(57)【要約】【課題】製造コストを低減しつつ適量の球状体を確実に補給する。【解決手段】球状体を収納すると共に収納している球状体を排出する排出口７１ｂが形成された補給容器６１と、排出口７１ｂを下向きにした状態の補給容器６１が載置されると共に排出口７１ｂに連通して球状体を収容可能な溝８１が形成された載置部６２と、載置部６２を回動させる回動機構６３とを備え、溝８１は、排出口７１ｂから排出された球状体を貯留する貯留部８１ａと、載置部６２の補給口６２ｆおよび貯留部８１ａを繋ぐ移動流路８１ｂとを備えて構成され、回動機構６３は、待機状態において貯留部８１ａが補給口６２ｆよりも下側に位置する第１姿勢に載置部６２を維持させると共に、搭載機構に球状体を補給する補給処理の実行時において補給口６２ｆが貯留部８１ａよりも下側に位置する第２姿勢となるように載置部６２を回動させる。【選択図】図１４
2011066026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載対象体に球状体を搭載する搭載機構に対して当該球状体を補給する補給処理を実行する球状体補給装置であって、
前記球状体を収納すると共に収納している当該球状体を排出する排出口が形成された補給容器と、前記排出口を下向きにした状態の前記補給容器が載置されると共に当該載置状態において当該排出口に連通して前記球状体を収容可能な収容部が形成された載置部と、当該載置部の傾斜角度の変更が可能に当該載置部を回動させる回動機構とを備え、
前記収容部は、前記補給容器の前記排出口から排出された前記球状体を貯留する貯留部と、前記載置部の縁部に形成されて前記球状体を当該載置部から落下させる補給口および前記貯留部を繋ぐ移動流路とを備えて構成され、
前記回動機構は、待機状態において前記貯留部が前記補給口よりも下側に位置する第１姿勢に前記載置部を維持させると共に、前記補給処理時において前記補給口が前記貯留部よりも下側に位置する第２姿勢となるように前記載置部を回動させる球状体補給装置。
【請求項２】
前記貯留部は、平面視または側面視がＵ字状に形成され、
前記移動流路は、平面視または側面視が直線状に形成されている請求項１記載の球状体補給装置。
【請求項３】
前記補給容器内に酸化防止用ガスを供給する酸化防止用ガス供給部を備えている請求項１または２記載の球状体補給装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の球状体補給装置と、搭載対象体に球状体を搭載する搭載機構と、前記球状体補給装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、予め規定された条件を満たしたときに前記球状体補給装置に対して前記補給処理を実行させる球状体搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載対象体に球状体を搭載する搭載機構に対して球状体を補給する球状体補給装置、およびその球状体補給装置を備えた球状体搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の球状体搭載装置として、特開２００８−１３０９５６号公報に開示されたボール供給装置が知られている。このボール供給装置は、樋状のホッパと、ホッパに対して半田（はんだ）ボールを補給（供給）するボール供給手段と、マスクとを備えて、搭載対象体としての半導体ウエハの電極部に半田ボールを搭載可能に構成されている。この場合、ボール供給手段は、先端部が窄まった形状の口部を有する透明ガラス製のボール供給カートリッジと、ボール供給カートリッジを横倒し状態および倒立状態に回動させると共にホッパの長さ方向に沿ってボール供給カートリッジを移動させるホルダーとを備えて構成されている。このボール供給装置を用いて半田ボールを搭載する際には、まず、搭載対象体の電極部とマスクの貫通孔とが対向するように位置合わせしつつ、搭載対象体の上面にマスクを配置する。次に、ホルダーが、横倒し状態のボール供給カートリッジをホッパの一端側に移動させる。次いで、ホルダーが、ボール供給カートリッジを倒立状態となるように回動させる。続いて、ホルダーは、倒立状態のボール供給カートリッジをホッパの長さ方向に沿って移動させる。この際に、ボール供給カートリッジに収容されている半田ボールが口部から排出されて落下し、樋状のホッパの長さ方向に沿って分散されつつ補給される。次いで、ホッパがマスクの上面に沿って移動させられる。この際に、半田ボールがホッパの供給口からマスク上に落下してマスクの貫通孔に入る。その後、貫通孔に入った半田ボールが貫通孔を通過して搭載対象体の電極部に搭載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３０９５６号公報（第５−７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した従来のボール供給装置には、以下の問題点がある。すなわち、このボール供給装置では、ボール供給カートリッジにおける窄まった口部から半田ボールを排出することによって半田ボールをホッパーに補給している。この場合、搭載対象体に対して半田ボールを過不足なく搭載するためには、予め規定された適量の半田ボールをホッパーに補給する必要があり、そのためには、先端部が窄まった口部をその量に見合った内径となるように精巧に製作する必要がある。しかしながら、ガラス製のボール供給カートリッジの口部を精巧に製作するには高度な技術を必要とする。このため、従来のボール供給装置には、ボール供給カートリッジの製作コストに起因してボール供給装置の製造コストが高騰するという問題点が存在する。また、上記のボール供給カートリッジを用いて適量の半田ボールをホッパーに補給するには、横倒し状態のボール供給カートリッジを倒立状態となるように回動させ、その状態を予め規定された時間だけ維持する必要がある。このため、上記のボール供給装置には、このような動作を実現するために、ボール供給カートリッジを回動させるホルダーの構成が複雑となって、ボール供給装置の製造コストが高騰するという問題点も存在する。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減しつつ適量の球状体を確実に補給し得る球状体補給装置および球状体搭載装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく請求項１記載の球状体補給装置は、搭載対象体に球状体を搭載する搭載機構に対して当該球状体を補給する補給処理を実行する球状体補給装置であって、前記球状体を収納すると共に収納している当該球状体を排出する排出口が形成された補給容器と、前記排出口を下向きにした状態の前記補給容器が載置されると共に当該載置状態において当該排出口に連通して前記球状体を収容可能な収容部が形成された載置部と、当該載置部の傾斜角度の変更が可能に当該載置部を回動させる回動機構とを備え、前記収容部は、前記補給容器の前記排出口から排出された前記球状体を貯留する貯留部と、前記載置部の縁部に形成されて前記球状体を当該載置部から落下させる補給口および前記貯留部を繋ぐ移動流路とを備えて構成され、前記回動機構は、待機状態において前記貯留部が前記補給口よりも下側に位置する第１姿勢に前記載置部を維持させると共に、前記補給処理時において前記補給口が前記貯留部よりも下側に位置する第２姿勢となるように前記載置部を回動させる。
【０００７】
また、請求項２記載の球状体補給装置は、請求項１記載の球状体補給装置において、前記貯留部は、平面視または側面視がＵ字状に形成され、前記移動流路は、平面視または側面視が直線状に形成されている。
【０００８】
また、請求項３記載の球状体補給装置は、請求項１または２記載の球状体補給装置において、前記補給容器内に酸化防止用ガスを供給する酸化防止用ガス供給部を備えている。
【０００９】
また、請求項４記載の球状体搭載装置は、請求項１から３のいずれかに記載の球状体補給装置と、搭載対象体に球状体を搭載する搭載機構と、前記球状体補給装置を制御する制御部を備え、前記制御部は、予め規定された条件を満たしたときに前記球状体補給装置に対して前記補給処理を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の球状体補給装置および請求項４記載の球状体搭載装置では、球状体を貯留する貯留部と、貯留部および補給口を繋ぐ移動流路とで構成された収容部が載置部に形成され、回動機構が、待機状態において補給口よりも貯留部が下側に位置する第１姿勢に載置部を維持させ、補給処理において貯留部よりも補給口が下側に位置する第２姿勢となるように載置部を回動させる。このため、この球状体補給装置および球状体搭載装置によれば、精巧に製作された補給容器を用いることなく、待機状態において収容部の貯留部に予め規定された適量の球状体を貯留させることができ、また、補給処理において載置部を回動させて載置部の姿勢を第１姿勢から第２姿勢に変更するだけの簡易な構成でありながら、適量の球状体を搭載機構に確実に補給することができる。したがって、この球状体補給装置および球状体搭載装置によれば、簡易な構成の補給容器や回動機構を用いることができるため、球状体補給装置および球状体搭載装置の製造コストを十分に低減することができる。
【００１１】
また、請求項２記載の球状体補給装置、および請求項４記載の球状体搭載装置では、貯留部が平面視Ｕ字状または側面視Ｕ字状に形成され、移動流路が平面視直線状または側面視直線状に形成されている。このため、この球状体補給装置および球状体搭載装置では、載置部を第１姿勢とさせたときには、貯留部におけるＵ字状の凸部分が下側に位置するため、補給容器の排出口を貯留部の端部に連通させることで、その端部からＵ字状の凸部分に亘る領域に適量の球状体を確実に貯留させることができる。また、載置部を第２姿勢とさせたときには、貯留している球状体を移動流路に滑り降ろさせて補給口に向けて確実に移動させることができる。さらに、載置部を第２姿勢とさせたときには、補給容器の排出口に連通している貯留部の端部がＵ字状の凸部分よりも下側に位置するため、補給容器から排出される球状体が貯留部の端部によって堰き止められる結果、収容部の貯留部に貯留されていた球状体以外の球状体が載置部の表面を伝わって補給口以外から落下する事態を確実に防止することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の球状体補給装置、および請求項４記載の球状体搭載装置によれば、補給容器内に酸化防止用ガスを供給する酸化防止用ガス供給部を備えたことにより、補給容器に収納されている球状体の酸化を確実に防止することができるため、球状体同士が互いに固着して固まりとなって補給処理が困難となる事態を確実に防止することができる。
【００１３】
また、請求項４記載の球状体搭載装置によれば、制御部が予め規定された条件を満たしたときに球状体補給装置に対して補給処理を実行させることにより、予め規定された条件を満たしたときとして例えば搭載処理を規定回数実行したときに補給処理を実行させることで、搭載対象体に搭載すべき球状体の数が不足する事態を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】半田ボール搭載装置１の構成を示す構成図である。
【図２】半田ボール搭載機構２の構成を示す断面図である。
【図３】吸着ヘッド１１の底壁２２および整列用プレート１６の構成を示す断面図である。
【図４】半田ボール補給装置３の構成を示す斜視図である。
【図５】補給容器６１および載置部６２の断面図である。
【図６】半田ボール補給装置３の動作を説明する第１の説明図である。
【図７】半田ボール補給装置３の動作を説明する第２の説明図である。
【図８】半田ボール補給装置３の動作を説明する第３の説明図である。
【図９】半田ボール補給装置３の動作を説明する第４の説明図である。
【図１０】半田ボール搭載機構２の動作を説明する第１の説明図である。
【図１１】半田ボール搭載機構２の動作を説明する第２の説明図である。
【図１２】半田ボール搭載機構２の動作を説明する第３の説明図である。
【図１３】半田ボール搭載機構２の動作を説明する第４の説明図である。
【図１４】半田ボール補給装置３の動作を説明する第５の説明図である。
【図１５】載置部１６２の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、球状体補給装置および球状体搭載装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
最初に、図１に示す半田ボール搭載装置１の構成について説明する。半田ボール搭載装置１は、球状体搭載装置の一例であって、同図に示すように、半田ボール搭載機構２、半田ボール補給装置３、搬送部４および制御部５を備えて、球状体の一例としての微小な球状粒体である半田ボール（マイクロボール）３００（図３参照）を搭載対象体としての基板４００（図１２参照）に搭載可能に構成されている。この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（図３参照）が７０μｍ程度の球状に構成されている。また、半田ボール３００は、半田ボール搭載装置１によって基板４００に搭載された後に加熱溶融されることにより、基板４００上にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を構成する。
【００１７】
半田ボール搭載機構２は、基板４００に半田ボール３００を搭載する搭載処理を実行可能に構成されている。具体的には、半田ボール搭載機構２は、図１に示すように、吸着ヘッド１１、供給容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、駆動機構１５および整列用プレート１６を備えて構成されている。
【００１８】
吸着ヘッド１１は、図２に示すように、一例として、内部に空隙２１が形成された箱状に構成されている。また、図３に示すように、吸着ヘッド１１における底壁２２には、底壁２２の外面（以下「吸着面２２ａ」ともいう）に開口すると共に空隙２１と連通する吸気孔２３が、底壁２２の厚み方向に沿って複数（同図では、そのうちの１個のみを図示している）形成されている（以下、吸着面２２ａにおける吸気孔２３の開口部を「吸気口２３ａ」ともいう）。
【００１９】
この場合、図３に示すように、吸気孔２３（つまり、吸気口２３ａ）の直径Ｌ２は、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、７０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、図２に示すように、吸着ヘッド１１には、空隙２１内の空気を排気するための排気孔２４が形成されている。この吸着ヘッド１１では、空隙２１内の空気の排気によって空隙２１内が負圧状態となり、それに伴って吸気口２３ａからの吸気が行われることにより、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａの縁部に半田ボール３００を吸着することが可能となっている（図３参照）。
【００２０】
供給容器１２は、図２に示すように、その内面が断面半円状に湾曲した容器本体３１と、容器本体３１の両側部に配設された２枚の側壁（図示せず）とを備えて、容器本体３１および側壁によって形成される収容部１２ａ（同図参照）内に半田ボール３００を収容可能に構成されている。また、供給容器１２の開口部１２ｂ（同図参照）側には、側壁に両端部が支持されたワイパー３３が配設されている。また、側壁には、吸着保持部１３を回動可能に支持するためのベアリング（図示せず）が配設されている。この場合、供給容器１２は、後述する供給処理の実行時において開口部１２ｂが吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに対向するように配置される。
【００２１】
吸着保持部１３は、全体として直方体状に形成されると共に、図２に示すように、基端部１３ｂ側から先端部１３ａに至る吸気経路１３ｃが内部に形成されて、供給容器１２の収容部１２ａ内に収容されている半田ボール３００をその先端部１３ａで吸着して保持可能に構成されている。また、吸着保持部１３の先端部１３ａには、通気性シート４３が取り付けられている。また、吸着保持部１３は、基端部１３ｂ側に配設された図外の軸および吸気管４２が供給容器１２の側壁に配設されたベアリングによって回転可能に支持されることで、供給容器１２の開口部１２ｂ側において基端部１３ｂを中心として回動可能に配設されている。
【００２２】
この場合、吸着保持部１３は、図２に示すように、先端部１３ａが供給容器１２の容器本体３１の底部側に対向しているときに、供給容器１２の収容部１２ａ内に収容されている半田ボール３００を先端部１３ａで吸着して保持する。また、吸着保持部１３は、供給処理の実行時において、図１０に示すように、半田ボール３００を保持している先端部１３ａが吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに対向するように駆動機構１５によって回動させられる。
【００２３】
吸引部１４は、図２に示すように、２枚の区画壁５１ａ，５１ｂを備えて構成されて、後述する除去処理の実行時において、供給容器１２における２枚の側壁と区画壁５１ａ，５１ｂとによって形成される吸引経路１４ａ（同図参照）を介して半田ボール３００を吸引する。この場合、この半田ボール搭載機構２では、供給容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４が上記のように構成されることで、これらが一体に構成されている（以下、一体化された供給容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を全体として「本体部１００」ともいう）。
【００２４】
駆動機構１５は、制御部５の制御に従って本体部１００（供給容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４）を移動させる。また、駆動機構１５は、制御部５の制御に従って吸着保持部１３を回動させる。また、駆動機構１５は、制御部５の制御に従って整列用プレート１６の配置位置（本体部１００の配置位置の上方の位置であって、供給処理および除去処理が実行される位置）と基板４００の配置位置との間で吸着ヘッド１１を移動させる。
【００２５】
整列用プレート１６は、吸着ヘッド１１に対して着脱可能に構成されると共に、図３に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに上面１６ａが接触するように装着された状態において吸着ヘッド１１の吸気口２３ａに連通する貫通孔１６ｃが形成されている。この場合、同図に示すように、整列用プレート１６の厚みＬ３は、吸気口２３ａの縁部に吸着された半田ボール３００が下面１６ｂから突出しない８０μｍ程度に規定されている。また、貫通孔１６ｃの直径Ｌ４は、半田ボール３００が通過可能な９０μｍ程度に規定されている。また、整列用プレート１６は、供給処理および除去処理が実行される位置に配置されている。
【００２６】
半田ボール補給装置３は、球状体補給装置の一例であって、図１，４に示すように、補給容器６１、載置部６２、回動機構６３および窒素ガス供給部６４を備えて構成されて、半田ボール搭載機構２に対して半田ボール３００を補給する補給処理を実行する。この場合、半田ボール補給装置３は、１回の補給処理において予め規定された適量の半田ボール３００を補給する。また、半田ボール補給装置３は、予め規定された条件を満たしたときに制御部５から発せられる実行指示に従って補給処理を実行する。また、半田ボール補給装置３は、待機状態（初期状態）において、載置部６２の縁部６２ｂに形成されている補給口６２ｆ（図６参照）が、半田ボール搭載機構２の本体部１００が待機している位置の上方に位置するように配置されている。
【００２７】
補給容器６１は、図５に示すように、例えば、光透過性を有する樹脂でそれぞれ形成された本体部７１および蓋部７２を備えて構成されて、半田ボール３００を収納可能に構成されている。本体部７１は、下部の外形が上部の外形よりも小径に形成されている。また、本体部７１の上部には、半田ボール３００を投入する開口部７１ａが形成され、本体部７１の下部には半田ボール３００を排出する排出口７１ｂが形成されている。また、本体部７１の側面には、窒素ガス供給部６４から供給される窒素ガスを本体部７１の内部に流入させるための流入口７１ｃが形成されている。蓋部７２は、同図に示すように、本体部７１の上部に嵌合可能に構成され、嵌合状態において本体部７１の開口部７１ａを閉塞する。
【００２８】
載置部６２は、図６〜図９に示すように、例えば、樹脂によって矩形の板状に形成されて、排出口７１ｂを下向きにした状態の補給容器６１がスペーサ７３を介して上面６２ａ側に載置される（図５参照）。なお、図６〜図９では、補給容器６１およびスペーサ７３を取り外した状態を図示している。また、載置部６２の上面６２ａには、収容部としての溝８１が形成されている。この場合、溝８１は、スペーサ７３によって開口部側が閉塞され、これにより、半田ボール３００を溢れ出させることなく収容することが可能となっている。また、溝８１は、図６，７に示すように、貯留部８１ａおよび移動流路８１ｂを備えて構成され、全体として平面視がＪ字状に形成されている。
【００２９】
貯留部８１ａは、平面視がＵ字状に形成されて、上記した適量の半田ボール３００を貯留する（つまり、半田ボール３００を適量分だけ計量する）機能を有している。また、移動流路８１ｂは、平面視が直線状に形成されて、貯留部８１ａにおける一方の端部と、載置部６２の縁部６２ｂに形成されている補給口６２ｆとを繋いでおり、補給処理の際に、貯留部８１ａに貯留されている半田ボール３００を補給口６２ｆに向けて移動させる（滑り下りさせる）機能を有している。また、貯留部８１ａの他方の端部は、スペーサ７３に形成されている排出孔７３ａを介して補給容器６１における本体部７１の排出口７１ｂに連通している（図５，１４参照）。また、貯留部８１ａは、適量の半田ボール３００を貯留可能な容積となるように、その幅や深さが規定されている。
【００３０】
回動機構６３は、図６〜図９に示すように、支持板６３ａ、ロータリーアクチュエータ６３ｂおよび連結部６３ｃ，６３ｄを備えて構成されている。支持板６３ａは、垂直方向に沿って立設されてロータリーアクチュエータ６３ｂを支持する。ロータリーアクチュエータ６３ｂは、カプラ９１ａ，９１ｂに対するエアの供給によって作動して、回動軸９１ｃ（図８，９参照）を回動させる。連結部６３ｃは、図６，８に示すように、上部に切り欠きが形成された板状に形成されてている。また、連結部６３ｃは、回動軸９１ｃに取り付けられて、回動軸９１ｃの回動に伴って回動させられる。
【００３１】
連結部６３ｄは、図６，９に示すように、上部が幅広の板状に形成されて、上部が支持板６３ａに対して接離する向きに回動可能に下端部が連結部６３ｃに連結されている。また、連結部６３ｄの上端部には載置部６２が固定されている。この半田ボール補給装置３では、図６，７に示すように、回動機構６３のロータリーアクチュエータ６３ｂが回動軸９１ｃを回動させることにより、連結部６３ｃが回動して、連結部６３ｃに連結されている連結部６３ｄの上端部に固定されている載置部６２が回動させられて、載置部６２の傾斜角度が連結部６３ｃの回動に伴って変更させられる。
【００３２】
この場合、この半田ボール補給装置３では、図８に示すように、待機状態（ロータリーアクチュエータ６３ｂの非動作状態）において連結部６３ｃが全体として垂直方向に対して同図の左側に傾斜するように、連結部６３ｃがロータリーアクチュエータ６３ｂの回動軸９１ｃに固定されている。このため、連結部６３ｃに連結された連結部６３ｄの上端部に固定されている載置部６２は、載置部６２の上面６２ａに形成されている溝８１の貯留部８１ａ（縁部６２ｂに対向する縁部６２ｃ側）が縁部６２ｂに形成されている補給口６２ｆよりも下側に位置するように、水平方向に対して例えば５°程度傾斜する姿勢（以下、この姿勢を「第１姿勢」ともいう）に維持されている。
【００３３】
また、この半田ボール補給装置３では、図９に示すように、連結部６３ｄの上部が支持板６３ａに対して離反して、連結部６３ｄが垂直方向に対して傾斜する状態で固定されている。このため、連結部６３ｄの上端部に固定されている載置部６２は、支持板６３ａから離間する側に位置する縁部６２ｄが支持板６３ａに近接する側に位置する縁部６２ｅよりも下側に位置している。また、この半田ボール補給装置３では、図６に示すように、補給処理において回動機構６３のロータリーアクチュエータ６３ｂが回動軸９１ｃを回動させることにより、補給口６２ｆ（縁部６２ｂ）が溝８１の貯留部８１ａ（縁部６２ｃ側）よりも下側に位置して上面６２ａが水平方向に対して例えば１５°程度傾斜する姿勢（以下、この姿勢を「第２姿勢」ともいう）となるように載置部６２を回動させる。
【００３４】
窒素ガス供給部６４は、酸化防止用ガスの一例としての窒素ガスが充填された窒素ガスボンベ（図示せず）を備えて構成されている。また、窒素ガス供給部６４は、図外の供給管を介して、補給容器６１における本体部７１の流入口７１ｃに繋がれて、本体部７１内に窒素ガスを供給する。
【００３５】
搬送部４は、制御部５の制御に従い、供給位置において供給された基板４００を半田ボール３００の搭載位置に搬送する搬送処理を実行する。
【００３６】
制御部５は、半田ボール搭載機構２、半田ボール補給装置３および搬送部４を制御する。この場合、制御部５は、半田ボール搭載機構２を制御して、吸着ヘッド１１に対して半田ボール３００を供給する供給処理、および吸着面２２ａにおける吸気口２３ａの縁部に吸着された半田ボール３００（以下、この半田ボール３００を「搭載対象の半田ボール３００」ともいう）を除く半田ボール３００（以下、この半田ボール３００を「余剰な半田ボール３００」ともいう）を除去する除去処理を実行させる。また、制御部５は、半田ボール補給装置３を制御して、半田ボール搭載機構２の供給容器１２に半田ボール３００を補給する補給処理を実行させる。
【００３７】
次に、半田ボール搭載装置１を用いて、半田ボール３００を基板４００に搭載する方法、およびその際の半田ボール搭載装置１の動作について、図面を参照して説明する。
【００３８】
まず、半田ボール搭載装置１を作動させるのに先立ち、半田ボール搭載機構２における供給容器１２の収容部１２ａ内に半田ボール３００を収容する。また、半田ボール補給装置３における補給容器６１の本体部７１内に半田ボール３００を収納する。この場合、この半田ボール補給装置３では、待機状態（初期状態）において、載置部６２の上面６２ａに形成されている溝８１の貯留部８１ａが縁部６２ｂに形成されている補給口６２ｆよりも下側に位置するように載置部６２が水平方向に対して傾斜する第１姿勢に維持され（図８参照）、かつ載置部６２の縁部６２ｄが縁部６２ｅよりも下側に位置している（図９参照）。このため、図５に示すように、補給容器６１の本体部７１内に収納された半田ボール３００は、自重によって排出口７１ｂから排出されて、適量がスペーサ７３の排出孔７３ａを通って溝８１に収容される。
【００３９】
この際に、図７に示すように、貯留部８１ａにおけるＵ字状の凸部分が下側に位置しているため、収容された半田ボール３００は、排出口７１ｂに連通している貯留部８１ａの端部からＵ字状の凸部分に亘る領域（同図において斜線を付した領域）に貯留される。この場合、第１姿勢における載置部６２の傾斜角度や縁部６２ｄ，６２ｅの上下方向の高さの差（高低差）によって半田ボール３００が貯留される領域（貯留される半田ボール３００の量）が定まる。このため、この傾斜角度や高低差を調整することで、貯留部８１ａに貯留させる半田ボール３００の量を所望の量に規定することができる。つまり、この半田ボール補給装置３では、載置部６２の傾斜角度や縁部６２ｄ，６２ｅの高低差を調整することで、適量の半田ボール３００を貯留部８１ａによって正確に計量することが可能となっている。
【００４０】
次いで、半田ボール補給装置３の窒素ガス供給部６４から窒素ガスを供給させる。この際に、補給容器６１の流入口７１ｃから本体部７１内に窒素ガスが流入し、これによって本体部７１内に収納されている半田ボール３００の酸化が防止されて、半田ボール３００同士が互いに固着して固まりとなる事態が確実に防止される。
【００４１】
続いて、図外の操作部を操作して、半田ボール搭載装置１を作動させる。この際に、制御部５が、搬送部４を制御して搬送処理を実行させる。この搬送処理では、搬送部４が、供給位置において供給された基板４００を半田ボール３００の搭載位置に搬送する。
【００４２】
次いで、制御部５は、半田ボール搭載機構２を制御して搭載処理を実行させる。この搭載処理では、半田ボール搭載機構２の駆動機構１５が、整列用プレート１６の配置位置に吸着ヘッド１１を移動させる。この際に、図３に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａと整列用プレート１６の上面１６ａとが接触する。続いて、駆動機構１５が、本体部１００を、待機位置（半田ボール補給装置３の下方の位置）から供給処理および除去処理を実行する位置（図２に示すように整列用プレート１６の下方の位置）に移動させる。次いで、制御部５は、図外の吸気装置を作動させる。この際に、吸着ヘッド１１の空隙２１内が負圧状態となって、吸気口２３ａからの吸気が開始される。また、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気が開始される。
【００４３】
続いて、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気に伴い、供給容器１２の収容部１２ａ内に収容されている半田ボール３００が吸着保持部１３の先端部１３ａに吸着されて保持される。次いで、駆動機構１５は、吸着保持部１３の基端部１３ｂに取り付けられている吸気管４２を回転させることにより、図１０に示すように、基端部１３ｂを中心として吸着保持部１３を回動させる。この際に、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が吸着保持部１３の回動に伴い、供給容器１２の開口部１２ｂ側に移動させられる。また、開口部１２ｂ側に移動させられた半田ボール３００の一部が、開口部１２ｂ側に配設されているワイパー３３によって払い落とされる。このため、吸着ヘッド１１に供給される半田ボール３００の量（数）が適正な量に制限される。
【００４４】
続いて、駆動機構１５は、吸着保持部１３の先端部１３ａが吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに対向した時点（吸着保持部１３が１８０°回動した時点）で吸気管４２の回転を停止させる。次いで、半田ボール搭載機構２は、供給処理を実行する。この供給処理では、駆動機構１５が、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ（整列用プレート１６）に向けて本体部１００を移動させて、先端部１３ａを整列用プレート１６（吸着面２２ａ）の一端側に近接させる。この際に、整列用プレート１６に近接させられた先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちの整列用プレート１６側（上部）に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の吸気口２３ａからの吸気に伴う吸引力によって吸着保持部１３の吸引力に抗して吸着ヘッド１１に引き寄せられて、吸着ヘッド１１に供給される。また、供給された半田ボール３００の一部が、吸気口２３ａに引き寄せられて、整列用プレート１６の各貫通孔１６ｃを通って吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａの縁部に吸着される。
【００４５】
続いて、駆動機構１５は、図１０に示すように、先端部１３ａを整列用プレート１６に近接させた状態で、本体部１００を整列用プレート１６（吸着面２２ａ）に沿って整列用プレート１６の他端側（同図における右側）に向けて（同図に矢印で示す方向に）移動させる。この際に、上記したように、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちの整列用プレート１６側に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の吸引力によって吸着保持部１３の吸引力に抗して吸着ヘッド１１に引き寄せられて、吸着ヘッド１１に供給され、その一部が整列用プレート１６の各貫通孔１６ｃを通って吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａの縁部に吸着される。このようにして、吸着保持部１３の先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が、吸着保持部１３の移動に伴って徐々に（分散されつつ）吸着ヘッド１１に供給されると共に、供給された半田ボール３００の一部が吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける各吸気口２３ａの縁部に１つずつ吸着される。
【００４６】
ここで、半田ボール３００は、上記したように微小なため、静電気や分子間力による半田ボール３００同士が互いに引き合う力が半田ボールの重量に対して相対的に大きくなっている。このため、吸気口２３ａの縁部に吸着された搭載対象の半田ボール３００に、他の余剰な半田ボール３００が付着する。この場合、この半田ボール搭載機構２では、上記したように、整列用プレート１６の厚みＬ３が半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや厚い８０μｍ程度に規定され、貫通孔１６ｃの直径Ｌ４が、半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや大きい９０μｍ程度に規定されている。このため、搭載対象の半田ボール３００だけが貫通孔１６ｃ内に収容され、余剰な半田ボール３００は、その一部分（体積的な一部分）またはその全体が貫通孔１６ｃの下面１６ｂよりも外側（下側）に突出した状態で付着している。また、この半田ボール搭載機構２では、上記したように、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が分散されつつ供給されるため、半田ボール３００の過剰な供給が防止されて、余剰な半田ボール３００の付着が少なく抑えられている。
【００４７】
次いで、半田ボール搭載機構２は、除去処理を実行する。この除去処理では、駆動機構１５が、図１１に示すように、本体部１００を整列用プレート１６に沿って（同図に矢印で示す方向に）さらに移動させる。この際に、同図に示すように、吸着保持部１３に続いて吸引部１４が移動させられて、吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気によって余剰な半田ボール３００が吸引される。このため、搭載対象の半田ボール３００と余剰な半田ボール３００とが互いに強く引き合っていたとしても、余剰な半田ボール３００の全てが搭載対象の半田ボール３００から強制的に引き離されて吸着ヘッド１１または整列用プレート１６から確実に除去される。
【００４８】
続いて、駆動機構１５は、吸着ヘッド１１が整列用プレート１６から離反するように、吸着ヘッド１１を移動させる。次いで、駆動機構１５は、吸着ヘッド１１を基板４００の配置位置に搬送させ、続いて、図１２に示すように、吸着ヘッド１１によって吸着されている半田ボール３００が基板４００の表面に接触するように吸着ヘッド１１を基板４００に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させる。次いで、制御部５が、図外の吸気装置を制御して、吸着ヘッド１１における吸気口２３ａからの吸気を停止させる。この際に、図１３に示すように、吸着ヘッド１１による吸着が解除されて、半田ボール３００が基板４００の表面に塗布された半田フラックス上に載置される。続いて、駆動機構１５は、同図に示すように、吸着ヘッド１１を上方に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させた後に、初期位置に移動させる。以上により、基板４００への半田ボール３００の搭載が完了する。この場合、この半田ボール搭載機構２では、上記した供給処理を実行することで半田ボール３００の過剰な供給が防止されると共に、上記した除去処理を実行することで余剰な半田ボール３００が確実に除去されている。このため、この半田ボール搭載装置１では、余剰な半田ボール３００の基板４００への搭載（つまり、基板４００に対する半田ボール３００の過剰な搭載）が確実に防止される。次いで、搬送部４が制御部５の制御に従って上記した搬送処理を繰り返して実行し、半田ボール搭載機構２が制御部５の制御に従って上記した搭載処理を繰り返して実行することにより、他の基板４００に対する半田ボール３００の搭載が繰り返して行われる。
【００４９】
一方、制御部５は、予め規定された規定回数の搭載処理が終了したとき（「予め規定された条件を満たしたとき」の一例）に半田ボール補給装置３に対して補給処理の実行を指示し、これに従い、半田ボール補給装置３が、補給処理を実行する。この補給処理では、半田ボール補給装置３における回動機構６３のロータリーアクチュエータ６３ｂが、回動軸９１ｃを図８に示す矢印Ａの向きに回動させる。この際に、回動軸９１ｃに取り付けられている連結部６３ｃ、連結部６３ｃに連結されている連結部６３ｄ、および連結部６３ｄの上端部に固定されている載置部６２が矢印Ａの向きに回動させられる。
【００５０】
次いで、ロータリーアクチュエータ６３ｂは、図１４に示すように、補給口６２ｆ（載置部６２の縁部６２ｂ）が溝８１の貯留部８１ａ（縁部６２ｃ側）よりも下側に位置して上面６２ａが水平方向に対して１５°程度傾斜する第２姿勢となった時点で回動軸９１ｃの回動を停止する。この際に、載置部６２の傾斜に伴い、溝８１の貯留部８１ａに貯留されている半田ボール３００が移動流路８１ｂを滑り下りる。続いて、移動流路８１ｂを滑り下りた半田ボール３００は、補給口６２ｆから下方に落下して、半田ボール搭載機構２における供給容器１２の収容部１２ａ内に補給される。
【００５１】
この場合、この半田ボール補給装置３では、待機状態において溝８１の貯留部８１ａに予め規定された適量の半田ボール３００が貯留されている。このため、この半田ボール補給装置３では、載置部６２を回動させて載置部６２の姿勢を第１姿勢から第２姿勢に変更するだけで、適量の半田ボール３００が半田ボール搭載機構２における供給容器１２の収容部１２ａ内に確実に補給される。また、この半田ボール補給装置３では、図６，１４に示すように、載置部６２を第２姿勢とさせたときに、補給容器６１の排出口７１ｂに連通している貯留部８１ａの端部がＵ字状の凸部分よりも下側に位置するため、補給容器６１から排出される半田ボール３００が貯留部８１ａの端部と溝８１の開口部側を閉塞しているスペーサ７３とによって堰き止められる。このため、溝８１の貯留部８１ａに貯留されていた半田ボール３００以外の半田ボール３００が載置部６２の表面を伝わって補給口６２ｆ以外から落下する事態を確実に防止することが可能となっている。
【００５２】
次いで、ロータリーアクチュエータ６３ｂは、回動軸９１ｃを図８に示す矢印Ｂの向きに回動させる。この際に、回動軸９１ｃに取り付けられている連結部６３ｃ、連結部６３ｃに連結されている連結部６３ｄ、および連結部６３ｄの上端部に固定されている載置部６２が矢印Ｂの向きに回動させられる。続いて、ロータリーアクチュエータ６３ｂは、溝８１の貯留部８１ａ（縁部６２ｃ側）が補給口６２ｆ（縁部６２ｂ）よりも下側に位置して上面６２ａが水平方向に対して５°程度傾斜する第１姿勢となった時点で、回動軸９１ｃの回動を停止する。これにより、半田ボール補給装置３が待機状態に復帰する。この際に、待機状態への復帰により、排出口７１ｂから排出された補給容器６１内の半田ボール３００が、スペーサ７３の排出孔７３ａを通って溝８１に収容される。また、収容された半田ボール３００は、上記したように、排出口７１ｂに連通している貯留部８１ａの端部からＵ字状の凸部分に亘る領域（図７において斜線を付した領域）に適量分だけ貯留される。以上により、半田ボール補給装置３による補給処理が完了する。
【００５３】
以後、制御部５は、規定回数の搭載処理が終了する毎に半田ボール補給装置３に対して補給処理の実行を指示し、これに従って半田ボール補給装置３が、補給処理を実行する。
【００５４】
このように、この半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１では、半田ボール３００を貯留する貯留部８１ａと、貯留部８１ａおよび補給口６２ｆを繋ぐ移動流路８１ｂとで構成された溝８１が載置部６２に形成され、回動機構６３が、待機状態において補給口６２ｆよりも貯留部８１ａが下側に位置する第１姿勢に載置部６２を維持させ、補給処理において貯留部８１ａよりも補給口６２ｆが下側に位置する第２姿勢となるように載置部６２を回動させる。このため、この半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１によれば、精巧に製作された補給容器６１を用いることなく、待機状態において溝８１の貯留部８１ａに予め規定された適量の半田ボール３００を貯留させることができ、また、補給処理において載置部６２を回動させて載置部６２の姿勢を第１姿勢から第２姿勢に変更するだけの簡易な構成でありながら、適量の半田ボール３００を半田ボール搭載機構２における供給容器１２の収容部１２ａ内に確実に補給することができる。したがって、この半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１によれば、簡易な構成の補給容器６１や回動機構６３を用いることができるため、半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１の製造コストを十分に低減することができる。
【００５５】
また、この半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１では、貯留部８１ａが平面視Ｕ字状に形成され、移動流路８１ｂが平面視直線状に形成されている。このため、この半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１では、載置部６２を第１姿勢とさせたときには、貯留部８１ａにおけるＵ字状の凸部分が下側に位置するため、補給容器６１の排出口７１ｂを貯留部８１ａの端部に連通させることで、その端部からＵ字状の凸部分に亘る領域に適量の半田ボール３００を確実に貯留させることができる。また、載置部６２を第２姿勢とさせたときには、貯留している半田ボール３００を移動流路８１ｂに滑り降ろさせて補給口６２ｆに向けて確実に移動させることができる。さらに、載置部６２を第２姿勢とさせたときには、補給容器６１の排出口７１ｂに連通している貯留部８１ａの端部がＵ字状の凸部分よりも下側に位置するため、補給容器６１から排出される半田ボール３００が貯留部８１ａの端部と溝８１の開口部側を閉塞しているスペーサ７３とによって堰き止められる結果、溝８１の貯留部８１ａに貯留されていた半田ボール３００以外の半田ボール３００が載置部６２の表面を伝わって補給口６２ｆ以外から落下する事態を確実に防止することができる。
【００５６】
また、この半田ボール補給装置３および半田ボール搭載装置１によれば、補給容器６１内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部６４を備えたことにより、補給容器６１に収納されている半田ボール３００の酸化を確実に防止することができるため、半田ボール３００同士が互いに固着して固まりとなって補給処理が困難となる事態を確実に防止することができる。
【００５７】
また、この半田ボール搭載装置１によれば、制御部５が予め規定された条件を満たしたときに半田ボール補給装置３に対して補給処理を実行させることにより、予め規定された条件を満たしたときとして例えば搭載処理を規定回数実行したときに補給処理を実行させることで、基板４００に搭載すべき半田ボール３００の数が不足する事態を確実に防止することができる。
【００５８】
なお、制御部５が、予め規定された条件を満たしたときの一例として、予め規定された規定回数の搭載処理が終了したときに半田ボール補給装置３に対して補給処理を実行させる例について上記したが、基板４００に対する半田ボール３００の搭載状態を検出する検査部を備えて、この検査部によって半田ボール３００の搭載不足が検出されたときを予め規定された条件を満たしたときとして、半田ボール補給装置３に対して補給処理を実行させる構成を採用することもできる。また、供給容器１２に収容されている半田ボール３００の量（残量）を例えば光センサで検出して、その量が予め規定した量以下となったとき（予め規定された条件を満たしたとき）に補給処理を実行する構成を採用することもできる。また、手動操作によって回動機構６３を作動させて載置部６２を回動させることにより、補給処理を任意のタイミングで実行させる構成を採用することもできる。
【００５９】
また、載置部６２の上面６２ａに形成した溝８１によって収容部を構成した例について上記したが、図１５に示すように、載置部１６２の内部に形成した孔１８１によって収容部を構成することもできる。なお、上記の半田ボール補給装置３と同一の機能を有する要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。この場合、孔１８１は、同図に示すように、側面視がＵ字状に形成された貯留部１８１ａ、および側面視が直線状に形成された移動流路１８１ｂを備えて構成されており、この孔１８１を備えた構成においても、上記した溝８１を備えた構成と同様の効果を実現することができる。
【００６０】
また、矩形の板状に形成した載置部６２を採用した例について上記したが、載置部６２の形状はこれに限定されず、立方体や直方体の形状、並びに、平面視円形、側面視半円形（Ｕ字形）、および側面視三角形等の各種の立体形状を採用することができる。また、補給容器６１や載置部６２を形成する材料は、上記した材料に限定されず任意の材料を用いることができる。
【００６１】
また、酸化防止用ガスの一例としての窒素ガスを用いる例について上記したが、酸化防止用ガスとしては窒素ガスＧに限定されず、アルゴンガス等の半田ボール３００の酸化を防止可能な各種のガスを用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  半田ボール搭載装置
２  半田ボール搭載機構
３  半田ボール補給装置
５  制御部
６１  補給容器
６２  載置部
６２ｂ  縁部
６２ｆ  補給口
６３  回動機構
６４  窒素ガス供給部
７１  本体部
７１ｂ  排出口
８１  溝
８１ａ  貯留部
８１ｂ  移動流路
３００  半田ボール
４００  基板
【図１】
2011066026.tif 000003
【図２】
2011066026.tif 000004
【図３】
2011066026.tif 000005
【図４】
2011066026.tif 000006
【図５】
2011066026.tif 000007
【図６】
2011066026.tif 000008
【図７】
2011066026.tif 000009
【図８】
2011066026.tif 000010
【図９】
2011066026.tif 000011
【図１０】
2011066026.tif 000012
【図１１】
2011066026.tif 000013
【図１２】
2011066026.tif 000014
【図１３】
2011066026.tif 000015
【図１４】
2011066026.tif 000016
【図１５】
2011066026.tif 000017