JP3303109B2 - 半田ボール供給装置と供給方法 - Google Patents

半田ボール供給装置と供給方法

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JP3303109B2
JP3303109B2 JP52142494A JP52142494A JP3303109B2 JP 3303109 B2 JP3303109 B2 JP 3303109B2 JP 52142494 A JP52142494 A JP 52142494A JP 52142494 A JP52142494 A JP 52142494A JP 3303109 B2 JP3303109 B2 JP 3303109B2
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flux
solder
head
ball supply
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正敏 滑川
秀光 伊吹
順生 井口
正敏 奥野
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Citizen Watch Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 ［発明の技術分野 本発明は、表面実装タイプのチップ部品を基板上に固
着する際に用いる多数の予備半田を、基板上に同時に供
給する半田ボール供給装置と供給方法に関する。
［背景技術］ 近年のICは、技術進歩に伴ってその集積度が向上し、
入出力端子の数が多くなる傾向にある。また、ICチップ
も小型化されているため入出力端子のピッチが微細化さ
れてきている。これらICチップの入出力端子は、ICのパ
ッケージの四方に取付けられたり、パッケージの裏面に
設けられたりしている。
パッケージの裏面に入出力端子を有するICチップ部品
の場合、そのパッケージ裏面には多数のメッキスルーホ
ールが設けてある。そして、メッキスルーホールに予備
半田を供給して、パッケージの入出力端子と回路基板と
を半田付けすることによって両者の導通をとっている。
パッケージの裏面のメッキスルーホールに半田を供給
する技術としては、スクリーン印刷により、クリーム半
田を印刷して半田供給するという技術がある。また、米
国特許5088639号で提案されているように、真空ピック
アップ工具を用いて貯蔵部から半田ボールを取り出し、
次いでこの半田ボールをフラックスに浸した後、回路基
板上に供給する技術がある。
しかしながら、スクリーン印刷の場合は、クリーム半
田を印刷してスクリーンをはがすときにクリーム半田の
粘性により糸引き現象が生ずる。このとき、クリーム半
田にできるツノが小さくできたり、大きくできたりする
ので、常に安定した量のクリーム半田を供給するのは難
しい。ツノが大きくできる場合は半田クリームの量が多
く、このように半田クリームの量が多いとピッチの狭い
入出力端子間では他の部分のクリーム半田と接触してし
まう恐れがある。これにより、電極間を短絡させてしま
うという問題がある。
一方、米国特許5088639号における技術の場合は、貯
蔵部に半田ボールを溜めてあるだけであるため、真空ピ
ックアップ工具で吸着する半田ボールの数が多い場合に
は真空ピックアップ工具によって貯蔵部から半田ボール
を取り出すときに、半田ボールの吸着洩れを生じること
がある。
また、真空ピックアップ工具で半田ボールを吸着した
まま、半田ボールをフラックスに浸すようにしているた
め、フラックスが真空ピックアップ工具の吸着ノズルに
付着して半田ボールの吸着ミスを起すことから、頻繁に
真空ピックアップ工具の清掃を行なう必要がある。
したがって、本発明は、従来のような問題の無い半田
供給技術、特に、多数の半田ボールを確実に供給できる
とともに、フラックスが真空ピックアップ工具に付着し
ないようにした半田ボール供給装置と供給方法の提供を
目的とする。
発明の開示 半田ボール収納穴をマトリックス状に設けた振込み機
と、この振込み機をスウィングさせて前記半田ボールを
前記振込み機内で移動させ、前記収納穴へ収納させる駆
動手段と、前記振込み機に設けた半田ボール収納穴と同
じピッチで多数の吸気孔を設けたヘッド部を有し、この
ヘッド部で半田ボール収納穴から多数の半田ボールを同
時に取り出し、所定位置に搬送，供給する半田ボール供
給手段を具備した構成としてある。これにより半田ボー
ルの迅速な供給が可能となり、作業性が大きく向上して
量産も可能となる。さらに、半田ボールを振込み機にマ
トリックス状に収納してあるので、各種パターンの基板
に容易に対応することができる。
また、本発明は、上記半田ボール供給装置に、前記半
田ボール供給手段のヘッド部に設けた吸気孔と同じパタ
ーンでノズルを配置したフラックスディスペンサを有
し、前記半田ボールの供給に先立ち、基板上にフラック
スを同時に供給するフラックス供給手段を付加した構成
としてもよく、このような構成とすることによって、半
田ボールヘッドにフラックスが付着するのを防止して、
半田ボールの吸着ミスを防ぐ。
さらに、本発明は、基板を移送するキャリアに深い凹
部を設け、この凹部に基板に搭載されているICチップを
収容することによって、ICチップの厚さにかかわらず基
板の入出力端子を一定の高さに位置させる構成とし、及
び／又は、振込み機に、異なったピッチからなる複数の
半田ボール収納穴群をマトリックス状に配設した構成と
してある。これにより、搭載するICチップの厚みが異な
ったり、入出力端子のピッチが異なったりする各種基板
への半田ボール供給を容易に行なうことができ、多種少
量生産への対応が可能となる。
またさらに、本発明は、フラックス供給のためのロボ
ットと半田ボール供給のためのロボットを共用し、この
ロボットのヘッドにフラックスヘッドと半田ボールヘッ
ドを選択的に交換して装着する構成としてもよく、この
ようにすると装置全体がコンパクトになり、装置の小型
化，低コスト化が可能となる。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の半田ボール供給装置の第一実施態様
を示す平面図である。
第２図はコンベア及び基板移送手段の短手方向縦断面
図である。
第３図は基板移送手段の長手方向縦断面図を示す。
第４図はフラックスディスペンサの下面図である。
第５図は半田ボールヘッドの一部截断拡大図を示す。
第６図は半田ボールヘッド収納部とミスボール回収ト
レイの断面図である。
第７図は半田ボール振込み機の平面図である。
第８図は半田ボール振込み機の側面一部断面図であ
る。
第９図は半田ボール振込み機の半田ボール収納穴の拡
大断面図を示す。
第10図は本発明の半田ボール供給装置の第二実施態様
を示す平面である。
第11図（ａ）はロボットヘッドとフラックスヘッド及
びフラックスディスペンサの関係を示し、第11図（ｂ）
はロボットヘッドと半田ボールヘッド及び吸気孔ヘッド
の関係を示す図である。
発明を実施するための最良の態様 次に、本発明の実施態様を、図面にしたがって詳細に
説明する。
第１図は本発明の半田ボール供給装置の第一実施態様
を示す平面図である。
この半田ボール供給装置は、コンベア10に沿って移動
する基板移送手段100と、コンベア10の上流側近傍に位
置するフラックス供給手段200と、フラックス供給手段2
00より下流側のコンベア10の近傍に位置する半田ボール
供給手段300及びこれら各手段100,200,300の動作を関連
的に制御する制御手段400とからなっている。
本実施態様におけるコンベア10は、リフロー式半田付
け装置におけるコンベアを共用しており、したがって、
フラックス供給手段100の上流側には基板供給手段20と
電気チェック手段30が、また、半田ボール供給手段300
の下流側には画像処理手段40、リフロー炉50及び基板排
出手段60などが配置してある。
換言すると、フラックス供給手段200及び半田ボール
供給手段300は、リフロー式半田付け装置に組み込まれ
た構成となっている。したがって、制御手段400として
は、リフロー式半田付け装置の動作を制御する制御手段
を用いることもできる。
基板移送手段 第２図コンベア10及び基板移送手段100の短手方向縦
断面図を示し、第３図は基板移送手段100の長手方向縦
断面図を示す。
これらの図面に示すように、基板移送手段100は、コ
ンベア10のレール11に沿って移動するベルト12上に載置
され、ベルト12とともに移送されるキャリア110を有し
ている。
キャリア110の表面には凹部111が形成してあり、ICチ
ップを搭載（封止）した基板１を、ICチップ（封止部）
1a側が凹部111に収納された入出力端子が表面を向いた
状態で、キャリア110上にセットしてある。このとき、
基板１がキャリア110の所定位置上にセットされるよ
う、キャリア110に突設した位置決めピン112に、基板１
に穿設した孔1bを係合させた状態でセットする。
また、キャリア110における凹部111は深く形成してあ
り、種々の厚さからなる多種のICチップ封止部1aを収納
し、基板１の周面がキャリア110の表面周縁部に常に載
置するようにしてある。これにより、キャリア110上に
セットした基板１の位置は、ICチップ（封止部）1aの厚
さにかかわらず常にキャリアと同じ一定の高さとなる。
このように、キャリア110にセットした基板１の高さが
常に一定の高さになるようにすると、フラックス供給手
段200によるフラックス供給及び半田ボール供給手段300
による半田ボール供給を、基板１（ICチップ封止部1a）
の種類にかかわらず常に一定の高さで行なうことが可能
となり、フラックス供給手段200及び半田ボール供給手
段300を作動させるためのプログラムの作成が容易とな
る。
なお、キャリア110は、フラックス供給手段200及び半
田ボール供給手段300の供給位置まで移送されてくる
と、第２図の一点鎖線で示すように、コンベア10の下部
に上下動可能に配設してあるロケータ13によって所定の
高さまで持ち上げられ、高さ方向の位置決めが行なわれ
る。このとき、キャリア110の下部に穿設してある孔113
にロケータ13の上部に突設してある位置決めピン14が係
合し、キャリア110の水平方向の位置決めも同時に行な
う。
このキャリア110は、半田ボールを供給する対象の基
板の種類に応じて、凹部の大きさ，深さの異なるものに
交換することができる。
フラックス供給手段 フラックス供給手段200は、第１図に示すようにロボ
ット210と、フラックスディスペンサ220と、ディスペン
サクリーナ230と、ディスペンサチェッカ240、及びディ
スペンサ収容部250とからなっている。
ロボット210は、コンベア10の近傍に配置された基台2
11と、この基台211に、キャリア110の進行方向と同方向
（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたアーム212と、こ
のアーム212にキャリア110の進行方向と直角方向（Ｙ軸
方向）へ移動可能に設けられた移動台213とからなって
いる。
フラックスディスペンサ220は、移動台213に、上下方
向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けてある。そして、第３
図に示すように、フラックスディスペンサ220は、下面
に多数のノズル221が設けてあり、図示しないフラック
スタンクから供給管222を介して送られてくるフラック
スを適量づつ吐出するようになっている。ノズル221の
配置は、キャリア110によって移送されてくる基板１の
入出力端子パターンと同じパターンとしてある。第４図
はフラックスディスペンサ220の下面図であり、ノズル2
21がマトリックス状に配置してある例を示している。
上述したロボット210としては、従来用いられている
ものと同様の構造のものを用いることができる。
ディスペンサクリーナ230は、フラックス供給のため
キャリア110が位置決めされる場所の近くに配置されて
いる。このディスペンサクリーナ230は、ディスペンサ2
20のノズル221に付着しているフラックス溜りを取り除
くためのものであり、台231の上に、布のような吸フラ
ックス性を有する部材232を配置した構成としてある。
したがって、フラックスの供給に先立ちディスペンサ22
0のノズル221をクリーナ230に押し当てると、ノズル先
端に付着しているフラックス溜りを除去できる。
ディスペンサチェック240は、ノズル221からフラック
スが確実に吐出されているか否かをチェックするための
ものであり、ディスペンサクリーナ230と隣接して配置
してある。このディスペンサチェッカ240は、耐フラッ
クス性を有する透明，半透明のガラス又は硬質プラスチ
ックなどからなる板状部材によって形成されており、こ
の板状部材上にディスペンサ220のノズル221からフラッ
クスを僅かに吐出させ、このときのフラックスの付着具
合によってノズル221からフラックスが正常に吐出され
ているか否かをチェックする。
このチェックは、フラックス供給のたびに行なっても
よいが、何回かフラックスの供給を行なった後、すなわ
ち、何回かのフラックス供給に対して一回行なうように
しても十分である。板状部材へノズル221からフラック
スが正常に吐出されているか否かの判断は、フラックス
の付着具合を作業員が目視して行なってもよいが、例え
ば画像処理手段などを用いて自動的に行なわせることも
可能である。
ディスペンサ収容部250は、ディスペンサクリーナ230
とディスペンサチェッカ240のさらに外側に配置してあ
り、複数個のフラックスディスペンサ220を収容するよ
うにしてある。
このように、フラックスディスペンサ220の収容部250
を設けるのは、基板１における入出力端子のパターン形
状の種類に応じたフラックスディスペンサ220及び、同
一パターン形状の予備用フラックスディスペンサ220な
どを用意しておくためである。このディスペンサ収容部
250は、第６図に示す半田ボールヘッド320の収容部340
とほぼ同様の構造となっており、ノズル221が収容孔
（図示せず）に干渉しない状態で収容される構成となっ
ている。
半田ボール供給手段 半田ボール供給手段300は、第１図に示すように、ロ
ボット310と、半田ボールヘッド320と、半田ボールヘッ
ド320の収容部340と、半田ボール振込み機350とからな
っている。
ロボット310は、フラックス供給手段200のロボット21
0より下流側においてコンベア10の近傍に配置された基
台311と、この基台311に、キャリア110の進行方向と同
方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたアーム312
と、このアーム312に、キャリア110の進行方向と直角方
向（Ｙ軸方向）へ移動可能に設けられた移動台313とか
らなっている。
半田ボールヘッド320は、移動台313に、上下方向（Ｚ
軸方向）へ移動可能に設けてある。そして第５図に示す
ように、半田ボールヘッド320は下面の吸気孔ヘッド321
に多数の吸気孔322が設けてあり、この吸気孔322は、接
続管323を介して図示しない真空ポンプ、切換弁、及び
圧力センサ330などと接続している。
したがって、吸気孔322は、真空ポンプ，切換弁の作
動によって吸（排）気を行ない、半田ボールを吸着した
り放出したりする。
なお、吸気孔322の内部圧力が大気圧になれば、半田
ボールの自重によって吸気孔322から半田ボールは離れ
放出が可能となるが、吸気孔322の内部圧力を大気圧よ
り多少高めに切り換えると、半田ボールを、より一層迅
速かつ確実に吸気孔322から放出することができる。
半田ボールの供給に際し、なんらかの具合で、吸気孔
322のいずれかに半田ボールが吸着されていないような
場合には、半田ボールヘッド320への接続管323内の空気
圧が基準値より高くなるので、この圧力変化を上記圧力
センサ330で検知し、制御手段400で半田ボールの吸着ミ
スと判定する。
半田ボールヘッド320の収容部340は、コンベア10を間
にしてロボット310の基台311と対峙する位置に配設して
あり、複数個の半田ボールヘッド320を収容するように
してある。
このように、半田ボールヘッド320の収容部340を設け
るのは、基板１における入出力端子のパターン形状の種
類に応じた半田ボールヘッド320及び、同一パターン形
状の予備用半田ボールヘッド320などを用意しておくた
めである。
収容部340には、第６図に示すようにヘッド収容孔341
が設けてあり、半田ボールヘッド320は、吸気孔ヘッド3
21が収容孔341と干渉しない状態で収容される。
この収容部340の下部には、ミスボール回収トレイ342
が設けてあり、半田ボールヘッド320が半田ボールの吸
着ミスを起したときには、半田ボールヘッド320を一度
収容部340のヘッド収容孔341まで移動させ、吸気孔322
で吸着している半田ボールをすべて回収トレイ342へ排
出する。ミスボール回収トレイ342を、上記のように収
容部340の下部に配設すると、設置スペースを兼用でき
装置の小型化を可能とする。しかし、ミスボール回収ト
レイ342の設置場所が、収容部の下部に限定されないこ
とは当然である。
第７図は半田ボール振込み機の平面図、第８図は半田
ボール振込み機の側面一部断面図、第９図は半田ボール
振込み機の半田ボール収納穴の拡大断面図を示す。
半田ボール振込み機350は、振込み板351と、この振込
み板351をスウィング自在に支持する基台352と、スウィ
ング手段を形成するモータ353とスウィング軸353aと、
振込み板351のスウィング方向（Ｘ軸方向）と直交する
方向（Ｙ軸方向）に基台352を往復動させる駆動手段を
形成するレール354とクランク機構355などで構成されて
いる。
振込み板351は、スウィング方向へ平面長方形に形成
されており、平面長手方向一側には深い溝状の半田ボー
ル溜部351aを有し、他側には浅い溝状の平面ボールリタ
ーン部351bを有している。また、半田ボール溜部351aと
半田ボールリターン部351bの間には、半田ボールリター
ン部351bと接して多数の半田ボール収納穴351dがＹ軸方
向にマトリックス状に設けてあり、このマトリックス状
の半田ボール収納穴群と半田ボール溜部351aとの間には
傾斜面からなる半田ボール転動部351cが形成してある。
このように多数の半田ボール収納穴351dをマトリック
ス状に配置することにより、穴ピッチが同じであれば、
どのようなノズル配置パターンの半田ボール供給手段30
0、すなわち、どのような入出力端子パターンの基板１
にも対応できるようにしてある。
また、マトリックス状に配設する半田ボール収納穴群
として、穴ピッチの異なる複数（図示のものは二種類）
の群を形成すると、基板１の入出力端子のピッチ変更に
容易に対応することができる。
なお、半田ボール収納穴群は、上記のようにマトリッ
クス状に配設するだけでなく、基板１の入出力端子パタ
ーンに対応させたパターンのものを複数種類配設した構
成とすることもできる。
個々の半田ボール収納穴351dの底にはテーパ状の凹部
351eが形成してあり、さらにその凹部351eと連通する吸
気孔351fが設けてある。この吸気孔351fは、振込み板35
1に形成した吸気孔351gを介して図示しない吸排気ポン
プ，切換弁などと接続している。
このように、各収納穴351dの底にテーパ状の凹部351e
を形成すると、種々径の半田ボールを安定して収納する
ことができる。また、凹部351eと連通して吸気孔351fを
設け、吸気を行なわせることによって、半田ボールをし
っかりと半田ボール吸気穴351dに収納することができ
る。さらに、半田ボールヘッド320による半田ボール吸
着時に、吸気穴351fから空気を排出すると、半田ボール
を収納穴351dから確実に取り出すことができる。
半田ボール収納穴351dをマトリックス状に配設してあ
る部分と、半田ボールリターン部351bとの境界部は、半
田ボール収納穴351dをマトリックス状に配設してある部
分を多少高い段部としてあり、リターンする半田ボール
がこの段部に当って振込み板351の長手方向と直交する
方向（Ｙ軸方向）へ拡散しやすくなるようにしてある。
基台352には、モータ353によってスウィングするスウ
ィング軸353aが支承してあり、振込み板351のほぼ中央
はこのスウィング軸353aに固定してある。したがって、
スウィング軸353aがスウィングすると、振込み板351は
長手方向（Ｘ軸方向）においてシーソ運動を行なう。こ
のとき、モータ353の回転量を制御することによって、
スウィング軸353aを最初大きく、その後は小さく複数回
スウィングさせる。
また、基台352は、Ｙ軸方向に設けたレール354上に移
動可能に載置され、かつ、クランク機構355のリンクと
連結している。したがって、モータ356によってクラン
ク機構355が揺動すると、基台352はＹ軸方向に往復運動
を行ない、振込み板351を揺さぶる状態となる。
上記構成からなる本発明第一実施態様の半田ボール供
給装置は、制御手段400からの指令にもとづいて、次の
ように作動する。
第１図における基板供給手段20からコンベア10上のキ
ャリア110に基板１が供給されセットされる。このと
き、図２に示すように、基板１のICチップ封止部1aを凹
部111に収納し、かつ、基板１の孔1bに位置決めピン112
が係合して、基板１キャリア110上の所定位置にセット
する。
次いで、電気チェック手段30でIC電気特性を検査す
る。この電気チェック手段30で異状ありと判定された基
板１は、作業員あるいは図示しないエジェクタ手段でキ
ャリア110ごとコンベア10上から除去される。
一方、電気チェック手段30で異常なしと判定された基
板１はフラックス供給手段200の前までキャリア110とと
もにコンベア10のベルト12によって移送される。フラッ
クス供給手段200の前の所定の位置にキャリア110が停止
すると、図示しない駆動手段によってロケータ13が上昇
し、ロケータ13の上部の位置決めピン14をキャリアの孔
113に係合させるとともに、キャリア110を一定量持ち上
げる（第２図参照）。これにより、キャリア110すなわ
ち基板１は、水平方向の位置決めと、高さ方向の位置決
めがなされる。
このようにして基板１の位置決めが行なわれると、基
板１の入出力端子にフラックスを供給するため、フラッ
クスディスペンサ220が入出力端子に向って下降してく
る。このフラックスディスペンサ220としては、基板１
の入出力端子パターンと対応したパターンでノズル221
の配置されているものを、あらかじめロボット210が収
容部250から取り出し移動台213に取り付けてある。な
お、フラックスディスペンサ220のロボット210への装着
はマニュアルで行なってもよい。
このフラックスディスペンサ220は、ロボット210によ
ってディスペンサクリーナ230まで移動され、ここで、
ノズル221をクリーンにされ、さらに必要に応じディス
ペンサチェッカ240でノズル221からフラックスが供給さ
れているか否かをチェックされた後、前記基板１の入出
力端子まで移動され、ノズル221から適量のフラックス
を吐出する。
このようにして、フラックスの供給が終了すると、ロ
ケータ13が下降してキャリア110は再びベルト12に載置
され、半田ボール供給手段300の前まで移送される。こ
こでも、図示しない駆動手段によってロケータ13が上昇
し、ロケータ13の上部の位置決めピン14をキャリア110
の孔113に係合させるとともに、キャリア110を一定量持
ち上げる（第６図参照）。これにより、キャリア110す
なわち基板１は、水平方向の位置決めと、高さ方向の位
置決めがなされる。
半田ボール供給手段300におけるロボット310は、あら
かじめ、基板１の入出力端子パターンと対応したパター
ンで吸気孔322を設けてある半田ボールヘッド320を収容
部340から取り出して取り付けてある。そして、このロ
ボット310は、振込み機350まで移動し、半田ボールを吸
着する。
一方、振込み機350は、モータ353によってスウィング
軸353aがスウィングするとともに、モータ356によって
クランク機構355を介し基台352がＹ軸方向に往復動す
る。これにより、振込み板351はＸ軸方向へのシーソ運
動とＹ軸方向への揺さぶりが同時に行なわれる。このと
きソース運動は、最初大きくし、その後2,3回小さく運
動させ、またＹ軸方向への揺さぶりは、半田ボール溜部
351a及び半田ボールリターン部351bの半田ボールが、Ｙ
軸方向へ平均して拡散するような大きさで行なう。
その結果、半田ボールは、Ｙ軸方向に均等な量で振込
み板351上をＸ軸方向に転動し、半田ボール溜部35aと半
田ボールリターン部351bとの間を数回往復し、その間に
半田ボール収納穴351dに落ちむ。このとき、半田ボール
収納穴351dは、底に設けてある吸気穴351fから吸気を行
なっているので、ボール収納穴351dに落ち込んだ半田ボ
ールは凹部351eに確実に収納される。
半田ボールヘッド320が、半田ボール収納穴351dの位
置まで下降すると、半田ボールヘッド320の吸気孔322が
吸気を行なうとともに、ボール収納穴351dの吸気孔351f
からの吸気を停止するように制御される。これにより、
ボール収納穴351d内に収納されていた半田ボールは、半
田ボールヘッド320の吸気孔322に吸着される。
その後、半田ボールヘッド320の吸気路系に設けられ
た圧力センサ330は、半田ボールを吸着した半田ボール
ヘッド320の接続管322における圧力を測定する。そし
て、制御部400は、測定した圧力が基準圧力のときは、
半田ボールが半田ボールヘッド320の全吸気孔322に吸着
されている正常状態と判定し、また、測定した圧力が基
準圧力より高いときは、吸気孔322の一部に半田ボール
が吸着されていない不良状態と判定する。
正常状態と判定されたときの半田ボールヘッド320
は、ロボット310によって、フラックスが供給されてい
る基板１の入出力端子上まで移動させられる。その後、
半田ボールヘッド320は、半田ボールを入出力端子上に
多少押し付けるとともに、吸気孔322の吸気を停止させ
る。これにより、半田ボールは、基板１の入出力端子上
に供給される。
一方、不良状態と判定されたときの半田ボールヘッド
320は、ロボット310によって、半田ボールヘッド320の
存在しない収容部340のヘッド収容孔341上まで移動させ
られる。その後、半田ボールヘッド320の吸気孔322から
の吸気を停止させることにより、半田ボールをヘッド収
容孔341からミスボール回収トレイ342に排出する。半田
ボールを排出した半田ボールヘッド320は、再度、ロボ
ット310によって振込み機350まで移動させられ、半田ボ
ールの吸着を行なう。
なお、基板１の入出力端子パターン及び入出力端子間
のピッチに応じて、フラックスディスペンサ220と半田
ボールヘッド320をそれぞれ複数台用意しておき、これ
らの中から、入出力端子のパターン及びピッチに応じた
フラックスディスペンサ220と半田ボールヘッド320をそ
れぞれ選択して用いる。
振込み機350における半田ボール収納穴351dは、半田
ボールの供給対象となる基板１の入出力端子間ピッチと
同じピッチでマトリックス状に設けてあるので、端子間
ピッチが同じピッチか整数倍のピッチである種々の入出
力端子パターンに対応することができる。
また、半田ボールの供給対象となる基板１の入出力端
子間ピッチが複数種類あるとには、振込み機350に、こ
れら複数種類のピッチに対応したピッチで半田ボール収
納穴351dをマトリックス状に設ける。図示の振込み機
は、二種類のピッチからなる半田ボール収納穴群を、そ
れぞれマトリックス状に設けた例を示している。
さらに、振込み機350は、同じ種類の半田ボール収納
穴群を設けたものを複数台、及び／又は異なった種類の
半田ボール収納穴群を設けたものを複数台設けることも
可能である。
このように、複数台の振込み機350を設けると、半田
ボールヘッド320が一方の振込み機350から半田ボールを
取り出している間に、他方の振込み機350が振込み動作
を行なってボール収納穴351dに半田ボールを収納させる
ことができる。また、振込み機350における半田ボール
が少なくなっているときには半田ボールの補充を行なわ
せたりすることもできる。これにより、半田ボール振込
み機350からの半田ボール取り出し作業を待ち時間なし
に行なうことが可能となる。
またさらに、フラックス供給手段200のロボット210
に、配置してあるノズル221のピッチ及び／又はパター
ンが異なる複数台のフラックスディスペンサ220を取り
付ける構成とすることもできる。このようにすると、フ
ラックスディスペンサ220の交換が不要になるか（この
場合、フラックス収容部250も不要になる）、交換を必
要としても頻繁な交換は不要になる。
これは、半田ボール供給手段300にもそのまま適用で
き、ロボット310に、吸気孔322のピッチ及び／又はパタ
ーンが異なる複数台の半田ボールヘッド320を取り付け
る構成とすることもできる。
第10図は本発明の半田ボール供給装置の第二実施態様
を示す平面である。
この半田ボール供給装置は、半自動タイプとなってお
り、半田ボールの供給対象である基板の供給、フラック
スディスペンサに装着するフラックスノズル、及び半田
ボールヘッドに装着する吸気孔ヘッドの交換等を、作業
員の操作、指令で行なうようにしてある。
この半田ボール供給装置は、フラックス供給手段と半
田ボール供給手段のロボットを共用化してフラックス・
半田ボール供給手段とするとともに、各手段を装置カバ
ーで覆った構成としてある。
基板１の搬送スライダ15は、装置カバー500の外側に
基板供給部15aが位置し、装置カバー500の内側に半田ボ
ール供給部15bが位置するように設けてある。この搬送
スライダ15は、前述した第一実施態様と同様に、コンベ
ア10で構成してもよいが、コンベアに代えて、搬送スラ
イダとして通常用いられているボールスクリュウとナッ
トあるいはシリンダなどを用いて構成することもでき
る。この搬送スライダ15は、前述した第一実施態様にお
けるキャリアと同様のキャリア110を、基板供給部15aと
半田ボール供給部15bとの間で往復動させる。そして、
この搬送スライダ15は、二セット並行して設けてある。
なお、基板供給部15a及び半田ボール供給部15bへのキ
ャリア110の位置決めは、前述した第一実施態様と同様
の手段、あるいは位置決め手段として通常用いられてい
る手段によって行なう。キャリア110への基板供給を、
作業員が手作業で行なう場合には、キャリア110の基板
供給部15aへの高い位置決め精度は要求されない。
フラックスと半田ボールの供給を行なうロボット510
は、基台511と、この基台511の長手方向（Ｘ軸方向）へ
移動可能に設けられたアーム512と、このアーム512に、
アーム512の移動方向と直角方向（Ｙ軸方向）へ移動可
能に設けられた移動台513と、この移動台513に、上下方
向へ移動可能に設けられたロボットヘッド514とからな
っている。
このロボットヘッド514は、第11図（ａ），（ｂ）に
示すように、フラックスヘッド521と半田ボールヘッド5
31を交換可能に装着する手段を有している。また、フラ
ックスヘッド521はフラックスディスペンサ522を交換可
能に装着する手段を有し、半田ボールヘッド531は、吸
気孔ヘッド532を交換可能に装着する手段を有してい
る。ロボットヘッド514におけるフラックスヘッド521と
半田ボールヘッド531を装着する手段、及び、フラック
スヘッド521と半田ボールヘッド531におけるフラックス
ディスペンサ522と吸気孔ヘッド532を装着する手段とし
ては、公知の装着手段を用いることができる。
フラックスヘッド521と半田ボールヘッド531は置台54
1に収納されている。また、フラックスディスペンサ522
と吸気孔ヘッド532は、基板１における入出力端子のパ
ターン形状に応じてノズル523を配置したものと、吸気
孔（図示せず）を配置したものを何種類か用意してあ
り、これらを収容部542に並べて収納してある。なお、
この第二実施態様におけるフラックスヘッド521は、フ
ラックスタンク524を装備した構成としてある。
ディスペンサクリーナ230,ディスペンサチェッカ240
及び半田ボール振込み機350も、前述した第一実施態様
のものと同様の構成としてある。なお、この第二実施態
様においては、ミスボール回収トレイ550を収容部542と
別個に設けてある。しかし、第一実施態様のものと同様
に、収容部542の半田ボールヘッド531の収納孔の下部に
ミスボール回収トレイ550を設けることは当然可能であ
る。
上述した搬送スライダ15の半田ボール供給部15b、フ
ラックスヘッド521と半田ボールヘッド531を収納する置
台541、フラックスディスペンサ522と吸気孔ヘッド532
を収納する収容部、ディスペンサクリーナ230、ディス
ペンサチェッカ240、ミスボール回収トレイ550、及び半
田ボールの振込み機350は、ロボット510の作動領域内に
配設してある。
このような構成からなる第二実施態様の半田ゲート供
給装置は、次のように作動する。
作業員が搬送スライダ15の基板供給部15aに位置して
るキャリア110へ基板１をセットする。基板１のセット
終了後、操作盤600を操作して搬送スライダ15を作動さ
せキャリア110を半田ボールの供給部15bまで移動させ
る。次いで、操作盤600から、基板１の入出力端子パタ
ーンと同じパターンのフラックスディスペンサ522と吸
気孔ヘッド532を指定する。
その後、操作盤600を操作して装置の作動を指令す
る。この指定にもとづき、フラックス・半田ボール供給
手段のロボット510が移動し、置台541からフラックスヘ
ッド521を取り出してロボットヘッド514に装着する。次
いで、ノズル配置が、指定されたパターンとなっている
フラックスディスペンサ522を収容部542から取り出しフ
ラックスヘッド521に装着する。なお、フラックスヘッ
ド521に対するフラックスディスペンサ522の装着はマニ
ュアルで行なってもよい。
その後、ロボット510のフラックス供給動作にもとづ
き、フラックスディスペンサ522をディスペンサクリー
ナ230まで移動させて、ノズル523に付着しているフラッ
クス溜りを取り除く。次いで、必要に応じディスペンサ
チェッカ240でノズル523からフラックスが吐出されてい
ることを確認した後、フラックスディスペンサ522を基
板１まで移動させ、このフラックスディスペンサ522か
ら入出力端子上に適量のフラックスを吐出する。
ロボット510は、フラックスの供給が終了すると、フ
ラックスディスペンサ522をロボットヘッド514から取り
外して置台541に収納する。次いで、置台541から半田ボ
ールヘッド531を取り出してロボットヘッド514に装着
し、さらに吸気孔の配置が指定されたパターンとなって
いる吸気孔ヘッド532を収容部542から取り出して半田ボ
ールヘッド531に装着する。
その後、ロボット510の半田ボール供給動作にとづ
き、半田ボールヘッド531は、振込み機350まで移動して
吸気孔ヘッド532に半田ボールを吸着し、さらに基板１
まで移動して入出力端子上に半田ボールを供給する。
ロボット510は、このようにして、基板１にフラック
スと半田ボールを供給すると待機位置に戻る。作業員
は、基板に半田ボールが供給されたことを確認すると、
操作盤600を操作してキャリア110を搬送スライド15の基
板供給部15aまで戻し、基板１を取り出す。
このとき、他方の搬送スライダ15のキャリア110に
は、上述した、一方の基板へのフラックスと半田ボール
の供給動作の間に、新たな基板１をセットしておき、半
田ボールの供給が済んだ基板を供給部15aに戻すと同時
に、他方の基板１を半田ボールの供給部15bへ移動させ
て、新たなフラックス及び半田ボールの供給を行なわせ
る。
産業上の利用可能性 以上のように、本発明にかかる半田ボール供給装置と
供給方法は、表面実装タイプのチップ部品を基板へ固着
するための半田供給、あるいはフリップチップへの半田
供給などのように、多数の半田ボールを同時に供給する
ことで生産性の向上を図ることができる産業分野におい
て利用すると有用である。
フロントページの続き (72)発明者 井口 順生 東京都田無市本町６丁目１番12号 シチ ズン時計株式会社内 (72)発明者 奥野 正敏 長野県北佐久郡御代田町大字御代田4107 番地５ ミヨタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−129374（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−65130（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−73625（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半田ボールを収納する半田ボール収納穴を
    マトリックス状に設けた振込み機と、 この振込み機をスウィングさせて前記半田ボールを前記
    振込み機内で移動させ、前記収納穴へ収納させる駆動手
    段と、 前記振込み機に設けた半田ボール収納穴と同じピッチで
    多数の吸気孔を設けたヘッド部を有し、このヘッド部で
    半田ボール収納穴から多数の半田ボールを同時に取り出
    し、所定位置に搬送、供給する半田ボール供給手段を 具備した半田ボール供給装置。
  2. 【請求項２】前記半田ボール供給手段のヘッド部に設け
    た吸気孔と同じパターンでノズルを配置したフラックス
    ディスペンサを有し、半田ボールの供給に先立ち、半田
    ボールを供給する所定位置にフラックスを供給するフラ
    ックス供給手段を具備した請求項１記載の半田ボール供
    給装置。
  3. 【請求項３】前記フラックス及び半田ボールを供給する
    所定位置が、移送手段にセットされたプリント基板上の
    ICチップ入出力端子である請求項１又は２記載の半田ボ
    ール供給装置。
  4. 【請求項４】前記移送手段が、深い凹部を有し、基板に
    搭載されているICチップを収容することによって、ICチ
    ップの厚さにかかわらず基板の入出力端子を一定の高さ
    に位置させる構成となっている請求項３記載の半田ボー
    ル供給装置。
  5. 【請求項５】前記振込み機が、異なったピッチからなる
    半田ボール収納穴をそれぞれマトリックス状に配設して
    なる複数の半田ボール収納穴群を有する請求項1,2,3又
    は４記載の半田ボール供給装置。
  6. 【請求項６】前記半田ボール収納穴に、半田ボール収納
    時に吸気し、半田ボール取り出し時に排気する吸排気手
    段を連接した請求項1,2,3,4又は５記載の半田ボール供
    給装置。
  7. 【請求項７】前記振込み機が、半田ボールの転動方向に
    初め大きくスウィングし、その後複数回小さくスウィン
    グする構成である請求項1,2,3,4,5又は６記載の半田ボ
    ール供給装置。
  8. 【請求項８】前記振込み機が、半田ボールの転動方向と
    直交する方向に、前記スウィングと同期して往復動する
    構成である請求項７記載の半田ボール供給装置。
  9. 【請求項９】前記半田ボール供給手段が、複数種類の半
    田ボールヘッドを交換可能に装着し、かつ複数種類の半
    田ボールヘッドを収納する収容部を具備した請求項1,2,
    3,4,5,6,7又は８記載の半田ボール供給装置。
  10. 【請求項１０】前記収納部と一体的、ミスボール回収ト
    レイを設けた請求項９記載の半田ボール供給装置。
  11. 【請求項１１】前記フラックス供給手段が、フラックス
    ディスペンサのノズルに付着するフラックス溜りを除去
    するフラックスクリーナを具備した請求項２記載の半田
    ボール供給装置。
  12. 【請求項１２】前記フラックス供給手段が、フラックス
    ディスペンサのノズルからの吐出状態をチェックするフ
    ラックスチェッカを具備した請求項２又は11記載の半田
    ボール供給装置。
  13. 【請求項１３】半田ボール供給手段が、吸気孔のパター
    ン及び吸気孔間ピッチの異なる複数台の半田ボールヘッ
    ドを有し、これら複数台の半田ボールヘッドを選択的に
    用いる構成となっている請求項1,2,3,4,5,6,7又は８記
    載の半田ボール供給装置。
  14. 【請求項１４】フラックス供給手段が、ノズルの配置パ
    ターン及び／又はノズル間ピッチの異なる複数台のフラ
    ックスディスペンサを有し、これら複数台のフラックス
    ディスペンサを選択的に用いる構成となっている請求項
    2,3又は４記載の半田ボール供給装置。
  15. 【請求項１５】フラックス供給のためのロボットと半田
    ボール供給のためのロボットを共用し、このロボットの
    ヘッドにフラックスヘッドと半田ボールヘッドを選択的
    に交換して装着する構成とした請求項2,3,4,5,6,7,8,9,
    10,11又は12記載の半田ボール供給装置。
  16. 【請求項１６】前記フラックスヘッドにフラックスディ
    スペンサを交換可能に装着し、前記半田ボールヘッドに
    吸気孔ヘッドを交換可能に装着する構成とした請求項13
    記載の半田ボール供給装置。
  17. 【請求項１７】振込み機をスウィングさせて半田ボール
    を前記振込み機内で移動させ、前記半田ボールをマトリ
    ックス状に配列させる工程と、吸気孔を有するヘッド部
    で前記半田ボールをマトリックス状に取出し、所定の位
    置に搬送、供給する工程とからなる半田ボール供給方
    法。
  18. 【請求項１８】前記ヘッド部で半田ボールを供給する工
    程に先立ち、半田ボールを供給する所定位置にフラック
    スを供給するフラックス供給工程を有する請求項17記載
    の半田ボール供給方法。
  19. 【請求項１９】前記半田ボールを、プリント基板上のIC
    チップ入出力端子上に供給する請求項17又は18記載の半
    田ボール供給方法。
  20. 【請求項２０】前記フラックスを供給する工程に先立
    ち、前記プリント基板のICチップ入出力端子を常に一定
    の高さに位置決めする工程を有する請求項18又は19記載
    の半田ボール供給方法。
  21. 【請求項２１】前記ヘッド部が半田ボールの吸着ミスを
    起こしたときには、吸着した半田ボールをすべて排出
    し、再度半田ボールをマトリックス状に取り出す請求項
    17,18,19又は20記載の半田ボール供給装置。
  22. 【請求項２２】前記フラックスの供給をディスペンサノ
    ズルで行う場合において、フラックス供給に先立ち、デ
    ィスペンサノズルに付着しているフラックス溜りを除去
    する工程を有する請求項18,19,20又は21に記載の半田ボ
    ール供給方法。
  23. 【請求項２３】前記フラックスの供給をディスペンサノ
    ズルで行う場合において、一回又は何回かごとにフラッ
    クスの吐出状態をチェックする工程を有する請求項18,1
    9,20,21又は22記載の半田ボール供給方法。
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