JPH10126048A - 半田ボール処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品に半田ボールを搭載・接合する場合
に、これらの処理が確実にでき、システム全体が小型化
できる半田ボール処理システムの提供。 【解決手段】 基板供給装置１は、複数個の電子部品が
一体の短冊状の基板ａを受け取り、切断装置２に供給す
る。切断装置２は、基板をプレスにより切断して最小単
位の電子部品を得る。半田ボールマウンタ３は、その切
断された電子部品の半田ボール接合部に半田ボールを搭
載し、溶融接合装置４は、その半田ボールを半田ボール
接合部に溶融・接合する。半田ボールが溶融・接合され
た電子部品は、印刷装置５により所定のマークを印刷さ
れたのち、トレイ詰め装置６によりトレイ内に詰められ
る。このように、基板から最小単位で切断された電子部
品を１単位とし、この単位で半田ボールの処理を行うよ
うにしたので、その処理が確実にでき、かつ、システム
全体が小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の半田ボール
接合部、またはボールグリッドアレイ型の電子部品の半
田ボール接合部などに、半田ボールを搭載して溶融接合
などの各処理を行う半田ボール処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品（半導体部品）の中のパ
ッケージの形態の１つとして、ボールグリッドアレイ型
の電子部品が知られている。このボールグリッドアレイ
型の電子部品は、例えば図１１に示すように、パッケー
ジ１００内に半導体チップ（図示せず）が封入され、パ
ッケージ１００の裏面側には、入出力端子として使用さ
れる半田ボールを接合するための半田ボール接合部が縦
横方向に多数設けられ、この各半田ボール接合部に半田
ボール１０１がリフロー等で溶融接合させたものであ
る。この電子部品は、一般に、１枚の基板の上に、複数
個作られるものであり、各電子部品の半田ボール接合部
に半田ボールを搭載、接合する各処理についても、基板
の単位で処理され、最終的には図１１に示すような最終
製品の単位に切断される。また、この電子部品の製造工
程のうち半田ボール接合部に半田ボールを搭載・接合す
る工程では、まず各半田ボール接合部にフラックスが塗
布（付着）され、次にこのフラックスが塗布された各半
田ボール接合部に半田ボールが搭載され、その後に半田
ボールを溶融させて半田ボール接合部に接合させるとい
う各処理が行なわれる。

【０００３】このような処理を行うために、従来、特開
平８−６４９４４号公報に記載されるように、電子部品
や基板などの電子部品に、半田ボールを一括して移載す
る半田ボールの移載装置が知られている。この半田ボー
ル移載装置は、ボール溜まり内でランダムに浮遊する半
田ボールを吸着ヘッドで一括して吸着し、この吸着した
半田ボールを電子部品の半田ボール接合部に移載するも
のである。また、吸着ヘッドで吸着する半田ボールを予
め整列させるために、表面に多数のボール収納部を備え
たボール受けを揺動させ、その各ボール収納部内に半田
ボールを収納させる半田ボールの整列装置が知られてい
る。さらに、半田ボールを溶融させて半田ボール接合部
に接合する加熱装置（リフロー）としては、半田ボール
接合部に半田ボールが搭載された電子部品を、高温かつ
窒素ガスが満たされた雰囲気内をコンベヤで搬送しなが
ら加熱して溶融するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は、複数
の電子部品が形成された基板の単位で、半田ボールの搭
載、溶融接合の各処理が行われるので、処理物が大き
く、各処理を行う装置が独立していたので一括して処理
できず、全体としてシステムが大型化するという問題が
ある。また、電子部品の製造過程でモールド処理を行う
ので、これにより基板が変形して搬送がしにくくなる上
に、半田ボール接合部に半田ボールを載せにくいという
問題がある。さらに、基板に搭載される複数の電子部品
の全ての半田ボール接合部に、ハンダボールを一度に載
せる場合には、基板の変形や半田ボールの個数が多くな
るために、信頼性が劣るという問題がある。

【０００５】一方、上記の半田ボール移載装置では、吸
着ヘッドの吸着孔にフラックスなどが付着することがあ
る。このため、吸着ヘッドが吸着を解いて半田ボールを
電子部品の半田ボール接合部に移載する際に、そのフラ
ックスの粘着力により半田ボールが吸着孔から離れずに
持ちかえってしまうというような不都合がある。また、
ボール溜まり内でランダムに浮遊する半田ボールを吸着
ヘッドの複数の吸着孔で一括して吸着するために、吸着
時に、吸着漏れや吸着過多が発生し、全ての各吸着孔で
半田ボールを１個ずつ吸着するのが難しく、この点で信
頼性が低いという問題がある。

【０００６】さらに、上記のボール受けの揺動による半
田ボールの整列装置では、短時間に整列させる場合に信
頼性が低い。このため、ボール受けを複数列にして各ボ
ール受けの整列時間を長くする必要があるが、この場合
にはコストアップの要因になる上に、ツーリング切り換
え時に、多くの治具が必要になるためにランニングコス
トが上昇するという問題がある。また、上記の加熱装置
では、装置自体が大型化するために、大きなスペースが
必要性になるとともに、設備費やランニングコストが嵩
むというような問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、電子部品の半田ボール
接合部に半田ボールを搭載・接合する各処理を行う場合
に、これらの処理が確実にできる上に、システム全体が
小型化できる半田ボール処理システムを提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、電子部品の半田ボール接合部に、フラ
ックスを塗布するフラックス塗布手段（フラックス塗布
装置３４）と、このフラックス塗布手段でフラックスが
塗布された半田ボール接合部に、半田ボールを搭載する
半田ボール搭載手段（半田ボール搭載装置３５）と、半
田ボール搭載手段で搭載された前記半田ボールの搭載状
態の良否を検査する半田ボール搭載検査手段（半田ボー
ル搭載検査装置３６）と、この半田ボール搭載検査手段
の検査で良品とされた電子部品の各半田ボール接合部に
搭載された半田ボールを溶融して、半田ボール接合部に
接合する溶融接合手段（溶融接合部４２）と、この溶融
接合手段で接合された前記半田ボールの接合状態の良否
を検査する半田ボール接合検査手段（半田ボール接合検
査装置４３）とを備えている。従って、本発明では、電
子部品に半田ボールを搭載、接合などの各処理が一括し
て処理できるようにしたので、システムの小型化が実現
できる。

【０００９】また、本発明では、電子部品が、基板に複
数個一体に形成されている場合には、その基板から電子
部品を最終単位で切断する切断手段を設けるようにし
た。このため、電子部品を複数個形成されている基板が
処理対象の場合には、最小単位の電子部品に切断して処
理ができるようになるので、システムの小型化が実現で
きる上に、半田ボールの取扱が容易となる。

【００１０】また、半田ボール搭載手段は、半田ボール
を、電子部品の各半田ボール接合部の配置位置に対応し
た位置に、それぞれ整列する半田ボール整列ユニット３
８と、この半田ボール整列ユニット３８で整列された各
半田ボールを個別に保持し、この保持を解いて各半田ボ
ールを電子部品の対応する半田ボール接合部に搭載し、
その際に各半田ボールを半田ボール接合部に機械的に押
し付ける半田ボール搭載ユニットと３９とから構成させ
た。このため、半田ボール搭載手段では、半田ボールを
短時間に確実に整列させることができる上に、その整列
させた半田ボールを電子部品の半田ボール接合部に確実
に搭載できる。

【００１１】半田ボール整列ユニット３８は、電子部品
の半田ボール接合部の配置位置に対応した位置に、半田
ボールを収納する多数のボール収納部３８１を設けた半
田ボール整列プレート３８２と、この半田ボール整列プ
レート３８２上に配置させ、半田ボールをボール収納部
３８１に収納させるボール流し込み枠３８３と、この半
田ボール流し込み枠３８３を、半田ボール整列プレート
上３８２で往復動させる流し込み枠移動手段とから構成
させた。このため、半田ボール整列ユニット３８では、
構造が簡単な上に、半田ボールをボール収納部３８１に
短時間に確実に収納して配列できる。

【００１２】半田ボール搭載ユニット３９は、半田ボー
ル整列プレート３８２の各ボール収納部３８１内に収納
された半田ボールを個別に吸着する吸着孔３９１を複数
個設け、この吸着孔３９１の吸着を解いて各半田ボール
を電子部品の半田ボール接合部に搭載する半田ボールチ
ャク３９２と、この半田ボールチャック３９２を、半田
ボール整列プレート３８２と電子部品との間を往復動さ
せるチャック移動手段と、半田ボールチャック３９２
が、半田ボールを電子部品の半田ボール接合部に搭載す
る際に、各吸着孔３９１に挿通されて各半田ボールを半
田ボール接合部に押し付ける多数のピン４００と、この
多数のピン４００を各半田ボール接合部に向けて移動さ
せるピン移動手段とから構成させた。このため、半田ボ
ール搭載ユニット３９では、吸着孔３９１などにフラッ
クスが付着していても、各半田ボールが対応する電子部
品の半田ボール接合部へ確実に載置される。

【００１３】溶融接合手段は、電子部品の各半田ボール
接合部に搭載された半田ボールを、予備的に加熱する予
備加熱部と、この予備加熱部で加熱した半田ボールを溶
融させ、半田ボール接合部に接合する本加熱部とから構
成させた。このため、溶融加熱手段では、局部加熱が可
能となって設備が小型化できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半田ボール処理シ
ステムの好適な実施の形態について、図１ないし図１０
を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態の
半田ボール処理システムの全体の構成を示す平面図であ
る。この半田ボール処理システムは、図１に示すよう
に、複数個の電子部品が一体になっている短冊状の基板
ａを受け取り、この受け取った基板ａを次の処理のため
に次段に供給する基板供給装置１と、この基板供給装置
１から供給された基板をプレスにより切断して最小単位
（最終製品となる単位）の電子部品を得る切断装置２
と、この切断装置２で切断された電子部品の半田ボール
接合部に半田ボールを搭載する半田ボールマウンタ３
と、この半田ボールマウンタ３で搭載された半田ボール
を半田ボール接合部に溶融・接合する溶融接合装置（リ
フロー）４と、この溶融接合装置４により半田ボールが
溶融・接合された電子部品に所定のマークを印刷する印
刷装置５と、この印刷装置５でマークが印刷された電子
部品をトレイ内に詰めるトレイ詰め装置６とを備えてい
る。

【００１５】ここで、この半田ボール処理システムの基
板供給装置１が受け取る処理物は、複数個の電子部品が
一体になっている基板であり、切断装置２で切断後の処
理物は基板の切断によって得られる最小単位の電子部品
であり、この電子部品は最終製品となるような一定の機
能を有する単位である。また、この電子部品は、半田ボ
ールを使用するものであれば良く、特にボールグリッド
アレイ型の半導体部品（集積回路）が好適である。

【００１６】基板供給装置１は、図１に示すように、短
冊状の基板ａが収納されたマガジン１１を搬送するマガ
ジンローダ１２を備え、このマガジンローダ１２の始端
側に基板ａが収納されたマガジン１１が搭載されると、
その終端側に向けてマガジン１１が搬送されるように構
成されている。基板供給装置１は、マガジン１１が、基
板ａを受け渡す位置までくると、マガジンローダ１２は
マガジン１１の搬送を停止し、次工程の切断装置２に設
けられている基板ローダ２１がマガジン１１内の基板ａ
を掴むようになっている。切断装置２は、図１および図
２に示すように、マガジン１１内の基板ａを掴んで搬送
するとともに搬送途中に基板ａの表裏を反転する機能を
有する基板ローダ２１と、この基板ローダ２１から反転
状態で受け取った基板ａをプレスで打ち抜いて切断する
切断部２２と、この切断された最小単位の電子部品ｂを
吸着して搬送する電子部品ローダ２３と、その切断され
た基板の抜けかすｃを自重により落下させるシュート２
４と、このシュート２４により落下した基板の抜けかす
ｃを収納する受け箱２５などから構成される。

【００１７】図３は、切断部２２の詳細な構成を示す正
面図である。この切断部２２は、図３に示すように、上
型パンチ２２１と、基台２２３に固定されてその上型パ
ンチ２２１に対応する下型２２２とを備え、上型パンチ
２２１は、図示の位置と下型２２２との間を往復動する
ように構成されている。基台２２３には、上型パンチ２
２１と下型２２２とで切断されて得られた電子部品ｂを
受ける受け台２２４が、電子部品ｂを受ける位置と電子
部品ローダ２３に受け渡す位置との間を往復動できるよ
うに構成されている。このような構成からなる切断部２
２では、基板ローダ２１により下型２２２に表裏が反転
状態で基板ａが供給されると、上型パンチ２２１の下降
により基板ａが切断され、半製品状態の電子部品ｂのみ
が反転状態（半田ボール接合部を上にした状態）で受け
台２２４に落下すると同時に、電子部品の抜けかすｃが
下型２２２に残る。電子部品ｂを受け取った受け台２２
４は、基台２２３上を、図３に示すように、電子部品ｂ
の受け渡し位置まで移動する一方、下型２２２に残った
抜けかすｃはシュート２４を経て受け箱２５に収納され
る。

【００１８】半田ボールマウンタ３は、図１および図２
に示すように、電子部品を間欠的に搬送する２列のコン
ベヤ３１と、このコンベヤ３１で搬送される電子部品に
紫外線を照射し、電子部品の付着物を清浄化するクリー
ナと３２と、このクリーナ３２により清浄化されたコン
ベヤ３１上の電子部品を１つずつ吸着して搬送する搬送
装置３３と、この搬送装置３３により搬送されてくる電
子部品を１つずつ受け取り間欠的に搬送するインデック
ステーブル３３Ａなどを備えている。インデックステー
ブル３３Ａは、所定のピッチで間欠的に回転し、この回
転により電子部品を間欠的に搬送するように構成されて
いる。このインデックステーブル３３Ａは、中心から所
定距離置いた端部に等間隔に複数の治具盤収納部３３１
が形成され、この各治具盤収納部３３１内に治具盤３３
２が収納され、治具盤３３２に電子部品ｂが位置決め支
持されるようになっている。

【００１９】このインデックステーブル３３Ａの周囲に
は、電子部品の各半田ボール接合部に所定量のフラック
スを塗布するフラックス塗布装置３４と、フラックスの
塗布された電子部品の各半田ボール接合部に半田ボール
を搭載する半田ボール搭載装置３５と、半田ボール搭載
装置３５で搭載された半田ボール接合部への半田ボール
の搭載状態の良否を検査する半田ボール搭載検査装置３
６と、この半田ボール搭載検査装置３６で検査された結
果により電子部品を良品と不良品とに選別する第１選別
部３７とが配置されている。

【００２０】次に、フラックス塗布装置３４の構成につ
いて、図２および図４を参照して説明する。フラックス
塗布装置３４は、図２および図４に示すように、フラッ
クスを溜めるフラックスパン３４１を備え、このフラッ
クパン３４１はモータ３４２により回転するように構成
されている。そして、モータ３４２でフラックスパン３
４１を回転することにより、フラックスパン３４１内の
フラックスの表面の高さを一定とするためのフラックス
規制板３４３が、フラックスパン３４１に関連して設け
られている。また、フラックス塗布装置３４は、フラッ
クスパン３４１内のフラックスをその先端部に付着させ
る多数のピン３４４を有するスタンパ３４５を備え、こ
のスタンパ３４５は、搬送装置３４６によりフラックス
パン３４１とインデックステーブル３３上の電子部品ｂ
との間を往復動できるように構成されている。なお、ス
タンパ３４５のピン３４４の位置とその配列は、電子部
品ｂの各半田ボール接合部の位置とその配列に対応す
る。

【００２１】このような構成からなるフラックス塗布装
置３４では、フラックパン３４１の回転とフラックス規
制板３４３により、フラックスパン３４１内のフラック
スの表面の高さが一定とされ、この状態でスタンパ３４
５の多数のピン３４４がフラックスに浸されたのちに上
方に移動すると、各ピン３４４の先端には表面張力によ
り一定のフラックスが保持される。スタンパ３４５は、
搬送装置３４６により、インデックステーブル３３上の
裏面が上を向いた状態の電子部品の真上まで移動する
と、その位置で停止して電子部品に向けて下降してい
き、各ピン３４４が対応する電子部品の半田ボール接合
部と少しの距離をおいて対向すると、各ピン３４４に保
持されているフラックスが、対応する半田ボール接合部
に塗布（転写）される。

【００２２】次に、半田ボール搭載装置３５の構成につ
いて、図２、図５、図６、図７および図８を参照して説
明する。半田ボール搭載装置３５は、図２に示すよう
に、半田ボールを、電子部品ｂの各半田ボール接合部の
配置位置に対応した位置に、それぞれ整列する半田ボー
ル整列ユニット３８と、この半田ボール整列ユニット３
８で整列された各半田ボールを個別に保持したのち、こ
の保持を解いて各半田ボールを電子部品ｂの半田ボール
接合部に搭載する際に、同時に、各半田ボールを半田ボ
ール接合部に機械的に押し付ける半田ボール搭載ユニッ
ト３９とから構成される。

【００２３】半田ボール整列ユニット３８は、図５に示
すように、電子部品ｂの半田ボール接合部の配置位置に
対応した位置に、半田ボールｄを収納する多数のボール
収納部３８１を設けた半田ボール整列プレート３８２
と、この半田ボール整列プレート３８２上に配置させた
ボール流し込み枠３８３とを備え、半田ボール流し込み
枠３８３は、移動機構（図示せず）により半田ボール整
列プレート３８２上で往復動できるように構成されてい
る。なお、ボール流し込み枠３８３は、ボール収納部３
８１に収納された半田ボールｄの頭と接触しない状態と
なるように、半田ボール整列プレート３８２上に配置さ
れている。半田ボール整列プレート３８２に設けたボー
ル収納部３８１は、その底部が半田ボール整列プレート
３８２の底面側に貫通するように構成されている。ま
た、ボール収納部３８１の深さは、半田ボールｄが収納
されたときに、その頭が半田ボール整列プレート３８２
の表面よりも少しだけ出るような状態とするのが好まし
い。このようにすると、ボール収納部３８１内に半田ボ
ールが収納されたときに、ボール収納部３８１と半田ボ
ールの隙間に他のボールが入り込むことがなく、ボール
流し込み枠３８３が支承なく移動できるからである。な
お、各ボール収納部３８１は、その底部側（図面の下
側）から空気を抜くようにすると、ボール収納部３８１
に半田ボールが入り易くなる。

【００２４】このように構成される半田ボール整列ユニ
ット３８では、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、半田
ボール流し込み枠３８３内に多数の半田ボールｄを収納
させ、この状態で半田ボール流し込み枠３８３を半田ボ
ール整列プレート３８２上で往復動させる。この際、半
田ボールｄが半田ボール整列プレート上を自由に移動す
るため、半田ボール整列プレート３８２に設けられた各
ボール収納部３８１内に確実に半田ボールｄが収納され
る。

【００２５】図７は、半田ボール整列ユニットの他の構
成例を示す。この半田ボール整列ユニット３８Ａは、半
田ボール整列プレート３８２に半田ボールが一度に２つ
収納できる深さを有するボール収納部３８１Ａを設けた
ものであり、他の部分の構成は図５に示す半田ボール整
列ユニット３８と同様であるので、ここではその説明は
省略する。このような構成にすると、ボール収納部３８
１Ａに２つの半田ボールｄを一度に収納できるので、１
つの半田ボールのみしか収納できない場合に比べて半田
ボールの配列の信頼性が向上する。すなわち、図５に示
すボール収納部３８１では、半田ボールが１つしか入ら
ないので、半田ボールが入らない場合には電子部品の半
田ボール接合部に半田ボールを搭載できなくなる不都合
が生ずるが、図７に示すボール収納部３８１Ａでは、少
なくとも１つのボールが収納されればそのような不都合
が生じないからである。

【００２６】半田ボール搭載ユニット３９の構成につい
て、図８を参照して説明する。半田ボール搭載ユニット
３９は、図８に示すように、半田ボール整列プレート３
８２の各ボール収納部３８１内に収納された半田ボール
ｄを個別に吸着する多数の吸着孔３９１を設けた半田ボ
ールチャク３９２と、この半田ボールチャック３９２
を、半田ボール整列プレート３８２とインデックステー
ブル３３Ａ上の電子部品ｂとの間を移動させるチャック
移動機構３９３（図２参照）とを備えている。半田ボー
ルチャック３９２は、その底部側に半田ボール整列プレ
ート３８２に設けたボール収納部３８１と対応する多数
の吸着孔３９１が設けられ、この各吸着孔３９１の後端
は共通の排気室３９４に連通し、この排気室３９４は排
気孔３９５により排気されるようになっている。また、
各吸着孔３９１は、その吸着部が漏斗状からなるように
構成されている。

【００２７】また、半田ボールチャック３９２内には、
シリンダ３９６が設けられ、このシリンダ３９６内にピ
ストン３９７が摺動自在に配置されている。このピスト
ン３９７の上部側には圧縮ばね３９９が捲回され、ピス
トン３９７が下方に常時付勢されている。また、ピスト
ン３９７の下部側は排気室３９４内に配置され、その下
端部にはピン取り付け板３９７ａが取付けられ、このピ
ン取り付け板３９７ａには、多数のピン４００が設けら
れている。この各ピン４００は、対応する各吸着孔３９
１に挿通されて、半田ボールを電子部品の半田ボール接
合部に押し付けるものである。

【００２８】このような構成からなる半田ボール搭載ユ
ニット３９では、チャック移動機構３９３により、半田
ボールチャック３９２が半田ボール整列プレート３８２
上に移動され、さらに降下すると、半田ボールチャック
３９２の各吸着孔３９１は、対応するボール収納部３８
１に収納された半田ボールと、僅かの距離をおいて対向
する状態となる。この状態で、半田ボールチャック３９
２の排気室３９４が排気されると、図８（Ａ）に示すよ
うに、各吸着孔３９１に半田ボールｄが吸着される。こ
のときシリンダ３９６には圧縮空気が供給されているの
で、ピストン３９７は、図８（Ａ）に示す位置にある。

【００２９】次に、図２に示すチャック移動機構３９３
により、半田ボールチャック３９２が半田ボールを吸着
したまま、インデックステーブル３３Ａ上の電子部品の
位置まで移動して下降すると、各半田ボールｄは電子部
品ｂの対応する半田ボール接合部に対向する状態にな
る。この状態で、排気室３９４の排気と、シリンダ３９
６への圧縮空気の供給を停止すると、各吸着孔３９１に
吸着されていたる半田ボールは、吸着が解かれて半田ボ
ール接合部に搭載されるが、このとき、圧縮ばね３９９
の付勢によりピストン３９７が下降するので、これによ
りピン４００が下降して半田ボールｄは半田ボール接合
部に移動する（図８（Ｂ）参照）。このように、半田ボ
ールｄを電子部品の半田ボール接合部に搭載させる際
に、この搭載を補完するために、ピン４００により、半
田ボールが各吸着孔３９１から容易に離れて半田ボール
接合部に搭載されるようにしたので、吸着孔３９１にフ
ラックスが付着しているような場合でも、各半田ボール
は、対応する半田ボール接合部へ確実に載置される。な
お、排気室３９４に圧縮空気を送ることにより各吸着孔
３９１から半田ボールが半田ボール接合部に搭載できる
場合には、ピン４００による搭載の補完は必ずしも必要
ではない。

【００３０】半田ボール搭載検査装置３６は、図２に示
すように、半田ボール搭載装置３５の下流側であって、
インデックステーブル３３Ａで間欠的に搬送される電子
部品ｂが停止する２箇所の位置の各上方に、２台のＣＣ
Ｄカメラ３６１、３６２を配置させたものである。そし
て、この２台のＣＣＤカメラ３６１、３６２が、電子部
品ｂの半田ボール接合部に搭載される半田ボールの搭載
状態を半分ずつ撮影し、この撮影により得られた画像に
基づいてその半田ボールの搭載状態の良否を判断するよ
うに構成されている。第１選別装置３７は、半田ボール
搭載検査装置３６で検査済みの電子部品ｂを吸着により
インデックステーブル３３Ａから受け取り、この電子部
品を溶融接合装置４に向けて搬送する搬送装置３７１
と、この搬送装置３７１の途中に配置され、半田ボール
の搭載状態が不良で手直しが必要な電子部品ｂを搬送装
置３７１から受け取って搬送する手直し品排出用コンベ
ヤ３７２とを備えている。従って、半田ボール搭載検査
装置３６の検査により手直しが必要な電子部品ｂは、搬
送装置３７１により搬送されて手直し品排出用コンベヤ
３７２の位置にくると、その吸着が解除されて、手直し
品排出用コンベヤ３７２の始端側に載置される。

【００３１】溶融接合装置４は、図１および図２に示す
ように、半田ボールマウンタ３の搬送装置３７１から搬
送されてくる電子部品を受け取って搬送するインデック
ステーブル４１を備えている。インデックステーブル４
１は、所定のピッチで間欠的に回転するように構成され
ている。また、インデックステーブル４１は、中心から
所定距離置いた端部に等間隔に複数の治具盤収納部４１
１が形成され、この各治具盤収納部４１１内に治具盤が
収納され、治具盤に電子部品が位置決め支持されるよう
に構成されている。このインデックステーブル４１の電
子部品の搬送路上に、電子部品の各半田ボール接合部に
搭載された半田ボールを加熱溶融して接合する溶融接合
部４２と、この溶融接合部４２で溶融接合された半田ボ
ールの接合状態の良否を検査する半田ボール接合検査装
置４３と、この半田ボール接合検査装置４３で検査され
た結果により電子部品を良品と不良品とに選別する第２
選別部４４とが配置されている。

【００３２】溶融接合部４２は、図２に示すように、イ
ンデックステーブル４１により間欠的に搬送される電子
部品ｂが停止する３箇所の各位置に、３つの加熱ユニッ
ト４２１、４２２、４２３をそれぞれ配置させたもので
ある。そして、この３つの加熱ユニット４２１、４２
２、４２３のうち、最初の２つの加熱ユニット４２１、
４２２を、電子部品ｂの半田ボール接合部に搭載された
半田ボールを予備的に加熱する予備加熱ユニットとし、
最後の１つの加熱ユニット４２３を、その予備加熱した
半田ボールをさらに加熱して溶融させて半田ボール接合
部に接合させる本加熱ユニットとする。各加熱ユニット
４２１、４２２、４２３は、図９に示すように、反射鏡
４２６を有するケース４２５を、電子部品が停止するイ
ンデックステーブル４１の上方に配置させ、そのケース
４２５内に、加熱源であって遠赤外線ランプからなるラ
ンプ４２４を設けている。

【００３３】半田ボール接合検査装置４３は、図２に示
すように、溶融接合部４２の下流側であって、インデッ
クステーブル４１で間欠的に搬送される電子部品ｂが停
止する２箇所の位置の各上方に、２台のＣＣＤカメラ４
３１、４３２を配置させたものである。そして、この２
台のＣＣＤカメラ４３１、４３２が、電子部品ｂの半田
ボール接合部に溶融接合された半田ボールの接合状態を
半分ずつ撮影し、この撮影により得られた画像に基づい
てその半田ボールの接合状態の良否を判断するように構
成されている。第２選別装置４４は、半田ボール接合検
査装置４３で検査済みの電子部品ｂを吸着によりインデ
ックステーブル４１から受け取り、この電子部品ｂを印
刷装置５に向けて搬送する搬送装置４４１と、この搬送
装置４４１の途中に配置され、半田ボールの接合状態が
不良で手直しが必要な電子部品ｂを搬送装置４４１から
受け取って搬送する手直し品搬送用コンベヤ４４２とを
備えている。従って、半田ボール接合検査装置４３での
検査により手直しが必要な電子部品ｂは、搬送装置４４
１により搬送されて手直し品排出用コンベヤ４４２の位
置にくると、その吸着が解除されて、手直し品排出用コ
ンベヤ４４２の始端側に載置される。

【００３４】印刷装置５は、図１に示すように、電子部
品を間欠的に搬送するコンベヤ５１を備え、このコンベ
ヤ５１の始端側に、搬送装置４４１から電子部品を受け
取ると、その表裏を反転してコンべヤ５１上に載置する
反転ユニット５２が配置されている。また、コンベヤ５
１の途中には、図１に示すように、反転ユニット５２で
反転された電子部品が、コンベヤ５１を間欠的に搬送さ
れる際に、電子部品の表側に紫外線硬化型のインキで所
定の印刷を行うマーキングユニット５３と、そのインキ
を紫外線の照射により乾燥させる乾燥ユニット５４とが
配置されている。このような構成の印刷装置５では、電
子部品が反転ユニット５２で反転されてコンベヤ５１に
より間欠的に搬送され、この搬送の途中にマーキングユ
ニット５３で電子部品の表側にインキにより印刷され、
この印刷されたインキが乾燥ユニット５４により乾燥さ
れる。

【００３５】トレイ詰め装置６は、コンベヤ５１により
その終端まで搬送されてきた電子部品を掴み、この掴ん
だ電子部品をトレイ６１に順に詰め込んでいくロボット
６２と、このロボット６２によりトレイ６１内が電子部
品で満杯になった時に、満杯のトレイ６１を搬送するト
レイ搬送装置６３とを備えている。

【００３６】次に、以上述べたように構成されるこの実
施の形態の動作について、図面を参照して説明する。い
ま、マガジンローダ１２の始端側に、短冊状の基板ａが
収納されたマガジン１１が搭載されると、マガジン１１
は終端側に向けて搬送されていき、基板ａの受け渡し位
置で停止する。次に、基板ローダ２１がマガジン１１内
から基板ａを掴み、切断部２２に向けて搬送を行うが、
この搬送途中で基板ａは表裏が反転されてその状態で切
断部２２に供給される。切断部２２で切断された電子部
品ｂは、電子部品ローダ２３により吸着されて搬送さ
れ、その切断された基板の抜けかすｃは、自重によりシ
ュート２４を落下して受け箱２５内に収納される。電子
部品ローダ２３により搬送されて終端まできた電子部品
は、コンベヤ３１に載置されて間欠的な搬送を開始す
る。コンベヤ３１で搬送が開始された電子部品は、その
搬送途中でクリーナ３２を通過することにより表面の汚
れが清浄化される。そして、コンベヤ３１の終端にきた
電子部品は、搬送装置３３により１つずつ吸着されてイ
ンデックステーブル３３Ａに搭載される。

【００３７】インデックステーブル３３Ａに搭載された
電子部品は、裏面を上にした状態で間欠的に搬送されて
いき、以下のような処理が行われる。まず、フラックス
塗布装置３４により電子部品ｂの半田ボール接合部に所
定量のフラックスが塗布されたのち、フラックスの塗布
された電子部品ｂの各半田ボール接合部に半田ボール搭
載装置３５により半田ボールが搭載される。次に、半田
ボール搭載検査装置３６により、その半田ボール接合部
への半田ボールの搭載状態の良否が検査される。この検
査結果により、第２選別部３７により、電子部品ｂは良
品と不良品とに選別され、良品は搬送装置３７１で溶融
接合装置４のインデックステーブル４１に向けて搬送さ
れ、不良品は手直し品排出用コンベヤ３７２で搬送され
る。

【００３８】インデックステーブル４１に搭載された電
子部品は、裏面を上側にした状態で間欠的に搬送されて
いき、引き続き、以下のような処理が行われる。まず、
溶融接合部４２では、電子部品ｂの各半田ボール接合部
に搭載された半田ボールが加熱されて溶融接合される。
また、半田ボール接合検査装置４３では、その半田ボー
ルの接合状態の良否が検査され、第２選別部４４では、
半田ボール接合検査装置４３で検査された結果により、
電子部品ｂは良品と不良品とに選別される。従って、良
品は搬送装置４４１で印刷装置５のコンベヤ５１に向け
て搬送され、不良品は手直し品排出用コンベヤ４４２で
搬送される。

【００３９】搬送装置４４１で終端まで搬送されてきた
電子部品は、反転ユニット５２に渡されると表裏が反転
され、表側が上の状態でコンベヤ５１の載置され、コン
ベヤ５１で搬送が行われる。電子部品は、コンベヤ５１
で間欠的に搬送されていき、マーキングユニット５３の
到達すると、その表側に紫外線硬化型のインキで所定の
印刷が行われ、さらに乾燥ユニット５４を通過する際
に、そのインキが紫外線の照射により乾燥される。コン
ベヤ５１により、電子部品がその終端まで搬送されてく
ると、電子部品はロボット６２のハンドにより把持さ
れ、トレイ６１内に順に詰め込まれる。そして、トレイ
６１内が電子部品で満杯になると、満杯のトレイ６１は
トレイ搬送装置６３で搬送される。

【００４０】以上説明したように、この実施の形態で
は、複数の電子部品が形成された基板を最小単位の電子
部品に切断装置２で切断し、この切断された最小単位の
電子部品を１単位として、半田ボールの搭載、溶融接合
などの各処理を行うようにしたので、処理物が小型化で
き、もって処理システム全体が小型化できる。また、こ
の実施の形態では、最小単位に切断された電子部品を単
位として処理するようにしたので、複数の電子部品が形
成された基板を単位として処理する場合に比べてモール
ド処理に伴う基板の変形の影響が小さくなり、電子部品
の半田ボール接合部に半田ボールを載せ易い。

【００４１】さらに、この実施の形態では、最小単位に
切断された電子部品を単位として処理するようにしたの
で、一度に電子部品に半田ボールを搭載する場合に、そ
の搭載個数を減少でき、搭載の際の信頼性が向上する。
さらにまた、この実施の形態では、電子部品の搬送をイ
ンデックステーブル３３Ａ、４１で行うようにしたの
で、インデックステーブルの治具盤に、サイズフリーの
電子部品固定爪を使用することにより、処理対象の切り
換え時に、部品の交換や調整が不要となる。そのため、
処理対象の切り換え時のダウンタイムの低減やランニン
グコストが低減できる。

【００４２】また、この実施の形態の半田ボール整列ユ
ニット３８は、図５に示すように、半田ボールを収納す
る多数のボール収納部３８１を設けた半田ボール整列プ
レート３８２と、この半田ボール整列プレート３８２上
に配置させたボール流し込み枠３８３とを備え、半田ボ
ール流し込み枠３８３を、半田ボール整列プレート３８
２上で往復動できるようにした。従って、半田ボール整
列ユニット３８は、構造が簡単な上に、半田ボールを短
時間に確実に整列させることができる。また、構造が簡
単なために制作費用がかからない上に、ツーリング時の
治具が少ないためランニングコストも安い。さらに、半
田ボールの配列を電子部品の半田ボール接合部の配列と
同じにするため、半田ボールチャックの吸着時の信頼性
が高い。

【００４３】また、この実施の形態の半田ボール搭載ユ
ニット３９は、図８に示すように、半田ボールチャック
３９２に多数の吸着孔３９１を設け、各吸着孔３９１に
吸着される半田ボールが、吸着を解かれて半田ボール接
合部に搭載されるときに、ピン４００が下降して半田ボ
ールを半田ボール接合部に機械的に押し付けるようにし
た。従って、半田ボール搭載ユニット３９では、吸着孔
３９１などにフラックスが付着していても、各半田ボー
ルが対応する電子部品の半田ボール接合部へ確実に載置
される。

【００４４】さらに、この実施の形態の溶融接合部４２
は、図２に示すように、インデックステーブル４１によ
り間欠的に搬送される電子部品ｂが停止する３箇所の各
位置に、電子部品の半田ボール接合部に搭載された半田
ボールを予備的に加熱する２つの加熱ユニット４２１、
４２２と、予備加熱された半田ボールをさらに加熱して
溶融させて半田ボール接合部に接合させる加熱ユニット
４２３とから構成されるようにした。従って、溶融接合
部４２では、局部加熱が可能となって設備を小型化でき
る。また、規模が小さく複雑な制御が不要のため全体と
して廉価に構築できる。さらに、運転中に使用する消費
資源（窒素ガス）が少ないためにランニングコストが比
較的安価である。

【００４５】次に、本発明の実施の形態の半田ボール処
理システムの他の構成について、図１０を参照して説明
する。この半田ボール処理システムは、前工程から供給
される処理対象を、上述したような複数の電子部品が形
成された基板ではなく、基板から最終製品となる最小単
位にあらかじめ切断されている電子部品とするものであ
る。従って、この半田ボール処理システムは、図１に示
す半田ボールシステムの基板供給装置１および切断装置
２に代えて、電子部品供給装置１０を備えるようにした
ものである。電子部品供給装置１０は、最終製品となる
最小単位にあらかじめ切断されている電子部品が収納さ
れたトレイ１０１を受け取ると、ロボット１０２が電子
部品を１つずつ把持してコンベヤ３１に搭載していき、
そのトレイ１０１が空になると、トレーフィーダ１０３
でトレイ１０１が搬送されるように構成される。この半
田ボール処理システムの他の構成は、図１に示す半田ボ
ール処理システムを同様であるので、その説明は省略す
る。

【００４６】なお、以上説明した実施の形態では、半田
ボールマウンタ３による処理以後の処理物の単位を最終
製品となる最小単位に切断された電子部品として説明し
たが、この処理物の単位は電子部品が２個搭載された基
板の単位であっても良い。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子部品に半田ボールを搭載、接合などの各処理が一括し
て処理できるようにしたので、システムの小型化が実現
できる。また、本発明では、電子部品が、基板に複数個
一体に形成されている場合には、その基板から電子部品
を最終単位で切断する切断手段を設けるようにした。こ
のため、電子部品を複数個形成されている基板が処理対
象の場合には、最小単位の電子部品に切断して処理がで
きるようになるので、システムの小型化が実現できる上
に、半田ボールの取扱が容易となる。また、本発明で
は、半田ボール整列プレートに半田ボールを収納する多
数のボール収納部を設け、この半田整列プレート上でボ
ール流し込み枠を往復動させることにより、各ボール収
納部に半田ボールを収納させるようにしたので、半田ボ
ールを短時間に確実に整列させることができる。

【００４８】さらに、本発明では、半田ボールチャック
に多数の吸着孔を設け、各吸着孔に吸着される半田ボー
ルが、吸着を解かれて半田ボール接合部に搭載されると
きに、ピンが下降して半田ボールを半田ボール接合部に
機械的に押し付けるようにしたので、各半田ボールを対
応する半田ボール接合部へ確実に載置できる。また、本
発明では、電子部品の半田ボール接合部に搭載された半
田ボールをまず予備的に加熱し、次に予備加熱された半
田ボールをさらに加熱して溶融させて半田ボール接合部
に接合させるようにしたので、局部加熱が可能となって
設備を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の半田ボールの処理システ
ムの全体構成を示す平面図である。

【図２】同半田ボールの処理システムの要部を示す平面
図である。

【図３】切断部の構成を示す正面図である。

【図４】フラックス塗布装置の構成を示す正面図であ
る。

【図５】半田ボール整列ユニットの構成を示す断面図で
ある。

【図６】半田ボール整列ユニットの動作を示す図であ
る。

【図７】半田ボール整列ユニットの他の構成例を示す断
面図である。

【図８】半田ボール搭載ユニットの構成を示す断面図で
ある。

【図９】加熱ユニットの構成を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態の他の半田ボールの処理
システムの全体構成を示す平面図である。

【図１１】ボールグリッドアレイ型の電子部品を説明す
る図である。

【符号の説明】

ａ 基板 ｂ 電子部品 ｄ 半田ボール １ 基板供給装置 ２ 切断装置 ３ 半田ボールマウンタ ４ 溶融接合装置（リフロー） ５ 印刷装置 ６ トレイ詰め装置 ２２ 切断部 ３３ クリーナ ３３Ａ、４１ インデックステーブル ３４ フラックス塗布装置 ３５ 半田ボール搭載装置 ３６ 半田ボール搭載検査装置 ３７ 第１選別部 ３８ 半田ボール整列ユニット ３９ 半田ボール搭載ユニット ４２ 溶融接合部 ４３ 半田ボール接合検査装置 ４４ 第２選別部 ５２ 反転ユニット ５３ マーキングユニット ５４ 乾燥ユニット ６２ ロボット ３８１ ボール収納部 ３８２ 半田ボール整列プレート ３８３ 半田ボール流し込み枠 ３９１ 吸着孔 ３９２ 半田ボールチャック ４００ ピン ４２１〜４２３ 加熱ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 和紀 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内 (72)発明者 高見 信篤 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内 (72)発明者 長谷 久澄 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品の半田ボール接合部に、フラッ
   クスを塗布するフラックス塗布手段と、 このフラックス塗布手段でフラックスが塗布された半田
   ボール接合部に、半田ボールを搭載する半田ボール搭載
   手段と、 前記半田ボール搭載手段で搭載された前記半田ボールの
   搭載状態の良否を検査する半田ボール搭載検査手段と、 この半田ボール搭載検査手段の検査で良品とされた電子
   部品の各半田ボール接合部に搭載された半田ボールを溶
   融して、前記半田ボール接合部に接合する溶融接合手段
   と、 この溶融接合手段で接合された前記半田ボールの接合状
   態の良否を検査する半田ボール接合検査手段とを具備し
   たことを特徴とする半田ボール処理システム。
2. 【請求項２】 前記電子部品が、基板に複数個一体に形
   成されている場合には、その基板から電子部品を最小単
   位に切断する切断手段を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の半田ボール処理システム。
3. 【請求項３】 前記半田ボール搭載手段は、 前記半田ボールを、前記電子部品の各半田ボール接合部
   の配置位置に対応した位置に、それぞれ整列する半田ボ
   ール整列ユニットと、 この半田ボール整列ユニットで整列された各半田ボール
   を個別に保持し、この保持を解いて各半田ボールを前記
   電子部品の対応する半田ボール接合部に搭載し、その際
   に各半田ボールを半田ボール接合部に機械的に押し付け
   る半田ボール搭載ユニットと からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の半田ボール処理システム。
4. 【請求項４】 前記半田ボール整列ユニットは、 前記電子部品の半田ボール接合部の配置位置に対応した
   位置に、前記半田ボールを収納する多数のボール収納部
   を設けた半田ボール整列プレートと、 この半田ボール整列プレート上に配置させ、半田ボール
   を前記ボール収納部に収納させるボール流し込み枠と、 この半田ボール流し込み枠を、前記半田ボール整列プレ
   ート上で往復動させる流し込み枠移動手段とからなるこ
   とを特徴とする請求項３記載の半田ボール処理システ
   ム。
5. 【請求項５】 半田ボール搭載ユニットは、 前記半田ボール整列プレートの各ボール収納部内に収納
   された半田ボールを個別に吸着する吸着孔を複数個設
   け、この吸着孔の吸着を解いて各半田ボールを前記電子
   部品の半田ボール接合部に搭載する半田ボールチャク
   と、 この半田ボールチャックを、前記半田ボール整列プレー
   トと前記電子部品との間を往復動させるチャック移動手
   段と、 前記半田ボールチャックが、前記半田ボールを前記電子
   部品の半田ボール接合部に搭載する際に、前記各吸着孔
   に挿通されて各半田ボールを前記半田ボール接合部に押
   し付ける多数のピンと、 この多数のピンを各半田ボール接合部に向けて移動させ
   るピン移動手段とからなることを特徴とする請求個３ま
   たは請求項４記載の半田ボール処理システム。
6. 【請求項６】 前記溶融接合手段は、 電子部品の各半田ボール接合部に搭載された半田ボール
   を、予備的に加熱する予備加熱部と、 この予備加熱部で加熱した半田ボールを溶融させ、前記
   半田ボール接合部に接合する本加熱部とからなることを
   特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１の
   請求項に記載の半田ボール処理システム。