(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板にセットした状態で、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置により、前記基板に導電性ボールを搭載する方法であって、
前記装置は、
前記マスクの表面の一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成するためのボール保持手段と、
前記ボール保持手段を移動させる移動手段とを有し、
前記マスクの前記複数の開口は、マトリックス状に分散して設けられた複数の開口グループを含み、
当該方法は、
前記ボール保持手段により、前記導電性ボールの集団を前記マスクの表面の前記動区域に保持させることと、
前記移動手段によって前記ボール保持手段を移動させることにより、一連に並べられたいくつかの開口グループをそれぞれ含む複数の充填領域であって、互いに平行に設けられた複数の充填領域においては、前記動区域を、その軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させ、さらに、互いに隣り合う充填領域の間においては、前記互いに隣り合う充填領域の間に前記動区域が通過しない非充填領域が形成されるように、前記動区域を、前記互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域を通って移動させることと、を含む、方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ボール保持手段は、前記マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのものであり、
前記保持させる工程では、前記ボール保持手段により、前記複数の導電性ボールの集団を前記マスクの表面の前記複数の動区域にそれぞれ保持させ、
前記移動させる工程では、前記複数の動区域の間隔を所定の値に保った状態で、前記移動手段によって前記ボール保持手段を移動させる、方法。
【請求項３】
導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板にセットした状態で、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置を、制御ユニットにより制御する方法であって、
前記装置は、
前記マスクの表面の一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成するためのボール保持手段と、
前記ボール保持手段を移動させる移動手段とを有し、
前記マスクの前記複数の開口は、マトリックス状に分散して設けられた複数の開口グループを含み、
当該方法は、
前記導電性ボールの集団を、前記マスクの表面の前記ボール保持手段により形成される前記動区域に保持させた状態で、前記移動手段によって前記ボール保持手段を移動させることにより、一連に並べられたいくつかの開口グループをそれぞれ含む複数の充填領域であって、互いに平行に設けられた複数の充填領域においては、前記動区域を、その軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させ、さらに、互いに隣り合う充填領域の間においては、前記互いに隣り合う充填領域の間に前記動区域が通過しない非充填領域が形成されるように、前記動区域を、前記互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域を通って移動させること、を含む、方法。
【請求項４】
請求項３において、前記ボール保持手段は、前記マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのものであり、
前記移動させる工程では、前記複数の導電性ボールの集団を、前記マスクの表面の前記ボール保持手段により形成される前記複数の動区域にそれぞれ保持させ、前記複数の動区域の間隔を所定の値に保った状態で、前記移動手段によって前記ボール保持手段を移動させる、方法。
【請求項５】
請求項４において、前記装置は、さらに、前記ボール保持手段を介して、前記複数の導電性ボールの集団のそれぞれに対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段を有し、
当該方法は、さらに、
前記ボール補給手段により、それぞれの前記複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給することとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの複数の開口に導電性ボールを充填可能な装置により、基板に導電性ボールを搭載する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを実装する際などの電気的な接続を得るために、半田ボールなどの導電性ボール（導電性微小粒子）が用いられることがある。特許文献１には、半導体ウエハなどのワークに微小粒子を配置する装置として、微小粒子をワークの所定の位置に配置するためのパターンを備えたマスクの上で微小粒子を移動させるためのヘッドと、ヘッドをマスクの表面に沿って移動させるヘッド移動手段とを備える微小粒子配置装置が開示されている。ヘッドは、内円の周りに配置された複数のスウィーパを備えており、各々のスウィーパは、微小粒子を内円の方向に移動させる。
【特許文献１】特開２００６−１９７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
導電性ボールを搭載するワークとしては、半導体ウエハの他に、プリント配線板（プリント回路板）などの、複数の半導体チップ（半導体デバイス）をマトリックス状あるいはアレイ状に実装する基板が挙げられる。このような基板では、複数の電極は、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の電極グループを含む。
【０００４】
直径が１ｍｍ以下、例えば数１０μｍ程度の微小な導電性ボールを、マスクを用いて基板上に搭載（配列）する場合、限られた面積の領域（区域）に導電性ボールを保持し、その区域（動区域）をヘッドなどによりマスクの表面に沿って移動させる方法は、充填ミスの発生を抑制しやすく、導電性ボールの浪費も防止しやすい。動区域の面積が小さければ、動区域に集めておく導電性ボールは少なくてよいので、導電性ボールの無駄がなく、充填ミスは発生し難い。その一方、基板全体に導電性ボールを充填するためには、動区域の移動距離が長くなり、導電性ボールを搭載（配列）するために要する時間（タクトタイム）が延び、作業効率は悪化しやすい。このため、タクトタイムを短くできる方法および装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、基板にセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填するための装置により、基板に導電性ボールを搭載する方法である。上記装置は、マスクの表面の一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成するためのボール保持手段と、ボール保持手段を移動させる移動手段とを有する。マスクの複数の開口は、マトリックス状に分散して設けられた複数の開口グループを含む。当該方法は、以下の工程を含む。
（ａ１）ボール保持手段により、導電性ボールの集団をマスクの表面の動区域に保持させること（保持させる工程）。
（ａ２）移動手段によってボール保持手段を移動させることにより、一連に並べられたいくつかの開口グループをそれぞれ含む複数の充填領域であって、互いに平行に設けられた複数の充填領域においては、動区域を、その軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させ、さらに、互いに隣り合う充填領域の間においては、互いに隣り合う充填領域の間に動区域が通過しない非充填領域が形成されるように、動区域を、互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域を通って移動させること（移動させる工程）。
【０００６】
基板としては、プリント配線板（プリント回路板）など、複数の半導体チップ（半導体デバイス）をマトリックス状あるいはアレイ状に実装する基板がある。そのような基板では、複数の電極は、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の電極グループを含む。したがって、そのような基板にボールを配置するためマスクの複数の開口は、基板の複数の電極グループに対応し、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の開口グループを含む。
【０００７】
マスクの表面の複数の充填領域であって、一連に並べられたいくつかの開口グループをそれぞれ含む複数の充填領域は、複数の開口を含むので、各開口に導電性ボールを充填する必要がある。一方、互いに隣り合う充填領域の間には、開口が存在せず、導電性ボールを充填する必要がない。ボール保持手段により形成される動区域は、限られた面積に導電性ボールを保持しているものである。したがって、マスク上に導電性ボールを選択的に存在させる。動区域を、導電性ボールを充填する必要が無い領域（非充填領域）をできるだけ省いて、マスクの上を効率良く移動させることにより、充填ミスの発生を避けながらタクトタイムを短縮できる。
【０００８】
すなわち、この方法によれば、充填領域においては、動区域を、その軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させる。また、互いに隣り合う充填領域の間においては、互いに隣り合う充填領域の間に動区域が通過しない非充填領域が形成されるように、動区域を、互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域を通って移動させる。したがって、非充填領域を含めた全領域において、動区域を移動させる方法と比べて、タクトタイムを短縮できる。
【０００９】
上記装置としては、ボール保持手段として、マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのものを用いてもよい。この場合、上記（ａ１）の工程（保持させる工程）では、ボール保持手段により、複数の導電性ボールの集団をマスクの表面の複数の動区域に保持させ、上記（ａ２）の工程（移動させる工程）では、複数の動区域の間隔を所定の値に保った状態で、移動手段によってボール保持手段を移動させることが好ましい。タクトタイムをさらに短縮できる。
【００１０】
本発明の他の態様は、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、基板にセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填するための装置を、制御ユニットにより制御する方法である。上記装置は、マスクの表面の一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成するためのボール保持手段と、ボール保持手段を移動させる移動手段とを有する。マスクの複数の開口は、マトリックス状に分散して設けられた複数の開口グループを含む。当該方法は、以下の工程を含む。
（ｂ１）導電性ボールの集団を、マスクの表面のボール保持手段により形成される動区域に保持させた状態で、移動手段によってボール保持手段を移動させることにより、一連に並べられたいくつかの開口グループをそれぞれ含む複数の充填領域であって、互いに平行に設けられた複数の充填領域においては、動区域を、その軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させ、さらに、互いに隣り合う充填領域の間においては、互いに隣り合う充填領域の間に動区域が通過しない非充填領域が形成されるように、動区域を、互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域を通って移動させる（移動させる工程）。
【００１１】
この方法によれば、非充填領域を含めた全領域において動区域を移動させる方法と比べて、タクトタイムを短縮できる。
【００１２】
上記装置としては、ボール保持手段として、マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのものを用いてもよい。この場合、上記（ｂ１）の工程（移動させる工程）では、複数の導電性ボールの集団を、マスクの表面のボール保持手段により形成される複数の動区域に保持させ、複数の動区域の間隔を所定の値に保った状態で、移動手段によってボール保持手段を移動させることが好ましい。タクトタイムをさらに短縮させることができる。
【００１３】
また、上記装置としては、マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するボール保持手段と、ボール保持手段を移動させる移動手段と、ボール保持手段を介して、複数の導電性ボールの集団のそれぞれに対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段とを有するものを用いてもよい。この場合、当該方法は、さらに、以下の工程を含むことが好ましい。
（ｂ２）ボール補給手段により、それぞれの複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給すること（補給する工程）。
【００１４】
導電性ボールがマスクの開口に充填されることにより、ヘッドにより保持される導電性ボールの量（動区域内の導電性ボールの量）は減少する。この方法によれば、それぞれのヘッドにより保持される導電性ボールの量（それぞれの動区域内の導電性ボールの量）を、導電性ボールが効率良く充填される量に維持できる。
【００１５】
すなわち、それぞれの複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給することにより、導電性ボールが存在する領域と導電性ボールが存在しない領域との境界部分に、導電性ボールが一層となる部分を形成できる。導電性ボールが一層となる部分がマスクの開口を通過するときに、導電性ボールはマスクの開口に最も効率良く充填される。したがって、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給することにより、導電性ボールをマスクの開口に効率良く充填できる。
【００１６】
本発明に好適な装置は、導電性ボールを基板に配置するための複数の開口を備えたマスクを、基板にセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填するための装置である。この装置は、マスクの表面の一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成するためのボール保持手段と、ボール保持手段を移動させる移動手段と、移動手段を制御可能な制御ユニットとを有する。マスクの複数の開口は、マトリックス状に分散して設けられた複数の開口グループを含む。制御ユニットは、以下の機能を含む。
（ｃ１）導電性ボールの集団を、マスクの表面のボール保持手段により形成される動区域に保持させた状態で、移動手段によってボール保持手段を移動させることにより、一連に並べられたいくつかの開口グループをそれぞれ含む複数の充填領域であって、互いに平行に設けられた複数の充填領域においては、動区域を、その軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させ、さらに、互いに隣り合う充填領域の間においては、互いに隣り合う充填領域の間に動区域が通過しない非充填領域が形成されるように、動区域を、互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域を通って移動させる（移動させる機能）。
【００１７】
この装置では、ボール保持手段として、マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するためのものを用いることができる。この場合、制御ユニットは、複数の導電性ボールの集団を、マスクの表面のボール保持手段により形成される複数の動区域にそれぞれ保持させ、複数の動区域の間隔を所定の値に保った状態で、移動手段によってボール保持手段を移動させることが好ましい。
【００１８】
また、この場合、この装置は、さらに、ボール保持手段を介して、複数の導電性ボールの集団のそれぞれに対し、導電性ボールを補給するためのボール補給手段を有することが好ましく、制御ユニットは、さらに、以下の機能を含むことが好ましい。
（ｃ２）ボール補給手段により、それぞれの複数の動区域の内部に、導電性ボールが存在する領域と、導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、導電性ボールを補給する（補給する機能）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。図１は、ボール搭載装置（搭載装置、ボールマウントシステム、ボールマウンタ）の一例を示している。ボール搭載装置１は、基板１００上の所定の位置に導電性ボール（導電性微小粒子）を搭載するための装置である。本例のボール搭載装置１は、プリント配線板を基板１００として、プリント配線板１００の複数の電極１０１の上に、導電性ボールＢを所定のパターンで搭載するものである。プリント配線板１００は、プリント配線基板、プリント回路板、プリント回路基板、回路基板、あるいはプリント基板などとも呼ばれ、半導体が実装される半導体実装基板、ビルドアップ基板、多層基板などを含む。
【００２０】
複数の半導体チップ（半導体デバイス）をマトリックス状あるいはアレイ状に実装するようなプリント配線板１００では、複数の電極１０１は、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の電極グループＮを含む。したがって、このようなプリント配線板１００に導電性ボールＢを配置するためのマスク１１０の複数の開口１１１は、プリント配線板１００の複数の電極グループＮに対応するように、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の開口グループＭを含む（図４、図６参照）。
【００２１】
基板１００の電極１０１の上に搭載される導電性ボールＢは、電気的な接続を得るために機能するものであり、その直径は、例えば１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度である。このような導電性ボールＢは、微小ボール（マイクロボール、微小粒子）と呼ばれることもある。導電性ボールＢには、半田ボール（銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などを含む、主成分が錫（Ｓｎ）からなるボール）、金あるいは銀などの金属製のボール、さらに、セラミックス製のボールあるいはプラスチック製のボールに導電性のメッキなどの処理が施されたものが含まれる。本例では、導電性ボールＢとして、直径９０μｍ程度の半田ボールを用いている。
【００２２】
このボール搭載装置１は、減圧吸引などの方法により基板１００の反りを矯正した状態で基板１００をセットするためのＸＹＺθステージ２と、基板１００をロード（供給）およびアンロード（収納）するためのローダ・アンローダ装置３と、基板１００の位置を微調整するためのプリアライメント装置（アライナ）４と、基板１００の反りを矯正するための矯正装置５と、基板１００と導電性ボールＢとを結合させるための素材（フラックス）を塗布するためのフラックス塗布装置（フラックス印刷装置、スクリーン印刷装置）６と、基板１００にマスク１１０を介して導電性ボールを配列（搭載、配置）するためのボール充填装置１０と、Ｘ軸テーブル、Ｙ軸テーブル、Ｚ軸テーブル、およびθテーブルを備え、ステージ２を移送（搬送）するステージ移送装置７と、基板１００を搬送する基板搬送ロボット８とを有する。矯正装置５、フラックス印刷装置６、およびボール充填装置１０は、Ｘ方向に並んで配置されている。
【００２３】
ローダ・アンローダ装置３は、基板１００をロード（供給）する第１のパッケージ３ａと、基板１００をアンロード（収納）する第２のパッケージ３ｂとを有する。基板１００は、ローダ・アンローダ装置３の第１のパッケージ３ａから搬入され、ローダ・アンローダ装置３の第２のパッケージ３ｂに搬出される。なお、ローダ・アンローダ装置３が備えるパッケージは１つであってもよい。搬送ロボット８は、ローダ・アンローダ装置３の第１のパッケージ３ａから基板１００をアライナ４の上方に搬入し、アライナ４から基板１００を移動ステージ２へ搬送し、移動ステージ２から基板１００をローダ・アンローダ装置３の第２のパッケージ３ｂに搬出する。
【００２４】
移動ステージ２は、減圧吸引などの方法により基板１００の反りを矯正した状態で、基板１００をその上面（本例ではＸ−Ｙ平面）の上に保持する。移動ステージ２は、ステージ移送装置７により、基板１００を、矯正装置５、フラックス塗布装置６、およびボール充填装置１０の間の任意の位置に移動させる。また、移動ステージ２は、基板１００の位置を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向およびθ方向に調整することができる。基板１００を移動ステージ２に保持する方法の一例は、減圧吸引であるが、基板１００を移動ステージ２に保持する方法は、減圧吸引に限定されるものではなく、静電チャックのようなものであってもよく、また、それらを併用することも可能である。
【００２５】
図２は、ボール充填装置の概略構成を平面図（上面図）により示している。図３は、ボール充填装置の概略構成を断面図により示している。図４は、ボール充填装置が備えるボール保持装置の一部を断面図により示している。図５は、ボール充填装置が備えるボール保持装置の一部（２つのヘッドの構成）を上方から透かして示している。
【００２６】
ボール充填装置１０は、導電性ボールＢを基板１００に配置するための複数の開口（開孔、アパーチャ）１１１を備えたマスク１１０を、この基板１００にセットした状態（重ねた状態）で、マスク１１０の複数の開口１１１に導電性ボールＢを充填するための装置である。マスク１１０の複数の開口１１１は、導電性ボールＢを基板１００の所定の場所に配置するためのものであり、それぞれの開口１１１の径は、導電性ボールＢのサイズに対応したものである。
【００２７】
ボール充填装置１０は、ボール保持装置（ボール保持手段）２０と、ボール保持装置２０を移動させるための移動装置（移動手段）３０と、導電性ボールＢを補給するためのボール補給装置（ボール供給装置、ボール補給手段）４０と、ボール保持装置２０、移動装置３０、およびボール補給装置４０を制御するための制御部（制御ユニット）５０とを備えている。
【００２８】
ボール保持装置２０は、マスク１１０の表面１１０ａの少なくとも１つの独立した一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成するためのものである。本例のボール保持装置２０は、マスク１１０の表面、例えば、上面（本例ではＸ−Ｙ平面）１１０ａの独立した２つの部分（区別された、異なる、個々の２つの部分）に、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２がそれぞれ保持されるように構成されている。これらの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２がそれぞれ保持される２つの領域を、それぞれ動区域Ａ１およびＡ２と呼ぶ。
【００２９】
マスク１１０の上面１１０ａの２つの動区域Ａ１およびＡ２を形成するためのボール保持装置２０は、例えば、２つのヘッド（ディスペンサ）２１ａおよび２１ｂを備えたものである。本例では、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、ヘッド支持装置（ヘッド支持機構）３５により支持されており、ヘッド支持装置３５は、移動装置３０に取り付けられている。ヘッド支持装置３５の動作も制御部５０により制御される。移動装置３０により、ヘッド支持装置３５を介して、ボール保持装置２０を移動させることにより、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより形成される２つの動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれ、マスク１１０の上面１１０ａを移動する。２つの動区域Ａ１およびＡ２が移動することにより、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２もマスク１１０の表面１１０ａの異なる場所にそれぞれ移動する。
【００３０】
ヘッド２１ａおよび２１ｂを含むボール保持装置２０を移動させるための移動装置３０は、Ｘ軸テーブル３１ｘと、一対のＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２とを有している。Ｘ軸テーブル３１ｘは、モータ３２ｘを備えており、一対のＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２は、それぞれ、モータ３２ｙ１および３２ｙ２を備えている。Ｘ軸テーブル３１ｘは、一対のＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２を跨ぐように配置されている。ヘッド支持装置３５は、Ｘ軸テーブル３１ｘに取り付けられている。ヘッド支持装置３５がＸ軸テーブル３１ｘにより動かされ、Ｘ軸テーブル３１ｘがＹ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２により動かされることにより、ヘッド２１ａおよび２１ｂを含むボール保持装置２０は、ヘッド支持装置３５を介して、マスク１１０の表面１１０ａを２次元方向の任意の方向に移動する。
【００３１】
ヘッド支持装置３５は、ヘッド回転用の２つのモータ３７ａおよび３７ｂと、モータ３７ａおよび３７ｂとヘッド２１ａおよび２１ｂとをそれぞれ接続するためにＺ方向に延びる軸（シャフト）３８ａおよび３８ｂとを備えている。したがって、ヘッド支持装置３５は、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂをそれぞれ支持するとともに、ヘッド２１ａおよび２１ｂを、シャフト３８ａおよび３８ｂを中心として、それぞれ回転させることができる。本例では、これらのシャフト３８ａおよび３８ｂの中心軸が、それぞれ、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転軸（マスク１１０に対して垂直な軸）Ｐ１およびＰ２となり、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、垂直な軸Ｐ１およびＰ２を中心として回転（自転）する。２つのヘッド２１ａおよび２１ｂを備えるボール保持装置２０は、ヘッド支持装置３５を介して、ヘッド移動装置３０により移動する。
【００３２】
ボール保持装置２０が備える２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、マスク１１０の複数の開口１１１に導電性ボールＢを充填するためのものであり、本例では、実質的に同一の構成である。ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、円盤状のスキージサポート（サポート部材）６１ａおよび６１ｂと、スキージサポート６１ａおよび６１ｂの下面からマスク１１０の上面１１０ａに向かって突き出た１２セットのスキージ（スウィープ部材）６２ａおよび６２ｂとを備えている。スキージサポート６１ａおよび６１ｂの中心は、それぞれ、マスク１１０に対して垂直方向に延びた上記シャフト３８ａおよび３８ｂに繋がっている。
【００３３】
ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、上記モータ３７ａおよび３７ｂにより、上記シャフト３８ａおよび３８ｂを中心として、スキージサポート６１ａおよび６１ｂを上方から見て、反時計方向に回転駆動される。シャフト３８ａおよび３８ｂは、それぞれ、ヘッド移動装置３０により、マスク１１０の上面１１０ａに沿って、Ｘ−Ｙ平面の任意の方向に移動される。したがって、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、ヘッド移動装置３０により、回転しながら、マスク１１０の上面１１０ａの上を任意の軌跡を描くように移動できる。なお、ヘッドの回転方向（ヘッドの自転方向）は、上方から見て時計回りの方向であってもよい。ヘッドの回転方向を上方から見て時計回りの方向とする場合、スキージは、鏡像反転させた状態で配置するとよい。
【００３４】
スキージ６２ａおよび６２ｂは、マスク１１０の上面１１０ａに比較的柔らかく接し、上面１１０ａ上のボールＢを掃き集めることができるものであればよい。好ましくは、スキージ６２ａおよび６２ｂは、いったん開口１１１に挿入されたボールＢを掻き出さない程度の弾性を備えたものであるとよい。このようなスキージの一例としては、マスク１１０の上面１１０ａに接するように曲げられたワイヤー、マスク１１０の上面１１０ａに接するような形状のゴムプレートあるいはスポンジのような弾性部材、マスク１１０の上面１１０ａに接する程度に伸びた無数（多数）のワイヤー（金属性および非金属性を含む）などを挙げることができる。
【００３５】
本例では、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、スキージ６２ａおよび６２ｂとして、それぞれ、極細のワイヤーが複数本束ねられたものであって、その両端をかしめることにより１本のスキージとして機能するように構成されたスキージを、１２セット用いている。１２セットのスキージ６２ａおよび６２ｂは、それぞれ、全体が下向きのＵ字状となるように、スキージサポート６１ａおよび６１ｂに、着脱可能に取り付けられている。１２セットのスキージ６２ａおよび６２ｂは、それぞれ、回転シャフト３８ａおよび３８ｂと同心円状の内円Ａ１およびＡ２の回りに、円周方向に均等なピッチで、内円Ａ１およびＡ２の接線方向（あるいは、内円Ａ１およびＡ２よりも若干内側の仮想円の接線方向）であって反時計方向に、外円Ｃ１およびＣ２まで、直線的に延びるように配置されている。
【００３６】
したがって、スキージ６２ａおよび６２ｂの下向きのＵ字状の中央部分（腹の部分）がマスク１１０の上面１１０ａに接した状態で、スキージサポート６１ａおよび６１ｂを上方から見て反時計方向に、ヘッド２１ａおよび２１ｂを回転させると、スキージ６２ａおよび６２ｂの進行方向（回転方向）にある導電性ボールＢは、それぞれ、２つの内円Ａ１およびＡ２に向けて押し払われる。すなわち、ヘッド２１ａおよび２１ｂが回転することにより、マスク１１０の上面１１０ａに残った過剰な導電性ボールＢは、逸散しないように、内円Ａ１およびＡ２の周辺である外円Ｃ１およびＣ２から、それぞれ、内円Ａ１およびＡ２内に集められる。２つの内円Ａ１およびＡ２が、導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２をマスク１１０の上面１１０ａのそれぞれ異なる一部に保持するための２つの動区域Ａ１およびＡ２に対応する。すなわち、本例では、動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれ、マスク１１０の上面１１０ａであって、マスク１１０に対して垂直な軸Ｐ１およびＰ２（シャフト３８ａおよび３８ｂ）を中心とする円形の領域である。なお、内円（動区域）Ａ１およびＡ２と、外円Ｃ１およびＣ２とは、仮想的または設計的なものである。
【００３７】
ボール補給装置４０は、ボール保持装置２０を介して、複数の導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２のそれぞれに対し、導電性ボールＢを補給するためのものである。本例のボール補給装置４０は、ボール保持装置２０を介して、２つの動区域Ａ１およびＡ２内に、それぞれ導電性ボールＢを補給する。
【００３８】
２つのヘッド２１ａおよび２１ｂによりそれぞれ形成される２つの動区域Ａ１およびＡ２内のそれぞれに導電性ボールＢを補給するためのボール補給装置４０は、例えば、２つのボールタンク４１ａおよび４１ｂと、ボールタンク４１ａおよび４１ｂをそれぞれ支持するサポート４２ｚ１および４２ｚ２とを備えている。ボールタンク４１ａおよび４１ｂは、それぞれ、サポート４２ｚ１および４２ｚ２を介して、ボール保持装置２０に搭載されている。したがって、ボール補給装置４０は、ヘッド移動装置３０により、ボール保持装置２０と同期して移動する。
【００３９】
ボール補給装置４０は、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの内部（２つの動区域Ａ１およびＡ２内）に、ボール保持装置２０を介して、具体的にはヘッド２１ａおよび２１ｂのスキージサポート６１ａおよび６１ｂを介して、導電性ボールＢを補充するようになっている。本例では、シャフト３８ａおよび３８ｂの内部が中空となっており、それぞれのシャフト３８ａおよび３８ｂの上端部に、ボールタンク４１ａおよび４１ｂから延びるフレキシブルチューブ４３ａおよび４３ｂがそれぞれ差し込まれている。
【００４０】
これにより、ボールタンク４１ａおよび４１ｂからヘッド２１ａおよび２１ｂの内部、すなわち、これらのヘッド２１ａおよび２１ｂにより規定される動区域Ａ１およびＡ２のそれぞれへボールを供給するための経路（ボール供給路）４９ａおよび４９ｂが、フレキシブルチューブ４３ａおよび４３ｂと、シャフト３８ａおよび３８ｂとにより構成される。シャフト３８ａおよび３８ｂは、それぞれ、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転軸として機能するとともに、ボール供給路４９ａおよび４９ｂの一部をなす。ボール補給装置４０により、２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２に対し、導電性ボールＢが補給される。本例では、ボール補給装置４０は、それぞれの動区域Ａ１およびＡ２に対して、同時に、同量のボールを供給するように制御されている。
【００４１】
なお、上述したボール補給装置４０では、２つのボールタンクから２つの動区域Ａ１およびＡ２内に、導電性ボールＢが補充されるようになっているが、ボール補給装置は、１つのボールタンクから２つの動区域Ａ１およびＡ２内に、導電性ボールが補充されるようになっていてもよい。また、ボール補給装置４０は、それぞれの動区域Ａ１およびＡ２に対して独立に、あるいは異なるタイミングでボールを供給するように制御してもよい。
【００４２】
このボール充填装置１０では、ヘッド２１ａおよび２１ｂの移動とともに、円形の動区域Ａ１およびＡ２が移動し、円形の動区域Ａ１およびＡ２に保持された導電性ボールＢは、マスク１１０の開口１１１に順次充填され、消費される。このため、消費されるボール量に基づいて、ボールＢはボール補給装置４０から動区域Ａ１およびＡ２内に投入（補給、供給）される。例えば、時間当たりに消費されるボール量に基づいて、所定時間間隔でボールＢを供給することにより、動区域Ａ１およびＡ２内に、常に適当な量のボールＢを存在させておくことができる。ボール補給装置４０により、動区域Ａ１およびＡ２の導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２の密度は維持され、動区域Ａ１およびＡ２内のボール密度の低下により開口１１１にボールＢが充填されなくなることを抑制できる。
【００４３】
このボール充填装置１０において、動区域Ａ１およびＡ２を移動させると、それぞれその内部に、導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールが存在しない領域Ｅ２とが存在する。導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１と導電性ボールＢが存在しない領域Ｅ２との境界部分に、導電性ボールＢが一層となる部分（一層で存在する部分）Ｅができる。導電性ボールＢが一層となる部分Ｅでは、導電性ボールＢが一層に敷き詰められているとは限らず、導電性ボールＢが疎密に存在することもあり、基本的には、導電性ボールＢの大部分が多層に重なっておらず、また、積層されていない状態で存在する。
【００４４】
動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれその内部に導電性ボールＢが不均一に分布した状態で、ヘッド２１ａおよび２１ｂとともに、マスク１１０上を移動する。導電性ボールＢが一層となる部分Ｅが、マスク１１０の開口１１１を通過するときに、導電性ボールＢはマスク１１０の開口１１１に最も効率良く充填される。充填により導電性ボールＢが消費された部分には、導電性ボールＢが多層あるいは積層された状態で存在する部分からボールＢが補充されやすい。したがって、動区域Ａ１およびＡ２の内部に導電性ボールＢが一層となる部分Ｅが形成されるように、各動区域Ａ１およびＡ２に、補給装置４０から導電性ボールＢを補給するようにするとよい。
【００４５】
動区域Ａ１およびＡ２内の導電性ボールＢの量が少なすぎると、ボールＢが存在する領域Ｅ１に対し、ボールＢが存在しない領域Ｅ２が大きくなり、充填ミスの原因になる。動区域Ａ１およびＡ２の移動に追従し、充填に適した領域Ｅを適当な面積だけ確保するためには、ボールＢが存在する領域Ｅ１に、ある程度、積層した状態でボールを蓄積しておくことが望ましい。
【００４６】
一方、動区域Ａ１およびＡ２内の導電性ボールＢの量が多すぎると、動区域Ａ１およびＡ２内から導電性ボールＢが逸散し易くなり、導電性ボールＢの利用効率を低下させる。さらに、動区域Ａ１およびＡ２内では、導電性ボールＢのほとんどが積層された状態で存在することになり、動区域Ａ１およびＡ２内に導電性ボールＢが存在しない領域Ｅ２が形成されにくくなる。このため、限られた面積に大量のボールＢが存在して相互に干渉し、ボールが詰まり、自由落下による開口１１１へのボールＢの充填が阻害されやすく、充填ミスが発生する要因となる。
【００４７】
動区域の面積を大きくすると、その面積に対応して大量のボールを動区域に存在させる必要がある。しかしながら、大量のボールを広い面積に均等に保持することは非常に難しく、動区域によりボールを充填することが予定されている領域をカバーするように、ボールＢが存在する領域Ｅ１を広く維持することは難しくなる。加えて、動区域を広げても、ボールＢが一層で存在する領域Ｅを広げることはそれほど容易ではない。スキージの動きが動区域の中心部のボールまで伝わりにくかったり、ボールの積層化が進み易いなど、種々の要因がある。これに対し、動区域を小さく分割することにより、動区域内における導電性ボールの量を適当な範囲に維持でき、領域Ｅを安定して形成できる。複数の動区域を設けると、各動区域Ａ１およびＡ２の移動状況などにより、各動区域Ａ１およびＡ２におけるボールの消費量は個別に変動する可能性がある。しかしながら、その変動は、ボール補給装置４０により、各動区域Ａ１およびＡ２のそれぞれに対して独立にボールを補給することにより解決できる。
【００４８】
動区域Ａ１およびＡ２内における導電性ボールＢの適当な量は、例えば、導電性ボールＢが動区域Ａ１およびＡ２の面積を一層で均一にカバーする基準量αに対して、１／４α〜１０αの範囲が好ましく、１／４α〜３αの範囲であることがさらに好ましい。導電性ボールＢが動区域Ａ１およびＡ２内に移動中に存在する面積の割合と定義した存在比（動区域Ａ１およびＡ２の面積に対する導電性ボールＢが存在する領域Ｅ１の面積の比）で記述すると、存在比は、１／１０〜２／３の範囲が好ましく、１／５〜２／５の範囲であることがさらに好ましい。動区域Ａ１およびＡ２の内部に、導電性ボールＢが一層となる部分Ｅを良好に形成でき、動区域Ａ１およびＡ２がマスク１１０の開口１１１を通過するときに、導電性ボールＢをマスク１１０の開口１１１により効率良く充填できる。この存在比は、複数のヘッド（複数の動区域）を用いる場合だけでなく、単数のヘッド（１つの動区域）を用いる場合や、３つ以上のヘッド（３つ以上の動区域）を用いる場合にも有効である。
【００４９】
動区域Ａ１およびＡ２内のボール減少は、概略推測できるので、この推測に基づき、ボール補給装置４０からボールＢを連続的あるいは間欠的に供給することができる。また、この充填装置１０においては、円形の動区域Ａ１およびＡ２という限られた面積に、開口１１１に充填するためのボールＢが常に集められる。したがって、動区域Ａ１およびＡ２に集められた導電性ボールＢの状態を監視することにより、開口１１１にボールＢが充填される状況を制御することもできる。ボール保持装置２０（例えば、ヘッド２１ａおよび２１ｂ）に、動区域Ａ１およびＡ２のボール密度をそれぞれ検出する光学センサーを設け、ボールの状態を監視したり、ボールの補給の制御を行ってもよい。
【００５０】
プリント配線板１００に導電性ボールＢを搭載する場合、後述するように、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔を、プリント配線板１００のある一辺の長さ（本例では長辺の長さ）の略半分とし、この間隔を維持して、プリント配線板１００に導電性ボールＢを搭載（配置）する。導電性ボールＢを搭載するプリント配線板１００は、そのサイズが様々である。したがって、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔は、任意の間隔に連続的に変更できることが好ましい。
【００５１】
本例のボール充填装置１０では、Ｘ方向に沿って設けられた互いに隣り合う第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を、所定の範囲内において任意の間隔に、手動で変更できるように構成されている。本例のボール充填装置１０において、ヘッド支持装置３５は、さらに、ベース８１と、このベース８１に設けられ、第１のヘッド２１ａとの間隔が変わるように第２のヘッド２１ｂをスライド支持する一対のレール８２と、第２のヘッド２１ｂのベース８１に対するスライドを固定するストッパ８３とを備えている。第１のヘッド２１ａ、モータ３７ａ、およびシャフト３８ａなどは、支持部材８９ａを介して、ベース８１に固定されている。第２のヘッド２１ｂ、モータ３７ｂ、およびシャフト３８ｂなどは、支持部材８９ｂを介して、ベース８１に設けられたレール８２により、Ｘ方向にスライド可能に支持されている。
【００５２】
ストッパ８３は、ハンドル８６を含み、ハンドル８６をロック位置に合わせることにより、第２のヘッド２１ｂのベース８１に対するスライドが固定されるようになっている。また、ハンドル８６をロック位置から９０度回転させて、解除位置に合わせることにより、第２のヘッド２１ｂがベース８１に対してスライド可能となる。したがって、ハンドル８６を解除位置に合わせ、第２のヘッド２１ｂをベース８１に対してスライドさせることにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を、任意の間隔に手動で変更できる。その後、ハンドル８６をロック位置に合わせることにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を任意の間隔に保持できる。
【００５３】
また、ヘッド支持装置３５は、さらに、支持部材８９ａに取り付けられたスケール８７と、支持部材８９ｂに取り付けられた指針８８とを含む。このボール充填装置１０では、スケール８７を指し示す指針８８の位置を確認しながら、第２のヘッド２１ｂをベース８１に対してスライドさせることにより、第１のヘッド２１ａと第２のヘッド２１ｂとの間隔を所望の値に容易に設定することができる。
【００５４】
なお、本例では、第２のヘッド２１ｂがベース８１に対してスライドするように構成されているが、第１のヘッド２１ａおよび／または第２のヘッド２１ｂがベース８１に対してスライドするように構成してもよい。
【００５５】
ヘッド支持装置３５は、さらに、ヘッド用Ｚ軸テーブル３６ｚ１および３６ｚ２を備えている。ヘッド用Ｚ軸テーブル３６ｚ１および３６ｚ２は、それぞれ、モータを備えている。したがって、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂは、Ｘ方向（第１の方向）に任意の間隔で並んだ状態で、Ｚ方向（本例では上下方向）に沿って高さが可変する。
【００５６】
ボール保持装置２０、移動装置３０、ヘッド支持装置３５、およびボール補給装置４０を制御するための制御部（制御ユニット、制御手段）５０は、ボール保持装置２０のＺ軸テーブル３６ｚ１および３６ｚ２、ヘッド回転用のモータ３７ａおよび３７ｂ、ヘッド移動装置３０のＸ軸テーブル３１ｘ、Ｙ軸テーブル３１ｙ１および３１ｙ２などとも制御情報を送受信できる状態に接続されており、これらの動作を制御する。
【００５７】
この制御部５０は、マスク１１０を基板１００にセットした状態で、ボール保持手段２０が備える２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２を、マスク１１０の上面１１０ａの２つの部分（２つの動区域Ａ１およびＡ２）にそれぞれ保持する第１の機能（ボール保持機能）９１を備えている。また、この制御部５０は、移動装置３０によってボール保持装置２０を移動させることにより、２つの動区域Ａ１およびＡ２を所望の軌跡Ｔ１およびＴ２で移動させる第２の機能（移動機能、動区域移動機能、ヘッド移動機能）９２を備えている。さらに、この制御部５０は、補給装置４０から、ヘッド２１ａおよび２１ｂを介し、導電性ボールの集団に対して補給されるボールの量も制御する。この制御部５０は、ボール補給装置４０により、２つの動区域Ａ１およびＡ２の内部に、導電性ボールが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールが存在しない領域Ｅ２とが形成されるように、それぞれ、導電性ボールＢを補給する第３の機能（ボール補給機能）９３を備えている。
【００５８】
この制御部５０は、ボール搭載装置１全体を制御する機能、すなわち、ステージ２および装置３，４，５および６を制御する制御部を兼ねていてもよい。ステージ２および装置３，４，５および６を制御する制御部は、この制御部５０と別体であってもよい。制御部５０の多くは、コンピュータあるいはマイクロコンピュータを用いて構成される。制御部５０はメモリを含み、そのメモリには、制御用のプログラム５０ｐが格納されている。制御用のプログラム５０ｐは、ボール保持装置２０（ヘッド２１ａおよび２１ｂ）の動作を制御するためのプログラムや、ボール補給装置４０の動作を制御するためのプログラムを含む。すなわち、制御用のプログラム５０ｐは、ヘッド２１ａおよび２１ｂの軌跡（移動ルート）Ｔ１およびＴ２や、ヘッド２１ａおよび２１ｂ内へのボールの補給（補給のタイミングおよび補給量）を制御するためのプログラムを含む。制御用のプログラム（プログラム製品）５０ｐは、ＲＯＭなどの適当な記録媒体に記録して提供される。本例のマイクロボールマウンタ１や、本例のボール充填装置１０は、ＬＡＮなどのコンピュータネットワークを介して制御することも可能であり、プログラム５０ｐをネットワーク上のサーバなどから提供することも可能である。
【００５９】
マスク１１０は、ある程度の張力（テンション）が与えられた状態でマスク枠に固定され、マスク保持装置１１（図１参照）により保持されている。本例では、マスク１１０は、直径９０μｍの導電性ボールＢを基板１００に搭載するために形成されており、孔１１１が形成されている裏逃がし部分のマスク厚は、５０μｍ程度であって、直径が１００μｍ程度の孔１１１が、基板１００に形成された電極１０１に対応した位置にあけられている。孔１１１の開口端は、面取りされていてもよい。なお、孔１１１が形成されていない部分のマスク厚は、約１００μｍである。
【００６０】
ところで、プリント配線板１００では、上述のように、複数の電極１０１は、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の電極グループＮを含む。したがって、このようなプリント配線板１００に導電性ボールＢを配置するためマスク１１０の複数の開口１１１は、プリント配線板１００の複数の電極グループＮに対応し、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の開口グループＭを含む。
【００６１】
本例の充填装置１０を用いて導電性ボールＢを基板１００に配列する際、１つの基板１００に導電性ボールＢを搭載（配列）するために要する時間（タクトタイムという）を短縮させるためには、動区域Ａ１およびＡ２を効率良く移動させて、マトリックス状に分散して設けられた複数の電極グループＮを含む複数の電極１０１に、効率良くボールＢを搭載することが好ましい。
【００６２】
また、本例の充填装置１０を用いて導電性ボールＢを基板１００に配列する際、導電性ボールＢの充填ミスの発生率を低減させるためには、マスク１１０の上面１１０ａのうちの、導電性ボールＢを搭載すべき領域（搭載領域、振込領域、充填領域）Ｄの全域を漏れなくカバーすることが必要となる。充填ミスの発生率をさらに低減させるためには、動区域Ａ１および／または動区域Ａ２が、振込領域Ｄの全域において、１回以上通過するように、ヘッド２１ａおよび２１ｂを移動させることが好ましい。
【００６３】
このため、本例では、以下のようにして、基板１００に導電性ボールＢを搭載している。図６は、動区域の軌跡の一例を示している。図７は、図６に示した例について、一方の動区域Ａの軌跡を抜き出して示している。なお、動区域Ａ１およびＡ２は、同じ大きさであるものに限られない。また、ヘッド２１ａおよび２１ｂは、別々に動かしてもよい。しかしながら、図６および図７においては、説明を容易にするために、同じサイズの動区域Ａ１およびＡ２が、同期して移動するヘッド２１ａおよび２１ｂにより移動された軌跡Ｔ１およびＴ２を示している。また、本明細書において、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２とは、図中に中心の移動のみを示す場合があるが、動区域Ａ１およびＡ２がマスク１１０の上面１１０ａを移動してなる幅を持った跡あるいは経路（通過帯）を示している。さらに、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡は、物理的には、マスク１１０の開口１１１に導電性ボールＢが充填されているという結果によって跡が残ると言えるとしても、マスク１１０の表面１１０ａに何らかの痕跡を示すものでなくてもよい。
【００６４】
本例では、複数の電極グループが８行６列で合計４８個設けられているような基板１００に導電性ボールＢを搭載する場合を例にとって説明する。この場合、複数の開口グループＭが８行６列で設けられたマスク１１０が用いられる（図６参照）。
【００６５】
この方法では、行毎に、行方向（左右方向、Ｘ方向）に一連で並ぶ３つの開口グループＭを含む領域を、１つの充填領域（振込領域）Ｄとしている。すなわち、このマスク１１０は、８行２列、合計１６個の充填領域Ｄを含んでいる。また、この方法では、左側の８個の充填領域Ｄを含む領域ａ１を、ヘッド２１ａにより形成される動区域Ａ１がカバーし、右側の８個の充填領域Ｄを含む領域ａ２を、ヘッド２１ｂにより形成される動区域Ａ２がカバーするようにしている。列毎に、列方向（Ｙ方向）に一連で並ぶ８個の開口グループＭを含む充填領域Ｄを設定することも可能である。
【００６６】
ところで、複数の充填領域Ｄには、複数の開口１１１が含まれているが、互いに隣り合う充填領域Ｄの間Ｄｎには、開口１１１が設けられていない。したがって、動区域Ａ１およびＡ２を、導電性ボールＢを充填する必要が無い領域（非充填領域、非振込領域）Ｄｎをできるだけ省いて、マスク１１０の上を効率良く移動させることにより、タクトタイムを短縮できる。動区域Ａ１およびＡ２は、マスク１１０の表面の限られた面積（ある程度の面積はあるがスポット的）に導電性ボールを保持したものである。したがって、動区域Ａ１およびＡ２によりマスク１１０の表面（少なくとも基板１００に対応した面積）のすべてを連続的にスキャンするためには時間を要する。逆に、動区域Ａ１およびＡ２はスポット的なので、マスク１１０の表面１１０ａを部分的に、あるいは、断続的にスキャンすることが可能である。このため、導電性ボールＢを充填させる場所に限定して動区域Ａ１およびＡ２でスキャンすることにより、タクトタイムを短縮し、充填ミスの発生を防止できる。
【００６７】
この方法では、ボール保持装置２０により、複数の導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２をマスク１１０の表面１１０ａの複数の動区域Ａ１およびＡ２に保持させ、動区域Ａ１およびＡ２の間隔を所定の値、本例では、基板１００の長辺の略半分（領域ａ１の右端と領域ａ２の右端との距離に相当する間隔）に保ち、移動装置３０によってボール保持装置２０を移動させる。さらに、各動区域Ａ１およびＡ２を、それぞれの動区域Ａ１およびＡ２が充填を担当する異なる充填領域Ｄにおいて軌跡Ｔ１およびＴ２が１００％重複するように、左右方向（Ｘ方向）に移動（往復動）させる。充填領域Ｄがある程度の面積を有する場合は、動区域Ａ１およびＡ２が一度だけ往復する代わりに、５０％程度の重複率で複数回往復し、結果として１００％の重複率が得られるようにしてもよい。そして、互いに隣り合う充填領域Ｄの間においては、互いに隣り合う充填領域Ｄの間に動区域Ａ１およびＡ２が通過しない非充填領域Ｄｎが形成されるように、動区域Ａ１およびＡ２を、その往復動の端において、互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域（連結領域）Ｄｃを通して、移動させる。動区域Ａ１およびＡ２は、それぞれ、全体として上側から下側に移動しながら、８行分の充填領域Ｄを、軌跡Ｔ１およびＴ２が１００％重複するように通過し、その後、連結領域Ｄｃを下側から上側に通って、初めの位置に戻る。この方法によれば、複数の開口グループＭのレイアウトが離散的であり、マスク１１０の表面に非充填領域Ｄｎが設けられるような場合において、タクトタイムを短縮できる。
【００６８】
上述した充填装置１０では、ヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔を任意に設定できる。プリント配線板１００はサイズが様々であるため、ヘッド２１ａおよび２１ｂの間隔を任意に設定できる充填装置１０は、本例のボール搭載方法を実施する際に好適である。なお、動区域Ａ１およびＡ２の軌跡Ｔ１およびＴ２の具体的な形態は、充填装置１０を制御する制御部５０内に記憶されたプログラム５０ｐにおいて、適当な関数あるいはルックアップテーブルなどのデータとして与えられる。
【００６９】
動区域Ａ１およびＡ２は小さくできるが、小さ過ぎると、再び、タクトタイムが長くなる。したがって、円形の動区域Ａ１およびＡ２の直径は１０ｍｍ以上が好ましい。一方、動区域Ａ１およびＡ２が大き過ぎると、非充填領域Ｄｎが小さくなり、充填領域Ｄを選択して動区域Ａ１およびＡ２でスキャン（カバー）する意味が薄れる。さらに、動区域Ａ１およびＡ２内におけるボールＢの移動が不十分になり、導電性ボールＢが一層となる部分Ｅを良好に形成できなくなる可能性があることは上述した通りである。したがって、円形の動区域Ａ１およびＡ２の直径は１００ｍｍ以下が好ましい。円形の動区域Ａ１およびＡ２のより好ましい範囲は、２０〜６０ｍｍである。また、ヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度は、１２０ｒｐｍ以下が好ましい。さらに好ましいヘッド２１ａおよび２１ｂの回転速度の範囲は、３０〜９０ｒｐｍである。
【００７０】
また、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度（本例では、ヘッド２１ａおよび２１ｂの移動速度と実質的に同義）が遅過ぎると、タクトタイムが長くなり過ぎる。一方、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度が速過ぎると、ボールＢがマスク１１０の開口１１１に落ち込まないうちに、動区域Ａ１およびＡ２が通過する確率が高くなる。したがって、動区域Ａ１およびＡ２の移動速度は、２〜１２０ｍｍ／ｓの範囲が好ましく、さらに、５〜８０ｍｍ／ｓの範囲であることが好ましい。本例の充填装置１０においては、ヘッド２１ａおよび２１ｂの移動速度は２０〜８０ｍｍ／ｓとなるようにプログラム制御されている。
【００７１】
図８に、ボール充填装置の制御方法の一例をフローチャートにより示してある。まず、ステップ２０１において、基板１００およびマスク１１０をセットする（マスク１１０を基板１００に重ねる）。ステップ２０２において、２つのヘッド２１ａおよび２１ｂにより、マスク１１０の上面１１０ａに、２つの独立した動区域Ａ１およびＡ２を形成する。そして、ボール保持機能９１により、独立した２つの導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２を、マスク１１０の上面１１０ａの一部の独立した２つの動区域Ａ１およびＡ２にそれぞれ保持させる。ステップ２０３において、複数の動区域Ａ１およびＡ２の間隔を所定の値に保った状態で、移動機能９２により、一連に並べられたいくつかの開口グループＭをそれぞれ含む複数の充填領域Ｄであって、互いに平行に設けられた複数の充填領域Ｄにおいては、動区域Ａ１およびＡ２を、その軌跡Ｔ１およびＴ２が重複するように移動（往復動）させ、さらに、互いに隣り合う充填領域Ｄの間においては、互いに隣り合う充填領域Ｄの間に動区域Ａ１およびＡ２が通過しない非充填領域Ｄｎが形成されるように、動区域Ａ１およびＡ２を、互いに隣り合う充填領域Ｄをつなぐ領域（連結領域）Ｄｃを通って移動させる。
【００７２】
ステップ２０４において、２つの動区域Ａ１およびＡ２の移動中（２つの動区域Ａ１およびＡ２が終点にまで至っていない状態）であって、ステップ２０５において、動区域Ａ１およびＡ２の内部に導電性ボールＢを補給（補充）する必要が生じた場合には、ステップ２０６において、ボール補給機能９３により、ボール補給装置４０から、シャフト３８ａおよび３８ｂを含むボール供給路４９ａおよび４９ｂ、並びに、ヘッド２１ａおよび２１ｂを介して、導電性ボールの集団Ｂｇ１およびＢｇ２に対し、導電性ボールＢを補給（補充）する。このとき、動区域Ａ１およびＡ２の内部に、導電性ボールが存在する領域Ｅ１と、導電性ボールが存在しない領域Ｅ２とが形成されるように、それぞれ導電性ボールを補給する。ステップ２０４において、２つの動区域Ａ１およびＡ２が終点にまで移動したら、ジョブを終了する。
【００７３】
基板１００の上面には、マスク１１０の開口パターンに対応して、予め半田付け用のフラックスがスクリーン印刷されている。したがって、開口１１１に充填された導電性ボールＢはフラックスに密着し、基板１００の所定の位置に仮固定される。導電性ボールＢが搭載された基板１００は、その後、公知のリフロー過程を経る。これにより、ボールＢが基板１００に固定される。
【００７４】
以上のように、本例の導電性ボール搭載方法および充填装置の制御方法によれば、タクトタイムを短縮できる。
【００７５】
なお、本発明の導電性ボール搭載方法および充填装置の制御方法を実現する際に使用するボール充填装置は、上述の装置に限定されるものではない。例えば、ボール充填装置が備えるボール保持装置は、マスクの表面の一部分に、導電性ボールの集団が保持される動区域を形成可能なものであればよい。ボール保持装置は、独立した複数の領域を形成できるものが好ましいが、その場合、必ずしも、これらの動区域にそれぞれ対応する複数のヘッドを備えていなくてもよい。すなわち、複数の動区域は、必ずしも、これら動区域にそれぞれ対応する複数のヘッドにより形成しなくてもよい。さらに、動区域の数は、２つに限定されるものではなく、１つであっても、３つ以上であってもよい。また、この明細書に開示している技術において、ヘッド数が１つあるいは動区域が１つの装置および方法において得られる作用効果、例えば、動区域の面積に対する導電性ボールが存在する領域の面積の比が、１／１０〜２／３となるように、導電性ボールを補給する方法（ボール補給方法）は、複数のヘッド（複数の動区域）を用いる場合だけでなく、単数のヘッド（１つの動区域）を用いる場合にも有効である。
【００７６】
また、プリント配線板にボールを配置するためのマスクのように開口グループが離散的にアレンジされているマスクを使用する場合、本発明のように、非充填領域が形成されるような動区域の軌跡を選択することは、１つの動区域を用いる場合にも有効である。これらのような装置および方法において、ボール保持装置は、少なくとも１つの独立した領域を形成できるものであればよい。さらに、単数のヘッド（１つの動区域）を用いる装置および方法も本明細書において開示されている発明に含まれる。
【００７７】
ボール保持手段として、マスクの表面の複数の部分に、独立した複数の導電性ボールの集団がそれぞれ保持される複数の動区域を形成するものを用いる場合、各動区域は、複数の充填領域においては、自身の軌跡の少なくとも一部が重複するように移動させ、さらに、互いに隣り合う充填領域の間においては、互いに隣り合う充填領域の間に非充填領域が形成されるように、つなぐ領域を通って移動させるようにすることが好ましい。ある動区域の軌跡の少なくとも一部と、それとは異なる動区域の軌跡の少なくとも一部とが重複するような移動であってもよい。
【００７８】
また、複数の動区域の間隔を所定の値に保った状態で、移動手段によってボール保持手段を移動させる方法は、複数の動区域を、それぞれが担当する充填領域において軌跡の少なくとも一部（自身の軌跡の少なくとも一部）が重複するように移動させ、つなぐ領域を通し、それぞれが担当する隣の充填領域に移動させるような方法が好ましい。ある動区域を他の動区域が所定の間隔を保った状態で追いかけるように、複数の動区域がほぼ同じ軌跡をたどるように、各動区域を移動させる方法であってもよい。さらに、１番目の動区域を１行目または１列目の充填領域、２番目の動区域を２行目または２列目の充填領域、ｎ番目の動区域をｎ行目またはｎ列目の充填領域において、軌跡の少なくとも一部（自身の軌跡の少なくとも一部）が重複するように移動させ、つなぐ領域を通し、１番目の動区域を（ｎ＋１）行目または（ｎ＋１）列目の充填領域、２番目の動区域を（ｎ＋２）行目または（ｎ＋２）列目の充填領域、ｎ番目の動区域を２ｎ行目または２ｎ列目の充填領域に移動させるような方法であってもよい。
【００７９】
独立した複数の動区域を形成するボール保持装置としては、上述の他にも、例えば、少なくとも１つの部材（例えばヘッド）の振動を利用し、部材の下に付いたスウィープ部材（例えばスキージ）によって、ボールを動区域の方向に掃き集める方式のものを挙げることができる。この方式では、振動する方向および数、スウィープ部材の形状などにより、動区域は円ではなく、円に外接する多角形になる場合がある。動区域の形状が多角形の場合、部材の移動方向によっては、ボールを収集する能力に優劣が発生する可能性がある。
【００８０】
独立した複数の動区域を形成するボール保持装置として、回転することにより導電性ボールに対して複数の動区域の方向に移動する力を加える複数のヘッドのような部材は、好ましい形態の１つである。円形の動区域は、部材の移動方向にボールを収集したり保持したりする能力に優劣は生ぜず、部材の移動方向を任意に選択できる点で優れている。
【００８１】
また、独立した複数の動区域を形成するボール保持装置は、スキージを備えた部材でなくてもよい。例えば、部材は、ボールを複数の動区域に掃き集めるための気体をマスクの表面に吹き付けるエアーノズルを備えたタイプのものであってもよい。気体を吹き出すタイプの部材は、部材自体を回転駆動させるモータを省くことが可能であり、充填装置の構成を簡易にできる。また、磁力によりマスクに吸着するタイプのヘッドを採用することも可能である。
【００８２】
上述した実施形態は、本発明に含まれるボール搭載方法およびボール充填装置の制御方法を実現するための一例に過ぎない。例えば、それぞれの動区域を形成するための複数のヘッドはそれぞれＸ方向およびＹ方向に移動するための移動装置に接続されていてもよい。Ｘ−Ｙテーブルのような移動装置に限らず、アームを用いた移動装置であってもよい。Ｘ−Ｙテーブルによりそれぞれのヘッドを移動するように支持してもよい。
【００８３】
本実施形態の目的の１つは、タクトタイムを短縮できる、装置、装置の制御方法、ボール搭載方法を提供することである。しかしながら、当業者にとって自明な部分的な変更やバリエーションは、本発明の範囲内であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】ボール搭載装置の一例を示す平面図。
【図２】図１のボール搭載装置が備えるボール充填装置の概略構成を示す平面図。
【図３】図２のボール充填装置の概略構成を示す断面図。
【図４】図２のボール充填装置が備えるボール保持装置の一部を示す断面図。
【図５】図２のボール充填装置が備えるボール保持装置の一部を上方から透かして示す図。
【図６】動区域の軌跡の一例を示す図。
【図７】図６に示した例について、一方の動区域の軌跡を抜き出して示す図。
【図８】ボール充填装置の制御方法の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８５】
１    ボール搭載装置、  １０    ボール充填装置
２０    ボール保持装置（ボール保持手段）、  ３０    移動装置（移動手段）
４０    ボール補給装置（ボール補給手段）、  ５０    制御部（制御ユニット）
１００    プリント配線板（基板）、  １１０    マスク
１１０ａ    マスクの上面（マスクの表面）、  １１１    マスクの開口
Ａ１、Ａ２    動区域、  Ｔ１、Ｔ２    軌跡
Ｅ１    導電性ボールが存在する領域、  Ｅ２    導電性ボールが存在しない領域
Ｄ    充填領域、  Ｄｎ    非充填領域
Ｄｃ    連結領域（互いに隣り合う充填領域をつなぐ領域）
【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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