(57)【要約】【課題】  転写ピンを懸吊支持するための内孔部分で、転写ピンをエアフローティングすることにより、転写ピンに掛かる摺動抵抗や付勢力をなくし、転写時のランドにかかる荷重を転写ピンの自重のみにすると共に転写ピンのセンタリングによる位置精度の向上を図ること。【解決手段】  第１に、転写ピンと被転写物を相対的に接近させる昇降手段を備え、転写ピンの先端を被転写物の転写部位に当接させてフラックスを転写する装置とする。  第２に、転写ピンは外周を拡大させた拡径部を備える。  第３に、転写ピンを上下に遊貫させる内孔が形成され、内孔に転写ピンの拡径部を係合させて転写ピンを懸吊支持する支持部材を備える。  第４に、内孔に開口する通気路と、通気路に気体を供給する手段とを備える。  第５に、遊貫させた転写ピンと内孔の隙間に気体を供給して転写ピンに浮上力を生じさせてフラックスを転写する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にフラックスを付着させる転写ピンと、この転写ピンと被転写物を上下に相対的に接近させる昇降手段を備え、前記転写ピンの先端を被転写物の転写部位に当接させてフラックスを転写するフラックス転写装置において、
前記転写ピンは外周を拡大させた拡径部を備えるとともに、
この転写ピンを上下に遊貫させる内孔が形成され、この内孔の上方開口の周囲に前記転写ピンの拡径部を係合させて転写ピンを懸吊支持する支持部材と、
前記内孔に開口する通気路と、
この通気路に気体を供給する気体供給手段とを備え、
遊貫させた転写ピンと内孔の隙間に気体を供給して転写ピンに浮上力を生じさせ、この状態で転写ピンの先端を被転写物の転写部位に当接させてフラックスを転写することを特徴とするフラックス転写装置。
【請求項２】
前記転写ピンの前記支持部材に対する上下動位置を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のフラックス転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハなどの被転写物に、半田ボールなどを搭載する装置において用いられるフラックス転写装置の改良に関するものである。詳しくは、先端にフラックスを付着させる転写ピンと、転写ピンと被転写物を上下に相対的に接近させる昇降手段を備え、転写ピンの先端を被転写物の転写部位に当接させてフラックスを転写するフラックス転写装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウエハなどの被転写物にバンプを形成するのに用いるフラックス転写技術において、従来のピン転写方式では、搭載される半田ボールなどのボール径が小さくなるに従って、転写ピンのピン先端径が小さくなってしまう。この結果、転写ピン先端が当接する転写部位の単位面積あたりの荷重は大きくなり、ウエハなどの被転写物のランド表面に圧痕などの傷をつけてしまう問題が生じていた。特にウエハなどの被転写物に反りがあったり，ゆがみがある場合にその問題は顕著なものとなっていた。
【０００３】
上記問題を解決するため、特許文献１に示すようにフラックス転写ヘッドの下端部に転写ピン支持部材を設け、転写ピンを転写ピン支持部材の摺動穴にスプリングにより下方に付勢して摺動可能に支持する技術が開示されている。しかし、この開示技術では、スプリングの付勢力や重量により、転写荷重が大きくなり、更に、摺動穴を転写ピンのガイドとして用いているため摺動抵抗が転写ピンの自重に加わり、転写荷重が大きなものとなってしまい、上記問題を解決するのには不十分であった。又、摺動抵抗を減らすように、転写ピンの外径に対する摺動穴の内径の大きさを大きくすると、転写ピンの求心精度は低下するため、精度誤差が大きくなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４０１６２０２号特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は，転写ピンを懸吊支持するための内孔部分（従来の転写ピンの摺動穴に相応する部分）で、転写ピンをエアフローティングすることにより、転写ピンにかかる摺動抵抗をなくすと共に、スプリングの自重や付勢力をなくし、転写時に転写ピンによるランドにかかる荷重を、転写ピンの自重のみし、ウエハなどの被転写物のランド表面に圧痕などの傷をつけてしまうことのないフラックス転写装置を提供することであり、第２の目的は、摺動抵抗を減らすように、転写ピンの外径に対する摺動穴の内径の大きさを大きくすると、転写ピンの求心精度は低下し、精度誤差が大きくなるが、本発明では、転写ピンのセンタリングを容易とし、転写ピンの位置精度を高くすることのできるフラックス転写装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は，上記課題を解決するため，次の手段を採用する。
第１に、先端にフラックスを付着させる転写ピンと、この転写ピンと被転写物を上下に相対的に接近させる昇降手段を備え、前記転写ピンの先端を被転写物の転写部位に当接させてフラックスを転写するフラックス転写装置とする。
第２に、前記転写ピンは外周を拡大させた拡径部を備える。
第３に、前記転写ピンを上下に遊貫させる内孔が形成され、この内孔の上方開口の周囲に前記転写ピンの拡径部を係合させて転写ピンを懸吊支持する支持部材を備える。
【０００７】
第４に、前記内孔に開口する通気路と、この通気路に気体を供給する気体供給手段とを備える。
第５に、遊貫させた転写ピンと前記内孔の隙間に気体を供給して転写ピンに浮上力を生じさせ、この状態で転写ピンの先端を被転写物の転写部位に当接させてフラックスを転写することを特徴とするフラックス転写装置とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に、前記転写ピンの前記支持部材に対する上下動位置を検出する検出手段を設けたことを加えたフラックス転写装置とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は，フラックスの転写時にかかる荷重が転写ピンの自重のみとなり軽くなったため、転写ピン先端でウエハなどの被転写物に圧痕をつける虞がなくなった。更に、摺動抵抗を減らすように、転写ピンの外径に対する摺動穴の内径の大きさを大きくすると、転写ピンの求心精度は低下し、精度誤差が大きくなるが、本発明によれば転写ピンのセンタリングが容易となり、転写ピンの位置精度が高くなる。又、転写時にかかる荷重を転写ピンの自重のみとして軽くなったことで、転写ピンの慣性負荷が軽減でき、フラックスの転写速度や加減速を速くして転写しても、ウエハなどの被転写物に圧痕をつけることなくフラックス転写ができ、タクトアップにもつながった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が用いられる半田ボール搭載装置の概略を示す正面説明図
【図２】フラックス転写装置の支持部材と転写ピンの関係を示す左側断面説明図
【図３】転写前の支持部材内の転写ピンと変位計との関係を示す正面断面説明図
【図４】転写時の支持部材内の転写ピンと変位計との関係を示す正面断面説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下，図面に従って，実施例とともに本発明の実施の形態について説明する。
図１は，本発明が利用される半田ボール搭載装置１の一例を示す概略正面説明図である。実施例では、本発明における被転写物としてウエハ３を用い、本発明に係るフラックス転写装置は、ウエハ３上に半田ボール２を搭載する半田ボール搭載装置１で用いられる。
【００１２】
半田ボール搭載装置１は、図１に示すように、半田ボール２を吸着保持してウエハ３に搭載する半田ボール搭載ヘッド４と、フラックス５をウエハ３に転写するフラックス転写ヘッド６と、半田ボール搭載ヘッド４に半田ボール２を供給する半田ボール供給部７と、フラックス転写ヘッド６にフラックス５を供給するフラックス供給部８と、フラックス５の転写及び半田ボール２の搭載のためウエハ３が吸着支持されるステージ９と、フラックス転写ヘッド６及び半田ボール搭載ヘッド４の横移動装置１０と，ステージ９の昇降機構１１，前後移動機構１２を有する。
【００１３】
半田ボール搭載ヘッド４とフラックス転写ヘッド６とは、図１に示されるように各々が独立して移動し停止することが可能な第１横移動体１３及び第２横移動体１４に取り付けられており，半田ボール搭載ヘッド４及びフラックス転写ヘッド６は図１の左右方向（横方向）へ移動し、必要位置で停止し、フラックス転写及び半田ボール搭載の各動作が行われる。
【００１４】
半田ボール搭載ヘッド４が取り付けられている第１横移動体１３にはウエハ認識カメラ１５が取り付けられており、ウエハ認識カメラ１５は半田ボール搭載装置１に設けられた制御部１９にケーブル２３を介して接続されている。
【００１５】
第２横移動体１４に取り付けられているフラックス転写ヘッド６には、転写ピン２０と、転写ピン２０を支持する支持部材２２と、この支持部材２２に取り付けられ、転写ピン２０が転写部位に当接したことによってそれ以前の浮上高さから押し上げられた量（押上量）を認識する変位計１８とが設けられている。この変位計１８は転写ピン２０の真上に位置して、転写ピン２０との間隔の変位から転写ピン２０の支持部材２２に対する上下動位置を検出するようになっており、これにより転写ピン２０の押上量を認識するようになっている。なお、変位計１８も半田ボール搭載装置１に設けられた制御部１９にケーブル２３を介して接続されている。
【００１６】
転写ピン２０は、図２に示されるように、下端にフラックス５を付着させる先端部２４を有し、上端の外周を後述する支持部材２２の内孔２１より大きく拡大させ、内孔２１上方開口部の周囲に係合可能な拡径部２５を有する。転写ピン２０は、拡径部２５を内孔２１の上方開口部の周囲に係合して懸吊支持される。転写ピン２０は、内孔２１の上下方向に遊貫している。該転写ピン２０は、先端部２４を被転写物たるウエハ３の転写部位であるランド１６に当接させて、ランド１６にフラックス５を転写するものである。
【００１７】
第２横移動体１４に取り付けられる支持部材２２には、転写ピン２０が拡径部２５により係合でき、且つ、遊貫可能な大きさの内孔２１が形成されており、内孔２１には、そこに装着される転写ピン２０に向かって周囲四方より転写ピン２０を浮上させる気体を供給する通気路２６が開口されている。通気路２６は、気体供給路２８を介して半田ボール搭載装置１に設けられた気体供給部２７と接続されている。
【００１８】
気体供給部２７より送り出された気体は、気体供給路２８を通り内孔２１に開口された通気路２６より内孔２１と遊貫させた転写ピン２０との隙間に、内孔２１の四方より供給され、図３に示されるように、拡径部２５を押し上げて転写ピン２０を浮上させる。
【００１９】
ステージ９は、昇降機構１１と前後移動機構１２を有する。昇降機構１１が、本発明における転写ピン２０と被転写物であるウエハ３を上下に相対的に接近させる昇降手段となる。もちろん、相対的に接近させる手段として、転写ピン２０を下降させる手段でも良いし、転写ピン２０及びステージ９の両者を昇降させる手段でも良い。
【００２０】
以下、本実施例におけるボール搭載動作について説明する。まず、ステージ９上にウエハ３を位置させる。その後、ステージ９の前後移動機構１２によりステージ９を第１横移動体１３の下方の設定位置に移動させるとともに、第１横移動体１３を移動させることにより、ウエハ認識カメラ１５をステージ９上で横移動させ、ウエハ認識カメラ１５を半田ボール搭載対象となるウエハ３のランド１６の上方に位置させ、ランド１６の位置を認識する。
【００２１】
この際、ステージ９は基準の高さにあり、他方フラックス転写ヘッド６の転写ピン２０の先端及び、半田ボール搭載ヘッド４の吸着ノズル１７の先端は、ステージ９の表面に対し所定の高さにある。又、転写ピン２０は気体（エア）の供給により、内孔２１の中央の位置にセンタリングされ、且つ、浮上した高さにある。
【００２２】
前後移動機構１２及び第２横移動体１４を移動させることにより、転写ピン２０をフラックス供給部８の上方に位置させる。なお、このとき、半田ボール搭載ヘッド４の吸着ノズル１７は、ステージ９の上昇時にステージ９と干渉しないように第１横移動体１３により、退避（横移動）させておく。
【００２３】
続いて、昇降機構１１により設定量だけステージ９を上昇させ、転写ピン２０をフラックス供給部８に接触させ転写ピン２０の先端部２４にフラックス５を付着させた後、ステージ９を基準の高さへ下降させる。
【００２４】
ウエハ認識カメラ１５により認識したランド１６のフラックス転写部位の上方に転写ピン２０を位置合わせする。位置合わせはステージ９の前後移動機構１２と第２横移動体１４とにより行われる。その後、昇降機構１１により設定量だけステージ９を上昇させる。この上昇量は、転写ピン２０とステージ９の相対的な接近量であり、実施例ではステージ９の上昇によるものであるが、転写ピン２０の下降によって行っても良いし、ステージ９の上昇及び転写ピン２０の下降の両者によって行っても良い。ステージ９の上昇により、転写ピン２０の先端部２４を転写部位に当接させて、フラックス５を転写し、転写後ステージ９を基準の高さへ下降させる。
【００２５】
このときの、転写ピン２０が当接することにより、図３に示される転写ピン２０の浮上の高さから、図４に示される押し上げられた量（押上量）を変位計１８で認識し、転写ピン２０を転写部位に当接させる際の設定されたステージ９の上昇量から、この押上量を除いた値に基づいて、今回のボール搭載時の吸着ノズル１７へのステージ９の基準の高さからの上昇量が求められる。この基準の高さからの上昇量も、相対的な接近量であり、この相対的な接近は、実施例ではステージ９の上昇によるものであるが、吸着ノズル１７の下降によって行っても良いし、ステージ９の上昇及び吸着ノズル１７の下降の両者によって行っても良い。
【００２６】
このようにフラックス転写高さの検出手段を、変位計１８により検出される転写ピン２０の高さ検出をする手段とし、転写ピン２０に取り付けられたトグ（特許文献１記載の部材）の代わりに直接転写ピン２０を検出するようにしたため、転写ピン２０の自重のみとなり、軽さのため転写速度や加減速を上げることができ、タクトアップにつながった。
【００２７】
続いて、吸着ノズル１７は、前後移動機構１２及び第１横移動体１３を移動させることにより半田ボール供給部７の上方に位置する。なお、このとき、フラックス転写ヘッド６の転写ピン２０はステージ９の上昇時にステージ９と干渉しないように第２横移動体１４により退避（横移動）させておく。
【００２８】
その後、設定量だけ昇降機構１１によりステージ９を上昇させ、半田ボール搭載ヘッド４の吸着ノズル１７を半田ボール供給部７に接近させ、吸着ノズル１７に半田ボール２を吸着させた後、ステージ９を基準の高さへ下降させる。これに伴い、フラックス転写の際の位置合わせと同様、前後移動機構１２と第１横移動体１３でウエハ認識カメラ１５で認識したランド１６のボール搭載部位（フラックス転写部位と同じ）の上方に吸着ノズル１７を位置合わせする。
【００２９】
転写ピン２０の浮上高さからの押上量から求めておいたステージ９の上昇量（符号００２５に記載のステージ９の上昇量）だけステージ９を上昇させ、半田ボール２を吸着ノズル１７からランド１６に搭載する。搭載後、吸着ノズル１７の吸引を解除し、ステージ９を基準の高さへ下降させることにより、ボール搭載動作は完了する。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・半田ボール搭載装置
２・・・半田ボール
３・・・ウエハ
４・・・半田ボール搭載ヘッド
５・・・フラックス
６・・・フラックス転写ヘッド
７・・・半田ボール供給部
８・・・フラックス供給部
９・・・ステージ
１０・・・横移動装置
１１・・・昇降機構
１２・・・前後移動機構
１３・・・第１横移動体
１４・・・第２横移動体
１５・・・ウエハ認識カメラ
１６・・・ランド
１７・・・吸着ノズル
１８・・・変位計
１９・・・制御部
２０・・・転写ピン
２１・・・内孔
２２・・・支持部材
２３・・・ケーブル
２４・・・先端部
２５・・・拡径部
２６・・・通気路
２７・・・気体供給部
２８・・・気体供給路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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