(57)【要約】【課題】  本発明は、ボール吸着シートに対して常時張力を付与することにより、ボール吸着シートの弛みの発生を防止し、半田ボール等の搭載位置がずれるとい問題点を解消する。【解決手段】  ボールマウンタにおけるマウントヘッドに次の手段を採用する。  第１に、内部空間が形成されると共に下端に開口部が形成されるヘッド本体とボール吸着孔が多数形成された下面にボールを吸着するボール吸着シートと前記開口部を塞ぐようにしてヘッド本体にボール吸着シートを装着する装着手段とを備え、前記内部空間を真空にすることでボール吸着シートのボール吸着孔にボールを吸着するボールマウンタにおけるマウントヘッドとする。  第2に前記装着手段により装着されたボール吸着シートに対して常時張力を付与する張力付与手段を設ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間が形成されると共に下端に開口部が形成されるヘッド本体と
ボール吸着孔が多数形成された下面にボールを吸着するボール吸着シートと
前記開口部を塞ぐようにしてヘッド本体にボール吸着シートを装着する装着手段とを備え
前記内部空間を真空にすることでボール吸着シートのボール吸着孔にボールを吸着するボールマウンタにおけるマウントヘッドにおいて、
前記装着手段により装着されたボール吸着シートに対して常時張力を付与する張力付与手段を設けたことを特徴とするボールマウンタにおけるマウントヘッド。
【請求項２】
前記ボール吸着シートに対する張力の付与が、前記ヘッド本体の外側上方への張力付与であり、張力付与により、該ボール吸着シートが該ヘッド本体の下端に押圧されたものである請求項１記載のボールマウンタにおけるマウントヘッド。
【請求項３】
前記開口部に、ボール吸着シートの上面に当接してボール吸着シートを平坦に支持する支持部材を設けたものである請求項１記載のボールマウンタにおけるマウントヘッド。
【請求項４】
張力付与手段は、スプリングを利用するものである請求項１または２または３記載のボールマウンタにおけるマウントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハや基板等のワークに半田ボール等をマウントするボールマウンタにおいて利用されるマウントヘッドの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボールマウンタにおける半田ボールを吸引、吸着するマウントヘッドは、下面に位置するバキュームプレートやボール吸着プレートなどと称されるプレートに、半田ボールを吸着するための多数の吸着孔を設け、マウントヘッド内をバキューム手段で減圧することにより、半田ボールを吸着孔に吸引、吸着し、ワーク上に移動して半田ボールをワークにマウントするものであった。
【０００３】
半田ボール径が益々小さくなる方向にあり、ボール吸着プレートなどに設けられる吸着孔の数は多くなり、コスト高になるとともに、配列位置も高精度が要求されるようになった。そこでボール吸着プレートなどの板厚を薄くシート状に形成するようになった。
【０００４】
マウントヘッドにて半田ボール等をワークにマウントする際、ボール吸着シートの平坦度を正しく保つことは正確な半田ボール等のマウントには欠かせない条件であった。特に大量の半田ボール等をワークにマウントする場合には、この平坦度の確保は重要であった。しかし、ボール吸着シートの薄肉化などにより、ボール吸着シートの弛みも多くなり、半田ボールの搭載位置がずれるという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、特許文献１記載のマウントヘッドのように、バキュームプレートに支持プレートを用いて半田ボール吸着時の負圧による撓みを防止し、ワークとバキュームプレートの平行度を確保するマウントヘッドや、特許文献２記載のマウントヘッド（特許文献２では搭載ヘッド）のように、穴あきプレートにテンションを加えるものが提案されてきた。
【０００６】
しかし、特許文献１記載のマウントヘッドにおいては、マウントヘッド内部の真空吸引空間をボール吸引時には真空にし、ボール搭載時には加圧するというボール搭載動作を繰り返すと、薄いプレートには徐々に弛みが発生し、ボール搭載位置がずれてしまうものであった。また、特許文献２記載のマウントヘッドでは、搭載ヘッドへの装着時のみ穴あきプレートにテンションを加える構造であるが、これも使用の継続により弛み、ボール搭載位置がずれるものであった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５８９８号公開特許公報
【特許文献２】特許３２２８１３１号特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ボール吸着シートに対して常時張力を付与することにより、ボール吸着シートの弛みの発生を防止し、半田ボール等の搭載位置がずれるという問題点を解消するボールマウンタにおけるマウントヘッド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】
【０００９】
第１の発明は、ボールマウンタにおけるマウントヘッドに次の手段を採用する。
第１に、内部空間が形成されると共に下端に開口部が形成されるヘッド本体とボール吸着孔が多数形成された下面にボールを吸着するボール吸着シートと前記開口部を塞ぐようにしてヘッド本体にボール吸着シートを装着する装着手段とを備える。
第２に、前記内部空間を真空にすることでボール吸着シートのボール吸着孔にボールを吸着するボールマウンタにおけるマウントヘッドとする。
第３に、前記装着手段により装着されたボール吸着シートに対して常時張力を付与する張力付与手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
第２に発明は、第１の発明に、前記ボール吸着シートに対する張力の付与が、前記ヘッド本体の外側上方への張力付与であり、張力付与により、該ボール吸着シートが該ヘッド本体の下端に押圧されたものであるという手段を付加したボールマウンタにおけるマウントヘッドである。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明に、前記開口部に、ボール吸着シートの上面に当接しボール吸着シートを平坦に支持する支持部材を設ける手段を付加したボールマウンタにおけるマウントヘッドである。
【００１２】
第４の発明は、第１または第２または第３の発明に、張力付与手段が、スプリングを利用するものであることを付加したボールマウンタにおけるマウントヘッドである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ボール吸着シートに対して常時張力を付与しているため、ボール吸着シートの弛みの発生の防止ができ、半田ボール等の搭載位置がずれるという問題点を解消できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施例に用いられる半田ボールマウンタの概略正面図であり、該半田ボールマウンタには、半田ボール９を吸着保持し、ワークにマウントするマウントヘッド１と、そのＸＹ軸駆動機構２とＺ軸駆動機構３と、ボール供給装置となるボール溜まり４と、ワークである基板５が載置され、ボールマウント位置となる載置ステージ６と、ボール溜まり４と載置ステージ６間に配置されるボール吸着検査及び位置合わせ用の第２認識カメラ８とが配備されている。尚、基板５の位置を認識する第１認識カメラ７が、マウントヘッド１と同期して移動するよう配備されている。
【００１５】
図２に示されるマウントヘッド１が、第１実施例に係るもので、第１実施例におけるマウントヘッド１は、ヘッド本体１１と、図９に示されるようにボール吸着孔１４が多数形成されたボール吸着シート１５と、ヘッド本体１１にボール吸着シート１５を装着する装着具１６と、ボール吸着シート１５に常時張力を付与する張力付与手段であるスプリングとしての引張りばね２４とを備えている。
【００１６】
ヘッド本体１１は、図３に示されるように内部空間１２が形成されると共に、下端は平面状に形成され、その下端に開口部１３が形成されている。ヘッド本体１１には、図示されていない真空吸引装置及びエアー加圧装置からの連結パイプ１７が接続され、内部空間１２を真空及び加圧状態にすることができるようにされている。尚、ヘッド本体１１の下端開口部１３より上方で外側に向かった位置に装着具１６の取付部３３が形成されている。
【００１７】
ボール吸着シート１５は図２に示されるように、ヘッド本体１１の開口部１３を塞ぐようにして、ヘッド本体１１の取付部３３に固着された装着具１６に装着されている。このときボール吸着シート１５の下面は、マウントヘッド１の最も下位に位置するよう装着される。但し、マウントヘッド１は、Ｚ軸駆動機構３の設定により基板５に当接しないようになっている。
【００１８】
ボール吸着シート１５は、板厚が２０から５０μｍの箔状の薄板であり、材質としてはステンレスやニッケルなどを使用することが好ましい。このような素材を利用することにより、エッチングやアディティブなどの工法により精度の高いボール吸着孔１４の作成ができ、２０μｍ程度の径のボール吸着孔１４の作成も可能である。尚、ボール吸着孔１４の大きさは、半田ボール９のボール径の０．７倍以下が好ましく、これより大きいと半田ボール９が、ボール吸着孔１４に嵌り込んでしまい、マウント時に半田ボール９を落としきれない場合が生じる危険がある。
【００１９】
ボール吸着シート１５は、図２中ヘッド本体１１の左右に設けられた巻き取り式の装着具１６に、左右両側で巻き付けられている。巻き取り式の装着具１６は、アーム部２１、２２を内側に回動することによりボール吸着シート１５を装着具１６の中心軸近傍の巻き取り部２３に巻き取り固定することができる機構とされている。尚、該装着具１６のアーム部２１、２２は、引張りばね２４に接続されており、常時アーム部２１，２２を内側へと付勢しており、これによりボール吸着シート１５は、常時外側に向かった張力を付与されている。この張力によりヘッド本体１下端に沿ってボール吸着シート１５は平坦に保持される。
【００２０】
図６に示すマウントヘッド１が、第２実施例に係るもので、第２実施例でのマウントヘッド１は、マウントヘッド１の下端の開口部１３でボール吸着シート１５の上面に当接し、ボール吸着シート１５を平坦に支持する支持部材４１を設けたこと、及び、支持部材４１が、ボール吸着シート１５に常時張力を付与する手段としてのスプリングとして圧縮ばね４２を設けた点を特徴とする。
【００２１】
第２実施例のマウントヘッド１は、ヘッド本体１１の内部空間１２の下端に支持部材４１を上下動自在に位置させ、内部空間１２の支持部材４１の上方位置に、支持部材４１を下方に向かって付勢する圧縮ばね４２のばね装着部４３を設け、該ばね装着部４３に圧縮ばね４２を装着している。
【００２２】
尚、支持部材４１は、ボール吸着シート１５のボール吸着孔１４の吸引力を阻害しないものであればよく、図９に示すような空気の流通路４４が形成されたメタルプレートや多孔質体等が用いられる。また、常時張力付与手段としては、圧縮ばね４２の替わりに弾性を有するリング状のゴムなどの弾性体を利用するものであってもよい。
【００２３】
この圧縮ばね４２により支持部材４１が、開口部１３内側よりボール吸着シート１５を下方に向かって押圧し、ボール吸着シート１５の平坦を保持している。従って、第２実施例におけるマウントヘッド１の装着具１６は、回動自在であることや、ボール吸着シート１５を引張るためのアーム部２１，２２を必要としない。ボール吸着シート１５は、装着具１６に固着していればよい。
【００２４】
図示の第１及び第２実施例でのヘッド本体１１は、上部材３０と下部材３１とを着脱ねじ３２により着脱自在に装着してあり、上部材３０は、ヘッド本体１１の内部空間１２を有し、下部材３１は下端の開口部１３と装着具１６の取付部３３を有している。下部材３１は、取付部３３に装着具１６が取り付けられ、該装着具１６により、ボール吸着シート１５が、ヘッド本体１１の下端の開口部１３（ここにあっては下部材３１の下端の開口部）を塞ぐよう装着された状態を１部品として扱えるようになっており、マウントの品種変更時に交換可能な部品とされている。
【００２５】
尚、第１実施例のマウントヘッド１にも支持部材４１が存在し、支持部材４１の底面がボール吸着シート１５の上面に接している。これにより真空吸引時にボール吸着シート１５が撓まないよう完全を図っている。勿論、真空吸引や加圧エアーでボール吸着シート１５が撓まない場合には、この支持部材４１は不必要である。
【００２６】
半田ボールマウンタの動作について図１に従って説明する。
マウントヘッド１は、ＸＹ軸駆動機構２により、ボール溜まり４の上方へ移動し、Ｚ軸駆動機構３により下降し、ボール溜まり４に貯留している半田ボール９を吸着可能な高さに移動する。図示されていない真空吸引装置によりマウントヘッド１の内部空間１２を真空にして半田ボール９をボール吸着シート１５のボール吸着孔１４に吸着保持する。
【００２７】
マウントヘッド１はＺ軸駆動機構３により上昇し、ＸＹ軸駆動機構２により第２認識カメラ８の上方へ移動する。第２認識カメラ８によりマウントヘッド１の下面を撮像し、マウントヘッド１の位置検出と、ボール吸着孔１４への吸着状態の検査を行う。その後、ＸＹ駆動機構２により搭載ステージ６上方へ移動する。ここで前工程で行われた第１認識カメラ７による基板５の位置検出とマウントヘッド１の位置検出とに基づいて位置合わせを行う。
【００２８】
マウントヘッド１は、Ｚ軸駆動機構３により所定の高さまで下降し、マウントヘッド１の内部空間１２の真空状態が解除され、更に加圧されて半田ボール９を基板５上に搭載する。搭載完了後、マウントヘッド１はＺ軸駆動機構３により上昇し、その後に次の搭載のためにボール溜まり４へと移動する。
【００２９】
上記動作と並行して、基板５を搭載ステージ６に搬入、第１認識カメラ７による基板５の位置検出、半田ボール９の搭載完了後には基板５の搬出が行われている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】．．．．．．半田ボールマウンタの概要を示す正面図
【図２】．．．．．．第１実施例に係るマウントヘッドの一部断面正面図
【図３】．．．．．．ヘッド本体の正面断面図
【図４】．．．．．．第１実施例に係るマウントヘッドの底面図
【図５】．．．．．．同左側面図
【図６】．．．．．．第２実施例に係るマウントヘッドの正面断面図
【図７】．．．．．．同底面図
【図８】．．．．．．同左側面図
【図９】．．．．．．支持部材とボール吸着シートの関係を示す断面図
【符号の説明】
【００３１】
１．．．．．．．．マウントヘッド
２．．．．．．．．ＸＹ軸駆動機構
３．．．．．．．．Ｚ軸駆動機構
４．．．．．．．．ボール溜まり
５．．．．．．．．基板
６．．．．．．．．載置ステージ
７．．．．．．．．第１認識カメラ
８．．．．．．．．第２認識カメラ
９．．．．．．．．半田ボール
１１．．．．．．．ヘッド本体
１２．．．．．．．内部空間
１３．．．．．．．開口部
１４．．．．．．．ボール吸着孔
１５．．．．．．．ボール吸着シート
１６．．．．．．．装着具
１７．．．．．．．連結パイプ
２１，２２．．．アーム部
２３．．．．．．．巻き取り部
２４．．．．．．．引張りばね
３０．．．．．．．上部材
３１．．．．．．．下部材
３２．．．．．．．着脱ねじ
３３．．．．．．．取付部
４１．．．．．．．支持部材
４２．．．．．．．圧縮ばね
４３．．．．．．．ばね装着部
４４．．．．．．．流通路
【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】
2008277642.tif 000008
【図７】
2008277642.tif 000009
【図８】
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【図９】
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