JP2930061B2 - 電子部品の実装位置調整治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＢＧＡパッケージ
を採用した電子部品を回路基板に実装する際に位置を調
整するための治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品のうちでも特に集積回路等の半
導体デバイスは、高機能化に伴って端子数の増大が著し
く、そのためパッケージの狭端子ピッチ化が強く求めら
れている。この要求に応えるために開発されたのが、Ｂ
ＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）パッケージと呼ばれ
る電子部品用のパッケージである。図７はＢＧＡパッケ
ージの一例を示す斜視図である。この図に示したよう
に、ＢＧＡパッケージ１００では、そのパッケージ本体
部分１０１の下面１０２に、多数の半田によるバンプ１
０４が端子として配列されている。このようなＢＧＡパ
ッケージ１００を採用したＢＧＡ部品を実装する回路基
板には、そのＢＧＡパッケージ１００の多数のバンプ１
０４に対応して多数のランドが形成されており、ＢＧＡ
部品を実装する際は、そのＢＧＡパッケージ１００の各
バンプ１０４が回路基板上の各ランドの位置に一致する
ようにＢＧＡ部品を配置し、リフロー装置などにより半
田付けを行ってＢＧＡ部品が回路基板に取り付けられ
る。ところで、ＢＧＡパッケージ１００のバンプ１０４
のピッチは一般に非常に小さく、したがって、ＢＧＡ部
品を回路基板上に配置する際は、そのＢＧＡパッケージ
１００のバンプ１０４と、回路基板のランドとの位置合
わせを正確に行う必要がある。

【０００３】ＢＧＡ部品を用いた電子装置を量産する場
合、通常、ＢＧＡ部品は部品搭載機により回路基板上に
自動配置される。この場合、部品搭載機は回路基板上の
特定の位置を基準に、与えられた位置データにもとづい
てＢＧＡ部品を必要な位置に配置する。図８は回路基板
上の基準位置と、ＢＧＡ部品を配置する位置との関係を
例示す説明図である。この例では、回路基板１０６の左
下の角１０８が基準位置となっており、部品搭載機には
この位置を基準にして、すなわち原点にしてＢＧＡ部品
１１０の配置位置を示すｘ座標値のデータ、すなわち位
置データΔｘ、およびｙ座標値のデータ、すなわち位置
データΔｙが与えられ、部品搭載機はこれらのデータに
もとづいてＢＧＡ部品１１０を回路基板１０６上に配置
する。

【０００４】図９は、部品搭載機によるＢＧＡ部品１１
０の位置決めの様子を示す説明図である。部品搭載機は
まずＢＧＡ部品１１０の上面に不図示の吸引部を当接さ
せ、ＢＧＡ部品１１０を吸着して上昇させ、そしてＢＧ
Ａ部品１１０を位置データΔｘ、Δｙが表す回路基板１
０６上の位置の近傍に搬送する。その後、例えば特開平
７−２７３１４８に開示されているようなＢＧＡ画像認
識機能が付加されていない部品搭載機などは、４つの規
制爪１１２をそれぞれＢＧＡ部品１１０の４つの側部に
それぞれ当接させ、各規制爪１１２を矢印Ａの方向に適
切に移動させることで、ＢＧＡ部品１１０の位置を、上
記位置データΔｘ、Δｙが表す位置に正確に一致させ、
吸引を解消してその位置にＢＧＡ部品１１０を配置す
る。図９では点線の位置から実線の位置へ、矢印Ｂで示
したように移動させている。

【０００５】部品搭載機によってＢＧＡ部品１１０を回
路基板１０６上に配置する場合、部品搭載機は上述のよ
うに位置データにもとづいてＢＧＡ部品１１０の位置決
めを行うので、ＢＧＡ部品１１０を回路基板１０６上の
必要な位置に正確に配置するためには、部品搭載機に対
して適切に位置データを与える必要がある。ところで、
回路基板上に形成されている上記ランドの位置は、回路
基板作成時の誤差により、通常、設計どうりとはなら
ず、若干ずれたものとなっている。したがって回路基板
のロットごとに回路基板に応じた適切な位置データを部
品搭載機に与えなければならない。

【０００６】そこで、従来は、部品搭載機によりＢＧＡ
部品を実際に回路基板上に配置してそのＢＧＡパッケー
ジのバンプと回路基板のランドとのずれを調べ、その結
果にもとづいて部品搭載機に与える位置データを修正す
るという作業を何度か繰り返すことで、正しい位置デー
タを部品搭載機に対して設定していた。

【０００７】しかしながら、図７からも分るように、各
バンプ１０４はＢＧＡパッケージ１００の下面１０２に
形成されているため、ＢＧＡ部品を回路基板上に配置し
た状態では、各バンプ１０４が各ランドの位置に正確に
配置されているか否かを目視により判断することはでき
ない。そのため、従来は、ＢＧＡ部品を部品搭載機によ
り回路基板上に配置した後、そのＢＧＡ部品を取り除
き、回路基板のランド上に、バンプ１０４が当接したこ
とにより形成される微かな痕跡を作業者が見て、位置ず
れの程度を推測し、位置データを修正していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな位置データの修正作業は作業者の勘と経験に大きく
依存するため、熟練した作業者しか作業を行えず、また
時に、適切な位置データを得るまでに長時間を要してし
まい、製造ラインの立ち上げを予定通り行えない事態と
なる場合もあった。さらに、付加価値の高い電子部品で
あるＢＧＡ部品を、位置合わせのために、何度も試しに
回路基板に搭載するといったことは、製品品質を確保す
る上で好ましいことではない。

【０００９】例えば特開平７−２７３１４８に開示され
ているように、部品搭載機によりＢＧＡ部品を回路基板
上に配置する際に、そのＢＧＡパッケージの下面の映像
をテレビカメラで撮影し、得られた画像データからその
ＢＧＡパッケージのバンプと回路基板のランドとの位置
関係を把握して位置データを修正するといったことも可
能であるが、装置が大掛かりとなり、費用もかかる。ま
た、Ｘ線検査機を用い、回路基板上に配置されたＢＧＡ
部品を透視してバンプとランドとの位置関係を把握する
ことも可能であるが、この場合にも装置が大掛かりとな
り、費用も必要となる。

【００１０】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、その目的は、熟練を要さず簡単にかつ
低コストで、回路基板に対するＢＧＡ部品の位置合わせ
を行える電子部品の実装位置調整治具を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の実装
位置調整治具は、上記目的を達成するため、回路基板に
搭載しようとする電子部品のＢＧＡパッケージのバンプ
を除いたパッケージ本体部分の外形の形状および寸法と
ほぼ同一の形状および寸法を有し、透明な材料により形
成され、前記パッケージ本体部分のバンプ形成面に相当
する下面を有して前記下面は平坦に形成され、前記下面
において前記ＢＧＡパッケージの全てのバンプのうちか
ら選択された複数のバンプの位置に相当する位置に位置
決め用マークが形成され、前記ＢＧＡパッケージのバン
プは矩形行列を成すように配列され、前記下面において
前記位置決め用マークが形成される位置は、前記矩形行
列の四隅に配置されたバンプの位置に相当する位置を含
むことを特徴とする。

【００１２】本発明の電子部品の実装位置調整治具を用
いた場合には、同治具が透明な材料により形成されてい
るので、その下面の位置決め用マークが回路基板上のラ
ンドに一致しているか否かを治具の上面側から明瞭に確
認でき、ずれている場合にはその方向および程度を的確
に目測することができる。そのため、ランドと位置決め
用マークとの位置ずれの程度が許容範囲内となるように
することで、実際のＢＧＡ部品のバンプと回路基板上の
ランドとが正確に一致するようにできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を実施例
にもとづき図面を参照して説明する。図１は本発明によ
る電子部品の実装位置調整治具の一例を示す斜視図であ
る。この電子部品の実装位置調整治具２（以下、単に実
装位置調整治具２とも記す）は、その形状および寸法
が、回路基板に搭載しようとする電子部品（ＢＧＡ部
品）のＢＧＡパッケージの、バンプを除いたパッケージ
本体部分の外形の形状および寸法とほぼ同一である。本
実施例では形状は略正方形の板状に形成されている。そ
して、ＢＧＡ部品のバンプ形成面に相当する下面４は平
坦となっている。実装位置調整治具２は透明な材料によ
り形成されており、上面６側より下面４側を見通すこと
ができる。具体的な材料としては、ガラス、アクリル、
あるいはポリカーボネートなどを用いることができる。

【００１４】実装位置調整治具２の下面４には、基板に
搭載する電子部品のＢＧＡパッケージの全てのバンプの
うちから選択された複数のバンプの位置に相当する位置
に、位置決め用マークが形成されている。図示例では、
それら位置決め用マークは、塗りつぶされた丸印８であ
る。本実施例では、電子部品のＢＧＡパッケージのバン
プは、図８に示したＢＧＡ部品の場合と同様、矩形行列
を成すように配列されており、上記選択された複数のバ
ンプは、その矩形行列の四隅に配置されたバンプであ
る。したがって丸印８はそれら４つの、四隅のバンプの
位置に相当する位置に形成されている。丸印８の直径
は、本実施例では、各バンプが配置される回路基板上の
各ランドの径より若干小さいものとなっている。

【００１５】次に、このような実装位置調整治具２を用
いて行う電子部品の実装について説明する。図２は実施
例の電子部品の実装位置調整方法を示すフローチャート
である。まず、部品搭載機に、ＢＧＡ部品の代りに実装
位置調整治具２をセットし、実装位置調整治具２を回路
基板上に配置させる（図２のステップＳ１）。ここで、
部品搭載機には予め設計値にもとづく位置データΔｘ、
Δｙを与えておく。したがって部品搭載機は、この位置
データにもとづき、図８によりすでに説明したように、
回路基板の角の位置を基準にして実装位置調整治具２を
配置する。

【００１６】図３は、このようにして回路基板上に配置
された実装位置調整治具２を示す斜視図である。回路基
板１２上には、ＢＧＡパッケージのバンプを接続するた
めのランド１０が矩形状列状に配列されており、その上
に実装位置調整治具２が配置されている。

【００１７】次に、作業者は、部品搭載機により回路基
板１２上に配置された実装位置調整治具２を観察し、実
装位置調整治具２の上面側から下面側を透視して、実装
位置調整治具２の４個の丸印８が、ＢＧＡパッケージの
バンプのうちの四隅のバンプがその上に配置されるべ
き、４個のランド１０の位置からずれでいるかどうかを
判断する（ステップＳ２）。そして、図４に示したよう
に、矩形行列の四隅に位置するそれら４個のランド１０
に対して、４個の丸印８の位置がずれている場合には
（ステップＳ２でＹｅｓの場合）、作業者はそれらラン
ド１０に対するそれら丸印８のずれの方向および程度を
目測し（ステップＳ３）、その後、実装位置調整治具２
を回路基板１２上から排除して部品搭載機に再度セット
する（ステップＳ４）。つづいて、ステップＳ３におけ
る目測の結果にもとづいて位置データΔｘ、Δｙを、丸
印８をランド１０に一致させるべく修正し（ステップＳ
５）、ステップＳ１に戻って再度、実装位置調整治具２
を修正した位置データにもとづいて回路基板１２上に配
置させる。

【００１８】作業者はこのような手順を何度か繰り返す
ことで、ずれを許容範囲内に抑えて、実装位置調整治具
２の下面４に形成された４個の丸印８の位置を、回路基
板上の対応する４個のランド１０の位置に一致させるこ
とができるようになる。図５は、丸印８がランド１０に
一致した状態で回路基板１２上に配置された実装位置調
整治具２を示す斜視図であり、図６は、この場合のラン
ド１０の箇所を拡大して示す平面図である。丸印８はラ
ンド１０の内側に完全に含まれており、作業者はステッ
プＳ２でこの状態を目視により確認すると、位置合わせ
の作業を終了する（ステップＳ２でＮｏの場合）。上述
したように、丸印８は実装位置調整治具２の下面４にお
ける、ＢＧＡ部品のバンプのうちの四隅のバンプの位置
に相当する位置に形成されているので、上記位置合わせ
作業の後、実際のＢＧＡ部品を部品搭載機により回路基
板１２上に配置すれば、ＢＧＡ部品の各バンプは回路基
板１２のランド１０上に正しく配置される。

【００１９】このように、本実施例の実装位置調整治具
２を用いた場合には、この治具２の下面４に形成された
丸印８が回路基板１２上のランド１０に一致しているか
否かをこの治具２の上面６側から明瞭に確認でき、ずれ
ている場合にはその程度を的確に目測することができ
る。したがって、本発明にもとづき上述した手順で位置
合わせを行うことで、高価で、大掛かりな装置を用いる
ことなく、熟練を要さず簡単にかつ低コストでＢＧＡ部
品を回路基板１２に実装する際の位置合わせを行うこと
ができる。

【００２０】以上、本発明について実施例をもとに説明
したが、これはあくまでも一例であり、本発明はこの例
に限定されることなく種々の形態で実施することができ
る。例えば、本実施例では４つの塗りつぶされた丸印８
を形成したが、このような位置決め用マークの数は４つ
に限らず、２、３、５など種々に選択することができ
る。また、位置決め用マークの位置も、上記仮想矩形面
の頂点に配置されたバンプの位置に相当する位置とする
以外にも、いずれかの複数のバンプの位置に相当する位
置としてもよい。さらに、実装位置調整治具２に形成す
る位置決め用マークとしては塗りつぶされた丸印以外に
も、例えば、塗りつぶされていない丸印、二重丸印、十
文字印、ばつ印などを形成することも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子部品の
実装位置調整治具は、上記目的を達成するため、回路基
板に搭載しようとする電子部品のＢＧＡパッケージのバ
ンプを除いたパッケージ本体部分の外形の形状および寸
法とほぼ同一の形状および寸法を有し、透明な材料によ
り形成され、前記パッケージ本体部分のバンプ形成面に
相当する下面を有して前記下面は平坦に形成され、前記
下面において前記ＢＧＡパッケージの全てのバンプのう
ちから選択された複数のバンプの位置に相当する位置に
位置決め用マークが形成され、前記ＢＧＡパッケージの
バンプは矩形行列を成すように配列され、前記下面にお
いて前記位置決め用マークが形成される位置は、前記矩
形行列の四隅に配置されたバンプの位置に相当する位置
を含むことを特徴とする。したがって、本発明の電子部
品の実装位置調整治具を用いた場合には、その治具の下
面に形成された位置決め用マークが回路基板上のランド
に一致しているか否かを電子部品の実装位置調整治具の
上面側から明瞭に確認でき、ずれている場合にはその方
向および程度を的確に目測することができる。そのた
め、この実装位置調整治具を用いて部品搭載機の位置合
わせを行うことで、高価で、大掛かりな装置を用いるこ
となく、熟練を要さず簡単にかつ低コストでＢＧＡ部品
を回路基板に実装する際の位置合わせを行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子部品の実装位置調整治具の一
例を示す斜視図である。

【図２】実施例の電子部品の実装の手順を示すフローチ
ャートである。

【図３】回路基板上に配置された電子部品の実装位置調
整治具を示す斜視図である。

【図４】丸印とランドが一致していない場合のランドの
箇所を拡大して示す平面図である。

【図５】丸印がランドに一致した状態で回路基板上に配
置された電子部品の実装位置調整治具を示す斜視図であ
る。

【図６】丸印とランドが一致している場合のランドの箇
所を拡大して示す平面図である。

【図７】ＢＧＡパッケージを採用した電子部品（ＢＧＡ
部品）の一例を示す斜視図である。

【図８】回路基板上の基準位置とＢＧＡ部品を配置する
位置との関係を例示す説明図である。

【図９】部品搭載機によるＢＧＡ部品の位置決めの様子
を示す説明図である。

【符号の説明】

２……電子部品の実装位置調整治具、８……塗りつぶさ
れた丸印、１０……ランド、１２……回路基板、１００
……ＢＧＡパッケージ、１０１……本体部分、１０４…
…バンプ、１０６……回路基板、１０８……回路基板の
左下の角、１１０……電子部品（ＢＧＡ部品）、１１２
……規制爪。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板に搭載しようとする電子部品の
   ＢＧＡパッケージのバンプを除いたパッケージ本体部分
   の外形の形状および寸法とほぼ同一の形状および寸法を
   有し、 透明な材料により形成され、 前記パッケージ本体部分のバンプ形成面に相当する下面
   を有して前記下面は平坦に形成され、 前記下面において前記ＢＧＡパッケージの全てのバンプ
   のうちから選択された複数のバンプの位置に相当する位
   置に位置決め用マークが形成され、 前記ＢＧＡパッケージのバンプは矩形行列を成すように
   配列され、 前記下面において前記位置決め用マークが形成される位
   置は、前記矩形行列の四隅に配置されたバンプの位置に
   相当する位置を含むこと、 を特徴とする実装位置調整治具。
2. 【請求項２】 前記位置決め用マークは、塗りつぶされ
   た丸印、塗りつぶされていない丸印、二重丸印、十文字
   印、ばつ印のいずれかであることを特徴とする請求項１
   記載の電子部品の実装位置調整治具。
3. 【請求項３】 前記透明な材料は、ガラス、アクリル、
   ポリカーボネートのうちのいずれかであることを特徴と
   する請求項１記載の電子部品の実装位置調整治具。