JPH1187389A - 導電性ボールの搭載装置および搭載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピックアップミスおよびプレースミスを確実
に検出することができる導電性ボールの搭載装置及び搭
載方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 導電性ボールの供給部に備えられた導電
性ボール１を吸着ヘッド１１で真空吸着してワークに搭
載するに際し、吸着ヘッド１１をワークに対して移動さ
せる経路上で、ガラスなど透光性の材質より成る吸着ヘ
ッド１１の下面に吸着された導電性ボール１を上方の光
源３１によって照明し、下方からカメラで観察して導電
性ボール１の有無を判定する。これにより、導電性ボー
ル１はカメラの視野内では暗像として観察され、導電性
ボール１の反射光の不安定さによる影響がないので、小
径の導電性ボール１であっても確実に導電性ボール１の
有無を判定することができ、したがってピックアップミ
スおよびプレースミスを確実に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ボールを吸
着ヘッドにより真空吸着してワークに搭載する導電性ボ
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】チップや基板などのワークの表面に導電
性ボールを搭載してバンプ付きワークを製造することが
知られている。また導電性ボールをワークに搭載する方
法としては、吸着ヘッドを用いる方法が知られている。
この方法は、容器などに備えら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、ワークに移送搭載する方法である。

【０００３】ところがこのような吸着ヘッドは、すべて
の吸着孔に導電性ボールを真空吸着するとは限らず、ピ
ックアップミスを発生しやすい。また吸着ヘッドがピッ
クアップした導電性ボールは必ずしもその全てがワーク
に搭載されるものとは限らず、プレースミスによって吸
着ヘッドの吸着孔に残存付着したままになる導電性ボー
ルも生じるが、その場合、ワークは導電性ボールが欠落
した不良品となる。

【０００４】そこで、従来は、ピックアップミスまたは
プレースミスを検出する方法として、カメラによって観
察する方法が用いられていた。この方法は、吸着ヘッド
の下面を下方の光源によって照明し、カメラで観察する
ことによって導電性ボールから反射される光の輝度を検
出することにより、導電性ボールの有無を判定すること
が行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
ボールは小径化する傾向にあり、これに伴い従来のピッ
クアップミスおよびプレースミスの検出方法では以下の
問題が生じていた。すなわち導電性ボールの小径化によ
り、導電性ボールから反射される光の量が少なくなると
ともに、導電性ボールごとの反射光のばらつきが大きく
なり、この反射光をカメラで観察した場合には画面上で
の導電性ボールの輝度は安定しない。

【０００６】このため反射光の輝度によって吸着ヘッド
の下面の導電性ボールの有無を安定的に検出することが
困難になってきている。このように小径の導電性ボール
では、ピックアプミスおよびプレースミスを確実に検出
しにくいという問題点があった。

【０００７】そこで本発明は、ピックアップミスおよび
プレースミスを確実に検出することができる導電性ボー
ルの搭載装置及び搭載方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【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、下面に導電性ボールを真空吸着する
複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドと、導電性ボール
を供給する供給部と、ワークを位置決めする位置決め部
と、前記吸着ヘッドを上下動させる上下動手段と、前記
吸着ヘッドを供給部から位置決め部へ移動させる移動手
段と、吸着ヘッドが移動する経路に設けられ吸着ヘッド
の下面を観察するカメラとを備え、前記吸着ヘッドの下
面が透光性材料より成り、吸着ヘッドの下面に真空吸着
された導電性ボールが上方からの照明により、前記カメ
ラによって暗像として観察されるようにした。

【０００９】請求項２記載の導電性ボールの搭載方法
は、導電性ボールの供給部に備えら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方法であって、下
面が透光性材料より成る吸着ヘッドの下面に前記供給部
に備えられた導電性ボールを真空吸着してピックアップ
する工程と、この吸着ヘッドをカメラの上方に位置させ
る工程と、前記吸着ヘッドの下面に真空吸着された導電
性ボールを上方からの照明によりカメラによって暗像と
して観察する工程と、この観察結果に基づいて導電性ボ
ールの有無を判定する工程とを含む。

【００１０】

【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、下面
が透光性材料より成る吸着ヘッドの下面に吸着された導
電性ボールを、上方からの照明により下方からカメラで
観察して導電性ボールを暗像として観察することによ
り、小径の導電性ボールであっても確実に導電性ボール
の有無を検出することができる。

【００１１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１の導電性ボールの搭載装置の正面図、図２は同導
電性ボールの搭載装置の吸着ヘッドの断面図、図３、図
４は同導電性ボールの搭載装置の動作を示すフローチャ
ート、図５（ａ）、（ｂ）は同導電性ボールの搭載装置
の吸着ヘッド下面の画像図である。

【００１２】まず、図１を参照して、導電性ボールの搭
載装置の全体構造を説明する。図１において、１１は吸
着ヘッドであり、その下面には吸着孔１１ａが多数開孔
されている。この吸着ヘッド１１はブロック１２に保持
されている。ブロック１２はブラケット１３の側面に設
けられたガイドレール１４に上下動自在に装着されてい
る。ブロック１２には、ナット１５が一体的に設けられ
ており、ナット１５には垂直の送りねじ１６が螺合して
いる。したがって、Ｚ軸モータ１７が正逆駆動して送り
ねじ１５が正逆回転すると、吸着ヘッド１１はガイドレ
ール１４に案内されて上下動する。

【００１３】ブラケット１３の背面に設けられたナット
（図示せず）は、水平な送りねじ１８に螺合している。
１９は送りねじ１８の保持テーブルである。したがっ
て、Ｘ軸モータ２０が正逆回転すると、送りねじ１８は
正逆回転し、ブラケット１３に保持された吸着ヘッド１
１は横方向に水平移動する。吸着ヘッド１１は、チュー
ブ８を介して空気圧ユニット９に接続されている。

【００１４】吸着ヘッド１１の移動路の下方には、導電
性ボールの供給部２１が設けられている。この供給部２
１は容器から成り、ボックス２２に支持されている。供
給部２１の底部には、孔部２３が多数形成されている。
ボックス２２は基台２４に載置されており、基台２４の
内部には、気体吹出機２５が設置されている。気体吹出
機２５から吹き出されたエアなどの気体は、孔部２３か
ら供給部２１へ供給され（破線矢印参照）、その気圧差
により導電性ボール１を流動化させ、その状態で吸着ヘ
ッド１１が上下動作を行うことにより、吸着ヘッド１１
はその下面に導電性ボールを真空吸着してピックアップ
する。

【００１５】供給部２１の側方には、ワークとしての基
板５の位置決め部２６が設けられている。この位置決め
部２６は、Ｘテーブル部２７と、Ｙテーブル部２８を段
積みし、更にその上部に基板５をクランプするクランパ
２９を設置して構成されている。Ｘテーブル部２７のモ
ータＭｘが駆動すると、基板５はＸ方向に移動し、Ｙテ
ーブル部２８のモータＭｙが駆動すると、基板５はＹ方
向に移動する。このように基板５を水平移動させること
により、その位置を調整する。

【００１６】供給部２１から位置決め部２６に至る移動
路の下方には、カメラ３０が設けられている。カメラ３
０は、吸着ヘッド１１の下面を観察する。カメラ３０の
上方には吸着ヘッド１１を上方より照射する光源３１が
設けられている。

【００１７】次に、導電性ボールの搭載装置の吸着ヘッ
ドの構造を図２を参照して説明する。図２において、吸
着ヘッド１１の筒体３２の上面には、白色アクリルなど
の材質で製作された光拡散板３３が設けられている。光
拡散板３３は上方から照射され下方に透過する光を拡散
させる。筒面３２の下面には透光性の板材を上下２枚組
み合わせてなる吸着プレートが装着されている。上側の
吸着プレート３４には導電性ボール１の直径よりも小さ
な径の吸引孔１１ａが形成されている。また下側の吸着
プレート３５には、吸引孔１１ａと対応した位置に導電
性ボール１のガイド孔３５ａが開口されている。また筒
体３２の側面には、真空吸引源（図外）に接続された吸
引路３６が設けられている。吸引路３６から真空吸引す
ることにより、ガイド孔３５ａに接近した導電性ボール
１は吸引力に捕捉されて真空吸着される。

【００１８】吸着ヘッド１１が光源３１の下方に位置
し、光源３１により上方から照明された状態で、吸着ヘ
ッド１１の下面をカメラ３０によって撮像すると、光拡
散板３３によって拡散された光は透光性の吸着プレート
３４、３５を透過してカメラ３０に到達する。これに対
して、吸着ヘッド１１の下面の吸着プレート３４、３５
に真空吸着された導電性ボール１の部分は光が遮断され
てカメラ３０には到達せず、カメラ３０の視野内で暗像
として観察される。

【００１９】この導電性ボールの搭載装置は上記のよう
な構成より成り、以下その動作を図３、図４のフローに
沿って各図を参照して説明する。まず、吸着ヘッド１１
を導電性ボールの供給部２１の上方に移動させる（ＳＴ
１）。次いで吸着ヘッド１１が下降し（ＳＴ２）、真空
吸着用のバルブが開にされ（ＳＴ３）、吸着孔１１ａに
導電性ボール１が吸着される。その後吸着ヘッド１１を
上昇させ（ＳＴ４）、次いで吸着ヘッド１１をカメラ３
０の上方に移動させる（ＳＴ５）。このとき吸着ヘッド
１１の下面がカメラ３０の焦点距離内に入るように、吸
着ヘッド１１の高さをセットする。

【００２０】次に吸着ヘッド１１を停止させてカメラ３
０により吸着ヘッドの下面を撮像する（ＳＴ６）。この
画像データに基づき、吸着孔１１ａの位置に導電性ボー
ル１が存在するか否かを検出する（ＳＴ７）。図５
（ａ）は、吸着孔１１ａの１つ（白丸で示す）に導電性
ボール１が吸着されていない状態を示している。次い
で、吸着孔以外の位置に余分な導電性ボール１が存在す
るか否かを検出する（ＳＴ８）。ＳＴ７にて吸着孔１１
ａのいずれかに導電性ボールが検出されない場合、およ
びＳＴ８にて余分な導電性ボール１が検出された場合に
は、ピックアプミスを報知する（ＳＴ１７）。

【００２１】次に、上記のピックアップミスがない場合
には、以下の搭載動作に移る。まず吸着ヘッド１１をワ
ークの上方に移動させ（ＳＴ９）、次いで吸着ヘッド１
１を下降させ（ＳＴ１０）、導電性ボール１をワーク上
に搭載する（ＳＴ１１）。

【００２２】次いで吸着ヘッド１１を上昇させ（ＳＴ１
２）、吸着ヘッド１１をカメラ３０の上方へ移動させ
（ＳＴ１３）、吸着ヘッド１１を停止させる。このとき
吸着ヘッド１１の下面がカメラの３０焦点距離内にはい
るように吸着ヘッド１１の高さを調整する。次にカメラ
３０で吸着ヘッド１１の下面を撮像し（ＳＴ１４）、全
ての吸着孔１１ａの導電性ボール１が搭載されて下面に
存在しなくなったかどうかを検出する（ＳＴ１５）。導
電性ボール１が存在しない場合にはプレースミスはな
く、搭載動作を終了する。導電性ボール１が存在する場
合には、プレースミスを報知する（ＳＴ１６）。図５
（ｂ）は、吸着ヘッド１１の下面に１つの導電性ボール
１が搭載されずに存在する例を示している。

【００２３】このように、導電性ボール１をカメラ３０
の視野内で暗像として観察することにより、導電性ボー
ル１の反射光の不均一による輝度の不安定さがなく、し
たがって小径の導電性ボールの場合でも吸着ヘッド１１
下面の導電性ボール１を安定して検出することができ
る。

【００２４】（実施の形態２）図６は本発明の実施の形
態２の導電性ボールの搭載装置の吸着ヘッドの断面図で
ある。図６において、吸着ヘッド１１’のケーシング４
０の上部には、光源４１が装着されている。ケーシング
４０の下面にはすりガラスなどの板材を上下２枚組み合
わせてなる吸着プレートが装着されている。上側の吸着
プレート４２には吸引孔１１’ａが形成されている。ま
た下側の吸着プレート４３には、吸引孔と対応した位置
に導電性ボール１のガイド孔４３ａが開口されている。
またケーシング４０の側面には、真空吸引源（図外）に
接続された吸引路４４が設けられている。吸引路４４か
ら真空吸引することにより、ガイド孔４３ａに接近した
導電性ボール１は吸引力に捕捉されて真空吸着される。

【００２５】光源４１を点灯すると、光源４１の照明光
はすりガラスより成る吸着プレート４２、４３により拡
散される。吸着ヘッド１１’がカメラ３０の上方に位置
した状態で、吸着ヘッド１１’の下面をカメラ３０によ
って撮像すると、上方の光源４１より照射されすりガラ
スにより拡散された光はカメラ３０に到達するが、吸着
プレート４２、４３に導電性ボール１が吸着された部分
は光が遮断されてカメラ３０に到達しない。したがって
吸着ヘッド１１’の下面に真空吸着された導電性ボール
１は、カメラ３０の視野内で暗像として観察される。こ
のように、光源４１を吸着ヘッド１１’に内蔵すること
により、光源を別途配置するスペースを必要とせずにカ
メラ３０による導電性ボール１を検出することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、下面が透光性の材質よ
り成る吸着ヘッドの下面に吸着された導電性ボールを上
方からの照明により、下方からカメラで観察して導電性
ボールを暗像として観察するので、小径の導電性ボール
であっても確実に導電性ボールの有無を検出することが
でき、吸着時のピックアップミス及び搭載時のプレース
ミスを検出してワークの電極上に確実に導電性ボールを
搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の正面図

【図２】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの断面図

【図３】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の動作を示すフローチャート

【図４】本発明の実施の形態１の導電性ボールの搭載装
置の動作を示すフローチャート

【図５】（ａ）本発明の実施１の形態の導電性ボールの
搭載装置の吸着ヘッド下面の画像図（ｂ）本発明の実施
１の形態の導電性ボールの搭載装置の吸着ヘッド下面の
画像図

【図６】本発明の実施の形態２の導電性ボールの搭載装
置の吸着ヘッドの断面図

【符号の説明】

１ 導電性ボール ５ 基板 １１ 吸着ヘッド １１ａ 吸着孔 １２ ブロック ２１ 供給部 ２４ 基台 ３０ カメラ ３１ 光源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下面に導電性ボールを真空吸着する複数の
   吸着孔が形成された吸着ヘッドと、導電性ボールを供給
   する供給部と、ワークを位置決めする位置決め部と、前
   記吸着ヘッドを上下動させる上下動手段と、前記吸着ヘ
   ッドを供給部から位置決め部へ移動させる移動手段と、
   吸着ヘッドが移動する経路に設けられ吸着ヘッドの下面
   を観察するカメラとを備え、前記吸着ヘッドの下面が透
   光性材料より成り、吸着ヘッドの下面に真空吸着された
   導電性ボールが上方からの照明により、前記カメラによ
   って暗像として観察されることを特徴とする導電性ボー
   ルの搭載装置。
2. 【請求項２】導電性ボールの供給部に備えられた導電性
   ボールをワークに搭載する導電性ボールの搭載方法であ
   って、下面が透光性材料より成る吸着ヘッドの下面に前
   記供給部に備えられた導電性ボールを真空吸着してピッ
   クアップする工程と、この吸着ヘッドをカメラの上方に
   位置させる工程と、前記吸着ヘッドの下面に真空吸着さ
   れた導電性ボールを上方からの照明によりカメラによっ
   て暗像として観察する工程と、この観察結果に基づいて
   導電性ボールの有無を判定する工程とを含むことを特徴
   とする導電性ボールの搭載方法。