(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール移載装置の吸着ヘッドに対してボールを供給する供給対象容器に所定量の導電性ボールを補給する導電性ボールの供給装置であって、内部に導電性ボールを貯溜し下部に導電性ボールが流出する開口部が設けられたボール容器と、このボール容器の下方に前記開口部と所定隙間を保って水平姿勢で配設された板状のボール搬送部材と、このボール搬送部材に振動を付与する振動付与手段と、ボール搬送部材上を導電性ボールが移動する際に導電性ボールの進行を前記ボール容器から前記供給対象容器に向かって末広がりとなる方向に案内する溝部から成る案内手段と、前記供給対象容器に設けられて傾斜機構により回転軸廻りに回動可能な導電性ボールの整列治具とを備え、前記搬送部材の端部から前記供給対象容器の整列治具内に導電性ボールを落下させ、前記整列治具を傾斜させるボール整列動作によって導電性ボールを整列状態で準備するようにしたことを特徴とする導電性ボールの供給装置。
【請求項２】
前記ボール搬送部材の供給対象容器側の端部の下方に、前記端部から落下する導電性ボールを一時的に貯溜する一時貯溜部と、一時貯溜部に貯留された導電性ボールを供給対象容器に移し替える移し替え手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の導電性ボールの供給装置。
【請求項３】
ボール移載装置の吸着ヘッドに対してボールを供給する供給対象容器に所定量の導電性ボールを補給する導電性ボールの供給方法であって、ボールを貯溜するボール容器の下部の開口部の下方に所定隙間を保って板状のボール搬送部材を配置することにより前記開口部からのボールの流出を阻止する工程と、前記ボール搬送部材を振動させることにより前記隙間より導電性ボールを流出させるとともにボール搬送部材の上面に形成された溝部から成る案内手段によって流出した導電性ボールをこのボール搬送部材の端部へ向かって末広がりとなるように分散・落下させて供給対象容器の整列治具内へ供給する工程と、整列治具を傾斜機構によって傾斜させるボール整列動作によって導電性ボールを整列状態で準備する工程とを含むことを特徴とする導電性ボールの供給方法。
【請求項４】
前記ボール搬送部材の供給対象容器側の端部の下方に設けられた一時貯溜部に前記端部から落下する導電性ボールを一時的に貯溜し、所定タイミングにて一時貯溜部に貯留された導電性ボールを供給対象容器に移し替えることを特徴とする請求項３記載の導電性ボールの供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ボールの移載装置などに設けられ、供給対象容器に導電性ボールを補給する導電性ボールの供給装置および供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フリップチップやＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）などのバンプ付きの電子部品を製造する方法として、半田ボールなどの導電性ボールを用いる方法が知られている。この方法では、容器などに貯溜された導電性ボールを吸着ヘッドの下面に多数形成された吸着孔に真空吸着してピックアップし、吸着ヘッドをワークの上方に移動させてこれらの多数の導電性ボールをワークの電極上に一括して移載する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一括移載される導電性ボール個数の増大および移載タクトタイムの短縮に伴い、単位時間当たりの導電性ボールの消費量は増大している。一方、近年吸着ツールに導電性ボールを吸着させるためのボール供給方式として、整列板上に予め所定配列で整列させた状態で供給する方式が採用されるようになっており、この場合にはボール貯溜量を常に適正量に保持することが求められる。
【０００４】
しかしながら従来より導電性ボールを補給する作業は専ら人手によって行われており、ボール貯溜量を適正量に保持するにはオペレータは人手により導電性ボールを計量しながら補給する作業を頻繁に行わなければならなかった。そして設備レイアウトなどの関係から、一般にこのボール補給時作業は作業性が悪く手間を要し、結果として生産性の向上が阻害されるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、導電性ボールの補給を自動化し生産性を向上させることができる導電性ボールの供給装置および供給方法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】
請求項１記載の導電性ボールの供給装置は、ボール移載装置の吸着ヘッドに対してボールを供給する供給対象容器に所定量の導電性ボールを補給する導電性ボールの供給装置であって、内部に導電性ボールを貯溜し下部に導電性ボールが流出する開口部が設けられたボール容器と、このボール容器の下方に前記開口部と所定隙間を保って水平姿勢で配設された板状のボール搬送部材と、このボール搬送部材に振動を付与する振動付与手段と、ボール搬送部材上を導電性ボールが移動する際に導電性ボールの進行を前記ボール容器から前記供給対象容器に向かって末広がりとなる方向に案内する溝部から成る案内手段と、前記供給対象容器に設けられて傾斜機構により回転軸廻りに回動可能な導電性ボールの整列治具とを備え、前記搬送部材の端部から前記供給対象容器の整列治具内に導電性ボールを落下させ、前記整列治具を傾斜させるボール整列動作によって導電性ボールを整列状態で準備するようにした。
【０００７】
請求項２記載の導電性ボールの供給装置は、請求項１記載の導電性ボールの供給装置であって、前記ボール搬送部材の供給対象容器側の端部の下方に、前記端部から落下する導電性ボールを一時的に貯溜する一時貯溜部と、一時貯溜部に貯留された導電性ボールを供給対象容器に移し替える移し替え手段とを備えた。
【０００８】
請求項３記載の導電性ボールの供給方法は、ボール移載装置の吸着ヘッドに対してボールを供給する供給対象容器に所定量の導電性ボールを補給する導電性ボールの供給方法であって、ボールを貯溜するボール容器の下部の開口部の下方に所定隙間を保って板状のボール搬送部材を配置することにより前記開口部からのボールの流出を阻止する工程と、前記ボール搬送部材を振動させることにより前記隙間より導電性ボールを流出させるとともにボール搬送部材の上面に形成された溝部から成る案内手段によって流出した導電性ボールをこのボール搬送部材の端部へ向かって末広がりとなるように分散・落下させて供給対象容器の整列治具内へ供給する工程と、整列治具を傾斜機構によって傾斜させるボール整列動作によって導電性ボールを整列状態で準備する工程とを含む。
【０００９】
請求項４記載の導電性ボールの供給方法は、請求項３記載の導電性ボールの供給方法であって、前記ボール搬送部材の供給対象容器側の端部の下方に設けられた一時貯溜部に前記端部から落下する導電性ボールを一時的に貯溜し、所定タイミングにて一時貯溜部に貯留された導電性ボールを供給対象容器に移し替えるようにした。
【００１０】
本発明によれば、ボール容器から供給対象容器に向かって末広がり形状を有するボール搬送部材上に開口部を介して導電性ボールを流出させ、ボール搬送部材に振動を付与することによりボール搬送部材上を導電性ボールを溝部から成る案内手段によって末広がり方向に案内しながら進行させ、前記供給対象容器の整列治具内に導電性ボールを落下させ、且つ整列治具を傾斜機構によって傾斜させるボール整列動作によって導電性ボールを整列状態で準備することにより、常に定量の導電性ボールを均一に供給対象容器内に補給することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の側面図、図２は本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の平面図、図３は本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の動作説明図、図４は本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の部分側面図である。
【００１２】
まず、図１、図２を参照して導電性ボールの供給装置の構造を説明する。図１において、基台１に立設された垂直なブラケット２には、導電性ボール３（以下、単に「ボール３」と略記。）を貯溜するホッパー４が取り付けられている。ホッパー４は内部にボール３を貯溜し、下方が絞られた形状の断面を有するボール容器であり、ホッパー４の下部はボール３が流出する開口部４ａとなっている。
【００１３】
このホッパー４の下方には、開口部４ａと所定の隙間ｈを保ってボール搬送部材であるシュート５が水平姿勢で配設されている。ブラケットへのホッパー４の取り付け部には、ホッパー４の高さ調整部６が設けられており、ホッパー４の高さを調整することにより、シュート５上面と開口部４ａとの隙間ｈの寸法を調整できるようになっている。隙間ｈの寸法は、シュート５が静止しているときは隙間からのボール３の流出が阻止され、シュート５が振動すると流出するような範囲で設定される。またこの範囲内において隙間ｈの寸法を調整することにより、ホッパー４内に貯溜されたボール３がシュート５上へ流出する流出量を調整することができる。
【００１４】
またホッパー４の中間高さ位置には、センサ７が配置されている。センサ７はホッパー４内のボール３のレベルを検出する。すなわち、満杯状態からボール３が徐々に消費され、ホッパー４内のボール上面レベルが低下して、センサ７の高さ位置に到達すると、センサ７はホッパー４内のボール３の残量が所定量まで減少したことを検出する。すなわちセンサ７は、ボール残量検出用のセンサ７として機能する。
【００１５】
図２に示すようにシュート５は縁部にこぼれ止めのコーミング５ｂが設けられた板状部材であり、平面視してホッパー４から端部５ａに向かって末広がり形状を有している。端部５ａの下方には、ボール供給対象容器であるボール供給部１０が所定の高低差で配置されている。ボール供給部１０は、図外のボール移載装置の吸着ヘッドに対してボール３を供給する。ボール供給部１０には整列治具１１が配置されており、整列治具１１の中央部にはボール３を予め所定配列で整列して保持する整列部１２が設けられている。整列部１２の周囲は、所定量のボール３を貯溜する貯溜部１１ａとなっている。また整列治具１１は傾斜機構１３によって回転軸１３ａ廻りに所定角度だけ回動可能となっている。
【００１６】
ホッパー４内に貯溜され、シュート５上に流出したボール３はシュート５上を搬送され、端部５ａからボール供給部１０の整列治具１１内に落下する。これにより、ボール３がボール供給部１０に対して補給される。ボール供給部１０に貯溜されたボール３は、整列治具１１を所定角度だけ水平位置から傾斜させるボール整列動作によって、整列部１２に整列状態で準備される。そしてこれらの整列状態のボール３は、図外のボール移載装置の吸着ツールによって吸着され、ワークへ搭載される。
【００１７】
ここでシュート５上でのボール３の搬送について説明する。図１に示すようにシュート５の下面には、振動付与手段であるバイブレータ８が装着されており、バイブレータ８を駆動することにより、シュート５にはボール３をホッパー４側から端部５ａ側へ進行させる成分を有する振動が付与される。すなわち、バイブレータ８は振動付与手段となっている。
【００１８】
シュート５の上面には、末広がり方向にそって多数の直線の溝部５ｃがホッパー４の近傍から端部５ａへ向かって形成されている。ホッパー４からボール３が流出した状態でバイブレータ８を駆動することにより、前述のようにボール３はシュート５上を端部５ａへ向かって進行する。このとき、シュート５上面には前述の溝部５ｃが設けられているため、シュート５上を進行するボール３は溝部５ｃに沿って末広がり方向へ案内され、端部５ａへ到達する際にはシュート５の拡がり幅全面にわたって分散した状態となる。すなわちシュート５上面の溝部５ｃは、ボール３が移動する際に末広がり方向に案内する案内手段となっている。
【００１９】
ボール供給部１０のボール落下点近傍には、ボール貯溜量検出用の２つのセンサ１４，１５が配設されている。センサは検出方向を下方に向けて配設されており、整列治具１１の貯溜部１１ａ内に貯溜されたボール層上面高さを検出することにより、貯溜量が適正量であるか否かを検出する。センサ１４，１５は、それぞれ貯溜部１１ａ内のボール層上面の上限、下限を検出する。
【００２０】
次に、制御系について説明する。センサ７，１４，１５は制御部１６に接続されており、各センサの検出信号は制御部１６に送られる。制御部１６は、バイブレータ８の駆動を制御するとともに、報知部１７を駆動する。センサ７がホッパー４内へのボール３のレベル低下を検知すると、制御部１６は報知部１７によってボール残量減少を報知する。この報知により、オペレータはホッパー４内にボール３を投入する。
【００２１】
次にボール供給動作について説明する。ボール供給部１０から図外のボール移載装置の吸着ヘッドによってボールが取り出されることにより、整列治具１１内の貯溜部１１ａのボール３の量は減少し、ボール層の上面レベルが低下する。このレベル低下がセンサ１５によって検出されると、制御部１６はバイブレータ８の駆動を指令する。これにより、図３に示すようにホッパー４の開口部４ａからシュート５上へ下降して供給されたボール３は、振動によってシュート５上を端部５ａへ向かって進行し、整列治具１１上に落下する。
【００２２】
これによりボール供給部１０に対するボール３の補給が行われる。この補給によって整列治具１１内のボール貯溜量が増大し、やがてボール上面が上限レベルに到達するとセンサ１４がこれを検出する。この検出信号は制御部１６に送られ、これにより制御部１６はバイブレータ８の駆動を停止し、ボール補給が停止される。
【００２３】
上記のように末広がり形状のシュート５上でボール３を振動によって搬送する構成を採用することにより、常に定量のボール３を整列治具１１内の全範囲にわたって均一に補給することができる。したがって従来必要とされた人手による繁雑なボール補給作業を自動化し、ボール補給作業の省力化・効率化が実現できるとともに、ボール補給が不均一となることに起因して発生する整列不良を防止することができる。
【００２４】
なお図４に示すように、シュート５端部のボール落下位置と整列治具１１との中間高さ位置に、カギ型容器２０を回転機構２２によって回動可能に配設すれば、端部５ａから落下するボール３を一時的に貯溜することができる。そして所定量がカギ型容器内に貯溜されたタイミングで、回転機構２２を駆動してカギ型容器を回動させて傾斜することにより、一時貯溜された所定量のボール３は整列治具１１内に落下し移し替えられる。すなわち、カギ型容器２０は、ボール３を一時的に貯留する一時貯溜部となっており、回転機構２２は一時貯溜部に貯留されたボール３を整列治具１１内に移し替える移し替え手段となっている。
【００２５】
このような一時貯溜部を備えることにより、ボール供給部１０においてボール整列動作を行っている間においても、ホッパー４からのボール定量取り出し動作を中断する必要がなく、ボール供給部１０における作業が終了したタイミングで即座に一時貯溜中のボール３を補給することができ、ボール補給作業の中断によって生じる遅れ時間が達成しない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ボール容器から供給対象容器に向かって末広がり形状を有するボール搬送部材上に開口部を介して導電性ボールを流出させ、ボール搬送部材に振動を付与することによりボール搬送部材上を導電性ボールを溝部から成る案内手段によって末広がり方向に案内しながら進行させ、供給対象容器の整列治具内に導電性ボールを落下させ、且つ整列治具を傾斜機構によって傾斜させるボール整列動作によって導電性ボールを整列状態で準備するようにしたので、常に定量の導電性ボールを均一に供給対象容器内に補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の平面図
【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の動作説明図
【図４】本発明の一実施の形態の導電性ボールの供給装置の部分側面図
【符号の説明】
３  ボール
４  ホッパー
４ａ  開口部
５  シュート
５ｃ  溝部
７，１４，１５  センサ
８  バイブレータ
１０  ボール供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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