JP3235459B2 - 導電性ボール搭載装置及び導電性ボール搭載方法 - Google Patents

導電性ボール搭載装置及び導電性ボール搭載方法

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JP3235459B2 JP10507196A JP10507196A JP3235459B2 JP 3235459 B2 JP3235459 B2 JP 3235459B2 JP 10507196 A JP10507196 A JP 10507196A JP 10507196 A JP10507196 A JP 10507196A JP 3235459 B2 JP3235459 B2 JP 3235459B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークにバンプを
形成するため、導電性ボールを基板などのワークに搭載
する導電性ボール搭載装置及び導電性ボール搭載方法に
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、導電性ボールを
ワークに搭載した後、導電性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、したがって導電性ボ
ールはワークに多数個搭載される。以下、導電性ボール
をワークに一括して多数個搭載するための従来の導電性
ボール搭載装置について説明する。
【0003】図4は従来の導電性ボール搭載装置の側面
図、図5は従来の導電性ボール搭載装置のヘッドの部分
断面図である。図4において、1は導電性ボールの供給
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、導電性ボール3が貯留されている。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、内部の導
電性ボール3は流動化する。
【0004】6は基板の位置決め部であって、以下のよ
うに構成されている。7は可動テーブルであって、ポー
ル8が立設されている。ポール8の上端部にはクランパ
9が設けられておりクランパ9で基板10をクランプし
ている。可動テーブル7を駆動して基板10を水平方向
に移動させることにより、基板10の位置調整を行う。
【0005】11はヘッドであって、シャフト12の下
端部に保持されている。シャフト12はブロック13に
保持されている。ブロック13にはシャフト12を上下
動させる上下動手段(図示せず)が組み込まれており、
上下動手段が駆動するとヘッド11は上下動する。14
は横長の移動テーブルであって、供給部1と位置決め部
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。18は吸引装置であって、チ
ューブ19を介してヘッド11に接続されている。ヘッ
ド11の下面には導電性ボール3の吸着孔11aが複数
個開孔されており(図5参照)、吸引装置18が駆動さ
れることにより、吸着孔11aに導電性ボール3が真空
吸着される。
【0006】従来の導電性ボール搭載装置は、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、そこ
でブロック13に備えられた上下動手段を駆動してヘッ
ド11を下降・上昇させ、ヘッド11の下面に導電性ボ
ール3を真空吸着する。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内の導電性ボー
ル3を全体的に流動化させれば、ヘッド11の下面の吸
着孔11aに導電性ボール3を真空吸着しやすい。
【0007】ヘッド11が導電性ボール3を真空吸着し
て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10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導電性ボール3を基板10の上
面に着地させ、そこで、吸引装置18による導電性ボー
ル3の真空吸着状態を解除する。次にヘッド11を上昇
させれば、導電性ボール3は吸着孔11aから脱落して
基板10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。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導電性ボール搭載装置には、次のような問題点があっ
た。すなわち、ヘッド11は容器2に対して下降・上昇
することにより吸着孔11aに導電性ボール3を真空吸
着してピックアップするものであり、1つの吸着孔11
aには導電性ボール3が1つだけ吸着されねばならな
い。ところが、この場合、図5に示すように1つの吸着
孔11aに対して複数個の導電性ボール3が真空吸着
(吸着ミス)されやすく、これらの複数個の導電性ボー
ル3がそのまま基板10に搭載されてしまうという問題
点があった。
【0009】したがって本発明は、1つの吸着孔に導電
性ボールが1個のみ真空吸着できる導電性ボールの搭載
装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の導電性ボールの
搭載装置は、導電性ボールの供給部と、ワークの位置決
め部と、下面に1個の導電性ボールの上部を収納する凹
部とこの凹部に連通する吸着孔が下面に形成されたヘッ
ドと、ヘッドを供給部と位置決め部との間を移動させる
移動手段と、凹部以外に位置し、かつヘッドの下面に付
着するエキストラボールを取り除く除去治具とを備え、
エキストラボールを取除くべく、移動手段によって除去
治具に対してヘッドを相対的に移動させる際、除去治具
の上端縁の位置が、ヘッドの下面から導電性ボールの直
径だけ下方にある下限位置と、下限位置よりも凹部の高
さだけ上方にある上限位置との間にあるようにしてあ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】請求項1記載の導電性ボール搭載
装置は、導電性ボールの供給部と、ワークの位置決め部
と、下面に1個の導電性ボールの上部を収納する凹部と
この凹部に連通する吸着孔が下面に形成されたヘッド
と、ヘッドを供給部と位置決め部との間を移動させる移
動手段と、凹部以外に位置し、かつヘッドの下面に付着
するエキストラボールを取り除く除去治具とを備え、エ
キストラボールを取除くべく、移動手段によって除去治
具に対してヘッドを相対的に移動させる際、除去治具の
上端縁の位置が、ヘッドの下面から導電性ボールの直径
だけ下方にある下限位置と、下限位置よりも凹部の高さ
だけ上方にある上限位置との間にあるようにしてある。
したがって、吸着孔に正しく吸着されている導電性ボー
ルは、その上部が凹部に収納されており、その下部は必
ず除去治具の上端縁よりも上方にあり、除去治具に当接
しない。一方、エキストラボールは、凹部に収納されて
おらず、除去治具に当接し、ヘッドの移動に伴なってか
き寄せられ、ヘッドから取除かれる。その結果、1つの
吸着孔には1つの導電性ボールのみが吸着されることと
なり、正しい移載動作を行うことができる。
【0012】次に、図面を参照しながら本発明の実施の
形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態
における導電性ボール搭載装置の側面図である。図1に
おいて、20は基台である。21は導電性ボールの供給
部であり、このうち、22は導電性ボール23を多数収
納する容器である。24は、基台20上に配設され容器
22を支持する台部である。また、25は台部24の脇
に立設される支柱、26は支柱25の上部に取付けられ
る弾性体、27はその下部が弾性体26の上部に固定さ
れる除去治具である。除去治具27は、後に詳述する位
置関係を有しており、所定の位置以外に余剰に付着した
エキストラボールをかき寄せて取除くためのものであ
る。また、28は取除かれたエキストラボールを容器2
2に戻すために、除去治具27側から容器22へ向けて
下向きに傾斜している傾斜板である。
【0013】また29は基台20上において供給部21
から離れた位置に配置される位置決め部である。このう
ち31は基板30を水平に保持するホルダ、32は基台
20上に設けられホルダ31をXY方向に移動させるこ
とにより、基板30を所定位置へ位置決めする可動テー
ブルである。また33は、除去治具27と位置決め部2
9との間に配置され、上向き(矢印N1)に光を照射す
る光源である。この光源33の光は、後述するように、
吸着の良否を認識する際に利用される。
【0014】37は供給部21や位置決め部29よりも
上方にかつ横向きに配置されるフレーム、38はフレー
ム37に回転自在に軸支される送りねじ、39は送りね
じ38を回転させる移動手段としてのモータである。4
0は図示していない送りナットが背部に設けられ、この
送りナットが送りねじ38に螺合している移動板であ
る。したがって、モータ39を駆動すると、送りねじ3
8を回転させ移動板40を横方向に移動させることがで
きる。
【0015】また41は移動板40の前面に昇降可能に
装着されたブロック、43はブロック41を昇降させる
昇降モータである。ブロック41の下端部には、下面4
2aに複数の吸着孔42b(図2)が形成されたヘッド
42が固定されている。
【0016】次に図2を参照しながら、除去治具27の
位置関係について説明する。さて上述したように、ヘッ
ド42はその下面42a側に、吸着孔42bを有してお
り、この吸着孔42bの下部には、吸着孔42bと同軸
的に形成され、かつ円錐状をなす凹部42cが形成され
ている。そして、導電性ボール23が吸着孔42bに正
しく吸着されると、導電性ボール23の上部は凹部42
c内に収納され、導電性ボール23は吸着孔42bと同
心的な位置に位置決めされる。このとき、導電性ボール
23の上端部は、ヘッド42の下面42aよりも凹部4
2cの高さhだけ上方にある。そして、このときの導電
性ボール23の下端部の位置を上限位置L1とする。
【0017】ところで、上述したように、ヘッド42で
導電性ボール23を吸着する際、吸着孔42bから外れ
た位置に余剰のボールが吸着されてしまうことがある。
ここで、本明細書では、この余剰のボールをエキストラ
ボールという。
【0018】さて図2に示すように、エキストラボール
23x(斜線部)は、吸着孔42bから外れているか
ら、当然エキストラボール23xの上部は、凹部42c
に入ることはない。したがって、エキストラボール23
xの下端部は、ヘッド42の下面42aより導電性ボー
ルの直径Dだけ下方の下限位置L2又はこの下限位置L
2より下方にあることになる。
【0019】そこで、本形態では、除去治具27の上端
縁27aの位置を、上限位置L1と下限位置L2との間
においている。このようにすれば、上端縁27aは、正
しく吸着孔42bに吸着されている導電性ボール23に
接触することはなく、凹部42cに入っていないエキス
トラボール23xにのみ当接することになる。
【0020】したがって、容器22からヘッド42によ
り導電性ボール23をピックアップし、上述した位置関
係となるように、昇降モータ43でヘッド42を位置さ
せ、モータ39を駆動し、図2の矢印N2で示すよう
に、除去治具27に対してヘッド42を相対的に水平方
向へ移動させると、エキストラボール23xのみが除去
治具27の上端縁27aで取り除かれる。なお取り除か
れたエキストラボール23xは、図2の鎖線で示すよう
に、傾斜板28上へ落下し、傾斜板28上を滑下して容
器22に回収される。
【0021】次に図3を参照しながら、認識ユニット4
4等について説明する。図3に示すように、認識ユニッ
ト44の下部とヘッド42の上部との間には、透明板4
5が入れてある。これは、ヘッド42の上部を閉鎖し、
吸引装置による負圧をヘッド42内に作用させると共
に、ヘッド42内の上向きの光を認識ユニット44へ透
過できるようにするためのものである。
【0022】また認識ユニット44内には、レンズ46
と光を検知するセンサ47が配置されている。ここで、
吸着孔42bの全てに導電性ボール23が吸着されてい
るときには、導電性ボール23の上部が凹部42cを塞
いでいるから、ヘッド42が光源33上に到来しても図
3の破線矢印で示すように、センサ47に光が達しな
い。
【0023】しかしながら、図3の実線矢印で示すよう
に、吸着孔42bのうち1つでも導電性ボール23を吸
着していないものがあるとき(吸着不足)、センサ47
は光を検出する。
【0024】したがって、本形態の導電性ボール搭載装
置では、センサ47が光を全く検知しなければ吸着成功
と判定し、1つでもセンサ47が光を検出すれば吸着不
足と判定することとしている。
【0025】ここで全体の動作を簡単に説明する。まず
ヘッド42に導電性ボール23を吸着し、除去治具27
によりエキストラボールがあればこれを取除く。次に、
この除去動作によって正しく吸着された導電性ボール2
3まで除去されてしまう可能性があるので、吸着不足が
ないかどうか検査し、なければ基板30へ搭載を行い、
あれば再度吸着動作を行う。
【0026】
【発明の効果】本発明の導電性ボール搭載装置は、導電
性ボールの供給部と、ワークの位置決め部と、導電性ボ
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、供給部と位置決め部との間を移動させる移動手段
と、吸着孔以外に位置し、かつヘッドの下面に付着する
エキストラボールを取り除く除去治具とを備え、吸着孔
の周囲には導電性ボールの上部を収納する凹部が形成さ
れており、エキストラボールを取除くべく、移動手段に
よって除去治具に対してヘッドを相対的に移動させる
際、除去治具の上端縁の位置が、ヘッドの下面から導電
性ボールの直径だけ下方にある下限位置と、下限位置よ
りも凹部の高さだけ上方にある上限位置との間にあるよ
うにしてあるので、エキストラボールを確実に取除い
て、正しい移載を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における導電性ボール搭
載装置の側面図
【図2】本発明の一実施の形態における導電性ボール搭
載装置の動作説明図
【図3】本発明の一実施の形態における導電性ボール搭
載装置の部分拡大図
【図4】従来の導電性ボール搭載装置の側面図
【図5】従来の導電性ボール搭載装置のヘッドの部分断
面図
【符号の説明】
21 供給部 23 導電性ボール 27 除去治具 29 位置決め部 42 ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 H05K 3/34 B23K 3/06 B23P 21/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性ボールの供給部と、ワークの位置決
    め部と、下面に1個の導電性ボールの上部を収納する凹
    部とこの凹部に連通する吸着孔が下面に形成されたヘッ
    ドと、前記ヘッドを前記供給部と前記位置決め部との間
    を移動させる移動手段と、前記凹部以外に位置し、かつ
    前記ヘッドの下面に付着するエキストラボールを取り除
    く除去治具とを備え、エキストラボールを取除くべく、
    前記移動手段によって前記除去治具に対して前記ヘッド
    を相対的に移動させる際、前記除去治具の上端縁の位置
    が、前記ヘッドの下面から導電性ボールの直径だけ下方
    にある下限位置と、前記下限位置よりも前記凹部の高さ
    だけ上方にある上限位置との間にあるようにしてあるこ
    とを特徴とする導電性ボール搭載装置。
  2. 【請求項2】ヘッドを導電性ボールの供給部へ入れて、
    前記ヘッドの吸着孔に導電性ボールを吸着させ、前記吸
    着孔の周囲に形成された凹部に導電性ボールの上部を収
    納するステップと、 前記ヘッドを除去治具に対して相対的に移動させ、この
    移動中に、前記除去治具の上端縁を、前記ヘッドの下面
    から導電性ボールの直径だけ下方にある下限位置と前記
    下限位置よりも前記凹部の高さだけ上方にある上限位置
    との間に位置させ、前記吸着孔以外に位置しかつ前記ヘ
    ッドの下面に付着するエキストラボールを取除くステッ
    プと、 次いで前記吸着孔に吸着させた導電性ボールをワークへ
    移載するステップとを含むことを特徴とする導電性ボー
    ル搭載方法。
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