(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウントヘッドによりワークにボールをマウントするボールマウント装置において、マウントヘッド下方にワークを配置すると共に、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、ボールを貯蔵するボールトレイをマウントヘッドとワークの間の高さ位置に配備し、ボールトレイにはマウントヘッド下方のボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構を設けたことを特徴とするボールマウント装置。
【請求項２】
マウントヘッドによりワークにボールをマウントするボールマウント装置において、マウントヘッド下方にワークを配置すると共に、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、ボールを貯蔵するボールトレイをマウントヘッドとワークの間の高さ位置に配備した支持ベース上に設置し、該支持ベース上にミッシングボール検査装置及びダブルボール検査装置を設け、該支持ベースにはマウントヘッド下方のボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構を設けたことを特徴とするボールマウント装置。
【請求項３】
マウントヘッドにより基板ステージ上のワークにボールをマウントするボールマウント装置において、基板ステージに位置決め用駆動機構を設け、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、マウントヘッドとワークの間の高さ位置に、ボールトレイの支持ベースと基板認識カメラを両者が干渉しないよう配備し、支持ベース上にボールを貯蔵するボールトレイ、ミッシングボール検査装置及びダブルボール検査装置を設け、該支持ベースにマウントヘッド下方のボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構を設け、基板認識カメラに基板ステージ上方の位置と待避位置間を往復する少なくとも一軸の水平方向駆動機構を設けたことを特徴とするボールマウント装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールマウント装置の改良に関するものであり、ＢＧＡ（ボールグリッドアレー）基板の回路面で端子となる半田ボールをマウントヘッドにて吸着して、ＢＧＡ基板にマウントするＢＧＡボールマウント装置を主眼に開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボールマウント装置では、マウントヘッドが垂直方向の移動だけでなく平面上の移動も行っていた。即ち、マウントヘッドが、ボールトレイ位置へ移動して下降し、半田ボールを吸着し、ピックアップ検査装置まで移動して検査後、ボールマウント位置へと更に移動して下降し、ＢＧＡ基板に半田ボールをマウントしていた。更に、必要な場合には、ＢＧＡ基板の検査をボールピックアップと並行して行っていた。
【０００３】
このような機構であると、マウントヘッドの平面上の移動が多いため、サイクルタイムを速くするとマウントヘッドの位置決め精度が低下する欠点が生じ、反対に、位置決め精度を向上させるとサイクルタイムが遅くなるという欠点が生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
第１の発明は、マウントヘッドがボールトレイ位置とボールマウント位置との間の平面上の移動（Ｘ軸、Ｙ軸方向の移動）をする必要をなくし、位置決め精度が高く、高速なボールマウント装置を提供することを目的とする。
【０００５】
第２の発明は、マウントヘッドが平面上の移動を伴わず、Ｚ軸一軸上で、ボールの吸着、ミッシングボール並びにダブルボールの検査、ボールのマウントが可能な、高速かつ高精度のボールマウント装置を提供することを目的とする。
【０００６】
第３の発明は、マウントヘッドの平面上の移動を伴わず、Ｚ軸一軸上で、ワークの位置決め、ボールの吸着、ミッシングボール並びにダブルボールの検査、ボールのマウントが可能な、高速かつ高精度なボールマウント装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するため、次のような手段を採用した。第１の発明として、マウントヘッドによりワークにボールをマウントするボールマウント装置において、マウントヘッド下方にワークを配置すると共に、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、ボールを貯蔵するボールトレイをマウントヘッドとワークの間の高さ位置に配備し、ボールトレイにはマウントヘッド下方のボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構を設けたことを特徴とするボールマウント装置を提供するものである。
【０００８】
第２の発明として、マウントヘッドによりワークにボールをマウントするボールマウント装置において、マウントヘッド下方にワークを配置すると共に、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、ボールを貯蔵するボールトレイをマウントヘッドとワークの間の高さ位置に配備した支持ベース上に設置し、該支持ベース上にミッシングボール検査装置及びダブルボール検査装置を設け、該支持ベースにはマウントヘッド下方のボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構を設けたことを特徴とするボールマウント装置を提供するものである。
【０００９】
第３の発明として、マウントヘッドにより基板ステージ上のワークにボールをマウントするボールマウント装置において、基板ステージに位置決め用駆動機構を設け、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、マウントヘッドとワークの間の高さ位置に、ボールトレイの支持ベースと基板認識カメラを両者が干渉しないよう配備し、支持ベース上にボールを貯蔵するボールトレイ、ミッシングボール検査装置及びダブルボール検査装置を設け、該支持ベースにマウントヘッド下方のボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構を設け、基板認識カメラに基板ステージ上方の位置と待避位置間を往復する少なくとも一軸の水平方向駆動機構を設けたことを特徴とするボールマウント装置を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施例と共に発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明が利用されるボールマウンタの全体を示す説明図である。図示の実施例では、ボールマウンタはＢＧＡ半田ボールマウンタである。
【００１１】
該ＢＧＡ半田ボールマウンタは、ワークとなるＢＧＡ基板１５にフラックスを転写するためのフラックス供給装置１と、ＢＧＡ基板１５に半田ボールをマウントするボールマウント装置２と、ボールマウントが正しく行われたかをＣＣＤカメラにて検査するマウント検査装置３と、ＢＧＡ基板１５をフラックス供給装置１からボールマウント装置２、マウント検査装置３へと搬送する搬送装置４と、検査終了後ＢＧＡ基板１５を搬出する搬出装置５とよりなる。
【００１２】
ＢＧＡ基板１５は、図示されていない搬入装置により搬送装置４のコンベヤ（図示されていない）上に供給される。コンベヤはＢＧＡ基板１５をフラックス供給装置１へと搬送する。フラックスを転写後、ＢＧＡ基板１５をボールマウント装置２へと搬送する。
【００１３】
ボールマウント装置２に本発明が現れる。ボールマウント装置２は、マウントヘッド７によりボールトレイ９内の半田ボール１６を吸着し、基板ステージ１４上のＢＧＡ基板１５に半田ボール１６をマウントする装置である。図２は、本発明に係る第１実施例の概略説明図であり、図３は、基板認識カメラ１３を付加した第２実施例の概略説明図である。
【００１４】
マウントヘッド７は、従来のマウントヘッドと同様のものであるが、Ｚ軸駆動機構のみが設けられている点に特徴を有する。図１中符号６は、Ｚ軸駆動機構の駆動力となるヘッド昇降モータである。マウントヘッド７は、図２及び図３の矢印に示されるように、ヘッド昇降モータ６により上方の待避位置より基板ステージ１４上のＢＧＡ基板１５の間をＺ軸方向（上下方向）にのみ昇降可能とされている。
【００１５】
図２に示す基板ステージ１４は、マウントヘッド７と事前に位置調整が行われており、マウントヘッド７の下方にＢＧＡ基板１５が位置するよう設定されている。尚、図３及び図４に示されるような基板認識カメラ１３が配備されている場合には、基板ステージ１４には位置決め補正用のＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構と共に回転Θ軸駆動機構を設ける。
【００１６】
半田ボール１６を貯蔵するボールトレイ９には、ボール吸着位置と待避位置間を往復する駆動機構としてＹ軸駆動機構が設けられている。該駆動機構としては回転による往復駆動機構等も考えられるが、実施例ではＹ軸駆動機構とされている。Ｙ軸駆動機構はボールトレイ移動用モータ１０によりボールトレイ９をＹ軸方向（図２及び図３中矢印の示す左右方向）にのみ移動可能とされている。ボールトレイ９は、ボールトレイ移動用モータ１０によりマウントヘッド７下方の半田ボール吸着位置と、待避位置との間を往復移動可能である。図１に示すボールトレイ９の位置は待避位置であり、図２及び図３に示すボールトレイ９の位置は、マウントヘッド７下方の半田ボール吸着位置である。
【００１７】
ボールトレイ９は、ボールトレイ移動用モータ１０により移動する支持ベース８に取り付けられている。この支持ベース８には、ボールトレイ９の他、ミッシングボール検査装置１２、ダブルボール検査装置１１が配備されている。尚、図２及び図３に示すように、半田ボール吸着位置から支持ベース８が左方へと待避する場合には、左方からボールトレイ９、ミッシングボール検査装置１２、ダブルボール検査装置１１の順に配備する。即ち、マウントヘッド７が半田ボール１６を吸着した後に、その下方をミッシングボール検査装置１２、ダブルボール検査装置１１が通過するよう配備する。このように、Ｙ軸駆動機構のボールトレイ移動用モータ１０は検査用にも用いられるので、高精度のものが必要である。
【００１８】
支持ベース８は、マウントヘッド７とＢＧＡ基板１５の間の高さ位置に配置され、支持ベース８の下方で、やはりマウントヘッド７とＢＧＡ基板１５の間の高さ位置に基板認識カメラ１３が配備される。
【００１９】
基板認識カメラ１３は、図４に示されるようにＸ軸及びＹ軸方向に移動可能である。高精度が要求される場合にはコーナー毎に拡大画像の取り込みが必要なため、２軸必要となるのである。高精度が要求されない場合には、１ショットでＢＧＡ基板１５全体の画像を取り込むので、１軸のみに移動可能な基板認識カメラ１３でもよい。
【００２０】
尚、図示されていないが、マウントヘッド７とＢＧＡ基板１５の間にマウントヘッド７の半田ボール認識カメラと、基板認識カメラ１３を配備することにより、半田ボール１６及びＢＧＡ基板１５のランドの同時認識による半田ボール１６のマウントが可能となる。
【００２１】
以下、基板認識カメラ１３を有する実施例の作動手順について説明する。ＢＧＡ基板１５はコンベヤで基板ステージ１４に供給され、ボールトレイ９がＹ軸駆動機構により待避位置からマウントヘッド７下方のボール吸着位置へ移動する。マウントヘッド７が一旦下降してバキュームにてボールトレイ９内の半田ボール１６を吸着してからボール検査高さまで上昇する。
【００２２】
その後、ボールトレイ９の支持ベース８がマウントヘッド７下部より待避位置に向かって移動する。この移動中に先ずミッシングボール検査装置１２によりミッシングボールの検査を行い、続いてダブルボール検査装置１１によりダブルボールの検査を行う。異常が検知された場合には半田ボール１６の吸着動作をもう一度行う。異常がない場合には支持ベース８が待避位置まで移動する。
【００２３】
一方、ミッシングボール並びにダブルボールの検査の間に、基板認識カメラ１３が基板ステージ１４上方に進入し、基板ステージ１４上のＢＧＡ基板１５の画像認識を行う。基板ステージ１４のＸ軸、Ｙ軸、Θ軸の各軸を移動させることによりマウントヘッド７の半田ボール１６の位置とＢＧＡ基板１５のパターンを一致させ、ＢＧＡ基板１５の位置決め補正を行う。ボールトレイ９及び基板認識カメラ１３の待避完了後、マウントヘッド７がＢＧＡ基板１５まで下降し、半田ボール１６をＢＧＡ基板１５にマウントする。
【００２４】
ボールマウントが終了すると、ＢＧＡ基板１５はマウント検査装置３へ送られる。マウント検査装置３では、ＣＣＤカメラでマウントが正しく行われたかを判断する。検査終了後、搬出装置５にあるワーク保持部材によりワークを搬出する。
【００２５】
【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。
請求項１記載の発明は、マウントヘッドに上下方向のみのＺ軸駆動機構しか設けず、Ｘ軸移動及びＹ軸移動といった平面上の移動をさせないため、これらの軸方向の停止精度を含まない高精度のボールマウント装置とすることが可能となった。このため、マウントヘッドに高速の駆動系を持たせることができ、高速なボールマウント装置にもなった。
【００２６】
請求項２記載の発明の効果ではあるが、マウントヘッドには上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、マウントヘッドとワークの間の高さ位置に配備した支持ベース上にボールトレイ、ミッシングボール検査装置、ダブルボール検査装置を設け、一軸上で、ボールの吸着、ミッシングボール並びにダブルボールの検査、ボールのマウントを行うため、高速かつ高精度のボールマウント装置となった。
【００２７】
請求項３記載の発明の効果ではあるが、基板ステージには位置決め用駆動機構を設け、マウントヘッドには上下方向のみのＺ軸駆動機構を設け、マウントヘッドとワークの間の高さ位置に、支持ベースと基板認識カメラを配備し、支持ベース上にボールトレイ、ミッシングボール検査装置、ダブルボール検査装置を設け、一軸上で、ワークの位置決め、ボールの吸着、ミッシングボール並びにダブルボールの検査、ボールのマウントを行うので、更に高速かつ高精度のボールマウント装置を提供することができた。
【００２８】
請求項３記載の発明の第２の効果として、支持ベースと基板認識カメラが干渉しないよう配備されているため、マウントヘッドがボール吸着動作中に、基板認識カメラによるワークの位置補正を行うことができ、高速なボールマウントが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】マウンタの全体を示す説明図
【図２】ボールマウント装置の第１実施例を示す概略説明図
【図３】ボールマウント装置の第２実施例を示す概略説明図
【図４】ボールマウント装置の概略斜視図
【符号の説明】
１．．．．．．フラックス供給装置
２．．．．．．ボールマウント装置
３．．．．．．マウント検査装置
４．．．．．．搬送装置
５．．．．．．搬出装置
６．．．．．．ヘッド昇降モータ
７．．．．．．マウントヘッド
８．．．．．．支持ベース
９．．．．．．ボールトレイ
１０．．．．．ボールトレイ移動用モータ
１１．．．．．ダブルボール検査装置
１２．．．．．ミッシングボール検査装置
１３．．．．．基板認識カメラ
１４．．．．．基板ステージ
１５．．．．．ＢＧＡ基板
１６．．．．．半田ボール
【図１】
0003932501.tif 000002
【図２】
0003932501.tif 000003
【図３】
0003932501.tif 000004
【図４】
0003932501.tif 000005