(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に電子部品が所定間隔で形成され、且つ電子部品の位置に対応する上面に電極が形成されたテープ状基板を長手方向に搬送する搬送手段と、前記電極に導電性ボールを搭載する搭載手段と、この搭載手段より下流側にあって導電性ボールが搭載された前記テープ状基板を加熱して前記導電性ボールを前記電極に半田付けするための予備加熱用の加熱手段及び本加熱用の加熱手段と、前記２つの加熱手段を制御する制御手段とを備えたテープ状基板のバンプ形成装置を用いるバンプ形成方法であって、前記搭載手段による導電性ボールの搭載ミスが発生したならば、予備加熱中及び本加熱中の電子部品については予め設定された加熱処理サイクルが終了するまで加熱を継続し、次いで前記搬送手段により予備加熱が終了した電子部品を本加熱用の加熱手段へ搬送するとともに、導電性ボールが搭載された電子部品を予備加熱用の加熱手段へ送り、前記予備加熱が終了した電子部品を前記本加熱用の加熱手段で加熱する一方、前記予備加熱用の加熱手段による予備加熱を行なわないことを特徴とするテープ状基板のバンプ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＡＢテープなどのテープ状基板に導電性ボールを搭載してバンプを形成するテープ状基板のバンプ形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープなどのテープ状の基板にバンプを形成する方法として、導電性ボールを基板の電極上に半田付けする方法が知られている。半田付けは、予め導電性ボールが搭載されたテープ状の基板をリフロー炉内に導入して加熱することにより行われる。加熱の手段としては、一般にヒータにより雰囲気ガスを加熱し、加熱された雰囲気ガスを媒体として導電性ボールを加熱する方法が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、導電性ボールを搭載する工程では、導電性ボールの搭載ミスなどの何らかの処置を要する事象が発生することがある。テープ状基板を対象とするバンプ形成装置でこのような事象が発生した場合には、必要な処置をする間はテープ状基板の送りを停止しなければならないため、この処置をしている間、既に加熱工程に送られたテープ状基板は加熱工程で停留する。
【０００４】
従来のバンプ形成装置では、加熱工程に停留している時間中テープ状基板は継続して加熱されるため、加熱工程にあるテープ状基板は必要時間以上加熱されることになる。ところが一般に電子部品やテープ状基板は熱に弱いため、必要時間以上に加熱されると焼損しやすい。
【０００５】
このように、従来のバンプ形成装置では、テープ状基板にバンプを形成する場合にテープ状基板の送りを停止すると加熱工程で必要時間以上加熱され、過熱によるテープ状基板の焼損が発生するという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、過熱によるテープ状基板の焼損を防止することができるテープ状基板のバンプ形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のテープ状基板のバンプ形成方法は、下面に電子部品が所定間隔で形成され、且つ電子部品の位置に対応する上面に電極が形成されたテープ状基板を長手方向に搬送する搬送手段と、前記電極に導電性ボールを搭載する搭載手段と、この搭載手段より下流側にあって導電性ボールが搭載された前記テープ状基板を加熱して前記導電性ボールを前記電極に半田付けするための予備加熱用の加熱手段及び本加熱用の加熱手段と、前記２つの加熱手段を制御する制御手段とを備えたテープ状基板のバンプ形成装置を用いるバンプ形成方法であって、前記搭載手段による導電性ボールの搭載ミスが発生したならば、予備加熱中及び本加熱中の電子部品については予め設定された加熱処理サイクルが終了するまで加熱を継続し、次いで前記搬送手段により予備加熱が終了した電子部品を本加熱用の加熱手段へ搬送するとともに、導電性ボールが搭載された電子部品を予備加熱用の加熱手段へ送り、前記予備加熱が終了した電子部品を前記本加熱用の加熱手段で加熱する一方、前記予備加熱用の加熱手段による予備加熱を行なわないようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記構成の本発明によれば、ボール搭載工程において搭載ミスが発生したならば加熱を停止させることにより、過熱による電子部品の焼損や、加熱が中断されることによる不良品の発生がない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図、図２は同テープ状基板の部分側面図、図３、図４、図５、図６、図７、図８は同テープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図である。まず図１を参照してテープ状基板のバンプ形成装置の構造を説明する。図１において、テープ状の基板１はテープ取り出しリール２に巻回されており、テープ取り出しモータ３により矢印ａ方向に送られる。基板１の下面には、所定間隔で電子部品４が形成されている。図２に示すように、基板１の上面には、電子部品４の位置に対応して電極４ａが所定間隔で多数形成されている。基板１はスプロケット５にガイドされ、搭載手段であるボール搭載部６に送られる。ボール搭載部６では、搭載ヘッド７により基板１の電極４ａ上に導電性ボールとしての半田ボール８が搭載される。９はボール搭載部の制御部であり、搭載ヘッド７の動作を制御する。
【００１３】
ボール搭載部６の下流には、加熱部１０が配設されている。加熱部１０は加熱室１１を備えており、加熱室１１の内部には加熱手段としての２つのパルスヒータ１２，１３が配設されている。なお、加熱手段としては、セラミックヒータやコンスタントヒータ等も使用できる。パルスヒータ１２，１３はシリンダ１４，１６のそれぞれのロッド１５，１７に結合されている。シリンダ１４，１６のロッド１５，１７が突出した状態ではパルスヒータ１２，１３は上昇して基板１の電子部品４に当接する。この状態でパルスヒータ１２、１３を駆動すると、パルスヒータ１２，１３は電子部品４を加熱し、更にこの熱が基板１に伝達されて電極４ａ上の半田ボール８を溶融させる。
【００１４】
またシリンダ１４，１６のロッド１５，１７が没入した状態では、パルスヒータ１２，１３は下降して電子部品４と離れており、基板１には熱は伝達されない。シリンダ１４，１６はシリンダ駆動部１８と接続されており、シリンダ駆動部１８は制御部９によって制御される。すなわちシリンダ１４、１６の動作を制御することにより基板１の加熱・非加熱の切り換えが可能となっている。本実施の形態では、制御部９が加熱手段によるテープ状基板１の加熱を制御する制御手段となっている。
【００１５】
パルスヒータ１２，１３は加熱電源部１９に接続されており、加熱電源部１９は制御部９によって制御される。パルスヒータ１２は予備加熱用であり、基板１を１５０°Ｃ程度まで昇温させる。パルスヒータ１３は本加熱用であり、予備加熱された基板１を更に加熱してリフロー温度である２３０°Ｃ程度まで昇温させる。すなわち、加熱対象の基板１に応じて、予めパルスヒータ１２、１３により加熱される加熱処理サイクルが設定されている。
【００１６】
加熱室１１には窒素ガス供給部２０が接続されており、加熱室１１内に窒素ガスを供給して半田ボール８の溶融時に無酸素雰囲気を形成する。加熱部１０の下流にはスプロケット２１が配設されており、スプロケット２１にガイドされた基板１はテープ回収モータ２３によりテープ回収リール２２に巻回されて回収される。すなわち、テープ取り出しモータ３、テープ回収モータ２３は、テープ状の基板１を長手方向に送る搬送手段となっている。
【００１７】
また、ボール搭載部６と加熱部１０の間には作業ステージ５０が設けられており、ボール搭載部６から送り出された基板１がリペアなど何らかの処置を必要とする場合には、オペレータによりこの作業ステージ５０上で処置が行われる。
【００１８】
このテープ状基板のバンプ形成装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。
【００１９】
まず図１において、テープ取り出しリール２から取り出されたテープ状の基板１は、ボール搭載部６に送られ、ここで基板１の上面の電極４ａ（図２参照）上に、搭載ヘッド７により半田ボール８が搭載される。次いで、基板１は下流側の加熱部１０へ送られ、加熱室１１内でパルスヒータ１２により予備加熱され、次にパルスヒータ１３により本加熱されて電極４ａ上の半田ボール８が溶融し、基板１の電極４ａ上で半田バンプ８’を形成する。この後、基板１は下流に送られ、テープ回収リール２２に巻回されて回収される。
【００２０】
ところで、上記工程において、ボール搭載部６で何らかの異常が発生し、半田ボール８が正常に基板１に搭載されないことがある。このような場合の処置の例について、図３〜図８を参照して説明する。図３において、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ・・・は電子部品であり、先行順にアルファベットの添字を付している。電子部品４Ａは既に半田バンプ８’が形成され、電子部品４Ｂ，４Ｃはそれぞれ本加熱中、予備加熱中である。電子部品４Ｄは半田ボール８の搭載後、加熱室１１の上流で待機している。ボール搭載部６では電子部品４Ｅ対応する電極４ａに搭載ヘッド７により半田ボール８が搭載されている。
【００２１】
ここで、半田ボール８の搭載ミスが発生し、電子部品４Ｅに対応する電極４ａの１つに半田ボール８が搭載されないままとなっている場合を想定してこのような場合に行われる処置を説明する。搭載ミスが発生した場合には、電子部品４Ｅをこのままの状態で下流の加熱部１０に送ることはできないため、基板１の送りを停止した上で以下に述べる処置が採られる。
【００２２】
まず、図３の状態で加熱中のもの、すなわち予備加熱中の電子部品４Ｃ、本加熱中の電子部品４Ｂについては、予め設定された加熱処理サイクルが終了するまで加熱を継続し、その後パルスヒータ１２、１３を下降させて加熱を停止する。すなわち電子部品４Ｂについては半田バンプ８’の形成を完了させ、また電子部品４Ｃについては、設定の予備加熱温度まで昇温させる。
【００２３】
次に図４に示すように、テープ回収リール２２を矢印ｂ方向に回転させて基板１を下流側へ１ピッチ分だけ送る。これにより、予備加熱を終了した電子部品４Ｃはパルスヒータ１３の位置まで送られ、ここで本加熱されて半田バンプ８’が形成される。このとき、半田ボール８が搭載された状態の電子部品４Ｄは予備加熱のパルスヒータ１２の位置まで送られるが、電子部品４Ｄはボール搭載部６での搭載ミス発生時にはまだ加熱工程に到達していなかったため、ここでは予備加熱は行われない。
【００２４】
上記説明では半田ボール８が搭載ヘッド７の下面に残留する搭載ミスの場合について述べたが、上記処置はこれ以外にも何らかの処置を要するものとして予め設定された稼働状況が発生した場合、例えば半田ボール８の品切れなどの事象が発生した場合にも行われるものである。
【００２５】
次に、搭載ミスが発生した電子部品４Ｅの処置について説明する。図５で示すように、作業ステージ５０にて電子部品４Ｅのリペアを行う。ここでは、電子部品４Ｅから搭載ミスとなった半田ボール８をすべて除去するとともに、搭載ヘッド７の下面に残留した半田ボール８を除去する。このリペア作業はもちろん図４に示す電子部品４Ｃの本加熱と併行して行ってもよい。また、このリペア作業の間はパルスヒータ１２，１３は加熱を停止している。
【００２６】
次に、リペア作業が終了したならば、図６に示すように、テープ取り出しリール２を矢印ｄ方向に逆回転させ、基板１を上流側（矢印ｅ）へ戻して電子部品４Ｅをボール搭載部６に戻す。そして電子部品４Ｅの電極４ａ上には、再び搭載ヘッド７により半田ボール８が搭載される。このとき、電子部品４Ｃおよび４Ｂは加熱部１０にあるが、これらは既に加熱工程を終えているので、パルスヒータ１２，１３は停止している。
【００２７】
次に、電子部品４Ｅへの半田ボール８の搭載が終了したならば、図７に示すように基板１を下流側へ送り（矢印ｆ参照）、ボール搭載部６には新たな電子部品４Ｆが送られ、電子部品４Ｆに半田ボール８が搭載される。また、加熱部１０では、電子部品４Ｄがパルスヒータ１２により予備加熱されるが、電子部品４Ｄに先行する電子部品４Ｃは、図４に示す工程にて既に本加熱を終了しているので、ここでは加熱は行われず、パルスヒータ１３は下降して停止している。
【００２８】
電子部品４Ｄの予備加熱が終了すると基板１は下流に送られ、図８に示すように、ボール搭載部６には新たな電子部品４Ｇが送られる。加熱部１０では、半田ボール８が搭載された電子部品４Ｅがパルスヒータ１２によって予備加熱され、またパルスヒータ１３は予備加熱を終えた電子部品４Ｄを本加熱する。これ以降については、ボール搭載部６、加熱部１０ともに通常の処理サイクルに従って動作を行う。すなわち、ボール搭載部６は、上流側から送られる電子部品４上に半田ボール８を搭載し、加熱部１０ではパルスヒータ１２，１３はそれぞれ所定時間だけ電子部品４を加熱する。
【００２９】
以上説明したように、半田ボール８を搭載するボール搭載工程において、半田ボール８の搭載ミスなどの事象が発生し、何らかの処置を要するものとして予め設定された稼働状況となったならば、加熱部１０にてその事象が発生した時点で加熱処理中の電子部品４については、設定通りの加熱処理サイクルを終了させた後に加熱部１０の駆動を停止することにより、電子部品４を過熱により焼損することなく、発生した事象に対する処置を行うことができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図である。まず図９を参照してテープ状基板のバンプ形成装置の全体構造を説明する。なお、図１と同一の要素については同一符号を付して説明を省略する。図９において、ボール搭載部６の下流側には加熱部３０が配設されている。加熱部３０は、加熱室３１を備えており、加熱室３１は隔壁３２により２つの加熱ゾーン、すなわち予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２に分割されている。加熱ゾーンＺ１，Ｚ２の天井面には、透光性の蓋部材３３が装着されている。
【００３１】
加熱室３１の上方には、２つのスライドテーブル３４，３６が水平方向に配設されており、スライドテーブル３４，３６はそれぞれモータ３５，３７を備えている。スライドテーブル３４，３６には加熱手段としてのレーザガン３８，３９が装着されており、レーザガン３８，３９は光源４０，４１に接続されている。光源４０，４１を駆動することにより、レーザガン３８，３９はソフトビームのレーザ光を予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２内の基板１上の半田ボール８に照射する。従って、モータ３５，３７を駆動しながらレーザガン３８，３９によりレーザ光を照射すると、加熱室３１内で基板１上の半田ボール８を端部から順に加熱して溶融させる。
【００３２】
加熱室３１には配管４２を介して窒素ガス供給部４３が接続されている。窒素ガス供給部４３は加熱室３１内に窒素ガスを供給し、半田ボール８の加熱時に無酸素雰囲気を形成する。制御部４４は、テープ送りモータ３、搭載ヘッド７、モータ３５，３６、光源４０，４１、窒素ガス供給部４３およびテープ回収モータ２３を制御する。
【００３３】
このテープ状基板のバンプ形成装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。ボール搭載部６にて電極４ａ（図２参照）上に半田ボール８が搭載された基板１は、下流側の加熱部３０へ送られる。加熱部３０では、加熱室３１内の基板１上の半田ボール８に対してレーザガン３８，３９によりソフトビームのレーザ光が照射される。このとき、レーザ光はスライドテーブル３４，３６を駆動してレーザガン３８，３９を移動させることにより半田ボール８を端から順に狙って照射される。光源４０，４１の出力および照射時間を制御することにより、予備加熱ゾーンＺ１、本加熱ゾーンＺ２における加熱温度が制御される。
【００３４】
またレーザ光による加熱はエネルギーを直接基板１上の半田ボール８に伝達する方式であるため、加熱の開始時及び停止時の応答性に優れており、光源４０，４１の制御のみで電子部品４に対する加熱・非加熱を即座に切り換えることができる。従って、ボール搭載部６で何らかの事象が発生し、処置を要する稼働状況となって基板１の送りを停止した場合でも加熱を即座に停止することができ、電子部品４を必要時間以上加熱することによる焼損が発生しない。
【００３５】
なお、ボール搭載部６で何らかの処置を要する稼働状況が発生した場合に取られる処置については、実施の形態１と同様である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のバンプ形成方法によれば、過熱による電子部品の焼損や、加熱が中断されることによる不良品の発生がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態１のテープ状基板の部分側面図
【図３】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図４】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図５】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図６】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図７】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図８】本発明の実施の形態１のテープ状基板のバンプ形成方法の工程説明図
【図９】本発明の実施の形態２のテープ状基板のバンプ形成装置の正面図
【符号の説明】
１  テープ状基板
２  テープ取り出しリール
３  テープ取り出しモータ
４  電子部品
６  ボール搭載部
７  搭載ヘッド
８  半田ボール
９  制御部
１０，３０  加熱部
１１，３１  加熱室
１２，１３  パルスヒータ
１４，１６  シリンダ
１９  加熱電源部
２０，４３  窒素ガス供給部
２２  テープ回収リール
２３  テープ回収モータ
３４，３６  スライドテーブル
３８，３９  レーザガン
【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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