JPH11103159A - Head unit for soldering apparatus and soldering method using the same - Google Patents
Head unit for soldering apparatus and soldering method using the sameInfo
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- JPH11103159A JPH11103159A JP26436197A JP26436197A JPH11103159A JP H11103159 A JPH11103159 A JP H11103159A JP 26436197 A JP26436197 A JP 26436197A JP 26436197 A JP26436197 A JP 26436197A JP H11103159 A JPH11103159 A JP H11103159A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半田を基板の所望
位置に付着させて微少な半田バンプを形成する半田装置
用ヘッドユニットとこれを用いた半田方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soldering head unit for forming fine solder bumps by adhering solder to a desired position on a substrate, and a soldering method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】ICチップ等をプリント回路基板上に実
装してICモジュールとする際には、プリント回路とI
Cチップ等を電気的に接触させて固定するための半田バ
ンプを予め基板上に形成しておく必要がある。近年で
は、ICモジュールの集積化による半田バンプ数の高密
度化や半田バンプの微少化が進んでいる。2. Description of the Related Art When an IC chip or the like is mounted on a printed circuit board to form an IC module, a printed circuit and an IC module are used.
It is necessary to previously form a solder bump for electrically contacting and fixing a C chip or the like on a substrate. In recent years, the number of solder bumps has been increased and the number of solder bumps has been reduced due to the integration of IC modules.
【0003】従来、半田バンプは、銅パッドを有するプ
リント回路基板に半田ペーストを付着した後、リフロー
炉によって銅パッド上で半田ペーストを加熱反応させ、
この後洗浄により銅パッド以外の半田ペーストを除去す
ることで銅パッド上に半田バンプを一括形成することが
一般的であった。しかし、個々の銅パッド上に半田バン
プを形成するため、本発明者らは、微少断面の光ファイ
バの先端に微量の半田ペーストを付着させ、この半田ペ
ーストを基板上の銅パッドに付着させた後、加熱溶融
し、半田バンプを形成する半田バンプ形成方法および半
田バンプ形成装置を提案している(特願平8−3268
54号,特願平9−28240号)。Conventionally, solder bumps are formed by applying a solder paste to a printed circuit board having a copper pad and then heating and reacting the solder paste on the copper pad by a reflow furnace.
Thereafter, it has been common practice to collectively form solder bumps on the copper pad by removing the solder paste other than the copper pad by washing. However, in order to form solder bumps on individual copper pads, the present inventors applied a small amount of solder paste to the tip of an optical fiber having a small cross section, and applied this solder paste to a copper pad on a substrate. Thereafter, a solder bump forming method and a solder bump forming apparatus for forming a solder bump by heating and melting are proposed (Japanese Patent Application No. 8-3268).
No. 54, Japanese Patent Application No. 9-28240).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
を用いた場合、光ファイバ先端に付着した半田ペースト
を確実に銅パッドに付着させないと、良好な半田バンプ
が形成されないことがある。また、半田ペーストを銅パ
ッドに付着させるときに、半田ペーストを光ファイバ先
端で押し潰し過ぎると、半田ペーストが分断されて良好
な半田バンプの形成が妨げられるという問題もあった。When an optical fiber is used, good solder bumps may not be formed unless the solder paste attached to the tip of the optical fiber is securely attached to the copper pad. In addition, when the solder paste is applied to the copper pad, if the solder paste is crushed too much at the tip of the optical fiber, the solder paste is cut off, preventing the formation of a good solder bump.
【0005】更に、半田ペーストを銅パッドに付着させ
た後、光ファイバ先端を銅パッドから適当な距離離さな
いと、半田量が多い場合に、溶融した半田と光ファイバ
の先端とが干渉し、形成される半田バンプの形状が歪ん
だり、分断された半田ボールが発生してしまうことがあ
る。また、半田を溶融させる加熱源として光ファイバを
伝送されてくる加熱光を使用するときには、光ファイバ
先端と半田ペーストとの距離を離し過ぎると、加熱光の
エネルギーが分散して半田を十分に溶融させることがで
きなくなってしまうことがある。Further, after the solder paste is applied to the copper pad, if the tip of the optical fiber is not separated from the copper pad by an appropriate distance, the molten solder will interfere with the tip of the optical fiber when the amount of solder is large, The shape of the formed solder bump may be distorted or a divided solder ball may be generated. When using the heating light transmitted through the optical fiber as a heating source to melt the solder, if the distance between the tip of the optical fiber and the solder paste is too large, the energy of the heating light is dispersed and the solder is sufficiently melted. May not be possible.
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、半田を基板の所望位置に付着させて微少な半田バン
プを形成する際に、半田を保持した部材と基板との相対
距離を高精度に制御することが可能な半田装置用ヘッド
ユニットとこれを用いた半田方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it has been proposed to increase the relative distance between the member holding the solder and the substrate when the solder is attached to a desired position on the substrate to form minute solder bumps. It is an object of the present invention to provide a head unit for a soldering apparatus that can be controlled with high accuracy and a soldering method using the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】微少な半田を基板の所望
位置に付着させて微少な半田バンプを形成する半田装置
用ヘッドユニットにおいて、ダイス、該ダイスに設けら
れた貫通孔に出没自在に挿入されたポンチ及び前記ダイ
スを保持する保持部材とを有し、前記貫通孔に充填され
る微少な半田を前記基板に付着させる本体部、前記保持
部材を前記基板に接近する方向に沿って移動自在に取り
付けると共に、前記基板へ接近する方向へ移動自在な移
動部、及び前記基板に接近する方向における前記本体部
と移動部との相対距離を検出するセンサを備えた構成と
したのである。Means for Solving the Problems In a head unit for a soldering apparatus for forming minute solder bumps by adhering minute solder to a desired position on a substrate, the die is inserted into a through hole provided in the die so as to be freely retractable. Having a punch and a holding member for holding the die, a main body for adhering a small amount of solder filled in the through hole to the substrate, and the holding member being movable along a direction approaching the substrate. And a movable unit movable in a direction approaching the substrate, and a sensor for detecting a relative distance between the main unit and the movable unit in a direction approaching the substrate.
【0008】好ましくは、前記ダイスがフェルールで、
前記ポンチが加熱光源に接続された光ファイバとする。
また好ましくは、前記本体部が、前記基板に接近する方
向に沿って移動自在な半田押出手段を有しており、この
半田押出手段により前記ポンチとダイスとの相対位置を
変化させる構成とする。Preferably, the die is a ferrule,
The punch is an optical fiber connected to a heating light source.
Also preferably, the main body has solder extruding means movable along a direction approaching the substrate, and the relative position between the punch and the die is changed by the solder extruding means.
【0009】更に好ましくは、前記保持部材は、ガイド
部材を介して前記移動部に取り付けられている構成とす
る。好ましくは、前記保持部材は、前記移動部に設けた
ばね体によって弾性的に吊り下げられている構成とす
る。また好ましくは、前記移動部が、前記基板に接近す
る方向に沿って移動自在な昇降ステージを有している構
成とする。[0009] More preferably, the holding member is attached to the moving portion via a guide member. Preferably, the holding member is elastically suspended by a spring provided in the moving unit. Preferably, the moving section has a lifting stage movable along a direction approaching the substrate.
【0010】また、本発明においては上記目的を達成す
るため、本体部を下降させて半田を基板に付着させた
後、センサで測定した前記本体部と移動部との相対距離
を勘案した距離分、前記移動部を上昇させて前記基板に
付着させた前記半田と本体部との間に隙間を形成する構
成としたのである。ここで、本明細書において、半田
は、半田にフラックスを加えた半田ペーストを含むもの
とする。Further, in the present invention, in order to achieve the above object, after lowering the main body to allow the solder to adhere to the substrate, a distance corresponding to the relative distance between the main body and the moving part measured by a sensor is taken into account. Then, the moving portion is raised to form a gap between the solder attached to the substrate and the main body. Here, in this specification, the solder includes a solder paste obtained by adding flux to solder.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の半田装置用ヘッド
ユニットとこれを用いた半田方法に係る一実施形態とし
て本発明のヘッドユニットを取り付けた半田バンプ形成
装置を図1乃至図16に基づいて詳細に説明する。半田
バンプ形成装置(以下、単に「バンプ形成装置」とい
う)1は、図1乃至図4に示すように、ハウジング2に
X軸ロボット3、2つのY軸ロボット4、コンベア5、
予熱部6、ヘッドユニット7及び供給ユニット8が設け
られ、予め設定された動作フローに従ってプログラマブ
ルコンピュータ等のコントローラ9によって作動が制御
される。また、ハウジング2には、モニタ2aが上部に
設置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a solder bump forming apparatus to which a head unit of the present invention is attached will be described with reference to FIGS. 1 to 16 as an embodiment of a head unit for a soldering apparatus of the present invention and a soldering method using the same. This will be described in detail. As shown in FIGS. 1 to 4, a solder bump forming apparatus (hereinafter simply referred to as “bump forming apparatus”) 1 includes an X-axis robot 3, two Y-axis robots 4, a conveyor 5,
A preheating unit 6, a head unit 7, and a supply unit 8 are provided, and the operation is controlled by a controller 9 such as a programmable computer according to a preset operation flow. A monitor 2a is installed on the upper part of the housing 2.
【0012】X軸ロボット3及びY軸ロボット4は、そ
れぞれボールねじが使用されている。X軸ロボット3
は、コンベア5の搬送方向と並行に配置され、2本のY
軸ロボット4はコンベア5の搬送方向と直交する方向に
配置されている。そして、X軸ロボット3は、2本のY
軸ロボット4に支持されると共に、ヘッドユニット7が
軸方向に移動自在に支持され、Y軸ロボット4によって
コンベア5の搬送方向と直交する方向に移動される。従
って、以下の説明においては、コンベア5の搬送方向で
あると共にX軸ロボット3の軸方向をX軸方向、コンベ
ア5の搬送方向と直交する方向であると共にY軸ロボッ
ト4の軸方向をY軸方向と呼ぶ。The X-axis robot 3 and the Y-axis robot 4 use ball screws, respectively. X axis robot 3
Are arranged in parallel with the conveying direction of the conveyor 5, and two Y
The axis robot 4 is arranged in a direction perpendicular to the direction of transport of the conveyor 5. Then, the X-axis robot 3 has two Y
The head unit 7 is supported movably in the axial direction while being supported by the axis robot 4, and is moved by the Y-axis robot 4 in a direction orthogonal to the transport direction of the conveyor 5. Therefore, in the following description, the direction of conveyance of the conveyor 5, the direction of the axis of the X-axis robot 3 is the X-axis direction, the direction perpendicular to the direction of conveyance of the conveyor 5, and the direction of the axis of the Y-axis robot 4 is the Y-axis. Called direction.
【0013】コンベア5は、ハウジング2の右側に設け
た搬入口(図示せず)から搬入されるプリント回路基板
(以下、単に「基板」という)Sを予熱部6に搬送し、
ここで後述するように所望の位置に半田バンプが形成さ
れた基板Sをハウジング2の左側に設けた搬出口(図示
せず)へと搬出する。予熱部6は、搬送されてくる基板
Sを所定時間予備加熱する部分で、コンベア5のX軸方
向中間下部に配置され、ヒータを内蔵した予熱板6aが
昇降自在に配置されている。ここで、基板Sの加熱温度
は、基板Sに酸化等の問題が生じない範囲でなるべく高
い温度、例えば、100℃弱の温度が良い。半田として
は、半田ペースト、例えば、ハリマ化成株式会社製のマ
イクロソルダを用いる。この半田ペーストは、粒径が1
5〜30μmの半田粒子をペーストに混合分散したもの
で、活性力が強く、融点が183℃である。この半田ペ
ーストを使用するときは、基板Sの温度を80〜100
℃に予備加熱すると良い。The conveyor 5 conveys a printed circuit board (hereinafter, simply referred to as a “substrate”) S, which is carried in from a carry-in port (not shown) provided on the right side of the housing 2, to the preheating unit 6,
Here, as described later, the substrate S on which the solder bumps are formed at desired positions is carried out to a carry-out port (not shown) provided on the left side of the housing 2. The preheating section 6 is a section for preheating the conveyed substrate S for a predetermined time, and is arranged at a lower portion in the middle of the conveyor 5 in the X-axis direction. A preheating plate 6a having a built-in heater is arranged to be able to move up and down. Here, the heating temperature of the substrate S is preferably as high as possible within a range where problems such as oxidation do not occur in the substrate S, for example, a temperature of less than 100 ° C. As the solder, a solder paste, for example, a micro solder manufactured by Harima Chemicals, Inc. is used. This solder paste has a particle size of 1
It is made by mixing and dispersing 5 to 30 μm solder particles in a paste, and has a strong activity and a melting point of 183 ° C. When using this solder paste, the temperature of the substrate S should be 80-100
It is good to preheat to ℃.
【0014】ヘッドユニット7は、半田を基板Sの所望
位置、例えば、銅パッド上に付着させるユニットで、X
軸ロボット3の軸に軸方向に沿って移動自在に取り付け
られている。ヘッドユニット7は、図3乃至図7に示す
ように、本体部71、移動部72及びセンサ73を有し
ている。本体部71は、供給ユニット8によって後述す
る光ファイバ714の先端に供給された半田を基板Sに付
着させる部分で、昇降板711、第1昇降ステージ712、フ
ェルール713、光ファイバ714を有している。The head unit 7 is a unit for attaching solder to a desired position on the substrate S, for example, a copper pad.
It is attached to the axis of the axis robot 3 so as to be movable in the axial direction. The head unit 7 includes a main body 71, a moving unit 72, and a sensor 73, as shown in FIGS. The main body 71 is a portion for attaching the solder supplied to the distal end of the optical fiber 714 described later by the supply unit 8 to the substrate S, and includes a lifting plate 711, a first lifting stage 712, a ferrule 713, and an optical fiber 714. I have.
【0015】昇降板711は、スライダ715を介して移動部
72の後述するガイド部材723に上下方向に移動自在に
取り付けられ、上部に連結した定張力ばね724により移
動部72に所定のばね力で弾性的に支持されている。昇
降板711は、フェルール713、光ファイバ714を保持する
上下方向に長い保持部材で、下部に水平方向に延出する
アーム711aが形成されている。昇降板711の側部には、
図3,4に示すように、後述する支持アーム726と協動
して移動部72と本体部71との相対的な上下方向の位
置を規制するねじを利用した上ストッパ711bと下スト
ッパ711cが取り付けられている。The elevating plate 711 is vertically movably attached to a guide member 723, described later, of the moving unit 72 via a slider 715, and a constant tension spring 724 connected to the upper portion applies a predetermined spring force to the moving unit 72. It is elastically supported. The elevating plate 711 is a vertically long holding member that holds the ferrule 713 and the optical fiber 714, and has a horizontally extending arm 711a formed below. On the side of the lifting plate 711,
As shown in FIGS. 3 and 4, an upper stopper 711b and a lower stopper 711c using a screw that cooperates with a support arm 726 described later to regulate the relative vertical position of the moving unit 72 and the main body 71. Installed.
【0016】第1昇降ステージ712は、送りねじを利用
したステージであり、昇降板711に取り付けられる支持
板712a、本体712b、ねじ軸712c、上下方向に移動す
るスライダ712dを有している。フェルール713は、アー
ム711aの先端に形成した取付孔にねじ止めされる単心
フェルールで、ダイスとして機能する。光ファイバ714
は、先端から若干離れた位置でスライダ712dに取り付
けた固定板716に押え板717によって挟持固定され、下方
へ延出した先端はフェルール713のファイバ孔に出没自
在に挿入されている。光ファイバ714は、フェルール713
のファイバ孔への挿入量を適宜調節して固定板716に固
定される。光ファイバ714は、フェルール713のファイバ
孔への挿入量を第1昇降ステージ712により適宜調節す
ることにより、ファイバ孔と光ファイバ714とで形成さ
れる空間に埋め込まれる半田を所望の量に設定すること
ができる。一方、光ファイバ714の他端は、後述する移
動部72の巻き枠728a(図6,7参照)に巻回して余
長処理された後、レーザダイオードモジュール725(図
7参照)に接続されている。The first elevating stage 712 is a stage utilizing a feed screw, and has a support plate 712a attached to the elevating plate 711, a main body 712b, a screw shaft 712c, and a slider 712d which moves in the vertical direction. The ferrule 713 is a single-core ferrule screwed into a mounting hole formed at the tip of the arm 711a, and functions as a die. Optical fiber 714
Is fixed to a fixed plate 716 attached to the slider 712d at a position slightly away from the tip by a pressing plate 717, and the tip extending downward is inserted into the fiber hole of the ferrule 713 so as to be freely retractable. Optical fiber 714, ferrule 713
It is fixed to the fixing plate 716 by appropriately adjusting the amount of insertion into the fiber hole. The optical fiber 714 sets the desired amount of solder embedded in the space formed by the fiber hole and the optical fiber 714 by appropriately adjusting the insertion amount of the ferrule 713 into the fiber hole by the first lifting stage 712. be able to. On the other hand, the other end of the optical fiber 714 is wound around a winding frame 728a (see FIGS. 6 and 7) of the moving section 72, which will be described later, is subjected to extra length processing, and is then connected to a laser diode module 725 (see FIG. 7). I have.
【0017】移動部72は、昇降板711を基板Sに接近
する方向に移動自在に支持すると共に、基板Sに接近す
る方向に移動自在に構成され、ベース721、第2昇降ス
テージ722、ガイド部材723、巻き枠728a及びレーザダ
イオード(以下、単に「LD」という)モジュール725
を有している。ベース721は、X軸ロボット3の軸に軸
方向に沿って移動自在に取り付けられ、上部には定張力
ばね724が取り付けられている。ベース721は、図4,6
に示すように、ヘッドユニット7が上昇位置にあること
を検出するフォトセンサ721aが側部に取り付けられて
いる。第2昇降ステージ722は、第1昇降ステージ712と
同様に構成され、ベース721に取り付けられる支持板722
a、本体722b、ねじ軸722c、上下方向に移動するスラ
イダ722dを有している。The moving section 72 supports the lifting plate 711 so as to be movable in the direction approaching the substrate S, and is configured to be movable in the direction approaching the substrate S. The base 721, the second lifting stage 722, the guide member 723, a winding frame 728a, and a laser diode (hereinafter simply referred to as “LD”) module 725
have. The base 721 is attached to the axis of the X-axis robot 3 so as to be movable in the axial direction, and a constant tension spring 724 is attached to the upper part. The base 721 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, a photo sensor 721a for detecting that the head unit 7 is at the raised position is attached to the side. The second elevating stage 722 is configured in the same manner as the first elevating stage 712, and has a support plate 722 attached to the base 721.
a, a main body 722b, a screw shaft 722c, and a slider 722d that moves up and down.
【0018】ガイド部材723は、図5,6に示すよう
に、スライダ722dに取り付けられており、本体部71
に設けたスライダ715の上下方向への移動を2本のガイ
ドレール723a(図6参照)によって案内している。ま
た、ガイド部材723の側部には、ベース721に設けたフォ
トセンサ721aと協働してヘッドユニット7が上昇位置
にあることを検出する検出片723b(図6参照)が取り
付けられている。ここで、ガイド部材723には、図4及
び図6に示すように、後述するセンサ73を支持する支
持アーム726が取り付けられている。The guide member 723 is attached to the slider 722d as shown in FIGS.
The movement of the slider 715 provided in the vertical direction is guided by two guide rails 723a (see FIG. 6). A detection piece 723b (see FIG. 6) for detecting that the head unit 7 is at the ascending position in cooperation with a photo sensor 721a provided on the base 721 is attached to a side portion of the guide member 723. Here, as shown in FIGS. 4 and 6, a support arm 726 that supports a sensor 73 described below is attached to the guide member 723.
【0019】図4に示すように、支持アーム726と昇降
板711のアーム711aとの間には、引張りばね727が設け
られている。従って、昇降板711は、スライダ715を介し
てガイド部材723に上下方向に移動自在に取り付けられ
ているが、定張力ばね724及び引張りばね727により移動
部72に所定のばね力で支持されている。このばね力
は、光ファイバ714の先端に付着した半田を基板Sの所
望位置に付着させるときに、光ファイバ714から半田に
作用する力により半田が潰れ過ぎすぎない数グラム〜数
10グラム程度の値で本体部71が上方に移動できるよ
うに設定しておく。As shown in FIG. 4, a tension spring 727 is provided between the support arm 726 and the arm 711a of the elevating plate 711. Therefore, the elevating plate 711 is vertically movably attached to the guide member 723 via the slider 715, but is supported by the moving portion 72 with a predetermined spring force by the constant tension spring 724 and the extension spring 727. . This spring force is about several grams to several tens of grams, at which the solder acting on the solder from the optical fiber 714 is not excessively crushed by the force acting on the solder from the optical fiber 714 when the solder attached to the tip of the optical fiber 714 is applied to a desired position on the substrate S The value is set so that the main body 71 can move upward.
【0020】巻き枠728aは、図6,7に示すように、
ベース721の側面に設けた取付板728に取り付けられた円
筒状の部材で、中央には昇降板711の側面を押圧してヘ
ッドユニット7の移動に伴う本体部71や移動部72の
がたつきを抑制するシリンダ729が取り付けられてい
る。一方、LDモジュール725は、図7に示すように、
取付板728の上部に設けられ、光ファイバ714に加熱光を
出射し、供給ユニット8から供給される半田を溶融させ
る。このとき、加熱光は、半田として前記マイクロソル
ダを使用するときには、波長800〜1000nmの範
囲の波長を使用することが好ましい。The winding frame 728a is, as shown in FIGS.
A cylindrical member attached to an attachment plate 728 provided on the side surface of the base 721. The center member presses the side surface of the elevating plate 711 and rattles the main body portion 71 and the moving portion 72 as the head unit 7 moves. The cylinder 729 which suppresses is installed. On the other hand, as shown in FIG.
It is provided above the mounting plate 728, emits heating light to the optical fiber 714, and melts the solder supplied from the supply unit 8. At this time, it is preferable that the heating light has a wavelength in the range of 800 to 1000 nm when the micro solder is used as the solder.
【0021】センサ73は、移動部72に設けた支持ア
ーム726に支持され、昇降板711と移動部72との間の相
対距離を検出する接触タイプの変位センサである。セン
サ73は、胴部73aが支持アーム726に固定され、胴
部73aから下方へ延出するロッド73bの下端には、
昇降板711のアーム711a上面に当接する接触子73cが
取り付けられている。ここで、センサ73は、上部のコ
ネクタ73dに接続する図示しないコードを介してハウ
ジング2のコントローラ9に接続され、アーム711aと
基板Sとの相対距離を高精度に制御している。但し、本
実施形態においては、センサ73として接触タイプの変
位センサを使用したが、例えば、レーザ変位計等の非接
触タイプのセンサを使用してもよい。The sensor 73 is a contact-type displacement sensor which is supported by a support arm 726 provided on the moving section 72 and detects a relative distance between the lifting plate 711 and the moving section 72. The sensor 73 includes a body 73a fixed to the support arm 726, and a lower end of a rod 73b extending downward from the body 73a.
A contact 73c that is in contact with the upper surface of the arm 711a of the elevating plate 711 is attached. Here, the sensor 73 is connected to the controller 9 of the housing 2 via a cord (not shown) connected to the upper connector 73d, and controls the relative distance between the arm 711a and the substrate S with high accuracy. However, in the present embodiment, a contact type displacement sensor is used as the sensor 73, but a non-contact type sensor such as a laser displacement meter may be used.
【0022】供給ユニット8は、図1(a),図2
(a)に示したように、ハウジング2の右奥に配置され
ている。供給ユニット8は、ヘッドユニット7の本体部
71に半田を供給するユニットで、図8乃至図16に示
すように、ハウジング2に設けたベース80上に配置さ
れ、洗浄部81、埋込部82、擦切部83、モニタ部8
4及び移動ステージ85を有している。The supply unit 8 is shown in FIGS.
As shown in (a), it is arranged at the back right of the housing 2. The supply unit 8 is a unit that supplies solder to the main body 71 of the head unit 7, and is disposed on a base 80 provided in the housing 2 as shown in FIGS. , Cutting part 83, monitor part 8
4 and a moving stage 85.
【0023】洗浄部81は、半田が供給されるフェルー
ル713及び光ファイバ714の先端を洗浄する部分で、図9
に示すように、移動ステージ85の埋込部82と擦切部
83との間に配置されている。洗浄部81は、図11に
示すように、円筒状の部材の上部にヘッドユニット7の
アーム711aに取り付けたフェルール713を挿通する開口
81aが形成され、上部にエアノズル811が、内部に噴
射ノズル812が、それぞれ設けられている。エアノズル8
11は、工場エアの供給源から送られる加圧空気をフェル
ール713の先端に向けて噴出する。一方、噴射ノズル812
は、ベース80に設けられた洗浄液タンク86から送ら
れてくる洗浄液、例えば、アルコールをフェルール713
の先端に向けて噴射する。ここで、噴射ノズル812から
噴射されたアルコールは、洗浄部81の下部に設けた図
示しない吸引口から回収される。The cleaning section 81 is for cleaning the tip of the ferrule 713 and the optical fiber 714 to which the solder is supplied.
As shown in the figure, the moving stage 85 is disposed between the embedding portion 82 and the cutting portion 83. As shown in FIG. 11, an opening 81a for inserting a ferrule 713 attached to an arm 711a of the head unit 7 is formed in an upper portion of a cylindrical member, an air nozzle 811 is provided in an upper portion, and an injection nozzle 812 is provided in the cleaning portion 81. Are provided respectively. Air nozzle 8
Numeral 11 injects pressurized air sent from a factory air supply source toward the tip of the ferrule 713. On the other hand, the injection nozzle 812
Is a cleaning liquid supplied from a cleaning liquid tank 86 provided on the base 80, for example, alcohol, and a ferrule 713.
Injecting toward the tip of. Here, the alcohol sprayed from the spray nozzle 812 is collected from a suction port (not shown) provided at a lower part of the cleaning unit 81.
【0024】埋込部82は、フェルール713のファイバ
孔に半田を埋め込む部分で、図8,9及び図10
(a),図12に示すように、移動ステージ85に設け
られ、台座821、取付部材822、シリンジ823、2本のス
ライドガイド824、2つの保持部材825、駆動部材826及
び受け皿827を有している。取付部材822は、図10
(a)に示すように、ストッパ(図示せず)を有する各
スライドガイド824によって台座821に上下方向にスライ
ド自在に支持され、各スライドガイド824のリニアシャ
フトに取り付けたばね824aによって上方へ付勢されて
いる。The embedding portion 82 is a portion for embedding solder in the fiber hole of the ferrule 713, as shown in FIGS.
(A), as shown in FIG. 12, provided on a moving stage 85, and has a pedestal 821, a mounting member 822, a syringe 823, two slide guides 824, two holding members 825, a driving member 826, and a tray 827. ing. The mounting member 822 is shown in FIG.
As shown in (a), each slide guide 824 having a stopper (not shown) slidably supports the base 821 in a vertical direction, and is urged upward by a spring 824a attached to a linear shaft of each slide guide 824. ing.
【0025】シリンジ823は、図12に示すように、半
田ペーストを収容する胴部823aと、ピストン823bを有
し、吐出口823cを上方に向けて各保持部材825に保持さ
れている。保持部材825は、取付部材822に固定された側
板828に取り付けられ、V溝を有するV溝板と保持アー
ムとを有し、前記V溝板で胴部823aを位置決めしてシ
リンジ823を保持している。As shown in FIG. 12, the syringe 823 has a body 823a for accommodating a solder paste and a piston 823b, and is held by each holding member 825 with a discharge port 823c facing upward. The holding member 825 is attached to the side plate 828 fixed to the attachment member 822, has a V-groove plate having a V-groove and a holding arm, and positions the body 823a with the V-groove plate to hold the syringe 823. ing.
【0026】駆動部材826は、図12に示すように、支
持部材822に支持され、シリンジ823のピストン823bを
押圧して吐出口823cから半田ペーストを吐出させる。
駆動部材826は、第1昇降ステージ712と同様に構成され
る部材で、支持板826a、本体826b、ねじ軸826c、上
下方向に移動するスライダ826d及び押圧板826eを有し
ている。As shown in FIG. 12, the driving member 826 is supported by the supporting member 822, and presses the piston 823b of the syringe 823 to discharge the solder paste from the discharge port 823c.
The driving member 826 is a member configured in the same manner as the first elevating stage 712, and includes a support plate 826a, a main body 826b, a screw shaft 826c, a slider 826d that moves in a vertical direction, and a pressing plate 826e.
【0027】受け皿827は、シリンジ823の吐出口823c
から吐出された半田ペーストを収容する皿である。ここ
で、シリンジ823の吐出口823cから吐出された半田ペー
ストは、ヘッドユニット7の本体部71に半田を供給す
る度に、後述するモニタ部84の支柱846に設けたスク
レーパ部材829(図10(a),図13参照)によって
掻き取られる。The receiving tray 827 is provided with a discharge port 823c of the syringe 823.
This is a dish for storing the solder paste discharged from the container. Here, every time the solder paste discharged from the discharge port 823c of the syringe 823 supplies the solder to the main body 71 of the head unit 7, a scraper member 829 (see FIG. a), see FIG. 13).
【0028】擦切部83は、半田を埋め込んだ後のフェ
ルール713の端面からはみ出した又は端面に付着した余
分な半田を擦り切って拭き取る部分で、図14乃至図1
6に示すように、支持板831、2本のスライドガイド83
2、擦切ロール833及び巻取りプーリ834を有している。
支持板831は、台座83aに設けた2本のスライドガイ
ド832によって上下方向へスライド自在に支持されてい
る。支持板831は、台座83aの両側に設けた2つの側
板83bの上部に取り付けたコイルばね835によって所
定のばね力により上方へ付勢されている。支持板831
は、略中央下部の前面にタイミングプーリ831aが回転
自在に支持されると共に、裏面にはタイミングプーリ83
1aを回転させる駆動モータ831bが配置されている。ま
た、支持板831は、前面下部にアーム836が取り付けられ
ている。The scraping portion 83 is a portion for scraping off excess solder protruding from the end face of the ferrule 713 after embedding the solder or adhering to the end face and wiping it off, as shown in FIGS.
As shown in FIG. 6, the support plate 831, two slide guides 83
2. It has a scraping roll 833 and a winding pulley 834.
The support plate 831 is vertically slidably supported by two slide guides 832 provided on the base 83a. The support plate 831 is urged upward by a predetermined spring force by a coil spring 835 mounted on the upper part of two side plates 83b provided on both sides of the base 83a. Support plate 831
The timing pulley 831a is rotatably supported on the front surface at the lower center, and the timing pulley 831a is
A drive motor 831b for rotating 1a is provided. The support plate 831 has an arm 836 attached to a lower part on the front surface.
【0029】アーム836は、図15に示すように、略中
央で支持板831に回動自在に取り付けられ、タイミング
プーリ831a側の端部に設けられるピンチローラ836a
と、ピンチローラ836aがタイミングプーリ831aに当接
するようにアーム836を付勢するばね(図示せず)を引
っ掛けるピン836bとを有している。また、支持板831の
一側には、側板83bに取り付けたフォトセンサ837と
協働して支持板831の上昇位置を検出する検出片831cが
取り付けられている。ここで、支持板831は、上方への
移動位置を側板83bに設けたストッパシリンダ838に
よって規制される。ストッパシリンダ838は、支持板831
の側部に設けた規制部831dに先端が当接するシャフト8
38aを有している。As shown in FIG. 15, the arm 836 is rotatably attached to the support plate 831 at substantially the center, and a pinch roller 836a provided at the end on the timing pulley 831a side.
And a pin 836b for hooking a spring (not shown) for urging the arm 836 so that the pinch roller 836a contacts the timing pulley 831a. In addition, a detection piece 831c for detecting the ascending position of the support plate 831 is mounted on one side of the support plate 831 in cooperation with the photo sensor 837 mounted on the side plate 83b. Here, the upward movement position of the support plate 831 is regulated by a stopper cylinder 838 provided on the side plate 83b. The stopper cylinder 838 is
The shaft 8 whose tip abuts the regulating part 831d provided on the side of
38a.
【0030】スライドガイド832は、図16に示すよう
に、リニアシャフト832aと、支持板831に取り付けられ
るリニアブッシュ832bとを有している。擦切ロール833
は、図14に示すように、不織布等の擦切材833aを巻
回したロールで、支持板831の左上部に回動自在に配置
されている。擦切材833aは、タイミングプーリ831aと
ピンチローラ836aとに挟まれて定速で巻取りプーリ834
に巻き取られる。As shown in FIG. 16, the slide guide 832 has a linear shaft 832a and a linear bush 832b attached to the support plate 831. Roll 833
As shown in FIG. 14, is a roll around which a scraping material 833a such as a non-woven fabric is wound, and is rotatably arranged on the upper left of the support plate 831. The scraping material 833a is sandwiched between the timing pulley 831a and the pinch roller 836a, and is wound at a constant speed.
It is wound up.
【0031】巻取りプーリ834は、支持板831の右上部に
配置され、裏面側に配置した巻取りモータ834aによっ
て回転駆動され、擦切材833aの余長を巻き取る。ここ
で、図14において符号839は、エアスライドテーブル
である。モニタ部84は、ヘッドユニット7の光ファイ
バ714に付着した半田の状態を確認する部分で、図8,
図9,図10(b)に示すように、ベース80に設けた
取付台841に設置され、支持ブラケット842上に設けたC
CDカメラ843とこのカメラ843に取り付けた鏡筒844を
有している。ここで、移動ステージ85には鏡筒844と
対向する位置にミラー845(図9,図10(b)参照)
が配置されている。また、取付台841には、支柱846が設
けられ、この上部にスクレーパ部材829が設置されてい
る。スクレーパ部材829は、コンパクトスライド829a
と、コンパクトスライド829aによって伸縮作動するア
ームの先端側に設けたスクレーパ829bとを有してい
る。The take-up pulley 834 is disposed at the upper right portion of the support plate 831 and is rotated by a take-up motor 834a disposed on the back side to take up the surplus length of the cut-off material 833a. Here, in FIG. 14, reference numeral 839 is an air slide table. The monitor 84 checks the state of the solder attached to the optical fiber 714 of the head unit 7.
As shown in FIG. 9 and FIG. 10B, a C mounted on a mounting base 841 provided on the base 80 and provided on a support bracket 842 is provided.
It has a CD camera 843 and a lens barrel 844 attached to the camera 843. Here, a mirror 845 is provided on the moving stage 85 at a position facing the lens barrel 844 (see FIGS. 9 and 10B).
Is arranged. Further, a column 846 is provided on the mounting base 841, and a scraper member 829 is installed above the column 846. The scraper member 829 is a compact slide 829a
And a scraper 829b provided on the distal end side of an arm that expands and contracts by a compact slide 829a.
【0032】移動ステージ85は、洗浄部81、埋込部
82及び擦切部83を載置してX軸方向に移動するステ
ージである。ここで、図8,9において、符号85a
は、移動ステージ85の駆動手段に電力を供給するケー
ブルの保護部材である。本発明のヘッドユニット7を備
えたバンプ形成装置1は以上のように構成され、ヘッド
ユニット7の作動を、バンプ形成装置1の作動と共に以
下に説明する。The moving stage 85 is a stage on which the cleaning section 81, the embedding section 82 and the cutting section 83 are placed and moved in the X-axis direction. Here, in FIGS.
Is a cable protection member for supplying power to the driving means of the moving stage 85. The bump forming apparatus 1 including the head unit 7 of the present invention is configured as described above. The operation of the head unit 7 will be described below together with the operation of the bump forming apparatus 1.
【0033】先ず、バンプ形成装置1は、電源投入によ
り、コントローラ9から予熱部6に基板の予熱を開始す
る指令信号が出力される。これにより、予熱板6aは、
内蔵したヒータにより予熱が開始される。ここで、ヒー
タ温度は、ヒータに設置された温度センサの測定値を元
に、コントローラ9によって設定温度を保持するように
制御されている。First, the power supply of the bump forming apparatus 1 causes the controller 9 to output a command signal to the preheating unit 6 to start preheating the substrate. Thereby, the preheating plate 6a
Preheating is started by the built-in heater. Here, the heater temperature is controlled by the controller 9 based on the measured value of the temperature sensor installed in the heater so as to maintain the set temperature.
【0034】次に、ハウジング2の前記搬入口から基板
Sが搬入され、コンベア5により予熱部6まで搬送され
る。すると、搬送されてきた基板Sは、コンベア5に設
けた位置決めピンにより位置決めされた後、予熱板6a
が上昇して下面に接触し、予備加熱が10から60秒実
行される。次いで、ヘッドユニット7がX軸ロボット3
と2つのY軸ロボット4とにより供給ユニット8へ移動
される。このとき、X軸ロボット3とY軸ロボット4
は、ヘッドユニット7において検出片723bがフォトセ
ンサ721aによって検出され、昇降板711、従ってフェル
ール713が上昇位置にあり、移動に支障がないことが確
認されなければ作動しないようにコントローラ9によっ
て制御されている。Next, the substrate S is carried in from the carry-in entrance of the housing 2, and is carried to the preheating unit 6 by the conveyor 5. Then, the transported substrate S is positioned by the positioning pins provided on the conveyor 5, and then the preheated plate 6a
Rises into contact with the lower surface, and preheating is performed for 10 to 60 seconds. Next, the head unit 7 is moved to the X-axis robot 3.
Is moved to the supply unit 8 by the two Y-axis robots 4. At this time, the X-axis robot 3 and the Y-axis robot 4
Is controlled by the controller 9 such that the detection piece 723b is detected by the photo sensor 721a in the head unit 7 and the elevating plate 711, and thus the ferrule 713, is in the ascending position and does not operate unless it is confirmed that there is no obstacle to the movement. ing.
【0035】ヘッドユニット7が供給ユニット8へ移動
され、昇降板711に保持されたフェルール713が洗浄部8
1の直上に移動されると、半田バンプを形成するのに必
要な半田量データがコントローラ9から供給ユニット8
に転送される。これにより、ヘッドユニット7と供給ユ
ニット8がコントローラ9に制御されながら、予め設定
された順序で作動を開始する。The head unit 7 is moved to the supply unit 8 and the ferrule 713 held by the lifting plate 711 is moved to the cleaning unit 8.
1, the solder amount data necessary to form the solder bumps is sent from the controller 9 to the supply unit 8.
Is forwarded to As a result, the head unit 7 and the supply unit 8 start operating in a preset order while being controlled by the controller 9.
【0036】即ち、昇降板711に保持されたフェルール7
13が洗浄部81の開口81aの直上で停止すると、洗浄
部81とヘッドユニット7の移動部72が作動を開始す
る。そして、ヘッドユニット7においては、移動部72
の第2昇降ステージ722が作動して本体部71の昇降板7
11が下降され、フェルール713の先端が洗浄部81の開
口81aに挿入される。このとき、光ファイバ714の先
端は、フェルール713の先端から僅かに突出している。That is, the ferrule 7 held on the lifting plate 711
When 13 stops immediately above the opening 81a of the cleaning unit 81, the cleaning unit 81 and the moving unit 72 of the head unit 7 start operating. In the head unit 7, the moving unit 72
The second elevating stage 722 is operated to move the elevating plate 7
11 is lowered, and the tip of the ferrule 713 is inserted into the opening 81a of the cleaning unit 81. At this time, the tip of the optical fiber 714 slightly protrudes from the tip of the ferrule 713.
【0037】すると、洗浄部81においては、噴射ノズ
ル812からフェルール713の先端に向けてアルコールが噴
射され、ファイバ孔と光ファイバ(共に図示せず)とが
洗浄される。洗浄が終了すると、第2昇降ステージ722
は、昇降板711を僅かに上昇させ、フェルール713を開口
71aから引き出す。次いで、加圧空気が洗浄部81の
エアノズル811からフェルール713の先端に向けて噴出さ
れ、周囲に残ったアルコールが吹き飛ばされ、フェルー
ル713の洗浄が終了する。洗浄が終了すると、第2昇降
ステージ722は、昇降板711を元の高さまで引き上げる。Then, in the cleaning section 81, alcohol is injected from the injection nozzle 812 toward the tip of the ferrule 713, and the fiber hole and the optical fiber (both not shown) are cleaned. When the cleaning is completed, the second elevating stage 722
Raises the elevating plate 711 slightly, and pulls out the ferrule 713 from the opening 71a. Next, pressurized air is ejected from the air nozzle 811 of the cleaning unit 81 toward the tip of the ferrule 713, and alcohol remaining around is blown off, and the cleaning of the ferrule 713 is completed. When the cleaning is completed, the second elevating stage 722 raises the elevating plate 711 to the original height.
【0038】次に、フェルール713のファイバ孔(図示
せず)への半田の埋め込みが以下のようにして実行され
る。先ず、移動ステージ85がX軸方向に移動され、埋
込部82を昇降板711に保持されたフェルール713の直下
まで移動して停止する。次に、埋込部82の駆動部材82
6が作動し、押圧板826eでピストン823bを押圧し、吐
出口823cから半田ペーストを僅かに押し出す。この
後、ヘッドユニット7の第1昇降ステージ712が作動し
て光ファイバ714を上昇させ、フェルール713のファイバ
孔内に所定の大きさの空間を形成する。Next, embedding of solder into a fiber hole (not shown) of the ferrule 713 is executed as follows. First, the moving stage 85 is moved in the X-axis direction, and the embedding part 82 is moved to just below the ferrule 713 held by the elevating plate 711 and stopped. Next, the driving member 82 of the embedded portion 82
6, the piston 823b is pressed by the pressing plate 826e, and the solder paste is slightly pushed out from the discharge port 823c. Thereafter, the first lifting stage 712 of the head unit 7 operates to raise the optical fiber 714 to form a space of a predetermined size in the fiber hole of the ferrule 713.
【0039】次いで、ヘッドユニット7の第2昇降ステ
ージ722が作動して昇降板711を下降させ、保持したフェ
ルール713の端面を押し出された半田ペースト上に押圧
し、フェルール713の前記ファイバ孔内に半田ペースト
を埋め込む。半田ペーストの埋め込みが終了すると、第
2昇降ステージ722は、昇降板711を元の高さまで上昇さ
せて停止する。このとき、フェルール713は、ファイバ
孔の他、端面に余分な半田ペーストが付着している。Next, the second elevating stage 722 of the head unit 7 operates to lower the elevating plate 711, and press the end face of the ferrule 713 held on the extruded solder paste to insert the ferrule 713 into the fiber hole. Embed solder paste. When the embedding of the solder paste is completed, the second elevating stage 722 raises the elevating plate 711 to its original height and stops. At this time, the ferrule 713 has extra solder paste attached to the end face in addition to the fiber hole.
【0040】しかる後、擦切部83が作動を開始し、フ
ェルール713の端面に付着した前記した余分な半田ペー
ストが擦り切りによって以下のようにして拭き取られ
る。先ず、移動ステージ85が、擦切部83の擦切ロー
ル833がフェルール713の直下に位置するまでX軸方向に
移動される。次に、第2昇降ステージ722が作動して昇
降板711を下降させ、保持したフェルール713の端面を擦
切材833aに押圧する。この状態で、移動ステージ85
が更にX軸方向へ僅かに移動し、フェルール713の端面
に付着した余分な半田ペーストを擦切材833aで擦り切
るようにして拭き取る。この擦り切りが終了すると、第
2昇降ステージ722は、昇降板711を元の高さまで上昇さ
せて停止する。Thereafter, the cut-off portion 83 starts to operate, and the excess solder paste adhered to the end face of the ferrule 713 is wiped off as follows. First, the moving stage 85 is moved in the X-axis direction until the cutting roller 833 of the cutting section 83 is located immediately below the ferrule 713. Next, the second elevating stage 722 is operated to lower the elevating plate 711, and press the held end surface of the ferrule 713 against the cutoff material 833a. In this state, the moving stage 85
Is further moved slightly in the X-axis direction, and excess solder paste attached to the end surface of the ferrule 713 is wiped off with a scraping material 833a. When the scraping is completed, the second lifting stage 722 raises the lifting plate 711 to the original height and stops.
【0041】次いで、ヘッドユニット7においては、第
1昇降ステージ712が作動し、フェルール713のファイバ
孔内に埋め込まれた半田ペーストの量に相当するより若
干多目にスライダ712dを僅かに下降させる。これによ
り、固定板716に押え板717によって固定された光ファイ
バ714が下降してフェルール713の端面から0.02mm程
押し出される。これに伴い、光ファイバ714によってフ
ァイバ孔内に埋め込まれた半田ペーストが、光ファイバ
714に付着した状態で押し出される。この押し出された
半田ペーストを、モニタ部84のCCDカメラ843によ
って撮影し、半田ペーストの有無,半田量等に関する付
着状態を確認する。付着状況が良好であれば、次の工程
に移るが、不良であれば、フェルール713の先端を洗浄
する前記工程に戻って、埋め込み、擦り切り等の工程が
繰り返される。Next, in the head unit 7, the first elevating stage 712 is operated, and the slider 712d is slightly lowered slightly more than the amount corresponding to the amount of the solder paste embedded in the fiber hole of the ferrule 713. As a result, the optical fiber 714 fixed to the fixing plate 716 by the holding plate 717 descends and is pushed out from the end face of the ferrule 713 by about 0.02 mm. Along with this, the solder paste embedded in the fiber hole by the optical fiber
It is extruded while attached to 714. The extruded solder paste is photographed by the CCD camera 843 of the monitor unit 84, and the presence or absence of the solder paste, the amount of solder attached, and the like are checked. If the adhesion state is good, the process proceeds to the next step. If the adhesion state is bad, the process returns to the step of cleaning the tip of the ferrule 713, and the steps of embedding and scraping are repeated.
【0042】光ファイバ714に付着した半田ペーストの
付着状況が良好なときには、半田ペーストがフェルール
713の端面に押し出された状態で、ヘッドユニット7を
基板SまでX軸ロボット3とY軸ロボット4とによって
移動させる。そして、第2昇降ステージ722によって昇
降板711を下降させ、光ファイバ714に付着した所定量の
半田ペーストを基板Sの銅パッド(図示せず)上に付着
させ、LDモジュール725から光ファイバ714を通って送
られてくる加熱光によって半田を溶融させ、微少な半田
バンプとする。When the state of adhesion of the solder paste adhered to the optical fiber 714 is good, the solder paste is
The head unit 7 is moved to the substrate S by the X-axis robot 3 and the Y-axis robot 4 while being pushed out to the end face of the 713. Then, the elevating plate 711 is moved down by the second elevating stage 722, and a predetermined amount of solder paste adhered to the optical fiber 714 is adhered on a copper pad (not shown) of the substrate S. The solder light is melted by the heating light sent through to form minute solder bumps.
【0043】このとき、昇降板711が下降すると、先
ず、光ファイバの先端に付着した半田ペーストが銅パッ
ドに接触する。そして、更に、昇降板711が下降する
と、半田ペーストが分断しない程度に適度に潰れて確実
に銅パッドに付着し、潰れた半田ペーストを介して光フ
ァイバ714に接触圧と同等の抗力が作用する。すると、
昇降板711は定張力ばね724と引張りばね727によって移
動部72に数グラム程度のばね力で支持されているた
め、前記抗力により昇降板711はスライダ715がガイド部
材723に案内されて僅かに上昇する。At this time, when the lifting plate 711 descends, first, the solder paste attached to the tip of the optical fiber comes into contact with the copper pad. Further, when the elevating plate 711 is further lowered, the solder paste is appropriately crushed so as not to be divided and securely adheres to the copper pad, and a drag force equivalent to a contact pressure acts on the optical fiber 714 via the crushed solder paste. . Then
Since the lifting plate 711 is supported by the moving portion 72 with a spring force of about several grams by the constant tension spring 724 and the tension spring 727, the lifting plate 711 is slightly lifted by the slider 715 being guided by the guide member 723 due to the reaction force. I do.
【0044】昇降板711の上昇に伴い、ガイド部材723と
昇降板711との上下方向の相対位置が変化するが、上下
方向における相対距離は、センサ73からコントローラ
9に出力される距離信号により算出される。そして、コ
ントローラ9は、算出した相対距離に任意のオフセット
距離を加えた分だけ、第2昇降ステージ722によりヘッ
ドユニット7を上昇させて光ファイバ714と基板Sの銅
パッド上に付着した半田ペーストとの間に隙間を形成す
る。The vertical relative position of the guide member 723 and the vertical plate 711 changes as the vertical plate 711 moves up. The vertical distance is calculated from the distance signal output from the sensor 73 to the controller 9. Is done. Then, the controller 9 raises the head unit 7 by the second lifting stage 722 by an amount obtained by adding an arbitrary offset distance to the calculated relative distance, and removes the optical fiber 714 and the solder paste adhered on the copper pad of the substrate S. A gap is formed between them.
【0045】ここで、前記オフセット距離は、光ファイ
バ714から基板Sに付着させた半田ペーストを加熱溶融
させて半田バンプを形成するときに、溶融した半田と光
ファイバ714の先端とが干渉し、形成される半田バンプ
の形状が歪んだりすることがなく、かつ、光ファイバか
ら出射されたLDモジュール725からの加熱光により半
田が十分に溶融される距離に設定する。Here, the offset distance is such that when the solder paste adhered to the substrate S from the optical fiber 714 is heated and melted to form a solder bump, the molten solder interferes with the tip of the optical fiber 714, The distance is set so that the shape of the formed solder bump is not distorted and the solder is sufficiently melted by the heating light from the LD module 725 emitted from the optical fiber.
【0046】このようにして前記隙間を形成した状態
で、LDモジュール725からの加熱光により半田を十分
に溶融させ、基板Sの銅パッド上に微少な半田バンプを
形成する。前述のように、基板Sは、予熱部6で予め暖
められているので、弱い光でも速やかに半田を溶融でき
る。以上のように、本発明のヘッドユニット7は、基板
S上に半田バンプを形成するときに、昇降板711と移動
部72との間の相対距離をセンサ73で検出しながら基
板S上の所望箇所に適正形状の微少な半田バンプを形成
することができる。With the gaps thus formed, the solder is sufficiently melted by the heating light from the LD module 725 to form fine solder bumps on the copper pads of the substrate S. As described above, since the substrate S is preliminarily heated by the preheating unit 6, the solder can be quickly melted even with weak light. As described above, when forming the solder bumps on the substrate S, the head unit 7 of the present invention detects the relative distance between the elevating plate 711 and the moving unit 72 with the sensor 73 while maintaining the desired distance on the substrate S. Fine solder bumps having an appropriate shape can be formed at locations.
【0047】上記のようにして半田バンプの形成が終了
した基板Sは、コンベア5により搬出口まで搬送されて
排出され、新たな基板Sが搬入口から搬入され、コント
ローラ9に制御されながら前記半田バンプ形成作業が繰
り返される。ここで、ヘッドユニット7は、前記のよう
に、光ファイバ714をフェルール713のファイバ孔へ挿入
させる挿入量を適宜調節することにより、ファイバ孔と
光ファイバ714とで形成される空間に埋め込まれる半田
を所望の量に設定することができる。従って、基板S上
に形成された半田バンプの半田量が少ない場合には、そ
の半田バンプに所望量の半田を追加することも可能であ
る。The substrate S on which the formation of the solder bumps has been completed as described above is conveyed to the carry-out port by the conveyor 5 and discharged, and a new substrate S is carried in from the carry-in port. The bump forming operation is repeated. Here, as described above, the head unit 7 adjusts the amount of insertion of the optical fiber 714 into the fiber hole of the ferrule 713 as appropriate, so that the solder embedded in the space formed by the fiber hole and the optical fiber 714 is formed. Can be set to a desired amount. Therefore, when the amount of solder of the solder bumps formed on the substrate S is small, it is possible to add a desired amount of solder to the solder bumps.
【0048】尚、前記実施形態においては、フェルール
713は、単心の光ファイバを保持する単心フェルールの
場合について説明したが、適正な形状の半田バンプを安
定して形成することができれば、多心コネクタ用の多心
フェルールを使用してもよいことは言うまでもない。ま
た、上記実施形態においては、フェルール713をダイス
として、また、光ファイバ714をポンチとして、それぞ
れ使用したが、所望の半田バンプの大きさに見合うダイ
スとポンチとを使用して適正量の半田を基板Sに付着さ
せてもよい。In the above embodiment, the ferrule
713 describes the case of a single-core ferrule that holds a single-core optical fiber, but if a solder bump of an appropriate shape can be formed stably, even if a multi-core ferrule for a multi-core connector is used. It goes without saying that it is good. Further, in the above embodiment, the ferrule 713 is used as a die, and the optical fiber 714 is used as a punch, but an appropriate amount of solder is used using a die and a punch corresponding to the size of a desired solder bump. It may be attached to the substrate S.
【0049】更に、加熱源としては、熱伝導によってダ
イスやポンチを加熱することで半田を加熱したり、レー
ザ等によって非接触加熱をしてもよい。Further, as the heating source, the solder may be heated by heating the die or punch by heat conduction, or non-contact heating may be performed by a laser or the like.
【0050】[0050]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、半田を基板の
所望位置に付着させて微少な半田バンプを形成する際
に、半田を保持した部材と基板との相対距離を高精度に
制御することが可能な半田装置用ヘッドユニットを提供
することができる。請求項2の発明によれば、極めて微
細な半田バンプを所望の位置に形成することができる。
また、このとき周囲に既に形成されている半田バンプに
与える影響が小さい。According to the first aspect of the invention, when the solder is adhered to a desired position on the substrate to form minute solder bumps, the relative distance between the member holding the solder and the substrate is controlled with high precision. The present invention can provide a soldering head unit that can perform the above. According to the invention of claim 2, extremely fine solder bumps can be formed at desired positions.
At this time, the influence on the solder bumps already formed in the surroundings is small.
【0051】請求項3,4の発明によれば、本体部を移
動部に対して前記基板に接近する方向に沿って移動させ
ることができる。請求項5の発明によれば、基板に付着
させる半田を押し潰し過ぎることを抑え、半田ペースト
が分断されて良好な半田バンプの形成が妨げられる状況
を回避することができる。According to the third and fourth aspects of the present invention, the main body can be moved relative to the moving portion in a direction approaching the substrate. According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the solder adhered to the substrate from being crushed too much, and to avoid a situation in which the solder paste is divided and the formation of a good solder bump is prevented.
【0052】請求項6の発明によれば、本体部を前記基
板に接近する方向に沿って移動自在に取り付けた状態
で、移動部を前記基板に接近する方向に沿って移動させ
ることができる。請求項7の発明によれば、半田バンプ
を形成するための本体部の上下動作を精密に行うことが
できる。また、基板に半田を押し付ける力を微妙に加減
することの可能になる。According to the sixth aspect of the present invention, the movable portion can be moved along the direction approaching the substrate while the main body is movably mounted along the direction approaching the substrate. According to the seventh aspect of the present invention, the vertical movement of the main body for forming the solder bumps can be performed precisely. In addition, it is possible to slightly adjust the force for pressing the solder to the substrate.
【図1】本発明の半田装置用ヘッドユニットを取り付け
た半田バンプ形成装置の正面図(図1(a))と側面図
(図1(b))図である。FIG. 1 is a front view (FIG. 1A) and a side view (FIG. 1B) of a solder bump forming apparatus to which a head unit for a soldering apparatus of the present invention is attached.
【図2】本発明の半田装置用ヘッドユニットを取り付け
た半田バンプ形成装置の平面図(図2(a))と背面図
(図2(b))図である。FIG. 2 is a plan view (FIG. 2A) and a rear view (FIG. 2B) of a solder bump forming apparatus to which a head unit for a soldering apparatus according to the present invention is attached.
【図3】本発明の半田装置用ヘッドユニットの正面図で
ある。FIG. 3 is a front view of a head unit for a soldering apparatus according to the present invention.
【図4】図3の半田装置用ヘッドユニットの右側面図で
ある。4 is a right side view of the head unit for a soldering apparatus of FIG. 3;
【図5】図4の半田装置用ヘッドユニットを部分的に断
面にして示した右側面図である。FIG. 5 is a right side view partially showing a cross section of the head unit for the soldering apparatus of FIG. 4;
【図6】図5のVI−VI線に沿った断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5;
【図7】図3の半田装置用ヘッドユニットの左側面図で
ある。FIG. 7 is a left side view of the head unit for a soldering apparatus of FIG. 3;
【図8】半田バンプ形成装置に設けた半田の供給ユニッ
トを示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing a solder supply unit provided in the solder bump forming apparatus.
【図9】図8の供給ユニットの平面図である。FIG. 9 is a plan view of the supply unit of FIG. 8;
【図10】図8の供給ユニットに設けた半田の埋込部と
半田の付着状態をモニタするモニタ部を示す側面図(図
10(a))と半田の洗浄部とモニタ部を示す側面図
(図10(b))である。10 is a side view (FIG. 10 (a)) showing a buried part of solder and a monitor part for monitoring the state of adhesion of the solder provided in the supply unit of FIG. (FIG. 10B).
【図11】図8の供給ユニットに設けた洗浄部の主要部
分を拡大した拡大図である。FIG. 11 is an enlarged view in which a main part of a cleaning unit provided in the supply unit of FIG. 8 is enlarged.
【図12】図8の供給ユニットに設けた半田の埋込部の
背面図である。FIG. 12 is a rear view of a solder embedding portion provided in the supply unit of FIG. 8;
【図13】図8の供給ユニットに設けた半田の埋込部に
設けたシリンジ先端側を拡大した拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a tip end side of a syringe provided in a solder embedding portion provided in the supply unit of FIG. 8;
【図14】図8の供給ユニットに設けた半田の擦切部を
示す正面図である。FIG. 14 is a front view showing a cutoff portion of the solder provided in the supply unit of FIG. 8;
【図15】図14の擦切部を断面にした平面図である。FIG. 15 is a plan view showing a cross section of the frayed portion in FIG.
【図16】図14の擦切部を断面にした側面図である。FIG. 16 is a side view showing a cross section of the frayed portion in FIG.
1 半田バンプ形成装置 2 ハウジング 3 X軸ロボット 4 Y軸ロボット 5 コンベア 6 予熱部 7 半田装置用ヘッドユニット 71 本体部 711 保持部材 712 第1昇降ステージ 713 フェルール 714 光ファイバ 72 移動部 722 第2昇降ステージ 723 ガイド部材 724 定張力ばね 725 レーザダイオードモジュール 728 側板 728a 巻き枠 73 センサ 8 供給ユニット 80 ベース 81 洗浄部 82 埋込部 83 擦切部 84 モニタ部 85 移動ステージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solder bump forming apparatus 2 Housing 3 X-axis robot 4 Y-axis robot 5 Conveyor 6 Preheating unit 7 Head unit for soldering device 71 Main unit 711 Holding member 712 First elevating stage 713 Ferrule 714 Optical fiber 72 Moving unit 722 Second elevating stage 723 Guide member 724 Constant tension spring 725 Laser diode module 728 Side plate 728a Reel 73 Sensor 8 Supply unit 80 Base 81 Washing part 82 Embedding part 83 Cutting part 84 Monitoring part 85 Moving stage
Claims (7)
て微少な半田バンプを形成する半田装置用ヘッドユニッ
ト(7)において、 ダイス、該ダイスに設けられた貫通孔に出没自在に挿入
されたポンチ及び前記ダイスを保持する保持部材(71
1)とを有し、前記貫通孔に充填される微少な半田を前
記基板に付着させる本体部(71)、 前記保持部材を前記基板に接近する方向に沿って移動自
在に取り付けると共に、前記基板へ接近する方向へ移動
自在な移動部(72)、及び前記基板に接近する方向にお
ける前記本体部と移動部との相対距離を検出するセンサ
(73)を備えたことを特徴とする半田装置用ヘッドユニ
ット。1. A solder device head unit (7) for forming fine solder bumps by adhering fine solder to a desired position on a substrate, wherein the die is removably inserted into a through-hole provided in the die. Holding member for holding the punch and the die (71)
(1) a main body (71) for attaching a small amount of solder filled in the through-hole to the substrate; the holding member is movably attached along a direction approaching the substrate; A moving part (72) movable in a direction approaching the substrate, and a sensor (73) for detecting a relative distance between the main body part and the moving part in a direction approaching the substrate. Head unit.
記ポンチが加熱光源(725)に接続された光ファイバ(7
14)である、請求項1の半田装置用ヘッドユニット。2. An optical fiber (7) in which the die is a ferrule (713) and the punch is connected to a heating light source (725).
14. The head unit for a soldering device according to claim 1, wherein
る方向に沿って移動自在な半田押出手段(712)を有し
ており、この半田押出手段により前記ポンチとダイスと
の相対位置を変化させる、請求項1の半田装置用ヘッド
ユニット。3. The main body (71) has a solder extruding means (712) movable along a direction approaching the substrate, and the relative position between the punch and the die is moved by the solder extruding means. 2. The head unit for a soldering device according to claim 1, wherein
23)を介して前記移動部(72)に取り付けられている、
請求項1の半田装置用ヘッドユニット。4. The holding member (711) includes a guide member (7
Attached to the moving part (72) via 23),
The head unit for a soldering device according to claim 1.
2)に設けたばね体(724)によって弾性的に吊り下げら
れている、請求項1乃至4いずれかの半田装置用ヘッド
ユニット。5. The moving member (711), wherein the holding member (711) is provided.
The head unit for a soldering device according to any one of claims 1 to 4, wherein the head unit is elastically suspended by a spring body (724) provided in (2).
2)を有している、請求項1の半田装置用ヘッドユニッ
ト。6. The moving section (72) includes a lifting stage (72).
2. The head unit for a soldering device according to claim 1, comprising: (2).
付着させた後、センサ(73)で測定した前記本体部と移
動部(72)との相対距離を勘案した距離分、前記移動部
を上昇させて前記基板に付着させた前記半田と本体部と
の間に隙間を形成することを特徴とする請求項1の半田
装置用ヘッドユニットを用いた半田方法。7. After lowering the main body (71) to allow the solder to adhere to the substrate, the main body (71) is moved by a distance that takes into account the relative distance between the main body and the moving part (72) measured by a sensor (73). 2. A soldering method using a head unit for a soldering device according to claim 1, wherein a gap is formed between the solder attached to the substrate and the main body by raising a moving unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26436197A JPH11103159A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Head unit for soldering apparatus and soldering method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP26436197A JPH11103159A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Head unit for soldering apparatus and soldering method using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11103159A true JPH11103159A (en) | 1999-04-13 |
Family
ID=17402097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26436197A Pending JPH11103159A (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Head unit for soldering apparatus and soldering method using the same |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH11103159A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180055589A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 동명대학교산학협력단 | auto soldering apparatus based on 4-axises actuator |
KR20180055590A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 동명대학교산학협력단 | soldering iron unit installen in auto soldering apparatus based on 4-axises actuator |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26436197A patent/JPH11103159A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180055589A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 동명대학교산학협력단 | auto soldering apparatus based on 4-axises actuator |
KR20180055590A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-25 | 동명대학교산학협력단 | soldering iron unit installen in auto soldering apparatus based on 4-axises actuator |
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