(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア位置決め固定機構とキャリア内のワーク位置決め固定機構を有するワーク位置決め固定装置において、キャリア内に少なくとも交差方向二辺に基準辺を設けたワーク収納部を形成し、ワーク収納部内にワークより小さくワーク支持体が通過及び所定範囲での水平方向移動可能な大きさの貫通穴を穿設し、他方ワーク吸着面が水平とされたワーク支持体をキャリアの貫通穴下方に、上下及び水平方向に移動可能に設け、ワーク支持体が上昇しながらワーク吸着面にてワークを下方より吸着し、ワーク下面がワーク収納部の基準辺を越えない高さまで浮かし、該ワーク支持体がワークを吸着したままワーク収納部に形成した少なくとも二辺の基準辺に押し当てるよう水平方向に移動し、ワークが基準辺に当接することによりワークの水平方向の位置決めを行なうことを特徴とするワークの位置決め固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの位置決め固定を行なう装置に関するものであり、主としてＢＧＡ（ボールグリッドアレー）用ボールマウンターにおいて、ワークであるＢＧＡパッケージの位置決めを行なう装置を主眼に開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＧＡボールマウントは、大きく分けるとフレーム状のＢＧＡパッケージに多数個同時にボールマウントする方式と、個片ＢＧＡパッケージに１個毎にボールマウントする方式の２通りが存在した。両者ともハンダボールを定位置にマウントするためにＢＧＡパッケージの正確な位置決めが必要であるが、特に、個片ＢＧＡパッケージに１個毎にボールマウントする方式においては、個々に位置決め及びボールマウントをしなければならず、生産効率が悪かった。そこで効率的にワークの位置決めを行なう手段として、ワークが複数個並べられたキャリア内で位置決めを行なう方法が摸索された。
【０００３】
他方、特許公報（特公平２−５０３９号）記載の技術は、ボンディングされるチップ側の位置決め手段であるが、治具盤の中で同時に位置決めを可能とするもので、これにより複数ワークの位置決めを同時に効率的に行なえる。
【０００４】
しかし、この手段はワークの上面を吸着保持して位置決めを行なうため、ワークの上面にハンダボールをマウントする場合や、フラックスを転写する場合には利用できず、且つ、位置決めの後にワークを移動させるものであるため、移動途中でワークの位置にずれが生じる危険があり、ＢＧＡパッケージのボールマウントに利用できるものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決しようとするものであり、第１に、ワークを下面側で保持して位置合わせ及び固定をすることにより、ワーク上面でのハンダボールマウントやフラックスの転写等の処理を可能とするワーク位置決め固定装置とする。
【０００６】
第２に、ワーク位置決め後ワークを移動させることなく、その場での固定、処理の作業を行ない、移動によるワーク位置のずれの発生を防止すると同時にキャリア内での複数個同時処理を可能とするワーク位置決め固定装置とする。第３に、キャリアからワークを浮かした後位置決めを行なうことにより、キャリアの変形（反り等）の影響を受けない精度の高いワーク位置決め固定装置とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、課題を解決するため、キャリア位置決め固定機構とキャリア内のワーク位置決め固定機構を有するワーク位置決め固定装置において、キャリア内に少なくとも交差方向二辺に基準辺を設けたワーク収納部を形成し、ワーク収納部内にワークより小さくワーク支持体が通過及び所定範囲での水平方向移動可能な大きさの貫通穴を穿設し、他方ワーク吸着面が水平とされたワーク支持体をキャリアの貫通穴下方に、上下及び水平方向に移動可能に設け、ワーク支持体が上昇しながらワーク吸着面にてワークを下方より吸着し、ワーク下面がワーク収納部の基準辺を越えない高さまで浮かし、該ワーク支持体がワークを吸着したままワーク収納部に形成した少なくとも二辺の基準辺に押し当てるよう水平方向に移動し、ワークが基準辺に当接することによりワークの水平方向の位置決めを行なうワークの位置決め固定装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態につき説明する。図１は、本発明に係るワーク位置決め固定装置の概要を示す斜視図であり、図中１がキャリアであり、２がワークである。図示の実施の態様におけるワーク２は、ＢＧＡパッケージであり、ここで対象とするワーク２は、外形を基準として位置決めを行なうものであるため、外形及びパッドの位置精度が優れたものに限定される。
【０００９】
本発明は、このワーク２が搭載されたキャリア１とワーク支持体３とに特徴あるワーク位置決め固定装置である。キャリア１には、キャリア１内のワーク位置決め固定機構を有する。キャリア位置決め固定機構として、図１では、キャリア１を長尺方向両側より狭持するキャリアクランパ４が用いられている。尚、図中５は搬送位置決めピン用穴である。
【００１０】
キャリア１は、ワーク収納部６を所望個数（図示の実施の形態では５個）形成した板状体である。ワーク収納部６は、キャリア１の上面より１段低い段部として形成され、周縁の交差する二辺に水平方向の位置決めの基準辺となる基準壁７、１７を形成したものである。尚、ワーク収納部６は、各図に現われるようにワーク２の大きさより若干大きく、ワーク収納部６にワーク２を収納した場合に若干のクリアランスが生じる広さに形成される。
【００１１】
ワーク収納部６内には、ワーク２より小さくワーク支持体３が通過及び所定範囲で水平方向に移動可能な大きさの貫通穴８が穿設されている。すなわち貫通穴８の大きさはワーク２が落下せず、ワーク支持体３の昇降及び水平方向移動の可能な範囲である。
【００１２】
ワーク支持体３は、上面がワーク吸着面９とされ、ワーク吸着面９は、Ｚ軸方向の位置精度を確保するため水平に形成され、図示されていない真空吸引装置と連結されたワーク吸着穴１０が開けられている。該ワーク支持体３はキャリア１の貫通穴８の下方に、貫通穴８内を上下方向（Ｚ軸方向）及び水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動可能に設けられている。
【００１３】
次に動作順序について説明する。本発明が利用される自動ハンダボールマウント装置全体の概要は、図７に示すようなもので、ワーク２が収納されたキャリア１がセットされたキャリア供給用マガジンラック２０よりキャリア１が取り出され、ワーク２が載置されたキャリア１が、搬入コンベア等の図示されていない搬送装置により搬送される。この際、搬送装置は、図示されていない搬送位置決めピンをキャリア１の搬送位置決めピン用穴５に挿入しキャリア１を搬送する。
【００１４】
そして、キャリア１がボールマウント部２１のキャリア位置決め部２２上にて停止し、キャリアクランプ４により固定される。これによりキャリア１が正確な位置に位置決め固定される。この状態では図２の部分断面図に示されるようにワーク支持体３は、キャリア１より下方に下がっている。
【００１５】
次にキャリア位置決め部２２に設けられたワーク支持体３が吸引を開始しながら上昇し、各ＢＧＡパッケージであるワーク２下面にワーク吸着面９を当接させ、真空吸着によりワーク吸着面９に吸着し、更に上昇し、ワーク２をキャリア１のワーク収納部６から浮かす。この浮かす高さはワーク２の下面がワーク収納部６の基準壁７、１７を越えない高さである。図３の部分断面図が、この状態を示している。
【００１６】
ワーク支持体３は、ワーク２を浮かした後、図４の部分平面図に示すように水平方向中Ｘ軸方向（図４中上方）に移動する。ワーク支持体３のＸ軸方向移動によりワーク２のＸ軸方向の側面（図４中上方側のワーク２の側面）が、一方の基準辺である基準壁７に当接する。図４中の矢印はワーク支持体３の移動、結果としてのワーク２の移動を示している。
【００１７】
その後ワーク支持体３は、Ｘ軸方向の位置を維持したままＹ軸方向へ移動する。図５の部分平面図に示すようにワーク支持体３の移動により、移動するワーク２のＹ軸方向の側面（図５中右方の側面）が、他方の基準辺である基準壁１７に当接する。これによりワーク２はＸ軸方向及びＹ軸方向の水平方向位置決めが行なわれる。この時、図１のように複数個のワーク２がある場合、同時に位置決めを行なう。
【００１８】
このワーク２のＸ軸方向及びＹ軸方向への位置決めは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向単独で行なわれる場合がある。すなわち、ワーク２の動きで説明すると、位置決め前の位置より、先ずＸ軸方向の位置決めを行なった後、基準壁７との平行度を保持したまま、ワーク収納部６の中央に戻り、次にＹ軸方向の位置決めを行ない、更に基準壁１７との平行度を保持したままワーク収納部６の中央に戻るという手段で位置決めを行なうこともありうる。
【００１９】
ワーク２の位置決めをした後、その状態のままフラックスを転写し、ハンダボールをマウントする等の処理が行なわれる。これらの処理を行なうボールマウント部２１は、図８に示される。図の例によればボールマウント部２１は、搬送方向と直交する方向の上方に設けられたガイドレール２３にボールマウントヘッド２４及び転写ユニット２５がスライド自在に装着されている。転写ユニット２５がフラックス供給部２６からフラックスを供給され、ワーク２の上方へ移動した後下降し、ワーク２にフラックスを転写する。ハンダボールのマウントもボールマウントヘッド２４がハンダボール供給部２７からハンダボールを吸引し、ワーク２の上方へ移動した後、下降しワーク２にハンダボールをマウントする。
【００２０】
尚、ワーク収納部６の深さや、ワーク収納部６の形状により、ワーク２がキャリア１の上面より低い場所に位置することが考えられる。かような場合、ワーク２の上面にボールマウント等の処理を行なうことができなくなるため、ワーク２の位置決め終了後、再度ワーク支持体３を上昇させ、ワーク２の上面が必ずキャリア１の上面より高い一定の位置にシフトさせる動作が必要になる。図６は、この再上昇させた位置を示している。
【００２１】
所定の処理終了後、ワーク支持体３は下降し、ワーク２をキャリア１のワーク収納部６に戻す。尚、ワーク２がワーク収納部６に戻される直前に、ワーク支持体３の真空吸引はきられ、ワーク２はワーク吸着面９から離脱しやすい状態となっている。そして、図示されていない搬出装置によりキャリア１が搬出され、収納用マガジンラック２８に収納されサイクルの終了となる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、ワーク２を水平に形成されたワーク支持体３のワーク吸着面９に吸着し、ワーク２をキャリア１から浮かして位置決め固定を行なうものであるので、搬送等により生ずるキャリア１の歪み、傾きの影響を逃れてワーク２を水平にすることが可能である。
【００２３】
本発明は、キャリア１のワーク収納部６に形成した基準辺（実施例では基準壁７、１７）に、ワーク２を当接してワーク２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決めを行なうものであるので、キャリア１以外に別途位置決めのための部材を必要とせず、キャリア１内での位置決めが可能である。
【００２４】
本発明は、ワーク支持体３がワーク２の下面を吸着し、固定するものであるので、ワーク２の上面があいており、ワーク２の上面にハンダボールを乗せることができ、仮付もできるようになり、位置決めされた固定位置で、ワーク２にハンダボールマウント、フラックス転写等の処理が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワーク位置決め固定装置の概要を示す斜視図
【図２】ワーク支持体下降時の部分断面図
【図３】ワーク支持体上昇時の部分断面図
【図４】ワーク支持体Ｘ軸方向移動時の部分平面図
【図５】ワーク支持体Ｙ軸方向移動時の部分平面図
【図６】ワーク支持体再上昇の部分断面図
【図７】自動ボールマウント装置におけるワークの流れを示す説明図
【図８】ボールマウント部を示す概略斜視図
【符号の説明】
１．．．．キャリア
２．．．．ワーク
３．．．．ワーク支持体
４．．．．キャリアクランパ
５．．．．ピン穴
６．．．．ワーク収納部
７、１７．基準壁
８．．．．貫通穴
９．．．．ワーク吸着面
１０．．．ワーク吸着穴
【図１】
0003733471.tif 000002
【図２】
0003733471.tif 000003
【図３】
0003733471.tif 000004
【図４】
0003733471.tif 000005
【図５】
0003733471.tif 000006
【図６】
0003733471.tif 000007
【図７】
0003733471.tif 000008
【図８】
0003733471.tif 000009