(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の微小な導電性部材から、確実に一個の導電性部材を分離し、所定の箇所に搬送することができる供給装置及び供給方法を提供する。【解決手段】導電性部材３を一列状に整列させ、前記内部空間と連通する整列路９と、前記整列路９に連通する第２の通気口１５と、を有する整列部と、前記整列路９を遮断／開放するストッパ１１と、前記第１の通気口から前記内部空間５を介して前記整列路９へのエアを供給する第１のエア供給手段１９と、前記ストッパ１１により前記整列路９を遮断した状態で、前記第１のエア供給手段１９を動作させエアを供給することにより、前記導電性部材３を前記整列路９に導入するように制御する制御手段２１と、を備え、前記第２の通気口１５と前記ストッパ１１との前記整列する方向における距離が、前記導電性部材３の１個分以上１．５個分以下の位置にある導電性部材供給装置１またはその装置を用いた導電性部材供給方法である。【選択図】図１
2008126290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性部材を一個づつ供給する導電性部材供給装置であって、
導電性部材が貯留される内部空間と、前記内部空間に連通する第１の通気口と、を有する貯留部と、
導電性部材を一列状に整列させ、前記内部空間と連通する整列路と、前記整列路に連通する第２の通気口と、を有する整列部と、
前記整列路を遮断／開放するストッパと、
前記第１の通気口から前記内部空間を介して前記整列路へのエアを供給する第１のエア供給手段と、
前記第２の通気口から、前記整列路内にエアを常時供給する第２のエア供給手段と、
前記ストッパにより前記整列路を遮断した状態で、前記第１のエア供給手段を動作させエアを供給することにより、前記導電性部材を前記整列路に導入するように制御する制御手段と、を備え、
前記第２の通気口の中心から、前記導電性部材が接触する前記ストッパの接触部までの前記整列する方向における距離をＬ、前記導電性部材の一個分の直径をＤとすると
Ｄ≦Ｌ≦１．５×Ｄ
が成り立つことを特徴とする導電性部材供給装置。
【請求項２】
前記第２のエア供給手段により前記第２の通気口から前記整列路内にエアを供給することにより、前記一列状に整列させた導電性部材の内、前記ストッパに接する列先頭の一つ目の導電性部材と、それに連なる二つ目の導電性部材と、を離間させることを特徴とする請求項１の導電性部材供給装置
【請求項３】
さらに、前記貯留部に設けた第１の通気口を介して前記内部空間に吸引力を付与する第１の吸引手段を備える請求項１又は２に記載の導電性部材供給装置。
【請求項４】
さらに、前記導電性部材を前記整列路内へ真空吸引する第２の吸引手段を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性部材供給装置。
【請求項５】
前記ストッパ及び前記整列路は、導電性部材を吸着するノズルである請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電性部材供給装置。
【請求項６】
貯留部の内部空間に貯留された導電性部材を、前記内部空間に連通する整列部の整列路から一個づつ供給する導電性部材供給方法であって、
ストッパにより前記整列路を遮断する遮断工程と、
前記整列路に連通し、前記導電性部材が整列する方向における前記導電性部材が接触する前記ストッパの接触部からの距離が、前記導電性部材の直径１個分以上、１．５個分以下の位置にある第２の通気口から、前記整列路内にエアを常時供給するエア供給工程と、
前記遮断工程及び前記エア供給工程の後、前記内部空間に貯留された前記導電性部材に対して、前記内部空間に連通する前記第１の通気口からエアを供給し、前記整列部の前記整列路内に前記導電性部材を一列状に整列させることで一個の導電性部材を分離する整列分離工程と、
前記整列分離工程の後、前記ストッパを開放し、前記一個の導電性部材を排出する工程と、を備える導電性部材供給方法。
【請求項７】
前記整列分離工程において、前記内部空間に連通する前記第１の通気口から真空吸引を行う工程を含む請求項６に記載の導電部材供給方法。
【請求項８】
前記整列分離工程において、前記導電性部材を前記整列路内へ真空吸引する工程を含む請求項６又は７に記載の導電部材供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な電子部品の電極間で電気的な接合をするために用いられる微小導電性部材を、一個づつ供給する導電性部材供給装置及び導電性部材供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ヘッド等の製造工程において、磁気ヘッドスライダの電極とフレキシャの電極との接合は、半田ボールを用いて半田付けにより行われている。具体的には、両電極が９０度の角度を挟んで配置され、これらの電極間に微小の導電性部材を一個配置し、当該導電性部材を熱線等により溶融してこれらの電極間の電気的接合を行う。以下に、導電性部材供給装置を備える従来の半田付け装置について図面を参照して説明する。
【０００３】
図１５は、従来の半田付け装置５０１の部分断面図である。この半田付け装置５０１は、半田ボール５１５を溶融するためのレーザ発振器等の光学系システム５０３と、半田ボール５１５を個別に供給する半田ボール供給部５０５と、固体状の半田ボール５１５を保持するためのノズル先端部５０７と、ノズル先端部５０７内に窒素ガスを供給するガス供給部５１１と、を備える。
【０００４】
ここで、半田ボール供給部５０５は、回転可能な円盤状の半田ボール移動盤５１３を有する。半田ボール移動盤５１３の外周部には、複数のボール収納孔５１７が設けられ、各ボール収容孔５１７は一個の半田ボール５１５を収容する。ボール収納孔５１７が、ボール貯蔵部５１９の底部に設けられた不図示の孔と一致すると、ボール貯留部５１９から一つの半田ボール５１５がボール収納孔５１７内に収納される。
【０００５】
半田ボール移動盤５１３が回転し、ボール収納孔５１７が通気経路５２１に一致すると、半田ボールが通気経路５２１を介して先端部５０７に落下し、半田ボール５１５が先端部５０７の開口５０９近傍に保持される。
【０００６】
先端部５０７の開口５０９近傍に保持された半田ボール５１５に対して光学系システム５０３のレーザを照射し、半田ボール５１５を溶融して、磁気ヘッドスライダ５２３の電極５２５とフレキシャ５２７の電極５２９との間で半田付けが行われる（特許文献１参照）。また、図１５の半田ボール移動盤のように、貯留部に収容された複数の半田ボールから、一個の半田ボールを機械的に供給する構成が、特許文献２に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特願２００２−１７０３５１号（段落番号〔０１１６〕〜〔０１２５〕、図２０等）
【特許文献２】特願２００５−０７９４９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の半田付け装置５０１では、半田ボール貯留部５１９に貯留されている複数の半田ボール５１５から、一つの半田ボールを分離して、先端部５０７へ搬送するために、半田ボール移動盤５１３を利用している。しかしながら、最近の電子部品の微小化に伴い、電極間を接続するための導電性部材の寸法も非常に微小になってきている。従って、半田ボール移動盤５１３のように一個の半田ボールを機械的に分離、搬送することが困難になりつつある。たとえば、半田ボール移動盤５１３と、半田ボール移動盤５１３が装着された半田ボール装置本体との間の可動すきま内に半田ボール５１５が詰まったり、挟まれ半田ボールが変形若しくは破損する恐れがある。
【０００９】
さらに、半田ボールを確実に一個のみを収容するように、高い寸法精度で半田ボール移動盤５１３の半田ボール収納孔５１７を形成すると、装置自体の製造費用が嵩む恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明は、簡易な構成でありながら、微小電子部品に利用される微小な導電性部材を、確実に一個、次の工程に供給することができる導電性部材供給装置及び導電性部材供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の導電性部材供給装置の第１の態様は、導電性部材が貯留される内部空間と、前記内部空間に連通する第１の通気口と、を有する貯留部と、導電性部材を一列状に整列させ、前記内部空間と連通する整列路と、前記整列路に連通する第２の通気口と、を有する整列部と、前記整列路を遮断／開放するストッパと、前記第１の通気口から前記内部空間を介して前記整列路へのエアを供給する第１のエア供給手段と、前記第２の通気口から、前記整列路内にエアを常時供給する第２のエア供給手段と、前記ストッパにより前記整列路を遮断した状態で、前記第１のエア供給手段を動作させエアを供給することにより、前記導電性部材を前記整列路に導入するように制御する制御手段と、を備え、前記第２の通気口の中心から、前記導電性部材が接触する前記ストッパの接触部までの前記整列する方向における距離をＬ、前記導電性部材の一個分の直径をＤとすると
Ｄ≦Ｌ≦１．５×Ｄ
が成り立つ。
【００１２】
また、本発明の導電性部材供給装置の第２の態様によれば、前記第２のエア供給手段により前記第２の通気口から前記整列路内にエアを供給することにより、前記一列状に整列させた導電性部材の内、前記ストッパに接する列先頭の一つ目の導電性部材と、それに連なる二つ目の導電性部材と、を離間させる。
【００１３】
さらに、本発明の導電性部材供給装置の第３の態様によれば、さらに、前記貯留部に設けた第１の通気口を介して前記内部空間に吸引力を付与する第１の吸引手段を備える。
【００１４】
本発明の導電性部材供給装置の第４の態様によれば、さらに、前記導電性部材を前記整列路内へ真空吸引する第２の吸引手段を備える。
【００１５】
また、本発明の導電性部材供給装置の第５の態様によれば、前記ストッパ及び前記整列路は、導電性部材を吸着するノズルである。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の導電性部材供給方法の第１の態様は、貯留部の内部空間に貯留された導電性部材を、前記内部空間に連通する整列部の整列路から一個づつ供給する導電性部材供給方法であって、ストッパにより前記整列路を遮断する遮断工程と、前記整列路に連通し、前記導電性部材が整列する方向における前記導電性部材が接触する前記ストッパの接触部からの距離が、前記導電性部材の直径１個分以上、１．５個分以下の位置にある第２の通気口から、前記整列路内にエアを常時供給するエア供給工程と、前記遮断工程及び前記エア供給工程の後、前記内部空間に貯留された前記導電性部材に対して、前記内部空間に連通する前記第１の通気口からエアを供給し、前記整列部の前記整列路内に前記導電性部材を一列状に整列させることで一個の導電性部材を分離する整列分離工程と、前記整列分離工程の後、前記ストッパを開放し、前記一個の導電性部材を排出する工程と、を備える。
【００１７】
さらに、本発明の導電性部材供給方法の第２の態様によれば、前記整列分離工程において、前記内部空間に連通する第１の通気口から真空吸引を行う工程を含む。
【００１８】
また、本発明の導電性部材供給方法の第３の態様によれば、前記整列分離工程において、前記導電性部材を前記整列路内へ真空吸引する工程を含む。
【００１９】
エア供給手段により供給されるエアとしては、導電性部材の酸化を防止することを目的として、窒素混合気体等を用いることが望ましい。
【００２０】
さらに、本明細書において、導電性部材とは、半田、金などの金属材料あるいは合金などの、接合する対象である部材同士を電気的に接続できる部材を意味する。また、導電性部材の形状は、球状に限らず、立方体形状、円錐体形状等をも含むものである。
【発明の効果】
【００２１】
整列した導電性部材から、エアを用いて、一個の導電性部材を分離し搬送する構成であるので、導電性部材が変形したり、破損することを防止できる。結果として、導電性部材の寸法に拘わらず、確実かつ容易に一個の導電性部材を次の工程に供給できる。また、整列した導電性部材から一個の導電性部材を分離するためのエアは常時供給する構成であるので、導電性部材を整列させるためのエアのみを制御できる導電性部材供給装置や導電性部材供給方法となり、その構成を簡易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明による導電性部材供給装置及び導電性部材供給方法の実施の形態及び実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、図面において同一部分は同一符号で示してある。
【００２３】
（実施形態１）
実施形態１は、導電性部材供給装置を、半田ボール供給装置に適用した例である。図１（Ａ）〜図１（E）は、本発明の第１の実施形態の半田ボール供給装置の一個の半田ボールを他の半田ボールから分離し供給する工程を示す一部断面図である。なお、図面の明瞭化の観点から、図１（Ａ）のみに半田ボール供給装置の構成要素を記載し、図１（B）〜（E）では省略した。図２は、図１の半田ボール供給装置を用いた半田ボール供給方法の工程を示す図である。
【００２４】
図１（Ａ）に示されるよう、半田ボール供給装置１は、球状の導電性部材である半田ボール３を収容する貯留部４及び内部空間５と連通する整列路９と整列部８を有する装置本体７と、整列路９を開放及び遮断するためのストッパ１１と、後述する底部ブロック２３により形成される第１の通気口（第１の通気路）にエアを供給する第１のエア供給部１９（第１のエア供給手段）と、装置本体７に設けられ、整列路９と連通する第２の通気口１５内にエアを常時供給する第２のエア供給部１７（第２のエア供給手段）と、第１のエア供給部１９及び第２のエア供給部１７を所定のタイミングで駆動するための制御部２１（制御手段）と、を備える。さらに、本実施形態では、本発明の必須要素ではないが、整列路９を開放若しくは遮断するストッパ１１を駆動するための駆動部１３を備え、制御部２１の指令により駆動部１３がストッパ１１を動作する構成である。
【００２５】
以下に、半田ボール供給装置１の各要素の詳細について説明する。貯留部４は、略円筒形状の装置本体７の下方部分であり、その内周面により画成される内部空間５に半田ボール３が貯留される。また、整列部８は、装置本体７の上方部分であり、その内周面により画成され、内部空間５と連通する整列路９を有する。
【００２６】
貯留部４の内部空間５の内径は、整列部８の整列路９の内径より大きく、内部空間５と整列路９は、テーパ部２５により連結される。整列路９の他端は、装置本体７の外部への排出口２７を構成する。整列路９の内径は、半田ボール３の外径より僅かに大きく寸法付けされている。従って、複数の半田ボール３が整列路９内に進入すると、その長手方向（以下、半田ボールが整列する整列方向とも称す）にそって半田ボール３が一列に整列する。なお、本実施形態では、ストッパ１１を遮断すると、整列路９内には、半田ボール（３ａ、３ｂ）が一列に並ぶことができるようになっている。
【００２７】
さらに、装置本体７の整列路９の略垂直方向には孔、すなわちストッパ収容路２９が刻設されている。ストッパ収容路２９にストッパ１１を収容し、ストッパ１１が摺動する。ストッパ収容路２９の一端は整列路９に連通し、他端は装置外部へ連通する開口を形成する。
【００２８】
さらに、整列方向において装置本体７のストッパ収容路２９の下方であって、整列路９には第２の通気口１５が設けられている。第２の通気口１５には、整列路９に伸びる第２の通気路１６が設けられ、第２の通気路１６の一端部は、整列路９に連通し、他端部は、装置本体７外部への開口を構成する。
【００２９】
装置本体７のストッパ収容孔２９には、その中で摺動可能に寸法付けされた棒状のストッパ１１が収容されている。ストッパ１１の先端部１１ａは、整列路９内に進入し、整列路９を遮断する。なお、先端部１１ａが整列路９を遮断する遮断位置（図１（Ａ）、（Ｂ）参照）では、半田ボール３の移動を遮断することができるような寸法関係を満足すればよい。なお、本実施形態では、整列路９の断面を略円形としたので、ストッパ１１を整列路９内に突出し整列路９が遮断された状態であっても、エアは整列路９内を通ることができる。
【００３０】
さらに、ストッパ１１には、ストッパ１１を駆動する公知のモータ、ピエゾアクチュエータ等の駆動部１３が連結されている。ストッパ１１は、駆動部１３により図１中の左右方向に移動し、整列路９の遮断／開放を行う。
【００３１】
また、第２の通気路１６の中心線（整列路９の延在する方向に対して略鉛直な方向に延び、第２の通気口の中心を通る線）から、半田ボール３が接触するストッパ１１の接触部１１ａまでの距離をＬとし、半田ボール３の外径をＤとした場合、
Ｄ≦Ｌ≦１．５ｘＤ
の関係を満たすように寸法付けすることが好ましい。
【００３２】
第２のエア通気路１６には、圧縮エアを供給する第２のエア供給部１７が連結している。
【００３３】
さらに、装置本体の図１中の下方の端部に装着されている底部ブロック２３は、焼結金属等からなる多孔質体から形成されている。多孔質体の微細通孔が、第１の通気路を構成する。底部ブロック２３には、第１のエア供給部１９が連結されている。従って、第１のエア供給部１９からのエアが、底部ブロック２３を介して内部空間５内に供給される。
【００３４】
さらに、半田ボール供給装置１は、制御部２１を備えている。制御部２１は、駆動部１３、第１のエア供給部１９、第２のエア供給部１７に接続している。制御部２１からの駆動信号が駆動部１３、第２のエア供給部１７、第１のエア供給部１９に付与され、それぞれが所定の動作タイミングで駆動できる。
【００３５】
以下に、上記構成の半田ボール供給装置の動作について説明する。まず、半田ボール供給装置１の内部空間５内に不図示の半田ボール装填孔（図８の符号３１４の部材参照）から複数の半田ボール３を装填する（図１（Ａ））。なお、ストッパ１１は、整列路９を遮断した状態である（図２のS１）。
【００３６】
次は、制御部２１からの駆動信号を受けた第２のエア供給部１７を駆動し（図２のS２）、第２の通気口１５から整列路９内へそれを横切る方向にエア３１が供給される。第２のエア供給部１７からのエア３１は、整列路内の壁に衝突し、整列路９内で図１（Ｃ）中で上方向への流れるエア３３と、下方向へ流れるエア３５とに分岐する。
【００３７】
なお、第２のエア供給部１７からのエア３１の供給は、後述するように半田ボールを供給する一連の工程の最後まで維持される。また、ストッパ１１で整列路９を遮断するタイミングと、第２のエア供給部１７を駆動するタイミングと、の先後は問わない。すくなくとも、ストッパ１１の閉鎖及び第２のエア供給部１７の駆動は、後述の整列分離工程の開始前までに行えばよい。他の実施形態や実施例も同様である。
【００３８】
次に、半田ボールを整列分離する工程である。制御部２１からの駆動信号を受けた第１のエア供給部１９を駆動し、エアを底部ブロック２３を介して内部空間５内に供給する（図２のＳ３）。エアは、底部ブロック２３から上方へ流れ、半田ボール３が上方へと浮遊し整列路９内へと導かれる。整列路９内に導かれた半田ボール３はストッパ１１により係止され、整列路９内に整列される（図１（Ｂ）、図２のＳ４）。なお、内部空間５と整列路９との間に設けられたテーパ部２５により、内部空間５内にある半田ボール３を整列路９内へ効率的に導くことができる。
【００３９】
さらに、制御部２１からの信号により、第１のエア供給部１９の駆動を停止し（図２のS５）、底部ブロック２３側からのエアの供給を止める。第２のエア供給部１７からのエアが常時供給されているので、半田ボールが整列路９内に進入する時点では、第２の通気口１５から整列路９内へエア３１が供給されている。このエア３１により、整列路９内で隣接する半田ボール３ａ、３ｂとが互いに分離される。すなわち、ストッパ１１に接する列先頭の一つ目の半田ボール３ａと、それに連なる二つ目の半田ボールと、が離間する。さらに、上方向へのエア３３により、隣接している半田ボール３の上側の半田ボール３ａは、ストッパ１１に当接した状態が維持される。他方、下側の半田ボール３ｂは、下方向へのエア３５により、内部空間５内へと戻される。結果として、整列路９内では、単一の半田ボール３ａが分離保持される。このように、整列分離工程では、第１のエア供給部１９からのエアの供給を止めるとほぼ同時に、ストッパに当接する半田ボールがその他の半田ボールから離間されることとなる。
【００４０】
次は、図１（Ｄ）に示す、ストッパを開放し半田ボールを排出する工程である。この工程では、制御部２１から駆動信号を駆動部１３へ付与することにより、ストッパ１１を図１（Ｄ）の右方（矢印３７）へ移動させ、整列路９を開放する（図２のS７）。この時、整列路９内の上方向へのエア３３により、半田ボール３ａが整列路９の排出口２７方向へと移動し次の工程へと搬送される。他方、半田ボール３ｂを含め内部空間５内にある半田ボールは、整列路９内を流れる下方向へのエア３５により内部空間５内に保持されているので、整列路９を通り、半田ボール供給装置１の外部へ誤って排出されることはない。
【００４１】
次は、図１（E）に示すストッパを閉鎖する工程である。制御部２１からの駆動信号を駆動部１３に付与し、ストッパ１１を左方向（矢印３９）へ移動させ、整列路９を遮断する（図２のS８）。そして、S３の工程から再度、順に繰り返すことにより、所定数の半田ボール３について半田ボールの供給がなされる。上記工程を繰り返し所定数の半田ボールを供給した後、制御部２１からの停止信号により第２のエア供給部１７の作動を停止しエアの供給を止める（図２のＳ９）。
【００４２】
（実施形態２）
本発明の導電性部材供給装置の第２実施形態は、第１実施形態の半田ボール供給装置に、さらに吸引部（吸引手段）を設けた半田ボール供給装置の構成である。図３は、第２の実施形態の半田ボール供給装置１０１の一部断面図である。図４は、図３の半田ボール供給装置を用いて半田ボールを供給する工程を示す工程図である。半田ボール供給装置１０１の構成は、図１の半田ボール供給装置１と類似するので、異なる部分についてのみ説明する。したがって、特に説明のない部分については、実施形態１と同様の構成である。
【００４３】
本実施形態では、装置本体７の底部ブロック２３に連結されているのは、第１の吸引部４１である。不図示の吸引源を有する第１の吸引部４１は、底部ブロック２３を介して吸引力を内部空間５内に付与するためのものである。また、第１の吸引部４１は、制御部１２１に連結され、制御部１２１からの駆動信号を受けると、第１の吸引部４１が作動し、吸引力を内部空間５内に付与する構成となっている。
【００４４】
また、制御部１２１は、図１の導電性部材供給装置１の制御部２１と同様に、第１及び第２のエア供給部１７、１９、駆動部１３にも連結されている。よって、所定の動作タイミングで、各要素を駆動することができる。
【００４５】
次に、第２実施形態の半田ボール供給装置１０１の動作について説明する。第１実施形態の図１（Ａ）、（Ｂ）と同様に、半田ボール装填工程、第２のエア供給部からエアを供給する工程が行われる（図４のS１〜S３）。
【００４６】
第１のエア供給部１９を停止し、内部空間５へのエア供給を停止する。図３に示されるように、次の半田ボール整列分離工程が、第１実施形態と異なる。制御部１２１を介して、第１のエア供給部１９を停止する（図４のＳ１０）とともに、第１の吸引部４１を動作させ、内部空間５内に吸引力を作用する（図４のＳ１０）。この構成により、エア３１は、整列路９内で下方向へのエア３５と、上方向へのエア３３とに分岐するのに加え、第１の吸引部４１による吸引力によりエアフロー４３が形成される。従って、半田ボール３ｂが内部空間５内へと戻される一方、整列路９内では、一個の半田ボール３ａが分離保持される。この構成によれば、第１の実施形態と比較し、内部空間５内でのエアフロー４３が確実に形成され、半田ボール分離工程の高速化を実現できる。
【００４７】
次は、半田ボールを排出する工程（図１（Ｄ）参照。）である。この工程では、第１の吸引部４１の動作を停止する（図４のS１１）。そして、ストッパ１１を右方へ移動させ（図４のS１２）、整列路９を開放する（図１（D）参照）。この時、第２のエア供給部１７からのエア３１の供給を維持されているので、整列路９内の上方向へのエア３３により、半田ボール３ａが整列路９の排出口２７方向へと移動し次の工程へと搬送される。他方、半田ボール３ｂを含め内部空間５内にある半田ボール３は、整列路９内を流れる下方向へのエア３５により内部空間５内に保持されているので、半田ボール３が整列路９を通り、半田ボール供給装置１の外部へ誤って排出されることはない。
【００４８】
排出する工程の次は、ストッパによる遮断工程（図１（E）参照）である。制御部１２１からの駆動信号を駆動部１３に付与し、ストッパ１１を左方向へ移動させ、整列路９を遮断する（図４のS８）。上記工程を繰り返し所定数の半田ボールを供給した後に、制御部１２１からの停止信号により第２のエア供給部１７の作動を停止しエアの供給を止める（図２のＳ９）。
【００４９】
（実施形態３）
本発明の導電性部材供給装置の第３実施形態は、第２実施形態の半田ボール供給装置１０１に、さらに別の吸引部（吸引手段）を設けた半田ボール供給装置の構成である。図５は、第３の実施形態の半田ボール供給装置２０１の一部断面図である。図６は、図５の半田ボール供給装置を用いた半田ボール供給する方法の工程図である。半田ボール供給装置２０１の構成は、図３の半田ボール供給装置１０１と類似するので、異なる部分についてのみ説明する。したがって、特に説明のない部分については、実施形態２と同様の構成である。
【００５０】
本実施形態で、新たに装置本体７の整列路９の排出口２７に連結されるのは、第２の吸引部４５である。第２の吸引部４５は、整列路９内に吸引力を付与するためのものである。また、第２の吸引部４５は、制御部２２１に連結され、制御部２２１からの駆動信号を受けると、第２の吸引部４５が作動し、吸引力を整列路９内に付与する構成である。
【００５１】
また、図３の導電性部材供給装置１０１の制御部１２１と同様に、第３実施形態における導電性部材供給装置２０１の制御部２２１は、第１及び第２のエア供給部１７、１９、第１の吸引部４１、駆動部１３に連結されている。よって、所定のタイミングで、各要素を駆動することができる。
【００５２】
次に、第３実施形態の半田ボール供給装置２０１の動作について説明する。第１実施形態の図１（Ａ）と同様に、まず、ストッパ１１で整列路９を遮断した状態で半田ボールの装填が行われる（図６のS１）。次に、制御部２１からの駆動信号を受けた第２のエア供給部１７が駆動し（図６のS２）、第２の通気口１５から整列路９内へエアが供給される。このエアは、整列路９内で図５中で上方向へ流れるエアと、下方向へ流れるエアとに分岐する。
【００５３】
次の半田ボール整列分離工程は、図５に示すように上記第１及び第２の実施形態と異なる。制御部２２１からの駆動信号により、第１のエア供給部１９と第２の吸引部４５とを作動させる（図６のＳ１３）。半田ボール装置２０１内部には、底部ブロック２３、内部空間５、整列路９、そして排出口２７を通り半田ボール装置２０１の外部へのエアフロー５１が形成される。さらに、整列路９へは第２の吸引部４５により吸引力が付与されているので、内部空間５を通過し整列路９内に到達したエアフロー５１の形成を補助し、半田ボールに対する吸引力を高めることができる。このように、第１のエア供給部１９及び第２の吸引部４５により、半田ボール３が整列路９内で整列する（図６のS４）。よって、半田ボール３の整列路９内への移動を迅速かつ確実に行うことができる。また、この構成によれば、第２の吸引部４５を利用しない第１及び第２の実施形態に比較して、整列路９内への半田ボールの導入を迅速にできる。
【００５４】
さらに、半田ボール整列分離工程では、第２の吸引部４５の動作を停止する（図６のＳ１４）。そして、第２の実施形態と同様に、制御部２２１により第１のエア供給部１９を停止するとともに第１の吸引部４１を作動させ（図６のＳ１０）、第１の吸引部４１により内部空間５内に吸引力を作用する。この構成により、エア（図３の符号３１参照）が整列路９で分岐した下方向へのエア（図３の符号３５参照）と、第１の吸引部による吸引力により、エアフロー（図３の符号４３参照）が形成され、半田ボール３ａを除いた半田ボール３が内部空間５内へと戻される。結果として、整列路９内では、単一の半田ボール３ａが分離保持される。
【００５５】
次は、ストッパを開放し半田ボールを排出する工程（図１（Ｄ）参照。）である。この工程では、第１の吸引部４１の動作を停止し（図６のＳ１１）底部ブロック２３側からの吸引を止める。さらに、制御部２２１から駆動信号を駆動部１３へ付与することにより、ストッパ１１を右方へ移動させ、整列路９を開放する（図５に破線で示す）。この時、整列路９内の上方向へのエア（図３の符号３３参照）により、半田ボール３ａが整列路９の排出口２７方向へと移動し次の工程へと排出される（図６のＳ１２）。他方、半田ボール３ｂを含め内部空間５内にある半田ボールは、整列路９内を流れる下方向へのエア（図３の符号３５参照）により内部空間５内に保持されているので、整列路９を通り、半田ボール供給装置１の外部へ誤って排出されることはない。
【００５６】
排出工程後は、ストッパによる遮断工程（図１（Ｄ）参照）である。制御部２２１からの駆動信号を駆動部１３に付与し、ストッパ１１を左方向へ移動させ、整列路９を遮断する（図６のＳ８）。上記工程を繰り返し所定数の半田ボールを供給した後に、制御部２１からの停止信号により第２のエア供給部１７の作動を停止しエアの供給を止める（図２のＳ９）。
【００５７】
なお、上記の第２実施形態において、第１の吸引部を第１の通気口を介して吸引力を付与する構成としたが、第１の吸引部に対応して、吸引口を設ける構成にしてもよいことは言うまでもない。
【実施例１】
【００５８】
以下に、本発明の導電性部材供給装置を半田付け装置に適用した実施例について説明する。図７は、半田付け装置の模式図であり、図８は、半田ボール供給部とノズルを示した部分断面図であり、図９は、図８のIX部の拡大図である。
【００５９】
半田付け装置３５１は、架台３５３と、架台３５３の作業面３５３ａ上に配置される、球状の半田ボールを溶融するためのレーザ照射部３５５と、半田ボールを吸着保持する吸着部３５７と、架台３５３の作業面３５３ａ上に配置されるｘ方向移動可能なｘ軸方向移動ステージ３６５及びｙ軸方向移動可能なｙ軸方向移動ステージ３６１と、ｘ軸方向移動ステージ３６５の上面に固定されるワーク３５９を搬送するワークトレー３６７と、ｙ軸方向移動ステージ３６１上に固定されるｚ軸方向移動可能なｚ軸方向移動ステージ３６３とを備える。
【００６０】
吸着部３５７は、アーム３６９を介してｚ軸方向移動ステージ３６３に固定され、ノズルアーム３６９が図７中の上下方向を移動する構成である。また、レーザ照射部３５５も、吸着部３５７と同様に、照射部支持部材３７１を介してｚ軸方向移動ステージ３６３に接続されている。従って、吸着部３５７及びレーザ照射部３５５は、図７の上下方向に移動可能となっている。
【００６１】
さらに、ｚ軸方向移動ステージ３６３が、ｙ軸方向移動ステージ３６１に固定されているので、ｚ軸方向移動ステージ３６３がｙ軸方向（図７の左右方向）に移動可能であり、レーザ照射部３５５及び吸着部３５７がｙ軸方向に移動可能である。
【００６２】
他方、レーザ照射部３５５及び吸着部３５７のｘ軸方向（図７の紙面の表裏方向）への移動は、ｘ軸方向ステージ３６５に固定されているワークトレー３６７を移動することにより行う。
【００６３】
ワークトレー３６７のワーク載置面３６９は、鉛直方向に対して傾斜しており、載置面３６９上にワーク３５９が載置され、電極間の接合がなされる。なお、本実施例では、ワーク３５９に、ハードディスクに用いられる電子部品を用い、具体的には磁気ヘッドスライダ３７０が装着されたフレキシャ３７２である。磁気ヘッドスライダの電極とフレキシャの電極との接合は、半田ボールを用いて半田付けにより行われる。ここで、両電極は９０度の角度を挟んで配置され、これらの電極が形成する角部に半田ボールを配置し、当該ボールを熱線等により溶融してこれらの電極間の電気的接合が行われる。
【００６４】
半田ボール供給装置３０１は、架台３５３の上面３５３ａに固定されている。半田ボール供給装置３０１の詳細については、図８、９を用いて説明する。
【００６５】
実施形態２に類似する構成の半田ボール供給装置３０１は、装置本体３０７と、第１のエア供給部３１９と、第１の吸引部３４１と、第２のエア供給部３４２と、ストッパを構成するノズル３７３と、制御部３２１と、を備える。なお、半田ボール供給装置３０１の構成は、特に明記しない限り実施形態２と同様の構成及び動作方法（図４）である。
【００６６】
装置本体３０７は、略直方体状で中央ブロック３０８と、その厚さ方向の上面及び下面にそれぞれ装着される板状の上部ブロック３１０と、底部ブロック３１２とを備える。中央ブロック３０８は、半田ボール３０３を貯留する内部空間３０５を画成する貫通孔を有し、その貫通孔は、厚さ方向下方に向かい拡開する。また、中央ブロック３０８の略水平方向に延在し、内部空間３０５と外部を連通する半田補充孔３１４が設けられている。この半田補充孔３１４を介して半田ボール３０３を内部空間３０５内へ装填する。なお、半田ボールの装填時以外は、半田補充孔３１４を閉じる補充孔フタ３１６が中央ブロック３１４にねじ止めされている。
【００６７】
さらに、中央ブロック３０８には、第２の通気構成路３１８が設けられている。第２の通気構成路３１８は、中央ブロック３０８の側面から図面の表裏方向に延在し、さらに厚さ方向の上面側に屈曲して伸び、上面で開口する。
【００６８】
また、中央ブロック３０８の上面に装着される上部ブロック３１０は、後述するノズル３７３の先端部を挿入するノズル収容孔３７５と、ノズル収容孔３７５に連続し、図８中の左方向に延びる溝３７７と、を有する。上部ブロック３１０を中央ブロック３０８に装着すると、この溝３７７と中央ブロック３０８の上面により右方向への水平通路が形成される。この水平通路と、前述の第２の通気構成路３１８とが、第２の通気路を構成する。従って、第２のエア供給部３４２からのエアが第２の通気路を通りノズル収容孔３７５へと供給される。
【００６９】
さらに、中央ブロック３０８の下面に装着される底部ブロック３１２は、焼結体（多孔質体）から構成される。底部ブロック３１２には、第１のエア供給部３１９及び第１の吸引部３４１がチューブ３２３を介して連結されている。上記構成により、第１のエア供給部３１９からのエアや第１の吸引部３４１からの吸引力が、底部ブロック３１２の微細孔である第１の通気口を介して内部空間３０５へ付与される。
【００７０】
半田ボール３０３が吸着保持されるノズル３７３は、先細り形状であり、半田ボール供給装置３０１のストッパとして機能する。ノズル３７３は、半田ボール保持部３７３ａとノズル本体３７３ｂとを有する。ノズル３７３の先端部を構成する半田ボール保持部３７３ａは、ノズル３７３の開口３７３ｄを画成し、半田ボール３０３の半径方向の位置決めを行う周壁部３７３ｆと、半田ボールが軸方向上方への位置決めを行う当接部３７３ｃと、を備える。ここで、周壁部３７３ｆ（開口）の内径は、半田ボール３０３ａの外径より僅かに大きく寸法づけされている。さらに、ノズル３７３を直立させた状態で、開口３７３ｄから当接部３７３ｃまでの鉛直方向距離は、半田ボール３０３ａの外径とほぼ同じ大きさに寸法付けされている。従って、半田ボール保持部３７３ａには、一つのみの半田ボール３０３ａを収容できるように寸法付けされている。すなわち、半田ボール保持部３７３ａが半田供給装置３０１のストッパの機能を果たす。
【００７１】
ノズル本体３７３ｂには、半田ボール保持部３７３ａの当接部３７３ｃを貫通し、吸引力を付与するための吸着エア供給路３７３ｅが設けられれている。吸着エア供給路３７３ｅには、不図示の吸引ポンプが連結され、吸引力が吸着エア供給路３７３ｅを介して半田ボール保持部３７３ａに供給され半田ボールを吸着保持する。なお、本実施例では、ノズル３７３をノズル収容孔３７５に挿入した状態では、ノズル３７３、ノズル収容孔３７５、内部空間３０５の中心軸線が略一致する構成である。
【００７２】
上記構成の半田付け装置３５１の動作について簡単に説明する。まず、ワークトレー３６７にワーク３５９を供給する。なお、図７中、ワーク３５９は一つのみ記載しているが、複数のワークを載置する構成でもよいことは言うまでもない。すなわち、ワークの数と、ノズル３７３の数を合わせ、一度にすべてのワーク３５９半田付け作業を行ったり、単一のノズル３７３で各ワークに対し半田付け作業を繰り返す構成としてもよい。
【００７３】
次に半田ボール供給装置３０１を用いて吸着部３５７のノズル３７３に半田ボール３０３を供給する半田ボール供給工程である。半田ボール供給工程では、まず、駆動部３７９からの指令により、不図示のｘ軸方向移動ステージと、ｙ軸方向移動ステージ３６１と、ｚ軸方向移動ステージ３６３と、を使用してノズル３７３が移動し、装置本体３０７のノズル収容孔３７５内に挿入される。その後は、図４に示す実施形態２のフローチャート同様に半田ボールが半田ボール保持部３７３ａ内に収容される。すなわち、ノズル収容孔３７５内にノズル３７３が挿入された状態が実施形態２におけるストッパが閉じた状態に対応する。また、ノズル保持部３７３ａが整列路に対応する。
【００７４】
まず、半田ボール３０３ａを他の半田ボールから分離するためのエアが第２のエア供給部３４２からノズル３７３の開口３７３ｄ近傍に水平方向に供給される。次に第１のエア供給部３１９からエアが内部空間３０５内に供給され、複数の半田ボール３０３が浮遊し、半田ボール３０３が半田ボール保持部３７３ａ内に導入される。
【００７５】
そして、第１のエアー供給部３１９を不作動にするとともに第１の吸引部３４１を作動させ、吸引力を内部空間３０５内に付与する。さらに、第２のエア供給部３４２からのエアにより、一つの半田ボール３０３ａが他の半田ボール３０３から分離される。この時、第２のエア供給部３４２から供給されたエアの一部が分岐し、内部空間３０５内において、底部フロック３１２側へのダウンフローが形成される。よって、半田ボール３０３ａから、他の半田ボール３０３が分離され、内部空間３０５内へ戻される。
【００７６】
さらに、制御部３２１の指令により第１の吸引部３４１の動作を停止し、ノズル３７３の吸引ポンプ（不図示）を動作させ、吸着エアーを半田ボール３０３ａに付与し半田ボール保持部３７３ａ内に吸着する。
【００７７】
次は、半田ボール３０３ａをワーク３５９に搬送する搬送工程である。具体的には、ノズル３７３をノズル収容孔３７５から図中上方へ移動し、第２のエア供給部３４２を停止する。ノズル３７３をノズル収容孔３７５から移動した後に、第２のエア供給部３４２を停止するのは、第２のエア供給部３４２により内部空間３０５の下方へのエアを維持することにより、他の半田ボールがノズルに吸着されることを防止するためである。
【００７８】
そして、ノズル３７３をフレキシャ３７２の電極とヘッドスライダの電極により形成される角部に、ｙ軸方向移動ステージ３６１、ｚ軸方向移動ステージ３６３、ｘ軸方向移動ステージ３６５を適宜移動し、位置決めする。
【００７９】
最後は、ボンディング工程である。レーザ照射部３５５から、吸着部３５７のの半田ボール保持部３７３ａに保持されている半田ボール３０３ａにレーザ光を照射し、半田ボール３０３ａを溶融し、フレキシャ３７２の電極とヘッドスライダ３７０の電極との半田付けを行う。
【実施例２】
【００８０】
実施例２は、実施例１と同様に、本発明の導電性部材供給装置を半田付け装置に適用した例である。図１０は、半田ボール供給部とノズルを示した部分断面図であり、図１１は、図１０のＸＩ部の拡大図である。
【００８１】
実施例２の構成については、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。したがって、特に明記していない構成及び動作は、実施例１と同じである。
【００８２】
半田ボール供給装置４０１は、装置本体４０７と、第１のエア供給部４１９と、第１の吸引部４４１と、第２のエア供給部４２０と、ストッパを構成する吸着部（図７の符号３５７参照）のノズル４７３と、制御部４２１を備える。
【００８３】
装置本体４０７は、略直方体状の中央ブロック４０８と、その厚さ方向の下面に装着される板状の底部ブロック４１２とを備える。すなわち、実施例１と異なり、上部ブロックが設けられていない。
【００８４】
中央ブロック４０８には、第２の通気路４１８が設けられている。第２の通気路４１８は、中央ブロック４０８の側面から図面の表裏方向に延在し、さらに厚さ方向の上面側に伸び、上面で開口する第２の通気構成路４１８ａと、上面４０８ａに刻設され、内部空間４０５に連続する溝４１８ｂから構成される。
【００８５】
半田ボール４０３を吸着保持するノズル４７３は、先細り形状であり、半田ボール供給装置４０１のストッパ及び整列路として機能する。ノズル４７３は、半田ボール保持部４７３ａとノズル本体４７３ｂとを有する。ノズル４７３の先端部を構成する半田ボール保持部４７３ａは、ノズル４７３の開口４７３ｄを画成し、半田ボール４０３ａの半径方向の位置決めを行う周壁部４７３ｆと、ノズル４７３の軸方向上方への半田ボールの位置決めを行う当接部４７３ｃと、を備える。実施例１と異なるのは、ノズル４７３の外周面に傾斜面４７３ｇを形成し、傾斜面４７３ｇに接続し、周壁部４７３ｆの切り欠き４７３ｈを設けたことである。この傾斜面４７３ｇを上面４０８ａの溝４１８ｂに当接させ、第２の通気路４１８を構成する。従って、ノズル４７３の中心軸線と内部空間４０５の中心軸線とが斜めに交差するような関係でノズル４７３が配置される。また、第２の通気路４１８は、ノズル４７３と中央ブロック４０８とが接合することにより完成し、第２のエア供給部４２０からのエアが内部空間４０３へと供給される。
【００８６】
さらに、半田ボール保持部４７３ａは、実施例１と同様に一つの半田ボールの４０３ａのみを収容できるように寸法付けされている。すなわち、半田ボール保持部４７３ａが半田供給装置４０１の整列路の機能を果たす。また、当接部４７３ｃと周壁部４７３ｆとによって半田装置４０１のストッパの機能を果たす。
【００８７】
上記構成の半田付け装置４０１の動作は、実施例１と同様であるので説明を割愛する。
【実施例３】
【００８８】
実施例３は、実施形態３の半田ボール供給装置の変形例である。図１２は、半田ボール供給装置の要部断面図である。図１３は、第１の動作タイミングを示すタイミングチャートであり、図１４は、第２の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【００８９】
実施例３の半田ボール供給装置５０１は、図5の半田ボール供給装置２０１に類似する構成である。異なるのは、第２の吸引口５１６が、整列路５０９の延在する方向に複数等間隔に設けられている点である。
【００９０】
実験条件は、以下の通りである。半田ボール５０３は、約６０μｍの径である。第１及び第２のエア供給部５１９、５１７から供給される気体は、窒素ガスである。さらに、第１のエア供給部から供給されるエアのエア圧は、約５０ｋPaを使用し、第２のエア供給部から供給されるエアのエア圧は約５０ｋPaである。また、半田ボールの帯電対策として、第１のエア供給部５１９及び第２のエア供給部５１７から、ガスの流量を調節する不図示のレギュレータの前にイオナイザを挿入し、供給する窒素ガスを除電している。さらに、内部空間５０５を画成する貯留部５０４には、アースを接続した。
【００９１】
動作タイミングは、図１３、１４に示す通り、２通りのタイミングで半田ボールの分離の成否を実験した。図１３、１４中において、縦軸のＳＶは、第２の吸引部５４５の動作を示し、ＣＢは、第２のエア供給部５１７の動作を示し、ＢＢは第１のエア供給部５１９の動作を示し、ＢＶは第１の吸引部５４１の動作を示し、ストッパは、ストッパ５１１の動作を示す。また、横軸は、時間（Ｔ）を示す。
【００９２】
図１３のタイミングチャートに示す通り、制御部５２１により各要素を作動する。まず、ｔ１で第２のエア供給部５１７を作動させる。次にｔ２で第２の吸引部５４５を作動させる。そしてｔ３において第１のエア供給部５１９を作動させ、半田ボール５０３を整列路５０９内に導入する。なお、初期状態では、ストッパ５１１は閉じているので、半田ボール５０３がストッパ５１１に係止された状態となる。次に、ｔ４では、第１のエア供給部５１９を停止し、第１の吸引部５４１を作動させる。これにより、第２の通気口５１５から内部空間５０５へのエアフローが形成され、半田ボール５０３ａを除く半田ボール５０３が内部空間５０５へと戻される。さらに、ｔ５では、第２の吸引部５４５と第１の吸引部５４１の作動を停止する一方、第２のエア供給部５１７の作動は維持され、そのエアにより半田ボール５０３ａは整列路５０９内に維持される。そして、ｔ６でストッパ５１１を開放し、半田ボール５０３ａは、矢印ｘ方向へと送られる。そしてｔ７でストッパ５１１を遮断し、最後のｔ８で第２のエア供給部５１７を停止する。この動作パターンを一工程行うのに、約０．３秒を要した。
【００９３】
図１４に示す第２の動作パターンは、ｔ１、ｔ２、ｔ３での動作は図１３と同じである。ｔ４において、第２の吸引部５４５を停止し、ｔ５では、第１のエア供給部５１９を停止するとともに、第１の吸引部５４１を作動し、整列路５０９内に整列している半田ボール５０３ａと他の半田ボール５０３を分離する。半田ボール５０３ａを除く半田ボール５０３を内部空間５０５内に戻す。ｔ６において第１の吸引部５４１を停止して、ｔ７においてストッパ５１１を開放し、第２のエア供給部５１７からのエアにより、ストッパ５１１を越えてｘ方向に送られる。そして、ｔ８において、ストッパ５１１で整列路５０９を遮断すると共に第２のエア供給部５１７を停止し、一工程が終わる。この動作タイミングによれば、一の供給工程に要した時間は、約０．３秒であった。
【００９４】
本発明の実施例によれば、いずれのタイミングチャートを用いても、背景技術に示した構成に比べて、確実に単一の半田ボールを供給できるとともに、供給作業の所要時間も十分満足できるものとなった。
【００９５】
本実施形態及び実施例におけるエア供給部としては、公知の加圧気体を付与する圧力源を用い、吸引部としては、空気を吸引できる真空源を用いることができる。また、エア供給部と吸引部とを兼用した正圧と負圧とで切り替え可能な圧力源を使用することも可能である。
ストッパの形状、位置等は上記実施形態及び実施例の形状に限定されることはない。
【００９６】
本実施形態及び実施例（実施例３の第２の動作パターンを除く）において、第２のエア供給部により内部空間内にダウンフローを形成し、内部空間内の導電性部材の不意の排出を防止することを目的として、ストッパ５１１の閉鎖が、第２のエア供給部の停止前に行われているが、本発明はこの構成に限定されない。
【００９７】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第１の実施形態による半田ボール供給装置を各工程毎に示す一部断面図である。
【図２】第１の実施形態の半田ボールを供給する工程を示す工程図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の半田ボール供給装置を示す一部断面図である。
【図４】第２の実施形態の半田ボールを供給する工程を示す工程図である。
【図５】第３の実施形態の半田ボール供給装置を示す一部断面図である。
【図６】第３の実施形態の半田ボールを供給する工程を示す工程図である。
【図７】実施例１の半田付け装置の模式図である。
【図８】図７半田ボール供給部とノズルを示した部分断面図である。
【図９】図８のIX部の拡大図である。
【図１０】実施例２の半田ボール供給部とノズルを示した部分断面図である。
【図１１】図１０のXI部の拡大図である。
【図１２】実施例３の半田ボール供給装置の要部断面図である。
【図１３】実施例３の第１の動作パターンのタイミングチャートである。
【図１４】実施例３の第２の動作パターンのタイミングチャートである。
【図１５】従来の半田付け装置の部分断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１      半田ボール供給装置
３      半田ボール
５      内部空間
９      整列路
１１    ストッパ
１３    駆動部
１５    第２の通気口
１７    第２のエア供給部
１９    第１のエア供給部
２１    制御部
【図１】
2008126290.tif 000003
【図２】
2008126290.tif 000004
【図３】
2008126290.tif 000005
【図４】
2008126290.tif 000006
【図５】
2008126290.tif 000007
【図６】
2008126290.tif 000008
【図７】
2008126290.tif 000009
【図８】
2008126290.tif 000010
【図９】
2008126290.tif 000011
【図１０】
2008126290.tif 000012
【図１１】
2008126290.tif 000013
【図１２】
2008126290.tif 000014
【図１３】
2008126290.tif 000015
【図１４】
2008126290.tif 000016
【図１５】
2008126290.tif 000017