(57)【要約】【課題】  ピン転写方式のフラックス塗布機構とスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構の両機構を有する導電性ボールの搭載装置であっても，設置面積の拡大，搬送距離の延長，タクト時間が長くなることのない導電性ボール搭載装置とする。【解決手段】  本発明は，導電性ボール搭載装置に次の手段を採用する。  第１に，基板ステージと，ステージ搬送手段と，該ステージ上の基板へのフラックス塗布手段と，基板へのボール搭載手段とを備える。  第２に，ステージ上の基板に，フラックス塗布手段によりフラックスを塗布した後，ボール搭載手段により導電性ボールを搭載する装置とする。  第３に，フラックス塗布手段は，ステージ搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備える。  第４に，移動体に，印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と，転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するステージと，該ステージを所定方向に移動させる搬送手段と，該ステージ上の基板にフラックスを塗布するフラックス塗布手段と，該ステージ上の基板に導電性ボールを搭載するボール搭載手段とを備え，
ステージ上の基板の所定位置に，フラックス塗布手段によりフラックスを塗布した後，ボール搭載手段により導電性ボールを搭載する導電性ボール搭載装置において，
前記フラックス塗布手段は，前記搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備え，
該移動体に，印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と，転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設けたことを特徴とする導電性ボール搭載装置。
【請求項２】
前記スクリーン印刷機構と転写機構は，共通の移動体に設けたものである請求項１に記載の導電性ボール搭載装置。
【請求項３】
前記搬送手段は，平行に複数列設けられ，各搬送手段に前記ステージが設けられ，フラックス塗布手段は，前記各ステージ上の基板に順番にフラックスを塗布するものである請求項１又は２に記載の導電性ボール搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，基板にフラックスを塗布した後，導電性ボールを搭載する導電性ボール搭載装置の改良に関するもので，主としてフラックス塗布手段に特徴を有する導電性ボール搭載装置である。
【背景技術】
【０００２】
半田ボールなどの導電性ボールの搭載装置では，基板などに半田ボールなどを搭載する前に、予めフラックスを基板に塗布する必要があり，そのため，従来より導電性ボール搭載装置にはフラックス塗布機構が備えられていた。
【０００３】
従来のこの種のフラックス塗布機構には，特許文献１や特許文献２に示されるような転写ヘッドに設けられた転写ピンにフラックスを付着させ，該転写ピンを基板に接触させて，フラックスを基板に塗布するピン転写方式のフラックス塗布機構と，特許文献３や特許文献４に示されるような印刷ヘッドに設けられた印刷マスクにフラックスを供給し，印刷マスクを介してフラックスを基板に塗布するスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構が存在した。
【０００４】
上記ピン転写方式のフラックス塗布機構は，処理速度がスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構に比べて，格段に速いという利点がある。他方，スクリーン印刷方式のフラックス塗布機構は，導電性ボールが極小ボール径で搭載ピッチが狭ピッチの導電性ボールの搭載装置では，ピン転写方式のフラックス塗布機構に比べ，正確な位置へのフラックスの塗布が可能であるという利点を有していた。
【０００５】
したがって，導電性ボールの搭載対象物に応じて，両フラックス塗布機構を使い分けることが理想的であるが，両機構を単に組み合わせると，図５（Ａ）（Ｂ）に示すような配置となる。図５（Ａ）のような配置になると，設置面積が拡大し，搬送距離が長くなってしまう問題点を有していた。また，図５（Ｂ）のような配置にすると，搬送距離の延長は防げるが，設置面積が幅広となってしまい，且つ，ピン転写方式にてフラックスを塗布する場合にタクト時間が長くなってしまう問題点を有していた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７１２５号公開特許公報
【特許文献２】特許４０４５５１７号特許公報
【特許文献３】特開２００１−３５８７１号公開特許公報
【特許文献４】特開２００２−２２４８８４号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，ピン転写方式のフラックス塗布機構とスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構の両機構を有する導電性ボールの搭載装置であっても，設置面積の拡大や，搬送距離の延長や，タクト時間が長くなることのない導電性ボール搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は，上記課題を解決するため導電性ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第１に，基板を支持するステージと，該ステージを所定方向に移動させる搬送手段と，該ステージ上の基板にフラックスを塗布するフラックス塗布手段と，該ステージ上の基板に導電性ボールを搭載するボール搭載手段とを備える。
第２に，ステージ上の基板の所定位置に，フラックス塗布手段によりフラックスを塗布した後，ボール搭載手段により導電性ボールを搭載する装置とする。
第３に，前記フラックス塗布手段は，前記搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備える。
第４に，該移動体に，印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と，転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設けた装置とする。
【０００９】
第２の発明は，第１の発明に，前記スクリーン印刷機構と転写機構を，共通の移動体に設けることを付加した導電性ボール搭載装置である。
【００１０】
第３の発明は，第１の発明または第２の発明に，前記搬送手段は，平行に複数列設けられ，各搬送手段に前記ステージが設けられ，フラックス塗布手段は，前記ステージ上の基板に順番にフラックスを塗布するものであることを付加した導電性ボール搭載装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は，導電性ボール搭載装置のフラックス塗布手段として，搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備え，該移動体に，印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と，転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設けたものであるので，両機構を有するにもかかわらず，設置面積の拡大，搬送距離の延長，タクト時間が長くなることのない導電性ボール搭載装置となった。
【００１２】
また，第２の発明の効果ではあるが，スクリーン印刷機構と転写機構を，共通の移動体に設けたので，１つの移動体で両機構を移動でき，駆動軸構成が簡略となり，省スペースである。さらに，第３の発明の効果ではあるが，搬送手段を複数設けて，各搬送手段により搬送される基板に対して順番にフラックスを塗布するようにしたので，生産速度を上げることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下，図面にしたがって，実施例とともに本発明の実施の形態について説明する。
実施例は、導電性ボールとして半田ボールを用いた半田ボール搭載装置に関するものであり，基板１１上に所定の配列パターンで形成された各電極に、フラックスを塗布した後，半田ボールを搭載する装置である。
【００１４】
半田ボール搭載装置は、図１及び図２に示されるように、基板供給部１、フラックス塗布部２、ボール搭載部３及び基板搬出部４を備えており、基板供給部１からボール搭載部３まで基板１１を載置する基板ステージ５の搬送路が形成されている。この搬送路には搬送手段６，６１が設けられ，基板１１を基板供給部１よりフラックス塗布部２を通過してボール搭載部３へ搬送するようになっている。
【００１５】
基板供給部１は，基板１１を一枚ずつ供給する搬入コンベア７と，搬入コンベア７より基板１１をピックアップし，各基板ステージ５上に載置する搬入用ピックアンドプレイス８とが備えられている。尚，搬入用ピックアンドプレイス８には，各搬送路の上方で基板ステージ５上の基板１１を撮像するための第２位置認識カメラ２９が装着されている。この第２位置認識カメラ２９により基板１１のアライメントマークまたはボール搭載位置を正確に認識することが可能となる。
【００１６】
本発明におけるステージ（基板ステージ５）を搬送路（図２中左右方向）に沿って移動させる搬送手段６，６１は，実施例では２台並列に設けられており，左右の搬送手段６，６１上に基板ステージ５が，各１台備えられている。２台の搬送手段６，６１を用いるのは，生産速度を上げるためであるので，１台であっても複数台であってもよいことは勿論である。
【００１７】
基板ステージ５は，上面に基板載置面９が形成されている。基板ステージ５には、基板載置面９に載置された基板１１を吸着する吸着手段と、基板１１をθ軸方向（回転方向）に駆動する回動装置１０を備えている。
【００１８】
基板ステージ５には，後に述べる転写機構１２，印刷機構１３及びボール搭載ヘッド３０を撮像するための第１位置認識カメラ１９が装着されている。第１位置認識カメラ１９は，少なくともいずれか一方の基板ステージ５に１台取り付けられておればよく，第１位置認識カメラ１９による転写機構１２，印刷機構１３及びボール搭載ヘッド３０の撮像は，各機構１２，１３の仕様変更後の生産開始前のみに行われることでよい。
【００１９】
この第１位置認識カメラ１９により，転写機構１２のアライメントマークや転写ピンの位置または印刷機構１３の印刷マスク１８のアライメントマークやフラックスが通過する貫通孔の位置を認識し，第２位置認識カメラ２９の画像と合わせて，正確なフラックス塗布を可能とする。
【００２０】
本発明の特徴はフラックス塗布部２にある。フラックス塗布部２には，上方に図３に示されるように転写機構１２と印刷機構１３とが設けられる移動体１４及び移動体１４の移動装置１５が配備される。すなわち，転写機構１２と印刷機構１３は，共通の移動体１４に装着されている。
【００２１】
移動体１４の下方には，基板ステージ５の２列の搬送路を挟んで，一方には転写機構１２へのフラックス供給部１６，他方には印刷機構１３の印刷マスク１８をクリーニングするクリーニング部１７が配備されている。すなわち搬送手段６，６１の搬送路に直交する方向（図４中左右方向）の一方に転写機構１２用のフラックス供給部１６を，他方に印刷機構１３の印刷マスク１８のクリーニング部１７を配置している。
【００２２】
転写機構１２には，基板１１にフラックスを転写するための転写ピンが設けられている。転写ピンは，基板１１の電極パターンに合わせて配列されている。尚，転写機構１２は，転写機構の昇降装置２０を備えている。また，転写機構１２の転写ピンにフラックスを供給するフラックス供給部１６は，転写ピン配設領域の大きさに対応した大きさとされている。
【００２３】
印刷機構１３には，基板１１にフラックスを印刷するための印刷マスク１８が装着されている。印刷マスク１８は、基板１１上の電極のパターンに合わせて配列された複数の貫通孔が形成されており、型枠に張り付けられている。この型枠はマスク支持装置２８に支持されており，このマスク支持装置２８は印刷機構の昇降装置２１を介して移動体１４に設けられている。尚，印刷機構１３には，図示しないフラックス供給装置が設けられ，印刷マスク１８上に，適当量のフラックスが供給されるようになっている。
【００２４】
印刷機構１３によるフラックスの印刷は，２つのスキージ２４と、各スキージ２４をそれぞれ支持してその上下方向の位置を変更する２つのエアシリンダ２２と、エアシリンダ２２を介してスキージ２４を水平方向に移動させるスキージ移動装置２３により行われる。
【００２５】
印刷機構１３での基板１１へのフラックスの印刷は，印刷マスク１８上面に沿ってスキージ２４が摺動移動することによって行われ、スキージ２４が印刷マスク１８を上から下に押さえ込みながら、フラックスを印刷マスク１８の貫通孔内に刷り込み、貫通孔を通して基板１１の電極上に供給されるようになっている。
【００２６】
印刷マスク１８の上面を摺動するスキージ２４は、ゴム、合成樹脂、金属などで製作される。スキージ２４は、印刷マスク１８の貫通孔形成領域の幅より広い幅で、印刷マスク１８の幅よりは狭い幅で形成されている。
【００２７】
印刷機構１３のクリーニング部１７は，クリーニングシート２５を送り出しローラ２６と巻き取りローラ２７に掛け渡してあり，印刷マスク１８をクリーニングシート２５に押し当てて，滑らすことによりクリーニングする。
【００２８】
移動体１４の移動装置１５には，移動体１４が取り付けられており，移動体１４が搬送手段６，６１の搬送路と直交する方向に，転写機構１２が，フラックス供給部１６と転写位置である基板ステージ５上の基板１１間を往復でき，且つ，印刷機構１３が，基板１１とクリーニング部１７間を往復できるものとされている。
ボール搭載部３には，上方にボール搭載ヘッド３０及び搭載後の基板１１の取り出し用ピックアンドプレイス３１が，共通の搭載ヘッド移動装置３２に装着されて前後方向（図３中上下方向）に個別に移動可能に配備されている。ボール搭載ヘッド３０の下方には，多数の半田ボールが貯留されているボール供給部３３及びボール搭載ヘッド３０に半田ボールが適正に吸着されているか否かを検査する吸着検査部３４が配備されている。
【００２９】
以下、半田ボール搭載装置の動作について説明する。予め，第１位置認識カメラ１９によって，次に使用される転写機構１２と印刷機構１３のアライメントマークまたは，転写ピンか印刷マスク１８の貫通孔を撮像し，さらにボール搭載ヘッド３０を撮像して各位置を測定しておく。
搬入コンベア７により搬入されてきた基板１１は，搬入用ピックアンドプレイス８によって，搬入コンベア７より取り出され，基板供給部１に待機している各基板ステージ５に交互に載置される。
基板ステージ５に載置された基板１１は，搬入用ピックアンドプレイス８に装着されている第２位置認識カメラ２９により，基板１１に付されたアライメントマークまたは，ボール搭載位置が撮像され，基板１１の位置が測定される。その後，基板１１は基板ステージ５の移動によりフラックス塗布部２へと搬送される。
転写機構１２によるフラックスの塗布の場合には，まず，基板１１がフラックス塗布部２に搬送されてくる前に，フラックス供給部１６のフラックスをスキージでならし，均一な厚さとし，フラックス供給部１６の上方に位置していた転写機構１２を転写機構の昇降装置２０にて下降させて，転写ピンの先端にフラックスを付着させておく。
【００３０】
そして，基板１１がフラックス塗布部２に搬送される際に，移動体１４の移動装置１５により転写機構１２が，基板１１の上方へ移動するとともに，基板ステージ５の回動装置１０も回動して，第１位置認識カメラ１９と第２位置認識カメラ２９の撮像にもとづいた基板１１と転写機構１２の位置合わせをする。続いて，転写機構１２を転写機構の昇降装置２０にて下降させ，基板１１にフラックスを付着させる。このようにしてフラックス塗布後，次の転写に備え，転写機構１２は転写機構の昇降装置２０により上昇し，さらに，移動体１４の移動装置１５によりフラックス供給部１６まで移動する。尚，転写動作の間にフラックス供給部１６では，フラックスのスキージでのならし動作が行われる。
【００３１】
印刷機構１３によるフラックスの塗布の場合には，基板１１がフラックス塗布部２に搬送される際に，移動体１４の移動装置１５により印刷機構１３が，基板１１の上方へ移動するとともに，基板ステージ５の回動装置１０も回動して，第１位置認識カメラ１９と第２位置認識カメラ２９の撮像にもとづいた基板１１と印刷機構１３の位置合わせをする。続いて，基板１１の上面と印刷マスク１８の下面とが所定の距離になる位置まで印刷機構１３を印刷機構の昇降装置２１により下降させる。その後，一方のスキージ２４が下降して，印刷マスク１８を下方に押し付けながら横移動して，フラックスを印刷マスク１８の貫通孔内に刷り込み，基板１１にフラックスを印刷する。その後，スキージ２４を上昇させる。
【００３２】
その後，印刷機構１３は，印刷機構の昇降装置２１により上昇し，移動体１４の移動装置１５により，クリーニング部１７に移動して，印刷マスク１８のクリーニングを行う。勿論，クリーニングは毎回行う必要はなく，必要時のみ行えばよい。次の基板１１が、フラックス塗布部２に搬送されたら，その基板１１の上方に移動し，他方のスキージ２４で同様に印刷する。尚，フラックス塗布部２には各搬送手段６，６１で基板１１が交互に搬送されるため，転写動作または印刷動作は搬送されてきた順に交互に行われる。
【００３３】
実施例でのフラックス塗布部２での転写機構１２と印刷機構１３とは，共通の移動体１４に取り付けられ，移動体１４の移動装置１５により両者一体となって，水平移動をすることになるが，転写機構１２と印刷機構１３とを別にし，共通の移動路に移動可能に設けてもよい。
【００３４】
フラックス塗布部２でフラックスの塗布が完了した基板１１は，基板ステージ５の移動によりボール搭載部３へと搬送される。この際，第１位置認識カメラ１９で撮像したボール搭載ヘッド３０の位置と第２位置認識カメラ２９で撮像した基板１１の位置にもとづいて，基板１１とボール搭載ヘッド３０を位置合わせするように，搭載ヘッド移動装置３２及び回動装置１０で移動する。続いて，ボール搭載ヘッド３０により基板１１上に半田ボールを搭載する。
【００３５】
ボール搭載部３で，ボール搭載ヘッド３０により半田ボールの搭載が完了した基板１１は，取り出し用ピックアンドプレイス３１により，取り出され，搭載検査部３５へと移送される。半田ボールの搭載検査が完了した基板１１は基板搬出部４で，搬出用ピックアンドプレイス３８により，適正搭載基板１１は，搬出コンベア３６へ，不適正搭載基板１１’は回収部３７へと移送される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施例にかかる半田ボール搭載装置の全体を示す概略正面図
【図２】同装置のヘッド部を省略した状態の平面説明図
【図３】同装置のヘッド部を示す平面説明図
【図４】フラックス塗布部の側面図
【図５】従来例での各部の配置説明図で，（Ａ）は，ボール搭載部手前に，フラックス塗布部のスクリーン印刷部とピン転写部と進行方向に設けた状態の配置図であり，（Ｂ）は，ボール搭載部の進行方向手前に，フラックス塗布部のスクリーン印刷部を，ボール搭載部の向かいにピン転写部を設けた状態の配置図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・基板供給部
２・・・フラックス塗布部
３・・・ボール搭載部
４・・・基板搬出部
５・・・基板ステージ
６，６１・・・搬送手段
７・・・搬入コンベア
８・・・搬入用ピックアンドプレイス
９・・・基板載置面
１０・・・回動装置
１１・・・基板
１２・・・転写機構
１３・・・印刷機構
１４・・・移動体
１５・・・移動体の移動装置
１６・・・フラックス供給部
１７・・・クリーニング部
１８・・・印刷マスク
１９・・・第１位置認識カメラ
２０・・・転写機構の昇降装置
２１・・・印刷機構の昇降装置
２２・・・エアシリンダ
２３・・・スキージ移動装置
２４・・・スキージ
２５・・・クリーニングシート
２６・・・送り出しローラ
２７・・・巻き取りローラ
２９・・・第２位置認識カメラ
２８・・・マスク支持装置
３０・・・ボール搭載ヘッド
３１・・・取り出し用ピックアンドプレイス
３２・・・搭載ヘッド移動装置
３３・・・ボール供給部
３４・・・吸着検査部
３５・・・搭載検査
３６・・・搬出コンベア
３７・・・回収部
３８・・・搬出用ピックアンドプレイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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