KR20170076652A

KR20170076652A - 실장용 헤드 및 그것을 사용한 실장 장치

Info

Publication number: KR20170076652A
Application number: KR1020177007367A
Authority: KR
Inventors: 노보루 아사히; 요시노리 미야모토; 심페이 아오키; 마사츠구 니무라
Original assignee: 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2017-07-04
Also published as: TWI664681B; JP6591426B2; WO2016031806A1; JPWO2016031806A1; TW201616585A

Abstract

본압착용 어태치먼트를 계속적으로 가열하면서, 확실하게 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 있고, 칩 부품과 배선 기판의 실장 위치 어긋남을 억제할 수 있는 실장용 헤드인 본압착 헤드 및 실장 장치의 제공을 목적으로 한다. 칩 부품(D)을 가열 가압하여 회로 기판(C)의 소정 위치에 접속하는 실장용 헤드인 본압착용 헤드(17)이며, 칩 부품(D)과 접촉하는 본압착용 어태치먼트(20)와, 본압착용 어태치먼트(20)를 가열하는 본압착용 히터 블록(18)과, 본압착용 어태치먼트(20)와 본압착용 히터 블록(18) 사이에 배치되어, 가압 시에 본압착용 어태치먼트(20)와 본압착용 히터 블록(18)에 의해 압축되는 고무 부재(20a)와, 본압착용 어태치먼트(20)와 본압착용 히터 블록(18)에 접속되고, 가압 시에 변형되어 본압착용 어태치먼트(20)에 추종하는 스프링(19)을 구비한다.

Description

실장용 헤드 및 그것을 사용한 실장 장치 {MOUNTING HEAD AND MOUNTING DEVICE IN WHICH SAME IS USED}

본 발명은 실장용 헤드 및 그것을 사용한 실장 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 칩 부품 등을 회로 기판에 실장하는 실장용 헤드 및 그것을 사용한 실장 장치에 관한 것이다.

종래, 구리 배선 등의 도전체로 이루어지는 회로를 갖는 기판의 패턴 고정밀도화, 미세화에 대응하기 위해, 반도체 소자로 이루어지는 칩 부품을 회로 기판에 형성된 패드에 접착제에 의해 가고정하는 가압착 공정과, 패드에 가고정된 칩 부품의 범프와 패드를 접합시키는 본압착 공정으로 구성되는 실장 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1과 같다.

이와 같은 실장 장치에 있어서, 인접하는 칩 부품에 대한 열의 영향을 회피하기 위해, 복수의 칩 부품을 동시에 가열 및 가압하여 회로 기판에 접속하는 본압착 장치의 실장용 헤드(가열 가압 헤드)가 알려져 있다. 예를 들어 특허문헌 2와 같다.

특허문헌 1에 기재된 실장 장치는 가압착 장치에 있어서 복수의 칩 부품을 얼라인먼트하여 배선 기판에 가고정한 후, 본압착 장치에 있어서 가고정된 복수의 칩 부품을 동시에 가열 및 가압하여 접속한다. 특허문헌 2에 기재된 본압착 장치의 실장용 헤드는 가고정된 복수의 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수하기 위해 칩 부품과 접촉하는 복수의 어태치먼트(가열 가압 툴)가 히터 블록으로부터의 열을 전달하는 역할을 겸한 홀더에 의해 가압 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지되어 있다. 실장용 헤드는 히터 블록으로부터의 열이 홀더를 통해 어태치먼트에 효율적으로 전해지도록, 홀더와 어태치먼트의 간극이 가능한 한 작아지도록 구성되어 있다.

일본 특허 공개 제2010-232234호 공보 일본 특허 공개 제2010-34423호 공보

그러나, 특허문헌 2에 기재된 실장용 헤드는 가고정된 칩 부품의 상태에 따라, 가압 시에 어태치먼트를 홀더에 압박하는 힘이 작용한다. 이 결과, 실장용 헤드는 어태치먼트가 홀더 내에서 간섭하여 미끄럼 이동 불능이 되어, 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 없게 될 가능성이 있었다. 또한, 어태치먼트가 경사짐으로써, 칩 부품의 실장 위치에 어긋남이 발생한 경우가 있었다.

본 발명의 목적은 어태치먼트를 계속적으로 가열하면서, 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 있고, 칩 부품과 배선 기판의 실장 위치 어긋남을 억제할 수 있는 실장용 헤드 및 실장 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상과 같고, 이어서 이들 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.

즉, 본 발명은 칩 부품을 가열 및 가압하여 회로 기판의 소정 위치에 접속하는 실장용 헤드이며, 칩 부품과 접촉하는 어태치먼트와, 어태치먼트를 가열하는 히터 블록과, 어태치먼트와 히터 블록 사이에 배치되어, 가압 시에 어태치먼트와 히터 블록에 의해 압축되는 탄성 부재와, 어태치먼트와 히터 블록에 접속되어, 가압 시에 변형되어 어태치먼트에 추종하는 열전도 부재를 구비하는 것이다.

본 발명은 상기 열전도 부재가 스프링으로 구성되어, 상기 어태치먼트를 보유 지지하는 것이다.

본 발명은 상기 탄성 부재가 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하의 두께인 판 형상 부재로 구성되는 것이다.

본 발명은 상기 어태치먼트 중 상기 칩 부품이 접촉하고 있는 부분이 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하의 두께로 구성되는 것이다.

본 발명은 상기 히터 블록에 상기 스프링의 내장 공간이 구성되고, 스프링이 휜 상태로 내장 공간에 배치되는 것이다.

본 발명은 본 발명에 관한 실장용 헤드에 의해 칩 부품을 가열함과 함께 소정의 하중으로 가압하여 칩 부품을 회로 기판에 접속하는 실장 장치이다.

본 발명의 효과로서, 이하에 나타내는 바와 같은 효과를 발휘한다.

본 발명에 있어서는, 가압 시에 어태치먼트와 열전도 부재 사이에 상대적인 이동이 발생하지 않는다. 이에 의해, 어태치먼트를 계속적으로 가열하면서, 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 있고, 칩 부품과 배선 기판의 실장 위치 어긋남을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 가압 시에 어태치먼트를 보유 지지한 상태에서 스프링이 탄성 변형된다. 이에 의해, 어태치먼트를 계속적으로 가열하면서, 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 있고, 칩 부품과 배선 기판의 실장 위치 어긋남을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 가압 시에 탄성 부재의 압축량의 치우침에 의한 어태치먼트의 위치 어긋남을 억제함과 함께, 가압 방향의 위치의 변동을 흡수하기 위해 필요한 탄성 부재의 압축량이 확보된다. 이에 의해, 어태치먼트를 계속적으로 가열하면서, 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 있고, 칩 부품과 배선 기판의 실장 위치 어긋남을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 가압 시에 어태치먼트의 휨이 억제된다. 이에 의해, 어태치먼트를 계속적으로 가열하면서, 칩 부품의 가압 방향의 위치의 변동을 흡수할 수 있고, 칩 부품과 배선 기판의 실장 위치 어긋남을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 실장 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 실장 장치의 가압착용 헤드의 구성을 도시하는 개략 측면도.
도 3의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 구성을 도시하는 개략 사시도, (b)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 구성을 도시하는 측면의 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 실장 장치의 제어 구성을 도시하는 블록도.
도 5의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 실장 장치의 가압착 공정에 있어서의 칩 부품의 가고정의 형태를 도시하는 가압착용 헤드의 측면도, (b)는 동일하게 본압착 공정에 있어서의 칩 부품의 접속의 형태를 도시하는 본압착용 헤드의 측면의 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 가압 시의 온도 상태를 나타내는 그래프를 도시하는 도면.
도 7의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 열의 전도를 나타내는 측면의 부분 단면도, (b)는 동일하게 어태치먼트가 이동한 경우의 형태를 나타내는 측면의 부분 단면도.
도 8의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 실장 장치의 본압착 공정에 있어서 칩 부품이 회로 기판에 가압되는 형태를 도시하는 측면의 부분 단면도, (b)는 동일하게 본압착 공정에 있어서 칩 부품으로의 하중이 경화된 NCF에 의해 분산되는 형태를 도시하는 측면의 부분 단면도.
도 9의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 실장 장치의 본압착 공정에 있어서의 칩 부품의 접속의 형태를 도시하는 측면의 부분 단면도, (b)는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 열의 전도를 나타내는 측면의 부분 단면도.
도 10의 (a)는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 실장 장치의 본압착 공정에 있어서의 칩 부품의 접속의 형태를 도시하는 측면의 부분 단면도, (b)는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 열의 전도를 나타내는 측면의 부분 단면도.
도 11의 (a)는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 실장 장치의 본압착 공정에 있어서의 칩 부품의 접속의 형태를 도시하는 측면의 측면도, (b)는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 본압착용 헤드의 열의 전도를 나타내는 측면의 측면도.

먼저, 도 1 내지 도 4를 사용하여, 본 발명에 관한 실장 장치(1)에 있어서의 일 실시 형태인 실장 장치(1)에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는 가압착 장치(2)로부터 본압착 장치(12)로 회로 기판(C)을 반송하는 방향을 X축 방향, 이에 직교하는 Y축 방향, 후술하는 가압착용 헤드(7) 및 본압착용 헤드(17)의 회로 기판(C)에 수직인 이동 방향을 Z축 방향, Z축을 중심으로 하여 회전하는 방향을 θ방향으로 하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 실장 장치(1)의 일 실시 형태로서 가압착 장치(2)와 본압착 장치(12)가 각각 구성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 회로 기판(C)과 칩 부품(D)을 접착하는 접착제인 열경화성 수지로 이루어지는 비도전성 필름(이하, 간단히 「NCF」라고 기재함)은 미리 칩 부품(D)의 땜납을 덮도록 부착되어 있는 것으로 하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 회로 기판(C)측에 부착되어 있어도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)는 회로 기판(C)에 칩 부품(D)을 실장하는 것이다. 실장 장치(1)는 가압착 장치(2), 본압착 장치(12), 반송 장치(22)(도 4 참조) 및 제어 장치(23)(도 4 참조)를 구비하고 있다.

가압착 장치(2)는 접착제인 NCF에 의해 회로 기판(C)에 칩 부품(D)을 얼라인먼트하여 가고정하는 것이다. 가압착 장치(2)는 가압착용 베이스(3), 가압착용 스테이지(4), 가압착용 지지 프레임(5), 가압착용 유닛(6), 가압착용 헤드(7), 가압착용 히터(8)(도 2 참조), 가압착용 어태치먼트(9)(도 2 참조) 및 거리 측정 수단인 변위 센서(10), 가압착용 화상 인식 장치(11)(도 4 참조)를 구비하고 있다.

가압착용 베이스(3)는 가압착 장치(2)를 구성하는 주된 구조체이다. 가압착용 베이스(3)는 충분한 강성을 갖도록 파이프재 등을 조합하여 구성되어 있다. 가압착용 베이스(3)는 가압착용 스테이지(4)와 가압착용 지지 프레임(5)을 지지하고 있다.

가압착용 스테이지(4)는 회로 기판(C)을 보유 지지하면서, 임의의 위치로 이동시키는 것이다. 가압착용 스테이지(4)는 구동 유닛(4a)에 회로 기판을 흡착 보유 지지할 수 있는 흡착 테이블(4b)이 설치되어 구성되어 있다. 가압착용 스테이지(4)는 가압착용 베이스(3)에 설치되어, 구동 유닛(4a)에 의해 흡착 테이블(4b)을 X축 방향, Y축 방향 및 θ방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 가압착용 스테이지(4)는 가압착용 베이스(3) 상에 있어서 흡착 테이블(4b)에 흡착된 회로 기판(C)을 X축 방향, Y축 방향, θ방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 가압착용 스테이지(4)는 흡착에 의해 회로 기판(C)을 보유 지지하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

가압착용 지지 프레임(5)은 가압착용 유닛(6)을 지지하는 것이다. 가압착용 지지 프레임(5)은 판 형상으로 형성되어, 가압착용 베이스(3)의 가압착용 스테이지(4)의 근방으로부터 Z축 방향을 향해 연장되도록 구성되어 있다.

가압 유닛인 가압착용 유닛(6)은 가압착용 헤드(7)를 이동시키는 것이다. 가압착용 유닛(6)은 도시하지 않은 서보 모터와 볼 나사로 구성된다. 가압착용 유닛(6)은 가압착용 헤드(7)의 이동 방향이 회로 기판(C)에 대해 수직인 Z축 방향이 되도록 가압착용 지지 프레임(5)에 설치되어 있다. 가압착용 유닛(6)은 서보 모터에 의해 볼 나사를 회전시킴으로써 볼 나사의 축방향의 구동력을 발생시켜, 가압착용 헤드(7)를 Z축 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 즉, 가압착용 유닛(6)은 Z축 방향의 구동력(가압력)을 발생하도록 구성되어 있다. 가압착용 유닛(6)은 Z축 방향의 가압력인 가압착 하중 Ft를 임의로 설정할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 가압착용 유닛(6)은 서보 모터와 볼 나사의 구성으로 했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 공압 액추에이터나 유압 액추에이터로 구성해도 된다.

가압착용 헤드(7)는 가압착용 유닛(6)의 구동력을 칩 부품(D)으로 전달하는 것이다. 가압착용 헤드(7)는 가압착용 유닛(6)을 구성하고 있는 도시하지 않은 볼 나사 너트에 설치되어 있다. 또한, 가압착용 유닛(6)은 가압착용 스테이지(4)와 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 가압착용 헤드(7)는 가압착용 유닛(6)에 의해 Z축 방향으로 이동됨으로써 가압착용 스테이지(4)에 근접할 수 있도록 구성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 가압착용 헤드(7)에는 가압착용 히터(8), 가압착용 어태치먼트(9) 및 변위 센서(10)가 설치되어 있다.

가압착용 히터(8)는 칩 부품(D)을 가열하기 위한 것이다. 가압착용 히터(8)는 카트리지 히터로 구성되어, 가압착용 헤드(7)에 형성된 구멍 등에 내장되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 가압착용 히터(8)는 카트리지 히터로 구성되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 러버 히터 등, 칩 부품(D)을 가열할 수 있는 것이면 된다. 또한, 가압착용 히터(8)는 가압착용 헤드(7)에 내장되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 가압착용 스테이지(4)에 내장하고, 가압착용 스테이지(4)측으로부터 회로 기판(C)을 통해 NCF를 가열하는 구성이어도 된다.

가압착용 어태치먼트(9)는 칩 부품(D)을 보유 지지하는 것이다. 가압착용 어태치먼트(9)는 가압착용 헤드(7)에 가압착용 스테이지(4)와 대향하도록 설치되어 있다. 가압착용 어태치먼트(9)는 칩 부품(D)을 위치 결정하면서 흡착 보유 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 가압착용 어태치먼트(9)는 가압착용 히터(8)에 의해 가열되도록 구성되어 있다. 즉, 가압착용 어태치먼트(9)는 칩 부품(D)을 위치 결정 보유 지지함과 함께, 가압착용 히터(8)로부터의 전열에 의해 칩 부품(D)에 부착되어 있는 NCF를 가열할 수 있도록 구성되어 있다.

변위 센서(10)는 임의의 기준 위치로부터의 가압착용 헤드(7)의 Z축 방향의 거리를 측정하는 것이다. 변위 센서(10)는 각종 레이저광을 이용한 변위 센서(10)로 구성된다. 변위 센서(10)는 가압착 완료 시의 가압착용 헤드(7)의 Z축 방향의 임의의 기준 위치로부터의 거리 L(도 5 참조)을 측정할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 변위 센서(10)는 레이저광을 이용한 것으로 구성되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 초음파를 이용한 것이나, 리니어 스케일, 서보 모터의 인코더로부터 산출하는 것으로 구성되어 있어도 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 가압착용 화상 인식 장치(11)는 화상에 의해 칩 부품(D)과 회로 기판(C)의 위치 정보를 취득하는 것이다. 가압착용 화상 인식 장치(11)는 가압착용 스테이지(4)에 흡착 보유 지지되어 있는 회로 기판(C)의 위치 정렬 마크와 가압착용 어태치먼트(9)에 보유 지지되어 있는 칩 부품(D)의 위치 정렬 마크를 화상 인식하여, 회로 기판(C)과 칩 부품(D)의 위치 정보를 취득하도록 구성되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본압착 장치(12)는 칩 부품(D)의 땜납의 용착에 의해 칩 부품(D)을 회로 기판(C)에 접속하는 것이다. 본압착 장치(12)는 본압착용 베이스(13), 본압착용 스테이지(14), 본압착용 지지 프레임(15), 본압착용 유닛(16), 본압착용 헤드(17) 및 본압착용 화상 인식 장치(21)(도 4 참조)를 구비하고 있다.

본압착용 베이스(13)는 본압착 장치(12)를 구성하는 주된 구조체이다. 본압착용 베이스(13)는 충분한 강성을 갖도록 파이프재 등을 조합하여 구성되어 있다. 본압착용 베이스(13)는 본압착용 스테이지(14)와 본압착용 지지 프레임(15)을 지지하고 있다.

본압착용 스테이지(14)는 회로 기판(C)을 보유 지지하면서, 임의의 위치로 이동시키는 것이다. 본압착용 스테이지(14)는 구동 유닛(14a)에 회로 기판을 흡착 보유 지지할 수 있는 흡착 테이블(14b)이 설치되어 구성되어 있다. 본압착용 스테이지(14)는 본압착용 베이스(13)에 설치되어, 구동 유닛(14a)에 의해 흡착 테이블(14b)을 X축 방향, Y축 방향 및 θ방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 본압착용 스테이지(14)는 본압착용 베이스(13) 상에 있어서 흡착 테이블(14b)에 흡착된 회로 기판(C)을 X축 방향, Y축 방향, θ방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 본압착용 스테이지(14)는 흡착에 의해 회로 기판(C)을 보유 지지하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본압착용 지지 프레임(15)은 본압착용 유닛(16)을 지지하는 것이다. 본압착용 지지 프레임(15)은 대략 판 형상으로 형성되어, 본압착용 베이스(13)의 본압착용 스테이지(14)의 근방으로부터 Z축 방향을 향해 연장하도록 구성되어 있다.

가압 유닛인 본압착용 유닛(16)은 본압착용 헤드(17)를 이동시키는 것이다. 본압착용 유닛(16)은 도시하지 않은 서보 모터, 볼 나사 및 설치부(16a)(도 3 참조)로 구성된다. 본압착용 유닛(16)은 서보 모터에 의해 볼 나사를 회전시킴으로써 볼 나사의 축방향의 구동력(가압력)을 발생시켜, 도시하지 않은 볼 나사 너트를 Z축 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 본압착용 유닛(16)은 볼 나사 너트에 설치부(16a)가 설치되어 있다. 본압착용 유닛(16)은 설치부(16a)의 이동 방향이 회로 기판(C)에 대해 수직인 Z축 방향이 되도록 본압착용 지지 프레임(15)에 설치되어 있다. 즉, 본압착용 유닛(16)은 Z축 방향의 구동력(가압력)이 설치부(16a)에 전해지도록 구성되어 있다. 본압착용 유닛(16)은 Z축 방향의 가압력인 본압착 하중 Fp를 임의로 설정할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 본압착용 유닛(16)은 서보 모터와 볼 나사의 구성으로 했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 공압 액추에이터나 유압 액추에이터로 구성해도 된다.

도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 실장용 헤드인 본압착용 헤드(17)는 본압착용 유닛(16)의 구동력(가압력)을 칩 부품(D)으로 전달하는 것이다. 본압착용 헤드(17)는 본압착용 유닛(16)의 설치부(16a)에 설치되어 있다. 또한, 본압착용 헤드(17)는 본압착용 스테이지(14)와 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 본압착용 헤드(17)는 본압착용 유닛(16)에 의해 Z축 방향으로 이동됨으로써 본압착용 스테이지(14)에 근접할 수 있도록 구성되어 있다. 본압착용 헤드(17)는 본압착용 히터 블록(18), 열전도 부재인 스프링(19) 및 복수의 본압착용 어태치먼트(20)가 설치되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본압착용 히터 블록(18)은 축열하는 것이다. 본압착용 히터 블록(18)은 열전도 부재인 철 등의 금속으로 구성되어 있다. 본압착용 히터 블록(18)은 직육면체로 형성되고, 그 일측 측면이 본압착용 유닛(16)의 설치부(16a)에 설치되어 있다. 또한, 본압착용 히터 블록(18)에는 일측 측면의 이측의 타측 측면의 근방에 카트리지 히터로 구성되어 있는 본압착용 히터(18a)가 내장되어 있다. 이에 의해, 본압착용 히터 블록(18)은 본압착용 히터(18a)에 의해 임의의 온도로 승온하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 본압착용 히터(18a)는 카트리지 히터로 구성되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 러버 히터 등, 본압착용 어태치먼트(20)를 가열할 수 있는 것이면 된다.

열전도 부재인 금속으로 이루어지는 스프링(19)은 본압착용 어태치먼트(20)를 보유 지지함과 함께 본압착용 히터 블록(18)이 축적한 열을 본압착용 어태치먼트(20)로 전달하는 것이다. 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 스프링(19)은 판재가 본압착용 어태치먼트(20)를 둘러싸도록 형성된 판 스프링으로 구성되어 있다. 스프링(19)은 정상부와 저부가 근접하는 방향으로 탄성 변형되도록 구성되어 있다. 스프링(19)의 저부는 본압착용 히터 블록(18)의 타측 측면에 접속되어 있다. 스프링(19)의 정상부에는 본압착용 어태치먼트(20)가 보유 지지되어 있다. 즉, 스프링(19)은 탄성 변형에 의해 정상부에 보유 지지되어 있는 본압착용 어태치먼트(20)가 본압착용 유닛(16)의 이동 방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 스프링(19)은 본압착용 히터(18a)의 근방에 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 스프링(19)을 판 스프링으로 했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 겹쳐진 판스프링 등이어도 된다.

본압착용 어태치먼트(20)는 칩 부품(D)에 접촉하여 압력과 열을 전달하는 것이다. 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 본압착용 어태치먼트(20)는 스프링(19)의 정상부의 개구 부분에 감입하도록 하여 스프링(19)에 보유 지지되어 있다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(20)는 스프링(19)을 통해 본압착용 히터 블록(18)에 접속되어 있다. 이때, 본압착용 어태치먼트(20)는 칩 부품(D)과 접촉하는 면이 본압착용 스테이지(14)와 대향하도록 배치되어 있다. 본압착용 어태치먼트(20)는 칩 부품(D)이 접촉하는 부분의 두께가 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하가 되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 본압착용 어태치먼트(20)는 가압 시의 휨의 발생과 기울기의 발생이 억제된다.

본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(20) 사이에는 가압착된 칩 부품(D)의 Z축 방향의 변동(이하, 간단히 「실장 오차」라고 기재함)을 흡수하기 위한 탄성 부재인 내열성의 고무 부재(20a)가 배치되어 있다. 본압착용 어태치먼트(20)는 복수의 칩 부품(D)의 실장 오차에 따라 고무 부재(20a)가 본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(20)에 의해 압축되도록 구성되어 있다. 고무 부재(20a)는 두께가 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하인 판 형상 부재로 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 본압착용 어태치먼트(20)는 실장 오차를 흡수하기 위해 필요한 고무 부재(20a)의 압축량을 확보함과 함께 고무 부재(20a)의 압축량의 치우침에 의한 위치 어긋남이 억제된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 고무 부재(20a)는 본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(20)에 고정되어 있지 않아도 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본압착용 화상 인식 장치(21)는 화상에 의해 본압착용 헤드(17)와 회로 기판(C)의 위치 정보를 취득하는 것이다. 본압착용 화상 인식 장치(21)는 본압착용 헤드(17)의 위치 정렬 마크와 본압착용 스테이지(14)에 흡착 보유 지지되어 있는 회로 기판(C)의 위치 정렬 마크를 화상 인식하고, 회로 기판(C)과 칩 부품(D)의 위치 정보를 취득하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 본압착 헤드(17)와 회로 기판(C)의 위치 정보의 취득을 본압착용 화상 인식 장치(21)를 사용했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 필수가 아니다.

반송 장치(22)는 가압착 장치(2)와 본압착 장치(12) 사이에서 회로 기판(C)의 수수를 행하는 것이다. 반송 장치(22)는 가압착 장치(2)의 가압착용 스테이지(4)에서 복수의 칩 부품(D)이 가고정된 회로 기판(C)을 본압착 장치(12)의 본압착용 스테이지(14)로 반송할 수 있도록 구성되어 있다.

제어 장치(23)는 가압착 장치(2), 본압착 장치(12) 및 반송 장치(22) 등을 제어하는 것이다. 제어 장치(23)는 실체적으로는, CPU, ROM, RAM, HDD 등이 버스로 접속되는 구성이어도 되고, 혹은 원칩의 LSI 등으로 이루어지는 구성이어도 된다. 제어 장치(23)는 가압착 장치(2), 본압착 장치(12) 및 반송 장치(22) 등을 제어하기 위해 다양한 프로그램이나 데이터가 저장되어 있다.

제어 장치(23)는 가압착용 스테이지(4)와 본압착용 스테이지(14)에 접속되어 가압착용 스테이지(4)와 본압착용 스테이지(14)의 X축 방향, Y축 방향, θ방향의 이동량을 각각 제어할 수 있다.

제어 장치(23)는 가압착용 히터(8)와 본압착용 히터(18a)에 접속되어, 가압착용 히터(8)와 본압착용 히터(18a)의 온도를 각각 제어할 수 있다. 특히, 제어 장치(23)는 본압착용 헤드(17)의 가압 시에 있어서의 평균 온도를 NCF의 경화 온도 이상 또한 땜납 융점 이상의 온도를 포함하는 일정 범위 내로 유지할 수 있다.

제어 장치(23)는 가압착용 유닛(6)과 본압착용 유닛(16)에 접속되어, 가압착용 유닛(6)과 본압착용 유닛(16)의 Z축 방향의 가압력을 각각 제어할 수 있다.

제어 장치(23)는 가압착용 어태치먼트(9)에 접속되어, 가압착용 어태치먼트(9)의 흡착 상태를 제어할 수 있다.

제어 장치(23)는 가압착용 화상 인식 장치(11)와 본압착용 화상 인식 장치(21)에 접속되어, 가압착용 화상 인식 장치(11)와 본압착용 화상 인식 장치(21)를 각각 제어하여, 칩 부품(D)과 회로 기판(C), 본압착용 헤드(17)와 회로 기판(C)의 위치 정보를 취득할 수 있다.

제어 장치(23)는 반송 장치(22)에 접속되어, 반송 장치(22)를 제어할 수 있다.

제어 장치(23)는 변위 센서(10)에 접속되어, 변위 센서(10)로부터 가압착 완료 시의 Z축 방향의 거리를 취득할 수 있다. 특히, 제어 장치(23)는 가고정 시의 칩 부품(D)의 Z축 방향 변동이 소정 범위 외인지 여부를 판정할 수 있다.

이상으로부터, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)는 회로 기판(C)에 칩 부품(D)을 가고정하는 가압착 공정으로서, 가압착 장치(2)의 가압착용 스테이지(4)에 회로 기판(C)을 흡착 보유 지지하고, 칩 부품(D)을 가압착용 유닛(6)에 의해 가압착 온도 Tt(도 6 참조)로 가열하면서 가압착 하중 Ft로 회로 기판(C)에 가압함으로써 회로 기판(C)의 소정 위치에 가고정한다. 이어서, 실장 장치(1)는 반송 장치(22)에서 회로 기판(C)을 가압착 장치(2)의 가압착용 스테이지(4)로부터 본압착 장치(12)의 본압착용 스테이지(14)로 반송한다. 그리고, 실장 장치(1)는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 회로 기판(C)에 칩 부품(D)을 접속하는 본압착 공정으로서, 본압착 장치(12)의 본압착용 스테이지(14)에 회로 기판(C)을 흡착 보유 지지하고, 복수의 칩 부품(D)을 동시에 본압착용 유닛(16)에 의해 본압착 온도 Tp(도 6 참조)로 가열하면서 본압착 하중 Fp로 가압함으로써 회로 기판(C)에 접속한다.

이와 같이 구성함으로써, 실장 장치(1)는 가압착 장치(2)에서 연속적으로 칩 부품(D)을 회로 기판(C)의 소정 위치에 가고정한 후에, 본압착 장치(12)에서 동시에 복수의 칩 부품(D)을 회로 기판(C)에 접속할 수 있다. 이로 인해, 도 6에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)는 본압착 장치(12)의 본압착 시에 있어서의 본압착용 헤드(17)의 온도를 본압착 온도 Tp로 유지하는 것뿐이어도 된다. 따라서, 실장 장치(1)는 1실장 사이클마다 본압착용 헤드(17)의 냉각을 행할 필요가 없어 온도 관리가 용이해져, 스루풋이 향상됨과 함께 본압착의 접합 불량의 발생을 억제할 수 있다.

이하에서는, 도 7을 사용하여, 본 발명에 관한 실장 장치(1)의 본압착 시에 있어서의 본압착용 헤드(17)의 열이 전달되는 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 헤드(17)의 본압착용 히터(18a)를 발열시킨다. 본압착용 헤드(17)는 본압착용 히터(18a)의 발열에 의해 본압착용 히터 블록(18)이 가열된다. 본압착용 히터 블록(18)은 본압착용 히터(18a)의 발열량, 본압착용 히터 블록(18)의 표면으로부터의 방열량, 본압착용 히터 블록(18)의 체적 및 비열 용량으로부터 정해지는 소정의 온도까지 승온한다. 소정의 온도까지 승온된 본압착용 히터 블록(18)에 축적되어 있는 열은 스프링(19)을 통해 본압착용 어태치먼트(20)에 전해진다[도 7의 (a)의 연한 흑색 화살표 참조). 본압착용 어태치먼트(20)는 스프링(19)을 통해 공급되는 열량, 본압착용 어태치먼트(20)의 표면으로부터의 방열량, 본압착용 어태치먼트(20)의 체적 및 비열 용량으로부터 정해지는 소정의 온도까지 승온한다. 이때, 제어 장치(23)는 본압착용 어태치먼트(20)의 온도가 본압착 온도 Tp(도 6 참조)가 되도록 본압착용 히터(18a)를 제어한다.

이어서, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 유닛(16)을 구동시켜 본압착용 헤드(17)를 본압착용 스테이지(14)에 근접하는 방향으로 이동시킨다. 본압착용 어태치먼트(20)는 칩 부품(D)에 접촉하면, 본압착용 유닛(16)의 가압력에 의해 고무 부재(20a)가 압축됨으로써 본압착용 히터 블록(18)을 기준으로 하여 Z축 방향으로 이동한다[도 5의 (b) 참조].

도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 본압착용 어태치먼트(20)는 스프링(19)의 정상부의 개구 부분에 감입하도록 하여 일체적으로 스프링(19)에 보유 지지되어 있다. 이로 인해, 본압착용 어태치먼트(20)는 열전도 부재인 스프링(19)과의 사이에서 상대 이동하지 않고 Z축 방향으로 이동한다. 즉, 스프링(19)은 본압착용 히터 블록(18)에 접속된 상태에서 본압착용 어태치먼트(20)의 움직임에 추종하도록 탄성 변형된다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(20)에는 고무 부재(20a)가 압축됨으로써 본압착용 어태치먼트(20)가 Z축 방향으로 이동해도 스프링(19)을 통해 본압착용 히터 블록(18)으로부터 열이 공급되고 있다.

이하에서는, 도 8을 사용하여, 본 발명에 관한 실장 장치(1)의 본압착 시에 있어서의 NCF를 사용한 칩 부품(D)의 Z축 방향의 위치의 변동을 흡수하는 구성에 대해 설명한다.

도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)는 본압착 공정에 있어서, 가고정된 칩 부품(D)에 본압착용 유닛(16)에 의해 본압착용 어태치먼트(20)를 맞닿게 한다. 칩 부품(D)은 본압착용 히터(18a)에 의해 본압착용 어태치먼트(20)를 통해 소정의 본압착 온도 Tp까지 가열된다. 이에 수반하여, 칩 부품(D)에 부착되어 있는 NCF와 땜납 Da는 가열된 칩 부품(D)의 열이 전해져 칩 부품(D)과 대략 동일한 본압착 온도 Tp로 가열된다.

실장 장치(1)는 본압착 온도 Tp로 가열된 칩 부품(D)을 본압착용 유닛(16)에 의해 Z축 방향으로 본압착 가중 Fp로 가압한다. 칩 부품(D)은 본압착용 유닛(16)에 의해 회로 기판(C)을 향해 가압됨으로써, 땜납과 회로 기판(C)의 패드와의 간극을 없애도록 근접한다. 이때, 칩 부품(D)의 NCF는 경화 온도 이상으로 가열되어 있으므로 경화가 시작된다. 실장 장치(1)는 본압착 공정에 있어서 칩 부품(D)의 NCF가 완전히 경화될 때까지 회로 기판(C)의 패드 Ca와 칩 부품(D)의 땜납 Da를 접촉시킨다. 즉, 실장 장치(1)는 NCF의 경화에 의한 회로 기판(C)과 칩 부품(D)의 접합 불량을 억제한다.

각 칩 부품(D)은 실장 오차에 의해 본압착용 어태치먼트(20)가 접촉하는 면으로부터 회로 기판(C)까지의 거리가 각각 상이하다. 따라서, 본압착용 헤드(17)는 본압착용 어태치먼트(20)와 본압착용 히터 블록(18) 사이에 배치되어 있는 고무 부재(20a)가 본압착용 어태치먼트(20)에 있어서의 거리에 따라 각각 상이한 두께로 압축되어 있다. 이로 인해, 본압착용 헤드(17)에 동시에 가압되는 복수의 칩 부품(D) 중, 회로 기판(C)의 패드 Ca와 땜납 Da의 간극이 다른 칩 부품(D)의 그것에 비해 큰 칩 부품(D)은 다른 칩 부품(D)에 가해지는 하중 Fp1보다도 큰 하중 Fp2로 가압된다. 그러나, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 하나의 칩 부품(D)은 NCF가 경화됨으로써 하중 Fp2를 땜납 Da와 경화를 개시한 NCF로 분산하여 받치므로, 가압에 의해 땜납 Da가 지나치게 찌그러지는 일이 없다.

이와 같이 구성되는 본압착용 헤드(17)를 사용함으로써, 가압 시에 본압착용 어태치먼트(20)를 보유 지지한 상태에서 스프링(19)이 탄성 변형되므로 본압착용 어태치먼트(20)와 스프링(19) 사이에 상대적인 이동이 발생하지 않는다. 또한, 고무 부재(20a)의 두께를 제한함으로써 가압 시에 고무 부재(20a)의 압축량의 치우침에 의한 본압착용 어태치먼트(20)의 위치 어긋남이 억제됨과 함께, 실장 오차를 흡수하기 위해 필요한 고무 부재(20a)의 압축량이 확보된다. 또한, 본압착용 어태치먼트(20)의 두께를 제한함으로써 가압 시의 본압착용 어태치먼트(20)의 휨이 억제된다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(20)를 가열하면서, 칩 부품(D)의 가압 방향의 위치의 변동을 고무 부재(20a)로 흡수할 수 있다.

이하에, 도 9를 사용하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 본압착용 헤드(24)에 대해 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 있어서, 이미 설명한 실시 형태와 동일한 점에 관해서는 그 구체적 설명을 생략하고, 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 실장용 헤드인 본압착용 헤드(24)는 본압착용 유닛(16)(도 1 참조)의 구동력(가압력)을 칩 부품(D)으로 전달하는 것이다. 본압착용 헤드(24)는 본압착용 히터 블록(18), 열전도 부재인 알루미늄 시트(25) 및 복수의 본압착용 어태치먼트(26)가 설치되어 있다.

열전도 부재인 알루미늄 합금으로 이루어지는 알루미늄 시트(25)는 본압착용 어태치먼트(26)를 감싸고 보유 지지함과 함께 본압착용 히터 블록(18)이 축적한 열을 본압착용 어태치먼트(26)로 전달하는 것이다. 알루미늄 시트(25)는 알루미늄 합금을 소정의 두께의 시트 형상으로 한 것이다. 알루미늄 시트(25)는 임의의 형상으로 변형할 수 있도록 구성되어 있다. 알루미늄 시트(25)는 본압착용 히터 블록(18)에 설치되어 있는 본압착용 어태치먼트(26)를 감싸도록 하여 본압착용 히터 블록(18)의 타측 측면에 고정구(25a)에 의해 접속되어 있다. 즉, 알루미늄 시트(25)는 본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(26)에 접속되어 있다. 알루미늄 시트(25)는 본압착용 어태치먼트(26)를 감싸도록 배치되어 있으므로 본압착용 어태치먼트(26)의 움직임에 추종하도록 변형할 수 있다. 알루미늄 시트(25)는 본압착용 히터 블록(18)의 본압착용 히터(18a)의 근방에 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 알루미늄 시트(25)의 재질을 알루미늄 합금으로 했지만 이에 한정되는 것은 아니고 구리박 등이어도 된다.

본압착용 어태치먼트(26)는 칩 부품(D)에 접촉하여 압력과 열을 전달하는 것이다. 본압착용 어태치먼트(26)는 탄성 부재인 내열성의 고무 부재(26a)가 접속되어 있다. 그리고, 본압착용 어태치먼트(26)는 고무 부재(26a)를 통해 본압착용 히터 블록(18)에 접속되어 있다. 본압착용 어태치먼트(26)는 복수의 칩 부품(D)의 실장 오차에 따라 고무 부재(26a)가 본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(26)에 의해 압축되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(26)는 가압착된 칩 부품(D)의 실장 오차를 흡수할 수 있다. 본압착용 어태치먼트(26)는 그 전체가 임의의 형상으로 변형 가능한 알루미늄 시트(25)로 감싸지도록 덮여 있다.

이하에서는, 본 발명에 관한 실장 장치(1)의 본압착 시에 있어서의 본압착용 헤드(24)의 열이 전달되는 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 헤드(24)의 본압착용 히터(18a)를 발열시킨다. 소정의 온도까지 승온된 본압착용 히터 블록(18)에 축적되어 있는 열은 알루미늄 시트(25)를 통해 본압착용 어태치먼트(26)로 전해진다(연한 흑색 화살표 참조).

이어서, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 유닛(16)을 구동시켜 본압착용 헤드(24)를 본압착용 스테이지(14)에 근접하는 방향으로 이동시킨다. 본압착용 어태치먼트(26)는 칩 부품(D)에 접촉하면, 본압착용 유닛(16)의 가압력에 의해 고무 부재(26a)가 압축됨으로써 본압착용 히터 블록(18)을 기준으로 하여 Z축 방향으로 이동한다[도 9의 (a) 참조].

본압착용 어태치먼트(26)는 알루미늄 시트(25)에 감싸지도록 하여 일체적으로 알루미늄 시트(25)에 보유 지지되어 있다. 이로 인해, 본압착용 어태치먼트(26)는 열전도 부재인 알루미늄 시트(25)와의 사이에서 상대 이동하지 않고 Z축 방향으로 이동한다. 즉, 알루미늄 시트(25)는 본압착용 히터(18)에 접속된 상태에서 본압착용 어태치먼트(26)의 움직임에 추종하도록 변형된다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(26)에는 고무 부재(26a)가 압축됨으로써 본압착용 어태치먼트(26)가 Z축 방향으로 이동해도 알루미늄 시트(25)를 통해 본압착용 히터 블록(18)으로부터 열이 공급되어 있다.

이하에, 도 10을 사용하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 본압착용 헤드(27)에 대해 설명한다.

도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 실장용 헤드인 본압착용 헤드(27)는 본압착용 유닛(16)(도 1 참조)의 구동력(가압력)을 칩 부품(D)으로 전달하는 것이다. 본압착용 헤드(27)는 본압착용 히터 블록(18), 열전도 부재인 프레임체(28) 및 복수의 본압착용 어태치먼트(29)가 설치되어 있다.

열전도 부재인 금속으로 이루어지는 프레임체(28)는 본압착용 어태치먼트(29)를 보유 지지함과 함께 본압착용 히터 블록(18)이 축적한 열을 본압착용 어태치먼트(29)로 전달하는 것이다. 프레임체(28)는 직사각 형상의 블록에 단차부를 갖는 관통 구멍(28a)이 형성되어 있다. 프레임체(28)는 관통 구멍(28a)의 개구부가 형성되어 있는 측면 중 큰 쪽의 개구부가 형성되어 있는 측면이 본압착용 히터 블록(18)의 타측 측면에 접촉하도록 하여 나사 등으로 체결되어 있다. 즉, 프레임체(28)는 관통 구멍(28a) 중 작은 쪽의 개구부가 본압착용 스테이지(14)와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 프레임체(28)는 본압착용 히터 블록(18)의 본압착용 히터(18a)의 근방에 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 프레임체(28)를 직사각 형상으로 했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 원기둥형 등이어도 된다.

본압착용 어태치먼트(29)는 칩 부품(D)에 접촉하여 압력과 열을 전달하는 것이다. 본압착용 어태치먼트(29)는 본압착용 히터 블록(18)의 타측 측면과 프레임체(28)로 둘러싸인 프레임체(28)의 내부[관통 구멍(28a) 내]에 배치되어 있다. 또한, 본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(29) 사이에는 탄성 부재인 내열성의 고무 부재(29a)가 배치되어 있다. 본압착용 어태치먼트(29)는 복수의 칩 부품(D)의 실장 오차에 따라 고무 부재(29a)가 본압착용 히터 블록(18)과 본압착용 어태치먼트(29)에 의해 압축되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(29)는 가압착된 칩 부품(D)의 실장 오차를 흡수할 수 있다. 본압착용 어태치먼트(29)는 프레임체(28)의 관통 구멍(28a) 중 작은 쪽의 개구부에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있다. 또한, 본압착용 어태치먼트(29)는 측면으로부터 X방향 또는 Y방향으로 돌출되는 돌출부(29b)가 설치되고, 프레임체(28)의 관통 구멍(28a)의 단차 부분에 돌출부(29b)가 접촉하고 있다. 즉, 본압착용 어태치먼트(29)는 돌출부(29b)가 프레임체(28)의 관통 구멍(28a)의 단차 부분에 접촉함으로써 프레임체(28)에 보유 지지되어 있다. 또한, 본압착용 어태치먼트(29)는 관통 구멍(28a)에 미끄럼 이동 가능하게 삽입됨으로써 프레임체(28)에 접촉한 상태에서 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.

이하에서는, 본 발명에 관한 실장 장치(1)의 본압착 시에 있어서의 본압착용 헤드(27)의 열이 전달되는 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 헤드(27)의 본압착용 히터(18a)를 발열시킨다. 소정의 온도까지 승온된 본압착용 히터 블록(18)에 축적되어 있는 열은 프레임체(28)를 통해 프레임체(28)의 관통 구멍(28a)에 삽입되어 있는 본압착용 어태치먼트(29)로 전해진다(연한 흑색 화살표 참조).

이어서, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 유닛(16)을 구동시켜 본압착용 헤드(27)를 본압착용 스테이지(14)에 근접하는 방향으로 이동시킨다. 본압착용 어태치먼트(29)는 칩 부품(D)에 접촉하면, 본압착용 유닛(16)의 가압력에 의해 고무 부재(29a)가 압축됨으로써 본압착용 히터 블록(18)을 기준으로 하여 Z축 방향으로 이동한다[도 10의 (a) 참조].

본압착용 어태치먼트(29)는 프레임체(28)의 작은 쪽의 개구부에 접촉한 상태로 보유 지지되어 있다. 이로 인해, 본압착용 어태치먼트(29)는 열전도 부재인 프레임체(28)와의 사이에서 열전도 가능한 상태에서 Z축 방향으로 이동한다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(29)에는 고무 부재(19a)가 압축됨으로써 본압착용 어태치먼트(29)가 Z축 방향으로 이동해도 프레임체(28)를 통해 본압착용 히터 블록(18)으로부터 열이 공급되어 있다.

이하에, 도 11을 사용하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 본압착용 헤드(30)에 대해 설명한다.

도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 실장용 헤드인 본압착용 헤드(30)는 본압착용 유닛(16)(도 1 참조)의 구동력(가압력)을 칩 부품(D)으로 전달하는 것이다. 본압착용 헤드(30)는 본압착용 히터 블록(31), 열전도 부재인 금속으로 이루어지는 스프링(32) 및 복수의 본압착용 어태치먼트(33)가 설치되어 있다.

본압착용 히터 블록(31)은 직육면체로 형성되고, 그 일측 측면이 본압착용 유닛(16)의 설치부(16a)에 설치되어 있다(도 3 참조). 또한, 본압착용 히터 블록(31)에는 일측 측면의 이측의 타측 측면의 근방에 카트리지 히터로 구성되어 있는 본압착용 히터(31a)가 내장되어 있다. 본압착용 히터 블록(31)의 타측 측면에는 스프링(32)의 내장 공간(31b)이 구성되어 있다. 내장 공간(31b)은 본압착용 히터 블록(31)의 타측 측면에 형성된 오목부 또는 구멍으로 구성되어 있다. 내장 공간(31b)은 스프링(32)이 배치 가능한 크기로 형성되어 있다. 또한, 내장 공간(31b)의 본압착용 스테이지(14)와 대향하는 측의 개구부에는 스프링(32)을 지지하는 걸림 결합부(31c)가 구성되어 있다. 걸림 결합부(31c)는 내장 공간(31b)의 개구부로부터 내측으로 돌출된 볼록부로 구성되어 있다. 걸림 결합부(31c)는 스프링(32)을 지지 가능한 크기로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 내장 공간(31b), 걸림 결합부(31c)는 본압착용 히터 블록(31)을 가공하여 형성되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 본압착용 히터 블록(31)을 소정의 간격으로 배치하여 내장 공간(31b)을 구성해도 된다. 또한, 걸림 결합부(31c)를, 본압착용 히터 블록(31)에 설치한 판 형상 부재 등으로 구성해도 된다.

열전도 부재인 금속으로 이루어지는 스프링(32)은 본압착용 어태치먼트(33)를 보유 지지함과 함께 본압착용 히터 블록(31)이 축적한 열을 본압착용 어태치먼트(33)로 전달하는 것이다. 스프링(32)은 압축 스프링으로 구성되어 있다. 스프링(32)은 본압착용 히터 블록(31)의 내장 공간(31b)에 배치되어 있다. 이때, 스프링(32)은 일측단부가 본압착용 히터 블록(31)의 걸림 결합부(31c)에 지지되어 있다. 즉, 스프링(32)은 본압착용 히터 블록(31)에 접속되어 있다.

본압착용 어태치먼트(33)는 칩 부품(D)에 접촉하여 압력과 열을 전달하는 것이다. 본압착용 어태치먼트(33)는 칩 부품(D)을 가압 및 가열하는 가공부(33a)와 스프링(32)으로부터 가공부(33a)로 열을 전달하는 전열부(33b)로 구성되어 있다. 가공부(33a)는 칩 부품(D)의 형상에 대응한 형상으로 형성되어 있다. 전열부(33b)는 막대 형상 부재로 형성되어 있다. 본압착용 어태치먼트(33)는 전열부(33b)의 일측단부에 가공부(33a)가 접속되어 구성되어 있다. 또한, 본압착용 어태치먼트(33)는 전열부(33b)의 타측단부가 직경 확장되어 스프링(32)이 걸림 결합 가능하게 구성되어 있다. 본압착용 어태치먼트(33)는 전열부(33b)가 본압착용 히터 블록(31)의 내장 공간(31b)에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 있다. 그리고, 본압착용 어태치먼트(33)는 전열부(33b)의 타측단부가 스프링(32)의 타측단부에 걸림 결합하고 있다. 즉, 본압착용 어태치먼트(33)는 스프링(32)에 접속되어 있다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(33)는 본압착용 히터 블록(31)에 내장되어 있는 스프링(32)에 지지되어 있다.

본압착용 히터 블록(31)과 본압착용 어태치먼트(33) 사이에는 탄성 부재인 내열성의 고무 부재(33c)가 배치되어 있다. 고무 부재(33c)는 대략 중앙에 본압착용 어태치먼트(33)의 전열부(33b)가 삽입되는 구멍이 형성되어 있다. 즉, 고무 부재(33c)는 전열부(33b)를 둘러싸도록 하여 배치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 본압착용 어태치먼트(33)는 실장 오차를 흡수하기 위해 필요한 고무 부재(33c)의 압축량을 확보함과 함께 고무 부재(33c)의 압축량의 치우침에 의한 위치 어긋남이 억제된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 고무 부재(33c)는 본압착용 히터 블록(31)과 본압착용 어태치먼트(33)에 고정되어 있지 않아도 된다. 또한, 고무 부재(33c)는 전열부(33b)의 주위에 분할하여 배치되어 있어도 된다.

본압착용 어태치먼트(33)의 전열부(33b)는 본압착용 히터 블록(31)의 걸림 결합부(31c)와 전열부(33b)의 타측단부 사이에 배치되어 있는 스프링(32)이 소정량만큼 휘는 길이로 구성되어 있다. 즉, 본압착용 어태치먼트(33)는 스프링(32)의 휨에 의해 고무 부재(33c)가 압축된 상태에서 본압착용 히터 블록(31)에 지지되어 있다. 본압착용 어태치먼트(33)는 내장 공간(31b)에 미끄럼 이동 가능하게 삽입됨으로써 스프링(32)에 접촉한 상태에서 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 스프링(32)을 압축 스프링으로 구성했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 본압착용 어태치먼트(33)를 본압착용 히터 블록(31)에 끌어당기도록 인장 스프링을 배치하는 구성이어도 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 하나의 본압착용 어태치먼트(33)에 하나의 전열부(33b)와 스프링(32)을 설치하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 하나하나의 본압착용 어태치먼트(33)에 복수의 전열부(33b)와 스프링(32)을 설치하는 구성이어도 된다.

이하에서는, 본 발명에 관한 실장 장치(1)의 본압착 시에 있어서의 본압착용 헤드(30)의 열이 전달되는 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는(도 4 참조), 본압착용 헤드(30)의 본압착용 히터(30a)를 발열시킨다. 소정의 온도까지 승온된 본압착용 히터 블록(31)에 축적되어 있는 열은 스프링(32)에 지지되어 있는 본압착용 어태치먼트(33)의 전열부(33b)로 전해진다(연한 흑색 화살표 참조).

이어서, 실장 장치(1)의 제어 장치(23)는 본압착용 유닛(16)을 구동시켜 본압착용 헤드(30)를 본압착용 스테이지(14)에 근접하는 방향으로 이동시킨다(도 1 참조). 본압착용 어태치먼트(33)는 칩 부품(D)에 접촉하면, 본압착용 유닛(16)의 가압력에 의해 고무 부재(33c)가 압축됨으로써 본압착용 히터 블록(31)을 기준으로 하여 Z축 방향으로 이동한다[도 11의 (a) 참조].

본압착용 어태치먼트(33)는 전열부(33b)가 스프링(32)에 접촉한 상태에서 보유 지지되어 있다. 이로 인해, 본압착용 어태치먼트(33)는 전열부(33b)와 스프링(32) 사이에서 열전도 가능한 상태로 Z축 방향으로 이동한다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(33)에는 고무 부재(33c)가 압축됨으로써 본압착용 어태치먼트(33)가 Z축 방향으로 이동해도 스프링(32)을 통해 본압착용 히터 블록(31)으로부터 열이 공급되어 있다.

이와 같이 구성되는 본압착용 헤드(30)를 사용함으로써, 스프링(32)이 휜 상태에서 본압착용 어태치먼트(33)를 지지하고 있으므로, 가압 시에 고무 부재(33c)가 압축되어도 본압착용 어태치먼트(33)와 스프링(32) 사이에 상대적인 이동이 발생하지 않는다. 또한, 본압착용 헤드(30)는 본압착용 히터 블록(31)의 내부에 스프링(32)이 내장되어 있으므로 본압착용 어태치먼트(33)의 주위에 스프링 등을 배치할 필요가 없다. 이에 의해, 복수의 본압착용 어태치먼트(33)를 근접하여 배치할 수 있다. 이에 의해, 본압착용 어태치먼트(33)를 가열하면서, 칩 부품(D)의 가압 방향의 위치의 변동을 고무 부재(33c)로 흡수할 수 있다.

본 발명은 실장용 헤드 및 그것을 사용한 실장 장치에 관한 것이다. 상세하게는 칩 부품등을 회로 기판에 실장하는 실장용 헤드 및 그것을 사용한 실장 장치에 이용할 수 있다.

1 : 실장 장치
17: 본압착 헤드
18: 본압착용 히터 블록
19 : 스프링
20 : 본압착용 어태치먼트
20a : 고무 부재
C : 회로 기판
D : 칩 부품

Claims

칩 부품을 가열 및 가압하여 회로 기판의 소정 위치에 접속하는 실장용 헤드이며,
칩 부품과 접촉하는 어태치먼트와,
어태치먼트를 가열하는 히터 블록과,
어태치먼트와 히터 블록 사이에 배치되어, 가압 시에 어태치먼트와 히터 블록에 의해 압축되는 탄성 부재와,
어태치먼트와 히터 블록에 접속되어, 가압 시에 변형되어 어태치먼트에 추종하는 열전도 부재를 구비하는, 실장용 헤드.
제1항에 있어서, 상기 열전도 부재가 스프링으로 구성되어, 상기 어태치먼트를 보유 지지하는, 실장용 헤드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 부재가 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하의 두께인 판 형상 부재로 구성되는, 실장용 헤드.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어태치먼트 중 상기 칩 부품이 접촉하고 있는 부분이 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하의 두께로 구성되는, 실장용 헤드.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터 블록에 상기 스프링의 내장 공간이 구성되고, 스프링이 휜 상태로 내장 공간에 배치되는, 실장용 헤드.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 실장용 헤드에 의해 칩 부품을 가열함과 함께 소정의 하중으로 가압하여 칩 부품을 회로 기판에 접속하는, 실장 장치.