JP4253748B2 - 半田ボール等の供給装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップや基板に半田ボールや半田バンプ等をマウントするマウント装置に利用される半田ボール等の供給装置の改良に関するものであり、主として、ＢＧＡ（ボールグリッドアレー）半田ボールマウント装置における半田ボール供給装置を主眼に開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＧＡ半田ボールマウント装置において半田ボールは通常ボールトレイに入れられ、マウントヘッドによりボールトレイ内からピックアップされる。ピックアップが繰り返されるとボールトレイ内の半田ボールが少なくなり、マウントヘッドへの吸着効率が低下し、能力が低くなる。このため、通例では一定量より半田ボールが少なくなったとき半田ボールを供給している。半田ボールの供給を手動で行うのは煩雑なので、大型のボールホッパを設け、ここから自重やエアー圧送等によりボールトレイに半田ボールを必要量ずつ供給している。
【０００３】
しかし、従来の半田ボール供給装置は、半田ボールを強制的に送るため、ボールトレイ内に半田ボールが供給されるとき、半田ボールを供給するための加圧エアー等がボールトレイ内に吹き出され、ボールトレイ内に乱れが生じ、ボールトレイ内の半田ボールの密度にバラツキが生じるものであった。このため、半田ボールを供給してからマウントヘッドでピックアップする前に、運転を停止してボールトレイ内を均す必要が生じており、運転停止による処理能力低下という問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、半田ボール等の供給装置において、第１に、必要な少量の半田ボールだけを供給できる装置とし、第２に、ボールトレイ内に半田ボール等を供給する際、加圧エアー等を利用する場合にも、ボールトレイ内の半田ボール等が吹き飛ばされ、一部に偏り、密度にバラツキが生じるといった問題を解決した装置とし、その結果、半田ボールマウント装置等を停止させることなく、ボールトレイ内の半田ボール等を均一に保つことのできる半田ボール等の供給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、課題を解決するため、多数の半田ボール等を貯留する１次ホッパとマウントヘッドに吸着させるための半田ボール等を貯留するボールトレイと両者を接続する半田ボール等を供給するためのボール供給路と１次ホッパに加圧気体を供給可能な加圧気体供給手段とを有する半田ボール等の供給装置において、１次ホッパにボール供給路を介して接続される２次ホッパをボールトレイの近傍に設け、２次ホッパに加圧気体を逃がすメッシュを設けるとともに振動手段を付すことにより、加圧気体により１次ホッパから２次ホッパに圧送された半田ボール等を振動によりボールトレイへと供給することを特徴とする半田ボール等の供給装置を提供する。
【０００６】
【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き説明する。まず、半田ボール等の供給装置が利用されるＢＧＡ半田ボールマウント装置の概要について説明する。図１が、ＢＧＡ半田ボールマウント装置の一実施例を示す正面図であり、図２が、ＢＧＡ半田ボールマウント装置に使用される半田ボール等の供給装置の一実施例を示す部分断面右側面図である。
【０００７】
ＢＧＡ半田ボールマウント装置は、マウントヘッド１と本発明が利用される半田ボール供給装置２とを有する。マウントヘッド１は、ヘッド駆動モータ３により、Ｚ軸方向（上下方向）にのみ移動可能とされている。従って、図示されていないが、マウントステージはマウントヘッド１の真下に位置する。
【０００８】
図中４は、マウントヘッド１に吸着される半田ボールが入れられるボールトレイである。ボールトレイ４内は、半田ボール貯留部とされる。図２及び図５に示されるように、ボールトレイ４内傾斜方向下方側底面付近の所定の高さ位置に、ボール残量検出センサ１１が取り付けられており、反対側底面付近に、ボール供給口１２が開口されている。
【０００９】
ボールトレイ４は、ボール残量検出のためテーブル８に取り付けられた回転軸９に水平位置から傾斜位置の間を一定角度揺動可能に装着されている。ボールトレイ４を水平位置と傾斜位置の間を往復させる（揺動させる）駆動装置としては、エアーシリンダ１０が用いられている。
【００１０】
エアーシリンダ１０は、テーブル８に取り付けられており、エアーシリンダ１０のロッドはボールトレイ４の底面側に連結されている。エアーシリンダ１０のロッドが伸びると、回転軸９を支点にボールトレイ４は水平状態となり、反対にエアーシリンダ１０のロッドが縮むとボールトレイ４は傾斜状態となる。図２に示される実施例では、エアーシリンダ１０のロッドが伸びた状態であり、ボールトレイ４は水平状態である。
【００１１】
半田ボール供給装置２のボールトレイ４は、取り付けられているテーブル８と共に、図２に示すようにボールトレイ移動用モータ５で回転するボールネジ６により、マウントヘッド１下方の半田ボール吸着位置と待避位置との間を往復移動可能とされている。図２でのボールトレイ４は前方の半田ボール吸着位置にある。尚、図２中７は、ボールネジ６とテーブル８を連結する連結具である。
【００１２】
図１及び図２中１３は、多数の半田ボール等を貯留する大型の１次ホッパであり、マウントヘッド１の昇降動作に影響を与えない位置に設けられている。１次ホッパ１３には、図示されていない加圧エアー供給装置が接続されている。加圧エアー供給装置には、半田ボール供給加圧エアー用の電磁弁を有する加圧エアー回路が存在しており、該加圧エアー回路は、別設の制御装置と接続されている。
【００１３】
加圧エアー供給装置は別設の制御装置から、半田ボールの残量不足との信号を得たとき、加圧エアー回路の電磁弁を一定時間解放し、所定の半田ボールを供給するための加圧エアーを、１次ホッパ１３に送出する。実施例では、半田ボールの圧送手段として加圧エアーを用いるが、加圧窒素等を用いることもできる。
【００１４】
図中１５は、２次ホッパであり、ボールトレイ４に隣接して設けられる。１次ホッパ１３と２次ホッパ１５はボール供給路１４で接続されている。ボール供給路１４はフレキシブルチューブ等により形成され、下方へ向かった後、途中で上方へ向かって曲折され、再び下方へ向かう略Ｓ字状に形成されている。このボール供給路１４の形状は、自重だけで半田ボールが１次ホッパ１３から２次ホッパ１５へ移動しないようにするためである。
【００１５】
２次ホッパ１５は半田ボールを一時的に貯留する箱状のもので、天面をメッシュ１６にしてあり、半田ボールを導く加圧エアーが該メッシュより逃げるよう構成されている。２次ホッパ１５には、ボール供給口２４とボール排出口２２が形成されている。
【００１６】
ボール供給口２４は、ボール供給路１４の先端に形成されており、該ボール供給口２４は、２次ホッパ１５内の、ボール排出口２２が形成された内壁面と対向する内壁面ではない一内壁面上部に、挿入されている。従って、該ボール供給口２４の反対側の２次ホッパ内壁２５にはボール排出口２２はなく、ボール供給口２４から供給される半田ボール及び同時に送出される加圧エアーは、２次ホッパ内壁２５に衝突し、減衰する。
【００１７】
ボール排出口２２は、ボールトレイ４のボール供給口１２よりほんの少し高い位置で、２次ホッパ１５の底面より一段下の位置に開口されている。２次ホッパ１５は、ボールトレイ４の左側面に固着されている。ボールトレイ４のボール供給口１２と２次ホッパ１５のボール排出口２２とは連結されている。
【００１８】
尚、２次ホッパ１５の底面、ボール排出口２２、それにつながるボールトレイ４のボール供給口１２は、順次僅かに下がり勾配となっている。これにより、２次ホッパ１５に振動を与えることにより、２次ホッパ１５内の半田ボールは、振動に伴って静かにボールトレイ４内に供給される。
【００１９】
本実施例における振動発生源は、ボールトレイ移動用モータ５が兼用している。ボールトレイ移動用モータ５により、テーブル８と共にボールトレイ４及び２次ホッパ１５が、マウントヘッド１下の位置で進退動を繰り返し振動を発生させる。従って、ボールトレイ４と２次ホッパ１５は一体的に振動しているが、他実施例として、超音波振動子を２次ホッパ１５に設け、２次ホッパ１５のみを振動させることもできる。
【００２０】
以下、半田ボール供給装置の作動手順について説明する。マウントヘッド１による半田ボールの吸着が終了した後ボールトレイ４は、待避位置に後退移動する。待避位置にてボールトレイ４を傾け、ボールトレイ４内の半田ボールの残量をボール残量検出センサ１１により検査する。半田ボールの残量が不足との信号が得られたとき、加圧エアー回路の電磁弁を一定時間（実施例では２秒程度）開放し、所定量の半田ボールを１次ホッパ１３から２次ホッパ１５へ送る。
【００２１】
この動きと並行して、マウントヘッド１が下降し、半田ボールの基板等へのマウントが実施される。マウントが終了し、マウントヘッド１が上昇すると同時に、ボールトレイ４はマウントヘッド１真下へ前進移動する。移動後、マウントヘッド１下の位置で進退動を繰り返し振動を発生させる。この振動により、２次ホッパ１５とボールトレイ４は同時に振動し、２次ホッパ１５の半田ボールをボールトレイ４内に少量（１マウント消費量程度）、徐々に供給する。これと同時に、マウントヘッド１を下降させ、半田ボールを吸着し、マウントヘッド１を少し上昇させる。この段階でボールトレイ４をマウントヘッド１真下から待避させる。
【００２２】
待避時にボールトレイ４を支持するテーブル８に設置されたセンサ（図示されていない）により、吸着不良がないか確認する。不良があった場合には吸着ミスボールを排出する。不良がなかった場合には、ボールトレイ４は待避し、再びボールトレイ４内の半田ボールの残量の検査を行う。再び半田ボールの残量が不足している場合は、前記半田ボールのボールトレイ４への供給が行われる。
【００２３】
【発明の効果】
第１に、１次ホッパにボール供給路を介して接続される２次ホッパをボールトレイの近傍に設け、振動により２次ホッパから半田ボール等をボールトレイへと供給するので、１次ホッパからボールトレイに直接半田ボール等を送る場合と異なり、供給のための加圧エアー等を利用する場合にも、ボールトレイ内の半田ボール等が吹き飛ばされて一部に偏ってしまうことがなく、少量の半田ボール等で適正な供給が可能となった。
【００２４】
第２に、半田ボール等は２次ホッパから振動により徐々に供給されるものであるので、必要な少量の半田ボール等だけを供給することができ、この結果、ボールトレイ内の半田ボール等の酸化による劣化も少ないものとなった。
【００２５】
第３に、請求項２記載の発明の効果ではあるが、振動手段が、２次ホッパと共にボールトレイをも振動させるものである場合、ボール供給のための振動が同時にボールトレイ内の半田ボール等を均一にし、別途半田ボール等の均し手段を設ける必要もなく、又、半田ボール等の供給装置を停止させて均し作業をする必要もなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＧＡ半田ボールマウント装置の一実施例を示す正面図
【図２】半田ボール等の供給装置の一実施例を示す部分断面右側面図
【図３】２次ホッパとボールトレイの関係を示す部分平面図
【図４】２次ホッパとボールトレイの関係を示す部分正面図
【図５】２次ホッパとボールトレイの関係を示す部分断面左側面図
【符号の説明】
１．．．．．マウントヘッド
２．．．．．半田ボール供給装置
３．．．．．ヘッド駆動モータ
４．．．．．ボールトレイ
５．．．．．ボールトレイ移動用モータ
６．．．．．ボールネジ
７．．．．．連結具
８．．．．．テーブル
９．．．．．回転軸
１０．．．．エアーシリンダ
１１．．．．ボール残量検出センサ
１２、２４．ボール供給口
１３．．．．１次ホッパ
１４．．．．ボール供給路
１５．．．．２次ホッパ
１６．．．．メッシュ
２２．．．．ボール排出口
２５．．．．２次ホッパ内壁

Claims (2)

  1. 多数の半田ボール等を貯留する１次ホッパとマウントヘッドに吸着させるための半田ボール等を貯留するボールトレイと両者を接続する半田ボール等を供給するためのボール供給路と１次ホッパに加圧気体を供給可能な加圧気体供給手段とを有する半田ボール等の供給装置において、１次ホッパにボール供給路を介して接続される２次ホッパをボールトレイの近傍に設け、２次ホッパに加圧気体を逃がすメッシュを設けるとともに振動手段を付すことにより、加圧気体により１次ホッパから２次ホッパに圧送された半田ボール等を振動によりボールトレイへと供給することを特徴とする半田ボール等の供給装置。
  2. 振動手段が、２次ホッパと共にボールトレイをも振動させるものである請求項１記載の半田ボール等の供給装置。
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