特許 7608000 ハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-20

(45)【発行日】2025-01-06

(54)【発明の名称】ハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241223BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241223BHJP

【ＦＩ】

H01L21/92 604E

H01L21/92 604H

H05K3/34 505Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2024120968

(22)【出願日】2024-07-26

【審査請求日】2024-07-26

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】316011226

【氏名又は名称】ＡＩメカテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】水鳥 量介

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 章雄

(72)【発明者】

【氏名】中野谷 隆人

【審査官】今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１０５８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５２９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６７２９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５２－Ｈ０１Ｌ ２１／６０７

Ｈ０５Ｋ ３／３４－Ｈ０５Ｋ ３／３４

Ｂ４１Ｆ １５／００－Ｂ４１Ｆ １５／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電極が形成された基板の表面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記ハンダボールを前記電極に搭載するハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
薄板状に形成され、前記ハンダボールの搭載時の進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、
前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、
前記連結部は、前記連結部が前記進行方向に連続しないよう前記連結部に副スリットを交互に配置したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項2】

請求項１に記載のハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
前記スキージは、半円筒状に形成した状態で使用することを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項3】

請求項１に記載のハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
前記連結部は、端部で開放する副スリットと、端部で閉じる副スリットとを交互に配置したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項4】

請求項１に記載のハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
前記基板と対応する中央部において、隣り合う前記スリットにより形成した細帯状部材は、スリット連結部により隣り合う前記細帯状部材と連結することを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項5】

請求項１に記載のハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
前記進行方向の両端部には、取付部を備え、当該取付部をスキージホルダに取付けることにより半円筒形状を成すことを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項6】

複数の電極が形成された基板の表面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記ハンダボールを前記電極に搭載するハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
薄板状に形成され、前記ハンダボールの搭載時の進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、
前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、
前記連結部は弾性体で形成したことにより前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項7】

請求項６に記載のハンダボール搭載装置のスキージにおいて、
前記弾性体は弾性力を備えた金属板で形成したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置のスキージ。

【請求項8】

複数の電極が形成され表面にフラックスが塗布された基板面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、薄板に複数のスリットを備えた形状で半円筒形状に形成したスキージにより、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記電極に搭載するハンダボール搭載装置において、
前記スキージは、薄板状に形成され、
前記基板面と対応する中央部には、進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、
前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、
前記連結部は、前記スキージの前記連結部が前記進行方向に連続しないよう当該連結部に副スリットを交互に配置したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置。

【請求項9】

請求項８に記載のハンダボール搭載装置において、
前記スキージの前記連結部は、端部で開放する副スリットと、端部で閉じる副スリットとを交互に配置したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置。

【請求項10】

請求項８に記載のハンダボール搭載装置において、
前記スキージの前記基板面と対応する中央部において、隣合う前記スリットにより形成した細帯状部材は、スリット連結部により隣合う前記細帯状部材と連結することを特徴とするハンダボール搭載装置。

【請求項11】

請求項８に記載のハンダボール搭載装置において、
前記スキージの前記進行方向の両端部には、取付部を備え、前記取付部をスキージホルダに取付けることにより前記半円筒形状を成すことを特徴とするハンダボール搭載装置。

【請求項12】

請求項８に記載のハンダボール搭載装置において、
前記半円筒形状の円筒部を前記マスクに押圧することにより、前記円筒部は変形し、前記マスクの表面に密着することを特徴とするハンダボール搭載装置。

【請求項13】

複数の電極が形成され表面にフラックスが塗布された基板面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、薄板に複数のスリットを備えた形状で半円筒形状に形成したスキージにより、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記電極に搭載するハンダボール搭載装置において、
前記スキージは、薄板状に形成され、
前記基板面と対応する中央部には、進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、
前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、
前記スキージの前記連結部は弾性体で形成したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置。

【請求項14】

請求項１３に記載のハンダボール搭載装置において、
前記スキージの前記連結部は弾性力を備えた金属板で形成したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とするハンダボール搭載装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ハンダボール搭載装置は、複数の電極が形成され表面にフラックスが塗布された基板面に、電極と対応した位置に開口を備えたマスクを配置し、薄板に複数のスリットを備えたスキージを備え、ハンダボールをマスクに備えた開口に振り込むものである。

【0003】

ハンダボール搭載装置として、特許文献１～３の技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１０５８８９号公報

【文献】特開２０１０－１３５４５７号公報

【文献】特開２０１６－１５４１９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ハンダボール搭載装置のスキージは、薄板に複数のスリットを形成した場合、隣合うスリットによって形成される細帯状部材がばらけないよう、その進行方向の両側端部には細帯状部材を一体に連結する連結部が必要となる。このスキージ（スリットを備えていることから以下スリットスキージと称する場合もある。）は半円筒状に形成され、その円筒部をマスク上に押圧して接触し、マスク上を進行する。このように構成したスキージを利用したハンダボール搭載装置はハンダボールの搭載率が高く、有用であることから、従来からこの分野で広く利用されてきた。これにより、より長期利用したいという要望が従来からなされてきた。

【0006】

すなわち、従来のスキージは、その中央部に押圧力が加わってもスリットが微妙に開き、この押圧力を吸収する。しかしながら、スキージの進行方向の両側端部には細帯状部材を一体に連結する連結部が存在する。そのため、この連結部は押圧力を吸収できず、応力が加わった状態となり、長期の使用に際し、この応力により連結部が破損してしまうという課題があった。このため従来技術（特許文献１～３の技術）では、スキージを例えば数百回～数千回等の連続使用後、定期的にスキージの取り換え作業が必要となっていた。

【0007】

本発明の目的は、スキージの両側端部に存在する連結部の破損をより長期に渡り未然に防止でき、長期使用に耐えるハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のハンダボール搭載装置のスキージは、複数の電極が形成された基板の表面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記ハンダボールを前記電極に搭載するハンダボール搭載装置のスキージにおいて、薄板状に形成され、前記ハンダボールの搭載時の進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、前記連結部は、前記連結部が前記進行方向に連続しないよう前記連結部に副スリットを交互に配置したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とする。又は、本発明のハンダボール搭載装置のスキージは、複数の電極が形成された基板の表面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記ハンダボールを前記電極に搭載するハンダボール搭載装置のスキージにおいて、薄板状に形成され、前記ハンダボールの搭載時の進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、前記連結部は弾性体で形成したことにより前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とする。

【0009】

本発明のハンダボール搭載装置は、複数の電極が形成され表面にフラックスが塗布された基板面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、薄板に複数のスリットを備えた形状で半円筒形状に形成したスキージにより、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記電極に搭載するハンダボール搭載装置において、前記スキージは、薄板状に形成され、前記基板面と対応する中央部には、進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、前記連結部は、前記スキージの前記連結部が前記進行方向に連続しないよう当該連結部に副スリットを交互に配置したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とする。又は、本発明のハンダボール搭載装置は、複数の電極が形成され表面にフラックスが塗布された基板面に、前記電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、薄板に複数のスリットを備えた形状で半円筒形状に形成したスキージにより、前記マスク上に供給したハンダボールを前記開口を通して前記電極に搭載するハンダボール搭載装置において、前記スキージは、薄板状に形成され、前記基板面と対応する中央部には、進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、前記進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、前記スキージの前記連結部は弾性体で形成したことにより、少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、スキージの両側端部に存在する連結部の破損をより長期に渡り未然に防止でき、長期使用に耐えるハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ハンダボール搭載装置の概略全体構成図である。

【図2】充填ヘッドを左方向に移動中の充填ヘッドとスウィーパヘッドの概略構成を示す。

【図3】充填ヘッドを右方向に移動中の充填ヘッドとスウィーパヘッドの概略構成を示す。

【図4】スウィーパヘッドが移動中の状態を示す図である。

【図5】充填部の正面図を示す。

【図6】図５のＡ－Ａ断面図を示す。

【図7】本発明の一実施例に係るスリットスキージの全体図及び抜粋拡大図を示す。

【図8】図７に示すスリットスキージの応力に伴う連結部の伸縮状態を示す説明図である。

【図9】図７に示すスリットスキージの角部を拡大して示す斜視図、およびこのスリットスキージをスキージホルダに取付けた状態を示す斜視図である。

【図10】スリットスキージのスキージホルダへの取付け状態を示す斜視図である。

【図11】充填ヘッド及びスウィーパヘッドの動作を説明する図である。

【図12】充填ヘッド及びスウィーパヘッドの動作を説明する図の続きである。

【図13】本発明におけるスリットスキージの他の実施例の平面図である。

【図14】本発明におけるスリットスキージの更に他の実施例の平面図である。

【図15】従来のスリットスキージを示す平面図、及び部分拡大平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。実施例は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

【実施例1】

【0013】

ハンダボールを電極部に印刷する方法は種々ある。特に、印刷対象のピッチが４０μｍ～１５０μｍと小さくなる傾向にあり、ハンダボールのサイズも、φ２０～φ１００μｍと小さなサイズのものを使用するようになってきている。そこで、小さなハンダボールも確実に精度良く印刷できる技術が望まれている。

【0014】

以下、図面を参照し、本発明のハンダボール印刷装置（ハンダボール搭載装置）の好適な実施の形態について説明する。

【0015】

図１に、ハンダボールを印刷するためのハンダボール搭載装置の概略全体構成を示す。図１（ａ）にはマスクと基板の位置合わせを行っている状態を、図１（ｂ）には基板上にハンダボールを印刷している状態を示している。

【0016】

ハンダボール搭載装置１には、上下に移動可能なように駆動部２２を備えた印刷テーブル２１が設けてある。なお、印刷テーブル２１は、ＸＹθ方向に移動できるように、ＸＹθテーブルで構成されている。この印刷テーブル２１に磁石３３を敷き、その上に基板２０を載置する。
また、ハンダボール搭載装置１側にマスク枠９を介して取り付けてあるマスク８の面と、基板２０の面とをカメラ１８（２視野カメラ）を用いてそれぞれに設けた位置合わせマークを撮像して、図示していない制御部にて、画像を処理してマークの位置ずれを求める。制御部では求めたずれ量を用いて、マーク位置が合うように基板２０を載置した印刷テーブル２１を水平方向（ＸＹθ方向）に駆動制御して、位置合わせを行う。印刷テーブル２１とマスク８の裏面側との間には、カメラ１８を移動するためのカメラ移動フレーム２４が設けてある。このカメラ移動フレーム２４は、図１の前後方向に移動可能に設けてある。

【0017】

カメラ１８を用いて位置合わせを行った後、位置合わせ用のカメラ１８を退避させ、図１（ｂ）に示すように、駆動部２２を動作させて、基板２０を載置した印刷テーブル２１を上昇させ、上部に設けあるマスク８を基板２０の面に接触させる。その後、ヘッド上下駆動機構５を駆動して、充填ヘッド２（又は振込ヘッドと称する場合もある）をマスク面側に降下させ、充填部３の充填部材を構成する複数の細帯状部材からなる充填部材（以下、スキージ或いはスリットスキージと称する場合もある）（図２参照）をマスク面に所定の押し圧力で接触させる。

【0018】

なお、充填部材は印刷する基板の幅方向と等しいか大きく作られており、充填ヘッド２を水平方向（基板の長手方向）に１回移動することで、ハンダボールをマスク開口部に充填できる。実際には、充填ヘッドを、基板長手方向に１往復させて、確実にマスク開口部に充填させている。充填ヘッドを水平方向に移動時には、充填部３に設けてある駆動機構１３（図５参照）を動作させて、充填部３を回転させる。充填部３は毎秒１～５回転と比較的低速で回転させている。あまり高速で回転させるとスリットスキージ１２を構成している細帯状部材が、充填するハンダボールを切断して体積不良の原因となり、またマスクに余計な振動を与えダブルボールの原因となる恐れがある。

【0019】

次に、ヘッド駆動部（モータ２ｇ）を駆動することでボールネジ２ｂを回転させ、充填ヘッド２を水平方向に移動させる。なお、図１に示すように、充填ヘッド２が移動しているときに、充填部３は、ハンダボール搭載時に、マスク面との接触部で充填ヘッド２の進行方向と同一方向に（ハンダボール１１を掃き出すように）、所定の回転数で回転している。これにより、ハンダボールをマスク開口部に充填すると共に、周囲にハンダボール１１がマスク面上に残留しないように、掻き集める。

【0020】

このように充填部材の回転軸がマスク面に対し平行の位置に配置して回転させることにより、スリットスキージ１２のマスク面への押し圧力を小さくすることができ且つ回転軸に沿って広範囲に均一にボールの充填が可能である。

【0021】

また、充填部３の回転速度も低速で良く、回転に伴うハンダボール１１の飛散も少なくできる。なお、充填部３の回転速度はハンダボール１１のサイズ、量などにより変えられるように、可変速のモータにしておいた方が望ましい。さらに、本装置にはマスク裏面を清掃するための清掃機構２５がカメラ移動フレーム２４に設けてあり、カメラ１８と同様、水平方向に移動できるように構成してある。また、充填ヘッド２の横にはスウィーパヘッド２６が設けてある。このスウィーパヘッド２６は充填ヘッド２が動作してハンダボール１１の充填が終了した後に、マスク面上に僅かに残留するハンダボールを印刷領域外に清掃するためのものである。スウィーパヘッド２６の詳細に関しては後述する。

【0022】

図２及び図３に、充填ヘッドとスウィーパヘッドの全体構成の概略図を示す。図２は充填ヘッドが左側に移動する状態を示している。また、図３には充填ヘッドが右側に移動する状態を示している。

【0023】

図２に示すように、充填ヘッド２は、充填部３がカバー４内に収納され、シリンダ５ａに設けられたピストン棒６ａがカバー支持部材１０に結合されており、シリンダ５ａを駆動することでカバー４と一緒に上下に移動できるように構成されている。カバー支持部材１０の端部側には、シリンダ５ｂに設けたピストン棒６ａより短いピストン棒６ｂの受けが設けてあり、シリンダ５ｂを駆動してピストン棒６ｂの停止位置を規定することで、ハンダボールの充填部３を上側に持ち上げた場合に、充填ヘッド２の上昇高さを規定している。なお、カバー４は充填部３が回転することにより、充填されないハンダボール１１がカバー４の外側に飛散することを防ぐためのものである。

【0024】

また、印刷状態のとき（充填部３がマスク面に接触しているとき）は、このカバー４とマスク８面間には隙間が開くように形成してある。また、カバー４の前後にはカバー下部からカバー内に空気を吹き込みカバーの外のマスク面上にハンダボールが残留しないようにカバーの下端部に空気吹き付ける空気供給口を備えた空気供給部４ａが設けてある。空気供給部からカバー４内に吹き込まれた空気はカバー支持部材１０に設けた排気口４ｎから排出される。この排気口４ｎにはメッシュ状のフィルタ４ｆが設けてあり、ハンダボール１１がカバー４内から外部に飛散しないように構成してある。

【0025】

なお、図２に示すように、充填ヘッド２を図の左側方向に移動するとき、充填部３は図に示すように時計回り方向に回転させる。また、図３に示すように充填ヘッド２が図の右側方向に移動するときは、充填部３は反時計回りに回転するように構成してある。このように、移動方向に応じて充填部３の回転方向を、ハンダボール１１が充填ヘッド２の進行側に掃き出されるように回転させること、及びカバーより空気を吹き込むことで、ハンダボール１１の飛散の防止と、マスク開口部への充填量を確実に行い、且つ、マスク面への余剰ハンダボールの残留を極力低減することができる。また、カバー４内に空気の代わりに窒素などハンダボール１１の酸化を遅らせる気体を吹き込むようにしても良い。

【0026】

充填部３はカバー４の長手方向の両端部に支持されている。カバー４はカバー支持部材１０を介してヘッド取り付け枠７の上部に設けたシリンダ５ａを構成するピストン棒６ａに支持されている。このヘッド取り付け枠７は図１で示したように印刷機本体に設けた、ボールネジ２ｂをモータ２ｇにより回転駆動することで図示していないリニアレール上を水平方向に往復移動する構成としてある。なお、ハンダボール搭載装置１本体側には複数の開口を設けたマスク８を取り付けたマスク枠９を保持するマスク保持部が設けてある。印刷対象物である基板２０はハンダボール搭載装置本体側に設けてあるＸＹθ及びＺ方向に移動可能な印刷テーブル２１の上に載置されている磁石３３の面上に保持されている。

【0027】

なお、この印刷テーブル上に設けた磁石３３は基板２０とマスク８を密着させるためのもので、マスク８はニッケル等の磁性体で形成されており、印刷テーブルを上昇させてマスク面に接触させたときに、磁力により基板２０とマスク８との密着性が更に向上するものである。

【0028】

さらに、充填ヘッド２と並列に設けてあるスウィーパヘッド２６が、図示されていないボールネジまたはタイミングベルトに取り付けられている。このスウィーパヘッド２６は充填ヘッドと同様スウィーパ取り付け枠２９に取り付けられている。スウィーパ取り付け枠２９の上部にはスウィーパヘッド２６のスウィーパ部２７を上下に移動させる駆動源であるシリンダ５ｃが設けてある。スウィーパ部２７はスウィーパ支持部材にスウィーパホルダ４ｓが取り付けられ、スウィーパホルダ４ｓの先端部にスウィーパ部材が取り付けてある。

【0029】

このスウィーパ部材は基本的に先に説明したハンダボールの充填ヘッドに用いている充填部材と略同じ構成のものであり、詳細は後述する。また、スウィーパヘッド２６の駆動部には、充填ヘッド２と同様に、スウィーパヘッド２６の上昇高さを規定するシリンダ５ｄとピストン軸６ｄを備えている。

【0030】

図４にスウィーパヘッドの動作中の状態を示す。スウィーパヘッド２６は充填ヘッド２でマスク面の開口部にハンダボール１１を充填し終わると、充填ヘッド２をマスク８の端部まで移動させる。次に、待機位置でマスク面上に待機しているスウィーパヘッド２６を矢印方向（図４の右方向）に移動させてマスク面上に残留するハンダボール１１をマスク面の充填ヘッド２が待機している側に収集する。その後、スウィーパヘッドを下降させた状態で、かつ、印刷テーブルを降下させて、基板面からマスクを離間させるものである。詳細な印刷動作に関しては後述する。

【0031】

次に、充填部３の概略構造を説明する。図５に充填部の正面図を、図６に図５のＡ－Ａ断面図を示す。図７に充填部材であるスリットスキージの取り付け前の平面図を、図１０にスリットスキージをスキージホルダに固定する状況を示す。

【0032】

図５及び図６に示すように充填部３は、回転軸１６に設けた８角形の固定部材１５のそれぞれの辺に、充填部取り付け部材（以下、スキージホルダ１４と称する場合もある）がボルト１７締めで固定してある。また固定部材１５は８角形に限定せず６角形～１２角形の多角形でもよい。回転軸１６の両端側はベアリングを介してカバー４に支持してある。この回転軸１６の一方の端部には駆動機構１３が設けてあり、駆動機構１３を構成するモータを駆動することで所定の回転数で回転することができる。図５に示すように、充填部３は充填ヘッド２の進行方向に対して直角方向（基板の幅方向）が長く形成されている。この長さはハンダボールを印刷する基板２０の幅より長めに形成されている。

【0033】

これにより、基本的には、ハンダボールの充填ヘッド２を水平方向にマスク面上を１回移動させるだけで基板２０の電極部の略全てにハンダボール１１を充填できる。充填部材の長さは図のようにＬｊの長さとしてあり、マスクの幅ＬｍはこのＬｊより大きく作られており、基板の幅Ｌｔはマスク幅Ｌｍ、充填部材の幅Ｌｊより小さく作られている。すなわち、Ｌｍ≧Ｌｊ≧Ｌｔの関係に有る。

【0034】

図６に示すように、このスキージホルダ１４には、図７に示す複数の細帯状部材から構成されるスリットスキージ１２が取り付けてある。スキージホルダ１４の断面は図のように台形とし、長辺側を四角形とした形状としてある。そして台形の短辺側が中心軸を向くように取り付けて有る。断面形状を台形とすることでスリットスキージ１２を半円筒状に効率よく取付けることができる。また、図１０に示すようにスキージホルダ１４の四角形部分には長手方向に、所定の間隔を空けて磁石３１が埋め込まれている。この磁石３１は、スリットスキージ１２をスキージホルダに固定するために用いられる。なお、磁石と磁石の間には、位置決め用の位置決めピン３２が設けてあり、このピンがスリットスキージ１２の幅方向の両端部に設けてある固定部１２Ｐに設けた挿入孔１２Ｈに合致するようになっている。

【0035】

スリットスキージ１２は図７に示すように、厚さ０．０５～０．１ｍｍの鋼板を用いて、主スリット１２Ｓにより０．１ｍｍ～０．３ｍｍ間隔を設けて、線幅０．１ｍｍでθ＝５度～３５度の傾斜で固定部１２Ｐを除いてエッチング加工することで複数の線材を一括形成してある。この幅方向の両端部に設けた固定部１２Ｐをスキージホルダ１４の両側に固定する。なお、スリットスキージ１２はエッチング加工に限らず、電鋳法を用いて形成してもよい。

【0036】

図１５（ａ）は従来のスキージＰ１２を展開して示した平面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の破線で囲ったＢ部を拡大して示した拡大図である。このスキージＰ１２は、一例として、厚さ０．０５～０．１ｍｍの鋼板を用い、幅０．１ｍｍ～０．３ｍｍのスリットＰ１２Ｓを０．１ｍｍ～０．３ｍｍ間隔で、θ＝５度～３５度の傾斜をつけて設ける。これにより、隣合うスリットＰ１２Ｓによって、幅０．１ｍｍ～０．３ｍｍの細帯状部材Ｐ１２Ｌを形成する。このスリットＰ１２Ｓは、例えば、厚さ０．０５～０．１ｍｍの鋼板をエッチング加工することで形成する。なお、このスキージＰ１２は幅方向の両端部に設けた固定部Ｐ１２Ｐをスキージホルダ１４の両側に固定され、半円筒状に取付けられ、矢印で示した進行方向Ｆに進行する。

【0037】

なお、鋼板にスリットＰ１２Ｓを形成することで、進行方向Ｆに対し、その前後には固定部Ｐ１２Ｐを備えているので、隣合うスリットＰ１２Ｓによって形成された細帯状部材Ｐ１２Ｌはばらけることはないが、進行方向Ｆの両側端部はばらけてしまう。そこで、この両側端部にはスリットＰ１２Ｓの端部によって連続的に形成される細帯状部材Ｐ１２Ｌによってこれらを連結する連結部Ｐ１２Ｃが形成されている。

【0038】

上記したように、従来のスキージＰ１２は、半円筒部をマスク８上に押圧して接触し、このマスク８上を進行することになるが、スキージＰ１２２の中央部はこの押圧力が加わってもスリットＰ１２Ｓが微妙に開き、この押圧力を吸収する。しかしながら、スキージＰ１２の進行方向Ｆの両側端部は細帯状部材Ｐ１２Ｌを単に一体に連結する連結部Ｐ１２Ｃが存在するため、この押圧力を吸収できず、応力が加わった状態になる。このため、長期の使用に際し、この応力により連結部が破損してしまうという課題があった。

【0039】

そこで、本発明の一実施例では、スリットスキージ１２を図７に示すように構成する。この図において、図７（ａ）は本発明の一実施例を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の破線部Ｂで示した部分の部分拡大図、図７（ｃ）はスリットスキージ１２の進行方向Ｆの側端部に構成した連結部４１の拡大図である。なお、図９（ａ）はスリットスキージ１２の端部を拡大して示した斜視図であり、図９（ｂ）はスリットスキージ１２をスキージホルダ１４に取付けた端部の拡大斜視図である。

【0040】

このスリットスキージ１２において、進行方向Ｆの中央部４０には従来と同様、一例として、厚さ０．０５～０．１ｍｍの薄板鋼板を用い、幅０．１ｍｍ～０．３ｍｍの主スリット１２Ｓを０．１ｍｍ～０．３ｍｍ間隔で、θ＝５度～３５度の傾斜をつけて設ける。これにより、隣合う主スリット１２Ｓによって、幅０．１ｍｍ～０．３ｍｍの細帯状部材１２Ｌを形成する。この主スリット１２Ｓは、例えば、厚さ０．０５～０．１ｍｍの鋼板をエッチング加工することで形成する。従来と異なっているところは、主に連結部４１の構成である。従来は単に連結部Ｐ１２Ｃで、細帯状部材Ｐ１２Ｌを連続して連結したのみであったが、この実施例によれば、連結部４１に多数の副スリット４２を交互配置し、この副スリット４２により、スリットスキージ１２の両側端部に配置された連結部４１のスリットスキージ１２の進行方向Ｆに対する連続性を遮断したものである。

【0041】

すなわち、この実施例においては、図７（ｃ）に拡大して示すように、連結部４１のほぼ全域にわたって配置し、両端を閉じた形状の副スリット４２ａと、一端をスリットスキージ１２の端部で開放し、他端を連結部４１の中央部分まで延長した形状の副スリット４２ｂと、この副スリット４２ｂの中央部分の端部との間で連接部４３ａを形成する副スリット４２ｃとを有する。副スリット４２ａを挟んでその両側に位置する副スリット４２ｃは主スリット１２Ｓ側で連通している。

【0042】

スリットスキージ１２の中央部４０に配置された隣合う主スリット１２Ｓによって形成された細帯状部材１２Ｌは、隣合う３本が端部で連接され、この連接部４３ｂは更に前記した隣合う副スリット４２ｃによって形成された細帯状部材４３Ｌで連接部４３ａに連接した形状としてある。

【0043】

これら副スリット４２ａ、４２ｂ、４２ｃの配置により、連結部４１は連接部４３ａで示すように、スリットスキージ１２の進行方向Ｆに対し、その連続性（従来のスリットスキージ連結部Ｐ１２Ｃの様な連続性）は切断され、スリットスキージ１２の側端部は連接部４３ａと、副スリット４２ａによって形成される略菱形の副細帯状部材４３ｍによって連結されることになる。この構成により、連結部４１は略網目形状、あるいはパンタグラフ状となる。これにより、スリットスキージ１２の半円筒部をマスク８上に押圧して接触し、このマスク８上を進行する際に、スリットスキージ１２の両側端部に応力が加わっても、副スリット４２ａが微妙に開き、この応力を吸収することになる。特に連結部４１がパンタグラフの様なシンメトリック形状もしくは略菱形とすることで、副スリット４２ａの左右もしくは上下の方向(矢印f)で、それぞれ略均一に伸縮が行われ、それぞれ伸縮する際の変位量が略均等となることで、かかる負荷が分散・軽減され応力集中が緩和されるため寿命が延びることに寄与できる。

【0044】

なお、連接部４３ｃは隣合う主スリット１２Ｓによって形成された細帯状部材１２Ｌがばらけないよう適宜隣合う主スリット１２Ｓを連接する。実施例の場合、連接部４３ｃは全体的にみると千鳥状に配置されるが、これに限定はなく、主スリット１２Ｓがばらけないよう適宜配置すればよい。

【0045】

図８は、本実施例のスリットスキージ１２の理解を容易にするため、簡略して示した図であり、図８（ａ）は図７（ｃ）と同様である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＸで示した部分を抜き出して示した図であり、前記した各種スリットによって結果的に形成される細帯状部材を太線により強調して示した模式図である。図８（ｃ）、図８（ｄ）は、連結部４１に加わる応力により変形する状態を説明するための図である。これらの図において、図７に示した符号と同一符号は、同一部分を示す。

【0046】

すなわち、通常時は図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、スリットスキージ１２の形状は安定した状態にあるが、ハンダボール搭載動作時にスリットスキージ１２がマスク８上に押圧されスリットスキージ１２の両側端部に応力が加わると、図８（ｄ）に示すように、側端部の連結部４１は図において上下に引っ張られる状態となる。これにより副スリット４２ａによって形成された略菱形の副細帯状部材４３ｍには矢印ｆに示す方向に力が加わり、副スリット４２ａが開き、結果的にこの応力を吸収する。

【0047】

更に、言えば、スリットスキージ１２の連結部４１が、加わる応力に対して伸縮自在となり、結果的にこの応力を吸収する。

【0048】

次に、図１０を用いてスリットスキージ１２をスキージホルダ１４に取り付け方を説明する。図１０（ａ）には斜視図を、図１０（ｂ）には断面図を示してある。

【0049】

スキージホルダ１４には所定の間隔をあけて複数の位置決めピン３２が設けてあり、位置決めピン３２と位置決めピン３２の間には磁石３１が埋め込まれている。スリットスキージ１２を各スキージホルダ１４に取り付けるときは、スキージホルダ１４の両側に設けた位置決めピン３２にスリットスキージ１２の挿入孔１２Ｈにそれぞれ挿入する。その後、磁性材料で形成されたスキージの押え板３０に設けた挿入孔３０Ｈに位置決めピン３２を挿入することで、押え板３０に磁力が働き固定することができる。このように簡単に位置決めができ、簡単にスリットスキージ１２の取り付け、取り外しができるように構成してある。

【0050】

また、このような構造にすることで固定スペースを小さくすることができるので、スキージホルダ１４同士の間隔を小さくすることが可能である。スリットスキージ１２を構成する細帯状部材１２Ｌが、長手方向に対して所定方向に傾斜を有するように且つスキージホルダ１４に対して空間を形成するように取り付けられている。すなわち、スリットスキージ１２が、長手方向に半螺旋状の細帯状部材１２Ｌで構成されたようになる。さらに、図５に示すように、スリットスキージ１２を構成する細帯状部材１２Ｌの傾斜方向は、隣り合うスキージホルダ１４毎に反対方向になるように取り付けてある。このように交互にスリットスキージ１２の傾斜方向を変えることで、マスク開口部に充填されずにマスク面上に残留する余剰ハンダボールを効率よく充填部側に回収することができる。

【0051】

次に、ハンダボール印刷の一連の動作を図１１及び図１２を用いて説明する。

【0052】

まず電極部にフラックスの印刷された基板２０がハンダボール搭載装置に搬入され印刷テーブル２１上の磁石３３上に載置される。印刷テーブル２１及び磁石３３には負圧を供給する吸着口が複数設けてあり、ここに負圧を供給することで基板２０が磁石３３上を移動しないように保持している。

【0053】

次に、基板２０面に設けた位置合わせマークと、マスク８に設けてある位置合わせマークを、位置合わせ用のカメラ１８を用いて撮像する。撮像したデータは図示していない制御部に送られ、そこで画像処理され、位置ずれ量が求められ、その結果に基づいて、印刷テーブル２１が図示していない水平方向移動機構により、ずれを補正する方向に移動される。

【0054】

位置合わせが終了すると、印刷テーブル２１の上昇機構である駆動部２２を駆動して印刷テーブル２１を上昇させてマスク８の裏面に接触させる。このとき印刷テーブル２１上の磁石３３によりマスク８を基板２０に密着させることができる。

【0055】

次に、図示していないハンダボール供給装置によりマスク８の面の充填ヘッド２の初期位置（印刷開始位置）の進行方向前側部分にハンダボール１１を供給する。その後、充填ヘッド２を印刷開始位置に水平移動し、マスク面まで降下させる。なおこの時、充填部３はマスク面に所定の押し付け力が作用する位置まで降下させている。

【0056】

次に、図１１の（１）（もしくは、図６）に示すように充填部３を時計回りに回転させる。その後、ハンダボールの充填ヘッド２を、マスク面上を図の矢印の左方向に水平移動させる。このとき、空気供給部４ａからスリットスキージのあるカバー４の内側へ向けて空気を吹き込みながら移動する。また、このように、充填部３を回転させることで、マスク開口部ではハンダボール１１を開口部に押し込み、基板２０上のフラックスに付着させ、開口部以外の部分では充填部３がハンダボール１１をマスク面上の進行方向に移動させる。充填部３が基板端部に至ると、充填部３の回転を停止すると共に、空気供給部４ａからの空気の供給を停止、充填部３を上昇させる。その後、図の（２）のように充填ヘッド２を左方向に移動させる。
このように、充填ヘッドを移動することで、次に充填するハンダボール１１の位置に対して、充填ヘッド２が後ろ側に位置するようになる。移動が終了すると、再び充填部３をマスク面に所定の押し付け圧で接触する位置まで降下させる。そして、図１１の（３）に示すように空気供給部からカバー内への空気の供給を再開すると共に、充填部３を反時計回りに回転させ、充填ヘッド２を図の右側に移動させる。そして基板端部に近い位置に至ると、空気供給部からの空気の供給を停止し、図１１の（４）に示すように充填ヘッド２の充填部３を上昇させて、充填ヘッド２をさらに右側に移動させ図１１（５）に示すように充填部３を下降させ、残ったハンダボール１１の位置が充填部３の左側に位置するようにする。その後、充填部をマスク面上に降下させた状態で待機状態とする。このように、本実施例では、充填ヘッド２を１往復させて、ハンダボールをマスク開口部に充填することで、確実に充填できるようにしている。

【0057】

図１１の（１）～（４）の工程ではスウィーパヘッド２６はマスク８面にスウィーパ部２７を下降させた状態で待機している。次に、図１１（６）に示すように、スウィーパヘッド２６を図の右側（充填ヘッド２の待機している側）に移動させる。充填ヘッド２の待機位置近傍まで移動させる。図１２の（７）に示すように、スウィーパヘッド２６が充填ヘッド２近傍に至ると、スウィーパ部２７を上昇させマスク面から離間させる。そして、スウィーパヘッド２６を初期の待機位置まで戻す。図１２の（８）に示すように待機位置に戻ると、再びスウィーパ部２７をマスク面上まで降下させ、所定の接触圧で接触させる。図１２の（９）に示すように再度マスク面上を充填ヘッド２の待機位置近傍まで移動させる。この移動により、マスク面上に残留するハンダボール１１を完全に基板面から外れた位置に収集することができる。この清掃が完了すると充填ヘッド２及びスウィーパヘッド２６がマスク面に接触している状態で、印刷テーブル２１を降下させて基板２０をマスク面から離間させる。

【0058】

なお、今回の説明では、スウィーパヘッド２６を２回動作させることで説明したが、複数回動作させることで、確実にマスク面上の残留ハンダボールを基板位置から離れた部分に移動させることができる。

【0059】

さらにまた、今回の実施例では、充填ヘッド２でハンダボール１１をマスク開口部に充填した後にスウィーパヘッド２６を動作させて、マスク面上の残留するハンダボールを基板から離れたマスク面まで清掃するようにすることで説明したが、実施例の充填ヘッドを用いれば、マスク面に残留するハンダボールはほとんど無くなり、清掃が不要となることも考えられ、スウィーパヘッドを設ける必要がない場合もある。あるいは充填ヘッド２とスウィーパヘッド２６を一体ヘッドにして用いることも可能である。

【0060】

また、図１１（６）～図１２（９）の工程で、充填ヘッド２が待機しているとき、空気供給部４ａからカバー４の内側へ向けて空気または窒素を吹き付けてもよい。このようにすることで、ハンダボール１１がカバーの外に洩れることを防止することが可能であり、ハンダボール１１の酸化を遅らせることができる。

【0061】

次に、印刷された基板２０の印刷状態をカメラにて撮像し欠陥の有無を調べる。欠陥の有無を調べ終わると、清掃機構２５を駆動してマスク裏面の清掃を行う。なお、欠陥があればリペア部に基板２０を搬送しそこで欠陥部を修復する。欠陥部修復後リフロー部に基板を搬送し、ハンダボールを溶融固着させる。

【0062】

以上、大まかなハンダボールの印刷の工程を述べたが、リペア部やリフロー部に関しては前述の装置とは別装置となるので、詳細な説明はしていない。

【0063】

この工程中で、本発明のハンダボール供給ヘッドを用いることで、微少径のハンダボールを確実にマスク開口部からフラックス上に供給することが出来る。

【実施例2】

【0064】

図１３は本発明におけるスリットスキージの他の実施例を示す平面図である。実施例１はスリットスキージ１２の進行方向Ｆの両側端部に形成した連結部４１を副スリットの合理的な配置により、連結部４１を進行方向Ｆに伸縮自在に構成したが、本実施例は連結部４１２を弾性体で構成し、連結部４１２を進行方向Ｆに伸縮自在に構成したものである。

【0065】

ここにおいて、スリットスキージ１２２は従来のスリットスキージＰ１２を利用する。そして、スリットスキージ１２２の進行方向Ｆの両側端部には弾性体樹脂５０を圧着する。引き続いて、この弾性体樹脂５０を薄く、極力、スリットスキージＰ１２を構成する薄鋼板と同一になるまで研磨し、その後、Ｙ－Ｙ線に沿って連結部Ｐ１２Ｃを切断して連結部４１２をその弾性体の弾性力で、進行方向Ｆに対し伸縮自在な構成とする。その他、弾性体の接合例として、例えば、特開２００６－２９４５２７号公報に示される事例も応用可能である。

【0066】

このようにすれば、このスリットスキージ１２２は上記と同様、半円筒部をマスク８上に押圧して接触し、このマスク８上を進行することになるが、中央部４０２はこの押圧力が加わっても主スリット１２Ｓが微妙に開き、この押圧力を吸収する。そして、スリットスキージ１２２の進行方向Ｆの両側端部は弾性体で細帯状部材１２Ｌが連結されるため、この押圧力で弾性体が伸縮し、応力を吸収する。したがって、スリットスキージ１２２の両側端部に存在する連結部４１２の破損をより長期に渡り未然に防止でき、長期使用に耐えるハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置を得ることができる。

【0067】

なお、このスリットスキージ１２２のスキージホルダ１４への取り付け等に関しては、スリットスキージ１２と同様である。

【実施例3】

【0068】

図１４はスリットスキージの更に他の実施例を示す平面図である。実施例１はスリットスキージ１２の進行方向Ｆの両側端部に形成した連結部４１を副スリットの合理的な配置により、連結部４１を進行方向Ｆに伸縮自在に構成したが、本実施例は連結部４１３を、弾性力を備えた金属板６０で構成し、連結部４１３を進行方向Ｆに伸縮自在に構成したものである。

【0069】

ここにおいて、スリットスキージ１２３は実施例２と同様、従来のスリットスキージ１２を利用する。そして、スリットスキージ１２３の進行方向Ｆの両側端部には弾性力を備えた金属板６０を接合する。引き続いて、この弾性力を備えた金属板６０を薄く、極力、スリットスキージ１２を構成する薄鋼板と同一になるまで圧延・研磨し、その後、Ｙ－Ｙ線に沿って連結部Ｐ１２Ｃを切断して連結部４１３をその弾性力を備えた金属板６０の弾性力で、進行方向Ｆに対し伸縮自在な構成とする。その他、弾性力を備えた金属板やその接合例として、例えば、特願２００７－５４６９０２号公報や、特開平０２―１０７８８４に示される事例も応用可能である。

【0070】

このようにすれば、このスリットスキージ１２３は上記と同様、半円筒部をマスク８上に押圧して接触し、このマスク８上を進行することになるが、連結部４１３はこの押圧力が加わっても主スリット１２Ｓが微妙に開き、この押圧力を吸収する。そして、スリットスキージ１２３の進行方向Ｆの両側端部は弾性力を備えた金属板６０で細帯状部材１２Ｌが連結されるため、この押圧力で弾性力を備えた金属板６０が伸縮し、応力を吸収する。

【0071】

したがって、スリットスキージ１２３の両側端部に存在する連結部４１３の破損をより長期に渡り未然に防止でき、長期使用に耐えるハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置を得ることができる。

【0072】

なお、このスリットスキージ１２３のスキージホルダ１４への取り付け等に関しては、スリットスキージ１２と同様である。

【0073】

以上、実施例の説明からも明らかな通り、本発明によれば、スキージは、薄板状に形成され、ハンダボールの搭載時の進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、進行方向の両側端部には前記スリットにより分離される薄板を連結する連結部を有し、この連結部は少なくとも前記進行方向に対して伸縮自在に形成しているため、スキージをマスク上に押圧して接触し、このマスク上を進行する際に、スキージの両側端部に応力が加わっても、その伸縮性により、この応力が吸収される。したがって、スキージの両側端部に存在する連結部の破損をより長期に渡り未然に防止でき、長期使用に耐えるハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置を提供することができる。つまり、スキージの端部の破損による取替頻度を少なくすることができる。

【0074】

なお、実施例の説明の通り、スキージは、半円筒状に形成して、ハンダボール搭載時に使用することが望ましい。半円筒形状の円筒部をマスクに押圧することにより、前記円筒部は変形し、マスクの表面に密着する。このような構成により、スキージの長寿命化が図れ、機能向上も図れる。

【0075】

更に、実施例に示すように、連結部の伸縮自在の機能のため、連結部を弾性体や弾性力を備えた金属板で形成することが望ましい。この構成により、更に、長寿命化が図れる。

【0076】

なお、実施例において、副スリット交互配置の説明において、端部で開放する副スリットと、端部で閉じる副スリットとを交互に配置しているが、ここにおいて、交互配置とは、一つずつ交互に配置することは勿論、複数ごとに交互配置、あるいは１つ、次は２つ等、その組み合わせは必要に応じ選択することができる。

【0077】

また、本実施例のスキージは、基板面と対応する中央部において、隣り合う主スリットにより形成した細帯状部材は、主スリット連接部により隣り合う細帯状部材と適宜連接することが望ましい。

【0078】

また、進行方向のスキージの両端部には、取付部を備え、取付部をスキージホルダに取付けることにより半円筒形状を成すことにより、スキージの長寿命化が図れ、機能向上も図れる。

【符号の説明】

【0079】

１…ハンダボール搭載装置、２…充填ヘッド、３…充填部、４…カバー、５…ヘッド上下駆動機構、７…ヘッド取り付け枠、８…マスク、１０…カバー支持部材、１０ａ…スウィーパ支持部材、１１…ハンダボール、１２…スリットスキージ、１４…スキージホルダ、１６…回転軸、１８…カメラ、２０…基板、２１…印刷テーブル、３１…磁石、３２…位置決めピン、３３…磁石、４０、４０２，４０３…スキージの中央部、４１、４１２，４１３…スキージの連結部、４２ａ…端部で閉じる副スリット、４２ｂ…端部で開放する副スリット、５０…弾性体樹脂、６０…弾性力を備えた金属板

【要約】

【課題】
本発明の目的は、スキージの端部連結部の破損をより長期に渡り未然に防止でき、長期使用に耐えるハンダボール搭載装置のスキージ及びハンダボール搭載装置を得ることにある。
【解決手段】
本発明のハンダボール搭載装置のスキージは、複数の電極が形成された基板の表面に、電極と対応した位置に開口を備えたマスクを介して、マスク上に供給したハンダボールを開口を通してハンダボールを電極に搭載するハンダボール搭載装置のスキージにおいて、薄板状に形成され、ハンダボールの搭載時の進行方向に対して所定の角度を有する複数のスリットを備え、進行方向の両側端部にはスリットにより分離される薄板を連結する連結部を備え、連結部は少なくとも進行方向に対して伸縮自在に形成したことを特徴とする。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】