JPH1154897A - 導電性ボールの移載装置および移載方法 - Google Patents

導電性ボールの移載装置および移載方法

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JPH1154897A
JPH1154897A JP9214282A JP21428297A JPH1154897A JP H1154897 A JPH1154897 A JP H1154897A JP 9214282 A JP9214282 A JP 9214282A JP 21428297 A JP21428297 A JP 21428297A JP H1154897 A JPH1154897 A JP H1154897A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性ボールに所定量のフラックスを確実に
塗布することができる導電性ボールの移載装置および移
載方法を提供することを目的する。 【解決手段】 導電性ボール１にフラックス貯溜部の容
器１６に貯溜されたフラックス２を塗布するに際し、容
器１６の平坦な底面１６ａに所定膜厚のフラックス２を
スキージユニット１７により塗布する。次いで容器１６
に対して導電性ボール１を吸着した吸着ヘッド２０を下
降させ、容器１６の底面１６ａに導電性ボール１が当接
したことを吸着ヘッド２０のタッチセンサ４３により検
出した後に吸着ヘッド２０を上昇させ、この後吸着ヘッ
ド２０に保持された導電性ボール１をワークに移載す
る。これにより、確実に所定量のフラックス２を転写し
て塗布された導電性ボール１をワークに移載することが
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、ワークの電極上に
導電性ボールを移載する導電性ボールの移載装置および
移載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品が移載されるワークの電極上に
バンプ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、導電
性ボールをワークの電極上に移載し、その後ワークを加
熱することにより、導電性ボールを電極に半田付けして
バンプを形成するものである。このとき導電性ボールと
電極の半田付けを良好に行うために一般にフラックスが
用いられ、導電性ボールを電極上に移載する前に、導電
性ボールまたは電極のいずれかにフラックスを塗布する
ことが行われる。
【０００３】フラックスを塗布する方法として、導電性
ボールを真空吸着した吸着ヘッドを容器に貯溜されたフ
ラックスの表面に下降させて導電性ボールをフラックス
に着水させ、導電性ボールの先端部にフラックスを転写
させて塗布する方法が実施されている。この方法は、吸
着ヘッドの下降ストロークを制御することにより、導電
性ボールの先端部のみにフラックスを付着させるもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
ボールの小径化が進むにしたがって、フラックスの塗布
時の吸着ヘッドの下降ストロークの制御は高精度を要す
るようになってきている。その結果、制御用入力データ
のわずかな誤差によっても導電性ボールへの所定のフラ
ックス塗布量が確保されず、塗布量のばらつきを生じる
という問題点があった。
【０００５】そこで本発明は、吸着ツールに真空吸着さ
れた半田ボールなどの導電性ボールに所定量のフラック
スを確実に塗布することができる導電性ボールの移載装
置および移載方法を提供することを目的する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の導電性ボ
ールの移載装置は、下面に導電性ボールを真空吸着する
複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドと、ワークを位置
決めする位置決め部と、平坦な底面を有するフラックス
貯溜部と、前記底面上に導電性ボールの半径以下の厚さ
でフラックスの膜を形成するフラックス膜形成手段と、
前記吸着ヘッドを前記位置決め部と前記フラックス貯溜
部との間を相対的に移動させる移動手段と、前記吸着ヘ
ッドを前記フラックス貯溜部に対して上下動作を行わせ
る上下動手段と、前記吸着ヘッドが前記上下動手段によ
って下降し吸着ヘッドに真空吸着された導電性ボールが
前記底面に当接したことを検出する当接検出手段とを備
えた。
【０００７】請求項２記載の導電性ボールの移載方法
は、吸着ヘッドの下面に真空吸着した複数の導電性ボー
ルの下部にフラックスを付着させてワークの電極に移載
する導電性ボールの移載方法であって、平坦な底面を有
するフラックス貯溜部の底面に導電性ボールの半径以下
の厚さのフラックスを塗布する工程と、前記吸着ヘッド
を前記底面に対して下降させる工程と、前記吸着ヘッド
に吸着された導電性ボールが前記底面に当接したことを
当接検出手段により検出する工程と、前記当接検出手段
が当接を検出したならば前記吸着ヘッドを上昇させ、そ
の後ワークの電極上にフラックスが塗布された導電性ボ
ールを移載する工程とを含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】上記構成によれば、導電性ボール
を貯溜部に貯溜されたフラックスの液面に着水させて導
電性ボールの下面にフラックスを付着させる際に、フラ
ックス貯溜部に所定膜厚のフラックスを塗布して、この
貯溜部に対して導電性ボールを吸着した吸着ツールを下
降させ、フラックス貯溜部の底面に導電性ボールが当接
したことを検出した後に吸着ヘッドを上昇させることに
より、導電性ボールに確実に所定量のフラックスを転写
して塗布することができる。
【０００９】次に、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電性ボー
ルの移載装置の斜視図、図２は同導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの断面図、図３は同導電性ボールの移載
装置のフラックス貯溜部の側断面図、図４、図５は同導
電性ボールの移載装置のフラックスの塗布動作の説明
図、図６は同導電性ボールの移載装置の半田ボールの移
載動作の説明図である。
【００１０】図１において、１１はワークであり、ガイ
ドレール１３に載置されている。ガイドレール１３は、
ワーク１１をクランプして位置決めする位置決め部とな
っている。ワーク１１の上面には導電性ボールとしての
半田ボール１が移載される電極１２が多数個形成されて
いる。ガイドレール１３の側方には、半田ボール１の供
給部１４と、フラックス２の貯溜部としての容器１６が
設置されている。１７は容器１６に貯溜されたフラック
ス２の液面を平滑するスキージユニットである。容器１
６の下方にはスキージユニット１７の駆動手段１８が配
設されている。供給部１４はボックスから成り、その内
部に半田ボール１が貯溜されている。
【００１１】ガイドレール１３の上方には吸着ヘッド２
０が設けられている。吸着ヘッド２０はガイドシャフト
２１に沿ってＸ方向へ移動する。またガイドシャフト２
１の両端部はスライダ２２を介してガイドシャフト２３
に結合されており、ガイドシャフト２１はガイドシャフ
ト２３に沿ってＹ方向へ移動する。すなわち、ガイドシ
ャフト２１、２３は、吸着ヘッド２０をＸ方向やＹ方向
へ移動させる移動手段となっている。なお吸着ヘッド２
０をガイドシャフト２１、２３に沿って移動させるため
の動力系の説明は省略している。
【００１２】次に、図２を参照して吸着ヘッド２０の構
造を説明する。３０は本体としてのボックスである。ボ
ックス３０は無底であって、その内部にはブロック３１
が収納されている。ブロック３１の下部には箱型の吸着
ツール３２が結合されている。吸着ツール３２はチュー
ブ３３を介して吸引ユニット３６に接続されており、吸
引ユニット３６が作動することにより、その下面に多数
個形成された吸着孔３５に半田ボール１を真空吸着す
る。
【００１３】図２において、ブロック３１の側端部を、
ボックス３０の底板３０ａ上に押し当てることにより、
吸着ツール３２の下面の水平面に対する平行度を確保し
ている。すなわち底板３０ａは、吸着ツール３２の下降
限度を規定するとともに、吸着ツール３２の下面を水平
面とするためのストッパとなっている。また本実施の形
態では、ブロック３１の両側部をストッパに当接させて
いるので、吸着ツール３２の下面の平行度を再現性よく
維持できる。
【００１４】また、ボックス３０の底板３０ａ上のブロ
ック３１の側端部との当接面にはタッチセンサ４３が設
けられている。タッチセンサ４３は、ブロック３１の側
端部とボックス３０の底板３０ａの接触が断たれたこと
を検出する。この当接面は通常時には常に当接して接触
状態にあり、吸着ヘッド２０の下降動作中に吸着ツール
３２の下面に吸着された半田ボール１が固定物に当接す
ると、当接面が非接触状態となる。すなわち、この当接
面の接触・非接触を電気的に検出することにより、吸着
ツール３２の下面に吸着された半田ボール１が固定物に
当接したことを検出する。したがって、タッチセンサ４
３は半田ボール１が後述する容器１６の底面１６ａに当
接したことを検出する当接検出手段となっている。な
お、当接検出手段としては、非接触式のギャップセンサ
を用いてもよい。
【００１５】ボックス３０の上面にはシリンダ３８が設
置されており、そのロッド３９の下端部にブロック３１
は結合されている。４０はバネ材であって、ボックス３
０の天井面とブロック３１の上面を結合している。バネ
材４０はそのバネ力でブロック３１を上方へ弾発し、吸
着ツール３２側の自重を軽減している。本実施の形態で
は、バネ材４０のバネ力は、ブロック３１および吸着ツ
ール３２の自重と等しくしている。ブロック３１の両側
面に設けられたスライダ４１は、ボックス３０の内面に
設けられた垂直なレール４２にスライド自在に嵌合して
いる。
【００１６】次にボックス３０の上下動手段について説
明する。５０はボックス３０の側部に設けられた縦長の
駆動ケースであり、その内部には垂直なボールねじ５１
が収納されている。ボールねじ５１にはナット５２が螺
合しており、ナット５２はロッド５３を介してボックス
３０に結合されている。駆動ケース５０の側面には垂直
なレール５４が設けられており、ボックス３０の側面に
設けられたスライダ５５はこのレール５４にスライド自
在に嵌合している。モータ５６が駆動してボールねじ５
１が回転すると、ナット５２はボールねじ５１に沿って
上下動する。これにより、ボックス３０や吸着ツール３
２は上下動作を行う。
【００１７】６０は制御部であって、吸引ユニット３
６、モータ駆動回路６１、押圧力制御部６２などを制御
し、またタッチセンサ４３に接続されたタッチ検出回路
６６から信号が入力される。６３は圧力源である。モー
タ駆動回路６１は、モータ５６を制御する。押圧力制御
部６２はシリンダ３８を制御する。
【００１８】次に、図３を参照してフラックスの貯溜部
について説明する。図３において、吸着ヘッド２０の下
方には、フラックス貯溜用の容器１６が水平に配設され
ている。容器１６の底面１６ａは平坦な面となってお
り、吸着ヘッド２０の吸着ツール３２の下面に対して平
行になるように水平度が調整される。容器１６の上方に
はスキージユニット１７が配設されている。スキージユ
ニット１７は容器１６の下方に設けられた駆動手段１８
によって底面１６ａ上で前後動する。
【００１９】駆動手段１８について説明する。スキージ
ユニット１７のブラケット７０はナット７７に結合され
ている。ナット７７には送りねじ７８が螺入している。
送りねじ７８は軸受け７９によって支持されており、送
りねじ７８にはプーリ８０が装着されている。モータ８
１の軸端に装着されたプーリ８２と、送りねじ７８のプ
ーリ８０の間にはベルト８３が調帯されており、モータ
８１を正逆駆動することにより、スキージユニット１７
は水平方向に前後動する。
【００２０】スキージユニット１７には、２つのスキー
ジ７５，７６が装着されており、スキージ７５，７６は
それぞれシリンダ７２，７３によって上下動する。スキ
ージユニット１７の前進（図３において右方へ移動）時
にはスキージ７５が下降し、また後進時には逆方向に傾
いているスキージ７６が下降し、それぞれのスキージの
先端が容器１６の底面１６ａ上で直進運動をすることに
より、フラックス２を底面１６ａ上で延展して均一な膜
厚で塗布する。
【００２１】シリンダ７２，７３のロッド７３，７４の
突出時の高さ位置を調整することにより、スキージ７
５，７６の先端と底面１６ａの間のクリアランスが調整
され、したがって底面１６ａ上に塗布されるフラックス
２の厚さを任意の厚さ、例えば半田ボールの半径以下の
厚さに設定することができる。したがって、容器１６と
モータ８１およびスキージユニット１７は底面１６ａ上
にフラックス２の膜を形成するフラックス膜形成手段と
なっている。
【００２２】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
に構成されており、次に動作を説明する。図１におい
て、吸着ヘッド２０は供給部１４の上方へ移動する。次
にモータ５６（図２）が駆動することにより吸着ヘッド
２０は下降・上昇し、吸着ツール３２の下面の吸着孔３
５に半田ボール１を真空吸着してピックアップする。
【００２３】吸着ヘッド２０はフラックス貯溜部の容器
１６の上方へ移動し、そこで図４に示すように、モータ
５６が駆動して吸着ヘッド２０がフラックス貯溜部の容
器１６に対して下降する。このとき、図５に示すよう
に、吸着ツール３２の下面に吸着された半田ボール１が
容器１６の底面１６ａに当接してタッチセンサ４３によ
り当接が検知されるまで下降動作が継続される。したが
って、下降ストロークの途中で下降動作が中断すること
はなく、半田ボール１は底面１６ａに塗布されたフラッ
クス２中に確実に埋入し、その結果底面１６ａに所定膜
厚ｔで塗布されたフラックス２が確実に半田ボール１に
転写され、常に所定量のフラックス２が半田ボール１に
塗布される。
【００２４】この場合、図３に示すようにブロック３１
の側端下部３１ａは本体３０のストッパ３０ａに押し当
てられているので、吸着ツール３２の下面は完全な水平
面となっており、したがって吸着孔３５に真空吸着され
たすべての半田ボール１をフラックス２に同じ深さで埋
入させ、すべての半田ボール１にフラックス２を等量塗
布することができる。
【００２５】この後吸着ヘッド２０は上昇し、次いでワ
ーク１１の上方へ移動する。そこで吸着ヘッドは下降・
上昇動作を行い、図６に示すように半田ボール１をワー
ク１１の電極１２上に移載する。ワーク１１に半田ボー
ル１が移載されたならば、ワーク１１はガイドレール１
３に沿って次の工程へ送り出される。次に新たなワーク
１１がガイドレール１３へ送られ、上述した動作が繰り
返される。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、導電性ボールを貯溜部
に貯溜されたフラックスの液面に着水させて導電性ボー
ルの下面にフラックスを付着させる際に、フラックス貯
溜部に所定膜厚のフラックスを塗布してこの貯溜部に対
して導電性ボールを吸着した吸着ヘッドを下降させ、フ
ラックス貯溜部の底面に導電性ボールが当接したことを
検出した後に吸着ヘッドを上昇させるようにしているの
で、吸着ヘッドの下降ストロークの制御データの誤差に
起因するフラックス塗布量のばらつきがなく、導電性ボ
ールに確実に所定量のフラックスを転写して塗布するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの断面図
【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置のフラックス貯溜部の側断面図
【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置のフラックスの塗布動作の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置のフラックスの塗布動作の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の半田ボールの移載動作の説明図
【符号の説明】
１ 半田ボール ２ フラックス １１ ワーク １２ 電極 １４ 半田ボールの供給部 １６ 容器 １６ａ 底面 １７ スキージユニット ２０ 吸着ヘッド ３２ 吸着ツール ４３ タッチセンサ ５６ モータ ８１ モータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下面に導電性ボールを真空吸着する複数の
    吸着孔が形成された吸着ヘッドと、ワークを位置決めす
    る位置決め部と、平坦な底面を有するフラックス貯溜部
    と、前記底面上に導電性ボールの半径以下の厚さでフラ
    ックスの膜を形成するフラックス膜形成手段と、前記吸
    着ヘッドを前記位置決め部と前記フラックス貯溜部との
    間を相対的に移動させる移動手段と、前記吸着ヘッドを
    前記フラックス貯溜部に対して上下動作を行わせる上下
    動手段と、前記吸着ヘッドが前記上下動手段によって下
    降し吸着ヘッドに真空吸着された導電性ボールが前記底
    面に当接したことを検出する当接検出手段とを備えたこ
    とを特徴とする導電性ボールの移載装置。
  2. 【請求項２】吸着ヘッドの下面に真空吸着した複数の導
    電性ボールの下部にフラックスを付着させてワークの電
    極に移載する導電性ボールの移載方法であって、平坦な
    底面を有するフラックス貯溜部の底面に導電性ボールの
    半径以下の厚さのフラックスを塗布する工程と、前記吸
    着ヘッドを前記フラックス貯溜部に対して下降させる工
    程と、前記吸着ヘッドに吸着された導電性ボールが前記
    底面に当接したことを当接検出手段により検出する工程
    と、前記当接検出手段が当接を検出したならば前記吸着
    ヘッドを上昇させ、その後ワークの電極上にフラックス
    が塗布された導電性ボールを移載する工程とを含むこと
    を特徴とする導電性ボールの移載方法。
JP21428297A 1997-08-08 1997-08-08 導電性ボールの移載装置および移載方法 Expired - Fee Related JP3803465B2 (ja)

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