JP3397098B2 - 導電性ボールの移載方法 - Google Patents
導電性ボールの移載方法Info
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying 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
いる方法が広く用いられている。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知られている。 【０００３】この方法は、容器などに貯溜された導電性
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。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。 【０００５】例えば、吸着孔にいずれかに導電性ボール
を吸着しないままに吸着ヘッドが上昇する場合や、また
は１つの吸着孔に複数の導電性ボールが真空吸着され、
導電性ボールが連なって付着することや、吸着孔以外に
導電性ボールが付着することもある。このような余分に
吸着された導電性ボールを検出するため、従来はカメラ
により導電性ボールを吸着した吸着ヘッドの下面を撮像
し、画像認識によってピックアップミスの有無を判定す
る方法が用いられていた。しかしながら、導電性ボール
の小径化にともない、画像認識による方法では反射光の
ばらつきなどのため判定結果が必ずしも安定せず、また
画像認識に相当の時間を必要としてタクトタイムが増加
するという問題点があった。 【０００６】そこで本発明は、導電性ボールのピックア
ップミスを確実かつ迅速に検査し、導電性ボールをワー
クの電極上に正しく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。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の導電性ボールの
移載方法は、下面に導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドによりボール供給部の導電性
ボールをワークに移載する導電性ボールの移載方法であ
って、下面に導電性ボールを真空吸着した吸着ヘッドを
ボール供給部からワークの上方へ移動させる工程と、レ
ーザ光により吸着ヘッド下面の吸着孔に真空吸着された
各導電性ボール列および各導電性ボール列の中間位置で
あって導電性ボールが存在する可能性が有る位置のみを
交互に走査する工程と、この照射された前記レーザ光の
反射光を検出する工程と、検出された反射光の情報に基
づいて前記吸着ヘッド下面の導電性ボールの吸着状態を
検査する工程とを含む。 【０００８】上記構成の本発明によれば、吸着ヘッド下
面の吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各
導電性ボール列の中間位置をレーザ光により照射し、反
射光を検出してこの反射光の情報に基づいて吸着ヘッド
下面の導電性ボールの付着状態を検知することにより、
導電性ボールのピックアップミスを確実かつ迅速に検査
することができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導
電性ボールの移載装置の斜視図、図２は同導電性ボール
の移載装置の吸着ヘッドの拡大斜視図、図３は同導電性
ボールの移載装置の吸着ヘッドの拡大断面図、図４、図
５は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッドの平面図、
図６は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッド下面の反
射光の強度分布の波形を示すグラフである。 【００１０】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、ボール供給
部１の内部には多数の導電性ボール２が貯溜されてい
る。ボール供給部１の上方には、Ｙ軸モータ４を備えた
Ｙ軸テーブル３が水平方向に配設されている。Ｙ軸テー
ブル３には、Ｚ軸テーブル５が装着されており、Ｚ軸テ
ーブル５には吸着ヘッド６が垂直下方に装着されてい
る。 【００１１】Ｙ軸テーブル３及びＺ軸テーブル５を駆動
することにより、吸着ヘッド６は水平方向及び上下方向
に移動する。また、Ｙ軸テーブル３の側面には長手方向
に沿ってリニアスケール７が装着されており、Ｚ軸テー
ブル５に固定された位置検出センサ８がリニアスケール
７に沿って移動することにより、位置検出センサ８はＺ
軸テーブル５のＹ方向の位置、すなわち吸着ヘッド６の
Ｙ方向の位置を検出する。 【００１２】Ｙ軸テーブル３の下方のボール供給部１の
反対側には、ワーク１０が図示しない位置決め部によっ
て位置決め、保持されている。また、ワーク１０とボー
ル供給部１の間には、検査部２０が配設されている。検
査部２０は吸着ヘッド６の下面に真空吸着された導電性
ボール２の吸着状態を検査する。 【００１３】次に検査部２０について説明する。図１に
おいて、光源である半導体レーザ発生器２１の照射線上
にはポリゴンミラー２３が配置されており、ポリゴンミ
ラー２３はモータ２２によって回転される。半導体レー
ザ発生器２１を駆動することによって照射されたビーム
状のレーザ光は、ポリゴンミラー２３によって上方に反
射され、ｆ・θレンズ２４に入射する。このレーザ光は
ｆ・θレンズ２４によって垂直な光線に変換され、ミラ
ー２５によって反射されて斜め下方から所定角度で吸着
ヘッド６の下面に照射される。 【００１４】吸着ヘッド６の下面に照射され、反射され
たレーザ光はミラー２６によって下方に反射され、結像
レンズ２７によって集光されて結像し、光検出センサ
（ＰＳＤ）２８によって検出される。ここで、吸着ヘッ
ド６の下面に入射したレーザ光のうち、所定の角度範囲
で反射されたレーザ光のみが光検出センサ２８によって
検出される。 【００１５】また、半導体レーザ発生器２１より照射さ
れたレーザ光は、ポリゴンミラー２３をモータ２２によ
って回転させることにより、この回転に伴って異なる角
度で下方からｆ・θレンズ２４に入射し、ｆ・θレンズ
２４を透過してｆ・θレンズ２４上面の異なる点から垂
直方向のレーザ光となってミラー２５を介して吸着ツー
ル６下面に入射する。すなわち、ポリゴンミラー２３を
回転させることにより、レーザ光を吸着ツール６下面上
でＸ方向に走査させることができる。なお、レーザ光が
照射されるＹ方向の位置は固定であり、走査によって移
動する方向はＸ方向のみである。 【００１６】次に、図２、図３を参照して吸着ツール６
下面でのレーザ光の反射について説明する。図２に示す
ように、矢印ａ方向から入射したレーザ光はポリゴンミ
ラー２３によって吸着ツール６下面のＸ方向（矢印ｂ）
方向に走査され、吸着ヘッド６の下面及び吸着孔６ａに
吸着された導電性ボール２の表面に照射されて（図２に
おいて太線で示した部分）反射される。 【００１７】このとき、図３に示すように、吸着孔６ａ
に正しく吸着された導電性ボール２の先端部に照射され
たレーザ光（矢印Ｒ１で示している）は、導電性ボール
２の金属光沢面によって主に矢印Ｒ２方向に反射され
る。これに対し、導電性ボール２が存在せず吸着ヘッド
２の下面で反射されたレーザ光は矢印Ｒ２’方向に反射
されるが、このＲ２’方向の反射光は表面の反射状態の
違いにより矢印Ｒ２方向の反射光よりも弱いものとな
る。 【００１８】すなわち、同一方向から入射したレーザ光
であっても、導電性ボール２が走査線上に存在するか否
かによって、反射光の経路及び反射光の強度が異なって
いる。言い換えれば、吸着孔６ａに導電性ボール２が吸
着されている場合にのみ、矢印Ｒ２方向にある強度以上
の光が反射されることになる。したがって、矢印Ｒ２の
延長線上に、もしくは適当な光学系を介して矢印Ｒ２方
向の反射光が到達する位置に光検出センサ２８を配置
し、光検出センサ２８が一定のしきい値以上の反射光を
検出するか否かによって、走査線上、すなわち吸着孔６
ａ上に導電性ボール２が存在するか否かを検査すること
ができる。 【００１９】同様に、図３に示すように、吸着孔２ａの
中間の位置に付着した導電性ボール２の先端部に対して
レーザ光を照射し、この位置でレーザ光をＸ方向に走査
させ、その反射光を検出することにより、吸着孔２ａの
中間の位置に存在する、すなわち余分に付着した導電性
ボール２を検出することができる。 【００２０】図１に示すように、吸着ヘッド２のＹ方向
の位置はリニアスケール７及び位置検出センサ８によっ
て認識されている。したがって、適切なレーザ光の照射
を実現するための検査部２０に対する吸着ヘッド６の位
置関係、すなわち半導体レーザ発生器２１より照射され
たレーザ光が狙いの対象の導電性ボール２の先端部位置
に正しく入射する位置に吸着ヘッド６がある状態での位
置関係を予め設定し、この位置関係を与える吸着ヘッド
６のＹ方向の座標値を予め求めておくことができる。 【００２１】導電性ボール２を吸着した吸着ヘッド６が
検査部２０上をＹ方向に移動する際に、前述の位置関係
を与えるＹ方向の位置に吸着ヘッド６が到達するタイミ
ングを位置検出センサ８によって検出する。そしてこの
タイミングにおいてレーザ光を照射し、ポリゴンミラー
２３を駆動してレーザ光を走査させるとともに、光検出
センサ２８によって反射光を検出する。これにより、吸
着ヘッド６下面の吸着孔に真空吸着された導電性ボール
列の導電性ボール２の先端部位置にレーザ光を正しく照
射し、この反射光を検出することができる。 【００２２】図４は吸着ヘッド６の下面で、レーザ光を
走査させる位置を示したものである。図４に示すよう
に、Ｙ方向に吸着孔６ａがピッチｐで形成されている場
合には、１／２ｐごとにレーザ光の走査を行う。このよ
うに、導電性ボール２が存在する位置（すなわち導電性
ボール列）および導電性ボール２が存在する可能性があ
る位置（すなわち各導電性ボール列の中間位置）を特定
してこれらの位置に交互にレーザ光を走査させることに
より、走査回数を減らして検査に要する時間を大幅に短
縮することができる。 【００２３】なお、吸着ヘッド６下面でレーザ光を照射
する位置は、前述のように付着した導電性ボール２の先
端部にレーザ光が入射する状態を基準にして設定され
る。しかし、図３に示すようにレーザ光照射時のＹ方向
の狙い位置は、導電性ボール２の先端部での位置と吸着
ヘッド６の表面上の位置とでは、導電性ボール２の高さ
寸法に起因する所定のオフセット距離ｄ１、ｄ２だけず
れている。吸着ヘッド６のＹ方向の位置に基づく照射タ
イミング設定時には、吸着ヘッド６下面でのＹ方向の座
標値が設定対象となるので、これらのオフセット距離ｄ
１、ｄ２を考慮に入れ、各吸着孔列から所定のオフセッ
ト距離ｄ１、吸着孔列の中間線から所定のオフセット距
離ｄ２だけそれぞれ隔てられた線上を照射するように照
射タイミングの設定が行われる。なお、本実施の形態で
は異なるオフセット距離ｄ１、ｄ２を使用しているが、
ｄ１とｄ２が同一の距離であってもよい。またレーザ光
の照射角度が吸着ヘッド６の下面に対して垂直もしくは
垂直に近い角度である場合にはオフセット距離を設定し
なくてもよい。 【００２４】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、以下その動作を各図を参照して説明す
る。まず、図１において、Ｙテーブル３を駆動して吸着
ヘッド６をボール供給部１上に水平移動させる。次い
で、Ｚテーブル５を駆動して吸着ヘッド６をボール供給
部１に対して下降させ、吸引手段（図外）を駆動して吸
着ヘッドの吸着孔６ａから真空吸引し、ボール供給部１
に貯溜された導電性ボール２を真空吸着する。次いで、
吸着ヘッドは上昇し、ワーク１０の位置決め部に向かっ
て水平移動する。 【００２５】この移動中に吸着ヘッド６は検査部２０上
を通過するが、このとき吸着ヘッド６下面の導電性ボー
ル２の吸着状態の検査が行われる。ここでは、図５に示
すような吸着状態の例について説明する。図５におい
て、吸着ヘッド６の下面には、吸着孔６ａのピッチに対
応してレーザ光が照射される走査線が１／２ピッチごと
に設定される。図５に示すように、走査線Ａ上では、す
べての吸着孔６ａに正しく導電性ボール２が吸着されて
おり、走査線Ｂ上では余分な導電性ボール２が付着して
いる。また、走査線Ｃ上では１つの吸着孔６ａに導電性
ボール２が欠落しており、走査線Ｄ上ではすべての吸着
孔６ａに導電性ボール２が吸着されているものの、走査
線Ｄ上には余分な導電性ボール２を含んでいる。 【００２６】吸着ヘッド６がＹ方向に水平移動し、吸着
ヘッド６下面の各走査線が図１に示すレーザ光の照射位
置に到達すると、半導体レーザ発生器２１からレーザ光
を照射するとともに、ポリゴンミラー２３を駆動してレ
ーザ光を吸着ヘッド６下面上を走査させる。このときの
反射光を光検出センサ２８により検出することにより、
図６に示すような反射光の強度の波形を得ることができ
る。 【００２７】図６において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは各走査線
上でレーザ光を走査させて得られた反射光の波形を示す
グラフであり、縦軸は反射光の強度を、横軸は吸着ヘッ
ド６下面でのＸ方向の位置を示しており、（１）、
（２）、（３）、（４）は、各吸着孔６ａの位置を表し
ている。また、縦軸上に現れているレベルＴＨは、反射
光強度を判定するために設定されるしきい値レベルであ
る。 【００２８】各走査線の波形について説明する。走査線
Ａでは各吸着孔６ａにすべて導電性ボール２が存在する
ため、グラフ上では（１）、（２）、（３）、（４）の
各位置にしきい値以上の反射光が検出され、吸着状態は
正常であると判断される。走査線Ｂでは、位置（１）、
（２）の中間にしきい値以上の反射光が検出されてお
り、この場合にはこの位置に余分な導電性ボール２が付
着していると判定される。走査線Ｃでは、位置（３）に
しきい値以上の反射光が検出されておらず、したがって
この位置に導電性ボール２が欠落していると判定され
る。また走査線Ｄでは、（１）、（２）、（３）、
（４）以外に、（１）、（２）の中間にもしきい値以上
の反射光が検出されており、この位置に余分な導電性ボ
ール２が付着していると判定される。 【００２９】このように、光源により吸着ヘッド下面の
吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各導電
性ボール列の中間位置を走査して照射された光の反射光
を光検出センサ２８によって検出し、検出された反射光
の走査線上での強度を表す情報に基づいて、吸着ヘッド
６下面の導電性ボール２の吸着状態を検査することがで
きる。 【００３０】上記の導電性ボール２の吸着状態検査によ
って余分な導電性ボール２の付着などのピックアップミ
スが検出された場合は、吸着ヘッド６は再度ボール供給
部１上に移動し、再吸着動作を行うなどの処置が行われ
る。この後、吸着ヘッド６に正しく導電性ボール６を真
空吸着した吸着ヘッド６はワーク１０上に水平移動し、
ここで再度上下動作を行い真空吸着を解除することによ
り、導電性ボール２をワーク１０上に移載する。 【００３１】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えば上記実施の形態では、レーザ光を吸着
ヘッド６下面で走査させることにより吸着孔列を検査す
ることにしているが、レーザ光を走査させる代わりに、
吸着ヘッド６の下面の寸法に対応した幅を有するスリッ
ト光を光源として用いてもよい。 【００３２】 【発明の効果】本発明によれば、検査に要する時間を大
幅に短縮してピックアップミスを迅速・確実に検出する
ことができる。そして、ピックアップミスが検出された
ならば吸着ヘッドに再吸着動作を行わせることにより、
ワークの電極上に導電性ボールを正しく移載することが
できる。
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
いる方法が広く用いられている。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知られている。 【０００３】この方法は、容器などに貯溜された導電性
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。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。 【０００５】例えば、吸着孔にいずれかに導電性ボール
を吸着しないままに吸着ヘッドが上昇する場合や、また
は１つの吸着孔に複数の導電性ボールが真空吸着され、
導電性ボールが連なって付着することや、吸着孔以外に
導電性ボールが付着することもある。このような余分に
吸着された導電性ボールを検出するため、従来はカメラ
により導電性ボールを吸着した吸着ヘッドの下面を撮像
し、画像認識によってピックアップミスの有無を判定す
る方法が用いられていた。しかしながら、導電性ボール
の小径化にともない、画像認識による方法では反射光の
ばらつきなどのため判定結果が必ずしも安定せず、また
画像認識に相当の時間を必要としてタクトタイムが増加
するという問題点があった。 【０００６】そこで本発明は、導電性ボールのピックア
ップミスを確実かつ迅速に検査し、導電性ボールをワー
クの電極上に正しく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。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の導電性ボールの
移載方法は、下面に導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドによりボール供給部の導電性
ボールをワークに移載する導電性ボールの移載方法であ
って、下面に導電性ボールを真空吸着した吸着ヘッドを
ボール供給部からワークの上方へ移動させる工程と、レ
ーザ光により吸着ヘッド下面の吸着孔に真空吸着された
各導電性ボール列および各導電性ボール列の中間位置で
あって導電性ボールが存在する可能性が有る位置のみを
交互に走査する工程と、この照射された前記レーザ光の
反射光を検出する工程と、検出された反射光の情報に基
づいて前記吸着ヘッド下面の導電性ボールの吸着状態を
検査する工程とを含む。 【０００８】上記構成の本発明によれば、吸着ヘッド下
面の吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各
導電性ボール列の中間位置をレーザ光により照射し、反
射光を検出してこの反射光の情報に基づいて吸着ヘッド
下面の導電性ボールの付着状態を検知することにより、
導電性ボールのピックアップミスを確実かつ迅速に検査
することができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導
電性ボールの移載装置の斜視図、図２は同導電性ボール
の移載装置の吸着ヘッドの拡大斜視図、図３は同導電性
ボールの移載装置の吸着ヘッドの拡大断面図、図４、図
５は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッドの平面図、
図６は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッド下面の反
射光の強度分布の波形を示すグラフである。 【００１０】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、ボール供給
部１の内部には多数の導電性ボール２が貯溜されてい
る。ボール供給部１の上方には、Ｙ軸モータ４を備えた
Ｙ軸テーブル３が水平方向に配設されている。Ｙ軸テー
ブル３には、Ｚ軸テーブル５が装着されており、Ｚ軸テ
ーブル５には吸着ヘッド６が垂直下方に装着されてい
る。 【００１１】Ｙ軸テーブル３及びＺ軸テーブル５を駆動
することにより、吸着ヘッド６は水平方向及び上下方向
に移動する。また、Ｙ軸テーブル３の側面には長手方向
に沿ってリニアスケール７が装着されており、Ｚ軸テー
ブル５に固定された位置検出センサ８がリニアスケール
７に沿って移動することにより、位置検出センサ８はＺ
軸テーブル５のＹ方向の位置、すなわち吸着ヘッド６の
Ｙ方向の位置を検出する。 【００１２】Ｙ軸テーブル３の下方のボール供給部１の
反対側には、ワーク１０が図示しない位置決め部によっ
て位置決め、保持されている。また、ワーク１０とボー
ル供給部１の間には、検査部２０が配設されている。検
査部２０は吸着ヘッド６の下面に真空吸着された導電性
ボール２の吸着状態を検査する。 【００１３】次に検査部２０について説明する。図１に
おいて、光源である半導体レーザ発生器２１の照射線上
にはポリゴンミラー２３が配置されており、ポリゴンミ
ラー２３はモータ２２によって回転される。半導体レー
ザ発生器２１を駆動することによって照射されたビーム
状のレーザ光は、ポリゴンミラー２３によって上方に反
射され、ｆ・θレンズ２４に入射する。このレーザ光は
ｆ・θレンズ２４によって垂直な光線に変換され、ミラ
ー２５によって反射されて斜め下方から所定角度で吸着
ヘッド６の下面に照射される。 【００１４】吸着ヘッド６の下面に照射され、反射され
たレーザ光はミラー２６によって下方に反射され、結像
レンズ２７によって集光されて結像し、光検出センサ
（ＰＳＤ）２８によって検出される。ここで、吸着ヘッ
ド６の下面に入射したレーザ光のうち、所定の角度範囲
で反射されたレーザ光のみが光検出センサ２８によって
検出される。 【００１５】また、半導体レーザ発生器２１より照射さ
れたレーザ光は、ポリゴンミラー２３をモータ２２によ
って回転させることにより、この回転に伴って異なる角
度で下方からｆ・θレンズ２４に入射し、ｆ・θレンズ
２４を透過してｆ・θレンズ２４上面の異なる点から垂
直方向のレーザ光となってミラー２５を介して吸着ツー
ル６下面に入射する。すなわち、ポリゴンミラー２３を
回転させることにより、レーザ光を吸着ツール６下面上
でＸ方向に走査させることができる。なお、レーザ光が
照射されるＹ方向の位置は固定であり、走査によって移
動する方向はＸ方向のみである。 【００１６】次に、図２、図３を参照して吸着ツール６
下面でのレーザ光の反射について説明する。図２に示す
ように、矢印ａ方向から入射したレーザ光はポリゴンミ
ラー２３によって吸着ツール６下面のＸ方向（矢印ｂ）
方向に走査され、吸着ヘッド６の下面及び吸着孔６ａに
吸着された導電性ボール２の表面に照射されて（図２に
おいて太線で示した部分）反射される。 【００１７】このとき、図３に示すように、吸着孔６ａ
に正しく吸着された導電性ボール２の先端部に照射され
たレーザ光（矢印Ｒ１で示している）は、導電性ボール
２の金属光沢面によって主に矢印Ｒ２方向に反射され
る。これに対し、導電性ボール２が存在せず吸着ヘッド
２の下面で反射されたレーザ光は矢印Ｒ２’方向に反射
されるが、このＲ２’方向の反射光は表面の反射状態の
違いにより矢印Ｒ２方向の反射光よりも弱いものとな
る。 【００１８】すなわち、同一方向から入射したレーザ光
であっても、導電性ボール２が走査線上に存在するか否
かによって、反射光の経路及び反射光の強度が異なって
いる。言い換えれば、吸着孔６ａに導電性ボール２が吸
着されている場合にのみ、矢印Ｒ２方向にある強度以上
の光が反射されることになる。したがって、矢印Ｒ２の
延長線上に、もしくは適当な光学系を介して矢印Ｒ２方
向の反射光が到達する位置に光検出センサ２８を配置
し、光検出センサ２８が一定のしきい値以上の反射光を
検出するか否かによって、走査線上、すなわち吸着孔６
ａ上に導電性ボール２が存在するか否かを検査すること
ができる。 【００１９】同様に、図３に示すように、吸着孔２ａの
中間の位置に付着した導電性ボール２の先端部に対して
レーザ光を照射し、この位置でレーザ光をＸ方向に走査
させ、その反射光を検出することにより、吸着孔２ａの
中間の位置に存在する、すなわち余分に付着した導電性
ボール２を検出することができる。 【００２０】図１に示すように、吸着ヘッド２のＹ方向
の位置はリニアスケール７及び位置検出センサ８によっ
て認識されている。したがって、適切なレーザ光の照射
を実現するための検査部２０に対する吸着ヘッド６の位
置関係、すなわち半導体レーザ発生器２１より照射され
たレーザ光が狙いの対象の導電性ボール２の先端部位置
に正しく入射する位置に吸着ヘッド６がある状態での位
置関係を予め設定し、この位置関係を与える吸着ヘッド
６のＹ方向の座標値を予め求めておくことができる。 【００２１】導電性ボール２を吸着した吸着ヘッド６が
検査部２０上をＹ方向に移動する際に、前述の位置関係
を与えるＹ方向の位置に吸着ヘッド６が到達するタイミ
ングを位置検出センサ８によって検出する。そしてこの
タイミングにおいてレーザ光を照射し、ポリゴンミラー
２３を駆動してレーザ光を走査させるとともに、光検出
センサ２８によって反射光を検出する。これにより、吸
着ヘッド６下面の吸着孔に真空吸着された導電性ボール
列の導電性ボール２の先端部位置にレーザ光を正しく照
射し、この反射光を検出することができる。 【００２２】図４は吸着ヘッド６の下面で、レーザ光を
走査させる位置を示したものである。図４に示すよう
に、Ｙ方向に吸着孔６ａがピッチｐで形成されている場
合には、１／２ｐごとにレーザ光の走査を行う。このよ
うに、導電性ボール２が存在する位置（すなわち導電性
ボール列）および導電性ボール２が存在する可能性があ
る位置（すなわち各導電性ボール列の中間位置）を特定
してこれらの位置に交互にレーザ光を走査させることに
より、走査回数を減らして検査に要する時間を大幅に短
縮することができる。 【００２３】なお、吸着ヘッド６下面でレーザ光を照射
する位置は、前述のように付着した導電性ボール２の先
端部にレーザ光が入射する状態を基準にして設定され
る。しかし、図３に示すようにレーザ光照射時のＹ方向
の狙い位置は、導電性ボール２の先端部での位置と吸着
ヘッド６の表面上の位置とでは、導電性ボール２の高さ
寸法に起因する所定のオフセット距離ｄ１、ｄ２だけず
れている。吸着ヘッド６のＹ方向の位置に基づく照射タ
イミング設定時には、吸着ヘッド６下面でのＹ方向の座
標値が設定対象となるので、これらのオフセット距離ｄ
１、ｄ２を考慮に入れ、各吸着孔列から所定のオフセッ
ト距離ｄ１、吸着孔列の中間線から所定のオフセット距
離ｄ２だけそれぞれ隔てられた線上を照射するように照
射タイミングの設定が行われる。なお、本実施の形態で
は異なるオフセット距離ｄ１、ｄ２を使用しているが、
ｄ１とｄ２が同一の距離であってもよい。またレーザ光
の照射角度が吸着ヘッド６の下面に対して垂直もしくは
垂直に近い角度である場合にはオフセット距離を設定し
なくてもよい。 【００２４】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、以下その動作を各図を参照して説明す
る。まず、図１において、Ｙテーブル３を駆動して吸着
ヘッド６をボール供給部１上に水平移動させる。次い
で、Ｚテーブル５を駆動して吸着ヘッド６をボール供給
部１に対して下降させ、吸引手段（図外）を駆動して吸
着ヘッドの吸着孔６ａから真空吸引し、ボール供給部１
に貯溜された導電性ボール２を真空吸着する。次いで、
吸着ヘッドは上昇し、ワーク１０の位置決め部に向かっ
て水平移動する。 【００２５】この移動中に吸着ヘッド６は検査部２０上
を通過するが、このとき吸着ヘッド６下面の導電性ボー
ル２の吸着状態の検査が行われる。ここでは、図５に示
すような吸着状態の例について説明する。図５におい
て、吸着ヘッド６の下面には、吸着孔６ａのピッチに対
応してレーザ光が照射される走査線が１／２ピッチごと
に設定される。図５に示すように、走査線Ａ上では、す
べての吸着孔６ａに正しく導電性ボール２が吸着されて
おり、走査線Ｂ上では余分な導電性ボール２が付着して
いる。また、走査線Ｃ上では１つの吸着孔６ａに導電性
ボール２が欠落しており、走査線Ｄ上ではすべての吸着
孔６ａに導電性ボール２が吸着されているものの、走査
線Ｄ上には余分な導電性ボール２を含んでいる。 【００２６】吸着ヘッド６がＹ方向に水平移動し、吸着
ヘッド６下面の各走査線が図１に示すレーザ光の照射位
置に到達すると、半導体レーザ発生器２１からレーザ光
を照射するとともに、ポリゴンミラー２３を駆動してレ
ーザ光を吸着ヘッド６下面上を走査させる。このときの
反射光を光検出センサ２８により検出することにより、
図６に示すような反射光の強度の波形を得ることができ
る。 【００２７】図６において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは各走査線
上でレーザ光を走査させて得られた反射光の波形を示す
グラフであり、縦軸は反射光の強度を、横軸は吸着ヘッ
ド６下面でのＸ方向の位置を示しており、（１）、
（２）、（３）、（４）は、各吸着孔６ａの位置を表し
ている。また、縦軸上に現れているレベルＴＨは、反射
光強度を判定するために設定されるしきい値レベルであ
る。 【００２８】各走査線の波形について説明する。走査線
Ａでは各吸着孔６ａにすべて導電性ボール２が存在する
ため、グラフ上では（１）、（２）、（３）、（４）の
各位置にしきい値以上の反射光が検出され、吸着状態は
正常であると判断される。走査線Ｂでは、位置（１）、
（２）の中間にしきい値以上の反射光が検出されてお
り、この場合にはこの位置に余分な導電性ボール２が付
着していると判定される。走査線Ｃでは、位置（３）に
しきい値以上の反射光が検出されておらず、したがって
この位置に導電性ボール２が欠落していると判定され
る。また走査線Ｄでは、（１）、（２）、（３）、
（４）以外に、（１）、（２）の中間にもしきい値以上
の反射光が検出されており、この位置に余分な導電性ボ
ール２が付着していると判定される。 【００２９】このように、光源により吸着ヘッド下面の
吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各導電
性ボール列の中間位置を走査して照射された光の反射光
を光検出センサ２８によって検出し、検出された反射光
の走査線上での強度を表す情報に基づいて、吸着ヘッド
６下面の導電性ボール２の吸着状態を検査することがで
きる。 【００３０】上記の導電性ボール２の吸着状態検査によ
って余分な導電性ボール２の付着などのピックアップミ
スが検出された場合は、吸着ヘッド６は再度ボール供給
部１上に移動し、再吸着動作を行うなどの処置が行われ
る。この後、吸着ヘッド６に正しく導電性ボール６を真
空吸着した吸着ヘッド６はワーク１０上に水平移動し、
ここで再度上下動作を行い真空吸着を解除することによ
り、導電性ボール２をワーク１０上に移載する。 【００３１】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えば上記実施の形態では、レーザ光を吸着
ヘッド６下面で走査させることにより吸着孔列を検査す
ることにしているが、レーザ光を走査させる代わりに、
吸着ヘッド６の下面の寸法に対応した幅を有するスリッ
ト光を光源として用いてもよい。 【００３２】 【発明の効果】本発明によれば、検査に要する時間を大
幅に短縮してピックアップミスを迅速・確実に検出する
ことができる。そして、ピックアップミスが検出された
ならば吸着ヘッドに再吸着動作を行わせることにより、
ワークの電極上に導電性ボールを正しく移載することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の斜視図 【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大斜視図 【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大断面図 【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図５】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図６】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッド下面の反射光の強度分布の波形を示すグ
ラフ 【符号の説明】 １ ボール供給部 ２ 導電性ボール ３ Ｙ軸テーブル ５ Ｚ軸テーブル ６ 吸着ヘッド ６ａ 吸着孔 ８ 位置検出センサ １０ ワーク ２０ 検査部 ２１ 半導体レーザ発生器 ２３ ポリゴンミラー ２４ ｆ・θレンズ ２８ 光検出センサ
置の斜視図 【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大斜視図 【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大断面図 【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図５】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図６】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッド下面の反射光の強度分布の波形を示すグ
ラフ 【符号の説明】 １ ボール供給部 ２ 導電性ボール ３ Ｙ軸テーブル ５ Ｚ軸テーブル ６ 吸着ヘッド ６ａ 吸着孔 ８ 位置検出センサ １０ ワーク ２０ 検査部 ２１ 半導体レーザ発生器 ２３ ポリゴンミラー ２４ ｆ・θレンズ ２８ 光検出センサ
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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 (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】下面に導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドによりボール供給部の導電性
ボールをワークに移載する導電性ボールの移載方法であ
って、下面に導電性ボールを真空吸着した吸着ヘッドを
ボール供給部からワークの上方へ移動させる工程と、レ
ーザ光により吸着ヘッド下面の吸着孔に真空吸着された
各導電性ボール列および各導電性ボール列の中間位置で
あって導電性ボールが存在する可能性が有る位置のみを
交互に走査する工程と、この照射された前記レーザ光の
反射光を検出する工程と、検出された反射光の情報に基
づいて前記吸着ヘッド下面の導電性ボールの吸着状態を
検査す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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27684397A JP3397098B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 導電性ボールの移載方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27684397A JP3397098B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 導電性ボールの移載方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11114737A JPH11114737A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3397098B2 true JP3397098B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17575187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27684397A Expired - Fee Related JP3397098B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 導電性ボールの移載方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397098B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012116507A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Shibuya Seiki Co Ltd | ワーク箱詰め装置 |
| DE102013114447B4 (de) * | 2013-12-19 | 2016-01-28 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Vorrichtung zur vereinzelten Applikation von Lotmaterialdepots |
| DE102013114453A1 (de) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh | Vorrichtung zur vereinzelten Applikation von Lotmaterialdepots |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP27684397A patent/JP3397098B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11114737A (ja) | 1999-04-27 |
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