特許 6663906 超音波システムおよび圧力ラインを有するはんだボール供給装置

(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】6663906

(24)【登録日】2020年2月19日

(45)【発行日】2020年3月13日

(54)【発明の名称】超音波システムおよび圧力ラインを有するはんだボール供給装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 3/06 20060101AFI20200302BHJP

【ＦＩ】

   B23K3/06 H

【請求項の数】16

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-500066(P2017-500066)

(86)(22)【出願日】2015年7月15日

(65)【公表番号】特表2017-520408(P2017-520408A)

(43)【公表日】2017年7月27日

(86)【国際出願番号】EP2015066194

(87)【国際公開番号】WO2016008939

(87)【国際公開日】20160121

【審査請求日】2017年9月15日

(31)【優先権主張番号】102014109890.0

(32)【優先日】2014年7月15日

(33)【優先権主張国】DE

【前置審査】

(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】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５２８８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９１１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−７９４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００５３５９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／００ − ３／０８

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ある量のはんだボールを受けるためのはんだボール容器（２０）と、排出装置（１１）に計測された供給量のはんだボール（１６）を分配するための計測装置（３１）とを備えるはんだボール供給装置（４０）であって、
前記計測装置は超音波装置（３２）と、バルブ機能を有し前記超音波装置（３２）を用いて振動を与えることによって前記バルブ機能が実現される分配配管（４３）を有し、前記はんだボール容器（２０）の底部に配置された分配ノズル（２１）とを備え、前記超音波装置（３２）は前記分配ノズルへ振動を印加するよう機能し、前記はんだボール容器または前記はんだボール容器の分配ノズルには、前記分配配管（４３）を通して前記はんだボールの通路を解放するように前記はんだボールに振動を加え、同時に前記はんだボールに圧力クッションが作用するよう機能する圧力接続（２３）が設けられる、はんだボール供給装置。

【請求項2】

前記超音波装置（３２）は前記分配ノズル（２１）とは独立して具体化されることを特徴とする、請求項１に記載のはんだボール供給装置。

【請求項3】

前記超音波装置（３２）は前記はんだボール容器（２０）の容器本体（４２）上に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のはんだボール供給装置。

【請求項4】

前記超音波装置（３２）は支持装置（４１）の手段により着脱可能な方法で前記はんだボール容器（２０）の容器本体（４２）上に配置されることを特徴とする、請求項３に記載のはんだボール供給装置。

【請求項5】

前記圧力接続（２３）はある量のはんだボールを受けるための前記はんだボール容器（２０）内に形成された受けチャンバ（２２）上に配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のはんだボール供給装置。

【請求項6】

前記圧力接続（２３）は前記はんだボール容器（２０）の容器蓋（４６）に配置され、前記容器蓋は受けチャンバ（２２）を覆うことを特徴とする、請求項５に記載のはんだボール供給装置。

【請求項7】

前記容器蓋（４６）および前記容器本体（４２）との間に封止装置が配置されることを特徴とする、請求項６に記載のはんだボール供給装置。

【請求項8】

前記分配配管（４３）は前記はんだボールの直径の２から８倍のダクト直径を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載のはんだボール供給装置。

【請求項9】

前記ダクト直径は前記はんだボールの直径の４から７倍であることを特徴とする、請求項８に記載のはんだボール供給装置。

【請求項10】

前記分配配管（４３）は前記分配ノズル（２１）上に取り換え可能な方法で配置されることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のはんだボール供給装置。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれかに記載のはんだボール供給装置（４０）に接続された排出装置（１１）からのはんだボール列（２８）を受けるための移送装置（１０）であって、
平坦なはんだボール列（２８）を形成するために、前記移送装置は前記排出装置（１１）と協働する移送基板（１２）を有して陰圧の行使が可能であり、前記排出装置は少なくとも部分的に開口した底壁（１４）を有し前記移送基板は前記はんだボール列を受けるための穴パターンを有し、前記排出装置は前記排出装置に超音波振動を印加するための超音波装置（３７）が提供される、移送装置。

【請求項12】

前記分配配管（４３）は前記排出装置に計測された量の供給を行うための可撓性ダクト（１８）を有して提供されることを特徴とする、請求項１１に記載の移送装置。

【請求項13】

前記排出装置（１１）はイオン化ガスを供給するための供給装置を前記底壁（１４）の下に有することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の移送装置。

【請求項14】

前記排出装置（１１）は、前記計測装置（３１）と協働して充填水準高ｈを計測するためのセンサ装置を有して提供されることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれかに記載の移送装置。

【請求項15】

前記センサ装置を形成するために、光障壁装置（３３）が前記排出装置（１１）上の前記充填水準高ｈにおいて配置されることを特徴とする、請求項１４に記載の移送装置。

【請求項16】

前記排出装置（１１）は底壁（１４）としてのワイヤメッシュを有する環状周方向壁（１３）を有することを特徴とする、請求項１１から１５のいずれかに記載の移送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はある量のはんだボールを受けるはんだボール容器および排出装置に計測された供給量のはんだボールを分配するための計測装置とを備えるはんだボール供給装置に関し、計測装置は超音波装置および分配配管を有する分配ノズルとを備え、超音波装置は分配ノズルに振動を印加するよう機能し、はんだボール容器またははんだボール容器の分配ノズルははんだボール供給装置に加圧ガスをもたらす圧力接続を有して提供される。

【背景技術】

【0002】

ＤＥ １０ ２００４ ０５１ ９８３ Ａ１によれば、移送基板および排出装置を有するはんだボール移送装置は公知である。公知の装置において、穴型板で具体化された移送基板は、排出装置上に配置され、移送基板ははんだボールを吸引するよう、排出装置の移転回路下でランダムに分配し、型板の穴パターンに対応するはんだボールの配置を提供するように吸い取りが実行される。

【0003】

公知の装置の適切な機能のために、排出装置が装置の連続的な操作中一定に補充されなければならないよう排出装置ははんだボールの十分な充填水準を有することが必要である。充填水準変化はできる限り小さいと有利であることが知られており、そのためには排出装置に補充される量ができる限り正確であることが要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は排出装置にできる限り正確に計測されたある量のはんだボールを補充可能な、最初から述べてきたような種類の装置を提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この目的達成のために、本発明による装置は請求項１の特徴を提示する。
本発明によるはんだボール供給装置はある量のはんだボールを受けるためのはんだボール容器および排出装置に計測された供給量のはんだボールを分配するための計測装置とを備える。計測装置は超音波装置および分配配管を有する分配ノズルとを備え、超音波装置は分配ノズルに振動を印加し、はんだボール容器またははんだボール容器の分配ノズルははんだボール供給装置に加圧ガスをもたらす圧力接続を有して提供される。

【0006】

超音波装置は機械的な、携帯バルブ要素を使用することなく計測装置に「バルブ機能」を可能とするよう分配ノズルに振動の印加を可能とする。実は、「バルブ」の閉鎖機能は分配配管を通じる通路が遮断されるよう分配ノズルに超音波が印加されない際分配ノズルの分配配管内ではんだボールが互いに詰め込まれることによりもたらされる。分配ノズルへの超音波振動の印加は、分配配管内で互いに停止するはんだボールに振動導入の方法によって互いの摺動を生じ、分配配管内の遮断はこうして超音波の提供により解決されてはんだボール容器内の分配ノズル上に配置されたはんだボールはガスの手段によってはんだボールに適用された圧力によって支持されて分配配管内を流れることができる。

【0007】

分配ノズルへの振動の印加は分配ノズルにすぐに作用する超音波装置によって直接実行されるかはんだボール容器の他のエリアまたは部分に作用する超音波装置によって非直接的に実行され得る。

【0008】

超音波装置は分配ノズルとは独立して具体化され得て、分配ノズルが超音波装置と独立して設計され得るよう超音波装置がはんだボール容器の容器本体上に配置されると有利である。

【0009】

超音波装置が支持装置の手段により取外し可能な方法ではんだボール容器の容器本体上に配置されるとより好ましい。

【0010】

ある量のはんだボールを受けるためのはんだボール容器内に形成された受けチャンバ上に圧力接続が配置されたならば、圧力はすべてのはんだボールに均等に適用されることが保障される。

【0011】

容器本体は特に単純な形状を有し、それは圧力接続が受けチャンバを覆うはんだボール容器の容器蓋内に配置された場合に圧力接続によって影響を受けない。

【0012】

容器蓋および容器本体との間に封止装置が配置された場合、ガス流によって実質的に影響を受けない圧力クッションが容器本体内に受けられるある量のはんだボール上に形成され得る。

【0013】

分配配管がはんだボールの直径の２から８倍の導管直径を有する場合、「バルブ機能」形成のために有利である。

【0014】

「バルブ機能」の最適化は導管直径がはんだボールの直径の４から７倍であるときに可能となる。この方法において、特に速い「バルブ」の反応時間が達成され、超音波振動および分配配管内の更新されたはんだボールの障害の解除の間に可能な限り少ない時間が経過しこうして解除後ごくわずかなはんだボールのみが分配配管から流れ出る。さらに、超音波振動の活性化と分配配管内のはんだボールの障害の解決の間に可能な限りわずかな時間間隔があるのみである。これにより、全体的に特に高い計測正確性が達成される。

【0015】

異なる操作状態への特に速いはんだボール供給装置の適合は、はんだボールの異なる直径と同様に外気の温度や湿度にも影響され、分配配管が取り換え可能な方法で分配ノズル上に配置された場合に可能となる。

【0016】

本発明による移送装置は請求項１１の特徴を示す。
本発明によれば、移送装置は本発明によるはんだボール供給装置に接続される。さらに、移送装置の排出装置は排出装置に超音波振動を印加する超音波装置を有して適用される。

【0017】

排出装置への超音波振動の適用ははんだボール層の平らな層表面が提供されるよう排出装置の充填プロセスによるはんだボール層の固有の局所的な蓄積が第１の場所で生じないか速やかに平らにされることを保証する。こうして、移送基板上に規定されたはんだボール列を形成するために吸い取りが実行されたときにはんだボールは排出装置内に最適に分配されることが明らかとなる。

【0018】

特に、超音波装置の起動は手動または対応する機械的な努力により実現される必要のあるかき出し機能を代替する。さらに、排出装置への超音波の印加は移送基板が吸い取りを実行され移転基板上にはんだボール列が形成されている間でさえも後者を妨げることなく実行できる。実は、排出装置への超音波の印加は追加的に移送基板上にはんだボール列の形成を促進する。

【0019】

計測装置の提供されたはんだボール供給装置への排出装置の接続は排出装置の充填の自動化または自動開始を可能とする。同時に、排出装置への超音波の印加によってはんだボール層の表面は規定された充填水準高が提供されるよう計測装置による充填または補充後速やかに平らにされることが保障される。

【0020】

仮にはんだボール供給装置が可撓性供給ダクトを介して排出装置に接続された場合、分配ノズルへの超音波の印加は必要であれば、排出装置への超音波印加と切り離し可能であり、その逆も同様である。そこから外れて、排出装置への超音波の印加と分配ノズルへの超音波印加はもちろん同時に印加可能である。

【0021】

仮に排出装置がイオン化ガスを提供する供給装置を底壁の真下で有する場合、イオン化ガスの帯電防止効果は排出装置内に配置されたはんだボールの相対運動を増進するよう活用され得る。

【0022】

はんだボール容器からの排出装置の自動化されたまたは自動開始するはんだボールの充填または補充を支持するために、排出装置が充填水準を測定するためのセンサ装置を有して提供されると有利であり、必要があれば、前記センサ装置は計測装置と協働し、こうして計測装置の活性化または非活性化および「バルブ」として機能する分配ノズルの解放または閉鎖を処理する。

【0023】

仮に、センサ装置の形成のために、充填水準高において排出装置上に光障壁装置が配置されると特にコスト効率がよい。

【0024】

排出装置の機能的に信頼可能でコスト効率のよい設計に関して、排出装置がワイヤメッシュで形成された底壁の提供された環状周方向壁を有すると有利である。

【0025】

以下の段落では、移転装置の実施形態が図面の助けを受けて詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】排出装置内に移転基板の提供された移送装置の概念図を示す。

【図2】図１の線ＩＩ−ＩＩの横断による図１の移送装置の断面図を示す。

【図3】はんだボール供給装置の実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は排出装置１１内に配置された移送基板１２を有する移転装置１０を示す。排出装置１１は周方向壁１３の低端面を形成する底壁１４を有する環状周方向壁１３を有する。現在の実施例において、底壁１４は排出装置１１内に配置され、全体として、排出装置１１内のはんだボール層１７を形成するはんだボール１６の直径よりも少なくとも少し小さいメッシュサイズを有するネット状のワイヤメッシュで形成される。

【0028】

はんだボール層１７の位置する、はんだボール容器チャンバ１９はこのケースでは弾性に形成される供給ダクトを介して図１において単に概念的に図示されたはんだボール供給装置４０のはんだボール容器２０に接続され、前記はんだボール容器２０は貯蔵装置を形成する。はんだボール容器２０の底側において、供給ダクト１８への接合部分として分配ノズル２１が配置される。はんだボール容器２０内に形成された受けチャンバ２２は加圧ガスを導入するための圧力接続２３を有して提供され、特にその低減効果のため、ニトロゲンが前記ガスとして好ましく使用される。はんだボール供給装置４０はフレーム２４上に配置され、必要があれば、はんだボール容器２０の補充プロセスを始動させ得るはんだボール容器２０とフレーム２４との間に計量装置が配置されてもよい。

【0029】

図１においてはんだボール容器チャンバ１９内に配置された移送基板１２はハンドル装置２７の接続装置２６の底側に配置される。ハンドル装置２７、より正確にはハンドル装置２７を保持する支持装置は、吸入装置または吸入接続３０を有して提供され、排出装置１１のはんだボール受け容器１９に後方から移送基板１２内に形成されたホールパターン（示されていない）を通じて吸い取りの実行を可能にする。ハンドル装置２７は、一方で移送基板１２が排出装置１１からのはんだボールの列２８を受けるための図１に図示された受け位置内に運ばれ、もう一方で、移送基板１２上に配置されたはんだボールの列２８を、はんだボールの列２８が接触基板の接触ポイントと一致する接触位置（図示されていない）へ運ぶ事を可能とするよう、移送基板１２の空間的な調節動の実行に役立つ。接触位置へのはんだボールの列の最初の位置づけの後にはんだボールの列２８の接触基板への直接の熱接触を実行するために、ハンドル装置２７ははんだボールの熱処理を許容するいわゆる「固着ヘッド」としても具体化可能である。

【0030】

図１に図示された移送装置の操作において、移送基板１２が排出装置１１のはんだボール受けチャンバ１９内に位置づけられた後、はんだボール受けチャンバ１９は吸入接続３０を介して吸い取りが実行される。排出装置１１の開口底壁１４を通じて換気が実行されるため、散乱したはんだボール１６は移送基板１２内に形成されたホールパターン内の図１に図示されたはんだボールの列２８を形成するためにはんだボールの層１７から吸入と協働して動かされる。はんだボールの列２８の形成は移送基板１２を保持する接続装置２６に超音波を印加することにより追加的に促進される。

【0031】

はんだボール受けチャンバの十分な充填を保証するために、はんだボール受けチャンバ１９は必要があれば、はんだボール供給装置４０を介してはんだボール容器２０からはんだボール１６で満たされる。はんだボール容器２０からのはんだボール１６の供給の計測は分配ノズルおよび分配ノズル２１に振動を印加する超音波装置３２を備える計測装置３１によって実行される所定の必要性と関連し、特に図３に示された実施形態に見られるように、前記超音波装置３２ははんだボール容器２０の容器本体４２上に支持装置の手段によって配置される。

【0032】

計測装置３１の始動および制御のために、図２に図示されたように、現在の実施形態の例のケースでは排出装置１１の周方向の壁１３内の反対部分にそれぞれ配置された送信器３４および容器３５を有する光障壁装置３３と共に排出装置１１が提供される。排出装置１１のはんだボール受けチャンバ１９内に形成されたはんだボール層１７が光障壁装置３３によって規定された充填水準高ｈを下回った場合、送信器３４と容器３５の接触が始動され計測装置３１を起動する。

【0033】

実質的に平らまたは底壁に平行な層表面３６を保証するために、搬出装置１１に超音波振動を印加し、こうしてはんだボール１６の実質的に平らな分布、すなわち底壁１４に実質的に平行なはんだボール層１７の層表面３６を保証する超音波装置３７が周方向壁１３上に設けられる。

【0034】

分配ノズル２１に超音波振動を適用する超音波装置３２の起動を介して計測装置３１は始動される。分配ノズル２１はここでは分配配管４３によって形成された分配ダクトを有する。現在のケースにおいて、分配配管４３はキャップねじ４４の手段によって取り換え可能な方法で分配ノズル２１上に配置される。分配配管４３の開口断面ははんだボール１６がその開口断面内に詰め込まれその後障害が形成されるような方法で寸法設計される。詰め込み効果の発生はたとえば、空気の湿度とはんだボール容器２０内への酸素供給に依存する。

【0035】

圧力接続２３が容器蓋４６に配置される。多数のはんだボールに作用する圧力クッションおよび多数のはんだボールと混合し分配配管４３を通じて抜け出すガス流によって受けチャンバ２２内に受けられた多数のはんだボールに圧力を適用することにより、排出装置１１に供給ダクト１８（図１）を介してはんだボールが補充可能なよう分配ノズルに振動が同時に印加されると障害は解消される。分配ノズル２１への超音波の印加は、分配ノズル２１の分配配管４３内に互いに詰め込まれる方法で配置されるはんだボール１６を、分配配管４３内のはんだボールの固定を解消しはんだボール容器２０内に配置されたはんだボールが分配配管４３および供給ダクト１８から排出装置１１のはんだボール受けチャンバ１９内に流れ出すことを許容する振動が注入された相対動に設定する。

【0036】

規定された充填水準高ｈに再び達した後光障壁装置３３の手段によって超音波装置３２の不活性化により振動の印加が遮られ、排出装置１１内へのさらなるはんだボール１６の供給が妨げられるよう分配配管内に新たな障害を形成する。

【0037】

分配配管４３を取り換えることにより、供給ダクトの開いた断面は異なるはんだボールの直径のためのバルブ効果を達成するために異なるはんだボールの直径に容易に適合可能である。

【図1】

【図2】

【図3】