(57)【要約】【課題】プリント配線板の接続パッドの位置のばらつきに、従来よりも少ない数のボール搭載用マスクで対応することにある。【解決手段】  ボール搭載用マスク１は、配線板Ｂの複数の接続パッドｂ１に対応する複数の開口３が形成されたプレート状のマスク本体５を備える。マスク本体５は、該マスク本体５の外周縁側からの引張り力の変化に伴い弾性変形して、配線板Ｂの各接続パッドｂ１と該接続パッドｂ１に対応するマスク本体５の各開口３との相対位置が変化するよう構成されている。また、マスク本体５は、複数の開口３が形成されたボール割当て領域７と外周縁との間の周辺部９に凹条溝１３またはスリット１４で構成された歪み緩和部１１を有する。【選択図】図１
2017041464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線板の複数の接続パッドに対応する複数の開口が形成されたプレート状のマスク本体を備え、前記配線板の上方に配置されて前記マスク本体の開口を通して導電性のボールを各接続パッドに割り当てるボール搭載用マスクであって、
前記マスク本体は、該マスク本体の外周縁側からの引張り力の変化に伴い弾性変形して、前記配線板の各接続パッドと該接続パッドに対応するマスク本体の各開口との相対位置が変化するよう構成されており、
前記マスク本体は、前記複数の開口が形成されたボール割当て領域と前記外周縁との間の周辺部に、凹条溝またはスリットで構成された少なくとも１つの歪み緩和部を有することを特徴とする。
【請求項２】
請求項１に記載のボール搭載用マスクであって、前記ボール割当て領域は矩形形状をなし、前記歪み緩和部は、前記ボール割当て領域の辺に沿って形成されている。
【請求項３】
請求項２に記載のボール搭載用マスクであって、前記ボール割当て領域の前記辺の中央と前記歪み緩和部の中央がほぼ一致する。
【請求項４】
請求項２または３に記載のボール搭載用マスクであって、前記歪み緩和部は、前記辺の長さの０．６〜１．１倍の長さを有する。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか一項に記載のボール搭載用マスクであって、前記歪み緩和部の幅は長さ方向において変化する。
【請求項６】
請求項５に記載のボール搭載用マスクであって、前記歪み緩和部の幅は長さ方向において非線形に変化する。
【請求項７】
請求項５または６に記載のボール搭載用マスクであって、前記歪み緩和部の幅は長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなる。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか一項に記載のボール搭載用マスクであって、前記ボール割当て領域と前記歪み緩和部との距離が、該歪み緩和部の長さ方向において変化する。
【請求項９】
請求項８に記載のボール搭載用マスクであって、前記ボール割当て領域と前記歪み緩和部との距離が、該歪み緩和部の長さ方向において非線形に変化する。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のボール搭載用マスクであって、前記ボール割当て領域と前記歪み緩和部との距離が、長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなる。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のボール搭載用マスクであって、前記歪み緩和部が前記凹条溝で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板の複数の接続パッドに対応する複数の開口が形成されたプレート状のマスク本体を備え、配線板の上方に配置されてマスク本体の開口を通して導電性のボールを各接続パッドに割り当てるボール搭載用マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１には、プリント配線板の接続パッドに対応する開口を備えるボール整列用マスクの上方に半田ボール搭載装置の筒部材を位置させ、この筒部材の開口から空気を吸引することで半田ボールを集合させ、筒部材を水平方向に移動させることで、集合させた半田ボールをボール整列用マスクの上に移動させ、ボール搭載用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させるボール搭載装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、プリント配線板の複数の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール搭載用のコンビネーションマスクが開示されている。特許文献２は、メタルマスクの平面精度を高くすることを目的としている。このため特許文献２では、メタルマスクの周囲を中空の枠に伸縮性のあるシートを介して貼り付けて各辺に同等の張力を与えるとともに、メタルマスクの角部に突出部材を取り付けて外方斜め方向に張力を付している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０７４００１号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５０２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プリント配線板の複数の接続パッドの位置にはプリント配線板間でばらつきがある。プリント配線板の接続パッドの位置がマスクの開口に対して電極の大きさの半分以上ずれると、例えば特許文献１に開示されているようなボール搭載装置による半田ボールの搭載の際に半田ボールが接続パッドに乗らず、半田バンプの形成不良が生じる可能性がある。マスクの開口に対する接続パッドの位置のずれは、近年のプリント配線板の配線ピッチの微細化に伴って生じ易くなっている。このため、従来は開口の配置を少しずつ異ならせたマスクを複数準備しているが、コストアップの原因となっている。
【０００６】
特許文献２にはメタルマスクに張力を加えて平面精度を高くしたコンビネーションマスクが記載されているが、このコンビネーションマスクでは、マスクの開口の配置を変更するまでには至っていない。
【０００７】
それ故本発明は、配線板の接続パッドの位置のばらつきに少ない数のマスクで対応し、配線板の製造コストを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明は、配線板の複数の接続パッドに対応する複数の開口が形成されたプレート状のマスク本体を備え、前記配線板の上方に配置されて前記マスク本体の開口を通して導電性のボールを各接続パッドに割り当てるボール搭載用マスクであって、前記マスク本体は、該マスク本体の外周縁側からの引張り力の変化に伴い弾性変形して、前記配線板の各接続パッドと該接続パッドに対応するマスク本体の各開口との相対位置が変化するよう構成されており、前記マスク本体は、前記複数の開口が形成されたボール割当て領域と前記外周縁との間の周辺部に、凹条溝またはスリットで構成された少なくとも１つの歪み緩和部を有することを特徴とするものである。
【０００９】
なお、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記ボール割当て領域は矩形形状をなし、前記歪み緩和部は、前記ボール割当て領域の辺に沿って形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記ボール割当て領域の前記辺の中央と前記歪み緩和部の中央がほぼ一致することが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記歪み緩和部は、前記辺の長さの０．６〜１．１倍の長さを有することが好ましく、０．９〜１．１倍の長さを有することがより好ましい。
【００１２】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記歪み緩和部の幅は長さ方向において変化することが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記歪み緩和部の幅は長さ方向において非線形に変化することが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記歪み緩和部の幅は長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記ボール割当て領域と前記歪み緩和部との距離が、該歪み緩和部の長さ方向において変化することが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記ボール割当て領域と前記歪み緩和部との距離が、該歪み緩和部の長さ方向において非線形に変化することが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記ボール割当て領域と前記歪み緩和部との距離が、長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなることが好ましい。
【００１８】
加えて、本発明のボール搭載用マスクにあっては、前記歪み緩和部が凹条溝で構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のボール搭載用マスクにおいて、マスク本体の外周縁側からの張力を変化させると、マスク本体が弾性変形し、配線板の各接続パッドと該接続パッドに対応するマスク本体の各開口との相対位置が変化し、配線板の各接続パッドに対するマスク本体の各開口の位置ずれを補正することができる。この際、マスク本体のボール割当て領域と外周縁との間の周辺部に設けられた凹条溝またはスリットで構成された歪み緩和部により、周辺部およびボール割当て領域に生じ得る歪みが緩和されるので、配線板の各接続パッドに対するマスク本体の各開口の位置ずれ補正が均一になされる。
【００２０】
したがって、本発明のボール搭載用マスクによれば、配線板の接続パッドの位置のばらつきに少ない数のマスクで対応し、配線板の製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る一実施形態のボール搭載用マスクを示す平面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示されるボール搭載用マスクのマスク本体の部分拡大図である。（Ｂ）は図２（Ａ）中のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、歪み緩和部の変形例を示す図２（Ｂ）と同様の位置での断面図である。
【図４】本発明に係る他の一実施形態のボール搭載用マスクを示す平面図である。
【図５】（Ａ）は図４に示されるボール搭載用マスクのマスク本体の部分拡大図である。（Ｂ）は図５（Ａ）中のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。
【図６】図１に示されるボール搭載用マスクにおけるマスク本体の変形例が示されている。（Ａ）はマスク本体の部分拡大図であり、（Ｂ）は図６（Ａ）中のＲ−Ｒ線に沿う断面図である。
【図７】図１に示されるボール搭載用マスクにおけるマスク本体の変形例を示す平面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１に示されるボール搭載用マスクにおけるマスク本体の変形例を示す平面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１に示されるボール搭載用マスクにおけるマスク本体の変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態のボール搭載用マスクを備えるボール搭載装置が示されている。（Ａ）はボール搭載装置の正面図であり、（Ｂ）はボール搭載装置の側面図である。
【図１１】図１０に示されるボール搭載装置による上記実施形態のボール搭載用マスクの変形状態が示された概念図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｅ）はマスク本体への張力付加の各種の態様例が示された説明図である。
【図１３】上記ボール搭載装置の作動が示されている。（Ａ）はボール搭載用マスクのアライメント工程が示され、（Ｂ）はボール搭載用マスク上への半田ボールの供給工程が示されている。
【図１４】上記ボール搭載装置の作動が示されている。（Ａ）はボール搭載用マスク上での半田ボールの集合工程が示され、（Ｂ）はプリント配線板上への半田ボールの移載工程が示されている。
【図１５】上記ボール搭載装置の作動が示されている。（Ａ）はボール搭載用マスクの開口のある領域（ボール割当て領域）上の余剰の半田ボールの除去工程が示され、（Ｂ）はボール搭載用マスクの開口のない領域上の余剰の半田ボールの除去工程が示されている。
【図１６】歪み緩和部を有さないマスク本体の周辺部が四方に引っ張られた際の開口の変位のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】歪み緩和部を有するマスク本体の周辺部が四方に引っ張られた際の開口の変位のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態が図面に基づき詳細に説明される。ここで図１は、本発明に係る一実施形態のボール搭載用マスクを示す平面図であり、図２（Ａ）は図１に示されるボール搭載用マスクのマスク本体の部分拡大図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。
【００２３】
本実施形態のボール搭載用マスク１は、配線板としての後述の多層プリント配線板Ｂの複数の接続パッドｂ１に対応する複数の開口３が形成されたプレート状のマスク本体５を備え、配線板Ｂの上方に配置されてマスク本体５の開口３を通して導電性のボールとしての後述する微小な半田ボールｓを各接続パッドｂ１に割り当てるものである。
【００２４】
マスク本体５の外周縁は長方形をなし、外周縁の内側に複数の開口５で構成されるボール割当て領域７を有する。本例では、ボール割当て領域７も長方形である。なお、マスク本体５の平面形状は正方形であってもよい。マスク本体５は、ニッケルやステンレス、銅等からなる金属箔で形成することができる。マスク本体５に用いる金属箔としては、ボール割当て用の開口３および後述の凹条溝１３またはスリット１４が形成される前の状態で、厚みが３５〜２００μｍ、室温（２５℃）におけるヤング率が１００〜２００Ｇｐａのものを用いることが好ましい。
【００２５】
また、マスク本体５には、ボール割当て領域７と外周縁との間の周辺部９に、マスク本体５の外周縁側からの引張り力（張力）が変化した際に、該周辺部９における歪みを緩和させる歪み緩和部１１がボール割当て領域７の各辺に沿って形成されている。歪み緩和部１１は、凹条溝またはスリットで構成することができ、図１および図２に示されるように凹条溝１３で構成すると後のボール供給工程においてマスク本体５の表面側に供給された半田ボールｓが当該凹条溝１３を通じて裏面側に落下することがなく有利である。なお、図１および図２に示される例では、凹条溝１３はマスク本体５の裏面側に設けられているが、凹条溝１３は図３（Ａ）に示される変形例のように、マスク本体５の表面側に設けられていてもよく、図３（Ｂ）に示されるように両面に設けられていてもよい。凹条溝１３がマスク本体５の裏面側のみに設けられている場合（図２（Ｂ））には、マスク本体５の、半田ボールｓが供給される面（表面）が平坦となるので、後の余剰な半田ボールの除去工程において半田ボールｓの回収が容易である。このような凹条溝１３は、レーザー加工、エッチング加工または切削加工により形成することができる。歪み緩和部１１としてスリットを形成する場合も同様の加工方法により形成することができる。歪み緩和部１１としてスリット１４が形成された変形例は図３（Ｃ）に示される。
【００２６】
図１および図２に示されるように、本実施形態において歪み緩和部１１の平面形状は長方形であり、歪み緩和部１１の、隣接するボール割当て領域７の辺に沿った長さＬ１は、ボール割当て領域７の、当該辺の長さＬ２に対して０．６〜１．１倍とすることが好ましく、０．９〜１．１倍とすることがより好ましい。図示例では、歪み緩和部１１の長さＬ１は、ボール割当て領域７の辺の長さＬ２の約０．６倍である。また、各歪み緩和部１１の中央は、ボール割当て領域７の辺の中央（中央線７ａ、７ｂ）とほぼ一致することが好ましい。歪み緩和部１１の幅Ｗ（歪み緩和部１１の内側辺部１１ａおよび外側辺部１１ｂ間距離）は略一定である。また、ボール割当て領域７および歪み緩和部１１間の距離Ｌ３も略一定である。
【００２７】
図４および図５には、本発明に従う他の一実施形態のボール搭載用マスク１が示されている。本実施形態においてマスク本体５の平面形状は正方形である。マスク本体５の裏面側には、ボール割当て領域７の各辺に対応して、凹条溝１３で構成された歪み緩和部１１が設けられている。各歪み緩和部１１は、その周縁の内側辺部１１ａが直線状に形成されるとともに、外側辺部１１ｂが長さ方向の中央を外側に凸にした弓状（湾曲形状）に形成されており、歪み緩和部１１の幅Ｗは、長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなるよう長さ方向において非線形に変化する。ボール割当て領域７と歪み緩和部１１の内側辺部１１ａとの距離Ｌ３は略一定である。また、各歪み緩和部１１の中央は、ボール割当て領域７の中央（中央線７ａ、７ｂ）にほぼ一致する。歪み緩和部１１の、隣接するボール割当て領域７の辺に沿った長さＬ１は、ボール割当て領域７の、当該辺の長さＬ２に対して０．６〜１．１倍とすることが好ましく、０．９〜１．１倍とすることが好ましい。なお、マスク本体５の平面形状は、図１に示される例のように長方形であってもよい。
【００２８】
図６〜９には、凹条溝部１３で構成された歪み緩和部１１の変形例が示されている。図６に示される変形例では、凹条溝部１３の周縁の外側辺部１１ｂおよび内側辺部１１ａの双方が長さ方向の中央を外側に凸にした弓状（湾曲形状）に形成されていて、ボール割当て領域７と歪み緩和部１１との距離Ｌ３は、長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなるよう長さ方向で非線形に変化する。凹条溝部１３の幅は略一定である。
【００２９】
図７に示される変形例では、各歪み緩和部１１は、その周縁の外側辺部１１ｂが直線状に形成されるとともに、内側辺部１１ａが長さ方向の中央を内側に凸にした弓状（湾曲形状）に形成されており、歪み緩和部１１の幅Ｗは、長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなるよう長さ方向において非線形に変化する。
【００３０】
図８（Ａ）、（Ｂ）に示される変形例では、各歪み緩和部１１は、内側辺部１１ａおよび外側辺部１１ｂが互いに平行な台形に形成されている。図８（Ａ）の例では、内側辺部１１ａが外側辺部１１ｂよりも長い。図８（Ｂ）の例では、外側辺部１１ｂが内側辺部１１ａよりも長い。
【００３１】
図９（Ａ）に示される変形例では、各歪み緩和部１１は、内側辺部１１ａを底辺とする二等辺三角形に形成されている。図９（Ｂ）に示される変形例では、各歪み緩和部１１は、外側底辺１１ｂを底辺とする二等辺三角形に形成されている。
【００３２】
なお、上述の実施形態では、ボール搭載用マスク１はさらに、図１および図４に示されるように、マスク本体５の外周縁を支持する、伸縮性のメッシュからなる緩衝エリア１６と、該緩衝エリア１６の外周部分を支持する枠体１８と、を備えている。
【００３３】
緩衝エリア１６を構成するメッシュは、枠体の内側に緩衝材として設けられるもので、例えばポリエステル糸からなる伸縮性のある織布で形成されるが、これに限定されない。
【００３４】
枠体１８は、その内側に緩衝エリア１６を介してマスク本体５を支持するものであり、マスク本体５と同様、矩形形状（長方形または正方形）に形成される。
【００３５】
次に、本実施形態のボール搭載用マスク１の作用が、ボール搭載装置とともに図面に基づき説明される。
【００３６】
先ず、ボール搭載装置について説明される。図１０に示されるように、ボール搭載装置３０は、配線板としての多層プリント配線板Ｂを位置決め保持するＸＹθ吸引テーブル３２と、該ＸＹθ吸引テーブル３２を昇降移動させるテーブル昇降移動機構３４と、多層プリント配線板Ｂの接続パッドｂ１に対応する多数の開口３を備える上記ボール搭載用マスク１と、ボール搭載用マスク１上を移動する半田ボールｓを誘導する搭載筒３６と、搭載筒３６に負圧を与える吸引ボックス３８と、余剰の半田ボールｓを回収するためのボール除去筒４０と、該ボール除去筒４０に負圧を与える吸引ボックス４２と、回収した半田ボールｓを保持するボール除去吸引装置４４と、を備える。
【００３７】
ボール搭載装置３０はまた、ボール搭載用マスク１をクランプするマスククランプ４６と、搭載筒３６およびボール除去筒４０をＸ方向へ送るＸ方向移動機構４８と、Ｘ方向移動機構４８を支持する移動機構支持ガイド５０と、多層プリント配線板Ｂを撮像するためのアライメントカメラ５２と、搭載筒３６下にある半田ボールｓの残量を検出する残量検出センサ５４と、残量検出センサ５４により検出された残量に基づき半田ボールｓを搭載筒３６側へ供給する半田ボール供給装置５６と、を備える。なお、図示のボール搭載装置３０は、搭載筒３６およびボール除去筒４０の移動機構としてＸ方向へ送るＸ方向移動機構４８のみを備えるが、Ｙ方向へ送る移動機構を備えることも可能である。
【００３８】
搭載筒３６には、下端開口部３６Ａ（図１３（Ｂ）参照）が矩形に形成してある。このため、半田ボールｓを略矩形状に集合させて、多数個取り用の多層プリント配線板Ｂの個別の多層プリント配線板の略矩形形状の接続パッド領域上に半田ボールｓを効率的に搭載することができる。多数個取り用の多層プリント配線板Ｂの上方に、ボール搭載装置３０の搭載筒３６およびボール除去筒４０が、個々の接続パッド領域に対応してＹ方向へ複数並べられている（図１０（Ｂ）参照）。なお、ここでは、一つの接続パッド領域に一本の搭載筒３６を対応させたが、搭載筒３６を複数の接続パッド領域に対応した大きさにしてもよい。またここで、搭載筒３６およびボール除去筒４０をＹ方向に並べたのは便宜的であり、搭載筒３６およびボール除去筒４０をＹ方向へ送る移動機構を備える場合は、搭載筒３６およびボール除去筒４０をＸ方向に並べても良い。
【００３９】
ＸＹθ吸引テーブル３２は、半田ボールｓを搭載される多層プリント配線板Ｂを位置決め、吸着、保持および補正する。アライメントカメラ５２は、ＸＹθ吸引テーブル３２上の多層プリント配線板Ｂの後述するアライメントマークｂ２（図１３（Ａ）参照）を検出し、検出された位置に基づき、多層プリント配線板Ｂとボール搭載用マスク１との位置が調整される。残量検出センサ５４は、光学的な手法により半田ボールｓの残量を検出する。
【００４０】
上記ボール搭載装置３０に設けられているマスククランプ４６は、図１１に示されるようにボール搭載用マスク１の枠体を水平に固定支持する固定クランプ５８と、マスク変形機構６０によって水平移動される複数の可動クランプ６２とを有し、これらの可動クランプ６２は、ボール搭載用マスク１のマスク本体５の外周部分の複数箇所あるいは緩衝エリア１６の外周部分の複数箇所をそれぞれクランプし、直接的あるいは緩衝エリア１６を介して間接的にマスク本体５の張力を変更する。
【００４１】
なお、マスク変形機構６０は、例えばＸ方向移動機構４８と同様にモータで回転駆動するねじでそれに螺合するナットを移動させるねじ式移動機構あるいはモータで回転駆動するカムでカムフォロワを移動させるカム式移動機構等により各可動クランプ６２を直線的に移動させるように構成することができる。
【００４２】
可動クランプ６２によりマスク本体５を引っ張る箇所としては各種の態様がある。図１２（Ａ）〜（Ｅ）は、可動クランプ６２によるマスク本体５への張力付加の態様例が示された説明図であり、太線および黒丸は張力を加える場所、矢印は張力の方向を示している。図１２（Ａ）は、マスク本体５の周辺部全体を例えば緩衝エリア１６を介して引っ張る場合であり、図１２（Ｂ）は、マスク本体５の周辺部の各辺を部分的に引っ張る場合であり、図１２（Ｃ）は、マスク本体５の周辺部の各辺をその中央部から辺に沿って互いに離間する方向へ引っ張る場合であり、図１２（Ｄ）は、マスク本体５の周辺部の各角部を引っ張る場合であり、図１２（Ｅ）は、マスク本体５の周辺部の各辺の中央部を引っ張る場合である。
【００４３】
次に、上記構成を有するボール搭載装置３０による半田ボールｓの搭載工程について、図１３〜図１５を参照して説明する。なお、図１３（Ａ）に示されるように、多層プリント配線板Ｂの最外層の導体層ｂ３上にはソルダーレジスト層ｂ４が形成され、そのソルダーレジスト層ｂ４の開口ｂ６内に、導体層ｂ３の一部からなるアライメントマークｂ２と、導体層ｂ３上に形成された上記接続パッドｂ１とが露出している。ソルダーレジスト層ｂ４上には接続パッドｂ１を覆うようにフラックスｂ７が印刷され、フラックスｂ７は、接続パッドｂ１上に搭載される半田ボールｓをその搭載位置に保持するとともに、後の半田ボールｓのリフローの際に半田ボールｓから形成される半田バンプの、接続パッドｂ１への接続を補助する。
【００４４】
（１）多層プリント配線板の位置認識と位置調整
図１３（Ａ）に示されるように、多数個取り用の多層プリント配線板ＢをＸＹθ吸引テーブル３２に搭載し、多層プリント配線板Ｂのアライメントマークｂ２をアライメントカメラ５２により認識して、ボール搭載用マスク１に対する多層プリント配線板Ｂの位置をＸＹθ吸引テーブル３２によって補正する。即ち、先ず、ボール搭載用マスク１の多数の開口３が多層プリント配線板Ｂの多数の接続バッド１ｂに対しそれぞれ上下方向に概略整列するように多層プリント配線板Ｂの位置を調整する。そしてその後、可動クランプ６２によりマスク本体５の周辺部に引張り力を与え、ボール搭載用マスク１を弾性変形させて、ボール搭載用マスク１の多数の開口３を多層プリント配線板Ｂの多数の接続バッド１ｂに対しそれぞれ上下方向に整列させる。
【００４５】
（２）半田ボールの供給
図１３（Ｂ）に示されるように、半田ボール供給装置５６から半田ボールｓを搭載筒３６側のボール搭載用マスク１上に定量供給する。なお、半田ボールｓを予め搭載筒３６内に供給しておいてもよい。
【００４６】
（３）半田ボールの搭載
図１４（Ａ）に示されるように、ボール搭載用マスク１の上方に、該ボール搭載用マスク１との所定のクリアランス（例えば、ボール径の０．５〜４倍）を保って搭載筒３６を位置させ、搭載筒３６の吸引部３６Ｂから空気を吸引することで、搭載筒３６と多層プリント配線板Ｂ間の隙間を通る空気の流速を例えば５m/sec〜３５m/secとして、当該搭載筒３６の開口部３６Ａ直下のボール搭載用マスク１上に半田ボールｓを集合させる。
【００４７】
その後、図１４（Ｂ）に示されるように、多層プリント配線板ＢのＹ軸方向に沿って並べられた搭載筒３６を、Ｘ方向移動機構４８を介してＸ軸方向に水平方向へ送り、ボール搭載用マスク１の上に集合させた半田ボールｓをその搭載筒３６の移動に伴って移動させ、ボール搭載用マスク１の開口３を介して半田ボールｓを多層プリント配線板Ｂの接続バッド１ｂの直上のフラックス７の上に落下させ、搭載して行く。これにより、図１５（Ａ）に示されるように、半田ボールｓが多層プリント配線板Ｂの全接続バッド１ｂ上に順次整列される。
【００４８】
（４）余剰半田ボールの除去
図１５（Ｂ）に示されるように、搭載筒３６により余剰の半田ボールｓを一部吸引除去しつつボール搭載用マスク１上の開口３のない位置まで誘導した後、その誘導した余剰の半田ボールｓをボール除去筒４０により吸引除去する。
【００４９】
（５）多層プリント配線板の取り出し
半田ボールｓを搭載した多層プリント配線板Ｂを、ＸＹθ吸引テーブル３２上から取り外して、ボール搭載装置３０から取り出す。なお、取り出した多層プリント配線板Ｂを所定温度で所定時間加熱することにより、半田ボールｓがリフローして接続バッド１ｂ上に半田バンプが形成される。
【００５０】
ここで、上記（１）における、多層プリント配線板Ｂの接続パッドｂ１に対するマスク本体５の開口３の位置ずれ補正について詳細に説明する。多数個取り用の多層プリント配線板Ｂの寸法は、約６０μｍのばらつきを有する場合がある。従来のボール搭載マスクは開口の位置が固定されているため、多数個取り用の多層プリント配線板Ｂの中央部の接続パッド領域の接続バッドｂ１をマスク本体の開口の中央に位置合わせすると、上記の寸法のばらつきにより、多層プリント配線板Ｂの周辺部の接続パッド領域の接続バッドｂ１は、マスク本体５の開口３の中央からずれて位置する。
【００５１】
ボール搭載位置が接続バッドｂ１の半径よりも大きくずれると、リフローの際に半田ボールｓが接続バッドｂ１に接触しない可能性があり、これにより、リフロー後に半田バンプが接続バッド１ｂに接続されなかったり隣接する半田バンプに接触して一体化したりする不都合が生じる可能性がある。
【００５２】
かかる不都合を解消するため、本実施形態のボール搭載用マスク１は、周辺部９に位置する挟持部を可動クランプ５２で挟持されて張力を変更されると、多層プリント配線板Ｂの複数の接続バッド１ｂの位置に応じて複数の開口３の相対位置が変化するようにマスク本体５が弾性的に伸縮変形する。
【００５３】
この際、本実施形態のボール搭載用マスク１では、マスク本体５のボール割当て領域７と外周縁との間の周辺部９に、マスク本体５の外周縁側からの引張り力が変化した際に、該周辺部９における歪みを緩和させる歪み緩和部１１としての凹条溝１３が設けられているため、マスク本体５の弾性的な伸縮変形がより均一に行われて、多層プリント配線板Ｂの接続パッドｂ１に対するマスク本体５の開口３の位置ずれが高精度で補正される。このことを、歪み緩和部１１を有さないマスク本体５の周辺部９が四方に引っ張られる場合と、歪み緩和部１１を有するマスク本体５の周辺部９が四方に引っ張られる場合とで通常の有限要素法によるシミュレーションに基づき比較して説明すると、図１６に示される、歪み緩和部１１を有さないマスク本体５の場合には、ボール割当て領域（中央領域）７にたる状の歪みが発生し、ボール割当て領域７の角部間に位置する開口３が目標位置から大きくずれることが分かる。これは、マスク本体５の、多数の開口３が形成されている中央領域（ボール割当て領域７）と、その外側の周辺部９とで剛性が異なることに起因すると考えられる。なお、図中「＋」印は、開口３の目標位置であり、「○」印はシミュレーション後の開口位置変位を１０００倍して示したものである。これに対して、図１７に示される、歪み緩和部１１を有するマスク本体５の場合には、ボール割当て領域７にたる状の歪みは殆ど発生せず、マスク本体５を弾性変形させた後の開口３が目標位置に到達していることが分かる。
【００５４】
したがって、本実施形態のボール搭載用マスク１によれば、多数個取り用の多層プリント配線板Ｂの接続バッド１ｂの位置のばらつきに、従来よりも少ない数のボール搭載用マスク１で対応し、プリント配線板の製造コストを削減することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態のボール搭載用マスク１によれば、歪み緩和部１１がボール割当て領域７の辺に沿って形成されているため、ボール割当て領域７の角部間に発生し得る大きな歪み（図１６参照）を効果的に緩和して、多層プリント配線板Ｂの接続パッドｂ１に対するマスク本体５の開口３の位置ずれをより確実に補正することができる。
【００５６】
さらに、本実施形態のボール搭載用マスク１によれば、歪み緩和部１１は、ボール割当て領域７の辺の長さの０．６〜１．１倍の長さを有するため、ボール割当て領域７の角部間に発生し得る大きな歪みを効果的に緩和して、多層プリント配線板Ｂの接続パッドｂ１に対するマスク本体５の開口３の位置ずれをより確実に補正することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態のボール搭載用マスク１によれば、歪み緩和部１の幅Ｗは長さ方向において変化するため、ボール割当て領域の角部間において種々異なる大きさで発生し得る歪みを効果的に緩和することができる。特に、ボール割当て領域の歪みが大きい箇所に対しては歪み緩和部１の幅Ｗを大きくし、ボール割当て領域の歪みが小さい箇所に対しては歪み緩和部１の幅Ｗを小さくすることで、当該歪みを適正に緩和して開口３の位置ずれを効果的に是正することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態のボール搭載用マスク１によれば、歪み緩和部１１の幅Ｗは長さ方向において非線形に変化するため、歪み緩和部１１の長さ方向でみて歪み緩和の程度の差を減少させ、歪み緩和を均一に行うことができる。
【００５９】
さらに、本実施形態のボール搭載用マスク１によれば、歪み緩和部１１の幅Ｗは長さ方向の中央部に近づくに連れて大きくなるため、ボール割当て領域７の角部間の中央で最も大きくなり得る歪み（図１６参照）を効果的に緩和することができる。
【００６０】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上記例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、図１２はマスク本体５を引っ張る態様を示したが、本発明のボール搭載装置３０のマスク変形機構６０はこれに限られず、図示の矢印と逆の方向に可動クランプ６２を移動させて初期張力を減少させるようにしてもよい。
【００６１】
また、上記ボール搭載装置３０は搭載筒３６およびボール除去筒４０をＸ方向移動機構４８で移動させて半田ボールｓをプリント配線板Ｂに搭載したが、ボール搭載装置３０はこれに限られず、他の方法で半田ボールｓをプリント配線板Ｂに搭載するものでもよい。
【００６２】
さらに、実施形態のボール搭載用マスク１では枠体１８は一体をなしており、可動クランプ６２はその枠体の内側のマスク本体５の周辺部９または緩衝エリア周辺部を挟持しているが、本発明のボール搭載用マスクはこれに限られず、枠体が複数の部分に分割され、可動クランプが枠体のそれら複数の部分にそれぞれ存在する挟持部を挟持するようにしてもよい。
【００６３】
また、実施形態のボール搭載用マスク１では緩衝エリア１６を介してマスク本体５が枠体１８に支持されているが、本発明のボール搭載用マスクはこれに限られず、マスク本体が枠体に直接支持されていてもよい。
【００６４】
そして、実施形態のボール搭載用マスクでは、歪み緩和部１１はボール割当て領域７の各辺に沿って４つ設けられているが、歪み緩和部１１はボール割当て領域７の対向する２辺に沿って２つ設けられていてもよく、あるいはボール割当て領域１１の隣接する２辺に沿って２つ設けられていてもよい。さらに、ボール割当て領域７の１つの辺に対して２以上の個別の歪み緩和部が設けられていてもよい。また、歪み緩和部１１を構成する凹条溝１３またはスリット１４の平面形状も図示のものに限定されず、楕円形や内側辺部１１ａおよび外側辺部１１ｂが波状等の異形形状を採用してよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のボール搭載用マスクによれば、プリント配線板の接続パッドの位置のばらつきに、従来よりも少ない数のボール搭載用マスクで対応し、プリント配線板の製造コストを削減することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ボール搭載用マスク
３  開口
５  マスク本体
７  ボール割当て領域
９  周辺部
１１  歪み緩和部
１３  凹条溝
１４  スリット
１６  緩衝エリア
１８  枠体
３０  ボール搭載装置
３２  ＸＹθ吸引テーブル
３４  テーブル昇降移動機構
３６  搭載筒
３８  吸引ボックス
４０  ボール除去筒
４２  吸引ボックス
４４  ボール除去吸引装置
４６  マスククランプ
４８  Ｘ方向移動機構
５０  移動機構支持ガイド
５２  アライメントカメラ
５４  残量検出センサ
５６  半田ボール供給装置
５８  固定クランプ
６２  可動クランプ
Ｂ  多層プリント配線板
ｓ  半田ボール
【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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【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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