JP4766242B2 - Conductive ball array device - Google Patents
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Description
本発明は、導電性ボールの収容されたボールカップが、配列治具上を移動することにより、導電性ボールを配列治具上に配列する装置の改良に関するもので、特に、ボールカップ内の導電性ボールの集中位置に着目して開発された導電性ボールの配列装置である。 The present invention relates to an improvement of an apparatus for arranging conductive balls on an arrangement jig by moving a ball cup containing the conductive balls on the arrangement jig. This is an arrangement device of conductive balls developed by paying attention to the concentrated position of the conductive balls.
搭載対象物上に所定の配列パターンで形成された各電極に、粘着材料を塗布してから半田ボールを搭載する半田ボール搭載装置として、特許文献1に示すような配列板を有するボール搭載ヘッドに半田ボールを吸引配列して吸着してから搭載対象物上の各電極に半田ボールを搭載する装置が従来より存在した。しかし、ウエハ等の搭載対象製品の大型化に伴い、1回に搭載する半田ボール数は100万を越える状態となり、半田ボールの配列の欠陥や搭載時の欠陥を減少させることは困難であるのが現状であった。
As a solder ball mounting device for mounting a solder ball after applying an adhesive material to each electrode formed in a predetermined array pattern on a mounting target, a ball mounting head having an array plate as shown in
そこで、特許文献2に示すようなフラックスが印刷された搭載対象物である電子基板上に配列マスク(特許文献2ではテンプレート)を設け、配列マスク上をボールカップ(特許文献2では半田ボール収納部)が移動し、直接電子基板の電極上に半田ボールを落とす装置が提供されていた。しかし、この種の導電性ボールの配列装置は、ボールカップ内の半田ボールが特定部分に集まってしまうと半田ボールが落ちにくくなり、導電性ボールの変形や異物の発生の原因ともなっていた。
Therefore, an array mask (a template in Patent Document 2) is provided on an electronic substrate that is a mounting object printed with a flux as shown in
特にボールカップが複数回の前進または後退移動により半田ボールをボール配列マスクの挿入部に落とし込む場合には、次の前進または後退の開始位置に横移動する必要があった。その際に、前進又は後退後の停止時点では図8(A)に示されるようにボールカップ内の半田ボール21の分布は、前進方向の後壁側に均等に集中し、適正であったとしても、次の前進または後退の開始位置に横移動をすると、停止時に図8(B)に示されるように横移動方向と反対側に半田ボール21が集まってしまう。このまま次の後退を開始すると、半田ボールが落ちにくくなり、導電性ボールの変形や異物の発生の原因となってしまう。
In particular, when the ball cup is dropped into the insertion portion of the ball array mask by a plurality of forward or backward movements, it is necessary to move laterally to the next forward or backward start position. At that time, as shown in FIG. 8 (A), the distribution of the
本発明は、ボールカップの前進及び後退方向と直交する方向の次の前進または後退の開始位置に移動するに際して、該開始位置より先にオーバーランさせた後、次の前進または後退の開始位置に戻すようにし、導電性ボールが一方向に集まることを防止し、配列治具の挿入部に導電性ボールが落ちやすくしようとするものである。 In the present invention, when the ball cup moves to the next forward or backward start position in the direction orthogonal to the forward and backward direction of the ball cup, it is overrun before the start position and then moved to the next forward or backward start position. The conductive balls are prevented from being collected in one direction, and the conductive balls are likely to fall into the insertion portion of the arrangement jig.
第1の発明は、上記課題を解決するため、導電性ボールの配列装置に次の手段を採用する。
第1に、導電性ボールの挿入部が所定の領域に形成された配列治具と、下面に配列治具の前記領域の幅より狭い幅の開口部が形成されると共に前記配列治具とで多数の導電性ボールを収容可能なボールカップと、前記ボールカップを配列治具の上面に沿って移動させる移動手段とを備える。
第2に、多数の導電性ボールを収容したボールカップを配列治具の上面に沿って前進後退移動させることにより配列治具の挿入部に導電性ボールを落とし込んで配列する導電性ボールの配列装置とする。
第3に、前記移動手段が、ボールカップの前進及び後退方向と直交する方向の次の前進または後退の開始位置に移動するに際して、該開始位置より先にオーバーランさせた後、次の前進または後退の開始位置に戻すようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, the first invention employs the following means for the conductive ball arraying device.
First, the arrangement jig in which the insertion portion of the conductive ball is formed in a predetermined region, and the opening having a width narrower than the width of the region of the arrangement jig is formed on the lower surface, and the arrangement jig. A ball cup capable of accommodating a large number of conductive balls; and a moving means for moving the ball cup along an upper surface of the arrangement jig.
Second, a conductive ball arraying device that drops and arranges a conductive ball into an insertion part of the arraying jig by moving a ball cup containing a large number of conductive balls forward and backward along the upper surface of the arraying jig. And
Third, when the moving means moves to the next forward or backward start position in the direction orthogonal to the forward and backward directions of the ball cup, it is overrun before the start position, and then the next forward or backward Returned to the start position of retreat.
第2の発明は、第1の発明に、ボールカップ内に収容される導電性ボールの量を、所定の範囲に維持する手段を付加した導電性ボールの配列装置である。 2nd invention is the arrangement | sequence apparatus of the conductive ball which added the means to maintain the quantity of the conductive ball accommodated in a ball cup in a predetermined range to 1st invention.
第1の発明は、ボールカップの前進及び後退方向と直交する方向の次の前進または後退の開始位置に移動するに際して、該開始位置より先にオーバーランさせた後、次の前進または後退の開始位置に戻すようにしたものであるので、オーバーランの時点で、図8(B)に示されるように一旦一方に寄ってしまった導電性ボールを、移動により戻し、図8(C)に示すように中央付近に位置させ、その後、前進又は後退を開始させることにより図8(D)に示すようにボールカップの幅全体にばらけさせることができ、適正な導電性ボールの配置とすることができる。これにより導電性ボールが挿入部に落下しやすくなると共に、落下する導電性ボールが、ボール配列マスクの挿入部のエッジとの間に挟まれ、導電性ボールが欠けて、異物が発生したり、導電性ボール自体が変形してしまう危険を回避することができるものとなった。 In the first invention, when the ball cup moves to the next forward or backward start position in the direction orthogonal to the forward and backward directions of the ball cup, after starting overrun before the start position, the next forward or backward start is started. Since the position is returned to the position, the conductive ball once moved to one side as shown in FIG. 8 (B) at the time of overrun is returned by movement, and shown in FIG. 8 (C). As shown in FIG. 8 (D), it is possible to disperse the entire width of the ball cup by positioning it in the vicinity of the center, and then starting forward or backward movement, so that an appropriate conductive ball arrangement is obtained. Can do. This makes it easier for the conductive ball to fall into the insertion portion, and the falling conductive ball is sandwiched between the edges of the insertion portion of the ball arrangement mask, the conductive ball is missing, and foreign matter is generated, The risk of the conductive ball itself being deformed can be avoided.
第2の発明は、ボールカップ内に収容される導電性ボールの量を、所定の範囲に維持するようにしてあるため、ボールカップ内の導電性ボールが多すぎて、導電性ボールが一カ所へ集まってしまうことを防止できなかったり、最下層で導電性ボール同士が強く押し合って動きが妨げられ、ボールカップより落ちないという障害や、ボールカップ内の導電性ボールの数が少なすぎて、導電性ボールが落ちないという抜けが発生するという障害がなくなり、導電性ボールの配列装置の生産性向上させることができた。 In the second invention, since the amount of the conductive balls accommodated in the ball cup is maintained within a predetermined range, there are too many conductive balls in the ball cup, and there is one conductive ball. Cannot be prevented, or the conductive balls are strongly pressed against each other in the lowermost layer and the movement is hindered, so that the balls do not fall out of the ball cup, or there are too few conductive balls in the ball cup. As a result, the problem that the conductive balls did not fall out was eliminated, and the productivity of the conductive ball arrangement device could be improved.
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。本発明において、導電性ボールの搭載対象物としては、半導体ウエハ(以後、単にウエハと表記する)や、電子回路基板や、セラミックス基板などがあるが、実施例ではウエハ14を用いている。また、粘着材料としては、フラックスや半田ペーストや導電性の接着剤などが用いられるが、実施例ではフラックスが用いられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with examples according to the drawings. In the present invention, a conductive ball mounting target includes a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer), an electronic circuit substrate, a ceramic substrate, and the like. In the embodiment, the
図1は、半田ボール搭載装置1の全体を示す概略平面図であり、該半田ボール搭載装置1は、図1中左方より、搬入用のウエハ受渡部2、フラックス印刷部3、ボール搭載部4、搬出用のウエハ受渡部5を有している。半田ボール搭載装置1の前工程には、ウエハ供給部6、一次アライメント部7及び搬入用ロボット8が存在し、後工程に反転ユニット9、ウエハ収納部10及び搬出用ロボット11が存在する。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the entire solder
前工程の一次アライメント部7は、ウエハ14を水平面で回転するようになっており、ウエハ14を回転させることによって、ウエハ14のオリフラまたはノッチの位置を検出し、ウエハ14のおおまかな位置を補正すると共にウエハ受渡部2に載置するウエハ14を所定の方向にする部分である。他方、後工程の反転ユニット9は、ウエハ14を水平方向に回転させるものであり、ウエハ14のオリフラやノッチの位置が所定の位置となるよう回転させ、カセット32に収容する。
The
半田ボール搭載装置1には、ウエハ受渡部2よりフラックス印刷部3、ボール搭載部4、ウエハ受渡部5へとウエハ14を搬送するウエハ搬送ステージ12及び搬送路13が形成されている。搬送路13には、図3に示されるように搬送ステージ12のX軸(図中左右方向)移動装置40が設けられている。
In the solder
フラックス印刷部3には、フラックス供給装置16と、ウエハ14に粘着材料であるフラックスを印刷するための印刷マスク15と、ウエハ14と印刷マスク15のアライメントマークを観察し、ウエハ14と印刷マスク15との位置合わせをするための上下観察カメラ31とが図3に示されるように配備されている。印刷マスク15は、ウエハ14上の電極のパターンに合わせて配列された貫通孔が形成されており、貫通孔形成領域38内の印刷マスク15の下面2カ所にはアライメントマーク(図示されていない)が表記され、型枠17に張り付けられ、更にフレームなどの固定部に保持されている。
In the
フラックス供給装置16は、印刷マスク15上面に沿ってスキージ(図示されていない)を移動することによってフラックスが印刷マスク15の貫通孔内に刷り込まれ、ウエハ14の電極上に供給されるようになっている。尚、図中33は、印刷マスク15に付着したフラックスを除去するクリーニングユニットである。
The
ボール搭載部4には、半田ボール供給装置20と、ウエハ14上の電極のパターンに合わせて配列された挿入部18(図4に示される)が、複数形成された配列治具としてのボール配列マスク19と、ウエハ14とボール配列マスク19のアライメントマークを観察して位置合わせをするための上下観察カメラ34(図3に示される)とが配備されている。
The
ボール配列マスク19の厚みは供給される半田ボール21の径と略同等であり、挿入部18の径は半田ボールの径より若干大きく形成してある。ボール配列マスク19での挿入部18の横方向の配列ピッチPは、図7に示されるように一般に挿入部18の孔径dの約2倍とされている。尚、ボール配列マスク19は、印刷マスク15と同様、挿入部形成領域36内の下面2カ所にアライメントマーク(図示されていない)が表記され、型枠37に張り付けられ、フレームなどの固定部に保持されている。
The thickness of the
半田ボール供給装置20は、図4に示すように、多数の半田ボール21を貯留したボールホッパ22と、ボール配列マスク19に半田ボール21を落とし込むボールカップ23aと、高さ測定手段としてのマスク高さ検出センサ27と、ボールカップ23a,bを図5に示されるX軸方向及びY軸方向に移動させるボールカップ移動手段24と、ボールカップ23a,bをZ軸方向に変移させる昇降手段45を有している。
As shown in FIG. 4, the solder
ボールカップ23a,bは、上部にボール供給用の長方形をした開口部63が形成され、下面にボール落下用の長方形をした開口部64が形成されており、ボールカップ23a,bは、開口部64に向かって狭くなるように傾斜して形成されている。尚、下面の開口部64は、ボール配列マスク19の挿入部形成領域36の幅より狭い幅で形成されており、ボールカップ23a,bとボール配列マスク19の上面とで多数の導電性ボールを収容可能としている。
The
このボールカップ23a,bの水平面での移動手段(ボール配列マスク19の上面に沿って移動させる移動手段)となるボールカップ移動手段24は、図5に示すようにX軸駆動機構25及びY軸駆動機構26を備えている。X軸駆動機構25は昇降手段45を介してボールカップ23a,bが取り付けられたベース部材58を、X軸の駆動モータ54で回転するボールねじ55により、X軸ガイド56に沿ってX軸方向に移動させ、Y軸駆動機構26は、ベース部材58を、X軸駆動機構25と共にY軸の駆動モータ52で回転するボールねじ53により、Y軸ガイド57に沿ってY軸方向に移動させる。
As shown in FIG. 5, the ball cup moving means 24 serving as the moving means (moving means for moving along the upper surface of the ball arrangement mask 19) of the ball cups 23a and 23b in the horizontal plane includes an
ボールカップ23a,bの移動は、具体的に次のように行われる。先ず、Y軸駆動機構及びX軸駆動機構を連動させて、図5及び図6の矢印で示されるようにジグザグにY軸方向へ前進移動する。この移動により、ボール配列マスク19の挿入部18に半田ボール21を落とし込んで挿入する。ボールカップ23a,bをジグザグに移動することにより、半田ボール21を押し込むボールカップ23a,bの内壁面に対し、常にボールカップ23a,bは斜め前方に移動するので、半田ボール21は挿入部18に落下しやすくなる。
The movement of the ball cups 23a and 23b is specifically performed as follows. First, the Y-axis drive mechanism and the X-axis drive mechanism are interlocked and moved forward in the Y-axis direction in a zigzag manner as indicated by arrows in FIGS. By this movement, the
このジグザグ移動のボールカップ23a,bの進行方向と交差する方向の幅Wは、図7に示すように挿入部18の同方向の配列ピッチPの2分の1以下である。実施例ではジグザグ運動を伴う移動であるが、単に直線運動であったり、他の運動を伴う移動であってもよい。
The width W of the zigzag moving
前進で所定のコースの挿入部18に半田ボール21の落とし込み動作が終了すると、ボールカップ23aは、図6(A)の位置に停止する。このときボールカップ23a内の半田ボール21は、図8(A)に示されるようにボールカップ23aの幅全体に均等に収納されている。
When the operation of dropping the
この後、次の後退移動開始位置に移動するのであるが、直接、前進後退方向と直交する方向(図中横左方)の次の後退開始位置に移動し停止すると、図8(B)に示すように横移動方向と反対側に半田ボール21が集まってしまう。そこで、同方向の図6(B)の実線部分で示すようにボールカップ該開始位置より先にオーバーランさせて停止する。この時点でボールカップ23a内の半田ボール21は、やはり図8(B)に示されるように横移動方向と反対側に半田ボール21が集まってしまっている。
After that, it moves to the next backward movement start position, but when it moves directly to the next backward start position in the direction orthogonal to the forward and backward direction (horizontal left side in the figure) and stops, it is shown in FIG. As shown, the
そこで、オーバーランした位置より、図6(C)に示される次の前進または後退の開始位置に、ボールカップ23aを戻す。この戻し運動で、オーバーランの時点で、一旦一方に寄ってしまった導電性ボールを、図8(C)に示すように中央付近に位置させることができる。このようにX軸方向(図中右横方向)へ位置替えをする。このとき図6(C)の中央斜線部分で示されるように、ボールカップ23aの下部の開口部64は、前進停止時点(図6A)の位置と後退開始位置(図6C)の位置で僅かに重なっている。これにより半田ボール21の落とし込みがされない挿入部形成領域36が生じることを防止している。
Therefore, the
その後、Y軸方向へ折り返しジグザグに後退移動する。このときボールカップ23a内の半田ボール21は、図8(D)のようにボールカップ23aの幅全体に広がり適正配置になっている。このような動作を繰り返し、ボール配列マスク19の挿入部18に半田ボール21を落とし込んで挿入するのである。この移動の説明はボールカップ23aについて説明したが、ボールカップ23bについても同様である。
Then, it moves back in a zigzag manner in the Y-axis direction. At this time, the
ボールカップ23a,bは、図5に示されるように横方向(X軸方向)に、2つ並んで同一の取付ベース41に取り付けられ、両方のボールカップ23a,bで搭載エリア全面をカバーする。このように2つのボールカップ23a,bにより、ウエハ14の全面をカバーすることで生産性がアップする。
As shown in FIG. 5, two
ボールカップ23a,bの昇降手段45は、図4に示すようにボールカップ移動手段24のベース部材58に装備されたZ軸の駆動モータ50により回転するボールねじ51に取付ベース41をナット部材44を介して取り付け、該取付ベース41がガイドレール43に沿って上下動できるようになっている。該取付ベース41には、ボールカップ23aの取付傾きを調整するための傾き調整機構42を介してボールカップ23aが取り付けられている。尚、ボールカップ23a,bの取付傾きは、ボールカップ23a,bの組立時に行われる。
As shown in FIG. 4, the lifting / lowering means 45 of the ball cups 23a, 23b attaches the mounting
ボールカップ23a,bのボール供給用開口部63の上方には、ボールホッパ22が配置されている。ボールホッパ22は、内部空間に多数の半田ボール21を貯留すると共に貯留した半田ボール21をボールカップ23a,bへと排出する供給口と、該供給口を開放閉鎖可能とする開閉手段たるシャッタ65を有しており、ボールホッパ22も、ボールカップ23a,bと同じ取付ベース41に取り付けられている。図中66は、シャッタ65を作動させるためのシリンダである。尚、ボールホッパ22は、半田ボール21のサイズと材料により交換される。
A
ボールホッパ22のボール供給口の下方には、ボール検出機構付きの受け部67、左右のボールカップ23a,bへのボール供給を切り換える切換部68、ボールカップ23a,bへ半田ボール21を導き入れるボール導入部69が配置されている。受け部67に設けられたボール検出センサ70は、ボールホッパ22のボール供給口から供給される半田ボール21の供給量とボール詰まりを検出するもので、実施例では投受光型センサを用いている。また、切換部68は揺動型エアシリンダ71により揺動し、受け部67からの半田ボール21を左右のボール導入部69を介して左右のボールカップ23a,bへと振り分ける。
Below the ball supply port of the
ボールホッパ22のシャッタ65の開でボール補充動作となるが、シャッタ65の作動時期であるボール補充時期は、予め半田ボール配列数から求めておく。更に、シャッタ65の開でのボール供給時間に対するボール供給量も予め求めておく。尚、ボールカップ23a,b内の半田ボール21の収容量はボールホッパ22からのボール供給量とボールカップ23a,bの移動に伴うボールカップ23a,bからのボール排出量とから把握され最適なボールカップ23a,b内の半田ボール量を予め求めておく。
The ball replenishment operation is performed when the
ボール補充動作は、次のように行われる。まず、ボールホッパ22内の真空をONにしてボールホッパ22内に負圧を発生させる。ここでシャッタ65を開にする。次にボールホッパ22内の真空をOFFにすると、ボールホッパ22内の負圧が解除され、ボールホッパ22内の半田ボール21が、供給口から受け部67へと落下する。このとき受け部67へ落下した半田ボール21は、ボール検出センサ70で検出される。所定時間経過後、ボールホッパ22内の真空をONにして半田ボール21の落下を停止し、シャッタ65を閉とし真空をOFFとする。
The ball replenishment operation is performed as follows. First, the vacuum in the
受け部67へ落下した半田ボール21は、切換部68及びボール導入部69を経て、一方のボールカップ23aへと補充される。一方への補充が完了すると、供給されるボールカップ23a,bを切り換えるため、揺動型エアシリンダ71が作動し、切換部68の導入方向が切り換わり、他方のボールカップ23bへのボール補充の準備が完了する。
The
ここで再度、上記ボール補充動作を繰り返し、他方のボールカップ23bへボール補充を行う。以上の動作を繰り返してこまめなボール補充を行う。このボール補充動作はボールカップ23a,bを停止して行っても良いが、移動しながら行うことも可能である。
Here, the ball replenishing operation is repeated again to replenish the ball to the
マスク高さ検出センサ27は、ボールカップ23a,b近傍に取り付けられており、接触式、非接触式であるとを問わない。具体的にはレーザセンサや静電容量センサなどが用いられる。マスク高さ検出は、初期設定時や型替え時のボール配列マスク19の変更の際に、ボール配列マスク19の型枠37をフレーム側に設けられた支持部に固定した後に行う。具体的にはボール配列マスク19が固定された後、半田ボール21が空の状態のボールカップ23a,bが、予め挿入部形成領域36外に設定した複数の高さ検出点(実施例では4カ所設定されている)上に順次移動し、ボール配列マスク19の上面の高さを測定する。勿論、マスク高さ検出は、4カ所の検出点のみの測定ではなく、ボールカップ23a,bの移動に伴うマスク高さ検出センサ27の移動中に連続して測定しても良い。
The mask
他方、挿入部形成領域36内におけるボール配列マスク19の上面の高さは、計算で求める。更に、ボールカップ23a,bに半田ボール21が収容されたときにかかる重量も考慮して各位置での高さを演算する。ボール搭載時には、この求めた高さをもとに、ボール配列マスク19上面とボールカップ23a,bの下面との隙間が所定距離を越えないように、ボールカップ23a,bの上下動を昇降手段45にて制御しながら、ボールカップ23a,bがX軸方向及びY軸方向に移動する。
On the other hand, the height of the upper surface of the
ウエハ搬送ステージ12は、ウエハ14を載置するステージであって、搬送路13上に搬送路13によってX軸方向に移動可能に装着されており、図3に示されるとおりウエハ14の搬送方向に直交する方向(Y軸方向)の移動手段であるY軸駆動機構28と回動手段であるθ軸駆動機構29と、上下動手段であるZ軸駆動機構30を有している。
The
以下、図面に従って実施例の半田ボール搭載装置1の動作について説明する。まず、半田ボール21が搭載されるウエハ14は、ウエハ供給部6のカセット32に収納されている。そこで、搬入用ロボット8により、ウエハ供給部6のカセット32から1枚のウエハ14が取り出され、一次アライメント部7へ搬入される。一次アライメント部7では、ウエハ14を回転することによって、オリフラまたはノッチの位置を検出し、ウエハ14のおおまかな位置を補正すると共に、オリフラまたはノッチを所定位置となるようにする。続いて、ウエハ14は、搬入用ロボット8によって一次アライメント部7からウエハ受渡部2に待機しているウエハ搬送ステージ12に載置される。
The operation of the solder
ウエハ14が載置されたウエハ搬送ステージ12は、搬送路13に沿ってフラックス印刷部3へと移動し、所定の位置で停止する。ここでウエハ14と印刷マスク15のアライメントマークを上下観察カメラ31により、それぞれ観察し、ウエハ搬送ステージ12を、搬送路13のX軸駆動機構40によりX軸方向、Y軸駆動機構28によりY軸方向、及びθ軸駆動機構29によりθ軸方向での位置決めをする。位置決め終了後、ウエハ搬送ステージ12は、Z軸駆動機構30により上昇し、フラックスが準備された印刷マスク15に対して所定の高さ位置で停止する。この状態で印刷マスク15上のY軸方向一端部にフラックスが供給され、スキージをY軸方向の一方の端部から他方の端部に向けて移動することにより印刷マスク15の貫通孔からウエハ14の電極上にフラックスが印刷される。
The
フラックス印刷後、ウエハ搬送ステージ12は、Z軸駆動機構30により下降し、搬送路13によってボール搭載部4へ移動し、所定の位置で停止する。ここでも上下観察カメラ34によりウエハ14とボール配列マスク19のアライメントマークをそれぞれ観察して、ウエハ搬送ステージ12を、搬送路13のX軸駆動機構40によりX軸方向、Y軸駆動機構28及びθ軸駆動機構29によりY軸方向、θ軸方向で位置決めをする。その後、ウエハ搬送ステージ12は、Z軸駆動機構30により上昇し、ボール配列マスク19との間にウエハ14に印刷されたフラックスがボール配列マスク19に付着しない程度の隙間を残して停止する。
After the flux printing, the
これまでに半田ボール供給装置20は、ボールカップ23a,bをボール配列マスク19の挿入部形成領域36の外側に位置させ、ボールカップ23a,b内に所定量の半田ボール21を収容しておく。そしてウエハ14がボール配列マスク19の下方にセットされたら、ボール配列マスク19上を、ボールカップ23a,bがジグザグ移動によりY軸方向に移動して、ボール配列マスク19の挿入部18に半田ボール21を落として、ウエハ14上に半田ボール21を搭載する。その後、ボールカップ23a,bは、X軸方向に所定量移動した後、Y軸方向移動で戻ってくる往復移動をする。X軸方向への所定量の移動は、ボールカップ23a,bでの次の半田ボール21の落とし込み部分のX軸方向の位置よりボールカップ23aのカップ幅より4分の1から2分の1の距離分オーバーランさせた後、次のボール配列マスク19の半田ボール21の落とし込み部分まで戻すことにより行われる。この間、ボールカップ23a,b内の半田ボール量が、予め求められた最適な範囲を維持するようにボールホッパ22からボールカップ23a,bへと半田ボール21を補充する。
Up to now, the solder
ボールカップ23a,bへの半田ボール21の供給は、ボールホッパ22より行われるが、ウエハ14に印刷されたフラックスがボール配列マスク19に付着しない程度の隙間を残して、ボール配列マスク19を配置しているので、ボールカップ23a,b内に半田ボール21が多いと、半田ボール21が落下しないことが発生しやすい上、ボール配列マスク19のたわみ量が大きくなり、フラックス付着の危険が生じたり、半田ボール21が種々の原因で落ちにくくなるので、必要最小限の量となるようこまめに補充される。
The supply of the
尚、ボール落とし込み後に、ボール配列マスク19をウエハ搬送ステージ12に対して、水平方向(X軸方向及びY軸方向)に相対的に微動させることによって、挿入部18内の半田ボール21の位置を補正する。
After the balls are dropped, the position of the
半田ボール搭載後、ウエハ搬送ステージ12はZ軸駆動機構30により下降し、搬出用のウエハ受渡部5へ移動し、停止する。ウエハ収納部10では、搬出用ロボット11により、ウエハ14をウエハ搬送ステージ12から反転ユニット9へ移載し、オリフラまたはノッチが所定位置となるように回転させる。ウエハ14は、更に、搬出用ロボット11により、反転ユニット9からウエハ収納部10のカセット32に移載される。搬出用ロボット11がウエハ搬送ステージ12からウエハ14を取り出したら、ウエハ搬送ステージ12は元の位置であるウエハ受渡部2に戻り、1工程を完了する。本装置は以上の動作を繰り返す。
After mounting the solder balls, the
図1に示す実施例では、半田ボール搭載装置1の前方にウエハ供給部6が設けられ、後方にウエハ収納部10が設けられているが、ウエハ搬送ステージ12が、上記のように元の位置に戻るものであるので、図2に示されるようにウエハ供給部6とウエハ収納部10を同一方向に設けたものであっても良い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
このように構成することにより、搬出用ロボット11は、搬入用ロボット8で代用することができる上、搬入の際のウエハ14の方向と同一の方向でウエハ14が保持されて収納されるため反転ユニット9も省くことができ、更にはウエハ受渡部2,5も、一方のウエハ受渡部を省くことができるので構成部材の少数化を図ることができた。
With this configuration, the carry-out
また、印刷マスク15及びボール配列マスク19とウエハ14の位置合わせ手段として、本実施例は、ウエハ搬送ステージ12の停止時にウエハ14と印刷マスク15またはボール配列マスク19とのアライメントマークを同時に撮影する上下観察カメラ31,34を用いているが、これに限定されるものではなく種々の構成が考えられる。
In addition, as an alignment unit for the
本実施例は、ウエハ14上面の電極に直接半田ボール21を搭載するものであり、挿入部18がボール挿入部になるが、本発明は、一旦ボール収納凹部などが設けられた配列治具に半田ボール21を配列して、半田ボール吸着ヘッドで配列治具より半田ボールを吸着保持して、ウエハ14上の電極などの搭載対象物に半田ボール21を移載する場合にも適応できるものであり、この場合はボール収納凹部がボール挿入部となる。
In this embodiment, the
1......半田ボール搭載装置
2,5....ウエハ受渡部
3......フラックス印刷部
4......ボール搭載部
6......ウエハ供給部
7......一次アライメント部
8......搬入用ロボット
9......反転ユニット
10.....ウエハ収納部
11.....搬出用ロボット
12.....ウエハ搬送ステージ
13.....搬送路
14.....ウエハ
15.....印刷マスク
16.....フラックス供給装置
17,37.型枠
18.....挿入部
18A...エッジ
19.....ボール配列マスク
20.....半田ボール供給装置
21、21A、21B、21C.....半田ボール
22.....ボールホッパ
23a、23b.....ボールカップ
24.....ボールカップ移動手段
25.....X軸駆動機構
26.....Y軸駆動機構
27.....マスク高さ検出センサ
28.....Y軸駆動機構
29.....θ軸駆動機構
30.....Z軸駆動機構
31,34.上下観察カメラ
32.....カセット
33.....クリーニングユニット
36.....挿入部形成領域
38.....貫通孔形成領域
40.....X軸駆動装置
41.....取付ベース
42.....傾き調整機構
43.....ガイドレール
44.....ナット部材
45.....昇降手段
50,52,54.....駆動モータ
51,53,55.....ボールねじ
56.....X軸ガイド
57.....Y軸ガイド
58.....ベース部材
63,64....開口部
65.....シャッタ
66.....シリンダ
67.....受け部
68.....切換部
69.....ボール導入部
70.....ボール検出センサ
71.....揺動型エアシリンダ
1. . . . . . Solder
Claims (2)
前記移動手段が、ボールカップの前進及び後退方向と直交する方向の次の前進または後退の開始位置に移動するに際して、該開始位置より先にオーバーランさせた後、次の前進または後退の開始位置に戻すようにしたことを特徴とする導電性ボールの配列装置。
The arrangement jig in which the insertion portion of the conductive ball is formed in a predetermined region, and an opening having a width narrower than the width of the region of the arrangement jig is formed on the lower surface, and the arrangement jig has a large number of conductivity. A ball cup that can accommodate a ball and a moving means that moves the ball cup along the upper surface of the arrangement jig, and the ball cup that accommodates a number of conductive balls moves forward and backward along the upper surface of the arrangement jig. In the conductive ball arraying device that drops and arranges the conductive balls in the insertion part of the arraying jig by moving them,
When the moving means moves to the next forward or backward start position in a direction orthogonal to the forward and backward directions of the ball cup, it is overrun before the start position, and then the next forward or backward start position. An apparatus for arranging conductive balls, wherein the arrangement is made to return to (1).
2. The conductive ball arraying device according to claim 1, wherein the amount of the conductive balls accommodated in the ball cup is maintained within a predetermined range.
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