球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法、球状体搭載方法、球状体搭載済基板および電子部品搭載済基板
【課題】搭載対象体に対して球状体を確実に搭載させる。
【解決手段】半田ボール３００を吸着する第１吸気口２５ａが吸着面２２ａに形成された吸着ヘッド１１と、半田ボール３００が通過可能な挿通孔７１が形成されて吸着ヘッド１１による余剰な半田ボール３００の吸着を規制するマスク１７の上面１７ａと吸着面２２ａとが近接または接触している装着状態においてマスク１７の下面１７ｂ側から半田ボール３００を供給する供給部（本体部１００）とを備え、吸着ヘッド１１は、装着状態のマスク１７を吸着して吸着面２２ａに密着させる第２吸気口２６ａが吸着面２２ａに形成されて構成されている。
【解決手段】半田ボール３００を吸着する第１吸気口２５ａが吸着面２２ａに形成された吸着ヘッド１１と、半田ボール３００が通過可能な挿通孔７１が形成されて吸着ヘッド１１による余剰な半田ボール３００の吸着を規制するマスク１７の上面１７ａと吸着面２２ａとが近接または接触している装着状態においてマスク１７の下面１７ｂ側から半田ボール３００を供給する供給部（本体部１００）とを備え、吸着ヘッド１１は、装着状態のマスク１７を吸着して吸着面２２ａに密着させる第２吸気口２６ａが吸着面２２ａに形成されて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着面に形成された吸気口に球状体を吸着する吸着ヘッドを備えた球状体吸着装置、その球状体吸着装置を備えて球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載装置、吸着ヘッドに球状体を吸着させる球状体吸着方法、その球状体吸着方法によって吸着した球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載方法、その球状体搭載装置または球状体搭載方法を用いて製造される球状体搭載済基板、およびその球状体搭載済基板に電子部品が搭載された電子部品搭載済基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の球状体搭載装置として、特開２０１１−４０７０４号公報において出願人が開示した球状体搭載装置が知られている。この球状体搭載装置は、半田ボールを吸着する吸着ヘッド、半田ボールを保持する吸着保持部を有して半田ボールを吸着ヘッドに供給する供給部、整列用プレート、搬送機構および制御部などを備えて、半田ボールを基板の端子（搭載対象体）に搭載可能に構成されている。この球状体搭載装置では、搬送機構が、整列用プレートの配設位置に吸着ヘッドを搬送して吸着ヘッドの吸着面と整列用プレートとを接触させ、次いで、供給部が、吸着保持部で保持している半田ボールを整列用プレートに近接させた状態で整列用プレートに沿って移動する。この際に、半田ボールが吸着ヘッドの吸引力によって引き寄せられて吸着ヘッドに供給され、整列用プレートの各挿通孔を通って、吸着ヘッドの吸着面に形成されている各吸気口の縁部に１つずつ吸着される。続いて、搬送機構が、吸着ヘッドを整列用プレートから離反させて基板の配設位置に搬送し、次いで、吸着ヘッドが吸着を解除する。これにより、基板の端子に半田ボールが搭載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４０７０４号公報（第６−１１頁、第７−１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の球状体搭載装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この球状体搭載装置では、吸着ヘッドを整列用プレートの配設位置に搬送して吸着ヘッドの吸着面と整列用プレートの上面とを接触させ、その状態で半田ボールを供給している。この場合、図１８に示すように、整列用プレート５１７は、吸着ヘッド５１１の吸着面５２２ａにおける吸気孔５２５の縁部に吸着されている半田ボール３００の端部が整列用プレート５１７の下面５１７ｂからやや突出する程度の厚みに形成されており、吸着ヘッド５１１の吸着面５２２ａと整列用プレート５１７とが密着しているときには、吸気孔５２５の縁部に吸着されている半田ボール３００以外の半田ボール３００は、整列用プレート５１７の下面５１７ｂにおける挿通孔５７１の縁部に衝突することなく、例えば、同図に示す矢印の向きにスムーズに移動する。一方、図１９に示すように、例えば、吸着ヘッド５１１の吸着面５２２ａと整列用プレート５１７とが密着せずに両者の間に隙間が生じているときには、整列用プレート５１７の下面５１７ｂにおける挿通孔５７１の縁部が吸着ヘッド５１１に吸着されている半田ボール３００の端部よりも下側に位置することとなる。この状態のときには、挿通孔５７１の縁部に半田ボール３００が衝突し、この際に縁部から受ける反力が衝突した半田ボール３００を介して吸着ヘッド５１１に吸着されている半田ボール３００に加わり、この結果、吸着されている半田ボール３００が吸気孔５２５の縁部に押し付けられて変形して、吸着ヘッド５１１に固着することがある。このような固着した半田ボール３００は、吸着ヘッド５１１の吸着が解除されたとしても、吸着ヘッド５１１から離反しないおそれがあり、この結果、搭載対象体としての基板における各端子の一部に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、搭載対象体に対して球状体を確実に搭載させ得る球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法、その球状体搭載装置または球状体搭載方法を用いて製造される球状体搭載済基板、並びにその球状体搭載済基板を用いて製造される電子部品搭載済基板を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく請求項１記載の球状体吸着装置は、球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドと、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面と前記吸着面とが近接または接触している装着状態において当該マスクの他面側から前記球状体を供給する供給部とを備えた球状体吸着装置であって、前記吸着ヘッドは、前記装着状態のマスクを吸着して前記吸着面に密着させる第２吸気口が当該吸着面に形成されて構成されている。
【０００７】
また、請求項２記載の球状体吸着装置は、請求項１記載の球状体吸着装置において、前記第２吸気口は、前記吸着面における前記第１吸気口の形成領域を取り囲むように平面視枠状に形成されている。
【０００８】
また、請求項３記載の球状体吸着装置は、請求項１または２記載の球状体吸着装置において、前記吸着ヘッドは、前記吸着面側における前記第２吸気口の形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部が形成されて当該切り欠き部の形成部位が前記装着状態のマスクから離間するように構成されている。
【０００９】
また、請求項４記載の球状体搭載装置は、請求項１から３のいずれかに記載の球状体吸着装置と、当該球状体吸着装置の前記吸着ヘッドを前記球状体が供給される位置に搬送すると共に当該球状体を吸着している状態の前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する。
【００１０】
また、請求項５記載の球状体吸着方法は、球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドの当該吸着面と、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面とが近接または接触するように当該吸着ヘッドに当該マスクを装着し、当該装着状態のマスクの他面側から前記球状体を供給して当該球状体を前記吸着ヘッドに吸着させる球状体吸着方法であって、前記装着状態のマスクを吸着する第２吸気口が前記吸着面に形成された前記吸着ヘッドを用いて当該マスクを当該吸着面に密着させた状態で前記球状体を供給する。
【００１１】
また、請求項６記載の球状体搭載方法は、請求項５記載の球状体吸着方法で前記吸着ヘッドに前記球状体を吸着させ、当該球状体を吸着している前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送して当該球状体を前記搭載対象体に搭載する。
【００１２】
また、請求項７球状体搭載済基板は、請求項４記載の球状体搭載装置によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体が溶融されて当該端子に固着されている。
【００１３】
また、請求項８記載の球状体搭載済基板は、請求項６記載の球状体搭載方法によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体が溶融されて当該端子に固着されている。
【００１４】
さらに、請求項９記載の電子部品搭載済基板は、請求項７または８記載の球状体搭載済基板に固着された前記球状体の溶融体を介して接続された電子部品が当該球状体搭載済基板に搭載されている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の球状体吸着装置、請求項４記載の球状体搭載装置、請求項５記載の球状体吸着方法、および請求項６記載の球状体搭載方法では、吸着面に第２吸気口を形成した吸着ヘッドを用いて装着状態のマスクを吸着して吸着ヘッドの吸着面に密着させる。このため、吸着面とマスクとの間に隙間が生じて、マスクの他面における挿通孔の縁部が吸着ヘッドに吸着されている球状体の端部よりも下側に位置し、この結果、マスクの他面に沿って移動している球状体が挿通孔の縁部に衝突するおそれのある従来の構成および方法とは異なり、このような挿通孔の縁部に対する球状体の衝突を確実に回避して、吸着ヘッドにおける第１吸気口の縁部への球状体の固着を確実に防止することができる。したがって、この球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、例えば、搭載対象対としての基板の各端子に球状体を搭載する場合において、吸着ヘッドによる吸着が解除されたときに吸着ヘッドから全ての球状体を確実に離反させて、基板における全ての端子上に球状体を確実に搭載させることができる。
【００１６】
また、請求項２記載の球状体吸着装置によれば、第２吸気口が吸着面における第１吸気口の形成領域を取り囲むように平面視枠状に形成された吸着ヘッドを用いることにより、例えば、円形で小形の第２吸気口を第１吸気口の形成領域の周囲に点在させて形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法と比較して、第１吸気口の形成領域とマスクとをより確実に密着させることができる。
【００１７】
また、請求項３記載の球状体吸着装置によれば、吸着面側における第２吸気口の形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部が形成されて切り欠き部の形成部位が装着状態のマスクから離間するように構成された吸着ヘッドを用いることにより、切り欠き部が形成されていない構成と比較して、吸着ヘッドの吸着面とマスクとの接触面積を少なくすることができる結果、吸着ヘッドの吸着面とマスクとをより確実に密着させることができる。
【００１８】
また、請求項７および８記載の球状体搭載済基板では、上記の球状体搭載装置または上記の球状体搭載方法によって基板の端子上に搭載した球状体が溶融されて端子に固着されている。このため、この球状体搭載済基板では、基板の各端子上に過不足なく球状体が搭載される結果、球状体の溶融によって全ての端子上に球状体の溶融体が確実に固着される。
【００１９】
また、請求項９記載の電子部品搭載済基板では、上記の球状体搭載済基板に固着された球状体の溶融体を介して電子部品の端子が球状体搭載済基板の端子に接続されている。この場合、上記の球状体搭載済基板では、全ての端子上に球状体の溶融体が確実に固着されている。このため、この電子部品搭載済基板によれば、全ての電子部品の端子が球状体の溶融体を介して確実に基板の端子に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半田ボール搭載装置１の構成を示す構成図である。
【図２】半田ボール吸着装置２の構成を示す構成図である。
【図３】半田ボール吸着装置２の構成を示す断面図である。
【図４】吸着ヘッド１１の底板２２およびマスク１７の構成を示す断面図である。
【図５】吸着ヘッド１１を吸着面２２ａ側から見た平面図である。
【図６】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第１の説明図である。
【図７】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第２の説明図である。
【図８】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第３の説明図である。
【図９】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第４の説明図である。
【図１０】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第５の説明図である。
【図１１】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第６の説明図である。
【図１２】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第７の説明図である。
【図１３】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第８の説明図である。
【図１４】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第９の説明図である。
【図１５】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第１０の説明図である。
【図１６】半田搭載済基板６００の構成を示す断面図である。
【図１７】電子部品搭載済基板７００の構成を示す断面図である。
【図１８】従来の球状体吸着装置の動作を説明する第１の説明図である。
【図１９】従来の球状体吸着装置の動作を説明する第２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法、球状体搭載方法、球状体搭載済基板および電子部品搭載済基板の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２２】
最初に、図１に示す半田ボール搭載装置１の構成について説明する。半田ボール搭載装置１は、球状体搭載装置の一例であって、同図に示すように、半田ボール吸着装置２、搬送装置３および制御部４を備えて、球状体搭載方法に従い、球状体の一例としての微小な球状体である半田ボール（マイクロボール）３００（図３，４参照）を搭載対象体としての基板４００の端子４０１上に搭載（載置）可能に構成されている。
【００２３】
この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（図４参照）が８０μｍ程度の球状に構成されている。また、半田ボール３００は、図１６に示すように、半田ボール搭載装置１によって基板４００の各端子４０１上にそれぞれ搭載された後に加熱溶融されて、半球状（同図に示す半田３０１）となった状態で各端子４０１上に固着されてボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を構成し、これによって半田搭載済基板（球状体搭載済基板）６００が製造される。また、図１７に示すように、このようにして製造された半田搭載済基板６００には、集積回路等の電子部品７０１が搭載され、その電子部品７０１における図外の端子が半田搭載済基板６００の端子４０１上に固着された半田ボール３００（半田３０１）を介して端子４０１に接続され、これによって電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００２４】
半田ボール吸着装置２は、球状体吸着装置の一例であって、図２に示すように、吸着ヘッド１１、収容容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、移動機構１５、吸気機構１６およびマスク１７を備えて構成されて、球状体吸着方法に従って後述する供給処理および除去処理を実行して半田ボール３００を吸着する。この場合、収容容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、移動機構１５および吸気機構１６により、吸着ヘッド１１に半田ボール３００を供給する供給部が構成される。
【００２５】
吸着ヘッド１１は、図３に示すように、一例として、底板２２、側板２３および天板２４を備えて、内部に空隙２１が形成された箱状に構成されている。また、図４に示すように、吸着ヘッド１１の底板２２には、底板２２の外面（吸着面として機能する面であって、以下「吸着面２２ａ」ともいう）に開口すると共に空隙２１と連通する第１吸気孔２５が、底板２２の厚み方向に沿って複数（同図では、そのうちの１個のみを図示している）形成されている。なお、吸着面２２ａにおける第１吸気孔２５の開口部が第１吸気口（以下、「第１吸気口２５ａ」ともいう）に相当する。
【００２６】
この場合、図４に示すように、第１吸気孔２５（つまり、第１吸気口２５ａ）の直径Ｌ２は、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、８０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、図３に示すように、吸着ヘッド１１の天板２４には、空隙２１内の空気を排気するための排気孔２４ａが形成されている。この吸着ヘッド１１では、空隙２１内の空気の排気によって空隙２１内が負圧状態となり、それに伴って第１吸気口２５ａからの吸気が行われることにより、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの縁部に半田ボール３００を吸着することが可能となっている（図４参照）。
【００２７】
さらに、吸着ヘッド１１の底板２２には、図３，５に示すように、第２吸気口２６ａが形成されている。この場合、第２吸気口２６ａは、図５に示すように、吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視が矩形の枠状の溝に形成されている。また、第２吸気口２６ａには、図３，５に示すように、吸着ヘッド１１の底板２２および側板２３を貫通して形成された第２吸気孔２６が連通してしており、この第２吸気孔２６を介して吸気が行われることで、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面（一面）１７ａとが近接または接触している装着状態（図６参照）のマスク１７が吸着されて吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに密着させられる。
【００２８】
また、図３，５に示すように、吸着ヘッド１１は、底板２２（吸着面２２ａ側）における第２吸気口２６ａの形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部２２ｂが形成されて、図６に示すように、その切り欠き部２２ｂの形成部位が装着状態のマスク１７から離間するように段部に構成されている。
【００２９】
収容容器１２は、図３に示すように、その内面が断面半円状に湾曲した容器本体３１と、容器本体３１の両側部に配設された２枚の側壁（図示せず）とを備えて、容器本体３１および側壁によって形成される収容部１２ａ（同図参照）内に半田ボール３００を収容可能に構成されている。また、収容容器１２の開口部１２ｂ（同図参照）側には、側壁に両端部が支持されたワイパー３３が配設されている。また、側壁には、吸着保持部１３を回動可能に支持するためのベアリング（図示せず）が配設されている。この場合、収容容器１２は、後述する供給処理の実行時において開口部１２ｂがマスク１７の下面１７ｂ（吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ）に対向するように配設される。
【００３０】
吸着保持部１３は、図３に示すように、全体として直方体状に形成されると共に、基端部１３ｂ側から先端部１３ａに至る吸気経路１３ｃが内部に形成されて、収容容器１２の収容部１２ａ内に収容されている半田ボール３００をその先端部１３ａで吸着して保持可能に構成されている。また、吸着保持部１３の先端部１３ａには、通気性シート４３が取り付けられている。また、吸着保持部１３は、基端部１３ｂ側に配設された図外の軸および吸気管４２が収容容器１２の側壁に配設されたベアリングによって回転可能に支持されることで、収容容器１２の開口部１２ｂ側において基端部１３ｂを中心として回動可能に配設されている。
【００３１】
この場合、吸着保持部１３は、図３に示すように、先端部１３ａが収容容器１２の容器本体３１の底部側に対向しているときに、収容容器１２の収容部１２ａに収容されている半田ボール３００を先端部１３ａで吸着して保持する。また、吸着保持部１３は、後述する供給処理の実行時において、図８に示すように、半田ボール３００を保持している先端部１３ａがマスク１７の下面１７ｂ（吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ）に対向するように移動機構１５によって回動させられる。
【００３２】
吸引部１４は、図３に示すように、２枚の区画壁５１ａ，５１ｂを備えて構成されて、収容容器１２における２枚の側壁と区画壁５１ａ，５１ｂとによって形成される吸引経路１４ａ（同図参照）を介して半田ボール３００を吸引可能に構成されている。この場合、この半田ボール吸着装置２では、収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４が上記のように構成されることで、これらが一体に構成されている（以下、一体化された収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を全体として「本体部１００」ともいう）。
【００３３】
移動機構１５は、制御部４の制御に従い、本体部１００（収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４）の移動および吸着保持部１３の回動を行う。
【００３４】
吸気機構１６は、吸気管６１（図２参照）を介して、吸着ヘッド１１の排気孔２４ａ、吸着ヘッド１１の第２吸気孔２６、吸着保持部１３の吸気経路１３ｃに連通する吸気管４２、および吸引部１４の吸引経路１４ａに繋がれた吸気ポンプ（図示せず）を備えて構成されている。また、吸気機構１６は、排気孔２４ａと吸気ポンプとの間、第２吸気孔２６と吸気ポンプとの間、吸気管４２と吸気ポンプとの間、および吸引経路１４ａと吸気ポンプとの間（つまり、各吸気管６１の途中）にそれぞれ配設された電磁バルブ（図示せず）を備えて構成されている。この場合、吸気機構１６は、各電磁バルブが制御部４の制御に従って作動することにより、吸着ヘッド１１の空隙２１内を負圧状態とすることによる第１吸気口２５ａからの吸気、第２吸気孔２６に連通している第２吸気口２６ａからの吸気、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気、および吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気を個別に行うことが可能となっている。
【００３５】
マスク１７は、吸着ヘッド１１による余剰な半田ボール３００の吸着を規制する機能を有しており、本体部１００の配設位置の上方の位置（供給処理および除去処理が実行される位置）に配設されている。また、マスク１７には、図４に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａと上面１７ａとが接触（近接または接触の一例）している装着状態において吸着ヘッド１１の第１吸気口２５ａに対向する位置に挿通孔７１が形成されている。この場合、挿通孔７１の直径Ｌ４は、半田ボール３００が通過可能な９５μｍ程度に規定されている。また、同図に示すように、マスク１７の厚みＬ３は、装着状態において第１吸気口２５ａの縁部に吸着された半田ボール３００の端部が下面（他面）１７ｂからやや突出する７５μｍ程度に規定されている。
【００３６】
搬送装置３は、制御部４の制御に従い、半田ボール吸着装置２の吸着ヘッド１１をマスク１７の配設位置（半田ボール３００が供給される位置）に搬送すると共に、半田ボール３００を吸着している吸着ヘッド１１を基板４００の配設位置まで搬送する。
【００３７】
制御部４は、半田ボール吸着装置２の移動機構１５および吸気機構１６を制御すると共に、搬送装置３を制御する。
【００３８】
次に、半田ボール搭載装置１を用いて、球状体吸着方法に従って半田ボール吸着装置２に半田ボール３００を吸着させ、その半田ボール３００を基板４００に搭載する方法（球状体搭載方法）について、図面を参照して説明する。なお、基板４００における各端子４０１の表面には、半田フラックスが塗布されているものとする。
【００３９】
この半田ボール搭載装置１では、開始操作がされたときに、制御部４が、搬送装置３を制御して、図３に示すように、マスク１７の配設位置の上方に吸着ヘッド１１を搬送させる。次いで、制御部４は、搬送装置３を制御して、図６に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが接触（近接）するように吸着ヘッド１１を下降させて、吸着ヘッド１１に対してマスク１７を装着させる（装着状態とさせる）。
【００４０】
続いて、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、第２吸気孔２６に連通している第２吸気口２６ａからの吸気を開始させる。この際に、第２吸気口２６ａからの吸気に伴う吸引力よって装着状態のマスク１７が吸着ヘッド１１に吸着される。このため、例えば、マスク１７が湾曲していたとしても、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが確実に密着する（図６，１１参照）。
【００４１】
次いで、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、吸着ヘッド１１の排気孔２４ａからの吸気を開始させる。この際に、吸着ヘッド１１の空隙２１内が負圧状態となって第１吸気口２５ａからの吸気が開始される。また、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気、および吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気を開始させる。
【００４２】
続いて、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気に伴い、収容容器１２の収容部１２ａに収容されている半田ボール３００が吸着保持部１３の先端部１３ａに吸着されて保持される。次いで、制御部４は、移動機構１５を制御して、吸着保持部１３の基端部１３ｂに取り付けられている吸気管４２を回転させることにより、図７に示すように、基端部１３ｂを中心として吸着保持部１３を回動させる。この際に、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が吸着保持部１３の回動に伴い、収容容器１２の開口部１２ｂ側に移動させられる。また、開口部１２ｂ側に移動させられた半田ボール３００の一部が、開口部１２ｂ側に配設されているワイパー３３によって払い落とされる。このため、吸着ヘッド１１に供給される半田ボール３００の量（数）が適正な量に制限される。
【００４３】
続いて、制御部４は、図８に示すように、吸着保持部１３の先端部１３ａがマスク１７の下面１７ｂ（吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ）に対向した時点（吸着保持部１３が１８０°回動した時点）で、移動機構１５を制御して、吸気管４２の回転を停止させる。次いで、制御部４は、供給処理を実行する。この供給処理では、制御部４は、移動機構１５を制御して、図９に示すように、マスク１７の下面１７ｂに向けて本体部１００を移動させて、先端部１３ａをマスク１７の一端側（同図における左側）に近接させる。この際に、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちのマスク１７側（上部）に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の第１吸気口２５ａからの吸気に伴う吸引力によって吸着保持部１３の吸引力に抗して吸着ヘッド１１に引き寄せられて、吸着ヘッド１１に供給される。また、供給された半田ボール３００の一部が、第１吸気口２５ａに引き寄せられて、マスク１７の各挿通孔７１を通って吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの縁部に吸着される。
【００４４】
続いて、制御部４は、移動機構１５を制御して、図１０に示すように、先端部１３ａをマスク１７の下面１７ｂに近接させた状態で、本体部１００を下面１７ｂに沿ってマスク１７の他端側（同図における右側）に向けて（同図に矢印で示す方向に）移動させる。この際に、上記したように、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちのマスク１７側に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の吸引力によって吸着保持部１３の吸引力に抗して吸着ヘッド１１に引き寄せられて、吸着ヘッド１１に供給され、その一部がマスク１７の各挿通孔７１を通って吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの縁部に吸着される。このようにして、吸着保持部１３の先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が、吸着保持部１３の移動に伴って徐々に分散されつつ吸着ヘッド１１に供給されると共に、供給された半田ボール３００の一部が吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける各第１吸気口２５ａの縁部に１つずつ吸着される。
【００４５】
ここで、吸着ヘッド１１がマスク１７を吸着していない従来の構成では、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが密着せずに両者の間に隙間が生じることがある。このような隙間が生じているときには、下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部が吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の端部よりも下側に位置し、この結果、下面１７ｂに沿って移動している半田ボール３００が下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部に衝突する。この際には、縁部から受ける反力が衝突した半田ボール３００を介して吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００に加わり、この結果、吸着されている半田ボール３００が第１吸気口２５ａの縁部に押し付けられて変形し、吸着ヘッド１１に固着することがある。
【００４６】
これに対して、この半田ボール吸着装置２では、図１１に示すように、第２吸気口２６ａからの吸気によって吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにマスク１７が吸着されて、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが密着している。このため、この半田ボール吸着装置２では、下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部に対して半田ボール３００が衝突する事態が確実に回避されて、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａの縁部への半田ボール３００の固着が確実に防止される。
【００４７】
また、この半田ボール吸着装置２では、第２吸気口２６ａが吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視枠状に形成されている（図５参照）。このため、例えば、円形で小形の第２吸気口２６ａを第１吸気口２５ａの形成領域Ｆの周囲に点在させて形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法と比較して、第１吸気口２５ａの形成領域Ｆとマスク１７とをより確実に密着させることが可能となっている。
【００４８】
さらに、この半田ボール吸着装置２では、吸着ヘッド１１における底板２２の外周部分に切り欠き部２２ｂが形成されて、切り欠き部２２ｂの形成部位が装着状態のマスク１７から離間するように段部に構成されている。このため、この半田ボール吸着装置２では、切り欠き部２２ｂが形成されていない構成と比較して、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとの接触面積を少なくすることができる結果、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとを一層確実に密着させることが可能となっている。
【００４９】
一方、半田ボール３００は、上記したように微小なため、静電気や分子間力による半田ボール３００同士が互いに引き合う力が半田ボールの重量に対して相対的に大きくなっている。このため、図１１に示すように、第１吸気口２５ａの縁部に吸着された搭載対象の半田ボール３００に、他の余剰な半田ボール３００が付着する。この場合、この半田ボール吸着装置２では、上記したように、マスク１７の厚みＬ３が半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや薄い７５μｍ程度に規定され、挿通孔７１の直径Ｌ４が、半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや大きい９５μｍ程度に規定されている。このため、搭載対象の半田ボール３００だけが挿通孔７１内に収容され、余剰な半田ボール３００は、挿通孔７１の下面１７ｂよりも外側（下側）に位置している。また、この半田ボール吸着装置２では、上記したように、吸着保持部１３の先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が徐々に分散されつつ供給されるため、半田ボール３００の過剰な供給が防止されて、余剰な半田ボール３００の付着が抑えられている。
【００５０】
次いで、制御部４は、除去処理を実行する。この除去処理では、制御部４は、移動機構１５を制御して、図１２に示すように、本体部１００をマスク１７の下面１７ｂに沿って同図に矢印で示す方向にさらに移動させる。この際に、同図に示すように、吸着保持部１３に続いて吸引部１４が移動させられて、吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気によって余剰な半田ボール３００が吸引される。このため、搭載対象の半田ボール３００と余剰な半田ボール３００とが互いに強く引き合っていたとしても、余剰な半田ボール３００の全てが搭載対象の半田ボール３００から強制的に引き離されて吸着ヘッド１１またはマスク１７から確実に除去される。
【００５１】
次いで、制御部４は、搬送装置３を制御して、図１３に示すように、吸着ヘッド１１がマスク１７から離反するように、吸着ヘッド１１を同図に示す矢印の向き（上方への向き）に移動させる。続いて、制御部４は、搬送装置３を制御して、吸着ヘッド１１を基板４００の配設位置に搬送させ、次いで、図１４に示すように、吸着ヘッド１１によって吸着されている半田ボール３００が基板４００における端子４０１の表面に接触するように吸着ヘッド１１を基板４００に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させる。
【００５２】
続いて、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａからの吸気を停止させる。この際に、図１５に示すように、吸着ヘッド１１による吸着が解除されて、半田ボール３００が基板４００における端子４０１上（端子４０１の表面に塗布されている半田フラックスの上）に搭載される。次いで、制御部４は、搬送装置３を制御して、同図に示すように、吸着ヘッド１１を上方に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させた後に、初期位置に搬送させる。以上により、基板４００への半田ボール３００の搭載が完了する。
【００５３】
この場合、この半田ボール吸着装置２では、上記した供給処理を実行することで半田ボール３００の過剰な供給が防止されると共に、上記した除去処理を実行することで余剰な半田ボール３００が確実に除去されている。このため、この半田ボール搭載装置１では、余剰な半田ボール３００の基板４００への搭載（つまり、基板４００に対する半田ボール３００の過剰な搭載）が確実に防止される。
【００５４】
また、この半田ボール吸着装置２では、上記したように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにマスク１７を吸着して両者を密着させることで、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａの縁部への半田ボール３００の固着が確実に防止されている。このため、この半田ボール搭載装置１では、吸着ヘッド１１による吸着が解除されたときに吸着ヘッド１１から半田ボール３００が離反せずに、基板４００における各端子４０１の一部に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態が確実に防止される。
【００５５】
一方、半田ボール３００の搭載が完了した基板４００は、図外の取り出し装置によって取り出されて、図外の搭載状態検査装置に搬送され、搭載状態検査装置によって半田ボール３００が過不足なく搭載されているか否かの搭載状態検査が行われる。この場合、搭載状態検査において不良と判別された基板４００は、不良品のストック場所に搬送される。また、搭載状態検査において良好と判別された基板４００は、図外のリフロー処理装置に搬送されて、リフロー処理装置によってリフロー処理（溶融処理）が行われることにより、図１６に示すように、基板４００の端子４０１に搭載された各半田ボール３００が溶融されて半球状（同図に示す半田３０１：溶融体の一例）となった状態で、基板４００の表面（図外の端子上）に固着する。また、固着された半田３０１によって基板４００上にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）が構成される。以上により、同図に示すように、半田搭載済基板（球状体搭載済基板）６００が製造される。
【００５６】
続いて、半田搭載済基板６００は、図外の電子部品搭載装置に搬送され、次いで、電子部品搭載装置によって半田搭載済基板６００に電子部品７０１が搭載される。続いて、例えばリフロー処理により、半田搭載済基板６００における基板４００の端子４０１に固着された半田ボール３００（半田３０１）が溶融されることで、搭載された電子部品７０１における図外の端子が、溶融された半田ボール３００（半田３０１）を介して基板４００の端子４０１に接続される。これにより、図１７に示すように、電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００５７】
このように、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法では、吸着面２２ａに第２吸気口２６ａを形成した吸着ヘッド１１を用いて装着状態のマスク１７を吸着して吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに密着させる。このため、吸着面２２ａとマスク１７との間に隙間が生じて、マスク１７の下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部が吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の端部よりも下側に位置し、この結果、マスク１７の下面１７ｂに沿って移動している半田ボール３００が挿通孔７１の縁部に衝突するおそれのある従来の構成および方法とは異なり、このような挿通孔７１の縁部に対する半田ボール３００の衝突を確実に回避して、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａの縁部への半田ボール３００の固着を確実に防止することができる。したがって、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、吸着ヘッド１１による吸着が解除されたときに吸着ヘッド１１から全ての半田ボール３００を確実に離反させて、基板４００における全ての端子４０１上に半田ボール３００を確実に搭載させることができる。
【００５８】
また、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、第２吸気口２６ａが吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視枠状に形成された吸着ヘッド１１を用いることにより、例えば、円形で小形の第２吸気口２６ａを第１吸気口２５ａの形成領域Ｆの周囲に点在させて形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法と比較して、第１吸気口２５ａの形成領域Ｆとマスク１７とをより確実に密着させることができる。
【００５９】
また、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、吸着面２２ａ側における第２吸気口２６ａの形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部２２ｂが形成されて切り欠き部２２ｂの形成部位が装着状態のマスク１７から離間するように段部に構成された吸着ヘッド１１を用いることにより、切り欠き部２２ｂが形成されていない構成と比較して、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７との接触面積を少なくすることができる結果、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７とをより確実に密着させることができる。
【００６０】
また、この半田搭載済基板６００では、上記の半田ボール搭載装置１を用いて上記の球状体搭載方法によって基板４００の端子４０１上に搭載した半田ボール３００が溶融されて端子４０１に固着されている。このため、この半田搭載済基板６００では、基板４００の各端子４０１上に過不足なく半田ボール３００が搭載される結果、半田ボール３００の溶融によって全ての端子４０１上に半田３０１が確実に固着される。
【００６１】
また、この電子部品搭載済基板７００では、上記の半田搭載済基板６００に固着された半田３０１を介して電子部品７０１の端子が半田搭載済基板６００の端子４０１に接続されている。この場合、上記の半田搭載済基板６００では、全ての端子４０１上に半田３０１が確実に固着されている。このため、この電子部品搭載済基板７００によれば、全ての電子部品７０１の端子が半田３０１を介して確実に端子４０１に接続される。
【００６２】
なお、球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、底板２２の外周部分に切り欠き部２２ｂを形成した吸着ヘッド１１を採用した例について上記したが、切り欠き部２２ｂが形成されていない吸着ヘッド１１を採用することもできる。また、第２吸気口２６ａが吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視枠状に形成された吸着ヘッド１１を用いる構成および方法について上記したが、これに限定されない。例えば、円形、楕円形および多角形などの平面視が任意の形状の１または複数の第２吸気口２６ａを吸着面２２ａに形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法を採用することもできる。
【００６３】
また、収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を一体に構成した本体部１００を用いる構成および方法について上記したが、別体にした収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を用いて、これらを個別に駆動する構成および方法を採用することもできる。また、収容容器１２および吸着保持部１３を一体に構成すると共に、吸引部１４を別体に構成し、一体に構成した収容容器１２および吸着保持部１３と、別体に構成した吸引部１４とを個別に駆動する構成および方法を採用することもできる。
【００６４】
また、静止状態の吸着ヘッド１１およびマスク１７に対して本体部１００を移動させて供給処理および吸引処理を実行する構成および方法について上記したが、静止状態の本体部１００に対して吸着ヘッド１１およびマスク１７を移動させて供給処理および吸引処理を実行する構成および方法を採用することもできる。また、吸着ヘッド１１およびマスク１７と本体部１００との双方を移動させて供給処理および吸引処理を実行する構成および方法を採用することもできる。
【００６５】
さらに、収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を別体にしたときには、収容容器１２および吸着保持部１３の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて吸着保持部１３に半田ボール３００を保持させた後に、吸着ヘッド１１および吸着保持部１３の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて供給処理を行い、吸着ヘッド１１および吸引部１４の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて吸引処理を行う構成および方法を採用することができる。また、収容容器１２および吸着保持部１３を一体に構成すると共に（以下、両者による構成体を「一体構成体」という）、吸引部１４を別体に構成したときには、吸着ヘッド１１および一体構成体の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて供給処理を行い、吸着ヘッド１１および吸引部１４の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて吸引処理を行う構成および方法を採用することができる。
【００６６】
また、基板４００における端子４０１の表面に塗布した半田フラックス上に半田ボール３００を載置する構成に代えて、吸着ヘッド１１によって吸着された半田ボール３００の先端部をトレイに収容した半田フラックスに浸してその先端部に半田フラックスを付着させた後に、半田フラックスが塗布されていない基板４００の上にその半田ボール３００を載置する構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 半田ボール搭載装置
２ 半田ボール吸着装置
３ 搬送装置
１１ 吸着ヘッド
１７ マスク
１７ａ 上面
２２ａ 吸着面
２２ｂ 切り欠き部
２５ａ 第１吸気口
２６ａ 第２吸気口
７１ 挿通孔
３００ 半田ボール
３０１ 半田
４００ 基板
４０１ 端子
６００ 半田搭載済基板
７０１ 電子部品
Ｆ 形成領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着面に形成された吸気口に球状体を吸着する吸着ヘッドを備えた球状体吸着装置、その球状体吸着装置を備えて球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載装置、吸着ヘッドに球状体を吸着させる球状体吸着方法、その球状体吸着方法によって吸着した球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載方法、その球状体搭載装置または球状体搭載方法を用いて製造される球状体搭載済基板、およびその球状体搭載済基板に電子部品が搭載された電子部品搭載済基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の球状体搭載装置として、特開２０１１−４０７０４号公報において出願人が開示した球状体搭載装置が知られている。この球状体搭載装置は、半田ボールを吸着する吸着ヘッド、半田ボールを保持する吸着保持部を有して半田ボールを吸着ヘッドに供給する供給部、整列用プレート、搬送機構および制御部などを備えて、半田ボールを基板の端子（搭載対象体）に搭載可能に構成されている。この球状体搭載装置では、搬送機構が、整列用プレートの配設位置に吸着ヘッドを搬送して吸着ヘッドの吸着面と整列用プレートとを接触させ、次いで、供給部が、吸着保持部で保持している半田ボールを整列用プレートに近接させた状態で整列用プレートに沿って移動する。この際に、半田ボールが吸着ヘッドの吸引力によって引き寄せられて吸着ヘッドに供給され、整列用プレートの各挿通孔を通って、吸着ヘッドの吸着面に形成されている各吸気口の縁部に１つずつ吸着される。続いて、搬送機構が、吸着ヘッドを整列用プレートから離反させて基板の配設位置に搬送し、次いで、吸着ヘッドが吸着を解除する。これにより、基板の端子に半田ボールが搭載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４０７０４号公報（第６−１１頁、第７−１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の球状体搭載装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この球状体搭載装置では、吸着ヘッドを整列用プレートの配設位置に搬送して吸着ヘッドの吸着面と整列用プレートの上面とを接触させ、その状態で半田ボールを供給している。この場合、図１８に示すように、整列用プレート５１７は、吸着ヘッド５１１の吸着面５２２ａにおける吸気孔５２５の縁部に吸着されている半田ボール３００の端部が整列用プレート５１７の下面５１７ｂからやや突出する程度の厚みに形成されており、吸着ヘッド５１１の吸着面５２２ａと整列用プレート５１７とが密着しているときには、吸気孔５２５の縁部に吸着されている半田ボール３００以外の半田ボール３００は、整列用プレート５１７の下面５１７ｂにおける挿通孔５７１の縁部に衝突することなく、例えば、同図に示す矢印の向きにスムーズに移動する。一方、図１９に示すように、例えば、吸着ヘッド５１１の吸着面５２２ａと整列用プレート５１７とが密着せずに両者の間に隙間が生じているときには、整列用プレート５１７の下面５１７ｂにおける挿通孔５７１の縁部が吸着ヘッド５１１に吸着されている半田ボール３００の端部よりも下側に位置することとなる。この状態のときには、挿通孔５７１の縁部に半田ボール３００が衝突し、この際に縁部から受ける反力が衝突した半田ボール３００を介して吸着ヘッド５１１に吸着されている半田ボール３００に加わり、この結果、吸着されている半田ボール３００が吸気孔５２５の縁部に押し付けられて変形して、吸着ヘッド５１１に固着することがある。このような固着した半田ボール３００は、吸着ヘッド５１１の吸着が解除されたとしても、吸着ヘッド５１１から離反しないおそれがあり、この結果、搭載対象体としての基板における各端子の一部に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、搭載対象体に対して球状体を確実に搭載させ得る球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法、その球状体搭載装置または球状体搭載方法を用いて製造される球状体搭載済基板、並びにその球状体搭載済基板を用いて製造される電子部品搭載済基板を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく請求項１記載の球状体吸着装置は、球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドと、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面と前記吸着面とが近接または接触している装着状態において当該マスクの他面側から前記球状体を供給する供給部とを備えた球状体吸着装置であって、前記吸着ヘッドは、前記装着状態のマスクを吸着して前記吸着面に密着させる第２吸気口が当該吸着面に形成されて構成されている。
【０００７】
また、請求項２記載の球状体吸着装置は、請求項１記載の球状体吸着装置において、前記第２吸気口は、前記吸着面における前記第１吸気口の形成領域を取り囲むように平面視枠状に形成されている。
【０００８】
また、請求項３記載の球状体吸着装置は、請求項１または２記載の球状体吸着装置において、前記吸着ヘッドは、前記吸着面側における前記第２吸気口の形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部が形成されて当該切り欠き部の形成部位が前記装着状態のマスクから離間するように構成されている。
【０００９】
また、請求項４記載の球状体搭載装置は、請求項１から３のいずれかに記載の球状体吸着装置と、当該球状体吸着装置の前記吸着ヘッドを前記球状体が供給される位置に搬送すると共に当該球状体を吸着している状態の前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する。
【００１０】
また、請求項５記載の球状体吸着方法は、球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドの当該吸着面と、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面とが近接または接触するように当該吸着ヘッドに当該マスクを装着し、当該装着状態のマスクの他面側から前記球状体を供給して当該球状体を前記吸着ヘッドに吸着させる球状体吸着方法であって、前記装着状態のマスクを吸着する第２吸気口が前記吸着面に形成された前記吸着ヘッドを用いて当該マスクを当該吸着面に密着させた状態で前記球状体を供給する。
【００１１】
また、請求項６記載の球状体搭載方法は、請求項５記載の球状体吸着方法で前記吸着ヘッドに前記球状体を吸着させ、当該球状体を吸着している前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送して当該球状体を前記搭載対象体に搭載する。
【００１２】
また、請求項７球状体搭載済基板は、請求項４記載の球状体搭載装置によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体が溶融されて当該端子に固着されている。
【００１３】
また、請求項８記載の球状体搭載済基板は、請求項６記載の球状体搭載方法によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体が溶融されて当該端子に固着されている。
【００１４】
さらに、請求項９記載の電子部品搭載済基板は、請求項７または８記載の球状体搭載済基板に固着された前記球状体の溶融体を介して接続された電子部品が当該球状体搭載済基板に搭載されている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の球状体吸着装置、請求項４記載の球状体搭載装置、請求項５記載の球状体吸着方法、および請求項６記載の球状体搭載方法では、吸着面に第２吸気口を形成した吸着ヘッドを用いて装着状態のマスクを吸着して吸着ヘッドの吸着面に密着させる。このため、吸着面とマスクとの間に隙間が生じて、マスクの他面における挿通孔の縁部が吸着ヘッドに吸着されている球状体の端部よりも下側に位置し、この結果、マスクの他面に沿って移動している球状体が挿通孔の縁部に衝突するおそれのある従来の構成および方法とは異なり、このような挿通孔の縁部に対する球状体の衝突を確実に回避して、吸着ヘッドにおける第１吸気口の縁部への球状体の固着を確実に防止することができる。したがって、この球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、例えば、搭載対象対としての基板の各端子に球状体を搭載する場合において、吸着ヘッドによる吸着が解除されたときに吸着ヘッドから全ての球状体を確実に離反させて、基板における全ての端子上に球状体を確実に搭載させることができる。
【００１６】
また、請求項２記載の球状体吸着装置によれば、第２吸気口が吸着面における第１吸気口の形成領域を取り囲むように平面視枠状に形成された吸着ヘッドを用いることにより、例えば、円形で小形の第２吸気口を第１吸気口の形成領域の周囲に点在させて形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法と比較して、第１吸気口の形成領域とマスクとをより確実に密着させることができる。
【００１７】
また、請求項３記載の球状体吸着装置によれば、吸着面側における第２吸気口の形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部が形成されて切り欠き部の形成部位が装着状態のマスクから離間するように構成された吸着ヘッドを用いることにより、切り欠き部が形成されていない構成と比較して、吸着ヘッドの吸着面とマスクとの接触面積を少なくすることができる結果、吸着ヘッドの吸着面とマスクとをより確実に密着させることができる。
【００１８】
また、請求項７および８記載の球状体搭載済基板では、上記の球状体搭載装置または上記の球状体搭載方法によって基板の端子上に搭載した球状体が溶融されて端子に固着されている。このため、この球状体搭載済基板では、基板の各端子上に過不足なく球状体が搭載される結果、球状体の溶融によって全ての端子上に球状体の溶融体が確実に固着される。
【００１９】
また、請求項９記載の電子部品搭載済基板では、上記の球状体搭載済基板に固着された球状体の溶融体を介して電子部品の端子が球状体搭載済基板の端子に接続されている。この場合、上記の球状体搭載済基板では、全ての端子上に球状体の溶融体が確実に固着されている。このため、この電子部品搭載済基板によれば、全ての電子部品の端子が球状体の溶融体を介して確実に基板の端子に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半田ボール搭載装置１の構成を示す構成図である。
【図２】半田ボール吸着装置２の構成を示す構成図である。
【図３】半田ボール吸着装置２の構成を示す断面図である。
【図４】吸着ヘッド１１の底板２２およびマスク１７の構成を示す断面図である。
【図５】吸着ヘッド１１を吸着面２２ａ側から見た平面図である。
【図６】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第１の説明図である。
【図７】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第２の説明図である。
【図８】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第３の説明図である。
【図９】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第４の説明図である。
【図１０】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第５の説明図である。
【図１１】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第６の説明図である。
【図１２】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第７の説明図である。
【図１３】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第８の説明図である。
【図１４】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第９の説明図である。
【図１５】半田ボール搭載装置１の動作を説明する第１０の説明図である。
【図１６】半田搭載済基板６００の構成を示す断面図である。
【図１７】電子部品搭載済基板７００の構成を示す断面図である。
【図１８】従来の球状体吸着装置の動作を説明する第１の説明図である。
【図１９】従来の球状体吸着装置の動作を説明する第２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法、球状体搭載方法、球状体搭載済基板および電子部品搭載済基板の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２２】
最初に、図１に示す半田ボール搭載装置１の構成について説明する。半田ボール搭載装置１は、球状体搭載装置の一例であって、同図に示すように、半田ボール吸着装置２、搬送装置３および制御部４を備えて、球状体搭載方法に従い、球状体の一例としての微小な球状体である半田ボール（マイクロボール）３００（図３，４参照）を搭載対象体としての基板４００の端子４０１上に搭載（載置）可能に構成されている。
【００２３】
この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（図４参照）が８０μｍ程度の球状に構成されている。また、半田ボール３００は、図１６に示すように、半田ボール搭載装置１によって基板４００の各端子４０１上にそれぞれ搭載された後に加熱溶融されて、半球状（同図に示す半田３０１）となった状態で各端子４０１上に固着されてボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を構成し、これによって半田搭載済基板（球状体搭載済基板）６００が製造される。また、図１７に示すように、このようにして製造された半田搭載済基板６００には、集積回路等の電子部品７０１が搭載され、その電子部品７０１における図外の端子が半田搭載済基板６００の端子４０１上に固着された半田ボール３００（半田３０１）を介して端子４０１に接続され、これによって電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００２４】
半田ボール吸着装置２は、球状体吸着装置の一例であって、図２に示すように、吸着ヘッド１１、収容容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、移動機構１５、吸気機構１６およびマスク１７を備えて構成されて、球状体吸着方法に従って後述する供給処理および除去処理を実行して半田ボール３００を吸着する。この場合、収容容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、移動機構１５および吸気機構１６により、吸着ヘッド１１に半田ボール３００を供給する供給部が構成される。
【００２５】
吸着ヘッド１１は、図３に示すように、一例として、底板２２、側板２３および天板２４を備えて、内部に空隙２１が形成された箱状に構成されている。また、図４に示すように、吸着ヘッド１１の底板２２には、底板２２の外面（吸着面として機能する面であって、以下「吸着面２２ａ」ともいう）に開口すると共に空隙２１と連通する第１吸気孔２５が、底板２２の厚み方向に沿って複数（同図では、そのうちの１個のみを図示している）形成されている。なお、吸着面２２ａにおける第１吸気孔２５の開口部が第１吸気口（以下、「第１吸気口２５ａ」ともいう）に相当する。
【００２６】
この場合、図４に示すように、第１吸気孔２５（つまり、第１吸気口２５ａ）の直径Ｌ２は、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、８０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、図３に示すように、吸着ヘッド１１の天板２４には、空隙２１内の空気を排気するための排気孔２４ａが形成されている。この吸着ヘッド１１では、空隙２１内の空気の排気によって空隙２１内が負圧状態となり、それに伴って第１吸気口２５ａからの吸気が行われることにより、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの縁部に半田ボール３００を吸着することが可能となっている（図４参照）。
【００２７】
さらに、吸着ヘッド１１の底板２２には、図３，５に示すように、第２吸気口２６ａが形成されている。この場合、第２吸気口２６ａは、図５に示すように、吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視が矩形の枠状の溝に形成されている。また、第２吸気口２６ａには、図３，５に示すように、吸着ヘッド１１の底板２２および側板２３を貫通して形成された第２吸気孔２６が連通してしており、この第２吸気孔２６を介して吸気が行われることで、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面（一面）１７ａとが近接または接触している装着状態（図６参照）のマスク１７が吸着されて吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに密着させられる。
【００２８】
また、図３，５に示すように、吸着ヘッド１１は、底板２２（吸着面２２ａ側）における第２吸気口２６ａの形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部２２ｂが形成されて、図６に示すように、その切り欠き部２２ｂの形成部位が装着状態のマスク１７から離間するように段部に構成されている。
【００２９】
収容容器１２は、図３に示すように、その内面が断面半円状に湾曲した容器本体３１と、容器本体３１の両側部に配設された２枚の側壁（図示せず）とを備えて、容器本体３１および側壁によって形成される収容部１２ａ（同図参照）内に半田ボール３００を収容可能に構成されている。また、収容容器１２の開口部１２ｂ（同図参照）側には、側壁に両端部が支持されたワイパー３３が配設されている。また、側壁には、吸着保持部１３を回動可能に支持するためのベアリング（図示せず）が配設されている。この場合、収容容器１２は、後述する供給処理の実行時において開口部１２ｂがマスク１７の下面１７ｂ（吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ）に対向するように配設される。
【００３０】
吸着保持部１３は、図３に示すように、全体として直方体状に形成されると共に、基端部１３ｂ側から先端部１３ａに至る吸気経路１３ｃが内部に形成されて、収容容器１２の収容部１２ａ内に収容されている半田ボール３００をその先端部１３ａで吸着して保持可能に構成されている。また、吸着保持部１３の先端部１３ａには、通気性シート４３が取り付けられている。また、吸着保持部１３は、基端部１３ｂ側に配設された図外の軸および吸気管４２が収容容器１２の側壁に配設されたベアリングによって回転可能に支持されることで、収容容器１２の開口部１２ｂ側において基端部１３ｂを中心として回動可能に配設されている。
【００３１】
この場合、吸着保持部１３は、図３に示すように、先端部１３ａが収容容器１２の容器本体３１の底部側に対向しているときに、収容容器１２の収容部１２ａに収容されている半田ボール３００を先端部１３ａで吸着して保持する。また、吸着保持部１３は、後述する供給処理の実行時において、図８に示すように、半田ボール３００を保持している先端部１３ａがマスク１７の下面１７ｂ（吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ）に対向するように移動機構１５によって回動させられる。
【００３２】
吸引部１４は、図３に示すように、２枚の区画壁５１ａ，５１ｂを備えて構成されて、収容容器１２における２枚の側壁と区画壁５１ａ，５１ｂとによって形成される吸引経路１４ａ（同図参照）を介して半田ボール３００を吸引可能に構成されている。この場合、この半田ボール吸着装置２では、収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４が上記のように構成されることで、これらが一体に構成されている（以下、一体化された収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を全体として「本体部１００」ともいう）。
【００３３】
移動機構１５は、制御部４の制御に従い、本体部１００（収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４）の移動および吸着保持部１３の回動を行う。
【００３４】
吸気機構１６は、吸気管６１（図２参照）を介して、吸着ヘッド１１の排気孔２４ａ、吸着ヘッド１１の第２吸気孔２６、吸着保持部１３の吸気経路１３ｃに連通する吸気管４２、および吸引部１４の吸引経路１４ａに繋がれた吸気ポンプ（図示せず）を備えて構成されている。また、吸気機構１６は、排気孔２４ａと吸気ポンプとの間、第２吸気孔２６と吸気ポンプとの間、吸気管４２と吸気ポンプとの間、および吸引経路１４ａと吸気ポンプとの間（つまり、各吸気管６１の途中）にそれぞれ配設された電磁バルブ（図示せず）を備えて構成されている。この場合、吸気機構１６は、各電磁バルブが制御部４の制御に従って作動することにより、吸着ヘッド１１の空隙２１内を負圧状態とすることによる第１吸気口２５ａからの吸気、第２吸気孔２６に連通している第２吸気口２６ａからの吸気、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気、および吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気を個別に行うことが可能となっている。
【００３５】
マスク１７は、吸着ヘッド１１による余剰な半田ボール３００の吸着を規制する機能を有しており、本体部１００の配設位置の上方の位置（供給処理および除去処理が実行される位置）に配設されている。また、マスク１７には、図４に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａと上面１７ａとが接触（近接または接触の一例）している装着状態において吸着ヘッド１１の第１吸気口２５ａに対向する位置に挿通孔７１が形成されている。この場合、挿通孔７１の直径Ｌ４は、半田ボール３００が通過可能な９５μｍ程度に規定されている。また、同図に示すように、マスク１７の厚みＬ３は、装着状態において第１吸気口２５ａの縁部に吸着された半田ボール３００の端部が下面（他面）１７ｂからやや突出する７５μｍ程度に規定されている。
【００３６】
搬送装置３は、制御部４の制御に従い、半田ボール吸着装置２の吸着ヘッド１１をマスク１７の配設位置（半田ボール３００が供給される位置）に搬送すると共に、半田ボール３００を吸着している吸着ヘッド１１を基板４００の配設位置まで搬送する。
【００３７】
制御部４は、半田ボール吸着装置２の移動機構１５および吸気機構１６を制御すると共に、搬送装置３を制御する。
【００３８】
次に、半田ボール搭載装置１を用いて、球状体吸着方法に従って半田ボール吸着装置２に半田ボール３００を吸着させ、その半田ボール３００を基板４００に搭載する方法（球状体搭載方法）について、図面を参照して説明する。なお、基板４００における各端子４０１の表面には、半田フラックスが塗布されているものとする。
【００３９】
この半田ボール搭載装置１では、開始操作がされたときに、制御部４が、搬送装置３を制御して、図３に示すように、マスク１７の配設位置の上方に吸着ヘッド１１を搬送させる。次いで、制御部４は、搬送装置３を制御して、図６に示すように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが接触（近接）するように吸着ヘッド１１を下降させて、吸着ヘッド１１に対してマスク１７を装着させる（装着状態とさせる）。
【００４０】
続いて、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、第２吸気孔２６に連通している第２吸気口２６ａからの吸気を開始させる。この際に、第２吸気口２６ａからの吸気に伴う吸引力よって装着状態のマスク１７が吸着ヘッド１１に吸着される。このため、例えば、マスク１７が湾曲していたとしても、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが確実に密着する（図６，１１参照）。
【００４１】
次いで、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、吸着ヘッド１１の排気孔２４ａからの吸気を開始させる。この際に、吸着ヘッド１１の空隙２１内が負圧状態となって第１吸気口２５ａからの吸気が開始される。また、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気、および吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気を開始させる。
【００４２】
続いて、吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気に伴い、収容容器１２の収容部１２ａに収容されている半田ボール３００が吸着保持部１３の先端部１３ａに吸着されて保持される。次いで、制御部４は、移動機構１５を制御して、吸着保持部１３の基端部１３ｂに取り付けられている吸気管４２を回転させることにより、図７に示すように、基端部１３ｂを中心として吸着保持部１３を回動させる。この際に、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が吸着保持部１３の回動に伴い、収容容器１２の開口部１２ｂ側に移動させられる。また、開口部１２ｂ側に移動させられた半田ボール３００の一部が、開口部１２ｂ側に配設されているワイパー３３によって払い落とされる。このため、吸着ヘッド１１に供給される半田ボール３００の量（数）が適正な量に制限される。
【００４３】
続いて、制御部４は、図８に示すように、吸着保持部１３の先端部１３ａがマスク１７の下面１７ｂ（吸着ヘッド１１の吸着面２２ａ）に対向した時点（吸着保持部１３が１８０°回動した時点）で、移動機構１５を制御して、吸気管４２の回転を停止させる。次いで、制御部４は、供給処理を実行する。この供給処理では、制御部４は、移動機構１５を制御して、図９に示すように、マスク１７の下面１７ｂに向けて本体部１００を移動させて、先端部１３ａをマスク１７の一端側（同図における左側）に近接させる。この際に、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちのマスク１７側（上部）に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の第１吸気口２５ａからの吸気に伴う吸引力によって吸着保持部１３の吸引力に抗して吸着ヘッド１１に引き寄せられて、吸着ヘッド１１に供給される。また、供給された半田ボール３００の一部が、第１吸気口２５ａに引き寄せられて、マスク１７の各挿通孔７１を通って吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの縁部に吸着される。
【００４４】
続いて、制御部４は、移動機構１５を制御して、図１０に示すように、先端部１３ａをマスク１７の下面１７ｂに近接させた状態で、本体部１００を下面１７ｂに沿ってマスク１７の他端側（同図における右側）に向けて（同図に矢印で示す方向に）移動させる。この際に、上記したように、先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちのマスク１７側に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド１１の吸引力によって吸着保持部１３の吸引力に抗して吸着ヘッド１１に引き寄せられて、吸着ヘッド１１に供給され、その一部がマスク１７の各挿通孔７１を通って吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの縁部に吸着される。このようにして、吸着保持部１３の先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が、吸着保持部１３の移動に伴って徐々に分散されつつ吸着ヘッド１１に供給されると共に、供給された半田ボール３００の一部が吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにおける各第１吸気口２５ａの縁部に１つずつ吸着される。
【００４５】
ここで、吸着ヘッド１１がマスク１７を吸着していない従来の構成では、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが密着せずに両者の間に隙間が生じることがある。このような隙間が生じているときには、下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部が吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の端部よりも下側に位置し、この結果、下面１７ｂに沿って移動している半田ボール３００が下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部に衝突する。この際には、縁部から受ける反力が衝突した半田ボール３００を介して吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００に加わり、この結果、吸着されている半田ボール３００が第１吸気口２５ａの縁部に押し付けられて変形し、吸着ヘッド１１に固着することがある。
【００４６】
これに対して、この半田ボール吸着装置２では、図１１に示すように、第２吸気口２６ａからの吸気によって吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにマスク１７が吸着されて、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとが密着している。このため、この半田ボール吸着装置２では、下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部に対して半田ボール３００が衝突する事態が確実に回避されて、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａの縁部への半田ボール３００の固着が確実に防止される。
【００４７】
また、この半田ボール吸着装置２では、第２吸気口２６ａが吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視枠状に形成されている（図５参照）。このため、例えば、円形で小形の第２吸気口２６ａを第１吸気口２５ａの形成領域Ｆの周囲に点在させて形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法と比較して、第１吸気口２５ａの形成領域Ｆとマスク１７とをより確実に密着させることが可能となっている。
【００４８】
さらに、この半田ボール吸着装置２では、吸着ヘッド１１における底板２２の外周部分に切り欠き部２２ｂが形成されて、切り欠き部２２ｂの形成部位が装着状態のマスク１７から離間するように段部に構成されている。このため、この半田ボール吸着装置２では、切り欠き部２２ｂが形成されていない構成と比較して、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとの接触面積を少なくすることができる結果、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７の上面１７ａとを一層確実に密着させることが可能となっている。
【００４９】
一方、半田ボール３００は、上記したように微小なため、静電気や分子間力による半田ボール３００同士が互いに引き合う力が半田ボールの重量に対して相対的に大きくなっている。このため、図１１に示すように、第１吸気口２５ａの縁部に吸着された搭載対象の半田ボール３００に、他の余剰な半田ボール３００が付着する。この場合、この半田ボール吸着装置２では、上記したように、マスク１７の厚みＬ３が半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや薄い７５μｍ程度に規定され、挿通孔７１の直径Ｌ４が、半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや大きい９５μｍ程度に規定されている。このため、搭載対象の半田ボール３００だけが挿通孔７１内に収容され、余剰な半田ボール３００は、挿通孔７１の下面１７ｂよりも外側（下側）に位置している。また、この半田ボール吸着装置２では、上記したように、吸着保持部１３の先端部１３ａに保持されている半田ボール３００が徐々に分散されつつ供給されるため、半田ボール３００の過剰な供給が防止されて、余剰な半田ボール３００の付着が抑えられている。
【００５０】
次いで、制御部４は、除去処理を実行する。この除去処理では、制御部４は、移動機構１５を制御して、図１２に示すように、本体部１００をマスク１７の下面１７ｂに沿って同図に矢印で示す方向にさらに移動させる。この際に、同図に示すように、吸着保持部１３に続いて吸引部１４が移動させられて、吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気によって余剰な半田ボール３００が吸引される。このため、搭載対象の半田ボール３００と余剰な半田ボール３００とが互いに強く引き合っていたとしても、余剰な半田ボール３００の全てが搭載対象の半田ボール３００から強制的に引き離されて吸着ヘッド１１またはマスク１７から確実に除去される。
【００５１】
次いで、制御部４は、搬送装置３を制御して、図１３に示すように、吸着ヘッド１１がマスク１７から離反するように、吸着ヘッド１１を同図に示す矢印の向き（上方への向き）に移動させる。続いて、制御部４は、搬送装置３を制御して、吸着ヘッド１１を基板４００の配設位置に搬送させ、次いで、図１４に示すように、吸着ヘッド１１によって吸着されている半田ボール３００が基板４００における端子４０１の表面に接触するように吸着ヘッド１１を基板４００に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させる。
【００５２】
続いて、制御部４は、吸気機構１６の電磁バルブを制御して、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａからの吸気を停止させる。この際に、図１５に示すように、吸着ヘッド１１による吸着が解除されて、半田ボール３００が基板４００における端子４０１上（端子４０１の表面に塗布されている半田フラックスの上）に搭載される。次いで、制御部４は、搬送装置３を制御して、同図に示すように、吸着ヘッド１１を上方に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させた後に、初期位置に搬送させる。以上により、基板４００への半田ボール３００の搭載が完了する。
【００５３】
この場合、この半田ボール吸着装置２では、上記した供給処理を実行することで半田ボール３００の過剰な供給が防止されると共に、上記した除去処理を実行することで余剰な半田ボール３００が確実に除去されている。このため、この半田ボール搭載装置１では、余剰な半田ボール３００の基板４００への搭載（つまり、基板４００に対する半田ボール３００の過剰な搭載）が確実に防止される。
【００５４】
また、この半田ボール吸着装置２では、上記したように、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａにマスク１７を吸着して両者を密着させることで、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａの縁部への半田ボール３００の固着が確実に防止されている。このため、この半田ボール搭載装置１では、吸着ヘッド１１による吸着が解除されたときに吸着ヘッド１１から半田ボール３００が離反せずに、基板４００における各端子４０１の一部に半田ボール３００が搭載されない欠陥が生じる事態が確実に防止される。
【００５５】
一方、半田ボール３００の搭載が完了した基板４００は、図外の取り出し装置によって取り出されて、図外の搭載状態検査装置に搬送され、搭載状態検査装置によって半田ボール３００が過不足なく搭載されているか否かの搭載状態検査が行われる。この場合、搭載状態検査において不良と判別された基板４００は、不良品のストック場所に搬送される。また、搭載状態検査において良好と判別された基板４００は、図外のリフロー処理装置に搬送されて、リフロー処理装置によってリフロー処理（溶融処理）が行われることにより、図１６に示すように、基板４００の端子４０１に搭載された各半田ボール３００が溶融されて半球状（同図に示す半田３０１：溶融体の一例）となった状態で、基板４００の表面（図外の端子上）に固着する。また、固着された半田３０１によって基板４００上にボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）が構成される。以上により、同図に示すように、半田搭載済基板（球状体搭載済基板）６００が製造される。
【００５６】
続いて、半田搭載済基板６００は、図外の電子部品搭載装置に搬送され、次いで、電子部品搭載装置によって半田搭載済基板６００に電子部品７０１が搭載される。続いて、例えばリフロー処理により、半田搭載済基板６００における基板４００の端子４０１に固着された半田ボール３００（半田３０１）が溶融されることで、搭載された電子部品７０１における図外の端子が、溶融された半田ボール３００（半田３０１）を介して基板４００の端子４０１に接続される。これにより、図１７に示すように、電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００５７】
このように、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法では、吸着面２２ａに第２吸気口２６ａを形成した吸着ヘッド１１を用いて装着状態のマスク１７を吸着して吸着ヘッド１１の吸着面２２ａに密着させる。このため、吸着面２２ａとマスク１７との間に隙間が生じて、マスク１７の下面１７ｂにおける挿通孔７１の縁部が吸着ヘッド１１に吸着されている半田ボール３００の端部よりも下側に位置し、この結果、マスク１７の下面１７ｂに沿って移動している半田ボール３００が挿通孔７１の縁部に衝突するおそれのある従来の構成および方法とは異なり、このような挿通孔７１の縁部に対する半田ボール３００の衝突を確実に回避して、吸着ヘッド１１における第１吸気口２５ａの縁部への半田ボール３００の固着を確実に防止することができる。したがって、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、吸着ヘッド１１による吸着が解除されたときに吸着ヘッド１１から全ての半田ボール３００を確実に離反させて、基板４００における全ての端子４０１上に半田ボール３００を確実に搭載させることができる。
【００５８】
また、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、第２吸気口２６ａが吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視枠状に形成された吸着ヘッド１１を用いることにより、例えば、円形で小形の第２吸気口２６ａを第１吸気口２５ａの形成領域Ｆの周囲に点在させて形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法と比較して、第１吸気口２５ａの形成領域Ｆとマスク１７とをより確実に密着させることができる。
【００５９】
また、この半田ボール吸着装置２、半田ボール搭載装置１、球状体吸着方法および球状体搭載方法によれば、吸着面２２ａ側における第２吸気口２６ａの形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部２２ｂが形成されて切り欠き部２２ｂの形成部位が装着状態のマスク１７から離間するように段部に構成された吸着ヘッド１１を用いることにより、切り欠き部２２ｂが形成されていない構成と比較して、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７との接触面積を少なくすることができる結果、吸着ヘッド１１の吸着面２２ａとマスク１７とをより確実に密着させることができる。
【００６０】
また、この半田搭載済基板６００では、上記の半田ボール搭載装置１を用いて上記の球状体搭載方法によって基板４００の端子４０１上に搭載した半田ボール３００が溶融されて端子４０１に固着されている。このため、この半田搭載済基板６００では、基板４００の各端子４０１上に過不足なく半田ボール３００が搭載される結果、半田ボール３００の溶融によって全ての端子４０１上に半田３０１が確実に固着される。
【００６１】
また、この電子部品搭載済基板７００では、上記の半田搭載済基板６００に固着された半田３０１を介して電子部品７０１の端子が半田搭載済基板６００の端子４０１に接続されている。この場合、上記の半田搭載済基板６００では、全ての端子４０１上に半田３０１が確実に固着されている。このため、この電子部品搭載済基板７００によれば、全ての電子部品７０１の端子が半田３０１を介して確実に端子４０１に接続される。
【００６２】
なお、球状体吸着装置、球状体搭載装置、球状体吸着方法および球状体搭載方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、底板２２の外周部分に切り欠き部２２ｂを形成した吸着ヘッド１１を採用した例について上記したが、切り欠き部２２ｂが形成されていない吸着ヘッド１１を採用することもできる。また、第２吸気口２６ａが吸着面２２ａにおける第１吸気口２５ａの形成領域Ｆを取り囲むように平面視枠状に形成された吸着ヘッド１１を用いる構成および方法について上記したが、これに限定されない。例えば、円形、楕円形および多角形などの平面視が任意の形状の１または複数の第２吸気口２６ａを吸着面２２ａに形成した吸着ヘッドを用いる構成および方法を採用することもできる。
【００６３】
また、収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を一体に構成した本体部１００を用いる構成および方法について上記したが、別体にした収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を用いて、これらを個別に駆動する構成および方法を採用することもできる。また、収容容器１２および吸着保持部１３を一体に構成すると共に、吸引部１４を別体に構成し、一体に構成した収容容器１２および吸着保持部１３と、別体に構成した吸引部１４とを個別に駆動する構成および方法を採用することもできる。
【００６４】
また、静止状態の吸着ヘッド１１およびマスク１７に対して本体部１００を移動させて供給処理および吸引処理を実行する構成および方法について上記したが、静止状態の本体部１００に対して吸着ヘッド１１およびマスク１７を移動させて供給処理および吸引処理を実行する構成および方法を採用することもできる。また、吸着ヘッド１１およびマスク１７と本体部１００との双方を移動させて供給処理および吸引処理を実行する構成および方法を採用することもできる。
【００６５】
さらに、収容容器１２、吸着保持部１３および吸引部１４を別体にしたときには、収容容器１２および吸着保持部１３の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて吸着保持部１３に半田ボール３００を保持させた後に、吸着ヘッド１１および吸着保持部１３の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて供給処理を行い、吸着ヘッド１１および吸引部１４の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて吸引処理を行う構成および方法を採用することができる。また、収容容器１２および吸着保持部１３を一体に構成すると共に（以下、両者による構成体を「一体構成体」という）、吸引部１４を別体に構成したときには、吸着ヘッド１１および一体構成体の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて供給処理を行い、吸着ヘッド１１および吸引部１４の一方または双方（つまり、両者の１つ以上）を移動させて吸引処理を行う構成および方法を採用することができる。
【００６６】
また、基板４００における端子４０１の表面に塗布した半田フラックス上に半田ボール３００を載置する構成に代えて、吸着ヘッド１１によって吸着された半田ボール３００の先端部をトレイに収容した半田フラックスに浸してその先端部に半田フラックスを付着させた後に、半田フラックスが塗布されていない基板４００の上にその半田ボール３００を載置する構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 半田ボール搭載装置
２ 半田ボール吸着装置
３ 搬送装置
１１ 吸着ヘッド
１７ マスク
１７ａ 上面
２２ａ 吸着面
２２ｂ 切り欠き部
２５ａ 第１吸気口
２６ａ 第２吸気口
７１ 挿通孔
３００ 半田ボール
３０１ 半田
４００ 基板
４０１ 端子
６００ 半田搭載済基板
７０１ 電子部品
Ｆ 形成領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドと、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面と前記吸着面とが近接または接触している装着状態において当該マスクの他面側から前記球状体を供給する供給部とを備えた球状体吸着装置であって、
前記吸着ヘッドは、前記装着状態のマスクを吸着して前記吸着面に密着させる第２吸気口が当該吸着面に形成されて構成されている球状体吸着装置。
【請求項２】
前記第２吸気口は、前記吸着面における前記第１吸気口の形成領域を取り囲むように平面視枠状に形成されている請求項１記載の球状体吸着装置。
【請求項３】
前記吸着ヘッドは、前記吸着面側における前記第２吸気口の形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部が形成されて当該切り欠き部の形成部位が前記装着状態のマスクから離間するように構成されている請求項１または２記載の球状体吸着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の球状体吸着装置と、当該球状体吸着装置の前記吸着ヘッドを前記球状体が供給される位置に搬送すると共に当該球状体を吸着している状態の前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する球状体搭載装置。
【請求項５】
球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドの当該吸着面と、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面とが近接または接触するように当該吸着ヘッドに当該マスクを装着し、当該装着状態のマスクの他面側から前記球状体を供給して当該球状体を前記吸着ヘッドに吸着させる球状体吸着方法であって、
前記装着状態のマスクを吸着する第２吸気口が前記吸着面に形成された前記吸着ヘッドを用いて当該マスクを当該吸着面に密着させた状態で前記球状体を供給する球状体吸着方法。
【請求項６】
請求項５記載の球状体吸着方法で前記吸着ヘッドに前記球状体を吸着させ、当該球状体を吸着している前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送して当該球状体を前記搭載対象体に搭載する球状体搭載方法。
【請求項７】
請求項４記載の球状体搭載装置によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体を溶融して当該端子に固着させた球状体搭載済基板。
【請求項８】
請求項６記載の球状体搭載方法によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体を溶融して当該端子に固着させた球状体搭載済基板。
【請求項９】
請求項７または８記載の球状体搭載済基板に固着された前記球状体の溶融体を介して接続された電子部品が当該球状体搭載済基板に搭載されている電子部品搭載済基板。
【請求項１】
球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドと、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面と前記吸着面とが近接または接触している装着状態において当該マスクの他面側から前記球状体を供給する供給部とを備えた球状体吸着装置であって、
前記吸着ヘッドは、前記装着状態のマスクを吸着して前記吸着面に密着させる第２吸気口が当該吸着面に形成されて構成されている球状体吸着装置。
【請求項２】
前記第２吸気口は、前記吸着面における前記第１吸気口の形成領域を取り囲むように平面視枠状に形成されている請求項１記載の球状体吸着装置。
【請求項３】
前記吸着ヘッドは、前記吸着面側における前記第２吸気口の形成部位よりも外周側の部位に切り欠き部が形成されて当該切り欠き部の形成部位が前記装着状態のマスクから離間するように構成されている請求項１または２記載の球状体吸着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の球状体吸着装置と、当該球状体吸着装置の前記吸着ヘッドを前記球状体が供給される位置に搬送すると共に当該球状体を吸着している状態の前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送する搬送装置とを備えて、前記球状体を前記搭載対象体に搭載する球状体搭載装置。
【請求項５】
球状体を吸着する第１吸気口が吸着面に形成された吸着ヘッドの当該吸着面と、前記球状体が通過可能な挿通孔が形成されて前記吸着ヘッドによる余剰な当該球状体の吸着を規制するマスクの一面とが近接または接触するように当該吸着ヘッドに当該マスクを装着し、当該装着状態のマスクの他面側から前記球状体を供給して当該球状体を前記吸着ヘッドに吸着させる球状体吸着方法であって、
前記装着状態のマスクを吸着する第２吸気口が前記吸着面に形成された前記吸着ヘッドを用いて当該マスクを当該吸着面に密着させた状態で前記球状体を供給する球状体吸着方法。
【請求項６】
請求項５記載の球状体吸着方法で前記吸着ヘッドに前記球状体を吸着させ、当該球状体を吸着している前記吸着ヘッドを搭載対象体の配設位置まで搬送して当該球状体を前記搭載対象体に搭載する球状体搭載方法。
【請求項７】
請求項４記載の球状体搭載装置によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体を溶融して当該端子に固着させた球状体搭載済基板。
【請求項８】
請求項６記載の球状体搭載方法によって前記搭載対象体としての基板の端子に搭載された前記球状体を溶融して当該端子に固着させた球状体搭載済基板。
【請求項９】
請求項７または８記載の球状体搭載済基板に固着された前記球状体の溶融体を介して接続された電子部品が当該球状体搭載済基板に搭載されている電子部品搭載済基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２４４０２１（Ｐ２０１２−２４４０２１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４２７３（Ｐ２０１１−１１４２７３）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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