JPH1084180A - はんだ転写装置のマスク装置およびはんだ転写装置 - Google Patents

はんだ転写装置のマスク装置およびはんだ転写装置

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JPH1084180A
JPH1084180A JP23822396A JP23822396A JPH1084180A JP H1084180 A JPH1084180 A JP H1084180A JP 23822396 A JP23822396 A JP 23822396A JP 23822396 A JP23822396 A JP 23822396A JP H1084180 A JPH1084180 A JP H1084180A
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alignment plate
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旭 土屋
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • 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
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

Abstract

(57)【要約】 【課題】はんだボールをフラックスに確実に保持させる
とともに、作業結果の適否を判断するための装置を小形
にすることができるはんだ転写装置のマスク装置を提供
すること。 【解決手段】はんだ粒が係合する整列穴を備えた整列板
と、上記整列穴内に配置され、整列穴の深さ方向に進退
自在の突出し部材と、上記突出し部材の駆動手段とを備
えたはんだ転写装置のマスク装置において、上記突出し
部材を光ファイバーで形成したことを特徴とする。ま
た、照光装置を設け、突出し部材の一方の端部を照光装
置に接続し、他方の端部に光を伝送するように構成す
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、はんだ粒を基板に
搭載するためのはんだ転写装置のマスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LSI等の電子素子を基板にはんだ付け
する方法としてボールグリッドアレイ(BGA:Bal
l Grid Arrey)方式がある。BGA方式で
は、粒状のはんだ(以下、はんだボールという。)を底
面に吸引装置につながる細孔を設けた穴を備える治具に
吸引させておき、フラックスを塗布した基板のパッド上
で吸引を停止して、はんだボールをフラックス上に自然
落下させる。そして、この状態で加熱してフラックスを
溶融させ、フラックスではんだボールを包み込むことに
より、はんだボールを基板に仮固定する。
【0003】はんだボールは、1個当りの質量が数mm
g以下であるため、治具等が静電気を帯びていたり、水
分等が存在する場合は、治具等に付着してしまう。そこ
で、特開平08−025035号公報では、治具の整列
穴の深さ方向に進退自在の突き出し部材と、上記突き出
し部材の駆動手段とを設け、はんだボールが確実に治具
から離れるようにしている。以下、この技術を図面を用
いて説明する。
【0004】図5は、はんだ転写装置におけるマスク装
置の断面図である。1はケース。2は整列板で、ケース
1に設けられた凹部3を覆うようにしてケース1に固定
されている。4は有底の穴で、フラックスbが塗布され
ている基板pのパッドに対応させて整列板2に配置され
ている。5は穴で、直径は穴4よりも小さく、穴4と凹
部3とを接続している。6はピンで、ステンレスなどの
金属で形成され、直径は穴5の径よりも細く、ピン保持
板7に保持されて穴5に移動自在である。ピン保持板7
はシリンダ8のピストンロッド9に接続されている。1
0はOリングで、ピン保持板7と凹部3の側面との間の
気密を保っている。11は穴で、図示しない吸引装置に
接続されている。12はテーブルで、ベース13上に載
置されている。14は凹部で、テーブル12に設けられ
ている。15は穴で、図示しない吸引装置に接続されて
いる。また、xははんだボールで、直径は0.3〜0.
76mmであり、作業内容に応じた直径のものが使用さ
れる。
【0005】次に、はんだボールの転写動作を説明す
る。なお、図示しない吸引装置が動作することにより凹
部3の整列板2側(以下、凹部3aという。)と凹部1
4は負圧になり、総ての穴4にはんだボールxが、ま
た、テーブル12の所定の位置にパッドにフラックスb
が塗布された基板pがそれぞれ吸着保持されている。先
ず、待機位置にある整列板2を穴4がフラックスbに対
向するように水平方向に位置決めしてから、はんだボー
ルxとフラックスbとの間に僅かな隙間を設けて垂直方
向に位置決めする。次に、凹部3aの負圧を解除して大
気圧とし、引き続きピン保持板7を下降させる。する
と、ピン6は1本当り10数グラムから30グラム程度
の力ではんだボールxを基板pに当るまでフラックスb
に押し込む。すると、はんだボールxはフラックスbの
粘着力により保持される。以上で、転写が終了するか
ら、上記手順とは逆にピン保持板7を上昇させてから整
列板2すなわちケース1を待機位置に戻し、凹部14を
大気圧にして基板pを次工程に送り出す。
【0006】ところで、はんだ付けをしてしまうと、は
んだ付けが漏れた個所を見つけることおよびはんだ付け
が漏れた個所の補修が極めて面倒になる。そこで、転写
前は総ての穴4にはんだボールxが存在することを、ま
た、転写後は総ての穴4にはんだボールxが存在しない
ことを確認し、作業不良が発生することを防止してい
る。この場合、はんだボールxが小径であり、かつ整列
板2には数百個の穴4があるため、整列板2の穴4側の
面が均一の照度となるようにリングライト等で照明し、
CCDカメラを用いて底面を撮影し、反射光データを画
像処理することによりはんだボールxの有無を確認して
作業漏れの有無を判断している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法によれば、
はんだボールxを基板pに確実に保持させることができ
る。しかし、はんだボールxの直径は0.05〜0.1
mmのばらつきがあるため、以下の問題点がある。
【0008】1.はんだボールxの位置がずれる。すな
わち、ピン6の移動距離は総て同一であるから、径が小
さいはんだボールxはフラックスbに十分押し込まれな
い。この結果、フラックスbがはんだボールxを保持す
る力が小さくなり、基板pを次工程に移動させる途中で
はんだボールxの位置がずれることがある。
【0009】2.作業結果の適否を判断するための装置
が大型になる。すなわち、整列板2の底面を均一に照明
するための装置スペ−スが大きくなり、装置の小型化が
できない。
【0010】本発明の目的は、上記した課題を解決し、
はんだボールをフラックスに確実に保持させるととも
に、作業結果の適否を判断するための装置を小形にする
ことができるはんだ転写装置のマスク装置を提供するに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、請求項1の発明は、はんだ粒が係合する整列穴を
備えた整列板と、上記整列穴内に配置され、整列穴の深
さ方向に進退自在の突出し部材と、上記突出し部材の駆
動手段とを備えたはんだ転写装置のマスク装置におい
て、上記突出し部材を光ファイバーで形成したことを特
徴とする。
【0012】また、請求項3の発明は、請求項1の発明
に加えて、マスク装置の移動経路に光の検知手段を設
け、光ファイバからの照射光を検知するようにしたこと
を特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態に係
るマスク装置と整列装置部の断面図、図2ははんだ塗布
装置の断面図、図3は本発明の実施の形態に係るはんだ
転写装置の平面図で、各図において図5と同じものまた
は同一の機能のものは同一の符号を付してある。
【0014】図1において、20は光ファイバで、直径
は穴5の直径よりも小さく、両側の端面が研磨されてい
る。そして、一方の端部がピン保持板7から所定の長さ
突き出すようにしてピン保持板7に固定されている。そ
して、上記一方の端部は穴5に配置され、他方の端部は
ピン保持板7のシリンダ8側でひとまとめにされてケー
ス1外の図示しない照度が均一な照明装置に接続されて
いる。ここで、上記突き出し長さは、ピン保持板7を下
降端に移動させたとき、光ファイバ20の先端と基板p
との距離がはんだボールxの公差の中心径に等しくなる
長さである。21はZ移動装置で、ケース1を保持し、
後述するY移動装置43に保持されている。
【0015】22は収納箱で、多数のはんだボールxを
収納し、ベース13に載置されている。なお、作業に応
じて、最適な径のはんだボールxに交換する。24は網
で、網目の大きさははんだボールxよりも小さく、はん
だボールxが網目から落下することはない。25は凹部
で、図示しない空気吹き出し装置に接続されている。
【0016】図2において、30はフラックス槽で、内
部にフラックスbを収納し、図示しない駆動手段により
回転自在である。31はスキージで、端部31aがベー
ス13から所定の高さになるようにして図示しないスタ
ンドに支持されている。そして、フラックス槽を回転さ
せることにより、フラックスbのベース13から高さは
常に一定に保たれている。
【0017】図3において、41はX移動装置で、Yバ
ー42をX方向に移動させる。41aはX移動装置41
の駆動モータである。43はY移動装置で、Yバー42
上をY方向に移動自在である。43aはY移動装置43
の駆動モータである。44はクランプで、Y移動装置4
3に保持され、ジョー44a,bはY方向に開閉自在で
ある。45はパレットで、複数の基板pを載置してい
る。46は搬送装置で、パレット45を位置決めする。
46aは搬送装置46の駆動モータである。50〜52
はラインセンサである。以上の構成であるから、ケース
1、整列板2、クランプ44はX移動装置41とY移動
装置43を動作させることにより水平方向に位置決めさ
れ、Z移動装置21を動作させることにより高さ方向に
位置決めされる。
【0018】以下、動作を説明する。なお、予め図示し
ない照明装置を動作させておく。先ず、クランプ44を
パレット45上の基板pに対向させてから下降させ、ジ
ョー44a,bを動作させて基板pを保持させる。次
に、基板pを保持したクランプ44を上昇させてから、
テーブル12に対向させる。引き続き、クランプ44を
下降させ、基板pをテーブル12の所定の位置に載置す
る。そして、吸引装置を動作させて基板pをテーブル1
2に固定する。
【0019】次に、整列板2を収納箱22に対向させ
て、ケース1を下降させる。そして、吸引装置を動作さ
せて凹部3を負圧にするとともに、図示しない空気吹き
出し装置を動作させ、凹部25に空気を送り込む。する
と、吹き上げられたはんだボールxは、穴4に吸着保持
される。
【0020】次に、整列板2を所定の高さに上昇させて
からラインセンサ50の上を通過させてフラックス槽2
2に対向させる。このとき、ラインセンサ50が光ファ
イバ20からの光を検出すると、すなわちはんだボール
xが吸着保持されていない穴4を検出すると、図示しな
い制御装置に検出信号を出力し、図示しない制御装置は
作業を中止するとともに図示しない警報装置を動作させ
る。
【0021】次に、整列板2を下降させ、はんだボール
xの先端にフラックスbを付着させる。次に、整列板2
を所定の高さに上昇させてからラインセンサ51の上を
通過させてテーブル12に対向させる。このとき、ライ
ンセンサ51が光ファイバ20からの光を検出すると、
すなわちはんだボールxが脱落した穴4を検出すると、
図示しない制御装置に検出信号を出力し、図示しない制
御装置は作業を中止するとともに図示しない警報装置を
動作させる。
【0022】次に、はんだボールxの下端と基板pとの
間に僅かな隙間ができるまで整列板2を下降させる。そ
して、吸引装置を停止させて凹部3を大気圧にするとと
もに、保持板7を下降端まで移動させる。すると、光フ
ァイバ20は、図4に示すように、先端ではんだボール
xを基板pに保持させる。このとき、はんだボールxの
直径が公差の中心よりも大きい場合にはたわむが、弾性
変形内のたわみであり、極端な変形による座屈や曲がり
等の塑性変形は発生しない。
【0023】次に、保持板7と、整列板2を上昇させ、
クランプ44をテーブル12に対向させる。引き続き、
クランプ44を下降させ、基板pを保持させる。そし
て、吸引装置を停止させて凹部14を大気圧にしてから
クランプ44を上昇させ、整列板2がラインセンサ52
に対向する経路を通過させて基板pをパレット45に戻
す。このとき、ラインセンサ52が光ファイバ20から
の光を捕らえることができない時、すなわちはんだボー
ルxが存在する穴4がある場合、図示しない制御装置に
検出信号を出力し、図示しない制御装置は作業を中止す
るとともに図示しない警報装置を動作させる。以後、上
記の動作の繰り返す。
【0024】なお、上記では、整列板2にはんだボール
xを保持させた状態で、表面を平らにしたフラックスに
押しつけ、はんだボールxの下面にフラックスbを付着
させたが、従来技術のように予め基板pにフラックスb
を塗布しておいても良い。また、図4に示すように、穴
4は設けなくても良い。
【0025】また、ラインセンサ52は穴4のそれぞれ
の位置に合わせて検出動作をする必要があるから、CC
Dカメラとしても良い。また、ラインセンサ50,51
の場合、穴4のそれぞれの位置に合わせて検出動作をさ
せても良いし、整列板2を1つの検出対象として、整列
板2の対向開始と対向終了で検出するようにしてもよ
い。
【0026】さらに、照光装置は、ケース1の近傍に配
置しても良いし、光ファイバの長さを3m程度にしてベ
ース13まで引き出して固定する等、任意の位置に配置
することができる。
【0027】最後に、光ファイバ20を研磨する手順の
一例を説明する。研磨に際しては、光ファイバ20を仕
上げる長さより適当な長さだけ長くしてピン保持板7に
植え込み、光ファイバ20とほぼ同じ硬度のワックスで
保持板の植え込み面から先端まで完全に覆うように固め
る。そして、ワックスが十分な硬度に硬化したのち、上
記のワックスと光ファイバとを共に研磨加工することに
より規定の寸法に仕上げ、その後ワックスを溶解洗浄す
る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、はん
だ粒が係合する整列穴を備えた整列板と、上記整列穴内
に配置され、整列穴の深さ方向に進退自在の突出し部材
と、上記突出し部材の駆動手段とを備えたはんだ転写装
置のマスク装置において、上記突出し部材を光ファイバ
ーで形成したから、はんだボールをフラックスに確実に
保持させることができ、しかも作業結果の適否を判断す
るための装置を小形にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るマスク装置と整列装
置部の断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るフラックス塗布装置
の断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るはんだ転写装置の平
面図である。
【図4】本発明の転写動作を説明する図である。
【図5】従来のはんだ転写装置におけるマスク装置の断
面図である。
【符号の説明】
2 整列板 4 穴 7 ピン保持板 8 シリンダ x はんだボール 20 光ファイバ 50,51,52 ラインセンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 はんだ粒が係合する整列穴を備えた整列
    板と、上記整列穴内に配置され、整列穴の深さ方向に進
    退自在の突出し部材と、上記突出し部材の駆動手段とを
    備えたはんだ転写装置のマスク装置において、上記突出
    し部材を光ファイバで形成したことを特徴とするはんだ
    転写装置のマスク装置。
  2. 【請求項2】 照光装置を設け、突出し部材の一方の端
    部を照光装置に接続し、他方の端部に光を伝送するよう
    に構成したことを特徴とする請求項1に記載のはんだ転
    写装置のマスク装置。
  3. 【請求項3】 請求項1のマスク装置を備え、前記マス
    ク装置の移動経路に光の検知手段を設け、光ファイバか
    らの照射光を検知するようにしたことを特徴とするはん
    だ転写装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100320384B1 (ko) * 1999-04-12 2002-01-12 이영철 반도체 실장 장비의 납볼 이송 장치
US7066377B2 (en) 1999-06-24 2006-06-27 Athlete Fa Corporation Ball mounting method
CN110856351A (zh) * 2019-11-15 2020-02-28 苏州欧方电子科技有限公司 印刷基板支撑智能定位装置及定位方法

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