JP3397094B2 - 導電性ボールの移載方法 - Google Patents

導電性ボールの移載方法

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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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ボールをワ
ークに移載する導電性ボールの移載方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】フリップチップやBGA(Ball G
rid Array)などのバンプ付きの電子部品を製
造する方法として、半田ボールなどの導電性ボールを用
いる方法が知られている。また導電性ボールをチップや
基板などのワークに移載する方法として、吸着ヘッドを
用いる方法が実施されている。
【0003】この方法は、容器などに貯留された導電性
ボールを、吸着ヘッドの下面に多数形成された吸着孔に
真空吸着してピックアップし、吸着ヘッドをワークの上
方に移動させてこれらの導電性ボールをワークの電極上
に移載するものであり、多数の導電性ボールを一括して
ワークに移載できるので作業性がよいという利点があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、吸着ヘッド
を用いて導電性ボールをワークに移載する方法では、導
電性ボールを真空吸着する際に、以下に説明するような
ピックアップミスが発生しやすい。すなわち、吸着ヘッ
ドに導電性ボールを真空吸着させるに際しては、多数の
導電性ボールが積層して貯溜された導電性ボールの供給
部内に吸着ヘッドを下降させるが、このときに吸着ヘッ
ドの各吸着孔に対して1つの導電性ボールが確実に真空
吸着されるとは限らない。例えば、吸着孔に導電性ボー
ルが真空吸着されるのに時間がかかり、吸着孔によって
は導電性ボールを真空吸着しないまま吸着ヘッドが上昇
することがある。またこれと反対に1つの吸着孔に複数
の導電性ボールが真空吸着され、吸着ヘッドの下面に多
数個の導電性ボールが連なって付着することもある。こ
のように吸着ヘッドを用いる方法では、ピックアップミ
スが発生しやすく、ワークの電極上に導電性ボールが1
個づつ正しく移載されないことがあるという問題点があ
った。
【0005】そこで本発明は、導電性ボールのピックア
ップミスを解消し、確実に導電性ボールをワークの電極
上に移載することができる導電性ボールの移載方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【0007】
【課題を解決するための手段】 請求項記載の導電性ボ
ールの移載方法は、ボール槽に貯溜された導電性ボール
を、下面に導電性ボールを真空吸着する複数の吸着孔が
形成された吸着ヘッドによりワークに移載する導電性ボ
ールの移載方法であって、導電性ボールが通過する複数
の貫通孔が形成された水平なプレートの上方に前記吸着
ヘッドを所定の間隔を保って位置させる工程と、導電性
ボールを吹き上げ手段により下方から前記貫通孔に向っ
て吹き上げる工程と、前記吸着ヘッドを前記プレートに
対して相対的に水平移動させながら前記吸着ヘッドに前
記貫通孔を通過した導電性ボールを真空吸着させる工程
とを含む。
【0008】請求項記載の導電性ボールの移載方法
は、ボール槽に貯溜された導電性ボールを、下面に導電
性ボールを真空吸着する複数の吸着孔が形成された吸着
ヘッドによりワークに移載する導電性ボールの移載方法
であって、導電性ボールが通過する複数の貫通孔が形成
された水平なプレートの上面を導電性ボールの層で覆う
工程と、前記吸着ヘッドを前記プレート上に下降させる
工程と、導電性ボールを吹き上げ手段により下方から前
記貫通孔に向って吹き上げる工程と、前記吸着ヘッドに
前記貫通孔を通過した導電性ボールを真空吸着させる工
程と、前記吸着ヘッドを前記プレートに対して所定の間
隔を保ちながら相対的に水平移動させることにより吸着
ヘッドに付着した余分な導電性ボールを前記プレートに
衝突させて脱落させる工程とを含む。
【0009】上記構成の本発明によれば、導電性ボール
のボール槽の上部に、導電性ボールが通過する貫通孔が
形成された水平なプレートを設け、導電性ボールを真空
吸着するに際しては、吸着ヘッドをプレートに対して所
定の間隔を保ちながら相対的に水平移動させることによ
り、余分な導電性ボールの吸着ツールへの付着を防止す
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1の導電性
ボールの移載装置の正面図、図2は同導電性ボールの移
載装置のボール槽の断面図、図3は同導電性ボールの移
載装置のボール槽の斜視図、図4は同導電性ボールの移
載装置のボール槽の部分断面図、図5は同導電性ボール
の移載装置の位置決めテーブルの部分正面図である。
【0011】まず、図1を参照して導電性ボールの移載
装置の全体構造を説明する。図1において、基台1上に
は位置決めテーブル2が設けられている。位置決めテー
ブル2はYテーブル3、Xテーブル4から構成される。
Xテーブル4上にはホルダ5が設けられており、ホルダ
5はワーク6を保持する。したがって位置決めテーブル
2を駆動することにより、ワーク6が所定位置に位置決
めされる。
【0012】また、基台1上で位置決めテーブル2の側
方には、容器11より成る導電性ボール7のボール槽1
0が配設されている。以下、図2、図3を参照してボー
ル槽10について説明する。図2において、容器11の
内部には複数層のメッシュプレート12が水平に展張さ
れている。メッシュプレート12は導電性ボール7が通
過できない大きさの開孔を無数に設けたものである。最
上層のメッシュプレート12上には導電性ボール7が貯
溜される。容器11の底部にはノズル14が配設されて
おり、ノズル14は配管15によりガス供給源(図外)
に接続されている。ノズル14にガスを供給することに
より、ノズル14から上方に吹き出されたガスはメッシ
ュプレート12の開孔を通過して導電性ボール7の層に
吹き込まれ、導電性ボール7を流動化させて上方に吹き
上げる。したがって、ノズル14およびガス供給源は導
電性ボール7の吹き上げ手段となっている。
【0013】最上層のメッシュプレート12の上方に
は、プレート13が水平に配設されている。図3に示す
ように、プレート13には導電性ボール7が通過できる
大きさの貫通孔13aが多数形成されている。導電性ボ
ール7は最上層のメッシュプレート12上に貯溜される
が、図2に示すように、本実施の形態1では導電性ボー
ル7はプレート13の下方のレベルL1までの量が投入
される。この状態では、導電性ボール7はプレート13
に隔てられて吸着ヘッド31に到達することができない
が、吹き上げ手段を駆動することにより、プレート13
の貫通孔13aを通過してさらに上方まで到達すること
ができる。
【0014】次に導電性ボール1を移載する吸着ヘッド
31について説明する。図1に示す20は、吸着ヘッド
31をボール槽10と位置決めテープル2との間を移動
させる移動手段である。吸着ヘッド31は、ブロック3
0に保持されており、吸着ヘッド31の下面には複数の
吸着孔31aが設けられている。ブロック30はブラケ
ット24の前面に設けられた垂直なガイドレール25に
上下動自在に装着されている。ブロック30には、ナッ
ト28が一体的に設けられており、ナット28には垂直
の送りねじ26が螺合している。したがってZ軸モータ
27が正逆駆動して送りねじ26が正逆回転すると、吸
着ヘッド31はガイドレール25に案内されて上下動す
る。したがって、Z軸モータ27,送りねじ26は吸着
ヘッド31を上下動させる上下動手段となっている。
【0015】ブラケット24の背面に設けられたナット
(図示せず)は、水平な送りねじ22に螺合している。
21は送りねじ22の保持テーブルである。したがって
X軸モータ33が正逆回転すると、送りねじ22は正逆
回転し、ブラケット24に保持された吸着ヘッド31は
位置決めテーブル2とボール槽10の間を水平移動す
る。
【0016】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
な構成より成り、次に動作を各図を参照して説明する。
まず図1において、X軸モータ23を駆動して吸着ヘッ
ド31をボール槽10の上方へ移動させる。そこで、図
4に示すようにZ軸モータ27を駆動して吸着ヘッド3
1をプレート13上面から所定の距離S1の高さまで下
降させる。次いで、吸着孔31aからの真空吸引を開始
するとともに、移動手段により吸着ヘッド31をプレー
ト13に対して相対的に水平往復移動させる(矢印c参
照)。
【0017】このとき、ボール槽10のノズル14より
ガスが上方に向って吹き出されており(矢印a参照)、
導電性ボール7はガスの流れによって流動化している。
このため、導電性ボール7はプレート13の貫通孔13
aを通過して上方に吹き上げられ、吸着ヘッド31下面
に突き当る。これらの導電性ボール7のうち、吸着孔3
1aに突き当った導電性ボール7は、吸着孔31aが真
空吸引されている(矢印b参照)ため吸引力に捕捉され
て直ちに吸着孔31aに真空吸着される。
【0018】この吸着動作を一定時間継続することによ
り、絶えず下方から吸着ツール31の下面に吹き上げら
れる導電性ボール7は、往復移動中の吸着孔31aの吸
引力に高い確率で捕捉され、従って速やかに1つの吸着
孔31aに1個づつ正確に真空吸着される。
【0019】このように、全ての吸着孔31aに1個づ
つ正しく導電性ボール7を真空吸着してピックアップし
た吸着ヘッド31はプレート13から上昇し、次いで位
置決めテーブル2の上方に水平移動する。次に吸着ヘッ
ド31はホルダ5に保持された基板6上に下降し、図5
に示すように電極6a上に導電性ボール7を移載した後
上昇し、導電性ボール7の移載を完了する。
【0020】(実施の形態2)図6は本発明の実施の形
態2の導電性ボールの移載装置のボール槽の断面図、図
7、図8は同導電性ボールの移載装置のボール槽の部分
断面図である。図6において、ボール槽10の構造は、
図2に示す実施の形態1におけるものと同様である。本
実施の形態2では、最上層のメッシュプレート12上に
貯溜される導電性ボール7は、図6に示すように、プレ
ート13を覆うレベルL2までの量が投入される。
【0021】まず図1において、X軸モータ23を駆動
して吸着ヘッド31をボール槽10の上方へ移動させ
る。そこで、図7に示すようにZ軸モータ27を駆動し
て吸着ヘッド31をプレート13に対して下降させる。
次いで、吸着孔31aからの真空吸引を開始するととも
に、移動手段により吸着ヘッド31をプレート13に対
して相対的に水平往復移動させる(矢印c参照)。
【0022】このとき、ボール槽10のノズル14より
ガスが上方に向って吹き出されており(矢印a参照)、
導電性ボール7はガスの流れによって流動化している。
このため、導電性ボール7はプレート13の貫通孔13
aを通過して上方に吹き上げられ、吸着ヘッド31下面
に突き当る。これらの導電性ボール7のうち、吸着孔3
1aに突き当った導電性ボール7は、吸着孔31aが真
空吸引されている(矢印b参照)ため吸引力に捕捉され
て吸着孔31aに真空吸着される。
【0023】この吸着動作を一定時間継続することによ
り、絶えず下方から吸着ツール31の下面に吹き上げら
れる導電性ボール7は、往復移動中の吸着孔31aの吸
引力に高い確率で捕捉され、従って速やかに1つの吸着
孔31aに1個づつ正確に真空吸着される。
【0024】次に、吸着孔31aの真空吸引を続けなが
ら吸着ヘッド31を徐々に下降させ、図8に示すように
プレート13の上面と吸着ヘッド31の下面との隙間S
2を所定の間隔(導電性ボール7の直径より幾分小さい
寸法)に保ちながら吸着ヘッド31をプレート13に対
して相対的に水平移動させる(矢印c参照)。これによ
り、吸着孔31aの下に位置している導電性ボール7
(図8において小さな矢印を付している)以外の導電性
ボール7はこの水平移動によりプレート13の開口部1
3aの開口縁部に接触するため、水平移動を繰り返す過
程で脱落する(矢印d参照)。この結果、吸着孔31a
に正しく吸着された導電性ボール7以外の導電性ボール
7は吸着ヘッド31の下面から全て除去され、余分な導
電性ボール7の付着が発生しない。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、ボール槽の上部に導電
性ボールが通過する開口部を有するプレートを設け、真
空吸着の際には吸着ヘッドをプレートの上方に所定の間
隔を保ちながら水平移動させるようにしたので、各吸着
孔に速やかに1個の導電性ボールを吸着させ、かつ吸着
孔に正しく吸着された導電性ボール以外の導電性ボール
を吸着ヘッドの下面から脱落させることができ、余分な
導電性ボールの付着を防止して導電性ボールを確実に1
個づつワークの電極に移載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置の正面図
【図2】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置のボール槽の断面図
【図3】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置のボール槽の斜視図
【図4】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置のボール槽の部分断面図
【図5】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置の位置決めテーブルの部分正面図
【図6】本発明の実施の形態2の導電性ボールの移載装
置のボール槽の断面図
【図7】本発明の実施の形態2の導電性ボールの移載装
置のボール槽の部分断面図
【図8】本発明の実施の形態2の導電性ボールの移載装
置のボール槽の部分断面図
【符号の説明】
2 位置決めテーブル 6 ワーク 7 導電性ボール 10 ボール槽 11 容器 12 メッシュプレート 13 プレート 13a 貫通孔 14 ノズル 20 移動手段 23 X軸モータ 27 Z軸モータ 31 吸着ヘッド 31a 吸着孔
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 H01L 23/12 H05K 3/34 505 B23K 3/06 B23P 21/00 305 B25J 15/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボール槽に貯溜された導電性ボールを、下
    面に導電性ボールを真空吸着する複数の吸着孔が形成さ
    れた吸着ヘッドによりワークに移載する導電性ボールの
    移載方法であって、導電性ボールが通過する複数の貫通
    孔が形成された水平なプレートの上方に前記吸着ヘッド
    を所定の間隔を保って位置させる工程と、導電性ボール
    を吹き上げ手段により下方から前記貫通孔に向って吹き
    上げる工程と、前記吸着ヘッドを前記プレートに対して
    相対的に水平移動させながら前記吸着ヘッドに前記貫通
    孔を通過した導電性ボールを真空吸着させる工程とを含
    むことを特徴とする導電性ボールの移載方法。
  2. 【請求項2】ボール槽に貯溜された導電性ボールを、下
    面に導電性ボールを真空吸着する複数の吸着孔が形成さ
    れた吸着ヘッドによりワークに移載する導電性ボールの
    移載方法であって、導電性ボールが通過する複数の貫通
    孔が形成された水平なプレートの上面を導電性ボールの
    層で覆う工程と、前記吸着ヘッドを前記プレート上に下
    降させる工程と、導電性ボールを吹き上げ手段により下
    方から前記貫通孔に向って吹き上げる工程と、前記吸着
    ヘッドに前記貫通孔を通過した導電性ボールを真空吸着
    させる工程と、前記吸着ヘッドを前記プレートに対して
    所定の間隔を保ちながら相対的に水平移動させることに
    より吸着ヘッドに付着した余分な導電性ボールを前記プ
    レートに衝突させて脱落させる工程とを含むことを特徴
    とする導電性ボールの移載方法。
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