(57)【要約】【課題】メタルマスクと表面実装形パッケージ部品のマッチング作業を効率良く正確に短時間で行うことが出来ると共に、半田ボールを印刷されたパッケージ部品を次工程で使用される加熱装置まで、半田ボールをパッケージ部品から脱落させることなく良好な半田ボール印刷状態を保持したまま搬送することが出来る半田ボール印刷装置を提供する。【解決手段】上操作レバー２１Ｕに連動させて、上平行板２２ＴＵと下平行板２２ＢＵを中心Ｃに関して点対称に上開口枠体２３Ｕの上辺２３ＴＵ、底辺２３ＢＵに対し平行に近接または離隔して相対移動するように構成すると共に、下操作レバー２１Ｌに連動させて、左平行板２２ＬＬと右平行板２２ＲＬを中心Ｃに関して点対称に上開口枠体２３Ｕの左辺２３ＬＵ、右辺２３ＲＵに対し平行に近接または離隔して相対移動するように構成する。また、上開口枠体２３Ｕと下開口枠体２３Ｌは同一形状とする。【選択図】図６
2015041697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装部品のランドパターンに合致した孔パターン（３２Ｍ）を有するメタルマスク組立（３０）と、該表面実装部品のＸ方向位置、Ｙ方向位置およびＺ方向位置ならびにＺ軸回りの回転位置を調整する位置調整機構部と、該表面実装部品を部品ステージ（１５）に固定する吸引機構部とから成り、上面に設けられた取付台（１４）の対角線上に前記メタルマスク組立（３０）を位置決めする基準ピン（１４ａ）を有する装置本体（１０）とを備えた半田ボール印刷装置であって、
対角線かつ中心点対称に前記基準ピン（１４ａ）と同芯となる基準穴（２４Ｕ、２４Ｌ）を有すると共に中央部が開口した、矩形枠状の上・下開口枠体（２３Ｕ、２３Ｌ）から成り、その開口には該開口枠体の上辺（２３ＴＵ、２３ＴＬ）または底辺（２３ＢＵ，２３ＢＬ）に平行な一対の上・下平行板（２２ＴＵ、２２ＢＵ）、ならびに該開口枠体の左辺（２３ＬＵ、２３ＬＬ））または右辺（２３ＲＵ、２３ＲＬ）に平行な一対の左・右平行板（２２ＬＬ、２２ＲＬ）が、中心点対称にそれぞれ設けられ、該上・下平行板または左・右平行板にリンクした上・下操作レバー（２１Ｕ，２１Ｌ）を操作することにより、前記上・下開口枠体に対し同芯・同相となるように前記表面実装部品を位置決めする部品位置決め機構（２０）を備えることを特徴とする半田ボール印刷装置。
【請求項２】
前記上・右平行板（２２ＴＵ、２２ＲＬ）はＴ形スライダ（２２ＴＳＵ、２２ＴＳＬ）の直交板であり、前記下・左平行板（２２ＢＵ、２２ＬＬ）はＬ形スライダ（２２ＬＳＵ、２２ＬＳＬ）の直交板であり、前記上・下操作レバー（２１Ｕ，２１Ｌ）は支点（２１ａＵ、２１ａＬ）から等間隔に設けられた第１長穴（２１ｂＵ、２１ｂＬ）および第２長穴（２１ｃＵ、２１ｃＬ）によって前記Ｔ形スライダ（２２ＴＳＵ、２２ＴＳＬ）及び前記Ｌ形スライダ（２２ＬＳＵ、２２ＬＳＬ）にそれぞれリンクする請求項１記載の半田ボール印刷装置。
【請求項３】
前記Ｔ形スライダ（２２ＴＳＵ、２２ＴＳＬ）および前記Ｌ形スライダ（２２ＬＳＵ、２２ＬＳＬ）にはガイドレール（２５Ｕ、２５Ｌ）が互いに平行に取り付けられ、該ガイドレール（２５Ｕ、２５Ｌ）は前記上開口枠体（２３Ｕ）または下開口枠体（２３Ｌ）に埋め込まれたガイド溝（２６Ｕ、２６Ｌ）に沿って摺動する請求項２記載の半田ボール印刷装置。
【請求項４】
前記装置本体（１０）の前記基準ピン（１４ａ）に嵌合しながら半田ボールが印刷された前記表面実装部品を把持部（４１、４２）によって両側から挟み込んで位置・姿勢を保持する部品移載機構（４０）を備える請求項１記載の半田ボール印刷装置。
【請求項５】
前記部品移載機構（４０）は多穴メタルメッシュ（５１）を備えた加熱ステージプレート（５０）を下面に取り付けることが可能である請求項４記載の半田ボール印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田ボール印刷装置、特に、メタルマスクと表面実装形パッケージ部品のマッチング作業を効率良く正確に短時間で行うことが出来ると共に、半田ボールを印刷されたパッケージ部品を次工程で使用される加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで、半田ボールをパッケージ部品から脱落させることなく良好な半田ボール印刷状態を保持したまま搬送することが出来る半田ボール印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、矩形のプリント基板表面（パッケージ表面）にＩＣチップ部品が実装され、そして実装されたＩＣチップ部品は扁平・幅広の四角体の樹脂成形品で覆われていると共に、プリント基板裏面（パッケージ裏面）にはリード端子が配設されたパッケージ形実装部品が広く普及している。パッケージ形実装部品は、実装方式によりリード挿入形パッケージ（リード端子をプリント基板のスルーホールに挿入してハンダ実装するタイプ）と、表面実装形パッケージ（プリント基板の表面に平面的に直接ハンダ実装するタイプ）に大別される。表面実装形パッケージの一つに、リード端子を定ピッチの格子状の半田ボールで構成した”ＢＧＡ”（Ball Grid Array）と称される表面実装形パッケージがある。ＢＧＡはリード端子を高密度に配設することが可能であり、様々なプリント配線基板に広く用いられている。
このＢＧＡタイプの表面実装形パッケージ（以下、「ＢＧＡパッケージ」という。）の裏面端子に半田ボールをプリント（半田付け）するハンダ印刷装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
上記ハンダ印刷装置によれば、上記ＢＧＡパッケージ（特許文献１では実装部品（１２）として表記）の裏面端子（特許文献１ではランド（５１）として表記）に半田ボールをプリントするには、先ず、実装部品（１２）のランド（５１）とマスクスクリーン（１１）の開口（１４）の位置合わせ作業（マッチング作業）を行わなければならない。マスクスクリーン（１１）は、位置決め用ピン（２４）によって位置決めされるように構成されているため、マッチング作業は、マスクスクリーン（１１）の開口（１４）に対し実装部品（１２）のランド（５１）を一致させることにより行われる。より具体的には、作業者が実装部品（１２）の各方向の位置ズレ（Ｘ方向のズレ、Ｙ方向のズレ、Ｚ軸回りの位相のズレ（θ方向のズレ））をそれぞれ目視によって計測し、各方向の位置ズレが全て無くなるまで各方向の位置調整機構（マイクロメータ等）を操作して、実装部品（１２）のランド（５１）とマスクスクリーン（１１）の開口（１４）が一致するように位置調整する必要がある。
また、実装部品（１２）のランド（５１）とマスクスクリーン（１１）の開口（１４）のマッチング作業が完了した後は、マスクスクリーン（１１）を吸着装置（７２）によって固定し、マスクスクリーン（１１）にクリームはんだ（５２）をへら（４１）で塗り、ランド（５１）にクリームはんだ（５２）を印刷する。その後マスクスクリーン（１１）をより孔径の大きいマスクスクリーン（５５）に交換し、はんだボール（５３）をマスクスクリーン（５５）の開口に詰め、クリームはんだ（５２）が塗られたランド（５１）にはんだボール（５３）を印刷する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０３９５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した通り、実装部品（１２）とマスクスクリーン（１１）のマッチング作業は、マスクスクリーン（１１）の開口（１４）に対し実装部品（１２）のランド（５１）を一致させることにより行われる。しかし、実装部品（１２）のランド（５１）の個数は、一般に無数に有る上、位置調整のためのパラメータとして、Ｘ方向の位置ズレ、Ｙ方向の位置ズレ及びθ方向の位置ズレがある。しかも各位置ズレは互いに依存し合っているため、一方向の位置ズレを修正した後であっても、他の方向の位置ズレを修正する場合、前に修正した位置ズレは再び生じる可能性がある。
このように、上記特許文献１のハンダ印刷装置において、実装部品（１２）とマスクスクリーン（１１）のマッチング作業は、かなりの作業時間および作業労力を要するという問題がある。
また、はんだボール（５３）が印刷された状態の実装部品（１２）において、はんだボール（５３）はクリームはんだ（５２）によって仮止めされた不安定な状態にある。そのため、次工程で使用される加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで搬送する際、はんだボール（５３）が実装部品（１２）から脱落するという問題がある。
そこで、本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたものであって、メタルマスクと表面実装形パッケージ部品のマッチング作業を効率良く正確に短時間で行うことが出来ると共に、半田ボールを印刷されたパッケージ部品を次工程で使用される加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで、半田ボールをパッケージ部品から脱落させることなく良好な半田ボール印刷状態を保持したまま搬送することが出来る半田ボール印刷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】
【０００５】
上記技術的課題を解決するための本発明のうち、請求項１記載の発明の手段は、表面実装部品のランドパターンに合致した孔パターンを有するメタルマスク組立と、該表面実装部品のＸ方向位置、Ｙ方向位置およびＺ方向位置ならびにＺ軸回りの回転位置を調整する位置調整機構部と、該表面実装部品を部品ステージに固定する吸引機構部とから成り、上面に設けられた取付台の対角線上に前記メタルマスク組立を位置決めする基準ピンを有する装置本体とを備えた半田ボール印刷装置であって、
対角線かつ中心点対称に前記基準ピンと同芯となる基準穴を有すると共に中央部が開口した、矩形枠状の上・下開口枠体から成り、その開口には該開口枠体の上辺または底辺に平行な一対の上・下平行板、ならびに該開口枠体の左辺または右辺に平行な一対の左・右平行板が、中心点対称にそれぞれ設けられ、該上・下平行板または左・右平行板にリンクした上・下操作レバーを操作することにより、前記上・下開口枠体に対し同芯・同相となるように前記表面実装部品を位置決めする部品位置決め機構を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の上記構成では、表面実装部品は、上記部品位置決め機構によって上・下開口枠体に対し同芯・同相に位置決めされる一方、上・下開口枠体は、装置本体の基準ピンによって位置決めされることになる。結局、表面実装部品は装置本体の基準ピンによって位置決めされることになる。他方、メタルマスク組立も装置本体の基準ピンによって位置決めされることになるため、表面実装部品の基準ピンに対する位置決め条件と、メタルマスク組立の基準ピンに対する位置決め条件が同一条件である場合、部品位置決め機構によって位置決めされた表面実装部品のハンダ塗布位置とメタルマスク組立の孔パターンは好適に一致することになる。
つまり、作業者は上記部品位置決め機構によって表面実装部品を位置決めした後、吸引機構部によってその位置を固定し、装置本体から上記部品位置決め機構を取り外し、それに換えてメタルマスク組立を基準ピンに通すことにより、表面実装部品とメタルマスク組立のマッチング作業は完了することになる。
このように、本発明の半田ボール印刷装置では、表面実装部品とメタルマスク組立のマッチング作業は、実質的に部品位置決め機構の操作レバーを作動することと、装置本体の部品位置決め機構をメタルマスク組立に載せ換えることで済むことになり、従来、多大な時間を要していた表面実装部品とメタルマスク組立のマッチング作業を短時間で完了させることが可能となる。
【０００７】
請求項２記載の発明の手段は、前記上・右平行板はＴ形スライダの直交板であり、前記下・左平行板はＬ形スライダの直交板であり、前記上・下操作レバーは支点から等間隔に設けられた第１長穴および第２長穴によって前記Ｔ形スライダ及び前記Ｌ形スライダにそれぞれリンクする、ことにある。
【０００８】
請求項２記載の上記構成では、上操作レバーが作動すると、上平行板と下平行板は互いに平行に且つ同じ移動量で接近移動し、終いには左辺または右辺の二等分線上で接合する。他方、下操作レバーが作動すると、左平行板と右平行板は互いに平行に且つ同じ移動量で接近移動し、終いには上辺または底辺の二等分線上で接合する。今、上・下平行板および左・右平行板で囲まれる開口に表面実装部品を入れると、上操作レバー及び下操作レバーが作動すると、上平行板と下平行板および右平行板と左平行板によって、表面実装部品は各二等分線が交差する中心点（上・下開口枠体の中心）に向けて且つ各々の平行板に平行な状態に置かれるようになる。開口枠体と装置本体は同芯・同相であり、メタルマスクと装置本体も同芯・同相であるため、上操作レバー及び下操作レバーが作動すると、表面実装部品は実質的にメタルマスクに対し同芯・同相状態に置かれるため、表面実装部品のハンダ塗布位置（ランドパターン）とマスクの孔パターンが合う（マッチングする）ようになる。
【０００９】
請求項３記載の発明の手段は、前記Ｔ形スライダおよび前記Ｌ形スライダにはガイドレールが互いに平行に取り付けられ、該ガイドレールは前記上開口枠体または下開口枠体に埋め込まれたガイド溝に沿って摺動する、ことにある。
【００１０】
請求項３記載の上記構成では、ガイドレールとガイド溝により、上平行板と下平行板ならびに左平行板と右平行板を互いに平行に且つ同じ移動量で接近または離隔移動させることが可能となる。
【００１１】
請求項４記載の発明の手段は、前記装置本体の前記基準ピンに嵌合しながら半田ボールが印刷された前記表面実装部品を把持部によって両側から挟み込んで位置・姿勢を保持する部品移載機構を備える、ことにある。
【００１２】
請求項４記載の上記構成では、上記部品移載機構は装置本体に取り付けられた状態で前記表面実装部品を両側から把持することが出来るように構成されている。そのため、半田ボールが印刷された前記表面実装部品を動かす必要がなく、その結果、動かすことによる余分な振動や揺れが表面実装部品に加わりにくくなるため、半田ボールをパッケージ部品から脱落させることなく良好な半田ボール印刷状態を保持したまま搬送することが可能となる。
【００１３】
請求項５記載の発明の手段は、前記部品移載機構は多穴メタルメッシュの加熱ステージプレートを下面に取り付けることが可能である、ことにある。
【００１４】
請求項５記載の上記構成では、半田ボールが印刷された表面実装部品を他の治具に載せ換える必要がなくなる。つまり、半田ボールが印刷された表面実装部品は、人手に晒されることなく、良好な半田ボール印刷状態を保持したままの状態で加熱されるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半田ボール印刷装置によれば、上記特徴の部品位置決め機構によって、メタルマスク組立と同一の位置決め基準で表面実装部品を位置決めすることが可能となり、その結果、従来、時間を要していたメタルマスクと実装部品のマッチング作業を効率良く・正確に短時間で行うことが出来るようになると共に、実装部品のハンダ塗布位置に対する半田ボールの印刷作業を効率良く短時間で済ませることが出来るようになる。
また、本発明の半田ボール印刷装置は、上記特徴の部品移載機構によって、表面実装部品に仮止めされた半田ボールを表面実装部品から脱落させることなく、次工程において使用される加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで、良好な半田ボール印刷状態を保持したまま搬送することが出来るようになる。
更に、上記部品移載機構に多穴のメタルメッシュを底面に持つ上記特徴の加熱ステージプレートを組み合わせることにより、半田ボールが印刷された実装部品を取り出すことなく、そのままの状態で加熱することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の半田ボール印刷装置の一例であるリボールユニットを示す説明図（正面図）である。
【図２】本発明の半田ボール印刷装置の一例であるリボールユニットを示す説明図（上面図）である。
【図３】本発明に係る装置本体を示す説明図（上面図）である。
【図４】本発明に係る装置本体を示す説明図（正面図）である。
【図５】本発明に係る装置本体を示す説明図（背面図）である。
【図６】本発明に係る部品位置決め機構を示す説明図である。
【図７】本発明に係る上部品位置決め機構を示す説明図である。
【図８】本発明に係る下部品位置決め機構を示す説明図である。
【図９】本発明に係るメタルマスク組立を示す説明図である。
【図１０】実装部品とメタルマスク組立の中心に対する位相を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る部品移載機構を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る部品移載機構の把持機構を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る加熱ステージプレートを示す説明図である。
【図１４】部品移載機構と加熱ステージプレートの組合わせを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００１８】
図１−２は、本発明の半田ボール印刷装置の一例であるリボールユニット１００を示す説明図である。なお、図１は正面図であり、図２は上面図である。また、図１には説明の都合上、メタルマスク組立３０も図示されている。
このリボールユニット１００は、表面実装形パッケージ部品（以下、単に「実装部品」という。）の格子状のリード端子（電極パッド部、ランド又はハンダ塗布位置）に半田ボールを印刷する（半田付け）するための装置であり、詳細については後述するが、メタルマスクの孔位置に対する実装部品のリード端子の位置決め作業（マッチング作業）を作業者が容易に行うことが出来るように、実装部品を予め決められた基準位置に位置決めする部品位置決め機構２０を備えている。なお、ここで言う「予め決められた基準位置」とは、装置本体１０の上面に設けられた２個の基準ピン１４ａ（図２）を対角線の頂点とする仮想四角形（本実施例では正方形）に対し、同芯かつ同相となる位置である。なお、同芯とは中心が同じ状態であり、同相とは互いに相似の関係（どちらか一方を中心に関しＸ方向または／およびＹ方向に拡大または縮小することにより両者が重なる関係）にある状態である。従って、作業者が実装部品を部品位置決め機構２０の開口中（図２）に置き、上・下操作レバー２１Ｕ，２１Ｌを作動させることにより、実装部品は仮想正方形に対し同芯・同相の状態に置かれることになる。他方、メタルマスク組立についても上記基準ピン１４ａが成す仮想正方形に対し同芯・同相になるように予め位置決めされている。従って、部品位置決め機構２０によって位置決めされた実装部品のリード端子は、メタルマスク組立の孔位置に好適にマッチングすることになる。以下、各構成について更に説明する。
【００１９】
リボールユニット１００の構成は、部品位置決め機構２０（図６−８））の他に、必要に応じて実装部品のＸＹＺ位置または回転角θを調整すると共に位置決めされた実装部品を吸着・固定し、更には余分な半田ボールを回収する装置本体１０（図３−５）と、上記基準位置に位置決めされた実装部品の格子状の端子群に一致した（マッチング）した孔パターンが形成されたメタルマスク組立３０（図９）と、半田ボールが印刷された印刷済み実装部品を目的とする加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで半田ボールを脱落させずに搬送する部品移載機構４０（図１１〜１４）とを具備して構成されている。
【００２０】
また、部品位置決め機構２０とメタルマスク組立３０は、同時に使用されることはなく、作業者は初めに部品位置決め機構２０を使用して実装部品の位置決めを行った後、部品位置決め機構２０をメタルマスク組立３０に載せ換え、メタルマスク組立３０を使用して実装部品のハンダ塗布位置にフラックス、半田ボールを印刷することになる。
【００２１】
図３−５は、本発明に係る装置本体１０を示す説明図である。なお、図３は上面図であり、図４は正面図であり、図５は背面図である。
図３に示すように、装置本体１０は、上板１１、側板１２，１２および底板１３を構造体に持ち、実装部品対する位置調整機構部、並びに実装部品または半田ボールに対する吸引機構部を備えている。図４に示すように、位置調整機構部の構成は、中央部が四角形（本実施例では正方形）に開口・貫通した取付台１４と、実装部品が載置・固定される部品ステージ１５と、部品ステージ１５をＺ軸方向回りに回転させる回転移動ステージ１６と、部品ステージ１５をＺ軸方向（高さ方向）に変位させるＺ軸移動ステージ１７と、部品ステージ１５をＸ軸方向（前後方向）に変位させるＸ軸移動ステージ１８と、部品ステージ１５をＹ軸方向（左右方向）に変位させるＹ軸移動ステージ１９と、各ステージが積層されるステージ取付台２１とを具備して構成されている。なお、実装部品は部品位置決め機構２０によって基準ピン１４ａに対し同芯・同相に位置決めされることになるため、上記移動ステージの内で実際に使用されるのはＺ軸移動ステージ１７のみである。
【００２２】
また、図５に示すように、吸引機構部の構成は、上流にある圧縮空気源の圧力を所定の圧力に減圧するレギュレータ２２と、回収された半田ボールが貯蔵される半田ボール回収ボトル２３と、実装部品に対する吸引をオン／オフする部品吸着スイッチ２４と、半田ボールに対する吸引をオン／オフするボール吸引スイッチ２５と、圧縮空気源からの圧力の高い空気が流れる１次エアライン２６と、流速の早い空気が流れ部品吸着スイッチに連通する２次エアライン２７と、流速の早い２次エアライン２７によって負圧になる１次吸引ライン２９と、１次吸引ライン２９の下流にあり分岐して部品ステージ１５に連通する２次吸引ライン３１と、分岐してボール吸引スイッチ２５に連通する３次吸引ライン３２と、その下流にあり半田ボール回収ボトル２３に連通する４次吸引ライン３３と、メタルマスク組立３０から余分な半田ボールを吸引する５次吸引ライン３４とを具備して構成されている。
【００２３】
なお、吸着・吸引の原理は、２次エアライン２７を流れる流速の早い空気流が外部へ流出する時の、いわゆるベンチュリー効果を利用したものである。吸引機構部の動作を簡単に説明すると、部品吸着スイッチ２４をオンにすると、レギュレータ２２の下流にある２次エアライン２７を流速の早い空気流が流れる。その結果、２次エアライン２７に交差（直交）する１次吸引ライン２９の２次エアライン２７近傍が負圧になり、その結果１次吸引ライン２９内が２次エアライン２７の空気流によって吸引されるようになる。その結果、１次吸引ライン２９に連通する２次吸引ライン３１内、ひいては部品ステージ１５も２次エアライン２７の空気流によって吸引されるようになる。他方、ボール吸引スイッチ２５をオンにすると、３次吸引ライン３２と４次吸引ライン３３が連通し、４次吸引ライン３３および５次吸引ライン３４も吸引されるようになる。作業者は５次吸引ライン３４をメタルマスク組立３０に向けて、メタルマスク組立３０上にある余分な半田ボールを吸引する。吸引された半田ボールは、５次吸引ライン３４を通って半田ボール回収ボトル２３へと回収されることになる。
【００２４】
図６は、本発明に係る部品位置決め機構２０を示す説明図である。なお、図６（ａ）は上面図であり、同（ｂ）は側面図である。
この部品位置決め機構２０は、上部品位置決め機構２０Ｕと下部品位置決め機構２０Ｌから成る。作業者が上操作レバー２１Ｕを操作することにより、上平行板２２ＴＵ及び下平行板２２ＢＵが、上開口枠体２３Ｕの上辺２３ＴＵと底辺２３ＢＵに対し平行に且つ同じ距離だけ各々相対移動しながら、互いに近接あるいは離隔するように動作する。同様に、下操作レバー２１Ｌを操作することにより、左平行板２２ＬＬ及び右平行板２２ＲＬが、上開口枠体２３Ｕの左辺２３ＬＵと右辺２３ＲＵに対し平行に且つ同じ距離だけ各々相対移動しながら、互いに近接あるいは離隔するように動作する。その結果、各平行板に囲まれた開口（ハッチング部分）は、上部開口枠体２３Ｕに対し同芯・同相の関係にある。また、上開口枠体２３Ｕと下開口枠体２３Ｌは、同一形状である。
従って、開口に置かれる実装部品は、上開口枠体２３Ｕ（下開口枠体２３Ｌ）に対し同芯・同相に位置決めされることになる。以下、部品位置決め機構２０について更に詳細に説明する。
【００２５】
図７は、本発明に係る上部品位置決め機構２０Ｕを示す説明図である。なお、図７（ａ）は、図６の上部品位置決め機構２０Ｕの背面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
この上部品位置決め機構２０Ｕは、実装部品を上開口枠体２３Ｕの上辺２３ＴＵ及び底辺２３ＢＵに平行に、且つ左辺２３ＬＵ（右辺２３ＲＵ）の垂直二等分線上に位置決めする。
そのため、Ｔ形スライダ２２ＴＳＵは、その上平行板２２ＴＵが上辺２３ＴＵに平行になるように配設されている一方、Ｌ形スライダ２２ＬＳＵは、その下平行板２２ＢＵが底辺２３ＢＵに平行になるように配設されている。また、中心Ｃから上平行板２２ＴＵ、下平行板２２ＢＵまでの各距離が等しくなるように、上平行板２２ＴＵ及び下平行板２２ＢＵはそれぞれ配設されている。
【００２６】
更に、操作レバー２１Ｕの任意の操作量で、上平行板２２ＴＵと下平行板２２ＢＵが同じ距離だけ上辺２３ＴＵ、底辺２３ＢＵに対しそれぞれ移動するように、操作レバー２１Ｕの支点２１ａＵは、例えば上辺２３ＴＵ（底辺２３ＢＵ）の垂直二等分線上に配設されていると共に、支点２１ａＵから等距離の位置に第１長穴２１ｂＵ、第２長穴２１ｃＵがそれぞれ配設されている。
【００２７】
また、図７（ｂ）に示すように、上平行板２２ＴＵ及び下平行板２２ＢＵが、それぞれ上辺２３ＴＵ、底辺２３ＢＵに対し平行に安定して移動することが出来るように、上平行板２２ＴＵ及び下平行板２２ＢＵにはガイドレール２５Ｕが取り付けられる一方、上開口枠体２３Ｕにはガイドレール２５Ｕに係合するガイド溝２６Ｕが埋め込まれている。
【００２８】
また、後述するメタルマスク組立３０の実装部品に対する位置決めと、部品位置決め機構２０の実装部品に対する位置決めが同一条件(同一基準）となるように、上開口枠体２３Ｕの左上隅および右下隅の対角線上には、上部基準穴２４Ｕ、２４Ｕがそれぞれ設けられている。つまり、上部基準穴２４Ｕ、２４Ｕを対角線の頂点に持つ仮想正方形が、上開口枠体２３Ｕに対し同芯・同相となるように上部基準穴２４Ｕ、２４Ｕはそれぞれ設けられている。
【００２９】
また、実装部品の高さが低い場合、上平行板２２ＴＵ及び下平行板２２ＢＵがその実装部品に当たらず、上部品位置決め機構２０Ｕの位置決め機能が発揮されない場合が考えられる。そのような事態を防止するため、上部品位置決め機構２０Ｕが実装部品を位置決めする際、実装部品の高さ方向のばらつきに依存することがないよう、上平行板２２ＴＵ及び下平行板２２ＢＵには上Ｔ板２７Ｔ，下Ｔ板２７Ｂがそれぞれ設けられている。
【００３０】
また、対(ペア）となる後述の下部品位置決め機構２０Ｌと上部品位置決め機構２０Ｕは、同一位置決め基準（同芯・同相）の状態で、スタッドボルト２８Ｕによってタイトに固定される。
【００３１】
図８は、本発明に係る下部品位置決め機構２０Ｌを示す説明図である。なお、図８（ａ）は、図６の下部品位置決め機構２０Ｌの上面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の下面図である。
この下部品位置決め機構２０Ｌは、実装部品を下開口枠体２３Ｌの左辺２３ＬＬ及び右辺２３ＲＬに平行に、且つ上辺２３ＴＬ（底辺２３ＢＬ）の垂直二等分線上に位置決めする。
【００３２】
左平行板２２ＬＬ及び右平行板２２ＲＬを左辺２３ＬＬ、右辺２３ＲＬに対してそれぞれ平行に且つ同じ距離さけ相対移動させる機構については、上記上部品位置決め機構２０Ｕと同一である。
【００３３】
また、上記上部品位置決め機構２０Ｕと同様に、実装部品を安定して位置決めするために、左平行板２２ＬＬ及び右平行板２２ＲＬには左Ｌ板２７ＬＬ，右Ｌ板２７ＲＬがそれぞれ設けられている。
【００３４】
また、下開口枠体２３Ｌの右下隅および右上隅の対角線には、下部基準穴２４Ｌ、２４Ｌがそれぞれ設けられている。つまり、下部基準穴２４Ｌ、２４Ｌを対角線の頂点に持つ仮想正方形が、下開口枠体２３Ｌに対し同芯・同相となるように下部基準穴２４Ｌ、２４Ｌはそれぞれ設けられている。
【００３５】
図９は、本発明に係るメタルマスク組立３０を示す説明図である。なお、図９（ａ）は上面図であり、同（ｂ）は同（ａ）の下面図である。
このメタルマスク組立３０は、実装部品の格子状の半田塗布位置に一致（マッチング）した孔パターン３２Ｍが設けられたメタルマスク３１Ｍと、メタルマスク３１Ｍが取り付けられる開口枠体３３Ｍと、メタルマスク３１Ｍを開口枠体３３Ｍに固定するマスク抑え板３４Ｍおよびファスナー３５Ｍと具備して構成されている。
【００３６】
孔パターン３２Ｍは、例えば実装部品の中心と開口枠体３３Ｍの中心Ｃを一致させる芯出しを行った後、実装部品の各辺を上辺３３ＴＭおよび底辺３３ＢＭ、あるいは左辺３３ＬＭおよび右辺３３ＲＭに平行（同位相）になるように設定した状態の実装部品の格子状の半田塗布位置に対応している。なお、ここで言う「同相（同位相）」とは、図１０（ｂ）に示すように、実装部品と開口枠体３３Ｍが同芯状態において、実装部品の基準軸と開口枠体３３Ｍの基準軸が互いに一致している状態を言う。
【００３７】
従って、２つの基準穴３６Ｍ、３６Ｍが中心Ｃに対して開口枠体３３Ｍの対角線上に点対称に設けられている場合、基準穴３６Ｍ、３６Ｍを対角線の頂点に持つ仮想正方形は、開口枠体３３に対して同芯・同位相となる。
従って、開口枠体３３Ｍの基準穴３６Ｍと上記部品位置決め機構２０の上部基準穴２４Ｕ及び下部基準穴２４Ｌの相対位置関係が互いに等しい場合（同芯の場合）、メタルマスク３１Ｍの孔パターン３２Ｍと、上記部品位置決め機構２０によって位置決めされた実装部品の半田塗布位置は一致（マッチング）することになる。
【００３８】
図１１は、本発明に係る部品移載機構４０を示す説明図である。なお、図１１（ａ）は上面図であり、同（ｂ）は同（ａ）の下面図である。
この部品移載機構４０は、半田ボールを塗布された実装部品をリワーク装置へ安定に搬送するための機構である。そのため、実装部品を両側から挟み込んで把持する第１把持部４１および第２把持部４２と、これらを駆動するためのスライドレバー４３と、これらを保持するための上部保持枠４４および下部保持枠４５と、上記装置本体１０のの基準ピン１４ａ（図３）に嵌合するための貫通穴４６とを具備して構成されている。
【００３９】
作業者がスライドレバー４３を前方にスライドさせる場合、第１把持部４１と第２把持部４２は近接するように互いに移動して実装部品を把持するようになる。他方、作業者がスライドレバー４３を後方にスライドさせる場合、第１把持部４１と第２把持部４２は離隔するように互いに移動して実装部品を解放する。また、スライドレバー４３は上面と下面に設けられ、上面のスライドレバー４３と下面のスライドレバー４３はネジ結合しているため、ネジを締めることにより、第１把持部４１と第２把持部４２は安定に固定されることになる。
【００４０】
図１２は、部品移載機構４０の駆動部を示す説明図であり、図１１の部品移載機構４０から上部保持枠４４を取り外した状態である。
スライドレバー４３と第１把持部４１が連結された第１ラックギヤ部４７と、第２把持部が連結された第２ラックギヤ部４８が、連結ギヤ部４９に噛み合いながら並行にそれぞれ設けられている。従って、スライドレバー４３を前方に移動させると、連結ギヤ部４９は図示の通り回転し、第２ラックギヤ部４８は後方に移動させる。その結果、第１把持部４１と第２把持部４２は互いに近接するように移動する。
【００４１】
なお、部品移載機構４０は、単体で使用することも可能であるが、次工程が半田ボールが印刷された実装部品に対する加熱工程であることを考慮すると、図１３に示す加熱ステージプレート５０を部品移載機構４０の下部に取り付けた方が、良好な半田ボール印刷状態の保持の観点からより好ましい。以下、加熱ステージプレート５０について説明する。
【００４２】
図１３は、本発明に係る加熱ステージプレート５０を示す説明図である。なお、図１１（ａ）は上面図であり、同（ｂ）は同（ａ）の下面図である。
この加熱ステージプレート５０は、加熱工程において半田ボールが印刷された実装部品を保持するための機構である。従って、通常は、部品移載機構の下部に取り付けられ、作業者が実装部品を加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで搬送すると、部品移載機構４０から分離され、単体で使用される。その構成は、多穴のメタルメッシュ５１と、メタルメッシュ５１が取り付けられる開口枠体５２と、メタルメッシュ５１を抑えるメッシュ抑え板５３と、メッシュ抑え板５３を固定するファスナー５４と、部品移載機構４０と嵌合するピン５５とを具備して構成されている。
【００４３】
つまり、作業者は、実装部品を加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで搬送すると、部品移載機構４０のスライドレバー４３を緩め、第１把持部４１及び第２把持部４２による実装部品の把持を解除し、部品移載機構４０を加熱ステージプレート５０上から取り外し、半田ボールが印刷された実装部品を取り出すことなく、そのままの状態で加熱することが出来る。加熱方式としては、例えば上下方向から赤外線を照射することにより行われる。メタルメッシュ５１の多穴により、下方から実装部品に対し効率よく均一に輻射熱（放射熱）を加えることが出来るようになるため、上方からの熱放射と相俟って、実装部品に半田ボールを良好なボンディング状態でハンダ付けることが可能となる。
【００４４】
以上の通り、本発明のリボールユニット１００によれば、上記部品位置決め機構２０によって、メタルマスク組立３０と同一の位置決め基準で実装部品を位置決めすることが可能となり、その結果、従来、時間を要していたメタルマスクと実装部品のマッチング作業を効率良く・正確に短時間で行うことが出来るようになると共に、実装部品のハンダ塗布位置に対する半田ボールの印刷作業を効率良く短時間で済ませることが出来るようになる。
また、本発明のリボールユニット１００は、上記部品移載機構４０によって、実装部品に仮止めされた半田ボールを実装部品から脱落させることなく、次工程において使用される加熱装置（プリント基板用リワーク装置またはリペア装置）まで、良好な半田ボール印刷状態を保持したまま搬送することが出来るようになる。
更に、上記部品移載機構４０に多穴のメタルメッシュ５１を底面に持つ上記加熱ステージプレート５０を組み合わせることにより、半田ボールが印刷された実装部品を取り出すことなく、そのままの状態で加熱することが出来るようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のリボールユニットは、表面実装形パッケージ部品のリード端子に半田ボールをハンダ付けする半田ボール印刷作業に対し好適に適用される。
【符号の説明】
【００４６】
１０            装置本体
１１            上板
１２            側板
１３            底板
１４            取付台
１４ａ          基準ピン
１５            部品ステージ
１６            回転移動ステージ
１７            Ｚ軸移動ステージ
１８            Ｘ軸移動ステージ
１９            Ｙ軸移動ステージ
２１            ステージ取付台
２２            レギュレータ
２３            半田ボール回収ボトル
２４            部品吸着スイッチ
２５            ボール吸引スイッチ
２６            １次エアライン
２７            ２次エアライン
２９            １次吸引ライン
３０            メタルマスク組立
３１            ２次吸引ライン
３２            ３次吸引ライン
３３            ４次吸引ライン
３４            ５次吸引ライン
２０            部品位置決め機構
２０Ｕ          上部品位置決め機構
２１Ｕ          上操作レバー
２２ＴＳＵ      Ｔ形スライダ
２２ＬＳＵ      Ｌ形スライダ
２３ＴＵ        上辺
２３ＢＵ        底辺
２３ＬＵ        左辺
２３ＲＵ        右辺
２４Ｕ          上部基準穴
２５Ｕ          ガイドレール
２６Ｕ          ガイド溝
２７Ｔ          上Ｔ板
２７Ｂ          下Ｔ板
２８Ｕ          スタッドボルト
２０Ｌ          下部品位置決め機構
２１Ｌ          下操作レバー
２２ＴＳＬ      Ｔ形スライダ
２２ＬＳＬ      Ｌ形スライダ
２３ＴＬ        上辺
２３ＢＬ        底辺
２３ＬＬ        左辺
２３ＲＬ        右辺
２４Ｌ          下部基準穴
２５Ｌ          ガイドレール
２６Ｌ          ガイド溝
２７ＬＬ        左Ｌ板
２７ＲＬ        右Ｌ板
２８Ｌ          貫通穴
３０            メタルマスク組立
３１Ｍ          メタルマスク
３２Ｍ          孔パターン
３３Ｍ          開口枠体
３３ＴＭ        上辺
３３ＢＭ        底辺
３３ＬＭ        左辺
３３ＲＭ        右辺
３４Ｍ          マスク抑え板
３５Ｍ          ファスナー
３６Ｍ          基準穴
４０            部品移載機構
４１            スライドレバー
４２            第１把持部
４３            第２把持部
４４            上部保持枠
４５            下部保持枠
５０            加熱ステージプレート
５１            メタルメッシュ
１００          リボールユニット
【図１】
2015041697.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015041697.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2015041697.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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