JP3053168U - ボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールグリッドアレイ基板用ボール整列装置
を提供する。 【構成】 基板搭載台３に乗せたボールグリッドアレイ
用基板５をスクリーン板１の下に位置させボール収納装
置４よりボールを落下させ回転ローラ６により基板にボ
ールを圧着させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は微小金属ボールの整列装置に関り特に電子部品のボールグリッドアレイ （ＢＧＡ）と総称される形態のパッケージの生産に関る。

【０００２】

【従来の技術】

従来ＢＧＡの製造には、はんだボールをボールの直径より小さい穴を開けた吸着 板に真空装置により吸着させフラックスを塗布した基板の上に移送し一括搭載す る方法が採用されていた。この方法は装置が複雑で高価となりまた生産速度が遅 い欠点があった。 またボール径が小さくなるにつれ整列が困難になりボール欠如が起こりやすくな る欠点があった。 また揺動するスクリーンからボールを落下させる方法もあるが、ボールの酸化が 起こりやすい欠点があった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は小さいボールに対しても安定に生産が可能で且つ安価な装置を提供する ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、スクリーン板１の上面を密着して滑動できるボール収納容 器４よりボールを落下させ基板５上に付着させるように構成したボールグリッド アレイ基板用のボール整列装置であり、 ボールの直径より薄く半径より厚い弾性のあるスクリーン板１にボールの直径よ り大きい穴をあらかじめ定められたパターンに配列し、そのスクリーン板１を枠 ２に取り付け、その下面に３軸方向に移動可能で且つ回転出来る基板搭載台３を 設け、スクリーン板１の上にボールパターンより大きい幅を有するボール収納容 器４が摺動出来るように配置し、フラックスを塗布した基板５を基板搭載台３に 固定し、スクリーン板（１）の下に位置決めするようにした。

【０００５】 請求項２の考案は請求項１のボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置に おいて基板搭載台３の摺動部７上にカメラ固定装置８を設け少なくとも１台のカ メラ９がボールグリッドアレイ基板５のパターンを測定し次に基板搭載台３をス クリーン板１の下に移動し、穴パターンを測定することにより、基板搭載台３の 位置決めを自動制御するように構成した。

【０００６】 請求項３の考案は請求項１のボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置に おいて、ボール落下後圧着ローラー６をスクリーン板１上で回動させ、ボールが 基板上に圧着されるようにした。

【０００７】 請求項４の考案は請求項２のボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置に おいて、基板搭載台３の摺動部７がスクリーン板１と別に設けたスクリーン印刷 機１０の下部にも移動できるようにしてフラックス印刷用のパターンもカメラ９ により測定しフラックス印刷時に基板搭載台３の位置を自動制御するように構成 した。

【０００８】

【考案の実施の形態】

本考案のボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置は、ハンダボールを自 動的にボールグリッドアレイ用基板の上に装着するもので、３軸方向に移動可能 で且つ回転出来る基板搭載台３、少なくとも一つの穴パターンを有する弾性のあ るスクリーン板１、ボール収納容器４内のボールをパターン穴より落下させ、あ らかじめフラックスを塗布した基板５のパターンの上に装着する。装着位置を正 確にするため少なくとも１台のカメラ９により位置測定できるように配置し、基 板搭載台３は３軸方向に且つ回転角を制御する。ボールを基板に密着させるため 、圧着ローラ６をスクリーン板１の上で回動できるようにする。

【０００９】

【実施例】 図１の本考案のボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置の斜視図に示さ れるように、本考案のボール整列装置は図示の基板搭載位置に置かれた、３軸方 向に移動可能で且つ回転可能な基板搭載台３がレール１１、ボールスクリュー１ ２により弾性のあるスクリーン板１を固定した枠２の下に移動できるように配置 する。 基板搭載台３は摺動部７の上にＹ摺動部１３を乗せＹ駆動装置１４によりＹ方向 に微動できるようにして有りまたその上に回転Ｚ移動部１５を乗せ回転及びＺ移 動できるように構成する。回転には高分解能を有するダイレクトドライブモータ を使用し、Ｚ移動にはＺサーボモータ１６と公知のカム機構使用して行う。 動作はまず基板搭載台３を基板搭載位置から予め定められた枠２の下の位置に移 動し、基板搭載台３を構成する摺動部７に固定されたカメラ固定装置８に取り付 けられた少なくとも１台のカメラ９でスクリーン板１上の位置決めマークを測定 し記憶する。また印刷機１０がある場合は同様に印刷機の下でスクリーン印刷マ スクの位置決めマークを測定しその位置を記憶する。基板搭載位置に戻された台 の上に基板５を乗せ固定する。固定の方法は公知の真空吸着などの方法を採用す る。 固定した基板５の位置をカメラ９で測定し位置及び角度の補正量を求める。 求めた補正量に従って印刷機１０のある場合は印刷位置を補正し基板５を上昇さ せフラックスの印刷を行う。次に基板搭載台３を枠２の下に移動補正し基板５を スクリーン板１に触れぬ高さまで上昇させる。この状態で半田ボールを入れたボ ール収納容器４を図示してない機構でスクリーン板１上を摺動させ中のボールを パターン穴より落下させる。パターン穴は図に示すように８角形などとしてボー ルとの接触を減らしても良い。 スクリーン板１の厚さをボールの直径より薄く半径より厚くしておくと、落ちた ボールが位置ずれを起こすことなく又スクリーン板が基板５に接触しフラックス が付着するのを防ぐことが出来る。ボールを基板５に密着させるため図示してい ない駆動装置で圧着ローラ６をスクリーン板１の上を回動させボールを基板に押 しつけても良い。この場合もスクリーン板１の厚さがボールの直径より薄くして あるので弾性のあるスクリーン板１が基板に接触することはない。図２はスクリ ーン板１、ボール、ボール収納容器４、基板５及び圧着ローラ６の関係を示す拡 大断面図で、ボールが落下し穴に落ち込み、圧着ローラ６により基板５にボール が圧着される様子を図示している。 基板搭載位置に戻された基板搭載台３より基板５を外し、次の基板を乗せ基板位 置をカメラ９で測定し上記作業を繰り返す。このように構成することによりボー ルの欠損位置ずれが減少しボールグリッドアレイ基板を安定に製造することが出 来る。基板５の取り付け取り外しを図示してない自動ローダ／アンローダで行っ ても良い。またボール収納容器４は密閉が容易なので窒素ガスを供給してボール の酸化を防ぐこともできる。

【００１０】

【考案の効果】

本考案のボール整列装置は、ボールをスクリーン板より落下させボールの直径 より薄く且つ半径より厚いスクリーン板を使用することにより高い成功率で自動 生産を行うことが出来また印刷、搭載に同一の基板搭載台、画像処理装置を使用 できるので装置が簡単且つ高度な機構を共用するので安価に装置を提供する事が できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のボール整列装置の斜視図である。

【図２】本考案のボール整列装置のボール収納容器４よ
りボールがスクリーン板１の穴に落下し、回転ローラ６
がボールを基板５に圧着する動作を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・スクリーン板 ２・・スクリーン枠 ３
・・基板搭載台 ４・・ボール収納容器 ５・・基板 ６
・・圧着ローラ ７・・摺動台 ８・・カメラ固定装置 ９
・・カメラ １０・・印刷機 １１・・レール １
２・・ボールスクリュウ １３・・Ｙ摺動部 １４・・Ｙ駆動装置 １
５・・回転Ｚ移動部 １６・・Ｚサーボモータ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールの直径より薄く半径より厚い弾性
   のあるスクリーン板１にボールの直径より大きい穴をあ
   らかじめ定められたパターンに配列し、そのスクリーン
   板１を枠２に取り付け、その下面に３軸方向に移動可能
   で且つ回転出来る基板搭載台３を設け、スクリーン板１
   の上にボールパターンより大きい直径を有するボール収
   納容器４が摺動出来るように配置し、フラックスを塗布
   した基板５を基板搭載台３に固定し、スクリーン板
   （１）の下に位置決めし、スクリーン板１の上面を密着
   して滑動できるボール収納容器４よりボールを落下させ
   基板５上に付着させるように構成したボールグリッドア
   レイ基板用のボール整列装置。
2. 【請求項２】 請求項１のボールグリッドアレイ基板用
   のボール整列装置において基板搭載台３の摺動部７上に
   カメラ固定装置８を設け少なくとも１台のカメラ９がボ
   ールグリッドアレイ基板５のパターンを測定し次に基板
   搭載台３をスクリーン板１の下に移動し、穴パターンを
   測定することにより、基板搭載台３の位置決めを自動制
   御するように構成したボールグリッドアレイ基板用のボ
   ール整列装置。
3. 【請求項３】 請求項１のボールグリッドアレイ基板用
   のボール整列装置において、ボール落下後圧着ローラー
   ６をスクリーン板１上で回動させスクリーン板１を基板
   ５方向にたわませボールが基板上に圧着されるようにし
   たボールグリッドアレイ基板用のボール整列装置。
4. 【請求項４】 請求項２のボールグリッドアレイ基板用
   のボール整列装置において、基板搭載台３の摺動部７が
   スクリーン板１と別に設けたスクリーン印刷機１０の下
   部にも移動できるようにしてフラックス印刷用のパター
   ンもカメラ９により測定しフラックス印刷時に基板搭載
   台３の位置を自動制御するように構成したボールグリッ
   ドアレイ基板用のボール整列装置。