JPH1058241A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個のワークの中に不良品のワークが混じ
っている場合には、この不良品のワークを除外して良品
のワークにのみ導電性ボールを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。 【解決手段】 吸着ヘッド２０は複数の吸着ユニット２
３Ａ〜２３Ｄを有する。各吸着ユニット２３Ａ〜２３Ｄ
の空間２４Ａ〜２４Ｄは、第１のバルブ２７Ａ〜２７Ｄ
を介して真空ポンプ３３に接続される。基板３のワーク
をセンサー３１で観察し、ワークにバッドマークが印さ
れていないか否かを検査する。各空間２４Ａ〜２４Ｄは
互いに独立しており、バッドマークの無い良品のワーク
に対応する空間のみ真空吸引して導電性ボール７を真空
吸着し、バッドマークのある不良品のワークに対応する
空間は第１のバルブを閉じて真空吸引せず、導電性ボー
ル７の搭載を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの回路パタ
ーンのパッド上に導電性ボールを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】フリップチップなどのバンプ付きワーク
の製造方法として、導電性ボールを用いる方法が知られ
ている。この方法は、半田ボールなどの導電性ボールを
ワークの回路パターンのパッド上に搭載した後、ワーク
を加熱炉へ送り、そこで導電性ボールや導電性ボールを
半田付けする半田を加熱して溶融させ、次いで冷却して
固化させることにより、ワークのパッド上にバンプを形
成するものである。
【０００３】また導電性ボールをワークのパッド上に搭
載する方法としては、吸着ヘッドを用いる方法が知られ
ている。この方法は、容器などに備えられた導電性ボー
ルを、吸着ヘッドの下面に開孔された吸着孔に真空吸着
してピックアップし、ワークのパッド上に搭載するもの
であり、この方法によれば、ワークの多数個のパッド上
に導電性ボールを一括して搭載できるという利点があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、吸着ヘッドの下
面には１個のワークに対応した複数の吸着孔が開孔され
ており、吸着ヘッドは１個のワーク毎に導電性ボールを
搭載していた。しかしながらこのように１個のワーク毎
に導電性ボールを搭載していく方法では作業能率があが
らない。そこで、吸着ヘッドの下面に、複数個のワーク
に対応した吸着孔を開孔し、複数個のワークに対し同時
に一括して導電性ボールを搭載することが考えられる。
【０００５】一方、ワークの上面に形成された回路パタ
ーンには、ブリッジや欠けなどが生じた不良品がある。
上述のように、吸着ヘッドにより複数のワークに対して
同時に一括して導電性ボールを搭載する場合、複数個の
ワークの中に不良品の回路パターンを有するワークが混
じっていると、不良品のバンプ付きワークが製造されて
しまうこととなる。また回路パターンの不良だけでな
く、導電性ボールを搭載するまでの別の工程で不良が発
生した場合も同様のことが言える。
【０００６】そこで本発明は、吸着ヘッドにより、複数
個のワークに導電性ボールを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。
更に詳しくは、複数個のワークの中に、不良品のワーク
が混じっている場合には、この不良品のワークを除外し
て、良品のワークにのみ導電性ボールを搭載できる導電
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
個のワークを一括して搬送するワークの搬送路と、導電
性ボールの供給部と、この供給部に備えられた導電性ボ
ールをピックアップして複数個の前記ワークのランドに
形成されたパッド上に一括して搭載する吸着ヘッドと、
この吸着ヘッドを前記供給部と前記ワークの間を移動さ
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、前記吸着ヘッドが、互いに独立した空間を有し且つ
その下面に導電性ボールの吸着孔が開孔された複数個の
吸着ユニットを有し、かつ前記各々の空間を個別に真空
吸引する真空吸引手段と、各々の真空吸引手段を制御す
る制御部を設けた。
【０００８】請求項２の発明は、ワークの搬送路上を一
括して搬送される複数個のワークのパッド上に、各々の
ワークに対応する複数個の吸着ユニットを備えた吸着ヘ
ッドにより導電性ボールを一括して搭載する導電性ボー
ルの搭載方法であって、前記複数個のワークの中に不良
品のワークが無いか否かを検出し、不良品のワークが検
出された場合には、この不良品のワークに対する前記吸
着ユニットによる導電性ボールの搭載を中止するように
した。
【０００９】請求項３の発明は、複数のワークから成る
多面取基板に導電性ボールを、各々のワークに対応した
複数の吸着ユニットを有する吸着ヘッドで搭載する導電
性ボールの方法であって、各々のワークについて検査を
行なう工程と、不良のワーク以外のワークに対応する吸
着ユニットで導電性ボールをピックアップする工程と、
良品のワークに導電性ボールを一括して搭載する工程と
を構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明によれば、複数のワークに
対し、導電性ボールを一括して搭載することができる。
また複数のワークの中に不良品のワークが混じっている
場合には、このワークへの導電性ボールの搭載を中止
し、良品のワークにのみ導電性ボールを搭載できる。
【００１１】次に、本発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１の導電
性ボールの搭載装置の斜視図、図２は同基板の平面図、
図３は同導電性ボールの搭載装置の吸着ヘッドの斜視
図、図４は同導電性ボールの搭載装置の吸着ヘッドの真
空吸引系のブロック図、図５、図６、図７は同導電性ボ
ールの搭載装置の吸着ヘッドの動作の説明図、図８は同
バンプの形成工程図、図９は同バンプ付きワークの形成
工程図である。
【００１２】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。基台１の上面には、基板
３の搬送路２が設けられている。図２において、基板３
はセラミック基板やガラエポ基板などの配線基板であ
る。この基板３は多数個取りの基板であって、４個のワ
ーク３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄから成っており、後工程で
破線ａに沿って切断することにより、４個のバンプ付き
ワーク３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが一括して製造される
（図９参照）。各ワーク３Ａ〜３Ｄの上面のランド４
Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄには、回路パターンのパッド５が
多数形成されている。この導電性ボールの搭載装置は、
搬送路２上を一体的に一括して搬送される複数個（本例
では４個）のワーク３Ａ〜３Ｄのパッド５上に、導電性
ボールを一括して搭載するものである。
【００１３】図１において、基台１の上面側部には、容
器６が設けられている。容器６には導電性ボール７が多
数備えられている。この容器６は、導電性ボール７の供
給部となっている。搬送路２と容器６の間には、フラッ
クスの塗布部８が設けられている。フラックスの塗布部
８は、底の浅い容器９と、スキージ１０から成ってい
る。スキージ１０は、容器９上を矢印ｂ方向へ摺動する
ことにより、容器９に貯溜されたフラックス１１の液面
を平滑する。
【００１４】基台１の上方には、Ｘ方向のガイドレール
１２と、Ｙ方向のガイドレール１３ａ、１３ｂが設けら
れている。Ｘ方向のガイドレール１２の両端部は、スラ
イダ１４ａ、１４ｂを介してＹ方向のガイドレール１３
ａ、１３ｂにスライド自在に保持されている。Ｘ方向の
ガイドレール１２の下部にはブロック１５が装着されて
いる。またブロック１５の下部には吸着ヘッド２０が保
持されている。Ｘ方向のガイドレール１２とＹ方向のガ
イドレール１３ａ、１３ｂとスライダ１４ａ、１４ｂは
リニヤモータから成っており、吸着ヘッド２０はＸ方向
やＹ方向へ水平移動することができる。またブロック１
５の内部にはシリンダが内蔵されており、シリンダが作
動することにより、吸着ヘッド２０は上下動作を行う。
【００１５】次に、図３および図４を参照して、吸着ヘ
ッド２０と真空吸引系の説明を行う。図３において、吸
着ヘッド２０は、上ケース２１と、上ケース２１の下部
に装着された吸着ブロック２２から成っている。吸着ブ
ロック２２は、４個の吸着ユニット２３Ａ、２３Ｂ、２
３Ｃ、２３Ｄを有している。図２に示す４個のワーク３
Ａ〜３Ｄに導電性ボール７を同時に一括して搭載できる
ように、４個の吸着ユニット２３Ａ〜２３Ｄは横一列に
設けられている。吸着ユニット２３Ａ〜２３Ｄは箱形で
あって、図４に示すようにその内部に空間２４Ａ、２４
Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄを有している。また吸着ユニット２
３Ａ〜２３Ｄの下面には、導電性ボール７を真空吸着す
るための吸着孔２５が開孔されている。吸着孔２５は、
ワーク３Ａ〜３Ｄのランド４Ａ〜４Ｄのパッド５に対応
する位置に開孔されている。
【００１６】次に、図４を参照して、真空吸引系を説明
する。３０は制御部であり、センサー３１とバルブ制御
回路３２が接続されている。制御部３０はＣＰＵであ
る。各空間２４Ａ〜２４Ｄは、チューブ２６を介して真
空ボンプ３３とブロア（空気吹出装置）３４に接続され
ている。真空ポンプ３３と各空間２４Ａ〜２４Ｄの間に
は、第１のバルブ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄが設
けられている。またブロア３４と各空間２４Ａ〜２４Ｄ
の間には、第２のバルブ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８
Ｄが設けられている。バルブ制御回路３２は、第１のバ
ルブ２７Ａ〜２７Ｄと第２のバルブ２８Ａ〜２８Ｄの開
閉を制御する。ここで、真空ポンプ３３を駆動し、第１
のバルブ２７Ａ〜２７Ｄを開くと、各空間２４Ａ〜２４
Ｄは真空吸引され、吸着孔２５に導電性ボール７を真空
吸着する。また第１のバルブ２７Ａ〜２７Ｄを閉じたう
えで、ブロア３４を駆動し、第２のバルブ２８Ａ〜２８
Ｄを開くと、各空間２４Ａ〜２４Ｄに空気が圧送されて
各空間２４Ａ〜２４Ｄの真空は破潰され、吸着孔２５に
真空吸着されていた導電性ボール７は吸着孔２５から離
れる。
【００１７】図１において、センサー３１は、搬送路２
の上方に設けられている。図示しないが、この導電性ボ
ールの搭載装置の上流には、ワークの製品検査装置があ
り、各ワーク３Ａ〜３Ｄの回路パターンの製品検査を行
う。そして回路パターンにブリッジや欠けなどの欠陥が
ある場合には、そのワーク３Ａ〜３Ｄに不良情報として
のバッドマークＢＭが印される。センサー３１は、搬送
路２を搬送されるワーク３Ａ〜３Ｄを観察し、バッドマ
ークＢＭを光学的に検出する。そしてバッドマークＢＭ
を検出した場合は、その旨制御部３０に報知する。
【００１８】この導電性ボールの搭載装置は上記のよう
に構成されており、次にその動作を説明する。図１にお
いて、基板３は、搬送路２を搬送され、センサー３１に
よりバッドマークＢＭが無いか否かを検査する。本例で
は、先頭から第２番目のワーク３ＢにバッドマークＢＭ
が印されており、センサー３１はこのバッドマークＢＭ
を検出し、制御部３０にその旨報知する。
【００１９】一方、吸着ヘッド２０は容器６の上方へ移
動し、そこで下降・上昇動作を行うことにより、吸着孔
２５に導電性ボール７を真空吸着してピックアップす
る。この場合、第２番目のワーク３Ｂに対応する第２番
目の第１のバルブ２７Ｂ（図４）は閉じて、第２番目の
吸着ユニット２３Ｂの空間２４Ｂは真空吸引しないよう
にする。したがって導電性ボール７は、吸着ユニット２
３Ａ、２３Ｃ、２３Ｄの吸着孔２５に真空吸着される
が、吸着ユニット２３Ｂの吸着孔２５には真空吸着され
ない。
【００２０】以上のようにして導電性ボール７を真空吸
着してピックアップした吸着ヘッド２０は、搬送路２の
上方へ移動する。またセンサー３１の下方を通過した基
板３は、吸着ヘッド２０の下方へ移動する。図５は、こ
のときの状態を示している。図示するように、吸着ユニ
ット２３Ａ、２３Ｃ、２３Ｄの吸着孔２５には導電性ボ
ール７が真空吸着されているが、バッドマークＢＭが印
加されたワーク３Ｂに対応する吸着ユニット２３Ｂの吸
着孔２５には導電性ボール７は真空吸着されていない。
【００２１】次に吸着ヘッド２０は下降し、導電性ボー
ル７をパッド５上に着地させる（図６）。これと同時
に、第１のバルブ２７Ａ〜２７Ｄを閉じて真空吸引状態
を解除するとともに、第２のバルブ２８Ａ〜２８Ｄを開
いて各空間２４Ａ〜２４Ｄに空気を圧送する。すると各
空間２４Ａ〜２４Ｄの真空状態は破壊され、各空間２４
Ａ〜２４Ｄは正圧となる。なお、吸着ユニット２３Ｂは
導電性ボール７を真空吸着していないので、第２のバル
ブ２８Ｂは必ずしも開く必要はない。次に吸着ヘッド２
０が上昇すると、導電性ボール７は吸着孔２５から離
れ、パッド５上に搭載される（図７）。
【００２２】以上のようにして導電性ボール７が搭載さ
れた基板３は、搬送路２により加熱炉（図外）へ搬送さ
れ、加熱炉で加熱される。すると導電性ボール７は溶融
し、次いで基板３を冷却することにより溶融した導電性
ボール７はパッド５上で固化し、バンプ７’が出来上る
（図８）。次に基板３を破線ａ（図２）で切断すれば、
ワーク３Ａ〜３Ｄは分離され、４個のバンプ付きワーク
３Ａ〜３Ｄが完成する（図９）。
【００２３】図１０は、本発明の実施の形態２の導電性
ボールの搭載装置の吸着ヘッドの真空吸引系のブロック
図、図１１は同基板の平面図、図１２は同基板の製品検
査のデータ図である。図１１において、基板３には、個
有のＩＤとしてのバーコードＢＣが印されている。また
図１および図４に示すセンサー３１に代えて、センサー
３１と同一位置にバーコード読取部３５が設けられてい
る。このバーコード読取部３５は、搬送路２を搬送され
る基板３のバーコードＢＣを読み取る。図１２は、基板
３の各ワーク３Ａ〜３Ｄの製品検査のデータを示してい
る。ワークの製品検査装置が別途設けられており、各ワ
ーク３Ａ〜３Ｄは、製品検査装置で予め回路パターンに
ブリッジや欠けなどの欠陥が無いか否かの検査が行われ
る。そして検査結果は記憶部３６（図１０）に登録され
る。図１２は、ＩＤ０００１８の基板３の第２番目のワ
ーク３Ｂは不良品であることを示している。他の構成
は、実施の形態１と同じである。
【００２４】次に動作を説明する。まず搬送路２上を搬
送されてきた基板のバーコードＢＣをバーコード読取部
３５で読み取る。搬送路２により基板３が吸着ヘッド２
０の下方まで搬送されてくると、吸着ヘッド２０は導電
性ボール７の搭載動作を行う。この搭載動作は図５〜図
７に示す実施の形態１と同じであって、吸着ヘッド２０
は容器６内の導電性ボール７を真空吸着してピックアッ
プし、基板３のパッド５上に搭載する。この場合、制御
部３０はバーコード読取部３５から読み取った基板３の
ＩＤ番号と記憶部３６に登録されたデータを照合し、こ
の基板３のワーク３Ａ〜３Ｄに不良がないか検出して第
１のバルブ２７Ａ〜２７Ｄの開閉を制御する。本例で
は、ＩＤ０００１８の基板３の第２番目のワーク３Ｂに
対する導電性ボール７の搭載は中止される。この中止方
法は実施の形態１の場合と同様であって、第１のバルブ
２７Ｂを閉じることにより、吸着ユニット２３Ｂの吸着
孔２５に導電性ボール７を真空吸着しないようにする。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、複数のワークに対し、
導電性ボールを一括して搭載することができる。また複
数のワークの中に不良品のワークが混じっている場合に
は、このワークへの導電性ボールの搭載を中止し、良品
のワークにのみ導電性ボールを搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の基板の平面図
【図３】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの斜視図
【図４】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの真空吸引系のブロック図
【図５】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの動作の説明図
【図６】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの動作の説明図
【図７】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの動作の説明図
【図８】本発明の実施の形態１のバンプの形成工程図
【図９】本発明の実施の形態１のバンプ付きワークの形
成工程図
【図１０】本発明の実施の形態２の導電性ボールの搭載
装置の吸着ヘッドの真空吸引系のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態２の基板の平面図
【図１２】本発明の実施の形態２の基板の製品検査のデ
ータ図
【符号の説明】
２ 搬送路 ３ 基板 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ ワーク ６ 容器 ７ 導電性ボール ７’ バンプ １２ Ｘ方向のガイドレール １３ａ、１３ｂ Ｙ方向のガイドレール １４ａ、１４ｂ スライダ １５ ブロック ２０ 吸着ヘッド ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ 吸着ユニット ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ 空間 ２５ 吸着孔 ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ 第１のバルブ ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ 第２のバルブ ３０ 制御部 ３１ センサーユニット ３２ バルブ制御回路 ３３ 真空ポンプ ３４ ブロア ３５ バーコード読取部 ３６ 記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 31/02 Ｂ２３Ｋ 31/02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数個のワークを一括して搬送するワーク
    の搬送路と、導電性ボールの供給部と、この供給部に備
    えられた導電性ボールをピックアップして複数個の前記
    ワークのランドに形成されたパッド上に一括して搭載す
    る吸着ヘッドと、この吸着ヘッドを前記供給部と前記ワ
    ーク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、前記吸着ヘッドが、互いに独立し
    た空間を有し且つその下面に導電性ボールの吸着孔が開
    孔された複数個の吸着ユニットを有し、かつ前記各々の
    空間を個別に真空吸引する真空吸引手段と、真空吸引手
    段を制御する制御部を設けたことを特徴とする導電性ボ
    ールの搭載装置。
  2. 【請求項２】ワークの搬送路上を一括して搬送される複
    数個のワークのパッド上に、各々のワークに対応する複
    数個の吸着ユニットを備えた吸着ヘッドにより導電性ボ
    ールを一括して搭載する導電性ボールの搭載方法であっ
    て、前記複数個のワークの中に不良品のワークが無いか
    否かを検出し、不良品のワークが検出された場合には、
    この不良品のワークに対する前記吸着ユニットによる導
    電性ボールの搭載を中止するようにしたことを特徴とす
    る導電性ボールの搭載方法。
  3. 【請求項３】複数のワークから成る多面取基板に導電性
    ボールを、各々のワークに対応した複数の吸着ユニット
    を有する吸着ヘッドで搭載する導電性ボールの方法であ
    って、各々のワークについて検査を行なう工程と、不良
    のワーク以外のワークに対応する吸着ユニットで導電性
    ボールをピックアップする工程と、良品のワークに導電
    性ボールを一括して搭載する工程と、を含むことを特徴
    とする導電性ボールの搭載方法。
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