(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだボールの径より大径の穴を備えたマスクの下面を、予め表面にフラックスを塗布したワークの表面からフラックスの塗布厚よりも僅かに上方に位置決めした後、
前記穴にはんだボールを供給し、
その後ワークの表面に位置決めした前記はんだボールを前記フラックスに対して付勢し、
前記はんだボールを付勢しながら前記マスクを前記ワークから遠ざけることによりはんだボールをワーク表面のパッド位置に位置決めすることを特徴とするはんだボールの整列方法。
【請求項２】
はんだボールの直径より大径の穴を備え、板厚が前記はんだボールの直径よりも薄いマスクにおいて、ワークの表面に塗布されるフラックスの塗布厚よりも薄い第１の補強部材を前記ワークと対向する側に配置し、第２の補強部材を前記ワークと対向しない側に配置したことを特徴とするマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板やウエハ等のワーク表面のパッド位置にはんだボールを位置決めするはんだボールの整列方法およびマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールグリッドアレイ法（以下、ＢＧＡ法という。）では、ワーク表面のパッド位置に対応させてはんだボールよりも小径の穴を形成したマスクに、はんだボールを吸着させ、はんだボールを吸着した状態でフラックス槽に僅かに漬けることによりボールの表面にフラックスを塗布し、塗布したフラックスを介してはんだボールをパッド上に位置決めしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、はんだボールの外径にはばらつきがあるから、ＢＧＡ法の場合、小径のはんだボールに合わせてフラックスを塗布すると、マスクにフラックスが付着することがあり、吸着を停止してもはんだボールがマスクから離れない場合があった。このため、ボールの外径の公差を小さく、また、フラックス表面の高さおよび平坦度を常に管理する必要があり、作業能率を向上させることができなかった。また、１度に整列させることができるはんだボールの数は１０００個程度までであった。
【０００４】
本発明の目的は、上記した課題を解決し、作業が容易で、１度に２〜３万個のはんだボールを整列させることができ、例えば８インチのウエハであっても全領域を１回の作業ではんだボールを整列させることができるはんだボールの整列方法およびマスクを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、請求項１の発明は、はんだボールの整列方法として、はんだボールの径より大径の穴を備えたマスクの下面を、予め表面にフラックスを塗布したワークの表面からフラックスの塗布厚よりも僅かに上方に位置決めした後、前記穴にはんだボールを供給し、その後ワークの表面に位置決めした前記はんだボールを前記フラックスに対して付勢し、前記はんだボールを付勢しながら前記マスクを前記ワークから遠ざけることによりはんだボールをワーク表面のパッド位置に位置決めすることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明は、はんだボールの直径より大径の穴を備え、板厚が前記はんだボールの直径よりも薄いマスクにおいて、ワークの表面に塗布されるフラックスの塗布厚よりも薄い第１の補強部材を前記ワークと対向する側に配置し、第２の補強部材を前記ワークと対向しない側に配置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は、本発明を実施するためのはんだボール搭載装置の要部側面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３はＢ−Ｂ矢視図である。１はベースである。２はワークで、表面には多数のパッド２ａが形成されている。ワーク２は、ベース１に配置されたガイドピン３によりに水平方向に位置決めされ、ベース１に設けられた穴１ａ、１ｂに接続する図示を省略する吸引装置によりベース１上に固定されている。ワーク２の表面には予め所定の厚さにフラックス４が塗布されている。
【００１３】
５は第１のライナマスクで、厚さはＣ１である。ライナマスク５の穴５ａは、総てのマスク穴６ａが内側に入る大きさに形成されている。６は整列マスクで、はんだボール７の直径より所定寸法だけ大きい（はんだボール７の直径の１．１５倍程度）マスク穴６ａがパッド２ａと対向する位置に形成されている。整列マスク６の厚さははんだボールの直径程度である。８はマスク治具で、ライナマスク５および整列マスク６を保持している。９は直線案内装置で、ガイドピン３に係合するようにしてマスク治具８に固定されている。１０は第２のライナマスクで、高さはＣ１以下であり、多数のライナマスク１０がマスク穴６ａと重ならないようにして整列マスク６の下面（ワーク２側の面。）に固定されている。１１は抑え部材で、多数の抑え部材１１がそれぞれ穴６ａと重ならないようにしてマスク治具８に形成された中抜きの空間部８ａの側面に固定されている。空間部８ａは総てのマスク穴６ａが内側に入る大きさに形成されている。
【００１４】
２０はコラムで、ベース１上に固定されている。２１は上下送り装置で、コラム２０に固定され、連結部２２、加振装置２３を介して取付部２４を上下方向に移動させる。取付部２４にはマスク治具８が固定されている。
【００１５】
なお、図示を省略するはんだボール供給装置が、はんだボール７を空間部８ａに供給する。また、整列マスク６の上面（空間部８ａの面。）の余剰のはんだボールを除去する除去装置が設けられている。
【００１６】
次に、はんだボールの整列手順を説明する。
（１）予め表面にフラックスを所定の厚さ（ただし、Ｃ１未満である。）塗布したワーク２を、ガイドピン３によりに水平方向に位置決めして、ベース１に載置する。そして、図示を省略した吸引装置を動作させ、ワーク２をベース１上に固定する。
（２）上下送り装置２１を下降させ、ライナマスク５の下面をワーク２の表面に当接させる。このとき、フラックス４の表面と整列マスク６の下面との間には間隔Ｃ２が形成される。
（３）マスク穴６ａの数以上のはんだボール７を整列マスク６上に供給し、総てのマスク穴６aにはんだボール７を入れる。
（４）図示しない除去装置により、余分なはんだボール７を除去する。
（５）上下送り装置２１を上昇させる。このとき、加振装置２３を動作させ、はんだボールマスクを穴６ａに付着しないようにする。
（６）図４に示すように、はんだボール７が位置決めされたワーク２を図示しない加熱装置に移動させ、はんだボール７を溶融させてバンプを形成する。
【００１７】
なお、マスク穴６ａと同数のはんだボール７を整列マスク６に供給する場合、手順（４）は不要である。
【００１８】
また、手順（３）において加振装置２３を動作させると、はんだボール７をマスク穴６ａに位置決めする時間を短縮することができる。
【００１９】
また、ライナマスク１０と抑え部材１１とを設けたから、整列マスク６の面積を広くすることができるだけでなく厚さを薄くすることができる。したがって、例えば０．２ｍｍのはんだボールを３０，０００個以上を同時に整列させることもできる。なお、図３ではライナマスク１０を図の上下方向に分けるようにしたが、特に支障がない場合いには、上下方向のものを１個にまとめても良い。
【００２０】
ところで、手順（５）において、はんだボール７をフラックス４に押し付けてフラックス４中に僅かに押し込むようにすると、はんだボール７がフラックス４の粘着力により保持され位置決めが確実になる。すなわち、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、マスク穴６ａと同一の位置にはんだボール７の径より所定寸法だけ小さい径の球形の突起３０ａをプレート３０ｂに設けた規制装置３０を設け、整列マスク６とは独立に上下可能の装置に保持させておく。そして、図５（ａ）に示すように、手順（５）終了時点ではんだボール７を付勢するから、後工程の装置に移動させる際はんだボールの位置がずれない。さらに、整列マスク６を上昇させる際にも付勢を続けるから、はんだボール７が整列マスク６に付着することがない。
【００２１】
なお、規制装置３０は、上記と同様の方法で製作することができる。すなわち、プレート３０ｂにパッド３０ｃを形成してからバンプを形成し、突起物３０ａを乗せてから溶着すれよい。なお、突起３０ａは球形に限らず、半球、棒状あるいは針状のいずれであっても良い。
【００２２】
なお、上記では、はんだボールの供給、整列、余分なはんだボールの除去等を自動で行うようにしたが、手動で行うようにしても良いことはいうまでもない。また、マスク治具６を上下移動だけでなく、ベース１とコラム２０の間に水平移動のための案内機構とその駆動源を設け、上方で水平方向に移動させるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、作業工程が少なく、１度に２〜３万個のはんだボールを整列させることができるから、例えば８インチウエハ全域のような広い面積であっても、はんだボールを１回の作業で整列させることができる。したがって、作業が容易で、しかも作業能率を向上させることができる。また、ワークがウェハの場合、直径が標準化されているから、治具等の付属装置の種類を減らすことができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するためのはんだボール搭載装置の要部側面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】はんだボールをワークに位置決めした状態を示す正面断面図である。
【図５】はんだボールを確実にフラックス上に位置決めさせる方法の説明図である。
【符号の説明】
１  べース
２  ワーク
４  フラックス
６  整列マスク
６ａ  マスク穴
７  はんだボール
【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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