專利名稱：涂敷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了把半導(dǎo)體器件等電子元件接合于印刷基板上而涂敷焊膏或粘接劑等流動(dòng)物質(zhì)的涂敷技術(shù)。
對(duì)于用來(lái)構(gòu)成安裝基板的印刷基板，為了自動(dòng)地插設(shè)IC或LSI等半導(dǎo)體器件、二極管、電容器以及電阻等電子元件，而使用電子元件插設(shè)設(shè)備。為了在印刷基板上固定這些電子元件，使用粘接劑或者焊膏，在印刷基板涂敷焊膏后，把半導(dǎo)體器件等電子元件壓入經(jīng)過(guò)涂敷而堆積了焊料的部位，由此使電子元件固定在印刷基板上。
焊膏即所謂的焊料膏，將細(xì)微粉末焊料與活性焊劑配合，經(jīng)過(guò)混合而形成膏狀焊料，在接合固定電子元件之前的狀態(tài)其具有一定的粘著性和流動(dòng)性。使用這樣的焊膏把電子元件固定于印刷基板時(shí)，從容器向印刷基板滴注并涂敷焊膏后，把電子元件按壓入滴注的焊膏上，從而實(shí)現(xiàn)回流焊料的裝載。
為了在印刷基板上自動(dòng)地涂敷焊膏，將容納焊料的焊料容器與插設(shè)頭同時(shí)安裝在元件插設(shè)裝置上。元件插設(shè)裝置具有引導(dǎo)印刷基板、使其定位于預(yù)定位置上的導(dǎo)向軌和保持插設(shè)在印刷基板的多個(gè)電子元件的元件工作臺(tái)，焊料容器和插設(shè)頭在導(dǎo)向軌上方可在XY方向水平移動(dòng)。
近年來(lái)，對(duì)于印刷基板可以迅速地插設(shè)多數(shù)個(gè)電子元件，這樣可望提高電子儀器的制造效率。迄今開(kāi)發(fā)的焊料涂敷設(shè)備，隨著插設(shè)頭的移動(dòng)，在焊料容器移動(dòng)至涂敷位置的過(guò)程中，容器預(yù)先上升移動(dòng)，為了使容器到達(dá)涂敷位置時(shí)下降移動(dòng)，采用氣壓汽缸。但是，通過(guò)氣壓汽缸使容器上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能使容器高速地上下運(yùn)動(dòng)，所以容器的上下運(yùn)動(dòng)速度受到限制。
容器中，其下端部位預(yù)先設(shè)置涂敷焊膏的針，根據(jù)涂敷設(shè)備在容器中設(shè)置兩只針。利用這樣的容器涂敷焊料時(shí)，必須旋轉(zhuǎn)容器，在現(xiàn)有技術(shù)中，是把這種旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在通過(guò)氣壓汽缸而上下運(yùn)動(dòng)的部件上。為此，上下運(yùn)動(dòng)部件的重量增大，妨礙了容器的高速運(yùn)動(dòng)。從這一點(diǎn)來(lái)講，在提高電子儀器的制造效率問(wèn)題上，提高容器的上下運(yùn)動(dòng)速度成為重要的解決課題。
而且，根據(jù)焊料的種類采用各種尺寸的容納焊料的容器，根據(jù)在插設(shè)頭上安裝的容器的種類，交換支承元件等，在此交換操作中也要花費(fèi)時(shí)間。
本發(fā)明的目的在于可使容納焊料或粘接劑等流動(dòng)物質(zhì)的容器高速地上下運(yùn)動(dòng)，提高涂敷操作的生產(chǎn)率。
由本說(shuō)明書(shū)的說(shuō)明和附圖可以了解本發(fā)明的上述及其它目的和新穎的特征。
在申請(qǐng)所公開(kāi)的發(fā)明中，將代表性的概要說(shuō)明如下。
即，本發(fā)明的涂敷設(shè)備，具有支承臺(tái)，可在涂敷流動(dòng)物的涂敷位置與離開(kāi)的位置之間水平方向自由移動(dòng)；在此支承臺(tái)上安裝有可上下方向自由滑動(dòng)的下夾具，內(nèi)部容納流動(dòng)物的容器的前端支承在下夾具上，所述容器具有在前端吐出流動(dòng)物的針。支承臺(tái)上安裝有上夾具，可在上下方向自由滑動(dòng)而且可自由旋轉(zhuǎn)，利用此上夾具固定容器的底端部位。該容器利用上下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自由地移動(dòng)，且通過(guò)旋轉(zhuǎn)與安裝在上夾具上的從動(dòng)齒輪相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪軸，該容器可以自由地旋轉(zhuǎn)。而且，上夾具與下夾具通過(guò)拉桿可自由調(diào)整相互間距離地連接起來(lái)。
由于容器夾在相互獨(dú)立的上下夾具之間而被保持，所以可以保持長(zhǎng)度不同的多種容器。通過(guò)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)與上夾具連接的同步皮帶，使容器迅速地上下運(yùn)動(dòng)。用于旋轉(zhuǎn)容器的電機(jī)安裝在支承臺(tái)上，為了在容器上下運(yùn)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)容器，電機(jī)與容器同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)，這樣可使含有容器的上下運(yùn)動(dòng)部件輕量化，實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)。
以下，結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的電子元件插設(shè)裝置的主要結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖2是圖1的正視圖；圖3是圖1和圖2所示涂敷設(shè)備的放大側(cè)視圖；圖4是圖3的剖面圖；圖5是沿圖3的V-V線的剖面圖；圖6是沿圖3的VI-VI線的剖面圖。
圖1是作為本發(fā)明的實(shí)施例的涂敷設(shè)備的電子元件插設(shè)設(shè)備的平面示意圖，圖2是圖1的正視圖。該電子元件插設(shè)設(shè)備，具有平行配置的兩條支承部件1、2，如圖2所示，分別在水平支承部件1、2上安裝導(dǎo)軌3、4。與水平支承部件1、2成垂直方向延伸的橫梁5，其兩端安裝在導(dǎo)軌3、4上，并由導(dǎo)軌3、4引導(dǎo)，沿水平支承部件1、2在Y方向自由移動(dòng)。頭組件6安裝在橫梁5上，并由其引導(dǎo)可自由滑動(dòng)，頭組件6在橫梁5的延伸方向即X方向自由移動(dòng)。
為了在Y方向驅(qū)動(dòng)橫梁5，在一側(cè)的水平支承部件2上可自由旋轉(zhuǎn)地安裝由馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)的滾珠螺桿8，此滾珠螺桿8在橫梁5的一端由螺紋結(jié)合。在橫梁5上與其平行地設(shè)置連動(dòng)軸10。在此連動(dòng)軸10兩端固定的小齒輪11、12與在水平支承部件1、2上固定的齒軌13、14嚙合。因此，由馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)滾珠螺桿8時(shí)，橫梁5在Y方向移動(dòng)，隨著這種移動(dòng)，與各齒軌13、14嚙合的小齒輪11、12旋轉(zhuǎn)，由此橫梁5在保持與水平支承部件1、2成預(yù)定的直角的同時(shí)，在Y方向移動(dòng)。此外，如圖2所示，齒軌13位于導(dǎo)軌4的上方。
用于在X方向驅(qū)動(dòng)頭組件6的滾珠螺桿15可自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在橫梁5上，此滾珠螺桿15與頭組件6螺紋結(jié)合。通過(guò)連接馬達(dá)16主軸上的皮帶輪和滾珠螺桿15上的皮帶輪的同步皮帶，來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠螺桿15。
在水平支承部件1、2下方，與水平支承部件1、2成垂直的方向上設(shè)置相互平行地延伸的兩條導(dǎo)向部件21、22，這些導(dǎo)向部件21、22形成傳送印刷基板20的傳送帶，由這些導(dǎo)向部件21、22引導(dǎo)，在X方向上傳送印刷基板20，印刷基板20由導(dǎo)向部件21、22引導(dǎo)，定位于預(yù)定的基板支承臺(tái)的位置。根據(jù)印刷基板20的尺寸，使一側(cè)的導(dǎo)向部件21相對(duì)于另一側(cè)的導(dǎo)向部件22接近或遠(yuǎn)離地移動(dòng)。
在由導(dǎo)向部件21、22形成的傳送皮帶兩側(cè)，設(shè)置多個(gè)放置電子元件W的元件臺(tái)23，為了將各個(gè)元件臺(tái)23上的電子元件插設(shè)在印刷基板20上，在頭組件6上設(shè)置多個(gè)插設(shè)頭24和為在印刷基板20的預(yù)定位置涂敷焊膏的涂敷裝置25。
如圖2所示，涂敷裝置25具有涂敷焊膏的針26，插設(shè)頭24具有可在上下方向自由滑動(dòng)的吸嘴即吸頭27。通過(guò)沿水平支承部件1、2在Y方向移動(dòng)橫梁5，同時(shí)沿橫梁5在X方向移動(dòng)頭組件6，結(jié)果在X、Y二軸的平面內(nèi)移動(dòng)針26和吸頭27。
因此，在印刷基板20的預(yù)位置插設(shè)電子元件W時(shí)，首先，在針26上升的狀態(tài)下把涂敷裝置25移至插設(shè)位置，在此狀態(tài)向下移動(dòng)針26，使其在預(yù)定位置涂敷焊膏。其次，吸附任意一個(gè)元件臺(tái)23上的電子元件W，插設(shè)于印刷基板20的預(yù)定位置。吸附電子元件時(shí)，使吸頭27向預(yù)定的元件臺(tái)23下降移動(dòng)進(jìn)行吸附后，一邊使吸頭27上升移動(dòng)，一邊使吸頭27移到印刷基板20涂敷焊膏的位置。在此位置使吸頭27下降移動(dòng)，從而把電子元件W接合固定于印刷基板20的預(yù)定位置。
圖3～圖6是圖1和圖2所示涂敷設(shè)備的放大圖，在可沿橫梁5自由滑動(dòng)地安裝的組件主體6a上固定支承臺(tái)30，此支承臺(tái)30具有在上下方向延伸的兩條凸緣31，如圖6所示。各凸緣31的外側(cè)固定有導(dǎo)軌32，由各導(dǎo)軌32導(dǎo)向，在上下方向可自由滑動(dòng)地裝配下側(cè)滑塊33和上側(cè)滑塊34這兩個(gè)上下滑塊。
如圖3所示，支承臺(tái)30上固定的撐架35a與下側(cè)滑塊33之間，設(shè)置螺旋彈簧35，由此彈簧35對(duì)下側(cè)滑塊33施加向上的彈簧力。在此下側(cè)滑塊33上，如圖3所示，固定下夾具36，此下側(cè)夾具36上，如圖4所示，設(shè)置有支承塊37和徑向軸承38。
另外，在上側(cè)滑塊34上固定具有環(huán)狀部分的軸承保持架39，如圖4所示，在此軸承保持架39內(nèi)側(cè)設(shè)置的徑向軸承41的內(nèi)側(cè)，組裝有可自由旋轉(zhuǎn)的圓筒形狀的上夾具42，此上夾具42上固定有環(huán)狀從動(dòng)齒輪43。
容納焊膏或粘接劑的容器44也可稱為注射器，為在小口徑的前端噴出焊膏，設(shè)置針26，前端向下地裝填并支承在上下兩側(cè)的夾具42、36中。上夾具42安裝有卡緊部件45，其通過(guò)卡緊部件45與設(shè)在容器44的底端部位的開(kāi)口嵌合的加壓罩46聯(lián)結(jié)。
因此，將底端部位向上的容器44被上夾具42支承，并在由下夾具36支承前端部位的狀態(tài)下裝填，在裝填狀態(tài)下，下夾具36由壓縮彈簧35施加向上力。加壓空氣供給管47連接于加壓罩46，通過(guò)此管47由圖外向容器44內(nèi)供給壓縮空氣的脈動(dòng)，由針26噴出預(yù)定量的焊膏或粘接劑。
由于容器44由相互分離的上下夾具42、36支承，所以可支承各種長(zhǎng)度不同的多種容器。圓筒狀外套48固定于下夾具36，如果容器的外徑小于此外套48的內(nèi)徑，則可支承各種外徑不同的多種容器。
如圖6所示，在軸承保持架39處向下突出地安裝拉桿49，此拉桿49通過(guò)彈簧部件50聯(lián)結(jié)于下側(cè)夾具33。放松彈簧部件50可以調(diào)整上夾具42與下夾具36之間的距離。
如圖4所示，為了旋轉(zhuǎn)容器44，在支承臺(tái)30上通過(guò)上下軸承52、53可自由旋轉(zhuǎn)地安裝上下方向延伸的驅(qū)動(dòng)齒輪軸51，驅(qū)動(dòng)齒輪軸51全長(zhǎng)整體均形成齒輪，從動(dòng)齒輪43可在軸方向的任意位置與其嚙合。馬達(dá)54安裝在支承臺(tái)30上，在此馬達(dá)54的軸上固定的驅(qū)動(dòng)齒輪55，通過(guò)空轉(zhuǎn)齒輪56與驅(qū)動(dòng)齒輪軸51的下端部位嚙合。
因此，通過(guò)驅(qū)動(dòng)此馬達(dá)54，利用驅(qū)動(dòng)齒輪軸51，從動(dòng)齒輪43，來(lái)旋轉(zhuǎn)上夾具42，從而使與此上夾具42部分聯(lián)結(jié)的容器44旋轉(zhuǎn)。為了檢測(cè)驅(qū)動(dòng)齒輪55的旋轉(zhuǎn)角度，在支承臺(tái)30上設(shè)置傳感器57，通過(guò)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)齒輪55的旋轉(zhuǎn)角度，來(lái)檢測(cè)容器44的旋轉(zhuǎn)角度。
為了在上下方向驅(qū)動(dòng)容器44，在支承臺(tái)30的上端部位固定馬達(dá)61，在此馬達(dá)61的軸上固定的皮帶輪62與位于此皮帶輪62下方可自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在支承臺(tái)30上的皮帶輪63之間，跨置有同步皮帶64。如圖5所示，連結(jié)裝置65由螺釘固定在此同步皮帶64上，此連結(jié)裝置65通過(guò)連接部件65a與上夾具42連接。
因此，利用馬達(dá)61來(lái)驅(qū)動(dòng)同步皮帶64，由此通過(guò)連結(jié)裝置65在上下方向驅(qū)動(dòng)上夾具42，這樣就可在上下方向驅(qū)動(dòng)容器44。于是，無(wú)需氣壓汽缸，通過(guò)馬達(dá)61上下移動(dòng)容器44，從而可以高速上下移動(dòng)容器44，尤其是，用于旋轉(zhuǎn)容器44的馬達(dá)54無(wú)需與容器44一起上下移動(dòng)，所以包含容器44的上下移動(dòng)部件僅有上下夾具42、36，由整體的輕量化也可實(shí)現(xiàn)容器44迅速地上下移動(dòng)。
以下說(shuō)明利用上述涂敷設(shè)備在印刷基板20的預(yù)定位置涂敷焊膏或粘接劑的工序。
在印刷基板20的預(yù)料位置涂敷焊膏或粘接劑時(shí)，如圖3和圖4所示，在容器44上升狀態(tài)下，在Y軸方向移動(dòng)圖1所示的橫梁5，同時(shí)在X軸方向移動(dòng)頭組件6。這樣，使設(shè)置在頭組件6的涂敷裝置25的針26定位于涂敷位置，然后驅(qū)動(dòng)馬達(dá)61，使容器44下降移動(dòng)。容器44下降移動(dòng)、針26下降的極限位置的狀態(tài)如圖4的兩點(diǎn)點(diǎn)劃線所示。
而且，圖3和圖4所示的長(zhǎng)形容器44被支承在上下夾具42、36上，同時(shí)呈現(xiàn)處于上升極限位置的狀態(tài)，以此狀態(tài)在水平方向傳送容器44。圖5與圖3、圖4所示情況不同，拉桿49與下側(cè)滑塊33的連結(jié)被解脫，下夾具36從上夾具42分離，呈現(xiàn)基本下降到下降極限位置的狀態(tài)。
容器44下降移動(dòng)直至針26的前端與印刷基板20的被涂敷面之間大致成為0.1～0.3mm的間隙。在此狀態(tài)下，由未圖示的壓縮空氣源脈動(dòng)地向容器44內(nèi)供給壓縮空氣，由此在被涂敷面上涂敷預(yù)定量的焊膏。涂敷結(jié)束后，利用馬達(dá)61的驅(qū)動(dòng)把容器44移動(dòng)到上升極限位置。
容器44上下移動(dòng)時(shí)，用于旋轉(zhuǎn)容器44的馬達(dá)54安裝在支承臺(tái)30上，由于不與容器44同時(shí)上下移動(dòng)，所以可使隨容器44上下移動(dòng)而一起上下移動(dòng)的部件的總重量減輕，使高速而迅速地上下移動(dòng)成為可能。而且，為了上下移動(dòng)，不是使用空氣壓汽缸，而使用電機(jī)，所以可以高速而迅速地上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)涂敷操作的迅速化。
將電子元件固定在涂敷了焊料的部位時(shí)，頭組件6移動(dòng)至圖1所示的多個(gè)元件臺(tái)中的任一個(gè)。例如，圖示情形中，兩個(gè)插設(shè)頭24設(shè)置在頭組件6上，移動(dòng)頭組件6直至任一個(gè)插設(shè)頭24處于特定的元件臺(tái)的正上方。以此狀態(tài)下降移動(dòng)吸頭27，保持在元件臺(tái)處吸著電子元件，把電子元件傳送至已涂敷了焊料的位置，使該電子元件固定在印刷基板20上。
把具有固定在印刷基板上設(shè)置的插孔部位的引線的電子元件插設(shè)于印刷基板20時(shí)，不使用焊料或粘接劑，不進(jìn)行涂敷裝置25的動(dòng)作，僅由吸頭27來(lái)進(jìn)行插設(shè)操作。
作為容器44，安裝有兩支針形物26，此時(shí)接預(yù)定方式來(lái)設(shè)定容器44的旋轉(zhuǎn)方式，要想旋轉(zhuǎn)容器44來(lái)改變兩支針26的位置，就要驅(qū)動(dòng)馬達(dá)54。通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪軸51與從動(dòng)齒輪43的嚙合來(lái)使容器44旋轉(zhuǎn)，由于驅(qū)動(dòng)齒輪軸51的全長(zhǎng)均形成有齒輪，所以無(wú)論從動(dòng)齒輪43與驅(qū)動(dòng)齒輪軸51的哪個(gè)位置嚙合，從動(dòng)齒輪43和驅(qū)動(dòng)齒輪軸51的旋轉(zhuǎn)比例均相同。因此，容器44在上下方向任意位置均可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
空的容器更新、改變?nèi)萜鞣N類時(shí)，卸下加壓罩46，由此可以容易地從上下夾具42、36卸下容器44。于是，因?yàn)榭捎孟嗷シ蛛x的上下兩付夾具42、36來(lái)支承容器44，所以即使容器44的長(zhǎng)度不同，也可以相對(duì)同樣的夾具42、36來(lái)裝填容器44。而且，由于加壓罩46設(shè)定在容器44的中心，對(duì)于外徑不同的多種容器44來(lái)說(shuō)，全都可以確實(shí)地把容器裝填在夾具42、36的中心。但是，由于是通過(guò)上下夾具42、36的夾持來(lái)保持容器44的，所以可使容器44保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
以上，根據(jù)實(shí)施例具體地說(shuō)明了本發(fā)明人所做的發(fā)明，但本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例，不言而喻，在不脫離本發(fā)明本質(zhì)的范圍內(nèi)可以做出各種變化。例如，相對(duì)于沿水平支承部件1、2在Y軸方向移動(dòng)的橫梁5，圖示的涂敷裝置在X軸方向移動(dòng)，由此可在平面方向的任意位置移動(dòng)，但是最好把涂敷裝置安裝在導(dǎo)向部件上使其僅在直線方向移動(dòng)。而且，在頭組件6上安裝的插設(shè)頭24的數(shù)量不限于兩個(gè)，可以是任意數(shù)量。
以下簡(jiǎn)單地說(shuō)明本申請(qǐng)所公開(kāi)的發(fā)明中有代表性的效果。
(1)由于利用電動(dòng)馬達(dá)來(lái)使容器上下移動(dòng)，所以可以高速操作容器。
(2)由于在容器上下移動(dòng)時(shí)使容器旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)不與容器同時(shí)上下移動(dòng)，所以可高速操作容器。
(3)由于通過(guò)上下分離的獨(dú)立的夾具使容器保持被夾持的狀態(tài)，所以通過(guò)使容器保持穩(wěn)定，從而使高速移動(dòng)成為可能。
(4)由于利用分離的獨(dú)立的上下夾具來(lái)保持容器，所以不必更換夾具，就可以保持各種長(zhǎng)度不同的多種容器。
權(quán)利要求
1.一種涂敷設(shè)備，其特征在于，包括支承臺(tái)，可在涂敷焊膏或粘接劑等流動(dòng)物的涂敷位置與離開(kāi)位置之間自由做水平方向移動(dòng)；下夾具，可沿上下方向自由滑動(dòng)地安裝在所述支承臺(tái)上，并可自由旋轉(zhuǎn)地支承著其內(nèi)部容納所述流動(dòng)物、并在前端具有吐出流動(dòng)物的針的容器前端；上夾具，可沿上下方向自由滑動(dòng)地安裝于所述支承臺(tái)上，并可自由旋轉(zhuǎn)，它固定所述容器的底端部位；上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在所述支承臺(tái)上，在上下方向驅(qū)動(dòng)所述容器；驅(qū)動(dòng)齒輪軸，設(shè)置在所述支承臺(tái)上，可在上下方向延伸及自由旋轉(zhuǎn)，與安裝在所述上夾具的從動(dòng)齒輪嚙合；旋轉(zhuǎn)裝置，安裝于所述支承臺(tái)上，驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪軸。
2.如權(quán)利要求1所述的涂敷設(shè)備，其特征在于，上夾具與下夾具可通過(guò)拉桿自由調(diào)整相互間隔地連接起來(lái)。
全文摘要
一種涂敷設(shè)備，具有可在涂敷流動(dòng)物的涂敷位置與離開(kāi)位置之間作水平方向自由移動(dòng)的支承臺(tái)，下夾具安裝在支承臺(tái)上，可于上下方向自由滑動(dòng)，下夾具支承其前端具有吐出流動(dòng)物的針且其內(nèi)部容納流動(dòng)物的容器的前端。上夾具安裝在支承臺(tái)上，可在上下方向自由滑動(dòng)且可自由旋轉(zhuǎn)，利用上夾具固定容器的底端部位。利用上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)使容器自由地上下移動(dòng)，利用與安裝在上夾具的從動(dòng)齒輪嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪軸的旋轉(zhuǎn)使容器自由旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1161253SQ97101899
公開(kāi)日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1997年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月29日
發(fā)明者岡崎忠雄, 前原由和 申請(qǐng)人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社