JP3134686B2 - 半田ボールの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

半田ボールの搭載装置および搭載方法

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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バンプを形成するため
の半田ボールを基板などのワークに搭載するための半田
ボールの搭載装置および搭載方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】基板やチップなどのワークの電極にバン
プ(突出電極)を形成する手段として、半田ボールをワ
ークに搭載した後、半田ボールを加熱して溶融固化させ
る方法が知られている。一般に、ワークには多数個のバ
ンプが形成されるものであり、したがって半田ボールは
ワークに多数個搭載される。多数個の半田ボールをワー
クに一括搭載する方法としては、下面に多数個の吸着孔
が形成されたヘッドを用いる方法が知られている。
【0003】図3は、従来の半田ボールの搭載装置のヘ
ッドと半田ボールの供給部の側面図である。図中、11
はヘッドであり、その下面には多数個の吸着孔11aが
形成されている。このヘッド11の内部は、チューブ8
を介して真空ポンプ(図外)に接続されている。2は半
田ボール3を貯溜する容器であって、半田ボール3が多
数貯溜されている。
【0004】次に動作を説明する。真空ポンプにより真
空吸引しながら、ヘッド11は容器2へ向かって下降
し、その下面を半田ボール3に着地させた後、上昇する
ことにより、吸着孔11aに半田ボール3を真空吸着し
てピックアップする。次いでヘッド11はワーク(図
外)の上方へ移動し、そこで真空ポンプによる真空吸着
状態を解除することにより、半田ボール3をワークに搭
載する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなヘッド1
1を用いる方法によれば、ワークに多数個の半田ボール
3を一括して搭載できる長所がある。ところで、ヘッド
11の内部を真空吸引するために用いられる真空ポンプ
は、真空圧は大きいが吸引風量は少ないという特性を有
している。このため、ヘッド11が下降・上昇動作をし
て半田ボール3を真空吸着してピックアップする際に真
空吸引力が不足し、ピックアップミスを発生しやすいと
いう問題点があった。因みに、ヘッド11がそのすべて
の吸着孔11aに半田ボール3を真空吸着してピックア
ップできないと、ワークは半田ボール3が欠落すること
となり、このワークは不良品となってしまう。
【0006】そこで本発明は、上記従来の問題点を解消
し、ヘッドのすべての吸着孔に半田ボールを確実に真空
吸着してピックアップし、ワークに搭載できる半田ボー
ルの搭載装置および搭載方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、半
田ボールの供給部と、ワークの位置決め部と、半田ボー
ルを真空吸着する吸着孔が下面に形成されたヘッドと、
このヘッドに上下動作を行わせる上下動手段と、このヘ
ッドを供給部と位置決め部の間を移動させる移動手段と
を備え、供給部の半田ボールをヘッドの吸着孔に真空吸
着してピックアップし、次いでヘッドを位置決め部に位
置決めされたワークの上方へ移動させ、そこで半田ボー
ルの真空吸着状態を解除することにより半田ボールをワ
ークに搭載するようにした半田ボールの搭載装置であっ
て、ヘッドの内部を真空吸引する真空ポンプおよびブロ
アと、この真空ポンプおよびこのブロアによる真空吸引
・吸引解除を個別に制御する制御部とを設けたものであ
る。
【0008】
【作用】上記構成によれば、真空ポンプの大きな真空圧
とブロアの大きな吸引風量により、すべての吸着孔に確
実に半田ボールを真空吸着できる。そして真空吸着した
後(すなわちすべての吸着孔が半田ボールで塞がった
後)は、大きな吸引風量は不要であるので、ブロアの真
空吸引力を減殺し、真空ポンプの真空吸引力により半田
ボールの真空吸着状態を保持して、ヘッドはワークの上
方へ移動し、半田ボールをワークに搭載する。
【0009】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1は本発明の一実施例の半田ボールの搭載
装置の側面図、図2は同配管系のブロック図である。図
1において、1は半田ボールの供給部であって、以下の
ように構成されている。2は容器であって、半田ボール
3が貯溜されている。4は容器2の支柱である。容器2
の下面には振動器5が装着されている。振動器5が駆動
すると容器2は振動し、内部の半田ボール3は流動化す
る。25は半田ボール3の補給部であって、容器2内の
半田ボール3の量が少なくなれば、ノズル25aから容
器2に半田ボール3を補給する。
【0010】6は基板の位置決め部としての可動テーブ
ルであって、基板7を位置決めしている。可動テーブル
6が駆動して基板7を水平方向に移動させることによ
り、基板7の位置調整を行う。11はヘッドであって、
昇降板12の下部に保持されている。13はブロックで
あり、垂直なボールねじ22とボールねじ22を回転さ
せるモータ23が設けられている。昇降板12にはナッ
ト24が結合されており、ボールねじ22はナット24
に螺入している。したがってモータ23が正逆駆動して
ボールねじ22が正逆回転すると、昇降板12はボール
ねじ22に沿って上下動し、これと一体のヘッド11も
上下動する。
【0011】14は横長の移動テーブルであって、半田
ボールの供給部1と可動テーブル6の間に架設されてい
る。移動テーブル14には水平な送りねじ15が備えら
れている。ブロック13の背面に設けられたナット16
は送りねじ15に螺合している。したがってモータ17
が駆動して送りねじ15が回転すると、ブロック13や
ヘッド11は移動テーブル14に沿って横方向に移動す
る。
【0012】ヘッド11は、チューブ30を介して、真
空ポンプ31、ブロア32、エア供給部33に接続され
ている。次に図2を参照して配管系の詳細を説明する。
真空ポンプ31、ブロア32、エア供給部33はそれぞ
れバルブ34,35,36を介してヘッド11に接続さ
れている。これらの機器は制御部37により制御され
る。またヘッド11の下面には、半田ボール3を真空吸
着する吸着孔11aが形成されている。真空ポンプ31
は、バルブ34が開くことにより、ヘッド11の内部を
真空吸引する。またブロア32もバルブ35が開くこと
によりヘッド11の内部を真空吸引する。
【0013】真空ポンプ31は、真空圧を大きくするこ
とはできるが、吸引風量は少ないという特性を有してい
る。これに対し、ブロア32は真空圧は小さいが、吸引
風量は大きいという特性を有している。そこでこのヘッ
ド11は、真空ポンプ31とブロア32が有するこのよ
うな特性を生かして、後に詳述するように半田ボールの
供給部1の半田ボール3を確実に真空吸着してピックア
ップする。エア供給部33は、ヘッド11が基板7に半
田ボール3を搭載する際に、バルブ36を開いてヘッド
11の内部にエアを供給し、ヘッド11の内部の真空状
態を破壊する。これにより、吸着孔11aに真空吸着さ
れていた半田ボール3は吸着孔11aから脱落し、基板
7に搭載される。
【0014】この半田ボールの搭載装置は上記のように
構成されており、次に動作を説明する。モータ17を駆
動してヘッド11を容器2の上方へ移動させる。次にモ
ータ23を駆動してヘッド11を下降させるが、このと
き、振動器5を駆動して容器2を振動させることによ
り、容器2内の半田ボール3を流動させている。なお容
器2内の半田ボール3を流動化させる手段としては、容
器2内にガスを圧送する手段も知られている。
【0015】さて、ヘッド11が下降するときには、真
空ポンプ31とブロア32は共に駆動し、またバルブ3
4,35も開いている。したがってヘッド11の吸着孔
11aから吸引されるエアの風量は大きい。このような
状態で、ヘッド11を下降させて、その下面を容器2に
貯溜された半田ボール3の層の表面に着地させるか、も
しくは下面をこの表面以下にわずかに沈み込ませ、次に
モータ23を逆駆動してヘッド11を上昇させれば、す
べての吸着孔11aに半田ボール3は確実に真空吸着し
てピックアップされる。
【0016】さて、すべての吸着孔11aに半田ボール
3が真空吸着されて、すべての吸着孔11aが半田ボー
ル3により塞がれると、この後はヘッド11の内部を高
い真空圧に保持すればよいだけであって、大きな吸引風
量は不要である。そこで半田ボール3が吸着孔11aに
真空吸着されたならば、バルブ35を閉じて、ブロア3
2による真空吸引を中止し、真空ポンプ31による真空
吸引のみを継続することにより、半田ボール3の真空吸
着状態を保持する。
【0017】さて、半田ボール3をピックアップしたな
らば、モータ17を駆動してヘッド11を基板7の上方
へ移動させる。次にヘッド11を下降させてその下面の
半田ボール3を基板7の上面に着地させ、そこでバルブ
34を閉じて真空ポンプ31の真空吸引を中止するとと
もに、バルブ36を開いてエア供給部33からヘッド1
1の内部にエアを供給する。するとヘッド11内の真空
状態は破壊され、半田ボール3は吸着孔11aから脱落
して基板7に搭載される。次にヘッド11は容器2の上
方へ移動し、上述した動作が繰り返される。
【0018】なお上記実施例では、ワークとして基板7
を例にとって説明したが、ワークとしてはチップなどの
他のワークでもよいものである。また上記実施例では、
吸着孔11aに半田ボール3が真空吸着されたならば、
バルブ35を完全に閉じてブロア32による真空吸引を
完全停止させているが、バルブ35を絞ってブロア32
による真空吸引力を減少させてもよいものである。また
ヘッド11の内部に圧力センサを取り付けて、ヘッド1
1の内部の圧力変化を検出し、この圧力が所定値に達し
た時にブロア32による真空吸引を停止してもよく、あ
るいはヘッド11が半田ボール3の吸着を開始してから
所定時間経過後に、ブロア32による真空吸引を停止し
てもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、真空圧は
大きいが吸引風量は少ない真空ポンプと、真空圧は小さ
いが吸引風量は大きいブロアを組み合わせて使用するこ
とにより、供給部の半田ボールをヘッドの吸着孔に確実
に真空吸着してピックアップできる。またエア供給部を
設けることにより、ヘッドの内部の真空状態を確実に破
壊して、半田ボールをワークに確実に搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半田ボールの搭載装置の側
面図
【図2】本発明の一実施例の半田ボールの搭載装置の配
管系のブロック図
【図3】従来の半田ボールの搭載装置のヘッドと半田ボ
ールの供給部の側面図
【符号の説明】
1 半田ボールの供給部 3 半田ボール 6 可動テーブル(位置決め部) 7 基板(ワーク) 11 ヘッド 11a 吸着孔 14 移動テーブル(移動手段) 31 真空ポンプ 32 ブロア 33 エア供給部(真空破壊手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−242759(JP,A) 特開 昭57−60847(JP,A) 特開 平5−129374(JP,A) 特開 平7−251263(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/34 505 B23K 3/06 H01L 21/60 311 H01L 21/68

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半田ボールの供給部と、ワークの位置決め
    部と、半田ボールを真空吸着する吸着孔が下面に形成さ
    れたヘッドと、このヘッドに上下動作を行わせる上下動
    手段と、このヘッドを前記供給部と前記位置決め部の間
    を移動させる移動手段とを備え、前記供給部の半田ボー
    ルを前記ヘッドの吸着孔に真空吸着してピックアップ
    し、次いで前記ヘッドを前記位置決め部に位置決めされ
    たワークの上方へ移動させ、そこで半田ボールの真空吸
    着状態を解除することにより半田ボールを前記ワークに
    搭載するようにした半田ボールの搭載装置であって、前
    記ヘッドの内部を真空吸引する真空ポンプおよびブロア
    と、この真空ポンプおよびこのブロアによる真空吸引・
    吸引解除を個別に制御する制御部とを設けたことを特徴
    とする半田ボールの搭載装置。
  2. 【請求項2】前記ヘッドの内部の真空状態を破壊する真
    空状態破壊手段を備えたことを特徴とする請求項1記載
    の半田ボールの搭載装置。
  3. 【請求項3】ヘッドを半田ボールの供給部に向かって下
    降させ、次いでこのヘッドを上昇させてこのヘッドの下
    面に多数形成された吸着孔に半田ボールを真空吸着して
    ピックアップするにあたり、すべての前記吸着孔に半田
    ボールが真空吸着されるまでは真空ポンプとブロアによ
    り前記ヘッドの内部を真空吸引し、真空吸着した後は、
    前記ブロアによる真空吸引を減殺して前記真空ポンプに
    より真空吸引状態を継続し、次いで移動手段を駆動する
    ことにより半田ボールをピックアップした前記ヘッドを
    位置決め部に位置決めされたワークの上方へ移動させ、
    そこで前記真空ポンプの真空吸引状態を解除することに
    より半田ボールを前記ワークに搭載することを特徴とす
    る半田ボールの搭載方法。
  4. 【請求項4】前記半田ボールを前記ワークに搭載すると
    きは、前記ヘッドの内部の真空状態を真空状態破壊手段
    によって破壊することを特徴とする請求項3記載の半田
    ボールの搭載方法。
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