JP3196584B2 - 導電性ボールの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

導電性ボールの搭載装置および搭載方法

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JP3196584B2
JP3196584B2 JP21725095A JP21725095A JP3196584B2 JP 3196584 B2 JP3196584 B2 JP 3196584B2 JP 21725095 A JP21725095 A JP 21725095A JP 21725095 A JP21725095 A JP 21725095A JP 3196584 B2 JP3196584 B2 JP 3196584B2
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    • 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
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キャリアに保持されて
搬送されるワークの電極にバンプを形成するための導電
性ボールを搭載する導電性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】ワークの電極にバンプ(突出電極)を形
成する方法として、電極上に半田ボールなどの導電性ボ
ールを搭載して加熱溶融固化させる方法が知られてい
る。またワークの電極に導電性ボールを搭載する方法と
しては、導電性ボールを搭載ヘッドに複数個保持し、こ
れらの導電性ボールをワークの複数個の電極に一括して
搭載する方法が知られている。また小型のワークは、単
独ではラインの搬送路を搬送しにくいので、ワークを複
数個キャリアに保持させ、キャリアを搬送路を搬送する
ことが知られている。
【0003】図4は、従来の搬送路を搬送中のキャリア
の断面図、図5(a)(b)は同半田ボールをワークの
電極に搭載中の搭載ヘッドとキャリアの断面図である。
図4において、キャリア1には複数個のワーク2が保持
されている。キャリア1はその両端部をコンベア3に支
持されて搬送路を搬送される。また図5(a)(b)に
示すように、ワーク2の電極4上には、搭載ヘッド5に
より導電性ボールとしての半田ボール6が搭載される。
搭載ヘッド5は箱型であって、その内部を真空吸引する
ことにより、その下面に開孔された吸着孔7に半田ボー
ル6を真空吸着している。また半田ボール6の下面に
は、前工程においてフラックス8が付着されている。搭
載ヘッド5は図5(a)に示す上昇位置から図5(b)
に示す下降位置へ下降し、そこで真空吸引状態を解除し
て上昇位置へ復帰することにより、半田ボール6を電極
4上に搭載する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ワーク2の電極4に半
田ボール6が搭載されたキャリア1は、加熱炉へ送ら
れ、そこで半田ボール6を加熱溶融固化させることによ
り、電極4上にバンプが形成される。加熱炉の内部は半
田ボール6の溶融温度(一般に200°C以上)に加熱
されており、加熱炉においてはキャリア1も加熱され
る。このため、厚さの薄いプレート状のキャリア1は図
3に示すように熱変形して屈曲しやすい。
【0005】図5(a)(b)は、このように屈曲した
キャリア1に保持されたワーク2に半田ボール6を搭載
している様子を示している。図示するように、キャリア
1は屈曲しているので、ワーク2の上面は水平Lに対し
て傾斜している。このため、図5(b)に示すようにす
べての半田ボール6は電極4上に着地できず、着地でき
なかった半田ボール6は電極4上に自然落下して転動
し、電極4から脱落しやすく、その結果電極4上にバン
プを形成できなくなりやすいという問題点があった。
【0006】したがって本発明は、キャリアが屈曲して
いる場合でも、ワークの電極上に半田ボールを確実に搭
載できる導電性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、位
置決め部に位置決めされるキャリアの下方にワークの押
し上げ手段を設ける。そしてこの押し上げ手段を、キャ
リアに形成された開口部に出入りしてワークを水平な姿
勢で下方から支持する支持部と、この支持部に上下動作
を行わせる上下動手段とから構成した。
【0008】また導電性ボールの供給部に備えられた導
電性ボールを搭載ヘッドによりピックアップする工程
と、キャリア上に保持されたワークの上方へ搭載ヘッド
を移動させる工程と、キャリアの下方に配設された押し
上げ手段の支持部を上昇させることによりキャリア上の
ワークをこの支持部で水平な姿勢で下方から押し上げて
支持する工程と、搭載ヘッドを下降させて導電性ボール
をワークの電極に着地させ、次いで搭載ヘッドを上昇さ
せることにより導電性ボールをワークの電極上に搭載す
る工程とから導電性ボールの搭載方法を構成した。
【0009】
【作用】上記構成において、キャリアが位置決め部に位
置決めされると、支持部は上昇してキャリアに保持され
たワークを水平な姿勢で押し上げる。そこで搭載ヘッド
は上下動作を行い、導電性ボールをワークの電極上に搭
載する。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の一実施例の半田ボールの搭載装置
の平面図、図2は同キャリアと押し上げ手段の斜視図、
図3(a)(b)は同半田ボールの搭載時の要部断面図
である。
【0011】図1において、10は基台であり、その上
面には以下に述べる要素が設けられている。11は基台
10の上面中央に設けられたキャリアの位置決め部であ
るガイドレールであり、ワーク2が搭載されたキャリア
12はこのガイドレール11にクランプして位置決めさ
れる。ガイドレール11の側方には導電性ボールとして
の半田ボール6の供給部13とフラックスが貯溜された
容器14が設置されている。容器14上にはスキージ1
5を備えた台板16が設けられている。台板16はモー
タ17に駆動されて回転するボールねじ18に沿って摺
動し、スキージ15によりフラックスの液面を平滑す
る。
【0012】基台10上には、第1のボールねじ21と
第2のボールねじ22が互いに直交して配設されてい
る。23は搭載ヘッドであって、ナット24が結合され
ている。ナット24は第1のボールねじ21に螺合して
おり、モータ25に駆動されて第1のボールねじ21が
回転すると、搭載ヘッド23は第1のボールねじ21に
沿って横方向へ水平移動する。26は第1のボールねじ
21と平行に配設されたガイドレールであって、ナット
24の移動を案内する。
【0013】第1のボールねじ21とガイドレール26
は台板27上に設置されている。台板27の端部下面に
は第2のボールねじ22に螺合するナット(図示せず)
が設けられており、モータ30に駆動されて第2のボー
ルねじ22が回転すると、台板27は第2のボールねじ
22に沿って移動する。これにより、搭載ヘッド23は
水平方向に自由に移動することができる。31、32は
台板27の移動を案内するガイドレールである。
【0014】供給部13と容器14の間には、第1の光
学ユニット33が設けられている。第1の光学ユニット
33は、その上方を通過する搭載ヘッド23の下面に形
成されたすべての吸着孔に半田ボール6が正しく真空吸
着されているか否かを検査するためのものである。また
容器14とガイドレール11の間には、イオナイザー3
4と第2の光学ユニット35が設けられている。イオナ
イザー34は、その上方を通過する搭載ヘッド23の下
面に保持された半田ボール6にイオンを吹き付け、半田
ボール6の静電気を除去する。また第2の光学ユニット
35は、その上方を通過する搭載ヘッド23の吸着孔か
ら半田ボール6が落下していないかどうかを検査する。
【0015】供給部13の手前には、搭載ヘッド23の
移動路をはさんで発光部36と受光部37が対向して設
けられている。発光部36は、その上方を通過する搭載
ヘッド23の下面に沿うように光を照射し、受光部37
がその光を受光するか否かによって、搭載ヘッド23の
下面に半田ボール6が残存付着していないか否か、すな
わちワーク2に対する半田ボール6の搭載ミスがなかっ
たか否かを検査する。またガイドレール11の他側部に
は、半田ボール6の回収用ボックス38が設置されてい
る。必要な動作に失敗した搭載ヘッド23は回収用ボッ
クス38の上方へ移動し、その下面に保持する半田ボー
ル6を回収用ボックス38に落下させて回収する。
【0016】図2および図3において、キャリア12に
はワーク2を保持するための四角形の凹入部12aが6
個形成されており、凹入部12aの底部には円形の開口
部12bが開口されている。40はワーク2の押し上げ
手段であって、ガイドレール11に位置決めされたキャ
リア12の下方に配設されている。41は押し上げ手段
40の主体となる中空ボックスであり、チューブ42を
通して吸引部43に接続されている。
【0017】中空ボックス41の上面には支持部44が
6個突設されている。支持部44はその上部に円板45
を有しており、また支持部44には中空ボックス41の
内部に連通する吸引孔46が形成されている。47は中
空ボックス41の下部に設置された上下動手段としての
シリンダであり、そのロッド48は中空ボックス41の
底面に結合されている。したがってロッド48が突没す
ると、中空ボックス41は昇降する。図3(a)は、ロ
ッド48が下降して、中空ボックス41がキャリア12
の下方に退去している状態を示している。また図3
(b)は、ロッド48が突出して中空ボックス41が上
昇した状態を示している。この状態で、円板45は開口
部12bの上方へ突出してワーク2を押し上げている。
49は中空ボックス41の側面に設けられたスライダ、
50はスライダ49が嵌合するガイドであり、中空ボッ
クス41の垂直な上下動を案内する。なお図2では、ス
ライダ49は省略している。
【0018】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。図1において、
搭載ヘッド23は供給部13の上方へ移動し、そこで上
下動作を行って、下面の吸着孔28に半田ボール6を真
空吸着してピックアップする。次に搭載ヘッド23は容
器14の上方へ移動し、そこで上下動作を行うことによ
り半田ボール6の下面にフラックス8を付着させる。な
お搭載ヘッド23が第1の光学ユニット33の上方を通
過する際に、ピックアップミスの有無の検査が行われ、
ピックアップミスがあった場合には、搭載ヘッド23を
供給部13の上方へ戻して、ピックアップが再度行われ
る。
【0019】次に、搭載ヘッド23は容器14からキャ
リア12の上方へ移動する。その際、イオナイザー34
からイオンが吹き付けられて半田ボール6は除電され、
また半田ボール6が落下していないか否かを第2の光学
ユニット35により検査する。半田ボール6が落下して
いることが検出されたならば、搭載ヘッド23は回収用
ボックス38の上方へ移動し、その下面に残存する半田
ボール6を落下させて回収する。
【0020】半田ボール6の落下がなかった場合には、
搭載ヘッド23はキャリア12の上方へ移動し、半田ボ
ール6をワーク2の電極4上に搭載する。図3(a)
(b)は、半田ボールの搭載動作を示している。図3
(a)に示すように、常時は中空ボックス41は下降位
置にあり、支持部44の円板45はキャリア12の開口
部12bの下方に退去している。さて、搭載ヘッド23
がキャリア12の上方へ到来すると、シリンダ47のロ
ッド48は突出し、中空ボックス41は上昇する。する
と図3(b)に示すように支持部44はキャリア12の
開口部12bを通ってワーク2を押し上げる。このと
き、吸引孔46を通じて円板45上のワーク2を吸着
し、ワーク2ががたつかないようにこれを固定してい
る。円板45の上面は水平であり、したがってワーク2
は水平な姿勢で押し上げられる。そこで搭載ヘッド23
は下降して、半田ボール6をワーク2の電極4上に着地
させる。次いで搭載ヘッド23は真空吸着状態を解除し
て上昇し、半田ボール6はワーク2の電極4に搭載され
る。
【0021】以上の動作を繰り返すことにより、キャリ
ア12上のすべてワーク2に半田ボール6を搭載したな
らば、支持部44は下降し、ワーク2は再び凹入部12
aに保持されてキャリア12は加熱炉へ送られ、そこで
半田ボール6は加熱溶融固化されてバンプが形成され
る。
【0022】本発明は上記実施例に限定されないのであ
って、例えば導電性ボールとしては半田ボール以外のも
のを用いてもよく、またフラックスは導電性ボールの下
面に付着させずに、ディスペンサなどの塗布手段によっ
てワークの電極に塗布してもよい。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、キャリアが屈曲変形し
ていても、支持部でワークを押し上げることにより、ワ
ークを水平は姿勢にした状態で、搭載ヘッドにより導電
性ボールをワークの電極に確実に搭載することができ
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平
面図
【図2】本発明の一実施例の半田ボールの搭載装置のキ
ャリアと押し上げ手段の斜視図
【図3】(a)本発明の一実施例の半田ボールの搭載装
置の半田ボールの搭載時の要部断面図 (b)本発明の一実施例の半田ボールの搭載装置の半田
ボールの搭載時の要部断面図
【図4】従来の搬送路を搬送中のキャリアの断面図
【図5】(a)従来の半田ボールをワークの電極に搭載
中の搭載ヘッドとキャリアの断面図 (b)従来の半田ボールをワークの電極に搭載中の搭載
ヘッドとキャリアの断面図
【符号の説明】
2 ワーク 4 電極 6 半田ボール 8 フラックス 11 ガイドレール 12 キャリア 12b 開口部 13 半田ボールの供給部 23 搭載ヘッド 40 押し上げ手段 44 支持部 47 シリンダ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数個のワークを保持するキャリアと、こ
    のキャリアを位置決めする位置決め部と、導電性ボール
    の供給部と、この導電性ボールの供給部の導電性ボール
    をピックアップして前記キャリアに保持されたワークの
    電極上に搭載する搭載ヘッドとを備えた導電性ボールの
    搭載装置であって、前記キャリアのワークを保持する箇
    所に開口部が形成され、かつ前記位置決め部におけるキ
    ャリアの下方にワークの押し上げ手段が設けられ、この
    押し上げ手段が、前記開口部に出入りしてワークを水平
    な姿勢で下方から支持する支持部と、この支持部に上下
    動作を行わせる上下動手段とから成ることを特徴とする
    導電性ボールの搭載装置。
  2. 【請求項2】導電性ボールの供給部に備えられた導電性
    ボールを搭載ヘッドによりピックアップする工程と、キ
    ャリア上に保持されたワークの上方へ前記搭載ヘッドを
    移動させる工程と、前記キャリアの下方に配設された押
    し上げ手段の支持部を上昇させることにより前記キャリ
    ア上のワークをこの支持部で水平な姿勢で下方から押し
    上げて支持する工程と、前記搭載ヘッドを下降させて前
    記導電性ボールを前記ワークの電極に着地させ、次いで
    前記搭載ヘッドを上昇させることにより前記導電性ボー
    ルを前記ワークの電極上に搭載する工程と、を含むこと
    を特徴とする導電性ボールの搭載方法。
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