特許 6364072 接続材料堆積物を個々に供給するための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6364072

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】接続材料堆積物を個々に供給するための装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/06 20060101AFI20180712BHJP

   B23K 1/005 20060101ALI20180712BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   B23K3/06 H

   B23K1/005 A

   B23K1/00 A

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-517394(P2016-517394)

(86)(22)【出願日】2014年7月3日

(65)【公表番号】特表2016-533268(P2016-533268A)

(43)【公表日】2016年10月27日

(86)【国際出願番号】EP2014064164

(87)【国際公開番号】WO2015055328

(87)【国際公開日】20150423

【審査請求日】2017年5月9日

(31)【優先権主張番号】102013017159.8

(32)【優先日】2013年10月16日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501198796

【氏名又は名称】パック テック−パッケージング テクノロジーズ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アズダシト，ガッセム

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特表平１１−５１４９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７９４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０７２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００３１７７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／００−３／０８

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

はんだ材料堆積物（１１）、特にはんだボールを個々に供給するための装置（１０）であって、はんだ材料貯蔵部から供給装置（３３）の方に前記はんだ材料堆積物を個々に運搬するための運搬装置（１９）を備え、前記運搬装置は、搬送ホルダ（１８）を有し、前記搬送ホルダは、通路孔として形成され、前記搬送ホルダの各々は、はんだ材料堆積物が前記はんだ材料貯蔵部から受取られる受取位置Ｐ１から、前記はんだ材料堆積物が圧力ガスにさらされる移送位置Ｐ２に移動可能であり、前記はんだ材料堆積物は、前記移送位置から供給位置Ｐ３における前記供給装置に移送され、
除去位置Ｐ４に配置された搬送ホルダからはんだ材料堆積物を除去するための除去装置（４６）が、運搬方向（３２）における前記移送位置の下流に配置され、前記除去装置は、除去機能を起動するための検出器装置に接続され、前記検出器装置は、前記移送位置における前記搬送ホルダの状態を確認するものであり、
前記除去装置（４６）は、前記除去位置Ｐ４に配置された搬送ホルダ（１８）と除去ダクトのダクト端（４８）とを同軸配置するための除去ダクト（４７）と、前記除去ダクトを負圧（５５）にさらすための負圧接続部と、前記搬送ホルダに配置されたはんだ材料堆積物（１１）の処理に使用されるエネルギ源に接続するための連結装置（４９）とを有することを特徴とする、装置。

【請求項2】

前記検出器装置は、前記移送位置Ｐ２に配置された前記搬送ホルダ（１８）と供給ノズル（３６）における供給開口（３７）との間の前記供給装置（３３）におけるガス圧力を測定する圧力センサ（４４）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記除去ダクト（４７）は、前記除去装置（４６）の接続部品（５４）において実現され、前記接続部品は、前記除去位置Ｐ４に配置された搬送ホルダ（１８）と同軸に前記除去ダクトが配置されるように前記除去装置を前記装置（１０）の装置ハウジング（１５）に取外し可能に機械的に接続することを可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記連結装置（４９）は、レーザ光線（５６）を発するレーザ源に前記除去装置（４６）を連結することを可能にすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記連結装置（４９）は、前記レーザ源への非接触連結を可能にすることを特徴とする、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記連結装置（４９）は、前記レーザ源のレーザ光線を伝える光ファイバのための接続装置として実現されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、はんだ材料堆積物、特にはんだボールを個々に供給するための装置に関し、当該装置は、はんだ材料貯蔵部から供給装置の方にはんだ材料堆積物を個々に運搬するための運搬装置を備え、当該運搬装置は、搬送ホルダを有し、当該搬送ホルダは、通路孔として形成され、搬送ホルダの各々は、はんだ材料堆積物がはんだ材料貯蔵部から受取られる受取位置から、はんだ材料堆積物が圧力ガスにさらされる移送位置に移動可能であり、はんだ材料堆積物は、移送位置から供給位置における供給装置に移送される。

【背景技術】

【0002】

序文に記載されている種類の装置は、ＤＥ １９５ ４１ ９９６ Ａ１から公知である。上記装置は、優れていることが長年にわたって実際に実証されており、通常はエラーの無い動作を可能にする。はんだ材料貯蔵部から運搬装置に移送されるはんだ材料堆積物と搬送ホルダとの間での装置内で起こる相対的な動きのために、はんだ材料は、運搬装置に堆積され得て、材料は、特に通路孔の端縁に蓄積し得る。上記材料の蓄積は、特に装置のメンテナンスが不十分である場合には、運搬装置の搬送ホルダに配置されるはんだ材料堆積物がときとして移送位置から供給位置に移送されずに搬送ホルダにはまり込んだままになるという結果を有する場合がある。原理的に、運搬装置と装置ハウジングとの間の許容差の調整が不正確であることによりメンテナンスプロセス後の装置の組立てが不適切であるために、はんだ材料堆積物が運搬装置の搬送ホルダに受取られている際に個々のはんだ材料堆積物がせん断され、その結果、はんだ材料堆積物またははんだ材料堆積物の一部が、くさび状の態様で搬送ホルダに受取られ、結果として、圧力ガスの供給によって供給装置に移送するための移送位置における搬送ホルダからはんだ材料堆積物またははんだ材料堆積物の一部を完全には除去することができない、ということもあり得る。

【0003】

圧力ガスの供給によって搬送ホルダから完全には除去することができないはんだ材料が検出された場合に、運搬装置が１目盛りだけ、すなわち後続の搬送ホルダに移動し、その結果、供給不可能な接続材料堆積物の代わりに後続のはんだ材料堆積物を供給装置に移送するように、クロック制御された態様で装置、特に装置の運搬装置を駆動することができる。しかし、これは不利である。なぜなら、一方では運搬装置の能力を十分に使用することができないからであり、他方では欠陥のあるはんだ材料堆積物を離すために運搬装置が必要とするサイクル時間に基づいて時間のロスが生じるからである。

【0004】

圧力ガスを供給することによって搬送ホルダから除去することができないこの種の欠陥のあるはんだ材料堆積物は、装置の動作中にそれらの数が、装置を効果的に動作させることを不可能にする規模に達する場合には、当然のことながら特にマイナスの影響がある。そして、装置の一般的な操作性にいずれにしても必要なメンテナンスのために、遅くとも装置を分解および点検することもしなければならず、これは対応する生産休止期間を伴う。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

したがって、本発明の目的は、メンテナンス努力を全体的に減少させることができるように公知の装置を向上させることである。

【0006】

この目的は、請求項１の特徴を示す装置によって達成される。
本発明に係る装置では、除去位置に配置された搬送ホルダからはんだ材料堆積物を除去するための除去装置が、運搬方向における移送位置の下流の除去位置に設けられ、当該除去装置は、除去機能を起動するための検出器装置に接続され、上記検出器装置は、移送位置における搬送ホルダの状態を確認する。

【0007】

搬送ホルダの欠陥状態を検出した後、すなわち移送位置に配置された搬送ホルダが圧力にさらされた後に搬送ホルダ内にはんだ材料堆積物またははんだ材料堆積物の一部を検出した後に、本発明に係る装置は、運搬装置を洗浄または点検するための必要条件として装置を分解する必要なしに、装置上で実現される除去装置によってはんだ材料堆積物を搬送ホルダから除去することを可能にする。その代わりに、搬送ホルダの状態は、動作中に移送位置において、すなわちインサイチュで確認されてもよく、搬送ホルダからのはんだ材料堆積物の除去も、搬送ホルダの閉塞を検出した後に除去位置においてインサイチュで行われてもよい。

【0008】

検出器装置が、搬送ホルダと供給装置の供給ノズルにおける供給開口との間の供給装置におけるガス圧力を測定する圧力センサを有していれば、特に有利である。これにより、はんだ材料堆積物が供給開口に位置する供給位置においてはんだ材料堆積物をレーザ処理するためにも、除去装置の動作に別のセンサを必要としないように搬送ホルダの状態を確認するためにも、同一の圧力センサを使用することができるようになる。

【0009】

除去装置が、除去位置に配置された搬送ホルダと除去ダクトのダクト端とを同軸配置するための除去ダクトと、除去ダクトに負圧を供給するための負圧接続部と、搬送ホルダに配置された接続材料堆積物の処理に使用されるエネルギ源に接続するための連結装置とを有していれば、特に有利である。このように、搬送ホルダに配置されたはんだ材料堆積物をエネルギによって処理してはんだ材料堆積物を溶融すること、および、搬送ホルダに配置されたはんだ材料堆積物を負圧によって処理して溶融したはんだ材料堆積物を搬送ホルダから除去することは、同一の除去ダクトを介して行われることができる。

【0010】

好ましくは、除去ダクトは、除去装置の接続部品において実現され、上記接続部品は、除去位置に配置された搬送ホルダと同軸に除去ダクトが配置されるように除去装置を装置ハウジングに取外し可能に機械的に接続することを可能にする。このように、除去装置のモジュール設計が可能であり、除去装置は、モジュールとして装置に追加可能であり、必ずしも装置内で一体的に実現されない。したがって、はんだ材料堆積物を個々に供給するための装置のオペレータは、必要に応じて、標準的なまたは既製の装置を除去装置に後付けすることができる。

【0011】

連結装置が、エネルギ源に接続するために使用されるだけでなく、同時に除去ダクトに負圧を供給するための負圧接続部も形成するように実現されれば、特に有利である。

【0012】

搬送ホルダから除去するためのはんだ材料堆積物のエネルギ処理は、以下の場合に特に効果的な態様で実現されることができる。すなわち、連結装置が、レーザ光線を発するレーザ源に除去装置を連結することを可能にし、後に負圧を供給することによって搬送ホルダから除去され得る搬送ホルダ内のはんだ材料堆積物の迅速な加熱および液化を可能にする場合である。

【0013】

さらに、連結装置は、一般に、供給装置におけるはんだ材料堆積物を処理するのに役立つレーザ光線を発する別のレーザ源から独立して、エネルギ源、または特にレーザ光線を発するレーザ源を除去装置に接続することを可能にする。したがって、供給装置と並行して除去装置を動作させることが可能である。

【0014】

好ましくは、連結装置は、レーザ源との非接触連結が可能になり、その結果、例えばはんだ材料堆積物を個々に供給するための装置の分解またはメンテナンスの場合に、レーザ源を装置から手動で切り離すこと、すなわち接続装置を取外すことが不要になるように実現される。

【0015】

しかし、代替的に、連結装置が、レーザ源のレーザ光線を伝える光ファイバのための接続装置として実現されることもあり得る。

【0016】

以下の説明において、図面を参照して装置の好ましい実施例をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】はんだ材料堆積物を個々に供給するための装置の等角図である。

【図2】図１に示される装置の断面図である。

【図3】図２に示される装置の運搬装置の上面図である。

【図4】図１および図２に示される装置の装置ハウジングの上面図である。

【図5】図１に示される装置の除去装置の断面図である。

【図6】図５に示される除去装置の等角図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１および図２には、はんだ材料堆積物１１を個々に供給するための装置１０が示されており、この場合のはんだ材料堆積物１１は、装置ハウジング１５の上方ハウジング部１４の最上部側１３に配置されるはんだ材料貯蔵部１２に提供のために保持されるはんだ材料ボールとして実現される。上方ハウジング部１４には、はんだ材料ダクト１７が接続開口１６（図４）の下方に形成されており、上記はんだ材料ダクト１７は、はんだ材料堆積物１１が、図１に示されるように、はんだ材料貯蔵部１２から、運搬装置１９の通路孔として形成された搬送ホルダ１８（図３）に移動することを可能にし、当該運搬装置１９は、円形の運搬円盤として形成され、上方ハウジング部１４と下方ハウジング部２０との間で円形の運搬空間２１に受けられている。円形の運搬空間２１を形成するために、上方ハウジング部１４と下方ハウジング部２０との間に運搬装置１９に対して同心円状にハウジングリング２２が配置されている。

【0019】

上方ハウジング部１４には、運搬シャフト２４が位置しており、当該運搬シャフト２４は、その入力端２３においてモータ駆動装置（図示せず）と連結されることができ、駆動ピン２６を介して回転軸２８を中心に運搬装置１９を回転駆動することを可能にし、当該駆動ピン２６は、運搬シャフト２４の出力端２５に配置され、図３に示される運搬装置１９の係合開口２７に係合する。

【0020】

図３が示しているように、運搬装置１９の運搬円周２９上に等距離に配置される搬送ホルダ１８に加えて、運搬装置１９は、制御円周３０を有し、当該制御円周３０は、この場合には運搬円周２９内に同心円状に配置され、いずれの場合にも搬送ホルダ１８と共通の径方向軸５０上に制御ボア３１を有している。上記制御ボア３１は、装置ハウジング１５に配置された光バリア装置（図示せず）と相互作用し、回転軸２８を中心とした運搬装置１９のクロック制御された円形の運搬運動の制御を可能にし、当該運搬運動は、運搬装置１９の運搬方向３２において、搬送ホルダ１８が、運搬方向３２における運搬円周２９の目盛りｔだけ毎回、はんだ材料貯蔵部１２に接続されたはんだ材料ダクト１７の下方の受取位置Ｐ１から前方に移動されて移送位置Ｐ２に到達するようなものであり、当該移送位置Ｐ２では、搬送ホルダ１８は、供給ダクト４１に対して同軸または面一の配置で位置し、当該供給ダクト４１は、下方ハウジング部２０に形成され、移送位置Ｐ２から供給装置３３まで延在して、供給装置３３の供給ダクト３５における排出端３４で終端している。

【0021】

供給装置３３は、その下端に供給ノズル３６を有しており、当該供給ノズル３６は、交換可能な態様で下方ハウジング部２０上に配置され、供給開口３７を備えており、当該供給開口３７は、この場合、移送位置Ｐ２から供給ノズル３６に移送されたはんだ材料堆積物１１が供給位置Ｐ３における供給開口３７の開口端縁に載るようになるようにはんだ材料堆積物１１の直径よりも小さな直径を有する。この場合、供給ノズル３６は、キャップナット６２によって下方ハウジング部２０にねじ留めされており、供給ノズル３６と下方ハウジング部２０との接続は、下方ハウジング部２０に対して封止されるようにシール５８を備えている。

【0022】

装置１０の上方ハウジング部１４内に配置された連結装置３８は、供給ダクト３５の上端に位置し、上記連結装置３８は、この場合、上方ハウジング部１４の最上部側１３に透明な連結面３９を備えている。当該連結面３９によって、供給位置Ｐ３に配置されたはんだ材料堆積物１１は、レーザ源（図示せず）が発するレーザ光線４０で処理されることができる。

【0023】

連結装置３８は、スリーブの形状に形成され、下方ハウジング部２０に突き出る、下端に形成されるシール５７によって下方ハウジング部２０に対して封止され、上記シールは、ここではＯリングとして実現される。さらに、連結装置３８の下端は、最上部において圧力室６１を制限する透明な気密カバー６０を備え、上記圧力室６１は、供給開口３７の上方の供給ダクト３５において実現される。

【0024】

はんだ材料堆積物１１のレーザ処理の結果、はんだ材料堆積物１１は少なくとも部分的に溶融し、その結果、供給ダクト３５において終端する供給ダクト４１を介してはんだ材料堆積物１１に圧力ガスを供給することによって、供給ノズル３６の供給開口３７を通してはんだ材料堆積物１１を出すことができ、基板５２の接触面５１に対して供給することができる。

【0025】

圧力ガスを供給するために、上方ハウジング部１４は、図１および図４に示される圧力ガス接続部４２を備え、当該圧力ガス接続部４２は、下方ハウジング部２０に形成された供給ダクト４１の上端の反対側の移送位置Ｐ２の上方の、上方ハウジング部１４に形成されたはんだ材料堆積物受取空間５３に圧力ガスダクト４３を介して接続されている。はんだ材料堆積物受取空間５３に配置されたはんだ材料堆積物１１に圧力ガスを供給することによって、はんだ材料堆積物１１は、供給ノズルの供給開口３７における供給位置Ｐ３に移送され、また、供給位置Ｐ３に配置されたはんだ材料堆積物１１のレーザ処理が、圧力センサ４４によって間接的に起動される。この目的のために、供給開口３７と連結装置３８のカバー６０との間の供給装置３３の供給ダクト３５に規定される圧力室６１に、圧力ボア４５を介して圧力センサ４４が接続されている。圧力センサ４４は、供給位置Ｐ３に配置されたはんだ材料堆積物１１によって供給開口３７が閉鎖される際に生じる、圧力室６１に形成される過剰な圧力を検出する。これは、圧力センサ４４によって制御されることで、はんだ材料堆積物１１が供給位置Ｐ３に位置する場合にのみレーザ処理が起動されることを意味する。

【0026】

この場合、圧力センサ４４は、供給位置Ｐ３に位置するはんだ材料堆積物１１のレーザ処理を起動するために使用されるだけでなく、除去装置４６を起動または作動させるためにも使用され、当該除去装置４６は、特に図１、図４、図５および図６の組み合わせ図から分かるように、除去装置４６の除去ダクト４７が、除去位置Ｐ４に配置される運搬装置１９の搬送ホルダ１８と同軸または面一の配置で位置するように装置１０の上方ハウジング部１４上に接続部品５４を備えている。除去ダクト４７のダクト端４８は、搬送ホルダ１８の真上に配置される。除去ダクト４７の上端に、除去装置４６は連結装置４９を有しており、当該連結装置４９は、この場合、負圧装置（図示せず）の接続およびレーザ光線を除去ダクト４７に導入する光ファイバ（図示せず）の接続のために使用される。

【0027】

除去装置４６は、移送位置Ｐ２に配置されたはんだ材料堆積物１１に圧力ガスを供給し
た後に圧力センサ４４が規定の高さの圧力上昇を検出しない場合に、圧力センサ４４によ
って起動または作動され、上記規定の高さの圧力上昇は、以前に移送位置Ｐ２に配置され
ていたはんだ材料堆積物１１が、供給位置Ｐ３に到達し、供給ノズル３６の供給開口３７
を閉塞している場合によくみられる。上記圧力上昇が検出されなければ、これは、移送位
置Ｐ２における搬送ホルダ１８に受取られたはんだ材料堆積物１１が全くまたは完全には
搬送ホルダ１８から離れていないことを示唆し、搬送ホルダ１８がはんだ材料堆積物１１
によってまたははんだ材料堆積物１１の一部によって閉塞されており、はんだ材料堆積物
１１を供給位置Ｐ３に移送できないことを意味する。

【0028】

この判断を考慮して、運搬装置１９は、ここで、１目盛りｔだけさらにクロック制御され、その結果、別のはんだ材料堆積物１１が供給され得る。運搬方向３２への運搬装置１９のクロッキングが継続することにより、はんだ材料堆積物１１によって閉塞されている搬送ホルダ１８は、最終的に、規定の数のサイクルステップの後に除去装置４６の下方の除去位置Ｐ４に到達し、その結果、搬送ホルダ１８の閉塞が圧力センサ４４によって検出されて規定の数のサイクルが完了した後に、除去装置４６を作動させることができ、搬送ホルダ１８を閉塞しているはんだ材料堆積物１１は、連結装置４９を介してレーザ光線５５で処理され、結果として、はんだ材料堆積物１１を溶融する。同時にまたは直後に、溶融したはんだ材料堆積物１１は、負圧５６にさらされ、その結果、はんだ材料堆積物１１は、搬送ホルダ１８から除去され、当該搬送ホルダ１８は、受取位置Ｐ１に戻された後にはんだ材料貯蔵部１２からはんだ材料堆積物１１を受取るために再び利用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】