JP5743736B2 - 球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、球状体を吸着する球状体吸着ヘッド、その球状体吸着ヘッドを備えて球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載装置、および球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法に関するものである。

この種の球状体吸着ヘッドとして、特許第３２２８１３１号公報に開示された導電性ボールの搭載装置に備えられている搭載ヘッドが知られている。この搭載ヘッドは、本体、多孔質体および穴開きプレートを備えて構成されている。この場合、本体の下面側には、下部が開口した真空吸引空間が形成されている。また、多孔質体は、板状に構成され、本体に形成されている真空吸引空間の開口部を閉塞すると共に、多孔質体の下面と本体の底面とがフラットとなるように本体にはめ込まれて固定されている。また、穴開きプレートは、一端部が本体の底面に固定されると共に、他端部がノブ付きのねじに連結され、ノブを回転させることによってテンションが加えられた状態で、多孔質体の下面および本体の下面に沿って本体に装着されている。

特許第３２２８１３１号公報（第２−３頁、第２図）

ところが、上記の搭載ヘッドには、以下の問題点がある。すなわち、この搭載ヘッドでは、導電性ボールが吸着される多孔質体の下面と本体の底面とがフラットな状態に構成されている。つまり、この搭載ヘッドでは、導電性ボールが吸着される多孔質体の下面の周囲に、その下面と面一の本体の底面が存在している。このため、この搭載ヘッドには、例えば、搭載対象としての基板の端子の近傍に電子部品などの突起物が配設されているときには、本体の底面がその突起物に接触して導電性ボールの搭載が困難となるおそれがあるという問題点が存在する。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、搭載対象体の近傍に突起物が存在する場合においても、搭載対象体に球状体を確実に搭載させ得る球状体吸着ヘッドおよび球状体搭載装置、並びにその球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の球状体吸着ヘッドは、開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備え、前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドであって、前記本体部の内側から外側に向けて前記多孔質体を押圧する押圧部と、前記押圧部と前記多孔質体との間に配設された板体とを備え、前記整列シートは、前記一面における前記開口部の縁部に固定され、前記押圧部は、前記板体を介して前記多孔質体を押圧し、前記多孔質体は、前記外面が前記一面よりも前記外側に位置するように前記押圧部の押圧力によって当該外側に突出させられている。

また、請求項２記載の球状体吸着ヘッドは、開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備え、前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドであって、前記本体部の内側から外側に向けて前記多孔質体を押圧する押圧部と、前記多孔質体の各側面と前記開口部の内周面との間の各離間距離が均一となるように調整可能な調整部とを備え、前記整列シートは、前記一面における前記開口部の縁部に固定され、前記多孔質体は、前記外面が前記一面よりも前記外側に位置するように前記押圧部の押圧力によって当該外側に突出させられている。

また、請求項３記載の球状体搭載装置は、請求項１または２記載の球状体吸着ヘッドと、前記球状体を吸着させる吸着位置に前記球状体吸着ヘッドを搬送すると共に前記球状体を吸着している前記球状体吸着ヘッドを搭載対象体の配置位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する。

また、請求項４記載の球状体吸着ヘッド製造方法は、開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備えて前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法であって、前記一面における前記開口部の縁部に前記整列シートを固定し、前記開口部にはめ込んだ前記多孔質体を前記本体部の内側から外側に向けて板体を介して押圧し、前記外面が前記一面よりも外側に位置するように前記多孔質体を当該外側に突出させて製造する。

また、請求項５記載の球状体吸着ヘッド製造方法は、開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備えて前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法であって、前記一面における前記開口部の縁部に前記整列シートを固定し、前記開口部にはめ込んだ前記多孔質体の各側面と当該開口部の内周面との間の各離間距離が均一となるように調整しつつ当該多孔質体を前記本体部の内側から外側に向けて押圧し、前記外面が前記一面よりも外側に位置するように前記多孔質体を当該外側に突出させて製造する。

また、請求項６記載の球状体吸着ヘッド製造方法は、請求項４または５記載の球状体吸着ヘッド製造方法において、前記一面側に配設する以前の状態における前記挿通孔の配列位置が前記外側に突出させる状態における前記整列シートの伸びに相当する分だけ前記球状体を搭載する搭載対象体の配列位置を縮小した位置に規定されている当該整列シートを用いる。

請求項１記載の球状体吸着ヘッド、請求項３記載の球状体搭載装置、および請求項４記載の球状体吸着ヘッド製造方法では、本体部の一面における開口部の縁部に整列シートを固定し、開口部にはめ込んだ多孔質体を本体部の内側から外側に向けて押圧して、外面が一面よりも外側に位置するように多孔質体を外側に突出させて球状体吸着ヘッドが製造されている。このため、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、例えば、搭載対象体の近傍に突起物が配設されている場合においても、その突起物と球状体吸着ヘッドとの接触を回避しつつ、球状体吸着ヘッドに吸着されている球状体の先端部を搭載対象体に十分に近接させることができる結果、このような搭載対象体に対して球状体を確実に搭載することができる。また、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、押圧部を用いて多孔質体を押圧するだけで、多孔質体を外側に容易に突出させることができる。また、この球状体吸着ヘッド製造方法では、押圧部による押圧力を調整するだけで、多孔質体の突出量を容易に変更することができる。したがって、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、球状体吸着ヘッドを容易に製造することができる結果、球状体吸着ヘッドの製造コストを十分に低減することができる。

また、この球状体吸着ヘッド、この球状体搭載装置、およびこの球状体吸着ヘッド製造方法によれば、押圧部と多孔質体との間に配設した板体を介して多孔質体を押圧することにより、押圧部による押圧力を分散させて多孔質体に加えることができる。このため、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、多孔質体が強度の低い材料で形成されている場合においても、多孔質体を破損させることなく確実に外側に突出させることができる。

また、請求項２記載の球状体吸着ヘッド、請求項３記載の球状体搭載装置、および請求項５記載の球状体吸着ヘッド製造方法では、本体部の一面における開口部の縁部に整列シートを固定し、開口部にはめ込んだ多孔質体を本体部の内側から外側に向けて押圧して、外面が一面よりも外側に位置するように多孔質体を外側に突出させて球状体吸着ヘッドが製造されている。このため、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、例えば、搭載対象体の近傍に突起物が配設されている場合においても、その突起物と球状体吸着ヘッドとの接触を回避しつつ、球状体吸着ヘッドに吸着されている球状体の先端部を搭載対象体に十分に近接させることができる結果、このような搭載対象体に対して球状体を確実に搭載することができる。また、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、押圧部を用いて多孔質体を押圧するだけで、多孔質体を外側に容易に突出させることができる。また、この球状体吸着ヘッド製造方法では、押圧部による押圧力を調整するだけで、多孔質体の突出量を容易に変更することができる。したがって、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、球状体吸着ヘッドを容易に製造することができる結果、球状体吸着ヘッドの製造コストを十分に低減することができる。また、この球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法では、多孔質体の各側面と開口部の内周面との間の各離間距離が均一となるように調整しつつ多孔質体を押圧する。この場合、多孔質体の側面と開口部の内周面との間の各離間距離が均一（一定）であるときには、多孔質体の側面（開口部の内周面）におけるどの位置においても、多孔質体の突出に伴う整列シートの伸びの量がほぼ均一となる。この結果、多孔質体の側面（開口部の内周面）におけるどの位置においても、伸びによる張力が均一となるため、張力が不均一になることに起因する多孔質体の傾きを確実に防止して水平状態に維持することができる。

また、請求項６記載の球状体吸着ヘッド製造方法によれば、本体部の一面側に配設する以前の状態における挿通孔の配列位置が外側に突出させる状態における整列シートの伸びに相当する分だけ搭載対象体の配列位置を縮小した位置に規定されている整列シートを用いることにより、多孔質体の突出によって整列シートが伸びたときの各挿通孔の配列位置と搭載対象の配列位置とを確実に一致せることができるため、挿通孔によって整列させた状態で球状体吸着ヘッドに吸着させた球状体を搭載対象体に確実に搭載することができる。

半田ボール搭載装置１の構成を示す構成図である。 吸着ヘッド１１の構成を示す斜視図である。 図２における面Ａで切断した吸着ヘッド１１の断面図である。 半田ボール３００の直径Ｌ１、挿通孔５１の直径Ｌ２、規制用プレート６１の厚みＬ３、および挿通孔６２の直径Ｌ４の関係を説明する説明図である。 吸着ヘッド１１の分解斜視図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第１の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第２の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第３の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第４の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第５の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第６の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第７の説明図である。 吸着ヘッド１１の製造方法を説明する第８の説明図である。 半田ボール３００の搭載工程を説明する第１の説明図である。 半田ボール３００の搭載工程を説明する第２の説明図である。 半田ボール３００の搭載工程を説明する第３の説明図である。 半田ボール３００の搭載工程を説明する第４の説明図である。

以下、球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、図１に示す半田ボール搭載装置１の構成について説明する。半田ボール搭載装置１は、球状体搭載装置の一例であって、同図に示すように、吸着ヘッド１１、吸引機構１２、収容容器１３、搬送装置１４および制御部１５を備え、球状体の一例としての微小な球状粒体である半田ボール（マイクロボール）３００（図４参照）を搭載対象体としての基板４００の端子４０１に搭載可能に構成されている。この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（同図参照）が８０μｍ程度の球状に構成されている。また、半田ボール３００は、半田ボール搭載装置１によって基板４００の端子４０１に搭載された後に加熱溶融されることにより、基板４００上にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を構成する。

吸着ヘッド１１は、後述する製造方法（球状体吸着ヘッド製造方法）によって製造される球状体吸着ヘッドの一例であって、図２，３に示すように、全体として直方体状に形成され、半田ボール３００を吸着可能に構成されている。具体的には、吸着ヘッド１１は、図３，５に示すように、本体部２１、多孔質体２２、押圧板（板体）２３、固定部材２４、整列シート２５、押圧ねじ２６および板材２７を備えて構成されている。

本体部２１は、一例として、金属で形成され、図３，５に示すように、４つの側壁部３１ａ〜３１ｄ（以下、区別しないときには「側壁部３１」ともいう）有する全体として直方体状に構成されている。また、本体部２１には、下面（一面）２１ａから上面２１ｂに連通する開口部２１ｃが形成されている。この場合、開口部２１ｃは、図９に示すように、下面２１ａ側において、多孔質体２２をはめ込み可能でかつ多孔質体２２の各側面４３と開口部２１ｃの内周面３２との間に僅かな（一例として、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）隙間が生じるようにその大きさが規定されている。

また、図３，５に示すように、本体部２１を構成する４つの側壁部３１のうちの１つの側壁部３１ａには、固定部材２４がはめ込まれる段部３３が形成されている。また、この段部３３の上面には、固定ねじ２４ａをねじ込ませるねじ穴３３ａが形成されている。また、側壁部３１ａに対向する側壁部３１ｂにおける上面２１ｂ側の端部には、開口部２１ｃの中心部側に突出する突出部３４が形成されている。また、この突出部３４には、押圧部として機能する押圧ねじ２６をねじ込ませるねじ孔３４ａが複数（一例として２つ）形成されている。

多孔質体２２は、一例として、連続気泡構造のセラミックスで形成され、図５に示すように、長方形の板状に構成されている。また、多孔質体２２は、図３に示すように、本体部２１に形成されている開口部２１ｃの下面２１ａ側にはめ込まれている。また、多孔質体２２は、外面４１が本体部２１の下面２１ａよりも外側（同図における下側）に位置するように、押圧ねじ２６の押圧力によって外側に突出させられて、押圧ねじ２６の押圧力および整列シート２５の張力によってその状態（外側に突出した状態）に保持されている。また、多孔質体２２の各側面４３（図９参照）と開口部２１ｃの内周面３２（同図参照）との間の隙間には、調整部に相当する同じ厚みの板材２７が挿入されて、この板材２７によって各側面４３と各内周面３２との間の離間距離が均一となるように調整されている。なお、各種の材料で形成された板状の部材を板材２７として用いることができるが、この例では、金属で形成された板状の部材（具体的には、シックネスゲージ用の部材）を板材２７として用いている。

押圧板２３は、一例として、金属で形成され、図５に示すように、多孔質体２２と同程度の大きさの長方形の板状に構成されている。この押圧板２３は、図３に示すように、押圧ねじ２６と多孔質体２２との間に配設されて、押圧ねじ２６による押圧力を分散させることによって多孔質体２２の破損を防止する機能を有している。また、押圧板２３の下面側の中央部には、凹部２３ａが形成されている。さらに、押圧板２３には、凹部２３ａに連通する排気孔２３ｂが形成されている。

固定部材２４は、一例として、金属で形成されて、図５に示すように、本体部２１の段部３３にはめ込み可能な直方体状に構成されている。また、固定部材２４には、本体部２１に固定するための固定ねじ２４ａ（図３参照）を挿通させる複数（一例として３つ）の挿通孔２４ｂ、および押圧ねじ２６をねじ込ませる複数（一例として３つ）のねじ孔２４ｃが形成されている。

整列シート２５は、柔軟性を有する樹脂シート（一例として、ポリエステルで形成されたシート）で構成されている。また、整列シート２５は、図３，５に示すように、本体部２１の開口部２１ｃよりも大きい（この例では、下面２１ａと同じ程度の大きさの）長方形の薄板状に形成されている。また、整列シート２５は、本体部２１の開口部２１ｃにはめ込まれた多孔質体２２の外面４１、および開口部２１ｃ（多孔質体２２と開口部２１ｃの内周面３２（図９参照）との間の隙間）を覆うように本体部２１の下面２１ａ側に配設されている。この場合、整列シート２５は、本体部２１の下面２１ａにおける開口部２１ｃの縁部に接着剤によって接着されて固定されている。

また、整列シート２５には、搭載対象体としての基板４００における端子４０１の配列位置に合わせて半田ボール３００を整列させる機能を有する複数の挿通孔５１が形成されている（図５，６参照）。この場合、図４に示すように、挿通孔５１の直径Ｌ２は、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、８０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、この整列シート２５は、後述する製造方法によって吸着ヘッド１１を製造する際において、多孔質体２２が本体部２１の外側に突出させられるときに、多孔質体２２の外面４１を覆う部分が多孔質体２２と共に外側に突出させられて、この結果、図３に示すように、外面４１を覆う部分がその突出量分だけ伸びることとなる。このため、この整列シート２５では、伸びに起因する挿通孔５１の位置のずれを防止するため、本体部２１の下面２１ａ側に配設する以前の状態における挿通孔５１の配列位置が、外側に突出させる状態における整列シート２５の伸びに相当する分だけ端子４０１の配列位置を縮小した位置に規定されている。

この吸着ヘッド１１では、多孔質体２２の内面４２（図３参照）と押圧板２３の凹部２３ａとによって形成される空間が排気孔２３ｂからの排気によって減圧され、それに伴って多孔質体２２を介して行われる吸気により、多孔質体２２の外面４１側に配設されている整列シート２５における挿通孔５１の形成部位に半田ボール３００を吸着する（この例では、挿通孔５１の縁部に吸着する：図４参照）と共に、上記の空間が常圧に復帰したとき（減圧が解除されたとき）に半田ボール３００の吸着を解除することが可能となっている。

吸引機構１２は、配管を介して吸着ヘッド１１における押圧板２３の排気孔２３ｂに接続された図外の真空ポンプおよび電磁弁等を備えて構成され、制御部１５の制御に従い、多孔質体２２の内面４２と押圧板２３の凹部２３ａとによって形成される空間の空気を排気孔２３ｂから吸引（排気）する。

収容容器１３は、図１４に示すように、半田ボール３００を収容可能に構成されている。また、収容容器１３は、図外の給気機構からの空気の供給によって収容している半田ボール３００を浮遊させることが可能となっている。また、収容容器１３の上部には、吸着ヘッド１１による余剰な半田ボール３００の吸着を規制するための（規制作用を有する）規制用プレート６１が取り付けられている。この場合、規制用プレート６１は、その厚みＬ３（図４参照）が半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、８０μｍ）よりも薄い７５μｍ程度に規定された板状に構成されている。

また、規制用プレート６１には、吸着ヘッド１１における整列シート２５を規制用プレート６１に近接（または、接触）させた状態（図１４参照）において、吸着ヘッド１１における整列シート２５の各挿通孔５１に対向する位置に挿通孔６２が形成されている。この場合、挿通孔６２の直径Ｌ４は、図４に示すように、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、８０μｍ）よりも長く、かつ直径Ｌ１の２倍よりも短い１００μｍ程度となるように形成されている。

搬送装置１４は、制御部１５の制御に従い、収容容器１３の配置位置（吸着位置）、および基板４００の配置位置に吸着ヘッド１１を搬送する。

制御部１５は、半田ボール搭載装置１を構成する各構成要素を制御する。具体的には、制御部１５は、搬送装置１４を制御して吸着ヘッド１１を収容容器１３の配置位置および基板４００の配置位置に搬送させる。また、制御部１５は、吸引機構１２を制御して吸着ヘッド１１の内部空間の空気を吸引させる。

次に、吸着ヘッド１１の製造方法（球状体吸着ヘッド製造方法）について図面を参照して説明する。

この製造方法では、最初に、本体部２１の下面２１ａにおける開口部２１ｃの縁部に整列シート２５を固定する。ここで、この製造方法では、後述するように、多孔質体２２が本体部２１の外側に突出させられるときに、整列シート２５における多孔質体２２の外面４１を覆う部分が多孔質体２２と共に外側に突出させられ、その部分が突出量分だけ伸びることとなる。このため、この製造方法に用いられる整列シート２５では、挿通孔５１の配列位置が、伸びに相当する分（つまり、多孔質体２２の突出量に相当する分）だけ搭載対象体としての端子４０１の配列位置を縮小した位置に規定されている。

整列シート２５の固定に際しては、まず、本体部２１の下面２１ａにおける開口部２１ｃの縁部に接着剤（一例として、フッ素樹脂系の接着剤）を塗布する。次いで、図６，７に示すように、開口部２１ｃを覆うようにして、整列シート２５を下面２１ａに配置（載置）し、続いて、開口部２１ｃの縁部（接着剤の塗布部分）に向けて整列シート２５を押しつけて接着させる。次いで、接着剤が乾燥するまで放置することで、整列シート２５を開口部２１ｃの縁部に固定する。この場合、整列シート２５に張力を加えることにより、弛みの発生を防止する。なお、上記の例では、本体部２１の下面２１ａに接着剤を塗布しているが、整列シート２５の上面（本体部２１の下面２１ａに対向する面）に接着剤を塗布してもよいし、本体部２１の下面２１ａおよび整列シート２５の上面の双方に接着剤を塗布してもよい。

続いて、図８，９に示すように、本体部２１の上面２１ｂ側から開口部２１ｃに多孔質体２２を挿入し、開口部２１ｃの下面２１ａ側に多孔質体２２をはめ込む。次いで、図９に示すように、多孔質体２２の各側面（４つの側面）と開口部２１ｃの内周面３２との間の隙間に同じ厚みの板材２７を挿入する。これにより、各側面４３と内周面３２との間の離間距離が均等となるように調整される。

続いて、図１０，１１に示すように、本体部２１の上面２１ｂ側から開口部２１ｃ内に押圧板２３を傾けた状態で挿入する。その際に、押圧板２３の先端部（図１０において左側の端部）が開口部２１ｃの内周面３２に近づくに連れて、押圧板２３の後端部（図１０において右側の端部）を多孔質体２２に近づけることで、多孔質体２２の上方に配置（載置）する。次いで、図１２に示すように、本体部２１の段部３３に固定部材２４をはめ込む。続いて、固定部材２４の挿通孔２４ｂに固定ねじ２４ａを挿通させて、側壁部３１ａのねじ穴３３ａに固定ねじ２４ａをねじ込むことにより、固定部材２４を側壁部３１ａに固定する。

次いで、図１３に示すように、固定部材２４に形成されているねじ孔２４ｃ、および本体部２１の突出部３４に形成されているねじ孔３４ａに押圧ねじ２６をねじ込む。この際に、押圧ねじ２６のねじ込みによって押圧板２３が本体部２１の内側から外側に向けて押圧されて、押圧板２３が多孔質体２２を外側に向けて押圧する。つまり、押圧部としての押圧ねじ２６は、多孔質体２２との間に配設された押圧板２３を介して多孔質体２２を押圧する。

一方、押圧ねじ２６によって押圧された多孔質体２２は、図３に示すように、整列シート２５の張力に抗して、外面４１が本体部２１の下面２１ａよりも外側に位置するように突出させられる。また、多孔質体２２の突出に伴い、整列シート２５における外面４１を覆う部分が多孔質体２２と共に外側に突出させられる。続いて、予め決められた突出量だけ多孔質体２２が突出した段階で押圧ねじ２６のねじ込み（押圧ねじ２６による押圧）を停止する。

ここで、この状態では、整列シート２５の張力によって多孔質体２２が本体部２１の内側に向けて押圧され、この整列シート２５の張力による押圧力と押圧ねじ２６による押圧力とが釣り合う結果、多孔質体２２が外側に突出した状態に保持される。また、この整列シート２５では、上記したように、伸びの分だけ縮小した位置に挿通孔５１が形成されている。このため、多孔質体２２の突出に伴って整列シート２５が伸びることにより、各挿通孔５１の配列位置（形成位置）と搭載対象の端子４０１の配列位置とが一致する。

以上により、吸着ヘッド１１の製造が完了する。この製造方法では、押圧ねじ２６によって多孔質体２２を押圧するだけで、多孔質体２２の外面４１が本体部２１の下面２１ａよりも外側に位置するように、多孔質体２２を容易に突出させることが可能となっている。また、この製造方法では、押圧力（押圧ねじ２６のねじ込み量）を調整するだけで、多孔質体２２の突出量を容易に変更することができる。

次に、上記のようにして製造された吸着ヘッド１１を備えた半田ボール搭載装置１を用いて半田ボール３００を基板４００の端子４０１に搭載する方法、およびその際の半田ボール搭載装置１の動作について、図面を参照して説明する。

この半田ボール搭載装置１では、開始操作がされたときに、制御部１５が、搬送装置１４を制御して、吸着ヘッド１１を収容容器１３の上方に搬送させ、次いで、図１４に示すように、吸着ヘッド１１における整列シート２５の下面と収容容器１３の規制用プレート６１とが当接（または、近接）するように吸着ヘッド１１を降下させる。続いて、制御部１５は、吸引機構１２を制御して、多孔質体２２の内面４２と押圧板２３の凹部２３ａとによって形成される空間の空気を押圧板２３の排気孔２３ｂから吸引（排気）させる。この際に、その空間が減圧され、これに伴って多孔質体２２内の連続気泡を通って多孔質体２２の外面４１側の空気が吸引（吸気）される。

次いで、制御部１５は、図外の給気機構から収容容器１３内に空気を供給させる。この際に、空気の供給によって収容容器１３に収容されている半田ボール３００が浮遊させられる。また、図１５に示すように、収容容器１３内で浮遊している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の多孔質体２２を介して行われる吸気に伴う吸引力によって多孔質体２２の外面４１側に引き寄せられて、収容容器１３の規制用プレート６１に形成されている挿通孔６２を通って吸着ヘッド１１の整列シート２５における挿通孔５１の形成部位（挿通孔５１の縁部）に吸着される。

また、半田ボール３００が微小なため、半田ボール３００同士が互いに引き合う力が重量に対して相対的に大きく、この結果、図１５に示すように、整列シート２５における挿通孔５１の形成部位に吸着された半田ボール３００（以下、この半田ボール３００を「搭載対象の半田ボール３００」ともいう）に他の半田ボール３００（以下、この半田ボール３００を「余剰の半田ボール３００」ともいう）が付着する。

続いて、制御部１５は、収容容器１３に対する空気の供給を停止させることにより、半田ボール３００の浮遊を停止させる。次いで、制御部１５は、搬送装置１４を制御して、図１６に示すように、吸着ヘッド１１を上方に移動させる。この際に、吸着ヘッド１１の整列シート２５が収容容器１３の規制用プレート６１から離間するため、挿通孔５１の形成部位に吸着されている搭載対象の半田ボール３００と余剰の半田ボール３００との間に介在している規制用プレート６１の規制作用により、余剰の半田ボール３００が搭載対象の半田ボール３００から引き離される結果、同図に示すように、余剰の半田ボール３００が自重によって落下する。

続いて、制御部１５は、搬送装置１４を制御して、基板４００の配置位置の上方に吸着ヘッド１１を移動させ、次いで、図１７に示すように、吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の先端部が基板４００の端子４０１に近接する位置に吸着ヘッド１１を降下させる。

この場合、この吸着ヘッド１１では、多孔質体２２の外面４１が本体部２１の下面２１ａよりも外側に位置するように突出している。このため、図１７に示すように、基板４００に電子部品４０２などの突起物が配設されている場合においても、その突起物と吸着ヘッド１１との接触を回避しつつ、吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の先端部を基板４００の端子４０１に十分に近接させることができる。

続いて、制御部１５は、吸引機構１２を制御して、吸引を停止させる。これにより、吸着ヘッド１１の内部空間が常圧に復帰し（減圧が解除され）、多孔質体２２を介して行われる吸気が停止する結果、吸着ヘッド１１による半田ボール３００の吸着が解除されて、半田ボール３００が端子４０１上に搭載される。

次いで、制御部１５は、搬送装置１４を制御して、吸着ヘッド１１を上方に移動させた後に初期位置に搬送させる。以上により、基板４００の端子４０１への半田ボール３００の搭載が完了する。

このように、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法では、本体部２１の下面２１ａにおける開口部２１ｃの縁部に整列シート２５を固定し、開口部２１ｃにはめ込んだ多孔質体２２を押圧ねじ２６を用いて本体部２１の内側から外側に向けて押圧して、外面４１が下面２１ａよりも外側に位置するように多孔質体２２を外側に突出させる。このため、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、搭載対象体としての基板４００の端子４０１の近傍に電子部品４０２などの突起物が配設されている場合においても、その突起物と吸着ヘッド１１との接触を回避しつつ、吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の先端部を基板４００の端子４０１に十分に近接させることができる結果、このような搭載対象体に対して半田ボール３００を確実に搭載することができる。また、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、押圧部としての押圧ねじ２６を用いて多孔質体２２を押圧するだけで、多孔質体２２を外側に容易に突出させることができる。また、この球状体吸着ヘッド製造方法では、押圧力（押圧ねじ２６のねじ込み量）を調整するだけで、多孔質体２２の突出量を容易に変更することができる。したがって、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、吸着ヘッド１１を容易に製造することができる結果、吸着ヘッド１１の製造コストを十分に低減することができる。

また、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、押圧ねじ２６と多孔質体２２との間に配設した押圧板２３を介して多孔質体２２を押圧することにより、押圧ねじ２６による押圧力を分散させて多孔質体２２に加えることができる。このため、吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、多孔質体２２が強度の低い材料で形成されている場合においても、多孔質体２２を破損させることなく確実に外側に突出させることができる。

また、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法にでは、多孔質体２２の各側面４３と各側面４３にそれぞれ対向する内周面３２との間の各離間距離が均一となるように調整しつつ多孔質体２２を押圧する。この場合、開口部２１ｃの内周面３２と多孔質体２２の側面４３との間の各離間距離が均一（一定）であるときには、多孔質体２２の側面４３（開口部２１ｃの内周面３２）におけるどの位置においても、多孔質体２２の突出に伴う整列シート２５の伸びの量がほぼ均一となる。この結果、多孔質体２２の側面４３（開口部２１ｃの内周面３２）におけるどの位置においても、伸びによる張力が均一となるため、張力が不均一になることに起因する多孔質体２２の傾きを確実に防止して水平状態に維持することができる。

また、この吸着ヘッド１１、半田ボール搭載装置１および球状体吸着ヘッド製造方法によれば、本体部２１の下面２１ａ側に配設する以前の状態における挿通孔５１の配列位置が外側に突出させる状態における整列シート２５の伸びに相当する分だけ端子４０１の配列位置を縮小した位置に規定されている整列シート２５を用いることにより、多孔質体２２の突出によって整列シート２５が伸びたときの各挿通孔５１の配列位置と搭載対象としての各端子４０１の配列位置とを確実に一致せることができるため、挿通孔５１によって整列させた状態で吸着ヘッド１１に吸着させた半田ボール３００を各端子４０１に確実に搭載することができる。

なお、球状体吸着ヘッド、球状体搭載装置および球状体吸着ヘッド製造方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、挿通孔５１が予め（本体部２１への固定に先立って）形成されている整列シート２５を用いる構成および方法について上記したが、挿通孔５１が形成されていない状態の整列シート２５を本体部２１に固定した後に、レーザーやドリルを用いて挿通孔５１を形成する構成および方法や、挿通孔５１が形成されていない状態の整列シート２５を本体部２１に固定して多孔質体２２を突出させた後に、レーザーやドリルを用いて挿通孔５１を形成する構成および方法を採用することもできる。

また、接着剤を用いて整列シート２５を本体部２１に固定する構成および方法について上記したが、ねじを用いて整列シート２５を本体部２１に固定する構成および方法を採用することもできる。また、樹脂シートで構成された整列シート２５を用いる構成および方法について上記したが、金属などの樹脂以外の材料で構成した整列シート２５を用いる構成および方法を採用することもできる。

また、多孔質体２２の側面４３と側壁部３１の内周面３２との間の隙間に調整部として板材２７を挿入することによって多孔質体２２の各側面４３と側壁部３１の内周面３２との間の各離間距離が均一となるように調整する構成および方法について上記したが、例えば、各側壁部３１に横向きのねじ孔を形成し、このねじ孔に調整部としてのねじをねじ込ませて多孔質体２２の各側面４３を押圧することによって側面４３と内周面３２との間の各離間距離を調整する構成および方法を採用することもできる。

また、挿通孔５１の直径Ｌ２が半田ボール３００の直径Ｌ１よりも短く規定され、挿通孔５１の縁部で半田ボール３００を吸着する構成例について上記したが、挿通孔５１の直径Ｌ２を半田ボール３００の直径Ｌ１よりも長く規定して、挿通孔５１内（挿通孔５１の形成部位の他の一例）で半田ボール３００を吸着する構成を採用することもできる。

１ 半田ボール搭載装置
１１ 吸着ヘッド
１４ 搬送装置
２１ 本体部
２１ａ 下面
２１ｃ 開口部
２２ 多孔質体
２３ 押圧板
２５ 整列シート
２６ 押圧ねじ
２７ シックネス材
４１ 外面
５１ 挿通孔
３００ 半田ボール

Claims (6)

1. 開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備え、前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドであって、
   前記本体部の内側から外側に向けて前記多孔質体を押圧する押圧部と、
   前記押圧部と前記多孔質体との間に配設された板体とを備え、
   前記整列シートは、前記一面における前記開口部の縁部に固定され、
   前記押圧部は、前記板体を介して前記多孔質体を押圧し、
   前記多孔質体は、前記外面が前記一面よりも前記外側に位置するように前記押圧部の押圧力によって当該外側に突出させられている球状体吸着ヘッド。
2. 開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備え、前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドであって、
   前記本体部の内側から外側に向けて前記多孔質体を押圧する押圧部と、
   前記多孔質体の各側面と前記開口部の内周面との間の各離間距離が均一となるように調整可能な調整部とを備え、
   前記整列シートは、前記一面における前記開口部の縁部に固定され、
   前記多孔質体は、前記外面が前記一面よりも前記外側に位置するように前記押圧部の押圧力によって当該外側に突出させられている球状体吸着ヘッド。
3. 請求項１または２記載の球状体吸着ヘッドと、前記球状体を吸着させる吸着位置に前記球状体吸着ヘッドを搬送すると共に前記球状体を吸着している前記球状体吸着ヘッドを搭載対象体の配置位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する球状体搭載装置。
4. 開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備えて前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法であって、
   前記一面における前記開口部の縁部に前記整列シートを固定し、
   前記開口部にはめ込んだ前記多孔質体を前記本体部の内側から外側に向けて板体を介して押圧し、前記外面が前記一面よりも外側に位置するように前記多孔質体を当該外側に突出させて製造する球状体吸着ヘッド製造方法。
5. 開口部が形成された本体部と、前記開口部にはめ込まれた板状の多孔質体と、球状体を整列させる挿通孔が形成されて前記開口部および前記多孔質体の外面を覆った状態で前記本体部の一面側に配設された整列シートとを備えて前記多孔質体を介して行われる吸気によって前記挿通孔の形成部位に前記球状体を吸着する球状体吸着ヘッドを製造する球状体吸着ヘッド製造方法であって、
   前記一面における前記開口部の縁部に前記整列シートを固定し、
   前記開口部にはめ込んだ前記多孔質体の各側面と当該開口部の内周面との間の各離間距離が均一となるように調整しつつ当該多孔質体を前記本体部の内側から外側に向けて押圧し、前記外面が前記一面よりも外側に位置するように前記多孔質体を当該外側に突出させて製造する球状体吸着ヘッド製造方法。
6. 前記一面側に配設する以前の状態における前記挿通孔の配列位置が前記外側に突出させる状態における前記整列シートの伸びに相当する分だけ前記球状体を搭載する搭載対象体の配列位置を縮小した位置に規定されている当該整列シートを用いる請求項４または５記載の球状体吸着ヘッド製造方法。

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