JP5042681B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に転写される液体の膜厚を確認するための液体転写膜厚確認装置に係り、特に、溝により形成したフラックス転写膜の膜厚が、規格値内で確実に形成されているか確認する際に用いるのに好適な、簡単な構成で転写膜厚を確認することが可能な液体転写膜厚確認装置に関する。

下面にバンプが形成された表面実装型ＩＣをプリント基板上に搭載する場合、バンプとプリント基板の電極部との濡れ性を良くして良好に付着させるために、バンプの表面にはフラックスが塗布される。表面実装型ＩＣの下面のバンプ表面にフラックスを塗布する場合、厚さが制御された薄いフラックス膜にバンプを浸して塗布する。バンプ表面に塗布するフラックス量は、このフラックス膜の厚さで制御することができる。フラックス膜を形成する従来のフラックス膜形成装置の一例を、図１に示す（特許文献１参照）。

図において、溝プレート（フラックステーブルとも称する）１０２の表面には、溝（成膜用凹部とも称する）１０４が設けられている。底面の開口したコンテナ（フラックス容器とも称する）１０６は、溝プレート１０２上に、矢印Ａ方向に摺動可能に設けられている。コンテナ１０６の軸１０８は、ガイドレール１１０を摺動するスライダ１１２に着脱自在に支持されている。ガイドレール１１０に沿ってスライド１１２が摺動することで、溝プレート１０２をすずりのように摺動させて、溝１０４にフラックスを供給し、塗布用のフラックス膜を形成する。スライダ１１２が摺動する駆動力は、駆動装置１１４から、ロッド１１６を介して供給される。バンプの表面にフラックスが塗布されて溝１０４のフラックスが減少した場合、底面が開口したコンテナ１０６が溝１０４上を通過することで、消費された量だけ新しいフラックスが追加される。

このフラックス膜形成装置は、例えば図２（全体図）及び図３（搭載ヘッド部の詳細図）に示すような部品実装装置の内部に備えられている。この部品実装装置１０は、例えばその前部（図の左下側）に配設した部品供給部２０と、部品２２が搭載される基板３２を搬送するための、中央部から少し後方で左上から右下の方向に延在する基板搬送部３０と、搭載ヘッド４２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するための、Ｘ軸ガントリ４０Ｘ及びＹ軸ガントリ４０ＹでなるＸＹ移送部４０とを備えている。

前記部品供給部２０には、例えば多数の部品２２が収納されたテープフィーダ２４が多数並設されている。

前記ＸＹ移送部４０には、部品２２を部品供給部２０で吸着して基板３２上に搭載するための吸着ノズル４４を備えた搭載ヘッド４２が搭載されている。前記吸着ノズル４４は、Ｚ軸モータ４６によりＺ軸方向（上下方向）に移動自在とされるとともに、θ軸モータ４８により、その軸まわりに回動自在とされている。

前記搭載ヘッド４２には、その支持部材に取り付けられるようにして、基板３２を上方から撮影するための基板認識カメラ５０が搭載されている。又、例えば部品供給部２０の脇の位置に、吸着ノズル４４に吸着された部品を下方から撮影するための部品認識カメラ６０が設けられている。

又、前記搭載ヘッド４２には、吸着ノズル４４に吸着された部品の有無や形状をチェックするためのレーザアラインユニット６２が配設されている。更に、前記部品実装装置１０のオペレーションモニタ７０が、該部品実装装置１０の上方部に配置されている。

又、前記基板認識カメラ５０、部品認識カメラ６０が撮像した画像を演算処理し、更に、各種制御を行なうための制御部７２が、部品実装装置１０の下方部に配置されている。

前記部品供給部２０から供給された部品２２は、部品実装装置１０の搭載ヘッド４２によってフラックス膜形成装置に形成されたフラックス膜上に移動する。そして、搭載ヘッド４２が部品２２を保持したまま下降して、フラックス膜形成装置に形成されたフラックス膜に部品２２を押し付けることにより、フラックスが部品２２に均一に転写される。

一方、電子部品に転写するフラックスの量や転写範囲は、部品により異なる。転写するフラックスの量や転写範囲を変更するためには、フラックス膜の厚さを変更する必要がある。

前記溝１０４内のフラックス１０５の膜厚を測定可能な液体膜厚測定装置として、特許文献２に、図４に示す如く、レーザ光を被測定面（フラックス１０５表面）へ所定の角度で照射するための発光部１２０と、反射光を受光するための受光部１２２を備えたものが提案されており、発光部１２０から被測定面（１０５）へレーザ光を照射し、被測定面（１０５）から反射したレーザ光を受光部１２２で受け、このレーザ光の変化からフラックス転写膜厚を測定することが可能である。

米国特許第６２９３３１７号明細書 特開昭６２−７５３０４号公報

しかしながら、図４のような構成の装置では、反射されたレーザ光が、温度やフラックス転写膜を形成する物質により大きく変化するため、条件設定に労力を要し、複数種のフラックス転写膜厚測定は限定されたものとなっていた。又、これら装置の配置には精度が必要であり、部品実装装置の内部に装置を配置する空間的余裕も無かった。更に、これら装置はコストの負担が大きいという問題点も有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、部品実装装置に既に備えられている手段を利用して、簡単な構成で液体の転写膜厚を確認できるようにすることを課題とする。

本発明は、対象物に転写される液体の膜厚を確認するための液体転写膜厚確認装置であって、対象物の幅を測定する手段と、対象物を垂直方向に移動する手段と、液体を付着させた対象物の幅データから、所定の転写膜厚が形成されていることを確認する手段と、を備えることにより、前記課題を解決したものである。

ここで、前記対象物の幅を測定したデータを保存する手段を備えることができる。

又、液体付着後の対象物の幅を測定したデータに基づいて、転写膜厚が適正か判定するためのデータベースを備えることができる。

本発明によれば、部品実装装置に既に備えられている手段を利用して、簡単な構成で、液体の転写膜厚を確認することができる。従来の方法では、フラックス転写膜を形成する容器溝の測定が必要であるが、本発明では対象物のみの測定で良く、容器溝の測定は必要ない。又、反射光を利用しないので、特別な条件設定をすることなくフラックス転写膜厚を確認することができる。更に、粘度の異なるフラックスを使用しても同様の結果が得られる。又、フラックス以外の粘性物質や液体でも膜厚の確認が可能である。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、図２及び図３に示したような部品実装装置１０に既に備えられている対象物（部品２２）の幅を測定するためのレーザアラインユニット６２を利用する。このレーザアラインユニット６２は、図５に詳細に示す如く、発光部６２Ａから受光部６２Ｂへレーザ光Ｌを照射する。このレーザ光Ｌの中に入れた対象物（２２）は、レーザ光Ｌを遮り、受光部６２Ｂに影として写るので、その影幅を対象物の幅Ｗとして測定する。

具体的には、図６に示す如く、レーザアラインユニット６２のレーザＬ面に合わせてＺ軸モータ４６により対象物（２２）の最下点を移動させる。図６のように対象物をＺ方向に一定量下降させ、図５で説明したように対象物の幅Ｗを測定する。測定が終ったら、更に対象物を一定量下降させて測定する。この動作を繰返し、対象物の幅Ｗを、一定高さ間隔毎に測定していく。

対象物（２２）にフラックス１０５が付着した状態を図７に示す。フラックス１０５が対象物（２２）に付着する量は、粘度や成分と、フラックスに漬けている時間によって変化する。このため、フラックスに対象物を押し付ける時間や粘度によって、対象物の幅が一定であっても、図８及び図９に示す如く、レーザアラインユニット６２で測定される幅Ｗが変化する。図８は、粘度による対象物の幅の違いを示し、図９は、フラックスに浸ける時間を変化させた時の対象物の幅の変化を示す。図８、図９の横軸はＺ方向の位置である。

一方、図１０に示す如く、同じフラックスを用い、漬ける時間を一定にすると、フラックスが対象物に付着する量は一定になり、繰り返し精度も良好である。この性質は、フラックスの粘度を変更しても同様に観測される。

以下具体的な手順を、図１１を参照して説明する。

まず、図６に示す如く、何も付着していない対象物の幅を、レーザアラインユニット６２を使用して測定する（ステップ１００）。このときに対象物を高さ（Ｚ）方向に動かし（ステップ１０２）、随時幅の測定を行ない、データを取得する（ステップ１０４）。

次いでフラックス転写膜を形成し、その膜中に対象物を垂直方向に下降させながら浸す。

浸し終えたら、フラックスが付着した状態で、対象物の最下点をレーザアラインユニット６２の測定開始位置に移動させ、レーザアラインユニット６２を使用して、幅の測定を行なう。次いで、対象物をＺ方向に動かし、図７に示す如く、随時幅の測定を行ない（ステップ１０６）、データを取得する（ステップ１１０）。

このようにして、フラックスが付着していない状態と付着している状態の２種類の幅データが得られる。このデータの差分がフラックスの付着量となる（ステップ１１２）。図１０に示したように、この付着量は、フラックスに漬ける時間が一定ならば安定している。従って、予め、フラックスの種類と対象物の組合せに対応させて、フラックスの長さや面積の判定値（上限値、下限値等）のデータベースを作成しておき、測定値と比較することで、フラックス転写膜が正常に形成されたか否かを確認することができる。

本実施形態によれば、別個に膜厚測定用装置を用意する必要がなく、コストの負担が無い。なお、レーザアラインユニット以外の手段で幅を測定することも可能である。

前記実施形態においては、本発明がフラックス膜の膜厚の確認に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されない。

フラックス転写装置の一例の構成を示す斜視図 部品実装装置の一例の全体構成を示す斜視図 同じくヘッド周辺を示す斜視図 特許文献２に記載された液体膜厚測定装置の基本的な構成を示す原理図 本発明の実施形態で用いるレーザアラインユニットの構成を示す原理図 本発明による、対象物にフラックスが付着する前の測定状態を示す側面図 同じく対象物にフラックスが付着した後の測定状態を示す側面図 粘度による対象物の幅の違いを示す図 フラックスに漬ける時間を変化させたときの対象物の幅の変化を示す図 繰り返し精度を示す図 本発明による測定手順を示す流れ図

符号の説明

２２…部品（対象物）
４２…搭載ヘッド
４６…Ｚ軸モータ
６２…レーザアラインユニット
６２Ａ…発光部
６２Ｂ…受光部
Ｌ…レーザ光

Claims (3)

1. 下方に突出する下端部を有する対象物を吸着してＺ軸方向に移動自在である吸着ノズルと、
   前記Ｚ軸方向の所定の位置において水平方向にレーザ光を照射して前記吸着ノズルに吸着された前記対象物の下端部の幅を測定するレーザ測定手段と、
   前記対象物の下端部に液体を付着させた後において、前記吸着ノズルと共に前記対象物を前記Ｚ軸方向に移動させながら前記レーザ測定手段によって前記対象物の下端部の幅を測定することにより前記下端部の先端近傍を含む部分に関する幅と前記Ｚ軸方向の位置との関係を示す幅データを取得し、該幅データに基づいて前記液体が前記下端部に正常に付着したか否かを判定する制御部と、
   を備えたことを特徴とする部品実装装置。
2. 前記制御部は前記液体を付着する前の前記下端部の先端近傍を含む部分に関する幅と前記Ｚ軸方向の位置との関係を示す幅データを保存する手段を備え、該液体を付着する前の幅データと前記液体を付着させた後の幅データとに基づいて前記液体が前記下端部に正常に付着したか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記制御部は前記液体が前記下端部に正常に付着したか否かを前記液体の種類と前記対象物の種類との組み合わせに対応して判定するためのデータベースを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装装置。

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