JP2012253353A - ボールグリッドアレイ提示装置、被加工物提示装置および方法 - Google Patents

ボールグリッドアレイ提示装置、被加工物提示装置および方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012253353A
JP2012253353A JP2012125962A JP2012125962A JP2012253353A JP 2012253353 A JP2012253353 A JP 2012253353A JP 2012125962 A JP2012125962 A JP 2012125962A JP 2012125962 A JP2012125962 A JP 2012125962A JP 2012253353 A JP2012253353 A JP 2012253353A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
platen
passage
balls
grid array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012125962A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5615320B2 (ja
JP2012253353A5 (ja
Inventor
Niandong Liu
リュー・ニアンドン
A Nelson William
ウィリアム・エイ・ネルソン
O Anderson James
ジェイムズ・オウ・アンダーソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seagate Technology LLC
Original Assignee
Seagate Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seagate Technology LLC filed Critical Seagate Technology LLC
Publication of JP2012253353A publication Critical patent/JP2012253353A/ja
Publication of JP2012253353A5 publication Critical patent/JP2012253353A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5615320B2 publication Critical patent/JP5615320B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4853Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53191Means to apply vacuum directly to position or hold work part
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53265Means to assemble electrical device with work-holder for assembly
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53535Means to assemble or disassemble including means to vibrate work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

【課題】小型な半田ボールを自動的につかみ、配置することが可能なボールグリッドアレイ提示装置、被加工物提示装置および方法を提供する。
【解決手段】装置100は、第1の通路を規定する静止ガード120を有する。コア112は、静止ガード120に隣接し、アンロード位置と第2の位置との間で移動可能である。コア112は、第2の通路を規定し、ボールグリッドアレイを動作可能に保持する被加工物固定具116を支持する。コア112のアンロード位置は、第2の通路を第1の通路に対して動作可能に位置合わせし、ボールグリッドアレイを被加工物固定具116からアンロードするためにアクセス可能とする。コア112の第2の位置は、第2の通路を第1の通路から動作可能に位置ずれさせ、第1の通路では、コア112および静止ガード120は、ボールグリッドアレイに保持されないボールの供給を含む被加工物固定具116の周りに囲いを協働して形成する。
【選択図】図1

Description

発明の詳細な説明
概要
いくつかの実施形態においては、第1の通路を規定する静止ガードを有するボールグリッドアレイ提示装置が提供される。コアは、静止ガードに隣接して設けられ、アンロード位置と第2の位置との間で動作可能に移動可能である。コアは、第2の通路を規定し、ボールグリッドアレイを動作可能に保持する被加工物固定具を支持する。コアのアンロード位置は、第2の通路を第1の通路に対して動作可能に位置合わせし、位置合わせされた通路は、ボールグリッドアレイを被加工物固定具からアンロードするためのアクセスを可能にするサイズを有する。コアの第2の位置は、第2の通路を第1の通路から動作可能に位置ずれさせることにより、コアおよび静止ガードが、ボールグリッドアレイに保持されていないボールの供給を含む被加工物固定具の周りに囲いを協働して形成する。
いくつかの実施形態においては、複数の被加工物を保持して、被加工物アレイを規定するように配列される受け特徴部を有するプラテンを有する被加工物提示装置が提供される。コアは、アンロード回転位置と第2の回転位置との間での選択的回転の際に、プラテンを支持する。アンロード回転位置では、プラテンの平面は重力と実質的に直交する。第2の回転位置では、プラテンの平面は重力とほぼ平行である。モータは、複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とするアーチ状の動きをプラテンに付与するように、コアを可変に加速させることによって、コアをアンロード回転位置から第2の回転位置に向かって回転させる。
いくつかの実施形態においては、方法であって、静止ガードに隣接するコアを回転させるステップを含み、コアは、貯槽を規定し、かつ、受け特徴部を有するプラテンを支持し、方法はさらに、貯槽に複数のボールを配置するステップと、複数のボールが貯槽から分散してプラテンをわたる際に、コアの一部を静止ガードと密接して嵌め合う係合状態にし、複数のボールを含む囲いを形成するように、コアを第1の回転方向に回転させるステップとを含み、回転させるステップは、ボールがプラテンをわたる際にボールを十分に励起させるために、複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とする態様でプラテンを移動させるようにコアを可変に加速させて、ボールがコア、プラテン、および他のボールと接触する際の動摩擦および静摩擦を解消することを特徴とする、方法が提供される。
本発明の実施形態に従って構築されるボールグリッド形成装置の等角図である。 ボールグリッドアレイのボールを作業表面から除去している、つかみおよび配置装置を示す図1の部分拡大図である。 アンロード回転位置における図1のボールグリッド形成装置を示す図である。 図1のボールグリッド形成装置の作業表面部分の拡大上面図である。 ボールグリッドアレイのボールを保持する作業表面のアパーチャの拡大図である。 図3に類似するが、コアが時計回り方向に回転した後の図である。 本発明の例示的な実施形態に従って使用される、例示的な加速度プロファイルを示す図である。 本発明の例示的な実施形態に従って使用される、例示的な加速度プロファイルを示す図である。 本発明の実施形態に従ってコアを可変に加速させる制御システムの機能的ブロック図である。
詳細な説明
現代の製造システムの大部分は、プロセッサをベースにして自動化された装置のプラットフォーム上に成り立っている。このような技術解決策は、製造中の被加工物の処理の仕方において、処理能力および処理効率の両方を高める要求を満たすために重要である。このような技術解決策の適用の一例は、プリント回路基板アセンブリ(PCBAs)などの電子製品を製造する際の、半田材料を処理する仕方における発展に見られる。少し前までは、ほとんど手作業で人間の作業員が個々の半田片をつかみ、それぞれの指定された場所に配置しており、その後の処理により永続的な電気接続を作成することが可能となっていた。本発明の実施形態は、大量の供給から半田材料片を繰返しつかんで配置する作業に対する自動化された解決策について、以下に説明する。しかし、当業者であれば、ここに説明される原理は、同等な代替の実施形態において、半田以外の種類の材料を処理するのに代替的に使用され得ることが容易に認識されるため、説明される実施形態は単に例示に過ぎず、クレームされる発明の範囲を限定するものではない。
消費者電子品の小型化に付随して、PCBAを小型化する要求が生じ、そのため、永続的な電気接続を行うのに用いられる半田片などの、PCBAを作製するために用いられる部品を小型化する要求も生じた。小さな球状の半田ボールなど、より小型な半田片の使用により、従来は些細なものとして無視され得たいくつかの処理変数が活用されている。特に、より小さな半田ボールは、比較的より低い質量を有するため、各半田ボールと作業表面または他の半田ボールとの間の動摩擦または静摩擦のために、作業表面上でより塊になりやすく、好ましくない。
図1は、より小型な半田ボールを自動的につかみ、配置することに関連する問題を解決するために、本実施形態に従って構築されたボールグリッドアレイ提示装置100の等角図である。装置100は、全体的に、フランジ104から垂下して、フランジ104のホールパターンを介して通される留め具の使用により、製造装置またはセル(図示せず)に装置100を直接取付けるための回転ステージ102を含む。回転ステージ102は、一般的に、エンコーダもしくは他の位置的な印を備える電気モータ、磁気モータ、または気圧モータなどの選択的に制御可能な回転式位置決め装置であり、予め決められた所望の方向および速度に従って、かつ、予め決められたフィードバックの組に応答して回転するように、記憶装置に記憶されたプログラミング指令の実行を制御する。回転動作を中心に説明するが、当業者であれば、直線動作ならびに、回転および直線動作の組合せなど、他の種類の動作も同様に、クレームされる実施形態の範囲内として企図されることが認識されるため、説明される実施形態は例示的であり、限定的ではない。
1対のユーティリティ配管である真空管106および不活性ガス管108は、以下に説明するように、回転ステージ102に侵入し、流体を導入して、回転ステージ102の動作を向上させる。回転ステージ102は、選択的な回転動作の際に、回転可能なコア112のジャーナルとなる静止外側ハウジング110を有する。提示アセンブリ114は、回転可能なコア112に取付けられているため、選択された回転の際にコア112と固定されている。なお、重要なのは、これらの図示した実施形態において、提示アセンブリ114が、複数の半田ボールが保持されている作業表面116(ここで、「プラテン」または「被加工物固定具」とも呼ぶ)への、図1の鉛直なアクセス方向におけるアクセスを可能にすることである。1対の流体ブラシ117(一部図示する)は、提示アセンブリ114側に向けられて、半田ボールが作業表面116をわたる際に、加圧された流体の流れを選択的に付与してボールをかき回す。せいぜい、流体ブラシ117は、流体ブラシ117の一方または両方を選択的に動作させるためのインプットを与える、視覚または真空フィードバックシステムによって自動的に検出され得るなどの、観察されたボールの塊を緩和するために、ほんの時々必要であるに過ぎない。
図2は、ここでボールグリッドアレイと呼ばれるものを定義するために、予め決められたパターン(この場合、80個の半田ボールのパターン)に複数の半田ボールが如何に保持されるかについての例示的な実施形態を図示する。好ましくは、ボールグリッドアレイへのアクセスは、自動式つかみおよび配置システムのエンドエフェクタ118部分によって、作業表面116から半田ボールをつかむことを可能にする程度に充分に大きい。図示されるエンドエフェクタ118は、一度に1個だけの半田ボールをつかむが、有利な代替の実施形態においては、複数の、またはすべての半田ボールさえも作業表面116から同時につかみ出される。
一時的に図1に戻って、コア112は、静止ガード120に隣接して設置され、静止ガード120は、コア112の、図1および図3に図示されるアンロード回転位置(保持されたボールが作業表面116上のグリッドアレイからつかみ出される)と、図6に図示される別の回転位置(次のボールグリッドアレイが作業表面116上に保持される)との間の動作と協働する。図示しないが、代替の同等な実施形態においては、静止ガード120は、回転動作の際にコア112のジャーナルとなる静止ハウジング110の一部として形成され得る。
図3は、図1に図示するように、アンロード回転位置にあるコア112を図示する。このアンロード回転位置は、作業表面116が重力と実質的に直交するということにより、ボールグリッドアレイを所定の位置に保持する際に重力を最大限に活用する点において有利である。エンドエフェクタ118による作業表面116へのアクセスは、アーチ状の突出部分122,124の間に規定される静止ガード120における第1の通路を介している。このアクセスはまた、アーチ状の突出部分126,128の間に規定されるコア112における第2の通路も介する。
対向する貯槽130,132は、半田ボールが最終的にボールグリッドアレイに保持されることになる次の処理のために、半田ボール133の過剰供給を収容する。ここでも、ここでクレームされる実施形態は、専ら分かり易さのためのみに図示される。貯槽130,132の図示されるサイズに関する、半田ボール133の図示されるサイズの図による寸法は、実際には、貯槽130,132の一つに、約100万個もの半田ボール133が存在し得ることをうまく伝えていない。しかし、当業者が、説明およびクレームしたような実施形態の範囲を理解するために、設けた図示以外の他の開示は必要ない。
表面129,131は、それぞれの貯槽130,132から作業表面116へのスムーズな移行を可能にし、貯槽130,132から半田ボール133を作業表面116にわたって均一に分散させるために必要な励起エネルギを最小限にする。1つ以上の直立した、また、図4においては対向するガイド表面135は、分散したボール133を貯槽130,132から作業表面116にわたって均一に詰込むために、有利に用いることができる。
図3に戻って、不活性ガス管108は、それが如何に遠隔の供給から窒素などの不活性ガスを各貯槽130,132へと注入するかについて図示される。それにより、大気湿度の凝結が防がれるが、さもなければ、大気環境中で半田ボール133がともに塊となる可能性があり、好ましくない。真空管106は、それが如何に遠隔の真空源から作業表面116に保持力を提示するかについて図示される。たとえば、真空管106は、図5に図示するように、作業表面116のアパーチャ117のパターンに真空を伝えることができる。それにより、ボール133を受け特徴部(アパーチャ117など)へと付勢し、ボール133は、そこでボールグリッドアレイを型作るように保持される。なお、アパーチャ117は、ボール133を確実に受けるように嵌めるサイズに穴ぐりされることが好ましい。
ここでも、コア112は、図6に図示される時計回り方向の回転動作の最大限範囲の近くなど、図1および図3のアンロード位置と第2の回転位置との間で動作可能に移動可能である。後者の回転位置は、作業表面116がここでは重力に対してほぼ平行であるおかげで、作業表面116から過剰なボール133を落とす際に重力を最大限に活用する。
なお、図6の第2の回転位置においては、コア112によって規定される第2の通路は、静止ガード120によって規定される第1の通路と位置をずらされている。この位置ずれの効果は、コアのアーチ状の突出部分126がガードのアーチ状の突出部分124と密接して嵌め合う係合状態へと回転し、作業表面116の周りに封止された囲いを形成することである。この囲いは、ボール133が提示アセンブリ114からこぼれ出すリスクを排除することによって、このような囲いがない場合よりもずっと大きな程度までボール133を励起させることを可能にする点で有利である。より高い励起により、さもなければボール133が作業表面116をわたる際に生じる動摩擦および静摩擦力が解消される。
本実施形態によって与えられる増加した励起エネルギは、コア112が選択的に回転される仕方および程度の両方に付与され得る。すなわち、下記のように、コア112は、作業表面116を振動させるように、つまり、震わすように回転されて、付与する励起エネルギの大きさを増加させることができる。しきい値の所望の励起は、ボールが作業表面116をわたる際に、連続動作のまま保つことを目的とする。囲われた作業表面116は、同様に、囲われていない場合に許容されるより速い速度でコア112を加速させ、また、囲われていない場合に許容されるより大きな範囲の回転動作にわたってコア112を加速させることを可能にする。
クリアランスノッチ136,138は、ガードのそれぞれのアーチ状突出部分122,124の遠位端に規定され得る。ノッチ136,138は、コアのアーチ状突出部分126,128が、ガードのそれぞれのアーチ状突出部分122,124内に確実に重なり合って係合することを促す点において有利である。なお、ノッチ136,138は、提示アセンブリ114の本体から垂下するコア突出部分128の片持ち構成のため、図6の時計回り回転中のコアのアーチ状突出部分128などの、コアのアーチ状突出部分の先端が確実に入るためには必要ない。すなわち、コアのアーチ状突出部分126,128の反対側の貯槽130,132の封止された先端は、ノッチ136,138の効果にも拘らず、ガード120によって規定される穴から明らかに分離する(clearly disengage)サイズを有し得る。
先述のとおり、本発明の実施形態は、ボール133が、受け特徴部の1つへと付勢されるか、または対向する貯槽130,132へと作業表面116を完全にわたるまで、ボール133への励起を増加させてそれらを連続動作のまま保つために、回転動作がコア112に付与される仕方を有利に操作する。図7は、複数の順次の個別のアーチ状の動き152nによって規定される動きを作業表面116に付与するための、本実施形態によって企図される例示的な鋸歯状加速度曲線150を図示する。すなわち、開始から時間t1まで、コア112に一定の正の(時計方向など)加速度が付与されて、個別のアーチ状の動き1521において、非直線変位応答に従って回転させる。複数の順次の個別のアーチ状の動き1521から1525によって規定される、結果として生じる非直線応答は、多くの急な開始および一時的な停止を含む。それにより、開始から時間T5までのコア112の一定の加速度と比較して、作業表面116に、より著しく多い励起が付与される。図8は、振動的な(振るえると呼ぶこともある)動きを付与するために、正(時計回り)および負(反時計回り)の両方の加速度から構成される、代替の例示的な鋸歯状加速度曲線150′を図示する。図中、個別のアーチ状の動き1521′から1525′の各々は、双方向である。図8の加速度曲線の双方向動作は、図7よりも比較的大きな励起エネルギを与える。
ボール133が作業表面116をわたる間、ボール133を励起するための、上述のコア112の回転のされ方および程度に加えて、図6は、作業表面116に近接して提示装置114に設置されるバイブレータ装置156によって、さらなる励起を如何にして与え得るかについて図示する。バイブレータ装置156は、圧電シェーカー装置などであり得る。
図9は、本発明の実施形態に従う装置100のモータ速度制御システムの機能的ブロック図を図示する。コントローラ160は、プロセッサをベースにする計算装置であり、記憶装置に記憶されたプログラミング指令を実行して、加速度プロファイルPをモータ162に与え、モータ162は、コア112を回転させる。コントローラ160は、図7および図8に記載されるプロファイルなど、記憶された複数の異なるプロファイルP1、P2、P3、…Pnから選択されるプロファイルを実施し得る。回転位置信号POSは、どのプロファイルを実行するかの選択を行なう際に用いられ得る。たとえば、コントローラ160は、比較的より積極性の低い加速度プロファイルを有するアンロード位置(図3)から回転を有利に開始してもよい。なぜなら、露出される開口のサイズが最大限であり、過剰な励起は、ボール133をコア112から追い出してしまう可能性が高いことを意味するためである。しかし、回転が進むにつれて、POSフィードバックによって、またはおそらく、回転が開始してからの時間の観点から監視され得るように、露出される開口のサイズは徐々に減少する。当然ながら、コア112が、封止された囲いを形成するのに十分な程度回転される(図6)時間までには、コントローラ160は、反復的な振るえる動きなど、より積極的な加速度プロファイルに有利に切換えて、最小限の時間量でボールグリッドアレイに含まれるボール以外のすべてのボールを作業表面116から取除く。
コントローラ160は、それが選択して実行するプロファイルを変更し得るエラーEの表示を受けることもできる。エラーは、作業表面116を、ボールグリッドアレイに含まれていない過剰なボール133がないかどうか監視する視覚システムを含み得る。このような事象において、コントローラ160は、過剰なボール133を取除こうとしてコア112のさらなる動作を実行するなどの対応策を取ることができる。コントローラ160は、コア112のさらなる動作とともに、流体ブラシ117の一方または両方を作動させるなど、他の対応策も実行することができるであろう。コントローラ160は、検出されたエラーの発症率に基づいて、現在選択されている1つ以上のプロファイルの有効性を経験的に評価することができる。しきい値エラー率を超えると、コントローラ160は、別のプロファイルもしくは別のプロファイルの組合せを実行するように切換える、および/または現在のプロファイルのタイミングを修正することを伴う対応策を実行できる。代替的に、エラーEは、ボールグリッドアレイを完全に埋めるのに必要な周期時間に関して、真空管106内の真空圧を監視することから生じるフィードバック信号であり得る。すなわち、満杯のボールグリッドアレイからデッドヘッド真空圧を達成するために掛かる時間をコントローラによって監視および用いることができ、監視される時間が予想を超えて異なるときにどのプロファイルを実行するかを選択できる。
本発明の実施形態は、上記の装置に対応する方法も企図する。方法の例示的な実施形態は、静止ガードに隣接するコアを回転させるステップを含み、コアは、貯槽を規定し、かつ、受け特徴部を有するプラテンを支持する。次に、貯槽に複数のボールを配置する。次に、複数のボールが貯槽から分散してプラテンをわたる際に、コアの一部を静止ガードと密接して嵌め合う係合状態にし、複数のボールを含む囲いを形成するように、コアを第1の回転方向に回転させる。回転させるステップは、ボールがプラテンをわたる際にボールを十分に励起させるために、複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とする態様でプラテンを移動させるようにコアを可変に加速させて、ボールがコア、プラテン、および他のボールと接触する際の動摩擦および静摩擦を解消することを特徴とする。
コアを回転させるステップは、順次の個別のアーチ状の動きがすべて、第1の回転方向であることを特徴とする。代替的には、順次の個別のアーチ状の動きの少なくとも1つ以上が、双方向である。さらに、コアを回転させるステップは、高周波一定振幅励起エネルギをプラテンに付与することを特徴とし得る。
コアを回転させるステップは、コアが第1の回転位置に来たときに完了するとみなされ、第1の回転位置では、プラテンの表面は重力とほぼ平行である。該回転位置では、複数のボールは既にボールグリッドアレイに保持されており、残りのボールは、プラテンをわたって、対向する第2の貯槽に着地している。方法は次に、静止ガードによって規定される第1の通路が、アンロード回転位置でコアによって規定される第2の通路と位置合わせされるまで、コアを対向する回転方向に回転させるステップを含む。位置合わせされた通路によって設けられるアクセスにより、ボールグリッドアレイをプラテンから除去することができる。
コアのアンロード回転位置でボールグリッドアレイをプラテンから除去した後、方法はさらに、複数のボールが第2の貯槽から分散してプラテンをわたる際に、コアの別の一部を静止ガードの別の一部と密接して嵌め合う係合状態にし、複数のボールを含む囲いを形成するように、コアを対向する回転方向に回転させるステップを含む。回転させるステップはここでも、ボールがプラテンをわたる際にボールを十分に励起させるために、複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とする態様でプラテンを移動させるようにコアを可変に加速させて、ボールがコア、プラテン、および他のボールと接触する際の動摩擦および静摩擦を解消することを特徴とする。
コアを対向する回転方向に回転させるステップは、コアが第2の回転位置に来たときに完了し、第2の回転位置では、プラテンの表面はここでも、重力とほぼ平行である。該位置では、別の複数のボールは既に、別のボールグリッドアレイを規定する受け特徴部に保持されており、別のボールグリッドアレイに保持されていない残りのボールは、既にプラテンをわたって第1の貯槽に着地している。
上記の説明において、構造および機能の詳細とともに、さまざまな局面の数多くの特徴および利点を記載したが、この開示は例示によるものに過ぎず、特に構造および配列の事項においては、添付の請求項が表わされる表現の広く一般的な意味によって示される完全な範囲まで、詳細に変更を行なうことができることが理解されるべきである。

Claims (29)

  1. ボールグリッドアレイ提示装置であって、
    第1の通路を規定する静止ガードと、
    前記静止ガードに隣接して設けられ、アンロード位置と第2の位置との間で動作可能に移動可能なコアとを備え、
    前記コアは、第2の通路を規定し、前記ボールグリッドアレイを動作可能に保持する被加工物固定具を支持し、
    前記コアの前記アンロード位置は、前記第2の通路を前記第1の通路に対して動作可能に位置合わせし、
    前記位置合わせされた通路は、前記ボールグリッドアレイを前記被加工物固定具からアンロードするためにアクセスを可能にするサイズを有し、
    前記コアの前記第2の位置は、前記第2の通路を前記第1の通路から動作可能に位置ずれさせることにより、前記コアおよび前記静止ガードが、前記ボールグリッドアレイに保持されていないボールの供給を含む前記被加工物固定具の周りに囲いを協働して形成する、ボールグリッドアレイ提示装置。
  2. 前記静止ガードは、前記第1の位置と前記第2の位置との間の動作の際に前記コアを支持するハウジングによって規定される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第2の通路を規定する前記コアの突出部分は、前記第1の通路を規定する前記静止ガードの突出部分と密接して嵌め合う関係で係合し、前記コアの前記第2の位置で前記囲いを協働して形成する、請求項1に記載の装置。
  4. 前記第2の通路を規定する前記コアのアーチ状部分は、前記第1の通路を規定する前記静止ガードのアーチ状部分と密接して嵌め合う関係で係合し、前記コアの前記第2の回転位置で前記囲いを協働して形成する、請求項3に記載の装置。
  5. 前記密接して嵌め合う関係は、前記コアの前記第2の回転位置にある前記コアの前記アーチ状部分の遠位端部分を密接に受けるサイズを有する、前記静止ガードの前記アーチ状部分のノッチを特徴とする、請求項4に記載の装置。
  6. 貯槽をさらに備え、前記貯槽は、前記被加工物固定具に隣接して複数の前記ボールを含み、かつ、第1の回転方向における前記コアの回転の結果、前記複数のボールを前記貯槽から前記被加工物固定具にわたって分散させるサイズを有する、請求項1に記載の装置。
  7. 前記被加工物固定具は、複数のアパーチャを規定し、各アパーチャは、前記被加工物固定具にわたって分散された前記複数のボールの1つを受けるように嵌めることによって保持するサイズを有し、前記保持されたボールは、前記ボールグリッドアレイの一部を形成する、請求項6に記載の装置。
  8. 前記アパーチャに真空力を伝えて、前記アパーチャへとボールを付勢させる真空源をさらに備える、請求項7に記載の装置。
  9. 分散された前記複数のボールを、前記貯槽から前記複数のアパーチャへと導く直立表面を有するガイドをさらに備える、請求項7に記載の装置。
  10. 前記貯槽は、第1の貯槽として特徴付けられ、かつ、前記第1の貯槽に対向し、前記第1の回転方向における前記コアの回転の結果、前記被加工物固定具をわたった後に保持されないボールが溜まる第2の貯槽を備える、請求項7に記載の装置。
  11. 前記貯槽の少なくとも1つは、不活性ガスに富む環境を維持する、請求項10に記載の装置。
  12. 前記コアを前記アンロード位置から前記第2の位置に向けて移動させるモータをさらに備え、
    前記モータは、複数の順次の個別のアーチ状の動きによって規定される動きを前記被加工物固定具に付与する、請求項1に記載の装置。
  13. 前記順次の個別のアーチ状の動きはすべて、第1の回転方向である、請求項12に記載の方法。
  14. 前記順次の個別のアーチ状の動きの少なくとも1つ以上は、双方向である、請求項12に記載の装置。
  15. 高周波一定振幅励起エネルギを前記被加工物固定具に付与するバイブレータをさらに備える、請求項12に記載の装置。
  16. 被加工物提示装置であって、
    複数の被加工物を保持して、被加工物アレイを規定するように配列される受け特徴部を有するプラテンと、
    アンロード回転位置と第2の回転位置との間での選択的回転の際に、前記プラテンを支持するコアとを備え、前記アンロード回転位置では、前記プラテンの平面は重力と実質的に直交し、前記第2の回転位置では、前記プラテンの前記平面は重力とほぼ平行であり、前記被加工物提示装置はさらに、
    複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とするアーチ状の動きを前記プラテンに付与するように、前記コアを可変に加速させることによって、前記コアを前記アンロード回転位置から前記第2の回転位置に向かって回転させるモータを備える、被加工物提示装置。
  17. 前記順次の個別のアーチ状の動きはすべて、第1の回転方向である、請求項16に記載の装置。
  18. 前記順次の個別のアーチ状の動きの少なくとも1つ以上は、双方向である、請求項16に記載の装置。
  19. 前記コアは、第1の通路を規定する静止ガードに隣接して回転し、前記コアは、第2の通路を規定し、前記コアの前記アンロード回転位置は、前記第2の通路を前記第1の通路に対して動作可能に位置合わせし、前記位置合わせされた通路は、前記プラテンから前記被加工物アレイをアンロードするためにアクセスを可能にするサイズを有し、前記コアの前記第2の回転位置は、前記第2の通路を前記第1の通路から動作可能に位置ずれさせることにより、前記コアおよび前記静止ガードが、前記被加工物アレイに保持されていない前記被加工物の供給を含む前記プラテンの周りに囲いを協働して形成する、請求項16に記載の装置。
  20. 前記第2の通路を規定する前記コアのアーチ状部分は、前記第1の通路を規定する前記静止ガードのアーチ状部分と密接して嵌め合う関係で係合し、前記コアの前記第2の回転位置で前記囲いを協働して形成する、請求項19に記載の装置。
  21. 貯槽をさらに備え、前記貯槽は、前記プラテンに隣接して複数の前記被加工物を含み、かつ、第1の回転方向における前記コアの回転の結果、前記複数の被加工物を前記プラテンにわたって分散させるサイズを有する、請求項16に記載の装置。
  22. 前記貯槽は、第1の貯槽として特徴付けられ、かつ、前記第1の貯槽に対向し、前記第1の回転方向における前記コアの回転の結果、前記プラテンをわたった後に保持されない被加工物が溜まる第2の貯槽を備える、請求項21に記載の装置。
  23. 方法であって、
    静止ガードに隣接するコアを回転させるステップを含み、前記コアは、貯槽を規定し、かつ、受け特徴部を有するプラテンを支持し、前記方法はさらに、
    前記貯槽に複数のボールを配置するステップと、
    前記複数のボールが前記貯槽から分散して前記プラテンをわたる際に、前記コアの一部を前記静止ガードと密接して嵌め合う係合状態にし、前記複数のボールを含む囲いを形成するように、前記コアを第1の回転方向に回転させるステップとを含み、
    前記回転させるステップは、前記ボールが前記プラテンをわたる際に前記ボールを十分に励起させるために、複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とする態様で前記プラテンを移動させるように、前記コアを可変に加速させて、前記ボールが前記コア、前記プラテン、および他のボールと接触する際の動摩擦および静摩擦を解消することを特徴とする、方法。
  24. 前記コアを回転させるステップは、前記順次の個別のアーチ状の動きがすべて、前記第1の回転方向であることを特徴とする、請求項23に記載の方法。
  25. 前記コアを回転させるステップは、前記順次の個別のアーチ状の動きの少なくとも1つ以上が、双方向であることを特徴とする、請求項23に記載の方法。
  26. 前記コアを回転させるステップは、前記コアが第1の回転位置に来たときに完了し、前記第1の回転位置では、前記プラテンの表面は重力とほぼ平行であり、複数のボールは、ボールグリッドアレイを規定する前記受け特徴部に保持され、前記貯槽は、第1の貯槽であることを特徴とし、前記ボールの残りは、前記プラテンをわたって、対向する第2の貯槽に配置されるため、前記ボールグリッドアレイには保持されない、請求項23に記載の方法。
  27. 前記静止ガードによって規定される第1の通路が、アンロード回転位置で前記コアによって規定される第2の通路と位置合わせされるまで、前記コアを対向する回転方向に回転させるステップをさらに含み、前記位置合わせされた通路は、前記ボールグリッドアレイを前記プラテンから除去するためにアクセスを可能にするサイズを有する、請求項26に記載の方法。
  28. 前記コアの前記アンロード回転位置で前記ボールグリッドアレイを前記プラテンから除去した後、前記方法はさらに、前記複数のボールが前記第2の貯槽から分散して前記プラテンをわたる際に、前記コアの別の一部を前記静止ガードの別の一部と密接して嵌め合う係合状態にし、ここでも、前記複数のボールを含む囲いを形成するように、前記コアを前記対向する回転方向に回転させるステップを含み、前記回転させるステップは、ここでも、前記ボールが前記プラテンをわたる際に前記ボールを十分に励起させるために、複数の順次の個別のアーチ状の動きを特徴とする態様で前記プラテンを移動させるように、前記コアを可変に加速させて、前記ボールが前記コア、前記プラテン、および他のボールと接触する際の動摩擦および静摩擦を解消することを特徴とする、請求項27に記載の方法。
  29. 前記コアを前記対向する回転方向に回転させるステップは、前記コアが第2の回転位置に来たときに完了し、前記第2の回転位置では、前記プラテンの表面はここでも、重力とほぼ平行であり、別の複数のボールが、別のボールグリッドアレイを規定する前記受け特徴部に保持され、前記ボールの残りは、前記プラテンをわたって、前記第1の貯槽に着地するため、前記ボールグリッドアレイに保持されない、請求項31に記載の方法。
JP2012125962A 2011-06-03 2012-06-01 ボールグリッドアレイ提示装置 Expired - Fee Related JP5615320B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/152,719 2011-06-03
US13/152,719 US8813350B2 (en) 2011-06-03 2011-06-03 Solder ball pattern forming

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012253353A true JP2012253353A (ja) 2012-12-20
JP2012253353A5 JP2012253353A5 (ja) 2013-06-06
JP5615320B2 JP5615320B2 (ja) 2014-10-29

Family

ID=47260570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012125962A Expired - Fee Related JP5615320B2 (ja) 2011-06-03 2012-06-01 ボールグリッドアレイ提示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8813350B2 (ja)
JP (1) JP5615320B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307561A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半田ボール供給装置
JPH0832219A (ja) * 1994-07-20 1996-02-02 Aidetsukusu Kk 微粒子球形ボールの整列方法及びその整列装置
JP2001118875A (ja) * 1999-10-22 2001-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性ボールの移載装置および移載方法並びに導電性ボールの供給装置および供給方法
US20030127501A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Asm Automation Assembly Ltd Apparatus and method of placing solder balls onto a substrate
JP2010212659A (ja) * 2009-02-10 2010-09-24 Hioki Ee Corp 球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法、球状体搭載方法、球状体搭載済基板および電子部品搭載済基板

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189066A (en) * 1978-12-04 1980-02-19 Bristol-Myers Company Dispenser for dispensing limited amounts of materials
JPH0795554B2 (ja) 1987-09-14 1995-10-11 株式会社日立製作所 はんだ球整列装置
US5222634A (en) * 1992-03-13 1993-06-29 The Hayes Design Group, Inc. Dispenser having an auger for bulk comestibles
US5435482A (en) * 1994-02-04 1995-07-25 Lsi Logic Corporation Integrated circuit having a coplanar solder ball contact array
US5816482A (en) 1996-04-26 1998-10-06 The Whitaker Corporation Method and apparatus for attaching balls to a substrate
US5762258A (en) 1996-07-23 1998-06-09 International Business Machines Corporation Method of making an electronic package having spacer elements
US5839191A (en) 1997-01-24 1998-11-24 Unisys Corporation Vibrating template method of placing solder balls on the I/O pads of an integrated circuit package
US5918792A (en) * 1997-04-04 1999-07-06 Rvsi Vanguard, Inc. Apparatus and method for filling a ball grid array
JP3252748B2 (ja) * 1997-04-25 2002-02-04 松下電器産業株式会社 導電性ボールの移載方法
TW406381B (en) * 1997-09-10 2000-09-21 Nittetsu Micro Metal K K Method and device for arraying metallic sphere
US6182356B1 (en) * 1997-11-24 2001-02-06 International Business Machines Corporation Apparatus for solder ball mold loading
JP3003656B2 (ja) * 1997-12-24 2000-01-31 日本電気株式会社 微細金属球の搭載治具
SG74729A1 (en) 1998-05-29 2000-08-22 Hitachi Ltd Method of forming bumps
JP3076305B2 (ja) * 1998-06-23 2000-08-14 九州日本電気株式会社 半田ボール搭載装置およびその方法
US6268275B1 (en) * 1998-10-08 2001-07-31 Micron Technology, Inc. Method of locating conductive spheres utilizing screen and hopper of solder balls
JP4253748B2 (ja) * 1998-12-25 2009-04-15 澁谷工業株式会社 半田ボール等の供給装置
JP3636357B2 (ja) * 2001-03-13 2005-04-06 日立金属株式会社 異常球検出装置及び異常球検出方法
US6703259B2 (en) 2001-12-28 2004-03-09 Texas Instruments Incorporated System and method for achieving planar alignment of a substrate during solder ball mounting for use in semiconductor fabrication
TWI272708B (en) * 2002-10-14 2007-02-01 Aurigin Technology Pte Ltd Apparatus and method for filling a ball grid array template
US6830175B2 (en) * 2003-02-05 2004-12-14 Carl T. Ito Solder ball dispenser
TWI273666B (en) * 2004-06-30 2007-02-11 Athlete Fa Corp Method and device for mounting conductive ball
US20090307900A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Shibuya Kogyo Co., Ltd. Method and apparatus for mounting conductive balls
KR101128645B1 (ko) * 2010-07-01 2012-03-26 삼성전기주식회사 솔더 볼 실장용 마스크 프레임 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307561A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半田ボール供給装置
JPH0832219A (ja) * 1994-07-20 1996-02-02 Aidetsukusu Kk 微粒子球形ボールの整列方法及びその整列装置
JP2001118875A (ja) * 1999-10-22 2001-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導電性ボールの移載装置および移載方法並びに導電性ボールの供給装置および供給方法
US20030127501A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 Asm Automation Assembly Ltd Apparatus and method of placing solder balls onto a substrate
JP2010212659A (ja) * 2009-02-10 2010-09-24 Hioki Ee Corp 球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法、球状体搭載方法、球状体搭載済基板および電子部品搭載済基板

Also Published As

Publication number Publication date
US20120304456A1 (en) 2012-12-06
US8813350B2 (en) 2014-08-26
JP5615320B2 (ja) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106399936B (zh) 一种蒸镀设备及蒸镀方法
TWI394227B (zh) 晶圓固持機構
KR102376224B1 (ko) 필름 흡착 기구
JP2002192355A (ja) スプライス溶接機
JP6438503B2 (ja) 部品供給装置およびそれを備える部品供給ロボット
JP2016129107A (ja) 静電気除去装置及び静電気除去方法
JP5615320B2 (ja) ボールグリッドアレイ提示装置
JP2017209746A (ja) ワイヤ放電加工システム
KR100676938B1 (ko) 자동 진공 봉투 개방 장치
CN207511435U (zh) 一种上料装置
KR20180100321A (ko) 인출 장치 및 인출 방법
JP2009202265A (ja) 塗布装置
JP2009130008A (ja) 塗布装置及びその基板保持方法
JP2002033339A (ja) ボンディングペーストの塗布方法
KR100702515B1 (ko) 자화 제거부를 구비하는 전자부품 실장 장치 및 자화 제거방법
JP6579594B1 (ja) テープ剥離装置
WO2014132398A1 (ja) ネジ整列治具
JP2018172148A (ja) 積層容器群の搬送装置及び積層容器群の搬送方法
JP4576512B2 (ja) 部品整列装置および部品整列方法
JP2010182983A (ja) 部品実装装置および部品実装方法
JP6132537B2 (ja) 細胞剥離装置
DE102006014136A1 (de) Maschinenteil zum Ablösen und Einlagern von scheibenförmigen Substraten oder Teilen
JP4846678B2 (ja) 電子部品装着装置
Lee et al. Precision force control via macro/micro actuator for surface mounting system
JP2012250206A (ja) 塗布装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130419

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130419

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140401

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140627

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5615320

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees