JP5181390B2 - ボール搭載装置 - Google Patents

Description

本発明は、被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて挿入部が設けられた配列マスクを用いて微小ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する装置の改良に関するものであって、特に、配列マスク下面に回り込んで付着した微小ボールを配列マスクから取り除くボール除去手段に主眼をおいたボール搭載装置である。

被搭載物上に所定のパターンで形成されている搭載箇所に合わせて挿入孔が設けられた配列マスクを用いて導電性の微小ボールを被搭載物の搭載箇所に搭載する装置や方法は、従来より知られている。例えば、特許文献１に示されるように多数の導電性ボールを収容するボールカップが、配列マスク上を移動することにより導電性の微小ボールを配列する装置が存在した。

しかし、この種の導電性ボール搭載装置では、配列マスク上にボールカップから逸脱した余剰の導電性ボールが残存してしまうことがあった。このような余剰ボールは、挿入孔に落ち込んでダブルボールになるおそれがあった。そこで、特許文献１に示されるようにブラシにより除去する手段やエアで吸引したり吹き飛ばしたりして除去する手段が採用されてきた。しかし、これらの手段は、効果はあるもののボール溜まりから逸脱したボールを取り除くには、除去動作を繰り返し行う必要があり、時間のかかるものである上、完全に除去できない場合も多かった。

この問題を解決するため、既に本件特許出願人により特願２００７ー２１６６０４号にかかる導電性ボールの搭載装置が提案されている。この発明は、配列マスク上面に沿って移動して導電性ボールを外周面に付着可能な回転ローラと、回転ローラの付着力より強力な力で回転ローラに付着した導電性ボールを回転ローラから除去するローラ付着ボール除去手段とを有する逸脱ボール除去手段を採用することにより、逸脱ボールを確実に配列マスク上より除去できる逸脱ボール除去手段を備えた導電性ボールの搭載装置に関するものである。

しかし、上記特許出願にかかる発明では、配列マスク下面に回り込んで付着した微小ボールや配列マスクの微小ボールの挿入部（貫通孔）内に残存した微小ボールを除去することはできなかった。

勿論、配列マスク下面に回り込んで付着した微小ボールを除去しようとして、特許文献２に記載のように、クロスで拭き取る技術が考えられている。この技術は、配列マスクの下面に、静電気などにより付着している迷いボールを、排除するものであるが、クロスでの拭き取りの際に、迷いボールが配列マスクの貫通孔に逃げてしまったり、クロスから落下してしまったりして確実性に欠けるものであった。更に、拭き取りに使用するクロスは使い捨てであり、不経済でもあった。

特開２００６―１７３１９５号公開特許公報 特開２００７―２８７８９３号公開特許公報

本発明は、上記問題点を解決するため、ボール配列マスク下面や、該マスクの挿入孔に付着した逸脱微小ボールを確実に除去可能とするボール除去手段を有するボール搭載装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記課題を解決するため、ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第１に、微小ボールが搭載される被搭載物を支持する被搭載物支持手段と、微小ボールの挿入部が所定の配列パターンに形成された配列マスクと、被搭載物の上方に配列マスクを支持するマスク支持手段と、前記配列マスクの挿入部に微小ボールを落とし入れるボール挿入手段と、を備え、前記被搭載物上に微小ボールを搭載するボール搭載装置とする。

第２に、前記配列マスクを被搭載物から離した後、配列マスクの下面に沿って移動して、配列マスクに付着した微小ボールを、外周面に付着可能な第１のローラと、該第１のローラの付着力より強力な粘着力で、前記第１のローラに付着した微小ボールを前記第１のローラから除去する付着ボール除去手段を有するものとする。

第２の発明は、第１の発明における第１のローラを、表面に粘着力を有するものとする点を付加したボール搭載装置であり、第３の発明は、第２の発明に、前記付着ボール除去手段は、第１のローラの粘着力より強力な粘着力を有する第２のローラであることを付加したボール搭載装置である。

第４の発明は、第１乃至第３の発明の内いずれか１つの発明に、微小ボールを外周面に付着可能で、前記配列マスクを挟んで前記第１のローラと共に移動する第３のローラを設けた点を付加したボール搭載装置である。更に、第５の発明は、第１乃至第４の発明の内いずれか１つの発明に、前記第１のローラは、弾力性を有するものである点を付加したボール搭載装置である。

本発明は、配列マスク下面に沿って移動して微小ボールを外周面に付着可能な第１の回転ローラと、第１の回転ローラの付着力より強力な粘着力で第１の回転ローラに付着した微小ボールを第１の回転ローラから除去する付着ボール除去手段とを採用することにより、配列マスク下面に付着したり、挿入孔より配列マスク下面に一部を突出させた逸脱ボールを確実に配列マスクより除去できるボール搭載装置となった。

第４の発明の効果ではあるが、微小ボールが付着可能な第１のローラと第３のローラを設け、配列マスクを挟んで両ローラを共に移動するようにしたため、配列マスクの上面や下面に付着したり、挿入孔より配列マスクの上面や下面に一部を突出させた逸脱ボールを確実に配列マスク下面より除去できるボール搭載装置となった。

更に、第５の発明の効果であるが、第１のローラを、弾力性を有するものとすることにより、挿入孔より配列マスクの上面や下面に突出する部分がない逸脱ボールをも確実に除去することが可能である。

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、微小ボールには半田ボールなどの導電性ボールがあり、微小ボールの被搭載物としては、電子回路基板や、セラミック基板などがあり、これらの基板には、微小ボールである導電性ボール搭載箇所としての電極が形成されている。勿論、半導体ウエハも被搭載物に含まれる。実施例は、微小ボールとして、導電性ボールである半田ボール１、被搭載物として基板２とする半田ボールマウンタである。

半田ボールマウンタは、一般的に搬入用の基板受渡部、フラックス印刷部、ボール搭載部、搬出用の基板受渡部を有しているが、本発明にかかるボール搭載装置は、ボール搭載部に関するものである。

実施例のボール搭載部には、図１及び図４に示されるように、基板２上の電極のパターンに合わせて配列された挿入孔３１（図２や図３等に示される）が形成されたボール配列マスク３と、半田ボール１（図２や図３等に示される）を挿入孔３１に落とし込むためのボール挿入装置５と、半田ボール供給装置４と、ボール配列マスク３の下面に沿って移動する逸脱ボール除去装置７（図４に示される）と、ボール除去装置７の駆動機構７１とが備えられている。

図５に示されるように、ボール配列マスク３の厚みは、実施例では供給される半田ボール１の径と略同等であり、挿入孔３１の径は半田ボール１の径より若干大きく形成してある。但し、挿入孔３１は、ボール配列マスク３に、基板２に印刷されたフラックスが付着しないように、下部の開口径を上部の開口径よりも拡大している。この開口径の拡大のかわりに、図６に示されるようにボール配列マスク３と基板２との間に、フラックス付着防止間隙を設けてもよい。尚、ボール配列マスク３は、型枠３３（図１に示される）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。

ボール挿入装置５は、ボールカップ５０とボールカップ５０の駆動機構を備えている。ボールカップ５０は、図２や図３に示されるように、内部が空間で、下端面が開口部５１とされ、内部空間が、ボール吸着体５２により上部空間５３と下部空間５４とに仕切られている。このためボールカップ５０のボール吸着体５２の取り付け位置より上部が、ボール吸着体５２のケーシングとなっている。ボール吸着体５２は、半田ボール１が通過せず、気体が通過可能なステンレスメッシュ等の金網で製作されている。

尚、ボールカップ５０は図示の実施例では１個の矩形のものであるが、その数や形状及び大きさは被搭載物である基板２などの被搭載物の形状や搭載効率を考慮して決められる。例えば、ウエハなどを被搭載物とした場合には下端の開口部５１を円形にしたり、その他ボール吸着体５２を備えたボールカップ５０を複数個設けるなどしてもよい。

ボールカップ５０の上部空間５３は、真空切り換え手段としての電磁開閉弁５７と気体の圧力や流量を調節可能なレギュレータ５８を介して吸引通路５５により真空源５９に接続されており、ボール配列マスク３との間で図２中矢印で示すような気体流通路を形成している。尚、真空源によるボールカップ５０内の吸引状態のＯＮ及びＯＦＦを切り換える真空切り換え手段としての電磁開閉弁５７を開くことで、ボールカップ５０内の吸引状態をＯＮにしてボールカップ５０下方に存在する半田ボール１を図２に示されるようにボール吸着体５２に吸着させた後、電磁開閉弁５７を閉じることでボールカップ５０内の吸引状態をＯＦＦにしてボール吸着体５２に吸着していた半田ボール１を図３に示されるように落下させることにより、半田ボール１を基板２に搭載する。

ボールカップ５０及びボール吸着体５２は導電性材料から構成され、図２又は図３に示されるようにアース６０により接地されている。これにより静電気を帯びた半田ボール１がボールカップ５０の内面やボール吸着体５２に付着することを防止している。更に、ボールカップ５０の外側には微小な振動をボールカップ５０に付与するバイブレータ６１が取り付けられており、少なくともボールカップ５０内の吸引状態がＯＦＦのときに振動し、ボールカップ５０に取り付けられているボール吸着体５２に振動を伝え、半田ボール１の落下を促進するようになっている。

ボールカップ５０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動して、基板２の全面をカバーする。このボールカップ５０の水平面での移動手段となる移動ユニット１０は、図１に示すようにＸ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構を備えており、Ｘ軸の駆動モータ１３で回転するボールねじ１４によりＸ軸ガイド１１に沿ってＸ軸方向に移動し、Ｘ軸駆動機構と共にＹ軸の駆動モータ１５で回転するボールねじ１６によりＹ軸ガイド１２に沿ってＹ軸方向に移動する。

ボールカップ５０の昇降装置１８は、移動ユニット１０に装備されたＺ軸の駆動モータ１７により回転するボールねじに、ボールカップ５０が装着された昇降ベース８を、ナット部材を介して取り付け、該昇降ベース８が、ナット部材と並行して設けられたガイドレールに沿って上下動することによりボールカップ５０を上下動させる。尚、ボールカップ５０の下端とボール配列マスク３の上面とはボール吸着動作時に所定の気体流が得られるような間隙であれば半田ボール１の径より大きくてもよい。

半田ボール供給装置４は、多数の半田ボール１を貯留したボールホッパからボールカップ５０へボール供給路５６を介して供給する。尚、ボールホッパは、半田ボール１のサイズと材料により交換される。半田ボール供給装置４は、ボールカップ５０と一体に移動し、ボールカップ５０内に半田ボール１を供給するようになっているが、ボールカップ５０とは別に設けてもよく、更に、ボールカップ５０の外側のボール配列マスク３上に半田ボール１を一旦供給し、その半田ボール１をボール吸着体５２で吸着しながらボールカップ５０を移動することにより半田ボール１を搭載位置に供給することも可能である。

逸脱ボール除去装置７の第１実施例は、図４に示されるように、ボール配列マスク３下面に沿って移動し、ボールカップ５０から逸脱しボール配列マスク３下面に付着した逸脱半田ボール１Ａ（図７Ａに示される）及び半田ボールの一部を挿入孔３１より突出させた逸脱半田ボール１Ａ（図７Ｂに示される）を、外周面に付着する第１回転ローラ１９と、第１回転ローラ１９に付着した逸脱半田ボール１Ａを外周面に付着させて除去する第２回転ローラ２０と、両ローラ１９，２０を昇降させるエアシリンダ２１と、ボール配列マスク３下面に沿って移動する移動装置２２よりなる。両ローラ１９，２０の長さは、ボール配列マスク３の挿入孔形成領域より長く形成されている。

第１実施例での第１回転ローラ１９は、逸脱半田ボール１Ａを表面に付着可能な粘着力を有する粘着ゴムなどの弾性部材からなり、押圧されると、突起物があれば窪み、挿入孔３１のような凹部があれば入り込むように変形できるようになっている。第２回転ローラ２０は、第１回転ローラ１９より強力な付着力を有する粘着ゴムなどの弾性部材よりなる。図４に示されるように第１回転ローラ１９は第２回転ローラ２０より上方に配置され、両ローラ１９，２０は接触している。

両ローラ１９，２０の回転は、第１回転ローラ１９が、ボール配列マスク３に接触した状態であれば、ボールカップ５０のＸ軸駆動機構により図４中右方へ移動すると、第１回転ローラ１９は、摩擦力で時計回りに回転する。第１回転ローラ１９の回転力は、接触による摩擦力で第２回転ローラ２０に伝達され、第２回転ローラ２０も回転するようにされている。尚、図４はボール配列マスク３に対して逸脱ボール除去装置７が左方へ除去のため移動する直前の状態を示し、図８はボール配列マスク３上の逸脱半田ボール１Ａを除去するときの状態を示している。

また、第１回転ローラ１９が、図９に示されるように、ボール配列マスク３から半田ボール径未満の距離だけ離しても逸脱ボール除去効果は得られる。このようにボール配列マスク３に接触せずに逸脱半田ボールを付着させる場合には、第２回転ローラ２０に図示されていない駆動モータを接続して回転させるようにする。この場合、第２回転ローラ２０の駆動モータによる回転力が接触による摩擦力で第１回転ローラ１９に伝達され、第１回転ローラ１９も回転させるようにする。逆に第１回転ローラ１９を駆動モータと接続し、第２回転ローラ２０を第１回転ローラ１９に従動させるものであってもよい。

上記の例では、第１回転ローラ１９と駆動モータと接続された第２回転ローラ２０が、接触していることにより第１回転ローラ１９に回転力を付与していたが、第１回転ローラ１９と駆動モータと接続された第２回転ローラ２０を、第１回転ローラ１９に付着した逸脱半田ボール１Ａが第２回転ローラ２０の外周面に接触する程度に離し、両ローラ１９，２０をタイミングベルトなどで連動して、第１回転ローラ１９を回転させるようにしてもよい。尚、第１回転ローラ１９及び第２回転ローラ２０の回転方向は左回りでも右回りでもよい。

また以上の第１実施例では、第１回転ローラ１９が逸脱半田ボール１Ａを付着するのに、第１回転ローラ１９の粘着力を利用しているが、第１回転ローラ１９が、逸脱半田ボール１Ａを付着するためには、エア吸引による吸着力や、静電気の付着力を利用することもできる。

エア吸引による吸着の例としては、第１回転ローラ１９を、中空の軸に連通孔を設け、その外側に連泡スポンジを設けた吸着ローラとすることが考えられる。このとき第２回転ローラ２０は、粘着力を利用したものである。

静電気による付着の例としては、第１回転ローラ１９をシリコンで構成する。逸脱半田ボール１Ａが、シリコン（第１回転ローラ１９）と接触すると静電気が発生し、静電気の付着力で第１回転ローラ１９に付着する。尚、第１回転ローラ１９をシリコンで構成した場合、第２回転ローラ２０を同様のシリコンで構成することはできず、第２回転ローラ２０は、粘着ローラとする。また、第１回転ローラ１９から付着している半田ボールを除去する付着ボール除去手段として、第２回転ローラ２０に換えてスキージで掻き取るようなものでもよい。尚、第２回転ローラ２０に付着している半田ボール１Ａは、第２回転ローラ２０の付着力よりさらに強力な粘着力を有する使い捨ての粘着シート（図示されていない）に押しつけることによって、容易に除去できるようになっている。

以下、実施例の動作について説明する。先ず、基板２が、ボール搭載部に移送される前工程として、フラックス印刷部にて基板２上のボール搭載箇所には予めフラックスが塗布されている。

基板２がボール搭載部に移送されると、図４に示されているように、基板載置ステージ６に基板２が載置され、該基板２上にボール配列マスク３が配置される。尚、実施例ではボール配列マスク３の挿入孔３１の形状によりフラックスがボール配列マスク３に付着しないようにされているので、ボール配列マスク３と基板２は接しているが、図６に示されるように、フラックス付着防止を上下間の間隙で行おうとする場合は両者は接触しない。

次に真空切り換え手段としての電磁開閉弁５７を開いてボールカップ５０内の吸引状態をＯＮにしてから、移動ユニット１０によりボールカップ５０を最初の搭載位置に移動させる。ボールカップ５０内の吸引状態をＯＮにすることによりボールカップ５０とボール配列マスク３との間には図２内の矢印で示される気体流通路が形成される。この吸引力によりボールカップ５０下方に存在する半田ボール１は、浮上しボール吸着体５２に吸着する。この状態が、ボールカップ５０の移動可能状態である。吸引状態がＯＦＦの状態では、ボールカップ５０を移動させない。

ボールカップ５０が、最初の搭載位置に移動した後、電磁開閉弁５７を閉じてボールカップ５０内の吸引状態をＯＦＦにすると共にバイブレータ６１を振動させる。吸引が停止すると、ボールカップ５０は大気開放されるため、図３に示すようにボール吸着体５２に付着していた半田ボール１が落下し、ボール配列マスク３の挿入孔３１に入り込み、基板２に搭載される。

挿入孔３１への半田ボール１の落とし込み、すなわち基板２への搭載を確実なものにするため複数回吸引状態ＯＮ（吸引）とＯＦＦ（停止）を繰り返すと共に、バイブレータ６１は電磁開閉弁５７の開閉に合わせて振動の停止と発生を繰り返す。尚、ボール吸着体５２はボール配列マスク３の上方に配置してあるため、吸着された半田ボール１は位置エネルギを有することになり、半田ボール１がフラックス上に落下したときに電極と密着することになる。

搭載完了後、真空切り換え手段により、ボールカップ５０内の吸引状態をＯＮにし、再度吸引を行う。基板２に搭載された半田ボール１はフラックスと接触して粘着力が生じることにより上昇せず、フラックスに接触していない半田ボール１は吸い上げられ、浮上し、ボール吸着体５２に吸着することになる。

次に、ボールカップ５０は、次の搭載位置に移動し、上述した動作と同様にボール搭載を行い、この動作を順次繰り返すことで全てのボール搭載を行う。全てのボール搭載が完了すると、昇降装置１８によりボールカップ５０が上昇し、基板載置テーブル６が下降する。その際、ボール配列マスク３の挿入孔３１内面やボール配列マスク３下面に逸脱半田ボール１Ａが残存する場合がある。そこで、ボール配列マスク３が被搭載物である基板２から離れた後、エアシリンダ２１が作動し、逸脱ボール除去装置７は、退避位置より、図４に示されるように上昇し、第１回転ローラ１９が、ボール配列マスク３下面に接する。勿論、第２回転ローラ２０に駆動モータが接続されているような場合には、第１回転ローラ１９が、逸脱半田ボール１Ａに接触できる高さまで上昇すれば足りる。上昇は、エアシリンダ２１によって行われる。

この状態で第１実施例の逸脱ボール除去装置７を移動させる。すなわち、移動装置２２よりＸ軸方向（図４中左右方向）に移動する。移動の範囲は、逸脱半田ボール１Ａはボール配列マスク３の挿入孔形成領域から大きく離れた位置に付着することはないことから、第１回転ローラ１９が挿入孔形成領域より少し広い範囲で移動するよう制御されている。この移動によりボール配列マスク３に接していた第１回転ローラ１９は、ボール配列マスク３上を転がりながら移動し、第１回転ローラ１９の外周に逸脱半田ボール１Ａを付着させる。同時に第２回転ローラ２０も摩擦により回転しているので、第１回転ローラ１９に付着した逸脱半田ボール１Ａは、第２回転ローラ２０に接触し、より強い付着力により第２回転ローラ２０に付着する。このようにして、ボール配列マスク３の挿入孔形成領域下面の全面をカバーするように逸脱ボール除去装置７を移動し、逸脱半田ボール１Ａを除去していく。この逸脱ボールの除去は、一枚の基板２へのボール搭載が終了したら、その都度行う。そして、第２回転ローラ２０に溜まった逸脱ボールの除去は、複数回のボール搭載後や品種切換時など適宜な使用間隔で行われる。

以上、逸脱半田ボール１Ａが、ボール配列マスク３下面に付着したり、下面から突出する部分がある場合の逸脱ボール除去装置について説明したが、図７Ｃに示されるように、逸脱半田ボール１Ｂが、ボール配列マスク３下面に突出する部分がなく挿入孔３１内に残存付着した場合、第１実施例での逸脱ボール除去装置７では第１回転ローラ１９の弾性力により、第１回転ローラ１９の表面が変形して、挿入孔３１内に入り込み、逸脱半田ボール１Ｂを付着させ、引き出し除去するのであるが、完全に除去することが難しい。この点を解決するため、第２実施例として図１０乃至図１３に示す逸脱ボール除去装置を、上部逸脱ボール除去装置７Ｂと下部逸脱ボール除去装置７Ａとで構成した。

下部逸脱ボール除去装置７Ａは、第１実施例における逸脱ボール除去装置７と同じであり、上部逸脱ボール除去装置７Ｂも、天地が逆であるが、ほぼ同様の構成となる。下部逸脱ボール除去装置７Ａは、前記第１実施例で説明済みであるので、以下上部逸脱ボール除去装置７Ｂについて説明する。

上部逸脱ボール除去装置７Ｂは、ボール配列マスク３上面に沿って移動し、ボールカップ５０から逸脱した逸脱半田ボール１Ａを外周面に付着する第３回転ローラ２９と、第３回転ローラ２９に付着した逸脱半田ボール１Ａを外周面に付着させて除去する第４回転ローラ３０と、両ローラ２９，３０を昇降させるエアシリンダ９よりなり、ボールカップ５０と一体的に水平方向移動するよう昇降ベース８に取り付けられている。これによりボール配列マスク３は、第１回転ローラ１９と第３回転ローラ２９で挟まれた状態となる。

第３回転ローラ２９の材質は、第１回転ローラ１９と同じであり、第４回転ローラ３０の素材もは、第２回転ローラ２０と同じである。尚、第３回転ローラ２９は第４回転ローラ３０より下方に配置され、両ローラ２９，３０は接触している。

両ローラ２９，３０の回転は、第３回転ローラ２９が、ボール配列マスク３に接触した状態であれば、ボールカップ５０のＹ軸駆動機構により右方へ移動すると、第３回転ローラ２９は、摩擦力で反時計回りに回転する。第３回転ローラ２９の回転力は、接触による摩擦力で第４回転ローラ３０に伝達され、第４回転ローラ３０も回転するようにされている。

また、第３回転ローラ２９が、ボール配列マスク３に接触せずに逸脱半田ボールを付着させる場合には、第４回転ローラ３０に図示されていない駆動モータに接続されて回転する。この場合、第４回転ローラ３０の駆動モータによる回転力が接触による摩擦力で第３回転ローラ２９に伝達され、第３回転ローラ２９も回転させるようにする。逆に第３回転ローラ２９を駆動モータと接続し、第４回転ローラ３０を第３回転ローラ２９に従動させるものであってもよい。

更に、第３回転ローラ２９と駆動モータと接続された第４回転ローラ３０を、第３回転ローラ２９に付着した逸脱半田ボール１Ａが第４回転ローラ３０の外周面に接触する程度に離し、両ローラ２９，３０をタイミングベルトなどで連動して、第３回転ローラ２９を回転させるようにしてもよい。尚、第３回転ローラ２９及び第４回転ローラ３０の回転方向は左回りでも右回りでもよい。また、第３回転ローラ２９が、逸脱半田ボール１Ａを付着するのに、エア吸引による吸着力や、静電気の付着力を利用することができる点も第１実施例と同様である。

以下、第２実施例の動作について説明する。先ず、ボール搭載の完了までの動作は第１実施例において説明した点と同様である。ボール搭載完了時に、ボール配列マスク３の下面などに逸脱半田ボール１Ａ、挿入孔３１内に逸脱半田ボール１Ｂが残存する場合がある。そこで、昇降装置１８によりボールカップ５０が上昇し、基板載置テーブル６が下降し、ボール配列マスク３が、ボールカップ５０や被搭載物である基板２から離れた後、エアシリンダ２１が作動し、第１回転ローラ１９が、ボール配列マスク３下面に接する。上昇は、エアシリンダ２１によって行われる。このとき第３回転ローラも２９も、エアシリンダ９の作動により下降し、ボール配列マスク３上面に接する。

この状態で逸脱ボール除去装置７Ａ，７Ｂを移動する。すなわち、下部逸脱ボール除去装置７Ａは、移動装置２２よりＸ軸方向（図１０中左右方向）に移動する。他方、上部逸脱ボール除去装置７Ｂは、ボールカップ５０のＸ軸駆動装置によりＸ軸方向に移動する。移動の範囲は、第１回転ローラ１９及び第３回転ローラ２９が挿入孔形成領域より少し広い範囲で移動するよう制御されている。

この移動によりボール配列マスク３に接していた第１回転ローラ１９と第３回転ローラ２９は、ボール配列マスク３上面及び下面を転がりながら移動し、両ローラ１９，２９の外周に逸脱半田ボール１Ａを付着させる。同時に第２回転ローラ２０と第４回転ローラ３０も摩擦により回転しており、第１回転ローラ１９及び第３回転ローラ２９に付着した逸脱半田ボール１Ａは、第２回転ローラ２０及び第４回転ローラ３０に接触し、より強い付着力により両ローラ２０、３０に付着する。

このようにして、ボール配列マスク３の挿入孔形成領域下面の全面をカバーするように逸脱ボール除去装置７Ａ、７Ｂを移動し、逸脱半田ボール１Ａを除去していく。尚、第２回転ローラ２０や第３回転ローラ３０に溜まった逸脱半田ボール１Ａは適当な時期に除去される。

尚、図７Ｃに示されるように、逸脱半田ボール１Ｂが、ボール配列マスク３上面及び下面に突出する部分がなく挿入孔３１内に残存付着した場合、第１回転ローラ１９及び第３回転ローラ２９の弾性力により、両ローラ１９，２９の表面が変形して、挿入孔３１内に入り込み、いずれかのローラ１９又は２９が逸脱半田ボール１Ｂを付着させ、引き出し除去する。

更に、第１回転ローラ１９及び第３回転ローラ２９がゴム製で弾力性を有していると、両ローラ１９，２９のいずれかを挿入孔３１の上部に少し食い込ませると、そのローラの当接部分が、挿入孔３１内に押し込まれ、逸脱半田ボール１Ｂを下方又は上方へと押し出し、挿入孔３１上方又は下方に位置する第１回転ローラ１９又は第３回転ローラ２９に付着し、容易に除去することが可能である。

尚、実施例では、ボール挿入手段として、矩形のカップ状のものを利用する場合について説明したが、ボール挿入手段は、半田ボール１を配列マスクの各挿入部に落とし入れることができるものであれば良く、カップ状のボールカップを利用するものに限定はされない。例えば、特許文献１に示されるようなブラシやワイヤなどからなるスキージによるものも含まれる。

実施例にかかるボール搭載部の全体を示す平面説明図 実施例での半田ボールを吸着させた状態のボールカップの説明図 実施例での半田ボールの落下途中の状態を示すボールカップの説明図 逸脱ボール除去装置の第１実施例を示す説明図 半田ボールとボール配列マスクの挿入孔との関係を示す説明図 基板とボール配列マスクとの関係を示す説明図 逸脱ボールの状態を示す説明図で、（Ａ）はボール配列マスク下面に付着した場合、（Ｂ）はボール配列マスク下面側に一部を突出させて挿入孔に付着した場合、（Ｃ）はボール配列マスク下面に突出する部分がなく挿入孔に残存付着した場合を示す。 第１回転ローラとボール配列マスクが接した状態の説明図 第１回転ローラとボール配列マスクが接していない状態の説明図 逸脱ボール除去装置の第２実施例を示す説明図 第２実施例での上部逸脱ボール除去装置を示す説明図 第２実施例の上下逸脱ボール除去装置による付着ボール除去の原理の説明図 第２実施例でのボール配列マスク上下面に突出する部分がなく挿入孔に残存付着したボール除去の説明図

符号の説明

１・・・半田ボール
１Ａ，１Ｂ・・・逸脱半田ボール
２・・・基板
３・・・ボール配列マスク
４・・・半田ボール供給装置
５・・・ボール挿入装置
６・・・基板載置ステージ
７・・・逸脱ボール除去装置
８・・・昇降ベース
９・・・エアシリンダ
１０・・・移動ユニット
１１・・・Ｘ軸ガイド
１２・・・Ｙ軸ガイド
１３，１５，１７・・・駆動モータ
１４，１６・・・ボールねじ
１８・・・昇降装置
１９・・・第１回転ローラ
２０・・・第２回転ローラ
２１・・・エアシリンダ
２２・・・移動装置
２９・・・．第３回転ローラ
３０・・・第４回転ローラ
３１・・・挿入孔
３３・・・型枠
５０・・・ボールカップ
５１・・・開口部
５２・・・ボール吸着体
５３・・・上部空間
５４・・・下部空間
５５・・・吸引通路
５６・・・ボール供給路
５７・・・電磁開閉弁
５８・・・レギュレータ
５９・・・真空源
６０・・・アース
６１・・・バイブレータ

Claims (5)

1. 微小ボールが搭載される被搭載物を支持する被搭載物支持手段と、微小ボールの挿入部が所定の配列パターンに形成された配列マスクと、被搭載物の上方に配列マスクを支持するマスク支持手段と、前記配列マスクの挿入部に微小ボールを落とし入れるボール挿入手段と、を備え、前記被搭載物上に微小ボールを搭載するボール搭載装置において、
   前記配列マスクを被搭載物から離した後、配列マスクの下面に沿って移動して、配列マスクに付着した微小ボールを、外周面に付着可能な第１のローラと、該第１のローラの付着力より強力な粘着力で、前記第１のローラに付着した微小ボールを前記第１のローラから除去する付着ボール除去手段を有することを特徴とするボール搭載装置。
2. 前記第１のローラは、表面に粘着力を有するものである請求項１に記載のボール搭載装置。
3. 前記付着ボール除去手段は、第１のローラの粘着力より強力な粘着力を有する第２のローラである請求項２に記載のボール搭載装置。
4. 微小ボールを外周面に付着可能で、前記配列マスクを挟んで前記第１のローラと共に移動する第３のローラを設けた請求項１から３のいずれかに記載のボール搭載装置。
5. 前記第１のローラは、弾力性を有するものである請求項１から４のいずれかに記載のボール搭載装置。

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