電子部品を取り付ける方法及び装置
【課題】非常に薄く形成された部品のみならず、フリップチップ技術を全ての電子部品に適用可能とする方法および装置を提供する。
【解決手段】端子面34、35を備える電子部品24を端子面31、32を備える基板33に取り付ける方法であって、取付け装置27により部品を供給装置から移動し、その後、部品の接点側37から部品裏側38まで延びる部品端子面と基板端子面とが重なり合う位置になるように、取付け装置により部品を基板上に位置決めし、その後、部品端子面へレーザーエネルギーを直接的に与える。
【解決手段】端子面34、35を備える電子部品24を端子面31、32を備える基板33に取り付ける方法であって、取付け装置27により部品を供給装置から移動し、その後、部品の接点側37から部品裏側38まで延びる部品端子面と基板端子面とが重なり合う位置になるように、取付け装置により部品を基板上に位置決めし、その後、部品端子面へレーザーエネルギーを直接的に与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下に説明する本発明は、端子面を備える電子部品を、端子面を備える基板に取り付ける方法に関するものであり、この方法においては、取付け装置により、部品が供給装置から移され、次いで、部品は、部品端子面と基板端子面とが重なり合う位置になるように、取付け装置によって位置決めされ、次いで、レーザーエネルギーを部品端子面に直接的に与えることにより端子面を接触させる。本発明は、更に、請求項9に記載の方法を実施するため取付け装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子部品を位置決めした後に、この電子部品を基板に接触させることによって、電子部品を基板に取り付ける方法がよく知られている。これには、特に、チップの基板への接触を、いわゆる「フリップチップ」技術を用いて行う方法がある。
【0003】
この方法によれば、チップは取付け装置によって、チップの端子面が、基板の端子面に対向して重なり合うように、基板に対して位置決めされる。位置決め後、その結果として、チップ接点と基板接点間に接触が確立され、チップの背面からレーザーエネルギーを与えることによって、チップのシリコン体が加熱され、熱エネルギーが、シリコンを通した熱伝導によって端子面に伝達される。
【0004】
電子部品端子面に部品本体を介してこのように間接的に影響を与えることは、特に克服すべき熱抵抗に起因して、非常に薄く形成された部品にのみに適しているという事実とは別に、本体材料の熱伝導特性は、端子面と比較すると比較的低いため、この接触に必要とされる、接続接点に付着させられた接点材料が溶融するまでの接触時間が相対的に長くなる。
【0005】
チップ技術分野からそれ自体公知であり、チップの端子面が基板端子面に対向した状態で、チップが基板上に「供給される」ところの「フリップチップ」又は「フェースダウン」接触法はこれまで、上記した理由のみによって、より大きな部品寸法が確実に関与している、チップ以外の部品には使用されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、本発明は、「フリップチップ」技術と同様の接触を、他の電子部品についても可能にする方法および装置を提案するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的を達成するために、本発明による方法は、請求項1の特徴を含む。
【0008】
一方では、レーザーエネルギーを部品端子面に直接的に与えることによって、チップの場合よりも著しく大きい質量を有する部品に対しても、多くの時間を必要とする接触に要求される部品端子面の加熱なしに、「フリップチップ」技術に類似した電子部品の接触が可能となる。他方では、部品材料の熱伝導度特性に関係なく、「フリップチップ」技術に類似した電子部品の接触も可能である。本発明による方法を用いて、たとえば、チップの材料として使用されるシリコンと比較して、熱電導特性が低い誘電体から主に形成されるコンデンサ素子を接触させることも可能である。本発明による方法を用いて、通常セラミック材料から形成される誘電体により分離された金属コンデンサ極板に対して、それぞれの金属コンデンサ極板に形成された端子面にレーザーエネルギーを直接的に与えることが可能である。上記のレーザーエネルギーにより、それぞれ端子面のコンデンサ極板が急速に加熱される。
【0009】
本発明によれば、端子面の加熱時間が短いため、レーザーエネルギーは、部品の移動及び/又は位置決め中に部品にすでに与えられていることことが好ましく、それにより、位置決めの直後に部品端子面及び/又は基板端子面に載せられるはんだの溶融によって接触が行われる。
【0010】
そのため、部品の移動及び位置決め中に、部品が吸引されるときに、それぞれ部品を取付け装置内に一時的に保持することが、処理するのに特に有利であることがわかる。
【0011】
少なくともある段階において、部品端子面へのレーザーエネルギーの付与が、部品が吸引されるのと同時に行なわれれば、部品の吸引は、部品端子面の加熱中に放出される端子面材料の揮発成分部分、したがって、たとえば、蒸着成分部分を放散させるためにも同時に用いることが可能である。
【0012】
本発明による方法は、基板に電子部品を接触させることに対応するだけではなく、更に、特に部品を吸引することによって、かつ、レーザーエネルギーを部品端子面に同時に与えることによって、基板からの部品を取り除くことにも対応する。
【0013】
本方法は、基板へのはんだ接続部の溶解を機械的にサポートするレーザー付与中にトルクが取付け装置に付与されれば特に有利であることがわかる。
【0014】
本方法は、それぞれ基板端子面の部品端子面の特性によっては、基板上での部品の位置決め前に、はんだ物がはんだ装置によって基板端子面上へ付着させられてその上で溶融すれば、有利であることがわかる。
【0015】
基板端子面上へのはんだ物の更なる付着は、はんだ物をはんだ装置によって、先ず、はんだ装置内で少なくとも部分的に液状にし、次いで、はんだ物を、圧力を付与することによって、はんだ装置により基板端子面に対して遠心作用で付着させれば、本方法を実施するのに必要とされる時間間隔に大きな影響を及ぼすことなく行うことができる。
【0016】
本発明による取付け装置は、請求項9の特徴を含む。
【0017】
本発明によれば、位置を固定するために部品を収容する部品収容区域内に、部品を吸引する吸引ダクトに接続された吸引開口部と、レーザー放射線を部品に与える放出開口部とを有する接触ノズルを取付け装置上に設け、放出開口部は、部品を支持する部品接触面によって相互に隔てて配置され、各々が部品端子面に割り当てられる2つの放出ウィンドウを有する。
【0018】
レーザーエネルギーの付与だけでなく部品の吸引も放出ウィンドウを介して可能となるように、放出ウィンドウが吸引開口部の部分的な区域により形成されると、特に有利であることがわかる。
【0019】
好ましい実施形態によれば、部品接触面は、中央支持ダクトの前面により形成され、これによって、部品に対する幅広の支持基部が創出され、したがって、部品の傾きに強い支持が可能となる。
【0020】
更なる実施形態によれば、部品接触面は、吸引ダクト内に設けられ、互いに対して反対側に位置するように配置される2つの支持棒の2つの前面により形成され、その結果、最小の努力で支持機能を提供する。
【0021】
放出間隙が、収容区域で収容された部品内の部品端子面の側に形成されるように、放出ウィンドウが部品端子面より大きく形成されると、特に有利であることがわかる。基板端子面の区域が大きく形成されていれば、これにより、基板上に部品を位置決めした後、部品端子面へのレーザーエネルギーの付与と同時に、放出間隙を介してレーザーエネルギーを基板端子面に与えることができる。
【0022】
取付け装置の実施形態によれば、レンズ装置下の吸引室を区切る壁部内に、取付け器本体の長手方向の軸線に対して直角に延びる加圧空気供給装置と、加圧空気供給装置の反対側に設けられる加圧空気消散装置とを備える取付け器本体に接触ノズルが設けられると、接触ノズル内に部品を保持するための吸引の生成と同時に、吸引を行うノズル内の横流によって、レーザー付与中に放出される部品接触面の揮発成分部分の放散を行うことができる。これを行うと、放出ウィンドウの区域上にレーザー放射線を集光するためのレンズ装置に、当該の揮発成分が沈積するのを防止することができる。
【0023】
本発明の好適な実施形態を以下の図面によって更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】収容する構成における供給装置を示す図である。
【図2】移送する構成における、図1に示す供給装置を示す図である。
【図3】図2に示す供給装置からコンデンサを移動する際の取付け装置を示す図である。
【図4】基板上に位置決めされるコンデンサへのレーザーエネルギーの付与中の、図3に示す取付け装置を示す図である。
【図5】基板端子面の上方での位置決めされたはんだ装置を示す図である。
【図6】基板端子へはんだ物を排出した後の、図5に示すはんだ装置を示す図である。
【図7】はんだ物が付着した基板端子面へのコンデンサの位置決め中の取付け装置を示す図である。
【図8】取付け装置の接触ノズルの第1の実施形態を示す斜視図である。
【図9】図8の交差線IX−IXの進路に沿った、図8に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図10】図8の交差線X−Xの進路に沿った、図8に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図11】接触ノズル内に収容されたコンデンサを含む、図8に示す接触ノズルの下面図である。
【図12】取付け装置の接触ノズルの更なる実施形態を示す図である。
【図13】図12の交差線XIII−XIIIの進路に沿った、図12に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図14】図12の交差線XIV−XIVの進路に沿った、図12に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図15】接触ノズル内に収容されるコンデンサを含む、図12に示す接触ノズルの下面図である。
【図16】取付け装置の更なる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図1は、ピボットフィーダ20として構成された供給装置であって、ピボット軸21周りに回転することができ、かつ、コンベヤ用ベルト23内に配置されたコンデンサ24を収容するための収容装置22を有する供給装置を示す。
【0026】
コンデンサ24を含むコンベヤベルト23が、図平面に対して直角に、ベルト搬送装置25により同期して前方に移動するが、このコンデンサは、ここでは詳細には示していない所定の破壊点を介してコンベヤベルト23に接続されている。図1に示した、収容に関する構成においては、図示されている実施形態では吸引が行なわれる収容ヘッド26によって収容位置に配置されるコンデンサ24に接触した状態で、収容装置22が回転する。コンデンサ24はベルトコンベヤ23から分離され、コンデンサ24を吸引すると同時に収容装置22がピボット軸21周りに回転することにより、露出された状態で図2に示される移送位置に移送される。
【0027】
図3は、移動位置における取付け装置27を示す。移動位置においては、コンデンサ24が接触ノズル28内に形成された収容区域29内に配置されるように、コンデンサ24の上方に接触ノズル28を位置した状態で、取付け装置27が配置される。
【0028】
図3に示す、移動位置における取付け装置27では、接触ノズル28の吸引ダクト30内に生じた真空をコンデンサ24に適用し、それによってコンデンサ24が取付け装置27のピボット供給装置20から移されて、基板33の端子面31、32に置かれる。このとき、コンデンサ24の端子面34、35は、基板33の端子面31、32と重なり合う位置において、端子面34、35の接触区域36内に少なくとも位置する(図4)。
【0029】
更に、図4から理解されるように、コンデンサ24の端子面34、35は、コンデンサ24の接点側37の反対側に位置する背面側38まで延びている。図4に示す、取付け装置27の接触位置では、レーザー放射線84は、コンデンサ24の背面側38でコンデンサの端子面34、35に直接的に与えられ、それにより、対応する端子面34、35の直接的な加熱を介して基板33の端子面31、32内への熱伝導が確保される。図4に示すように、コンデンサ24の端子面34、35へレーザーエネルギーを直接与えるのと同時に、端子面34、35の間に配置されるセラミック誘電体39にもレーザーエネルギーを与えてもよい。しかしながら、同様に、レーザーエネルギーがコンデンサ24の端子面34、35だけに与えられるように、取付け装置27内でレンズ平面40に配置されるレンズ装置(ここでは詳細に図示しない)によって、ビーム成形、又はレーザー放射線の集光を行ってもよい。
【0030】
基板33の端子面31、32へのはんだ物42の付着を図5及び図6に示す。この付着は、はんだ装置41によって行われ、そして、取付け装置27によるコンデンサ24の位置決め及び接触の前に行われる。特に、基板33の端子面31、32が、コンデンサの端子面34、35との直接接触のためには十分に金属被覆されていないときに、場合により、このような随意的なはんだの付着を付加的に行ってもよい。はんだ装置41は、排出開口部44を有する排出ノズル43を備え、この排出ノズル43の直径Dは、固体として構成されるはんだ材料付着物42の直径dより小さい寸法にされる。基板33の選択された端子面31、32の上方に位置する、図5に示すはんだ装置41の排出位置に基づいて、排出ノズル43がはんだ物42の背面からレーザーエネルギー45を与えることによって、はんだ物42の少なくとも部分的な溶融が加圧46と同時に行なわれる。この溶融と加圧とは、図6に示すように、少なくとも部分的に溶融したはんだ物42が基板33の端子面31、32に対して遠心作用でその上に配置されるように行われる。これによって、基板33の端子面31、32をはんだ物42で完全に湿らせることができ、必要な場合、その後、レーザーエネルギー供給45を所定の期間にわたって維持することができる。
【0031】
図7は、取付け装置27によってはんだ物42が付着させられた基板33の端子面31、32上において、次いで行われるコンデンサ24の位置決めを示す。その後、図4に示すような方法を実施する段階と同様に、コンデンサ24の端子面34、35と基板33の端子面31、32との間にはんだ材料接触を確立することにより、基板33はコンデンサ24に接触する。
【0032】
図8は、取付け装置48の接触ノズル47を示しており、これは、特に図9及び図10の補足概要から理解されるように、吸引ダクト53内で互いに対して反対に配置された支持棒54、55の前面51、52によって形成された端子面50により区切られた収容区域49を裏側に有している。接触ノズル47において、2つの放出ウィンドウ59、60は、それぞれ吸引ダクト53において支持棒54、55によって相互に隔てて配置され、ここでは詳細に示していないレンズ平面56に配置されるレンズ装置によって位置合わせされる第1及び第2の部分レーザー放射線57、58が、接触ノズル47から放出ウィンドウ59、60を介して放出される。放出ウィンドウ59、60の外方は、本実施の形態では接触ノズル47におけるU字形状縁部接続素子61、62によって区切られる(図8)。
【0033】
接触ノズル47の底面図において、図11は、縁部接続素子61、62とコンデンサ24の間の放出ウィンドウ59、60の区域において形成される放出間隙63、64を示す。放出間隙63、64の寸法によって、コンデンサ24の端子面34、35を通り過ぎて接触ノズル47から漏れる放射線部分の大きさが定まる。これにより、コンデンサ24の端子面34、35にレーザーエネルギーを直接与えることに加えて、必要な場合に基板33(図4)の端子面31、32へレーザー放射線を直接与えることができる。
【0034】
図12から図15は、取付け装置66の接触ノズル65を示しており、これは、端子面67の形態を変更する一方、放出ウィンドウ68及び69の形成方法を変えることによって、図8〜図11に示した接触ノズル47とは異なっている。
【0035】
接触ノズル65の端子面67は、吸引ダクト53内に設けられる支持ダクト71のフレーム状の前面70により形成される。フレーム状の前面70は、端子面67上でコンデンサ24を支持するための比較的幅が広い支持基部を提供する。
【0036】
図15に示すように、接触ノズル65の縁部接続素子72、73が互いからわずかな距離を隔てて配置されることにより、放出間隙74、75が相対的に小さく形成される。
【0037】
更なる実施形態において、図16は、接触ノズル79を含む取付け装置76を示し、この接触ノズル79は継手ナット67によって取付け器本体78に固定され、それによって移動可能であり、したがって交換可能である。接触ノズル79と、レンズ平面80内に配置されるレンズ装置81との間の吸引室85内で真空を発生させるために、取付け器本体78の壁部には、取付け装置76の長手方向の軸線とレンズ装置81の光軸とのそれぞれに対して直角に、かつ、互いに対して正反対に配置される加圧空気供給装置82及び加圧空気消散装置83が設けられる。取付け器本体78内に加圧空気供給装置82及び加圧空気消散装置83を設けることにより、取付け装置76の吸引室85内に加圧空気の直交流が生じ、これにより、一方では所望の真空をもたらすことができ、他方ではコンデンサの接触中にはんだ付着から放出される揮発成分部分を吸引室85から確実に放散させることができる。したがって、これらの揮発成分部分は、レンズ装置81に沈着せず、したがって、取付け装置の放出電力を低下させることもない。
【技術分野】
【0001】
以下に説明する本発明は、端子面を備える電子部品を、端子面を備える基板に取り付ける方法に関するものであり、この方法においては、取付け装置により、部品が供給装置から移され、次いで、部品は、部品端子面と基板端子面とが重なり合う位置になるように、取付け装置によって位置決めされ、次いで、レーザーエネルギーを部品端子面に直接的に与えることにより端子面を接触させる。本発明は、更に、請求項9に記載の方法を実施するため取付け装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子部品を位置決めした後に、この電子部品を基板に接触させることによって、電子部品を基板に取り付ける方法がよく知られている。これには、特に、チップの基板への接触を、いわゆる「フリップチップ」技術を用いて行う方法がある。
【0003】
この方法によれば、チップは取付け装置によって、チップの端子面が、基板の端子面に対向して重なり合うように、基板に対して位置決めされる。位置決め後、その結果として、チップ接点と基板接点間に接触が確立され、チップの背面からレーザーエネルギーを与えることによって、チップのシリコン体が加熱され、熱エネルギーが、シリコンを通した熱伝導によって端子面に伝達される。
【0004】
電子部品端子面に部品本体を介してこのように間接的に影響を与えることは、特に克服すべき熱抵抗に起因して、非常に薄く形成された部品にのみに適しているという事実とは別に、本体材料の熱伝導特性は、端子面と比較すると比較的低いため、この接触に必要とされる、接続接点に付着させられた接点材料が溶融するまでの接触時間が相対的に長くなる。
【0005】
チップ技術分野からそれ自体公知であり、チップの端子面が基板端子面に対向した状態で、チップが基板上に「供給される」ところの「フリップチップ」又は「フェースダウン」接触法はこれまで、上記した理由のみによって、より大きな部品寸法が確実に関与している、チップ以外の部品には使用されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、本発明は、「フリップチップ」技術と同様の接触を、他の電子部品についても可能にする方法および装置を提案するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的を達成するために、本発明による方法は、請求項1の特徴を含む。
【0008】
一方では、レーザーエネルギーを部品端子面に直接的に与えることによって、チップの場合よりも著しく大きい質量を有する部品に対しても、多くの時間を必要とする接触に要求される部品端子面の加熱なしに、「フリップチップ」技術に類似した電子部品の接触が可能となる。他方では、部品材料の熱伝導度特性に関係なく、「フリップチップ」技術に類似した電子部品の接触も可能である。本発明による方法を用いて、たとえば、チップの材料として使用されるシリコンと比較して、熱電導特性が低い誘電体から主に形成されるコンデンサ素子を接触させることも可能である。本発明による方法を用いて、通常セラミック材料から形成される誘電体により分離された金属コンデンサ極板に対して、それぞれの金属コンデンサ極板に形成された端子面にレーザーエネルギーを直接的に与えることが可能である。上記のレーザーエネルギーにより、それぞれ端子面のコンデンサ極板が急速に加熱される。
【0009】
本発明によれば、端子面の加熱時間が短いため、レーザーエネルギーは、部品の移動及び/又は位置決め中に部品にすでに与えられていることことが好ましく、それにより、位置決めの直後に部品端子面及び/又は基板端子面に載せられるはんだの溶融によって接触が行われる。
【0010】
そのため、部品の移動及び位置決め中に、部品が吸引されるときに、それぞれ部品を取付け装置内に一時的に保持することが、処理するのに特に有利であることがわかる。
【0011】
少なくともある段階において、部品端子面へのレーザーエネルギーの付与が、部品が吸引されるのと同時に行なわれれば、部品の吸引は、部品端子面の加熱中に放出される端子面材料の揮発成分部分、したがって、たとえば、蒸着成分部分を放散させるためにも同時に用いることが可能である。
【0012】
本発明による方法は、基板に電子部品を接触させることに対応するだけではなく、更に、特に部品を吸引することによって、かつ、レーザーエネルギーを部品端子面に同時に与えることによって、基板からの部品を取り除くことにも対応する。
【0013】
本方法は、基板へのはんだ接続部の溶解を機械的にサポートするレーザー付与中にトルクが取付け装置に付与されれば特に有利であることがわかる。
【0014】
本方法は、それぞれ基板端子面の部品端子面の特性によっては、基板上での部品の位置決め前に、はんだ物がはんだ装置によって基板端子面上へ付着させられてその上で溶融すれば、有利であることがわかる。
【0015】
基板端子面上へのはんだ物の更なる付着は、はんだ物をはんだ装置によって、先ず、はんだ装置内で少なくとも部分的に液状にし、次いで、はんだ物を、圧力を付与することによって、はんだ装置により基板端子面に対して遠心作用で付着させれば、本方法を実施するのに必要とされる時間間隔に大きな影響を及ぼすことなく行うことができる。
【0016】
本発明による取付け装置は、請求項9の特徴を含む。
【0017】
本発明によれば、位置を固定するために部品を収容する部品収容区域内に、部品を吸引する吸引ダクトに接続された吸引開口部と、レーザー放射線を部品に与える放出開口部とを有する接触ノズルを取付け装置上に設け、放出開口部は、部品を支持する部品接触面によって相互に隔てて配置され、各々が部品端子面に割り当てられる2つの放出ウィンドウを有する。
【0018】
レーザーエネルギーの付与だけでなく部品の吸引も放出ウィンドウを介して可能となるように、放出ウィンドウが吸引開口部の部分的な区域により形成されると、特に有利であることがわかる。
【0019】
好ましい実施形態によれば、部品接触面は、中央支持ダクトの前面により形成され、これによって、部品に対する幅広の支持基部が創出され、したがって、部品の傾きに強い支持が可能となる。
【0020】
更なる実施形態によれば、部品接触面は、吸引ダクト内に設けられ、互いに対して反対側に位置するように配置される2つの支持棒の2つの前面により形成され、その結果、最小の努力で支持機能を提供する。
【0021】
放出間隙が、収容区域で収容された部品内の部品端子面の側に形成されるように、放出ウィンドウが部品端子面より大きく形成されると、特に有利であることがわかる。基板端子面の区域が大きく形成されていれば、これにより、基板上に部品を位置決めした後、部品端子面へのレーザーエネルギーの付与と同時に、放出間隙を介してレーザーエネルギーを基板端子面に与えることができる。
【0022】
取付け装置の実施形態によれば、レンズ装置下の吸引室を区切る壁部内に、取付け器本体の長手方向の軸線に対して直角に延びる加圧空気供給装置と、加圧空気供給装置の反対側に設けられる加圧空気消散装置とを備える取付け器本体に接触ノズルが設けられると、接触ノズル内に部品を保持するための吸引の生成と同時に、吸引を行うノズル内の横流によって、レーザー付与中に放出される部品接触面の揮発成分部分の放散を行うことができる。これを行うと、放出ウィンドウの区域上にレーザー放射線を集光するためのレンズ装置に、当該の揮発成分が沈積するのを防止することができる。
【0023】
本発明の好適な実施形態を以下の図面によって更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】収容する構成における供給装置を示す図である。
【図2】移送する構成における、図1に示す供給装置を示す図である。
【図3】図2に示す供給装置からコンデンサを移動する際の取付け装置を示す図である。
【図4】基板上に位置決めされるコンデンサへのレーザーエネルギーの付与中の、図3に示す取付け装置を示す図である。
【図5】基板端子面の上方での位置決めされたはんだ装置を示す図である。
【図6】基板端子へはんだ物を排出した後の、図5に示すはんだ装置を示す図である。
【図7】はんだ物が付着した基板端子面へのコンデンサの位置決め中の取付け装置を示す図である。
【図8】取付け装置の接触ノズルの第1の実施形態を示す斜視図である。
【図9】図8の交差線IX−IXの進路に沿った、図8に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図10】図8の交差線X−Xの進路に沿った、図8に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図11】接触ノズル内に収容されたコンデンサを含む、図8に示す接触ノズルの下面図である。
【図12】取付け装置の接触ノズルの更なる実施形態を示す図である。
【図13】図12の交差線XIII−XIIIの進路に沿った、図12に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図14】図12の交差線XIV−XIVの進路に沿った、図12に示す接触ノズルの長手方向の断面図である。
【図15】接触ノズル内に収容されるコンデンサを含む、図12に示す接触ノズルの下面図である。
【図16】取付け装置の更なる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図1は、ピボットフィーダ20として構成された供給装置であって、ピボット軸21周りに回転することができ、かつ、コンベヤ用ベルト23内に配置されたコンデンサ24を収容するための収容装置22を有する供給装置を示す。
【0026】
コンデンサ24を含むコンベヤベルト23が、図平面に対して直角に、ベルト搬送装置25により同期して前方に移動するが、このコンデンサは、ここでは詳細には示していない所定の破壊点を介してコンベヤベルト23に接続されている。図1に示した、収容に関する構成においては、図示されている実施形態では吸引が行なわれる収容ヘッド26によって収容位置に配置されるコンデンサ24に接触した状態で、収容装置22が回転する。コンデンサ24はベルトコンベヤ23から分離され、コンデンサ24を吸引すると同時に収容装置22がピボット軸21周りに回転することにより、露出された状態で図2に示される移送位置に移送される。
【0027】
図3は、移動位置における取付け装置27を示す。移動位置においては、コンデンサ24が接触ノズル28内に形成された収容区域29内に配置されるように、コンデンサ24の上方に接触ノズル28を位置した状態で、取付け装置27が配置される。
【0028】
図3に示す、移動位置における取付け装置27では、接触ノズル28の吸引ダクト30内に生じた真空をコンデンサ24に適用し、それによってコンデンサ24が取付け装置27のピボット供給装置20から移されて、基板33の端子面31、32に置かれる。このとき、コンデンサ24の端子面34、35は、基板33の端子面31、32と重なり合う位置において、端子面34、35の接触区域36内に少なくとも位置する(図4)。
【0029】
更に、図4から理解されるように、コンデンサ24の端子面34、35は、コンデンサ24の接点側37の反対側に位置する背面側38まで延びている。図4に示す、取付け装置27の接触位置では、レーザー放射線84は、コンデンサ24の背面側38でコンデンサの端子面34、35に直接的に与えられ、それにより、対応する端子面34、35の直接的な加熱を介して基板33の端子面31、32内への熱伝導が確保される。図4に示すように、コンデンサ24の端子面34、35へレーザーエネルギーを直接与えるのと同時に、端子面34、35の間に配置されるセラミック誘電体39にもレーザーエネルギーを与えてもよい。しかしながら、同様に、レーザーエネルギーがコンデンサ24の端子面34、35だけに与えられるように、取付け装置27内でレンズ平面40に配置されるレンズ装置(ここでは詳細に図示しない)によって、ビーム成形、又はレーザー放射線の集光を行ってもよい。
【0030】
基板33の端子面31、32へのはんだ物42の付着を図5及び図6に示す。この付着は、はんだ装置41によって行われ、そして、取付け装置27によるコンデンサ24の位置決め及び接触の前に行われる。特に、基板33の端子面31、32が、コンデンサの端子面34、35との直接接触のためには十分に金属被覆されていないときに、場合により、このような随意的なはんだの付着を付加的に行ってもよい。はんだ装置41は、排出開口部44を有する排出ノズル43を備え、この排出ノズル43の直径Dは、固体として構成されるはんだ材料付着物42の直径dより小さい寸法にされる。基板33の選択された端子面31、32の上方に位置する、図5に示すはんだ装置41の排出位置に基づいて、排出ノズル43がはんだ物42の背面からレーザーエネルギー45を与えることによって、はんだ物42の少なくとも部分的な溶融が加圧46と同時に行なわれる。この溶融と加圧とは、図6に示すように、少なくとも部分的に溶融したはんだ物42が基板33の端子面31、32に対して遠心作用でその上に配置されるように行われる。これによって、基板33の端子面31、32をはんだ物42で完全に湿らせることができ、必要な場合、その後、レーザーエネルギー供給45を所定の期間にわたって維持することができる。
【0031】
図7は、取付け装置27によってはんだ物42が付着させられた基板33の端子面31、32上において、次いで行われるコンデンサ24の位置決めを示す。その後、図4に示すような方法を実施する段階と同様に、コンデンサ24の端子面34、35と基板33の端子面31、32との間にはんだ材料接触を確立することにより、基板33はコンデンサ24に接触する。
【0032】
図8は、取付け装置48の接触ノズル47を示しており、これは、特に図9及び図10の補足概要から理解されるように、吸引ダクト53内で互いに対して反対に配置された支持棒54、55の前面51、52によって形成された端子面50により区切られた収容区域49を裏側に有している。接触ノズル47において、2つの放出ウィンドウ59、60は、それぞれ吸引ダクト53において支持棒54、55によって相互に隔てて配置され、ここでは詳細に示していないレンズ平面56に配置されるレンズ装置によって位置合わせされる第1及び第2の部分レーザー放射線57、58が、接触ノズル47から放出ウィンドウ59、60を介して放出される。放出ウィンドウ59、60の外方は、本実施の形態では接触ノズル47におけるU字形状縁部接続素子61、62によって区切られる(図8)。
【0033】
接触ノズル47の底面図において、図11は、縁部接続素子61、62とコンデンサ24の間の放出ウィンドウ59、60の区域において形成される放出間隙63、64を示す。放出間隙63、64の寸法によって、コンデンサ24の端子面34、35を通り過ぎて接触ノズル47から漏れる放射線部分の大きさが定まる。これにより、コンデンサ24の端子面34、35にレーザーエネルギーを直接与えることに加えて、必要な場合に基板33(図4)の端子面31、32へレーザー放射線を直接与えることができる。
【0034】
図12から図15は、取付け装置66の接触ノズル65を示しており、これは、端子面67の形態を変更する一方、放出ウィンドウ68及び69の形成方法を変えることによって、図8〜図11に示した接触ノズル47とは異なっている。
【0035】
接触ノズル65の端子面67は、吸引ダクト53内に設けられる支持ダクト71のフレーム状の前面70により形成される。フレーム状の前面70は、端子面67上でコンデンサ24を支持するための比較的幅が広い支持基部を提供する。
【0036】
図15に示すように、接触ノズル65の縁部接続素子72、73が互いからわずかな距離を隔てて配置されることにより、放出間隙74、75が相対的に小さく形成される。
【0037】
更なる実施形態において、図16は、接触ノズル79を含む取付け装置76を示し、この接触ノズル79は継手ナット67によって取付け器本体78に固定され、それによって移動可能であり、したがって交換可能である。接触ノズル79と、レンズ平面80内に配置されるレンズ装置81との間の吸引室85内で真空を発生させるために、取付け器本体78の壁部には、取付け装置76の長手方向の軸線とレンズ装置81の光軸とのそれぞれに対して直角に、かつ、互いに対して正反対に配置される加圧空気供給装置82及び加圧空気消散装置83が設けられる。取付け器本体78内に加圧空気供給装置82及び加圧空気消散装置83を設けることにより、取付け装置76の吸引室85内に加圧空気の直交流が生じ、これにより、一方では所望の真空をもたらすことができ、他方ではコンデンサの接触中にはんだ付着から放出される揮発成分部分を吸引室85から確実に放散させることができる。したがって、これらの揮発成分部分は、レンズ装置81に沈着せず、したがって、取付け装置の放出電力を低下させることもない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
端子面(34、35)を備える電子部品(24)を、端子面(31、32)を備える基板(33)に取り付ける方法であって、
取付け装置(27、48、66、76)によって前記部品を供給装置(20)から移動し、次いで、
前記部品の接点側(37)から部品裏側(38)まで延びる前記部品端子面と前記基板端子面とが重なり合う位置になるように、前記取付け装置により前記部品を前記基板上に位置決めし、次いで、
前記部品端子面にレーザーエネルギーを直接的に与えることによって、前記端子面を接触させる
ことを含む方法。
【請求項2】
前記部品(24)の移動及び位置決め中に、前記部品を吸引することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
少なくともある段階において、前記部品端子面(34、35)へのレーザーエネルギーの付与は、前記部品の吸引と同時に行われるることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
前記部品の前記移動及び/又は前記位置決め中に、前記部品(24)にレーザーエネルギーを与えることを特徴とする、請求項1から3の何れか1つに記載の方法。
【請求項5】
前記基板(33)からの前記部品の移動を、前記部品(24)を吸引し、そして、同時にレーザーエネルギーを前記部品端子面(34、35)に与えることによって行うことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
前記レーザーの付与中に、前記取付け装置(27、48、66、76)にトルクを与えることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記部品(24)を前記基板(33)上に位置決めするに先立って、はんだ装置(41)によって、前記基板の前記端子面(31、32)にはんだ材料(42)を付着させ、そして、前記端子面で溶融することを特徴とする、請求項の1から6の何れか1つに記載の方法。
【請求項8】
前記はんだ物(42)を、前記はんだ装置(41)により、先ず、前記はんだ装置内で少なくとも部分的に液状にし、次いで、加圧によって前記基板(33)の前記端子面(31、32)に対して遠心作用で付着させることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
端子面(34、35)を備える電子部品(24)を、端子面(31、32)を備える基板(33)に、接触ノズル(28、47、65、79)で取り付ける装置(27、48、66、76)であって、
前記接触ノズルは、位置を固定するために前記部品を収容する部品収容区域(29、49)内に、前記部品を吸引する吸引ダクト(53)に接続された吸引開口部と、レーザー放射線を前記部品に与える放出開口部とを有しており、
前記放出開口部は、前記部品を支持する部品接触面(50、67)によって相互に隔てて配置され、その各々が部品端子面(34、35)に割り当てられる2つの放出ウィンドウ(59、60、68、69)を有していることを特徴とする取付け装置。
【請求項10】
前記放出ウィンドウ(59、60、68、69)は、前記吸引開口部の部分的な区域によって形成されていることを特徴とする、請求項9に記載の取付け装置。
【請求項11】
前記部品端子面(67)は、中央支持ダクト(71)の前面(70)によって形成されていることを特徴とする、請求項9又は10に記載の取付け装置。
【請求項12】
前記部品端子面(50)は、前記吸引ダクト(53)内に設けられ、互いに対して反対側に位置するように配置される2つの支持棒(54、55)の2つの前面(51、52)によって形成されることを特徴とする、請求項9又は10による取付け装置。
【請求項13】
前記放出ウィンドウ(59、60、68、69)は、前記収容区域(29、49)内に収容された部品(24)内の前記部品端子面の側に放出間隙(63、64、74、75)が形成されるように、前記部品端子面(34、35)より大きく設けられていることを特徴とする、請求項9から12の何れか1つに記載の取付け装置。
【請求項14】
前記接触ノズル(79)は取付け器本体(78)に設けられ、前記取付け器本体(78)は、レンズ装置(81)の下方の吸引室(85)を区切る壁内に、前記取付け器本体の長手方向の軸線に対して直角に延びる加圧空気供給装置(82)と、前記加圧空気供給装置の反対側に位置する加圧空気消散装置(83)とを備えることを特徴とする、請求項9から13の何れか1つに記載の取付け装置。
【請求項1】
端子面(34、35)を備える電子部品(24)を、端子面(31、32)を備える基板(33)に取り付ける方法であって、
取付け装置(27、48、66、76)によって前記部品を供給装置(20)から移動し、次いで、
前記部品の接点側(37)から部品裏側(38)まで延びる前記部品端子面と前記基板端子面とが重なり合う位置になるように、前記取付け装置により前記部品を前記基板上に位置決めし、次いで、
前記部品端子面にレーザーエネルギーを直接的に与えることによって、前記端子面を接触させる
ことを含む方法。
【請求項2】
前記部品(24)の移動及び位置決め中に、前記部品を吸引することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
少なくともある段階において、前記部品端子面(34、35)へのレーザーエネルギーの付与は、前記部品の吸引と同時に行われるることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
前記部品の前記移動及び/又は前記位置決め中に、前記部品(24)にレーザーエネルギーを与えることを特徴とする、請求項1から3の何れか1つに記載の方法。
【請求項5】
前記基板(33)からの前記部品の移動を、前記部品(24)を吸引し、そして、同時にレーザーエネルギーを前記部品端子面(34、35)に与えることによって行うことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
前記レーザーの付与中に、前記取付け装置(27、48、66、76)にトルクを与えることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記部品(24)を前記基板(33)上に位置決めするに先立って、はんだ装置(41)によって、前記基板の前記端子面(31、32)にはんだ材料(42)を付着させ、そして、前記端子面で溶融することを特徴とする、請求項の1から6の何れか1つに記載の方法。
【請求項8】
前記はんだ物(42)を、前記はんだ装置(41)により、先ず、前記はんだ装置内で少なくとも部分的に液状にし、次いで、加圧によって前記基板(33)の前記端子面(31、32)に対して遠心作用で付着させることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
端子面(34、35)を備える電子部品(24)を、端子面(31、32)を備える基板(33)に、接触ノズル(28、47、65、79)で取り付ける装置(27、48、66、76)であって、
前記接触ノズルは、位置を固定するために前記部品を収容する部品収容区域(29、49)内に、前記部品を吸引する吸引ダクト(53)に接続された吸引開口部と、レーザー放射線を前記部品に与える放出開口部とを有しており、
前記放出開口部は、前記部品を支持する部品接触面(50、67)によって相互に隔てて配置され、その各々が部品端子面(34、35)に割り当てられる2つの放出ウィンドウ(59、60、68、69)を有していることを特徴とする取付け装置。
【請求項10】
前記放出ウィンドウ(59、60、68、69)は、前記吸引開口部の部分的な区域によって形成されていることを特徴とする、請求項9に記載の取付け装置。
【請求項11】
前記部品端子面(67)は、中央支持ダクト(71)の前面(70)によって形成されていることを特徴とする、請求項9又は10に記載の取付け装置。
【請求項12】
前記部品端子面(50)は、前記吸引ダクト(53)内に設けられ、互いに対して反対側に位置するように配置される2つの支持棒(54、55)の2つの前面(51、52)によって形成されることを特徴とする、請求項9又は10による取付け装置。
【請求項13】
前記放出ウィンドウ(59、60、68、69)は、前記収容区域(29、49)内に収容された部品(24)内の前記部品端子面の側に放出間隙(63、64、74、75)が形成されるように、前記部品端子面(34、35)より大きく設けられていることを特徴とする、請求項9から12の何れか1つに記載の取付け装置。
【請求項14】
前記接触ノズル(79)は取付け器本体(78)に設けられ、前記取付け器本体(78)は、レンズ装置(81)の下方の吸引室(85)を区切る壁内に、前記取付け器本体の長手方向の軸線に対して直角に延びる加圧空気供給装置(82)と、前記加圧空気供給装置の反対側に位置する加圧空気消散装置(83)とを備えることを特徴とする、請求項9から13の何れか1つに記載の取付け装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2010−4017(P2010−4017A)
【公開日】平成22年1月7日(2010.1.7)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−89327(P2009−89327)
【出願日】平成21年4月1日(2009.4.1)
【出願人】(501198796)パック テック−パッケージング テクノロジーズ ゲーエムベーハー (12)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年1月7日(2010.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−89327(P2009−89327)
【出願日】平成21年4月1日(2009.4.1)
【出願人】(501198796)パック テック−パッケージング テクノロジーズ ゲーエムベーハー (12)
【Fターム(参考)】
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