(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起電極を有する電子部品を複数個収納する電子部品供給装置と、前記電子部品供給装置から電子部品を順次取り出す装着ヘッドと、前記装着ヘッドに保持された電子部品の突起電極にフラックスを転写するフラックス転写装置と、前記突起電極にフラックスが転写された電子部品が実装される電極パッドを有するプリント基板を搭載するステージとを具備した電子部品実装装置において、
前記フラックス転写装置が、フラックス供給部と、このフラックス供給部から供給されるフラックスを回転駆動される円盤上に貯溜するフラックス貯溜部と、このフラックス貯溜部に供給されたフラックスの塗布厚が所定塗布厚となるようにならすスキージと、前記スキージでならされた余剰フラックスを前記円盤の中央部から排出するフラックス排出部とで構成されていることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記フラックス排出部が、前記スキージでならされた余剰フラックスを前記円盤の中央部に形成された開口部から排出管を通じて、前記排出管下方に位置させた回収タンクに回収させる構成であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突起電極を有する電子部品をプリント基板の電極パッド上に実装する電子部品実装装置に関し、特に、電子部品をプリント基板に半田付けする際に、前記突起電極にフラックスを転写するフラックス転写装置の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の電子部品実装装置、特にフラックス転写装置について説明する。
【０００３】
例えば、フリップチップ等の部品裏面に突起電極（以下、半田バンプという。）を有する電子部品をプリント基板の電極パッド上に実装するにあたっては、半田のヌレ性を向上させるために基板の電極パッドや半田バンプにフラックスを転写している。
【０００４】
尚、このような電子部品実装装置としては、特開平１１−１３５５７２号公報（国際分類：Ｈ０１Ｌ  ２１／６０）等に紹介されている。
【０００５】
このものは、電子部品をロボットにより吸着保持した状態で転写ステージに搬送し、この転写ステージに搭載された円盤状の回転ディスク上に塗布されたフラックス液面にめがけてロボットを下動させることで、電子部品の半田バンプにフラックスを転写させ、更にロボットの移動によりプリント基板の電極パッド上にこの電子部品を実装している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記電子部品実装装置におけるフラックス転写装置では、上述したように円盤状の回転ディスク上に塗布されたフラックス液面に電子部品の半田バンプ部分を浸すことで、半田バンプにフラックスを転写させている。
【０００７】
ここで、半田バンプの厚みは機種毎に様々あり、例えば８０μｍ程度のものもあり、それぞれの厚みに応じてフラックス液面の高さも調整しておく必要がある。そのために、前記回転ディスク上に塗布したフラックスをスキージでならすことで所定塗布厚になるように設定していた。また、ディスク上に塗布されたフラックスは劣化し易く劣化すると、半田のリフローに支障をきたすおそれがあるため、常に新しいフラックスを供給する必要があった。このとき、スキージでならされた余剰のフラックスは、前記回転ディスクの外周部から垂れ落とされて、この回転ディスクの下に位置させた受け皿で受け止める構成のものが、転写装置として広く普及している。
【０００８】
図２は本発明を説明するためのフラックス転写装置の平面図であるが、説明の便宜上、一方（図面下方）のフラックス転写部には、回転ディスク４０Ａの下に受け皿４０Ｂを備えた従来構成のフラックス回収機構を図示し、他方（図面上方）のフラックス転写部には、後述する本発明の回収機構を図示している。
【０００９】
図２からもわかるように従来のフラックス回収機構では、回転ディスク４０Ａの下にこの回転ディスク４０Ａの直径よりも大きな直径を有する受け皿４０Ｂを準備しておく必要があり、フラックス転写装置内にこの受け皿４０Ｂを配置する占有スペースを確保しなければならなかった。
【００１０】
また、前記受け皿４０Ｂ内にある程度、フラックスが溜まってきた時点で、このフラックスを排出する必要がある。この場合には、回転ディスク４０Ａを取り外し、更に前記受け皿４０Ｂを取り外さなければならず、一旦電子部品の実装作業を中断させなければならず、生産効率が下がるという問題があった。そして、この中断時間が長くなると回転ディスク４０Ａ上のフラックスが劣化し、さらには固まってしまうため、回転ディスク４０Ａ上のフラックスも清掃しなければならなくなる。
【００１１】
更に、上述したように余剰のフラックスは回転ディスクの外周部から垂れ落とす形で排出しているため、回転ディスクの外周部に付着したフラックスも清掃しなければならず、メンテナンスが面倒であった。
【００１２】
以上説明したように従来の回転ディスクの外周部から余剰のフラックスを排出させる構成は、各種の問題を有していた。
【００１３】
従って、本発明では余剰のフラックスの回収作業及びメンテナンス作業が容易な電子部品実装装置を提供すると共に、劣化したフラックスが電子部品の電極に転写されないようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、図１乃至図３に示すように電子部品１５の半田バンプにフラックスを転写し、このフラックスが転写された電子部品１５をプリント基板１８の電極パッドに実装する電子部品実装装置１において、フラックス転写装置３０を、フラックス供給部３２と、このフラックス供給部３２から供給されるフラックスを回転駆動される回転ディスク４０上に貯溜するフラックス貯溜部３３と、このフラックス貯溜部３３に供給されたフラックスの塗布厚が所定塗布厚となるようにならすスキージ４６と、前記スキージ４６でならされた余剰フラックスを前記回転ディスク４０の中央部に形成された開口部５４から排出管５５を通じて、排出管５５下方に位置させた回収タンク５３で回収するフラックス排出部３４とで構成することで、余剰フラックスの回収作業及びメンテナンス作業を容易にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品実装装置に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は電子部品実装装置の平面図であり、図２及び図３は前記電子部品実装装置に搭載されるフラックス転写装置の平面図及び側面図である。
【００１７】
図１において、電子部品実装装置１の基台２上にＡビーム３及びＢビーム４のＹ方向への移動を案内する一対のレール５が配置されている。Ａビーム３及びＢビーム４はＸ方向に長く、この長手方向に沿って装着ヘッド７，８がそれぞれ移動可能に配設されている。従って、前記装着ヘッド７，８は、ＸＹ方向に移動可能になされている。
【００１８】
また、Ａ側Ｙ軸モータ１０により回動されるボールネジ軸１１がＡビーム３に固定された図示しないナットに螺合しており、このＡビーム３はボールネジ軸１１の回動によりレール５に沿って移動可能である。Ｂビーム４は同様な構造のボールネジ軸１２がＢ側Ｙ軸モータ１４により回動されることで、レール５に沿って移動する。
【００１９】
更に、基台２の図１における上方及び下方の位置には、それぞれ部品供給部が形成され、この部品供給部では種々の電子部品１５を供給する部品供給装置１６が搭載されている。尚、部品供給装置１６には、いわゆるテープ供給方式の部品供給装置やスティック供給方式の部品供給装置やトレイ供給方式の部品供給装置等がある。また、３０は本発明が適用されるフラックス転写装置で、詳しくは後述するが、前記部品供給装置１６内のある部品供給装置１６から供給された半田バンプを有する電子部品１５に対して、その半田バンプにフラックスを転写するものである。
【００２０】
そして、前記装着ヘッド７，８は、各部品供給装置１６から真空吸着により取り出した電子部品１５をプリント基板１８の所望の位置に搬送して実装するものである。
【００２１】
また、前記プリント基板１８は、基台２上に設置された搬送コンベア２０により搬送され、所定の作業ステージ位置で図示しない固定機構により位置決め固定される。
【００２２】
更に、前記部品供給装置１６から取り出された電子部品１５は部品認識カメラ２１により、その装着ヘッド７，８に対する吸着位置ずれ状況、部品落下状況、更には後述するフラックス転写状況等が認識される。
【００２３】
また、前記基台２にはノズルストッカ２２が設置されており、前記装着ヘッド７，８に交換可能に取り付けられる吸着ノズル２４が用意されている。
【００２４】
以下、フラックス転写装置３０の構成について説明する。
【００２５】
図２において、フラックス転写装置３０の基台３１上には、大きく分けてフラックス供給部３２と、フラックス貯溜部３３と、更にはフラックス排出部３４が搭載されている。
【００２６】
前記フラックス供給部３２は、前記基台３１に支持板３６を介して固定されたシリンジ３７内にフラックスを貯蔵し、図示しない加圧空気供給装置から供給される加圧空気をバルブの開動作期間シリンジ３７内に送り込むことで、シリンジ３７内のフラックスがノズル３８の先端につながったホース３９を通じて、前記フラックス貯溜部３３に供給される。
【００２７】
前記フラックス貯溜部３３は、基台３１に回転可能に設けられ、前記フラックス供給部３２から供給されたフラックスを貯溜するフラックスが外側に排出されないようにするための外縁のある円盤状の回転ディスク４０を有し、この回転ディスク４０は回動モータ４１の回動がプーリ４２、ベルト４３、プーリ４４を介して伝えられ、一定方向に回転させられる。
【００２８】
また、４６は前記回転ディスク４０上に塗布されたフラックスをならして所定塗布厚に調整するためのスキージで、支持板４７を介して基台３１に固定されている。
【００２９】
５０は、前記回転ディスク４０上に塗布されたフラックスを埃塵等から守るためのカバーで、一ヶ所だけ開口部５１が形成されている。この開口部５１を介して前記吸着ノズル２４に吸着保持された電子部品１５がフラックスに浸される。
【００３０】
尚、本実施形態では、一対の回転ディスク４０を搭載し、一回の作業で２個の電子部品１５にフラックスを転写する構成となっている。ここで、再度ことわっておくが、図２は本発明を説明するためのフラックス転写装置の平面図であるが、説明の便宜上、一方（図面下方）のフラックス転写部には、回転ディスク４０Ａの下に受け皿４０Ｂを備えた従来構成のフラックス回収機構を図示しているが、本発明のフラックス転写装置では、他方（図面上方）のフラックス転写部が一対搭載されている。
【００３１】
最後に、本発明の最も重要なポイントであるフラックス排出部３４について説明する。
【００３２】
図３において、５３は回転ディスク４０から排出されたフラックスを回収する回収タンクで、前記回転ディスク４０の下方に準備されている。そして、回転ディスク４０から排出される余剰のフラックスは回転ディスク４０の中央部に形成された開口部５４から排出管５５を通じて、前記タンク５３に回収させる構成である。従って、前記フラックスの塗布厚が所定の塗布厚になるようにスキージを使ってフラックスをならす際に、余剰のフラックスが回転ディスク４０の中央部から排出される仕組みになっている。更に言えば、本実施形態は回転ディスク４０の上面は平面であるが、この上面を中央部に向かうに従って窪んだ形にして、余剰フラックスが中央部に集まり易くしてもよい。但し、このようにした場合には、フリップチップの電極がディスクの上面に当接したときに全ての電極にフラックスが転写されるようにしなければならない。
【００３３】
ここで、図２からもわかるように本発明のフラックス回収機構では、従来のような回転ディスク４０Ａの下にこの回転ディスク４０Ａの直径よりも大きな直径を有する受け皿４０Ｂを準備させておく必要がないため、フラックス転写装置内にこの受け皿４０Ｂを配置する占有スペースを確保する必要がなくなる。
【００３４】
以下、動作について説明する。
【００３５】
先ず、電子部品実装装置１の作業テーブル位置に前記プリント基板１８が搬送コンベア２０により搬送され、固定機構により位置決め固定される。
【００３６】
続いて、前記装着ヘッド７，８が、所望の部品供給装置１６の電子部品取り出し位置までＸＹ移動して行き、そこで電子部品１５上面まで下動して吸着ノズル２４の先端で電子部品１５を吸着する。
【００３７】
そして、再び装着ヘッド７，８が上動して吸着ノズル２４の先端で電子部品１５を吸着保持した状態で、部品認識カメラ２１上方までＸＹ移動して行き、そこで、その装着ヘッド７，８（吸着ノズル２４）に対する吸着位置ずれ状況、部品落下状況を認識する。
【００３８】
以下、異常なしとして説明を続けるが、もし、異常が発見された場合には、その異常状況に合わせて対処する。即ち、例えば吸着位置ずれ異常であれば、その電子部品１５を排出した後、再度吸着作業に戻るように、また、例えば部品落下異常であれば、直ちに吸着作業に戻るように制御させれば良い。更に言えば、装置を異常停止させると共に、異常報知して作業者に報知させるようなものでも良い。
【００３９】
次に、装着ヘッド７，８は部品認識カメラ２１上方から前記フラックス転写装置３０のフラックス転写位置（回転ディスク４０上）までＸＹ移動して行き、そこでフラックス液面に吸着ノズル２４に吸着保持された電子部品１５の半田バンプが浸るまで下動させる。そして、再び装着ヘッド７，８が上動した際に、電子部品１５の半田バンプには適量のフラックスが転写されている。
【００４０】
このとき、フラックス転写装置３０の回転ディスク４０上に塗布されたフラックスは転写に適した状態に準備されている。
【００４１】
即ち、予め、前記フラックス供給部３２のシリンジ３７内に加圧空気が供給されることで（バルブの開動作期間）、シリンジ３７内のフラックスがノズル３８の先端につながったホース３９を通じて回転駆動されている回転ディスク４０上に供給される。そして、このままの状態では使えないため回転ディスク４０上のフラックスが、所定塗布厚となるようにスキージ４６でならされている。
【００４２】
このようにしてフラックスが所定の塗布厚となるようにならされたら、前記回転ディスク４０は回転を停止して、吸着ノズル２４に吸着保持された電子部品の半田バンプへのフラックス転写に備える。
【００４３】
そして、フラックス転写終了（吸着ノズル２４が上動した）後、前記回転ディスク４０は回転を再開して、次のフラックス転写に備える。ここで、回転ディスク４０上には、前述したようにバルブが開動作される期間、フラックス供給部３２からフラックスが供給され、スキージ４６でならし動作されているため、回転ディスク４０上のフラックスは常に転写に適した状態に準備しておくことができる。即ち、このバルブの開閉による間欠的なフラックスの供給によりディスク４０上に貯溜されているフラックスの特性が劣化しないような間隔で行われる。尚、回転ディスク４０上へのフラックスの供給タイミングは、本実施形態のようにバルブの開閉動作に連動した間欠供給でなければいけないというものではなく、例えば転写作業中において、連続的に常時供給されるものであっても構わない。
【００４４】
また、スキージ４６でならされた余剰のフラックスは、回転ディスク４０の中央部に形成された開口部５４から排出管５５を通じて、回収タンク５３に回収される。このように本発明の装置構成では、前記フラックスの塗布厚が所定の塗布厚になるようにスキージを使ってフラックスをならす際に、余剰のフラックスが回転ディスク４０の中央部から排出されるため、従来装置のように余剰のフラックスを回転ディスク４０Ａの外周部から垂れ落とす形で排出する構成に比して、その垂れ落としたフラックスを回収する受け皿４０Ｂを配置するスペースを必要としないという利点がある。
【００４５】
また、従来構成では転写作業が続けられ、受け皿４０Ｂ内にある程度、フラックスが溜まってきた時点で、このフラックスを排出する際に、一旦電子部品の実装作業を中断させなければならず、生産効率が下がるという問題があった。本発明構成では回収タンク５３を取り換える時には、やはり部品実装動作は中断するのであるが、回収タンク５３の載置スペースには余裕があるので、受け皿４０Ｂに比較してその容量を大きくすることができ、電子部品の実装作業を中断させる時間を短くでき、生産効率の低下を抑制できる。
【００４６】
更に、従来の余剰フラックスを回転ディスク４０Ａの外周部から垂れ落とす形で排出する構成では、回転ディスク４０Ａの外周部に付着したフラックスも清掃しなければならず、メンテナンスが面倒であったが、本発明構成では比較的メンテナンスが容易である。
【００４７】
続いて、フラックス転写作業後、装着ヘッド７，８が再び部品認識カメラ２１上方までＸＹ移動して行き、そこで、その装着ヘッド７，８に対する吸着位置ずれ状況、部品落下状況、そしてフラックス転写状況を認識する。これは、フラックスがある程度の粘性を有するものであり、転写時に電子部品１５の吸着位置がずれたり、回転ディスク４０上に置き忘れられてしまったり、更にはフラックス転写が多過ぎたり、少な過ぎたりとかいった不具合を認識させるためである。
【００４８】
以下、異常なしとして説明を続けるが、もし異常が発見された場合には、上述したように電子部品１５を再吸着した後、半田バンプにフラックスを転写させるまでの作業を繰り返す。また、装置を異常停止させると共に、異常報知して作業者に報知させても良い。
【００４９】
そして、前記装着ヘッド７，８がプリント基板１８の所望の電極パッド上までＸＹ移動し、そこで下動して電極パッド上に電子部品１５（の半田バンプ）を実装させる。以下、上記作業が繰り返された後、半田をリフローすることで、プリント基板１８上に各電子部品１５が接続される。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、スキージでならされた余剰フラックスは貯溜部から排出され、供給部はこの貯溜部のスラックスが劣化しないように間欠的または連続的にフラックスを供給するので特性が劣化したフラックスが電子部品の突起電極に転写されることがない。
【００５１】
また、回転ディスクの中央部から余剰フラックスを排出するようにしたため、余剰のフラックスの回収作業及びメンテナンス作業が容易になる。
【００５２】
また、従来のような回転ディスクの直径よりも大きな直径を有する受け皿を配置する占有スペースを確保する必要がなくなり、装置スペースの有効利用が図れる。
【００５３】
更に、回転ディスクの中央部から排出した余剰フラックスは下方に位置させた回収タンクに回収させており、回収タンクの容量を大きくすることができるため、電子部品の実装作業を中断させる回数を少なくし、生産効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電子部品実装装置を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態の電子部品実装装置に適用されるフラックス転写装置を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態の電子部品実装装置に適用されるフラックス転写装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１      電子部品実装装置
１５    電子部品
３０    フラックス転写装置
３２    フラックス供給部
３３    フラックス貯溜部
３４    フラックス排出部
【図１】
0003583319.tif 000002
【図２】
0003583319.tif 000003
【図３】
0003583319.tif 000004