JPH06244597A - 部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品の搭載に際して、基板の平面度を向上さ
せ、基板に対して精度良く部品を搭載することが可能な
部品搭載装置を提供すること。 【構成】 部品６が搭載される基板１４の縁部を案内す
るガイドレール４２と、このガイドレール４２に対して
相対的に移動自在に構成され、基板の背面に圧接可能な
基板支持台５６と、基板１４の表面に対して接近および
離反移動自在に配置され、上記ガイドレール４２に支持
された基板１４の周辺を押圧することが可能な基板周辺
押え部５４と、部品が搭載される所定範囲の部品搭載部
周辺を押圧する部品搭載周辺押え部５２とが形成してあ
る基板押え４８とを有し、上記基板押え４８が基板１４
を押圧する方向に移動することにより、上記基板１４が
ガイドレール４２と共に、基板支持台５６方向に移動
し、基板１４が、基板押え４８と基板支持台５６との間
で圧接されて部品搭載部周辺の基板変形が矯正されるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品搭載装置に係り、
さらに詳しくは、基板に対して精度良く部品を搭載する
ことが可能な部品搭載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に対して搭載する部品搭
載装置としては、たとえば図７に示す構成の部品搭載装
置２が開発されている。この部品搭載装置２では、ウェ
ーハ供給部４上に配置された電子部品６をペレット供給
部８でピックアップし、この電子部品６を、搬送ヘッド
１０の吸着ノズル１２で吸着し、順次搬送されてくる基
板１４の所定位置に、搭載するように構成してある。

【０００３】なお、図７中、符号１６は、吸着ノズル１
２に対する電子部品６の吸着位置および角度などを検出
するためのカメラであり、符号１８は、基板１４の位置
および角度などを検出するためのカメラである。また、
符号２０は、電子部品６を基板１４に対してロー付接合
するためのフラックス容器である。吸着ノズル１２に吸
着された電子部品６の接合部分は、基板１４に搭載され
る前に、フラックス容器２０内にディッピングされる。

【０００４】電子部品６を基板１４の所定位置に搭載す
るために、たとえば図８に示すように、基板１４は、基
板位置決めユニット２２に対して水平方向に位置決めさ
れる。この基板位置決めユニットでは、基板用ガイドレ
ール２３，２４を有し、一方の基板用ガイドレール２３
には、複数のクランプ爪部２５が、基板１４の側部を、
他方のガイドレール２４方向に押圧するように装着して
ある。その結果、基板１４の位置決めが成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな部品搭載装置に用いられる従来の基板位置決めユニ
ットでは、基板の平面度を矯正する手段が何等設けられ
ていないため、微細な変形などが基板に生じている場合
には、その表面に搭載される電子部品の接続が良好に行
なわれないおそれがある。

【０００６】そこで、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すよ
うに、基板１４を両側部から保持するガイドレール２
６，２７を断面コ字状とし、基板１４の背面に、バック
アップピン２９を有する基板押圧板２８を配置した部品
搭載装置の基板位置決めユニット３０が開発されてい
る。この搬送ユニット３０では、基板１４がガイドレー
ル２６，２７に沿って、基板押圧板２８の上部まで搬送
されてくると、基板１４が停止し、基板押圧板２８は、
図９（Ｂ）に示すように、基板１４の背面に近づき、バ
ックアップピン２９が基板１４を押圧して持ち上げる。
その結果、基板１４の両側部が、ガイドレール２６，２
７の上面３１に圧接し、基板１４の平面度を向上させよ
うとする試みが開発されている。すなわち、基板１４を
バックアップピン２９とガイドレール２６，２７の上面
３１とで保持した状態で、吸着ノズル１２に吸着された
電子部品６を、基板１４の表面に搭載することで、基板
１４に対する電子部品６の接続を良好に行なおうとして
いる。

【０００７】電子部品の搭載時に、基板１４の平面度が
それほど要求されない分野では、図９に示す部品搭載装
置の基板位置決めユニット３０により電子部品の良好な
搭載を行なうことができる。しかしながら、たとえば、
図１０に示すように、基板１４に対し、電子部品として
のＩＣチップ６ａを搭載する場合などでは、基板１４の
微小変形などが原因で、ＩＣチップ６ａの接続バンプ部
３２ａ，３２ｂの一部３２ｂが、基板１４の端子に対し
て接続されないおそれがある。接続バンプ部３２ａ，３
２ｂは、基板１４とチップ６ａとの熱膨張差により割れ
や欠けなどを防止する観点からは、数十μｍ程度に長い
ことが好ましい。しかし、バンプ部３２ａ，３２ｂが長
く構成されると、製造誤差なども作用して、基板１４の
不十分な平面度が原因となり、接続されないバンプ部３
２ｂが生じ易くなるという課題を有している。

【０００８】図９に示す装置では、特に、電子部品６が
搭載される領域である中央部での基板１４の微小変形を
矯正することはできず、基板１４の平面度が不十分であ
る。そのため、図１０に示すような問題点を有効に解消
できないおそれがあった。特に、基板１４が柔軟性に優
れた材質で構成してある場合には、図９に示す装置で
は、電子部品６が搭載される基板中央部で、かえって反
りなどの変形が生じるおそれがあり好ましくなかった。

【０００９】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、部品の搭載に際して、基板の平面度を向上させ、基
板に対して精度良く部品を搭載することが可能な部品搭
載装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の部品搭載装置は、部品が搭載される所定範
囲の基板周囲を押圧し、部品が搭載される所定範囲にお
ける基板の変形を矯正する矯正手段を有する。

【００１１】上記矯正手段は、基板の片面または両面か
ら、部品が搭載される所定範囲の部品搭載部周辺を押圧
する部品搭載周辺押え部を有することが好ましい。上記
部品搭載周辺押え部を、基板押え位置が自由に変更可能
なように、上記基板の平面方向に沿って移動させる移動
機構をさらに有することが好ましい。部品搭載位置を自
由に変更設定可能にするためである。

【００１２】上記部品搭載周辺押え部の中央部には、基
板に搭載すべき部品を基板方向に差し込むための部品供
給孔が形成してあり、この部品供給孔の大きさを、上記
部品搭載周辺押え部の移動と共に変化させるように、上
記移動機構が構成してあることが好ましい。具体的に
は、たとえばシャッター機構などを用いて、部品搭載周
辺押え部をスライド移動させる機構により、移動機構を
構成する。

【００１３】上記部品搭載周辺押え部は、基板に搭載す
べき部品を吸着保持する吸着ノズルに対して、ノズルの
軸方向移動自在に装着することもできる。本発明では、
部品が搭載される基板の縁部を案内するガイドレール
と、このガイドレールに対して相対的に移動自在に構成
され、基板の背面に圧接可能な基板支持台と、基板の表
面側に、基板の表面に対して接近および離反移動自在に
配置され、上記ガイドレールに支持された基板の周辺を
押圧することが可能な基板周辺押え部と、部品が搭載さ
れる所定範囲の部品搭載部周辺を押圧する部品搭載周辺
押え部とが形成してある基板押えとを有し、上記基板押
えが基板を押圧する方向に移動することにより、上記基
板がガイドレールと共に、基板支持台方向に移動し、上
記基板が、基板押えと基板支持台との間で圧接され、少
なくとも基板における部品搭載部周辺の変形が矯正され
るように構成することが好ましい。

【００１４】

【作用】本発明の部品搭載装置では、部品が搭載される
所定範囲における基板の変形を矯正する矯正手段を有す
るので、少なくとも、部品が搭載される領域の平面度が
良好に保持される。その結果、ＩＣチップの搭載などの
ように、より基板の平面度が要求される場合でも、基板
に対して精度良く部品を搭載することが可能になる。ま
た、特に剛性が低く撓み易い基板でも、本発明では、部
品が搭載される比較的狭い範囲の基板の変形を矯正する
ため、その範囲の基板の表面の平面度は、むしろ向上す
る。さらに、本発明では、搭載時に際して、必要最小限
の領域の平面度を向上させるので、搭載前の基板の平面
度の許容値を、従来に比較して大きくさせることも可能
である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る部品搭載装置
について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本
発明の一実施例に係る部品搭載装置の要部を示す一部破
断概略斜視図、図２は同実施例に係る部品搭載機におけ
る基板押えの動きを示す概略断面図、図３は部品搭載時
における基板押えの周辺を示す一部破断概略斜視図、図
４は本発明の他の実施例に係る部品搭載装置の要部を示
す一部破断概略斜視図、図５は本発明のその他の実施例
に係る部品搭載装置の要部を示す一部破断概略斜視図、
図６は本発明のさらにその他の実施例に係る部品搭載装
置に用いる吸着ノズル周辺の一部破断斜視図である。

【００１６】図１，２に示す本発明の一実施例に係る部
品搭載装置の基板位置決めユニット４０は、たとえば図
７に示す全体構成の部品搭載装置２の一部として用いら
れ、基板１４が案内移動される基板用ガイドレール４
２，４２を有する。基板用ガイドレール４２，４２は、
複数の上下ガイド４３によって、ユニットベース４５上
に設置され、図２に示すように、上下方向移動自在とな
っている。上下ガイド４３には、たとえばスプリングな
どの弾発部材が内蔵してあり、外力が作用しない状態で
は、図２（ａ）に示すように、ガイドレール４２，４２
を上端位置に保持するようになっている。

【００１７】ガイドレール４２，４２の両側上部には、
基板押え保持レール４４，４４が、基板用ガイドレール
４２，４２に沿って配置してある。基板押え保持レール
４４，４４は、ユニットベース４５上に配置された複数
の上下動アクチュエータ４６により、図２（ａ），
（ｂ）に示すように、上下方向に移動可能になってい
る。アクチュエータ４６としては、モータアクチュエー
タ、エアー駆動アクチュエータ、油圧駆動アクチュエー
タなどを用いることができる。

【００１８】保持レール４４，４４は、基板の変形を矯
正する矯正手段としての基板押え４８を保持している。
基板押え４８は、保持レール４４，４４に対して固定さ
れても良いが、レール４４，４４の長手方向に沿って移
動自在に構成することもできる。基板押え４８の略中央
部には、部品供給孔５０が形成してあり、その周囲に、
下方に突出する部品搭載周辺押え部５２が形成してあ
る。部品供給孔５０は、吸着ノズル１２の先端に吸着さ
れた電子部品６を通すための孔であり、電子部品６は、
その孔５０を通して、基板１４の所定位置に搭載され
る。

【００１９】部品搭載周辺押え部５２は、基板押え４８
が基板１４を押える状態で、基板１４に対し、電子部品
６が搭載される所定範囲の部品搭載部周辺５３（図１参
照）を押圧するように構成してある。基板押え４８に
は、図２に示すように、部品搭載周辺押え部５２とほぼ
同じ高さで下方に突出し、ガイドレール４２の基板搬送
面４２ａに支持された基板１４の周辺を押圧することが
可能な基板周辺押え部５４が形成してある。

【００２０】本実施例では、基板押え４８の下方位置
に、基板支持台５６が、ベース４５上に設置してある。
基板支持台５６の上面５６ａは、図２（ｂ）に示すよう
に、基板押圧状態で、基板１４の背面に圧接するように
構成してある。次に、本実施例の部品搭載装置の基板位
置決めユニット４０の作用について説明する。

【００２１】基板位置決めユニット４０に基板１４がガ
イドレール４２，４２に沿って送られてくる前には、図
２（ａ）に示すように、基板押え４８は、上下アクチュ
エータ４６により、上方位置に保持されている。また、
基板のガイドレール４２も、上下ガイド４３のスプリン
グなどの作用で、上方位置に保持されている。

【００２２】電子部品６が搭載される基板１４がガイド
レール４２，４２に沿って基板押え４８の直下位置に案
内されると、まず、上下アクチュエータ４６が作動し、
保持レール４４，４４を引き下げる。保持レール４４，
４４が引き下げられると、これらに保持された基板押え
４８も引き下げられ、図２（ｂ）に示すように、基板押
え４８の部品搭載周辺押え部５２および基板周辺押え部
５４が、基板１４の表面に当接し、基板１４をガイドレ
ール４２と共に、上下ガイド４６に沿って押し下げる。
基板１４は、基板１４の裏面が基板支持台５６の上面５
６ａに接触するまで押し下げられ、ガイドレール４２，
４２における基板搬送面４２ａ，４２ａは、基板支持台
５６の上面５６ａと同一高さになる。

【００２３】その結果、基板１４は、基板支持台５６お
よびガイドレール４２と、基板押え４８の部品搭載周辺
押え部５２および基板周辺押え部５４との間で保持さ
れ、仮に基板１４に反りやねじれなどの変形があったと
しても、その変形が矯正される。特に、電子部品６が搭
載される領域に相当する所定範囲の基板表面は、基板押
え４８の部品搭載周辺押え部５２と基板支持台５６との
圧接により、高精度な平面度に保たれる。

【００２４】次に、図３に示すように、基板押え４８の
部品供給孔５０を通して、吸着ノズル１２の先端に吸着
してある電子部品６を、基板１４のほぼ中央に位置する
部品搭載部に搭載する。電子部品６の接続バンプ部３２
または基板側の端子部には、予めハンダが付けてあるの
で、接続バンプ部３２を加熱することで、接続バンプ部
３２は、基板１４の表面にパターン形成された端子５８
に対して電気的に接続される。

【００２５】本実施例では、特に電子部品６が搭載され
る領域において、基板の平面度が向上していることか
ら、端子５８に対して接続されない接続バンプ部が生じ
るなどの不都合を有効に防止することができる。また、
本実施例では、特に剛性が低く撓み易い基板１４に対し
て電子部品の搭載を行なう場合でも、部品が搭載される
比較的狭い範囲の基板１４の変形を、部品搭載周辺押え
部５２および基板支持台５６により矯正するため、その
範囲の基板１４の表面の平面度は、むしろ向上する。さ
らに、本実施例では、搭載時に際して、必要最小限の領
域の平面度を向上させるので、搭載前の基板１４の平面
度の許容値を、従来に比較して大きくさせることも可能
である。

【００２６】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば図４に示す実施例のように、基板
押え４８ａの下方に突出して形成する部品搭載周辺押え
部５２ａを、部品供給孔５０の周囲に複数配置した同一
高さの突出ピンで構成することも可能である。その他の
構成は、図１〜３に示す実施例と同様である。この実施
例でも、上述した実施例と同様な作用を有する。

【００２７】図５に示す実施例では、基板支持台５６の
上面５６ａに、基板１４の裏面に予め搭載された部品に
対応する凹部６０が形成してある。その他の構成は、図
１〜３に示す実施例と同様である。この実施例では、上
述した実施例の作用効果に加えて、裏面に予め部品が搭
載してある基板１４の表面に対し、基板の平面度を良好
に保持しつつ、電子部品６を高精度に搭載することがで
きるという作用効果を有する。

【００２８】また、上述した各実施例において、搭載す
べき電子部品６または基板１４の種類が変化した場合に
は、基板押え４８または４８ａに形成してある部品供給
孔５０の大きさあるいは形成位置を変更する必要がある
ことから、搭載すべき部品あるいは基板の種類に合わせ
て、複数の基板押え４８または４８ａを準備し、搭載条
件が変化した場合に、基板押え４８または４８ａを保持
レール４４，４４に対して交換自在とすることもでき
る。また、基板押え４８または４８ａに、シャッター機
構などの移動機構を設けて、部品搭載周辺押え部５２ま
たは５２ａをスライド移動させるように構成することも
できる。部品搭載周辺押え部５２または５２ａが移動す
れば、部品供給孔５０の大きさも変化させることができ
る。さらに、基板押え４８または４８ａを交換すること
なく、この基板押え４８または４８ａをＸＹ平面方向に
移動自在な移動機構で平面方向に自由に移動させること
により、上述したような多品種の部品搭載の要求に答え
ることも可能である。

【００２９】また、図６に示すように、電子部品６を吸
着保持する吸着ノズル１２の外周に、軸方向に移動自在
に、基板矯正手段としての部品搭載周辺押え部５２ｂを
装着することもできる。本実施例では、部品搭載周辺押
え部５２ｂは、吸着ノズルの外周を覆う筒形状を有し、
その先端側内径は、電子部品６の外径よりも大きく成形
されている。

【００３０】この実施例では、図１〜５に示す基板押え
４８および保持レール４４が必ずしも必要ではなくな
る。本実施例において、基板１４の所定位置に、電子部
品６を搭載する場合には、まず、アクチュエータなどに
より部品搭載周辺押え部５２ｂを吸着ノズル１２の先端
側に軸方向移動させ、部品搭載周辺押え部５２ｂの先端
を、吸着ノズル１２の先端に吸着保持してある電子部品
６よりも先端側に突出移動させる。次に、この状態で、
部品搭載周辺押え部５２ｂを吸着ノズル１２と共に、基
板１４側に移動し、部品搭載周辺押え部５２ｂの先端
で、基板１４を下方に押し付け、基板支持台５６との間
で、基板を挟み込み、押え部５２ｂで囲まれた特定領域
の基板の変形を矯正する。その後、吸着ノズル１２を、
部品搭載周辺押え部５２ｂに対して相対的に下方に移動
し、その先端の電子部品６を基板１４の表面に搭載す
る。

【００３１】この実施例では、吸着ノズル１２をＸ，
Ｙ，Ｚの三軸方向に移動させる移動機構を用いて、部品
搭載周辺押え部５２ｂを同時に三軸方向に移動させるこ
とが可能であることから、基板１４上の任意の位置で基
板の平面度の矯正が可能であり、多品種の電子部品の搭
載に対して特に都合がよい。また、部品点数の削減にも
寄与する。

【００３２】なお、本発明の部品搭載装置により基板上
に搭載される部品としては、ＩＣチップなどの電子部品
に限定されず、部品の搭載時に基板の平面度が特に要求
される分野で、その部品を基板上に搭載する場合にも有
効である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、部品が搭載される所定範囲における基板の変形を矯
正する矯正手段を有するので、少なくとも、部品が搭載
される領域の平面度が良好に保持される。その結果、Ｉ
Ｃチップの実装などのように、より基板の平面度が要求
される場合でも、基板に対して精度良く部品を搭載する
ことが可能になる。また、特に剛性が低く撓み易い基板
でも、本発明では、部品が搭載される比較的狭い範囲の
基板の変形を矯正するため、その範囲の基板の表面の平
面度は、むしろ向上する。さらに、本発明では、搭載時
に際して、必要最小限の領域の平面度を向上させるの
で、搭載前の基板の平面度の許容値を、従来に比較して
大きくさせることも可能である。その結果、基板の製造
コストの低減などを図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る部品搭載装置の要部を
示す一部破断概略斜視図である。

【図２】同実施例に係る部品搭載機における基板押えの
動きを示す概略断面図である。

【図３】部品搭載時における基板押えの周辺を示す一部
破断概略斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る部品搭載装置の要部
を示す一部破断概略斜視図である。

【図５】本発明のその他の実施例に係る部品搭載装置の
要部を示す一部破断概略斜視図である。

【図６】本発明のさらにその他の実施例に係る部品搭載
装置に用いる吸着ノズル周辺の一部破断斜視図である。

【図７】部品搭載装置の全体構成を示す概略図である。

【図８】従来例に係る部品搭載装置に用いる基板位置決
めユニットの概略斜視図である。

【図９】従来例に係る部品搭載装置に用いる基板位置決
めユニットの概略斜視図である。

【図１０】従来の問題点を示す基板に対するＩＣチップ
の搭載状態の概略図である。

【符号の説明】

６… 電子部品 １２… 吸着ノズル １４… 基板 ４０… 基板位置決めユニット ４２… ガイドレール ４３… 上下ガイド ４４… 保持レール ４６… 上下アクチュエータ ４８，４８ａ… 基板押え ５０… 部品供給孔 ５２… 部品搭載周辺押え部 ５４… 基板周辺押え部 ５６… 基板支持台

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品などの部品を基板に搭載するた
   めの部品搭載装置であって、 上記部品が搭載される所定範囲の基板周囲を押圧し、部
   品が搭載される所定範囲における基板の変形を矯正する
   矯正手段を有する部品搭載装置。
2. 【請求項２】 上記矯正手段は、基板の片面または両面
   から、部品が搭載される所定範囲の部品搭載部周辺を押
   圧する部品搭載周辺押え部を有する請求項１に記載の部
   品搭載装置。
3. 【請求項３】 上記部品搭載周辺押え部を、基板押え位
   置が自由に変更可能なように、上記基板の平面方向に沿
   って移動させる移動機構をさらに有する請求項２に記載
   の部品搭載装置。
4. 【請求項４】 上記部品搭載周辺押え部の中央部には、
   基板に搭載すべき部品を基板方向に差し込むための部品
   供給孔が形成してあり、この部品供給孔の大きさを、上
   記部品搭載周辺押え部の移動と共に変化させるように、
   上記移動機構が構成してある請求項３に記載の部品搭載
   装置。
5. 【請求項５】 上記部品搭載周辺押え部は、基板に搭載
   すべき部品を吸着保持する吸着ノズルに対して、ノズル
   の軸方向移動自在に装着してある請求項２に記載の部品
   搭載装置。
6. 【請求項６】 部品が搭載される基板の縁部を案内する
   ガイドレールと、 このガイドレールに対して相対的に移動自在に構成さ
   れ、基板の背面に圧接可能な基板支持台と、 基板の表面側に、基板の表面に対して接近および離反移
   動自在に配置され、上記ガイドレールに支持された基板
   の周辺を押圧することが可能な基板周辺押え部と、部品
   が搭載される所定範囲の部品搭載部周辺を押圧する部品
   搭載周辺押え部とが形成してある基板押えとを有し、 上記基板押えが基板を押圧する方向に移動することによ
   り、上記基板がガイドレールと共に、基板支持台方向に
   移動し、上記基板が、基板押えと基板支持台との間で圧
   接され、少なくとも基板における部品搭載部周辺の変形
   が矯正されるように構成してある請求項２〜４のいずれ
   かに記載の部品搭載装置。