(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に形成された多数の転写突起にフラックスを供給してワークにフラックスを転写する転写ヘッドと、転写ヘッドの下面と平行で、転写ヘッドの下面の多数の転写突起が形成された転写領域より大きな保持面にフラックス吸収材を取り外し自在に配置したクリーニング部と、クリーニング部と転写ヘッドの下面の位置合わせ及び接触のための駆動手段と、荷重制御を伴いながらクリーニング部に転写ヘッドを押し付けるクリーニング動作を指令する制御手段とを有することを特徴とする転写ヘッドのクリーニング装置。
【請求項２】
転写ヘッドの下面に形成された多数の転写突起にフラックスを供給してワークにフラックスを転写する方法において、転写ヘッドの下面と平行で、転写ヘッドの下面の多数の転写突起が形成された転写領域より大きな保持面にフラックス吸収材を取り外し自在に配置したクリーニング部を設け、制御手段からのクリーニング動作の指令により、駆動手段にてクリーニング部と転写ヘッドとの下面の位置合わせを行い、その後、荷重制御を伴いながら転写ヘッドをクリーニング部に押し付けることを特徴とする転写ヘッドのクリーニング方法。
【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や半田バンプ等をマウントするボールマウント装置においてフラックスの転写に利用される転写ヘッドのクリーニング装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半田ボールマウント装置において、フラックスを転写ヘッドからワークに転写する場合、転写ヘッドの転写突起にフラックスが残存し、この残存フラックスが転写品質を低下させることは知られている。転写ヘッドに転写突起を使用する場合、転写突起を通じてフラックスがはい上がり転写突起間等に残存するのである。
【０００３】
このような場合には、半田ボールマウント装置を停止させて、溶剤をしみ込ませた布などを用い、転写ヘッドを人手で拭き取る作業を行っていた。しかし、稼働中の半田ボールマウント装置を停止させるためロスが生じる上、管理が曖昧になるといった問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、半田ボールマウント装置を停止させることなく、転写ヘッドをクリーニング部に接触させて余分なフラックスを除去するフラックスの転写ヘッドのクリーニング装置及び方法を提供し、上記問題点を解決することを目的とする。
【０００５】
【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、下面に形成された多数の転写突起にフラックスを供給してワークにフラックスを転写する転写ヘッドと、転写ヘッドの下面と平行で、転写ヘッドの下面の多数の転写突起が形成された転写領域より大きな保持面にフラックス吸収材を取り外し自在に配置したクリーニング部と、クリーニング部と転写ヘッドの下面の位置合わせ及び接触のための駆動手段と、荷重制御を伴いながらクリーニング部に転写ヘッドを押し付けるクリーニング動作を指令する制御手段とを有することを特徴とする転写ヘッドのクリーニング装置を提供するものである。
【０００６】
第２の発明は  転写ヘッドの下面に形成された多数の転写突起にフラックスを供給してワークにフラックスを転写する方法において、転写ヘッドの下面と平行で、転写ヘッドの下面の多数の転写突起が形成された転写領域より大きな保持面にフラックス吸収材を取り外し自在に配置したクリーニング部を設け、制御手段からのクリーニング動作の指令により、駆動手段にてクリーニング部と転写ヘッドとの下面の位置合わせを行い、その後、荷重制御を伴いながら転写ヘッドをクリーニング部に押し付けることを特徴とする転写ヘッドのクリーニング方法を提供するものである。
【０００７】
【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、一実施例を示す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。本発明である転写ヘッドのクリーニング装置はフラックス転写部２に存在する。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。Θ軸の駆動機構は、位置決めを主たる役割として採用された駆動機構であるが、Ｘ軸の駆動機構は、ワーク移動の役割と位置決めの役割を有する。
【００１１】
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、フラックス供給装置１０と、ワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１と、転写ヘッド１３の移動路に設けられた転写ヘッド１３のクリーニング部１２とからなる。
【００１３】
フラックス供給装置１０の転写ヘッド１３は、下面に多数の転写突起が形成されており、該転写突起にフラックスを供給してワークにフラックスを転写する。転写ヘッド１３には、図３に示されるように、フラックス供給装置１０とワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１とクリーニング部１２との間を移動するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられている。
【００１４】
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。この２軸の駆動機構は、クリーニング部１２と転写ヘッド１３の下面の位置合わせ及び接触のための駆動手段ともなる。尚、ここにおけるＹ軸の駆動機構は、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。
【００１５】
フラックス供給装置１０には、平坦なフラックス均し部１４が設けられ、スキージ１５により一定厚さにフラックスを均すことができる。このフラックス均し部１４中には、転写ヘッド１３のフラックス転写領域に対応するフラックス供給部１６が形成される。フラックス供給部１６はサーボモータにより、所定量昇降可能となっており、フラックスを転写ヘッド１３に転写するときに上昇する。
【００１６】
クリーニング装置は、クリーニング部１２と、位置合わせ及び接触のための駆動手段と、クリーニング動作を指令する制御手段とでなる。本発明の特徴は転写ヘッド１３のクリーニング部１２にあり、クリーニング部１２は、転写ヘッド１３の下面と平行な保持面であるステージに構成される。クリーニング部１２の上面には、転写ヘッド１３の転写領域より大きな、フラックス吸収材である不織布１８が取り外し自在に配置されている。
【００１７】
不織布１８は、クリーニング部１２に取り外し自在に配置されるが、自動交換式であっても固定式であっても良い。ロール式にすると交換頻度が低下する。尚、不織布１８の代わりに、塵や埃が発生せずフラックスの吸収性があれば、紙を用いても良い。
【００１８】
クリーニング部１２を転写ヘッド１３の移動路の側方に設け、クリーニング時に側方より転写ヘッド１３の移動路に進退可能としても良い。
【００１９】
クリーニング装置には、クリーニング部１２と転写ヘッド１３の下面の位置合わせを行い、その後、転写ヘッド１３の下面をフラックス吸収材である不織布１８と接触させるための駆動装置と、クリーニング動作を指令する制御装置（図示されていない）が設けられる。
【００２０】
クリーニング装置における駆動装置は、転写ヘッド１３のＹ軸及びＺ軸の駆動機構を使用する。クリーニング部１２が転写ヘッド１３の移動路に進退する方式を採用した場合には、移動路への進退のための駆動機構も使用される。尚、制御装置へのクリーニング動作の指示タイミングの入力は、予めルールを決めても良く、任意にオペレータが指示を出しても良い。
【００２１】
クリーニング部１２は、フラックス転写位置１１の近傍に設けられる。図示の実施例では、フラックス供給装置１０とフラックス転写位置１１との間で、転写ヘッド１３の移動路に設けられている。他実施例として、クリーニング部１２、フラックス供給装置１０、フラックス転写位置１１の順に設けることも可能であり、クリーニング動作を毎回行わない場合の運転サイクルを考えると、該位置にクリーニング部１２を設ける方が効率的と思われる。
【００２２】
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。
【００２３】
ボール供給装置１９はパーツフィーダのような構成をしており、マウントヘッド２５に半田ボールを供給するボールトレイ２７には、バイブレータが取り付けられている。バイブレータの振動により半田ボールを斜め上方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボールはボールトレイ２７内を廻るように移動する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、マウントヘッド２５の移動の役割とともに、マウントヘッド２５とワークの位置決めにおいても利用される。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。このとき、ウエハ位置決め時に記憶したＸ軸のズレを加味した位置に停止する。
【００３０】
次に、フラックス供給装置１０では、スキージ１５によりフラックス表面を均し、転写ヘッド１３が下降し、転写ヘッド１３とフラックス供給部１６が接触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点でフラックス供給の終了と判断し、転写ヘッド１３の下降を停止し、上昇する。
【００３１】
その後、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。
【００３２】
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はフラックス供給装置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。
【００３３】
転写ヘッド１３は、設定した回数に従って制御装置よりクリーニング動作の指令が出され、Ｙ軸駆動モータ３４′が作動し、クリーニング部１２に移動し、クリーニング部１２と転写ヘッド１３との位置合わせを行う。その後、Ｚ軸駆動モータ３４を作動させて転写ヘッド１３を下降させ、不織布１８と接触させる。このとき、Ｚ軸駆動モータ３４とＹ軸駆動モータ３４′とを制御している制御装置による荷重制御を伴いながら不織布１８に転写ヘッド１３を押し付け、転写ヘッド１３に残留する余分なフラックスを不織布１８で吸い取るように除去する。
【００３４】
他方、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、多数の転写突起にフラックスを供給してワークにフラックスを転写する転写ヘッドを、転写ヘッドの下面と平行で、転写ヘッドの下面の多数の転写突起が形成された転写領域より大きな保持面にフラックス吸収材を取り外し自在に配置したクリーニング部に、位置合わせの後、荷重制御を伴いながら押し付けるものであるため、半田ボールマウント装置を停止させることなく、転写ヘッドをクリーニング部に接触させて余分なフラックスをフラックス吸収材にて吸い取るように除去することができるものとなった。
【００４０】
従って、定期的にクリーニングができるので、転写ヘッドの転写突起にフラックスが残存せず転写ヘッドからワークへの安定したフラックスの転写ができ、転写品質を低下させることのないものとなった。更に、転写ヘッドに残存した余分なフラックスを、稼働中の半田ボール装置を停止させて人手により拭き取る必要もないので、ロスが生じない上、管理が曖昧になるといった問題もなくなった。
【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
【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．．．．．．．フラックス供給装置
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．．．．．．．フラックス均し部
１５．．．．．．．スキージ
１６．．．．．．．フラックス供給部
１８．．．．．．．不織布
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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