(57)【要約】【課題】  集合基板のように複数のボール搭載領域が行列状に配置された被搭載物に、効率よく微小ボールを搭載することのできるボール搭載装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、ボール搭載装置に次の手段を採用する。  第１に、上面にボール搭載領域が行列状に配列された被搭載物に対して、被搭載物上側に配置した配列マスクの上面に沿って微小ボールの集団を形成するボール収容部を移動させて、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するボール搭載装置とする。  第２に、ボール搭載領域の列に対応させてボール収容部を形成する。  第３に、各ボール収容部を、行列状に配列されたボール搭載領域の１行分だけ移動することにより、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するボール搭載装置とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にボール搭載領域が行列状に配列された被搭載物に対して、被搭載物上側に配置した配列マスクの上面に沿って微小ボールの集団を形成するボール収容部を移動させて、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するボール搭載装置において、
ボール搭載領域の列に対応させてボール収容部を形成し、各ボール収容部を、行列状に配列されたボール搭載領域の１行分だけ移動することにより、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するようにしたことを特徴とするボール搭載装置。
【請求項２】
各ボール収容部を共通の移動手段により移動可能に構成した請求項１に記載のボール搭載装置。
【請求項３】
各ボール収容部は、１つのボールカップに設けられた請求項１または２に記載のボール搭載装置。
【請求項４】
ボールカップには、各収容部のボール搭載時の進行方向後側に窓部が設けられた請求項３に記載のボール搭載装置。
【請求項５】
上記被搭載物は、微小ボールが搭載された後に、個々の基板に分割されるものである請求項１から４のうちいずれかに記載のボール搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール搭載装置の改良に関するもので、詳しくは、上面にボール搭載領域が行列上に配列された被搭載物に対して、被搭載物上側に配置した配列マスクの上面に沿ってボール収容部を移動させて、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するボール搭載装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被搭載物上側に配置した配列マスクの上面に沿って微小ボールの集団を形成するボール収容部を移動させて、被搭載物に対して、微小ボールを搭載するボール搭載装置は、特許文献１に示されるような半田ボール搭載装置として従来より存在していた。
【０００３】
特許文献１に示される半田ボール搭載装置は、ウエハを被搭載物とする装置であるが、被搭載物には、図４に示されるような複数の基板１に切断される前の状態のもの（以下、集合基板と称する）もある。このような集合基板２は、ボールを搭載してリフローした後、または、更にチップを搭載して接合した後に、切断し、個々の基板１に分割するようになっており、個々の基板１は、更に大きい基板に搭載されるので、裏面にはほぼ全面にボールと接合する電極が設けられているが、表面には小さなチップが接合されるので、電極が形成される範囲は中央の狭い範囲になっている。
【０００４】
このような集合基板にボールを搭載するのに特許文献１に示されるような半田ボール搭載装置を用いたのでは、ボール収容部が形成されているボールカップが、ボール搭載領域以外も走行しなければならず、走行距離が長くなり、時間的に効率の悪いものとなってしまう。その上、従来この種の集合基板に対し効率よく，ボールを搭載する装置はなく、開発が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２９１５８号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記要望に応えるため、集合基板のように複数のボール搭載領域が行列状に配置された被搭載物に、効率よく微小ボールを搭載することのできるボール搭載装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記課題を解決するため、ボール搭載装置に次の手段を採用する。
第１に、上面にボール搭載領域が行列状に配列された被搭載物に対して、被搭載物上側に配置した配列マスクの上面に沿って微小ボールの集団を形成するボール収容部を移動させて、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するボール搭載装置とする。
第２に、ボール搭載領域の列に対応させてボール収容部を形成する。
第３に、各ボール収容部を、行列状に配列されたボール搭載領域の１行分だけ移動することにより、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するボール搭載装置とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に、各ボール収容部を共通の移動手段により移動可能に構成した点を付加したボール搭載装置であり、第３の発明は、第１の発明または第２の発明に、各ボール収容部は、１つのボールカップに設けられる点を付加したボール搭載装置であり、第４の発明は、第３の発明に、ボールカップには、各収容部のボール搭載時の進行方向後側に窓部が設けられたものである点を付加したボール搭載装置である。更に、第５の発明は、第１から第４の発明のうちいずれかの発明に、被搭載物は微小ボールが搭載された後に個々の基板に分割されるものである点を付加したボール搭載装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、いずれも、ボール搭載領域の列に対応させてボール収容部を形成し、各ボール収容部を、行列状に配列されたボール搭載領域の１行分だけ移動することにより、各ボール搭載領域に微小ボールを搭載するようにしたものであるので、ボール収容部の移動距離を最短とすることができ、処理速度を速くすることが可能となった。
【００１０】
第４の発明の効果ではあるが、ボールカップのボール収容部の進行方向後側に窓部を設けることにより、ボール搭載後の基板認識が可能となり、ボール搭載製品の品質向上に役立つものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。
実施例は、半田ボール搭載装置に関するものである。本発明における微小ボールには、半田ボール等の導電性ボールやシリコンボールなどがあるが、実施例では半田ボールが用いられる。また、半田ボールが搭載される被搭載物としては集合基板２が用いられる。更に、粘着材料としては、フラックスや半田ペーストや導電性の接着剤などが用いられるが、実施例ではフラックスが用いられており、半田ボールが載置される基板１上の電極には予めフラックスが塗布されている。
【００１２】
実施例での集合基板２は、図４に示されるように、３行６列の行列状に基板１が配置されている。長尺方向に対して縦方向が列であり、横方向が行であるが、短尺方向に対しての縦方向を列とし、横方向を行として扱ってもよい。尚、図中符号６は、基板１の上面に電極が設けられているボール配列エリアを示し、ボール配列エリア６が、本発明におけるボール搭載領域となり、集合基板２が、本発明における上面にボール搭載領域が行列状に配列された被搭載物となる。
【００１３】
通常、半田ボール搭載装置は、搬入用の受渡部、フラックス印刷部、ボール搭載部、搬出用の受渡部を有するものであるが、本発明にかかるボール搭載装置は、ボール搭載部に特徴を有するものである。
【００１４】
このボール搭載部には、図１の平面説明図及び図２の断面説明図に示されるように、集合基板２上の電極のパターンに合わせて配列された貫通孔が形成された配列マスク３と、半田ボールを配列マスク３の貫通孔に落とし込むためのボール収容部７が形成されたボールカップ４と、ボールカップ４の移動装置と、集合基板２を吸着保持して上下動可能である載置テーブル９とが配備されている。
【００１５】
図１及び図３に示されるように、１つの集合基板２にはボール配列エリア６が、その横方向を列とし、縦方向を行として３行６列の行列状に１８個形成されている。このボール配列エリア６に対応してボールカップ４には複数のボール収容部７が形成されている。尚、図２のボール収容部７の下方で斜線で示された部分が、半田ボールの集合体である。
【００１６】
ボール収容部７は、上部に半田ボール供給用の開口部が形成され、底面に半田ボール落下用の開口部が形成されている。このボール収容部７と配列マスク３の上面とで多数の半田ボールを収容可能としている。
【００１７】
尚、ボールカップ４自体は、図１に示されるように集合基板２の行方向で配列マスク３の上面に沿って移動できるよう、配列マスク３の幅よりは狭い幅で形成されているが、各ボール収容部７が、配列マスク３の各貫通孔形成領域上を通過し、集合基板２のボール配列エリア６に存在する各電極に半田ボールを搭載するできるよう形成されている。
【００１８】
ボール収容部７は、ボール配列エリア６の１つの行（横方向の並び）に１つの行で、且つ、ボール配列エリア６の列（縦方向）に所望の割合で対応して形成される。列の関係を詳細に説明すれば、図１乃至図３の実施例では、ボールカップ４のボール収容部７は、２つの列にあるボール配列エリア６にわたって１つの横長に形成されているが、図５及び図６に示されるように、１つの列にあるボール配列エリア６に対して１つのボール収容部７を設けてもよいし、図示されていないが、横方向の全ボール配列エリア６、すなわち、実施例の集合基板２にあっては、１つの行に存在する６つの列の全てのボール配列エリア６に対して、横長の１つのボール収容部７としてもよい。
【００１９】
ボール収容部７の底面の開口部は、進行方向と直交する方向で、該ボール収容部７が対応するボール配列エリア６の幅より広い幅で形成される。図１乃至図３のボール収容部７では、ボール収容部７が２つの列のボール配列エリア６に対応しているので、２つ分のボール配列エリア６の幅より広い幅で形成される。
【００２０】
図５及び図６のボール収容部７では、１つのボール収容部７が１つの列のボール配列エリア６に対応しているので、１つのボール配列エリア６の幅より広い幅で形成される。上記した１行全体のボール配列エリア６に対応する横長の１つのボール収容部７を用いる場合には、集合基板２の１行分のボール配列エリア６全体より広い幅で形成される。
【００２１】
ボールカップ４には、ボール収容部７のボール搭載時の進行方向後側、図１及び図３中では上側に、本発明における窓部となる基板認識窓１７が設けられている。基板認識窓１７は各基板１のボール配列エリア６が確認できるような貫通孔状のものでもよいし、透明なガラスなどで構成してもよい。
【００２２】
基板認識窓１７は、ボール配列エリア６の全てに１対１となるように対応して設けられる。もちろん、２列にわたって１つであっても、６列全てに対して横長の１つであってもよい。図１及び図３でボール配列エリア６は、３行であるが、基板認識窓１７は４行存在する。図１及び図３の矢印に示されるようにボールカップ４は往動単独または復動単独でボール搭載動作を行うため、１行分余分に必要となる。
【００２３】
ボールカップ４を前進及び後退移動させるボールカップ移動装置は、第２発明におけるボール収容部３１の共通の移動手段に相当するもので、ボールカップ４に前後方向への移動力を付与するカップホルダ８と、カップホルダ８を移動させるＹ軸移動装置１０と、カップホルダ８の移動のためのガイドレール１３とからなる。
【００２４】
カップホルダ８は、内側にボールカップ４が配置される空部を形成したものであって、ボールカップ４は、この空部にスライドローラ１４及びスプリング１５の付勢という微弱な力により軽く保持され、配列マスク３とは接触せず、浮遊エア供給口１６からのエアにより配列マスク３よりわずか上方に浮上している。尚、スライドローラ１４は、カップホルダ８に対して、ボールカップ４の左右のズレを規制するもので、正規位置にあればカップホルダ８とは接触しないようになっている。
【００２５】
Ｙ軸移動装置１０は、ボールカップ４が保持されるカップホルダ８を、駆動モータで回転するボールねじ等により、配列マスク３の上方で前後に移動させるものであり、Ｙ軸移動装置１０にカップホルダ８が装着されている。カップホルダ８は、ガイドレール１３に沿って移動自在に配置されており、Ｙ軸移動装置１０によりカップホルダ８はガイドレール１３に沿って、ボール配列エリア６の１行分だけ、すなわち基板１の１行分だけ前進及び後退移動を行うよう構成されている。
【００２６】
配列マスク３は、マスク金属部であるメタルマスクの周囲を中空の枠５に伸縮性あるシートである紗を介して貼り付けるとともに、メタルマスクの角部に外方に引っ張ることが可能な突出部材である保持用ブロック部材を取り付けたものである。メタルマスクは、非常に薄いニッケルなどの金属でできており、半田ボールが挿入され、通過可能な大きさの貫通孔が、集合基板２の上面の電極に合わせた所定の配列パターンで形成されている。
【００２７】
配列マスク３は、図２に示されるように集合基板２の上面に形成される半田ボールの搭載面の上方に適宜の間隔を介して支持されるよう配列マスク支持装置に支持されている。該配列マスク支持装置には、載置テーブル９に載置された集合基板２を囲むように配置される支持部材であるバックアッププレート１１が設けられている。バックアッププレート１１は、中央に集合基板２より若干大きめの開口部を形成したプレート状の石材で形成されており、集合基板２を囲むように配置されている。
【００２８】
本実施例でのボール搭載動作について説明する。１回のボール搭載動作として、ボールカップ４を、ボール収容部７が、ボール配列エリア６の１行分をカバーできるよう１往動する。この往動によりボール収容部７から半田ボールは、配列マスクを介して、集合基板２のボール配列エリア６に存在する搭載箇所（電極）に搭載される。
【００２９】
搭載後、基板認識窓１７より搭載検査を行い、その後、集合基板２を搬出し、新たな集合基板２を搬入して、次に、１復動することで２枚目の集合基板２に対するボール搭載を行う。この動作を連続的に繰り返す。
【００３０】
上記ボール搭載の例は、１行分の１往動及び１復動で各々集合基板２に対してのボール搭載動作を完了するが、１行分の１往復で１回の搭載動作を行うものとしてもよい。この場合に、基板認識窓１７は片側のみでよく、図示の実施例のようにボール配列エリア６の行より１行多い基板認識窓１７を設ける必要はなく、ボール配列エリア６の行と同じ行数の基板認識窓１７でよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例にかかる半田ボール搭載装置におけるボール搭載部の平面説明図
【図２】同ボール搭載部の断面説明図
【図３】ボールカップの拡大説明図
【図４】集合基板の説明図
【図５】ボールカップの他実施例の平面説明図
【図６】同正面説明図
【符号の説明】
【００３２】
１・・・基板
２・・・集合基板
３・・・配列マスク
４・・・ボールカップ
５・・・枠
６・・・ボール搭載領域
７・・・ボール収容部
８・・・カップホルダ
９・・・載置テーブル
１０・・・Ｙ軸移動装置
１１・・・バックアッププレート
１２・・・ガイドレール
１４・・・スライドローラ
１５・・・スプリング
１６・・・浮遊エア供給口
１７・・・基板認識窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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