(57)【要約】【課題】  プリント配線板組立ラインにおいて、電子部品の電極部やはんだバンプの酸化膜を除去し、適正なはんだ付けを行うことを目的とする。【解決手段】  電子部品のはんだバンプ３の表面に接触し、表面の酸化膜を除去するための酸化膜除去ブラシ８と、酸化膜除去ブラシ８を振動させるブラシ用振動発生機１０と、電子部品のはんだバンプ３を酸化膜除去ブラシに接触させた後、電子部品を移動させプリント配線板５上に載せる部品吸着ノズル４を設ける。【選択図】        図２
2008227053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触し、表面の酸化膜を除去するための酸化膜除去ブラシと、
上記酸化膜除去ブラシを振動させる振動発生機と、
上記電子部品を移動させ、上記電子部品の金属電極またははんだバンプを上記酸化膜除去ブラシに接触させた後、上記電子部品を移動させプリント配線板上に載せる可動部と、
を備えた酸化膜除去装置。
【請求項２】
フラックス液槽を更に備え、
上記可動部は、上記電子部品を上記酸化膜除去ブラシに移動させる前に、上記電子部品の金属電極またははんだバンプをフラックス液槽に浸し、フラックスを塗布することを特徴とした請求項１記載の酸化膜除去装置。
【請求項３】
電子部品が収容され、収容される電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触し酸化膜を除去する酸化膜除去ブラシを有した部品収納トレイと、
上記部品収納トレイを振動させる振動発生機と、
上記振動発生機により上記電子部品を振動させた後、上記電子部品を上記部品収納トレイから取り出して上記プリント配線板上に載置する可動部と、
を備えた酸化膜除去装置。
【請求項４】
電子部品を収容する複数の部品収納部と、
上記部品収納部にそれぞれ収容される電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触し、電子部品の振動により酸化膜を除去するための酸化膜除去毛と、
上記部品収納トレイの振動時に、収容される電子部品の振動振幅を制約する緩衝材と、
を備えた酸化膜除去用部品収納トレイ。
【請求項５】
電子部品の金属電極またははんだバンプの表面を、酸化膜除去ブラシに接触させる工程、
上記電子部品の金属電極またははんだバンプの表面が上記酸化膜除去ブラシに接触した状態で、上記電子部品を振動させる工程、
上記酸化膜の除去された電子部品をプリント配線板に載置し、はんだ付けする工程、
の順序で、上記電子部品の金属電極またははんだバンプの表面の酸化膜を除去することを特徴とする酸化膜除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品のはんだ付け接合部において、表面に形成された酸化物や水酸化物等の酸化膜を除去する酸化膜除去装置、酸化膜除去用部品収納トレイ及び酸化膜除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の金属電極における酸化膜を除去するために、多数の前処理方法が提案されている。例えば、ワイヤボンディング前に、パルス電界印加により発生させた放電プラズマを金属電極に接触させ、金属電極の酸化膜を除去する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリント配線板組立ライン上で酸化膜除去を行う場合、容易な設備で短時間に酸化膜除去を行う必要がある。従来のプラズマを用いた酸化膜除去処理方法は、プラズマ発生装置が大掛かりとなり、プラズマ発生雰囲気を限定される上、短時間では除去できない酸化膜によりはんだ接合不良が生じる可能性がある。すなわち、従来の酸化膜除去処理方法では、プリント配線板組立ライン内で容易かつ短時間で、確実に酸化膜を除去できないという問題があった。このため、電子部品をプリント配線板にはんだ付けする際、実装品質の確保が難しくなるという問題があった。
【０００５】
特に、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ；Ball Grid Array）付きの半導体パッケージ（以下、ＢＧＡパッケージ）の場合、パッケージ下面に多数のはんだバンプを備えている。このため、従来のプラズマを用いた酸化膜除去処理方法では、全てのはんだバンプについて酸化膜除去処理を行うことが難しくなる。
【０００６】
この発明は係る課題を解決するために為されたものであり、プリント配線板組立ライン内で酸化膜除去を行い、適正なはんだ付けを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による酸化膜除去装置は、電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触し、表面の酸化膜を除去するための酸化膜除去ブラシと、上記酸化膜除去ブラシを振動させる振動発生機と、上記電子部品を移動させ、上記電子部品の金属電極またははんだバンプを上記酸化膜除去ブラシに接触させた後、上記電子部品を移動させプリント配線板上に載せる可動部と、を備えたものである。
【０００８】
また、この発明による酸化膜除去装置は、電子部品が収容され、収容される電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触し酸化膜を除去する酸化膜除去ブラシを有した部品トレイと、上記部品トレイを振動させる振動発生機と、上記振動発生機により上記電子部品を振動させた後、上記電子部品を上記部品トレイから取り出して上記プリント配線板上に載置する可動部と、を備えたものであっても良い。
【０００９】
また、この発明による酸化膜除去用部品収納トレイは、電子部品を収容する複数の部品収納部と、上記部品収納部にそれぞれ収容される電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触し、電子部品の振動により酸化膜を除去する酸化膜除去毛と、上記部品収納トレイの振動時に上記収容される電子部品の振動振幅を制約する緩衝材とを備えたものである。
【００１０】
また、この発明による酸化膜除去方法は、電子部品の金属電極またははんだバンプの表面を、酸化膜除去ブラシに接触させる工程、上記電子部品の金属電極またははんだバンプの表面が上記酸化膜除去ブラシに接触した状態で、上記電子部品を振動させる工程、上記酸化膜の除去された電子部品をプリント配線板に載置し、はんだ付けする工程、の順序で、上記電子部品の金属電極またははんだバンプの表面の酸化膜を除去するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、振動発生機により振動する酸化膜除去ブラシを設け、電子部品の金属電極またははんだバンプの表面に接触させて、その表面に形成された酸化膜を機械的に除去することにより、プリント配線板の組立ライン内で、容易かつ短時間で、確実に酸化膜を除去することができる。これによって、電子部品をプリント配線板にはんだ付け接合する際、実装品質が向上するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１.
この発明に係る実施の形態１による酸化膜除去方法は、はんだ付けされる金属電極やはんだバンプの表面に形成される、酸化物や水酸化物の等の酸化膜により、電子部品の電極やはんだバンプ表面のはんだぬれ不良や、ＢＧＡパッケージのはんだバンプとソルダペーストの未融合不良等、適正なはんだ付けが阻害される、という課題に対処するためのものである。この実施の形態１では、特に、ＢＧＡパッケージのはんだバンプ表面に形成された酸化膜を除去するために、ＢＧＡパッケージをプリント配線板へ実装する前に、振動ブラシによる機械的研磨を行うことを特徴とする。以下、図を用いて実施の形態１について説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態１における酸化膜除去装置の構成を示す上面図であり、図２は実施の形態１における酸化膜除去装置の詳細を示す正面図である。この酸化膜除去装置は、電子部品をプリント配線板に実装しはんだ付け接合を行う前の、前工程処理に適用される。
【００１４】
図１、図２において、酸化膜除去装置は、部品供給トレイ１と、電子部品であるＢＧＡパッケージ２を吸着する部品吸着ノズル４と、部品形状認識カメラ６と、プリント配線板搬送レール７と、酸化膜除去ブラシ８と、振動発生機１０と、可動部３０と、制御装置４０とを備えて構成される。ＢＧＡパッケージ２は、パッケージ内部に電子回路が実装され、パッケージ下面（裏面）に複数個配列されたボール状のはんだバンプ３が接合されている。部品供給トレイ１上には、複数のＢＧＡパッケージ２が配列される。
なお、図において、ＢＧＡパッケージ２以外の搭載部品やカートリッジ等は図示していない。
【００１５】
部品吸着ノズル４は可動部３０に設けられ、排気管の先端に吸盤状の把持部が設けられている。部品吸着ノズル４は、排気管を通じたエアー排気により把持部内の気圧を低下させ、把持部内で発生する吸引力によって把持部がＢＧＡパッケージ２の上面を吸着する。可動部３０は３軸移動ステージと駆動部と制御部を備えて構成され、水平面内（ＸＹ面内）及び垂直方向（Ｚ方向）の３軸方向に、部品吸着ノズル４を可動する。また、可動部３０の駆動部はステッピングモータを備えて構成される。可動部３０の制御部から駆動部に所望の位置座標を入力し、ステッピングモータを駆動制御することにより、基板上の所望位置に、正確に位置決め制御が成される。勿論、駆動部に位置検出センサを設けても良い。
なお、図では、ＢＧＡパッケージ２を保持するために、部品吸着ノズル４を用いる例を示しているが、ＢＧＡパッケージ２の保持機構についてはこれに限られるものではなく、例えばＢＧＡパッケージ２の外周三箇所以上をフィンガー（三つ爪チャック）で挟んでチャッキング保持しても良い。
【００１６】
制御装置４０は、部品吸着ノズル４、部品形状認識カメラ６、プリント配線板搬送レール７、振動発生機１０、及び可動部３０等の各装置を制御する。この際、制御装置４０は、各装置の位置や動作状態をモニタし、予め組み込まれた動作プログラムに従い、信号ケーブル１００を介して各装置にそれぞれ所定の制御信号を送り、所定の動作を実行させる。
【００１７】
プリント配線板搬送レール７は、可動台が水平移動するように可動台を案内するレールと駆動部５０を備えて構成される。プリント配線板搬送レール７の可動台は、駆動部５０によって駆動されレール上を可動する。プリント配線板搬送レール７は、図に白矢印で示す搬送方向に可動台を移動させ、プリント配線板５を酸化膜除去装置の前に搬入した後、部品実装装置内に搬出する。プリント配線板５は、部品吸着ノズル４により吸着把持された状態で、可動部３０によりＢＧＡパッケージ２上に載置された後、後工程の部品実装装置内に搬出されて、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３が上面電極にはんだ付け接合される。
【００１８】
酸化膜除去ブラシ８は、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３に接触し、はんだバンプ３の表面に付着した酸化膜を除去するためのブラシである。このブラシ８は、あらゆるサズのＢＧＡパッケージのはんだバンプを研磨できるよう、例えばある程度の高い剛性が得られるφ５０ｍｍ程度の導電性毛材を用いるのが良い。この導電性毛材としては、例えばアモルファス金属繊維や、ナイロン性の毛材表面に導電性粒子をコーティングしたものや、ナイロンにカーボンを含有させて導電性を持たせたものが用いられる。
【００１９】
ブラシ用振動発生機１０は、振動テーブル９にチャック１１が取り付けられており、振動テーブル９がＸＹ面内の水平方向（図の矢印方向）に振動する。チャック１１は、ブラシの毛材が振動方向に対し垂直に直立するように、酸化膜除去ブラシ８を把持する。ブラシ用振動発生機１０は、例えば動電型の振動発生装置を用いて構成され、酸化膜除去ブラシ８を振動させる際、その振幅が１ｍｍ、周波数が５Ｈｚ程度とするのが良い。一般に、動電型の振動装置は、励磁コイルの中心に振動テーブルと一体の駆動コイルが挿入され、磁界中でコイルに交流を流すことにより発生する力を利用し振動を発生させる。この際、励磁コイルに直流電流を流すと駆動コイルの軸線と直交する直流磁界ができ、駆動コイルに交流電流を流すことにより振動テーブルが振動する。
【００２０】
ブラシ用振動発生機１０の周囲には、吸引機１２とイオナイザー１３が設けられる。吸引機１２は、酸化膜除去ブラシ８によりはんだバンプ３を研磨する際に生じる研磨粉を、吸引する。イオナイザー１３は、ブラシ用振動発生機１０に把持された酸化膜除去ブラシ８の周辺に、プラスイオン及びマイナスイオンを発生させ、帯電した物体を逆極性のイオンで中和し静電気を除去する。
【００２１】
部品形状認識カメラ６は、ＣＣＤカメラのような２次元撮像素子と画像処理装置を備えて構成される。部品形状認識カメラ６は、プリント配線板搬送レール７に隣接して配置され、搬送方向で酸化膜除去ブラシ８の周囲に配置される。
部品形状認識カメラ６は、ＢＧＡパッケージ２におけるＢＧＡの設けられた下面側（裏面側）を２次元撮像素子で撮影し、撮影画像を画像処理装置で画像解析することにより、全てのはんだバンプ３の画像を認識する。また、レーザー変位計又は３次元画像処理により認識した画像を元に各はんだバンプ３の形状を把握する。これによって、はんだバンプ３の形状が基準形状からずれているか否かを確認し、外観の検査を行う。外観の検査としては、ボールの欠損有無、ボール配列、ボールサイズ、ボール平坦度等を検査する。
同時に、画像内での基準位置に対するはんだバンプ３の位置計測を行う。この位置計測では、少なくとも３つの特定部位（例えば四隅に配置されたはんだバンプ３のうちの三箇所の部位）における、はんだバンプ３の位置を計測し、例えばＢＧＡパッケージ２の中心位置を計測すれば良い。
【００２２】
次に、図３を用いて、実施の形態１による酸化膜除去装置の動作について説明する。
図３は、実施の形態１による酸化膜除去装置の動作の流れを示す図であり、ここでは酸化膜除去処理後の部品実装工程およびリフローはんだ付け工程についても図示している。
まず、制御装置４０が駆動部５０に制御信号を送り、搬送レール７の可動台を駆動する。搬送レール７の可動台に運ばれて、プリント配線板５が、部品実装装置の前工程である酸化膜除去装置の上流側から搬入され、酸化膜除去装置の手前で一時待機する。
このとき、制御装置４０が可動部３０に制御信号を送り、図の矢印ａのように、可動部３０が部品吸着ノズル４を部品供給トレイ１上に移動させる。移動後、部品吸着ノズル４の把持部が降下し、ＢＧＡパッケージ２の上面（表面）を吸着、把持した後、ＢＧＡパッケージ２が上昇する（ステップＳ１）。
【００２３】
続いて、制御装置４０は可動部３０に制御信号を送り、図の矢印ｂのように、可動部３０が部品吸着ノズル４を移動させて、ＢＧＡパッケージ２を酸化膜除去ブラシ８上に移動させる。移動後、部品吸着ノズル４の把持部が降下し、酸化膜除去ブラシ８の先端をはんだバンプ３の表面に接触させる（ステップＳ２）。
【００２４】
次いで、制御装置４０が駆動部５０に制御信号を送り、ブラシ用振動発生機１０が振動する。これに伴い、酸化膜除去ブラシ８が振動し、はんだバンプ３の表面研磨が開始され、この表面研磨により、全てのはんだバンプ３の表面に形成された酸化膜が、機械的に一括して除去される（ステップＳ３）。
【００２５】
この際、酸化膜除去ブラシ８の接触量は、はんだバンプ表面の３分の１から４分の１程度とするのが良く、はんだバンプ３の大きさに基づいて予め吸着ノズルの鉛直方向（Ｚ軸方向）移動量を設定することにより、ブラシ当たりを調整すると良い。
また、ブラシ用振動発生機１０による酸化膜除去ブラシ８の振動に連動して、近傍に設置したイオナイザー１３が作動する。これによって、ＢＧＡパッケージ２の研磨時の静電破壊を防止する。また、研磨の際は、研磨粉吸引機１２も作動させ、酸化膜除去ブラシ８によるはんだバンプ３の研磨によって発生する研磨粉を、吸引する。
【００２６】
酸化膜除去ブラシ８によるはんだバンプ３の研磨開始から、一定の研磨時間経過した後、制御装置４０が可動部３０に制御信号を送り、ブラシ用振動発生機１０による酸化膜除去ブラシ８の振動を停止してから、可動部３０が部品吸着ノズル４を鉛直上方（Ｚ軸正方向）へ移動する（ステップＳ４）。
これによって、前工程の酸化膜除去処理工程が完了する。
【００２７】
次いで、制御装置４０は可動部３０に制御信号を送り、図の矢印ｃのように、可動部３０が部品吸着ノズル４を移動させて、ＢＧＡパッケージ２を部品形状認識カメラ６上に移動させる。
ここで、部品形状認識カメラ６は、制御装置４０からの制御信号を受けて、ＢＧＡパッケージ２の下面を撮影し、撮影画像に基づいてはんだバンプ３の外観検査と位置計測を行う。計測した外観及び位置データは、制御装置４０に設けられる記憶装置に格納される。この際、計測した位置データに基づいて、基準位置に対するＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３の位置を求める（ステップＳ５）。
【００２８】
次に、制御装置４０は可動部３０に制御信号を送り、搬送レール７の可動台を駆動する。
搬送レール７の可動台に運ばれて、プリント配線板５が、部品形状認識カメラ６の近辺に搬入される。
この際、酸化膜除去処理の前後の工程で、プリント配線板５に予めクリームはんだが印刷塗布され、プリント配線板５上の部品のはんだ付け接合を行う所定の電極パッドに、クリームはんだが付着している。
次いで、制御装置４０は可動部３０に制御信号を送り、図の矢印ｄのように、ＢＧＡパッケージ２をプリント配線板５上に移動させる。
【００２９】
続いて、部品形状認識カメラ６による位置計測で得られたはんだバンプ３の位置データに基づいて、はんだバンプ３がプリント配線板５の所定位置に接触するように、ＢＧＡパッケージ２を載置する。これによって、はんだバンプ３がプリント配線板５上の電極パッド位置に正確に位置決めされ、接触する。このとき、部品吸着ノズル４の把持部によるＢＧＡパッケージ２の吸着を解除し、切り離した後、部品吸着ノズル４を上方に退避する（ステップＳ６）。
【００３０】
また、ＢＧＡパッケージ２の搭載後、図示しない部品実装装置により、他の電子部品をプリント配線板５上に実装する。
この際、チップ部品は予め所定のリールに収納されており、そこから部品を吸着して取り出し、プリント配線板５上に搭載する。また、サイズの大きい部品は予め専用の部品トレイに載せてあり、そこから部品を吸着して取り出し、プリント配線板５上に搭載する。
なお、他の電子部品をプリント配線板５上に実装する工程は、上記ステップＳ５の工程を行う前に、実施しても良いことは言うまでもない。
【００３１】
プリント配線板５上への、各部品の実装が完了した後、プリント配線板５を図示しない全体加熱炉内へ移動させる。炉内において、所定の熱を印加してはんだを溶融した後、冷却することにより、ＢＧＡパッケージ２を含む部品を一括してリフローではんだ付けし、プリント配線板５に各部品をはんだ接合する（ステップＳ７）。
【００３２】
以上説明したように、この実施の形態１による酸化膜除去装置は、プリント配線板への実装前に、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３表面の酸化膜を機械的に研磨することで、プリント配線板への実装時に、はんだバンプ３をプリント配線板に、適正にはんだ接合することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る酸化膜除去装置の構成を示す上面図である。
図において、符号１〜１３、３０は、図１〜３で説明した実施の形態１の酸化膜除去装置と、構成及び動作が同一である。この実施の形態２では更に、液体フラックスが収容されたフラックス液槽１５と、高圧エアーを噴射するエアーナイフ１６とを備えることを特徴とする。すなわち、この実施の形態２による酸化膜除去装置は、部品供給トレイ１と、ＢＧＡパッケージ２を吸着する部品吸着ノズル４と、部品形状認識カメラ６と、プリント配線板搬送レール７と、酸化膜除去ブラシ８と、振動発生機１０と、可動部３０と、フラックス液槽１５と、エアーナイフ１６とを備えている。
なお、図中、制御装置４０、駆動部５０、信号ケーブル１００の記載を略すが、制御装置４０が各構成装置の状態をモニタするとともに制御信号を送り、各構成装置を制御する。
【００３４】
ここで、フラックス液槽１５は、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３表面を浸漬し、はんだバンプ３表面に液体フラックス１４を塗布するために用いる。また、エアーナイフ１６は、フラックス液槽１５への浸漬によってはんだバンプ３に付着した余分なフラックスを落とすために、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３の周囲にエアーを吹き付けるものである。
【００３５】
次に、実施の形態２による酸化膜除去装置の動作について説明する。なお、一連の動作制御は、実施の形態１と同様、制御装置４０によって行われる。また、図の白抜き矢印の方向にプリント配線板５が搬送される。
まず、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３表面を酸化膜除去ブラシ８で研磨し、部品形状認識カメラ６ではんだバンプ３を画像認識し、外観及び位置計測を行うまでの一連の動作（ステップＳ１〜Ｓ５の動作）は、実施の形態１と同じである。
【００３６】
この実施の形態２では、部品形状認識カメラ６によるはんだバンプ３の画像認識後（ステップＳ５の後）、部品吸着ノズル３をフラックス液槽１５上に移動する。続いて、部品吸着ノズル３を鉛直下方へ所定量移動させ、ＢＧＡバンプ３の表面を液体フラックス１４に接触させる。
【００３７】
その後、部品吸着ノズル３を鉛直上方へ移動させ、エアーナイフ１６によってエアーを吹き付け、はんだバンプ３に付着した余分なフラックスを除去する。
【００３８】
このフラックス塗布後、プリント配線板５上にＢＧＡパッケージ２を搭載するまでの一連の動作（ステップＳ６、Ｓ７の動作）は、実施の形態１と同様である。
【００３９】
このように、この実施の形態２では、はんだバンプ３表面の研磨後に、液体フラックス１４を塗布することで、酸化膜が厚く酸化膜除去ブラシ８による短時間研磨で一部の酸化膜が残った場合であっても、液体フラックス１４の酸化膜除去作用との相乗効果によって、より適正なはんだ接合を実現できる。
【００４０】
また、酸化膜が薄く、フラックス塗布のみによって十分にぬれ不良が防止できる部品については、酸化膜除去ブラシ８による研磨工程（ステップＳ２〜Ｓ４）を省略し、はんだバンプ３表面への液体フラックス１４の塗布のみを実施して、プリント配線板５上に搭載しても、同様の効果を得られる。
【００４１】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る、酸化膜除去装置を有した部品実装装置の配置例を示す上面図である。
図５において、酸化膜除去機能を有するＢＧＡ実装装置１７と、部品実装装置１８の配置例を示している。図において、符号１〜１３、３０は実施の形態１と同一であり、制御装置４０、駆動部５０、信号ケーブル１００については記載を略す。プリント配線板搬送レール７により、図の白抜き矢印の方向にプリント配線板５が搬送される。
【００４２】
ここで、ＢＧＡ実装装置１７は、実施の形態１で説明した酸化膜除去装置を有しており、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３の酸化膜を除去した後、ＢＧＡパッケージ２をプリント配線板５に実装する。部品実装装置１８は、実施の形態１で説明した部品実装装置を有しており、予め所定のリールに収納されたチップ部品を含むリール部品や、部品トレイに収納されたトレイ供給部品を実装する。部品実装装置１８は、ＢＧＡ実装装置１７に対し、プリント配線板搬送レール７における搬送方向の後流に配置される。このように、酸化膜除去の機能を有するＢＧＡ実装装置１７と、部品実装装置１８とを連結して接続している。
【００４３】
次に、実施の形態３の動作について説明する。プリント配線板５がＢＧＡ実装装置１７内に搬入されると、実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ５と同様の動作によって、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３の酸化膜を除去し、プリント配線板５上にＢＧＡパッケージ２を実装する。
【００４４】
その後、実施の形態１のステップＳ６と同様の動作によって、部品実装装置１８にプリント配線板５が搬送され、リール部品やトレイ供給部品を実装する。
部品実装が完了すると、実施の形態１のステップＳ７と同様の動作によって、プリント配線板におけるリフローはんだ付けが行われる。
【００４５】
このように、部品実装用として一般に設置されている部品実装装置１８の前段に、ＢＧＡ実装装置１７を連結することによって、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３の酸化膜除去処理工程と、プリント配線板５への実装処理工程とを連続して実施することができる。これによって、はんだ接合部に酸化膜を有する部品を、効率的に、適正にはんだ接合することができる。
なお、部品実装用として一般に設置されている部品実装装置１８の後段に、ＢＧＡ実装装置１７を連結しても良い。
【００４６】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係る酸化膜除去装置を有した部品実装装置の配置例を示す上面図である。
図６において、酸化膜除去機能を有するＢＧＡ研磨ユニット１９と、部品実装装置１８の配置例を示している。図において、符号１〜１３、３０は実施の形態１と同一であり、制御装置４０、駆動部５０、信号ケーブル１００については記載を略す。プリント配線板搬送レール７により、図の白抜き矢印の方向にプリント配線板５が搬送される。
【００４７】
ＢＧＡ研磨ユニット１９は、ブラシ用振動発生機１０により駆動され振動する酸化膜除去ブラシ８と、研磨粉吸引機１２と、イオナイザー１３とを備えるとともに、ＢＧＡパッケージ２を搭載した部品供給トレイ１がセットされている。
【００４８】
この実施の形態では、ＢＧＡ研磨ユニット１９を、部品実装装置１８にユニットとして組み込むことで、実施の形態１のステップＳ１〜Ｓ６と同様の動作によって、はんだバンプ３の酸化膜を除去し、プリント配線板５上にＢＧＡパッケージ２を実装する。
部品実装が完了した後、実施の形態１のステップＳ７と同様の動作によって、プリント配線板におけるリフローはんだ付けが行われる。
【００４９】
このように、はんだ接合部に酸化膜を有する電子部品について、酸化膜除去ブラシ８を振動させて酸化膜除去処理を行うために必要な各装置をユニット化することにより、部品実装用として一般に設置されている部品実装装置に対して、簡易に酸化膜除去処理機能を付加することができる。また、これによって、プリント配線板５に対しはんだ接合部を適正にはんだ付けすることができる。
【００５０】
実施の形態５．
図７は、この発明に係る実施の形態５による酸化膜除去装置を有した部品実装装置の構成を示す上面図である。図８は本実施の形態５における酸化膜除去用の部品供給トレイ上に設けられた、ＢＧＡ研磨装置の詳細を示す正面図である。
図において、符号４〜７、１２、１３、１８及び３０は、実施の形態４と同一であり、制御装置４０、駆動部５０、信号ケーブル１００については記載を略す。プリント配線板搬送レール７により、図の白抜き矢印の方向にプリント配線板５が搬送される。
【００５１】
この実施の形態では、酸化膜除去装置として、酸化膜除去ブラシ８、振動テーブル９及びブラシ用振動発生機１０の代わりに、ＢＧＡ研磨装置２０を備えている。ＢＧＡ研磨装置２０は、トレイ用振動発生機２１と、酸化膜除去機能を有した部品供給トレイ（酸化膜除去用部品収納トレイ）２３と、クランプ２２とを備えている。部品供給トレイ２３は、トレイ用振動発生機２１の上に載置される。
【００５２】
トレイ用振動発生機２１は、クランプ２２により四隅が固定された部品供給トレイ２３を、振動させる機能を有する。トレイ用振動発生機２１は、実施の形態１のブラシ用振動発生機１０と同様に、例えば動電型の振動発生装置を用いて構成される。
【００５３】
部品供給トレイ２３は、複数のＢＧＡパッケージ２を一括して収納するために、複数の部品収納部が設けられている。部品供給トレイ２３の部品収納部は、振動緩衝用の衝撃吸収材（緩衝材）２４で囲まれた壁面の内側が窪んでいる。部品供給トレイ２３は、衝撃吸収材２４の壁で囲まれた窪みの底面に、酸化膜除去毛材２５が設けられている。
【００５４】
ＢＧＡパッケージ２が部品供給トレイ２３の部品収納部に収納された状態で、酸化膜除去毛材２５がはんだバンプ３表面と充分に接触している。また、この状態で、衝撃吸収材２４の壁面とＢＧＡパッケージ２の外周面との間に所定の隙間２ｄが空くように、部品収納部の窪みの寸法が規定されている。この隙間２ｄは、部品供給トレイ２３にＢＧＡパッケージ２を収納し易く、かつＢＧＡパッケージ２の振動により充分な酸化膜除去作用を得られるように、適宜大きさが決定される。
【００５５】
このように、ＢＧＡ研磨装置２０は部品供給トレイ２３を有して一体型に構成され、研磨ユニットとして部品実装装置１８に組み込むことが可能である。この際、部品供給トレイ２３は、ＢＧＡパッケージ２を一括して収納し、実装時に部品を供給するための部品供給トレイとして利用できるので、部品収納機能と酸化膜除去機能の二つの機能を兼ね備えている。
【００５６】
次に、この実施の形態５の動作について説明する。ＢＧＡパッケージ２は、予め部品供給トレイ２３の部品収納部に収納されている。
まず、プリント配線板５にＢＧＡパッケージ２を実装するＢＧＡ実装開始前に、振動発生装置２１を作動させて、部品供給トレイ２３を振動させる。
この部品供給トレイ２３の振動により、酸化膜除去毛材２５がトレイ内のＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３を研磨し、表面の酸化膜を除去する。部品供給トレイ２３の振動中、ＢＧＡパッケージ２が大きく移動しても、衝撃吸収材２４に接触してその衝撃が緩衝されるので、ＢＧＡパッケージ２の振動振幅が抑制される。
【００５７】
この際、部品供給トレイ２３と同位相でＢＧＡパッケージ２が振動しないように、振動発生装置２１の振動周波数の調整が必要である。
また、酸化膜除去毛材２５は酸化膜除去ブラシ８同様、導電性毛材とし、剛性が高いほうがよいためφ０．５ｍｍ程度の毛材を用いるとよい。
【００５８】
一定の研磨時間経過後、振動発生装置２１の振動を止め、はんだバンプ３の研磨を終える。その後、プリント配線板５を部品実装装置１８内に搬入し、実施の形態１におけるステップＳ４〜Ｓ７の処理が施され、同様の実装を行う。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態５では、ＢＧＡ実装前にＢＧＡパッケージ２を収納した部品供給トレイ２３ごと振動させ、部品供給トレイ２３内に設けた酸化膜除去毛材２５によりＢＧＡの酸化膜除去をすることによって、はんだ接合部に酸化膜を有する部品を適正にはんだ接合できる。
【００６０】
また、部品供給トレイ２３は、部品収納機能と酸化膜除去機能の二つの機能を兼ね備えているので、部品供給トレイ２３と振動発生装置２１を上下に重ねて配置でき、配置スペースを縮減することができる。このように、酸化膜除去処理において、振動発生装置２１を配置するためのスペースを減らすことができるので、部品実装装置全体の小型化に寄与する。
【００６１】
さらに、部品供給トレイ２３の振動により、複数のＢＧＡパッケージ２について、実施の形態１におけるステップＳ１〜Ｓ３の酸化膜除去工程を一括して実施することができるので、実施の形態１に比べて処理工程が短縮され、処理効率が良い。
【００６２】
なお、以上説明した各実施の形態は、ＢＧＡパッケージ２のはんだバンプ３の酸化膜除去処理について記述したが、ＬＧＡ（Land Grid Array）、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）等の電子部品における、酸化膜が付着した複数の部品電極またははんだバンプの酸化膜除去処理について適用しても良い。この際、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明に係る実施の形態１による酸化膜除去装置の構成を示す上面図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１による酸化膜除去装置の詳細を示す正面図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１による酸化膜除去装置の動作の流れを示す図である。
【図４】この発明に係る実施の形態２による酸化膜除去装置の構成を示す上面図である。
【図５】この発明に係る実施の形態３による部品実装装置の配置例を示す上面図である。
【図６】この発明に係る実施の形態４による部品実装装置の配置例を示す上面図である。
【図７】この発明に係る実施の形態５による酸化膜除去装置の構成を示す上面図である。
【図８】この発明に係る実施の形態５によるＢＧＡ研磨装置の詳細を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  部品供給トレイ、２  ＢＧＡパッケージ、３  はんだバンプ、４  部品吸着ノズル、５  プリント配線板、６  部品形状認識カメラ、７  プリント配線板搬送レール、８  酸化膜除去ブラシ、９  振動テーブル、１０  ブラシ用振動発生機、１１  チャック、１２  研磨粉吸引機、１３  イオナイザー、１４  液体フラックス、１５  フラックス液槽、１６  エアーナイフ、１７  ＢＧＡ実装装置、１８  部品実装装置、１９  ＢＧＡ研磨ユニット、２０  ＢＧＡ研磨装置、２１  トレイ用振動発生機、２２  クランプ、２３  部品供給トレイ（酸化膜除去用部品収納トレイ）、２４  衝撃吸収材（緩衝材）、２５  酸化膜除去毛材、３０  可動部、４０  制御装置、５０  駆動部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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