JPH08107121A - 半田ボールの搭載装置 - Google Patents

半田ボールの搭載装置

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JPH08107121A
JPH08107121A JP24278094A JP24278094A JPH08107121A JP H08107121 A JPH08107121 A JP H08107121A JP 24278094 A JP24278094 A JP 24278094A JP 24278094 A JP24278094 A JP 24278094A JP H08107121 A JPH08107121 A JP H08107121A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板やチップなどのワークにバンプとなる半
田ボールを搭載する半田ボールの搭載装置において、半
田ボールをヘッドに確実に真空吸着してピックアップ
し、また基板に搭載できる半田ボールの搭載装置を提供
することを目的とする。 【構成】 半田ボール1を貯溜する容器13を第1の振
動器14で振動させて半田ボール1を流動化させ、その
状態でヘッド30を下降・上昇動作させることにより、
ヘッド30の下面の吸着孔に半田ボール1を真空吸着し
てピックアップする。次に、ヘッド30を基板26の上
方へ移動させ、そこでヘッド30を下降・上昇動作させ
ることにより半田ボール1を基板26に搭載するが、そ
の際、第2の振動器34によりヘッド30を超音波振動
させることにより、半田ボール1を吸着孔から確実に脱
落させて基板26に搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田ボールを基板など
のワークに搭載するための半田ボールの搭載装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】基板やチップなどのワークにバンプ(突
出電極)を形成する手段として、半田材料により形成さ
れた半田ボールをワークに搭載し、この半田ボールを加
熱して溶融固化させることにより、バンプを形成するこ
とが知られている。半田ボールをワークに搭載する半田
ボールの搭載装置は、半田ボールをヘッドの吸着孔に真
空吸着してピックアップし、次いでヘッドをワークの上
方へ移動させて、半田ボールをワークに移載するように
なっている。
【0003】図7は、従来の半田ボールの搭載装置のピ
ックアップ時の要部断面図である。1は半田ボールであ
り、容器2に貯溜されている。3は容器2の受台であ
り、コンプレッサ4からエアが圧送される。容器2の下
面には孔部5が開孔されており、受部3内に圧送された
エアがこの孔部5から容器2内に吹き上がることによ
り、容器2内の半田ボール1は流動化する。6はヘッド
であって、その下面には半田ボール1を真空吸着する吸
着孔7が多数個形成されている。ヘッド6はバキューム
装置(図外)に接続されており、バキューム装置が駆動
することにより、吸着孔7に半田ボール1を真空吸着す
る。またヘッド6は移動手段(図示せず)に保持されて
おり、移動手段が駆動することにより、半田ボール1の
貯溜部である容器2と、位置決め部(図外)に位置決め
されたワークである基板の間を往復移動する。
【0004】上記構成において、容器2内にエアを吹き
上げることにより、半田ボール1を容器2内で流動させ
る。そこでヘッド6を下降・上昇動作させることによ
り、吸着孔7に半田ボール1を真空吸着してピックアッ
プし、続いてヘッドはワークの上方へ移動し、そこで再
度下降・上昇動作をすることにより、吸着孔7に真空吸
着した半田ボール1をワークに搭載する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、容
器2にエアを吹き上げさせて半田ボール1を流動化させ
ることにより、多数個の吸着孔7に半田ボール1を真空
吸着しやすくしている。ところが上記従来装置では、吸
着孔7以外のヘッド6の下面にも半田ボールが付着しや
すいものであった(符号1’で示す半田ボールを参
照)。このようにヘッド6の下面に不要な半田ボール
1’が吸着されると、この半田ボール1’もワークに搭
載されてしまうという問題点があった。また単に半田ボ
ール1を流動化させるだけでは、すべての吸着孔7に半
田ボール1を真空吸着しにくく、半田ボール1が欠落し
た吸着孔7が発生しやすいなど、半田ボール1のピック
アップミスが多発しやすいものであった。
【0006】またヘッド6はワークの上方で下降・上昇
動作をし、そこで半田ボール1の真空吸着状態を解除す
ることにより、半田ボール1をワークに搭載するが、そ
の際、すべての半田ボール1はワークに搭載されず、一
部の半田ボール1がヘッド6に付着したままになるとい
う搭載ミスを発生しやすいものであった。
【0007】またこの半田ボールの搭載装置は大量のエ
アを消費するため、設置工場内におけるこの半田ボール
の搭載装置以外の諸設備におけるエア不足を生じやす
く、さらには容器2内にエアを圧入するため、半田ボー
ル1は酸化されやすく、その結果不良バンプが生成され
やすいという問題点があった。
【0008】そこで本発明は、半田ボールのピックアッ
プミスや搭載ミスを解消し、またエアの圧送を不要にで
きる半田ボールの搭載装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】このために本発明の半田
ボールの搭載装置は、半田ボールを貯溜する貯溜部と、
ワークの位置決め部と、半田ボールを真空吸着する吸着
孔が下面に複数個形成されたヘッドと、このヘッドを貯
溜部と位置決め部の間を往復移動させる移動手段とを備
えた半田ボールの搭載装置であって、ヘッドおよび貯溜
部に振動手段を設けたものである。
【0010】
【作用】上記構成によれば、ヘッドや貯溜部を振動させ
ることにより、ヘッドの吸着孔に確実に半田ボールを真
空吸着してピックアップできる。
【0011】
【実施例】
(第一実施例)次に、本発明の実施例を図面を参照して
説明する。図1は本発明の第一実施例の半田ボールの搭
載装置の側面図、図2(a)(b)は同ピックアップ時
の要部断面図、図3は同ヘッドの吸着孔の部分拡大断面
図、図4は同搭載時の要部正面図である。図1におい
て、11は基台であり、受台12が設置されている。受
台12には半田ボール1の貯溜部としての容器13が設
けられている。容器13の下面には第1の振動器14が
結合されており、またその側面はゴムやスプリングなど
の弾性部材15で支持されている。したがって第1の振
動器14が駆動すると容器13は振動し、容器13内の
半田ボール1は振動によって容器13内を流動する。
【0012】20は基板の位置決め部であって、Xテー
ブル21、Yテーブル22を段積して構成されている。
23,24はXテーブル21とYテーブル22の駆動用
モータである。Yテーブル22上にはクランパ25が設
けられている。クランパ25は基板26を左右からクラ
ンプして固定している。したがってXテーブル21とY
テーブル22が駆動すると、基板26はX方向やY方向
へ水平移動し、その位置が調整される。
【0013】30はヘッドであって、ケース31の下部
に弾性シート32をはさんで吸着パッド部33を装着し
て構成されている(図2(a)も参照)。吸着パッド部
33の右端部は右方へ延出しており、その上面には第2
の振動器34が設けられている。また吸着パッド部33
の下面には半田ボール1を真空吸着する吸着孔35(図
3)が多数個マトリクス状に開孔されている。
【0014】図1において、ヘッド30はシャフト36
を介してブロック37に保持されている。38は支持フ
レームであって、その前面には垂直なガイドレール39
が設けられている。ブロック37はガイドレール39に
昇降自在に装着されている。ブロック37にはナット4
0が結合されている。ナット40には垂直な送りねじ4
1が螺合している。モータ42が駆動して送りねじ41
が回転すると、ブロック37はガイドレール39に沿っ
て昇降し、ヘッド30も昇降する。43はバキューム装
置であって、チューブ44を介してヘッド30に接続さ
れている。バキューム装置43が駆動することにより、
吸着孔35に半田ボール1を真空吸着する。
【0015】50は横長のフレームであって、その前面
には水平なボールねじ51が設けられている。支持フレ
ーム38の背面に設けられたナット(図示せず)はこの
ボールねじ51に螺合している。モータ52が駆動して
ボールねじ51が回転すると、支持フレーム38はボー
ルねじ51に沿ってX方向に水平移動し、これによりヘ
ッド30は容器13と基板26の間を往復移動する。す
なわち、ボールねじ51やモータ52はヘッド30を水
平移動させる移動手段を構成している。
【0016】この半田ボールの搭載装置は上記のような
構成より成り、次に全体の動作を説明する。図1に示す
ように、ヘッド30を容器13の上方に位置させ、モー
タ42を正駆動する。すると送りねじ41は正回転し、
ヘッド30は下降する。図2(a)において、このとき
第1の振動器14は駆動して容器13は振動しており、
この振動のために容器13内の半田ボール1は流動して
いる。その状態でヘッド30が容器13内まで下降する
と、半田ボール1は吸着孔35に真空吸着される。図3
は半田ボール1が吸着孔35に真空吸着される様子を示
すものであり、半田ボール1は流動していることによ
り、吸着孔35のテーパ面35aに導かれて吸着孔35
に確実に真空吸着される。なお、容器13が低周波数で
共振している状態で半田ボール1は流動化しやすいの
で、容器13は共振状態で振動させることが望ましい。
共振周波数は容器13の寸法・形状・材質などによって
異なるが、一般には10Hz〜100Hzの範囲で共振
しやすい。
【0017】次に、図2(b)において第1の振動器1
4は駆動を停止し、モータ42は逆駆動してヘッド30
は上昇し、半田ボール1をピックアップする。
【0018】次に図1において、モータ52は正回転
し、ボールねじ51は正回転して、ヘッド30は基板2
6に上方へ移動する。そこでモータ42は正駆動してヘ
ッド30を下降させ、半田ボール1を基板26の電極上
に着地させた後、バキューム装置43による半田ボール
1の真空吸着状態を解除し、続いてモータ42を逆駆動
してヘッド30を上昇させ、半田ボール1を基板26に
搭載する。図4は、このときの状態を示しており、半田
ボール1を基板26の電極27に搭載するときには、第
2の振動器34を駆動してヘッド30の吸着パッド部3
3を振動させれば、半田ボール1を吸着孔35から確実
に脱落させて電極27上に搭載できる。この場合、吸着
パッド部33を20KHz程度の高い周波数で超音波振
動させれば、半田ボール1を吸着孔35から確実に脱落
させることができる。このようにして半田ボール1を基
板26に搭載したならば、第2の振動器34の駆動を停
止し、ヘッド30を図1に示す容器13の上方へ復帰さ
せ、以下、上述した動作を繰り返す。
【0019】以上のようにこの半田ボールの搭載装置
は、容器13内の半田ボール1を真空吸着するときは、
第1の振動器14により容器13を振動させて半田ボー
ル1を流動化させることにより、すべての吸着孔35に
半田ボール1を確実に真空吸着してピックアップでき
る。また半田ボール1を基板26に搭載するときは、第
2の振動器34によりヘッド30を振動させることによ
り、ヘッド30の下面に真空吸着された半田ボール1を
ヘッド30の下面から脱落させて、確実に基板26に移
載できる。
【0020】(第二実施例)次に本発明の第二実施例に
ついて説明する。図5は本発明の第二実施例の半田ボー
ルの搭載装置のヘッドとその駆動手段のブロック図、図
6(a)(b)(c)は同ピックアップ時の要部断面図
である。図5において、第2の振動器34は、制御部6
1、発振器62、アンプ63から成る駆動回路に接続さ
れている。制御部61は振動周波数を切り替える機能を
有しており、ピックアップ時には500Hz以下の低周
波に設定し、また搭載時には20KHz程度の超音波振
動に設定する。この第二実施例の半田ボールの搭載装置
の全体構成は、図1に示す第一実施例と同様であるが、
容器13を振動させるための第1の振動器14はなくて
もよい。
【0021】次に動作を説明する。図6はピックアップ
動作を示すものである。まず図6(a)に示すように、
第2の振動器34を駆動して吸着パッド部33を500
Hz程度の低い周波数で振動させながら、ヘッド30を
下降させる。図6(b)に示すように吸着パッド33の
下面が容器13内の半田ボール1に接触すると、吸着パ
ッド部33は振動しているので図3の場合と同様に半田
ボール1はテーパ面35aに沿って吸着孔35に導か
れ、吸着孔35に確実に真空吸着される。次に図6
(c)に示すようにヘッド30は上昇し、半田ボール1
をピックアップする。
【0022】次に第一実施例の場合と同様にヘッド30
は基板26の上方へ移動し、そこでヘッド30は下降し
て半田ボール1を基板26の電極27上に移載する。こ
のときの動作は図4に示す第一実施例と同様であるが、
この場合には吸着パッド部33の振動周波数は20KH
z以上の超音波振動に切り替える。この第二実施例のよ
うにヘッド30の振動周波数の切り替え手段を設けれ
ば、容器13を振動させる第1の振動器14を不要にで
きるが、この場合も、第1の振動器14を設けて、ピッ
クアップ時には容器13を振動させてもよいものであ
る。なお本発明によれば、半田ボールの貯溜部において
半田ボールを流動させるためのエアを不要にすることが
できるが、エアの吹き出しを禁止するものではない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
ッドで半田ボールを真空吸着してピックアップする際
や、半田ボールを基板に搭載する際には、半田ボールの
貯溜部やヘッドを振動させることにより、半田ボールを
確実に吸着孔に真空吸着してピックアップでき、またヘ
ッドから半田ボールを脱落させて基板に搭載することが
できる。さらには、半田ボールの貯溜部において半田ボ
ールを流動させるためのエアを不要にすることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例の半田ボールの搭載装置の
側面図
【図2】(a)本発明の第一実施例の半田ボールの搭載
装置のピックアップ時の要部断面図 (b)本発明の第一実施例の半田ボールの搭載装置のピ
ックアップ時の要部断面図
【図3】本発明の第一実施例の半田ボールの搭載装置の
ヘッドの吸着孔の部分拡大断面図
【図4】本発明の第一実施例の半田ボールの搭載装置の
搭載時の要部正面図
【図5】本発明の第二実施例の半田ボールの搭載装置の
ヘッドとその駆動手段のブロック図
【図6】(a)本発明の第二実施例の半田ボールの搭載
装置のピックアップ時の要部断面図 (b)本発明の第二実施例の半田ボールの搭載装置のピ
ックアップ時の要部断面図 (c)本発明の第二実施例の半田ボールの搭載装置のピ
ックアップ時の要部断面図
【図7】従来の半田ボールの搭載装置のピックアップ時
の要部断面図
【符号の説明】
1 半田ボール 13 容器(貯溜部) 14 第1の振動器 20 位置決め部 26 基板 30 ヘッド 34 第2の振動器 35 吸着孔 51 ボールねじ 52 モータ 61 制御部 62 発振器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半田ボールを貯溜する貯溜部と、ワークの
    位置決め部と、半田ボールを真空吸着する吸着孔が下面
    に複数個形成されたヘッドと、このヘッドを前記貯溜部
    と前記位置決め部の間を往復移動させる移動手段とを備
    えた半田ボールの搭載装置であって、前記ヘッドおよび
    前記貯溜部に振動手段を設けたことを特徴とする半田ボ
    ールの搭載装置。
  2. 【請求項2】前記容器の振動周波数よりも前記ヘッドの
    振動周波数の方が高いことを特徴とする請求項1記載の
    半田ボールの搭載装置。
  3. 【請求項3】前記ヘッドが超音波振動することを特徴と
    する請求項1又は2記載の半田ボールの搭載装置。
  4. 【請求項4】半田ボールを貯溜する貯溜部と、ワークの
    位置決め部と、半田ボールを真空吸着する吸着孔が下面
    に複数個形成されたヘッドと、このヘッドを前記貯溜部
    と前記位置決め部の間を往復移動させる移動手段とを備
    えた半田ボールの搭載装置であって、前記ヘッドに振動
    手段を設け、この振動手段に、振動周波数の切り替え手
    段を設けたことを特徴とする半田ボールの搭載装置。
  5. 【請求項5】前記貯溜部から半田ボールを吸着する際に
    は、前記ヘッドを低周波で振動させ、ワークへ半田ボー
    ルを移載する際には、前記ヘッドを超音波振動させるこ
    とを特徴とする請求項4記載の半田ボールの搭載装置。
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