JP3449193B2 - 導電性ボールの移載装置および移載方法 - Google Patents

導電性ボールの移載装置および移載方法

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JP3449193B2 JP24381697A JP24381697A JP3449193B2 JP 3449193 B2 JP3449193 B2 JP 3449193B2 JP 24381697 A JP24381697 A JP 24381697A JP 24381697 A JP24381697 A JP 24381697A JP 3449193 B2 JP3449193 B2 JP 3449193B2
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conductive
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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

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  • 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装置および移載方法
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。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、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場合や、吸着孔
以外の位置に導電性ボールが付着したままで吸着ヘッド
が上昇することもある。このように吸着ヘッドを用いる
方法では、吸着ヘッドの下面に余分な導電性ボールが付
着する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、ピックアップミスにより
吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボールを除去
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装置および移載方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の導電性ボ
ールの移載装置は、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と、導電性ボールを供
給するボール供給部と、ワークを位置決めする位置決め
部と、前記吸着ヘッドを上下動させる上下動手段と、前
記吸着ヘッドをボール供給部と位置決め部の間を移動さ
せる移動手段と、前記吸着ヘッドの下面の吸着孔以外に
余分に付着した導電性ボールを除去する除去部とを備
え、この除去部に、前記吸着孔のピッチに対応し且つ導
電性ボールの直径より小さな複数の吸引孔を有し、この
吸引孔からの空気の吸引によって発生する流体力によっ
て吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボールを除
去する吸引器を設けた。
【0007】請求項2記載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吸着した前記吸着ヘッドを前記吸着
孔のピッチに対応し且つ導電性ボールの直径より小さな
複数の吸引孔が形成された吸引器上であって前記吸着孔
と前記吸引孔の位置が相互に半ピッチだけずれた位置関
係となるように相対的に位置させ、前記吸引器の吸引孔
より真空吸引し、真空吸引により発生した流体力で前記
吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボールを除去
するようにした。
【0008】上記構成の本発明によれば、下面に導電性
ボールを真空吸着した吸着ヘッドを吸引孔が形成された
吸引器に対して所定の間隔を保って位置させ、この吸引
孔から真空吸引することにより、吸着ヘッドの下面に余
分に付着した導電性ボールを真空吸引によって発生した
流体力によって除去することができる。
【0009】
【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
移載装置の導電性ボールの除去部の部分断面図、図3、
図4は同導電性ボールの移載装置のボール供給部の部分
断面図、図5は同導電性ボールの移載装置の導電性ボー
ルの除去部の部分断面図、図6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。
【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、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。
【0011】また基台1上の位置決めテーブル2の反対
側の端部には、導電性ボール7の供給部10が配設され
ている。ボール供給部10はボール槽11より成り、ボ
ール槽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。ボール槽11の底部にはノズル
14が配設されており、ノズル14はガス供給源(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を流動化させる。
【0012】次に導電性ボール7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をボール供給部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30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2
5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および送りねじ
26は吸着ヘッド31を上下させる上下動手段となって
いる。
【0013】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23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とボール供給部10の間を水平移動
する。
【0014】図1において、基台1上のボール供給部1
0の側方には、導電性ボール7の除去部40が配設され
ている。除去部40は、吸着ヘッド31の下面に余分に
付着した導電性ボール7を除去する。図1に示すよう
に、ボックス41上には吸引器42が配設されている。
吸引器42は中空の箱であり、吸引器42の上面には複
数の吸引孔42aが形成されている。吸引孔42aは導
電性ボール7が通過可能な大きさとなっている。吸引器
42の底面には吸引ダクト44が接続されており、吸引
ダクト44の開口部にはフィルター43が展設されてい
る。フィルター43は、導電性ボール7の通過を阻止す
るような大きさのメッシュとなっている。
【0015】また、吸引ダクト44は吸引源(図外)に
接続されている。吸引源を駆動することにより、吸引器
42は吸引孔42aの周囲の空気を吸引し、図2に示す
ように吸引器42上に位置する吸着ヘッド31の下面の
吸着孔31a以外に余分に付着した導電性ボール7を吸
引により発生する流体力によって除去する。吸引されて
吸引器42内に落下した導電性ボール7は、フィルター
43により吸引ダクト44内に落下することなく保持さ
れて吸引器42内に回収される。
【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
ル供給部10の上方へ移動させる。そこで、Z軸モータ
27を駆動して吸着ヘッド31を下降させ、図3に示す
ように吸着ヘッド31の下面を導電性ボール7の層に幾
分沈み込ませる。このとき、ボール槽11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はこの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は上方に吹き上げら
れ、吸着ヘッド31の下面に突き当って吸着孔31aに
真空吸着される。
【0017】このとき、図4に示すように、吸着ヘッド
31の下面の吸着孔31a以外の位置に余分な導電性ボ
ール7が付着したまま吸着ヘッド31が上昇することが
ある。図4では余分な導電性ボール7が1個付着した例
を示しているが、この例以外にも、複数の導電性ボール
7が連なって付着する場合など、余分な導電性ボール7
の付着には様々な態様がある。
【0018】このような余分に付着した導電性ボール7
は、除去部40にて除去される。まず導電性ボール7を
吸着した吸着ヘッド31を除去部40の上方に移動さ
せ、次いで吸着ヘッド31を吸引器42に対して下降さ
せる。そして図5に示すように、吸着ヘッド31を吸引
器42上に所定の間隔Sを保って位置させる。そして、
吸着ヘッド31を小刻みに水平移動させながら(矢印c
参照)、吸引ダクト44より吸引すると、吸引器42の
吸引孔42aの周囲の空気が勢いよく吸引される。この
空気の吸引時に発生する流体力(吸引による空気の流れ
方向に導電性ボール7を引き寄せる力)により、吸着ヘ
ッド31の下面に余分に吸着された導電性ボール7は吸
着ヘッド31から除去され、吸引孔42aより吸引器4
2内に落下して回収される。
【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は除去部40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に保持されたワーク6上に下降し、真空
吸着を解除することにより図6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7、図8は、本発明の
実施の形態2の導電性ボールの移載装置の導電性ボール
の除去部の断面図である。図7において、ボックス45
上には吸引器46が配設されている。吸引器46には、
吸着ヘッド31の吸着孔31aのピッチに対応して吸引
孔46aが設けられている。吸引孔46aの大きさは、
導電性ボール7の直径よりも小さく、導電性ボール7が
通過できない大きさとなっている。吸引器46には配管
47が設けられ、吸引源(図外)と接続されている。ま
た、吸引器46には、導電性ボール7の受け部材48が
付設されている。
【0021】図7に示すように、吸引孔31a以外の位
置に余分な導電性ボール7が付着した吸着ヘッド31
を、吸着孔31aと吸引孔46aの位置が相互に半ピッ
チだけずれた位置関係となるよう、すなわち吸着孔31
aの中間に付着した導電性ボール7の直下に吸引孔46
aが位置するように位置合わせして、吸引器46に対し
て下降させる。すると、吸着ヘッド31の下面の吸着孔
31a以外に付着した余分な導電性ボール7は、吸引孔
46aの位置と略一致し、この状態で吸引源を駆動し吸
引孔46aから空気を吸引すると、吸引によって発生し
た流体力(吸引によって発生した吸引器46内外の静圧
差による力)により、当該導電性ボール7は吸引孔46
aに真空吸着される(矢印f参照)。
【0022】このようにして、下面の余分な導電性ボー
ル7を除去した後、吸着ヘッド31は除去部40から上
昇する。この後、除去部40では吸引器46に真空吸着
された導電性ボール7が回収される。まず、駆動源を停
止して吸引孔46aの真空吸着を解除した後、図8に示
すようにノズル49から矢印g方向に空気を噴出させ
る。これにより、吸引器46上の導電性ボール7は、噴
出された空気に吹き飛ばされて受け部材48上に落下
し、回収される。これ以降の動作に関しては、実施の形
態1と同様である。
【0023】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導電性ボールの
除去部40を固定し、除去部40に対して吸着ヘッド3
1を下降させるようにしているが、除去部40を可動な
ものとし、ボール供給部10上で静止した吸着ヘッド3
1に対して除去部40を移動させて、余分な導電性ボー
ルを除去するようにしてもよいものである。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、吸着ヘッドの下面に余
分に付着した導電性ボールを、吸引により発生する流体
力によって速やかに吸着ヘッド下面から除去することが
でき、従ってワークの電極上に確実に1個づつの導電性
ボールを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
置の導電性ボールの除去部の部分断面図
【図3】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置のボール供給部の部分断面図
【図4】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置のボール供給部の部分断面図
【図5】本発明の実施の形態1の導電性ボールの移載装
置の導電性ボールの除去部の部分断面図
【図6】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7】本発明の実施の形態2の導電性ボールの移載装
置の導電性ボールの除去部の断面図
【図8】本発明の実施の形態2の導電性ボールの移載装
置の導電性ボールの除去部の断面図
【符号の説明】
1 基台 2 位置決めテーブル 6 ワーク 7 導電性ボール 10 ボール供給部 11 ボール槽 23 X軸モータ 27 Z軸モータ 31 吸着ヘッド 31a 吸着孔 40 除去部 42、46 吸引器 42a、46a 吸引孔 43 メッシュプレート 44 吸引ダクト

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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と、導電性ボールを供給する
    ボール供給部と、ワークを位置決めする位置決め部と、
    前記吸着ヘッドを上下動させる上下動手段と、前記吸着
    ヘッドをボール供給部と位置決め部の間を移動させる移
    動手段と、前記吸着ヘッドの下面の吸着孔以外に余分に
    付着した導電性ボールを除去する除去部とを備え、この
    除去部に、前記吸着孔のピッチに対応し且つ導電性ボー
    ルの直径より小さな複数の吸引孔を有し、この吸引孔か
    らの空気の吸引によって発生する流体力によって吸着ヘ
    ッドの下面に余分に付着した導電性ボールを除去する吸
    引器を設けたことを特徴とする導電性ボールの移載装
    置。
  2. 【請求項2】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吸着した前記吸着ヘッドを
    前記吸着孔のピッチに対応し且つ導電性ボールの直径よ
    り小さな複数の吸引孔が形成された吸引器上であって前
    記吸着孔と前記吸引孔の位置が相互に半ピッチだけずれ
    た位置関係となるように相対的に位置させ、前記吸引器
    の吸引孔より真空吸引し、真空吸引により発生した流体
    力で前記吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボー
    ルを除去することを特徴とする導電性ボールの移載方
    法。
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