JP5329063B2 - フラックス膜形成装置及びフラックス転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、フラックス膜形成装置及びフラックス転写装置に係る。特に、基板に電子部品を実装する電子部品実装工程に用いるのに好適な、基板上に電子部品を搭載する前に、電子部品の接続部に塗布するためのフラックス膜を安定して形成することが可能なフラックス膜形成装置、及び、これを備えたフラックス転写装置に関する。

例えば基板に電子部品を実装する表面実装機（マウンタとも称する）の横に置かれて、図１に例示する如く、マウンタの吸着ノズルやコレット１６でピックアップされた電子部品（図ではチップ）１４の電極（図ではバンプ）１５を、ベース１の凹部２に保持されたフラックス膜１３に漬けてから基板に搭載するためのフラックス転写装置（フラックス塗布装置とも称する）が知られている。図１において、３は基準面、１７はフラックスの塗布層である。

例えば特許文献１に記載されているフラックス塗布装置では、図２（Ａ）（平面図）及び（Ｂ）（正面図）に示す如く、ベース（フラックス転写テーブルとも称する）１に成膜用凹部２を設け、底面の開口したフラックス容器４を成膜用凹部２の上を通過させて、フラックス膜を成膜用凹部２に形成している。フラックス容器４が成膜用凹部２上を通過する時に、新しいフラックスが消費した量だけ補充される。フラックス容器４内のフラックスは雰囲気から遮断されているので劣化が進まない。図において、２０はフラックス容器４の軸、２２は、該軸２０によりフラックス容器４を着脱自在に支持するためのスライド、２４はガイドレール、２６は駆動装置、２８は、そのロッドである。

このような装置によれば、フラックス容器４は往復動作をするので、フラックス膜を凹部２に繰返し形成することができる。

又、往復動作によりフラックス容器４内部のフラックス５が進行方向に直交する内壁面に溜まり、フラックス膜が不安定となる問題を解消するべく、特許文献２では、図３に示す如く、フラックス容器４内部のフラックス５を押圧する押圧部材（ブロック６）を設けている。図３において、８は、ブロック６の背面、１０はフラックスの薄い層、１１は溜まり部、１２は尾引部である。

米国特許第６２９３３１７号明細書（図１、図２） 特開２００２−１７２４６０号公報（図１、図２、図４）

しかしながら、特許文献２のフラックス塗布装置においては、フラックス容器４が移動する際に発生する容器内部のフラックス５の偏りを、押圧部材６により内部のフラックスを押し下げることで防いでいるので、内部のフラックスには常に大気圧以上の圧力が加わっており、容器内のフラックスは押圧部材により外に押出される作用を受けることになる。特に、ベース１上の凹部２を移動する時には、容器４と凹部２との隙間から押出されるフラックスの量が増え、フラックスの消費量が増えてしまう。

又、膜厚が不安定になる原因の一つに、フラックス内部の気泡の問題がある。フラックスは粘性が高いために、容器内に充填するときに空気を巻き込んでしまう。押圧部材を載せる時にも内部に空気を巻き込む可能性が大きい。特許文献２では、押圧部材６で蓋をされているので、巻き込まれた空気がフラックス５の内部に溜まった状態で、容器４が移動する。容器４の移動に伴い、内部のフラックス５にローリングと呼ばれる回転移動が発生し、内部の空気は気泡となってフラックスと共に移動する。大きな気泡が存在し、それがベース１の凹部２に移動した場合には、フラックス膜の表面に悪影響を及ぼし、凹部２に形成されるフラックス膜は不安定な状態となってしまう。

更に、フラックスがローリング動作をすることで、フラックスが空気を巻き込み、フラックス内に気泡が発生する。特許文献２のように押圧部材６によって容器４に蓋をしても、気泡の発生は防げない。成膜工程での凹部２へのフラックスの補充や容器外部への流出を考慮して、フラックス容器４は、ある程度の量のフラックス５を収容できる容積が必要である。しかしながら、容器内全体のフラックスが一つの塊となってローリング動作を行なうと、フラックス内に巻き込む空気の量が大きくなり、大きな気泡ができてしまう。大きい気泡は、フラックス膜へ悪影響を及ぼし、フラックス膜が不安定になる。

フラックス容器４の容積を小さくすれば、ローリング径を小さく抑え、大きな気泡の発生を防ぐことができるが、容器４内へのフラックス補給を頻繁に行なわなければならない。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、フラックスを入れた容器の往復動を利用して、フラックス補給を頻繁に行なうことなく、大きな気泡が生じることの無い小さなローリングを実現して、外部から駆動することなく、安定したフラックス膜を形成することができるようにすることを課題とする。

本発明は、膜厚に相当する凹部を設けたベース上を、フラックスを入れた容器が水平方向に往復動して該容器の壁が前記凹部上を通過することで、ベース上の凹部にフラックス膜を形成するフラックス膜形成装置において、前記容器内に設けられた、前記フラックスを流動可能とする開口部を備え、前記容器内の凹部側に成膜用フラックス室を形成するための仕切り板と、前記容器の往復動を利用して、外部から駆動されることなく、前記開口部を介して、前記容器内の凹部側に形成された成膜用フラックス室に容器内の凹部と反対側のフラックスを補充する手段と、を備えることにより、前記課題を解決したものである。

前記仕切り板をヒンジ機構の先端に保持して前記容器内のフラックスの作用により該ヒンジを中心として前記仕切り板を上下動可能とし、前記フラックスを補充する手段を、凹部方向への移動時に該仕切り板の凹部側にあるフラックスの作用により該仕切り板の下端を前記ベースの表面に押し付けてフラックスを凹部方向へ押し、反対方向への移動時に該仕切り板の前記凹部と反対側にあるフラックスの作用により該仕切り板の下端を持ち上げてフラックスの通過を許容するためのヒンジ機構とすることができる。

あるいは、前記仕切り板を容器に固定し、前記フラックスを補充する手段を、該仕切り板の成膜用フラックス室と反対側に配設された、水平方向に移動可能なブロックとすることができる。

本発明は、又、前記のフラックス膜形成装置を備えたことを特徴とするフラックス転写装置を提供するものである。

本発明によれば、仕切り板により、容器内の凹部側に成膜用フラックス室を形成したので、成膜用フラックス室内のフラックスが小さなローリング径によって反転位置（図４（Ｄ）のＲ）まで移動する。従って、フラックス内部に発生する気泡は、フラックス膜に影響を及ぼさない程度の大きさに抑えることができ、フラックス成膜工程（図４（Ｅ）のＡ方向）において、安定したフラックス膜を形成できる。

又、該成膜用フラックス室に容器内のフラックスを補充する手段を備えたので、成膜用フラックス室へのフラックスの補給が自動的に行なわれる。従って、容器内の残りのフラックスを使うことができ、補給を頻繁に行なうことなく、大きな気泡が生じることのない小さなローリングを実現できる。
更に、本願発明によれば、フラックスを入れた容器の往復動を利用して、外部から駆動することなく、成膜用フラックス室に容器内のフラックスを補充することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図４（Ａ）（水平断面図）及び（Ｂ）（垂直断面図）に示す如く、膜厚に相当する凹部２を設けたベース１上を、フラックス５を入れた容器４が移動することで、ベース１上の凹部２にフラックス膜１３を形成するフラックス膜形成装置において、前記容器４の凹部２側（図の右側）に成膜用フラックス室５２を形成するための、上下動可能な仕切り板５０と、該成膜用フラックス室５２に容器４内のフラックス５を補充するための、図４（Ｃ）に示すフラックス供給工程で、凹部方向（矢印Ｂ方向）への移動時に該仕切り板５０を下げ、図４（Ｅ）に示すフラックス成膜工程で、反対方向（矢印Ａ方向）への移動時に該仕切り板５０を上げるヒンジ５４を備えたものである。

前記仕切り板５０は、ヒンジ５４を中心として、上下に回動可能な構造となっている。この仕切り板５０は、上部が開口しており、フラックスが仕切り板５０を乗り越えて移動可能となっている。

図において、５６はフラックス容器４の蓋、４Ａはフラックス供給工程における容器４の進行方向の壁、５Ａはフラックス供給工程における容器４の進行方向の逆側に溜まったフラックス、５Ｂは成膜用フラックス室５２に溜まったフラックス、Ｒ１はフラックス供給工程における進行方向前部の小さなローリング、Ｒ２はフラックス供給工程における進行方向後部の大きなローリング、Ｒ３はフラックス成膜工程における進行方向後部の小さなローリング、Ｒ４はフラックス成膜工程における進行方向前部の大きなローリングである。

図４（Ｃ）に示す如く、フラックス容器４が矢印Ａ方向に進行するフラックス供給工程では、仕切り板５０の右側でフラックス５Ｂを押しながら移動するので、ヒンジ５４を中心に仕切り板５０を時計方向に回転させようとする作用が働く。これにより、仕切り板５０の先端（下端）はベース１の表面に押し付けられながら移動する。このように、仕切り板５０とベース１の表面の隙間が閉じた状態で、フラックス容器４が矢印Ｂ方向に移動するので、成膜用フラックス室５２内に十分な量のフラックス５Ｂを保持して、図４（Ｄ）に示す反転位置Ｒへ移動することができる。

この際、壁４Ａと仕切り板５０との間のスペースを小さくすることができ、成膜用フラックス室５２内のフラックス５Ｂは小さなローリング径Ｒ１によって反転位置Ｒまで移動するので、フラックス５Ｂ内部に発生する気泡はフラックス膜に影響を及ぼさない程度の大きさに抑えることができ、次のフラックス成膜工程（Ａ方向）において安定したフラックス膜を形成できる。

一方、図４（Ｅ）に示す如く、フラックス容器４が矢印Ｂ方向に移動するフラックス成膜工程では、仕切り板５０の左側でフラックス５Ａを押しながら移動するので、ヒンジ５４を中心に仕切り板５０を反時計方向に回転させようとする作用が働く。これにより、仕切り板５０の先端（下端）はベース１の表面から離れて移動する。このように、仕切り板５０とベース１表面の隙間が開いた状態でフラックス容器４がＡ方向に移動するので、フラックス成膜工程において凹部２にフラックスを充填しながら、成膜用フラックス室５２へ隙間を通してフラックスが補給される。これにより、成膜用フラックス室５２に、再び十分な量のフラックスが充填される。

このように、容器４内の残りのフラックスを使うことができるので、補給を頻繁に行う事無く、大きな気泡が生じる事のない小さなローリングを実践できる。

次に本発明の第２実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、第１実施形態と同様の構成において、図５（Ａ）（水平断面図）及び（Ｂ）（垂直断面図）に示す如く、仕切り板６０をフラックス容器４に固定すると共に、該仕切り板６０の成膜用フラックス室５２と反対側（図の左側）に、水平方向に移動可能なブロック６２を配設したものである。

該ブロック６２の前後両側には、フラックス容器４の壁との密着を防いで離れ易くするためのスペーサ６４が設けられている。

図５（Ｃ）に示す如く、フラックス容器４がフラックス供給工程で矢印Ｂ方向へ移動する時は、成膜用フラックス室５２内にフラックスを溜めたままで、容器４が移動する。このとき、容器４内の移動式ブロック６２は、自重でベース１上に留まるので、容器後方に溜まっているフラックスはブロック６２を乗り越えて進行方向へ移動する。

ブロック６２と容器後方の壁との隙間が狭くなると、ブロック６２はフラックス容器４の壁に押されて進行方向（Ｂ方向）へ容器４と共に移動する。

フラックス容器４が図５の（Ｄ）に示す反転位置Ｒから、図５（Ｅ）に示すフラックス成膜方向（Ａ方向）へ移動する時は、ブロック６２の右側に溜まったフラックスが、仕切り板６０を乗り越えて、成膜用フラックス室５２へ移動する。これにより、成膜工程で消費されたフラックスが補給される。

フラックス塗布装置により電子部品の電極部にフラックスが塗布される状態を示す垂直断面図 特許文献１に記載された従来技術を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図 特許文献２に記載された従来技術を示す垂直断面図 本発明の第１実施形態の構成を示す（Ａ）水平断面図、（Ｂ）垂直断面図、及び（Ｃ）〜（Ｅ）各工程を示す垂直断面図 同じく第２実施形態の構成を示す（Ａ）水平断面図、（Ｂ）垂直断面図、及び（Ｃ）〜（Ｅ）各工程を示す垂直断面図

符号の説明

１…ベース
２…凹部
４…フラックス容器
５、５Ａ、５Ｂ…フラックス
１３…フラックス膜
５０、６０…仕切り板
５２…成膜用フラックス室
５４…ヒンジ
６２…ブロック
６４…スペーサ

Claims (4)

1. 膜厚に相当する凹部を設けたベース上を、フラックスを入れた容器が水平方向に往復動して該容器の壁が前記凹部上を通過することで、ベース上の凹部にフラックス膜を形成するフラックス膜形成装置において、
   前記容器内に設けられた、前記フラックスを流動可能とする開口部を備え、前記容器内の凹部側に成膜用フラックス室を形成するための仕切り板と、
   前記容器の往復動を利用して、外部から駆動されることなく、前記開口部を介して、前記容器内の凹部側に形成された成膜用フラックス室に容器内の凹部と反対側のフラックスを補充する手段と、
   を備えたことを特徴とするフラックス膜形成装置。
2. 前記仕切り板がヒンジ機構の先端に保持されて前記容器内のフラックスの作用により該ヒンジを中心として前記仕切り板が上下動可能とされ、
   前記フラックスを補充する手段が、凹部方向への移動時に該仕切り板の凹部側にあるフラックスの作用により該仕切り板の下端を前記ベースの表面に押し付けてフラックスを凹部方向へ押し、反対方向への移動時に該仕切り板の前記凹部と反対側にあるフラックスの作用により該仕切り板の下端を持ち上げてフラックスの通過を許容するためのヒンジ機構とされている請求項１に記載のフラックス膜形成装置。
3. 前記仕切り板が容器に固定され、
   前記フラックスを補充する手段が、該仕切り板の成膜用フラックス室と反対側に配設された、水平方向に移動可能なブロックとされている請求項１に記載のフラックス膜形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のフラックス膜形成装置を備えたことを特徴とするフラックス転写装置。

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