JP3228264B2 - はんだボール搭載装置及び搭載方法 - Google Patents

はんだボール搭載装置及び搭載方法

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JP3228264B2
JP3228264B2 JP08314599A JP8314599A JP3228264B2 JP 3228264 B2 JP3228264 B2 JP 3228264B2 JP 08314599 A JP08314599 A JP 08314599A JP 8314599 A JP8314599 A JP 8314599A JP 3228264 B2 JP3228264 B2 JP 3228264B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、はんだボール搭
載装置及び搭載方法に関し、特に、搭載位置に正確には
んだボールを搭載するはんだボール搭載装置及び搭載方
に関する。
【0002】
【従来の技術】はんだボール搭載位置に正確にはんだボ
ールを搭載する装置として、例えば、特開平8−008
523号に開示されているはんだボール搭載装置があ
る。
【0003】特開平8−008523号に開示されてい
るはんだボール搭載装置の構成を図9に示す。図9のは
んだボール搭載装置は、図示するように、容器11と、
整列板12と、真空引き手段13と、真空チャック14
と、から構成される。容器11は多数のはんだボールを
貯留し、整列板12が配設されている。
【0004】整列板12には、はんだボールが各1個ず
つ係入される凹部が形成されている。凹部の底部には所
定の大きさの穴が貫通して形成されており、この穴を介
して真空引きされることにより、凹部にはんだボールが
係入される。
【0005】凹部に係入したはんだボールは、整列板1
2の移動により、容器11の外部に移動し、真空チャッ
ク14に吸着され、対象ワークに搬送され、対象ワーク
に搭載される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この方法では、真空チ
ャック14に吸着されないはんだボールが整列板12上
に残ってしまったり、ワークにはんだボールを搭載する
際、搭載位置がずれてしまったりして、ワークの搭載位
置にはんだボールを正確に搭載することができない場合
があった。また、ワークの品種を交換する際、整列板1
2と真空チャック14を交換する必要があるため、時間
とコストがかかってしまう場合があった。
【0007】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、搭載位置にはんだボールを正確に搭載することが
可能なはんだボール搭載装置及び搭載方法を提供するこ
とを目的とする。また、この発明は、ワークの品種の切
替に要する段取り時間を短縮するとともにコストを抑え
ることができるはんだボール搭載装置及び搭載方法を提
供することを他の目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の観点にかかるはんだボール搭載装置
は、はんだボールが挿入可能に形成された複数の貫通穴
を有するプレートと、前記プレート上にはんだボールを
供給して、前記プレートの上面側より各貫通穴にはんだ
ボールを挿入する挿入手段と、前記プレートと該プレー
トの各貫通穴に挿入されているはんだボールとを共に保
持して、搭載位置に搬送し、前記プレートで各はんだボ
ールの位置を規制しながら、前記はんだボールの保持を
解除し、搭載位置にはんだボールを前記プレートの下面
側より払い出して搭載する搭載手段と、を備えることを
特徴とする。
【0009】この構成によれば、はんだボール等の粒状
物とプレートを一緒に保持して搭載位置に搬送し、プレ
ートで各はんだボールの位置を規制しながらはんだボー
ルの保持を解除し、搭載位置のはんだボールを搭載す
る。このため、搭載位置がずれることがほとんどない。
従って、搭載位置にはんだボールを正確に搭載すること
ができる。
【0010】前記搭載手段は、前記プレートを吸着して
保持する第1の吸着手段と、前記プレートの貫通穴に挿
入されているはんだボールを吸着して保持する第2の吸
着手段と、前記第1と第2の吸着手段を一体に移動して
ワーク上に移動し、前記プレートを前記対象ワークに接
触又は近接した状態で、前記第2の吸着手段によるはん
だボールの吸着を解除して前記プレートの下面側より払
い出して、前記ワーク上にはんだボールを搭載する手段
と、を備えていてもよい。
【0011】この場合、前記搭載手段は、はんだボール
の吸着を解除した後も、前記プレートを吸着した状態を
維持し、該プレートを搬送することが望ましい。
【0012】前記プレートの厚さは、はんだボールの直
径より小さく形成されていることが望ましい。
【0013】なお、前記プレートの前記貫通穴は、はん
だボールの直径と実質的に同一内径に形成されているこ
とが望ましい。
【0014】前記プレートは、はんだボールを搭載する
ワークの搭載位置に対応して、貫通穴の形成パターンの
異なる複数のプレートを含み、前記ワークの交換に応じ
て、交換されて使用される、ことが望ましい。
【0015】この構成によれば、ワークの交換の際、プ
レートを交換するだけでよく、吸着手段を交換する必要
がない。このため、ワークの交換に要する段取り時間を
短縮することができると共に、コストを抑えることがで
きる。
【0016】前記搭載手段は、複数の前記プレートの貫
通穴に対向する位置にはんだボール吸着用の吸着口を備
えることが望ましい。この場合、複数のプレートに共通
に使用されるピックアップヘッドを備えることが望まし
い。
【0017】前記プレートには、前記ピックアップヘッ
ドと位置を合わせるための位置合わせ穴が形成され、前
記ピックアップヘッドには、前記プレートの位置合わせ
穴に係合する位置決めピンが形成されている、ことが望
ましい。
【0018】前記挿入手段は、はんだボールを複数貯留
する貯留手段と、前記貯留手段内で、前記プレートを載
置する載置手段と、前記プレートを前記貯留手段の複数
のはんだボールの中に埋めて振動させることにより、前
記プレートの上面にはんだボールを供給し、上面側より
前記貫通穴にはんだボールを振り込む振込手段と、前記
載置手段に載置されたプレートを傾斜させることによ
り、前記プレート上の貫通穴に振り込まれていないはん
だボールを除去する除去手段と、を備えることが望まし
い。
【0019】本発明の第2の観点にかかるはんだボール
搭載方法は、はんだボールが貫通可能な複数の穴が形成
されたプレートを台に載置し、台に載置されたプレート
の上面にはんだボールを供給することにより、プレート
の貫通穴に該プレートの上面側よりはんだボールを挿入
し、当該プレートと該プレートの貫通穴に挿入されてい
るはんだボールとを吸着し、吸着したプレートとはんだ
ボールとを、ワークのはんだボール搭載位置に搬送し、
吸着したプレートを前記ワークに対して位置合わせし
て、はんだボールの吸着を解除することにより、前記プ
レートの貫通穴で位置を制御しながら、前記ワーク上に
前記プレートの下面側よりはんだボールを排出して搭載
する、ことを特徴とする。
【0020】例えば、はんだボールの貯留手段内に、前
記台に載置されたプレートを埋めて振動させることによ
り、プレートの上面側より前記貫通穴にはんだボールを
挿入しても(振り込んでも)よい。
【0021】
【0022】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。この発明の実施の形態
にかかるはんだボール搭載装置は、図1に示すように、
はんだボール貯留部1と、振込機2と、プレート3と、
ピックアップヘッド4と、制御装置7と、から構成さ
れ、ワークのはんだボール搭載位置にはんだボール5を
搭載するための装置である。
【0023】はんだボール貯留部1は、ワーク6に搭載
するはんだボール5を貯留する。
【0024】振込機2は、プレート3を載置する支持台
21と、支持台21を支えるとともに支持台21を傾斜
させることが可能な支持棒22と、制御装置7の制御に
従って支持棒22を制御する振込駆動部23と、から構
成される。振込駆動部23は、例えば、モータmを備
え、支持台21上のプレート3の後述する貫通穴31に
はんだボールを挿入し、はんだボール5をピックアップ
ヘッド4に供給するために、支持棒22を上昇、下降さ
せると共に支持棒22に振動を与える。
【0025】図2(a)はプレート3の斜視図であり、
図2(b)は支持台21に載置されたプレート3の断面
図である。
【0026】プレート3は、図2(a)、(b)に示す
ように、はんだボール5を挿入する貫通穴31を備え、
その厚さははんだボール5の直径より小さく形成されて
いる。貫通穴31はワーク6へのはんだボール5の搭載
ピッチと実質的に等しいピッチで複数形成されており、
各貫通穴31ははんだボール5の直径と実質的に同一内
径で形成されている。また、プレート3には、ピックア
ップヘッド4の後述する位置合わせ用ピンと係合する位
置合わせ穴32も形成されている。
【0027】プレート3は、図示せぬ載置装置によっ
て、ワーク6の品種に応じて適宜選択され、支持台21
に載置される。
【0028】例えば、載置装置は、図3(a)に示す外
部電極の形成ピッチがaであるワーク6aにはんだボー
ル5を搭載する場合、ピッチaで貫通穴31が形成され
ている図3(b)のプレート3aを選択し、選択したプ
レート3aを支持台21に載置する。また、図4(a)
に示す外部電極の形成ピッチが2aである対象ワーク6
bにはんだボール5を搭載する場合、ピッチ2aで貫通
穴31が形成されている図4(b)のプレート3bを選
択し、選択したプレート3bを支持台21に載置する。
【0029】ピックアップヘッド4は、図示せぬ駆動部
により駆動されて垂直方向及び水平方向に移動可能であ
り、プレート3とはんだボール5とを吸着し、ワーク6
にはんだボール5を搭載する。ピックアップヘッド4
は、図5に示すように、プレート3を吸着するためのプ
レート吸着部41と、はんだボール5を吸着するための
はんだボール吸着部42と、プレート3と位置を合わせ
るための位置決めピン43と、を備える。
【0030】プレート吸着部41は、バルブを介してプ
レート用真空源44に接続された真空経路の吸引口であ
り、開かれたバルブを介してプレート3を吸着する。は
んだボール吸着部42は、バルブを介してはんだボール
用真空源45に接続された真空経路の吸引口であり、開
かれたバルブを介してはんだボール5を吸着する。即
ち、プレート吸着部41とはんだボール吸着部42は、
図5に示すように、別個の真空経路を介して、別個の真
空源に接続されている。
【0031】なお、図6(a)及び(b)に示すよう
に、はんだボール吸着部42(吸引口)は、図3(b)
に示すプレート3aの貫通穴31の形成ピッチaと、図
4(b)に示すプレート3bの貫通穴31の形成ピッチ
2aと、の最大公約数であるaのピッチで形成されてい
る。
【0032】このため、ピックアップヘッド4のはんだ
ボール吸着部42は、図3(b)のプレート3aの貫通
穴31に挿入されたはんだボール5を吸着する場合に、
図6(a)の斜線部に示すようにはんだボール5を吸着
する。また、図4(b)のプレート3bの貫通穴31に
挿入されたはんだボール5を吸着する場合に、図6
(b)の斜線部に示すようにはんだボール5を吸着す
る。
【0033】はんだボール吸着部42をピッチaで形成
しているため、ワーク6の品種を交換する際、プレート
3を交換するのみでよく、ピックアップヘッド4を交換
する必要がない。従って、ワーク6の品種交換の際の段
取り時間を短縮することができるとともに、コストを抑
えることができる。
【0034】制御装置7は、後述するように、このはん
だボール搭載装置の動作全体を制御する。
【0035】次に、上記構成のはんだボール搭載装置の
動作を図7及び図8を参照しつつ説明する。まず、図3
(a)のワーク6aのはんだボール搭載位置にはんだボ
ール5を搭載するはんだボール搭載装置の動作を説明す
る。制御装置7は、載置装置を制御して、図7(a)に
示すように、ワーク6aの電極形成ピッチと同様のピッ
チで貫通穴31が形成されている図3(b)のプレート
3aを選択し、振込機2の支持台21上に載置する。
【0036】図7(b)に示すように、支持台駆動部2
3を制御して、プレート3aを載置した支持台21を下
降せしめてプレート3を複数のはんだボール5の中に埋
めて振動させることにより、プレート3aの貫通穴31
にはんだボール5を挿入する。
【0037】図7(c)に示すように、支持棒22を介
して支持台21を所定の高さまで上昇させる。図7
(d)に示すように、支持台21を傾け、プレート3a
上の貫通穴31に挿入されなかった余分なはんだボール
5を取り除く。このようにして、すべての貫通穴31に
1個ずつはんだボール5を挿入する(振り込む)。
【0038】次のタイミングでは、制御装置7は、ピッ
クアップヘッド4を下降し、図8(a)に示すように、
位置決めピン43をプレート3の位置決め穴32に係合
させてピックアップヘッド4とプレート3との位置合わ
せを行う。位置合わせ終了後、プレート用真空源44の
バルブとはんだボール用の真空源45のバルブを開き、
プレート3とはんだボール5を吸着する。
【0039】プレート3の厚さははんだボール5の直径
より小さく形成されているため、ピックアップヘッド4
は貫通穴31のはんだボール5を確実に吸着することが
できる。このとき、はんだボール5は、図6(a)に示
すようにはんだボール吸着口42に吸着されている。
【0040】制御装置7は、ピックアップヘッド4にプ
レート3aとはんだボール5を吸着したままピックアッ
プヘッド4を上昇させ、図8(b)に示すように、吸着
したプレート3aとはんだボール5をワーク6a上に搬
送する。次のタイミングでは、図8(c)に示すよう
に、プレート3aの下面がワーク6aに接触又は近接す
るまでピックアップヘッド4を下降する。
【0041】プレート3aの下面がワーク6aに接触又
は近接すると、プレート3aを吸着したまま、はんだボ
ール真空源45のバルブを閉じてはんだボール5の吸着
を解除し、図8(d)に示すように、貫通穴31を介し
てワーク6aにはんだボール5を搭載する。プレート3
aの貫通穴31により、吸着したはんだボール5の位置
を規制しながらはんだボール5をワーク6aに搭載する
ため、はんだボール5の転がりなどを抑えることができ
る。このため、ワーク6aのはんだボール搭載位置に正
確にはんだボール5を搭載することができる。また、プ
レート3aの下面がワーク6aに接触又は近接してから
はんだボール5をワーク6aに搭載するため、はんだボ
ール5がワーク6に落下する際の衝撃力が小さくなり、
より正確にはんだボール5をワーク6に搭載することが
できる。
【0042】次に、ワーク6bにはんだボール5を搭載
するはんだボール搭載装置の動作を説明する。この場
合、制御装置7は、載置装置を制御して、ワーク6bの
電極形成ピッチと同様のピッチ2aで貫通穴31が形成
されている図4(b)のプレート3bを選択し、振込機
2の支持台21上に載置する。以降の動作は、はんだボ
ール5が図6(b)に示すようにはんだボール吸着口4
2に吸着する点以外、プレート3aを用いてワーク6a
にはんだボール5を搭載する時の動作とほぼ同じであ
る。
【0043】以上説明したように、ピックアップヘッド
4は、プレート3とはんだボール5を共に吸着しつつワ
ーク6上に搬送(運搬)し、はんだボール5の吸着のみ
を解除してワーク6にはんだボール5を搭載する。この
ため、はんだボール5をワーク6に搭載する際、ワーク
6へのはんだボール5の搭載位置がずれることがない。
従って、ワーク6の搭載位置にはんだボール5を正確に
搭載することができる。
【0044】また、プレート3の厚さをはんだボール5
の直径より小さく形成しているため、貫通穴31に挿入
されたはんだボール5がピックアップヘッド4に吸着さ
れずに残ってしまうことがほとんどなく、安定してはん
だボール5を吸着することができる。
【0045】また、ワーク6の品種を変更する場合、プ
レート3を変更するだけでよいため、ワーク6の品種を
切り替える時間が短くてすむとともに、コストを抑える
ことができる。
【0046】なお、上記説明では、ピックアップヘッド
4のはんだボール吸着部42は、図3(b)に示すプレ
ート3aの貫通穴31の形成ピッチaと、図4(b)に
示すプレート3bの貫通穴31の形成ピッチ2aと、の
最大公約数であるaのピッチで形成されていた。しか
し、ピックアップヘッド4のはんだボール吸着部42の
形成ピッチは、異種のプレート3の貫通穴31の形成ピ
ッチに対応していればよく、各プレートの最大公約数の
ピッチに限定されない。
【0047】また、上記説明では、ピックアップヘッド
4がプレート3及びはんだボール5を吸着する方法とし
て、真空源44,45で吸着する方法を採用したが、プ
レート3及びはんだボール5を吸着する方法は、真空源
44,45による方法に限定されず、真空源以外の任意
の方法を採用することができる。また、ピックアップヘ
ッド4がプレート3を保持する方法は、吸着方法に限定
されず、例えば、磁石を用いてプレートを保持する等
の、任意の方法を採用することができる。
【0048】なお、上記説明では、ワーク6に搭載する
粒状物としてはんだボール5を用いたが、ワーク6に搭
載する粒状物ははんだボール5に限定されず、任意の粒
状物を用いることが可能である。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のはんだボ
ール搭載装置及び搭載方法によれば、はんだボールとプ
レートを一緒に保持して搭載位置に搬送し、プレートで
各はんだボールの位置を規制しながら、はんだボールの
保持を解除して搭載位置にはんだボールを搭載する。こ
のため、搭載位置がずれることがほとんどない。従っ
て、搭載位置にはんだボールを正確に搭載することがで
きる。
【0050】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るはんだボール搭載
装置の構成図である。
【図2】(a)は図1のプレートの斜視図であり、
(b)は支持台に載置されたプレートの断面図である。
【図3】(a)はワークのはんだボール搭載位置を説明
するための図であり、(b)は(a)のワークにはんだ
ボールを搭載するときに使用するプレートの形状を説明
するための図である。
【図4】(a)はワークのはんだボール搭載位置を説明
するための図であり、(b)は(a)のワークにはんだ
ボールを搭載するときに使用するプレートの形状を説明
するための図である。
【図5】ピックアップヘッドの構成図である。
【図6】(a)は図3(b)のプレートを使用したとき
にピックアップヘッドがはんだボールを吸着した位置を
説明するための図であり、(b)は図4(b)のプレー
トを使用したときにピックアップヘッドがはんだボール
を吸着した位置を説明するための図である。
【図7】プレートの貫通穴にはんだボールを挿入する動
作を工程順に説明するための図である。
【図8】プレートの貫通穴に挿入されたはんだボールを
搭載位置に搭載する動作を工程順に説明するための図で
ある。
【図9】従来のはんだボール搭載装置の構成図である。
【符号の説明】
1 はんだボール貯留部 2 振込機 3 プレート 4 ピックアップヘッド 5 はんだボール 6 ワーク 7 制御装置 11 容器 12 整列板 13 真空引き手段 14 真空チャック 21 支持台 22 支持棒 23 振込駆動部 31 貫通穴 32 位置合わせ穴 41 プレート吸着口 42 はんだボール吸着口 43 位置決めピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/34 B23K 3/06 B25J 15/06 B65G 47/91 H01L 21/60

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】はんだボールが挿入可能に形成された複数
    の貫通穴を有するプレートと、前記プレート上にはんだボールを供給して、 前記プレー
    トの上面側より各貫通穴にはんだボールを挿入する挿入
    手段と、 前記プレートと該プレートの各貫通穴に挿入されている
    はんだボールとを共に保持して、搭載位置に搬送し、前
    記プレートで各はんだボールの位置を規制しながら、前
    記はんだボールの保持を解除し、搭載位置にはんだボー
    ルを前記プレートの下面側より払い出して搭載する搭載
    手段と、 を備える、ことを特徴とするはんだボール搭載装置。
  2. 【請求項2】前記搭載手段は、 前記プレートを吸着して保持する第1の吸着手段と、 前記プレートの貫通穴に挿入されているはんだボールを
    吸着して保持する第2の吸着手段と、 前記第1と第2の吸着手段を一体に移動してワーク上に
    移動し、前記プレートを前記対象ワークに接触又は近接
    した状態で、前記第2の吸着手段によるはんだボールの
    吸着を解除して前記プレートの下面側より払い出して
    前記ワーク上にはんだボールを搭載する手段と、 を備える、ことを特徴とする請求項1に記載のはんだボ
    ール搭載装置。
  3. 【請求項3】前記搭載手段は、はんだボールの吸着を解
    除した後も、前記プレートを吸着した状態を維持し、該
    プレートを搬送する、 ことを特徴とする請求項2に記載のはんだボール搭載装
    置。
  4. 【請求項4】前記プレートの厚さは、はんだボールの直
    径より小さく形成されている、ことを特徴とする請求項
    1乃至3のいずれか1項に記載のはんだボール搭載装
    置。
  5. 【請求項5】前記プレートの前記貫通穴は、はんだボー
    ルの直径と実質的に同一内径に形成されている、ことを
    特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のはん
    だボール搭載装置。
  6. 【請求項6】前記プレートは、 はんだボールを搭載するワークの搭載位置に対応して、
    貫通穴の形成パターンの異なる複数のプレートを含み、 前記ワークの交換に応じて、交換されて使用される、こ
    とを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
    はんだボール搭載装置。
  7. 【請求項7】前記搭載手段は、複数の前記プレートの貫
    通穴に対向する位置にはんだボール吸着用の吸着口を備
    え、複数のプレートに共通に使用されるピックアップヘ
    ッドを備える、ことを特徴とする請求項6に記載のはん
    だボール搭載装置。
  8. 【請求項8】前記プレートには、前記ピックアップヘッ
    ドと位置を合わせるための位置合わせ穴が形成され、 前記ピックアップヘッドには、前記プレートの位置合わ
    せ穴に係合する位置決めピンが形成されている、 ことを特徴とする請求項7に記載のはんだボール搭載装
    置。
  9. 【請求項9】前記挿入手段は、 はんだボールを複数貯留する貯留手段と、 前記貯留手段内で、前記プレートを載置する載置手段
    と、 前記プレートを前記貯留手段の複数のはんだボールの中
    に埋めて振動させることにより、前記プレートの上面に
    はんだボールを供給し、上面側より前記貫通穴にはんだ
    ボールを振り込む振込手段と、 前記載置手段に載置されたプレートを傾斜させることに
    より、前記プレート上の貫通穴に振り込まれていないは
    んだボールを除去する除去手段と、 を備える、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか
    1項に記載のはんだボール搭載装置。
  10. 【請求項10】はんだボールが貫通可能な複数の穴が形
    成されたプレートを台に載置し、 台に載置されたプレートの上面にはんだボールを供給す
    ることにより、プレートの貫通穴に該プレートの上面側
    よりはんだボールを挿入し、 当該プレートと該プレートの貫通穴に挿入されているは
    んだボールとを吸着し、 吸着したプレートとはんだボールとを、ワークのはんだ
    ボール搭載位置に搬送し、 吸着したプレートを前記ワークに対して位置合わせし
    て、はんだボールの吸着を解除することにより、前記プ
    レートの貫通穴で位置を制御しながら、前記ワーク上に
    前記プレートの下面側よりはんだボールを排出して搭載
    する、 ことを特徴とするはんだボール搭載方法。
  11. 【請求項11】はんだボールの貯留手段内に、前記台に
    載置されたプレートを埋めて振動させることにより、プ
    レートの上面側より前記貫通穴にはんだボールを挿入す
    る、ことを特徴とする請求項10に記載のはんだボール
    搭載方法。
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