JP3854859B2 - 導電性ボール搭載装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package、又は、Chip Scale Package)など、導電性の突出接点(以下、バンプという)を実装基板との接続材として用いるパッケージの接続端子に、前記バンプを形成するための導電性ボールを搭載する導電性ボール搭載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
LSIを用いた半導体パッケージのように接続端子(入出力端子)数の多いパッケージを実装基板に接続するための構造として、パッケージの接続端子上にバンプを形成する構造が採用されている。このバンプは、パッケージの接続端子上に導電性ボール(例えば、はんだボール、以下、はんだボールという)を搭載し、リフロー(加熱溶融)することにより形成される。
【0003】
前記はんだボールをパッケージの接続端子へ搭載するためのはんだボール搭載装置として、整列マスクで吸着したはんだボールにフラックスを付着させ、パッケージの接続端子に搭載する装置と、予め、前記パッケージの接続端子にフラックスを塗布した後、該フラックスの上に、整列マスクで吸着したはんだボールを搭載する装置がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記何れのはんだボール搭載装置においても、整列マスクでのはんだボールの吸着は、図10に示すような工程で行なわれている。即ち、はんだボール1を収容したはんだボール容器2の上方に、配管3を介して真空源5に接続され、かつ吸着穴6が形成された整列マスク7を配置する。そして、はんだボール容器2に振動を与えて収容したはんだボール1を浮遊させると共に、吸着穴6を真空源5に接続して真空吸引して、整列マスク7の吸着穴6にはんだボール1を吸着している。
【0005】
このとき、図11に示すように、整列マスク7の吸着穴6の内、はんだボール1が吸着できない(未吸着)吸着穴6が発生したり、図12に示すように、整列マスク7の吸着穴6の内、複数のはんだボール1を同時に吸着した(余剰吸着)吸着穴6が発生することがある。そして、このような未吸着や余剰吸着は、リフロー後、バンプ不良となる。
【0006】
このような現象を防止するように、整列マスクではんだボールを吸着した後、その吸着面をCCDカメラで撮像し、その画像を処理して吸着状態を検査することが行なわれている。そして、未吸着や余剰吸着が発生した場合、整列マスクに吸着されたはんだボールを廃棄して、再度整列マスクにより吸着するリトライ動作を行なっている。このため、整列マスクの吸着穴の数が多くなるほど、即ち、一回の吸着動作で吸着するはんだボールの数が多くなるほど、リトライ動作の発生回数が多くなり、はんだボール搭載装置の生産性を低下させている。
【0007】
整列マスクではんだボールを吸着する場合、はんだボール容器内のはんだボールの数が少ない場合には、未吸着が発生しやすくなり、はんだボールの数が多い場合には、余剰吸着が発生しやすくなる。このため、はんだボール容器内のはんだボールの数を適当な範囲(規定範囲)に管理することが要求されている。
【0008】
はんだボール容器内のはんだボールの数を規定範囲に管理する方法として、整列マスクによるはんだボールの整列回数(はんだボールの取出し回数)からはんだボールの消費量を求め、はんだボール容器内のはんだボールの数が規定範囲の下限に達したとき、はんだボール容器内に新たなはんだボールを供給することが行なわれていた。
【0009】
しかし、はんだボール容器内のはんだボールは、整列マスクに吸着されて持ち出されるだけでなく、はんだボール表面が極端に変色していたり、複数個のはんだボールが一つになっていたり、大きさの異なるものの混入など、はんだボール自体の不良によって廃棄されることがあり、予測できない消費がある。このため、はんだボール容器内のはんだボールの数を精度よく管理することが困難であった。
【0010】
上記の事情に鑑み、本発明は、予測できないはんだボールの消費があっても、はんだボール容器内のはんだボールの数を規定範囲に精度よく管理することができ、生産性を向上させることが出来るようにしたはんだボール搭載装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1は、複数の接続端子が形成されたパッケージ(12)を位置決めする搭載部(25)と、
複数のはんだボール(1)を収容するはんだボール容器(2)を有し、該はんだボール容器(2)の底面を低反射面としたはんだボール供給部(57)と、
真空源に接続され、吸着面に前記パッケージ(12)に形成された複数の接続端子と同じ配列で複数の吸着穴が形成され、前記はんだボール供給部(57)から前記吸着穴にはんだボール(1)を吸着して取出し、前記搭載部(25)に位置決めされたパッケージ(12)の接続端子上にはんだボール(1)を搭載する整列マスク(7)と、
前記はんだボール供給部(57)のはんだボール容器(2)の底面におけるはんだボール(1)の占有面積を計測し、該占有面積からはんだボール(1)の数を算出する計測手段(63)と、
該計測手段(63)による算出結果に基づいて、前記計測手段で算出された導電性ボール(1)の数が、規定範囲より少ないと判断した場合(S6;NO)、前記整列マスク(7)による前記パッケージ(12)への導電性ボールの搭載を停止させると共に(S9)、前記導電性ボール容器(2)に導電性ボールを補充する導電性ボール補充手段(70,S10)と、
前記計測手段(63)による算出結果に基づいて、前記計測手段で算出された導電性ボール(1)の数が、規定範囲より多いと判断した場合(S7;NO)、前記整列マスク(7)による前記パッケージ(12)への導電性ボールの搭載を停止させると共に(S11)、アラームを作動する制御手段(S12)と、を備えた、
ことを特徴とする、はんだボール搭載装置にある。
【0012】
また、本発明の請求項2は、請求項1記載の発明において、前記計測手段(63)は、前記はんだボール供給部(57)の上方に配置され、前記はんだボール容器(2)内を撮影するCCDカメラ(64)と、該CCDカメラ(64)から出力される画像データを処理して、前記はんだボール容器(2)内におけるはんだボール(1)の占有面積を算出し、該占有面積から前記はんだボール容器(2)内のはんだボール(1)の数を算出する画像処理手段(65)からなる、
ことを特徴とする、はんだボール搭載装置にある。
【0013】
また、本発明の請求項3は、請求項1記載の発明において、前記計測手段(63)は、はんだボール容器(2)内からの反射光を受光し、受光した光量に比例する電圧信号に変換する光センサ(81)と、該光センサ(81)から出力される電圧信号の大きさに基づき、前記はんだボール容器(2)内のはんだボール(1)の数を算出するようにした信号処理手段(82)からなる、
ことを特徴とする、はんだボール搭載装置にある。
【0014】
なお、括弧内の符号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1乃至図4は、本発明の実施の形態を示すもので、図1は、本発明を適用するはんだボール搭載装置の斜視図、図2は、本発明におけるはんだボール搭載装置の検出部の構成図、図3は、図2における検出部によるはんだボール数の計測手順を示すフローチャート、図4は、はんだボール容器内におけるはんだボールの占有面積とはんだボールの数との相関関係を示す特性図、図5は、はんだボール搭載装置に使用するはんだボール補充装置の構成図、図6は、図5におけるはんだボール補充装置の動作説明図である。
【0016】
図1において、はんだボールの搭載装置10は、ベース11に配置され、はんだボール1を搭載するパッケージ12の供給と排出を行なう搬送部13と、パッケージ12の位置決めを行なう搭載部25と、フラックス供給治具56と整列マスク7を移動させる駆動部30と、搭載部25で位置決めされたパッケージ12にフラックス9を供給するフラックス供給部52と、フラックス9が塗布されたパッケージ12の接続端子上にはんだボール1を搭載するはんだボール供給部57と、搭載位置に位置決めされたパッケージ12の接続端子の位置を検出する検出部61とを有している。
【0017】
前記搬送部13は、ベース11の上面を矢印X方向(図1の左右方向)に貫通する溝15の両端部の上部に、溝15を横切るように回転可能に支持された一対の軸16を備えている。該軸16の両端にはそれぞれ一対のプーリ17が固定され、該プーリ17には、前記溝15の長手方向(矢印X方向)と平行にベルト19が掛け渡されている。そして、前記軸16の一方は、前記ベース11に固定されたモータ20に結合され駆動される。
【0018】
また、搬送部13は、複数のパッケージ12を載置するキャリア21を有し、このキャリア21を前記ベルト19上に載置して、パッケージ12の矢印X方向への搬送を行なう。前記溝15内には、前記キャリア21の移動経路の下方に位置するようにシリンダ22が配置されている。このシリンダ22には、前記キャリア21の移動経路に対し進退可能なストッパ23が取付けられている。
【0019】
従って、ベルト19上にキャリア21を載置して、モータ20を作動させることにより、キャリア21を矢印X方向に搬送することが出来る。また、このとき、シリンダ22の作動により、ストッパ23をキャリア21の移動経路中に突出させておくと、キャリア21をストッパ23に当接させて、停止させることが出来る。
【0020】
前記搭載部25は、前記溝15の下方に位置し、矢印X方向に移動可能なスライド部材(図示せず)を有する直線案内手段26と、ねじ送り機構(図示せず)を介して前記スライド部材を駆動するモータ27を備えている。そして、前記スライド部材には、可動部材が前記溝15の底面を矢印X方向と矢印Z方向(図面の上下方向)に摺動可能に貫通するようにシリンダ29が固定され、このシリンダ29の可動部材には、載置台28が固定されている。
【0021】
従って、シリンダ29を作動させて載置台28を上昇させることにより、前記ストッパ23で停止させられたキャリア21を、ベルト19から上方の搭載位置へ移動させることが出来る。また、モータ27を作動させることにより、キャリア21上のパッケージ12の配置間隔分を順次移動させ、キャリア21に配置されたパッケージ12を順次搭載位置へ移動させることが出来る。
【0022】
前記駆動部30は、前記溝15を跨ぐように、前記ベース11の矢印X方向の両端部に、所定の間隔で平行に固定された一対のコラム31を備えている。これらのコラム31の上端面には、それぞれ直線案内装置を構成するレール32が、所定の間隔で平行に固定されている。また、一方のコラム31の上端面には、軸受33を介して、レール32と所定の間隔で平行にボールねじ35が回転可能に支持されている。そして、このボールねじ35の一端は、コラム31に固定されたモータ36に連結されている。
【0023】
スライダ37は、前記レール32に摺動可能に嵌合するベアリング(図示せず)と、前記ボールねじ35と螺合するナット(図示せず)を備えている。そして、前記モータ36の作動により、レール32に沿って矢印Y方向(図1の紙面の前後方向)に移動する。
【0024】
このスライダ37の正面には、その上下に所定の間隔で平行に、矢印X方向に延び、直線案内装置を構成する一対のレール39が固定されている。また、スライダ37の正面には、軸受40を介して、前記レール39の間に位置するように、レール39と所定の間隔で平行にボールねじ41が回転可能に支持されている。そして、このボールねじ41の一端は、スライダ37に固定されたモータ42に連結されている。
【0025】
スライドプレート43は、前記レール39に摺動可能に嵌合するベアリング(図示せず)と、前記ボールねじ41に螺合するナット(図示せず)を備えている。そして、前記モータ42の作動により、レール39に沿って矢印X方向に移動する。
【0026】
このスライドプレート43の正面には、所定の間隔で平行に、矢印Z方向に延び、直線案内装置を構成する一対のレール45が固定されている。また、スライドプレート43の正面には、軸受46を介して、前記レール45の間に位置するように、レール45と所定の間隔で平行にボールねじ47が回転可能に支持されている。そして、このボールねじ47の一端は、スライドプレート43に固定されたモータ49に連結されている。
【0027】
マウントヘッド50は、前記レール45に摺動可能に嵌合するベアリング51と、前記ボールねじ47に螺合するナット(図示せず)を備え、前記モータ49の作動により、レール45に沿って矢印Z方向に移動する。
【0028】
従って、駆動部30は、モータ36、モータ42及びモータ49を作動させることにより、マウントヘッド50を矢印X、Y、Z方向の任意の位置へ移動させることが出来る。
【0029】
前記フラックス供給部52は、前記ベース11に支持されたフラックス供給手段53と、前記マウントヘッド50に支持されたフラックス供給治具56からなる。
【0030】
前記フラックス供給手段53は、内部に平面が形成されたフラックス容器54と、このフラックス容器54内に供給されたフラックス9を掻き均すスキージ55を備えている。そして、前記スキージ55を前記フラックス容器54の平面と所定の間隔で対向させ、矢印X方向に移動させて、フラックス容器54内に供給されたフラックス9を掻き均すことにより、フラックス9の膜を形成する。
【0031】
前記フラックス供給治具56は、前記パッケージ12の接続端子の配列と同じ配列で、それぞれ個別に矢印Z方向に移動可能な複数のピン(図示せず)を備えている。そして、各ピンの先端を前記フラックス9の膜に浸漬させることにより、ピンの先端にフラックス9を付着させ、このフラックス9が付着したピンの先端をパッケージ12の接続端子に接触させることにより、パッケージ12の接続端子にフラックス9を転写するようになっている。
【0032】
前記はんだボール供給部57は、前記ベース11に支持されたはんだボール供給手段59と、前記マウントヘッド50に支持され、はんだボール1を吸着して保持する整列マスク7からなる。
【0033】
前記はんだボール供給手段59は、前記ベース11上に配置され、底面が低反射率になるように形成され、複数のはんだボール1を収納するはんだボール容器2と、はんだボール容器2内に収納したはんだボール1を整列マスク7に向けて浮遊させる振動発生源(図示せず)を備えている。
【0034】
従って、整列マスク7を、はんだボール容器2の開口部を覆うように配置して、整列マスク7に真空圧を供給すると共に、はんだボール容器2に振動を与えて内部に収納したはんだボール1を浮遊させる。すると、はんだボール1が、はんだボール容器2の底から整列マスク7の吸着面に向けて浮遊するため、浮遊したはんだボール1は、吸着穴6から吸引される空気の流れによって吸着穴に引きつけられ、吸着保持される。
【0035】
前記検出部61は、図1に示すように、マウントヘッド50に取付けられたリングライト62と、CCDカメラ64を有し、図2に示すように、CCDカメラ64の撮影画像を表示するモニタ66を備えている。また、CCDカメラ64と、その撮影画像を処理する画像処理手段65で計測手段63を構成している。
【0036】
そして、画像処理手段65は、CCDカメラ64でパッケージ12の接続端子を撮影した場合には、パッケージ12の接続端子の位置を演算する。また、CCDカメラ64ではんだボール容器2を撮影した場合には、はんだボール1の数を演算する。
【0037】
制御手段67は、CCDカメラ64でパッケージ12の接続端子を撮影した場合には、画像処理手段65で算出されたパッケージ12の接続端子の位置に合わせてマウントヘッド50を移動させる。また、CCDカメラ64ではんだボール容器2を撮影した場合には、画像処理手段65で算出されたはんだボール1の数に基づいてはんだボール容器2内のはんだボール1の過不足を判定して、はんだボール搭載装置10における作業を継続したり、はんだボール搭載装置10を停止させてアラームを発振するなどの制御を行なう。
【0038】
はんだボール自動補充装置70は、図5に示すように、例えば、前記コラム31(図1参照)に固定され、はんだボール1を収容するホッパー71と、該ホッパー71とはんだボール容器2を接続するフレキシブル配管72と、前記コラム31に揺動可能に支持され、前記フレキシブル配管72の中間部を保持するシリンダ73を備えている。
【0039】
このような構成で、導電性ボール搭載装置10は、パッケージ12を搭載したキャリア21が、図1の左側から搬送部13のベルト19上に供給されると、シリンダ22が作動してストッパ23を上昇させる。すると、モータ20が作動して、ベルト19を走行させ、キャリア21を図1の左側から右側に向けて矢印X方向に搬送する。そして、キャリア21がストッパ23に当接すると、キャリア21はその位置に停止させられる。キャリア21の搬送が終了すると、モータ20が停止してベルト19の走行も停止する。すると、シリンダ22が作動して、ストッパ23を下降させる。
【0040】
搭載部25のシリンダ29が作動して、載置台28を上昇させ、ベルト19に載置されているキャリア21を載置台28で押し上げ、キャリア21に載置されているパッケージ12を搭載位置に位置決めする。
【0041】
一方、駆動部30は、モータ36とモータ42を作動させ、CCDカメラ64をはんだボール容器2と対向する位置へ移動させる。同時に、モータ49を作動させ、CCDカメラ64を矢印Z方向へ移動させ、CCDカメラ64のピントをはんだボール容器2の底面に合わせる。
【0042】
この状態で、リングライト62を点灯させ、CCDカメラ64ではんだボール容器2内の底面全体を撮影する(図3のステップS1、以下、単にステップS○という)。このとき、撮影された画像は、図2に示すように、モニタ66に映し出すことが出来る。この画像は、比較的暗いはんだボール容器2の底面の像2aと、リングライト62の光を反射して、比較的明るいはんだボール1の像1aとで構成される。
【0043】
CCDカメラ64から画像データが印加された画像処理手段65は、CCDを構成する各素子のそれぞれについて、予め設定された閾値と比較して2値化を行う(ステップS2)。例えば、閾値より明るい素子を「1」、閾値より暗い素子を「0」とする。
【0044】
画像処理手段65は、2値化された画像データの内、「1」とされた素子の数を計数する(ステップS3)。そして、CCDを構成する素子の総数(既知)と計数された素子の数を比較して、画像データ内における「1」の占める割合を、はんだボール容器2の底面積(既知)に乗算し、はんだボール1の占有面積として算出する(ステップS4)。
【0045】
また、画像処理手段65は、算出されたはんだボール1の占有面積に所定の係数(単位面積当たりのはんだボール1の数)を乗算してはんだボール容器2内のはんだボール1の数を算出する(ステップS5)。なお、前記係数は、はんだボール1の直径により異なる。
【0046】
はんだボールの占有面積とはんだボールの数との間には、図4に示すような相関関係がある。はんだボールの占有面積がSの場合、直径が0.76mmのはんだボールの数をN1、直径が0.5mmのはんだボールの数をN2、直径が0.3mmのはんだボールの数をN3とすると、N1<N2<N3となる。即ち、占有面積が同じであっても、はんだボールの直径によりはんだボール容器内のはんだボールの数は異なることになる。
【0047】
制御手段67は、画像処理手段65から印加されたはんだボール容器2内のはんだボール1の数と、予め設定されている規定範囲の下限(規定値下限)とを比較する(ステップS6)。そして、はんだボール容器2内のはんだボール1の数が規定値下限より多い場合には、はんだボール1の数を規定範囲の上限(規定値上限)と比較する(ステップS7)。
【0048】
はんだボール容器2内のはんだボール1の数が規定値上限より少ない場合には、駆動部30の各モータ36、42、49を作動させ、整列マスク7をはんだボール容器2へ移動させ(ステップS8)、搭載作業を開始させる。
【0049】
前記ステップS6で、はんだボール容器2内のはんだボール1の数が規定値下限より少ない場合には、はんだボール搭載装置10を停止させる(ステップS9)。そして、はんだボール補充装置70のシリンダ73を作動させ、図6に示すように、フレキシブル配管72の中間部を押し下げる。
【0050】
すると、フレキシブル配管72は、ホッパー71からはんだボール容器2に向けて下降するように傾斜した状態になり、フレキシブル配管72内及びホッパー71内のはんだボール1が、はんだボール容器2に向かって流れ落ち補充される(ステップS10)。
【0051】
前記はんだボール1の補充は、例えば、一定時間、はんだボール1を補充したら、シリンダ73を作動させて、図5に示すように、フレキシブル配管72の中間部を引き上げることにより、はんだボール1の流れを止めて、補充を停止させる。はんだボール1の補充が終わったら、前記ステップS1からステップS6を繰り返す。
【0052】
なお、はんだボール1の補充は、手動で行なうようにしてもよい。そして、はんだボール1の補充を手動で行なう場合には、はんだボール搭載装置10を停止させたとき、アラームを発振させるようにすることも出来る。
【0053】
一方、前記ステップS7で、はんだボール容器2内のはんだボール1の数が規定値上限より多い場合には、はんだボール搭載装置10を停止させる(ステップS11)。同時に、アラームを発振する(ステップS12)。そして、作業者の手作業により、はんだボール容器2内のはんだボール1の一部が排出され(ステップS13)、再起動スイッチ(図示せず)が押されると、前記ステップS1からステップS7を繰り返す。
【0054】
このようにして、はんだボール容器2内のはんだボール1の数を計測し、はんだボール1の補充、排出を行なうようにしたので、はんだボール容器2内のはんだボール1の数を規定範囲内に入るように制御することが出来る。
【0055】
なお、前記アラームは、ベル、ブザー等の吹鳴と、ランプの点灯により表示することが出来る。
【0056】
はんだボール容器2内のはんだボール1の数が規定範囲内にあるときには、駆動部30のモータ36、モータ42及びモータ49を作動させ、マウントヘッド50を移動させ、整列マスク7をはんだボール容器2へ、フラックス供給治具56を、フラックス供給手段53のフラックス容器54内へそれぞれ移動させる。すると、フラックス供給治具56のピンの先端がフラックス容器54内に形成された薄膜状のフラックス9内に浸漬され、ピンの先端にフラックス9を付着させる。
【0057】
一方、整列マスク7は、はんだボール容器2の開口部を覆い、配管3を通して真空圧が供給される。同時に、はんだボール容器2を加振して中に収納されたはんだボール1を浮遊させる。所定の吸着時間が経過すると、はんだボール容器2への加振を止め、吸着工程を終了する。
【0058】
駆動部30のモータ36、モータ42及びモータ49が作動してマウントヘッド50を矢印X、Y、Z方向に移動させ、CCDカメラ64を搭載位置にあるパッケージ12と対向する位置へ移動させる。そして、リングライト62を点灯し、CCDカメラ64でパッケージ12を撮影する。画像処理手段65は、撮影された画像データからパッケージ12の接続端子の像を抽出すると共に、その位置を演算して、その演算結果を制御手段67へ送る。
【0059】
制御手段67は、画像処理手段65から入力されたパッケージ12の接続端子の位置データに基づき、駆動部30のモータ36及びモータ42を作動させ、フラックス供給治具56のピンをパッケージ12の接続端子と対向する位置へ移動させる。そして、モータ49を作動して、マウントヘッド50を下降させ、フラックス供給治具56のピンをパッケージ12の接続端子に接触させ、ピンに付着したフラックス9を接続端子に転写し供給する。
【0060】
フラックス9の供給が終わると、モータ49の作動によりマウントヘッド50を所定の位置まで上昇させた後、モータ36及びモータ42を作動させて、整列マスク7に吸着保持したはんだボール1を、フラックス9が供給されたパッケージ12の接続端子と対向させる。そして、モータ49を作動させて、はんだボール1がパッケージ12の接続端子と接触する位置までマウントヘッド50を下降させる。
【0061】
モータ49を停止させた後、整列マスク7に供給されている真空圧を遮断し、整列マスク7内を大気圧に連通させる。すると、真空圧による吸着力が解放され、はんだボール1は整列マスク7から解放される。この状態で、モータ49が作動してマウントヘッド50(即ち、整列マスク7)を上昇させると、はんだボール1は、フラックス9の粘着力によってパッケージ12の接続端子上に残り、整列マスク7からパッケージ12の接続端子へ搭載される。
【0062】
マウントヘッド50が上昇すると、搭載部25のモータ27が作動して、載置台28をキャリア21に載置されたパッケージ12の載置間隔分だけ移動させ、次のパッケージ12を搭載位置へ移動させる。
【0063】
このような操作を繰り返すことにより、キャリア21上に載置された全てのパッケージ12にはんだボール1が搭載されると、搭載部25のシリンダ29が作動して、載置台28を下降させ、キャリア21を搬送部13のベルト19上に載置する。すると、モータ20が作動してベルト19を走行させ、キャリア21を図1の右側に向けて搬送し排出する。
【0064】
なお、上記の説明によれば、整列マスク7ではんだボール1を吸着する度に、はんだボール容器2内のはんだボール1の数を計測するようにしているが、はんだボール1の数の計測間隔は、適宜設定することが出来る。
【0065】
また、上記の実施形態では、計測手段63のCCDカメラ64と画像処理手段65を、はんだボール1の数の計測と、パッケージ12の接続端子の検出を共用する構成で説明したが、それぞれ専用の撮影手段と、画像処理手段を配置してもよい。
【0066】
図7乃至図9は、はんだボール容器内のはんだボールの数を計測する検出部の他の実施形態を示すもので、図7は、はんだボール搭載装置の検出部の構成図、図8は、図7における検出部の光センサの視野を示す模式図、図9は、光センサの出力電圧とはんだボールの数の相関関係を示す特性図である。
【0067】
同図において、図1、図2と同じものは同じ符号をつけて示してある。はんだボール1を収容するはんだボール容器2は、発振器75に接続された圧電振動子76を介してベースに配置されている。
【0068】
照明用電源77に接続されたリングライト79と、集光レンズ80を有する光センサ81は、一体に結合され、はんだボール容器2と対向し、かつ、前記マウントヘッド50(図1参照)と干渉しないように、前記コラム31(図1参照)に配置されている。信号処理手段82は、光センサ81に接続され、光センサ81から印加される出力電圧に基づいて、はんだボール容器2内のはんだボール1の数を算出する。なお、計測手段63は、光センサ81と信号処理手段82で構成されている。
【0069】
このような構成で、光センサ81がはんだボール容器2を見通せる状態のときに、照明用電源77からの電力によりリングライト79を点灯させる。リングライト79で照明されたはんだボール容器2の内部(底面)からの反射光を集光レンズ80を通して光センサ81で受光する。
【0070】
このとき、光センサ81には、図8に示すような視野の反射光が入射される。この視野の中には、はんだボール1からの明るい反射光1aと、はんだボール容器2の底面からの暗い反射光2aが混在している。そして、光センサ81は、受光した反射光の光量に比例した電圧を出力する。
【0071】
信号処理手段82は、光センサ81から印加される出力電圧に基づいて、はんだボール容器2におけるはんだボール1の占有面積を算出し、該占有面積からはんだボール1の数を算出して、制御手段67に印加する。
【0072】
即ち、はんだボール容器2内のはんだボール1の数が多く、その底面におけるはんだボール1の占有面積が大きくなると、光センサ81から出力される出力電圧が高くなり、はんだボール1の数が少なく、その底面におけるはんだボール1の占有面積が小さくなると、光センサ81から出力される出力電圧が低くなる。従って、光センサ81の出力電圧を検出することで、はんだボール容器2内におけるはんだボール1の占有面積の大きさを検出することが出来る。
【0073】
また、はんだボール容器2内のはんだボール1の占有面積と、はんだボール1の数の関係は、前記実施形態と同様に、はんだボール1の直径により異なる。従って、検出された占有面積にはんだボール1の大きさに対応する係数(単位面積当たりのはんだボールの数)を乗算すれば、はんだボール容器2内のはんだボール1の数を算出することが出来る。
【0074】
なお、図9に示すような、光センサの出力電圧とはんだボールの数の相関関係を、はんだボールの直径ごとに求めておけば、光センサの出力電圧からはんだボールの数を直接算出することも出来る。
【0075】
一方、信号処理手段82から、はんだボール容器2内のはんだボール1の数が印加された制御手段67は、前記実施形態と同様に、はんだボール搭載装置を制御する。
【0076】
なお、はんだボールを浮遊させる方法は、上記の振動による他、圧縮空気の噴出しによるものであってもよい。また、はんだボール搭載装置は、図1に示すように、フラックスとはんだボールを、それぞれパッケージに転写、搭載する構成であってもよいし、整列マスクで吸着したはんだボールにフラックスを付着させてパッケージへ搭載する構成であってもよい。
【0077】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、はんだボール容器の底面におけるはんだボールの占有面積を検出し、該占有面積に基づいてはんだボール容器内のはんだボールの数を算出するようにしているので、はんだボールの数を精度よく計測することが出来る。従って、はんだボール容器内のはんだボールの数を規定範囲内に精度よく制御することが可能になり、整列マスクによるはんだボールの未吸着や余剰吸着の発生を少なくして、生産性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用するはんだボール搭載装置の斜視図。
【図2】図1におけるはんだボール搭載装置の検出部の構成図。
【図3】図2における検出部によるはんだボール数の計測手順を示すフローチャート。
【図4】はんだボール容器内におけるはんだボールの占有面積とはんだボールの数との相関関係を示す特性図。
【図5】はんだボール搭載装置に使用するはんだボール補充装置の構成図。
【図6】図5におけるはんだボール補充装置の動作説明図。
【図7】はんだボール搭載装置の検出部の構成図。
【図8】図7における検出部の光センサの視野を示す模式図。
【図9】光センサの出力電圧とはんだボールの数の相関関係を示す特性図。
【図10】整列マスクによるはんだボールの吸着工程を示す構成図。
【図11】整列マスクにはんだボールの未吸着が発生した状態を示す説明図。
【図12】整列マスクにはんだボールの余剰吸着が発生した状態を示す説明図。
【符号の説明】
1…導電性ボール(はんだボール)
2…導電性ボール容器(はんだボール容器)
7…整列マスク
12…パッケージ
25…搭載部
57…導電性ボール供給部(はんだボール供給部)
63…計測手段
64…CCDカメラ
65…画像処理手段
67…制御手段
81…光センサ
82…信号処理手段
Claims (3)
- 複数の接続端子が形成されたパッケージを位置決めする搭載部と、
複数の導電性ボールを収容する導電性ボール容器を有し、該導電性ボール容器の底面を低反射面とした導電性ボール供給部と、
真空源に接続され、吸着面に前記パッケージに形成された複数の接続端子と同じ配列で複数の吸着穴が形成され、前記導電性ボール供給部から前記吸着穴に導電性ボールを吸着して取出し、前記搭載部に位置決めされたパッケージの接続端子上に導電性ボールを搭載する整列マスクと、
前記導電性ボール供給部の導電性ボール容器の底面における導電性ボールの占有面積を計測し、該占有面積から導電性ボールの数を算出する計測手段と、
該計測手段による算出結果に基づいて、前記計測手段で算出された導電性ボールの数が、規定範囲より少ないと判断した場合、前記整列マスクによる前記パッケージへの導電性ボールの搭載を停止させると共に、前記導電性ボール容器に導電性ボールを補充する導電性ボール補充手段と、
前記計測手段による算出結果に基づいて、前記計測手段で算出された導電性ボールの数が、規定範囲より多いと判断した場合、前記整列マスクによる前記パッケージへの導電性ボールの搭載を停止させると共に、アラームを作動する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする、導電性ボール搭載装置。 - 前記計測手段は、前記導電性ボール供給部の上方に配置され、前記導電性ボール容器内を撮影するCCDカメラと、該CCDカメラから出力される画像データから、導電性ボール容器内における導電性ボールの占有面積を算出し、該占有面積から導電性ボール容器内の導電性ボールの数を算出するようにした画像処理手段からなる、
ことを特徴とする、請求項1記載の導電性ボール搭載装置。 - 前記計測手段は、導電性ボール容器内からの反射光を受光し、受光した光量に比例した電圧に変換する光センサと、該光センサから出力される電圧信号の大きさに基づき、前記導電性ボール容器内の導電性ボールの数を算出するようにした信号処理手段からなる、
ことを特徴とする、請求項1記載の導電性ボール搭載装置。
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