(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドによってボール供給部から導電性ボールを真空吸着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭載装置であって、前記吸着ヘッドの下面に設けられ導電性ボールをワークに搭載する搭載動作においてワークの上面に当接または近接することにより吸着ヘッドの下面とワークの上面との間の空間からのエア流出を規制するエア流出規制部材を備えたことを特徴とする導電性ボールの搭載装置。
【請求項２】
前記吸着ヘッド内を大気に開放することにより吸着ヘッド内の圧力上昇を防止する排気手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の導電性ボールの搭載装置。
【請求項３】
下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドによってボール供給部から導電性ボールを真空吸着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭載方法であって、導電性ボールをワークに搭載する搭載動作において前記吸着ヘッドの下面に設けられたエア流出規制部材をワークの上面に当接または近接させることにより、吸着ヘッドの下面とワークの上面との間の空間からのエア流出を規制して前記空間内での前記吸着孔からのエア噴出を抑制することを特徴とする導電性ボールの搭載方法。
【請求項４】
前記搭載動作において吸着ヘッド内を大気に開放することにより吸着ヘッド内の圧力上昇を防止することを特徴とする請求項３記載の導電性ボールの搭載方法。
【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搭載する導電性ボールの搭載装置および搭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  Ｇｒｉｄ  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広く用いられている。また導電性ボールをチップや基板などのワークに搭載する方法として、吸着ヘッドを用いる方法が知られている。
【０００３】
この方法は容器などに貯溜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搭載するものである。このワークへの搭載動作においては、予めペーストが塗布された電極上に導電性ボールを着地させることにより、ペーストの粘着力によって導電性ボールを保持させる。そしてこの着地後には導電性ボールを吸着孔から離脱させるために、吸着ヘッド内部に正圧を付与し、吸着孔からエアブローすることが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の導電性ボールの搭載方法では、このエアブローによって以下に示すような不具合が生じていた。すなわち、この搭載動作においてはボールサイズのばらつきやワーク表面のうねりなどによって、導電性ボールが全て均一に着地するとは限らず、部分的に導電性ボールが未着地のまま正圧が付与される結果、これらの未着地状態の導電性ボールを保持した吸着孔からワーク上面に向かってエアブローが行われ、ワーク上のペーストを飛散させる事態が発生していた。そして飛散したペーストが吸着ヘッドに付着するとボール吸着時にペーストの粘性によって余分な導電性ボールが付着するなどの不具合の要因となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、ペーストの飛散に起因する不具合を防止することができる導電性ボールの搭載装置および搭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搭載装置は、ボール供給部から下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドによって導電性ボールを真空吸着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭載装置であって、前記吸着ヘッドの下面に設けられ導電性ボールをワークに搭載する搭載動作においてワークの上面に当接または近接することにより、吸着ヘッドの下面とワークの上面との間の空間からのエア流出を規制するエア流出規制部材を備えた。
【０００７】
請求項２記載の導電性ボールの搭載装置は、請求項１記載の導電性ボールの搭載装置であって、前記吸着ヘッド内を大気に開放することにより吸着ヘッド内の圧力上昇を防止する排気手段を備えた。
【０００８】
請求項３記載の導電性ボールの搭載方法は、ボール供給部から下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドによって導電性ボールを真空吸着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭載方法であって、導電性ボールをワークに搭載する搭載動作において前記吸着ヘッドの下面に設けられたエア流出規制部材をワークの上面に当接または近接すさせことにより、吸着ヘッドの下面とワークの上面との間の空間からのエア流出を規制して前記空間内での前記吸着孔からのエア噴出を抑制する。
【０００９】
請求項４記載の導電性ボールの搭載方法は、請求項３記載の導電性ボールの搭載方法であって、前記搭載動作において吸着ヘッド内を大気に開放することにより吸着ヘッド内の圧力上昇を防止するようにした。
【００１０】
本発明によれば、導電性ボールをワークに搭載する搭載動作において前記吸着ヘッドの下面に設けられたエア流出規制部材をワークの上面に当接または近接させることにより、吸着ヘッドの下面とワークの上面との間の空間からのエア流出を規制して前記空間内での前記吸着孔からのエア噴出を抑制して、ワーク表面のペーストの飛散を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
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搭載装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の部分断面図、図３、図４は本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の動作説明図である。
【００１２】
まず、図１、図２を参照して導電性ボールの搭載装置の構造を説明する。図１において、基台１上には位置決めテーブル２が設けられており、位置決めテーブル２上には基板３が保持されている。位置決めテーブル２を駆動することにより基板３は所定位置に位置決めされる。位置決めテーブル２の側方には、導電性ボール６（以下、単に「ボール６」と略記）を整列状態で供給するボール供給部４が配設されている。ボール供給部４にはボール６の整列治具５が配設されており、整列治具５はボール６を１個だけ収容する凹部７が所定配列で設けられた整列部材５ａを備えている。整列部材５ａの周囲は、ボール６を貯溜する貯溜部５ｂとなっている。
【００１３】
図２に示すように、整列治具５は傾斜機構によって回転軸の廻りに所定角度だけ回動可能となっており、この回動により整列治具５は水平姿勢から傾斜し、この傾斜により貯溜部５ｂ内のボール６を整列部材５ａ上に移動させ、整列部材５ａの凹部７内に収容することができるようになっている。
【００１４】
次にボール６を搭載する搭載機構１０について説明する。基台１の上方には、位置決めテーブル２及びボール供給部４を移動範囲として含む移動テーブル１１が配設されている。移動テーブル１１には移動プレート１１ａが水平移動可能に装着されている。移動プレート１１ａには４軸移動機構１２が結合されている。４軸移動機構１２には、吸着ヘッド１３が装着されている。吸着ヘッド１３は４軸移動機構１２によって、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向への移動及びθ方向への回転移動が可能となっており、図２に示すように吸着ヘッド１３の下面には、多数の吸着孔１３ａが設けられている。前述の整列部材５ａの凹部７の配列は、この吸着ヘッド１３の吸着孔１３ａの配列に応じたものとなっている。
【００１５】
吸着ヘッド１３の内部は、図２に示すように上方の管路１４を介して真空吸引源１５及び正圧付与手段であるエア送給装置１６に接続されていると共に、専用に設けられた管路１７を介して排気手段である排気バルブ１８が接続されている。排気バルブ１８を開放することにより、吸着ヘッド１３の内部空間を外部と連通させることができ、吸着解除の際に行われる正圧付与時の内部圧力を速やかに低下させることができる。したがって、ボール６の離脱を促進するために吸着ヘッド１３内に正圧を付与した場合においても、吸着孔１３ａからエアが過大な圧力で噴出されることがない。
【００１６】
また吸着ヘッド１３の下面には、吸着孔１３ａが配列された吸着範囲を囲むようにして突設部１３ｂが設けられている。突設部１３ｂはゴムや樹脂などの弾性に富む材質で形成され、吸着ヘッド１３を基板３に対して下降させた状態で、基板３の上面に当接する。この状態では、ボール６を吸着ヘッド１３の下面から強制的に離脱させるために吸着孔１３ａからエアブローを行わせる際に、吸着ヘッド１３下面と基板３上面との間の空間から外部へのエア流出が規制される。したがって突設部１３ｂは、前記空間から外部へのエア流出を規制するエア流出規制部材となっている。
【００１７】
このボールの搭載装置は上記のように構成されており、以下動作について各図を参照して説明する。まず図２において整列治具５の貯溜部５ｂに所定量のボール６が補給される。次いで、ボール配列動作が行われる。この配列動作は、図３に示すように傾斜機構を駆動して回転軸の廻りに回動させることにより、整列治具５を水平姿勢から傾斜させて行われる。これにより、ボール６は整列部材５ａ上を反対側まで流動する。このときボール６はスキージ２１によってせき止められた状態で徐々に移動する。
【００１８】
またボール６の移動時には、整列部材５ａ内部から真空吸引され、凹部７の底面に設けられた開口部から真空吸引される。これにより、上面を移動中のボール６には凹部７内へ吸引する吸引力が働く。このボール６の移動及び凹部７からの真空吸引により、整列部材５ａの各凹部７にはボール６が１個づつ収容される。そして、整列部材５ａ内部の真空吸引はそのまま継続され、ボール６は凹部７内で吸着保持された状態を維持する。
【００１９】
このようにして整列部材５ａの各凹部７にボールが正常に収容されたならば、整列治具５は水平姿勢に戻される。そしてこの状態で、ボール６の吸着動作が行われる。図３（ｃ）に示すように、吸着ヘッド１３を整列部材５ａ上に移動させ、吸着ヘッド１３の吸着孔１３ａの位置を凹部７の位置に合わせながら、吸着ヘッド１３を整列部材５ａに対して下降させる。次いで吸着ヘッド１３にボール６を吸着させる吸着動作が開始される。すなわち、吸着ヘッド１３の吸着孔１３ａから真空吸引すると共に、整列部材５ａの凹部７の開口部７ａからエアブローを行い、凹部７内のボール６を凹部７から離脱させて吸着孔１３ａによって吸着させる。
【００２０】
このようにしてボール６を各吸着孔１３ａに吸着保持したならば、この後吸着ヘッド１３はボール供給部４から上昇し、図４（ａ）に示すように位置決めテーブル２上へ移動する。そしてここで、予め電極３ａ上にペースト１９が塗布された基板３に対して吸着ヘッド１３を上下動させることにより、吸着保持したボール６を基板３に搭載する。この搭載動作においては、図４（ｂ）に示すように、吸着ヘッド１３を下降させて、吸着ヘッド１３の突設部１３ｂを基板３上面に当接させ、この状態で真空吸引源１５を停止して吸着ヘッド１３の真空吸着を解除すると共に、吸着ヘッド１３の排気バルブ１８を開状態にする。そしてこの後エア送給装置１６を駆動して吸着ヘッド１３内に正圧を付与することにより、ボール６を強制的に吸着孔１３ａから離脱させる。このボール６の離脱において、吸着ヘッド１３に専用に設けた排気バルブ１８から排気することにより、正圧付与時の吸着ヘッド１３内部の過度の圧力上昇を防止することができる。
【００２１】
このエアブロー過程において、吸着ヘッド１３下面と基板３上面との間の空間から外部へのエア流出が規制されているため、また上述のように排気バルブ１８によって正圧付与時の吸着ヘッド１３内部の過度の圧力上昇が防止されているため、正圧による吸着孔１３ａからのエア噴出が抑制される。したがって、ボール６が吸着孔１３ａから離脱した後に、吸着孔１３ａから基板３の上面に対して強い勢いでエアブローされることがない。このため、電極３ａ上に塗布されたペースト１９がエアブローによって飛散して吸着ツール１３の下面に付着する不具合が発生せず、ペースト付着に起因するボール搭載ミスを防止することができる。
【００２２】
なお上記例では吸着ヘッド１３に設けられた突設部１３ｂを、基板３の上面に当接させる例を示しているが、必ずしも当接させる必要はなく、近接状態で停止させてもよい。この状態においても、突設部１３ｂの下端部と基板３の上面との間の隙間が十分小さければ、外部へのエア流出は有効に規制され、上記例と同様にボール搭載動作におけるペースト飛散防止の効果を有する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性ボールをワークに搭載する搭載動作において前記吸着ヘッドの下面に形成されたエア流出規制部材をワークの上面に当接または近接させるようにしたので、吸着ヘッドの下面とワークの上面との間の空間からのエア流出を規制して前記空間内での前記吸着孔からのエア噴出を抑制して、ワーク表面のペーストの飛散を防止することができる。
【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搭載装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の動作説明図
【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の動作説明図
【符号の説明】
３  基板
４  ボール供給部
５  整列治具
５ａ  整列部材
６  ボール
１３  吸着ヘッド
１３ａ  吸着孔
１３ｂ  突設部
【図１】
0003546826.tif 000002
【図２】
0003546826.tif 000003
【図３】
0003546826.tif 000004
【図４】
0003546826.tif 000005