JPH0730293A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＴＣＰ４をプリント基板５上に表面実装する
電子部品実装装置において、プリント基板５の反りやア
ウターリード71の高さ位置のバラツキに拘わらず、ＴＣ
Ｐの各アウターリード71を基板上のパッド51に均一な力
で圧接せしめる。 【構成】 ＴＣＰ４の表面中央部を吸着保持すべきノズ
ル片13の周囲に、中央部を吸着保持されたＴＣＰ４の表
面外周部に当接可能な複数の圧電アクチュエータ16を略
等間隔に配置し、これらの圧電アクチュエータ16は制御
装置２によって夫々垂直方向へ独立に伸縮駆動され、該
伸縮駆動によってＴＣＰの外周部を湾曲させて、各アウ
ターリード41間の相対的な高さを基板５上の対応する各
パッド51間の相対的な高さに調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＣＰ(Tape Carrier
Package)等の電子部品をプリント基板上に表面実装する
電子部品実装装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品実装装置においては、図
７に示す如く、ノズル孔(61)を有する吸着ヘッド(６)に
よって電子部品(７)をプリント基板(５)上に圧接保持
し、この状態で、半田メッキ等が施されたパッド(51)
(ランドパターン)上に電子部品のリード(71)を加熱接合
する、所謂個別リフロー方式の実装方法が採用される。
ここで、レーザ(32)(33)による非接触加熱方法を採用す
る場合には、基板の反りの状態や各リードの高さのばら
つきによって、リードがパッドに完全に当接せず、リー
ド浮きによる接続不良を起こすことがあった。

【０００３】そこで図７に示す様に、部品本体(70)の四
隅にストッパー(72)を突設し、これらのストッパー(72)
をプリント基板(５)表面へ押し付けることによって、部
品とプリント基板の間隔を一定に保つと共に、基板の反
りを補正する方式が提案されている（雑誌「エレクトロ
ニクス・実装技術」vol.9,No.5,1993年5月号,第37
頁）。

【０００４】又、プリント基板上のパッドと電子部品の
リードに夫々レーザ光を照射して、リードのパッドに対
する位置ずれ及び平行度を検出し、この位置ずれ及び平
行度を修正する方式が提案されている(特開平4-365398
号〔H05K13/04〕)。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、プリント基板
の大形化に伴って基板には例えば５０μmを越える大き
な反りが生じるばかりでなく、基板上のパッドの厚さに
は±１０μm程度のバラツキが生じ、一方、各リードの
高さ位置にも±２５μm程度のバラツキが生じる。しか
しながら、図７に示すストッパーによる方式では、プリ
ント基板の軽微な反りを修正出来るに過ぎず、各リード
間の相対的な高さをプリント基板上の対応する各パッド
間の相対的な高さに完全に調節することは極めて困難で
ある。又、レーザ光を用いてリードのパッドに対する位
置ずれ及び平行度を修正する方式においては、リード及
びパッドは夫々１平面内に配列されていることが前提で
あるから、各リードの高さ位置を、対応するパッドの高
さ位置に応じて個別に調整することは出来ない。

【０００６】本発明の目的は、プリント基板の反り、パ
ッドの厚さのバラツキ、及び電子部品のリードの高さ位
置のバラツキに拘わらず、電子部品の各リードを基板上
のパッドに均一な力で圧接せしめることが出来る電子部
品実装装置を提供し、これによってリード浮き等による
接続不良の発生を抑制することである。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る電子部品実装
装置においては、電子部品の表面中央部を吸着保持すべ
き吸着ヘッドの周囲に、中央部を吸着保持された電子部
品の表面外周部に当接可能な複数の伸縮機構を略等間隔
に配置している。これらの伸縮機構は夫々、制御装置に
連繋されて垂直方向へ独立に伸縮駆動される。

【０００８】

【作用】吸着ヘッドを電子部品の表面中央部に圧接し
て、これを吸着保持した状態で、複数の伸縮機構を制御
装置によって夫々独立に伸縮駆動する。この際、レーザ
光等を用いた公知の測定手段によってプリント基板の反
り、パッドの厚さのバラツキ、及び電子部品のリードの
高さ位置のバラツキが検出され、該検出結果に基づい
て、各リード間の相対的な高さをプリント基板上の対応
する各パッド間の相対的な高さに調整するべく、各リー
ドに与えるべき垂直方向の相対的な変形量が算出されて
いる。

【０００９】前記変形量に応じた制御信号が制御装置か
ら各伸縮機構へ送出されることによって、各伸縮機構が
前記変形量に応じた長さだけ伸縮する。この結果、電子
部品の可撓性フィルムが湾曲して、部品外周部が伸縮機
構の当接する複数位置にて夫々高さ方向へ変位する。こ
れによって、各リード間の相対的な高さがプリント基板
上の対応する各パッド間の相対的な高さに応じて調整さ
れることになる。

【００１０】

【発明の効果】本発明に係る電子部品実装装置によれ
ば、プリント基板の反り、パッドの厚さのバラツキ、及
び電子部品のリードの高さ位置のバラツキに応じて、電
子部品の各リード間の相対的な高さ位置が調整されるか
ら、電子部品の各リードを基板上のパッドに均一な力で
圧接せしめることが出来、これによってリード浮き等に
よる接続不良の発生が抑制される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をＴＣＰの表面実装装置に実施
した一例につき、図面に沿って詳述する。ＴＣＰ(４)は
図１に示す構造を有しており、ＴＡＢテープ(42)上にＩ
Ｃチップを内蔵した部品本体(40)を設置し、該部品本体
(40)からは多数本のアウターリード(41)が四方へ伸びて
いる。

【００１２】図５に示す如く本発明の表面実装装置は、
周知の移送制御機構(図示省略)に連繋されて３次元方向
に位置決め制御される支持アーム(10)の下端部に、ＴＣ
Ｐ(４)を吸着保持すべき吸着ヘッドユニット(１)を具え
ると共に、該吸着ヘッドユニット(１)の側部には、プリ
ント基板(５)のパッド(51)へ向けて走査レーザ光を発す
る第１測定用レーザユニット(３)が配備されている。該
第１測定用レーザユニット(３)によって、プリント基板
(５)の各パッド(51)表面の高さと、各パッド(51)間の基
板表面の高さが測定される。

【００１３】又、吸着ヘッドユニット(１)とは別体に、
該吸着ヘッドユニット(１)によって吸着保持されたＴＣ
Ｐ(４)のアウターリード(41)に対して走査レーザ光を発
する第２測定用レーザユニット(31)が配備される。該第
２測定用レーザユニット(31)によって、ＴＣＰ(４)の各
アウターリード(41)の高さが測定される。

【００１４】吸着ヘッドユニット(１)は、図１乃至図３
に示す如く支持アーム(10)に連結された断面矩形の外筒
(11)を具え、該外筒(11)の内部には、中央孔(14)を有す
る内筒(12)を設置している。該内筒(12)の下端部には、
ＴＣＰ(４)のＴＡＢテープ(42)表面に密着すべきノズル
片(13)が取り付けられ、該ノズル片(13)に開設された複
数のノズル孔(15)が内筒(12)の中央孔(14)を経て真空ポ
ンプ(図示省略)へ繋がっている。

【００１５】又、外筒(11)の内部には、垂直方向に伸び
る２０本の圧電アクチュエータ(16)が、外筒(11)の内周
壁に沿って略等間隔に配列され、各圧電アクチュエータ
(16)の上端部が外筒(11)に固定されている。各圧電アク
チュエータ(16)の下端部は外筒(11)の下方開口から僅か
に下方へ臨出しており、図３の如くＴＣＰ(４)のＴＡＢ
テープ(42)の外周部に当接可能な構成である。該圧電ア
クチュエータ(16)によって伸縮機構が構成される。各圧
電アクチュエータ(16)は図１の如く制御装置(２)に連繋
されて、夫々の伸縮量が個別に制御される。

【００１６】上記第１測定用レーザユニット(３)及び第
２測定用レーザユニット(31)の測定データＤは制御装置
(２)へ送られて、各圧電アクチュエータ(16)の伸縮制御
に供される。尚、支持アーム(10)には、吸着ヘッドユニ
ット(１)の姿勢を水平面内のＸ軸及びＹ軸回りに変位せ
しめるための姿勢補正機構(図示省略)が内蔵されてお
り、これによって後述の如くＴＣＰ(４)のアウターリー
ド(41)とプリント基板(５)のパッド(51)の間の平行度が
補正されることになる。

【００１７】図４は上記表面実装装置における制御動作
を表わしている。先ずステップＳ１にて前記第１測定用
レーザユニット(３)による基板についての測定を行なっ
た後、ステップＳ２にて、該測定データに基づき、基板
の反りを算出する。又、各パッドの高さ位置を平均化し
た基板基準面の位置を算出し、該基準面を基準とする各
パッド間の相対的な高さ位置のバラツキを算出する。

【００１８】次に、吸着ヘッドユニット(１)を図５の鎖
線の位置まで移動させる。そして、ステップＳ３にて前
記第２測定用レーザユニット(31)によるＴＣＰ(４)のア
ウターリード(41)についての測定を行なった後、ステッ
プＳ４にて、該測定データに基づき、各アウターリード
(41)の高さ位置を平均化したリード基準面の位置を算出
し、該基準面を基準とする各アウターリード(41)間の相
対的な高さ位置のバラツキを算出する。

【００１９】その後、ステップＳ５にて、前述の如く算
出された基板基準面とリード基準面の位置から、ＴＣＰ
(４)のアウターリード(41)とプリント基板(５)のパッド
(51)の間の平行度が算出され、更にステップＳ６にて平
行度のずれが許容値を越えているかどうかによって平行
度補正の要否を判断する。そして補正が必要であれば、
ステップＳ７にて、前記姿勢補正機構の動作によってＴ
ＣＰ(４)の姿勢を変えて、平行度を補正する。

【００２０】平行度の補正が不要な場合、或いは平行度
補正が終了した後、ステップＳ８にて、各リード間の相
対的な高さをプリント基板上の対応する各パッド間の相
対的な高さに調整するためのリード高さの補正量が、ア
ウターリード毎に算出される。そして、ステップＳ９に
てリード高さの補正量が許容値を越えているかどうかに
よってリード高さの補正の要否を判断する。

【００２１】補正が必要な場合は、図１の制御装置(２)
によって各圧電アクチュエータ(16)毎に前記補正量に応
じた制御電圧が作成され、ステップＳ１０にて各圧電ア
クチュエータ(16)に印加される。これによって各圧電ア
クチュエータ(16)が前記補正量に応じた長さ(０〜５０
μm)だけ伸びて、ＴＣＰ(４)のＴＡＢテープ(42)の外周
部を下圧する。この結果、図６の如くＴＣＰ(４)のＴＡ
Ｂテープ(42)が基板(５)の反り等に対応して湾曲し、テ
ープ外周部が圧電アクチュエータ(16)の当接する複数位
置にて夫々高さ方向へ変位する。これによって、各アウ
ターリード(41)間の相対的な高さがプリント基板(５)上
の対応する各パッド(51)間の相対的な高さに応じて調整
されるのである。尚、圧電アクチュエータ(16)の本数を
更に増やして、微妙な高さ調節を可能とすることも出来
る。

【００２２】次に図４のステップＳ１１にて再度、ＴＣ
Ｐ(４)のアウターリード(41)についての測定を行なった
後、ステップＳ１２にて、該測定データに基づき、各ア
ウターリード(41)間の相対的な高さ位置のバラツキを算
出し、ステップＳ８へ移行する。そして、ステップＳ９
にて補正が不要との判断が為されると、ステップＳ１３
にて、全てのアウターリードが各パッドに適切な力で圧
接されることとなる部品保持位置が算出され、該算出結
果に基づいて支持アーム(10)の水平移動及び下降制御が
行なわれて、最終的にステップＳ１４にてＴＣＰ(４)が
基板上に圧着保持される。この状態で、図７の如くレー
ザビームを各アウターリード部に照射して、パッド上に
メッキされている半田を再溶融せしめ、アウターリード
の半田付けを行なうのである。

【００２３】上記電子部品実装装置によれば、プリント
基板の反り、パッドの厚さのバラツキ、及びＴＣＰのア
ウターリードの高さ位置のバラツキに応じて、各アウタ
ーリード間の相対的な高さ位置が調整されるから、各ア
ウターリードを基板上のパッドに均一な力で圧接せしめ
ることが出来、これによってリード浮きによる接続不良
や、過度な押し込み量によるリード変形を抑制すること
が出来、信頼性の高い半田付けが担保される。

【００２４】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。例えば、前記姿勢補正機構によるＴＣＰと
プリント基板間の平行度の補正(図４のステップＳ５〜
Ｓ７)や、リード補正及びリード測定(ステップＳ９〜Ｓ
１２)の繰り返しは省略することが出来る。

【００２５】又、半田付けは、予めパッド上に半田メッ
キを施しておく方法に限らず、リードをパット上に圧接
せしめた状態で外部から半田を供給する方法によっても
可能である。更に伸縮機構としては圧電アクチュエータ
に限らず、パルスモータ等を駆動源とする往復機構も採
用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸着ヘッドユニット及びＴＣＰの縦断面図であ
る。

【図２】ＴＣＰを保持した吸着ヘッドユニットの要部を
示す縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】電子部品実装装置の動作を表わすフローチャー
トである。

【図５】電子部品実装装置の外観を示す斜視図である。

【図６】プリント基板の反りに応じてＴＣＰを湾曲させ
た状態の縦断面図である。

【図７】従来の電子部品実装方法を表わす斜視図であ
る。

【符号の説明】

(１) 吸着ヘッドユニット (11) 外筒 (13) ノズル片 (16) 圧電アクチュエータ (２) 制御装置 (４) ＴＣＰ (41) アウターリード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性フィルム上に部品本体及び複数の
   リードを配置してなる電子部品を保持し、該電子部品を
   プリント基板上に表面実装する電子部品実装装置におい
   て、電子部品の表面中央部を吸着保持すべき吸着ヘッド
   の周囲に、中央部を吸着保持された電子部品の表面外周
   部に当接可能な複数の伸縮機構を配列し、これらの伸縮
   機構は制御装置によって夫々垂直方向へ独立に伸縮駆動
   され、該伸縮駆動によって電子部品の可撓性フィルムを
   湾曲させて、各リード間の相対的な高さをプリント基板
   上の対応する各パッド間の相対的な高さに調整する電子
   部品実装装置。