KR101372764B1 - 도전성 볼의 배열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전성 볼의 배열장치에서의 볼 컵을 부상시키는 동시에 진동시켜서 볼 컵의 내벽면에 접촉하는 도전성 볼을 정체시키지 않도록 하는 도전성 볼 배열장치에 관한 것으로서, 그 특징으로는 볼의 삽입부가 형성된 배열지그(Jig)와, 아랫면에 개구부가 형성되어 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하고, 둘째, 다수의 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킴으로써, 배열지그의 삽입부에 볼을 낙하시켜서 배열하는 배열장치이며, 셋째, 상기 볼 컵의 상기 배열지그로부터의 부상(浮上)수단과, 볼 컵에서 진동수단을 설치하고, 넷째, 배열지그로부터 부상시킨 볼 컵을 진동시키면서 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킨다.

Description

도전성 볼의 배열장치{APPARATUS FOR ARRANGING CONDUCTIVE BALLS}
본 발명은 도전성 볼이 수용된 볼 컵이 소정패턴으로 볼 삽입부가 형성된 배열지그 위를 상대이동하여, 도전성 볼을 배열하는 장치의 개량에 관한 것이다. 예를들면, 본 발명은 볼 컵을 배열지그에 대하여 부상(浮上)시키는 동시에 진동시켜서 볼 컵의 내벽면에 접촉하는 도전성 볼을 정체시키지 않도록 하는 것을 목적으로 개발된 도전성 볼의 배열지그에 관한 것이다.
또 본 발명은 볼 컵을 배열지그에 대하여 부상시켜서 볼 컵과 배열지그 사이의 물림의 검출이나 방지를 용이하게 하는 것을 목적으로 개발된 도전성 볼의 배열장치에 관한 것이다.
탑재대상물 상에 소정의 배열패턴으로 형성된 각 전극에, 납땜 볼을 탑재하는 납땜 볼 탑재장치에서는, 최근에 납땜 볼이 미소화되고, 웨이퍼(Wafer) 등의 탑재대상제품이 대형화한 것도 있으며, 1회에 탑재하는 납땜 볼 수가 증대하였다. 이와 같은 상황에서 납땜 볼의 배열결함이나 탑재시의 결합을 감소시키기 위해 일 본국 특개 2006-303341호에 나타나는 바와 같이 플럭스(Flux)가 억제된 탑재대상물인 웨이퍼상에 배열 마스크 등의 배열 지그(Jig)를 설치하고, 배열 지그 위를 볼 컵이 이동하여 직접 웨이퍼의 전극상에 납땜 볼을 낙하시키는 장치가 제공되어 있었다.
그러나, 이러한 종류의 도전성 볼의 배열장치에서는, 볼 컵의 진행방향 후측에 닿는 내벽면의 하부 부근에 있는 납땜 볼은 움직이지 않고 정체한 후에, 중력이 걸리기 때문에 배열마스크의 관통공 내로 가라앉아서 빠지거나, 변형되어 제품불량이 되는 일이 있었다. 또한, 빠진 납땜 볼의 파편이 더욱더 제품불량의 원인도 되는 일이 있었다.
또 납땜 볼의 배열결함이나 탑재시의 결함을 감소시키기 위해 일본국 특허 제3271482호에 나타난 바와 같은 플럭스가 인쇄된 탑재대상물인 전자기판상에 배열마스크 등의 배열지그(일본국 특허 제3271482호에서는 템플레이트(Template))를 설치하고, 배열지그 위를 볼 컵(일본국 특허 제3271482호에서는 납땜 볼 수납부)이 이동하여 직접 전자기판의 전극상에 납땜 볼을 낙하시키는 장치가 제공되어 있었다.
그러나, 이러한 종류의 도전성 볼의 배열장치에서는 배열지그의 장력이 부적정한 경우나, 평면정밀도가 불량한 경우나, 볼 컵의 배열지그에 대한 높이 위치설정이 부적정한 경우 등에, 볼 배열작동 중에 볼 컵내의 도전성 볼이 볼 컵과 배열지그 사이에 물려버리는 사태가 발생하는 것이었다.
이 물림이 발생하여 볼 컵의 이동속도가 빨라지면, 납땜 볼이 빠져 버린다. 그러나, 볼 컵의 이동속도를 느리게 하는 방법을 생각할 수 있으나, 늦게 하면 생산서이 나빠진다. 이 때문에, 적정한 볼 컵의 이동속도를 설정해야만 하지만, 부하가 작을 수밖에 없는 납땜 볼의 물림의 검출은 볼 컵이 이동장치에 소정의 높이로 고정되어 이동하는 것으로는 불가능에 가까웠다.
본 발명은 도전성 볼의 배열장치에서의 볼 컵을 부상시키는 동시에 진동시켜서 볼 컵의 내벽면에 접촉하는 도전성 볼을 정체시키지 않도록 도전성 볼의 배열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 도전성 볼의 배열장치에서의 볼 컵을 부상시켜서, 볼 컵과 배열지그 사이에 도전성 볼이 물린 것을 약간의 부하로부터도 정확하게 검출하는 것, 및 이러한 물림을 방지하는 것이 용이한 도전성 볼의 배열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 관점은, 상기 과제를 해결하기 위하여 도전성 볼의 배열장치에 다음의 수단을 채용한다.
첫째, 도전성 볼의 삽입부가 소정의 배열패턴으로 형성된 배열 지그(Jig)와, 아랫면에 개구부가 형성되고, 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비한다.
둘째, 다수의 도전성 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킴으로써, 배열지그의 삽입부에 도전성 볼을 낙하시켜서 배열하는 도전성 볼의 배열장치로 한다.
셋째, 상기 볼 컵을 상기 배열지그로부터 부상시키는 부상수단과 볼 컵에 진동을 부여하는 진동수단을 설치한다.
넷째, 배열지그로부터 부상시킨 볼 컵을 진동시키면서 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치로 한다.
본 발명의 제2 관점은, 제1 관점에 부상수단, 볼 컵의 바닥면에서 배열지그의 윗면으로 향하여 기체를 분사하는 것이라는 수단을 부가한 도전성 볼의 배열장치이다. 또한, 제3 관점은, 제1 또는 제2 관점에 상기 진동수단은 볼 컵에 진동자(振動子)를 부착한 것이라는 수단을 부가한 도전성 볼의 배열장치이다.
제4 관점은, 도전성 볼의 배열장치에 다음의 순서를 채용한다.
첫째, 도전성 볼의 삽입부가 소정의 배열패턴으로 형성된 배열지그와, 아랫면에 개구부가 형성되고, 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비한다.
둘째, 다수의 도전성 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대 이동시킴으로써, 배열지그의 삽입부에 도전성 볼을 낙하시켜서 배열하는 도전성 볼의 배열장치로 한다.
셋째, 상기 볼 컵의 바닥면에서 배열지그의 윗면을 따라서 기체를 분사하는 기체분사공을 설치한다.
넷째, 상기 기체분사구멍으로부터 기체를 분출함으로써, 볼 컵을 진동시키면서, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치로 한다.
본 발명의 제5 관점은, 도전성 볼의 배열장치에 다음의 수단을 채용한다.
첫째, 도전성 볼의 삽입부가 소정의 배열패턴으로 형성된 배열지그와, 아랫면에 개구부가 형성되고, 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비한다.
둘째, 다수의 도전성 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킴으로으로써, 배열지그의 삽입부에 도전성 볼을 낙하시켜서 배열하는 도전성 볼의 배열장치로 한다.
셋째, 상기 볼 컵의 바닥면에 에어분출부를 설치하고, 상기 에어분출부로부터 에어를 분출하여 볼 컵을 배열지그로부터 약간 상승시켜서 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동을 시킨다.
본 발명의 제6 관점은, 제5 관점에, 상기 이동수단이 부상(浮上)한 볼 컵에 이동력을 부여하는 컵 홀더와, 상기 컵 홀더를 이동시키는 구동수단과, 컵 홀더의 이동을 안내하는 가이드수단을 구비하고, 볼 컵은 컵 홀더에 이동가능하게 지지되어 있는 것을 부가한 도전성 볼의 배열장치이다.
본 발명의 제7 관점은 제6 관점에, 볼 컵의 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동중의 부하에 따른 컵 홀더에 대한 볼 컵의 상대위치관계의 이동을 검출하는 검출수단을 부가한 도전성 볼의 배열장치이고, 제8 관점은, 제5 관점에 볼 컵의 배열지그로부터의 부상간격을 에어분출부의 에어분출량에 따라서 조정하는 것을 부가한 도전성 볼의 배열장치이고, 제9 관점은 제5 관점 내지 제 8 관점 중 어느 하나의 관점에, 에어분출부가 배열지그의 삽입부가 형성되는 영역 외측을 통과하도록 볼 컵과 배열지그가 상대이동을 하는 것을 부가한 도전성 볼의 배열장치이다.
본 발명은, 배열지그로부터 부상시킨 볼 컵을 진동시키면서 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 것이므로, 볼 컵의 내벽면에 접촉하는 도전성 볼이 정체하는 것을 방지할 수 있는 배열장치로 이루어졌다.
제4 관점의 효과로서, 볼 컵의 바닥면으로부터 배열지그의 윗면으로 향하여 기체를 분사하는 기체분사구멍을 설치하고, 이 기체분사구멍에서 기체를 분출함으로써 볼 컵을 상하로 진동시키면서 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 것이므로, 부상수단과 진동수단을 같은 수단으로 조달할 수 있는 것으로 이루어졌다.
또 본 발명에서는 볼 컵의 바닥면에 에어분출부가 설치되고, 상기 에어분출부로부터 에어를 분출해서 볼 컵을 배열지그보다 약간 상승시켜서, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 것이므로, 매우 가벼운 부하로 볼 컵의 이동이 가능하며, 제6 관점과 같은 이동수단으로 함으로써 볼 컵의 부상 및 이동을 확실한 것으로 할 수 있고, 제7 관점과 같이 검출수단을 설치하여 볼 컵의 이동중의 부하검출을 용이하게 할 수 있는 동시에, 제8 관점과 같이 볼 컵 바닥면과 배열지그의 간극의 조정이 용이해지며, 도전성 볼의 물림을 방지할 수 있다. 또한, 제9 관점 과 같이 에어분출부를 배열지그의 삽입부가 형성되는 영역 외측을 통과하도록 함으로써, 볼 컵을 부상시키기 위한 에어가 배열된 도전성 볼에 영향을 주는 일도 방지할 수 있는 것으로 이루어졌다.
이하, 도면에 따라서 실시예와 함께 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 실시예는, 납땜 볼 탑재장치이고, 납땜 볼 탑재장치는 반입용의 웨이퍼(Wafer) 인도부, 플럭스(Flux) 인쇄부, 볼 탑재부, 및 반출용의 웨이퍼 인도부를 갖는 것이다.
본 발명에서의 도전성 볼로서는 납땜 볼이나 백금 볼 등이 있고, 도전성 볼의 탑재대상물로서는 반도체 웨이퍼(이후, 간단히 웨이퍼라 표기한다)나, 전자회로기판이나 세라믹스 기판 등이 있지만, 실시예에서는 납땜 볼(1)과 웨이퍼(2)를 사용하고 있다. 또 점착재료로서는 플럭스나 납땜 페이스트나 도전성의 접착제 등이 사용되나, 실시예에서는 플럭스(30)가 사용되고 있으며, 납땜 볼(1)이 올려지는 웨이퍼(2) 상의 전극에는 이미 플럭스(30)가 도포되어 있다.
실시예에서의 볼 탑재부는 웨이퍼(2)가 올려지는 웨이퍼 재치(載置) 테이블(31)과, 납땜 볼(1)의 공급을 위한 볼 컵(4)과, 소정의 배열패턴으로 납땜 볼(1)을 삽입하기 위한 배열마스크(3)와, 볼 컵(4)을 배열마스크(3)의 윗면을 따라서 이동시키는 볼 컵 이동장치(5)를 구비하고 있다. 또한, 웨이퍼 재치테이블(31)은 승강기구를 구비하고, 납땜 볼(1)의 배열시에 웨이퍼(2)의 납땜 볼 탑재면과 배 열마스크(3)의 하단면이 소정 간격을 이루도록 웨이퍼(2)를 상승시키도록 이루어져 있다.
배열마스크(3)는 중앙부의 관통공 형성영역(6)(도 1 및 도 2에 도시된다)에도 4에 도시된 바와 같이 납땜 볼(1)이 삽입되고, 통과가능한 크기의 관통공(7)이 웨이퍼(2) 윗면의 전극에 맞춘 소정의 배열패턴으로 형성되어 있다. 배열마스크(3)가 본 발명에서의 배열지그에 상당하며, 관통공(7)이 본 발명에서의 삽입부에 상당한다.
실시예에서의 배열마스크(3)는, 도 2에 도시되는 바와 같이 사각형으로 형성되어 있다. 또한, 사각형의 배열마스크(3) 4개의 모서리부에는 배열마스크(3) 자체에 장력을 부여하고, 배열마스크(3)의 평면정밀도를 올리기 위한 지지용 블록부재(8)가 부착되어 있다. 배열마스크(3)는 장력이 걸려서 웨이퍼(2)의 윗면에 형성되는 납땜 볼(1)의 탑재면의 상측으로 적당한 간격을 유지하여 도시되어 있지 않은 배열마스크 지지장치에 지지되어 있다.
실시예에서의 배열마스크(3)의 높이는 도 4에 도시된 바와 같이 배열마스크(3)의 윗면으로부터 관통공(7)에 삽입된 납땜 볼(1)의 상부가 돌출하지않는 높이로 설정되어 있다. 물론, 도 9에 도시된 바와 같이 관통공(7)으로부터 삽입된 납땜 볼(1)의 상부가 돌출해도 되지만, 이 경우에는 볼 컵(4)의 관통공 형성영역(6)을 통과하는 저면부(33a)를 관통공 형성영역(6) 외측을 통과하는 저면부(33b)보다 높게 하고, 볼 컵(4)의 저면부(33a)가 관통공(7) 내의 볼과 접촉하지 않도록 할 필요가 있다. 또한, 배열마스크(3)는 웨이퍼(2)에 접촉시켜도 된 다. 그 경우에는 플럭스(30)가 배열마스크(3)에 접촉하지 않도록 관통공(7)의 웨이퍼(2) 측의 직경을 확대시키거나, 배열마스크(3)의 아랫면에 관통공(7)이 걸리지 않도록 리브나 돌출부를 설치하는 등의 수단을 채용한다.
상기 배열마스크 지지장치에는 도 2에 도시된 바와 같이 중앙에 웨이퍼(2)보다 약간 큰 개구부(9)를 형성한 플레이트 형상의 석재로 형성되고, 웨이퍼 재치테이블에 올려진 웨이퍼(2)를 둘러싸도록 배치되는 백업플레이트(Back up Plate)(10)와, 상기 백업 플레이트 지지부와 배열마스크(3)에 부착된 지지용 블록부재(8)를 외측의 약간 하측으로 인장하는 3개소의 인장기구 및 일개소의 걸림부가 설치되어 있다.
배열마스크(3)는 아랫면을 백업플레이트(10)의 윗면에 접촉시켜서, 배열마스크(3)의 모서리부(角部)에 존재하는 지지용 블록부재(8)를 걸림부 및 인장기구에 장착하고, 백업플레이트(10)의 윗면으로부터 약간 하측으로 인장되서 장착되어 있다. 이에 따라 배열마스크(3)는 장력을 걸어서 백업플레이트(10)에 단단히 붙어서 평면정밀도가 높은 상태로 이루어져 있다.
납땜 볼(1)을 배열마스크(3)의 관통공(7)에 낙하시키는 볼 컵(4)은, 상부에 볼 공급용의 개구부가 형성되고, 아랫면에 볼 낙하용의 개구부가 형성되어 있다. 또한, 아랫면의 개구부는 배열마스크(3)의 관통공 형성영역(6)의 폭보다 넓은 폭으로 형성되어 있으며, 볼 컵(4)과 배열마스크(3)의 윗면에서 다수의 납땜 볼(1)을 수용가능하게 하고 있다. 또한, 볼 컵(4) 자체는 배열마스크(3)의 폭보다는 좁은 폭으로 형성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 볼 컵(4)의 저면부(33b)의 양 측부 부근에는 본 발명에서의 부상수단이 이루어지고, 기체를 분사하는 에어분사구(1)가 설치되어 있다. 상기 에어분사구(11)로부터 에어를 분사함으로써 볼 컵(4)은 배열마스크(3)로부터 부상한다. 또한, 에어분사구(11)는 볼 컵(4) 아랫면의 개구부보다 외측의 볼 컵(4)의 바닥면에 설치되어 있기 때문에, 볼 컵(4)의 이동시에도 배열마스크(3)의 관통공 형성영역(6) 외측을 통과하게 되며, 에어분출구(11)로부터의 에어가 배열마스크(3)의 관통공(7)에 배열된 납땜 볼(1)에 영향을 주지 않도록 되어 있다.
에어분사구(11)는 볼 컵(4) 내의 에어통로(12) 및 볼 컵(4) 외측의 에어 배관(13)을 통하여 에어공급장치(14)와 연결되어 있다. 에어분사구(11)에서의 에어분출은 볼 컵(4)이 동작중에는 연속하고 있으며, 에어분출량은 일정하다.
에어배관(13)의 도중에 존재하는 부호 15는 개폐밸브이고, 부호 37은 조임밸브이며, 상기 조임밸브(37)를 조정함으로써, 볼 컵(4)의 배열마스크(3)로부터의 부상간격을 조정할 수 있도록 이루어져 있다. 이 조정에 의해 볼 컵(4)의 바닥면과 배열마스크(3) 윗면의 간격을 적정간격으로 할 수 있고, 납땜 볼(1)의 물림이나 누출을 방지할 수 있다.
본 발명에서의 진동수단의 제1 실시예는, 진동자로서 피에조 액츄에이터(Piezo Actuator)(32)를 이용하고, 볼 컵(4)의 이동방향(도 1중, 중앙의 점선화살표가 도시하는 방향) 전후의 외주면의 좌우방향 중앙부에 부착되어 있고, 볼 컵(4)을 진행방향(도 4중, 볼 컵(4) 내의 화살방향)으로 진동시킨다. 이 진동으로 볼 컵(4)의 납땜 볼(1)을 눌러넣는 내벽면에 납땜 볼(1)이 접촉하면, 납땜 볼(1)은 상기 볼 컵(4)의 내벽면으로 튀도록 해서 위치가 변동하고, 납땜 볼(1)의 정체를 해소한다.
또한, 피에조 액츄에이터(32)는 교류전압을 인가함으로써 진폭 1㎛ 이하의 초음파 진동을 한다. 이 진폭을 볼 컵(4)의 외폭과 컵 홀더(16)의 내폭의 클리어런스(Clearance) 이하이다.
진동수단의 제1 실시예에서의 피에조 액츄에이터(32)의 부착위치는 볼컵(4)의 이동방향 전후의 외주면이지만, 도 5에 도시된 진동수단의 제2실시예와 같이 볼 컵(4)의 이동방향 좌우측면에 부착될 수도 있다. 또한, 볼 컵(4)의 볼 수납부를 형성하는 벽면을 중앙으로 향하여 부풀어오른 것으로 함으로써, 진동을 납땜 볼(1)에 전달하는 일, 및 납땜 볼(1)의 집합상태를 파괴하는 일에 도움이 된다. 특히 도 5에 도시하는 바와 같이 피에조 액츄에이터(32)를 좌우 측면에 부착된 경우 등에는 유효하다.
또한, 진동자인 피에조 액츄에이터(32)는 도 6에 도시되는 진동수단의 제3실시예와 같이 볼 컵(4) 좌우의 윗면에 2개 부착된 것도 생각할 수 있다. 이때 피에조 액츄에이터(32)는 볼 컵(4)의 윗면(36)에 상하방향의 진동을 부여하므로, 볼 컵(4)은 상하 방향으로 진동하게 된다. 이 진동으로 볼 컵(4)의 내벽에 접촉하고 있던 납땜 볼(1)은 회전하게 되고 납땜 볼(1)의 정체를 해소한다.
볼 컵(4)의 상하이동의 범위는 볼 컵(4) 저면부(33a)의 위치가, 상단에서는 배열마스크(3) 상에 위치하는 납땜 볼(1)의 직경 반 이하의 높이인 것을 한도로 하고, 하단에서는 관통공(7)에 삽입된 납땜 볼(1)에 간섭하지 않는 높이인 것을 한도 로 한다. 따라서, 진동에 의한 볼 컵(4)의 상하 이동량은 도 8에 도시된 바와 같이 삽입된 납땜 볼(1)의 상부가 배열마스크(3) 내에 있는 경우에 비해, 도 9에 도시된 바와 같이 삽입된 납땜 볼(1)의 상부가 배열마스크(3) 상에 돌출하는 경우 쪽이 작다.
볼 컵(4)을 전진 및 후퇴이동시키는 볼 컵 이동장치(5)는 부상(浮上)해서 진동하는 볼 컵(4)에 전후방향으로 이동력을 부여하는 컵 홀더(16)와, 컵 홀더(16)를 이동시키는 구동장치(17)와, 컵 홀더(16)의 이동을 가이드하는 가이드플레이트(18)로 이루어진다.
구동장치(17)는 볼 컵(4)이 유지되는 컵 홀더(16)를 구동모터(19)로 회전하는 볼 나사 등에 의해 배열마스크(3)의 상측에서 전후로 이동시키는 것이고, 구동장치(17)에 컵 홀더(16)가 장착되어 있다.
도 1중, 부호 18은 배열마스크(3)를 둘러싸는 틀형상의 가이드플레이트(18)이고, 양측에 볼 컵(4)의 진행방향을 따른 가이드 레일(20)이 설치되어 있으며, 상기 가이드 레일(20)에 컵 홀더(16)가 슬라이딩이 자유롭게 배치되어 있다. 구동장치(17)에 의해 컵 홀더(16)는 가이드 레일(20)을 따라서 전진 및 후퇴이동을 한다.
이 이동으로 인해 볼 컵(4)도 부상해서 진동한 상태에서 배열마스크(3) 상을 이동하고, 볼 컵(4)으로부터 배열마스크(3)의 관통공(7)에 납땜 볼(1)을 낙하하고 배열한다. 실시예에서의 볼 컵 이동장치(5)는 전후방향만인 것이지만 필요에 따라서 좌우방향으로의 이동수단이 설치되는 것이다.
또한, 가이드 플레이트(18)는 배열마스크(3)보다 전후방향으로 길고, 컵 전 진방향의 선단은 구멍부가 되며, 상기 구멍부 하측에 볼받이(21)가 배치되어 있다. 따라서 배열시에 볼 컵(4)은 볼 받이(21)의 바로 앞의 배열마스크(3) 상에서 정지하고, 반전하여 후퇴이동을 한다. 한편, 배열마스크(3)의 교환시에는 볼 컵(4)은 볼 받이(21)의 상측까지 이동하고, 수용되어 있던 납땜 볼(1)을 볼 받이(21)에 낙하시킨다. 또한, 도면중 부호 27은 볼 컵(4)이 볼 받이(21)에서의 볼 배출시에 볼 컵(4)을 지지하기 위한 컵 이동로이다.
컵 홀더(16)는 내측으로 볼 컵(4)이 배치되는 구멍부를 형성한 것으로서, 볼 컵(4)은 이 구멍부에 슬라이드 롤러(22) 및 부하검지용 샤프트(23)에 장착된 스프링(26)의 부세(付勢)라는 미약한 힘에 의해 가볍게 지지되고 있다. 또한, 부하검지용 샤프트(23)는 컵 홀더(16)의 내측에서는 스프링(26)의 미약한 힘으로써 볼 컵(4)의 측면에 접촉하고 있으며, 반대측은 컵 홀더(16)의 외측에 슬라이딩이 자유롭게 돌출해서 설치되어 있다. 따라서, 볼 컵(4)이 컵 홀더(16)의 이동과 다른 이동을 하면, 볼 컵(4)이 부하검지용 샤프트(23)를 누르게 된다.
컵 홀더(16)의 외측에서 부하검지용 샤프트(23)의 돌출부 부근에는 부하검지용 샤프트(23)의 이동을 검지하는 부하검지용 센서(24),(25)가 장착되어 있다. 부하검지용 센서(24)가 볼 컵(4)의 전진시의 센서이고, 부하검지용 센서(25)가 후퇴시의 센서이다. 이들의 센서에는 투수광형(投受光型) 광전센서 등이 이용되고 있다.
볼 컵(4)이 이동중에 볼 컵(4)의 아랫면과 배열마스크(3) 사이에서 납땜 볼(1)의 물림이 발생하면, 볼 컵(4)의 이동에 저항이 발생한다. 예를 들면, 전진 중에 볼 컵(4)의 우측 바닥면에서 물림이 발생하면, 볼 컵(4)은 컵 홀더(16)에 의해 전진력을 받고 있으므로 좌측은 저항이 없으며 통상시에 전진하지만, 우측은 저항에 의해 통상의 진행이 저해되며, 우측의 진행이 컵 홀더(16)의 진행보다 늦다. 그러면 볼 컵(4)의 진행방향 후측의 우측 부하검지용 샤프트(23)가 볼 컵(4)의 우측으로 눌리고, 스프링(26)의 부세력을 넘으면 컵 홀더(16) 외부로 누르기 시작한다. 이것을 우측 부하검지용 센서(24)가 검지하고, 납땜 볼(1)의 물림을 검지하는 것이다. 이와 같이 해서 컵 홀더(16)의 진행방향 후측으로 장착된 부하검지용 센서(24)에 의해 납땜 볼(1)의 물림을 컵 홀더(16)에 대한 볼 컵(4)의 상대위치 이동으로서 검출하는 것이다.
또한, 볼 컵(4)의 이동방향이 반전하면, 유효한 부하검지용 센서(25)로 전환한다. 또한 실시예에서는 볼 컵(4)이 이동해서 납땜 볼(1)을 배열마스크(3)로 배열해 가는 것이지만, 본 발명은 배열마스크(3)와 볼 컵(4)은 상대이동 관계이면 되므로, 볼 컵(4)이 고정으로 배열마스크(3)가 이동하는 경우도 마찬가지로 이용할 수 있는 것이다. 또 진동자를 볼 컵(4)의 이동방향 전후의 외주면, 윗면, 좌우측면의 복수의 면에 부착되어도 된다.
이상의 실시예에서의 진동수단의 제1 내지 제3실시예에서는, 진동자인 피에조 액츄에이터(32)를 이용한 것이지만, 진동수단으로서 진동자를 사용하지 않고, 상기 볼 컵(4)의 바닥면에서 배열마스크(3)의 윗면을 향해서 기체를 분사하는 기체분사공으로 이루어지는 에어분사구(11)를 설치하고, 이 에어분사구(11)에서 에어를 분출함으로써 볼 컵(4)을 상하로 진동시키는 수단이 생각된다. 기체의 분사에 의 해 볼 컵(4)을 진동시키는 것인 경우, 볼 컵(4)의 부상수단과 진동수단을 공용으로 하는 것이 가능하다.
부상수단 겸용의 진동수단인 제4실시예에서는, 볼 컵(4)의 저면부(33b)의 양측부 부근에 에어분사구(11)가 설치되어 있고, 에어분사구(11)는 볼 컵(4) 내의 에어통로(12) 및 볼 컵(4) 외측의 에어배관(13)을 통해서 에어공급장치(14)와 연결되어 있으며, 에어배관(13)의 도중에 개폐밸브(15)와 스로틀 밸브(37)가 존재하는 점에서는 부상수단과 같다. 단, 이 진동수단의 제4실시예에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이 에어공급장치(14)와 접속된 에어배관(13)의 도중에 전자밸브를 사용한 개폐밸브(15A),(15B),(15C)를 3개 설치하고, 또 개폐밸브(15A),(15B),(15C)와 에어공급장치(14) 사이에 레귤레이터(38)를 설치하고 있다.
에어분사구(11)에서의 에어의 분출정지 제어는 개폐밸브(15A),(15B),(15C)의 ON(개방), 오프(폐쇄)의 변환으로 행한다. 이 진동수단은 볼 컵(4)에 상하의 진동을 부여하는 것이므로, 진동수단의 제3실시예와 같은 상한과 하한의 관리가 필요해진다. 단, 진동수단의 제4실시예에서는 볼컵(4)의 부상의 상한위치는 에어압이나 에어유량으로 조절하고, 부상의 하한위치는 개폐밸브(15A),(15B),(15C)의 변환타이밍으로 조정하고 있다.
제어순서를 설명하면, 제1단계로서 개폐밸브(15A)를 개(開)로 하고, 개폐밸브(15B),(15C)를 폐쇄로 한다. 이 상태에서 볼 컵(4)은 소정의 상한위치로 부상하고 있다. 제2 단계는 개폐밸브(15)를 폐쇄로 하고, 잠시의 타이밍 후, 개폐밸브(15B)를 개방으로 한다. 이때 개폐밸브(15C)는 폐쇄로 된 채이다. 이때 의 잠시의 타이밍 동안에 볼 컵(4)은 하한위치까지 낙하한 후 상한위치로 돌아간다.
제3 단계는 개폐밸브(15B)를 폐쇄로 하고, 잠시의 타이밍 후, 개폐밸브(15C)를개로 한다. 이때 개폐밸브(15A)는 폐쇄로 된 채이다. 이때도 잠시의 타이밍 동안에 볼 컵(4)은 하한위치까지 낙하한 후 상한 위치로 돌아간다.
제4 단계는 개폐밸브(15C)를 폐쇄로 하고, 잠시의 타이밍 후, 개폐밸브(15A)를개방한다. 이때 개폐밸브(15B)는 폐쇄된 채이다. 이때도 약간의 타이밍 동안에 볼 컵(4)은 하한위치까지 낙하한 후 상한위치로 돌아간다.
그 후, 제2단계에서 제4단계를 반복함으로써, 볼 컵(4)을 부상시킨 상태에서 볼 컵(4)에 상하 방향의 진동을 부여할 수 있다. 개폐밸브(15A),(15B),(15C)에 전자밸브를 사용하면, 1초간에 20회의 진동을 부여하는 것도 가능하다. 또한, 도 10에 도시하는 진동수단의 제4실시예에서는 좌우의 에어분사구(11)에서의 에어분사정지의 타이밍은 동시인 것으로 되어 있으나, 좌우의 에어분사구(11)의 에어분사정지 타이밍을 다르게 해도 된다.
진동수단의 제4실시예는 개폐밸브(15A),(15B),(15C)의 3조를 이용하는 예로 도시하였으나, 그 수를 늘려도 되며, 1개의 개폐밸브(15)만의 개폐변환으로도 가능하다. 특히 개폐밸브(15A),(15B),(15C)의 수를 늘린 경우에는 개폐밸브의 수명증가로 이어진다.
진동수단의 제5 실시예로서 진동수단의 제4 실시예로부터 개폐밸브(15A),(15B),(15C)를 제거한 것이 생각된다. 이 진동수단의 제5실시예에 의해서도 볼 컵(4)을 진동시키는 것이 가능하다. 볼 컵(4)의 에어분사구(11)에 에어공급장치(14)로부터의 에어를 공급해서 볼 컵(4)을 부상시키면, 볼 컵(4)의 중력으로 볼 컵(4)이 하강한다. 볼 컵(4)이 하강해서 볼 컵(4)의 바닥면과 배열마스크(7) 윗면의 간격이 좁아지면, 에어분사구(11)나 에어배관(13) 내의 에어압이 높아진다. 어느 정도 에어압이 높아지면 에어는 볼 컵(4)과 배열마스크(7)의 간격을 넓히도록 볼 컵(4)을 상승시켜서 외부로 도피하고, 그 후 다시 중력에 의해 볼 컵(4)은 하강한다. 이것을 반복함으로써 볼 컵(4)의 진동이 발생하는 것이다. 이 경우, 스로틀밸브(37)나 볼 컵(4)의 중량의 조정이나 볼 컵(4)의 바닥면 형상에 의해 진폭, 진동수의 변경이 가능하다. 진동방향은 상하성분에 전후, 좌우의 성분을 부가하는 것도 가능하다.
도 1은, 배열장치의 볼 배열부를 도시하는 개략평면도이다.
도 2는, 볼 배열부의 분해설명도이다.
도 3은, 볼 컵에서의 에어공급의 설명도이다.
도 4는, 볼 컵의 진동방향을 도시하는 단면설명도이다.
도 5는, 진동자(振動子)를 측면에 부착한 상태를 도시한 볼 배열부를 도시하는 개략평면도이다.
도 6은, 진동자를 볼 컵 윗면에 부착한 상태를 도시하는 단면설명도이다.
도 7은, 볼 컵의 진동방향을 도시하는 단면설명도이다.
도 8은, 삽입된 납땜 볼의 상부가 배열마스크 내에 있는 경우의 단면설명도이다.
도 9는, 삽입된 납땜 볼의 상부가 배열마스크 상에 돌출하는 경우의 단면설명도이다.
도 10은, 진동수단에 기체의 분사정지를 사용하는 경우의 단면설명도이다.
※부호의 설명※
1…납땜 볼 2…웨이퍼(Wafer)
3…배열마스크 4…볼 컵
5…볼 컵 이동장치 6…관통공 형성영역
7…관통공 8…지지용 블록부재
9…개구부 10…백업 플레이트
11…에어분사구 12…에어통로
13…에어배관 14…에어공급장치
15…개폐밸브 16…컵 홀더
17…구동장치 18…가이드 플레이트
19…구동모터 20…가이드 레일
21…볼 받이 22…슬라이드 롤러
23…부하검지용 샤프트 24,25…부하검지용 센서
26…스프링 27…컵 이동로
30…플럭스(Flux) 31…웨이퍼 재치(裁置)테이블
32…피에조 액츄에이터(Piezo Actuator)
33a,b…저면부 34…외주면
35…내벽면 36…윗면
37…조임밸브 38…레귤레이터

Claims (9)

  1. 도전성 볼의 삽입부가 소정의 배열패턴으로 형성된 배열지그(Jig)와, 아랫면에 개구부가 형성되어 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용 가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하며,
    다수의 도전성 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킴으로써, 배열지그의 삽입부에 도전성 볼을 낙하시켜서 배열하는 도전성 볼의 배열장치에 있어서,
    상기 볼 컵을 상기 배열지그로부터 부상(浮上)시키는 부상수단과, 볼 컵에 진동을 부여하는 진동수단을 설치하고,
    배열지그로부터 부상시킨 볼 컵을 진동시키면서 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키고,
    상기 부상수단은 볼 컵의 바닥면으로부터 배열지그의 윗면으로 향하여 기체를 분사하는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 도전성 볼의 삽입부가 소정의 배열패턴으로 형성된 배열지그와, 아랫면에 개구부가 형성되어 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하며,
    다수의 도전성 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킴으로써, 배열지그의 삽입부에 도전성 볼을 낙하시켜서 배열하는 도전성 볼의 배열장치에 있어서,
    상기 볼 컵의 바닥면으로부터 배열지그의 윗면으로 향하여 기체를 분사하는 기체분사공을 설치하고, 상기 기체분사공으로부터 기체를 분출함으로써 볼 컵을 진동시키면서, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
  5. 도전성 볼의 삽입부가 소정의 배열패턴으로 형성된 배열지그와, 아랫면에 개구부가 형성되고, 상기 배열지그와의 사이에서 다수의 도전성 볼을 수용가능한 볼 컵과, 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시키는 이동수단을 구비하며,
    다수의 도전성 볼을 수용한 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동시킴 으로써, 배열지그의 삽입부에 도전성 볼을 낙하시켜서 배열하는 도전성 볼의 배열장치에 있어서,
    상기 볼 컵의 바닥면에 에어분출부를 설치하고, 상기 에어분출부로부터 에어를 분출해서 볼 컵을 배열지그보다 약간 상승시켜서 볼 컵을 배열지그의 윗면을 따라서 상대이동을 시키는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이동수단은, 부상(浮上)한 볼 컵에 이동력을 부여하는 컵 홀더와, 상기 컵 홀더를 이동시키는 구동수단과, 컵 홀더의 이동을 안내하는 가이드수단을 구비하고, 볼 컵은 컵 홀더에 이동가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    볼 컵의 배열지그의 윗면을 따른 상대이동중의 부하(負荷)에 의한 컵 홀더에 대한 볼 컵의 상대위치관계의 이동을 검출하는 검출수단을 설치한 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    볼 컵의 배열지그로부터의 부상간격을 에어분출부의 에어분출량에 의해 조정하는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
  9. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    에어분출부가, 배열지그의 삽입부가 형성되는 영역 외측을 통과하도록 볼 컵과 배열지그의 상대이동을 하는 것을 특징으로 하는 도전성 볼의 배열장치.
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