JP3397098B2 - 導電性ボールの移載方法 - Google Patents
導電性ボールの移載方法Info
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ボールをワ
ークに移載する導電性ボールの移載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 G
rid 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
いる方法が広く用いられている。また導電性ボールをチ
ップや基板などのワークに移載する方法として、吸着ヘ
ッドを用いる方法が知られている。 【0003】この方法は、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導電性ボールをワークの電極上
に移載するものであり、多数の導電性ボールを一括して
ワークに移載できるので作業性がよいという利点があ
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが、吸着ヘッド
を用いて導電性ボールをワークに移載する方法では、導
電性ボールを真空吸着する際に、以下に説明するような
ピックアップミスが発生しやすい。吸着ヘッドに導電性
ボールを真空吸着させるに際しては、多数の導電性ボー
ルが積層して貯溜された導電性ボールの供給部内に吸着
ヘッドを下降させるが、このときに吸着ヘッドの各吸着
孔に対して1つの導電性ボールが確実に真空吸着される
とは限らない。 【0005】例えば、吸着孔にいずれかに導電性ボール
を吸着しないままに吸着ヘッドが上昇する場合や、また
は1つの吸着孔に複数の導電性ボールが真空吸着され、
導電性ボールが連なって付着することや、吸着孔以外に
導電性ボールが付着することもある。このような余分に
吸着された導電性ボールを検出するため、従来はカメラ
により導電性ボールを吸着した吸着ヘッドの下面を撮像
し、画像認識によってピックアップミスの有無を判定す
る方法が用いられていた。しかしながら、導電性ボール
の小径化にともない、画像認識による方法では反射光の
ばらつきなどのため判定結果が必ずしも安定せず、また
画像認識に相当の時間を必要としてタクトタイムが増加
するという問題点があった。 【0006】そこで本発明は、導電性ボールのピックア
ップミスを確実かつ迅速に検査し、導電性ボールをワー
クの電極上に正しく移載することができる導電性ボール
の移載方法を提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明の導電性ボールの
移載方法は、下面に導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドによりボール供給部の導電性
ボールをワークに移載する導電性ボールの移載方法であ
って、下面に導電性ボールを真空吸着した吸着ヘッドを
ボール供給部からワークの上方へ移動させる工程と、レ
ーザ光により吸着ヘッド下面の吸着孔に真空吸着された
各導電性ボール列および各導電性ボール列の中間位置で
あって導電性ボールが存在する可能性が有る位置のみを
交互に走査する工程と、この照射された前記レーザ光の
反射光を検出する工程と、検出された反射光の情報に基
づいて前記吸着ヘッド下面の導電性ボールの吸着状態を
検査する工程とを含む。 【0008】上記構成の本発明によれば、吸着ヘッド下
面の吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各
導電性ボール列の中間位置をレーザ光により照射し、反
射光を検出してこの反射光の情報に基づいて吸着ヘッド
下面の導電性ボールの付着状態を検知することにより、
導電性ボールのピックアップミスを確実かつ迅速に検査
することができる。 【0009】 【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
電性ボールの移載装置の斜視図、図2は同導電性ボール
の移載装置の吸着ヘッドの拡大斜視図、図3は同導電性
ボールの移載装置の吸着ヘッドの拡大断面図、図4、図
5は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッドの平面図、
図6は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッド下面の反
射光の強度分布の波形を示すグラフである。 【0010】まず、図1を参照して導電性ボールの移載
装置の全体構造を説明する。図1において、ボール供給
部1の内部には多数の導電性ボール2が貯溜されてい
る。ボール供給部1の上方には、Y軸モータ4を備えた
Y軸テーブル3が水平方向に配設されている。Y軸テー
ブル3には、Z軸テーブル5が装着されており、Z軸テ
ーブル5には吸着ヘッド6が垂直下方に装着されてい
る。 【0011】Y軸テーブル3及びZ軸テーブル5を駆動
することにより、吸着ヘッド6は水平方向及び上下方向
に移動する。また、Y軸テーブル3の側面には長手方向
に沿ってリニアスケール7が装着されており、Z軸テー
ブル5に固定された位置検出センサ8がリニアスケール
7に沿って移動することにより、位置検出センサ8はZ
軸テーブル5のY方向の位置、すなわち吸着ヘッド6の
Y方向の位置を検出する。 【0012】Y軸テーブル3の下方のボール供給部1の
反対側には、ワーク10が図示しない位置決め部によっ
て位置決め、保持されている。また、ワーク10とボー
ル供給部1の間には、検査部20が配設されている。検
査部20は吸着ヘッド6の下面に真空吸着された導電性
ボール2の吸着状態を検査する。 【0013】次に検査部20について説明する。図1に
おいて、光源である半導体レーザ発生器21の照射線上
にはポリゴンミラー23が配置されており、ポリゴンミ
ラー23はモータ22によって回転される。半導体レー
ザ発生器21を駆動することによって照射されたビーム
状のレーザ光は、ポリゴンミラー23によって上方に反
射され、f・θレンズ24に入射する。このレーザ光は
f・θレンズ24によって垂直な光線に変換され、ミラ
ー25によって反射されて斜め下方から所定角度で吸着
ヘッド6の下面に照射される。 【0014】吸着ヘッド6の下面に照射され、反射され
たレーザ光はミラー26によって下方に反射され、結像
レンズ27によって集光されて結像し、光検出センサ
(PSD)28によって検出される。ここで、吸着ヘッ
ド6の下面に入射したレーザ光のうち、所定の角度範囲
で反射されたレーザ光のみが光検出センサ28によって
検出される。 【0015】また、半導体レーザ発生器21より照射さ
れたレーザ光は、ポリゴンミラー23をモータ22によ
って回転させることにより、この回転に伴って異なる角
度で下方からf・θレンズ24に入射し、f・θレンズ
24を透過してf・θレンズ24上面の異なる点から垂
直方向のレーザ光となってミラー25を介して吸着ツー
ル6下面に入射する。すなわち、ポリゴンミラー23を
回転させることにより、レーザ光を吸着ツール6下面上
でX方向に走査させることができる。なお、レーザ光が
照射されるY方向の位置は固定であり、走査によって移
動する方向はX方向のみである。 【0016】次に、図2、図3を参照して吸着ツール6
下面でのレーザ光の反射について説明する。図2に示す
ように、矢印a方向から入射したレーザ光はポリゴンミ
ラー23によって吸着ツール6下面のX方向(矢印b)
方向に走査され、吸着ヘッド6の下面及び吸着孔6aに
吸着された導電性ボール2の表面に照射されて(図2に
おいて太線で示した部分)反射される。 【0017】このとき、図3に示すように、吸着孔6a
に正しく吸着された導電性ボール2の先端部に照射され
たレーザ光(矢印R1で示している)は、導電性ボール
2の金属光沢面によって主に矢印R2方向に反射され
る。これに対し、導電性ボール2が存在せず吸着ヘッド
2の下面で反射されたレーザ光は矢印R2’方向に反射
されるが、このR2’方向の反射光は表面の反射状態の
違いにより矢印R2方向の反射光よりも弱いものとな
る。 【0018】すなわち、同一方向から入射したレーザ光
であっても、導電性ボール2が走査線上に存在するか否
かによって、反射光の経路及び反射光の強度が異なって
いる。言い換えれば、吸着孔6aに導電性ボール2が吸
着されている場合にのみ、矢印R2方向にある強度以上
の光が反射されることになる。したがって、矢印R2の
延長線上に、もしくは適当な光学系を介して矢印R2方
向の反射光が到達する位置に光検出センサ28を配置
し、光検出センサ28が一定のしきい値以上の反射光を
検出するか否かによって、走査線上、すなわち吸着孔6
a上に導電性ボール2が存在するか否かを検査すること
ができる。 【0019】同様に、図3に示すように、吸着孔2aの
中間の位置に付着した導電性ボール2の先端部に対して
レーザ光を照射し、この位置でレーザ光をX方向に走査
させ、その反射光を検出することにより、吸着孔2aの
中間の位置に存在する、すなわち余分に付着した導電性
ボール2を検出することができる。 【0020】図1に示すように、吸着ヘッド2のY方向
の位置はリニアスケール7及び位置検出センサ8によっ
て認識されている。したがって、適切なレーザ光の照射
を実現するための検査部20に対する吸着ヘッド6の位
置関係、すなわち半導体レーザ発生器21より照射され
たレーザ光が狙いの対象の導電性ボール2の先端部位置
に正しく入射する位置に吸着ヘッド6がある状態での位
置関係を予め設定し、この位置関係を与える吸着ヘッド
6のY方向の座標値を予め求めておくことができる。 【0021】導電性ボール2を吸着した吸着ヘッド6が
検査部20上をY方向に移動する際に、前述の位置関係
を与えるY方向の位置に吸着ヘッド6が到達するタイミ
ングを位置検出センサ8によって検出する。そしてこの
タイミングにおいてレーザ光を照射し、ポリゴンミラー
23を駆動してレーザ光を走査させるとともに、光検出
センサ28によって反射光を検出する。これにより、吸
着ヘッド6下面の吸着孔に真空吸着された導電性ボール
列の導電性ボール2の先端部位置にレーザ光を正しく照
射し、この反射光を検出することができる。 【0022】図4は吸着ヘッド6の下面で、レーザ光を
走査させる位置を示したものである。図4に示すよう
に、Y方向に吸着孔6aがピッチpで形成されている場
合には、1/2pごとにレーザ光の走査を行う。このよ
うに、導電性ボール2が存在する位置(すなわち導電性
ボール列)および導電性ボール2が存在する可能性があ
る位置(すなわち各導電性ボール列の中間位置)を特定
してこれらの位置に交互にレーザ光を走査させることに
より、走査回数を減らして検査に要する時間を大幅に短
縮することができる。 【0023】なお、吸着ヘッド6下面でレーザ光を照射
する位置は、前述のように付着した導電性ボール2の先
端部にレーザ光が入射する状態を基準にして設定され
る。しかし、図3に示すようにレーザ光照射時のY方向
の狙い位置は、導電性ボール2の先端部での位置と吸着
ヘッド6の表面上の位置とでは、導電性ボール2の高さ
寸法に起因する所定のオフセット距離d1、d2だけず
れている。吸着ヘッド6のY方向の位置に基づく照射タ
イミング設定時には、吸着ヘッド6下面でのY方向の座
標値が設定対象となるので、これらのオフセット距離d
1、d2を考慮に入れ、各吸着孔列から所定のオフセッ
ト距離d1、吸着孔列の中間線から所定のオフセット距
離d2だけそれぞれ隔てられた線上を照射するように照
射タイミングの設定が行われる。なお、本実施の形態で
は異なるオフセット距離d1、d2を使用しているが、
d1とd2が同一の距離であってもよい。またレーザ光
の照射角度が吸着ヘッド6の下面に対して垂直もしくは
垂直に近い角度である場合にはオフセット距離を設定し
なくてもよい。 【0024】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
な構成より成り、以下その動作を各図を参照して説明す
る。まず、図1において、Yテーブル3を駆動して吸着
ヘッド6をボール供給部1上に水平移動させる。次い
で、Zテーブル5を駆動して吸着ヘッド6をボール供給
部1に対して下降させ、吸引手段(図外)を駆動して吸
着ヘッドの吸着孔6aから真空吸引し、ボール供給部1
に貯溜された導電性ボール2を真空吸着する。次いで、
吸着ヘッドは上昇し、ワーク10の位置決め部に向かっ
て水平移動する。 【0025】この移動中に吸着ヘッド6は検査部20上
を通過するが、このとき吸着ヘッド6下面の導電性ボー
ル2の吸着状態の検査が行われる。ここでは、図5に示
すような吸着状態の例について説明する。図5におい
て、吸着ヘッド6の下面には、吸着孔6aのピッチに対
応してレーザ光が照射される走査線が1/2ピッチごと
に設定される。図5に示すように、走査線A上では、す
べての吸着孔6aに正しく導電性ボール2が吸着されて
おり、走査線B上では余分な導電性ボール2が付着して
いる。また、走査線C上では1つの吸着孔6aに導電性
ボール2が欠落しており、走査線D上ではすべての吸着
孔6aに導電性ボール2が吸着されているものの、走査
線D上には余分な導電性ボール2を含んでいる。 【0026】吸着ヘッド6がY方向に水平移動し、吸着
ヘッド6下面の各走査線が図1に示すレーザ光の照射位
置に到達すると、半導体レーザ発生器21からレーザ光
を照射するとともに、ポリゴンミラー23を駆動してレ
ーザ光を吸着ヘッド6下面上を走査させる。このときの
反射光を光検出センサ28により検出することにより、
図6に示すような反射光の強度の波形を得ることができ
る。 【0027】図6において、A、B、C、Dは各走査線
上でレーザ光を走査させて得られた反射光の波形を示す
グラフであり、縦軸は反射光の強度を、横軸は吸着ヘッ
ド6下面でのX方向の位置を示しており、(1)、
(2)、(3)、(4)は、各吸着孔6aの位置を表し
ている。また、縦軸上に現れているレベルTHは、反射
光強度を判定するために設定されるしきい値レベルであ
る。 【0028】各走査線の波形について説明する。走査線
Aでは各吸着孔6aにすべて導電性ボール2が存在する
ため、グラフ上では(1)、(2)、(3)、(4)の
各位置にしきい値以上の反射光が検出され、吸着状態は
正常であると判断される。走査線Bでは、位置(1)、
(2)の中間にしきい値以上の反射光が検出されてお
り、この場合にはこの位置に余分な導電性ボール2が付
着していると判定される。走査線Cでは、位置(3)に
しきい値以上の反射光が検出されておらず、したがって
この位置に導電性ボール2が欠落していると判定され
る。また走査線Dでは、(1)、(2)、(3)、
(4)以外に、(1)、(2)の中間にもしきい値以上
の反射光が検出されており、この位置に余分な導電性ボ
ール2が付着していると判定される。 【0029】このように、光源により吸着ヘッド下面の
吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各導電
性ボール列の中間位置を走査して照射された光の反射光
を光検出センサ28によって検出し、検出された反射光
の走査線上での強度を表す情報に基づいて、吸着ヘッド
6下面の導電性ボール2の吸着状態を検査することがで
きる。 【0030】上記の導電性ボール2の吸着状態検査によ
って余分な導電性ボール2の付着などのピックアップミ
スが検出された場合は、吸着ヘッド6は再度ボール供給
部1上に移動し、再吸着動作を行うなどの処置が行われ
る。この後、吸着ヘッド6に正しく導電性ボール6を真
空吸着した吸着ヘッド6はワーク10上に水平移動し、
ここで再度上下動作を行い真空吸着を解除することによ
り、導電性ボール2をワーク10上に移載する。 【0031】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えば上記実施の形態では、レーザ光を吸着
ヘッド6下面で走査させることにより吸着孔列を検査す
ることにしているが、レーザ光を走査させる代わりに、
吸着ヘッド6の下面の寸法に対応した幅を有するスリッ
ト光を光源として用いてもよい。 【0032】 【発明の効果】本発明によれば、検査に要する時間を大
幅に短縮してピックアップミスを迅速・確実に検出する
ことができる。そして、ピックアップミスが検出された
ならば吸着ヘッドに再吸着動作を行わせることにより、
ワークの電極上に導電性ボールを正しく移載することが
できる。
ークに移載する導電性ボールの移載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 G
rid 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
いる方法が広く用いられている。また導電性ボールをチ
ップや基板などのワークに移載する方法として、吸着ヘ
ッドを用いる方法が知られている。 【0003】この方法は、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導電性ボールをワークの電極上
に移載するものであり、多数の導電性ボールを一括して
ワークに移載できるので作業性がよいという利点があ
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが、吸着ヘッド
を用いて導電性ボールをワークに移載する方法では、導
電性ボールを真空吸着する際に、以下に説明するような
ピックアップミスが発生しやすい。吸着ヘッドに導電性
ボールを真空吸着させるに際しては、多数の導電性ボー
ルが積層して貯溜された導電性ボールの供給部内に吸着
ヘッドを下降させるが、このときに吸着ヘッドの各吸着
孔に対して1つの導電性ボールが確実に真空吸着される
とは限らない。 【0005】例えば、吸着孔にいずれかに導電性ボール
を吸着しないままに吸着ヘッドが上昇する場合や、また
は1つの吸着孔に複数の導電性ボールが真空吸着され、
導電性ボールが連なって付着することや、吸着孔以外に
導電性ボールが付着することもある。このような余分に
吸着された導電性ボールを検出するため、従来はカメラ
により導電性ボールを吸着した吸着ヘッドの下面を撮像
し、画像認識によってピックアップミスの有無を判定す
る方法が用いられていた。しかしながら、導電性ボール
の小径化にともない、画像認識による方法では反射光の
ばらつきなどのため判定結果が必ずしも安定せず、また
画像認識に相当の時間を必要としてタクトタイムが増加
するという問題点があった。 【0006】そこで本発明は、導電性ボールのピックア
ップミスを確実かつ迅速に検査し、導電性ボールをワー
クの電極上に正しく移載することができる導電性ボール
の移載方法を提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明の導電性ボールの
移載方法は、下面に導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドによりボール供給部の導電性
ボールをワークに移載する導電性ボールの移載方法であ
って、下面に導電性ボールを真空吸着した吸着ヘッドを
ボール供給部からワークの上方へ移動させる工程と、レ
ーザ光により吸着ヘッド下面の吸着孔に真空吸着された
各導電性ボール列および各導電性ボール列の中間位置で
あって導電性ボールが存在する可能性が有る位置のみを
交互に走査する工程と、この照射された前記レーザ光の
反射光を検出する工程と、検出された反射光の情報に基
づいて前記吸着ヘッド下面の導電性ボールの吸着状態を
検査する工程とを含む。 【0008】上記構成の本発明によれば、吸着ヘッド下
面の吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各
導電性ボール列の中間位置をレーザ光により照射し、反
射光を検出してこの反射光の情報に基づいて吸着ヘッド
下面の導電性ボールの付着状態を検知することにより、
導電性ボールのピックアップミスを確実かつ迅速に検査
することができる。 【0009】 【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
電性ボールの移載装置の斜視図、図2は同導電性ボール
の移載装置の吸着ヘッドの拡大斜視図、図3は同導電性
ボールの移載装置の吸着ヘッドの拡大断面図、図4、図
5は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッドの平面図、
図6は同導電性ボールの移載装置の吸着ヘッド下面の反
射光の強度分布の波形を示すグラフである。 【0010】まず、図1を参照して導電性ボールの移載
装置の全体構造を説明する。図1において、ボール供給
部1の内部には多数の導電性ボール2が貯溜されてい
る。ボール供給部1の上方には、Y軸モータ4を備えた
Y軸テーブル3が水平方向に配設されている。Y軸テー
ブル3には、Z軸テーブル5が装着されており、Z軸テ
ーブル5には吸着ヘッド6が垂直下方に装着されてい
る。 【0011】Y軸テーブル3及びZ軸テーブル5を駆動
することにより、吸着ヘッド6は水平方向及び上下方向
に移動する。また、Y軸テーブル3の側面には長手方向
に沿ってリニアスケール7が装着されており、Z軸テー
ブル5に固定された位置検出センサ8がリニアスケール
7に沿って移動することにより、位置検出センサ8はZ
軸テーブル5のY方向の位置、すなわち吸着ヘッド6の
Y方向の位置を検出する。 【0012】Y軸テーブル3の下方のボール供給部1の
反対側には、ワーク10が図示しない位置決め部によっ
て位置決め、保持されている。また、ワーク10とボー
ル供給部1の間には、検査部20が配設されている。検
査部20は吸着ヘッド6の下面に真空吸着された導電性
ボール2の吸着状態を検査する。 【0013】次に検査部20について説明する。図1に
おいて、光源である半導体レーザ発生器21の照射線上
にはポリゴンミラー23が配置されており、ポリゴンミ
ラー23はモータ22によって回転される。半導体レー
ザ発生器21を駆動することによって照射されたビーム
状のレーザ光は、ポリゴンミラー23によって上方に反
射され、f・θレンズ24に入射する。このレーザ光は
f・θレンズ24によって垂直な光線に変換され、ミラ
ー25によって反射されて斜め下方から所定角度で吸着
ヘッド6の下面に照射される。 【0014】吸着ヘッド6の下面に照射され、反射され
たレーザ光はミラー26によって下方に反射され、結像
レンズ27によって集光されて結像し、光検出センサ
(PSD)28によって検出される。ここで、吸着ヘッ
ド6の下面に入射したレーザ光のうち、所定の角度範囲
で反射されたレーザ光のみが光検出センサ28によって
検出される。 【0015】また、半導体レーザ発生器21より照射さ
れたレーザ光は、ポリゴンミラー23をモータ22によ
って回転させることにより、この回転に伴って異なる角
度で下方からf・θレンズ24に入射し、f・θレンズ
24を透過してf・θレンズ24上面の異なる点から垂
直方向のレーザ光となってミラー25を介して吸着ツー
ル6下面に入射する。すなわち、ポリゴンミラー23を
回転させることにより、レーザ光を吸着ツール6下面上
でX方向に走査させることができる。なお、レーザ光が
照射されるY方向の位置は固定であり、走査によって移
動する方向はX方向のみである。 【0016】次に、図2、図3を参照して吸着ツール6
下面でのレーザ光の反射について説明する。図2に示す
ように、矢印a方向から入射したレーザ光はポリゴンミ
ラー23によって吸着ツール6下面のX方向(矢印b)
方向に走査され、吸着ヘッド6の下面及び吸着孔6aに
吸着された導電性ボール2の表面に照射されて(図2に
おいて太線で示した部分)反射される。 【0017】このとき、図3に示すように、吸着孔6a
に正しく吸着された導電性ボール2の先端部に照射され
たレーザ光(矢印R1で示している)は、導電性ボール
2の金属光沢面によって主に矢印R2方向に反射され
る。これに対し、導電性ボール2が存在せず吸着ヘッド
2の下面で反射されたレーザ光は矢印R2’方向に反射
されるが、このR2’方向の反射光は表面の反射状態の
違いにより矢印R2方向の反射光よりも弱いものとな
る。 【0018】すなわち、同一方向から入射したレーザ光
であっても、導電性ボール2が走査線上に存在するか否
かによって、反射光の経路及び反射光の強度が異なって
いる。言い換えれば、吸着孔6aに導電性ボール2が吸
着されている場合にのみ、矢印R2方向にある強度以上
の光が反射されることになる。したがって、矢印R2の
延長線上に、もしくは適当な光学系を介して矢印R2方
向の反射光が到達する位置に光検出センサ28を配置
し、光検出センサ28が一定のしきい値以上の反射光を
検出するか否かによって、走査線上、すなわち吸着孔6
a上に導電性ボール2が存在するか否かを検査すること
ができる。 【0019】同様に、図3に示すように、吸着孔2aの
中間の位置に付着した導電性ボール2の先端部に対して
レーザ光を照射し、この位置でレーザ光をX方向に走査
させ、その反射光を検出することにより、吸着孔2aの
中間の位置に存在する、すなわち余分に付着した導電性
ボール2を検出することができる。 【0020】図1に示すように、吸着ヘッド2のY方向
の位置はリニアスケール7及び位置検出センサ8によっ
て認識されている。したがって、適切なレーザ光の照射
を実現するための検査部20に対する吸着ヘッド6の位
置関係、すなわち半導体レーザ発生器21より照射され
たレーザ光が狙いの対象の導電性ボール2の先端部位置
に正しく入射する位置に吸着ヘッド6がある状態での位
置関係を予め設定し、この位置関係を与える吸着ヘッド
6のY方向の座標値を予め求めておくことができる。 【0021】導電性ボール2を吸着した吸着ヘッド6が
検査部20上をY方向に移動する際に、前述の位置関係
を与えるY方向の位置に吸着ヘッド6が到達するタイミ
ングを位置検出センサ8によって検出する。そしてこの
タイミングにおいてレーザ光を照射し、ポリゴンミラー
23を駆動してレーザ光を走査させるとともに、光検出
センサ28によって反射光を検出する。これにより、吸
着ヘッド6下面の吸着孔に真空吸着された導電性ボール
列の導電性ボール2の先端部位置にレーザ光を正しく照
射し、この反射光を検出することができる。 【0022】図4は吸着ヘッド6の下面で、レーザ光を
走査させる位置を示したものである。図4に示すよう
に、Y方向に吸着孔6aがピッチpで形成されている場
合には、1/2pごとにレーザ光の走査を行う。このよ
うに、導電性ボール2が存在する位置(すなわち導電性
ボール列)および導電性ボール2が存在する可能性があ
る位置(すなわち各導電性ボール列の中間位置)を特定
してこれらの位置に交互にレーザ光を走査させることに
より、走査回数を減らして検査に要する時間を大幅に短
縮することができる。 【0023】なお、吸着ヘッド6下面でレーザ光を照射
する位置は、前述のように付着した導電性ボール2の先
端部にレーザ光が入射する状態を基準にして設定され
る。しかし、図3に示すようにレーザ光照射時のY方向
の狙い位置は、導電性ボール2の先端部での位置と吸着
ヘッド6の表面上の位置とでは、導電性ボール2の高さ
寸法に起因する所定のオフセット距離d1、d2だけず
れている。吸着ヘッド6のY方向の位置に基づく照射タ
イミング設定時には、吸着ヘッド6下面でのY方向の座
標値が設定対象となるので、これらのオフセット距離d
1、d2を考慮に入れ、各吸着孔列から所定のオフセッ
ト距離d1、吸着孔列の中間線から所定のオフセット距
離d2だけそれぞれ隔てられた線上を照射するように照
射タイミングの設定が行われる。なお、本実施の形態で
は異なるオフセット距離d1、d2を使用しているが、
d1とd2が同一の距離であってもよい。またレーザ光
の照射角度が吸着ヘッド6の下面に対して垂直もしくは
垂直に近い角度である場合にはオフセット距離を設定し
なくてもよい。 【0024】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
な構成より成り、以下その動作を各図を参照して説明す
る。まず、図1において、Yテーブル3を駆動して吸着
ヘッド6をボール供給部1上に水平移動させる。次い
で、Zテーブル5を駆動して吸着ヘッド6をボール供給
部1に対して下降させ、吸引手段(図外)を駆動して吸
着ヘッドの吸着孔6aから真空吸引し、ボール供給部1
に貯溜された導電性ボール2を真空吸着する。次いで、
吸着ヘッドは上昇し、ワーク10の位置決め部に向かっ
て水平移動する。 【0025】この移動中に吸着ヘッド6は検査部20上
を通過するが、このとき吸着ヘッド6下面の導電性ボー
ル2の吸着状態の検査が行われる。ここでは、図5に示
すような吸着状態の例について説明する。図5におい
て、吸着ヘッド6の下面には、吸着孔6aのピッチに対
応してレーザ光が照射される走査線が1/2ピッチごと
に設定される。図5に示すように、走査線A上では、す
べての吸着孔6aに正しく導電性ボール2が吸着されて
おり、走査線B上では余分な導電性ボール2が付着して
いる。また、走査線C上では1つの吸着孔6aに導電性
ボール2が欠落しており、走査線D上ではすべての吸着
孔6aに導電性ボール2が吸着されているものの、走査
線D上には余分な導電性ボール2を含んでいる。 【0026】吸着ヘッド6がY方向に水平移動し、吸着
ヘッド6下面の各走査線が図1に示すレーザ光の照射位
置に到達すると、半導体レーザ発生器21からレーザ光
を照射するとともに、ポリゴンミラー23を駆動してレ
ーザ光を吸着ヘッド6下面上を走査させる。このときの
反射光を光検出センサ28により検出することにより、
図6に示すような反射光の強度の波形を得ることができ
る。 【0027】図6において、A、B、C、Dは各走査線
上でレーザ光を走査させて得られた反射光の波形を示す
グラフであり、縦軸は反射光の強度を、横軸は吸着ヘッ
ド6下面でのX方向の位置を示しており、(1)、
(2)、(3)、(4)は、各吸着孔6aの位置を表し
ている。また、縦軸上に現れているレベルTHは、反射
光強度を判定するために設定されるしきい値レベルであ
る。 【0028】各走査線の波形について説明する。走査線
Aでは各吸着孔6aにすべて導電性ボール2が存在する
ため、グラフ上では(1)、(2)、(3)、(4)の
各位置にしきい値以上の反射光が検出され、吸着状態は
正常であると判断される。走査線Bでは、位置(1)、
(2)の中間にしきい値以上の反射光が検出されてお
り、この場合にはこの位置に余分な導電性ボール2が付
着していると判定される。走査線Cでは、位置(3)に
しきい値以上の反射光が検出されておらず、したがって
この位置に導電性ボール2が欠落していると判定され
る。また走査線Dでは、(1)、(2)、(3)、
(4)以外に、(1)、(2)の中間にもしきい値以上
の反射光が検出されており、この位置に余分な導電性ボ
ール2が付着していると判定される。 【0029】このように、光源により吸着ヘッド下面の
吸着孔に真空吸着された各導電性ボール列および各導電
性ボール列の中間位置を走査して照射された光の反射光
を光検出センサ28によって検出し、検出された反射光
の走査線上での強度を表す情報に基づいて、吸着ヘッド
6下面の導電性ボール2の吸着状態を検査することがで
きる。 【0030】上記の導電性ボール2の吸着状態検査によ
って余分な導電性ボール2の付着などのピックアップミ
スが検出された場合は、吸着ヘッド6は再度ボール供給
部1上に移動し、再吸着動作を行うなどの処置が行われ
る。この後、吸着ヘッド6に正しく導電性ボール6を真
空吸着した吸着ヘッド6はワーク10上に水平移動し、
ここで再度上下動作を行い真空吸着を解除することによ
り、導電性ボール2をワーク10上に移載する。 【0031】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えば上記実施の形態では、レーザ光を吸着
ヘッド6下面で走査させることにより吸着孔列を検査す
ることにしているが、レーザ光を走査させる代わりに、
吸着ヘッド6の下面の寸法に対応した幅を有するスリッ
ト光を光源として用いてもよい。 【0032】 【発明の効果】本発明によれば、検査に要する時間を大
幅に短縮してピックアップミスを迅速・確実に検出する
ことができる。そして、ピックアップミスが検出された
ならば吸着ヘッドに再吸着動作を行わせることにより、
ワークの電極上に導電性ボールを正しく移載することが
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移載装
置の斜視図 【図2】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大斜視図 【図3】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大断面図 【図4】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図5】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図6】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッド下面の反射光の強度分布の波形を示すグ
ラフ 【符号の説明】 1 ボール供給部 2 導電性ボール 3 Y軸テーブル 5 Z軸テーブル 6 吸着ヘッド 6a 吸着孔 8 位置検出センサ 10 ワーク 20 検査部 21 半導体レーザ発生器 23 ポリゴンミラー 24 f・θレンズ 28 光検出センサ
置の斜視図 【図2】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大斜視図 【図3】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの拡大断面図 【図4】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図5】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッドの平面図 【図6】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の吸着ヘッド下面の反射光の強度分布の波形を示すグ
ラフ 【符号の説明】 1 ボール供給部 2 導電性ボール 3 Y軸テーブル 5 Z軸テーブル 6 吸着ヘッド 6a 吸着孔 8 位置検出センサ 10 ワーク 20 検査部 21 半導体レーザ発生器 23 ポリゴンミラー 24 f・θレンズ 28 光検出センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 21/60
H01L 23/12
H05K 3/34 505
B23K 3/06
B23P 21/00 305
B25J 15/06
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】下面に導電性ボールを吸着する複数の吸着
孔が形成された吸着ヘッドによりボール供給部の導電性
ボールをワークに移載する導電性ボールの移載方法であ
って、下面に導電性ボールを真空吸着した吸着ヘッドを
ボール供給部からワークの上方へ移動させる工程と、レ
ーザ光により吸着ヘッド下面の吸着孔に真空吸着された
各導電性ボール列および各導電性ボール列の中間位置で
あって導電性ボールが存在する可能性が有る位置のみを
交互に走査する工程と、この照射された前記レーザ光の
反射光を検出する工程と、検出された反射光の情報に基
づいて前記吸着ヘッド下面の導電性ボールの吸着状態を
検査する工程とを含むことを特徴とする導電性ボールの
移載方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27684397A JP3397098B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 導電性ボールの移載方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27684397A JP3397098B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 導電性ボールの移載方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11114737A JPH11114737A (ja) | 1999-04-27 |
JP3397098B2 true JP3397098B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=17575187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27684397A Expired - Fee Related JP3397098B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 導電性ボールの移載方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3397098B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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DE102013114453A1 (de) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Pac Tech-Packaging Technologies Gmbh | Vorrichtung zur vereinzelten Applikation von Lotmaterialdepots |
DE102013114447B4 (de) * | 2013-12-19 | 2016-01-28 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Vorrichtung zur vereinzelten Applikation von Lotmaterialdepots |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP27684397A patent/JP3397098B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11114737A (ja) | 1999-04-27 |
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