JP6364072B2 - 接続材料堆積物を個々に供給するための装置 - Google Patents

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Description

本発明は、はんだ材料堆積物、特にはんだボールを個々に供給するための装置に関し、当該装置は、はんだ材料貯蔵部から供給装置の方にはんだ材料堆積物を個々に運搬するための運搬装置を備え、当該運搬装置は、搬送ホルダを有し、当該搬送ホルダは、通路孔として形成され、搬送ホルダの各々は、はんだ材料堆積物がはんだ材料貯蔵部から受取られる受取位置から、はんだ材料堆積物が圧力ガスにさらされる移送位置に移動可能であり、はんだ材料堆積物は、移送位置から供給位置における供給装置に移送される。
序文に記載されている種類の装置は、DE 195 41 996 A1から公知である。上記装置は、優れていることが長年にわたって実際に実証されており、通常はエラーの無い動作を可能にする。はんだ材料貯蔵部から運搬装置に移送されるはんだ材料堆積物と搬送ホルダとの間での装置内で起こる相対的な動きのために、はんだ材料は、運搬装置に堆積され得て、材料は、特に通路孔の端縁に蓄積し得る。上記材料の蓄積は、特に装置のメンテナンスが不十分である場合には、運搬装置の搬送ホルダに配置されるはんだ材料堆積物がときとして移送位置から供給位置に移送されずに搬送ホルダにはまり込んだままになるという結果を有する場合がある。原理的に、運搬装置と装置ハウジングとの間の許容差の調整が不正確であることによりメンテナンスプロセス後の装置の組立てが不適切であるために、はんだ材料堆積物が運搬装置の搬送ホルダに受取られている際に個々のはんだ材料堆積物がせん断され、その結果、はんだ材料堆積物またははんだ材料堆積物の一部が、くさび状の態様で搬送ホルダに受取られ、結果として、圧力ガスの供給によって供給装置に移送するための移送位置における搬送ホルダからはんだ材料堆積物またははんだ材料堆積物の一部を完全には除去することができない、ということもあり得る。
圧力ガスの供給によって搬送ホルダから完全には除去することができないはんだ材料が検出された場合に、運搬装置が1目盛りだけ、すなわち後続の搬送ホルダに移動し、その結果、供給不可能な接続材料堆積物の代わりに後続のはんだ材料堆積物を供給装置に移送するように、クロック制御された態様で装置、特に装置の運搬装置を駆動することができる。しかし、これは不利である。なぜなら、一方では運搬装置の能力を十分に使用することができないからであり、他方では欠陥のあるはんだ材料堆積物を離すために運搬装置が必要とするサイクル時間に基づいて時間のロスが生じるからである。
圧力ガスを供給することによって搬送ホルダから除去することができないこの種の欠陥のあるはんだ材料堆積物は、装置の動作中にそれらの数が、装置を効果的に動作させることを不可能にする規模に達する場合には、当然のことながら特にマイナスの影響がある。そして、装置の一般的な操作性にいずれにしても必要なメンテナンスのために、遅くとも装置を分解および点検することもしなければならず、これは対応する生産休止期間を伴う。
したがって、本発明の目的は、メンテナンス努力を全体的に減少させることができるように公知の装置を向上させることである。
この目的は、請求項1の特徴を示す装置によって達成される。
本発明に係る装置では、除去位置に配置された搬送ホルダからはんだ材料堆積物を除去するための除去装置が、運搬方向における移送位置の下流の除去位置に設けられ、当該除去装置は、除去機能を起動するための検出器装置に接続され、上記検出器装置は、移送位置における搬送ホルダの状態を確認する。
搬送ホルダの欠陥状態を検出した後、すなわち移送位置に配置された搬送ホルダが圧力にさらされた後に搬送ホルダ内にはんだ材料堆積物またははんだ材料堆積物の一部を検出した後に、本発明に係る装置は、運搬装置を洗浄または点検するための必要条件として装置を分解する必要なしに、装置上で実現される除去装置によってはんだ材料堆積物を搬送ホルダから除去することを可能にする。その代わりに、搬送ホルダの状態は、動作中に移送位置において、すなわちインサイチュで確認されてもよく、搬送ホルダからのはんだ材料堆積物の除去も、搬送ホルダの閉塞を検出した後に除去位置においてインサイチュで行われてもよい。
検出器装置が、搬送ホルダと供給装置の供給ノズルにおける供給開口との間の供給装置におけるガス圧力を測定する圧力センサを有していれば、特に有利である。これにより、はんだ材料堆積物が供給開口に位置する供給位置においてはんだ材料堆積物をレーザ処理するためにも、除去装置の動作に別のセンサを必要としないように搬送ホルダの状態を確認するためにも、同一の圧力センサを使用することができるようになる。
除去装置が、除去位置に配置された搬送ホルダと除去ダクトのダクト端とを同軸配置するための除去ダクトと、除去ダクトに負圧を供給するための負圧接続部と、搬送ホルダに配置された接続材料堆積物の処理に使用されるエネルギ源に接続するための連結装置とを有していれば、特に有利である。このように、搬送ホルダに配置されたはんだ材料堆積物をエネルギによって処理してはんだ材料堆積物を溶融すること、および、搬送ホルダに配置されたはんだ材料堆積物を負圧によって処理して溶融したはんだ材料堆積物を搬送ホルダから除去することは、同一の除去ダクトを介して行われることができる。
好ましくは、除去ダクトは、除去装置の接続部品において実現され、上記接続部品は、除去位置に配置された搬送ホルダと同軸に除去ダクトが配置されるように除去装置を装置ハウジングに取外し可能に機械的に接続することを可能にする。このように、除去装置のモジュール設計が可能であり、除去装置は、モジュールとして装置に追加可能であり、必ずしも装置内で一体的に実現されない。したがって、はんだ材料堆積物を個々に供給するための装置のオペレータは、必要に応じて、標準的なまたは既製の装置を除去装置に後付けすることができる。
連結装置が、エネルギ源に接続するために使用されるだけでなく、同時に除去ダクトに負圧を供給するための負圧接続部も形成するように実現されれば、特に有利である。
搬送ホルダから除去するためのはんだ材料堆積物のエネルギ処理は、以下の場合に特に効果的な態様で実現されることができる。すなわち、連結装置が、レーザ光線を発するレーザ源に除去装置を連結することを可能にし、後に負圧を供給することによって搬送ホルダから除去され得る搬送ホルダ内のはんだ材料堆積物の迅速な加熱および液化を可能にする場合である。
さらに、連結装置は、一般に、供給装置におけるはんだ材料堆積物を処理するのに役立つレーザ光線を発する別のレーザ源から独立して、エネルギ源、または特にレーザ光線を発するレーザ源を除去装置に接続することを可能にする。したがって、供給装置と並行して除去装置を動作させることが可能である。
好ましくは、連結装置は、レーザ源との非接触連結が可能になり、その結果、例えばはんだ材料堆積物を個々に供給するための装置の分解またはメンテナンスの場合に、レーザ源を装置から手動で切り離すこと、すなわち接続装置を取外すことが不要になるように実現される。
しかし、代替的に、連結装置が、レーザ源のレーザ光線を伝える光ファイバのための接続装置として実現されることもあり得る。
以下の説明において、図面を参照して装置の好ましい実施例をより詳細に説明する。
はんだ材料堆積物を個々に供給するための装置の等角図である。 図1に示される装置の断面図である。 図2に示される装置の運搬装置の上面図である。 図1および図2に示される装置の装置ハウジングの上面図である。 図1に示される装置の除去装置の断面図である。 図5に示される除去装置の等角図である。
図1および図2には、はんだ材料堆積物11を個々に供給するための装置10が示されており、この場合のはんだ材料堆積物11は、装置ハウジング15の上方ハウジング部14の最上部側13に配置されるはんだ材料貯蔵部12に提供のために保持されるはんだ材料ボールとして実現される。上方ハウジング部14には、はんだ材料ダクト17が接続開口16(図4)の下方に形成されており、上記はんだ材料ダクト17は、はんだ材料堆積物11が、図1に示されるように、はんだ材料貯蔵部12から、運搬装置19の通路孔として形成された搬送ホルダ18(図3)に移動することを可能にし、当該運搬装置19は、円形の運搬円盤として形成され、上方ハウジング部14と下方ハウジング部20との間で円形の運搬空間21に受けられている。円形の運搬空間21を形成するために、上方ハウジング部14と下方ハウジング部20との間に運搬装置19に対して同心円状にハウジングリング22が配置されている。
上方ハウジング部14には、運搬シャフト24が位置しており、当該運搬シャフト24は、その入力端23においてモータ駆動装置(図示せず)と連結されることができ、駆動ピン26を介して回転軸28を中心に運搬装置19を回転駆動することを可能にし、当該駆動ピン26は、運搬シャフト24の出力端25に配置され、図3に示される運搬装置19の係合開口27に係合する。
図3が示しているように、運搬装置19の運搬円周29上に等距離に配置される搬送ホルダ18に加えて、運搬装置19は、制御円周30を有し、当該制御円周30は、この場合には運搬円周29内に同心円状に配置され、いずれの場合にも搬送ホルダ18と共通の径方向軸50上に制御ボア31を有している。上記制御ボア31は、装置ハウジング15に配置された光バリア装置(図示せず)と相互作用し、回転軸28を中心とした運搬装置19のクロック制御された円形の運搬運動の制御を可能にし、当該運搬運動は、運搬装置19の運搬方向32において、搬送ホルダ18が、運搬方向32における運搬円周29の目盛りtだけ毎回、はんだ材料貯蔵部12に接続されたはんだ材料ダクト17の下方の受取位置P1から前方に移動されて移送位置P2に到達するようなものであり、当該移送位置P2では、搬送ホルダ18は、供給ダクト41に対して同軸または面一の配置で位置し、当該供給ダクト41は、下方ハウジング部20に形成され、移送位置P2から供給装置33まで延在して、供給装置33の供給ダクト35における排出端34で終端している。
供給装置33は、その下端に供給ノズル36を有しており、当該供給ノズル36は、交換可能な態様で下方ハウジング部20上に配置され、供給開口37を備えており、当該供給開口37は、この場合、移送位置P2から供給ノズル36に移送されたはんだ材料堆積物11が供給位置P3における供給開口37の開口端縁に載るようになるようにはんだ材料堆積物11の直径よりも小さな直径を有する。この場合、供給ノズル36は、キャップナット62によって下方ハウジング部20にねじ留めされており、供給ノズル36と下方ハウジング部20との接続は、下方ハウジング部20に対して封止されるようにシール58を備えている。
装置10の上方ハウジング部14内に配置された連結装置38は、供給ダクト35の上端に位置し、上記連結装置38は、この場合、上方ハウジング部14の最上部側13に透明な連結面39を備えている。当該連結面39によって、供給位置P3に配置されたはんだ材料堆積物11は、レーザ源(図示せず)が発するレーザ光線40で処理されることができる。
連結装置38は、スリーブの形状に形成され、下方ハウジング部20に突き出る、下端に形成されるシール57によって下方ハウジング部20に対して封止され、上記シールは、ここではOリングとして実現される。さらに、連結装置38の下端は、最上部において圧力室61を制限する透明な気密カバー60を備え、上記圧力室61は、供給開口37の上方の供給ダクト35において実現される。
はんだ材料堆積物11のレーザ処理の結果、はんだ材料堆積物11は少なくとも部分的に溶融し、その結果、供給ダクト35において終端する供給ダクト41を介してはんだ材料堆積物11に圧力ガスを供給することによって、供給ノズル36の供給開口37を通してはんだ材料堆積物11を出すことができ、基板52の接触面51に対して供給することができる。
圧力ガスを供給するために、上方ハウジング部14は、図1および図4に示される圧力ガス接続部42を備え、当該圧力ガス接続部42は、下方ハウジング部20に形成された供給ダクト41の上端の反対側の移送位置P2の上方の、上方ハウジング部14に形成されたはんだ材料堆積物受取空間53に圧力ガスダクト43を介して接続されている。はんだ材料堆積物受取空間53に配置されたはんだ材料堆積物11に圧力ガスを供給することによって、はんだ材料堆積物11は、供給ノズルの供給開口37における供給位置P3に移送され、また、供給位置P3に配置されたはんだ材料堆積物11のレーザ処理が、圧力センサ44によって間接的に起動される。この目的のために、供給開口37と連結装置38のカバー60との間の供給装置33の供給ダクト35に規定される圧力室61に、圧力ボア45を介して圧力センサ44が接続されている。圧力センサ44は、供給位置P3に配置されたはんだ材料堆積物11によって供給開口37が閉鎖される際に生じる、圧力室61に形成される過剰な圧力を検出する。これは、圧力センサ44によって制御されることで、はんだ材料堆積物11が供給位置P3に位置する場合にのみレーザ処理が起動されることを意味する。
この場合、圧力センサ44は、供給位置P3に位置するはんだ材料堆積物11のレーザ処理を起動するために使用されるだけでなく、除去装置46を起動または作動させるためにも使用され、当該除去装置46は、特に図1、図4、図5および図6の組み合わせ図から分かるように、除去装置46の除去ダクト47が、除去位置P4に配置される運搬装置19の搬送ホルダ18と同軸または面一の配置で位置するように装置10の上方ハウジング部14上に接続部品54を備えている。除去ダクト47のダクト端48は、搬送ホルダ18の真上に配置される。除去ダクト47の上端に、除去装置46は連結装置49を有しており、当該連結装置49は、この場合、負圧装置(図示せず)の接続およびレーザ光線を除去ダクト47に導入する光ファイバ(図示せず)の接続のために使用される。
除去装置46は、移送位置P2に配置されたはんだ材料堆積物11に圧力ガスを供給し
た後に圧力センサ44が規定の高さの圧力上昇を検出しない場合に、圧力センサ44によ
って起動または作動され、上記規定の高さの圧力上昇は、以前に移送位置P2に配置され
ていたはんだ材料堆積物11が、供給位置P3に到達し、供給ノズル36の供給開口37
を閉塞している場合によくみられる。上記圧力上昇が検出されなければ、これは、移送位
置P2における搬送ホルダ18に受取られたはんだ材料堆積物11が全くまたは完全には
搬送ホルダ18から離れていないことを示唆し、搬送ホルダ18がはんだ材料堆積物11
によってまたははんだ材料堆積物11の一部によって閉塞されており、はんだ材料堆積物
11を供給位置P3に移送できないことを意味する。
この判断を考慮して、運搬装置19は、ここで、1目盛りtだけさらにクロック制御され、その結果、別のはんだ材料堆積物11が供給され得る。運搬方向32への運搬装置19のクロッキングが継続することにより、はんだ材料堆積物11によって閉塞されている搬送ホルダ18は、最終的に、規定の数のサイクルステップの後に除去装置46の下方の除去位置P4に到達し、その結果、搬送ホルダ18の閉塞が圧力センサ44によって検出されて規定の数のサイクルが完了した後に、除去装置46を作動させることができ、搬送ホルダ18を閉塞しているはんだ材料堆積物11は、連結装置49を介してレーザ光線55で処理され、結果として、はんだ材料堆積物11を溶融する。同時にまたは直後に、溶融したはんだ材料堆積物11は、負圧56にさらされ、その結果、はんだ材料堆積物11は、搬送ホルダ18から除去され、当該搬送ホルダ18は、受取位置P1に戻された後にはんだ材料貯蔵部12からはんだ材料堆積物11を受取るために再び利用可能である。

Claims (6)

  1. はんだ材料堆積物(11)、特にはんだボールを個々に供給するための装置(10)であって、はんだ材料貯蔵部から供給装置(33)の方に前記はんだ材料堆積物を個々に運搬するための運搬装置(19)を備え、前記運搬装置は、搬送ホルダ(18)を有し、前記搬送ホルダは、通路孔として形成され、前記搬送ホルダの各々は、はんだ材料堆積物が前記はんだ材料貯蔵部から受取られる受取位置P1から、前記はんだ材料堆積物が圧力ガスにさらされる移送位置P2に移動可能であり、前記はんだ材料堆積物は、前記移送位置から供給位置P3における前記供給装置に移送され、
    除去位置P4に配置された搬送ホルダからはんだ材料堆積物を除去するための除去装置(46)が、運搬方向(32)における前記移送位置の下流に配置され、前記除去装置は、除去機能を起動するための検出器装置に接続され、前記検出器装置は、前記移送位置における前記搬送ホルダの状態を確認するものであり、
    前記除去装置(46)は、前記除去位置P4に配置された搬送ホルダ(18)と除去ダクトのダクト端(48)とを同軸配置するための除去ダクト(47)と、前記除去ダクトを負圧(55)にさらすための負圧接続部と、前記搬送ホルダに配置されたはんだ材料堆積物(11)の処理に使用されるエネルギ源に接続するための連結装置(49)とを有することを特徴とする、装置。
  2. 前記検出器装置は、前記移送位置P2に配置された前記搬送ホルダ(18)と供給ノズル(36)における供給開口(37)との間の前記供給装置(33)におけるガス圧力を測定する圧力センサ(44)を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  3. 前記除去ダクト(47)は、前記除去装置(46)の接続部品(54)において実現され、前記接続部品は、前記除去位置P4に配置された搬送ホルダ(18)と同軸に前記除去ダクトが配置されるように前記除去装置を前記装置(10)の装置ハウジング(15)に取外し可能に機械的に接続することを可能にすることを特徴とする、請求項に記載の装置。
  4. 前記連結装置(49)は、レーザ光線(56)を発するレーザ源に前記除去装置(46)を連結することを可能にすることを特徴とする、請求項に記載の装置。
  5. 前記連結装置(49)は、前記レーザ源への非接触連結を可能にすることを特徴とする、請求項に記載の装置。
  6. 前記連結装置(49)は、前記レーザ源のレーザ光線を伝える光ファイバのための接続装置として実現されることを特徴とする、請求項に記載の装置。
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