(57)【要約】      （修正有）【課題】ピン数の多いボール吸着ヘッドにおいて、ボール吸着ヘッドの空気吸引量を増大させても、ボール吸着ヘッド中央側と周辺側でボールの存在密度を均一にでき、ボール吸着ヘッドへの吸着時間を短縮できるボール搭載装置を提供する。【解決手段】ボール２を収容するボール収容部１４と、ボール２をボール収容部１４のボール跳躍面（振動板）から跳躍させる跳躍機構（跳躍ユニット４）と、跳躍機構により跳躍するボール２を吸引して吸着するボール吸着ヘッド５を有し、ボール吸着ヘッド５に吸着されたボール２を、ボール２が搭載される被搭載物へ搭載されるボール搭載装置１において、跳躍機構は、ボール跳躍面（振動板）の中央側よりも周縁側にボール２の存在密度が高くなるようにボール２を跳躍させる。【選択図】図１
2010067893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールを収容するボール収容部と、
上記ボールを上記ボール収容部のボール跳躍面から跳躍させるボール跳躍機構と、
上記ボール跳躍機構によって跳躍する上記ボールを吸引して吸着するボール吸着ヘッドを備え、
上記ボール吸着ヘッドに吸着された上記ボールを、上記ボールが搭載される被搭載物に搭載するボール搭載装置において、
上記ボール跳躍機構は、上記ボールを、上記ボール跳躍面の中央側よりも周縁側に上記ボールの存在密度が高くなる方向に跳躍させることを特徴とするボール搭載装置。
【請求項２】
前記ボール跳躍機構は、前記ボール収容部のボール跳躍面となる底板と、上記底板の中央が最大振幅となるように上記底板を振動させる振動付与機構を有することを特徴とする請求項１記載のボール搭載装置。
【請求項３】
前記底板は、張力が加えられた状態で前記ボール収容部に固定されていることを特徴とする請求項２記載のボール搭載装置。
【請求項４】
前記底板は、厚みが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の金属板であることを特徴とする請求項２または３記載のボール搭載装置。
【請求項５】
前記ボール跳躍面は前記中央側が前記周縁側よりも上方に向かって隆起していることを特徴とする請求項１記載のボール搭載装置。
【請求項６】
前記振動付与機構は、前記ボール跳躍面の中央に対して振動を付与することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のボール搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気の吸引力により吸引孔に金属ボールを吸引保持するボール吸着ヘッドを有し、このボール吸着ヘッドに吸引保持された金属ボールを、ウエハ、プリント基板または半導体チップ等の電子部品の電極上に搭載するボール搭載装置が知られている。
【０００３】
複数の半導体チップが形成されたウエハ上の電極数は多数個に及び、その電極が形成される範囲は広範囲となる。そのため、全ての電極に一括してボールを配置しようとする場合には、ボール吸着ヘッドの吸着孔も電極の形成範囲に対応させて広範囲に形成する必要がある。そして、吸着工程に要する時間を短くするには、空気の吸引力を強くし、ボール吸着ヘッドが吸引する単位時間単位の空気量を多くする必要がある。このため、ボール吸着ヘッドの外からその中央部へ向かって流入する空気の流れが速くなり、金属ボールは、ボール吸着板の中央側に押し流され、偏在し、ボール吸着ヘッドの中央側ほど金属ボールの存在密度が高くなる。逆に周縁側ほど存在密度が低くなる傾向が現れる。空気吸引量を増加させて吸着工程の時間を短縮すると、かかる傾向に起因して、中央側では一つの吸着孔に複数の金属ボールが吸着される不正吸着が発生するとともに、ボール吸着板の周縁側では金属ボールの吸着に長い時間を必要とする問題が発生する。
【０００４】
かかる問題に鑑みて、ボールを収容するボール収容容器の底面等のボール収容容器の周囲に通気性材料を配置することにより空気流を均一に調整できるボール搭載装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ボール吸着ヘッドの空気吸引量を増大させると、ボールの存在密度の均一化が図れない場合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ピン数の多いボール吸着ヘッドにおいて、ボール吸着ヘッドの空気吸引量を増大させても、ボール吸着ヘッド中央側と周辺側でボールの存在密度を均一にでき、ボール吸着ヘッドへの吸着時間を短縮できるボール搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のボール搭載装置は、ボールを収容するボール収容部と、ボールをボール収容部のボール跳躍面から跳躍させるボール跳躍機構と、ボール跳躍機構によって跳躍するボールを吸引して吸着するボール吸着ヘッドを備え、ボール吸着ヘッドに吸着されたボールを、ボールが搭載される被搭載物に搭載するボール搭載装置において、ボール跳躍機構は、ボールを、ボール跳躍面の中央側よりも周縁側にボールの存在密度が高くなる方向に跳躍させる。
【０００９】
この発明によれば、ボール跳躍機構によりボール収容部の底面から跳躍するボールは、ボール跳躍面の中央側よりも周縁側の方が存在密度が高くなるように跳躍させられる。このように、ボール跳躍面の中央側よりも周縁側に存在密度が高くなる方向に跳躍させられたボールは、ボール吸着ヘッドの吸気により吸着ヘッドの中央側に吸引される。その結果、ボール収容部のボール跳躍面から跳躍させられたボールの存在密度の均一化が図られる。そのため、ピン数の多いボール吸着ヘッドであっても不正吸着の発生を効果的に防止することができるとともに、ピン数の多いボール吸着ヘッドの吸着時間を短縮できる。
【００１０】
ここで、ボール跳躍機構は、ボール収容部のボール跳躍面となる底板と、底板の中央が最大振幅となるように底板を振動させる振動付与機構を有することが好ましい。底板の中央の領域がボール跳躍面の周縁側よりも振幅の大きい最大振幅となることで、ボールの跳躍方向は、底板の中央から周縁側への方向となる。よって、ボール跳躍面の中央側よりも周縁側のボールの存在密度を高くすることができる。
【００１１】
また、底板は、張力が加えられた状態でボール収容部に固定されていることが好ましい。底板に張力を加えた状態でボール収容部に固定することで、振動付与機構の振動をボールに対してより確実に伝達させることができる。
【００１２】
また、底板は、厚みが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の金属板であることが好ましい。底板を厚みが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の金属板とすることで、中央部分が最大振幅となるように底板を振動させ易くなる。そのため、ボール収容部の底面から跳躍するボールを、ボールの存在密度がボール跳躍面の中央側よりも周縁側に高くなる方向に跳躍させ易くなる。
【００１３】
また、ボール跳躍面は中央側が周縁側よりも上方に向かって隆起していることが好ましい。ボール跳躍面の中央側が周縁側よりも上方に向かって隆起していることで、ボール跳躍面は中央側から周縁側に向かって下がる斜面となる。そのため、ボールの跳躍方向は、底板の中央から周縁側に向かう方向となる。その結果、ボール跳躍面の中央側よりも周縁側のボールの存在密度を高くすることができる。
【００１４】
また、振動付与機構は、ボール跳躍面の中央に対して振動を付与することが好ましい。底面の中央に対して振動を付与することで、底板の中央が最大振幅となるように底板を振動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、ピン数の多いボール吸着ヘッドにおいて、ボール吸着ヘッドの空気吸引量を増大させても、ボール吸着ヘッド中央側と周辺側でボールの存在密度を均一にでき、ボール吸着ヘッドへの吸着時間を短縮できるボール搭載装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係るボール搭載装置の概略構成およびそのボール搭載装置を用いたボール搭載方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（ボール搭載装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るボール搭載装置１の概略構成を示す正面図である。ボール搭載装置１は、はんだ等の導電性を有する直径約１００μｍの複数のボール２を被搭載物となる基板３３（図９参照）に搭載するように構成されている。ボール搭載装置１は、ボール吸着ヘッドユニット３とボール跳躍機構としてのボール跳躍ユニット４を備えている。なお、図１における、Ｘ方向を右方向（右側）、紙面の裏側から表側に向かう方向であって紙面に垂直な方向であるＹ方向を前方向（前側）、そしてＺ方向を上方向（上側）として、以下の説明を行うこととする。
【００１８】
ボール吸着ヘッドユニット３は、図示を省略するフレームに取り付けられている。ボール吸着ヘッドユニット３は、ボール２を吸着するボール吸着ヘッド５と、ボール吸着ヘッド５を前後方向に移動させる前後移動機構４１と、ボール吸着ヘッド５を上下方向に移動させる昇降機構４２と、ボール吸着ヘッド５の重量をカウンタバランスさせるカウンタバランス機構４３等を備える。
【００１９】
前後移動機構４１は、Ｙ軸ガイドレール７と、ねじ軸９Ｂと、ボール吸着ヘッド支持体４４等を有する。Ｙ軸ガイドレール７は、ガイド方向を前後方向にとるものであり、前後方向、すなわち図１において紙面に垂直な方向に沿って設けられている。Ｙ軸ガイドレール７は、フレーム（図示省略）に対して固定された状態で取り付けられている。ねじ軸９Ｂは、Ｙ軸ガイドレール７に平行に設けられ、図示を省略するボールねじ駆動モータの駆動力を受けて回転することができる。
【００２０】
Ｙ軸ガイドレール７とねじ軸９Ｂとには、ボール吸着ヘッド支持体４４が架け亘されている。ボール吸着ヘッド支持体４４は、Ｙ軸ガイドレール７に対しては、Ｙ軸ガイドレール７のガイド方向である前後方向に摺動可能に保持されている。また、ねじ軸９Ｂに対しては、ねじ結合しボールねじ構造が形成されている。したがって、ねじ軸９Ｂがねじ軸駆動モータ（図示省略）の駆動力を受けて回転させられると、ボール吸着ヘッド支持体４４は、ねじ軸９ＢにリードとＹ軸ガイドレール７のガイドを受け、ねじ軸９Ｂの回転方向と回転量に応じて、前後方向に移動する。
【００２１】
昇降機構４２は、Ｚ軸ガイドレール８と、Ｚ軸モータ９Ａ等を有する。Ｚ軸ガイドレール８は、ガイド方向を上下方向にとるように設けられている。Ｚ軸ガイドレール８は、ボール吸着ヘッド支持体４４に対して取り付けられている。つまり、Ｚ軸ガイドレール８は、ボール吸着ヘッド支持体４４と一体に前後方向に移動する。Ｚ軸ガイドレール８には、カウンタバランス機構４３が摺動可能に保持されている。そして、カウンタバランス機構４３には、ボール吸着ヘッド５が取り付けられている。したがって、ボール吸着ヘッド５およびカウンタバランス機構４３は、Ｚ軸モータ９Ａの駆動力を受けると共にＺ軸ガイドレール８にガイドされることで上下方向に昇降可能に構成されている。
【００２２】
上述のように構成された前後移動機構４１と昇降機構４２とを備えることにより、ボール吸着ヘッド５およびカウンタバランス機構４３は、前後方向および上下方向に移動することができる。また、被搭載物となる基板３３は、後述するように搬送機構２８（図６参照）により左右方向に移動することができる。したがって、ボール吸着ヘッド５は、基板３３に対して上下、左右、前後の３方向に３次元的に相対移動することができる。
【００２３】
カウンタバランス機構４３は、エアシリンダ６とばね１０等から構成され、ばね１０は、ボール吸着ヘッド５を上方へ持ち上げる付勢力を持っている。
【００２４】
また、カウンタバランス機構４３は、ばね１０の付勢力とボール吸着ヘッド５の自重の差を、エアシリンダ６がボール吸着ヘッド５を下方に押圧する力でバランスさせ、ボール吸着ヘッド５の自重を見かけ上実質的に０とすることができる。そして、ボール吸着ヘッド５のＺ軸方向への移動は、昇降機構４２による。したがって、ボール吸着ヘッド５に吸着したボール２を基板３３に搭載する際には、ボール吸着ヘッド５が基板３３に対し過負荷の状態で押圧されることに起因して、基板３３を破損してしまったり、ボール２が吸着孔５Ｃに食い付きボール吸着ヘッドに残留してしまうことのないように、カウンタバランス機構４３により、ボール吸着ヘッド５の自重を見かけ上実質的に０にした状態で、ボール２を基板に搭載する。
【００２５】
ボール吸着ヘッド５は、ヘッド本体５Ａと、このヘッド本体５Ａに対して交換可能に取り付けられる吸着治具４５とを備えている。ヘッド本体５Ａは、中空の直方体に形成されるとともに、吸着治具４５が取り付けられる下側が開口した箱状に形成されている。吸着治具４５は、ヘッド本体５Ａに取り付けられる上側に開口した箱状に形成されている。具体的には、吸着治具４５は、ヘッド本体５Ａに取り付けられる中空の直方体状の取付部５Ｂと、取付部５Ｂの下側に配置される吸着部５Ｄとから構成されている。
【００２６】
吸着部５Ｄは、クランパ５Ｅ１により取付部５Ｂに対して着脱可能に固定されている。また、取付部５Ｂは、クランパ５Ｅ２によりヘッド本体５Ａに対して着脱可能に固定されている。したがって、吸着部５Ｄは、取付部５Ｂに対して交換可能であり、また、取付部５Ｂは、ヘッド本体５Ａに対して交換可能となっている。
【００２７】
なお、クランパ５Ｅ１およびクランパ５Ｅ２は、それぞれ前側の左右の２箇所と図示を省略する後側の左右の２箇所の合計４箇所ずつに備えられている。取付部５Ｂおよび吸着部５Ｄをクランパ５Ｅ１およびクランパ５Ｅ２により、取付部５Ｂおよびヘッド本体５Ａに対して交換可能に構成することにより、被搭載物の基板３３の大きさ、あるいは電極の配置や数等に応じて取付部５Ｂおよび吸着部５Ｄを適宜に交換することができる。吸着部５Ｄの下面には、取付部５Ｂの中空部に連通する複数の吸着孔５Ｃが形成されている。吸着部５Ｄの下面は吸着面５Ｆとなっている。
【００２８】
中空のヘッド本体５Ａおよび吸着治具４５を備えるボール吸着ヘッド５の内部は、中空部に形成され、この中空部は、エアチャンバーとして機能し、図示を省略するブロアに接続されている。したがって、このブロアによりエアチャンバー内（ボール吸着ヘッド５の中空部）を負圧とすることができる。エアチャンバー内が負圧となることにより、吸着孔５Ｃには吸着面５Ｆから上方のエアチャンバーに向かう空気の流れが発生し吸着力が発生する。
【００２９】
ボール吸着ヘッド５の上方には、ハンマー１２が設けられている。このハンマー１２は、ヘッド本体５Ａの上面の前後左右の合計４箇所に備えられている。ハンマー１２は、ヘッド本体５Ａの上面を叩くように構成され、ボール吸着ヘッド５に振動を与えることができる。したがって、一つの吸着孔５Ｃに複数のボール２が吸着されたときに、ハンマー１２によりヘッド本体５Ａの上面を叩いてボール吸着ヘッド５に振動を与えることで、余剰ボールを落とすことができる。
【００３０】
また、ボール吸着ヘッド５の前面には、排気管１３が２箇所設けられている。吸着面５Ｆが広い面積を有している場合や、または縦横方向の長さが異なる矩形の形状を有する場合には、吸着孔５Ｃの吸引力が吸着孔５Ｃの位置毎に異なる場合がある。このような場合に複数の排気管１３は、ボール吸着ヘッド５の各吸着孔５Ｃの吸引力を均一にする役割を担う。
【００３１】
ボール跳躍ユニット４は、ボール２を収容するボール収容部１４と、支持治具１５と、ボール収容部１４の底板を振動させる振動付与機構として電磁コイル１７等を備えている。ボール跳躍ユニット４は、設置台１６の上に設置されている。
【００３２】
ボール収容部１４は、前後方向よりも左右方向に長く前後方向に短い矩形状の底面部を有するとともに、上方に開口する直方体状の箱体に形成されている。図２は、ボール収容部１４を示す図で、（Ａ）はボール収容部１４を上方から見た平面図、（Ｂ）はボール収容部１４を前方から見た正面図である。図３は、図２（Ａ）の切断線Ａ−Ａにおける断面図で、図４は図２（Ａ）の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００３３】
ボール収容部１４は容器下枠２１と、容器上枠２２と、底板としての振動板２３と、を主として備える。この容器下枠２１および容器上枠２２は、共に板厚が１０ｍｍのステンレス鋼板から形成されている。容器下枠２１および容器上枠２２の板厚を８ｍｍから１２ｍｍとすることで、ボール収容部１４が後述するように振動された場合であっても、振動に共振することのない剛性を有するものとすることができる。
【００３４】
容器下枠２１は、左右方向が長手方向となる矩形の底部４７と、この底部４７の周囲に沿って上方に突出して形成される縁部４８とを備えている。底部４７の周囲に沿って形成される縁部４８は、上方から見た形状が矩形の枠形状に形成されている。つまり、容器下枠２１は、底部４７の周囲を縁部４８に囲まれた凹部４９を有する箱体に形成されている。縁部４８の上端面となる上縁５０は平面状に形成されている。
【００３５】
容器上枠２２は、縁部４８の枠形状と同一の枠形状に形成され、容器上枠２２の上端面となる上縁５１と下端面となる下縁５２は、共に平面状に形成されている。そして、容器下枠２１の縁部４８の幅と容器上枠２２の厚さとは同一であり、容器下枠２１に容器上枠２２を重ねたときには、容器上枠２２の下縁５２と容器下枠２１の上縁５０とを、互いに全面で対向させることができる。
【００３６】
振動板２３は、図５に示すように、左右方向に長手方向をとる略長方形の形状であり、この長方形の４隅が正方形に切り取られることで、左右に突出した片部２３Ａ，２３Ａと前後に突出した片部２３Ａ，２３Ａが形成された形状となっている。振動板２３は、片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａの部分が、容器下枠２１および容器上枠２２の外周よりも突出する大きさに形成されている。
【００３７】
振動板２３は、容器下枠２１と容器上枠２２との間に、片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａが、容器下枠２１および容器上枠２２の周囲から突出するように配置されている。つまり、振動板２３は、片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａの内側の部分において、容器下枠２１の縁部４８の上縁５０と容器上枠２２の下縁５２とに挟まれて配置されている。なお、容器下枠２１と容器上枠２２とは、容器下枠２１の上縁５０と容器上枠２２の下縁５２とが、振動板２３を挟んで互いに全面で対向した状態となるように配置されている。
【００３８】
図２（Ａ）に示すように、容器下枠２１と容器上枠２２の前後および左右の４つの側面には、振動板２３に張力を付与する張力印加機構５３が備えられている。図４に示すように、張力印加機構５３は、振動板２３を保持する上部保持板２４Ａおよび下部保持板２４Ｂ、張力を発生させる張力付与ねじ２６等を有する。上部保持板２４Ａおよび下部保持板２４Ｂは、上下一対で構成され、前後および左右の４つの側面にそれぞれ備えられている。
【００３９】
振動板２３は、容器下枠２１と容器上枠２２の左右前後の外側に突出している片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａが、図３に示すように上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに挟まれた状態で、保持用ねじ２４Ｃによって上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂとに対して固定されている。保持用ねじ２４Ｃは、上部保持板２４Ａを上下方向に貫通する孔２４Ｄから、片部２３Ａに設けられる保持用孔２３Ｂを通って、下部保持板２４Ｂを上下方向に貫通するねじ孔２４Ｅにねじ結合させられる。つまり、保持用ねじ２４Ｃをねじ孔２４Ｅにねじ結合することで、上部保持板２４Ａが保持用ねじ２４Ｃの鍔部２４Ｆにより下部保持板２４Ｂに対して押圧され、振動板２３が上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに対して固定されている。
【００４０】
保持用ねじ２４Ｃを用いて振動板２３を上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに対して固定する構成は、図２（Ａ）に示すように、ボール収容部１４の左右の短辺に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに２箇所ずつ、また、ボール収容部１４の前後の長辺に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに等間隔に６箇所ずつ設けられている。
【００４１】
図４に示すように、容器下枠２１と容器上枠２２の間に振動板２３を挟み、固定用ねじ２５によって容器下枠２１と容器上枠２２とを互いに固定することで、振動板２３を容器下枠２１と容器上枠２２に対して固定することができる。固定用ねじ２５は、容器２１の端部を上下方向に貫通する孔２１Ａから振動板２３に設けられる固定用孔２３Ｃを通って、枠体２２に形成されるねじ孔２２Ａにねじ結合される。つまり、固定用ねじ２５をねじ孔２２Ａにねじ結合し、固定用ねじ２５の鍔部２５Ａを容器下枠２１に当接させ、容器下枠２１を容器上枠２２に対して押圧するように締め込む。固定用ねじ２５の締め込みにより容器下枠２１を容器上枠２２に対して押圧することで、振動板２３を容器下枠２１と容器上枠２２とに対して固定することができる。
【００４２】
固定用ねじ２５を用いて振動板２３を容器下枠２１と容器上枠２２に対して固定する構成は、図２（Ａ）に示すように、ボール収容部１４の４隅にそれぞれ１箇所ずつ設けられ、左右の短辺側については中央に１箇所ずつ、さらに、前後の長辺側については等間隔に４箇ずつに設けられている。
【００４３】
図４に示すように、下部保持板２４Ｂには、外側から容器下枠２１側に貫通するねじ孔２４Ｇが設けられている。このねじ孔２４Ｇには、張力付与用ねじ２６がねじ結合されている。
【００４４】
張力付与用ねじ２６は、下部保持板２４Ｂの外側から容器下枠２１の側に挿入され、先端部が下部保持板２４Ｂの内側面から突出し、容器下枠２１の外側面に当接している。したがって、張力付与用ねじ２６を回して下部保持板２４Ｂの内側面から突出する張力付与用ねじ２６の突出量を変えることで、下部保持板２４Ｂと、この下部保持板２４Ｂに対して保持用ねじ２４Ｃにより取り付けられている上部保持板２４Ａとを容器下枠２１の外側面に直交する方向に変位させることができる。
【００４５】
ところで、図３に示すように、ボール収容部１４の右側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂは、これらの内側、すなわちボール収容部１４の側の面をそれぞれ容器上枠２２および容器下枠２１の外側の面に当接させられている。つまり、ボール収容部１４の右側に配置される下部保持板２４Ｂにねじ結合する張力付与用ねじ２６は、その先端部が下部保持板２４Ｂの内側面から突出していない。そのため上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂは、それぞれ容器上枠２２および容器下枠２１の外側の面に当接している状態になっている。
【００４６】
また、振動板２３は、図３に示すように、ボール収容部１４の左右に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂとに対して固定されている。したがって、図４に示すボール収容部１４の左側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂを、左方、すなわちボール収容部１４から離れる方向に変位させることで、図３に示すボール収容部１４の右側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂとの間で振動板２３に対して張力を付与させるように引っ張ることができる。
【００４７】
発生させる張力の強弱は、ボール収容部１４の左側に配置される下側保持板２４Ｂに挿入される張力付与用ねじ２６を回して、下側保持板２４Ｂの内側の面から突出する張力付与用ねじ２６の突出量を変えることで変化させることができる。下側保持板２４Ｂの内側の面から突出する張力付与用ねじ２６の突出量を大きくすると、上部保持板２４Ａおよび下部保持板２４Ｂは、容器下枠２１の外側面から離れる方向に変位し、振動板２３に付与する張力を大きくすることができる。逆に、下側保持板２４Ｂの内側の面から突出する張力付与用ねじ２６の突出量を小さくすると、振動板２３に付与する張力を小さくすることができる。なお、張力付与用ねじ２６を用いて振動板２３に張力を付与する構成は、図２（Ａ）に示すように、ボール収容部１４の左右の短辺側に等間隔に３箇所ずつ設けられている。また、ボール収容部１４の前後の長辺側については等間隔に５箇所ずつに設けられている。
【００４８】
本実施の形態では、ボール収容部１４の前後に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂのうち、後側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂについても、ボール収容部１４の右側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂと同様に、張力付与用ねじ２６の先端部が下部保持板２４Ｂの内側面から突出しないようにされている。つまり、ボール収容部１４の後側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂは、それぞれ容器上枠２２および容器下枠２１の外側の面に当接させられた状態になっている。したがって、ボール収容部１４の前側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂを張力付与用ねじ２６を用いて前方に変位させることで、ボール収容部１４の後側に配置される上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂとの間で振動板２３に対して張力を付与させるように引っ張ることができる。
【００４９】
なお、ボール収容部１４の右側と後側に配置される張力付与用ねじ２６についても、下部保持板２４Ｂの内側面から突出させ、左右および前後に配置される張力付与用ねじ２６を用いて振動板２３に張力を付与するようにしてもよい。
【００５０】
図２に示すように、容器下枠２１と下部保持板２４Ｂには、案内ピン４０Ａが通されている。下部保持板２４Ｂは、案内ピン４０Ａにより、容器下枠２１に対して、容器下枠２１の外側の面に沿う方向について位置決めが行われている。案内ピン４０Ａによる下部保持板２４Ｂの容器下枠２１に対する位置決めは、容器下枠２１の前後と左右の４辺についてそれぞれ２箇所において行われている。
【００５１】
案内ピン４０Ａは、下部保持板２４Ｂを外側から容器下枠２１の側となる内側に通され内側の面から突出している。下部保持板２４Ｂの案内ピン４０Ａが通される孔は、案内ピン４０Ａの直径よりもやや太く、下部保持板２４Ｂは、案内ピン４０Ａに対して移動することができるようになっている。一方、容器下枠２１に通される案内ピン４０Ａは、容器下枠２１に対して固定されている。したがって、下部保持板２４Ｂは、容器下枠２１に対して、容器下枠２１の外側の面に沿う方向について位置決めが行われた状態で、案内ピン４０Ａのガイドを受け容器下枠２１に接離する方向に移動することができる。
【００５２】
また、同じく図２に示すように、容器上枠２２と上部保持板２４Ａには、案内ピン４０Ｂが通されている。上部保持板２４Ａは、案内ピン４０Ｂにより、容器上枠２２に対して、容器上枠２２の外側の面に沿う方向について位置決めが行われている。案内ピン４０Ｂによる上部保持板２４Ａの容器上枠２２に対する位置決めは、容器上枠２２の前後と左右の４辺についてそれぞれ２箇所において行われている。
【００５３】
案内ピン４０Ｂは、上部保持板２４Ａを外側から容器上枠２２の側となる内側に通され内側の面から突出している。上部保持板２４Ａの案内ピン４０Ｂが通される孔は、案内ピン４０Ｂの直径よりもやや太く、上部保持板２４Ａは、案内ピン４０Ｂに対して移動することができるようになっている。一方、容器上枠２２に通される案内ピン４０Ｂは、容器上枠２２に対して固定されている。したがって、上部保持板２４Ａは、容器上枠２２に対して、容器上枠２２の外側の面に沿う方向について位置決めが行われた状態で、案内ピン４０Ｂのガイドを受け容器上枠２２に接離する方向に移動することができる。
【００５４】
上記のように、上部保持板２４Ａが容器上枠２２に対して、容器上枠２２の外側の面に沿う方向について位置決めが行われ、また、下部保持板２４Ｂについても容器下枠２１に対して、容器下枠２１の外側の面に沿う方向について位置決めが行われることで、張力付与用ねじ２６を回転したときに、張力付与用ねじ２６の回転に引きずられて上部保持板２４Ａおよび下部保持板２４Ｂが回転し、振動板２３に捩れが生じてしまうことのないようにすることができる。
【００５５】
図５には、振動板２３の平面図を示している。振動板２３は、左右方向に長手方向をとる長方形の４隅が正方形に切り取られている外形をしている。正方形に切り取られた４隅の内側であって、長方形の辺に沿った部分は、それぞれ片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａとして形成されている。片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａには、保持用孔２３Ｂが形成されている。
【００５６】
上述したように、片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａは、上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに挟まれ、保持用孔２３Ｂを通る保持用ねじ２４Ｃにより上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに対して固定される。また、片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａの内側であって片部２３Ａ，２３Ａ，２３Ａ，２３Ａに沿う位置には固定用孔２３Ｃが形成されている。固定用孔２３Ｃの下側の部分には、容器下枠２１の縁部４８の上縁５０が当接し、固定用孔２３Ｃの上側の部分には容器上枠２２の下縁５２が当接している。すなわち、振動板２３の固定用孔２３Ｃの部分は、容器下枠２１と容器上枠２２に挟まれ、固定用孔２３Ｃを通る固定用ねじ２５により、容器下枠２１と容器上枠２２に対して固定されている。この振動板２３は、厚みが０．１ｍｍのニッケルめっき鋼板からなる。
【００５７】
振動板２３は、容器下枠２１と容器上枠２２によって挟まれた状態で固定用ねじ２５により、容器下枠２１と容器上枠２２に対して固定されている。また、片部２３Ａは、上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに挟まれた状態で保持用ねじ２４Ｃにより、上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂに対して固定されている。振動板２３の容器下枠２１と容器上枠２２に対する固定は、上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂを張力付与用ねじ２６を用いてボール収容部１４から離れる方向に変位させ振動板２３に張力を付与した状態で、固定用ねじ２５を締め込むことで行う。
【００５８】
振動板２３が、厚み０．１ｍｍのニッケルめっき鋼板であるときは、前後左右に４２Ｎ／ｃｍの張力を付与した状態で、固定用ねじ２５を締め込んで振動板２３を容器下枠２１と容器上枠２２とに対して固定する。つまり振動板２３は、張力が付与された状態で容器下枠２１と容器上枠２２とに対して固定される。また、振動板２３は、上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂとに対しても固定されている。したがって、振動板２３は、容器下枠２１と容器上枠２２とに対する固定に加えて、上部保持板２４Ａと下部保持板２４Ｂとに対しても固定されているため、張力が保持された状態を長期間安定して維持することができる。なお、容器下枠２１の縁部４８の内側には凹部４９が形成されている。したがって、振動板２３を容器下枠２１を容器上枠２２に取り付けた状態で振動体２３と容器下枠２１の底部４７との間には、凹部４９による隙間が形成されている。
【００５９】
支持治具１５は、基盤体５３の左右に立設される支持脚１５Ａ，１５Ａと４つの板ばね１８等を有する。基盤体５３は、後述するように電磁コイル１７がボール収容部１４に振動を付与したときに、共振しないように、重量の重い鋼材等の板体により構成されている。支持脚１５Ａ，１５Ａは、ボール収容部１４の前後方向の幅に亘る長さに形成されている。
【００６０】
また、各支持脚１５Ａ，１５Ａの前後には、板ばね１８が取り付けられる板ばね取付部５４が設けられている。つまり、板ばね取付部５４は、ボール収容部１４の外側の左右および前後の４箇所にそれぞれ設けられている。
【００６１】
また、ボール収容部１４の前後の左右にも、板ばね１８が取り付けられる板ばね取付部５５が設けられている。つまり、板ばね取付部５５は、ボール収容部１４の容器上枠２２の外側の左右および前後の４箇所にそれぞれ設けられている。
【００６２】
板ばね１８は、ボール収容部１４側の板ばね取付部５５と支持脚１５Ａ，１５Ａ側の板ばね取付部５４に亘されている。したがって、ボール収容部１４は、前後左右の４方、すなわち４隅を板ばね１８を介して支持脚１５Ａ，１５Ａに対して支持されている。４つの板ばね１８は、それぞれ５枚の板ばねから構成されている。
【００６３】
基盤体５３の上面には、ボール収容部１４の底板の中央部に対応する位置に電磁コイル１７が備えられている。電磁コイル１７は、図１に示すように円柱状に形成された鉄芯２０と鉄芯２０に巻回されたコイルとを備える電磁石である。図１に示すように、鉄芯２０の上端面は、容器下枠２１の下面の中央に固定された磁性体である振動用鉄板１９に対向している。この鉄芯２０は、コイルが通電状態になると振動用鉄板１９を吸着し、また、その状態で電磁コイル１７が非通電状態になると吸着した振動用鉄板１９を解放する。このように、鉄芯２０が振動用鉄板１９を吸着、解放することで、電磁コイル１７は、ボール収容部１４に対して上下方向への振動を付与することができる。電磁コイル１７によりボール収容部１４が上下方向に振動すると、周囲が容器下枠２１と容器上枠２２に対して固定されている振動板２３は、上方に湾曲したり下方に湾曲するように振動する。つまり、振動板２３の中央が最大振幅となるように振動板２３が振動する。
【００６４】
（ボール吸着ヘッド５によるボールの吸着に至るまでの過程）
次に上記の構成を有するボール搭載装置１におけるボール吸着ヘッド５によるボール２の吸着に至るまでの過程について説明する。
【００６５】
ボール搭載装置１は、電磁コイル１７を作動させ、ボール収容部１４の内部の振動板２３の上面に予め供給しておいた多数のボール２を跳躍させる。つまり、振動板２３の上面はボール跳躍面として機能し、このボール跳躍面においてボール２が跳躍することになる。このとき、振動板２３は図７（Ａ）に示すように中央部分の振幅が大きく周縁部分の振幅が小さく振動する。振動の方向をブロック矢印で示している。そのため、ボール２は、図７（Ｂ）に示すように、振動板２３の中央部分で高く周縁部分では低く跳躍する。このときのボール２の最大跳躍高さは、ボール収容部１４の容器上枠２２の高さを若干超える程度である。
【００６６】
また、図７（Ｂ）に示すように、振動板２３で跳躍したボール２は、振動板２３の中央側から周縁部の側に向かって存在密度が高くなるように跳躍する。ボール２が跳躍する方向をブロック矢印で示している。ボール２を跳躍させる瞬間の振動板２３の形状は上方に湾曲した形状となっている。つまり、ボール２を跳躍させるときの振動板２３のボール２を跳躍させる面は、中央から周囲に向かってなだらかに下がる斜面となっている。そのため、この斜面で跳躍されるボール２は、振動板２３の中央側から周縁部の側に向かう傾向をもって跳躍させられると考えられる。この結果、振動板２３で跳躍したボール２は、振動板２３の中央側よりも周縁部の側に向かうほど存在密度が高くなるように跳躍すると考えられる。
【００６７】
なお、容器下枠２１の底部４７に凹部４９と容器下枠２１の底面に抜ける貫通孔を形成してもよい。容器下枠２１に振動板２３が取り付けられると、凹部４９は、容器下枠２１と振動板２３とにより密閉状態となる場合がある。このため、振動板２３が振動するときに凹部４９の密閉された空気が振動板２３の振動により圧縮および膨張され、振動板２３の振動に抵抗を与える虞がある。そのため、容器下枠２１の底部４７に貫通孔を形成することで、この抵抗を軽減することができる。
【００６８】
上述のように振動板２３の中央側から周縁部の側に向かって存在密度が高くなるようにボール２が跳躍している状態で、昇降機構４２を駆動してボール吸着ヘッド５を下方に移動し、吸着面５Ｆをボール収容部１４の中に移動する。このとき、ボール吸着ヘッド５は、個々の吸着孔５Ｃにおいて吸気が行われている。図８（Ａ）は、ボール吸着ヘッド５の吸着面５Ｆがボール収容部１４の中に移動する前の状態を概念的に示している。破線の矢印は、空気の移動方向を示している。ボール吸着ヘッド５の吸着面５Ｆがボール収容部１４の中に移動する前においては、跳躍するボール２と吸着孔５Ｃとの間は距離が離れているため、ボール２は、吸着孔５Ｃに吸気される空気の流れの影響を受けない。
【００６９】
これに対し、ボール吸着ヘッド５の吸着面５Ｆがボール収容部１４の中に移動すると、図８（Ｂ）に示すように、ボール吸着ヘッド５の下側とボール収容部１４との間には、ボール収容部１４の周囲から、ボールが跳躍している空間を通って、吸着孔５Ｃに流れる空気の流れが発生する。すなわち、跳躍されたボール２の存在密度が高い振動板２３の周縁部からボール２の存在密度が低い中央部へと向かう空気の流れが生じる。この空気の流れは、ボール２に対して、跳躍されたボール２を振動板２３の周縁部から中央側に移動するように作用する。すると、振動板２３による跳躍だけの状態では、振動板２３の周縁に偏在していたボール２が、振動板２３の中央側に移動する。その結果、ボール収容部１４の中で跳躍するボール２の存在密度が均一化される。したがって、ボール吸着ヘッド５の個々の吸着孔５Ｃは、存在密度が均一化された状態で跳躍しているボール２を吸着することになる。このように、ボール２が均一な存在密度で跳躍しているため、吸着孔５Ｃにボール２が複数吸着されたり、あるいは吸着されないなどの不正吸着の発生を効果的に防止することができる。ボール吸着ヘッド５の全ての吸着孔５Ｃがボールを吸着し終える時間を短縮できる。
【００７０】
ボール吸着ヘッド５によるボール２の吸着動作が終わった後、昇降機構４２が駆動され、ボール吸着ヘッド５は上方に移動させられる。そして、図１に示すハンマー１２を動作させヘッド本体５Ａの上面を叩き、ボール吸着ヘッド５（吸着面５Ｆ）に振動を与える。吸着孔５Ｃに複数のボール２が吸着されているときには、ハンマー１２が吸着面５Ｆを叩く振動により、吸着孔５Ｃに不正吸着している余剰ボール２をボール収容部１４に落下させることができる。ボール吸着前から、または、ボール吸着中にボール吸着ヘッド５をハンマー１２で叩いても良い。
【００７１】
（ボール搭載方法）
図６には、本発明の実施の形態に係るボール搭載装置１を用いたボール搭載方法の概略を示している。被搭載物となる基板３３は、基板マガジンに入れられ基板ローダ２７にセットされる。そして基板３３は、搬送機構２８によって、矢示２９の方向（右方）に移動される。
【００７２】
次に、基板３３は搬送機構２８によってフラックス印刷装置３０に運ばれる。フラックス印刷装置３０は、基板３３上のボール２が搭載されるべき電極が形成されている場所へフラックスをスクリーン印刷法によって配置する。
【００７３】
次に、基板３３は、搬送機構２８によってボール搭載位置５６に運ばれる。このボール搭載位置５６においてボール搭載装置１に吸着されているボール２が基板３３に搭載される。
【００７４】
ボール搭載位置５６の前方には、搬送機構２８の側から順に、ボール廃棄容器３１と、吸着検査ユニット３２と、ボール跳躍ユニット４が配置されている。そして、ボール吸着ヘッドユニット３は、前後移動機構４１により、ボール搭載位置５６とボール跳躍ユニット４との間を往復移動することができる。
【００７５】
ボール吸着ヘッドユニット３は、ボール跳躍ユニット４の上方に移動されたときに、上述したように、電磁コイル１７を作動させ、ボール収容部１４の振動板２３を振動させる。そして、昇降機構４２を駆動してボール吸着ヘッド５の吸着面５Ｆをボール収容部１４の中に移動して、ブロア（図示省略）を駆動しボール２の吸着を行う。吸着動作が終了した後、昇降機構４２を駆動してボール吸着ヘッド５の吸着面５Ｆを上方に移動する。そして、図１に示すハンマー１２を動作させヘッド本体５Ａの上面を叩き、ボール吸着ヘッド５（吸着面５Ｆ）に振動を与え、吸着孔５Ｃに不正吸着している余剰ボール２をボール収容部１４に落下させる。
【００７６】
続いて、ボール吸着ヘッドユニット３を前後移動機構４１により、吸着検査用投光部３２の上方に移動する。ボール吸着ヘッド５の取付部５Ｂの内部には、吸着孔５Ｃから入射した光を受光することができる図示を省略する光センサが備えられている。したがって、ボール吸着ヘッドユニット３が吸着検査用投光部３２の上方に位置しているときに、吸着検査用投光部３２を発光し、この吸着検査用投光部３２から発光された光が光センサに受光されるかどうかを検出する。
【００７７】
吸着孔５Ｃの全てにボール２が吸着されているときには、光センサには吸着検査用投光部３２から発光された光は受光されない。この場合には、全ての吸着孔５Ｃにボール２が吸着されていると判断する。一方、ボール２が吸着されていない吸着孔５Ｃがある場合には、この吸着孔５Ｃについては、吸着検査用投光部３２から発光された光が通過し、光センサに受光される。この場合には、吸着孔５Ｃの中にボール２が吸着されていないものがあると判断する。なお、吸着検査用投光部３２には、発光ダイオードが使用される。
【００７８】
吸着孔５Ｃの中にボール２が吸着されていないものがあると判断された場合には、ボール吸着ヘッド５をボール廃棄容器３１に移動させ、ブロア（図示省略）による吸着動作を停止するとともに、図１に示すハンマー１２によって、ボール吸着ヘッド５に振動を与え、吸着孔５Ｃに不正吸着している余剰ボール２をボール廃棄容器３１内に落下させる。この後、再び、ボール吸着ヘッドユニット３を前方に移動し、吸着動作を行う。全ての吸着孔５Ｃにボール２が吸着されていると判断されるまで、吸着動作と、全ての吸着孔５Ｃにボール２が吸着されているかどうかの判断と、不正吸着したボール２をボール廃棄容器３１内に落下させる動作が繰り返される。
【００７９】
なお、ボール吸着ヘッドユニット３によるボール吸着動作、不正吸着したボール２をボール廃棄容器３１に落下させる動作、および吸着検査用投光部３２において全ての吸着孔５Ｃにボール２が吸着されているかどうか判断は、それぞれ数百ミリ秒で終了する。
【００８０】
全ての吸着孔５Ｃに不正吸着なくボール２が吸着された状態で、ボール吸着ヘッドユニット３は、ボール搭載位置５６に移動する。そして、全ての吸着孔５Ｃに一つずつボール２が吸着されたボール吸着ヘッド５が、基板３３の各フラックスの部分に各ボールが搭載されるようにボール搭載を行う。ボール２を基板に搭載する際には、ボール吸着ヘッド５の吸気を止めてボール２のボール吸着ヘッド５への吸着を解く。この際、カウンタバランス機構４３により、ボール吸着ヘッド５の自重を実質０にした状態で、ボール２を基板３３に搭載する。このように、ボール吸着ヘッド５の自重を実質０にすることで、ボール吸着ヘッド５に吸着したボール２を基板に搭載する際に、ボール吸着ヘッド５が基板３３に対し過負荷の状態で押圧され、基板を破損したり、ボール２がボール吸着ヘッド５に残留してしまうことのないようにすることができる。
【００８１】
基板３３に搭載されたボール２は、図９（Ａ）に示すように、絶縁性の基板３３の複数の電極３６に一つずつボール２が搭載された状態となる。なお、図９（Ｂ）に示す搭載された後のボール２の縦断面および拡大図に示すように、基板３３の電極３６と個々のボール２は、個々に配置されたフラックス３７によって仮固定されている。なお、図９（Ｂ）に示す保護膜３９は、フラックス３７を配置する前に予め基板３３に形成され、電極３６と基板３３面を保護している。
【００８２】
ボール２が搭載された基板３３は搬送機構２８によってボール検査装置３４に運ばれる。ボール検査装置３３は、ＣＣＤカメラによる画像認識によってボール２が基板３３の適切な位置に搭載されているか否かを検査する装置である。検査対象は基板３３上の全てのボール２である。すなわち、ボール検査装置３３は、基板３３上の全てのボール２を対象に全数検査を行う。なお、このカメラの視野は５ｃｍ×７ｃｍである。
【００８３】
次に、基板３３は搬送機構２８によってリフロー炉３５に運ばれる。ボール２が搭載された基板３３がリフロー炉３５内で加熱されると、基板３３上の電極３６とボール２とが接合する。この結果、図１０の基板３３の側面図に示すように、基板３３上には電極３６とボール２とが接合して一体となったはんだバンプ３８が形成される。以上でボール搭載が終了する。
【００８４】
（本発明の実施の形態によって得られる主な効果）
本発明の実施の形態に係るボール搭載装置１は、ボール収容部１４内でボール２を跳躍させ、且つ振動板２３の中央側よりも周縁側にボール２の存在密度が高くなるようにボール２を跳躍させることができる。そのため、ピン数の多いボール吸着ヘッド５であっても不正吸着の発生を効果的に防止することができるとともに、ピン数の多いボール吸着ヘッド５の吸着時間を短縮できる。
【００８５】
また、跳躍ユニット４（跳躍機構）は、ボール収容部１４の振動板２３（底板）と、底板の中央が最大振幅となるように振動板２３が振動させられる。そのため、振動板２３の中央側よりも周縁側にボール２の存在密度が高くなるようにボール２を跳躍させることができる。
【００８６】
また、振動板２３は、張力が加えられた状態でボール収容部１４に固定されていることにより、電磁コイル１７の振動をボールにより確実に伝達させることができる。この張力は、４２Ｎ／ｃｍとしている。用いる振動板２３の材質等によって若干変動すると思われるが、好適な張力は、５Ｎ／ｃｍ以上４００Ｎ／ｃｍ以下である。５Ｎ／ｃｍ以上の張力とすることで、振動板２３は、中央部が最大振幅となり、ボール２の跳躍が均一になる。振動板の張力が５Ｎ／ｃｍ未満では、振動板が波打ち、中央部のみが最大振幅とならないので、中央部のボールの存在密度を低くすることができない。また、４００Ｎ／ｃｍ以下の張力とすることで、振動板２３の周縁の方向へとボール２を跳躍させやすくなる。振動板の張力が４００Ｎ／ｃｍを越えると、振動板は剛体の如く機能し、振動板の中央部と周辺部との振幅の差が小さくなる。このような観点から、より好適な振動板２３の張力は、１０Ｎ／ｃｍ以上２００Ｎ／ｃｍ以下である。
【００８７】
また、振動板２３は、厚みが０．１ｍｍの薄いニッケルめっき鋼板であるため、中央部分が最大振幅となるように底板を振動させ易くなる。そのため、ボール収容部の底面から跳躍するボールを、ボールの存在密度がボール収容部の底面の中央側よりも周縁側に高くなる方向に跳躍させ易くなる。また、ニッケルめっき鋼板は耐食性に優れているため、振動板２３の跳躍力が劣化等しにくい。
【００８８】
また、電磁コイル１７は、容器下枠２１の中央に対して振動を付与している。容器下枠２１の中央は、４つの板ばね１８の中央でもある。そのため、４つの板ばね１８に均一の復元力が発生するようにボール収容部１４を振動させることができ、振動板２３をその中央が周縁部に比較して振幅量が大きくなるように振動させ易くなくなる。
【００８９】
ここで、振動板２３を省略し容器下枠２１と容器上枠２２とが一体化され、容器下枠２１の凹部４９に直接ボール２が収容されるボール収容部を用いて、上述の本発明の実施の形態に係るボール搭載方法を実施した。その結果、約１００００個のボール２を一括搭載することができるボール吸着ヘッド５に対して不正付着なくボール２を吸着するに要する時間は、振動板２３が省略され容器下枠２１の凹部４９に直接ボール２が収容されるボール収容部では７．３秒を要した。これに対し、本実施の形態に係るボール搭載装置１では３．５秒に短縮された。また、約２００００個のボール２を一括搭載することができるに対して不正付着なくボール２を吸着するに要する時間は、振動板２３が省略され容器下枠２１の凹部４９に直接ボール２が収容されるボール収容部では１１．２秒を要した。これに対し、本実施の形態に係るボール搭載装置１では４．６秒に短縮された。よって、ボール搭載装置１が不正吸着の発生を効果的に防止することができる効果を有することが実証された。
【００９０】
また、上部保持板２４Ａおよび下部保持板２４Ｂは、案内ピン４０Ａ、案内ピン４０Ｂにより、容器上枠２２および容器下枠２１の外側の面に沿う方向に移動することができない。そのため、ボール収容部１４が振動したときに、上部保持板２４Ａおよび下部保持板２４Ｂが片部２３の部分と共に、ボール収容部１４と独立して振動してしまうことを防止することができる。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態におけるボール搭載装置１について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更実施が可能である。たとえば、ボール搭載装置１では跳躍機構に振動板２３を用いているが、ボール収容部１４内でボール２を跳躍させ、且つボール収容部１４の振動板２３の中央側よりも周縁側にボール２の存在密度を高くすることが可能であれば、他の跳躍機構を用いても良い。
【００９２】
（変形例１）
たとえば、振動板２３に換えて、図１１（Ａ）に示すように、跳躍ユニット４（跳躍機構）の構成要素としてのボール収容部１４Ａの底面５７の中央側を周縁側よりも上方に向かって隆起（傾斜）するように構成してもよい。ボール収容部１４Ａの底面５７は、周縁側から中央側に向かって底面５７を形成する底板の肉厚が上方に向かって厚くなることで、中央側が周縁側よりも上方に向かって隆起（傾斜）する底面５７を形成している。
【００９３】
（変形例２）
また、図１１（Ｂ）に示すように、跳躍ユニット４（跳躍機構）の構成要素としてのボール収容部１４Ｂの底部４７を、中央側が周縁側よりも上方に向かって隆起（傾斜）するように湾曲するように構成してもよい。図１１（Ａ），（Ｂ）に示したボール収容部１４Ａ、およびボール収容部１４Ｂの構成によっても、ボール収容部１４Ａ、およびボール収容部１４Ｂ内で跳躍するボール２の存在密度、中央側から周縁側に向かって高くすることができる。
【００９４】
（その他の変形例）
また、振動板２３には厚みが０．１ｍｍのニッケルめっき鋼板を用いているが、その厚み、材質、加工の有無等には限定されない。たとえば、振動板２３の厚みは０．１ｍｍとしなくても、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができる。振動板２３の厚みを０．０１ｍｍ以上とすることで、振動板としての強度を十分にすることができるため、好ましい。また、振動板２３の厚みは０．５ｍｍ以下とすることで、中央部分が最大振幅となるように底板を振動させ易くなる。そのため、振動板２３から跳躍するボール２を、ボール２の存在密度が振動板２３の中央側よりも周縁側に高くなる方向に跳躍させ易くなる。また、振動板２３の厚みは、０．０１ｍｍ未満、０．５ｍｍを超える値とすることもできる。
【００９５】
ただし、振動板２３の好適な厚みは、振動板２３の材質またはボール２の比重または直径等によって変わるため、それらの条件によって適宜変更することが好ましい。また、振動板２３の厚みは、その中央側を薄くし周縁側を厚くする等１枚の振動板２３の中で異ならせることができる。また、振動板２３には、凹凸を設けるエンボス加工等の加工を施すことができる。
【００９６】
また、振動板２３の材質は、ニッケルめっき鋼板ではなくステンレス、ベリリウム銅合金等のばね鋼、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂、ゴム等とすることができる。これらの中では、ボール２を大きく跳躍させる観点および繰り返しの使用に耐え得る材料であることから、ばね鋼を用いることが好ましい。
【００９７】
また、振動板２３は張力を加えた状態でボール収容部１４に固定されているが、そのような張力を加えない状態で容器下枠２１と容器上枠２２との間に固定してもよい。また、張力付与用ねじ２６を用いて振動板２３に張力を付与する構成を用いることなく振動板２３に張力を付与するようにしてもよい。例えば、片部２３Ａを牽引装置等で引っ張り張力を付与した状態で、振動板２３を容器下枠２１と容器上枠２２との間に固定するようにしてもよい。
【００９８】
また、本発明の実施の形態に係るボール搭載装置１は、ボール収容部１４の容器下枠２１の底面の中央に対して振動を付与するように電磁コイル１７と振動用鉄板１９が配置されているが、たとえば、容器下枠２１の底面の周囲に対して振動を付与するようにしてもよい。
【００９９】
また、振動板２３と容器下枠２１の凹部４９の間の空間に振動付与機構としてエアコンプレッサを用いて空気を出し入れすることで、振動板２３を上方に向けて湾曲させたり、下方に向けて湾曲させて振動を付与するようにしてもよい。この場合にも、振動板２３は周囲が容器下枠２１と容器上枠２２に対して固定されているので、振動板２３の中央が最大振幅となるように振動する。また、振動板２３が、電磁コイル１７の吸引力により湾曲することができる場合には、電磁コイル１７により直接振動板２３の中央を振動させることで、振動板２３は、中央が最大振幅となるように、上方に湾曲したり下方に湾曲するように振動させてもよい。この場合には、容器下枠２１を底面のない上下に貫通する枠体とし、振動板２３の中央に振動用鉄板１９を取り付け、振動板２３の中央に対して振動付与機構としての電磁コイル１７により直接振動を与える。
【０１００】
また、振動付与機構は、電磁コイル１７、振動用鉄板１９および鉄芯２０によって構成されているが、バイブレータ等の他の振動付与機構であっても良い。また、振動付与機構は、２つ以上または２種類以上あっても良い。
【０１０１】
また、ボール２には、直径約２００μｍのはんだからなるものを用いているが、これに限定されない。ボール２は、はんだボールに限られず、銅ボール等の他の金属ボール、金属被覆樹脂コアボール等とすることができる。そして、ボール２の直径は１００μｍを超えるもの、または１００μｍ未満のものを用いることができる。なお、ボール吸着ヘッドに吸引されるボール２がボール吸着板の中央側に偏在し易くなる従来の問題点は、ボール２の直径が小さいものを取り扱う際に顕著に発生していた。そのため、ボール２の直径がたとえば３００μｍ以下の場合に、特にボール搭載装置１は、不正吸着の発生をより効果的に防止できる効果を発揮でき、より好ましい。
【０１０２】
また、振動板２３を省略すると共に容器下枠２１の底面の厚みを０．１ｍｍ程度として、容器下枠２１の底面に振動板２３と同様の役割を担わせることができる。
【０１０３】
なお、振動板２３は、その中央部にボール２が通過しない大きさの貫通孔を複数個成形したニッケル電鋳板や、メッシュ加工が施されたものや、スリットが複数個加工されたものでも良い。また、貫通孔の個数は、ボール吸着ヘッド５の吸着孔５Ｃに対応する個数又はその前後の個数や、振動板の全面に貫通孔を加工したものでも良い。これらの貫通孔により、振動板の中央部で跳躍するボール２の存在密度を低くすることができる。
【０１０４】
また、本発明の実施の形態では、ボール２を基板３３に搭載しているが、半導体ウエハ基板または半導体チップ等の他に被搭載物（電子部品）の電極部にボール２を搭載することとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の形態に係るボール搭載装置１の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示すボール収容部を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】図２（Ａ）の切断線Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図２（Ａ）の切断線Ｂ−Ｂ断面図である。
【図５】図１に示す振動板の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るボール搭載装置を用いたボール搭載方法の概略を説明するための図である。
【図７】図１に示す振動板の振動状態を示す図で、（Ａ）は、ボールの無い状態の振動板の振動の状態を示す図であり、（Ｂ）は、ボールの跳躍状態を示す図である。
【図８】図１に示すボール吸着ヘッドとボール収容部の関係を示す概略図であり、（Ａ）は、ボール吸着ヘッドがボール収容部へと移動する前の状態を示す図で、（Ｂ）は、ボール吸着ヘッドがボール収容部へと移動した後の状態を示す図である。
【図９】基板にボールが搭載された後の状態を示す図で、（Ａ）は、平面図、（Ｂ）は、基板にボールが搭載されている部分の拡大図である。
【図１０】基板にボールが搭載された状態の側面図である。
【図１１】ボール収容部の変形例を示す図で、（Ａ）は変形例１を示す図であり、（Ｂ）は変形例２を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  ボール搭載装置
２  ボール
４  ボール跳躍ユニット（ボール跳躍機構）
５  ボール吸着ヘッド
１４  ボール収容部
１７  電磁コイル（振動付与機構）
２３  振動板（底板、ボール跳躍面）
３３  基板（被搭載物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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