JP3984818B2

JP3984818B2 - Solder ball mounting device

Info

Publication number: JP3984818B2
Application number: JP2001347222A
Authority: JP
Inventors: 忠氏山口
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: JP2003152323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸引により吸着口に保持したはんだボールを所定位置に位置させてから被搭載部材に搭載させるはんだボール搭載装置に関し、特にはんだボールの数が多い場合に、はんだボールを吸着口から離脱させるのに適したはんだボール搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板にＬＳＩ素子をはんだ付けして成るＬＳＩパッケージとして、ボール・グリッド・アレイ（Ball Grid Array 、以下ＢＧＡという）タイプのものが採用されることがある。このＢＧＡタイプのＬＳＩパッケージを組み立てる際は、ＬＳＩ素子を固定した基板にフラックスを塗布して、ＬＳＩ素子の端子部分にはんだボールを搭載させる。そして、リフローはんだによるはんだ付けと同様の方法で、ＬＳＩ素子を基板にはんだ付けする。
【０００３】
ここで、図９に示すようにＬＳＩパッケージの基板１の所定位置にはんだボール２を搭載させる装置16の一例としては、水平な基板１の上側に対向すると共に、基板１との距離を変更可能な中空形状の吸着部材18と、吸着部材18の底部に形成された吸着口20と、各吸着口20から突出可能なパイプ状の突き出し部材22と、各突き出し部材22を保持しながら管路として連通する連結部材24と、連結部材24を介して各突き出し部材22から空気を吸引する吸引ポンプ26と、突き出し部材22を吸着口20に対して出没させるシリンダピストン機構から成る昇降機構28とを備えたものが知られている（特開平8−25035号公報参照）。
【０００４】
この装置16では、吸引ポンプ26により各突き出し部材22の先端にはんだボール２を吸着させておき、吸着部材18を基板１に対向させて所定位置に位置させる。この状態で昇降機構28を作動させて、図10に示すように突き出し部材22を基板１に向けて突き出させる。そして、はんだボール２を基板１上のフラックス29に押し付けて基板１に搭載させる。
【０００５】
そして、はんだボール２の基板１への搭載後に、突き出し部材22を各吸着口20に引き込む。これにより、はんだボール２と突き出し部材22とがフラックス29や埃等のごみの付着、あるいは静電気の帯電によりくっついていても、はんだボール２が吸着口20の縁に当たって突き出し部材22から離隔して基板１に落下して搭載される。
【０００６】
ところで、従来は基板１としては 600ピン以下のクラスのＢＧＡパッケージで主流あったが、近年では超多ピン（1200ピン以上）のＢＧＡパッケージが開発されるようになっている。これに伴い、はんだボール２の取り付け間隔（ピンのピッチ）やはんだボール２の直径が小さくなってきている。このため、この様な状況に対応するためにパイプ状の突き出し部材22の外径や内径の縮小、その取り付けピッチの高密度化が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したはんだボール搭載装置では、はんだボール２は吸引力のみにより突き出し部材22に保持されているので、はんだボール２を保持させてから基板１の上方まで移動させるときにはんだボール２が落下してしまうおそれがある。特に突き出し部材22の近年の高密度化に伴い吸着口20の数が増えていることから、はんだボール２を吸引する時にリークが発生し易く確実にはんだボールを吸着することが困難になってきており、はんだボール２が落下し易くなっている。
【０００８】
また、パイプ状の突き出し部材22を使用しているので、取り付けピッチの高密度化によって突き出し部材22およびこれを連結する連結部材24が細かく複雑な形状になってしまう。突き出し部材22の取り付けピッチはＬＳＩパッケージの搭載ピッチに依存するので、ＬＳＩパッケージへのはんだボール２の搭載数が増加して搭載ピッチが狭くなると、突き出し部材22および連結部材24の製作や加工が非常に困難になってしまう。このため、部品コストが高くなってしまう。しかも、場合によっては、部品構成の複雑化・薄肉化により剛性が弱くなってしまうおそれがある。
【０００９】
さらに、鉛とスズが主材料の軟らかいはんだボール２を金属製の吸着部材18の吸着口20に接触して落下させるため、はんだボール２に傷が付くことがある。
【００１０】
そして、はんだボール２を突き出し部材22により吸着口20から基板１まで下降させるので、はんだボール２と突き出し部材22とが静電気の帯電やごみの付着によりくっつき易く、またはんだボール２の搭載後には突き出し部材22を各吸着口20に引き込んでいるので、はんだボール２と突き出し部材22とがくっついていた場合にはんだボール２が吸着口20の縁に衝突して傷付いてしまうおそれがある。
【００１１】
また、吸着口20の形状によっては、はんだボール２が衝突して変形して、吸着口20に食い込んでしまい、基板１に搭載されずに帰ってしまうおそれがある。さらに、吸着口20にフラックスや埃などのごみが付着して粘着材として作用したり、はんだボール２に静電気が帯電していると、はんだボール２が吸着口20にくっついて基板１に搭載されずに基板から帰ってしまうおそれがある。
【００１２】
そこで、本発明は、多数の吸着口を有していても確実にはんだボールを保持でき、はんだボールの損傷を抑えながら確実かつ安価にはんだボールを被搭載部材に搭載できるはんだボール搭載装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだボール搭載装置は、吸引により吸着口に保持したはんだボールを所定位置に位置させてから被搭載部材に搭載させるはんだボール搭載装置において、前記吸着口に吸着された前記はんだボールを前記吸着口に押圧可能な押さえ部材と、前記押さえ部材を回転させる回転アクチュエータとを備え、前記押さえ部材が複数に分割された板状であって、前記回転アクチュエータが分割された前記押さえ部材毎に設けられ、前記押さえ部材が、前記はんだボールを前記吸着口に押圧した状態と、前記はんだボールと前記被搭載部材との間から退避した状態とに前記回転アクチュエータによる回転により変位可能であることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図示した好ましい実施の形態の一例に基づいて、この発明に係るはんだボール搭載装置を具体的に説明する。
【００２８】
図１ないし図８に本発明のはんだボール搭載装置30の実施形態を示す。本実施形態では、はんだボール32が搭載される被搭載部材を、超多ピンのＢＧＡタイプのＬＳＩパッケージの基板34としてある。このはんだボール搭載装置30は、吸引により吸着口36に保持したはんだボール32を所定位置に位置させてから、被搭載部材としての基板34に搭載させるようにしたものである。すなわち、該はんだボール搭載装置30は、底部38a に吸着口36が形成された吸着部材38と、この吸着部材38に形成された吸い出し口40から空気を吸引して吸着口36にはんだボール32を吸着する吸引ポンプ42とを備えている。そして、吸着部材38は、保持したはんだボール32が基板34での搭載位置の真上になるように水平方向に位置決めされた状態で昇降される。また、吸着口36は、はんだボール36の直径よりも小さい径であると共に、基板34におけるはんだボール32の搭載位置に対応して形成されている。
【００２９】
そして、このはんだボール搭載装置30では、吸着口36に吸着されたはんだボール32を吸着口36に押圧可能な押さえ部材43が具備されている。このため、はんだボール搭載装置30を移動させるときにはんだボール32が押さえ部材43により吸着口36に押圧された状態にあり、その落下が防止される。この押さえ部材43は、はんだボール32を吸着口36に押圧した状態（図１中、実線で示す）と、はんだボール32と基板34との間から退避した状態（同図中、二点鎖線で示す）とに回動することにより変位可能にされている。
【００３０】
また、押さえ部材43は板状で、２枚に分割されている。すなわち、２枚の押さえ部材43によりはんだボール32を半分ずつ押圧するようにしている。そして、吸着部材38の側部には、この押さえ部材43を回転させる回転アクチュエータ45が設けられている。回転アクチュエータ45としては、シリンダ及びピストンを備えて空気圧等で作動するものが用いられている。
【００３１】
さらに、はんだボール搭載装置30は、吸着口36から圧縮気体を吹き出してはんだボール32を基板34に向けて吹き出す吹き出し手段44と、吸着口36に付着したはんだボール32を突き出す突き出し手段46とを備えている。このため、吹き出し手段44による圧縮気体の吹き出し後に吸着口36にはんだボール32が付着していたとしても、突き出し手段46により突き出されて基板34に搭載させることができる。
【００３２】
吹き出し手段44は、吸着部材38に形成された吹き込み口48から圧縮空気等の圧縮気体を吹き込む、例えば吐出ポンプ44により構成されている。突き出し手段46は、それぞれの吸着口36で吸着部材38の内側から外側に出没可能なピン状の突き出し部材50と、吸着部材38の内部で全ての突き出し部材50を連結する連結部材52と、連結部材52に取り付けられる昇降機構54とにより構成されている。
【００３３】
昇降機構54は、シリンダ及びピストンを備えて空気圧等で作動するようにしてあると共に、その作動によって各吸着口36から突き出し部材50を突出させ、または引き込ませることができるようにしてある。また、昇降機構54と連結部材52とは、ロッド56により連結されている。ロッド56は吸着部材38の一部を摺動可能に貫通しており、当該貫通部分には吸着部材38内を気密に維持するためのＯリング58が設けられている。
【００３４】
以上により構成されたこの発明の実施形態に係るはんだボール搭載装置30の実施形態ついて、その動作を以下に説明する。
【００３５】
図１上二点鎖線で示すように、押さえ部材43を退避状態にして、突き出し部材50を吸着部材38の内部に引き込んだ状態とし、吸引ポンプ42を作動させて、はんだボール32を吸着部材38の各吸着口36のそれぞれに吸着させる。そして、同図上実線で示すように、回転アクチュエータ45を作動させて、押さえ部材43によってはんだボール32を吸着口36に下方から押圧する。
【００３６】
一方、はんだボール32の搭載箇所にフラックス60を塗布した基板34を、所定位置に水平に保持して設置する。そして、はんだボール32を保持したはんだボール搭載装置30を搬送して基板34に対向する真上に位置させる。このとき、各はんだボール32が基板34での搭載位置の真上に位置する所定位置に、吸着部材38と基板34とを位置決めする。なお、上記搬送時において、はんだボール32は押さえ部材43によって吸着口36に押圧されているから、はんだボール32が吸着口36から脱落することがない。
【００３７】
はんだボール搭載装置30が所定位置に位置した状態で、図２に示すように、回転アクチュエータ45を作動させて、押さえ部材43を退避させる。このとき、吸着口36の内側は真空吸着の残圧が残っているため、吸着口36に吸引されていたはんだボール32は落下せずに保持されたままとなる。そして、図３に示すように、はんだボール搭載装置30の全体を下降させ、はんだボール32がフラックス60に接触する寸前に位置させる。
【００３８】
次に、吸引ポンプ42を停止すると共に、吐出ポンプ44を作動させる。これにより、圧縮空気が吸着部材38に供給され、吸着口36から吹き出されて、図４に示すように、はんだボール32を基板34のフラックス60に付着させて搭載させる。このとき、大部分のはんだボール32は搭載されるが、吐出ポンプ44による圧縮空気の吹き出しを行った後でも、吸着口36にごみや静電気によってはんだボール62が付着している場合がある。
【００３９】
さらに、図５に示すように、昇降機構54を作動させ、ロッド56を下降させて連結部材52を介して突き出し部材50を各吸着口36から突出させる。これにより、吸着口36に付着していたはんだボール62が、突き出し部材50によって突き出されて基板34に搭載される。
【００４０】
そして、図６に示すように、昇降機構54を作動させ、ロッド56を上昇させて連結部材52を介して突き出し部材50を各吸着口36に引き込む。さらに、図７に示すように、はんだボール搭載装置30の全体を上昇させる。これにより、図８に示すように、はんだボール32の基板34への搭載作業が終了する。
【００４１】
上述した実施形態によれば、はんだボール搭載装置30を移動させるときにはんだボール32が押さえ部材43により吸着口36に押圧されているので、その落下を防止することができる。このため、超多ピンのＢＧＡタイプのＬＳＩパッケージの基板34であっても、はんだボール32を確実に搭載させることができる。
【００４２】
また、押さえ部材43の回転によりはんだボール32の保持と解放とを変更するので、押さえ部材43の変位のための機構を簡素なものにすることができる。さらに、押さえ部材43を回転させるために回転アクチュエータ45を使用しているので、押さえ部材43の変位の自動化を容易に図ることができる。
【００４３】
しかも、２枚の押さえ部材43を使用しているので、１枚の押さえ部材で全てのはんだボール32を押圧する場合に比べて、押さえ部材43の回転半径を小さくすることができる。このため、はんだボール搭載装置30を基板34に十分に接近させてから押さえ部材43を開くようにでき、はんだボール32の保持をより確実に行うことができる。また、押さえ部材43は板状であるので、押さえ部材43を設けるために必要な空間を最小限に抑えることができる。
【００４４】
さらに、吐出ポンプ44による圧縮空気の吹き出しを行った後に吸着口36にはんだボール32が付着していても、突き出し部材50により突き出されて基板34に搭載されるので、搭載の確実性を向上させることができる。しかも、突き出し部材50によりはんだボール32を押し出すだけなので、はんだボール32が損傷することを防止できる。また、突き出し部材50をパイプ状にする必要がないので、突き出し手段46のコストの増大を防止できる。
【００４５】
なお、ここに説明した実施形態は本発明の好ましい一形態であって、本発明はこれに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施できることは勿論である。例えば、上述した実施形態では、回転アクチュエータ45には空気圧等で作動するシリンダピストン機構を使用しているが、これには限られず電動モータを使用しても良い。あるいは、回転アクチュエータ45を設けずに手動で押さえ部材43を回転させるようにすることもできる。
【００４６】
また、本実施形態では、押さえ部材43は回転することにより変位するものとしてあるが、これには限られず摺動することにより変位するものとしても良い。この場合、押さえ部材43の変位に要するスペースをより小さくすることができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、押さえ部材43を２枚設けた構成を示しているが、これには限られず３枚以上設けられていても良い。いずれの場合も、単一の押さえ部材で全てのはんだボール32を押圧するのに比べて、各押さえ部材43の移動量を小さくすることができる。また、押さえ部材43を１枚だけにしても良いことは勿論である。そして、本実施形態では、押さえ部材43を板状にしているが、これには限られずブロック状等であっても良い。
【００４８】
また、上述した実施形態では吸い出し口40と吹き込み口48とを別個に設けた構造として説明してあるが、これには限られず単一の出入口を設けて管路の切替により吸い出しと吹き込みとに共用するようにしても良い。また、上述した実施形態では、吸引ポンプ42と吐出ポンプ44とを使用しているが、これには限られずこれらを兼用した単一のポンプを適宜切り替えて使用するようにしても良い。いずれの場合も、圧縮空気の吹き出しを行った後に吸着口36にはんだボール32が付着していても突き出し部材50により突き出されて基板34に搭載されるので、搭載の確実性を向上することができる。
【００４９】
さらに、上述した実施形態では、昇降機構54としてピストンおよびシリンダを有する機構を使用しているが、これには限られずモータやソレノイドを駆動源とする機構を使用しても良い。
【００５０】
また、上述した実施形態では、被搭載部材を超多ピンのＢＧＡタイプのＬＳＩパッケージの基板34としているが、これには限られず他の半導体をはんだ付けする基板等にしても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るはんだボール搭載装置によれば、はんだボール搭載装置を搬送するときに、はんだボールが押さえ部材により吸着口に押圧されているので、搬送時の落下が防止される。このため、超多ピンのＢＧＡタイプのＬＳＩパッケージの基板であっても、はんだボールの搭載を確実に行うことができる。
【００５２】
また、本発明に係るはんだボール搭載装置によれば、押さえ部材の回転によりはんだボールを保持した状態と被搭載部材に搭載可能な状態に変位するので、押さえ部材の変位のための機構が簡素なものとなる。
【００５３】
また、本発明に係るはんだボール搭載装置によれば、押さえ部材を回転させる回転アクチュエータを備えているので、押さえ部材の変位を自動化することができる。したがって、はんだボール搭載作業の全自動化を容易に図ることができる。
【００５４】
また、本発明に係るはんだボール搭載装置によれば、押さえ部材が複数に分割されているので、単一の押さえ部材で全てのはんだボールを押圧する構造に比べて、各押さえ部材の移動量を小さく抑えることができる。このため、はんだボール搭載装置の作動に必要な空間を小さくすることができる。
【００５５】
また、本発明に係るはんだボール搭載装置によれば、押さえ部材を板状としてあるので、押さえ部材を設けるために必要な空間を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図２】押さえ部材が退避した状態のはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図３】吸着部材が基板に対して近接した状態のはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図４】はんだボールを吹き出した状態のはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図５】突き出し部材を突き出した状態のはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図６】突き出し部材を引き込んだ状態のはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図７】吸着部材が基板から離れた状態のはんだボール搭載装置を示す縦断面側面図である。
【図８】超多ピンＬＳＩパッケージの基板と、これに搭載したはんだボールとを示す斜視図である。
【図９】従来のはんだボール搭載装置の一例を示す縦断面側面図である。
【図１０】図９に示すはんだボール搭載装置の突き出し部材を突き出した状態を示す突き出し部材周辺の縦断面側面図である。
【符号の説明】
30 はんだボール搭載装置
32 はんだボール
34 基板（被搭載部材）
36 吸着口
38 吸着部材
43 押さえ部材
44 吐出ポンプ（吹き出し手段）
45 回転アクチュエータ
46 突き出し手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder ball mounting device that places a solder ball held in a suction port by suction and places it on a mounted member, and in particular when the number of solder balls is large, the solder ball is detached from the suction port. It is related with the solder ball mounting apparatus suitable for making it.
[0002]
[Prior art]
As an LSI package formed by soldering an LSI element to a substrate, a ball grid array (BGA) type may be adopted. When assembling this BGA type LSI package, flux is applied to the substrate on which the LSI elements are fixed, and solder balls are mounted on the terminal portions of the LSI elements. Then, the LSI element is soldered to the substrate by the same method as the soldering by reflow soldering.
[0003]
Here, as shown in FIG. 9, as an example of a device 16 for mounting the solder balls 2 on a predetermined position of the substrate 1 of the LSI package, the distance from the substrate 1 can be changed while facing the upper side of the horizontal substrate 1. Hollow adsorbing member 18, adsorbing port 20 formed at the bottom of adsorbing member 18, pipe-like protruding member 22 that can protrude from each adsorbing port 20, and holding each protruding member 22 as a conduit A connecting member 24 that communicates, a suction pump 26 that sucks air from each protruding member 22 through the connecting member 24, and an elevating mechanism 28 that includes a cylinder piston mechanism that causes the protruding member 22 to move in and out of the suction port 20. Are known (see JP-A-8-25035).
[0004]
In this apparatus 16, the solder ball 2 is adsorbed to the tip of each protruding member 22 by a suction pump 26, and the adsorbing member 18 is positioned at a predetermined position facing the substrate 1. In this state, the elevating mechanism 28 is operated to project the projecting member 22 toward the substrate 1 as shown in FIG. Then, the solder ball 2 is pressed against the flux 29 on the substrate 1 and mounted on the substrate 1.
[0005]
Then, after the solder ball 2 is mounted on the substrate 1, the protruding member 22 is pulled into each suction port 20. As a result, even if the solder ball 2 and the protruding member 22 adhere to each other due to adhesion of dust such as flux 29 or dust or electrostatic charge, the solder ball 2 hits the edge of the suction port 20 and is separated from the protruding member 22. 1 dropped and mounted.
[0006]
Conventionally, BGA packages of the class of 600 pins or less have been mainstream as the substrate 1, but in recent years, BGA packages of ultra-multiple pins (1200 pins or more) have been developed. Along with this, the mounting interval (pin pitch) of the solder balls 2 and the diameter of the solder balls 2 are becoming smaller. For this reason, in order to cope with such a situation, it is required to reduce the outer diameter and inner diameter of the pipe-like protruding member 22 and to increase the density of the mounting pitch.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described solder ball mounting apparatus, the solder ball 2 is held by the protruding member 22 only by the suction force, so that the solder ball 2 drops when the solder ball 2 is held and then moved above the substrate 1. There is a risk of it. In particular, since the number of the suction ports 20 has increased with the recent increase in the density of the protruding member 22, it is easy to leak when the solder ball 2 is sucked, and it becomes difficult to reliably suck the solder ball. The solder balls 2 are easy to fall.
[0008]
In addition, since the pipe-like protruding member 22 is used, the protruding member 22 and the connecting member 24 for connecting the protruding member 22 and the connecting member 24 connecting to the protruding member 22 have a fine and complicated shape. Since the mounting pitch of the protruding member 22 depends on the mounting pitch of the LSI package, when the mounting number of the solder balls 2 on the LSI package increases and the mounting pitch becomes narrow, the manufacturing and processing of the protruding member 22 and the connecting member 24 are very difficult. It becomes difficult to. For this reason, parts cost will become high. In addition, depending on the case, there is a risk that the rigidity becomes weak due to the complexity and thinning of the component configuration.
[0009]
Further, since the soft solder ball 2 whose main material is lead and tin is dropped by coming into contact with the suction port 20 of the metal suction member 18, the solder ball 2 may be damaged.
[0010]
Then, since the solder ball 2 is lowered from the suction port 20 to the substrate 1 by the protruding member 22, the solder ball 2 and the protruding member 22 are likely to stick together due to electrostatic charging or dust adhesion, or protrude after the solder ball 2 is mounted. Since the member 22 is pulled into each suction port 20, the solder ball 2 may collide with the edge of the suction port 20 and be damaged when the solder ball 2 and the protruding member 22 are stuck together.
[0011]
In addition, depending on the shape of the suction port 20, the solder ball 2 may collide and be deformed to bite into the suction port 20 and return without being mounted on the substrate 1. Further, if dust such as flux or dust adheres to the suction port 20 and acts as an adhesive material, or if the solder ball 2 is charged with static electricity, the solder ball 2 sticks to the suction port 20 and is mounted on the substrate 1. There is a risk of returning from the substrate.
[0012]
Therefore, the present invention provides a solder ball mounting apparatus that can securely hold a solder ball even if it has a large number of suction ports, and can securely and inexpensively mount a solder ball on a mounted member while suppressing damage to the solder ball. The purpose is to do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The solder ball mounting device of the present invention is the solder ball mounting device in which the solder ball held by the suction port by suction is positioned at a predetermined position and then mounted on the mounted member. A pressing member that can be pressed against the suction port; and a rotary actuator that rotates the pressing member. The pressing member is a plate that is divided into a plurality of pieces, and the rotation actuator is provided for each divided pressing member. The pressing member is displaceable by rotation by the rotary actuator between a state where the solder ball is pressed against the suction port and a state where the solder ball is retracted from between the solder ball and the mounted member. And
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The solder ball mounting apparatus according to the present invention will be specifically described below based on an example of the illustrated preferred embodiment.
[0028]
1 to 8 show an embodiment of a solder ball mounting apparatus 30 according to the present invention. In the present embodiment, the mounted member on which the solder ball 32 is mounted is used as the substrate 34 of the super-multi-pin BGA type LSI package. The solder ball mounting device 30 is configured such that the solder ball 32 held by the suction port 36 by suction is positioned at a predetermined position and then mounted on the substrate 34 as a mounted member. That is, the solder ball mounting device 30 sucks air from the suction member 38 having the suction port 36 formed in the bottom 38a and the suction port 40 formed in the suction member 38 to place the solder ball 32 in the suction port 36. And a suction pump 42 for adsorption. Then, the adsorbing member 38 is lifted and lowered in a state in which it is positioned in the horizontal direction so that the held solder ball 32 is directly above the mounting position on the substrate 34. The suction port 36 has a diameter smaller than the diameter of the solder ball 36 and is formed corresponding to the mounting position of the solder ball 32 on the substrate 34.
[0029]
The solder ball mounting apparatus 30 includes a pressing member 43 that can press the solder ball 32 adsorbed by the adsorption port 36 against the adsorption port 36. For this reason, when the solder ball mounting apparatus 30 is moved, the solder ball 32 is in a state of being pressed against the suction port 36 by the pressing member 43, and the fall is prevented. The pressing member 43 is in a state in which the solder ball 32 is pressed against the suction port 36 (shown by a solid line in FIG. 1) and in a state in which the solder ball 32 is retracted from between the solder ball 32 and the substrate 34 (in FIG. And is displaceable by rotating to the same position.
[0030]
The pressing member 43 is plate-shaped and divided into two. That is, the solder balls 32 are pressed halfway by the two pressing members 43. A rotation actuator 45 that rotates the pressing member 43 is provided on the side of the adsorption member 38. As the rotary actuator 45, one that includes a cylinder and a piston and operates by air pressure or the like is used.
[0031]
Further, the solder ball mounting device 30 includes a blowing means 44 that blows out compressed gas from the suction port 36 and blows the solder balls 32 toward the substrate 34, and a projecting means 46 that projects the solder ball 32 attached to the suction port 36. ing. For this reason, even if the solder ball 32 adheres to the suction port 36 after the compressed gas is blown out by the blowing means 44, it can be protruded by the protruding means 46 and mounted on the substrate 34.
[0032]
The blowing means 44 is constituted by, for example, a discharge pump 44 that blows in a compressed gas such as compressed air from a blowing port 48 formed in the adsorption member 38. The protrusion means 46 includes a pin-shaped protrusion member 50 that can be projected and retracted from the inside of the suction member 38 to the outside at each suction port 36, a connection member 52 that connects all the protrusion members 50 inside the suction member 38, and a connection The lifting mechanism 54 is attached to the member 52.
[0033]
The elevating mechanism 54 includes a cylinder and a piston and is operated by air pressure or the like, and the operation allows the protruding member 50 to be protruded or retracted from each suction port 36. Further, the elevating mechanism 54 and the connecting member 52 are connected by a rod 56. The rod 56 slidably penetrates a part of the adsorption member 38, and an O-ring 58 for maintaining the inside of the adsorption member 38 in an airtight manner is provided in the penetration part.
[0034]
The operation of the embodiment of the solder ball mounting apparatus 30 according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
[0035]
As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the pressing member 43 is retracted, the protruding member 50 is pulled into the suction member 38, the suction pump 42 is operated, and the solder ball 32 is moved to the suction member 38. Each of the suction ports 36 is adsorbed. Then, as indicated by the solid line in the figure, the rotary actuator 45 is operated to press the solder ball 32 against the suction port 36 from below by the pressing member 43.
[0036]
On the other hand, the substrate 34 coated with the flux 60 on the mounting location of the solder balls 32 is horizontally held at a predetermined position and installed. Then, the solder ball mounting device 30 holding the solder balls 32 is transported and positioned right above the substrate 34. At this time, the suction member 38 and the substrate 34 are positioned at a predetermined position where each solder ball 32 is located immediately above the mounting position on the substrate 34. During the conveyance, since the solder ball 32 is pressed against the suction port 36 by the pressing member 43, the solder ball 32 does not fall off the suction port 36.
[0037]
In a state where the solder ball mounting device 30 is positioned at a predetermined position, the rotary actuator 45 is operated to retract the pressing member 43 as shown in FIG. At this time, since the residual pressure of vacuum suction remains inside the suction port 36, the solder ball 32 sucked by the suction port 36 remains held without dropping. Then, as shown in FIG. 3, the entire solder ball mounting device 30 is lowered and positioned just before the solder ball 32 contacts the flux 60.
[0038]
Next, the suction pump 42 is stopped and the discharge pump 44 is operated. As a result, compressed air is supplied to the adsorbing member 38 and blown out from the adsorbing port 36, and the solder balls 32 are attached to the flux 60 of the substrate 34 and mounted as shown in FIG. At this time, most of the solder balls 32 are mounted. However, even after the compressed air is blown out by the discharge pump 44, the solder balls 62 may adhere to the suction port 36 due to dust or static electricity.
[0039]
Further, as shown in FIG. 5, the elevating mechanism 54 is operated to lower the rod 56 and cause the protruding member 50 to protrude from each suction port 36 via the connecting member 52. As a result, the solder ball 62 adhering to the suction port 36 is protruded by the protruding member 50 and mounted on the substrate 34.
[0040]
Then, as shown in FIG. 6, the elevating mechanism 54 is operated to raise the rod 56 and draw the protruding member 50 into each suction port 36 through the connecting member 52. Further, as shown in FIG. 7, the entire solder ball mounting device 30 is raised. Thereby, as shown in FIG. 8, the mounting operation of the solder balls 32 on the substrate 34 is completed.
[0041]
According to the embodiment described above, since the solder ball 32 is pressed against the suction port 36 by the pressing member 43 when the solder ball mounting device 30 is moved, it can be prevented from dropping. For this reason, the solder balls 32 can be reliably mounted even on the substrate 34 of the BGA type LSI package of super-multiple pins.
[0042]
Further, since the holding and releasing of the solder ball 32 are changed by the rotation of the pressing member 43, the mechanism for displacing the pressing member 43 can be simplified. Furthermore, since the rotary actuator 45 is used to rotate the pressing member 43, the displacement of the pressing member 43 can be easily automated.
[0043]
In addition, since the two pressing members 43 are used, the rotation radius of the pressing member 43 can be reduced as compared to the case where all the solder balls 32 are pressed by one pressing member. For this reason, the pressing member 43 can be opened after the solder ball mounting device 30 is sufficiently brought close to the substrate 34, and the solder ball 32 can be held more reliably. Further, since the pressing member 43 is plate-shaped, the space necessary for providing the pressing member 43 can be minimized.
[0044]
Further, even if the solder balls 32 are attached to the suction port 36 after the compressed air is blown out by the discharge pump 44, the solder balls 32 are ejected by the projecting member 50 and mounted on the substrate 34, thereby improving the mounting reliability. be able to. Moreover, since the solder ball 32 is simply pushed out by the protruding member 50, the solder ball 32 can be prevented from being damaged. Further, since it is not necessary to make the protruding member 50 into a pipe shape, an increase in the cost of the protruding means 46 can be prevented.
[0045]
The embodiment described here is a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the embodiment described above, a cylinder piston mechanism that operates by air pressure or the like is used as the rotary actuator 45, but the present invention is not limited to this, and an electric motor may be used. Alternatively, the pressing member 43 can be manually rotated without providing the rotation actuator 45.
[0046]
In the present embodiment, the pressing member 43 is displaced by rotating, but is not limited thereto, and may be displaced by sliding. In this case, the space required for the displacement of the pressing member 43 can be further reduced.
[0047]
Furthermore, in this embodiment, although the structure which provided the two pressing members 43 was shown, it is not restricted to this, You may provide three or more sheets. In either case, the amount of movement of each pressing member 43 can be reduced as compared to pressing all the solder balls 32 with a single pressing member. Of course, only one pressing member 43 may be used. In this embodiment, the pressing member 43 has a plate shape, but is not limited to this, and may have a block shape or the like.
[0048]
Further, in the above-described embodiment, the structure is described as a structure in which the suction port 40 and the blowing port 48 are provided separately, but the present invention is not limited to this, and a single inlet / outlet is provided and suction and blowing are performed by switching the pipeline. You may make it share. In the above-described embodiment, the suction pump 42 and the discharge pump 44 are used. However, the present invention is not limited to this, and a single pump that combines these may be used by switching appropriately. In any case, even if the solder ball 32 is attached to the suction port 36 after the compressed air is blown out, it is protruded by the protruding member 50 and mounted on the substrate 34, so that the mounting reliability can be improved. it can.
[0049]
Furthermore, in the above-described embodiment, a mechanism having a piston and a cylinder is used as the lifting mechanism 54, but the present invention is not limited to this, and a mechanism using a motor or solenoid as a drive source may be used.
[0050]
Further, in the above-described embodiment, the mounted member is the substrate 34 of the BGA type LSI package of the super multi-pin, but it is not limited to this and may be a substrate to which other semiconductors are soldered.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the solder ball mounting device according to the present invention, when the solder ball mounting device is transported, the solder ball is pressed against the suction port by the pressing member, so that it is prevented from dropping during transport. The For this reason, even if it is a board | substrate of a super multi-pin BGA type LSI package, mounting of a solder ball can be performed reliably.
[0052]
In addition, according to the solder ball mounting device of the present invention, the mechanism for moving the pressing member is simple because the solder ball is displaced by the rotation of the pressing member between the holding state and the mountable member. It will be a thing.
[0053]
Moreover, according to the solder ball mounting apparatus according to the present invention, since the rotary actuator for rotating the pressing member is provided, the displacement of the pressing member can be automated. Therefore, full automation of the solder ball mounting operation can be facilitated.
[0054]
Further, according to the solder ball mounting device according to the present invention, since the pressing member is divided into a plurality of parts, the amount of movement of each pressing member can be reduced compared to a structure in which all the solder balls are pressed by a single pressing member. It can be kept small. For this reason, the space required for the operation of the solder ball mounting device can be reduced.
[0055]
Moreover, according to the solder ball mounting apparatus according to the present invention, since the pressing member has a plate shape, the space required for providing the pressing member can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing a solder ball mounting device according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional side view showing the solder ball mounting device in a state in which the pressing member is retracted.
FIG. 3 is a vertical cross-sectional side view showing the solder ball mounting device in a state where the adsorbing member is close to the substrate.
FIG. 4 is a longitudinal sectional side view showing the solder ball mounting device in a state where the solder balls are blown out.
FIG. 5 is a longitudinal sectional side view showing the solder ball mounting device in a state where a protruding member is protruded.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional side view showing the solder ball mounting device in a state in which the protruding member is drawn.
FIG. 7 is a longitudinal sectional side view showing the solder ball mounting apparatus in a state where the adsorbing member is separated from the substrate.
FIG. 8 is a perspective view showing a substrate of a super multi-pin LSI package and solder balls mounted thereon.
FIG. 9 is a longitudinal sectional side view showing an example of a conventional solder ball mounting apparatus.
FIG. 10 is a longitudinal sectional side view of the periphery of the protruding member showing a state in which the protruding member of the solder ball mounting apparatus shown in FIG. 9 is protruded;
[Explanation of symbols]
30 Solder ball mounting device
32 solder balls
34 Substrate (mounted material)
36 Suction port
38 Adsorption member
43 Holding member
44 Discharge pump (blowing means)
45 Rotary actuator
46 Protruding means

Claims

吸引により吸着口に保持したはんだボールを所定位置に位置させてから被搭載部材に搭載させるはんだボール搭載装置において、前記吸着口に吸着された前記はんだボールを前記吸着口に押圧可能な押さえ部材と、前記押さえ部材を回転させる回転アクチュエータとを備え、前記押さえ部材が複数に分割された板状であって、前記回転アクチュエータが分割された前記押さえ部材毎に設けられ、前記押さえ部材が、前記はんだボールを前記吸着口に押圧した状態と、前記はんだボールと前記被搭載部材との間から退避した状態とに前記回転アクチュエータによる回転により変位可能であることを特徴とするはんだボール搭載装置。In a solder ball mounting device in which the solder ball held by the suction port by suction is positioned at a predetermined position and then mounted on the mounted member, a pressing member capable of pressing the solder ball attracted to the suction port to the suction port; A rotation actuator that rotates the pressing member, and the pressing member is provided in each of the divided pressing members, and the pressing member is provided in the solder. A solder ball mounting device, wherein the ball can be displaced by rotation by the rotary actuator between a state where the ball is pressed against the suction port and a state where the ball is retracted from between the solder ball and the mounted member.