特表 2024-544871 マルチパターンツーリングプレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-05

(54)【発明の名称】マルチパターンツーリングプレート

(51)【国際特許分類】

   B05C 9/14 20060101AFI20241128BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B05C9/14 ZAB

H01L21/52 F

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527138

(86)(22)【出願日】2021-11-12

(85)【翻訳文提出日】2024-05-08

(86)【国際出願番号】 CN2021130258

(87)【国際公開番号】W WO2023082170

(87)【国際公開日】2023-05-19

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591203428

【氏名又は名称】イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100211177

【弁理士】

【氏名又は名称】赤木 啓二

(72)【発明者】

【氏名】スコット エー．リード

(72)【発明者】

【氏名】クオホア リウ

【テーマコード（参考）】

4F042

5F047

【Ｆターム（参考）】

4F042AA02

4F042AA06

4F042AB00

4F042DA09

5F047AA17

5F047BA01

5F047BB11

5F047BB16

5F047FA22

(57)【要約】

加熱チャックプレート及びそれを使用する装置であって、加熱チャック又はツーリングプレートは、外部表面を含み、外部表面の近くで電子機器アセンブリを固定するように構成される本体と、電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所に加熱空気を選択的に向けるように構成される空気チャネルネットワークとを備え、空気チャネルネットワークは、加熱空気を、外部表面を通して、複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように構成される、第１の加熱経路と、加熱空気を、外部表面を通して、複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように構成される、第２の加熱経路とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子基板上にアセンブリ材料を堆積させるための装置であって、
フレームと、
前記フレームに結合され、前記電子基板上にアセンブリ材料を適用するように構成されたアセンブリアプリケータと、
前記フレームに結合され、前記電子基板を支持するように構成された支持アセンブリであって、加熱チャックプレートを含み、前記加熱チャックプレートは、
外部表面を含み、前記外部表面の近くで前記電子基板を固定するように構成された本体と、
加熱空気を前記電子基板上の複数の所定の場所に選択的に向けるように構成された空気チャネルネットワークと、
を含み、前記空気チャネルネットワークは、
前記加熱空気を、前記外部表面を通して、前記複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように構成された第１の加熱経路と、
前記加熱空気を、前記外部表面を通して、前記複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように構成された第２の加熱経路と、
を含む、支持アセンブリと、
を備える、装置。

【請求項2】

前記空気チャネルネットワークは、前記加熱チャックプレートの前記本体の前記外部表面に複数の穴を含み、
前記第１の加熱経路は、前記複数の穴の第１のセットを含み、
前記第２の加熱経路は、前記複数の穴の第２のセットを含む、
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記複数の穴の前記第１のセットは、前記加熱空気を前記電子基板上の前記複数の所定の場所のうちの前記第１の場所に向けるように位置決めされた前記複数の穴の第１のグループを含み、
前記複数の穴の前記第２のセットは、前記加熱空気を前記電子基板上の前記複数の所定の場所のうちの前記第２の場所に向けるように位置決めされた前記複数の穴の第２のグループを含む、
請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記空気チャネルネットワークは、前記加熱空気が前記第１の加熱経路及び前記第２の加熱経路のうちの一方に入るのを選択的に可能にするように構成された少なくとも１つのポートを更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記少なくとも１つのポートは、前記加熱空気が前記第１の加熱経路に入るのを選択的に可能にするように構成された第１のポートと、前記加熱空気が前記第２の加熱経路に入るのを選択的に可能にするように構成された第２のポートと、を含む、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１のポートは、第１の止めねじを受けるように構成され、前記第１の止めねじは、前記第１の止めねじが締められると、前記加熱空気が前記第１の加熱経路を通って進行するのを阻止し、前記第１の止めねじが緩められると、前記加熱空気が前記第１の加熱経路を通って進行するのを可能にし、
前記第２のポートは、第２の止めねじを受けるように構成され、前記第２の止めねじは、前記第２の止めねじが締められると、前記加熱空気が前記第２の加熱経路を通って進行するのを阻止し、前記第２の止めねじが緩められると、前記加熱空気が前記第２の加熱経路を通って進行するのを可能にする、
請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記空気チャネルネットワークは、前記第１のポート内の前記第１の止めねじの位置に関わらず、かつ前記第２のポート内の前記第２の止めねじの位置に関わらず、前記加熱空気を受けるように構成された第３の加熱経路を更に含む、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

第１のマスクを更に備え、前記第１のマスクは、前記第１の加熱経路からの前記加熱空気を、前記電子基板上の前記複数の所定の場所のうちの少なくとも１つの場所に向けるように前記第１のマスク内に位置決めされた少なくとも１つの穴を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記第１のマスクは、前記少なくとも１つの穴を除いて、前記加熱空気が前記電子基板に直接当たるのを阻止するように構成される、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記少なくとも１つの穴は、
前記第１の加熱経路からの前記加熱空気を前記電子基板上の複数の所定の場所のうちの前記第１の場所に向けるように前記第１のマスク内に位置決めされた第１の穴と、
前記第２の加熱経路からの前記加熱空気を前記電子基板上の前記１つ以上の所定の場所のうちの前記第２の場所に向けるように前記第１のマスク内に位置決めされた第２の穴と、
を含む、請求項８に記載の装置。

【請求項11】

前記第１のマスクは、前記外部表面から前記第１のマスクを取り外すための把持部分を含み、前記把持部分は、前記外部表面の縁部を越えて延在する、請求項８に記載の装置。

【請求項12】

第２のマスクを更に備え、前記第２のマスクは、前記第２の加熱経路からの前記加熱空気を前記電子基板上の前記複数の所定の場所のうちの少なくとも１つの場所に向けるように前記第２のマスク内に位置決めされた少なくとも１つの穴を含む、請求項８に記載の装置。

【請求項13】

加熱チャックプレートであって、
外部表面を含み、前記外部表面の近くで電子機器アセンブリを固定するように構成された本体と、
加熱空気を前記電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所に選択的に向けるように構成された空気チャネルネットワークと、
を備え、前記空気チャネルネットワークは、
前記加熱空気を、前記外部表面を通して、前記複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように構成された第１の加熱経路と、
前記加熱空気を、前記外部表面を通して、前記複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように構成された第２の加熱経路と、
を備える、加熱チャックプレート。

【請求項14】

前記空気チャネルネットワークは、前記加熱チャックプレートの前記本体の前記外部表面に複数の穴を含み、
前記第１の加熱経路は、前記複数の穴の第１のセットを含み、
前記第２の加熱経路は、前記複数の穴の第２のセットを含む、
請求項１３に記載の加熱チャックプレート。

【請求項15】

前記複数の穴の前記第１のセットは、前記加熱空気を前記電子機器アセンブリ上の前記複数の所定の場所のうちの前記第１の場所に向けるように位置決めされた前記複数の穴の第１のグループを含み、
前記複数の穴の前記第２のセットは、前記加熱空気を前記電子機器アセンブリ上の前記複数の所定の場所のうちの前記第２の場所に向けるように位置決めされた前記複数の穴の第２のグループを含む、
請求項１４に記載の加熱チャックプレート。

【請求項16】

前記空気チャネルネットワークは、前記加熱空気が前記第１の加熱経路及び前記第２の加熱経路のうちの一方に入るのを選択的に可能にするように構成された少なくとも１つのポートを更に含む、請求項１３に記載の加熱チャックプレート。

【請求項17】

前記少なくとも１つのポートは、前記加熱空気が前記第１の加熱経路に入るのを選択的に可能にするように構成された第１のポートと、前記加熱空気が前記第２の加熱経路に入るのを選択的に可能にするように構成された第２のポートとを含む、請求項１６に記載の加熱チャックプレート。

【請求項18】

前記第１のポートは、第１の止めねじを受けるように構成され、前記第１の止めねじは、前記第１の止めねじが締められると、前記加熱空気が前記第１の加熱経路を通って進行するのを阻止し、前記第１の止めねじが緩められると、前記加熱空気が前記第１の加熱経路を通って進行するのを可能にし、
前記第２のポートは、第２の止めねじを受けるように構成され、前記第２の止めねじは、前記第２の止めねじが締められると、前記加熱空気が前記第２の加熱経路を通って進行するのを阻止し、前記第２の止めねじが緩められると、前記加熱空気が前記第２の加熱経路を通って進行するのを可能にする、
請求項１７に記載の加熱チャックプレート。

【請求項19】

前記空気チャネルネットワークは、前記第１のポート内の前記第１の止めねじの位置に関わらず、かつ前記第２のポート内の前記第２の止めねじの位置に関わらず、前記加熱空気を受けるように構成された第３の加熱経路を更に含む、請求項１８に記載の加熱チャックプレート。

【請求項20】

前記加熱空気を前記第１の加熱経路及び前記第２の加熱経路のうちの一方に選択的に向けるように構成された弁を更に備える、請求項１３に記載の加熱チャックプレート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の背景
１．開示の分野
本開示は、はんだディスペンサの加熱チャックプレートに関する。

【背景技術】

【0002】

２．関連技術の説明
多様な用途に向けて、正確な量の液体又はペーストを分注（分配）するのに用いられる、いくつかのタイプの分注システムが存在する。そのような用途の１つは、集積回路チップ及び他の電子構成要素を、回路基板に組み付けることである。本願では、液体エポキシ樹脂、若しくははんだペースト、又は何らかの他の関連材料のドットを回路基板上に分注するのに、自動分注システムが使用される。自動分注システムは、構成要素を回路基板に機械的に固定するのに用いられ得るアンダーフィル材料及び封入材の線を分注するのにも使用される。上述した例示的な分注システムとしては、ＣＡＭＡＬＯＴ（商標）という商標名でイリノイ州グレンビュー所在のＩＴＷ ＥＡＥ社によって製造及び流通されているものが挙げられる。

【0003】

典型的な分注システムにおいては、電子基板が加熱されるときに電子基板を適所に保持するために、加熱チャックが使用される。加熱チャックに関連する１つの問題は、それらが、電子基板上で１つの特定の加熱パターンで高温空気を送るように設計された穴を有する表面を備え、異なる加熱パターンを必要とする異なる基板ごとにチャックを交換する必要があることである。１つの解決策は、基板全体に赤外線加熱を適用し、それによって全ての可能な加熱パターンをカバーすることである。しかしながら、この方法は、非効率的であり、その時点で加熱を必要としない基板の領域を不必要に加熱し、それによって、基板に対して行われた以前のはんだ付け又は他の作業を潜在的に変化させるか、又は損傷させることさえある。

【0004】

別の問題は、チャックが非常に高温となるので、製造中に異なる加熱パターンのためにチャックを交換することは、作業を行う人々にとって潜在的に危険である非常に高温の機器を取り扱うこと、又は交換前に上部プレートが冷めるまでの期間にわたって待つことのいずれかが必要となり、分注サイクル間に費用のかかる休止時間が追加されることである。

【発明の概要】

【0005】

必要とされるのは、異なる加熱パターン間で切り替えるように容易に改変することができ、使用するのに安全であり、分注システムを使用する製造プロセスに大幅な時間の追加が生じない、加熱チャックプレートである。

【0006】

開示の概要
１つの例において特徴となるのは、２つ以上の加熱パターンのために再構成可能であり、使用するのに安全であり、分注システムにおいて電子アセンブリを製造するプロセスに大幅な時間の追加が生じない、加熱チャックプレートである。

【0007】

少なくとも１つの実施の形態によれば、電子基板上にアセンブリ材料を堆積させる装置であって、フレームと、フレームに結合され、電子基板上にアセンブリ材料を適用（塗布）するように構成されるアセンブリアプリケータと、フレームに結合され、電子基板を支持するように構成される支持アセンブリとを備え、支持アセンブリは、加熱チャックプレート（加熱されたチャックプレート）を備え、加熱チャックプレートは、外部表面を含み、外部表面の近くで電子基板を固定するように構成される本体と、電子基板上の複数の所定の場所に加熱空気（加熱された空気）を選択的に向けるように構成される空気チャネルネットワークとを備え、空気チャネルネットワークは、加熱空気を、外部表面を通して、複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように構成される、第１の加熱経路と、加熱空気を、外部表面を通して、複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように構成される、第２の加熱経路とを備える、装置が提供される。

【0008】

１つの例において、空気チャネルネットワークは、加熱チャックプレートの本体の外部表面に複数の穴を含み、第１の加熱経路は、複数の穴の第１のセットを含み、第２の加熱経路は、複数の穴の第２のセットを含む。

【0009】

別の例において、複数の穴の第１のセットは、加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第１のグループを含み、複数の穴の第２のセットは、加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第２のグループを含む。

【0010】

１つの例において、複数の穴の第１のセットは、加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第３の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第３のグループを含み、複数の穴の第２のセットは、加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第４の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第４のグループを含む。

【0011】

別の例において、複数の穴の第１のセットは、加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第５の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第５のグループを含み、複数の穴の第２のセットは、加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第６の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第６のグループを含む。

【0012】

１つの例において、空気チャネルネットワークは、加熱空気が第１の加熱経路及び第２の加熱経路のうちの一方に入ることを選択的に可能にするように構成される少なくとも１つのポートを更に含む。

【0013】

別の例において、少なくとも１つのポートは、加熱空気が第１の加熱経路に入ることを選択的に可能にするように構成される第１のポートと、加熱空気が第２の加熱経路に入ることを選択的に可能にするように構成される第２のポートとを含む。

【0014】

１つの例において、第１のポートは、第１の止めねじを受けるように構成され、第１の止めねじは、第１の止めねじが締められると、加熱空気が第１の加熱経路を通って進行することを阻止し、第１の止めねじが緩められると、加熱空気が第１の加熱経路を通って進行することを可能にし、第２のポートは、第２の止めねじを受けるように構成され、第２の止めねじは、第２の止めねじが締められると、加熱空気が第２の加熱経路を通って進行することを阻止し、第２の止めねじが緩められると、加熱空気が第２の加熱経路を通って進行することを可能にする。

【0015】

別の例において、空気チャネルネットワークは、第１のポート内の第１の止めねじの位置に関わらず、かつ第２のポート内の第２の止めねじの位置に関わらず、加熱空気を受けるように構成される、第３の加熱経路を更に含む。

【0016】

１つの例において、装置は、電子基板を加熱チャックプレートに解放可能に固定するように構成された複数の保持部材を更に備える。

【0017】

別の例において、装置は、第１の加熱経路からの加熱空気を、電子基板上の複数の所定の場所のうちの少なくとも１つの場所に向けるように位置決めされた少なくとも１つの穴を含む第１のマスクを更に備える。

【0018】

１つの例において、第１のマスクは、少なくとも１つの穴を除いて、加熱空気が電子基板に直接当たることを阻止するように構成される。

【0019】

別の例において、少なくとも１つの穴は、第１の加熱経路からの加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように第１のマスクにおいて位置決めされた第１の穴と、第２の加熱経路からの加熱空気を電子基板上の１つ以上の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように第１のマスクにおいて位置決めされた第２の穴とを含む。

【0020】

１つの例において、第１のマスクは、外部表面から第１のマスクを取り外すための把持部分を備え、把持部分は、外部表面の縁部の上方に延在する。

【0021】

別の例において、装置は、第２の加熱経路からの加熱空気を電子基板上の複数の所定の場所のうちの少なくとも１つの場所に向けるように位置決めされた少なくとも１つの穴を含む第２のマスクを更に備える。

【0022】

１つの例において、第１のマスクは、金属、ゴム、シリコーン、又はマイラーのうちの１つを含む材料から構築される。

【0023】

別の例において、装置は、加熱空気を第１の加熱経路及び第２の加熱経路のうちの一方に選択的に向けるように構成される弁を更に備える。

【0024】

１つの例において、弁は、外部コントローラによって電子的に制御されるか、外部コントローラによって空気圧で制御されるか、又は止めねじ、ノブ、及びスイッチのうちの１つによって機械的に制御される。

【0025】

少なくとも１つの実施の形態によれば、加熱チャックプレートであって、外部表面を含み、外部表面の近くで電子機器アセンブリを固定するように構成される本体と、電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所に加熱空気を選択的に向けるように構成される空気チャネルネットワークとを備え、空気チャネルネットワークは、加熱空気を、外部表面を通して、複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように構成される、第１の加熱経路と、加熱空気を、外部表面を通して、複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように構成される、第２の加熱経路とを備える、加熱チャックプレートが提供される。

【0026】

１つの例において、空気チャネルネットワークは、加熱チャックプレートの本体の外部表面に複数の穴を含み、第１の加熱経路は、複数の穴の第１のセットを含み、第２の加熱経路は、複数の穴の第２のセットを含む。

【0027】

別の例において、複数の穴の第１のセットは、加熱空気を電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所のうちの第１の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第１のグループを含み、複数の穴の第２のセットは、加熱空気を電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所のうちの第２の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第２のグループを含む。

【0028】

１つの例において、複数の穴の第１のセットは、加熱空気を電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所のうちの第３の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第３のグループを含み、複数の穴の第２のセットは、加熱空気を電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所のうちの第４の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第４のグループを含む。

【0029】

別の例において、複数の穴の第１のセットは、加熱空気を電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所のうちの第５の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第５のグループを含み、複数の穴の第２のセットは、加熱空気を電子機器アセンブリ上の複数の所定の場所のうちの第６の場所に向けるように位置決めされた複数の穴の第６のグループを含む。

【0030】

１つの例において、空気チャネルネットワークは、加熱空気が第１の加熱経路及び第２の加熱経路のうちの一方に入ることを選択的に可能にするように構成される少なくとも１つのポートを更に含む。

【0031】

別の例において、少なくとも１つのポートは、加熱空気が第１の加熱経路に入ることを選択的に可能にするように構成される第１のポートと、加熱空気が第２の加熱経路に入ることを選択的に可能にするように構成される第２のポートとを含む。

【0032】

１つの例において、第１のポートは、第１の止めねじを受けるように構成され、第１の止めねじは、第１の止めねじが締められると、加熱空気が第１の加熱経路を通って進行することを阻止し、第１の止めねじが緩められると、加熱空気が第１の加熱経路を通って進行することを可能にし、第２のポートは、第２の止めねじを受けるように構成され、第２の止めねじは、第２の止めねじが締められると、加熱空気が第２の加熱経路を通って進行することを阻止し、第２の止めねじが緩められると、加熱空気が第２の加熱経路を通って進行することを可能にする。

【0033】

別の例において、空気チャネルネットワークは、第１のポート内の第１の止めねじの位置に関わらず、かつ第２のポート内の第２の止めねじの位置に関わらず、加熱空気を受けるように構成される、第３の加熱経路を更に含む。

【0034】

１つの例において、加熱チャックプレートは、加熱空気を第１の加熱経路及び第２の加熱経路のうちの一方に選択的に向けるように構成される弁を更に備える。

【0035】

別の例において、弁は、外部コントローラによって電子的に制御されるか、外部コントローラによって空気圧で制御されるか、又は止めねじ、ノブ、及びスイッチのうちの１つによって機械的に制御される。

【0036】

図面の簡単な説明
少なくとも１つの実施形態の様々な態様が、添付した図を参照して以下に論述される。これらの図は、一律の縮尺で描くことを意図したものではない。図は、様々な態様及び実施形態の図解及び更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成するが、どの特定の実施形態の限定の定義としても意図されていない。図面は、本明細書の残りの部分とともに、説明及び特許請求される態様及び実施形態の原理及び動作を説明するように機能する。図において、様々な図に示された各同一の構成要素又はほぼ同一の構成要素は、同様の参照符号によって表される。明瞭にするために、あらゆる構成要素があらゆる図においてラベル付けされているとは限らない。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本開示に記載の態様による分注システム及び外部空気源のブロック図である。

【図2】本開示に記載の態様による分注システムの概略図である。

【図3】本開示に記載の態様による加熱チャックプレートを備えるチャックの分解斜視図である。

【図4A】本開示に記載の態様による加熱チャックプレート内の空気チャネルネットワークの上面図である。

【図4B】本開示に記載の態様による加熱チャックプレート内の空気チャネルネットワークの上面図である。

【図5A】本開示に記載の態様による加熱チャックプレート内の空気チャネルネットワークの上面図である。

【図5B】本開示に記載の態様による加熱チャックプレート内の空気チャネルネットワークの上面図である。

【図6】本開示に記載の態様による加熱チャックプレート用のマスクの平面図である。

【図7】本開示に記載の態様による加熱チャックプレート用のマスクの平面図である。

【図8】予備加熱ステーション、分注ステーション、及び後加熱ステーションを開示するためにパッケージが取り除かれた状態の、分注システムの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

開示の詳細な説明
例示のためだけであり、普遍性を限定するものではないが、ここで、添付の図面を参照しながら本開示が詳細に説明される。本開示は、その応用形態に関して、以下の説明に記載されるか、又は図面に示される構成の細部及び構成要素の配置には限定されない。本開示において記載される原理は、他の実施形態でも使用可能であり、種々の方法において実践又は実行することができる。また、本開示において用いられる言い回し及び用語は、説明することを目的としており、限定するものと見なされるべきではない。本開示において単数のものとして参照されるシステム及び方法の例、実施形態、構成要素、要素又は動作に対する任意の参照は、複数のものを含む実施形態も包含することができ、本開示における任意の実施形態、構成要素、要素又は動作に対する複数のものとしての任意の参照は、単数のもののみを含む実施形態も包含することができる。単数形又は複数形における参照は、本開示において開示されるシステム又は方法、それらの構成要素、動作又は要素を限定することを意図されていない。本開示において「～を含む」、「～を備える」、「～を有する」、「～を含有する」、「～を伴う」及びそれらの変形の用語を使用することは、その前に列挙される物品と、その均等物及び追加の物品とを包含することを意味する。「又は／若しくは」に対する参照は、「又は／若しくは」を用いて説明される任意の用語が、この説明される用語の単一のもの、２つ以上、及び全てのもののうちの任意のものを示すことができるような包括的なものと解釈することができる。加えて、本願書類と、引用することにより本開示の一部をなす書類との間で用語の使用法が一貫しない場合、本開示の一部をなす文献における用語の使用法は、本願書類の使用法に対する補足であり、非一貫性が矛盾をきたすものである場合、本願書類における用語の使用法が有効である。

【0039】

本開示は、分注システム用の加熱チャックプレートに関し、特に、分注システム用の加熱チャックの一部である再構成可能な加熱チャックプレートに関する。チャックは、半径方向に対称な物体を保持するために使用される特殊なタイプのクランプである。例えば、プリント回路基板製造において、チャックは、はんだ又は他の材料が塗布される前に電子基板が加熱されているときに、電子基板を適所に保持するために使用される。

【0040】

電子アセンブリ及びプリント回路基板等の電子基板の製造中、はんだペースト又は他の材料が領域上に分注される前に、基板上の場所に、時には１５０℃を超える熱を加えることが多くの場合に必要となる。加熱作業は、各分注サイクルの前、間、及び後に行われ得る。例えば、いくつかの場所は、アンダーフィルを分注する前に加熱されることが必要となり得る。「非接触」対流加熱は、最も必要とされる領域に通常は集中する加熱空気を基板に当てるために使用される。推定加熱を用いることもできるが、基板の全領域を加熱することになり、これは不必要であるとともに潜在的に損傷を与える。

【0041】

或る特定の製造プロセス及び用途は、構成要素（例えば、表面実装電気構成要素、スルーホール電気構成要素、コンデンサ、抵抗器、チップパッケージ、ＢＧＡチップ等）の配置／レイアウトが異なる電子基板に対応することができなければならない。さらに、異なる電子基板は、又は同じ電子基板であっても、異なる時間に異なる場所又はゾーンを加熱する必要があり得る。この全ての変動性により、基板及び加熱パターン毎に異なるチャックプレート（ツーリング（ｔｏｏｌｉｎｇ）プレート又はトッププレートとも呼ばれる）を設計及び構築しなければならないため、分注サイクルの効率が低下する。また、チャックプレートが高温すぎて安全に取り扱うことができず、したがって、熱いうちに交換するか、又は冷ます必要があるため、効率が低下する。迅速な製造切替えを行うためには、再設計の繰り返しも冷ますための休止時間も望ましくない。

【0042】

本開示の実施形態は、２つ以上の加熱パターン用に再構成可能であり、使用するのに安全であり、分注システムにおいて電子基板を製造するプロセスに大幅な時間の追加が生じない、分注システム用の加熱チャックプレートを含む。分注システムについて説明するが、本開示に記載の概念は、ステンシルプリンター等の他のタイプのプリント基板製作機器に適用することができる。さらに、本開示においては分注システムに含まれるものとして説明されるが、実施形態は、はんだペースト又は他の同様の材料を分注しないデバイスに適用可能であることも企図される。例えば、本開示に記載の再構成可能なチャックプレートは、別のプロセスの一部としてチャック内で構成要素を加熱することのみが必要なデバイスにおいて使用されてもよい。

【0043】

本開示の原理を実装することによって、堆積システムは、加熱チャック内に保持された電子基板上の異なる加熱パターン用の分注サイクルを、オペレータに安全性のリスクをもたらすことなく、かつ分注システムにおいて電子機器アセンブリを製造するプロセスに大幅な時間の追加を生じることなく、容易に切り替えることができる。

【0044】

図１は、加熱チャックプレート３を備える分注システム１の構成を示す。加熱チャックプレート３は、空気チャネルネットワーク９を備え、空気チャネルネットワーク９は、加熱空気を、外部空気源７から、加熱チャックプレート３の外部表面内の穴を通して、電子基板１２上の１つ以上の所定の場所上に送る／導く。電子基板１２は、或る特定の例においては、プリント回路基板である。

【0045】

加熱空気が基板１２上の１つ以上の場所に到達することを可能にするか、又は阻止するために、１つ以上のポート１１が、加熱チャックプレート３内に設けられる。ポート１１は、或る特定の例においては、六角レンチ、スクリュードライバー等の適切なツールを使用してオペレータによって緩められ得る又は締められ得る、止めねじを受けるように構成される。加熱チャックプレート３とオペレータの身体との間の安全な離間距離を得るためにツールを使用してオペレータによって係合可能な、小さい特定の接触点を追加することによって、オペレータは、チャックプレート３の表面上の１つ以上の対応する場所（穴を含む）を介して電子基板１２上の１つ以上の場所に向かう１つ以上の加熱経路に加熱空気を送るために、空気チャネルネットワーク９を安全かつ容易に変更することができる。

【0046】

例示のために、ここで、本開示の１つの実施形態による、全体として１０で示される分注システムを参照して本開示の実施形態が説明される。図２を参照すると、分注システム１０は、電子基板１２上に、粘性材料（例えば、接着剤、封入材、エポキシ樹脂、はんだペースト、アンダーフィル材料等）又は半粘性材料（例えば、はんだフラックス等）を分注するのに用いられる。電子基板１２は、或る特定の例においては、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）又は半導体ウェハである。分注システム１０は、代替的に、自動車用ガスケット材料を塗布するため、又は、或る特定の医療分野において、又は、導電性インクを塗布するため等の、他の用途において用いることができる。本開示において用いられる場合、粘性材料又は半粘性材料に対する参照は例示であり、非限定的なものであることが意図されることが理解されるべきである。分注システム１０は、１つ以上の分注ユニット、例えば、それぞれ全体として１４及び１６で示される第１の分注ユニット及び第２の分注ユニットと、分注システムの動作を制御するコントローラ１８とを備える。分注ユニットは、本開示において、分注ポンプ及び／又は分注ヘッドと称されることもあることが理解されるべきである。２つの分注ユニットを示すが、１つの分注ユニット又は３つ以上の分注ユニットを利用することができることが理解されるべきである。

【0047】

また、分注システム１０は、電子基板１２を支持するベース又は支持体２２を有するフレーム２０と、分注ユニット１４、１６を支持し、移動させるためにフレーム２０に移動可能に結合された分注ユニットガントリ２４と、例えば、較正手順の一部として、粘性材料の分注された量を計量し、重量データをコントローラ１８に与える重量測定デバイス又は計量器２６とを備えることができる。

【0048】

或る特定の例において、支持体２２は、加熱チャックプレート３を備える支持アセンブリの一部である。いくつかの例において、分注ユニット１４、１６は、フレーム２０に結合されたアセンブリアプリケータの一部であり、アセンブリアプリケータは、電子基板１２又は電子基板１２上にアセンブリ材料を塗布するように構成される。

【0049】

分注システムに対する電子基板の装着及び取外しを制御するために、分注システム１０において、コンベヤシステム（図示せず）又は移動ビーム等の他の移送機構を使用してもよい。ガントリ２４は、コントローラ１８の制御下においてモータを用いて移動し、分注ユニット１４、１６を電子基板の上方の所定の場所に位置決めすることができる。分注システム１０は、オペレータに種々の情報を表示するためにコントローラ１８に接続されたディスプレイユニット２８を備えることができる。分注ユニットを制御する任意選択の第２のコントローラを設けてもよい。また、各分注ユニット１４、１６は、Ｚ軸センサを用いて、電子基板１２の上方又は電子基板上に実装される機構の上方に分注ユニットが配置される高さを検出するように構成することができる。Ｚ軸センサは、コントローラ１８に結合され、センサによって取得された情報をコントローラに中継する。

【0050】

上記のような、分注動作を実行する前に、電子基板、例えば、プリント回路基板は、分注システムの分注ユニットに対して整列、又は、別の方法で位置合わせしなければならない。分注システムは、視覚システム３０を更に備え、１つの実施形態では、視覚システム３０は、視覚システムガントリ３２に結合され、視覚システムガントリ３２は、視覚システムを支持するとともに移動させるために移動可能にフレーム２０に結合される。別の実施形態では、視覚システム３０は、分注ユニットガントリ２４上に設けられていてもよい。上記のように、視覚システム３０は、電子基板上の、基準部（ｆｉｄｕｃｉａｌｓ）として知られるランドマーク又は構成要素の場所を照合するために利用される。位置特定されると、コントローラは、電子基板上に材料を分注するように分注ユニット１４、１６のうちの１つ以上の動きを操作するようにプログラミングすることができる。或る特定の実施形態において、分注ユニット１４、１６は、電子基板が加熱チャックプレート３又は本開示に記載の任意の他の加熱チャックプレート上に固定されると、電子基板上に材料を分注する。

【0051】

１つの実施形態では、分注動作は、コントローラ１８によって制御され、コントローラ１８は、材料分注ユニットを制御するように構成されたコンピューターシステムを含んでいてもよい。別の実施形態では、コントローラ１８はオペレータが操作するようにしてもよい。コントローラ１８は、電子基板１２の１つ以上の画像を取得するように視覚システムを移動させるために視覚システムガントリ３２の動きを操作するように構成される。コントローラ１８は、分注動作を実行するために、分注ユニット１４、１６を移動させるように分注ユニットガントリ２４の動きを操作するように更に構成される。

【0052】

図３は、全体的に４０で示される本体を有する加熱チャックプレートと、第１の保持部材５４と、第２の保持部材５６とを備える、全体的に３８で示されるチャックの分解図を示す。保持部材５４、５６は、チャック３８の本体と共に、電子基板（例えば、基板１２）に向かって、及びそれから離れるように移動して、電子基板を適所に固定し、基板を加熱チャックプレートの外部上面４２上又はその上方に位置決めするように配置される。保持部材５４、５６は、保持部材が電子基板の対向する縁部に係合した状態で、電子基板を外部表面４２上又はその上方の適所に集合的に保持する。電子基板が外部表面４２の「上」にあるとは、基板と表面４２とが直接物理的に接触していることを意味する。電子基板が外部表面の「近く」又は「上方」にあるとは、穴４４を出る空気の大部分が基板上の対応する場所（単数又は複数）に当たるように、基板と表面４２とが近接していることを意味する。一例において、表面４２と基板との間の距離は、基板下の構成要素のクリアランスのために、数ミリメートルから２５ｍｍまでの間である。

【0053】

第１の保持部材５４及び第２の保持部材５６は、それぞれ５５で示される複数のねじによって加熱チャックプレート４２に固定される。プリント回路基板を加熱するために、一例において、プリント回路基板（ＰＣＢ）は、コンベヤレールの上部クランプとコンベヤベルトとの間の適所に保持される。同時に、保持部材５４、５６及びチャック３８の本体４０は、ＰＣＢに向かって上方に移動し、その後、ＰＣＢは、コンベヤレールの上部クランプ（単数又は複数）と第１の保持部材５４及び第２の保持部材５６との間にクランプされる。クランプされた後、外部表面４２とＰＣＢとの間には空隙が残る。

【0054】

加熱チャックプレートの外部表面４２は、複数の穴を有するいくつかの領域を含み、各領域は４４で示され、領域は、加熱チャックプレート内の空気チャネルネットワーク６２が穴４４を通して適所にクランプされた電子基板上に高温空気を送るように、所定の場所に配置される。

【0055】

図４Ａ及び図４Ｂを更に参照すると、外部表面４２の穴の領域又はセット４４によって提供される加熱パターンを変更するために、第１のポート４６及び第２のポート４８が、空気チャネルネットワーク６２と接続するように外部表面４２に形成される。ポート４６、４８は、第１の止めねじ５０及び第２の止めねじ５２をそれぞれ受けるようにねじ切りされ得る。或る特定の例においては、第１の止めねじ５０を緩めることにより、空気チャネルネットワーク６２（以下でより詳細に説明する）を通過する高温空気が第１の加熱経路７０（以下でより詳細に説明する）内に送られて穴の１つのセット４４に至ることが可能になり、第２の止めねじ５２を緩めることにより、空気チャネルネットワーク６２を通過する高温空気が第２の加熱経路７２（以下でより詳細に説明する）内に送られて穴の別のセット４４に至ることが可能になる。逆に、或る特定の例においては、第１の止めねじ５０を締めることにより、空気チャネルネットワークを通過する高温空気が第１の加熱経路内の穴の１つのセット４４に送られることが阻止され、第２の止めねじ５２を締めることにより、空気チャネルネットワークを通過する高温空気が第２の加熱経路７２内の穴の１つのセット４４に送られることが阻止される。止めねじ５０、５２のうちの一方を緩めたり締めたりすることは、他方の止めねじを緩めたり締めたりすることを必要としない。或る特定の例においては、空気チャネルネットワークは、それぞれのポート４６、４８内の止めねじ５０、５２の位置に関わらず、加熱空気を受ける穴の第３のセット４４につながる第３の加熱経路７４（以下でより詳細に説明する）を含む。

【0056】

図４Ａは、加熱チャックプレートの本体４０内の空気チャネルネットワーク６２を示す。空気チャネルネットワーク６２は、第１の加熱経路７０、第２の加熱経路７２、及び第３の加熱経路７４を含む。空気チャネルネットワーク６２が加熱空気を受けると、空気は、第１の加熱経路７０、第２の加熱経路７２、及び第３の加熱経路７４のうちの１つ以上の中に送られる。図４Ａに示されているように、図示の実施形態においては、空気チャネルネットワーク６２を通過する加熱空気は、常に第３の加熱経路７４（及びそれによって第３の加熱経路に含まれる穴のセット８６）に入る。これは、第３の加熱経路７４が止めねじ５０、５２によって遮断されないからである。しかしながら、実施形態は、３つよりも少ない又は多い加熱経路を有する加熱チャックプレートと、加熱チャックプレートの外部表面の穴を通して加熱空気を常に通過させるいかなる加熱経路も含まない空気チャネルネットワークとを含むことが理解される。

【0057】

空気チャネルネットワーク６２は、加熱チャック３８内にクランプされた電子基板上の複数の場所に対応する穴のセットに加熱空気を向ける。第１の加熱経路７０には穴の第１のセットが含まれ、穴の第１のセットは、穴の第１のグループ６４、穴の第２のグループ６６、及び穴の第３のグループ６８を含む。穴の第１のグループ６４は、加熱チャック３８内にクランプされた電子基板上の第１の場所に対応する（すなわち、そこに空気を向ける）。穴の第２のグループ６６は、電子基板上の第２の場所に対応する。同様に、穴の第３のグループ６８は、加熱チャック３８内にクランプされた電子基板上の第３の場所に対応する。第１の止めねじ５０を締めることによって、加熱空気は、穴の第１のグループ６４、穴の第２のグループ６６、及び穴の第３のグループ６８のいずれにも到達しないように阻止される。第１の止めねじ５０を緩めることによって、図４Ａに示すように、加熱空気は、穴の第１のグループ６４、穴の第２のグループ６６、及び穴の第３のグループ６８のそれぞれに送られる。「セット」は１つのグループのみを含んでもよく、「グループ」は１つの穴のみを含んでもよいことが理解される。

【0058】

穴の第２のセットが第２の加熱経路７０に含まれ、第２のセットは、穴の第４のグループ７６、穴の第５のグループ７８、穴の第６のグループ８０、及び穴の第７のグループ８２を含む。上述したように、各グループは、加熱チャック３８内にクランプされた電子基板上の異なる場所に対応する。第２の止めねじ５２を締めることによって、加熱空気は、穴の第４のグループ７６、穴の第５のグループ７８、穴の第６のグループ８０、及び穴の第７のグループ８２のいずれにも到達しないように阻止される。第２の止めねじ５２を緩めることによって、図４Ｂに示すように、加熱空気は、穴の第４のグループ７６、穴の第５のグループ７８、穴の第６のグループ８０、及び穴の第７のグループ８２のそれぞれに送られる。任意の妥当な数（すなわち、実際に製造することができる、及び／又は加熱チャックプレート内に適合することができる数）の加熱経路に加えて、任意の妥当な数の穴グループを所与の加熱経路内に含めることができることを理解されたい。

【0059】

図５Ａ及び図５Ｂは、少なくとも加熱空気が第１の加熱経路７０及び第２の加熱経路７２に選択的に送られる方法で、加熱チャックプレート４０とは異なる、全体的に８８で示される加熱チャックプレートを示す。加熱チャックプレート４０で使用されるポート４６、４８及び止めねじ５０、５２の代わりに、加熱チャックプレート８０は弁９０を備える。弁９０の第１の構成においては、図５Ａに示すように、加熱空気は、第２の加熱経路７２に到達することが阻止される。弁９０の第２の構成においては、図５Ｂに示すように、加熱空気は、第１の加熱経路７０に到達することが阻止される。或る特定の例においては、弁９０は、第１の構成と第２の構成との間で切り替えるための制御信号を受信するモータを弁９０が備えるように、外部コントローラ、例えばコントローラ１８によって電子的に制御される。他の例においては、弁９０は、弁９０に印加される第１の圧力に応答して第１の構成となり、第１の圧力とは異なる第２の圧力に応答して第２の構成となるように、外部コントローラによって空気圧で制御される。他の例においては、弁は、１つ以上の止めねじ、ノブ、スイッチ、又は他の機械的アクチュエータが、弁を２つの構成のうちの一方にさせるように、機械的に制御される。

【0060】

図６及び図７を参照すると、ポート１１（図１）及び弁９０（図５Ａ及び図５Ｂ）の代替として、又はそれに加えて、第１のマスク８７が図６に示すように設けられ、第２のマスク９２が図７に示すように設けられる。第１のマスク８７及び第２のマスク９２は、金属、ゴム、シリコーン、又はマイラーのうちの１つを含む材料から構築される。本開示に記載のマスク８７、９２は、これらの材料に限定されず、約１５０℃の温度又ははんだ分注用途において通常到達する温度に耐えることができる任意の妥当な材料から作製され得ることが理解される。

【0061】

第１のマスク８７は、第１の穴９４、第２の穴９６、及び第３の穴９８を含み、これらはそれぞれ、穴の第１のグループ６４、穴の第２のグループ６６、及び穴の第３のグループ６８に対応する。穴９４等のような単一の単体の穴の代わりに、マスク８７、９２は、電子基板上の場所のそれぞれに対して穴のグループを含むことができることが理解される。第１のマスク８７の穴は、図４Ａ～図５Ｂの穴のグループと１対１で対応していてもよいし、異なっていてもよい。

【0062】

第２のマスク９２は、第４の穴１０６、第５の穴１０８、第６の穴１１０、及び第７の穴１１２を含み、これらはそれぞれ、穴の第４のグループ７６、穴の第５のグループ７８、穴の第６のグループ８０、及び穴の第７のグループ８２に対応する。第２のマスク９２の穴は、図４Ａ～図５Ｂの穴のグループと１対１で対応していてもよいし、異なっていてもよい。

【0063】

加熱空気が第１の加熱経路７０を介して電子基板に到達することを制限するために、第１のマスク８７が外部表面４２上に配置される。加熱空気が第２の加熱経路７２を介して電子基板に到達することを制限するために、第２のマスク９２が外部表面４２上に配置される。

【0064】

マスク８７、９２を容易に把持し、加熱チャックプレート４２に近づきすぎることを回避するために、把持部分８９が第１のマスク８７に含まれ、把持部分９３が第２のマスク９２に含まれる。マスク８７、９２の把持部分８９、９３は、外部表面４２の縁部の上方に延在し、オペレータの指でマスク８７、９２を把持することを容易なジェスチャーにする。マスク８７、９２の把持部分８９、９３は、表面４２の任意の好適な縁部の上に張り出してもよい。

【0065】

或る特定の実施形態によれば、第１のマスク８７及び／又は第２のマスク９２は、ポート又は止めねじを有さない加熱チャックプレートとともに使用される。そのような実施形態においては、空気チャネルネットワークは、加熱空気を穴のグループの各セットに提供し、遮断する必要がある特定のセットは、したがって、適切なマスクを使用して遮断される。例えば、加熱チャックプレートは、加熱チャックプレート４０と同一であるが、ポート４６、４８及び止めねじ５０、５２が存在せず、それによって、全ての加熱経路７０、７２、７４を障害なく接続する。第１の加熱経路７０を選択するために、オペレータは、第２のマスク９２を外部表面４２上に配置する。次に、第２の加熱経路７２を選択し、第１の加熱経路７０が電子基板を加熱すること阻止するために、オペレータは、把持部８９を自身の指で把持し、第２のマスク９２を第１のマスク８７に交換する。

【0066】

第１マスク８７及び第２マスク９２の全体の厚さは、約３ｍｍである。いくつかの例においては、「約３ｍｍ」は、３ｍｍ±１ｍｍに等しい。マスク８７、９２の厚さは、加熱空気の温度、電子基板を加熱する持続時間、及びマスク８７、９２を構築するために選ばれる特定の材料（単数又は複数）等の異なる設計パラメータに応じて変化し得ることが理解される。

【0067】

電子基板の表面全体を加熱するために赤外熱を用いる用途においては、マスク８７、９２は、上述の加熱空気の遮断と同様の方法で、赤外熱が基板上の場所に到達するのを阻止するように構成することができることが理解される。

【0068】

図８を参照すると、分注システムが全体的に２００で示されている。図示されているように、分注システム２００は、全体的に２０２で示される分注ステーションと、分注ステーションの前の上流に設けられる、全体的に２０４で示される予備加熱ステーションと、分注ステーションの後の下流に設けられる、全体的に２０６で示される後加熱ステーションとを含む。予備加熱ステーション２０４は、予備加熱ゾーンを画定し、分注ステーション２０２は、分注ゾーンを画定し、後加熱ステーション２０６は、分注システム２００の後加熱ゾーンを画定する。コンベヤ２０８は、基板１２等の電子基板を、予備加熱ステーション２０４から分注ステーション２０２へ、そして後加熱ステーション２０６へ（図８の左から右へ）移動させるために設けられる。図示されているように、コンベヤ２０８は、基板がより効率的かつより高速で分注ステーションに進入することを可能にするように、２つのレーン２０８Ａ、２０８Ｂを備える。

【0069】

予備加熱ステーション２０４は、分注ステーションでの分注に許容可能な温度まで電子基板を加熱するように構成される。予備加熱ステーション２０４は、電子基板の温度を２０℃～２００℃の範囲で上昇させるように構成することができる。後加熱ステーション２０６は、分注システム２００から下流の別の処理ステーションに沿って送られる前に、電子基板の温度を低下させるように構成される。予備加熱ステーション２０４と同様に、後加熱ステーションは、電子基板の温度を２０℃～２００℃の範囲で低下させるように構成することができる。

【0070】

或る特定の実施形態において、予備加熱ステーション２０４、分注ステーション２０２、及び後加熱ステーション２０６のうちの１つ以上は、前述の加熱チャックプレート４０、８８を使用するように構成される。

【0071】

１つの実施形態において、予備加熱ステーション２０４及び後加熱ステーション２０６は、分注ステーション２０２を備える分注システム２００の一部とすることができる。別の実施形態においては、分注システム２００は、分注ステーション２０２のみを含むように構成することができ、予備加熱ステーション２０４及び／又は後加熱ステーション２０６は、分注システムとともに組み立てられる別個のユニットとすることができ、コンベヤ２０８は、３つ全てのステーションを通って延在する。

【0072】

各プロセスゾーンについて、オペレータは、製品が「準備完了」と考えられるために到達する必要があるターゲット温度及び公差範囲を選択する。「準備完了」は、製品が次のコンベヤゾーンに移動することができること、又は分注ゾーン内にある場合、分注プロセスが始まるための「準備完了」を意味することができる。他の目的は、「準備完了」状態に基板を保つことであるため、所定の温度にあるとき、製品を所望の公差範囲内に維持するように機械は加熱設定を自動的に調整する。

【0073】

本開示における実施形態は、様々な加熱チャックプレート、並びにそれを備えるシステム及び装置を含む。図及び記載の実施形態は、特定の数及び配置の加熱経路、穴等を有する加熱チャックプレートの特定の例を含むが、開示された主題の範囲は、そのような配置に限定されない。例えば、上述したように、本開示に開示の加熱チャックプレートは、ステンシルプリンター等の他のタイプの機器に適用することができる。したがって、電子基板上にアセンブリ材料を堆積させるように構成される「装置」という場合には、ディスペンサ及びステンシルプリンターを含むことを意味する。

【0074】

このように、本開示の少なくとも１つの実施形態のいくつかの態様を説明してきたが、当業者には種々の改変、変更、及び改善が容易に思い浮かぶことが理解されるべきである。そのような改変、変更、及び改善は、本開示の一部であることを意図しており、本開示の趣旨及び範囲内にあることを意図している。したがって、これまでの説明及び図面は例にすぎない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】