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JP2002134888A - Mounting device for conductive balls - Google Patents
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JP2002134888A - Mounting device for conductive balls - Google Patents

Mounting device for conductive balls

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Publication number
JP2002134888A
JP2002134888A JP2000325317A JP2000325317A JP2002134888A JP 2002134888 A JP2002134888 A JP 2002134888A JP 2000325317 A JP2000325317 A JP 2000325317A JP 2000325317 A JP2000325317 A JP 2000325317A JP 2002134888 A JP2002134888 A JP 2002134888A
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JP
Japan
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ball
conductive
alignment
aligning
mounting
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000325317A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadahiko Sakai
忠彦 境
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性ボールの変形や表面傷などのダメージ
を防止することができる導電性ボールの搭載装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 搭載ヘッドによって整列部15に設けら
れた凹部15aに収容され整列状態の導電性ボールを真
空吸着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭載
装置において、整列部15上で凹部15a内に導電性ボ
ールを収容して整列させるボール整列動作および整列部
15から導電性ボールを搭載ヘッドによって吸着するボ
ール吸着動作において、導電性ボールと接触する範囲を
構成する構成部(整列部15,ボール移動規制部材1
9,搭載ヘッドの吸着ツール)の材質を、導電性ボール
の材質である半田よりも柔らかい樹脂材料とした。これ
により導電性ボールの変形や表面傷などのダメージを防
止することができる。
(57) [Problem] To provide a conductive ball mounting device capable of preventing damage such as deformation and surface damage of the conductive ball. SOLUTION: In a conductive ball mounting apparatus for vacuum-holding and holding a conductive ball in an aligned state, which is accommodated in a concave portion 15a provided in an aligning portion 15 by a mounting head and mounted on a work, a concave portion on the aligning portion 15 is provided. In the ball aligning operation of accommodating and aligning the conductive balls in the ball 15a and in the ball sucking operation of sucking the conductive balls from the aligning unit 15 by the mounting head, a component (the aligning unit 15) that constitutes a range that comes into contact with the conductive balls. , Ball movement restricting member 1
9, the suction tool of the mounting head) is made of a resin material softer than the solder which is the material of the conductive balls. As a result, it is possible to prevent the conductive balls from being deformed or damaged such as surface scratches.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、整列状態で供給さ
れた導電性ボールをワークに搭載する導電性ボールの搭
載装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive ball mounting apparatus for mounting conductive balls supplied in an aligned state on a work.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板や電子部品の電極に金属バンプを形
成する方法として、半田ボールなどの導電性ボール(以
下、単に「ボール」と略記)を電極上に搭載して半田接
合する方法が知られている。ボールの搭載には、搭載ヘ
ッドによりボールを真空吸着する方法が広く用いられて
いる。この方法は、搭載ヘッドの吸着ツールに設けられ
た多数の吸着孔にボールを吸着させてこの搭載ヘッドを
移動させ、真空吸着を解除することによりボールを所定
位置に搭載するものである。
2. Description of the Related Art As a method of forming a metal bump on an electrode of a substrate or an electronic component, there is known a method of mounting a conductive ball such as a solder ball (hereinafter simply abbreviated as "ball") on an electrode and performing solder bonding. Have been. For mounting a ball, a method of vacuum-sucking the ball with a mounting head is widely used. In this method, a ball is suctioned into a large number of suction holes provided in a suction tool of a mounting head, the mounting head is moved, and the vacuum suction is released to mount the ball at a predetermined position.

【0003】吸着ツールにボールを吸着させる方法とし
て、多数のボールを貯溜したボール槽に対して搭載ヘッ
ドを下降させて吸着ツールの下面にボールを直接吸着保
持させる方法に替えて、予め搭載ヘッドの吸着孔配列に
対応した位置に凹部が形成された整列部材に導電性ボー
ルを配列しておく方法が採用されるようになっている。
この方法によれば、ボールピックアップ時に吸着ツール
の各吸着孔に速やかに正しくボールを保持させることが
できるという長所を有している。
[0003] As a method of adsorbing a ball to a suction tool, instead of a method of lowering a mounting head to a ball tank storing a large number of balls and directly sucking and holding the ball on the lower surface of the suction tool, a method of preliminarily mounting the mounting head is described. A method has been adopted in which conductive balls are arranged on an alignment member having a concave portion formed at a position corresponding to the arrangement of the suction holes.
According to this method, there is an advantage that the ball can be quickly and correctly held in each suction hole of the suction tool at the time of ball pickup.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記ボールの供給にお
いては、整列部の上面でボールを流動させて凹部内に収
容するボール整列動作が行われる。このボール整列動作
においては、整列部上でボールを流動させたり、またボ
ールが過大な移動速度で流動することのないようにボー
ルをせき止めるボール移動規制や、さらには整列部に振
動を付与して凹部内へのボールの移動を促進することな
どが行われる。このため、整列動作やその後の搭載ヘッ
ドによる吸着動作時にボールの変形や細かい表面傷が生
じ、以後のボール搭載過程やバンプ形成過程において不
具合を発生させる要因となっていた。
In the supply of the ball, a ball alignment operation is performed in which the ball flows on the upper surface of the alignment portion and is accommodated in the concave portion. In this ball aligning operation, the ball moves on the aligning portion, or the ball movement restricts the ball so that the ball does not flow at an excessive moving speed, and further applies vibration to the aligning portion. For example, the movement of the ball into the recess is promoted. For this reason, deformation and fine surface flaws of the ball occur during the aligning operation and the subsequent suction operation by the mounting head, which causes a problem in the subsequent ball mounting process and bump forming process.

【0005】そこで本発明は、導電性ボールの変形や表
面傷などのダメージを防止することができる導電性ボー
ルの搭載装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive ball mounting apparatus capable of preventing damage such as deformation and surface damage of the conductive ball.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の導電性ボ
ールの搭載装置は、搭載ヘッドによって導電性ボールを
真空吸着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭
載装置であって、下面に複数の吸着孔が形成された搭載
ヘッドと、上面に1個の導電性ボールを収容可能な凹部
を前記吸着孔と同一の配列で複数備えた整列部と、この
整列部上に導電性ボールを供給するボール供給手段とを
備え、整列部上で前記凹部内に導電性ボールを収容して
整列させるボール整列動作および整列部から導電性ボー
ルを搭載ヘッドによって吸着するボール吸着動作におい
て導電性ボールと接触する範囲を構成する構成部のう
ち、少なくとも前記整列部の材質は導電性ボールの材質
よりも柔らかい樹脂材料より成る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a conductive ball mounting apparatus for mounting a conductive ball on a workpiece by holding the conductive ball by vacuum suction by a mounting head and mounting the conductive ball on a work. A mounting head having a plurality of suction holes formed therein, an alignment portion provided with a plurality of concave portions on the upper surface capable of accommodating one conductive ball in the same arrangement as the suction holes, and a conductive ball provided on the alignment portion. Ball supplying means for supplying conductive balls in the concave portion on the aligning portion and aligning the conductive balls in the concave portion, and in the ball sucking operation for sucking the conductive balls from the aligning portion by the mounting head. At least, the material of the alignment portion among the components constituting the range that makes contact with the conductive ball is made of a resin material that is softer than the material of the conductive ball.

【0007】請求項2記載の導電性ボールの搭載装置
は、請求項1記載の導電性ボールの搭載装置であって、
前記搭載ヘッドの吸着孔が形成された吸着ツールの材質
が前記樹脂材料より成る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a conductive ball mounting apparatus according to the first aspect.
The material of the suction tool in which the suction holes of the mounting head are formed is made of the resin material.

【0008】請求項3記載の導電性ボールの搭載装置
は、請求項1記載の導電性ボールの搭載装置であって、
前記整列部上での導電性ボールの流動を規制するボール
移動規制部材を備え、このボール移動規制部材の導電性
ボールと接触する範囲の材質は前記樹脂材料より成る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the conductive ball mounting apparatus according to the first aspect.
A ball movement restricting member for restricting the flow of the conductive ball on the alignment portion is provided, and a material of the ball movement restricting member in a range in contact with the conductive ball is made of the resin material.

【0009】上記構成の本発明によれば、整列部上で凹
部内に導電性ボールを収容するボール整列動作および整
列部から導電性ボールを搭載ヘッドによって吸着するボ
ール吸着動作において、導電性ボールと接触する範囲を
構成する構成部の材質を導電性ボールよりも柔らかい樹
脂とすることにより、導電性ボールの変形や表面傷など
のダメージを防止することができる。
According to the present invention having the above structure, in the ball aligning operation for accommodating the conductive ball in the concave portion on the aligning portion and the ball sucking operation for sucking the conductive ball from the aligning portion by the mounting head, By making the material of the constituent part constituting the contact area a resin softer than the conductive ball, it is possible to prevent the conductive ball from being deformed or damaged such as a surface scratch.

【0010】[0010]

【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
性ボールの搭載装置の斜視図、図2は本発明の一実施の
形態の導電性ボールの搭載装置のボール整列装置の斜視
図、図3は本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載
装置の整列治具の構造図、図4は本発明の一実施の形態
の導電性ボールの搭載装置の制御系の構成を示すブロッ
ク図、図5は本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭
載装置のボール整列動作の工程説明図、図6は本発明の
一実施の形態の導電性ボールの搭載装置の整列治具にお
けるボール循環の説明図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a conductive ball mounting apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a ball alignment apparatus of the conductive ball mounting apparatus according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a structural diagram of an alignment jig of a conductive ball mounting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the conductive ball mounting device of one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a process explanatory view of a ball aligning operation of the conductive ball mounting device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating ball circulation in an alignment jig of the conductive ball mounting device of one embodiment of the present invention. FIG.

【0011】まず図1を参照して導電性ボールの搭載装
置の構造を説明する。図1において基台1上には位置決
め部2が配設されており、位置決め部2上にはワークで
ある基板3が載置されている。位置決め部2の側方に
は、導電性ボール(以下、「ボール」と略記)を整列状
態で供給するボール整列装置4が配設されている。ボー
ル整列装置4は、傾斜機構9によって水平面に対して傾
斜可能に支持されたベース部6上に、支持台7を介して
整列治具5を配置して構成されている。ベース部6上に
は、後述するボール移動規制部材の移動機構8が配設さ
れている。
First, the structure of the conductive ball mounting device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a positioning unit 2 is provided on a base 1, and a substrate 3 as a work is mounted on the positioning unit 2. A ball aligning device 4 that supplies conductive balls (hereinafter, abbreviated as “balls”) in an aligned state is provided beside the positioning section 2. The ball alignment device 4 is configured by arranging an alignment jig 5 via a support table 7 on a base portion 6 supported by a tilt mechanism 9 so as to be tiltable with respect to a horizontal plane. A moving mechanism 8 for a ball movement restricting member, which will be described later, is provided on the base 6.

【0012】位置決め部2およびボール整列装置4の上
方には、ボール搭載部10が配設されている。ボール搭
載部10は移動テーブル11と移動機構12を組み合
せ、移動機構12に搭載ヘッド13を装着して構成され
ている。移動テーブル11は移動機構12をX方向へ移
動させ、移動機構12は搭載ヘッド13をYZθの3方
向に移動させる。これにより搭載ヘッド13はXYZθ
の4方向へ移動するようになっている。搭載ヘッド13
は下面に多数設けられた吸着孔によってボール整列装置
4の整列治具5に整列されたボールを吸着保持し、位置
決め部2上の基板3に搭載する。吸着孔が設けられた吸
着ツールの材質は、ボール14の材質である半田よりも
柔らかい樹脂材料より成る。
A ball mounting section 10 is disposed above the positioning section 2 and the ball aligning device 4. The ball mounting unit 10 is configured by combining a moving table 11 and a moving mechanism 12 and mounting a mounting head 13 on the moving mechanism 12. The moving table 11 moves the moving mechanism 12 in the X direction, and the moving mechanism 12 moves the mounting head 13 in three directions of YZθ. As a result, the mounting head 13 becomes XYZθ
In four directions. Mounting head 13
The balls arranged on the alignment jig 5 of the ball aligning device 4 are suction-held by a large number of suction holes provided on the lower surface, and are mounted on the substrate 3 on the positioning unit 2. The material of the suction tool provided with the suction holes is made of a resin material softer than the solder which is the material of the balls 14.

【0013】次に図2、図3を参照してボール整列装置
4について説明する。図2において、ベース部6は傾斜
機構9によって回転軸9a廻りに所定角度の回動を行う
ようになっており、これによりベース部6は水平面に対
して両方向に傾斜する。ベース部6の上面には支持台7
が固設されており、支持台7には整列治具5が装着され
ている。支持台7の内部には図示しない振動器が設置さ
れており、この振動器を駆動することにより、整列治具
5には振動が付与される。
Next, the ball aligning device 4 will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the base portion 6 is rotated by a predetermined angle around a rotation axis 9a by a tilting mechanism 9, whereby the base portion 6 tilts in both directions with respect to a horizontal plane. A support 7 is provided on the upper surface of the base 6.
The support jig 5 has an alignment jig 5 mounted thereon. A vibrator (not shown) is provided inside the support table 7, and the vibration is applied to the alignment jig 5 by driving the vibrator.

【0014】ベース部6の上面の両端部には、X方向に
ガイドレール16が平行に配設されており、ガイドレー
ル16には、2本のポスト17が図示しないスライダに
よってスライド自在に立設されている。ポスト17は連
結部材18によって上部を連結されており、連結部材1
8にはボール移動規制部材19が装着されている。ボー
ル移動規制部材19は、移動機構8を駆動することによ
って整列治具5の上面に沿って連結部材18と一体的に
X方向に往復移動し、整列部15上でのボール14の移
動を規制する。ボール移動規制部材19がボール14と
接触する範囲の材質は、ボール14の材質である半田よ
りも柔らかい樹脂材質が用いられる。移動機構8は、一
方のポスト17に固着されたナット20a、ナット20
aに螺合した送りねじ20、送りねじ20を回転駆動す
るモーター21より構成される。
At both ends of the upper surface of the base portion 6, guide rails 16 are arranged in parallel in the X direction. Have been. The upper part of the post 17 is connected by a connecting member 18, and the connecting member 1
8 is provided with a ball movement restricting member 19. The ball movement restricting member 19 reciprocates in the X direction integrally with the connecting member 18 along the upper surface of the alignment jig 5 by driving the moving mechanism 8, and restricts the movement of the ball 14 on the alignment portion 15. I do. As a material in a range where the ball movement restricting member 19 comes into contact with the ball 14, a resin material softer than solder which is a material of the ball 14 is used. The moving mechanism 8 includes a nut 20 a and a nut 20 fixed to one of the posts 17.
The feed screw 20 is screwed into a, and a motor 21 for driving the feed screw 20 to rotate.

【0015】左右のポスト17には、ボール検出センサ
を構成する投光部22a、受光部22bがそれぞれ取り
付けられており、投光部22aから照射された光を受光
部22bで受光することにより、照射光の光軸上におけ
るボールの存否を検出することができる。投光部22
a、受光部22bのポスト17への取り付け高さ位置は
微調整可能となっており、検出対象に応じて適切な高さ
位置が設定される。
A light projecting section 22a and a light receiving section 22b constituting a ball detection sensor are attached to the left and right posts 17, respectively. The light emitted from the light projecting section 22a is received by the light receiving section 22b, The presence or absence of the ball on the optical axis of the irradiation light can be detected. Light emitting unit 22
a, the mounting height position of the light receiving portion 22b to the post 17 can be finely adjusted, and an appropriate height position is set according to the detection target.

【0016】次に図3を参照して整列治具5の構造につ
いて説明する。図3(a)は整列治具5の平面を示して
おり、図3(b)、(c)はそれぞれ断面BB、断面C
Cを示している。図3の各図に示すように整列治具5は
4周にコーミング部5aが設けられた略平板状の部材で
あり、中央部には上面にボール14を1個だけ収容可能
な凹部15aが、所定の格子状配列で多数設けられた整
列部15が形成されている。凹部15aの配列は、搭載
ヘッド13の下面に形成された吸着孔の配列と一致した
ものとなっている。ここで整列部15の材質は、搭載ヘ
ッド13の吸着ツールと同様にボール14の材質である
半田より柔らかい樹脂材料より成る。
Next, the structure of the alignment jig 5 will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a plane of the alignment jig 5, and FIGS. 3B and 3C show cross sections BB and C, respectively.
C is shown. As shown in FIGS. 3A and 3B, the alignment jig 5 is a substantially plate-shaped member provided with a combing portion 5a on four circumferences, and a concave portion 15a capable of accommodating only one ball 14 is provided at the center in the center. A large number of alignment portions 15 are formed in a predetermined lattice-like arrangement. The arrangement of the recesses 15a matches the arrangement of the suction holes formed on the lower surface of the mounting head 13. Here, the material of the alignment portion 15 is made of a resin material softer than the solder, which is the material of the balls 14, similarly to the suction tool of the mounting head 13.

【0017】凹部15aの底面にはボール14の直径よ
りも小径の貫通孔15bが設けられており、図3(b)
に示すように整列治具5の下面に設けられた吸引空間5
f内を真空吸引することにより、吸引空間5fと連通し
た貫通孔15bから真空吸引する。これにより凹部15
a内のボール14は真空吸引力によって保持される。吸
引空間5fはバルブ23を介して吸引源24と接続され
ており、バルブ23の操作することにより吸着および吸
着解除の制御が行えるようになっている。
A through hole 15b having a diameter smaller than the diameter of the ball 14 is provided on the bottom surface of the concave portion 15a, as shown in FIG.
The suction space 5 provided on the lower surface of the alignment jig 5 as shown in FIG.
By suctioning the inside of the vacuum chamber f under vacuum, vacuum suction is performed through the through hole 15b communicating with the suction space 5f. Thereby, the recess 15
The ball 14 in a is held by the vacuum suction force. The suction space 5f is connected to a suction source 24 via a valve 23, and by operating the valve 23, control of suction and release of suction can be performed.

【0018】図3(b)、(c)に示すように、整列部
15は上面が周囲から高さhだけ高くなるように形状が
設定されており、X方向(整列冶具5の傾斜方向)は底
面と整列部上面を斜面で連結する斜面部5cによって、
またX方向に直交するY方向は整列部15の上面から下
方に直角に屈折して設けられた段差部15cによって、
整列治具5の底面から区分された形態となっている。斜
面部5cとコーミング部5aとの間は、ボール14を貯
溜する貯溜部5bとなっており、また段差部15cとコ
ーミング部5aとの間は、ボール14のX方向の移動を
許容する溝部5dとなっている。整列治具5の内側の4
隅には、ガイド部材5eが設けられており、整列治具5
内でのボール14の循環をより良好に行えるようになっ
ている。
As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the shape of the alignment portion 15 is set such that the upper surface is higher than the surroundings by a height h, and the X direction (the tilt direction of the alignment jig 5). Is formed by a slope 5c connecting the bottom surface and the upper surface of the alignment portion with a slope.
In addition, the Y direction orthogonal to the X direction is bent downward at right angles from the upper surface of the alignment section 15 by a stepped portion 15c.
It is in a form separated from the bottom surface of the alignment jig 5. A storage portion 5b for storing the ball 14 is provided between the slope portion 5c and the combing portion 5a, and a groove portion 5d for allowing the movement of the ball 14 in the X direction is provided between the step portion 15c and the combing portion 5a. It has become. 4 inside the alignment jig 5
A guide member 5e is provided at the corner, and the alignment jig 5
The circulation of the ball 14 in the inside can be performed better.

【0019】次に図4を参照して制御系の構成について
説明する。図4においてボール検出センサ22は判定部
25と接続されており、判定部25はボール検出センサ
22からの検出信号に基づき、整列部15上に余分に存
在するボール14や、搭載ヘッド13による吸着動作に
おいて吸着されないまま凹部15a内に残留する吸着漏
れボールの有無を判定する。判定結果は、制御部27に
送られる。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the ball detection sensor 22 is connected to the determination unit 25, and the determination unit 25 absorbs extra balls 14 on the alignment unit 15 and suction by the mounting head 13 based on a detection signal from the ball detection sensor 22. It is determined whether there is any suction leak ball remaining in the concave portion 15a without being sucked in the operation. The determination result is sent to the control unit 27.

【0020】また制御部27は、ボール移動規制部材1
9を移動させるモーター21、整列治具5を傾斜させる
傾斜機構9、整列治具5に振動を付与する振動器26、
搭載ヘッド13を移動させる搭載ヘッド移動機構29の
駆動を制御する。さらに制御部27はボール整列治具吸
引バルブ23や、搭載ヘッド13による吸引を行う搭載
ヘッド吸引バルブ28の動作制御を行う。
The control unit 27 includes the ball movement restricting member 1.
9, a tilting mechanism 9 for tilting the alignment jig 5, a vibrator 26 for applying vibration to the alignment jig 5,
The driving of the mounting head moving mechanism 29 for moving the mounting head 13 is controlled. Further, the control unit 27 controls the operation of the ball alignment jig suction valve 23 and the mounting head suction valve 28 for performing suction by the mounting head 13.

【0021】次に図5を参照して、ボール整列装置4に
よるボール整列動作について説明する。まず図5(a)
はボール整列開始前の状態であり、整列治具5の一方側
の貯溜部5bにはボール14が所定量だけ供給されてい
る。この状態ではボール移動規制部材19は、整列部1
5上の所定待機位置にある。この状態からボール整列動
作が開始され、図5(b)に示すように整列治具5をボ
ール移動方向、すなわちボール14を貯溜した状態にあ
る貯溜部5bと反対側の方向へ向けて傾斜させるととも
に、吸引空間5f内の真空吸引を開始する。これにより
貫通孔15bを介して凹部15aから真空吸引され、凹
部15a内に移動したボール14を吸着して保持するこ
とが可能な状態となる。
Next, a ball alignment operation by the ball alignment device 4 will be described with reference to FIG. First, FIG.
Is a state before the start of ball alignment, and a predetermined amount of the ball 14 is supplied to the storage part 5b on one side of the alignment jig 5. In this state, the ball movement restricting member 19 is
5 at a predetermined standby position. The ball alignment operation is started from this state, and the alignment jig 5 is tilted in the ball movement direction, that is, in the direction opposite to the storage portion 5b in which the balls 14 are stored, as shown in FIG. At the same time, the vacuum suction in the suction space 5f is started. As a result, the vacuum suction from the recess 15a through the through hole 15b and the movement of the ball 14 into the recess 15a can be performed by suction.

【0022】次にモーター21を駆動して、ボール移動
規制部材19を傾斜した状態の整列部15の上面に沿っ
て所定速度で移動させボール14を整列部15に供給す
る。これにより貯溜部5b内のボール14は、図5
(c)に示すようにボール移動規制部材19にせき止め
られながら整列部15上を傾斜方向へ徐々に移動する
(ボール移動工程)。したがってボール移動規制部材1
9は、ボール14を傾斜状態の整列部15上で移動させ
て整列部15に供給するボール供給手段となっている。
なおボール供給手段としては、上記以外の構成、例えば
下面に開孔部を有するボール貯溜容器を整列部15の上
面に沿って移動させる構成などを用いてもよい。
Next, the motor 21 is driven to move the ball movement restricting member 19 at a predetermined speed along the upper surface of the inclined alignment portion 15 to supply the ball 14 to the alignment portion 15. As a result, the ball 14 in the storage part 5b is
As shown in (c), the ball is gradually moved in the inclined direction on the alignment portion 15 while being dammed by the ball movement restricting member 19 (ball moving step). Therefore, ball movement restricting member 1
Reference numeral 9 denotes a ball supply unit that moves the ball 14 on the inclined alignment unit 15 and supplies the ball 14 to the alignment unit 15.
As the ball supply unit, a configuration other than the above, for example, a configuration in which a ball storage container having an opening on the lower surface is moved along the upper surface of the alignment unit 15 may be used.

【0023】この移動の過程において、ボール14は凹
部15a内にそれぞれ1個づつ保持される(ボール整列
工程)。このとき、振動器26が駆動され、整列治具5
に振動が付与される。これにより、凹部15a内へのボ
ール14の移動が促進される。また、ボール移動規制部
材19により傾斜した整列部15上に沿って流動するボ
ール14をせき止めることにより、ボール14が凹部1
5aに保持される確率を高めるので、整列冶具5を1回
傾斜させるだけで全ての凹部15aにボール14が保持
される。このボール移動工程において、整列部15から
あふれ出したボール14は、整列部15の傾斜方向に平
行な両端部に設けられた段差部15cから溝部5dに落
下して、反対側の貯溜部5bへ移動する。
In the course of this movement, the balls 14 are held one by one in the recesses 15a (ball alignment step). At this time, the vibrator 26 is driven and the alignment jig 5
Is given vibration. Thereby, the movement of the ball 14 into the concave portion 15a is promoted. Also, the ball movement restricting member 19 blocks the ball 14 flowing along the inclined alignment portion 15 so that the ball 14
The ball 14 is held in all the recesses 15a only by inclining the alignment jig 5 once because the probability of holding the ball 14 is increased. In this ball moving step, the balls 14 overflowing from the alignment section 15 drop from the step sections 15c provided at both ends parallel to the inclination direction of the alignment section 15 into the groove section 5d, and move to the storage section 5b on the opposite side. Moving.

【0024】この後ボール移動規制部材19は整列部1
5の他端部まで移動し、斜面部5c上に到達することに
より、図5(d)に示すようにせき止められていたボー
ル14は斜面部5cに沿って下方に流動し、反対側の貯
溜部5bに収容される。これによりボール移動規制部材
19の1行程が完了し、整列部15の各凹部15a内に
はボール14が整列状態で収容される。
After that, the ball movement restricting member 19 is
5 moves to the other end and reaches the slope 5c, so that the dammed ball 14 flows downward along the slope 5c as shown in FIG. It is accommodated in the part 5b. As a result, one stroke of the ball movement restricting member 19 is completed, and the balls 14 are accommodated in the concave portions 15a of the aligning portion 15 in an aligned state.

【0025】この後、図5(e)に示すように整列治具
5を水平姿勢に復帰させるとともに、ボール移動規制部
材19を整列部15上で矢印a方向へ移動させることに
より、整列部15上に存在する余分なボール14が除去
される(ボール除去工程)。ボール移動規制部材19の
下端は、凹部15a内に保持されたボール14には接触
しないが、整列部15上に存在するボール14に当接す
る高さで整列部15上を移動する。従って凹部15aに
収容されずに整列部15上に残存するボール14は、ボ
ール移動規制部材19によって整列部15上から除去さ
れる。このボール除去工程において、ボール移動規制部
材19はボール14の材質の半田よりも柔らかい樹脂材
料より成ることから、ボール移動規制部材19との接触
によるボール14のキズや変形が生じない。
Thereafter, as shown in FIG. 5 (e), the aligning jig 5 is returned to the horizontal position, and the ball movement restricting member 19 is moved in the direction of arrow a on the aligning portion 15, so that the aligning portion 15 is moved. An extra ball 14 existing on the upper portion is removed (a ball removing step). The lower end of the ball movement restricting member 19 does not contact the ball 14 held in the concave portion 15a, but moves on the alignment portion 15 at a height at which it contacts the ball 14 existing on the alignment portion 15. Therefore, the balls 14 remaining on the alignment portion 15 without being accommodated in the concave portion 15 a are removed from the alignment portion 15 by the ball movement restricting member 19. In the ball removing step, the ball movement restricting member 19 is made of a resin material softer than the solder of the material of the ball 14, so that the ball 14 is not scratched or deformed by the contact with the ball movement restricting member 19.

【0026】なお本実施の形態において、ボール移動規
制部材19を用いて整列部15上の余分なボール14を
除去するようにしたが、整列冶具5の傾斜を利用して余
分なボール14を貯溜部5bへ落下させる方法でも良
い。この場合、ボール整列工程とボール除去工程が同時
に行われることになる。
In this embodiment, the extra balls 14 on the alignment section 15 are removed by using the ball movement restricting member 19, but the extra balls 14 are stored by utilizing the inclination of the alignment jig 5. A method of dropping to the part 5b may be used. In this case, the ball alignment step and the ball removal step are performed simultaneously.

【0027】この後、ボール検出センサ22による余分
ボール検査が行われ、余分ボールが存在しないことが確
認されたならば、搭載ヘッド13によるボール吸着動作
が行われる。そして、ボール検出センサ22による吸着
漏れボール検査によって整列部15に配列されたボール
14が全て正常に搭載ヘッド13に吸着保持されたなら
ば、搭載ヘッド13は位置決め部2上に移動し、保持し
たボール14を基板3上に搭載する。
Thereafter, an extra ball inspection by the ball detection sensor 22 is performed, and if it is confirmed that there is no extra ball, a ball suction operation by the mounting head 13 is performed. When all the balls 14 arranged in the alignment unit 15 are normally suction-held by the mounting head 13 by the suction leakage ball inspection by the ball detection sensor 22, the mounting head 13 moves onto the positioning unit 2 and holds it. The ball 14 is mounted on the substrate 3.

【0028】次に図6を参照して、整列治具5における
ボール14の循環動作について説明する。前述のよう
に、ボール整列動作においては、整列治具5を水平面に
対して傾斜させる(傾斜工程)ことにより、ボール貯溜
部5b内のボール14を傾斜面5cを経て整列部15の
上面まで移動させ、これらのボール14をボール移動規
制部材19によってせき止めながら傾斜方向に移動させ
る(ボール移動工程)。
Next, the circulation operation of the balls 14 in the alignment jig 5 will be described with reference to FIG. As described above, in the ball alignment operation, the ball 14 in the ball storage 5b is moved to the upper surface of the alignment unit 15 via the inclined surface 5c by inclining the alignment jig 5 with respect to the horizontal plane (inclination step). Then, the balls 14 are moved in the inclined direction while being dammed by the ball movement restricting member 19 (ball moving step).

【0029】このボール移動工程においては、整列部1
5の上面からあふれ出したボール14を整列部15の両
側端部(傾斜方向に平行な端部)の段差部15cから溝
部5d内に落下させる(ボール落下工程)。そして落下
したボール14を溝部5d内を傾斜により移動させ、傾
斜方向のボール貯溜部5bまで導く(矢印c参照)(ボ
ール戻り工程)。溝部5dは、ボール14の移動を案内
するボール案内部として機能している。
In this ball moving step, the aligning section 1
The ball 14 overflowing from the upper surface of the ball 5 is dropped into the groove 5d from the step portion 15c at both ends (ends parallel to the inclined direction) of the alignment portion 15 (ball drop step). Then, the dropped ball 14 is moved by inclination in the groove 5d and guided to the ball storage 5b in the inclined direction (see arrow c) (ball return step). The groove 5d functions as a ball guide that guides the movement of the ball 14.

【0030】溝部5dから貯溜部5bに落下したボール
14は、4隅に設けられたガイド部材5eによって他の
ボール14より先に貯溜部5bの中央に向かって導かれ
(矢印d参照)、貯溜部5bの中央へ流動する。貯溜部
5bの中央部に位置するボール14は、貯溜部5bの両
側部に位置するボール14よりも凹部15aに保持され
る確率が高くなる。そして次回のボール整列動作を行う
ために整列治具5を反対方向に傾斜させると、このボー
ル貯溜部5bからボール14が斜面部5cを経て整列部
15上に移動し(矢印e参照)、ボール14が新たに整
列部15上に供給される(ボール供給工程)。
The ball 14 that has fallen from the groove 5d to the storage portion 5b is guided toward the center of the storage portion 5b ahead of the other balls 14 by guide members 5e provided at the four corners (see arrow d). It flows to the center of the part 5b. The ball 14 located at the center of the storage portion 5b has a higher probability of being held in the recess 15a than the balls 14 located on both sides of the storage portion 5b. When the alignment jig 5 is tilted in the opposite direction to perform the next ball alignment operation, the ball 14 moves from the ball storage portion 5b to the alignment portion 15 via the slope portion 5c (see arrow e). 14 is newly supplied onto the alignment section 15 (ball supply step).

【0031】すなわち上記ボール整列動作は、傾斜工
程、ボール移動工程、ボール落下工程、ボール戻り工
程、ボール供給工程の各工程を繰り返し行わせて、ボー
ル14を整列治具5内において凹部15aに保持される
確率が低い位置と高い位置とで循環させる形態となって
いる。このようなボール循環を行わせることにより、ボ
ール14は循環過程で所定の確率で凹部15a内に収容
されて整列され、搭載ヘッド13によって取り出され
る。
That is, in the ball aligning operation, the respective steps of the tilting step, the ball moving step, the ball dropping step, the ball returning step, and the ball supplying step are repeatedly performed, and the ball 14 is held in the concave portion 15a in the aligning jig 5. It is configured to circulate between a position where the probability of occurrence is low and a position where the probability is high. By performing such ball circulation, the balls 14 are housed in the recesses 15 a at a predetermined probability in the circulation process, are aligned, and are taken out by the mounting head 13.

【0032】したがって特定のボール14が搭載ヘッド
13によって取り出されることなく整列治具5内に長時
間滞留する事態が発生せず、ボール14の表面に摩擦に
よって傷が発生することによる表面劣化や、ボール14
の噛み込みによるダメージが過度に進行した不良ボール
を生じない。またこのボール循環動作において、ボール
14を狭い隙間内を強制的に通過させるような動作が存
在しないことから、ボール14の変形やダメージの発生
度合いが小さい。
Therefore, a situation in which the specific ball 14 stays in the alignment jig 5 for a long time without being taken out by the mounting head 13 does not occur, and the surface of the ball 14 is deteriorated due to scratches caused by friction. Ball 14
This does not produce a defective ball whose damage caused by biting of excessively advanced. Further, in the ball circulation operation, since there is no operation for forcibly passing the ball 14 through the narrow gap, the degree of deformation and damage of the ball 14 is small.

【0033】さらに、ボール14を収容する凹部15a
が設けられた整列部15、整列部15上でボール14と
接触して移動するボール移動規制部材19,整列された
ボール14を吸着保持する搭載ヘッド13の下面の吸着
ツールなど、各部の構成部のうちボール14と接触する
範囲の材質をボール14の材質よりも柔らかい樹脂材料
とすることにより、ボール14の変形や表面傷の発生を
防止することができる。これにより、変形や表面傷が生
じた劣化ボールの発生が減少し、後工程における不具合
が減少する。
Further, a recess 15a for accommodating the ball 14
Component parts such as an alignment unit 15 provided with a ball, a ball movement restricting member 19 that moves on the alignment unit 15 by contacting the balls 14, and a suction tool on the lower surface of the mounting head 13 that suctions and holds the aligned balls 14. By using a resin material that is softer than the material of the ball 14 in a range in contact with the ball 14, deformation of the ball 14 and generation of surface scratches can be prevented. As a result, the generation of the deteriorated ball having the deformation and the surface flaw is reduced, and the trouble in the subsequent process is reduced.

【0034】ボール14の材質よりも柔らかい樹脂材料
を選定する際には、選定対象材質が、外力に対する変形
の程度を表す指標である弾性係数が特性値として与えら
れるような種類の材質であれば、この弾性係数を選定基
準として用いることができる。すなわち、弾性係数が半
田より小さい材質を選定すればよい。
When selecting a resin material that is softer than the material of the ball 14, if the material to be selected is a material of such a type that an elastic coefficient which is an index indicating the degree of deformation with respect to an external force is given as a characteristic value. This elastic modulus can be used as a selection criterion. That is, a material having an elastic coefficient smaller than that of the solder may be selected.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、整列部上で凹部内に導
電性ボールを収容するボール整列動作および整列部から
導電性ボールを搭載ヘッドによって吸着するボール吸着
動作において、導電性ボールと接触する範囲を構成する
構成部の材質を導電性ボールよりも柔らかい樹脂材料と
したので、導電性ボールの変形や表面傷などのダメージ
を防止することができる。
According to the present invention, a conductive ball is brought into contact with a conductive ball in a ball aligning operation of accommodating a conductive ball in a recess on an aligning portion and a ball sucking operation of sucking the conductive ball from the aligning portion by a mounting head. Since the material of the constituent parts constituting the range to be formed is made of a resin material softer than the conductive balls, it is possible to prevent the conductive balls from being damaged or damaged such as surface scratches.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置の斜視図
FIG. 1 is a perspective view of a conductive ball mounting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置のボール整列装置の斜視図
FIG. 2 is a perspective view of a ball alignment device of the conductive ball mounting device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置の整列治具の構造図
FIG. 3 is a structural view of an alignment jig of the conductive ball mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置の制御系の構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the conductive ball mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置のボール整列動作の工程説明図
FIG. 5 is a process explanatory view of a ball aligning operation of the conductive ball mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置の整列治具におけるボール循環の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of ball circulation in an alignment jig of the conductive ball mounting apparatus according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 基板 4 ボール整列装置 5 整列治具 5b 貯溜部 5c 斜面部 5d 溝部 8 移動機構 9 傾斜機構 13 搭載ヘッド 14 ボール 15 整列部 15a 凹部 19 ボール移動規制部材 REFERENCE SIGNS LIST 3 substrate 4 ball alignment device 5 alignment jig 5b storage unit 5c slope 5d groove 8 moving mechanism 9 tilting mechanism 13 mounting head 14 ball 15 alignment unit 15a recess 19 ball movement restricting member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】搭載ヘッドによって導電性ボールを真空吸
着して保持しワークに搭載する導電性ボールの搭載装置
であって、下面に複数の吸着孔が形成された搭載ヘッド
と、上面に1個の導電性ボールを収容可能な凹部を前記
吸着孔と同一の配列で複数備えた整列部と、この整列部
上に導電性ボールを供給するボール供給手段とを備え、
整列部上で前記凹部内に導電性ボールを収容して整列さ
せるボール整列動作および整列部から導電性ボールを搭
載ヘッドによって吸着するボール吸着動作において導電
性ボールと接触する範囲を構成する構成部のうち、少な
くとも前記整列部の材質は導電性ボールの材質よりも柔
らかい樹脂材料より成ることを特徴とする導電性ボール
の搭載装置。
1. A conductive ball mounting apparatus for mounting a conductive ball on a workpiece while holding the conductive ball by vacuum suction by a mounting head, the mounting head having a plurality of suction holes formed on a lower surface, and one mounting head formed on an upper surface. An alignment unit having a plurality of recesses capable of accommodating the conductive balls in the same arrangement as the suction holes, and ball supply means for supplying the conductive balls on the alignment unit;
In the ball aligning operation for accommodating and aligning the conductive balls in the recesses on the aligning portion and the ball sucking operation for sucking the conductive balls from the aligning portion by the mounting head, the component forming a range that comes into contact with the conductive balls. The conductive ball mounting apparatus, wherein at least the material of the alignment portion is made of a resin material softer than the material of the conductive ball.
【請求項2】前記搭載ヘッドの吸着孔が形成された吸着
ツールの材質が前記樹脂材料より成ることを特徴とする
請求項1記載の導電性ボールの搭載装置。
2. The conductive ball mounting apparatus according to claim 1, wherein a material of a suction tool in which the suction holes of the mounting head are formed is made of the resin material.
【請求項3】前記整列部上での導電性ボールの流動を規
制するボール移動規制部材を備え、このボール移動規制
部材の導電性ボールと接触する範囲の材質は前記樹脂材
料より成ることを特徴とする請求項1記載の導電性ボー
ルの搭載装置。
3. A ball movement restricting member for restricting a flow of the conductive ball on the alignment portion, wherein a material of the ball movement restricting member in a range in contact with the conductive ball is made of the resin material. The conductive ball mounting device according to claim 1, wherein:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011091207A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Fuji Mach Mfg Co Ltd Solder ball aligning/supplying device

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