21が調帯されている。ベルト21の端部は移動ブロック20に結合されており、モータ23を正逆回転することにより、移動ブロック20および保持ブロック15,19はフラックス容器12の下方で一体的にX方向に往復動し、したがってスキージ14,18は塗膜部材13上で一体的にX方向に往復動する。
【0019】
このスキージ14,18の往復動と前述の昇降動作とを組み合わせることにより、スキージ14、スキージ18のいずれかを選択的に塗膜部材13に対して下降させた状態で往復動させることができ、これによりスキージ14、スキージ18はそれぞれ後述する塗膜形成動作、塗膜掻き取り動作を行う。
【0020】
次に図3を参照して、塗膜部材13について説明する。図3に示すように、塗膜部材13は上面に段差が設けられた板状部材であり、上面の両側部には長さ方向に全通した平滑な膜厚基準面13aが、水平面に平行に形成されている。また上面の中央部には、水平面に平行で且つそれぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦な塗膜面(ペースト膜形成面)13b,13c,13d,13eおよびフラックス溜め面13fが設けられている。
【0021】
図3(b)に示すように、塗膜面13b,13c,13d,13eは、それぞれ隣接した面との間で段差を有する階段状に形成されており、各塗膜面の膜厚基準面13aからの高さ寸法は、それぞれh1,h2,h3,h4に設定されている。すなわち、塗膜ステージ12aは、複数の塗膜面13b〜13eと膜厚基準面13aとが一体形成された塗膜部材13を備えている。
【0022】
この塗膜部材13上でのフラックス膜の形成について説明する。図4(a)に示すように、フラックス塗膜の形成に用いられるスキージ14(塗膜形成スキージ)は、フラックス容器12をまたぐ棒状部14aの下面(図4(a)に示す反転図では上面)に、フラックスの上面を掻き均して延展する直線状の延展部14bと、延展部14bの両端部に突出した摺接部14cとを設けた構造となっている。ここで、延展部14bと摺接部14cとの高さ差が所定高さ寸法Hとなるよう、各部寸法が設定されている。
【0023】
スキージ14を塗膜部材13上に装着して塗膜形成を行う際には、スキージ14は摺接部14cを膜厚基準面13aに接触させた状態で矢印方向(X方向)に水平移動する。すなわち、塗膜ステージ12aには水平面に平行な膜厚基準面13aが設けられており、スキージ14の一部を膜厚基準面13aに接触させながら相対移動するようになっている。
【0024】
この塗膜形成動作により、スキージ14の延展部14bと塗膜面13bとの間に生じる隙間に等しい所定膜厚のフラックス塗膜が、塗膜面13b上に形成され、形成されるフラックス塗膜の膜厚t1は、H−h1となる。同様に、塗膜面13c,13d,13e上には、膜厚t2(=H−h2),t3(=H−h3),t4(=H−h4)のフラックス塗膜が形成される。
【0025】
この塗膜形成動作に際して、スキージ14は常に膜厚基準面13aに接触した状態で移動することから、形成されるフラックス塗膜の膜厚が変動することがなく、膜厚精度を向上させることができる。また、複数の塗膜面13b〜13eと膜厚基準面13aとが一体形成された塗膜部材13を用いることにより、部品加工精度のみによって塗膜部材13の寸法精度が確保され、組み立て時の調整作業を必要とすることなく、必要な膜厚精度を確保することが可能となっている。
【0026】
そして、これらのフラックス塗膜に対して、移載ヘッド6に保持された電子部品8を下降させることにより、電子部品8のバンプ8a(図6参照)にフラックスを転写により塗布することができる。このとき、制御部10によって移載ヘッド6の水平移動および昇降動作を制御することにより、複数の膜厚が異なるフラックス塗膜のいずれかに対して移載ヘッド6を選択的に昇降させることが可能となっている。これにより、電子部品8のバンプ8aに塗布されるフラックスの塗布量を膜厚によって調整することができるようになっている。制御部10は、移載ヘッド6をフラックス塗膜のいずれかに対して選択的に昇降させて電子部品にペーストを転写する転写制御部となっている。
【0027】
次に、形成されたフラックス塗膜を各塗膜面から除去する塗膜掻き取りについて説明する。図5に示すように、フラックス塗膜の除去に用いられるスキージ18(塗膜掻き取りスキージ)は、スキージ14と同様にフラックス容器12をまたぐ棒状部18aの下面(図5に示す反転図では上面)に、各塗膜面の上面に摺接して付着したフラックスを掻き取る掻き取り部18bを設けた構造となっている。
【0028】
スキージ18を塗膜部材13上に装着した状態では、掻き取り部18bが各塗膜面に当接した状態で、矢印方向(X方向)に移動する。このとき、スキージ18はスプリング(図2に示すスプリング16参照)の付勢力によって常に塗膜部材13に対して押しつけられていることから、スキージ18の移動に伴い、掻き取り部18bは塗膜面13b,13c,13d,13eおよびフラックス溜め面13fの各面間の段差にならって摺接する。これにより、塗膜形成動作によって塗膜面13b,13c,13d,13eに形成された塗膜は、塗膜面13b,13c,13d,13eから掻き取られて除去される。
【0029】
次に、図6、図7を参照して、電子部品実装動作において、移載ヘッド6に保持された電子部品8のバンプにフラックスを転写するための塗膜形成動作およびフラックス転写動作について説明する。図6(a)は、フラックス容器12の塗膜ステージ12aの断面を示している。電子部品実装動作の開始に先立って、フラックス容器12内のフラックス溜め面13fには、フラックス27が供給される。
【0030】
そしてスキージ14をフラックス溜め面13f側から塗膜面13bへ向かって移動させることにより、スキージ14によってフラックス27が延展され、各塗膜面13b,13c,13d,13e上には所定膜厚(図4(b)参照)のフラックス塗膜27b,27c,27d,27eが形成される。これにより、ペースト供給装置9によって複数の膜厚が異なるフラックス塗膜が移載ヘッド6に対して供給される。このとき、形成されるフラックス塗膜の液面は同一高さとなる。
【0031】
この後、電子部品8に対してフラックスの塗布が行われる。部品供給部7から電子部品8をピックアップした移載ヘッド6はペースト供給装置9の上方に移動する。そして移載ヘッド6を所定の膜厚のフラックス塗膜(ここでは、フラックス塗膜27d)上に位置させて、ここで移載ヘッド6が昇降動作を行うことにより、電子部品8のバンプ8aがフラックス塗膜27dに対して接触し、これにより図6(b)に示すように、所定量のフラックス27がバンプ8aに転写により塗布される。
【0032】
次いでフラックス転写後の電子部品8を保持した移載ヘッド6は、搬送路2に位置決めされた基板3上に移動する。そしてここで移載ヘッド6が基板3に対して昇降することにより、電子部品8のバンプ8aを基板3の電極上に着地させて搭載する。
【0033】
図6(c)、(d)は、電子部品8へのフラックス転写後に、塗膜部材13からフラックス27を除去する塗膜掻き取り動作を示している。すなわち、スキージ18をまず塗膜面13bに対して下降させ、スキージ18の下端部の掻き取り部18bを塗膜面13bに当接させた状態でスキージ18を右方向に移動させる。これにより、掻き取り部18bは各塗膜面13b,13c,13d,13e上のフラックス27を順次掻き取って、フラックス溜め面13f上に掻き寄せる。
【0034】
そして次回のフラックス塗膜形成動作を開始する際には、図6(e)に示すように、掻き溜めたフラックス27をスキージ14を左方向に移動させて延展し、再び図6(a)に示すように各塗膜面13b,13c,13d,13e上にフラックス塗膜を形成する。
【0035】
次に図7を参照して、上述の電子部品実装動作において電子部品の種類に応じてフラックス塗布量を調整する必要がある場合の塗膜面の選択について説明する。まず電子部品8が小型のバンプ8aを有するもので、必要とされるフラックス塗布量が小さい場合には、図7(a)に示すように、バンプ8aのサイズに応じた膜厚t1のフラックス塗膜27bが形成された塗膜面13bに対して、電子部品8を保持した移載ヘッド6を下降させる。これにより、バンプ8aには適正量のフラックス27が転写により塗布される。
【0036】
これに対し、大きなサイズのバンプ8’aを有する電子部品8’に対してフラックス転写を行う場合には、バンプ8’aのサイズに応じた膜厚t4のフラックス塗膜27eが形成された塗膜面13eに対して、電子部品8’を保持した移載ヘッド6を下降させる。これにより、バンプ8’aには適正量のフラックス27が転写により塗布される。
【0037】
上記電子部品に応じたフラックス塗布量の調整において、塗膜部材13上には予め膜厚が異なる複数のフラックス塗膜が形成されていることから、転写対象の電子部品8を保持した移載ヘッド6をこれらのフラックス塗膜に対して選択的に昇降させることのみで、フラックス塗布量の調整が行える。したがって、従来の転写によるフラックス塗布において必要とされた塗布量調整のためのスキージの交換を行うことなく、同一のスキージによって多種類の電子部品に対して適正量のフラックス塗布が行え、品種切り替え性を大幅に向上させることができる。
【0038】
また、単一種類の電子部品について適正塗布量を求めるための条件出しを行う場合にあっても、フラックス塗膜の膜厚微調整を容易に行うことができる。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、水平面に平行で且つそれぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜形成面が形成された塗膜ステージを備え、複数のペースト膜形成面の上方で水平面に対して平行にスキージを相対移動することにより複数のペースト膜形成面上にそれぞれ異なる所定膜厚のペースト膜を形成することができ、品種切り替え時のスキージ交換作業を排して、品種切り替え性を向上させることができる。
【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平面図
【図2】本発明の一実施の形態のペースト供給装置の斜視図
【図3】(a)本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜ステージの斜視図
(b)本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜ステージの断面図
【図4】本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜形成スキージの動作説明図
【図5】本発明の一実施の形態のペースト供給装置の塗膜掻き取りスキージの動作説明図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図
【図7】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図
【符号の説明】
3 基板
6 移載ヘッド
8 電子部品
9 ペースト供給装置
10 制御部
12a 塗膜ステージ
13 塗膜部材
13a 膜厚基準面
13b,13c,13d,13e 塗膜面
14,18 スキージ
14b 延展部
14c 摺接部
27 フラックス
Claims (1)
- スキージによってペーストを延展することにより膜厚が異なる複数のペースト膜を形成し、移載ヘッドに保持された電子部品を膜厚が異なる前記ペースト膜のいずれかに対して選択的に昇降させて電子部品にペーストを転写するペースト供給装置であって、水平面に平行で且つそれぞれ異なる高さで設けられた複数の平坦なペースト膜形成面が階段状に形成された塗膜ステージと、前記複数のペースト膜形成面の上方で前記水平面に対して平行に相対移動することにより前記複数のペースト膜形成面上にそれぞれ異なる複数の膜厚のペースト膜を形成するスキージとを備え、また前記塗膜ステージに前記水平面に平行な膜厚基準面を設け、前記スキージの一部であるスキージの両端部に突出した摺接部を設け、この摺接部を前記膜厚基準面に接触させながら相対移動させるようにし、且つ前記塗膜ステージが前記複数のペースト膜形成面と前記膜厚基準面が一体形成された塗膜部材を備えたことを特徴とするペースト供給装置。
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