(57)【要約】粘着性を有するフラックス剤を塗布するためのピンであって、長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具え、前記第１のテーパー形状部の傾斜角度が、前記フラックス剤が前記基部へ向かって前記シャフト上を移動するのを少なくとも部分的に防止するように決定したことを特徴とする、ピン。
2008536693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着性を有するフラックス剤を塗布するためのピンであって、
長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、
前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具え、
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度が、前記フラックス剤が前記基部へ向かって前記シャフト上を移動するのを少なくとも部分的に防止するように決定したことを特徴とする、ピン。
【請求項２】
前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記基部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられ、前記シャフトの前記端部へ向けて第３の円周部から第４の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第２のテーパー形状部を具えることを特徴とする、請求項１に記載のピン。
【請求項３】
使用に際し、前記第１のテーパー形状部の前記傾斜角度によって、前記シャフト上を前記基部に向けて前記フラックス剤が移動するのを部分的に防止することを特徴とする、請求項１に記載のピン。
【請求項４】
使用に際し、前記第１のテーパー形状部及び前記第２のテーパー形状部間の相対的な傾斜角度によって、前記シャフト上を前記第１のテーパー形状部を超えて前記フラックス剤が移動するのを部分的に防止することを特徴とする、請求項２に記載のピン。
【請求項５】
前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記端部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられた第３のテーパー形状部を具えることを特徴とする、請求項１に記載のピン。
【請求項６】
前記第３のテーパー形状部は、前記シャフトの前記基部へ向けて、第５の円周部から第６の狭小化された円周部へ向かって傾斜していることを特徴とする、請求項５に記載のピン。
【請求項７】
前記第３のテーパー形状部の前記第６の円周部は、前記第１のテーパー形状部の前記第２の円周部よりも小さいことを特徴とする、請求項６に記載のピン。
【請求項８】
前記第１のテーパー形状部の前記第１の円周部は、前記第３のテーパー形状部の前記第５の円周部よりも大きいことを特徴とする、請求項６に記載のピン。
【請求項９】
前記第１のテーパー形状部の前記第２の円周部は、前記第２のテーパー形状部の前記第４の円周部と同一であることを特徴とする、請求項２に記載のピン。
【請求項１０】
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度と、前記第２のテーパー形状部の傾斜角度とは同一であることを特徴とする、請求項２に記載のピン。
【請求項１１】
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度と、前記第２のテーパー形状部の傾斜角度とは、互いに異なることを特徴とする、請求項２に記載のピン。
【請求項１２】
前記第２のテーパー形状部の傾斜角度は、前記第１のテーパー形状部の傾斜角度よりも小さいことを特徴とする、請求項２に記載のピン。
【請求項１３】
前記第２のテーパー形状部の傾斜角度は、約０．５−４０度、約０．５−３５度、約０．５−３０度、約０．５−２５度、約０．５−２０度、約０．５−１５度、約０．５−１０度、約０．５−５度、約０．７５−４０度、約１−４０度、約１．５−４０度、約２−４０度、及び約２−５度の範囲の群から選ばれる範囲内であることを特徴とする、請求項２に記載のピン。
【請求項１４】
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度は、約０．５−６０度、約０．５−５０度、約０．５−４０度、約０．５−３５度、約０．５−３０度、約０．５−２５度、約０．５−２０度、約０．５−１５度、約０．５−１０度、約０．５−５度、約０．７５−６０度、約１−６０度、約１．５−６０度、約２−６０度、及び約２−５度の範囲の群から選ばれる範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のピン。
【請求項１５】
前記ピンの前記端部は、摩耗部を具えることを特徴とする、請求項１に記載のピン。
【請求項１６】
前記第１のテーパー形状部、前記第２のテーパー形状部及び前記第３のテーパー形状部は、前記シャフトと一体となって構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のピン。
【請求項１７】
基板上にフラックス剤をインプリントするための、フラックスインプリント装置であって、
支持体と、
前記支持体に装着された複数のピンのアレイとを具え、
前記ピンは、長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具えることを特徴とする、フラックスインプリント装置。
【請求項１８】
前記ピンは、前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記基部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられ、前記シャフトの前記端部へ向けて第３の円周部から第４の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第２のテーパー形状部を具えることを特徴とする、請求項１７に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項１９】
使用に際し、前記第１のテーパー形状部の前記傾斜角度によって、前記シャフト上を前記基部に向けて前記フラックス剤が移動するのを部分的に防止することを特徴とする、請求項１７に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２０】
使用に際し、前記第１のテーパー形状部及び前記第２のテーパー形状部間の相対的な傾斜角度によって、前記シャフト上を前記第１のテーパー形状部を超えて前記フラックス剤が移動するのを部分的に防止することを特徴とする、請求項１８に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２１】
前記支持体と前記アレイを構成する前記ピンの前記基部との間において、付勢手段を具えることを特徴とする、請求項１７に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２２】
前記付勢手段は少なくとも一つのバネであることを特徴とする、請求項２１に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２３】
前記ピンは、前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記端部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられた第３のテーパー形状部を具えることを特徴とする、請求項１７に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２４】
前記第３のテーパー形状部は、前記シャフトの前記基部へ向けて、第５の円周部から第６の狭小化された円周部へ向かって傾斜していることを特徴とする、請求項２３に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２５】
前記第３のテーパー形状部の前記第５の円周部は、前記第１のテーパー形状部の前記第１の円周部よりも小さいことを特徴とする、請求項２４に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２６】
前記第１のテーパー形状部の前記第２の円周部は、前記第２のテーパー形状部の前記第４の円周部と同一であることを特徴とする、請求項１８に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２７】
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度と、前記第２のテーパー形状部の傾斜角度とは同一であることを特徴とする、請求項１８に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２８】
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度と、前記第２のテーパー形状部の傾斜角度とは、互いに異なることを特徴とする、請求項１８に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項２９】
前記第２のテーパー形状部の傾斜角度は、前記第１のテーパー形状部の傾斜角度よりも小さいことを特徴とする、請求項１８に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項３０】
前記第２のテーパー形状部の傾斜角度は、約０．５−４０度、約０．５−３５度、約０．５−３０度、約０．５−２５度、約０．５−２０度、約０．５−１５度、約０．５−１０度、約０．５−５度、約０．７５−４０度、約１−４０度、約１．５−４０度、約２−４０度、及び約２−５度の範囲の群から選ばれる範囲内であることを特徴とする、請求項１８に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項３１】
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度は、約０．５−６０度、約０．５−５０度、約０．５−４０度、約０．５−３５度、約０．５−３０度、約０．５−２５度、約０．５−２０度、約０．５−１５度、約０．５−１０度、約０．５−５度、約０．７５−６０度、約１−６０度、約１．５−６０度、約２−６０度、及び約２−５度の範囲の群から選ばれる範囲内であることを特徴とする、請求項１７に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項３２】
前記ピンの前記端部は、摩耗部を具えることを特徴とする、請求項１７に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項３３】
前記第１のテーパー形状部、前記第２のテーパー形状部及び前記第３のテーパー形状部は、前記シャフトと一体となって構成されていることを特徴とする、請求項２３に記載のフラックスインプリント装置。
【請求項３４】
支持体、及び支持体に装着された複数のピンのアレイを具えたフラックスインプリント装置を用いたフラックス剤のインプリント方法であって、
前記ピンは、長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具え、
（ａ）前記ピンのアレイをフラックス剤に接触させる工程と、
（ｂ）前記フラックス剤を前記ピンの少なくとも前記第１のテーパー形状部に付着させるとともに、前記ピンのアレイを前記フラックス剤から離隔する工程と、
（ｃ）前記ピンの前記端部を基板上に接触させることによって、前記基板上に前記フラックス剤を付着させる工程と、
を具えることを特徴とする、フラックス剤のインプリント方法。
【請求項３５】
前記ピンのアレイを前記フラックス剤に接触させる工程は、前記ピンのアレイを前記フラックス剤中に挿入する工程を具えることを特徴とする、請求項３４に記載のフラックス剤のインプリント方法。
【請求項３６】
前記基板上に前記フラックス剤を付着させる工程は、前記基板上に前記ピンを圧接する工程を具えることを特徴とする、請求項３４に記載のフラックス剤のインプリント方法。
【請求項３７】
前記ピンのアレイを前記基板から離隔する工程を具えることを特徴とする、請求項３４に記載のフラックス剤のインプリント方法。
【請求項３８】
請求項３４に記載の方法で付着させるフラックス剤。
【請求項３９】
前記第１のテーパー形状部と前記第３のテーパー形状部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられた第４のテーパー形状部を具えることを特徴とする、請求項５に記載のピン。
【請求項４０】
前記第４のテーパー形状部は、前記シャフトの前記端部へ向けて、第７の円周部から第８の狭小化された円周部へ向かって傾斜していることを特徴とする、請求項３９に記載のピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料転写用ピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に関し、半導体装置の複数の構成要素を、電気的導電性を呈するコネクタを介して接続し、それら構成要素間を電気的接続する必要がある。
【０００３】
前記導電性コネクタは、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）なる技術を用いて製造することができる。このＢＧＡ技術においては、電子的構成要素である基板上に半田ボールを堆積させる工程を含む。前記半田ボールは、その後半田工程に処され、電気的コネクタを構成して導通が取れるように機能する。
【０００４】
基板上への半田ボールの堆積に先立って、前記基板上には前記基板に対して前記半田ボールが適度に密着できるようなフラックス剤を堆積させる必要がある。
【０００５】
現在のＢＧＡ技術では、ピンブロックを使用するので、前記基板上には半田フラックスを塗布しなければならない。ピンブロック及びその使用方法については、USP5,816,481に開示されている。また、USP5,816,481に開示された技術においては、基板上に半田を行う箇所に対して十分な量のフラックス剤がピンによって塗布できないという欠点がある。このようにフラックス剤が不十分であると、半田を十分に行うことができず、このため得られた半導体装置を使用する際に不備が生じてしまう場合がある。
【０００６】
また、USP5,816,481に開示された技術では、前記基板上に過度のフラックス剤が塗布されてしまうというような欠点もある。このように過度のフラックス剤が塗布された場合は、半田処理の後に、基板上にフラックス剤が残留してしまうという問題が生じ、半田処理後にクリーニングを実施しなければならないという問題も生じる。
【０００７】
さらに、上述のように過度のフラックスが存在すると、半田ボールが隣接した半田ボールと合体してしまい、基板上において異なる大きさの半田ボールが形成されてしまい、その結果、半田ボール導電体コネクタの平面性が劣化し、半導体装置内に欠陥が生じてしまう場合がある。したがって、基板上の半田箇所に塗布すべきフラックス剤の量は厳密に制御する必要がある。
【０００８】
図１Ａ〜図１Dは、従来のフラックスプリントプロセスを概略的に示す構成図である。このフラックスプリントプロセスにおいては、フラックス剤を、フラックスプリント装置を用いて基板上にプリントしている。この装置は、チャンバ１２内に装着されたフラックスピン１０のアレイを具えている。図１は、図１Ａ〜図１Ｄに示すフラックスピン１０を拡大して示す図である。図１Ａの第１工程においては、フラックスピン１０のアレイがハウジング１４を具えた可動チャンバ１２内に装着されている。この可動チャンバ１２内にはフラックスピン１０の端部１６が収納されている。また、フラックスピン１０はそれぞれバネ１８によってピン１０の一端２２に向けて矢印２０で示す方向に付勢されている。
【０００９】
ピン１０の端部２２はトレイ２６内のフラックス剤２３内に浸漬されており、その端部をフラックス剤２４で覆うように構成されている。
【００１０】
図１Ｂに示す第２の工程においては、ピン１０はフラックス剤２４から離隔される。その際、ピン１０の端部２２はフラックス剤２４で覆われたままとなっている。
【００１１】
図１Ｃに示す第３の工程においては、ピン１０は基板２８に向けて矢印３２で示すように下降し、フラックス剤２４が基板２８上に塗布されることになる。基板２８は複数の凹部３０を有し、その凹部内にフラックス剤２４が塗布されることになる。
【００１２】
図１Ｄに示す第４の工程においては、ピン１０は矢印３４に示す方向に沿って基板２８から開放される。
【００１３】
特に図１Ｂで示すように、フラックスプリント装置を長期間使用すると、フラックスクリープが発生し、ピン１０ａ及び１０ｂ間にフラックスブリッジ２４ａが形成されるようになる。
【００１４】
ピン１０に対するフラックスクリーピング及びフラックスクローリングは、管状表面２３の表面エネルギーが長手方向軸２１に沿って一定であることに起因する。このような一定の表面エネルギーを有すると、フラックスが管状表面２３に添って広がり、平衡状態を保とうとする。テーパー形状の表面２５における表面エネルギーは、その長手方向軸２１に沿った円周長の増大とともに増大するので、前記フラックスは、円周長さのより大きな面上に移動しようとする。
【００１５】
したがって、フラックス剤中への連続した浸漬操作の後、ピン上に塗布されたフラックス剤２４は、ピン１０は端部１６に向けて徐々に上昇するようになる。このような現象は、フラックスクリープあるいはフラックスクロールとして知られている。
【００１６】
フラックスブリッジ２４ａが形成されると、図１Ｄに矢印３８で示すように、フラックス剤２４が凹凸状に堆積されることになる。
【００１７】
前述したフラックスクリープに関しては、フラックスがピンシャフトの上方に引っ張り上げられてしまうので、ピン１０の端部２２に付着するフラックス量が減少してしまうという問題がある。また、ピン１０の端部２２に付着したフラックス量が減少すると、基板上に付着するフラックス量が減少してしまう。これは、前記基板上に塗布されるフラックス量が不均一となり、半田処理における欠陥を生ぜしめることになる。このような現象は特に前記フラックスの粘度が低い場合に生じることが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明は、上述した問題点の少なくとも一以上を改善したピン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】
【００１９】
上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、
粘着性を有するフラックス剤を塗布するためのピンであって、
長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、
前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具え、
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度が、前記フラックス剤が前記基部へ向かって前記シャフト上を移動するのを少なくとも部分的に防止するように決定したことを特徴とする、ピンに関する。
【００２０】
また、本発明の一態様によれば、前記ピンは、
前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記基部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられ、前記シャフトの前記端部へ向けて第３の円周部から第４の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第２のテーパー形状部を具えることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、使用に際し、前記第１のテーパー形状部及び前記第２のテーパー形状部間の相対的な傾斜角度によって、前記第２のテーパー形状部上に前記フラックス剤が付着するのを少なくとも部分的に防止する。
【００２２】
また、好ましくは、前記フラックス剤のクリープあるいはクロールが、前記第１のテーパー形状部を超えてピンシャフト部上に生じるのを実質的に抑制する。
【００２３】
なお、本発明の一態様は、粘着性を有するフラックス剤を塗布するためのピンであって、
長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、
前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具え、
前記第１のテーパー形状部の傾斜角度が、約０．５−６０度の範囲にあることを特徴とする、ピンに関する。
【００２４】
さらに、本発明では、粘着性を有するフラックス剤を塗布するためのピンであって、
長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、
前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具えるピンを開示する。
【００２５】
本発明の第２の態様は、基板上にフラックス剤をインプリントするための、フラックスインプリント装置であって、
支持体と、
前記支持体に装着された複数のピンのアレイとを具え、
前記ピンは、長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具えることを特徴とする、フラックスインプリント装置に関する。
【００２６】
上記第２の態様の一例において、前記ピンは、前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記基部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられ、前記シャフトの前記端部へ向けて第３の円周部から第４の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第２のテーパー形状部を具える。
【００２７】
本発明の第３の態様は、支持体、及び支持体に装着された複数のピンのアレイを具えたフラックスインプリント装置を用いたフラックス剤のインプリント方法であって、
前記ピンは、長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトと、前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部とを具え、
（ａ）前記ピンのアレイをフラックス剤に接触させる工程と、
（ｂ）前記フラックス剤を前記ピンの少なくとも前記第１のテーパー形状部に付着させるとともに、前記ピンのアレイを前記フラックス剤から離隔する工程と、
（ｃ）前記ピンの前記端部を基板上に接触させることによって、前記基板上に前記フラックス剤を付着させる工程と、
を具えることを特徴とする、フラックス剤のインプリント方法に関する。
【００２８】
上記第３の態様の一例において、前記フラックス剤は前記ピンの前記端部に付着し、前記第１のテーパー形状部は、前記フラックス剤が前記シャフトの前記基部へ向けて移動するのを少なくとも部分的に阻止する。
【００２９】
上記第３の態様の一例において、前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記基部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられ、前記シャフトの前記端部へ向けて第３の円周部から第４の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第２のテーパー形状部を具える。
【００３０】
本明細書で使用する用語については以下のように定義する。
【００３１】
ここで使用する“傾斜角度”とは、上述したテーパー形状部が位置するシャフトの長手方向における、第１の円周部と狭小化した第２の円周部との間の相対的な角度を意味するものである。
【００３２】
また、ここで使用する“フラックス剤”とは、半田処理において、半田ボールが基板に対して溶解、流動し、及び／又は酸化するのを防止するための助剤や誘発剤など任意の物質を意味するものである。前記フラックス剤は、半田処理において、基板上に形成されたパッドを還元し、清浄するものとすることができる。このようなフラックス剤は、例えばUSP4,419,146 、USP4,360,392、 USP4,342,607及び USP4,269,870に開示されている。
【００３３】
特に特定するものではないが、“具える”という文言は、包括的な意味で用いているものであって、文章中で規定している構成要素に加えて、その他の任意の構成要素をも含むことができるものである。
【００３４】
また、ここで使用している“約”とは、規定した値から±５％程度の範囲でずれることを許容していることを意味し、特には±４％、±３％、±２％、±１％及び±０．５％の範囲でずれることを許容していることを意味しているものである。
【００３５】
また、本開示を通じて、具体例は、数値範囲を限定して記載するようにしているが、このような体裁は便宜上及び簡略化のためであって、開示の内容に限定して本発明を限定解釈すべきものではない。したがって、ここに開示されている内容は可能な総ての近似あるいは類似した数値範囲のものを含むものであって、例えば１−６のような範囲が記載されている場合は、１−３，１−４，１−５，２−４，２−６及び３−６の範囲なども当然に含まれるものとして解釈する。また、１，２，３，４，５及び６などの単一の数値も当然に含まれると解釈すべきである。このような解釈は、数値範囲の大小とは無関係に行う。
【００３６】
また、以下に粘着性を有するフラックス剤を塗布するためのピンに関する具体例を開示するが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
【００３７】
前記ピンは、長手方向に軸を有し、基部及びこの基部と相対向する側に設けられた端部を有するシャフトを有する。また、前記ピンは、前記シャフトの長手方向に配置され、前記シャフトの基部へ向けて第１の円周部から第２の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第１のテーパー形状部を具える。また、前記ピンは、前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記基部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられ、前記シャフトの前記端部へ向けて第３の円周部から第４の狭小化された円周部へ向かって傾斜した第２のテーパー形状部を具える。
【００３８】
好ましくは、使用に際し、前記第１のテーパー形状部の前記傾斜角度によって、前記シャフト上を前記基部に向けて前記フラックス剤が移動するのを部分的に防止する。また好ましくは、前記フラックス剤のクリープあるいはクロールが、前記第１のテーパー形状部を超えてピンシャフト部上に生じるのを実質的に抑制する。
【００３９】
本発明の一例では、前記ピンは、前記第１のテーパー形状部と前記シャフトの前記端部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられた第３のテーパー形状部を具える。前記第３のテーパー形状部は、前記シャフトの前記基部へ向けて、第５の円周部から第６の狭小化された円周部へ向かって傾斜している。
【００４０】
第３のテーパー形状部及び第１のテーパー形状部の間には、非テーパー形状部が存在していても良い。
【００４１】
第１のテーパー形状部と第２のテーパー形状部との間には、非テーパー形状部が存在していても良い。
【００４２】
本発明の一例では、前記第１のテーパー形状部と前記第３のテーパー形状部との間に位置する、前記シャフトの長手方向軸上に設けられた第４のテーパー形状部を具える。前記第４のテーパー形状部は、前記シャフトの前記端部へ向けて、第７の円周部から第８の狭小化された円周部へ向かって傾斜している。
【００４３】
前記第３のテーパー形状部の第６の円周部及び前記第４のテーパー形状部の第８の円周部は同一とすることができる。
【００４４】
また、本発明の一例では、前記第３のテーパー形状部の前記第５の円周部は、前記第１のテーパー形状部の前記第１の円周部及び前記第２のテーパー形状部の前記第３の円周部の少なくとも一つよりも小さくする。また、本発明の一例では、前記第１のテーパー形状部の前記第２の円周部は、前記第２のテーパー形状部の前記第４の円周部と同一とする。
【００４５】
さらに、本発明の一例では、前記第３のテーパー形状部の前記第６の円周部は、前記第１のテーパー形状部の前記第２の円周部及び前記第２のテーパー形状部の前記第４の円周部の少なくとも一つよりも小さくする。前記第１のテーパー形状部の傾斜角度と、前記第２のテーパー形状部の傾斜角度とは同一とすることもできるし、互いに異なるようにすることもできる。
【００４６】
本発明の一例において、前記第２のテーパー形状部の傾斜角度は、約０．５−４０度、約０．５−３５度、約０．５−３０度、約０．５−２５度、約０．５−２０度、約０．５−１５度、約０．５−１０度、約０．５−５度、約０．７５−４０度、約１−４０度、約１．５−４０度、約２−４０度、及び約２−５度の範囲の群から選ばれる範囲内とすることができる。
【００４７】
また、本発明の一例において、前記第１のテーパー形状部の傾斜角度は、約０．５−６０度、約０．５−５０度、約０．５−４０度、約０．５−３５度、約０．５−３０度、約０．５−２５度、約０．５−２０度、約０．５−１５度、約０．５−１０度、約０．５−５度、約０．７５−６０度、約１−６０度、約１．５−６０度、約２−６０度、及び約２−５度の範囲の群から選ばれる範囲内とすることができる。
【００４８】
本発明の一例において、前記ピンの前記端部はその端面を磨耗表面とすることができる。この端部はテーパー形状とすることができる。好ましくは、前記端面が前記磨耗表面を有することによって、使用の際に前記磨耗表面が磨耗されることにより、前記ピンの寿命を延長するようにする。
【００４９】
さらに、前記テーパー形状部はそれぞれ前記シャフトと一体的な構造となるように形成することができる。また、前記テーパー形状部は前記シャフトと一体的な構成として形成することなく、前記シャフトに装着するようにして形成することができる。
【００５０】
本発明の一例において、前記シャフトは長手方向に垂直な方向の断面が円形であるようにすることができる。また、前記シャフトの前記断面の形状は、楕円、四角形、六角形などの任意の形状とすることができる。
【００５１】
前記シャフトの基部は支持体に装着することができる。また、前記支持体と前記基部との間に付勢手段を設け、前記ピンを前記長手方向に沿うとともに、前記ピンの前記端部方向へ向けて付勢するように構成することもできる。
【００５２】
前記支持体は、チャンバを有するハウジングを具えることができる。前記ピンは、前記ハウジング内に設けられたピンホールを介して、前記チャンバ内に部分的に延在することができる。本発明の一例において、前記ピンの前記基部は、フランジを具えることができる。前記付勢手段は、前記ピンの前記フランジと前記チャンバの壁面との間に設けることができる。前記フランジは、前記ハウジングに設けたピンホールに嵌合するようにして設けることができ、前記勢力が作用している下で、前記ピンが移動するのを抑制することができる。
【００５３】
本発明の一例において、前記バイアス手段は、少なくとも一つのバネとすることができる。また、前記バイアス手段は、プレートと、１以上のバネとを具えることができる。
【００５４】
さらに、バネは、ピンフランジに取り付けるようにして構成することができる。この場合、前記プレートは、前記ピンの前記フランジの方へ向けて付勢される。また、本発明の一例においては、比較的大きなバネあるいはスポンジによって背面を支持されたゴム状膜を設けることもできる。あるいは、圧縮空気によって付勢されたゴム状膜を設けることもできる。
【００５５】
本発明の一例においては、フラックス剤を基板上にインプリントするためのフラックス剤インプリント装置が提供される。前記フラックスインプリント装置は、支持体と、前記支持体に装着された複数のピンのアレイとを具える。
【００５６】
また、本発明の一例においては、上記フラックス剤インプリント装置を用いた、フラックス剤の基板上へのインプリント方法が提供される。この方法は、
（ａ）前記ピンのアレイをフラックス剤に接触させる工程と、
（ｂ）前記フラックス剤を前記ピンの少なくとも前記第１のテーパー形状部に付着させるとともに、前記ピンのアレイを前記フラックス剤から離隔する工程と、
（ｃ）前記ピンの前記端部を基板上に接触させることによって、前記基板上に前記フラックス剤を付着させる工程と、
を具える。
【００５７】
好ましくは、前記テーパー形状部はそれぞれ前記フラックス剤が前記第１のテーパー形状部を超えて前記シャフト上を少なくとも部分的に移動しないようにする。
【００５８】
また、前記ピンのアレイを前記フラックス剤に接触させる工程は、前記ピンのアレイを前記フラックス剤中に挿入する工程を具えることができる。
【００５９】
さらに、前記基板上に前記フラックス剤を付着させる工程は、前記基板上に前記ピンを圧接する工程を具えることができる。また、前記ピンのアレイを前記基板から離隔する工程を具えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明のベストモードに関する具体例及び比較例について説明するが、本発明の内容はこれらの範疇に限定されるものではない。
【００６１】
図２Ａは、本発明の一例に従ったピンを示す図である。ピン５０は、基部５４と端部５６とを有する、長方体のシャフト５２を具える。このシャフト５２は、図２Ｂに示すように円形状の断面を有している。長さ方向軸５８は、シャフト５２に沿って延在した軸５８によって示されている。
【００６２】
ピン５０は、シャフト５２の基部５４及び端部５６との間に位置するテーパー形状部６８に相当する第１のテーパー形状部を具えている。第１のテーパー形状部６８は、端部５６に向かって第１の円周部６０Ｃから第２の狭小化した円周部６０Ｂに向けて傾斜したような形状を呈している。また、ピン５０は、テーパー形状部６０に相当する第２のテーパー形状部を具えている。この第２のテーパー形状部６０は、基部５４とテーパー形状部６８との間に位置している。第２のテーパー形状部６０は、端部５６へ向かって、円周部６０Ａから円周部６０Ｂの方向に向かうようにして傾斜している。
【００６３】
また、ピン５０は、図２Ｂに示すように、第３のテーパー形状部７４を具えている。この第３のテーパー形状部７４の外周面は、その断面方向において第１のテーパー形状部６８及び第２のテーパー形状部６０の外周面よりも小さくなっている。
【００６４】
さらに、ピン５０は、図２Ｃに示すように、第４のテーパー形状部７５を具えている。この第４のテーパー形状部７５は、第３のテーパー形状部７４に向けて、円周部６８Ｂから７４Ｂに示すようにして傾斜している。第３のテーパー形状部７４は、その端部７６が摩耗部を構成している。端部７６は、シャフト５２の端部に相当し、ピンの使用中における摩耗や裂傷のために別途余分な材料を含んでいる。したがって、ピン５０がこのような端部７６を有することにより、ピン５０の寿命は増大する。
【００６５】
ピン５０は、旋盤を用いて加工することにより、図２Ａに示すような形状に加工することができる。本例で使用する金属はステンレスである。なお、ピン５０は金型を用いて加工することによっても図２Ａに示すような形状に加工することができる。
【００６６】
図２Ｃは、シャフト５２の端部５６及びその近傍領域を拡大して示す図である。図２Ｃに示す拡大図を参照することにより、本例におけるテーパー形状部６０及び６８の傾斜角度をより鮮明に把握することができる。
【００６７】
図２Ｃに示すように、テーパー形状部６８の傾斜角度Ａは、テーパー形状部６０の傾斜角度Ｂよりも大きい。特に本例では、傾斜角度Ａを４度とし、傾斜角度Ｂを３．５度とすることができる。一方、ピン５０のその他の部分は以下のように設定することができる。例えば、シャフト５２の直径は０．４ｍｍとすることができ、円周部６０Ｂの直径は０．１６ｍｍとすることができる。また、円周部６０Ｃの直径は０．２３ｍｍとすることができ、円周部７４Ａの直径は０．１６ｍｍとすることができる。
【００６８】
フラックス剤には、テーパー形状部６８に付着できるようなある程度の粘着性が要求される。ピンに付着したフラックス剤の形状は、前記ピンの表面の幾何学的な形状のみならず、その表面張力に依存して決定される。
【００６９】
理論的に固執されることなく、液体あるいは準液体のフラックス剤は、十分な表面エネルギーを有する固体領域にまで広がり、自身の表面張力エネルギーと釣り合いが取れるような安定な状態を確立する。フラックス剤は、テーパー形状部６８の円錐状表面に沿って広がり、平衡となる。テーパー形状部６８の表面における表面エネルギーは、その外周部の増大に伴って増大する。また、比較的大きな外周部分でフラックス剤を保持し、基部５４へ向けたフラックスクリープを抑制し、あるいは制限するようにしている。
【００７０】
図２Ｃにおけるテーパー形状部６８及び６０においては、長手方向軸５８に沿うようにして、その外周部の増大に伴って表面エネルギーが増大する。テーパー形状部６０及び６８間の相対的角度は、長手方向軸５８に沿ったテーパー形状部６０及び６８における表面エネルギーの変化度合いを異なったものとする。前記テーパー形状部はそれぞれ異なる方向に傾斜しているので、長手方向軸５８に沿った表面エネルギーの変化度合いは互いに逆向きの傾向を呈する。テーパー形状部６０の表面エネルギーが小さくなると、テーパー形状部６８の表面エネルギーが増大するようになるが、これはフラックス剤がテーパー形状部６８を超えてテーパー形状部６０に向けて移動するのを抑制する。したがって、第１のテーパー形状部６８と第２のテーパー形状部６０との組み合わせによって形成されるプロファイルは、付着したフラックス剤に対して有利な作用効果をもたらす。また、ピン５０の端部５６上に残存するフラックス剤は、第１のテーパー形状部６８を超えてピン５０の基部５４へ向けて移動しなくなる。
【００７１】
図３は、フラックスインプリント装置８０を示す図である。このフラックスインプリント装置８０は、ピンハウジング８２の形態をした支持体を具え、ピン５０のアレイを装着するとともに保持するように構成されている。ピン５０の基部５４は、ピンハウジング８２のチャンバ８４内に収納されている。ピンハウジング８２は、ピン５０を収納するための複数のピン導管を具えている。ピン５０は、それぞれバネ８６によって矢印８５の方向へ向けて付勢されている。また、バネ８６は、フラックスの導入及びインプリントの間は、ピン５０に対して圧縮力を負荷している。バネ８６は、ピン５０のアレイがフラックス剤８８がインプリントされた後の表面形状と合致するようにしている。
【００７２】
図３Ａは、ピン５０の端部５６に付着したフラックス剤８８を示す図である。テーパー形状部６８によって付与される端部５６の外形形状は、その上に付着するフラックス剤の形状を涙滴形状とすることができる。フラックス剤８８がそのような涙滴形状を呈することにより、ピン５０から基板への移送が容易となる、端部５６に残存するフラックス剤の残存量を極小化することができる。また、前記フラックス剤は、テーパー形状部６０の逆方向に傾斜した傾斜角度Ｂによって付与される逆方向の力によって、テーパー形状部６８を実質的に超えて移動するようなことがない。
【００７３】
図４は、基板上にフラックス剤をインプリントする際の種々の工程を概略的に示す線図である。本プロセスにおいては、図４Ａに示すように、ピン５０をフラックストレイ９０内に充填されたフラックス剤８８内に、その端部５６が浸漬するようにして下降する工程を含む。フラックス剤８８は本来的に粘着性を有し、ピン５０をフラックストレイ９０から持ち上げた際に端部５６に付着する。ピン５０はバネ８６によって可動し、ローディング中にバネ８６に作用した過度の力は、バネ８６によって消失するように構成されている。
【００７４】
図４Ｂに示すように、ピン５０は、その端部５６にフラックス剤を付着させた状態で基板９２上にロードされ、複数の凹部９４のそれぞれに対してフラックス剤を付着させるようにする。
【００７５】
図４Ｃに示すように、ピン５０は基板９２の凹部９４内に接触させる。次いで、図４Ｄに示すように、ピン５０のアレイは、基板９２の上方に引き上げられ、その結果、フラックス剤８８が基板上にインプリントされる。
【００７６】
特に、図４Ｄに示すように、インプリントの後、ピン５０の端部５６のテーパー形状部６８にはフラックス剤８８が残留する。フラックス剤８８は、第１のテーパー形状部６８を超え、第２のテーパー形状部６０及びシャフト５２へは移動しない。したがって、本例におけるピンでは、フラックス剤のクリープあるいはクロールが、第１のテーパー形状部６８を超えた、ピン５０のシャフト５２上で発生するのを抑制することができる。
【００７７】
上述したように、ピン５０の端部５６でフラックス剤８８は涙滴形状として付着するため、インプリントの後の端部５６に残存するフラックス量を最小限に食い止めることができる。したがって、ピン５０のアレイ間のフラックス剤のブリッジングを抑制することができるので、基板８２上におけるフラックス剤８８の不均一な付着を抑制することができる。
【００７８】
ピン５０は、フラックス剤のみでなく、ピン５０に対して付着するような他の材料の転写に際しても用いることができる。例えば、マイクロアレイプリントを用いたゲノム研究において、化学物質の転写などに使用することができる。
【００７９】
ピン５０は、基板上の半田を行うべき箇所に付着させるべきフラックス剤を高精度に規定することができる。これによって、従来のピンを用いた場合に発生するような問題を生じることがない。特に、ピン５０は、フラックス剤中への浸漬の後、テーパー形状部を超えて付着するフラックス剤の量を十分に低減することができる。したがって、ピン５０は、フラックス剤が基部５４へ向けてシャフト５２上を上方へ移動するのを防止することができる。
【００８０】
また、フラックス剤のクリープを阻止することによって、ピン５０はそれらの間におけるフラックスブリッジの発生を阻止することができ、端部において少量のフラックスが不均一に形成されるのを抑制することができる。ピンに付着したフラックス剤の形状が涙滴形状であって、その大きさが小さいことに起因して、フラックス剤のクリープを抑制することができ、フラックス剤の付着を複数のピン５０に対して略同一とすることができる。したがって、ピン５０を用いることにより、基板９２上へのフラックス剤の不均一な付着を抑制することができるようになる。
【００８１】
本発明は、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、当業者によって自明な種々の変更を行うことができ、種々の応用を施すことができる。また、このような変更や応用は、当然に本願の特許請求の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】フラックスインプリント装置で使用する従来のピンを概略的に示す図である。
【図１Ａ】フラックスインプリント装置における、従来のピンのアレイをフラックス剤中に浸漬させた状態を示す図である。
【図１Ｂ】フラックス剤が付着した従来のピンをインプリントすべき基板上に配置させた状態を示す図である。
【図１Ｃ】前記基板上に前記従来のピンを用いて前記フラックス剤をインプリントしている状態を示す図である。
【図１Ｄ】前記インプリントの後、前記従来のピンを前記基板から離隔した状態を示す図である。
【図２Ａ】本発明の一例におけるピンを示す側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すピンの端面図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示すピンの端部を拡大して示す図である。
【図３】図２Ａに示すピンのアレイを有するフラックスインプリント装置を示す図である。
【図３Ａ】図３に示すピンにおいて、フラックス剤が付着した状態を拡大して示す図である。
【図４Ａ】フラックス剤に浸漬した状態の、本発明の一例におけるピンのアレイの状態を示す図である。
【図４Ｂ】フラックス剤が付着した状態の、本発明の一例におけるピンをインプリントすべき基板上方に配置した状態を示す図である。
【図４Ｃ】前記基板上に本発明の一例におけるピンを用いて前記フラックス剤をインプリントしている状態を示す図である。
【図４Ｄ】前記インプリントの後、本発明の一例におけるピンを前記基板から離隔した状態を示す図である。
【図１】
2008536693.tif 000003
【図１Ａ】
2008536693.tif 000004
【図１Ｂ】
2008536693.tif 000005
【図１Ｃ】
2008536693.tif 000006
【図１Ｄ】
2008536693.tif 000007
【図２Ａ】
2008536693.tif 000008
【図２Ｂ】
2008536693.tif 000009
【図２Ｃ】
2008536693.tif 000010
【図３】
2008536693.tif 000011
【図３Ａ】
2008536693.tif 000012
【図４Ａ】
2008536693.tif 000013
【図４Ｂ】
2008536693.tif 000014
【図４Ｃ】
2008536693.tif 000015
【図４Ｄ】
2008536693.tif 000016
【国際調査報告】
2008536693.tif 000017
2008536693.tif 000018
2008536693.tif 000019