JP3255030B2 - 導電性ボールの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ付きのワー
クを製造する工程で用いられる導電性ボールの搭載装置
および搭載方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フリップチップなどのバンプ付きワーク
の製造方法として、導電性ボールを用いる方法が知られ
ている（例えば特開昭６１−２４２７５９号公報）。こ
の方法は、導電性ボールが貯溜された容器の上方で搭載
ヘッドに下降・上昇動作を行わせることにより、搭載ヘ
ッドに下面に形成された吸着孔に導電性ボールを真空吸
着してピックアップし、次いで搭載ヘッドをワークの上
方へ移動させ、そこで搭載ヘッドに再度下降・上昇動作
を行わせて導電性ボールをワークのパッド上に搭載する
ものである。

【０００３】図４は、上記公報に示されるような従来の
導電性ボールの搭載装置の導電性ボールのピックアップ
動作の説明図であって、搭載ヘッドが下降・上昇動作を
行って容器に貯溜された導電性ボールをピックアップす
る様子を示すものである。導電性ボール１は容器２に大
量に貯溜されている。搭載ヘッド３が下降・上昇動作を
行ってその下面の吸着孔に導電性ボール１を真空吸着し
てピックアップするのであるが、搭載ヘッド３が下降し
てその下面が導電性ボール１の層中に埋入した状態で、
導電性ボール１が容器２の側壁を越流して容器２からこ
ぼれ落ちることがないように、容器２の側壁の上面は導
電性ボール１の層の上面より高くしてある（段差Ｄを参
照）。因みに、一般にこの種の装置では、容器２内にガ
スを送ったり、あるいは容器２に振動を付与するなどし
て物理的振動を付与することにより導電性ボール１を流
動化させており、これにより搭載ヘッド３の下面の全て
の吸着孔に導電性ボール１を真空吸着するようにしてい
る。したがってこの流動化のためもあって、導電性ボー
ル１は上述したように容器２からこぼれ落ちやすいもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】搭載ヘッド３は、容器
２とワークの間を横方向へ移動して導電性ボール１をワ
ークに搭載する作業を行うものであり、したがって搭載
ヘッド３は容器２に衝突しないように容器２よりも高い
位置で横方向へ移動する。一方、上述したように容器２
は上記段差Ｄを確保するためにその側壁を高くしなけれ
ばならない。したがって搭載ヘッド３が容器２の上方で
行う下降・上昇の上下ストロークＺ１は長くなり、それ
だけタクトタイムが長くなって生産性が低下するという
問題点があった。因みに、すべての吸着孔に導電性ボー
ル１を確実に真空吸着してピックアップするためには、
搭載ヘッド３の上下動速度は遅くする必要があり、した
がって上下ストロークが長いと、多大なタクトタイムを
要するものである。

【０００５】したがって本発明は、搭載ヘッドが下降・
上昇動作を行って容器に貯溜された導電性ボールをピッ
クアップするときの上下ストロークを短縮し、生産性の
向上を図れる導電性ボールの搭載装置および搭載方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、導電
性ボールを貯溜する容器と、ワークの位置決め部と、搭
載ヘッドと、この搭載ヘッドを前記容器と前記ワークの
位置決め部の間を移動させる移動テーブルと、この搭載
ヘッドに上下動作を行わせる上下動手段とを備え、前記
搭載ヘッドに前記容器の上方で下降・上昇動作を行わせ
て前記容器に貯溜された導電性ボールを前記搭載ヘッド
の下面に真空吸着してピックアップし、次いで前記搭載
ヘッドを前記ワークの位置決め部の上方へ移動させ、そ
こで再度下降・上昇動作を行わせて導電性ボールをワー
クに搭載するようにした導電性ボールの搭載装置であっ
て、前記容器の側部に前記容器からこぼれ落ちる導電性
ボールの受け部を設け、かつこの受け部に回収された導
電性ボールを前記容器に戻す戻し手段を設けた。

【０００７】請求項２の発明は、搭載ヘッドに容器の上
方で下降・上昇動作を行わせてこの容器に貯溜された導
電性ボールをこの搭載ヘッドの下面に真空吸着してピッ
クアップし、次いで前記搭載ヘッドをワークの位置決め
部の上方へ移動させ、そこで再度下降・上昇動作を行わ
せて導電性ボールをワークに搭載するようにした導電性
ボールの搭載方法であって、前記搭載ヘッドが下降・上
昇動作を行うことにより前記容器からこぼれ落ちた導電
性ボールを前記容器の側部に設けられた受け部に回収
し、また戻し手段を駆動して前記受け部に回収された導
電性ボールを前記容器に戻すようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１，２の発明によれば、搭
載ヘッドが下降・上昇動作を容器に貯溜された導電性ボ
ールをピックアップする際に、容器からこぼれ落ちた導
電性ボールは受け部に回収された後、戻し手段により容
器に戻される。したがって導電性ボールは容器からこぼ
れ落ちてもよいので、容器の側壁の高さを低くして、搭
載ヘッドの上下ストロークを短縮できる。

【０００９】以下、本発明の一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側面図、図２は同導電性ボールの搭
載装置に備えられた導電性ボールの供給ユニットの斜視
図、図３は同導電性ボールの搭載装置に備えられた搭載
ヘッドのピックアップ動作の説明図である。

【００１０】図１において、基台４上には容器５が載置
されている。容器５には導電性ボール１が貯溜されてい
る。基台４の内部には、容器５内の導電性ボール１を流
動化させるために、容器５を振動させる振動手段や、容
器５の内部へガスを送り込むガス供給手段が内蔵されて
いる。

【００１１】図１において、１０はワークであり、クラ
ンパ１１にクランプにて位置決めされている。クランパ
１１は台部１２に立設された支柱１３に支持されてい
る。クランパ１１と台部１２と支柱１３は、ワーク１０
の位置決め部となっている。２２は搭載ヘッドである。
搭載ヘッド２２はボックス２３の下部に保持されてい
る。ボックス２３の上部にはモータ２４が設けられてい
る。ボックス２３の内部には、モータ２４に駆動される
送りねじなどの上下動手段が内蔵されており、モータ２
４が駆動すると、搭載ヘッド２２は上下動作を行う。搭
載ヘッド２２は空気圧ユニット（図外）に接続されてお
り、空気圧ユニットが駆動することにより、搭載ヘッド
２２の下面の吸着孔（図示せず）に導電性ボール１を真
空吸着して保持し、また真空吸着状態を解除することに
より導電性ボール１を落下させる。

【００１２】ボックス２３は横長の移動テーブル２６に
保持されている。移動テーブル２６には送りねじ機構が
内蔵されており、モータ２７が駆動して送りねじ機構が
作動すると、矢印で示すように搭載ヘッド２２は容器５
とワーク１０の間を水平方向へ移動する。

【００１３】次に、図２を参照して、導電性ボールの供
給ユニットについて説明する。容器５は四角形の箱体で
あって、その周囲には四角枠型の受け部６が配設されて
いる。受け部６の底面６ａは、容器５側へ向って下り勾
配のテーパ面となっている（図３（ａ））。基台４の側
壁には台板７が突設されている。台板７上には、受け部
６の上下動手段としてのシリンダ８が突設されている。
シリンダ８のロッド８ａの上端部は、受け部６から延出
する舌片９に結合されている。シリンダ８のロッド８ａ
が突没すると、受け部６は上下動する。すなわち、シリ
ンダ８は、受け部６を容器５に対して相対的に上下動さ
せる上下動手段となっている。１４はパイプであり、こ
のパイプ１４を通して、容器５内の導電性ボール１を流
動化させるためのガスが送り込まれる。

【００１４】この導電性ボールの搭載装置は上記のよう
に構成されており、次に動作を説明する。図１におい
て、搭載ヘッド２２は容器５の上方へ移動し、そこで下
降・上昇動作を行うことにより、その下面の吸着孔に導
電性ボール１を真空吸着してピックアップする。図３の
（ａ）〜（ｄ）は、搭載ヘッド２２のピックアップ動作
を順に示している。搭載ヘッド２２は容器５の上方へ到
来する（図３（ａ））。このとき、シリンダ８のロッド
８ａは引き込んでおり、受け部６は下降位置にある。図
３（ａ）に示すように、導電性ボール１は容器５に満杯
に貯溜されている。したがって導電性ボール１の層の上
面のレベルは容器５の側壁の上面とほぼ等しくなってお
り、搭載ヘッド２２の上下ストローク、すなわち搭載ヘ
ッド２２とこの層の上面との間隔Ｚ２は図４に示す従来
例の上下ストロークＺ１よりも小さい。

【００１５】次いで搭載ヘッド２２は下降してその下面
を導電性ボール１の層中に埋入させ、その下面の吸着孔
に導電性ボール１を真空吸着する（図３（ｂ））。する
と、容器５内の導電性ボール１は容器５の側壁を越流し
て受け部６上にこぼれ落ちる。次に搭載ヘッド２２は上
昇して導電性ボール１をピックアップし、ワーク１０へ
向って移動する（図３（ｃ））。搭載ヘッド２２が容器
５の上方から立去ると、シリンダ８のロッド８ａは突出
して受け部６は上昇する（図３（ｄ））。すると、受け
部６に溜っていた導電性ボール１はその底面６ａを流下
し、容器５の内部に戻される（矢印Ｎ参照）。すなわ
ち、シリンダ８は、受け部６に回収された導電性ボール
１を、さらに容器５に戻す戻し手段となっている。その
後、シリンダ８のロッド８ａは引き込んで、受け部６は
図３（ａ）に示す下降位置に復帰する。

【００１６】以上のように、搭載ヘッド２２が容器５内
の導電性ボール１をピックアップする際には、導電性ボ
ール１は容器５からこぼれ落ちてもよいので、容器５の
側壁の高さを低くし、これにより搭載ヘッド２２の上下
ストロークＺ２を小さくして、高速度で導電性ボール１
をピックアップすることができる。

【００１７】以上のようにして導電性ボール１をピック
アップした搭載ヘッド２２は、図１においてワーク１０
の上方へ移動する。そこで搭載ヘッド２２は下降して導
電性ボール１をワーク１０の電極上に着地させる。次に
導電性ボール１の真空吸着状態を解除して搭載ヘッド２
２を上昇させれば、導電性ボール１はワーク１０の電極
上に搭載される。導電性ボール１が搭載されたワーク１
０は、加熱炉（図外）へ送られ、導電性ボール１を加熱
することにより溶融固化させてバンプが形成される。

【００１８】なお受け部６を上昇させて導電性ボール１
を容器５に戻すタイミングや頻度は自由に決定できるも
のであり、要は搭載ヘッド２２が下降して導電性ボール
１の層中に埋入するときには、受け部６を下降位置に位
置させて、容器５からこぼれ落ちる導電性ボール１を受
け部６に回収できるようにすればよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、搭載ヘッドが下降・上
昇動作を行って容器内の導電性ボールをピックアップす
る際には、導電性ボールは容器からこぼれ落ちてもよい
ので、容器の側壁を低くして搭載ヘッドの上下ストロー
クを短くでき、したがって搭載ヘッドは高速度で導電性
ボールをピックアップすることができる。

【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搭載装
置の側面図

【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置に備えられた導電性ボールの供給ユニットの斜視図

【図３】本発明の一実施の形態の導電性ボールの搭載装
置に備えられた搭載ヘッドのピックアップ動作の説明図

【図４】従来の導電性ボールの搭載装置の導電性ボール
のピックアップ動作の説明図

【符号の説明】

１ 導電性ボール ５ 容器 ６ 受け部 ８ シリンダ １０ ワーク ２２ 搭載ヘッド ２４ モータ ２６ 移動テーブル

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 B23P 21/00 H01L 21/70

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性ボールを貯溜する容器と、ワークの
   位置決め部と、搭載ヘッドと、この搭載ヘッドを前記容
   器と前記ワークの位置決め部の間を移動させる移動テー
   ブルと、この搭載ヘッドに上下動作を行わせる上下動手
   段とを備え、前記搭載ヘッドに前記容器の上方で下降・
   上昇動作を行わせて前記容器に貯溜された導電性ボール
   を前記搭載ヘッドの下面に真空吸着してピックアップ
   し、次いで前記搭載ヘッドを前記ワークの位置決め部の
   上方へ移動させ、そこで再度下降・上昇動作を行わせて
   導電性ボールをワークに搭載するようにした導電性ボー
   ルの搭載装置であって、前記容器の側部に前記容器から
   こぼれ落ちる導電性ボールの受け部を設け、かつこの受
   け部に回収された導電性ボールを前記容器に戻す戻し手
   段を設けたことを特徴とする導電性ボールの搭載装置。
2. 【請求項２】搭載ヘッドに容器の上方で下降・上昇動作
   を行わせてこの容器に貯溜された導電性ボールをこの搭
   載ヘッドの下面に真空吸着してピックアップし、次いで
   前記搭載ヘッドをワークの位置決め部の上方へ移動さ
   せ、そこで再度下降・上昇動作を行わせて導電性ボール
   をワークに搭載するようにした導電性ボールの搭載方法
   であって、前記搭載ヘッドが下降・上昇動作を行うこと
   により前記容器からこぼれ落ちた導電性ボールを前記容
   器の側部に設けられた受け部に回収し、また戻し手段を
   駆動して前記受け部に回収された導電性ボールを前記容
   器に戻すようにしたことを特徴とする導電性ボールの搭
   載方法。