(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックスを転写するための平坦な供給領域が形成されたフラックス貯留スペースと、少なくとも供給領域内のフラックス面を均一にならすためのスキージとを有するフラックス貯留装置において、フラックス貯留スペース内の供給領域は、転写ヘッドの転写領域と実質的に同一の大きさで、供給領域のフラックス面と転写ヘッドの転写領域との実質的平行を維持しつつ供給領域を除くフラックス貯留スペースに対して上昇可能とされたことを特徴とするフラックスの貯留装置。
【請求項２】
フラックス貯留スペースに形成されたフラックスを転写するための平坦な供給領域内のフラックス面をスキージにより均一にならした後、転写ヘッドにフラックスを転写する方法において、フラックス貯留スペース内の供給領域を、転写ヘッドの転写領域と実質的に同一の大きさのものとし、供給領域のフラックス面と転写ヘッドの転写領域との実質的平行を維持しながら、供給領域を、該領域を除くフラックス貯留スペースに対して上昇させて、転写ヘッドを供給領域に接触させ、転写ヘッドにフラックスを転写することを特徴とするフラックスの転写方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハや基板に半田ボール等をマウントするボールマウント装置やフリップチップボンダ等におけるフラックスの転写に利用されるフラックスの貯留装置及び転写方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フリップチップボンダやボールマウント装置等においては、フラックスをワークに転写する装置が用いられている。これらの装置では、ワークを保持したボンディングヘッドをフラックス貯留装置へ下降させ、ワークにフラックスを転写したり、転写ヘッドをフラックス貯留装置へ下降させ、転写ヘッドに付着したフラックスを再度所望のワークへ転写していた。
【０００３】
このようなフラックス貯留装置１０では、ワークや転写ヘッド１３に均一なフラックスを転写するため、スキージ１５でフラックス貯留スペース１４のフラックス層４０の厚さを均一にしている。スキージ１５でフラックス層４０を均した場合、図８及び図９に示されるように、フラックス層４０の端部にフラックスの盛り上がり４１、４２が生じる。ワーク全体にフラックスを転写する場合には問題は少ないが、転写ヘッド１３にフラックスを転写する場合には、図９に示されるように、盛り上がり４１、４２により転写ヘッド１３の余分なところにフラックスが付着する危険性が生じる。
【０００４】
従来のように転写ヘッドの転写のための突起部が大きい場合には大きな問題とはならないが、近年の微小チップ化により、転写のための突起部が小さく高密度化されることにより、不具合が予想されるようになってきた。これを避けるためには、スキージによる均し面積を大きくすれば、フラックスの盛り上がり部分を避けることができるが、ウエハ一括転写のように大面積を同時に転写する場合には、フラックス貯留装置が大型化し、好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転写ヘッドの余分なところにフラックスが付着せず、コンパクトなサイズで微少な転写でも、確実に転写を行うことのできるフラックスの貯留装置及び転写方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記課題を解決するため、フラックスを転写するための平坦な供給領域が形成されたフラックス貯留スペースと、少なくとも供給領域内のフラックス面を均一にならすためのスキージとを有するフラックス貯留装置において、フラックス貯留スペース内の供給領域は、転写ヘッドの転写領域と実質的に同一の大きさで、供給領域のフラックス面と転写ヘッドの転写領域との実質的平行を維持しつつ供給領域を除くフラックス貯留スペースに対して上昇可能とされたことを特徴とするフラックスの貯留装置を提供するものである。
【０００７】
第２の発明は、フラックス貯留スペースに形成されたフラックスを転写するための平坦な供給領域内のフラックス面をスキージにより均一にならした後、転写ヘッドにフラックスを転写する方法において、フラックス貯留スペース内の供給領域を、転写ヘッドの転写領域と実質的に同一の大きさのものとし、供給領域のフラックス面と転写ヘッドの転写領域との実質的平行を維持しながら、供給領域を、該領域を除くフラックス貯留スペースに対して上昇させて、転写ヘッドを供給領域に接触させ、転写ヘッドにフラックスを転写することを特徴とするフラックスの転写方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、半田ボールマウント装置の平面図である。該半田ボールマウント装置は、ウエハ供給部１と、フラックス転写部２と、ボールマウント部３と、ワーク駆動機構４とで構成される。本発明はフラックス転写部２に表れる。
【０００９】
ウエハ供給部１は、供給用のウエハカセット５と、搬出用のウエハカセット６と、不良用のウエハカセット７との各ウエハカセットと、ウエハの搬送を行うクリーンルーム用スカラー型ロボット９と、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８とでなる。
【００１０】
ウエハ位置決め位置８の上方には、図２に示されるように、ＣＣＤカメラ３１が図面上前後に重なり合うように２台配置されており（図面上は前方の１台のみが表れている）、その下方には、ウエハ上に向いた照明器３２が配備されている。ＣＣＤカメラ３１は、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８上方で、ワーク駆動機構４と平行な方向（Ｘ軸方向）にモータ３３により移動可能とされている。
【００１１】
ワーク駆動機構４には、ウエハステージ３０が設けられており、ウエハステージ３０を駆動させるＸ軸（図１中左右方向）とΘ軸（回転方向）の２軸の駆動機構が設けられる。ウエハステージ３０は、Ｘ軸駆動機構により、ウエハ位置決め位置８と、フラックス転写位置１１と、ボールマウント位置２０の間を移動停止可能とされている。尚、ウエハステージ３０には転写ヘッド１３とマウントヘッド２５を観察するための２台のＣＣＤカメラ２３、２３′が配備されている。
【００１２】
フラックス転写部２は、転写ヘッド１３及びその駆動機構と、フラックス貯留装置１０と、ワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１とからなり、転写ヘッド１３の移動路に転写ヘッド１３のクリーニング部１２が設けられている。
【００１３】
フラックス貯留装置１０の転写ヘッド１３には、図３の側面図に示されるように、フラックス貯留装置１０とワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１との間を往復するＹ軸と、フラックス転写のための上下動をするＺ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられている。図中３４は、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータであり、図中３４′は、Ｙ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、転写ヘッド１３の移動の役割とともに、転写ヘッド１３とワークの位置決めにおいても利用される。
【００１４】
本発明の特徴はフラックス貯留装置１０にあり、フラックス貯留装置１０には、図５に示されるように、フラックスを転写するための平坦な供給領域１７′を有するフラックス貯留スペース１４と、供給領域１７′内のフラックス面を一定の厚さに均一にならすためのスキージ１５とを設ける。
【００１５】
このフラックス貯留スペース１４内の供給領域１７′は、転写ヘッド１３のフラックス転写領域１７に対応するステージ１６により形成される。ステージ１６は、図６に示されるように、転写ヘッド１３への転写領域１７と実質的に同一の大きさで、転写領域１７と実質的に平行に設定される。ステージ１６は上下動可能とされており、フラックスを転写ヘッド１３に転写するときには、供給領域１７′のフラックス面をその角度を維持しながら、言い換えれば転写ヘッド１３の転写領域１７との実質的平行を維持しながら、図示されていないサーボモータ、又はシリンダ等により、ステージ１６を微少寸法昇降させる。他実施例としてステージ１６を除くフラックス貯留スペース１４を下降させることにより、ステージ１６を、貯留スペース１４に対して上方に位置させることもできる。尚、本実施例における転写ヘッド１３には、図６に示されるように、転写ピンではなく、転写スタンプ１８が用いられている。
【００１６】
ボールマウント部３は、マウントヘッド２５及びその駆動機構と、ボール供給装置１９と、ワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０と、その間に配置される余剰ボール除去装置２１と、ボール吸着ミス検査装置と、ボール吸着ミス検査装置で余剰ボールが検知されたときにマウントヘッド２５下に侵入するボール排出装置２４とで構成される。
【００１７】
ボール供給装置１９のボールトレイ２７の上方にはボールストッカ（図示されていない）からボールトレイ２７内に半田ボールを供給する供給口２８が進退自在に配置される。供給口２８の先端にはボールトレイ２７内のボール残量を検知するセンサ２９が取り付けられており、ボール残量不足を検知するとボールストッカより一定量の半田ボールを供給する。供給口２８は、マウントヘッド２５が半田ボールを吸着時には干渉を避けるためボールトレイ２７外へ待避する構造となっている。
【００１８】
余剰ボール除去装置２１は、マウントヘッド２５に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノズルである。
【００１９】
マウントヘッド２５には、図４に示されるように、ボール供給装置１９とワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられる。図中３５はＺ軸駆動モータであり、図中３５′はＹ軸駆動モータである。
【００２０】
ボール吸着ミス検査装置は、４台のラインＣＣＤカメラ２２、２２′によりミッシングボール、エキストラボール（余剰ボール）等の吸着ミスと、搭載ミスであるリメインボールとを検知する。
【００２１】
以下、本実施例における半田ボールマウント装置の作動手順について説明する。まず、供給用のウエハカセット５から１枚ずつロボット９でウエハをウエハ位置決め位置８にあるウエハステージ３０上に供給する。ウエハステージ３０では、ウエハが供給されると図示されていないブロアモータを通して、ウエハステージ３０上面の穴から真空吸引を開始し、ウエハを保持する。
【００２２】
保持されたウエハは、ウエハ位置決め位置８の上方に配置された２台のＣＣＤカメラ３１によりターゲットマーク又は配線パターンが読みとられ、ウエハのウエハステージ３０上の位置が認識され、図示されていない制御装置へデータが送られる。ウエハの位置認識が終了したウエハステージ３０はフラックス転写位置１１へ送られる。
【００２３】
フラックス転写部２では、図７のフロー図に示されるように、転写ヘッド１３が、フラックス貯留装置１０の上方へと移動する。その時フラックス貯留装置１０では、スキージ１５によりフラックス表面を平坦化する。その後、転写ヘッド１３が下降すると同時にステージ１６が上昇する。転写ヘッド１３とステージ１６が接触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点で転写ヘッド１３へのフラックスの転写の終了と判断し、転写ヘッド１３の下降を停止し、上昇する。同時にステージ１６も下降する。
【００２４】
その後、転写ヘッド１３は、フラックス転写位置１１へ移動し、ウエハステージ３０に設けられた２台のＣＣＤカメラ２３、２３′で転写ヘッド１３のアライメントマークを認識する。この認識結果に先に認識したウエハの位置データを加味し、転写ヘッド１３の１軸（Ｙ軸）とウエハステージ３０の２軸（Ｘ軸、Θ軸）でウエハと転写ヘッド１３の位置が整合するように位置合わせを行う。
【００２５】
位置合わせ後、転写ヘッド１３を下降させ、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータ３４への負荷が一定値に達した時点でウエハへのフラックス転写終了と判断し、転写ヘッド１３を上昇させる。上昇後、転写ヘッド１３はフラックス貯留装置１０へ戻り、ウエハステージ３０はボールマウント位置２０へ移動する。尚、転写ヘッド１３は、必要回数毎にクリーニング部１２に移動し、転写ヘッド１３をクリーニング部１２に接触させ、転写ヘッド１３に残留するフラックスを除去している。
【００２６】
マウントヘッド２５は、ボール供給装置１９の上方より下降して指定位置で停止し、マウントヘッド２５に図示されていないブロアモータより吸引力を与え、半田ボールをマウントヘッド２５下面に吸着させる。マウントヘッド２５内圧が所定圧力より低くなった時点で、吸着完了と判断し、マウントヘッド２５を上昇させる。その後余剰ボール除去装置２１で余剰ボールを除去して、ボール吸着ミス検査装置へ移動する。
【００２７】
ボール吸着ミスがあった場合、ミッシングボールなら再度ボール供給装置１９へ移動し、吸着動作を繰り返す。余剰ボールがあった場合には、ボール排出装置２４がマウントヘッド２５下へ侵入し、ボール排出装置２４内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール供給装置１９へ移動し、吸着動作を繰り返す。
【００２８】
異常がなかった場合には、ボールマウント位置２０へ移動する。ボールマウント位置２０では、ウエハステージ３０に設けられたＣＣＤカメラ２３、２３′でマウントヘッド２５下面のアライメントマークを認識し、フラックス転写位置同様に位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド２５は下降し、ボールマウント位置２０のウエハ上に半田ボールをマウントして、その後上昇する。
【００２９】
半田ボールのマウントが終了したウエハステージ３０はウエハ位置決め位置８へ戻るが、事前にボールマウント検査位置へ移動させたＣＣＤカメラ３１により、ウエハ上の半田ボールのマウント状況を検査する。
【００３０】
この時、ＣＣＤカメラ３１は停止しており、ウエハステージ３０の移動によりＣＣＤカメラ３１で全面をスキャニングする形となる。検査の結果、マウントが良好ならば搬出用のウエハカセット６へ、マウントが不良ならば不良用のウエハカセット７へ、ロボット９により挿入する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、フラックス貯留装置において、フラックス貯留スペース内の供給領域は、転写ヘッドへの転写領域と実質的に同一の大きさで、供給領域のフラックス面と転写ヘッドの転写領域との実質的平行を維持しつつ供給領域を除くフラックス貯留スペースに対して上昇可能とされたことにより、フラックスを転写ヘッドに転写する際に、転写ヘッドの下降と同調させてステージを上昇させれば、フラックスの盛り上がり部分を転写ヘッドに近づけることなく転写することができるので、転写ヘッドの余分なところにフラックスが付着せず、コンパクトなサイズで微少な転写でも、確実に転写を行うことのできるフラックスの貯留装置及び転写方法を提供することができた。
【００３２】
実施例の効果ではあるが、転写ヘッドに転写スタンプを用いることにより、転写ヘッドに転写ピンを用いる場合と比較して、アタッチメントコスト（部品の値段）を低く押さえることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田ボールマウント装置の平面図
【図２】ウエハ位置決め位置での検査用ＣＣＤカメラを示す説明図
【図３】フラックス転写部の側面図
【図４】ボールマウント部の側面図
【図５】フラックス貯留装置を示す断面図
【図６】ステージ上昇時の転写ヘッドとの関係を示す断面説明図
【図７】フラックス転写手順のフロー図
【図８】従来のフラックス貯留装置の断面図
【図９】従来のフラックス転写の説明図
【符号の説明】
１．．．．．．．．ウエハ供給部
２．．．．．．．．フラックス転写部
３．．．．．．．．ボールマウント部
４．．．．．．．．ワーク駆動機構
５、６、７．．．．ウエハカセット
８．．．．．．．．ウエハ位置決め位置
９．．．．．．．．ロボット
１０．．．．．．．フラックス貯留装置
１１．．．．．．．フラックス転写位置
１２．．．．．．．クリーニング部
１３．．．．．．．転写ヘッド
１４．．．．．．．フラックス貯留スペース
１５．．．．．．．スキージ
１６．．．．．．．ステージ
１７．．．．．．．転写領域
１７′．．．．．．供給領域
１８．．．．．．．転写スタンプ
１９．．．．．．．ボール供給装置
２０．．．．．．．ボールマウント位置
２１．．．．．．．余剰ボール除去装置
２２、２２′、２３、２３′、３１．．．ＣＣＤカメラ
２４．．．．．．．ボール排出装置
２５．．．．．．．マウントヘッド
２７．．．．．．．ボールトレイ
２８．．．．．．．供給口
２９．．．．．．．センサ
３０．．．．．．．ウエハステージ
３２．．．．．．．照明器
３３、３４、３４′、３５、３５′．．．モータ
４０．．．．．．．フラックス層
４１、４２．．．．盛り上がり
【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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【図９】
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