JP4873893B2

JP4873893B2 - Ball mounting apparatus and ball mounting method

Info

Publication number: JP4873893B2
Application number: JP2005185527A
Authority: JP
Inventors: 健治内藤; 克仁蟹沢; 義晴藤森
Original assignee: Athlete FA Corp
Current assignee: Athlete FA Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-06-24
Also published as: JP2007019050A

Description

本発明は、複数のボールを基板上に搭載するボール搭載装置およびボール搭載方法に関する。 The present invention relates to a ball mounting apparatus and a ball mounting method for mounting a plurality of balls on a substrate.

従来から、回路基板等の製造分野では、半田ボール等の導電性を有する微小なボールを基板上に搭載するボール搭載装置が広く用いられている。この種のボール搭載装置として、複数のボールを真空吸着等で吸着する複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドを備え、この吸着ヘッドが複数のボールを吸着した後、その状態で所定位置まで移動して、ボールを基板上に搭載するように構成されたボール搭載装置が知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of manufacturing circuit boards and the like, ball mounting apparatuses that mount minute conductive balls such as solder balls on a substrate have been widely used. This type of ball mounting device includes a suction head with a plurality of suction holes for sucking a plurality of balls by vacuum suction, etc., and this suction head picks up the plurality of balls and then moves to a predetermined position in that state. A ball mounting apparatus configured to mount a ball on a substrate is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献１および２に記載されたボール搭載装置は、各吸着孔にそれぞれ、１つずつボールが吸着されるように構成されている。また、一般に、ボール搭載装置では、吸着ヘッドの吸着力の大きさや、吸着孔とボールとの間に生じる隙間の影響で、１つの吸着孔に対して複数のボールが吸着されるいわゆる不正吸着が発生する。この不正吸着が発生すると、基板上にボールを適切に搭載することができなくなるため、特許文献１および２に記載されたボール搭載装置では、ボールの吸着後に超音波振動を吸着ヘッドに与えて、不正吸着されたボールを除去するように構成されている。また、特許文献１および２に記載されたボール搭載装置では、ボールの吸着時に超音波振動等の微振動を吸着ヘッドに与えて、ボールの不正吸着を抑制するように構成されている。 The ball mounting apparatuses described in Patent Documents 1 and 2 are configured such that one ball is sucked into each suction hole. Also, in general, in a ball mounting apparatus, so-called fraudulent adsorption in which a plurality of balls are adsorbed to one adsorption hole is caused by the magnitude of the adsorption force of the adsorption head and the gap generated between the adsorption holes and the ball. appear. When this improper adsorption occurs, the ball cannot be properly mounted on the substrate. Therefore, in the ball mounting apparatus described in Patent Documents 1 and 2, ultrasonic vibration is applied to the adsorption head after the ball is adsorbed, It is configured to remove illegally attracted balls. In addition, the ball mounting apparatuses described in Patent Documents 1 and 2 are configured to suppress improper suction of the ball by giving a fine vibration such as ultrasonic vibration to the suction head during the suction of the ball.

特開平７−１５３７６５号公報JP 7-153765 A 特開平７−２２６４２５号公報JP-A-7-226425

近年、基板には、高密度に配設された端子を備える素子が実装されたり、高密度で複数の素子が実装されるようになってきている。そのため、最近の基板では、ボールが搭載される基板上の電極間のピッチが狭くなり、１枚の基板に形成される電極の数、すなわち、１枚の基板に搭載されるボールの数が非常に多くなっている。また、基板に搭載されるボールも非常に軽くて小さなものとなっている。また、作業効率を上げるため、ボールを基板上に搭載するボールの搭載工程の時間短縮化の要請も年々高まっている。 In recent years, elements having terminals arranged at high density are mounted on a substrate, or a plurality of elements are mounted at high density. Therefore, in recent substrates, the pitch between the electrodes on the substrate on which the balls are mounted is narrowed, and the number of electrodes formed on one substrate, that is, the number of balls mounted on one substrate is very large. Has increased. Also, the ball mounted on the substrate is very light and small. In addition, in order to increase work efficiency, demands for shortening the time for mounting the ball on the substrate are increasing year by year.

以上のような状況下で、出願人が新たに開発しつつあるボール搭載装置では、基板上に搭載するボールを吸着し、搬送する吸着ヘッドに形成される吸着孔は膨大な数となっている。そして、この新たなボール搭載装置では、吸着ヘッドがボールを吸着する際に、吸着孔が密集する吸着ヘッドの吸着面の中心部にボールが集まりやすくなるという現象が生じている。これは、吸着ヘッドの吸着面の中心部では吸着孔が密集しており、吸着ヘッドの吸着面の周辺部に比べ、より多くの吸着孔がボールを吸着するため、吸着ヘッドの吸着面の中心部に向かう吸引力が生じ、吸着ヘッドの吸着面の中心部に向かってボールが移動しやすくなることが原因と推定される。この現象のため、吸着ヘッドの吸着面の中心部では、従来に比べ、ボールの不正吸着が特に発生しやすくなっている。 Under the circumstances as described above, in the ball mounting apparatus newly developed by the applicant, the number of suction holes formed in the suction head for sucking and transporting the ball mounted on the substrate is enormous. . In this new ball mounting apparatus, when the suction head sucks the ball, a phenomenon occurs in which the balls tend to gather at the center of the suction surface of the suction head where the suction holes are dense. This is because the suction holes are densely packed in the center of the suction surface of the suction head, and more suction holes suck the balls than in the periphery of the suction head. It is presumed that a suction force toward the portion is generated, and the ball easily moves toward the center portion of the suction surface of the suction head. Due to this phenomenon, illegal suction of the ball is particularly likely to occur at the center of the suction surface of the suction head as compared with the conventional case.

しかしながら、特許文献１および２に記載されたボール搭載装置で採用されるボールの吸着後に超音波振動を吸着ヘッドに与える技術をこの新たなボール搭載装置に採用したところ、不正吸着されたボールを十分に除去することは困難であった。また、ボールの吸着時に超音波振動等の微小振動を吸着ヘッドに与えても、ボールの不正吸着が発生しやすくなっている新たなボール搭載装置では、ボールの不正吸着の発生を十分に抑制することは困難であった。 However, when a technology for applying ultrasonic vibration to the suction head after suction of the ball used in the ball mounting apparatus described in Patent Documents 1 and 2 is adopted in this new ball mounting apparatus, the illegally attracted ball is sufficiently removed. It was difficult to remove. In addition, the new ball mounting device, which is likely to cause improper adsorption of the ball even if a minute vibration such as ultrasonic vibration is applied to the adsorption head during the adsorption of the ball, sufficiently suppresses the occurrence of improper adsorption of the ball. It was difficult.

そこで、本発明の課題は、ボール、特に軽くて小さなボールの不正吸着を抑制することができる構成を備えたボール搭載装置を提供することにある。また、本発明の課題は、ボール、特に軽くて小さなボールの不正吸着を抑制することができるボール搭載方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ball mounting device having a configuration capable of suppressing illegal adsorption of balls, particularly light and small balls. Another object of the present invention is to provide a ball mounting method capable of suppressing illegal adsorption of balls, particularly light and small balls.

上記の課題を解決するため、本発明は、導電性を有する複数のボールをそれぞれ吸着する複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドを備え、複数の吸着孔に吸着された複数のボールを基板上に搭載するように構成されたボール搭載装置において、複数の吸着孔に連通したエアチャンバ内の圧力を、少なくとも２つの異なる負圧の範囲に調整可能である圧力調整手段と、異なる負圧の範囲の中で最も低い範囲の負圧によって複数のボールが複数の吸着孔に吸着されている時に吸着ヘッドに繰り返しで衝撃を与える衝撃付与手段と、該衝撃付与手段を制御する制御装置とを備え、衝撃付与手段は、複数のボールが複数の吸着孔に吸着される前から吸着ヘッドに衝撃を与えることを特徴とする。また、圧力調整手段は、エアチャンバ内の圧力を３〜８ｋＰａの範囲の負圧と、１０〜１５ｋＰａの範囲の負圧とに調整可能である。 In order to solve the above problems, the present invention includes a suction head formed with a plurality of suction holes for sucking a plurality of conductive balls, and the plurality of balls sucked by the plurality of suction holes are placed on a substrate. And a pressure adjusting means capable of adjusting the pressure in the air chamber communicating with the plurality of suction holes to at least two different negative pressure ranges, and different negative pressure ranges. An impact applying means for repeatedly applying an impact to the suction head when a plurality of balls are attracted to the plurality of suction holes by the lowest range of negative pressure , and a control device for controlling the impact applying means, impact application means is characterized give impact to the suction head before the plurality of balls are attracted to a plurality of suction holes. Moreover, the pressure adjusting means can adjust the pressure in the air chamber to a negative pressure in the range of 3 to 8 kPa and a negative pressure in the range of 10 to 15 kPa.

本発明のボール搭載装置は、吸着ヘッドによる複数のボールの吸着開始前から吸着ヘッドに衝撃を与える衝撃付与手段を備えている。そのため、超音波振動のように振幅が小さくかつ周期の短い微振動を吸着ヘッドに与えることでは抑制することができないボールの不正吸着を抑制することができる。すなわち、吸着ヘッドに超音波振動のような微振動を与えても、吸着ヘッドを大きく振動させることはできないため（吸着ヘッドを大きな振幅で振動させることができないため）、１つの吸着孔に向かって吸引される複数のボールの吸着を、吸着ヘッドの吸着力に抗して抑制することは困難である。これに対し、本発明では、衝撃付与手段によって、複数のボールの吸着開始前から吸着ヘッドに衝撃（すなわち、急激な力）を与えているため、吸着ヘッドを大きな振幅で振動させることができる。その結果、１つの吸着孔に向かって吸引される複数のボールの吸着を、吸着ヘッドの吸着力に抗して抑制することが可能となる。すなわち、不正吸着の発生を抑制することができる。 The ball mounting apparatus of the present invention includes an impact applying unit that applies an impact to the suction head before the suction of the plurality of balls by the suction head. For this reason, it is possible to suppress improper suction of a ball that cannot be suppressed by giving a fine vibration with a small amplitude and a short cycle like ultrasonic vibration to the suction head. That is, even if a fine vibration such as ultrasonic vibration is applied to the suction head, the suction head cannot be vibrated greatly (because the suction head cannot be vibrated with a large amplitude). It is difficult to suppress the suction of a plurality of sucked balls against the suction force of the suction head. On the other hand, in the present invention, the impact applying means applies an impact (that is, a sudden force) to the suction head from before the suction of the plurality of balls, so that the suction head can be vibrated with a large amplitude. As a result, it is possible to suppress the adsorption of a plurality of balls sucked toward one suction hole against the suction force of the suction head. That is, the occurrence of illegal adsorption can be suppressed.

本発明において、衝撃付与手段は、吸着ヘッドに周期的な衝撃を与えることが好ましい。このように構成すると、衝撃付与手段の制御が容易になる。 In the present invention, the impact applying means preferably applies a periodic impact to the suction head. If comprised in this way, control of an impact provision means will become easy.

本発明において、衝撃付与手段は、一方向へ圧縮エアで駆動されるとともに、他方向へは内蔵されたバネで駆動される単動エアシリンダを備えることが好ましい。このように構成すると、単動エアシリンダを用いた簡易な構成で、吸着ヘッドに衝撃を与えることができる。 In the present invention, the impact applying means is preferably provided with a single-acting air cylinder that is driven by compressed air in one direction and driven by a built-in spring in the other direction. With this configuration, it is possible to give an impact to the suction head with a simple configuration using a single-action air cylinder.

また、上記の課題を解決するため、本発明は、複数のボールをそれぞれ吸着する複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドを備えるボール搭載装置を用い、複数の吸着孔に吸着された複数のボールを基板上に搭載するボール搭載方法において、複数のボールが複数の吸着孔に吸着される前から吸着ヘッドに衝撃を与える衝撃付与工程と、複数のボールが複数の吸着孔に吸着される前から吸着ヘッドに衝撃を与えながら、複数のボールを吸着する吸着工程と、を備え、吸着工程の開始時は、複数の吸着孔に連通したエアチャンバ内の圧力を、少なくとも２つの異なる負圧の範囲に調整可能である圧力調整手段により、異なる負圧の範囲の中で最も低い範囲の負圧によって複数のボールを複数の吸着孔に吸着させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention uses a ball mounting device including a suction head in which a plurality of suction holes for sucking a plurality of balls, respectively, and uses a plurality of balls sucked in the plurality of suction holes. In the ball mounting method of mounting the substrate on the substrate , an impact applying step for impacting the suction head before the plurality of balls are attracted to the plurality of suction holes, and before the plurality of balls are attracted to the plurality of suction holes. A suction step of sucking a plurality of balls while giving an impact to the suction head, and at the start of the suction step, the pressure in the air chamber communicated with the plurality of suction holes is set within a range of at least two different negative pressures. pressure adjusting means is adjustable by, adsorbed a plurality of balls into a plurality of suction holes by the negative pressure in the lowest range in a range of different negative pressure, characterized in Rukoto to.

本発明のボール搭載方法では、吸着工程で、吸着ヘッドによる複数のボールの吸着開始前から吸着ヘッドに衝撃（すなわち、急激な力）を与えながら、複数のボールを吸着している。そのため、ボールの吸着時には、吸着ヘッドを大きな振幅で繰り返し振動させることができる。その結果、ボールの吸着時に、１つの吸着孔に向かって吸引される複数のボールの吸着を、吸着ヘッドの吸着力に抗して抑制することが可能となる。 In the ball mounting method of the present invention, the plurality of balls are sucked while applying an impact (that is, a sudden force) to the suction head before the suction of the plurality of balls by the suction head is started in the suction step. Therefore, the suction head can be repeatedly vibrated with a large amplitude when the ball is sucked. As a result, it is possible to suppress the adsorption of a plurality of balls attracted toward one adsorption hole at the time of adsorption of the balls against the adsorption force of the adsorption head.

以上説明したように、本発明にかかるボール搭載装置は、ボール、特に軽くて小さなボールの不正吸着を抑制することができる。また、本発明にかかるボール搭載方法は、ボール、特に軽くて小さなボールの不正吸着を抑制することができる。 As described above, the ball mounting apparatus according to the present invention can suppress illegal adsorption of balls, particularly light and small balls. In addition, the ball mounting method according to the present invention can suppress illegal adsorption of balls, particularly light and small balls.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

（ボール搭載装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるボール搭載装置１の主要部の概略構成を示す正面図である。図２は、図１の矢印Ｘ方向から吸着搬送部４およびボール供給部５を示す側面図である。 (Schematic configuration of ball mounting device)
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a main part of a ball mounting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing the suction conveyance unit 4 and the ball supply unit 5 from the direction of the arrow X in FIG.

本形態のボール搭載装置１は、導電性を有する複数の微小なボール２を基板３上に搭載するように構成されている。このボール搭載装置１は、図１および図２に示すように、複数のボール２を吸着して搬送する吸着搬送部４と、複数のボール２を供給するボール供給部５と、複数のボール２が基板３上に搭載されるボール搭載部６とを備えている。また、ボール搭載装置１は、吸着搬送部４がボール供給部５でボール２を適切に吸着することができない吸着不良が発生したときや、吸着搬送部４に吸着されたボール２の全てがボール搭載部６で基板３上に搭載されず吸着搬送部４にボール２が残ってしまういわゆる残留ボール現象が発生したときに、吸着搬送部４からボール２を除去するボール除去部７を備えている。なお、図１および図２では便宜上、一部のボール２のみに符号を付している。また、図１および図２では、ボール供給部５の断面図が図示されている。 The ball mounting apparatus 1 of this embodiment is configured to mount a plurality of minute balls 2 having conductivity on a substrate 3. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the ball mounting apparatus 1 includes a suction transport unit 4 that sucks and transports a plurality of balls 2, a ball supply unit 5 that supplies the plurality of balls 2, and a plurality of balls 2. Includes a ball mounting portion 6 mounted on the substrate 3. Further, the ball mounting device 1 is configured such that when the suction conveyance unit 4 cannot properly suck the ball 2 by the ball supply unit 5 or when all the balls 2 sucked by the suction conveyance unit 4 are ball A ball removing unit 7 is provided for removing the ball 2 from the suction conveyance unit 4 when a so-called residual ball phenomenon occurs in which the mounting unit 6 does not mount on the substrate 3 and the ball 2 remains in the adsorption conveyance unit 4. . In FIG. 1 and FIG. 2, only some of the balls 2 are denoted by reference numerals for convenience. 1 and 2 are cross-sectional views of the ball supply unit 5.

ボール２は、たとえば、半田ボールや金ボール、銀ボール、銅ボール、ニッケルボール等の金属製の微小ボールである。本形態のボール２は、特に小径に形成されており、その直径は、たとえば、２００μｍや３００μｍとなっている。また、ボール２の重さは、たとえば、直径２００μｍのもので０．０３ｍｇ、直径３００μｍのもので０．１１ｍｇとなっている。なお、ボール２は、たとえば、プラスチックやガラス、石英等の絶縁部材からなる絶縁ボールの表面に、半田や金、銀、銅等の導電性材料をコーティングしたものであっても良いし、また、ボール２の直径は、たとえば、５００μｍや７６０μｍであっても良い。 The ball 2 is a metal microball such as a solder ball, a gold ball, a silver ball, a copper ball, or a nickel ball. The ball 2 of this embodiment is formed to have a particularly small diameter, and the diameter is, for example, 200 μm or 300 μm. The weight of the ball 2 is, for example, 0.03 mg when the diameter is 200 μm and 0.11 mg when the diameter is 300 μm. The ball 2 may be, for example, a surface of an insulating ball made of an insulating member such as plastic, glass, quartz, etc., coated with a conductive material such as solder, gold, silver, or copper. The diameter of the ball 2 may be 500 μm or 760 μm, for example.

基板３上には、複数のボール２がそれぞれ搭載、接合される複数の電極（図示省略）が形成されている。複数の電極は、たとえば、４００μｍから６００μｍのピッチで形成されており、各電極間のピッチは非常に狭くなっている。また、基板３上には、非常に多くの数の電極が形成されている。たとえば、基板３上には、３０００〜５０００個の電極が形成されている。なお、基板３上に、５０００個以上の電極が形成される場合や、３０００個以下の電極が形成される場合もある。 A plurality of electrodes (not shown) on which a plurality of balls 2 are mounted and bonded are formed on the substrate 3. The plurality of electrodes are formed at a pitch of 400 μm to 600 μm, for example, and the pitch between the electrodes is very narrow. In addition, a very large number of electrodes are formed on the substrate 3. For example, 3000 to 5000 electrodes are formed on the substrate 3. In addition, 5000 or more electrodes may be formed on the substrate 3, or 3000 or less electrodes may be formed.

吸着搬送部４は、図１および図２に示すように、ボール２を吸着する吸着ヘッド８と、吸着ヘッド８に衝撃を与える衝撃付与手段９（図６参照）を構成する４本の単動エアシリンダ１０と、吸着ヘッド８および単動エアシリンダ１０が取り付けられる本体部１１とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the suction conveyance unit 4 includes four single-acting units that constitute a suction head 8 that sucks the ball 2 and an impact applying means 9 (see FIG. 6) that gives an impact to the suction head 8. An air cylinder 10 and a main body 11 to which the suction head 8 and the single acting air cylinder 10 are attached are provided.

本体部１１は、図示を省略する駆動機構に連結されており、図１の上下方向、左右方向および紙面垂直方向に移動可能になっている。本体部１１の下端側には、ヘッド取付部１１ａが形成されており、このヘッド取付部１１ａの下側に吸着ヘッド８が取り付けられている。また、図１における本体部１１の左右両側面にはそれぞれ、シリンダ取付部材１２、１２が固定されており、各シリンダ取付部材１２には、単動エアシリンダ１０が取り付けられたＬ形状のブラケット１３が２つずつ固定されている。吸着ヘッド８および衝撃付与手段９の詳細な構成は後述する。 The main body 11 is connected to a drive mechanism (not shown), and is movable in the up and down direction, the left and right direction, and the vertical direction in FIG. A head mounting portion 11a is formed on the lower end side of the main body 11, and the suction head 8 is mounted on the lower side of the head mounting portion 11a. Further, cylinder mounting members 12 and 12 are respectively fixed to the left and right side surfaces of the main body 11 in FIG. 1, and each cylinder mounting member 12 has an L-shaped bracket 13 to which a single-acting air cylinder 10 is mounted. Are fixed two by two. Detailed configurations of the suction head 8 and the impact applying means 9 will be described later.

ボール供給部５は、図１および図２に示すように、図示を省略するボール供給装置から供給された複数のボール２が収容されるボール受入容器１５と、ボール受入容器１５を振動させる振動発生手段１６とを備えている。ボール受入容器１５は、図１等に示すように、矩形の底面部を有するとともに上面が開口した箱状に形成されている。振動発生手段１６は、たとえば、マグネット等を有する可動体と電磁コイルを有する固定体とから構成され、ボール受入容器１５の底面に当接するように配設されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ball supply unit 5 includes a ball receiving container 15 that accommodates a plurality of balls 2 supplied from a ball supply device (not shown), and vibration generation that vibrates the ball receiving container 15. Means 16. As shown in FIG. 1 and the like, the ball receiving container 15 is formed in a box shape having a rectangular bottom surface and having an upper surface opened. The vibration generating means 16 is composed of, for example, a movable body having a magnet or the like and a fixed body having an electromagnetic coil, and is disposed so as to contact the bottom surface of the ball receiving container 15.

この振動発生手段１６は、ボール受入容器１５を図示上下方向に振動させるように構成されている。そして、振動発生手段１６による振動で、ボール受入容器１５に収容された複数のボール２は、図１や図２の二点鎖線で示すように、ボール受入容器１５の底面から上方へ大きく跳躍するようになっている。このときのボール受入容器１５の底面からの跳躍量は、たとえば、１０ｍｍから１５ｍｍ程度となっている。 The vibration generating means 16 is configured to vibrate the ball receiving container 15 in the vertical direction in the figure. Then, the plurality of balls 2 accommodated in the ball receiving container 15 greatly jumps upward from the bottom surface of the ball receiving container 15 as shown by the two-dot chain line in FIGS. It is like that. The jump amount from the bottom surface of the ball receiving container 15 at this time is, for example, about 10 mm to 15 mm.

ボール搭載部６は、図１に示すように、基板３が載置される基板載置台１７を備えている。この基板載置台１７は、図示を省略する駆動機構に連結されており、図１の上下方向、左右方向および紙面垂直方向に平行移動可能に構成されるとともに、回転可能になっている。 As shown in FIG. 1, the ball mounting unit 6 includes a substrate mounting table 17 on which the substrate 3 is mounted. The substrate mounting table 17 is connected to a drive mechanism (not shown), and is configured to be movable in parallel in the up and down direction, the left and right direction, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

ボール除去部７は、吸着搬送部４から除去されたボール２が収納されるボール廃棄容器１８を備えている。ボール廃棄容器１８は、図１に示すように、矩形の底面部を有するとともに上面が開口した箱状に形成されている。 The ball removal unit 7 includes a ball disposal container 18 in which the balls 2 removed from the suction conveyance unit 4 are stored. As shown in FIG. 1, the ball disposal container 18 is formed in a box shape having a rectangular bottom surface and having an open top surface.

吸着搬送部４は、ボール供給部５で複数のボール２を吸着した後、図示を省略する駆動機構によって、図１の右方向に移動して、基板３上に形成された複数の電極（図示省略）のそれぞれに、ボール２を搭載するようになっている。そして、基板３上に搭載された複数のボール２は、所定の工程を経て基板３上に接合されるようになっている。また、吸着搬送部４は、基板３上にボール２を搭載した後、ボール供給部５まで戻るようになっている。吸着搬送部４によるボール２の搭載工程の詳細については後述する。 The suction conveyance unit 4 sucks the plurality of balls 2 by the ball supply unit 5, and then moves to the right in FIG. 1 by a driving mechanism (not shown) to form a plurality of electrodes (illustrated) formed on the substrate 3. The ball 2 is mounted on each of (omitted). And the some ball | bowl 2 mounted on the board | substrate 3 is joined on the board | substrate 3 through a predetermined process. Further, the suction conveyance unit 4 returns to the ball supply unit 5 after mounting the ball 2 on the substrate 3. Details of the mounting process of the ball 2 by the suction conveyance unit 4 will be described later.

（吸着ヘッドの構成）
図３は、図１に示す吸着ヘッド８および吸着ヘッド８に接続されるエア機器の構成を示す図である。図４（Ａ）は、図３のＹ方向から吸着ヘッド８の吸着部２０ｃを示す図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＥ部を拡大して示す拡大図、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）のＦ部を拡大して示す拡大図である。図５は、図３のＺ部を拡大して示す拡大部分断面図である。 (Configuration of suction head)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the suction head 8 illustrated in FIG. 1 and an air device connected to the suction head 8. 4A is a view showing the suction portion 20c of the suction head 8 from the Y direction in FIG. 3, FIG. 4B is an enlarged view showing an E portion in FIG. 4A, and FIG. FIG. 4C is an enlarged view showing an F portion in FIG. FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view showing a Z portion in FIG. 3 in an enlarged manner.

吸着ヘッド８は、図３から図５等に示すように、複数のボール２をそれぞれ吸着する複数の吸着孔２０ａが形成された吸着治具２０と、吸着治具２０が交換可能に取り付けられたヘッド本体２１とを備えている。吸着ヘッド８の内部には、図３に示すように、エアチャンバ（空気室）２２が形成されている。このエアチャンバ２２には、２つの継ぎ手２３、２３が取り付けられ、所定の配管を介して各種のエア機器が接続されている。そして、吸着ヘッド８は、エアチャンバ２２内の圧力を負圧（大気圧よりも低い圧力）にすることで、吸着孔２０ａにボール２を吸着するようになっている。 As shown in FIGS. 3 to 5 and the like, the suction head 8 is attached to the suction jig 20 having a plurality of suction holes 20a for sucking the plurality of balls 2 and the suction jig 20 to be exchangeable. A head main body 21. As shown in FIG. 3, an air chamber (air chamber) 22 is formed inside the suction head 8. Two joints 23 and 23 are attached to the air chamber 22, and various air devices are connected to the air chamber 22 through predetermined piping. The suction head 8 sucks the ball 2 into the suction hole 20a by setting the pressure in the air chamber 22 to a negative pressure (pressure lower than atmospheric pressure).

ヘッド本体２１は、図１から図３に示すように、中空の直方体状に形成されるとともに、吸着治具２０が取り付けられる下側が開口した箱状に形成されている。ヘッド本体２１の上面側には、２つの貫通孔２１ａ、２１ａが形成されており、この貫通孔２１ａ、２１ａが形成された位置に対応するように継ぎ手２３、２３がヘッド２１の上面に固定されている。また、ヘッド本体２１の上面の４隅にはそれぞれ、矩形で板状の衝突板２４が固定されている。この衝突板２４には、後述のように、４本の単動エアシリンダ１０のピストンロッド４０の先端に固定された重り４１がそれぞれ衝突するようになっている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the head main body 21 is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape, and is formed in a box shape in which a lower side to which the suction jig 20 is attached is opened. Two through holes 21a and 21a are formed on the upper surface side of the head body 21, and the joints 23 and 23 are fixed to the upper surface of the head 21 so as to correspond to the positions where the through holes 21a and 21a are formed. ing. A rectangular plate-like collision plate 24 is fixed to each of the four corners of the upper surface of the head main body 21. As will be described later, weights 41 fixed to the tips of the piston rods 40 of the four single-acting air cylinders 10 collide with the collision plate 24, respectively.

吸着治具２０は、ヘッド本体２１に取り付けられる上側が開口した箱状に形成されている。より具体的には、吸着治具２０は、ヘッド本体２１に取り付けられる中空の直方体状の取付部２０ｂと、取付部２０ｂの下側に配置され、複数の吸着孔２０ａが形成された吸着部２０ｃとから構成されている。吸着部２０ｃは、取付部２０ｂよりも小さな中空の直方体状に形成されている。また、吸着部２０ｃの下面には吸着孔２０ａが形成されており、この吸着部２０ｃの下面は吸着面２０ｃ１となっている。 The suction jig 20 is formed in a box shape whose upper side attached to the head body 21 is open. More specifically, the suction jig 20 includes a hollow rectangular parallelepiped mounting portion 20b attached to the head body 21, and a suction portion 20c disposed below the mounting portion 20b and formed with a plurality of suction holes 20a. It consists of and. The adsorption part 20c is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape smaller than the attachment part 20b. An adsorption hole 20a is formed in the lower surface of the adsorption portion 20c, and the lower surface of the adsorption portion 20c is an adsorption surface 20c1.

吸着面２０ｃ１には、吸着孔２０ａにボール２を吸着する際に吸着孔２０ａ以外の吸着面２０ｃ１にボール２が付着しないように、非付着性の表面処理が施されている。より具体的には、吸着面２０ｃ１には、クロムメッキ処理、または、フッ素樹脂のコーティング処理、あるいは、非粘着性の粒子または分子を含有する複合被膜（たとえば、ニッケルと窒化ホウ素粒子を含有する複合被膜）のコーティング処理が施されている。なお、吸着治具２０の表面の全体に、非付着性の表面処理が施されていても良い。 The adsorption surface 20c1 is subjected to non-adhesive surface treatment so that the ball 2 does not adhere to the adsorption surface 20c1 other than the adsorption hole 20a when the ball 2 is adsorbed to the adsorption hole 20a. More specifically, the adsorption surface 20c1 has a chromium plating treatment, a fluorine resin coating treatment, or a composite coating containing non-adhesive particles or molecules (for example, a composite containing nickel and boron nitride particles). Coating) is applied. The entire surface of the suction jig 20 may be subjected to non-adhesive surface treatment.

吸着孔２０ａは、上述のように、吸着面２０ｃ１に形成されている。より具体的には、複数の吸着孔２０ａは、図５に示すように、吸着部２０ｃを貫通してエアチャンバ２２に連通するように形成されている。この吸着孔２０ａの下端部２０ａ１には、下方向に向かって径が次第に大きくなる傾斜面が形成されている。図５に示すように、この円錐状の下端部２０ａ１にボール２が吸着されるようになっている。すなわち、吸着ヘッド８は、ボール受入容器１５内のボール２を上方向に向かって吸引するようになっている。なお、たとえば、ボール２の径が３００μｍであれば、吸着孔２０ａの径は１５０μｍに形成され、各吸着孔２０ａのピッチは６００μｍとなっている。また、下端部２０ａ１の傾斜面の傾斜角度αは、たとえば、１５０°となっている。 As described above, the suction hole 20a is formed in the suction surface 20c1. More specifically, as shown in FIG. 5, the plurality of suction holes 20 a are formed so as to penetrate the suction portion 20 c and communicate with the air chamber 22. An inclined surface whose diameter gradually increases downward is formed at the lower end 20a1 of the suction hole 20a. As shown in FIG. 5, the ball 2 is attracted to the conical lower end 20a1. That is, the suction head 8 sucks the ball 2 in the ball receiving container 15 upward. For example, if the diameter of the ball 2 is 300 μm, the diameter of the suction holes 20a is 150 μm, and the pitch of the suction holes 20a is 600 μm. Moreover, the inclination angle α of the inclined surface of the lower end 20a1 is, for example, 150 °.

図４に示すように、吸着面２０ｃ１には、たとえば、複数の吸着孔２０ａが矩形状に配列されて構成された複数の吸着孔群２０ｄが形成されている。より具体的には、２つの隣接する吸着孔２０ａが矩形状に配列された内側吸着孔群２０ｄ１と、その外側にさらに２つの隣接する吸着孔２０ａが内側吸着孔群２０ｄ１と同心状でかつ矩形状に配列された外側吸着孔群２０ｄ２とから吸着孔群２０ｄが構成されている。この吸着孔群２０ｄは、たとえば、図４に示すように、横に８列、縦に３行の合計で２４個、吸着面２０ｃ１に形成されている。 As shown in FIG. 4, a plurality of suction hole groups 20 d configured by arranging a plurality of suction holes 20 a in a rectangular shape are formed on the suction surface 20 c 1, for example. More specifically, an inner suction hole group 20d1 in which two adjacent suction holes 20a are arranged in a rectangular shape, and two adjacent suction holes 20a on the outer side thereof are concentric and rectangular with the inner suction hole group 20d1. The outer suction hole group 20d2 arranged in a shape constitutes a suction hole group 20d. For example, as shown in FIG. 4, the suction hole group 20d is formed on the suction surface 20c1 in a total of 24 rows of 8 columns horizontally and 3 rows vertically.

なお、ボール２が搭載される基板３は多種多様であり、また、基板３上の電極の配列も多種多様である。そのため、吸着面２０ｃ１に形成される吸着孔２０ａの配列は矩形状には限定されず、基板３上に形成される電極の配列等にしたがって、吸着孔２０ａは、種々の形状に配列される。また、吸着面２０ｃ１に形成される吸着孔群２０ｄの数も２４個には限定されず、特に近年では、より多くの吸着孔群２０ｄが吸着面２０ｃ１に形成されている。たとえば、吸着孔２０ａの数量で、３０００〜５０００個の吸着孔２０ａが吸着面２０ｃ１に形成されることもある。ただし、吸着孔２０ａの数量は、３０００〜５０００個には限定されず、５０００個以上になることもあれば、３０００個以下になることもある。 There are various substrates 3 on which the balls 2 are mounted, and the arrangement of electrodes on the substrate 3 is also various. Therefore, the arrangement of the suction holes 20a formed in the suction surface 20c1 is not limited to a rectangular shape, and the suction holes 20a are arranged in various shapes according to the arrangement of the electrodes formed on the substrate 3 and the like. Further, the number of suction hole groups 20d formed on the suction surface 20c1 is not limited to 24, and in recent years, more suction hole groups 20d are formed on the suction surface 20c1. For example, 3000 to 5000 suction holes 20a may be formed on the suction surface 20c1 depending on the number of suction holes 20a. However, the number of the suction holes 20a is not limited to 3000 to 5000, and may be 5000 or more or 3000 or less.

吸着治具２０は、上述のように、ヘッド本体２１の下側に交換可能に取り付けられている。上述のように、ボール２が搭載される基板３は多種多様であり、また、基板３上の電極の配列も多種多様である。そのため、吸着治具２０の交換が頻繁に行われても治具の交換時間を短縮できるように、吸着治具２０は、ヘッド本体２１に対して容易の取り付けることができ、かつ、容易に取外しができるようになっている。たとえば、吸着治具２０は、フック式ファスナ（たとえば、タキゲン社の製品番号Ｃ−１０７５のフック式ファスナ）によって、ヘッド本体２１に取り付けられるようになっている。また、エアチャンバ２２からエア漏れが発生しないように、ヘッド本体２１と吸着治具２０とは、連結部はシール材で密閉されるようになっている。 As described above, the suction jig 20 is replaceably attached to the lower side of the head main body 21. As described above, the substrates 3 on which the balls 2 are mounted are various, and the arrangement of the electrodes on the substrate 3 is also various. Therefore, the suction jig 20 can be easily attached to the head body 21 and can be easily removed so that the jig replacement time can be shortened even if the suction jig 20 is frequently replaced. Can be done. For example, the suction jig 20 is attached to the head main body 21 by a hook-type fastener (for example, a hook-type fastener having a product number C-1075 manufactured by TAKIGEN). Further, the connecting portion of the head main body 21 and the suction jig 20 is sealed with a sealing material so that air leakage from the air chamber 22 does not occur.

上述のように、エアチャンバ２２には、２つの継ぎ手２３、２３等を介して各種のエア機器が接続されている。本形態では、エアチャンバ２２には、エアチャンバ２２内の圧力を負圧にするためエアチャンバ２２内のエアを吸引するブロア２６が、ホース２７、２７やパイプ２８等の配管を介して接続されている。より具体的には、継ぎ手２３、２３のそれぞれにホース２７、２７の一端が接続され、ホース２７、２７の他端はパイプ２８の一端に接続されている。また、ブロア２６はパイプ２８の他端に接続されている。なお、本形態では、ブロア２６は、吸着ヘッド８に吸着されるボール２の大きさや数等に関係なく、一定の吸引力で、エアチャンバ２２内のエアを吸引するになっているが、吸着ヘッド８に吸着されるボール２の大きさや数等によって、ブロア２６の吸引力を変更するようにしても良い。 As described above, various air devices are connected to the air chamber 22 via the two joints 23 and 23. In this embodiment, a blower 26 that sucks air in the air chamber 22 to connect the air chamber 22 to a negative pressure is connected to the air chamber 22 via pipes such as hoses 27 and 27 and a pipe 28. ing. More specifically, one end of the hose 27, 27 is connected to each of the joints 23, 23, and the other end of the hose 27, 27 is connected to one end of the pipe 28. The blower 26 is connected to the other end of the pipe 28. In this embodiment, the blower 26 sucks air in the air chamber 22 with a constant suction force regardless of the size and number of the balls 2 sucked by the suction head 8. The suction force of the blower 26 may be changed according to the size or number of the balls 2 attracted to the head 8.

エアチャンバ２２とブロア２６とを接続するパイプ２８の途中には、図３に示すように電磁弁２９が取り付けられている。この電磁弁２９は、ブロア２６によるエアチャンバ２２内のエアの吸引を行ったり、エアの吸引を停止するオンオフ用の電磁弁となっている。また、ブロア２６と電磁弁２９との間には、パイプ２８から分岐するように、第１の圧力調整手段３０が取り付けられ、エアチャンバ２２と電磁弁２９との間には、第２の圧力調整手段３１が取り付けられている。 An electromagnetic valve 29 is attached in the middle of the pipe 28 connecting the air chamber 22 and the blower 26 as shown in FIG. The electromagnetic valve 29 is an on / off electromagnetic valve that sucks air in the air chamber 22 by the blower 26 or stops air suction. A first pressure adjusting means 30 is attached between the blower 26 and the electromagnetic valve 29 so as to branch from the pipe 28, and a second pressure is provided between the air chamber 22 and the electromagnetic valve 29. Adjustment means 31 is attached.

第１の圧力調整手段３０は、エアチャンバ２２の圧力が過度に低下しても、ブロア２６に過負荷がかからないように設けられた安全用のリーク弁である。本形態では、第１の圧力調整手段３０は、たとえば、所定の流体抵抗を有するサイレンサーであり、エアチャンバ２２の圧力が過度に低下しないように、この第１の圧力調整手段３０からパイプ２８へ常時、エアが流れ込むようになっている。 The first pressure adjusting means 30 is a safety leak valve provided so as not to overload the blower 26 even if the pressure of the air chamber 22 is excessively reduced. In the present embodiment, the first pressure adjusting means 30 is, for example, a silencer having a predetermined fluid resistance. From the first pressure adjusting means 30 to the pipe 28 so that the pressure of the air chamber 22 does not decrease excessively. Air always flows in.

第２の圧力調整手段３１は、吸着ヘッド８によるボール２の吸着力を調整するために設けられている。この第２の圧力調整手段３１は、電磁弁３２とレギュレータ（圧力調整弁）３３とコンプレッサー３４とを備えており、電磁弁３２とレギュレータ（圧力調整弁）３３とコンプレッサー３４とはパイプ２８側からこの順番で配設されている。 The second pressure adjusting means 31 is provided for adjusting the suction force of the ball 2 by the suction head 8. The second pressure adjusting means 31 includes an electromagnetic valve 32, a regulator (pressure adjusting valve) 33, and a compressor 34. The electromagnetic valve 32, the regulator (pressure adjusting valve) 33, and the compressor 34 are provided from the pipe 28 side. They are arranged in this order.

レギュレータ３３は、コンプレッサー３４から送出される圧縮エアの圧力を調整するようになっている。本形態では、レギュレータ３３から送出される圧縮エアの圧力は、３〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２（２９５ｋＰａ〜４９０ｋＰａ）となっている。すなわち、大気圧よりも３〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２だけ圧力が高い正圧の圧縮エアがレギュレータ３３から送出されるようになっている。そして、電磁弁３２のオンオフによって、レギュレータ３３から圧縮エアが送出され、パイプ２８等を介してエアチャンバ２２等に供給されたり、レギュレータ３３からの圧縮エアの送出が停止されるようになっている。 The regulator 33 adjusts the pressure of the compressed air sent from the compressor 34. In this embodiment, the pressure of the compressed air sent from the regulator 33 is 3 to 5 kgf / cm ² (295 kPa to 490 kPa). That is, positive pressure compressed air whose pressure is higher by ^{3 to 5} kgf / cm ² than atmospheric pressure is sent from the regulator 33. Then, when the electromagnetic valve 32 is turned on / off, the compressed air is sent from the regulator 33 and supplied to the air chamber 22 or the like via the pipe 28 or the like, or the sending of the compressed air from the regulator 33 is stopped. .

本形態の吸着ヘッド８は、レギュレータ３３からパイプ２８へ圧縮エアが送出されると、エアチャンバ２２内の圧力が５〜６ｋＰａの負圧（すなわち、大気圧よりも５〜６ｋＰａ低い圧力）となり、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの送出が停止されると、エアチャンバ２２内の圧力が１２〜１３ｋＰａの負圧（すなわち、大気圧よりも１２〜１３ｋＰａ低い圧力）となるように構成されている。すなわち、吸着ヘッド８は、５〜６ｋＰａの負圧と１２〜１３ｋＰａの負圧との２つの吸着圧力で複数のボール２を吸着することができるように構成されている。 In the suction head 8 of this embodiment, when compressed air is sent from the regulator 33 to the pipe 28, the pressure in the air chamber 22 becomes a negative pressure of 5 to 6 kPa (that is, a pressure 5 to 6 kPa lower than the atmospheric pressure), When the supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 is stopped, the pressure in the air chamber 22 is configured to be a negative pressure of 12 to 13 kPa (that is, a pressure that is 12 to 13 kPa lower than the atmospheric pressure). Yes. That is, the suction head 8 is configured to be capable of sucking the plurality of balls 2 with two suction pressures of a negative pressure of 5 to 6 kPa and a negative pressure of 12 to 13 kPa.

なお、以下では、レギュレータ３３からパイプ２８に圧縮エアが送出されたときのエアチャンバ２２内の圧力を第１吸着圧力Ｐ１、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの送出が停止されたときのエアチャンバ２２内の圧力を第２吸着圧力Ｐ２とする。また、第１吸着圧力Ｐ１は、上述した５〜６ｋＰａの負圧には限定されず、３〜８ｋＰａの範囲で設定しても良く、第２吸着圧力Ｐ２も、上述した１２〜１３ｋＰａの負圧には限定されず、１０〜１５ｋＰａの範囲で設定しても良い。 In the following, the pressure in the air chamber 22 when compressed air is delivered from the regulator 33 to the pipe 28 is the first adsorption pressure P1, and the air when the delivery of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 is stopped. The pressure in the chamber 22 is set as a second adsorption pressure P2. The first adsorption pressure P1 is not limited to the above-described negative pressure of 5 to 6 kPa, and may be set in the range of 3 to 8 kPa. The second adsorption pressure P2 is also the above-described negative pressure of 12 to 13 kPa. However, it may be set in the range of 10 to 15 kPa.

（衝撃付与手段の構成）
図６は、本形態の実施の形態にかかる衝撃付与手段９の概略構成を示す概略図である。図７は、図６に示す電磁弁３７に入力されるオンオフ信号を示すタイミングチャートであり、（Ａ）はオンオフ信号の一例を示し、（Ｂ）はオンオフ信号の他の例を示す。 (Configuration of impact applying means)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the impact applying means 9 according to the embodiment of the present embodiment. FIG. 7 is a timing chart showing an on / off signal input to the electromagnetic valve 37 shown in FIG. 6, where (A) shows an example of the on / off signal, and (B) shows another example of the on / off signal.

衝撃付与手段９は、吸着ヘッド８に衝撃を与えて、１つの吸着孔２０ａに対して複数のボール２が吸着されるいわゆる不正吸着の発生を抑制するために設けられている。また、衝撃付与手段９は、ボール除去部７で、吸着搬送部４からボール２を除去するため、吸着ヘッド８に衝撃を与えるようになっている。この衝撃付与手段９は、図６等に示すように、４本の単動エアシリンダ１０と、単動エアシリンダ１０に圧縮エアを供給するコンプレッサー３６と、コンプレッサー３６から送出される圧縮エアを単動エアシリンダ１０に供給したり、単動エアシリンダ１０への圧縮エアの供給を停止する電磁弁３７と、電磁弁３７のオンオフタイミングを制御する制御装置３８とを備えている。なお、本形態の制御装置３８は、ボール搭載装置１の前面に取り付けられたディスプレイ付のパネルコンピュータである。 The impact applying means 9 is provided in order to give an impact to the suction head 8 and suppress the occurrence of so-called fraudulent suction in which the plurality of balls 2 are attracted to one suction hole 20a. Further, the impact applying means 9 applies an impact to the suction head 8 in order to remove the ball 2 from the suction transport section 4 by the ball removing section 7. As shown in FIG. 6 and the like, the impact applying means 9 includes four single-acting air cylinders 10, a compressor 36 that supplies compressed air to the single-acting air cylinder 10, and compressed air that is sent from the compressor 36. An electromagnetic valve 37 that supplies the moving air cylinder 10 or stops the supply of compressed air to the single acting air cylinder 10 and a control device 38 that controls the on / off timing of the electromagnetic valve 37 are provided. The control device 38 of the present embodiment is a panel computer with a display attached to the front surface of the ball mounting device 1.

単動エアシリンダ１０は、シリンダ本体３９とピストンロッド４０とを備えており、ピストンロッド４０の先端には重り４１が固定されている。ピストンロッド４０は、コンプレッサー３６から供給される圧縮エアによって下方向へ駆動され、シリンダ本体３９に内蔵されたバネ（図示省略）によって上方向へ駆動されるようになっている。すなわち、単動エアシリンダ１０は、コンプレッサー３６からシリンダ本体３９の上端側（ヘッド側）に圧縮エアが供給されると、圧縮エアによってシリンダ本体３９からピストンロッド４０が突出し、コンプレッサー３６からの圧縮エアの供給が停止されると、バネの復元力によってシリンダ本体３９へピストンロッド４０が入り込むように構成されている。 The single acting air cylinder 10 includes a cylinder body 39 and a piston rod 40, and a weight 41 is fixed to the tip of the piston rod 40. The piston rod 40 is driven downward by compressed air supplied from the compressor 36 and is driven upward by a spring (not shown) built in the cylinder body 39. That is, in the single-action air cylinder 10, when compressed air is supplied from the compressor 36 to the upper end side (head side) of the cylinder body 39, the piston rod 40 protrudes from the cylinder body 39 by the compressed air, and the compressed air from the compressor 36. When the supply of is stopped, the piston rod 40 enters the cylinder body 39 by the restoring force of the spring.

上述のように、４本の単動エアシリンダ１０はそれぞれ、ブラケット１３を介して吸着搬送部４の本体部１１に取り付けられている。より具体的には、ピストンロッド４０が突出したときに、重り４１が、ヘッド本体２１の上面の４隅に固定された衝突板２４に衝突するように、４本の単動エアシリンダ１０はそれぞれ、ヘッド本体２１の上面の４隅に対応する位置に取り付けられている。本形態では、圧縮エアによって下方向へ駆動されたピストンロッド４０は、加速しながら衝突板２４に衝突して、吸着ヘッド８に衝撃を与えるようになっている。このように、単動エアシリンダ１０は、上方から吸着ヘッド８に衝撃を与えるように構成されている。すなわち、吸着ヘッド８がボール２を吸着する吸着方向とは逆方向に向かって、単動エアシリンダ１０は吸着ヘッド８に衝撃を与えるように構成されている。なお、４本の単動エアシリンダ１０によって吸着ヘッド８に与えられる衝撃力は、吸着孔２０ａに正常に吸着されたボール２（すなわち、１つの吸着孔２０ａに１つのボール２が吸着された状態におけるボール２）は、吸着孔２０ａから落下することはないが、１つの吸着孔２０ａに複数のボール２が吸着される不正吸着の状態のボール２は、吸着孔２０ａから落下する大きさとなっている。 As described above, each of the four single-acting air cylinders 10 is attached to the main body 11 of the suction conveyance unit 4 via the bracket 13. More specifically, each of the four single-acting air cylinders 10 is arranged such that when the piston rod 40 protrudes, the weight 41 collides with the collision plate 24 fixed to the four corners of the upper surface of the head body 21. The head body 21 is attached at positions corresponding to the four corners of the upper surface. In this embodiment, the piston rod 40 driven downward by compressed air collides with the collision plate 24 while accelerating, and gives an impact to the suction head 8. Thus, the single acting air cylinder 10 is configured to give an impact to the suction head 8 from above. That is, the single acting air cylinder 10 is configured to give an impact to the suction head 8 in the direction opposite to the suction direction in which the suction head 8 sucks the ball 2. The impact force applied to the suction head 8 by the four single-acting air cylinders 10 is such that the ball 2 normally sucked into the suction hole 20a (that is, one ball 2 is sucked into one suction hole 20a). The ball 2) in FIG. 1 does not fall from the suction hole 20a, but the ball 2 in the improper suction state in which the plurality of balls 2 are sucked into one suction hole 20a has a size that falls from the suction hole 20a. Yes.

４本の単動エアシリンダ１０の上端側（ヘッド側）にはそれぞれ、所定の配管が接続され、上述のように、圧縮エアが供給されるようになっている。また、電磁弁３７は、単動エアシリンダ１０とコンプレッサー３６とを接続する配管の途中に取り付けられている。なお、図６に示すように、４本の単動エアシリンダ１０とコンプレッサー３６との間に１つの電磁弁３７が配置されるように構成しても良いし、各単動エアシリンダ１０ごとに４つの電磁弁３７を設けるようにしても良い。 A predetermined pipe is connected to each of the upper ends (heads) of the four single-acting air cylinders 10 so that compressed air is supplied as described above. The electromagnetic valve 37 is attached in the middle of a pipe connecting the single-acting air cylinder 10 and the compressor 36. In addition, as shown in FIG. 6, you may comprise so that the one solenoid valve 37 may be arrange | positioned between the four single acting air cylinders 10 and the compressor 36, or for each single acting air cylinder 10 Four electromagnetic valves 37 may be provided.

制御装置３８は、たとえば、図７（Ａ）に示すような一定周期のオンオフ信号を出力して、電磁弁３７の切替制御を行うようになっている。すなわち、単動エアシリンダ１０は、制御装置３８から出力されるオンオフ信号によって、吸着ヘッド８に対して周期的な衝撃を与えるようになっている。本形態では、制御装置３８からオン信号が供給されると、シリンダ本体３９からピストンロッド４０が突出するようになっている。また、たとえば、単動エアシリンダ１０では、１秒間に７回から８回、シリンダ本体３９からピストンロッド４０が突出して、吸着ヘッド８に衝撃を与えるようになっている。 For example, the control device 38 outputs an on / off signal having a constant period as shown in FIG. 7A to perform switching control of the electromagnetic valve 37. That is, the single-action air cylinder 10 applies a periodic impact to the suction head 8 by an on / off signal output from the control device 38. In this embodiment, when an ON signal is supplied from the control device 38, the piston rod 40 protrudes from the cylinder body 39. Further, for example, in the single-action air cylinder 10, the piston rod 40 protrudes from the cylinder main body 39 7 to 8 times per second to give an impact to the suction head 8.

吸着治具２０に形成される吸着孔２０ａの数や、吸着孔２０ａの径、各吸着孔２０ａのピッチ、吸着圧力等によって、不正吸着の発生を抑制するために必要とされる単動エアシリンダ１０の吸着ヘッド８に対する衝撃力は変動する。そこで、本形態では、単動エアシリンダ１０が吸着ヘッド８に与える衝撃力は、電磁弁３７に入力されるオンオフ信号を変更することによって変更可能となっている。より具体的には、たとえば、図７（Ａ）に示すように、オン時間とオフ時間とがほぼ等しい周期的なオンオフ信号が電磁弁３７に入力されると、ピストンロッド４０の先端に固定された重り４１が、図６の実線で示す下限位置と破線で示す第１の上昇位置Ｗ１との間を往復移動して吸着ヘッド８に衝撃を与えるようになっている。また、たとえば、図７（Ｂ）に示すように、オン時間よりもオフ時間が短い周期的なオンオフ信号が電磁弁３７に入力されると、重り４１が、図６の実線で示す下限位置と二点鎖線で示す第２の上昇位置Ｗ２との間を往復移動して吸着ヘッド８に衝撃を与えるようになっている。 A single-acting air cylinder required to suppress the occurrence of unauthorized suction depending on the number of suction holes 20a formed in the suction jig 20, the diameter of the suction holes 20a, the pitch of each suction hole 20a, the suction pressure, etc. The impact force on the ten suction heads 8 varies. Therefore, in the present embodiment, the impact force applied to the suction head 8 by the single acting air cylinder 10 can be changed by changing the on / off signal input to the electromagnetic valve 37. More specifically, for example, as shown in FIG. 7A, when a periodic on / off signal having substantially the same on time and off time is input to the electromagnetic valve 37, the piston rod 40 is fixed to the tip. The weight 41 reciprocates between a lower limit position indicated by a solid line in FIG. 6 and a first ascending position W1 indicated by a broken line to give an impact to the suction head 8. Further, for example, as shown in FIG. 7B, when a periodic on / off signal having an off time shorter than the on time is input to the electromagnetic valve 37, the weight 41 has a lower limit position indicated by a solid line in FIG. The suction head 8 is impacted by reciprocating between the second rising position W2 indicated by a two-dot chain line.

このように、電磁弁３７に入力されるオンオフ信号を変更することで、重り４１の上昇位置が変わり、そのため、加速されながら衝突板２４に衝突する重り４１の、衝突板２４との衝突時の速度が変わる。その結果、単動エアシリンダ１０が吸着ヘッド８に与える衝撃力が変更されるようになっている。すなわち、本形態の衝撃付与手段９では、単動エアシリンダ１０への圧縮エアの供給停止時間（電磁弁３７のオフ時間）を変更することで衝撃力を変更できるようになっている。本形態では、電磁弁３７のオフ時間が短くなると、重り４１の上昇位置が低くなるため、衝撃力が小さくなるようになっている。また、制御装置３８から出力されるオンオフ信号は、制御装置３８に所定の設定値を入力することで変更できるようになっている。なお、上記では、電磁弁３７に入力されるオンオフ信号が、図７（Ａ）に示すオンオフ信号から図７（Ｂ）に示す同じ周期（周波数）のオンオフ信号に変更される例を説明したが、変更後のオンオフ信号の周期は、必ずしも変更前のオンオフ信号の周期と同じである必要はない。 In this way, by changing the ON / OFF signal input to the electromagnetic valve 37, the rising position of the weight 41 changes, so that the weight 41 that collides with the collision plate 24 while being accelerated is collided with the collision plate 24. The speed changes. As a result, the impact force applied to the suction head 8 by the single acting air cylinder 10 is changed. In other words, the impact applying means 9 of this embodiment can change the impact force by changing the supply stop time of compressed air to the single-acting air cylinder 10 (off time of the electromagnetic valve 37). In this embodiment, when the off time of the electromagnetic valve 37 is shortened, the raising position of the weight 41 is lowered, so that the impact force is reduced. The on / off signal output from the control device 38 can be changed by inputting a predetermined set value to the control device 38. In the above description, the example in which the on / off signal input to the solenoid valve 37 is changed from the on / off signal shown in FIG. 7 (A) to the on / off signal having the same period (frequency) shown in FIG. 7 (B) has been described. The cycle of the on / off signal after the change is not necessarily the same as the cycle of the on / off signal before the change.

（ボールの搭載工程）
図８は、本発明の実施の形態にかかるボール２の吸着工程を含む一連の搭載工程のフローチャートである。図９は、吸着ヘッド８にボール２を吸着する際の吸着圧力の変化を示すグラフである。なお、図９の縦軸は、負圧である吸着ヘッド８の吸着圧力（エアチャンバ２２内の圧力）の大きさを示しており、吸着圧力が大きくなればなるほど、エアチャンバ２２内の圧力は低下することになる。 (Ball mounting process)
FIG. 8 is a flowchart of a series of mounting steps including the ball 2 adsorption step according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a graph showing a change in suction pressure when the ball 2 is attracted to the suction head 8. The vertical axis in FIG. 9 indicates the magnitude of the suction pressure (pressure in the air chamber 22) of the suction head 8 which is a negative pressure, and the pressure in the air chamber 22 increases as the suction pressure increases. Will be reduced.

以上のように構成されたボール搭載装置１におけるボール２の搭載工程を以下に説明する。 The mounting process of the ball 2 in the ball mounting apparatus 1 configured as described above will be described below.

ボール搭載装置１において、基板３上へボール２を搭載する際には、まず、吸着ヘッド８を待機位置にセットする（ステップＳ１）。より具体的には、ボール受入容器１５の底面から約１０ｍｍ上方に吸着ヘッド８の下面（すなわち、吸着面２０ｃ１）が位置するように、吸着ヘッド８をセットする。吸着ヘッド８を待機位置にセットすることで、ボール２の吸着工程が開始される。その状態で、振動発生手段１６を起動し、図１や図２に示すようにボール２を跳躍させる（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１とステップＳ２との順番を入れ替えて、吸着ヘッド８を待機位置にセットする前に、ボール２を跳躍させても良い。 In mounting the ball 2 on the substrate 3 in the ball mounting apparatus 1, first, the suction head 8 is set at the standby position (step S1). More specifically, the suction head 8 is set so that the lower surface (that is, the suction surface 20c1) of the suction head 8 is positioned about 10 mm above the bottom surface of the ball receiving container 15. By setting the suction head 8 to the standby position, the suction process of the ball 2 is started. In this state, the vibration generating means 16 is activated to cause the ball 2 to jump as shown in FIGS. 1 and 2 (step S2). Note that the ball 2 may be jumped before the suction head 8 is set at the standby position by switching the order of step S1 and step S2.

その後、エアチャンバ２２内のエアを吸引するとともに、単動エアシリンダ１０を起動する（ステップＳ３）。より具体的には、ブロア２６を起動するとともに、電磁弁２９を切り替えてエアチャンバ２２内のエアを吸引する。エアチャンバ２２内のエアを吸引する際には、電磁弁３２を切り替えてレギュレータ３３からパイプ２８へ圧縮エアを送出する。すなわち、ステップ３では、吸着ヘッド８の吸着圧力が第１吸着圧力Ｐ１となるように、エアチャンバ２２内のエアを吸引する。ブロア２６によってエアチャンバ２２内のエアを吸引することで、図９に示すように、吸着ヘッド８の吸着圧力は次第に低下し、その後、第１吸着圧力Ｐ１に収束する。また、電磁弁３７を切り替えて４本の単動エアシリンダ１０を起動する。単動エアシリンダ１０は、制御装置３８からのオンオフ信号にしたがって駆動し、吸着ヘッド８に繰り返しで衝撃を与える。なお、このステップ３では、予め、ブロア２６を起動しておいて、電磁弁２９の切替えを行うようにしても良い。 Thereafter, the air in the air chamber 22 is sucked and the single-action air cylinder 10 is activated (step S3). More specifically, the blower 26 is activated and the electromagnetic valve 29 is switched to suck the air in the air chamber 22. When the air in the air chamber 22 is sucked, the compressed air is sent from the regulator 33 to the pipe 28 by switching the electromagnetic valve 32. That is, in step 3, the air in the air chamber 22 is sucked so that the suction pressure of the suction head 8 becomes the first suction pressure P1. By sucking the air in the air chamber 22 by the blower 26, as shown in FIG. 9, the suction pressure of the suction head 8 gradually decreases and then converges to the first suction pressure P1. Further, the four single-acting air cylinders 10 are started by switching the electromagnetic valve 37. The single acting air cylinder 10 is driven in accordance with an on / off signal from the control device 38 and repeatedly gives an impact to the suction head 8. In Step 3, the blower 26 may be activated in advance and the solenoid valve 29 may be switched.

その後、吸着ヘッド８を降下させ、ボール２を吸着する（ステップＳ４）。より具体的には、ボール受入容器１５の底面から約２〜３ｍｍ上方に吸着面２０ｃ１が位置するように、吸着ヘッド８を降下させる。吸着ヘッド８が降下しながら、および／または、吸着ヘッド８が降下すると、吸着ヘッド８の吸着孔２０ａへのボール２の吸着が始まる。なお、ステップＳ４では、吸着ヘッド８の吸着圧力が第１吸着圧力Ｐ１に収束する前に吸着ヘッド８を降下させても良いし、吸着ヘッド８の吸着圧力が第１吸着圧力Ｐ１に収束した後に吸着ヘッド８を降下させても良い。 Thereafter, the suction head 8 is lowered to suck the ball 2 (step S4). More specifically, the suction head 8 is lowered so that the suction surface 20c1 is positioned about 2-3 mm above the bottom surface of the ball receiving container 15. When the suction head 8 is lowered and / or when the suction head 8 is lowered, the suction of the ball 2 to the suction hole 20a of the suction head 8 starts. In step S4, the suction head 8 may be lowered before the suction pressure of the suction head 8 converges to the first suction pressure P1, or after the suction pressure of the suction head 8 converges to the first suction pressure P1. The suction head 8 may be lowered.

その後、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの供給を停止する（ステップＳ５）。より具体的には、電磁弁３２を切り替えてレギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの送出を停止する。レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの供給は、たとえば、吸着ヘッド８が降下してから３〜５秒経過した後に停止する。エアチャンバ２２内のエアの吸引開始後、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの供給が停止されるまでの時間が図９に示す時間Ｔ１であり、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの供給が停止されると、吸着ヘッド８の吸着圧力は次第に増加し、第２吸着圧力Ｐ２に収束する。 Thereafter, the supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 is stopped (step S5). More specifically, the solenoid valve 32 is switched to stop sending compressed air from the regulator 33 to the pipe 28. The supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 stops, for example, after 3 to 5 seconds have passed since the suction head 8 descended. The time from the start of suction of air in the air chamber 22 until the supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 is stopped is a time T1 shown in FIG. 9, and the supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 Is stopped, the suction pressure of the suction head 8 gradually increases and converges to the second suction pressure P2.

その後、単動エアシリンダ１０を停止する（ステップＳ６）。より具体的には、吸着ヘッド８へのボール２の吸着が終了した後に、電磁弁３７を切り替えて４本の単動エアシリンダ１０を停止する。通常は、吸着ヘッド８の吸着圧力が第２吸着圧力Ｐ２に収束した後に単動エアシリンダ１０を停止する。単動エアシリンダ１０を停止することで、ボールの吸着工程は終了する。 Thereafter, the single acting air cylinder 10 is stopped (step S6). More specifically, after the suction of the ball 2 to the suction head 8 is completed, the electromagnetic valves 37 are switched to stop the four single-acting air cylinders 10. Normally, the single-acting air cylinder 10 is stopped after the suction pressure of the suction head 8 has converged to the second suction pressure P2. Stopping the single-acting air cylinder 10 ends the ball adsorption process.

ここで、ステップＳ４で、吸着ヘッド８が降下すると、吸着孔２０ａが密集する吸着面２０ｃ１の中心部にボール２が集まりやすくなる。すなわち、吸着孔２０ａが密集する吸着面２０ｃ１の中心部では、より多くの吸着孔２０ａがボール２を吸着するため、吸着面２０ｃ１の中心部に空気が吸い込まれていき、吸着面２０ｃ１の中心部に向かってボール２が移動しやすくなる。そのため、ボール２の不正吸着が発生しやすくなる。しかし、吸着ヘッド８の降下前から単動エアシリンダ１０を駆動し、吸着ヘッド８に繰り返しで衝撃を与えているため、不正吸着の発生は抑制されている。また、吸着ヘッド８によってボール２を吸着する吸着工程の初期の段階では、より小さな第１吸着圧力Ｐ１以下でボール２を吸引しており、吸着ヘッド８の吸着力は小さい。そのため、ボール２の中心部へ向かう移動が抑制され、かつ、吸着面２０ｃ１の中心部にボール２が集まって中心部で不正吸着が発生しやすくなった状態になっても、１つの吸着孔２０ａに複数のボール２が吸着されにくくなり、中心部での不正吸着の発生を抑制できる。さらに、所定の時間が経過すると、不正吸着が発生しやすい吸着ヘッド８の中心部の吸着孔２０ａには、適切に、ボール２が吸着される。 Here, when the suction head 8 is lowered in step S4, the balls 2 are likely to gather at the center of the suction surface 20c1 where the suction holes 20a are dense. That is, in the central portion of the suction surface 20c1 where the suction holes 20a are densely packed, a larger number of the suction holes 20a suck the balls 2, so that air is sucked into the central portion of the suction surface 20c1, and the central portion of the suction surface 20c1 It becomes easy for the ball 2 to move toward. For this reason, illegal adsorption of the ball 2 is likely to occur. However, since the single-acting air cylinder 10 is driven before the suction head 8 is lowered and the suction head 8 is repeatedly impacted, the occurrence of unauthorized suction is suppressed. Further, in the initial stage of the suction process of sucking the ball 2 by the suction head 8, the ball 2 is sucked at a smaller first suction pressure P1 or less, and the suction force of the suction head 8 is small. Therefore, even if the movement toward the center portion of the ball 2 is suppressed and the balls 2 are gathered at the center portion of the suction surface 20c1 and unauthorized suction is likely to occur at the center portion, one suction hole 20a. Thus, the plurality of balls 2 are hardly attracted, and the occurrence of unauthorized suction at the center can be suppressed. Further, when a predetermined time has elapsed, the ball 2 is appropriately sucked into the suction hole 20a in the central portion of the suction head 8 where illegal suction is likely to occur.

一方、ステップＳ４で、吸着ヘッド８が降下すると、吸着面２０ｃ１の中心部にボール２が集まるため、吸着ヘッド８の周辺部のボール２はそれほど多くない。そのため、周辺部では、不正吸着は発生しにくいが、ボール２の吸着に時間がかかることになる。しかし、所定の時間が経過した後に、吸着ヘッド８の吸着圧力をより大きな第２吸着圧力Ｐ２とすることで、吸着ヘッド８の周辺部でのボール２の吸着時間が短縮される。また、吸着ヘッド８の吸着圧力を高くすることで、不正吸着が発生しやすくなるが、中央部ではボール２の吸着がほとんど完了しており、中央部での不正吸着は発生しにくくなっている。また、ボール２の吸着が終了するまで、単動エアシリンダ１０を駆動し、吸着ヘッド８に繰り返しで衝撃を与えているため、周辺部では、不正吸着の発生が抑制される。 On the other hand, when the suction head 8 is lowered in step S4, the balls 2 gather at the central portion of the suction surface 20c1, so that there are not so many balls 2 around the suction head 8. Therefore, fraudulent adsorption is unlikely to occur in the peripheral portion, but it takes time to attract the ball 2. However, the suction time of the ball 2 around the suction head 8 is shortened by setting the suction pressure of the suction head 8 to a larger second suction pressure P2 after a predetermined time has elapsed. In addition, although the suction pressure of the suction head 8 is increased, unauthorized suction is likely to occur. However, the suction of the ball 2 is almost completed in the central portion, and the unauthorized suction is less likely to occur in the central portion. . In addition, since the single-action air cylinder 10 is driven until the suction of the ball 2 is finished and the impact is repeatedly applied to the suction head 8, the occurrence of unauthorized suction is suppressed in the peripheral portion.

単動エアシリンダ１０を停止した後、吸着ヘッド８を上昇させる（ステップＳ７）。その後、ボール供給部５とボール除去部７との間に配設された図示を省略する吸着検査装置で、吸着ヘッド８によるボール２の吸着状態を検査して、吸着不良が発生しているか否かを判断する（ステップＳ８）。吸着不良が発生していない場合には、基板３上へボール２を搭載する（ステップＳ９）。より具体的には、まず、吸着ヘッド８を基板３上まで移動させ、その後、電磁弁２９を切り替えてエアチャンバ２２内のエアの吸引を停止して、基板３上へボール２を搭載する。なお、吸着不良として、上述の不正吸着の他、ボール２が吸着されていない吸着孔２０ａが存在するボールの欠落現象が挙げられる。 After stopping the single acting air cylinder 10, the suction head 8 is raised (step S7). Thereafter, the suction state of the ball 2 by the suction head 8 is inspected by a suction inspection device (not shown) disposed between the ball supply unit 5 and the ball removal unit 7 to determine whether or not a suction failure has occurred. Is determined (step S8). If no suction failure has occurred, the ball 2 is mounted on the substrate 3 (step S9). More specifically, first, the suction head 8 is moved onto the substrate 3, and then the electromagnetic valve 29 is switched to stop the suction of air in the air chamber 22, and the ball 2 is mounted on the substrate 3. In addition to the above-described improper adsorption, the defective adsorption includes a phenomenon of a missing ball having an adsorption hole 20a where the ball 2 is not adsorbed.

吸着不良が発生している場合には、基板３上へボール２を搭載することができないため、吸着ヘッド８からボール２を除去する（ステップＳ１２）。より具体的には、吸着ヘッド８をボール廃棄容器１８上まで移動させた後、ブロア２６を停止してエアチャンバ２２内の圧力を大気圧にするとともに、単動エアシリンダ１０を起動する。単動エアシリンダ１０からの衝撃で、吸着ヘッド８に吸着されていたボール２はボール廃棄容器１８内に落下して、吸着ヘッド８からボール２が除去される。ボール２の除去が終了するとステップＳ１に戻って再びボール２の吸着工程が行われる。なお、ステップＳ１２において、単動エアシリンダ１０が吸着ヘッド８に与える衝撃力は、ボール２の吸着時における衝撃力よりも大きい方が好ましい。 If a suction failure has occurred, the ball 2 cannot be mounted on the substrate 3, and therefore the ball 2 is removed from the suction head 8 (step S12). More specifically, after the suction head 8 is moved onto the ball disposal container 18, the blower 26 is stopped to bring the pressure in the air chamber 22 to atmospheric pressure, and the single-action air cylinder 10 is activated. Due to the impact from the single-acting air cylinder 10, the ball 2 that has been attracted to the suction head 8 falls into the ball disposal container 18, and the ball 2 is removed from the suction head 8. When the removal of the ball 2 is completed, the process returns to step S1 and the adsorption process of the ball 2 is performed again. In step S12, the impact force that the single-acting air cylinder 10 applies to the suction head 8 is preferably larger than the impact force when the ball 2 is attracted.

ステップＳ９で基板３上へのボール２の搭載が終了すると、ボール搭載部６とボール除去部７との間に配設された図示を省略する残留ボール検査装置で、基板３上に搭載されずに吸着ヘッド８に吸着されたまま状態となった残留ボールがあるか否かを判断する（ステップＳ１０）。残留ボールがある場合には、ステップＳ１２へ進み、吸着ヘッド８からボール２（残留ボール）を除去した後にステップＳ１へ戻る。残留ボールがない場合には、同一の基板３上あるいは他の基板３上へのボール２の搭載が全て終了したか否かを判断する（ステップＳ１１）。ボール２の搭載が終了していない場合には、ステップＳ１へ戻って再び基板３上にボール２が搭載される。ボール２の搭載が終了している場合には、そのまま、ボール２の搭載工程は終了する。 When the mounting of the ball 2 on the substrate 3 is completed in step S9, it is not mounted on the substrate 3 by a residual ball inspection apparatus (not shown) disposed between the ball mounting portion 6 and the ball removing portion 7. In step S10, it is determined whether or not there is a residual ball that remains in the state of being attracted to the suction head 8. If there is a remaining ball, the process proceeds to step S12, and after the ball 2 (residual ball) is removed from the suction head 8, the process returns to step S1. If there is no remaining ball, it is determined whether or not all the balls 2 are mounted on the same substrate 3 or another substrate 3 (step S11). If the mounting of the ball 2 is not completed, the process returns to step S1 and the ball 2 is mounted on the substrate 3 again. When the mounting of the ball 2 is finished, the mounting process of the ball 2 is finished as it is.

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のボール搭載装置１は、吸着ヘッド８による複数のボール２の吸着開始前から吸着ヘッド８に衝撃を与える衝撃付与手段９を備えている。そのため、超音波振動のような微振動を吸着ヘッド８に与えることでは抑制することができないボール２の不正吸着を抑制することができる。すなわち、衝撃付与手段９によって、複数のボール２の吸着開始前から吸着ヘッド８に衝撃（すなわち、急激な力）を与えているため、吸着ヘッド８を大きな振幅で振動させることができる。その結果、１つの吸着孔２０ａに吸着されようとする複数のボール２の吸着を抑制することが可能となる。 (Main effects of this form)
As described above, the ball mounting apparatus 1 according to the present embodiment includes the impact applying unit 9 that applies an impact to the suction head 8 before the suction of the plurality of balls 2 by the suction head 8. Therefore, improper suction of the ball 2 that cannot be suppressed by applying fine vibration such as ultrasonic vibration to the suction head 8 can be suppressed. That is, since the impact applying means 9 applies an impact (that is, a sudden force) to the suction head 8 before the suction of the plurality of balls 2 starts, the suction head 8 can be vibrated with a large amplitude. As a result, it is possible to suppress the adsorption of the plurality of balls 2 that are about to be adsorbed by one adsorption hole 20a.

本形態では、衝撃付与手段９を構成する単動エアシリンダ１０は、吸着孔２０ａに吸着されるボール２とは逆方向に向かって、吸着ヘッド８に衝撃を与えている。そのため、ボール２の不正吸着を抑制しやすい方向に吸着ヘッド８を振動させることができ、より効果的にボール２の不正吸着を抑制することができる。 In this embodiment, the single acting air cylinder 10 constituting the impact applying means 9 applies an impact to the suction head 8 in the direction opposite to the ball 2 sucked by the suction hole 20a. Therefore, the suction head 8 can be vibrated in a direction in which the incorrect suction of the ball 2 is easily suppressed, and the incorrect suction of the ball 2 can be more effectively suppressed.

本形態では、単動エアシリンダ１０は、制御装置３８から出力される図７（Ａ）に示すような一定周期のオンオフ信号によって、吸着ヘッド２に周期的な衝撃を与えている。そのため、周期的でない繰り返しの衝撃を吸着ヘッド２に与える場合と比較して、単動エアシリンダ１０の制御が容易になる。 In this embodiment, the single acting air cylinder 10 applies a periodic impact to the suction head 2 by an on / off signal having a constant cycle as shown in FIG. Therefore, the single-acting air cylinder 10 can be easily controlled as compared with the case where a non-periodic repeated impact is applied to the suction head 2.

本形態では、衝撃付与手段９は、下方向へ圧縮エアで駆動されるとともに、上方向へは内蔵されたバネで駆動される単動エアシリンダ１０を備えている。そのため、単動エアシリンダ１０を用いた簡易な構成で、吸着ヘッド８に衝撃を与えることができる。 In this embodiment, the impact applying means 9 includes a single-action air cylinder 10 that is driven downward by compressed air and that is upwardly driven by a built-in spring. Therefore, an impact can be applied to the suction head 8 with a simple configuration using the single-action air cylinder 10.

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。たとえば、上述した形態のボール２の搭載工程では、ステップＳ３において、エアチャンバ２２内のエアを吸引する際には、電磁弁３２を切り替えてレギュレータ３３からパイプ２８へ圧縮エアを送出し、吸着ヘッド８の吸着圧力が第１吸着圧力Ｐ１となるように、エアチャンバ２２内のエアを吸引している。しかし、エアチャンバ２２内のエアを吸引する際に、電磁弁３２を切り替えてレギュレータ３３からパイプ２８へ圧縮エアを送出しなくても良い。すなわち、図１０に示すフローチャートのように、ステップＳ３に代えて、レギュレータ３３からパイプ２８へ圧縮エアを供給せずにエアチャンバ２２内のエアを吸引するとともに、単動エアシリンダ１０を起動しても良い（ステップＳ１３）。この場合のボール２の搭載工程では、図１０に示すように、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの供給を停止する工程（ステップＳ５）が不要となる。 (Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the mounting process of the ball 2 in the above-described form, when the air in the air chamber 22 is sucked in step S3, the electromagnetic valve 32 is switched to send compressed air from the regulator 33 to the pipe 28, and the suction head The air in the air chamber 22 is sucked so that the suction pressure 8 becomes the first suction pressure P1. However, when sucking the air in the air chamber 22, it is not necessary to switch the electromagnetic valve 32 and send the compressed air from the regulator 33 to the pipe 28. That is, as in the flowchart shown in FIG. 10, instead of supplying the compressed air from the regulator 33 to the pipe 28, the air in the air chamber 22 is sucked instead of step S3, and the single-acting air cylinder 10 is activated. (Step S13). In the mounting process of the ball 2 in this case, as shown in FIG. 10, the process of stopping the supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 (step S5) becomes unnecessary.

ここで、吸着ヘッド８に吸着されるボール２の数が５０００個を超えて、各吸着孔２０ａ間のピッチが狭くなる場合には、不正吸着が発生しやすくなるため、図８に示すボール２の搭載工程でボール２を基板３上に搭載することが好ましい。また、吸着ヘッド８に吸着されるボール２の数が３０００個以下で、各吸着孔２０ａ間のピッチが比較的広い場合には、不正吸着は比較的が発生しにくいため、ボール２の吸着時間を短縮するため、図１０に示すボール２の搭載工程でボール２を基板３上に搭載することが好ましい。 Here, when the number of balls 2 attracted by the suction head 8 exceeds 5000 and the pitch between the suction holes 20a becomes narrower, illegal suction is likely to occur. Therefore, the balls 2 shown in FIG. It is preferable to mount the ball 2 on the substrate 3 in the mounting step. In addition, when the number of balls 2 attracted by the suction head 8 is 3000 or less and the pitch between the suction holes 20a is relatively wide, the suction time of the balls 2 is relatively difficult to occur. Is preferably mounted on the substrate 3 in the step of mounting the ball 2 shown in FIG.

また、上述した形態では、より確実にボール２の不正吸着を抑制するため、吸着ヘッド８へのボール２の吸着が終了した後に単動エアシリンダ１０を停止していたが、吸着ヘッド８へのボール２の吸着が終了する前に、単動エアシリンダ１０を停止しても良い。その場合には、全吸着孔２０ａのうち、所定の割合の吸着孔２０ａにボール２が吸着された時点で単動エアシリンダ１０を停止しても良い。この場合の割合は、たとえば、６０％であっても良いし、７０％であっても良いが、ボール２の不正吸着を抑制するため、５０％以上であることが好ましい。なお、この場合には、所定の割合の吸着孔２０ａにボール２が吸着される時間を実験的に求め、この実験的に求められた時間に基づいて、単動エアシリンダ１０の起動時間を制御すれば良い。または、レギュレータ３３からパイプ２８への圧縮エアの供給を停止する（ステップＳ５）のと同時に単動エアシリンダ１０を停止しても良い。あるいは、吸着孔２０ａが密集する吸着面２０ｃ１の中心部に形成された吸着孔２０ａでのボール２の吸着は終了しているが、吸着ヘッド８の周辺部に形成された吸着孔２０ａではボール２の吸着が終了していない状態で、単動エアシリンダ１０を停止しても良い。吸着面２０ｃ１の中心部に形成された吸着孔２０ａでは、上述のように、ボール２の不正吸着が発生しやすいため、このようにすれば、ボール２の不正吸着を効果的に抑制することは可能となる。 In the above-described embodiment, the single-action air cylinder 10 is stopped after the suction of the ball 2 to the suction head 8 is finished in order to suppress the illegal suction of the ball 2 more reliably. The single-acting air cylinder 10 may be stopped before the adsorption of the ball 2 is completed. In that case, the single-acting air cylinder 10 may be stopped when the balls 2 are adsorbed to the adsorbing holes 20a of a predetermined ratio among all the adsorbing holes 20a. The ratio in this case may be, for example, 60% or 70%, but is preferably 50% or more in order to suppress unauthorized adsorption of the ball 2. In this case, the time during which the balls 2 are attracted to the suction holes 20a at a predetermined ratio is obtained experimentally, and the starting time of the single acting air cylinder 10 is controlled based on the experimentally obtained time. Just do it. Alternatively, the single-action air cylinder 10 may be stopped simultaneously with the supply of compressed air from the regulator 33 to the pipe 28 (step S5). Alternatively, the suction of the ball 2 in the suction hole 20a formed in the central portion of the suction surface 20c1 where the suction holes 20a are densely finished has been completed, but in the suction hole 20a formed in the peripheral portion of the suction head 8, the ball 2 The single-acting air cylinder 10 may be stopped in a state in which the suction is not completed. In the suction hole 20a formed in the central portion of the suction surface 20c1, the illegal adsorption of the ball 2 is likely to occur as described above, and in this way, the illegal adsorption of the ball 2 can be effectively suppressed. It becomes possible.

さらに、上述した形態では、第２の圧力調整手段３１はコンプレッサー３４を備え、圧縮エアがレギュレータ３３からパイプ２８へ送出されるように構成されているが、電磁弁３２に切替によって、大気圧のエアがパイプ２８へ流れ込むように、第２の圧力調整手段を構成しても良い。すなわち、コンプレッサー３４を設けずに電磁弁３２の先を大気へ開放するような構成としても良い。 Further, in the embodiment described above, the second pressure adjusting means 31 includes the compressor 34 and is configured such that the compressed air is sent from the regulator 33 to the pipe 28. The second pressure adjusting means may be configured so that air flows into the pipe 28. In other words, the configuration may be such that the tip of the electromagnetic valve 32 is opened to the atmosphere without providing the compressor 34.

さらにまた、上述した形態では、第１の圧力調整手段３０はサイレンサーであるが、第１の圧力調整手段３０を圧力調整弁とし、エアチャンバ２２内の圧力を３段階以上の多段階で変更できるようにしても良い。また、コンプレッサー３４の圧縮比を調整可能として、エアチャンバ２２内の圧力を３段階以上の多段階で変更できるようにしても良い。 Furthermore, in the embodiment described above, the first pressure adjusting means 30 is a silencer, but the first pressure adjusting means 30 can be a pressure adjusting valve, and the pressure in the air chamber 22 can be changed in three or more stages. You may do it. Further, the compression ratio of the compressor 34 can be adjusted so that the pressure in the air chamber 22 can be changed in three or more stages.

また、上述した形態では、吸着ヘッド８がボール２を吸着する吸着方向とは逆方向に向かって、単動エアシリンダ１０が吸着ヘッド８に衝撃を与えているが、単動エアシリンダ１０が、ボール２の吸着方向で吸着ヘッド８に衝撃を与えるようにしても良いし、ボール２の吸着方向に直交する方向や、ボール２の吸着方向から所定の角度傾斜した方向で吸着ヘッド８に衝撃を与えるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the single-action air cylinder 10 gives an impact to the suction head 8 in the direction opposite to the suction direction in which the suction head 8 sucks the ball 2. An impact may be applied to the suction head 8 in the suction direction of the ball 2, or the impact may be applied to the suction head 8 in a direction orthogonal to the suction direction of the ball 2 or in a direction inclined by a predetermined angle from the suction direction of the ball 2. You may make it give.

さらに、上述した形態では、単動エアシリンダ１０が吸着ヘッド８に与える衝撃力は、電磁弁３７に入力されるオンオフ信号を変更することで変更可能となっているが、単動エアシリンダ１０に供給される圧縮エアの圧力を変更することで、単動エアシリンダ１０が吸着ヘッド８に与える衝撃力を変更できるようにしても良い。この場合も、制御装置３８に所定の設定値を入力することで圧縮エアの圧力変更できるようすることが好ましい。 Further, in the embodiment described above, the impact force applied to the suction head 8 by the single acting air cylinder 10 can be changed by changing an on / off signal input to the electromagnetic valve 37. You may enable it to change the impact force which the single acting air cylinder 10 gives to the adsorption head 8 by changing the pressure of the compressed air supplied. Also in this case, it is preferable that the pressure of the compressed air can be changed by inputting a predetermined set value to the control device 38.

さらにまた、上述した形態では、単動エアシリンダ１０では、ピストンロッド４０は、コンプレッサー３６から供給される圧縮エアによって下方向へ駆動され、シリンダ本体３９に内蔵されたバネ（図示省略）によって上方向へ駆動されるようになっている。しかし、ピストンロッド４０が、コンプレッサー３６から供給される圧縮エアによって上方向へ駆動され、シリンダ本体３９に内蔵されたバネ（図示省略）によって下方向へ駆動されるように、単動エアシリンダ１０を構成しても良い。 Furthermore, in the above-described form, in the single-action air cylinder 10, the piston rod 40 is driven downward by the compressed air supplied from the compressor 36, and is moved upward by a spring (not shown) built in the cylinder body 39. To be driven to. However, the single-acting air cylinder 10 is driven so that the piston rod 40 is driven upward by the compressed air supplied from the compressor 36 and is driven downward by a spring (not shown) built in the cylinder body 39. It may be configured.

また、上述した形態では、単動エアシリンダ１０は、吸着ヘッド２に周期的な衝撃を与えているが、周期的でない繰り返しの衝撃を吸着ヘッド２に与えるようにしても良い。また、上述した形態では、単動エアシリンダ１０を用いて、吸着ヘッド８に衝撃を与えるように構成されているが、単動エアシリンダ１０に代えて、たとえば、モータ等の他のアクチュエータを用いて、吸着ヘッド８に衝撃を与えるようにしても良い。 In the embodiment described above, the single-acting air cylinder 10 applies a periodic impact to the suction head 2, but a non-periodic repeated impact may be applied to the suction head 2. In the above-described embodiment, the single-action air cylinder 10 is used to give an impact to the suction head 8. However, instead of the single-action air cylinder 10, for example, another actuator such as a motor is used. Thus, an impact may be applied to the suction head 8.

さらに、上述した形態では、導電性を有するボール２を例に本発明の構成を説明したが、本発明の構成は、導電性を有しないボールにも適用することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration of the present invention has been described by taking the conductive ball 2 as an example. However, the configuration of the present invention can be applied to a ball having no conductivity.

本発明の実施の形態にかかるボール搭載装置の主要部の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the principal part of the ball mounting apparatus concerning embodiment of this invention. 図１の矢印Ｘ方向から吸着搬送部およびボール供給部を示す側面図である。It is a side view which shows a suction conveyance part and a ball supply part from the arrow X direction of FIG. 図１に示す吸着ヘッドおよび吸着ヘッドに接続されるエア機器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air equipment connected to the suction head and suction head shown in FIG. （Ａ）は、図３のＹ方向から吸着ヘッドの吸着部を示す図、（Ｂ）は、（Ａ）のＥ部を拡大して示す拡大図、（Ｃ）は、（Ａ）のＦ部を拡大して示す拡大図である。(A) is a diagram showing the suction part of the suction head from the Y direction of FIG. 3, (B) is an enlarged view showing the E part of (A), (C) is the F part of (A) It is an enlarged view which expands and shows. 図３のＺ部を拡大して示す拡大部分断面図である。FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing an enlarged Z portion in FIG. 3. 本形態の実施の形態にかかる衝撃付与手段の概略構成を示す概略図である。It is the schematic which shows schematic structure of the impact provision means concerning embodiment of this form. 図６に示す電磁弁に入力されるオンオフ信号を示すタイミングチャートであり、（Ａ）はオンオフ信号の一例を示し、（Ｂ）はオンオフ信号の他の例を示す。It is a timing chart which shows the on-off signal input into the solenoid valve shown in FIG. 6, (A) shows an example of an on-off signal, (B) shows the other example of an on-off signal. 本発明の実施の形態にかかるボールの吸着工程を含む一連の搭載工程のフローチャートである。It is a flowchart of a series of mounting processes including the adsorption | suction process of the ball | bowl concerning embodiment of this invention. 吸着ヘッドにボールを吸着する際の吸着圧力の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the adsorption pressure at the time of adsorb | sucking a ball | bowl to an adsorption | suction head. 本発明の他の実施の形態にかかるボールの搭載工程のフローチャートである。It is a flowchart of the mounting process of the ball | bowl concerning other embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１ボール搭載装置
２ボール
３基板
８吸着ヘッド
９衝撃付与手段
１０単動エアシリンダ
２０吸着治具
２０ａ吸着孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball mounting apparatus 2 Ball 3 Substrate 8 Suction head 9 Impact applying means 10 Single acting air cylinder 20 Suction jig 20a Suction hole

Claims

A ball mounting comprising a suction head formed with a plurality of suction holes for sucking a plurality of conductive balls, and configured to mount the plurality of balls sucked in the plurality of suction holes on a substrate In the device
Pressure adjusting means capable of adjusting the pressure in the air chamber connected to the plurality of suction holes to a range of at least two different negative pressures;
An impact applying means for repeatedly applying an impact to the suction head when the plurality of balls are attracted to the suction holes by the lowest negative pressure in the range of the different negative pressures ;
A control device for controlling the impact applying means,
The ball mounting device, wherein the impact applying means applies an impact to the suction head before the plurality of balls are sucked into the suction holes .

Said pressure adjusting means includes a negative pressure in the range of 3~8kPa pressure of the air chamber, ball mounting according to claim 1, wherein the adjustable der Rukoto to the negative pressure in the range of 10~15kPa apparatus.

The ball mounting apparatus according to claim 1, wherein the impact applying unit applies a periodic impact to the suction head.

The said impact provision means is provided with the single action air cylinder driven with the spring incorporated in the other direction while being driven with compressed air to one direction, The Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Ball mounting device.

In a ball mounting method in which a plurality of balls adsorbed in the plurality of suction holes are mounted on a substrate using a ball mounting device including a suction head in which a plurality of suction holes for suctioning a plurality of balls are formed.
An impact applying step for applying an impact to the suction head before the plurality of balls are sucked into the suction holes;
An adsorption step of adsorbing the plurality of balls while giving an impact to the adsorption head before the plurality of balls are adsorbed to the plurality of adsorption holes,
At the start of the adsorption step, the pressure in the air chamber communicated with the plurality of adsorption holes can be adjusted to at least two different negative pressure ranges within the different negative pressure ranges. ball mounting method comprising Rukoto adsorb the plurality of balls to the plurality of suction holes by the negative pressure in the lowest range.