JP2010129866A - Conductive ball mounting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,基板にフラックスを塗布した後,導電性ボールを搭載する導電性ボール搭載装置の改良に関するもので,主としてフラックス塗布手段に特徴を有する導電性ボール搭載装置である。 The present invention relates to an improvement of a conductive ball mounting apparatus that mounts a conductive ball after applying a flux to a substrate, and is a conductive ball mounting apparatus mainly characterized by flux application means.
半田ボールなどの導電性ボールの搭載装置では,基板などに半田ボールなどを搭載する前に、予めフラックスを基板に塗布する必要があり,そのため,従来より導電性ボール搭載装置にはフラックス塗布機構が備えられていた。 In a mounting apparatus for conductive balls such as solder balls, it is necessary to apply flux to the substrate in advance before mounting the solder balls or the like on the substrate. For this reason, conventional conductive ball mounting apparatuses have a flux application mechanism. It was provided.
従来のこの種のフラックス塗布機構には,特許文献1や特許文献2に示されるような転写ヘッドに設けられた転写ピンにフラックスを付着させ,該転写ピンを基板に接触させて,フラックスを基板に塗布するピン転写方式のフラックス塗布機構と,特許文献3や特許文献4に示されるような印刷ヘッドに設けられた印刷マスクにフラックスを供給し,印刷マスクを介してフラックスを基板に塗布するスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構が存在した。
In this type of conventional flux application mechanism, flux is attached to a transfer pin provided in a transfer head as shown in
上記ピン転写方式のフラックス塗布機構は,処理速度がスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構に比べて,格段に速いという利点がある。他方,スクリーン印刷方式のフラックス塗布機構は,導電性ボールが極小ボール径で搭載ピッチが狭ピッチの導電性ボールの搭載装置では,ピン転写方式のフラックス塗布機構に比べ,正確な位置へのフラックスの塗布が可能であるという利点を有していた。 The pin transfer type flux coating mechanism has the advantage that the processing speed is much faster than the screen printing type flux coating mechanism. On the other hand, the flux application mechanism of the screen printing method uses a conductive ball mounting device with a conductive ball with a very small ball diameter and a narrow mounting pitch. It had the advantage that it could be applied.
したがって,導電性ボールの搭載対象物に応じて,両フラックス塗布機構を使い分けることが理想的であるが,両機構を単に組み合わせると,図5(A)(B)に示すような配置となる。図5(A)のような配置になると,設置面積が拡大し,搬送距離が長くなってしまう問題点を有していた。また,図5(B)のような配置にすると,搬送距離の延長は防げるが,設置面積が幅広となってしまい,且つ,ピン転写方式にてフラックスを塗布する場合にタクト時間が長くなってしまう問題点を有していた。 Therefore, it is ideal to use both flux application mechanisms according to the mounting object of the conductive balls, but when both mechanisms are simply combined, the arrangement shown in FIGS. 5A and 5B is obtained. When the arrangement as shown in FIG. 5A is used, there is a problem that the installation area is enlarged and the conveyance distance becomes long. In addition, the arrangement as shown in FIG. 5B can prevent the conveyance distance from being extended, but the installation area becomes wide and the tact time becomes longer when the flux is applied by the pin transfer method. Had the problem.
本発明は,ピン転写方式のフラックス塗布機構とスクリーン印刷方式のフラックス塗布機構の両機構を有する導電性ボールの搭載装置であっても,設置面積の拡大や,搬送距離の延長や,タクト時間が長くなることのない導電性ボール搭載装置を提供することを目的とする。 Even if the conductive ball mounting apparatus has both a pin transfer type flux application mechanism and a screen printing type flux application mechanism, the present invention can increase the installation area, the conveyance distance, and the tact time. It is an object of the present invention to provide a conductive ball mounting device that does not become long.
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,基板を支持するステージと,該ステージを所定方向に移動させる搬送手段と,該ステージ上の基板にフラックスを塗布するフラックス塗布手段と,該ステージ上の基板に導電性ボールを搭載するボール搭載手段とを備える。
第2に,ステージ上の基板の所定位置に,フラックス塗布手段によりフラックスを塗布した後,ボール搭載手段により導電性ボールを搭載する装置とする。
第3に,前記フラックス塗布手段は,前記搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備える。
第4に,該移動体に,印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と,転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設けた装置とする。
The first invention employs the following means in the conductive ball mounting apparatus in order to solve the above-mentioned problems.
First, a stage for supporting the substrate, a conveying means for moving the stage in a predetermined direction, a flux applying means for applying flux to the substrate on the stage, and a conductive ball mounted on the substrate on the stage Ball mounting means.
Secondly, a device is used in which a conductive ball is mounted by ball mounting means after flux is applied to a predetermined position of the substrate on the stage by flux applying means.
Thirdly, the flux applying means includes a moving body that is movable in a direction orthogonal to the conveying means.
Fourthly, the moving body is provided with a screen printing mechanism for printing flux through a printing mask and a transfer mechanism for attaching flux with a transfer pin.
第2の発明は,第1の発明に,前記スクリーン印刷機構と転写機構を,共通の移動体に設けることを付加した導電性ボール搭載装置である。 A second invention is a conductive ball mounting apparatus obtained by adding the screen printing mechanism and the transfer mechanism to a common moving body to the first invention.
第3の発明は,第1の発明または第2の発明に,前記搬送手段は,平行に複数列設けられ,各搬送手段に前記ステージが設けられ,フラックス塗布手段は,前記ステージ上の基板に順番にフラックスを塗布するものであることを付加した導電性ボール搭載装置である。 A third invention is the first invention or the second invention, wherein the conveying means is provided in a plurality of rows in parallel, the stages are provided in each conveying means, and the flux applying means is provided on the substrate on the stage. This is a conductive ball mounting device to which the flux is applied in order.
本発明は,導電性ボール搭載装置のフラックス塗布手段として,搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備え,該移動体に,印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と,転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設けたものであるので,両機構を有するにもかかわらず,設置面積の拡大,搬送距離の延長,タクト時間が長くなることのない導電性ボール搭載装置となった。 The present invention includes a moving body that is movable in a direction orthogonal to the conveying means as a flux applying means of the conductive ball mounting apparatus, and a screen printing mechanism that prints flux on the moving body via a printing mask; Since it has a transfer mechanism that attaches flux by pins, it becomes a conductive ball mounting device that does not increase the installation area, extend the transport distance, and increase the tact time despite having both mechanisms. It was.
また,第2の発明の効果ではあるが,スクリーン印刷機構と転写機構を,共通の移動体に設けたので,1つの移動体で両機構を移動でき,駆動軸構成が簡略となり,省スペースである。さらに,第3の発明の効果ではあるが,搬送手段を複数設けて,各搬送手段により搬送される基板に対して順番にフラックスを塗布するようにしたので,生産速度を上げることが可能となった。 In addition, as an effect of the second invention, since the screen printing mechanism and the transfer mechanism are provided on a common moving body, both mechanisms can be moved by one moving body, the drive shaft configuration is simplified, and the space is saved. is there. Furthermore, as an effect of the third invention, since a plurality of transfer means are provided and the flux is sequentially applied to the substrate transferred by each transfer means, the production speed can be increased. It was.
以下,図面にしたがって,実施例とともに本発明の実施の形態について説明する。
実施例は、導電性ボールとして半田ボールを用いた半田ボール搭載装置に関するものであり,基板11上に所定の配列パターンで形成された各電極に、フラックスを塗布した後,半田ボールを搭載する装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with examples according to the drawings.
The embodiment relates to a solder ball mounting apparatus using a solder ball as a conductive ball. The apparatus mounts a solder ball after applying a flux to each electrode formed in a predetermined array pattern on the
半田ボール搭載装置は、図1及び図2に示されるように、基板供給部1、フラックス塗布部2、ボール搭載部3及び基板搬出部4を備えており、基板供給部1からボール搭載部3まで基板11を載置する基板ステージ5の搬送路が形成されている。この搬送路には搬送手段6,61が設けられ,基板11を基板供給部1よりフラックス塗布部2を通過してボール搭載部3へ搬送するようになっている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the solder ball mounting apparatus includes a
基板供給部1は,基板11を一枚ずつ供給する搬入コンベア7と,搬入コンベア7より基板11をピックアップし,各基板ステージ5上に載置する搬入用ピックアンドプレイス8とが備えられている。尚,搬入用ピックアンドプレイス8には,各搬送路の上方で基板ステージ5上の基板11を撮像するための第2位置認識カメラ29が装着されている。この第2位置認識カメラ29により基板11のアライメントマークまたはボール搭載位置を正確に認識することが可能となる。
The
本発明におけるステージ(基板ステージ5)を搬送路(図2中左右方向)に沿って移動させる搬送手段6,61は,実施例では2台並列に設けられており,左右の搬送手段6,61上に基板ステージ5が,各1台備えられている。2台の搬送手段6,61を用いるのは,生産速度を上げるためであるので,1台であっても複数台であってもよいことは勿論である。
In the embodiment, two transport means 6, 61 for moving the stage (substrate stage 5) in the present invention along the transport path (left-right direction in FIG. 2) are provided in parallel in the embodiment. One
基板ステージ5は,上面に基板載置面9が形成されている。基板ステージ5には、基板載置面9に載置された基板11を吸着する吸着手段と、基板11をθ軸方向(回転方向)に駆動する回動装置10を備えている。
The
基板ステージ5には,後に述べる転写機構12,印刷機構13及びボール搭載ヘッド30を撮像するための第1位置認識カメラ19が装着されている。第1位置認識カメラ19は,少なくともいずれか一方の基板ステージ5に1台取り付けられておればよく,第1位置認識カメラ19による転写機構12,印刷機構13及びボール搭載ヘッド30の撮像は,各機構12,13の仕様変更後の生産開始前のみに行われることでよい。
The
この第1位置認識カメラ19により,転写機構12のアライメントマークや転写ピンの位置または印刷機構13の印刷マスク18のアライメントマークやフラックスが通過する貫通孔の位置を認識し,第2位置認識カメラ29の画像と合わせて,正確なフラックス塗布を可能とする。
This first
本発明の特徴はフラックス塗布部2にある。フラックス塗布部2には,上方に図3に示されるように転写機構12と印刷機構13とが設けられる移動体14及び移動体14の移動装置15が配備される。すなわち,転写機構12と印刷機構13は,共通の移動体14に装着されている。
The feature of the present invention resides in the
移動体14の下方には,基板ステージ5の2列の搬送路を挟んで,一方には転写機構12へのフラックス供給部16,他方には印刷機構13の印刷マスク18をクリーニングするクリーニング部17が配備されている。すなわち搬送手段6,61の搬送路に直交する方向(図4中左右方向)の一方に転写機構12用のフラックス供給部16を,他方に印刷機構13の印刷マスク18のクリーニング部17を配置している。
Below the moving
転写機構12には,基板11にフラックスを転写するための転写ピンが設けられている。転写ピンは,基板11の電極パターンに合わせて配列されている。尚,転写機構12は,転写機構の昇降装置20を備えている。また,転写機構12の転写ピンにフラックスを供給するフラックス供給部16は,転写ピン配設領域の大きさに対応した大きさとされている。
The
印刷機構13には,基板11にフラックスを印刷するための印刷マスク18が装着されている。印刷マスク18は、基板11上の電極のパターンに合わせて配列された複数の貫通孔が形成されており、型枠に張り付けられている。この型枠はマスク支持装置28に支持されており,このマスク支持装置28は印刷機構の昇降装置21を介して移動体14に設けられている。尚,印刷機構13には,図示しないフラックス供給装置が設けられ,印刷マスク18上に,適当量のフラックスが供給されるようになっている。
A
印刷機構13によるフラックスの印刷は,2つのスキージ24と、各スキージ24をそれぞれ支持してその上下方向の位置を変更する2つのエアシリンダ22と、エアシリンダ22を介してスキージ24を水平方向に移動させるスキージ移動装置23により行われる。
The printing of the flux by the
印刷機構13での基板11へのフラックスの印刷は,印刷マスク18上面に沿ってスキージ24が摺動移動することによって行われ、スキージ24が印刷マスク18を上から下に押さえ込みながら、フラックスを印刷マスク18の貫通孔内に刷り込み、貫通孔を通して基板11の電極上に供給されるようになっている。
Printing of the flux on the
印刷マスク18の上面を摺動するスキージ24は、ゴム、合成樹脂、金属などで製作される。スキージ24は、印刷マスク18の貫通孔形成領域の幅より広い幅で、印刷マスク18の幅よりは狭い幅で形成されている。
The
印刷機構13のクリーニング部17は,クリーニングシート25を送り出しローラ26と巻き取りローラ27に掛け渡してあり,印刷マスク18をクリーニングシート25に押し当てて,滑らすことによりクリーニングする。
The
移動体14の移動装置15には,移動体14が取り付けられており,移動体14が搬送手段6,61の搬送路と直交する方向に,転写機構12が,フラックス供給部16と転写位置である基板ステージ5上の基板11間を往復でき,且つ,印刷機構13が,基板11とクリーニング部17間を往復できるものとされている。
ボール搭載部3には,上方にボール搭載ヘッド30及び搭載後の基板11の取り出し用ピックアンドプレイス31が,共通の搭載ヘッド移動装置32に装着されて前後方向(図3中上下方向)に個別に移動可能に配備されている。ボール搭載ヘッド30の下方には,多数の半田ボールが貯留されているボール供給部33及びボール搭載ヘッド30に半田ボールが適正に吸着されているか否かを検査する吸着検査部34が配備されている。
The moving
In the
以下、半田ボール搭載装置の動作について説明する。予め,第1位置認識カメラ19によって,次に使用される転写機構12と印刷機構13のアライメントマークまたは,転写ピンか印刷マスク18の貫通孔を撮像し,さらにボール搭載ヘッド30を撮像して各位置を測定しておく。
搬入コンベア7により搬入されてきた基板11は,搬入用ピックアンドプレイス8によって,搬入コンベア7より取り出され,基板供給部1に待機している各基板ステージ5に交互に載置される。
基板ステージ5に載置された基板11は,搬入用ピックアンドプレイス8に装着されている第2位置認識カメラ29により,基板11に付されたアライメントマークまたは,ボール搭載位置が撮像され,基板11の位置が測定される。その後,基板11は基板ステージ5の移動によりフラックス塗布部2へと搬送される。
転写機構12によるフラックスの塗布の場合には,まず,基板11がフラックス塗布部2に搬送されてくる前に,フラックス供給部16のフラックスをスキージでならし,均一な厚さとし,フラックス供給部16の上方に位置していた転写機構12を転写機構の昇降装置20にて下降させて,転写ピンの先端にフラックスを付着させておく。
Hereinafter, the operation of the solder ball mounting apparatus will be described. The first
The
The
In the case of applying the flux by the
そして,基板11がフラックス塗布部2に搬送される際に,移動体14の移動装置15により転写機構12が,基板11の上方へ移動するとともに,基板ステージ5の回動装置10も回動して,第1位置認識カメラ19と第2位置認識カメラ29の撮像にもとづいた基板11と転写機構12の位置合わせをする。続いて,転写機構12を転写機構の昇降装置20にて下降させ,基板11にフラックスを付着させる。このようにしてフラックス塗布後,次の転写に備え,転写機構12は転写機構の昇降装置20により上昇し,さらに,移動体14の移動装置15によりフラックス供給部16まで移動する。尚,転写動作の間にフラックス供給部16では,フラックスのスキージでのならし動作が行われる。
Then, when the
印刷機構13によるフラックスの塗布の場合には,基板11がフラックス塗布部2に搬送される際に,移動体14の移動装置15により印刷機構13が,基板11の上方へ移動するとともに,基板ステージ5の回動装置10も回動して,第1位置認識カメラ19と第2位置認識カメラ29の撮像にもとづいた基板11と印刷機構13の位置合わせをする。続いて,基板11の上面と印刷マスク18の下面とが所定の距離になる位置まで印刷機構13を印刷機構の昇降装置21により下降させる。その後,一方のスキージ24が下降して,印刷マスク18を下方に押し付けながら横移動して,フラックスを印刷マスク18の貫通孔内に刷り込み,基板11にフラックスを印刷する。その後,スキージ24を上昇させる。
In the case of flux application by the
その後,印刷機構13は,印刷機構の昇降装置21により上昇し,移動体14の移動装置15により,クリーニング部17に移動して,印刷マスク18のクリーニングを行う。勿論,クリーニングは毎回行う必要はなく,必要時のみ行えばよい。次の基板11が、フラックス塗布部2に搬送されたら,その基板11の上方に移動し,他方のスキージ24で同様に印刷する。尚,フラックス塗布部2には各搬送手段6,61で基板11が交互に搬送されるため,転写動作または印刷動作は搬送されてきた順に交互に行われる。
Thereafter, the
実施例でのフラックス塗布部2での転写機構12と印刷機構13とは,共通の移動体14に取り付けられ,移動体14の移動装置15により両者一体となって,水平移動をすることになるが,転写機構12と印刷機構13とを別にし,共通の移動路に移動可能に設けてもよい。
In the embodiment, the
フラックス塗布部2でフラックスの塗布が完了した基板11は,基板ステージ5の移動によりボール搭載部3へと搬送される。この際,第1位置認識カメラ19で撮像したボール搭載ヘッド30の位置と第2位置認識カメラ29で撮像した基板11の位置にもとづいて,基板11とボール搭載ヘッド30を位置合わせするように,搭載ヘッド移動装置32及び回動装置10で移動する。続いて,ボール搭載ヘッド30により基板11上に半田ボールを搭載する。
The
ボール搭載部3で,ボール搭載ヘッド30により半田ボールの搭載が完了した基板11は,取り出し用ピックアンドプレイス31により,取り出され,搭載検査部35へと移送される。半田ボールの搭載検査が完了した基板11は基板搬出部4で,搬出用ピックアンドプレイス38により,適正搭載基板11は,搬出コンベア36へ,不適正搭載基板11’は回収部37へと移送される。
The
1・・・基板供給部
2・・・フラックス塗布部
3・・・ボール搭載部
4・・・基板搬出部
5・・・基板ステージ
6,61・・・搬送手段
7・・・搬入コンベア
8・・・搬入用ピックアンドプレイス
9・・・基板載置面
10・・・回動装置
11・・・基板
12・・・転写機構
13・・・印刷機構
14・・・移動体
15・・・移動体の移動装置
16・・・フラックス供給部
17・・・クリーニング部
18・・・印刷マスク
19・・・第1位置認識カメラ
20・・・転写機構の昇降装置
21・・・印刷機構の昇降装置
22・・・エアシリンダ
23・・・スキージ移動装置
24・・・スキージ
25・・・クリーニングシート
26・・・送り出しローラ
27・・・巻き取りローラ
29・・・第2位置認識カメラ
28・・・マスク支持装置
30・・・ボール搭載ヘッド
31・・・取り出し用ピックアンドプレイス
32・・・搭載ヘッド移動装置
33・・・ボール供給部
34・・・吸着検査部
35・・・搭載検査
36・・・搬出コンベア
37・・・回収部
38・・・搬出用ピックアンドプレイス
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ステージ上の基板の所定位置に,フラックス塗布手段によりフラックスを塗布した後,ボール搭載手段により導電性ボールを搭載する導電性ボール搭載装置において,
前記フラックス塗布手段は,前記搬送手段と直交する方向に移動可能な移動体を備え,
該移動体に,印刷マスクを介してフラックスを印刷するスクリーン印刷機構と,転写ピンによりフラックスを付着させる転写機構を設けたことを特徴とする導電性ボール搭載装置。
A stage for supporting the substrate; a conveying means for moving the stage in a predetermined direction; a flux applying means for applying a flux to the substrate on the stage; and a ball mounting means for mounting a conductive ball on the substrate on the stage; With
In a conductive ball mounting apparatus in which a conductive ball is mounted by a ball mounting means after flux is applied to a predetermined position of a substrate on a stage by a flux applying means.
The flux applying means includes a movable body movable in a direction orthogonal to the conveying means,
A conductive ball mounting apparatus, wherein the moving body is provided with a screen printing mechanism for printing flux through a printing mask and a transfer mechanism for attaching flux with a transfer pin.
The conductive ball mounting apparatus according to claim 1, wherein the screen printing mechanism and the transfer mechanism are provided on a common moving body.
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