(57)【要約】【課題】マスクの破損を防止すると共に、溶融ソルダ射出ヘッドとマスクとの間の密着性を向上することができる、溶融ソルダ射出ヘッドを提供する。【解決手段】本発明の溶融ソルダ射出ヘッドは、上部にバルクソルダ１０が投入され、下部に射出口１１５が形成された本体１１０と、この本体１１０に位置し、バルクソルダ１０を熔融させる第１のヒータ１２０と、射出口１１５の周辺に位置し、第１のヒータ１２０より低い温度で作動する第２のヒータ１２５とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部にバルクソルダが投入され、下部に射出口が形成された本体と、
前記本体に位置し、前記バルクソルダを熔融させる第１のヒータと、
前記射出口の周辺に位置し、前記第１のヒータより低い温度で作動する第２のヒータと
を含む溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項２】
前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記本体の下部に位置し、マスクと接するポリマー材料のパッドを、さらに含む請求項１に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項３】
前記パッドは、側面と前記マスクの上面との間の角度が３０度以上７５度以下である請求項２に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項４】
前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを流動させるスリットを、さらに含む請求項１に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項５】
前記スリットの角度は変更自在である請求項４に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項６】
前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを振動させる振動部を、さらに含む請求項１に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項７】
前記振動部は、圧電素子を用いる超音波振動子である請求項６に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項８】
上部にバルクソルダが投入され、下部に射出口が形成された本体と、
前記本体に位置し、前記バルクソルダを熔融させる第１のヒータと、
前記本体の下部に位置し、マスクと接するポリマー材料のパッドと
を含む溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項９】
前記パッドは、側面と前記マスクの上面との間の角度が３０度以上７５度以下である請求項８に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項１０】
前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口の周辺に位置し、前記第１のヒータより低い温度で作動する第２のヒータを、さらに含む請求項８に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項１１】
前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを流動させるスリットを、さらに含む請求項８に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項１２】
前記スリットの角度は、変更自在である請求項１１に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項１３】
前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを振動させる振動部を、さらに含む請求項８に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【請求項１４】
前記振動部は、圧電素子を用いる超音波振動子である請求項１３に記載の溶融ソルダ射出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出ヘッドに関し、特に、印刷回路基板の表面に熔融ソルダを供給する溶融ソルダ射出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子機器の小型化及び高性能化に伴って半導体チップなどの半導体素子も益々高集積化されており、半導体素子のバンプパターンの間隔が従来に比べてより密に設けられている。
【０００３】
このため、半導体素子のパターンに応じる収容部が形成された基板に、一定量の溶融ソルダを注入してから、これを加熱するリフロー工程によって、半球形または球形のバンプを形成する方法が提案されている。
【０００４】
言い換えれば、基板上に半導体チップのパターンに応じる孔、溝などの収容部をエッチング工程などによって形成した状態で、該収容部に溶融ソルダを満たし、これを加熱するリフロー工程を行うと、該溶融ソルダは表面張力によって球形または半球形のバンプとして形成されることになる。
【０００５】
このような、基板上の収容部に溶融ソルダを注入する工程は、溶融ソルダ射出ヘッドによって行われる。この溶融ソルダ射出ヘッドは、熔融前のバルクソルダを熔融させた後、注入したい位置に該融ソルダを射出する。この場合、基板に収容部のオープンされたマスクを設け、該マスクを介して溶融ソルダが基板の収容部のみに注入されるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３４７６３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マスクは熱に弱く、高温の溶融ソルダによって破損され易いという問題点がある。とりわけ、凹凸が多く且つ収容部の形態が複雑な基板の場合、溶融ソルダの流れ性が良くなければならない。そのため、該溶融ソルダの温度を高めなければならないため、マスクが破損される危険がさらに大きくなる。また、溶融ソルダ射出ヘッドとマスクとの間の密着性が低く、該溶融ソルダ射出ヘッドから溶融ソルダが漏れる恐れがあるという問題点がある。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みて成されたものであって、マスクの破損を防止すると共に、溶融ソルダ射出ヘッドとマスクとの間の密着性を向上することができる、溶融ソルダ射出ヘッドを提供することに、その目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決するために、本発明による溶融ソルダ射出ヘッドは、上部にバルクソルダが投入され、下部に射出口が形成された本体と、前記本体に位置し、前記バルクソルダを熔融させる第１のヒータと、前記射出口の周辺に位置し、前記第１のヒータより低い温度で作動する第２のヒータとを含む。
【００１０】
また、前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記本体の下部に位置し、マスクと接するポリマー材料のパッドをさらに含む。
【００１１】
また、前記パッドは、側面と前記マスクの上面との間の角度が３０度以上７５度以下である。
【００１２】
また、前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを流動させるスリットをさらに含み、該スリットの角度は変更自在である。
【００１３】
また、前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを振動させる振動部をさらに含み、該振動部は、圧電素子を用いる超音波振動子である。
【００１４】
また、上記目的を解決するために、本発明の他の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッドは、上部にバルクソルダが投入され、下部に射出口が形成された本体と、該本体に位置し、前記バルクソルダを熔融させる第１のヒータと、前記本体の下部に位置し、マスクと接するポリマー材料のパッドとを含む。
【００１５】
また、前記パッドは、側面と前記マスクの上面との間の角度が３０度以上７５度以下である。
【００１６】
また、前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口の周辺に位置し、前記第１のヒータより低い温度で作動する第２のヒータをさらに含む。
【００１７】
また、前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを流動させるスリットをさらに含み、該スリットの角度は変更自在である。
【００１８】
また、前記溶融ソルダ射出ヘッドは、前記射出口に位置し、熔融されたソルダを振動させる振動部をさらに含み、該振動部は、圧電素子を用いる超音波振動子である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の溶融ソルダ射出ヘッドによれば、溶融ソルダを通じてマスクへ伝達される熱的疲労を最小化することによって、マスクの破損を防止すると共に溶融ソルダの流れ性を向上することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明によれば、溶融ソルダ射出ヘッドとマスクとの間の密着力を向上することによって、溶融ソルダが外部へ漏れるという現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッドの断面図である。
【図４】図２中のＡ部分を拡大した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。また、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２３】
本明細書で使われた用語は、実摘形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００２４】
図１は、本発明による溶融ソルダ射出ヘッドの断面図である。図１を参照して、本発明による溶融ソルダ射出ヘッド１００は、本体１１０と、第１のヒータ１２０と、第２のヒータ１２５とを含む。
【００２５】
前記本体１１０では、上部にバルクソルダ１０が投入され、下部には射出口１１５が形成される。前記バルクソルダ１０は、熔融前の固体状態であるソルダであって、バルクソルダ供給部１７０によって本体１１０に投入される。
【００２６】
前記本体１１０に投入されたバルクソルダ１０は、第１のヒータ１２０によって加熱されて熔融される。該熔融されたソルダ１５（溶融ソルダ)は、本体１１０の下部に形成された射出口１１５を通じて外部に射出される。該射出された溶融ソルダ１５は、マスク２０のスルーホール２５を通じて基板に注入される。
【００２７】
前記第２のヒータ１２５は、本体１１０の射出口１１５寄りに位置し、前記第１のヒータ１２０より低い温度で作動する。すなわち、前記第１のヒータ１２０を通じて熔融ソルダ１５が射出口１１５の方へ移動すると、第２のヒータ１２５は第１のヒータ１２０より低い温度で溶融ソルダ１５を加熱するようになる。これによって、溶融ソルダ１５の温度が最初の熔融時の温度より低くなるようになる。
【００２８】
この場合、第２のヒータ１２５は溶融ソルダ１５が固くならない程度の温度で加熱する。すなわち、溶融ソルダ１５が最小限の熔融状態を維持することができる温度で溶融ソルダ１５を加熱する。
【００２９】
したがって、本発明の溶融ソルダ射出ヘッド１００は、射出される溶融ソルダ１５の温度を最大限低め、マスク２０へ伝達される熱的疲労を最小化することによって、高温の溶融ソルダ１５によってマスク２０が破損されることを防止することができる。
【００３０】
また、本発明の溶融ソルダ射出ヘッド１００は、ポリマー材料のパッド１３０をさらに含む。このパッド１３０は、本体１１０の下部に位置し、マスク２０と直接接触する。
【００３１】
パッド１３０は、マスク２０の接触面に形成された凹凸などに対応して、溶融ソルダ射出ヘッド１００とマスク２０との間の密着力を向上させる役割をする。このパッド１３０は、フッ素ゴムなどの耐熱性ポリマー材料によって形成されてもよい。よって、前記パッド１３０は、高温の溶融ソルダ１５と接しても破損されなく、マスク２０の凹凸に対応可能な撓み性を有することができる。
【００３２】
また、前記パッド１３０は、側面と前記マスク２０の上面とが成す角度αが望ましくは、３０度以上７５度以下である。この角度αは、パッド１３０を用いて溶融ソルダ１５をスクイージングする場合、パッド１３０と溶融ソルダ１５とが接するようなパッド１３０の側面傾斜度を示す。角度αが３０度未満の場合、スクイージングの時、溶融ソルダ１５がパッド１３０を脱して外部へ漏れるようになり、αが７５度超の場合は、溶融ソルダ１５の充填性が低くなるようになる。
【００３３】
また、本体１１０の側面に形成されたガス注入部１４０を通じて、窒素やアルゴンなどのようにソルダとの反応性が低いガスを投入することによって、溶融ソルダ１５の射出に必要な圧力を得ることができる。
【００３４】
また、ピストン形態の排出部１５０を用いて本体１１０内の圧力を低めることによって、必要によって溶融ソルダ１５を引き上げて溶融ソルダ１５とマスク２０とが分離されるようにする。また、射出工程中に形成されるフラックス汚染物など各種異物が比重差によって溶融ソルダ１５の上部に浮び上がると、前記排出部１５０を通じて各種異物を外部へと排出することができる。
【００３５】
図２は、本発明の他の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド２００を示す断面図である。図２に示すように、本発明の他の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド２００は、本体２１０と、第１のヒータ２２０と、スリット２６０とを含む。
【００３６】
前記スリット２６０は、本体２１０に形成された射出口２１５に位置する。このスリット２６０を通過する溶融ソルダ１５は流動が発生するようになる。溶融ソルダ１５に流動が発生すると、流れ性が向上して、溶融ソルダ１５の温度を相対的に低温で維持することができる。高温の溶融ソルダ１５はマスク２０を破損させる恐れがあるため、溶融ソルダ１５を低温で維持すると共に、前記スリット２６０を通じて溶融ソルダ１５の流れ性を維持する。
【００３７】
前記スリット２６０の角度は変更自在である。図４は、図２中のＡ部分を拡大した部分拡大図である。図４に示すように、スリット２６０の左右方向へ角度を変更することができることを分かる。
【００３８】
前記スリット２６０の角度を変更することによって、溶融ソルダ１５で最適の流動が発生するスリット２６０の角度を維持するようにするか、またはスリット２６０の角度を持続的に変更して溶融ソルダ１５の流れ性を向上することができる。
【００３９】
また、本発明の第２の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド２００は、本発明の第１の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド１００と同様に、第２のヒータ２２５を通じて射出口２１５寄りの溶融ソルダ１５の温度を相対的に低温で維持することができる。
【００４０】
また、ポリマー材料のパッド２３０を用いて、溶融ソルダ射出ヘッド２００とマスク２０との間の密着性を向上することができることは勿論である。
【００４１】
図３は、本発明の第３の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド３００を示す断面図である。図３に示すように、本発明の第３の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド３００は、本体３１０と、第１のヒータ３２０と、振動部３６０とを含む。
【００４２】
前記振動部３６０は、本体３１０に形成された射出口に位置し、溶融ソルダ１５に振動を伝達する。この振動部３６０によって、溶融ソルダ１５が振動しながら流れ性が向上する。よって、低温でも溶融ソルダ１５の流れ性を維持することができるため、高温の熱によるマスク２０の破損を最小化すると共に溶融ソルダ１５の射出を容易に行うことができる。
【００４３】
前記振動部３６０は、望ましくは、圧電素子を用いる超音波振動子である。圧電素子は、電流が印加されると、変位の発生する部品であって、該印加される電流の極性によって伸びるか収縮する性質が有する。よって、この圧電素子に印加される電流の極性を繰り返して変えると、該圧電素子は伸縮と収縮を繰り返して振動を発生するようになる。このような原理を通じて、溶融ソルダ１５へ振動を伝達する。
【００４４】
また、本発明の第３の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド３００は、本発明の第１の実施形態による溶融ソルダ射出ヘッド１００と同様に、第２のヒータ３２５を通じて射出口３１５寄りの溶融ソルダ１５の温度を相対的に低温で維持することができる。また、ポリマー材料のパッド３３０を用いて溶融ソルダ射出ヘッド２００とマスク２０との間の密着性を向上することができる。
【００４５】
図２及び図３に示されたガス注入部２４０、３４０、排出部２５０、３５０、バルクソルダ供給部２７０、３７０は、本発明の第１の実施形態で説明したガス注入部１４０、排出部１５０及びバルクソルダ供給部１７０と同じ役割を行うため、詳しい説明は略するようにする。また、本発明の第２の実施形態で説明したスリット２６０と本発明の第３の実施形態で説明した振動部３６０とは、同時に設置されてもよいのは勿論である。
【００４６】
今回開示された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、前記した実施の形態の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及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４７】
１０  バルクソルダ
１５  溶融ソルダ
２０  マスク
２５  スルーホール
１００、２００、３００  溶融ソルダ射出ヘッド
１１０、２１０  ３１０  本体
１１５、２１５、３１５  射出口
１２０、２２０、３２０  第１のヒータ
１２５、２２５、３２５  第２のヒータ
１３０、２３０、３３０  パッド
１４０、２４０、３４０  ガス注入部
１５０、２５０、３５０  排出部
２６０  スリット
３６０  振動部
１７０、２７０、３７０  バルクソルダ供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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