(57)【要約】【課題】ピンの先端部に付着したペースト状材料の這上現象を防止して、ピンの先端が当接する当接面の所定箇所に確実に転写し得るペースト状材料の転写装置を提供する。【解決手段】転写装置を構成する転写ヘッド１０には、複数本のピン１２の各々が上下動自在に挿入される貫通孔１４が穿設されたピン保持板１６によって底部が形成された空間部１８と、空間部１８内に挿入され、複数本のピン１２の各鍔状部１２ａをピン保持板１６の方向に押圧するクッション部材２０と、ピン１２が挿入されたピン保持板１６の各貫通孔１４からピン１２の先端部方向に空気流が噴出して、ピン１２の後端部方向にペースト状材料の這い上がりを防止できるように、空間部１８の内壁面に開口された開口部から空間部１８内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路２４とを具備することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写ヘッドから互いに独立して垂下された複数本のピンの各先端部にペースト状材料を付着し、前記ピンの各先端が当接する当接面の所定箇所に前記ペースト状材料を転写するペースト状材料の転写装置において、
該転写ヘッドには、複数本のピンの各々が上下動自在に挿入される貫通孔が穿設されたピン保持板によって底部が形成された空間部と、
前記空間部内に挿入され、前記複数本のピンの各後端部をピン保持板方向に押圧するクッション部材と、
前記ピンが挿入されたピン保持板の各貫通孔からピンの先端部方向に空気流が噴出して、前記ピンの後端部方向にペースト状材料の這い上がりを防止できるように、前記空間部の内壁面に開口された開口部から空間部内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路とを具備することを特徴とするペースト状材料の転写装置。
【請求項２】
クッション部材のピンの後端と当接する当接面には、保護シートが設けられている請求項１記載のペースト状材料の転写装置。
【請求項３】
クッション部材が、スポンジ状のクッション部材である請求項１又は請求項２記載のペースト状材料の転写装置。
【請求項４】
ピンが、ピン保持板の貫通孔よりも大径の鍔状部が後端部に形成されているピンである請求項１〜３のいずれか一項記載のペースト状材料の転写装置。
【請求項５】
ペースト状材料が、経時に伴って粘度が低下するペースト状材料である請求項１〜４のいずれか一項記載のペースト状材料の転写装置。
【請求項６】
転写ヘッドから互いに独立して垂下された複数本のピンの各先端部にペースト状材料を付着し、前記ピンの各先端が当接する当接面の所定箇所に前記ペースト状材料を転写する際に、
該転写ヘッドとして、複数本のピンの各々が上下動自在に挿入される貫通孔が穿設されたピン保持板によって底部が形成された空間部と、前記空間部内に挿入され、前記複数本のピンの各後端部をピン保持板方向に押圧するクッション部材と、前記空間部の内壁面に開口された開口部から空間部内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路とを具備する転写ヘッドを用い、
前記ピンの先端部に付着したペースト状材料を、前記ピンの後端部方向へのペースト状材料の這い上がりを防止すべく、前記圧縮空気供給路から圧縮空気を空間部内に供給し、前記ピンの各々が挿入されたピン保持板の貫通孔からピンの先端部方向に空気流を噴射しつつ、前記当接面の所定箇所に転写することを特徴とするペースト状材料の転写方法。
【請求項７】
クッション部材のピンの後端と当接する当接面に、保護シートが設けられている請求項６記載のペースト状材料の転写方法。
【請求項８】
クッション部材として、スポンジ状のクッション部材を用いる請求項６又は請求項７記載のペースト状材料の転写装置。
【請求項９】
ピンとして、ピン保持板の貫通孔よりも大径の鍔状部が後端部に形成されているピンを用いる請求項６〜８のいずれか一項記載のペースト状材料の転写方法。
【請求項１０】
ペースト状材料として、経時に伴って粘度が低下するペースト状材料を用いる請求項６〜９のいずれか一項記載のペースト状材料の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はペースト状材料の転写装置及びペースト状材料の転写方法に関し、更に詳細には転写ヘッドから互いに独立して垂下された複数本のピンの各先端部にペースト状材料を付着し、前記ピンの各先端が所定箇所に当接して前記ペースト状材料を転写するペースト状材料の転写装置及びペースト状材料の転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４（ａ）に示す半導体装置としてのＢＧＡ（Ball Grid Array）１００のパッド１０２，１０２・・の各々にはんだバンプから成る外部接続端子を形成する際に、図４（ｂ）に示す様に、パッド１０２，１０２・・の各々にペースト状材料であるフラックス１０４を塗布した後、はんだボール１０６を搭載し［図４（ｃ）］、リフローすることによって各パッド１０２上に外部接続端子１０８が形成される［図４（ｄ）］。
かかる外部接続端子を形成する際に、パッド１０２，１０２・・の各々にフラックス１０４を塗布するには、図５に示す転写装置２００を用いて行なわれる。この転写装置２００は、上下動可能に設けられた板状部材２０２の一面側にピン２０４，２０４・・が剣山状に植設されている。
かかる転写装置２００を、そのピン２０４，２０４・・の各先端が、図５（ａ）に示す様に、ステージ２１０上にスキージ２０６によって成形したフラックス２０８から成る所定厚の膜状体に接触するように降下する。
次いで、転写装置２００を上昇することによって、ステージ２１０上の膜状体から離れてピン２０４，２０４・・の各先端部には、図５（ｂ）に示す様に、フラックス２０８が付着されている。このフラックス２０８が付着されているピン２０４，２０４・・の各先端部を、図５（ｂ）に示す様に、半導体装置１００の対応するパッド等の所定箇所に当接するように転写装置２００を降下する。
その後、転写装置２００を上昇し、半導体装置１００の対応する所定箇所からピン２０４，２０４・・の各先端を離すことによって、図５（ｃ）に示す様に、半導体装置１００の所定箇所にフラックス２０８が転写されている。
【０００３】
図５に示す転写装置２００では、板状部材２０２の一面側にピン２０４，２０４・・が剣山状に植設されている。一方、半導体装置１００のフラックス２０８を転写する所定箇所は、その高さ等にバラツキが存在する。
このため、転写装置２００のピン２０４，２０４・・のうち、半導体装置１００の所定箇所にピン２０４の先端が当接できないものが存在し、フラックス２０８が充分に転写されない。このため、半導体装置１００の所定箇所の各々に塗布されたフラックス２０８には、その転写量等にバラツキが生じる。
かかる半導体装置１００の所定箇所のバラツキを吸収できる転写装置として、下記特許文献１には、図６及び図７に示す転写装置３００が提案されている。
図６及び図７に示す転写装置３００の転写ヘッド３０２には、複数本のピン３０４，３０４・・の各々が上下動自在に挿入される貫通孔が穿設されたピン保持板３０６によって底部が形成された空間部３０８と、空間部３０８内に挿入され、複数本のピン３０４，３０４・・の各後端部をピン保持板３０６の方向に押圧するクッション部材３１０とを具備している。
かかるピン３０４は、ピン保持板３０６の貫通孔よりも大径の鍔状部が後端部に形成されており、複数本のピン３０４，３０４・・の各々は、互いに独立してピン保持板３０６の貫通孔に垂下されている。また、クッション部材３１０のピン３０４の後端と当接する当接面には、保護シート３１２が設けられている。
【特許文献１】特開平８−２６６９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６及び図７に示す転写装置３００によれば、図６に示す様に、ピン３０４，３０４・・の先端が当接面３１４に当接したとき、当接面３１４からピン３０４，３０４・・の先端の受けた押圧力は、クッション部材３１０が収縮して吸収できる。
このため、ピン３０４，３０４・・の先端が当接する当接面３１４に凹凸が存在していた場合、凹部に対応するピン３０４の先端が凹部底面に当接するまで、他のピン３０４を押圧することができ、ピン３０４，３０４・・の先端部に付着しているフラックス２０８を所定箇所に転写できる。
この場合、当接面の凸部の頂面に先端が当接したピン３０４と、当接面の凹部の底面に先端が当接したピン３０４とでは、ピン３０４，３０４の各々は当接面３１４から異なる押圧力を受ける。かかるピン３０４，３０４・・の各々が受ける押圧力は、その押圧力に応じてクッション部材３１０が収縮して吸収できる。
また、ピン３０４，３０４・・の先端が当接面３１４から離れたとき、図７に示す様に、クッション部材３１０の付勢力によって、ピン３０４，３０４・・の後端面はピン保持板３０６の方向に付勢される。
【０００５】
図６及び図７に示す転写装置３００によれば、当接面３１４に多少の凹凸が存在していても、フラックス等のペースト状材料を当接面３１４の所定箇所に転写できる。
ところで、ステージ２１０上のペースト状材料のフラックス２０８は、消費したフラックス量を追加しつつ、スキージ２０６で膜状体を形成しているが、フラックスの初期の特性には問題ないものの、経時に伴なってフラックス２０８の粘度が低下するものがある。かかるフラックス２０８の粘度低下によって、当接面３１４の所定箇所に転写されるフラックス量等が変動することが判明した。
このことを図８に示す。図８では、図８（ａ）から図８（ｅ）の方向に時間が進行しており、図８（ａ）に示す初期では、ピン３０４に付着するフラックス２０８ａはピン３０４の先端近傍に付着している。これに対し、経時に伴なってフラックス２０８の粘度が低下すると、図８（ｂ）〜図８（ｃ）に示す様に、ピン３０４の先端部に付着するフラックス２０８ａが徐々にピン３０４の上方に這い上がる這上現象が発生し、ピン３０４の先端の当接面に転写されるフラックス２０８ｂのフラックス量も徐々に増加する。
更に、フラックス２０８の粘度が低下すると、フラックス２０８ａのピン３０４の上方に這い上がる這上量が増加して、ピン３０４の先端近傍に在るフラックス量が低下し、図８（ｄ）に示す様に、ピン３０４の先端の当接面に転写されるフラックス２０８ｂのフラックス量が低下する。
【０００６】
このため、フラックス２０８ａのピン３０４への這上現象が発生したとき、ピン３０４，３０４・・を洗浄するか、ステージ２１０上の粘度低下したフラックス２０８を新品のフラックスと交換することを行なうことが必要となる。
しかし、ピン３０４，３０４・・の洗浄作業は、ピン３０４の本数が極めて多く、その作業は極めて煩雑である。
また、フラックスの交換作業は、その間は半導体装置の製造が停止する。しかも、交換したフラックス（粘度低下したフラックス）は、フラックスとしての初期の性能を有するものであるものの、廃棄処分せざるを得ず、省資源等の観点からも好ましくない。
そこで、本発明の課題は、ピンの先端部に付着したペースト状材料の這上現象を防止して、ピンの先端が当接する当接面の所定箇所に確実に転写し得るペースト状材料の転写装置及びペースト状材料の転写方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、ピン３０４の先端部に付着したフラックス２０８ａの這上現象を防止する手段について種々検討したところ、ピン３０４の各々が挿入されたピン保持板３０６の貫通孔からピン３０４の先端部方向に空気流を噴射することが有効であること知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、転写ヘッドから互いに独立して垂下された複数本のピンの各先端部にペースト状材料を付着し、前記ピンの各先端が当接する当接面の所定箇所に前記ペースト状材料を転写するペースト状材料の転写装置において、該転写ヘッドには、複数本のピンの各々が上下動自在に挿入される貫通孔が穿設されたピン保持板によって底部が形成された空間部と、前記空間部内に挿入され、前記複数本のピンの各後端部をピン保持板方向に押圧するクッション部材と、前記ピンが挿入されたピン保持板の各貫通孔からピンの先端部方向に空気流が噴出して、前記ピンの後端部方向にペースト状材料の這い上がりを防止できるように、前記空間部の内壁面に開口された開口部から空間部内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路とを具備することを特徴とするペースト状材料の転写装置にある。
【０００８】
また、本発明は、転写ヘッドから互いに独立して垂下された複数本のピンの各先端部にペースト状材料を付着し、前記ピンの各先端が当接する当接面の所定箇所に前記ペースト状材料を転写する際に、該転写ヘッドとして、複数本のピンの各々が上下動自在に挿入される貫通孔が穿設されたピン保持板によって底部が形成された空間部と、前記空間部内に挿入され、前記複数本のピンの各後端部をピン保持板方向に押圧するクッション部材と、前記空間部の内壁面に開口され、前記空間部内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路とを具備する転写ヘッドを用い、前記ピンの先端部に付着したペースト状材料を、前記ピンの後端部方向へのペースト状材料の這い上がりを防止すべく、前記圧縮空気供給路から圧縮空気を空間部内に供給し、前記ピンの各々が挿入されたピン保持板の貫通孔からピンの先端部方向に空気流を噴射しつつ、前記当接面の所定箇所に転写することを特徴とするペースト状材料の転写方法でもある。
【０００９】
かかる本発明において、クッション部材のピンの後端と当接する当接面に、保護シートを設けることによって、クッション部材がピンの後端による損傷を防止できる。
このクッション部材としては、スポンジ状のクッション部材を用いることによって、クッション部材内を圧縮空気が通過でき、ピンの各々が挿入されたピン保持板の貫通孔からピンの先端部方向に容易に空気流を噴出させることができる。
また、ピンとして、ピン保持板の貫通孔よりも大径の鍔状部が後端部に形成されているピンを用いることにより、ピン保持板の貫通孔からピンを容易に垂下できる。
尚、ペースト状材料としては、経時に伴って粘度が低下するペースト状材料を用いる場合に、本発明を好適に適用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピンの各々が挿入されたピン保持板の貫通孔からピンの先端部方向に空気流を噴出しつつ、ピンの先端部にペースト状材料を付着させている。
このピンの先端部方向に噴出する空気流によって、ピンの先端部に付着して後端部方向に這い上がるペースト状材料を、ピンの先端部方向に吹き寄せることができ、ピンの先端部に付着したペースト状材料の這上現象を防止できる。
その結果、所定量のペースト状材料をピンの先端部に付着でき、ピンの先端が当接する当接面の所定箇所に所定量のペースト状材料を確実に転写できる。
また、経時と共に粘度が低下するペースト状材料であっても、その交換頻度を低下でき且つピンの掃除間隔も延長でき、転写装置の生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る転写装置を構成する転写ヘッドの一例を図１に示す。図１は、転写ヘッド１０の部分断面図であり、転写ヘッド１０は昇降可能に設けられている。かかる転写ヘッド１０内には、空間部１８が形成されており、この空間部１８の底部は複数の貫通孔１４，１４・・が穿設されたピン保持板１６によって形成されている。かかる貫通孔１４，１４・・の各々には、貫通孔１４よりも大径の鍔状部１２ａが後端部に形成されているピン１２が挿通されており、ピン１２の先端部１２ｂがピン保持板１６の下方に互いに独立して突出している。かかるピン１２，１２・・の各々は、ピン保持板１６の貫通孔１４に上下動自在に挿入されており、鍔状部１２ａによってピン１２がピン保持板１６からの抜け止めされている。
【００１２】
転写ヘッド１０内に形成された空間部１８には、クッション部材２０が挿入されており、ピン１２，１２・・の各々の鍔部１２ａはクッション部材２０によってピン保持板１６の方向に押圧されている。
このクッション部材２０とピン１２，１２・・の各鍔状部１２ａとの間には、保護シート２２が設けられており、クッション部材２０がピン１２の鍔状部１２ａとの当接等による損傷を防止できる。
かかるクッション部材２０が挿入された空間部１８の内壁面には、圧縮空気供給路２４が開口されている。この圧縮空気供給路２４には、図１に示す様に、空間部１８の内壁面の開口部がクッション部材２０によって閉塞されても、クッション部材２０の押圧力に打ち勝って空間部１８内に圧縮空気を噴き込むことができる圧力の圧縮空気を供給する。この圧縮空気の圧力としては、約０．４９ＭＰａ程度とすることが好ましい。
この様に、空間部１８の内壁面の開口部がクッション部材２０によって閉塞されるため、クッション部材２０としては、空気が通過できるスポンジ状のクッション部材２０を好適に用いることができる。また、保護シート２２としては、クッション部材２０と共に変形できるものであれば樹脂製又は金属製であってもよい。
尚、空気供給路２４は、クッション部材２０が挿入された空間部１８の内壁面に開口することは必ずしも必要ではないが、図１に示す様に、空間部１８の内壁面に空気供給路２４を開口することによって、クッション部材２０の弾性力を補うことができ好ましい。
【００１３】
ところで、鍔状部１２ａはピン保持板１６の内壁面に当接しているが、鍔状部１２ａはピン１２がピン保持板１６の貫通孔１４からの抜け止めを図るものであるため、鍔状部１２ａとピン保持板１６の内壁面との間には、隙間が存在する。
このため、圧縮空気供給路２４から開口部を経由して空間部１８内に供給された圧縮空気は、ピン１２の鍔状部１２ａとピン保持板１６との間の隙間からピン１２が挿入された貫通孔１４内に入り、貫通孔１４の内壁面とピン１２の外周面との間を通過して、貫通孔１４の外方に噴出する。
貫通孔１４の外方に噴出した圧縮空気流は、ピン１２の先端部１２ｂの方向にピン１２に沿って流下する。
尚、貫通孔１４の外方に圧縮空気流を安定して一定量噴出させるには、例えば図２（ａ）（ｂ）に示す様に、ピン１２の鍔状部１２ａの保持板１６と対向する対向面に、その中心部から外周縁に向かうスリット溝１５，１５・・を放射状に形成することが好ましい。
【００１４】
図１に示す転写ヘッド１０は、貫通孔１４からピン１２の先端部１２ｂの方向にピン１２に沿って圧縮空気を噴出させつつ、ステージ２６の一面側に形成された所定厚のペースト状材料から成る膜状体２８に向けて降下する。この膜状体２８は、図５（ａ）に示すスキージ２０６を用いてペースト状材料を所定厚の膜状に成形できる。
転写ヘッド１０が降下し、ピン保持板１６の貫通孔１４，１４・・の各々から垂下されているピン１２の各先端が、膜状体２８が形成されたステージ２６の一面に当接した状態を図３に示す。
ピン１２，１２・・には、当接したステージ２６の一面から受ける力が作用し、ピン１２，１２・・の後端部に形成された鍔状部１２ａがクッション部材２０から受けるピン保持板１６方向への押圧力に抗して、クッション部材２０を押圧する。このため、図３に示す様に、ピン１２の鍔状部１２ａとピン保持板１６との間の隙間が大きくなり、貫通孔１４の外方に噴出する圧縮空気流が増加する。
【００１５】
かかる貫通孔１４の外方に噴出する圧縮空気流は、ピン１２に沿って流下し、膜状体２８を形成するペースト状材料のピン１２の先端部１２ｂからの這い上がり防止できる。このため、転写ヘッド１０を上昇し、ピン１２，１２・・の各先端をステージ２６の一面から離すと、図８（ａ）に示す様に、ピン１２の先端近傍に所定量のペースト状材料が付着している。
次いで、このピン１２，１２・・の各先端を、半導体装置等の対応する当接面の所定箇所に当接することによって、所定量のペースト状材料を転写できる。
【００１６】
このペースト状材料としては、経時に伴って粘度が低下するペースト状材料、例えばフラックスを用いることができる。
従来、粘度が低下したペースト状材料は、転写を繰り返していると、ピン１２の先端部１２ｂに残るペースト材料量が増加し、次第にピン１２に沿って這がり易くなるため、ペースト状材料の早期の交換が必要であった。
この交換の際には、粘度が低下したものの、ペースト状材料の奏する特性に何等問題がない場合でも、転写装置を停止していなければならず、交換したペースト状材料は廃棄処分することになって、省資源の観点からも好ましくない。
この点、図１及び図３に示す転写装置では、ピン１２が挿通された貫通孔１４から圧縮空気流を噴出し、ピン１２に沿って流下する空気流によって、ペースト状材料のピン１２への這い上がりを防止しつつ、ペースト状材料の転写を行うことができる。
このため、経時に伴って粘度が低下するフラックス等のペースト状材料を用いた場合、ペースト状材料の粘度が低下しても、ピン１２に沿って流下する空気流によって、ペースト状材料のピン１２への這い上がりを防止できる。その結果、フラックス等のペースト状材料は、経時に伴って粘度のみが低下するものの、粘度以外の初期の特性を満足している間は継続して使用できる。
【００１７】
経時に伴なって粘度が低下するフラックスを用いて図６及び図７に示す転写装置によって転写を行なった場合、フラックスの交換頻度は１時間に１回程度であった。
これに対し、同一フラックスを用いて図１及び図３に示す転写装置によって転写を行なった場合には、フラックスの交換頻度は４時間に１回程度とすることができ、転写装置の生産性を向上できた。
また、図６及び図７に示す転写装置では、ピン３０４，３０４・・の洗浄の際には、ピン３０４，３０４・・を保持しているピン保持板３０６を転写ヘッド３００から取り外してアルコール溶液中にピン３０４，３０４・・を浸漬して洗浄することが必要である。かかる洗浄の際に、ピン保持板３０６からピン３０４，３０４・・の落下防止に細心の注意が必要である。
【００１８】
この点、図１及び図３に示す転写装置では、転写装置本体から転写ヘッド１０を取り外して、ピン保持板１６を転写ヘッド１０に取り付けた状態で上向きとし、アルコール溶液をピン１２，１２・・に降り掛ける。次いで、圧縮空気供給路２４に圧縮空気を供給して、各貫通孔１４から圧縮空気を噴射することによってピン１２，１２・・を洗浄できる。
この様に、図１及び図３に示す転写装置では、ピン保持板１６を転写ヘッド１０に取り付けた状態で洗浄できるため、ピン１２，１２・・がピン保持板１６から落下する懸念を解消でき、安心してピン１２，１２・・の洗浄を行なうことができる。
尚、ペースト状材料としては、フラックスを挙げているが、接着剤であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る転写装置を構成する転写ヘッドの部分断面図である。
【図２】図１に示す転写装置に用いるピンの他の例を説明する説明図である。
【図３】図１に示す転写ヘッドのピンの先端がステージに当接した状態を説明する部分断面図である。
【図４】ＢＧＡの外部接続端子としてのはんだボールを搭載する工程を説明する工程図である。
【図５】図４に示すパッドの各々にフラックスを転写する転写方法を説明する工程図である。
【図６】改良された転写ヘッドを説明する部分断面図である。
【図７】図６に示す転写ヘッドのピンの先端が当接面から離れた状態を説明する部分断面図である。
【図８】ペースト材料のピンへの這い上がり状況を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  転写ヘッド
１２  ピン
１２ａ  ピン１２の鍔状部
１２ｂ  ピン１２の先端部
１４  貫通孔
１６  ピン保持板
１８  空間部
２０  クッション部材
２２  保護シート
２４  圧縮空気供給路
２６  ステージ
２８  膜状体
【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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【図８】
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