(57)【要約】【課題】１つの基板に導電性ボールを配列するために要する時間を短縮できる装置を提供する。【解決手段】導電性ボールを基板１００に配置するための複数の開口を備えたマスク１１０の表面の２つの部分に、独立した２つの導電性ボールの集団をそれぞれ保持するための２つのヘッド２１ａおよび２１ｂと、２つの導電性ボールの集団がマスク１１０の表面を移動するように、２つのヘッドを移動させるためのヘッド移動機構３０とを有する。【選択図】図２
2008042172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板にセットした状態で、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置であって、
前記マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団をそれぞれ保持するための複数のヘッドと、
前記複数の導電性ボールの集団が前記マスクの表面を移動するように、前記複数のヘッドを移動させるためのヘッド移動機構とを有する、装置。
【請求項２】
請求項１において、それぞれの前記複数のヘッドを介して、それぞれの前記導電性ボールの集団に対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段をさらに有する、装置。
【請求項３】
請求項１において、前記ヘッド移動機構は、前記複数のヘッドを、
第１の方向に並べて保持し、
前記第１の方向と交差する第２の方向に往復動させるとともに、
前記第２の方向の往復動のそれぞれの端で、前記第１の方向に、同一にまたは反対に移動させる、装置。
【請求項４】
請求項１において、前記ヘッド移動機構は、前記複数のヘッドを、
第１の方向に並べて保持し、
前記第１の方向に往復動させるとともに、
前記第１の方向の往復動のそれぞれの端で、前記第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させる、装置。
【請求項５】
請求項１において、互いに隣り合うヘッドの間隔が可変するように、前記複数のヘッドを支持するヘッド支持機構をさらに有し、
前記ヘッド移動機構は、前記ヘッド支持機構を移動させる、装置。
【請求項６】
請求項１において、前記複数のヘッドを支持し、前記ヘッド移動機構により移動されるヘッド支持機構をさらに有し、
前記複数のヘッドは、互いに隣り合う第１のヘッドおよび第２のヘッドを含み、
前記ヘッド支持機構は、ベースと、前記ベースに設けられ、前記第１のヘッドとの間隔が変わるように前記第２のヘッドをスライド支持するレールと、前記第２のヘッドの前記ベースに対するスライドを固定するストッパとを備えている、装置。
【請求項７】
請求項１において、前記ヘッド移動機構により移動されるヘッド支持機構であって、前記複数のヘッドを支持するとともに、前記複数のヘッドを前記マスクに対して垂直な軸を中心としてそれぞれ回転させるヘッド支持機構をさらに有し、
各ヘッドは、それぞれ、前記垂直な軸を中心とする回転により、前記マスクの表面であって前記垂直な軸を中心とする円形の動区域に向けて、この動区域の周囲から導電性ボールを集める手段を備えており、前記動区域を、前記導電性ボールの集団が保持される前記マスクの表面の部分として形成する、装置。
【請求項８】
導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板にセットした状態で、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置であって、
前記マスクの表面を移動する複数の動区域であって、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのボール保持手段と、
前記ボール保持手段を移動させるための移動手段とを有する、装置。
【請求項９】
請求項８において、それぞれの前記複数の動区域の内部に導電性ボールを補給するためのボール補給手段をさらに有する、装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記ボール保持手段は、それぞれの前記複数の動区域の内部に導電性ボールを囲い込むための複数のヘッドと、前記複数のヘッドをそれぞれ前記移動手段に接続するための複数のシャフトとを含み、
前記ボール補給手段は、それぞれの前記複数のシャフトを通って、それぞれの前記複数のヘッドにより囲い込まれたそれぞれの前記複数の動区域の内部へ導電性ボールを導くためのボール供給路を備えている、装置。
【請求項１１】
請求項９において、前記ボール補給手段は、それぞれの前記複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する、装置。
【請求項１２】
請求項８において、前記複数の動区域は同一形状であり、これら同一形状の動区域は、前記ボール保持手段により、第１の方向に沿って形成され、
前記移動手段は、これら同一形状の動区域を、
前記第１の方向と交差する第２の方向に往復動させるとともに、
前記第２の方向の往復動のそれぞれの端で、前記第１の方向に、同一にまたは反対に移動させる、装置。
【請求項１３】
請求項８において、前記複数の動区域は同一形状であり、これら同一形状の動区域は、前記ボール保持手段により、第１の方向に沿って形成され、
前記移動手段は、これら同一形状の動区域を、
前記第１の方向に往復動させるとともに、
前記第１の方向の往復動のそれぞれの端で、前記第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させる、装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載のボールを充填するための装置と、
前記マスクを、前記基板に当該マスクがセットされた状態で保持する装置とを有するボール搭載装置。
【請求項１５】
基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクであって、前記基板にセットされたマスクを介して、前記基板に導電性ボールを配列することを有する方法であって、
前記配列することは、
独立した複数の導電性ボールの集団を前記マスクの表面の一部の複数の動区域にそれぞれ保持することと、
各動区域が通過する各領域内においては、各動区域の軌跡の一部が重複し、前記各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、前記複数の動区域を移動させることとを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記複数の動区域は同一形状であり、
前記移動させることは、これら同一形状の動区域を、
第１の方向に並べて保持し、前記第１の方向と交差する第２の方向に往復動させることと、
前記第２の方向の往復動のそれぞれの端で、前記第１の方向に、同一にまたは反対に移動させることとを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１５において、前記複数の動区域は同一形状であり、
前記移動させることは、これら同一形状の動区域を、
第１の方向に並べて保持し、前記第１の方向に往復動させることと、
前記第１の方向の往復動のそれぞれの端で、前記第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させることとを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１５において、前記配列することは、
互いに隣り合う動区域の間隔を所定の値に設定することと、
独立した複数の導電性ボールの集団を前記複数の動区域にそれぞれ保持することと、
前記互いに隣り合う動区域の間隔を前記所定の値に保ち、かつ、各動区域が通過する各領域内においては、各動区域の軌跡の一部が重複し、前記各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、前記複数の動区域を移動させることとを含む、方法。
【請求項１９】
基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクであって、前記基板にセットされたマスクを介して、前記基板に導電性ボールを配列することを有する方法であって、
前記配列することは、
独立した複数の導電性ボールの集団を前記マスクの表面の一部の複数の動区域にそれぞれ保持することと、
それぞれの前記複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給することとを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９において、各動区域の面積に対する前記導電性ボールが存在する領域の面積の比は、１／１０〜２／３である、方法。
【請求項２１】
導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板にセットした状態で、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置を制御部により制御する方法であって、
前記装置は、
前記マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するための複数のヘッドと、
前記複数の導電性ボールの集団が前記マスクの表面を移動するように、前記複数のヘッドを移動させるヘッド移動機構とを有し、
当該方法は、
各動区域が通過する各領域内においては、各動区域の軌跡の一部が重複し、前記各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、前記ヘッド移動機構により前記複数のヘッドを移動させる工程を含む、方法。
【請求項２２】
請求項２１において、前記装置は、さらに、それぞれの前記複数のヘッドを介して、それぞれの前記導電性ボールの集団に対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段を有し、
当該方法は、さらに、前記ボール補給手段により、それぞれの前記複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する工程を含む、方法。
【請求項２３】
請求項２２において、前記導電性ボールを補給する工程では、各動区域の面積に対する前記導電性ボールが存在する領域の面積の比が、１／１０〜２／３となるように、導電性ボールを補給する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ボールを基板の所定の位置に配置する際に好適に用いられる、ボールを充填するための装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを実装する際の電気的な接続を得るために、半田ボールなどの導電性ボールが用いられることがある。特許文献１には、半導体ウエハなどの基板に導電性ボールを配列する装置として、導電性ボールを基板に配置するためのマスクを基板にセットした状態で、マスクの複数の開口に導電性ボールを充填する装置が開示されている。この充填装置は、マスクに向かって突き出たスキージを備えるヘッドを有している。このヘッドは、マスクに対して垂直な軸を中心とする回転により、導電性ボールの集団をマスクの表面の一部の区域に保持する。
【０００３】
この充填装置は、ヘッドを回転させながら、垂直な軸をマスクの表面に沿って移動させることにより、上記区域内に保持された導電性ボールを、マスクの複数の開口に順次充填するように構成されている。
【特許文献１】国際公開番号  ＷＯ２００６／００４０００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の充填装置によれば、ヘッドは、マスクの表面の限られた区域に導電性ボールの集団を保持した状態で、マスク上を移動する。そして、これにより、上記区域内に保持された導電性ボールを、マスクの複数の開口に順次充填する。したがって、特許文献１に記載の充填装置によれば、比較的少ない数の導電性ボールであっても、区域内の導電性ボールの密度を高くできるため、その区域が通過する部分のマスクの開口に対し、効率良く導電性ボールを充填できる。また、マスクの表面の限られた区域に保持すべき導電性ボールの数は、マスク全体に対して一様に導電性ボールを保持する場合と比べて、非常に少なくて良い。したがって、マスク上を移動することにより損傷する可能性のある導電性ボールの量を少なくできるため、充填による導電性ボールのロスが低減される。
【０００５】
しかしながら、上述のような充填装置を用いて、基板に導電性ボールを配列させるためには、マスクの表面のうちの、導電性ボールを搭載すべき領域の全域にわたって、ヘッドを通過させる必要がある。したがって、１つの基板に導電性ボールを配列させるためには、ある程度の時間が必要である。
【０００６】
また、導電性ボールの充填ミスの発生率を低減させるためには、マスクの表面のうちの、導電性ボールを搭載すべき領域の全域を漏れなくカバーすることが必要となる。この場合、特許文献１にも記載されているように、導電性ボールの集団が保持される区域の軌跡の一部が重複するように、ヘッドを移動させることが好ましい。しかしながら、区域の軌跡の一部が重複するようにヘッドを移動させる場合、１つの基板に導電性ボールを配列させるために必要な時間はさらに長くなる。
【０００７】
したがって、上述のような充填装置では、１つの基板に導電性ボールを配列するために要する時間（以下、タクトタイムという）を短くできるものが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口（小開口、貫通孔）を備えたマスクを、基板にセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填する装置（ボール充填装置）であって、マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団をそれぞれ保持するための複数のヘッドと、複数の導電性ボールの集団がマスクの表面を移動するように、複数のヘッドを移動させるためのヘッド移動機構（ヘッド移動手段、ヘッド移動装置）とを有するものである。
【０００９】
タクトタイムを短くする方法の１つは、ヘッドの移動速度を上げることである。しかしながら、ヘッドの移動速度を上げると、導電性ボールが充填されない開口の発生率、すなわち、充填ミスの発生率が上がる傾向となり、充填ミスの発生率を下げる点からは、ヘッドの移動速度は低くすることがむしろ好ましい。
【００１０】
タクトタイムを短くする他の方法としては、従来よりもヘッドを大きくする、すなわち、マスクの表面の一部の導電性ボールの集団が保持される区域を、より大きくするという方法が考えられる。ヘッドが通過する軌跡（通過帯）の幅を広げることにより、タクトタイムを短縮しようというものである。しかしながら、導電性ボールの集団が保持される区域を広くしようとすると、その区域の内部に保持する導電性ボールの量を増大させないと、充填ミスの発生率が上がる可能性がある。区域の面積は通過帯の幅の二乗で広くなるので、単位面積当たりの導電性ボールの量を一定にしようとすると、導電性ボールの量は少なくとも二乗で増やす必要がある。
【００１１】
さらに、区域の面積が広がることにより、上下方向に多段あるいは山になった状態で導電性ボールが存在する確率が高くなる。このため、区域内に広がり、導電性ボールの大きさに見合ったマスクの小開口（開孔）の充填に寄与する導電性ボールの量は、減少する可能性がある。すなわち、区域の面積を広げると、その区域に保持する導電性ボールの量を大幅に増大させる必要性が生ずる可能性がある。したがって、充填ミスの発生率を下げる点からは、導電性ボールを保持する区域の面積は小さいことが望ましい。導電性ボールの損傷などを含むロス率を低減するためにも、導電性ボールを保持する区域の面積は小さいことが望ましい。
【００１２】
このボール充填装置によれば、複数のヘッドにより、マスクの表面の複数の部分に、独立した（分かれた、あるいは区別された）複数の導電性ボールの集団をそれぞれ保持し、複数の導電性ボールの集団がマスクの表面を移動するように、ヘッド移動機構により複数のヘッドを移動させるようにしている。したがって、ヘッドが通過する軌跡（通過帯）の幅を広げるのではなく、ヘッドの数を増やすことにより、個々の通過帯の幅は広げずに、狭いままで、あるいは狭くして、しかも、タクトタイムを短くすることができる。このため、ヘッドのサイズアップを抑制でき、マスクの表面の一部の導電性ボールの集団が保持される区域（以下、動区域という）の面積の増大を抑制できる。すなわち、タクトタイムの短縮と、動区域の面積の増大抑制（すなわち、動区域のコンパクト化による充填ミスの発生率の低減）とを両立させることが可能となる。さらには、タクトタイムの短縮化と、導電性ボールのロス率の低減との両立を図ることもできる。
【００１３】
このボール充填装置によれば、また、タクトタイムを短縮する代わりに、あるいはタクトタイムの短縮と共に、ヘッドの移動速度を下げることが可能となる。このため、さらに充填ミスの発生率を低減することも可能となる。
【００１４】
また、このボール充填装置においては、それぞれの複数のヘッドを介して、それぞれの導電性ボールの集団に対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段をさらに有することが好ましい。ボール補給手段により、それぞれのヘッドにより保持される導電性ボールの量を、導電性ボールが効率よく充填される量に維持できる。ボールの消費量は、全てのヘッド（複数のヘッドにより構成される全ての動区域）において同一であるとは限らない。この場合、ボール補給手段は、各ヘッドを介して、各動区域内に導電性ボールを独立に補給できることが望ましい。
【００１５】
ボール補給手段は、複数のヘッドにそれぞれ対応する複数のボールタンクを備えていてもよい。この場合、それぞれの複数のボールタンクから複数のヘッドにそれぞれ導電性ボールを補給することができる。また、ボール補給手段は、１つのボールタンクから複数のヘッドに導電性ボールを供給するようにしても良い。
【００１６】
複数のヘッドを同一速度で動かす場合には、複数のヘッドを同一形状とし、ヘッド移動機構により、複数のヘッドを同期して移動させることが好ましい。このようにすることにより、ボール振込み時において、基本的には２次元平面を移動する複数のヘッドを駆動させるための装置（モータやテーブルなど）の少なくとも一部を共通化（共有化）させることができる。したがって、ヘッド移動機構の構成を簡易にすることができる。複数のヘッドは異なる形状であっても良く、また、各々のヘッドに異なる動きをさせても良い。
【００１７】
ヘッド移動機構の一例は、複数のヘッドを、第１の方向に並べて保持し、第１の方向と交差する第２の方向に往復動させるとともに、第２の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向に、同一にまたは反対に移動させるものである。このようにすることにより、複数のヘッドを第２の方向に同期して動かすことが可能となる。したがって、複数のヘッドを第２の方向に移動させるための装置（モータやテーブルなど）を共通化させることができる。
【００１８】
複数のヘッドを、第２の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向に同一に動かすことにより、さらに、複数のヘッドを第１の方向にも同期して動かすことができる。これにより、複数のヘッドを第１の方向に移動させるための装置（モータやテーブルなど）を共通化させることができる。
【００１９】
一方、複数のヘッドを、第２の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向に反対に移動させることにより、複数のヘッドを対称に動かすことが可能となる。
【００２０】
ヘッド移動機構の他の例は、複数のヘッドを、第１の方向に並べて保持し、第１の方向に往復動させるとともに、第１の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させるものである。複数のヘッドを、第１および第２の方向にそれぞれ同期して動かす他の例である。したがって、複数のヘッドを移動させるための装置（モータやテーブルなど）を共通化させることができる。
【００２１】
各ヘッド内への導電性ボールの補給の容易さを考えると、各ヘッド内のボール消費量（消費率）は、近似している方が好ましい。基板が平面円形状である場合、複数のヘッドを、第１の方向に並べて保持し、第１の方向と交差する第２の方向に往復動させるとともに、第２の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向に、同一にまたは反対に移動させるよりも、複数のヘッドを、第１の方向に並べて保持し、第１の方向に往復動させるとともに、第１の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させる方が、各ヘッド内のボール消費量（導電性ボールがマスクの開口に充填されることによる導電性ボールの消費量（率））を近似させ易い。
【００２２】
２つのヘッドを第１および第２の方向に同期して動かす場合であって、基板が円板状である場合、２つのヘッドの間隔は、基板の直径の半分であることが好ましい。また、２つのヘッドを第１および第２の方向に同期して動かす場合であって、基板が方形板状または矩形板状である場合、２つヘッドは、基板のある一辺と平行となるように並べて配置し、２つのヘッドの間隔を、上記の辺の長さの半分とすることが好ましい。基板が、長辺と短辺とを有する方形板状の場合には、２つヘッドは、基板の短辺と平行となるように並べて配置し、２つのヘッドの間隔を、基板の短辺の長さの半分とすることが、さらに好ましい。
【００２３】
互いに隣り合うヘッドの間隔は、自在に変えられることも有効である。このため、このボール充填装置においては、互いに隣り合うヘッドの間隔が可変するような、複数のヘッドを支持するヘッド支持機構（ヘッド支持手段、ヘッド支持装置）をさらに有することが好ましい。ヘッド移動機構によって、ヘッド支持機構を移動させることにより、構成を簡略にできる。また、上述のようなヘッド支持機構を設けることにより、導電性ボールを配置する基板の大きさや形状などを鑑み、互いに隣り合うヘッドの間隔を所望の値に変更できる。
【００２４】
また、このボール充填装置においては、複数のヘッドを支持し、ヘッド移動機構により移動されるヘッド支持機構をさらに有し、複数のヘッドは、互いに隣り合う第１のヘッドおよび第２のヘッドを含み、ヘッド支持機構は、ベースと、ベースに設けられ、第１のヘッドとの間隔が変わるように第２のヘッドをスライド支持するレールと、第２のヘッドのベースに対するスライドを固定するストッパとを備えるようにしてもよい。
【００２５】
このボール充填装置によれば、導電性ボールを配置する基板の大きさや形状などを鑑み、第１のヘッドと第２のヘッドの間隔を、所望の間隔に変更することができる。そして、第１のヘッドと第２のヘッドとの間隔を所望の間隔に保った状態で、ヘッド移動機構により、ヘッド支持機構を介して、第１のヘッドと第２のヘッドとを移動させ、マスクを介して、導電性ボールを基板に配置することができる。また、このボール充填装置によれば、第１のヘッドと第２のヘッドとの間隔の変更を手動で行うような構成も可能である。すなわち、上述のようなヘッド支持機構を設けることにより、モータなどを用いない簡易な構成で、第１のヘッドと第２のヘッドとの間隔を変更可能な、ボール充填装置を提供できる。
【００２６】
さらに、この充填装置においては、ヘッド支持機構は、ヘッド移動機構により移動されるものであって、複数のヘッドを支持するとともに、複数のヘッドをマスクに対して垂直な軸を中心としてそれぞれ回転させるものであることが好ましい。そして、各ヘッドは、それぞれ、垂直な軸を中心とする回転により、マスクの表面であって垂直な軸を中心とする円形の動区域に向けて、この動区域の周囲から導電性ボールを集める手段を備えており、動区域を、導電性ボールの集団が保持されるマスクの表面の部分として形成することが好ましい。このようなヘッド支持機構は、独立した、あるいは個々の複数の円形の動区域を形成することができる。円形の動区域は、移動方向によってボールを収集したり保持したりする能力に優劣が生じないため、動区域の移動方向を任意に選択できる点で優れている。
【００２７】
本発明の他の態様は、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口（小開口、貫通孔）を備えたマスクを、基板にセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填する装置（ボール充填装置）であり、マスクの表面を移動する複数の動区域であって、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのボール保持手段と、ボール保持手段を移動させるための移動手段とを有するものである。この装置は、分割された複数の動区域を移動することによりマスクの表面をカバーするので、動区域の面積の増大を抑えると共に、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【００２８】
このボール充填装置においては、それぞれの複数の動区域の内部に導電性ボールを補給するためのボール補給手段をさらに有することが好ましい。動区域の面積を小さくし、動区域に保持される導電性ボールの量の増大を抑制し、あるいは導電性ボールの量を減らそうとすると、（導電性ボールが開口に充填されることによる）導電性ボールの消費により、導電性ボールの量の変動が大きくなりやすい。マスクの開口にボールが充填されて、複数の動区域内の導電性ボールが消費されても、ボール補給手段により、複数の動区域内に導電性ボールを補給することにより、複数の動区域内のそれぞれに、マスクの開口に効率よく充填される量の導電性ボールを維持できる。さらに、ボール補給手段は、各動区域内に、それぞれ異なる量のボールを供給できるようになっていることが好ましい。独立した複数の動区域のそれぞれにおいては、導電性ボールの消費率が異なる可能性があるが、上述のようにすることにより、複数の動区域内に、常に、適量のボールを保持（維持）させておくことができる。
【００２９】
本発明に含まれるボールを充填するための装置の１つの形態は、ボール保持手段が、それぞれの複数の動区域の内部に導電性ボールを囲い込むための複数のヘッドと、複数のヘッドをそれぞれ移動手段に接続するための複数のシャフトとを含むものである。そして、ボール補給手段が、それぞれの複数のシャフトを通って、それぞれの複数のヘッドにより囲い込まれたそれぞれの複数の動区域の内部へ導電性ボールを導くためのボール供給路を備えているものである。
【００３０】
ボール補給手段は、それぞれの複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給することが望ましい。導電性ボールが存在する領域と導電性ボールが存在しない領域との境界部分には、導電性ボールが一層となる部分ができる。導電性ボールが一層となる部分がマスクの開口を通過するときに、導電性ボールはマスクの開口に最も効率良く充填される。したがって、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する、ボール補給手段を設けることにより、導電性ボールをマスクの開口に効率良く充填することができる。
【００３１】
また、この場合、ボール補給手段は、動区域の面積に対する導電性ボールが存在する領域の面積の比が１／１０〜２／３となるように、各動区域に導電性ボールを補給可能なものであることが、さらに好ましい。動区域の面積に対する導電性ボールが存在する領域の面積の比が１／１０〜２／３の範囲内である場合、動区域の内部に導電性ボールが一層となる部分が良好に形成され、動区域がマスクの開口を通過するときに、導電性ボールがマスクの開口により効率良く充填される。
【００３２】
このボールを充填するための装置において、複数の動区域は、同一形状であっても、同一形状でなくてもよい。複数の動区域が同一形状である場合、複数の動区域は、ボール保持手段により、第１の方向に沿って形成され、移動手段は、これら同一形状の動区域を、第１の方向と交差する第２の方向に往復動させるとともに、第２の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向に、同一にまたは反対に移動させることが好ましい。このようにすることにより、タクトタイムを短縮できるような複数の動区域の軌跡を選択しやすくなる。さらに、この場合、複数の動区域は第２の方向に同期して動かされるので、ボール保持手段を第２の方向に移動させるための装置（モータやテーブルなど）の構成を簡易にすることができる。
【００３３】
また、複数の動区域が同一形状である場合、複数の動区域は、ボール保持手段により、第１の方向に沿って形成され、移動手段は、これら同一形状の動区域を、第１の方向に往復動させるとともに、第１の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させるようにしてもよい。このようにしても、タクトタイムを短縮できるような複数の動区域の軌跡を選択しやすい。また、この場合、複数の動区域は第１および第２の方向に同期して動かされるので、ボール保持手段を第１の方向に移動させるための装置（モータやテーブルなど）、およびボール保持手段を第２の方向に移動させるための装置（モータやテーブルなど）の構成をそれぞれ簡易にすることができる。
【００３４】
さらに、基板が平面円形状である場合には、同一形状の複数の動区域を、第１の方向に往復動させるとともに、第１の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させることにより、各動区域におけるボール消費量（導電性ボールが開口に充填されることによる導電性ボールの消費量）をそれぞれ近似させることが可能である。したがって、この場合、各動区域へのボールの補給を容易に行うことができる。
【００３５】
本発明のさらに他の態様は、上述のような導電性ボールを充填するための装置と、マスクを、基板にマスクがセットされた状態で保持する装置とを有するボール搭載装置である。ボール搭載装置は、例えば、基板を支持するステージ、基板にフラックスを塗布するためのフラックス印刷装置、ステージを移送させる装置などを有し、一連の作業で、基板にボールを配列させるようなものであってもよい。
【００３６】
本発明のさらに他の態様は、導電性ボールを基板に搭載（配置、配列）する方法である。この方法は、基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクであって、基板にセットされたマスクを介して、基板に導電性ボールを配列する工程を有し、この工程（配列する工程）は、以下の工程を含む。
（ａ）独立した複数の導電性ボールの集団をマスクの表面の一部の複数の動区域にそれぞれ保持する工程。
（ｂ）各動区域が通過する各領域内においては、各動区域の軌跡の一部が重複し、各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、複数の動区域を移動させる工程。
【００３７】
この方法によれば、複数の動区域を移動可能にしながら、ある領域では１つの動区域をその動区域の軌跡が重なるように動かし、それらの領域の境界においてのみ、互いに異なる動区域の軌跡の一部を重複させる。すなわち、この方法では、複数の動区域のそれぞれが主に充填を担当する領域が分けられている。互いに異なる動区域の軌跡の一部を常に重複させながらマスクの全面を移動するような方法に対して、複数の動区域のそれぞれが主に充填を担当する領域を分けることにより、複数の動区域のそれぞれの移動距離を短くできるので、タクトタイムの短縮にさらに効果がある。
【００３８】
複数の動区域は同一形状である場合、このボール搭載方法において、（ｂ）の工程（移動させる工程）は、以下の工程を含むことが好ましい。
（ｂ１１）複数の同一形状の動区域を、第１の方向に並べて保持し、第１の方向と交差する第２の方向に往復動させる工程。
（ｂ１２）複数の同一形状の動区域を、第２の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向に、同一にまたは反対に移動させる工程。
【００３９】
また、複数の動区域は同一形状である場合、このボール搭載方法において、（ｂ）の工程（移動させる工程）は、以下の工程を含むようにしてもよい。
（ｂ２１）複数の同一形状の動区域を、第１の方向に並べて保持し、第１の方向に往復動させる工程。
（ｂ２２）複数の同一形状の動区域を、第１の方向の往復動のそれぞれの端で、第１の方向と交差する第２の方向に、同一に移動させる工程。
【００４０】
さらに、このボール搭載方法（ボール配置方法、ボール配列方法）において、上記配列する工程は、以下の（ｃ）の工程を含んでいてもよい。この場合、上記（ａ）の工程（保持する工程）は、以下の（ｄ）の工程を含み、上記（ｂ）の工程（移動させる工程）は、以下の（ｅ）の工程を含むことが好ましい。
（ｃ）互いに隣り合う動区域の間隔を所定の値に設定する工程。
（ｄ）独立した複数の導電性ボールの集団を複数の動区域にそれぞれ保持する工程。
（ｅ）互いに隣り合う動区域の間隔を所定の値に保ち、かつ、各動区域が通過する各領域内においては、各動区域の軌跡の一部が重複し、各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、複数の動区域を移動させる工程。
【００４１】
上述したこれらのボール搭載方法（ボール配置方法、ボール配列方法）は、複数の動区域の軌跡を比較的短くする好適な例であり、このようにすることにより、比較的短時間で、基板の全域にボールを搭載することが可能である。
【００４２】
本発明のさらに他の態様は、導電性ボールを基板に搭載（配置、配列）するための方法であって、基板にセットされたマスクを介して、基板に導電性ボールを配列する工程を有し、この工程（配列する工程）は、以下の工程を含む。
（ａ）独立した複数の導電性ボールの集団をマスクの表面の一部の複数の動区域にそれぞれ保持する工程。
（ｆ）それぞれの複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する工程。
【００４３】
導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給することにより、動区域の内部に導電性ボールが一層となる部分が形成されるため、導電性ボールをマスクの開口に効率良く充填することができる。
【００４４】
このボール搭載方法（ボール配列方法）では、（ｆ）の工程（補給する工程）において、動区域の面積に対する導電性ボールが存在する領域の面積の比が１／１０〜２／３となるように、導電性ボールを補給することが好ましい。このようにすることにより、動区域の内部に導電性ボールが一層となる部分が良好に形成されるため、動区域がマスクの開口を通過するときに、導電性ボールがマスクの開口により効率良く充填される。
【００４５】
本発明のさらに他の態様は、複数のヘッドと、これらのヘッドを移動させるヘッド移動機構とを有し、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを基板にセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填するための装置（ボール充填装置）を制御部により制御する方法である。複数のヘッドは、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成する。ヘッド移動機構は、複数の導電性ボールの集団がマスクの表面を移動するように、複数のヘッドを移動させる。この方法（制御方法）は、以下の工程を含む。
（ｇ）各動区域が通過する各領域内においては、各動区域の軌跡の一部が重複し、各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、ヘッド移動機構により複数のヘッドを移動させる工程。
【００４６】
ボール充填装置が、さらに、それぞれの複数のヘッドを介して、それぞれの導電性ボールの集団に対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段を有する場合、この制御方法は、以下の工程をさらに含むことが好ましい。
（ｈ）ボール補給手段により、それぞれの複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する工程。
【００４７】
（ｈ）の工程（補給する工程）においては、動区域の面積に対する導電性ボールが存在する領域の面積の比が、１／１０〜２／３となるように、導電性ボールを補給することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図１に、本発明のボール搭載装置の一例を、平面図（上面図）により示している。ボール搭載装置１は、ボールマウンタとも呼ばれ、基板１００の所定の位置に、導電性ボールを配列するためのものである。本例では、基板１００として、公称８インチまたは１２インチの半導体ウエハを用いている。なお、基板１００は、半導体ウエハに限定されるものではない。基板は、例えば、半導体が実装される半導体実装基板（半導体実装用基板）や多層基板などを含む、矩形状のプリント配線板（プリント回路板）であっても良い。
【００４９】
基板１００に搭載される導電性ボールは、電極などとして機能するものであり、例えば直径が１ｍｍ以下、具体的には、直径が１０〜５００μｍ程度である。導電性ボールには、半田ボール（銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などを含む、主成分が錫（Ｓｎ）からなるボール）、金あるいは銀などの金属製のボール、さらに、セラミックス製のボールあるいはプラスチック製のボールに導電性のメッキなどの処理が施されたものが含まれる。本例では、導電性ボールとして、９０μｍ程度の半田ボールを用いている。
【００５０】
このボール搭載装置１は、減圧吸引などの方法によりウエハの反りを矯正した状態でウエハをセットするためのＸＹＺθステージ２と、このステージ２に対してウエハ１００をロード（供給）およびアンロード（収納）するためのローダ／アンローダ装置３と、ウエハ１００の位置を微調整するためのプリアライメント装置４と、ウエハ１００の反りを矯正するための矯正装置５と、ウエハ１００にフラックスを塗布するためのフラックス印刷装置（フラックス塗布装置）６と、ウエハ１００にマスク１１０を介して導電性ボールを配列（搭載、配置）するためのボール充填装置１０ａと、Ｘ軸テーブル、Ｙ軸テーブル、Ｚ軸テーブル、およびθテーブルを備えるステージ移送装置７とを有する。プリアライメント装置４、ローダ／アンローダ装置３、矯正装置５、フラックス印刷装置６、およびボール充填装置１０ａは、Ｘ方向に並んで配置されている。ウエハ１００は、ステージ２の上面（本例ではＸ−Ｙ平面）の上に支持された状態で、ステージ移送装置７により、矯正装置５、フラックス印刷装置６、およびボール充填装置１０ａの間を移動する。なお、ウエハ１００をステージ２に保持する方法は、減圧吸着に限らず、静電チャックのようなものであってもよく、また、それらを併用することも可能である。
【００５１】
図２に、本発明の第１の実施形態にかかるボール充填装置の概略構成を平面図（上面図）により示してある。図３に、図２のボール充填装置の概略構成を断面図により示してある。
【００５２】
ボール充填装置１０ａは、導電性ボールをウエハ１００に配置するための複数の開口を備えたマスク１１０を、このウエハ１００にセットした状態で、マスク１１０の複数の開口に導電性ボールを充填するためのものである。マスク１１０の複数の開口は、個々の導電性ボールを基板（ウエハ）１００の所定の場所に配置するためのものであり、開口の径は導電性ボールのサイズに対応したものである。
【００５３】
ボール充填装置１０ａは、マスク１１０の表面、例えば、上面（本例ではＸ−Ｙ平面）１１０ａを移動する、独立した２つの部分Ａ１およびＡ２（以下、動区域という、図３参照）を形成するためのボール保持手段２０ａと、ボール保持手段２０ａを移動させるための移動装置（移動手段）３０と、２つの動区域Ａ１およびＡ２内に導電性ボールを補給するためのボール供給装置（ボール補給手段、以下、ボール補給装置という）４０と、ボール保持手段２０ａ、移動装置３０、およびボール補給装置４０を制御するための制御部５０とを備えている。
【００５４】
ボール保持手段２０ａにより形成される２つの動区域Ａ１およびＡ２は、独立した２つの導電性ボールの集団をマスク１１０の表面（上面）１１０ａの異なる場所にそれぞれ保持するためのものである。マスク１１０の上面１１０ａの２つの動区域Ａ１およびＡ２に独立した２つの導電性ボールの集団をそれぞれ保持するためのボール保持手段２０ａとしては、２つのヘッド（ディスペンサ）２１ａおよび２１ｂを備えたものを挙げることができる。本例では、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、ヘッド支持装置（ヘッド支持機構）３５により支持されている。ヘッド支持装置３５もまた、その動作が制御部５０により制御されるようになっている。
【００５５】
ヘッド２１ａおよび２１ｂを含むボール保持手段２０ａを移動させるための移動装置（移動手段、ヘッド移動装置、ヘッド移動手段、ヘッド移動機構）３０は、Ｘ軸テーブル３１ｘと、一対のＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２とを有している。Ｘ軸テーブル３１ｘは、モータ３２ｘを備えており、一対のＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２は、それぞれ、モータ３２ｙ１および３２ｙ２を備えている。Ｘ軸テーブル３１ｘは、一対のＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２を跨ぐように配置されている。ヘッド支持装置３５がＸ軸テーブル３１ｘにより動かされ、Ｘ軸テーブル３１ｘがＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２により動かされることにより、ヘッド２１ａおよび２１ｂを含むボール保持手段２０ａは、ヘッド支持装置３５を介して、マスク１１０の表面１１０ａを２次元方向の任意の方向に移動する。
【００５６】
ヘッド支持装置３５は、Ｘ方向に延び、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間の距離を変えられるＸ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２を備えている。ヘッド用Ｘ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２は、それぞれ、モータを備えており、ヘッド２１ａおよび２１ｂを、Ｘ方向の同じ方向に任意の速度で、あるいは同期して、またはＸ方向の異なる方向に任意の速度で移動することができる。
【００５７】
また、ヘッド支持装置３５は、ヘッド用Ｚ軸テーブル３６ｚ１および３６ｚ２を備えている。ヘッド用Ｚ軸テーブル３６ｚ１および３６ｚ２は、それぞれ、モータを備えている。したがって、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、Ｘ方向（第１の方向）に任意の間隔で並んだ状態で、Ｚ方向（本例では上下方向）に沿って高さが可変する。
【００５８】
また、ヘッド支持装置３５は、ヘッド回転用の２つのモータ３７ａおよび３７ｂと、モータ３７ａおよび３７ｂとヘッド２１ａおよび２１ｂとをそれぞれ接続するためにＺ方向に延びる軸（シャフト）３８ａおよび３８ｂとを備えている。モータ３７ａおよび３７ｂは、ヘッド用Ｘ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２にそれぞれ支持されている。したがって、ヘッド支持装置３５は、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂをそれぞれ支持するとともに、ヘッド２１ａおよび２１ｂを、シャフト３８ａおよび３８ｂを中心として、それぞれ回転させることが可能である。すなわち、本例では、これらのシャフト３８ａおよび３８ｂの中心軸が、それぞれ、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転軸（マスク１００に対して垂直な軸）Ｐ１およびＰ２となり、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、垂直な軸Ｐ１およびＰ２を中心として回転（自転）する。２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを備えるボール保持手段２０ａは、ヘッド支持装置３５を介して、ヘッド移動装置３０に移動可能に支持されている。
【００５９】
ボール保持手段２０ａを支持するヘッド支持装置３５のヘッド用Ｘ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２は、取付金具３３を介して、移動装置３０のＸ軸テーブル３１ｘに取り付けられている。したがって、ヘッド支持装置３５に支持されている２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、２つの導電性ボールの集団がマスク１１０の上面１１０ａにおいて、Ｘ方向および／またはＹ方向に同期して移動するように動かされる。より詳しくは、本例では、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、上面１１０ａ（Ｘ−Ｙ平面）において、ヘッド支持装置３５によりＸ方向の間隔を固定あるいは可変させながら、移動装置３０によりＹ方向に同期して移動される。以下、本例では、移動装置３０を、ヘッド移動装置という。
【００６０】
図３に示すように、ボール保持手段２０ａには、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂによりそれぞれ形成される２つの動区域Ａ１およびＡ２内のそれぞれに導電性ボールを補給するためのボール補給装置４０が搭載されている。ボール補給装置４０は、１つのボールタンク４１と、このボールタンク４１を支持するサポート４２ｚとを備えている。サポート４２ｚを介して、ボール補給装置４０は、ボール保持手段２０ａと同期して移動する。
【００６１】
ボール補給装置４０は、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの内部に、導電性ボールを補充するようになっている。本例では、シャフト３８ａおよび３８ｂの内部が中空となっており、それぞれのシャフト３８ａおよび３８ｂの上端部に、ボールタンク４１から延びるフレキシブルチューブ４３ａおよび４３ｂがそれぞれ差し込まれている。これにより、ボールタンク４１からヘッド２１ａおよび２１ｂの内部、すなわち、これらのヘッド２１ａおよび２１ｂにより規定される動区域Ａ１およびＡ２のそれぞれへボールを供給するための経路（ボール供給路）４９ａおよび４９ｂが、フレキシブルチューブ４３ａおよび４３ｂと、シャフト３８ａおよび３８ｂとにより構成される。すなわち、シャフト３８ａおよび３８ｂは、それぞれ、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転軸として機能するとともに、ボール供給路４９ａおよび４９ｂの一部をなす。
【００６２】
したがって、このボール補給装置４０では、それぞれの２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを介して、２つの動区域Ａ１およびＡ２内に導電性ボールを供給可能である。つまり、ボール補給装置４０により、２つの導電性ボールの集団に対し、導電性ボールが補給される。
【００６３】
なお、上述したボール補給装置４０では、１つのボールタンクから２つの動区域Ａ１およびＡ２内に、導電性ボールが補充されるようになっているが、ボール補給装置は、これに限定されるものではない。図４に、ボール充填装置の変形例を断面図により示してある。ボール補給装置４０は、図４に示すように、２つの動区域Ａ１およびＡ２に対して、それぞれ、ボールタンク４１ａおよび４１ｂを備えたようなものであってもよい。ボールタンク４１ａおよび４１ｂは、それぞれ、サポート４２ｚ１および４２ｚ２に支持されている。
【００６４】
いずれのボール補給装置においても、それぞれの動区域Ａ１およびＡ２に対して独立に、あるいは異なるタイミングでボールを供給するように制御できることが望ましい。なお、ボール補給装置は、それぞれの動区域Ａ１およびＡ２に対して、同時に、同量のボールを供給するように制御してもよい。
【００６５】
また、上述したヘッド支持装置３５では、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間の距離を変えられるように、モータを備えるヘッド用Ｘ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２を有している。ヘッド支持装置に設けることが可能な構成であり、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間の距離が変えられるようにするための構成は、これに限定されるものではない。
【００６６】
図５に、ボール充填装置のさらなる変形例を一部断面図により示してある。このボール充填装置１０ａは、特に、円板状のウエハ１００に導電性ボールを搭載する際に好適なものである。ボール充填装置１０ａでは、後述するように、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔をウエハ１００の直径の半分の長さにセットし、この間隔を維持して、ウエハ１００に導電性ボールを搭載（配置）する場合がある。導電性ボールを搭載するウエハ１００の多くは、８インチまたは１２インチである。したがって、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔は、４インチと６インチとの２つの間隔に変更できることが望ましい。図５に示したボール充填装置１０ａでは、Ｘ方向に沿って設けられた互いに隣り合う第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を、４インチと６インチとの２つの間隔に、手動で変更できるように構成されている。
【００６７】
図５に示したボール充填装置１０ａでは、ヘッド支持装置３５は、ベース８１と、このベース８１に設けられ、第１のヘッド２１ａとの間隔が変わるように第２のヘッド２１ｂをスライド支持する一対のレール８２と、第２のヘッド２１ｂのベース８１に対するスライドを固定するストッパ８３とを備えている。第１のヘッド２１ａ、モータ３７ａ、およびシャフト３８ａなどは、支持部材８９ａを介して、ベース８１に固定されている。第２のヘッド２１ｂ、モータ３７ｂ、およびシャフト３８ｂなどは、支持部材８９ｂを介して、ベース８１に設けられたレール８２により、Ｘ方向にスライド可能に支持されている。
【００６８】
ストッパ８３は、ベース８１に設けられた２つのネジ孔８４ａおよび８４ｂと、支持部材８９ｂをベース８１に固定するためのネジ（ボルト）８５とを備えている。支持部材８９ｂを挟んでネジ８５をネジ孔８４ａまたは８４ｂにねじ込むことにより、第２のヘッド２１ｂのベース８１に対する位置が固定される。本例では、第１のネジ孔８４ａにネジ８５をねじ込むことにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔（Ｘ方向）が４インチに保たれる。また、第２のネジ孔８４ｂにネジ８５をねじ込むことにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔（Ｘ方向）が６インチに保たれる。なお、本例では、ネジ孔を２つとし、設定できる間隔を２つとしているが、ネジ孔の数を増やすことにより、設定できる間隔を増やすことも可能である。
【００６９】
図６に、ボール充填装置のさらなる変形例を一部断面図により示してある。このボール充填装置１０ａは、平面円形状の半導体ウエハ１００に導電性ボールを搭載する際にも用いることができる。特に、平面矩形状のプリント配線板１００に導電性ボールを搭載する際に好適である。基板として、プリント配線板１００を用いる場合、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔は、後述するように、プリント配線板１００の短辺の長さの半分とし、この間隔を維持して、プリント配線板１００に導電性ボールを搭載（配置）することがある。導電性ボールを搭載するプリント配線板１００は、半導体ウエハなどとは異なり、そのサイズが様々である。したがって、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔を、任意の間隔に連続的に変更できることが好ましい。図６に示したボール充填装置１０ａでは、Ｘ方向に沿って設けられた互いに隣り合う第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を、所定の範囲内において任意の間隔に、手動で変更できるように構成されている。
【００７０】
図６に示したボール充填装置１０ａが備えるストッパ８３は、ハンドル８６を含み、ハンドル８６をロック位置に合わせることにより、第２のヘッド２１ｂのベース８１に対するスライドが固定されるようになっている。また、ハンドル８６をロック位置から９０度回転させて、解除位置に合わせることにより、第２のヘッド２１ｂがベース８１に対してスライド可能となる。
【００７１】
したがって、ハンドル８６を解除位置に合わせ、第２のヘッド２１ｂをベース８１に対してスライドさせることにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を、任意の間隔に手動で変更できる。その後、ハンドル８６をロック位置に合わせることにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を任意の間隔に保持できる。
【００７２】
図６に示したボール充填装置１０ａは、さらに、支持部材８９ａに取り付けられたスケール８７と、支持部材８９ｂに取り付けられた指針８８とを含む。このボール充填装置１０ａでは、スケール８７を指し示す指針８８の位置を確認しながら、第２のヘッド２１ｂをベース８１に対してスライドさせることにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を所望の値に容易に設定することができる。
【００７３】
図５および図６に示したボール充填装置１０ａは、ヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔を変えるための、モータやテーブルを省略できる。第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を容易に変更できる、簡単かつ安価な構成のボール充填装置を提供できる。なお、図５および図６に示した例では、第２のヘッド２１ｂがベース８１に対してスライドするように構成されているが、第１のヘッド２１ａおよび／または第２のヘッド２１ｂがベース８１に対してスライドするように構成してもよい。
【００７４】
図２に戻り、ボール保持手段２０ａ、移動装置３０、ヘッド支持装置３５、およびボール補給装置４０を制御するための制御部（制御ユニット、制御手段）５０は、ボール保持手段２０ａのＸ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２、Ｚ軸テーブル３６ｚ１および３６ｚ２、ヘッド回転用のモータ３７ａおよび３７ｂ、ヘッド移動装置３０のＸ軸テーブル３１ｘ、Ｙ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２などとも制御情報を送受信できる状態に接続されており、これらの動作を制御する。
【００７５】
この制御部５０は、マスク１１０をウエハ１００にセットした状態で、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより、独立した２つの導電性ボールの集団を、マスク１１０の上面１１０ａの一部の２つの動区域Ａ１およびＡ２にそれぞれ保持する第１の機能（ボール保持機能）９１を備えている。また、この制御部５０は、各動区域Ａ１およびＡ２の軌跡の一部が重複し、かつ、互いに異なる動区域Ａ１およびＡ２の軌跡の一部が重複するように、２つの動区域Ａ１およびＡ２を移動させる第２の機能（移動機能、動区域移動機能、ヘッド移動機能）９２を備えている。より具体的には、第２の機能９２は、各動区域Ａ１およびＡ２が通過する各領域内においては、各動区域Ａ１およびＡ２の軌跡の一部が重複し、各領域の境界においては、互いに異なる動区域の軌跡の一部が重複するように、ヘッド移動装置３０により２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを移動させる機能である。
【００７６】
さらに、この制御部５０は、補給装置４０から、ヘッド２１ａおよび２１ｂを介し、導電性ボールの集団に対して補給されるボールの量も制御する。この制御部５０は、ボール補給装置４０により、２つの動区域Ａ１およびＡ２の内部に、それぞれ、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する第３の機能（ボール補給機能）９３を備えている。
【００７７】
この制御部５０は、ボール搭載装置１全体を制御する機能、すなわち、ステージ２および装置３，４，５および６を制御する制御部を兼ねていてもよい。ステージ２および装置３，４，５および６を制御する制御部は、この制御部５０と別体であってもよい。なお、制御部５０の多くは、コンピュータあるいはマイクロコンピュータを用いて構成される。
【００７８】
また、制御部５０はメモリを含み、そのメモリには、制御用のプログラム５０ｐが格納されている。制御用のプログラム５０ｐは、ボール保持手段２０ａ（ヘッド２１ａおよび２１ｂ）の動作を制御するためのプログラムや、ボール補給装置４０の動作を制御するためのプログラムを含む。すなわち、制御用のプログラム５０ｐは、ヘッド２１ａおよび２１ｂの軌跡（移動ルート）や、ヘッド２１ａおよび２１ｂ内へのボールの補給（補給のタイミングおよび補給量）を制御するためのプログラムを含む。
【００７９】
制御用のプログラム（プログラム製品）５０ｐは、ＲＯＭなどの適当な記録媒体に記録して提供される。本例のマイクロボールマウンタ１や、本例のボール充填装置１０ａは、ＬＡＮなどのコンピュータネットワークを介して制御することも可能であり、プログラム５０ｐをネットワーク上のサーバなどから提供することも可能である。
【００８０】
図７に、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂをマスク上において移動させている状態を、断面図により示してある。図８に、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの構成を上方から透かして示してある。
【００８１】
マスク１１０は、微小な導電性ボールＢが一つずつ挿入されるのに適したサイズの複数の開口１１１を備えている。ウエハ１００は、通常、複数の半導体デバイスを含んでおり、マスク１１０の複数の開口１１１は、これら半導体デバイスの所定の位置に導電性ボールＢを規則的に配置するため、繰り返しのあるデザイン（パターン）で形成されている。マスク１１０に設けられた複数の開口１１１は、小開口、開孔、パターン孔などとも称されている。また、これらの開口１１１をまとめて、開口パターンなどと称することもある。このマスク１１０は、ある程度の張力（テンション）が与えられた状態でマスク枠に固定され、マスク保持装置１１（図１参照）により保持されている。本例では、マスク１１０は、直径９０μｍの導電性ボールＢをウエハ１００に搭載するために形成されており、マスク厚は、５０μｍ程度であって、直径が１００μｍ程度の孔１１１が、ウエハ１００に形成された電極１０１に対応した位置にあけられている。孔１１１の開口端は、面取りされていても良い。
【００８２】
本例では、マスク１１０の複数の開口１１１に導電性ボールＢを充填するための２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、実質的に同一の構成である。ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、円盤状のスキージサポート６１ａおよび６１ｂと、スキージサポート６１ａおよび６１ｂの下面からマスク１１０の上面１１０ａに向かって突き出た、１２セットのスキージ６２ａおよび６２ｂとを備えている。スキージサポート６１ａおよび６１ｂの中心は、それぞれ、マスク１１０に対して垂直方向に延びた上記シャフト３８ａおよび３８ｂに繋がっている。
【００８３】
ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、上記モータ３７ａおよび３７ｂにより、シャフト３８ａおよび３８ｂを中心として、スキージサポート６１ａおよび６１ｂを上方から見て、反時計方向に回転駆動される。このヘッド２１ａおよび２１ｂでは、モータ３７ａおよび３７ｂが、それぞれ、シャフト３８ａおよび３８ｂを中心としてスキージサポート６１ａおよび６１ｂをマスク１１０の上面１１０ａに沿って回転駆動する手段となる。シャフト３８ａおよび３８ｂは、それぞれ、ヘッド移動装置３０により、マスク１１０の上面１１０ａに沿って、Ｘ−Ｙ平面の任意の方向に移動される。したがって、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、ヘッド移動装置３０により、回転しながら、マスク１１０の上面１１０ａの上を任意の軌跡を描くように移動できる。なお、ヘッドの回転方向（ヘッドの自転方向）は、上方から見て時計回りの方向であってもよい。ヘッドの回転方向を上方から見て時計回りの方向とする場合、スキージは、鏡像反転させた状態で配置するとよい。
【００８４】
スキージ６２ａおよび６２ｂは、マスク１１０の上面１１０ａに比較的柔らかく接し、上面１１０ａ上のボールＢを掃き集めることができるものであれば良い。好ましくは、スキージ６２ａおよび６２ｂは、いったん開口１１１に挿入されたボールＢを掻き出さない程度の弾性を備えたものであるとよい。このようなスキージの一例としては、マスク１１０の上面１１０ａに接するように曲げられたワイヤー、マスク１１０の上面１１０ａに接するような形状のゴムプレートあるいはスポンジのような弾性部材、マスク１１０の上面１１０ａに接する程度に伸びた無数のワイヤーなどを挙げることができる。
【００８５】
本例では、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、スキージ６２ａおよび６２ｂとして、それぞれ、極細のワイヤーが複数本束ねられたものであって、その両端をかしめることにより１本のスキージとして機能するように構成されたスキージを、１２セット用いている。１２セットのスキージ６２ａおよび６２ｂは、それぞれ、全体がＵ字状に成形され、回転シャフト３８ａおよび３８ｂと同心円状の内円Ａ１およびＡ２の回りに、円周方向に均等なピッチで、内円Ａ１およびＡ２の接線方向の反時計方向に、外円Ｃ１およびＣ２まで、直線的に延びるように配置されている。
【００８６】
したがって、スキージ６２ａおよび６２ｂがマスク１１０の上面１１０ａに接した状態で、スキージサポート６１ａおよび６１ｂを上方から見て反時計方向に、ヘッド２１ａおよび２１ｂを回転させると、スキージ６２ａおよび６２ｂの進行方向（回転方向）にあるボールＢは、それぞれ、２つの内円Ａ１およびＡ２に向けて押し払われる。このため、マスク１１０の上面１１０ａに残ったボールＢは、２つの内円Ａ１またはＡ２に移動され、内円Ａ１またはＡ２の内部に集められる。つまり、このヘッド２１ａおよび２１ｂを用いたボール保持手段２０ａでは、内円Ａ１およびＡ２は、導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２を、マスク１１０の上面１１０ａのそれぞれ異なる一部に保持するための２つの動区域Ａ１およびＡ２に対応する。そして、スキージ６２ａおよび６２ｂが、ボールを動区域Ａ１およびＡ２に囲い込むための手段となる。したがって、本例では、２つの動区域Ａ１およびＡ２は、実質的に同一形状であり、これら動区域Ａ１およびＡ２は、ヘッド２１ａおよび２１ｂとともに、マスク１１０の上を移動する。
【００８７】
また、本例では、動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれ、マスク１１０の上面１１０ａであって、マスク１１０に対して垂直な軸Ｐ１およびＰ２（シャフト３８ａおよび３８ｂ）を中心とする円形の動区域となり、スキージ６２ａおよび６２ｂは、それぞれ、マスク１１０に対して垂直な軸Ｐ１およびＰ２（シャフト３８ａおよび３８ｂ）を中心とする回転により、動区域Ａ１およびＡ２の周囲から、導電性ボールＢを集める手段となり、マスク１１０の上面１１０ａの独立した２つの部分、すなわち、動区域Ａ１およびＡ２に、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２をそれぞれ保持する。
【００８８】
そして、ヘッド２１ａおよび２１ｂが回転することにより、導電性ボールＢは、逸散しないように、ヘッド２１ａおよび２１ｂにより、動区域Ａ１およびＡ２の周辺である外円Ｃ１およびＣ２から、それぞれ、動区域である内円Ａ１およびＡ２に集められる。
【００８９】
すなわち、図７および図８において、内円（動区域）Ａ１およびＡ２と、外円Ｃ１およびＣ２とは、仮想的または設計的なものである。ヘッド２１ａおよび２１ｂを、マスク１１０の上面１１０ａにおいて、ヘッド移動装置３０により回転させながら移動させると、マスク１１０の上に残った、内円Ａ１およびＡ２と外円Ｃ１およびＣ２の範囲内の過剰な導電性ボールＢは、ヘッド２１ａおよび２１ｂの中心の内円Ａ１およびＡ２の方向にそれぞれ集められる。
【００９０】
ヘッド２１ａおよび２１ｂでは、それぞれ、複数のスキージ６２ａおよび６２ｂが、回転する方向（進行方向）に多重に配置されている。このため、ヘッド２１ａおよび２１ｂが移動することにより、内円Ａ１およびＡ２の周囲に食み出した導電性ボールＢは次々と移動先の内円Ａ１およびＡ２の方向に集められる。したがって、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転中心の回りの円形の動区域Ａ１およびＡ２に、それぞれ、複数の導電性ボールＢからなる導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２が保持される。ヘッド２１ａおよび２１ｂの移動とともに、円形の動区域Ａ１およびＡ２が移動し、その中に保持された導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２も移動する。そして、円形の動区域Ａ１およびＡ２に保持された導電性ボールＢは、マスク１１０の開口１１１に順次充填される。
【００９１】
また、動区域Ａ１およびＡ２に保持される導電性ボールＢは、開口１１１に充填されることにより消費される。このため、消費されるボール量に基づいて、ボールＢはボール補給装置４０から動区域Ａ１およびＡ２内に投入（補給、供給）される。例えば、時間当たりに消費されるボール量に基づいて、所定時間間隔でボールＢを供給することにより、動区域Ａ１およびＡ２内に、常に適当な量のボールＢを存在させておくことができる。ボール補給装置４０により、動区域Ａ１およびＡ２の導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２の密度は維持され、動区域内のボール密度の低下により開口１１１にボールＢが充填されなくなることを抑制できる。
【００９２】
また、図７に示すように、動区域Ａ１およびＡ２を移動させると、それぞれその内部に、導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールが存在しない領域Ｅ２とが存在する。さらに、導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１と導電性ボールＢが存在しない領域Ｅ２との境界部分に、導電性ボールＢが一層となる部分（一層で存在する部分）Ｅができる。導電性ボールＢが一層となる部分Ｅでは、導電性ボールＢが一層に敷き詰められているとは限らず、導電性ボールＢが疎密に存在することもあり、基本的には、導電性ボールＢの大部分が多層に重なっておらず、また、積層されていない状態で存在する。
【００９３】
動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれその内部に導電性ボールＢが不均一に分布した状態で、ヘッド２１ａおよび２１ｂとともに、マスク１１０上を移動する。導電性ボールＢが一層となる部分Ｅが、マスク１１０の開口１１１を通過するときに、導電性ボールＢはマスク１１０の開口１１１に最も効率良く充填される。そして、充填により導電性ボールＢが消費された部分には、導電性ボールＢが多層あるいは積層された状態で存在する部分からボールＢが補充されやすい。したがって、動区域Ａ１およびＡ２の内部に導電性ボールＢが一層となる部分Ｅが形成されるように、各動区域Ａ１およびＡ２に、補給装置４０から導電性ボールＢを補給するようにするとよい。
【００９４】
動区域Ａ１およびＡ２内の導電性ボールＢの量が少なすぎると、ボールＢが存在する領域Ｅ１に対し、ボールＢが存在しない領域Ｅ２が大きくなり、充填ミスの原因になる。動区域Ａ１およびＡ２の移動に追従し、充填に適した領域Ｅを適当な面積だけ確保するためには、ボールＢが存在する領域Ｅ１に、ある程度、積層した状態でボールを蓄積しておくことが望ましい。
【００９５】
一方、動区域Ａ１およびＡ２内の導電性ボールＢの量が多すぎると、動区域Ａ１およびＡ２内から導電性ボールＢが逸散し易くなり、導電性ボールＢの利用効率を低下させることになる。さらに、動区域Ａ１およびＡ２内では、導電性ボールＢのほとんどが積層された状態で存在することになり、動区域Ａ１およびＡ２内に導電性ボールＢが存在しない領域Ｅ２が形成されにくくなる。このため、限られた面積に大量のボールＢが存在して相互に干渉し、ボールが詰まり、自由落下による開口１１１へのボールＢの充填が阻害されやすく、充填ミスが発生する要因となる。
【００９６】
動区域の面積を大きくすると、その面積に対応して大量のボールを動区域に存在させる必要がある。しかしながら、大量のボールを広い面積に均等に保持することは非常に難しく、動区域によりボールを充填することが予定されている領域をカバーするように、ボールＢが存在する領域Ｅ１を広く維持することは難しくなる。加えて、動区域を広げても、ボールＢが一層で存在する領域Ｅを広げることはそれほど容易ではない。スキージの動きが動区域の中心部のボールまで伝わりにくかったり、ボールの積層化が進み易いなど、種々の要因がある。これに対し、動区域を小さく分割することにより、動区域内における導電性ボールの量を適当な範囲に維持することができ、領域Ｅを安定して形成できる。複数の動区域を設けると、各動区域Ａ１およびＡ２の移動状況などにより、各動区域Ａ１およびＡ２におけるボールの消費量は個別に変動する可能性がある。しかしながら、その変動は、ボール補給装置４０により、各動区域Ａ１およびＡ２のそれぞれに対して独立にボールを補給することにより解決できる。
【００９７】
動区域Ａ１およびＡ２内における導電性ボールＢの適当な量は、例えば、導電性ボールＢが動区域Ａ１およびＡ２の面積を一層で均一にカバーする基準量αに対して１／４α〜１０αの範囲が好ましく、１／４α〜３αの範囲であることがさらに好ましい。導電性ボールＢが動区域Ａ１およびＡ２内に移動中に存在する面積の割合と定義した存在比（動区域Ａ１およびＡ２の面積に対する導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１の面積の比）で記述すると、存在比は、１／１０〜２／３の範囲が好ましく、１／５〜２／５の範囲がさらに好ましい。
【００９８】
動区域Ａ１およびＡ２内のボール減少は、概略推測できるので、この推測に基づき、ボール補給装置４０からボールＢを連続的あるいは間欠的に供給することができる。また、この充填装置１０ａにおいては、円形の動区域Ａ１およびＡ２という限られた面積に、開口１１１に充填するためのボールＢが常に集められる。したがって、動区域Ａ１およびＡ２に集められた導電性ボールＢの状態を監視することにより、開口１１１にボールＢが充填される状況を制御することもできる。ボール保持手段２０ａ（例えば、ヘッド２１ａおよび２１ｂ）に、動区域Ａ１およびＡ２のボール密度をそれぞれ検出する光学センサーを設け、ボールの状態を監視したり、ボールの補給の制御を行ってもよい。
【００９９】
ところで、本例の充填装置１０ａを用いて導電性ボールＢをウエハ１００に配列する際、導電性ボールＢの充填ミスの発生率を低減させるためには、マスク１１０の上面１１０ａのうちの、導電性ボールＢを搭載すべき領域（以下、振込み領域という）Ｄの全域を漏れなくカバーすることが必要となる。充填ミスの発生率をさらに低減させるためには、動区域Ａ１および／または動区域Ａ２が、振込み領域Ｄの全域において、１回以上通過するように、ヘッド２１ａおよび２１ｂを移動させることが好ましい。
【０１００】
本例では、制御部５０は、移動装置３０およびヘッド支持装置３５により、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂをＸ方向（第１の方向）に並べて保持する機能と、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより形成される動区域Ａ１およびＡ２をＸ方向と交差する（本例では直交する）Ｙ方向（第２の方向）に往復動させる機能と、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより形成される動区域Ａ１およびＡ２をＹ方向の往復動のそれぞれの端で、Ｘ方向に、同一にまたは反対に移動させる機能とを有している。
【０１０１】
このため、本例の充填装置１０ａによれば、（一方の）動区域Ａ１の軌跡Ｔ１の一部が重複するとともに、（他方の）動区域Ａ２の軌跡Ｔ２の一部が重複し、かつ、これらの軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複するように、２つの動区域Ａ１およびＡ２を移動させることができる。また、動区域Ａ１およびＡ２をある領域では１つの動区域、例えば、動区域Ａ１をその動区域Ａ１の軌跡が重なるように動かし、動区域Ａ１およびＡ２がそれぞれカバーする領域の境界においてのみ、互いに異なる動区域Ａ１およびＡ２の軌跡の一部が重複するように、これらの動区域Ａ１およびＡ２を移動させることができる。
【０１０２】
なお、動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれ、ヘッド２１ａおよび２１ｂとは同心円状に形成されるものであり、同じ大きさになるものではない。しかしながら、以降においては、説明を容易にするために、動区域Ａ１およびＡ２と、ヘッド２１ａおよび２１ｂとの移動を共通した軌跡により示している。また、本明細書において、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡とは、中心の移動のみを示すものではなく、動区域Ａ１およびＡ２がマスク１１０の上面１１０ａを移動してなる幅を持った跡あるいは経路（通過帯）を示す。さらに、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡は、物理的には、マスク１１０の開口１１１に導電性ボールＢが充填されているという結果によって跡が残ると言えるとしても、マスク１１０の表面１１０ａに何らかの痕跡を示すものでなくても良い。
【０１０３】
さらに、本例では、動区域Ａ１およびＡ２を形成するために、これらよりも大きい外形を有するヘッド２１ａおよび２１ｂを用いている。したがって、動区域Ａ１と動区域Ａ２との間隔の最小値は、ヘッド２１ａおよび２１ｂの大きさの影響を受ける。動区域Ａ１と動区域Ａ２との距離は、ヘッド２１ａおよび２１ｂのサイズにより決まる最小間隔よりも大きい。したがって、移動方向に対して直交した方向にヘッド２１ａおよび２１ｂを配列する場合は、動区域Ａ１および動区域Ａ２の隣接した軌跡は重複しない。一方、ヘッド２１ａおよび２１ｂの配列を移動方向に対して斜めにすることにより動区域Ａ１およびＡ２の実質的な距離を小さくすることは可能であり、隣接する動区域Ａ１およびＡ２の軌跡の一部を重複させることも可能である。
【０１０４】
図９（ａ）および（ｂ）に、２つの動区域の移動を示す軌跡の一例を示してある。なお、図９（ａ）および（ｂ）において、円Ｄより内側が、多数の開口１１１が配置されている振込み領域である。また、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡とは、上述したように、中心の移動を示すものではなく、動区域Ａ１およびＡ２がマスク１１０の上面１１０ａを移動してなる幅を持った跡あるいは経路を示すものであるが、ここでは、動区域Ａ１およびＡ２の中心の移動を代表して記載している。
【０１０５】
図９（ａ）および（ｂ）においては、ヘッド２１ａにより形成される動区域Ａ１がウエハ１００の中心Ｏから左側の領域ａ１をカバーし、ヘッド２１ｂにより形成される動区域Ａ２がウエハ１００の中心Ｏから右側の領域ａ２をカバーするように、プログラム５０ｐに予め記憶させておいたルート（軌跡）に沿って、ヘッド２１ａおよび２１ｂを動かす。領域ａ１においては、動区域Ａ１の軌跡Ｔ１の一部が重複するように、ヘッド２１ａを動かす。また、領域ａ２においては、動区域Ａ２の軌跡Ｔ２の一部が重複するように、ヘッド２１ｂを動かす。そして、領域ａ１およびａ２の境界となる、ウエハ１００の中心Ｏを通る境界の部分は、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２が重複するようにこれらのヘッド２１ａおよび２１ｂを動かす。
【０１０６】
ヘッド２１ａは、ウエハ１００の中心ＯからスタートしてＸ方向を左側へ動き、ヘッド２１ｂは、ウエハ１００の右端からスタートしてＸ方向を左側に動き、最後にウエハ１００の中心Ｏに到達する。
【０１０７】
最初に、ヘッド２１ａおよびヘッド２１ｂの中心のＸ方向の間隔を円形のウエハ１００の半径に対応する距離にセットする。そして、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２を２つの動区域Ａ１およびＡ２にそれぞれ保持させる。その後、ヘッド２１ａおよび２１ｂをＹ方向に同期させながら移動させ、さらに、ヘッド２１ａおよび２１ｂをＸ方向にも同期させながら移動することにより、ヘッドの動区域Ａ１およびＡ２の上述した軌跡Ｔ１およびＴ２を実現できる。すなわち、互いに隣り合う動区域Ａ１およびＡ２の間隔を所定の値（円形のウエハ１００の半径に対応する値）に保ち、かつ、各動区域Ａ１およびＡ２が通過する各領域ａ１およびａ２内においては、各動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複し、各領域ａ１およびａ２の境界においては、互いに異なる動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複するように、２つの動区域Ａ１およびＡ２を移動させる。
【０１０８】
この例は、ヘッド２１ａおよび２１ｂの動きが非常にシンプルである。そして、ヘッド２１ａおよび２１ｂがＹ方向にジグザグに動く範囲は、それぞれウエハ１００のほぼ半分の範囲（領域）ａ１およびａ２にそれぞれ限定されるので、タクトタイムを短縮できる。その一方で、それぞれのヘッド２１ａおよび２１ｂ、すなわち、動区域Ａ１およびＡ２は、軌跡の最後または最初において、振込み領域Ｄの外を移動する。この例は、図３や図４に示した充填装置１０ａを用いて実施することもできるが、振込の途中で動区域Ａ１およびＡ２の間隔（ヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔）が変わらないので、図５や図６に示した充填装置１０ａを用いても実施することが可能である。
【０１０９】
また、ウエハ１００の中央（中心Ｏ近傍）が、両方の動区域Ａ１およびＡ２のスタート位置（始点）または最終位置（終点）となるような、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の軌跡を採用することも可能である。図３や図４に示した本例の充填装置１０ａでは、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの距離をヘッド用Ｘ軸テーブル３６ｘ１および３６ｘ２により振込み中においても変更できる。
【０１１０】
図１０（ａ）〜（ｃ）に、２つの動区域の軌跡の他の例を示している。図１０（ａ）に示すように、動区域Ａ１およびＡ２の間隔ＩをＩ１とし、動区域Ａ１およびＡ２をＹ方向に同期させながら、図面右側の動区域Ａ２の中心が、ウエハ１００の中心Ｏを通ってＹ方向に延びる直線上に位置するように、動区域Ａ１およびＡ２を振込み領域Ｄ内に移動させる。そして、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の間隔ＩをＩ１としたまま、動区域Ａ１およびＡ２を図面右側に向かうように、Ｙ方向にジグザグに往復動させる。このとき、Ｙ方向の往復動のそれぞれの端（外円Ｄoutの円周上）では、動区域Ａ１およびＡ２を、それぞれ、Ｘ方向に同一に、図面右側に距離Ｊ１だけ移動させる。この移動距離Ｊ１は、軌跡Ｔ１が次に通る軌跡Ｔ１と５０％重複し、かつ、軌跡Ｔ２が次に通る軌跡Ｔ２と５０％重複する距離である。これを、図面左側の動区域Ａ１の中心が、ウエハ１００の中心Ｏを通ってＹ方向に延びる直線上を通るまで繰り返す。
【０１１１】
図１０（ｂ）に示すように、図面左側の動区域Ａ１の中心が、ウエハ１００の中心Ｏを通ってＹ方向に延びる直線上を通ると、動区域Ａ１の軌跡Ｔ１は、動区域Ａ２が最初に通った軌跡Ｔ２と、左側から５０％重複することになる。このようにすることにより、ウエハ１００の中央部分においても、動区域Ａ１およびＡ２を２回通すことができる。その後、図面右側の動区域Ａ２は、図面右側に、距離Ｊ１だけ移動させて停止する。図面左側の動区域Ａ１は、この動区域Ａ１が最初に通った軌跡Ｔ１と、左側から５０％重複する位置まで、図面左側に距離Ｊ２（Ｊ２＞Ｊ１）だけ移動させる。したがって、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の間隔Ｉは、Ｉ１からＩ２（Ｉ２＞Ｉ１）に可変される。
【０１１２】
動区域Ａ１の移動が完了したら、図１０（ｃ）に示すように、動区域Ａ１およびＡ２をＹ方向に同期させながら、動区域Ａ１は、図面左側に向かうようにＹ方向にジグザグに往復動させ、動区域Ａ２は、図面右側に向かうようにＹ方向にジグザグに往復動させる。このとき、Ｙ方向の往復動のそれぞれの端では、動区域Ａ１およびＡ２を、それぞれ、Ｘ方向に反対に距離Ｊ１だけ移動させることになり、このたびに、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の間隔Ｉは、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４・・・Ｉｎと広くなっていく。これを、動区域Ａ１およびＡ２の中心が振込み領域Ｄの左右の端に達するまで繰り返すと、動区域Ａ１およびＡ２が振込み領域Ｄ全域を２回ずつ通過したことになるため、動区域Ａ１およびＡ２を振込み領域Ｄ外に退避させる。このようにすることにより、動区域Ａ１およびＡ２の有効軌跡は、大略８０〜９０％となり、タクトタイムの短縮に有効である。
【０１１３】
次に、図１１（ａ）〜（ｃ）に示した例について説明する。この例では、まず、図１１（ａ）に示すように、動区域Ａ１およびＡ２の間隔ＩをＩｎとし、動区域Ａ１およびＡ２をＹ方向に同期させながら、動区域Ａ１は、図面右側に向かうようにＹ方向にジグザグに往復動させ、動区域Ａ２は、図面左側に向かうようにＹ方向にジグザグに往復動させる。このとき、Ｙ方向の往復動のそれぞれの端では、動区域Ａ１およびＡ２を、それぞれ、Ｘ方向に反対に距離Ｊ１だけ移動させることになり、このたびに、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の間隔Ｉは、Ｉn、Ｉn-1、Ｉn-2・・・Ｉmと狭くなっていく。なお、この移動距離Ｊ１は、上述したように、軌跡Ｔ１が次に通る軌跡Ｔ１と５０％重複し、かつ、軌跡Ｔ２が次に通る軌跡Ｔ２と５０％重複する距離である。
【０１１４】
図１１（ｂ）に示すように、動区域Ａ１およびＡ２を、ウエハの中心Ｏ近傍にまで移動させたら、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の間隔ＩをＩmで一定とし、動区域Ａ１およびＡ２をＹ方向に同期させながら、動区域Ａ１およびＡ２を図面左側に向かうように、Ｙ方向にジグザグに往復動させる。このとき、Ｙ方向の往復動のそれぞれの端では、動区域Ａ１およびＡ２を、それぞれ、Ｘ方向に同一に、図面右側に距離Ｊ１だけ移動させる。これを、図面右側の動区域Ａ２の中心が、ウエハ１００の中心Ｏを通ってＹ方向に延びる直線上を通るまで繰り返す。
【０１１５】
その後、図１１（ｃ）に示すように、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の間隔ＩをＩmとしたまま、動区域Ａ１およびＡ２をＹ方向に同期させながら、動区域Ａ１およびＡ２を図面右側に向かうように、Ｙ方向にジグザグに往復動させる。このとき、Ｙ方向の往復動のそれぞれの端では、動区域Ａ１およびＡ２を、それぞれ、Ｘ方向に同一に、図面右側に距離Ｊ１だけ移動させる。これを、図面左側の動区域Ａ１の中心が、ウエハ１００の中心Ｏを通ってＹ方向に延びる直線上を通るまで繰り返す。これにより、動区域Ａ１およびＡ２が振込み領域Ｄ全域を少なくとも２回ずつ通過したことになるため、動区域Ａ１およびＡ２を振込み領域Ｄ外に退避させる。本例では、動区域Ａ１およびＡ２が振込み領域Ｄの中央部分の一部を２回以上通過する点では動区域Ａ１およびＡ２の有効軌跡は、図１０に示した例よりも若干は長い。しかしながら、いずれのケースも、動区域Ａ１およびＡ２は、ウエハ１００の表面の半分の領域ａ１およびａ２をそれぞれカバーし、それに加えて、領域ａ１およびａ２の境界部分を共通にカバーするだけで良い。したがって、動区域Ａ１およびＡ２の移動距離が減り、タクトタイムを短縮できる。
【０１１６】
動区域Ａ１およびＡ２を隣接あるいは並べた状態で、振込み領域ＤのＸ方向左側から右側まで動かすことも可能である。例えば、制御部５０は、移動装置３０およびヘッド支持装置３５により、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂをＸ方向（第１の方向）に並べて保持する機能と、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより形成される動区域Ａ１およびＡ２をＸ方向に往復動させる機能と、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより形成される動区域Ａ１およびＡ２をＸ方向の往復動のそれぞれの端で、Ｘ方向と交差する（本例では直交する）Ｙ方向（第２の方向）に、同一に移動させる機能とを有するようにしてもよい。
【０１１７】
図１２（ａ）〜（ｃ）に、２つの動区域の軌跡のさらに異なる例を示している。図１３は、図１２に示した例について、一方の動区域の軌跡を抜き出して示している。図１２（ａ）〜（ｃ）に示した例においても、ヘッド２１ａにより形成される動区域Ａ１がウエハ１００の中心Ｏから左側の領域ａ１をカバーし、ヘッド２１ｂにより形成される動区域Ａ２がウエハ１００の中心Ｏから右側の領域ａ２をカバーするようにヘッド２１ａおよび２１ｂを動かしている。領域ａ１においては、動区域Ａ１の軌跡Ｔ１の一部が重複するように、ヘッド２１ａを動かしている。また、領域ａ２においては、動区域Ａ２の軌跡Ｔ２の一部が重複するように、ヘッド２１ｂを動かしている。そして、領域ａ１およびａ２の境界となる、ウエハ１００の中心Ｏを通る境界の部分は、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２が重複するように、これらのヘッド２１ａおよび２１ｂを動かしている。
【０１１８】
具体的には、以下のようにして、ウエハ１００にボールＢを搭載する。最初に、ヘッド２１ａおよびヘッド２１ｂの中心のＸ方向の間隔を円形のウエハ１００の半径に対応する距離にセットする。そして、動区域Ａ１およびＡ２の間隔を所定の値（円形のウエハ１００の半径に対応する値）に保ち、動区域Ａ１およびＡ２にそれぞれ導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２を保持させる。その後、動区域Ａ１およびＡ２の間隔を所定の値、すなわち、ウエハ１００の半径に対応する値に保った状態で、プログラム５０ｐに予め記憶させておいたルート（軌跡）に沿って、動区域Ａ１およびＡ２のそれぞれを、Ｘ方向に往復動させ、Ｘ方向の往復動のそれぞれの端で、Ｙ方向に同一に移動させる。全体としては、ヘッド２１ａおよび２１ｂを、それぞれ、ジグザグの軌跡をたどらせながら、ウエハ１００の一端側（図１２（ａ）〜（ｃ）において上側）から他端側（図１２（ａ）〜（ｃ）において下側）に向かってＹ方向に移動させる。このとき、各領域ａ１およびａ２内においては、各動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複し、各領域ａ１およびａ２の境界においては、互いに異なる動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複するように、複数の動区域Ａ１およびＡ２が移動する。
【０１１９】
この例もまた、図９（ａ）および（ｂ）に示した例と同様に、ヘッド２１ａおよび２１ｂの動きが非常にシンプルである。そして、ヘッド２１ａおよび２１ｂがＸ方向にジグザグに動く範囲は、それぞれウエハ１００のほぼ半分の範囲（領域）ａ１およびａ２にそれぞれ限定されるので、タクトタイムを短縮できる。
【０１２０】
しかも、この例によれば、動区域Ａ１およびＡ２におけるボール消費量および消費速度（導電性ボールが開口に充填されることによる導電性ボールの消費量および消費速度）がほとんど同じであるため、各動区域Ａ１およびＡ２内への導電性ボールＢの補給が容易である。したがって、導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールＢが存在しない領域Ｅ２とが形成されるように、導電性ボールを補給する制御が容易である。
【０１２１】
すなわち、図９（ａ）および（ｂ）に示した例の場合、序盤（初期の段階）では、動区域Ａ１がウエハ１００の中心およびその近傍と対応する領域、動区域Ａ２がウエハ１００の端部およびその近傍と対応する領域を通過するため、動区域Ａ１におけるボール消費量（消費速度）が大きく、動区域Ａ２におけるボール消費量（消費速度）が小さい。一方、終盤になると、これが逆転し、動区域Ａ１がウエハ１００の端部およびその近傍と対応する領域、動区域Ａ２がウエハ１００の中心およびその近傍と対応する領域を通過するため、動区域Ａ１におけるボール消費量（消費速度）が小さくなり、動区域Ａ２におけるボール消費量（消費速度）が大きくなる。このように、動区域Ａ１およびＡ２において、それぞれ、ボール消費量（消費速度）が大きく異なると、動区域Ａ１およびＡ２にボールを補給するタイミングおよび／またはボール補給量をそれぞれ異ならせなければならず、導電性ボールを補給する制御が難しくなりやすい。
【０１２２】
これに対し、図１２（ａ）〜（ｃ）に示した例の場合、動区域Ａ１およびＡ２が一往復する間にボールが振り込まれる領域の形状は対称であり、面積は同じである。このため、動区域Ａ１およびＡ２におけるボール消費量および消費速度がほとんど同じである。したがって、動区域Ａ１およびＡ２に補給するボールを、同じタイミングで同量補給するような比較的簡単な制御であっても、導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールＢが存在しない領域Ｅ２とが形成されるように、動区域Ａ１およびＡ２内のボールの量を維持できる。
【０１２３】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示した例は、特に、基板として、半導体ウエハのように平面円形状の基板を用いる場合に好適である。
【０１２４】
基板として、プリント配線板のように平面矩形状の基板を用いる場合には、図９（ａ）および（ｂ）に示したように、動区域Ａ１およびＡ２を移動させてもよく、図１２（ａ）〜（ｃ）に示したように、動区域Ａ１およびＡ２を移動させてもよい。いずれの場合も、動区域Ａ１およびＡ２が一往復する間にボールが振り込まれる領域の面積が、序盤から終盤にかけて、常に、ほぼ等しくなるため、導電性ボールを補給する制御は、比較的容易である。
【０１２５】
タクトタイムをより短縮させるためには、往復動のそれぞれの端における方向転換の回数は少ない方が好ましい。したがって、平面矩形状の基板にボールを搭載する場合、２つヘッドは、基板の短辺と平行となるように並べて配置し、２つのヘッドの間隔を、基板の短辺の長さの半分とし、２つのヘッドを長辺方向に沿って移動させることが好ましい。
【０１２６】
図１４（ａ）〜（ｃ）に、２つの動区域の軌跡のさらに他の例を示している。本例は、特に、基板として、プリント配線板のように平面矩形状の基板を用いる場合に好適である。図中符号Ｃは、プリント配線板１００の中心である。動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２は、基本的には、図９（ａ）および（ｂ）に示した例と同様である。
【０１２７】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示した例、図１４（ａ）〜（ｃ）に示した例は、図３や図４に示した充填装置１０ａを用いて実施できる。また、振込の途中で動区域Ａ１およびＡ２の間隔（ヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔）が変わらないので、図５や図６に示した充填装置１０ａを用いても実施できる。ウエハに対して、プリント配線板１００はサイズが様々になる。したがって、プリント配線板１００に導電性ボールを搭載する場合は、ヘッド間を任意に設定できる、図６に示した充填装置１０ａがより適している。
【０１２８】
なお、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２は、これらに限定されるものではない。動区域が移動する領域を、領域ａ１およびａ２に分けずに、振込領域Ｄを２つあるいはそれ以上の動区域の移動によりカバーすることも可能である。例えば、動区域Ａ１およびＡ２を斜めなどに隣接させた状態で、振込み領域ＤのＸ方向左側から右側まで動かすことが可能である。動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の位置を入れ替えたり、動区域Ａ１の軌跡が、隣接する動区域Ａ２の軌跡と重なるように動区域Ａ１およびＡ２の間隔およびＸ方向の移動距離を調整することにより、軌跡の重複率も確保できる。しかしながら、動区域Ａ１およびＡ２のＸ方向の移動距離は、上記のように動区域Ａ１およびＡ２によりそれぞれ異なる領域ａ１およびａ２をカバーする場合と比較すると長くなる。
【０１２９】
これらの例では、いずれも、振込み領域Ｄの全域において、軌跡Ｔ１が次に通る軌跡Ｔ１またはＴ２と５０％重複するとともに、軌跡Ｔ２が次に通る軌跡Ｔ１またはＴ２と５０％重複するように、動区域Ａ１およびＡ２を動かしている。したがって、動区域Ａ１が２回通る領域と、動区域Ａ２が２回通る領域と、動区域Ａ１およびＡ２が１回ずつ（トータル２回）通る領域とにより、振込み領域Ｄの全域をカバーできる。なお、外円Ｄoutでは、動区域Ａ１または動区域Ａ２が１回通る。なお、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の具体的な形態は、充填装置１０ａを制御する制御部５０内に記憶されたプログラム５０ｐにおいて、適当な関数あるいはルックアップテーブルなどのデータとして与えられる。
【０１３０】
マスク１１０の開口パターンへの充填漏れを抑制するためには、軌跡の重複率を高くすることが望ましい。一方、軌跡の重複率が高いと、１枚のウエハに導電性ボールを配列するために要する時間（タクトタイム）が長くなる。また、軌跡の重複率が高いと、導電性ボールの時間当たりの消費量が低下し、導電性ボールが長時間にわたり動区域に存在することになり、導電性ボールを損傷する確率が上がる。このため、動区域Ａ１およびＡ２は、軌跡Ｔ１およびＴ２により形成される全体としての軌跡の重複率が、１０％〜９８％の範囲となるように動かすことが好ましい。さらに好ましい重複率の範囲は、３０％〜９５％である。重複率が４０％〜９０％の軌跡は、動区域Ａ１およびＡ２を移動させるための最適な軌跡である。
【０１３１】
また、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度（本例では、ヘッド２１ａおよび２１ｂの移動速度と実質的に同義）が遅過ぎると、タクトタイムが長くなり過ぎる。一方、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度が速過ぎると、ボールＢがマスク１１０の開口１１１に落ち込まないうちに、動区域Ａ１およびＡ２が通過する確率が高くなる。したがって、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度は、２〜１２０ｍｍ／ｓの範囲が好ましく、さらに、５〜８０ｍｍ／ｓの範囲であることが好ましい。本例の充填装置１０ａにおいては、ヘッド２１ａおよび２１ｂの移動速度は２０〜８０ｍｍ／ｓとなるようにプログラム制御されている。
【０１３２】
動区域Ａ１およびＡ２は小さくできるが、小さ過ぎると、再び、タクトタイムが長くなる。したがって、円形の動区域Ａ１およびＡ２の直径は１０ｍｍ以上が好ましい。一方、動区域Ａ１およびＡ２が大き過ぎると、動区域Ａ１およびＡ２内におけるボールＢの移動が不十分になり、動区域Ａ１およびＡ２内に保持されるボールＢの密度のムラが大きくなり、場合によっては、導電性ボールＢが一層となる部分Ｅを良好に形成できなくなる可能性があることは上述した通りである。したがって、円形の動区域Ａ１およびＡ２の直径は１００ｍｍ以下が好ましい。円形の動区域Ａ１およびＡ２のより好ましい範囲は、２０〜６０ｍｍである。ボールＢを保持しながら移動する動区域Ａ１およびＡ２の適切な面積（動区域Ａ１およびＡ２の最適半径）は、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度、軌跡Ｔ１およびＴ２の重複率、振込み条件、導電性ボールＢの直径、マスク１１０の形状（マスク１１０の開口１１１の密度など）の条件により変わる。導電性ボールＢの直径が１０〜５００μｍ程度であれば、ヘッド２１ａおよび２１ｂの好適な例は、直径が１０〜１００ｍｍの円形の動区域Ａ１およびＡ２をマスク上に形成できるものである。例えば、本例の充填装置１０ａにおいては、円形の動区域Ａ１およびＡ２の直径は約４０ｍｍとなるようなヘッド２１ａおよび２１ｂが選択されている。
【０１３３】
また、ヘッド２１ａおよび２１ｂにより動区域Ａ１およびＡ２を形成する場合、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度が低すぎると、動区域Ａ１およびＡ２内におけるボールＢの移動が不十分となり、ボールＢが一層の状態で存在する領域Ｅの面積が減少するので、ボールＢの充填ミスが発生する可能性が高くなる。したがって、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度は、１０ｒｐｍ以上が好ましい。一方、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度が速すぎると、ボールＢの移動速度が速くなり、ボールＢが開口１１１に落ち込まないで通過する確率が高くなるので、この場合も、ボールＢの充填ミスが発生する可能性が高くなる。したがって、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度は、１２０ｒｐｍ以下が好ましい。さらに好ましいヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度の範囲は、３０〜９０ｒｐｍである。
【０１３４】
ヘッド２１ａおよび２１ｂの具体的な動作は、充填装置１０ａを制御する制御部５０内に記憶されたプログラムにおいて、適当な関数あるいはルックアップテーブルなどのデータとして与えられる。本例の充填装置１０ａにおいては、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転数は、それぞれ４５ｒｐｍとなるようにプログラム制御されている。
【０１３５】
図１５に、ボール充填装置の制御方法の一例をフローチャートにより示してある。まず、ステップ２０１において、基板（ウエハ）１００およびマスク１１０をセットする。ステップ２０２において、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより、マスク１１０の上面１１０ａに、２つの独立した動区域Ａ１およびＡ２を形成する。そして、ボール保持機能９１により、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２を、マスク１１０の上面１１０ａの一部の独立した２つの動区域Ａ１およびＡ２にそれぞれ保持させる。ステップ２０３において、移動機能９２により、領域ａ１およびａ２においては、各動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複し、かつ、領域ａ１およびａ２の境界部分においては互いに異なる動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の一部が重複するように、２つの動区域Ａ１およびＡ２を動かす（移動させる）。これにより、２つの動区域Ａ１およびＡ２により、振込み領域Ｄの全域を所定の重複率でカバーする。
【０１３６】
ステップ２０４において、２つの動区域Ａ１およびＡ２を移動中（２つの動区域Ａ１およびＡ２が終点にまで至っていない状態）であって、ステップ２０５において、動区域Ａ１およびＡ２の内部に導電性ボールＢを補給（補充）する必要が生じた場合には、ステップ２０６において、ボール補給機能９３により、ボール補給装置４０から、シャフト３８ａおよび３８ｂを含むボール供給路４９ａおよび４９ｂ、並びに、ヘッド２１ａおよび２１ｂを介して、導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２に対し、導電性ボールＢを補給（補充）する。このとき、動区域Ａ１およびＡ２の内部に、導電性ボールが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールが存在しない領域Ｅ２とが形成されるように、それぞれ導電性ボールを補給する。ステップ２０４において、２つの動区域Ａ１およびＡ２が終点にまで移動したら、ジョブを終了する。
【０１３７】
ウエハ１００の上面には、マスク１１０の開口パターンに対応して、予め半田付け用のフラックスがスクリーン印刷されている。したがって、開口１１１に充填された導電性ボールＢはフラックスに密着し、ウエハ１００の所定の位置に仮固定される。導電性ボールＢが搭載されたウエハ１００は、その後、公知のリフロー過程を経る。これにより、ボールＢがウエハ１００に固定される。
【０１３８】
以上のように、本例の充填装置１０ａによれば、ボール保持手段２０ａにより、マスク１１０の上面１１０ａに２つの独立した動区域Ａ１およびＡ２を形成し、これら動区域Ａ１およびＡ２に、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２をそれぞれ保持させ、この状態で、移動装置３０によりボール保持手段２０ａを移動させる。したがって、１つの動区域を移動させるよりも、タクトタイムを短縮できる。
【０１３９】
しかも、本例の充填装置１０ａによれば、ボール保持手段２０ａが２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを備えている。したがって、これらのヘッド２１ａおよび２１ｂにより、独立した２つの動区域Ａ１およびＡ２を形成できる。２つの独立したヘッド２１ａおよび２１ｂを備えるボール保持手段２０ａは、２つの独立した動区域Ａ１およびＡ２を形成するのに好適である。
【０１４０】
また、スキージ６２ａおよび６２ｂを備えるヘッド２１ａおよび２１ｂは、独立した２つの動区域Ａ１およびＡ２を形成するのに好適である。スキージ６２ａおよび６２ｂを備えるヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、動区域Ａ１およびＡ２の周囲からボールＢを集める機能とともに、マスク１１０の動区域Ａ１およびＡ２に対応する部分を押さえて、平坦にする機能を備えている。したがってマスク１１０に反りや歪みがあったとしても、動区域Ａ１およびＡ２の周囲の部分はスキージ６２ａおよび６２ｂにより押さえられるため、少なくともボールＢが振り込まれる動区域Ａ１およびＡ２においては、平坦度を改善できる。
【０１４１】
図１６に、本発明の第２の実施形態にかかるボール充填装置の概略構成を平面図により示してある。図１７に、図１６のボール搭載装置を一部断面とした側面図により示してある。
【０１４２】
このボール充填装置１０ｂは、マスク１１０の上面１１０ａを移動する独立した２つ動区域を形成するためのボール保持手段２０ｂと、ボール保持手段２０ｂを移動させるための移動装置３０と、２つの動区域Ａ１およびＡ２内に導電性ボールを補給するためのボール補給装置と、ボール保持手段２０ｂ、移動装置３０、およびボール補給装置を制御するための制御部とを備えている。
【０１４３】
ボール保持手段２０ｂを移動させるための移動装置３０は、第１の実施形態と同様に構成されているため、重複する説明は、図面に同符号を付して省略する。
【０１４４】
ボール保持手段２０ｂは、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを備えており、これらヘッド２１ａおよび２１ｂにより、２つの動区域Ａ１およびＡ２に、独立した２つの導電性ボールの集団をそれぞれ保持するように構成されている。また、ボール保持手段２０ｂは、さらに、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを回転させるための１つのモータ３７と、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂに対応する２つのシャフト３８ａおよび３８ｂと、２つのシャフト３８ａおよび３８ｂの間に設けられたシャフト３９とを備えている。
【０１４５】
モータ３７の軸３７ｒには、プーリーが取り付けられている。シャフト３８ａおよび３８ｂには、それぞれ、プーリー７２ａおよび７２ｂが取り付けられている。シャフト３９には、３つのプーリー７３ａ、７３ｂおよび７３ｃが取り付けられている。そして、シャフト３８ａのプーリー７２ａとシャフト３９のプーリー７３ａとの間、シャフト３８ｂのプーリー７２ｂとシャフト３９のプーリー７３ｂとの間、モータ３７の回転軸３７ｒのプーリーとシャフト３９のプーリー７３ｃとの間には、それぞれ、ベルト７４ａ、７４ｂ、および７４ｃが掛け渡されている。
【０１４６】
したがって、モータ３７の回転は、ベルト７４ｃ→プーリー７３ｃ→シャフト３９→プーリー７３ａ→シャフト３８ａを伝わって、ヘッド２１ａを回転駆動させるとともに、ベルト７４ｃ→プーリー７３ｃ→シャフト３９→プーリー７３ｂ→シャフト３８ｂを伝わって、ヘッド２１ｂを回転駆動させる。したがって、このボール保持手段２０ｂでは、１つのモータ３７で２つのヘッド２１ａおよび２１ｂが回転するようになっている。このボール保持手段２０ｂは、移動装置３０のＸ軸テーブル３１ｘに、直に取り付けられている。
【０１４７】
また、シャフト３８ａは、支持部材７５ａを介して、シャフト３９に取り付けられている。これにより、ヘッド２１ａは、シャフト３９を中心として、回転自在である。同様に、また、シャフト３８ｂは、支持部材７５ｂを介して、シャフト３９に取り付けられている。これにより、ヘッド２１ｂは、シャフト３９を中心として、回転自在である。したがって、支持部材７５ａと支持部材７５ｂとのなす角度を変えることにより、ヘッド２１ａとヘッド２１ｂとは、Ｘ方向における間隔が可変である。
【０１４８】
また、シャフト３８ａおよび３８ｂの内部が中空となっており、それぞれのシャフト３８ａおよび３８ｂを介して、ボール補給装置から、動区域Ａ１およびＡ２内にボールが補給される点は、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は、図面に同符号を付して省略する。
【０１４９】
なお、ヘッドの数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。また、ボール保持手段は、独立した複数の領域を形成できるものであれば、必ずしも、これらの動区域にそれぞれ対応する複数のヘッドを備えていなくてもよい。すなわち、複数の動区域は、必ずしも、これら動区域にそれぞれ対応する複数のヘッドにより形成しなくてもよい。さらに、動区域の数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
【０１５０】
独立した複数の動区域を形成するボール保持手段としては、例えば、少なくとも１つの部材（例えば、ヘッド）の振動により、部材の下に付いたスウィープ部材（例えば、スキージ）により、ボールを動区域の方向に掃き集める方式のものが挙げられる。ただし、この手段は、振動する方向および数、スウィープ部材の形状などにより、動区域は円ではなく、円に外接する多角形になる場合がある。動区域の形状が多角形の場合、部材の移動方向によっては、ボールを収集する能力に優劣が発生する可能性がある。
【０１５１】
独立した複数の動区域を形成するボール保持手段として、回転することにより導電性ボールに対して複数の動区域の方向に移動する力を加える複数のヘッドのような部材は、好ましい形態の１つである。円形の動区域は、部材の移動方向にボールを収集したり保持したりする能力に優劣は生ぜず、部材の移動方向を任意に選択できる点で優れている。
【０１５２】
また、独立した複数の動区域を形成するボール保持手段は、スキージを備えた部材でなくてもよい。例えば、部材は、ボールを複数の動区域に掃き集めるための気体をマスクの表面に吹き付けるエアーノズルを備えたタイプのものであってもよい。気体を吹き出すタイプの部材は、部材自体を回転駆動させるモータを省くことが可能であり、充填装置の構成を簡易にできる。また、磁力によりマスクに吸着するタイプのヘッドを採用することも可能である。
【０１５３】
また、移動機構を含む上述した実施形態は本発明に含まれるボール充填装置などを実現するための一例に過ぎない。例えば、それぞれの動区域を形成するための複数のヘッドはそれぞれＸ方向およびＹ方向に移動するための移動装置に接続されていても良い。Ｘ−Ｙテーブルのような移動装置に限らず、アームを用いた移動装置であっても良い。Ｘ−Ｙテーブルによりそれぞれのヘッドを移動するように支持しても良い。
【０１５４】
本実施形態の目的の１つは、タクトタイムを短縮できる装置、装置の制御方法、およびボール搭載方法を提供することである。しかしながら、当業者にとって自明な部分的な変更やバリエーションは、本発明の範囲内であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明のボール搭載装置の一例を示す平面図。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるボール充填装置の概略構成を示す平面図。
【図３】図２のボール充填装置の断面図。
【図４】図２のボール充填装置の変形例を示す断面図。
【図５】図２のボール充填装置のさらなる変形例を示す断面図。
【図６】図２のボール充填装置のさらなる変形例を示す断面図。
【図７】ボール保持手段の一部を示す断面図。
【図８】２つのヘッドの構成を上方から透かして示す図。
【図９】動区域の軌跡の一例を示す図であって、（ａ）は前半の軌跡を示す図、（ｂ）は後半の軌跡を示す図。
【図１０】動区域の軌跡の他の例を示す図であって、（ａ）は序盤の軌跡を示す図、（ｂ）は中盤の軌跡を示す図、（ｃ）は終盤の軌跡を示す図。
【図１１】動区域の軌跡のさらに他の例を示す図であって、（ａ）は序盤の軌跡を示す図、（ｂ）は中盤の軌跡を示す図、（ｃ）は終盤の軌跡を示す図。
【図１２】動区域の軌跡のさらに他の例を示す図であって、（ａ）はスタート位置を示す図、（ｂ）は中盤まで動区域を移動させたときの軌跡を示す図、（ｃ）は最後まで動区域を移動させたときの軌跡を示す図。
【図１３】図１２に示した例について、一方の動区域の軌跡を抜き出して示す図。
【図１４】動区域の軌跡のさらに他の例を示す図であって、（ａ）はスタート位置を示す図、（ｂ）は中盤まで動区域を移動させたときの軌跡を示す図、（ｃ）は最後まで動区域を移動させたときの軌跡を示す図。
【図１５】ボール充填装置の制御方法の一例を示すフローチャート。
【図１６】本発明の第２の実施形態にかかるボール充填装置の概略構成を示す平面図。
【図１７】図１６のボール充填装置を一部切断して示す側面図。
【符号の説明】
【０１５６】
１    ボール搭載装置、  １０ａ、１０ｂ    ボール充填装置
１１    マスク保持装置（マスクがセットされた状態で保持する装置）
２０ａ、２０ｂ    ボール保持手段、  ２１ａ、２１ｂ    ヘッド
３０    ヘッド移動装置（ヘッド移動手段、ヘッド移動機構、移動装置、移動手段）
３５    ヘッド支持装置（ヘッド支持手段、ヘッド支持機構）
３８ａ、３８ｂ    シャフト
４０    ボール補給装置（ボール補給手段）、  ４９ａ、４９ｂ    ボール供給路
５０    制御部、  ６２ａ、６２ｂ    スキージ（導電性ボールを集める手段）
８１    ベース、  ８２    レール、  ８３    ストッパ
１００    基板（ウエハ、プリント配線板）、  １１０    マスク
１１０ａ    マスクの上面（マスクの表面）、  １１１    マスクの開口
Ａ１、Ａ２    動区域、  Ｔ１、Ｔ２    軌跡
Ｅ１    導電性ボールが存在する領域
Ｅ２    導電性ボールが存在しない領域
Ｐ１、Ｐ２    垂直な軸
【図１】
2008042172.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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