特許 5963692 フラックス液の成膜装置、フラックス液の検出方法、部品実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963692

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】フラックス液の成膜装置、フラックス液の検出方法、部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/00 20060101AFI20160721BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20160721BHJP

   B23K 101/42 20060101ALN20160721BHJP

【ＦＩ】

   B23K3/00 N

   B23K3/00 R

   H05K3/34 503B

   B23K101:42

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-30640(P2013-30640)

(22)【出願日】2013年2月20日

(65)【公開番号】特開2014-159039(P2014-159039A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2015年9月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100105980

【弁理士】

【氏名又は名称】梁瀬 右司

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】筒井 健

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 巧

【審査官】 青木 正博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０７４００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７４００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２６１８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３５０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３９０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００１９０１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１５７６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７６１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３０１１０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ３／００

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フラックス液を貯留する貯留容器と、
フラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で前記貯留容器を移動させることで前記フラックス成膜面に前記フラックス液の液膜を形成する駆動部と、
前記液膜の形成後に前記退避位置に位置する前記貯留容器内の前記フラックス液を検出する検出器と
を備え、
前記検出器は、前記貯留容器内において前記貯留容器の移動方向に中央より前記フラックス成膜面側の検出領域で前記フラックス液を検出することを特徴とするフラックス液の成膜装置。

【請求項2】

前記検出器は、指向性を有する波を前記検出領域に向けて発射して前記フラックス液で反射した波を受信することで前記フラックス液を検出する請求項１に記載のフラックス液の成膜装置。

【請求項3】

前記検出器は、前記指向性の方向が鉛直方向に対して前記フラックス成膜面側へ傾くように、鉛直方向に対して傾けて配置されている請求項２に記載のフラックス液の成膜装置。

【請求項4】

前記検出器の検出結果に基づいて前記貯留容器に貯留される前記フラックス液の残量を求める制御部をさらに備える請求項１ないし３のいずれか一項に記載のフラックス液の成膜装置。

【請求項5】

前記駆動部は、前記貯留容器の移動を複数回実行して前記各移動において前記液膜を形成し、
前記制御部は、前記液膜の形成を終えてから前記液膜の形成を開始するまでの検出タイミングにおける前記検出器の前記検出結果に基づいて、前記フラックス液の残量を求める請求項４に記載のフラックス液の成膜装置。

【請求項6】

前記制御部は、互いに異なる複数の前記検出タイミングにおける前記検出結果に基づいて前記フラックス液の残量を求める請求項５に記載のフラックス液の成膜装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記複数の検出タイミングにおける前記検出結果の平均に基づいて前記フラックス液の残量を求める請求項６に記載のフラックス液の成膜装置。

【請求項8】

フラックス液を貯留する貯留容器をフラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で移動させることで、前記フラックス成膜面に前記フラックス液の液膜を形成する工程と、
前記液膜の形成後に前記退避位置に位置する前記貯留容器内の前記フラックス液を検出器により検出する工程と
を備え、
前記検出器は、前記貯留容器内において前記貯留容器の移動方向に中央より前記フラックス成膜面側の検出領域で前記フラックス液を検出することを特徴とするフラックス液の検出方法。

【請求項9】

フラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する成膜部と、
部品を供給する部品供給部と、
前記部品供給部から供給された部品を前記フラックス成膜面まで移動させて前記液膜に接触させた後に基板に実装する実装ヘッドと
を備え、
前記成膜部は、
前記フラックス液を貯留する貯留容器と、
前記フラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で前記貯留容器を移動させることで前記フラックス成膜面に前記液膜を形成する駆動部と、
前記液膜の形成後に前記退避位置に位置する前記貯留容器内の前記フラックス液を検出する検出器と
を有し、
前記検出器は、前記貯留容器内において前記貯留容器の移動方向に中央より前記フラックス成膜面側の検出領域で前記フラックス液を検出することを特徴とする部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、フラックス液を貯留する貯留容器をフラックス成膜面に対して移動させてフラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する技術に関し、特に貯留容器内のフラックス液を検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、テーブル面にフラックス液の液膜を形成するフラックス液の成膜装置が記載されている。この成膜装置は、底面がテーブル面に向けて開口するフラックス容器を移動させることで、フラックス容器に貯留されるフラックス液をテーブル面に広げて、フラックス液の液膜をテーブル面に形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−０９３６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記のフラックス容器のような貯留容器に貯留されたフラックス液を、成膜対象となるフラックス成膜面（テーブル面）に広げてフラックス液の液膜を形成する成膜装置では、貯留容器内のフラックス液を検出できることが、フラックス液の残量管理の観点から好ましい。しかしながら、液膜の形成のために貯留容器を移動させることで、貯留容器内の液面の高さが不均一となって、適切なフラックス液の検出結果を得ることが難しい場合があった。

【0005】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、フラックス液を貯留する貯留容器をフラックス成膜面に対して移動させてフラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する技術において、適切なフラックス液の検出結果を得ることができる技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明にかかるフラックス液の成膜装置は、上記目的を達成するために、フラックス液を貯留する貯留容器と、フラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で貯留容器を移動させることでフラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する駆動部と、液膜の形成後に退避位置に位置する貯留容器内のフラックス液を検出する検出器とを備え、検出器は、貯留容器内において貯留容器の移動方向に中央よりフラックス成膜面側の検出領域でフラックス液を検出することを特徴としている。

【0007】

この発明にかかるフラックス液の検出方法は、上記目的を達成するために、フラックス液を貯留する貯留容器をフラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で移動させることで、フラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する工程と、液膜の形成後に退避位置に位置する貯留容器内のフラックス液を検出器により検出する工程とを備え、検出器は、貯留容器内において貯留容器の移動方向に中央よりフラックス成膜面側の検出領域でフラックス液を検出することを特徴としている。

【0008】

この発明にかかる部品実装装置は、上記目的を達成するために、フラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する成膜部と、部品を供給する部品供給部と、部品供給部から供給された部品をフラックス成膜面まで移動させて液膜に接触させた後に基板に実装する実装ヘッドとを備え、成膜部は、フラックス液を貯留する貯留容器と、フラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で貯留容器を移動させることでフラックス成膜面に液膜を形成する駆動部と、液膜の形成後に退避位置に位置する貯留容器内のフラックス液を検出する検出器とを有し、検出器は、貯留容器内において貯留容器の移動方向に中央よりフラックス成膜面側の検出領域でフラックス液を検出することを特徴としている。

【0009】

このように構成された発明（フラックス液の成膜装置、フラックス液の検出方法、部品実装装置）では、フラックス成膜面の両側それぞれに設けられた退避位置の間で貯留容器を移動させることで、フラックス成膜面にフラックス液の液膜が形成される。そして、液膜の形成後に退避位置に位置する貯留容器内のフラックス液が、検出器によって検出される。ただし、上述したとおり、液膜の形成のために貯留容器を移動させる構成では、貯留容器内の液面の高さが不均一となって、適切なフラックス液の検出結果を得ることが難しい場合があった。

【0010】

つまり、貯留容器を移動させるために貯留容器を加速させることで生じる慣性力によって、液膜形成中の貯留容器内のフラックス液は、移動方向の後方に偏った状態となる。また、液膜の形成後に退避位置に位置する貯留容器内においても、フラックス液はその粘性によって、液膜形成時の移動方向の後方に偏った状態を暫く保つ。換言すれば、液膜の形成後の暫くは、退避位置に位置する貯留容器内では、フラックス液がフラックス成膜面側に偏った状態にあり、フラックス成膜面の反対側ではフラックス液が僅少となる。その結果、貯留容器内において、フラックス成膜面の反対側でフラックス液を検出した場合、適切なフラックス液の検出結果を得ることが難しかった。

【0011】

これに対して、この発明は、貯留容器内において貯留容器の移動方向に中央よりフラックス成膜面側の検出領域でフラックス液を検出する。その結果、適切なフラックス液の検出結果を得ることが可能となっている。

【0012】

また、検出器は、指向性を有する波を検出領域に向けて発射してフラックス液で反射した波を受信することでフラックス液を検出するように、フラックス液の成膜装置を構成しても良い。このような構成では、フラックス成膜面側の検出領域で確実にフラックス液を検出することができる。

【0013】

また、検出器は、指向性の方向が鉛直方向に対してフラックス成膜面側へ傾くように、鉛直方向に対して傾けて配置されているように、フラックス液の成膜装置を構成しても良い。このように検出器を傾けることで、検出器そのものをフラックス成膜面側に寄せることなく、フラックス成膜面側の検出領域でフラックス液を検出できる。したがって、検出器をフラックス成膜面側から離して配置することができ、フラックス成膜面側にスペースを空けることができる。その結果、例えば、部品にフラックスを転写するためにフラックス成膜面に部品を移動させるための機構と、検出器との干渉等を確実に防止することができる。

【0014】

また、検出器の検出結果に基づいて貯留容器に貯留されるフラックス液の残量を求める制御部をさらに備えるように、フラックス液の成膜装置を構成しても良い。この際、駆動部は、貯留容器の移動を複数回実行して各移動において液膜を形成し、制御部は、液膜の形成を終えてから液膜の形成を開始するまでの検出タイミングにおける検出器の検出結果に基づいて、フラックス液の残量を求めるように、フラックス液の成膜装置を構成しても良い。

【0015】

さらに、制御部は、互いに異なる複数の検出タイミングにおける検出結果に基づいてフラックス液の残量を求めるように、フラックス液の成膜装置を構成しても良い。具体例を挙げると、制御部は、複数の検出タイミングにおける検出結果の平均に基づいてフラックス液の残量を求めるように、フラックス液の成膜装置を構成しても良い。このような構成では、例えば、液中の気泡等の影響によらず、フラックス液の検出結果に基づいてフラックス液の残量を的確に求めることができる。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、フラックス液を貯留する貯留容器をフラックス成膜面に対して移動させてフラックス成膜面にフラックス液の液膜を形成する技術において、適切なフラックス液の検出結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明を適用可能な部品実装装置の一例を概略的に示した平面図である。

【図2】図１に示す部品実装装置が備える電気的構成の一例を模式的に示したブロック図である。

【図3】フラックス転写機の構成および動作の一例を模式的に示す正面図である。

【図4】フラックスタンク内のフラックス液を検出する超音波センサの一例を模式的に示す正面図である。

【図5】図４の超音波センサがフラックス液の検出を行う検出領域の一例を模式的に示す正面図である。

【図6】フレックス液の残量を求めた結果の一例をグラフとして示す図である。

【図7】超音波センサによりフラックス液を検出した結果をグラフとして示す図である。

【図8】図７の結果を模式化してグラフとして示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明を適用可能な部品実装装置の一例を概略的に示した平面図である。図２は、図１に示す部品実装装置が備える電気的構成の一例を模式的に示したブロック図である。図１および図２に示す部品実装装置１は、装置外部から搬入した基板Ｓに対して部品を実装して、部品実装済みの基板Ｓを装置外部へ搬出するものである。図２に示すように、部品実装装置１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリー等で構成された主制御部１００を備え、駆動制御部１２０や入出力制御部１４０等の装置各部を主制御部１００によって制御することで、基板Ｓへの部品実装を行う。なお、主制御部１００、駆動制御部１２０および入出力制御１４０は制御ユニット１０として部品実装装置１に内蔵されており、主制御部１００は、バス１９０を介して主制御部１００、駆動制御部１２０および入出力制御１４０を制御する。以下に、部品実装装置１の構成および動作の詳細について説明する。なお、図１および以下の図では、Ｘ方向（基板搬送方向）、Ｙ方向（前後方向）およびＺ方向（鉛直方向）を示す三次元の直交座標系を適宜示すこととする。

【0019】

この部品実装装置１では、基台１１上に基板搬送機構２が配置されており、基板Ｓを所定の基板搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構２は、基台１１上において基板Ｓを図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア２１、２１を有している。そして、コンベア２１、２１は制御ユニット１０の駆動制御部１２０からの動作指令に応じて作動することで、基板Ｓを搬入し、所定の実装作業位置（同図に示す基板Ｓの位置）で停止させ、図略の保持装置で基板Ｓを固定し保持する。そして、部品供給部４から供給される電子部品がヘッドユニット６に具備された実装ヘッド６１により基板Ｓに移載される。また、基板Ｓに搭載すべき部品の全部を基板Ｓに搭載し終えると、基板搬送機構２は基板Ｓを搬出する。なお、基台１１上には、部品認識カメラ７が配設されている。この部品認識カメラ７は、照明部およびＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどから構成されており、ヘッドユニット６の各実装ヘッド６１の吸着ノズルに吸着保持された部品をその下側から撮像する。このため、その撮像画像に基づき吸着ノズルによる部品の吸着状態を検査することが可能となっている。

【0020】

このように構成された基板搬送機構２の前方側（＋Ｙ軸方向側）および後方側（−Ｙ軸方向側）には、部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４は多数のテープフィーダ４１を備えている。また、各テープフィーダ４１には、部品を収納・保持したテープを巻回したリール（図示省略）が配置されており、部品をヘッドユニット６に供給可能となっている。すなわち、各テープには、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、テープフィーダ４１がリールからテープをヘッドユニット６側に送り出すことによって該テープ内の部品が間欠的に部品吸着位置に繰り出され、その結果、ヘッドユニット６の実装ヘッド６１に装着された吸着ノズルによって部品のピックアップが可能となる。

【0021】

このヘッドユニット６は部品を実装ヘッド６１の吸着ノズルにより吸着保持したまま基板Ｓに搬送するとともに、ユーザより指示された部品搭載位置に移載するものである。そして、前方側でＸ軸方向に一列に配列された６個の実装ヘッド６１Ｆと、後方側でＸ軸方向に一列に配列された６個の実装ヘッド６１Ｒとの合計１２個の実装ヘッド６１を有している。すなわち、ヘッドユニット６では、鉛直方向Ｚに延設された実装ヘッド６１Ｆが６本、Ｘ方向（基板搬送機構２による基板Ｓの搬送方向）に等ピッチで列状に設けられている。また、実装ヘッド６１Ｆに対して後方側（−Ｙ軸方向側）にも、前列と同様に構成された後列が設けられている。なお、実装ヘッド６１Ｆと実装ヘッド６１ＲとはＸ軸方向に半ピッチずれて配置されており、図１に示すように平面視でジグザグ状に配置されている。このため、Ｙ軸方向から見ると、１２本の実装ヘッド６１は互いに重なり合うことなくＸ軸方向に一列に並んでいる（図４）。

【0022】

各実装ヘッド６１はヘッドユニット６に対して図略のノズル昇降駆動機構により昇降（Ｚ軸方向の移動）可能に、かつ図略のノズル回転駆動機構によりノズル中心軸回りに回転可能となっている。これらの駆動機構のうちノズル昇降駆動機構は吸着もしくは装着を行う時の下降位置（下降端）と、搬送を行う時の上昇位置（上昇端）との間で実装ヘッド６１を昇降させるものである。一方、ノズル回転駆動機構は、実装ヘッド６１の吸着ノズルを必要に応じて回転させるための機構であり、回転駆動により部品を搭載時における所定のＲ軸方向に位置させることが可能となっている。なお、これらの駆動機構については、それぞれＺ軸サーボモータ７２、Ｒ軸サーボモータ７３および所定の動力伝達機構で構成されており、制御ユニット１０の駆動制御部１２０によりＺ軸サーボモータ７２およびＲ軸サーボモータ７３を駆動制御することで各実装ヘッド６１がＺ方向およびＲ方向に移動させられる。

【0023】

また、ヘッドユニット６は、これらの実装ヘッド６１で吸着された部品を部品供給部４と基板Ｓとの間で搬送して基板Ｓに実装するため、基台１１の所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。すなわち、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に延びる実装ヘッド支持部材６３に対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装ヘッド支持部材６３は、両端部がＹ軸方向の固定レール６４に支持され、この固定レール６４に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット６は、Ｘ軸サーボモータ６５によりボールねじ６６を介してＸ軸方向に駆動され、実装ヘッド支持部材６３はＹ軸サーボモータ６７によりボールねじ６８を介してＹ軸方向へ駆動される。このようにヘッドユニット６は実装ヘッド６１に吸着された部品を部品供給部４から目的位置まで搬送可能となっている。

【0024】

また、部品実装装置１には、ユーザインターフェースとして機能するディスプレイ８１および報知器８３を備える。ディスプレイ８１は、部品実装装置１の動作状態を表示する機能のほか、タッチパネルで構成されてユーザからの入力を受け付ける入力端末としての機能も有する。また、報知器８３は、部品実装装置１で発生したエラー（異常）をユーザに報知するものであり、光によって報知する非常灯、ブザー音によって報知する非常ブザーあるいはこれらの組み合わせによって構成される。なお、これらディスプレイ８１および報知器８３に対する入出力の制御は、制御ユニット１０の入出力制御部１４０によって実行される。

【0025】

ところで、部品実装装置１では、部品供給部４でピックアップした部品に対して、基板Ｓへの移載の前にフラックスを転写するフラックス転写機９が設けられており、フラックスの転写された部品が基板Ｓに実装される。このフラックス転写機９は、前後方向Ｙの前方（＋Ｙ側）に配置された部品供給部４に対して、Ｘ方向に隣接して配置されている。続いては、図１および図２に図３を加えて、フラックス転写機９の構成および動作の詳細について説明する。

【0026】

図３は、フラックス転写機の構成および動作の一例を模式的に示す正面図である。フラックス転写機９は、転写テーブル９２の表面９２fに対してフラックスタンク９４を移動させることでフラックス液の液膜を形成するものである。そして、ヘッドユニット６が部品供給部４からピックアップした部品を、転写テーブル表面９２fに形成されたフラックス液の液膜に接触させることで、部品にフラックスを転写する。

【0027】

転写テーブル９２は、その表面９２fが水平面（鉛直方向Ｚに垂直な平面）に対して平行となるように配置されており、Ｘ方向に長尺に形成されている。フラックスタンク９４は、転写テーブル表面９２f上に配置されて、直方体形状を具備しており、その内部にフラックス液を貯留する。フラックスタンク９４の底部は、転写テーブル表面９２fに密着しつつ転写テーブル表面９２fに対して部分的に開口する。したがって、フラックスタンク９４に貯留されたフラックス液が、フラックスタンク９４の底部に設けられた開口９４aから転写テーブル表面９２fに供給される。

【0028】

フラックスタンク９４は、タンク駆動機構（図２）によって転写テーブル表面９２fに対してＸ方向へ移動自在となっており、フラックスタンク９４が開口９４aからフラックス液を供給しつつＸ方向へ移動することで、転写テーブル表面９２fにフラックス液の液膜を形成する。このように、Ｘ方向においては、転写テーブル表面９２fの表面のうちフラックスタンク９４の移動範囲が液膜形成面Ｐl（液膜形成領域）となっており、液膜形成面Ｐlの両側に設けられた退避位置Ｐwの間でフラックスタンク９４を移動させることで液膜形成面Ｐlにフラックス液の液膜を形成することができる。この液膜形成の具体例について、図３を用いて説明すると次のとおりである。

【0029】

図３のステップＳ１０１では、フラックスタンク９４は、一方（図３左側）の退避位置Ｐwで静止した状態にある。続いて、主制御部１００から液膜形成指令を受けた駆動制御部１２０は、タンク駆動機構９６によってフラックスタンク９４をＸ方向の（−Ｘ）側へ移動させる。これによって、フラックスタンク９４は移動方向Ｄm（Ｘ方向に平行）へ移動して（ステップＳ１０２）、他方（図３右側）の退避位置Ｐwへ到達する（ステップＳ１０３）。こうして液膜形成面Ｐlにフラックス液の液膜が形成され、ヘッドユニット６は部品供給部４からピックアップした部品を液膜形成面Ｐlの液膜に接触させることで、部品にフラックスを転写する。

【0030】

フラックス転写が完了すると、主制御部１００は次のフラックス転写に備えて、液膜形成指令を駆動制御部１２０に出力し、駆動制御部１２０はタンク駆動機構９６によってフラックスタンク９４をＸ方向の（＋Ｘ）側へ移動させる。これによって、フラックスタンク９４は移動方向Ｄmへ移動して（ステップＳ１０４）、一方の退避位置Ｐwへ到達する（ステップＳ１０５）。こうして液膜形成面Ｐlにフラックス液の液膜が再び形成される。このようにして、主制御部１００は、フラックス転写が完了する度に液膜形成指令を出力して、フラックス液の液膜を繰り返し形成する。

【0031】

ちなみに、液膜形成を繰り返すうちに、フラックスタンク９４に貯留されるフラックス液Ｆの量は徐々に減少する。そこで、この実施形態では、フラックス液Ｆの残量管理を行うために、部品実装装置１は、フラックスタンク９４内のフラックス液Ｆを検出する超音波センサ９８を備える。続いては、図１ないし図３に図４および図５を加えて、超音波センサ９８の構成および動作の詳細について説明する。

【0032】

図４は、フラックスタンク内のフラックス液を検出する超音波センサの一例を模式的に示す正面図であり、図５は、図４の超音波センサがフラックス液の検出を行う検出領域の一例を模式的に示す正面図である。超音波センサ９８は、液膜形成面Ｐlから移動方向Ｄmに外れて配置されており、他方の退避位置Ｐwに対して鉛直方向Ｚの上方から対向する。したがって、超音波センサ９８は、他方の退避位置Ｐwに位置するフラックスタンク９４に貯留されたフラックス液Ｆを検出することとなる。

【0033】

超音波センサ９８は、超音波を発信する発信機および超音波を受信する受信機を内蔵したセンサ本体９８１と、超音波センサ９８に指向性を持たせるための筒部材９８２とを有する。センサ本体９８１は、発信機からフラックス液Ｆに向けて超音波を発射して、フラックス液Ｆで反射した超音波を受信機で受信することで、フラックス液Ｆを検出する。また、筒部材９８２は、センサ本体９８１の発射側に配置されて、センサ本体９８１から発射された超音波を方向Ｄlへ向けるものであり、センサ本体９８１から発射された超音波は筒部材９８２の内部を通過して方向Ｄlへと向かう。つまり、筒部材９８２の機能によって、超音波センサ９８から発射される超音波は、方向Ｄlへ向かう指向性を持つこととなる。なお、このような筒部材９８２を備えた超音波センサ９８は、指向性を示す方向Ｄlに長尺となる。

【0034】

そして、超音波センサ９８は、検出領域Ｒd（図５）でフレックス液Ｆを検出する。ここで、検出領域Ｒdは例えば、センサ本体９８１の発信機から発信されてセンサ本体９８１の受信機に受信される超音波が、フラックス液Ｆの液面で反射される領域として求めることができる。特にこの実施形態では、フレックスタンク９４の移動方向Ｄmの中央Ｃよりも移動方向Ｄmの液膜形成面Ｐl側に検出領域Ｒdが存在するように、超音波センサ９８が配置されている。ここで、フレックスタンク９４の移動方向Ｄmの中央Ｃは例えば、移動方向Ｄmに直交する方向（Ｙ方向）からの正面視において、フレックスタンク９４に設けられたフレックス液Ｆを貯留する貯留用空間の移動方向Ｄmの両端の中心として求めることができる。

【0035】

また、液膜形成面Ｐl側にスペースを確保しつつ、検出領域Ｒdを液膜形成面Ｐl側に設定するために、超音波センサ９８は、鉛直方向Ｚに対して液膜形成面Ｐl側に傾いて取り付けられており、超音波センサ９８の指向性が示す方向Ｄlは、鉛直方向Ｚに対して液膜形成面Ｐl側に傾いている。このように液膜形成面Ｐl側にスペースを確保する理由は、超音波センサ９８とヘッドユニット６との干渉を防止するためである。

【0036】

つまり、図４に示すように、フラックス液の液膜が形成されると、ヘッドユニット６は、液膜形成面Ｐlの上方に移動して、実装ヘッド６１のノズル６１１が保持する部品Ｅ（の電極等）をフラックス液の液膜に接触させる。そして、ヘッドユニット６は、フラックス液が付着した部品Ｅを基板Ｓに移載する。ただし、図３のステップＳ１０３および図４に示すように、液膜形成面Ｐlに隣接する退避位置Ｐwの上方では、超音波センサ９８が存在する。そのため、超音波センサ９８が液膜形成面Ｐlに近いと、超音波センサ９８とヘッドユニット６との干渉が問題となる。これに対して、上述のように超音波センサ９８を傾けることで、液膜形成面Ｐl側にスペースを確保した構成では、超音波センサ９８とヘッドユニット６との干渉が確実に防止されている。

【0037】

そして、主制御部１００は、入出力制御部１４０を介して超音波センサ９８の検出結果を取得して、フラックス液Ｆの残量を求める。特に、液膜形成を終えてから次の液膜形成を開始するまでの検出タイミングにおける超音波センサ９８の検出結果に基づいて、フラックス液Ｆの残量が求められる。その結果、図３のステップＳ１０３に示すように、液膜形成を終えた後に、退避位置Ｐwに位置しているフレックスタンク９４に貯留されるフレックス液Ｆを検出した結果に基づいて、フレックス液Ｆの残量が求められる。なお、フレックス液Ｆに含まれる気泡の影響等によって、超音波センサ９８から適切な検出結果が得られない場合がある。そこで、主制御部１００は、液膜形成が繰り返し実行されるのに伴って、超音波センサ９８が他方の退避位置Ｐwに位置する度に、超音波センサ９８の検出結果を取得する。つまり、互いに異なる複数の検出タイミングにおける超音波センサ９８の検出結果が取得される。そして、主制御部１００は、これら検出結果の平均に基づいて、フレックス液Ｆの残量を求める。

【0038】

図６は、フレックス液の残量を求めた結果の一例をグラフとして示す図である。同図では、１分間の間に発生した複数の検出タイミングでの検出結果を平均して求められるフラックス液Ｆの液面の高さ[mm]が求められて、横軸を時間としてプロットされている。同図に示すように、時間経過とともに、すなわち液膜形成が繰り返し実行されるとともに、フラックス液Ｆの液面の高さ（換言すれば、残量）が減少する。そして、主制御部１００は、フラックス液Ｆの液面の高さが閾値よりも低くなったとき（換言すれば、フラックス液Ｆの残量が閾値よりも低くなったとき）、ディスプレイ８１や報知器８３を介して、フラックス液Ｆの補充が必要である旨を作業者に知らせる。なお、フラックス液Ｆの補充は、フラックス液Ｆをフレックスタンク９４に追加する方法によっても、フラックス液Ｆが充填されたフラックスタンク９４に取り換える方法によっても構わない。

【0039】

以上に説明したように、この実施形態では、液膜形成面Ｐlの両側それぞれに設けられた退避位置Ｐwの間でフラックスタンク９４を移動させることで、液膜形成面Ｐlにフラックス液の液膜が形成される。そして、液膜の形成後に退避位置Ｐwに位置するフラックスタンク９４のフラックス液Ｆが、超音波センサ９８によって検出される。ただし、液膜の形成のためにフラックスタンク９４を移動させる構成では、フラックスタンク９４の液面の高さが不均一となって、適切なフラックス液Ｆの検出結果を得ることが難しい場合があった。

【0040】

つまり、図３のステップＳ１０２、Ｓ１０４に示すように、フラックスタンク９４を移動させるためにフラックスタンク９４を加速させることで生じる慣性力によって、液膜形成中のフラックスタンク９４のフラックス液Ｆは、移動方向Ｄmの後方に偏った状態となる。また、図３のステップＳ１０３、Ｓ１０５に示すように、液膜の形成後に退避位置Ｐwに位置するフラックスタンク９４内においても、フラックス液Ｆはその粘性によって、液膜形成時の移動方向Ｄmの後方に偏った状態を暫く保つ。換言すれば、図５に例示するように、液膜の形成後の暫くは、退避位置Ｐwに位置するフラックスタンク９４内では、フラックス液Ｆが液膜形成面Ｐl側に偏った状態にあり、液膜形成面Ｐlの反対側ではフラックス液Ｆが僅少となる。

【0041】

図７は、超音波センサによりフラックス液を検出した結果をグラフとして示す図である。図７では、超音波センサ９８からフラックス液Ｆの液面までの距離[mm]が"CH1:Height of Flux"として縦軸に示されており、縦軸の値が大きいほどフラックス液Ｆの液面が低いことを示す。また、図７では、フラックスタンク９４の動作を示す値[V]が"CH2:Safety P. sensor)として縦軸に示されており、縦軸の値が小さいときフラックスタンク９４は液膜形成面Ｐl上を移動し、縦軸の値が大きいときフラックスタンク９４は退避位置Ｐwで停止している。また、図８は、図７の結果を模式化してグラフとして示す図である。図７では、超音波センサ９８の検出結果から求められるフラックス液Ｆの液面の高さが縦軸に示されており、縦軸の値が大きいほどフラックス液Ｆの液面が高いことを示す。これらの図から判るように、フラックスタンク９４が退避位置Ｐwで停止している検出タイミングＴdでは、検出領域Ｒdにおけるフラックス液Ｆの液面が時間経過とともに低下しているのが判る。これは、液膜の形成後の暫くの間は、フラックス液Ｆが、液膜形成時の移動方向Ｄmの後方に偏った状態を保つ一方、液膜形成面Ｐlの反対側ではフラックス液Ｆが僅少となることを反映したものである。このようなフラックス液Ｆの液面の挙動の結果、フラックスタンク９４において、液膜形成面Ｐlの反対側でフラックス液Ｆを検出した場合、適切なフラックス液Ｆの検出結果を得ることが難しかった。

【0042】

これに対して、この実施形態では、フラックスタンク９４において、フラックスタンク９４の移動方向Ｄmに中央Ｃより液膜形成面Ｐl側に設けられた検出領域Ｒdで、フラックス液Ｆを検出する。その結果、液膜形成後にフラックス液Ｆが比較的多い検出領域Ｒdでフラックス液Ｆを検出することができ、適切なフラックス液Ｆの検出結果を得ることが可能となっている。

【0043】

なお、図７、図８に示すように、検出タイミングＴでは、検出領域Ｒdのフラックス液Ｆの液面は時間経過とともに低くなる。これは、フラックス液Ｆの液面が波打つことで、液膜形成面Ｐl側の液面が時間経過とともに低下する一方、液膜形成面Ｐlの反対側の液面が時間経過とともに上昇することを示す。したがって、液膜形成後に十分に待てば、液膜形成面Ｐlの反対側に検出領域Ｒdを設定しても、適切なフラックス液Ｆの検出結果を得ることが可能な場合も想定される。しかしながら、フラックス液Ｆの液面が上昇するまでフラックス液Ｆの検出を待つ必要があり、フラックス液Ｆの検出に時間を要した結果、次の液膜形成を迅速に開始できないおそれがある。これに対して、この実施形態では、検出領域Ｒdは、液膜形成後の早いタイミングにおいてフラックス液Ｆが比較的多い領域に設定されている。したがって、液膜形成後の早いタイミングからフラックス液Ｆの検出を開始することができ、次の液膜形成を迅速に開始するのに有利である。

【0044】

また、この実施形態では、指向性を有する超音波を検出領域Ｒdに向けて発射してフラックス液Ｆで反射した超音波を受信することで、フラックス液Ｆが検出される。このように、指向性を有する超音波を用いることで、検出領域Ｒdに超音波を的確に導いて、液膜形成面Ｐl側の検出領域Ｒdで確実にフラックス液Ｆを検出することができる。

【0045】

また、この実施形態では、指向性の方向Ｄlが鉛直方向Ｚに対して液膜形成面Ｐl側へ傾くように、超音波センサ９８が鉛直方向Ｚに対して傾けて配置されている。このように超音波センサ９８を傾けることで、超音波センサ９８そのものを液膜形成面Ｐlに寄せることなく、液膜形成面Ｐl側の検出領域Ｒdでフラックス液Ｆを検出できる。したがって、超音波センサ９８を液膜形成面Ｐl側から離して配置することができ、液膜形成面Ｐl側にスペースを空けることができる。その結果、例えば、部品Ｅにフラックスを転写するために液膜形成面Ｐlに部品Ｅを移動させるヘッドユニット６と、超音波センサ９８との干渉等を確実に防止することができる。

【0046】

また、この実施形態では、互いに異なる複数の検出タイミングＴdにおける検出結果に基づいてフラックス液Ｆの残量が求められる。このような構成では、例えば、液中の気泡等の影響によらず、フラックス液Ｆの検出結果に基づいてフラックス液Ｆの残量を的確に求めることができる。

【0047】

このように本実施形態では、フラックス転写機９が本発明の「フラックス液の成膜装置」あるいは「成膜部」の一例に相当し、フラックスタンク９４が本発明の「貯留容器」の一例に相当し、液膜形成面Ｐlが本発明の「フラックス形成面」に相当し、退避位置Ｐwが本発明の「退避位置」の一例に相当し、タンク駆動機構９６が本発明の「駆動部」の一例に相当し、移動方向Ｄmが本発明の「移動方向」の一例に相当し、超音波センサ９８が本発明の「検出器」の一例に相当し、検出領域Ｒdが本発明の「検出領域」の一例に相当し、部品供給部４が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、実装ヘッド６１が本発明の「実装ヘッド」の一例に相当する。

【0048】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。そこで、例えば超音波センサ９８の配置態様等を上述から変更しても構わない。具体的には、上記実施形態では、超音波センサ９８が鉛直方向Ｚに対して傾けて配置されていた。しかしながら、超音波センサ９８を鉛直方向Ｚに水平に配置しても良い。

【0049】

また、上記実施形態では、他方の退避領域Ｐwに対向して超音波センサ９８が配置されていた。しかしながら、一方の退避領域Ｐwに対向して超音波センサ９８を配置しても良く、一方および他方の両方の退避領域Ｐwそれぞれに対向して超音波センサ９８を配置しても良い。

【0050】

また、超音波センサ９８の具体的構成についても変更が可能である。そこで、指向性を具備しない超音波センサ９８、例えば筒部材９８２を排除した超音波センサ９８を用いてフラックス液Ｆを検出するように構成しても良い。

【0051】

また、フラックス液Ｆを検出するのに超音波センサ９８が用いられていた、しかしながら、フラックス液Ｆを検出するセンサは、超音波式のものに限られず、例えば光学式のものでも良い。

【0052】

また、超音波センサ９８の検出結果からフラックス液Ｆの残量を求める方法は、上述の平均によるものに限られず、１回の検出結果をそのまま用いたり、他の統計的手法を用いて求めたりすることができる。また、超音波センサ９８の検出結果から求められるものは、フラックス液Ｆの残量そのものに限られず、残量変化率を求めても良い。さらに、残量変化率を求めるように構成した場合は、残量変化率が閾値より大きい場合は、フラックスタンク９４からの液漏れが生じているとして、フラックスタンク９４そのものの交換を促すように、ディスプレイ８１や報知器８３を介してユーザに知らせても良い。

【0053】

また、フラックスタンク９４から液膜形成面Ｐlへフラックス液Ｆを供給する具体的構成も、上述のようなフラックスタンク９４の底部に開けられた開口９４aによるものに限られない。さらには、フラックスタンク９４の形状、サイズ、移動範囲あるいは移動方向Ｄm等についても適宜変更が可能である。

【符号の説明】

【0054】

１…部品実装装置
４…部品供給部
６１…実装ヘッド
９…フラックス転写機
９４…フラックスタンク
９６…タンク駆動機構
９８…超音波センサ
Ｐl…液膜形成面
Ｐw…退避位置
Ｒd…検出領域
Ｄm…移動方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】