JP2000114704A - 微細ボール搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業者への負担を増大させたり、作業効率を
低下させることなく、微細ボールを搭載させる治具へ、
微細ボールを効率よくかつばらつきなく保持させる。 【解決手段】 複数の吸着孔が形成された吸着治具２を
有し、吸引装置Ｂ２１によって吸着孔に微細ボールを吸
着させて移動させるボール吸着装置１０と、吸着治具２
へ微細ボールを受け渡すボール供給装置１４と、ボール
供給装置１４へ所定量の微細ボールを送り出すボール送
出装置２５と、ボール吸着装置１０、ボール供給装置１
４及びボール送出装置２５の駆動をそれぞれ制御する制
御部とを具備させる。制御部によって、ボール吸着装置
１０に吸着させた微細ボールをワークＷへ移動させて微
細ボールをワークＷに搭載させる搭載工程中に、ボール
送出装置２５からボール供給装置１４へ所定量の微細ボ
ールを送り出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、バンプとなる微
細ボールを吸着して、基板やチップ等のワーク上へ搭載
させる微細ボール搭載装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、バンプとなる微細ボールを吸
着して、基板やチップ等のワークへ搭載させる微細ボー
ル搭載装置として、ワーク上の電極パッドと同一位置と
なるように吸着孔が設けられた板状の吸着治具のそれぞ
れの吸着孔に、ワークの少なくとも１回分の微細ボール
群を吸着させ、この吸着治具に吸着させた微細ボールを
ワークの電極パッドに接合するものが、特開平７−１５
３７６５号公報、特開平７−１５３７６６号公報により
開示されている。

【０００３】この種の吸着装置には、図１２に示すよう
に、昇降機構（図示略）によって昇降される吸着ヘッド
１１が設けられており、この吸着ヘッド１１は、流動化
して浮遊させた微細ボールＢを真空吸着するための複数
の吸着孔２ａが形成された板状の吸着治具２を有してい
る。そして、図１３に示すように、上記吸着ヘッド１１
を昇降機構によって下降させて、下方に設けられた金属
製のストック皿３内に入れられた微細ボールＢに近づけ
た状態にて、図示しない吸引装置により吸引すると、吸
着治具２の吸着孔２ａに微細ボールＢが真空吸着される
ようになっている。また、この種の吸着装置の吸着治具
２に形成された吸着孔２ａは、極めて小径であるため、
吸着孔２ａから離れると空気の流動が少なく、このた
め、微細ボールＢが入れられたストック皿３をパーツフ
ィーダ等の振動発生器４によって振動させ、その振動に
よってストック皿３内の微細ボールＢを吸着孔２ａ付近
まで飛ばして、その吸着性を高めるようになっている。
つまり、振動発生器４が設けられたストック皿３が、微
細ボールＢを吸着孔２ａへ供給させるボール供給手段と
なっている。

【０００４】また、本発明者は、他のボール供給手段を
備えた微細ボール搭載装置として、吸着治具２の吸着孔
２ａと略同一箇所に微細ボールＢが吸着可能な配列孔が
形成された配列治具を有するボール供給装置に、超音波
振動子の先端に取り付けられて、超音波振動子によって
超音波振動を付与されることにより内部にて微細ボール
Ｂを集束させるリングを有するボール分配装置を設け、
配列治具上にて、リングを水平移動させ、配列治具の配
列孔へ微細ボールＢを配列させ、この配列治具の微細ボ
ールを吸着治具２へ受け渡す装置を開発した。そして、
この装置によれば、吸着治具２の吸着孔２ａへ微細ボー
ルＢを効率良く一つずつ吸着させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記微細ボ
ール搭載装置では、いずれもストック皿３あるいはボー
ル供給装置の微細ボールＢの量が少なくなった際に、そ
の都度、装置を停止させて作業者が適量の微細ボールＢ
を供給していた。しかしながら、上記のように、ストッ
ク皿３あるいはボール供給装置へ微細ボールＢを供給す
る場合、微細ボールＢの供給作動毎に、ストック皿３あ
るいはボール供給装置にストックされている微細ボール
Ｂの量が次第に減少して変化するため、吸着治具２への
微細ボールＢの供給にばらつきが生じてしまう。特に、
微細ボールＢのストック量が多い場合には、図１４に示
すように、吸着治具２の吸着孔２ａ以外にて余剰の微細
ボールＢが付着しやすくなり、逆に微細ボールＢのスト
ック量が少ない場合には、図１５に示すように、吸着治
具２の吸着孔２ａへの吸着確率が低くなり、いずれの場
合も、搭載作業に不具合を生じてしまうという問題があ
った。

【０００６】この場合、ストック皿３あるいはボール供
給装置への微細ボールＢの供給をこまめに行ってストッ
ク量の変化を抑えれば比較的安定して吸着させることが
可能であるが、装置をその都度停止させて供給作業を行
わなければならないので、作業者への負担が増大してし
まうとともに、作業効率が著しく低下してしまうという
問題があった。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、作業者への負担を増大させたり、作業効率を低下さ
せることなく、微細ボールを搭載させる治具の吸着孔
へ、微細ボールを効率よくかつばらつきなく保持させる
ことができる微細ボール搭載装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の微細ボール搭載装置は、バンプとな
る微細ボールを吸着し、吸着した微細ボールをワークへ
搭載させる微細ボール搭載装置であって、複数の吸着孔
が形成された吸着治具を有し、吸引手段によって前記吸
着孔に前記微細ボールを吸着させて移動させるボール吸
着手段と、該吸着治具へ前記微細ボールを受け渡すボー
ル供給手段と、該ボール供給手段へ所定量の前記微細ボ
ールを送り出すボール送出手段と、前記ボール吸着手
段、ボール供給手段及びボール送出手段の駆動をそれぞ
れ制御する制御手段とを具備してなり、前記制御手段
は、前記ボール吸着手段に吸着させた微細ボールを前記
ワークへ移動させて前記微細ボールを前記ワークに搭載
させる搭載工程中に、前記ボール送出手段から前記ボー
ル供給手段へ所定量の前記微細ボールを送り出させるこ
とを特徴としている。

【０００９】このように、ボール吸着手段に吸着させた
微細ボールをワークへ移動させて搭載させる搭載工程中
に、ボール送出手段からボール供給手段へ所定量の微細
ボールを送り出すので、従来技術のように、微細ボール
の量がある程度少なくなった際に、その都度、装置を停
止させて作業者が適量の微細ボールを供給する場合と比
較して、ボール供給手段における微細ボールのストック
量を安定させることができる。これにより、ボール吸着
手段への微細ボールの供給にばらつきを生じさせること
がなく、余剰な微細ボールの吸着を防止しかつ吸着確率
を大幅に高めることができる。また、ボール供給手段へ
の微細ボールの供給が自動的に行われるので、作業者へ
の負担を大幅に減少させることができるとともに、装置
を停止させる必要がないので、作業効率を高めることが
できる。

【００１０】請求項２記載の微細ボール搭載装置は、請
求項１記載の微細ボール搭載装置において、前記ボール
供給手段が、前記微細ボールが保持される複数の配列孔
が形成された配列治具を有し、該配列治具の配列孔に保
持させた前記微細ボールを前記吸着治具の前記吸着孔へ
供給することを特徴としている。つまり、ボール供給手
段における微細ボールのストック量を安定させることが
できるので、配列治具の配列孔へ過不足なく微細ボール
を供給することができ、これにより、この配列治具から
吸着治具への微細ボールの受け渡しを確実にかつ過不足
無く行うことができる。

【００１１】請求項３記載の微細ボール搭載装置は、整
列させたバンプとなる微細ボールへ上方からワークを被
せることにより、前記ワークに設けられた接着剤によっ
て前記微細ボールを付着させて搭載させる微細ボール搭
載装置であって、前記ワークを把持して移動させるワー
ク把持手段と、複数の配列孔が形成された配列治具を有
し、前記ワークに付着させる微細ボールを吸引手段によ
って前記配列孔に吸着させて配列させるボール供給手段
と、該ボール供給手段へ所定量の前記微細ボールを送り
出すボール送出手段と、前記ワーク把持手段、ボール供
給手段及びボール送出手段の駆動をそれぞれ制御する制
御手段とを具備してなり、前記制御手段は、前記微細ボ
ールを搭載させる前記ワークを前記ワーク把持手段によ
って把持させる把持工程中に、前記ボール送出手段から
前記ボール供給手段へ所定量の前記微細ボールを送り出
させることを特徴としている。

【００１２】このように、ワーク把持手段にワークを把
持させる把持工程中に、ボール送出手段からボール供給
手段へ所定量の微細ボールを送り出すので、従来技術の
ように、微細ボールの量がある程度少なくなった際に、
その都度、装置を停止させて作業者が適量の微細ボール
を供給する場合と比較して、ボール供給手段における微
細ボールのストック量を安定させることができる。これ
により、配列治具への微細ボールの供給にばらつきを生
じさせることがなく、配列治具への余剰な微細ボールの
吸着を防止しかつ吸着確率を大幅に高めることができ
る。また、ボール供給手段への微細ボールの供給が自動
的に行われるので、作業者への負担を大幅に減少させる
ことができるとともに、装置を停止させる必要がないの
で、作業効率を高めることができる。

【００１３】請求項４記載の微細ボール搭載装置は、請
求項２または請求項３記載の微細ボール搭載装置におい
て、超音波振動を発生させる超音波振動体と、該超音波
振動体に連結されて前記配列治具に沿ってその上方に支
持され、前記超音波振動体の振動が伝達されるリングと
を有し、前記超音波振動体の振動により前記リング内に
同心円状に節を有する定在波を発生させ、この定在波に
より前記微細ボールをリング内にて同心円状に集束させ
た状態にて、前記配列治具上を相対移動して、前記配列
治具の前記配列孔へ前記微細ボールを分配して保持させ
るボール分配手段が設けられていることを特徴としてい
る。つまり、ボール送出手段によって所定量の微細ボー
ルが送り出されるボール供給手段の配列治具に、超音波
振動体に連結されたリングに超音波振動体の振動が伝達
されてその内部に定在波が発生し、リング内にて微細ボ
ールが同心円状に集束され、このリングが配列治具上に
て相対移動されて微細ボールが分配されるので、配列治
具の配列孔へ確実にかつ過不足なく微細ボールを保持さ
せることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態例を説明する。なお、ここでは、ボール分配
手段を有する装置を例にとって説明する。図１は、本発
明による微細ボール搭載装置の実施の形態を示す斜視組
立図である。図１中符号１０はボール吸着装置（ボール
吸着手段）、１４はボール供給装置（ボール供給手
段）、１６は吸引装置Ａ（吸引手段）、２１は吸引装置
Ｂ（吸引手段）、２２は配列治具、２４はボール分配装
置（ボール分配手段）、２５はボール送出装置（ボール
送出手段）、２６はワーク保持装置である。

【００１５】図１において、ボール吸着装置１０を構成
する吸着ヘッド１１は、昇降機構１２を介して移動機構
１３に支持されている。この移動機構１３は、ベースに
固定された支持部１３ａと、この支持部１３ａに対して
一方向へ移動可能に支持されたアーム１３ｂを有してお
り、このアーム１３ｂに、前記昇降機構１２を有する吸
着ヘッド１１がアーム１３ｂの移動方向と直交する一方
向に移動可能に支持されている。即ち、この移動機構１
３によって吸着ヘッド１１が互いに直交する２方向へ移
動されるようになっている。前記吸着ヘッド１１にはチ
ューブ２１ａを介して吸引装置Ｂ（吸引手段）２１が接
続されており、吸着ヘッド１１の吸着治具２に形成され
た吸着孔２ａから空気を吸引することが可能となってい
る。

【００１６】ベース上にはボール供給装置（ボール供給
手段）１４が設けられており、このボール供給装置１４
を構成するケース２３には、チューブ１７ａを介して圧
縮空気源１５と吸引装置Ａ（吸引手段）１６が切換弁１
７によって選択可能に接続されている。また、ケース２
３には、図２に示すように、その上面側に、チューブ１
７ａと連通する凹部２３ａが形成されており、また、そ
の上面側には、配列治具２２が設けられている。

【００１７】この配列治具２２には、表裏に貫通して配
列治具２２と凹部２３ａとによって囲われた空間Ｓ内と
連通する複数の配列孔２２ａが形成されている。この配
列治具２２に形成された配列孔２２ａは、その上方側
が、微細ボールＢよりも僅かに大径に形成されたボール
保持孔部２２ａ′とされ、下方側が、微細ボールＢより
も小径に形成された通気孔部２２ａ″とされている。ボ
ール保持孔部２２ａ′は、その深さ寸法が微細ボールＢ
の直径以上、直径の２倍未満とされている。つまり、こ
のボール保持孔部２２ａ′は、微細ボールＢを一つだけ
保持することができる大きさとされている。また、この
配列治具２２には、その周囲に、上方へ立設する壁部２
２ｂが形成されており、この壁部２２ｂによって配列治
具２２上の微細ボールＢが外へ脱落しないようになって
いる。

【００１８】そして、前記切換弁１７によって、ケース
２３に圧縮空気源１５が接続されると、配列治具２２に
て空気が噴出され、ケース２３に吸引装置Ａ１６が接続
されると、配列治具２２にて空気が吸引されるようにな
っている。

【００１９】さらに、ベース上には、ボール供給装置１
４の側部近傍に、ボール分配装置（ボール分配手段）２
４が設けられている。このボール分配装置２４は、超音
波発振装置１８と、この超音波発振装置１８によって超
音波振動される超音波振動体１８ａと、この超音波振動
体１８ａに連結されて前記配列治具２２に沿ってその上
方に支持されたリング１９とを有するもので、移動機構
２０によってリング１９が、ボール供給装置１４の配列
治具２２の上方近傍を直交する二方向に平行移動される
ようになっている。移動機構２０は、互いに直交する方
向へ移動する設置フレーム２０ａ及び支持フレーム２０
ｂから構成されており、この移動機構２０の設置フレー
ム２０ａ上に、前記超音波発振装置１８が支持されてい
る。

【００２０】ここで、図３により、リング１９内の超音
波振動の状態を説明する。図３はリング１９の平面とリ
ング１９の中心断面における超音波の振幅を表してい
る。超音波振動体１８ａを超音波振動させると、その超
音波はリング１９の円周方向へ伝搬して、リング１９は
半径方向に伸び縮みする。リング１９の内径を振動周波
数と音速により決まる波長λの整数倍となるように設定
すると、リング１９内に定在波が発生し、振動の節１９
ａが同心円状に現れる。一番外側の同心円の位置はリン
グ１９の内面から１／４波長の位置であり、そこから１
／２波長の間隔で同心円が現れ、一番内側の円直径は１
／２波長となる。

【００２１】そして、このようにリング１９内に定在波
を発生させると、この発生した定在波の節１９ａの部分
に微細ボールＢが集束するようになっている。つまり、
リング１９内には、超音波振動によって微細ボールＢが
隙間なく同心円状に集束するようになっている。なお、
図２に示すように、微細ボールＢは、配列治具２２上の
複数の配列孔２２ａの形成箇所以外の場所に置かれてい
る。

【００２２】ボール送出装置２５は、微細ボールＢが投
入されるボール投入ケース２７と、このボール投入ケー
ス２７に設けられ、このボール投入ケース２７の重さを
検出する重量検出センサ２８と、ボール投入ケース２７
の下端部に接続された送出管２９と、この送出管２９に
超音波振動を付与させることにより、送出管２９を楕円
振動させ、この送出管２９の先端部から微細ボールＢを
送出させる超音波モータ３０とを有しており、この構造
のボール送出装置２５は、移動機構３１によってベース
に支持されている。

【００２３】移動機構３１は、ベースに固定された支持
部３１ａと、この支持部３１ａに対して直交方向へ移動
可能に支持されたアーム３１ｂとを有しており、このア
ーム３１ｂに、ボール送出装置２５が設けられている。
即ち、この移動機構３１によってボール送出装置２５が
互いに直交する２方向へ移動されるようになっており、
この移動機構３１によってボール送出装置２５を移動さ
せることにより、ボール送出装置２５の送出管２９の先
端部が、配列治具２２の上部位置へ配置されるようにな
っている。

【００２４】つまり、このボール送出装置２５の送出管
２９の先端部を配列治具２２の上部位置へ配置させた状
態にて、超音波モータ３０を駆動させて送出管２９に楕
円振動を付与させて送出管２９の先端部から微細ボール
Ｂを送出させることにより、微細ボールＢが配列治具２
２上へ供給されるようになっている。ワーク保持装置２
６は、その上部にワークＷを保持させるもので、このワ
ーク保持装置２６上に保持されたワークＷに微細ボール
Ｂが搭載されるようになっている。

【００２５】ここで、上記構成の微細ボール搭載装置の
制御系について説明する。図４において、符号４１は、
微細ボール搭載装置の駆動を制御する制御部である。こ
の制御部（制御手段）４１には、前述した、ボール吸着
装置１０、ボール供給装置１４、ボール分配装置２４、
ボール送出装置２５が接続されており、これらの駆動が
制御部４１によってそれぞれ制御されるようになってい
る。

【００２６】次に本発明による微細ボール搭載装置の動
作を図により説明する。まず、切換弁１７によって吸引
装置Ａ１６をケース２３に接続させ、この吸引装置Ａ１
６によって配列治具２２の配列孔２２ａから空気を吸引
させた状態とする。

【００２７】この状態において、超音波発振装置１８に
よって超音波振動体１８ａを超音波振動させると、リン
グ１９内に定在波が発生し、この定在波の節１９ａの部
分に微細ボールＢが隙間なく同心円状に集束する。

【００２８】次いで、図５に示すように、移動機構２０
によりリング１９を移動させると、微細ボールＢは、リ
ング１９内に集束した状態で配列孔２２ａ上を移動す
る。このとき配列治具２２の配列孔２２ａでは、空気吸
引されていることにより、配列孔２２ａのボール保持孔
部２２ａ′に微細ボールＢが入り込む。ここで、前述し
たように、配列孔２２ａの形状は１つの孔に微細ボール
Ｂが２個以上入らない寸法のボール保持孔部２２ａ′を
有する段付き形状になっているため、１つの配列孔２２
ａに複数の微細ボールＢが入りかけても超音波によるボ
ール移動により運び去られる。

【００２９】上述のように、リング１９を配列治具２２
の上で平行移動させると、図６に示すように、配列治具
２２の配列孔２２ａには、それぞれ一つずつ微細ボール
Ｂが保持される。なお、図２、図５及び図６では、定在
波による同心円の節１９ａが一つの場合を示している。
そして、このように、節１９ａが一つの場合、この節１
９ａは一回の直進動作で、一つの配列孔２２ａ上を２回
通過するため、微細ボールＢが吸着されていない抜け孔
の予防に効果的である。さらに、節１９ａの数を複数個
に設定すれば、抜け孔の予防により有効である。

【００３０】微細ボールＢが配列治具２２の複数の配列
孔２２ａに配列された後、リング１９を配列治具２２上
から外し、移動機構１３によってボール供給装置１４の
真上に配置させた吸着ヘッド１１を、図７に示すよう
に、昇降機構１２により下降させ、配列治具２２の近傍
に配置させる。この状態において、吸引装置Ｂ２１によ
って吸着ヘッド１１の吸着治具２に形成された吸着孔２
ａにて吸引させるとともに、切換弁１７により圧縮空気
源１５をケース２３に接続し、配列治具２２の配列孔２
２ａから空気を噴射させる。

【００３１】このようにすると、配列孔２２ａから噴射
された空気によって、配列孔２２ａのボール保持孔部２
２ａ′に保持されていた微細ボールＢが浮上し、吸着治
具２の吸着孔２ａ付近に移動する。

【００３２】一方、吸着ヘッド１１は吸引装置Ｂ２１と
接続されて、吸着治具２の吸着孔２ａから空気を吸引し
ているので、吸着孔２ａ付近の微細ボールＢが、吸着治
具２の吸着孔２ａに吸着される。

【００３３】ここで、本発明による微細ボール搭載装置
のボール吸着装置１０及びボール送出装置２５の駆動の
制御について、図８に示すフローチャート図に基づいて
説明する。なお、図において、ステップＳ２′〜ステッ
プＳ５′がボール吸着装置１０の駆動を示し、ステップ
Ｓ２″〜ステップＳ５″がボール送出装置２５の駆動を
示す。

【００３４】ワークＷへの微細ボールＢの搭載動作が開
始されると（ステップＳ１）、ボール吸着装置１０で
は、配列治具２２に配列された微細ボールＢを吸着ヘッ
ド１１へ吸着させるべく、吸着ヘッド１１がボール供給
装置１４の上部へ移動される（ステップＳ２′）。この
とき、ボール送出装置２５は、ボール供給装置１４から
離れた退避位置に移動される（ステップＳ２″）。

【００３５】次いで、ボール吸着装置１０では、吸着ヘ
ッド１１に、ボール供給装置１４の配列治具２２に配列
された微細ボールＢが供給されて、各吸着孔２ａに吸着
される（ステップＳ３′）。このとき、ボール送出装置
２５では、ボール供給装置１４から離れた退避位置に配
置された状態が維持される（ステップＳ３″）。その
後、ボール吸着装置１０では、吸着ヘッド１１が、ワー
ク保持装置２６に保持されたワークＷの上部に移動され
る（ステップＳ４′）。このとき、ボール送出装置２５
は、ボール供給装置１４へ向かって移動され、送出管２
９の先端部がボール供給装置１４の配列治具２２上へ配
置される（ステップＳ４″）。

【００３６】次に、ボール吸着装置１０では、吸着ヘッ
ド１１が下降され、吸着ヘッド１１に吸着されていた微
細ボールＢが、ワークＷ上に搭載される（ステップＳ
５′）。このとき、ボール送出装置２５では、超音波モ
ータ３０によって送出管２９の先端部近傍に楕円振動が
付与され、これにより、この送出管２９から微細ボール
Ｂが配列治具２２の上部に送出される（ステップＳ
５″）。

【００３７】ここで、ボール送出装置２５によって微細
ボールＢが送出される場合、制御部４１は、ボール送出
装置２５の重量検出センサ２８からの信号に基づいて、
投入ケース２７の重量の変化を随時求め、その変化量に
基づいて、送出管２９からの微細ボールＢの送出量を求
め、その送出量が、約一度の搭載動作に必要となる量
（所定量）となった際に、超音波モータ３０の駆動を停
止させ、送出管２９からの微細ボールＢの送出を停止さ
せる。

【００３８】このように、上記構造の微細ボール搭載装
置によれば、ボール吸着装置１０の吸着ヘッド１１に吸
着させた微細ボールＢをワーク保持装置２６のワークＷ
へ移動させて搭載させる搭載工程中に、ボール送出装置
２５からボール供給装置１４へ所定量の微細ボールＢを
送り出す送出工程を行うので、従来技術のように、微細
ボールＢの量がある程度少なくなった際に、作業者が、
その都度装置を停止させて適量の微細ボールＢを供給す
る場合と比較して、ボール供給装置１４における微細ボ
ールＢのストック量を安定させることができる。これに
より、ボール吸着装置１０への微細ボールＢの供給にば
らつきを生じさせることがなく、余剰な微細ボールＢの
吸着を防止しかつ吸着確率を大幅に高めることができ
る。また、ボール供給装置１４への微細ボールＢの供給
が自動的に行われるので、作業者への負担を大幅に減少
させることができるとともに、装置を停止させる必要が
ないので、作業効率を高めることができる。

【００３９】また、上記構造の微細ボール搭載装置によ
れば、吸着治具２の吸着孔２ａへ微細ボールＢを供給す
るボール供給装置１４の配列治具２２に、超音波振動体
１８ａの先端に保持されたリング１９内に定在波を発生
させて微細ボールＢを集束させながら配列治具２２上を
移動するボール分配装置２４によって微細ボールＢを分
配させるものであるので、配列治具２２の配列孔２２ａ
へ過不足なく確実に微細ボールＢを保持させることがで
きる。

【００４０】また、吸着治具２の吸着孔２ａと略同一位
置に配列孔２２ａが形成された配列治具２２の配列孔２
２ａに微細ボールＢを保持させて吸着治具２へ供給し
て、吸着治具２の吸着孔２ａへ吸着させるものであるの
で、微細ボールＢを最小限の供給量にて吸着治具２へ供
給させることができる。

【００４１】しかも、ボール分配装置２４による微細ボ
ールＢの分配時に、吸引装置Ａ１６によって配列治具２
２の配列孔２２ａが微細ボールＢを吸引するものである
ので、配列孔２２ａへ微細ボールＢを確実に保持させる
ことができる。また、吸着治具２の吸着孔２ａへの微細
ボールＢの供給時に、圧縮空気源１５によって配列治具
２２の配列孔２２ａに保持された微細ボールＢを浮上さ
せて吸着治具２に受け渡すものであるので、吸着治具２
の吸着孔２ａへ微細ボールＢを確実に供給して吸着させ
ることができる。

【００４２】また、配列治具２２の配列孔２２ａの上方
側が、一つの微細ボールＢだけが保持されるボール保持
孔部２２ａ′とされているので、配列治具２２の配列孔
２２ａへ一つずつ微細ボールＢを保持させることがで
き、吸着治具２へ微細ボールＢを効率良く供給すること
ができる。

【００４３】なお、上記の実施の形態では、超音波振動
体１８ａに連結されたリング１９を配列治具２２の上で
移動させる構造としたが、リング１９を固定してケース
２３を移動させることにより、配列治具２２に微細ボー
ルＢを搭載させるようにしても良いことは勿論である。
また、上記の実施形態例では、ボール供給装置１４を、
配列治具２２にボール分配装置２４によって微細ボール
Ｂを分配させて配列してボール吸着装置１０の吸着ヘッ
ド１１へ受け渡す構造としたが、従来のように、ストッ
ク皿３内に入れた微細ボールＢを、振動発生器４によっ
て振動させ、その振動によってストック皿３内の微細ボ
ールＢをボール吸着装置１０の吸着ヘッド１１へ受け渡
すようにしても良い。

【００４４】次に、他の実施の形態例の微細ボール搭載
装置について説明する。図９に示すように、この実施の
形態では、ボール吸着装置１０が、ワーク把持装置５１
とされ、図１０に示すように、吸着ヘッド１１だけが設
けられている。そして、この吸着ヘッド１１には、ワー
ク保持装置２６のワークＷが直接吸着されて把持される
ようになっている。また、ボール供給装置１４の配列治
具２２の配列孔２２ａは、吸着治具２と同様の、単に表
裏に連通するストレートに形成されている。したがっ
て、このボール供給装置１４では、吸引装置Ａ１６によ
って吸引することにより、配列治具２２の配列孔２２ａ
に微細ボールＢが吸引されて、配列治具２２の表面に配
列された状態に保持されるようになっている。

【００４５】また、ワークＷは、微細ボールＢの搭載面
が下方へ向けられて吸着ヘッド１１に吸着されるように
なっており、配列治具２２上に微細ボールＢを配列させ
た状態にて、これら微細ボールＢの上部にワークＷの下
面側の搭載面を載せることにより、このワークＷの搭載
面の所定位置に設けられた接着剤Ｓに、整列された微細
ボールＢが付着するようになっている。

【００４６】つまり、上記構成の微細ボール搭載装置
は、ワーク把持装置５１の吸着ヘッド１１にワークＷを
吸着させ、この吸着させたワークＷを、微細ボールＢが
整列状態に吸着された配列治具２２の上部に下降させる
ことにより、このワークＷに微細ボールＢを接着剤Ｓに
よって付着させて搭載させ、その後、次工程のラインへ
移動させ、吸着を解除するようになっている。

【００４７】次に、上記他の実施の形態例の微細ボール
搭載装置のワーク把持装置５１及びボール送出装置２５
の駆動の制御について、図１１に示すフローチャート図
に基づいて説明する。なお、図において、ステップＳ１
２′〜ステップＳ１５′がワーク把持装置５１の駆動を
示し、ステップＳ１２″〜ステップＳ１５″がボール送
出装置２５の駆動を示す。

【００４８】ワークＷへの微細ボールＢの搭載動作が開
始されると（ステップＳ１１）、ワーク把持装置５１で
は、ワーク保持装置２６に保持されたワークＷを吸着さ
せるべく、吸着ヘッド１１がワーク保持装置２６の上部
へ移動される（ステップＳ１２′）。このとき、ボール
送出装置２５は、ボール供給装置１４へ向かって移動さ
れ、送出管２９の先端部がボール供給装置１４の配列治
具２２上へ配置される（ステップＳ１２″）。

【００４９】次いで、ボール送出装置２５では、超音波
モータ３０によって送出管２９の先端部近傍に楕円振動
が付与され、これにより、この送出管２９から微細ボー
ルＢが配列治具２２の上部に送出される（ステップＳ１
３″）。また、ボール送出装置２５によって微細ボール
Ｂが送出される場合、制御部４１は、ボール送出装置２
５の重量検出センサ２８からの信号に基づいて、投入ケ
ース２７の重量の変化を随時求め、その変化量に基づい
て、送出管２９からの微細ボールＢの送出量を求め、そ
の送出量が、約一度の搭載動作に必要となる量（所定
量）となった際に、超音波モータ３０の駆動を停止さ
せ、送出管２９からの微細ボールＢの送出を停止させ
る。

【００５０】その後、ワーク把持装置５１では、吸着ヘ
ッド１１に、ワークＷが吸着される（ステップＳ１
３′）。このときボール送出装置２５は、ボール供給装
置１４から離れた退避位置に移動される（ステップＳ１
４″）。そして、ワーク把持装置５１では、配列治具２
２に配列された微細ボールＢを吸着ヘッド１１に吸着さ
せたワークＷへ付着させるべく、吸着ヘッド１１に吸着
されたワークＷをボール供給装置１４の上部へ移動させ
る（ステップＳ１４′）。このとき、ボール送出装置２
５では、ボール供給装置１４から離れた退避位置に配置
された状態が維持される（ステップＳ１５″）。

【００５１】次に、ワーク把持装置５１では、吸着ヘッ
ド１１が下降され、これにより、吸着ヘッド１１に吸着
されているワークＷの下面側の搭載面に、配列治具２２
に配列された微細ボールＢが接着剤Ｓによって付着され
て搭載され（ステップＳ１５′）、その後、次工程のラ
インの所定位置に、微細ボールＢが搭載されたワークＷ
が載置される。このときも、ボール送出装置２５では、
ボール供給装置１４から離れた退避位置に配置された状
態が維持される（ステップＳ１５″）。

【００５２】そして、この他の実施の形態の微細ボール
搭載装置においても、ワーク把持装置１０にワークＷを
把持させる把持工程中に、ボール送出装置２５からボー
ル供給装置１４へ所定量の微細ボールＢを送り出す送出
工程を行うので、従来技術のように、微細ボールＢの量
がある程度少なくなった際に、作業者が、その都度装置
を停止させて適量の微細ボールＢを供給する場合と比較
して、ボール供給装置１４における微細ボールＢのスト
ック量を安定させることができる。

【００５３】これにより、配列治具２２への微細ボール
Ｂの供給にばらつきを生じさせることがなく、配列治具
２２への余剰な微細ボールＢの吸着を防止しかつ吸着確
率を大幅に高めることができる。また、ボール供給装置
１４への微細ボールＢの供給が自動的に行われるので、
作業者への負担を大幅に減少させることができるととも
に、装置を停止させる必要がないので、作業効率を高め
ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の微細ボー
ル搭載装置によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の微細ボール搭載装置によれば、ボール吸
着手段に吸着させた微細ボールをワークへ移動させて搭
載させる搭載工程中に、ボール送出手段からボール供給
手段へ所定量の微細ボールを送り出すので、従来技術の
ように、微細ボールの量がある程度少なくなった際に、
作業者が、その都度装置を停止させて適量の微細ボール
を供給する場合と比較して、ボール供給手段における微
細ボールのストック量を安定させることができる。これ
により、ボール吸着手段への微細ボールの供給にばらつ
きを生じさせることがなく、余剰な微細ボールの吸着を
防止しかつ吸着確率を大幅に高めることができる。ま
た、ボール供給手段への微細ボールの供給が自動的に行
われるので、作業者への負担を大幅に減少させることが
できるとともに、装置を停止させる必要がないので、作
業効率を高めることができる。

【００５５】請求項２記載の微細ボール搭載装置によれ
ば、ボール供給手段における微細ボールのストック量を
安定させることができるので、配列治具の配列孔へ過不
足なく微細ボールを供給することができ、これにより、
この配列治具から吸着治具への微細ボールの受け渡しを
確実にかつ過不足無く行うことができる。

【００５６】請求項３記載の微細ボール搭載装置によれ
ば、ワーク把持手段にワークを把持させる把持工程中
に、ボール送出手段からボール供給手段へ所定量の微細
ボールを送り出すので、従来技術のように、微細ボール
の量がある程度少なくなった際に、作業者が、その都度
装置を停止させて適量の微細ボールを供給する場合と比
較して、ボール供給手段における微細ボールのストック
量を安定させることができる。これにより、配列治具へ
の微細ボールの供給にばらつきを生じさせることがな
く、配列治具への余剰な微細ボールの吸着を防止しかつ
吸着確率を大幅に高めることができる。また、ボール供
給手段への微細ボールの供給が自動的に行われるので、
作業者への負担を大幅に減少させることができるととも
に、装置を停止させる必要がないので、作業効率を高め
ることができる。

【００５７】請求項４記載の微細ボール搭載装置によれ
ば、ボール送出手段によって所定量の微細ボールが送り
出されるボール供給手段の配列治具に、超音波振動体に
連結されたリングに超音波振動体の振動が伝達されてそ
の内部に定在波が発生し、リング内にて微細ボールが同
心円状に集束され、このリングが配列治具上にて相対移
動されて微細ボールが分配されるので、配列治具の配列
孔へ確実にかつ過不足なく微細ボールを保持させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
構成及び構造を説明する微細ボール搭載装置の斜視図で
ある。

【図２】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置を
構成するボール供給装置及びボール分配装置を説明する
ボール分配装置及びボール供給装置の断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置を
構成するボール分配装置にて発生される定在波の状態を
説明する定在波の状態説明図である。

【図４】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
機能を説明する機能ブロック図である。

【図５】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置を
構成するボール供給装置へのボール分配装置による微細
ボールの分配動作を説明するボール分配装置及びボール
供給装置の断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置を
構成するボール供給装置へのボール分配装置による微細
ボールの分配動作を説明するボール分配装置及びボール
供給装置の断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置を
構成する吸着ヘッドへのボール供給装置による微細ボー
ルの供給動作を説明するボール供給装置及び吸着ヘッド
の断面図である。

【図８】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
動作を説明するフローチャート図である。

【図９】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載装
置の構成及び構造を説明する微細ボール搭載装置の斜視
図である。

【図１０】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載
装置を構成するボール供給装置、ボール分配装置及びワ
ーク把持装置を説明するボール供給装置、ボール分配装
置及びワーク把持装置の断面図である。

【図１１】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載
装置の動作を説明するフローチャート図である。

【図１２】 従来の微細ボール搭載装置による吸着ヘッ
ドへの微細ボールの供給動作を説明する断面図である。

【図１３】 従来の微細ボール搭載装置による吸着ヘッ
ドへの微細ボールの供給動作を説明する断面図である。

【図１４】 従来の微細ボール搭載装置における吸着ヘ
ッドへの微細ボールの吸着状態を説明する吸着ヘッドの
断面図である。

【図１５】 従来の微細ボール搭載装置における吸着ヘ
ッドへの微細ボールの吸着状態を説明する吸着ヘッドの
断面図である。

【符号の説明】

２ 吸着治具 ２ａ 吸着孔 １０ ボール吸着装置（ボール吸着手段） １４ ボール供給装置（ボール供給手段） １６ 吸引装置Ａ（吸引手段） １８ａ 超音波振動体 １９ リング １９ａ 定在波の振動の節 ２１ 吸引装置Ｂ（吸引手段） ２２ 配列治具 ２２ａ 配列孔 ２４ ボール分配装置（ボール分配手段） ２５ ボール送出装置（ボール送出手段） ４１ 制御部（制御手段） ５１ ワーク把持装置（ワーク把持手段） Ｂ 微細ボール Ｓ 接着剤 Ｗ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプとなる微細ボールを吸着し、吸着
   した微細ボールをワークへ搭載させる微細ボール搭載装
   置であって、 複数の吸着孔が形成された吸着治具を有し、吸引手段に
   よって前記吸着孔に前記微細ボールを吸着させて移動さ
   せるボール吸着手段と、 該吸着治具へ前記微細ボールを受け渡すボール供給手段
   と、 該ボール供給手段へ所定量の前記微細ボールを送り出す
   ボール送出手段と、 前記ボール吸着手段、ボール供給手段及びボール送出手
   段の駆動をそれぞれ制御する制御手段とを具備してな
   り、 前記制御手段は、前記ボール吸着手段に吸着させた微細
   ボールを前記ワークへ移動させて前記微細ボールを前記
   ワークに搭載させる搭載工程中に、前記ボール送出手段
   から前記ボール供給手段へ所定量の前記微細ボールを送
   り出させることを特徴とする微細ボール搭載装置。
2. 【請求項２】 前記ボール供給手段は、前記微細ボール
   が保持される複数の配列孔が形成された配列治具を有
   し、該配列治具の配列孔に保持させた前記微細ボールを
   前記吸着治具の前記吸着孔へ供給することを特徴とする
   請求項１記載の微細ボール搭載装置。
3. 【請求項３】 整列させたバンプとなる微細ボールへ上
   方からワークを被せることにより、前記ワークに設けら
   れた接着剤によって前記微細ボールを付着させて搭載さ
   せる微細ボール搭載装置であって、 前記ワークを把持して移動させるワーク把持手段と、 複数の配列孔が形成された配列治具を有し、前記ワーク
   へ付着させる微細ボールを吸引手段によって前記配列孔
   に吸着させて配列させるボール供給手段と、 該ボール供給手段へ所定量の前記微細ボールを送り出す
   ボール送出手段と、 前記ワーク把持手段、ボール供給手段及びボール送出手
   段の駆動をそれぞれ制御する制御手段とを具備してな
   り、 前記制御手段は、前記微細ボールを搭載させる前記ワー
   クを前記ワーク把持手段によって把持させる把持工程中
   に、前記ボール送出手段から前記ボール供給手段へ所定
   量の前記微細ボールを送り出させることを特徴とする微
   細ボール搭載装置。
4. 【請求項４】 超音波振動を発生させる超音波振動体
   と、該超音波振動体に連結されて前記配列治具に沿って
   その上方に支持され、前記超音波振動体の振動が伝達さ
   れるリングとを有し、前記超音波振動体の振動により前
   記リング内に同心円状に節を有する定在波を発生させ、
   この定在波により前記微細ボールをリング内にて同心円
   状に集束させた状態にて、前記配列治具上を相対移動し
   て、前記配列治具の前記配列孔へ前記微細ボールを分配
   して保持させるボール分配手段が設けられていることを
   特徴とする請求項２または請求項３記載の微細ボール搭
   載装置。