专利名称：焊球供应方法及供应装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊球供应方法和一种焊球供应装置。具体地，本发明涉及一种适于进行精密连接，例如形成于一磁头滑块(飞行承载器)上的一接合片/接合区和形成于一引线架/焊接框架侧的一接合片之间的连接的焊球供应方法和焊球供应装置。
背景技术：
已知一种传统的连接方法，根据该方法，将作为待接合对象的电极彼此紧邻放置，通过利用一抽吸夹或类似的装置使该电极与球状焊料(以下称为焊球)相接触，并使该焊球熔化，从而在所述的电极间形成电连接。
一种向抽吸夹可靠地供应焊球的焊球供应装置用于这种连接方法中。
图7为示出一传统的焊球供应装置的结构示意图。
如图7所示，一种传统的焊球供应装置1具有一上部块2和一下部块3。一能够沿所述上部块2和所述下部块3之间的间隙滑动的焊球分离器4设置在夹在该上部块2和下部块3之间的位置。
上部块2设置有其上表面具有一开口的装料斗5。以所述焊球分离器4作底面，该装料斗5能存放大量的焊球6。此外，在上部块2中邻近装料斗5处形成有一以垂直方向穿过上部块2的空气通道7。
因此可以从一设置在上部块2上方的氮气供应装置(未示出)向该空气通道7供应用于防止焊球6氧化的氮气。
在焊球分离器4中设置有一仅能接纳一个焊球6的接收孔8。从装料斗5自由下落的焊球6进入接收孔8，并且使焊球分离器4滑动。因此可以将已进入接收孔8的焊球传送到一位于空气通道7正下方的位置。
下部块3上设置有其直径至少等于或大于焊球6外径，且与形成在上部块2中的空气通道7同轴的一传送通道9。因此，当使焊球分离器4滑动，并使已进入接收孔8的焊球6移至一位于空气通道7正下方的位置时，通过空气通道7中所供应的氮气将焊球6经由该传送通道9送至所述供应装置外部。然后将焊球6移至一形成在该传送通道9的一端部的焊球接受片(未示出)上。通过利用一抽吸夹或类似装置抽吸焊球6，并将焊球6传送到一目标连接部分。
应注意到，在装料斗5和空气通道7之间简单地往复移动的焊球分离器和那些由多孔盘所构成的分离器都是已知的，并且可以被用作上述焊球分离器4(参见JP 2002-25025 A(图9)和JP 11-509375 A(第12页，第18到22行)。
此外，焊球供应装置的构形是已知的。一焊球供应装置应用一由一布置罩、一闸板罩和一供应罩组成的三层结构。通过滑动夹在该布置罩和供应罩之间的闸板罩，焊球从布置罩侧自由下落至供应罩侧以便被供应到一(接合)片上(参考JP 8-236916A(图8))。另一装置使用一具有抽吸功能的推顶杆以便从下方向上推动一其中存放有大量焊球的装料斗，从而从该装料斗中分离出一焊球(参考JP 7-245473 A，例如，图4和图6)。
然而，上述焊球供应装置中存在例如下述问题。
也就是说，在使用焊球的连接方法中，焊球的外径随着待连接物的小型化而变得较小。因此，如果焊球本身带有静电，就存在一个问题，即，不能利用一种每个焊球靠自身重力而分开的方法(所谓的自由下落方法)来可靠地供应焊球，这是因为焊球重力的减小使焊球间的分离特性变差。
此外，当使用上推并从其中存放有大量焊球的装料斗中分离焊球的方法时，焊球的分离特性也会变差。因此，其它焊球与被上推的焊球相连，呈现出一串葡萄的形状。因而存在难以取出一单个焊球的问题。
使用上述焊球供应装置1时，焊球6可能会与一块的侧面摩擦，如果焊球6没有完全容纳在接收孔8中，将在装置的主体中引起堵塞。为了从接收孔8中取出焊球6，必须进行拆卸工作以移动上部块，这从维护的角度来看是较困难的。
发明内容
考虑到上述的常见问题，本发明的第一目的是提供一种即使在焊球尺寸较小以及焊球间的分离特性由于静电而变差的情况下，也能可靠地分离并供应单个焊球的焊球供应方法和焊球供应装置。此外，本发明的第二目的是提供一种在焊球发生堵塞时不需要拆卸焊球供应装置本身就可以容易地移走焊球的焊球供应方法和焊球供应装置。
本发明基于这样的发现，即假如通过一外力而非焊球本身的重力而强制地分离焊球，那么就能容易地分离其分离特性由于静电而变差的焊球。另外，本发明还基于这样的发现，即假如在一供应通道中送入空气，则当焊球在该供应通道中发生堵塞时，可以移走该焊球。
也就是说，根据本发明，提供一种包括以下步骤的焊球供应方法将焊球从一形成在一上部块中的装料斗引至一夹在该上部块和一下部块之间的一焊球分离器的接收孔中；在该上部块和该下部块之间滑动该焊球分离器；并将已引入接收孔中的焊球送至上部块和下部块的外部，其中当从装料斗将焊球引入接收孔时，通过从下部块上的一投影区域中抽吸焊球而将该焊球强制地引入接收孔，该投影区域在每一次焊球被引入接收孔时位于接收孔内，并围绕已被引入接收孔的焊球的一滚动轨道。
此外，希望当将焊球从装料斗引入接收孔时增加装料斗内的压力，或当将焊球从装料斗引入接收孔时沿焊球分离器滑动的方向摇动上部块。
此外，所述的焊球供应方法还包括在该上部块和焊球分离器之间插入一中间块，该中间块具有为一焊球直径的若干倍的板厚并包括其尺寸与所述接收孔内径相对应的一焊球引入通道；并在将焊球引入接收孔之前，使焊球引入通道中的焊球排列成行。
此外，所述焊球供应方法优选地包括，当焊球在从装料斗传送到接收孔时被堵塞时，通过沿焊球分离器滑动的方向移动上部块以及通过将空气送入一从上部块延伸到下部块的通道并经由一清理通道而将被堵塞的焊球移走。
此外，根据本发明，提供了一种焊球供应装置，该装置包括一其中设置有一用于引入焊球的装料斗的上部块；一下部块；一夹在该上部块和下部块之间并具有一用于接收从装料斗底部引入的焊球的接收孔的焊球分离器，当焊球滑动器滑动时，该焊球分离器将已通过焊球分离器的滑动而引入接收孔的焊球送至上部块和下部块的外部；和一设置在该下部块上的一投影区域内的焊球抽吸通道，所述投影区域位于接收孔内焊球被引入处并围绕已被引入接收孔的焊球的一滚动轨道，通过利用该焊球抽吸通道而将焊球强制地从装料斗引入接收孔。
在该实施例中，希望所述上部块连接有一用于增加该装料斗内部的压力的气体供应装置，或用于使该上部块能沿焊球分离器的滑动方向往复移动的摇动装置。
此外，该焊球供应装置可包括一设置在上部块和焊球分离器之间的中间块，该中间块具有为一焊球直径的若干倍的板厚并具有其大小与接收孔内径相对应的一焊球引入通道。
此外，优选的是，在上滑块中装料斗的一侧设置一清理通道，并且通过将空气送入一从上部块延伸到下部块的通道而将经过该清理通道而堵塞在该从上部块延伸到下部块的通道中的焊球移走。
根据上述构形，通过从焊球抽吸通道进行抽吸，被引入装料斗的大量焊球通过从与焊球抽吸通道连续的接收孔直接抽吸而被可靠地引入所述接收孔。
这里所讨论的焊球抽吸通道形成在一下部块上的一投影区域内，该投影区域位于接收孔中焊球被引入处，并围绕被引入接收孔的焊球的一滚动轨道。因此，即使使焊球分离器滑动，焊球的最低点也不会干涉焊球抽吸通道。也就是说，焊球的最低点总是与焊球分离器在其上滑动的下部块的一表面滚动接触，并且焊球的高度保持恒定。因此，可以防止这种情况，即焊球和焊球抽吸通道一端的附近由于其间形成的一台阶而相互干涉，从而引起例如焊球在台阶上被卡住的缺陷。
另外，由于所述气体供应装置与上部块相连，所以可以增加装料斗内的压力(内部压力)。因此，可以将焊球从装料斗侧推出至接收孔，并且可与来自焊球抽吸通道的抽吸作用一起较可靠地将焊球引入接收孔。应注意到，可通过利用一作为由气体供应装置供应的气体的惰性气体，通常为氮气或类似气体而防止装料斗中的焊球的氧化。此外，当上部块设置有摇动装置时可以摇动装料斗中的焊球，并且可与来自焊球抽吸通道的抽吸作用一起较可靠地将焊球引入接收孔。
应注意到，通过在上部块和焊球分离器之间插入一中间块，可使焊球在被引入接收孔之前排列成行。因此，可以将焊球可靠地引入接收孔。由于所述中间块的板厚被设定为一焊球直径的整数倍，因此位于焊球引入通道中的焊球不会从中间块中突出。因此，可防止位于焊球引入通道内的焊球与焊球分离器侧，即接收孔的一边缘部分产生干涉。因而可以防止由于焊球在边缘部分被卡住而引起的堵塞。
另外，当上部块侧设置有一清理通道时，可以通过滑动该上部块而形成由一清理通道、该焊球引入通道、该接收孔和该焊球抽吸通道组成的一供气通路。因此，即使在焊球被送出时发生焊球堵塞，可以通过形成该供气通路并将空气送入该供气通路将引起阻塞的焊球移至该焊球供应装置的外部，而无需拆卸该焊球供应装置本身。
根据上面所讨论的本发明，焊球供应装置具有其中形成有引入焊球的装料斗的上部块，下部块，和夹在该两块之间并具有焊球从装料斗底部被引入其中的接收孔的焊球分离器。所述焊球分离器通过滑动将保持在接收孔中的焊球送出至所述块的外部。焊球抽吸通道形成在下部块上的一投影区域中，所述投影区域位于接收孔中焊球被引入处，并围绕已被引入接收孔的焊球的滚动轨道。焊球被强制地从装料斗引入接收孔。因此，即使焊球的尺寸较小，并且其分离特性由于静电而变差，也能可靠地将分离并供应每个焊球。清理通道设置在上部块中装料斗附近，并且空气被送至一从上部块延伸到下部块的通道中并经由一清理通道。因此，即使当发生例如焊球堵塞时，也可以容易地移走该焊球而无需拆卸该焊球供应装置本身。
图1为示出一种根据本发明一实施例的焊球供应装置的结构的剖视示意图；图2为一下滑块的俯视图，用于说明一焊球抽吸通道的上端开口的定位原理；图3为示出根据本发明的实施例的抽吸通道的上端开口的位置的主要部分的剖视示意图；图4为示出一焊球供应装置的操作程序的流程图；图5为示出一焊球供应装置的清理程序的流程图；图6为示出通过使一清理通道和一焊球抽吸通道对齐而进行清理操作的一供应装置的剖视示意图；以及图7为示出一传统的焊球供应装置的结构示意图。
具体实施例方式
下面将参考附图对根据本发明的一焊球供应方法和一焊球供应装置的优选实施例进行详细的说明。图1是示出一种根据该实施例的焊球供应装置的结构的一剖视示意图。
参考图1，一焊球供应装置10包括在垂直方向上从上侧按一定顺序设置的一上部块12、一中间块14、一焊球分离器16和一下部块18。
该上部块12中设置有在其上表面设有一开口的一装料斗20，并且可以向该装料斗20中引入大量的焊球22。此外，在该装料斗20附近设置有在垂直方向上通过该上部块12的一清理通道24。应注意到，为了将被堵塞的焊球排出到焊球供应装置的外部，该清理通道24被设定为大于至少一个形成在焊球分离器16中并将在下文进行描述的接收孔中(在该实施例中，清理通道24和接收孔被设定为具有相同的尺寸)。
在该上部块12中装料斗20上方设置有一用于遮盖装料斗20的开口的顶板26。也可通过使用一供气管(未示出)而将一气体供应装置(未示出)连接到该顶板26上，并为装料斗20的内部提供作为一用于防止焊球22氧化的惰性气体的氮气(参见图1中的箭头28)。
通过为上部块12配备一摇动装置(未示出)并沿图1中箭头30的方向操作该摇动装置而摇动引入装料斗20中的大量焊球22。
设置在上部块12下方的中间块14能够相对于上部块12移动并移向上部块12的摇动方向(箭头30)。中间块14的厚度设定为一焊球22直径的整数倍。中间块14还设置有其内径能够使焊球在排列成一单排时能通过其中的一焊球引入通道32。因而，当焊球引入通道32的一开口位于装料斗20的底部时，焊球以沿焊球引入通道32排列成一单排(没有从前表面和后表面突出)的状态容纳于中间块14中。
夹在中间块14和下部块18之间的焊球分离器16是由其厚度大到足以容纳一单个焊球22的板件制成。焊球分离器16能沿图1中箭头34所示方向在中间块14和下部块18之间滑动。应注意到，在焊球分离器16中形成有一接收孔36。该接收孔36的大小仅能够容纳一单个焊球22。焊球22能经由焊球引入通道32从装料斗20中被引入。也应注意到，当通过焊球分离器16的滑动移动到图中最左边缘时，已引入接收孔36的焊球22将从上部块12的一端表面处暴露出来。通过设置在上部块12侧部的一操纵装置38的上下运动(沿图1中的箭头42方向)，能从接收孔36中取出焊球22。此外，在该操纵装置38的正下方设置有与下滑块18相连的一导向滑块40。该导向滑块40引导焊球分离器16的滑动。
支承构成焊球供应装置10的上述元件的下部块18和导向块40一起可滑动地引导焊球分离器16。在上表面具有一开口的焊球抽吸通道44形成于下部块18中。通过焊球抽吸通道44产生的抽吸作用(图1中箭头46指示)将装料斗中的焊球强制地引入接收孔36中。
焊球抽吸通道44的上端开口的位置关系是基于下面所描述的思想来设定的。
图2是一用于说明该焊球抽吸通道上端开口的位置设定思想的主要部分剖视图。
参见图2，在设定焊球抽吸通道的上端开口的位置时，将焊球分离器16移动到焊球22被引入接收孔36处。因此，首先确定焊球22被引入接收孔处的接收孔36内部区域。在确定接收孔36的内部区域后，使焊球分离器16沿其移动到操纵装置38侧的焊球22的一滚动轨道48与该内部区域重叠。因而可通过使该内部区域和该滚动轨道重叠而得到该内部区域中包围该滚动轨道48的一区域50。假如焊球抽吸通道44上端开口设置在该区域50中，便可获得对焊球22的优良的吸附作用。此外，焊球抽吸通道44的上端开口的位置没有与滚动轨道48重叠，因此已被引入接收孔36的焊球22能在下部块18的上表面上以一恒定的高度滚动。可容易地将焊球22移至操纵装置38侧。
应注意到，图2中区域50示出一可以设定焊球抽吸通道44的上端开口的位置的范围。然而，没有必要将焊球抽吸通道的上端开口设定为覆盖整个区域50。当然，可根据加工方法和设计的各种要求灵活地设置焊球抽吸通道44的上端开口的位置。
图3为示出根据本实施例的抽吸通道上端开口的位置的主要部分剖视示意图。参见图3(和图1)，焊球抽吸通道44的上端开口可以呈圆形，并且可以设置成与区域50重叠且不会与在下滑块18上突出的焊球22的滚动轨道48干涉。图3中示出的圆形上端开口和区域50重叠处的交叉阴影线部分52是产生实际的吸附作用的部分。然而，由于该上端开口位于区域50内部，因此即使采用这样的开口形状，也可以可靠地进行对焊球22的吸附。应注意到，如果该上端开口被设定为圆形，则可以使用一常用的切削工具如钻头来进行加工。从而降低加工下部块18所需时间以及生产成本。
对使用具有上述构形的焊球供应装置10供应用于形成在一磁头滑块上的一接合片和形成在一引线架侧的一(接合)片的连接的焊球22的程序进行说明。
应注意到，用于连接形成在该磁头滑块上的接合片和形成在该引线架侧的(接合)片的焊球22是微小的，其具有大约80-150微米的外径。
图4为示出一用于操作该焊球供应装置的程序流程图。
在向装料斗20供应大量焊球22后，如图4所示，操作气体供应装置并将氮气供给装料斗20以便通过使用焊球供应装置10而供应焊球22。此外，结合氮气供应通过焊球抽吸通道44同时抽吸焊球22(步骤100)。
执行完步骤100的操作后，上部块通过摇动装置沿箭头30的方向往复移动两次，以便消除装料斗20中的焊球22的任何偏置并将焊球22移动到装料斗20的底部(步骤110)。
即使焊球小而轻，并且即使焊球22由于静电难以分开，也可通过执行步骤100和步骤110而将焊球22可靠地从装料斗20侧送至焊球分离器16的接收孔36。
在将焊球22引至焊球分离器16侧之后，使焊球分离器16沿箭头34的方向移至操纵装置38处(步骤120)。应注意到，当从装料斗20下方将焊球分离器16移至操纵装置38侧时，已引入接收孔36的焊球22在下滑块18上沿所述滚动轨道48滚动。因此，能够避免类似于焊球22到达焊球抽吸通道44开口的边缘附近且被卡住等缺点。
在焊球分离器16移动到操纵装置38侧后，使操纵装置38向接收孔36侧下降，并且通过利用例如真空抽吸等方法将焊球22取出(步骤130)。
因此，如果执行上述程序，可以从大量的焊球22中取出一个焊球22。通过操纵装置38取出焊球22后，使该操纵装置38升高，并且焊球分离器16再次移至装料斗20侧(步骤140)。然后可以重复上述操作。
根据该实施例的焊球供应装置10并不仅仅供应焊球22。(该装置)还提供一清理功能。该清理功能可以在送出焊球22时发生堵塞的情况下移走被堵塞的焊球而无需拆卸焊球供应装置本身。
图5为示出一清理焊球供应装置的步骤的流程图。
参见图5，当在焊球供应装置10中由于焊球22而发生堵塞时，首先使该焊球供应装置10中的气体供应装置停止工作，并且不再向装料斗20供应氮气。此外，在停止向装料斗20供应氮气的同时，也停止通过焊球抽吸通道44抽吸焊球22(步骤200)。
在执行完步骤200的操作后，将上部块12移至操纵装置38侧，并使形成在上部块12中的清理通道24替代装料斗20与所述焊球抽吸通道44对齐(步骤210)。图6为通过将清理通道与焊球抽吸通道对齐而进行清理操作的焊球供应装置的一剖视示意图。
参考图6，在上部块12的移动使所述清理通道24与焊球抽吸通道44对齐之后，从下部块18侧将空气送入焊球抽吸通道44，并从一连接到顶板26上的供气管(未示出)进行用于移开被堵塞焊球22的抽吸(步骤220)。图6中的箭头54示出清理期间的清理空气流的方向。
在沿箭头54的方向送入清理空气流后，焊球分离器16在这种状态下往复移动两次(步骤230)。
使用焊球供应装置10有一危险，即焊球可能在所述焊球引入通道32中变形，从而引起图6所示的堵塞。如果一已变形的焊球56存在于焊球引入通道32中，位于该焊球56正下方的焊球22由于焊球56的变形被推出，并从中间块16的下端开口突出。在这种情况下，往复移动焊球分离器16可以使接收孔36的一边缘部分向上推动焊球56正下方的焊球22，从而可能将焊球56从焊球引入通道32中移走。如上所述，将清理空气流沿箭头54的方向送入焊球引入通道32。因此，已通过焊球分离器16(以及位于焊球56下的焊球22)的往复运动从焊球引入通道32中移走的焊球56，进一步向上移动，然后被排出到焊球供应装置10的外部。
通过上述操作顺序将堵塞在焊球供应装置10中的焊球56移至该焊球供应装置10的外部后，停止对焊球抽吸通道44的空气送入和供气管的抽吸作用，以便中断箭头54所示的清理气流(步骤240)。
此外，在执行步骤240后，移动上部块12直到焊球引入通道32或者类似结构处于装料斗20的正下方(步骤250)。在通过执行步骤250将上部块12从图6的状态移动到图1的状态后，可再次操作气体供应装置以向装料斗20供应氮气并开始通过焊球抽吸通道44对焊球22进行抽吸(步骤260)。因而可以重新启动供应焊球22的操作。
对于在执行供应焊球22的操作时由于焊球22引起堵塞的情况，可以将焊球供应装置10设置在一清理状态，并且可以将引起堵塞的焊球移走。在通过移走焊球而完成清理后，处理程序可重新返回到供应焊球22的操作。没有必要拆卸焊球供应装置10以移走引起堵塞的焊球。从而可以提高焊球供应装置10的操作效率。
应注意到，虽然该实施例采用用于磁头中的滑块片上的焊球作为示例，但对焊球供应装置的使用并没有限制。另外，该焊球供应装置当然也可以应用于具有不同外径的焊球。
本申请要求2003年9月3日提出的日本专利申请No.2003-311010的优先权，该日本专利申请结合在此作为参考。
权利要求
1.一种焊球供应方法，包括从一形成在一上部块中的装料斗中将焊球引至一夹在该上部块和一下部块之间的焊球分离器的一接收孔中；使该焊球分离器在该上部块和下部块之间滑动；并且将已被引入该接收孔中的所述焊球送至该上部块和下部块的外部；其中，当将该焊球从所述装料斗引入该接收孔时，通过从在所述下部块上的一投影区域中抽吸该焊球而将该焊球强制地引入该接收孔，该投影区域在每一次焊球被引入接收孔时位于该接收孔内并且围绕已被引入所述接收孔的焊球的一滚动轨道。
2.一种根据权利要求1所述的焊球供应方法，还包括当将焊球从装料斗引入接收孔时，增加装料斗中的压力。
3.一种根据权利要求1所述的焊球供应方法，还包括当将焊球从装料斗引入接收孔时，沿焊球分离器滑动的方向摇动上部块。
4.一种根据权利要求1所述的焊球供应方法，还包括在所述上部块和焊球分离器之间插入一中间块，该中间块具有为一焊球直径的若干倍的板厚并包括其尺寸与所述接收孔内径相对应的一焊球引入通道；并在将焊球引入接收孔之前，使该焊球引入通道中的焊球排列成行。
5.一种根据权利要求1所述的焊球供应方法，还包括当焊球在从装料斗传送到接收孔时被堵塞时，通过沿焊球分离器滑动的方向移动上部块以及将空气送入一从上部块延伸到下部块的通道并经由一形成在该上部块中的清理通道而移走被堵塞的焊球。
6.一种焊球供应装置，包括一其中设置有一用于引入焊球的装料斗的上部块；一下部块；一夹在该上部块和下部块之间并具有一用于接收从装料斗底部引入的焊球的接收孔的焊球分离器，当焊球分离器滑动时，该焊球分离器将通过焊球分离器的滑动而被引入该接收孔的焊球送到所述上部块和下部块的外部；和一设置在该下部块上的一投影区域中的焊球抽吸通道，该投影区域位于接收孔内焊球被引入处并围绕已被引入接收孔的焊球的一滚动轨道，通过利用该焊球抽吸通道强制地将焊球从装料斗引入接收孔。
7.一种根据权利要求6所述的焊球供应装置，还包括与所述上部块相连的用于增加装料斗内的压力的一气体供应装置。
8.一种根据权利要求6所述的焊球供应装置，还包括为上部块设置的用于使上部块沿焊球分离器滑动方向往复移动的摇动装置。
9.一种根据权利要求6所述的焊球供应装置，还包括一设置在该上部块和焊球分离器之间的中间块，该中间块具有为一焊球直径的若干倍的板厚且具有其尺寸与接收孔内径相对应的一焊球引入通道。
10.一种根据权利要求6所述的焊球供应装置，还包括一设置在该上部块中且位于所述装料斗的一侧的清理通道，其特征在于，通过将空气送入一从上部块延伸到下部块的通道并经由一清理通道而将堵塞在该从上部块延伸至下部块的通道中的焊球移走。
全文摘要
在将一焊球从一装料斗引入一焊球分离器的一接收孔之后，焊球分离器在各块之间滑动，并且该焊球被送出至所述块的外部。通过从在一下部块上的在每一次焊球被引入接收孔时位于该接收孔内并且围绕已被引入接收孔的焊球的一滚动轨道的一投影区域中吸附焊球而将焊球强制地引入接收孔中。
文档编号H05K3/34GK1604724SQ20041009219
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月3日
发明者进藤修, 水野亨, 安东洋一, 山口哲 申请人:Tdk株式会社