(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の半田ボールが貯留された半田ボール供給部と、複数個の半田ボール吸着穴が下面に形成されたマウントヘッドと、ワークを位置決めするワーク位置決め部とを備え、半田ボール供給部の半田ボールをマウントヘッドに吸着し、マウントヘッドをワーク位置決め部に対して相対移動させてワークへ半田ボールを搭載する半田ボールマウント装置の制御方法において、マウントヘッドが半田ボールを吸引吸着してからマウントヘッドの真空吸引流量を少なくした後、ワークに半田ボールを搭載するまでの間に、マウントヘッド下面に付着した余剰ボールを負圧源に接続された余剰ボール除去手段により吸引して除去することを特徴とする半田ボールマウント装置の制御方法。
【請求項２】
半田ボールをマウントヘッドに吸着後で余剰ボール除去手段による余剰ボールの除去前に、マウントヘッド下面の余剰ボールの有無を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の半田ボールマウント装置の制御方法。
【請求項３】
余剰ボールの除去後でワークに半田ボールを搭載する前に、マウントヘッド下面の余剰ボールの有無を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の半田ボールマウント装置の制御方法。
【請求項４】
余剰ボール除去手段に接続された負圧源が、マウントヘッドに接続された負圧源と同一の吸引手段である請求項１乃至３のいずれかに記載の半田ボールマウント装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マウントヘッドに吸着された余剰ボールを除去する手段を備えた半田ボールマウント装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マウントヘッドで半田ボールを吸着する際、余剰ボール（ダブルボール等）が発生する場合がある。余剰ボールを除去する方法として、第１に、センサで余剰ボールが検出された場合、マウントヘッド１回分の吸着ボールを、正常に吸着された半田ボールであると余剰ボールであるとに関わらず全てを廃棄する方法がある。この方法では、１回に吸着する半田ボール量が多い場合（数千乃至数万個）や余剰ボールの発生頻度が高い場合には、大量の半田ボールを廃棄することになりコストアップにつながるものであった。
【０００３】
第２に、除去ブラシや除去治具等で機械的に余剰ボールだけを除去する方法がある。この方法では、半田ボールが微小化している現在、マウントヘッドと除去手段との間隔の調整が容易ではなく、正常な半田ボールも除去してしまうおそれがある上、接触式のため半田ボールを汚す危険性もあった。
【０００４】
第３に、マウントヘッドを振動させて余剰ボールを除去する方法がある。この方法では、振動が余剰ボールのみを除去する確実性がなく、またマウントヘッドを振動させているので半田ボールマウント装置全体に悪影響を及ぼしていた。第４に、余剰ボールをエアーで吹き飛ばす方法がある。この方法では、半田ボールへのエアーの当たり方により余剰ボールを除去できない場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
余剰ボールはマウントヘッドの吸着穴に完全にはまっていないので正常に吸着されている半田ボールより吸着力が弱いことに着目し、第１の課題は、余剰ボールを負圧源に接続された余剰ボール除去手段により、簡単に且つ確実に余剰ボールのみを除去し、余剰ボールがＢＧＡ基板等のワークに搭載されるのを防止することである。
【０００６】
第２の課題は、余剰ボールの除去前に余剰ボールの検出を行うことにより、余剰ボールの除去を迅速確実なものとすることであり、第３の課題は、余剰ボール除去後に余剰ボールの除去漏れの検出を行って、余剰ボールがＢＧＡ基板等のワークに搭載される危険を更に減少させようとすることである。第４の課題は、余剰ボール除去手段に接続された負圧源を、マウントヘッドに接続された負圧源と同一の吸引手段とすることにより、専用の負圧源の設置を必要とせず、コストの低減を図ると共に省スペース化を図ろうとすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の課題を解決するため、多数の半田ボールが貯留された半田ボール供給部と、複数個の半田ボール吸着穴が下面に形成されたマウントヘッドと、ワークを位置決めするワーク位置決め部とを備え、半田ボール供給部の半田ボールをマウントヘッドに吸着し、マウントヘッドをワーク位置決め部に対して相対移動させてワークへ半田ボールを搭載する半田ボールマウント装置の制御方法において、マウントヘッドが半田ボールを吸引吸着してからマウントヘッドの真空吸引流量を少なくした後、ワークに半田ボールを搭載するまでの間に、マウントヘッド下面に付着した余剰ボールを負圧源に接続された余剰ボール除去手段により吸引して除去することを特徴とする半田ボールマウント装置の制御方法を提供する。
【０００８】
第２の課題を解決するため、第１の発明に対して半田ボールをマウントヘッドに吸着後で余剰ボール除去手段による余剰ボールの除去前に、マウントヘッド下面の余剰ボールの有無を検出する検出手段を設けた半田ボールマウント装置の制御方法を提供する。
【０００９】
第３の課題を解決するため、第１の発明に対して余剰ボールの除去後でワークに半田ボールを搭載する前に、マウントヘッド下面の余剰ボールの有無を検出する検出手段を設けた半田ボールマウント装置の制御方法を提供する。
【００１０】
第４の課題を解決するため、第１の発明及び第３の発明における余剰ボール除去手段に接続された負圧源が、マウントヘッドに接続された負圧源と同一の吸引手段である半田ボールマウント装置の制御方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施例とともに発明の実施の形態につき説明する。図１は、本発明に係る半田ボールマウント装置の概略図である。半田ボールマウント装置は、半田ボールを吸引吸着するマウントヘッド１と、半田ボールが多数貯留された半田ボール供給部２と、マウントヘッド１により吸着された半田ボールのうち余剰ボールを除去する余剰ボール除去部３と、マウントヘッド１下面の余剰ボールを検出する余剰ボール検出部４と半田ボールが搭載されるワークの位置決めをするワーク位置決め部５とによりなるものである。
【００１２】
半田ボール供給部２は、多数の半田ボール１２が貯留されており、半田ボール１２がマウントヘッド１に吸着される際には、窒素ガスを下面側から供給して半田ボール１２を浮遊させている。この半田ボール１２を浮遊させる手段としては、他に窒素ガス以外の不活性ガスやエアーを下面側から供給したり、半田ボール供給部２に振動を与えたりしてもよい。
【００１３】
本実施例におけるマウントヘッド１は、従来のマウントヘッドと同等のものでよく、Ｚ軸駆動機構２１とＹ軸駆動機構２２とを有する。Ｚ軸駆動機構２１は、マウントヘッド１を、上方待避位置から半田ボール供給部２のわずか上方の半田ボール吸着位置の間、及び、ワーク位置決め部５での上方待避位置からワークの間を上下動可能としている。
【００１４】
他方、Ｙ軸駆動機構２２は、マウントヘッド１を両上方待避位置間で水平方向往復移動可能としている。尚、本実施例は、マウントヘッド１がワーク位置決め部５に対して移動する構造であるが、本発明においては、マウントヘッド１とワーク位置決め部５とは相対移動可能であればよい。
【００１５】
マウントヘッド１には、負圧源としてのブロアモータ１３が接続されている。ブロアモータ１３の作動によりマウントヘッド１は、半田ボール１２を吸引吸着する。
【００１６】
マウントヘッド１の動作について説明すると、先ずマウントヘッド１が、Ｚ軸駆動機構２１により半田ボール１２が貯留された半田ボール供給部２の半田ボール吸着位置に下降する。この時ブロアモータ１３を作動させることによりマウントヘッド１の吸着穴に負圧を発生させ、図５中、左方に示されるように吸着穴に浮遊している半田ボール１２を吸引吸着する。その後、マウントヘッド１は上方へ移動し、更にＹ軸駆動機構２２により、図５中、中央に示されるように余剰ボール除去部３へと移動する。
【００１７】
余剰ボール除去部３は、マウントヘッド１に吸着された余剰ボール３２を除去するための除去ノズル７からなる。図２は、除去ノズルによる余剰ボールの除去を示す正面断面説明図であり、図３は、同側面断面説明図である。除去ノズル７には、マウントヘッド１の半田ボール吸着部分の幅分の細長い吸引スリット８が形成されている。除去ノズル７の吸引スリット８の幅は余剰ボール３２の除去を１回の除去動作で完了できるよう半田ボール吸着部分の幅分にしたのである。
【００１８】
除去ノズル７は、先端部即ちマウントヘッド１の半田ボール１２を吸着する面と対向する面に平面部１０を形成している。平面部１０は除去ノズル７による余剰ボール３２の吸引のための流速を高める効果があり、効率的に余剰ボール３２を吸引スリット８に吸引できる。
【００１９】
除去ノズル７の他の実施例として、図４に示されるように、平面部１０に溝１１を設ける。溝１１を設けることにより吸引スリット８内に空気が流れる際の抵抗になり、除去ノズル７の先端部（平面部１０側）の負圧を高める効果がある。これにより、吸引スリット８への余剰ボール３２の吸引効率が高められる。尚、いずれの除去ノズル７の場合にも吸引スリット８は、除去ボールタンク１４を通じてブロアモータ１３と接続されている。
【００２０】
除去ノズル７による余剰ボール３２の除去手段に接続された負圧源として、ブロアモータ１３が利用される。このブロアモータ１３は、マウントヘッド１に接続されたブロアモータ１３と同一のものである。尚、負圧源としてブロアモータ１３の代わりに真空ポンプを使用することもできる。
【００２１】
同一のブロアモータ１３をマウントヘッド１及び除去ノズル７の負圧源とすることのできる理由を図８に従って説明する。図８中、各縦軸は真空流量を表す。真空流量とは、マウントヘッド１においては半田ボール１２の吸着のための必要真空流量を、除去ノズル７においては余剰ボール３２の吸引のための必要真空流量を意味する。各横軸は時間を表す。
【００２２】
図８中左方に示されるように、マウントヘッド１による半田ボール１２の吸着開始直後から吸着完了までの間はマウントヘッド１がブロアモータ１３の真空流量を大部分使用する。しかし、マウントヘッド１が半田ボール１２を吸着完了後はマウントヘッド１の真空を保つために必要な真空流量は極めて少なく、ほとんど真空流量を必要としない。図８中左方で一定時間経過後、真空流量が下降し、少真空流量で横ばいとなっているのがこれを示している。
【００２３】
従来は不要となった真空流量（図８中斜線部分）をリリーフさせている。このリリーフ分の真空流量を余剰ボール３２の除去のために使用するものである。図中左方の斜線部分を図中右方へ矢印で示しているのは、このことを表している。
【００２４】
マウントヘッド１及び除去ノズル７の吸引経路について図７に従って説明する。図７は吸引手段の一実施例を示す吸引配管図である。ブロアモータ１３とマウントヘッド１の間に配置されたマウントヘッド吸着切替バルブ１５を切り替えると、ブロアモータ１３とマウントヘッド１とは接続され、マウントヘッド１の吸着穴に半田ボール吸着負圧を発生させ、半田ボール供給部２に貯留された半田ボール１２を吸着する。このときリリーフ切替バルブ１７は何れとの接続も切断されている。
【００２５】
半田ボール１２の吸着完了後、マウントヘッド１は、ブロアモータ１３からの真空流量をほとんど必要としないので、マウントヘッド１の真空を保持するのに必要な真空流量を残して、一旦、リリーフ切替バルブ１７を切り替えて、ブロアモータ１３をリリーフ側に接続する。これにより真空流量はリリーフ流量調整バルブ１８から消音器２０を通じて外気へリリーフされる。尚、この間マウントヘッド吸着切替バルブ１５は開かれており、ブロアモータ１３とマウントヘッド１とは接続されている。
【００２６】
その後、ブロアモータ１３の真空流量を除去ノズル７のために使用する場合には、リリーフ切替バルブ１７を切り替えて、ブロアモータ１３を除去ノズル７側へ接続する。除去吸引流量調整バルブ１９により余剰ボール３２の除去に必要な除去吸引流量を調整し、マウントヘッド１の下面に付着した余剰ボール３２を除去ノズル７により吸引して除去ボールタンク１４へと排出する。尚、この間マウントヘッド吸着切替バルブ１５は開かれており、ブロアモータ１３とマウントヘッド１とは接続されている。
【００２７】
除去ノズル７によるマウントヘッド１下面に付着した余剰ボール３２の除去は、マウントヘッド１が半田ボール１２を吸着してからワークに半田ボール１２を搭載するまでの間に行う。余剰ボール３２の除去方式には、通過除去方式がある。図５に示されるように、除去ノズル７の上方をマウントヘッド１が定速で移動することにより、マウントヘッド１下面に付着した余剰ボール３２を除去する方式である。尚、マウントヘッド１を移動させることなく、除去ノズル７がマウントヘッド１の下面を移動することによりマウントヘッド１に吸着された余剰ボール３２を除去することも可能である。
【００２８】
余剰ボール３２の除去方式の他実施例として、スポット除去方式がある。図６に示されるように、マウントヘッド１が半田ボール１２を吸着した直後に余剰ボール検出部４で余剰ボール３２を検出し、余剰ボール３２の存在する部分を除去ノズル７の上方へ移動させて、スポット的に余剰ボール３２の除去を行うものでる。余剰ボール３２がない場合には、余剰ボール除去手段による除去動作は必要ない。
【００２９】
当該部分の余剰ボール３２の除去後、再度、余剰ボール検出部４によりマウントヘッド１下面の余剰ボール３２を検出し、余剰ボール３２がある場合にはその除去を行う。尚、この場合も、マウントヘッド１を移動させることなく除去ノズル７を移動させることにより、スポット的に余剰ボール３２の除去を行うことも可能である。
【００３０】
通過除去方式による余剰ボール３２の除去後、マウントヘッド１は余剰ボール検出部４へと移動する。余剰ボール検出部４では、画像認識カメラ若しくはセンサでマウントヘッド１下面に付着した余剰ボール３２の有無を検出する。本実施例においては、画像認識カメラ９が使用されている。
【００３１】
余剰ボール３２が検出されない場合、マウントヘッド１をワーク位置決め部５の上方へと移動させる。移動後、マウントヘッド１に吸着された半田ボール１２を、ワークへ搭載することになる。ここで余剰ボール３２が検出された場合には、吸着半田ボール１２及び余剰ボール３２を、図示されていない廃棄ボール収納トレーに全て廃棄して、半田ボール供給部２に戻り、再度半田ボール１２をマウントヘッド１へ吸着する。尚、廃棄ボール収納トレーに全て廃棄するのではなく、半田ボール供給部２へ戻した後、再度半田ボール１２をマウントヘッド１に吸着しても良い。
【００３２】
マウントヘッド１に吸着された半田ボール１２をワークへ搭載する場合には、図７に示されるマウントヘッド吸着切替バルブ１５によりマウントヘッド１を真空破壊エアーと接続する。エアーを供給することにより半田ボール１２の真空吸引状態は破壊され、半田ボール１２はワークへと搭載され、その後、真空破壊エアー切替バルブ１６は大気と接続される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は如上のように構成されるため、以下のような効果を発揮する。第１に、余剰ボールはマウントヘッドの吸着穴に完全にはまっていないので正常に吸着されている半田ボールより吸着力が弱いことに着目し、余剰ボールのみを負圧源に接続された余剰ボール除去手段により、簡単に且つ確実に除去し、余剰ボールがＢＧＡ基板等のワークに搭載されるのを防止できる。更に、正常に吸着されている半田ボールを廃棄することがないので、コストの削減を図ることができる。
【００３４】
第２に、余剰ボールを除去するためマウントヘッドを振動させる必要がないので、半田ボールマウント装置に悪影響を及ぼすことがなく、また、半田ボールに直接接触することなく余剰ボールを除去できるので半田ボールを汚す危険もない。
【００３５】
第２請求項の効果ではあるが、半田ボールをマウントヘッドに吸着後で余剰ボール除去手段による余剰ボールの除去前に、マウントヘッド下面の余剰ボールの有無を検出する検出手段を設けることにより、迅速で確実な余剰ボールの除去ができる。
【００３６】
第３請求項の効果ではあるが、余剰ボール除去後に検出手段により、余剰ボールの有無を検出するので、余剰ボール除去手段による余剰ボールの除去漏れがあった場合にも、余剰ボールがＢＧＡ基板等のワークに搭載される危険を防止することができる。
【００３７】
第４請求項の効果ではあるが、余剰ボール除去手段に接続された負圧源が、マウントヘッドに接続された負圧源と同一の吸引手段であるので余剰ボール除去専用の負圧源を必要とせず、コストの低減を図ると共に省スペース化を図ることのできる半田ボールマウント装置とすることができる。
【００３８】
実施例の効果ではあるが、余剰ボール除去手段として、通過除去方式を採用した場合には、マウントヘッドの移動を停止することなく、余剰ボールの除去が行いうるので、余剰ボール除去手段の付加によるタイムロスの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田ボールマウント装置の概略図
【図２】除去ノズルによる余剰ボールの除去を示す正面断面説明図
【図３】同側面断面説明図
【図４】除去ノズルの他実施例を示す正面断面説明図
【図５】余剰ボール検出部の配置位置を示す説明図
【図６】余剰ボール検出部の配置位置の他実施例を示す説明図
【図７】吸引配管図
【図８】マウントヘッドと除去ノズルの必要真空流量を示す説明図
【符号の説明】
１．．．．．．．．．．マウントヘッド
２．．．．．．．．．．半田ボール供給部
３．．．．．．．．．．余剰ボール除去部
４．．．．．．．．．．余剰ボール検出部
５．．．．．．．．．．ワーク位置決め部
７．．．．．．．．．．除去ノズル
８．．．．．．．．．．吸引スリット
９．．．．．．．．．．画像認識カメラ
１０．．．．．．．．．平面部
１１．．．．．．．．．溝
１２．．．．．．．．．半田ボール
１３．．．．．．．．．ブロアモータ
１４．．．．．．．．．除去ボールタンク
１５．．．．．．．．．マウントヘッド吸着切替バルブ
１６．．．．．．．．．真空破壊エアー切替バルブ
１７．．．．．．．．．リリーフ切替バルブ
１８．．．．．．．．．リリーフ流量調整バルブ
１９．．．．．．．．．除去吸引流量調整バルブ
２０．．．．．．．．．消音器
２１．．．．．．．．．Ｚ軸駆動機構
２２．．．．．．．．．Ｙ軸駆動機構
３２．．．．．．．．．余剰ボール
【図１】
0004026102.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004026102.tif 000004
【図４】
0004026102.tif 000005
【図５】
0004026102.tif 000006
【図６】
0004026102.tif 000007
【図７】
0004026102.tif 000008
【図８】
0004026102.tif 000009