JP2013244494A - 球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法 - Google Patents
球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本体部に対する多孔質体の突出長を容易に調整する。
【解決手段】開口部31cを有する本体部21と、開口部31cにはめ込まれた板状の多孔質体22と、球状体を整列させる挿通孔51が形成されて開口部31cおよび多孔質体22の外面22aを覆った状態で本体部21の一面に配設された整列シート23とを備えて球状体を吸着可能に構成され、本体部21は、一面側を構成する第1部材31と、本体部21の他面側を構成して第1部材31との重ね合わせが可能な第2部材32とを備え、第1部材31は、中央部に開口部31cを有する枠状に形成され、第2部材32は、開口部31cに嵌合可能な突出部32cを中央部に有して板状に形成され、多孔質体22は、外面22aが一面よりも外側に突出するように突出部32cによって押し出された状態で本体部21および整列シート23によって保持されている。
【選択図】図3
【解決手段】開口部31cを有する本体部21と、開口部31cにはめ込まれた板状の多孔質体22と、球状体を整列させる挿通孔51が形成されて開口部31cおよび多孔質体22の外面22aを覆った状態で本体部21の一面に配設された整列シート23とを備えて球状体を吸着可能に構成され、本体部21は、一面側を構成する第1部材31と、本体部21の他面側を構成して第1部材31との重ね合わせが可能な第2部材32とを備え、第1部材31は、中央部に開口部31cを有する枠状に形成され、第2部材32は、開口部31cに嵌合可能な突出部32cを中央部に有して板状に形成され、多孔質体22は、外面22aが一面よりも外側に突出するように突出部32cによって押し出された状態で本体部21および整列シート23によって保持されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、球状体を吸着する球状体吸着ヘッド、その球状体吸着ヘッドを備えて球状体を搭載対象に搭載する球状体搭載装置、および球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法に関するものである。
この種の球状体吸着ヘッドとして、特許第3228131号公報に開示された導電性ボールの搭載装置に備えられている搭載ヘッドが知られている。この搭載ヘッドは、本体、多孔質体および穴開きプレートを備えて構成されている。この場合、本体の底面側には、下部が開口した真空吸引空間が形成されている。また、多孔質体は、板状に構成され、本体に形成されている真空吸引空間の開口部を閉塞すると共に、多孔質体の下面と本体の底面とがフラットとなるように本体にはめ込まれて固定されている。また、穴開きプレートは、一端部が本体の底面に固定されると共に、他端部がノブ付きのねじに連結され、ノブを回転させることによってテンションが加えられた状態で、多孔質体の下面および本体の底面に沿って本体に装着されている。
ここで、上記の搭載ヘッドでは、導電性ボールが吸着される多孔質体の下面と本体の底面とがフラットな状態に構成されて、導電性ボールが吸着される多孔質体の下面の周囲に、その下面と面一の本体の底面が存在している。このため、例えば、搭載対象としての基板の端子の近傍に電子部品などの突起物が配設されているときには、本体の底面における多孔質体の周囲の部分が突起物に接触して導電性ボールの搭載が困難となるおそれがある。このような問題点を解決する手段として、発明者は、多孔質体の下面が本体の底面よりも外側(下側)に突出するように構成した搭載ヘッドを既に開発している。この搭載ヘッドでは、複数の押圧ねじで構成した押圧部が本体に配設され、本体の開口部にはめ込まれた多孔質体の背面を各押圧ねじのねじ込みによって押圧して、本体の底面よりも外側に多孔質体を突出させている。このように多孔質体を突出させることで、基板の端子の近傍に突起物が配設されている場合においても、本体の底面における多孔質体の周囲の部分を突起物に接触させることなく、導電性ボールを端子に搭載することが可能となっている。
ところが、押圧部による押圧によって多孔質体を突出させる上記の搭載ヘッドにも改善すべき以下の課題が存在する。すなわち、この搭載ヘッドでは、複数の押圧ねじのねじ込みよって多孔質体を押圧して、本体の底面よりも外側に多孔質体を突出させている。この場合、多孔質体の下面(穴開きプレートの表面)が本体の底面に対して平行となるように多孔質体の突出長を調整するには、平行度を測定しつつ各押圧ねじのねじ込み量を調整する煩雑な作業を行う必要がある。このため、この搭載ヘッドには、組立てに多くの時間を要するという課題が存在しており、その改善が望まれている。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、本体部に対する多孔質体の突出長を容易に調整し得る球状体吸着ヘッドおよび球状体搭載装置、並びにその球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく請求項1記載の球状体吸着ヘッドは、開口部を有する本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面に配設された整列シートとを備え、前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドであって、前記本体部は、前記一面側を構成する第1部材と、当該本体部の他面側を構成して前記第1部材との重ね合わせが可能な第2部材とを備え、前記第1部材は、中央部に前記開口部を有する枠状に形成され、前記第2部材は、前記開口部に嵌合可能な突出部を中央部に有して板状に形成され、前記多孔質体は、前記外面が前記一面よりも外側に突出するように前記突出部によって押し出された状態で前記本体部および前記整列シートによって保持されている。
また、請求項2記載の球状体吸着ヘッドは、請求項1記載の球状体吸着ヘッドにおいて、重ね合わせた状態の前記第1部材と前記第2部材とを固定する複数の固定部を備え、前記各固定部は、重ね合わせた状態の前記第1部材および前記第2部材の外周縁部に沿って等間隔に配置されている。
また、請求項3記載の球状体吸着ヘッドは、請求項2記載の球状体吸着ヘッドにおいて、前記固定部は、前記第1部材に形成されたねじ穴と、前記第2部材に形成された挿通孔と、前記挿通孔に挿通させて前記ねじ穴にねじ込み可能な固定ねじとで構成されている。
また、請求項4記載の球状体搭載装置は、請求項1から3のいずれかに記載の球状体吸着ヘッドと、前記球状体を吸着させる吸着位置に前記球状体吸着ヘッドを搬送すると共に前記球状体を吸着している前記球状体吸着ヘッドを搭載対象の配置位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象に搭載する。
また、請求項5記載の球状体吸着ヘッド製造方法は、開口部を有する本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面に配設された整列シートとを備えて前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法であって、中央部に前記開口部を有する枠状に形成されて前記一面側を構成する第1部材と当該開口部に嵌合可能な突出部を中央部に有して板状に形成されると共に前記本体部の他面側を構成して当該第1部材との重ね合わせが可能な第2部材とを備えた前記本体部を用いて、前記第1部材の前記一面に前記整列シートを配設し、前記第1部材の前記開口部に前記多孔質体をはめ込み、前記第2部材と前記第1部材とを重ね合わせ、前記外面が前記一面よりも外側に突出するように前記多孔質体を前記突出部によって押し出した状態で前記本体部および前記整列シートによって当該多孔質体を保持させて前記球状体吸着ヘッドを製造する。
請求項1記載の球状体吸着ヘッド、請求項4記載の球状体搭載装置、および請求項5記載の球状体吸着ヘッド製造方法では、開口部を有する第1部材と開口部に嵌合可能な突出部を有して第1部材との重ね合わせが可能な第2部材とを備えた本体部における第1部材の一面に整列シートを配設し、第1部材の開口部に多孔質体をはめ込んで第1部材と第2部材とを重ね合わせて、外面が一面よりも外側に突出するように多孔質体を突出部によって押し出した状態で本体部および整列シートによって多孔質体を保持させる。このため、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、第1部材と第2部材とを重ね合わせるだけで、突出部によって多孔質体を押し出して、多孔質体の外面を第1部材の一面よりも予め決められた突出長分だけ外側に位置するように多孔質体を突出させることができる。したがって、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、複数の押圧ねじをねじ込むことによって多孔質体を突出させる構成および方法とは異なり、各押圧ねじのねじ込み量を調整する煩雑な作業を行うことなく、多孔質体の突出長を予め決められた突出長に確実かつ容易に調整することができる。
また、請求項2記載の球状体吸着ヘッド、および請求項4記載の球状体搭載装置によれば、重ね合わせた状態の第1部材と第2部材とを固定する複数の固定部を第1部材と第2部材の外周縁部に沿って等間隔に配置したことにより、各固定部で第1部材と第2部材とを固定するだけで、第1部材と第2部材とが均一に当接して、突出部と第1部材とを平行な状態とすることができる。このため、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、突出部によって押し出した多孔質体の外面(整列シートの表面)と本体部の一面とを平行な状態とすることができる結果、搭載対象の全てに球状体を確実に搭載することができる。
また、請求項3記載の球状体吸着ヘッド、および請求項4記載の球状体搭載装置によれば、固定部しての固定ねじを用いて第1部材と第2部材とを固定することにより、簡易な構成でありながら、第1部材と第2部材とを確実に固定することができる。
以下、球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
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、球状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、吸引機構12、収容容器13、搬送装置14および制御部15を備え、球状体の一例としての微小な球状粒体である半田ボール(マイクロボール)300(図4参照)を搭載対象としての基板400の端子401に搭載可能に構成されている。この場合、半田ボール300は、直径L1(図4参照)が80μm程度の球状に構成されている。また、半田ボール300は、半田ボール搭載装置1によって基板400の端子401に搭載された後に加熱溶融されることにより、基板400上にボールグリッドアレイ(BGA)を構成する。
吸着ヘッド11は、後述する製造方法(球状体吸着ヘッド製造方法)によって製造される球状体吸着ヘッドの一例であって、図2,3に示すように、全体として直方体状に形成され、半田ボール300を吸着可能に構成されている。具体的には、吸着ヘッド11は、図3,5に示すように、本体部21、多孔質体22、整列シート23および固定ねじ24(図3参照)を備えて構成されている。なお、吸着ヘッド11は、図3に示す本体部21における下側の面(一面に相当する)を下向きにして、同図に示す本体部21の上側の面(他面に相当する)を上向きにした状態で使用されるが、図2,5および後述する図6,7,16,17では、上下を逆にした状態で図示している。
本体部21は、図3,5に示すように、第1部材31および第2部材32を備えて構成されている。第1部材31は、本体部21の一面側(図3における下側であって、図5における上側)を構成する部材であって、一例として、金属で形成されている。また、第1部材31は、図5に示すように、上面31bから下面31a(本体部21の一面に相当する)に連通する平面視が略矩形の開口部31c(本体部の開口部に相当する)を中央部に有して、枠状に形成されている。
この場合、開口部31cは、多孔質体22をはめ込み可能に構成されている。具体的には、開口部31cは、多孔質体22をはめ込んだ状態において(図8参照)、開口部31cを構成する内周面31dと多孔質体22の側面22cとの間に僅かな(一例として、0.5mm〜1mm程度)隙間が生じるようにその大きさが規定されている。また、図3,5に示すように、第1部材31の外周部には、固定ねじ24をねじ込み可能な複数(一例として、10個)のねじ穴31eが形成されている。この場合、この吸着ヘッド11では、隣接するねじ穴31e同士の離間距離が互いに等しくなるように各ねじ穴31eの形成位置が規定されている。
第2部材32は、本体部21の他面側(図3における上側であって、図5における下側)を構成する部材であって、一例として、金属で形成されている。また、第2部材32は、図5に示すように、第1部材31の開口部31cに嵌合可能な突出部32cを下面32a(同図における上面)の中央部に有して板状に形成されている。この突出部32cは、後述するように、多孔質体22を押圧して多孔質体22を第1部材31の下面31a(本体部21の一面)よりも外側に突出させる機能を有しており、図10に示すように、その高さL7が、第1部材31の厚みL5(開口部31cの深さ)と多孔質体22の厚みL6との差分値よりも高く(下面32aからの突出長が長く)なるように形成されている。この場合、同図に示すように、多孔質体22の突出長L8は、多孔質体22の厚みL6および突出部32cの高さL7の合計値と、第1部材31の厚みL5との差分値となり、この突出長L8が予め決められた長さとなるように、厚みL5,L6および高さL7が規定されている。
また、図3,5に示すように、突出部32cの中央部には、凹部32dが形成されている。さらに、第2部材32には、上面32b(本体部21の他面に相当する)から凹部32dに連通する吸気口32fが形成されている。また、第2部材32の外周部には、固定ねじ24が挿通可能な複数(第1部材31のねじ穴31eと同数)の挿通孔32eが形成されている。この場合、各挿通孔32eは、第1部材31と第2部材32とを重ね合わせた状態において第1部材31の各ねじ穴31eにそれぞれ連通するようにその形成位置が規定されている。つまり、この吸着ヘッド11では、隣接する挿通孔32e同士の離間距離が互いに等しくなるように各挿通孔32eの形成位置が規定されている。
多孔質体22は、一例として、連続気泡構造のセラミックスで形成され、図5に示すように、長方形の板状に構成されている。また、多孔質体22は、図3に示すように、本体部21の第1部材31に形成されている開口部31cの下側(図5に示す第1部材31の下面31a側)にはめ込まれている。また、多孔質体22は、図3に示すように、外面22aが第1部材31の下面31aよりも外側(同図における下側)に位置するように、第2部材32の突出部32cによって押圧される(押し出される)ことで外側に突出させられており、突出部32cおよび整列シート23(突出部32cからの押圧力および整列シート23の張力)によってその状態(外側に突出した状態)に保持されている。
整列シート23は、柔軟性を有する樹脂シート(一例として、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、PP(ポリプロピレン)樹脂、PEEK(ポリエーテル・エーテル・ケトン)樹脂、およびPE(ポリエチレン)樹脂等で形成されたシート)で構成されている。また、整列シート23は、図3,5に示すように、本体部21の開口部31c(図5参照)よりも大きい(この例では、第1部材31の下面31aと同じ程度の大きさの)長方形の薄板状に形成されている。また、整列シート23は、本体部21の開口部31cにはめ込まれた多孔質体22の外面22a、および開口部31c(多孔質体22と開口部31cの内周面31d(図8参照)との間の隙間)を覆うように本体部21の下面31a側に配設されている。この場合、整列シート23は、図3に示すように、その外周部23eが第1部材31の下面31a(本体部21の一面)における開口部31cの外周部31fに固定されている。
また、図3〜図5に示すように、整列シート23には、搭載対象としての基板400における端子401の配列位置に合わせて半田ボール300を整列させる機能を有する複数の挿通孔51が形成されている。この場合、図4に示すように、挿通孔51の直径L2は、半田ボール300の直径L1(この例では、80μm)よりも短い40μm程度に規定されている。また、この整列シート23は、後述する製造方法によって吸着ヘッド11を製造する際において、多孔質体22が本体部21の外側に突出させられるときに、多孔質体22の外面22aを覆う部分が多孔質体22と共に外側に突出させられて、この結果、図3に示すように、外面22aを覆う部分がその突出長分だけ伸びることとなる。このため、この整列シート23では、伸びに起因する挿通孔51の位置のずれを防止するため、本体部21の下面31a側に配設する以前の状態における挿通孔51の配列位置が、外側に突出させる状態における整列シート23の伸びに相当する分だけ端子401の配列位置を縮小した位置に規定されている。
固定ねじ24は、第2部材32の挿通孔32eおよび第1部材31のねじ穴31eと共に固定部を構成し、重ね合わせた状態の第1部材31と第2部材32とを固定するために用いられる。
この吸着ヘッド11では、多孔質体22の内面22b(図3参照)と第2部材32の突出部32cに形成されている凹部32dとによって形成される空間が吸気口32fからの吸気によって減圧され、それに伴って多孔質体22を介して行われる吸気により、多孔質体22の外面22a側に配設されている整列シート23における挿通孔51の形成部位に半田ボール300を吸着する(この例では、挿通孔51の縁部に吸着する:図4参照)と共に、上記の空間が常圧に復帰したとき(減圧が解除されたとき)に半田ボール300の吸着を解除することが可能となっている。
吸引機構12は、配管を介して吸着ヘッド11における第2部材32の吸気口32fに接続された図外の真空ポンプおよび電磁弁等を備えて構成され、制御部15の制御に従い、多孔質体22の内面22bと第2部材32の凹部32dとによって形成される空間の空気を吸気口32fから吸引する。
収容容器13は、図12に示すように、半田ボール300を収容可能に構成されている。また、収容容器13は、図外の給気機構からの空気の供給によって収容している半田ボール300を浮遊させることが可能となっている。また、収容容器13の上部には、吸着ヘッド11による余剰な半田ボール300の吸着を規制するための(規制作用を有する)規制用プレート61が取り付けられている。この場合、規制用プレート61は、その厚みL3(図4参照)が半田ボール300の直径L1(この例では、80μm)よりも薄い75μm程度に規定された板状に構成されている。
また、規制用プレート61には、吸着ヘッド11における整列シート23を規制用プレート61に近接(または、接触)させた状態(図12参照)において、吸着ヘッド11における整列シート23の各挿通孔51に対向する位置に挿通孔62が形成されている。この場合、挿通孔62の直径L4は、図4に示すように、半田ボール300の直径L1(この例では、80μm)よりも長く、かつ直径L1の2倍よりも短い100μm程度となるように形成されている。
搬送装置14は、制御部15の制御に従い、収容容器13の配置位置(吸着位置)、および基板400の配置位置に吸着ヘッド11を搬送する。
制御部15は、半田ボール搭載装置1を構成する各構成要素を制御する。具体的には、制御部15は、搬送装置14を制御して吸着ヘッド11を収容容器13の配置位置および基板400の配置位置に搬送させる。また、制御部15は、吸引機構12を制御して吸着ヘッド11の内部空間の空気を吸引させる。
次に、吸着ヘッド11の製造方法(球状体吸着ヘッド製造方法)について図面を参照して説明する。
まず、図6,7に示すように、第1部材31の下面31aにおける開口部31cの外周部31fに整列シート23の外周部23eを固定する。固定方法としては、接着剤を用いて固定する方法や、ねじを用いて固定する方法を採用することができる。この場合、整列シート23に張力を加えることにより、弛みの発生を防止する。ここで、この製造方法では、後述するように、多孔質体22が本体部21の外側に突出させられるときに、整列シート23における多孔質体22の外面22aを覆う部分が多孔質体22と共に外側に突出させられ、その部分が突出長分だけ伸びることとなる。このため、この製造方法に用いられる整列シート23では、挿通孔51の配列位置が、伸びに相当する分(つまり、多孔質体22の突出長に相当する分)だけ搭載対象としての端子401の配列位置を縮小した位置に規定されている。
次いで、図8に示すように、第1部材31の上面31b側から開口部31cに多孔質体22を挿入し、開口部31c内における第1部材31の下面31a側に多孔質体22をはめ込む。
続いて、第1部材31の上に第2部材32を重ね合わせる。具体的には、図9に示すように、第1部材31の上面31b側から開口部31cに第2部材32の突出部32cを嵌合させつつ、第1部材31の上面31bと第2部材32の下面32aとを近接させる。この際に、突出部32cが多孔質体22の内面22bに当接して、多孔質体22が突出部32cによって下向きに押圧される。
続いて、第1部材31の上面31bと第2部材32の下面32aとを当接させる。この際に、図10に示すように、多孔質体22の外面22aが第1部材31の下面31a(本体部21の一面)よりも外側に突出するように、多孔質体22が突出部32cによって第1部材31の外側に押し出される。また、多孔質体22の突出に伴って整列シート23における多孔質体22を覆う部分が外側に突出させられる。この場合、同図に示すように、第1部材31の下面31aからの多孔質体22の突出長L8は、多孔質体22の厚みL6および突出部32cの高さL7の合計値と、第1部材31の厚みL5との差分値となる。
次いで、重ね合わせた状態(上面31bと下面32aとを当接させた状態)の第1部材31と第2部材32とを固定する。具体的には、図11に示すように、第2部材32の各挿通孔32eに固定ねじ24をそれぞれ挿通させる。次いで、固定ねじ24を回転させてその先端部を第1部材31のねじ穴31eにねじ込んで締め付ける。
この場合、この吸着ヘッド11では、隣接するねじ穴31e同士の離間距離が互いに等しく、また、隣接する挿通孔32e同士の離間距離が互いに等しく、かつ第1部材31と第2部材32とを重ね合わせたときにねじ穴31eと挿通孔32eとが互いに連通する(対向し合う)位置(吸着ヘッド11の上下方向において同じ位置)となるように各々の形成位置が規定されているため、重ね合わせた状態の第1部材31および第2部材32の外周縁部に沿って各固定ねじ24が等間隔に配置される。このため、この吸着ヘッド11では、固定ねじ24を単に締め付けるだけで、第1部材31の上面31bと第2部材32の下面32aとが均一に(両面31b,32aが平行な状態で)当接して、突出部32cの先端面と第1部材31の下面31aとが平行な状態となる。この結果、突出部32cによって押し出された多孔質体22の外面22a(つまり、整列シート23の表面)と第1部材31の下面31a(本体部21の一面)とを平行な状態とすることが可能となっている。
ここで、この状態では、整列シート23の張力によって多孔質体22が本体部21の内側(第2部材32の突出部32c)に向けて押圧され、この整列シート23の張力による押圧力と突出部32cによる押圧力とが釣り合う結果、多孔質体22が外側に突出した状態に保持される。また、この吸着ヘッド11では、上記したように、整列シート23の伸びの分だけ縮小した位置に挿通孔51が形成されている。このため、多孔質体22の突出に伴って整列シート23が伸びることにより、各挿通孔51の配列位置(形成位置)と搭載対象の端子401の配列位置とが一致する。
以上により、吸着ヘッド11の製造が完了する。この吸着ヘッド11および製造方法では、第1部材31と第2部材32とを重ね合わせるだけで、突出部32cによって多孔質体22を押し出して、多孔質体22の外面22aを第1部材31の下面31aよりも予め決められた突出長L8分だけ外側に位置させる(多孔質体22を外側に突出させる)ことが可能となっている。このため、この吸着ヘッド11および球状体吸着ヘッド製造方法では、複数の押圧ねじをねじ込むことによって多孔質体を突出させる構成および方法とは異なり、各押圧ねじのねじ込み量を調整する煩雑な作業を行うことなく、多孔質体22を予め決められた突出長L8分だけ確実かつ容易に突出させることが可能となっている。
次に、上記のようにして製造された吸着ヘッド11を備えた半田ボール搭載装置1を用いて半田ボール300を基板400の端子401に搭載する方法、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。
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15が、搬送装置14を制御して、吸着ヘッド11を収容容器13の上方に搬送させ、次いで、図12に示すように、吸着ヘッド11における整列シート23の下面と収容容器13の規制用プレート61とが当接(または、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15は、吸引機構12を制御して、多孔質体22の内面22bと第2部材32の凹部32dとによって形成される空間の空気を第2部材32の吸気口32fから吸引(吸気)させる。この際に、その空間が減圧され、これに伴って多孔質体22内の連続気泡を通って多孔質体22の外面22a側の空気が吸引(吸気)される。
次いで、制御部15は、図外の給気機構から収容容器13内に空気を供給させる。この際に、空気の供給によって収容容器13に収容されている半田ボール300が浮遊させられる。また、図13に示すように、収容容器13内で浮遊している半田ボール300が、吸着ヘッド11の多孔質体22を介して行われる吸気に伴う吸引力によって多孔質体22の外面22a側に引き寄せられて、収容容器13の規制用プレート61に形成されている挿通孔62を通って吸着ヘッド11の整列シート23における挿通孔51の形成部位(挿通孔51の縁部)に吸着される。
また、半田ボール300が微小なため、半田ボール300同士が互いに引き合う力が重量に対して相対的に大きく、この結果、図13に示すように、整列シート23における挿通孔51の形成部位に吸着された半田ボール300(以下、この半田ボール300を「搭載対象の半田ボール300」ともいう)に他の半田ボール300(以下、この半田ボール300を「余剰の半田ボール300」ともいう)が付着する。
続いて、制御部15は、収容容器13に対する空気の供給を停止させることにより、半田ボール300の浮遊を停止させる。次いで、制御部15は、搬送装置14を制御して、図14に示すように、吸着ヘッド11を上方に移動させる。この際に、吸着ヘッド11の整列シート23が収容容器13の規制用プレート61から離間するため、挿通孔51の形成部位に吸着されている搭載対象の半田ボール300と余剰の半田ボール300との間に介在している規制用プレート61の規制作用により、余剰の半田ボール300が搭載対象の半田ボール300から引き離される結果、同図に示すように、余剰の半田ボール300が自重によって落下する。
続いて、制御部15は、搬送装置14を制御して、基板400の配置位置の上方に吸着ヘッド11を移動させ、次いで、図15に示すように、吸着ヘッド11に吸着されている半田ボール300の先端部が基板400の端子401に近接する位置に吸着ヘッド11を降下させる。
この場合、この吸着ヘッド11では、多孔質体22の外面22aが第1部材31の下面31aよりも外側に位置するように突出している。このため、図15に示すように、基板400に電子部品402などの突起物が配設されている場合においても、その突起物と吸着ヘッド11との接触を回避しつつ、吸着ヘッド11に吸着されている半田ボール300の先端部を基板400の端子401に十分に近接させることができる。
続いて、制御部15は、吸引機構12を制御して、吸引を停止させる。これにより、多孔質体22の内面22bと第2部材32の凹部32dとによって形成される空間が常圧に復帰し(減圧が解除され)、多孔質体22を介して行われる吸気が停止する結果、吸着ヘッド11による半田ボール300の吸着が解除されて、半田ボール300が端子401上に搭載される。
次いで、制御部15は、搬送装置14を制御して、吸着ヘッド11を上方に移動させた後に初期位置に搬送させる。以上により、基板400の端子401への半田ボール300の搭載が完了する。
このように、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状体吸着ヘッド製造方法では、開口部31cを有する第1部材31と開口部31cに嵌合可能な突出部32cを有して第1部材31との重ね合わせが可能な第2部材32とを備えた本体部21における第1部材31の下面31aに整列シート23を配設し、第1部材31の開口部31cに多孔質体22をはめ込んで第1部材31と第2部材32とを重ね合わせて、外面22aが下面31aよりも外側に突出するように多孔質体22を突出部32cによって押し出した状態で本体部21および整列シート23によって多孔質体22を保持させる。このため、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、第1部材31と第2部材32とを重ね合わせるだけで、突出部32cによって多孔質体22を押し出して、多孔質体22の外面22aを第1部材31の下面31aよりも予め決められた突出長L8分だけ外側に位置するように多孔質体22を突出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および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、複数の押圧ねじをねじ込むことによって多孔質体を突出させる構成および方法とは異なり、各押圧ねじのねじ込み量を調整する煩雑な作業を行うことなく、多孔質体22の突出長を予め決められた突出長L8に確実かつ容易に調整することができる。
また、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、重ね合わせた状態の第1部材31と第2部材32とを固定する複数の固定ねじ24を第1部材31と第2部材32の外周縁部に沿って等間隔に配置したことにより、固定ねじ24を単に締め付けるだけで、第1部材31の上面31bと第2部材32の下面32aとが均一に当接して、突出部32cの先端面と第1部材31の下面31aとを平行な状態とすることができる。このため、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、突出部32cによって押し出した多孔質体22の外面22a(整列シート23の表面)と第1部材31の下面31a(本体部21の一面)とを平行な状態とすることができる結果、搭載対象としての基板400の各端子401の全てに半田ボール300を確実に搭載することができる。なお、各固定ねじ24を単に締め付けるだけでも、第1部材31の上面31bと第2部材32の下面32aとを均一に当接させることができるが、トルクレンチを用いて各固定ねじ24を同じトルク(締め付け力)でねじ込むことで、上面31bと下面32aとをさらに均一に当接させることができる。
また、この吸着ヘッド11、半田ボール搭載装置1および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、固定部しての固定ねじ24を用いて第1部材31と第2部材32とを固定することにより、簡易な構成でありながら、第1部材31と第2部材32とを確実に固定することができる。
なお、球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、固定部の一例として固定ねじ24を用いる構成および方法について上記したが、図16,17に示すように、固定ねじ24に代えて、クランプ型(クリップ型)の固定部71を用いる構成および方法を採用することもできる。なお、両図では、上記した吸着ヘッド11と同じ構成要素については、同じ符号を付している。この場合、固定部71は、一例として、弾性を有する材料(一例として、ばね用ステレス鋼)でコ字状に形成されている。この構成では、第1部材31に複数(例えば、8個)の切り欠き31fが形成され、第2部材32に切り欠き31fと同数の切り欠き32gが形成されている。また、図16に示すように、各切り欠き31f内に固定部71の一端部が回動可能にそれぞれ取り付けられている。
また、この構成では、隣接する切り欠き31f同士の離間距離が互いに等しく、また、隣接する切り欠き32g同士の離間距離が互いに等しく、かつ第1部材31と第2部材32とを重ね合わせたときに切り欠き31fと切り欠き32gとが互いに対向し合う位置(吸着ヘッド11の上下方向において同じ位置)となるように各々の形成位置が規定されている。このため、各固定部71は、重ね合わせた状態の第1部材31および第2部材32の外周縁部に沿って等間隔に配置される。この固定部71を用いて重ね合わせた状態の第1部材31と第2部材32とを固定するときには、図17に示すように、各切り欠き31f内に取り付けられた一端部を中心として各固定部71を回動させて、各固定部71の他端部を各切り欠き32gの縁部に引っ掛けるようにしてそれぞれ係合させる。
また、挿通孔51が予め(本体部21への固定に先立って)形成されている整列シート23を用いる構成および方法について上記したが、挿通孔51が形成されていない状態の整列シート23を本体部21に固定した後に、レーザやドリルを用いて挿通孔51を形成する構成および方法や、挿通孔51が形成されていない状態の整列シート23を本体部21に固定して多孔質体22を突出させた後に、レーザやドリルを用いて挿通孔51を形成する構成および方法を採用することもできる。
また、樹脂シートで構成された整列シート23を用いる構成および方法について上記したが、金属などの樹脂以外の材料で構成した整列シート23を用いる構成および方法を採用することもできる。
また、挿通孔51の直径L2が半田ボール300の直径L1よりも短く規定され、挿通孔51の縁部で半田ボール300を吸着する構成例について上記したが、挿通孔51の直径L2を半田ボール300の直径L1よりも長く規定して、挿通孔51内(挿通孔51の形成部位の他の一例)で半田ボール300を吸着する構成を採用することもできる。
1 半田ボール搭載装置
11 吸着ヘッド
12 吸引機構
14 搬送装置
21 本体部
22 多孔質体
22a 外面
23 整列シート
24 固定ねじ
31 第1部材
31a 下面
31c 開口部
31e ねじ穴
32 第2部材
32b 上面
32c 突出部
32e 挿通孔
51 挿通孔
71 固定部
300 半田ボール
400 基板
401 端子
11 吸着ヘッド
12 吸引機構
14 搬送装置
21 本体部
22 多孔質体
22a 外面
23 整列シート
24 固定ねじ
31 第1部材
31a 下面
31c 開口部
31e ねじ穴
32 第2部材
32b 上面
32c 突出部
32e 挿通孔
51 挿通孔
71 固定部
300 半田ボール
400 基板
401 端子
Claims (5)
- 開口部を有する本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面に配設された整列シートとを備え、前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドであって、
前記本体部は、前記一面側を構成する第1部材と、当該本体部の他面側を構成して前記第1部材との重ね合わせが可能な第2部材とを備え、
前記第1部材は、中央部に前記開口部を有する枠状に形成され、
前記第2部材は、前記開口部に嵌合可能な突出部を中央部に有して板状に形成され、
前記多孔質体は、前記外面が前記一面よりも外側に突出するように前記突出部によって押し出された状態で前記本体部および前記整列シートによって保持されている球状体吸着ヘッド。 - 重ね合わせた状態の前記第1部材と前記第2部材とを固定する複数の固定部を備え、
前記各固定部は、重ね合わせた状態の前記第1部材および前記第2部材の外周縁部に沿って等間隔に配置されている請求項1記載の球状体吸着ヘッド。 - 前記固定部は、前記第1部材に形成されたねじ穴と、前記第2部材に形成された挿通孔と、前記挿通孔に挿通させて前記ねじ穴にねじ込み可能な固定ねじとで構成されている請求項2記載の球状体吸着ヘッド。
- 請求項1から3のいずれかに記載の球状体吸着ヘッドと、前記球状体を吸着させる吸着位置に前記球状体吸着ヘッドを搬送すると共に前記球状体を吸着している前記球状体吸着ヘッドを搭載対象の配置位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象に搭載する球状体搭載装置。
- 開口部を有する本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面に配設された整列シートとを備えて前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法であって、
中央部に前記開口部を有する枠状に形成されて前記一面側を構成する第1部材と当該開口部に嵌合可能な突出部を中央部に有して板状に形成されると共に前記本体部の他面側を構成して当該第1部材との重ね合わせが可能な第2部材とを備えた前記本体部を用いて、
前記第1部材の前記一面に前記整列シートを配設し、
前記第1部材の前記開口部に前記多孔質体をはめ込み、
前記第2部材と前記第1部材とを重ね合わせ、
前記外面が前記一面よりも外側に突出するように前記多孔質体を前記突出部によって押し出した状態で前記本体部および前記整列シートによって当該多孔質体を保持させて前記球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012118295A JP2013244494A (ja) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | 球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法 |
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JP2012118295A Pending JP2013244494A (ja) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | 球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法 |
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JP (1) | JP2013244494A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150108208A (ko) * | 2014-03-17 | 2015-09-25 | 삼성전기주식회사 | 전도성 볼 실장 장치 |
-
2012
- 2012-05-24 JP JP2012118295A patent/JP2013244494A/ja active Pending
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KR20150108208A (ko) * | 2014-03-17 | 2015-09-25 | 삼성전기주식회사 | 전도성 볼 실장 장치 |
JP2015177189A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | 伝導性ボール実装装置 |
KR102186152B1 (ko) * | 2014-03-17 | 2020-12-03 | 삼성전기주식회사 | 전도성 볼 실장 장치 |
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