JP3680540B2 - Conductive ball mounting apparatus and mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半田ボールなどの導電性ボールをワークに搭載する導電性ボールの搭載装置および搭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 Grid 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搭載する方法として、吸着ヘッドを用いる方法が広く実施されている。
【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搭載するものであり、多数の導電性ボールを一括してワークに搭載できるので作業性がよいという利点がある。
【0004】
ところが、吸着ヘッドを用いて導電性ボールをワークに搭載する方法では、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やプレース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場合もある。
【0005】
また、吸着ヘッドをワークの上に下降させ、導電性ボールをワークに搭載するために真空吸着を解除する際にも、すべての導電性ボールが吸着孔から完全に離脱するとは限らず、吸着ヘッドを上昇させた後にも吸着ヘッドの下面に導電性ボールが付着したままで残留している場合がある。
【0006】
このように余分に吸着された導電性ボールや、ワークへの搭載後もなお残留して吸着ヘッドの下面に付着している導電性ボールを検出する方法として、レーザ光などを利用した光センサを用いる方法が知られている。この方法は、光センサの投光部から投射された光を受光部によって受け、光の経路上に導電性ボールが存在している場合には光が遮光されて受光量が変化することを利用して導電性ボールの有無を検出するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記方法には、吸着ツールの製作・取付時の誤差や、吸着孔の加工精度に起因して、以下に述べるような問題点があった。まず、吸着ツールの下面が取り付け誤差により傾いている場合には、吸着ツールの下面が光センサの光軸と正しく平行になっていないため導電性ボールの付着位置によって導電性ボールが投射光を遮光する度合いが異なる。このためこの状態で受光部で得られる光量の波形を、そのまましきい値と比較して判定処理した場合には処理結果は必ずしも正しいものとはならず、導電性ボールの有無を誤判定する場合がある。また吸着孔のテーパ状加工部に深さのばらつきがある場合には、それらの深さのばらつきによって吸着孔に吸着された導電性ボールの高さ位置が異なり、同様に誤った判定結果を与えることがある。このように従来方法には、吸着ツールの取付誤差や加工精度のばらつきのため、導電性ボール有無の検出精度が低いという問題点があった。
【0008】
そこで本発明は、導電性ボール有無を高い精度で検出することができる導電性ボールの搭載装置および搭載方法を提供することを目的とする。
【0009】
【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搭載装置は、導電性ボールを貯溜する供給部と、導電性ボールが搭載されるワークを位置決めする位置決め手段と、下面に導電性ボールを吸着する吸着孔が形成された吸着ヘッドと、この吸着ヘッドを昇降させる昇降手段と、前記吸着ヘッドを前記供給部と位置決めテーブルの間で移動させる移動手段と、前記吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボールの有無を検査する検査部と、この検査部に設けられた投光部と受光部よりなる遮光型の光センサと、前記吸着ヘッドが導電性ボールを正常に吸着したときに前記受光部で得られる光量の変化を示す第1の基準波形を記憶する基準波形記憶部と、実際の導電性ボール搭載時に前記受光部で得られた光量の変化を示す第1の読みとり波形を記憶する読みとり波形記憶部と、この第1の読みとり波形を前記第1の基準波形と比較して吸着ヘッドの下面の導電性ボールの有無を判定する制御部とを備えた。
【0010】
請求項2記載の導電性ボールの搭載装置は、導電性ボールを貯溜する供給部と、導電性ボールが搭載されるワークを位置決めする位置決め手段と、下面に導電性ボールを吸着する吸着孔が形成された吸着ヘッドと、この吸着ヘッドを昇降させる昇降手段と、前記吸着ヘッドを前記供給部と位置決めテーブルの間で移動させる移動手段と、前記吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボールの有無を検査する検査部と、この検査部に設けられた投光部と受光部よりなる遮光型の光センサと、前記吸着ヘッドが導電性ボールを吸着していないときに前記受光部で得られる光量の変化を示す第2の基準波形を記憶する基準波形記憶部と、実際の導電性ボール搭載後に前記受光部で得られた光量の変化を示す第2の読みとり波形を記憶する読みとり波形記憶部と、この第2の読みとり波形を前記第2の基準波形と比較して吸着ヘッドの下面の導電性ボールの有無を判定する制御部とを備えた。
【0011】
請求項3記載の導電性ボールの搭載方法は、供給部に貯溜された導電性ボールに対し吸着ヘッドを下降・上昇させることによりこの吸着ヘッドの下面に形成された吸着孔に導電性ボールを真空吸着してピックアップし、次にこの吸着ヘッドをワークの上方へ移動させて再度下降・上昇させることにより導電性ボールをワークに搭載するようにした導電性ボールの搭載方法であって、前記吸着ヘッドの下面に付着した導電性ボールの有無を検査する検査部に設けられた投光部と受光部よりなる遮光型の光センサに対して前記吸着ツールを相対的に水平移動させて前記吸着ヘッドの下面に余分に付着した導電性ボールの有無を検査する第1のボール有無検査工程を含み、この第1のボール有無検査工程において、前記吸着ヘッドが導電性ボールを正常に吸着したときに前記受光部で得られる光量の変化を示す第1の基準波形と、実際の導電性ボール搭載時に前記受光部で得られた光量の変化を示す第1の読みとり波形とを比較して、前記余分に付着した導電性ボールの有無を検出するようにした。
【0012】
請求項4記載の導電性ボール搭載方法は、供給部に貯溜された導電性ボールに対し吸着ヘッドを下降・上昇させることによりこの吸着ヘッドの下面に形成された吸着孔に導電性ボールを真空吸着してピックアップし、次にこの吸着ヘッドをワークの上方へ移動させて再度下降・上昇させることにより導電性ボールをワークに搭載するようにした導電性ボールの搭載方法であって、前記吸着ヘッドの下面に付着した導電性ボールの有無を検査する検査部に設けられた投光部と受光部よりなる遮光型の光センサに対して前記吸着ツールを相対的に水平移動させて導電性ボールの搭載後に前記吸着ヘッドの下面に残留している導電性ボールの有無を検査する第2のボール有無検査工程を含み、この第2のボール有無検査工程において、前記吸着ヘッドが導電性ボールを吸着していないときに前記受光部で得られる光量の変化を示す第2の基準波形と、導電性ボール搭載後に前記受光部で得られた光量の変化を示す第2の読みとり波形とを比較して、前記残留した導電性ボールの有無を検出するようにした。
【0013】
各請求項記載の発明によれば、吸着ヘッドが導電性ボールを正常に吸着させたときに受光部で得られる第1の基準波形と、実際の導電性ボール搭載時に受光部で得られる第1の読み取り波形とを比較し、または吸着ヘッドが導電性ボールを吸着していないときに受光部で得られる第2の基準波形と導電性ボール搭載後に受光部で得られる第2の読み取り波形とを比較することにより、吸着ヘッドの傾きや吸着孔の加工誤差による遮光度合いの誤差を除去して導電性ボールの有無を高精度で検出することができる。
【0014】
【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搭載装置の正面図、図2は同導電性ボールの搭載装置の検査部の側面図、図3は同導電性ボールの搭載装置の検査部の部分拡大図、図4(a),(b)、図5(a)、(b)、図6(a),(b),図7,図8,図9は同導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ、図10は同導電性ボールの搭載装置のボール供給部の部分断面図である。
【0015】
まず、図1を参照して導電性ボールの搭載装置の全体構造を説明する。図1において、基台4上には位置決め手段としての位置決めテーブル5が設けられている。位置決めテーブル5はYテーブル6、Xテーブル7から構成される。Xテーブル7上にはホルダ8が設けられており、ホルダ8はワーク9を保持する。したがって位置決めテーブル5を駆動することにより、ワーク9が所定位置に位置決めされる。なお、位置決め手段として、ワーク9を保持するテーブルを固定とし、後述する吸着ヘッドをワーク9に対してXYの水平方向に移動させるものであっても良い。
【0016】
また基台4上の位置決めテーブル5の反対側の端部には、導電性ボール2のボール供給部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2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2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2の層に吹き込まれ、導電性ボール2を流動化させる。
【0017】
次に導電性ボール2を搭載する吸着ヘッド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5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25に上下動自在に装着されている。
【0018】
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。
【0019】
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5とボール供給部10の間を水平移動する。
【0020】
図1において、基台1上のボール供給部10の側方には、検査部40が配設されている。検査部40は、吸着ヘッド31の下面に余分に吸着された導電性ボール2や、搭載後に吸着ヘッド31の下面に残留している導電性ボール2の有無を検査する。以下、図2を参照して検査部40について説明する。図2において、基台41上には取付部材44が立設されており、取付部材44にはセンサブラケット42が固定支点であるピン45の周りに回転自在に装着されている。ピン45の左右両側に設けられた固定ねじ46を締め込むことにより、センサブラケット42は取付部材44に固定される。ブラケット42は左右両端に2つの先端部が立設された形状となっており、それぞれの先端部には、光センサの投光部43aと、受光部43bが装着されている。
【0021】
受光部43bはA/D変換部47に接続されている。A/D変換部は受光部43bの受光量を示すアナログデータをデジタルデータに変換する。読み取り波形記憶部48は、導電性ボールの搭載時に受光部43bに得られる光量の変化を示す第1の読み取り波形及び搭載後に受光部43bに得られる光量の変化を示す第2の読み取り波形を記憶する。基準波形記憶部49は、導電性ボール2が正常に吸着ヘッド31に吸着されている状態で受光部43bに得られる第1の基準波形、及び吸着ヘッド31の下面に導電性ボール2が吸着されていない状態で受光部43bに得られる第2の基準波形を記憶する。
【0022】
ヘッド駆動機構制御部50は吸着ヘッド31の動作、すなわち検査時の光センサ43に対する相対移動動作を制御する。表示部51は受光部43bに受光された光量の変化を波形表示する。制御部52は導電性ボール2の搭載動作全体を制御するほか、読み取り波形記憶部48に記憶された波形と、基準波形記憶部49に記憶された基準波形を読み取り、それぞれを比較して引き算演算した結果に基づいて吸着ヘッド31下面での導電性ボール2の有無を判定する。
【0023】
ここで、光センサによる導電性ボール2の検出について図3、図4を参照して説明する。図3において、吸着ヘッド31の下面には導電性ボール2が付着しており、導電性ボール2は検査部40の投光部43aから投射されたレーザ光を遮光する位置にある。投光部43aから投射されたレーザ光は受光部43bによって受光され、受光部43bはその受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。図3に示すように光軸a上に導電性ボール2が位置して投光部43aからのレーザ光を遮光している状態では、光軸a上になにも存在しない場合と比べて受光部43bからの電気信号は光が遮られた度合いに応じて弱くなる。
【0024】
したがって、吸着ヘッド31を水平方向(図面に垂直方向)に移動させながら受光部43bからの電気信号を表示部51により波形表示させると、吸着ヘッド31の下面の導電性ボール2が光軸aを横切る度に、図3に示すような下垂状の波形が現れる。したがって、波形上でこのような下垂状の波形変化を監視することにより、光軸aを導電性ボール2が横切ったことを表示部51の画面上で目視により確認することができる。そしてこの波形を制御部52にて解析することにより、吸着ヘッド31下面の導電性ボール2の有無を自動的に検査することができる。
【0025】
ところで上記方法では、吸着ヘッド31の下面が光軸aに対して傾いている場合や、吸着ヘッド31の吸着孔31aの加工誤差により吸着された導電性ボール2の高さ位置のばらつきが生じているような場合には、導電性ボール2の有無を正しく検出することができない。以下、表示部51に表示される波形を用いて導電性ボール2の検出について説明する。
【0026】
図4(a)は吸着ヘッド31の下面に余分な導電性ボール2が付着しており、かつ吸着ヘッド31の下面が傾いている場合に受光部43bで得られる波形、図4(b)は、吸着ヘッド31の下面に余分な導電性ボール2が付着しており、かつ吸着孔31aに加工誤差があり導電性ボール2の高さがばらついている場合に受光部43bで得られる波形を示している。いずれの例でも各吸着孔31aに正常に吸着された導電性ボール2を示す波形に余分に付着した導電性ボール2を示す波形(図中矢印で示す)が重ね合わされた波形となっている。
【0027】
しかしこれらの波形をそのまましきい値レベルLと比較してその相違により導電性ボール2の有無を判定すれば、導電性ボール2が正常に吸着されているにも拘わらず、部分的には導電性ボール2が存在しないという誤判定をする。図4(a)、(b)から明らかなように、吸着ヘッド31の傾きや吸着孔31aの加工誤差に起因する導電性ボール2の高さ位置のばらつきにより、直線状のしきい値レベルLでは正しい判定が行えないからである。
【0028】
そこで以下に述べる方法により、吸着ヘッド31の傾きや吸着孔31aの加工誤差による影響を除去する操作が行われる。図5(a)に示す波形は、吸着ヘッド31の全ての吸着孔31aに正常に導電性ボール2が吸着され、かつ吸着ヘッド31の下面が傾いた状態で得られる波形を示しており、また図5(b)は同様に導電性ボール2は正常に吸着されているが、吸着孔31aの加工誤差により導電性ボール2を示す波形にばらつきを生じている例を示している。これらの波形は、導電性ボール2が正常に吸着された状態での波形、すなわち第1の基準波形を示している。すなわち、これらの第1の基準波形は上述の吸着ヘッド31の傾きや吸着孔31aの加工誤差などに起因するバイアス成分を含んだ波形と考えることができる。
【0029】
そこで、実際の搭載装置稼働時、すなわち吸着ヘッド31の下面に余分に付着している導電性ボール2の有無を検査する第1のボール有無検査時に、受光部43bで得られる読み取り波形(図4(a)、(b)で示す)を、前述の第1の基準波形と比較する操作を行う。具体的には読み取り波形から、前述の第1の基準波形(図4(a),(b)で示す)を引き算して、バイアス成分を除去する演算を行わせる。図6(a),(b)はこのようにして得られた波形を示している。この演算により、吸着ヘッド31が傾いているための影響や、吸着孔31aの加工誤差に起因するバイアス成分が除去され、余分に付着した導電性ボール2に起因する形状のみを示す明瞭な波形を得ることができる。
【0030】
導電性ボール2の搭載後に吸着ヘッド31の下面に残留する導電性ボール2の有無を検査する第2のボール有無検査時にも同様の操作が行われる。すなわち図7に示すように吸着ヘッド31が導電性ボール2を全く吸着していないときに受光部43bで得られる第2の基準波形を計測して記憶させておき、実際の導電性ボール2の搭載後に得られる第2の読み取り波形(図8に示す)から引き算することにより吸着ヘッド31の傾きによる影響が除去され、図9に示すように吸着ヘッド31の下面に残留する導電性ボール2を示す明瞭な波形を得ることができる。
【0031】
このように、導電性ボール2が吸着ヘッド31に正しく吸着されている状態、および導電性ボール2が全く吸着されていない状態で、受光部43bがそれぞれの場合に受光して得られる波形を第1の基準波形および第2の基準波形として記憶させておき、導電性ボール2の有無検査時には、この第1の基準波形および第2の基準波形と、実際のそれぞれの検査時点で得られる第1の読み取り波形および第2の読み取り波形とをそれぞれ比較することにより、吸着ヘッド31の傾きなどのバイアス成分を除去して導電性ボール2の有無を高い精度で検出することができる。
【0032】
この導電性ボールの搭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、吸着ヘッド31の下面を導電性ボール2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2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2は上方に吹き上げられ、吸着ヘッド31の吸着孔31aに真空吸着される。
【0033】
このとき、図10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2が付着したまま吸着ヘッド31が上昇することがある。このように余分な導電性ボール2が付着したまま吸着ヘッド31がワーク9の搭載動作に移行することがないように、検査部40にて余分に付着した導電性ボール2の有無が検出される。まず、導電性ボール2を吸着した吸着ヘッド31を検査部40の上方に移動させ、次いで吸着ヘッド31を下降させて、吸着ヘッド31の下面の導電性ボール2が図2に示す光軸aの高さ位置に一致するように吸着ヘッド31を位置させる。
【0034】
この状態で吸着ヘッド31を一定速度で水平方向に移動させながら投光部43aからレーザ光を発射すると、受光部43bで受光されるレーザ光の受光量は、導電性ボール2の有無により変化する。そしてこの変化を示す電気信号はAD変換され第1の読み取り波形として、読み取り波形記憶部48に記憶される。この記憶された第1の読み取り波形を、予め基準波形記憶部49に記憶された第1の基準波形と比較して引き算することにより、制御部52により導電性ボール2の有無が判定される。
【0035】
そして吸着ヘッド31の下面に余分な導電性ボール2が検出された場合には、搭載装置の動作を停止し、その旨をオペレータに報知する。オペレータは、余分に吸着された導電性ボール2を除去する処置を行うか、または吸着ヘッド31をボール供給部10に戻して真空吸着を解除した後再度吸着動作を行わせるなどの処置を行う。
【0036】
余分に付着した導電性ボール2が除去され、全ての吸着孔31aに1個づつ正しく導電性ボール2を真空吸着してピックアップした吸着ヘッド31は、位置決めテーブル5の上方に水平移動する。次いで吸着ヘッド31はホルダ8に保持されたワーク9上に下降し、真空吸着を解除することによりワーク9に導電性ボール2を搭載した後上昇し、導電性ボール2の搭載を完了する。
【0037】
この後、吸着ヘッド31は再び検査部40に移動し、余分に付着した導電性ボール2の検査と同様の方法で、ワーク9への搭載動作後に吸着ヘッド31の下面に残留する導電性ボール2の有無が検査される。すなわち、得られた第2の読み取り波形を、第2の基準波形比較して引き算することにより、制御部52により導電性ボール2の有無が判定される。この検査により導電性ボール2の残留が検出されたならば、プレースミスが報知され、当該ワークについてはリペアを行うなどの処置がなされる。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着ヘッドが導電性ボールを正常に吸着したときに得られる第1の基準波形と、実際の導電性ボール搭載時に得られる第1の読み取り波形とを比較し、または吸着ヘッドが導電性ボールを吸着していないときに得られる第2の基準波形と、導電性ボール搭載後に得られる第2の読み取り波形とを比較するようにしているので、吸着ヘッドの傾きや吸着孔の加工誤差に起因する遮光度合いの誤差を除去して導電性ボールの有無を高精度で検出することができる。
【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搭載装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査部の側面図
【図3】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査部の部分拡大図
【図4】(a)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
(b)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
【図5】(a)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
(b)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
【図6】(a)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
(b)本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
【図7】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
【図8】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
【図9】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の検査波形を示すグラフ
【図10】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置のボール供給部の部分断面図
【符号の説明】
2 導電性ボール
9 ワーク
10 供給部
31 吸着ヘッド
31a 吸着孔
40 検査部
43b 受光部
48 読み取り波形記憶部
49 基準波形記憶部
52 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductive ball mounting apparatus and mounting method for mounting a conductive ball such as a solder ball on a workpiece.
[0002]
[Prior art]
As a method of manufacturing an electronic component with a bump such as a flip chip or BGA (Ball Grid Array), a method using a conductive ball such as a solder ball is known. As a method for mounting conductive balls on a work such as a chip or a substrate, a method using a suction head is widely practiced.
[0003]
In this method, conductive balls stored in a container or the like are vacuum-sucked and picked up by a plurality of suction holes formed on the lower surface of the suction head, and the suction head is moved above the workpiece to remove these conductive balls. Since it is mounted on the electrode of the workpiece and a large number of conductive balls can be mounted on the workpiece all at once, there is an advantage that workability is good.
[0004]
However, in the method of mounting the conductive ball on the workpiece using the suction head, pick-up mistakes and place mistakes as described below are likely to occur when the conductive balls are vacuum-sucked. That is, when the conductive ball is vacuum-adsorbed to the suction head, the suction head is lowered into the supply portion of the conductive ball in which a large number of conductive balls are stacked and stored. On the other hand, one conductive ball is not necessarily vacuum-sucked. For example, when a plurality of conductive balls are vacuum-adsorbed to one suction hole and a large number of conductive balls adhere to the lower surface of the suction head, or the conductive balls remain attached to positions other than the suction holes. The suction head may rise.
[0005]
Also, when the suction head is lowered onto the workpiece and the vacuum suction is released to mount the conductive ball on the workpiece, not all the conductive balls are completely detached from the suction hole. In some cases, the conductive ball may remain attached to the lower surface of the suction head even after the height is raised.
[0006]
As a method of detecting the conductive balls that have been attracted in this way or the conductive balls that remain after mounting on the workpiece and adhere to the lower surface of the suction head, an optical sensor using laser light or the like is used. The method used is known. This method uses the fact that the light projected from the light projecting unit of the optical sensor is received by the light receiving unit, and when a conductive ball is present on the light path, the light is blocked and the amount of received light changes. Thus, the presence or absence of a conductive ball is detected.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above method has the following problems due to errors in manufacturing and mounting the suction tool and processing accuracy of the suction hole. First, if the lower surface of the suction tool is tilted due to mounting errors, the lower surface of the suction tool is not correctly parallel to the optical axis of the optical sensor, so the conductive ball blocks the projection light depending on the position of the conductive ball. The degree to do is different. For this reason, if the light intensity waveform obtained at the light receiving unit in this state is compared with the threshold value as it is, the processing result is not necessarily correct, and the presence or absence of the conductive ball is erroneously determined. There is. Also, if there is a variation in the depth of the tapered processed portion of the suction hole, the height position of the conductive ball adsorbed in the suction hole differs depending on the variation in the depth, and similarly gives an erroneous determination result. Sometimes. As described above, the conventional method has a problem that the detection accuracy of the presence or absence of the conductive ball is low due to the attachment error of the suction tool and the variation in processing accuracy.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive ball mounting apparatus and mounting method capable of detecting the presence or absence of a conductive ball with high accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The conductive ball mounting apparatus according to claim 1, wherein a supply portion for storing the conductive balls, positioning means for positioning a work on which the conductive balls are mounted, and an adsorption hole for adsorbing the conductive balls on the lower surface are formed. A suction head, a lifting means for moving the suction head up and down, a moving means for moving the suction head between the supply unit and the positioning table, and the presence or absence of extra conductive balls adhering to the lower surface of the suction head An inspection unit for inspecting the light, a light-shielding type optical sensor comprising a light projecting unit and a light receiving unit provided in the inspection unit, and a light amount obtained by the light receiving unit when the suction head normally sucks the conductive ball A reference waveform storage unit for storing a first reference waveform indicating a change in the light intensity, and a reading for storing a first read waveform indicating a change in the amount of light obtained by the light receiving unit when an actual conductive ball is mounted A type storage unit, and a presence determining control portion of the lower surface of the conductive balls of the first reading and the waveform first suction head as compared to the reference waveform.
[0010]
3. The conductive ball mounting device according to
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a conductive ball mounting method in which the conductive ball is vacuumed into a suction hole formed on a lower surface of the suction head by lowering and raising the suction head with respect to the conductive ball stored in the supply unit. A method of mounting a conductive ball by mounting the conductive ball on the work by picking up and picking up, and then moving the suction head above the work and lowering and raising again. The suction tool is moved horizontally relative to a light-shielding type optical sensor comprising a light projecting part and a light receiving part provided in an inspection part for inspecting the presence or absence of conductive balls attached to the lower surface of the suction head. A first ball presence inspection step for inspecting the presence or absence of conductive balls extraneous to the lower surface. In this first ball presence inspection step, the suction head removes the conductive balls. Comparison between the first reference waveform indicating the change in the amount of light obtained by the light receiving unit when it is always attracted and the first read waveform indicating the change in the amount of light obtained by the light receiving unit when an actual conductive ball is mounted Thus, the presence or absence of the extraneous conductive balls is detected.
[0012]
The conductive ball mounting method according to claim 4, wherein the conductive ball is vacuum-sucked into a suction hole formed in a lower surface of the suction head by lowering and raising the suction head with respect to the conductive ball stored in the supply unit. Next, a method for mounting a conductive ball by mounting the conductive ball on the workpiece by moving the suction head above the workpiece and then lowering / raising the workpiece again. Mounting of the conductive ball by moving the suction tool relatively horizontally with respect to the light-shielding type optical sensor comprising the light projecting portion and the light receiving portion provided in the inspection portion for inspecting the presence or absence of the conductive ball attached to the lower surface A second ball presence inspection step for inspecting the presence or absence of conductive balls remaining on the lower surface of the suction head later. In the second ball presence inspection step, The second reference waveform indicating the change in the amount of light obtained by the light receiving unit when the conductive ball is not adsorbed, and the second reading indicating the change in the amount of light obtained by the light receiving unit after mounting the conductive ball The presence or absence of the remaining conductive ball is detected by comparing with the waveform.
[0013]
According to the invention of each claim, the first reference waveform obtained by the light receiving unit when the suction head normally sucks the conductive ball, and the first reference waveform obtained by the light receiving unit when the conductive ball is actually mounted. Or a second reference waveform obtained at the light receiving unit after the conductive ball is mounted and a second read waveform obtained after the conductive ball is mounted. By comparing, the presence or absence of the conductive ball can be detected with high accuracy by removing the error of the light shielding degree due to the inclination of the suction head and the processing error of the suction hole.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a front view of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of an inspection unit of the conductive ball mounting apparatus, and FIG. 3 is an inspection of the conductive ball mounting apparatus. 4 (a), (b), FIG. 5 (a), (b), FIG. 6 (a), (b), FIG. 7, FIG. 8, and FIG. FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the ball supply unit of the conductive ball mounting apparatus.
[0015]
First, the overall structure of the conductive ball mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a positioning table 5 as positioning means is provided on a base 4. The positioning table 5 includes a Y table 6 and an X table 7. A holder 8 is provided on the X table 7, and the holder 8 holds a
[0016]
A
[0017]
Next, the
[0018]
A
[0019]
A nut (not shown) provided on the back surface of the
[0020]
In FIG. 1, an
[0021]
The
[0022]
The head drive
[0023]
Here, detection of the
[0024]
Therefore, when the electric signal from the
[0025]
By the way, in the above method, when the lower surface of the
[0026]
4A shows a waveform obtained by the
[0027]
However, if these waveforms are directly compared with the threshold level L and the presence / absence of the
[0028]
Therefore, an operation for removing the influence of the inclination of the
[0029]
Therefore, when the mounting device is actually operated, that is, at the time of the first ball presence inspection for inspecting the presence or absence of the
[0030]
The same operation is performed at the time of the second ball presence inspection for inspecting the presence or absence of the
[0031]
As described above, in the state where the
[0032]
The conductive ball mounting apparatus has the above-described configuration, and the operation will be described next. First, in FIG. 1, the
[0033]
At this time, as shown in FIG. 10, the
[0034]
In this state, when laser light is emitted from the
[0035]
Then, when an extra
[0036]
The excessively attached
[0037]
Thereafter, the
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, the first reference waveform obtained when the suction head normally sucks the conductive ball is compared with the first read waveform obtained when the actual conductive ball is mounted, or the suction head. Since the second reference waveform obtained when the conductive ball is not adsorbed is compared with the second read waveform obtained after the conductive ball is mounted, the inclination of the adsorption head and the adsorption hole The presence or absence of the conductive ball can be detected with high accuracy by removing the error of the light shielding degree caused by the processing error.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of an inspection unit of the conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a partially enlarged view of an inspection unit of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a graph showing an inspection waveform of the conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a graph showing an inspection waveform of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5B is a graph showing an inspection waveform of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6A is a graph showing an inspection waveform of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6B is a graph showing an inspection waveform of a conductive ball mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph showing an inspection waveform of the conductive ball mounting device according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a graph showing an inspection waveform of the conductive ball mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a graph showing an inspection waveform of the conductive ball mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a ball supply unit of a conductive ball mounting device according to an embodiment of the present invention.
2
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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