(57)【要約】【課題】    接着面内に均一に接着剤が充填されることを可能にする充填装置を実現する。【解決手段】  基板が有する複数の貫通穴のそれぞれに対応して設けられた流動性の充填物質を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口毎に前記充填物質の吐出を別々に設定する吐出調整部と、前記吐出調整部に前記充填物質の吐出を指示する制御部とを備える。【選択図】      図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が有する複数の貫通穴のそれぞれに対応して設けられた流動性の充填物質を吐出する複数の吐出口と、
前記複数の吐出口毎に前記充填物質の吐出を別々に設定する吐出調整部と、
前記吐出調整部に前記充填物質の吐出を指示する制御部とを備えることを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記基板が有する複数の貫通穴は第１の貫通穴と前記第１の貫通穴の周囲に配置される第２の貫通穴とで構成され、前記第１の貫通穴に対応して設けられた第１の吐出口から吐出する前記充填物質の吐出量より前記第２の貫通穴に対応して設けられた第２の吐出口から吐出する前記充填物質の吐出量が少ないことを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
前記充填装置は、前記充填物質の充填領域と前記充填領域の周囲との境界を観測することで前記充填物質のはみ出しを検知する検知部を更に備え、
前記検知部が前記充填物質のはみ出しを検知すると前記制御部は前記吐出調整部に対して前記充填物質の吐出を変化することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充填装置。
【請求項４】
基板が有する複数の貫通穴のそれぞれに対して流動性の充填物質を別々の設定で吐出することを特徴とする充填方法。
【請求項５】
前記基板に設けられた複数の貫通穴は第１の貫通穴と前記第１の貫通穴の周囲に配置される第２の貫通穴とで構成され、前記第１の貫通穴に吐出する前記充填物質の吐出量より、前記第２の貫通穴に吐出する前記充填物質の吐出量が少ないことを特徴とする請求項４に記載の充填方法。
【請求項６】
前記設定は更に、前記充填物質が前記充填物質の充填領域からはみ出すと、前記充填物質の吐出を変化することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填装置および充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック基板などの基板に、電子部品を接着剤で強固に固定した後、基板の導電パッドと電子部品の電極を導電性のワイヤで接続する工法がある。ここで、図１に示す様に接着剤３０で電子部品２１を基板１１に固定する際に、接着剤３０が多すぎると接着剤３０が電子部品２１の固定面からはみ出して、接着剤３０が基板１１の導電パッド１２を覆ってしまうことがある。この様な場合、導電パッドから接着剤を除去する洗浄工程が必要となる。
【０００３】
また、電子部品を固定する位置の基板上、または電子部品の基板と固定する面に予め接着剤を塗布してから、電子部品と基板を接着する方法を用いた場合、接着剤が硬化する前に位置決めが必要である。そのため、接着剤の粘性による位置ずれが発生し易いため、位置決めの精度が低くなる場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１、特許文献２、および特許文献３では、基板と電子部品を予め接着位置に保持しておき、図２に示す様に、基板１１に設けられた貫通穴１３に対して吐出口４１から接着剤が吐出される装置が示されている。そして、図３のように、基板１１と電子部品２１の間隙に接着剤３０が充填されて、基板１１と電子部品２１が接着される。これらの装置によれば、接着剤を充填する前に基板と電子部品の位置決めが行われているので、位置決めの精度は良好である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８３０８２号公報
【特許文献２】特開２００１−０５３４１１号公報
【特許文献３】特開２００２−２７０６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、および特許文献３に示される装置によれば、特に大きい形状の電子部品を接着する場合に、貫通穴に吐出口から吐出される接着剤は、接着面に均一に充填されにくい。
【０００７】
本発明の充填装置および充填方法は、関連する技術と比べて、接着面内により均一に接着剤が充填されることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の充填装置は、基板が有する複数の貫通穴のそれぞれに対応して設けられた流動性の充填物質を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口毎に前記充填物質の吐出を別々に設定する吐出調整部と、前記吐出調整部に前記充填物質の吐出を指示する制御部とを備える。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の充填方法は、基板が有する複数の貫通穴のそれぞれに対して流動性の充填物質を別々の設定で吐出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、充填装置および充填方法は、関連する技術と比べて、接着面内により均一に接着剤が充填されることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】背景技術を説明する図である。
【図２】背景技術を説明する図である。
【図３】背景技術を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図５】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図８】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図９】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図１０】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図１１】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図１２】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１４】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１５】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１６】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１７】第３の実施形態の動作を説明する図である。
【図１８】第３の実施形態の動作を説明する図である。
【図１９】第４の実施形態の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
次に、本発明の実施の形態について図４〜図１１を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図４に第１の実施形態の構成を示す。
【００１３】
本実施形態の充填装置１０は、基板１１の表面に電子部品２１を接着するための装置である。
【００１４】
基板１１は、電子回路を形成するセラミック基板などのプリント基板である。尚、基板１１は電子回路を形成するための基板ではなく、表面に電子部品以外の部品を接着するための板であっても良い。基板１１には、図５および図６に示す様に、電子部品２１が接着される範囲内に、基板１１の両表面を貫通する複数の貫通穴１３があけられている。
【００１５】
尚、図６（Ａ）は、基板１１の上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す基板１１のＡ−Ａ’断面と充填装置１０を示している。
【００１６】
電子部品２１は、表面実装型の電子部品である。この電子部品２１は、必ずしも電子部品である必要は無く、また基板１１と面接触する範囲で接着するのであれば形状は限られない。
【００１７】
充填装置１０は、吐出口４１、吐出調整部４２、および制御部４３によって構成される。
【００１８】
吐出口４１は、貫通穴１３のそれぞれに１つずつ配置され、貫通穴１３に対して液状の接着剤を吐出するためのノズル（Nozzle）である。
【００１９】
吐出調整部４２は、接着剤の吐出口４１からの吐出量を設定する手段である。そして、複数の吐出調整部４２は、それぞれ異なる吐出量に設定可能である。
【００２０】
尚、接着剤は、他の流動性の充填物質であっても良い。
【００２１】
制御部４３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）であり、充填装置１０の制御を行う。
［動作の説明］
次に本実施形態の動作について、図４〜図１１を参照して説明する。
【００２２】
図４〜図６を参照すると、はじめに、基板１１と電子部品２１は決められた位置に保持される。ここで、基板１１は固定台に保持されて、電子部品２１は多軸ステージと呼ばれる位置決めの為の可動構造を有する台に保持されるなどしても良い。この時、基板１１と電子部品２１の接着面同士は、接着剤を充填可能な間隙をもって保持される。
【００２３】
次に、制御部４３は、吐出口４１に対して、図６の様に吐出口４１を基板１１の貫通穴１３にあてることを指示する。続いて、制御部４３は、吐出調整部４２に対して吐出口４１から予め決められた量の接着剤を吐出することを指示する。
（貫通穴の配置について）
図６に示す様に基板１１には、電子部品２１と接着される範囲内に、基板１１の両表面を貫通する複数の貫通穴１３があけられている。これらの貫通穴１３には、図７に示す様に吐出口１３から接着剤が多く吐出される貫通穴１５と、貫通穴１５より接着剤が少なく吐出される貫通穴１６がある。
【００２４】
貫通穴１５と貫通穴１６は、図７の様に同じ大きさの穴であり吐出口４１からの吐出量が異なる様にしても良い。また、貫通穴１５と貫通穴１６は大きさが異なり、吐出口４１のノズル形状の違いによって吐出量が異なる様にするなどでも良い。
【００２５】
尚、貫通穴１５を第１の貫通穴、貫通穴１６を第２の貫通穴とも称する。また、吐出口４１の内、吐出量の多い吐出口を第１の吐出口、第１の吐出口より吐出量の少ない吐出口を第２の吐出口とも称する。
【００２６】
図７には、１つの貫通穴１５に対して、貫通穴１６が４隅を囲む様に配置された例を示す。図７で点線が電子部品との接着面であり、斜線の領域は接着剤の充填範囲である。図７の点線の領域の４隅は、接着剤が多く吐出される貫通穴１５からの接着剤の充填が遅い位置である。そのため、貫通穴１５から充填される接着剤が点線の領域をはみ出し始めた時点でも、点線の領域の４隅には接着剤が到達していない。そこで、点線の領域の４隅付近に設けられた貫通穴１６から少量の接着剤が充填されることにより、貫通穴が１つの場合と比べて、点線の領域により均一に接着剤が充填される。  尚、初めは貫通穴１５だけから接着剤を充填して、はみ出しを検知して貫通穴１５からの接着剤の充填を停止し、接着剤が硬化した後に貫通穴１６から少量の接着剤を充填する様にしても良い。
【００２７】
図８は横長の接着面を示し、図７の貫通穴１５および貫通穴１６の配置を、接着面内に横に並べたものである。この様にしても、接着剤を均一に充填することが可能であるが、図９に示す様に、隣接する貫通穴１６を１つにしても、図８と同様の効果を得られる。
【００２８】
図１０は、図７の貫通穴１５および貫通穴１６の配置を、格子状に並べたものである。この様にしても、接着剤を均一に充填することが可能であるが、図１１に示す様に、隣接する貫通穴１６を１つにしても図１０と同様の効果を得られる。
【００２９】
尚、図１１では、貫通穴１６の内、中央の貫通穴１６については、他の貫通穴１６より接着面を埋める空間が多いので、吐出口４１からの接着剤の吐出量が多く設定されている様子を示している。この様に、それぞれの貫通穴１６への吐出量は、接着面の形状と貫通穴１５の配置に応じて、異なる値に設定することが出来る。
【００３０】
以上が、本実施形態の動作の説明である。
【００３１】
関連技術である特許文献１〜特許文献３に示される装置は、１つの電子部品に対する貫通穴とそれに対する吐出口も１つである。このため、接着面積の大きい電子部品の場合、貫通穴から遠ざかるほど、接着面に対する接着剤の広がりが不均一になってしまう。
【００３２】
一方、本実施形態の充填装置１０は、１つの電子部品２１に対して複数の貫通穴１３とそれぞれに対する吐出口４１を有する。そのため、電子部品２１と基板１１の接着面に対して、複数の貫通穴１３から接着剤が充填されるので、接着面積の大きい電子部品２１の場合でも、接着面に対して均一に接着剤が充填される。
【００３３】
また、制御部４３は吐出調整部４２毎に独立して吐出量を指示できる。従って、各吐出口４１から貫通穴１３に吐出される接着剤の量を別々に設定可能であるので、図７〜図１１に示す様に、貫通穴１３から接着面に充填される接着剤の充填範囲（図中斜線部）を不均等にすることが可能である。その結果、接着剤は電子部品２１と基板１１の接着面内からはみ出ず、かつ均一に充填される。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に示す充填装置１０は、特許文献１〜特許文献３に示される関連技術を用いた装置と比べて、接着面内により均一に接着剤が充填されることが可能になる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について、図１２〜図１４を参照して説明する。
［構成の説明］
本実施形態の構成例を図１２〜図１４を参照して説明する。
【００３５】
図１２に示される本実施形態の充填装置２０は、図４に示される第１の実施形態の充填装置１０に対して、制御部４３に接続される検知部４４が追加されている点が異なる。
【００３６】
検知部４４は、基板１１に電子部品２１を接着する際に、電子部品２１の周囲付近の予め決められた領域から、接着剤がはみ出たことを検知可能な検知手段である。
【００３７】
検知部４４の検知方法は、基板１１および電子部品２１の上方に設置したカメラで撮影した画像データに基づいて、画像解析によって接着剤のはみ出し、および、はみ出し位置を検知する方法が考えられる。
【００３８】
或いは、図１３では検知部４４の例として、レーザー光の発光部２３と受光部２４の組合せを示している。図１３において、発光部２３は、基板１１上で電子部品２１の周囲の予め決められた位置を掃引しながら照射し、受光部２４は、基板１１からの反射光を受光している。そして、電子部品２１を接着中に接着剤がはみ出して、受光部が反射光を受光不能となる、若しくは反射光強度の変化を検知することで、受光部は接着剤のはみだしの有無を検知する。また、この方法によれば、接着剤のはみ出し箇所の検知も可能である。
【００３９】
また、図１４に示す検知部４４は、図示せぬレーザー発光部が図面手前から向こう側へ光軸２５にそってレーザー光を発光し、図面向こう側に設置された図示せぬ受光部で受光を行う。この時、光軸２５は、基板１１上で電子部品２１の周囲の予め決められた位置に設定される。そして、電子部品２１を接着中に接着剤がはみ出して、受光部がレーザー光を受光不能となる、若しくは受光部がレーザー光の強度変化を検知することで、受光部が接着剤のはみだしの有無を検知するなども可能である。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作ついて、図１２を参照して説明する。
【００４０】
第１の実施形態の充填装置１０は、吐出調整部４２は予め決められた吐出量の接着剤を貫通穴１３に対して吐出していた。しかし、本実施形態の充填装置２０は、接着剤の吐出の間、検知部４４が電子部品２１の周囲の予め決められた位置から接着剤がはみ出たかどうかを検知する。
【００４１】
そして、検知部４４が、接着剤がはみ出たことを検知すると、制御部４３は吐出部４２に対して接着剤の吐出を停止する指示を行う。
【００４２】
尚、検知部４４が、構成の説明で述べた検知方法の内、接着剤のはみ出し箇所を検知可能な検知部の場合は、次の様な動作も可能である。即ち、検知部４４が、接着剤のはみ出しを検知すると、制御部４３は、はみ出し箇所に近い位置の吐出口４１に対応する吐出調整部４２に対して、接着剤の吐出を停止する指示を行っても良い。
【００４３】
この様に、本実施形態の充填装置２０は、接着剤の吐出を予め決められた値ではなく、実際に接着剤のはみ出し具合を検知して行うので、第１の実施形態に示される充填装置１０より正確に接着面内に接着剤を充填することが可能である。
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について図１５〜図１８を参照して説明する。
［構成の説明］
図１５および図１６に第３の実施形態の構成を示す。
【００４４】
尚、図１６（Ａ）は、基板１１の上面図、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）に示す基板１１のＡ−Ａ’断面と充填装置１０を示している。
【００４５】
本実施形態は、第１の実施形態の基板１１に気抜き穴１４が追加されている点が異なる。気抜き穴１４は、基板１１の両表面を貫通する穴である。
［動作の説明］
次に本実施形態の動作の説明を、図１７および図１８を参照して説明する。
【００４６】
図１７は、点線で示される基板１１の接着面内に、接着剤が多く吐出される貫通穴１５と、接着剤が少なく吐出される貫通穴１６、および気抜き穴１４が配置されている様子を示す。
【００４７】
気抜き穴１４は、接着剤が基板１１と電子部品２１の接着面に充填されていく際に、接着剤に押し出された空気を抜くための穴である。
【００４８】
図１７に示される貫通穴１５および貫通穴１６から、それぞれ接着剤が充填されていくと、充填された接着剤は互いに接触する。この時、図１７に示される様に、接着面の中心部には、貫通穴１５から充填された接着剤に閉じ込められた空気が残る場合がある。この時、気抜き穴１４が無い場合に、更に接着剤を充填して４ヵ所の貫通穴１５の中心付近の空気が周囲に逃げられずに残ってしまうと、接着剤が接着面に均一に充填されない。
【００４９】
ここで、気抜き穴１４があることで、接着剤に閉じ込められた接着面の中心に残っている空気を、基板の接着面とは反対の面に逃がすことが可能となる。その結果、接着剤は接着面に均一に充填されることが出来る。
【００５０】
また、図１８では、図１７と比べて接着面が横方向に長く、貫通穴１５と貫通穴１６、および気抜き穴１４を横方向に追加した例を示す。
【００５１】
この場合、貫通穴１５から接着面に充填された接着剤は、気抜き穴１４が配置されていないと、気抜き穴１４の配置位置の２箇所に逃げ場のない空気が残り易い。ここで、気抜き穴１４があることで、接着剤に閉じ込められた接着面の中心に残っている空気を、母材基板の接着面とは反対の面に逃がすことが可能となる。その結果、接着剤は接着面に均一に充填されることが出来る。
【００５２】
尚、接着面の形状や貫通穴１５の配置に応じて、貫通穴１５で囲まれる領域に、貫通穴１６と気抜き穴１４のいずれかを適宜配置すること、または両方を配置しても良い。
【００５３】
以上説明した様に、本実施形態は、基板１１の貫通穴１５に囲まれた位置に気抜き穴１４を有することで、第１の実施形態と比べて、接着面内により均一に接着剤が充填されることが可能になる。
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について図１９を参照して説明する。
【００５４】
本実施形態の充填装置１０は、基板が有する複数の貫通穴のそれぞれに対応して設けられた流動性の充填物質を吐出する複数の吐出口４１と、前記複数の吐出口毎に前記充填物質の吐出を別々に設定する吐出調整部４２を備える。更に、充填装置１０は、前記吐出調整部４２に前記充填物質の吐出を指示する制御部４３とを備える。
【００５５】
以上の様にすることで、本実施形態に示す充填装置１０は、特許文献１〜特許文献３に示される関連技術を用いた装置と比べて、接着面内により均一に接着剤が充填されることが可能になる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  充填装置
１１  基板
１２  導電パッド
１３  貫通穴
１４  気抜き穴
１５  貫通穴
１６  貫通穴
２０  充填装置
２１  電子部品
２３  発光部
２４  受光部
２５  光軸
３０  接着剤
４１  吐出口
４２  吐出調整部
４３  制御部
４４  検知部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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