(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を実装ツールによって保持して樹脂接着材が塗布された基板に搭載する電子部品実装装置であって、下端部に電子部品を真空吸着して保持する吸着ノズルを備えた実装ツールと、前記吸着ノズルの下端部外周を閉囲する形状の樹脂遮断部を有し吸着ノズルに対して上下方向に可動に配設された樹脂付着防止部材と、この樹脂付着防止部材を上下動させる上下動手段とを備え、前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の上面に前記樹脂付着防止部材の樹脂遮断部が当接することにより、電子部品の搭載時に電子部品の上面に回り込んだ樹脂接着材の吸着ノズルの下端部への付着を防止することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
下端部に電子部品を真空吸着して保持する吸着ノズルを備えた実装ツールと、前記吸着ノズルの下端部外周を閉囲する形状の樹脂遮断部を有し吸着ノズルに対して上下方向に可動に配設された樹脂付着防止部材と、この樹脂付着防止部材を上下動させる上下動手段とを備えた実装ツールによって電子部品を保持して樹脂接着材が塗布された基板に搭載する電子部品実装方法であって、前記吸着ノズルの下端部および前記樹脂付着防止部材の樹脂遮断部を電子部品の上面に当接させた状態で前記実装ツールに電子部品を保持させる工程と、電子部品を保持した実装ツールを樹脂接着材が塗布された基板上に移動させる工程と、実装ツールを前記樹脂接着材に対して下降させて実装ツールに保持された電子部品を基板に搭載する工程と、前記樹脂付着防止部材を吸着ノズルに対して上昇させた後に実装ツールを上昇させることにより吸着ノズルを電子部品から離脱させる工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を樹脂接着材により基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フリップチップなど電子部品を基板に実装する方法として、エポキシ樹脂などの樹脂接着材を用いる方法が知られている。この方法では、まず電極が形成された基板の表面に電子部品固着用の樹脂接着材を塗布し、この樹脂接着材上に電子部品を保持した吸着ノズルを下降させ、電子部品を樹脂接着材を介して基板に着地させることにより実装する。この実装においては、電子部品に設けられたバンプなどの接続用電極を基板の電極に接合するとともに、樹脂接着材を硬化させて電子部品本体を基板に固着させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記電子部品実装においては、先に塗布された樹脂接着材の量が多い場合には、電子部品を樹脂接着材上に着地させた後に樹脂接着材が電子部品の側面からさらに上面まで回り込む現象が発生する場合がある。そして上面に回り込んだ樹脂接着材が吸着ノズルの下端部に付着すると、吸着ノズルを上昇させて電子部品を離脱させる際に電子部品が吸着ノズルとともに上昇する実装ミスを発生しやすい。そしてこの樹脂接着材の塗布量に起因する実装ミスは、わずかな塗布量の差異によって発生することから、この樹脂接着材の吸着ノズルへの付着を防止する方策が望まれていた。
【０００４】
そこで本発明は、吸着ノズルへの樹脂接着材の付着を防止して、実装ミスを低減することができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置は、電子部品を実装ツールによって保持して樹脂接着材が塗布された基板に搭載する電子部品実装装置であって、下端部に電子部品を真空吸着して保持する吸着ノズルを備えた実装ツールと、前記吸着ノズルの下端部外周を閉囲する形状の樹脂遮断部を有し吸着ノズルに対して上下方向に可動に配設された樹脂付着防止部材と、この樹脂付着防止部材を上下動させる上下動手段とを備え、前記吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の上面に前記樹脂付着防止部材の樹脂遮断部が当接することにより、電子部品の搭載時に電子部品の上面に回り込んだ樹脂接着材の吸着ノズルの下端部への付着を防止する。
【０００６】
請求項２記載の電子部品実装方法は、下端部に電子部品を真空吸着して保持する吸着ノズルを備えた実装ツールと、前記吸着ノズルの下端部外周を閉囲する形状の樹脂遮断部を有し吸着ノズルに対して上下方向に可動に配設された樹脂付着防止部材と、この樹脂付着防止部材を上下動させる上下動手段とを備えた実装ツールによって電子部品を保持して樹脂接着材が塗布された基板に搭載する電子部品実装方法であって、前記吸着ノズルの下端部および前記樹脂付着防止部材の樹脂遮断部を電子部品の上面に当接させた状態で前記実装ツールに電子部品を保持させる工程と、電子部品を保持した実装ツールを樹脂接着材が塗布された基板上に移動させる工程と、実装ツールを前記樹脂接着材に対して下降させて実装ツールに保持された電子部品を基板に搭載する工程と、前記樹脂付着防止部材を吸着ノズルに対して上昇させた後に実装ツールを上昇させることにより吸着ノズルを電子部品から離脱させる工程とを含む。
【０００７】
本発明によれば、吸着ノズルの下端部外周を閉囲する形状の樹脂遮断部を有し吸着ノズルに対して上下方向に可動に配設された樹脂付着防止部材と、この樹脂付着防止部材を上下動させる上下動手段とを備え、吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の上面に樹脂付着防止部材の樹脂遮断部を当接させることにより、電子部品の搭載時に電子部品の上面に回り込んだ樹脂接着材の吸着ノズルの下端部への付着を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図３、図４、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のツール洗浄部の動作説明図である。
【０００９】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において、基板保持部１上には上面に電極２ａが設けられた基板２が保持されている。基板２の上面には、電極２ａを覆って電子部品接着用の樹脂接着材３が塗布されている。基板保持部１の上方には、部品搭載機構５が移動機構（図示省略）によって水平移動自在に配設されている。
【００１０】
部品搭載機構５には、下方に延出した実装ツール６が装着されている。実装ツール６にはナット部材７が結合されており、ナット部材７に螺合した送りねじ８をＺ軸モータ９によって回転駆動することにより、実装ツール６は部品搭載機構５に対して昇降する。Ｚ軸モータ９はＺ軸駆動部１０によって駆動され、Ｚ軸駆動部１０は制御部１５によって制御される。
【００１１】
実装ツール６の下部には、下面に開孔した吸着孔６ａが設けられており、吸着孔６ａは真空吸引部１１と接続されている。制御部１５によって真空吸引部１１を制御することにより、吸着孔６ａから真空吸引し、また真空吸引の解除を行うことができるようになっている。実装ツール６を部品供給部（図示省略）に移動させて、実装ツール６の下面を電子部品４の上面に当接させた状態で吸着孔６ａから真空吸引することにより、電子部品４は実装ツール６の下面に真空吸着により保持される。そして真空吸引を解除することにより、電子部品４の保持が解除される。すなわち実装ツール６は、下端部に電子部品４を真空吸着により保持する吸着ノズル６ｃを備えている。
【００１２】
実装ツール６の下部には、略平板状の樹脂付着防止部材１２が装着されている。樹脂付着防止部材１２の中央部には、吸着ノズル６ｃが貫入する開孔部１２ｂが設けられており、開孔部１２ｂの縁部は下方に突出した突部１２ａとなっている。開孔部１２ｂに吸着ノズル６ｃが貫入することにより、樹脂付着防止部材１２は吸着ノズル６ｃに対して上下方向に可動となっている。
【００１３】
樹脂付着防止部材１２は、実装ツール６の側面に固着されたシリンダ１３のロッド１３ａに結合されている。シリンダ１３はシリンダ駆動部１４によって駆動され、制御部１５によってシリンダ駆動部１４を制御することにより、ロッド１３ａが任意のタイミングで突没する。これにより、樹脂付着防止部材１２は実装ツール６に対して上下動する。すなわち、シリンダ１３は樹脂付着防止部材１２を上下動させる上下動手段となっている。
【００１４】
ロッド１３ａが没入した状態では、図２（ａ）に示すように突部１２ａは吸着ノズル６ｃの吸着面６ｂよりも上方に位置し、吸着ノズル６ｃの下端部は露呈状態となる。またロッド１３ａを突出させることにより、樹脂付着防止部材１２が下降する。この下降状態において突部１２ａの下面が吸着面６ｂと同一平面になるように、ストッパなどのストローク規制機構によりシリンダ１３のストロークが規制されている。図２（ｂ）に示す状態では、突部１２ａは吸着ノズル６ｃの下端部外周を閉囲する形状となっている。この突部１２ａは後述するように、吸着ノズル６ｃへの樹脂接着材３の接近を遮断して付着を防止する樹脂遮断部となっている。以下の説明では、突部１２ａを樹脂遮断部１２ａと記述する。
【００１５】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下図３，図４を参照して動作を説明する。図３は、実装ツール６によって部品供給部のトレイ１６から電子部品４を保持するピックアップ動作を示している。図３（ａ）において、実装ツール６は下面にバンプ４ａを有する電子部品４が収納されたトレイ１６上に位置している。このとき、シリンダ１３はロッド没入状態であり、樹脂付着防止部材１２は上昇位置にある。
【００１６】
この後、図３（ｂ）に示すように実装ツール６を下降させ、吸着面６ｂを電子部品４の上面に当接させる。そして真空吸引部１１による真空吸引をオン状態にし、吸着面６ｂに電子部品４を真空吸着させる。次いでシリンダ１３をロッド突出状態にして、樹脂付着防止部材１２を下降させ、樹脂遮断部１２ａを電子部品４の上面に当接させる（図３（ｃ））。
【００１７】
なお、図３（ａ）の状態から、シリンダ１３をロッド突出状態にして樹脂付着防止部材１２を下降させた状態で実装ツール６を下降させ、吸着面６ｂおよび樹脂遮断部１２ａを電子部品４の上面に当接させ、次いで真空吸引部１１をオン状態にし、吸着面６ｂに電子部品４を真空吸着させてもよい。これにより、より迅速なピックアップ動作を実現できる。
【００１８】
そして図３（ｄ）に示すように実装ツール６を上昇させる。これにより電子部品４はトレイ１６から取り出されて実装ツール６とともに上昇し、吸着ノズル６ｃの下端部および樹脂付着防止部材１２の樹脂遮断部１２ａを電子部品４の上面に当接させた状態で実装ツール６によって保持される。
【００１９】
次に図４を参照して、電子部品４を基板２に搭載する動作について説明する。図４（ａ）に示すように、電子部品４を保持した実装ツール６を樹脂接着材３が塗布された基板２上に移動させる。次いで図４（ｂ）に示すように、実装ツール６を樹脂接着材３に対して下降させて、実装ツール６に保持された電子部品４のバンプ４ａを基板２の電極２ａに着地させ、電子部品４を基板２に搭載する。
【００２０】
このときの樹脂接着材３の挙動および樹脂付着防止部材１２の機能について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、予め基板２に塗布された樹脂接着材３の量が適正値よりも多い場合を示している。このような塗布量過多の場合には、電子部品４を樹脂接着材３に対して下降させることにより、電子部品４が樹脂接着材３中に半ば埋入し、樹脂接着材３は部分的または全面的に電子部品４の側面から上昇して上面に回り込み、樹脂遮断部１２ａに到達する。
【００２１】
このとき、吸着ノズル６ｃの吸着面６ｂは電子部品４の上面に当接した状態にあるが、樹脂遮断部１２ａは吸着ノズル６ｃの外周を完全に閉囲する形状となっていることから、樹脂接着材３は樹脂遮断部１２ａによって吸着ノズル６ｃへの接近が遮断され、吸着ノズル６ｃには付着しない。すなわち、吸着ノズル６ｃに吸着保持された状態の電子部品４の上面に樹脂遮断部１２ａが当接することにより、電子部品４の搭載時に電子部品４の上面に回り込んだ樹脂接着材３の吸着ノズル６ｃの下端部への付着が防止される。
【００２２】
そして図５（ｂ）に示すように、樹脂付着防止部材１２を上昇させることにより、樹脂遮断部１２ａは周囲に付着した一部の樹脂接着材３とともに電子部品４の上面から離隔する。次いで、図４（ｃ）に示すように、真空吸引部１１による真空吸引をオフ状態にし、実装ツール６を上昇させる。これにより、図４（ｄ）に示すように、吸着ノズル６ｃは電子部品４から離脱し、電子部品４の搭載を終了する。このとき、樹脂接着材３の吸着ノズル６ｃの下端部への付着が防止されることから、実装ツール６を上昇させて電子部品４を離脱させる際に、電子部品４が樹脂接着材３の粘着力によって吸着ノズル６ｃとともに上昇する実装ミスが発生しない。
【００２３】
図６は、電子部品実装装置に付属して設けられたツール洗浄部を示している。ツール洗浄部は、樹脂遮断部１２ａの周囲に付着した樹脂接着材３が搭載動作に支障を及ぼすようになった場合に、樹脂接着材３を拭き取る目的で設けられたものである。図６（ａ）において、ツール洗浄部２０はクリーニングシート２３の供給リール２１と巻き取りリール２２および下受け部２４を備えている。クリーニングシート２３は、樹脂接着材３を溶解する洗浄液を紙や布などになどにしみこませたものであり、クリーニングシート２３に樹脂付着部位を押し付けてスライドさせることにより、付着した樹脂接着材３を除去することができるようになっている。
【００２４】
クリーニング動作を行う場合には、図６（ｂ）に示すように、まず下受け部２４を上昇させてクリーニングシート２３を下受けし、この状態で実装ツール６を下降させる。これにより、樹脂接着材３が付着した樹脂遮断部１２ａはクリーニングシート２３に押し付けられる。そしてこの状態で巻き取りリール２２によってクリーニングシート２３を巻き取ることにより、樹脂遮断部１２ａの下面に付着した樹脂接着材３はクリーニングシート２３によって拭き取られる。
【００２５】
なお、クリーニング動作において、シリンダ１３のストロークを変更することにより、シリンダ１３をロッド突出状態にして樹脂付着防止部材１２を下降させた時に樹脂遮断部１２ａの下面が吸着面６ｂより下方に位置するようにすれば、樹脂接着材３が付着した樹脂遮断部１２ａのみをクリーニングすることができる。これにより、より効率の良いクリーニングが可能となる。
【００２６】
このクリーニング動作を行う頻度は、同一実装ツール６の累積使用時間に基づいて決定してもよく、また搭載動作の累積回数に基づいてクリーニング時期を決定するようにしてもよい。さらに、所定インターバルで実装ツール６の下面側を電子部品実装装置に付属して設けられたカメラ（図示省略）により撮像し、樹脂接着材３の付着状態を画像認識によって評価した上でクリーニング動作の要否を判定するようにしてもよい。これにより、必要のない時にまでクリーニング動作を行ってしまうという時間の無駄を省くことができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着ノズルの下端部外周を閉囲する形状の樹脂遮断部を有し吸着ノズルに対して上下方向に可動に配設された樹脂付着防止部材と、この樹脂付着防止部材を上下動させる上下動手段とを備え、吸着ノズルに吸着保持された状態の電子部品の上面に樹脂付着防止部材の樹脂遮断部を当接させるようにしたので、電子部品の搭載時に電子部品の上面に回り込んだ樹脂接着材の吸着ノズルの下端部への付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のツール洗浄部の動作説明図
【符号の説明】
２  基板
３  樹脂接着材
４  電子部品
５  部品搭載機構
６  実装ツール
６ｃ  吸着ノズル
１２  樹脂付着防止部材
１２ａ  樹脂遮断部（突部）
１３  シリンダ
【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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