(57)【要約】【課題】搭載対象体に対して球状体を確実に搭載する。【解決手段】内部空間を有すると共に吸着面に複数の吸気口が形成された吸着ヘッド１１と、吸着ヘッド１１における内部空間の気体を吸気して内部空間を負圧とするバキュームポンプ１３と、内部空間が負圧の状態における吸着ヘッドの吸着面に対して球状体を保持している保持部を近接させて吸着面に沿って移動させつつ吸着ヘッドに球状体を供給する供給処理を実行する供給部１２とを備えて、球状体を各吸気口に吸着可能に構成され、内部空間の真空度を調整するバキュームコントローラ１４と、バキュームコントローラ１４を制御する制御部１６とを備え、制御部１６は、供給処理の実行時において、吸着面に沿って保持部が移動する際の移動開始位置からの吸着面に沿った移動距離が長くなるに従って内部空間の真空度を徐々に低下させるようにバキュームコントローラ１４を制御する第１処理を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する箱状に形成されると共に吸着面に複数の吸気口が形成された吸着ヘッドと、当該吸着ヘッドにおける前記内部空間の気体を吸気して当該内部空間を負圧とする吸気機構と、球状体を保持する保持部を有して前記内部空間が負圧の状態における前記吸着ヘッドの前記吸着面に対して当該球状体を保持している当該保持部を相対的に近接させて当該吸着面に沿って相対的に移動させつつ当該吸着ヘッドに当該球状体を供給する供給処理を実行する供給部とを備えて、前記球状体を前記各吸気口に吸着する球状体吸着装置であって、
前記内部空間の真空度を調整する調整機構と、当該調整機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記供給処理の実行時において、前記吸着面に沿って前記保持部が移動する際の移動開始位置からの当該吸着面に沿った移動距離が長くなるに従って前記内部空間の真空度を徐々に低下させるように前記調整機構を制御する第１処理を実行する球状体吸着装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１処理において、前記内部空間の真空度を前記移動距離に反比例して低下させるように前記調整機構を制御する請求項１記載の球状体吸着装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記供給処理が終了したときに、当該供給処理の終了後における前記内部空間の真空度を終了前の真空度よりも上昇させるように前記調整機構を制御する第２処理を実行する請求項１または２記載の球状体吸着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の球状体吸着装置と、前記供給処理が実行される供給位置と前記球状体が搭載対象体に搭載される搭載位置との間で前記球状体吸着装置の前記吸着ヘッドを移動させる移動機構とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する球状体搭載装置。
【請求項５】
内部空間を有する箱状に形成されると共に吸着面に複数の吸気口が形成された吸着ヘッドにおける当該内部空間の気体を吸気して当該内部空間を負圧とし、その状態における前記吸着ヘッドの前記吸着面に対して球状体を保持している保持部を相対的に近接させて当該吸着面に沿って相対的に移動させつつ当該吸着ヘッドに当該球状体を供給する供給処理を実行し、前記球状体を前記各吸気口に吸着させる球状体吸着方法であって、
前記供給処理の実行時において、前記吸着面に沿って前記保持部が移動する際の移動開始位置からの当該吸着面に沿った移動距離が長くなるに従って前記内部空間の真空度を徐々に低下させる第１処理を実行する球状体吸着方法。
【請求項６】
前記第１処理において、前記内部空間の真空度を前記移動距離に反比例して低下させる請求項５記載の球状体吸着方法。
【請求項７】
前記供給処理が終了したときに、当該供給処理の終了後における前記内部空間の真空度を終了前の真空度よりも上昇させる第２処理を実行する請求項５または６記載の球状体吸着方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれかに記載の球状体吸着方法で前記吸着ヘッドに前記球状体を吸着させ、当該球状体を吸着している前記吸着ヘッドを搭載位置に移動させて、前記球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状体を吸着する球状体吸着装置、その球状体吸着装置を備えて球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載装置、球状体を吸着する球状体吸着方法、およびその球状体吸着方法で吸着している球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載方法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、特許第４１７１８４７号公報に開示された半田ボールマウント装置が知られている。この半田ボールマウント装置は、吸着ヘッド、昇降機構、半田ボール供給ボックス、圧力検出器、吸引装置および真空開放バルブなどを備えて、半田ボールを基板に搭載可能に構成されている。この半田ボールマウント装置では、まず、昇降機構が動作して、待機位置から半田ボール吸着位置（半田ボール供給ボックスの上方）まで吸着ヘッドを下降させる。この際に、吸引装置が第１の圧力（真空度が高い圧力）で吸引を行うことにより、吸着ヘッドの各吸着穴に半田ボールが吸着される。次いで、圧力検出器によって吸着ヘッド内の真空度が第１の圧力に達したことが検出された後に、真空開放バルブが作動して、吸着ヘッド内の圧力が第２の圧力（第１の圧力よりも真空度が低くかつ、半田ボールを保持可能な圧力）に移行する。次いで、昇降機構が動作して吸着ヘッドを上昇させる。この半田ボールマウント装置では、吸着ヘッドに半田ボールを吸着させるときには吸着ヘッド内が第１の圧力に維持され、半田ボールの吸着が完了したときには吸着ヘッド内の圧力が第１の圧力よりも真空度が低い第２の圧力に移行するため、ダブルボール（吸着穴に複数の半田ボールが吸着される事象）が発生したとしても、余剰の半田ボールが自然落下してダブルボールを解消することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１７１８４７号公報（第３−４頁、第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の半田ボールマウント装置には、以下の問題点がある。すなわち、この半田ボールマウント装置では、吸着ヘッドによる半田ボールの吸着が完了するまで吸着ヘッド内の圧力が一定の高い真空度に維持される。一方、半田ボールが各吸着穴に吸着されていく過程では、吸着された半田ボールによって閉塞される吸着穴の数が徐々に多くなって閉塞されていない吸着穴の数が徐々に少なくなり、最終的に全て（ほぼ全て）の吸着穴に半田ボールが吸着される。この場合、上記したように半田ボールの吸着が完了するまで吸着ヘッド内の圧力を一定の高い真空度に維持したときには、閉塞されていない吸着穴の数が少なくなるのに従い、閉塞されていない吸着穴から吸着ヘッド内に吸い込まれる空気の流速が大きくなる。そして、空気の流速が大きくなるに従って半田ボールが吸着穴に向かって移動する速度も大きくなり、半田ボールが吸着穴に吸着される際に吸着穴の縁部に高速で衝突して吸着穴に嵌り込むおそれがある。このため、従来の半田ボールマウント装置には、吸着穴に嵌り込んだ半田ボールが搭載対象体に対する搭載の際に吸着ヘッドから離反せずに、この結果、搭載対象体の一部に半田ボールが搭載されない欠陥が生じるおそれがあるという問題点が存在する。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、搭載対象体に対して球状体を確実に搭載し得る球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法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記載の球状体吸着装置は、内部空間を有する箱状に形成されると共に吸着面に複数の吸気口が形成された吸着ヘッドと、当該吸着ヘッドにおける前記内部空間の気体を吸気して当該内部空間を負圧とする吸気機構と、球状体を保持する保持部を有して前記内部空間が負圧の状態における前記吸着ヘッドの前記吸着面に対して当該球状体を保持している当該保持部を相対的に近接させて当該吸着面に沿って相対的に移動させつつ当該吸着ヘッドに当該球状体を供給する供給処理を実行する供給部とを備えて、前記球状体を前記各吸気口に吸着する球状体吸着装置であって、前記内部空間の真空度を調整する調整機構と、当該調整機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記供給処理の実行時において、前記吸着面に沿って前記保持部が移動する際の移動開始位置からの当該吸着面に沿った移動距離が長くなるに従って前記内部空間の真空度を徐々に低下させるように前記調整機構を制御する第１処理を実行する。
【０００７】
また、請求項２記載の球状体吸着装置は、請求項１記載の球状体吸着装置において、前記制御部は、前記第１処理において、前記内部空間の真空度を前記移動距離に反比例して低下させるように前記調整機構を制御する。
【０００８】
また、請求項３記載の球状体吸着装置は、請求項１または２記載の球状体吸着装置において、前記制御部は、前記供給処理が終了したときに、当該供給処理の終了後における前記内部空間の真空度を終了前の真空度よりも上昇させるように前記調整機構を制御する第２処理を実行する。
【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吸着装置と、前記供給処理が実行される供給位置と前記球状体が搭載対象体に搭載される搭載位置との間で前記球状体吸着装置の前記吸着ヘッドを移動させる移動機構とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する。
【００１０】
また、請求項５記載の球状体吸着方法は、内部空間を有する箱状に形成されると共に吸着面に複数の吸気口が形成された吸着ヘッドにおける当該内部空間の気体を吸気して当該内部空間を負圧とし、その状態における前記吸着ヘッドの前記吸着面に対して球状体を保持している保持部を相対的に近接させて当該吸着面に沿って相対的に移動させつつ当該吸着ヘッドに当該球状体を供給する供給処理を実行し、前記球状体を前記各吸気口に吸着させる球状体吸着方法であって、前記供給処理の実行時において、前記吸着面に沿って前記保持部が移動する際の移動開始位置からの当該吸着面に沿った移動距離が長くなるに従って前記内部空間の真空度を徐々に低下させる第１処理を実行する。
【００１１】
また、請求項６記載の球状体吸着方法は、請求項５記載の球状体吸着方法において、前記第１処理において、前記内部空間の真空度を前記移動距離に反比例して低下させる。
【００１２】
また、請求項７記載の球状体吸着方法は、請求項５または６記載の球状体吸着方法において、前記供給処理が終了したときに、当該供給処理の終了後における前記内部空間の真空度を終了前の真空度よりも上昇させる第２処理を実行する。
【００１３】
また、請求項８記載の球状体搭載方法は、請求項５から７のいずれかに記載の球状体吸着方法で前記吸着ヘッドに前記球状体を吸着させ、当該球状体を吸着している前記吸着ヘッドを搭載位置に移動させて、前記球状体を搭載対象体に搭載する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の球状体吸着装置、請求項４記載の球状体搭載装置、請求項５記載の球状体吸着方法、および請求項８記載の球状体搭載方法では、供給処理の実行時において、吸着ヘッドの吸着面に沿って保持部が移動する際の移動開始位置からの吸着面に沿った移動距離が長くなるに従って吸着ヘッドにおける内部空間の真空度を徐々に低下させる第１処理を実行する。このため、この球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、供給処理の際の保持部の移動距離が長くなるに従って球状体を吸着していない未吸着の吸気口の数が徐々に少なくなっても、それに合わせて、内部空間の真空度も徐々に低下するため、吸気口から内部空間に流れ込む気体（空気）の流速が過度に速くなる事態を確実に防止することができる。したがって、この球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、吸気口に球状体が嵌り込む事態が確実に防止される結果、吸気口に球状体が嵌り込むことに起因して搭載対象体に対する搭載時に吸着ヘッドから球状体が離反せずに搭載対象体に球状体が搭載されない欠陥が生じる事態を防止して、搭載対象体に対して球状体を確実に搭載することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の球状体吸着装置、請求項４記載の球状体搭載装置、請求項６記載の球状体吸着方法、および請求項８記載の球状体搭載方法では、第１処理において、内部空間の真空度を移動距離に反比例して低下させる。このため、この球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、移動距離の増加量に対する真空度の低下量の割合（比例定数）を、移動距離の増加量に対する未吸着の吸気口の数の減少量の割合（比例定数）に合わせるように規定することで、１つの吸気口から内部空間に流れ込む気体の流速を未吸着の吸気口の数に拘わらず一定（ほぼ一定）に維持することができる。
【００１６】
また、請求項３記載の球状体吸着装置、請求項４記載の球状体搭載装置、請求項７記載の球状体吸着方法、および請求項８記載の球状体搭載方法では、供給処理が終了したときに、供給処理の終了後における内部空間の真空度を終了前の真空度よりも上昇させる第２処理を実行する。このため、この球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、供給処理が実行される供給位置から球状体が搭載対象体に搭載される搭載位置まで吸着ヘッドを移動させる際に振動等が吸着ヘッドに加わったとしても、球状体を吸気口に確実に吸着させた状態に維持することができるため、吸着ヘッドの移動中に球状体が吸着ヘッドから落下して、搭載対象体に球状体が搭載されない欠陥が生じ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】
【００１７】
【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】半田ボール吸着装置２の構成を示す構成図である。
【図３】吸着ヘッド１１の構成を示す断面図である。
【図４】供給部１２の構成を示す断面図である。
【図５】吸着ヘッド１１の底壁２２および整列用プレート１５の構成を示す断面図である。
【図６】制御部１６によって実行される制御第１処理および第２処理を説明する説明図である。
【図７】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第１の説明図である。
【図８】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第２の説明図である。
【図９】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第３の説明図である。
【図１０】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第４の説明図である。
【図１１】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第５の説明図である。
【図１２】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第６の説明図である。
【図１３】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第７の説明図である。
【図１４】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第８の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
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、半田ボール吸着装置２および移動機構３を備えて、球状体搭載方法に従い、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５参照）を搭載対象体としての基板４００（基板４００に形成された端子４０１）に搭載（載置）可能に構成されている。
【００２０】
この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（図５参照）が８０μｍ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て略半球状となった状態で基板４００の表面（図１に示す端子４０１）に固着されて基板４００上にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を構成し、これによって半田搭載済基板（球状体搭載済基板）が製造される。また、このようにして製造された半田搭載済基板には、集積回路等の電子部品が搭載されて、その電子部品の端子が半田搭載済基板における基板４００の端子４０１に固着された半田ボール３００を介して端子４０１に接続され、これによって電子部品搭載済基板が製造される。
【００２１】
半田ボール吸着装置２は、球状体吸着装置の一例であって、図２に示すように、吸着ヘッド１１、供給部１２、バキュームポンプ１３、バキュームコントローラ１４、整列用プレート１５、および制御部１６を備えて構成されて、球状体吸着方法に従って半田ボール３００を吸着する。
【００２２】
吸着ヘッド１１は、図３に示すように、一例として、内部空間２１を有する中空の箱型に構成されている。また、同図および図５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（吸着面として機能する面であって、以下「吸着面２２ａ」ともいう）に開口すると共に内部空間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（図５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。なお、吸着面２２ａにおける吸気孔２３の開口部が吸気口（以下、「吸気口２３ａ」ともいう）に相当する。また、この半田ボール搭載装置１では、吸気口２３ａが吸着面２２ａにおいて等間隔（ほぼ等間隔）に整列するように吸気孔２３が形成されている。
【００２３】
この場合、図５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、８０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、図３に示すように、吸着ヘッド１１には、内部空間２１内の空気（気体）をバキュームポンプ１３によって吸気するための通気孔２４が形成されている。この吸着ヘッド１１では、内部空間２１内の空気がバキュームポンプ１３によって吸気されることによって内部空間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、吸気口２３ａに半田ボール３００を吸着することが可能となっている（図５参照）。
【００２４】
供給部１２は、図４に示すように、収容容器３１、保持部３２、吸引部３３および駆動機構３４（図２参照）を備えて吸着ヘッド１１に対して半田ボール３００を供給する供給処理を実行する。収容容器３１は、容器本体３１ａと、容器本体３１ａの両側部に配設された２枚の側壁（図示せず）とを備えて、半田ボール３００を収容可能に構成されている。
【００２５】
保持部３２は、図４に示すように、基端部３２ｂ側から先端部３２ａに至る吸気経路３２ｃが内部に形成されて、収容容器３１に収容されている半田ボール３００を先端部３２ａで吸着して保持可能に構成されている。また、保持部３２は、基端部３２ｂを中心として回動可能に配設されている。吸引部３３は、２枚の区画壁３３ａ，３３ｂと収容容器３１の側壁とによって形成される吸引経路３３ｃ（同図参照）を介して半田ボール３００を吸引可能に構成されている。
【００２６】
駆動機構３４は、制御部１６の制御に従って保持部３２の基端部３２ｂを中心として保持部３２を回動させる。また、駆動機構３４は、制御部１６の制御に従って供給部１２（具体的には、収容容器３１、保持部３２および吸引部３３）を移動させる。具体的には、駆動機構３４は、半田ボール３００を保持している保持部３２の先端部３２ａが吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに対向している状態で、先端部３２ａが吸着面２２ａに近接するように供給部１２を移動させる。また、駆動機構３４は、先端部３２ａを吸着面２２ａに近接させた状態を維持して吸着面２２ａに沿って供給部１２を移動させることにより、半田ボール３００を吸着ヘッド１１に供給する。
【００２７】
バキュームポンプ１３は、吸気機構の一例であって、エアチューブ５０を介してバキュームコントローラ１４に繋げられ、さらにバキュームコントローラ１４を経由して、エアチューブ５０を介して吸着ヘッド１１の通気孔２４に繋げられている。このバキュームポンプ１３は、吸着ヘッド１１における内部空間２１の空気（気体）を吸気することにより、内部空間２１を負圧状態に維持させる。
【００２８】
また、バキュームポンプ１３は、エアチューブ５０を介して供給部１２における保持部３２の吸気経路３２ｃに繋げられると共に、供給部１２における吸引部３３の吸引経路３３ｃに繋げられており、吸気経路３２ｃおよび吸引経路３３ｃからの吸気を行う。
【００２９】
バキュームコントローラ１４は、調整機構の一例であって、エアチューブ５０を介してバキュームポンプ１３および吸着ヘッド１１の通気孔２４に繋げられている。このバキュームコントローラ１４は、例えば、ゲートバルブ、バリアブルリークバルブ、およびこれらのバルブを駆動する駆動機構（いずれも図示せず）などを備え構成され、制御部１６の制御に従って吸着ヘッド１１における内部空間２１の真空度（負圧の度合を示す物理量であって、例えば、その負圧の圧力値と大気圧の値との差分値の絶対値で表される値）を調節する（増減させる）。
【００３０】
整列用プレート１５は、吸着ヘッド１１による余剰な半田ボール３００の吸着を規制する機能を有しており、供給部１２の配設位置の上方の位置に配設されている。また、整列用プレート１５には、図５に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａと上面１５ａとが接触（または近接）している装着状態において吸着ヘッド１１の吸気口２３ａに対向する位置に貫通孔１５ｃが形成されている。この場合、貫通孔１５ｃの直径Ｌ４は、半田ボール３００が通過可能な９５μｍ程度に規定されている。また、同図に示すように、整列用プレート１５の厚みＬ３は、装着状態において吸気口２３ａの縁部に吸着された半田ボール３００の先端部が下面（他面）１７ｂからやや突出する７５μｍ程度に規定されている。
【００３１】
制御部１６は、半田ボール吸着装置２における供給部１２の駆動機構３４による保持部３２の回動や、駆動機構３４による供給部１２の移動を制御する。また、制御部１６は、バキュームコントローラ１４を制御する。具体的には、制御部１６は、供給部１２による供給処理の実行時において、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに沿って保持部３２が移動する際の移動開始位置からの吸着面２２ａに沿った移動距離Ｄが長くなるに従って吸着ヘッド１１における内部空間２１の真空度を徐々に低下させるようにバキュームコントローラ１４を制御する第１処理を実行する。この場合、制御部１６は、この第１処理において、内部空間２１の真空度を移動距離Ｄに反比例して低下させるようにバキュームコントローラ１４を制御する。
【００３２】
また、制御部１６は、供給部１２による供給処理が終了したときに、供給処理の終了後における内部空間２１の真空度を、終了前の真空度よりも上昇させるようにバキュームコントローラ１４を制御する第２処理を実行する。
【００３３】
移動機構３は、半田ボール吸着装置２における制御部１６の制御に従い、半田ボール３００の供給が行われる供給位置（整列用プレート１５の配設位置）位置と、半田ボール３００を基板４００に搭載する位置（基板４００の配設位置）との間で、吸着ヘッド１１を移動させる。
【００３４】
次に、半田ボール搭載装置１を用いて、球状体吸着方法に従って吸着した半田ボール３００を基板４００に搭載する方法（球状体搭載方法）について、図面を参照して説明する。
【００３５】
まず、半田ボール吸着装置２におけるバキュームポンプ１３を作動させる。この際に、エアチューブ５０を介してバキュームポンプ１３に繋げられている供給部１２における保持部３２の吸気経路３２ｃ、および供給部１２における吸引部３３の吸引経路３３ｃからの吸気が開始される。
【００３６】
次いで、図外の操作部に対して開始操作を行う。これに応じて、制御部１６が、移動機構３を制御して、半田ボール３００の供給が行われる供給位置（整列用プレート１５の配設位置）に吸着ヘッド１１を移動させ、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａと整列用プレート１５の上面１５ａとを接触（近接）させる（図５参照）。
【００３７】
また、制御部１６は、吸着ヘッド１１の移動を開始した時点（図６に示すＴ１の時点）で、バキュームコントローラ１４を制御して、バキュームポンプ１３と吸着ヘッド１１との間の気体の流路を開放させる。この際に、バキュームポンプ１３によって吸着ヘッド１１における内部空間２１の空気（気体）が吸気されて、内部空間２１が負圧状態となる。また、内部空間２１が負圧状態となることにより、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに形成されている各吸気口２３ａから内部空間２１に空気が流れ込む。
【００３８】
続いて、制御部１６は、バキュームコントローラ１４を制御して、内部空間２１の真空度を上昇させる（つまり内部空間２１の圧力を低下させる）。次いで、制御部１６は、バキュームコントローラ１４を制御して、内部空間２１の真空度が、例えば、バキュームポンプ１３によって実現可能な真空度の７０％程度に達した時点（図６に示すＴ２の時点）で上昇を停止させて、その時点の真空度に維持させる。
【００３９】
一方、制御部１６は、供給位置への吸着ヘッド１１の移動が完了して吸着面２２ａと整列用プレート１５の上面１５ａとが接触し、かつ内部空間２１の真空度が上記したバキュームポンプ１３によって実現可能な真空度の７０％程度に達したときに、供給部１２に対して供給処理を実行させる。具体的には、制御部１６は、供給部１２の駆動機構３４を制御して、図７に示すように、吸気経路３２ｃからの吸気に伴って先端部３２ａに半田ボール３００を吸着している保持部３２を回動させ、続いて、図８に示すように、整列用プレート１５の下面１５ｂにおける一方の端部（同図における左側の端部であって、移動開始位置に相当する）に先端部３２ａを近接させる。
【００４０】
次いで、制御部１６は、図９に示すように、駆動機構３４を制御して、保持部３２（供給部１２）を吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ（整列用プレート１５の下面１５ｂ）に沿って（例えば同図に示す矢印の向きに）移動させる。この際に、同図に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに形成されている各吸気口２３ａから吸着ヘッド１１の内部空間２１に流れ込む空気の流れに伴って生じる吸引力により、半田ボール３００が保持部３２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、供給された半田ボール３００が整列用プレート１５の各貫通孔１５ｃを通って各吸気口２３ａに吸着される。続いて、図１０に示すように、保持部３２が吸着面２２ａに沿って同図に示す矢印の向きにさらに移動したときには、次の吸気口２３ａに半田ボール３００が吸着される。同様にして、図１１，１２に示すように、保持部３２が吸着面２２ａに沿ってさらに移動するに従い、各吸気口２３ａに半田ボール３００が次々に吸着される。
【００４１】
一方、制御部１６は、下面１５ｂに沿った保持部３２の移動を開始した時点（図６に示すＴ３の時点）で、第１処理を実行する。この第１処理では、制御部１６は、バキュームコントローラ１４を制御して、下面１５ｂに沿った保持部３２の移動を開始した移動開始位置からの移動距離Ｄが長くなるに従い、吸着ヘッド１１における内部空間２１の真空度を徐々に低下させる。より具体的には、制御部１６は、この第１処理において、内部空間２１の真空度を移動距離Ｄに反比例して低下させるようにバキュームコントローラ１４を制御する。この場合、保持部３２が一定速度で移動するときには、図６に示すように、保持部３２の移動を開始したＴ３の時点からの経過時間に反比例して真空度が低下する。
【００４２】
続いて、制御部１６は、図１２に示すように、保持部３２の先端部が整列用プレート１５の下面１５ｂにおける他方の端部（同図における右側の端部）まで移動した時点（図６に示すＴ４の時点）で第１処理を終了し、バキュームコントローラ１４を制御して、その時点における真空度に維持させる。
【００４３】
ここで、この半田ボール搭載装置１（半田ボール吸着装置２）では、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに複数の吸気口２３ａがほぼ等間隔に整列した状態で形成されている。つまり、吸着面２２ａに沿った方向における単位長さ当りに形成されている吸着面２２ａの数が一定となっている。このため、吸着面２２ａに形成されている全ての吸気口２３ａの中で、供給処理によって供給された半田ボール３００を吸着してその半田ボール３００によって閉塞される吸気口２３ａの数が、移動距離Ｄに比例して多くなる。言い換えると、吸着面２２ａに形成されている全ての吸気口２３ａの中で、半田ボール３００を吸着していない吸気口２３ａ（以下、この吸気口２３ａを「未吸着の吸気口２３ａ」ともいう）の数が、移動距離Ｄに反比例して少なくなる。
【００４４】
一方、吸着ヘッド１１における内部空間２１の真空度が一定のときには、未吸着の吸気口２３ａの数が少なくなるに従い、その未吸着の吸気口２３ａから内部空間２１に流れ込む空気の流速が速くなる。この場合、この流速が過度に速くなると、保持部３２から吸気口２３ａに引き寄せられるときの半田ボール３００の速度が過度に大きくなり、吸気口２３ａの縁部に衝突して半田ボール３００が変形し、吸気口２３ａに嵌り込むおそれがある。
【００４５】
これに対して、この半田ボール搭載装置１では、移動距離Ｄが長くなるに従って内部空間２１の真空度を徐々に低下させる。このため、この半田ボール搭載装置１では、供給処理の際の保持部３２の移動距離Ｄが長くなるに従って未吸着の吸気口２３ａの数が徐々に少なくなっても、内部空間２１の真空度が徐々に低下されることで、吸気口２３ａから内部空間２１に流れ込む空気の流速が過度に速くなる事態が防止される。したがって、この半田ボール搭載装置１では、吸気口２３ａに半田ボール３００が嵌り込む事態が確実に防止される。
【００４６】
また、この半田ボール搭載装置１では、移動距離Ｄに反比例して未吸着の吸気口２３ａの数が少なくなり、内部空間２１の真空度も移動距離Ｄに反比例して低下する。このため、この半田ボール搭載装置１では、移動距離Ｄの増加量に対する真空度の低下量の割合（比例定数）を、移動距離Ｄの増加量に対する未吸着の吸気口２３ａの数の減少量の割合（比例定数）に合わせるように規定することで、１つの吸気口２３ａから内部空間２１に流れ込む空気の流速を未吸着の吸気口２３ａの数に拘わらず一定（ほぼ一定）に維持することができる。
【００４７】
次いで、制御部１６は、駆動機構３４を制御して、図１３に示すように、供給部１２を整列用プレート１５の下面１５ｂに沿ってさらに移動させる。この際に、同図に示すように、吸引部３３の先端部が下面１５ｂに近接した状態で下面１５ｂに沿って移動し、吸引経路３３ｃからの吸気によって余剰な半田ボール３００が吸引されて除去される。これにより、供給処理が終了し、各吸気口２３ａに半田ボール３００が吸着される。
【００４８】
続いて、制御部１６は、供給部１２による供給処理が終了した時点（図６に示すＴ５の時点）で、第２処理を実行する。この第２処理では、制御部１６は、バキュームコントローラ１４を制御して、内部空間２１の真空度を供給処理の終了前の真空度よりも上昇させる。この場合、制御部１６は、内部空間２１の真空度を、例えば、バキュームポンプ１３によって実現可能な真空度の８５％程度の真空度まで上昇させ、その真空度に達した時点（図６に示すＴ６の時点）で上昇を停止させて、その時点の真空度に維持させる（同図参照）。
【００４９】
次いで、制御部１６は、移動機構３を制御して、図１４に示すように、吸着ヘッド１１が整列用プレート１５から離反するように吸着ヘッド１１を上向きに移動させ、続いて、搭載位置（半田ボール３００が基板４００の上方に位置する位置）に吸着ヘッド１１を移動させる。
【００５０】
この場合、この半田ボール搭載装置１では、上記したように供給部１２による供給処理が終了したときに、第２処理を実行して内部空間２１の真空度を供給処理の終了前の真空度よりも上昇させる。このため、この半田ボール搭載装置１では、供給位置から搭載位置まで吸着ヘッド１１を移動させる際に振動等が吸着ヘッド１１に加わったとしても、半田ボール３００が吸気口２３ａに確実に吸着された状態に維持される。このため、この半田ボール搭載装置１では、吸着ヘッド１１の移動中に半田ボール３００が吸着ヘッド１１から落下して、基板４００に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態が確実に防止される。
【００５１】
次いで、制御部１６は、半田ボール３００が基板４００の上方に位置した時点（図６に示すＴ７の時点）で、バキュームコントローラ１４を制御して、吸着ヘッド１１における内部空間２１の真空度を低下させる。続いて、内部空間２１の真空度が０（内部空間２１の圧力が大気圧）となった時点（同図に示すＴ８の時点）で、吸気口２３ａによる吸着が解除されて、半田ボール３００が基板４００上に搭載される。次いで、制御部１６は、移動機構３を制御して、吸着ヘッド１１を初期位置に移動させる。以上により、基板４００に対する半田ボール３００の搭載が完了する。
【００５２】
この場合、この半田ボール搭載装置１では、上記したように、吸気口２３ａに半田ボール３００が嵌り込む事態が確実に防止されている。このため、この半田ボール搭載装置１では、吸気口２３ａに嵌り込んだ半田ボール３００が吸着ヘッド１１から離反せずに、基板４００の端子４０１に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態が確実に防止される。
【００５３】
続いて、半田ボール３００の搭載が完了した基板４００は、図外の取り出し装置によって取り出されて、図外の搭載状態検査装置に搬送されて、搭載状態検査装置によって半田ボール３００が過不足なく搭載されているか否かの搭載状態検査が行われる。この場合、搭載状態検査において不良と判別された基板４００は、不良品のストック場所に搬送される。
【００５４】
また、搭載状態検査において良好と判別された基板４００は、図外のリフロー処理装置に搬送される。リフロー処理装置では、基板４００に対してリフロー処理（溶融処理）が行われて、これにより、基板４００に搭載された各半田ボール３００が溶融されて略半球状となった状態で、基板４００上に固着する。また、固着された半田ボール３００によって基板４００上にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）が構成される。以上により、半田搭載済基板（球状体搭載済基板）が製造される。
【００５５】
この場合、この半田搭載済基板では、半田ボール搭載装置１を用いて半田ボール３００を搭載したことで、上記したように、半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態が確実に防止されている。このため、この半田搭載済基板では、半田ボール３００の溶融によって全ての端子４０１に半田ボール３００の溶融体が確実に固着される。
【００５６】
次いで、半田搭載済基板は、図外の電子部品搭載装置に搬送され、続いて、電子部品搭載装置によって半田搭載済基板に電子部品が搭載される。次いで、例えばリフロー処理により、半田搭載済基板における基板４００の端子４０１に固着された半田ボール３００が溶融されることで、搭載された電子部品の端子が、溶融された半田ボール３００を介して基板４００の端子４０１に接続される。これにより、電子部品搭載済基板が製造される。この場合、上記したように、この半田搭載済基板では、全ての端子４０１に半田ボール３００の溶融体が確実に固着されている。このため、この電子部品搭載済基板では、電子部品の端子と端子４０１とが電気的に確実に接続されている。
【００５７】
このように、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法では、供給処理の実行時において、吸着面２２ａに沿って保持部３２が移動する際の移動開始位置からの吸着面２２ａに沿った移動距離が長くなるに従って吸着ヘッド１１における内部空間２１の真空度を徐々に低下させる第１処理を実行する。このため、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、供給処理の際の保持部３２の移動距離Ｄが長くなるに従って半田ボール３００を吸着していない未吸着の吸気口２３ａの数が徐々に少なくなっても、それに合わせて、内部空間２１の真空度も徐々に低下するため、吸気口２３ａから内部空間２１に流れ込む空気の流速が過度に速くなる事態を確実に防止することができる。したがって、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、吸気口２３ａに半田ボール３００が嵌り込む事態が確実に防止される結果、吸気口２３ａに半田ボール３００が嵌り込むことに起因して搭載対象体に対する搭載時に吸着ヘッド１１から半田ボール３００が離反せずに搭載対象体に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態を防止して、搭載対象体に対して半田ボール３００を確実に搭載することができる。
【００５８】
また、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法では、第１処理において、内部空間２１の真空度を移動距離Ｄに反比例して低下させる。このため、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、移動距離Ｄの増加量に対する真空度の低下量の割合（比例定数）を、移動距離Ｄの増加量に対する未吸着の吸気口２３ａの数の減少量の割合（比例定数）に合わせるように規定することで、１つの吸気口２３ａから内部空間２１に流れ込む空気の流速を未吸着の吸気口２３ａの数に拘わらず一定（ほぼ一定）に維持することができる。
【００５９】
また、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法では、供給処理が終了したときに、供給処理の終了後における内部空間２１の真空度を終了前の真空度よりも上昇させる第２処理を実行する。このため、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、供給処理が実行される供給位置から半田ボール３００が搭載対象体に搭載される搭載位置まで吸着ヘッド１１を移動させる際に振動等が吸着ヘッド１１に加わったとしても、半田ボール３００を吸気口２３ａに確実に吸着させた状態に維持することができるため、吸着ヘッド１１の移動中に半田ボール３００が吸着ヘッド１１から落下して、搭載対象体に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態を確実に防止することができる。
【００６０】
なお、球状体搭載装置および球状体搭載方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、第１処理において、内部空間２１の真空度を移動距離Ｄに反比例して低下させる構成および方法について上記したが、必ずしも反比例して低下させなくてもよく、移動距離Ｄが長くなるに従って内部空間２１の真空度を徐々に低下させる限り、その低下の態様を任意に規定することができる。
【００６１】
また、整列用プレート１５を用いる構成および方法について上記したが、整列用プレート１５を用いない構成および方法を採用することもできる。
【００６２】
さらに、供給処理において、静止状態における吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ（整列用プレート１５の下面１５ｂ）に対して保持部３２を近接させて吸着面２２ａに沿って移動させる構成および方法について上記したが、これとは逆に、静止状態の保持部３２に対して吸着ヘッド１１および整列用プレート１５を移動させる構成および方法を採用することもできる。また、供給処理において、吸着ヘッド１１および整列用プレート１５に対して保持部３２を移動させるのと同時に、保持部３２に対して吸着ヘッド１１および整列用プレート１５を移動させる構成および方法を採用することもできる。
【００６３】
また、整列用プレート１５を用いないときには、静止状態の吸着ヘッド１１に対して保持部３２を移動させる構成および方法、静止状態の保持部３２に対して吸着ヘッド１１を移動させる構成および方法、並びに保持部３２および吸着ヘッド１１の双方を移動させる構成および方法のいずれも採用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  半田ボール搭載装置
２  半田ボール吸着装置
３  移動機構
１１  吸着ヘッド
１２  供給部
１３  バキュームポンプ
１４  バキュームコントローラ
１６  制御部
２１  内部空間
２２ａ  吸着面
２３ａ  吸気口
３２  保持部
３２ａ  先端部
３４  駆動機構
３００  半田ボール
４００  基板
４０１  端子
【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】
2013080873.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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