JP3951117B2 - Conductive ball mounting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ボール搭載装置における吸着ヘッドの導電性ボール保持面に保持された不要な導電性ボールを除去する装置を備えた導電性ボール搭載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より導電性ボール搭載装置における吸着ヘッドの導電性ボール保持面に保持された余剰ボール等の不要な導電性ボールを、除去する手段として吸引ノズルで除去する装置が存在した。しかし、吸着ヘッドの導電性ボールの保持面は必ずしも水平ではなく、X軸方向(前後方向)、Y軸方向(左右方向)、Z軸方向(上下方向)及びこれらの複合方向に傾いている場合がある。
【0003】
そこで、不要な導電性ボールを除去するため、ボール除去装置の吸引ノズルの傾きを吸着ヘッドのボール保持面の傾きと合致させる必要が生じる。これには事前に上記吸引ノズル又は吸着ヘッドを機械的に調整するという方法で対応していた。
【0004】
しかし、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び複合方向に傾いた吸着ヘッドのボール保持面の傾きに合わせて、ボール除去装置の吸引ノズルを機械的に調整することや、吸着ヘッドの保持面の機械的調整は困難で面倒な作業であった。又、導電性ボールが微小、例えば直径0.1mm程度の半田ボールの場合には、吸着ヘッドのボール保持面とボール除去装置の吸引ノズルの間隔が広くなると、ボール保持面に存在する不要な半田ボールの除去ができない場合が生じてしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向又はこれらの複合方向に傾いた吸着ヘッドのボール保持面に対してもボール除去装置における吸引ノズルのような除去手段を一定の間隔を保って移動させることにより、ボール保持面の不要な導電性ボールを確実に除去することのできる導電性ボール除去装置を備えた導電性ボール搭載装置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】
第1の発明は、上記課題を解決するため、導電性ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第1に、導電性ボールが多数貯留されているボール供給装置と、複数の導電性ボールを吸着保持するボール保持面を下面に有する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの左右への移動装置と、導電性ボールが搭載されるウエハが載置されるテーブルと、ボール保持面上の不要な導電性ボールに作用して取り除く横長な吸引ノズルと、ボール保持面と吸引ノズルを相対的に移動させて接近隔離させる移動機構を設ける。
第2に、吸引ノズルを支持部材に傾斜角度変化可能に支持させる。
第3に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着する。
第4に、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルをボール保持面の傾きに倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動する。
【0007】
第2の発明は、前記課題を解決するため、導電性ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第1に、導電性ボールが多数貯留されているボール供給装置と、複数の導電性ボールを吸着保持するボール保持面を下面に有する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの左右への移動装置と、導電性ボールが搭載されるウエハが載置されるテーブルと、ボール保持面上の不要な導電性ボールに作用して取り除く横長な吸引ノズルと、ボール保持面と吸引ノズルを相対的に移動させて接近隔離させる移動機構を設ける。
第2に、吸着ヘッドを傾斜角度変化可能に支持する。
第3に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着する。
第4に、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルにボール保持面を倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図1は、半田ボール搭載装置1の全体を示す概略説明図であり、第1実施例では、本発明における導電性ボールとして、直径0.1mmの半田ボール2が用いられている。勿論、本発明における導電性ボールが上記半田ボール2に限定されるものではない。
【0009】
該半田ボール搭載装置1は、図1中左方より、半田ボール2が多数貯留されているボール供給装置3と、半田ボール2を真空吸引して保持する吸着ヘッド4と、不要な半田ボール2を除去するボール除去装置5と、吸着ヘッド4のX軸移動装置6(図1中左右への移動装置)と、吸着ヘッド4のZ軸移動装置7(図1中上下方向への移動装置)と、半田ボール2が搭載されるウエハが載置されるX−Yテーブル8とが設けられている。
【0010】
尚、X軸移動装置6及びZ軸移動装置7は、吸着ヘッド4のボール供給装置3上方への移動、ボール吸着のための下降及びX−Yテーブル8上方への移動、ボール搭載動作のための下降の駆動力となっている。
【0011】
X−Yテーブル8は、X軸駆動テーブル9及びY軸駆動テーブル10上に設置されており、平面移動可能に構成されており、搭載の際の位置合わせに用いられる。
【0012】
吸着ヘッド4は、複数の半田ボール2を吸着保持するボール保持面11が、吸着ヘッド4の下面に形成されている。吸着ヘッド4は、図示されていないバキューム源と接続されており、バキューム源からの負圧によりボール保持面11に半田ボール2を吸着保持する。図2が、半田ボール2を吸着保持した状態を示す吸着ヘッド4の下面を示す底面説明図である。
【0013】
図2中、中央の円形部分が吸着ヘッド4下面に形成された吸着プレート12であり、吸着プレート12の外側が吸着ヘッド4下面のフレーム13である。第1実施例は、フレーム13と吸着プレート12とで、本発明のボール保持面11を構成している。後述するローラ21は上記フレーム13に当接し、吸着ヘッド4の移動に従って回転することになる。
【0014】
尚、図2には、適正に吸着保持された半田ボール2と余剰ボールである不要な半田ボール22が示されている。
【0015】
図3は、ボール除去装置5の1実施例を示す側面説明図であり、図4が、同正面断面説明図である。図3及び図4に示されるように、本第1実施例では本発明における除去手段として吸引ノズル14を用いる。ボール除去装置5は、吸着ヘッド4のボール保持面11の不要な半田ボール22を吸引して取り除く吸引ノズル14が設けられている。吸引ノズル14は、図3中左右方向に吸着プレート12の幅に対応する横長なノズルで、上端部に横長の吸引スリット25が形成され、内部に図示されていない真空源と接続された空部26が形成されたものである。
【0016】
吸引ノズル14は、支持部材27に傾斜角度変化可能に支持される。具体的に説明すると、吸引ノズル14は、ホルダ15に固定ねじ16にて固定され、該ホルダ15を、エアーシリンダ17のロッド18の先端に設けられた支点軸19に、支点軸19を支点として揺動可能に装着したものである。尚、支点軸19は、吸引ノズル14の長手方向中央の下方に設けられている。従って、吸引ノズル14もホルダ15と共に支点軸19を支点として揺動する。
【0017】
支点軸19には、揺動範囲を限定するためのストッパーブロック20が設けられており、該ストッパーブロック20に吸引ノズル14の底面が当接するまで揺動可能とされている。
【0018】
尚、該エアーシリンダ17は、押し付けバネ的機能を持たせるものである。従って、この押し付けバネ的機能を吸着ヘッド4側に、もたせれば、支持部材27側に設ける必要はない。
【0019】
吸引ノズル14の両側端部には、吸引ノズル14よりも上方へ突出し、吸着ヘッド4のボール保持面11に当接するローラ21が、吸引ノズル14に一体的に装着されている。該ローラ21が、本発明における当接部材に相当する。ローラ21は、吸着ヘッド4のボール保持面11と吸引ノズル14が接近した際に、ローラ21が保持面11に当接し、吸引ノズル14をボール保持面11の傾きに倣わせる役割を有する。
【0020】
ローラ21は、回転支軸23に回転自在に取り付けられている。尚、この回転支軸23自体は回転しない。ローラ21は、吸引ノズル14に固定軸24により、高さ位置調整可能に装着されている。この高さ位置の調整は、固定軸24をローラ21の回転支軸23側面に偏心させて装着し、回転支軸23を偏心回動させることでローラ21の高さを調整するという方法を採用している。この方法により不要な半田ボール22除去のための吸着ヘッド4のボール保持面11と吸引ノズル14の最適間隔に調整する。
【0021】
次に、半田ボール搭載装置1の動作と共に第1実施例のボール除去装置の動作について説明する。先ず、X軸移動装置6が作動し、吸着ヘッド4はボール供給装置3上方に移動する。次に、Z軸移動装置7の作動により、吸着ヘッド4は下降し、ボール供給装置3より半田ボール2を吸着プレート12に設けられた吸着孔に吸着し、半田ボール2を吸着したら、再びZ軸移動装置7により上昇する。
【0022】
上昇後、吸着ヘッド4は、X軸移動装置6により、図1中右方への移動を開始し、ボール除去装置5上方に至り、横移動を一旦停止する。ここでボール除去装置5のエアーシリンダ17が作動して、吸引ノズル14は、吸着ヘッド4のボール保持面11に向かって上昇し押し付けられる。
【0023】
押し付けられると、吸引ノズル14の両側には、吸引ノズル14よりも上方へ突出したローラ21が装着されているため、該ローラ21が、ボール保持面11に当接する。
【0024】
このときボール保持面11が傾斜していると、一方のローラ21はボール保持面11に当接するが、他方のローラ21は、ボール保持面11と離れた状態となっている。この状態で更にエアーシリンダ17の押し付けが継続すると、吸引ノズル14は支点軸19に揺動可能、すなわち傾斜角度を変化できる状態で装着されているため、揺動し、他方のローラ21もボール保持面11に当接する。
【0025】
この位置関係で、吸着ヘッド4がX軸移動装置6により横移動すると、吸引ノズル14はボール保持面11の傾きに倣うので、ボール保持面11と吸引ノズル14は、何れの位置でも等間隔となり適正に不要な半田ボール22の除去が行われる。実施例では吸着ヘッド4を横移動させているが、吸引ノズル14が横移動するものであっても良い。
【0026】
不要なボールを除去した後、吸着ヘッド4は、更に図中右方へ移動し、X−Yテーブル8のボール搭載位置上方に移動する。次に、Z軸移動装置7により吸着ヘッド4を下降させてボール搭載動作を行うのである。尚、上記動作説明におけるボール除去装置5は、ボール搭載装置1がボール搭載前に動作する場合について説明したが、ボール搭載後にボール保持面11に保持されたままとなっている搭載ミスボール(持ち帰り半田ボール2)の除去に対しても用いることができるこは当然である。
【0027】
次に、図5に示す半田ボール除去の第2実施例ついて説明する。第2実施例の基本的構成は、第1実施例と共通するが、第2実施例は、第1実施例とは逆に、ボール除去装置5の吸引ノズル14は傾斜角度変化機能を有さず固定されており、吸着ヘッド4が傾斜角度変化可能に支持されている点で異なる。
【0028】
すなわち、Z軸移動装置7に取り付けられた支持部材27の下方部に球体軸受け28を形成し、該球体軸軸受け28に継ぎ手29の球体30を摺動及び固定自在に嵌合し、該継ぎ手29に吸着ヘッド4が取り付けられている。従って、球面軸受け28の固定解除時に吸着ヘッド4が傾斜角度変化可能となる。
【0029】
この第2実施例でのボール除去動作について説明すれば、以下の通りである。吸着ヘッド4が、X軸移動装置6により、図1中右方への移動を開始し、ボール除去装置5上方に至り、横移動を一旦停止する。ここで吸着ヘッド4は、Z軸移動装置7により、吸引ノズル14に向かって下降し、吸引ノズル14に、吸着ヘッド4のボール保持面11を押し付ける。勿論、第1実施例のように吸引ノズル14が上昇して押し付ける方法でも良い。このとき、吸引ノズル14の両側には、吸引ノズル14よりも上方へ突出したローラ21が装着されているため、該ローラ21が、ボール保持面11に当接する。
【0030】
吸着ヘッド4のボール保持面11が傾斜していると、一方のローラ21はボール保持面11に当接するが、他方のローラ21は、ボール保持面11と離れた状態となっている。この状態で更に押し付けを継続すると、吸着ヘッド4の球面軸受け28は固定が解除され、揺動し、他方のローラ21もボール保持面11に当接する。
【0031】
この位置関係で、吸着ヘッド4がX軸移動装置6により横移動すると、吸引ノズル14に吸着ヘッド4のボール保持面11が倣って角度変化しながら移動するので、ボール保持面11と吸引ノズル14は、何れの位置でも等間隔となり適正に不要な半田ボール22の除去が行われる。実施例では吸着ヘッド4を横移動させているが、吸引ノズル14が横移動するものであっても良い。尚、第2実施例でもボール供給動作及びボール搭載動作は第1実施例と同様である。
【0032】
尚、第2実施例に示されたように、吸着ヘッド4のZ軸移動装置7(図1中上下方向への移動装置)が、ボール保持面11と吸引ノズル14を相対的に移動させて接近隔離させる移動機構となる場合もある。勿論、第1実施例に示されるように相対的に移動可能であれば良いので、エアシリンダ17が吸引ノズル14をボール保持面11に接近隔離させる移動機構となって、ボール除去装置5が上昇移動するものであっても、両者が移動するものであっても良い。
【0033】
以上、第1実施例及び第2実施例とも、ボール除去装置5の例として、吸引して取り除く吸引ノズル14を2を用いる場合を示したが、本発明では、不要な導電性ボールを取り除くボール除去装置として、不要導電性ボールに噴射圧を作用させて取り除く噴射ノズルを用いる場合や、不要な導電性ボールに直接作用させて取り除く接触部材を用いる場合にも利用できるものである。
【0034】
【発明の効果】
本発明は、吸引ノズルを支持部材に傾斜変化可能に支持させると共に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着し、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルを該保持面の傾きに倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動することを特徴とする導電性ボールの除去装置としたので、吸着ヘッドのボール保持面が、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向又はこれらの複合方向に傾いていても、微妙な調整を必要とせず、吸着ヘッドのボール保持面に対してボール搭載装置の吸引ノズルを一定の間隔を保って移動させることができ、ボール保持面の不要な導電性ボールを確実に除去することのできるものとなった。
【0035】
請求項2の発明の効果ではあるが、吸着ヘッドを傾斜角度変化可能に支持し、吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルにボール保持面を倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動する導電性ボール搭載装置としたので、吸着ヘッドのボール保持面に対してボール搭載装置の吸引ノズルが一定の間隔を保って移動させることができ、ボール保持面の不要な導電性ボールを確実に除去することのできるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る半田ボール搭載装置の全体を示す概略説明図
【図2】吸着ヘッド下面を示す底面説明図
【図3】ボール除去装置の第1実施例を示す側面説明図
【図4】同正面断面説明図
【図5】角度調整可能な吸着ヘッド利用の第2実施例を示す概略説明図
【符号の説明】
1......半田ボール搭載装置
2......半田ボール
3......ボール供給装置
4......吸着ヘッド
5......ボール除去装置
6......X軸移動装置
7......Z軸移動装置
8......X−Yテーブル
9......X軸駆動テーブル
10.....Y軸駆動テーブル
11.....ボール保持面
12.....吸着プレート
13.....フレーム
14.....吸引ノズル
15.....ホルダ
16.....固定ねじ
17.....エアーシリンダ
18.....ロッド
19.....支点軸
20.....ストッパーブロック
21.....ローラ
22.....不要半田ボール
23.....回転支軸
24.....固定軸
25.....吸引スリット
26.....空部
27.....支持部材
28.....球面軸受け
29.....継ぎ手
30.....球体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductive ball mounting apparatus including a device for removing unnecessary conductive balls held on a conductive ball holding surface of a suction head in the conductive ball mounting apparatus .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been a device for removing unnecessary conductive balls such as surplus balls held on the conductive ball holding surface of the suction head in the conductive ball mounting device by means of a suction nozzle as means for removing them. However, the conductive ball holding surface of the suction head is not necessarily horizontal, and is inclined in the X-axis direction (front-rear direction), the Y-axis direction (left-right direction), the Z-axis direction (up-down direction), and a compound direction thereof. There is.
[0003]
Therefore, in order to remove unnecessary conductive balls, it is necessary to match the inclination of the suction nozzle of the ball removing device with the inclination of the ball holding surface of the suction head. This has been dealt with by a method of mechanically adjusting the suction nozzle or the suction head in advance.
[0004]
However, the suction nozzle of the ball removing device can be mechanically adjusted according to the inclination of the ball holding surface of the suction head inclined in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction and compound direction, and the suction head can be held. Mechanical adjustment of the surface was a difficult and troublesome task. In addition, when the conductive ball is a minute, for example, a solder ball having a diameter of about 0.1 mm, an unnecessary solder existing on the ball holding surface is increased if the distance between the ball holding surface of the suction head and the suction nozzle of the ball removing device is increased. In some cases, the ball cannot be removed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of this, the present invention provides a removal means such as a suction nozzle in the ball removing device at a constant interval even with respect to the ball holding surface of the suction head inclined in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, or a composite direction thereof. It is an object of the present invention to provide a conductive ball mounting device provided with a conductive ball removing device that can reliably remove unnecessary conductive balls on the ball holding surface by holding and moving.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the first invention employs the following means in the conductive ball mounting apparatus.
First, a ball supply device in which a large number of conductive balls are stored, a suction head having a ball holding surface for sucking and holding a plurality of conductive balls, a device for moving the suction head to the left and right, A table on which a wafer on which a conductive ball is mounted is placed, a horizontally long suction nozzle that acts on an unnecessary conductive ball on the ball holding surface to remove it, and the ball holding surface and the suction nozzle are moved relatively to approach each other. A moving mechanism for isolating is provided.
Second , the suction nozzle is supported by the support member so that the inclination angle can be changed.
Third, protrude upward from the suction nozzle, integrally mounted on both ends of the plurality of suction nozzles the contact member in contact with the ball holding surface of the suction head.
Fourth , while the suction head moves from the ball supply device to the table by the moving device, the ball holding surface of the suction head and the suction nozzle are brought closer by the moving mechanism , and the contact member is brought into contact with the ball holding surface, The suction nozzle is made to follow the inclination of the ball holding surface, and the suction head is moved laterally by the moving device to remove the conductive ball, and then moved upward of the table.
[0007]
In order to solve the above problems, the second invention employs the following means for the conductive ball mounting apparatus.
First, a ball supply device in which a large number of conductive balls are stored, a suction head having a ball holding surface for sucking and holding a plurality of conductive balls, a device for moving the suction head to the left and right, A table on which a wafer on which a conductive ball is mounted is placed, a horizontally long suction nozzle that acts on an unnecessary conductive ball on the ball holding surface to remove it, and the ball holding surface and the suction nozzle are moved relatively to approach each other. A moving mechanism for isolating is provided.
Second , the suction head is supported so that the tilt angle can be changed.
Third, protrude upward from the suction nozzle, integrally mounted on both ends of the plurality of suction nozzles the contact member in contact with the ball holding surface of the suction head.
Fourth, while the suction head moves from the ball supply device to the table by the moving device, the ball holding surface of the suction head and the suction nozzle are brought closer by the moving mechanism , and the contact member is brought into contact with the ball holding surface, The ball holding surface is made to follow the suction nozzle, and the suction head is moved laterally by the moving device to remove the conductive ball, and then moved upward of the table.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with examples according to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the entire solder ball mounting apparatus 1. In the first embodiment, a
[0009]
The solder ball mounting device 1 includes, from the left in FIG. 1, a ball supply device 3 in which a large number of
[0010]
The
[0011]
The XY table 8 is installed on the X-axis drive table 9 and the Y-axis drive table 10 and is configured to be movable on the plane, and is used for positioning at the time of mounting.
[0012]
In the
[0013]
In FIG. 2, the central circular portion is the
[0014]
FIG. 2 shows a
[0015]
FIG. 3 is an explanatory side view showing one embodiment of the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
[0020]
The
[0021]
Next, the operation of the ball removing apparatus according to the first embodiment will be described together with the operation of the solder ball mounting apparatus 1. First, the
[0022]
After rising, the
[0023]
When pressed,
[0024]
If the
[0025]
When the
[0026]
After removing unnecessary balls, the
[0027]
Next, a second embodiment of solder ball removal shown in FIG. 5 will be described. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. However, in the second embodiment, the
[0028]
That is, a
[0029]
The ball removing operation in the second embodiment will be described as follows. The
[0030]
When the
[0031]
When the
[0032]
As shown in the second embodiment, the Z-axis moving device 7 (moving device in the vertical direction in FIG. 1) of the
[0033]
As described above, in both the first and second embodiments, as an example of the
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, the suction nozzle is supported by the support member so that the inclination of the suction nozzle can be changed, and a plurality of contact members that protrude upward from the suction nozzle and contact the ball holding surface of the suction head are integrally formed on both side ends of the suction nozzle. While the suction head is moved from the ball supply device to the table by the moving device, the ball holding surface of the suction head and the suction nozzle are brought closer to each other by the moving mechanism , and the contact member is brought into contact with the ball holding surface, Since the suction nozzle is made to follow the inclination of the holding surface, the suction head is moved laterally by the moving device to remove the conductive ball, and then the conductive ball removing device is moved above the table . Even if the ball holding surface of the suction head is inclined in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, or a composite direction thereof, no fine adjustment is required and the ball holding surface of the suction head Ball suction nozzle of the mounting device can be moved while maintaining a predetermined interval, it has become that unnecessary conductive ball of the ball holding surface can be reliably removed.
[0035]
Albeit the effect of the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the entire solder ball mounting apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a bottom explanatory view showing a lower surface of the suction head. FIG. 3 is a side explanatory view showing a first embodiment of the ball removing apparatus. FIG. 4 is a front cross-sectional explanatory view. FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a second embodiment using a suction head with adjustable angle.
1. . . . . . 1. Solder ball mounting device . . . . . 2. Solder balls . . . . . 3. Ball supply device . . . . . 4. Suction head . . . . .
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