JP4143788B2 - ボールマウント装置及びマウント方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板やフレーム等のワークに半田ボールや半田バンプ等をマウントするボールマウント装置及びマウント方法の改良に関するもので、詳しくは、ボール吸着時の余剰ボール、ボール吸着ミス、及びマウント後のマウントミスによるボール残りの検査を行う装置及び方法を改良したボールマウント装置及びマウント方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ボール供給部とワーク位置決め部（半田ボールをワークにマウントする位置）を有し、この間を往復して位置決めされたワークへ半田ボールをマウントするボールマウント装置は知られている。このようなボールマウント装置では、ボール供給部とワーク位置決め部との間をマウントヘッドが相対移動する間にボール吸着ミスがないか検査するボール検査装置が設けられている。
【０００３】
ボールマウント装置では、一般的にワークの長尺方向をＸ軸としてマウントヘッドのボール吸着位置からボールマウント位置への相対移動方向をＹ軸としている。これはマウントヘッドの相対移動軸（Ｙ軸）に沿った寸法を小さくして、ボールマウント装置の小型化を図るものである。そして、マウントヘッドの相対移動経路中（Ｙ軸上）にボール検査装置を設けるため、マウントヘッドの相対移動経路に直交する方向、すなわちワークの長尺方向にボール検査装置の発光部と受光部を配置していた。
【０００４】
ボール検査装置は、マウントヘッドをレーザセンサ上を相対移動させ、発光部からの投射レーザ光を受光部が受けることにより、余剰ボール、ボール吸着ミス、ボール残りを検出するものである。
【０００５】
ところが、近年、一括でマウントするワーク面積が大きくなってきており、検査装置の発光部と受光部の距離が大きくなるため、光の拡散が原因で検査精度が低下してきている。さらにボールの微小化により検査精度は、より高く要求されてきており、従来技術では対応できないところまできている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するため、ボール検査装置での検査をワークの短尺方向で行うことにより、ボール検査装置の発光部と受光部間の寸法を小さく押さえ、検査精度の低下を防止するとともに、装置の大型化を避けることのできるボールマウント装置及びマウント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】
本発明は、上記課題を解決するため、ワーク搬送路を導電性ボールがマウントされるワークの長尺方向に沿って設け、ボール供給のためのボール供給トレイ及びマウントヘッドの各々の長尺方向が前記ワークの長尺方向と同一方向となるよう配置し、前記マウントヘッドのボール吸着検査を行うボール検査装置のレーザセンサの発光部から受光部に向かう検査光の投射方向を、上記長尺方向に直交するよう配置し、前記マウントヘッドの下面をスキャンすることを特徴とするボールマウント装置及びこれを利用したマウント方法を提供しようとするものである。
【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、本発明が実施される半田ボールマウント装置の概略を示す斜視図であり、図２は、ボール供給トレイ上にマウントヘッドが位置した状態、図３は、マウント位置上にマウントヘッドが位置した状態を示している。
【０００９】
本実施例の半田ボールマウント装置は、ワーク搬送路とマウントヘッド１とその駆動機構と、ボール供給部となるボール供給トレイ２と、その間に配置されるボール検査装置３及びその駆動機構とで構成される。
【００１０】
ワーク搬送路は、具体的に図示てされいないが、半田ボールがマウントされるワーク４の長尺方向に沿って走行するよう設けられている。図１中ワーク４近傍に付された矢印方向がワーク搬送軸方向で、ワーク搬送軸に沿ってワーク４は移動する。尚、図中ワーク４が位置する所がワーク４に半田ボールをマウントする位置であり、ワーク位置決め部である。
【００１１】
ボール供給部には、半田ボールＢが多数貯留されているボール供給トレイ２が利用されている。ボール供給トレイ２は、ワーク４の長尺方向と同一方向にボール供給トレイ２の長尺方向を位置させて配置されている。実施例でボール供給トレイ２は停止させられており、移動しない。
【００１２】
マウントヘッド１は、ボール供給部のボール供給トレイ２と半田ボールがマウントされるワーク位置決め部との間をＹ軸方向に相対移動する。マウントヘッド１がＹ軸方向で相対移動する場合として、ボール供給トレイ２とワーク位置決め部が停止状態とされ、マウントヘッド１自体が移動する場合と、マウントヘッド１はＹ軸方向への移動を行わず、ボール供給トレイ２及びワーク位置決め部又はボール供給トレイ２のみがマウントヘッド１下方でＹ軸方向に移動する場合がある。本実施例は前者を採用しており、マウントヘッド１が移動する。
【００１３】
マウントヘッド１は長尺方向をワーク４の長尺方向と同一方向として、Ｚ軸ベース５に昇降自在に取り付けられる。Ｚ軸ベース５はＺ軸モータ６とこれに接続されるボールねじ７を具備し、Ｘ軸ベース８にＸ軸方向に移動自在に取り付けられる。尚、図中２０はΘ軸ベースで、Θ軸ベース２０はΘ軸モータ２１とボールねじ２２を具備している。このΘ軸駆動機構は、ワーク位置決め部でのワーク４とマウントヘッド１の水平面上の回転角の調整に利用される。
【００１４】
Ｘ軸ベース８には、Ｘ軸モータ９とＸ′軸モータ１０を具備し、これらのモータ９、１０にはボールねじ １１，１２が接続される。Ｘ′軸モータ１０のボールねじ１２にはボール検査装置３が接続されている。Ｘ′軸モータ１０に接続されているボールねじ１２がボール検査装置相対移動軸となる。ボール検査装置相対移動軸はワーク搬送軸と実質的に平行に設けられている。本実施例ではボール検査装置が移動する方式を採用しているが、相対移動であればよく、ボール検査装置３は、停止しておりマウントヘッド１が、Ｘ軸モータ９によりボール検査装置３上を移動する方式を採用することもできる。
【００１５】
Ｘ軸ベース８はＹ軸モータ１３とボールねじ１４によりボール供給部のボール供給トレイ２と半田ボールをマウントするワーク位置決め部との間を移動可能となっている。従って、マウントヘッド１は、ボール供給部のボールトレイ２とワーク位置決め部との間を移動可能となっている。このＹ軸モータ１３に接続されたボールねじ１４が、マウントヘッド１のボール吸着からボールマウントに移るときのヘッド相対移動軸となり、該ヘッド相対移動軸はワーク搬送軸及びボール検査装置相対移動軸と直交する。
【００１６】
ボール検査装置３は、レーザセンサ１５が検査光の投射方向を、ワーク４の長尺方向に直交するよう配置している。さらに、同一方向に、吸着ミス検知用の光源１６が並列して配置されている。
【００１７】
以下、本実施例に係る半田ボールマウント装置の作動手順について説明する。まずＹ軸モータ１３が駆動しマウントヘッド１はボールねじ１４に沿って、図２に示されるようにボール供給トレイ２上方へ移動する。ワーク位置決め部にワークが供給されると同時に、マウントヘッド１は、Ｚ軸モータ６によりボールねじ７に沿ってボール供給部のボール供給トレイ２上方からボール供給位置まで下降し、半田ボールＢを下面に吸着する。吸着後、マウントヘッド１がＺ軸モータ６の反転により上昇し、Ｙ軸モータ１３によりワーク位置決め部上方に向け、移動を開始する。マウントヘッド１のＹ軸方向への移動は、ボール供給トレイ２及びワーク位置決め位置との相対移動であればよいので、マウントヘッド１が停止しており、マウントヘッド１下方でボール供給トレイ２及びワーク位置決め位置又はボール供給トレイ２のみがＹ軸方向に移動するものであってもよい。
【００１８】
上記移動中にＸ′軸モータ１０が駆動し、Ｘ軸ベース８に取り付けられているボール検査装置３がボールねじ１２に沿って、マウントヘッド１の移動方向と直交する方向に移動しながら検査光をマウントヘッド１の長尺方向と直交する方向に投射してマウントヘッド１下面をスキャンし、余剰ボールやボールの吸着ミスがないか検査する。図３は、ボール検査装置３が上記検査のための移動を完了した状態を示す。ボール検査装置の移動は、マウントヘッド１との相対移動であればよいので、ボール検査装置用のＸ′軸モータ１０を利用せず、マウントヘッド１のＸ軸モータ９を利用してマウントヘッド１を移動させることにより検査を行ってもよい。
【００１９】
余剰ボールやボール吸着ミスがなければ、検査終了とともにマウントヘッド１はワーク位置決め部上方に移動を完了しているので、図示しないＣＣＤカメラでワーク４の姿勢を認識し、マウントヘッド１の姿勢を修正してＺ軸モータ６により下降を開始し、ワーク４に半田ボールをマウントする。
【００２０】
ボールマウント後マウントヘッド１は上昇し、ボール供給部のボール供給トレイ２へ移動を開始する。このとき、Ｘ′軸モータ１０を逆回転させ、再度ボール検査装置３は、検査光をマウントヘッド１の長尺方向と直交する方向に投射して、マウントヘッド１下面のスキャンを行い、半田ボールのマウントミスがなかったか（マウントヘッド１に残り半田ボールがないか）のボール検査を行う。
【００２１】
尚、ボール吸着ミスがあった場合、ミッシングボールなら再度ボール供給トレイ２へ移動し、吸着動作を繰り返す。余剰ボールがあった場合には、図示されていないボール排出装置内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール供給トレイ２へ移動し、吸着動作を繰り返す。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、ワーク搬送路をボールがマウントされるワークの長尺方向に沿って設け、ボール供給のためのボール供給トレイ及びマウントヘッドの各々の長尺方向がワークの長尺方向と同一方向となるよう配置し、マウントヘッドのボール吸着検査を行うボール検査装置の検査光の投射方向を、上記長尺方向に直交するよう配置しワークの短尺方向でボール検査を行うためワークの長尺方向の長さに関係せず安定した検査が可能である。
【００２３】
ワークの短尺方向で検査が行えるため、検査装置の発光部と受光部間の寸法を小さく押さえることができ検査精度の低下を防止できる。又、装置の配置は従来通り行えるので装置の大型化が避けられる。
【００２４】
請求項３及び請求項４の効果ではあるが、マウントヘッドのＹ軸相対移動中にボール検査することができるためタクトロスがなく、Ｙ軸相対移動移動路にボール検査装置を設置する必要がないのでＹ軸ストロークを短くできタクトタイムの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田ボールマウント装置の斜視図
【図２】ボール供給トレイ上にマウントヘッドが位置した状態の同斜視図
【図３】マウント位置上にマウントヘッドが位置した状態の同斜視図
【符号の説明】
１．．．．．．．．マウントヘッド
２．．．．．．．．ボール供給トレイ
３．．．．．．．．ボール検査装置
４．．．．．．．．ワーク
５．．．．．．．．Ｚ軸ベース
６．．．．．．．．Ｚ軸モータ
７、１１、１２、１４、２２．．ボールねじ
８．．．．．．．．Ｘ軸ベース
９．．．．．．．．Ｘ軸モータ
１０．．．．．．．Ｘ′軸モータ
１３．．．．．．．Ｙ軸モータ
１５．．．．．．．レーザセンサ
１６．．．．．．．光源
２０．．．．．．．Θ軸ベース
２１．．．．．．．Θ軸モータ
Ｂ．．．．．．．．半田ボール

Claims (4)

  1. ワーク搬送路を導電性ボールがマウントされるワークの長尺方向に沿って設け、ボール供給のためのボール供給トレイ及びマウントヘッドの各々の長尺方向が前記ワークの長尺方向と同一方向となるよう配置し、前記マウントヘッドのボール吸着検査を行うボール検査装置のレーザセンサの発光部から受光部に向かう検査光の投射方向を、上記長尺方向に直交するよう配置し、前記マウントヘッドの下面をスキャンすることを特徴とするボールマウント装置。
  2. 導電性ボールがマウントされるワークの長尺方向に沿って設けられたワーク搬送軸とボール検査装置相対移動軸とを平行に設け、マウントヘッドのボール吸着からボールマウントに移るときのヘッド相対移動軸とワーク搬送軸及びボール検査装置相対移動軸とを直交させ、前記マウントヘッドのボール吸着検査を行うボール検査装置におけるレーザセンサの発光部から受光部に向かう検査光の投射方向を、前記ワークの長尺方向に直交するよう設置し、前記マウントヘッドの下面をスキャンすることを特徴とするボールマウント装置。
  3. マウントヘッドがボール供給部のボール供給トレイから導電性ボールを吸着し、マウント位置に向けて相対移動している間にボール検査装置を前記マウントヘッドの相対移動方向と直交する方向に相対移動させ、検査光を前記マウントヘッドの長尺方向に直交する方向に投射して、前記マウントヘッド下面をスキャンし、前記導電性ボールの吸着ミスがないか検査し、検査終了後、前記導電性ボールをワークにマウントすることを特徴とするマウント方法。
  4. マウントヘッドがボール供給部のボール供給トレイから導電性ボールを吸着し、マウント位置に向けて相対移動している間にボール検査装置を前記マウントヘッドの相対移動方向と直交する方向に相対移動させ、検査光を前記マウントヘッドの長尺方向に直交する方向に投射して、前記マウントヘッド下面をスキャンし、前記導電性ボールの吸着ミスがないか検査し、検査終了後、前記導電性ボールをワークにマウントし、マウント後、前記マウントヘッドが前記ボール供給部へ相対的に戻る間に、再度前記ボール検査装置を前記マウントヘッドの相対移動方向と直交する方向に相対移動させ、前記検査光を前記マウントヘッドの長尺方向に直交する方向に投射して、前記マウントヘッド下面をスキャンし、前記導電性ボールのマウントミスがないか検査することを特徴とするボールマウント方法。
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