JP2010092906A - Suction head, spherical granule mounting device and spherical granule suction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、球状粒体を吸気口の縁部で吸着する吸着ヘッド、およびその吸着ヘッドを備えた球状粒体搭載装置、および吸着ヘッドを用いて球状粒体吸着を吸着させる球状粒体吸着方法に関するものである。 The present invention relates to an adsorption head for adsorbing spherical particles at the edge of an air inlet, a spherical particle mounting apparatus equipped with the adsorption head, and a spherical particle adsorption method for adsorbing spherical particle adsorption using the adsorption head It is about.
この種の球状粒体搭載装置として、特開2003−100789号公報に開示された半田(はんだ)ボール搭載装置が知られている。この半田ボール搭載装置は、複数の吸着穴が吸着面に形成された整列マスク、および整列マスクを移動させる移動部を備えて、整列マスクで吸着した半田ボールをパッケージの接続端子に搭載可能に構成されている。また、この半田ボール搭載装置は、半田ボールよりも大きい複数の貫通穴が整列マスクの吸着穴と同じ配列で形成されて、整列マスクに対して相対的に移動可能な離脱プレートを備えている。この半田ボール搭載装置を用いてパッケージの接続端子に半田ボールを搭載する際には、離脱プレートを整列マスクの吸着面に接触させた状態で、半田ボールが収容されている半田ボール容器内に離脱プレートおよび整列マスクを移動させる。この際に、離脱プレートの貫通穴を通って1つの半田ボールが整列マスクの吸着穴に吸着されると共に、その半田ボールと吸着穴との隙間から吸引される気流によってその半田ボール以外の不要な半田ボールが吸着される。次いで、離脱プレートを下方に移動させて整列マスクの吸着面から離反させる。この際に、上記した不要な半田ボールが、離脱プレートの移動に伴って整列マスクから引き離されて、半田ボール容器内に落下する。このため、この半田ボール搭載装置では、接続端子への不要な半田ボールの搭載を防止することが可能となっている。
ところが、上記の半田ボール搭載装置には、以下の問題点がある。すなわち、この半田ボール搭載装置では、離脱プレートを整列マスクの吸着面に接触させた状態で、離脱プレートの貫通穴を通った半田ボールを整列マスクの吸着穴に吸着させている。この場合、この構成では、例えば、図11に示すように、離脱プレート402を整列マスク401の吸着面に接触させた状態では、吸着穴401aが離脱プレート402の奥側に位置して露出していないため、複数の半田ボールによって貫通穴402aの開口部が閉塞され、これによって半田ボールが吸着穴401aに吸着されないことがある。このため、この半田ボール搭載装置には、半田ボールが吸着されてない吸着穴401aが存在するおそれがあり、このときには、接続端子に搭載すべき半田ボールに不足が生じるという問題点が存在する。
However, the solder ball mounting apparatus has the following problems. That is, in this solder ball mounting apparatus, the solder ball that has passed through the through hole of the separation plate is adsorbed to the adsorption hole of the alignment mask while the separation plate is in contact with the adsorption surface of the alignment mask. In this case, in this configuration, for example, as shown in FIG. 11, when the
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、搭載対象体に対して半田ボールを不足なく搭載し得る吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and mainly provides an adsorption head, a spherical particle mounting apparatus, and a spherical particle adsorption method capable of mounting a solder ball on a mounting object without a shortage. Objective.
上記目的を達成すべく請求項1記載の吸着ヘッドは、吸気口からの吸気によって球状粒体を当該吸気口の縁部に吸着するヘッド本体を備えた吸着ヘッドであって、前記ヘッド本体は、固定プレートと、その先端部側が前記固定プレートから突出するようにして当該固定プレートに取り付けられて当該先端部の開口部が前記吸気口として機能する吸気管と、当該吸気管および前記球状粒体が挿通可能な挿通孔が形成されると共に当該挿通孔に当該吸気管を挿通させた状態で前記固定プレートに対して接離可能に構成された移動プレートとを備えて構成されている。
In order to achieve the above object, the suction head according to
また、請求項2記載の吸着ヘッドは、請求項1記載の吸着ヘッドにおいて、前記ヘッド本体は、前記移動プレートの一面が当該固定プレートに接触した状態において前記吸気管の前記先端部が当該移動プレートの他面と面一の状態または当該他面から突出した状態となるように構成されている。
Further, the suction head according to claim 2 is the suction head according to
また、請求項3記載の吸着ヘッドは、請求項1または2記載の吸着ヘッドにおいて、前記ヘッド本体に摺動部材を当接または近接させつつ当該摺動部材を摺動させる摺動機構を備え、前記挿通孔は、前記移動プレートの一面が前記固定プレートから離反した離反状態において前記吸気管の前記先端部に吸着されている前記球状粒体を収容可能に構成され、前記摺動機構は、前記離反状態の前記移動プレートの他面に前記摺動部材を接触または近接させつつ当該摺動部材を摺動させる。
Further, the suction head according to claim 3 is provided with a sliding mechanism that slides the sliding member while bringing the sliding member into contact with or close to the head main body in the suction head according to
さらに、請求項4記載の吸着ヘッドは、請求項3記載の吸着ヘッドにおいて、前記摺動機構は、前記摺動部材としてのスキージを摺動させる。 Furthermore, the suction head according to a fourth aspect is the suction head according to the third aspect, wherein the sliding mechanism slides a squeegee as the sliding member.
また、請求項5記載の吸着ヘッドは、請求項3または4記載の吸着ヘッドにおいて、前記挿通孔は、前記移動プレートの前記離反状態において前記挿通孔内に収容されている前記球状粒体の前記他面側の部位から当該挿通孔の当該他面側の開口面までの最短の長さが当該球状粒体の半径よりも短くなるように形成されている。 Further, the suction head according to claim 5 is the suction head according to claim 3 or 4, wherein the insertion hole is formed in the spherical particle body accommodated in the insertion hole in the separated state of the moving plate. The shortest length from the other surface side portion to the opening surface on the other surface side of the insertion hole is formed to be shorter than the radius of the spherical particles.
また、請求項6記載の球状粒体搭載装置は、請求項1から5のいずれかに記載の吸着ヘッドと、当該吸着ヘッドを移動させる移動機構と、前記吸着ヘッドにおける前記吸気管の前記開口部からの吸気を行う吸気機構と、前記移動機構を制御して前記吸着ヘッドを前記球状粒体の吸着位置に移動させる処理、前記吸気機構を制御して前記開口部からの吸気を行わせる処理、前記吸着ヘッドを制御して前記移動プレートを前記固定プレートに対して接離させる処理、前記移動機構を制御して前記開口部からの吸気によって前記球状粒体を吸着している前記吸着ヘッドを目標位置まで移動させる処理、および当該目標位置において前記吸気機構を制御して前記開口部からの吸気を停止させる処理を実行する制御部とを備えて、前記球状粒体を搭載対象体に搭載可能に構成されている。 In addition, a spherical particle mounting device according to a sixth aspect of the present invention is the suction head according to any one of the first to fifth aspects, a moving mechanism for moving the suction head, and the opening of the intake pipe in the suction head. An intake mechanism for performing intake air from, a process for controlling the moving mechanism to move the adsorption head to an adsorption position of the spherical particles, a process for controlling the intake mechanism to perform intake from the opening, A process of controlling the suction head to bring the moving plate into and out of contact with the fixed plate, and controlling the moving mechanism to target the suction head that sucks the spherical particles by suction from the opening. A control unit that executes a process of moving to a position and a process of controlling the intake mechanism at the target position to stop the intake from the opening, and mounting the spherical particles And it is configured to be mounted to the body.
また、請求項7記載の球状粒体吸着方法は、固定プレートと、その先端部側が前記固定プレートから突出するようにして当該固定プレートに取り付けられて当該先端部の開口部からの吸気によって球状粒体を当該先端部に吸着可能な吸気管と、当該吸気管および前記球状粒体が挿通可能な挿通孔が形成されると共に当該挿通孔に当該吸気管を挿通させた状態で前記固定プレートに対して接離可能に構成された移動プレートとを備えた吸着ヘッドを用いて前記球状粒体を吸着させる球状粒体吸着方法であって、前記移動プレートの一面を前記固定プレートに接触させた状態において前記吸気管の前記先端部に前記球状粒体を吸着させた後に、前記一面を前記固定プレートから離反させて前記先端部に吸着されている前記球状粒体に付着している他の前記球状粒体を前記吸着ヘッドから除去する。 The spherical particle adsorbing method according to claim 7 is a method of fixing a spherical particle by suction from an opening of the fixed plate and the fixed plate, the tip of which is attached to the fixed plate so that the tip of the fixed plate protrudes from the fixed plate. An intake pipe capable of adsorbing a body to the tip, an insertion hole through which the intake pipe and the spherical particles can be inserted, and the intake pipe being inserted into the insertion hole with respect to the fixed plate A spherical particle adsorption method for adsorbing the spherical particles using an adsorption head having a movable plate configured to be able to contact and separate, wherein one surface of the movable plate is in contact with the fixed plate After the spherical particles are adsorbed on the tip of the intake pipe, the one surface is separated from the fixed plate and is attached to the spherical particles adsorbed on the tip. To the spherical granules of removing from said suction head.
また、請求項8記載の球状粒体吸着方法は、請求項7記載の球状粒体吸着方法において、前記移動プレートの前記一面を前記固定プレートに接触させる際に前記吸気管の前記先端部を当該移動プレートの他面と面一の状態または当該他面から突出した状態とさせる。 The spherical particle adsorption method according to claim 8 is the spherical particle adsorption method according to claim 7, wherein the tip of the intake pipe is moved when the one surface of the moving plate is brought into contact with the fixed plate. The moving plate is flush with the other surface or protrudes from the other surface.
さらに、請求項9記載の球状粒体吸着方法は、請求項7または8記載の球状粒体吸着方法において、前記移動プレートの前記一面を前記固定プレートから離反させる際に前記吸気管の先端部に吸着されている前記球状粒体を前記挿通孔における当該移動プレートの他面側の開口面から突出させることなく当該挿通孔内に1つだけ収容させ、その状態において前記移動プレートの他面に摺動部材を接触または近接させつつ当該摺動部材を摺動させる摺動処理を実行して、前記挿通孔内に収容させた前記球状粒体に付着している前記他の球状粒体を前記吸着ヘッドから除去する。 Furthermore, the spherical particle adsorption method according to claim 9 is the spherical particle adsorption method according to claim 7 or 8, wherein when the one surface of the moving plate is separated from the fixed plate, the spherical particle adsorption method is arranged at the tip of the intake pipe. Only one of the adsorbed spherical particles is accommodated in the insertion hole without protruding from the opening surface on the other surface side of the moving plate in the insertion hole, and in this state, the spherical particle is slid on the other surface of the moving plate. A sliding process is performed in which the sliding member is slid while the moving member is in contact with or close to the moving member, and the other spherical particles attached to the spherical particles accommodated in the insertion hole are adsorbed to the other spherical particles. Remove from the head.
また、請求項10記載の球状粒体吸着方法は、請求項9記載の球状粒体吸着方法において、前記摺動部材としてのスキージを用いて前記摺動処理を実行する。 A spherical particle adsorbing method according to a tenth aspect is the spherical particle adsorbing method according to the ninth aspect, wherein the sliding process is executed using a squeegee as the sliding member.
また、請求項11記載の球状粒体吸着方法は、請求項9または10記載の球状粒体吸着方法において、前記挿通孔内に収容させた前記球状粒体に付着している他の前記球状粒体における体積的に半分を超える部分を前記挿通孔の前記開口面から突出させ、その状態において前記摺動処理を実行する。
The spherical particle adsorption method according to
請求項1記載の吸着ヘッド、請求項6記載の球状粒体搭載装置、および請求項7記載の球状粒体吸着方法では、移動プレートの挿通孔に吸気管を挿通させて移動プレートの一面を固定プレートに接触させた状態において吸気管の先端部に球状粒体を吸着させる。このため、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法では、吸着穴が離脱プレートの奥側に位置して露出していない状態で球状粒体の吸着を行う従来の半田ボール搭載装置とは異なり、各吸気管の先端部に球状粒体を確実に吸着させることができる。したがって、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法によれば、搭載対象体に対して球状粒体を不足なく確実に搭載することができる。また、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法では、吸気管の先端部に球状粒体を吸着させた後に、移動プレートの一面を固定プレートから離反させて吸気管の先端部に吸着されている球状粒体に付着している不要な球状粒体を吸着ヘッドから除去する。このため、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法によれば、搭載対象の球状粒体だけを吸着ヘッドによって吸着させることができるため、不要な球状粒体の搭載対象体への搭載、つまり搭載対象体に対する球状粒体の過剰な搭載を確実に防止することができる。
In the suction head according to
また、請求項2記載の吸着ヘッド、請求項6記載の球状粒体搭載装置、および請求項8記載の球状粒体吸着方法では、移動プレートの一面を固定プレートに接触させる際に吸気管の先端部を移動プレートの他面と面一の状態または当該他面から突出した状態とさせる。このため、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法によれば、各吸気管の先端部に球状粒体をより確実に吸着させることができる。 The suction head according to claim 2, the spherical particle mounting device according to claim 6, and the spherical particle suction method according to claim 8, wherein the tip of the intake pipe is brought into contact with one surface of the moving plate against the fixed plate. The portion is made flush with the other surface of the moving plate or protruded from the other surface. For this reason, according to this adsorption head, a spherical particle mounting apparatus, and a spherical particle adsorption method, a spherical particle can be more reliably adsorbed to the tip of each intake pipe.
また、請求項3記載の吸着ヘッド、請求項6記載の球状粒体搭載装置、および請求項9記載の球状粒体吸着方法では、移動プレートの一面を固定プレートから離反させる際に吸気管の先端部に吸着されている球状粒体を開口面から突出させることなく挿通孔内に1つだけ収容させ、その状態において移動プレートの他面に摺動部材を接触または近接させつつ摺動処理を実行して、挿通孔内に収容させた球状粒体に付着している不要な球状粒体を吸着ヘッドから除去する(払い落とす)。このため、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法では、たとえ移動プレートの移動によっては除去されなかった不要な球状粒体が存在したとしても、その球状粒体の一部分(体積的な一部分)または全体を挿通孔の開口面よりも外側に突出させて、摺動処理によって吸着ヘッドから確実に除去する(払い落とす)ことができる。したがって、この吸着ヘッドおよび球状粒体吸着方法によれば、搭載対象体に対する球状粒体の過剰な搭載をより確実に防止することができる。 The suction head according to claim 3, the spherical particle mounting device according to claim 6, and the spherical particle suction method according to claim 9, wherein the tip of the intake pipe is used when one surface of the moving plate is separated from the fixed plate. Only one spherical particle adsorbed on the part is accommodated in the insertion hole without protruding from the opening surface, and in this state, the sliding process is performed while the sliding member is in contact with or close to the other surface of the moving plate Then, unnecessary spherical particles adhering to the spherical particles accommodated in the insertion hole are removed (discarded) from the suction head. For this reason, in this adsorption head, spherical particle mounting device, and spherical particle adsorption method, even if there is an unnecessary spherical particle that was not removed by the movement of the moving plate, a part of the spherical particle (volume Or the entire portion protrudes outward from the opening surface of the insertion hole, and can be reliably removed from the suction head by a sliding process. Therefore, according to the suction head and the spherical particle suction method, it is possible to more reliably prevent excessive mounting of the spherical particles on the mounting target body.
さらに、請求項4記載の吸着ヘッド、請求項6記載の球状粒体搭載装置、および請求項10記載の球状粒体吸着方法では、摺動部材としてのスキージを用いて摺動処理を実行する。このため、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法によれば、例えば、ブラシを用いて摺動処理を実行する構成および方法とは異なり、摺動処理の際に挿通孔内にブラシの先端部が入り込んで搭載対象の球状粒体までもが除去される事態を確実に防止することができる。 Further, in the suction head according to claim 4, the spherical particle mounting device according to claim 6, and the spherical particle suction method according to claim 10, the sliding process is executed using a squeegee as a sliding member. Therefore, according to the suction head, the spherical particle mounting device, and the spherical particle suction method, for example, unlike the configuration and method in which the sliding process is performed using a brush, the inside of the insertion hole in the sliding process. Thus, it is possible to reliably prevent the tip of the brush from entering and removing even the spherical particles to be mounted.
また、請求項5記載の吸着ヘッド、請求項6記載の球状粒体搭載装置、および請求項11記載の球状粒体吸着方法では、挿通孔内に収容されている球状粒体に付着している不要な球状粒体における体積的に半分を超える部分を挿通孔の開口面から突出させた状態で摺動処理を実行する。したがって、この吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法によれば、摺動処理の際に、摺動部材を不要な球状粒体に確実に当接させことができるため、不要な球状粒体を吸着ヘッドから一層確実に除去することができる。
Further, in the suction head according to claim 5, the spherical particle mounting device according to claim 6, and the spherical particle suction method according to
以下、本発明に係る吸着ヘッド、球状粒体搭載装置および球状粒体吸着方法の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, the best mode of a suction head, a spherical particle mounting device, and a spherical particle suction method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、図1に示す半田ボール搭載装置1の構成について説明する。半田ボール搭載装置1は、本発明に係る球状粒体搭載装置の一例であって、同図に示すように、吸着ヘッド11、移動機構12、吸気機構13および制御部14を備えて、本発明における球状粒体の一例としての半田ボール(マイクロボール)100(図4参照)を搭載対象体としての基板200の端子201(図10参照)に搭載(載置)可能に構成されている。この場合、半田ボール100は、直径L1(図4参照)が70μm程度の球状に構成されている。また、半田ボール100は、半田ボール搭載装置1によって基板200の端子201に搭載された後に加熱溶融されることにより、基板200上にボールグリッドアレイ(BGA)を構成する。
First, the configuration of the solder
吸着ヘッド11は、本発明に係る吸着ヘッドの一例であって、図2に示すように、ヘッド本体21およびスキージング機構(本発明における摺動機構)22を備えて、本発明に係る球状粒体吸着方法に従って半田ボール100を吸着可能に構成されている。ヘッド本体21は、同図および図3に示すように、筐体31、複数の吸気管32(図3では、そのうちの4本のみを図示している)、移動プレート33およびプレート移動部34を備えて構成されている。筐体31は、一例として、図3に示すように、内部に空隙41が形成された箱状に構成されている。この場合、筐体31の底板が本発明における固定プレートに相当し、以下「固定プレート42」ともいう。また、筐体31には、空隙41内の空気を排気するための排気孔43が形成されている。
The
吸気管32は、図3に示すように、その基端部32a側が筐体31の空隙41に突出し、かつその先端部32b側が筐体31の固定プレート42から下側(筐体31の外側)に突出するようにして、固定プレート42に取り付けられている。なお、吸気管32における先端部32bの開口部32cが本発明における吸気口として機能する。この場合、図4に示すように、吸気管32の直径L2は、半田ボール100の直径L1(この例では、70μm)よりも長い90μm程度に規定されている。また、吸気管32における開口部32cの直径L3(吸気管32の内径)は、半田ボール100の直径L1(この例では、70μm)よりも短い50μm程度に規定されている。また、筐体31の固定プレート42からの先端部32b側の突出長L4は、後述する 移動プレート33の厚みL5よりも長い130μm程度に規定されている。このヘッド本体21では、筐体31における空隙41内の空気の排気によって空隙41内が負圧状態となり、それに伴って吸気管32の開口部32cから吸気が行われることにより、吸気管32の先端部32b(先端部32bにおける開口部32cの縁部)に半田ボール100が吸着される(同図参照)。
As shown in FIG. 3, the
移動プレート33は、一例として、図3に示すように、固定プレート42とほぼ同じ大きさで、かつその厚みL5(図4参照)が半田ボール100の直径L1(この例では、70μm)よりもやや厚い90μm程度に規定された板状に構成されている。また、移動プレート33には、吸気管32と同じ数の挿通孔51が形成されている。この場合、各挿通孔51は、吸気管32をそれぞれ挿通可能な大きさ、具体的には、その直径L6が吸気管32の直径L2(この例では、90μm)よりも長い110μm程度に規定されている。また、移動プレート33は、挿通孔51に吸気管32を挿通させた状態で固定プレート42に対して接離可能に構成されている。この場合、移動プレート33は、固定プレート42に対向する上面(本発明における一面)33aが固定プレート42に接触する位置(以下、「第1の位置P1」ともいう:図3参照)、および上面33aが固定プレート42から離反してかつ吸気管32の先端部32bが挿通孔51に僅かに挿通(挿入)されている状態となる位置(以下、「第2の位置P2」ともいう:図7参照)にプレート移動部34によって移動させられる。
As an example, as shown in FIG. 3, the moving
ここで、この吸着ヘッド11では、上記したように、吸気管32における先端部32b側の突出長L4が移動プレート33の厚みL5(この例では、90μm)よりも長い130μm程度に規定されている。このため、図4に示すように、移動プレート33が第1の位置P1に位置している状態では、吸気管32の先端部32b側が移動プレート33の下面(本発明における他面)33bから40μm程度突出する。また、移動プレート33の厚みL5が半田ボール100の直径L1よりもやや厚く規定されているため、挿通孔51の長さ(深さ)も、半田ボール100の直径L1(この例では、70μm)よりもやや長い90μm程度となっている。したがって、図5に示すように、移動プレート33が第2の位置P2に位置している状態(本発明における離反状態)では、吸気管32の先端部32bに吸着された半田ボール100を、挿通孔51における下面33b側の開口面51aから突出させることなく1つだけ収容することが可能となっている。また、挿通孔51の長さが半田ボール100の直径L1よりもやや長い(つまり、移動プレート33の厚みL5が直径L1よりもやや厚い)ため、同図に示すように、移動プレート33が第2の位置P2に位置して、吸気管32の先端部32bに吸着された半田ボール100が挿通孔51内に1つだけ収容されている状態において、その半田ボール100の下面33b側の部位から挿通孔51の開口面51aまでの最短の長さL7が、半田ボール100の半径L8(この例では、35μm)よりも短くなっている(この例では、例えば、30μm程度となっている)。
Here, in the
プレート移動部34は、制御部14の制御に従い、上記した第1の位置P1および第2の位置P2に、つまり固定プレート42に対して接離する方向(図3に示す矢印Aの方向)に沿って移動プレート33を移動させる。
The
スキージング機構22は、スキージ(本発明における摺動部材)61を備えて、制御部14の制御に従い、図8に示すように、第2の位置P2に位置している状態における移動プレート33の下面33bにスキージ61の先端部を接触(または近接)させた状態でスキージ61を移動プレート33の下面33bに沿って摺動させるスキージング処理(本発明における摺動処理)を実行する。
The squeezing
移動機構12は、制御部14の制御に従い、半田ボール100が収容されるトレイ300(図1,6参照)の配置位置(本発明における吸着位置)と基板200の配置位置(本発明における目標位置)との間で吸着ヘッド11を移動させる。吸気機構13は、例えば、配管を介して筐体31の排気孔43と連結された真空ポンプ(図示せず)を備えて構成されて、制御部14の制御に従い、筐体31の空隙41内を負圧状態とすることによって吸気管32の開口部32cからの吸気を行う。
The
制御部14は、CPUおよびメモリ(いずれも図示せず)を備えて構成されて、吸着ヘッド11のプレート移動部34およびスキージング機構22を制御する。また、制御部14は、移動機構12を制御して吸着ヘッド11をトレイ300の配置位置に移動させる処理(以下、「第1移動処理」ともいう)、吸気機構13を制御して吸気を行わせる処理(以下、「吸気処理」ともいう)、移動機構12を制御して半田ボール100を吸着している吸着ヘッド11を基板200の配置位置まで移動させる処理(以下、「第2移動処理」ともいう)、および基板200の配置位置において吸気機構13を制御して吸気を停止させる処理(以下、「吸気停止処理」ともいう)を実行する。
The
次に、半田ボール搭載装置1を用いて、本発明に係る球状粒体吸着方法に従って吸着ヘッド11に半田ボール100を吸着させ、その半田ボール100を基板200の端子201に搭載する工程、およびその際の半田ボール搭載装置1の動作について、図面を参照して説明する。なお、初期状態においては、図3に示すように、移動プレート33が第1の位置P1に位置しているものとする。
Next, using the solder
この半田ボール搭載装置1では、開始操作がされたときに、制御部14が、第1移動処理を実行する。この第1移動処理では、制御部14は、移動機構12を制御して、吸着ヘッド11をトレイ300の配置位置の上方に移動させ、次いで、制御部14は、トレイ300内に収容されている半田ボール100に近接するように吸着ヘッド11を降下させる。続いて、制御部14は、吸気処理を実行する。この吸気処理では、制御部14は、吸気機構13を制御して、吸着ヘッド11における筐体31の空隙41内の空気を排気させて空隙41内を負圧状態とさせることによって吸気管32の開口部32cからの吸気を行わせる。この際に、図6に示すように、トレイ300に収容されている半田ボール100が、吸気管32の開口部32cからの吸気に伴う吸引力によって開口部32cに向けて引き寄せられる。次いで、同図に示すように、開口部32cに向けて引き寄せられた半田ボール100が、吸気管32の先端部32b(先端部32bにおける開口部32cの縁部)に吸着される。
In this solder
ここで、半田ボール100は、上記したように微小なため、静電気や分子間力による半田ボール100同士が互いに引き合う力が半田ボールの重量に対して相対的に大きくなっている。このため、図6に示すように、吸気管32の先端部32bに吸着された半田ボール100(以下、この半田ボール100を「搭載対象の半田ボール100」ともいう)に、他の半田ボール100(以下、この半田ボール100を「不要な半田ボール100」ともいう)が付着する。
Here, since the
続いて、制御部14は、移動機構12を制御して、吸着ヘッド11を上昇させ、次いで、吸着ヘッド11のプレート移動部34を制御して、図7に示すように、移動プレート33を第2の位置P2に移動させる。この際に、不要な半田ボール100が移動プレート33の移動に除去される(払い落とされる)。一方、この吸着ヘッド11では、上記したように、移動プレート33が第2の位置P2に位置している状態においては、移動プレート33の挿通孔51内に半田ボール100を1つだけ収容させることが可能となっている。このため、図8に示すように、搭載対象の半田ボール100だけが挿通孔51内に収容され、たとえ移動プレート33の移動によっては除去されなかった不要な半田ボール100が存在したとしても、その半田ボール100は、その一部分(体積的な一部分)または全体が挿通孔51の開口面51aよりも外側(下側)に突出した状態で半田ボール100に付着している。また、この状態では、上記したように、搭載対象の半田ボール100における下面33b側の部位から挿通孔51の開口面51aまでの最短の長さL7が半田ボール100の半径L8よりも短くなっているため、不要な半田ボール100は、その体積の半分を超える部分が開口面51aよりも外側に突出している。
Subsequently, the
続いて、制御部14は、スキージング機構22を制御して、スキージング処理を実行させる。このスキージング処理では、スキージング機構22は、図8に示すように、第2の位置P2に位置してる状態の移動プレート33の下面33bにスキージ61の先端部を接触(または近接)させた状態で、スキージ61を下面33bの一端部(例えば、同図における左端部)から他端部(同図における右端部)まで移動プレート33の下面33bに沿って摺動させる。この際に、移動プレート33の移動によっては除去されなかった不要な半田ボール100が挿通孔51の開口面51aよりも外側に突出しており、この不要な半田ボール100にスキージ61の先端部が当接する。このため、たとえ移動プレート33の移動によっては除去されなかった不要な半田ボール100が存在して、搭載対象の半田ボール100とその不要な半田ボール100とが互いに強く引き合っていたとしても、その不要な半田ボール100が搭載対象の半田ボール100から強制的に引き離されて吸着ヘッド11から確実に除去される。この場合、不要な半田ボール100の体積の半分を超える部分が開口面51aよりも外側に突出しているため、スキージ61の先端部が不要な半田ボール100に当接した際に、その不要な半田ボール100が変形して挿通孔51内に入り込む事態が確実に防止される。また、搭載対象の半田ボール100の外形の一部が露出することなくその外形全体が挿通孔51の上面33a側(挿通孔51内)に収容されているため、搭載対象の半田ボール100までもが不要な半田ボール100と共に除去される事態が確実に防止される。
Subsequently, the
次いで、制御部14は、吸着ヘッド11のプレート移動部34を制御して、図9に示すように、移動プレート33を第1の位置P1に移動させる。この際に、吸気管32の先端部32b側が搭載対象の半田ボール100と共に移動プレート33の下面33bから突出して、搭載対象の半田ボール100が露出した状態となる。
Next, the
続いて、制御部14は、第2移動処理を実行する。この第2移動処理では、制御部14は、移動機構12を制御して、吸着ヘッド11を基板200の上方に移動させ、次いで、半田ボール100の先端部が基板200の端子201に近接する位置(基板200の配置位置)に吸着ヘッド11を降下させる。続いて、制御部14は、吸気停止処理を実行する。この吸気停止処理では、制御部14は、吸気機構13を制御して、吸着ヘッド11の筐体31における空隙41内の空気の排気を停止させることにより、吸気管32の開口部32cからの吸気を停止させる。この際に、図10に示すように、開口部32cからの吸気による吸着が解除されて、半田ボール100が基板200の端子201上(端子201の表面に塗布された半田フラックス上)に載置される。以上により、基板200の端子201への半田ボール100の搭載が完了する。この場合、この吸着ヘッド11では、上記したように、移動プレート33の第2の位置P2への移動、およびスキージング機構22によるスキージング処理によって不要な半田ボール100が確実に除去されて、搭載対象の半田ボール100だけが吸着ヘッド11(吸気管32の先端部32b)によって吸着されているため、不要な半田ボール100の端子201への搭載が確実に防止される。また、この吸着ヘッド11では、上記したように、スキージング機構22によるスキージング処理の際に、搭載対象の半田ボール100までもが不要な半田ボール100と共に除去される事態が確実に防止されるため、端子201に搭載すべき半田ボール100に不足が生じる事態が確実に防止される。
Subsequently, the
このように、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、移動プレート33の挿通孔51に吸気管32を挿通させて移動プレート33の上面33aを固定プレート42に接触させた状態において吸気管32の先端部32bに半田ボール100を吸着させる。このため、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、吸着穴が離脱プレートの奥側に位置して露出していない状態で半田ボール100の吸着を行う従来の半田ボール搭載装置とは異なり、各吸気管32の先端部32bに半田ボール100を確実に吸着させることができる。したがって、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法によれば、端子201に対して半田ボール100を不足なく確実に搭載することができる。また、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、吸気管32の先端部32bに半田ボール100を吸着させた後に、移動プレート33の上面33aを固定プレート42から離反させて吸気管32の先端部32bに吸着されている半田ボール100に付着している不要な半田ボール100を吸着ヘッド11から除去する。このため、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法によれば、搭載対象の半田ボール100だけを吸着ヘッド11によって吸着させることができるため、不要な半田ボール100の端子201への搭載、つまり端子201に対する半田ボール100の過剰な搭載を確実に防止することができる。
As described above, in the
また、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、移動プレート33の上面33aを固定プレート42に接触させる際に吸気管32の先端部32を移動プレート33の下面33bから突出した状態とさせる。このため、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法によれば、各吸気管32の先端部32に半田ボール100をより確実に吸着させることができる。
Further, in the
また、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、移動プレート33の上面33aを固定プレート42から離反させる際に吸気管32の先端部32bに吸着されている半田ボール100を開口面51aから突出させることなく挿通孔51内に1つだけ収容させ、その状態において移動プレート33の下面33bにスキージ61を接触または近接させつつスキージング処理を実行して、挿通孔51内に収容させた半田ボール100に付着している不要な半田ボール100を吸着ヘッド11から除去する(払い落とす)。このため、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、たとえ移動プレート33の移動によっては除去されなかった不要な半田ボール100が存在したとしても、その半田ボール100の一部分(体積的な一部分)または全体を挿通孔51の開口面51aよりも外側に突出させて、スキージング処理によって吸着ヘッド11から確実に除去する(払い落とす)ことができる。したがって、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法によれば、端子201に対する半田ボール100の過剰な搭載をより確実に防止することができる。
Further, in the
さらに、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、摺動部材としてのスキージ61を用いてスキージング処理(摺動処理)を実行する。このため、例えば、ブラシを用いて摺動処理を実行する構成および方法とは異なり、摺動処理の際に挿通孔51内にブラシの先端部が入り込んで搭載対象の半田ボール100までもが除去される事態を確実に防止することができる。
Further, in the
また、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法では、挿通孔51内に収容されている搭載対象の半田ボール100における下面33b側の部位から移動プレート33における挿通孔51の開口面51aまでの最短の長さL7が半田ボール100の半径L8よりも短くなるように挿通孔51が形成されて、その搭載対象の半田ボール100に付着している不要な半田ボール100における体積的に半分を超える部分を挿通孔51の開口面51aから突出させた状態でスキージング処理を実行する。したがって、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状粒体吸着方法によれば、スキージング処理の際に、スキージ61の先端部を不要な半田ボール100に確実に当接させことができるため、不要な半田ボール100を吸着ヘッド11から一層確実に除去することができる。
Further, in the
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、吸気管32における先端部32b側の突出長L4を移動プレート33の厚みL5よりも長くすることで、移動プレート33が第1の位置P1に位置している状態において、吸気管32の先端部32b側が移動プレート33の下面33bから突出した状態となる構成例について上記したが、移動プレート33が第1の位置P1に位置している状態において、吸気管32の先端部32bと移動プレート33の下面33bとが面一の状態となる構成を採用することもできる。また、移動プレート33の厚みL5を、半田ボール100の直径L1よりもやや厚く規定することで、吸気管32の先端部32bに吸着された半田ボール100における下面33b側の部位から移動プレート33における挿通孔51の開口面51aまでの最短の長さL7が半田ボール100の半径L8よりも短くなるように挿通孔51を形成した例について上記したが、挿通孔51の開口面51aから突出させることなく搭載対象の半田ボール100を1つだけ挿通孔51内に収容可能な限り、挿通孔51の長さ(深さ)、つまり移動プレート33の厚みL5を任意に規定することができる。
In addition, this invention is not limited to said structure. For example, by making the protrusion length L4 on the
また、摺動部材の一例としてのスキージ61を用いてスキージング処理を行う例について上記したが、本発明における摺動部材には、ブラシ等の不要な半田ボール100を除去可能な各種の部材が含まれる。さらに、スキージング機構22を備えていない構成を採用することもできる。
Further, the example of performing the squeegeeing process using the
また、基板200における端子201の表面に塗布した半田フラックス上に半田ボール100を落下(載置)させる構成に代えて、吸着ヘッド11によって吸着された半田ボール100の先端部をトレイに収容した半田フラックスに浸して先端部に半田フラックスを付着させた後に、半田フラックスが塗布されていない端子201上にその半田ボール100を落下(載置)させる構成を採用することもできる。
Further, instead of the configuration in which the
1 半田ボール搭載装置
11 吸着ヘッド
12 移動機構
13 吸気機構
14 制御部
21 ヘッド本体
22 スキージング機構
32 吸気管
32b 先端部
32c 開口部
33 移動プレート
33a 上面
33b 下面
42 固定プレート
51 挿通孔
51a 開口面
61 スキージ
100 半田ボール
200 基板
201 端子
L7 長さ
L8 半径
P1 第1の位置
P2 第2の位置
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ヘッド本体は、固定プレートと、その先端部側が前記固定プレートから突出するようにして当該固定プレートに取り付けられて当該先端部の開口部が前記吸気口として機能する吸気管と、当該吸気管および前記球状粒体が挿通可能な挿通孔が形成されると共に当該挿通孔に当該吸気管を挿通させた状態で前記固定プレートに対して接離可能に構成された移動プレートとを備えて構成されている吸着ヘッド。 An adsorption head comprising a head body that adsorbs spherical particles to the edge of the intake port by intake air from the intake port,
The head body includes a fixed plate, an intake pipe that is attached to the fixed plate so that a tip end side thereof protrudes from the fixed plate, and an opening portion of the tip part functions as the intake port, the intake pipe, An insertion hole through which the spherical particles can be inserted is formed, and a moving plate configured to be able to contact and separate from the fixed plate in a state where the intake pipe is inserted through the insertion hole. Suction head.
前記挿通孔は、前記移動プレートの一面が前記固定プレートから離反した離反状態において前記吸気管の前記先端部に吸着されている前記球状粒体を収容可能に構成され、
前記摺動機構は、前記離反状態の前記移動プレートの他面に前記摺動部材を接触または近接させつつ当該摺動部材を摺動させる請求項1または2記載の吸着ヘッド。 A sliding mechanism for sliding the sliding member while contacting or approaching the sliding member to the head body;
The insertion hole is configured to accommodate the spherical particles that are adsorbed to the tip of the intake pipe in a separated state in which one surface of the moving plate is separated from the fixed plate,
The suction head according to claim 1, wherein the sliding mechanism slides the sliding member while bringing the sliding member into contact with or close to the other surface of the moving plate in the separated state.
当該吸着ヘッドを移動させる移動機構と、
前記吸着ヘッドにおける前記吸気管の前記開口部からの吸気を行う吸気機構と、
前記移動機構を制御して前記吸着ヘッドを前記球状粒体の吸着位置に移動させる処理、前記吸気機構を制御して前記開口部からの吸気を行わせる処理、前記吸着ヘッドを制御して前記移動プレートを前記固定プレートに対して接離させる処理、前記移動機構を制御して前記開口部からの吸気によって前記球状粒体を吸着している前記吸着ヘッドを目標位置まで移動させる処理、および当該目標位置において前記吸気機構を制御して前記開口部からの吸気を停止させる処理を実行する制御部とを備えて、前記球状粒体を搭載対象体に搭載可能に構成されている球状粒体搭載装置。 A suction head according to any one of claims 1 to 5;
A moving mechanism for moving the suction head;
An intake mechanism that performs intake from the opening of the intake pipe in the suction head;
A process for controlling the moving mechanism to move the suction head to the suction position of the spherical particles, a process for controlling the suction mechanism to perform suction from the opening, and a movement for controlling the suction head A process of moving the plate to and away from the fixed plate, a process of controlling the moving mechanism to move the suction head that is sucking the spherical particles by suction from the opening, and the target And a control unit that executes a process of controlling the intake mechanism to stop intake from the opening at a position, and configured to mount the spherical particle on a mounting target body .
前記移動プレートの一面を前記固定プレートに接触させた状態において前記吸気管の前記先端部に前記球状粒体を吸着させた後に、前記一面を前記固定プレートから離反させて前記先端部に吸着されている前記球状粒体に付着している他の前記球状粒体を前記吸着ヘッドから除去する球状粒体吸着方法。 A fixed plate, an intake pipe that is attached to the fixed plate so that a tip end side thereof protrudes from the fixed plate, and is capable of adsorbing spherical particles to the tip portion by suction from the opening of the tip end; and An insertion hole through which the intake pipe and the spherical particles can be inserted is formed, and a moving plate configured to be able to contact and separate from the fixed plate in a state where the intake pipe is inserted through the insertion hole. A spherical particle adsorption method for adsorbing the spherical particles using an adsorption head,
After the spherical particles are adsorbed to the tip of the intake pipe in a state where one surface of the moving plate is in contact with the fixed plate, the one surface is separated from the fixed plate and adsorbed to the tip. A spherical particle adsorption method for removing other spherical particles adhered to the spherical particles from the adsorption head.
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JP2008258441A JP2010092906A (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Suction head, spherical granule mounting device and spherical granule suction method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102664156A (en) * | 2012-05-15 | 2012-09-12 | 日月光半导体制造股份有限公司 | Suction head for sucking solder ball, device and semiconductor process |
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2008
- 2008-10-03 JP JP2008258441A patent/JP2010092906A/en active Pending
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