(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール収容ケース内に収容され、跳躍機構により該ボール収容ケース内で跳躍するメタルボールの残量を検出するメタルボールの残量検出方法であって、
前記ボール収容ケース内の光量を外部に対して減少させた低光量環境下でボール収容ケース内のボール跳躍領域を観察し、
該ボール跳躍領域の色濃度から残量を検出するメタルボールの残量検出方法。
【請求項２】
ボール収容ケース内に収容され、跳躍機構により該ボール収容ケース内で跳躍するメタルボールの残量を検出するメタルボールの残量検出方法であって、
光量を外部に対して減少させたボール収容ケース内に観察光を照射させ、
ボール跳躍領域からの反射光量によりメタルボールの残量を検出するメタルボールの残量検出方法。
【請求項３】
前記反射光量に代えてボール跳躍領域の透過光量によりメタルボールの残量を検出する請求項２記載のメタルボールの残量検出方法。
【請求項４】
メタルボールを跳躍させる跳躍機構を備え、内部を外部に比して低光量としたボール収容ケースと、
ボール収容ケース内に観察光を照射する照明手段と、
ボール収容ケースの内壁に設けられ、該ボール収容ケース内の明るさを測定する光量測定手段と、
光量測定手段からの出力に応じてメタルボールの残量を算出する算出手段とを有するメタルボール収容装置。
【請求項５】
前記算出手段からの出力に応じてメタルボールをボール収容ケース内に供給するボール供給手段を有する請求項４記載のメタルボール収容装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメタルボールの残量検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板、あるいはチップに突出電極（バンプ）を形成するためにはんだ、あるいは金等のメタルボール３を基板やチップなどに供給するメタルボール収容装置は、図４に示すように、ボール収容ケース１から吸着ヘッド８を使用して整列状態で所定位置に供給するように構成される。ボール収容ケース１内に収容される多数のメタルボール３、３・・は、ガス噴出ノズル等の跳躍機構２によりボール収容ケース１内を跳躍しており、吸着ヘッド８は跳躍状態のメタルボール３を吸着、保持する。なお、図４において２０はメタルボール３の跳躍高さ等を制御するための流動ガス弁電磁バルブを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボール収容ケース１内に収容するメタルボール３の量はおおむね一定量に維持するのが望ましい。メタルボール３の量が過大であるとメタルボール３の自重により他のメタルボール３が押しつぶされたり、あるいは機械的な跳躍機構２を使用する場合には、メタルボール３が跳躍しないという問題があり、過少であると、跳躍メタルボール３の量が少なくなり、吸着ヘッド８での吸着信頼性が低下する。
【０００４】
しかし、上述した従来例において、装置運用中はメタルボール３はボール収容ケース１内で跳躍しており、さらに、ボール収容ケース１は外気に開放されていて外気光が照射されて乱反射しているために、メタルボール３の残量を確認することが困難であり、ボール収容ケース１内のメタルボール３の量を一定量に維持するのが難しいという欠点を有する。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたもので、ボール収容ケース１内のメタルボール３の残量を容易に検出することのできるメタルボールの残量検出方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
ボール収容ケース１内に収容され、跳躍機構２により該ボール収容ケース１内で跳躍するメタルボール３の残量を検出するメタルボールの残量検出方法であって、
前記ボール収容ケース１内の光量を外部に対して減少させた低光量環境下でボール収容ケース１内のボール跳躍領域１０を観察し、
該ボール跳躍領域１０の色濃度から残量を検出するメタルボールの残量検出方法を提供することにより達成される。
【０００７】
メタルボール３は、素子に突出電極を形成したり、あるいは素子、実装基板にはんだコーティングを行う際に使用される微小な球体であり、素子への突出電極形成のためには、金製ボールやはんだ製ボールが使用され、実装基板へのはんだコーティングにははんだ製ボールが使用される。
【０００８】
出願人は、ボール収容ケース１内の各種メタルボール３の残量を検出するための方法を種々実験したところ、ボール収容ケース１内部と観察位置（ボール収容ケース１外部）との明るさが等しければ外光からの乱反射によりその量を確認することはできないが、外部に対して暗くされたボール収容ケース１内では、各メタルボール３が微小であることから霧がかかったような状態になり、当該霧状雰囲気の濃度は跳躍しているメタルボール３の量により変化することを見出した。ボール収容ケース１内にはんだ製ボールがある場合にはボール収容ケース１内のボール跳躍領域１０、すなわち、メタルボール３が跳躍しているボール収容ケース１の空間部は乳白色となり、金製ボールは黄色となる。
【０００９】
すなわち、ボール跳躍領域１０の色濃度を観察することによりメタルボール３の跳躍量を知ることができ、間接的にボール収容ケース１内のメタルボール３残量を検出することができる。したがって本発明において、ボール跳躍領域１０の色濃度を外部から観察し、ボール跳躍領域１０の色が薄くなった際にメタルボール３を供給すればよい。
【００１０】
なお、跳躍機構２としては、振動板等を使用する機械的なものでも、あるいは図４に示すように、ガスを使用するものでもよい。また、ボール跳躍領域１０の色濃度の観察は、単にボール収容ケース１内を外部に対して暗くするだけで十分であり、外光を完全に遮光する必要はない。
【００１１】
請求項１に係る発明において、メタルボール３の残量はボール跳躍領域１０の色濃度により検出されるが、請求項２に係る発明のように、反射光によっても検出できる。すなわち、請求項２に係る発明は、ボール収容ケース１内に収容され、跳躍機構２により該ボール収容ケース１内で跳躍するメタルボール３の残量を検出するメタルボールの残量検出方法であって、
光量を外部に対して減少させたボール収容ケース１内に観察光を照射させ、
ボール跳躍領域１０からの反射光量によりメタルボール３の残量を検出するメタルボールの残量検出方法である。本発明における観察量は反射光量であるために、色濃度に比して測定器機による検出が簡単であり、自動化等がしやすいという利点がある。この場合、観察光を断続光とすれば、処理データ量を少なくすることができる。断続光の光源としてはストロボ等が使用できる。また、ボール跳躍領域１０からの観察光の透過光量を測定することによってもメタルボール３の残量検出が可能であり（請求項３）、この場合、残量が少なくなると透過光量が増加する。
【００１２】
上記方法を使用したメタルボール収容装置は、請求項４に係る発明のように、メタルボール３を跳躍させる跳躍機構２を備え、内部を外部に比して低光量としたボール収容ケース１と、
ボール収容ケース１内に観察光を照射する照明手段４と、
ボール収容ケース１の内壁に設けられ、該ボール収容ケース１内の明るさを測定する光量測定手段５と、
光量測定手段５からの出力に応じてメタルボール３の残量を算出する算出手段６とを有して構成することができる。
【００１３】
また、算出手段６からの出力に応じてメタルボール３をボール収容ケース１内に供給するボール供給手段７を設けると（請求項５）、完全な自動運転が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態を示す。ボール収容ケース１は設置室内の光源からボール収容ケース１内を遮光する遮光壁を有し、室内（ボール収容ケース１外）に対して暗くされる。この実施の形態において、９００ルクスの室内の光量に対してボール収容ケース１内の光量が２ルクス、ないし５ルクス程度となるように調整される。遮光壁は、ボール収容ケース１の室内の光源に向く壁面を着色したり、あるいは開放部を遮光性を有する材料で覆って形成される。
【００１５】
上記ボール収容ケース１の底壁には振動板（跳躍機構２）が配置されており、該振動板に適宜振動を与えることにより振動板上に載置される金、あるいははんだ製のボール（メタルボール３）を空中に跳躍させる。跳躍したメタルボール３は吸着ヘッド８に捕捉されて所定位置に搬送された後、プリント基板、あるいは半導体素子のパッド上に載置され、はんだ製ボールはリフローされてはんだバンプ、あるいははんだコーティング層を形成し、金製ボールは半導体素子のパッド上に接合されてバンプとなる。
【００１６】
以上のように形成されるボール収容ケース１内のメタルボール３の残量はボール収容ケース１の壁面に開設された観察窓１１からメタルボール３が跳躍して部分（ボール跳躍領域１０）を観察することにより行われる。メタルボール３がはんだ製ボールである場合には、ボール跳躍領域１０は乳白色に、金製ボールの場合には、黄色を呈しており、この濃度が高ければボール残量が十分で、薄くなればボール残量が少なくなったことが分かり、メタルボール３を供給する。濃度の確認は目視で行われ、例えば濃度とボール残量との関係を予め求めておいて、複数の濃度見本を用意しておくと、濃度見本と観察した濃度を比較することによりボール供給のタイミングを正確にすることができる。
【００１７】
なお、以上においてはボール収容ケース１内を暗くして、ボール収容ケース１内への漏光でボール跳躍領域１０の濃度を観察する場合について説明したが、このほかに、図２に示すように、外光から遮断されたボール収容ケース１内に照明手段４を設置し、照明手段４から照射されるストロボ光、あるいは断続光を観察光としてボール残量を検出することもできる。この場合、照明手段４側からボール跳躍領域１０を観察してメタルボール３からの反射光量から残量を判定したり、あるいは照明手段４と反対側からボール跳躍領域１０を観察し、ボール跳躍領域１０の透過光量からボール残量を判定することができる。
【００１８】
反射光量、あるいは透過光量によるボール残量の判定は目視でも可能であるが、図３に示すようなメタルボール収容装置を構成することにより機械化が可能である。すなわち、この実施の形態においてメタルボール収容装置は、外光が遮光されたボール収容ケース１を備え、ボール収容ケース１の底部には跳躍機構２である振動板が配置される。また、ボール収容ケース１の壁面には照明手段４が設けられ、ボール収容ケース１内に観察光を照射する。
【００１９】
５は光量測定手段であり、照明手段４と反対側に配置されるこの実施の形態においては、ボール跳躍領域１０を透過した光量を測定して後段の算出手段６に測定結果を送出する。光量測定手段５とボール残量との間には、ボール残量が多ければ透過光量、すなわち、光量測定手段５での検出光量が低下する関係があり、ボール残量と検出光量との関係は予め測定されてテーブルとして保存されている。算出手段６においては、上記テーブル値を参照しながらボール残量を出力し、適宜の表示装置に表示する。なお、表示装置での表示値は必ずしも連続量を表示する必要はなく、所定の閾値を下回った場合にのみアラームを発生するように構成することもできる。
【００２０】
この実施の形態において作業者は表示装置を確認してメタルボール３の供給を行えばよいが、ボール供給手段７を設け、上記算出手段６からの算出結果に応じてメタルボール３をボール収容ケース１内に供給するようにした場合には完全な自動運転ができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボール収容ケース内のメタルボールの残量を簡単、かつ、確実に検出することができる。
【００２２】
また、ボール跳躍領域からの反射光量、あるいは透過光量から残量を検出する場合には、数値化が容易であり、より検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す図である。
【図２】図１の変形例を示す図である。
【図３】本発明のメタルボールの収容装置を示す図である。
【図４】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１        ボール収容ケース
１０      ボール跳躍領域
２        跳躍機構
３        メタルボール
４        照明手段
５        光量測定手段
６        算出手段
７        ボール供給手段
【図１】
0003875367.tif 000002
【図２】
0003875367.tif 000003
【図３】
0003875367.tif 000004
【図４】
0003875367.tif 000005