(57)【要約】【課題】  厚み０．５ｍｍ以下の基板に印刷を行う場合、この基板を搬送して印刷テーブルに移載するときに、基板がたわんで搬送できない場合があるので、或いは印刷テーブルに載せられて精度の良い印刷ができない場合がある。【解決手段】  基板を平らな面を備えた第１の搬送キャリア上に搭載してフラックス印刷機の印刷テーブル上に、フラックス印刷機から第２の搬送キャリア上に、第２の搬送キャリア上からハンダボール印刷機の印刷テーブル上に、ハンダボール印刷機から第３の搬送キャリア上に、真空吸着パッドを複数備えた第１の搬入機構、第１の搬出機構、第２の搬入機構、第２の搬出機構をもちいて移載し、印刷テーブル上の基板の四隅、及びマスクの四隅に設けた位置合せマークを搬送方向の前側と、後側を別のカメラユニットに同時に撮像して、位置ずれ量を求める構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の電極部にフラックス印刷機でフラックスを印刷した後に、前記基板をハンダボール印刷機に搬送してハンダボール印刷テーブル上に移載して、前記フラックスを印刷した基板上にハンダボールを充填した後、基板を次の工程に移送する構成のハンダボール印刷装置において、
前記基板を搭載してフラックス印刷機に搬送する第１の搬送キャリアを備えた第１の搬送部と、前記第１の搬送部のフラックス印刷機側の上部に設けられ、前記第１の搬送キャリア上方に基板搬送方向に移動可能に設けられた第１の搬入機構と、前記フラックス印刷機でフラックスを印刷した基板を第２の搬送キャリアに移載するための第１の搬出機構と、第２の搬送キャリアからハンダボール印刷機に移載する第２の搬入機構と、ハンダボールを充填した基板を第３の搬送キャリアに移載する第２の搬出機構とを備え、フラックス印刷機の印刷テーブル上に載置した基板の４隅に設けた位置合せマークとマスクの４隅に設けた位置合せマークを第１の搬入機構に設けたカメラユニットと、第１の搬出機構に設けたカメラユニットで同時に撮像すると共に、ハンダボール印刷機の印刷テーブル上に載置した、基板とマスクに設けた位置合せマークを第２の搬入機構と第２の搬出機構に設けたカメラユニットで撮像し制御部で位置ずれ量を求めて、印刷テーブルを水平移動して位置ずれを補正する構成としたことを特徴としたハンダボール印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハンダボール印刷装置において、
前記第１、２の搬入機構、及び第１、２の搬出機構には吸着パッド支持板に複数の真空吸着パッドが設けられ、前記真空吸着パッド支持板を上下に移動させるための駆動機構と吸着パッドに負圧を供給する真空機構が接続されている構成であることを特徴とするハンダボール印刷装置。
【請求項３】
請求項１に記載のハンダボール印刷装置において、
前記第１〜３の搬送キャリアの基板載置面及びフラックス印刷テーブル及びハンダボール印刷テーブルの基板載置面には複数の吸着孔が設けてあり、基板搬送時及び基板印刷時に前記吸着孔に負圧を供給して基板を載置面に固定することを特徴とするハンダボール印刷装置。
【請求項４】
請求項１に記載のハンダボール印刷装置において、
前記第１〜第３の搬送部に設けた第１〜第３の搬送キャリアには、基板をキャリア面に載せたときに基板の搭載位置を規定するＸ方向及びＹ方向の位置決め機構を設けたことを特徴とするハンダボール印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体基板の電極上にハンダボールを印刷するための印刷機に係り、特にフラックスを印刷するフラックス印刷機とハンダボールを印刷するハンダボール印刷機とを連動させたハンダボール印刷搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハンダボール印刷搭載装置では、フラックス印刷機や、ハンダボールを搭載するボールマウンタ等を横一列に配置して、各装置間における基板の受け渡しをベルトコンベアにて行なう方法が用いられている。同様の電子部品製造装置でも、特許文献１に記載のように、直線状に移動できるベルトコンベアを配置して、ベルトコンベア上に搭載された回路基板を各装置に受け渡して、それぞれの装置で処理を行なう製造装置が開示されている。すなわち、半導体チップの基板上への搭載から半導体チップの封止等までを一貫したラインで連続的に行い電子部品を製造する電子部品の製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２１４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された構成では、回路基板の搬送行なうのにベルトコンベア上を移動させる構成であり、コンベア上から各装置への回路基板の受け渡しは装置に設けたリフタを用いて行う構成としてある。この方式ではベルト上を回路基板が移動する間に、スタート時や、ストップ時に基板に力が作用して基板の位置ずれが発生する。そのために、各装置では処理を開始する前に必ず位置合せの動作を必要としている。
【０００５】
さらに、１つのベルトコンベアを各装置全体に掛け渡して回路基板を搬送する構成であるために、タクトタイムの長い装置があると、その装置に合わせてベルコンベアを駆動することになり、タクトタイムを短縮することが難しい。
【０００６】
また基板の厚みが０．５ｍｍ〜０．１ｍｍと薄くなると基板に大きなたわみが発生してベルトコンベアによる搬送ができなくなる。また基板中央にたわみ防止のベルトを設けるとテーブル中央にベルトが通るため精度の良い印刷ができなくなる等の問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記課題を解決して、装置の小型化を図ると共に、簡単な動作でたわみを生じた薄い基板を搬送することができ且つ精度良く必要な量のハンダボールを印刷できるはんだボール印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、基板を搭載してフラックス印刷機に搬送する第１の搬送キャリアを備えた第１の搬送部と、第１の搬送部のフラックス印刷機側の上部に設けられ、第１の搬送キャリア上方に基板搬送方向に移動可能に設けられた第１の搬入機構と、フラックス印刷機でフラックスを印刷した基板を第２の搬送キャリアに移載するための第１の搬出機構と、第２の搬送キャリアからハンダボール印刷機に移載する第２の搬入機構と、ハンダボールを充填した基板を第３の搬送キャリアに移載する第２の搬出機構とを備え、フラックス印刷機の印刷テーブル上に載置した基板の４隅に設けた位置合せマークとマスクの４隅に設けた位置合せマークを第１の搬入機構に設けたカメラユニットと、第１の搬出機構に設けたカメラユニットで同時に撮像すると共に、ハンダボール印刷機の印刷テーブル上に載置した、基板とマスクに設けた位置合せマーク第２の搬入機構と第２の搬出機構に設けたカメラユニットで撮像し制御部で位置ずれ量を求めて、印刷テーブルを水平移動して位置ずれを補正する構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成とすることにより、基板搬送時の基板の変形をなくし、印刷テーブル上への基板の受け渡しもスムーズになり印刷に掛かる時間を短縮でき、かつ精度の良いハンダボール印刷ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ハンダボール印刷装置の概略構成図である。
【図２】フラックス印刷機と周辺機器の断面図である。
【図３】第１の搬送部を上から見た図である。
【図４】第１の搬送キャリアの断面図である。
【図５】ハンダボール印刷装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を説明する。図１に本発明のハンダボール印刷搭載装置の全体配置図を示す。図２にフラックス印刷部又はハンダボール印刷部の概略構成を示す。
【００１２】
図１に示すように本発明のハンダボール印刷搭載装置は、フラックス印刷機４とハンダボール印刷機５を直線状に配置すると共に、印刷する基板をフラックス印刷機４に搬送する第１の搬送部１と、フラックス印刷機４でフラックスを印刷した基板をハンダボール印刷機５に搬送する第２の搬送部２と、ハンダボール印刷機で印刷した基板を図示していない検査リペア装置或いはリフロー炉に搬送する第３の搬送部３から構成した。第１の搬送部１からフラックス印刷機４への基板の受け渡しのために、複数の吸着パッドを備えた第１の搬入機構４１が第１の搬送部１の上方部とフラックス印刷機４を行き来できるように設けてある。なお、第１の搬入機構４１に隣接して第１の版下清掃機８０が設けてある。また、フラックス印刷機４から基板を受け取り後に第２の搬送部２に基板を受け渡すための第１の搬出機構４２と、第２の搬送部２からハンダボール印刷機５に基板を受け渡す第２の搬入機構５１が設けてある。さらに、ハンダボール印刷機５から基板を受け取り、第３の搬送部３に基板を受け渡す第２の搬出機構５２が設けてある。また、第２の搬入機構５１に隣接して第２の版下清掃機９０が設けてある。さらに、第１の搬入機構、第２の搬入機構、及び第１の搬出機構、第２の搬出機構の印刷機側には位置合わせマークを検出するためのカメラユニットがそれぞれ設けてあり、第１,２の搬入機構、第１，２の搬出機構と一緒に移動するように構成してある。印刷対象の基板の４隅には位置合わせマークが設けてあり、搬入機構及び搬出機構のカメラでこのマークを基板搬送方向の前後のマークを同時に検出して位置合わせを行なう構成としてある。
【００１３】
図２にフラックス印刷機を中心にした基板搬送の状態を示す。  
第１の搬送部１に搬入された基板７は白抜き矢印４０方向に移動して、第１の搬入機構４１によってフラックス印刷機４のフラックス印刷テーブル４６上に移載される。フラックス印刷テーブル４６上の基板はカメラユニット４１ａとカメラユニット４２ａによって、基板７とマスク４４に設けてある位置合せマークを撮像して、位置合せ後にフラックスを印刷する。印刷が終了すると第１の搬出機構４２により、第２の搬送部２に受け渡される。第１の搬送部１は第１の搬送架台１１上に第１の搬送キャリア１２がリニアレール１５とロッドレス空圧シリンダ１３で構成された駆動部により水平方向に移動できるように構成されている。この第１の搬送キャリア１２上に載置されて搬送されてきた基板７を、フラックス印刷テーブル４６上に受け渡すための第１の搬入機構４１が設けてある。この第１の搬入機構４１は負圧の供給孔を有する複数の吸着パッド７３が吸着パッド支持板７２に複数設けてある。第１の搬送キャリア１２の基板載置面には複数の吸着孔を設けてあり、吸着孔に負圧を供給することで基板７を保持し、搬送時に基板７がずれるのを防止している。
【００１４】
また、第１の搬入機構４１は吸着パッド支持板７２が上下に移動できるように駆動装置としてシリンダからなる吸着パッド上下駆動機構７４が設けてある。また、この第１の搬入機構４１には、基板に予め設けられた認識マークの位置を検出するためのカメラユニット４１aが取付けられ、一緒に水平方向に移動できるように設けてある。また、第１の搬入機構４１に隣接してフラックス印刷機のマスク下面を清掃する第１の版下清掃機８０が設けてある。第１の版下清掃機８０は清掃用布を巻き出しドラム８３より巻き出して清掃部８１を経由して巻き取りドラム８２に巻き取る構成としてある。この第１の版下清掃機８０はカメラユニット４１aが、図示していないシリンダにより連結されてマスク４４下面に清掃部８１を接触させながら基板搬送方向に移動させ清掃する構成となっている。フラックス印刷テーブル４６は印刷基板７を搭載して上下に移動できると共に、水平方向（ＸＹθ方向）移動できるにように構成されている。なお、フラックス印刷テーブル４６の上にマスク４４が設けてあり、フラックス印刷テーブル４６に搭載された基板７はカメラユニット４１aおよびカメラユニット４２ａにより基板に４隅設けられた認識マークを検出し位置合わせを行なった後フラックス印刷テーブル４６上の基板７がマスク面に接触する位置まで上昇できるように構成されている。すなわち基板搬送方向の前側２点をカメラユニット４２ａで後側２点をカメラユニット４１ａで撮像する構成となっている。なお、基板７を印刷テーブル４６に載置する前に搬送部でＸ，Ｙ方向に粗位置決めできるように位置決めストッパが設けてあり、印刷テーブルに移載する時には大きな位置ずれを発生することはない。
【００１５】
なお、第１の搬入機構４１のＸ方向位置決めストッパおよびＹ方向位置決めストッパの先端部は、基板サイズが変わったときに位置を可変できるように、マグネットなどを用いてストッパの取り付け取り外しが簡単にできるようにしてもよい。
【００１６】
マスク４４の上方にはマスク面上に供給されたフラックスを、マスク４４の開口部を介して基板電極上に印刷するためのスキージヘッド４３が設けてある。このスキージヘッド４３は図示していないウレタンゴム等をヘッド取り付け部材に取り付けられ、上下に移動できるようにしてある。また、さらにヘッド取り付け部材は基板搬送と直角方向に(水平)往復動するようにボールネジと駆動モータで構成したヘッド駆動機構が設けてある。
【００１７】
なお、図２ではフラックス印刷機の基板受け渡しの状態を用いて説明したが、ハンダボール印刷機の周辺構成もほぼ同様の構成である。但し、印刷対象が異なるために、フラックスを印刷するためのフラックス塗布ヘッド４３と、ハンダボールを充填するための充填ヘッド４４の構造が異なっている。ここでは、フラックス塗布ヘッド４３、及びハンダボール充填ヘッド４４の詳細構成に関しては説明を省略する。
【００１８】
図３に第１の搬送部の概略構造を示し、図４にはＹ方向の断面を示す。第１の搬送キャリア１２の基板搬送方向をＸ軸方向、基板搬送方向に直角方向をＹ軸方向とする。
【００１９】
第１の搬送部１は、第１の搬送キャリア架台１１とその上に設けた基板７を搭載する第１のキャリア部１２、第１のキャリア部１２を駆動するためのロッドレス空圧シリンダ１３、第１の搬入機構４１に基板を受け渡す時、基板の搭載位置を略一定にするためのＸ方向基板位置決め機構１６およびＹ方向基板位置決め機構１７から構成されている。なお、第２の搬送部２及び第３の搬送部３も第１の搬送部１と略同様の構成となっている。なお、第１の搬送キャリア１２の停止位置を調整するために調整ボルト１８を設けている。第２の搬送部２、第３の搬送部３にも同様の停止位置調整ストッパが設けてある。
【００２０】
また、図４に示すように第１の搬入機構４１が基板７を吸着保持したとき、万が一基板を落としたときに基板７にダメージを与えないように駆動シリンダ１９を備えたアーム１９ａで基板７の下部を保持するようにしている。
【００２１】
次に本装置の動作を、図５を用いて説明する。
【００２２】
図５の（１）はフラックス印刷機４及びハンダボール印刷機５でフラックスの印刷及びハンダボールの印刷（充填）を行っている時の、各部の状態を示している。
【００２３】
第１の搬送部１の第１の搬送キャリア１２は、フラックス印刷機４の方向に基板７を搭載して移動する。このとき第１の搬入機構４１は基板搬送部１側で待機している。第１の搬出機構４２は第２の搬送部２の上で待機状態となっている。また、第２の搬送部２の第２の搬送キャリア２２は、フラックス印刷機４側へ移動し、第１の搬出機構４２の下で待機している。フラックス印刷機４では、基板７の電極上にフラックスを印刷している。第２の搬入機構５１は、第２の基板搬送キャリア２２から受け取った基板を吸着保持し上昇して待機している。このとき万が一基板７が落下しても基板７にダメージを与えないようにアーム１９を出すことで基板７の落下を防止する。ハンダボール印刷充填機５では、フラックスの塗布された基板電極上にハンダボールを充填している。第２の搬出機構５２は、ハンダボール印刷機５でハンダボールの搭載が完了するまで、第３の搬送部３の上で待機している。
【００２４】
次に、基板上にフラックスの印刷及びハンダボールの充填が終了すると図５の（２）の状態に移行する。すなわち、第１の搬送部１の第１の搬送キャリア１２が基板７を載せてフラックス印刷機４側に移動し、第１の搬送部１の上部で待機していた第１の搬入機構４１に吸着保持して待機する。フラックス印刷機４の印刷テーブルを降下させて、第２の搬送部２上に待機していた第１の搬出機構４２を起動して、テーブル上のフラックスを印刷した基板７を第１の搬出機構４２により吸着保持する。第２の搬送部２の第２の搬送キャリア２２をフラックス印刷機４側に移動する。フラックスを印刷した基板を保持している第２の搬入機構５１は待機状態を続ける。ハンダボールの充填を終了したハンダボール印刷機５を降下して第２の搬出機構５２をハンダボール印刷テーブ上に移動して、充填の完了した基板を吸着保持する。第３の搬送部３の第３の搬送キャリア３２は待機状態を維持している。
【００２５】
次に、図５の（３）の工程に移行する。すなわち、フラックス印刷機４で印刷した基板７を第１の搬出機構４２で吸着保持し第２の搬送部２側に移動すると同時に、第１の搬送部１上で基板７を保持して待機していた第１の搬入機構４１がフラックス印刷機４の印刷テーブル上に移動する。第１の搬出機構４２は第２の搬送部２の第２の搬送キャリア２２上に移動し、第２の搬送キャリア２２上に基板７を受け渡す。また、第２の搬入機構５１はハンダボール印刷機５上に移動して、フラックスの印刷された基板７を印刷テーブル上に受け渡す。なお、第２の搬入機構５１が動作すると同時に第２の搬出機構５２が動作して、ハンダボールを充填した基板を第３の搬送部３の第３の搬送キャリア３２上に移動してキャリア上に基板の受け渡しを行う。
【００２６】
次に図５の（４）の工程に移る。
【００２７】
この工程では、第１の搬送部１では新規基板７を第１の搬送キャリア１２上に搭載する。第１搬送部１の上部の第１の搬入機構４１は空の状態で待機している。フラックス印刷機４ではフラックスを印刷している。第２の搬送部２では第２の搬送キャリア２２がフラックスを印刷した基板７を載せてハンダボール印刷機５側に移動中である。また、第１の搬出機構４２は空の状態で第２の搬送部２のフラックス印刷機４側に待機している。同じく第２の搬入機構５１はフラックスを印刷した基板７を受け取るため第２の搬送部２上で待機している。
【００２８】
ハンダボール印刷機５はハンダボールの印刷を行っている。第３の搬送部３の第３の搬送キャリア３２はハンダボールの印刷(充填)が終了した基板を搭載して基板搬出側に移動中である。また、第２の搬出機構５２はハンダボール印刷機５側で待機中である。
【００２９】
また、フラックスの印刷を数十回行うと、印刷テーブルを降下させた状態で、第１の搬入機構４１と第１の版下清掃機８０を基板移動方向に第１の版下清掃機８０がマスク４４の下面に位置するまで移動させる。そして、マスク４４を第１の版下清掃機８０の清掃部８１の清掃用布がマスク４４裏面に接触するまで上昇させる。その後、第１の版下清掃機８０を基板搬送方向に移動させることで版下清掃を実行する。マスクの版下清掃が終了すると清掃用布の汚れた部分が巻き取られ、版下清掃機及び第１の搬入機構４１は待機位置に戻る。
【００３０】
なお、第１、第２の搬入機構及び第１、第２の搬出機構を用いて基板７を搬送キャリアから印刷テーブルまたは印刷テーブルから搬送キャリアに受け渡す際には、例えば第１の搬入機構４１により、第１の搬送キャリア上の基板を吸着保持してフラックス印刷テーブル上に載置する。その後、第１の搬入機構４１と第１の搬出機構４２を基板上に移動してカメラユニット４１ａ、４２ａで、基板の四隅に設けてある位置合せマークとマスクに設けてある位置合せマークを撮像する。そして、図示していない制御部で位置ずれ量を求める。なお、カメラユニットに設けてあるカメラは上下２視野カメラであり、基板７とマスク４４を同時に撮像できるものである。位置ずれ量が求まるとフラックス印刷テーブル４６を水平方向に移動することで位置合せを行う。位置合せが終了すると、第１の搬入機構４１と第１の搬出機構４２を退避させ、フラックス印刷テーブルを上昇させてマスク面に接触させる。次に印刷ヘッドをマスク面に降下させてスキージをマスク面に接触させ、印刷ヘッドを水平移動させることでフラックスの印刷を行う。フラックスの印刷が終了すると、フラックス印刷テーブルを降下させて、第１の搬出機構４２をフラックス印刷テーブル上に移動して基板７を吸着保持し第２の搬送部２へ移動し第２の搬送キャリア２２に載置する。以上が印刷時の大まかな動作である。
【００３１】
また、ハンダボール印刷機５においても、基板とマスクの位置合せはフラックス印刷機とほぼ同様の動作で行う。
【００３２】
以上の構成とすることにより、たわみ易い薄型基板でも搬送でき、且つ基板の受け渡しに掛かる時間も短縮でき、さらに精度の良い印刷が可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・第１の搬送部、２・・・第２の搬送部、３・・・第３の搬送部、４・・・フラックス印刷機、５・・・ハンダボール印刷充填機、７・・・基板、１１・・・第１の搬送架台、１２・・・第１の搬送キャリア、１３・・・ロッドレス空圧シリンダ、１５・・・リニアレール、１６・・・Ｘ方向基板位置決め機構、１７・・・Ｙ方向基板位置決め機構、１８・・・調整ボルト、１９・・・駆動シリンダ、１９ａ・・・基板落下防止板アーム、２２・・・第２の搬送キャリア、３２・・・第３の搬送キャリア、４０・・・基板進行方向、４１・・・第１の搬入機構、４１ａ・・・カメラユニット、４２・・・第１の搬出機構、４２ａ・・・カメラユニット、４３・・・スキージヘッド、４４・・・マスク、４６・・・印刷テーブル、５１・・・第２の搬入機構、５２・・・第２の搬出機構、７２・・・吸着パッド支持板、７３・・・吸着パッド、７４・・・上下機構、８０・・・第１の版下清掃機、８１・・・清掃部、８２・・・巻き取りドラム、８３・・・巻き出しドラム、９０・・・第２の版下清掃機。
【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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