特開 2024-178778 フラックス供給装置およびフラックス供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178778

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】フラックス供給装置およびフラックス供給方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20241218BHJP

   B05C 3/02 20060101ALI20241218BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05C3/02

H05K3/34 503B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097176

(22)【出願日】2023-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】近堂 遼太

(72)【発明者】

【氏名】永口 悠二

【テーマコード（参考）】

4F040

4F042

5E319

【Ｆターム（参考）】

4F040AA12

4F040AB20

4F040BA42

4F042AA06

4F042AB00

4F042BA07

4F042BA12

4F042CA01

4F042CB03

4F042CB08

4F042CB10

5E319CD22

5E319GG20

(57)【要約】

【課題】フラックスの供給停止期間に液だれを発生させることなく、定められた供給量に対して精確にフラックスを供給することができるフラックス供給装置を提供する。
【解決手段】フラックス供給装置は、フラックスが収容されたフラックスカートリッジからフラックスが供給されて貯留するフラックスポットと、フラックスカートリッジからフラックスポットへフラックスの供給を遮断するために、フラックスカートリッジ内の空間を負圧状態に保つ吸引ポンプとを備える。このように、フラックスの供給停止期間にフラックスカートリッジ内の空間を負圧状態に保つことにより、フラックスカートリッジからフラックスポットへフラックスを吐出する吐出口からフラックスが漏れ出て液だれが生じることを防ぐことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フラックスが収容されたフラックスカートリッジから前記フラックスが供給されて貯留するフラックスポットと、
前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへ前記フラックスの供給を遮断するために、前記フラックスカートリッジ内の空間を負圧状態に保つ吸引ポンプと
を備えるフラックス供給装置。

【請求項2】

前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへ前記フラックスを供給させるために、前記空間を正圧状態にする与圧ポンプを備える請求項１に記載のフラックス供給装置。

【請求項3】

前記吸引ポンプと前記フラックスカートリッジを接続する配管と、前記与圧ポンプと前記フラックスカートリッジを接続する配管は、前記フラックスカートリッジに接続される側で互いに一部を共有している請求項２に記載のフラックス供給装置。

【請求項4】

前記吸引ポンプは、前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへ前記フラックスを供給させるために、前記空間の負圧状態を解除する請求項１に記載のフラックス供給装置。

【請求項5】

前記フラックスポットは、供給された前記フラックスの貯留量を検出する検出部を有し、
前記検出部の出力に基づいて前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへ前記フラックスを供給させる請求項１に記載のフラックス供給装置。

【請求項6】

前記フラックスポットに貯留されている前記フラックスは、大気圧下に解放されている請求項１に記載のフラックス供給装置。

【請求項7】

前記フラックスカートリッジに接続され、前記フラックスポットへ前記フラックスを供給する配管は、透明樹脂で形成されている請求項１に記載のフラックス供給装置。

【請求項8】

前記フラックスの塗布対象である実装体を前記フラックスに浸漬させるための凹部が設けられたステージと、
前記フラックスポットから前記凹部へ前記フラックスを充填する充填位置と、前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへ前記フラックスを供給する供給位置の間で、前記フラックスポットを往復させる移動機構を備え、
前記吸引ポンプは、少なくとも前記フラックスポットが前記供給位置に存在しない間は、前記フラックスカートリッジ内の空間を負圧状態に保つ請求項１に記載のフラックス供給装置。

【請求項9】

フラックスが収容されたフラックスカートリッジから前記フラックスを貯留するフラックスポットへ前記フラックスを供給する供給ステップと、
吸引ポンプを作動させて前記フラックスカートリッジ内の空間を負圧状態にすることにより、前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへの前記フラックスの供給を遮断する遮断ステップと
を有するフラックス供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フラックス供給装置およびフラックス供給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液状のフラックスを半導体チップに代表される実装体に塗布するフラックス塗布装置が実用化されている。フラックス塗布装置には、例えばフラックスが収容された交換式のカートリッジからフラックスを取り出して供給する、フラックス供給装置が組み込まれていることが多い。フラックス供給装置は、例えばポンプを用いてフラックスをカートリッジから塗布部へ供給する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２０２６２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実装体へのフラックス塗布量は厳密に定められており、例えば浸漬槽に充填されたフラックスに実装体を浸漬してその塗布を実現する場合においては、当該浸漬槽に供給されるフラックスの供給量も厳しく管理される。すなわち、カートリッジから吐出されるフラックス量は、定められた供給量に対して精確でなければならない。また、塗布対象となる実装体によって塗布するフラックスが異なる場合があるが、フラックス供給装置は、粘度の異なるいずれのフラックスを扱う場合であっても、供給停止期間に液だれを発生させることは好ましくない。

【0005】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、フラックスの供給停止期間に液だれを発生させることなく、定められた供給量に対して精確にフラックスを供給することができるフラックス供給装置等を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様におけるフラックス供給装置は、フラックスが収容されたフラックスカートリッジから前記フラックスが供給されて貯留するフラックスポットと、前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへ前記フラックスの供給を遮断するために、前記フラックスカートリッジ内の空間を負圧状態に保つ吸引ポンプとを備える。

【0007】

また、本発明の第２の態様におけるフラックス供給方法は、フラックスが収容されたフラックスカートリッジから前記フラックスを貯留するフラックスポットへ前記フラックスを供給する供給ステップと、吸引ポンプを作動させて前記フラックスカートリッジ内の空間を負圧状態にすることにより、前記フラックスカートリッジから前記フラックスポットへの前記フラックスの供給を遮断する遮断ステップとを有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、フラックスの供給停止期間にフラックスカートリッジ内の空間を負圧状態に保つことにより、フラックスカートリッジからフラックスポットへフラックスを吐出する吐出口からフラックスが漏れ出て液だれが生じることを防ぐことができる。したがって本発明により、フラックスの供給停止期間に液だれを発生させることなく、定められた供給量に対して精確にフラックスを供給することができるフラックス供給装置等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係るフラックス供給装置の全体構成を模式的に示す図である。

【図2】フラックス供給装置のシステム構成を示す図である。

【図3】演算処理部の処理手順を説明するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

【0011】

図１は、本実施形態に係るフラックス供給装置１００の全体構成を模式的に示す図である。フラックス供給装置１００は、フラックスカートリッジ２００に収容されたフラックスをフラックス塗布装置に供給する装置である。フラックス供給装置１００は、独立したユニットとしてフラックス塗布装置に組み込まれてもよいし、フラックス塗布装置の一部として構成されてもよい。

【0012】

フラックス供給装置１００は、装着された交換式のフラックスカートリッジ２００に収容されたフラックスＦＸをフラックス塗布装置へ供給する。すなわち、フラックスカートリッジ２００が装着されるとフラックスＦＸの供給が可能となり、収容されたフラックスＦＸを消費し終えれば、あるいは他の種類のフラックスＦＸを供給する場合には、目的に応じた新たなフラックスカートリッジ２００に交換される。

【0013】

フラックス供給装置１００は、主に、フラックスポット１１０、与圧ポンプ１２０、吸引ポンプ１３０、ステージ１５０、演算処理部１６０、移動機構１７０を備える。フラックスポット１１０は、フラックスカートリッジ２００から供給されたフラックスＦＸを貯留し、ステージ１５０の表面に凹部として設けられた浸漬槽１５１へ当該フラックスＦＸを供給するフラックス中継機能を担う。

【0014】

具体的には、フラックスポット１１０は、上部が周辺空間へ解放された内部空間である貯留槽１１１を備え、フラックスカートリッジ２００から供給されたフラックスＦＸは、一時的に貯留槽１１１に貯留される。このように貯留されたフラックスＦＸが大気圧下に解放されていることにより、作業者は、異なる種類のフラックスＦＸに切り替える作業等においてメンテナンス作業を行いやすい。

【0015】

また、フラックスポット１１０は、貯留槽１１１に貯留されたフラックスＦＸの貯留量を検出する検出部１１３を備える。検出部１１３は、例えば貯留槽１１１の深さ方向に沿って設置されたフォトセンサアレイであり、反射光の受光位置に応じてフラックスＦＸの液面を同定することにより、その貯留量を検出する。検出部１１３は、フラックスＦＸの貯留量を検出できるセンサを含むものであれば、いずれの構成であっても構わない。検出部１１３の検出信号は、演算処理部１６０へ送信される。

【0016】

フラックスポット１１０は、貯留槽１１１の底面に制御弁１１４を備える。制御弁１１４は、演算処理部１６０からの開閉信号により開閉される。制御弁１１４が開状態にされると、貯留槽１１１に貯留されたフラックスＦＸは、重力の作用に従って外部空間へ吐出される。制御弁１１４が閉状態に維持されれば、貯留槽１１１に貯留されたフラックスＦＸは、外部空間へ漏れることはない。

【0017】

与圧ポンプ１２０は、吸気口１２１から周辺空間の空気を取り込んでフラックスカートリッジ２００の内部空間２１０へ送り込むことにより、その気相２１０ｂを正圧状態にして、収容されたフラックスＦＸである液相２１０ａを押し下げる機能を担うポンプである。与圧ポンプ１２０は、演算処理部１６０からの与圧信号に応じて動作する。

【0018】

吸引ポンプ１３０は、内部空間２１０の気相２１０ｂから空気を吸い込んで排気口１３１から吐き出すことにより気相２１０ｂを負圧状態に保ち、収容されたフラックスＦＸを内部空間２１０に留める機能を担うポンプである。吸引ポンプ１３０は、演算処理部１６０からの吸引信号に応じて動作する。

【0019】

与圧ポンプ１２０および吸引ポンプ１３０とフラックスカートリッジ２００は、三方弁１４５を介して互いに接続されている。具体的には、与圧ポンプ１２０と三方弁１４５は第１エアチューブ１４１によって接続され、吸引ポンプ１３０と三方弁１４５は第２エアチューブ１４２によって接続され、三方弁１４５とフラックスカートリッジ２００の気相２１０ｂに通じる第１ジョイント２０１とは第３エアチューブ１４３によって接続されている。すなわち、与圧ポンプ１２０とフラックスカートリッジ２００を接続する接続配管と、吸引ポンプ１３０とフラックスカートリッジ２００を接続する接続配管は、フラックスカートリッジ２００に接続される第１ジョイント２０１側で互いに一部を共有している構成となっている。このように構成することにより、気相に通じるジョイントを一つしか有さないフラックスカートリッジであっても、与圧ポンプ１２０に加えて吸引ポンプ１３０も接続することができる。なお、第３エアチューブ１４３は、第１ジョイント２０１と接続される端において、第１ジョイント２０１との着脱を容易にする着脱機構を備えることが好ましい。

【0020】

三方弁１４５が備える内部弁は、与圧ポンプ１２０が動作する期間においては第１エアチューブ１４１と第３エアチューブ１４３が貫通するように変位し、吸引ポンプ１３０が動作する期間においては第２エアチューブ１４２と第３エアチューブ１４３が貫通するように変位する。第１エアチューブ１４１、第２エアチューブ１４２、第３エアチューブ１４３は、空気の流通による膨張および収縮が抑制される例えば塩化ビニル樹脂製の配管が採用され得る。

【0021】

フラックスカートリッジ２００は、気相２１０ｂに通じる第１ジョイント２０１の他に、液相２１０ａに通じる第２ジョイント２０２を備える。また、フラックスポット１１０がフラックスＦＸの供給を受ける供給位置に配置された場合に、その貯留槽１１１と対向する位置に吐出口１４８が設けられている。吐出口１４８に一端が接続されたフラックスチューブ１４７は、その他端において第２ジョイント２０２へ接続される。なお、フラックスチューブ１４７は、第２ジョイント２０２と接続される他端において、第２ジョイント２０２との着脱を容易にする着脱機構を備えることが好ましい。

【0022】

また、フラックスチューブ１４７は、透明樹脂で形成された配管であることが好ましい。図１においては比較的短い直線状のチューブとして描かれているが、フラックスカートリッジ２００の装着位置とフラックスポット１１０の供給位置が離れている場合も多く、比較的長いフラックスチューブ１４７が湾曲して配設されるような場合もある。特にそのような場合において、フラックスチューブ１４７が透明樹脂で形成されていれば、フラックスＦＸがチューブ内を円滑に流れているか否かを作業者が確認することができるので、効果的である。

【0023】

なお、フラックスカートリッジ２００は、フラックス供給装置１００に設けられたホルダ１８０に対して着脱可能である。新たなフラックスカートリッジ２００がホルダ１８０に装着された場合には、第３エアチューブ１４３の一端は、当該新たなフラックスカートリッジ２００の第１ジョイント２０１に接続され、フラックスチューブ１４７の一端は、当該新たなフラックスカートリッジ２００の第２ジョイント２０２に接続される。逆に、フラックスカートリッジ２００がホルダから取り外す場合には、第１ジョイント２０１から第３エアチューブ１４３の一端が離脱され、第２ジョイント２０２からフラックスチューブ１４７の一端が離脱される。

【0024】

ステージ１５０は、その表面の一部に凹部として掘り下げられた浸漬槽１５１を備える。なお、図１においては浸漬槽１５１がステージ１５０に一つだけ設けられている様子を示すが、複数設けられていてもよい。浸漬槽１５１は、フラックスポット１１０からの供給を受けてフラックスＦＸを充填させる。フラックス塗布装置は、塗布対象となる実装体を保持して搬送し、その塗布面を浸漬槽１５１に満たされたフラックスＦＸに浸漬させる。そして、引き上げた後に塗布面を乾燥させ、所定位置まで搬送する。

【0025】

移動機構１７０は、浸漬槽１５１へフラックスＦＸを充填する充填位置と、フラックスカートリッジ２００からフラックスＦＸの供給を受ける供給位置との間で、フラックスポット１１０を往復移動するための機構である。移動機構１７０は、例えばアクチュエータとしてのモータと動力伝達機構としてのギア列を含み、演算処理部１６０からの駆動信号を受けてフラックスポット１１０を目的位置へ移動させる。なお、図１においては、吐出口１４８の直下にフラックスポット１１０貯留槽１１１が配置される供給位置を実線で示し、浸漬槽１５１の直上にフラックスポット１１０制御弁１１４が配置される充填位置を点線で示している。

【0026】

図２は、フラックス供給装置１００のシステム構成を示す図である。フラックス供給装置１００の制御システムは、主に、演算処理部１６０、与圧ポンプ１２０、吸引ポンプ１３０、検出部１１３、制御弁１１４、移動機構１７０によって構成される。演算処理部１６０は、フラックス供給装置１００の制御とプログラムの実行処理を行うプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）である。プロセッサは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算処理チップと連携する構成であってもよい。

【0027】

演算処理部１６０は、フラックス供給プログラムが指示する処理に応じて様々な演算を実行する機能演算部としての役割も担う。具体的には、演算処理部１６０は、供給制御部１６１、駆動制御部１６２として機能し得る。供給制御部１６１は、与圧ポンプ１２０へ与圧信号を送信して動作させることにより、気相２１０ｂを正圧状態にさせ、フラックスカートリッジ２００内のフラックスＦＸを吐出口１４８から吐出させる。また、吸引ポンプ１３０へ吸引信号を送信して動作させることにより、気相２１０ｂを負圧状態にさせ、フラックスカートリッジ２００内のフラックスＦＸが吐出口１４８から流出しないように遮断する。

【0028】

また、供給制御部１６１は、制御弁１１４へ開閉信号を送信して動作させることにより、貯留槽１１１のフラックスＦＸを浸漬槽１５１へ移したり、その流れを遮断したりする。また、供給制御部１６１は、検出部１１３の検出信号を受信して貯留槽１１１内のフラックスＦＸの貯留量を把握し、例えばその貯留量が予め設定された閾値を下回った場合には、駆動制御部１６２と協働して、貯留槽１１１へフラックスＦＸを供給させるフラックス供給処理を開始させる。

【0029】

駆動制御部１６２は、移動機構１７０へ駆動信号を送信することにより、移動機構のアクチュエータを駆動させ、フラックスポット１１０を、ステージ１５０上の目標位置へ移動させる。駆動制御部１６２は、供給制御部１６１からフラックス供給処理を開始する旨の指令を受けると、フラックスカートリッジ２００からフラックスＦＸの供給を受ける供給位置へフラックスポット１１０を移動させる。また、フラックス塗布装置の制御部から、
浸漬槽１５１へ予め設定された個数の実装体を浸漬させた旨の通知を受けた場合には、浸漬槽１５１へフラックスＦＸを充填する充填位置へフラックスポット１１０を移動させる。

【0030】

このように構成されたフラックス供給装置１００によれば、フラックスＦＸをフラックスポット１１０へ供給する場合において、その供給完了時に直ちにフラックスカートリッジ２００の気相２１０ｂを負圧状態に切り替えるため、粘度の異なるいずれのフラックスを扱う場合であっても、液だれを発生させることがない。したがって、定められた供給量に対して精確な分量のフラックスＦＸをフラックスポット１１０へ供給することができる。また、フラックスポット１１０が供給位置に存在しない期間においても、吸引ポンプ１３０を動作させてフラックスカートリッジ２００の気相２１０ｂを負圧状態に保つことができるので、液だれを発生させることがなく、したがって、ステージ１５０を汚染する恐れもない。

【0031】

次に、フラックスＦＸをフラックスカートリッジ２００からフラックスポット１１０の貯留槽１１１へ供給させるフラックス供給処理と、フラックスＦＸを貯留槽１１１から浸漬槽１５１へ充填させるフラックス充填処理を実行する場合の、演算処理部１６０の処理手順について説明する。図３は、演算処理部１６０の処理手順を説明するフロー図である。図示するフローは、フラックス供給処理が開始され、移動機構１７０によりフラックスポット１１０が供給位置へ移動された時点から開始する。

【0032】

供給制御部１６１は、ステップＳ１０１で、吸引ポンプ１３０へ送信していた吸引信号を停止させ、吸引ポンプ１３０の動作を停止させる。続いてステップＳ１０２で、与圧ポンプ１２０へ与圧信号を送信して、与圧ポンプ１２０の動作を開始させる。このようなポンプ動作の切替えにより、フラックスカートリッジ２００の気相２１０ｂを正圧状態へ転換し、吐出口１４８からフラックスＦＸを吐出させる。

【0033】

供給制御部１６１は、ステップＳ１０３で、検出部１１３からの検出信号を取得し、貯留槽１１１に貯留されたフラックスＦＸの貯留量を検出する。そしてステップＳ１０４で、予め設定された貯留量まで増加したか否かを判断し、増加していないと判断した場合には供給未完了としてステップＳ１０３へ戻る。増加したと判断した場合には供給完了としてステップＳ１０５へ進む。

【0034】

供給制御部１６１は、ステップＳ１０５へ進むと、与圧ポンプ１２０へ送信していた与圧信号を停止させ、与圧ポンプ１２０の動作を停止させる。続いてステップＳ１０６で、吸引ポンプ１３０へ吸引信号を送信して、吸引ポンプ１３０の動作を開始させる。このようなポンプ動作の切替えにより、フラックスカートリッジ２００の気相２１０ｂを負圧状態へ転換し、吐出口１４８からのフラックスＦＸの流出を遮断してフラックス供給処理を完了させる。

【0035】

駆動制御部１６２は、フラックス充填処理の開始の指示を受け付けると、ステップＳ１０７で、移動機構１７０へ駆動信号を送信することにより、フラックスポット１１０を充填位置へ移動させる。フラックスポット１１０が充填位置へ到達したら、供給制御部１６１は、ステップＳ１０８で、制御弁１１４へ開信号を送信して開状態へ遷移させる。

【0036】

供給制御部１６１は、ステップＳ１０９で、検出部１１３からの検出信号を取得し、貯留槽１１１に貯留されたフラックスＦＸの貯留量を検出する。そしてステップＳ１１０で、予め設定された貯留量まで減少したか否かを判断し、減少していないと判断した場合には充填未完了としてステップＳ１０９へ戻る。減少したと判断した場合には充填完了としてステップＳ１１１へ進む。

【0037】

供給制御部１６１は、ステップＳ１１１へ進むと、制御弁１１４へ閉信号を送信して閉状態へ遷移させる。続いてステップＳ１１２で、駆動制御部１６２は、移動機構１７０へ駆動信号を送信することにより、フラックスポット１１０を供給位置へ移動させ、一連の処理を終了する。なお、上述のように、フラックスポット１１０が供給位置に存在しない間は、供給制御部１６１は、吸引ポンプ１３０へ吸引信号を送信して、フラックスカートリッジ２００の気相２１０ｂを負圧状態に保つ。

【0038】

以上説明したフラックス供給装置１００によれば、与圧ポンプ１２０と吸引ポンプ１３０をそれぞれ設けたが、一つのポンプで排気と吸気を切り替える構成であってもよい。また、フラックスカートリッジ２００から収容されたフラックスＦＸを吐出する構成は、与圧ポンプ１２０を動作させて気相２１０ｂを正圧状態に転換する構成に限らない。また、フラックスカートリッジ２００から貯留槽１１１へのフラックスＦＸの供給量監視、貯留槽１１１から浸漬槽１５１へのフラックスＦＸの充填量監視は、検出部１１３を用いた構成に限らない。例えば簡易的には、制御弁１１４の開放時間を定めることにより充填量が一定となるように構成してもよい。

【符号の説明】

【0039】

１００…フラックス供給装置、１１０…フラックスポット、１１１…貯留槽、１１３…検出部、１１４…制御弁、１２０…与圧ポンプ、１２１…吸気口、１３０…吸引ポンプ、１３１…排気口、１４１…第１エアチューブ、１４２…第２エアチューブ、１４３…第３エアチューブ、１４５…三方弁、１４７…フラックスチューブ、１４８…吐出口、１５０…ステージ、１５１…浸漬槽、１６０…演算処理部、１６１…供給制御部、１６２…駆動制御部、１７０…移動機構、１８０…ホルダ、２００…フラックスカートリッジ、２０１…第１ジョイント、２０２…第２ジョイント、２１０…内部空間、２１０ａ…液相、２１０ｂ…気相

【図1】

【図2】

【図3】