JP4992880B2

JP4992880B2 - 転写ツール保管装置および電子部品実装装置

Info

Publication number: JP4992880B2
Application number: JP2008269418A
Authority: JP
Inventors: 勉平木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-10-20
Also published as: JP2010098211A

Description

本発明は、転写ヘッドから取り外された転写ツールを保管する装置およびこの転写ツール保管装置を備えた電子部品実装装置に関する。

電子部品実装分野において、転写ヘッドで基板にフラックスや接着剤等のペーストを転写し、これに実装ヘッドで電子部品を搭載する実装装置がある（特許文献１参照）。転写ヘッドは、貯留されたペーストと基板の間を移動し、転写ピン（転写ツール）に付着させたペーストを基板に転写する。転写ツールは基板に搭載する電子部品の種類に応じた大きさや形状のものが用意され、必要に応じて専用のものに交換して使用される。
特開２００２−２８５６８号公報

近年、１つの基板に多品種の電子部品を搭載することができるマルチボンダが要請されている。マルチボンダは複数の転写ツールを交換して使用するため、使用後の転写ツールに付着したままとなっている残留ペーストが時間の経過とともに垂れ落ちて周囲の機器等を汚してしまうことがある。マルチボンダは極めて複雑で稠密な構造であるため、機器等の隅間に侵入したペーストの除去や汚れた箇所の清掃は容易なことではない。

本発明は、転写ツールから垂れ落ちたペーストの除去が容易な転写ツール保管装置および電子部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の転写ツール保管装置は、転写ヘッドから取り外した転写ツールをペーストが付着する部位を下向きにして保管する転写ツール保管部と、前記転写ツール保管部に着脱自在のペースト受け部を備え、前記転写ツールから垂れ落ちたペーストが前記ペースト受け部によって捕捉される。

請求項２に記載の転写ツール保管装置は請求項１に記載の転写ツール保管装置であって、前記ペースト受け部は、一方の端部が閉じられた筒状の部材であり、閉じられた側を下向きにして前記転写ツール保管部に装着する。

請求項３に記載の電子部品実装装置は、請求項１または２に記載の転写ツール保管装置と、電子部品の供給部と、基板の保持部と、ペーストの供給部と、転写ツールを着脱自在に装着する転写ヘッドと、ピックアップした電子部品を基板に搭載する搭載ヘッドを備えた。

使用後の転写ツールから垂れ落ちたペーストは転写ツール保管部に着脱自在のペースト受け部によって捕捉されるので、垂れ落ちたペーストによって機器等が汚れることはなく、ペースト受け部に捕捉されたペーストは、転写ツール保管部からペースト受け部を取り外して容易に除去することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は電子部品実装装置の斜視図、図２は転写ヘッドの側面図（一部断面図）、図３はダイアフラムに供給する圧縮空気
の調圧システムのブロック図、図４は転写ツール保管装置の斜視図、図５は転写ツールの装着方法の説明図である。

最初に電子部品実装装置について図１を参照して説明する。電子部品実装装置１は、ウェハシートホルダ２と、ウェハシートホルダ２に保持されたウェハシート３からチップ４（電子部品）を取り出すピックアップヘッド５と、ウェハシート３から取り出したチップ４を仮置きするチップ中継テーブル６と、ウェハシート３から取り出したチップ４をピックアップヘッド５もしくはチップ中継テーブル６から受け取る実装ヘッド７と、基板８を支持する基板支持テーブル９と、ペースト貯留部１０と、ペースト貯留部１０に貯留されたペースト接着剤を基板８に転写して供給する転写ヘッド１１と、転写ツール１２を保管する転写ツール保管装置１３と、ウェハシート３に貼着されたチップ４の位置や向きを確認するための第１カメラ１４と、チップ中継テーブル６に仮置きされたチップ４の位置や向きを確認するための第２カメラ１５と、基板８に設定されたペースト接着剤の塗布位置を確認するための第３カメラ１６と、実装ヘッド７が受け取ったチップ４の位置や向きを確認するための第４カメラ１７を備えている。

ピックアップヘッド５および実装ヘッド７、転写ヘッド１１は、それぞれ独立して鉛直方向および水平方向（第１方向）に移動することができる。これに対しウェハシートホルダ２および基板支持テーブル９は、それぞれ独立して第１方向と、第１方向と水平面内で直交する第２方向に移動することができる。また、チップ中継テーブル６とツール保管部１３は第２方向に移動することができる。さらにピックアップヘッド５は水平軸周りに反転し、チップ４を吸着したツール１８の姿勢を下向きまたは上向きに変更することができる。

次に転写ヘッド１１について図２を参照して説明する。転写ヘッド１１は本体部２０と転写ツール１２を着脱可能に保持する転写ツール保持部２１とで構成されている。転写ツール保持部２１は本体部２０の下方に配置されている。転写ツール保持部２１の下端部近くには転写ツール１２の上端部近くに形成されている溝２２と係合する爪２３が軸２４によって枢支されている。爪２３は転写ツール１２を両側から挟んだ位置に対配置されており、弾性部材２５によって互いに接近する方向に付勢されている。

本体部２０の下端部には軸受け２６が装着されている。軸受け２６は回転部材２７を中心軸２８回りに回転自在に軸受けしている。回転部材２７には直動部材２９が鉛直方向に移動自在に装着されている。転写ツール保持部２１は直動部材２９の下端に連結されている。従って転写ツール保持部２１に装着されている転写ツール１２は中心軸２８回りに回転自在である。

本体部２０の内部にはダイアフラム３０が装着されている。ダイアフラム３０は外部の圧縮気体発生装置３１から供給される圧縮気体によって内圧が上昇し、これにより直動部材２９を押し下げる役割を担っている。直動部材２９が押し下げられることで転写ツール保持部２１には鉛直下方に向けて作用する荷重が付与される。

図３に示すように、圧縮気体発生装置で発生した圧縮気体は２つのレギュレータ３２、３３によって減圧されてダイアフラム３０に送られる。このうち転写用レギュレータ３２は比較的低圧に調圧し、転写ツール装着用レギュレータ３３はこれより高い圧力に調圧する。転写ヘッド１１の本体部２０には圧力切替バルブ３４と大気開放バルブ３５が内蔵されており、転写時には転写用レギュレータ３２で調圧された低圧の圧縮気体をダイアフラム３０に供給し、転写ツール装着時には転写ツール装着用レギュレータで調圧され高圧の圧縮気体をダイアフラム３０に供給する。転写ヘッド１１はダイアフラム３０に供給する圧縮気体の圧力を低圧または高圧に切り替えることで転写ツール保持部２１に付与する荷
重を強弱の２通りに調整することができる。

ペースト接着剤の転写時には転写ヘッド１１を鉛直下方に移動させ、最下端に装着されている転写ツール１２の先端部（下端部）を基板８に当接させることで転写ツール１２の先端部に付着しているペースト接着剤を基板８に転写する。このときダイアフラム３０には低圧の圧縮空気が供給されており、転写ツール保持部２１には弱い荷重しか付与されていないので、転写ツール１２が基板８に接触したときに生じる衝撃荷重は大幅に緩和される。これにより転写ツール１２や基板８の変形や破損等の発生を防止することができ、転写ツール１２の寿命が延びるとともに転写の品質も向上する。

次に転写ツール保管装置１３について図４を参照して説明する。転写ツール保管装置１３は、転写ツール保管部４０と、ペースト受け部４１と、ストッパ４２とで構成されている。転写ツール保管部４０の上面にはペースト受け部４１を挿入する縦穴４３が設けられている。縦穴４３は第１方向に２列、第２方向に等間隔で複数配列されている。ペースト受け部４１は一方の端部が閉じられた筒状の部材であり、閉じられた側を下向きにして縦穴４３に挿入され、外周に装着されたゴムリング４４によって縦穴４３の内側に固定される。

転写ツール１２はペースト接着剤が付着した先端部４５をペースト受け部４１に挿入し、鍔部４６を転写ツール保管部４０の上面に載せた状態で保管するため、ペースト受け部４１は縦穴４３に挿入された状態で転写ツール保管部４０の上面より上方に突出せず、またペースト受け部４１に挿入された先端部４５が底付きしないような長さに形成されている。転写ツール１２はペースト受け部４１によって先端部４５の側方と下方が覆われた状態で保管されるので、先端部４５に付着したペースト接着剤はペースト受け部４１によって転写ツール保管部４０と遮断され、垂れ落ちてしまった場合であってもペースト受け部４１によって捕捉され、転写ツール保管装置１３を汚すことはない。縦穴４３に挿入されたペースト受け部４１は、上端に形成されている切り欠き溝４７に取り出し治具４８のピン４９を係合させて縦穴４３から取り出し、内部に溜まったペースト接着剤を除去したり、洗浄を施すことができる。

転写ツール保管装置１３には実装ヘッド７またはピックアップヘッド５で使用するツールも同様に保管できるようになっており、その配置は自由に設定できる。したがって、ペースト受け部４１は転写ツール保管装置のいずれの縦穴４３にも挿入可能となっている。

ストッパ４２は保管された転写ツール１２を取り出し可能または不能に切り替える装置である。ストッパ４２には転写ツール１２の鍔部４６と鉛直方向に干渉し合う爪部５０が備わっており、ストッパ４２を第２方向において移動させることで爪部５０が鍔部４６に対して移動し、両者の位置関係が係合関係または非係合関係に切り替わる。爪部５０と鍔部４６とが干渉し合わない位置関係にあるとき、すなわち非係合関係にあるときに転写ヘッド１１に装着した転写ツール１２を取り出すことができる。

転写ヘッド１１に転写ツール１２を装着するには、最初に装着しようとする転写ツール１２の鉛直上方に転写ツール保持部２１を位置合わせし（図５ａ）、次に転写ヘッド１１を鉛直下方に移動させ、転写ツール保持部２１の爪２３を転写ツール１２の溝２２に係合させる（図５ｂ）。そして転写ヘッド１１を鉛直上方に移動させ、転写ツール１２を転写ツール保管装置１３から取り出す。ストッパ４２の爪部５０と転写ツール１２の鍔部４６が非係合関係にあれば、転写ツール１２は転写ヘッド１１の移動に追従し、転写ツール保管装置１３から取り出すことができるが、両者が係合関係にあれば転写ツール１２は転写ヘッド１１の移動に追従できずに転写ツール保管装置１３に残る。従って、転写ヘッド１１に既に装着されている転写ツール１２を別のものに交換する場合には、装着されている
転写ツール１２を空いているペースト受け部４１に挿入し、係合関係に切り替えて転写ヘッド１１から転写ツール１２を離脱させた後に新たな転写ツール１２を装着することになる。

爪２３を溝２２に係合させるためには一対の爪２３の間を転写ツール１２の上端部の径の大きさになるまで広げる必要がある。一対の爪２３は転写ツール１２の上端部に押し付けられると自ずと間隔が広がるように設計されているが、弾性部材２５によって互いに近接する方向に付勢されているので、この付勢力に抗するだけの荷重を転写ツール保持部２１に付与しなければならない。この荷重は転写時に必要な荷重より大きいので、転写ツール装着時には転写時の圧力より高圧の圧縮気体をダイアフラム３０に供給しなければならない。

通常の転写作業時には転写用レギュレータ３２で調圧された圧縮気体がダイアフラム３０に供給されているので、転写ツール１２を交換する際には転写ツール装着用レギュレータ３３で調圧された圧縮気体がダイアフラム３０に供給されるように圧力切替バルブ３４の切り替えを行う。転写ツール１２の交換作業が終了したら、ダイアフラム３０内の高圧の圧縮気体を大気開放した後に圧力切替バルブ３４の切り替えによって低圧の圧縮気体がダイアフラム３０に供給されるようにした後に転写作業を再開する。

本発明は１つの基板に多品種の電子部品を搭載する実装分野において有用である。

電子部品実装装置の斜視図転写ヘッドの側面図（一部断面図）ダイアフラムに供給する圧縮空気の調圧システムのブロック図転写ツール保管装置の斜視図転写ツールの装着方法の説明図

符号の説明

１電子部品実装装置
２ウェハシートホルダ
４チップ
７実装ヘッド
８基板
９基板支持テーブル
１０ペースト貯留部
１１転写ヘッド
１２転写ツール
１３転写ツール保管装置
４１ペースト受け部

Claims

転写ヘッドから取り外した転写ツールをペーストが付着する部位を下向きにして保管する転写ツール保管部と、前記転写ツール保管部に着脱自在のペースト受け部を備え、
前記転写ツールから垂れ落ちたペーストが前記ペースト受け部によって捕捉されることを特徴とする転写ツール保管装置。
前記ペースト受け部は、一方の端部が閉じられた筒状の部材であり、閉じられた側を下向きにして前記転写ツール保管部に装着することを特徴とする請求項１に記載の転写ツール保管装置。
請求項１または２に記載の転写ツール保管装置と、電子部品の供給部と、基板の保持部と、ペーストの供給部と、転写ツールを着脱自在に装着する転写ヘッドと、ピックアップした電子部品を基板に搭載する搭載ヘッドを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。