JPH11265903A - 接続端子用ボールの給材装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田ボールその他の接続端子用ボールの給材
装置において、ボール吸着部へのボールの吸着状態を正
確に判定することができるとともに、ボール移載ユニッ
トのメンテナンスも容易に行うことができる新規の構造
を提供する。 【解決手段】 ボール移載ユニット１０は、基枠部材１
１と、基枠部材１１の中央部分に形成された貫通部の開
口部を一側から閉鎖する吸着板１２と、貫通部ａを他側
から閉鎖する透明な樹脂板１３とから構成される。ボー
ル移載ユニット１０は、吸着板１２がボール検出ユニッ
ト４０の鏡筒部材４２の上部の閉鎖板４２ａと僅かな間
隔を以て対向する位置で停止する。面状光源４１から放
たれた光はボール移載ユニット１０に照射され、その反
対側には、鏡筒部材４２を介して画像センサ４３が配置
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は接続端子用ボールの
給材装置に係り、特に、半導体集積回路のＢＧＡ(Ball
Grid Array) パッケージやＣＳＰ(Chip Size Package)
などの接続端子用の半田ボールを給材する装置構造とし
て好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体集積回路のＢＧＡパッ
ケージに用いる半田ボールを給材する装置として、半田
ボールを吸着保持するように構成された多数の吸気孔を
ボール吸着部に設けたボール移載ユニットを用いる場合
がある。このボール移載ユニットは、ボール供給ユニッ
トから多数の半田ボールの供給を受け、吸気孔に一つず
つ半田ボールが吸着されるようにしてボール吸着部の表
面に半田ボールが整列した状態に保持することができる
ものである。このボール移載ユニットをＢＧＡパッケー
ジの端子形成面上に接触させて半田ボールを移載する。
移載された半田ボールは加熱や光照射などによりリフロ
ーされて端子形成面上に整列した状態で付着する。

【０００３】このような半田ボールの給材装置として
は、上記のボール移載ユニットを、回動可能なアームの
先端に固定し、ボール供給ユニットからボール移載ユニ
ットに半田ボールを供給した後、アームを回動させるこ
とによってボール移載ユニットを反転させて反転した先
のボール配置部に配置されたＢＧＡパッケージに渡すよ
うに構成されているものがある。この場合、ボール移載
ユニットにおけるボール吸着部の各吸気孔に一つずつ半
田ボールが吸着保持されているか否かを検査する必要が
あるため、アームを回動させる前に、ボール移載ユニッ
トのボール吸着部の表面をカメラなどで撮影し、半田ボ
ールが正しく整列しているか否かを確認し、さらに、ア
ームを回動させ、パッケージに半田ボールを移載した後
にパッケージ上に移載された半田ボールの配列状態を再
度カメラなどで確認するようにしている。

【０００４】一方、特開平８−１５３７２５号公報に
は、ボール移載ユニットの内部に光源を設け、ユニット
外部に配置された受光素子により吸気孔から洩れる光を
検出して半田ボールの吸着されていない吸気孔の存在を
知るように構成されたものが開示されている。また、特
開平９−１８２００号公報には、外部に設けられた光源
からボール移載ユニットに光を当て、内部に配置された
光感知センサによって半田ボールの吸着されていない吸
気孔の存在を知るように構成されたものが開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
半田ボールの給材装置では、ボール移載ユニットの半田
ボール吸着状態をカメラで撮影する場合、ボール吸着部
やパッケージの外観により半田ボールの不足を検出する
ようにしているので、半田ボールが球状であることから
光が半田ボール表面で乱反射を起こすため、複雑な照明
装置と精度の高い画像処理が必要になるという問題点が
ある。

【０００６】一方、上記各公報に記載された方法では吸
気孔を通過する漏洩光を検出するために比較的検出精度
が高く、また、半田ボールの欠如位置も容易に検出でき
るという利点がある反面、ボール移載ユニットの内部に
光源や光感知センサを配置しているのでユニット構造が
複雑になるとともに、ユニット内部に半田滓などが付着
して誤検出が生じても、直ちに確認することができない
上、上記のようなユニット構造によりユニット内の清掃
その他のメンテナンスが困難であるという問題点があ
る。

【０００７】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、半田ボールその他の接続端子用ボ
ールの給材装置において、ボール吸着部へのボールの吸
着状態を正確に判定することができるとともに、ボール
移載ユニットのメンテナンスも容易に行うことができる
新規の構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、接続端子用ボールを吸着する
ための複数の吸気孔を備えたボール吸着部、該ボール吸
着部の内側において前記吸気孔に連通し排気装置に接続
された内部空間、及び、該内部空間を挟んで前記ボール
吸着部の対向側に配置された透光性の光窓部が設けられ
たボール移載ユニットと、該ボール移載ユニットの前記
ボール吸着部に前記接続端子用ボールを供給するボール
供給ユニットと、前記ボール移載ユニットから前記接続
端子用ボールを受け取るように構成されたボール配置部
と、前記ボール移載ユニットにおける前記ボール吸着部
と前記光窓部のいずれか一方から光を照射して、いずれ
か他方に配置された光検出器により前記ボール吸着部の
前記吸気孔に吸着された前記接続端子用ボールの吸着状
態を検出するように構成されたボール検出ユニットと、
前記ボール移載ユニットと、前記ボール供給ユニット、
前記ボール検出ユニット及び前記ボール配置部とを相対
的に移動可能に構成する移動機構とを備えていることを
特徴とする接続端子用ボールの給材装置である。

【０００９】この手段によれば、ボール移載ユニットの
透過光を検出するようにしているので、ユニット内に光
源やセンサを配置する場合に較べてボール移載ユニット
の構造を簡単にすることができるとともに、ボール吸着
部の画像を撮る場合に較べてボール吸着部への接続端子
用ボールの吸着状態を精度よく検出できる。また、ボー
ル移載ユニットの内部空間を光窓部から視認できるた
め、内部空間における不要物の付着などを容易に察知す
ることができるとともに構造が簡単であることからメン
テナンスも容易になる。

【００１０】ここで、前記ボール移載ユニットは、少な
くとも前記ボール吸着部を上方に向けた姿勢と下方に向
けた姿勢とに反転可能に構成されていることが好まし
い。この手段によれば、ボール移載ユニットを反転可能
にすることによって、ボール供給ユニットからの接続端
子用ボールの受け取りをボール吸着部を上に向けた姿勢
で行い、ボール配置部への接続端子用ボールの配置をボ
ール吸着部を下に向けた姿勢で行うことにより、それぞ
れを容易に行うことができる。

【００１１】また、前記ボール検出ユニットには、前記
ボール移載ユニットからの透過光を前記光検出器に導く
鏡筒部材が設けられていることが好ましい。この手段に
よれば、鏡筒部材を設けることにより、ボール移載ユニ
ットからの透過光以外の外光が光検出器に導かれること
を抑制できる。

【００１２】この場合にはまた、前記ボール検出ユニッ
トによる検出時には前記ボール移載ユニットは前記ボー
ル吸着部を下方に向けた姿勢で保持され、前記鏡筒部材
における前記ボール移載ユニットに対向する光学的開口
部は透光性部材により覆われ、該透光性部材の表面上に
落下した前記接続端子用ボールが該表面上から除去され
るように構成されていることが望ましい。この手段によ
れば、ボール移載ユニットに吸着された接続端子用ボー
ルのうち、適正に吸着保持されていないボールを事前に
落下させることができ、ボール移載ユニットのボール吸
着状態が不正である場合の処理時間を短縮することがで
きるとともに、ボールが落下しても透光性部材の表面上
に落ちて表面上から除去されるように構成されているの
で、落下したボールが検出を妨害することがないため、
誤検出を防止することができる。

【００１３】この場合にはさらに、前記透光性部材の表
面上に気流を形成する気流形成手段を設け、前記気流に
より前記透光性部材の表面上に落下した前記接続端子用
ボールを除去するように構成されていることが有効であ
る。この手段によれば、気流成形手段による気流により
透光性部材上に落下したボールを検出妨害を来すことの
ないように除去できる。

【００１４】上記各手段においては、前記移動機構によ
り、前記ボール移載ユニットが前記ボール供給ユニット
から前記接続端子用ボールの供給を受ける第１ステップ
と、前記ボール検出ユニットにより前記ボール吸着部に
前記接続端子用ボールが吸着保持された状態を確認する
第２ステップと、前記ボール移載ユニットから前記ボー
ル配置部に前記接続端子用ボールを渡す第３ステップと
に順次移行するように構成されていることが好ましい。

【００１５】この場合にはまた、前記第３ステップが完
了した後、前記第１ステップに復帰する前に、前記ボー
ル移載ユニットが前記ボール検出ユニットにより前記ボ
ール吸着部に前記接続端子用ボールが吸着保持されてい
ない状態を確認する第４ステップを有することが望まし
い。この手段によれば、第４ステップにおいてボール移
載ユニットにボールが付着したままになっているかいな
いかを確認することができるので、ボールが付着してい
た場合には、直前のボール配置が不良であることが判る
とともに、ボール移載ユニットをメンテナンスする必要
があることが判るため、その後の連続した不良発生を回
避することができるから、不良数量を削減することがで
きる。

【００１６】上記各手段においては、前記ボール移載ユ
ニットが前記ボール供給ユニット、前記ボール検出ユニ
ット及び前記ボール配置部に対して移動するように構成
されていることが好ましい。この手段によれば、ボール
移載ユニットが移動することによって、不正に吸着され
たボールは移動時の振動や加減速により加えられる応力
により振り払われるため、ボール検出ユニットにて直ち
にボール吸着状態の不良を知ることができ、吸着状態不
良時の処理時間を短縮することができる。なお、ボール
移載ユニットの移動中に急な加減速などを故意に設定す
ることが不良な吸着状態にあるボールを払い落とすため
にはより好ましい。

【００１７】この場合にはまた、前記ボール移載ユニッ
トは、前記ボール供給ユニットにより前記接続端子用ボ
ールを吸着させた後、前記ボール配置部にて前記接続端
子用ボールを渡す前であって、前記ボール検出ユニット
による検出を受ける時点以前に一旦停止するように構成
されていることが望ましい。この手段によれば、ボール
移載ユニットがボールの供給を受けてからボールを配置
するまでの間に一旦停止するため、不良に吸着されてい
たボールを停止時の衝撃により振り落とすことができ、
しかも、その振り落としはボール検出ユニットによる検
出を受ける前になされるため、検出時に不良が発見され
ることから直ちにボール供給を再度行うように構成でき
るから、吸着状態不良時の処理時間を短縮できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る実施形態について説明する。図２乃至図４は接続
端子用ボールの給材装置の実施形態におけるボール移載
ユニット１０を示す正面図である。ボール移載ユニット
１０は、図２に示すように、剛性の高い鋼材などにより
構成された基枠部材１１と、基枠部材１１の中央部分に
形成された貫通部１１ａの開口部を一側（例えば上側）
から閉鎖するように取り付けられた吸着板１２と、貫通
部１１ａを他側（例えば下側）から閉鎖するように取り
付けられた透明な樹脂板１３とから概略構成されてい
る。ここで、基枠部材１１、吸着板１２及び樹脂板１３
に囲まれた内部空間１１Ａが構成される。

【００１９】吸着板１２には貫通部１１ａに臨む領域部
分１２’内において多数の吸気孔１２ａが配列状態に形
成されている。吸気孔１２ａの配列状態は、半導体集積
回路のＢＧＡパッケージの端子形成面に予め規定された
接続端子の配列に応じて決定されている。例えば、矩形
状の端子形成面内において格子模様の各交差点に全て半
田ボールが配列されたフルグリッドタイプを製造する場
合には吸着板１２の矩形領域内において格子状に全面的
に吸気孔１２ａが形成され、端子形成面内において周縁
部のみに半田ボールが配列されたペリフェラルタイプを
製造する場合にはこれに応じて吸着板１２の矩形領域内
の周縁部のみに吸気孔１２ａを形成する。半田ボールが
千鳥状に配列されたパッケージを製造する場合にはこれ
に合わせて吸気孔１２ａも千鳥状に配列させる。

【００２０】図３及び図４は、上記ボール移載ユニット
１０の全体構造を示す斜視図である。上記の基枠部材１
１は円筒状の軸支部１４に固定されており、この軸支部
１４は支持体１５に対して回転自在に取り付けられてい
る。支持体１５の内部には軸支部１４を介して基枠部材
１１を回転させるためのステップモータ、エアアクチュ
エータなどからなる駆動手段が収容されている。支持体
１５には、基枠部材１１の内側に構成された上記の内部
空間１１Ａから空気を排出するための排気装置に接続さ
れた排気管と、支持体１５内の駆動手段を制御する配
線、エア配管などが導入されている。なお、図４に示す
領域部分１３’は、樹脂板１３における、上記吸着板１
２の領域部分１２’に対応する平面位置を示す部分であ
り、光窓部を構成する。

【００２１】図２に示す半田ボール１はＢＧＡ及びＣＳ
Ｐパッケージの接続端子を構成するためのものであり、
典型的には０．３〜０．７６ｍｍ径の球体である。半田
ボール１はボール移載ユニット１０の内部空間１１Ａ内
を排気装置によって排気することにより、吸気孔１２ａ
に吸引され、吸着保持されるようになっている。

【００２２】上記構造のボール移載ユニット１０は、図
示しない移動機構によって装置内を水平方向に移動可能
に構成されており、図６に示すように、所定の範囲内を
往復運動するようになっている。ボール移載ユニット１
０が移動する先には、半田ボール１をボール移載ユニッ
ト１０の吸着板１２の表面上に供給するボール供給ユニ
ット２０と、ボール移載ユニット１０から半田ボール１
を移し替えるための半導体集積回路のパッケージ２を昇
降可能な載置台３１上に載置し、パッケージ２の位置を
上下に移動可能に構成されたボール配置部を構成するボ
ール配置ユニット３０と、ボール供給ユニット２０とボ
ール配置ユニット３０との間に配置され、ボール移載ユ
ニット１０の吸着板１２の表面上に吸着された半田ボー
ル１の状態を判定するボール検出ユニット４０とがそれ
ぞれ設けられている。

【００２３】ボール供給ユニット２０は、ガラスなどか
らなる透明なボール容器２１と、ボール容器２１の下部
に接続された開閉弁２２と、開閉弁２２の下方に伸びる
供給ノズル２３と、ボール移載ユニット１０の下方に配
置されたボール回収皿２４と、ボール回収皿２４からボ
ール容器２１の上部に接続された蓋体２６を挿通してボ
ール容器２１の内部深くに導入されるボール回収管２５
と、蓋体２６を挿通してボール容器２１内に導入される
とともに図示しない排気装置に接続された排気管２７と
を備えている。また、上記供給ノズル２３の下のやや側
方位置には、図示しない給気装置に接続され、圧縮空気
などを供給ノズル２３の下方に配置されたボール移載ユ
ニット１０の吸着板１２上に吹き付ける給気ノズル２８
が設けられている。

【００２４】ボール検出ユニット４０には、ボール移載
ユニット１０の移動経路の上方に配置された面状光源４
１と、この面状光源４１に対してボール移載ユニット１
０の移動経路を挟んで下方に配置された鏡筒部材４２
と、鏡筒部材４２のさらに下方に配置されて鏡筒部材４
２を通過してきた光を検出するための画像センサ４３と
が設けられている。このボール検出ユニット４０のより
詳細な構造を図５に示す。面状光源４１には管状のハロ
ゲンランプが内蔵されており、このハロゲンランプから
放たれる光を導光板４１ａに導き、導光板４１ａの下面
からほぼ均一な光が下方へ放出されるようになってい
る。鏡筒部材４２は角筒形状に構成されており、上部開
口及び下部開口を備えている。上部開口には一対の閉鎖
板４２ａが取り付けられている。鏡筒部材４２の内面及
び閉鎖板４２ａの内面は、光を反射しないような表面処
理がなされている。下部開口はそのまま開放されてい
る。

【００２５】閉鎖板４２ａにはガラス板４２ｂが組み込
まれており、このガラス板４２ｂと重なるようにしてガ
ラス板４２ｂの内側に黒色シート或いは黒色板からなる
マスク４２ｃが配置され、このマスク４２ｃには、ボー
ル移載ユニット１０の上記領域部分１２’，１３’の形
状寸法とほぼ一致する形状寸法を備えた光学開口部４２
ｄが設けられている。この鏡筒部材４２においては、閉
鎖板４２ａからガラス板４２ｂを取り外し、その内側に
収容されているマスク４２ｃを取り替えることにより光
学開口部４２ｄの形状や寸法を簡単に変更できるように
なっている。鏡筒部材４２の上部の閉鎖板４２ａに設け
られた光学開口部４２ｄは面状光源４１と対向配置され
ている。鏡筒部材４２の下部開口の下方には上記画像セ
ンサ４３のセンサ部４３ａが配置されている。

【００２６】画像センサ４３のセンサ部４３ａ内にはＣ
ＣＤ（電荷結合素子）などの光検出素子が内蔵されてお
り、例えば２５万画素を有する撮像カメラを構成してい
る。このセンサ部４３ａとしては、ボール移載ユニット
１０の領域部分１２’，１３’内の画像を少なくとも吸
気孔１２ａを検知可能な分解能以上の分解能で検出でき
るものであることが最も好ましい。もちろん、面状光源
４１から放出された光のうち領域部分１２’，１３’の
透過光全体の強度を測定できるものであってもよいが、
この場合には吸気孔１２ａの一つだけに半田ボール１が
吸着されていない状態を検出するには、絶対的な光強度
を所定のしきい値で判別しなければならないため、判定
精度及び再現性を得ることが非常に困難である。ただ
し、分解能がある程度低くても、例えば、上記領域部分
の画像を数個に分割して、分割部分の光強度を相互に比
較し、各分割部分の光強度比が一定値以上になった場合
には半田ボール１の吸着していない吸気孔１２ａが存在
するとして判定するなどにより、判定精度及び再現性を
得ることができる。なお、画像センサ４３の撮像面積が
領域部分１２’，１３’の全てをカバーできない場合に
は画像センサ４３を平面的に走査することにより上記領
域部分を全て撮影し、判定を行う。

【００２７】このボール検出ユニット４０には、図６に
示すように、鏡筒部材４２の上側の閉鎖板４２ａの上面
に沿って気流を形成するための給気ノズル４４が配置さ
れている。この給気ノズル４４は、ボール移載ユニット
１０の半田ボールの吸着保持状態を判定する際に、吸着
板１２から半田ボール１が閉鎖板４３ａ上に落下した場
合、落下した半田ボール１を気流によって閉鎖板４３ａ
上から払い落とすためのものである。

【００２８】次に、図６を再び参照して本実施形態の動
作について説明する。この実施形態においては、吸着板
１２を上にした姿勢でボール移載ユニット１０がボール
供給ユニット２０の供給ノズル２３の直下に配置される
と、排気管２７からの排気によってボール容器２１内が
減圧されている状態で開閉弁２２が開放され、次に排気
管２７からの排気が停止されることにより、ボール容器
２１内の半田ボール１が自重でボール移載ユニット１０
の吸着板１２上に落下する。このとき、ボール移載ユニ
ット１０の内部空間１１Ａは既に減圧されており、落下
した半田ボール１は吸気孔１２ａに吸着保持される。半
田ボール１が吸気孔１２ａの全てに吸着されると内部空
間１１Ａの内圧は低下するので、それを検知すると、給
気ノズル２８から圧縮空気が吹き出し、吸着しないで吸
着板１２上に残っている半田ボール１を吹き払う。この
とき、基枠部材１１を僅かに回転させて傾斜角を付ける
と不要な半田ボール１を除去しやすい。また、給気ノズ
ル２８により発生する気流を用いることなく、基枠部材
１１を回転させて傾斜させるだけ、あるいは反転させる
だけでも不要な半田ボール１を払い落とすことができ
る。

【００２９】次に、ボール移載ユニット１０を水平方向
に移動させ、所定位置にて反転させて半田ボール１の吸
着されている吸着板１２が下方に向く姿勢とする。もち
ろん、ボール供給ユニット２０の供給位置で反転させて
もよい。このようにボール意移載ユニット１０を反転さ
せた状態でボール検出ユニット４０に導く。ボール検出
ユニット４０に到達したボール移載ユニット１０は、図
１に示すように位置で停止し、半田ボール１を吸着した
吸着板１２を鏡筒部材４２の上部の閉鎖板４２ａの上記
光学開口部４２ｄと僅かな間隔を以て対向させる。

【００３０】このとき、吸着板１２の表面と光学開口部
４２ｄの外面を構成するガラス板４２ｂの表面との間隔
は、半田ボール１の直径の２倍以上であることが好まし
い。ボール移載ユニット１０を移動させて図１に示す位
置で停止させたとき、その加速度によって半田ボール１
が閉鎖板４２ａの上に落下する可能性があるからであ
る。特に吸気孔１２ａに正しく吸着されていない半田ボ
ール、例えば、二つ乃至三つの半田ボールが一つの吸気
孔１２ａの周りに吸引されている状態にあるものは、軽
い衝撃によって簡単に落下する。このように閉鎖板、特
に光学開口部４２ｄ内のガラス板４２ｂの表面上に落下
した半田ボール１は、誤検出を引き起こす場合があるだ
けでなく、他の吸気孔１２ａに吸着されている半田ボー
ルの吸着を阻害し、同様に落下させる危険性があるた
め、極力排除しなければならない。そこで、上述のよう
に図６に示す給気ノズル４４により圧縮空気を吹き付け
て閉鎖板４２ａ上に落下した半田ボール１を吹き払い、
閉鎖板４２ａ上から除去するようにしている。ここで、
ボール移載ユニット１０の吸着板１２と閉鎖板４２ａと
の間隔が半田ボール１の直径の２倍未満であると、落下
した半田ボール１が圧縮空気により移動したとき、吸気
孔１２ａに正規に吸着している半田ボール１に接触して
吹き払われない場合があるとともに、正規に吸着してい
る半田ボール１をも落下させてしまう恐れがある。閉鎖
板４２ａ上に落下した半田ボール１は圧縮空気により若
干浮き上がる恐れもあるので、吸着板１２の表面とガラ
ス板４２ｂの表面との間隔は大きい程よいこととなる
が、当該間隔が大きくなると、この間隔から光が鏡筒部
材内に入射し、これが迷光となって画像センサ４３の検
出を妨害するため、検出精度を上げる観点からはできる
だけ間隔が小さいほど好ましい。したがて、双方の観点
を勘案すると、半田ボール１の直径の３〜５倍の範囲内
であることが最も望ましい。例えば、半田ボール１の直
径が０．７４ｍｍであるとき、上記間隔を３ｍｍ程度と
することが好ましい。

【００３１】上記のようにしてボール検出ユニット４０
によりボール移載ユニット１０の全ての吸気孔１２ａに
半田ボール１が正規に吸着されていることが確認される
と、ボール移載ユニット１０は再び移動してボール配置
ユニット３０に向かう。一方、ボール検出ユニット４０
により一部の吸気孔１２ａに半田ボール１が吸着されて
いないことが判明すると、ボール移載ユニット１０はボ
ール供給ユニット２０に向けて戻り、再び半田ボールの
供給を受ける。

【００３２】ボール配置ユニット３０においては、載置
台３１上に予め半導体集積回路のパッケージ２が給材さ
れている。このパッケージ２は端子形成面を上にして載
置されており、端子形成面上には通常、予め粘着力のあ
るフラックスが塗布されている。ボール移載ユニット１
０が所定の位置にて停止すると、載置台３１が上昇して
パッケージ２の端子形成面をボール移載ユニット１０に
吸着されている半田ボール１に接触させる。この状態
で、ボール移載ユニット１０の排気路を遮断して、半田
ボール１の吸引を停止すると、半田ボール１はボール移
載ユニット１０から吸引力を受けなくなるので、載置台
３１を降下させることにより、パッケージ２の端子形成
面にフラックスによって保持された半田ボール１が配列
される。

【００３３】このようにして半田ボール１をパッケージ
２に全て渡した後、再びボール移載ユニット１０をボー
ル供給ユニット２０によるボール供給位置まで復帰さ
せ、以後、上述した各手順を繰り返す。ボール配置ユニ
ット３０の載置台３１には、ボール移載ユニット１０が
戻り、再び半田ボールを吸着させて移動してくるまでに
次のパッケージ２が配置される。通常はこのようにして
連続的に半田ボールをパッケージ２に配列させることが
できるが、載置台３１上に複数のパッケージを配列させ
て順次に半田ボールを配置していくことも可能であり、
或いは、ボール移載ユニット１０を複数のパッケージに
対する半田ボールを一度に吸着させることができるよう
に構成することもできる。

【００３４】本実施形態では、ボール移載ユニット１０
がボール配置ユニット３０にて半田ボール１をパッケー
ジ２に配置した後、すぐにボール供給ユニット２０によ
るボール供給位置に戻らず、帰路の途中に配置されたボ
ール検出ユニット４０において再度半田ボール１の検出
を行うようにすることも可能である。通常はボール移載
ユニット１０からパッケージ２に全ての半田ボールが渡
されるのであるが、半田ボールの配置後にボール移載ユ
ニット１０の吸気孔１２ａに付着したままの半田ボール
が存在する場合もあり、この場合には、半田ボールを配
置したはずのパッケージ２には半田ボールの配置されて
いない部位が存在するため不良品となってしまうととも
に、次回以降の半田ボールの移載においても半田ボール
が当該吸気孔１２ａに付着したままになる可能性が高い
ため、さらなる不良品を生み出す可能性がある。ここ
で、吸着孔に半田滓や他の異物が付着している場合も同
様である。ボール移載ユニット１０を帰路においてボー
ル検出ユニット４０にて撮影すると、全ての半田ボール
１をパッケージ２に渡したボール移載ユニット１０にお
いては全ての吸気孔１２ａを通して面状光源４１からの
光が画像センサ４３に到達し、吸気孔１２ａの部分が輝
点となって検出される。しかし、ボール移載ユニット１
０の吸気孔１２ａのいずれかに半田ボール１が付着して
いる場合、画像センサにて得られた画像には、半田ボー
ル１が付着している部分だけ写るはずの輝点が消失する
ことになる。したがって、往路において半田ボール１の
吸着を検出した場合とちょうど逆に輝点の消失を発見す
ることによってパッケージ２の不良、吸気孔への半田ボ
ールの不正な吸着を発見することができる。この場合の
検出手法は、輝点の有無が逆転している点を除いて基本
的に往路において説明した方法と完全に同一である。

【００３５】仮に帰路においてボール検出ユニット４０
において輝点の消失が発見された場合には、半田ボール
を配列した直前のパッケージを不良品として製造ライン
から排除し、ボール移載ユニット１０の吸着板１２のメ
ンテナンスを行う。

【００３６】以上説明したように、本実施形態では、外
部に光源及び検出器を配置してその間にボール移載ユニ
ットを配置して半田ボールの吸着状態を検出するように
していることにより、ボール移載ユニット１０内に光源
や光検出器を内蔵する必要がないので構造が簡単にな
り、内部空間内において吸着板１２や樹脂板１３に半田
くずなどが付着した場合、外部から直ちに視認すること
ができるため、検出エラーなどを容易に識別してメンテ
ナンスを行うことができるとともに、清掃その他のメン
テナンスも容易に行うことができる。さらに、ボール移
載ユニットに複数のパッケージに対応する吸気孔を設け
た場合でも、画像視野を広げたり、ユニットやカメラを
走査したり、或いは複数台のカメラを設けることなどに
よって容易に対応することができる。

【００３７】特に、半田ボールをパッケージに渡した後
の帰路においてもボール検出ユニットによる検出を行う
ことにより、付着物による半田ボールの移載エラーなど
を即時に知ることができる。

【００３８】また、本実施形態では、ボール移載ユニッ
トを移動させるようにしているために半田ボールが不正
に吸着されている場合に途中で半田ボールが移動時の振
動などにより自然に落下するので、半田ボールの不正吸
着（一つの吸気孔に２個又は３個の半田ボールが同時に
吸着されている場合など）による製品不良を防止でき
る。特に、ボール移載ユニットはボール供給位置からボ
ール配置位置までの間にボール検出ユニットによる検出
位置で一旦停止するため、不正な吸着があるとほとんど
この検出位置で自然に不正な半田ボールを脱落させるこ
とができ、不正の検出後に直ちに引き返して再びボール
の供給を受けることができるので、不正な吸着が発生し
た場合の処理時間を短縮することができる。

【００３９】ボール検出ユニット４０には、ボール移載
ユニット１０からの透過光を画像センサ４３へと導く鏡
筒部材４２が設けられているので、外光による妨げを極
力低減して透過光を画像センサにて受けることができ
る。また、この場合、鏡筒部材のボール移載ユニットに
対向する光学的開口には透明板であるガラス板が配置さ
れているので、検出位置にて吸着板から半田ボールが落
下しても、吸着板に対向するガラス板上に半田ボールが
落下し、給気ノズル４４からの気流により半田ボールが
排除されるように構成されているので、支障無く吸着状
態の検出を行うことができる。

【００４０】本実施形態では、半導体集積回路のＢＧＡ
パッケージを製造するための半田ボールを移載する給材
装置としての例を説明したが、半田ボールに限らず、接
続端子用ボールであれば他の素材のボールでも構わな
い。また、セラミックス、ガラスエポキシ、テープなど
の種々の素材を用いたＢＧＡパッケージに適用でき、さ
らにＢＧＡパッケージに限らず、半導体チップそのもの
に接続端子用のボールを給材するものなど、本発明の包
含分野は接続端子用ボールの供給先に限定されるもので
はない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ボ
ール移載ユニットの透過光を検出するようにしているの
で、ユニット内に光源やセンサを配置する場合に較べて
ボール移載ユニットの構造を簡単にすることができると
ともに、ボール吸着部の画像を撮る場合に較べてボール
吸着部への接続端子用ボールの吸着状態を精度よく検出
できる。また、ボール移載ユニットの内部空間を光窓部
から視認できるため、内部空間における不要物の付着な
どを容易に察知することができるとともに構造が簡単で
あることからメンテナンスも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る接続端子用ボールの給材装置の実
施形態におけるボール吸着状態の検査時の状況を示す概
略正面図である。

【図２】同実施形態におけるボール移載ユニットの主要
部構造を示す概略縦断面図である。

【図３】同実施形態におけるボール移載ユニットの全体
構造を示す概略斜視図である。

【図４】同実施形態におけるボール移載ユニットの主要
部を図３に示す状態に対して反転させた状態を示す概略
斜視図である。

【図５】同実施形態におけるボール検出ユニットの概略
構成を示す概略斜視図である。

【図６】同実施形態における給材装置の全体構成及び概
略動作を模式的に示す模式図である。

【符号の説明】

１ 半田ボール ２ パッケージ １０ ボール移載ユニット １１ 基枠部材 １１ａ 貫通部 １１Ａ 内部空間 １２ 吸着板 １２ａ 吸気孔 １２’，１３’ 領域部分 １３ 樹脂板 １４ 軸支部 １５ 支持体 ２０ ボール供給ユニット ２１ ボール容器 ２２ 開閉弁 ２３ 供給ノズル ２４ ボール回収皿 ２５ ボール回収管 ２６ 蓋体 ２７ 排気管 ２８ 給気ノズル ３０ ボール配置ユニット ３１ 載置台 ４０ ボール検出ユニット ４１ 面状光源 ４２ 鏡筒部材 ４２ａ 閉鎖板 ４２ｂ ガラス板 ４２ｃ マスク ４２ｄ 光学開口部 ４３ 画像センサ ４３ａ センサ部 ４４ 給気ノズル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続端子用ボールを吸着するための複数
   の吸気孔を備えたボール吸着部、該ボール吸着部の内側
   において前記吸気孔に連通し排気装置に接続された内部
   空間、及び、該内部空間を挟んで前記ボール吸着部の対
   向側に配置された透光性の光窓部が設けられたボール移
   載ユニットと、 該ボール移載ユニットの前記ボール吸着部に前記接続端
   子用ボールを供給するボール供給ユニットと、 前記ボール移載ユニットから前記接続端子用ボールを受
   け取るように構成されたボール配置部と、 前記ボール移載ユニットにおける前記ボール吸着部と前
   記光窓部のいずれか一方から光を照射して、いずれか他
   方に配置された光検出器により前記ボール吸着部の前記
   吸気孔に吸着された前記接続端子用ボールの吸着状態を
   検出するように構成されたボール検出ユニットと、 前記ボール移載ユニットと、前記ボール供給ユニット、
   前記ボール検出ユニット及び前記ボール配置部とを相対
   的に移動可能に構成する移動機構とを備えていることを
   特徴とする接続端子用ボールの給材装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ボール移載ユニ
   ットは、少なくとも前記ボール吸着部を上方に向けた姿
   勢と下方に向けた姿勢とに反転可能に構成されているこ
   とを特徴とする接続端子用ボールの給材装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記ボール検出ユニ
   ットには、前記ボール移載ユニットからの透過光を前記
   光検出器に導く鏡筒部材が設けられていることを特徴と
   する接続端子用ボールの給材装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記ボール検出ユニ
   ットによる検出時には前記ボール移載ユニットは前記ボ
   ール吸着部を下方に向けた姿勢で保持され、前記鏡筒部
   材における前記ボール移載ユニットに対向する光学的開
   口部は透光性部材により覆われ、該透光性部材の表面上
   に落下した前記接続端子用ボールが該表面上から除去さ
   れるように構成されていることを特徴とする接続端子用
   ボールの給材装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記透光性部材の表
   面上に気流を形成する気流形成手段を設け、前記気流に
   より前記透光性部材の表面上に落下した前記接続端子用
   ボールを除去するように構成されていることを特徴とす
   る接続端子用ボールの給材装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか１
   項において、前記移動機構により、前記ボール移載ユニ
   ットが前記ボール供給ユニットから前記接続端子用ボー
   ルの供給を受ける第１ステップと、前記ボール検出ユニ
   ットにより前記ボール吸着部に前記接続端子用ボールが
   吸着保持された状態を確認する第２ステップと、前記ボ
   ール移載ユニットから前記ボール配置部に前記接続端子
   用ボールを渡す第３ステップとに順次移行するように構
   成されていることを特徴とする接続端子用ボールの給材
   装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記第３ステップが
   完了した後、前記第１ステップに復帰する前に、前記ボ
   ール移載ユニットが前記ボール検出ユニットにより前記
   ボール吸着部に前記接続端子用ボールが吸着保持されて
   いない状態を確認する第４ステップを有することを特徴
   とする接続端子用ボールの給材装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７までのいずれか１
   項において、前記ボール移載ユニットが前記ボール供給
   ユニット、前記ボール検出ユニット及び前記ボール配置
   部に対して移動するように構成されていることを特徴と
   する接続端子用ボールの給材装置。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記ボール移載ユニ
   ットは、前記ボール供給ユニットにより前記接続端子用
   ボールを吸着させた後、前記ボール配置部にて前記接続
   端子用ボールを渡す前であって、前記ボール検出ユニッ
   トによる検出を受ける時点以前に一旦停止するように構
   成されていることを特徴とする接続端子用ボールの給材
   装置。