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物質(zhì)的涂敷技術(shù)。
對于用來構(gòu)成安裝基板的印刷基板，為了自動地插設(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性。使用這樣的焊膏把電子元件固定于印刷基板時，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，從而實現(xiàn)回流焊料的裝載。
為了在印刷基板上自動地涂敷焊膏，將容納焊料的焊料容器與插設(shè)頭同時安裝在元件插設(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)在印刷基板的多個電子元件的元件工作臺，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。
近年來，對于印刷基板可以迅速地插設(shè)多數(shù)個電子元件，這樣可望提高電子儀器的制造效率。迄今開發(fā)的焊料涂敷設(shè)備，隨著插設(shè)頭的移動，在焊料容器移動至涂敷位置的過程中，容器預(yù)先上升移動，為了使容器到達涂敷位置時下降移動，采用氣壓汽缸。但是，通過氣壓汽缸使容器上下運動時，不能使容器高速地上下運動，所以容器的上下運動速度受到限制。
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，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)置在通過氣壓汽缸而上下運動的部件上。為此，上下運動部件的重量增大，妨礙了容器的高速運動。從這一點來講，在提高電子儀器的制造效率問題上，提高容器的上下運動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時間。
本發(fā)明的目的在于可使容納焊料或粘接劑等流動物質(zhì)的容器高速地上下運動，提高涂敷操作的生產(chǎn)率。
由本說明書的說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。
在申請所公開的發(fā)明中，將代表性的概要說明如下。
即，本發(fā)明的涂敷設(shè)備，具有支承臺，可在涂敷流動物的涂敷位置與離開的位置之間水平方向自由移動；在此支承臺上安裝有可上下方向自由滑動的下夾具，內(nèi)部容納流動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物的針。支承臺上安裝有上夾具，可在上下方向自由滑動而且可自由旋轉(zhuǎn)，利用此上夾具固定容器的底端部位。該容器利用上下運動機構(gòu)自由地移動，且通過旋轉(zhuǎn)與安裝在上夾具上的從動齒輪相嚙合的驅(qū)動齒輪軸，該容器可以自由地旋轉(zhuǎn)。而且，上夾具與下夾具通過拉桿可自由調(diào)整相互間距離地連接起來。
由于容器夾在相互獨立的上下夾具之間而被保持，所以可以保持長度不同的多種容器。通過由電機驅(qū)動與上夾具連接的同步皮帶，使容器迅速地上下運動。用于旋轉(zhuǎn)容器的電機安裝在支承臺上，為了在容器上下運動時旋轉(zhuǎn)容器，電機與容器同時上下運動，這樣可使含有容器的上下運動部件輕量化，實現(xiàn)高速移動。
以下，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例，其中

圖1是本發(fā)明的實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。頭組件6安裝在橫梁5上，并由其引導(dǎo)可自由滑動，頭組件6在橫梁5的延伸方向即X方向自由移動。
為了在Y方向驅(qū)動橫梁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7驅(qū)動的滾珠螺桿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)置連動軸10。在此連動軸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7驅(qū)動滾珠螺桿8時，橫梁5在Y方向移動，隨著這種移動，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，在Y方向移動。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。通過連接馬達16主軸上的皮帶輪和滾珠螺桿15上的皮帶輪的同步皮帶，來驅(qū)動滾珠螺桿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相對于另一側(cè)的導(dǎo)向部件22接近或遠離地移動。
在由導(dǎo)向部件21、22形成的傳送皮帶兩側(cè)，設(shè)置多個放置電子元件W的元件臺23，為了將各個元件臺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的吸嘴即吸頭27。通過沿水平支承部件1、2在Y方向移動橫梁5，同時沿橫梁5在X方向移動頭組件6，結(jié)果在X、Y二軸的平面內(nèi)移動針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，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)向下移動針26，使其在預(yù)定位置涂敷焊膏。其次，吸附任意一個元件臺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，使吸頭27向預(yù)定的元件臺23下降移動進行吸附后，一邊使吸頭27上升移動，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，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自由滑動地安裝的組件主體6a上固定支承臺30，此支承臺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地裝配下側(cè)滑塊33和上側(cè)滑塊34這兩個上下滑塊。
如圖3所示，支承臺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，其通過卡緊部件45與設(shè)在容器44的底端部位的開口嵌合的加壓罩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，通過此管47由圖外向容器44內(nèi)供給壓縮空氣的脈動，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30上通過上下軸承52、53可自由旋轉(zhuǎn)地安裝上下方向延伸的驅(qū)動齒輪軸51，驅(qū)動齒輪軸51全長整體均形成齒輪，從動齒輪43可在軸方向的任意位置與其嚙合。馬達54安裝在支承臺30上，在此馬達54的軸上固定的驅(qū)動齒輪55，通過空轉(zhuǎn)齒輪56與驅(qū)動齒輪軸51的下端部位嚙合。
因此，通過驅(qū)動此馬達54，利用驅(qū)動齒輪軸51，從動齒輪43，來旋轉(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)。為了檢測驅(qū)動齒輪55的旋轉(zhuǎn)角度，在支承臺30上設(shè)置傳感器57，通過檢測驅(qū)動齒輪55的旋轉(zhuǎn)角度，來檢測容器44的旋轉(zhuǎn)角度。
為了在上下方向驅(qū)動容器44，在支承臺30的上端部位固定馬達61，在此馬達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通過連接部件65a與上夾具42連接。
因此，利用馬達61來驅(qū)動同步皮帶64，由此通過連結(jié)裝置65在上下方向驅(qū)動上夾具42，這樣就可在上下方向驅(qū)動容器44。于是，無需氣壓汽缸，通過馬達61上下移動容器44，從而可以高速上下移動容器44，尤其是，用于旋轉(zhuǎn)容器44的馬達54無需與容器44一起上下移動，所以包含容器44的上下移動部件僅有上下夾具42、36，由整體的輕量化也可實現(xiàn)容器44迅速地上下移動。
以下說明利用上述涂敷設(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，如圖3和圖4所示，在容器44上升狀態(tài)下，在Y軸方向移動圖1所示的橫梁5，同時在X軸方向移動頭組件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)動馬達61，使容器44下降移動。容器44下降移動、針26下降的極限位置的狀態(tài)如圖4的兩點點劃線所示。
而且，圖3和圖4所示的長形容器44被支承在上下夾具42、36上，同時呈現(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61的驅(qū)動把容器44移動到上升極限位置。
容器44上下移動時，用于旋轉(zhuǎn)容器44的馬達54安裝在支承臺30上，由于不與容器44同時上下移動，所以可使隨容器44上下移動而一起上下移動的部件的總重量減輕，使高速而迅速地上下移動成為可能。而且，為了上下移動，不是使用空氣壓汽缸，而使用電機，所以可以高速而迅速地上下移動，實現(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，頭組件6移動至圖1所示的多個元件臺中的任一個。例如，圖示情形中，兩個插設(shè)頭24設(shè)置在頭組件6上，移動頭組件6直至任一個插設(shè)頭24處于特定的元件臺的正上方。以此狀態(tài)下降移動吸頭27，保持在元件臺處吸著電子元件，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，不使用焊料或粘接劑，不進行涂敷裝置25的動作，僅由吸頭27來進行插設(shè)操作。
作為容器44，安裝有兩支針形物26，此時接預(yù)定方式來設(shè)定容器44的旋轉(zhuǎn)方式，要想旋轉(zhuǎn)容器44來改變兩支針26的位置，就要驅(qū)動馬達54。通過驅(qū)動齒輪軸51與從動齒輪43的嚙合來使容器44旋轉(zhuǎn)，由于驅(qū)動齒輪軸51的全長均形成有齒輪，所以無論從動齒輪43與驅(qū)動齒輪軸51的哪個位置嚙合，從動齒輪43和驅(qū)動齒輪軸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行旋轉(zhuǎn)。
空的容器更新、改變?nèi)萜鞣N類時，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，因為可用相互分離的上下兩付夾具42、36來支承容器44，所以即使容器44的長度不同，也可以相對同樣的夾具42、36來裝填容器44。而且，由于加壓罩46設(shè)定在容器44的中心，對于外徑不同的多種容器44來說，全都可以確實地把容器裝填在夾具42、36的中心。但是，由于是通過上下夾具42、36的夾持來保持容器44的，所以可使容器44保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
以上，根據(jù)實施例具體地說明了本發(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，相對于沿水平支承部件1、2在Y軸方向移動的橫梁5，圖示的涂敷裝置在X軸方向移動，由此可在平面方向的任意位置移動，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。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，可以是任意數(shù)量。
以下簡單地說明本申請所公開的發(fā)明中有代表性的效果。
(1)由于利用電動馬達來使容器上下移動，所以可以高速操作容器。
(2)由于在容器上下移動時使容器旋轉(zhuǎn)的馬達不與容器同時上下移動，所以可高速操作容器。
(3)由于通過上下分離的獨立的夾具使容器保持被夾持的狀態(tài)，所以通過使容器保持穩(wěn)定，從而使高速移動成為可能。
(4)由于利用分離的獨立的上下夾具來保持容器，所以不必更換夾具，就可以保持各種長度不同的多種容器。
權(quán)利要求
1.一種涂敷設(shè)備，其特征在于，包括支承臺，可在涂敷焊膏或粘接劑等流動物的涂敷位置與離開位置之間自由做水平方向移動；下夾具，可沿上下方向自由滑動地安裝在所述支承臺上，并可自由旋轉(zhuǎn)地支承著其內(nèi)部容納所述流動物、并在前端具有吐出流動物的針的容器前端；上夾具，可沿上下方向自由滑動地安裝于所述支承臺上，并可自由旋轉(zhuǎn)，它固定所述容器的底端部位；上下移動機構(gòu)，安裝在所述支承臺上，在上下方向驅(qū)動所述容器；驅(qū)動齒輪軸，設(shè)置在所述支承臺上，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齒輪嚙合；旋轉(zhuǎn)裝置，安裝于所述支承臺上，驅(qū)動所述驅(qū)動齒輪軸。
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拉桿自由調(diào)整相互間隔地連接起來。
全文摘要
一種涂敷設(shè)備，具有可在涂敷流動物的涂敷位置與離開位置之間作水平方向自由移動的支承臺，下夾具安裝在支承臺上，可于上下方向自由滑動，下夾具支承其前端具有吐出流動物的針且其內(nèi)部容納流動物的容器的前端。上夾具安裝在支承臺上，可在上下方向自由滑動且可自由旋轉(zhuǎn)，利用上夾具固定容器的底端部位。利用上下移動機構(gòu)使容器自由地上下移動，利用與安裝在上夾具的從動齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪軸的旋轉(zhuǎn)使容器自由旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H05K3/34GK1161253SQ97101899
公開日1997年10月8日 申請日期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 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社