JPH0964048A - 導電性ボールの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

導電性ボールの搭載装置および搭載方法

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JPH0964048A
JPH0964048A JP21724995A JP21724995A JPH0964048A JP H0964048 A JPH0964048 A JP H0964048A JP 21724995 A JP21724995 A JP 21724995A JP 21724995 A JP21724995 A JP 21724995A JP H0964048 A JPH0964048 A JP H0964048A
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省二 酒見
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    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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  • Automatic Assembly (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性ボールの供給部に備えられた導電性ボ
ールを確実にピックアップでき、またピックアップした
導電性ボールをワークの電極に確実に搭載できる導電性
ボールの搭載装置および搭載方法を提供することを目的
とする。 【構成】 導電性ボールである半田ボールをワークの電
極上に移送搭載するヘッドの下板41に吸着孔42を下
広がりのテーパ状に形成する。また下板41を屈曲自在
な弾性板により形成する。空気圧装置によりヘッドの内
部を真空吸引すると、下板41は上凸状に変形し、吸着
孔42は縮小して半田ボール6をしっかり真空吸着す
る。また半田ボール6をワークの電極上に搭載するとき
は、ヘッドの内部にエアを吹き込む。すると下板41は
下凸状に変形し、吸着孔42は拡開するので、半田ボー
ル6は吸着孔42から確実に離れてワークの電極上に搭
載される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークの電極にバンプ
を形成するための導電性ボールをワークに搭載する導電
性ボールの搭載装置および搭載方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】チップや基板などのワークの電極にバン
プ(突出電極)を形成する方法として、半田ボールなど
の導電性ボールを用いる方法が知られている。この方法
は、ヘッドの下面に形成された吸着孔に導電性ボールを
真空吸着し、ワークの電極上に移送搭載する方法であ
り、多数個の導電性ボールを一括してワークの電極上に
移載できる長所を有している。
【0003】図5は従来の導電性ボールの搭載装置に備
えられたヘッドの下板の部分拡大断面図である。1、2
は上下2枚の下板であって、その間にはメッシュ3がは
さまれている。下板1と下板2にはヘッドの内部に通じ
る吸着孔4が開口されている。したがってヘッドを半田
ボールの供給部5の上方へ移動させ、そこで下降・上昇
動作を行うとともに、ヘッドの内部を真空吸引すること
により、導電性ボールとしての半田ボール6を吸着孔4
に真空吸着する。次いでヘッドはワークの上方へ移動
し、そこで再度下降・上昇動作を行うとともに、真空吸
引状態を解除することにより、半田ボール6をワークの
電極上に搭載する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法には次のような問題点があった。すなわち、吸着孔
4の孔径Dが半田ボール6の直径dよりも大きいと、半
田ボール6との間にすき間tが生じる。するとこのすき
間tから外部のエアがヘッドの内部に真空吸引されるの
で(破線矢印参照)、すき間tの直下に余分な半田ボー
ル(鎖線で描いている)6が真空吸着されてしまう。図
5に示す例の場合、ワークの電極には3個の半田ボール
6が搭載されてしまうこととなる。
【0005】上記問題を解決するためには、吸着孔4の
孔径Dの大きさをできるだけ半田ボール6の直径dに近
づけるように小さくしなければならない。しかしながら
孔径Dを小さくすると、吸着孔4が半田ボールの供給部
5の半田ボール6を真空吸着してピックアップできる範
囲は小さくなってしまい、ピックアップミスを多発する
こととなる。
【0006】そこで従来は、吸着孔4の孔径Dは、図5
に示すように半田ボール6の直径dよりもやや大きい程
度に設定されていたのであるが、これでは余分な半田ボ
ール6を真空吸着してピックアップするという問題点は
十分に解消されておらず、またピックアップミスも発生
しやすいものであった。
【0007】さらには、孔径Dや半田ボール6の直径d
の大きさには製造上のばらつきがあるが、そのために孔
径Dと直径dの大きさがほぼ同じであると、半田ボール
6は吸着孔4にはまり込んでしまい、ワークの電極上で
ヘッドの内部の真空吸引状態を解除しても、半田ボール
6は電極上に搭載されないという搭載ミスを生じやすい
ものであった。
【0008】そこで本発明は上記従来の問題点を解消
し、導電性ボールの供給部に備えられた導電性ボールを
確実にピックアップでき、またピックアップした導電性
ボールをワークの電極に確実に搭載できる導電性ボール
の搭載装置および搭載方法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】このために本発明は、ヘ
ッドの下板を屈曲自在な弾性板により形成するととも
に、吸着孔をこの下板に下広がりのテーパ状に開口し、
空気圧装置による真空吸引とエアの吹き込みによって下
板を上凸状・下凸状に屈曲させることにより吸着孔を拡
縮させる。
【0010】また望ましくは、前記吸着孔のテーパ状の
表面にリング状の溝を形成し、この溝のエッジに導電性
ボールの外表面を密接させて導電性ボールを真空吸着す
るようにした。
【0011】また弾性板から成る下板に下広がりのテー
パ状の吸着孔が複数個形成されたヘッドを導電性ボール
の供給部に位置させ、そこでヘッドを下降させるととも
にヘッドの内部を空気圧装置により真空吸引することに
より前記下板を上凸状に屈曲させ、これにより前記吸着
孔を縮小させて導電性ボールを真空吸着し、次いでヘッ
ドを上昇させることにより複数個の導電性ボールを一括
してピックアップし、次に前記ヘッドを位置決め部の上
方へ移動させ、そこで前記ヘッドを下降させるとともに
前記空気圧装置により前記ヘッドの内部にエアを吹き込
んでそのエア圧により前記下板を下凸状に屈曲させ、こ
れにより前記吸着孔を拡開させて導電性ボールを前記ワ
ークの複数個の電極上に一括して搭載するようにした。
【0012】
【作用】上記構成によれば、吸着孔を下広がりのテーパ
状に開口したことにより、導電性ボールの供給部に備え
られた導電性ボールを真空吸着してピックアップ可能な
範囲が広くなるので、ピックアップミスを解消できる。
また吸着孔をテーパ状とすることにより、導電性ボール
を吸着孔の表面にしっかり密接させて真空吸着すること
ができ、かつ導電性ボールと吸着孔の表面の間のすき間
はなくなるので、余分な導電性ボールを真空吸着するこ
ともない。
【0013】また真空吸引することにより、下板は上凸
状に屈曲して吸着孔の孔径は縮小するので、導電性ボー
ルをよりしっかり真空吸着して保持できる。また導電性
ボールをワークの電極に搭載する際には、下板が下凸状
に屈曲して吸着孔が拡開することにより、導電性ボール
を吸着孔から確実に離れて電極上に搭載できる。また吸
着孔をテーパ状とすることにより、吸着孔や導電性ボー
ルの寸法に製造のばらつきがあっても、確実に導電性ボ
ールを真空吸着できる。また吸着孔の表面にリング状の
溝を形成することにより、導電性ボールの外表面をこの
溝のエッジにしっかり密接させて真空吸着できる。
【0014】
【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は本発明の一実施例の導電性ボールの搭載装
置の平面図、図2は同導電性ボールの搭載装置のヘッド
の正面図、図3および図4は同導電性ボールの搭載装置
のヘッドの下板の部分拡大断面図である。
【0015】まず図1を参照して導電性ボールの搭載装
置の全体構造を説明する。図1において、基台7の上面
中央にはガイドレール8が配設されている。ガイドレー
ル8はワーク9を搬送し、またワーク9をクランプして
位置決めする位置決め部になっている。ワーク9の表面
には電極10が多数個形成されている。ガイドレール8
の一方の側方には半田ボールの供給部14とフラックス
の塗布部15が設けられている。供給部14はボックス
であって、その内部には導電性ボールとしての半田ボー
ル6が大量に貯溜されている。
【0016】フラックスの塗布部15はフラックスの貯
溜槽16を備えている。貯溜槽16上には台板17が設
置されている。台板17の下面にはスキージ18が2枚
設けられている。台板17の側部下面にはナット19が
設けられている。ナット19はモータ20に駆動されて
回転するボールねじ21が螺合している。したがってモ
ータ20が駆動してボールねじ21が回転すると、台板
17は貯溜槽16上を摺動し、スキージ18によりフラ
ックスの液面が平滑される。40はヘッドであって、そ
の背面にはナット23が結合されている。ヘッド40の
下面には、半田ボール6を真空吸着する吸着孔42(後
述)が多数形成されている。なお真空吸着のための配管
系は省略している。ナット23はボールねじ24に螺合
している。25はボールねじ24と平行なガイドレール
である。ボールねじ24とガイドレール25は長板26
上に配設されている。モータ27が駆動してボールねじ
24が回転すると、ヘッド40はボールねじ24やガイ
ドレール25に沿って横方向へ移動する。
【0017】長板26の両側部には、ボールねじ27と
ガイドレール28、29が、配設されている。長板26
の側部下面には、ボールねじ27に螺合するナット(図
示せず)が設けられている。モータ30が駆動してボー
ルねじ27が回転すると、長板26はボールねじ27や
ガイドレール28、29に沿って移動する。したがって
モータ27、30が駆動すると、ヘッド40は水平方向
へ自由に移動する。31はガイドレール8の側部に設け
られた半田ボールの回収用ボックスである。
【0018】図2において、ヘッド40は箱形である。
このヘッド40の下板41は、屈曲自在な合成樹脂から
成る弾性板より形成されている。またヘッド40はチュ
ーブ38を通して空気圧装置39(図1)に接続されて
いる。図2において、実線A’で示す下板41は空気圧
装置39による吸引・吹き込みが行われない休止時の状
態であって、この状態で下板41はフラットである。こ
こで、空気圧装置39が作動してヘッド40内のエアを
真空吸引すると(矢印イ)、下板41は鎖線B’で示す
ように上凸状に屈曲する。また空気圧装置39が逆方向
に駆動してヘッド40内にエアを吹き込むと(矢印
ロ)、下板41は破線C’で示すように下凸状に屈曲す
る。36はヘッド40の内部に設けられた集光素子、3
7は光検出用のセンサである。供給部14の半田ボール
6をピックアップしたときに、ピックアップミスがある
と、光は吸着孔42から漏光してセンサ37に受光され
るので(矢印N参照)、ピックアップミスがあったこと
が判明する。なおこのビックアップミスの検出方法の詳
細については説明を省略する。
【0019】図3に示すように、下板41には下広がり
のテーパ状の吸着孔42が開口されており、半田ボール
6はこの吸着孔42に真空吸着される。図示するよう
に、吸着孔42の表面には溝43がリング状に多数形成
されている。したがって半田ボール6の表面には溝43
のエッジが密接するので、図5に示す従来例のようにす
き間は生じず、エアがもれることはない。
【0020】また吸着孔42を下広がりのテーパ状とし
たことにより、その下端部の孔径D’は図5に示す従来
例の吸着孔4の孔径Dよりも大きい。したがって吸着孔
42による半田ボール6のピックアップ可能範囲は広く
なり、半田ボールの供給部14の半田ボール6をより確
実に真空吸着してピックアップできる。
【0021】図2を参照して説明したように、ヘッド4
0の下板41は空気圧装置39によるエア吸引・エア吹
き込みにより上凸状、下凸状に屈曲する。そこで次に、
図4を参照してその作用効果を説明する。なお図4は図
3と同等のものであるが、図4において、図が繁雑にな
るので、吸着孔42は溝43を省略したフラットなテー
パ面として描いている。
【0022】図4において、破線で示す吸着孔42の表
面Aは常態時(空気圧装置39の休止時)である。さ
て、図2を参照して説明したように、ヘッド40内のエ
アが矢印イ方向へ吸引されると、下板41は上凸状に屈
曲する。すると吸着孔42の表面は実線で示す表面Bへ
縮小し、これにより半田ボール6はより強く真空吸着さ
れてしっかり保持される。また矢印ロで示すようにエア
が吹き込まれると、下板41は下凸状に屈曲する。する
と吸着孔42の表面は実線で示す表面Bから鎖線で示す
表面Cへ拡開し、真空吸着状態が解除されたこととあい
まって半田ボール6は吸着孔42から確実に離れる。以
上のように、吸着孔42を拡縮させることにより、半田
ボール6の真空吸着や真空吸着解除を確実に行える。
【0023】この導電性ボールの搭載装置は上記のよう
な構成より成り、次にその動作を説明する。図1におい
て、ヘッド40は供給部14の上方へ移動し(矢印
a)、そこでヘッド40は上下動手段(図示せず)に駆
動されて上下動作を行い、吸着孔42に半田ボール6を
真空吸着してピックアップする。このとき、空気圧装置
39が作動してヘッド40の内部を真空吸引し、図2お
よび図4を参照して説明したように吸着孔42は縮小し
て半田ボール6をしっかり真空吸着する。
【0024】次にヘッド40は貯溜槽16の上方へ移動
し(矢印b)、そこで上下動作を行うことにより半田ボ
ール6の下面にフラックスを付着させる。次にヘッド4
0はワーク9の上方へ移動し(矢印c)、そこでヘッド
40は下降して半田ボール6をワーク9の電極10に搭
載する。このとき、図2および図4を参照して説明した
ように、空気圧装置39が作動してヘッド40の内部に
エアが吹き込まれ、吸着孔42は拡開するので、半田ボ
ール6は確実に吸着孔42から離れて電極10上に搭載
される。
【0025】次いでヘッド40は上昇し、再び供給部1
4の上方へ移動して、上述した動作が繰り返される。こ
のようにして半田ボール6が搭載されたワーク9は、加
熱炉へ送られ、加熱される。すると半田ボール6は溶融
し、次いで冷却固化されることにより、電極10上にバ
ンプが形成される。
【0026】本発明は上記実施例に限定されないのであ
って、例えば導電性ボールとしては半田ボール以外のも
のでもよい。またフラックスは、ディスペンサなどの塗
布手段によってワークの電極上に塗布してもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、吸着孔を下広がりのテ
ーパ状に開口したことにより、導電性ボールの供給部に
備えられた導電性ボールを真空吸着してピックアップ可
能な範囲が広くなるので、ピックアップミスを解消でき
る。また吸着孔をテーパ状とすることにより、導電性ボ
ールを吸着孔の表面にしっかり密接させて真空吸着する
ことができ、かつ導電性ボールと吸着孔の表面の間のす
き間はなくなるので、余分な導電性ボールを真空吸着す
ることもない。
【0028】また真空吸引することにより、下板は上凸
状に屈曲して吸着孔の孔径は縮小するので、導電性ボー
ルをよりしっかり真空吸着して保持できる。また導電性
ボールをワークの電極に搭載する際には、下板が下凸状
に屈曲して吸着孔が拡開することにより、導電性ボール
を吸着孔から確実に離れて電極上に搭載できる。また吸
着孔をテーパ状とすることにより、吸着孔や導電性ボー
ルの寸法に製造のばらつきがあっても、確実に導電性ボ
ールを真空吸着できる。また吸着孔の表面にリング状の
溝を形成することにより、導電性ボールの外表面をこの
溝のエッジにしっかり密接させて真空吸着できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の導電性ボールの搭載装置の
平面図
【図2】本発明の一実施例の導電性ボールの搭載装置の
ヘッドの正面図
【図3】本発明の一実施例の導電性ボールの搭載装置の
ヘッドの下板の部分拡大断面図
【図4】本発明の一実施例の導電性ボールの搭載装置の
ヘッドの下板の部分拡大断面図
【図5】従来の導電性ボールの搭載装置に備えられたヘ
ッドの下板の部分拡大断面図
【符号の説明】
6 半田ボール 8 ガイドレール 9 ワーク 10 電極 14 半田ボールの供給部 39 空気圧装置 40 ヘッド 41 下板 42 吸着孔 43 溝

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性ボールの供給部と、ワークの位置決
    め部と、導電性ボールを真空吸着する吸着孔が下面に複
    数個開口されたヘッドと、このヘッドの内部を真空吸引
    し、再びこの内部にエア圧を吹き込む空気圧装置と、前
    記ヘッドを前記ワークの位置決め部と前記導電性ボール
    の供給部との間を移動させる移動手段とを備えた導電性
    ボールの搭載装置であって、前記ヘッドの下板を屈曲自
    在な弾性板により形成するとともに、前記吸着孔をこの
    下板に下広がりのテーパ状に開口し、前記空気圧装置に
    よる真空吸引とエアの吹き込みによって前記下板を上凸
    状・下凸状に屈曲させることにより前記吸着孔を拡縮さ
    せることを特徴とする導電性ボールの搭載装置。
  2. 【請求項2】前記吸着孔のテーパ状の表面にリング状の
    溝を形成し、この溝のエッジに導電性ボールの外表面を
    密接させて導電性ボールを真空吸着することを特徴とす
    る請求項1記載の導電性ボールの搭載装置。
  3. 【請求項3】弾性板から成る下板に下広がりのテーパ状
    の吸着孔が複数個形成されたヘッドを導電性ボールの供
    給部に位置させ、そこでヘッドを下降させるとともにヘ
    ッドの内部を空気圧装置により真空吸引することにより
    前記下板を上凸状に屈曲させ、これにより前記吸着孔を
    縮小させて導電性ボールを真空吸着し、次いでヘッドを
    上昇させることにより複数個の導電性ボールを一括して
    ピックアップし、 次に前記ヘッドを位置決め部の上方へ移動させ、そこで
    前記ヘッドを下降させるとともに前記空気圧装置により
    前記ヘッドの内部にエアを吹き込んでそのエア圧により
    前記下板を下凸状に屈曲させ、これにより前記吸着孔を
    拡開させて導電性ボールを前記ワークの複数個の電極上
    に一括して搭載することを特徴とする導電性ボールの搭
    載方法。
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