JP6804749B2

JP6804749B2 - Ball weighing method, ball weighing device and ball mounting device

Info

Publication number: JP6804749B2
Application number: JP2016125553A
Authority: JP
Inventors: 弘敏本藤; 昭隆山岸
Original assignee: Athlete FA Corp
Current assignee: Athlete FA Corp
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2036-06-24
Also published as: JP2017226006A

Description

本発明は、ボール計量装置、ボール計量方法およびボール搭載装置に関する。 The present invention relates to a ball weighing device, a ball weighing method, and a ball mounting device.

電子部品の電極と回路基板やウエハーなどの電極とを導電性ボールなどの接合材を溶融し、電子部品と回路基板やウエハーなどを接合する実装装置が知られている。このような実装装置では、導電性ボールを正確に計量してボール搭載部に供給することが求められる。たとえば、特許文献１には、導電性ボールを貯留部から計量キャビティに落下させ、計量キャビティに一時貯留された導電性ボールを加圧ガスによってボール搭載装置に供給するボール計量装置が開示されている。また、特許文献２には、ボール容器から第１通路を経て計量キャビティに導電性ボールを落下させて一時貯留し、ボール供給部を１８０度回転させることで計量キャビティに貯留した導電性ボールをボール搭載装置に供給するボール計量装置が開示されている。 A mounting device is known in which a bonding material such as a conductive ball is melted between an electrode of an electronic component and an electrode of a circuit board or a wafer to bond the electronic component to a circuit board or a wafer. In such a mounting device, it is required to accurately weigh the conductive balls and supply them to the ball mounting portion. For example, Patent Document 1 discloses a ball weighing device that drops a conductive ball from a storage portion into a measuring cavity and supplies the conductive ball temporarily stored in the measuring cavity to a ball mounting device by a pressurized gas. .. Further, in Patent Document 2, a conductive ball is dropped from a ball container through a first passage into a measuring cavity and temporarily stored, and the ball supply unit is rotated 180 degrees to store the conductive ball in the measuring cavity. A ball weighing device supplied to the on-board device is disclosed.

また、特許文献３には、実質的に球状でほぼ同じ直径の導電性ボールを筒状部材内に整列させ、排出口側の導電性ボールの排出を禁止する係止部材と、導電性ボールを排出側に押出す押出部材とを備え、係止部材と押出部材とを連動させて導電性ボールを１個ずつ供給するボール供給装置が開示されている。 Further, Patent Document 3 describes a locking member in which conductive balls that are substantially spherical and have substantially the same diameter are arranged in a tubular member and prohibits the discharge of the conductive balls on the discharge port side, and the conductive balls. A ball supply device including an extrusion member for extruding on the discharge side and supplying conductive balls one by one by interlocking the locking member and the extrusion member is disclosed.

特開２０１１−１５１３７４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-151374 特開２００６−１７５４７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-175471 特開２００５−１０３５６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-103561

特許文献１および特許文献２は、ボール（導電性ボール）の供給個数を計量キャビティに貯留されるボールの集合容量を計量するものである。このような計量は、計量キャビティ内においてボールの貯留密度が密であったり疎であったりすることがあり、正確にボール個数として計量することが困難である。また、特許文献１に記載のボールの供給は、計量キャビティ内に移送されたボールを加圧ガスで吹き飛ばしてボール搭載装置に供給するために、ボールが下部流路の途中で詰まったりしてボール計量の精度が安定せず、安定したボール搭載ができないことがある。さらに、加圧ガスを使用していることから、ボールが吹き飛ばされた衝撃で傷がついてしまうことや、ボールが飛散してしまい、清掃に多くの時間がかかったり、異種ボールが混入してしまったりするというような課題がある。 Patent Document 1 and Patent Document 2 measure the number of balls (conductive balls) supplied and the collective capacity of the balls stored in the measuring cavity. In such measurement, the storage density of balls may be dense or sparse in the measurement cavity, and it is difficult to accurately measure the number of balls. Further, in the supply of the ball described in Patent Document 1, the ball transferred into the measuring cavity is blown off by the pressurized gas and supplied to the ball mounting device, so that the ball is clogged in the middle of the lower flow path and the ball is supplied. The accuracy of weighing may not be stable, and stable ball mounting may not be possible. In addition, because it uses pressurized gas, it may be damaged by the impact of the ball being blown off, the ball may scatter, it may take a lot of time to clean, or different types of balls may be mixed in. There is a problem such as chilling out.

また、特許文献３に記載されているボール供給装置では、ボール（導電性ボール）を正確に１個ずつ排出することができるが、ボールの直径が１００μｍ〜１ｍｍ程度の大きさには適用可能であるが、直径が１００μｍ以下のボールへの適用は困難である。また、供給するボールが１万個以上の多数になる場合にはボール排出に時間がかかり、サイクルタイムが著しく増加してしまうという課題を有している。 Further, in the ball supply device described in Patent Document 3, balls (conductive balls) can be ejected one by one accurately, but the ball can be applied to a size of about 100 μm to 1 mm in diameter. However, it is difficult to apply it to a ball having a diameter of 100 μm or less. Further, when the number of balls to be supplied is 10,000 or more, it takes time to eject the balls, which causes a problem that the cycle time is remarkably increased.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記課題の少なくとも一つを解決し、供給するボールの個数を高精度に計量して基板などに供給できるボール計量方法およびボール計量装置、余剰ボールやボール過少が発生しないボール搭載装置を実現しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to solve at least one of the above problems, to measure the number of balls to be supplied with high accuracy, and to supply the balls to a substrate or the like. It is an attempt to realize a weighing method, a ball weighing device, and a ball mounting device that does not cause excess balls or ball shortage.

上記課題を解決するために、本発明のボール計量装置は、ボール貯留部から供給されるボールの総質量をボール計量部で計測し、計測されたボールの総質量と、ボールの１個あたりの平均質量とに基づいてボールの総個数を算出し、一定個数のボールをボール搭載装置に供給し、ボール計量部が、ボール貯留部からボールが供給される第１のボール計量部と、第１のボール計量部から供給されたボールの総質量を計量する第２のボール計量部とを有し、第２のボール計量部が、ボールの質量計測を行う質量測定器を有し、第１のボール計量部が、ボール貯留部から供給されるボールを一旦貯留する一次計量キャビティと、ボール貯留部と一次計量キャビティとを一定時間傾ける駆動部とを有することとする。 In order to solve the above problems, the ball weighing device of the present invention measures the total mass of balls supplied from the ball storage unit by the ball measuring unit, and the total mass of the measured balls and the total mass of each ball are measured. The total number of balls is calculated based on the average mass, a certain number of balls are supplied to the ball mounting device, and the ball measuring unit is a first ball measuring unit and a first ball measuring unit to which the balls are supplied from the ball storage unit. The second ball measuring unit has a second ball measuring unit that measures the total mass of the balls supplied from the ball measuring unit, and the second ball measuring unit has a mass measuring device that measures the mass of the balls. The ball measuring unit has a primary measuring cavity for temporarily storing the balls supplied from the ball storage unit, and a driving unit for tilting the ball storage unit and the primary measuring cavity for a certain period of time .

また、上記発明に加えて、第２のボール計量部は、第１のボール計量部から供給されるボールを一旦貯留する二次計量キャビティと、二次計量キャビティを傾ける駆動部と、を有している、ことが好ましい。 Further, in addition to the above invention, the second ball measuring unit has a secondary measuring cavity for temporarily storing the balls supplied from the first ball measuring unit and a driving unit for tilting the secondary measuring cavity. Is preferable.

また、上記発明に加えて、ボールは、直径が１０μｍ〜８００μｍである導電性ボールであることが好ましい。 Further, in addition to the above invention, the ball is preferably a conductive ball having a diameter of 10 μm to 800 μm.

上記のボール計量装置を用いたボール計量方法であって、（１）ボール貯留部から第１のボール計量部に一定量のボールを供給する工程と、（２）第１のボール計量部から第２のボール計量部にボールを供給する工程と、（３）第２のボール計量部に供給されたボールの総質量を測定し、総質量とボールの１個あたりの平均質量に基づいてボール総個数を算出する工程とを含むこととする。 A ball weighing method using the above-mentioned ball weighing device, wherein (1) a step of supplying a fixed amount of balls from a ball storage unit to a first ball measuring unit, and (2) a first ball measuring unit to a first. The process of supplying balls to the ball measuring unit of 2 and (3) measuring the total mass of the balls supplied to the second ball measuring unit, and based on the total mass and the average mass per ball, the total balls It includes a step of calculating the number.

上記（１）から（３）の工程を複数回繰り返し、ボール搭載装置に供給するボールの累積総個数を算出することが好ましい。 It is preferable to repeat the steps (1) to (3) a plurality of times to calculate the cumulative total number of balls supplied to the ball mounting device.

本発明のボール搭載装置は、上記記載のボール計量装置と、ボールを搭載する所定位置に開口部が設けられたボール配列用マスクと、ボール計量装置から供給されたボールを開口部に振り込むボール振込部とを有することとする。 The ball mounting device of the present invention includes the ball weighing device described above, a ball arrangement mask provided with an opening at a predetermined position for mounting the ball, and a ball transfer in which a ball supplied from the ball weighing device is transferred into the opening. It shall have a part.

本発明の実施の形態に係るボール計量装置を示す側面図である。It is a side view which shows the ball weighing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るボール計量装置を上方から見た平面図である。It is a top view of the ball weighing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るボール計量装置を前方から見た正面図である。It is a front view which looked at the ball weighing apparatus which concerns on embodiment of this invention from the front. 本発明の実施の形態に係るボール計量方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ball weighing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るボール計量方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ball weighing method which concerns on embodiment of this invention. 第１のボール計量部から第２のボール計量部にボールを供給する様子を示す図面である。It is a drawing which shows the state of supplying the ball from the 1st ball measuring part to the 2nd ball measuring part. 第２のボール計量部によるボール３の質量を測定する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the mass of the ball 3 is measured by the 2nd ball measuring part. 第２のボール計量部からボールを、ボール搭載装置５０に向けて排出する（ステップＳ８）工程を示す図である。It is a figure which shows the process of ejecting a ball from a 2nd ball measuring part toward a ball mounting apparatus 50 (step S8). 本発明の実施の形態に係るボール搭載装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the ball mounting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るボール振込部の概略構成を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structure of the ball transfer part which concerns on embodiment of this invention.

（ボール計量装置１の構成）
まず、ボール計量装置１の構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。 (Structure of ball weighing device 1)
First, the configuration of the ball weighing device 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図１は、ボール計量装置１を示す側面図、図２は、ボール計量装置１を上方から見た平面図、図３は、ボール計量装置１を前方側から見た正面図（一部断面で表している）である。なお、図１に示すボール計量装置１は、図示左側を前方、右側を後方、図示上側を上方、下側を下方として説明する。図１〜図３に示すように、ボール計量装置１は、ボール貯留部であるボールタンク２から供給されるボール３の総質量を計測するボール計量部４を有している。ボール３は、直径が１０μｍ〜８００μｍで、ほぼ同じ直径を有する半田ボール、銅などのコアの周りに半田をメッキしたボール、銅ボールなどの導電性ボールである。ボール計量部４は、第１のボール計量部５と、第１のボール計量部５の直下に配設される第２のボール計量部６とから構成されている。 FIG. 1 is a side view showing the ball weighing device 1, FIG. 2 is a plan view of the ball weighing device 1 viewed from above, and FIG. 3 is a front view of the ball weighing device 1 viewed from the front side (partially in cross section). Represents). The ball weighing device 1 shown in FIG. 1 will be described with the left side in the drawing as the front, the right side as the rear, the upper side in the drawing as the upper side, and the lower side as the lower side. As shown in FIGS. 1 to 3, the ball weighing device 1 has a ball weighing unit 4 that measures the total mass of the balls 3 supplied from the ball tank 2 which is a ball storage unit. The ball 3 is a solder ball having a diameter of 10 μm to 800 μm and having substantially the same diameter, a ball in which solder is plated around a core such as copper, and a conductive ball such as a copper ball. The ball measuring unit 4 is composed of a first ball measuring unit 5 and a second ball measuring unit 6 arranged directly below the first ball measuring unit 5.

図１、図２に示すように、ボール計量装置１は、後方側にボールタンク２および第１のボール計量部５を傾ける駆動部７を有している。駆動部７は、第１のボール計量部回転用モータ８を有している。第１のボール計量部回転用モータ８は、モータ軸９が第１ボール計量部５側に延長されていて、第１のボール計量部５側の回転軸１０とフランジ１１によって連結されている。モータ軸９および回転軸１０は、フランジ１１を含んでハウジング１２によって回転可能に支持されている。ハウジング１２は、架台１３上に固定されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ball weighing device 1 has a driving unit 7 that tilts the ball tank 2 and the first ball measuring unit 5 on the rear side. The drive unit 7 has a first ball measuring unit rotation motor 8. In the first ball measuring unit rotating motor 8, the motor shaft 9 is extended to the first ball measuring unit 5 side, and is connected to the rotating shaft 10 on the first ball measuring unit 5 side by a flange 11. The motor shaft 9 and the rotating shaft 10 are rotatably supported by the housing 12 including the flange 11. The housing 12 is fixed on the gantry 13.

図１、図３に示すように、回転軸１０は、第１のボール計量部５およびボールタンク２を支持するベース部１４に取り付けられた回転力伝達部１５に連結され、第１のボール計量部回転用モータ８の回転を回転軸１０および回転力伝達部１５を介してベース部１４に伝達することができる。なお、第１のボール計量部回転用モータ８は正逆転可能であり、ボールタンク２および第１のボール計量部５は、第１のボール計量部回転用モータ８の回転方向に連動して正方向、その逆方向に回転軸１０を軸として揺動させ、図１、図２に示す姿勢から傾けたり、戻したりできるようになっている。なお、図１〜図３は、ボール計量装置１が非駆動の初期状態を表している。 As shown in FIGS. 1 and 3, the rotating shaft 10 is connected to the rotational force transmitting portion 15 attached to the base portion 14 that supports the first ball measuring portion 5 and the ball tank 2, and the first ball weighing portion is measured. The rotation of the unit rotation motor 8 can be transmitted to the base unit 14 via the rotation shaft 10 and the rotational force transmission unit 15. The first ball measuring unit rotation motor 8 can be rotated forward and reverse, and the ball tank 2 and the first ball measuring unit 5 are positive in conjunction with the rotation direction of the first ball measuring unit rotation motor 8. It can be tilted and returned from the postures shown in FIGS. 1 and 2 by swinging around the rotation shaft 10 in the direction and the opposite direction. It should be noted that FIGS. 1 to 3 show an initial state in which the ball weighing device 1 is not driven.

図３に示すように、ボールタンク２の上方側は、蓋部材１６によって封止されている。ボールタンク２の内部には、ボール３が大量に収容されている。ボールタンク２の下方側は、漏斗状に下方が狭いボール通路１７となっている。ボールタンク２は、ベース部１４の上方に固定されているボール支持台１８に取り付けられている。ボール通路１７の下方には、ボールタンク２から排出されるボール３を一旦貯留する一次計量キャビティ２５が配置されている。 As shown in FIG. 3, the upper side of the ball tank 2 is sealed by the lid member 16. A large amount of balls 3 are housed inside the ball tank 2. The lower side of the ball tank 2 is a ball passage 17 having a funnel-shaped narrow lower part. The ball tank 2 is attached to a ball support 18 fixed above the base portion 14. Below the ball passage 17, a primary measuring cavity 25 for temporarily storing the balls 3 discharged from the ball tank 2 is arranged.

一次計量キャビティ２５は、ボール通路１７に向かって開口されるボール貯留部２６と、ボール貯留部２６の右方上方に連通し下方に向かうボールシュート部２７を有している。ボール貯留部２６の底部２８とボールシュート部２７との間には、ボールシュート部２７の上方端部に連続する傾斜面２９が形成されている。図３に示す姿勢のとき、ボール貯留部２６、ボール通路１７およびボールタンク２は連通されているが、ボール貯留部２６内のボール３は、ボールシュート部２７に達しない範囲にある。また、図３に示す姿勢では、ボールタンク２内のボール３は、ボール通路１７から自然落下してボール貯留部２６に入るが、ボール通路１７の先端とボール貯留部２６の底部２８との間にボール３が充填された段階で、ボール３の落下は止まり、ボールシュート部２７からボール３は落下しない。ボールタンク２および一次計量キャビティ２５は、ベース部１４とボール支持台１８とで一体化されているので、第１のボール計量部回転用モータ８を駆動することによって回転軸１０を軸として左右方向に揺動可能となっている（矢印で図示）。 The primary measuring cavity 25 has a ball storage portion 26 that is opened toward the ball passage 17, and a ball chute portion 27 that communicates upward to the right of the ball storage portion 26 and faces downward. An inclined surface 29 continuous with the upper end of the ball chute portion 27 is formed between the bottom portion 28 of the ball storage portion 26 and the ball chute portion 27. In the posture shown in FIG. 3, the ball storage section 26, the ball passage 17, and the ball tank 2 are communicated with each other, but the ball 3 in the ball storage section 26 is in a range that does not reach the ball chute section 27. Further, in the posture shown in FIG. 3, the ball 3 in the ball tank 2 naturally falls from the ball passage 17 and enters the ball storage portion 26, but between the tip of the ball passage 17 and the bottom portion 28 of the ball storage portion 26. When the ball 3 is filled in, the ball 3 stops falling, and the ball 3 does not fall from the ball chute portion 27. Since the ball tank 2 and the primary measuring cavity 25 are integrated by the base portion 14 and the ball support base 18, the first ball measuring portion rotating motor 8 is driven to drive the first ball measuring portion in the left-right direction with respect to the rotating shaft 10. It can swing to (shown by the arrow).

第２のボール計量部６は、図１、図３に示すように、第１のボール計量部５の下方側に配置されている。第２のボール計量部６は、一次計量キャビティ２５のボールシュート部２７の直下に配置されるボールシュート３０と、ボールシュート３０の下方に配置される二次計量キャビティ３１と質量測定器であるロードセル３２などで構成されている。ボールシュート３０は、一次計量キャビティ２５のボールシュート部２７側に開口したボール導入口部３３と、二次計量キャビティ３１に向かって突出したボールシュート部３４を有し、ロードセル３２の上端部に固定されたボールシュート支持板３５に固定されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the second ball measuring unit 6 is arranged on the lower side of the first ball measuring unit 5. The second ball measuring unit 6 includes a ball chute 30 arranged directly under the ball chute portion 27 of the primary measuring cavity 25, a secondary measuring cavity 31 arranged below the ball chute 30, and a load cell which is a mass measuring device. It is composed of 32 and the like. The ball chute 30 has a ball introduction port 33 opened on the ball chute 27 side of the primary weighing cavity 25 and a ball chute 34 protruding toward the secondary weighing cavity 31 and is fixed to the upper end of the load cell 32. It is fixed to the ball chute support plate 35.

図３に示すように、二次計量キャビティ３１は、前方から見て略Ｖ字形状の傾斜面３６からなる底部３７を有し、駆動部３８によって左右（点線の矢印）に傾けられるようになっている。二次計量キャビティ３１は、第１のボール計量部５から落下するボール３を一旦貯留する機能を有する。駆動部３８は、二次ボール計量キャビティ３１を反時計回りに傾ける二次計量キャビティ回転用シリンダ３９と、ロッド４０とを有している。ロッド４０は、二次計量キャビティ３１を反時計回りに傾けるときにだけ係合し、質量測定時には、係合が解除される。ロッド４０が二次計量キャビティ３１との係合を解除すると、二次計量キャビティ３１は、図３に示す初期姿勢に復帰する。 As shown in FIG. 3, the secondary measuring cavity 31 has a bottom portion 37 composed of an inclined surface 36 having a substantially V shape when viewed from the front, and is tilted to the left and right (dotted arrow) by the driving portion 38. ing. The secondary measuring cavity 31 has a function of temporarily storing the balls 3 that fall from the first ball measuring unit 5. The drive unit 38 has a cylinder 39 for rotating the secondary measuring cavity that tilts the secondary ball measuring cavity 31 counterclockwise, and a rod 40. The rod 40 engages only when the secondary weighing cavity 31 is tilted counterclockwise, and is disengaged during mass measurement. When the rod 40 is disengaged from the secondary measuring cavity 31, the secondary measuring cavity 31 returns to the initial posture shown in FIG.

二次計量キャビティ回転用シリンダ３９は、ハウジング４１によって支持されて、ロードセル３２に取り付けられた駆動部支持版４２に固定されている。図１に示すように、第２のボール計量部６は、ロードセル３２の上方に取り付けられていて、ロードセル３２は、二次ボール計量キャビティ３１に供給されたボール３の総質量を測定する。ロードセル３２は、第１のボール計量部６が取り付けられた状態で架台４３に固定されている。ロードセル３２は、起歪体に歪ゲージを貼り付けた構造であり、ボール質量により起歪体に力を加えると起歪体にひずみが生じ、起歪体に貼り付けてあるひずみゲージの抵抗値が変化することを利用して質量を電気的出力に変換するものであり、高精度で素早くボール質量を測定することが可能である。なお、ボール質量計測用としてはロードセルに限定されず、測定精度が高ければ他の質量計測センサーなどでもよい。 The secondary measuring cavity rotation cylinder 39 is supported by the housing 41 and fixed to the drive unit support plate 42 attached to the load cell 32. As shown in FIG. 1, the second ball measuring unit 6 is attached above the load cell 32, and the load cell 32 measures the total mass of the balls 3 supplied to the secondary ball measuring cavity 31. The load cell 32 is fixed to the gantry 43 with the first ball measuring unit 6 attached. The load cell 32 has a structure in which a strain gauge is attached to the strain-causing body, and when a force is applied to the strain-causing body by the ball mass, the strain-causing body is distorted, and the resistance value of the strain gauge attached to the strain-causing body. It converts the mass into an electrical output by utilizing the change of, and it is possible to measure the ball mass quickly with high accuracy. The ball mass measurement is not limited to the load cell, and other mass measurement sensors may be used as long as the measurement accuracy is high.

ボール計量装置１は、不図示の制御装置を有している。制御装置は、第１のボール計量部５を傾けて一定量のボール３を第２のボール計量部６に供給すること、供給されたボール３の総質量を測定すること、ボール３の総質量とボール３の１個当たりの平均質量から総個数を算出すること、二次計量キャビティ３１を傾けてボール３を排出させること、などのボール計量装置１の運転に関わる全体制御機能を有する。 The ball weighing device 1 has a control device (not shown). The control device tilts the first ball measuring unit 5 to supply a fixed amount of balls 3 to the second ball measuring unit 6, measures the total mass of the supplied balls 3, and the total mass of the balls 3. It has an overall control function related to the operation of the ball measuring device 1, such as calculating the total number of balls 3 from the average mass per ball 3 and tilting the secondary measuring cavity 31 to discharge the balls 3.

（ボール計量方法）
続いて、前述したボール計量装置１を用いたボール計量方法について図３〜図８を参照しながら説明する。 (Ball weighing method)
Subsequently, the ball weighing method using the ball weighing device 1 described above will be described with reference to FIGS. 3 to 8.

図４および図５は、ボール計量方法を示すフローチャートである。フローチャートの工程順に沿って説明する。まず、ボール３が必要量（ほぼ満杯）だけ収容されたボールタンク２をボール支持台１８にセットし（ステップＳ１）、ボールタンク２内のボール３を第１のボール計量部５に供給する（ステップＳ２）。図３に示すように、ボールタンク２をボール支持台１８にセットすると、ボールタンク内のボール３は、ボール通路１７を通って一次計量キャビティ２５のボール貯留部２６に落下する。ボール通路１７とボール貯留部２６との間が、ボール３で充填された状態になるとボール３の落下は自然に停止する。一次計量キャビティ２５の姿勢は、ほぼ水平となっていてボールシュート部２７からボール３は落下しない。なお、図３では、ボールタンク２内に収容されているボール３は、下方の一部のみを簡略化して表している。続いて、第１のボール計量部５から第２のボール計量部６にボール３を供給する（ステップＳ３）。 4 and 5 are flowcharts showing a ball weighing method. The explanation will be given according to the process order of the flowchart. First, the ball tank 2 containing the required amount (almost full) of the balls 3 is set on the ball support base 18 (step S1), and the balls 3 in the ball tank 2 are supplied to the first ball measuring unit 5 (step S1). Step S2). As shown in FIG. 3, when the ball tank 2 is set on the ball support base 18, the balls 3 in the ball tank fall through the ball passage 17 into the ball storage portion 26 of the primary measuring cavity 25. When the space between the ball passage 17 and the ball storage portion 26 is filled with the balls 3, the falling of the balls 3 naturally stops. The posture of the primary measuring cavity 25 is substantially horizontal, and the ball 3 does not fall from the ball chute portion 27. In addition, in FIG. 3, the ball 3 housed in the ball tank 2 is shown by simplifying only a part of the lower part. Subsequently, the balls 3 are supplied from the first ball measuring unit 5 to the second ball measuring unit 6 (step S3).

図６は、第１のボール計量部５から第２のボール計量部６にボール３を供給する様子を示す図面である。図６に示すように、第１のボール計量部２５は、一体化されたボールタンク２と共に、駆動部７（図１、図２参照）によって回転軸１０を軸に水平面に対して時計回り（図示矢印方向）に約６０度傾けられる。第１のボール計量部５を約３０度傾けることで、ボールタンク２、ボール通路１７、ボール貯留部２６およびボールシュート部２７が連通し、ボール３は、第２のボール計量部６側のボールシュート３０およびボールシュート部３４を通って、所定の時間に達するまで二次計量キャビティ３１に落下し続ける。なお、第１のボール計量部５を傾ける角度は約２５度〜約４０度であればボール３の落下に支障はない。第１のボール計量部５から第２のボール計量部６に供給するボールの量は、第１のボール計量部５を傾ける時間で律せられる。 FIG. 6 is a drawing showing how the balls 3 are supplied from the first ball measuring unit 5 to the second ball measuring unit 6. As shown in FIG. 6, the first ball measuring unit 25, together with the integrated ball tank 2, is driven clockwise (see FIGS. 1 and 2) clockwise with respect to the horizontal plane with the rotation axis 10 as the axis. It is tilted about 60 degrees in the direction of the arrow in the figure). By tilting the first ball measuring unit 5 by about 30 degrees, the ball tank 2, the ball passage 17, the ball storage unit 26, and the ball chute unit 27 communicate with each other, and the ball 3 is the ball on the side of the second ball measuring unit 6. It continues to fall into the secondary weighing cavity 31 through the chute 30 and the ball chute 34 until a predetermined time is reached. If the angle at which the first ball measuring unit 5 is tilted is about 25 degrees to about 40 degrees, there is no problem in dropping the ball 3. The amount of balls supplied from the first ball measuring unit 5 to the second ball measuring unit 6 is determined by the time for tilting the first ball measuring unit 5.

続いて、ボール３の落下時間が所定の時間に達したか判定する（ステップＳ４）。ボール３の落下開始（第１のボール計量部５の傾斜開始）から一定時間（たとえば３秒間）経過したことを検知（ＹＥＳ）したときには、所定量のボール３が第２のボール計量部６に落下（供給）されたこととする。予め、ボール３の落下時間とボール３の落下量との相関をとっておけば、ボール落下量を制御することが可能である。なお、ボール３が落下開始から所定の時間に達していないとき（ＮＯ）には、ステップＳ３の工程を所定の時間に達するまで継続する。ボール３の落下時間が所定の時間に達した（所定量落下した）ことを検知したときに、第１のボール計量部５からのボール供給（ボール落下）を停止する（ステップＳ５）。ボール３の供給停止は、ボールタンク２を含んで第１のボール計量部５を反時計回りに回転させる。ボールタンク２および第１のボール計量部５は、ステップＳ２（図３参照）の姿勢に戻る。続いて第２ボール計量部６による供給されたボール総質量を一定時間後に計量する Subsequently, it is determined whether the falling time of the ball 3 has reached a predetermined time (step S4). When it is detected (YES) that a certain time (for example, 3 seconds) has elapsed from the start of falling of the ball 3 (the start of tilting of the first ball measuring unit 5), a predetermined amount of balls 3 is sent to the second ball measuring unit 6. It is assumed that it has been dropped (supplied). It is possible to control the amount of ball falling by correlating the falling time of the ball 3 with the amount of falling of the ball 3 in advance. When the ball 3 has not reached a predetermined time from the start of falling (NO), the process of step S3 is continued until the predetermined time is reached. When it is detected that the falling time of the ball 3 has reached a predetermined time (falling by a predetermined amount), the ball supply (ball falling) from the first ball measuring unit 5 is stopped (step S5). To stop the supply of the balls 3, the first ball measuring unit 5 including the ball tank 2 is rotated counterclockwise. The ball tank 2 and the first ball measuring unit 5 return to the posture of step S2 (see FIG. 3). Subsequently, the total mass of the balls supplied by the second ball measuring unit 6 is weighed after a certain period of time.

図７は、第２のボール計量部６によるボール３の質量を測定する状態を示す図である。第１のボール計量部５から第２のボール計量部６へのボール供給（落下）は停止されている。図７に示すように、第１のボール計量部５は、ボール３がボールシュート部２７から落下しない姿勢にある。つまり、二次計量キャビティ３９は駆動しない初期状態にある。二次計量キャビティ３１内には、所定量のボール３が供給されていて、ロードセル３２によって二次計量キャビティ３１内のボール総質量を測定する（ステップＳ６）。なお、ボール３は、二次計量キャビティ３１のボール貯留部４５とボールシュート部３４内に貯留されている。ロードセル３２は、第２のボール計量部６の構成要素全体の質量を測定できるように構成されていて、これらの質量は予め既知であることから、第２のボール計量部６に供給されたボール３の総質量を検出することが可能である。次いで、このボール３の総質量から総個数を算出する（ステップＳ７）。ボール３は、直径がほぼ均一な球体で、予めボール１個の平均質量を測定しておけば、総質量をボール１個の質量で除すればボール３の総個数を算出することができる。例として、ある種の半田合金製の直径８５μｍのボール１個当たりの質量が、２．４×１０^−６ｇであるとき、たとえば、３秒間で第２の計量部６に供給されたボール３の総質量が０．１５ｇであったとすれば、この塊の総ボール個数は、０．１５／２．４×１０^−６＝６２，５００個となる。 FIG. 7 is a diagram showing a state in which the mass of the ball 3 is measured by the second ball measuring unit 6. The ball supply (fall) from the first ball measuring unit 5 to the second ball measuring unit 6 is stopped. As shown in FIG. 7, the first ball measuring unit 5 is in a posture in which the ball 3 does not fall from the ball chute unit 27. That is, the secondary weighing cavity 39 is in an initial state in which it is not driven. A predetermined amount of balls 3 are supplied into the secondary measuring cavity 31, and the total mass of balls in the secondary measuring cavity 31 is measured by the load cell 32 (step S6). The balls 3 are stored in the ball storage portion 45 and the ball chute portion 34 of the secondary measuring cavity 31. The load cell 32 is configured so that the masses of all the components of the second ball measuring unit 6 can be measured, and since these masses are known in advance, the balls supplied to the second ball measuring unit 6 It is possible to detect the total mass of 3. Next, the total number of balls 3 is calculated from the total mass (step S7). The balls 3 are spheres having a substantially uniform diameter, and if the average mass of one ball is measured in advance, the total number of balls 3 can be calculated by dividing the total mass by the mass of one ball. As an example, when the mass per ball of a certain solder alloy with a diameter of 85 μm is 2.4 × ^10-6 g, for example, the ball 3 supplied to the second measuring unit 6 in 3 seconds. If the total mass of this mass is 0.15 g, the total number of balls in this mass is 0.15 / 2.4 × ^10-6 = 62,500.

ボール３の総個数は、制御部（不図示）によって計算され、得られた総個数は記録される。ボール３の総個数が算出された後に、図８に示すように、第２のボール計量部６からボール３を排出する（ステップＳ８）。すなわち、ボール３は、後述するボール振込部６３（図１０参照）に落下供給される。なお、ボール３の総質量の測定は、ステップＳ５のボール供給停止からロードセル３２の振動が消える一定時間経過後に実行される。そして、第２のボール計量部９から計数されたボール３を排出する（ステップＳ８）。 The total number of balls 3 is calculated by a control unit (not shown), and the total number obtained is recorded. After the total number of balls 3 is calculated, the balls 3 are discharged from the second ball measuring unit 6 as shown in FIG. 8 (step S8). That is, the ball 3 is dropped and supplied to the ball transfer unit 63 (see FIG. 10), which will be described later. The total mass of the balls 3 is measured after a certain period of time elapses after the vibration of the load cell 32 disappears from the ball supply stop in step S5. Then, the counted balls 3 are discharged from the second ball measuring unit 9 (step S8).

図８は、第２のボール計量部６からボール３をボール搭載装置５０に向けて排出する（ステップＳ８）工程を示す図である。ボール３の総質量を測定した後、図８に示すように、二次計量キャビティ３１を駆動部３８（つまり、二次計量キャビティ回転用シリンダ３９を駆動させる）によって反時計回り（図示矢印方向）に約９０度回転させて、ボール貯留部４５内およびボールシュート部３４内にあるボール３を落下させる。ボール３は、傾斜面３６をすべり落ちるようにしてボール搭載装置５０に設置されるボール振込部６３（図１０参照）に供給される。なお、図７に示したように、ボールシュート部３４内にもボール３が貯留されている場合には、二次計量キャビティ３１が回転する間に、ボール３がボール貯留部４５に移動しながら落下するので、第２のボール計量部６にあるボール３の全てが散逸せずにボール搭載装置９（ボール振込部６３）に供給可能である。ボール３は、その直径が微小になるに従い静電気力などの影響を受け易く、移動落下時にボールシュート部２７，３４、ボールシュート３０の表面に付着し易くなるため、各ボールシュート部の接触部は適度な表面粗さと導電性を併せ持つ材料とし、移動落下時にボール３の付着残量がない工夫が施されている。二次計量キャビティ３１の回転は、図８に示すような直動型のエアシリンダ（二次計量キャビティ回転用シリンダ３９）を回転動作に変換する機構のほかに、回転型アクチュエータ、回転型ソレノイドなどの駆動要素を用いて同様な動作を行うことが可能である。このような場合、この駆動終端の残留振動がロードセル３２に作用して、荷重計測のイニシャル値に影響を及ぼさないよう、ボール３の経路部品の軽量化および剛性の最適化などが必要である。 FIG. 8 is a diagram showing a step of ejecting the ball 3 from the second ball measuring unit 6 toward the ball mounting device 50 (step S8). After measuring the total mass of the balls 3, as shown in FIG. 8, the secondary measuring cavity 31 is driven counterclockwise (in the direction of the arrow in the figure) by the driving unit 38 (that is, driving the cylinder 39 for rotating the secondary measuring cavity). The ball 3 in the ball storage portion 45 and the ball chute portion 34 is dropped by rotating the ball about 90 degrees. The ball 3 is supplied to the ball transfer unit 63 (see FIG. 10) installed in the ball mounting device 50 so as to slide down the inclined surface 36. As shown in FIG. 7, when the ball 3 is also stored in the ball chute portion 34, the ball 3 moves to the ball storage portion 45 while the secondary measuring cavity 31 rotates. Since it falls, all of the balls 3 in the second ball measuring unit 6 can be supplied to the ball mounting device 9 (ball transfer unit 63) without being dissipated. As the diameter of the ball 3 becomes smaller, it is more likely to be affected by an electrostatic force or the like, and it is more likely to adhere to the surfaces of the ball chute portions 27, 34 and the ball chute 30 when moving and falling. The material has both appropriate surface roughness and conductivity, and is devised so that the remaining amount of the ball 3 adhered when the ball is moved and dropped. The rotation of the secondary measuring cavity 31 can be performed by a rotary actuator, a rotary solenoid, etc., in addition to a mechanism for converting a linear air cylinder (cylinder 39 for rotating the secondary measuring cavity) into a rotary operation as shown in FIG. It is possible to perform the same operation by using the driving element of. In such a case, it is necessary to reduce the weight and optimize the rigidity of the path component of the ball 3 so that the residual vibration at the drive end does not act on the load cell 32 and affect the initial value of the load measurement.

図４に示すフローチャートに沿って説明したステップＳ２〜ステップＳ８までの工程は、ボール計量の１サイクルとし、１サイクルで測定されたボール３の集合を１ユニットとする。ボール３をボール振込部６３（図１０参照）に大量（たとえば、１個の基板５４（図１０参照）の複数の電極）に供給する場合には、図５に示すフローチャートのように、ステップＳ２〜ステップＳ８の工程を複数サイクル繰り返し（ステップＳ１０）、累積総個数を算出する（ステップＳ１１）。つまり、累積総個数とは、ボール振込部６３（図１０参照）を１サイクル駆動するのに要するボール総個数を管理することに他ならない。累積総個数を算出した後、その結果を制御部（不図示）にフィードバックする（ステップＳ１２）。そして、所定の累積総個数と計量結果の差異がある場合は、第１のボール計量部５から第２のボール計量部６へのボール投入量を補正する。つまり、第１ボール計量部５を傾ける時間を調整する。なお、ボール計量の１サイクルで１枚の基板５４にボール搭載することが可能であれば、ステップＳ１０、ステップＳ１１の工程は省略できる。 The steps from step S2 to step S8 described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 are one cycle of ball weighing, and the set of balls 3 measured in one cycle is one unit. When the balls 3 are supplied to the ball transfer unit 63 (see FIG. 10) in large quantities (for example, a plurality of electrodes of one substrate 54 (see FIG. 10)), step S2 is shown as shown in the flowchart of FIG. -The process of step S8 is repeated for a plurality of cycles (step S10), and the cumulative total number is calculated (step S11). That is, the cumulative total number is nothing but managing the total number of balls required to drive the ball transfer unit 63 (see FIG. 10) for one cycle. After calculating the cumulative total number, the result is fed back to the control unit (not shown) (step S12). Then, when there is a difference between the predetermined cumulative total number and the weighing result, the amount of balls input from the first ball measuring unit 5 to the second ball measuring unit 6 is corrected. That is, the time for tilting the first ball measuring unit 5 is adjusted. If it is possible to mount the ball on one substrate 54 in one cycle of ball weighing, the steps S10 and S11 can be omitted.

以上説明した、ボール計量装置１は、ボール貯留部であるボールタンク２から供給されるボール３の総質量をボール計量部４で計測し、計測されたボール３の総質量と、ボール３の１個あたりの平均質量に基づいてボールの総個数を算出し、一定個数のボール３をボール搭載装置５０に供給することとする。 In the ball weighing device 1 described above, the total mass of the balls 3 supplied from the ball tank 2 which is the ball storage unit is measured by the ball measuring unit 4, and the measured total mass of the balls 3 and 1 of the balls 3 are measured. The total number of balls is calculated based on the average mass per ball, and a fixed number of balls 3 are supplied to the ball mounting device 50.

このように構成されたボール計量装置１は、供給するボール３（たとえば、導電性ボール）の個数を高精度に計量してボール搭載装置５０に供給し、基板５４などの電極に所定の個数のボール３を搭載できる。 The ball weighing device 1 configured in this way measures the number of balls 3 (for example, conductive balls) to be supplied with high accuracy and supplies the balls to the ball mounting device 50, and supplies a predetermined number to electrodes such as the substrate 54. The ball 3 can be mounted.

また、ボール計量部４は、ボール貯留部であるボールタンク２からボール３が供給される第１のボール計量部５と、第１のボール計量部５から供給されたボール３の総質量を計量する第２のボール計量部６とを有し、第２のボール計量部６は、ボール３の質量計測を行う質量測定器であるロードセル３２を有している。 Further, the ball measuring unit 4 measures the total mass of the first ball measuring unit 5 to which the balls 3 are supplied from the ball tank 2 which is the ball storage unit and the balls 3 supplied from the first ball measuring unit 5. The second ball measuring unit 6 has a second ball measuring unit 6 and a load cell 32 which is a mass measuring device for measuring the mass of the ball 3.

このような構成にすれば、第１のボール計量部５で第２の計量部６に供給するボール３の量を規定し、第２のボール供給部６でボール搭載装置５０に供給するボール３の総質量を計量することによって、測定１回ごとのボール質量のばらつきを抑えることが可能となる。また、ロードセル３２は、第２のボール計量部６に供給されたボール３の総質量を正確に、極短時間で測定することができる。なお、ロードセル３２は、温度補償回路や振動ノイズキャンセラーなどを備えるものであれば、製造現場の温度変化や微妙な振動があっても測定精度に影響を低減するものがよい。 With such a configuration, the first ball measuring unit 5 defines the amount of balls 3 supplied to the second measuring unit 6, and the second ball supplying unit 6 supplies the balls 3 to the ball mounting device 50. By measuring the total mass of the ball, it is possible to suppress the variation in the ball mass for each measurement. Further, the load cell 32 can accurately measure the total mass of the balls 3 supplied to the second ball measuring unit 6 in an extremely short time. If the load cell 32 is provided with a temperature compensation circuit, a vibration noise canceller, or the like, it is preferable that the load cell 32 reduces the influence on the measurement accuracy even if there is a temperature change or a slight vibration at the manufacturing site.

また、第１のボール計量部５は、ボール貯留部であるボールタンク２から供給されるボール３を一旦貯留する一次計量キャビティ２５と、ボールタンク２と一次計量キャビティ２５とを一定時間傾ける駆動部を有している。一次計量キャビティ２５は、駆動部７によって傾けられることによって、ボール３を自然落下させ、第２のボール計量部６の二次計量キャビティ６に供給する。このようにすれば、従来技術のようにボール３を加圧ガスで吹き飛ばす形式に比べ、ボール３に傷がつきにくく、通路途中でボールが詰まったり、ボール３を飛散させたりすることもない。 Further, the first ball measuring unit 5 is a driving unit that tilts the primary measuring cavity 25 that temporarily stores the balls 3 supplied from the ball tank 2 that is the ball storage unit, and the ball tank 2 and the primary measuring cavity 25 for a certain period of time. have. The primary measuring cavity 25 is tilted by the driving unit 7 to allow the balls 3 to fall naturally and supply the balls 3 to the secondary measuring cavity 6 of the second ball measuring unit 6. In this way, as compared with the conventional method in which the balls 3 are blown off with a pressurized gas, the balls 3 are less likely to be scratched, and the balls are not clogged or scattered in the middle of the passage.

また、第２のボール計量部６は、第１のボール計量部５から供給されるボール３を一旦貯留する二次計量キャビティ３１と、二次計量キャビティ３１を傾ける駆動部３８と、を有している。一次計量キャビティ２５は、駆動部７によって傾けられることによって、ボール３を自然落下させ、ボール搭載装置５０に供給する。このようにすれば、従来技術のようにボール３を加圧ガスで吹き飛ばす形式に比べ、ボール３に傷がつきにくく、通路途中で詰まったり、ボール３を飛散したりすることもない。したがって、ボール３が飛散することによる異種ボールが混入することを防止できる。 Further, the second ball measuring unit 6 has a secondary measuring cavity 31 for temporarily storing the balls 3 supplied from the first ball measuring unit 5, and a driving unit 38 for tilting the secondary measuring cavity 31. ing. The primary measuring cavity 25 is tilted by the drive unit 7 to allow the ball 3 to fall naturally and supply it to the ball mounting device 50. In this way, as compared with the conventional method in which the balls 3 are blown off with a pressurized gas, the balls 3 are less likely to be scratched, and the balls 3 are not clogged in the middle of the passage or scattered. Therefore, it is possible to prevent different types of balls from being mixed due to the scattering of the balls 3.

また、ボール３は、直径が１０μｍ〜８００μｍである導電性ボールである。導電性ボールとしては、半田ボール、金ボールまたは銅ボールなどである。以上説明したボール計量装置１は、直径が１０μｍ〜８００μｍ程度のボール３の計量に最適であり、近年の回路基板などの高密度化に伴い２０μ〜３０μｍ程度の小径のボール３にも適合可能である。 The ball 3 is a conductive ball having a diameter of 10 μm to 800 μm. Examples of the conductive ball include a solder ball, a gold ball, a copper ball, and the like. The ball weighing device 1 described above is most suitable for weighing balls 3 having a diameter of about 10 μm to 800 μm, and can be adapted to balls 3 having a small diameter of about 20 μm to 30 μm due to the recent increase in density of circuit boards and the like. is there.

また、以上説明したボール計量方法は、（１）第１のボール計量部５に一定量のボールを供給する工程と、（２）第１のボール計量部５から第２のボール計量部６にボール３を供給する工程と、（３）第２のボール計量部６に供給されたボール３の総質量を測定し総質量とボールの１個あたりの平均質量に基づいてボール総個数を算出する工程と、を含む、ものとする。 Further, the ball measuring method described above includes (1) a step of supplying a fixed amount of balls to the first ball measuring unit 5, and (2) from the first ball measuring unit 5 to the second ball measuring unit 6. The step of supplying the balls 3 and (3) the total mass of the balls 3 supplied to the second ball measuring unit 6 are measured, and the total number of balls is calculated based on the total mass and the average mass per ball. The process and shall be included.

このようなボール計量方法は、第１のボール計量部５から一定量のボール３を第２のボール計量部６に供給し、第２のボール計量部６でボール総質量を測定するという２段階のボール計量によって、ボール総質量を正確に計量することができ、その結果、第２のボール計量部６に供給されたボール３の総個数を算出することができる。 In such a ball weighing method, a fixed amount of balls 3 is supplied from the first ball weighing unit 5 to the second ball measuring unit 6, and the total ball mass is measured by the second ball measuring unit 6. The total ball mass can be accurately measured by the ball weighing, and as a result, the total number of balls 3 supplied to the second ball measuring unit 6 can be calculated.

また、ボール計量方法は、上記（１）の工程から（３）の工程を複数回繰り返し、ボール搭載装置５０に供給する前記ボールの総個数を算出する、こととする。ボール３をボール搭載装置５０（振込部６３）に大量（たとえば、１個の基板５４の複数の電極）に供給する場合には、ステップＳ２〜ステップＳ８の工程を複数サイクル繰り返し、ボール３の累積総個数を算出する。累積総個数とは、ボール振込部６３を１サイクル駆動するのに要するボール総個数を管理することに他ならない。したがって、小ロット（１ユニット）ごとのボール質量（個数）と累積総質量（累積総個数）の両方を管理するので、ボール振込部６３の１サイクルの駆動に必要なボール個数を供給することが可能となる。なお、ボール計量の１サイクルで１個の基板５４にボール搭載することが可能であれば、ステップＳ１０〜ステップＳ１２の工程は省略できる。 Further, in the ball weighing method, the steps (1) to (3) are repeated a plurality of times to calculate the total number of balls to be supplied to the ball mounting device 50. When the balls 3 are supplied to the ball mounting device 50 (transfer unit 63) in large quantities (for example, a plurality of electrodes of one substrate 54), the steps S2 to S8 are repeated for a plurality of cycles to accumulate the balls 3. Calculate the total number. The cumulative total number is nothing but managing the total number of balls required to drive the ball transfer unit 63 for one cycle. Therefore, since both the ball mass (number) and the cumulative total mass (cumulative total number) for each small lot (1 unit) are managed, it is possible to supply the number of balls required for driving one cycle of the ball transfer unit 63. It will be possible. If the balls can be mounted on one substrate 54 in one cycle of ball weighing, the steps S10 to S12 can be omitted.

（ボール搭載装置５０の構成）
次に、ボール搭載装置の構成および作用について図９、図１０を参照しながら、説明する。 (Structure of ball mounting device 50)
Next, the configuration and operation of the ball mounting device will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

図９は、ボール搭載装置５０の概略構成を示す平面図である。図９に示すように、ボール搭載装置５０は、フラックス印刷装置５１とボール振込装置５２とを有する。また、ボール搭載装置５０は、ローダ／アンローダ５３から基板５４（またはウエハ）をプレアライナー５５に搬送する基板搬送用ロボット５６を有し、基板搬送用ロボット５６は押し圧装置５７に基板５４を搬送する機能を有している。プレアライナー５５では、基板５４のＸＹ座標位置を粗調整する。粗調整によって位置補正された基板５４は、基板搬送用ロボット５６でステージ５８に載置される。ステージ５８に載置された基板５４は、押し圧装置５７で押圧して反り矯正しながらステージ５８に減圧吸引される。ステージ５８は、Ｙ軸レール５９上でＹ軸方向に位置調整されてＸ軸レール６０上を移動して、基板５４を載置した状態でフラックス印刷装置５１の所定位置に移動される。 FIG. 9 is a plan view showing a schematic configuration of the ball mounting device 50. As shown in FIG. 9, the ball mounting device 50 includes a flux printing device 51 and a ball transfer device 52. Further, the ball mounting device 50 has a substrate transfer robot 56 that transfers the substrate 54 (or wafer) from the loader / unloader 53 to the pre-aligner 55, and the substrate transfer robot 56 transfers the substrate 54 to the pressing device 57. Has the function of The pre-aligner 55 roughly adjusts the XY coordinate positions of the substrate 54. The substrate 54 whose position has been corrected by the rough adjustment is placed on the stage 58 by the substrate transfer robot 56. The substrate 54 mounted on the stage 58 is pressed by the pressing device 57 to correct the warp and is sucked under reduced pressure on the stage 58. The stage 58 is positioned on the Y-axis rail 59 in the Y-axis direction, moves on the X-axis rail 60, and is moved to a predetermined position of the flux printing device 51 with the substrate 54 mounted.

フラックス印刷装置５１は、フラックス印刷用マスク６９の開口部から基板５４の電極上の所定位置にフラックスを印刷する。フラックスを印刷された基板５４は、ステージ５８に載置された状態でボール振込装置５２に搬送される。ボール振込装置５２は、Ｘ軸駆動装置６４、Ｙ軸駆動装置６１およびＺ軸駆動装置６２を備えていて、ボール振込部６３をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させることが可能になっている。なお、Ｙ軸レール５９、Ｘ軸レール６０上には、Ｚ軸およびθ軸（不図示）があり、Ｚ軸およびθ軸の駆動によってフラックス印刷用マスク６９の開口部、ボール搭載用マスク７０の開口部各々の下面と基板５４のＰＡＤ部（ボール３を搭載をすべき電極部）を合わせて、フラックス印刷およびボール搭載を行う。ボール計量装置１（第２のボール計量部６）からボール振込部６３に落下供給されたボール３は、ボール振込部６３（図１０参照）から外に散逸しないように囲まれている。ボール３は、ボール振込部６３を移動させることによって、ボール配列用マスク７０の開口部（不図示）から基板５４上でフラックスが印刷された個所に振り込まれて配置される。ボール３が配置された基板５４は、逆向きに搬送され、押し圧装置５５からローダ／アンローダ５３に収納される。ただし、プレアライナー５５は、通過しない。 The flux printing device 51 prints flux at a predetermined position on the electrode of the substrate 54 from the opening of the flux printing mask 69. The substrate 54 on which the flux is printed is conveyed to the ball transfer device 52 in a state of being placed on the stage 58. The ball transfer device 52 includes an X-axis drive device 64, a Y-axis drive device 61, and a Z-axis drive device 62, and can move the ball transfer unit 63 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. It has become. The Y-axis rail 59 and the X-axis rail 60 have a Z-axis and a θ-axis (not shown), and the opening of the flux printing mask 69 and the ball-mounting mask 70 are driven by driving the Z-axis and the θ-axis. Flux printing and ball mounting are performed by aligning the lower surface of each opening with the PAD portion (electrode portion on which the ball 3 is mounted) of the substrate 54. The balls 3 dropped and supplied from the ball weighing device 1 (second ball weighing unit 6) to the ball transfer unit 63 are surrounded so as not to dissipate from the ball transfer unit 63 (see FIG. 10). By moving the ball transfer portion 63, the ball 3 is transferred from the opening (not shown) of the ball arrangement mask 70 to the location where the flux is printed on the substrate 54 and arranged. The substrate 54 on which the balls 3 are arranged is conveyed in the opposite direction, and is housed in the loader / unloader 53 from the pressing device 55. However, the pre-aligner 55 does not pass.

図１０は、ボール振込部６３の概略構成を説明する図である。第２のボール計量部６で計量されたボール３は、二次計量キャビティ３１を傾けることによってボール通路６６を通りボール搭載部６７内に落下する。ボール搭載部６７は、ボール囲い込み用部材６８を有している。ボール振込用部材６８は、たとえばブラシである。ボール囲い込み用部材６８は、内部に投入されたボール３が外に散逸しないように囲い込むものである。ボール振込部６３は、ボール配列用マスク７０上をＸ軸駆動装置６４とＹ軸駆動装置６１（図９参照）によって水平方向に、Ｚ軸駆動装置６２によってＺ方向に任意に移動できるようになっている。ボール振込部６３を水平方向に移動させることによって、ボール３は、ボール配列マスク７０の開口（不図示）を通過して基板５４上に振り込まれる。 FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of the ball transfer unit 63. The ball 3 weighed by the second ball measuring unit 6 passes through the ball passage 66 and falls into the ball mounting unit 67 by tilting the secondary measuring cavity 31. The ball mounting portion 67 has a ball enclosing member 68. The ball transfer member 68 is, for example, a brush. The ball enclosing member 68 encloses the balls 3 thrown into the inside so as not to dissipate to the outside. The ball transfer unit 63 can be arbitrarily moved on the ball arrangement mask 70 in the horizontal direction by the X-axis drive device 64 and the Y-axis drive device 61 (see FIG. 9), and in the Z direction by the Z-axis drive device 62. ing. By moving the ball transfer portion 63 in the horizontal direction, the ball 3 is transferred onto the substrate 54 through the opening (not shown) of the ball arrangement mask 70.

以上説明したボール搭載装置５０は、前述したボール計量装置１と、ボール３を搭載する所定位置に開口部が設けられたボール配列用マスク７０と、ボール計量装置１から供給されたボール３をボール配列用マスク７０の開口部に振り込むボール振込部６３と、を有している。 The ball mounting device 50 described above is a ball weighing device 1 described above, a ball arrangement mask 70 provided with an opening at a predetermined position for mounting the ball 3, and a ball 3 supplied from the ball weighing device 1. It has a ball transfer portion 63 for transferring into the opening of the arrangement mask 70.

このように構成されたボール搭載装置５０は、ボール計量装置１（第２のボール計量部６）によってボール３の個数が正確に管理される。その結果、ボール搭載部６７のボール囲い込み部材６８内に供給されるボール３の総個数が、過不足なく常に一定数に保たれるため、ボール囲い込み部材６８からの逸脱による余剰ボールの発生や、ボール過少によるミッシング（Ｍｉｓｓｉｎｇ／基板５４のＰＡＤ部に搭載されるボール数の不足）の多発などの不良が無くなり安定したボール搭載が可能になる。 In the ball mounting device 50 configured in this way, the number of balls 3 is accurately managed by the ball weighing device 1 (second ball weighing unit 6). As a result, the total number of balls 3 supplied into the ball enclosing member 68 of the ball mounting portion 67 is always maintained at a constant number without excess or deficiency, so that excess balls are generated due to deviation from the ball enclosing member 68. Stable ball loading is possible by eliminating defects such as frequent missing balls (insufficient number of balls mounted on the PAD portion of the substrate 54) due to insufficient balls.

なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。たとえば、導電性ボールの計量以外に、非導電性ボールや薬剤などの計量（計数）などに利用可能である。また、１個当たりの平均質量がほぼ一定のものであれば、ボール材質は限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention. For example, in addition to weighing conductive balls, it can be used for weighing (counting) non-conductive balls and chemicals. Further, the ball material is not limited as long as the average mass per ball is substantially constant.

また、前述したボール計量装置１では、ボール３の直径を１０μｍ〜８００μｍ程度としたが、さらに大きいサイズ（たとえば、直径１ｍｍ以上）のボールの計量（計数）にも適合可能である。 Further, in the ball weighing device 1 described above, the diameter of the ball 3 is set to about 10 μm to 800 μm, but it can be adapted to the weighing (counting) of a ball having a larger size (for example, a diameter of 1 mm or more).

１…ボール計量装置
２…ボールタンク（ボール貯留部）
３…ボール（導電性ボール）
４…ボール計量部
５…第１のボール計量部
６…第２のボール計量部
７…駆動部（第１のボール計量部）
２５…一次計量キャビティ
２６…ボール貯留部（一次計量キャビティ）
３１…二次計量キャビティ
３２…ロードセル（質量測定器）
３８…駆動部（第２のボール計量部）
４５…ボール貯留部（二次計量キャビティ）
５０…ボール搭載装置
５２…ボール振込装置
５４…基板（ウエハー）
６３…ボール振込部
７０…ボール配列用マスク 1 ... Ball weighing device 2 ... Ball tank (ball storage)
3 ... Ball (conductive ball)
4 ... Ball measuring unit 5 ... First ball measuring unit 6 ... Second ball measuring unit 7 ... Driving unit (first ball measuring unit)
25 ... Primary weighing cavity 26 ... Ball storage (primary weighing cavity)
31 ... Secondary measuring cavity 32 ... Load cell (mass measuring instrument)
38 ... Drive unit (second ball measuring unit)
45 ... Ball storage (secondary weighing cavity)
50 ... Ball mounting device 52 ... Ball transfer device 54 ... Substrate (wafer)
63 ... Ball transfer unit 70 ... Mask for ball arrangement

Claims

The total mass of the balls supplied from the ball storage unit is measured by the ball measuring unit, and the total number of balls is calculated based on the measured total mass of the balls and the average mass per ball. A ball weighing device that supplies a fixed number of balls to a ball mounting device .
The ball measuring unit
A first ball measuring unit to which the balls are supplied from the ball storage unit, and
It has a second ball measuring unit that measures the total mass of the balls supplied from the first ball measuring unit.
The second ball measuring unit has a mass measuring device for measuring the mass of the ball.
The first ball measuring unit is
A primary measuring cavity for temporarily storing the balls supplied from the ball storage unit, and
It has a drive unit that tilts the ball storage unit and the primary measuring cavity for a certain period of time.
A ball weighing device characterized in that.

In the ball weighing device according to claim 1 ,
The second ball measuring unit is
A secondary measuring cavity for temporarily storing the balls supplied from the first ball measuring unit, and
It has a drive unit that tilts the secondary weighing cavity.
A ball weighing device characterized in that.

In the ball weighing device according to claim 1 or 2 .
The ball is a conductive ball having a diameter of 10 μm to 800 μm.
A ball weighing device characterized in that.

A ball weighing method using the ball weighing device according to claim 1 to 3 .
(1) A step of supplying a certain amount of the balls to the first ball measuring unit, and
(2) A step of supplying the ball from the first ball measuring unit to the second ball measuring unit, and
(3) A step of measuring the total mass of the balls supplied to the second ball measuring unit and calculating the total number of balls based on the total mass and the average mass per one of the balls.
including,
A ball weighing method characterized by that.

In the ball weighing method according to claim 4 ,
The steps (1) to (3) are repeated a plurality of times.
Calculate the cumulative total number of balls supplied to the ball mounting device.
A ball weighing method characterized by that.

The ball weighing device according to any one of claims 1 to 3 ,
A ball arrangement mask provided with an opening at a predetermined position on which the ball is mounted,
It has a ball transfer portion for transferring the ball supplied from the ball weighing device into the opening.
A ball-mounted device characterized by this.