球状体搭載装置、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】球状体を搭載対象体に過不足なく搭載する。
【解決手段】複数の球状体を吸着する吸着処理を実行する吸着ヘッド２と、吸着処理の実行時において吸着ヘッド２に対して球状体を供給する供給処理を実行する供給部３とを備え、吸着ヘッド２によって吸着されている球状体を基板４００に搭載する搭載処理を実行可能に構成され、吸着処理の実行後の吸着ヘッド２における球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行する検出部５と、吸着ヘッド２によって吸着されている球状体を吸着ヘッド２から除去する第１除去処理を実行する第１除去部６と、吸着ヘッド２、供給部３および第１除去部６を制御する制御部１１とを備え、制御部１１は、第１検出処理において球状体の過剰が検出されたときに第１除去処理を実行させた後に吸着処理および供給処理を再実行させ、第１検出処理において球状体の不足が検出されたときに吸着処理および供給処理を再実行させる。
【解決手段】複数の球状体を吸着する吸着処理を実行する吸着ヘッド２と、吸着処理の実行時において吸着ヘッド２に対して球状体を供給する供給処理を実行する供給部３とを備え、吸着ヘッド２によって吸着されている球状体を基板４００に搭載する搭載処理を実行可能に構成され、吸着処理の実行後の吸着ヘッド２における球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行する検出部５と、吸着ヘッド２によって吸着されている球状体を吸着ヘッド２から除去する第１除去処理を実行する第１除去部６と、吸着ヘッド２、供給部３および第１除去部６を制御する制御部１１とを備え、制御部１１は、第１検出処理において球状体の過剰が検出されたときに第１除去処理を実行させた後に吸着処理および供給処理を再実行させ、第１検出処理において球状体の不足が検出されたときに吸着処理および供給処理を再実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の球状体を吸着する吸着部と吸着部に対して球状体を供給する供給部とを備えて吸着部によって吸着されている球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載装置、複数の球状体を吸着部に吸着させると共に吸着部に対して球状体を供給して吸着部によって吸着されている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２００３−１００７８９号公報に開示された半田（はんだ）ボール搭載装置が知られている。この半田ボール搭載装置は、複数の吸着穴が吸着面に形成された整列マスク、整列マスクを移動させる移動部、および半田ボールが収容されている半田ボール容器などを備えて、整列マスクにおける吸着穴の縁部で吸着した半田ボールをパッケージの接続端子（搭載対象体）に搭載可能に構成されている。また、この半田ボール搭載装置は、半田ボールよりも大きい複数の貫通穴が整列マスクの吸着穴と同じ配列で形成されて、整列マスクに対して相対的に移動可能な離脱プレートを備えている。この半田ボール搭載装置を用いてパッケージの接続端子に半田ボールを搭載する際には、整列マスクの吸着面に離脱プレートを接触させ、その状態の整列マスクおよび離脱プレートを、半田ボールが収容されている半田ボール容器に嵌合させる。この場合、半田ボール容器に対して送風したり半田ボール容器を振動させることによって半田ボールを浮遊させる。これにより、半田ボールが供給されて、その半田ボールが離脱プレートの貫通穴を通って整列マスクにおける吸着穴の縁部に吸着される。次いで、離脱プレートを下方に移動させて整列マスクの吸着面から離反させることにより、余剰な半田ボールを整列マスクから引き離して落下させて除去する。続いて、整列マスクをパッケージに向けて下降させてフラックスが塗布されている接続端子に半田ボールを接触させ、次いで、整列マスクによる吸着を解除して整列マスクを上昇させる。これにより、接続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２００３−１００７８９号公報（第３−４頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の半田ボール搭載装置には、以下の問題点がある。すなわち、この半田ボール搭載装置では、半田ボール容器に収容されている半田ボールを浮遊させて供給し、その半田ボールを整列マスクの吸着穴の縁部で吸着している。しかしながら、この構成では、半田ボールが全ての吸着穴には行き渡らずに、その縁部に半田ボールが吸着されていない吸着穴が存在することがあり、その状態の整列マスクをパッケージに向けて下降させたときには、接続端子の一部に半田ボールが搭載されない（半田ボールが欠落する）おそれがある。
【０００５】
また、上記の半田ボール搭載装置では、離脱プレートを下方に移動させて整列マスクの吸着面から離反させることで、余剰な半田ボールを整列マスクから落下させて除去している。一方、近年のパッケージの高密度化に伴って半田ボールの微小化が進んでおり、このような微小な半田ボールでは、半田ボール間の静電気や分子間力に起因する半田ボール同士が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る。このため、このような微小な半田ボールを供給するときには、余剰な半田ボールが整列マスクや離脱プレートに大量に付着して、離脱プレートを下方に移動させただけでは、余剰な半田ボールの全てを整列マスクから除去できないことがある。したがって、上記の半田ボール搭載装置には、整列マスクによって半田ボールが過剰に吸着され、その整列マスクをその状態のままパッケージに向けて下降させたときには、接続端子に半田ボールが過剰に搭載されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、球状体を搭載対象体に過不足なく搭載し得る球状体搭載装置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に電子部品が搭載された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】
【０００７】
上記目的を達成すべく請求項１記載の球状体搭載装置は、複数の球状体を吸着する吸着処理を実行する吸着部と、当該吸着部による前記吸着処理の実行時において当該吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行する供給部とを備え、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載装置であって、前記吸着処理の実行後の前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行する第１検出部と、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行する第１除去部と、前記吸着部、前記供給部および前記第１除去部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１検出処理において前記球状体の過剰が検出されたときに前記第１除去処理を実行させた後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行させ、前記第１検出処理において前記球状体の不足が検出されたときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行させる。
【０００８】
また、請求項２記載の球状体搭載装置は、請求項１記載の球状体搭載装置において、前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されたときに前記第２除去部に対して前記第２除去処理を実行させる。
【０００９】
また、請求項３記載の球状体搭載装置は、請求項１記載の球状体搭載装置において、前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されずに前記球状体が当該付着物として検出されたときに前記第１除去部に対して前記第１除去処理を実行させる。
【００１０】
また、請求項４記載の球状体搭載方法は、複数の球状体を吸着部に吸着させる吸着処理を実行すると共に、当該吸着処理の実行時において前記吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行し、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載方法であって、前記吸着処理の実行後において前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行し、当該第１検出処理において前記球状体の過剰を検出したときに前記吸着部によって吸着されている当該球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行した後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行し、前記第１検出処理において前記球状体の不足を検出したときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行する。
【００１１】
また、請求項５記載の球状体搭載方法は、請求項４記載の球状体搭載方法において、前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出したときに当該付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する。
【００１２】
また、請求項６記載の球状体搭載方法は、請求項４記載の球状体搭載方法において、前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出せずに前記球状体を当該付着物として検出したときに前記第１除去処理を実行する。
【００１３】
また、請求項７記載の球状体搭載済基板は、請求項１から３のいずれかに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に搭載された前記球状体が溶融されて当該基板に固着されている。
【００１４】
また、請求項８記載の球状体搭載済基板は、請求項４から６のいずれかに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に搭載された前記球状体が溶融されて当該基板に固着されている。
【００１５】
また、請求項８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】
【００１６】
請求項１記載の球状体搭載装置、および請求項４記載の球状体搭載方法では、吸着処理の実行後において吸着部における球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行し、その第１検出処理の結果に基づいて、第１除去処理の実行、吸着処理の再実行、および供給処理の再実行を行う。このため、吸着処理において球状体が過剰に吸着されたとしても、吸着している球状体が除去された後に吸着処理および供給処理が再実行され、吸着処理において吸着された球状体に不足があったとしても、吸着処理および供給処理が再実行される。したがって、この球状体搭載装置および球状体搭載方法によれば、球状体を過不足なく吸着している吸着部によって搭載処理を行うことができる結果、球状体を搭載対象体に過不足なく確実に搭載することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の球状体搭載装置、および請求項５記載の球状体搭載方法では、搭載処理の実行後において第２検出処理を実行し、第２検出処理の結果に基づいて第２除去処理を実行する。このため、この球状体搭載装置および球状体搭載方法によれば、搭載対象体に塗布されているフラックスが搭載処理の実行時に吸着部に付着したり、フラックスの付着に伴って球状体が吸着部に付着したりしたとしても、そのフラックスや球状体（付着物）を吸着部から確実に除去することができる結果、吸着部に付着したこれらの付着物によって次の各処理の実行に支障を来す事態を確実に防止することができる。
【００１８】
また、請求項３記載の球状体搭載装置、および請求項６記載の球状体搭載方法では、搭載処理の実行後において第２検出処理を実行し、第２検出処理の結果に基づいて第１除去処理を実行する。このため、この球状体搭載装置および球状体搭載方法によれば、例えば、搭載処理の実行後においてフラックスが付着せずに球状体だけが吸着部に付着しているときには、フラックスを除去する第２除去処理よりも高速の第１除去処理によってその球状体（付着物）を除去することができるため、処理時間を短縮することができる。
【００１９】
また、請求項７，８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球状体搭載方法によって搭載対象体としての基板に搭載された球状体が溶融されて基板に固着されている。このため、この球状体搭載済基板では、搭載対象体としての基板に対する球状体の過剰な搭載が確実に防止される結果、球状体を溶融して基板に固着させる際に、過剰に搭載された球状体が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている。したがって、この球状体搭載済基板によれば、電子部品を実装する際に、接続された球状体（半田）を介して電子部品の端子同士が短絡する不良の発生を確実に防止することができる。また、この球状体搭載済基板では、基板における球状体を搭載すべき全ての部位（例えば、基板に設けられた全ての端子）に球状体が不足なく搭載されるため、それらの全ての部位に溶融された球状体（半田）が不足なく確実に固着されている。したがって、この球状体搭載済基板によれば、電子部品を実装する際に、溶融された球状体（半田）を介して電子部品の端子と基板（基板に設けられた端子）とを確実に接続させることができる。
【００２０】
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を介して接続された電子部品が球状体搭載済基板に搭載されている。このため、この電子部品搭載済基板では、過剰に搭載された球状体が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている結果、電子部品を実装する際に、接続された球状体（半田）を介して電子部品の端子同士が短絡する不良の発生が確実に防止されている。また、この電子部品搭載済基板では、基板における球状体を搭載すべき全ての部位（例えば、基板に設けられた全ての端子）に溶融された球状体（半田）が不足なく確実に固着されている結果、電子部品を実装する際に、溶融された球状体（半田）を介して電子部品の端子と基板（基板に設けられた端子）とが確実に接続されている。したがって、この電子部品搭載済基板によれば、この電子部品搭載済基板を用いた製品における不良の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】吸着ヘッド２および供給部３の構成を示す断面図である。
【図３】吸着ヘッド２および整列用プレート４の構成を示す断面図である。
【図４】第１除去部６の構成を示す断面図である。
【図５】第２除去部８の構成を示す断面図である。
【図６】半田ボール搭載工程２００のフローチャートである。
【図７】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８】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９】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１０】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１１】半田搭載済基板６００の構成を示す断面図である。
【図１２】電子部品搭載済基板７００の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る球状体搭載装置、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。
【００２３】
最初に、図１に示す半田ボール搭載装置（球状体搭載装置）１の構成について説明する。半田ボール搭載装置１は、同図に示すように、吸着ヘッド（吸着部）２、供給部３、整列用プレート４、検出部５、第１除去部６、塗布部７、第２除去部８、搬送機構９、吸気装置１０および制御部１１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粒体である半田ボール（マイクロボール）３００（図４参照）を搭載対象体としての基板４００の端子４０１に搭載（載置）する搭載処理を実行する。この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（同図参照）が７０μｍ程度の球状に構成されている。また、半田ボール３００は、図１１に示すように、半田ボール搭載装置１によって基板４００の端子４０１に搭載された後に加熱溶融（リフロー処理）されて半球状（同図に示す半田３０１）となった状態で基板４００（端子４０１）に固着されて基板４００上に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１２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における基板４００に固着された半田ボール３００（半田３０１）を介して基板４００の端子４０１に接続され、これによって電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００２４】
吸着ヘッド２は、複数の半田ボール３００を吸着する吸着処理を実行する。具体的には、吸着ヘッド２は、図２に示すように、一例として、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３に示すように、吸着ヘッド２における底壁２２には、底壁２２の外面（以下「吸着面２２ａ」ともいう）に開口すると共に空隙２１と連通する吸気孔２３が、底壁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における吸気孔２３の開口部を。以下「吸気口２３ａ」ともいう。
【００２５】
この場合、図３に示すように、吸気孔２３（つまり、吸気口２３ａ）の直径Ｌ２は、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、７０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、図２に示すように、吸着ヘッド２には、空隙２１内の空気を排気するための排気孔２４が形成されている。この吸着ヘッド２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、それに伴って吸気口２３ａからの吸気が行われることにより、吸着ヘッド２の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａ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３参照）。
【００２６】
供給部３は、制御部１１の制御に従い、吸着ヘッド２による吸着処理の実行時において吸着ヘッド２に対して半田ボール３００を供給する供給処理を実行する。また、供給部３は、吸着ヘッド２による吸着処理の実行時において余剰な半田ボール３００を吸引する吸引処理を実行する。具体的には、供給部３は、図２に示すように、収容容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、および図外の駆動機構を備えて構成されている。収容容器１２は、同図に示すように、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が吸着ヘッド２の吸着面２２ａに対向するように配置される。
【００２７】
吸着保持部１３は、全体として直方体状に形成されると共に、図２に示すように、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。
【００２８】
この場合、吸着保持部１３は、図２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７に示すように、半田ボール３００を保持している先端部１３ａが吸着ヘッド２の吸着面２２ａに対向するように駆動機構によって回動させられる。
【００２９】
吸引部１４は、図２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、この半田ボール搭載装置１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）。駆動機構は、制御部１１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。
【００３０】
整列用プレート４は、吸着ヘッド２に対して着脱可能に構成されると共に、図３に示すように、吸着ヘッド２の吸着面２２ａに上面１７ａが接触するように装着された状態において吸着ヘッド２の吸気口２３ａに連通する挿通孔１７ｃが形成されている。この場合、同図に示すように、整列用プレート４の厚みＬ３は、吸気口２３ａの縁部に吸着された半田ボール３００が下面１７ｂから突出しない８０μｍ程度に規定されている。また、挿通孔１７ｃの直径Ｌ４は、半田ボール３００が通過可能な９０μｍ程度に規定されている。また、整列用プレート４は、本体部１００の配置位置の上方の位置に配置されている。
【００３１】
検出部５は、吸着ヘッド２の吸着面２２ａ側を撮像するカメラ（図示せず）を備えて構成されている。この場合、検出部５は、第１検出部として機能し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、吸着処理の実行後の吸着ヘッド２における半田ボール３００の過不足を検出する第１検出処理を実行する。また、検出部５は、第２検出部としても機能し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２におけるフラックス（半田フラックス）や半田ボール３００などの付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する。
【００３２】
第１除去部６は、図４に示すように、板状に構成されている。また、第１除去部６の中央部には、上面６１に開口する吸引経路６２が形成されている。この場合、第１除去部６は、吸着処理の実行後において吸着ヘッド２によって吸着されている半田ボール３００、および搭載処理の実行後において吸着ヘッド２に付着している半田ボール３００を吸引経路６２を介して吸引することにより、吸着ヘッド２から半田ボール３００を除去する第１除去処理を実行する。塗布部７は、制御部１１の制御に従い、搭載処理の実行前の基板４００の端子４０１にフラックスを塗布する。
【００３３】
第２除去部８は、図５に示すように、フラックスを溶融除去可能な除去液（例えば、溶剤）８１ａを貯留する貯留槽８１と、吸液性を有する材料（例えば、布帛やスポンジ）が先端部に取り付けられて、貯留槽８１の内部に上下動可能に配設された除去部材８２と、除去部材８２を上下動させる図外の移動機構とを備えて構成されている。この場合、第２除去部８は、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２に付着しているフラックス、およびフラックスの付着に伴って吸着ヘッド２に付着している半田ボール３００を除去する第２除去処理を実行する。搬送機構９は、制御部１１の制御に従い、整列用プレート４の配置位置（本体部１００の配置位置の上方の位置であって、吸着処理、供給処理および吸引処理が実行される位置）と基板４００の配置位置との間で吸着ヘッド２を搬送する。
【００３４】
吸気装置１０は、吸気ポンプおよび電磁バルブ（いずれも図示せず）を備えて構成されている。また、吸気装置１０は、吸気管１１０（図１参照）を介して、吸着ヘッド２の排気孔２４、供給部３における吸着保持部１３の吸気経路１３ｃに連通する吸気管４２、供給部３における吸引部１４の吸引経路１４ａ、および第１除去部６の吸引経路６２に繋がれている。この場合、吸気装置１０は、制御部１１の制御に従って作動して、吸着ヘッド２の空隙２１内を負圧状態とすることによる吸気口２３ａ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、吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気、および第１除去部６における吸引経路６２からの吸気を行う。
【００３５】
制御部１１は、図６に示す半田ボール搭載工程２００を実行することにより、供給部３、第１除去部６、塗布部７、第２除去部８、搬送機構９および吸気装置１０を制御して、基板４００の端子４０１に半田ボール３００を搭載させる。
【００３６】
次に、半田ボール搭載装置１を用いて、半田ボール３００を基板４００の端子４０１に搭載する工程、およびその際の半田ボール搭載装置１の動作について、図面を参照して説明する。
【００３７】
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１１が、図６に示す半田ボール搭載工程２００を実行する。この半田ボール搭載工程２００では、制御部１１は、搬送機構９を制御して、図２に示すように、整列用プレート４の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させる。この際に、図３に示すように、吸着ヘッド２の吸着面２２ａと整列用プレート４の上面１７ａとが接触する。また、制御部１１は、塗布部７を制御して、基板４００の端子４０１にフラックスを塗布させる。
【００３８】
次いで、制御部１１は、吸着ヘッド２に対して吸着処理を実行させると共に、供給部３に対して供給処理および吸引処理を実行させる（ステップ２０１）。具体的には、制御部１１は、吸気装置１０を作動させる。これにより、吸着ヘッド２の空隙２１内が負圧状態となって吸気口２３ａからの吸気が開始される。また、供給部３の吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気、供給部３の吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気、および第１除去部６の吸引経路６２からの吸気が開始される。
【００３９】
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、供給部３の収容容器１２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１１は、図外の駆動機構を制御して、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２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。
【００４０】
続いて、制御部１１は、吸着保持部１３の先端部１３ａが吸着ヘッド２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、駆動機構を制御して、吸気管４２の回転を停止させる。次いで、制御部１１は、駆動機構を制御して、吸着ヘッド２の吸着面２２ａ（整列用プレート４）に向けて本体部１００を移動させて、先端部１３ａを整列用プレート４（吸着面２２ａ）の一端側に近接させる。この際に、整列用プレート４に近接させられた先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちの整列用プレート４側（上部）に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド２の吸気口２３ａ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２に引き寄せられて、吸着ヘッド２に供給される。また、供給された半田ボール３００の一部が、吸気口２３ａに引き寄せられて、整列用プレート４の各挿通孔１７ｃを通って吸着ヘッド２の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａの縁部に吸着される。
【００４１】
続いて、制御部１１は、駆動機構を制御して、図７に示すように、先端部１３ａを整列用プレート４に近接させた状態で、本体部１００を整列用プレート４（吸着面２２ａ）に沿って整列用プレート４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のうちの整列用プレート４側に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド２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２に引き寄せられて、吸着ヘッド２に供給され、その一部が整列用プレート４の各挿通孔１７ｃを通って吸着ヘッド２の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａ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２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２の吸着面２２ａにおける各吸気口２３ａの縁部に１つずつ吸着される。
【００４２】
ここで、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、吸気口２３ａ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、この半田ボール搭載装置１では、上記したように、整列用プレート４の厚みＬ３が半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや厚い８０μｍ程度に規定され、挿通孔１７ｃの直径Ｌ４が、半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや大きい９０μｍ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１７ｃ内に収容され、余剰な半田ボール３００は、その一部分（体積的な一部分）またはその全体が挿通孔１７ｃの下面１７ｂよりも外側（下側）に突出した状態で付着している。また、この半田ボール搭載装置１では、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が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の付着が少なく抑えられている。
【００４３】
次いで、制御部１１は、駆動機構を制御して、図８に示すように、本体部１００を整列用プレート４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２または整列用プレート４から確実に除去される。
【００４４】
次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、吸着ヘッド２が整列用プレート４から離反するように、吸着ヘッド２を移動させる。続いて、制御部１１は、搬送機構９を制御して、吸着ヘッド２を検出部５の配置位置の上方に搬送させる。次いで、制御部１１は、検出部５に対して第１検出処理を実行させる（ステップ２０２）。この場合、検出部５は、吸着ヘッド２の吸着面２２ａ側を図外のカメラで撮像し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、吸着処理の実行後の吸着ヘッド２における半田ボール３００の過不足を検出する。
【００４５】
続いて、制御部１１は、第１検出処理において半田ボール３００の過剰が検出された（１つの吸気口２３ａの縁部に複数の半田ボール３００が吸着されている（ダブルボールが発生してる））か否かを判別する（ステップ２０３）。この場合、半田ボール３００の過剰が検出されたと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、第１除去部６の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させる。次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、図４に示すように、第１除去部６の上面６１に吸着ヘッド２の吸着面２２ａを近接させた状態で上面６１に沿って吸着ヘッド２を移動させる。この際に、同図に示すように、吸着ヘッド２に吸着されている半田ボール３００が吸引経路６２からの吸気によって吸引される。これにより、吸着ヘッド２に吸着している全ての半田ボール３００を吸着ヘッド２から除去する第１除去処理が実行される（ステップ２０４）。続いて、制御部１１は、第１除去処理を実行させた後に、搬送機構９を制御して、整列用プレート４の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させて、上記した吸着処理、供給処理および吸引処理を再実行させ（ステップ２０１）、次いで、上記したステップ２０２〜ステップ２０３を実行する。
【００４６】
続いて、制御部１１は、上記したステップ２０３において半田ボール３００の過剰が検出されないと判別したときには、第１検出処理において半田ボール３００の不足が検出された（その縁部に半田ボール３００が吸着されていない吸気口２３ａが存在している）か否かを判別する（ステップ２０５）。この場合、半田ボール３００の不足が検出されたと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、整列用プレート４の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させて、上記した吸着処理、供給処理および吸引処理を再実行させ（ステップ２０１）、続いて、上記したステップ２０２〜ステップ２０３を実行する。
【００４７】
一方、制御部１１は、上記したステップ２０３において半田ボール３００の過剰が検出されないと判別し、かつ上記したステップ２０５において半田ボール３００の不足が検出されないと判別したとき（つまり、半田ボール３００が過不足なく吸着ヘッド２に吸着されているとき）には、搭載処理を実行させる（ステップ２０６）。この搭載処理では、制御部１１は、搬送機構９を制御して、半田ボール３００を吸着している吸着ヘッド２を基板４００の配置位置に搬送させ、次いで、図９に示すように、吸着ヘッド２によって吸着されている半田ボール３００が基板４００の端子４０１に塗布されているフラックスに接触するように吸着ヘッド２を基板４００に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させる。
【００４８】
続いて、制御部１１は、吸気装置１０を制御して、吸着ヘッド２における吸気口２３ａからの吸気を停止させる。この際に、図１０に示すように、吸着ヘッド２による吸着が解除されて、半田ボール３００が基板４００の端子４０１に塗布されたフラックスの上に載置される。これにより、搭載処理が完了する。次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、同図に示すように、吸着ヘッド２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、検出部５の配置位置の上方に搬送させる。続いて、制御部１１は、検出部５に対して第２検出処理を実行させる（ステップ２０７）。この場合、検出部５は、吸着ヘッド２の吸着面２２ａを図外のカメラで撮像し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２における付着物の付着（具体的には、フラックスだけの付着、フラックスと半田ボール３００との付着、および半田ボール３００だけの付着）の有無を検出する。
【００４９】
次いで、制御部１１は、ステップ２０７（第２検出処理）において付着物としてのフラックスの付着（フラックスだけの付着、またはフラックスと半田ボール３００との付着）が検出されたか否かを判別する（ステップ２０８）。この場合、フラックスの付着が検出されたと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、第２除去部８の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させる。続いて、第２除去部８に対して、除去部材８２の先端部が除去液８１ａの液面よりも上方に突出するように除去部材８２を上方に移動させる。次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、図５に示すように、第２除去部８における除去部材８２の先端部に吸着ヘッド２の吸着面２２ａを当接させつつ吸着ヘッド２を移動させる。この際に、除去部材８２の先端部に含まれている除去液８１ａによってフラックスが溶融し、吸着ヘッド２に付着している付着物（フラックスや半田ボール３００）が除去部材８２の先端部によって拭き取られる（払い落とされる）。これにより、フラックスや半田ボール３００を吸着ヘッド２から除去する第２除去処理が実行される（ステップ２０９）。続いて、制御部１１は、上記したステップ２０７，２０８を実行する。
【００５０】
また、制御部１１は、ステップ２０８においてフラックスの付着が検出されないと判別したときには、半田ボール３００だけの付着が検出されたか否かを判別する（ステップ２１０）。この場合、付着物としての半田ボール３００だけの付着が検出されたと判別したとき（つまり、フラックスが付着物として検出されずに半田ボール３００が付着物として検出されたとき）には、制御部１１は、搬送機構９を制御して、搬送機構９を制御して、第１除去部６の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させて、上記した第１除去処理（吸着ヘッド２からの半田ボール３００の除去）を実行させる（ステップ２１１）。続いて、制御部１１は、上記したステップ２０７，２０８，２１０を実行する。この場合、ステップ２１０において、半田ボール３００だけの付着が検出されないと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、吸着ヘッド２を初期位置に搬送させる。以上により、半田ボール搭載工程２００が完了する。
【００５１】
次いで、制御部１１が半田ボール搭載工程２００を繰り返して実行することにより、他の基板４００の端子４０１に対する半田ボール３００の搭載が繰り返して行われる。この場合、この半田ボール搭載装置１では、吸着処理において半田ボール３００が過剰に吸着されたとしても、第１検出処理によってその旨が検出され、その検出結果に基づき、吸着している半田ボール３００が全て除去された後に吸着処理および供給処理が再実行される。このため、この半田ボール搭載装置１では、半田ボール３００を過剰に吸着したままの吸着ヘッド２によって搭載処理が行われることによる、基板４００の端子４０１に対する半田ボール３００の過剰な搭載が確実に防止されている。また、この半田ボール搭載装置１では、吸着処理において吸着された半田ボール３００に不足があったとしても、第１検出処理によってその旨が検出され、その検出結果に基づき、吸着処理および供給処理が再実行される。このため、この半田ボール搭載装置１では、吸着した半田ボール３００が不足している吸着ヘッド２によって搭載処が行われることによる半田ボール３００の欠落が確実に防止されている。
【００５２】
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、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１１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）となった状態で、端子４０１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。次いで、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、続いて、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。次いで、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１２に示すように、電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００５３】
このように、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法では、検出部５が吸着処理の実行後に第１検出処理を実行し、制御部１１が第１検出処理の結果に基づいて、第１除去部６による第１除去処理の実行、吸着ヘッド２による吸着処理の再実行、および供給部３による供給処理の再実行を制御する。このため、吸着処理において半田ボール３００が過剰に吸着されたとしても、吸着している半田ボール３００が除去された後に吸着処理および供給処理が再実行され、吸着処理において吸着された半田ボール３００に不足があったとしても、吸着処理および供給処理が再実行される。したがって、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法によれば、半田ボール３００を過不足なく吸着している吸着ヘッド２によって搭載処理を行うことができる結果、半田ボール３００を基板４００の端子４０１に過不足なく確実に搭載することができる。
【００５４】
また、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法では、検出部５が搭載処理の実行後に第２検出処理を実行し、制御部１１が第２検出処理の結果に基づいて第２除去部８による第２除去処理の実行を制御する。このため、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法によれば、基板４００の端子４０１に塗布されているフラックスが搭載処理の実行時に吸着ヘッド２に付着したり、フラックスの付着に伴って半田ボール３００が吸着ヘッド２に付着したりしたとしても、そのフラックスや半田ボール３００（両者の少なくとも一方を含む付着物）を確実に除去することができる結果、吸着ヘッド２に付着したこれらの付着物によって次の各処理の実行に支障を来す事態を確実に防止することができる。
【００５５】
また、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法では、検出部５が搭載処理の実行後に第２検出処理を実行し、制御部１１が第２検出処理の結果に基づいて第１除去部６による第１除去処理の実行を制御する。このため、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法によれば、例えば、搭載処理の実行後においてフラックスが付着せずに半田ボール３００だけが吸着ヘッド２に付着しているときには、フラックスを除去する第２除去処理よりも高速の第１除去処理によってその半田ボール３００を除去することができるため、処理時間を十分に短縮することができる。
【００５６】
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（球状体搭載方法）によって基板４００に搭載された半田ボール３００が溶融されて基板４００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結果、半田ボール３００を溶融して基板４００に固着させる際に、過剰に搭載された半田ボール３００が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている。したがって、この半田搭載済基板６００によれば、電子部品７０１を実装する際に、接続された半田ボール３００（半田３０１）を介して電子部品７０１の端子同士が短絡する不良の発生を確実に防止することができる。また、この半田搭載済基板６００では、基板４００における半田ボール３００を搭載すべき全ての位置（全ての端子４０１）に半田ボール３００が不足なく搭載されて、それらの全ての端子４０１に半田ボール３００（半田３０１）が不足なく確実に固着されている。したがって、この半田搭載済基板６００によれば、電子部品７０１を実装する際に、電子部品７０１の端子と基板４００の端子４０１とを半田ボール３００（半田３０１）を介して確実に接続させることができる。
【００５７】
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の基板４００に固着された半田ボール３００（半田３０１）を介して接続された電子部品７０１が半田搭載済基板６００に搭載されている。このため、この電子部品搭載済基板７００では、過剰に搭載された半田ボール３００が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている結果、電子部品７０１を実装する際に、接続された半田ボール３００（半田３０１）を介して電子部品７０１の端子同士が短絡する不良の発生が確実に防止されている。また、この電子部品搭載済基板７００では、基板４００における半田ボール３００を搭載すべき全ての部位（全ての端子４０１）に溶融された半田ボール３００（半田３０１）が不足なく確実に固着されている結果、電子部品を実装する際に、溶融された半田ボール３００（半田３０１）を介して電子部品７０１の端子と基板４００の端子４０１とが確実に接続されている。したがって、この電子部品搭載済基板７００によれば、この電子部品搭載済基板７００を用いた製品における不良の発生を確実に防止することができる。
【００５８】
なお、基板４００の端子４０１にフラックスを塗布する塗布部７を備えた例について上記したが、吸着ヘッド２によって吸着された半田ボール３００の先端部にフラックスを塗布する塗布部を備えた構成を採用することもできる。また、吸引部１４を有する供給部３を備えた例について上記したが、供給部３の構成はこれに限定されず、例えば、吸引部１４を備えていない構成を採用することができる。
【００５９】
また、検出部５が第１検出処理および第２検出処理の双方を実行する例について上記したが、各検出処理を個別に実行する２つの検出部（第１検出部および第２検出部）を備えた構成を採用することもできる。また、吸着ヘッド２に付着したフラックスを除去液８１ａを用いて拭き取るように第２除去部８を構成した例について上記したが、付着したフラックスを吸引によって除去する構成を採用することもできる。また、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２に半田ボール３００だけが付着しているときにその半田ボール３００を第１除去部６に除去させる（第１除去処理を実行する）構成および方法について上記したが、付着物が半田ボール３００だけの場合においても、その付着物（半田ボール３００）を第２除去部８に除去させる（第２除去処理を実行する）構成および方法を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 半田ボール搭載装置
２ 吸着ヘッド
３ 供給部
５ 検出部
６ 第１除去部
８ 第２除去部
１１ 制御部
２３ 吸気孔
３００ 半田ボール
３０１ 半田
４００ 基板
４０１ 端子
６００ 半田搭載済基板
７００ 電子部品搭載済基板
７０１ 電子部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の球状体を吸着する吸着部と吸着部に対して球状体を供給する供給部とを備えて吸着部によって吸着されている球状体を搭載対象体に搭載する球状体搭載装置、複数の球状体を吸着部に吸着させると共に吸着部に対して球状体を供給して吸着部によって吸着されている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２００３−１００７８９号公報に開示された半田（はんだ）ボール搭載装置が知られている。この半田ボール搭載装置は、複数の吸着穴が吸着面に形成された整列マスク、整列マスクを移動させる移動部、および半田ボールが収容されている半田ボール容器などを備えて、整列マスクにおける吸着穴の縁部で吸着した半田ボールをパッケージの接続端子（搭載対象体）に搭載可能に構成されている。また、この半田ボール搭載装置は、半田ボールよりも大きい複数の貫通穴が整列マスクの吸着穴と同じ配列で形成されて、整列マスクに対して相対的に移動可能な離脱プレートを備えている。この半田ボール搭載装置を用いてパッケージの接続端子に半田ボールを搭載する際には、整列マスクの吸着面に離脱プレートを接触させ、その状態の整列マスクおよび離脱プレートを、半田ボールが収容されている半田ボール容器に嵌合させる。この場合、半田ボール容器に対して送風したり半田ボール容器を振動させることによって半田ボールを浮遊させる。これにより、半田ボールが供給されて、その半田ボールが離脱プレートの貫通穴を通って整列マスクにおける吸着穴の縁部に吸着される。次いで、離脱プレートを下方に移動させて整列マスクの吸着面から離反させることにより、余剰な半田ボールを整列マスクから引き離して落下させて除去する。続いて、整列マスクをパッケージに向けて下降させてフラックスが塗布されている接続端子に半田ボールを接触させ、次いで、整列マスクによる吸着を解除して整列マスクを上昇させる。これにより、接続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２００３−１００７８９号公報（第３−４頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の半田ボール搭載装置には、以下の問題点がある。すなわち、この半田ボール搭載装置では、半田ボール容器に収容されている半田ボールを浮遊させて供給し、その半田ボールを整列マスクの吸着穴の縁部で吸着している。しかしながら、この構成では、半田ボールが全ての吸着穴には行き渡らずに、その縁部に半田ボールが吸着されていない吸着穴が存在することがあり、その状態の整列マスクをパッケージに向けて下降させたときには、接続端子の一部に半田ボールが搭載されない（半田ボールが欠落する）おそれがある。
【０００５】
また、上記の半田ボール搭載装置では、離脱プレートを下方に移動させて整列マスクの吸着面から離反させることで、余剰な半田ボールを整列マスクから落下させて除去している。一方、近年のパッケージの高密度化に伴って半田ボールの微小化が進んでおり、このような微小な半田ボールでは、半田ボール間の静電気や分子間力に起因する半田ボール同士が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る。このため、このような微小な半田ボールを供給するときには、余剰な半田ボールが整列マスクや離脱プレートに大量に付着して、離脱プレートを下方に移動させただけでは、余剰な半田ボールの全てを整列マスクから除去できないことがある。したがって、上記の半田ボール搭載装置には、整列マスクによって半田ボールが過剰に吸着され、その整列マスクをその状態のままパッケージに向けて下降させたときには、接続端子に半田ボールが過剰に搭載されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、球状体を搭載対象体に過不足なく搭載し得る球状体搭載装置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に電子部品が搭載された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】
【０００７】
上記目的を達成すべく請求項１記載の球状体搭載装置は、複数の球状体を吸着する吸着処理を実行する吸着部と、当該吸着部による前記吸着処理の実行時において当該吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行する供給部とを備え、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載装置であって、前記吸着処理の実行後の前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行する第１検出部と、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行する第１除去部と、前記吸着部、前記供給部および前記第１除去部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１検出処理において前記球状体の過剰が検出されたときに前記第１除去処理を実行させた後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行させ、前記第１検出処理において前記球状体の不足が検出されたときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行させる。
【０００８】
また、請求項２記載の球状体搭載装置は、請求項１記載の球状体搭載装置において、前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されたときに前記第２除去部に対して前記第２除去処理を実行させる。
【０００９】
また、請求項３記載の球状体搭載装置は、請求項１記載の球状体搭載装置において、前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されずに前記球状体が当該付着物として検出されたときに前記第１除去部に対して前記第１除去処理を実行させる。
【００１０】
また、請求項４記載の球状体搭載方法は、複数の球状体を吸着部に吸着させる吸着処理を実行すると共に、当該吸着処理の実行時において前記吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行し、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載方法であって、前記吸着処理の実行後において前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行し、当該第１検出処理において前記球状体の過剰を検出したときに前記吸着部によって吸着されている当該球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行した後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行し、前記第１検出処理において前記球状体の不足を検出したときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行する。
【００１１】
また、請求項５記載の球状体搭載方法は、請求項４記載の球状体搭載方法において、前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出したときに当該付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する。
【００１２】
また、請求項６記載の球状体搭載方法は、請求項４記載の球状体搭載方法において、前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出せずに前記球状体を当該付着物として検出したときに前記第１除去処理を実行する。
【００１３】
また、請求項７記載の球状体搭載済基板は、請求項１から３のいずれかに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に搭載された前記球状体が溶融されて当該基板に固着されている。
【００１４】
また、請求項８記載の球状体搭載済基板は、請求項４から６のいずれかに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に搭載された前記球状体が溶融されて当該基板に固着されている。
【００１５】
また、請求項８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】
【００１６】
請求項１記載の球状体搭載装置、および請求項４記載の球状体搭載方法では、吸着処理の実行後において吸着部における球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行し、その第１検出処理の結果に基づいて、第１除去処理の実行、吸着処理の再実行、および供給処理の再実行を行う。このため、吸着処理において球状体が過剰に吸着されたとしても、吸着している球状体が除去された後に吸着処理および供給処理が再実行され、吸着処理において吸着された球状体に不足があったとしても、吸着処理および供給処理が再実行される。したがって、この球状体搭載装置および球状体搭載方法によれば、球状体を過不足なく吸着している吸着部によって搭載処理を行うことができる結果、球状体を搭載対象体に過不足なく確実に搭載することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の球状体搭載装置、および請求項５記載の球状体搭載方法では、搭載処理の実行後において第２検出処理を実行し、第２検出処理の結果に基づいて第２除去処理を実行する。このため、この球状体搭載装置および球状体搭載方法によれば、搭載対象体に塗布されているフラックスが搭載処理の実行時に吸着部に付着したり、フラックスの付着に伴って球状体が吸着部に付着したりしたとしても、そのフラックスや球状体（付着物）を吸着部から確実に除去することができる結果、吸着部に付着したこれらの付着物によって次の各処理の実行に支障を来す事態を確実に防止することができる。
【００１８】
また、請求項３記載の球状体搭載装置、および請求項６記載の球状体搭載方法では、搭載処理の実行後において第２検出処理を実行し、第２検出処理の結果に基づいて第１除去処理を実行する。このため、この球状体搭載装置および球状体搭載方法によれば、例えば、搭載処理の実行後においてフラックスが付着せずに球状体だけが吸着部に付着しているときには、フラックスを除去する第２除去処理よりも高速の第１除去処理によってその球状体（付着物）を除去することができるため、処理時間を短縮することができる。
【００１９】
また、請求項７，８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球状体搭載方法によって搭載対象体としての基板に搭載された球状体が溶融されて基板に固着されている。このため、この球状体搭載済基板では、搭載対象体としての基板に対する球状体の過剰な搭載が確実に防止される結果、球状体を溶融して基板に固着させる際に、過剰に搭載された球状体が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている。したがって、この球状体搭載済基板によれば、電子部品を実装する際に、接続された球状体（半田）を介して電子部品の端子同士が短絡する不良の発生を確実に防止することができる。また、この球状体搭載済基板では、基板における球状体を搭載すべき全ての部位（例えば、基板に設けられた全ての端子）に球状体が不足なく搭載されるため、それらの全ての部位に溶融された球状体（半田）が不足なく確実に固着されている。したがって、この球状体搭載済基板によれば、電子部品を実装する際に、溶融された球状体（半田）を介して電子部品の端子と基板（基板に設けられた端子）とを確実に接続させることができる。
【００２０】
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を介して接続された電子部品が球状体搭載済基板に搭載されている。このため、この電子部品搭載済基板では、過剰に搭載された球状体が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている結果、電子部品を実装する際に、接続された球状体（半田）を介して電子部品の端子同士が短絡する不良の発生が確実に防止されている。また、この電子部品搭載済基板では、基板における球状体を搭載すべき全ての部位（例えば、基板に設けられた全ての端子）に溶融された球状体（半田）が不足なく確実に固着されている結果、電子部品を実装する際に、溶融された球状体（半田）を介して電子部品の端子と基板（基板に設けられた端子）とが確実に接続されている。したがって、この電子部品搭載済基板によれば、この電子部品搭載済基板を用いた製品における不良の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】吸着ヘッド２および供給部３の構成を示す断面図である。
【図３】吸着ヘッド２および整列用プレート４の構成を示す断面図である。
【図４】第１除去部６の構成を示す断面図である。
【図５】第２除去部８の構成を示す断面図である。
【図６】半田ボール搭載工程２００のフローチャートである。
【図７】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８】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９】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１０】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１１】半田搭載済基板６００の構成を示す断面図である。
【図１２】電子部品搭載済基板７００の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る球状体搭載装置、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。
【００２３】
最初に、図１に示す半田ボール搭載装置（球状体搭載装置）１の構成について説明する。半田ボール搭載装置１は、同図に示すように、吸着ヘッド（吸着部）２、供給部３、整列用プレート４、検出部５、第１除去部６、塗布部７、第２除去部８、搬送機構９、吸気装置１０および制御部１１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粒体である半田ボール（マイクロボール）３００（図４参照）を搭載対象体としての基板４００の端子４０１に搭載（載置）する搭載処理を実行する。この場合、半田ボール３００は、直径Ｌ１（同図参照）が７０μｍ程度の球状に構成されている。また、半田ボール３００は、図１１に示すように、半田ボール搭載装置１によって基板４００の端子４０１に搭載された後に加熱溶融（リフロー処理）されて半球状（同図に示す半田３０１）となった状態で基板４００（端子４０１）に固着されて基板４００上に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１２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における基板４００に固着された半田ボール３００（半田３０１）を介して基板４００の端子４０１に接続され、これによって電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００２４】
吸着ヘッド２は、複数の半田ボール３００を吸着する吸着処理を実行する。具体的には、吸着ヘッド２は、図２に示すように、一例として、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３に示すように、吸着ヘッド２における底壁２２には、底壁２２の外面（以下「吸着面２２ａ」ともいう）に開口すると共に空隙２１と連通する吸気孔２３が、底壁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における吸気孔２３の開口部を。以下「吸気口２３ａ」ともいう。
【００２５】
この場合、図３に示すように、吸気孔２３（つまり、吸気口２３ａ）の直径Ｌ２は、半田ボール３００の直径Ｌ１（この例では、７０μｍ）よりも短い４０μｍ程度に規定されている。また、図２に示すように、吸着ヘッド２には、空隙２１内の空気を排気するための排気孔２４が形成されている。この吸着ヘッド２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、それに伴って吸気口２３ａからの吸気が行われることにより、吸着ヘッド２の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａ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３参照）。
【００２６】
供給部３は、制御部１１の制御に従い、吸着ヘッド２による吸着処理の実行時において吸着ヘッド２に対して半田ボール３００を供給する供給処理を実行する。また、供給部３は、吸着ヘッド２による吸着処理の実行時において余剰な半田ボール３００を吸引する吸引処理を実行する。具体的には、供給部３は、図２に示すように、収容容器１２、吸着保持部１３、吸引部１４、および図外の駆動機構を備えて構成されている。収容容器１２は、同図に示すように、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が吸着ヘッド２の吸着面２２ａに対向するように配置される。
【００２７】
吸着保持部１３は、全体として直方体状に形成されると共に、図２に示すように、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。
【００２８】
この場合、吸着保持部１３は、図２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７に示すように、半田ボール３００を保持している先端部１３ａが吸着ヘッド２の吸着面２２ａに対向するように駆動機構によって回動させられる。
【００２９】
吸引部１４は、図２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、この半田ボール搭載装置１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）。駆動機構は、制御部１１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。
【００３０】
整列用プレート４は、吸着ヘッド２に対して着脱可能に構成されると共に、図３に示すように、吸着ヘッド２の吸着面２２ａに上面１７ａが接触するように装着された状態において吸着ヘッド２の吸気口２３ａに連通する挿通孔１７ｃが形成されている。この場合、同図に示すように、整列用プレート４の厚みＬ３は、吸気口２３ａの縁部に吸着された半田ボール３００が下面１７ｂから突出しない８０μｍ程度に規定されている。また、挿通孔１７ｃの直径Ｌ４は、半田ボール３００が通過可能な９０μｍ程度に規定されている。また、整列用プレート４は、本体部１００の配置位置の上方の位置に配置されている。
【００３１】
検出部５は、吸着ヘッド２の吸着面２２ａ側を撮像するカメラ（図示せず）を備えて構成されている。この場合、検出部５は、第１検出部として機能し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、吸着処理の実行後の吸着ヘッド２における半田ボール３００の過不足を検出する第１検出処理を実行する。また、検出部５は、第２検出部としても機能し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２におけるフラックス（半田フラックス）や半田ボール３００などの付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する。
【００３２】
第１除去部６は、図４に示すように、板状に構成されている。また、第１除去部６の中央部には、上面６１に開口する吸引経路６２が形成されている。この場合、第１除去部６は、吸着処理の実行後において吸着ヘッド２によって吸着されている半田ボール３００、および搭載処理の実行後において吸着ヘッド２に付着している半田ボール３００を吸引経路６２を介して吸引することにより、吸着ヘッド２から半田ボール３００を除去する第１除去処理を実行する。塗布部７は、制御部１１の制御に従い、搭載処理の実行前の基板４００の端子４０１にフラックスを塗布する。
【００３３】
第２除去部８は、図５に示すように、フラックスを溶融除去可能な除去液（例えば、溶剤）８１ａを貯留する貯留槽８１と、吸液性を有する材料（例えば、布帛やスポンジ）が先端部に取り付けられて、貯留槽８１の内部に上下動可能に配設された除去部材８２と、除去部材８２を上下動させる図外の移動機構とを備えて構成されている。この場合、第２除去部８は、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２に付着しているフラックス、およびフラックスの付着に伴って吸着ヘッド２に付着している半田ボール３００を除去する第２除去処理を実行する。搬送機構９は、制御部１１の制御に従い、整列用プレート４の配置位置（本体部１００の配置位置の上方の位置であって、吸着処理、供給処理および吸引処理が実行される位置）と基板４００の配置位置との間で吸着ヘッド２を搬送する。
【００３４】
吸気装置１０は、吸気ポンプおよび電磁バルブ（いずれも図示せず）を備えて構成されている。また、吸気装置１０は、吸気管１１０（図１参照）を介して、吸着ヘッド２の排気孔２４、供給部３における吸着保持部１３の吸気経路１３ｃに連通する吸気管４２、供給部３における吸引部１４の吸引経路１４ａ、および第１除去部６の吸引経路６２に繋がれている。この場合、吸気装置１０は、制御部１１の制御に従って作動して、吸着ヘッド２の空隙２１内を負圧状態とすることによる吸気口２３ａ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、吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気、および第１除去部６における吸引経路６２からの吸気を行う。
【００３５】
制御部１１は、図６に示す半田ボール搭載工程２００を実行することにより、供給部３、第１除去部６、塗布部７、第２除去部８、搬送機構９および吸気装置１０を制御して、基板４００の端子４０１に半田ボール３００を搭載させる。
【００３６】
次に、半田ボール搭載装置１を用いて、半田ボール３００を基板４００の端子４０１に搭載する工程、およびその際の半田ボール搭載装置１の動作について、図面を参照して説明する。
【００３７】
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１１が、図６に示す半田ボール搭載工程２００を実行する。この半田ボール搭載工程２００では、制御部１１は、搬送機構９を制御して、図２に示すように、整列用プレート４の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させる。この際に、図３に示すように、吸着ヘッド２の吸着面２２ａと整列用プレート４の上面１７ａとが接触する。また、制御部１１は、塗布部７を制御して、基板４００の端子４０１にフラックスを塗布させる。
【００３８】
次いで、制御部１１は、吸着ヘッド２に対して吸着処理を実行させると共に、供給部３に対して供給処理および吸引処理を実行させる（ステップ２０１）。具体的には、制御部１１は、吸気装置１０を作動させる。これにより、吸着ヘッド２の空隙２１内が負圧状態となって吸気口２３ａからの吸気が開始される。また、供給部３の吸着保持部１３における吸気経路１３ｃからの吸気、供給部３の吸引部１４における吸引経路１４ａからの吸気、および第１除去部６の吸引経路６２からの吸気が開始される。
【００３９】
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、供給部３の収容容器１２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１１は、図外の駆動機構を制御して、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２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。
【００４０】
続いて、制御部１１は、吸着保持部１３の先端部１３ａが吸着ヘッド２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、駆動機構を制御して、吸気管４２の回転を停止させる。次いで、制御部１１は、駆動機構を制御して、吸着ヘッド２の吸着面２２ａ（整列用プレート４）に向けて本体部１００を移動させて、先端部１３ａを整列用プレート４（吸着面２２ａ）の一端側に近接させる。この際に、整列用プレート４に近接させられた先端部１３ａに保持されている半田ボール３００のうちの整列用プレート４側（上部）に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド２の吸気口２３ａ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２に引き寄せられて、吸着ヘッド２に供給される。また、供給された半田ボール３００の一部が、吸気口２３ａに引き寄せられて、整列用プレート４の各挿通孔１７ｃを通って吸着ヘッド２の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａの縁部に吸着される。
【００４１】
続いて、制御部１１は、駆動機構を制御して、図７に示すように、先端部１３ａを整列用プレート４に近接させた状態で、本体部１００を整列用プレート４（吸着面２２ａ）に沿って整列用プレート４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のうちの整列用プレート４側に位置している半田ボール３００が、吸着ヘッド２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２に引き寄せられて、吸着ヘッド２に供給され、その一部が整列用プレート４の各挿通孔１７ｃを通って吸着ヘッド２の吸着面２２ａにおける吸気口２３ａ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２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２の吸着面２２ａにおける各吸気口２３ａの縁部に１つずつ吸着される。
【００４２】
ここで、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、吸気口２３ａ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、この半田ボール搭載装置１では、上記したように、整列用プレート４の厚みＬ３が半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや厚い８０μｍ程度に規定され、挿通孔１７ｃの直径Ｌ４が、半田ボール３００の直径Ｌ１よりもやや大きい９０μｍ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１７ｃ内に収容され、余剰な半田ボール３００は、その一部分（体積的な一部分）またはその全体が挿通孔１７ｃの下面１７ｂよりも外側（下側）に突出した状態で付着している。また、この半田ボール搭載装置１では、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が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の付着が少なく抑えられている。
【００４３】
次いで、制御部１１は、駆動機構を制御して、図８に示すように、本体部１００を整列用プレート４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２または整列用プレート４から確実に除去される。
【００４４】
次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、吸着ヘッド２が整列用プレート４から離反するように、吸着ヘッド２を移動させる。続いて、制御部１１は、搬送機構９を制御して、吸着ヘッド２を検出部５の配置位置の上方に搬送させる。次いで、制御部１１は、検出部５に対して第１検出処理を実行させる（ステップ２０２）。この場合、検出部５は、吸着ヘッド２の吸着面２２ａ側を図外のカメラで撮像し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、吸着処理の実行後の吸着ヘッド２における半田ボール３００の過不足を検出する。
【００４５】
続いて、制御部１１は、第１検出処理において半田ボール３００の過剰が検出された（１つの吸気口２３ａの縁部に複数の半田ボール３００が吸着されている（ダブルボールが発生してる））か否かを判別する（ステップ２０３）。この場合、半田ボール３００の過剰が検出されたと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、第１除去部６の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させる。次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、図４に示すように、第１除去部６の上面６１に吸着ヘッド２の吸着面２２ａを近接させた状態で上面６１に沿って吸着ヘッド２を移動させる。この際に、同図に示すように、吸着ヘッド２に吸着されている半田ボール３００が吸引経路６２からの吸気によって吸引される。これにより、吸着ヘッド２に吸着している全ての半田ボール３００を吸着ヘッド２から除去する第１除去処理が実行される（ステップ２０４）。続いて、制御部１１は、第１除去処理を実行させた後に、搬送機構９を制御して、整列用プレート４の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させて、上記した吸着処理、供給処理および吸引処理を再実行させ（ステップ２０１）、次いで、上記したステップ２０２〜ステップ２０３を実行する。
【００４６】
続いて、制御部１１は、上記したステップ２０３において半田ボール３００の過剰が検出されないと判別したときには、第１検出処理において半田ボール３００の不足が検出された（その縁部に半田ボール３００が吸着されていない吸気口２３ａが存在している）か否かを判別する（ステップ２０５）。この場合、半田ボール３００の不足が検出されたと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、整列用プレート４の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させて、上記した吸着処理、供給処理および吸引処理を再実行させ（ステップ２０１）、続いて、上記したステップ２０２〜ステップ２０３を実行する。
【００４７】
一方、制御部１１は、上記したステップ２０３において半田ボール３００の過剰が検出されないと判別し、かつ上記したステップ２０５において半田ボール３００の不足が検出されないと判別したとき（つまり、半田ボール３００が過不足なく吸着ヘッド２に吸着されているとき）には、搭載処理を実行させる（ステップ２０６）。この搭載処理では、制御部１１は、搬送機構９を制御して、半田ボール３００を吸着している吸着ヘッド２を基板４００の配置位置に搬送させ、次いで、図９に示すように、吸着ヘッド２によって吸着されている半田ボール３００が基板４００の端子４０１に塗布されているフラックスに接触するように吸着ヘッド２を基板４００に向けて（同図に示す矢印の向きに）移動させる。
【００４８】
続いて、制御部１１は、吸気装置１０を制御して、吸着ヘッド２における吸気口２３ａからの吸気を停止させる。この際に、図１０に示すように、吸着ヘッド２による吸着が解除されて、半田ボール３００が基板４００の端子４０１に塗布されたフラックスの上に載置される。これにより、搭載処理が完了する。次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、同図に示すように、吸着ヘッド２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、検出部５の配置位置の上方に搬送させる。続いて、制御部１１は、検出部５に対して第２検出処理を実行させる（ステップ２０７）。この場合、検出部５は、吸着ヘッド２の吸着面２２ａを図外のカメラで撮像し、カメラによる撮像画像を画像解析することにより、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２における付着物の付着（具体的には、フラックスだけの付着、フラックスと半田ボール３００との付着、および半田ボール３００だけの付着）の有無を検出する。
【００４９】
次いで、制御部１１は、ステップ２０７（第２検出処理）において付着物としてのフラックスの付着（フラックスだけの付着、またはフラックスと半田ボール３００との付着）が検出されたか否かを判別する（ステップ２０８）。この場合、フラックスの付着が検出されたと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、第２除去部８の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させる。続いて、第２除去部８に対して、除去部材８２の先端部が除去液８１ａの液面よりも上方に突出するように除去部材８２を上方に移動させる。次いで、制御部１１は、搬送機構９を制御して、図５に示すように、第２除去部８における除去部材８２の先端部に吸着ヘッド２の吸着面２２ａを当接させつつ吸着ヘッド２を移動させる。この際に、除去部材８２の先端部に含まれている除去液８１ａによってフラックスが溶融し、吸着ヘッド２に付着している付着物（フラックスや半田ボール３００）が除去部材８２の先端部によって拭き取られる（払い落とされる）。これにより、フラックスや半田ボール３００を吸着ヘッド２から除去する第２除去処理が実行される（ステップ２０９）。続いて、制御部１１は、上記したステップ２０７，２０８を実行する。
【００５０】
また、制御部１１は、ステップ２０８においてフラックスの付着が検出されないと判別したときには、半田ボール３００だけの付着が検出されたか否かを判別する（ステップ２１０）。この場合、付着物としての半田ボール３００だけの付着が検出されたと判別したとき（つまり、フラックスが付着物として検出されずに半田ボール３００が付着物として検出されたとき）には、制御部１１は、搬送機構９を制御して、搬送機構９を制御して、第１除去部６の配置位置に吸着ヘッド２を搬送させて、上記した第１除去処理（吸着ヘッド２からの半田ボール３００の除去）を実行させる（ステップ２１１）。続いて、制御部１１は、上記したステップ２０７，２０８，２１０を実行する。この場合、ステップ２１０において、半田ボール３００だけの付着が検出されないと判別したときには、制御部１１は、搬送機構９を制御して、吸着ヘッド２を初期位置に搬送させる。以上により、半田ボール搭載工程２００が完了する。
【００５１】
次いで、制御部１１が半田ボール搭載工程２００を繰り返して実行することにより、他の基板４００の端子４０１に対する半田ボール３００の搭載が繰り返して行われる。この場合、この半田ボール搭載装置１では、吸着処理において半田ボール３００が過剰に吸着されたとしても、第１検出処理によってその旨が検出され、その検出結果に基づき、吸着している半田ボール３００が全て除去された後に吸着処理および供給処理が再実行される。このため、この半田ボール搭載装置１では、半田ボール３００を過剰に吸着したままの吸着ヘッド２によって搭載処理が行われることによる、基板４００の端子４０１に対する半田ボール３００の過剰な搭載が確実に防止されている。また、この半田ボール搭載装置１では、吸着処理において吸着された半田ボール３００に不足があったとしても、第１検出処理によってその旨が検出され、その検出結果に基づき、吸着処理および供給処理が再実行される。このため、この半田ボール搭載装置１では、吸着した半田ボール３００が不足している吸着ヘッド２によって搭載処が行われることによる半田ボール３００の欠落が確実に防止されている。
【００５２】
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、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１１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）となった状態で、端子４０１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。次いで、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、続いて、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。次いで、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１２に示すように、電子部品搭載済基板７００が製造される。
【００５３】
このように、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法では、検出部５が吸着処理の実行後に第１検出処理を実行し、制御部１１が第１検出処理の結果に基づいて、第１除去部６による第１除去処理の実行、吸着ヘッド２による吸着処理の再実行、および供給部３による供給処理の再実行を制御する。このため、吸着処理において半田ボール３００が過剰に吸着されたとしても、吸着している半田ボール３００が除去された後に吸着処理および供給処理が再実行され、吸着処理において吸着された半田ボール３００に不足があったとしても、吸着処理および供給処理が再実行される。したがって、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法によれば、半田ボール３００を過不足なく吸着している吸着ヘッド２によって搭載処理を行うことができる結果、半田ボール３００を基板４００の端子４０１に過不足なく確実に搭載することができる。
【００５４】
また、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法では、検出部５が搭載処理の実行後に第２検出処理を実行し、制御部１１が第２検出処理の結果に基づいて第２除去部８による第２除去処理の実行を制御する。このため、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法によれば、基板４００の端子４０１に塗布されているフラックスが搭載処理の実行時に吸着ヘッド２に付着したり、フラックスの付着に伴って半田ボール３００が吸着ヘッド２に付着したりしたとしても、そのフラックスや半田ボール３００（両者の少なくとも一方を含む付着物）を確実に除去することができる結果、吸着ヘッド２に付着したこれらの付着物によって次の各処理の実行に支障を来す事態を確実に防止することができる。
【００５５】
また、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法では、検出部５が搭載処理の実行後に第２検出処理を実行し、制御部１１が第２検出処理の結果に基づいて第１除去部６による第１除去処理の実行を制御する。このため、この半田ボール搭載装置１および球状体搭載方法によれば、例えば、搭載処理の実行後においてフラックスが付着せずに半田ボール３００だけが吸着ヘッド２に付着しているときには、フラックスを除去する第２除去処理よりも高速の第１除去処理によってその半田ボール３００を除去することができるため、処理時間を十分に短縮することができる。
【００５６】
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（球状体搭載方法）によって基板４００に搭載された半田ボール３００が溶融されて基板４００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結果、半田ボール３００を溶融して基板４００に固着させる際に、過剰に搭載された半田ボール３００が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている。したがって、この半田搭載済基板６００によれば、電子部品７０１を実装する際に、接続された半田ボール３００（半田３０１）を介して電子部品７０１の端子同士が短絡する不良の発生を確実に防止することができる。また、この半田搭載済基板６００では、基板４００における半田ボール３００を搭載すべき全ての位置（全ての端子４０１）に半田ボール３００が不足なく搭載されて、それらの全ての端子４０１に半田ボール３００（半田３０１）が不足なく確実に固着されている。したがって、この半田搭載済基板６００によれば、電子部品７０１を実装する際に、電子部品７０１の端子と基板４００の端子４０１とを半田ボール３００（半田３０１）を介して確実に接続させることができる。
【００５７】
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の基板４００に固着された半田ボール３００（半田３０１）を介して接続された電子部品７０１が半田搭載済基板６００に搭載されている。このため、この電子部品搭載済基板７００では、過剰に搭載された半田ボール３００が溶融に伴って互いに接続される事態が回避されている結果、電子部品７０１を実装する際に、接続された半田ボール３００（半田３０１）を介して電子部品７０１の端子同士が短絡する不良の発生が確実に防止されている。また、この電子部品搭載済基板７００では、基板４００における半田ボール３００を搭載すべき全ての部位（全ての端子４０１）に溶融された半田ボール３００（半田３０１）が不足なく確実に固着されている結果、電子部品を実装する際に、溶融された半田ボール３００（半田３０１）を介して電子部品７０１の端子と基板４００の端子４０１とが確実に接続されている。したがって、この電子部品搭載済基板７００によれば、この電子部品搭載済基板７００を用いた製品における不良の発生を確実に防止することができる。
【００５８】
なお、基板４００の端子４０１にフラックスを塗布する塗布部７を備えた例について上記したが、吸着ヘッド２によって吸着された半田ボール３００の先端部にフラックスを塗布する塗布部を備えた構成を採用することもできる。また、吸引部１４を有する供給部３を備えた例について上記したが、供給部３の構成はこれに限定されず、例えば、吸引部１４を備えていない構成を採用することができる。
【００５９】
また、検出部５が第１検出処理および第２検出処理の双方を実行する例について上記したが、各検出処理を個別に実行する２つの検出部（第１検出部および第２検出部）を備えた構成を採用することもできる。また、吸着ヘッド２に付着したフラックスを除去液８１ａを用いて拭き取るように第２除去部８を構成した例について上記したが、付着したフラックスを吸引によって除去する構成を採用することもできる。また、搭載処理の実行後の吸着ヘッド２に半田ボール３００だけが付着しているときにその半田ボール３００を第１除去部６に除去させる（第１除去処理を実行する）構成および方法について上記したが、付着物が半田ボール３００だけの場合においても、その付着物（半田ボール３００）を第２除去部８に除去させる（第２除去処理を実行する）構成および方法を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 半田ボール搭載装置
２ 吸着ヘッド
３ 供給部
５ 検出部
６ 第１除去部
８ 第２除去部
１１ 制御部
２３ 吸気孔
３００ 半田ボール
３０１ 半田
４００ 基板
４０１ 端子
６００ 半田搭載済基板
７００ 電子部品搭載済基板
７０１ 電子部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の球状体を吸着する吸着処理を実行する吸着部と、当該吸着部による前記吸着処理の実行時において当該吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行する供給部とを備え、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載装置であって、
前記吸着処理の実行後の前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行する第１検出部と、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行する第１除去部と、前記吸着部、前記供給部および前記第１除去部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１検出処理において前記球状体の過剰が検出されたときに前記第１除去処理を実行させた後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行させ、前記第１検出処理において前記球状体の不足が検出されたときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行させる球状体搭載装置。
【請求項２】
前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、
前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されたときに前記第２除去部に対して前記第２除去処理を実行させる請求項１記載の球状体搭載装置。
【請求項３】
前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、
前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されずに前記球状体が当該付着物として検出されたときに前記第１除去部に対して前記第１除去処理を実行させる請求項１記載の球状体搭載装置。
【請求項４】
複数の球状体を吸着部に吸着させる吸着処理を実行すると共に、当該吸着処理の実行時において前記吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行し、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載方法であって、
前記吸着処理の実行後において前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行し、当該第１検出処理において前記球状体の過剰を検出したときに前記吸着部によって吸着されている当該球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行した後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行し、前記第１検出処理において前記球状体の不足を検出したときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行する球状体搭載方法。
【請求項５】
前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出したときに当該付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する請求項４記載の球状体搭載方法。
【請求項６】
前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出せずに前記球状体を当該付着物として検出したときに前記第１除去処理を実行する請求項４記載の球状体搭載方法。
【請求項７】
請求項１から３のいずれかに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に搭載された前記球状体を溶融して当該基板に固着させた球状体搭載済基板。
【請求項８】
請求項４から６のいずれかに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に搭載された前記球状体を溶融して当該基板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】
複数の球状体を吸着する吸着処理を実行する吸着部と、当該吸着部による前記吸着処理の実行時において当該吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行する供給部とを備え、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載装置であって、
前記吸着処理の実行後の前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行する第１検出部と、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行する第１除去部と、前記吸着部、前記供給部および前記第１除去部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１検出処理において前記球状体の過剰が検出されたときに前記第１除去処理を実行させた後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行させ、前記第１検出処理において前記球状体の不足が検出されたときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行させる球状体搭載装置。
【請求項２】
前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、
前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されたときに前記第２除去部に対して前記第２除去処理を実行させる請求項１記載の球状体搭載装置。
【請求項３】
前記搭載処理の実行後の前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行する第２検出部と、前記付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する第２除去部とを備え、
前記制御部は、前記第２検出処理においてフラックスが前記付着物として検出されずに前記球状体が当該付着物として検出されたときに前記第１除去部に対して前記第１除去処理を実行させる請求項１記載の球状体搭載装置。
【請求項４】
複数の球状体を吸着部に吸着させる吸着処理を実行すると共に、当該吸着処理の実行時において前記吸着部に対して前記球状体を供給する供給処理を実行し、前記吸着部によって吸着されている前記球状体を搭載対象体に搭載する搭載処理を実行する球状体搭載方法であって、
前記吸着処理の実行後において前記吸着部における前記球状体の過不足を検出する第１検出処理を実行し、当該第１検出処理において前記球状体の過剰を検出したときに前記吸着部によって吸着されている当該球状体を当該吸着部から除去する第１除去処理を実行した後に前記吸着処理および前記供給処理を再実行し、前記第１検出処理において前記球状体の不足を検出したときに前記吸着処理および前記供給処理を再実行する球状体搭載方法。
【請求項５】
前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出したときに当該付着物を前記吸着部から除去する第２除去処理を実行する請求項４記載の球状体搭載方法。
【請求項６】
前記搭載処理の実行後において前記吸着部における付着物の付着の有無を検出する第２検出処理を実行し、当該第２検出処理においてフラックスを前記付着物として検出せずに前記球状体を当該付着物として検出したときに前記第１除去処理を実行する請求項４記載の球状体搭載方法。
【請求項７】
請求項１から３のいずれかに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に搭載された前記球状体を溶融して当該基板に固着させた球状体搭載済基板。
【請求項８】
請求項４から６のいずれかに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に搭載された前記球状体を溶融して当該基板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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−４０７０４（Ｐ２０１１−４０７０４Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３８９３（Ｐ２００９−２９３８９３）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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