(57)【要約】【課題】短時間でフラックス塗布をすることができるフラックス塗布装置およびフラックス塗布方法を提供する。【解決手段】フラックス塗布装置２１は、塗布針１と、フラックス容器３と、移動機構１６とを有している。フラックス容器３には、底に底穴８が形成されている。移動機構１６は、塗布針１の先端９をフラックス容器３の底穴８を介してフラックス容器３の内部から外部へ突出させるよう構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布針と、
穴が底に形成されたフラックス容器と、
前記塗布針の先端を前記穴を介して前記フラックス容器の内部から外部へ突出させる移動機構とを備えた、フラックス塗布装置。
【請求項２】
前記フラックス容器はフラックスを収容するためのものであり、
前記移動機構は、前記塗布針の前記先端を、待機時において前記フラックスの液面となる位置より下に位置するよう保持し、かつ塗布時において前記穴を介して前記フラックス容器の内部から外部へ突出させる、請求項１に記載のフラックス塗布装置。
【請求項３】
前記塗布針は、前記先端に向かって細くなるテーパ状であり、前記先端に平坦面が形成されている、請求項１または２に記載のフラックス塗布装置。
【請求項４】
前記塗布針を支持する支持部材と、
前記支持部材に対して前記塗布針を上下にスライドさせることにより、
塗布対象への前記塗布針の押圧状態を調整できるスライド機構をさらに備えた、請求項１〜３のいずれかに記載のフラックス塗布装置。
【請求項５】
前記穴の上部が面取りされている、請求項１〜４のいずれかに記載のフラックス塗布装置。
【請求項６】
前記穴の下部が面取りされている、請求項１〜５のいずれかに記載のフラックス塗布装置。
【請求項７】
前記塗布対象におけるフラックスが塗布される部分を観察するための観察光学系と、
前記観察光学系および前記フラックス塗布装置を塗布対象に対して垂直および平行な方向に移動可能とする駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御装置と、
前記制御装置に駆動指令を入力する入力装置とをさらに備えた、請求項１〜６のいずれかに記載のフラックス塗布装置。
【請求項８】
塗布針の先端がフラックス容器内のフラックスに浸漬される工程と、
前記フラックス容器の底に形成された穴から、前記塗布針の先端を突出させて、前記塗布針の先端のフラックスを塗布対象に押しつけて塗布する工程とを備えた、フラックス塗布方法。
【請求項９】
前記塗布針の先端は、待機時において前記フラックス内に浸漬するよう保持されている、請求項８に記載のフラックス塗布方法。
【請求項１０】
前記塗布対象にフラックスを塗布する工程とは別に、前記フラックス容器内のフラックスの乾燥を防止するために前記塗布針を前記穴から出し入れする工程をさらに備えた、請求項８または９に記載のフラックス塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス塗布装置およびフラックス塗布方法に関し、特に、塗布対象の電極形成位置にフラックスを塗布するフラックス塗布装置およびフラックス塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のフラックス塗布のひとつとして、たとえばＢＧＡ（BALL GRID ARRAY）パッケージの半田電極形成位置に、ピンに付着させたフラックスを接触させて付着させるピントランスファー法がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１のフラックス塗布装置によるフラックス塗布のプロセスを模式的に示す図である。
【０００４】
図７（Ａ）に示すように、第１の治具３０１のピン３０２と第２の治具３０３のピン３０４とは、互いに対向するように配置されており、それぞれがたとえばＢＧＡの外部パッドと同一ピッチに配置されている。この状態で、第１の治具３０１は大気中に保持され、第２の治具３０３は槽３０５内のフラックス３０６中に浸漬されている。
【０００５】
図７（Ｂ）に示すように、図示しない駆動機構は、ピン３０４の先端を槽３０５に収容されたフラックス３０６の液面より上に上昇させる。これにより、ピン３０４の先端にフラックス３０６が保持される。次に図７（Ｃ）に示すように、図示しない駆動機構により、ピン３０２が下降し、ピン３０２の先端がピン３０４の先端に当接する。これにより、ピン３０２は、ピン３０４からフラックス３０６を受け取る。その後、図７（Ｄ）に示すように、図示しない駆動機構は、第１の治具３０１を上昇させる。次に図７（Ｅ）に示すように、ピン３０２が、たとえばＢＧＡパッケージ３２６の上に移動する。次に図７（Ｆ）に示すように、ピン３０２が下降し、たとえばＢＧＡパッケージ３２６のパッドにフラックス３０６が塗布される。
【特許文献１】特開平１０−５１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のフラックス塗布では、塗布の工程数が多いため、塗布に時間がかかるという課題があった。またピンが常時大気中にあるためピン先端に付着したフラックスが乾燥堆積し、時間経過とともにフラックス塗布量が変化するという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間でフラックス塗布をすることができるフラックス塗布装置およびフラックス塗布方法を提供することである。また他の目的は、短時間でフラックス塗布が可能で、かつ安定したフラックス塗布をすることができるフラックス塗布装置およびフラックス塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフラックス塗布装置は、塗布針と、フラックス容器と、移動機構とを有している。フラックス容器は、穴が底に形成されている。移動機構は、塗布針の先端をフラックス容器の底に形成された穴を介してフラックス容器の内部から外部へ突出させる。
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法は、以下の工程を有している。
塗布針の先端がフラックス容器内のフラックスに浸漬される。フラックス容器の底に形成された穴から、塗布針の先端が突出して、塗布針の先端のフラックスが塗布対象に押しつけられて塗布される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフラックス塗布装置によれば、穴が底に形成されたフラックス容器を備えており、塗布針の先端がフラックス容器の底に形成された穴を介してフラックス容器の内部から外部へ突出されるので、短時間でフラックスを塗布することができる。
【００１１】
本発明のフラックス塗布方法によれば、フラックス容器の底に形成された穴から、塗布針の先端を突出させて、塗布針の先端のフラックスを塗布対象に押しつけて塗布するので、短時間でフラックスを塗布することができる。また塗布針の先端がフラックス容器内のフラックスに浸漬されるので、塗布針先端に付着したフラックスの乾燥を防ぐことができる。したがって、安定したフラックス塗布をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
はじめに本実施の形態のフラックス塗布装置の構成について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１におけるフラックス塗布装置の概略構成図である。
図１を参照して、本実施の形態のフラックス塗布装置２１は、主に、塗布針１と、塗布針支持部材２と、フラックス容器３と、蓋４と、移動機構１６とを有している。
【００１４】
塗布針１は、塗布針支持部材２に下向きに支持されている。複数の塗布針１が、塗布対象（たとえば、ＢＧＡ）の複数の外部パッドと同一ピッチに配置されていてもよい。塗布針１は、蓋穴７を通る部分より底穴８を通る部分の方が径が小さい形状である。塗布針１は、蓋穴７からフラックス容器３に挿入されている。
【００１５】
移動機構１６は、塗布針支持部材２を上下に移動させるための第一の上下移動機構と、フラックス容器３を上下に移動させるための第二の上下移動機構とを有している。移動機構１６は、公知の移動機構を利用することができる。公知の移動機構は、たとえばサーボモータを利用したもの、カムとバネを利用したもの等がある。
【００１６】
フラックス容器３は、フラックスを収容するための容器である。フラックス容器３は、フラックス容器の底５に形成された底穴８を有している。底穴８の径は、表面張力によりフラックス１３が底穴８からフラックス容器３の外へ漏れ出さない程度の大きさであり、底穴８を通る部分の塗布針１の径より大きい。底穴８と底穴８を通る部分の塗布針１との隙間は小さい。したがって、フラックス容器３に収容されたフラックス１３の乾燥を防ぐことができる。
【００１７】
蓋４は、フラックス容器３の開口部を覆いフラックス容器３の内部空間を外部空間に対して閉塞している。蓋４は、蓋穴７を有している。蓋穴７の径は、蓋穴７を通る部分の塗布針１の径より大きい。蓋穴７と蓋穴７を通る部分の塗布針１との隙間は小さい。したがって、フラックス容器３に収容されたフラックス１３の乾燥を防ぐことができる。
【００１８】
塗布針１の先端９は、待機状態においてフラックス容器３にフラックス１３が収容されたときのフラックスの液面となる位置６より下に位置していることが好ましい。塗布針１の先端部の周面は、塗布針テーパ１０のように、先端に向かって細くなるテーパ状であり、先端９に平坦面が形成されていることが好ましい。底穴８は上部が面取りされていることが好ましい。面取りにより上部面取りテーパ１１が形成されている。底穴８は下部が面取りされていることが好ましい。面取りにより下部面取りテーパ１２が形成されている。
【００１９】
次に本実施の形態のフラックス塗布装置２１の塗布動作について説明する。
図２は、実施の形態１におけるフラックス塗布装置の概略構成図および塗布動作を示す図である。
【００２０】
図２（Ａ）を参照して、本実施の形態のフラックス塗布を行うに際して、フラックス容器３内にフラックス１３が収容され、フラックス容器３の下方に塗布対象１４が配置される。待機時には、塗布針１は、フラックス容器３の蓋穴７からフラックス容器３に挿入されている。そして、塗布針１の先端９は、フラックス容器３に収容されたフラックス１３に浸漬された状態で保持されている。
【００２１】
次に、図２（Ｂ）に示すように、塗布時においては、移動機構１６の第一の上下塗布機構は、塗布針支持部材２をフラックス容器３に対して下降させる。塗布針支持部材２の下降によりフラックス容器３の底穴８から塗布針１の先端９が突出する。このとき、フラックス１３は、塗布針１の先端９に付着する。
【００２２】
次に、図２（Ｃ）に示すように、移動機構１６の第一および第二の上下移動機構は、塗布針１およびフラックス容器３の双方を一緒に塗布対象１４に対して下降させ、塗布針１の先端９に付着したフラックス１３を塗布対象１４の塗布面１５に接触させる。これにより、フラックス１３は、塗布対象１４の塗布面１５に塗布される。
【００２３】
フラックス１３を塗布した後、移動機構１６の第一および第二の上下移動機構が、塗布針１とフラックス容器３との双方を一緒に、塗布対象１４に対して上昇させて図２（Ｂ）の状態に戻す。さらに、移動機構１６の第一の上下移動機構が、塗布針１を、フラックス容器３に対して上昇させて図２（Ａ）に示す待機状態に戻す。これにより、一連のフラックス塗布動作が完了する。
【００２４】
次に、本実施の形態の塗布針先端部の状態について説明する。
なお、後述する実施の形態２および実施の形態３についても塗布針先端部の状態は、実施の形態１と同様である。
【００２５】
図３（Ａ）は、フラックス容器３の底穴８から塗布針１の先端９が突出した状態を示す図であって図２（Ｂ）のＰ部の拡大図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う部分の概略断面図である。
【００２６】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、塗布針１の先端部には、先端９に向かって細くなるテーパ状の塗布針テーパ１０が設けられている。塗布針１の先端９は、平坦面とされている。フラックス容器３の底穴８から塗布針１の先端９が突出したとき、塗布針１の先端９に付着しているフラックス１３は、表面張力により塗布針１の塗布針テーパ１０の上部に玉状になって引き上がる。引き上がった後、安定した量のフラックス１３が、塗布針１の先端９の平坦面に付着した状態となる。
【００２７】
次に、本実施の形態において、さらに安定したフラックス塗布を行うフラックス塗布方法について説明する。
【００２８】
図２（Ａ）に示すように、塗布針１の先端９は、待機時においては、常時フラックス１３に浸漬しているため、塗布針１の先端９に付着したフラックス１３が乾燥することは無い。一方、フラックス容器３の底穴８の下部面取りテーパ１２に付着したフラックス１３は、連続で塗布を行う場合は、塗布針１の突出動作により攪拌され、乾燥することは無い。しかしながら、フラックス容器３内にフラックス１３が収容された状態で長時間塗布されずに放置された場合、下部面取りテーパ１２に付着したフラックス１３は、徐々に乾燥するおそれがある。このため、長時間放置後の初回塗布時にフラックス１３が多目に塗布される場合がある。その場合は、塗布動作とは別に、図２（Ａ）に示した状態から、図２（Ｂ）に示した状態のように塗布針１の先端９をフラックス容器３から突出させ、再度、図２（Ａ）の状態に戻す動作が数回繰り返される。これにより、フラックス容器３内のフラックス１３が攪拌されて乾燥しにくくなるため、長時間塗布しなかった場合の初回塗布時にも安定したフラックス塗布をすることができる。また、最終塗布動作からの経過時間を管理し、決められた時間が経過した後、塗布動作を行う場合には、必ず上記動作実施後に塗布を行なうようにしてもよい。これによりさらに安定したフラックス塗布をすることができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、図１および図２に示すように、フラックス塗布装置２１は、塗布針１の先端９をフラックス容器の底５に形成された底穴８を介してフラックス容器３の内部から外部へ突出させる移動機構１６を備えている。このため、従来のフラックス塗布におけるピンからピンへのフラックスの受け渡しがなく、塗布の工程数を少なくすることができる。したがって、塗布針１をフラックス容器３から出し入れするだけで非常に短時間でフラックス塗布をすることができる。
【００３０】
また、塗布針１の先端９は、待機時においてフラックス１３の液面となる位置６より下に位置するよう保持されており、かつ塗布時において底穴８を介してフラックス容器３の内部から外部へ突出する。このため、塗布針１の先端９を浸漬状態から下方へ移動させるだけでフラックス塗布が終了し、従来のフラックス塗布におけるピンからピンへのフラックスの受け渡しがない。これにより、塗布針１の先端９が大気中にさらされる時間が短くなり塗布針１の先端９に付着するフラックス１３の乾燥を防ぐことができる。したがって、安定したフラックス塗布をすることができる。
【００３１】
塗布針１の先端部は、先端９に向かって細くなるテーパ状であり、先端９に平坦面が形成されている。これにより、図３（Ａ）に示すように表面張力により塗布針１の塗布針テーパ１０の上部に玉状になってフラックス１３が引き上がる。引き上がった後、安定した量のフラックス１３が、塗布針１の先端９の平坦面に付着した状態となる。したがって、安定した量のフラックスを塗布することができる。
【００３２】
フラックス容器３の底穴８の上部は、面取りされている。これにより、塗布針１の先端９がフラックス容器３の底穴８から突出するときに、底穴８の上部に形成された上部面取りテーパ１１により塗布針１に付着したフラックス１３の量が制限される。したがって、必要以上のフラックス１３が塗布針１の先端９に付着しない。
【００３３】
フラックス容器３の底穴８の下部は、面取りされている。これにより、塗布針１の先端９が再びフラックス容器３に収容されるときに、フラックス容器３の底穴８の下側に形成された下部面取りテーパ１２により塗布針１に付着したフラックス１３がフラックス容器３に戻り易い。したがって、フラックス１３は、フラックス容器３に再収容され易い。
（実施の形態２）
図４および図５は、本発明の実施の形態２におけるフラックス塗布装置２１の概略構成図および塗布動作を示す図である。
【００３４】
図４（Ａ）を参照して、本実施の形態のフラックス塗布装置２１は、塗布針支持部材２に対して塗布針１を上下にスライドさせるスライド機構１０１を備えている。スライド機構１０１は、公知のスライド機構を利用することができる。公知のスライド機構には、たとえばレール部とスライド部の間に転動体を介在させた転がり案内の構成を有し、レール部とスライド部とは極軽い力で自在に直線運動することができるリニアガイドを利用したもの等がある。
【００３５】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
図４（Ｂ）を参照して、本実施の形態によれば、スライド機構１０１が、塗布針支持部材２に対して塗布針１を上下にスライドさせる。これにより、塗布針１の先端９に付着したフラックス１３が塗布面１５に接触する際の接触圧が塗布針１の自重で決まり、塗布針１の先端９に付着したフラックス１３が塗布面１５に接触する際の接触圧が変化しない。このため、塗布面１５にダメージを与えるような接触荷重が加わらない。すなわち塗布対象１４への塗布針１の押圧状態を調整することができる。したがって、安定したフラックス塗布が可能となる。
【００３７】
また、機械的取り付け誤差等により複数本搭載された塗布針１のそれぞれの長さにバラツキが生じる場合がある。この場合でも、それぞれの塗布針１の先端９がフラックス１３を介して塗布面１５に接触した後、スライド機構１０１により塗布針支持部材２に対して上方にそれぞれの塗布針１が別個に移動することで、塗布針支持部材２と塗布面１５の距離が一定となり、それぞれの塗布針１の長さのバラツキを調整することができる。これにより、図４（Ｃ）に示すように、全ての塗布針１の先端９に付着したフラックス１３が確実に塗布面１５に接触する高さまで塗布針支持部材２を下降させることができる。したがって、安定したフラックス塗布をすることができる。
【００３８】
また、図５に示すように塗布対象１４の塗布面１５に段差Ｓが生じる場合がある。この場合でも、それぞれの塗布針１の先端９がフラックス１３を介して塗布面１５に接触した後、スライド機構１０１により塗布針支持部材２に対して上方にそれぞれの塗布針１が別個に移動する。このため、フラックス１３を介して段差Ｓに接触する塗布針１が、フラックス１３を介して段差Ｓに接触しない塗布針１より段差分だけさらに上方へ移動する。これにより、塗布面１５に段差Ｓがあった場合でも確実にフラックス１３を塗布することができる。
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３におけるフラックス塗布装置２１の全体構成を示す図である。本実施の形態は、実施の形態１または実施の形態２の全体構成を示すものである。
【００３９】
図６を参照して、本実施の形態のフラックス塗布装置２１は、実施の形態１または実施の形態２のフラックス塗布装置２１と、観察光学系２０２と、ＣＣＤカメラ２０３と、制御用コンピュータ（制御装置）２０７と、操作パネル（入力装置）２０８と、駆動機構２１０と、図示しない画像処理装置とを有している。
【００４０】
観察光学系２０２は、塗布対象１４のフラックスが塗布される部分である塗布位置を観察する。ＣＣＤカメラ２０３は、観察光学系２０２で観察した画像を撮像する。制御用コンピュータ（制御装置）２０７は、装置全体を制御する。操作パネル（入力装置）２０８は、制御用コンピュータ２０７に動作指令を入力する。
【００４１】
駆動機構２１０は、Ｚ軸テーブル２０４と、Ｙ軸テーブル２０５と、Ｘ軸テーブル２０６とから構成されている。Ｚ軸テーブル２０４は、実施の形態１または実施の形態２のフラックス塗布装置２１を搭載している。Ｚ軸テーブル２０４は、フラックス塗布装置２１を塗布対象１４と垂直な図中Ｚ軸方向に移動できる。Ｘ軸テーブル２０６は、Ｚ軸テーブル２０４を搭載している。Ｘ軸テーブル２０６は、Ｚ軸テーブル２０４を塗布対象１４と平行な図中Ｘ軸方向に移動できる。Ｙ軸テーブル２０６は、塗布対象１４を搭載している。Ｙ軸テーブルは、塗布対象１４を塗布対象１４と平行でＸ軸と直行する図中Ｙ軸方向に移動できる。
【００４２】
観察光学系２０２が観察し、ＣＣＤカメラ２０３が撮像した塗布対象１４の塗布位置の画像から、画像処理装置が塗布位置を算出する。算出された塗布位置と塗布装置２１の塗布針位置とを自動で位置合わせすることで、Ｙ軸テーブル２０５に搭載された塗布対象１４全ての塗布位置に連続的に、自動で塗布することができる。
【００４３】
また、操作パネル２０８を用いて塗布することで、手動で塗布することもできる。
なお、塗布対象１４は、たとえばＢＧＡであるが、これに限定されるものではなく、フラックスを塗布可能なものであればよい。
【００４４】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、フラックス塗布装置およびフラックス塗布方法に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフラックス塗布装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるフラックス塗布装置の概略構成図および塗布動作を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における塗布針先端部を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるフラックス塗布装置の概略構成図および塗布動作を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるフラックス塗布装置において塗布面に段差がある場合の塗布面への塗布針の押圧の様子を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３におけるフラックス塗布装置の全体構成を示す図である。
【図７】従来のフラックス塗布装置によるフラックス塗布のプロセスを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  塗布針、２  塗布針支持部材、３  フラックス容器、４  蓋、５  フラックスの底、６  フラックスの液面となる位置、７  蓋穴、８  底穴、９  先端、１０  塗布針テーパ、１１  上部面取りテーパ、１２  下部面取りテーパ、１３  フラックス、１４，２０９，３２６  塗布対象、１５  塗布面、１６  移動機構、２１，２０１  フラックス塗布装置、１０１  スライド機構、２０２  観察光学系、２０３  ＣＣＤカメラ、２０４  Ｚテーブル、２０５  Ｙ軸テーブル、２０６  Ｘテーブル、２０７  制御用コンピュータ、２０８  操作パネル、２１０  駆動機構。
【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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【図７】
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