JP3412489B2 - 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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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- 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
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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- Automatic Assembly (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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、吸着ツ
ール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
ールを吸着ツール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、吸着ツールをワークの上方に
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】ところで、吸着ツールを用いて導電性ボー
ルをワークに移載する方法では、移載後に吸着ツールが
上昇する際に導電性ボールが吸着ツールの下面に付着し
たまま残留するプレースミスが発生し易い。このプレー
スミスは、移載に先立ってワークの電極上に予め塗布さ
れるフラックスの量が少なく、フラックスが導電性ボー
ルをワークに貼着する作用が十分でない場合や、導電性
ボールが吸着孔に強固に付着する導電性ボールの食い込
みを生じた場合などに発生するものである。そこで、こ
のプレースミスに対処する方法として、吸着ツール下面
に残留して付着した導電性ボールを離脱させる目的で吸
着ツールに打撃を与え、このときの衝撃（振動）により
導電性ボールを落下させることが行われる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の導電
性ボールの移載方法では、吸着ツールが下降して下限位
置に到達した時点を起点として所定時間経過後に吸着ツ
ールに打撃を与えることとしていたため、この打撃タイ
ミングと吸着ツールがワーク上に移載された導電性ボー
ルから離隔するタイミングとの関係が必ずしも一定せ
ず、以下に述べるような不具合を生じていた。まず打撃
のタイミングが早過ぎる場合、すなわち吸着ツールがま
だ導電性ボールをワーク面に押し付けた状態で打撃を与
えると、この衝撃によりワークの電極上に塗布されたフ
ラックスがはね上げられて吸着ツールの下面に付着す
る。そして吸着ツールの下面に付着したフラックスは、
導電性ボールのピックアップ時に余分な導電性ボールが
付着する原因となっていた。 【０００６】また打撃のタイミングが遅過ぎる場合、す
なわち吸着ツールが既に上昇を開始してある程度の高さ
まで到達した時点で打撃を与えると、衝撃により吸着ツ
ールの下面から離脱した導電性ボールは勢いよくワーク
上に落下し、ワーク上を転動して位置ずれを生じる原因
となっていた。このように従来の導電性ボールの移載方
法では、プレースミスを防止するために打撃付与を行っ
ても確実にプレースミスを防止することができないとい
う問題点があった。このような問題は、打撃の代わりに
超音波振動を用いる場合にも発生していた。 【０００７】そこで本発明は、確実にプレースミスを防
止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。 【０００８】 【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、吸着ツールに導電性ボールの供給部に対し
て上下動作を行わせてこの吸着ツールの下面に形成され
た複数個の吸着孔に導電性ボールを真空吸着してピック
アップし、次いで吸着ツールをワークの上方に相対的に
移動させ、そこで吸着ツールに再度上下動作を行わせる
とともに、真空吸着を解除することにより、前記吸着孔
に真空吸着された導電性ボールをワークに移載するよう
にした導電性ボールの移載方法であって、導電性ボール
を前記ワークへ移載した後吸着ツールが上昇する際に、
移載された導電性ボールから吸着ツールが離隔したこと
が離隔検知手段によって検知された後所定時間経過後に
吸着ツールに振動付与手段により振動を与え、この振動
により吸着ツールの下面に残留している導電性ボールを
落下させるようにした。 【０００９】本発明によれば、導電性ボールをワークへ
移載した後吸着ツールが上昇する際に、導電性ボールか
ら吸着ツールが隔離したことが検知された後所定時間経
過後に吸着ツールに打撃を与えることにより、吸着ツー
ルに残留した導電性ボールがワーク上からわずかの高さ
に上昇したタイミングでこの導電性ボールを脱落させる
ことができる。 【００１０】 【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正面図、図２は同導電性ボールの
移載装置の移載ヘッドの断面図、図３は同導電性ボール
の移載装置の振動付与手段のエアー回路図、図４は同導
電性ボールの移載装置の動作を示すタイミングチャー
ト、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は同導電性ボ
ールの移載装置の吸着ツールの部分断面図である。 【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１１上に
は導電性ボールの供給部１０が配設されている。供給部
１０は、下面に複数の開口部１４Ａを有した容器１４を
備えている。容器１４内には多数の導電性ボールとして
の半田ボール１が貯溜されている。容器１４はボックス
１５に嵌入しており、ボックス１５は基台１２上に載置
されている。基台１２の内部にはブロア１７が設置され
ており、ブロア１７は開閉バルブ１６を介してボックス
１５と接続されている。ブロア１７を駆動してボックス
１５内に空気を吹き込むことにより、容器１４内の半田
ボール１には開口部１４Ａを通じて下方から空気が吹き
込まれ、半田ボール１は容器１４内で流動化する。 【００１２】基台１１上の供給部１０の側方には、ワー
クとしての基板２６の位置決め部２０が配設されてい
る。位置決め部２０は、Ｘテーブル部２１と、Ｙテーブ
ル部２３を段積みし、更にその上部に基板２６をクラン
プするクランパ２５を設置して構成されている。Ｘテー
ブル部２１のモータ２２が駆動すると、基板２６はＸ方
向に移動し、Ｙテーブル部２３のモータ２４が駆動する
と、基板２６はＹ方向に移動する。このように基板２６
を水平移動させることにより、基板２６を位置決めす
る。 【００１３】供給部１０の上方には移載ヘッド３０が配
設されている。移載ヘッド３０の下端部には吸着ツール
３２が装着されている。移載ヘッド３０はＺテーブル５
０に保持されている。Ｚテーブル５０の背面に設けられ
たナット（図示せず）は、水平な送りねじ２８に螺合し
ている。２９は送りねじ２８の保持テーブルである。し
たがって、Ｘ軸モータ２７が正逆回転すると送りねじ２
８は正逆回転し、テーブル５０は水平移動する。供給部
１０上で移載ヘッド３０が上下動作を行うことにより、
吸着ツール３２はその下面に半田ボール１を真空吸着し
てピックアップする。その後テーブル５０が位置決め部
２０上に水平移動し、そこで移載ヘッド３０が再度上下
動作を行うことにより、吸着ツール３２は半田ボール１
を基板２６上に移載する。 【００１４】次に、図２を参照して移載ヘッド３０の構
造を説明する。３１は本体としてのボックスである。ボ
ックス３１は無底であって、その内部にはブロック３４
が収納されている。ブロック３４の下部には箱型の吸着
ツール３２が結合されている。吸着ツール３２はチュー
ブ３３を介して吸引ユニット３６に接続されており、吸
引ユニット３６が作動することにより、その下面に多数
個形成された吸着孔３５に半田ボール１を真空吸着す
る。また、吸着ツール３２には振動子４３が装着されて
いる。振動子４３を駆動することにより吸着ツール３２
の下面が振動（好ましくは超音波振動）し、半田ボール
１を真空吸着する際に半田ボール１に対し相対的に振動
する。 【００１５】ボックス３１の側面にはシリンダ４４が配
設されている。シリンダ４４のロッド４４ａは吸着ツー
ル３２の張り出し部３２ａを貫通しており、ロッド４４
ａの先端部には打撃子４５が装着されている。シリンダ
４４を駆動してロッド４４ａに没入動作を行わせること
により、打撃子４４が上方に高速で上昇し張り出し部３
２ａに打撃を与え、吸着ツール３２には衝撃が作用す
る。吸着ツール３２の下面の吸着孔３５以外に余分な半
田ボール１が付着した状態でシリンダ４４を駆動するこ
とにより、余分に付着した半田ボール１を吸着ツール３
２の下面より脱落させることができる。 【００１６】図２において、ブロック３４の側端部をボ
ックス３１の底板３１ａ上に押し当てることにより、吸
着ツール３２の下面の水平面に対する平行度を確保して
いる。すなわち底板３１ａは、吸着ツール３２の下降限
度を規定するとともに、吸着ツール３２の下面を水平面
とするためのストッパとなっている。また本実施の形態
では、ブロック３４の両側部をストッパに当接させてい
るので、吸着ツール３２の下面の平行度を再現性よく維
持できる。 【００１７】ボックス３１の上面にはシリンダ３８が設
置されており、シリンダ３８のロッド３９の下端部には
ブロック３４が結合されている。４０はバネ材であっ
て、ボックス３１の天井面とブロック３４の上面を結合
している。バネ材４０はそのバネ力でブロック３１を上
方へ弾発し、吸着ツール３２側の自重を減殺している。
ブロック３４の両側面に設けられたスライダ４１は、ブ
ロック３１の内面に設けられた垂直なレール４２にスラ
イド自在に嵌合している。 【００１８】移載ヘッド３０の下降時に吸着ツール３２
の下面が固定物に当接すると、ブロック３４は押し上げ
られて上方に変位し、この変位はセンサ３７によって検
知される。したがってセンサ３７は吸着ツール３２の下
降時に下面に吸着された半田ボール１が基板２６の上面
に当接したことを検知する。また、基板２６への半田ボ
ール１の移載後に吸着ツール３２が上昇する際に、基板
２６へ移載された半田ボール１から吸着ツール３２が離
れると、半田ボール１からの反力によってわずかに持ち
上げられていたボックス３４は元位置に戻り、このとき
の変位も同様にセンサ３７によって検知される。したが
って、センサ３７は移載された半田ボール１から吸着ツ
ール３２が離隔したことを検知する離隔検知手段となっ
ている。 【００１９】次にボックス３１の上下動手段について説
明する。５０はボックス３１の側部に設けられた縦長の
駆動ケースであり、その内部には垂直なボールねじ５１
が収納されている。ボールねじ５１にはナット５２が螺
合しており、ナット５２はロッド５３を介してボックス
３１に結合されている。駆動ケース５０の側面には垂直
なレール５４が設けられており、ボックス３１の側面に
設けられたスライダ５５はこのレール５４にスライド自
在に嵌合している。モータ５６が駆動してボールねじ５
１が回転すると、ナット５２はボールねじ５１に沿って
上下動する。これにより、ボックス３１や吸着ツール３
２は上下動作を行う。 【００２０】６０は制御部であって、吸引ユニット３
６、モータ駆動回路６１、押圧力制御部６２、振動子駆
動回路６４などを制御する。６３はシリンダ３８および
シリンダ４４の圧力源である。モータ駆動回路６１は、
モータ５６を制御する。押圧力制御部６２はシリンダ３
８の押圧力を制御する。シリンダ制御部６７はシリンダ
４４の動作を制御する。真空度センサ６５は、吸着ツー
ル３２内の真空度を計測し、計測された真空度の信号を
制御部６０に送る。タイマ６６は超音波振動の付与・停
止のタイミング時間を計時する。 【００２１】次に図３を参照して振動付与手段であるシ
リンダ４４の動作について説明する。図３において、
Ａ，Ｂはロッド４４ａの先端部に装着された打撃子４５
がそれぞれ上昇、下降した状態を示している。駆動用エ
アの供給源である圧力源６３にはシリンダ制御部６７が
接続されている。シリンダ制御部６７は２つの３ポート
制御弁６７ａ，６７ｂを備えており、制御弁６７ａの吐
出側ポートはシリンダ４４の戻り側ポートＰｒと、制御
弁６７ｂはシリンダ４４の出側ポートＰｏと接続されて
いる。 【００２２】Ａに示す状態ではシリンダ４４の戻り側ポ
ートＰｒが加圧されており、ロッド４４ａが上昇し、打
撃子４５は吸着ツール３２の張出し部３２ａに当接して
いる。またＢに示す状態では出側ポートＰｏが加圧され
ており、ロッド４４ａが下降して打撃子４５は張出し部
３２ａの下方に位置している。Ｂの状態からシリンダ制
御部６７を制御してＡの状態に変化させると、シリンダ
４４の戻り側ポートＰｒが加圧されてロッド４４ａの先
端部の打撃子４５が上昇する。このとき、出側ポートＰ
ｏは制御弁６７ｂの排気ポートと連通し、シリンダ４４
内の空気が排気されるので、ロッド４４ａの戻り動作は
高速で行われ、したがって打撃子４５は勢いよく張り出
し部３２ａに衝突し、吸着ツール３２に有効な衝撃を与
えることができる。 【００２３】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
に構成され、次に各図を参照して動作を説明する。まず
図１において移載ヘッド３０を供給部１０の上方へ移動
する。次に移載ヘッド３０に供給部１０に対して上下動
作を行わせて半田ボール１を吸着ツール３２によりピッ
クアップする。この後、移載ヘッド３０は基板２６の上
方へ移動し、そこで移載ヘッド３０に再度上下動作を行
わせることにより、半田ボール１を基板２６上へ移載す
る。 【００２４】このときの移載動作について、図４、図５
を参照して説明する。図４は移載動作時の吸着ツール３
２の下面のＺ軸方向の位置（高さ位置）の変化を示した
ものであり、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそ
のときの吸着ツール３２の下面の状態を示すものであ
る。まず図４において、吸着ツール３２が高速で下降
し、タイミングｔ１にて低速下降に切換えられ、図５
（ａ）に示すように半田ボール１が予めフラックス２が
塗布された電極２６ａ上に位置する。 【００２５】次いで、タイミングｔ２にて図５（ｂ）に
示すように吸着ツール３２の下面に吸着された半田ボー
ル１が基板２６の電極２６ａ上に当接する。これにより
吸着ツール３２の上部のブロック３４はわずかに持上げ
られ、この変位をセンサ３７によって検出する。図４に
示すレベルＣはこの高さ位置を示している。この後吸着
ヘッド３２は幾分押し込まれてタイミングｔ３にて下降
限に到達し、所定の押圧時間が経過するタイミングｔ４
まで停止する。 【００２６】タイミングｔ４にて低速で上昇を開始した
吸着ツール３２の下面には、図５（ｃ）に示すように半
田ボール１が付着して残留している場合がある。この半
田ボール１のプレースミスは前述のように電極２６ａ上
に塗布されたフラックス２の量が少なく、半田ボール１
を電極２６ａ上に貼着する力が十分でない場合や、半田
ボール１が吸着孔３５に食い込んだような場合に生じる
ものである。 【００２７】そこで、移載後もなお吸着ツール３２の下
面に残留している半田ボール１を落下させるため、吸着
ツール３２への打撃が行われる。図４において、吸着ツ
ール３２の下面がレベルＣに到達したタイミングｔ５、
すなわち移載された半田ボール１から吸着ツール１が離
隔するとともに、吸着ツール３２の下面に残留している
半田ボール１が電極２６ａの上面から離れたタイミング
からタイマ６６の計時により所定時間Ｔだけ経過したタ
イミングｔ６にてシリンダ４４を駆動し、吸着ツール３
２に打撃を与える。すると吸着ツール３２は振動し、吸
着ツール３２の下面に残留している半田ボール１を電極
２６ａ上に落下させる。 【００２８】所定時間Ｔを吸着ツール３２の上昇速度に
応じて適切に設定することにより、図５（ｃ）に示す高
さｈを、落下した半田ボール１が基板２６上で転動して
位置ずれを生じないようなわずかな高さとすることがで
きるので、打撃を与えた後は図５（ｄ）に示すように吸
着ツール３２に残留していた半田ボール１は電極２６ａ
上の正しい位置に落下する。このとき、吸着ツール３２
は電極２６ａ上の半田ボール１とは接触していないので
打撃による衝撃によってフラックス２のはねかえりが発
生しない。このようにして全ての半田ボール１を基板２
６に移載した吸着ツール３２はその後高速で上昇し、移
載動作を終了する。 【００２９】なお、本実施の形態では、振動付与手段と
してシリンダ４４を使用した場合を例にとって説明した
が、振動子４３を振動付与手段として使用してもよい。 【００３０】 【発明の効果】本発明は、導電性ボールをワークへ移載
した後吸着ツールが上昇する際に、吸着ツールが導電性
ボールから隔離したことが検知された後所定時間経過後
に吸着ツールに打撃を与えるようにしているので、吸着
ツールの下面に導電性ボールが残留している場合には常
にその残留した導電性ボールがワークの電極上からわず
かに上昇したタイミングで吸着ツールに打撃が与えられ
る。したがって吸着ツールがまだ導電性ボールをワーク
に押し付けた状態で吸着ツールに衝撃を与えることによ
るワーク上のフラックスのはね返りや、吸着ツールが高
い位置まで上昇した後に衝撃を与えることによる導電性
ボールの転動、位置ずれなどの不具合を発生することな
く、プレースミスの正しい対処を行うことができる。
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、吸着ツ
ール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
ールを吸着ツール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、吸着ツールをワークの上方に
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】ところで、吸着ツールを用いて導電性ボー
ルをワークに移載する方法では、移載後に吸着ツールが
上昇する際に導電性ボールが吸着ツールの下面に付着し
たまま残留するプレースミスが発生し易い。このプレー
スミスは、移載に先立ってワークの電極上に予め塗布さ
れるフラックスの量が少なく、フラックスが導電性ボー
ルをワークに貼着する作用が十分でない場合や、導電性
ボールが吸着孔に強固に付着する導電性ボールの食い込
みを生じた場合などに発生するものである。そこで、こ
のプレースミスに対処する方法として、吸着ツール下面
に残留して付着した導電性ボールを離脱させる目的で吸
着ツールに打撃を与え、このときの衝撃（振動）により
導電性ボールを落下させることが行われる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の導電
性ボールの移載方法では、吸着ツールが下降して下限位
置に到達した時点を起点として所定時間経過後に吸着ツ
ールに打撃を与えることとしていたため、この打撃タイ
ミングと吸着ツールがワーク上に移載された導電性ボー
ルから離隔するタイミングとの関係が必ずしも一定せ
ず、以下に述べるような不具合を生じていた。まず打撃
のタイミングが早過ぎる場合、すなわち吸着ツールがま
だ導電性ボールをワーク面に押し付けた状態で打撃を与
えると、この衝撃によりワークの電極上に塗布されたフ
ラックスがはね上げられて吸着ツールの下面に付着す
る。そして吸着ツールの下面に付着したフラックスは、
導電性ボールのピックアップ時に余分な導電性ボールが
付着する原因となっていた。 【０００６】また打撃のタイミングが遅過ぎる場合、す
なわち吸着ツールが既に上昇を開始してある程度の高さ
まで到達した時点で打撃を与えると、衝撃により吸着ツ
ールの下面から離脱した導電性ボールは勢いよくワーク
上に落下し、ワーク上を転動して位置ずれを生じる原因
となっていた。このように従来の導電性ボールの移載方
法では、プレースミスを防止するために打撃付与を行っ
ても確実にプレースミスを防止することができないとい
う問題点があった。このような問題は、打撃の代わりに
超音波振動を用いる場合にも発生していた。 【０００７】そこで本発明は、確実にプレースミスを防
止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。 【０００８】 【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、吸着ツールに導電性ボールの供給部に対し
て上下動作を行わせてこの吸着ツールの下面に形成され
た複数個の吸着孔に導電性ボールを真空吸着してピック
アップし、次いで吸着ツールをワークの上方に相対的に
移動させ、そこで吸着ツールに再度上下動作を行わせる
とともに、真空吸着を解除することにより、前記吸着孔
に真空吸着された導電性ボールをワークに移載するよう
にした導電性ボールの移載方法であって、導電性ボール
を前記ワークへ移載した後吸着ツールが上昇する際に、
移載された導電性ボールから吸着ツールが離隔したこと
が離隔検知手段によって検知された後所定時間経過後に
吸着ツールに振動付与手段により振動を与え、この振動
により吸着ツールの下面に残留している導電性ボールを
落下させるようにした。 【０００９】本発明によれば、導電性ボールをワークへ
移載した後吸着ツールが上昇する際に、導電性ボールか
ら吸着ツールが隔離したことが検知された後所定時間経
過後に吸着ツールに打撃を与えることにより、吸着ツー
ルに残留した導電性ボールがワーク上からわずかの高さ
に上昇したタイミングでこの導電性ボールを脱落させる
ことができる。 【００１０】 【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正面図、図２は同導電性ボールの
移載装置の移載ヘッドの断面図、図３は同導電性ボール
の移載装置の振動付与手段のエアー回路図、図４は同導
電性ボールの移載装置の動作を示すタイミングチャー
ト、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は同導電性ボ
ールの移載装置の吸着ツールの部分断面図である。 【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１１上に
は導電性ボールの供給部１０が配設されている。供給部
１０は、下面に複数の開口部１４Ａを有した容器１４を
備えている。容器１４内には多数の導電性ボールとして
の半田ボール１が貯溜されている。容器１４はボックス
１５に嵌入しており、ボックス１５は基台１２上に載置
されている。基台１２の内部にはブロア１７が設置され
ており、ブロア１７は開閉バルブ１６を介してボックス
１５と接続されている。ブロア１７を駆動してボックス
１５内に空気を吹き込むことにより、容器１４内の半田
ボール１には開口部１４Ａを通じて下方から空気が吹き
込まれ、半田ボール１は容器１４内で流動化する。 【００１２】基台１１上の供給部１０の側方には、ワー
クとしての基板２６の位置決め部２０が配設されてい
る。位置決め部２０は、Ｘテーブル部２１と、Ｙテーブ
ル部２３を段積みし、更にその上部に基板２６をクラン
プするクランパ２５を設置して構成されている。Ｘテー
ブル部２１のモータ２２が駆動すると、基板２６はＸ方
向に移動し、Ｙテーブル部２３のモータ２４が駆動する
と、基板２６はＹ方向に移動する。このように基板２６
を水平移動させることにより、基板２６を位置決めす
る。 【００１３】供給部１０の上方には移載ヘッド３０が配
設されている。移載ヘッド３０の下端部には吸着ツール
３２が装着されている。移載ヘッド３０はＺテーブル５
０に保持されている。Ｚテーブル５０の背面に設けられ
たナット（図示せず）は、水平な送りねじ２８に螺合し
ている。２９は送りねじ２８の保持テーブルである。し
たがって、Ｘ軸モータ２７が正逆回転すると送りねじ２
８は正逆回転し、テーブル５０は水平移動する。供給部
１０上で移載ヘッド３０が上下動作を行うことにより、
吸着ツール３２はその下面に半田ボール１を真空吸着し
てピックアップする。その後テーブル５０が位置決め部
２０上に水平移動し、そこで移載ヘッド３０が再度上下
動作を行うことにより、吸着ツール３２は半田ボール１
を基板２６上に移載する。 【００１４】次に、図２を参照して移載ヘッド３０の構
造を説明する。３１は本体としてのボックスである。ボ
ックス３１は無底であって、その内部にはブロック３４
が収納されている。ブロック３４の下部には箱型の吸着
ツール３２が結合されている。吸着ツール３２はチュー
ブ３３を介して吸引ユニット３６に接続されており、吸
引ユニット３６が作動することにより、その下面に多数
個形成された吸着孔３５に半田ボール１を真空吸着す
る。また、吸着ツール３２には振動子４３が装着されて
いる。振動子４３を駆動することにより吸着ツール３２
の下面が振動（好ましくは超音波振動）し、半田ボール
１を真空吸着する際に半田ボール１に対し相対的に振動
する。 【００１５】ボックス３１の側面にはシリンダ４４が配
設されている。シリンダ４４のロッド４４ａは吸着ツー
ル３２の張り出し部３２ａを貫通しており、ロッド４４
ａの先端部には打撃子４５が装着されている。シリンダ
４４を駆動してロッド４４ａに没入動作を行わせること
により、打撃子４４が上方に高速で上昇し張り出し部３
２ａに打撃を与え、吸着ツール３２には衝撃が作用す
る。吸着ツール３２の下面の吸着孔３５以外に余分な半
田ボール１が付着した状態でシリンダ４４を駆動するこ
とにより、余分に付着した半田ボール１を吸着ツール３
２の下面より脱落させることができる。 【００１６】図２において、ブロック３４の側端部をボ
ックス３１の底板３１ａ上に押し当てることにより、吸
着ツール３２の下面の水平面に対する平行度を確保して
いる。すなわち底板３１ａは、吸着ツール３２の下降限
度を規定するとともに、吸着ツール３２の下面を水平面
とするためのストッパとなっている。また本実施の形態
では、ブロック３４の両側部をストッパに当接させてい
るので、吸着ツール３２の下面の平行度を再現性よく維
持できる。 【００１７】ボックス３１の上面にはシリンダ３８が設
置されており、シリンダ３８のロッド３９の下端部には
ブロック３４が結合されている。４０はバネ材であっ
て、ボックス３１の天井面とブロック３４の上面を結合
している。バネ材４０はそのバネ力でブロック３１を上
方へ弾発し、吸着ツール３２側の自重を減殺している。
ブロック３４の両側面に設けられたスライダ４１は、ブ
ロック３１の内面に設けられた垂直なレール４２にスラ
イド自在に嵌合している。 【００１８】移載ヘッド３０の下降時に吸着ツール３２
の下面が固定物に当接すると、ブロック３４は押し上げ
られて上方に変位し、この変位はセンサ３７によって検
知される。したがってセンサ３７は吸着ツール３２の下
降時に下面に吸着された半田ボール１が基板２６の上面
に当接したことを検知する。また、基板２６への半田ボ
ール１の移載後に吸着ツール３２が上昇する際に、基板
２６へ移載された半田ボール１から吸着ツール３２が離
れると、半田ボール１からの反力によってわずかに持ち
上げられていたボックス３４は元位置に戻り、このとき
の変位も同様にセンサ３７によって検知される。したが
って、センサ３７は移載された半田ボール１から吸着ツ
ール３２が離隔したことを検知する離隔検知手段となっ
ている。 【００１９】次にボックス３１の上下動手段について説
明する。５０はボックス３１の側部に設けられた縦長の
駆動ケースであり、その内部には垂直なボールねじ５１
が収納されている。ボールねじ５１にはナット５２が螺
合しており、ナット５２はロッド５３を介してボックス
３１に結合されている。駆動ケース５０の側面には垂直
なレール５４が設けられており、ボックス３１の側面に
設けられたスライダ５５はこのレール５４にスライド自
在に嵌合している。モータ５６が駆動してボールねじ５
１が回転すると、ナット５２はボールねじ５１に沿って
上下動する。これにより、ボックス３１や吸着ツール３
２は上下動作を行う。 【００２０】６０は制御部であって、吸引ユニット３
６、モータ駆動回路６１、押圧力制御部６２、振動子駆
動回路６４などを制御する。６３はシリンダ３８および
シリンダ４４の圧力源である。モータ駆動回路６１は、
モータ５６を制御する。押圧力制御部６２はシリンダ３
８の押圧力を制御する。シリンダ制御部６７はシリンダ
４４の動作を制御する。真空度センサ６５は、吸着ツー
ル３２内の真空度を計測し、計測された真空度の信号を
制御部６０に送る。タイマ６６は超音波振動の付与・停
止のタイミング時間を計時する。 【００２１】次に図３を参照して振動付与手段であるシ
リンダ４４の動作について説明する。図３において、
Ａ，Ｂはロッド４４ａの先端部に装着された打撃子４５
がそれぞれ上昇、下降した状態を示している。駆動用エ
アの供給源である圧力源６３にはシリンダ制御部６７が
接続されている。シリンダ制御部６７は２つの３ポート
制御弁６７ａ，６７ｂを備えており、制御弁６７ａの吐
出側ポートはシリンダ４４の戻り側ポートＰｒと、制御
弁６７ｂはシリンダ４４の出側ポートＰｏと接続されて
いる。 【００２２】Ａに示す状態ではシリンダ４４の戻り側ポ
ートＰｒが加圧されており、ロッド４４ａが上昇し、打
撃子４５は吸着ツール３２の張出し部３２ａに当接して
いる。またＢに示す状態では出側ポートＰｏが加圧され
ており、ロッド４４ａが下降して打撃子４５は張出し部
３２ａの下方に位置している。Ｂの状態からシリンダ制
御部６７を制御してＡの状態に変化させると、シリンダ
４４の戻り側ポートＰｒが加圧されてロッド４４ａの先
端部の打撃子４５が上昇する。このとき、出側ポートＰ
ｏは制御弁６７ｂの排気ポートと連通し、シリンダ４４
内の空気が排気されるので、ロッド４４ａの戻り動作は
高速で行われ、したがって打撃子４５は勢いよく張り出
し部３２ａに衝突し、吸着ツール３２に有効な衝撃を与
えることができる。 【００２３】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
に構成され、次に各図を参照して動作を説明する。まず
図１において移載ヘッド３０を供給部１０の上方へ移動
する。次に移載ヘッド３０に供給部１０に対して上下動
作を行わせて半田ボール１を吸着ツール３２によりピッ
クアップする。この後、移載ヘッド３０は基板２６の上
方へ移動し、そこで移載ヘッド３０に再度上下動作を行
わせることにより、半田ボール１を基板２６上へ移載す
る。 【００２４】このときの移載動作について、図４、図５
を参照して説明する。図４は移載動作時の吸着ツール３
２の下面のＺ軸方向の位置（高さ位置）の変化を示した
ものであり、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそ
のときの吸着ツール３２の下面の状態を示すものであ
る。まず図４において、吸着ツール３２が高速で下降
し、タイミングｔ１にて低速下降に切換えられ、図５
（ａ）に示すように半田ボール１が予めフラックス２が
塗布された電極２６ａ上に位置する。 【００２５】次いで、タイミングｔ２にて図５（ｂ）に
示すように吸着ツール３２の下面に吸着された半田ボー
ル１が基板２６の電極２６ａ上に当接する。これにより
吸着ツール３２の上部のブロック３４はわずかに持上げ
られ、この変位をセンサ３７によって検出する。図４に
示すレベルＣはこの高さ位置を示している。この後吸着
ヘッド３２は幾分押し込まれてタイミングｔ３にて下降
限に到達し、所定の押圧時間が経過するタイミングｔ４
まで停止する。 【００２６】タイミングｔ４にて低速で上昇を開始した
吸着ツール３２の下面には、図５（ｃ）に示すように半
田ボール１が付着して残留している場合がある。この半
田ボール１のプレースミスは前述のように電極２６ａ上
に塗布されたフラックス２の量が少なく、半田ボール１
を電極２６ａ上に貼着する力が十分でない場合や、半田
ボール１が吸着孔３５に食い込んだような場合に生じる
ものである。 【００２７】そこで、移載後もなお吸着ツール３２の下
面に残留している半田ボール１を落下させるため、吸着
ツール３２への打撃が行われる。図４において、吸着ツ
ール３２の下面がレベルＣに到達したタイミングｔ５、
すなわち移載された半田ボール１から吸着ツール１が離
隔するとともに、吸着ツール３２の下面に残留している
半田ボール１が電極２６ａの上面から離れたタイミング
からタイマ６６の計時により所定時間Ｔだけ経過したタ
イミングｔ６にてシリンダ４４を駆動し、吸着ツール３
２に打撃を与える。すると吸着ツール３２は振動し、吸
着ツール３２の下面に残留している半田ボール１を電極
２６ａ上に落下させる。 【００２８】所定時間Ｔを吸着ツール３２の上昇速度に
応じて適切に設定することにより、図５（ｃ）に示す高
さｈを、落下した半田ボール１が基板２６上で転動して
位置ずれを生じないようなわずかな高さとすることがで
きるので、打撃を与えた後は図５（ｄ）に示すように吸
着ツール３２に残留していた半田ボール１は電極２６ａ
上の正しい位置に落下する。このとき、吸着ツール３２
は電極２６ａ上の半田ボール１とは接触していないので
打撃による衝撃によってフラックス２のはねかえりが発
生しない。このようにして全ての半田ボール１を基板２
６に移載した吸着ツール３２はその後高速で上昇し、移
載動作を終了する。 【００２９】なお、本実施の形態では、振動付与手段と
してシリンダ４４を使用した場合を例にとって説明した
が、振動子４３を振動付与手段として使用してもよい。 【００３０】 【発明の効果】本発明は、導電性ボールをワークへ移載
した後吸着ツールが上昇する際に、吸着ツールが導電性
ボールから隔離したことが検知された後所定時間経過後
に吸着ツールに打撃を与えるようにしているので、吸着
ツールの下面に導電性ボールが残留している場合には常
にその残留した導電性ボールがワークの電極上からわず
かに上昇したタイミングで吸着ツールに打撃が与えられ
る。したがって吸着ツールがまだ導電性ボールをワーク
に押し付けた状態で吸着ツールに衝撃を与えることによ
るワーク上のフラックスのはね返りや、吸着ツールが高
い位置まで上昇した後に衝撃を与えることによる導電性
ボールの転動、位置ずれなどの不具合を発生することな
く、プレースミスの正しい対処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の導電性ボールの移載装
置の正面図 【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の移載ヘッドの断面図 【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の振動付与手段のエアー回路図 【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の動作を示すタイミングチャート 【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの
移載装置の吸着ツールの部分断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
の吸着ツールの部分断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
の吸着ツールの部分断面図 （ｄ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
の吸着ツールの部分断面図 【符号の説明】 １ 半田ボール ２ フラックス １０ ボール供給部 ２０ 位置決め部 ２６ 基板 ３０ 移載ヘッド ３２ 吸着ツール ３５ 吸着孔 ３７ センサ ４４ シリンダ ４５ 打撃子 ６０ 制御部 ６６ タイマ
置の正面図 【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の移載ヘッドの断面図 【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の振動付与手段のエアー回路図 【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の動作を示すタイミングチャート 【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの
移載装置の吸着ツールの部分断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
の吸着ツールの部分断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
の吸着ツールの部分断面図 （ｄ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
の吸着ツールの部分断面図 【符号の説明】 １ 半田ボール ２ フラックス １０ ボール供給部 ２０ 位置決め部 ２６ 基板 ３０ 移載ヘッド ３２ 吸着ツール ３５ 吸着孔 ３７ センサ ４４ シリンダ ４５ 打撃子 ６０ 制御部 ６６ タイマ
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−112671（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−118131（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−107121（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−115942（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−303250（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60
B23K 3/06
H05K 3/34
H01L 23/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】吸着ツールに導電性ボールの供給部に対し
て上下動作を行わせてこの吸着ツールの下面に形成され
た複数個の吸着孔に導電性ボールを真空吸着してピック
アップし、次いで吸着ツールをワークの上方に相対的に
移動させ、そこで吸着ツールに再度上下動作を行わせる
とともに、真空吸着を解除することにより、前記吸着孔
に真空吸着された導電性ボールをワークに移載するよう
にした導電性ボールの移載方法であって、導電性ボール
を前記ワークへ移載した後吸着ツールが上昇する際に、
移載された導電性ボールから吸着ツールが離隔したこと
が離隔検知手段によって検知された後所定時間経過後に
吸着ツールに振動付与手段により振動を与え、この振動
により吸着ツールの下面に残留している導電性ボールを
落下させる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 |
|---|---|---|---|
| JP33683497A JP3412489B2 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 導電性ボールの移載方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33683497A JP3412489B2 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 導電性ボールの移載方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176875A JPH11176875A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3412489B2 true JP3412489B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18303100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33683497A Expired - Fee Related JP3412489B2 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 導電性ボールの移載方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412489B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4975280B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-07-11 | アスリートＦａ株式会社 | ボール搭載装置およびボール搭載方法 |
-
1997
- 1997-12-08 JP JP33683497A patent/JP3412489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11176875A (ja) | 1999-07-02 |
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