JP5519866B2 - 電子部品実装ライン及び電子部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、チップ部品のような小型の電子部品と、チップサイズパッケージのような電子部品を基板に実装するための電子部品実装ラインに関する。

集積回路や抵抗、コンデンサなどの電子部品は、プリント配線板に実装される。近年の電子機器の小型化に伴い、１枚のプリント配線板に実装される電子部品の数や種類は多くなっている。電子部品のダウンサイジングの要求からチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）が基板に搭載されることが多くなってきている。

ＣＳＰは、複数の端子が規則的に配列された主面を有し、各端子にははんだバンプが形成されている。ＣＳＰをプリント配線板に実装するためには、複数の端子にそれぞれ設けられたはんだバンプをランドと称されるプリント配線板の電極に着地させて加熱し、溶融（リフロー）させた後、放冷することにより、ＣＳＰとプリント配線板との相互接続が行われる。これにより、ＣＳＰの各端子はプリント配線板のランドと電気的に導通するとともに、はんだによりプリント配線板に接合される。

ＣＳＰをプリント配線板に実装した場合、ヒートサイクルによる熱応力や外力を加えると、はんだによる接合力だけでは、接合部の強度が不足する場合がある。また、はんだによる接続だけでは、落下衝撃に対する強度が不十分である。そこで、補強用樹脂により、ＣＳＰのはんだによる接合部を補強することが行われている。

補強用樹脂により、はんだによる接合部を補強する方法としては、ＣＳＰの複数のはんだバンプが設けられたパッケージの主面とプリント配線板との隙間にアンダーフィル材を侵入させる方法がある。また、特許文献１は、ＣＳＰなどの電子部品をプリント配線板に搭載する前に、予め電子部品の周縁部に対応するプリント配線板の位置（補強位置）だけに、補強用樹脂を供給する方法を提案している。この方法は、アンダーフィル材を用いる場合に比べて、電子部品のリペアが容易となる点で優れている。

ところで、通常、プリント配線板には、ＣＳＰの他に、チップ抵抗、チップコンデンサなどのクリームはんだで接合されるチップ型の電子部品やコネクターのようなリード付部品等も実装される。そして、このようなプリント配線板への電子部品の実装を行う設備としては、クリームはんだを印刷するスクリーン印刷装置と、仮止め用の接着剤を塗布する接着剤塗布装置と、チップ型の小型電子部品を搭載する電子部品搭載装置（第１電子部品搭載装置）と、ＣＳＰを含む大型電子部品やコネクターなどの異型電子部品を搭載する電子部品搭載装置（第２電子部品搭載装置）と、はんだを溶融させるリフロー装置とを、その記載順に配置した電子部品実装ラインが使用されている。このような電子部品実装ラインの構成は、超小型電子部品から３０ｍｍ角サイズまでの大型電子部品の搭載とリフローとを一連の工程として行い得る完成されたものであり、２０年以上の歴史を有している。

特開２００８−７８４３１号公報

上述したように、はんだバンプで接合されるＣＳＰとクリームはんだで接合される電子部品とを、従来から伝統的に使用されている電子部品実装ラインによってプリント配線板に混載して実装する場合、その実装工程としては、（１）ライン上で搬送されてきたプリント配線板の、クリームはんだで接合される電子部品を実装する位置に、スクリーン印刷装置を用いてクリームはんだをスクリーン印刷する、（２）接着剤塗布装置により、ＣＳＰの周縁部に対応するプリント配線板の位置に、補強用樹脂として接着剤を塗布する、（３）電子部品搭載装置によりクリームはんだで接合される電子部品を搭載する、（４）別の電子部品搭載装置によりＣＳＰ等を搭載する、（５）リフロー処理する、のような工程順に行われるのが通常である。

しかし、従来の電子部品実装ラインによれば、次のような、問題が生じ得る。
図１０（ａ）に示すように、（２）の工程で塗布する補強用樹脂１０５は（４）の工程で搭載されるＣＳＰ２１０に接触可能な高さ、すなわちＣＳＰ２１０を搭載したときにＣＳＰ２１０の部品内基板２１１に届くような高さになるように調整して、プリント配線板１０１上のランド１０２ｂに近接する補強位置１０４に供給される必要がある。

ここで、工程（２）と工程（４）との間に、クリームはんだで接合される電子部品を搭載する工程（３）を設けている場合、工程（２）と工程（４）との間に時間が空くために、その時間中に補強用樹脂の面方向への流動が起こることがある。この結果、工程（１）でランドに載せた印刷済みのクリームはんだに補強用樹脂が接触し、クリームはんだの活性力を低下させることがある。このため、リフローではんだの溶融、濡れ広がりが不十分となって接合不良を生じるおそれがあった。また、時間の経過により補強用樹脂の型崩れが進行して高さが低くなりすぎると、図１０（ｂ）に示すように、ＣＳＰ２１０を配置しても、補強用樹脂とＣＳＰとが接触せず、補強という所期の目的を達成できないことがあった。

本発明は、上記のような課題、すなわち、補強用樹脂が経時的に流動することに起因する電子部品の実装不良を抑制できる実装ライン及び実装方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装ラインは、基板を上流から下流へ移動させながら基板へのクリームはんだ印刷、電子部品搭載及びリフローを順次行う電子部品実装ラインであって、クリームはんだを介して搭載される第１電子部品を搭載する第１搭載領域及び複数のはんだバンプを有する第２電子部品を搭載する第２搭載領域を有する基板を供給する基板供給装置と、前記基板供給装置から供給される前記基板の前記第１搭載領域にクリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置と、前記クリームはんだが塗布された基板の前記第１搭載領域に、前記第１電子部品を搭載する第１電子部品搭載装置と、前記基板の前記第２搭載領域の周縁部に設定された少なくとも１つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する塗布ヘッドと、前記基板の前記第２搭載領域に前記第２電子部品を搭載する搭載ヘッドと、を備えた第２電子部品搭載装置と、前記第１電子部品及び前記第２電子部品が搭載された基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第１電子部品及び前記第２電子部品を前記基板に接合するリフロー装置とを備え、前記第２電子部品搭載装置は、前記補強位置への前記熱硬化性樹脂の塗布後、前記第２電子部品を、その周縁部と前記補強位置に塗布された熱硬化性樹脂とが接触するように搭載する。そして、この電子部品実装ラインにおいて、前記第２電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強が行われる一方で、前記第１電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強が行われない。

本発明の電子部品実装方法は、電子部品実装ラインの上流から下流へ基板を移動させながら、クリームはんだにより接続される複数の接続用端子を有する第１電子部品及び複数のはんだバンプを有する第２電子部品を基板に実装する電子部品実装方法であって、複数の前記接続用端子に接続される複数の第１電極を含む第１搭載領域及び複数の前記はんだバンプに接続される複数の第２電極を含む第２搭載領域を備えた基板を準備する第一工程と、前記電子部品実装ラインに配置されたスクリーン印刷装置によって、前記第１電極にクリームはんだを塗布する第二工程と、複数の前記接続用端子がそれぞれ対応する前記第１電極のクリームはんだに着地するように、前記第１電子部品を前記基板に搭載する第三工程と、前記第２搭載領域の周縁部に設定された少なくとも１つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する第四工程と、前記第２電子部品を前記複数のはんだバンプがそれぞれ対応する前記第２電極に着地するように前記基板に搭載するとともに、前記補強位置に塗布された前記熱硬化性樹脂を前記第２電子部品の周縁部に接触させる第五工程と、前記電子部品実装ラインに配置されたリフロー装置によって、前記第１電子部品及び前記第２電子部品が搭載された前記基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第１電子部品及び前記第２電子部品を前記基板に接合する第六工程と、を備え、前記第三工程は、前記電子部品実装ラインに配置された第１電子部品搭載装置によって行われ、前記第四工程及び前記五工程は、前記熱硬化性樹脂を塗布する塗布ヘッドと前記第２電子部品を搭載する搭載ヘッドとを備えた第２電子部品搭載装置によって順次行われる。そして、この電子部品実装方法において、前記第２電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行う一方で、前記第１電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行わない。

本発明の電子部品実装ライン及び電子部品実装方法によれば、補強位置に熱硬化性樹脂を塗布する工程及び第２電子部品の搭載工程を第２電子部品搭載装置によって行うので、補強位置に熱硬化性樹脂を塗布する工程の後、時間を空けずに、第２電子部品が基板に搭載される。その結果、補強用樹脂として供給される熱硬化性樹脂が、経時的に型崩れして広がったり変形したりすることを原因とする、電子部品の接合部の接合不良を抑制できる。

本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。

チップ型の第１電子部品の斜視図である。 複数のはんだバンプを有する第２電子部品の縦断面図である。 同第２電子部品の底面図である。 電子部品が搭載される前の基板の一例の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子部品実装ラインＡの全体構成を示す説明図である。 電子部品実装ラインの一部分である第１電子部品搭載装置と第２電子部品搭載装置とを接続した構成を上方から見た構成図である。 フラックスの塗膜を形成する転写ユニットを上方から見た模式図である。 同転写ユニットがフラックスの塗膜を形成する動作を示す断面模式図である。 同転写ユニットが形成したフラックスの塗膜にＣＳＰのはんだバンプを接触させてフラックスを転写する動作を示す断面模式図である。 電子部品実装ラインによる電子部品実装方法の前半の工程を説明する説明図である。 電子部品実装ラインによる電子部品実装方法の後半の工程を説明する説明図である。 第２電子部品搭載装置の変形例の構成を上方から見た構成図である。 第２電子部品の高さと補強用樹脂の高さの関係を説明する断面図である。

はじめに、本発明の電子部品実装ラインで製造される実装基板を構成する第１電子部品、第２電子部品および基板について説明する。

図１は、第１電子部品２００の一例の斜視図である。第１電子部品２００は、クリームはんだで接合される少なくとも１つの接続用端子２０１を有する。クリームはんだで接合される電子部品としては、例えば０４０２サイズや１００５サイズに代表されるチップ部品の他、トランジスタ等のリード付部品などが挙げられる。また、バンプ付部品であってもクリームはんだを介して接合され、補強用樹脂による補強やバンプにフラックスを塗布（転写）することを要さない部品は、第１電子部品に分類される。

図２Ａは、第２電子部品２１０の一例の縦断面図であり、図２Ｂはその底面図である。第２電子部品２１０は、薄い部品内基板２１１の上面に実装された半導体素子２１２を封止樹脂２１３で封止したＣＳＰである。部品内基板２１１の下面は、第２電子部品２１０の主面２１１ｓを構成しており、主面２１１ｓには複数の端子が規則的に行列状に配列され、各々の端子には、はんだバンプ２１４が設けられている。第２電子部品は、補強用樹脂による補強の対象となる部品であり、基板に搭載される前に、はんだバンプ２１４にはフラックスが塗布（転写）される。

図３に示すように、基板１０１は、第１電子部品２００の接続用端子２０１と接続される第１電極１０２ａが設けられた第１搭載領域及び第２電子部品２１０の複数のはんだバンプ２１４と接続される複数の第２電極１０２ｂが設けられた第２搭載領域を具備する。また、第２搭載領域の周縁部、すなわち第２電子部品２１０の周縁部に対応する領域には、補強用樹脂、すなわち熱硬化性樹脂が塗布される少なくとも１つの補強位置１０４が設定されている。

補強位置１０４は、基板１０１の複数の第２電極１０２ｂが設けられた第２搭載領域の周縁部に、通常は複数設定される。ここで、基板１０１の第２搭載領域の周縁部とは、第２搭載領域に搭載される第２電子部品２１０の主面２１１ｓの周縁部２１１ｘに対応する枠状領域である。補強位置１０４は、その枠状領域の所定箇所に設定される。一般的なＣＳＰの主面の形状は矩形である。矩形の第２電子部品においては、少なくとも、その四隅またはその近傍に対応するように、複数の補強位置を設定することが好ましい。

次に、本実施形態の電子部品実装ラインの装置構成の例について図面を参照して説明する。図４に、本実施形態に係る電子部品実装ライン３００の装置構成の全体像を示す。

電子部品実装ラインは、複数の装置を基板搬送コンベアで連結したものであり、連結した基板搬送コンベアによって基板を上流から下流へ移動させながら、基板へのクリームはんだ印刷、電子部品搭載、リフロー等を順次行うものである。電子部品実装ライン３００は、
（i）電子部品を実装するための基板１０１を供給する基板供給装置３０１と、
（ii）基板供給装置３０１から供給された基板１０１の第１搭載領域に設けられた所定の電極（第１電極１０２ａ）に、スクリーン印刷によりクリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置３０２と、
（iii）クリームはんだが塗布された第１電極１０２ａに第１電子部品２００を搭載する第１搭載ヘッドを具備する第１電子部品搭載装置３０３と、
（iv）基板１０１の複数の補強位置１０４に、補強用樹脂１０５を塗布する塗布ヘッドを具備するとともに、第２搭載領域に第２電子部品２１０を搭載する第２搭載ヘッドを具備する第２電子部品搭載装置３０４Ｘと、
（v）第２電子部品搭載装置３０４Ｘの後工程に配置される、基板１０１を加熱してはんだを溶融させることにより第１電子部品２００及び第２電子部品２１０を基板１０１にはんだ接合するリフロー装置３０５と、
（vi）基板回収装置３０６と、を具備する。

図５は、電子部品実装ライン３００における、第１電子部品搭載装置３０３と、第２電子部品搭載装置３０４Ｘと、を接続した構成を上方から見た構成図である。図５に示すように、第１電子部品搭載装置３０３と第２電子部品搭載装置３０４Ｘとは、各装置の基板搬送コンベア３０９ａ，３０９ｂを連結することで、スクリーン印刷装置３０２から搬送されてきた基板１０１を搬送するためのラインを構成している。基板搬送コンベア３０９ａ，３０９ｂは、各装置において、電子部品の搭載や樹脂の塗布を行う作業位置（基板保持部）まで基板を搬送して位置決めする機能を有する。なお、図５中の矢印は、電子部品実装ライン３００の上流から下流への進行方向を示す。

第１電子部品搭載装置３０３は、スクリーン印刷装置３０２から搬送されてきた基板１０１上の第１電極１０２ａに第１電子部品２００を搭載する。第１電子部品搭載装置３０３は、中央部に配置された基板搬送コンベア３０９ａと、基板搬送コンベア３０９ａの側方に配置された第１部品供給部３１３と、第１搭載ヘッド３２３とを備える。基板搬送コンベア３０９ａは、第１搭載ヘッド３２３の作業対象となる基板を保持する基板保持部３１０ａを備えている。

第１部品供給部３１３には、第１電子部品２００を供給するためのテープフィーダが複数個配置されている。第１搭載ヘッド３２３はＸＹ移動機構（図示せず）に支持されており、所定の制御部によるＸＹ移動機構の制御によって、第１部品供給部３１３から基板搬送コンベア３０９ａの上方空間を移動する。

第１搭載ヘッド３２３は、内蔵された昇降機構によって昇降動作を行う吸引ノズル３２３ｄを備えており、吸引ノズル３２３ｄの昇降動作と吸引とによって第１部品供給部３１３から第１電子部品２００をピックアップし、基板１０１の第１搭載領域の上方からの昇降動作と吸引解除（真空破壊）によって第１電子部品２００を基板１０１に搭載する。

第１搭載ヘッド３２３は、第１電子部品２００の接続用端子２０１を、それぞれ対応する予めクリームはんだが塗布された第１電極１０２ａに着地させるように、基板１０１に搭載する。

第２電子部品搭載装置３０４Ｘは、第１電子部品搭載装置３０３から搬送されてきた基板１０１上の、第２電極１０２ｂを含む第２搭載領域の周縁部に設定された補強位置１０４に、補強用樹脂１０５を塗布する機能と、補強位置１０４への補強用樹脂１０５の塗布後、第２電子部品をその周縁部が補強用樹脂１０５と接触するように搭載する機能とを有している。すなわち、第２電子部品搭載装置３０４Ｘの内部で、補強位置１０４への補強用樹脂１０５の塗布工程と、第２搭載領域への第２電子部品２１０の搭載を順次行い得る構造を有している。

具体的には、第２電子部品搭載装置３０４Ｘは、中央部に配置された基板搬送コンベア３０９ｂと、補強用樹脂１０５を吐出する塗布ノズル３２４ｄを有する塗布ヘッド３２４と、第２部品供給部３１５と、第２搭載ヘッド３２５とを備えている。基板搬送コンベア３０９ｂは、塗布ヘッド３２４や第２搭載ヘッド３２５の作業対象となる基板を保持する基板保持部３１０ｂを備えている。

塗布ヘッド３２４はＸＹＺ移動機構（図示せず）に支持されており、所定の制御部によるＸＹＺ移動機構の制御によって、基板搬送コンベア３０９ｂの上方空間を、水平方向ならびに上下方向へ移動する。塗布ヘッド３２４の移動及び塗布ノズル３２４ｄからの補強用樹脂１０５の吐出などの動作は、制御部からの指令により制御される。

第２部品供給部３１５はトレイフィーダであり、複数の第２電子部品２１０を収納したトレイが配置されている。

第２搭載ヘッド３２５はＸＹ移動機構（図示せず）に支持されており、所定の制御部によるＸＹ移動機構の制御によって、第２部品供給部３１５から基板搬送コンベア３０９ｃの上方空間を移動する。第２搭載ヘッド３２５は、内蔵された昇降機構によって昇降動作を行う吸引ノズル３２５ｄを備えており、吸引ノズル３２５ｄの昇降動作と吸引とによって第２部品供給部３１５から第２電子部品２１０をピックアップし、基板１０１の第２搭載領域の上方からの昇降動作と吸引解除（真空破壊）によって第２電子部品２１０を基板１０１に搭載する。

第２電子部品搭載装置３０４Ｘは、フラックスの塗膜を供給する転写ユニット３２０を備えてもよい。転写ユニット３２０は、第２電子部品２１０のバンプ２１４に転写するのに適した厚さのフラックスの塗膜を供給できる機構を有する。例えば、図６Ａに示すような、下方に設けられたベーステーブル３２０ａと、ベーステーブル３２０ａの上面に設けられた転写テーブル３２１と、転写テーブル３２１の上方に配置されたスキージユニット３２２とを具備する。スキージユニット３２２は、転写テーブル３２１のＹ軸方向の幅とほぼ等しい長さを有する第１スキージ部材３２２ａと第２スキージ部材３２２ｂとを備え、これらはそれぞれ一定の間隔をあけてＹ軸方向と平行に配置されている。各スキージ部材は、スキージユニット３２２に内蔵された昇降機構によって昇降自在、すなわち転写テーブル３２１に形成される塗膜に対して進退自在となっている。図６Ｂに示すように、転写ユニット３２０は、転写テーブル３２１に対してスキージユニット３２２を相対的に水平方向へ移動させることにより、各スキージ部材で転写テーブル３２１内のフラックスを薄く延ばしてフラックスの塗膜を形成する。

第２搭載ヘッド３２５は、第２電子部品２１０をピックアップした後、転写ユニット３２０の上方へ移動し、図６Ｃに示すように、吸引ノズル３２５ｄを昇降動作させて第２電子部品２１０のはんだバンプ２１４をフラックス２０６の塗膜に接触させ、はんだバンプ２１４にフラックス２０６を転写する。その後、第２搭載ヘッド３２５は、基板の第２搭載領域へ移動し、複数のはんだバンプ２１４を、それぞれ対応する第２電極１０２ｂに着地させるようにして、第２電子部品２１０を基板１０１に搭載する。このような第２搭載ヘッド３２５の移動は、所定の制御部からの指令により制御される。

ここで、図４及び図５に示した電子部品実装ライン３００では、第１電子部品搭載装置３０３は、第２電子部品搭載装置３０４Ｘよりも上流に配置されているが、第１電子部品搭載装置３０３と第２電子部品搭載装置３０４Ｘの配置の順序はこれに限定されない。すなわち、第１電子部品搭載装置３０３は、第２電子部品搭載装置３０４Ｘよりも下流に配置されていてもよい。また、電子部品実装ラインは、複数の第１電子部品搭載装置を具備してもよく、同様に、複数の第２電子部品搭載装置を具備してもよい。また、複数の第１電子部品搭載装置及び複数の第２電子部品搭載装置は、任意の順序で配置することができる。

次に、本発明の電子部品実装ライン３００による実装基板の製造方法について説明する。
図７及び図８を参照すれば、まず、図７（ａ）に示すような部品が搭載されていない基板１０１が基板供給装置３０１から搬出され（第一工程）、スクリーン印刷装置３０２へ送られる。

次に、スクリーン印刷装置３０２は、基板１０１の第１電極１０２ａにクリームはんだ１０３を印刷するはんだ印刷工程（第二工程）を実行する（図７（ｂ））。スクリーン印刷装置３０２は、クリームはんだ印刷が完了したら基板１０１を第１電子部品搭載装置３０３へ向けて搬出する。

次に、図７（ｃ）に示すように、第１電子部品搭載装置３０３は、第１電子部品２００を基板１０１へ搭載する第１電子部品搭載工程（第三工程）を実行する。具体的には、基板搬送コンベア３０９ａで基板１０１を所定の作業位置まで搬送して位置決めする。次に、第１搭載ヘッド３２３の吸引ノズル３２３ｄで、第１部品供給部３１３によって供給される第１電子部品２００を吸引して保持する。そして、第１搭載ヘッド３２３を水平移動させて、第１電子部品２００を第１搭載領域に位置決めする。

次に、第１電子部品２００の接続用端子２０１が第１電極１０２ａに印刷されたクリームはんだに着地するように、吸引ノズル３２３ｄを昇降させるとともに吸引による保持を解除し、第１電子部品２００を基板１０１に搭載する。第１電子部品搭載装置３０３による第１電子部品の搭載が完了したら、第１電子部品搭載装置３０３は、基板搬送コンベア３０９ａを駆動して、基板１０１を第２電子部品搭載装置３０４Ｘへ搬出する。

次に、図８（ａ）に示すように、第２電子部品搭載装置３０４Ｘは、基板１０１上の第２電子部品２１０を搭載するための第２搭載領域の周縁部に設定された補強位置１０４に、補強用樹脂１０５を塗布する樹脂塗布工程（第四工程）を実行する。具体的には、基板搬送コンベア３０９ｂで基板１０１を所定の基板保持部３１０ｂまで搬送して位置決めする。次に、塗布ヘッド３２４を水平移動させて、塗布ノズル３２４ｄを補強位置１０４の上方に位置決めする。そして、塗布ノズル３２４ｄから補強用樹脂１０５を補強位置１０４へ塗布する。補強用樹脂１０５の塗布パターンは、特に限定されないが、例えば矩形の第２電子部品の周縁部の四隅に対応するような補強位置に塗布される。

補強用樹脂１０５は、後の工程で搭載される第２電子部品２１０のパッケージを構成する部品内基板２１１に接触可能な高さに塗布される。すなわち、図１０（ａ）に示すように、第２電子部品２１０を搭載したときに、第２電子部品２１０の部品内基板２１１に届くような高さになるように、補強用樹脂１０５の粘度やチキソ性が調整されている。

なお、補強用樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などを例示できる。

第２電子部品搭載装置３０４Ｘは、全ての補強位置１０４への補強用樹脂１０５の塗布を終えたら、引き続き、図８（ｂ）に示すように、第２電子部品２１０を基板１０１へ搭載する第２電子部品搭載工程（第五工程）を実行する。
具体的には、第２搭載ヘッド３２５の吸引ノズル３２５ｄで、第２部品供給部３１５によって供給される第２電子部品２１０を吸引して保持する。そして、第２搭載ヘッド３２５を水平移動させて、第２電子部品２１０をフラックスの塗膜を形成する転写ユニット３２０の上方に位置決めする。次に、吸引を維持したまま吸引ノズル３２５ｄを昇降させることにより、フラックス２０６の塗膜に第２電子部品２１０のバンプ２１４を接触させ、フラックス２０６を複数のバンプ２１４に転写する。

フラックス２０６は、はんだ接合の際に電極表面およびバンプ表面に存在する酸化物などを除去する活性作用を有する材料であればよい。フラックスの組成は、特に限定されないが、例えば、ロジンのようなベース剤、有機酸やハロゲン化物などの活性剤、溶剤、チキソ性付与剤などを含む。フラックスは、熱硬化性樹脂の成分を含む熱硬化性フラックスでもよい。

その後、搭載ヘッド３２５を水平移動させて、第２電子部品２１０を第２搭載領域に位置決めする。そして、図８（ｃ）に示すように、第２電子部品２１０のフラックス２０６が塗布された複数のバンプ２１４を、それぞれ対応する第２電極１０２ｂに着地させる。

ここで、第２電子部品搭載装置３０４Ｘで補強位置１０４に塗布された補強用樹脂１０５は、塗布直後から流動し始めるが、第２電子部品搭載装置３０４Ｘの内部で第２電子部品２１０を搭載するので、大きく型崩れする前に補強用樹脂１０５を第２電子部品２１０の周縁部２１１ｘに接触させることができる。また、補強位置１０４への補強用樹脂１０５の塗布後、基板を移動させずに、基板保持部３１０ｂに保持されたままの状態の基板１０１に対して第２搭載領域への第２電子部品の搭載を行うため、基板の移動に伴う振動等による補強用樹脂１０５の型崩れも生じない。更に、第２電子部品２１０と接触することで補強用樹脂１０５の流動は抑制されるので、補強用樹脂１０５が隣接する第１電極１０２ａ上のクリームはんだと接触して接合不良を誘発する可能性は低減される。

第２電子部品搭載装置３０４Ｘによる第２電子部品の搭載が完了したら、第２電子部品搭載装置３０４Ｘは基板搬送コンベア３０９ｂを駆動して基板１０１をリフロー装置３０５へ搬出する。

次に、リフロー装置３０５は基板１０１を炉内で加熱してはんだを溶融するリフロー工程（第六工程）を行う。リフロー工程では、第１電子部品２００及び第２電子部品２１０を搭載した基板１０１が加熱される。リフロー装置内で、溶融したはんだバンプ及びクリームはんだが電極に濡れ広がる。また、補強用樹脂１０５が硬化され、図８（ｄ）に示すように、樹脂補強部１０５ａが形成される。その結果、基板１０１の表面に、第１電子部品２００及び第２電子部品２１０がはんだにより接合された実装構造体（実装基板）が得られる。リフロー工程中、補強用樹脂１０５は第２電子部品と接触し、一方、第１電極上のクリームはんだとは接触していないので、第１電子部品２００及び第２電子部品２１０は良好な状態で基板１０１に実装される。その後、基板１０１はリフロー装置３０６から搬出され、基板回収装置３０７により回収される。

第１電子部品の搭載が完了したら、ユニット装置３０４Ｙは、基板搬送コンベア３０９ｃを駆動して、基板１０１をリフロー装置３０６へ搬出する。

なお、図７及び図８では、第一工程から第六工程を順次行う場合について説明したが、第三工程は、第五工程の後に行ってもよい。すなわち、第二工程、第四工程、第五工程、第三工程の順に各工程を行ってもよい。この場合、電子部品実装ラインにおいて、第１電子部品搭載装置３０３は、第２電子部品搭載装置３０４Ｘよりも下流に配置される。また、第四工程と第五工程の組み合わせは、複数回行われてもよい。この場合、電子部品実装ラインに、複数の第２電子部品搭載装置３０４Ｘを配置してもよく、１つの第２電子部品搭載装置３０４Ｘの内部で第四工程と第五工程を複数回繰り返してもよい。

次に、図９を参照しながら、第２電子部品搭載装置３０４Ｘの変形例である第２電子部品搭載装置３０４Ｙについて説明する。なお、図９では、図５と同じ機能を有する要素には同じ符号を付している。
第２電子部品搭載装置３０４Ｙの中央部に配置された基板搬送コンベア３０９ａは、塗布ヘッド３２４の作業対象となる基板１０１を保持する上流側基板保持部３１０ｃと、第２搭載ヘッド３２５の作業対象となる基板１０１を保持する下流側基板保持部３１０ｄとを備えている。

塗布ヘッド３２４は、所定の制御部によるＸＹＺ移動機構の制御によって、上流側基板保持部３１０ｃの上方空間を、水平方向ならびに上下方向へ移動する。一方、第２搭載ヘッド３２５は、所定の制御部によるＸＹ移動機構の制御によって、第２部品供給部３１５から下流側基板保持部３１０ｄの上方空間を移動する。すなわち、塗布ヘッド３２４と第２搭載ヘッド３２５は、同じ第２電子部品搭載装置内の基板搬送コンベア３０９ｂの上方空間を共有しており、上流側の空間を塗布ヘッド３２４が移動でき、下流側の空間を第２搭載ヘッド３２５が移動できるように構成されている。

上流側基板保持部３１０ｃでは、塗布ヘッド３２４によって基板１０１の補強位置１０４に補強用樹脂１０５が塗布される。上流側基板保持部３１０ｃでの作業が終了すると、その後、基板１０１は、基板搬送コンベア３０９ｂによって同じ第２電子部品搭載装置内に設けられている下流側基板保持部３１０ｄに搬送される。そして、下流側基板保持部３１０ｄに保持された基板１０１の第２搭載領域に、第２搭載ヘッド３２５によって第２電子部品２１０が搭載される。

第２電子部品搭載装置３０４Ｙにおいては、上流側基板保持部３１０ｃに保持された基板１０１の補強位置１０４に補強用樹脂１０５を塗布する間に、下流側基板保持部３１０ｄに保持された別の基板１０１の第２搭載領域に第２電子部品２１０を搭載することができるため、図８を参照して説明した第四工程と第五工程を並行して行うことができる。従って、図５を参照して説明した第２電子部品搭載装置Ｘに比べて、実装基板を製造する際の作業効率が向上する。

なお、本発明の電子部品実装ラインの構成は、上記実施形態に限られず、適宜変更可能である。たとえば、スクリーン印刷装置と第１電子部品搭載装置または第２電子部品搭載装置３０４Ｘとの間、スクリーン印刷装置と第２電子部品搭載装置３０４Ｙとの間、及び／又は、リフロー装置と基板回収装置との間に、検査装置を配置してもよい。また、塗布ヘッドを具備する第２電子部品搭載装置とは別に、各種電子部品の仮止め用の接着剤を塗布する接着剤塗布装置を、スクリーン印刷装置と各種第２電子部品搭載装置との間、及び／又は、第１電子部品搭載装置の下流に配置してもよい。

また、既に述べたように、電子部品実装ラインは、第１電子部品搭載装置を複数含む構成でもよく、第２電子部品搭載装置を複数含む構成でもよい。第２電子部品搭載装置３０４Ｘと３０４Ｙとを併用してもよい。

第２電子部品搭載装置は、補強用樹脂を塗布する以外に、仮止め用の接着剤等、他の種類の接着剤や樹脂を塗布する機能を有する多用途タイプの装置でもよい。

第１電子部品搭載装置は、第１電子部品以外の電子部品を搭載する機能を有する多機能型装置でもよい。同様に、第２電子部品搭載装置は、第２電子部品以外の電子部品を搭載する機能を有する多機能型装置でもよい。すなわち、電子部品実装ラインに組み込んだときに、第１電子部品搭載装置や第２電子部品搭載装置として機能する装置であれば、特に限定なく用いることができる。

本発明の電子部品実装ライン及び電子部品実装装置によれば、補強用樹脂として供給される熱硬化性樹脂が、経時的に型崩れして広がったり変形したりすることを原因とする、はんだバンプを用いた接合部の接合不良を抑制できる。よって、ＣＳＰとチップ型電子部品とを多数混載するような表面実装の分野において有用である。

本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。

１０１：基板（プリント配線板）、１０２ａ：第１電極、１０２ｂ：第２電極、１０３：クリームはんだ、１０４：補強位置、１０５：補強用樹脂、２００：第１電子部品、２０１：接続用端子、２１０：第２電子部品、２１１：部品内基板、２１１ｓ：主面、２１１ｘ：周縁部、２１２：半導体素子、２１３：封止樹脂、２１４：バンプ、３００：電子部品実装ライン、３０１：基板供給装置、３０２：スクリーン印刷装置、３０３：第１電子部品搭載装置、３０４Ｘ，３０４Ｙ：第２電子部品搭載装置、３０５：リフロー装置、３０６：基板回収装置、３０９ａ，３０９ｂ：基板搬送コンベア、３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ：基板保持部、３１３：第１部品供給部、３１５：第２部品供給部、３２３：第１搭載ヘッド、３２３ｄ:吸引ノズル、３２４:塗布ヘッド、３２４ｄ：塗布ノズル、３２５：第２搭載ヘッド、３２５ｄ：吸引ノズル、３２０：転写ユニット、３２０ａ：ベーステーブル、３２１：転写テーブル、３２２：スキージユニット、３２２ａ：第１スキージ部材、３２２ｂ：第２スキージ部材

Claims (8)

1. 基板を上流から下流へ移動させながら基板へのクリームはんだ印刷、電子部品搭載及びリフローを順次行う電子部品実装ラインであって、
   クリームはんだを介して搭載される第１電子部品を搭載する第１搭載領域及び複数のはんだバンプを有する第２電子部品を搭載する第２搭載領域を有する基板を供給する基板供給装置と、
   前記基板供給装置から供給される前記基板の前記第１搭載領域にクリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置と、
   前記クリームはんだが塗布された基板の前記第１搭載領域に、前記第１電子部品を搭載する第１電子部品搭載装置と、
   前記基板の前記第２搭載領域の周縁部に設定された少なくとも１つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する塗布ヘッドと、前記基板の前記第２搭載領域に前記第２電子部品を搭載する搭載ヘッドと、を備えた第２電子部品搭載装置と、
   前記第１電子部品及び前記第２電子部品が搭載された基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第１電子部品及び前記第２電子部品を前記基板に接合するリフロー装置とを備え、
   前記第２電子部品搭載装置は、前記補強位置への前記熱硬化性樹脂の塗布後、前記第２電子部品を、その周縁部と前記補強位置に塗布された熱硬化性樹脂とが接触するように搭載し、
   前記第２電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行う一方で、前記第１電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行わない、電子部品実装ライン。
2. 前記第２電子部品搭載装置は、上流側基板保持部及び下流側基板保持部を有し、前記上流側基板保持部において、前記補強位置に前記熱硬化性樹脂を塗布した後、前記基板を前記下流側基板保持部に移動させ、前記下流側基板保持部において、前記第２電子部品を前記第２搭載領域に搭載する、請求項１記載の電子部品実装ライン。
3. 前記第２電子部品搭載装置は、前記上流側基板保持部に保持された前記基板の前記補強位置に前記熱硬化性樹脂を塗布する間に、前記下流側基板保持部に保持された別の前記基板の前記第２搭載領域に前記第２電子部品を搭載する、請求項２記載の電子部品実装ライン。
4. 前記第２電子部品搭載装置が、フラックスの塗膜を形成する転写ユニットを有し、前記第２電子部品を前記第２搭載領域に搭載する前に、前記第２電子部品の前記複数のはんだバンプを前記フラックスの塗膜に接触させて、前記はんだバンプにフラックスを転写する、請求項１〜３のいずれか１項記載の電子部品実装ライン。
5. 電子部品実装ラインの上流から下流へ基板を移動させながら、クリームはんだにより接続される複数の接続用端子を有する第１電子部品及び複数のはんだバンプを有する第２電子部品を基板に実装する電子部品実装方法であって、
   複数の前記接続用端子に接続される複数の第１電極を含む第１搭載領域及び複数の前記はんだバンプに接続される複数の第２電極を含む第２搭載領域を備えた基板を準備する第一工程と、
   前記電子部品実装ラインに配置されたスクリーン印刷装置によって、前記第１電極にクリームはんだを塗布する第二工程と、
   複数の前記接続用端子がそれぞれ対応する前記第１電極のクリームはんだに着地するように、前記第１電子部品を前記基板に搭載する第三工程と、
   前記第２搭載領域の周縁部に設定された少なくとも１つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する第四工程と、
   前記第２電子部品を前記複数のはんだバンプがそれぞれ対応する前記第２電極に着地するように前記基板に搭載するとともに、前記補強位置に塗布された前記熱硬化性樹脂を前記第２電子部品の周縁部に接触させる第五工程と、
   前記電子部品実装ラインに配置されたリフロー装置によって、前記第１電子部品及び前記第２電子部品が搭載された前記基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第１電子部品及び前記第２電子部品を前記基板に接合する第六工程と、を備え、
   前記第三工程は、前記電子部品実装ラインに配置された第１電子部品搭載装置によって行われ、前記第四工程及び前記五工程は、前記熱硬化性樹脂を塗布する塗布ヘッドと前記第２電子部品を搭載する搭載ヘッドとを備えた第２電子部品搭載装置によって順次行われ、
   前記第２電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行う一方で、前記第１電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行わない、電子部品実装方法。
6. 前記第２電子部品搭載装置は、上流側基板保持部及び下流側基板保持部を有し、
   前記第四工程は、前記上流側基板保持部に保持された前記基板の前記補強位置に前記熱硬化性樹脂を塗布する工程であり、
   前記第五工程は、前記上流側基板保持部から搬送され、前記下流側基板保持部に保持された前記基板の前記第２搭載領域に前記第２電子部品を搭載する工程である、請求項５記載の電子部品実装方法。
7. 前記上流側基板保持部に保持された前記基板の前記補強位置に前記熱硬化性樹脂を塗布する間に、前記下流側基板保持部に保持された別の前記基板の前記第２搭載領域に前記第２電子部品を搭載することにより、前記第四工程及び前記第五工程を並行して行う、請求項６記載の電子部品実装方法。
8. 前記第２電子部品搭載装置が、フラックスの塗膜を形成する転写ユニットを有し、
   前記第五工程において、前記第２電子部品を前記第２搭載領域に搭載する前に、前記第２電子部品の前記複数のはんだバンプを前記フラックスの塗膜に接触させて、前記はんだバンプにフラックスを転写する、請求項５〜７のいずれか１項記載の電子部品実装方法。

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