(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ボールが多数貯留されているボール供給装置と、複数の導電性ボールを吸着保持するボール保持面を下面に有する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの左右への移動装置と、導電性ボールが搭載されるウエハが載置されるテーブルと、ボール保持面上の不要な導電性ボールに作用して取り除く横長な吸引ノズルと、ボール保持面と吸引ノズルを相対的に移動させて接近隔離させる移動機構とを有する導電性ボール搭載装置において、吸引ノズルを支持部材に傾斜角度変化可能に支持させると共に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着し、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルをボール保持面の傾きに倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動することを特徴とする導電性ボール搭載装置。
【請求項２】
導電性ボールが多数貯留されているボール供給装置と、複数の導電性ボールを吸着保持するボール保持面を下面に有する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの左右への移動装置と、導電性ボールが搭載されるウエハが載置されるテーブルと、ボール保持面上の不要な導電性ボールに作用して取り除く横長な吸引ノズルと、ボール保持面と吸引ノズルを相対的に移動させて接近隔離させる移動機構とを有する導電性ボール搭載装置において、吸着ヘッドを傾斜角度変化可能に支持させると共に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着し、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルにボール保持面を倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動することを特徴とする導電性ボール搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ボール搭載装置における吸着ヘッドの導電性ボール保持面に保持された不要な導電性ボールを除去する装置を備えた導電性ボール搭載装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より導電性ボール搭載装置における吸着ヘッドの導電性ボール保持面に保持された余剰ボール等の不要な導電性ボールを、除去する手段として吸引ノズルで除去する装置が存在した。しかし、吸着ヘッドの導電性ボールの保持面は必ずしも水平ではなく、Ｘ軸方向（前後方向）、Ｙ軸方向（左右方向）、Ｚ軸方向（上下方向）及びこれらの複合方向に傾いている場合がある。
【０００３】
そこで、不要な導電性ボールを除去するため、ボール除去装置の吸引ノズルの傾きを吸着ヘッドのボール保持面の傾きと合致させる必要が生じる。これには事前に上記吸引ノズル又は吸着ヘッドを機械的に調整するという方法で対応していた。
【０００４】
しかし、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び複合方向に傾いた吸着ヘッドのボール保持面の傾きに合わせて、ボール除去装置の吸引ノズルを機械的に調整することや、吸着ヘッドの保持面の機械的調整は困難で面倒な作業であった。又、導電性ボールが微小、例えば直径０．１ｍｍ程度の半田ボールの場合には、吸着ヘッドのボール保持面とボール除去装置の吸引ノズルの間隔が広くなると、ボール保持面に存在する不要な半田ボールの除去ができない場合が生じてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向又はこれらの複合方向に傾いた吸着ヘッドのボール保持面に対してもボール除去装置における吸引ノズルのような除去手段を一定の間隔を保って移動させることにより、ボール保持面の不要な導電性ボールを確実に除去することのできる導電性ボール除去装置を備えた導電性ボール搭載装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記課題を解決するため、導電性ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第１に、導電性ボールが多数貯留されているボール供給装置と、複数の導電性ボールを吸着保持するボール保持面を下面に有する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの左右への移動装置と、導電性ボールが搭載されるウエハが載置されるテーブルと、ボール保持面上の不要な導電性ボールに作用して取り除く横長な吸引ノズルと、ボール保持面と吸引ノズルを相対的に移動させて接近隔離させる移動機構を設ける。
第２に、吸引ノズルを支持部材に傾斜角度変化可能に支持させる。
第３に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着する。
第４に、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルをボール保持面の傾きに倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動する。
【０００７】
第２の発明は、前記課題を解決するため、導電性ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第１に、導電性ボールが多数貯留されているボール供給装置と、複数の導電性ボールを吸着保持するボール保持面を下面に有する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの左右への移動装置と、導電性ボールが搭載されるウエハが載置されるテーブルと、ボール保持面上の不要な導電性ボールに作用して取り除く横長な吸引ノズルと、ボール保持面と吸引ノズルを相対的に移動させて接近隔離させる移動機構を設ける。
第２に、吸着ヘッドを傾斜角度変化可能に支持する。
第３に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着する。
第４に、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルにボール保持面を倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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、半田ボール搭載装置１の全体を示す概略説明図であり、第１実施例では、本発明における導電性ボールとして、直径０．１ｍｍの半田ボール２が用いられている。勿論、本発明における導電性ボールが上記半田ボール２に限定されるものではない。
【０００９】
該半田ボール搭載装置１は、図１中左方より、半田ボール２が多数貯留されているボール供給装置３と、半田ボール２を真空吸引して保持する吸着ヘッド４と、不要な半田ボール２を除去するボール除去装置５と、吸着ヘッド４のＸ軸移動装置６（図１中左右への移動装置）と、吸着ヘッド４のＺ軸移動装置７（図１中上下方向への移動装置）と、半田ボール２が搭載されるウエハが載置されるＸ−Ｙテーブル８とが設けられている。
【００１０】
尚、Ｘ軸移動装置６及びＺ軸移動装置７は、吸着ヘッド４のボール供給装置３上方への移動、ボール吸着のための下降及びＸ−Ｙテーブル８上方への移動、ボール搭載動作のための下降の駆動力となっている。
【００１１】
Ｘ−Ｙテーブル８は、Ｘ軸駆動テーブル９及びＹ軸駆動テーブル１０上に設置されており、平面移動可能に構成されており、搭載の際の位置合わせに用いられる。
【００１２】
吸着ヘッド４は、複数の半田ボール２を吸着保持するボール保持面１１が、吸着ヘッド４の下面に形成されている。吸着ヘッド４は、図示されていないバキューム源と接続されており、バキューム源からの負圧によりボール保持面１１に半田ボール２を吸着保持する。図２が、半田ボール２を吸着保持した状態を示す吸着ヘッド４の下面を示す底面説明図である。
【００１３】
図２中、中央の円形部分が吸着ヘッド４下面に形成された吸着プレート１２であり、吸着プレート１２の外側が吸着ヘッド４下面のフレーム１３である。第１実施例は、フレーム１３と吸着プレート１２とで、本発明のボール保持面１１を構成している。後述するローラ２１は上記フレーム１３に当接し、吸着ヘッド４の移動に従って回転することになる。
【００１４】
尚、図２には、適正に吸着保持された半田ボール２と余剰ボールである不要な半田ボール２２が示されている。
【００１５】
図３は、ボール除去装置５の１実施例を示す側面説明図であり、図４が、同正面断面説明図である。図３及び図４に示されるように、本第１実施例では本発明における除去手段として吸引ノズル１４を用いる。ボール除去装置５は、吸着ヘッド４のボール保持面１１の不要な半田ボール２２を吸引して取り除く吸引ノズル１４が設けられている。吸引ノズル１４は、図３中左右方向に吸着プレート１２の幅に対応する横長なノズルで、上端部に横長の吸引スリット２５が形成され、内部に図示されていない真空源と接続された空部２６が形成されたものである。
【００１６】
吸引ノズル１４は、支持部材２７に傾斜角度変化可能に支持される。具体的に説明すると、吸引ノズル１４は、ホルダ１５に固定ねじ１６にて固定され、該ホルダ１５を、エアーシリンダ１７のロッド１８の先端に設けられた支点軸１９に、支点軸１９を支点として揺動可能に装着したものである。尚、支点軸１９は、吸引ノズル１４の長手方向中央の下方に設けられている。従って、吸引ノズル１４もホルダ１５と共に支点軸１９を支点として揺動する。
【００１７】
支点軸１９には、揺動範囲を限定するためのストッパーブロック２０が設けられており、該ストッパーブロック２０に吸引ノズル１４の底面が当接するまで揺動可能とされている。
【００１８】
尚、該エアーシリンダ１７は、押し付けバネ的機能を持たせるものである。従って、この押し付けバネ的機能を吸着ヘッド４側に、もたせれば、支持部材２７側に設ける必要はない。
【００１９】
吸引ノズル１４の両側端部には、吸引ノズル１４よりも上方へ突出し、吸着ヘッド４のボール保持面１１に当接するローラ２１が、吸引ノズル１４に一体的に装着されている。該ローラ２１が、本発明における当接部材に相当する。ローラ２１は、吸着ヘッド４のボール保持面１１と吸引ノズル１４が接近した際に、ローラ２１が保持面１１に当接し、吸引ノズル１４をボール保持面１１の傾きに倣わせる役割を有する。
【００２０】
ローラ２１は、回転支軸２３に回転自在に取り付けられている。尚、この回転支軸２３自体は回転しない。ローラ２１は、吸引ノズル１４に固定軸２４により、高さ位置調整可能に装着されている。この高さ位置の調整は、固定軸２４をローラ２１の回転支軸２３側面に偏心させて装着し、回転支軸２３を偏心回動させることでローラ２１の高さを調整するという方法を採用している。この方法により不要な半田ボール２２除去のための吸着ヘッド４のボール保持面１１と吸引ノズル１４の最適間隔に調整する。
【００２１】
次に、半田ボール搭載装置１の動作と共に第１実施例のボール除去装置の動作について説明する。先ず、Ｘ軸移動装置６が作動し、吸着ヘッド４はボール供給装置３上方に移動する。次に、Ｚ軸移動装置７の作動により、吸着ヘッド４は下降し、ボール供給装置３より半田ボール２を吸着プレート１２に設けられた吸着孔に吸着し、半田ボール２を吸着したら、再びＺ軸移動装置７により上昇する。
【００２２】
上昇後、吸着ヘッド４は、Ｘ軸移動装置６により、図１中右方への移動を開始し、ボール除去装置５上方に至り、横移動を一旦停止する。ここでボール除去装置５のエアーシリンダ１７が作動して、吸引ノズル１４は、吸着ヘッド４のボール保持面１１に向かって上昇し押し付けられる。
【００２３】
押し付けられると、吸引ノズル１４の両側には、吸引ノズル１４よりも上方へ突出したローラ２１が装着されているため、該ローラ２１が、ボール保持面１１に当接する。
【００２４】
このときボール保持面１１が傾斜していると、一方のローラ２１はボール保持面１１に当接するが、他方のローラ２１は、ボール保持面１１と離れた状態となっている。この状態で更にエアーシリンダ１７の押し付けが継続すると、吸引ノズル１４は支点軸１９に揺動可能、すなわち傾斜角度を変化できる状態で装着されているため、揺動し、他方のローラ２１もボール保持面１１に当接する。
【００２５】
この位置関係で、吸着ヘッド４がＸ軸移動装置６により横移動すると、吸引ノズル１４はボール保持面１１の傾きに倣うので、ボール保持面１１と吸引ノズル１４は、何れの位置でも等間隔となり適正に不要な半田ボール２２の除去が行われる。実施例では吸着ヘッド４を横移動させているが、吸引ノズル１４が横移動するものであっても良い。
【００２６】
不要なボールを除去した後、吸着ヘッド４は、更に図中右方へ移動し、Ｘ−Ｙテーブル８のボール搭載位置上方に移動する。次に、Ｚ軸移動装置７により吸着ヘッド４を下降させてボール搭載動作を行うのである。尚、上記動作説明におけるボール除去装置５は、ボール搭載装置１がボール搭載前に動作する場合について説明したが、ボール搭載後にボール保持面１１に保持されたままとなっている搭載ミスボール（持ち帰り半田ボール２）の除去に対しても用いることができるこは当然である。
【００２７】
次に、図５に示す半田ボール除去の第２実施例ついて説明する。第２実施例の基本的構成は、第１実施例と共通するが、第２実施例は、第１実施例とは逆に、ボール除去装置５の吸引ノズル１４は傾斜角度変化機能を有さず固定されており、吸着ヘッド４が傾斜角度変化可能に支持されている点で異なる。
【００２８】
すなわち、Ｚ軸移動装置７に取り付けられた支持部材２７の下方部に球体軸受け２８を形成し、該球体軸軸受け２８に継ぎ手２９の球体３０を摺動及び固定自在に嵌合し、該継ぎ手２９に吸着ヘッド４が取り付けられている。従って、球面軸受け２８の固定解除時に吸着ヘッド４が傾斜角度変化可能となる。
【００２９】
この第２実施例でのボール除去動作について説明すれば、以下の通りである。吸着ヘッド４が、Ｘ軸移動装置６により、図１中右方への移動を開始し、ボール除去装置５上方に至り、横移動を一旦停止する。ここで吸着ヘッド４は、Ｚ軸移動装置７により、吸引ノズル１４に向かって下降し、吸引ノズル１４に、吸着ヘッド４のボール保持面１１を押し付ける。勿論、第１実施例のように吸引ノズル１４が上昇して押し付ける方法でも良い。このとき、吸引ノズル１４の両側には、吸引ノズル１４よりも上方へ突出したローラ２１が装着されているため、該ローラ２１が、ボール保持面１１に当接する。
【００３０】
吸着ヘッド４のボール保持面１１が傾斜していると、一方のローラ２１はボール保持面１１に当接するが、他方のローラ２１は、ボール保持面１１と離れた状態となっている。この状態で更に押し付けを継続すると、吸着ヘッド４の球面軸受け２８は固定が解除され、揺動し、他方のローラ２１もボール保持面１１に当接する。
【００３１】
この位置関係で、吸着ヘッド４がＸ軸移動装置６により横移動すると、吸引ノズル１４に吸着ヘッド４のボール保持面１１が倣って角度変化しながら移動するので、ボール保持面１１と吸引ノズル１４は、何れの位置でも等間隔となり適正に不要な半田ボール２２の除去が行われる。実施例では吸着ヘッド４を横移動させているが、吸引ノズル１４が横移動するものであっても良い。尚、第２実施例でもボール供給動作及びボール搭載動作は第１実施例と同様である。
【００３２】
尚、第２実施例に示されたように、吸着ヘッド４のＺ軸移動装置７（図１中上下方向への移動装置）が、ボール保持面１１と吸引ノズル１４を相対的に移動させて接近隔離させる移動機構となる場合もある。勿論、第１実施例に示されるように相対的に移動可能であれば良いので、エアシリンダ１７が吸引ノズル１４をボール保持面１１に接近隔離させる移動機構となって、ボール除去装置５が上昇移動するものであっても、両者が移動するものであっても良い。
【００３３】
以上、第１実施例及び第２実施例とも、ボール除去装置５の例として、吸引して取り除く吸引ノズル１４を２を用いる場合を示したが、本発明では、不要な導電性ボールを取り除くボール除去装置として、不要導電性ボールに噴射圧を作用させて取り除く噴射ノズルを用いる場合や、不要な導電性ボールに直接作用させて取り除く接触部材を用いる場合にも利用できるものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、吸引ノズルを支持部材に傾斜変化可能に支持させると共に、吸引ノズルよりも上方へ突出し、吸着ヘッドのボール保持面に当接する複数の当接部材を吸引ノズルの両側端部に一体的に装着し、移動装置によってボール供給装置からテーブルへ吸着ヘッドが移動する間に、移動機構により吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルを該保持面の傾きに倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動することを特徴とする導電性ボールの除去装置としたので、吸着ヘッドのボール保持面が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向又はこれらの複合方向に傾いていても、微妙な調整を必要とせず、吸着ヘッドのボール保持面に対してボール搭載装置の吸引ノズルを一定の間隔を保って移動させることができ、ボール保持面の不要な導電性ボールを確実に除去することのできるものとなった。
【００３５】
請求項２の発明の効果ではあるが、吸着ヘッドを傾斜角度変化可能に支持し、吸着ヘッドのボール保持面と吸引ノズルを接近させ、当接部材をボール保持面に当接させて、吸引ノズルにボール保持面を倣わせ、移動装置により吸着ヘッドを横移動させて導電性ボールを除去した後、テーブルの上方へ移動する導電性ボール搭載装置としたので、吸着ヘッドのボール保持面に対してボール搭載装置の吸引ノズルが一定の間隔を保って移動させることができ、ボール保持面の不要な導電性ボールを確実に除去することのできるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る半田ボール搭載装置の全体を示す概略説明図
【図２】吸着ヘッド下面を示す底面説明図
【図３】ボール除去装置の第１実施例を示す側面説明図
【図４】同正面断面説明図
【図５】角度調整可能な吸着ヘッド利用の第２実施例を示す概略説明図
【符号の説明】
１．．．．．．半田ボール搭載装置
２．．．．．．半田ボール
３．．．．．．ボール供給装置
４．．．．．．吸着ヘッド
５．．．．．．ボール除去装置
６．．．．．．Ｘ軸移動装置
７．．．．．．Ｚ軸移動装置
８．．．．．．Ｘ−Ｙテーブル
９．．．．．．Ｘ軸駆動テーブル
１０．．．．．Ｙ軸駆動テーブル
１１．．．．．ボール保持面
１２．．．．．吸着プレート
１３．．．．．フレーム
１４．．．．．吸引ノズル
１５．．．．．ホルダ
１６．．．．．固定ねじ
１７．．．．．エアーシリンダ
１８．．．．．ロッド
１９．．．．．支点軸
２０．．．．．ストッパーブロック
２１．．．．．ローラ
２２．．．．．不要半田ボール
２３．．．．．回転支軸
２４．．．．．固定軸
２５．．．．．吸引スリット
２６．．．．．空部
２７．．．．．支持部材
２８．．．．．球面軸受け
２９．．．．．継ぎ手
３０．．．．．球体
【図１】
0003951117.tif 000002
【図２】
0003951117.tif 000003
【図３】
0003951117.tif 000004
【図４】
0003951117.tif 000005
【図５】
0003951117.tif 000006