JP2000082873A - 半田ボ―ルの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

半田ボ―ルの搭載装置および搭載方法

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JP2000082873A JP11205940A JP20594099A JP2000082873A JP 2000082873 A JP2000082873 A JP 2000082873A JP 11205940 A JP11205940 A JP 11205940A JP 20594099 A JP20594099 A JP 20594099A JP 2000082873 A JP2000082873 A JP 2000082873A
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    • H01L2224/11Manufacturing methods

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯溜部に貯溜された半田ボールをヘッドの吸
着孔に確実に真空吸着してピックアップし、また吸着孔
から確実に脱落させてワークに搭載できる半田ボールの
搭載装置および搭載方法を提供すること。 【解決手段】 半田ボール1を貯溜する容器13を第1
の振動器14で振動させて半田ボール1を流動化させ、
その状態でヘッド30を第2の振動器34により低周波
数で振動させながら下降・上昇させることにより、ヘッ
ド30の下面の吸着孔に半田ボール1を真空吸着してピ
ックアップする。次に、ヘッド30を基板26の上方へ
移動させ、そこでヘッド30を下降・上昇させることに
より半田ボール1を基板26に搭載するが、その際、ヘ
ッド30を高周波数で超音波振動させることにより、半
田ボール1を吸着孔から確実に脱落させて基板26に搭
載する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田ボールを基板
などのワークに搭載するための半田ボールの搭載装置お
よび搭載方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】基板やチップなどのワークにバンプ(突
出電極)を形成する手段として、半田材料により形成さ
れた半田ボールをワークに搭載し、この半田ボールを加
熱して溶融固化させることにより、バンプを形成するこ
とが知られている。半田ボールをワークに搭載する半田
ボールの搭載装置は、半田ボールをヘッドの吸着孔に真
空吸着してピックアップし、次いでヘッドをワークの上
方へ移動させて、半田ボールをワークに移載するように
なっている。
【0003】図6は、従来の半田ボールの搭載装置のピ
ックアップ時の要部断面図である。1は半田ボールであ
り、容器2に貯溜されている。3は容器2の受台であ
り、コンプレッサ4からエアが圧送される。容器2の下
面には孔部5が開孔されており、受部3内に圧送された
エアがこの孔部5から容器2内に吹き上がることによ
り、容器2内の半田ボール1は流動化する。6はヘッド
であって、その下面には半田ボール1を真空吸着する吸
着孔7が多数個形成されている。ヘッド6はバキューム
装置(図外)に接続されており、バキューム装置が駆動
することにより、吸着孔7に半田ボール1を真空吸着す
る。
【0004】上記構成において、容器2内にエアを吹き
上げることにより、半田ボール1を容器2内で流動させ
る。そこでヘッド6を下降・上昇させることにより、吸
着孔7に半田ボール1を真空吸着してピックアップす
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、容
器2にエアを吹き上げさせて半田ボール1を流動化させ
ることにより、多数個の吸着孔7に半田ボール1を真空
吸着しやすくしている。ところが上記従来装置では、吸
着孔7以外のヘッド6の下面にも半田ボールが付着しや
すいものであった(符号1’で示す半田ボールを参
照)。このようにヘッド6の下面に不要な半田ボール
1’が吸着されると、この半田ボール1’もワークに搭
載されてしまうという問題点があった。また単に半田ボ
ール1を流動化させるだけでは、すべての吸着孔7に半
田ボール1を真空吸着しにくく、半田ボール1が欠落し
た吸着孔7が発生しやすいなど、半田ボール1のピック
アップミスが多発しやすいものであった。
【0006】またその後、ヘッド6はワークの上方で下
降・上昇動作をし、そこで半田ボール1の真空吸着状態
を解除することにより、半田ボール1をワークに搭載す
るが、その際、すべての半田ボール1はワークに搭載さ
れず、一部の半田ボール1がヘッド6に付着したままに
なるという搭載ミスを発生しやすいものであった。
【0007】またこの半田ボールの搭載装置は大量のエ
アを消費するため、設置工場内におけるこの半田ボール
の搭載装置以外の諸設備におけるエア不足を生じやす
く、さらには容器2内にエアを圧入するため、半田ボー
ル1は酸化されやすく、その結果不良バンプが生成され
やすいという問題点があった。
【0008】そこで本発明は、半田ボールのピックアッ
プミスや搭載ミスを解消し、またエアの圧送を不要にで
きる半田ボールの搭載装置および搭載方法を提供するこ
とを特徴とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、貯
溜部に貯溜された半田ボールをヘッドの下面に複数個形
成された吸着孔に真空吸着してワークに搭載するように
した半田ボールの搭載装置であって、前記ヘッドに振動
手段を設け、且つこの振動手段の振動周波数の切り替え
手段を設けたものである。
【0010】また本発明は、貯溜部に貯溜された半田ボ
ールをヘッドの下面に複数個形成された吸着孔に真空吸
着してワークに搭載するようにした半田ボールの搭載方
法であって、前記ヘッドに設けられた振動手段の振動周
波数を周波数の切り替え手段により切り替えられるよう
にし、前記貯溜部の半田ボールを真空吸着する際には前
記ヘッドを低周波数で振動させ、ワークへ半田ボールを
搭載する際には前記ヘッドを高周波数で振動させるよう
にしたものである。
【0011】上記構成において、貯溜部の半田ボールを
真空吸着する際には、ヘッドを低周波数で振動させるこ
とにより、半田ボールを吸着孔に確実に真空吸着してピ
ックアップする。ワークへ半田ボールを搭載する際に
は、ヘッドを高周波数で振動させることにより、半田ボ
ールを吸着孔から確実に脱落させてワークに搭載する。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の
半田ボールの搭載装置の側面図、図2は同ヘッドとその
駆動手段のブロック図、図3は同ヘッドの吸着孔の部分
拡大断面図、図4は、同半田ボールのピックアップ時の
部分断面図、図5は同搭載時の要部正面図である。
【0013】図1において、11は基台であり、受台1
2が設置されている。受台12には半田ボール1の貯溜
部としての容器13が設けられている。容器13の下面
には第1の振動器14が結合されており、またその側面
はゴムやスプリングなどの弾性部材15で支持されてい
る。したがって第1の振動器14が駆動すると容器13
は振動し、容器13内の半田ボール1は振動によって容
器13内を流動する。
【0014】20は基板の位置決め部であって、Xテー
ブル21、Yテーブル22を段積して構成されている。
23,24はXテーブル21とYテーブル22の駆動用
モータである。Yテーブル22上にはクランパ25が設
けられている。クランパ25は基板26を左右からクラ
ンプして固定している。したがってXテーブル21とY
テーブル22が駆動すると、基板26はX方向やY方向
へ水平移動し、その位置が調整される。
【0015】30はヘッドであって、ケース31の下部
に弾性シート32をはさんで吸着パッド部33を装着し
て構成されている(図2も参照)。吸着パッド部33の
右端部は右方へ延出しており、その上面には第2の振動
器34が設けられている。また吸着パッド部33の下面
には半田ボール1を真空吸着する吸着孔35(図3)が
多数個マトリクス状に開孔されている。吸着孔35の下
部はテーパ面35aになっている。
【0016】図2において、第2の振動器34は、制御
部61、発振器62、アンプ63から成る駆動回路に接
続されている。制御部61は振動周波数を切り替える機
能を有しており、ピックアップ時には500Hz以下の
低周波数に設定し、また搭載時には20KHz程度の超
音波振動に設定する。
【0017】図1において、ヘッド30はシャフト36
を介してブロック37に保持されている。38は支持フ
レームであって、その前面には垂直なガイドレール39
が設けられている。ブロック37はガイドレール39に
昇降自在に装着されている。ブロック37にはナット4
0が結合されている。ナット40には垂直な送りねじ4
1が螺合している。モータ42が駆動して送りねじ41
が回転すると、ブロック37はガイドレール39に沿っ
て昇降し、ヘッド30も昇降する。43はバキューム装
置であって、チューブ44を介してヘッド30に接続さ
れている。バキューム装置43が駆動することにより、
吸着孔35に半田ボール1を真空吸着する。
【0018】50は横長のフレームであって、その前面
には水平なボールねじ51が設けられている。支持フレ
ーム38の背面に設けられたナット(図示せず)はこの
ボールねじ51に螺合している。モータ52が駆動して
ボールねじ51が回転すると、支持フレーム38はボー
ルねじ51に沿ってX方向に水平移動し、これによりヘ
ッド30は容器13と基板26の間を往復移動する。す
なわち、ボールねじ51やモータ52はヘッド30を水
平移動させる移動手段を構成している。
【0019】この半田ボールの搭載装置は上記のような
構成より成り、次に全体の動作を説明する。図1に示す
ように、ヘッド30を容器13の上方に位置させ、モー
タ42を正駆動する。すると送りねじ41は正回転し、
ヘッド30は下降する。このとき第1の振動器14は駆
動して容器13は振動しており、この振動のために容器
13内の半田ボール1は流動している。またこの場合、
図4(a)に示すように、第2の振動器34を駆動して
吸着パッド部33を500Hz程度の低い周波数で振動
させながら、ヘッド30を下降させる。そして図4
(b)に示すように吸着パッド33の下面が容器13内
の半田ボール1に接触すると、吸着パッド部33は振動
しており、かつ半田ボール1は流動しているので、図3
に示すように半田ボール1はテーパ面35aに沿って吸
着孔35に導かれ、吸着孔35に確実に真空吸着され
る。次に図4(c)に示すようにヘッド30は上昇し、
半田ボール1をピックアップする。
【0020】なお、容器13が低周波数で共振している
状態で半田ボール1は流動化しやすいので、容器13は
共振状態で振動させることが望ましい。共振周波数は容
器13の寸法・形状・材質などによって異なるが、一般
には500Hz〜30Hzの範囲で共振しやすい。
【0021】次に図1において、モータ52は正回転
し、ボールねじ51は正回転して、ヘッド30は基板2
6に上方へ移動する。そこでモータ42は正駆動してヘ
ッド30を下降させ、半田ボール1を基板26の電極上
に着地させた後、バキューム装置43による半田ボール
1の真空吸着状態を解除し、続いてモータ42を逆駆動
してヘッド30を上昇させ、半田ボール1を基板26に
搭載する。
【0022】図5は、このときの状態を示しており、半
田ボール1を基板26の電極27に搭載するときには、
第2の振動器34を駆動してヘッド30の吸着パッド部
33を振動させれば、半田ボール1を吸着孔35から確
実に脱落させて電極27上に搭載できる。この場合、吸
着パッド部33の振動周波数を切り替えて20KHz程
度の高周波数で超音波振動させれば、半田ボール1を吸
着孔35から確実に脱落させることができる。このよう
にして半田ボール1を基板26に搭載したならば、第2
の振動器34の駆動を停止し、ヘッド30を図1に示す
容器13の上方へ復帰させ、以下、上述した動作を繰り
返す。
【0023】以上のようにこの半田ボールの搭載装置
は、容器13内の半田ボール1を真空吸着するときは、
第2の振動器34によりヘッド30を低周波数で振動さ
せることにより、すべての吸着孔35に半田ボール1を
確実に真空吸着してピックアップできる。また半田ボー
ル1を基板26に搭載するときは、第2の振動器34に
よりヘッド30を高周波数で超音波振動させることによ
り、ヘッド30の下面に真空吸着された半田ボール1を
ヘッド30の下面から脱落させて、確実に基板26に移
載できる。
【0024】このようにヘッド30の振動周波数の切り
替え手段を設ければ、容器13を振動させる第1の振動
器14を不要にできるが、この場合も、第1の振動器1
4を設けて、ピックアップ時には容器13を振動させて
もよいものである。なお本発明によれば、半田ボールの
貯溜部において半田ボールを流動させるためのエアを不
要にすることができるが、エアの吹き出しを禁止するも
のではない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
田ボールを確実に吸着孔に真空吸着してピックアップで
き、また吸着孔から半田ボールを脱落させてワークに搭
載することができる。さらには、半田ボールの貯溜部に
おいて半田ボールを流動させるためのエアを不要にする
こともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の半田ボールの搭載装置
の側面図
【図2】本発明の一実施の形態の半田ボールの搭載装置
のヘッドとその駆動手段のブロック図
【図3】本発明の一実施の形態の半田ボールの搭載装置
のヘッドの吸着孔の部分拡大断面図
【図4】本発明の一実施の形態の半田ボールの搭載装置
の半田ボールのピックアップ時の部分断面図
【図5】本発明の一実施の形態の半田ボールの搭載装置
の搭載時の要部正面図
【図6】従来の半田ボールの搭載装置のピックアップ時
の要部断面図
【符号の説明】
1 半田ボール 13 容器(貯溜部) 14 第1の振動器 20 位置決め部 26 基板 30 ヘッド 34 第2の振動器 35 吸着孔 35a テーパ面 61 制御部 62 発振器 63 アンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】貯溜部に貯溜された半田ボールをヘッドの
    下面に複数個形成された吸着孔に真空吸着してワークに
    搭載するようにした半田ボールの搭載装置であって、前
    記ヘッドに振動手段を設け、且つこの振動手段の振動周
    波数の切り替え手段を設けたことを特徴とする半田ボー
    ルの搭載装置。
  2. 【請求項2】前記貯溜部の半田ボールを真空吸着する際
    には、前記ヘッドを低周波数で振動させ、ワークへ半田
    ボールを搭載する際には、前記ヘッドを高周波数で振動
    させることを特徴とする半田ボールの搭載方法。
  3. 【請求項3】貯溜部に貯溜された半田ボールをヘッドの
    下面に複数個形成された吸着孔に真空吸着してワークに
    搭載するようにした半田ボールの搭載方法であって、前
    記ヘッドに設けられた振動手段の振動周波数を周波数の
    切り替え手段により切り替えられるようにし、前記貯溜
    部の半田ボールを真空吸着する際には前記ヘッドを低周
    波数で振動させ、ワークへ半田ボールを搭載する際には
    前記ヘッドを高周波数で振動させることを特徴とする半
    田ボールの搭載方法。
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