JP2015065380A

JP2015065380A - 部品実装装置及び部品実装方法

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Publication number: JP2015065380A
Application number: JP2013199515A
Authority: JP
Inventors: 山田　晃; Akira Yamada; 山田　　晃; 坪井　保孝; Yasutaka Tsuboi; 保孝坪井; 辻川　俊彦; Toshihiko Tsujikawa; 俊彦辻川; 石川　隆稔; Takatoshi Ishikawa; 隆稔石川
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP6145647B2

Abstract

【課題】下受け部の強度低下を防止して部品の押圧力不足による実装不良の発生を抑制することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】紫外線硬化樹脂２ｂを介して部品３が載置された透明な基板２に部品３を圧着する本圧着装置１において、下受け部１３はベース部材１３ａの上部に設けられた透明部材１３ｂを基板２上の部品３の下方の位置に接触させて基板２を下受けする。紫外線照射器１５は、押圧シリンダ２２による部品３の押圧方向に軸線Ｊ０に対して傾いた照射光軸１５Ｊを有し、押圧シリンダ２２によって部品３が基板２に押圧されている状態の紫外線硬化樹脂２ｂに、下受け部１３の透明部材１３ｂ及び基板２を通して紫外線１５Ｌを照射する。【選択図】図６

Description

本発明は、光硬化性の樹脂を介して部品が載置された透明な基板に部品を圧着する部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。

従来、ガラス等の透明材料から成る基板上に光硬化性の樹脂を介してＩＣ等の部品を圧着する部実装装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような部品実装装置では、基板上の部品の下方の位置を下受けする下受け部と、下受け部によって下受けされた基板に部品を押付ける押圧手段及び樹脂に光を照射して硬化させる光照射手段を備えており、下受け部の基板と接触する部分をガラス等の透明部材から構成し、透明部材を支持するベース部材に切欠きを設けて押圧手段の下方の位置に（すなわち押圧手段による部品の押圧方向の軸線上に）光照射手段を配置している。このような構成では、光照射手段は上方に向いた照射光軸を有したものとなり、押圧手段によって部品が基板に押圧されている状態の樹脂に光を照射する。これにより光は下受け部の透明部材及び基板を通して樹脂に到達し、その樹脂は硬化する。

特開平５−２０６２１０号公報

しかしながら、上記のように光照射手段が押圧手段の下方の位置に配置される構成では、下受け部に光照射手段を設置するための切欠き部を設ける必要があったため、下受け部の強度が低下し、押圧手段による押圧力が制限されて、部品の押圧力不足により実装不良が発生するおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、下受け部の強度低下を防止して部品の押圧力不足による実装不良の発生を抑制することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装装置は、光硬化性の樹脂を介して部品が載置された透明な基板に前記部品を圧着する部品実装装置であって、ベース部材の上部に透明部材を有して成り、前記透明部材を前記基板上の前記部品の下方の位置に接触させて前記基板を下受けする下受け部と、前記下受け部により下受けされた前記基板に対して前記部品を押圧する押圧手段と、前記部品の押圧方向の軸線に対して傾いた照射光軸を有し、前記押圧手段によって前記部品が前記基板に押圧されている状態の前記樹脂に、前記透明部材及び前記基板を通して光を照射する光照射手段とを備えた。

請求項２に記載の部品実装方法は、光硬化性の樹脂を介して部品が載置された透明な基板に前記部品を圧着する部品実装方法であって、ベース部材の上部に設けられた透明部材に前記基板上の前記部品の下方の位置に接触させて前記基板を下受けさせる下受け工程と、前記下受け工程で下受けさせた前記基板に対して前記部品を押圧する押圧工程と、前記押圧方向の軸線に対して傾いた照射光軸を有する光照射手段により、前記部品が前記基板に押圧されている状態の前記樹脂に、前記透明部材及び前記基板を通して光を照射する光照射工程とを含む。

本発明では、部品の押圧方向の軸線に対して傾いた照射光軸を有する光照射手段から、部品が基板に押圧されている状態の樹脂に対し、下受け部の透明部材及び基板を通して光を照射するようになっており、光照射手段を下受け部に組み込む必要がない。このため下受け部の強度低下を防止でき、部品の押圧力不足による実装不良の発生を抑制することができる。

本発明の一実施の形態における本圧着装置の斜視図本発明の一実施の形態における本圧着装置の側面図本発明の一実施の形態における本圧着装置により部品の本圧着を行う基板の部分斜視図本発明の一実施の形態における本圧着装置の部分拡大側面図本発明の一実施の形態における本圧着装置の制御系統を示すブロック図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における本圧着装置の動作説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示す部品実装装置の一例としての本圧着装置１は、矩形の基板２の縁部にＩＣ等の部品３を圧着する装置であり、基台１１上にＸＹθテーブル機構１２、下受け部１３、圧着作業部１４及び複数の紫外線照射器１５を備えて成る。

基板２はガラス等の透明材料から成り、その四辺の対向しない２つの側縁のそれぞれに設けられた複数の部品載置位置２ａ（図３）には、光硬化性の樹脂としての紫外線硬化樹脂２ｂを介して部品３が載置（仮圧着）されている。

図１及び図２において、ＸＹθテーブル機構１２は、基台１１上をオペレータＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）に延びて設けられたＸ軸テーブル１２ａ、Ｘ軸テーブル１２ａ上をオペレータＯＰから見た前後方向（Ｙ軸方向とする）に延びて設けられたＹ軸テーブル１２ｂ、Ｙ軸テーブル１２ｂ上に設けられたθテーブル１２ｃ及びθテーブル１２ｃによって支持された基板保持テーブル１２ｄが段積みされて成り、Ｘ軸テーブル１２ａの駆動によってＹ軸テーブル１２ｂがＸ軸テーブル１２ａ上をＸ軸方向に移動し、Ｙ軸テーブル１２ｂの駆動によってθテーブル１２ｃがＹ軸テーブル１２ｂ上をＹ軸方向に移動し、θテーブル１２ｃの駆動によって基板保持テーブル１２ｄがθテーブル１２ｃ上を上下軸（Ｚ軸とする）回りに回転する。

下受け部１３は、ＸＹθテーブル機構１２の前方領域（Ｘ軸方向のオペレータＯＰに近い方の領域）に、Ｘ軸方向に延びて設けられている。下受け部１３は基台１１に立設されたベース部材１３ａの上部に透明材料（例えばガラス）から成る透明部材１３ｂを有して成る。

圧着作業部１４は、基台１１上の下受け部１３を上方から覆うようにＸ軸方向に延びた設けられた横架部２１ａを有した門型フレーム２１及びこの門型フレーム２１の横架部２１ａにＸ軸方向に並んで取り付けられた複数の押圧シリンダ２２を備える。各押圧シリンダ２２はそのピストンロッド２２ａを横架部２１ａの下方に突出させており、そのピストンロッド２２ａの下端部にはヒータ２３Ｈを備えた圧着ツール２３が取り付けられている。各押圧シリンダ２２の圧着ツール２３は下受け部１３を構成する透明部材１３ｂの上方に位置しており、押圧シリンダ２２は押圧対象物を下受け部１３の透明部材１３ｂに押圧する。

紫外線照射器１５は押圧シリンダ２２に対応した配置で（すなわち押圧シリンダ２２と同じ配列で）下受け部１３の前方領域に設けられている。各紫外線照射器１５が照射する光（紫外線）の照射光軸１５Ｊは、図４に示すように、対応する押圧シリンダ２２による圧着ツール２３の移動軌道、すなわち部品３の押圧方向の軸線Ｊ０に対して傾いており、下受け部１３に支持された基板２上の紫外線硬化樹脂２ｂを通る。すなわち各紫外線照射器１５は、照射する紫外線の照射光軸１５Ｊと圧着ツール２３の押圧方向の軸線Ｊ０との交点Ｒが、下受け部１３に支持された基板２上の紫外線硬化樹脂２ｂに位置する位置に取り付けられている。

図５において、基板保持テーブル１２ｄに保持した基板２の移動動作は本圧着装置１が備える制御装置３０がＸＹθテーブル機構１２の作動制御（Ｘ軸テーブル１２ａの駆動によるＹ軸テーブル１２ｂのＸ軸方向への移動動作、Ｙ軸テーブル１２ｂの駆動によるθテーブル１２ｃのＹ軸方向への移動動作及びθテーブル１２ｃの駆動による基板保持テーブル１２ｄのＺ軸回りの回転動作）を行うことによってなされる。また、圧着ツール２３の昇降動作は制御装置３０が押圧シリンダ２２の作動制御を行うことによってなされ、各圧着ツール２３に備えられたヒータ２３Ｈの温度制御及び各紫外線照射器１５による紫外線の照射制御も制御装置３０によってなされる。

次に、本圧着装置１により基板２に部品３を圧着する部品実装作業の手順（部品実装方法）について説明する。部品実装作業では、制御装置３０は先ず、各圧着ツール２３に備えられたヒータ２３Ｈを加熱可能温度まで昇温させる。そして、ＸＹθテーブル機構１２の作動制御を行い、部品３が載置（仮圧着）されている一辺を前方に向けた状態の基板２を保持した基板保持テーブル１２ｄを前方に移動させることにより（図６（ａ）中に示す矢印Ａ）、基板２上に載置された部品３の（すなわち紫外線硬化樹脂２ｂの）下方の位置を下受け部１３の透明部材１３ｂの上面に接触させて、下受け部１３に基板２を下受けさせる（下受け工程）。

制御装置３０は、下受け部１３に基板２を下受けさせたら、各押圧シリンダ２２の作動制御を行って圧着ツール２３を下降させ（図６（ｂ）中に示す矢印Ｂ）、下受け部１３に下受けさせた基板２に対して各部品３を押圧する（押圧工程）。このように押圧シリンダ２２は、下受け部１３により下受けされた基板２に対して部品３を押圧する押圧手段となっている。なお、上記押圧工程において、紫外線硬化樹脂２ｂは、ヒータ２３Ｈにより加熱可能温度まで昇温された圧着ツール２３から部品３を通じて加熱され、軟化した状態となる。

制御装置３０は、上記のように、各押圧シリンダ２２によって部品３を基板２に押圧し、加熱によって紫外線硬化樹脂２ｂが軟化状態となったら、紫外線照射器１５より紫外線１５Ｌを照射させる（図６（ｂ））。各紫外線照射器１５から照射された紫外線１５Ｌは、部品３が基板２に押圧されている状態の紫外線硬化樹脂２ｂに、下受け部１３の（ベース部材１３ａの）前方から、透明部材１３ｂ及び透明な基板２を通って到達する。このため紫外線硬化樹脂２ｂは硬化し、部品３は基板２上の部品載置位置２ａに固定される（光照射工程）。このように本実施の形態において、紫外線照射器１５は、部品３の押圧方向の軸線Ｊ０に対して傾いた照射光軸１５Ｊを有し、押圧手段である押圧シリンダ２２によって部品３が基板２に押圧されている状態の紫外線硬化樹脂２ｂに、透明部材１３ｂ及び基板２を通して光（紫外線）を照射する光照射手段となっている。

制御装置３０は、上記のようにして基板２の一辺についての部品３の圧着作業が終了したら、ＸＹθテーブル機構１２の作動制御を行って基板２をＺ軸回りに回転させ、他の一辺を下受け部１３に下受けさせて、同様の手順で部品実装作業を行う。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置としての本圧着装置１では、部品３の押圧方向の軸線Ｊ０に対して傾いた照射光軸１５Ｊを有する紫外線照射器１５から、部品３が基板２に押圧されている状態の紫外線硬化樹脂２ｂに対し、下受け部１３の透明部材１３ｂ及び基板２を通して（下受け部１３のベース部材１３ａを通すことなく）紫外線１５Ｌを照射するようになっており、紫外線照射器１５を下受け部１３に組み込む必要がない。このため下受け部１３の強度低下を防止でき、部品３の押圧力不足による実装不良の発生を抑制することができる。

なお、上述の実施の形態では、透明な基板に部品を取り付ける樹脂として、紫外線によって硬化する紫外線硬化樹脂を例示したが、これは光硬化性の樹脂であればよく、紫外線硬化樹脂に限られない。

下受け部の強度低下を防止して部品の押圧力不足による実装不良の発生を抑制することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供する。

１本圧着装置（部品実装装置）
２基板
２ｂ紫外線硬化樹脂（樹脂）
３部品
１３下受け部
１３ａベース部材
１３ｂ透明部材
１５紫外線照射器（光照射手段）
１５Ｊ照射光軸
１５Ｌ紫外線（光）
２２押圧シリンダ（押圧手段）
Ｊ０軸線

Claims

光硬化性の樹脂を介して部品が載置された透明な基板に前記部品を圧着する部品実装装置であって、
ベース部材の上部に透明部材を有して成り、前記透明部材を前記基板上の前記部品の下方の位置に接触させて前記基板を下受けする下受け部と、
前記下受け部により下受けされた前記基板に対して前記部品を押圧する押圧手段と、
前記部品の押圧方向の軸線に対して傾いた照射光軸を有し、前記押圧手段によって前記部品が前記基板に押圧されている状態の前記樹脂に、前記透明部材及び前記基板を通して光を照射する光照射手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
光硬化性の樹脂を介して部品が載置された透明な基板に前記部品を圧着する部品実装方法であって、
ベース部材の上部に設けられた透明部材に前記基板上の前記部品の下方の位置に接触させて前記基板を下受けさせる下受け工程と、
前記下受け工程で下受けさせた前記基板に対して前記部品を押圧する押圧工程と、
前記押圧方向の軸線に対して傾いた照射光軸を有する光照射手段により、前記部品が前記基板に押圧されている状態の前記樹脂に、前記透明部材及び前記基板を通して光を照射する光照射工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。