JP6225334B2 - 部品実装装置及び部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品に転写材料を転写して基板に実装する部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。

ＢＧＡなどの部品を基板に実装して実装基板を製造する形態として、部品実装装置を用いて部品に設けられたバンプを介して基板の電極に半田接合によって実装する方法が知られている。この方法では、バンプや電極の表面に付着する酸化膜の除去を目的として、フラックスなどの酸化膜除去作用を有する転写材料をバンプに転写した状態でバンプを基板の電極に着地させることが行われている。

このため、転写材料を成膜した状態で供給する転写装置を備えた部品実装装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１には、成膜領域を有するステージを往復移動させることにより、ステージと所定の隙間だけ隔てて配設されたスキージによって転写材料を成膜領域で薄く延ばして塗膜を形成する転写装置が記載されている。このような部品実装装置では、成膜領域内に設定された転写領域に部品を保持した搭載ヘッドを下降させることにより、部品の下面に形成されたバンプに転写材料を転写し、転写材料が転写された部品を基板に搭載する。その後、搭載ヘッドが部品供給部に移動して新たな部品を取り出す間に、転写装置はステージを往復移動させて成膜領域に転写材料を成膜する成膜動作を実行する。

特開２０１３−７４００５号公報

しかしながら、従来の転写装置では成膜動作に要する時間に起因して実装基板の生産性が低下するという問題があった。すなわち、ステージが往復移動する領域の上方には、スキージの他に転写材料をステージに供給するためのシリンジや転写材料の残量を検出するためのセンサなどの各部材が転写装置内で固定した状態で設けられている。したがって、転写時に転写装置の各部材と搭載ヘッドの干渉を防止するためには、ステージの移動距離を長く設定して双方を遠ざける必要がある。

ところが、成膜領域はステージの移動距離に比例して大きくなるため、ステージの移動距離が長くなるほど成膜領域には部品への転写に寄与しない無駄な非転写領域が多く形成されることになる。従来の転写装置では、非転写領域においても転写領域と同一の条件下で成膜動作を行っていたことから、成膜動作には所定の時間を要していた。これに起因して、搭載ヘッドが基板に部品を搭載した後に部品供給部から新たな部品を取り出して再び転写領域の上方まで移動したときに、転写装置では成膜動作が未だ完了していないという事態が発生していた。このように、従来の部品実装装置では転写材料の成膜待ち時間が発生して実装基板の生産性が低下するという問題があった。

そこで本発明は、転写材料の成膜待ち時間の発生を抑制して生産性を向上できる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、部品供給部から搭載ヘッドにより部品を取り出し、その部品に転写材料を転写して基板に実装する部品実装装置であって、前記搭載ヘッドに保持された部品に転写される転写材料を成膜した状態で供給する転写装置を備え、前記転写装置は、前記転写材料が成膜される成膜領域を有するステージと、前記ステージを往復移動させるステージ移動手段と、前記ステージに対して昇降自在に配設され、前記ステージとの間に所定の隙間を有した状態で前記ステージを移動させることにより前記成膜領域に転写材料を成膜するスキージとを備え、前記成膜領域には、部品に転写材料を転写するための転写領域が設定されており、前記ステージに転写材料を成膜する際、前記転写領域における前記ステージの移動速度を、転写領域以外における前記ステージの移動速度よりも遅くする。

本発明の部品実装方法は、搭載ヘッドに保持された部品に転写される転写材料を成膜した状態で供給する転写装置を備えた部品実装装置を用いて、部品供給部から前記搭載ヘッドにより部品を取り出し、その部品に転写材料を転写して基板に実装する部品実装方法であって、前記転写装置は、前記転写材料が成膜される成膜領域を有するステージと、前記ステージを往復移動させるステージ移動手段と、前記ステージに対して昇降自在に配設され、前記ステージとの間に所定の隙間を有した状態で前記ステージを移動させることにより前記成膜領域に転写材料を成膜するスキージとを備えており、前記スキージに対して前記ステージを移動させることにより前記成膜領域に転写材料を成膜する成膜工程と、前記ステージに成膜された状態の転写材料を部品に転写する転写工程と、を含み、前記成膜工程は、前記成膜領域に設定された部品に転写材料を転写するための転写領域における前記ステージの移動速度を、転写領域以外における前記ステージの移動速度よりも遅くする。

本発明によれば、転写材料の成膜待ち時間の発生を抑制して生産性を向上できる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置に備えられた転写装置の斜視図 （ａ），（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置に備えられた転写装置の構造説明図 本発明の一実施の形態におけるステージに設定される成膜領域の説明図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における成膜動作の説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるフラックスの転写動作の説明図 本発明の一実施の形態における掻き寄せ動作の説明図 本発明の一実施の形態におけるステージに設定される成膜領域のその他の例を示す図 本発明のその他の実施の形態における成膜動作の説明図

まず図１を参照して、本発明の一実施の形態における部品実装装置について説明する。部品実装装置１は基板２に部品を実装する機能を有するものである。部品実装装置１の基台１ａには、Ｘ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構３が配設されている。基板搬送機構３は実装対象となる基板２をＸ方向に搬送し、所定の実装作業位置に位置決めする。

基板搬送機構３の両側には部品供給部４Ａ，４Ｂが配設されている。一方側の部品供給部４Ａには、トレイ５ａに格納されたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等の複数のバンプを有する部品を供給するトレイフィーダ５と転写装置６がＸ方向に並列して装着されている。他方側の部品供給部４Ｂには、キャリアテープに保持されたチップ部品等の小型部品を供給する複数のテープフィーダ７がセットされている。図２において、転写装置６は後述する搭載ヘッド１１Ａに保持された部品Ｐに転写されるフラックス（転写材料）８を塗膜の状態で供給する機能を有する。フラックス８は、バンプＰａ（図３（ａ））の表面や、部品実装時にバンプＰａと接続される基板２の電極の表面に付着する酸化膜を除去する作用を有する粘性流体である。

図１において、基台１ａのＸ方向の一端部にはリニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル９がＸ方向と水平面内において直交するＹ方向に配設されている。Ｙ軸移動テーブル９には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル１０Ａ，１０ＢがＹ方向に移動自在に結合されている。Ｘ軸移動テーブル１０Ａ，１０Ｂには、搭載ヘッド１１Ａ，１１ＢがＸ方向に移動自在に装着されている。Ｙ軸移動テーブル９及びＸ軸移動テーブル１０Ａを駆動することにより、搭載ヘッド１１ＡはＸＹ方向に水平移動する。同様に、Ｙ軸移動テーブル９及びＸ軸移動テーブル１０Ｂを駆動することにより、搭載ヘッド１１ＢはＸＹ方向に水平移動する。

図１及び図２において、搭載ヘッド１１Ａ，１１Ｂは、複数の単位移載ヘッド１１ａを備えている。単位移載ヘッド１１ａは下端部に部品Ｐを吸着可能な吸着ノズル１２を備えており、吸着ノズル１２はノズル昇降機構１３（図５）の駆動によって個別に上下方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。搭載ヘッド１１Ａは、トレイフィーダ５から供給される部品Ｐを吸着ノズル１２により吸着し、実装作業位置に位置決めされた基板２に搭載する機能を有する。搭載ヘッド１１Ｂは、テープフィーダ７から供給される部品Ｐを吸着ノズル１２により吸着し、実装作業位置に位置決めされた基板２に搭載する機能を有する。

図１において、搭載ヘッド１１Ａ，１１Ｂには撮像視野を下方に向けた基板認識カメラ１４が設けられている。基板認識カメラ１４は搭載ヘッド１１Ａ，１１Ｂと一体的に移動し、基板２を上方から撮像する。また、基台１ａにおいて部品供給部４Ａ，４Ｂと基板搬送機構３との間には、部品認識カメラ１５が配設されている。部品認識カメラ１５は、その上方を移動する搭載ヘッド１１Ａ，１１Ｂに保持された部品Ｐを下方から撮像する。

次に図２及び図３を参照して、転写装置６の構造について説明する。転写装置６は、長尺形状のベース部２０に、以下に説明する各部を設けて構成される。ベース部２０は、部品供給部４Ａに設けられたフィーダベース１７（図３（ａ））にＹ方向に長手方向を合わせて、矢印ａで示す搭載ヘッド１１Ａのアクセス方向の反対側から着脱自在に装着される。本明細書においては、搭載ヘッド１１Ａが転写装置６にアクセスする側を前側とし、その反対方向を後側と定義する。

転写装置６には、フィーダベース１７に係合してベース部２０を固定する係合部２０ａが設けられており、さらに係合部２０ａから後方にはハンドル２１が突出して設けられている。転写装置６をフィーダベース１７に装着する際には、ベース部２０の下面側をフィーダベース１７の上面に沿わせてハンドル２１を把持して前方に押し込む。これにより、係合部２０ａがフィーダベース１７の後端部１７ａに係合して、ベース部２０は所定位置に装着される。

図３（ａ），（ｂ）において、ベース部２０の上面にはガイドレール２２が長手方向に配設されており、ガイドレール２２にスライド自在に嵌着したスライダ２３はステージ２４の下面に固着されている。ステージ２４の下面に結合されたナット２５には送りねじ２６が螺合しており、送りねじ２６はベース部２０の後端部側に配置された第１のモータ２７によって回転駆動される。したがって、第１のモータ２７を駆動することにより、ステージ２４はベース部２０の上面において長手方向（Ｙ方向）に往復移動する。

上記構成において、ガイドレール２２、スライダ２３、ナット２５、送りねじ２６及び第１のモータ２７は、ステージ２４を往復移動させるステージ移動手段となっている。ステージ２４の移動速度は第１のモータ２７の回転量で決定され、後述する成膜動作制御部４４（図５）によって第１のモータ２７の駆動が制御される。

次に図２、図３及び図４を参照して、ステージ２４について説明する。ステージ２４は矩形状部材の上面側に底面が平滑な凹部を形成した構造であり、この凹部の底面はフラックス８の塗膜（薄い膜）を形成するための塗膜形成面２４ａとなっている。図４において、ステージ２４上（塗膜形成面２４ａ）には成膜領域Ａが設定されており、この成膜領域Ａにおいて後述する成膜動作を実行することにより、塗膜形成面２４ａにはフラックス８の塗膜が形成される。このようにステージ２４は、フラックス８が成膜される成膜領域Ａを有する。

図４に示すように、成膜領域Ａには転写領域Ｂが設定されている。転写領域Ｂは、搭載ヘッド１１Ａに保持された部品Ｐにフラックス８を転写するための領域である。また、部品Ｐへのフラックス８の転写に寄与しない領域、すなわち、成膜領域Ａにおいて転写領域Ｂ以外の領域を非転写領域Ｃとする。本実施の形態においては、転写領域Ｂは成膜領域Ａの略中央に設定され、この転写領域ＢをＹ方向に挟んだ両側は、第１の非転写領域Ｃ１（前側）と第２の非転写領域Ｃ２（後側）となる。

この転写領域Ｂ内には、搭載ヘッド１１Ａが備える複数の吸着ノズル１２に吸着された各部品Ｐを転写させる位置である転写位置Ｔが予め設定されている。転写領域Ｂは、転写位置Ｔと実装対象となる部品Ｐのサイズに基づいて設定される。より具体的に説明すると、転写領域Ｂは部品Ｐを吸着した吸着ノズル１２が１回の昇降動作を行ったときに、部品Ｐに形成される全てのバンプＰａにフラックス８を転写させることが可能な面積となるように設定される。

転写領域Ｂにおいて、ステージ２４の移動方向（Ｙ方向）の長さ寸法Ｌ１は、転写位置Ｔと実装対象となる部品Ｐのサイズから算出された着地目標領域Ｂａ，Ｂｂの長さ寸法に、着地目標領域Ｂａ，Ｂｂの両側の端部から延出代Δｙだけ加えた長さ寸法に設定されている。この延出代Δｙは、転写領域Ｂの上方における搭載ヘッド１１Ａの位置ずれ、吸着ノズル１２に吸着された部品Ｐの位置ずれ等を考慮して定められる。

図２及び図３に示すように、ステージ２４を前側に移動させた状態において、転写領域Ｂよりも後方であって搭載ヘッド１１との干渉が生じないステージ２４の上方の位置には、成膜スキージユニット２８及び掻き寄せユニット２９が配置されている。また、成膜スキージユニット２８と掻き寄せユニット２９の間には、フラックス８を供給するフラックス供給シリンジ３０のニードル３０ａが挿入配置されている。成膜スキージユニット２８は、ベース部２０に立設されたブラケット３１によって保持されており、これによりベース部２０に対して水平方向の位置が固定された状態となっている。

図３（ａ），（ｂ）を参照して、成膜スキージユニット２８の詳細について説明する。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ断面を示している。成膜スキージユニット２８は、下方に延出して下端部が塗膜形成面２４ａとの間に塗膜形成隙間ｇ（図７（ａ））を保って配設されたスキージ２８ａを備えている。スキージ２８ａは連結部材３２に結合されており、連結部材３２はブラケット３１にスライドユニット３３を介して装着されている。したがって、スキージ２８ａはブラケット３１に対して上下動自在となっている。

塗膜形成面２４ａにフラックス８が供給された状態で、ステージ２４をステージ移動手段によってＹ方向（前側）に水平移動させることにより、スキージ２８ａは塗膜形成面２４ａにフラックス８を成膜する。これにより、成膜領域Ａには塗膜形成隙間ｇに応じた厚みを有するフラックス８の塗膜が形成される。すなわち、成膜領域Ａはステージ２４とスキージ２８ａが相対移動する区間内で形成される。そして、ステージ２４を前側へ移動させることにより、図４（ａ）に示すように、フラックス８が成膜された転写領域Ｂを搭載ヘッド１１による転写位置Ｔに位置させることができる。このように、転写装置６は搭載ヘッド１１に保持された部品Ｐに転写される転写材料を成膜した状態で供給する。

図３（ａ）において、掻き寄せユニット２９は下方に延出したスクレーパ２９ａを備えている。スクレーパ２９ａは下方に付勢されて、ステージ２４の高さ位置に関わらず常に塗膜形成面２４ａに当接した状態にある。ステージ２４をステージ移動手段によってＹ方向（後側）に移動させることにより、スクレーパ２９ａは塗膜形成面２４ａ上のフラックス８を掻き寄せる。

ステージ２４の上方において、スキージ２８ａとスクレーパ２９ａとの間には、反射式の光センサ３８が検出光軸３８ａによる検出方向を塗膜形成面２４ａに向けて配設されている。光センサ３８は検出光を塗膜形成面２４ａに照射し、その反射光を受光する。この受光信号を検出処理部４５（図５）によって検出処理することにより、塗膜形成面２４ａ上のフラックス８の残量が検出される。この検出結果に基づいて、検出処理部４５はフラックス８の補給の要否を判断する。

このように、光センサ３８及び検出処理部４５は、転写材料の残量を検出して補給の要否を判断する転写材料残量検出手段を構成する。転写材料残量検出手段によるフラックス８の検出は、フラックス８の掻き寄せ動作前に行われる。なお、転写材料残量検出手段によりフラックス８の補給が必要と判断された場合には、フラックス供給シリンジ３０はステージ２４にフラックス８を供給する。

図３（ａ），（ｂ）において、連結部材３２には上下方向に配設された昇降部材３４が結合されている。ベース部２０の内部に貫入した昇降部材３４の下端部には、カムフォロア３５が結合されている。ベース部２０の内部には第２のモータ３６が水平姿勢で配設されており、第２のモータ３６の回転軸に結合された円板カム３７はカムフォロア３５に当接している。この状態で第２のモータ３６を回転駆動することにより、昇降部材３４は円板カム３７のカム特性にしたがって昇降する。これにより、スキージ２８ａはステージ２４に対して昇降する。

すなわち、昇降部材３４、カムフォロア３５、円板カム３７及び第２のモータ３６は、スキージ２８ａの上下方向の位置を調整するスキージ位置調整手段となっている。また、スキージ２８ａはステージ２４に対して昇降自在に配設され、ステージ２４との間に所定の隙間を有した状態でステージ２４を移動させることにより成膜領域Ａに転写材料を成膜する。後述する成膜動作を開始する前に、スキージ位置調整手段はスキージ２８ａの上下方向の位置を調整して、スキージ２８ａの下端部と塗膜形成面２４ａとの間の塗膜形成隙間ｇを変更する。これにより、成膜領域Ａに形成されるフラックス８の塗膜の厚さが可変となる。なお、本実施の形態においては、スキージ位置調整手段としてカム機構を採用しているが、昇降部材３４を任意に昇降させることが可能な直動機構であれば、カム機構以外の駆動方式を用いてもよい。

次に図５を参照して、部品実装装置１の制御系について説明する。部品実装装置１に備えられた制御部４０は、記憶部４１、搭載制御部４２、転写領域設定部４３、成膜動作制御部４４、検出処理部４５及び認識処理部４６を含んで構成される。この制御部４０には、基板搬送機構３、トレイフィーダ５、テープフィーダ７、Ｙ軸移動テーブル９、Ｘ軸移動テーブル１０Ａ，１０Ｂ、ノズル昇降機構１３、基板認識カメラ１４、部品認識カメラ１５、第１のモータ２７、第２のモータ３６及び光センサ３８が接続されている。

記憶部４１は、部品データ４１ａ、実装データ４１ｂ及び成膜データ４１ｃを記憶する。部品データ４１ａは、実装対象となる部品Ｐの種類やサイズ等の情報を含むデータである。実装データ４１ｂは、基板２に部品Ｐを実装するためのデータである。成膜データ４１ｃは、転写装置６によってフラックス８を成膜するためのデータである。この成膜データ４１ｃには、部品Ｐの種類に応じて設定された転写領域Ｂ、第１のモータ２７の制御パラメータ、スキージ２８ａの上下方向の位置等、フラックス８を成膜するために必要な各種の情報が含まれる。

搭載制御部４２は、実装データ４１ｂに基づいて基板搬送機構３、トレイフィーダ５、テープフィーダ７、Ｙ軸移動テーブル９、Ｘ軸移動テーブル１０Ａ，１０Ｂ及びノズル昇降機構１３を制御する。これにより、搭載ヘッド１１Ａは、トレイフィーダ５から供給された部品Ｐを取り出し、転写装置６において供給されたフラックス８を部品Ｐに転写させた後に、実装作業位置に位置決めされた基板２に部品Ｐを搭載する。また、搭載ヘッド１１Ｂは、テープフィーダ７から供給された部品Ｐを取り出し、実装作業位置に位置決めされた基板２に部品Ｐを搭載する。

転写領域設定部４３は、成膜動作の開始前に部品データ４１ａを参照し、実装対象となる部品Ｐのサイズに応じて転写領域Ｂを設定する。転写領域Ｂの位置は、成膜データ４１ｃに含まれ、記憶部４１に記憶される。

成膜動作制御部４４は、成膜データ４１ｃに基づいてステージ２４の塗膜形成面２４ａにフラックス８を成膜するための動作を実行する。より具体的に述べると、成膜動作制御部４４は第２のモータ３６を制御することによってスキージ２８ａの高さ位置を調整し、また、第１のモータ２７を制御することによってステージ２４を所定の速度で水平移動させる。成膜動作制御部４４は、ステージ移動手段を構成する第１のモータ２７を制御してステージ２４を移動させるステージ移動制御部としても機能する。

検出処理部４５は、光センサ３８を制御してフラックス８の残量を検出し、この検出結果に基づいてフラックス８の補給の要否を判断する。

認識処理部４６は、基板認識カメラ１４によって取得した撮像データを認識することにより、基板２の位置を検出する。また、部品認識カメラ１５によって取得した撮像データを認識することにより、吸着ノズル１２に吸着された部品Ｐの位置を検出する。搭載ヘッド１１Ａ若しくは搭載ヘッド１１Ｂによる部品Ｐの搭載動作においては、基板２及び部品Ｐの位置検出結果を加味して搭載位置の補正が行われる。

本実施の形態における部品実装装置１は以上のように構成され、次に図６〜図９の動作説図を参照して、トレイフィーダ５によって供給される部品Ｐを基板２に実装するための動作について説明する。まず、搭載ヘッド１１Ａによって部品Ｐを取り出す（ＳＴ１：部品取り出し工程）。すなわち、搭載ヘッド１１Ａはトレイフィーダ５による部品Ｐの供給位置まで移動し、所望の部品Ｐを吸着ノズル１２によって吸着する。

前述した部品Ｐの取り出し動作と並行して、転写装置６によってフラックス８を成膜する（ＳＴ２：成膜工程）。すなわち、スキージ２８ａに対してステージ２４を移動させることにより成膜領域Ａにフラックス８を成膜する。この工程での成膜動作を詳細に説明する。図６（ａ）は、ステージ２４が後退位置にあって、成膜動作の開始前にスキージ２８ａの下端部が塗膜形成面２４ａにおける端部（本例では右側）に位置し、且つニードル３０ａを介してスキージ２８ａとスクレーパ２９ａとの間にフラックス８が供給された状態を示している。ここでいう塗膜形成面２４ａにおける端部とは、成膜領域Ａにおいて最も前側の端部、すなわち第１の非転写領域Ｃ１の開始端Ｃ１ａをさす。また、成膜動作の開始に際しては、スキージ２８ａの下端部と塗膜形成面２４ａとの間の塗膜形成隙間ｇを、部品Ｐにフラックス８を転写するために適正な膜厚ｔに設定する。

ステージ２４が図６（ａ）に示す後退位置にある状態から、図６（ｂ）に示すように、ステージ２４は以下に説明する態様によって移動速度を切り換えながら矢印ｂ方向に前進する。ここで、ステージ２４の移動態様について説明する。図６（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸はステージ２４を移動させたときの塗膜形成面２４ａに対するスキージ２８ａの下端部の各位置をあらわし、縦軸はスキージ２８ａの下端部の各位置におけるステージ２４の移動速度をあらわしている。

まず、ステージ２４は第１の非転写領域Ｃ１に対応する区間Ｓ１を第１の移動速度Ｖ１で移動する。スキージ２８ａの下端部が第１の非転写領域Ｃ１の終端Ｃ１ｂ（転写領域Ｂの開始端Ｂｃ）に到達したならば、ステージ２４は転写領域Ｂに対応する区間Ｓ２を第１の移動速度Ｖ１よりも遅い第２の移動速度Ｖ２で移動する。なお、移動速度を切り換える意義については後述する。

スキージ２８ａの下端部が転写領域Ｂの終端Ｂｄ（第２の非転写領域Ｃ２の開始端Ｃ２ａ）に到達したならば、ステージ２４は第２の非転写領域Ｃ２に対応する区間Ｓ３において、第１の移動速度Ｖ１で再び移動する。これにより、成膜領域Ａにはフラックス８の塗膜が形成され、成膜動作が終了する。なお、第２の非転写領域Ｃ２にフラックス８を成膜する理由は、搭載ヘッド１１Ａが転写領域Ｂの上方まで移動したときに、ステージ２４の上方に配置される各部材（成膜スキージユニット２８等）と干渉する事態を防止するためである。また、区間Ｓ３におけるステージ２４の移動速度は第２の移動速度Ｖ２よりも速ければよく、第１の移動速度Ｖ１と同じ移動速度に設定しなくてもよい。

ここで、ステージ２４の移動速度を切り換える意義について説明する。フラックス８の成膜動作は、搭載ヘッド１１Ａによってトレイフィーダ５から部品Ｐを取り出す動作と同時並行的に行われる。したがって、部品実装動作を円滑に進めるためには、部品Ｐの取り出し動作を終えた搭載ヘッド１１が転写領域Ｂの上方に移動するまでの間に成膜動作を完了させておくことが必要である。そのための方策として、ステージ２４の移動速度を速くすることが考えられる。

つまり、ステージ２４の移動ストロークを変えないことを条件として、フラックス８の成膜動作時間はステージ２４の移動速度によって定まり、ステージ２４の移動速度を速くすることにより成膜動作時間を短縮することができる。しかしながらその一方で、移動速度が所定値を超えて大きくなりすぎると、フラックス８の塗膜はその上面が粗く不均一になるおそれがある。部品Ｐの実装品質の観点から、部品Ｐの各バンプＰａに対するフラックス８の転写量は均一にさせた方が望ましいが、塗膜の上面が粗いと転写量を均一にすることが困難となる。したがって、フラックス８の塗膜を均一にするためには、ステージ２４の移動速度に一定の制限を設ける必要がある。

本実施の形態においては、転写領域Ｂでは塗膜の均一性を重視した第２の移動速度Ｖ２でステージ２４を移動させ、非転写領域Ｃ１，Ｃ２では塗膜の均一性を重視せず、移動速度（成膜時間）を重視した第２の移動速度Ｖ２よりも速い第１の移動速度Ｖ１でステージ２４を移動させるようにしている。

ステージ２４の移動速度をこのように切り換えることで、転写領域Ｂにおいて形成される塗膜を均一にしつつ成膜動作時間を短縮することができる。その結果、部品Ｐの取り出し動作を終えた搭載ヘッド１１Ａが成膜動作の完了のために待機して生産性が低下するといった事態を抑制することができる。

本実施の形態においては、図６（ｂ）に示すように、ステージ２４は第１の移動速度Ｖ１から減速しながら第２の移動速度Ｖ２に切り換わるように成膜動作制御部４４によって制御される。また、ステージ２４は第２の移動速度Ｖ２から加速しながら第１の移動速度Ｖ１に切り換わるように成膜動作制御部４４によって制御される。なお、ステージ２４の移動を一旦停止させたうえで、移動速度を第１の移動速度Ｖ１から第２の移動速度Ｖ２（若しくは第２の移動速度Ｖ２から第１の移動速度Ｖ１）に切り替えるようにしてもよい。

成膜動作が完了したならば、ステージ２４に成膜された状態のフラックス８を部品Ｐに転写する（ＳＴ３：転写工程）。すなわち、図７（ａ）に示すように、搭載ヘッド１１Ａは部品Ｐを保持した状態で転写領域Ｂの上方まで移動する。そして、この位置で複数の吸着ノズル１２がそれぞれ転写位置Ｔに対して昇降することによって（矢印ｃ）、部品ＰのバンプＰａにフラックス８が付着する。これにより、部品Ｐにフラックス８が転写される。

次いで、転写装置６によってフラックス８を掻き寄せる（ＳＴ４：掻き寄せ工程）。すなわち、図７（ｂ）に示すように、スキージ２８ａが所定の高さ位置まで上昇（矢印ｄ）した状態で、ステージ２４を後退させる（矢印ｅ）。これにより、塗膜形成面２４ａ上のフラックス８はスクレーパ２９ａによって一方側に掻き寄せられ、図６（ａ）に示す状態に戻る。

また、（ＳＴ３）において部品Ｐにフラックス８が転写された後、搭載ヘッド１１Ａによって基板２に部品Ｐを搭載する（ＳＴ５：部品搭載工程）。すなわち、搭載ヘッド１１Ａは部品認識カメラ１５の上方を経由して実装作業位置に位置決めされた基板２の上方に移動する。そして、搭載位置の補正を行ったうえで吸着ノズル１２が昇降することにより、基板２に部品Ｐが搭載される。以上の工程を経て、基板２への部品Ｐの実装が完了する。

前述した成膜動作及び掻き寄せ動作を反復する過程においては、フラックス８の残量検出が行われる。図８は、転写領域Ｂのフラックス８を部品Ｐに転写した後、フラックス８の掻き寄せ動作を開始する前の状態を示している。この状態で、光センサ３８によってスキージ２８ａとスクレーパ２９ａとの間に溜められたフラックス８の残量を検出する。そして、検出処理部４５がフラックス８の補給が必要と判断した場合には、フラックス供給シリンジ３０によってステージ２４にフラックス８を補給する。

転写領域Ｂは実装対象となる部品Ｐのサイズにより適宜設定される。具体的に説明すると、転写領域設定部４３は成膜動作の開始前に成膜データ４１ｃを参照し、転写位置Ｔと実装対象となる部品Ｐのサイズに応じて転写領域を設定する。ステージ２４は、設定された転写領域Ｂに対応する区間を第２の移動速度Ｖ２で移動する。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置１は、部品供給部４Ａ，４Ｂから搭載ヘッド１１により部品Ｐを取り出し、その部品Ｐにフラックス（転写材料）８を転写して基板２に実装する。そして、この部品実装装置１によれば、ステージ２４に転写材料を成膜する際、転写領域Ｂにおけるステージ２４の移動速度を転写領域Ｂ以外におけるステージ２４の移動速度よりも遅くするため、転写材料の成膜待ち時間の発生を抑制して生産性を向上させることができる。

次に図９を参照して、成膜領域の応用例について説明する。図９は、転写領域Ｂ１（転写位置Ｔ）を、成膜領域Ａ１の略中央ではなく、搭載ヘッド１１Ａのアクセス側（紙面上側）に設定している。成膜領域Ａ１においては、搭載ヘッド１１Ａのアクセス側（紙面上側）における端部から所定の範囲にわたって転写領域Ｂ１が設定されており、それ以外の領域は非転写領域Ｃ３となっている。すなわち、非転写領域Ｃ３は、前述のように第１の非転写領域Ｃ１（前側）と第２の非転写領域Ｃ２に分かれてしまうことがない。

転写領域Ｂ１の位置を前述のように設定することで、フラックス８の転写位置Ｔが搭載ヘッド１１Ａのアクセス側にさらに近づけられる。したがって、部品Ｐを取り出した搭載ヘッド１１Ａが転写装置６にアクセスする際の移動距離や、フラックス転写後の部品Ｐを保持した搭載ヘッド１１Ａが部品認識カメラ１５を経由して基板２の上方まで移動する際の移動距離を短縮して、生産性をより向上させることができる。

成膜領域Ａ１が設定されたステージ２４を用いてフラックス８を成膜する際には、図１０に示すように、まず、スキージ２８ａの下端部を成膜開始前の端部、すなわち転写領域Ｂ１の開始端Ｂ１ａに位置させる。この状態で、ステージ２４を矢印ｂに示す方向へ前進させる。より具体的には、ステージ２４は転写領域Ｂ１に対応する区間Ｓ４を第２の移動速度Ｖ２で移動する。これにより、転写領域Ｂ１には均一な膜厚ｔを有するフラックス８の塗膜が形成される。

スキージ２８ａの下端部が転写領域Ｂ１の終端Ｂ１ｂ（換言すれば非転写領域Ｃ３の開始端Ｃ２ａ）に到達したならば、ステージ２４は非転写領域Ｃ３に対応する区間Ｓ５を第２の移動速度Ｖ２よりも速い第１の移動速度Ｖ１で移動する。これにより、非転写領域Ｃ３には転写領域Ｂ１に比べて上面が粗いフラックス８の塗膜が形成される。この応用例では、ステージ２４の移動速度を切り換える回数が１回で済むため、フラックス８の成膜動作時間をさらに短縮することができる。

本発明によれば、転写材料の成膜待ち時間の発生を抑制して生産性を向上でき、電子部品実装分野において特に有用である。

１ 部品実装装置
２ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給部
６ 転写装置
８ フラックス
１１（１１Ａ，１１Ｂ） 搭載ヘッド
２２ ガイドレール
２３ スライダ
２４ ステージ
２５ ナット
２６ 送りねじ
２７ 第１のモータ
２８ａ スキージ
４３ 転写領域設定部
４４ 成膜動作制御部
Ａ，Ａ１ 成膜領域
Ｂ，Ｂ１ 転写領域
Ｐ 部品

Claims (6)

1. 部品供給部から搭載ヘッドにより部品を取り出し、その部品に転写材料を転写して基板に実装する部品実装装置であって、
   前記搭載ヘッドに保持された部品に転写される転写材料を成膜した状態で供給する転写装置を備え、
   前記転写装置は、
   前記転写材料が成膜される成膜領域を有するステージと、
   前記ステージを往復移動させるステージ移動手段と、
   前記ステージに対して昇降自在に配設され、前記ステージとの間に所定の隙間を有した状態で前記ステージを移動させることにより前記成膜領域に転写材料を成膜するスキージとを備え、
   前記成膜領域には、部品に転写材料を転写するための転写領域が設定されており、
   前記ステージに転写材料を成膜する際、前記転写領域における前記ステージの移動速度を、転写領域以外における前記ステージの移動速度よりも遅くすることを特徴とする部品実装装置。
2. 部品のサイズに応じて前記転写領域を設定する転写領域設定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
3. 搭載ヘッドに保持された部品に転写される転写材料を成膜した状態で供給する転写装置を備えた部品実装装置を用いて、部品供給部から前記搭載ヘッドにより部品を取り出し、その部品に転写材料を転写して基板に実装する部品実装方法であって、
   前記転写装置は、
   前記転写材料が成膜される成膜領域を有するステージと、
   前記ステージを往復移動させるステージ移動手段と、
   前記ステージに対して昇降自在に配設され、前記ステージとの間に所定の隙間を有した状態で前記ステージを移動させることにより前記成膜領域に転写材料を成膜するスキージとを備えており、
   前記スキージに対して前記ステージを移動させることにより前記成膜領域に転写材料を成膜する成膜工程と、
   前記ステージに成膜された状態の転写材料を部品に転写する転写工程と、を含み、
   前記成膜工程は、前記成膜領域に設定された部品に転写材料を転写するための転写領域における前記ステージの移動速度を、転写領域以外における前記ステージの移動速度よりも遅くすることを特徴とする部品実装方法。
4. 部品のサイズに応じて前記転写領域を設定することを特徴とする請求項３に記載の部品実装方法。
5. 前記ステージ移動手段は、前記成膜領域のうち、前記転写領域以降の領域における前記ステージの移動速度を前記転写領域における前記ステージの移動速度よりも速くすることを特徴とする請求項１または２に記載の部品実装装置。
6. 前記成膜工程は、前記成膜領域のうち、前記転写領域以降の領域における前記ステージの移動速度を前記転写領域における前記ステージの移動速度よりも速くすることを特徴とする請求項３または４に記載の部品実装方法。

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