(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に転写突起が設けられたフィルム状部材を転写ヘッド下面の枠にテンションをかけて張った転写ヘッドにおいて、無負荷状態ではフィルム状部材を付勢せず、フィルム状部材に上方へ向けた負荷が加わった時にフィルム状部材へ下方へ向けた付勢を与える手段をフィルム状部材上方に設けたことを特徴とする転写ヘッド。
【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一括マウントするボールマウント装置において、前もってウエハや基板にフラックスを一括転写する転写ヘッドの改良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、広範囲に渡る微少フラックス転写の新しい方式として、フィルム状部材を用いた転写ヘッド、即ち、フィルム状（板状、シート状）のものの下面に突起を設けたものをテンションをかけて張った転写ヘッドが存在する。しかし、この方式では、図８に示すように転写ヘッドをフラックス供給部１６に押し当てるとき、フィルム状部材３８の中央部が盛り上がる現象が発生し、転写ヘッドの中央部と周囲とでフラックスの付着量に差が生じてしまうといった問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転写ヘッドをフラックス供給部に押し当てるときにも、フィルム状部材の中央部が盛り上がる現象が発生せず、転写ヘッドの中央部と周囲とでフラックスの付着量に差が生じず、フラックスの付着量を均一にできる転写ヘッドを提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、下面に転写突起が設けられたフィルム状部材を転写ヘッド下面の枠にテンションをかけて張った転写ヘッドにおいて、無負荷状態ではフィルム状部材を付勢せず、フィルム状部材に上方へ向けた負荷が加わった時にフィルム状部材へ下方へ向けた付勢を与える手段をフィルム状部材上方に設けたことを特徴とする転写ヘッドを提供するものである。
【０００５】
【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、本発明が利用される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はフラックス転写部２に存在する。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の特徴は転写ヘッド１３にある。転写ヘッド１３は、下方に向かってパッドパターンに合致した多数の転写突起４０が設けられたフィルム状部材３８が転写ヘッド１３下面の枠３９にテンションをかけて張られたものである。この転写突起４０にフラックス供給部１６のフラックスを供給し、移動後ワークにフラックスを転写するものである。
【００１２】
枠３９は、図５及び図６に示されるように方形のものであって、上側にバランスプレート１４の配置溝４１が、各辺の中央内側に４カ所設けられている。該配置溝４１にバランスプレート（おもり）１４が、配置されている。このバランスプレート１４は、転写ヘッド１３をフラックス供給部１６に押し当てるときに、図８に示されるごとく、フィルム状部材３８の中央部が盛り上がるのをバランスプレート１４の重量を利用して防止する。尚、バランスプレート１４の代わりにエアーシリンダ式として、エア圧を利用することも可能である。
【００１３】
枠３９には、図５及び図６に示されるように、外れ止め突起３７がバランスプレート１４の上方に４カ所に、バランスプレート１４が転写ヘッド１３内を上下動可能なように設けられている。又、バランスプレート１４には、該バランスプレート１４を無負荷状態のフィルム状部材３８の面より上方に僅かにはなすための高さ調整ねじ３６が、バランスプレート１４の４カ所に設けられる。
【００１４】
高さ調整ねじ３６は、バランスプレート１４の下限位置の調整を行うものであり、高さ調整ねじ３６の下端部のバランスプレート１４下面からの突出量によりその高さを調節するものである。これによりバランスプレート１４が無負荷状態ではフィルム状部材３８を付勢せず、フィルム状部材３８に上方へ向けた負荷が加わった時にフィルム状部材３８へ下方へ向けた付勢を与えるものとする。バランスプレート１４が無負荷状態ではフィルム状部材３８に付勢を与えないことにより、フィルム状部材３８のテンション寿命を短くするのを防止するものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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とワークの位置決めにおいても利用される。
【００１７】
フラックス供給装置１０には、平坦なフラックス均し部が設けられ、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中には、転写ヘッド１３のフラックス転写領域４２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は図示されていない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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、半田ボールの吸着時には、マウントヘッド２５への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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、フィルム状部材３８の転写突起４０とフラックス供給部１６が接触し、フラックス供給部１６からフィルム状部材３８に上方へ向けた負荷が加わった時、フィルム状部材３８は上方へ向かって湾曲しようとする。しかし、このときフィルム状部材３８の僅か上方にはバランスプレート１４が位置するためフィルム状部材３８はバランスプレート１４の重量を受け、盛り上がり現象を起こさず、フラックス転写突起４０に均一にフラックスを付着させる。フラックス供給終了後、転写ヘッド１３の下降を停止し、上昇する。
【００２７】
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。
【００２８】
位置合わせ後、転写ヘッド１３を下降させ、転写ヘッド１３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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、下面に転写突起が設けられたフィルム状部材を転写ヘッド下面の枠にテンションをかけて張った転写ヘッドにおいて、無負荷状態ではフィルム状部材を付勢せず、フィルム状部材に上方へ向けた負荷が加わった時にフィルム状部材へ下方へ向けた付勢を与える手段をフィルム状部材上方に設けたことにより、転写ヘッドをフラックス供給部に押し当てるときにも、フィルム状部材の中央部が盛り上がる現象が発生せず、転写ヘッドの中央部と周囲とでフラックスの付着量に差が生じず、フラックスの付着量を均一にできる転写ヘッドを提供することができた。
【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】転写ヘッドとフラックス供給部とが非接触状態の断面説明図
【図６】バランスプレートの取付位置を示す平面図
【図７】転写ヘッドとフラックス供給部とが接触状態の断面説明図
【図８】フィルム状部材が盛り上がった状態の断面説明図
【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．．．．．．．バランスプレート
１５．．．．．．．スキージ
１６．．．．．．．フラックス供給部
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
３６．．．．．．．高さ調整ねじ
３７．．．．．．．外れ止め突起
３８．．．．．．．フィルム状部材
３９．．．．．．．枠
４０．．．．．．．転写突起
４１．．．．．．．配置溝
４２．．．．．．．フラックス転写領域
【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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