电子部件接合装置和电子部件接合方法_2

文档序号:9476657阅读:来源:国知局
30。弹簧30从第一移动部14获得反作用力,并利用该反作用力对第二移动部18施加朝向下方的作用力。第二移动部18经由固定在第一移动部14上的第二引导部19而被安装在第一移动部14上。第二引导部19以能够在上下方向上移动的方式引导第二移动部18。S卩,第二移动部18经由第二引导部19以能够在上下方向上移动的方式被支撑在第一移动部14上。第二引导部19可以使用例如交叉滚子导轨(cross roller guide)构成。通过如此构成,能够呈高刚性地将第二移动部18保持在第一移动部14上。第二引导部19也可以使用气动式导轨(airslide guide)。在如此构成的情况下,与使用交叉滚子导轨时相比,能够以精度高且滑动阻力小的状态将第二移动部18以能够在上下方向上移动的方式支撑在第一移动部14上。
[0060]当从下方对第二移动部18施加上推力时,第二移动部18相对于第一移动部14朝向上方移动,因此能够通过测力传感器17测量出作用于第二移动部18上的上推力。
[0061]在第二移动部18上,从上方(第一移动部14侧)起依次安装有噪音检测传感器20、负载传感器22、位移传感器21、压电驱动部7、陶瓷加热器23以及电子部件保持部8。另夕卜,噪音检测传感器20、负载传感器22以及压电驱动部7沿着电子部件保持部8的移动方向、即上下方向而排列。
[0062](压电驱动部7)
[0063]压电驱动部7具有省略图示的压电元件,并根据施加于该压电元件上的压电施加信号Vl (参照图5)使电子部件保持部8朝向下方移动。压电驱动部7可以构成为将压电元件的变形量直接传递给电子部件保持部8,也可以构成为通过移动量放大机构将压电元件的变形量放大后传递给电子部件保持部8。
[0064](位移传感器21)
[0065]位移传感器21是检测电子部件保持部8的移动量的传感器,其检测精度大致为Ο.ΟΙμπι级别(level),可以使用例如电容式位移传感器。电容式位移传感器是具备相对置的未图不的固定电极和未图不的可动电极,并利用该两个电极的相对移动所产生的电容变化而测量电子部件保持部8的移动量的传感器,其中,固定电极相对于第二移动部18固定不动,可动电极与在压电驱动部7的驱动下移动的电子部件保持部8的移动量相对应地进行移动。
[0066](负载传感器22、噪音检测传感器20)
[0067]负载传感器22是检测从下方施加于电子部件保持部8上的负载的传感器,其检测精度大致为0.0lN?5N级别,可以使用例如压电元件。噪音检测传感器20是检测作用于负载传感器22上的噪音的传感器,其检测精度与负载传感器22相同,并优选使用与负载传感器22相同的传感器。
[0068](电子部件保持部8)
[0069]电子部件保持部8能够吸附电子部件M。即,在电子部件保持部8的底面上设有未图示的孔部,该孔部通过未图示的吸引机构而被形成为负压状态,从而能够通过该孔部中产生的负压而吸附电子部件Μ。
[0070](陶瓷加热器23)
[0071]陶瓷加热器23能够对保持在电子部件保持部8上的电子部件M的电极(以下记载为“电子部件电极”)Ml (参照图6)进行加热,从而使该电子部件电极Ml上形成的焊锡层(以下记载为“部件侧焊锡层”)Μ2(参照图6)熔融。
[0072]第二移动部18具备电动机24。从噪音检测传感器20至下方的电子部件保持部8为止的部件被构成为呈一体地移动,并且,通过电动机24的驱动,能够使电子部件保持部8在水平面内旋转。
[0073](电路板配置部3)
[0074]电路板配置部3具有用于配置电路板P的载物台25、和经由载物台25对电路板P的电极部(以下记载为“电路板电极”)Ρ1进行加热的加热器26。电路板配置部3具有能够在左右方向(Υ1-Υ2方向)和前后方向上移动的省略图示的可动载物台机构,载物台25和加热器26安装在该可动载物台机构上。S卩,载物台25和加热器26能够在左右方向和前后方向上移动。
[0075]控制部4(参照图2)是具有进行信号处理的CPU和存储器等的计算机。存储器中存储有用于控制电子部件接合装置I的控制程序和控制数据等。如图2所示,控制部4根据来自位移传感器16、测力传感器17、位移传感器21以及负载传感器22等的信号,对电动机9、压电驱动部7、陶瓷加热器23以及加热器26等的动作进行控制。
[0076]如图6所示,被保持在电子部件保持部8前端的电子部件M设有多个电子部件电极Μ1,该多个电子部件电极Ml的表面上形成有部件侧焊锡层M2。另外,被配置在载物台25上的电路板P设有多个电路板电极Ρ1,该多个电路板电极Pl的表面上形成有焊锡层(以下记载为“电路板侧焊锡层”)Ρ2。电子部件电极Ml与电路板电极Pl被配置为能够一对一对应地连接。电子部件电极Ml的部件侧焊锡层M2的厚度和电路板电极Pl的电路板侧焊锡层Ρ2的厚度均为数十μπι左右。因此,在使部件侧焊锡层M2和电路板侧焊锡层Ρ2熔融,并将电子部件电极Ml与电路板电极Pl电性连接时,必须高精度地管理电子部件电极Ml与电路板电极Pl之间的间隔,以防止电子部件电极Ml与电路板电极Pl接触而导致电子部件电极Ml或电路板电极Pl受损、或者熔融的焊锡使相邻的电子部件电极Ml之间或电路板电极Pl之间短路。
[0077]电子部件接合装置I通过具备上述构成,并且进行参照图4、图5说明的接合动作,能够高精度地管理电子部件电极Ml与电路板电极Pl之间的间隔。图4是表示电子部件接合装置I的动作流程的图。图5是模式化表示压电施加信号V1、负载传感器信号V2、噪音信号V3、位移传感器信号V4以及负载校正信号V5的变化状态的图。
[0078]压电施加信号Vl是施加于压电驱动部7的电压信号。负载传感器信号V2是根据作用于负载传感器22的负载而输出的电压信号。噪音信号V3是根据作用于噪音检测传感器20的噪音而输出的电压信号。位移传感器信号V4是根据压电元件的移动量、即电子部件保持部8的移动量而从位移传感器21输出的电压信号。负载校正信号V5是根据噪音信号V3对负载传感器信号V2进行校正后的电压信号。即,负载校正信号V5是从负载传感器信号V2中除去噪音成分后的电压信号。
[0079]控制部4生成负载校正信号V5,并根据该负载校正信号V5而测量从下方作用于电子部件保持部8上的负载,其中,负载校正信号V5是根据由噪音检测传感器20检测出的噪音信号V3,从由负载传感器22检测出的负载传感器信号V2中除去噪音后的信号。
[0080](电子部件接合装置I的动作)
[0081]以下,对于电子部件接合装置I的动作进行说明。图1中示出电子部件保持部8配置在待机位置处的状态,其中,该待机位置是指通过电子部件升降机构2而使电子部件保持部8开始下降前的位置。在该状态下,电子部件M的各电子部件电极Ml与各电路板P的电路板侧焊锡层P2呈在前后以及左右方向上分别相互对准的状态。该对准状态可以通过下述方式实现,即:通过省略图示的可动载物台机构使载物台25朝向前后左右方向移动、以及通过电动机24使电子部件保持部8在水平面内旋转。
[0082](步骤S10)
[0083]控制部4使电动机9进行驱动,从而执行使电子部件保持部8从图1所示的待机位置朝向下方高速移动的高速下降动作(步骤S10)。通过电动机9的旋转而使滚珠丝杠10进行旋转。与滚珠丝杠10螺合的滚珠丝杠螺母11固定在第一移动部14上。因此,通过滚珠丝杠10的旋转而引导滚珠丝杠螺母11移动,从而使第一移动部14朝向下方移动,电子部件保持部8也与第一移动部14 一同下降。下降速度比如下所述通过压电驱动部7使电子部件M下降的速度快,例如为500mm/s。
[0084](步骤S20、S30)
[0085]控制部4通过位移传感器16检测下降位置,使电子部件保持部8下降至规定位置S (参照图6)(步骤S20、S30)。该规定位置S是电子部件M的电子部件电极Ml与电路板P的电路板侧焊锡层P2尽可能靠近但不接触的位置。为了提高作业效率,电动机9以高转矩状态进行驱动,以便能够使电子部件M尽可能高速下降。因此,若通过以高转矩状态驱动的电动机9而下降的电子部件M的电子部件电极Ml与电路板P的电路板电极Pl发生碰撞,则有可能导致电子部件M或电路板P受损。因此,电子部件接合装置I使电子部件保持部8高速下降至规定位置S,然后,在进行使电子部件保持部8从规定位置S进一步下降的动作时,如下所述,通过压电驱动部7的驱动力而以低负载的状态
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