JP6820809B2

JP6820809B2 - チップマウンター、電子回路基板の製造方法、およびパワーモジュールの製造方法

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Publication number: JP6820809B2
Application number: JP2017145291A
Authority: JP
Inventors: 上田　哲也; 哲也上田; 貴彦阿南
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: US20190037680A1; CN109310040A; CN109310040B; US10194519B1; JP2019029431A; DE102018210983A1

Description

本発明はチップマウンター、電子回路基板の製造方法、およびパワーモジュールの製造方法に関する。

梱包テープに収納されたチップ部品を取り出して、基板に搭載するチップマウンターが知られている（例えば特許文献１を参照）。梱包テープは、キャリアテープとカバーテープから構成される。キャリアテープには、チップ部品を収納するための複数のポケットが長手方向に配置されている。キャリアテープのポケットの開口にはカバーテープが貼り付けられる。

梱包テープは、テープリールと呼ばれるリールに巻き付けられた状態で、チップマウンターにセットされる。チップマウンターにおいて、梱包テープからカバーテープが剥離された後、キャリアテープのポケットからチップ部品が取り出される。チップ部品の取り出しは、先端に吸着ヘッドを搭載した吸着アームにより行われる。チップ部品は吸着アームによって、予めセットされた基板まで運ばれ、基板に搭載される。

特開２０１０−１０９１０９号公報

従来のチップマウンターにおいては、チップマウンターが稼動する作業空間に浮遊する異物が、チップ部品とともに基板に実装される可能性があった。また、チップ部品から発塵する異物が、チップ部品とともに基板に実装される可能性があった。また、梱包テープのポケットに内包された異物が、チップ部品とともに基板に実装される可能性があった。チップ部品とともに異物が基板に実装されることにより、製造される電子回路基板の外観の不良および電気的特性の不良が生じる問題があった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、チップマウンターの設置環境からの異物、部材からの発塵、装置自身からの発塵を抑え、異物による不良を抑制したチップマウンター、電子回路基板の製造方法、およびパワーモジュールの製造方法の提供を目的とする。

本発明に係るチップマウンターは、梱包テープに収納されたチップ部品を取り出して基板に搭載するチップマウンターであって、梱包テープは、複数のチップ部品のそれぞれを収納する複数のポケットを備えたキャリアテープと、複数のポケットのそれぞれの開口を塞ぐカバーテープと、を備え、複数のポケットのそれぞれの底面には貫通孔が設けられ、チップマウンターは、吸着ポイントに向けて送り出される梱包テープが走行するテープ走行レールと、吸着ポイントにおいて、カバーテープが剥がされた状態のキャリアテープのポケットからチップ部品を吸着することによって取り出す吸着搭載アームと、キャビティークリーニング機構と、を備え、キャビティークリーニング機構は、吸着ポイントよりも上流において、テープ走行レールの、カバーテープが剥がされていない状態のキャリアテープが走行する部分に貫通孔と重なるように配置された吸引孔を備え、キャビティークリーニング機構は、吸引孔および貫通孔を通してポケットの内部を吸引する。

本発明に係るチップマウンターによれば、チップ部品とともに異物が基板に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

吸着搭載アームが吸着ポイントに位置した状態における、実施の形態１に係るチップマウンターの構成を示す模式図である。吸着搭載アームが吸着ポイントから検査部に移動する途中の状態における、実施の形態１に係るチップマウンターの構成を示す模式図である。吸着搭載アームが搭載ポイントに位置した状態における、実施の形態１に係るチップマウンターの構成を示す模式図である。実施の形態１に係るチップマウンターの吸着部の構成を示す模式図である。実施の形態１に係るチップマウンターのキャビティークリーニング機構の構成を示す模式図である。図５の線分Ａ−Ａに沿った断面図である。図６との比較例を示す図である。実施の形態１に係るチップマウンターの吸着搭載アームに取り付けられた吸排気機構の構成を示す模式図である。実施の形態１に係るチップマウンターの搭載部の構成を示す模式図である。実施の形態１に係るチップマウンターの上面図である。梱包テープの平面図である。図１１の線分Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図１１の線分Ｃ−Ｃに沿った断面図である。吸着搭載アームが吸着ポイントに位置した状態における、前提技術におけるチップマウンターの構成を示す模式図である。吸着搭載アームが検査部に位置した状態における、前提技術におけるチップマウンターの構成を示す模式図である。吸着搭載アームが搭載ポイントに位置した状態における、前提技術におけるチップマウンターの構成を示す模式図である。

＜前提技術＞
本発明の実施の形態を説明する前に、本発明の前提となる技術について説明する。図１１は、梱包テープ２の平面図である。図１２は、図１１における線分Ｂ−Ｂに沿った梱包テープ２の断面図、即ち梱包テープ２の長手方向に沿った断面図である。図１３は、図１１における線分Ｃ−Ｃに沿った梱包テープ２の断面図、即ち梱包テープ２の短手方向に沿った断面図である。なお、図１１において図の見易さのためにカバーテープ４の記載を省略している。

梱包テープ２は、キャリアテープ１とカバーテープ４を備える。図１２および図１３に示すように、キャリアテープ１には、チップ部品３を収納するポケット１１と呼ばれる窪みが、テープの長手方向に等間隔で形成されている。参考のために、図１１から図１３においてチップ部品３を二点鎖線で示す。

また、キャリアテープ１には、テープを送る際に用いられる複数の送り穴３０がテープの片側若しくは両側に形成されている。図１１においては、送り穴３０はテープの片側に形成されている。

キャリアテープ１の各ポケット１１の底には貫通孔１２が設けられている。貫通孔１２は、例えば、ポケット１１内のチップ部品３の有無を検査する際に用いられる。

互いに隣接するポケット１１間およびポケット１１の周囲において、キャリアテープ１の長手方向にキャリアテープ１に凹み３１が形成されている。これは、キャリアテープ１へのカバーテープ４の接着の強度を調整するためである。互いに隣接するポケット１１間およびポケット１１の周囲にもカバーテープ４が接着されると、接着面積が大きくなるため、キャリアテープ１からカバーテープ４を剥離する際に剥離性が低下する。また、剥離性が低下すると、キャリアテープ１からカバーテープ４を剥離する際に振動が生じて、ポケット１１からチップ部品３が飛び出す可能性がある。

キャリアテープ１の各ポケット１１にチップ部品３が配置された後、キャリアテープ１の各ポケット１１を覆うようにカバーテープ４が配置される。この状態においてカバーテープ４を加熱することで、キャリアテープ１にカバーテープ４が接着または融着される。

各ポケット１１にチップ部品３が収納された梱包テープ２は、後述する図１４に示すテープリール５と呼ばれるリールに巻き付けられて、チップマウンターにセットされる。

図１４から図１６は、前提技術におけるチップマウンター２００の構成を示す模式図である。図１４は、吸着搭載アーム６が吸着ポイント１０に位置する状態を示す。図１５は、吸着搭載アーム６が検査部１０４に位置する状態を示す。図１６は、吸着搭載アーム６が搭載ポイント１５に位置する状態を示す。なお、吸着搭載アーム６は、上部が駆動機構を有する駆動部２０に固定されており、駆動部２０がレール１９に沿って移動することによって位置を変えることが可能である。

前提技術におけるチップマウンター２００は、フィーダー部１０２、検査部１０４および搭載部１０５を備える。フィーダー部１０２のうち、吸着搭載アーム６の吸着ヘッド７によりチップ部品３を吸着する部分を、特に吸着部１０３と呼ぶ。

フィーダー部１０２はテープリール５を備える。フィーダー部１０２は、テープリール５を回転させることにより梱包テープ２を送り出す。吸着ポイント１０に対してチップ部品３を供給する吸着部１０３は、テープ走行レール９と吸着搭載アーム６を備える。テープ走行レール９において、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行する。

梱包テープ２は、トップテープガイド１６に挟まれた状態でテープ走行レール９上を移動する。トップテープガイド１６は、テープ走行レール９の上部から梱包テープ２を挟み、チップ部品３が吸着される際に、キャリアテープ１が浮き上がって吸着不良となることを防ぐ。また、トップテープガイド１６の一部には開口部が設けられ、この開口部においてカバーテープ４がキャリアテープ１から剥がされる。これにより、ポケット１１からチップ部品３が露出する。キャリアテープ１から剥がされたカバーテープ４は、図示しないリールに巻き取られる。

図１４に示すように、吸着搭載アーム６は、吸着ポイント１０において、カバーテープ４が剥がされた状態のキャリアテープ１のポケット１１からチップ部品３を吸着することによって取り出す。吸着搭載アーム６の先端には吸着ヘッド７が搭載されている。吸着ヘッド７は可撓性を有する吸盤形状をしており、低圧状態になった吸着ヘッド７によってチップ部品３が吸着される。吸着搭載アーム６は、吸着時、移送時、搭載時に伸び縮みして、吸着ポイント１０、搭載ポイント１５に合わせて吸着ヘッド７の高さを上下させる。

吸着ヘッド７の動作は、吸着搭載アーム６に取り付けられた吸排気機構２８によって行われる。具体的には、吸排気機構２８は、チップ部品３を吸着する際は、吸気することによって吸着ヘッド７の圧力を減圧する。また、吸排気機構２８は、搭載部１０５においてチップ部品３を搭載する際は、排気することによって吸着ヘッド７を加圧する。吸排気機構２８と吸着搭載アーム６とは、エアーチューブ２９１で繋がれている。

検査部１０４は、吸着ポイント１０と搭載ポイント１５の間に設けられる。検査部１０４は光学検査ユニット１８を備える。図１５に示すように、光学検査ユニット１８は、チップ部品３の吸着位置を画像検査して、吸着ヘッド７とチップ部品３との相対位置を計算する。そして、検査部１０４は、基板８上の搭載ポイント１５に対するチップ部品３の位置ずれを補正する。具体的には、光学検査ユニット１８が計算した吸着ヘッド７とチップ部品３との相対位置が基準位置からずれている場合、検査部１０４は、当該ずれを補正して搭載ポイント１５にチップ部品３が搭載されるように駆動部２０または吸着搭載アーム６の動きを制御する。ここで、基準位置とは、搭載ポイント１５にチップ部品３が搭載されるような、吸着ヘッド７とチップ部品３との相対位置のことをいう。すなわち、吸着ヘッド７とチップ部品３との相対位置が基準位置である場合、検査部１０４は、ずれを補正しない。

搭載部１０５は搭載ステージ３２を備える。搭載ステージ３２には基板８が配置される。図示しないインローダーとアウトローダーによって搭載ステージ３２に対して基板８が導入、排出される。基板８にはランドが形成されている。ランドは、基板８表面の回路パターンに、接合材料として、はんだペースト又は導電性樹脂ペースト等が塗布されて形成される。図１６に示すように、吸着搭載アーム６は、搭載ステージ３２に配置された基板８上のランドに対して、チップ部品３を搭載する。このとき、基板８のランドとチップ部品３の端子（図示せず）の位置が合致するように搭載される。

前提技術におけるチップマウンター２００においては、チップマウンター２００が稼動する作業空間に浮遊する異物が、チップ部品３とともに基板８に実装される可能性があった。また、チップ部品３から発塵する異物が、チップ部品３とともに基板８に実装される可能性があった。また、梱包テープ２のポケット１１に内包された異物が、チップ部品３とともに基板８に実装される可能性があった。チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることにより、製造される電子回路基板の外観の不良および電気的特性の不良が生じる問題があった。

近年のチップ部品３の小型化に伴い、チップ部品３の端子の間隔が狭くなっている。梱包テープ２に収納されたチップ部品３の端子間に、微小な異物が存在する場合がある。チップ部品３とともに微小な異物が基板８に実装されると、端子間の絶縁性が低下し、製造される電子回路基板の電気的特性および信頼性に影響を及ぼすことが問題となっている。また、基板８のランドとチップ部品３の端子とをはんだ接合する際、微小な異物に添ってはんだ成分が延びることによって、端子間に必要な絶縁距離が縮まり、製造される電子回路基板の絶縁性が低下する問題があった。以下で説明する本発明の各実施形態は、以上のような課題を解決するものである。

＜実施の形態１＞
図１から図３は、本実施の形態１におけるチップマウンター１００の構成を示す模式図である。図１は、吸着搭載アーム６が吸着ポイント１０に位置する状態を示す。図２は、吸着搭載アーム６が吸着ポイント１０から検査部１０４に移動する途中の状態を示す。図３は、吸着搭載アーム６が搭載ポイント１５に位置する状態を示す。

本実施の形態１におけるチップマウンター１００は、フィーダー部１０２、検査部１０４および搭載部１０５を備える。フィーダー部１０２のうち、吸着搭載アーム６の吸着ヘッド７によりチップ部品３を吸着する部分を、特に吸着部１０３と呼ぶ。

図４は、チップマウンター１００の吸着部１０３の構成を示す模式図である。チップマウンター１００の吸着部１０３は、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、キャビティークリーニング機構１３をさらに備える。

図５は、キャビティークリーニング機構１３の構成を示す模式図である。キャビティークリーニング機構１３は、吸引孔１４を備える。吸引孔１４はテープ走行レール９を貫通する孔である。吸引孔１４は、吸着ポイント１０よりも上流において、テープ走行レール９の、カバーテープ４が剥がされていない状態のキャリアテープ１が走行する部分に、ポケット１１の底面に設けられた貫通孔１２と重なるように配置される。キャビティークリーニング機構１３によって吸引される空気の流れを矢印Ａ１で示す。矢印Ａ１で示されるように、キャビティークリーニング機構１３で吸引される空気は、吸着ポイント１０近くのキャリアテープ１とカバーテープ４の剥離部分から取り込まれ、キャリアテープ１とカバーテープ４の間の凹み３１を経て、ポケット１１の内部、貫通孔１２、吸引孔１４の順に通過して、チップマウンター１００の外部に排出される。

図６は、図５の線分Ａ−Ａに沿った断面図である。本実施の形態１においてトップテープガイド１６は、テープ走行レール９の貫通孔１２の上部に配置される。梱包テープ２の左右において、テープ走行レール９とトップテープガイド１６とが嵌合している。図６に示すように、テープ走行レール９とトップテープガイド１６が嵌合していることにより、テープ走行レール９とトップテープガイド１６との接触面は、疑似的な密閉形状となる。これにより、テープ走行レール９とトップテープガイド１６との隙間からの空気の流入が抑制されるため、キャビティークリーニング機構１３は、矢印Ａ１で空気の流れが示されるように、梱包テープ２のポケット１１の内部を効率的に吸引できる。従って、梱包テープ２のポケット１１内の異物（キャリアテープ切断時のバリ、キャリアテープ梱包時の環境異物等）を効率よく排除できる。

図７は、図６との比較例を示す図である。図７においてトップテープガイド１６は平板状である。トップテープガイド１６が平板状で、テープ走行レール９と嵌合しない形状である場合、矢印Ａ２で示すように、テープ走行レール９とトップテープガイド１６との隙間から空気が流入する。これにより、梱包テープ２のポケット１１の内部の吸引効率が悪くなり、異物除去の効果が低下する。

キャビティークリーニング機構１３の動作タイミングについて説明する。梱包テープ２は、吸着ポイント１０に向けてポケット１１単位で移動と停止を繰り返しながら送り出される。キャビティークリーニング機構１３は、梱包テープ２の移動が停止して吸着搭載アーム６によってチップ部品３がポケット１１から取り出された後、梱包テープ２の移動が開始するまでの間にポケット１１の内部の吸引を行う。つまり、キャビティークリーニング機構１３は、梱包テープ２の移動が停止していて、かつ、吸着搭載アーム６によるチップ部品３の取り出しが終わった後に、梱包テープ２のポケット１１の内部の吸引を行う。

図１に示すように、本実施の形態１におけるチップマウンター１００は、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、異物除去ヘッド１７をさらに備える。異物除去ヘッド１７は、吸着搭載アーム６の吸着ヘッド７によって梱包テープ２から取り出されて吸着されているチップ部品３に対して、気体を吹き付ける。

図２に示すように、異物除去ヘッド１７は、吸着ポイント１０から後述する検査部１０４へチップ部品３が吸着搭載アーム６の吸着ヘッド７によって吸着されて移動している途中において、チップ部品３に対して気体の吹き付けを行う。つまり、検査部１０４による位置ずれの検出が行われる前に、異物除去ヘッド１７による吹き付けが行われる。

図８は、吸着搭載アーム６に取り付けられた吸排気機構２８の構成を示す模式図である。吸着搭載アーム６の吸着ヘッド７による吸着と、異物除去ヘッド１７による気体の吹き付けは、共通の吸排気機構２８によって行われる。吸排気機構２８は、吸排気ポンプ２８１と、吸排気制御弁２８２を備える。吸排気制御弁２８２の吸気側は、フィルター２８４およびエアーチューブ２９１を介して吸着ヘッド７に接続される。ここで、フィルター２８４は異物を除去するためのフィルターである。吸排気制御弁２８２の排気側は、フィルター２８３およびエアーチューブ２９２を介して異物除去ヘッド１７に接続される。ここで、フィルター２８３はオイルミストを除去するためのフィルターである。

図１に示すように、本実施の形態１におけるチップマウンター１００は、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、駆動部集塵機構２１をさらに備える。駆動部集塵機構２１は、駆動部２０がレール１９に沿って移動する際に、駆動部２０の駆動機構とレール１９との摩擦により発生する塵を集塵する。

図８に示すように、吸着搭載アーム６の吸着ヘッド７による吸着と、駆動部集塵機構２１による吸引とは、共通の吸排気機構２８によって行われる。吸排気制御弁２８２の吸気側は、エアーチューブ２９１を介して吸着ヘッド７に接続され、さらにエアーチューブ２９３を介して駆動部集塵機構２１にも接続される。

図１から図３に示すように、本実施の形態１におけるチップマウンター１００の吸着ポイント１０は、壁６２およびエアーカーテン２３１によって囲まれている。なお、エアーカーテン２３１は紙面に対して吸着ポイント１０の手前側および吸着ポイント１０の奥側にも配置されている。また、異物除去ヘッド１７によるチップ部品３に対する気体の吹き付けは、壁６２およびエアーカーテン２３１で囲まれた領域外で行ってもよく、壁６２およびエアーカーテン２３１で囲まれた領域内で行ってもよい。このとき、異物除去ヘッド１７によってチップ部品３に吹き付けられる気体は、壁６２およびエアーカーテン２３１で囲まれた領域内の気体である。

図１から図３に示すように、本実施の形態１におけるチップマウンター１００は、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、空気導入部５１と空気排出部５２をさらに備える。空気導入部５１は、吸着ポイント１０の上部に配置され、エアーカーテン２３１で囲まれた吸着ポイント１０に外気を導入する。空気導入部５１は、チップマウンター１００の吸着部１０３の装置天井６１に設けられる。装置天井６１にはフィルター２４１が配置される。フィルター２４１を介することによって、装置天井６１の下部の吸着ポイント１０に清浄化された外気が導入される。空気排出部５２は、吸着ポイント１０の下部に配置され、例えばダクトによってエアーカーテン２３１で囲まれた領域の気体を、チップマウンター１００の外部に排出する。

図１から図３に示すように、チップ部品３が吸着される吸着ポイント１０と、チップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５との間には、エアーカーテン２３１，２３２が配置される。つまり、吸着搭載アーム６が、吸着ポイント１０から検査部１０４を経由して搭載ポイント１５に向かって移動する際に、吸着搭載アーム６に吸着されたチップ部品３は、エアーカーテン２３１，２３２を通過する。

また、図３に示すように、搭載ポイント１５はエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれている。なお、図３においてエアーカーテンは紙面に対して搭載ポイント１５の手前側および搭載ポイント１５の奥側にも配置されている。搭載部１０５の装置天井６３にはフィルター２４２が配置され、フィルター２４２を介して装置天井６３から清浄化された外気が搭載ポイント１５に導入される。

図９は、チップマウンター１００の搭載部１０５の構成を示す模式図である。搭載部１０５において、搭載ステージ３２に基板８を移動させるためにインローダー３３が配置されている。また、搭載ステージ３２からチップマウンター１００の外部に基板８を移動するためにアウトローダー３４が配置されている。なお、図示していないが、載置ステージ３２からアウトローダー３４に基板８を移動させる手段が配置されている。当該手段は、インローダー３３から載置ステージ３２に基板８を移動させる手段として兼用してもよい。

搭載部１０５はさらに、吹き付け機構２６と集塵機構２７を備える。吹き付け機構２６は、インローダー３３上の基板８に対して気体を吹き付ける。集塵機構２７は、インローダー３３上の基板８に吹き付けられた気体を吸引する。

図１０は、チップマウンター１００の上面図である。図１０に示すように、吸着部１０３および搭載部１０５の周囲にエアーカーテンが配置される代わりに、吸着部１０３、検査部１０４、および搭載部１０５の全体を壁６２で囲んでもよい。なお、図１０において、吸着部１０３と搭載部１０５の間には、エアーカーテン２３１，２３２が配置される。

＜実施の形態２＞
本実施の形態２におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１で説明したキャビティークリーニング機構１３をさらに備える。また、本実施の形態２におけるチップマウンターは、実施の形態１で説明したトップテープガイド１６を備える。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、キャビティークリーニング機構１３およびトップテープガイド１６以外の機構も備えていたが、本実施の形態２におけるチップマウンターは、キャビティークリーニング機構１３およびトップテープガイド１６以外の構成は、前提技術と同じである。

本実施の形態２におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、梱包テープ２は、複数のチップ部品３のそれぞれを収納する複数のポケット１１を備えたキャリアテープ１と、複数のポケット１１のそれぞれの開口を塞ぐカバーテープ４と、を備え、複数のポケット１１のそれぞれの底面には貫通孔１２が設けられ、チップマウンターは、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、カバーテープ４が剥がされた状態のキャリアテープ１のポケット１１からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、キャビティークリーニング機構１３と、を備え、キャビティークリーニング機構１３は、吸着ポイント１０よりも上流において、テープ走行レール９の、カバーテープ４が剥がされていない状態のキャリアテープ１が走行する部分に貫通孔１２と重なるように配置された吸引孔１４を備え、キャビティークリーニング機構１３は、吸引孔１４および貫通孔１２を通してポケット１１の内部を吸引する。

キャビティークリーニング機構１３を設けることによって、梱包テープ２内に収納されたチップ部品３に付着している異物、キャリアテープ１のポケット１１に存在する異物を除去することが可能となる。ここで異物とは、例えばキャリアテープ１の切断時に生じたバリ、キャリアテープ梱包時にポケット１１に入り込んだ環境異物等である。従って、チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

また、本実施の形態２におけるチップマウンターは、テープ走行レール９との間で梱包テープ２を挟み込むように配置されたトップテープガイド１６をさらに備える。実施の形態１で説明したように、トップテープガイド１６は、テープ走行レール９の貫通孔１２の上部に配置され、梱包テープ２の左右において、テープ走行レール９とトップテープガイド１６とが嵌合している。

梱包テープ２の左右において、テープ走行レール９とトップテープガイド１６とが嵌合していることによって、キャビティークリーニング機構１３が、トップテープガイド１６とテープ走行レール９の隙間から入り込む空気を吸い込むことが抑制される。従って、吸着ポイント１０側の開口部から、キャリアテープ１とカバーテープ４の間にできる空間を通してキャビティークリーニング機構１３が吸引する空気の量が増えるため、梱包テープ２内の異物を効率よく排除できる。

また、本実施の形態２におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したように、梱包テープ２は吸着ポイント１０に向けてポケット１１単位で移動と停止を繰り返しながら送り出され、キャビティークリーニング機構１３は、梱包テープ２の移動が停止して吸着搭載アーム６によってチップ部品３がポケット１１から取り出された後、梱包テープ２の移動が開始するまでの間にポケット１１の内部の吸引を行う。

キャビティークリーニング機構１３による吸引を連続的に作動した場合、キャリアテープ１がテープ走行レール９に吸い付くため、キャリアテープ１の移動が困難となる。また、チップ部品３を吸着搭載アーム６により吸着する時に、キャリアテープ１とカバーテープ４の間にできる空間への気流により、チップ部品３がずれて吸着エラーを起こす可能性がある。そこで、吸着搭載アーム６によってチップ部品３がポケット１１から取り出された後、梱包テープ２の移動が開始するまでの間にキャビティークリーニング機構１３による吸引を行う。つまり、梱包テープ２が移動している間および吸着搭載アーム６によりポケット１１からチップ部品３の取り出しが行われている間は、キャビティークリーニング機構１３による吸引を行わない。これにより、上記不具合を避けることが可能となる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態３におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１で説明した異物除去ヘッド１７をさらに備える。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、異物除去ヘッド１７以外の機構も備えていたが、本実施の形態３におけるチップマウンターは、異物除去ヘッド１７以外の構成は、前提技術と同じである。

本実施の形態３におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、梱包テープ２からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、吸着搭載アーム６によって梱包テープ２から取り出されて吸着されているチップ部品３に対して、気体を吹き付ける異物除去ヘッド１７と、を備える。

チップ部品３が吸着搭載アーム６に吸着された状態において、異物除去ヘッド１７によって気体を吹き付けることにより、チップ部品３の端子間などに付着している異物を除去することが可能である。従って、チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

また、本実施の形態３におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したように、異物除去ヘッド１７は吸着搭載アーム６に取り付けられ、吸着搭載アーム６による吸着と、異物除去ヘッド１７による気体の吹き付けとが、吸着搭載アームに取り付けられた共通の吸排気機構２８によって行われる。

異物除去ヘッド１７が吸着搭載アーム６とは別の場所に固定されて配置されている場合、吸着搭載アーム６は異物除去ヘッド１７まで移動して吹き付けを行う必要がある。一方、本実施の形態３においては、異物除去ヘッド１７は吸着搭載アーム６に取り付けられるため、吸着搭載アーム６によりチップ部品３の移動を行いながら、同時に吹き付けも行うことが可能となる。従って、吸着搭載アーム６の移動経路の自由度が向上し、チップ部品３の搭載に関するタクトタイムを短縮することが可能となる。

また、本実施の形態３におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したように、吸着搭載アーム６はその先端に吸着ヘッド７を備え、吸着ヘッド７によって吸着されているチップ部品３の吸着ヘッド７からの位置ずれを検出し、基板８にチップ部品３が搭載される際に位置ずれを補正する検査部１０４をさらに備え、異物除去ヘッド１７によるチップ部品３に対する気体の吹き付けは、検査部１０４により位置ずれの検出が行われる前に実行される。

異物除去ヘッド１７によるチップ部品３に対する気体の吹き付けを行うと、チップ部品３が動いて、吸着ヘッド７に対する位置がずれる可能性がある。検査部１０４による位置ずれの検出を行った後に、異物除去ヘッド１７による吹き付けを行って位置ずれが生じてしまうと、この位置ずれを補正することができない。そこで、検査部１０４により位置ずれの検出が行われる前に、異物除去ヘッド１７による吹き付けを行うことが好ましい。これにより、吹き付けによりチップ部品３の位置ずれが生じたとしても、検査部１０４によってその位置ずれを補正することが可能となる。

＜実施の形態４＞
本実施の形態４におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１で説明した駆動部集塵機構２１をさらに備える。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、駆動部集塵機構２１以外の機構も備えていたが、本実施の形態４におけるチップマウンターは、駆動部集塵機構２１以外の構成は、前提技術と同じである。

本実施の形態４におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、梱包テープ２からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、吸着搭載アーム６の本体をレール１９に沿って移動させる駆動部２０と、駆動部２０の駆動機構とレール１９との摩擦により発生する塵を集塵する駆動部集塵機構２１と、を備える。

駆動部２０がレール１９に沿って移動する際に、レール１９と駆動部２０の駆動機構との摩擦、摩耗によって生じる異物を集塵、排出することによって、搭載部１０５の汚染、基板８への異物の付着を抑制することができる。従って、チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

また、本実施の形態４におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したように、吸着搭載アーム６による吸着と駆動部集塵機構２１による吸引とが共通の吸排気機構２８によって行われる。

吸着搭載アーム６による吸着と駆動部集塵機構２１による吸引とを共通の吸排気機構２８によって行うため、駆動部集塵機構２１用に吸気機構を新たに設ける必要が無い。従って、チップマウンターの構造を簡素化して部品を削減できる。また、駆動部２０が駆動する吸着搭載アーム６の質量増加を抑制できる。

＜実施の形態５＞
本実施の形態５におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１で説明した異物除去ヘッド１７をさらに備える。また、実施の形態１で説明したように、本実施の形態５におけるチップマウンターの吸着ポイント１０は壁６２およびエアーカーテン２３１によって囲まれており、搭載ポイント１５はエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれている。また、実施の形態１で説明したように、本実施の形態５におけるチップマウンターは、吸着ポイント１０の上部に配置された空気導入部５１および吸着ポイント１０の下部に配置された空気排出部５２と、搭載ポイント１５の上部に配置された装置天井６３とを備える。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、異物除去ヘッド１７、壁６２、エアーカーテン２３１、空気導入部５１および空気排出部５２以外の機構も備えていたが、本実施の形態５におけるチップマウンターは、異物除去ヘッド１７、壁６２、エアーカーテン２３１、空気導入部５１および空気排出部５２以外の構成は、前提技術と同じである。

本実施の形態５におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、梱包テープ２からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、吸着搭載アーム６によって梱包テープ２から取り出されたチップ部品３に対して、気体を吹き付ける異物除去ヘッド１７とを備え、吸着ポイント１０は壁６２およびエアーカーテン２３１によって囲まれ、異物除去ヘッド１７によってチップ部品３に吹き付けられる気体は、エアーカーテン２３１内の気体である。

吸着ポイント１０の周囲を壁６２およびエアーカーテン２３１で囲むことによって、吸着ポイント１０を外気と遮断して、外部からの異物がチップ部品３に付くことを抑制できる。また、外気と遮断された空気を異物除去ヘッド１７によってチップ部品３に吹き付けることで、チップ部品３に付着している異物も除去することが可能である。従って、チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

また、本実施の形態５におけるチップマウンターは、実施の形態１で説明したように、吸着ポイント１０の上部に配置され、エアーカーテン２３１で囲まれた吸着ポイント１０に外気を導入する空気導入部５１と、吸着ポイント１０の下部に配置され、エアーカーテン２３１で囲まれた領域の気体を排出する空気排出部５２と、をさらに備える。

吸着ポイント１０を壁６２およびエアーカーテン２３１で囲み、吸着ポイント１０の上部から清浄化された外気を取り込み、吸着ポイント１０の下部から排出することによって、吸着ポイント１０周辺に空気の流れを作ることができる。これにより、吸着ポイント１０周辺に存在する異物をチップマウンター外部に排出することが可能となるため、吸着搭載アーム６、駆動部２０などに付着した異物が、搭載ポイント１５に運ばれることを抑制可能である。

また、本実施の形態５におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したように、空気導入部５１にフィルター２４１が配置され、外気は空気導入部５１のフィルター２４１を通過して吸着ポイント１０に導入される。

エアーカーテン２３１内に、フィルター２４１を通して清浄化された外気が導入されるため、異物除去ヘッド１７によってチップ部品３に清浄化された空気を吹き付けることが可能となる。従って、異物除去ヘッド１７用に空気清浄機構を設けることが不要となるため、装置の複雑化および設備コストの増大を抑制可能である。また、本実施の形態におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したキャビティークリーニング機構１３を配置することが可能である。この場合、フィルター２４１で清浄化された空気でポケット１１内部を吸引することが可能となり、ポケット１１内部の異物を効果的に除去することが可能である。

また、本実施の形態５におけるチップマウンターにおいて、実施の形態１で説明したように、吸着ポイント１０と、チップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５との間にエアーカーテン２３１，２３２が配置され、チップ部品３を吸着した吸着搭載アーム６は、エアーカーテン２３１，２３２を通過する。

吸着ポイント１０と搭載ポイント１５の間の吸着搭載アーム６の移動経路に対して垂直な面にエアーカーテン２３２を配置することによって、吸着ポイント１０と搭載ポイント１５の間を、吸着搭載アーム６に付着した異物が運ばれることを抑制可能である。なお、エアーカーテン２３１を吸着搭載アーム６の移動経路に対して垂直な面に配置してもよい。

＜実施の形態６＞
本実施の形態６におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１で説明したように、チップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５がエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれている。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、搭載ポイント１５がエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれる構成以外の機構も備えていたが、本実施の形態６におけるチップマウンターは、搭載ポイント１５がエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれる構成以外は、前提技術と同じである。

本実施の形態６におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、梱包テープ２からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、を備え、チップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５はエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれる。

搭載ポイント１５はエアーカーテン２３２，２３３によって囲まれることによって、搭載ポイント１５の周辺に異物が入り込むことが抑制されるため、搭載ポイント１５の清浄を確保することが可能である。従って、チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

＜実施の形態７＞
本実施の形態７におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１の図１０で説明したように、チップ部品３が吸着搭載アーム６に吸着される吸着ポイント１０およびチップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５を含む空間の周囲が壁６２で囲まれている。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、吸着ポイント１０および搭載ポイント１５を含む空間の周囲が壁６２で囲まれている構成以外の機構も備えていたが、本実施の形態６におけるチップマウンターは、吸着ポイント１０および搭載ポイント１５を含む空間の周囲が壁６２で囲まれている構成以外は、前提技術と同じである。

本実施の形態７におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、梱包テープ２からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、を備え、チップ部品３が吸着搭載アーム６に吸着される吸着ポイント１０およびチップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５を含む空間の周囲が壁６２で囲まれる。

吸着ポイント１０および搭載ポイント１５を含む空間の周囲を壁６２で囲んで１つの空間とすることによって、吸着ポイント１０および搭載ポイント１５に対して外部から異物が入り込むことを抑制可能である。また、吸着ポイント１０と搭載ポイント１５で外気の導入部、フィルター２４１，２４２を共用することにより、設備コストを低減することが可能である。

＜実施の形態８＞
本実施の形態８におけるチップマウンターは、前提技術におけるチップマウンター２００に対して、実施の形態１の図９で説明したように、インローダー３３と吹き付け機構２６と集塵機構２７をさらに備える。インローダー３３は、チップ部品３が基板８に搭載される搭載ポイント１５に基板８を移動させる。吹き付け機構２６は、インローダー３３上の基板８に対して気体を吹き付ける。集塵機構２７は、基板８に吹き付けられた気体を吸引する。なお、実施の形態１におけるチップマウンター１００は、吹き付け機構２６および集塵機構２７以外の機構も備えていたが、本実施の形態８におけるチップマウンターは、吹き付け機構２６および集塵機構２７以外の構成は、前提技術と同じである。

本実施の形態８におけるチップマウンターは、梱包テープ２に収納されたチップ部品３を取り出して基板８に搭載するチップマウンターであって、吸着ポイント１０に向けて送り出される梱包テープ２が走行するテープ走行レール９と、吸着ポイント１０において、梱包テープ２からチップ部品３を吸着することによって取り出す吸着搭載アーム６と、インローダー３３と、インローダー３３上の基板８に対して気体を吹き付ける吹き付け機構２６と、インローダー３３上の基板８に吹き付けられた気体を吸引する集塵機構２７と、を備える。

吹き付け機構２６と集塵機構２７を設けることにより、インローダー３３により外部から運ばれて来る基板８に付着している異物を除去することが可能である。従って、チップ部品３とともに異物が基板８に実装されることを抑制可能であるため、チップマウンターにより製造された電子回路基板の電気的特性の劣化等を抑制するこが可能となる。

以上で説明した実施の形態１から８のチップマウンターによって基板８にチップ部品３が搭載される。そして、チップ部品３が搭載された基板８が加熱されることにより、基板８上のランドに配置された接合材料が溶融して、基板８上のランドとチップ部品３の端子とが電気的に接合する。このようにして、電気的特性の劣化等が抑制されて信頼性の高い電子回路基板が製造される。

電子回路基板は、例えば、スイッチング素子を駆動するための電子回路基板である。スイッチング素子は、例えば電力変換用のスイッチング素子であり、ＳｉＣ又はＧａＮを含むパワー半導体である。スイッチング素子は、例えばＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）などである。このように、本実施の形態１から８のチップマウンターによって製造された電子回路基板と、スイッチング素子とを組み合わせて、電気的特性の劣化等が抑制されて信頼性の高いパワーモジュールを構成することが可能である。

なお、実施の形態２から８のそれぞれにおいて前提技術におけるチップマウンターに付加した構成は、自由に組み合わせることが可能である。本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１キャリアテープ、２梱包テープ、３チップ部品、４カバーテープ、５テープリール、６吸着搭載アーム、７吸着ヘッド、８基板、９テープ走行レール、１０吸着ポイント、１１ポケット、１２貫通孔、１３キャビティークリーニング機構、１４吸引孔、１５搭載ポイント、１６トップテープガイド、１７異物除去ヘッド、１８光学検査ユニット、１９レール、２０駆動部、２１駆動部集塵機構、２６吹き付け機構、２７集塵機構、２８吸排気機構、３０送り穴、３２搭載ステージ、３３インローダー、３４アウトローダー、５１空気導入部、５２空気排出部、６１，６３装置天井、６２壁、１００チップマウンター、１０２フィーダー部、１０３吸着部、１０４検査部、１０５搭載部、２００チップマウンター、２３１，２３２，２３３エアーカーテン、２４１，２４２フィルター、２９１，２９２，２９３エアーチューブ。

Claims

梱包テープに収納されたチップ部品を取り出して基板に搭載するチップマウンターであって、
前記梱包テープは、
複数の前記チップ部品のそれぞれを収納する複数のポケットを備えたキャリアテープと、
前記複数のポケットのそれぞれの開口を塞ぐカバーテープと、
を備え、
前記複数のポケットのそれぞれの底面には貫通孔が設けられ、
前記チップマウンターは、
吸着ポイントに向けて送り出される前記梱包テープが走行するテープ走行レールと、
前記吸着ポイントにおいて、前記カバーテープが剥がされた状態の前記キャリアテープの前記ポケットから前記チップ部品を吸着することによって取り出す吸着搭載アームと、
キャビティークリーニング機構と、
を備え、
前記キャビティークリーニング機構は、
前記吸着ポイントよりも上流において、前記テープ走行レールの、前記カバーテープが剥がされていない状態の前記キャリアテープが走行する部分に前記貫通孔と重なるように配置された吸引孔を備え、
前記キャビティークリーニング機構は、前記吸引孔および前記貫通孔を通して前記ポケットの内部を吸引する、
チップマウンター。
前記テープ走行レールとの間で前記梱包テープを挟み込むように配置されたトップテープガイドをさらに備え、
前記トップテープガイドは、前記テープ走行レールの前記貫通孔の上部に配置され、
前記梱包テープの左右において、前記テープ走行レールと前記トップテープガイドとが嵌合している、
請求項１に記載のチップマウンター。
前記梱包テープは前記吸着ポイントに向けて前記ポケット単位で移動と停止を繰り返しながら送り出され、
前記キャビティークリーニング機構は、前記梱包テープの移動が停止して前記吸着搭載アームによって前記チップ部品が前記ポケットから取り出された後、前記梱包テープの移動が開始するまでの間に前記ポケットの内部の吸引を行う、
請求項１又は請求項２に記載のチップマウンター。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のチップマウンターにより前記基板に前記チップ部品を搭載する工程を備える、電子回路基板の製造方法。
請求項４に記載の電子回路基板の製造方法で製造された前記電子回路基板によって駆動されるスイッチング素子を設ける工程を備える、
パワーモジュールの製造方法。