JP2001160674A - ボールマウント装置 - Google Patents

ボールマウント装置

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JP2001160674A
JP2001160674A JP34298099A JP34298099A JP2001160674A JP 2001160674 A JP2001160674 A JP 2001160674A JP 34298099 A JP34298099 A JP 34298099A JP 34298099 A JP34298099 A JP 34298099A JP 2001160674 A JP2001160674 A JP 2001160674A
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JP
Japan
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ball
mounting
plate
work
work holding
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Pending
Application number
JP34298099A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Konaka
弘 小中
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Shibuya Corp
Original Assignee
Shibuya Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ボール吸着面とワークとの平行度確
保の手段を、部品の加工精度や組立精度のみに頼らず、
ボールマウントの際にワーク保持テーブルがマウントヘ
ッドのボール吸着面に倣うことのできる構造とするこ
と。 【解決手段】本発明は、次の解決手段を採用する。第1
に、ボール供給部と、ワーク保持テーブルと、ボール供
給部のボールを吸着してワーク保持テーブルに保持され
たワークにボールをマウントするマウントヘッドとを備
えたボールマウント装置とする。第2に、ワーク保持テ
ーブルが上下揺動可能なテーブルプレートを弾性体によ
り支持したものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハや基板等の
ワークに半田ボールや半田バンプ等をマウントするボー
ルマウント装置の改良に関するもので、詳しくは、ワー
クを保持するワーク保持テーブルに特徴を有するボール
マウント装置である。
【0002】
【従来の技術】多数の微小半田ボールをウエハや基板等
のワークに一括搭載する場合、搭載精度を確保するため
マウントヘッドの半田ボール吸着面とワークとの平行度
が重要な要素であることが知られている。従来、この半
田ボール吸着面とワークとの平行度はマウントヘッドや
ワーク保持テーブルの部品の加工精度と組立精度によっ
て確保していた。
【0003】しかし、このような精度確保手段では、ボ
ールマウント装置の設置室内の温度変化や、ボールマウ
ント装置の稼働による装置内の温度変化により、半田ボ
ール吸着面とワークとの平行度に狂いが生じ、リメイン
ボール、位置ずれ、ミッシングボール等の搭載不良の一
因となることが判明した。この場合、リメインボールと
はワークにマウントされるべきボールがマウントヘッド
に残ってしまうことであり、位置ずれとはワークのマウ
ントされるべき位置からずれた位置にボールがマウント
されてしまうことであり、ミッシングボールとはワーク
のマウントされるべき位置にボールが存在しないことで
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ボール吸着
面とワークとの平行度確保の手段を、部品の加工精度や
組立精度のみに頼らず、ボールマウントの際にワーク保
持テーブルがマウントヘッドのボール吸着面に倣うこと
のできる構造とすることにより、上記問題点を解決する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ボール供給部と、ワーク保持テーブルと、
ボール供給部のボールを吸着してワーク保持テーブルに
保持されたワークにボールをマウントするマウントヘッ
ドとを備えたボールマウント装置において、ワーク保持
テーブルが上下揺動可能なテーブルプレートを弾性体に
より支持したものであることを特徴とするボールマウン
ト装置を提供しようとするものである。
【0006】
【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。実施例での半
田ボールマウント装置は、ウエハ供給部、フラックス転
写部、ボールマウント部、ワーク駆動機構とを有するも
のであるが、本発明は、ボールマウント部に特徴を有す
る半田ボールマウント装置である。図1は、本発明が実
施される半田ボールマウント装置のボールマウント部の
概略を示す正面図である。
【0007】ボールマウント部は、マウントヘッド1及
びその駆動機構と、ボール供給部2と、ワーク保持テー
ブル3と、その間に配置される余剰ボール除去装置4
と、ボール吸着ミス検査装置5と、ボール吸着ミス検査
装置5で余剰ボールが検知されたときにマウントヘッド
1下に侵入するボール排出装置6とで構成される。
【0008】マウントヘッド1下面には、ボール吸着面
となるバキュームプレート8が装着されている。バキュ
ームプレート8は、厚さ約0.1ミリメートルのステン
レスにエッチングで半田ボールを吸着するための多数の
吸着孔を開けたものを使用する。実施例では吸着孔の端
部で半田ボールを傷つけるのを防止するため、電解研摩
を行っている。
【0009】マウントヘッド1は図示されていないブロ
アモータにより、マウントヘッド内部が排気口より排気
され、圧力が低下し、バキュームプレートの各吸着孔に
真空圧を発生し、これにより半田ボールを各吸着孔に吸
着させる。
【0010】マウントヘッド1には、ボール供給部2と
ワーク保持テーブル3との間を往復するY軸と、上下方
向に昇降するZ軸の2軸の駆動機構が設けられる。図中
9はZ軸駆動モータであり、図中10はY軸駆動モータ
である。
【0011】ここにおけるY軸の駆動機構は、マウント
ヘッド1の移動の役割とともに、マウントヘッド1とワ
ークの位置決めにおいても利用される。Z軸駆動機構
は、マウント時にマウントヘッド1下面がウエハに接触
し、図示しない荷重センサによる検知負荷荷重が予め設
定しておいた設定値に達したときに下降を停止するよう
設定されている。
【0012】ボール供給部2はパーツフィーダのような
構成をしており、マウントヘッド1に半田ボールを供給
するボールトレイ7には、バイブレータが取り付けられ
ている。バイブレータの振動により半田ボールを斜め上
方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボールはボー
ルトレイ7内を廻るように移動する。
【0013】ボールトレイ7の上方にはボールストッカ
(図示されていない)からボールトレイ7内に半田ボー
ルを供給する供給口が進退自在に配置される。供給口の
先端にはボールトレイ7内のボール残量を検知するセン
サが取り付けられており、ボール残量不足を検知すると
ボールストッカより一定量の半田ボールを供給する。供
給口は、半田ボールの吸着時にはマウントヘッド1との
干渉を避けるためボールトレイ7外へ待避する構造とな
っている。
【0014】余剰ボール除去装置4は、マウントヘッド
1に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノズル
である。ボール吸着ミス検査装置5は、4台のラインC
CDカメラによりマウントヘッド1のミッシングボー
ル、エキストラボール(余剰ボール)等の吸着ミスと、
搭載ミスであるリメインボールとを検知する。この場合
のミッシングボールとはマウントヘッド1の吸着される
べき位置にボールが存在しないことであり、エキストラ
ボールとはマウントヘッド1の一つの吸着孔に複数のボ
ールが装着されてしまったり、吸着孔以外の位置にボー
ルが付着してしまうことであり、リメインボールとはワ
ークにマウントされるべきボールがマウントヘッドに残
ったしまうことである。
【0015】ワーク保持テーブル3は、ワークであるウ
エハ16を吸着保持するテーブルプレート11を、下方
より圧縮バネ12により上方へと付勢したものであっ
て、プレート押さえ13によって上限位置が決められて
いる。すなわち、図2の右側引き出し図に示されるよう
にテーブルプレート11の下面側に停止鍔17を外側に
向かって形成し、プレート押さえ13をテーブルプレー
ト11のウエハ保持面側より大径で停止鍔17より小径
の内周面を有するリング状に形成し、プレート押さえ1
3の内側下方よりテーブルプレート11を圧縮バネ12
により上方へ付勢して位置させ、プレート押さえ13に
停止鍔17が当接することにより上限位置を限定しよう
とするものである。
【0016】図示の実施例では中央に一つの圧縮バネ1
2を設けたものであるが、圧縮バネ12は、一つに限定
されるものではなく、周囲に数カ所設けることも可能で
ある。また、圧縮バネ12は、テーブルプレート11が
マウントヘッド1のバキュームプレート8に倣って上下
方向に揺動可能となるものであれば良く、他の弾性体を
利用することも可能である。
【0017】尚、テーブルプレート11の停止鍔17を
除いた外周面14は球面とされ、プレート押さえ13の
内周面は円筒形状とされている。このためテーブルプレ
ート11が、バキュームプレート8に倣って傾いた状態
であっても、テーブルプレート11の外周面14がプレ
ート押さえ13と接する水平方向での直径は変わらず、
テーブルプレート11の外周面14とプレート押さえ1
3の内周面は常に線接触で摺動可能とされている。従っ
て、テーブルプレート11が傾いた場合にあっても、テ
ーブルプレート11とプレート押さえ13との脱落や水
平方向のずれが生じることはなく、テーブルプレート1
1とマウントヘッド1のバキュームプレート8との水平
方向のすれが生じることはない。尚、実施例でテーブル
プレート11の外周面14は、球面とされているが、テ
ーブルプレート11の外周面14とプレート押さえ13
の内周面とが線接触で摺動可能であれば、球面に限定さ
れるものではない。また、テーブルプレート11はプレ
ート押さえ13に対し回り止め機構18が、平面断面状
態で図2の左側引き出し図に示されるように設けられて
いる。
【0018】テーブルプレート11には、ウエハ吸着穴
15か設けられており、図示されていないブロアモータ
を通して、テーブルプレート11上面のウエハ吸着穴1
5から真空吸引を開始し、ウエハ16をテーブルプレー
ト11に吸着保持可能としている。
【0019】以下、半田ボールマウント装置の作動工程
について説明する。まず、供給用のウエハカセットから
1枚ずつロボットでウエハをワーク保持テーブル3に供
給する。ワーク保持テーブル3はフラックス供給部へ移
動し、ウエハ16にフラックスを転写し、ボールマウン
ト位置へ移動する。
【0020】他方、マウントヘッド1は、ボール供給部
2の上方より下降して指定位置で停止し、半田ボールを
吸着する。マウントヘッド1内圧が所定圧力より低くな
った時点で、吸着完了と判断し、マウントヘッド1を上
昇させる。その後、余剰ボール除去装置4で余剰ボール
を除去して、ボール吸着ミス検査装置5へ移動する。
【0021】ボール吸着ミスがあった場合、ミッシング
ボール又はエキストラボールなら再度ボール供給部2へ
移動し、吸着動作を繰り返す。連続してエキストラボー
ルがあった場合には、ボール排出装置6がマウントヘッ
ド1下へ侵入し、ボール排出装置6内へ吸着ボールを全
て排出した後、再度ボール供給部2へ移動し、吸着動作
を繰り返す。
【0022】異常がなかった場合には、マウントヘッド
1はボールマウント位置へ移動する。ボールマウント位
置では、ワーク保持テーブル3に設けられたCCDカメ
ラでマウントヘッド1下面のアライメントマークを認識
して位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド1は下
降し、マウントヘッド1下面がウエハ16に接触し、図
示しない荷重センサによる検知負荷荷重が予め設定して
おいた設定値に達したときに下降を停止する。
【0023】半田ボールを吸着した状態で、マウントヘ
ッド1が下降し、ウエハ16に接触した時点から荷重セ
ンサの設定値に達したら下降を停止する。マウントヘッ
ド1の接触時から下降停止までのマウントヘッド1の下
降量分テーブルプレート11は、マウントヘッド1のボ
ール吸着面であるバキュームプレート8に倣って下降で
きるため平行度の狂いを是正できる。
【0024】この時点で、半田ボールはマウントヘッド
1とウエハ16で挟まれた状態にある。ここで吸着用の
バルブを切り換えて、マウントヘッド1内の圧力を大気
圧に解放するとマウントヘッド1から半田ボールが確実
に離れ、ウエハ16上にマウントされる。マウントヘッ
ド1はその後上昇する。
【0025】半田ボールのマウントが終了したワーク保
持テーブル3は、ウエハ供給部に戻るが、途中CCDカ
メラにより、ウエハ上の半田ボールのマウント状況を検
査する。検査の結果、マウントが良好ならば搬出用のウ
エハカセットへ、マウントが不良ならば不良用のウエハ
カセットへ、ロボットにより挿入する。
【0026】
【発明の効果】本発明は、ボールマウント装置におい
て、ワーク保持テーブルが上下揺動可能なテーブルプレ
ートを弾性体により支持したものであるため、ボール吸
着面とウエハの平行度確保の手段を、部品の加工精度や
組立精度のみに頼らず、ボールマウントの際にワーク保
持テーブルがマウントヘッドのボール吸着面に倣うこと
により平行度を確保するものであるので、高度な部品の
加工精度や組立精度を要求しないで済む上、シビアな室
内温度コントロールや稼働による装置内温度の変化を気
にしないで済むこととなった。すなわち、室内温度や装
置内温度の変化によりボールマウント装置がワークへ搭
載ミスをすることがなくなった。
【0027】請求項2の発明の効果ではあるが、テーブ
ルプレートの外周にテーブルプレートの上昇を規制する
プレート押さえ手段を有し、テーブルプレート外周面と
プレート押さえ手段の内周面とを線接触で摺動可能とし
たため、スムーズな倣い動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半田ボールマウント装置マウント部の正面概略
【図2】ワーク保持テーブルの側面断面図
【図3】同平面図
【符号の説明】
1........マウントヘッド 2........ボール供給部 3........ワーク保持テーブル 4........余剰ボール除去装置 5........ボール吸着ミス検査装置 6........ボール排出装置 7........ボールトレイ 8........バキュームプレート 9........Z軸駆動モータ 10.......Y軸駆動モータ 11.......テーブルプレート 12.......圧縮バネ 13.......プレート押さえ 14.......外周面 15.......ウエハ吸着穴 16.......ウエハ 17.......停止鍔 18.......回り止め機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボール供給部と、ワーク保持テーブルと、
    ボール供給部のボールを吸着してワーク保持テーブルに
    保持されたワークにボールをマウントするマウントヘッ
    ドとを備えたボールマウント装置において、ワーク保持
    テーブルが上下揺動可能なテーブルプレートを弾性体に
    より支持したものであることを特徴とするボールマウン
    ト装置。
  2. 【請求項2】テーブルプレートの外周にテーブルプレー
    トの上昇を規制するプレート押さえ手段を有し、テーブ
    ルプレート外周面とプレート押さえ手段の内周面とを線
    接触で摺動可能としたことを特徴とする請求項1記載の
    ボールマウント装置。
  3. 【請求項3】テーブルプレートの形状を円形にしたこと
    を特徴とする請求項1又は2に記載のボールマウント装
    置。
JP34298099A 1999-12-02 1999-12-02 ボールマウント装置 Pending JP2001160674A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140263589A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Hitachi, Ltd. Solder ball printing apparatus and solder ball printing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140263589A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Hitachi, Ltd. Solder ball printing apparatus and solder ball printing method
US8919634B2 (en) * 2013-03-14 2014-12-30 Hitachi, Ltd. Solder ball printing apparatus and solder ball printing method

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Effective date: 20090421

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