(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送装置により搬送されるリードフレーム等のワーク上に塗布ノズルから繰り出される糸半田を塗布する半田塗布装置において、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置まで上昇すると、前記搬送装置によるワークの搬送動作を開始させる開始手段と、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置に到達した後に、前記塗布ノズルを前記ワークの搬送の邪魔とならない待機高さ位置に向けて下降させる第１下降手段と、
前記搬送装置により前記ワークが搬送されて停止すべき位置に到達すると、前記塗布ノズルを半田塗布高さ位置まで下降させる第２下降手段とを備え、
前記第２下降手段により前記塗布ノズルを下降させて最下限の半田塗布高さ位置に到達させて、前記ワーク上に前記塗布ノズルから繰り出された糸半田を溶融しながら塗布する
ことを特徴とする半田塗布装置。
【請求項２】
搬送装置により搬送されるリードフレーム等のワーク上に塗布ノズルから繰り出される糸半田を塗布する半田塗布装置において、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置まで上昇すると、前記搬送装置を構成するトランスファを下方へ揺動させて送り爪を前記ワークに係止させて一定のストローク移動させるワークの搬送動作を開始させる開始手段と、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置に到達した後に、前記塗布ノズルを前記ワークの搬送の邪魔とならない待機高さ位置に向けて下降させる第１下降手段と、
前記トランスファにより前記ワークが搬送されて停止すべき位置に到達すると、前記塗布ノズルを半田塗布高さ位置まで下降させる第２下降手段とを備え、
前記第２下降手段により前記塗布ノズルを下降させて最下限の半田塗布高さ位置に到達させて、前記ワーク上に前記塗布ノズルから繰り出された糸半田を溶融しながら塗布する
ことを特徴とする半田塗布装置。
【請求項３】
前記塗布ノズルが下降する際には、前記第１下降手段により前記待機高さ位置まで高速度で下降させ、前記第２下降手段により前記ワークの搬送の終了後に前記半田塗布高さ位置まで低速で下降させることを特徴とする請求項１又は２に記載の半田塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置により搬送されるリードフレーム等のワーク上に塗布ノズルから繰り出される糸半田を塗布する半田塗布方法及び半田塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の半田塗布装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、半導体素子の装着装置に使用されている半田塗布装置は、搬送装置により搬送されるヒートシンクや、セラミック基板やリードフレーム等のワーク上に半田を塗布する一対のローラで挟んだ糸半田を送りローラにより圧接しながら前記ワーク上に供給するようにする構成している。そして、この送りローラが設けられた塗布ヘッドの塗布ノズルは原点位置と半田塗布高さ位置との間を上下移動して、前記ワーク上に糸半田を溶融しながら塗布するように構成することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９１０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記塗布ノズルは原点位置から半田塗布高さ位置まで下降して、前述のように塗布する構成にすると、移動時間が長く掛かり、延いては１塗布動作に要する時間が長くなり、生産効率が好ましくないという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、ワーク上に糸半田を溶融させながら塗布させる動作に要する時間を短縮させ、生産効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため第１の発明は、搬送装置により搬送されるリードフレーム等のワーク上に塗布ノズルから繰り出される糸半田を塗布する半田塗布装置において、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置まで上昇すると、前記搬送装置によるワークの搬送動作を開始させる開始手段と、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置に到達した後に、前記塗布ノズルを前記ワークの搬送の邪魔とならない待機高さ位置に向けて下降させる第１下降手段と、
前記搬送装置により前記ワークが搬送されて停止すべき位置に到達すると、前記塗布ノズルを半田塗布高さ位置まで下降させる第２下降手段とを備え、
前記第２下降手段により前記塗布ノズルを下降させて最下限の半田塗布高さ位置に到達させて、前記ワーク上に前記塗布ノズルから繰り出された糸半田を溶融しながら塗布することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、搬送装置により搬送されるリードフレーム等のワーク上に塗布ノズルから繰り出される糸半田を塗布する半田塗布装置において、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置まで上昇すると、前記搬送装置を構成するトランスファを下方へ揺動させて送り爪を前記ワークに係止させて一定のストローク移動させるワークの搬送動作を開始させる開始手段と、
前記塗布ノズルが糸切り高さ位置に到達した後に、前記塗布ノズルを前記ワークの搬送の邪魔とならない待機高さ位置に向けて下降させる第１下降手段と、
前記トランスファにより前記ワークが搬送されて停止すべき位置に到達すると、前記塗布ノズルを半田塗布高さ位置まで下降させる第２下降手段とを備え、
前記第２下降手段により前記塗布ノズルを下降させて最下限の半田塗布高さ位置に到達させて、前記ワーク上に前記塗布ノズルから繰り出された糸半田を溶融しながら塗布することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の半田塗布装置に係る発明において、前記塗布ノズルが下降する際には、前記第１下降手段により前記待機高さ位置まで高速度で下降させ、前記第２下降手段により前記ワークの搬送の終了後に前記半田塗布高さ位置まで低速で下降させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ワーク上に糸半田を溶融させながら塗布させる動作に要する時間を短縮させ、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半導体素子の装着装置の平面図を示す。
【図２】半田塗布装置の断面図である。
【図３】装着ステーションにおける半導体素子の装着装置の縦断面図である。
【図４】制御ブロック図である。
【図５】糸半田塗布動作におけるトランスファ及び塗布ノズルの高さレベルを示す図である。
【図６】糸半田塗布動作における塗布ノズルの高さレベルを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は半導体素子の装着装置で、この装着装置１外から供給されるリードフレームや、ヒートシンク、セラミック基板等のワーク３を搬送装置２により１ピッチ（ワーク３の送り方向の長さ）送っては戻りながら搬送し、このワーク３上に所定作業を施した後、装着装置１外に排出される。前記装着装置１は、上流から供給ステーションＡ、半田塗布ステーションＢ、装着ステーションＣ及び排出ステーションＤを有している。
【００１５】
装置本体１Ａには供給ステーションＡから排出ステーションＤまでに密閉空間４が形成され、この密閉空間４内に供給ステーションＡから排出ステーションＤまでに亘って設けられる前記搬送装置２は、前記ワーク３の搬送方向に沿って設けられ搬送シュート６と、この搬送シュート６上の各ワーク３に係止して移動させるために所定間隔毎に複数の送り爪７を備えたトランスファ５と、このトランスファ５を所定長さの１ピッチずつ往復動させる往復駆動源２６と、トランスファ５を支持ピンを支点として下方へ揺動させて送り爪７をワーク３に係止させると共にこの係止後に前記往復駆動源によりトランスファ５を１ピッチ往動作により移動させた後に上方へ揺動させてワーク３と送り爪７との係止を解除する揺動駆動源２７とを備えている。
【００１６】
８は前記密閉空間４内の前記ワーク３の酸化を防止したり還元させるために窒素ガスや、窒素及び水素の混合ガスを前記密閉空間４内に供給する複数のガス供給パイプで、この各ガス供給パイプ８は図示しないガス供給源に各流量調節器を介して接続されている。
【００１７】
前記装着ステーションＣの縦断面図を示す図２において、前記搬送シュート６上の所定位置で前記密閉空間４内の前記ワーク３を真空吸引して搬送する際のオーバーランを防止するためのパイプ１０は、切換バルブ４３を介して、真空吸引パイプ４１と、酸化を防止したり還元させるために窒素ガスや窒素及び水素の混合ガス等の酸化防止ガスを前記密閉空間４内に供給するガス供給パイプ４２と接続されている。
【００１８】
通常、前記パイプ１０は、切換バルブ４３を介して真空吸引パイプ４１と接続されてワーク３を吸引するようになっている。ここで、ワーク３が有るか無いかの確認の所定位置を、例えば装着ステーションＣとすると、装着ステーションＣにワーク３の供給が無い場合は、前記パイプ１０に設けられた真空センサ（図示せず）からの信号により切換バルブ４３が切換り、前記酸化防止ガスがその供給源（図示せず）からガス供給パイプ４２を通じて装着ステーションＣに供給される。
【００１９】
また、図３の装着ステーションＣにおける装着装置１の縦断側面図に示すように、前記密閉空間４の上面に開口１１を形成して、該開口１１をシリンダー１２により開閉するシャッター１３を設けるが、この構成は前記供給ステーションＡ及び半田塗布ステーションＢにおいても同様な構成である。また、各ステーション間には透明なガラス窓１４を設けて、この窓１４を介して装置本体１Ａ内、例えば糸半田３６の塗布状態やベアチップなどの半導体素子の装着状態などを作業者が覗くことができる。
【００２０】
先ず、供給ステーションＡでは、トレイ１５上に整列されて収納されている前記ワーク３を吸着ノズル１５ＡがＸ軸モータ、Ｙ軸モータ、上下軸モータにより平面方向及び上下方向に移動しながら取出して、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動させて開口１１を介して搬送シュート６上に順次供給し、この供給後シャッター１３を移動させて開口１１を閉塞する。そして、前述したように搬送装置２により搬送シュート６上のワーク３を順次１ピッチずつ間欠送りすることとなる。
【００２１】
次の半田塗布ステーションＢに設けられる半田塗布装置３０について、図２に基づき説明する。先ず、基台３１上に沿ってＸ軸モータ３３ＡによりＸ方向に移動可能なＸテーブル３２上に、Ｙ軸モータ３３ＢによりＹ方向に移動可能なＹテーブル３４を設け、このＹテーブル３４に塗布ヘッド３５を固定する。そして、これら基台３１や塗布ヘッド３５はＺ軸モータ３３Ｃにより上下方向に移動可能である。
【００２２】
前記塗布ヘッド３５にはその下部に塗布ノズル４０が固定され、半田供給ローラ（図示せず）に巻かれた糸半田（ワイヤ半田）３６を繰り出しモータ３７により回転する送り駆動ローラ３８及び送り従動ローラ３９にて塗布ノズル４０を介して繰り出すものである。
【００２３】
そして、装置本体１Ａの密閉空間４内の搬送シュート６上のワーク３上に、前記繰り出しモータ３７により糸半田３６を送り駆動ローラ３８に送り従動ローラ３９が圧接するようにして繰り出しながら塗布ノズル４０を介して、必要な場合にはＸテーブル３２及びＹテーブル３４を平面方向に移動させて、描画する如く糸半田３６を塗布するものである。この塗布の際には、塗布ヘッド３５の下降と共に繰り出しモータ３７により糸半田３６を繰り出し、塗布ノズル４０（塗布ヘッド３５）が最下限の半田塗布高さ位置に到達して下降を停止する前に前記繰り出しモータ３７は停止する構成である。
【００２４】
このとき、前記密閉空間４の上面を形成するステンレス製の装置本体１Ａに開口４３を形成して、該開口４３を前記塗布ノズル４０が貫通した状態の少なくとも下面を平滑な面とした蓋体４４で閉塞する構成とする。従って、前記蓋体４４は少なくとも開口４３の周囲の面を平滑な面とした装置本体１Ａ上面を摺動可能である。
【００２５】
また、搬送シュート６の下部にはヒータ４５が埋設されたヒータブロック４６が設けられ、搬送シュート６を介してワーク３を加熱し、前記糸半田３６を溶融しながら塗布することとなるものである。
【００２６】
次の装着ステーションＣでは、装着装置の吸着ノズル１６が図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動しながら、半導体供給装置２０のＸＹテーブル２１上のシート２２に配置されたダイシングされたベアチップなどの半導体素子２３を吸着して取出し、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動させて開口１１を介して搬送シュート６上の前記ワーク３上に糸半田３６を介して装着し、装着後にシャッター１３を移動させて開口１１を閉塞する。
【００２７】
なお、ＸＹテーブル２１上にはシート取付け台が設置され、この上にウエハシート２２が配置されている。また、吸着ノズル１６が下降してくるポイントの真下に半導体素子２３を下から突き上げる突き上げ針を有する突き上げ装置２４が設置されている。
【００２８】
従って、Ｘ軸駆動モータ及びＹ軸モータ（共に図示せず）が駆動すると、結果としてＸＹテーブル２１が平面におけるＸＹ方向に移動するので、シート取付台も移動し、ウエハシート２２上の取出すべき半導体素子２３が不動（平面方向において）の突き上げ装置２４上方に移動することとなる。そして、吸着ノズル１６により取出されて半導体素子２３は、ワーク３上に装着される。
【００２９】
そして、装着ステーションＣの後工程の搬送シュート６上方には、半導体素子２３の装着が終わったワーク３の迅速なる冷却により酸化を防止するために、搬送シュート６上方に配設されたパイプ２４に複数個の穴を開けて、ガス供給源（図示せず）に連通するガス供給バルブ２５を介して該パイプ２４の穴より酸化防止ガスを噴出させる。
【００３０】
最後の排出ステーションＤでは、前記搬送シュート６上の前記半導体素子が装着されたワーク３が図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動する排出取出し装置の吸着ノズル１７により取出され、収納装置であるトレイ１８上に収納される。
【００３１】
尚、図４において、５０は本装着装置１を統括制御する制御装置としてのＣＰＵで、該ＣＰＵ５０にはバスライン５３を介して、記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）５１及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）５２が接続されている。そして、ＣＰＵ５０は前記ＲＡＭ５１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ５２に格納されたプログラムに従い、装着装置１の各動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ５０は、インターフェース５４及び駆動回路５５を介して前記往復駆動源２６などの駆動を制御する。
【００３２】
以上のように、供給ステーションＡで供給された搬送シュート６上の前記ワーク３を搬送装置２により順次１ピッチずつ間欠送りしながら、各ステーションで各作業、即ちワーク３上に糸半田３６を塗布したり、半導体供給装置２０のＸＹテーブル２１上のシート２２から取出した半導体素子２３をワーク３上に糸半田３６を介して装着したり、該ワーク３を搬送シュート６上から取出して収納したりするものである。
【００３３】
次に、塗布ステーションでの糸半田３６の塗布動作について、図５及び図６に基づいて説明する。初めに、電源が投入されている状態下で、半導体素子の装着装置１の運転が開始されると、待機している状態では最上位置である原点位置にあった塗布ノズル４０（塗布ヘッド３５）が高速度でワーク搬送待機高さ位置まで下降するように、ＣＰＵ５０はインターフェース５４及び駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御する。このワーク搬送待機高さ位置は、ワーク３を搬送装置２によりワーク３の送り方向の長さ分だけ送っては、戻るということを繰り返しながら搬送する搬送動作を邪魔しない高さ位置であって、この邪魔しない可能な限り下方の位置である。
【００３４】
次いで、下降によりエンコーダ（図示せず）によりワーク搬送待機高さ位置に到達したことが検出されると、ＣＰＵ５０は塗布ノズル４０（塗布ヘッド３５）が僅かな時間だけ待機（停止）するように、前記駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御する。そして、糸半田切り位置に到達すると、揺動駆動源２７の駆動を制御し、ワーク３の搬送を開始する。
【００３５】
そして、搬送装置２による搬送が開始されて、ＣＰＵ５０が揺動駆動源２７を制御してトランスファ５が下方へ揺動して搬送シュート６上のワーク３に送り爪７が係止し、往復駆動源２６を制御して一定ストローク前進移動させ、ワーク３が停止すべき位置に到達すると、ＣＰＵ５０は揺動駆動源２７を制御してトランスファ５を上方へ揺動させて前記係止を解除すると共に、前述した高速度より遅い低速度で前記塗布ノズル４０がプリフォーム高さ位置（塗布高さ位置）まで下降するように、駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御する。なお、トランスファ５は前述したように一定ストローク前進移動した後に、揺動駆動源２７の駆動により上方へ揺動し、その後往復駆動源２６の駆動により一定ストローク後退移動する。
【００３６】
そして、前記低速度で塗布ノズル４０が下降すると共に繰り出しモータ３７により糸半田３６を繰り出し、この塗布ノズル４０が最下限の半田塗布高さ位置に到達したことがエンコーダにより検出されると、ＣＰＵ５０はＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御して下降を停止させるが、この停止する前に駆動回路５５を介して前記繰り出しモータ３７を停止するように制御する。そして、塗布ノズル４０が最下限の半田塗布高さ位置に到達して、搬送シュート６を介して加熱されているワーク３上に糸半田３６を溶融しながら塗布することとなる。
【００３７】
次に、ＣＰＵ５０は駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御して、塗布ノズル４０をエンコーダの出力を受けて糸切り高さ位置まで上昇させて、糸半田３６を切る。この糸切り高さ位置は、糸半田３６がワーク３に溶融しながら塗布した後に、塗布ノズル４０が上昇する際に、半田が塗布ノズル４０から切れるに十分な位置である。
【００３８】
そして、この運転開始後の最初の半田塗布をした後の２回目以降は、通常の半田塗布動作を行うこととなる。即ち、この最初の半田塗布をした後に、上昇した糸切り高さ位置から開始することとなる。
【００３９】
即ち、エンコーダにより糸切り高さ位置まで上昇したことが検出されると、ＣＰＵ５０は搬送装置２による搬送を開始させ、トランスファ５を揺動駆動源２７を制御して下方へ揺動させて搬送シュート６上のワーク３に送り爪７を係止させて、往復駆動源２６の駆動を制御して一定ストローク前進移動させる。一方、ＣＰＵ５０は塗布ノズル４０が糸切り高さ位置に到達した後、ワーク３の搬送開始より僅か遅れてワーク搬送待機高さ位置に向けて高速度で下降するように、駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御する。
【００４０】
そして、エンコーダによりワーク搬送待機高さ位置に下降したことが検出されると、ＣＰＵ５０は駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を停止するように制御する。一方、ワーク３が搬送されて停止すべき位置に到達すると、ワーク搬送待機高さ位置に向けて移動した高速度より遅い低速度で塗布ノズル４０がプリフォーム高さ位置（塗布高さ位置）まで下降するように、ＣＰＵ５０は駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御する。なお、トランスファ５は一定ストローク前進移動した後に、揺動駆動源２７の駆動により上方へ揺動し、その後往復駆動源２６の駆動により一定ストローク後退移動する。
【００４１】
そして、前記低速度で塗布ノズル４０が下降すると共に繰り出しモータ３７により糸半田３６を繰り出し、この塗布ノズル４０が最下限の半田塗布高さ位置に到達したことがエンコーダにより検出されると、ＣＰＵ５０はＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御して下降を停止させるが、この停止する前に駆動回路５５を介して前記繰り出しモータ３７を停止するように制御する。そして、塗布ノズル４０が最下限の半田塗布高さ位置に到達して、搬送シュート６を介して加熱されているワーク３上に糸半田３６を溶融しながら塗布することとなる。
【００４２】
次に、ＣＰＵ５０は駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃの駆動を制御して、塗布ノズル４０をエンコーダの出力を受けて糸切り高さ位置まで上昇させて、糸半田３６を切る。
【００４３】
なお、半導体素子の装着装置１の運転が停止する場合、例えば作業管理者が停止スイッチ（図示せず）を操作して停止する場合や、各種作業の際に異常が発生して強制的に停止する場合には、前述した原点位置まで上昇して停止するように、ＣＰＵ５０は駆動回路５５を介してＺ軸駆動モータ３３Ｃを制御する。
【００４４】
以上のように、塗布ノズル４０がノズル待機高さ位置である糸切り高さ位置から前記ワークの搬送の邪魔とならないワーク搬送待機高さ位置に向けて高速度で下降し、前記搬送装置２により前記ワーク３が搬送されて停止すべき位置に到達すると、前記塗布ノズル４０は前記ワーク搬送待機高さ位置に向けて移動した高速度より遅い低速度で半田塗布高さ位置まで下降し、前記塗布ノズル４０が前記低速度で下降して最下限の半田塗布高さ位置に到達して、前記ワーク３上に前記塗布ノズル４０から繰り出された糸半田３６を溶融しながら塗布する。従って、塗布ノズル４０は原点位置より低いノズル待機高さ位置である糸切り高さ位置と半田塗布高さ位置との間で移動して塗布動作を行うものであるから、塗布動作に係る時間を短縮することができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００４５】
なお、塗布ノズル４０がワークの搬送の邪魔とならないワーク搬送待機高さ位置に向けて下降するときの速度と、ワーク搬送待機高さ位置から半田塗布高さ位置まで下降するときの速度とを例えば同じ速度にしてもよい。また、塗布ノズル４０がワークの搬送の邪魔とならないワーク搬送待機高さ位置に向けて下降するときの速度を高速度とし、ワーク搬送待機高さ位置から半田塗布高さ位置まで下降するときの速度を高速度から次第に低速度に変化させてもよい。
【００４６】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００４７】
１        半導体素子の装着装置
２        搬送装置
３        ワーク
２３      半導体素子
３３Ｃ    Ｚ軸モータ
３５      塗布ヘッド
３６      糸半田
３７      繰り出しモータ
４０      塗布ノズル
５０      ＣＰＵ
５５      駆動回路
【図１】
0005425733.tif 000002
【図２】
0005425733.tif 000003
【図３】
0005425733.tif 000004
【図４】
0005425733.tif 000005
【図５】
0005425733.tif 000006
【図６】
0005425733.tif 000007