检测接合装置中的待检测对象的方法、接合装置、和接合方法

专利名称：检测接合装置中的待检测对象的方法、接合装置、和接合方法
技术领域：
本发明涉及一种接合装置，其中，待检测对象，例如由焊料等制成的 导电部件，被放置在喷嘴的预定区域内，在待接合的对象之间喷射待检测 对象，并且那些待接合的部件被接合在一起。尤其是，本发明涉及一种检 测待喷射的对象被放置在喷嘴预定区域的对象检测方法，以及利用该检测 方法能够检测待检测对象的位置的接合装置和接合方法。
背景技术：
例如，磁头的制造包括连接电极和导线端的过程，电极设置在所谓的磁头芯内，导线端在支持所ii/磁头芯的所谓万向接头上。对于该过程，例 如，如日本专利申请早期公开的NO.2002-170351A (参照图13)中所公开 的，已经有公知的方法，其中焊料球515被提供到靠近电极525和导线端 529的部分，并且电极525和导线端529通过焊料球515相互电连接。在上述方法中，使用了由导电材料制成的焊料球515，并且还使用了 盘形部件513，在盘形部件513上设置有多个通孔517，所述多个通孔517 设置为距离旋转中心预定距离以及以预定角度间隔隔开，以使焊料球515 与 一个接一个地保持多个焊料球515的部分分离。由于盘形部件513的旋 转，已经被插入通孔517的焊料球515被逐个分开和传送。在通孔517与 焊料球515的传送通路511相通的地方，焊料球515由于其重力通过传送 通路511下落，并且焊料球515移动到预定的供给位置。另夕卜，焊料球515 在供给位置由激光束503照射，并熔化以电连接电极525和导线端529。 在上文的方法中，传送通路也被用作氮气或氮气混合气体的供给通路，提 供氮气或氮气混合气体以防止焊料球的氧化。氮气有助于将焊料球移动到随着配备有磁头的膝性记录装置(所谓的HDD:硬盘驱动器)的小型 化或高性能化，在最近几年中，磁头结构的小型化和复杂化已经日益n。 如同在日本专利申请早期公开No.2002-170351A所公开的磁头和方法中， 焊料球的直径显著变小，难以将焊料球确定地保持在电极和导线端之间的 预定位置。在日本专利申请早期公开No.2004-534409A中公开了克服上述难题的 方法。在上文的方法中，在内部限定的空间内保持焊料球的喷嘴内，焊料 球的供应开口的直径被缩小，并且开口里面充满了焊料球以保持焊料球。 处于保持状态的喷嘴相对于电极定位而不与电极接触，然后，焊料^^皮激 光束熔化，喷嘴内部的气压增加，以从开口部分喷射熔化的焊料球，由此 熔化的焊料球在预定位置附着到电极。同样，在日本专利申请早期公开NO.2004-534409A中所公开的结构 中，通过旋转盘逐个输送焊料球，该旋转盘具有与日本专利申请早期公开 No.2002-170351A中所〃>开的结构相同的通孔。由于自由落体以及氮气的 帮助，焊料^M皮传送到激光束照射位置。在该结构中，喷嘴的内部空间被 焊料球基本密封，并且氮气被以这样的状态输入内部空间，以由此在内部 空间内建立气压，该气压用于喷射熔化的焊料球。随着电极尺寸或电极间隙的小型化，其由磁头或类似设备的小型化引 起，要使用的焊料球的直径被减小到大约60pm。在上述尺寸的焊料球中， 由于静电，出现了焊料球对旋转盘的附着，以及由于喷嘴内的氮气，相对 于施加到焊料球的重力出现了阻力的增加。因此，焊料球到达喷嘴预定位 置需要的时间段长于大直径的焊料球所需要的时间。因此，难以控制焊料球是否到达喷嘴的喷嘴开口，根据时间在喷嘴的 喷嘴开口喷射焊料球。迄今，为了确定焊料球到达预定位置，测定了喷嘴 内部空间的气压，并且通过气压的增加检测焊料球的到达。在该方法中， 根据焊料球3皮传送到喷嘴开口的事实进行确定，在喷嘴开口，借助于，例 如，氮气流的帮助，喷射焊料球，并且即使在焊料球关闭喷嘴开口之后，7氮气^皮提供以增加喷嘴内部空间的气压直到预定气压。但是，在关闭的喷嘴开口后需要一定的时间来实现气压的增加。而且， 根据关闭状态或类似情况，气压增加到预定值的时间段可以不同。由于该原因，在实际过程中等待时间有变化，例如1到2秒，并且等待时间本身就长。而且，如同在常规技术中，在根据时间或气压检测焊料球传送到喷嘴 内预定位置的完成的例子中，需要考虑气体例如氮气的流量或流速作为控 制参数，氮气帮助焊料球的传送。发明内容鉴于上文的情况创造了本发明，并且因此本发明的目的是提供确定和 快速检测待检测对象保持在接合装置内对象保持部分内的检测方法，对象 保持部分保持待检测对象，例如对象保持部分内由焊剂或类似物制造的导 电部件，并且在待接合部件之间喷射待检测对象用于将待接合部件接合在 一起。而且，本发明的另一目的是提供一种接合装置，其借助于由上文的方 法检测出位置的待检测对象将待检测对象提供到待接合的部件，该接合装 置熔化待检测对象，并将待接合部件接合在一起。为了解决上述问题，本发明的第一方面涉及检测待检测对象在对象保 持部分内是否存在的检测方法，对象保持部分与用红外线照射待检测对象 的照射部分一起使用，对象保持部分保持待检测对象，并具有开口，检测 方法包括通过成像装置在具有开口的预定区域内成像图像信号；并且通 过光学单元使照射部分的照射光路和成像装置的成像光路在开口内基;^目 互重合。在该说明书中，导电部件指一种能够将待接合部件电连接在一起的部 件，其由诸如焊料或金、或合金的金属材料制成。并且，导电部件的形状 并不局限于球形，而也包括立方体几何形状和锥体形状。并且，不透明的待检测对象并不局限于完全不透光的部件，而是还包括基本不透光的部件。才艮据示例性实施例的下列描述，本发明的其它特征将变得显而易见(参 照附图)。


图l是前视图，示出根据本发明实施例的待检测对象的接合装置的主要部分；图2是示出焊料球接合装置的侧视图，该焊料球接合装置是根据本发 明的第 一 实施例的待检测对象的接合装置；图3A是示出图2中的焊接装置的主要部分(m)的部分横截面图， 其示出喷射焊料球的过程；图3B是示出图2中的焊接装置的主要部分(m)的部分横截面图， 其示出喷射焊料球的过程；图3C是示出图2中的焊接装置的主要部分(m)的部分横截面图， 其示出喷射焊料球的过程；图3D是示出图2中的焊接装置的主要部分(in)的部分横截面图， 其示出喷射焊料球的过程；图4是示出在图3A-3D中的焊接装置的结构图；图5A是示出在存在焊料球的情况下成像区域和像素之间相互关系的图；图5B是示出从图5A选择性选取的区域内的成像区域和像素之间相互 关系的图；图5C是示出在没有焊料球存在状态中的成像区域和像素之间相互关系的图；图5D是示出从图5C选择性选取的区域内的成像区域和像素之间相互关系的图；图6是示出采用互补金氧氧化物半导体(CMOS)的积分电路图； 图7A是流程图，示出将焊料球从储器提供到第二止挡器的过程；图7B是流程图，示出将焊料球从第二止挡器提供到喷嘴組件的过程； 图7C是流程图，示出检测焊料#在或不存在以及焊接的过程； 图8是示出根据本发明的第二实施例的焊料球接合装置的简图； 图9A是示出在图8中示出的焊料球接合装置的主要部分的侧视图； 图9B是示出图9A中示出的喷嘴组件的横截面图，其示出喷射焊料球 的过程；图9C是示出图9A中示出的喷嘴组件的横截面图，其示出其中焊料球 在气压下被附着的状态；图IO是示出在图3A-3D中的焊接装置的结构图； 图ll是示出焊接过程的流程图；图12是示出根据本发明第二实施例的变型的喷嘴组件的横截面图；以及图13是示出一种常规焊接装置的部分横截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述根据本发明实施例的用于待检测对象的接合装 置。在附图中，相同的参考符号表示相同的部分。 (实施例)图1是示出根据本发明实施例的接合装置的侧视图。^^装置1包括 喷嘴组件5，喷嘴组件5为对象保持部分，其保持具有导电性而不透明的 待检测对象，并且喷嘴组件5具有喷嘴3，其从前端的喷嘴开口 3a喷射待 检测的对象(或喷射材料)；供给部分7，其将导电性部件提供到喷嘴组 件5的内部；检测部分13，其确定导电性部件是否在预定的位置；照射部 分15，其发射红外线以溶化导电性部件；以及控制部分17,在供给部分7 已经将待检测对象提，'J喷嘴组件5内部后，其在喷嘴组件5内驱动检测 部分13。并且，检测部分13包括成像部分9和图像处理部分11，成像部 分9在喷嘴组件5的喷嘴3内的具有喷嘴开口 3a的预定区域内成像图像信 号，图像处理部分11确定当通过集成图像信号获取的积分值没有超过预定值时，这里没有待检测的对象。以下，将说明上文提到的各个部件。喷嘴组件5包括喷嘴主体19;锥形喷嘴3，其与喷嘴主体19同轴并 与喷嘴主体19的下部耦合在一起，并且锥形喷嘴3具有喷嘴开口 3a;以 及止挡器21，其打开或关闭喷嘴开口 3a。止挡器21由薄板部件形成，其侧面基本上为L型，并且需要调节其 厚度以与形成喷嘴开口 3a的喷嘴3的周壁一起支持位于喷嘴开口 3a的待 检测对象。因此，止挡器21不需要完全关闭喷嘴开口 3a。在图1中，止 挡器21关闭了喷嘴开口 3a。通过止挡器驱动部分(未示出)移动或旋转 (以图中箭头指示的方向)止挡器21来打开或关闭喷嘴开口 3a。并且， 喷嘴主体19的内部空间与喷嘴3的焊料容纳空间相通，而且l^将要描述嘴开口 3a。并且，喷嘴主体19的上表面由具有透光能力的遮挡部件20形成以引 导来自随后将要描述的光学单元32的光线。以这种方式，除了喷嘴开口 3a，喷嘴组件5的内部空间由密闭密封的空间形成。检测部分13和照射部分15位于喷嘴组件5之上。检测部分13包括 成像部分9和图像处理部分11，成像部分9具有外壳27、诸如CCD或 CMOS的设置在外壳27内的成像装置23、以及光学系统的成像透镜25， 其设置在从喷嘴开口 3a延伸到成像装置23的成像光路上；图像处理部分 11根据发送自成像装置23的图像信号处理图像，并且区分导电部件是否 存在于预定位置。而且，设置了成像装置23的成像光轴31以基本通过喷 嘴开口 3a的中心。照射部分15包括光源29,光源29在图中向下发射红外线以熔化待检 测对象。在这个实施例中，光源29的照射光轴33基本上与成像部分13 的成像光轴31平行。并且，利用随后将要描述的光学单元32，光源29的 红外线被引导进入喷嘴组件5，并基本穿过喷嘴开口 3a的中心。以这种方 式，红外线的照射光路和成像光路至少在喷嘴开口 3a基本重合。因此，喷 嘴组件5的内部空间起成像光路和照射光路的作用。光学单元32插在照射部分15和检测部分13与喷嘴組件5之间。放置 在红外线照射光轴33上的反射镜35与放置在成像部分9的成像光轴31 上的半反射镜37都包括在光学单元32的外壳内。因此，自光源29沿垂直 方向向下前进的红外线照射光路^L^射镜35向右改变90度。而且，利用 半反射镜37，红外线的照射光路被改变为沿垂直方向向下，并且红外线被 引入喷嘴组件5的内部以及喷嘴开口 3a。供给部分7为将待检测对象提供给喷嘴组件5内部的部件。例如，利 用具有能够提供压缩气体的空气源和保存待检测对象的存储部分的结构， 借助于来自空气源的空气，将待检测对象提供到喷嘴组件5的内部。另外，控制部分17与照射部分15的红外线光源29、检测部分13的 图像处理部分11、供给部分7以及对象保持部分305的止挡器21耦合在 一起，并控制各个部件的运行以在预定时序下驱动各个部件。如上所述配制的^装置1如下进行操作。首先，根据控制部分17 发出的指令，止挡器21关闭喷嘴开口 3a (图1的状态)。然后，才艮据控 制部分17发出的指示，依靠供给部分7压缩气体或类似物将单个待检测对 象提供到喷嘴組件5的内部。然后，由检测部分13确定喷嘴3的喷嘴开口 3a中是否存在待检测对 象。利用诸如CCD或CMOS的成像装置，可以由成像装置形成检测部分 13的成像部分9。在成像装置获取具有喷嘴开口 3a的预定区域的图像信号 之后，图像处理部分ll积分图像信号并获得积分值。另外，在积分值超过 预定值的情况下，确定待检测对象位于喷嘴开口 3a。相反，在积分值不超 过预定值的情况下，确定没有待检测对象位于喷嘴开口 3a。并且，作为用于区分待检测对象是否存在的预定值，事先通过进行待 检测对象位于喷嘴开口 3a的情况和待检测对象不在喷嘴开口 3a的情况的 试验，获得合适的值。在将待检测对象提供到喷嘴开口 3a的过程中，由于 止挡器21关闭了喷嘴开口，可以通过考虑止挡器部分关闭喷嘴开口 3a的 事实设定上文的预定值。随后，当图像处理部分ll确定导电部件到达喷嘴开口 3a时，图像处理部分11向控制部分17发出表示待检测对象到达喷嘴开口 3a的到达信 号。一旦接收到到达信号，控制部分17向止挡器21的驱动部分发出驱动 信号，并打开止挡器21。并且，控制部分17向照射部分15的光源29发 出该驱动信号，并用来自照射部分15的光源29的红外线照射待检测对象。 在这种情况下，止挡器21和照射部分15相互同步，并且当止挡器21被打 开时或打开预定时间差后，红外线同时照射导电部件。也就是，在没有预 定时间差的情况下，在导电部件已经穿过喷嘴开口 3a后，用红外线照射该 导电部件。并且，作为用于喷射导电部件的装置，这里有各种结构，例如依靠重 力作用的喷射、依靠来自供给部分7的压缩气体的喷射，该气体用于将对 象提供到喷嘴組件，以及提供喷射空气源，也就是，用于将压缩气体(惰 性气体例如氮气)提供到喷嘴组件5的内部的喷射气体供应部分。 (第一实施例)在下文，将对笫一实施例进行描述，其中本发明的接合装置被应用于 焊接装置。图2是该焊接装置的示意图，并且图3A到3D是示出该焊接装 置的主要部分的部分横截面图，其示出喷射焊料球的过程。图4是示出该 焊接装置的主要部分的结构图。为了清楚说明从提供焊料球到喷射焊料球 的过程，图3B到3D删除了不必用于描述的部件。焊料球M装置301包括底座352; x -轴活动台364和y -轴活动 台360，其被j殳置在底座352的工作面352a上以便分别在x -方向和y -方向上可移动；运送工件358的工件托盘366,其固定在x -轴活动台364 的上表面上；z-轴活动台362，其固定在y-轴活动台360上以便在z-方向上可移动；作为对象保持部分的喷嘴组件305,其安装在z-轴活动台 362上；成像部分313;照射部分315;控制部分；和供给部分。从图2省 略了控制部分和供给部分以使该图更加清楚。喷嘴组件305通过喷嘴臂368固定到z-轴活动台362，并且喷嘴臂 368在图2中沿垂直方向移动。另外，由于成4象部分313和激光照射部分315都安装在喷嘴组件305上，成像部分313和激光照射部分315与喷嘴 组件305的运动一起沿z -轴方向移动。另外，由于z-轴活动台362固定在y-轴活动台360上，z -轴活动 台362可以沿y-轴方向移动(图2的横向方向)。另一方面，通过移动 固定到x-轴活动台364的工件托盘366引导工件358在x-轴方向(iOv 和离开图2页面的方向)的移动。工件托盘366的工件安装表面366a相对于垂直方向倾斜，并且工件 358安装在工件安装表面366a上以掩^电极。在该实施例中，用于硬盘的 电子部件,皮用作工件358，并且，尤其是，配备有磁头滑块370的挠性部 分(flexure) 372。通过焊料球焊接将磁头滑块370的电极和挠性部分372 的电极备^在一起。在这种情况下，这两个电极都被设置以形成90度的角 度，焊料球放置在这些电极形成的拐角部分，并且该焊料球被激光束熔化 以电接合这些电极。在下文，将描述焊料球接合装置301的主要部分。焊料球接合装置301 的主要部分包括喷嘴组件305，其保持作为导电部件的焊料球304，并从 前端的开口 303a喷射焊料球304;将焊料球304提供给喷嘴组件305内部 的供给部分307;用于确定焊料球304是否在预定位置的检测部分313;发 射激光束用于熔化焊料球304的照射部分315;以及控制部分317，控制喷 嘴组件305、供给部分307、照射部分315和检测部分313。并且，检测部 分313包括成《象部分309和图像处理部分311，成l象部分309成像喷嘴303 内的具有开口 303a的预定区域(成像区域)，图像处理部分311根据成像 部分309采集的图像信号确定焊料球304是否位于预定位置。喷嘴組件305包括喷嘴主体319，喷嘴主体319的上部由具有透光 能力的遮挡部件320形成；锥形喷嘴303，其与喷嘴主体319同轴并与喷 嘴主体319的下部耦合，并且具有喷嘴开口 303a;以;5L^本上为反L型的 止挡器324，其打开或关闭喷嘴开口 303a。诸如已知压电部件的驱动单元 移动(以箭头371指示的方向)L型止挡器324以打开或关闭喷嘴开口 303a。在图3A中，L型止挡器324关闭了喷嘴开口 303a。并且，喷嘴主体319的内部空间319b与喷嘴303的焊料容纳空间303b相通，而且当焊料319b内部时，焊料球304移动到喷嘴开口 303a的附近。喷嘴主体319的内部空间319b的内径、喷嘴303的焊料容纳空间303b 的内径以及开口 303a的直径尺寸都至少略大于焊料球304的外径。焊料球 304可以在焊料容纳空间303b内自由移动。并且，喷嘴主体319的周壁与随后将要描述的供给部分307连接。通 过穿过喷嘴主体319周壁的焊料球供应开口 319a，来自供给部分307的焊 料球304被引入喷嘴主体319的内部空间319b。另外，喷嘴主体319与喷射空气供应部分335连接以喷射焊料球304， 而且喷射空气供应部分335通过穿过喷嘴主体319周壁的孔将诸如氮气的 压缩气体提供到内部空间319b。检测部分313和照射部分315都设置在喷嘴组件305之上。检测部分 313包括成像部分309和图像处理部分311，成像部分309具有设置在外壳 327内的成像装置的CMOS 323、以及构成光学系统的成像透镜325，图像 处理部分311处理从CMOS 323获取的图像信号，并且辨别烀料球304是 否存在于预定位置。在这个实施例中，采用了 1/6英寸的CMOS 323。而 且，设置了成像部分313的CMOS 323以基本通过喷嘴开口 303a的中心。照射部分315包括激光光源329，光源329在图3中向下发射激光束 以熔化焊料球304。在这个实施例中，光源329的照射光轴333基本上与 成像部分315的成像光轴331平行。利用随后将要描述的光学单元332, 激光束^L引导i^喷嘴组件305的内部空间319b，并基本穿过喷嘴开口 303a的中心。也就是，喷嘴组件305的内部的内部空间319b和焊料容纳 空间303b也用作激光光路。并且，设置在照射光轴上的光学单元332使从 激光光源329延伸到喷嘴开口 303a的照射光路偏转。光学单元332插在照射部分315和成像部分309与喷嘴组件305之间。 光学单元332包拾没置在照射部分315的照射光轴333上的反射镜335与 设置在成像部分309的成〗象光轴331上的半反射镜337。利用上文的结构，来自光源329的激光束的照射光5M^射镜335向右改变90度。而且，利 用半反射镜337，激光束的照射光路M射为沿垂直方向向下，并且通过 喷嘴組件305的遮挡部分320，激光束被引入喷嘴开口 303a。也就是，在 喷嘴组件305内，成像部分313的成像光路和照射部分315的照射光路333 基本相互重合。现在，将描述供给部分307。供辆分307包括安装在喷嘴组件305 的侧部并在一側开口的供应部分主体343,和关闭供给部分主体343的开 口的端板345。另外，供给部分主体343包括储存部分347、准备部分349 和传送部分351。供给部分主体343的储存部分347包括存储空间353,存储空间353 由端板345和在供给部分主体343内部设置的凹槽限定，并存储焊料球 304。与存储部分347连通的准备部分349具有与存储空间353相通的准备 通路355。另外，传送部分351与准备部分349连通。与准备通路355相 通的传送通路357 i殳置在传送部分351内。传送部分351安装在喷嘴主体 319的与准备部分349相对的一側。传送部分351的传送通路357通过焊 料球供应开口 319a与喷嘴组件305的内部空间相通。也就是，存储空间 353与喷嘴组件305的内部相通。在这个实施例中，准备通路355和传送 通路357沿供给部分主体343的纵向方向从存储空间353直线延伸，并且 其直径被设定为略大于焊料球304的直径。因此，焊料球304在准备通路 355和传送通路357内被准备。并且，第一出口 356与第一空气供应/抽吸部分369连接。因此，第一 空气供应/抽吸部分369提供的空气或吸力通过第一出口 356施加到存储空 间353的内部。另外，准备部分349配备了第二出口 359，其沿基本上与准备通路355 延伸的方向垂直的方向穿入，并且与准备通路355相通。第二出口 359与 笫二空气供应/抽吸部分321耦合，并且，第二空气供应/抽吸部分321提供 的空气或吸力通过笫二出口 359提供到准备通路357的内部。因此，空气 或吸力从基本上垂直于准备通路的方向提供到准备通路355的内部。并且，与准备通路355相通且可拆卸地容纳第一止挡器361的第一止 挡器容纳通路363设置在准备通路355和传送通路357的边界区域内。 而且，从第二出口中心延伸到在存储部分347侧面的第一止挡器361外径1.5倍的尺寸之间变化。而且，准备通路355从存储部分347侧面的 第一止挡器361的表面延伸到存储空间353的距离被至少设定为焊料球 304的长度。因此，当在准备通路355内准备焊料球304状态下当第二空 气供应/抽吸部分321提供空气时，并且当这条线内的第 一焊料球304邻接 第一止挡器361时，第一烀料球可以从剩余的焊料球分离。另外，传送部分349配备了与传送通路357相通并可拆卸地容纳第二 止挡器339的第二止挡器容纳通路365。第一容纳通路363和第二止挡器 容纳通路365之间的距离优选设定至少比一个焊料球的外径大。第一止挡器361和第二止挡器339分别与第一止挡器驱动部分367和 第二止挡器驱动部分374耦合以分别驱动第一止挡器361和第二止挡器 339。因此，第一止挡器361和第二止挡器339被驱动并可拆卸地插入容納 通路363和365，以分别打开或关闭准备通路355和传送通路357。而且，即使第一止挡器361和第二止挡器339关闭准备通路355和传 送通路357，为了将空气提供到准备通路355和传送通路357，第一止挡器 361和笫二止挡器339也相对于准备通路和传送通路调整尺寸。公知的是，从供给部分主体307的端板345至喷嘴组件305的喷嘴303 的开口 303a的中心的距离(L)可以进行适当的改变。另外，如图4的结构图中所示，控制部分317与照射部分315的光源 部分329、检测部分313的图像处理部分311、供给部分307以及对象保持 部分305的L型止挡器开/关驱动部分322耦合，并发出指令以在预定时间 驱动各个部分。然后，参照图5和6,将对焊料球是否存在于预定位置的确定过程给 予描述。图5A至5D示出成像区域和像素之间的相互关系，图5A示出存 在焊料球的状态，图5B示出从图5A选择性选取的区域，图5C示出其中没有焊料M在的状态，图5D示出从图5C选择性选取的区域。图6示出 采用CMOS的积分电路。图5A至5D中所示的成像区域内的像素数是640 x 480像素。要采用 的喷嘴开口 303a的直径大约是70到220 ji m。并且，在CMOS型成像装 置中，借助于图6中的积分电路积分图像信号。积分电路执行积分以将来 自CMOS的图像信号中的选取的预定区域内的像素的图像信号加到电容 器。在上述情况下，相对地，成像区域内的喷嘴开口的面积明显小于其它 区域的面积(喷嘴内周壁)。例如，当借助于CCD型成像部分将整个成 像区域的图像信号积分在一起以获取积分值时，在焊料球没有关闭喷嘴开 口的情况下，由于相对地，喷嘴开口区域的面积远远小于其它区域，明暗 差异变小。因此，难以辨别没有焊料球存在。并且，由于喷嘴开口甚至存 在于L型止挡器关闭的区域内，根据整个成像区域的积分值更难以辨别焊 料球的存在或不存在。在CCD的情况下，可以提出一种方法，其中整个成像区域内的图像 信号已经被模拟数字(A/D)转换器转换为图像数据，并且随后只有预定 区域内的各个像素的图像数据^Li口在一起以进行积分。但是，由于需要数 字化整个成l象区域内的图像信号，因此有缩短处理时间的限制。在上述情况下，在这个实施例中，CMOS被用作成像装置323。只有 具有喷嘴开口的32 x 32像素的预定区域内的图像信号被图像选取部分312 从由成像部分309成像的图像信号中选取，并且被积分以获得积分值。在 辨别部分314中，在积分值超过预定值的情况下，识别为存在焊料球。在 积分值不超过预定值的情况下，识别为没有焊料球存在于喷嘴开口内。在 预定区域内，由于对应于喷嘴开口的面积(在没有焊料球存在的情况下变 明亮的部分)可能大于其它部分的面积(黑暗部分)(参照图5B和5D), 所以明暗差异变得明显，并且易于识别焊料球的存在或不存在。另外，为了传送640 x480像素的图像信号，需要大约33秒的时间段。 但是，只有32 x 32像素的预定区域内的图像信号的传送可以在大约2秒内进行。因此，根据辨别部分或类似部分的处理速度，焊料球304关闭喷嘴 开口 303a后焊料球存在或不存在的识别结果可以在大约5.5秒内被传送。 因此，为了以高速和高精确度进行焊料球存在或不存在的识别过程，优选 CMOS。 ，将对参照图7A至图7C如同上述构造的焊接装置内的焊接过程 给予描述。图7A是流程图，示出将焊料*储器提供到第二止挡器的过 程。图7B是示出将焊料球从第二止挡器提供到喷嘴组件的过程的图。图 7C是流程图，示出检测焊料球存在或不存在以及焊接的过程。首先，在焊接过程之前，将作为待焊接对象的工件358固定到工件安 ^^面366a。然后，喷嘴组件305和工件358的关系被定位。这通过借助 于x-轴活动台364移动工件358，和借助于y-轴活动台360及z-轴活 动台362移动喷嘴组件357而进行。然后，如图3A中所示，第一焊料球304a到达第二止挡器339。也就 是，通过图7A的步骤S1到S8的过程，第一焊料球304a到达第二止挡器 339。第一和第二止挡器361和339处于关闭状态。随后，如图3B中所示，借助于笫一空气供应/抽吸部分369提供的压 缩空气(图7A的步骤S2 )，焊料球304在准备通路355中准备(图7A 的步骤S3)。另一方面，第一空气供应/抽吸部分369提供的压缩空气也作 用于第一焊料球304a (图7B的步骤S11)。然后，根据处于第一止挡器 361为关闭状态的焊料球掩^装置301的控制部分317的请求，第二止挡 器339被打开(图7B的步骤S12 )，并且传送通路357被打开。第一焊料 球304a通过喷嘴主体319的内部空间319b的内部，并被引入喷嘴303的 焊料容纳空间303b (图7B的步骤S13)。此后，第二止挡器339被关闭， 并且第一空气供应/抽吸部分369停止(图7B的步骤S14 )。在焊料球304在准备通路355中准备后，第二空气供应/抽吸部分321 运行使得压缩空气通过第二出口 359被提供ii^准备通路355(图7A的步 骤S4)。因此，第二焊料球304b与其它焊料球304分开。随后，第一空气供应/抽吸部分369进行的空气供应停止，而提供第一空气供应/抽吸部分369产生的吸力(图7A的步骤S5)。因此，除了第二 焊料球304b其它焊料球304返回存储空间353的内部(图3C )。如上所述，来自第一空气供应/抽吸部分369的压缩空气用于传送通过 第二止挡器339停止的第一焊料球304a和储器内的焊料球。因此，第一空得在二储;;准备焊料球的过程和^第二:挡器339停丄的焊^球传送到喷嘴组件内部的时间相互重合。然后，第一空气供应/抽吸部分369进行的抽气停止(图7A的步骤S6), 第 一止挡器361被释放(图7A的步骤S7 )，并且准备通路355被释放。 第二焊料球304b到达第二止挡器339并且由于第二空气供应/抽吸部分321 提供的压缩空气而停下(图7A的步骤S8、和图3D)。然后，第一止挡器 361被关闭，并且第二空气供应/抽吸部分321停止(图7A的步骤S9)。另一方面，在图7B的步骤S13中，确定通过传送通路357并位于喷 嘴303内的第一焊料球304a是否位于预定位置，也就是，由L型止挡器 324的上表面和限定开口 303a的周壁支持。在确定焊料球存在或不存在的过程中，根据图像处理部分311的图像 选取部分312的指令，只有预定区域内的图像信号从由成像部分309成像 的图像信号中被选取，并且该图像信号被积分在一起以获得积分值(图7C 的步骤S21)。然后，在积分值超过预定值的情况下，辨别部分314确定 第一焊料球304a位于喷嘴开口 303a。并且，在积分值低于预定值的情况 下，辨别部分314确定第一焊料球304a没有到达开口 303a,并且重复上 述运行直到积分值变得等于或大于预定值(图7C的步骤S22)。然后，当辨别部分314确定第一焊料球304a到达开口 303a，控制部 分317向开/关驱动部分322和喷射空气供给部分335发出驱动信号，并且 L型止挡器324被打开，而喷射空气被提供(图7C的步骤S23)。然后， 第一焊料球304a被释放到喷嘴303的外部(图3D )。也就是，在第二焊 料球304b被第二止挡器339停下的状态中第一焊料球304a祐^释放。控制 部分可以使开/关驱动部分322和喷射空气供给部分335的驱动时序同步。另外，在第一焊料球304a已经通过喷嘴开口 303a且随后已经被释放 后(图7C的步骤S23)，来自控制部分317的驱动信号驱动光源329，并 且激光束照射飞行的第一焊料球304a (图7C的步骤S24)。也就是，焊 料球304a以固相状态通过开口 303a。已经被激光束熔化的焊料球304a勦 附到预定位置以进行电接合(图7C的步骤S25 )。第二止挡器339被关闭， 完成了接合过程的过程(图7C的步骤S26)。用例子举例说明上述的焊料供应和接合过程，而无需说该过程可以进 行适当的改变。例如，在第二止挡器被关闭(图7B的步骤S14)后进行成 像过程(图7C的步骤S21)。可选地是，可以在第二止挡器被关闭前进行 成像过程。并且，在L型止挡器324被打开后进行激光照射过程(图7C 的步骤S24)。可选择地，可以在L型止挡器324被打开前进行激光照射 过程，或者可以用激光束照射焊料球304a达到焊料球304a没被熔化的程 度。最后，来自控制部分317的驱动信号^皮提供到开/关驱动部分322,以 由此由L型止挡器324关闭开口部分303a而成为图3A中示出的状态。如 上所述，由于当多个连续的焊料球的第一焊料球被释放时，第二焊料球 304b被第二止挡器339停下，因此相对于焊料球接合装置301的控制部分 317的焊料球供应要求，延迟很短，并且因此可以缩短喷射间歇。尽管，在上面的实施例中，空气被用于提供或喷射焊料球，公知的是， 气体材料都可以代替空气使用。(笫二实施例)在下文，将对第二实施例给予描述，在第二实施例中本发明的掩^装 置被用于焊接装置。在根据本发明的第一实施例的焊接装置中，焊料球被 提供到喷嘴的内部，并且在那里利用止挡器将焊料^l保持在开口部分的附 近，而且焊料球被喷射，并被红外线照射。在根据本发明第二实施例的焊 接装置中，压缩空气被提供到喷嘴内部空间的内部，并且红外线被提供到 焊料球，使得以其中在气压作用下焊料球从喷嘴组件的外部附着于喷嘴开 口部分的状态释放焊料球。21图8是根据本发明笫二实施例的焊接装置的筒图。图9A是示出根据 本发明第二实施例的焊接装置的主要部分的前视图。图9B是放大的横截 面图，示出沿通过IXB部分的光轴的平面的喷嘴组件，其示出焊料球在气 压作用下被附着的状态。图9C是放大的横截面图，示出沿通过图9A中示 出的1XB部分的光轴的平面的喷嘴组件，其示出其中焊料球被释放的状态。 图IO是示出焊接装置的主要部分的结构图。图11是焊接过程的^#呈图。下文将描述焊料#合装置1301的结构。将主要对焊料球接合装置 1301不同于根据本发明第一实施例的焊料球接合装置的结构部分给予描 述。如图8中所示，焊料球接合装置1301主要包括喷嘴组件(对象保持 部分)1305;成^象部分1313;激光照射部分1315;控制部分1317;底座 1352; x-轴活动台1364和y-轴活动台1360，其i殳置在底座1352的工作 面1352a上以^更分别在x -方向和y -方向上可移动；运送工件1358的工 件托盘1366，其运送固定在第一 x-轴活动台1364的上表面上的工件 1358;以及，存储部分1121，其存储固定在第二x-轴活动台1364的上表 面上的焊料球。存储部分1121设置在底座1352的上表面1352a上工件托 盘1366和y -轴驱动部分1131之间。喷嘴组件1305通过喷嘴臂1368固定到z —轴活动台1362，并且喷嘴 组件1305可以利用z -轴驱动部分1137在z -方向(图8中垂直的方向) 移动以驱动z-轴活动台。另外，由于成4象部分1313和激光照射部分1315 都安装在喷嘴组件1305上，成像部分1313和激光照射部分1315与喷嘴组 件1305整体一起沿z -轴方向移动。另外，由于z-轴活动台1362固定在y-轴活动台1360上，y-轴驱 动部分1131蜂史驱动以4吏2-轴活动台1362沿y -轴方向移动(图8中横向 方向)。另一方面，通过第一x-轴驱动部分1145的驱动移动固定到x-轴活动台1364的工件托盘1366， ^使工件1358在x -轴方向(进入和离开 图8页面的方向)移动。类似地，通过第二x-轴驱动部分1151驱动其上 固定有工件托盘1366的x -轴活动台1123，使用于存储焊料球的存储部分1121在x-轴方向移动。在这个例子中，将要采用的y -轴驱动部分U31、z -轴驱动部分1137、 笫一和第二x-轴驱动部分1145和1151都是结构上公知的。例如，y-轴 驱动部分1131可以由电动机(未示出)、y滚珠螺杆、和y螺母构成。具 有内螺紋的y螺母固定到y滑块(例如，附图标记1131指示的部件)。外 周设置有外螺紋的y滚珠螺杆有两个端部，这两个端部都被支持在y-轴 驱动部分的外壳内，从而通过滚珠轴承可旋转，并且y滚珠螺杆的一个端 部与电动机耦合。当电动初4皮驱动且y -滚珠螺杆旋转时，与y -滚珠螺杆 拧在一起的y -向螺母沿y -滚珠螺杆往复运动。当y -向螺母往复运动时， y-向滑块在y-方向移动。可以同样构造其它驱动部分。现在，将描述焊料球焊接装置的主要部分。如图9A中所示，焊接装 置1301包括喷射焊料球1117的喷嘴1303、激光照射部分1315、气体供给 部分1305、检测部分1313、和控制部分1317。另外，检测部分1313包括 成像部分1309和图像处理部分1311，成像部分1309成像喷嘴1303中的 具有开口 1113a的预定区域(成像区域)，图像处理部分1311根据成像部 分1309采集的成像信号确定焊料球1117是否位于预定位置。并且，在图9A中，其上安装有焊料球1117的存储部分1121位于焊 料球接合装置1301的附近。另外，在图9A中，喷嘴移动到存储部分1121 的状态由虛线表示。图9A到图9C中省略了驱动单元(即向喷嘴组件的开 口部分供给焊料球的单元)，其用于移动喷嘴组件1305并使焊料球1117 在气压或类似力下附着于开口部分1113。如图9B和9C中示出的，喷嘴组件1305包括喷嘴1303、压缩空气供 给部分1307和上板1320。随后将要描述的喷嘴1303为柱形部件，其包括 内部空间1303b,激光束穿过内部空间1303b并且压缩气体被提供到内部 空间1303b，而且喷嘴1303有两个在纵向方向开口的端部。喷嘴1303在 纵向方向的一端由上板1320关闭，上板1320由只有激光束通过的玻璃或 类似物制造，并且另一端具有开口 1113，焊料球1117在气压下附着于开 口部分1113。开口部分1113在喷嘴1303的纵向方向具有预定长度。并且，开口部 分1113的开口与内部空间1303b连通，并有具有均匀内径D1 (或曲率半 径)的内周缘表面1113a。该内径被设置为至少小于焊料球1117的外径 D2 (或曲率半径)。另外，喷嘴1303的周壁1303d与压缩空气供给部分1307耦合以喷射 焊料球1117,并且通过穿过喷嘴1303的周壁1303d的孔，压缩空气供给 部分1307将诸如氮气的压缩气体提供到内部空间1303b。并且，喷嘴组件1305具有供给单元用于将焊料球1117提供到喷嘴 1303的预定位置。供给单元是一种用于在喷嘴1303和存储部分1121之间 产生相对距离的相互靠近或远离的装置，并且由上述的第一 x-轴驱动部 分1145、 y -轴驱动部分1131和z -轴驱动部分1137构成。成像部分1313和照射部分1315设置在喷嘴组件1305之上。检测部分 1313包括成像部分1309和图像处理部分1311，成像部分1309具有设置在 外壳1327内的成4象装置的CMOS 1323、以及构成光学系统的成l象透镜 1325,图像处理部分1311处理从CMOS 1323获取的图像信号，并且辨别 焊料球1117是否存在于预定位置。在这个实施例中，采用了 1/6英寸的 CMOS 1323。而且，设置了成像部分1313的CMOS 1323以使其成像光轴 1331基本通过喷嘴开口 1113a的中心。照射部分1315包括激光光源1329，激光光源1329在图9中向下发射 激光束以熔化焊料球1117。在这个实施例中，光源1329的照射光轴1333 基本上与成像部分1315的成像光轴1331平行。利用^将要描述的光学 单元1332,激光束被引导ii/v喷嘴1303的内部空间1319b，并基本穿过喷 嘴开口 1113a的中心。也就是，喷嘴1303的内部的内部空间1303b也起激 光光路的作用。并且，设置在照射光轴上的光学单元1332使从激光光源 1329延伸到喷嘴开口 1113a的光路偏转。光学单元1332插在照射部分1315和成像部分1309与喷嘴组件1305 之间。光学单元1332包拾没置在照射部分1315的照射光轴1333上的^^射 镜1335与设置在成像部分1309的成像光轴1331上的半反射镜1337。利用上文的结构，来自光源1329的激光束的照射光路净iL^射镜1335向右改 变90度。而且，利用半反射镜1337,激光束的照射光路净^L^射为沿垂直 方向向下，并且通过喷嘴组件1305的遮挡部分1320，激光束被引入喷嘴 开口 1113a。也就是，在喷嘴組件1305内，成像部分1313的成像光路和 照射部分1315的照射光路1333基本相互重合。如图8中示出的，用于硬盘的电子部件被用作工件1358，并且，尤其 是，配备有磁头滑块1370的挠性部分1372。在这种情况下，电极被设置 成90度的角度，焊料球放置在这些电极形成的拐角部分，并且该焊料^M皮 激光束熔化以电接合那些电极。并且，如图10中示出的，控制部分1317电连接由y -轴驱动部分1131、 z -轴驱动部分1137和第一及第二 x -轴驱动部分1145和1151构成的供 给部分、作为对象保持部分的喷嘴组件1305、激光照射部分1315、以及检 测部分1313。各个部件根据来自控制部分1317的指令运行。公知的是， 为了定位喷嘴1303、工件1358、以及存储部分1121的焊料球1117，要使 用诸如CCD照相机的定位照相机，并且可以根据来自定位照相机的图像 进行定位控制，尽管没有示出。随后，在确定焊料球是否存在于预定位置的过程中，将仅仅描述与第 一实施例(图5和6)的不同之处。在本发明的笫二实施例中，在焊料球 在气压下附着而关闭喷嘴开口 1113a之后确定焊料球是否存在(参照图 9B)。图像选取部分1312从由成像部分1309成像的图像信号中仅选取具 有喷嘴开口的32 x 32像素的预定区域内的图像信号，并且将其积分以获得 积分值。在辨别部分1314中，在积分值超过预定值的情况下，识别为存在焊料 球。在积分值不超过预定值的情况下，识别为没有焊料球存在于喷嘴开口 内。在预定区域内，由于对应于喷嘴开口的面积(在没有焊料球存在的情 况下变明亮的部分)可能大于其它部分的面积(黑暗部分)(参照图5B 和5D)，所以明暗差异变得明显，并且易于识别焊料球的存在或不存在。 另外，与本发明的笫一实施例相反，由于止挡器没有正好位于喷嘴开口的下面，所以没有挡光的部件，例如止挡器，并且在焊料球位于预定位置的 情况下和焊料球没有位于预定位置的情况下之间出现显著的明暗差异。因 此，可以更可靠地识别焊料球。如同在本发明的第一实施例中，在这个实施例中，只有32 x32像素预 定区域内的图像信号的传送可以在大约2秒内进行。因此，根据辨别部分 或类似部分的处理速度，在焊料球1117关闭喷嘴开口 1113a后，焊料球是 否存在的识别结果可以在大约5.5秒内^皮传送。随后，参照图ll对如上述构造的焊接装置内的焊接过程给予描述。在 焊接过程之前，作为待焊接对象的工件1358被固定到工件安装表面1366a。 然后，该过程转换为在气压下将M部件附着于喷嘴组件1305的过程(步 骤S101)。首先，根据控制部分1317发出的指令，x-轴活动台1123移 动存储部分1121，并且y-轴活动台1360和z-轴活动台1362移动喷嘴 组件1305以满足一种位置关系，该位置关系是喷嘴組件1305在垂直方向 以预定距离向上离开存储部分1121的焊料球1117。另外，在喷嘴1303向下移动并靠着安装在存储部分1121上的球形焊 料球1117后，通过预定的力将喷嘴1303的开口部分1113压靠到焊料球 1117，并且焊料球1117被压入开口部分1113的周边部分。在这个例子中， 焊料球1117被变形以产生内应力，并被内应力引起的摩擦力保持。因此， 沿图中水平方向(横向)延伸的水平面的横截面中为最大尺寸部分的焊料 球1117的直径部分1117a位于这样的一侧，其相比于靠着前端1113b的焊 料球1117邻接部分1117b,更靠近于喷射方向x上的存储部分1121。也就 是，在气压下直径部分1117a在一种状态中附着到喷嘴1303，该状态为直 径部分1117a位于喷嘴1303的开口部分1113和焊料球1117的接触部分之 外。换句话说，焊料球1117位于喷嘴1303之外(在开口部分或外部空间)， 并且没有焊料球1117存在于喷嘴1303内。最大尺寸部分指连接外周上任意两点的线段的最大长度，所迷外周在 垂直于喷射方向(这个实施例中的垂直方向)延伸的平面限定焊料球的横 截面。接下来，将要描述焊料球是否存在的确定过程。在这个过程中，根据图像处理部分1311的图像选取部分1312发出的指令，在已经由成像部分 1309形成图像的图像信号中，只选取预定区域内的图像信号，并且这些图 像信号被积分在一起以获得积分值(图11的步骤S102，对应于图5)。然 后，在积分值超过预定值的情况下，辨别部分1314确定第一焊料球1117 位于喷嘴开口 lU3a。并且，在积分值不超过预定值的情况下，辨别部分 1314确定第一焊料球1117未在气压下附着到开口 1113a，并且重复上文的 运行直到积分值变得等于或大于预定值(图11的步骤S103)。不仅在焊 料球1117处于开口部分1113之外的情况下，而且在焊料球1117在气压下 附着到开口部分1113的情况下，设定预定值以辨别焊料球1117没有位于 预定位置，但是由于焊料球1117没有完全覆盖开口 1113a,因此内部空间 不是密封的，并且难以在内部空间1303b的内部设定预定气压。然后，当确定第一焊料球1117覆盖喷嘴开口 1113a并且位于喷嘴开口 部分1113的预定位置时(图11的步骤S103 )，开始随后将要描述的喷嘴 定位过程。在定位过程中，如图8中所示，喷嘴1303被定位在工件1358预定位 置的垂直方向上，工件1358位于工件托盘1366的工件安装表面366a上(步 骤S104)。可选择地，在喷嘴1303固定的状态中移动工件托盘1366以相 对定位那些部件。在定位过程之后，从气体供给部分1307将压缩气体提供到内部空间 1303b的内部(步骤S105)。控制部分1317辨别内部空间1303b内的气 压是否达到预定值(步骤S106)。在控制部分1317辨别内部空间1303b 内的气压达到预定值的情况下，来自激光照射部分1315的激光束1333通 过内部空间1303b照射焊料球1117 (步骤S107)。可以通过，例如，测 定事先提供气体后内部空间达到预定气压的预定时间，来辨别内部空间 1303b内部是否达到预定气压，并且控制部分辨别在提供气体后是否经过 预定时间。当激光束1333照射并加热焊料球1117的对着内部空间1303b的部分时，焊料球1117的弹性系数降低，并且因此内应力减小。在这个例子中， 当填充内部空间1303b的压缩气体的施加力超过焊料球的内应力产生的摩 擦力(保持力)时，在气压下焊料球1117和开口部分1113的前端1113b 之间的附着消除，从而喷射基本为球形的焊料球1117(图9C,步骤S108)。喷射的烀料球1117被置于拐角部分，该拐角部分由工件托盘1366上 的滑块1370的电极和挠性部分1372的电极形成(图8,步骤S109 )。来 自激光照射部分1315的激光束1333持续照射直到熔化焊料球1117。然后，从控制部分1317传送信号，使得在焊料球已经在放置位置(滑 块1370和挠性部分1372的拐角部分)完全熔化后，激光照射部分1315 和气体供给单元1307的运行停止(步骤S110)。然后，焊料球1117被固 化，并且完成接合。如上所述，在根据这个实施例的接合装置1301中，在固体焊料球1117 在气压下附着到喷嘴1303的开口部分1113之后，压缩气体被提供到内部 空间的内部，并且发射来自激光照射部分1315的激光束1333以减小焊料 球1117的内应力(降低焊料球的弹性系数)，并且压缩气体消除了焊料球 1117的按压附着。利用上文的结构，与第一实施例中的相比，该焊接装置 的结构更简单，并且该焊接装置的控制容易。并且，由于导电部件以固相状态被喷射，在喷嘴开口部分内或附近没 有导电部件残留的出现。另外，由于如同本发明的第一实施例中，由止挡器打开或关闭喷嘴的 开口部分，所以没有止挡器拖动导电部件的例子，并且替换了导电部件的 喷射方向。另外，有必要以高精确度同步化止挡器的运行和激光装置的运 行。在本发明的第二实施例中，当在喷嘴内的内部产生预定气压时，仅通 过开始时序控制喷射时序。因此，运行的控制容易，并且可以简单化该结 构。(第二实施例的改型)图12是示出才艮据本发明的第二实施例的喷嘴组件的改型的横截面图。 本发明的第二实施例的喷嘴组件2301是焊接装置，其具有抽吸部分2325，在焊料球2117在气压下附着到开口部分2113之后，为了维持焊料球附着 状态的气压，抽吸部分2325提供吸力。其它部分的结构与本发明第二实施 例的喷嘴组件的那些结构相同，并且因此它们的细节将:f皮省略。抽吸部分2325通过管2329与喷嘴2303连接，并且吸力可被提供到内 部空间2303b的内部。抽吸部分2325通过管2329设置在开口部分2113 的周壁2303d上，并与抽气孔2327连接，抽气孔2327允许内部空间2303b 与外界相通，并且抽吸部分2325在水平方向延伸。利用上文的结构，当补充使用抽吸部分2325时，抽吸部分2325的吸 力净皮提供到内部空间2303b，使得在内部空间2303b内产生负压。如上所 述在内部空间2303b内产生负压，由此使得可以在开口部分2113中在气压 下确定地维持焊料球2117的附着状态。可以适当改变限定抽气孔2327的位置，并且内部空间2303b可以与外 部直接相通。可选择地，将作为允许喷嘴的外部与内部空间2303b相通的 通孔的抽气孔2327 ^L置在喷嘴2303内，单个通孔既用作抽气孔又用作气 体引入通路，并且该单一通孔连接到气体供^分2307和抽吸部分2325。 也就是，当吸力可以通过开口部分2113提供到喷嘴2303的外部时，可以 适当地改变该结构。而且，如同激光照射部分(参照图9A的参考数字1329)和气体供给 部分2307，抽吸部分2325连接到控制部分(对应于图8的附图标记1317 )， 并在接收到控制部分发出的信号时运行。在采用才艮据这个改型的焊接装置 的焊接过程中，与本发明的第二实施例的不同在于，在焊料球2117在气压 下附着之前、之后或期间，抽吸部分2325运行，并且吸力被提供到内部空 间2303b的内部。在焊料球2117在气压下附着之前或当焊料球2117在气 压下附着之时换_供吸力的例子中，可以在焊料球2117在气压下附着到开口 部分2113的过程中，补充施加吸力。有人提出由透射型或反射型光学传感器取代CMOS形成成像装置。但 是，例如，在采用透射型光学传感器的例子中，需要传感器的设置不同于 接合操作实际进行的位置。喷嘴需要在传感器的固定位置和4^操作的执行位置之间往复运动，而且操作时间的减少受到限制。并且，在采用反射型传感器的例子中，传感器以这样一种方式逐渐变 细，该方式为喷嘴内部形状的内径向着设置焊料球的预定位置变小。因此， 传感器接收来自喷嘴内表面的反射光。因此，难以精确检测是否存在焊料球。但是，在采用CMOS作为成像装置的例子中，从成像的图像信号中选 择性选取任意区域，由此使得可以排除喷嘴内表面的影响。如上所述，与透射型或反射型光学传感器相比，采用CMOS作为成4象 装置是有优势的。在本发明的所述实施例模式、实施例以及其改型中，光学单元改变了 照射部分的光路以与成像部分的光路重合，但是，本发明并不局限于上文 的结构。可选择地，照射部分和成像部分的设置可以互换，并且成像部分 的光路被改变以与照射部分的光路重合。也就是，仅要求这样的结构，其 中成像部分与照射部分的光路在喷嘴内或附近相互重合。并且，根据本发明的实施例模式和第一实施例的喷嘴組件是由两个结 构部件形成，这两个结构部件由喷嘴主体和喷嘴构成。可选择地，如同本 发明的第二实施例中，该喷嘴组件可以由单一部件形成。另外，在根据本发明的实施例模式和笫一实施例的喷嘴组件内，将喷 嘴开口的直径设置为大于待检测对象的直径，并且设置了止挡器。可选择 地，可以提供喷嘴组件，其中将喷嘴开口的直径设置为小于待检测对象的 直径，并且在对象已经被熔化后喷射待检测对象。本发明的实施例模式、该实施例以及其改型的喷射对象都是焊料球。 可选择地，可使用粘合剂或类似物用作喷射材料，以及可使用紫外激光作 为照射部分。如同根据本发明的实施例模式和该实施例的空气供应/抽吸部分，可以 采用气压源，其能够在已知的正压和负压之间变化。可以单独构造提供压 缩气体的气压源和能够抽气的真空源。止挡器的形状和位置并不局限于本发明的上文实施例模式和第一实施 例的结构。并且，构造实施例模式、该实施例、以及改型以熔化已经从喷嘴释放的焊料球或从喷嘴喷射固相状态的焊料球。但是，本发明并不局限 于那些结构。例如，本发明的检测方法和接合装置可以应用到焊料球在释 放前被熔化的结构(也就是，在焊料球与喷嘴相接触的状态下)。根据本发明的对 测方法和接合装置，可能快速和确定地检测直径 非常小的待检测对象到ii^t象保持部分。因此，可短时间精确控制用于将 待检测对象提供到接合装置内的时间，并且因此可以缩短接合时间。而且，由于照射光路和成像光路在开口内基本相互重合，因此没必要 在不同位置进行成像过程和照射过程，并且因此可以加快用于整个接合过 程需要的运行时间。本发明可以实施为许多系统而不偏离本质特征。因此，上文的实施例 用于描述，而不限制本发明。尽管参照示例性实施例已经描述了本发明，应当明白本发明并不局限 于公开的示例性实施例。下列权利要求的范围与最广泛的解释一致，以涵 盖所有的这种变型和等价结构及功能。本申请要求2007年1月29日提交的日本专利申请No，2007-17713和 2008年1月11日提交的日本专利申请No.2008 - 4357的优先权，它们在 此引入作为参考。
权利要求
1.一种检测在对象保持部分中是否存在待检测对象的检测方法，所述对象保持部分与用于以红外线照射所述待检测对象的照射部分一起使用，用于保持所述待检测对象，并具有开口，所述检测方法包括通过成像装置成像具有开口的预定区域内的图像信号；以及通过光学单元使所述照射部分的照射光路和所述成像装置的成像光路在所述开口内基本相互重合。
2. 根据权利要求1的检测方法，其中 所述待检测对象包括导电部件；以及 所迷对象保持部分包括喷嘴。
3. 根据权利要求l的检测方法，其中所述成像装置包括CMOS。
4. 根据权利要求2的检测方法，其中所述成像装置包括CMOS。
5. 根据权利要求3的检测方法，还包括积分采用CMOS成像的图像信号以计算积分值；以及 当积分值没有超过预定值时，确定出不存在所述待检测对象，并且当 积分值超过预定值时，确定出存在所述待检测对象。
6. 根据权利要求4的检测方法，还包括积分采用CMOS成像的图像信号以计算积分值；以及 当积分值没有超过预定值时，确定出不存在所述待检测对象，并且当 积分值超过预定值时，确定出存在所述待检测对象。
7. 根据权利要求3的检测方法，还包括从采用CMOS成像的一个屏 幕的图像信号的屏幕范围中选择性地选取任意区域，以计算所述任意区域 内的图像信号的积分值。
8. 根据权利要求4的检测方法，还包括从采用CMOS成像的一个屏 幕的图像信号的屏幕范围中选择性地选取任意区域，以计算所述任意区域 内的图像信号的积分值。
9. 根据权利要求3的检测方法，其中所述CMOS为1/6英寸。
10. 根据权利要求4的检测方法，其中该CMOS为1/6英寸。
11. 一种将基本为球形形状的导电部件从喷嘴喷射到待接合对象以电 接合所述待接合对象的接合方法，该接合方法包括准备所述导电部件，该导电部件的外径大于喷嘴的开口部分的直径； 在气压下从所述喷嘴的外部将所述导电部件附着于喷嘴的开口部分； 利用根据权利要求2的检测方法，检测是否存在待检测对象； 当在检测过程中确定存在待检测对象时，向喷嘴的内部空间供应压缩 气体；当所述内部空间具有预定气压值时，以通过内部空间的红外线照射在 气压下附着于开口部分的导电部件；以及通过压缩气体将固相状态的导电部件喷射到待接合对象。
12. 根据权利要求11的接合方法，其中在气压下导电部件对开口部分 的附着包括将喷嘴压靠到导电部件。
13. 根据权利要求11的M方法，还包括通过内部空间将吸力施加到 开口部分，以辅助在气压下导电部件对开口部分的附着。
14. 根据权利要求ll的接合方法，还包括在导电部件被喷射后，继续 利用红外线照射所述导电部件。
15. 根据权利要求12的接合方法，还包括在导电部件被喷射后，继续 利用红外线照射所述导电部件。
16. 根据权利要求13的接合方法，还包括在导电部件被喷射后，继续 利用红外线照射所述导电部件。
17. —种接合装置，包括喷嘴組件，该喷嘴组件包括具有喷嘴开口部分的喷嘴，所述喷嘴开口 部分与外部空间相通并喷射喷射材料；供给部分，其将喷射材料提供到所述喷嘴开口部分； 检测部分，其具有成像部分，该成像部分成像喷嘴内的具有喷嘴开口 的预定区域的图傳4言号，其还具有辨别部分，该辨别部分根据成像的图像信号确定是否存在喷射材料；照射部分，其用红外线照射所述喷射材料；光学部件，其被设置在照射光轴和成像光轴之一上，使得所述照射部分的照射光路和所述成像部分的成像光路至少在喷嘴内相互重合；喷射气体供给部分，其将压缩气体引入内部空间以喷射喷射材料；和 控制部分，其控制以下一組操作从供给部分提供喷射材料以从喷嘴组件喷射喷射材料；和 当检测部分确定在喷嘴开口部分中存在喷射材料时，将压缩气体提供 到内部空间并用红外线照射喷射材料。
18. 根据权利要求17的接合装置，其中 所述成像部分包括光学透镜和成像装置；和 所述成4象装置包括CMOS。
19. 根据权利要求18的接合装置，还包括辨别部分，其 积分采用CMOS成像的图像信号以计算积分值， 当获得的积分值未超过预定值时，确定不存在待检测对象；并且 当积分值超过预定值时，确定存在待检测对象。
20. 根据权利要求18的接合装置，还包括区域选取部分，其从采用 CMOS成像的一个屏幕的图像信号的屏幕范围中选择性地选取任意区域，其中所述辨别部分根据任意区域的图像信号进行确定。
21. 根据权利要求18的接合装置，其中该CMOS为1/6英寸。
22. 根据权利要求19的接合装置，其中从喷嘴组件以固相状态喷射所 述喷射材料。
23. 根据权利要求20的接合装置，其中从喷嘴组件以固相状态喷射所 述喷射材料。
24. 根据权利要求22的接合装置，其中所述供给部分包括气压附着单 元，其使喷嘴相对靠近和远离用于保存喷射材料的存储部分，并且在气压 下使喷射材料附着于开口部分。
25. 根据权利要求23的M装置，其中所述供给部分包括气压附着单 元，其使喷嘴相对靠近和远离用于保存喷射材料的存储部分，并且在气压下使喷射材料附着于开口部分。
26. 4艮据权利要求24的接合装置，还包括用于补充地从喷嘴外侧将喷 射材料附着到喷嘴开口部分的单元。
27. 根据权利要求25的接合装置，还包括用于补充地从喷嘴外侧将喷 射材料附着到喷嘴开口部分的单元。
28，根据权利要求24的接合装置，其中 所述喷射材料包括基本为球形形状的导电部件；以及 所述喷嘴开口的直径小于导电材料的直径。
29. 根据权利要求25的接合装置，其中 所述喷射材料包括基本为球形形状的导电部件；以及 所述喷嘴开口的直径小于导电材料的直径。
30. 根据权利要求26的接合装置，其中 所述喷射材料包括基本为球形形状的导电部件；以及所述喷嘴开口的直径小于导电材料的直径。
31. 根据权利要求27的接合装置，其中 所迷喷射材料包括基本为球形形状的导电部件；以及 所述喷嘴开口的直径小于导电材料的直径。
全文摘要
一种检测接合装置中的待检测对象的方法、接合装置、和接合方法。所述方法具体是一种检测在对象保持部分中是否存在待检测对象的检测方法，对象保持部分与用红外线照射待检测对象的照射部分一起使用，保持待检测对象，并具有开口，检测方法包括由成像装置在具有开口的预定区域内成像图像信号；并且通过光学单元使照射部分的照射光路和成像装置的成像光路在开口内基本相互重合。
文档编号B23K1/005GK101246008SQ20081008561
公开日2008年8月20日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者中山均, 竹岛直树 申请人:Tdk株式会社