JPH04192554A

JPH04192554A - 電子部品の組立方法及び組立装置

Info

Publication number: JPH04192554A
Application number: JP2323812A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sakaguchi; 勝坂口; Toshiharu Ishida; 石田　寿治; Koji Serizawa; 弘二芹沢; Hiroyuki Tanaka; 大之田中; Ichiro Miyano; 一郎宮野; Koki Taneda; 種田　幸記; Hiroshi Nakamura; 浩中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2889688B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電子部品の組立方法及び組立装置にかかり１
．特にフィルムテープに半導体チップを搭載したＴＡＢ
パッケージを、表裏両面にパターンを有するプリント配
線基板によって形成されたコ不りタ枠を介して、厚さ方
向に複数個積層接続した積層ＴＡＢパッケージの組立方
法及び組立装置に関する。

［従来技術］電子機器の高密度、小型、軽量、薄型化への要求が強く
、従来からのプラスチックパッケージによるＤＩＬ、Ｓ
ＯＪに変わってＴＡＢ方式にて形成されたＴＡＢパッケ
ージの需要が高まっている。

また、部品実装形態においても、従来の１枚のプリント
配線板上に２次元的に複数個の部品を配置していたもの
が、高密度な実装が要求されてくるにつれ、このような
２次元的な実装では間に合わなくなってきている。

そこで、例えば特開昭５８−１８２２５７号公報、特開
昭６２−１７２７４９号公報及び特開平１−３０９３６
号公報に示めされるような、特に厚さの薄いことを特徴
としたＴＡＢパッケージ及びＱＦＰを厚さ方向に複数個
積層接続した３次元実装部品が提案されるようになって
きた。

［発明が解決しようとする課題］このような３次元実装部品の組立では、多段に積層する
ときの各層間のパターン位置合わせ精度と１位置合わせ
後の位置ずれ防止が重要な課題となっている。

従来の組立法では、第２図に示すように電子部品の端部
に設けた位置合わせ用の孔と、この孔に合った位置合わ
せ用のピンを設けた治具によって位置合わせを行ってい
た。すなわち、ガイドピン２０を埋め込んだ位置合わせ
用治具２１を用・いて、ガイド孔２２を設けた電子部品
２３のガイド孔を上記ガイドピンに挿入して位置合わせ
し、多段に積層していく方法である。

ところが、この方法によると、電子部品のガイド孔と層
間接続用のパターンとの位置すれか、直接層間ずれに反
映されることになり、接続パターンピッチの狭少化に伴
なって眉間における隣接パターン間でのショート不良が
発生するという欠点があった。

また、多段に位置合わせした後、眉間の隣接パターン同
士をはんだ接続するが、このとき電子部品の位置合わせ
孔に位置合わせ治具のピンを挿入したままで加熱すると
、電子部品と治具との熱膨張率の違いから、電子部品に
大きな熱応力が生ずるという問題があり、従来法では位
置合わせ積層した後、電子部品の接続端子部を上下面か
ら挟み付けて保持してピンを抜き取り、その後リフロー
炉に通してはんだ付けを行っている。ところがこの方法
によると、はさみ付は後のフラックス塗布、はんだリフ
ローの過程で、眉間の位置ずれが発生し、隣接パターン
間でショート不良を発生する欠点があった。

したがって１本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消することにあり、その第１の目的は狭ピツチ端子
を有する電子部品の高精度位置合わせを実現すると共に
、複数個の電子部品の積層接続において、各層間の位置
ずれを発生させない電子部品の組立方法を、そして第２
の目的はその組立装置を、それぞれ提供することにある
。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために本発明では、接続端子あるい
は接続端子と同時プロセスによって形成された位置合わ
せパターンを、光学的に読み取り、この情報を用いて眉
間の位置合わせを行うものである。また、各層間の位置
合わせと同時に眉間をはんだ、または接着剤によって仮
固定しながら。

多段積層するようにしたものである。また、上記手段を
用いて積層ＴＡＢを形成するに際し、まず、枠を仮固定
して枠付きＴＡＢを形成し、ついでこの枠付きＴＡＢを
複数段積層して積層ＴＡＢを形成するものである。さら
にまた、上記手段を用いて積層ＴＡＢを形成するに際し
、枠、ＴＡＢを交互に位置合わせ仮固定し、複数段の積
層をして積層ＴＡＢを形成するものである。さらに、上
記手段の位置合わせ接合を用いて積層ＴＡＢを形成する
に際し、枠付きＴＡＢを逐次積層し、はんだリフロー接
合して積層ＴＡＢを形成するものである。

上記目的達成手段の具体的構成例を以下に示すと、上記
第１の目的は、（１）、プリント配線板の接続端子に、電子部品リード
を位置合わせし接合する電子部品の組立方法において、
プリント配線板及び電子部品を供給配置する手段と、プ
リント配線板と電子部品を試料取付台に吸着固定する手
段と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を吸
着ヘッドに吸着保持する手段と、プリント配線板、電子
部品、部品搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する
手段と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を
粗位置合わせする手段と、プリント配線板の位置合わせ
用端子と電子部品の位置合わせ用端子との位置情報を光
学的に読み取る手段と、光学的に読み取られた前記位置
情報を電気信号に変換してＴＶモニタに画面として表示
する手段と、光学的に読み取られた前記位置情報をもと
に位置合わせを行う手段と、プリント配線板の接続端子
及び電子部品リードにフラックスを塗布する手段と、プ
リント配線板の接続端子と電子部品リードを加熱接合す
る手段とを備えて成る電子部品の組立方法により、そし
てまた、（２）０部品搭載基板を厚さ方向に複数層積層接続する
電子部品の組立方法において、部品搭載基板を供給配置
する手段と、部品搭載基板を試料取付台に吸着固定する
手段と、部品搭載基板を吸着ヘッドに吸着保持する手段
と１部品搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する手
段と１部品搭載基板を粗位置合わせする手段と１部品搭
載基板の位置合わせ用端子の位置情報を光学的に読み取
る手段と、光学的に読み取られた前記位置情報を電気信
号に変換してＴＶモニタに画面として表示する手段と、
光学的に読み取られた前記位置情報をもとに位置合わせ
を行う手段と、部品搭載基板と部品搭載基板を接着固定
する手段と、前記接着剤を硬化する手段とを備えて成る
電子部品の組立方法により、達成される。

また、上記第２の目的は、（３）、プリント配線板の接続端子に、電子部品リード
を位置合わせし接合する電子部品の組立装置において、
プリント配線板及び電子部品を供給配置する供給配置機
構と、プリント配線板と電子部品を吸着固定する試料取
付台と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を
吸着保持する吸着ヘッドと、プリント配線板、電子部品
１部品搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する搬送
機構と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を
粗位置合わせする粗位置合わせ機構と、プリント配線板
の位置合わせ用端子と電子部品の位置合わせ用端子との
位置情報を光学的に読み取る位置読み取り機構と、光学
的に読み取られた前記位置情報を電気信号に変換してＴ
Ｖモニタに画面として表示する画像表示機構と、光学的
に読み取られた前記位置情報をもとに位置合わせを行う
位置合わせ機構と、プリント配線板の接続端子及び電子
部品リードにフラックスを塗布するフラックス塗布機構
と、プリント配線板の接続端子と電子部品リードを加熱
接合するための加熱接合機構とを備えて成る電子部品の
組立装置により、そしてまた、（４）、複数枚の部品搭
載基板を厚さ方向に積層接続する電子部品組立装置にお
いて１部品搭載基板を供給配置する供給配置機構と、部
品搭載基板を吸着固定する試料取付台と、部品搭載基板
を吸着保持する吸着ヘッドと、部品搭載基板を吸着保持
後に所定位置に搬送する搬送機構と、部品搭載基板を粗
位置合わせする粗位置合わせ機構と、部品搭載基板の位
置合わせ用端子の位置情報を光学的に読み取る位置読み
取り機構と、光学的に読み取られた前記位置情報を電気
信号に変換してＴＶモニタに画面として表示する画像表
示機構と、光学的に読み取られた前記位置情報をもとに
位置合わせを行う位置合わせ機構と、部品搭載基板と部
品搭載基板を接着固定するための接着剤塗布機構と、該
接着剤を硬化するための接着剤硬化機構とを備えて成る
電子部品の組立装置により、達成される。

［作用］上記手段によれば、接続端子のピッチが狭ピツチパター
ンを有する電子部品を多段積層接続して組立るに際し、
組立工程を高能率に、しかも歩留りよく実現することが
可能となる。本発明の具体的な作用については、以下に
詳述する実施例の項の中で、明らかにされよう。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて具体的に説
明する。

実施例１゜まず、装置構成の一例について説明する。

第１図は、本発明電子部品の組立装置の外観斜視図を示
したものである。

同図において、架台１の上部には、ＸＹロボット部２、
試料位置合わせユニット３、試料載置ユニット４、ディ
スペンサユニット５、パルスヒート加熱ユニット６、Ｕ
Ｖ光照射ユニット７、枠プリアライメント８、ＴＡＢプ
リアライメント９、試料配置台１０、実体顕微ｊｌｌが
設置されている。また、架台偏部には、ＴＶモニタ１２
が、架台前面には操作パネル１３．１４が、さらに架台
側面にはモーターコントローラ１５が設置されている。

試料位置合わせユニット３は位置合わせヘッドユニット
１６、位置読み取りユニット１７によって構成されてお
り、ＸＹロボット部２のＸ軸上設置されている。試料配
置台１０には、ＴＡＢパッケージ及びコネクタ枠を収納
するための４個のトレー１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０
ｄが設置されている。

第３図は、第１図の位置合わせヘッドユニット１６、位
置読み取りユニット１７の詳細を拡大して示した斜視図
である。位置合わせヘッドユニット１６と位置読み取り
ユニット１７は一体となって昇降スライド３１に取り付
けられ、パルスモータ−３２によって上下できる構成と
なっている。

昇降スライド３１はＸＹロボットユニットのＸ方向（第
１図で左右方向）スライドガイドバー３３にガイドされ
、ボールスクリュー３４によってＸ方向に移動できる。

位置合わせヘッドユニット１６は昇降シリンダー１６１
、ヘッド回転用パルスモータ−１６２、回転角センサー
１６３、押し付はスライド１６４゜スプリング１６５．
ヘッド上下調整ノブ１６６、吸着ヘッド１６７で構成さ
れている。吸着ヘッド１６７は昇降シリンダ１６１によ
って上下動が出来、ヘッド回転用パルスモータ−１６２
及び回転角センサー１６３によって微細角度の回転が可
能である。ヘッド上下調整ノブ１６６は、吸着ヘッドを
手動によって上下に微動調整するものである。

押し付はスライド１６４とスプリング１６５にて。

吸着ヘッドを試料に押し付けたときの荷重を一定に保つ
ようにしている。

位置読み取りユニット１７は１位置合わせヘッドユニッ
ト１６の左右に各１組配置されており。

ＴＶカメラ１７１、光学系ボックス１７２、ライトガイ
ド１７３、Ｘ方向スライド１７４、Ｘ方向微動スライド
１７５、Ｘ方向調整ノブ１７６から構成されている。ま
た光学系ボックス１７２の端部には位置読みだし孔１７
７が設けられている。

位置読み取りユニット１７はエアーシリンダーによって
駆動するＸ方向スライド１７４によって。

左右に移動でき、また、Ｘ方向微動ノブ１７６によって
手動にてＸ方向（図において前後方向）に微動送りが出
来る。また、図には示していないが、手動によってＸ方
向の微動送りが行える機構も備えている。ライトガイド
１７３は、外部の光源からの照明光を試料上面に照射す
るためのもので光学系ボックス１７２の中を通った光は
位置読みだし孔１７７（上下両方に明いている）から試
料面に照射される。試料面からのパターン像は、位置読
みだし孔１７７から光学系ボックス１７２内に取り込ま
れ、ボックス内の光学系によって光軸長などが調整され
、ＴＶカメラの撮像面に結像する。

第４図は、第３図の吸着ヘッド１６７の下面を示した斜
視図である。中央部にＴＡＢ吸着台座２ｏ１．その中心
部にＴＡＢパッケージを真空吸引するためのＴＡＢ吸引
孔２０２、外周部にコネクタ枠吸着台座２０３とその吸
着台座２０３の２辺の中央部にコネクタ枠吸引孔２０４
が設けられている。

第５図は、第１図の位置読み取りユニット１７を詳細に
示したもので、光学系ボックス１７２内の光学系と読み
取りパターン像の光路を示した図である。光学系ボック
ス１７２内にはプリズム２２０．２２１．２２２．２２
３、レンズ２２４゜２２５、ハーフミラ−２２６があり
、これらの上部にＴＶカメラの撮像部２２７がある。光
学系ボックス１７２の上方に位置する試料からの像Ａは
、プリズム２２０、レンズ２２４、プリズム２２１、ハ
ーフミラ−２２６、再びプリズム２２１を通って撮像部
２２７に到達する。また、下方からの像Ｂは、プリズム
２２２、レンズ２２５、プリズム２２３、プリズム２２
１を通って撮像部２２７に到達する。

第６図は、第１図の試料載置ユニット１を拡大して詳細
に示した斜視図である。スライドテーブル４１は架台１
上面に固定されており、このスライドテーブル４１の上
面にＸＹ子テーブル２が取り付けられている。ＸＹ子テ
ーブル２の上面には治具固定台４３が取り付けら、この
試料固定台４３の上面に試料固定治具４４が容易に着脱
出来る構造で取り付けられている。治具固定台４３の側
面には片面９個、両面で１８個の真空バルブ４５が取り
付けられ、それぞれの真空バルブ４５にはバーブエルボ
４６が取り付けられている。また治具固定台４３の側部
には真空吸引用のバーブ継ぎ手４７が取り付けられ、チ
ューブ４８によってバーブエルボ４６とつながっている
。

第７図は、第６図の試料固定治具４４を拡大して詳細に
示した斜視図である。

同図において、上面中央部にＴＡＢ吸着台座４４１とこ
の中心部にＴＡＢ吸引孔４４２が明けられ、ＴＡＢ吸着
台座４４１の外側にコネクタ枠吸着部４４３、コネクタ
枠吸引孔４４４が明けられ、これらの側部には熱絶縁板
４４５が配置されている。上記第６図及び第７図におい
て、ＴＡＢ吸引孔４４２．コネクタ枠吸引孔４４４は、
それぞれ独立に個々の真空バルブ４５に接続されており
、真空バルブを独立に駆動させることにより、個々のＴ
ＡＢ及びコネクタ枠の真空吸着及び解放が独立に行える
機構となっている。第６図において、スライドテーブル
４１は、エアーシリンダーにてＸ方向に移動でき、フラ
ックス塗布及び接着剤塗布時に試料固定治具４４をディ
スペンサユニット５部に移動するときに駆動される。Ｘ
Ｙ子テーブル２はパルスモータ−によって駆動され、位
置合わせ時の微動送りを行う。

第８図は、第１図のディスペンサユニット５の詳細を示
す拡大斜視図である。ディスペンサユニット５は、接着
剤塗布とフラックス塗布用の２台が設置されているが、
構造的には同じものを用いているので、接着剤用のもの
で説明をする。ただし、各部の符号は数字部分を同じに
して、数字の後にフラックス用はＩＩ　ａ１７を、接着
剤用は”ｂ　ｎをつけて表す。ディスペンサヘッド５１
には、シリンジ５２が取り付けられており、シリンジ５
２に供給された接着剤は、ディスペンサヘッド５１内の
モータとスクリュー（図示せず）とによって。

ニードル５３に押し出される。ディスペンサヘッド５１
は固定バンド５４によって、エアーシリンダによって上
下移動するＺスライド５５に固定される。ディスペンサ
ヘッド５１は、マイクロメータヘッド５６、高さ調整カ
ム５７及び調整つまみ５８によって高さの微細調整が出
来るようになっている。２スライド５５を含むこれらの
ディスペンサユニット５は保持金具５９によって架台１
上面に固定されている。

第９図は、第１図のパルスヒート加熱ユニット６の詳細
を示す拡大斜視図である。同図において、加熱チップ６
０１はチップ固定ブロック６０２．６０３に固定されて
いる。固定ブロック６０２．６ｏ３は、ガイドロット６
０４．６０５、スプリング６０６，６０７を介して電極
６０８．６０９に取り付けられている。電極６０８，６
０９は、アーム６１０．６１１に固定され、　このアー
ム６１０．６１１は絶縁板６１２を介して、Ｚスライド
テーブル６１３に固定され、この２スライドテーブル６
１３はＹスライドテーブル６１４に固定され、Ｙスライ
ドテーブル６１４は架台１に固定されている。電源供給
線６１５，６１６の一端は加熱装置電源（図示せず）に
つながっており、他方はアーム６１０．６１１に固定さ
れている。

アーム６１０．６１１とチップ固定ブロック６０２．６
０３は電線（図示せず）でつながっており、電源供給線
６１５，６１６から供給されたパルス電流が加熱チップ
６０１に供給されるように構成されている。チップ固定
ブロック６０２゜６０３にはガイドロッド６０４．６０
５が固定されており、ガイドロット６０４，６０５は、
電極６０８，６０９に明けられた孔に挿入されていてそ
の孔内をスライドでき、スプリング６０６゜６０７によ
ってチップ固定ブロック６０２，６０３を常に一定荷重
で下方に押し下げる構造になっている。Ｚ及びＹスライ
ドはエアーシリンダーによって駆動される。

第１０図は、第１図のＵＶ光照射ユニット７の詳細を示
す拡大斜視図である。この図において。

ＵＶ照射ライトガイド７１．７２はエアーシリンダー７
３によって矢印点線に示す円弧運動をするライトガイド
取り付は板７４に固定されている。

ライトガイド７１．７２からのＵＶ光は矢印Ｂ及びＢ′
に示す方向に進み、試料上側面を照射する。

試料固定治具４４、治具固定台４３をＵＶ光照射ユニッ
トとの位置関係を明らかにするため明示した。

次に、本装置の組み立て対象とする積層ＴＡＢ及び積層
ＴＡＢを構成する部材について説明する。

第１１図はＴＡＢパッケージの外観図、第１２図は第１
１図のＡ−Ａ’断面図である。第１３図はコネクタ枠の
外観図、第１４図は第１３図の八−Ａ’断面図である。

第１５図は積層ＴＡＢの外観図、第１６図は第１５図の
Ａ−Ａ’断面図である。

第１１図及び第１２図において、ＴＡＢパッケージ１１
０は、フィルムテープ１１１上に形成した銅（Ｃｕ）パ
ターン１１２に、ＬＳＩチップ１１３をインナボンディ
ングし、封止用レジン１１４をコートしたものである。

アウターリード１１５はＴＡＢパッケージへの外部から
の信号入出力用端子で、外部回路と接続される。

また、第１３図及び第１４図において、コネクタ枠１２
０はガラスエポキシプリント配線板を用い、チップ配置
エリア１２１をくり抜いて額縁状にし、残された基材上
の表裏に接合端子１２２゜１２３を形成し、この接合端
子１２２．１２３をスルーホール１２４でつないで導通
を図ったものである。

第１５図及び第１６図に示す積層ＴＡＢ１３０は、第１
１図及び第１４図に示したＴＡＢパッケージ１１０のア
ウターリード１１５とコネクタ枠１２０の接合端子１２
２及び１２３を接合し、これを複数段縦方向に積層接続
したものである。

次に積層ＴＡＢパッケージの組立手順を説明する。

第１７図、第１８図及び第１９図は積層ＴＡＢパッケー
ジの組立手順の一例を示した組立フロー図である。まず
、第１７図及び第１９図において、ＴＡＢパッケージは
連続したフィルム状でＬＳＩチップボンディング、封止
用レジンコーティング、エージング処理等が施されて供
給されてくる。この連続したテープから１個々のＴＡＢ
パッケージを型抜きし、１個のＴＡＢパッケージに切断
分離する。一方、コネクタ枠も複数個が一枚の大形基板
上にパターン形成されており、その大形基板で供給され
ることから、ＴＡＢパターンと同様型抜きにて１個のコ
ネクタ枠に切断分離する。このように個片に加工された
ＴＡＢパッケージとコネクタ枠を、ＴＡＢパッケージの
アウターリードとコネクタ枠の接続パターンを位置合わ
せし、はんだで仮接続し、１組の枠付きＴＡＢを形成す
る。

次に第１８図及び第１９図において、前記枠付きＴＡＢ
を複数個各眉間の接続端子部の位置合わせ仮固定を行い
、その状態ではんだリフロ法によって眉間接続を行い積
層ＴＡＢを形成する。

その他の代表的な組立手順を第２０図〜第２２図に示す
。第２０図は、枠付きＴＡＢの形成と積層ＴＡＢの形成
を平行して行うものである。

第２１図はＴＡＢパッケージとコネクタ枠を交互に順次
位置合わせとはんだ接続を行って積層接続していくもの
である。また第２２図は、ＴＡＢパッケージとコネクタ
枠を交互に位置合わせしながら仮固定して積み上げ、最
後に一括してはんだリフロー接続する方法である。

以上、実施例１として電子部品の組立装置を主体に積層
ＴＡＢの組立手順についても説明したが、次ぎの実施例
２では、第１図〜第２２図によって説明した本発明の組
立装置を用いた積層ＴＡＢ組立方法につき、動作と共に
説明する。

実施例２゜まず、第１番目の動作として、ＴＡＢパッケージとコネ
クタ枠とを位置合わせのうえ接続し枠付きＴＡＢを形成
する。ＴＡＢパッケージ及びコネクタ枠は、金型で外形
切断加工を行い、第１図に示す縦９列、横６列のマトリ
クス状の収納エリアを有するそれぞれ専用のトレーに配
置収納されている。本実施例では、ＴＡＢパッケージ及
びコネクタ枠の外形抜きとトレーへの収納は別の装置で
行ったが、本装置にそれらの装置を組み込むことも可能
である。またトレーを用いないで、外形抜き後直ちに次
工程の位置合わせ位置への搬送を行うようにすることも
十分可能である。この状態において、試料位置合わせユ
ニット３をコネクタ枠用トレーの第１番位置（図におい
て最左上）に移動させ、吸着ヘッド１６７でコネクタ枠
を真空吸着する。吸着ヘッド１６７の吸着面は、第４図
に示すようにＴＡＢパッケージを吸着するためのＴＡＢ
吸引孔２０２とコネクタ枠を吸着するためのコネクタ枠
吸引孔２０４があり、これらは独立に吸引及び真空の解
放が出来る構造となっており、コネクタ枠保持に対して
は、コネクタ枠吸引孔２０４を真空吸引動作させる。

次に、試料位置合わせユニット３をプリアライメント８
の位置に移動させ、この位置でコネクタ枠のプリアライ
メントを行う。その後、再び吸着ヘッド１６７に吸着し
、吸着ヘッド１６７を持ち上げて、次に試料位置合わせ
ユニット３を試料載置ユニット４上の試料固定治具４４
上の第１番目（図で１番前方）の位置移動し、吸着ヘッ
ドを下降させてコネクタ枠を配置する。

試料固定治具４４への試料の配置は、第６図及び第７図
に示すようにＴＡＢ吸引孔４４２とコネクタ枠吸引孔４
４４が組になって９個分配置されており、それぞれは独
立に吸着動作できる構造になっている。これで第１番目
のコネクタ枠が試料固定治具４４上にセットされた。こ
の後これと同様の動作を順次繰り返して、９個のコネク
タ枠を試料固定治具４４上にセットする。この場合、吸
着ヘッド１６７は常に本設備の電気原点に位置しており
、試料固定治具４４が第６図において右前方に試料１個
分ずつ移動して９個のコネクタ枠を配置していく。次に
試料載置ユニット４をスライドテーブル４１の駆動によ
ってディスペンサユニット５部に移動させる。ここで第
８図に示すディスペンサヘッド５１ａをコネクタ枠端子
上に下降させ、端子上に規定量のフラックスを塗布する
。

試料固定治具４４のＸ、Ｙ方向移動と、ディスペンサヘ
ッド５１ａの上下移動及びフラックスの吐出動作を連動
させることにより、９個のコネクタ枠の端子上に規定量
のフラックスを塗布することができる。この後、試料載
置ユニット４を元の桁置合わせ位置に戻す。

次に試料位置合わせユニット３をＴＡＢ）−レーの第１
番位置に移動し、ＴＡＢパッケージを吸着保持し、ＴＡ
Ｂプリアライメント９でプリアライメントを行い、試料
固定治具４４上に移動する。

ここで、試料固定治具４４上にセットされたコネクタ枠
の表面パターンと吸着ヘッド１６７に吸着されたＴＡＢ
パッケージの裏面パターンを第３図及び第５図に示す光
学機構によって読み取り、両方のパターンをＴＶモニタ
１１面に写し出す。光学系は、ＴＡＢパッケージ及びコ
ネクタ枠の対角上２点のパターンを読み取る。また、光
学系は、吸着ヘッド１６７の下降時は吸着ヘッド１６７
下面から待避しており、位置合わせ時は、ＴＡＢパッケ
ージとコネクタ枠のパターンが読み取れるように、中心
位置に移動できる構造となっている。

ここで読み取ったパターン像をモニタ１１上に写し出す
と共に、画像処理装置を介して位置ずれ量を検出し、そ
の結果をＸ、Ｙロボット部３にフィードバックして位置
ずれの補正を行ない、コネクタ枠とＴＡＢパターンの位
置合わせを完了する。

この後、光学系を左右に開いて、コネクタ枠とＴＡＢパ
ターンの間から待避させた後、吸着ヘッド１６７を押し
下げて、コネクタ枠の端子とＴＡＢパッケージのリード
を位置合わせ設置する。

吸着ヘッド１６７を押し下げたままの状態で、第１０図
に示すパルスヒート用の加熱チップ６０１を一方の接続
端子部上面に移動させ、押し付けて、加熱チップ６０１
に規定量の電流を流すことによってコネクタ枠上のはん
だが溶融し、コネクタ枠端子とＴＡＢパッケージのリー
ドとのはんだ接続が行われる。次に、加熱チップを反対
側の接続部に移動して、同様に加熱処理を行う。このよ
うにして、ＴＡＢパッケージとコネクタ枠を順次９個は
んだ接続して、９個の枠付きＴＡＢを形成する。次に、
この枠付きＴＡＢを吸着ヘッド１６７にて吸着保持し、
枠付きＴＡＢ用トシトレー納する。これで、第１段階の
枠付きＴＡＢの形成を完了する。

この枠付きＴＡＢの形成において１本実施例ではコネク
タ枠の配置及びフラックス塗布を９個単位で処理してい
たが、まず、１個目のコネクタ枠を試料固定治具４４上
に配置し、次にフラックス塗布を行い、その後ＴＡＢパ
ッケージを位置合わ位置に配置し、はんだ付けするとい
うように枠付きＴＡＢを１個ずつ形成していくことも可
能である。また本実施例では、コネクタ枠とＴＡＢパッ
ケージの位置合わせ随にフラックス塗布を行っているが
、コネクタ枠とＴＡＢパンケージの位置合わせを先に行
い、その後にコネクタ枠端子へのフラックス塗布を行う
ことも可能である。

次に第２番目の動作として、第１番目の動作で形成した
枠付きＴＡＢを４段位置合わせ積層し。

接着仮固定する手順について説明する。

まず、枠付きＴＡＢを配置収納した枠付きＴＡＢ用トシ
トレー料配置台１０にセットする。今回の実施例で対象
としている積層ＴＡＢは、第１段目から第４段目（積層
する一番下になる枠付きＴＡＢを第１段目とし、順次上
に第２、第３．第４段と呼ぶ）までＴＡＢパッケージ及
びコネクタ枠の外形は同じであるが、コネクタ枠のパタ
ーンが異なっていることから４種類に種類分けされてい
る。このことから枠付きＴＡＢ用トシトレー段別に４個
配置されている。なお枠付きＴＡＢ用トシトレーネクタ
枠用トレーと同形状であり、本実施例では同じ物を兼用
している。

次に、試料位置合わせユニット３を第１番（第１図の最
左上）の枠付きＴＡＢ収納位置に移動し、吸着ヘッド１
６７を下降させて枠付きＴＡＢを吸着保持する。次いで
、吸着ヘッド１６７を上昇させ、プリアライメント機構
に移動させプリアライメントを行ない、次いで試料固定
治具４４上に移動し枠付きＴＡＢを試料固定治具４４に
吸着固定する。この動作を９回繰り返し、試料固定治具
４４上に９個の枠付きＴＡＢを配置する。第１段目の枠
付きＴＡＢのプリアライメント、位置合わせ治具へのセ
ットは、前記枠付きＴＡＢ形成時におけるコネクタ枠の
時と同じ動作である。

次に、試料載置ユニット４をスライドテーブル４１の駆
動によってディスペンサユニット５部に移動させる。こ
こでディスペンサヘッド５１ｂをコネクタ枠端子上に下
降させ、枠付きＴＡＢのコネクタ枠部長手方向位置に規
定量の接着剤を塗布する。試料固定治具４４のＸ、Ｙ方
向移動と、ディスペンサヘッド５１ｂの上下移動及び接
着剤の吐出動作を連動させることにより、９個のコネク
タ枠の端子上に規定量の接着剤を塗布することができる
。この後、試料載置ユニット４を元の位置合わせ位置に
戻す。

次ぎに第２段目の枠付きＴＡＢ用トシトレー第２段目の
第１番位置の枠付きＴＡＢを吸着保持し、プリアライメ
ントを行って、試料固定治具４４上に搬送する。ここで
、位置読み取りユニット１７を試料固定治具４４上の第
１段目の枠付きＴＡＢと、吸着ヘッド１６７に保持され
ている第２段目の枠付きＴＡＢの間に配置し、第１段目
の枠付きＴＡＢの位置合わせ用表面パターンと第２段目
の枠付きＴＡＢの位置合わせ用裏面パターンを読み取り
、ＴＶモニタ１１に写し出す。同時に、位置読み取りユ
ニット１７が読み取った画像情報は。

画像処理装置を介して第１と第２の枠付きＴＡＢの位置
ずれを検出し、この結果をＸ、Ｙロボットにフィードバ
ックして位置ずれの補正を行う。この後、位置読み取り
ユニット１７を左右に待避させ、吸着ヘッド１６７を下
降させて、第１段目の枠付きＴＡＢ上に第２段目の枠付
きＴＡＢを載置する。

吸着ヘッド１６７を押し下げたままの状態で、ＵＶ光照
射ユニット７を移動させ、ライトガイドから照射するＵ
Ｖ光が接着剤塗布部を照射する位置に配置する。ここで
、ＵＶ光を照射することにより、第１枠付きＴＡＢと第
２枠付きＴＡＢは接着剤で固定される。この後、ＵＶ光
照射ユニット７を元の位置に待避させ、吸着ヘッド１６
７の吸引を解放して、吸着ヘッド１６７を上昇させる。

これで、第１個目の第１段枠付きＴＡＢと第２段枠付き
ＴＡＢの接着固定が完了する。以上の動作を９回順次繰
り返すことによって、９個の第１段枠付きＴＡＢと第２
段枠付きＴＡＢの位置合わせ接着固定が完了する。

次ぎに、第２段枠付きＴＡＢの上に第３段枠付きＴＡＢ
を位置合わせ接着固定し、さらに第３段枠付きＴＡＢの
上に第４段枠付きＴＡＢを位置合わせ接着固定すること
によって、９個の４段積層ＴＡＢの位置合わせ積層接着
を完了する。

この後、位置合わせ治具上の積層ＴＡＢを枠付きＴＡＢ
用トシトレーいている位置に搬送返却して第１０ツトの
積層ＴＡＢの形成作業を完了する。

積層ＴＡＢの形成において、本実施例では枠付きＴＡＢ
の配置、接着剤塗布など一連の処理を９個単位で行って
きたが、１個単位の処理も十分可能である。

また位置合わせについては、本実施例では画像処理を用
いた自動位置合わせについて説明してきたが、モニタ１
１画面を見ながら操作パネル１３の操作による手動位置
合わせも十分可能である。

また本実施例では、電子部品としてＴＡＢパッケージを
対象に説明してきたが、ＴＡＢパッケージだけに限定さ
れるものではない。同様に、プリント配線板としてコネ
クタ枠を対象に説明してきたが、これもプリント配線板
だけに限定するものではない。

また、本実施例では枠付きＴＡＢの形成において、コネ
クタ枠とＴＡＢパッケージリードの接続をパルスヒート
加熱によるはんだ接合について説明したが、特にこの方
法に限定するものではない。

また、積層ＴＡＢ形成時に枠付きＴＡＢと枠付きＴＡＢ
の固定にＵＶ接着剤を用いたが、特にＵＶ接着剤に限定
するものではなく、その他の接着剤も十分適用可能であ
り、また、接着剤以外の例えばはんだ接合なども適用可
能である。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば接続端子と同時加工
した位置合わせ用パターンを光学的に読み取って位置合
わせを行うため、積層する部品の眉間での位置合わせが
非常に良好に行える。また。

複数個の積層において、各層間を接着剤により確実に固
定するため、位置合わせ処理後の工程における位置ずれ
が皆無となり良好な積層接続が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例となる電子部品組立装置の外
観を示した斜視図、第２図は従来技術の組立方法を説明
する斜視図、第３図は試料位置合わせユニットの斜視図
、第４図は吸着ヘッド下面の斜視図、第５図は光学系ボ
ックス内の光学系と光路を示した図、第６図は試料載置
ユニットの斜視図、第７図は試料固定治具の斜視図、第
８図はディスペンサユニットの斜視図、第９図はパルス
ヒート加熱ユニットの斜視図、第１０図はＵＶ光照射ユ
ニットの斜視図、第１１図はＴＡＢパッケージの斜視図
、第１２図は第１１の図Ａ−Ａ’断面図、第１３図はコ
ネクタ枠の斜視図、第１４図は第１３図のＡ−Ａ’断面
図、第１５図は積層ＴＡＢの斜視図、第１６図は第１５
図のＡ−Ａ’断面図、第１７図〜第２２図は積層ＴＡＢ
パッケージの組立手順の一例を示した組立フロー図であ
る。〈符号の説明〉１・・・架台、２・・ｘｙロボット部、３・・試料位置
あわせユニット、４・・試料載置ユニット、５・・ディ
スペンサユニット、６・・・パルスヒート加熱ユニット
、７・・・ＵＶ光照射ユニット、８・枠プリアライメン
ト、９・・・ＴＡＢプリアライメント、１０　・試料配
置台、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０　ｄ−トレー、１
１・・・実体顕微鏡、１２・・・ＴＶモニタ、１３．１
４・・・操作パネル、１５・・・モニタコントローラ、
１６・・位置あわせヘッドユニット、１７・・・位置読
み取りユニット、３１・・・昇降スライド、３２・・・パルスモータ、３
３・・・スライドガイドバー、３４・・・ボールスクリ
ュー。４１・・・スライドテーブル、４２・・・ＸＹ子テーブ
ル４３・・・治具固定台、４４・試料固定台、４５・・
・真空バルブ、４６・・・ハーブエルボ、４７・・・ハ
ーブ継手、４８・・・チューブ、５１・・・ディスペン
サヘッド、５２・・・シリンジ、５３・・・ニードル、
５４・・・固定バンド、５５・・・Ｚスライド、５６・
・・マイクロメータヘッド、５７・・・高さ調整カム、
５８・・・調整つまみ、５９・・・保持金具、７１．７
２・・・ＵＶ照明ライトガイド、７３・・・エアーシリ
ンダ、７４・・・ライトガイド取り付は板、１１０・・・ＴＡＢパッケージ、１１１・・フィルムテ
ープ、１１２・・・銅パターン、１１３・・ＬＳＩチッ
プ、１１４・・封止用レジン、１１５・・・アウターリ
ード、１２０・・・コネクタ枠、１２１・・・チップ配
置エリア、１２２，１２３・・・接合端子、１２４・・
・スルーホール、１３０・・積層ＴＡＢ、１６１・・昇
降シリンダー、１６２・ヘッド回転用パルスモータ、１
６３・・・回転角センサー、１６４・・押付はスライド
、１６５・・・スプリング、１６６・ヘッド上下調整の
部、Ｉ６７・・・吸着ヘッド、１７１・・・ＴＶカメラ
、１７２・光学系ボックス、１７３・・・ライトガイド
、１７４・・・Ｘ方向スライド、１７５・・・Ｙ方向微
動スライド、１７６・・Ｙ方向調整ノブ、１７７・・・
位置よみだし孔、２０１・・・ＴＡＢ吸着台座、２０２
・・・ＴＡＢ吸引孔、２０３・・・吸着台座。２０４・・・コネクタ枠吸引孔、２２０〜２２３・・・
プリズム、２２４．２２５・・・レンズ、２２６・・・
ハーフミラ−１２２７・・・ＴＶカメラの撮像部、４４
１・・・ＴＡＢ吸着台座、４４２・・ＴＡＢ吸引孔、４
４３・・・コネクタ枠吸着部、４４４・・・コネクタ枠
吸引孔、４４５・・・熱絶縁板、６０１・・・加熱チッ
プ、６０２．６０３・・・チップ固定ブロック、６０４
，６０５・ガイドロッド、６０６．６０７・・・スプリ
ング、６０８．６０９・・・電極、６１０，６１１・・
・アーム、６１２・・・絶縁板、６１３・・・Ｚスライ
ドテーブル、６１４・・・Ｙスライドテーブル。６１５．６１６・・・電源供給線。

Claims

【特許請求の範囲】

１．プリント配線板の接続端子に、電子部品リードを位
置合わせし接合する電子部品の組立方法において、プリ
ント配線板及び電子部品を供給配置する手段と、プリン
ト配線板と電子部品を試料取付台に吸着固定する手段と
、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を吸着ヘ
ッドに吸着保持する手段と、プリント配線板、電子部品
、部品搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する手段
と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を粗位
置合わせする手段と、プリント配線板の位置合わせ用端
子と電子部品の位置合わせ用端子との位置情報を光学的
に読み取る手段と、光学的に読み取られた前記位置情報
を電気信号に変換してＴＶモニタに画面として表示する
手段と、光学的に読み取られた前記位置情報をもとに位
置合わせを行う手段と、プリント配線板の接続端子及び
電子部品リードにフラックスを塗布する手段と、プリン
ト配線板の接続端子と電子部品リードを加熱接合する手
段とを備えて成る電子部品の組立方法。
２．部品搭載基板を厚さ方向に複数層積層接続する電子
部品の組立方法において、部品搭載基板を供給配置する
手段と、部品搭載基板を試料取付台に吸着固定する手段
と、部品搭載基板を吸着ヘッドに吸着保持する手段と、
部品搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する手段と
、部品搭載基板を粗位置合わせする手段と、部品搭載基
板の位置合わせ用端子の位置情報を光学的に読み取る手
段と、光学的に読み取られた前記位置情報を電気信号に
変換してＴＶモニタに画面として表示する手段と、光学
的に読み取られた前記位置情報をもとに位置合わせを行
う手段と、部品搭載基板と部品搭載基板を接着固定する
手段と、前記接着剤を硬化する手段とを備えて成る電子
部品の組立方法。
３．上記プリント配線板がコネクタ枠から成る請求項１
もしくは２記載の電子部品の組立方法。
４．上記電子部品がＴＡＢパッケージから成る請求項１
もしくは２記載の電子部品の組立方法。
５．上記部品搭載基板が枠付きＴＡＢから成る請求項１
もしくは２記載の電子部品の組立方法。
６．プリント配線板の接続端子に、電子部品リードを位
置合わせし接合する電子部品の組立装置において、プリ
ント配線板及び電子部品を供給配置する供給配置機構と
、プリント配線板と電子部品を吸着固定する試料取付台
と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を吸着
保持する吸着ヘッドと、プリント配線板、電子部品、部
品搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する搬送機構
と、プリント配線板、電子部品及び部品搭載基板を粗位
置合わせする粗位置合わせ機構と、プリント配線板の位
置合わせ用端子と電子部品の位置合わせ用端子との位置
情報を光学的に読み取る位置読み取り機構と、光学的に
読み取られた前記位置情報を電気信号に変換してＴＶモ
ニタに画面として表示する画像表示機構と、光学的に読
み取られた前記位置情報をもとに位置合わせを行う位置
合わせ機構と、プリント配線板の接続端子及び電子部品
リードにフラックスを塗布するフラックス塗布機構と、
プリント配線板の接続端子と電子部品リードを加熱接合
するための加熱接合機構とを備えて成る電子部品の組立
装置。
７．複数枚の部品搭載基板を厚さ方向に積層接続する電
子部品組立装置において、部品搭載基板を供給配置する
供給配置機構と、部品搭載基板を吸着固定する試料取付
台と、部品搭載基板を吸着保持する吸着ヘッドと、部品
搭載基板を吸着保持後に所定位置に搬送する搬送機構と
、部品搭載基板を粗位置合わせする粗位置合わせ機構と
、部品搭載基板の位置合わせ用端子の位置情報を光学的
に読み取る位置読み取り機構と、光学的に読み取られた
前記位置情報を電気信号に変換してＴＶモニタに画面と
して表示する画像表示機構と、光学的に読み取られた前
記位置情報をもとに位置合わせを行う位置合わせ機構と
、部品搭載基板と部品搭載基板を接着固定するための接
着剤塗布機構と、この接着剤を硬化するための接着剤硬
化機構とを備えて成る電子部品の組立装置。
８．上記プリント配線板供給配置機構が、一枚の板上に
配置した複数個のプリント配線板を含む部材から少なく
とも一個のプリント配線板を切断分離し、前記切断分離
されたプリント配線板を供給配置位置に設置する機構を
備えて成る請求項６記載の電子部品の組立装置。
９．上記電子部品供給配置機構が、一枚の板上に配置し
た複数個の電子部品を含む部材から少なくとも一個の電
子部品を切断分離し、前記切断分離された電子部品を供
給配置位置に設置する機構を備えて成る請求項６記載の
電子部品の組立装置。
１０．上記プリント配線板を吸着保持するプリント配線
板吸着保持部と、電子部品を吸着保持する電子部品吸着
保持部を一体とした構造の試料取付台を備えて成る請求
項６もしくは７記載の電子部品の組立装置。
１１．上記接続加熱位置に熱絶縁材を配置した構造の試
料取付台を備えて成る請求項６もしくは７記載の電子部
品の組立装置。
１２．上記電子部品の吸着固定と、プリント配線板の吸
着固定をそれぞれ単独に制御できる構造とした試料取付
台を備えて成る請求項６もしくは７記載の電子部品の組
立装置。
１３．上記プリント配線板の接続端子と電子部品のリー
ド線とを位置合わせした状態で吸着固定できる構造とし
た試料取付台を備えて成る請求項６もしくは７記載の電
子部品の組立装置。
１４．上記組立装置本体に対し容易に着脱出来る構造と
した試料取付台を備えて成る請求項６もしくは７記載の
電子部品の組立装置。
１５．上記プリント配線板を吸着保持するプリント配線
板吸着保持部と、電子部品を吸着保持する電子部品吸着
保持部を一体とした構造の吸着ヘッドを備えて成る請求
項６もしくは７記載の電子部品の組立装置。
１６．上記プリント配線板の吸着固定と、電子部品の吸
着固定をそれぞれ単独に制御できる構造とした吸着ヘッ
ドを備えて成る請求項６もしくは７記載の電子部品の組
立装置。
１７．上記電子部品組立装置本体に対し容易に着脱出来
る構造とした吸着ヘッドを備えて成る請求項６、７、１
５もしくは１６記載の電子部品の組立装置。
１８．上記試料取付台上に設置されたプリント配線板の
上面に形成された位置合わせマークと、吸着ヘッドに吸
着保持された電子部品の下面に形成された位置合わせマ
ークとを、同一ＴＶカメラにて同時に読み込む構造を有
した位置読み取り機構を備えて成る請求項６記載の電子
部品の組立装置。
１９．上記試料取付台上に設置された部品搭載基板の上
面に形成された位置合わせマークと、吸着へッドに吸着
保持された部品搭載基板の下面に形成された位置合わせ
マークとを、同一ＴＶカメラにて同時に読み込む構造を
有した位置読み取り機構を備えて成る請求項７記載の電
子部品の組立装置。
２０．上記位置読み取り機構にて読み取った位置情報を
、同一ＴＶモニタ上に同時に画面として表示する画像表
示機構を備えて成る請求項６、７、１８もしくは１９記
載の電子部品の組立装置。
２１．上記位置読み取り機構として２台のＴＶカメラに
て２ケ所の位置合わせマークを同時に読み取る読み取り
機構と、読み取った位置情報を同一モニタ上に同時に画
面として表示する画像表示機構とを備えて成る請求項６
、７、１８、１９もしくは２０記載の電子部品の組立装
置。
２２．上記吸着ヘッドとして、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ駆動が出
来る機構を有する吸着ヘッドと、Ｘ、Ｙステージ上に設
置した試料取付台を移動させ、モニタ画面上に表示され
た位置合わせマークを見ながら位置合わせを行う機構を
有して成る請求項６もしくは７記載の電子部品の組立装
置。
２３．上記位置読み取り機構としての２台のＴＶカメラ
が位置合わせ後、吸着へッドの下降に際して、Ｘ方向及
びＹ方向に移動できる機構を備えて成る請求項６、７、
１８、１９、２０もしくは２１記載の電子部品の組立装
置。
２４．上記プリント配線板の接合端子と電子部品のリー
ド線を位置合わせし、吸着へッドにて電子部品を押し付
けた状態で、接合部に加熱ヘッドを押し当て、はんだリ
フローする加熱接合機構を備えて成る請求項６もしくは
７記載の電子部品の組立装置。
２５．上記加熱接合機構として、パルスヒート方式によ
る加熱接合機構を備えて成る請求項２４記載の電子部品
の組立装置。
２６．上記プリント配線板及び部品搭載基板の上面の少
なくとも１ケ所以上の位置に、ディスペンサを用いて接
着剤を塗布する接着剤塗布機構を備えて成る請求項６も
しくは７記載の電子部品の組立装置。
２７．上記プリント配線板及び部品搭載基板上面の少な
くとも１ケ所以上の位置に、ディスペンサを用いてフラ
ックスを塗布するフラックス塗布機構を備えて成る請求
項６もしくは７記載の電子部品の組立装置。
２８．上記プリント配線板及び部品搭載基板の積層段数
に応じて、塗布位置高さを可変出来る機構を備えて成る
請求項６、７、２６もしくは２７記載の電子部品の組立
装置。
２９．上記吸着へッドを９０度以上回転可能とした機構
を備えて成る請求項６、７、１５、１６もしくは１７記
載の電子部品の組立装置。
３０．上記加熱ヘッドの先端の自動平行出しが出来る機
構を備えて成る請求項２４記載の電子部品の組立装置。