JP6809077B2 - 搬送パレットおよび搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品の搬送技術に関するものであり、特に、加熱工程における搬送技術に関するものである。

情報装置や通信装置の小型化や高性能化が進み、情報装置や通信機器に使用される配線基板や半導体装置等の電子基板の微細化や高密度化が進んでいる。また、微細化や高密度化にともない、配線基板や半導体装置等の電子基板上に実装される部材も微細化されている。また、特性変動の抑制や高密度化のため、電子基板上に微細な部材を実装する際には、高い位置精度が要求される場合がある。

基板に電子部品を実装する際に、電子部品同士を事前にロット単位で接合した部材を基板に実装する方法が用いられることがある。そのような場合には、例えば、粘着シートを有する搬送パレット上に、複数の電子部品を精度よく整列して載置し、粘着シートで保持した状態でリフロー処理を行って電子部品間の接合を行う。リフロー処理によって接合を行う際に、複数の電子部品を搬送パレットに載せて処理を行うことで、その後のＳＭＴ（Surface Mount Device）工程等では、搬送パレットから各電子部品をピックアップして基板に実装することができる。

しかし、リフロー処理のための加熱工程後に搬送パレットから電子部品をピックアップする場合に、粘着シートの粘着力の上昇や接合材の染み出しによって、電子部品を搬送パレットから剥離することが困難になることが生じる。粘着シートの種類によっては加熱によって粘着力が上昇するため、搬送パレットからの剥離が特に困難になりうる。そのような状態で電子部品のピックアップを行うと、電子部品にストレスがかかり損傷や動作不良が発生する恐れがある。

そのため、電子部品を搬送パレットに載置した状態で加熱処理を行った後に、信頼性を損なわないように搬送パレットから電子部品を容易に剥離できる技術あることが望ましく、関連する技術の開発が行われている。そのような、搬送パレットに載置された電子部品を
加熱処理後に容易に剥離するための技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１は、シリコーンゴム製の粘着シートを上面に有する回路基板を保持するパレットに関するものである。特許文献１のパレットには、粘着シートの上面からパレットの下面まで貫通する貫通孔が形成されている。特許文献１では、クリームはんだを介して電子部品を載置した回路基板をパレットに粘着シートで保持した状態でリフロー処理が行われる。また、特許文献１では、リフロー処理後に、有機溶剤中においてパレットの下面の貫通穴から剥離治具に取り付けられた複数のピンが挿入される。特許文献１では、下面から挿入された複数のピンによって１つの回路基板が押し上げられ、回路基板とパレットの剥離が行われる。特許文献１は、このような方法で回路基板を剥離することで、電子部品の実装後に回路基板をパレットから容易に剥離することができるとしている。

特開２００２−１８５１２６号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１では、剥離治具に取り付けられた複数のピンで、１つの回路基板の剥離を行っている。しかし、複数の電子部品をパレット上に載置し、次工程のために位置精度を維持しようとした場合に、個々の電子部品の粘着強度や剥離のタイミングが異なるため、押し上げる力の制御が困難となる。例えば、ピンによって押し上げる力に余裕を持たせた場合に、粘着力に比べてピンで押し上げる力が強くなり、電子部品のパレットからの剥離時に強い力がかかり、電子部品の水平方向の位置にずれが生じる恐れがある。水平方向の位置にずれが生じると、次工程における電子部品をピックアップする際の精度が低下する。また、場合によっては、電子部品がパレット外に落下する恐れがある。そのため、特許文献１は、加熱処理後に、複数の電子部品を、位置精度を低下させることなく容易にパレットから剥離する技術としては十分ではない。

本発明は、上記の課題を解決するため、加熱処理後に、複数の電子部品を、位置精度を維持しつつ容易に剥離することができる搬送パレットを得ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の搬送パレットは、本体部と、複数の穴と、突起部と、粘着層を備えている。本体部は、上面側に第１の平面を有する。穴は、本体部に形成され第1の平面にそれぞれ開口部を有する。突起部は、穴の中にそれぞれ備えられ、開口部側に第２の平面を有する。粘着層は、第１の平面または第２の平面のうちいずれか一方の表面に形成され粘着性を有する。また、第１の平面または第２の平面のうち加熱時と非加熱時で異なるいずれか一方で電子部品の底面を保持し、粘着層は、第１の平面または第２の平面のうち非加熱時に電子部品を保持する平面に形成されている。

本発明の搬送方法は、搬送パレットの第１の平面または第２の平面のうち粘着層が形成されている平面において複数の電子部品の底面を、非加熱状態で保持する。搬送パレットは、上面側に第１の平面を有する本体部と、本体部に形成され第１の平面にそれぞれ開口部を有する複数の穴と、穴の中にそれぞれ備えられ、開口部側に第２の平面を有する突起部とを備えている。また、搬送パレットは、第１の平面または第２の平面のうちいずれか一方の表面に形成され粘着性を有する粘着層をさらに備えている。本発明の搬送方法は、電子部品を保持した搬送パレットを加熱する。本発明の搬送方法は、搬送パレットを加熱した際に、第１の平面または第２の平面のうち粘着層が形成されていない平面で電子部品の底面を保持する。本発明の搬送方法は、加熱後に搬送パレットの温度が下がった際に、第１の平面または第２の平面のうち粘着層が形成されている平面で電子部品の底面を保持する。

本発明によると、加熱処理後に、複数の電子部品を、位置精度を維持しつつ容易に剥離することができる。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の搬送パレットの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態における加熱時の状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態における加熱後の冷却状態を示す図である。 本発明と対比した構成における加熱時の状態の例を示す図である。 本発明と対比した構成における加熱後の冷却状態の例を示す図である。 本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第３の実施形態の搬送パレットの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態における加熱時の状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態における加熱後の冷却状態を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の搬送パレットの構成の概要を示したものである。本実施形態の搬送パレットは、本体部１と、複数の穴２と、突起部３と、粘着層４を備えている。本体部１は、上面側に第１の平面を有する。穴２は、本体部１に形成され第1の平面にそれぞれ開口部を有する。突起部３は、穴２の中にそれぞれ備えられ、開口部側に第２の平面を有する。粘着層４は、第１の平面または第２の平面のうちいずれか一方の表面に形成され粘着性を有する。また、第１の平面または第２の平面のうち加熱時と非加熱時で異なるいずれか一方で電子部品の底面を保持し、粘着層４は、第１の平面または第２の平面のうち非加熱時に電子部品を保持する平面に形成されている。

本実施形態の搬送パレットは、本体部１の第１の平面と突起部３の第２の平面のうち、非加熱時に電子部品を保持する側の平面に粘着層４を備えている。そのため、本実施形態の搬送パレットは、非加熱時に電子部品を粘着層によって確実に保持することができる。また、加熱時には、第１の平面または第２の平面のうち粘着層４が形成されていない平面で電子部品を保持している。そのため、加熱時に粘着層４の粘着性が向上して、電子部品が冷却後に離れにくくなる状態を抑制することができる。その結果、本実施形態の搬送パレットを用いることで、加熱処理後に、複数の電子部品を、位置精度を維持しつつ容易に剥離することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態のリフロー処理システムの構成の概要を示したものである。本実施形態のリフロー処理システムは、搬送パレット１０と、リフロー炉２０を備えている。搬送パレット１０上には、第１の電子部品３１と、第２の電子部品３２と、接合材３３が組み合わされて載置されている。

本実施形態のリフロー処理システムは、搬送パレット１０上に載置した第１の電子部品３１、第２の電子部品３２および接合材３３をリフロー炉２０で加熱し、接合材３３のリフロー処理によって第１の電子部品３１と第２の電子部品３２を接合する。

本実施形態の搬送パレット１０の構成について説明する。図３は、搬送パレットの構成を示した斜視図である。搬送パレット１０は、パレット本体１１と、粘着シート１２と、穴１３と、ピン１４を備えている。

パレット本体１１は、搬送パレット１０の構造材としての機能を有する平面状の部材である。パレット本体１１の電子部品を載置する位置には、穴１３が形成されている。穴１３の開口部周辺は、電子部品の底面を保持するために平面状に形成されている。

パレット本体１１は、室温環境下、すなわち、非加熱状態において、上層に形成されている粘着シート１２の表面の高さがピン１４の上面の高さよりも高くなるように形成されている。以下の説明において高さとは、パレット本体の底面からの垂直方向の長さのことをいう。また、パレット本体１１は、リフロー炉２０内で加熱された際に、粘着シート１２の表面の高さが、ピン１４の上面の高さよりも低くなるように形成されている。このようにパレット本体１１、粘着シート１２およびピン１４の厚みを設計することで、搬送パレット１０は、非加熱時にパレット本体１１上の粘着シート１２の表面で第１の電子部品３１の底面を保持する。また、搬送パレット１０は、加熱時にピン１４の上面で第１の電子部品３１の底面を保持する。すなわち、本実施形態の搬送パレット１０では、加熱時に粘着シート１２と第１の電子部品３１の底面が接していない。

そのような構成とするために、パレット本体１１は、ピン１４よりも熱膨張係数が相対的に小さい材料によって形成されている。パレット本体１１は、例えば、チタンによって形成されている。チタンの熱膨張係数は、約８．０ｐｐｍ（parts per million）である。また、本実施形態のパレット本体１１は、第１の実施形態の本体部１に相当する。

粘着シート１２は、パレット本体１１の上面側、すなわち、電子部品が載置される側に電子部品の底面を粘着力によって保持する粘着層として形成されている。粘着シート１２は、例えば、粘着性を有するシリコーンゴムを用いた樹脂シートによって形成されている。また、粘着シート１２には、パレット本体１１の穴１３に対応する位置に穴が形成されている。すなわち、パレット本体１１の穴１３は、粘着シート１２に形成された穴を介して搬送パレット１０の上面側に開口部を有する。本実施形態の粘着シート１２は、パレット本体１１の上面側のほぼ全面に形成されている。また、粘着シート１２の厚み、すなわち、パレット本体１１および粘着シート１２の平面に対して垂直方向の高さは、パレット本体１１の厚みに比べると十分に小さい。粘着シート１２は、電子部品が載置される領域にのみ形成されていてもよい。また、パレット本体１１の上面部の外周に粘着シート１２が形成されていない領域を形成してもよい。また、本実施形態の粘着シート１２は、第１の実施形態の粘着層４に相当する。

穴１３は、パレット本体１１の上面側に開口部を有するように複数、形成されている。穴１３は、第１の電子部品３１を載置する位置の中央と、穴１３の中心部がそれぞれ一致するように形成されている。穴１３は、例えば、開口部が円状となるように形成されている。穴１３の開口部の形状は楕円や多角形など円以外の形状であってもよい。また、穴１３の開口部の大きさは、載置する第１の電子部品３１の底面側の面積よりも小さくなるように形成されている。また、本実施形態の穴１３は、第１の実施形態の穴２に相当する。

ピン１４は、パレット本体１１の穴１３の内部に形成されている。ピン１４は、室温環境下、すなわち、非加熱状態において、上面の高さがパレット本体１１上の粘着シート１２の表面の高さよりも低くなるように形成されている。また、本実施形態のピン１４は、リフロー炉２０内で加熱された際に、上面の高さがパレット本体１１上の粘着シート１２の表面の高さよりも高くなるように形成されている。

ピン１４を形成する材料は、パレット本体１１上の粘着シート１２の表面の高さとピン１４の上面の高さが非加熱状態と加熱状態において、相対的に異なるように選択される。ピン１４は、リフロー炉２０内で加熱された際に、上面の高さがパレット本体１１上の粘着シート１２の表面の高さよりも高くなるような熱膨張係数を有する材料で形成されている。すなわち、ピン１４の材料には、高さ方向すなわちパレット本体１１の平面に対して垂直方向の熱膨張係数が、パレット本体１１の材料よりも相対的に大きい材料が用いられる。ピン１４には、例えば、ＳＵＳ３０４が用いられる。ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は、約１７．３ｐｐｍである。パレット本体１１の材料とピン１４の材料の間の必要な熱膨張係数の差は、ピン１４の形状とリフロー炉２０での加熱温度によって異なるが、少なくとも９ｐｐｍ以上あることが望ましい。また、本実施形態のピン１４は、第１の実施形態の突起部３に相当する。

パレット本体１１およびピン１４を形成する材料は、上記の構成を得られるような熱膨張率の差を有する組み合わせであればＳＵＳ３０４およびチタン以外の金属であってもよい。また、パレット本体１１およびピン１４を形成する材料は、無機材料や樹脂材料であってもよい。

リフロー炉２０は、熱風やヒータによって加熱した加熱炉内において、搬送ユニットによって搬送される搬送パレット１０上の接合材３３のリフロー処理を行う。加熱によってリフロー処理を行う加熱炉内の温度は、接合材３３が溶融する温度よりも高くなるように設定される。リフロー炉２０は、加熱炉の他に真空ユニットや冷却ユニットによって構成されていてもよい。また、加熱炉は、複数のユニットに分かれていてもよい。

第１の電子部品３１は、底面側、すなわち、搬送パレット１０のパレット本体１１上の粘着シート１２と接する側の面に平面形状を有する。第１の電子部品３１の上面側は、接合材３３を介して第２の電子部品３２と接合される。

第２の電子部品３２は、底面側において接合材３３を介して第１の電子部品３１と接合される。

接合材３３は、リフロー炉２０の加熱炉内で溶融し、冷却によって固化する。接合材３３は、固化した際に第１の電子部品３１および第２の電子部品３２を接合する。接合材３３には、金属はんだのペーストや熱可塑性樹脂など、熱によって溶融し冷却によって固化する材料が用いられる。

本実施形態のリフロー処理システムの動作について説明する。始めに、非加熱状態において、搬送パレット１０の穴１３に対応する位置に、第１の電子部品３１、接合材３３および第２の電子部品３２が載置された状態で、搬送パレット１０が、リフロー炉２０の搬送ユニットにセットされる。

加熱前の状態では、第１の電子部品３１は、粘着シート１２を介してパレット本体１１の上面部によって保持されている。すなわち、加熱前の状態では、第１の電子部品３１は、図２の状態と同様にピン１４の上面とは接していない。

搬送パレット１０がセットされると、搬送ユニットは、搬送パレット１０をリフロー炉２０内の加熱炉に搬送する。搬送パレット１０がリフロー炉２０内の加熱炉に搬送されると、各部材の温度は、徐々に上昇する。

温度が上昇すると接合材３３は、溶融状態となる。また、各部材は、加熱によって膨張するが、熱膨張係数がパレット本体１１よりも大きいピン１４は、熱膨張係数が小さいパレット本体１１よりも膨張量が大きい。そのため、ピン１４の上面の平面部の高さが、パレット本体１１の上面の粘着シート１２の表面の高さよりも高くなる。ピン１４の上面の平面部の高さの方が高くなることで、第１の電子部品３１の底面はピン１４で上に押された状態となる。

第１の電子部品３１の底面がピン１４で上に押された状態となったときに、粘着シート１２の粘着性による保持力よりも押し上げる力が上回ると、第１の電子部品３１の底面は、パレット本体１１の上面の粘着シート１２の表面から剥離し、浮いた状態となる。図４は、加熱した際に熱膨張したピン１４によって第１の電子部品３１の底面が押し上げられ、パレット本体１１の上面の粘着シート１２の表面から浮いた状態を示している。

加熱によって第１の電子部品３１の底面が粘着シート１２から離脱する際に、第１の電子部品３１は、ピン１４の熱膨張によって静的に押し上げられる。そのため、過剰な押し上げ力や衝撃が瞬間間的に第１の電子部品３１にかかり、第１の電子部品３１の水平方向に動くような状態や損傷が生じるような状態は生じない。また、各第１の電子部品３１は、粘着シート１２との間のそれぞれの粘着力よりも押し上げる力が大きくなった際に、粘着シート１２から剥離する。よって、各第１の電子部品３１は、それぞれのタイミングで、パレット本体１１上の粘着シート１２から剥離する。また、リフロー炉２０内で加熱している際に、粘着シート１２の粘着力の向上や接合材３３の第１の電子部品３１の底面縁部への回り込みによって、加熱完了後に第１の電子部品３１の粘着シート１２から剥離が困難になる状態を避けることができる。

加熱が完了すると、搬送パレット１０は、搬送ユニットによって冷却ユニットに送られる。冷却ユニットに送られると、接合材３３が再び、固化することで第２の電子部品３２は、第１の電子部品３１に固着され、第１の電子部品３１と第２の電子部品３２が接合した状態となる。

冷却されると、熱膨張していたパレット本体１１およびピン１４は、それぞれ収縮する。ピン１４とパレット本体１１がそれぞれ収縮すると、ピン１４の上部の平面は、パレット本体１１上の粘着シート１２の表面の高さよりも低くなる。そのため、第１の電子部品３１の底面は、粘着シート１２を介してパレット本体１１に保持されて状態となる。すなわち、第１の電子部品３１の底面は、ピン１４と接していない状態となる。図５は、冷却された際に、第１の電子部品３１の底面が、パレット本体１１の上面の粘着シート１２の表面で保持されている状態を示している。

冷却が行われると、搬送パレット１０は、搬送ユニットによってリフロー炉２０から取り出されて、表面実装装置等の次工程の装置や部材ストッカーに搬送される。

図６および図７は、本実施形態の構成との比較として、裏面側から剥離治具６１を使って第１の電子部品７１および第２の電子部品７２を、貫通穴および粘着シート５２を有するパレット本体５１から剥離した場合の例を示している。図６は、剥離治具６１で押し上げられた第１の電子部品７１および第２の電子部品７２が、パレット本体５１から剥離したときの状態を示している。図６では、剥離したときの力で第１の電子部品７１および第２の電子部品７２の中心位置がランダムに移動している状態を示している。このような状態から、剥離治具６１を裏面側に後退させると、図７に示すように穴の中心と第１の電子部品７１および第２の電子部品７２の中心がずれている。このように、搬送パレット上の電子部品の位置ずれが生じると、位置精度が要求される工程において搬送パレット上から電子部品を直接、ピックアップして実装を行うことが困難になる。一方で、本実施形態の搬送パレット１０では、加熱時に第１の電子部品３１の底面が粘着シート１２に接していないので、冷却後に第１の電子部品３１を粘着シート１２上から剥離する際に大きな力を必要としない。そのため、第１の電子部品３１の位置ずれ等を抑制することができる。

本実施形態のリフロー処理システムでは、パレット本体１１の表面に粘着シート１２が形成されているので、非加熱時に複数の第１の電子部品３１を粘着シート１２の粘着性で確実に保持することができる。

また、本実施形態のリフロー処理システムでは、第１の電子部品３１は、パレット本体１１とピン１４の熱膨張の差によって生じる高さの差によって生じる力で粘着シート１２から剥離する。よって、第１の電子部品３１に急激に大きな力が加えられることはない。そのため、第１の電子部品３１は、粘着シート１２から剥離し、再び、粘着シート１２上に戻るまでの間で、搬送パレット１０上の水平方向のほぼ同じ位置に存在する。

また、リフロー炉２０における加熱時、すなわち、リフロー処理時に、各部材の熱膨張によって、パレット本体１１の表面よりもピン１４の表面の高さが高くなる。そのため、加熱時に、パレット本体１１に代わって、ピン１４の表面が第１の電子部品３１の底面を保持するようになる。加熱時には、粘着シート１２が形成されていないピン１４で第１の電子部品３１を保持するので、温度上昇によって粘着シート１２の粘着性が向上しても、第１の電子部品３１には影響を与えない。また、加熱後の冷却状態では、再び、パレット本体１１の表面が第１の電子部品３１の底面を保持するようになる。そのため、搬送パレット１０から複数の第１の電子部品３１等をピックアップする際に非加熱状態と同じように容易に剥離することができる。その結果、本実施形態のリフロー処理システムは、加熱時に搬送パレット１０から第１の電子部品３１を剥離する際の位置ずれや損傷を抑制することができる。以上より、本実施形態のリフロー処理システムは、加熱処理後に、複数の電子部品を、位置精度を維持しつつ容易に剥離することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図８は、本実施形態のリフロー処理システムの構成の概要を示したものである。本実施形態のリフロー処理システムは、搬送パレット４０と、リフロー炉２０を備えている。搬送パレット４０上には、第１の電子部品３１と、第２の電子部品３２と、接合材３３が組み合わされて載置されている。

本実施形態のリフロー処理システムは、第２の実施形態と同様に、搬送パレット４０上に載置した第１の電子部品３１、第２の電子部品３２および接合材３３をリフロー炉２０で加熱し、第１の電子部品３１と第２の電子部品３２を接合する。第２の実施形態の搬送パレットは、非加熱時にパレット本体の上面の粘着シートの表面で電子部品の底面を保持し、加熱時にピンで電子部品の底面を保持していた。本実施形態の搬送パレット４０は、そのような構成に代えて、非加熱時にピンの上面に形成された粘着シートの表面で電子部品の底面を保持し、加熱時にパレット本体の上面で電子部品の底面を保持することを特徴とする。

本実施形態のリフロー炉２０、第１の電子部品３１、第２の電子部品３２および接合材３３の構成は、第２の実施形態と同様である。

本実施形態の搬送パレット４０の構成について説明する。図９は、本実施形態の搬送パレット４０の構成を示す斜視図である。搬送パレット４０は、パレット本体４１と、粘着シート４２と、穴４３と、ピン４４を備えている。

パレット本体４１は、搬送パレット４０の構造材としての機能を有する平面状の部材である。パレット本体４１の電子部品を載置する位置には、穴４３が形成されている。穴４３の開口部周辺は、電子部品の底面を保持するために平面状に形成されている。

パレット本体４１は、室温環境下、すなわち、非加熱状態において、上面の高さがピン４４の上面に形成された粘着シート４２の表面の高さよりも低くなるように形成されている。また、パレット本体４１は、リフロー炉２０内で加熱された際に、上面の高さが、ピン４４の上面の粘着シート４２の表面の高さよりも高くなるように形成されている。このようにパレット本体４１、粘着シート４２およびピン４４の厚みを設計することで、搬送パレット４０は、非加熱時にピン４４上の粘着シート４２の表面で第１の電子部品３１の底面を保持する。また、搬送パレット４０は、加熱時にパレット本体４１の上面で第１の電子部品３１の底面を保持する。すなわち、本実施形態の搬送パレット４０では、加熱時に粘着シート４２と第１の電子部品３１の底面が接していない。

そのような構成とするために、パレット本体４１は、ピン４４よりも熱膨張係数が相対的に大きい材料によって形成されている。パレット本体４１は、例えば、ＳＵＳ３０４によって形成されている。ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は、約１７．３ｐｐｍである。

粘着シート４２は、ピン４４の上面側、すなわち、電子部品が接する側に形成されている。粘着シート４２は、ピン４４の上面部分と同じ大きさとなるように形成されている。粘着シート４２は、ピン４４の上面部分よりも小さくなるように形成してもよい。また、粘着シート４２の厚み、すなわち、パレット本体４１および粘着シート４２の平面に対して垂直方向の高さは、パレット本体４１の厚みに比べると十分に小さい。

穴４３は、パレット本体４１の上面側に開口部を有するように形成されている。穴４３は、第１の電子部品３１を載置する位置の中央と、穴４３の中心部が一致するように形成されている。穴４３は、例えば、開口部が円状となるように形成されている。穴４３の開口部の形状は楕円や多角形など円以外の形状であってもよい。また、穴４３の開口部の大きさは、載置する第１の電子部品３１の底面側の面積よりも小さくなるように形成されている。

ピン４４は、パレット本体４１の穴４３の内部に形成されている。ピン４４は、非加熱時、すなわち、室温環境下において、上面の高さがパレット本体４１上の粘着シート４２の表面の高さよりも高くなるように形成されている。また、本実施形態のピン４４は、リフロー炉２０内での加熱時においてパレット本体４１およびピン４４が熱膨張した際に、上面の高さがパレット本体４１表面の高さよりも低くなるように形成されている。

そのような構成とするために、ピン４４の材料には、高さ方向すなわちパレット本体４１に平面に対して垂直方向の熱膨張係数が、パレット本体４１の材料よりも相対的に小さい材料が用いられる。ピン４４には、例えば、チタンが用いられる。チタンの熱膨張係数は、約８．０ｐｐｍである。パレット本体４１の材料とピン４４の材料の間の必要な熱膨張係数の差は、ピン４４の形状とリフロー炉２０での加熱温度によって異なるが、少なくとも９ｐｐｍ以上あることが望ましい。

パレット本体４１およびピン４４を形成する材料は、上記の構成を得られるような熱膨張率の差を有する組み合わせであればＳＵＳ３０４およびチタン以外の金属であってもよい。また、パレット本体４１およびピン４４を形成する材料は、無機材料や樹脂材料であってもよい。

本実施形態のリフロー処理システムの動作について説明する。始めに、非加熱状態で搬送パレット４０の穴４３に対応する位置に、第１の電子部品３１、接合材３３および第２の電子部品３２が載置された状態で、搬送パレット４０が、リフロー炉２０の搬送ユニットにセットされる。

加熱前の状態では、第１の電子部品３１は、粘着シート４２を介してピン４４の上面部によって保持されている。すなわち、加熱前の状態では、第１の電子部品３１は、図８の状態のようにパレット本体４１の上面とは接していない。

搬送パレット４０がセットされると、搬送ユニットは、搬送パレット４０をリフロー炉２０内の加熱炉に搬送する。搬送パレット４０がリフロー炉２０内の加熱炉に搬送されると、各部材の温度は、徐々に上昇する。

温度が上昇すると接合材３３は、溶融状態となる。また、各部材は、加熱によって膨張するが、熱膨張係数がピン４４よりも大きいパレット本体４１は、熱膨張係数が小さいピン４４よりも膨張量が大きい。そのため、パレット本体４１の上面部の高さが、ピン４４の上面の粘着シート４２の表面の高さよりも高くなる。パレット本体４１の上面部の高さの方が高くなることで、第１の電子部品３１の底面はパレット本体４１で上に押された状態となる。

第１の電子部品３１の底面がパレット本体４１の上面で上に押された状態となったときに、粘着シート４２の粘着性による保持力よりも押し上げる力が上回ると、第１の電子部品３１の底面は、ピン４４の上面の粘着シート４２の表面から浮いた状態となる。図１０は、熱膨張したパレット本体４１の上面によって、第１の電子部品３１の底面が保持されている状態を示している。

加熱によって第１の電子部品３１の底面が粘着シート４２から離脱する際に、第１の電子部品３１は、パレット本体４１の熱膨張によって静的に押し上げられる。そのため、過剰な押し上げ力や衝撃が瞬間間的に第１の電子部品３１にかかり、第１の電子部品３１の水平方向に動くような状態は生じない。また、リフロー炉２０内で加熱している際に、粘着シート４２の粘着力の向上や接合材３３の第１の電子部品３１の底面縁部への回り込みによって、加熱完了後に第１の電子部品３１の粘着シート４２から剥離が困難になる状態を避けることができる。

加熱が完了すると、搬送パレット４０は、搬送ユニットによって冷却ユニットに送られる。冷却ユニットに送られると、接合材３３が再び、固化することで第２の電子部品３２は、第１の電子部品３１に固着され、第１の電子部品３１と第２の電子部品３２は接合された状態となる。

冷却されると、熱膨張していたパレット本体４１およびピン４４はそれぞれ収縮する。パレット本体４１およびピン４４がそれぞれ収縮すると、パレット本体４１の上面は、ピン４４の上面の粘着シート４２の表面の高さよりも低くなる。そのため、第１の電子部品３１は、粘着シート４２を介してピン４４の上面で保持された状態となる。すなわち、第１の電子部品３１の底面は、パレット本体４１の上面とは接していない状態となる。図１１は、冷却された際にピン４４の表面の粘着シート４２よって、第１の電子部品３１の底面が保持されている状態を示している。

冷却が行われると、搬送パレット４０は、搬送ユニットによってリフロー炉２０から取り出されて、自装置や部材ストッカーに搬送される。

本実施形態のリフロー処理システムでは、ピン４４の表面に粘着シート４２が形成されているので、非加熱時に複数の第１の電子部品３１を粘着シート４２の粘着性で確実に保持することができる。また、リフロー炉２０における加熱時、すなわち、リフロー処理時に、部材の熱膨張によって、ピン４４の上面の粘着シート４２に表面よりもパレット本体４１の上面の高さが高くなる。そのため、加熱時に、ピン４４に代わって、パレット本体４１の表面が第１の電子部品３１の底面を保持するようになる。加熱時には、粘着シート４２が形成されていないパレット本体４１で第１の電子部品３１を保持するので、温度上昇によって粘着シート４２の粘着性が向上しても、第１の電子部品３１には影響を与えない。また、加熱後の冷却状態では、再び、ピン４４の表面が第１の電子部品３１の底面を保持するようになる。そのため、搬送パレット４０から複数の第１の電子部品３１等をピックアップする際に非加熱状態と同じように容易に剥離することができる。そのため、本実施形態のリフロー処理システムでは、加熱後の剥離時における第１の電子部品３１の位置ずれや損傷を抑制することができる。その結果、本実施形態のリフロー処理システムは、加熱処理後に、複数の電子部品を、位置精度を維持しつつ容易に剥離することができる。

第２の実施形態および第３の実施形態では、リフロー炉２０で加熱を行ってリフロー処理を行っているが、加熱は加熱炉方式以外で行ってもよい。例えば、ステージ加熱等の加熱方式で加熱を行ってもよい。

第２の実施形態および第３の実施形態の各図では、パレット本体上に穴およびピンが３つ形成されている構成の例を示しているが、穴およびピンは２つであってもよく、また、４つ以上形成されていてもよい。また、第２の実施形態および第３の実施形態では、パレット本体上に、複数の穴が１列に形成されている構成について示したが、穴は、パレット本体上に複数列で形成されていてもよい。穴をパレット本体上に複数列で形成する場合には、例えば、穴は、格子状に配置される。

第２の実施形態および第３の実施形態のパレット本体およびピンは、それぞれ、単一の材料で形成されていたが、パレット本体およびピンは、それぞれ２種類以上の材料で形成された部材であってよい。例えば、パレット本体またはピンのうち、熱膨張量が大きい側の部材に金属と樹脂材料の組み合わせによって形成されていてもよい。熱膨張しやすい樹脂を組み合わせることで、パレット本体とピンの上面の間での加熱時と非加熱時の高さの違いを容易に生み出すことができる。また、第２の実施形態および第３の実施形態のパレット本体およびピンを形成するＳＵＳ材やチタン等の表面は、さらに他の材料でコーティングされていてもよい。

第２の実施形態および第３の実施形態において、パレット本体またはピンの一方または両方の高さを搬送パレットの水平方向の位置によって異なるように形成してもよい。例えば、搬送パレットの水平方向の位置によって温度や熱膨張量に差があるような場合に、高さを変えて設計することで、電子部品の搬送パレットからの剥離動作をより正確に制御できるようになる。

第２の実施形態および第３の実施形態では、１つの穴およびピンが１つの電子部品に対応していたが、搬送パレット上の１つの電子部品の載置位置に、複数の穴およびピンが形成されていてもよい。そのような構成とする場合は、電子部品の底面に均一に力が加わるように複数の穴およびピンを配置することで、電子部品の搬送パレットからの剥離動作をより正確に制御することができる。

１ 本体部
２ 穴
３ 突起部
４ 粘着層
１０ 搬送パレット
１１ パレット本体
１２ 粘着シート
１３ 穴
１４ ピン
２０ リフロー炉
３１ 第１の電子部品
３２ 第２の電子部品
３３ 接合材
４０ 搬送パレット
４１ パレット本体
４２ 粘着シート
４３ 穴
４４ ピン
５１ パレット本体
５２ 粘着シート
６１ 剥離治具
７１ 第１の電子部品
７２ 第２の電子部品

Claims (10)

1. 上面側に第１の平面を有する本体部と、
   前記本体部に形成され前記第１の平面にそれぞれ開口部を有する複数の穴と、
   前記穴の中にそれぞれ備えられ、前記開口部側に第２の平面を有する突起部と、
   前記第１の平面または前記第２の平面のうちいずれか一方の表面に形成され粘着性を有する粘着層と
   を備え、
   前記第１の平面または前記第２の平面のうち加熱時と非加熱時で異なるいずれか一方で電子部品の底面を保持し、前記粘着層は、前記第１の平面または前記第２の平面のうち非加熱時に前記電子部品を保持する平面に形成されていることを特徴とする搬送パレット。
2. 非加熱時に、前記第１の平面上に形成されている前記粘着層の表面の垂直方向の高さが前記第２の平面の高さよりも高く、加熱時に、前記第２の平面の高さが前記第１の平面上に形成されている前記粘着層の表面の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の搬送パレット。
3. 前記本体部を形成する第１の材料よりも前記突起部を形成する第２の材料の方が熱膨張係数が大きいことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の搬送パレット。
4. 非加熱時に、前記第２の平面に形成されている前記粘着層の表面の垂直方向の高さが、前記第１の平面の高さよりも高く、加熱時に、前記第1の平面の高さが前記粘着層の表面の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の搬送パレット。
5. 前記突起部を形成する第２の材料よりも前記本体部を形成する第１の材料の方が熱膨張係数が大きいことを特徴とする請求項１または４いずれかに記載の搬送パレット。
6. 請求項１から５いずれかに記載の搬送パレットと、
   前記電子部品を保持した前記搬送パレットを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される前記搬送パレットを加熱する加熱手段とを有する加熱炉と、
   を備えることを特徴とするリフロー処理システム。
7. 上面側に第１の平面を有する本体部と、前記本体部に形成され前記第１の平面にそれぞれ開口部を有する複数の穴と、前記穴の中にそれぞれ備えられ、前記開口部側に第２の平面を有する突起部と、前記第１の平面または前記第２の平面のうちいずれか一方の表面に形成され粘着性を有する粘着層とを備える搬送パレットの前記第１の平面または前記第２の平面のうち前記粘着層が形成されている平面において複数の電子部品の底面を、非加熱状態で保持し、
   前記電子部品を保持した前記搬送パレットを加熱し、
   前記搬送パレットを加熱した際に、前記第１の平面または前記第２の平面のうち前記粘着層が形成されていない平面で前記電子部品の底面を保持し、
   加熱後に前記搬送パレットの温度が下がった際に、前記第１の平面または前記第２の平面のうち前記粘着層が形成されている平面で前記電子部品の底面を保持することを特徴とする搬送方法。
8. 非加熱時に、前記電子部品の上面に加熱時に溶融する接合材を形成した状態で、第２の電子部品を前記接合材の上に積層し、
   前記搬送パレットを加熱した際に、前記接合材を溶融させ、
   加熱後に前記搬送パレットの温度が下がった際に、固化する前記接合材によって前記電子部品と前記第２の電子部品を固着させることを特徴とする請求項７に記載の搬送方法。
9. 前記第２の電子部品を固着させた前記電子部品を前記搬送パレット上からピックアップし、前記電子部品を実装する電子基板の表面に載置することを特徴とする請求項８に記載の搬送方法。
10. 複数の前記電子部品の底面の中心部と、前記電子部品それぞれに対応する前記第２の平面の中心部がそれぞれ一致するように前記搬送パレット上に前記電子部品を載置することを特徴とする請求項７から９いずれかに記載の搬送方法。

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