JP4672698B2 - Granular material removal device - Google Patents
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Description
本発明は粒状体取出装置に関し、より詳細には、小粒径の粒状体であっても確実に粒状体を取り出すことが可能な粒状体取出装置に関する。 The present invention relates to a granular material extracting device, and more particularly to a granular material extracting device that can reliably extract a granular material even if the granular material has a small particle size.
基板にBGA素子やCSPを実装する外部接続端子として半田ボールが多く利用されている。このはんだボールを接続電極に接合する際にはんだボールを1つずつ取り扱う場合がある。大量のはんだボールが収容されたトレイからはんだボールを1つずつに分離する方法としては、吸着ノズルの先端にはんだボールをエア吸着し、シャッターによりすりきり処理することではんだボールを一つずつ分離させる装置(特許文献1)や、はんだボールが収容されたはんだボール収容トレイの底部から吸着ノズルを上昇させながら吸着ノズルにはんだボールを吸着させ、はんだボール収容トレイ内でエアレーション処理し、吸着ノズルに1つのはんだボールを残すことにより、はんだボールを一つずつ分離させる装置(特許文献2)が提案されている。
このように特許文献1および2の発明においては、大量のはんだボールが収容されているはんだボール収容トレイからはんだボールを一つずつ確実に分離させることが可能となるため、試作基板の製作や基板のリワークなどの分野において好適に用いられていた。
As described above, in the inventions of
しかしながら、特許文献1および2におけるはんだボール取出装置のように、吸着部にはんだボールを吸着させた後、はんだボール収容トレイに設けられたシャッターを通過させたり、はんだボール収容トレイ内部でエアを吹き付けて吸着ノズルに余分に吸着したはんだボールを除去したりする方法の場合には、吸着ノズルにはんだボールを吸着させる操作と、はんだボールを取り除く操作が必要となり、処理時間の短縮ができないという問題がある。
また、きわめて小径のはんだボールを取り扱う場合には、吸着ノズルの吸着部等を高精度で加工する必要があり、吸着ノズルの加工が困難になり、はんだボール取出装置の製造コストが高騰してしまうといった課題もある。
However, like the solder ball take-out device in
Also, when handling extremely small diameter solder balls, it is necessary to process the suction portion of the suction nozzle with high precision, which makes it difficult to process the suction nozzle and increases the manufacturing cost of the solder ball take-out device. There is also a problem.
そこで本願発明は、多数個のはんだボール等の粒状体から成る粒状体群が収容されている収容室から粒状体を一つずつ容易に取りだしでき、かつその取出し速度を大幅に向上できる粒状体取出装置の提供を目的としている。 Therefore, the present invention can easily take out granular materials one by one from a storage chamber in which a group of granular materials such as a plurality of solder balls is stored, and can greatly improve the extraction speed. The purpose is to provide a device.
本発明は、収容室内に収容された多数個の粒状体から成る粒状体群から粒状体を個々に取り出す粒状体取出装置であって、前記収容室の開口部を覆う部材に設けられ、前記粒状体の径寸法よりも大径でかつ1個の粒状体のみが通過できる内径寸法に形成され、複数個の粒状体を吸着可能なノズル内に、前記粒状体群から複数個の粒状体を吸引して上下方向に一列に整列する整列手段と、前記ノズル内に一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体から分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された粒状体を取り出す取出手段と、が設けられていることを特徴とする粒状体取出装置である。 The present invention is a granular material take-out device for individually extracting a granular material from a granular material group consisting of a large number of granular materials accommodated in an accommodating chamber, provided in a member that covers an opening of the accommodating chamber, the granular material A plurality of granules are sucked from the group of granules into a nozzle having a diameter larger than the diameter of the body and having an inner diameter that allows only one granule to pass through. And a separating means for separating the uppermost granular material from the other granular materials among the plurality of granular materials aligned in a line in the nozzle, and the separating means. And a take-out means for taking out the granule separated by the above-mentioned method.
かかる発明において、前記整列手段には、前記収容室内の収容された前記粒状体群の粒状体を舞い上げるように攪拌する攪拌手段と、該攪拌手段によって攪拌されている粒状体を前記ノズル内に吸引するエア吸引手段と、が設けられていることを特徴とする。これにより収容室内の粒状体群がフロック状になることを防止することができると共に粒状体群が攪拌されて粒状体が分散されるため、収容室内の粒状体のノズルへの吸引が容易になる。 In this invention, the aligning means includes stirring means for stirring the particles of the granular material group accommodated in the accommodation chamber, and the granular material agitated by the stirring means in the nozzle. And an air suction means for suction. As a result, the granular material group in the storage chamber can be prevented from becoming a flock and the granular material group is agitated to disperse the granular material, which facilitates the suction of the granular material in the storage chamber to the nozzle. .
この、前記攪拌手段には、前記収容室内の内壁面の底面近傍に開口されたエア吹き出し口と、該エア吹き出し口から吹き出されたエアが衝突して前記収容室内で上昇気流を形成する上昇気流生成手段と、が設けられていることを特徴とする。これにより収容室内の粒状体群を更に一層攪拌することができ、収容室内の粒状体のノズルへの吸引が更に容易になる。これと同時に、収容室内にエアを吹き込むことにより収容室内部の圧力が高まり、ノズルを介して収容室から粒状体が排出しやすくなる。 The agitating means includes an air outlet opening near the bottom surface of the inner wall surface of the accommodation chamber, and an updraft that forms an updraft in the accommodation chamber by colliding with the air blown from the air outlet. And generating means. Thereby, the granular material group in the storage chamber can be further stirred, and the suction of the granular material in the storage chamber to the nozzle is further facilitated. At the same time, by blowing air into the storage chamber, the pressure in the storage chamber increases, and the particulate matter is easily discharged from the storage chamber via the nozzle.
また、前記分離手段には、前記ノズル内に吸引されて一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体よりも強く吸引保持する吸引保持手段と、前記吸引保持手段によって前記最上位置の粒状体を吸引保持している状態で、前記ノズル内に圧縮エアを前記収容室内に向けて供給し、前記他の粒状体と分離する分離用圧縮エア供給手段と、を具備することを特徴とする。これにより最上位置の粒状体のみを他の粒状体から簡単でしかも確実に分離することができる。 The separating means includes a suction holding means for sucking and holding the uppermost granular body stronger than the other granular bodies among the plurality of granular bodies sucked into the nozzle and aligned in a line; Separation compressed air supply means for supplying compressed air into the storage chamber and separating it from the other granular bodies in a state where the uppermost granular bodies are sucked and held by the suction holding means. It is characterized by comprising. As a result, only the uppermost granular material can be easily and reliably separated from the other granular materials.
この吸引保持手段には、前記整列手段に用いられるエア吸引手段とノズルとを接続する第1エア流路の途中でかつ前記ノズルの上端近傍に形成され、前記ノズル内に吸引されて一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体よりも強く吸引できるように、粒状体の径寸法よりも幅狭に形成された狭さく部が設けられ、前記分離用圧縮エア供給手段には、前記狭さく部に粒状体を吸引した状態で、前記ノズル内に圧縮エアを収容室内に向けて供給できるように、前記分離用圧縮エア供給手段とノズルとを接続する第2エア流路が形成されていることを特徴とする。これにより、ノズルを介して排出された粒状体のうち、最初にノズルに入り込んだ粒状体を狭さく部に確実に吸着保持することができるため、簡単な構造でノズル内の最上位置の粒状体のみを他の粒状体から確実に分離できる。 The suction holding means is formed in the middle of the first air flow path connecting the air suction means used for the alignment means and the nozzles and in the vicinity of the upper end of the nozzles, and is sucked into the nozzles and aligned in a row. Among the plurality of granules, a narrowing portion formed narrower than the diameter of the granules is provided so that the uppermost granules can be sucked more strongly than the other granules, The compressed air supply means connects the separation compressed air supply means and the nozzle so that compressed air can be supplied into the nozzle chamber while the granular material is sucked into the narrow portion. Two air flow paths are formed. As a result, among the granular materials discharged through the nozzle, the first granular material that has entered the nozzle can be reliably adsorbed and held in the narrowed portion, so that only the uppermost granular material in the nozzle has a simple structure. Can be reliably separated from other particles.
更に前記取出手段には、前記分離手段によって1つに分離された前記粒状体を取出口方向に案内する案内通路と、該案内通路内を前記取出口方向に粒状体を送り出す送出用圧縮エア供給手段を具備することを特徴とする。これにより、分離処理された粒状体を装置外に取り出しやすくなる。 Further, the take-out means includes a guide passage for guiding the granular material separated into one by the separating means in the outlet direction, and a compressed air supply for sending out the granular material in the guide passage in the outlet direction. Means are provided. Thereby, it becomes easy to take out the separated granular material outside the apparatus.
この送出用圧縮エア供給手段は、前記整列手段および前記分離手段に用いられるエア吸引手段と前記ノズルとを接続する第1エア流路を用い、前記エア吸引手段と切り替えて前記圧縮エア供給手段を用いることができるように、エア吸引手段と圧縮エア供給手段とを切り替える切替手段を具備することを特徴とする。これによりエアを吸引していた状態の直後に圧縮エアを供給することが簡単になるため、分離処理した粒状体を確実に外部に取り出すことができる。 The compressed air supply means for delivery uses a first air flow path connecting the air suction means used for the alignment means and the separation means and the nozzle, and switches to the air suction means to switch the compressed air supply means. A switching means for switching between the air suction means and the compressed air supply means is provided so that it can be used. This makes it easy to supply the compressed air immediately after the air has been sucked, so that the separated granular material can be reliably taken out.
前記ノズルは、前記収容室の開口を覆う部材から前記収容室内にむけて延出されたチューブ状ノズルであることを特徴とする。これにより、収容室内の粒状体が少なくなっても、粒状体を抽出することができる。 The nozzle is a tube-like nozzle extending from a member covering the opening of the storage chamber toward the storage chamber. Thereby, even if the granular material in a storage chamber decreases, a granular material can be extracted.
また、前記案内通路の途中には、前記案内通路を通過する粒状体の進行方向が変更されるように前記粒状体の進行方向に対して傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴とする。これによれば、粒状体を所望の箇所に取り出すことができる。 In addition, an inclined surface that is inclined with respect to the traveling direction of the granular material is provided in the middle of the guiding passage so that the traveling direction of the granular material that passes through the guiding passage is changed. . According to this, a granular material can be taken out to a desired location.
本発明にかかる粒状体取出装置によれば、多数個のはんだボール等の粒状体群が収容されている収容室から粒状体を1つずつ容易に取り出すことができ、かつ取出し速度を従来のはんだボール取出装置に比べて大幅に向上することができる。 According to the granular material take-out device of the present invention, it is possible to easily take out the granular material one by one from the storage chamber in which a large number of granular material groups such as solder balls are accommodated, and the take-out speed can be increased according to the conventional solder Compared to the ball take-out device, it can be greatly improved.
以下に本発明にかかる粒状体取出装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。本明細書内においては、粒状体取出装置として粒状体としてのはんだボールを取り出すはんだボール取出装置を例示しながら説明をおこなうが、本願発明に係る粒状体取出装置としては、はんだボール取出装置に限定されるものではなく、ボールベアリングや樹脂ボール等の他の粒状体を取り出す取出装置であってもよいのはもちろんである。
図1は、本実施形態のはんだボール取出装置の平面図である。図2は図1に示すはんだボール取出装置の側面図である。図3は図1中のA−A線における断面図である。図4は、図1中のB−B線における断面図である。図5は収容室の本体部分を示す斜視図である。図6は収容室の上蓋部分を構成する第1部材の平面図である。図7は収容室の上蓋部分を構成する第2部材の平面図である。図8は収容室の上蓋部分を構成する第3部材の平面図である。
Embodiments of a granular material take-out device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the present specification, the explanation will be made while exemplifying a solder ball take-out device for taking out a solder ball as a granule as the granule take-out device, but the granule take-out device according to the present invention is limited to the solder ball take-out device. Of course, it may be a take-out device for taking out other granular materials such as ball bearings and resin balls.
FIG. 1 is a plan view of the solder ball take-out device of the present embodiment. FIG. 2 is a side view of the solder ball take-out device shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a main body portion of the storage chamber. FIG. 6 is a plan view of the first member constituting the upper lid portion of the storage chamber. FIG. 7 is a plan view of the second member constituting the upper lid portion of the storage chamber. FIG. 8 is a plan view of a third member constituting the upper lid portion of the accommodation chamber.
図1に示すはんだボール取出装置100は、図3,図4に示すように、多数個のはんだボールBからなるはんだボール群を収容する凹状の収容室10と、収容室10の開口部を覆うはんだボール分離ユニット20と、収容室10の背面側に設けられた取出ノズル30をそれぞれホルダ40に組み付けることにより構成されている。収容室10などをホルダ40に組み付ける際にはネジ止め等の公知の取り付け方法を適宜選択することができる。ホルダ40もまた、図示しない移動装置にネジ止め等により取り付け可能に形成されている。
はんだボール取出装置100の側面と上面には、エアプラグ16Z,52Z,54Zが配設されていて、それぞれのエアプラグ16Z,52Z,54Zは、図1に示す圧縮エア供給手段80および/またはエア吸引手段82に接続されている。エアプラグ16Z,52Z,54Zと圧縮エア供給手段80、エア吸引手段82との間には、図1に示すように、電磁弁Vが配設されている。この電磁弁Vがエアプラグ16Z,52Z,54Zに対して圧縮エアの供給やエア吸引を選択的に行うための切替手段として機能する。圧縮エア供給手段80とエア吸引手段82は、図示しないエア制御部によりそれぞれの動作が制御される。また、電磁弁Vの切り替え操作もエア制御部によりなされる。
A solder ball take-out
はんだボールBを収容する収容室10は、図3,図4に示すように本体部11前後左右の面に側壁部12が取り付けられている。本体部11と側壁部12はネジ止め等の公知の方法により固定されている。収容室10の少なくとも前面側(正面側)に位置する側壁部12Aは、制電アクリル板などの透明材料により形成されている。
収容室10の後面側(背面側)に位置する側壁部12Zには、側壁部12Zの高さ方向に貫通する貫通孔13が形成されていて、貫通孔13の下側から取出ノズル30が挿通されている。貫通孔13の上側からは貫通孔13の上部側を閉塞するためのボルト32が挿通されている。ボルト32の先端側は、所定長さに細径に形成されていて、取出ノズル30内に進入可能である。さらに、細径部に先端部34はスラッシュカットされていて、後述する案内通路76内を通過してきたはんだボールBを取出ノズル30の軸線方向に進路変更させる傾斜面として機能している。本明細書中においては取出ノズル30の内部空間も案内通路76の一部に含まれている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
A through
収容室10の内部空間の形状は図3,図5に示すように正面視形状がほぼ逆台形状をなす凹形に形成されている。また、本体部11の内壁面には段差部分14が設けられている。段差部分14は収容室10における上昇気流形成部として機能する。本体部11の段差部分14と反対側の内壁面と内底面の近傍部分には、圧縮エア供給手段80に連通する連通部16が形成されている。連通部16の端部は、収容室10の内壁の上端側から下端側の方向に内壁面に沿って形成されている長穴16Bに接続されている。この長穴16Bは、金属箔などからなるテープ16Aにより覆われており、収容室10の底面近傍位置において、本体部11の内底面部分との境界部分に開口部18が形成されている。この開口部18が収容器10内におけるエア吹き出し口となる。連通部16の収容室10の外部側の端部にはエアプラグ16Zが配設されていて、圧縮エア供給手段80からの圧縮エアを収容室10の内部に供給可能になっている。このように、収容室10の段差部分14、連通部16、開口部18と、圧縮エア供給手段80と、により収容室10のはんだボールB,B,・・・を攪拌する攪拌手段が構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the shape of the internal space of the
かかる攪拌手段では、圧縮エア供給手段80からの圧縮エアが、電磁弁Vと、エアプラグ16Zおよび連通部16を経由してテープ16Aと本体部11との開口部18から収容室10内に供給される。収容室10に供給された圧縮エアは段差部分14に衝突した後、収容室10内において上昇気流を形成し、収容室10内のはんだボールBを巻き上げるようにして混合する。このように収容室10内ではんだボールBが攪拌されるので、はんだボールBどうしがフロック状に固まってしまうことが少なくなり、収容室10からのはんだボールBの抽出機会が増加する。
このように収容室10の内部に圧縮エアが供給されることによりはんだボールBが攪拌されると共に、収容室10の内部圧力が高まる。収容室10には抽出ノズル22が配設されていて、抽出ノズル22は収容室10の外部に連通しているので、収容室10の中のはんだボールBは抽出ノズル22を介して収容室10から排出されることになる。
In such a stirring means, the compressed air from the compressed air supply means 80 is supplied into the
Thus, by supplying compressed air to the inside of the
本体部11には、図3,図4に示すように、収容室10の上蓋としても機能するはんだボール分離ユニット20が配設されている。はんだボール分離ユニット20は、第1部材50と、第2部材60と第3部材70とにより構成され、第3部材70を第1部材50と第2部材60とにより挟持させた状態で組み立てられている。はんだボール分離ユニット20は、第1部材50、第2部材60、第3部材70に設けられているネジ孔Nに図示しないネジを挿通させることによりそれぞれが位置決めされた状態で組み立てられるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
はんだボール分離ユニット20は、図3に示すように、第2部材60の下面側が収容室10に面するようにして収容室10に取り付けられている。そして、第2部材60の下面には収容室10内に延びる抽出ノズル22が取り付けられている。抽出ノズル22は、その内径寸法が、はんだボールBの径よりも大径でかつ1個のはんだボールBのみが通過できる径寸法に形成されていて、先端部分が収容室10の内部空間の半分程度の高さ位置となる長さ寸法に形成されている。抽出ノズル22により、収容室10から抽出されたはんだボールBは抽出ノズル22内で複数個が一列に連なった状態になる。
As shown in FIG. 3, the solder
次に、はんだボール分離ユニット20を構成する各部材について個別に説明する。
図6に示すように第1部材50には、切替手段である電磁弁V(図1)を介して圧縮エア供給手段80(図1)とエア吸引手段82(図1)に連通する第1エア流路52と、圧縮エア供給手段80に連通する第2エア流路54と、組み立て用のネジ孔Nがそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。第1エア流路52と第2エア流路54にはエアプラグ52Z,54Zがそれぞれ差し込まれている。
また、図7に示すように第2部材60には、板厚方向に貫通して収容室10と第1部材50の第2エア流路54を連通する連通孔62と組み立て用のネジ孔Nがそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。連通孔62は、はんだボール分離ユニット20内において、第1部材50の第2エア流路54位置とほぼ同じ平面位置(第2エア流路54の下方位置)となるように形成されている。連通孔62には収容室10側から抽出ノズル22(図3,図4)が挿通されている。
Next, each member constituting the solder
As shown in FIG. 6, the
Further, as shown in FIG. 7, the
図8に示すように第3部材70には、第1部材50の第1エア流路52(図6)と第2エア流路54(図6)にそれぞれ連通すると共に、外周端縁に開口部を有するスリット72と、組み立て用のネジ孔Nがそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。スリット72の一端側は、第3部材70の外周端縁まで延出している。スリット72の中途部にはスリット72の幅寸法が狭くなる狭さく部74が設けられている。狭さく部74は、はんだボール分離ユニット20を組み立てた状態において、第2部材60の連通孔62(図7)の開口部の近傍であって、連通孔62の平面位置よりもスリット72に圧縮エア供給手段80(図1)から供給されるエア流の上流側にわずかにずれた位置に設けられている。狭さく部74の幅寸法は、はんだボールBの径寸法の1/3〜1/2程度に形成されている。
As shown in FIG. 8, the
図3,図4に示すようにはんだボール分離ユニット20内において第1部材50の下側面と第2部材60の上側面と第3部材70の狭さく部74以降のスリット72とにより水平方向に形成されるスペースが案内通路76となる。また、狭さく部74よりも上流側(圧縮エア供給手段80またはエア吸引手段82側)には図示しない真空計が配設されている。真空計はエア制御部と電気的または機械的に接続されており、真空計の計測値によってエア制御部を作動させるように設定されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the solder
以上のようにして形成された第1部材50、第2部材60、第3部材70を組み立てられたはんだボール分離ユニット20は、圧縮エア供給手段80とエア吸引手段82と、図示しないエア制御部とがそれぞれ連繋して作動する。
The solder
図1〜図8に示すはんだボール取出装置100では、収容室10内のはんだボールB,B,・・・を、抽出ノズル22内に上下方向に一列に整列する整列手段を具備する。整列手段は、収容室10の段差部分14、連通部16、開口部18と、圧縮エア供給手段80とからなる攪拌手段と、抽出ノズル22に接続された第1エア流路54および第1エア流路52に接続された吸引手段82とにより構成されている。
この整列手段では、圧縮エア供給手段80から圧縮エアを収容室10に供給し、はんだボールB,B,・・・を攪拌して分散しつつ、収容室10内部を高圧にする。収容室10の内部圧力を高めることに加え、エア吸引手段82によって抽出ノズル22内のエアを吸引して、抽出ノズル22内に複数個のはんだボールBを吸引し上下方向に一列に整列する(図10)。
1 to 8 includes alignment means for aligning the solder balls B, B,... In the
In this aligning means, compressed air is supplied from the compressed air supply means 80 to the
また、整列手段の抽出ノズル22内に上下方向に一列に整列した複数のはんだボールBのうち、最上位置のはんだボールBのみを他のはんだボールBから分離する分離手段が整列手段に併設されている。この分離手段は、整列手段を構成する抽出ノズル22内に上下方向に一列整列されたはんだボールB,B,・・・のうちに最上位置にあるはんだボールBに一番強い吸引力を与えるための吸引保持手段と、第2エア流路54および第2エア流路54に接続され、吸引保持手段により吸引保持されているはんだボールBに分離用圧縮エアを供給するための圧縮エア供給手段80により構成されている。
この分離手段は、整列手段を構成する抽出ノズル22内に上下方向に一列に整列されたはんだボールB,B,・・・のうち最上位置にあるはんだボールBを狭さく部74に吸着させた状態で、圧縮エア供給手段80からの圧縮エアを抽出ノズル22内のはんだボールBに吹き付け(図12)、最上位置にあるはんだボールB以外のはんだボールB,Bを収容室10に戻し、最上位置にあるはんだボールBを1つに分離する(図13)。
A separating means for separating only the uppermost solder ball B from the other solder balls B among the plurality of solder balls B aligned in the vertical direction in the
This separation means is a state in which the solder ball B located at the uppermost position among the solder balls B, B,. Then, the compressed air from the compressed air supply means 80 is blown onto the solder ball B in the extraction nozzle 22 (FIG. 12), and the solder balls B, B other than the solder ball B at the uppermost position are returned to the
このようにして1つに分離されたはんだボールBを、はんだボール取出装置100(はんだボール分離ユニット20)の外部に取り出しする取出手段が、整列手段および分離手段に併設されている。取出手段は、案内通路76と、案内通路76に接続された第1エア流路52と第1エア流路52に接続された送出用圧縮エア手段である圧縮エア供給手段80と、案内通路76に配設され、案内通路内を通過してきたはんだボールBの進行方向を変更する側に傾斜する傾斜面に形成されたボルト先端部34と、により構成されている。
取出手段は、吸着保持手段を構成する狭さく部74に吸着され、他のはんだボールBから分離されたはんだボールBに、狭さく部74からはんだボールBが離反する方向に圧縮エア供給手段80側からの圧縮エアを吹き付け(図14)、はんだボールBを案内通路76内で移動させ(図15〜図17)、はんだボールBをはんだボール取出装置100(はんだボール分離ユニット20)の外部に取り出している。
Extraction means for taking out the solder balls B separated in this way to the outside of the solder ball take-out device 100 (solder ball separation unit 20) is attached to the alignment means and the separation means. The take-out means includes a
The take-out means is attracted by the
次に、本実施形態におけるはんだボール取出装置100を用いたはんだボールの取り出し方法について説明する。図9は、図4中のC部分における拡大図であり、収容室からはんだボールを吸引した状態を示す説明図である。図10は、図9中のD部分における拡大図である。図11は、図10の状態においてはんだボールを上方から臨む説明図である。図12〜図14は、それぞれ、はんだボール分離ユニット内においてはんだボールを分離している手順を示す説明図である。図15〜図17ははんだボールが案内通路内を移動している状態を示す説明図である。
Next, a method for taking out the solder balls using the solder ball taking out
まず、本体部11に側壁部12をネジ等により組み付けて収容室10を形成し、収容室10に分離対象となるはんだボールBを収容した後、収容室10にはんだボール分離ユニット20をネジ等により組み付ける。必要に応じて、取出ノズル30やホルダ40と収容室10を一体に組み立ててもよい。
続いて第1エア供給路52、第2エア供給路54、連通部16のそれぞれにエアプラグ52Z,54Z,16Zをセットし、エアプラグ52Z,54Z,16Zと圧縮エア供給手段80およびエア吸引手段82にエアチューブ(図示せず)を接続する。エアプラグ52Z,54Z,16Zと圧縮エア供給手段80および/またはエア吸引手段82との間には、必要に応じて電磁弁Vが配設される。
First, the
Subsequently, air plugs 52Z, 54Z, and 16Z are set in the first
ユーザは図示しないエア制御部を起動し、エア制御部により圧縮エア供給手段80に圧縮エアを供給させると共に、収容室10に接続されているエアプラグ16Zのみに圧縮エアを供給するように電磁弁Vを切り替える(攪拌手段始動)。エアプラグ16Zから供給された圧縮エアは、収容器10内の開口部18から収容器10の内部に吹き込んだ後、段差部分14に衝突して収容室10内で上昇気流を形成する。収容室10内に生じた上昇気流によりはんだボールBは舞い上げられて攪拌される。このとき、収容室10の内部圧力は圧縮エア供給前に比べて大幅に高くなり、収容室10の内部空気およびはんだボールBは、収容室10の外部に連通している抽出ノズル22を介して収容室10の外部に排出されることになる。
The user activates an air control unit (not shown), causes the compressed air supply means 80 to supply compressed air by the air control unit, and supplies the compressed air only to the
エア制御部は、圧縮エア供給手段80から供給した圧縮エアにより収容室10内のはんだボールBを攪拌させると同時に、エア吸引手段82を起動して第1エア流路52を介してエアを吸引させ、収容室10内で攪拌されているはんだボールBを図9に示すように抽出ノズル22内に吸引する(整列手段始動)。抽出ノズル22には単数または複数個のはんだボールBが吸引される。抽出ノズル22に最初に入り込んだ(吸引された)はんだボールBは、図10,図11に示すように案内通路76の狭さく部74の位置で吸着され、最初のはんだボールBに追従して吸引された他のはんだボールBは、案内通路76の狭さく部74から抽出ノズル22にかけて上下方向にほぼ一列に整列した状態になる。最初に吸引されたはんだボールBは狭さく部74に押し付けられた状態となっているので、その後に連なる他のはんだボールBにはわずかな吸引エアのみが作用することになる。換言すれば、最初に吸引されたはんだボールBに作用する吸引力は、他のはんだボールBに作用する吸引力よりも強くなるのである。
The air control unit agitates the solder balls B in the
また、案内通路76の狭さく部74にはんだボールBが押圧されていることにより、エア吸引手段82に吸引されるエアの量が減少するので、狭さく部74からエア吸引手段82側の真空度が高まる。狭さく部74とエア吸引手段82の間に配設されている真空計が所定の真空度を計測するとエア制御部が作動し、エア制御部は、エア吸引手段82によるエア吸引を継続しながら、電磁弁Vの切り替えと圧縮エア供給手段80を作動を行い、図12に示すように第2エア流路54を介して圧縮エアを供給させる(分離手段始動)。
Further, since the amount of air sucked into the air suction means 82 is reduced by pressing the solder ball B against the
第2部材60の連通孔62と第3部材70の狭さく部74の位置関係により、抽出ノズル22に最初に吸引されたはんだボールBは、図10に示すように、抽出ノズル22の直上位置ではなく、抽出ノズル22の直上位置よりもエア吸引手段82側に形成された狭さく部74に押圧された状態で吸引されるので、図11に示すように、最初に吸引されたはんだボールBと抽出ノズル22の上端開口部分との間には隙間90が形成されることになる。
Due to the positional relationship between the
第2エア流路54から圧縮エアが供給されると、圧縮エアの大部分は抽出ノズル22に最初に吸引されたはんだボールB(先頭のはんだボールB)と抽出ノズル22の上端部における内径部分との間に形成された隙間90を介して抽出ノズル22の内部空間に入り込むか、案内通路76内で拡散し、エア吸引されるかはんだ分離ユニット20の外部に排出される。隙間90の大きさは、取り扱うはんだボールBの径寸法に対して10〜30パーセント程度の幅寸法であることが好適である。図11,図12に示すように、先頭のはんだボールBは、案内通路76の狭さく部74に吸引されているため、先頭のはんだボールBの中心位置は第2エア流路54の中心軸に対してずれた状態となっている。このことに加え先頭のはんだボールBは最も強い吸引力で吸引されているため、第2エア流路54からの圧縮エアが直撃せず、圧縮エアによって動いてしまうことはなく、先頭のはんだボールBは狭さく部74位置でとどまることになる。
When compressed air is supplied from the second
第2エア流路54からの圧縮エアの大半は先頭のはんだボールBの外周面に沿って隙間90を介して抽出ノズル22内に流下する。先に説明したとおり、先頭のはんだボールBの下方に連なっている他のはんだボールBは、先頭のはんだボールBに付与されている吸着力に対して弱い吸着力で追従しているので、図13に示すように第2エア流路54から流下してきた圧縮エアにより他のはんだボールB,B,B・・・が離脱する。このようにして、収容室10から抽出ノズル22により吸引された複数のはんだボールB,B,B・・・を1つに分離することができる。
Most of the compressed air from the second
次に、エア制御部は電磁弁Vを切り替えると共に、圧縮エア供給手段80からの圧縮エアを第1エア流路52を介して案内通路76に供給し(取出手段始動)、図14,図15に示すようにはんだボールBをはんだボール分離ユニット20から排出する方向へ移動させる。本実施形態においては、案内通路76に取出ノズル30が接続されており、それぞれの軸線が直角となるような状態で接続されている。また、案内通路76と取出ノズル30の軸線が交差する部分には、案内通路76からのはんだボールBが取出ノズル30に反射する角度でスラッシュカットされたボルト先端部34が位置している。案内通路76内を通過してきたはんだボールBは、図16に示すように、案内通路76内を通過してきたはんだボールBの進路を変更する方向に傾斜した傾斜面に形成されたボルト先端部34に衝突した後、取出ノズル30の軸線方向に沿って移動し、取出ノズル30の終端部から外部に排出されることになる。
Next, the air control unit switches the electromagnetic valve V and supplies the compressed air from the compressed air supply means 80 to the
ホルダ40を移動装置に取り付けておけば、収容室10から分離したはんだボールBを任意の位置に取り出すことができる。このようにして、収容室10に収容されたはんだボールBを個別に抽出することができる。本実施形態においては、はんだボールBの抽出時間を1秒以内に行うことができるので、大量のはんだボールBであっても短時間で抽出することができる。
If the
以上に、本実施形態に基づいて本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲において各種の改変がなされたとしても本願発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。
例えば、収容室10の底部には上昇気流生成手段として段差部分14が形成された本体部11について説明しているが、上昇気流生成手段は段差部分14以外の形態で実現することも可能である。そもそも、収容室10内に上昇気流生成手段を設けない形態としても、本願発明は実現可能である。
As described above, the present invention has been described in detail on the basis of this embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are made without departing from the scope of the invention. Needless to say, this belongs to the technical scope of the present invention.
For example, the
また、収容室10にエア排出機構を接続せず、収容室10内部ではんだボールBなどの粒状体を攪拌しない形態や、はんだボール分離ユニット20に抽出ノズル22を接続せず、複数個のはんだボールBを上下方向に一列に連ねることができる形状寸法に形成した連通孔62にノズルとしての機能を実現させる形態や、案内通路76を滑らかな曲線等で形成し、案内通路76内に傾斜面を設けない実施形態を採用することももちろん可能である。これらの実施形態はベストモードではないものの、本願発明による最小限の作用効果を発揮することは可能である。
In addition, the air discharge mechanism is not connected to the
本発明は、試験用配線基板を製作する上でのはんだボールの検品・抽出装置の他、ボールベアリングの検品・抽出装置等の粒状体を分離処理する装置に適用することが可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an apparatus for separating and processing granular materials, such as a ball bearing inspection / extraction apparatus, in addition to a solder ball inspection / extraction apparatus for manufacturing a test wiring board.
10 収容室
11 本体部
12 側壁部
14 段差部分
16 連通部
16A テープ
16B 長穴
16Z,52Z,54Z エアプラグ
18 開口部
20 はんだボール分離ユニット
22 抽出ノズル
30 取出ノズル
32 ボルト
34 ボルト先端部
40 ホルダ
50 第1部材
52 第1エア流路
54 第2エア流路
60 第2部材
62 連通孔
70 第3部材
72 スリット
74 狭さく部
76 案内通路
80 圧縮エア供給手段
82 エア吸引手段
90 隙間
100 はんだボール取出装置
B はんだボール
N ネジ孔
V 電磁弁
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記収容室の開口部を覆う部材に設けられ、前記粒状体の径寸法よりも大径でかつ1個の粒状体のみが通過できる内径寸法に形成され、複数個の粒状体を吸着可能なノズル内に、前記粒状体群から複数個の粒状体を吸引して上下方向に一列に整列する整列手段と、
前記ノズル内に一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体から分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された粒状体を取り出す取出手段と、が設けられていることを特徴とする粒状体取出装置。 A granular material take-out device for individually extracting a granular material from a granular material group consisting of a large number of granular materials accommodated in a storage chamber,
A nozzle that is provided on a member that covers the opening of the storage chamber, has a diameter larger than the diameter of the granule, and has an inner diameter that allows only one granule to pass through, and is capable of adsorbing a plurality of granules. An alignment means for sucking a plurality of granular materials from the granular material group and aligning them in a line in the vertical direction;
Separating means for separating the uppermost granular material from other granular materials among the plurality of granular materials aligned in a row in the nozzle;
And a take-out means for taking out the granule separated by the separating means.
前記分離用圧縮エア供給手段には、前記狭さく部に粒状体を吸引した状態で、前記ノズル内に圧縮エアを収容室内に向けて供給できるように、前記分離用圧縮エア供給手段とノズルとを接続する第2エア流路が形成されていることを特徴とする請求項4記載の粒状体取出装置。 The suction holding means is formed in the middle of the first air flow path connecting the air suction means used for the alignment means and the nozzle and in the vicinity of the upper end of the nozzle, and is sucked into the nozzle and aligned in a row. Among the plurality of granules, a narrow portion formed narrower than the diameter of the granules is provided so that the uppermost granules can be sucked more strongly than the other granules,
The separation compressed air supply means and the nozzle are provided in the separation compressed air supply means so that compressed air can be supplied into the nozzle chamber while the granular material is sucked into the narrow portion. The granular body taking-out apparatus according to claim 4, wherein a second air flow path to be connected is formed.
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