JPH1187419A - 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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JPH1187419A
JPH1187419A JP24243997A JP24243997A JPH1187419A JP H1187419 A JPH1187419 A JP H1187419A JP 24243997 A JP24243997 A JP 24243997A JP 24243997 A JP24243997 A JP 24243997A JP H1187419 A JPH1187419 A JP H1187419A
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    • 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】 導電性ボールのピックアップミスを解消し、
確実に導電性ボールをワークの電極上に移載することが
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
ることを目的とする。 【解決手段】 ボール供給部10にシリンダ18により
昇降自在な水平なプレート13を設ける。プレート13
の下降時にプレート13上に導電性ボール7を載せてプ
レート13を上昇させ、スキージ19により導電性ボー
ル7を一層に整列させる。この状態で、プレート13を
振動子16により振動させながら、吸着ヘッド31をプ
レート13上に下降させ、吸着ヘッド31に導電性ボー
ル7を真空吸着させる。これにより、導電性ボール7が
各吸着孔31aへ1個づつ正しく吸着され、余分な導電
性ボール7の吸着ツール31への付着を防止することが
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、導電性ボールをワ
ークに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】フリップチップやBGA(Ball G
rid Array)などのバンプ付きの電子部品を製
造する方法として、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。また導電性ボールをチップや
基板などのワークに移載する方法として、吸着ヘッドを
用いる方法が実施されている。
【0003】この方法は、容器などに貯留された導電性
ボールを、吸着ヘッドの下面に多数形成された吸着孔に
真空吸着してピックアップし、吸着ヘッドをワークの上
方に移動させてこれらの導電性ボールをワークの電極上
に移載するものであり、多数の導電性ボールを一括して
ワークに移載できるので作業性がよいという利点があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、吸着ヘッド
を用いて導電性ボールをワークに移載する方法では、導
電性ボールを真空吸着する際に、以下に説明するような
ピックアップミスが発生しやすい。すなわち、吸着ヘッ
ドに導電性ボールを真空吸着させるに際しては、多数の
導電性ボールが積層して貯溜された導電性ボールの供給
部内に吸着ヘッドを下降させるが、このときに吸着ヘッ
ドの各吸着孔に対して1つの導電性ボールが確実に真空
吸着されるとは限らない。例えば、吸着孔に導電性ボー
ルが真空吸着されるのに時間がかかり、吸着孔によって
は導電性ボールを真空吸着しないまま吸着ヘッドが上昇
することがある。またこれと反対に1つの吸着孔に複数
の導電性ボールが真空吸着され、吸着ヘッドの下面に多
数個の導電性ボールが連なって付着することもある。こ
のように吸着ヘッドを用いる方法では、ピックアップミ
スが発生しやすく、ワークの電極上に導電性ボールが1
個づつ正しく移載されないことがあるという問題点があ
った。
【0005】そこで本発明は、導電性ボールのピックア
ップミスを解消し、確実に導電性ボールをワークの電極
上に移載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とする。
【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、導電性ボール
を供給するボール供給部と、このボール供給部に設けら
れた水平なプレートと、この水平なプレート上に導電性
ボールを一層に整列させる整列手段と、前記プレートを
振動させる振動手段と、前記吸着ヘッドを上下動させる
上下動手段とを備えた。
【0007】請求項2記載の導電性ボールの移載方法
は、ボール供給部に設けられた水平なプレート上に整列
手段により導電性ボールを一層に整列させる工程と、下
面にそれぞれ1個の導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドを前記プレートの上方に位置
させる工程と、前記プレートを振動手段により振動させ
ながらプレート上に整列した導電性ボールを前記吸着ヘ
ッドにより真空吸着する工程と、この吸着ヘッドをワー
クに対して下降させ、真空吸引を解除して上昇させるこ
とにより導電性ボールをワークの電極上に移載する工程
とを含む。
【0008】請求項3記載の導電性ボールの移載方法
は、請求項2記載の導電性ボールの移載方法であって、
前記導電性ボールを真空吸着する工程において、前記吸
着ヘッドを導電性ボールとの間に所定の間隔を保って位
置させるようにした。
【0009】請求項4記載の導電性ボールの移載方法
は、請求項2記載の導電性ボールの移載方法であって、
前記導電性ボールを真空吸着する工程において、前記吸
着ヘッドの下面を導電性ボールに接触させるようにし
た。
【0010】上記構成の本発明によれば、ボール供給部
に設けられた水平なプレート上に導電性ボールを一層に
整列させた状態でこのプレートを振動手段により振動さ
せながら吸着ヘッドに導電性ボールを真空吸着させるこ
とにより、各吸着孔に導電性ボールを1個づつ正しく吸
着することができ、吸着ツールへの余分な導電性ボール
の付着を防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】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正面図、図2、図3、図4
(a),(b)、図5は同導電性ボールの移載装置のボ
ール供給部の部分断面図、図6は同導電性ボールの移載
装置の位置決めテーブルの部分正面図である。
【0012】まず、図1を参照して導電性ボールの移載
装置の全体構造を説明する。図1において、基台1上に
は位置決めテーブル2が設けられている。位置決めテー
ブル2はYテーブル3、Xテーブル4から構成される。
Xテーブル4上にはホルダ5が設けられており、ホルダ
5はワーク6を保持する。したがって位置決めテーブル
2を駆動することにより、ワーク6が所定位置に位置決
めされる。
【0013】また基台1上で位置決めテーブル2の側方
には、導電性ボール7の供給部10が配設されている。
ボール供給部10は、ボールケース11および上下可動
なプレート13より構成される。ボールケース11は基
台12によって支持されている。プレート13は水平に
設置された矩形状の平板であり、周囲には縁部14を備
えている。縁部14の高さは導電性ボール7の直径より
幾分低いものとなっており、プレート13上で導電性ボ
ール7を一層に整列状態で収納することができる。プレ
ート13の下面には振動手段である振動子16が複数個
装着されている。振動子16を駆動することにより、プ
レート13は振動し、プレート13上に収納された導電
性ボール7を上下方向または水平方向に振動させる。
【0014】プレート13には支持部材15が取付けら
れており、支持部材15は基台12内に設置されたシリ
ンダ18のロッド17に結合されている。プレート13
は、ボールケース11の開口部11aに嵌合しており、
シリンダ18のロッド18が突没することにより、プレ
ート13は基台12の内側壁に沿って上下動する。ボー
ルケース11内に導電性ボール7を貯溜した状態でプレ
ート13をボールケース11の底面まで下降させると、
ボールケース11内の導電性ボール7は転動してプレー
ト13上に拡散する。
【0015】図1に示すように、プレート13の上昇位
置にはスキージ19が配設されており、導電性ボール7
を載せたプレート13上でスキージ19が水平移動する
ことにより、所定高さ以上にある導電性ボール7はボー
ルケース11内にかき落され、プレート13上には導電
性ボール7が一層に整列状態で収納される。すなわちプ
レート13とスキージ19は導電性ボール7を整列させ
る整列手段となっている。
【0016】次に導電性ボール1を移載する吸着ヘッド
31について説明する。図1に示す20は、吸着ヘッド
31をボール供給部10と位置決めテープル2との間を
移動させる移動手段である。吸着ヘッド31は、ブロッ
ク30に保持されており、吸着ヘッド31の下面には複
数の吸着孔31aが設けられている。ブロック30はブ
ラケット24の前面に設けられた垂直なガイドレール2
5に上下動自在に装着されている。ブロック30には、
ナット28が一体的に設けられており、ナット28には
垂直の送りねじ26が螺合している。したがってZ軸モ
ータ27が正逆駆動して送りねじ26が正逆回転する
と、吸着ヘッド31はガイドレール25に案内されて上
下動する。したがって、Z軸モータ27および送りねじ
26は吸着ヘッド31を上下させる上下動手段となって
いる。
【0017】ブラケット24の背面に設けられたナット
(図示せず)は、水平な送りねじ22に螺合している。
21は送りねじ22の保持テーブルである。したがって
X軸モータ33が正逆回転すると、送りねじ22は正逆
回転し、ブラケット24に保持された吸着ヘッド31は
位置決めテーブル2とボール供給部10の間を水平移動
する。
【0018】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
な構成より成り、次に動作を各図を参照して説明する。
まず図1において、X軸モータ23を駆動して吸着ヘッ
ド31をボール供給部10の上方へ移動させる。また吸
着ヘッド31の移動と並行して、ボール供給部10では
以下に説明する導電性ボール7の整列動作が行われる。
【0019】図2に示すように、シリンダ18のロッド
17を没入させてプレート13をボールケース11の底
面のレベル付近まで下降させる。すると、ボールケース
11内に貯溜された導電性ボール7は高さの差よりプレ
ート13上を転動して拡散する(矢印a参照)。次いで
シリンダ18のロッド17を突出させてプレート13を
上昇させた後、図3に示すようにスキージ19を水平移
動させ(矢印b参照)、プレート13上の導電性ボール
7をボールケース11内に掻き落とす(矢印c参照)。
これにより、プレート13上には導電性ボール7が一層
に整列する。
【0020】次に図1においてZ軸モータ27を駆動し
て、吸着ヘッド31をプレート13に向って下降させ
る。そして吸着ヘッド31をプレート13上に整列した
導電性ボール7上に位置させて吸着孔31aに導電性ボ
ール7を真空吸着するが、このとき吸着ヘッド31と導
電性ボール7との相対的な位置関係により、以下に説明
する2つの方法が用いられる。
【0021】まず第1の方法は、図4(a)に示すよう
に、吸着ヘッド31の下面と、導電性ボール7の間に所
定のわずかな間隔Sを保った状態で、導電性ボール7を
真空吸着するものである。この状態で吸着孔31aより
真空吸引するとともに、振動子16を駆動すると、プレ
ート13を介して伝達される振動により導電性ボール7
は上下あるいは水平方向に微小な移動を繰り返す。
【0022】そして吸着孔31aの真空吸引力の及ぶ範
囲内に移動した導電性ボール7は吸引力により吸着孔3
1aの内部まで吸引され、ついには吸着孔31aの内壁
面に密着して完全に真空吸着される。このとき、導電性
ボール7はプレート13上で一層に整列させられている
ため、同一の吸着孔31aに2個以上の導電性ボール7
が同時に接近する状態が発生しにくく、吸着孔31aの
直下付近にあって最も吸引力が及びやすい導電性ボール
7(図4(a)では小さな矢印を付している)が吸着孔
31a真空吸着される。従って1つの吸着孔31aに複
数の導電性ボール7が吸引されて付着することがない。
【0023】次に、第2の方法は図4(b)に示すよう
に、吸着ヘッド31の下面を導電性ボール7に軽く押し
当てて接触させた状態で導電性ボール7を真空吸着する
ものである。この状態で吸着孔31aより真空吸引する
とともに振動子16を駆動すると、吸着孔31aのテー
パ部分の直下に位置している導電性ボール(図4(b)
にて小さな矢印を付している)は吸着ヘッド31の下面
に当接していないため上方向には自由に移動でき、直ち
に吸着孔31aの吸引力に捕捉されて真空吸着される。
【0024】また吸着ヘッド31の下面の吸着孔31a
以外の部分に位置している導電性ボール7は、プレート
13と吸着ヘッド31の下面に挟まれた状態で振動が伝
えられる結果、振動により水平方向にわずかづつ移動す
ることとなり、ある時間の経過後はこれらの導電性ボー
ル7も未だ導電性ボール7を真空吸着していない吸着孔
31aの直下に位置するようになり、その後吸着孔31
aに真空吸着される。そして、ついには全ての吸着孔3
1aに1個づつ導電性ボール7が真空吸着される。
【0025】このように、全ての吸着孔31aに1個づ
つ正しく導電性ボール7を真空吸着してピックアップし
た吸着ヘッド31は、図5に示すようにプレート13か
ら上昇し、次いで位置決めテーブル2の上方に水平移動
する。次に吸着ヘッド31はホルダ5に保持されたワー
ク6上に下降し、図6に示すように真空吸着を解除して
電極6a上に導電性ボール7を移載した後上昇し、導電
性ボール7の移載を完了する。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、ボール供給部に設けら
れた水平なプレート上に導電性ボールを一層に整列させ
た状態で、このプレートに振動手段により振動を付与し
ながら吸着ヘッドに真空吸着するようにしているので、
導電性ボールは速かにそれぞれの吸着孔に1個づつ正し
く真空吸着され、余分な導電性ボールの付着を防止して
導電性ボールを確実に1個づつワークの電極上に移載す
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
置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置のボール供給部の部分断面図
【図3】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置のボール供給部の部分断面図
【図4】(a)本発明の一実施の形態の導電性ボールの
移載装置のボール供給部の部分断面図 (b)本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の部分断面図
【図5】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置のボール供給部の部分断面図
【図6】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の位置決めテーブルの部分正面図
【符号の説明】
2 位置決めテーブル 6 ワーク 7 導電性ボール 10 供給部 11 ボールケース 13 プレート 16 振動子 18 シリンダ 19 スキージ 20 移動手段 23 X軸モータ 27 Z軸モータ 31 吸着ヘッド 31a 吸着孔

Claims (4)

    【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、導電性ボールを供給
    するボール供給部と、このボール供給部に設けられた水
    平なプレートと、この水平なプレート上に導電性ボール
    を一層に整列させる整列手段と、前記プレートを振動さ
    せる振動手段と、前記吸着ヘッドを上下動させる上下動
    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】ボール供給部に設けられた水平なプレート
    上に整列手段により導電性ボールを一層に整列させる工
    程と、下面にそれぞれ1個の導電性ボールを吸着する複
    数の吸着孔が形成された吸着ヘッドを前記プレートの上
    方に位置させる工程と、前記プレートを振動手段により
    振動させながらプレート上に整列した導電性ボールを前
    記吸着ヘッドにより真空吸着する工程と、この吸着ヘッ
    ドをワークに対して下降させ、真空吸引を解除して上昇
    させることにより導電性ボールをワークの電極上に移載
    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。
  3. 【請求項3】前記導電性ボールを真空吸着する工程にお
    いて、前記吸着ヘッドを導電性ボールとの間に所定の間
    隔を保って位置させることを特徴とする請求項2記載の
    導電性ボールの移載方法。
  4. 【請求項4】前記導電性ボールを真空吸着する工程にお
    いて、前記吸着ヘッドの下面を導電性ボールに接触させ
    ることを特徴とする請求項2記載の導電性ボールの移載
    方法。
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