JP6286729B2 - フラックス溜め装置 - Google Patents

Description

本発明は、フラックス溜め装置の構造に関する。特に、電子部品の突起電極にフラックスを転写するフラックス転写装置に用いられるフラックス溜め装置の構造に関する。

近年、半導体等の電子部品に突起電極（例えば、はんだバンプ）を形成しておき、電子部品をピックアップして反転させ、突起電極をプリント基板の電極パットの上に載置し、高温に加熱して突起電極のはんだを溶融させて電子部品をプリント基板に接合するフリップチップボンディング方法が多く用いられるようになってきている。このフリップチップボンディング方法においては、はんだと電極パッドとの接続性を高めるために、突起電極（はんだバンプ）の表面にフラックス（酸化膜除去剤、或いは、表面活性剤）を転写してから突起電極を電極パッド上に載置する方法が用いられている。

電子部品の突起電極にフラックスを転写するフラックスを溜めるフラックス溜め装置としては、回転ディスク上にフラックスを供給してその表面にフラックスを溜め、溜めたフラックスの液表面をスキージで平滑にして薄いフラックスの層を作り、その中に電子部品の突起電極を浸して突起電極の先端にフラックスを転写する装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、スキージ端部に案内板を設け、スキージで溜めたフラックスの表面を平滑にした際に余剰となったフラックスを回収用の受皿の上に導き、余剰のフラックスが他の部材を汚損しないようにすることが提案されている。

特開２００１−３４５５４３号公報

ところで、電子部品の突起電極に転写するフラックスを溜める装置としては、特許文献１に記載されたような回転ディスク上にフラックスを溜めてその上をスキージで平滑にするタイプの他に、図９（ａ）、図９（ｂ）に示す様に、フラックス５２，５３を溜める凹部１３を持つステージ１２の表面１４に沿ってフラックス５１が入る貫通孔７１を有するフラックスポット７０を往復させて、貫通孔７１のステージ側開口からステージ１２の凹部１３にフラックス５１を供給すると共に、フラックスポット７０の底面７３で凹部１３に溜めたフラックス５３の液表面を平滑にするタイプのフラックス溜め装置２００が用いられている。このタイプのフラックス溜め装置２００では、フラックス５１の種類によっては、フラックスポット７０がステージ表面から盛り上がったフラックス５２を押し出してしまい、フラックス５２が微量ずつ漏れ出してしまうという問題があった。

本発明は、フラックス溜め装置におけるフラックスの漏れを抑制することを目的とする。

本発明のフラックス溜め装置は、フラックスを溜める凹部を有するステージと、フラックスが入る貫通孔を有する環状部材で、ステージの表面上を往復して貫通孔に入っているフラックスを凹部に供給すると共に、その底面で前記フラックスの表面をならすフラックスポットと、を備えるフラックス溜め装置であって、フラックスポットの貫通孔は、往復方向と直角方向に長い長六角形孔で、その長さがステージの凹部の往復方向と直角方向の幅よりも広く、フラックスポットの底面は、２つの面が角度をもって直線状の稜線で接続した山形面であること、を特徴とする。

本発明のフラックス溜め装置であって、ステージ表面より下側でフラックスポットを回転自在に支持すると共に、ステージ表面より下側でフラックスポットに往復方向の力を印加する往復駆動機構を備えること、としても好適である。

本発明は、フラックス溜め装置におけるフラックスの漏れを抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置の斜視図である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置の平面図と立面図（側面図）である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置のフラックスポットを底面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置のフラックスポットの往動動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置のフラックスポットの往動動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置のフラックスポットの復動動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置のフラックスポットの復動動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるフラックス溜め装置のフラックスポットのアライメントがずれた場合の往復動作を示す説明図である。 従来技術のフラックス溜め装置の平面図と立面図（側面図）である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態のフラックス溜め装置１００について説明する。本実施形態のフラックス溜め装置１００は、電子部品の突起電極に転写するフラックスを溜めるものであり、フラックス転写装置に組み込まれて使用されるものである。

図１に示すように、本実施形態のフラックス溜め装置１００は、ベース１１と、ベース１１の上面にボルト１５によって取り付けられるステージ１２と、ステージ１２の表面１４の上に配置されるフラックスポット本体２１と、フラックスポット本体２１の両側のリブ２２からステージ１２の下側に伸びるブラケット２３と、ベース１１の下側に配置され、両端から２つのアーム２５ａがベース１１及びステージ１２の側面に沿って上方向に延びるスライダ２５と、ステージ１２の表面１４より下側でスライダ２５に対してブラケット２３を回転自在に接続するピン２４と、を備えている。

スライダ２５はベース１１の下側に配置されたモータ（図示せず）によって図１の矢印８１に示す方向に往復移動し、スライダ２５に接続されているピン２４及びブラケット２３、並びにブラケット２３が取り付けられているフラックスポット本体２１を矢印８１の方向に往復移動させる。フラックスポット本体２１、リブ２２及びブラケット２３はフラックスポット２０を構成し、ピン２４、スライダ２５及びモータは往復駆動機構を構成する。なお、以下の説明では、往復移動方向（図１に矢印８１で示す方向）をＸ方向、往復移動方向と直角方向をＹ方向、上下方向をＺ方向として説明する。

ステージ１２は、表面１４から凹んでフラックスを溜める凹部１３を有している。凹部１３は、図２に示すように幅Ｗ１で往復移動方向（Ｘ方向）に延びている。凹部１３の深さは、半導体等の電子部品の突起電極を浸漬できる深さであり、例えば、１０〜２０μｍ程度であってもよい。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、フラックスポット本体２１は、フラックスが入るＺ方向に貫通する貫通孔３０を有する環状部材であり、貫通孔３０に入れたフラックスを貫通孔３０のステージ側開口３９から凹部１３に供給すると共に、その底面２８でフラックスの表面をならすものである。この貫通孔３０は、往復方向と直角方向（Ｙ方向）に長い長六角形孔で、その長手方向（Ｙ方向）の長さＷ２は、ステージ１２の凹部１３のＹ方向の幅Ｗ１よりも広くなっている。また、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、フラックスポット本体２１の底面２８は、それぞれステージ１２の表面１４に接する第１接面２６と第２接面２７とが角度２θをもって直線状の稜線４０で接続した山形面である。

長六角形の貫通孔３０は、より詳細には図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、凹部１３のＹ方向幅Ｗ１と略同等の長さでＹ方向に延びる第１内面３１と、第１内面３１に対向する幅Ｗ１の第２内面３２と、第１内面３１に接続し、図２（ａ）に示すＹ方向プラス側に傾斜した第３内面３３と、第３内面３３と第２内面３２とに接続し、図２（ａ）に示すＹ方向プラス側に傾斜した第４内面３４と、第３内面３３と第４内面３４とにそれぞれ対向する第５内面３５、第６内面３６をと有している。第５内面３５、第６内面３６は、図２（ａ）に示すＹ方向マイナス側に傾斜している。そして、第３内面３３と第４内面３４との第１接続線３７と第５内面３５と第６内面３６との第２接続線３８とのＹ方向の長さＷ２がステージ１２の凹部１３のＹ方向の幅Ｗ１よりも広いＷ２となっている。図２（ａ）に示すように、各接続線３７，３８は、凹部１３の両端面よりも其々幅ｄだけ外側になっている。また、図３（ａ）に示すように、貫通孔３０の第１、第３、第５内面３１，３３，３５は、フラックスポット本体２１の底面２８の第１接面２６に接続され、第２、第４、第６内面３２，３４，３６は底面２８の第２接面２７に接続されている。なお、本実施形態では、第１内面３１，第２内面３２のＹ方向の長さは凹部１３のＹ方向幅Ｗ１と略同等の長さであるとして説明するが、第１接続線３７と第２接続線３８との幅Ｗ２が凹部１３の幅Ｗ１より広ければ、第１、第２内面３１，３２の幅は、凹部１３の幅Ｗ１より若干広くても良いし、狭くてもよい。

以上の様に構成されたフラックス溜め装置１００の動作について図４から図７を参照して説明する。図４（ｂ）に示すように、図示しないモータによってスライダ２５をＸ方向プラス側（矢印８３の方向）に移動させると、ピン２４もＸ方向プラス側に移動する。ピン２４はステージ１２の表面１４よりも下側に位置しているので、ピン２４がＸ方向プラス側に移動すると、フラックスポット本体２１は矢印８４に示すように底面２８の稜線４０を中心に反時計回りに回転し、底面２８の第１接面２６がステージ１２の表面１４に接する。一方、第２接面２７は、ステージ１２の表面１４から離れ、表面１４と角度２θの傾斜がつく。これにより、フラックスポット本体２１はステージ１２の表面１４に対して角度２θだけＸ方向マイナス側に傾いた状態（進行方向に対して後傾した状態）となる。図４（ａ）ではステージ１２の表面１４に接している第１接面２６を斜めハッチングで示している。図５（ａ）も同様である。フラックスポット本体２１の長六角形の貫通孔３０にはフラックス５１が入っている。フラックス５１は粘性があるので、貫通孔３０のＸ方向及びＹ方向の中央部で盛り上がっている。図４（ａ）、図４（ｂ）において、フラックスは点の網掛けを付してある。

この状態で図示しないモータを駆動してスライダ２５を更に矢印８３の方向（Ｘ方向プラス側）に向かって移動（往動）させると、フラックスポット本体２１にはピン２４、ブラケット２３を介して矢印８３の方向（Ｘ方向プラス側）に向かう力が印加され、第１接面２６がステージ１２の表面１４に接し、スライダ２５の進行方向に対して後傾した状態で図５（ｂ）に示す矢印８５，８６の方向（Ｘ方向プラス側）に移動する。

フラックスポット本体２１の貫通孔３０がステージ１２の凹部１３の上に来ると、図５（ｂ）の矢印８７に示すように、フラックスポット本体２１の貫通孔３０に入っていたフラックス５１が貫通孔３０のステージ側開口３９から凹部１３の中に流れ出て、凹部１３を満たすフラックス５２となる。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）においては、フラックス５２は点の編みかけと斜めハッチングで示す。図５（ａ）に示すように、フラックスポット本体２１がＸ方向プラス側に移動している間、貫通孔３０の中のフラックス５１は、粘性で進行方向後ろ側（Ｘ方向マイナス側）に位置するフラックスポット本体２１の第１内面３１の側に寄っており、進行方向前側（Ｘ方向プラス側）の第２内面３２側には隙間ができている。また、図５（ｃ）に示すように、貫通孔３０のステージ側開口３９では、粘性で第１内面３１から第２内面３２に向かって進行方向前側（Ｘ方向プラス側）に盛り上がり、第５、第６内面３５，３６から離れるような蒲鉾型の断面形状となっている。このため、第５、第６内面３５，３６とフラックス５１との間には隙間があいている。本実施形態では第１、第２内面３１，３２のＹ方向幅は凹部１３の幅と略同様のＷ１となっているので、図５（ｃ）に示すように、フラックス５１は凹部１３の幅方向（Ｙ方向）にははみ出していない。また、図５（ｂ）に示すように、凹部１３に満たされたフラックス５２の表面は、フラックスポット本体２１がＸ方向プラス側に移動することによりフラックスポット本体２１の第１接面２６によってならされるが、フラックスポット本体２１が通過した後は、粘性による表面張力によりステージ１２の表面１４よりも少し盛り上がっている。

スライダ２５を更にＸ方向プラス側に移動（往動）させると、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、フラックスポット本体２１は、ステージ１２の凹部１３を超えて反対側の表面１４の上まで移動する。フラックスポット本体２１がステージ１２の反対側の表面１４まで移動すると凹部１３にはフラックス５２が満たされており、フラックス５２の表面は粘性による表面張力によりステージ１２の表面１４よりも少し盛り上がっている。

ここで、図６（ｂ）の矢印８８のように、スライダ２５をＸ方向マイナス側に移動（復動）させると、ピン２４もＸ方向マイナス側に移動する。ピン２４はステージ１２の表面１４よりも下側に位置しているので、ピン２４がＸ方向マイナス側に移動すると、フラックスポット本体２１は矢印８９に示すように底面２８の稜線４０を中心に時計回りに回転し、往動時にステージ１２の表面１４に接していた底面２８の第１接面２６がステージ１２の表面１４と角度２θの傾斜がつくように離れ、それまでステージ１２の表面から離れていた第２接面２７がステージ１２の表面１４に接する。図６（ａ）では、ステージ１２の表面１４に接している第２接面２７を斜めハッチングで示している。図７（ａ）も同様である。貫通孔３０に入っているフラックス５１は、凹部１３を満たすように流れ出た分だけ少なくなっているが、Ｘ方向プラス側への移動（往動）開始前と同様、粘性により貫通孔３０のＸ方向及びＹ方向の中央部で盛り上がっている。

この状態で図示しないモータを駆動してスライダ２５を更に図７に示す矢印９０の方向（Ｘ方向マイナス側）に向かって移動（復動）させると、フラックスポット本体２１にはピン２４、ブラケット２３を介して図７（ｂ）に示す矢印９０の方向（Ｘ方向マイナス側）に向かう力が印加され、第２接面２７がステージ１２の表面１４に接し、スライダ２５の進行方向に対して後傾した状態で矢印９１の方向（Ｘ方向マイナス側）に移動する。

図７（ａ）に示すように、フラックスポット本体２１がＸ方向マイナス側に移動している間、図５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明したフラックスポット本体２１がＸ方向プラス側に移動する場合と同様、貫通孔３０の中のフラックス５１は、粘性で進行方向後側（Ｘ方向プラス側）の第２内面３２の側に寄っており、進行方向前側（Ｘ方向マイナス側）の第１内面３１側には隙間ができている。また、図５（ｃ）を参照して説明したのと同様、図７（ｃ）に示すように、貫通孔３０のステージ側開口３９では、粘性で第２内面３２から第１内面３１に向かって進行方向前側（Ｘ方向マイナス側）に盛り上がり、第５、第６内面３５，３６から離れるような蒲鉾型の断面形状となっている。このため、第５、第６内面３５，３６とフラックス５１との間には隙間があいている。

図７（ｂ）に示すように、フラックスポット本体２１がＸ方向マイナス側に移動する際には、進行方向前側の第１接面２６がステージ１２の表面から角度２θで上方向に傾斜しているので、粘性による表面張力でステージ１２の表面１４よりも上側に盛り上がったフラックス５２の表面と、第１接面２６との間に隙間ができる。このため、フラックス５２のステージ１２の表面１４よりも上に盛り上がった部分は、この隙間から図５（ｂ）に示す矢印９４のように、貫通孔３０のステージ側開口３９から貫通孔３０の中に入ってくる。図７（ａ）、図７（ｃ）に示すように、フラックス５２は、貫通孔３０の中に入っていたフラックス５１と第１、第３、第４、第５、第６内面３１，３３，３４，３５，３６との間の隙間に入り込んでくる。隙間に入り込んだフラックス５２の一部は、図７（ａ）に示す矢印９２のようにステージ１２の表面１４に沿って凹部１３の幅Ｗ１よりも広がってくる。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、第２接面２７はステージ１２の表面１４に接しており、図２（ｂ）を参照して説明したように、第１接続線３７と第２接続線３８との間のＹ方向幅は凹部１３のＹ方向幅Ｗ１よりも広いＷ２で各接続線３７，３８は、凹部１３の両端面よりも其々幅ｄだけＹ方向外側になっており、第２内面３２のＹ方向幅は凹部１３のＹ方向幅Ｗ１と略同じ幅Ｗ１となっているので、第４内面３４、第６内面３６はステージ１２の表面１４に接して上下方向（Ｚ方向）に延びる面を構成する。従って、フラックスポット本体２１がＸ方向マイナス側に移動（復動）することによってステージ１２の表面１４に沿って凹部１３の幅Ｗ１よりも広がって貫通孔３０に入り込んだフラックス５２は、第４、第６内面３４，３６によって堰きとめられ、貫通孔３０の外側には漏れ出さない。図７（ｃ）に示すように、第４、第６内面３４，３６は、進行方向後ろ側に向かって対向幅が狭くなっているので、図７（ｃ）の矢印９３に示すように、第６内面３６によって堰きとめられたフラックス５２は第６内面３６に沿ってフラックスポット本体２１の貫通孔３０の中央に向かって流れて貫通孔３０の中に回収される。第４内面３４によって堰きとめられたフラックス５２も同様に第４内面３４に沿ってフラックスポット本体２１の貫通孔３０の中央に向かって流れて貫通孔３０の中に回収される。

また、ステージ１２の表面１４から上に盛り上がったフラックス５２がフラックスポット本体２１に回収された後のフラックス５２の表面は、フラックスポット本体２１の第２接面２７によってならされてその表面が略平面のフラックス５３となる。なお、図７（ａ）から図７（ｃ）において、フラックス５３は点の網掛けとクロスハッチングを付して点の網掛けと斜線のハッチングを付したフラックス５２と区別して図示してある。

このように、フラックスポット本体２１がＸ方向マイナス側に移動（復動）する際には、ステージ１２の表面１４から上に盛り上がったフラックス５２がフラックスポット本体２１の貫通孔３０に回収されるので、フラックス５２がフラックスポット本体２１の外部に漏れだすことを抑制することができる。

以上の説明では、フラックスポット本体２１がＸ方向マイナス側に移動（復動）する際にフラックス５２を貫通孔３０の中に回収することとして説明したが、フラックスポット本体２１がＸ方向プラス側に移動（往動）する際にも図６、図７を参照して説明したと同様にフラックス５２をフラックスポット本体２１の貫通孔３０に回収することができる。この場合、第１接面２６がステージ１２の表面１４に接するので、ステージ１２の表面１４に沿って凹部１３の幅Ｗ１よりも広がって貫通孔３０に入り込んだフラックス５２は、第３、第５内面３３，３５によって堰きとめられて貫通孔３０の外側に漏れ出さない。また、第３、第５内面３３，３５によって堰きとめられたフラックス５２は第３、第５内面３３，３５に沿ってフラックスポット本体２１の貫通孔３０の中央に向かって流れて貫通孔３０の中に回収される。このように、本実施形態のフラックス溜め装置１００はフラックスポット本体２１を往動する際も復動する際にも同様にフラックス５２を貫通孔３０の中に回収し、フラックスポット本体２１の外部に漏れることを抑制することができる。

一方、図９に示す従来技術のフラックス溜め装置２００では、フラックスポット７０の底面７３が山形面ではなく平面となっているので、フラックスポット７０を図９（ｂ）に示す矢印９５のように往復動させると、ステージ１２の表面１４よりも上に盛り上がったフラックス５２は、図９（ｂ）に示す矢印９６のように、フラックスポット７０の進行方向前側の表面７２に当たって表面７２の下部に付着する。そして、表面７２の下部に付着したフラックス５２は、フラックスポット７０がステージ１２の表面１４の上まで移動した際にステージ１２の表面１４に付着する。このように、フラックスポット７０が往復移動すると、フラックス５２はフラックスポット７０に回収されずに少しずつ外部に漏れ出してしまう。

また、従来技術のフラックスポット７０の底面７３をステージ１２の表面１４に対して傾斜させて取り付けたとしても、底面７３と表面１４とが面接触する部分が無いので、フラックス５２を堰きとめる面が無く、フラックス５２は、フラックスポット７０の底面７３とステージ１２の表面１４の隙間から外部に漏れ出してしまう。

これに対して、先に説明したように、本実施形態のフラックス漏れ装置１００は、フラックスポット本体２１の貫通孔３０をＹ方向に長い長六角形孔で、そのＹ方向長さＷ２がステージ１２の凹部１３のＹ方向の幅Ｗ１よりも広く、底面２８を第１、第２接面２６，２７が角度２θをもって直線状の稜線で接続した山形面とし、ステージ１２の表面１４より下側でフラックスポット本体２１を回転自在に支持すると共に、ステージ１２の表面１４より下側でフラックスポット本体２１に往復方向の力を印加するように、フラックスポット２０を構成するフラックスポット本体２１、リブ２２及び、ブラケット２３及び、往復駆動機構を構成するピン２４、スライダ２５、モータを配置することにより、往復動の際に、第１、第２接面２６，２７の内、進行方向後ろ側の面がステージ１２の表面１４に接すると共に、進行方向前側の面をステージ１２の表面１４から傾斜させて表面１４との間に隙間を形成し、ステージ１２の表面１４に沿って凹部１３の幅Ｗ１よりも広がって貫通孔３０に入り込んだフラックス５２を貫通孔３０の各内面３３〜３６が堰きとめてフラックス５２が貫通孔３０の外側に漏れ出すことを効果的に抑制することができるものである。更に、本実施形態は、フラックス５２を効果的に回収することができるものである。

また、本実施形態のフラックス溜め装置１００では、フラックスポット本体２１の貫通孔３０をＹ方向に長い長六角形孔で、そのＹ方向長さＷ２がステージ１２の凹部１３のＹ方向の幅Ｗ１よりも広くしているので、図８に示すように、フラックスポット本体２１のＸＹ方向のアライメントが若干ずれて、フラックスポット本体２１の長手方向がＹ方向から少し斜めになった状態でＸ方向に往復移動した場合に、Ｙ方向長さはアライメントがずれていない場合のＷ２よりも傾斜角度に応じた分だけ小さいＷ３となるものの、ステージ１２の凹部１３のＹ方向の幅Ｗ１よりも広く、各接続線３７，３８は、凹部１３の両端面よりも其々幅ｅだけ外側になっている。このため、先に図４から図７を参照して説明したと同様、ステージ１２の表面１４に沿って凹部１３の幅Ｗ１よりも広がって貫通孔３０に入り込んだフラックス５２を貫通孔３０の各内面３３〜３６が堰きとめてフラックス５２が貫通孔３０の外側に漏れ出すことを効果的に抑制することができる。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。

１１ ベース、１２ ステージ、１３ 凹部、１４，７２ 表面、１５ ボルト、２０，７０ フラックスポット、２１ フラックスポット本体、２２ リブ、２３ ブラケット、２４ ピン、２５ スライダ、２５ａ アーム、２６ 第１接面、２７ 第２接面、２８，７３ 底面、３０，７１ 貫通孔、３１〜３６ 内面、３７，３８ 接続線、３９
ステージ側開口、４０ 稜線、５１〜５３ フラックス、８１〜９６ 矢印、１００，２００ フラックス溜め装置。

Claims (2)

1. フラックス溜め装置であって、
   フラックスを溜める凹部を有するステージと、
   前記フラックスが入る貫通孔を有する環状部材で、前記ステージの表面上を往復して前記貫通孔に入っている前記フラックスを前記凹部に供給すると共に、その底面で前記フラックスの表面をならすフラックスポットと、
   を備え、
   前記フラックスポットの前記貫通孔は、往復方向と直角方向に長い長六角形孔で、その長さが前記ステージの前記凹部の往復方向と直角方向の幅よりも広く、
   前記フラックスポットの前記底面は、２つの面が角度をもって直線状の稜線で接続した山形面であるフラックス溜め装置。
2. 請求項１に記載のフラックス溜め装置であって、
   前記ステージ表面より下側で前記フラックスポットを回転自在に支持すると共に、前記ステージ表面より下側で前記フラックスポットに往復方向の力を印加する往復駆動機構を備えること、
   を特徴とするフラックス溜め装置。