JPH01249264A

JPH01249264A - 加熱ヘッド

Info

Publication number: JPH01249264A
Application number: JP7874388A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Nakazono; 中園　正和
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、多端子電子部品、例えば２方向もしくは４
方向に複数本の端子をもつフラットパッケージＩＣを基
板に熱圧着するための加熱ヘッドに関する。

（従来の技術）ＩＣカードでは、フラットパッケージ化されたＩＣ部品
（多端子電子部品）をプリント基板に搭載して製品にし
ている。こうした部品の実装には、ロボット装置の先端
に設けた加熱ヘッドを用いて、ＩＣ部品の端子をプリン
ト基板のパッド上に熱圧着することが行なわれている。

従来、こうした加熱ヘッドには、先端に吸着パッドをも
つ吸引管（吸引装置に接っているもの）の周囲に、ＩＣ
部品の端子列に対応した枠形状の熱圧着用のヒータチッ
プを設けた構造が用いられている。

そして、吸着パッドで、ＩＣ供給部に有るＩＣ部品の本
体部上面を吸着し、ロボット装置でＩＣ部品をプリント
基板が有る地点へ搬送する。その後、プリント基板のパ
ッド表面に設けた半田層にＩＣ部品の各４辺の端子が重
なるよう位置決め、続いてヒータチップの先端で端子を
押圧すると同時に、ヒータチップの発熱（ヒータチップ
に直接電流が流れることによる）で端子を加熱すること
により、各端子をプリント基板のパッドに半田付けして
いた。

（発明が解決しようとする課題）ところが、こうした熱圧着の際、プリント基板上におい
て、パッド同志が接続されるような回路が形成されてい
たような場合、ヒータチップを流れる電流がそのパッド
間に分流してパッドもしくは配線パターンが発熱を生じ
、プリント基板の配線状態によっては許容値を越える電
流で、その部位が焼損を起こしてしまう問題がある。む
ろん、これはＩＣ部品の内部でも同様に起り得る。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、電子部品、基板の焼損を起こ
すことなく、多端子電子部品を基板に熱圧着することが
できる加熱ヘッドを提供することにある。

上記目的を達成するために、ヒータチップの少なくとも
多端子電子部品の端子と接触する接触部分にダイヤモン
ドの薄膜をコーティングする。

（作用）ダイヤモンドの薄膜は、絶縁性に優れる他、耐摩耗性、
耐熱性、耐薬品性、耐不着性に優れる特性をもつから、
それらを用いて熱圧着工程に影響を与えことなしに、ヒ
ータチップからの電流の分流を阻止する。

（実施例）以下、この発明を第１図ないし第８図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第２図は加熱ヘッドの正断面を、
第３図はその側面、第４図はその下面をそれぞれ示し、
１は例えば中空の角柱状に構成されたフレーム、２はそ
のフレーム１内に挿通された吸引管である。

吸引管２は、先端にＯリングよりなる吸着パッド３を崗
えて構成され、フラットパッケージＩＣ２０（多端子電
気部品で、例えば４辺にそれぞれ端子２１・・・をもつ
）の本体部２２を吸着保持できるようにしている。そし
て、その基端側は、フレーム１の内腔部に設けた軸受、
例えばボールスプライン４で、回転方向を規制しつつ上
下動自在に支持され、吸着パッド３をフレーム先端から
突出させている。むろん、吸引管２は図示はしないがス
トッパ構造を使って突出量が規制される。またフレーム
２の基端には、吸引管３と共に加圧ばね５（圧縮ばねよ
りなる）が内装されていて、吸引管３の全体を下方方向
へ付勢している。なお、６はフレーム１の基端に設けた
ボールスプライン４および加圧ばね５を押えるための押
え部材である。

一方、７は冷却フィンである。冷却フィン７は、略矩形
の箱を対角線上で４分割させたと同様な形状をもつ剛性
の分割フィン７ａ〜７ｄ（導電性の金属材よりなる）か
ら構成される。そして、これら分割フィン７ａ〜７ｄが
フレーム１の先端側を囲むように配置されている。また
各分割フィン７８〜７ｄは、各内面とフレーム１の外面
（いずれも平滑な面）との間に設けたクロスローラテー
ブル８（リニアガイド）を介してフレーム１の外周上に
上下動自在に支持され、先端面を吸引管２の先端部から
大きく退避した部位に配置している。

なお、各分割フィン７ａ〜７ｄの側部には多数のフィン
部９・・・が形成されている。また各分割フィン７ａ〜
７ｄの後端面とフレーム１の外周の中途の部分に突設し
たフランジ１０との間にはそれぞれ加圧ばね１１（圧縮
ばねよりなる）が介装されていて、それぞれ分割フィン
７ａ〜７ｄを下方へ付勢している。つまり、各分割フィ
ン７ａ〜７ｄ共、吸引管２と同様、上方向へ変位できる
ようになっている。

そして、こうした各分割フィン７ａ〜７ｄの下面に、熱
圧着用のヒータチップ１２が吸着バッド３を中心とした
周囲に設けられている。ヒータチップ１２は、矩形の枠
状体を例えばフラットパッケージＩ　Ｃ２０の４つの端
子列に応じてそれぞれ４辺に分割した構造となっている
。具体的には、第１図に示されるように吸着バッド３を
中心として４方向に分割したＬ字板状の分割チップ１３
・・・から構成されている。そして、上部側の二股に分
れた取付座１３ａが台座１４を介して各分割フィン７８
〜７ｄの下面にボルト止めされ１チップ先端をフラット
パッケージＩ　Ｃ２０の端子列に対し位置決めている。

つまり、それぞれ与圧が与えられる分割フィン７ａ〜７
ｄを使って、各分割チップ１３・・・はそれぞれ独立し
て上下の方向へ移動できるようになっている。なお、ヒ
ータチップ１２は吸着パッド３から退避した位置に取着
されているものである。

そして、第１図に示されるように各端子２１・・・と接
触する部分を含む、分割チップ１３・・・の下部面の全
面に、例えばプラズマＣＶＤ法（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａ
ｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、ダイヤモン
ドの薄膜２７が厚さ数μ〜数十−でコーティングされて
いる。なお、各端子２１・・・と接触する下部面のエツ
ジ部（角部）には、コーティングの剥離を防いだり、コ
ーティング厚を均一にする目的のために半円状もしくは
Ｃ状の面取りが施されている。

そして、各分割フィン７ａ〜７ｄのうちの例えば２つに
給電装置１５が接続され、給電により各分割チップ１３
・・・の先端から熱を発生させることができるようにな
っている。具体的には第５図に示されるように、各辺ご
との分割チップ１３・・・の温度分布が均一となるよう
、隣接する分割フィン同志が導電線部１６・・・で直列
に接続され、例えば分割フィン７ａ、７ｄ間へ給電すれ
ば、分割チップ１３・・・において、電流が抵抗体を流
れることによるジュール熱を発生できるようにしている
。なお、分割フィン７ａ〜７ｄに電流を流すために各分
割フィン７ａ〜７ｄとクロスローラテーブル８・・・と
の間、および加圧ばね１１とフランジ１０との間にそれ
ぞれ絶縁部材２６が設けられていて、金属部品からの電
流漏洩を防いでいる。

そして、部品実装用のロボット装置（図示しない）のチ
ャック１７にこうした加熱ヘッドの基端部が装着される
他、吸引管２の基端に装着された接続口部２ａに吸引装
置１８が接続され、ＩＣ供給部からフラットパッケージ
Ｉ　Ｃ２０を搬送して、所定位置に配置されたプリント
基板２３に対し半田付けできるようにしている。なお、
２４は吸引装置１８および給電袋ｇ１１５を制御する制
ａ１部（マイクロコンピュータおよびその周辺機器より
なる）である。

しかして、このように構成された加熱へ・ラドを用いて
、フラットパッケージＩ　Ｃ２０をプリント基板２３に
実装するときは、まず、ロボット装置および吸引装置１
８を使い、ＩＣ供給部（図示しない）からフラットパッ
ケージＩＣ２０を吸着で取り出す。もちろん、これはフ
ラットパッケージＩＣ２０の本体部上面を吸着バッド３
で吸着することによりなされる。

この後、ロボット装置のアーム動により、第２図に示さ
れるようにフラットパッケージＩ　Ｃ２０が、プリント
基板２３が配置された地点の直上に搬送され、プリント
基板２３上のパッド２３ａ・・・に位置決められていく
。ついで、第６図に示すように加熱ヘッド全体が下降し
、まず、フラットパッケージＩＣ２０の各端子２１・・
・が１．（ラド２３ａ・・・の上面、詳しくは予めバ・
ラド２３ａ・・・の表面に設けた半田層に載置されてい
く。そして、下降が進むと、第７図に示すように吸引管
２が退避し、各分割チップ１３・・・の先端面が端子２
１・・・と次第に当接し、各４辺の端子２１・・・を加
圧していく。ここで、各分割チップ１３・・・には給電
装置１５から電流が供給されているから、分割チップ２
３自身から発生する熱により半田層が溶け、端子２１・
・・が基板２３のパッド２３ａに熱圧着されていく。

こうした熱圧着の状態を平面から見れば第８図に示され
るようになるが、ここでプリント基板２３上で、パッド
２３ａ・・・のうち、例えば符号Ａで示すパッドと符号
Ｂで示すパッドとが接続されているとすれば、ヒータチ
ップ１２を流れる電流がｒＡＪ　　ｒＢＪ間に分流して
、該パッド２３もしくは配線パターンが発熱を生じてい
く。そして、この電流値が許容値を越えると、焼損に至
る。フラットパッケージＩＣ２０の内部でも同様のこと
が起きることが懸念される。

しかしながら、この発明によると、ＩＭΩ以上の絶縁性
をもつとされるダイヤモンドの薄膜２７がコーティング
されているから、ヒータチップ１２からの電流の分流を
なくすことができる。

またダイヤモンドの薄膜２７は、こうした絶縁性の他、
熱圧着に必要な特性、例えば優れた耐摩耗性、５００℃
程度の耐熱温度で形成される耐熱性、フラックスに耐え
る耐薬品性、Ｓｎ、Ｐｂ。

Ａｕなど低融点金属が着かない耐不着性を備えているこ
とを実験により確認して選定したものなので、熱圧着工
程に影響を与えることなしに、フラットパッケージＩＣ
２０，プリント基板２３の焼損や破壊を未然に防ぐこと
ができる上、ヒータチップ１２の耐久性の向上を図るこ
とができる。

そのうえ、コーティング法にプラズマＣＶＤ法を用いた
ので、薄膜２７のコーティングに費やすコストは安価で
ある。

なお、一実施例ではヒータチップの下面全体にダイヤモ
ンドの薄膜をコーティングしたが、端子と接触する部分
のみにダイヤモンドの薄膜をコーティングするようにし
てもよい。

また一実施例では、フラットパッケージＩＣの端子を全
て同時に熱圧着するようにした加圧ヘッドに適用したが
、いずれか−辺を熱圧着するようにした加圧ヘッドに適
用してもよい。むろん、分割したヒータチップでなく、
分割していないヒータチップにも適用してもよい。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、ダイヤモンドの
薄膜層によってヒータチップからの電流の分流をなくす
ことができる。

したがって、電子部品、基板の焼損を起こすことなく、
多端子電子部品を基板に熱圧着することができる。しか
も、ダイヤモンドの薄膜層は、絶縁性に優れる他、信頼
性の点で重要な耐摩耗性。

耐熱性、耐薬品性、耐不着性に優れる特性をもつから、
熱圧着工程に影響を与えことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はヒータチップ廻りを示す斜視図、第２図は加熱ヘッ
ドの正断面図、第３図はその側面図、第４図は加熱ヘッ
ドの下面図、第５図は給電系を示すヒータチップの下面
図、第６図はおよび第７図は多端子電子部品が熱圧着さ
れる推移を示す正断面図、第８図は多端子電子部品の端
子が基板に熱圧着されるときを示す平断面図である。１２・・・ヒータチップ、２０・・・フラットパッケー
ジＩＣ（多端子電子部品）、２１・・・端子、２２・・
・本体部、２３・・・プリント基板（基板）、２３ａ・
・・パッド、２７・・・ダイヤモンドの薄膜。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図ｂ第８図

Claims

【特許請求の範囲】

多端子電子部品の端子列に対応した形状の熱圧着用のヒ
ータチップを有して構成され、該ヒータチップの多端子
電子部品の端子に対する押圧とヒータチップから発生す
る熱とで、端子を基板に熱圧着する加熱ヘッドにおいて
、前記ヒータチップの少なくとも多端子電子部品の端子
と接触する接触部分にダイヤモンドの薄膜をコーティン
グしたことを特徴とする加熱ヘッド。