JPS63313662A - 熱圧着ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、多端子電子部品、例えば２方向もしくは４
方向に複数本の端子をもつフラットパッケージＩＣを基
板に半田付けするための半田付はヘッドに関する。

（従来の技術） ＩＣカードでは、フラットパッケージ化されたＩＣ部品
（多端子電子部品）を基板に搭載して製品にしている。

こうした部品の実装には、ロボット装置の先端に設けた
半田付はヘッドを用いて、ＩＣ部品の端子を基板のパッ
ド上に半田付けすることが行なわれている。

具体的には、従来、こうした半田付はヘッドには、第９
図にも示されるように先端に吸着パッドａをもつ吸引管
ｂ（吸引装置に接がっているもの）の周囲に、ＩＣ部品
Ｃの端子列に対応して矩形枠状のヒータチップｄを設け
た構造が用いられている。なお、ヒータチップｄおよび
このヒータチップｄから先端が突き出る吸引管すは共に
上下可能となっている。

そして、吸着パッドａでＩＣ供給部（図示しない）に有
るＩＣ部品Ｃの本体部ｅを吸着し、ロボット装置でＩＣ
部品Ｃを基板（図示しない）が有る地点へ搬送する。そ
の後、半田付はヘッド装置を下降させて、基板のパッド
表面に設けた半田層くいずれも図示しない）にＩＣ部品
Ｃの各４辺の端子ｆ・・・を重ね、続いてヒータチップ
ｄで端子ｆ・・・を加熱すると同時に端子ｆ・・・を加
圧することにより、各端子ｆ・・・を基板のパッドに半
田付けしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、こうした全通で半田付けする、いわゆる一体
型のヒータチップｄは、通電された部位から近い地点、
例えば給電部となる接続部Ｑと、最も離れた部位、例え
ば接続部Ｑが無い辺部り。

ｈとで温度差が発生しやすい。このため、ヒータチップ
ｄの温度分布を均一にすることが困難である。しかも、
ヒータチップｄは大きいために全体の平衡度をかなりの
精度で維持するのが容易でなく、ヒータチップｄの加圧
力を全通に渡り均一にすることが困難であった。

これ故、一体型のヒータチップは全通で同時に半田（バ
ッド上のもの）を溶解させることは難しく、場所によっ
ては半田付けの条件が変ったり、ＩＣ部品Ｃの端子ｆが
大きくずれて半田付けされてしまい、これが半田付は不
良の１つとなっていた。

この発明はこのような問題点に着目してなされたもので
、その目的とするところは、多端子電子部品を常に良好
に半田付けすることができる半田付はヘッドを提供する
ことにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用）この半田付はヘ
ッドは、ヒータチップ１２を、それぞれが独立して加圧
方向に移動可能な複数の分割チップ１３・・・から構成
することにより、分割効果にてヒータチップ１２の加圧
力および温度分布の均一化を図る。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第７図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第１図は半田付はヘッドの正断面
を、第２図はその側面、第３図はその下面をそれぞれ示
し、１は例えば中空の角柱状に構成されたフレーム、２
はそのフレーム１内に挿通された吸引管である。

吸引管２は、先端にＯリングよりなる吸着バッド３を備
えて構成され、フラットパッケージＩＣ２０（多端子電
気部品で例えば４辺に端子２１・・・をもつ）の本体部
２２を吸着保持できるようにしている。そして、その基
端側は、フレーム１の内腔部に設けた軸受、例えばボー
ルスプライン４で、回転方向を規制しつつ上下動自在に
支持され、吸着バッド３をフレーム先端から突出させて
いる。

むろん、吸引管２は図示はしないがストッパ構造を使っ
て突出量が規制される。またフレーム２の基端には、吸
引管３と共に加圧ばね５（圧縮ばねよりなる）が内装さ
れていて、従来と同様、吸引管３の全体を下方方向へ付
勢している。なお、６はフレーム１の基端に設けたボー
ルスプライン４および加圧ばね５を押えるための押え部
材である。

一方、７は冷却フィンである。冷却フィン７は、略矩形
の箱を対角線上で４分割させたと同様な形状をもつ剛性
の分割フィン７ａ〜７ｄ（導電性の金属材よりなる）か
ら構成される。そして、これら分割フィン７ａ〜７ｄが
フレーム１の先端側を囲むように配置されている。また
各分割フィン７ａ〜７ｄは、各内面とフレーム１の外面
くいずれも平滑な面）との藺に設けたクロスローラテー
ブル８（リニアガイド）を介してフレーム１の外周上に
上下動自在に支持され、先端面を吸引管２の先端部から
大きく退避した部位に配置している。

なお、各分割フィン７ａ〜７ｄの側部には多数のフィン
部９・・・が形成されている。また各分割フィン７ａ〜
７ｄの後端面とフレーム１の外周の中途の部分に突設し
たフランジ１０との間にはそれぞれ加圧ばね１１（圧縮
ばねよりなる）が介装されていて、それぞれ分割フィン
７ａ〜７ｄを下方へ付勢している。つまり、各分割フィ
ン７ａ〜７ｄ共、吸引管２と同様、上方向へ変位できる
ようになっている。

そして、こうした各分割フィン７ａ〜７ｄの下面に、ヒ
ータチップ１２が吸着パッド３を中心とした周囲に設け
られている。ヒータチップ１２は、従来の矩形の枠状体
を例えばフラットパッケージＩＣ２０の端子列に応じて
それぞれ４辺に分割した構造となっている。具体的には
、第４図に示されるように吸着パッド３を中心として４
方向に分割した略断面り字状の分割チップ１３・・・か
ら構成されている。そして、取付座１３ａが台座部材１
４を介して各分割フィン７ａ〜７ｄの下面にボルト止め
され、チップ先端をフラットパッケージＩＣ２０の端子
列に対し位置決めている。つまり、それぞれ与圧が与え
られる分割フィン７ａ〜７ｄを使って、各分割チップ１
３・・・はそれぞれ独立して上下の方向へ移動できるよ
うになっている。なお、ヒータチップ１２は吸着パッド
３から退避した位置に取着されているものである。そし
て、各分割フィン７ａ〜７ｄのうちの例えば２つに給電
装置１５が接続され、給電により各分割チップ１３・・
・の先端から熱を発生させることができるようになって
いる。具体的には、第５図に示すように分割チップ１３
・・・が直列回路となるよう、隣接する分割フィン同志
が導電線部１６・・・で直列に接続され、例えば分割フ
ィン７８．７ｄ間へ給電すれば、分割チップ１３・・・
において電流が抵抗体を流れることによるジュール熱を
発生できるようになっている。なお、分割フィン７ａ〜
７ｄに電流を流すために各分割フィン７ａ〜７ｄとクロ
スローラテーブル８・・・どの間、および加圧ばね１１
とフランジ１０との間にそれぞれ絶縁部材２６を設けて
、金属部品からの電流漏洩を防いでいる。

そして、部品実装用のロボット装置（図示しない）のチ
ャック１７にこうした半田付はヘッドの基端部が装着さ
れる他、吸引管２の基端に装着された接続口部２ａに吸
引装置１１８が接続され、ＩＣ供給部からフラットパッ
ケージＩＣ２０を搬送し、所定の位置に配置された基板
２３に対し半田付けできるようにしている。なお、２４
は吸引装置１８および給電装置１１５を制御する制御部
（マイクロコンピュータおよびその周辺機器よりなる）
である。

しかして、このように構成された半田付はヘッドを用い
て、フラットパッケージＩＣ２０を基板２３に実装する
ときは、まず、ロボット装置および吸引装置１８を使い
、ＩＣ供給部（図示しない）からフラットパッケージＩ
Ｃ２０を吸着で取り出す。もちろん、これはフラットパ
ッケージＩＣ２０の本体部２２を吸着パッド３で吸着す
ることによりなされる。

この後、ロボット装置のアーム動により、第１図に示さ
れるようにフラットパッケージＩＣ２０が、基板２３が
配置された地点の直上に搬送され、基板２３上の被取付
部となるパッド２３ａ・・・に位置決められていく。つ
いで、第６図に示すように半田付はヘッド全体が下降し
、まず、フラットパッケージＩＣ２０の各端子２１・・
・が、パッド２３ａ・・・の上面、詳しくは予めパッド
２３ａ・・・の表面に設けた半田層に載置されていく。

そして、下降が進むと、第７図に示すように吸引管２が
退避し、各分割チップ１３・・・の先端の平坦な面が端
子列と次第に当接し、各４辺の端子２１・・・を加圧し
ていく。ここで、各分割チップ１３・・・は給電装置１
５から給電がなされているから、加圧ならびに加熱によ
り半田層が溶け、端子２１・・・が基板２３のパッド２
３ａに半田付けされていく。但し、この際の加圧力は加
圧ばね１１の種類や半田付はヘッドの下降量で変化され
るものである。

ここで、こうした電子部品の半田付けは、温度分布、加
圧力の影響から半田付は不良が発生することが懸念され
る。

しかし、この発明によると、−辺ごとに独立した加圧方
向に移動自在な分割チップ１３・・・からヒータチップ
１２を構成している。このことは、小片となったチップ
それぞれが加熱されるから、その分、従来の一体型のヒ
ータチップに比べて、容易に均一な温度分布を得ること
ができることとなる。しかも、分割チップ１３・・・で
それぞれ独立して４辺の端子２１・・・を加圧するので
、均一な加圧を得ることができることがわかる。

しかるに、半田付けの条件をどの部位でも一定にするこ
とができ、信頼性に高い接合部を得ることができる。し
かも、従来のように端子２１・・・がパッド２３から大
きくずれて半田付けされてしまうこともない。

これ故、常に良好な半田付けを行なうことができ、半田
付は不良率の低減を図ることができる。

なお、−実茄例では分割チップ７ａ〜７ｄの全てを直列
に接いで給電するしたが、第８図に示されるように例え
ば隣接する２つの分割チップ１３゜１３でそれぞれ直列
回路を構成し、これら直列回路に並列的に給電するよう
にしてもよい。

また、一実施例では４方向にヒータチップ１２を分割し
たが、これに限らず、２方向に分割してもよい。特に、
これは端子２１・・・が４辺でなく２辺に有るものにつ
いて有効である。もちろん、１辺のみに多くの端子をも
つ電子部品に合ったヒータチップでは、その１字状のヒ
ータチップを分割すればよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、半田に際するヒ
ータチップの温度分布ならびに加圧力を均一にすること
ができるようになる。

これ故、半田付けの条件をどの部位でも一定にすること
ができ、信頼性に高い接合部を得ることができる。しか
も、端子がパッドから大きくずれて半田付けされてしま
うこともなく、常に良好な半田付けを得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は半田付はヘッドの正断面図、第２図はその側面図、
第３図は半田付はヘッドの下面図、第４図はその分割さ
れたヒータチップ廻りを、吸着保持される多端子電子部
品と共に示す斜視図、第５図はその給電系を示すヒータ
チップの下面図、第６図および第７図は多端子電子部品
が半田付けされる推移を示す正断面図、第８図は異なる
給電系を示すヒータチップの下面図、第９図は従来の半
田付はヘッドのヒータチップ廻りの構造を示す斜視図で
ある。 ２・・・吸引管、３・・・吸着パッド、４・・・ボール
スプライン、７ａ〜７ｄ・・・分割フィン、８・・・ク
ロスローラテーブル、１２・・・ヒータチップ、１３・
・・分割チップ、２０・・・フラットパッケージＩＣ（
多端子電子部品）、２１・・・端子、２２・・・本体部
、２３・・・基板。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 １、事件の表示 特願昭６２−１４８１９７号 ２、発明の名称 半田付はヘッド ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 （３０７）株式会社　東芝 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル補正
の内容 切細書第２頁第８行目の「こうした部品のには」とある
を「こうしたＩＣ部品などのプリント基板などへの実装
には」と訂正する。 （２）　　明細書第１１頁第７行目の「給電するしたが
」とあるを「給電したが」と訂正する。 （３）明細書第１１頁第１７行目と同１８行目との間に
「また、本願発明は上述した実施例のようにフラットパ
ッケージＩＣを基板にはんだ付けするためにだけ使用す
るだけでなく、他の実施例として、例えば特開昭６２−
１２６６４５号公報、特開昭６２−１２６６４６号公報
に示されているようなフィルムキャリア方式によるＬＳ
Ｉチップ実装方法において用いられている加熱、加圧手
段わりに本願発明を用いることも可能である。 に、その他の実施例として、特開昭６１−２０２８号公
報に示されているような半導体の製造に用いられている
圧着部１を有するツの代わりに本願発明を用いることも
可能であ」を挿入する。 （４）明細書第１１頁第１９行目から２０行目にかけで
ある「半田に際する」とあるを「半田付けに際する」と
訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央に多端子電子部品の本体部を吸着する吸着パ
   ッドを有し、、該吸着パッドの周囲に前記多端子電子部
   品の端子列に対応してヒータチップを有してなり、ヒー
   タチップで多端子電子部品の端子の加圧しながら、ヒー
   タチップから発生する熱で該端子を基板に半田付けさせ
   る半田付けヘッドにおいて、前記ヒータチップを、それ
   ぞれが独立して加圧方向に移動可能な複数の分割チップ
   から構成したことを特徴する半田付けヘッド。
2. （２）分割チップは、吸着パッドを中心にそれぞれ２方
   向もしくは４方向に分割されていることを特徴する特許
   請求の範囲第１項に記載の半田付けヘッド。