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特許7199507成膜装置及び実装機

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】

(24)【登録日】2022-12-22

(45)【発行日】2023-01-05

(54)【発明の名称】成膜装置及び実装機

(51)【国際特許分類】

H01G 13/00 20130101AFI20221223BHJP

H05K 3/34 20060101ALI20221223BHJP

H05K 3/32 20060101ALI20221223BHJP

B23K 3/00 20060101ALI20221223BHJP

【ＦＩ】

H01G13/00 391B

H05K3/34 503B

H05K3/34 505E

H05K3/32 B

B23K3/00 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021503323

(86)(22)【出願日】2019-03-06

(86)【国際出願番号】 JP2019008749

(87)【国際公開番号】W WO2020178996

(87)【国際公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-01-27

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト

(72)【発明者】

【氏名】太田桂資

【審査官】田中晃洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２０４９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１４８３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１９６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９３４６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｇ１３／００

Ｈ０５Ｋ３／３４

Ｈ０５Ｋ３／３２

Ｂ２３Ｋ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粘性材料が載せられる供給面を有する成膜トレイと、
前記成膜トレイの前記供給面に押し付けられるスキージと、
前記成膜トレイの前記供給面において、角型表面実装部品が有する一対の電極間に対応したピッチで設けられ、前記角型表面実装部品が有する一対の電極が上下方向で出し入れされることで前記角型表面実装部品の本体より下方に飛び出た前記一対の電極の下面に前記粘性材料を転写することを可能とする開口形状を有し、前記成膜トレイと前記スキージとが相対的に動かされることによって、前記スキージで前記成膜トレイの前記供給面から取り除かれた粘性材料が入れられるように構成された一対の凹部とを備え、
前記開口形状は、前記角型表面実装部品の前記電極に応じた大きさおよび形状であって、
前記一対の凹部は、前記成膜トレイの前記供給面において複数設けられる成膜装置。

【請求項2】

前記一対の凹部の開口形状は、前記角型表面実装部品が有する一対の電極に対応した短冊形状である請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記一対の凹部の開口幅は、前記成膜トレイと前記スキージとが相対的に動かされる移動方向よりも、前記移動方向と直交する方向が長い請求項１又は請求項２に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記成膜トレイの前記供給面に設けられ、前記角型表面実装部品が有する一対の電極が上下方向で出し入れされる際の基準となるマークを備える請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の成膜装置。

【請求項5】

前記成膜トレイ又は前記スキージを往復運動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備える請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の成膜装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の成膜装置と、
前記角型表面実装部品を保持し、前記角型表面実装部品が有する本体よりも下方に飛び出た一対の電極を前記一対の凹部に上下方向で出し入れさせることによって前記一対の凹部内の粘性材料を前記角型表面実装部品が有する一対の電極の下面に転写し、前記角型表面実装部品を基板に装着させるヘッドとを備える実装機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、粘性材料の薄膜を形成する成膜装置と、薄膜が形成された粘性材料を実装部品に転写する実装機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、粘性材料の薄膜を形成すること等に関し、種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１に記載の技術は、転写テーブルの上面に形成された成膜用凹面部に、フラックス、導体ペースト、導電性接着剤等（以下これらを「粘性材料」と総称する）を供給し、前記転写テーブル上に配置されたスキージ又は該転写テーブルを移動させることで、前記成膜用凹面部内のフラックスを前記スキージで均一に押し広げてフラックス膜を形成し、このフラックス膜にバンプ等の転写対象物を浸漬させることで、この転写対象物にフラックスを転写するフラックス転写装置において、前記成膜用凹面部の底面に当接した状態で該成膜用凹面部のいずれか一方側から他方側に相対的に移動されて該成膜用凹面部内の使用済みのフラックスを掻き出す掻出用スキージと、前記成膜用凹面部内に供給されたフラックスを該成膜用凹面部のいずれか一方側から他方側に均一に押し広げてフラックス膜を形成する成膜用スキージと、フラックス膜形成時には前記掻出用スキージを上方に退避させ、フラックス掻出時には前記成膜用スキージを上方に退避させるスキージ切換手段とを備えた構成としたものである。

【0003】

このフラックス転写装置を使用する場合は、成膜用凹面部内にフラックスを供給して成膜用スキージによって該フラックスを均一に押し広げてフラックス膜を形成する工程と、バンプ等の転写対象物を前記フラックス膜に浸漬させることで、この転写対象物にフラックスを転写する工程と、前記掻出用スキージを前記成膜用凹面部の底面に当接させた状態で該掻出用スキージによって該成膜用凹面部内の使用済みのフラックスを掻き出す工程とを繰り返すようにすると良い。このようにすれば、転写工程を何回繰り返しても、転写工程終了毎に転写テーブルの成膜用凹面部内に残った使用済みのフラックスを掻出用スキージによって成膜用凹面部から掻き出して、新たなフラックスと入れ替えてから、成膜用スキージのスキージング動作を行うことで、常に、新たなフラックスを使用して凹凸のない平坦な高品質のフラックス膜を形成することができ、バンプ等の転写対象物に均一にフラックスを転写できる。これにより、従来のフラックスの硬化の問題は勿論、フラックスの酸化、劣化、マイクロエアの混入によるフラックスの品質低下の問題も一挙に解消することができ、バンプ等の転写対象物へのフラックスの転写品質を向上できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－３３０２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、バンプ以外の転写対象物、例えば、角型表面実装部品が有する一対の電極について、更に好適に、粘性材料の転写品質を向上させることが望まれていた。

【0006】

本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、角型表面実装部品が有する一対の電極に粘性材料を転写するのに好適な成膜装置及び実装機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書は、粘性材料が載せられる供給面を有する成膜トレイと、成膜トレイの供給面に押し付けられるスキージと、成膜トレイの供給面において、角型表面実装部品が有する一対の電極間に対応したピッチで設けられ、角型表面実装部品が有する一対の電極が上下方向で出し入れされることで前記角型表面実装部品の本体より下方に飛び出た前記一対の電極の下面に前記粘性材料を転写することを可能とする開口形状を有し、成膜トレイとスキージとが相対的に動かされることによって、スキージで成膜トレイの供給面から取り除かれた粘性材料が入れられるように構成された一対の凹部とを備え、前記開口形状は、前記角型表面実装部品の前記電極に応じた大きさおよび形状であって、前記一対の凹部は、前記成膜トレイの前記供給面において複数設けられる成膜装置を開示する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、成膜装置及び実装機は、角型表面実装部品が有する一対の電極に粘性材料を転写するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】成膜装置を示す平面図である。

【図2】成膜装置が図４の線Ｉ－Ｉに相当する線で切断された断面を示す図である。

【図3】成膜装置を示す平面図である。

【図4】成膜装置等を示す平面図である。

【図5】成膜装置等が図４の線Ｉ－Ｉで切断された断面を示す図である。

【図6】成膜装置等が図４の線Ｉ－Ｉで切断された断面を示す図である。

【図7】成膜装置等が図４の線Ｉ－Ｉで切断された断面を示す図である。

【図8】成膜装置を示す平面図である。

【図9】実装機を示す図である。

【図10】成膜装置の変更例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。但し、図面では、構成の一部が省略されて描かれており、描かれた各部の寸法比等は必ずしも正確ではない。

【0011】

図１に示されるように、成膜装置１は、成膜トレイ１０、一対のスキージ３０、スライド機構４０、及び制御装置４２を備えている。成膜トレイ１０は、供給面１２を有している。供給面１２は、スキージ３０が載せられるものであって、概して長方形状をなしている。尚、図面において、Ｘ軸方向は供給面１２の長手方向を示し、Ｙ軸方向は供給面１２の短手方向を示している。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向であり、上下方向を示している。

【0012】

成膜トレイ１０の供給面１２には、一対の凹部１４がマトリクス状に設けられている。一対の凹部１４は、２個の凹部１４が供給面１２に対して垂直方向（下方向）へ窪んだものである。一対の凹部１４において、各凹部１４は、平面視で長方形状をなし、Ｙ軸方向に平行な直線に関して線対称である。各凹部１４の短手方向はＸ軸方向と一致し、各凹部１４の長手方向はＹ軸方向と一致している。つまり、各凹部１４では、Ｙ軸方向の開口幅ＷＹがＸ軸方向の開口幅ＷＸよりも長い。尚、各一対の凹部１４における２個の凹部１４のピッチＰ等については、後述する。

【0013】

成膜トレイ１０の供給面１２には、２個のマーク１６が設けられている。２個のマーク１６は、一対の凹部１４がマトリクス状に設けられている領域の外方において、供給面１２の略対角線上に位置している。

【0014】

一対のスキージ３０は、平面視で概して長方形状をなし、それらの長手方向がＹ軸方向に沿った状態で向かい合っている。一対のスキージ３０は、成膜トレイ１０の供給面１２に対してＹ軸方向の全域に亘って接しており、供給面１２のＸ軸方向の端縁側に位置する場合には、一対の凹部１４がマトリクス状に設けられている領域の外方にあって、一対の凹部１４及びマーク１６とは重ならない状態にある。一対のスキージ３０の間には、導電性ペースト３が成膜トレイ１０に載せられている。

【0015】

スライド機構４０は、成膜トレイ１０の外方において、一対のスキージ３０の長手方向側の端部に連結されており、成膜トレイ１０の供給面１２に接する一対のスキージ３０をＸ軸方向でスライドさせるものである。これにより、成膜トレイ１０と一対のスキージ３０とが相対的に動かされる。よって、Ｘ軸方向は、成膜トレイ１０と一対のスキージ３０とが相対的に動かされる移動方向である。Ｙ軸方向は、その移動方向と直交する方向である。更に、スライド機構４０は、一対のスキージ３０を成膜トレイ１０の供給面１２に押し付ける。尚、一対のスキージ３０は、不図示の高さ調節機構等によって、供給面１２に押し付けられてもよい。

【0016】

制御装置４２は、スライド機構４０に接続されている。これにより、制御装置４２は、スライド機構４０を制御することによって、成膜トレイ１０の供給面１２上で一対のスキージ３０をＸ軸方向の任意の位置にスライドさせることができる。尚、スライド機構４０及び制御装置４２は、公知技術で構成されるため、その詳細な説明は省略する。

【0017】

図２に示されるように、一対のスキージ３０の間では、導電性ペースト３が盛り上がった状態で成膜トレイ１０の供給面１２に載せられている。一対のスキージ３０の間隔は、成膜トレイ１０の供給面１２に向かうに連れて広がっている。そのため、制御装置４２及びスライド機構４０によって一対のスキージ３０がＸ軸方向で往復しても、一対のスキージ３０は、成膜トレイ１０の供給面１２から導電性ペースト３を掻き取りながら押し出すことが可能である。このようにして、成膜トレイ１０の供給面１２では、一対のスキージ３０が凹部１４まで移動すると、その凹部１４に対して、導電性ペースト３の一部が入り込む。

【0018】

更に、図３に示されるように、成膜トレイ１０の供給面１２では、一対のスキージ３０が、一対の凹部１４がマトリクス状に設けられている領域を通り越すと、各凹部１４において、凹部１４の深さを膜厚とする、導電性ペースト３の薄膜が形成される。従って、導電性ペースト３の膜厚は、凹部１４の深さでコントロールされる。

【0019】

尚、成膜トレイ１０の供給面１２では、導電性ペースト３が一対のスキージ３０で取り除かれるので、マーク１６の撮像が可能である。

【0020】

図４乃至図７に示されるように、成膜装置１は、成膜トレイ１０の供給面１２において、角型表面実装部品５０の本体５２に設けられた一対の電極５４の下端部を、一対の凹部１４に形成された導電性ペースト３の薄膜に対してディップさせることが可能である。

【0021】

そのために、各一対の凹部１４における２個の凹部１４のピッチＰは、角型表面実装部品５０に設けられた一対の電極５４の間隔と略同一にされている。それに加えて、各一対の凹部１４における２個の凹部１４の開口は、各一対の凹部１４の上方にある所定位置に角型表面実装部品５０が移動した際、角型表面実装部品５０に設けられた一対の電極５４のＺ軸方向（上下方向）における投影面が収まるような大きさ（形状）にされている。

【0022】

更に、各凹部１４に導電性ペースト３の薄膜が形成されると、例えば、ヘッド６０のフランジ６２に設けられた吸着ノズル６４によって、角型表面実装部品５０が保持される。その保持された角型表面実装部品５０は、ヘッド６０の動きによって、一対の凹部１４の上方にある所定位置にまで移動させられた後、下降及び上昇させられる。これにより、角型表面実装部品５０が有する一対の電極５４の下端部は、上下方向（Ｚ軸方向）において一対の凹部１４に挿脱される。

【0023】

その際、成膜トレイ１０のマーク１６は、ヘッド６０のフランジ６２に設けられたカメラ６６で事前に撮像され、その撮像で取得された画像が画像処理されることによって、ヘッド６０の動きの基準とされる。

【0024】

このようにして、角型表面実装部品５０が有する一対の電極５４の下端部は、一対の凹部１４に形成された導電性ペースト３の薄膜にディップされることによって、導電性ペースト３が転写される。

【0025】

尚、成膜トレイ１０の供給面１２では、導電性ペースト３の転写が一旦終了した場合、一対のスキージ３０が、図３及び図４に示された状態から、一対の凹部１４がマトリクス状に設けられている領域を通り越して、図８に示された状態になると、各凹部１４において、凹部１４の深さを膜厚とする、導電性ペースト３の薄膜が再び形成される。

【0026】

成膜装置１は、図９に示されるように、上述したヘッド６０、フランジ６２、吸着ノズル６４、及びカメラ６６等が設けられた実装機５８に備えられてもよい。そのような場合、実装機５８は、ヘッド６０を動かすことによって、吸着ノズル６４で保持した角型表面実装部品５０を基板６８の装着位置まで移動し、吸着ノズル６４から角型表面実装部品５０を離脱させることによって、角型表面実装部品５０を基板６８に装着する。

【0027】

以上詳細に説明したように、本実施形態の成膜装置１及び実装機５８は、角型表面実装部品５０が有する一対の電極５４に導電性ペースト３を転写するのに好適である。

【0028】

また、本実施形態の実装機５８において、導電性ペースト３が転写される際の角型表面実装部品５０は、吸着ノズル６４に保持されている。このとき、本実施形態とは異なり、角型表面実装部品５０の本体５２および一対の電極５４が導電性ペースト３の薄膜にディップされると、角型表面実装部品５０を導電性ペースト３の薄膜から引き離すための力が大きくなり、角型表面実装部品５０は、吸着ノズル６４から離脱して、導電性ペースト３の薄膜に取り残されてしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態の実装機５８では、角型表面実装部品５０の本体５２が導電性ペースト３の薄膜にディップされることはなく、角型表面実装部品５０が有する一対の電極５４の下端部が、導電性ペースト３の薄膜にディップされるので、角型表面実装部品５０が導電性ペースト３の薄膜に取り残されてしまうような、上述した事態を防止することが可能である。

【0029】

ちなみに、本実施形態において、導電性ペースト３は、粘性材料の一例である。スライド機構４０は、駆動部の一例である。制御装置４２は、制御部の一例である。Ｘ軸方向は、移動方向の一例である。Ｙ軸方向は、移動方向と直交する方向の一例である。Ｚ軸方向は、上下方向の一例である。

【0030】

尚、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0031】

例えば、図１０に示されるように、成膜トレイ１０の供給面１２において、各凹部１４がＹ軸方向で連なってもよい。そのような場合、各一対の凹部１４では、２個の凹部１４の開口形状が、所謂レールのような長尺形状である。

【0032】

各凹部１４は、短手方向がＹ軸方向と一致し、長手方向がＸ軸方向と一致してもよい。また、各凹部１４は、短手方向及び長手方向がＸ軸方向及びＹ軸方向と一致しなくてもよい。

【0033】

一対の凹部１４において、２個の凹部１４は、角型表面実装部品（導電性ペースト３の転写対象物）に設けられた一対の電極が上下方向（Ｚ軸方向）で挿脱可能なものであれば、平面視で円形、三角形、正方形、又はその他の多角形の形状をなしていてもよい。

【0034】

導電性ペースト３に代えて、粘性材料として、はんだ又はフラックス等が成膜トレイ１０の供給面１２に載せられてもよい。