JP4147368B2 - マウントヘッド - Google Patents
マウントヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP4147368B2 JP4147368B2 JP18609199A JP18609199A JP4147368B2 JP 4147368 B2 JP4147368 B2 JP 4147368B2 JP 18609199 A JP18609199 A JP 18609199A JP 18609199 A JP18609199 A JP 18609199A JP 4147368 B2 JP4147368 B2 JP 4147368B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- vacuum plate
- mount
- head
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハや基板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において利用されるマウントヘッドの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半田ボールマウント装置における半田ボールを吸引、吸着するマウントヘッドは、下面に位置するバキュームプレートに半田ボールを吸着するための多数の吸着孔を設け、マウントヘッド内をバキューム手段で減圧することにより、半田ボールを吸着孔に吸引、吸着し、ワーク上に移動して半田ボールをワークにマウントするものであった。
【０００３】
マウントヘッドにて半田ボール等をワークにマウントする際、バキュームプレートとワークの平行度を正しく保つことが正確な半田ボール等のマウントには欠かせない条件であった。特に大量の半田ボール等をワークにマウントする場合には、この平行度の確保は重要であった。しかし、バキュームプレートの薄肉化等により、バキュームプレートの歪みも多くなり、バキュームプレートとワークの平行度を正しく保つことが困難になってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ワークとバキュームプレートの平行度を確保することにより、大量の半田ボールを正確にワークにマウントすることのできるボールマウント装置のマウントヘッドを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ワークとバキュームプレートの平行度を確保する手段として、バキュームプレート側の強度を確保しようとするものであり、ボールを吸着するための多数の吸着孔を具備するバキュームプレートと、バキュームプレートの吸着孔に対応しない気体導通路を有し該バキュームプレートを外力から支持する支持プレートと、バキュームプレートと支持プレートとの間のバキュームプレートの吸着領域に配置した通気性ある気体導通部材とを具備することを特徴とするボールマウント装置におけるマウントヘッドを提供するものである。
【０００６】
第２の発明は、ワークとバキュームプレートの平行度を確保する手段として、バキュームプレートへのワークからの影響の排除やワークの歪みへの対応に着目したもので、バキュームプレートの吸着領域外に、吸着ボールの径に応じた厚さのスペーサをマウントヘッド下方に向かって突出形成したことを特徴とするボールマウント装置におけるマウントヘッドと第１の発明を合体させたものである。
【０００７】
尚、第２の発明は、より完全なワークとバキュームプレートの平行度の確保が可能なボールマウント装置におけるマウントヘッド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、一実施例に示す半田ボールマウント装置の平面図である。該半田ボールマウント装置は、ウエハ供給部１と、フラックス転写部２と、ボールマウント部３と、ワーク駆動機構４とで構成される。本発明にかかるマウントヘッド２５は、ボールマウント部３に存在する。
【０００９】
ウエハ供給部１は、供給用のウエハカセット５と、搬出用のウエハカセット６と、不良用のウエハカセット７との各ウエハカセットと、ウエハ４９の搬送を行うクリーンルーム用スカラー型ロボット９と、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８とでなる。
【００１０】
ウエハ位置決め位置８の上方には、図２に示されるように、ＣＣＤカメラ３１が図面上前後に重なり合うように２台配置されており（図面上は前方の１台のみが表れている）、その下方には、ウエハ４９上に向いた照明器３２が配備されている。ＣＣＤカメラ３１は、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８上方で、ワーク駆動機構４と平行な方向（Ｘ軸方向）にモータ３３により移動可能とされている。
【００１１】
ワーク駆動機構４には、ウエハステージ３０が設けられており、ウエハステージ３０を駆動させるＸ軸（図１中左右方向）とΘ軸（回転方向）の２軸の駆動機構が設けられる。Θ軸の駆動機構は、位置決めを主たる役割として採用された駆動機構であるが、Ｘ軸の駆動機構は、ワーク移動の役割と位置決めの役割を有する。
【００１２】
ウエハステージ３０は、Ｘ軸駆動機構により、ウエハ位置決め位置８と、フラックス転写位置１１と、ボールマウント位置２０の間を移動停止可能とされている。尚、ウエハステージ３０には転写ヘッド１３とマウントヘッド２５を観察するための２台のＣＣＤカメラ２３、２３′が配備されている。
【００１３】
フラックス転写部２は、転写ヘッド１３及びその駆動機構と、フラックス供給装置１０と、ワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１とからなり、転写ヘッド１３の移動路に転写ヘッド１３のクリーニング部１２が設けられている。
【００１４】
フラックス供給装置１０の転写ヘッド１３には、図３に示されるように、フラックス供給装置１０とワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられている。図中３４は、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータであり、図中３４′は、Ｙ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、転写ヘッド１３の移動の役割とともに、転写ヘッド１３とワークの位置決めにおいても利用される。
【００１５】
フラックス供給装置１０には、平坦なフラックス均し部が設けられ、スキージ１５により一定厚さにフラックスを均すことができる。このフラックス均し部中には、転写ヘッド１３のフラックス転写領域に対応するフラックス供給部１６が形成される。
【００１６】
ボールマウント部３は、マウントヘッド２５及びその駆動機構と、ボール供給装置１９と、ワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０と、その間に配置される余剰ボール除去装置２１と、ボール吸着ミス検査装置と、ボール吸着ミス検査装置で余剰ボールが検知されたときにマウントヘッド２５下に侵入するボール排出装置２４とで構成される。
【００１７】
本発明の特徴はマウントヘッド２５に表れる。本発明にかかるマウントヘッド２５、２６、２６′は、３種類が存在する。第１のマウントヘッド２６は、図５及び図６に示されるもので、マウントヘッド２６下面に、本発明における支持プレートとなるパンチングメタル４３と、本発明における気体導通部材となる微細な網で構成されるサポートプレート４１と、半田ボール４７吸着用の微細な吸着孔４６を設けたバキュームプレート４０とをプレートホルダ４４にて一体的に取り付けられたものである。尚、バキュームプレート４０とサポートプレート４１は、プレートホルダ４４の間で一定の間隙を有してフリーな状態で保持されている。
【００１８】
パンチングメタル４３は、図５及び図６に示されるように、バキュームプレート４０の吸着孔４６に対応しない気体導通路５１を有するものであり、穴径３．８ミリメートル、ピッチ５ミリメートルの気体導通路５１が形成されている。パンチングメタル４３は、サポートプレート４１を外力から支持するものであり、半田ボール４７吸着時の負圧によるバキュームプレート４０のたわみやウエハ４９からの反作用力でのバキュームプレート４０のたわみ等を防止する。パンチングメタル４３の代わりにハニカム構造の支持部材を用いても良い。
【００１９】
バキュームプレート４０は、厚さ０．１ミリメートルのステンレスにエッチングで半田ボール４７を吸着するための多数の吸着孔４６を開けたものを使用する。実施例では吸着孔４６の端部で半田ボール４７を傷つけるのを防止するため、樹脂コーティングを行っている。
【００２０】
サポートプレート４１は、図５及び図６に示されるように、バキュームプレート４０とパンチングメタル４３の間に配置される。サポートプレート４１は、厚さ０．１５ミリメートルのステンレス板の中央をバキュームプレート４０の吸着領域を包含する大きさに開口した枠材の中央開口部に気体導通部材である高張力樹脂製網を貼り付けてなるものである。高張力樹脂製網の代わりに金属網や多孔質材を用いても良い。サポートプレート４１は、パンチングメタル４３とバキュームプレート４０との間に空気の流れる層を作り、バキュームプレート４０の吸着エリア全体で均等なボール吸着状態を作り出すことを目的としている。
【００２１】
第２のマウントヘッド２６′は、図７に示されるように、マウントヘッド２６′下面に、半田ボール４７吸着用の微細な吸着孔４６を設けたバキュームプレート４０と、該バキュームプレート４０の半田ボール４７吸着領域の外郭に設けたスペーサ４２とをプレートホルダ４４にて一体的に取り付けたものである。
【００２２】
スペーサ４２は、バキュームプレート４０の吸着領域外でマウントヘッドの下方へ突出して設けられる。スペーサ４２の厚さは、図７に示されるように、半田ボール４７の径に合わせて決められ、マウント時に半田ボール４７が基板とマウントヘッド２６′により、わずかに押し付けられる程度の寸法が好ましい。
【００２３】
実施例では、半田ボール４７の径０．３ミリメートルに対してスペーサ４２は厚さ０．２５ミリメートルである。スペーサ４２は、マウント時の半田ボール４７への圧痕を防止する。
【００２４】
第３のマウントヘッド２５は、図８に示されるように、第１のマウントヘッド２６と第２のマウントヘッド２６′の要素合わせ持つものであり、サポートプレート４１とバキュームプレート４０とスペーサ４２とを、プレートホルダ４４で一体化し、パンチングメタル４３の下面に沿わせ、マウントヘッド２５下部に取り付けたものである。
【００２５】
マウントヘッド２５には、図４に示されるように、ボール供給装置１９とワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられる。図中３５はＺ軸駆動モータであり、図中３５′はＹ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、マウントヘッド２５の移動の役割とともに、マウントヘッド２５とワークの位置決めにおいても利用される。
【００２６】
ボール供給装置１９はパーツフィーダのような構成をしており、マウントヘッド２５に半田ボール４７を供給するボールトレイ２７には、バイブレータが取り付けられている。バイブレータの振動により半田ボール４７を斜め上方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボール４７はボールトレイ２７内を廻るように移動する。
【００２７】
ボールトレイ２７の上方にはボールストッカ（図示されていない）からボールトレイ２７内に半田ボール４７を供給する供給口２８が進退自在に配置される。供給口２８の先端にはボールトレイ２７内のボール残量を検知するセンサ２９が取り付けられており、ボール残量不足を検知するとボールストッカより一定量の半田ボール４７を供給する。供給口２８は、半田ボール４７の吸着時にはマウントヘッド２５との干渉を避けるためボールトレイ２７外へ待避する構造となっている。
【００２８】
余剰ボール除去装置２１は、マウントヘッド２５に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノズルである。
【００２９】
ボール吸着ミス検査装置は、４台のラインＣＣＤカメラ２２、２２′によりミッシングボール、エキストラボール（余剰ボール）等の吸着ミスと、搭載ミスであるリメインボールとを検知する。
【００３０】
以下、第３のマウントヘッド２５を用いた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、供給用のウエハカセット５から１枚ずつロボット９でウエハ４９をウエハ位置決め位置８にあるウエハステージ３０上に供給する。ウエハステージ３０では、ウエハ４９が供給されると図示されていないブロアモータを通して、ウエハステージ３０上面の穴から真空吸引を開始し、ウエハ４９を保持する。
【００３１】
保持されたウエハ４９は、ウエハ位置決め位置８の上方に配置された２台のＣＣＤカメラ３１によりターゲットマーク又は配線パターンが読みとられ、ウエハ４９のウエハステージ３０上の位置が認識され、図示されていない制御装置へデータが送られる。ウエハ４９の位置認識が終了したウエハステージ３０はフラックス転写位置１１へ移動する。このとき、ウエハ位置決め時に記憶したＸ軸のズレを加味した位置に停止する。
【００３２】
次に、フラックス供給装置１０では、スキージ１５によりフラックス表面を均し、転写ヘッド１３が下降し、転写ヘッド１３とフラックス供給部１６が接触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点でフラックス供給の終了と判断し、転写ヘッド１３の下降を停止し、上昇する。
【００３３】
その後、フラックス転写位置１１へ移動し、ウエハステージ３０に設けられた２台のＣＣＤカメラ２３、２３′で転写ヘッド１３のアライメントマークを認識する。この認識結果に先に認識したウエハ４９の位置データを加味し、転写ヘッド１３の１軸（Ｙ軸）とウエハステージ３０の２軸（Ｘ軸、Θ軸）でウエハ４９と転写ヘッド１３の位置が整合するように位置合わせを行う。
【００３４】
位置合わせ後、転写ヘッド１３を下降させ、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータ３４への負荷が一定値に達した時点で転写終了と判断し、転写ヘッド１３を上昇させる。上昇後、転写ヘッド１３はフラックス供給装置１０へ戻り、ウエハステージ３０はボールマウント位置２０へ移動する。
【００３５】
他方、マウントヘッド２５は、ボール供給装置１９の上方より下降して指定位置で停止する。マウントヘッド２５は図示されていないブロアモータにより、マウントヘッド２５内部が排気口５０より排気され、圧力が低下する。それに従って、バキュームプレート４０とサポートプレート４１はパンチングメタル４３に密着する。この状態でも、パンチングメタル４３には多数の気体導通路５１があいており、バキュームプレート４０との間に挟まっているサポートプレート４１の高張力樹脂製網の目の隙間から、図６の矢印に示されるように吸引され、バキュームプレート４０の各吸着孔４６に真空圧を発生する。これにより半田ボール４７を各吸着孔４６に吸着させる。
【００３６】
マウントヘッド２５内圧が所定圧力より低くなった時点で、吸着完了と判断し、マウントヘッドを上昇させる。その後、余剰ボール除去装置２１で余剰ボールを除去して、ボール吸着ミス検査装置へ移動する。
【００３７】
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装置１９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、ボール排出装置２４がマウントヘッド２５下へ侵入し、ボール排出装置２４内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール供給装置１９へ移動し、吸着動作を繰り返す。
【００３８】
異常がなかった場合には、ボールマウント位置２０へ移動する。ボールマウント位置２０では、ウエハステージ３０に設けられたＣＣＤカメラ２３、２３′でマウントヘッド２５下面のアライメントマークを認識し、フラックス転写位置同様に位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド２５は下降し、マウントヘッド２５下面のスペーサ４２がウエハ４９に接触し、図示しない荷重センサによる検知負荷荷重が予め設定しておいた設定値に達したときに下降を停止する。
【００３９】
この時点で半田ボール４７はマウントヘッド２５とウエハ４９で挟まれた状態にある。ここでブロアモータを停止し、マウントヘッド２５内の圧力を大気圧に解放する。この瞬間サポートプレート４１とバキュームプレート４０はパンチングメタル４３から離れる方向の力を受ける。この力によりマウントヘッド２５から半田ボール４７が確実に離れ、ウエハ４９上にマウントされる。マウントヘッド２５はその後上昇する。
【００４０】
半田ボール４７のマウントが終了したウエハステージ３０はウエハ位置決め位置８へ戻るが、事前にボールマウント検査位置へ移動させたＣＣＤカメラ３１により、ウエハ４９上の半田ボール４７のマウント状況を検査する。
【００４１】
この時、ＣＣＤカメラ３１は停止しており、ウエハステージ３０の移動によりＣＣＤカメラ３１で全面をスキャニングする形となる。検査の結果、マウントが良好ならば搬出用のウエハカセット６へ、マウントが不良ならば不良用のウエハカセット７へ、ロボット９により挿入する。
【００４２】
【発明の効果】
通常、ボールの吸着孔を多数設けた従来のバキュームプレートは、ある程度の剛製を必要とするため、厚さのある材料（樹脂、金属等）を用い、吸着孔はスピンドル等の機械加工により工作していた。しかし機械加工では、特に孔数が多い場合にはコストが高くなってしまうので、バキュームプレートの肉厚を薄くすることが試みられていた。その一例として、多孔質材を裏に当ててマウントヘッドを構成することが提案されていた。しかし、多孔質材を用いた場合、圧力損失が大きく大型の減圧手段が必要であった。又、圧損を小さくするため多孔質材の厚さを薄くすると、強度が持たないという問題があった。
【００４３】
しかし、本発明は、ボールを吸着するための多数の吸着孔を具備するバキュームプレートと、バキュームプレートの吸着孔に対応しない気体導通路を有し該バキュームプレートを外力から支持する支持プレートと、バキュームプレートと支持プレートとの間のバキュームプレートの吸着領域に配置した通気性ある気体導通部材とを具備するマウントヘッドであるため、バキュームプレートや気体導通部材に薄肉なものを用いても、支持プレートにより半田ボール吸着時の負圧によるたわみを防止でき、ワークとバキュームプレートの平行度を確保することができた。これにより大量の半田ボールを正確にワークにマウントすることができるものとなった。
【００４４】
第２に、バキュームプレートに薄肉なものを用いることができるため、マウント時にバキュームプレートがワーク面にならいマウント精度の良いものとなり、吸着孔も簡単に形成でき、部品コストを低減することもできた。更に気体導通部材も薄肉なものを用いることができるため、大型の減圧手段を必要としなくなった。
【００４５】
第３に、気体導通部材を設けたことにより、支持プレートとバキュームプレートとの間に空気の流れる層を作り、吸着エリア全体で均等なボール吸着状態を作り出すことができるものとなった。
【００４６】
請求項２記載の発明の効果であるが、バキュームプレートの吸着領域外に吸着ボールの径に応じた厚さのスペーサを設けたことにより、マウント時の半田ボールへの圧痕を防止するすることができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田ボールマウント装置の平面図
【図２】ウエハ位置決め位置での検査用ＣＣＤカメラを示す説明図
【図３】フラックス転写部の側面図
【図４】ボールマウント部の側面図
【図５】第１のマウントヘッドの使用状態を示す断面図
【図６】第１のマウントヘッド下部の拡大断面説明図
【図７】第２のマウントヘッドの使用状態を示す断面図
【図８】第３のマウントヘッドの使用状態を示す断面図
【符号の説明】
１．．．．．．．．ウエハ供給部
２．．．．．．．．フラックス転写部
３．．．．．．．．ボールマウント部
４．．．．．．．．ワーク駆動機構
５、６、７．．．．ウエハカセット
８．．．．．．．．ウエハ位置決め位置
９．．．．．．．．ロボット
１０．．．．．．．フラックス供給装置
１１．．．．．．．フラックス転写位置
１２．．．．．．．クリーニング部
１３．．．．．．．転写ヘッド
１５．．．．．．．スキージ
１６．．．．．．．フラックス供給部
１９．．．．．．．ボール供給装置
２０．．．．．．．ボールマウント位置
２１．．．．．．．余剰ボール除去装置
２２、２２′、２３、２３′、３１．．．ＣＣＤカメラ
２４．．．．．．．ボール排出装置
２５、２６、２６′．．．．マウントヘッド
２７．．．．．．．ボールトレイ
２８．．．．．．．供給口
２９．．．．．．．センサ
３０．．．．．．．ウエハステージ
３２．．．．．．．照明器
３３、３４、３４′、３５、３５′．．．モータ
４０．．．．．．．バキュームプレート
４１．．．．．．．サポートプレート
４２．．．．．．．スペーサ
４３．．．．．．．パンチングメタル
４４．．．．．．．プレートホルダ
４６．．．．．．．吸着孔
４７．．．．．．．半田ボール
４９．．．．．．．ウエハ
５０．．．．．．．排気口
５１．．．．．．．気体導通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハや基板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において利用されるマウントヘッドの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半田ボールマウント装置における半田ボールを吸引、吸着するマウントヘッドは、下面に位置するバキュームプレートに半田ボールを吸着するための多数の吸着孔を設け、マウントヘッド内をバキューム手段で減圧することにより、半田ボールを吸着孔に吸引、吸着し、ワーク上に移動して半田ボールをワークにマウントするものであった。
【０００３】
マウントヘッドにて半田ボール等をワークにマウントする際、バキュームプレートとワークの平行度を正しく保つことが正確な半田ボール等のマウントには欠かせない条件であった。特に大量の半田ボール等をワークにマウントする場合には、この平行度の確保は重要であった。しかし、バキュームプレートの薄肉化等により、バキュームプレートの歪みも多くなり、バキュームプレートとワークの平行度を正しく保つことが困難になってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ワークとバキュームプレートの平行度を確保することにより、大量の半田ボールを正確にワークにマウントすることのできるボールマウント装置のマウントヘッドを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ワークとバキュームプレートの平行度を確保する手段として、バキュームプレート側の強度を確保しようとするものであり、ボールを吸着するための多数の吸着孔を具備するバキュームプレートと、バキュームプレートの吸着孔に対応しない気体導通路を有し該バキュームプレートを外力から支持する支持プレートと、バキュームプレートと支持プレートとの間のバキュームプレートの吸着領域に配置した通気性ある気体導通部材とを具備することを特徴とするボールマウント装置におけるマウントヘッドを提供するものである。
【０００６】
第２の発明は、ワークとバキュームプレートの平行度を確保する手段として、バキュームプレートへのワークからの影響の排除やワークの歪みへの対応に着目したもので、バキュームプレートの吸着領域外に、吸着ボールの径に応じた厚さのスペーサをマウントヘッド下方に向かって突出形成したことを特徴とするボールマウント装置におけるマウントヘッドと第１の発明を合体させたものである。
【０００７】
尚、第２の発明は、より完全なワークとバキュームプレートの平行度の確保が可能なボールマウント装置におけるマウントヘッド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、一実施例に示す半田ボールマウント装置の平面図である。該半田ボールマウント装置は、ウエハ供給部１と、フラックス転写部２と、ボールマウント部３と、ワーク駆動機構４とで構成される。本発明にかかるマウントヘッド２５は、ボールマウント部３に存在する。
【０００９】
ウエハ供給部１は、供給用のウエハカセット５と、搬出用のウエハカセット６と、不良用のウエハカセット７との各ウエハカセットと、ウエハ４９の搬送を行うクリーンルーム用スカラー型ロボット９と、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８とでなる。
【００１０】
ウエハ位置決め位置８の上方には、図２に示されるように、ＣＣＤカメラ３１が図面上前後に重なり合うように２台配置されており（図面上は前方の１台のみが表れている）、その下方には、ウエハ４９上に向いた照明器３２が配備されている。ＣＣＤカメラ３１は、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８上方で、ワーク駆動機構４と平行な方向（Ｘ軸方向）にモータ３３により移動可能とされている。
【００１１】
ワーク駆動機構４には、ウエハステージ３０が設けられており、ウエハステージ３０を駆動させるＸ軸（図１中左右方向）とΘ軸（回転方向）の２軸の駆動機構が設けられる。Θ軸の駆動機構は、位置決めを主たる役割として採用された駆動機構であるが、Ｘ軸の駆動機構は、ワーク移動の役割と位置決めの役割を有する。
【００１２】
ウエハステージ３０は、Ｘ軸駆動機構により、ウエハ位置決め位置８と、フラックス転写位置１１と、ボールマウント位置２０の間を移動停止可能とされている。尚、ウエハステージ３０には転写ヘッド１３とマウントヘッド２５を観察するための２台のＣＣＤカメラ２３、２３′が配備されている。
【００１３】
フラックス転写部２は、転写ヘッド１３及びその駆動機構と、フラックス供給装置１０と、ワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１とからなり、転写ヘッド１３の移動路に転写ヘッド１３のクリーニング部１２が設けられている。
【００１４】
フラックス供給装置１０の転写ヘッド１３には、図３に示されるように、フラックス供給装置１０とワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられている。図中３４は、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータであり、図中３４′は、Ｙ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、転写ヘッド１３の移動の役割とともに、転写ヘッド１３とワークの位置決めにおいても利用される。
【００１５】
フラックス供給装置１０には、平坦なフラックス均し部が設けられ、スキージ１５により一定厚さにフラックスを均すことができる。このフラックス均し部中には、転写ヘッド１３のフラックス転写領域に対応するフラックス供給部１６が形成される。
【００１６】
ボールマウント部３は、マウントヘッド２５及びその駆動機構と、ボール供給装置１９と、ワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０と、その間に配置される余剰ボール除去装置２１と、ボール吸着ミス検査装置と、ボール吸着ミス検査装置で余剰ボールが検知されたときにマウントヘッド２５下に侵入するボール排出装置２４とで構成される。
【００１７】
本発明の特徴はマウントヘッド２５に表れる。本発明にかかるマウントヘッド２５、２６、２６′は、３種類が存在する。第１のマウントヘッド２６は、図５及び図６に示されるもので、マウントヘッド２６下面に、本発明における支持プレートとなるパンチングメタル４３と、本発明における気体導通部材となる微細な網で構成されるサポートプレート４１と、半田ボール４７吸着用の微細な吸着孔４６を設けたバキュームプレート４０とをプレートホルダ４４にて一体的に取り付けられたものである。尚、バキュームプレート４０とサポートプレート４１は、プレートホルダ４４の間で一定の間隙を有してフリーな状態で保持されている。
【００１８】
パンチングメタル４３は、図５及び図６に示されるように、バキュームプレート４０の吸着孔４６に対応しない気体導通路５１を有するものであり、穴径３．８ミリメートル、ピッチ５ミリメートルの気体導通路５１が形成されている。パンチングメタル４３は、サポートプレート４１を外力から支持するものであり、半田ボール４７吸着時の負圧によるバキュームプレート４０のたわみやウエハ４９からの反作用力でのバキュームプレート４０のたわみ等を防止する。パンチングメタル４３の代わりにハニカム構造の支持部材を用いても良い。
【００１９】
バキュームプレート４０は、厚さ０．１ミリメートルのステンレスにエッチングで半田ボール４７を吸着するための多数の吸着孔４６を開けたものを使用する。実施例では吸着孔４６の端部で半田ボール４７を傷つけるのを防止するため、樹脂コーティングを行っている。
【００２０】
サポートプレート４１は、図５及び図６に示されるように、バキュームプレート４０とパンチングメタル４３の間に配置される。サポートプレート４１は、厚さ０．１５ミリメートルのステンレス板の中央をバキュームプレート４０の吸着領域を包含する大きさに開口した枠材の中央開口部に気体導通部材である高張力樹脂製網を貼り付けてなるものである。高張力樹脂製網の代わりに金属網や多孔質材を用いても良い。サポートプレート４１は、パンチングメタル４３とバキュームプレート４０との間に空気の流れる層を作り、バキュームプレート４０の吸着エリア全体で均等なボール吸着状態を作り出すことを目的としている。
【００２１】
第２のマウントヘッド２６′は、図７に示されるように、マウントヘッド２６′下面に、半田ボール４７吸着用の微細な吸着孔４６を設けたバキュームプレート４０と、該バキュームプレート４０の半田ボール４７吸着領域の外郭に設けたスペーサ４２とをプレートホルダ４４にて一体的に取り付けたものである。
【００２２】
スペーサ４２は、バキュームプレート４０の吸着領域外でマウントヘッドの下方へ突出して設けられる。スペーサ４２の厚さは、図７に示されるように、半田ボール４７の径に合わせて決められ、マウント時に半田ボール４７が基板とマウントヘッド２６′により、わずかに押し付けられる程度の寸法が好ましい。
【００２３】
実施例では、半田ボール４７の径０．３ミリメートルに対してスペーサ４２は厚さ０．２５ミリメートルである。スペーサ４２は、マウント時の半田ボール４７への圧痕を防止する。
【００２４】
第３のマウントヘッド２５は、図８に示されるように、第１のマウントヘッド２６と第２のマウントヘッド２６′の要素合わせ持つものであり、サポートプレート４１とバキュームプレート４０とスペーサ４２とを、プレートホルダ４４で一体化し、パンチングメタル４３の下面に沿わせ、マウントヘッド２５下部に取り付けたものである。
【００２５】
マウントヘッド２５には、図４に示されるように、ボール供給装置１９とワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられる。図中３５はＺ軸駆動モータであり、図中３５′はＹ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、マウントヘッド２５の移動の役割とともに、マウントヘッド２５とワークの位置決めにおいても利用される。
【００２６】
ボール供給装置１９はパーツフィーダのような構成をしており、マウントヘッド２５に半田ボール４７を供給するボールトレイ２７には、バイブレータが取り付けられている。バイブレータの振動により半田ボール４７を斜め上方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボール４７はボールトレイ２７内を廻るように移動する。
【００２７】
ボールトレイ２７の上方にはボールストッカ（図示されていない）からボールトレイ２７内に半田ボール４７を供給する供給口２８が進退自在に配置される。供給口２８の先端にはボールトレイ２７内のボール残量を検知するセンサ２９が取り付けられており、ボール残量不足を検知するとボールストッカより一定量の半田ボール４７を供給する。供給口２８は、半田ボール４７の吸着時にはマウントヘッド２５との干渉を避けるためボールトレイ２７外へ待避する構造となっている。
【００２８】
余剰ボール除去装置２１は、マウントヘッド２５に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノズルである。
【００２９】
ボール吸着ミス検査装置は、４台のラインＣＣＤカメラ２２、２２′によりミッシングボール、エキストラボール（余剰ボール）等の吸着ミスと、搭載ミスであるリメインボールとを検知する。
【００３０】
以下、第３のマウントヘッド２５を用いた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、供給用のウエハカセット５から１枚ずつロボット９でウエハ４９をウエハ位置決め位置８にあるウエハステージ３０上に供給する。ウエハステージ３０では、ウエハ４９が供給されると図示されていないブロアモータを通して、ウエハステージ３０上面の穴から真空吸引を開始し、ウエハ４９を保持する。
【００３１】
保持されたウエハ４９は、ウエハ位置決め位置８の上方に配置された２台のＣＣＤカメラ３１によりターゲットマーク又は配線パターンが読みとられ、ウエハ４９のウエハステージ３０上の位置が認識され、図示されていない制御装置へデータが送られる。ウエハ４９の位置認識が終了したウエハステージ３０はフラックス転写位置１１へ移動する。このとき、ウエハ位置決め時に記憶したＸ軸のズレを加味した位置に停止する。
【００３２】
次に、フラックス供給装置１０では、スキージ１５によりフラックス表面を均し、転写ヘッド１３が下降し、転写ヘッド１３とフラックス供給部１６が接触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点でフラックス供給の終了と判断し、転写ヘッド１３の下降を停止し、上昇する。
【００３３】
その後、フラックス転写位置１１へ移動し、ウエハステージ３０に設けられた２台のＣＣＤカメラ２３、２３′で転写ヘッド１３のアライメントマークを認識する。この認識結果に先に認識したウエハ４９の位置データを加味し、転写ヘッド１３の１軸（Ｙ軸）とウエハステージ３０の２軸（Ｘ軸、Θ軸）でウエハ４９と転写ヘッド１３の位置が整合するように位置合わせを行う。
【００３４】
位置合わせ後、転写ヘッド１３を下降させ、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータ３４への負荷が一定値に達した時点で転写終了と判断し、転写ヘッド１３を上昇させる。上昇後、転写ヘッド１３はフラックス供給装置１０へ戻り、ウエハステージ３０はボールマウント位置２０へ移動する。
【００３５】
他方、マウントヘッド２５は、ボール供給装置１９の上方より下降して指定位置で停止する。マウントヘッド２５は図示されていないブロアモータにより、マウントヘッド２５内部が排気口５０より排気され、圧力が低下する。それに従って、バキュームプレート４０とサポートプレート４１はパンチングメタル４３に密着する。この状態でも、パンチングメタル４３には多数の気体導通路５１があいており、バキュームプレート４０との間に挟まっているサポートプレート４１の高張力樹脂製網の目の隙間から、図６の矢印に示されるように吸引され、バキュームプレート４０の各吸着孔４６に真空圧を発生する。これにより半田ボール４７を各吸着孔４６に吸着させる。
【００３６】
マウントヘッド２５内圧が所定圧力より低くなった時点で、吸着完了と判断し、マウントヘッドを上昇させる。その後、余剰ボール除去装置２１で余剰ボールを除去して、ボール吸着ミス検査装置へ移動する。
【００３７】
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装置１９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、ボール排出装置２４がマウントヘッド２５下へ侵入し、ボール排出装置２４内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール供給装置１９へ移動し、吸着動作を繰り返す。
【００３８】
異常がなかった場合には、ボールマウント位置２０へ移動する。ボールマウント位置２０では、ウエハステージ３０に設けられたＣＣＤカメラ２３、２３′でマウントヘッド２５下面のアライメントマークを認識し、フラックス転写位置同様に位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド２５は下降し、マウントヘッド２５下面のスペーサ４２がウエハ４９に接触し、図示しない荷重センサによる検知負荷荷重が予め設定しておいた設定値に達したときに下降を停止する。
【００３９】
この時点で半田ボール４７はマウントヘッド２５とウエハ４９で挟まれた状態にある。ここでブロアモータを停止し、マウントヘッド２５内の圧力を大気圧に解放する。この瞬間サポートプレート４１とバキュームプレート４０はパンチングメタル４３から離れる方向の力を受ける。この力によりマウントヘッド２５から半田ボール４７が確実に離れ、ウエハ４９上にマウントされる。マウントヘッド２５はその後上昇する。
【００４０】
半田ボール４７のマウントが終了したウエハステージ３０はウエハ位置決め位置８へ戻るが、事前にボールマウント検査位置へ移動させたＣＣＤカメラ３１により、ウエハ４９上の半田ボール４７のマウント状況を検査する。
【００４１】
この時、ＣＣＤカメラ３１は停止しており、ウエハステージ３０の移動によりＣＣＤカメラ３１で全面をスキャニングする形となる。検査の結果、マウントが良好ならば搬出用のウエハカセット６へ、マウントが不良ならば不良用のウエハカセット７へ、ロボット９により挿入する。
【００４２】
【発明の効果】
通常、ボールの吸着孔を多数設けた従来のバキュームプレートは、ある程度の剛製を必要とするため、厚さのある材料（樹脂、金属等）を用い、吸着孔はスピンドル等の機械加工により工作していた。しかし機械加工では、特に孔数が多い場合にはコストが高くなってしまうので、バキュームプレートの肉厚を薄くすることが試みられていた。その一例として、多孔質材を裏に当ててマウントヘッドを構成することが提案されていた。しかし、多孔質材を用いた場合、圧力損失が大きく大型の減圧手段が必要であった。又、圧損を小さくするため多孔質材の厚さを薄くすると、強度が持たないという問題があった。
【００４３】
しかし、本発明は、ボールを吸着するための多数の吸着孔を具備するバキュームプレートと、バキュームプレートの吸着孔に対応しない気体導通路を有し該バキュームプレートを外力から支持する支持プレートと、バキュームプレートと支持プレートとの間のバキュームプレートの吸着領域に配置した通気性ある気体導通部材とを具備するマウントヘッドであるため、バキュームプレートや気体導通部材に薄肉なものを用いても、支持プレートにより半田ボール吸着時の負圧によるたわみを防止でき、ワークとバキュームプレートの平行度を確保することができた。これにより大量の半田ボールを正確にワークにマウントすることができるものとなった。
【００４４】
第２に、バキュームプレートに薄肉なものを用いることができるため、マウント時にバキュームプレートがワーク面にならいマウント精度の良いものとなり、吸着孔も簡単に形成でき、部品コストを低減することもできた。更に気体導通部材も薄肉なものを用いることができるため、大型の減圧手段を必要としなくなった。
【００４５】
第３に、気体導通部材を設けたことにより、支持プレートとバキュームプレートとの間に空気の流れる層を作り、吸着エリア全体で均等なボール吸着状態を作り出すことができるものとなった。
【００４６】
請求項２記載の発明の効果であるが、バキュームプレートの吸着領域外に吸着ボールの径に応じた厚さのスペーサを設けたことにより、マウント時の半田ボールへの圧痕を防止するすることができるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田ボールマウント装置の平面図
【図２】ウエハ位置決め位置での検査用ＣＣＤカメラを示す説明図
【図３】フラックス転写部の側面図
【図４】ボールマウント部の側面図
【図５】第１のマウントヘッドの使用状態を示す断面図
【図６】第１のマウントヘッド下部の拡大断面説明図
【図７】第２のマウントヘッドの使用状態を示す断面図
【図８】第３のマウントヘッドの使用状態を示す断面図
【符号の説明】
１．．．．．．．．ウエハ供給部
２．．．．．．．．フラックス転写部
３．．．．．．．．ボールマウント部
４．．．．．．．．ワーク駆動機構
５、６、７．．．．ウエハカセット
８．．．．．．．．ウエハ位置決め位置
９．．．．．．．．ロボット
１０．．．．．．．フラックス供給装置
１１．．．．．．．フラックス転写位置
１２．．．．．．．クリーニング部
１３．．．．．．．転写ヘッド
１５．．．．．．．スキージ
１６．．．．．．．フラックス供給部
１９．．．．．．．ボール供給装置
２０．．．．．．．ボールマウント位置
２１．．．．．．．余剰ボール除去装置
２２、２２′、２３、２３′、３１．．．ＣＣＤカメラ
２４．．．．．．．ボール排出装置
２５、２６、２６′．．．．マウントヘッド
２７．．．．．．．ボールトレイ
２８．．．．．．．供給口
２９．．．．．．．センサ
３０．．．．．．．ウエハステージ
３２．．．．．．．照明器
３３、３４、３４′、３５、３５′．．．モータ
４０．．．．．．．バキュームプレート
４１．．．．．．．サポートプレート
４２．．．．．．．スペーサ
４３．．．．．．．パンチングメタル
４４．．．．．．．プレートホルダ
４６．．．．．．．吸着孔
４７．．．．．．．半田ボール
４９．．．．．．．ウエハ
５０．．．．．．．排気口
５１．．．．．．．気体導通路
Claims (2)
- ボールを吸着するための多数の吸着孔を具備するバキュームプレートと、バキュームプレートの吸着孔に対応しない気体導通路を有し該バキュームプレートを外力から支持する支持プレートと、バキュームプレートと支持プレートとの間のバキュームプレートの吸着領域に配置した通気性ある気体導通部材とを具備することを特徴とするボールマウント装置におけるマウントヘッド。
- ボールを吸着するための多数の吸着孔を具備するバキュームプレートと、バキュームプレートの吸着孔に対応しない気体導通路を有し該バキュームプレートを外力から支持する支持プレートと、バキュームプレートと支持プレートとの間のバキュームプレートの吸着領域に配置した通気性ある気体導通部材とを具備するとともに、バキュームプレートの吸着領域外に、吸着ボールの径に応じた厚さのスペーサをマウントヘッド下方に向かって突出形成したことを特徴とするボールマウント装置におけるマウントヘッド。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18609199A JP4147368B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | マウントヘッド |
| KR1020000033120A KR100598198B1 (ko) | 1999-06-18 | 2000-06-16 | 피가공물과 헤드의 위치결정장치 및 위치결정방법 |
| SG200003421A SG81357A1 (en) | 1999-06-18 | 2000-06-17 | Work/head positioning apparatus, flux reservoir, mount head and transfer head for ball mount apparatus |
| US09/597,424 US6575351B1 (en) | 1999-06-18 | 2000-06-19 | Work/head positioning apparatus for ball mount apparatus |
| KR1020050106462A KR100638411B1 (ko) | 1999-06-18 | 2005-11-08 | 장착헤드 및 전사헤드 |
| KR1020050106921A KR100576406B1 (ko) | 1999-06-18 | 2005-11-09 | 플럭스 저장장치 및 플럭스 전사방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18609199A JP4147368B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | マウントヘッド |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005273177A Division JP4415326B2 (ja) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | ボールマウント装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001015898A JP2001015898A (ja) | 2001-01-19 |
| JP4147368B2 true JP4147368B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=16182220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18609199A Expired - Fee Related JP4147368B2 (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-30 | マウントヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4147368B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302973A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Nippon Steel Corp | ボール搭載装置のボール配列ヘッド |
| JP4883508B2 (ja) * | 2007-08-02 | 2012-02-22 | 澁谷工業株式会社 | 導電性ボール搭載装置 |
| JP6836648B2 (ja) * | 2017-04-25 | 2021-03-03 | ヤマハ発動機株式会社 | 検査装置、搭載装置、検査方法 |
-
1999
- 1999-06-30 JP JP18609199A patent/JP4147368B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001015898A (ja) | 2001-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100576406B1 (ko) | 플럭스 저장장치 및 플럭스 전사방법 | |
| JP3303109B2 (ja) | 半田ボール供給装置と供給方法 | |
| JP4560682B2 (ja) | 導電性ボール搭載装置 | |
| JP2001244288A (ja) | バンプ形成システムおよび真空吸着ヘッド | |
| JP5298273B2 (ja) | ステージおよびこれを用いたボール搭載装置 | |
| JP7028444B2 (ja) | ワーク処理装置及びボール搭載装置 | |
| JP4560683B2 (ja) | 導電性ボール配列装置 | |
| JP4147368B2 (ja) | マウントヘッド | |
| JP4415326B2 (ja) | ボールマウント装置 | |
| JP4832262B2 (ja) | 部品実装装置 | |
| JP2006303341A (ja) | 導電性ボール配列装置 | |
| JP3592924B2 (ja) | Ｉｃチップの供給方法、供給装置、及びそれに使用する短冊テープ状支持体 | |
| JP3972164B2 (ja) | フラックスの貯留装置及び転写方法 | |
| JP4093854B2 (ja) | 電子部品実装装置 | |
| JP4029374B2 (ja) | 転写ヘッドのクリーニング装置及び方法 | |
| JP3552574B2 (ja) | 導電性ボールの搭載装置および搭載方法 | |
| JP4243745B2 (ja) | ヘッドとワークの位置決め装置及び位置決め方法 | |
| JP4174920B2 (ja) | 転写ヘッド | |
| JPH08139096A (ja) | 電子部品及び電子部品の実装方法並びに電子部品の実装装置 | |
| JP3760355B2 (ja) | ワークの位置決め固定装置 | |
| JP2001358451A (ja) | 導電性ボール搭載装置 | |
| KR100373873B1 (ko) | 반도체 패키지 제조 장비 | |
| JP2001160674A (ja) | ボールマウント装置 | |
| JP3859484B2 (ja) | 平板状精密部品の組立装置 | |
| JP2001007125A (ja) | ワークとヘッドの位置決め装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080414 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080520 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080610 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |