JP4993904B2 - Conductive ball mounting method, apparatus, and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、導電性ボールを基板の所定の位置に搭載するための装置、装置の制御方法、および導電性ボールの搭載方法に関するものである。   The present invention relates to a device for mounting a conductive ball at a predetermined position on a substrate, a method for controlling the device, and a method for mounting a conductive ball.

ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を始めとする半導体デバイスあるいは光学デバイスなどを実装する際の電気的な接続を得るために、半田ボールが用いられる。近年、半田ボールに限らず、他の導電性金属、さらには金属をコーティングした導電性ボールであって、直径が１ｍｍ程度以下の微小な粒子を基板に搭載することが検討されている。   Solder balls are used to obtain electrical connections when mounting semiconductor devices such as LSI (Large Scale Integration) and LCD (Liquid Crystal Display), or optical devices. In recent years, it has been studied to mount fine particles having a diameter of about 1 mm or less on a substrate, which are not limited to solder balls, but are other conductive metals, or conductive balls coated with metals.

特許文献１に、微小粒子を意図する位置に配列させる技術の一例が開示されている。この特許文献１には、微小粒子を配列させるための開孔部を備えたマスクの上で、所定の柔らかさを有するスキージ（squeegee）と称される移動手段により微小粒子を移動させ、微小粒子をマスクの開孔部に挿入して、吸引される空気により多孔板の上に配列・吸着させることが開示されている。   Patent Document 1 discloses an example of a technique for arranging microparticles at intended positions. In this Patent Document 1, the fine particles are moved by a moving means called a squeegee having a predetermined softness on a mask having apertures for arranging the fine particles. Are inserted into the apertures of the mask and arranged and adsorbed on the perforated plate by the sucked air.

特許文献１のスキージは、開孔部に挿入されなかった余分な微小粒子を移動するものであり、特許文献１には、マスクの上で直線方向に移動するベルトにスキージを取り付けて移動することが記載されている。また、特許文献１には、リング状の溝を備えたマスクの上で、円盤状の保持部材に取り付けられたスキージを溝に沿って移動することが記載されている。しかしながら、いずれの場合も、微小粒子は、スキージにより、予め定められた１つの方向に移動される。スキージを往復動するものも開示されているが、その場合でも、移動方向は往方向および復方向の２方向である。   The squeegee disclosed in Patent Document 1 moves excess fine particles that have not been inserted into the aperture. Patent Document 1 discloses that a squeegee is attached to a belt that moves in a linear direction on the mask. Is described. Patent Document 1 describes that a squeegee attached to a disk-shaped holding member is moved along a groove on a mask having a ring-shaped groove. However, in any case, the fine particles are moved in a predetermined direction by the squeegee. Although what reciprocates a squeegee is also disclosed, even in that case, the moving direction is two directions, the forward direction and the backward direction.

又、特許文献２に、ホッパを移動しながら、ホッパに貯留されたボールをホッパに設けられたスリットから１列に落下させる構造と、マスクに設けられた貫通孔に落下せずにマスクに残ったボールを、エアブローでマスク上の一定範囲から飛散させない構造が開示されている。この装置は、ホッパとスリットに拘束されたボールをスリットから一列に落下させ、マスクに設けられた貫通孔に落下させることを旨とし、さらに、貫通孔に落下しないでマスクに残ったボールを、他の貫通孔への落下補助とするものである。   Patent Document 2 discloses a structure in which a ball stored in a hopper is dropped in one row from a slit provided in the hopper while the hopper is moved, and remains in the mask without falling into a through hole provided in the mask. A structure is disclosed in which the balls are not scattered from a certain range on the mask by air blow. This device is intended to drop the balls constrained by the hopper and the slits in a row from the slits and drop them into the through holes provided in the mask, and further, the balls remaining in the mask without falling into the through holes, It is intended to assist in dropping into other through holes.

しかし、この装置は、ホッパ内でボールが棚をつくり落下しなくなる欠点がある。更に、スリットでは、ボールが干渉し合って自由な動きができないため、ボールが詰まってボールがマスク上に落下しなくなる欠点がある。加えて、エアブローにより集められたボールは、空気によりエアボール枠の中央部に集まり、エアブロー枠内の中央部の貫通孔への落下を助長するだけのものである。
特開平９−１４８３３２号公報 特開２００３−２５８０１６号公報 However, this device has the disadvantage that the balls make a shelf in the hopper and do not fall. Further, the slit has a disadvantage that the balls interfere with each other and cannot move freely, so that the balls are clogged and the balls do not fall on the mask. In addition, the balls collected by the air blow gather only at the center of the air ball frame by the air, and only promote the fall into the through hole in the center of the air blow frame.
JP-A-9-148332 JP 2003-258016 A

特許文献１では、開孔に微小粒子を吸引挿入することにより、微小粒子を、適切に、必要な位置に配列させるようにしている。吸引の有無に関わらず、微小粒子、すなわち、導電性ボールを、マスクにパターニングされた開孔あるいは開口にミスなく充填するための条件の１つに、開口の数（開口密度）に対して十分に多い数の導電性ボールを供給することが挙げられる。しかしながら、開口の数に対して導電性ボールの数が多くなると、導電性ボールがマスクの表面を移動する時間は長くなる。そのため、様々な要因、例えば、大気との接触、ボール同士の接触、ボールとマスクの接触、さらにはボールとスキージとの摩擦および接触により、ボールの表面が磨耗したり、変形したり、電極としての性能が低下する。したがって、充填ミス、およびそれによる基板（ワーク）上への配置あるいは搭載ミスを減らそうとして大量の導電性ボールを移動しようとすると、基板に配置された導電性ボールに問題が発生する可能性が高くなる。さらに、大量のボールを移動する方法は、配置されなかった大量の導電性ボールを廃棄する必要があるために、導電性ボールのロス率が高くなり経済的にも好ましくない。   In Patent Document 1, fine particles are appropriately arranged at necessary positions by sucking and inserting the fine particles into the openings. Regardless of the presence or absence of suction, it is sufficient for the number of openings (opening density) to fill fine holes, that is, conductive balls, into holes or openings patterned in a mask without mistake. Supply a large number of conductive balls. However, as the number of conductive balls increases with respect to the number of openings, the time for the conductive balls to move on the surface of the mask becomes longer. Therefore, various factors such as contact with the atmosphere, contact between the balls, contact between the ball and the mask, and friction and contact between the ball and the squeegee can cause the surface of the ball to be worn or deformed. The performance of is reduced. Therefore, if it is attempted to move a large amount of conductive balls in an attempt to reduce the filling mistake and thereby the placement or mounting mistake on the substrate (work), there may be a problem with the conductive balls disposed on the substrate. Get higher. Further, the method of moving a large amount of balls is not economically preferable because the loss rate of the conductive balls is increased because it is necessary to discard a large amount of conductive balls that have not been arranged.

また、導電性ボールを同じ方向にスキージにより移動すると、スキージの条件、マスクの条件などにより、スキージの長手方向にボールの粗密が発生し易く、開口への充填ミスおよびボールの搭載ミスに繋がる。導電性ボールの移動量を増やして歩留まりを改善しようとすると、上記と同様にロスが増える。特許文献１の装置では、マスクの上でスキージを往復動させて開口への挿入ミスを減らしている。しかしながら、往復を繰り返せば繰り返すほど、スキージの移動に伴って開孔へ挿入される粒子の数は減るので、移動による粒子の損傷が進行する。   Further, when the conductive ball is moved in the same direction by the squeegee, the ball tends to be dense in the longitudinal direction of the squeegee due to the squeegee condition, the mask condition, etc., leading to an error in filling the opening and a mounting error of the ball. If an attempt is made to improve the yield by increasing the amount of movement of the conductive balls, the loss increases as described above. In the apparatus of Patent Document 1, the squeegee is reciprocated on the mask to reduce the insertion error into the opening. However, as the reciprocation is repeated, the number of particles inserted into the aperture decreases with the movement of the squeegee, so that the damage of the particles due to the movement proceeds.

本発明においては、マスクの表面全体を一方向に、または往復動するスキージにより導電性ボールを１つの方向あるいは往復する方向に移動させる代わりに、マスクの表面の一部の動区域にヘッドの回転などによりボールを集め、動区域に導電性ボールの集団を保持し、動区域を、その軌跡の一部が重複するように、ヘッドと共にマスク上を移動させる。さらに、動区域の内部においては、導電性ボールの分布が不均一になるようにする。そして、動区域の移動により、マスクの表面全体をカバーし、マスクの開口に導電性ボールを充填する。   In the present invention, instead of moving the conductive ball in one direction or in a reciprocating direction by moving the entire surface of the mask in one direction or by a reciprocating squeegee, the rotation of the head to a part of the moving area of the mask surface is performed. The balls are collected by, for example, holding a group of conductive balls in the moving area, and the moving area is moved on the mask together with the head so that a part of the trajectory overlaps. Furthermore, the distribution of the conductive balls is made non-uniform within the moving area. Then, by moving the moving area, the entire surface of the mask is covered, and the openings of the mask are filled with conductive balls.

本発明の１つの態様は、基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを、その基板にセットする第１の工程と、複数の開口に導電性ボールを充填する第２の工程とを有する導電性ボールの搭載方法である。この第２の工程は、以下を含む。
（ａ１）マスクの表面に沿って移動するヘッドであって、導電性ボールの集団をヘッドの下側のマスクの表面の一部に保持する部材を含むヘッドにより、マスクの表面に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成すること。
（ａ２）ヘッドを動区域の軌跡の一部が重複するように移動させること。 One aspect of the present invention provides a first step of setting a mask having a plurality of openings for disposing conductive balls on a substrate on the substrate, and a second step of filling the plurality of openings with conductive balls. A method for mounting a conductive ball having the following steps. This second step includes the following.
(A1) a head moving along the surface of the mask, the head including a member for holding a population of conductive balls on a part of the lower surface of the mask of the head, the conductive balls on the surface of the mask Form a moving area where groups are held .
(A2) The head is moved so that a part of the locus of the moving area overlaps.

さらに、動区域を形成することは、導電性ボールの動区域に存在する量が、動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように、導電性ボールを動区域に補充し、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、動区域に導電性ボールを不均一に分布させることを含む。Furthermore, forming the moving area is such that the amount present in the moving area of the conductive ball is 1/5 times to 10 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly. The conductive ball is replenished to the moving area, and the conductive balls are unevenly distributed in the moving area so that a region where the conductive ball exists and a region where the conductive ball does not exist are formed inside the moving area. Including that.

本発明の他の１つの態様は、基板上にセットされ、複数の開口を備えたマスクの表面の一部に導電性ボールを保持する部材を含むヘッドと、そのヘッドをマスクの表面に沿って移動させる移動手段と、ヘッドとマスクの表面との間に導電性ボールを補給可能な補給手段とを有する装置の制御方法である。この制御方法は、複数の開口に導電性ボールを充填する充填工程を有し、充填工程は、以下を含む。
（ｂ１）ヘッドにより、このヘッドの下側のマスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成する。
（ｂ２）移動手段により、ヘッドを動区域の軌跡の一部が重複するように移動させる。
前記動区域を形成することは、補給手段により、導電性ボールの動区域に存在する量が、動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように導電性ボールを補充し、動区域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を形成することを含む。 Another aspect of the present invention includes a head that is set on a substrate and includes a member that holds a conductive ball on a part of the surface of the mask having a plurality of openings, and the head extends along the surface of the mask. This is a method for controlling an apparatus having moving means for moving and replenishing means capable of replenishing conductive balls between the head and the surface of the mask. This control method includes a filling step of filling a plurality of openings with conductive balls, and the filling step includes the following.
(B1) The head forms a moving area in which a group of conductive balls is held on a part of the surface of the mask below the head.
(B2) by the moving means, causes movement of the head such that a portion of the trajectory of the dynamic zone overlap.
In the formation of the moving area, the amount existing in the moving area of the conductive ball is 1/5 times to 10 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly by the replenishing means. Thus, the conductive ball is replenished to form a region where the conductive ball exists in the moving area and a region where the conductive ball does not exist.

本発明のさらに他の態様は、基板上にセットされ、複数の開口を備えたマスクの表面の一部に導電性ボールを保持する部材を含むヘッドと、そのヘッドをマスクの表面に沿って移動させる移動手段と、ヘッドとマスクの表面との間に導電性ボールを補給可能な補給手段とを有する装置を制御するプログラムである。このプログラムは、ヘッドに、このヘッドの下側のマスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成させる命令と、移動手段に、動区域の軌跡の一部が重複するようにヘッドを移動させる命令とを有し、動区域を形成させる命令は、補給手段に導電性ボールの動区域に存在する量が、動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように導電性ボールを補充させ、動区域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を形成する命令を含む。 According to still another aspect of the present invention, a head including a member that holds a conductive ball on a part of a surface of a mask that is set on a substrate and has a plurality of openings, and moves the head along the surface of the mask. A program for controlling an apparatus having a moving means for feeding and a supply means capable of supplying a conductive ball between the head and the surface of the mask. This program, the head, and instructions for a population of conductive balls to form a dynamic area, which is held on a part of the surface of the lower side of the mask of the head, the moving means, a part of the trajectory of the moving area overlap reference quantity has instructions Before moving the head to, instructions to form a dynamic region, the amount present in the dynamic area of the conductive ball supply means, to uniformly cover a more area of dynamic zones And a command for replenishing the conductive balls so that the ratio is 1/5 times to 10 times the area, and forming a region where the conductive balls are present and a region where the conductive balls are not present in the moving area.

本発明のさらに他の態様は、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装置である。この装置は、マスクの表面の一部に導電性ボールの集団を保持する部材を含むヘッドと、ヘッドをマスクの表面に沿って移動させる移動手段と、ヘッドとマスクの表面との間に導電性ボールを補給可能な補給手段と、当該装置を制御する制御手段とを有する。この制御手段は、ヘッドに、このヘッドの下側のマスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成させる機能と、移動手段に、動区域の軌跡の一部が重複するようにヘッドを移動させる機能とを含む。動区域を形成させる機能は、補給手段に、導電性ボールの動区域に存在する量が、動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように導電性ボールを補充させ、動区域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を形成する機能を含む。 Yet another embodiment of the present invention is an apparatus for filling a plurality of openings with conductive balls in a state where a mask having a plurality of openings for disposing the conductive balls on the substrate is set on the substrate. This apparatus includes a head including a member for holding a group of conductive balls on a part of the surface of the mask, a moving means for moving the head along the surface of the mask, and a conductive material between the head and the surface of the mask. Supply means capable of supplying the ball and control means for controlling the apparatus. The control means has a function of causing the head to form a moving area in which a group of conductive balls is held on a part of the surface of the mask below the head, and the moving means has a part of the locus of the moving area. And a function of moving the heads so as to overlap. The function of forming the moving area is such that the amount present in the moving area of the conductive ball in the replenishing means is 1/5 times to 10 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly. And a function of forming a region where the conductive ball is present in the moving area and a region where the conductive ball is not present .

ヘッドおよび動区域をマスクの表面に沿って移動させることは、マスクがセットされた基板とヘッドおよび動区域との相対的な位置を変化させることを意味し、ヘッドおよび基板の何れか一方、あるいは両方を移動させることを含む。   Moving the head and moving area along the surface of the mask means changing the relative position of the substrate on which the mask is set and the head and moving area, either the head and the substrate, or Including moving both.

基板とは、導電性ボールが搭載される対象を指し、半導体ウェハ、回路基板、転写用基板およびその他のワークピースを含むものである。動区域の軌跡とは、動区域がマスクの表面を移動したことにより通過した部分あるいは経路を指す。また、動区域が通過することにより、マスクの軌跡に当たる部分の開口には導電性ボールが充填されるが、マスクの表面などに通過したことを示す明瞭な跡が残ることを要するものではない。   The substrate refers to an object on which conductive balls are mounted, and includes a semiconductor wafer, a circuit substrate, a transfer substrate, and other workpieces. The trajectory of the moving area refers to a portion or a path through which the moving area has moved by moving on the surface of the mask. Further, when the moving area passes, the conductive ball is filled in the opening corresponding to the trajectory of the mask, but it is not necessary to leave a clear trace indicating the passage on the mask surface or the like.

本発明においては、マスク上の導電性ボールを、単純に移動させるのではなく、限られた動区域に保持した状態で移動させる。これにより、マスクの表面に導電性ボールが自由に広がることが抑制され、導電性ボールの集団が存在する範囲（導電性ボールが逸散しない範囲）である動区域を設定する。   In the present invention, the conductive ball on the mask is not simply moved, but is moved while being held in a limited moving area. Accordingly, the conductive balls are prevented from freely spreading on the surface of the mask, and a moving area that is a range in which a group of conductive balls exists (a range in which the conductive balls do not dissipate) is set.

動区域は、その内部に導電性ボールが不均一に分布した状態で、その軌跡の一部が重複するように、ヘッドと共にマスク上を移動する。動区域は、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を有し、導電性ボールが存在する領域の少なくとも一部、例えば、導電性ボールが存在しない領域との境界部分には、導電性ボールが一層で存在する、または、多層ではない状態、あるいは積層されていない状態で存在する。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、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。充填により導電性ボールが消費された部分には、導電性ボール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が補充されやすい。   The moving area moves on the mask together with the head so that a part of the trajectory overlaps in a state where the conductive balls are unevenly distributed therein. The moving area has a region where the conductive ball exists and a region where the conductive ball does not exist, and at least a part of the region where the conductive ball exists, for example, a boundary portion between the region where the conductive ball does not exist. Is present in a state where the conductive balls are present in a single layer, or are not multi-layered or are not stacked. When the portion where the conductive ball becomes a single layer passes through the opening of the mask, the conductive ball is most efficiently filled into the opening of the mask. In the portion where the conductive ball is consumed by filling, the ball is easily replenished from the portion where the conductive ball exists in a multilayered or laminated state.

したがって、比較的少数の導電性ボールにより、動区域の内部に、補給あるいは補充に適した導電性ボールの密度の比較的高い領域と、振込みあるいは充填に適した導電性ボールが一層となる部分を形成できる。このため、その動区域が通過する部分のマスクの開口に対し効率良く導電性ボールを充填でき、充填ミスの発生率を低くできる。そして、動区域を、その軌跡の一部が重複するように動かすことで、導電性ボールが不均一に分布する動区域の中の導電性ボールが存在する領域によりマスクの表面全体を漏れなくカバーし、導電性ボールの充填ミスの発生率を小さくできる。   Therefore, with a relatively small number of conductive balls, there is a relatively high density area of conductive balls suitable for replenishment or replenishment within the moving area, and a portion where there are one layer of conductive balls suitable for transfer or filling. Can be formed. For this reason, the conductive ball can be efficiently filled into the opening of the mask through which the moving area passes, and the occurrence rate of filling mistakes can be reduced. By moving the moving area so that a part of its trajectory overlaps, the entire surface of the mask is covered without omission by the area where the conductive balls exist in the moving area where the conductive balls are unevenly distributed. In addition, the rate of occurrence of mistakes in filling the conductive balls can be reduced.

また、本発明では、マスク上の限られた動区域に保持すべき導電性ボールの数は、マスク全体の開口に対し一様に充填するために要求される微小粒子の量に比較すれば非常に少なくて良い。したがって、マスク上を移動することにより損傷する可能性のある導電性ボールの量は少なくなり、充填する際にロスになる導電性ボールの量は少なくなる。   Also, in the present invention, the number of conductive balls to be held in a limited moving area on the mask is very large compared to the amount of fine particles required to uniformly fill the entire mask opening. Less Therefore, the amount of conductive balls that can be damaged by moving on the mask is reduced, and the amount of conductive balls that are lost when filling is reduced.

さらに、マスクの上を往復動するだけのスキージであると、同じ領域を完全に重複してスキージが動くので、最初のスキージの通過を除くと、その後のスキージの動きによっては充填ミスの開口にボールが充填されるだけである。したがって、往復動の場合は、最初の一回または数回を除き、スキージによりボールを繰り返し移動して充填ミスを減らそうとすると、ボールの損傷だけが進み、この点でもボールのロスが大量に発生しやすい。   In addition, if the squeegee only reciprocates on the mask, the squeegee moves completely overlapping the same area. Only the balls are filled. Therefore, in the case of reciprocating motion, if the ball is moved repeatedly with the squeegee except for the first one or several times to reduce the filling mistake, only the damage of the ball proceeds, and in this respect too much ball loss occurs. Likely to happen.

動区域を、その軌跡の一部が重複するように動かすことで、動区域の移動により、新たに充填される開口が表れる。このため、例えばヘッドとマスクの表面との間に導電性ボールを補給可能な補給手段（動区域に導電性ボールを供給する手段）を設けることが望ましい。移動する動区域に、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を有するように補給手段により導電性ボールを適量補充することにより、動区域に充填に適した状態に導電性ボールが保持された領域を継続して形成できる。マスクの開口に対し効率良く導電性ボールを充填するためには、導電性ボールが動区域に存在する量が、この動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／４倍〜１０倍となるように制御することが望ましい。導電性ボールが動区域に存在する量が、基準量に対して１／４倍〜３倍となるように制御することがさらに好ましい。   By moving the moving area so that a part of its trajectory overlaps, a newly filled opening appears by the movement of the moving area. For this reason, for example, it is desirable to provide supply means (means for supplying conductive balls to the moving area) capable of supplying conductive balls between the head and the surface of the mask. By replenishing a suitable amount of conductive balls by replenishment means so that the moving moving area has a region where the conductive ball is present and a region where the conductive ball is not present, the moving area is electrically conductive in a state suitable for filling. The area where the sex balls are held can be continuously formed. In order to efficiently fill the conductive ball into the mask opening, the amount of the conductive ball present in the moving area is 1/4 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly. It is desirable to control to be 10 times. More preferably, the amount of the conductive ball present in the moving area is controlled to be 1/4 to 3 times the reference amount.

動区域あるいはヘッドの軌跡を一部重複させて、マスクの表面全体をカバーするためには、動区域は、ジグザグ状に、またはサインカーブを描くように移動させることができる。動区域は、螺旋状または渦巻き状に移動することが好ましい。ヘッドをマスクに対して垂直な軸を中心に回転させながら動区域を螺旋状に移動し、それにより導電性ボールが動区域の内部に三日月状に分布するようにすると、マスクの開口への充填率を高めることができ、しかも、動区域がヘッドと共にマスク上を移動している状態において導電性ボールが不均一に分布する動区域を、比較的簡単に、形成および維持することができる。   In order to cover the entire surface of the mask with some overlap of the moving area or head trajectory, the moving area can be moved in a zigzag pattern or in a sine curve. It is preferable that the moving area moves spirally or spirally. When the head is rotated about an axis perpendicular to the mask, the moving area is spirally moved so that the conductive balls are distributed in a crescent shape inside the moving area. It is possible to increase the rate and to relatively easily form and maintain a moving area where the conductive balls are unevenly distributed with the moving area moving over the mask with the head.

動区域の移動方向に関わらず、導電性ボールが逸散しないように、ヘッドによって動区域の周辺から動区域に向けて導電性ボールを集めやすい動区域の形状は、円または円に外接する多角形である。例えば、動区域に向かって周囲の導電性ボールを掃き集めるようにヘッドを振動させることができる。また、ボールを充填するための動区域に向かってヘッドからエアーなどの気体を吹き出すことにより、導電性ボールを掃き集めることができる。導電性ボールが逸散しないように導電性ボールを集めるための好ましい方法の１つは、ヘッドを回転させることにより、ヘッドの中心の動区域に向かって導電性ボールを動かして導電性ボールを集めることである。ヘッドを、マスクに対して垂直な軸を中心に回転させながら、垂直な軸をマスクの表面に沿って移動させ、ヘッドの回転により導電性ボールが逸散しないように導電性ボールを動区域に集めることにより、導電性ボールの集団を動区域に良好に保持しながら移動させることができる。   Regardless of the moving direction of the moving area, the shape of the moving area where the conductive balls are likely to be collected from the periphery of the moving area toward the moving area by the head is not limited to the circle or the circumscribed circle. It is square. For example, the head can be vibrated to sweep the surrounding conductive balls toward the moving area. Further, the conductive balls can be swept up by blowing a gas such as air from the head toward the moving area for filling the balls. One preferred method for collecting the conductive balls so that they do not dissipate is to rotate the head and move the conductive balls toward the central moving area of the head to collect the conductive balls. That is. While rotating the head around the axis perpendicular to the mask, the vertical axis is moved along the surface of the mask, and the conductive ball is moved into the moving area so that the rotation of the head does not dissipate the conductive ball. By collecting, the group of conductive balls can be moved while being well held in the moving area.

図１に、本発明の一形態にかかる搭載装置の概略構成を示してある。この搭載装置１は、ボールマウンタと呼ばれ、半導体基板（ウェハまたはワークピース）１０の所定の位置に、導電性のボールを配置するためのものである。現状のウェハ１０は、直径が８インチまたは１２インチ程度のものが多い。基板１０に搭載される導電性ボールは微細化されており、直径が１ｍｍ以下であり、直径が１０〜５００μｍ程度のボールを搭載することが検討されており、現状では直径３０〜３００μｍ程度のボールを搭載することが求められている。導電性ボールには、半田ボール、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。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a mounting apparatus according to one embodiment of the present invention. The mounting apparatus 1 is called a ball mounter, and is used to place conductive balls at predetermined positions on a semiconductor substrate (wafer or workpiece) 10. Many of the current wafers 10 have a diameter of about 8 inches or 12 inches. Conductive balls mounted on the substrate 10 have been miniaturized, and it has been studied to mount balls having a diameter of 1 mm or less and a diameter of about 10 to 500 μm. At present, the balls have a diameter of about 30 to 300 μm. Is required to be installed. The conductive balls include solder balls, metal balls such as gold or silver, and ceramic balls or plastic balls that have been subjected to a treatment such as conductive plating.

このボールマウンタ１は、吸引などの方法により反りを矯正した水平な状態で基板１０をセットするための台盤（テーブル）２と、導電性ボールを基板１０の所定の位置に配置するための複数の開口を備えたマスク１１を基板１０にセットするためのマスクハンドラー（マスクキャリア）３と、マスク１１の開口に導電性ボールを充填するための充填装置５とを備えている。マスクハンドラー３は、実線で示した基板１０の上方の位置と、二点鎖線で示した退避位置との間でマスク１１を移動するための搬送ユニット３１と、基板１０とマスク１１との位置あわせを行うアライメントユニット３２とを備えている。マスク１１を基板１０にセットするためのデバイスは、マスク１１の位置を固定し、基板１０が上下および／または水平方向に移動してマスク１１と基板１０とを位置あわせするものであっても良い。また、マスク１１は、マスク枠に固定されており、マスク枠を介してマスク１１を人手で装置に送入することができる。   The ball mounter 1 includes a table (table) 2 for setting the substrate 10 in a horizontal state in which the warp is corrected by a method such as suction, and a plurality of conductive balls for disposing conductive balls at predetermined positions on the substrate 10. A mask handler (mask carrier) 3 for setting the mask 11 having the opening on the substrate 10 and a filling device 5 for filling the opening of the mask 11 with conductive balls. The mask handler 3 aligns the transport unit 31 for moving the mask 11 between the position above the substrate 10 indicated by the solid line and the retracted position indicated by the two-dot chain line, and the alignment of the substrate 10 and the mask 11. And an alignment unit 32. The device for setting the mask 11 on the substrate 10 may be a device in which the position of the mask 11 is fixed and the substrate 10 is moved vertically and / or horizontally to align the mask 11 and the substrate 10. . The mask 11 is fixed to the mask frame, and the mask 11 can be manually sent to the apparatus through the mask frame.

マスク１１は、微小な導電性ボールが一つずつ挿入されるのに適したサイズの複数の開口を備えている。基板１０は、通常、複数の半導体デバイスが含まれており、マスク１１の複数の開口は、それらの半導体デバイスの所定の位置に導電性ボールを配置するためのルールに従った繰り返しのあるデザインで形成されている。マスク１１に設けられたこれらの開口は、開孔、パターン孔、開口パターンなどと称されており、本明細書においても、複数の開口を対象として説明するときはそれらを開口パターンと記載することがある。   The mask 11 includes a plurality of openings having a size suitable for inserting small conductive balls one by one. The substrate 10 usually includes a plurality of semiconductor devices, and the plurality of openings of the mask 11 have a repetitive design in accordance with a rule for arranging conductive balls at predetermined positions of the semiconductor devices. Is formed. These openings provided in the mask 11 are referred to as openings, pattern holes, opening patterns, and the like. In this specification, when describing a plurality of openings, they are described as opening patterns. There is.

充填装置５は、基板１０にセットされたマスク１１の表面１１ａに沿って移動し、マスク１１の開口に導電性ボールを充填するためのヘッド２０と、このヘッド２０をマスク１１の表面１１ａの上で支持し、任意の方向に移動させるヘッド移動装置５０と、ヘッド２０の動きを制御するためのプログラム５９ｐにより動作するコントローラ５９とを備えている。ヘッド移動装置５０は、マスク１１に垂直な軸５５を中心に回転するように支持するモータ５６と、Ｙ方向に伸縮可能なアーム５３を介してモータ５６を支持するキャリッジ５２とを備えており、キャリッジ５２はキャリッジシャフト５１に沿ってＸ方向に移動する。したがって、移動装置５０のアーム５３、キャリッジ５２およびキャリッジシャフト５１により、ヘッド２０は、マスク１１の表面１１ａをＸ−Ｙ方向の任意の位置にセットできる。また、制御用のプログラム５９ｐにより、コントローラ５９を介して移動装置５０を制御することにより、ヘッド２０を、マスク１１の表面１１ａに沿って任意の軌跡を描くように移動できる。コントローラ５９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。制御用のプログラム（プログラム製品）５９ｐは、ＲＯＭなどの適当な記録媒体に記録して提供される。充填装置５を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５９ｐ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。   The filling device 5 moves along the surface 11 a of the mask 11 set on the substrate 10, and a head 20 for filling the openings of the mask 11 with conductive balls, and the head 20 on the surface 11 a of the mask 11. And a head moving device 50 that moves in an arbitrary direction, and a controller 59 that operates according to a program 59p for controlling the movement of the head 20. The head moving device 50 includes a motor 56 that supports the rotation about an axis 55 perpendicular to the mask 11, and a carriage 52 that supports the motor 56 via an arm 53 that can expand and contract in the Y direction. The carriage 52 moves along the carriage shaft 51 in the X direction. Therefore, the head 20 can set the surface 11a of the mask 11 at an arbitrary position in the XY direction by the arm 53, the carriage 52, and the carriage shaft 51 of the moving device 50. Further, by controlling the moving device 50 via the controller 59 by the control program 59p, the head 20 can be moved so as to draw an arbitrary locus along the surface 11a of the mask 11. Many of the controllers 59 are configured using a computer or a microcomputer. The control program (program product) 59p is provided by being recorded on a suitable recording medium such as a ROM. The filling device 5 can be controlled via a computer network such as a LAN, and the program 59p can be provided from a server on the network.

この搭載装置１は、導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスク１１を基板１０にセットする第１の工程と、マスク１１の表面１１ａに沿って移動するヘッド２０により導電性ボールをマスク１１の開口に充填する第２の工程とを有し、基板１０の所定の位置に導電性ボールを搭載する。以降においては、充填装置５の構成および動作を説明しながら、充填する第２の工程の処理の詳細についてさらに説明する。   The mounting apparatus 1 includes a first step of setting a mask 11 having a plurality of openings for disposing conductive balls on a substrate 10 and a conductive ball by a head 20 that moves along the surface 11a of the mask 11. And a second step of filling the openings of the mask 11 with conductive balls mounted at predetermined positions on the substrate 10. Hereinafter, the details of the processing of the second step of filling will be further described while explaining the configuration and operation of the filling device 5.

図２に、充填装置５のヘッド２０を側面から見た様子を拡大して示してある。ヘッド２０は、円盤状のスキージサポート２１と、このスキージサポート２１の下面２１ａからマスク１１の表面１１ａに向かって突き出た６セットのスキージ２２とを備えている。スキージサポート２１の中心は、マスク１１に対して垂直方向に延びたシャフト５５に繋がっている。ヘッド２０は、モータ５６により、シャフト５５を中心として、スキージサポート２１を上方から見て反時計方向に回転駆動される。このヘッド２０においては、モータ５６が軸５５を中心としてスキージサポート２１をマスク１１の表面１１ａに沿って回転駆動する手段となり、軸５５がアーム５３、キャリッジ５２およびキャリッジシャフト５１によりマスク１１の表面１１ａに沿ってＸ―Ｙの任意の方向に移動される。したがって、ヘッド移動装置５０により、ヘッド２０を回転しながら、ヘッド２０をマスク１１の表面１１ａの上を任意の軌跡を描くように移動できる。キャリッジ５２には、導電性ボールをシャフト５５の内部を介してスキージサポート２１の中心からマスク１１の上に補給するボール補給装置６０が搭載されている。制御プログラム５９ｐは、コントローラ５９を介して補給装置６０から補給されるボールの量も制御する。   FIG. 2 shows an enlarged view of the head 20 of the filling device 5 as viewed from the side. The head 20 includes a disk-shaped squeegee support 21 and six sets of squeegees 22 protruding from the lower surface 21 a of the squeegee support 21 toward the surface 11 a of the mask 11. The center of the squeegee support 21 is connected to a shaft 55 that extends in a direction perpendicular to the mask 11. The head 20 is driven to rotate counterclockwise by the motor 56 around the shaft 55 when the squeegee support 21 is viewed from above. In this head 20, the motor 56 serves as means for rotating the squeegee support 21 along the surface 11 a of the mask 11 about the shaft 55, and the shaft 55 is driven by the arm 53, the carriage 52 and the carriage shaft 51. Along XY in any direction of XY. Therefore, the head moving device 50 can move the head 20 on the surface 11 a of the mask 11 so as to draw an arbitrary locus while rotating the head 20. Mounted on the carriage 52 is a ball replenishing device 60 for replenishing conductive balls onto the mask 11 from the center of the squeegee support 21 through the shaft 55. The control program 59p also controls the amount of balls replenished from the replenishing device 60 via the controller 59.

図３に、スキージサポート２１の下面に取り付けられた６セットのスキージ２２の配置を、スキージサポート２１を上方から見た状態で示してある。また、図４に、ヘッド２０の構成を、ヘッド２０が静止している状態で、スキージサポート２１の直径方向に切った断面により示してある。６セットのスキージ２２は、それぞれが上方から見ると長方形になるように取り付けられた複数のスウィープ部材２３を備えている。スウィープ部材２３は、マスク１１の表面１１ａに比較的柔らかく接し、表面１１ａに残った導電性ボール１５を掃き集めることができるものであれば良い。スウィープ部材２３としては、マスク１１の表面１１ａに接するように曲げられたワイヤー、マスク１１の表面１１ａ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１１の表面１１ａに接する程度に伸びた無数のワイヤーを挙げることができる。   FIG. 3 shows the arrangement of six sets of squeegees 22 attached to the lower surface of the squeegee support 21 in a state where the squeegee support 21 is viewed from above. FIG. 4 shows the configuration of the head 20 by a cross section cut in the diameter direction of the squeegee support 21 while the head 20 is stationary. The six sets of squeegees 22 each include a plurality of sweep members 23 attached so as to be rectangular when viewed from above. The sweep member 23 may be any member that is relatively soft in contact with the surface 11a of the mask 11 and can sweep away the conductive balls 15 remaining on the surface 11a. As the sweep member 23, a wire bent so as to be in contact with the surface 11a of the mask 11, an elastic member such as a rubber plate or a sponge shaped so as to be in contact with the surface 11a of the mask 11, and so as to be in contact with the surface 11a of the mask 11. An infinite number of wires can be mentioned.

これらのスキージ２２は、回転シャフト５５と同心円状の内円２６の回りに、円周方向に均等なピッチで、内円２６の接線方向の反時計方向に、外円２７まで直線的に延びるように配置されている。したがって、スキージ２２がマスク１１の表面１１ａに接した状態で、スキージサポート２１を上方から見て反時計方向に回転させると、スキージ２２の進行方向（回転方向）にある導電性ボール１５を、矢印１８のように、内円２６の方向に押し払う。このため、マスク１１の表面１１ａに残った導電性ボール１５は、内円２６の方向に移動され、内円２６の内部に集められる。したがって、このヘッド２０を用いた充填装置５において、内円２６は、導電性ボール１５の集団１６をマスクの表面１１ａの一部に保持するための動区域に対応し、ヘッド２０と共にマスク１１の上を移動する。そして、ヘッド２０が回転することにより、導電性ボール１５が逸散しないように、ヘッド２０により、動区域２６の周辺である外円２７から動区域２６に向けて導電性ボール１５が集められる。   These squeegees 22 extend linearly to the outer circle 27 in the counterclockwise direction tangential to the inner circle 26 around the inner circle 26 concentric with the rotary shaft 55 at a uniform pitch in the circumferential direction. Is arranged. Accordingly, when the squeegee 22 is in contact with the surface 11a of the mask 11 and the squeegee support 21 is rotated counterclockwise when viewed from above, the conductive balls 15 in the traveling direction (rotation direction) of the squeegee 22 are As in FIG. 18, it pushes away in the direction of the inner circle 26. Therefore, the conductive balls 15 remaining on the surface 11 a of the mask 11 are moved in the direction of the inner circle 26 and collected inside the inner circle 26. Therefore, in the filling device 5 using this head 20, the inner circle 26 corresponds to a moving area for holding the group 16 of conductive balls 15 on a part of the surface 11 a of the mask, and together with the head 20, Move up. Then, the conductive balls 15 are collected from the outer circle 27 around the moving area 26 toward the moving area 26 by the head 20 so that the conductive balls 15 do not escape by the rotation of the head 20.

すなわち、図３および以下の図面において、内円２６および外円２７として示した区域は仮想的なものである。しかしながら、このヘッド２０をマスク１１の表面１１ａにおいて、ヘッド移動装置５０により回転させながら移動すると、マスク１１の上に残った、内円２６と外円２７の範囲内の過剰な導電性ボール１５は、ヘッド２０の中心の内円２６の方向に集められる。複数のスキージ２２が、回転する方向（進行方向）に多重に配置されているので、ヘッド２０が移動することにより内円２６の周囲に食み出した導電性ボール１５は次々と移動先の内円２６の方向に集められる。したがって、ヘッド２０の回転中心の回りの円形の動区域２６に導電性ボール１５が保持され、ヘッド２０の移動と共に円形の動区域２６が移動し、その中に保持された複数の導電性ボール１５の集団１６も移動する。このように、本例の充填装置５においては、ヘッド２０の中心の仮想的な円形の区域２６が、導電性ボール１５の集団１６が保持されるマスク１１の表面１１ａの一部の動区域２６となり、ヘッド２０の移動により、その動区域２６が移動する。   That is, the areas shown as the inner circle 26 and the outer circle 27 in FIG. 3 and the following drawings are virtual. However, when the head 20 is moved on the surface 11a of the mask 11 while being rotated by the head moving device 50, the excessive conductive balls 15 remaining on the mask 11 within the range of the inner circle 26 and the outer circle 27 are removed. , Collected in the direction of the inner circle 26 at the center of the head 20. Since the plurality of squeegees 22 are arranged in multiple directions in the direction of rotation (traveling direction), the conductive balls 15 that have erupted around the inner circle 26 by the movement of the head 20 are one after the other. Collected in the direction of the circle 26. Therefore, the conductive ball 15 is held in the circular moving area 26 around the rotation center of the head 20, and the circular moving area 26 moves with the movement of the head 20, and the plurality of conductive balls 15 held therein. The group 16 also moves. Thus, in the filling apparatus 5 of this example, the virtual circular area 26 in the center of the head 20 is a moving area 26 of a part of the surface 11a of the mask 11 on which the group 16 of conductive balls 15 is held. Thus, the movement area 26 is moved by the movement of the head 20.

充填装置５のヘッド移動装置５０は、マスク１１の表面１１ａをＸＹ平面として、そのＸＹ平面の任意の方向にヘッド２０を移動できる。また、ヘッド２０の移動方向を、動的に任意に変えることができる。さらに、ヘッド２０は、ヘッド２０の移動方向に関わらず、回転することにより円形の動区域２６の中に導電性ボール１５を集めて保持できる。このため、充填装置５は、円形の動区域２６に導電性ボール１５を保持した状態で、動区域２６をマスク１１の表面１１ａの任意の方向に移動することができ、また、その移動方向を任意に、動的に変えることができる。   The head moving device 50 of the filling device 5 can move the head 20 in any direction on the XY plane with the surface 11a of the mask 11 as the XY plane. Further, the moving direction of the head 20 can be dynamically changed arbitrarily. Further, the head 20 can collect and hold the conductive balls 15 in the circular moving area 26 by rotating regardless of the moving direction of the head 20. For this reason, the filling device 5 can move the moving area 26 in any direction of the surface 11a of the mask 11 while holding the conductive ball 15 in the circular moving area 26, and the moving direction can be changed. Optionally, it can be changed dynamically.

図５に、マスク１１の表面１１ａをカバーするように、円形の動区域２６を移動するための軌跡の一例を示している。図５（ａ）は、ヘッド２０をマスク１１の表面１１ａの上を螺旋状または渦巻き状の軌跡を描くように移動した例を模式的に示したものである。ヘッド２０の移動により、ボール１５を充填するため円形の動区域２６も、螺旋状または渦巻き状の軌跡７１でマスク１１の表面全体を移動し、基板１０の所定の位置に導電性ボール１５を配置する。螺旋状または渦巻き状の軌跡７１は、基板１０が円形であったり、マスク１１が円形であったり、導電性ボール１５を充填する全体の領域が円形である場合に適している。ヘッド２０を自転させながら、開口１２が設けられている領域の外からマスク１１の中心Ｏ付近へ移動させた後、マスク１１の中央部から周辺部へ螺旋状に移動させる（螺旋状に向かう軌跡にする）ことにより、マスク中央部でのボール未充填を少なくすることができる。   FIG. 5 shows an example of a trajectory for moving the circular moving area 26 so as to cover the surface 11 a of the mask 11. 5A schematically shows an example in which the head 20 is moved on the surface 11a of the mask 11 so as to draw a spiral or spiral locus. Due to the movement of the head 20, the circular moving area 26 for filling the ball 15 also moves along the entire surface of the mask 11 with a spiral or spiral locus 71, and the conductive ball 15 is arranged at a predetermined position on the substrate 10. To do. The spiral or spiral locus 71 is suitable when the substrate 10 is circular, the mask 11 is circular, or the entire region filled with the conductive balls 15 is circular. While rotating the head 20, the head 20 is moved from the outside of the area where the opening 12 is provided to the vicinity of the center O of the mask 11, and then spirally moved from the center portion of the mask 11 to the peripheral portion (trajectory toward the spiral shape). By doing so, it is possible to reduce unfilled balls at the center of the mask.

なお、図５（ａ）には、動区域２６の移動の軌跡７１を、回転中心が移動する線で代表して示している。また、分かりやすくするために、ヘッド２０と動区域２６とを共に同じ円で示しているが、上述したように動区域２６はヘッド２０と同心円状に形成されるものであり、同じ大きさになるものではない。しかしながら、動区域２６はヘッド２０と同心円状に構成されるので、それらが移動する際の中心の軌跡は同じになる。また、本明細書において、動区域２６の軌跡とは、中心の移動を示すものではなく、動区域２６がマスク１１の表面１１ａを移動した幅を持った跡あるいは経路を示す。さらに、動区域２６の軌跡は、物理的には、マスクの開口１２に導電性ボール１５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１１の表面１１ａに何らかの痕跡を示すものでなくても良い。動区域２６の軌跡の具体的な形態は、充填装置５の移動装置５０を制御するプログラム５９ｐ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。   In FIG. 5 (a), the locus 71 of movement of the moving area 26 is represented by a line on which the center of rotation moves. For the sake of clarity, both the head 20 and the moving area 26 are shown as the same circle. However, as described above, the moving area 26 is formed concentrically with the head 20 and has the same size. It will not be. However, since the moving area 26 is configured concentrically with the head 20, the central trajectory when they move is the same. Further, in this specification, the locus of the moving area 26 does not indicate the movement of the center, but indicates a trace or path having a width that the moving area 26 has moved on the surface 11a of the mask 11. Furthermore, the trajectory of the moving area 26 shows some trace on the surface 11a of the mask 11 even though it can be said that the trace remains physically due to the result that the opening 12 of the mask is filled with the conductive balls 15. Not necessarily. The specific form of the trajectory of the moving area 26 is given as data such as an appropriate function or a look-up table in the program 59p that controls the moving device 50 of the filling device 5.

図５（ｂ）に軌跡７１の一部を拡大して示してある。図５（ｃ）に軌跡７１の一部をさらに拡大して示してある。動区域２６によりマスク１１の表面１１ａの全体を漏れなくカバーするために、充填装置５のヘッド移動装置５０により、ヘッド２０は、動区域２６の軌跡の一部が重複するように動かされる。この例では、軌跡７１の隣接する部分Ｔ（ｎ）およびＴ（ｎ＋１）がほぼ５０％重複するような軌跡７１が選択されている。この軌跡７１によりヘッド２０を移動することにより、動区域２６は、結果として、マスク１１表面のほぼ全体を２回通るように移動し、マスク１１の開口１２にボール１５を充填する。他の実施例では、動区域の直径が４０ｍｍで、螺旋ピッチが８ｍｍである。この条件での重複率は８０％である。   FIG. 5B shows an enlarged part of the locus 71. FIG. 5C shows a further enlarged portion of the locus 71. In order to cover the entire surface 11 a of the mask 11 without omission by the moving area 26, the head 20 is moved by the head moving device 50 of the filling device 5 so that a part of the locus of the moving area 26 overlaps. In this example, the trajectory 71 is selected such that adjacent portions T (n) and T (n + 1) of the trajectory 71 overlap by approximately 50%. By moving the head 20 along the locus 71, the moving area 26 moves so as to pass almost the entire surface of the mask 11 twice, and fills the opening 15 of the mask 11 with the ball 15. In another embodiment, the moving area has a diameter of 40 mm and a helical pitch of 8 mm. The overlap rate under this condition is 80%.

マスク１１の開口パターン１２への充填漏れを抑制するためには、動区域２６を、重複率の高い軌跡を描くように移動することが望ましい。一方、軌跡の重複率が高いと、ボール１５を基板１０の全体に配置するために要する処理時間が長くなる。また、軌跡の重複率が高いと、ボール１５の消費量が低下し、ボールが長時間にわたり動区域２６に存在することにより損傷する確率が上がる。このため、動区域２６は、重複率は１０％〜９８％の範囲の軌跡を描くように動かすことが好ましい。動区域２６は、重複率は３０％〜９５％の範囲の軌跡を描くように動かすことがさらに好ましい。重複率が４０％〜９０％の軌跡は、動区域２６を移動するための最適な軌跡である。   In order to suppress filling leakage to the opening pattern 12 of the mask 11, it is desirable to move the moving area 26 so as to draw a trajectory with a high overlap rate. On the other hand, if the trajectory overlap rate is high, the processing time required for arranging the balls 15 on the entire substrate 10 becomes long. Also, if the trajectory overlap rate is high, the consumption of the ball 15 is reduced, and the probability that the ball will be damaged by being in the moving area 26 for a long time increases. For this reason, it is preferable to move the moving area 26 so as to draw a trajectory having an overlapping rate in the range of 10% to 98%. It is more preferable that the moving area 26 is moved so as to draw a trajectory having an overlap rate of 30% to 95%. A trajectory having an overlap rate of 40% to 90% is an optimal trajectory for moving the moving area 26.

また、ヘッド２０の移動速度は、遅過ぎると、ボール１５を基板１０の全体に配置するために要する時間がかかり過ぎる。一方、ヘッドの移動速度が速過ぎると、ボール１５が開口１２に落ち込まないうちに動区域２６が通過する確率が高くなる。したがって、ヘッド２０の移動速度は、２〜６０ｍｍ／ｓの範囲が好ましく、さらに、５〜４０ｍｍ／ｓの範囲であることが好ましい。本例の充填装置５においては、ヘッド２０の移動速度は２０ｍｍ／ｓとなるようにプログラム制御される。   On the other hand, if the moving speed of the head 20 is too slow, it takes too much time to dispose the ball 15 over the entire substrate 10. On the other hand, if the moving speed of the head is too fast, the probability that the moving area 26 will pass before the ball 15 falls into the opening 12 increases. Therefore, the moving speed of the head 20 is preferably in the range of 2 to 60 mm / s, and more preferably in the range of 5 to 40 mm / s. In the filling device 5 of this example, the program control is performed so that the moving speed of the head 20 is 20 mm / s.

図６（ａ）〜（ｅ）に、螺旋状または渦巻き状の軌跡７１の位置Ａ〜位置Ｅにおける導電性ボール１５の集団１６の状態をそれぞれ模式的に示してある。動区域２６の軌跡７１を螺旋状または渦巻き状とした場合、位置Ａから位置Ｅに至るまでの間、ヘッドの進行方向Ｓが連続的に変化し、位置Ｅで再び位置Ａと同じ進行方向となる。位置Ｅを過ぎた後も、これが繰り返される。動区域２６の軌跡７１を螺旋状または渦巻き状とした場合、いずれの位置においても、導電性ボール１５の集団１６は、進行方向Ｓの基端側（後側）に三日月状に不均一に分布する。すなわち、動区域２６の内部に、導電性ボールが存在する三日月状の領域２６ａと、導電性ボールが存在しない領域２６ｂとが存在する。さらに、導電性ボールが存在する領域２６ａと導電性ボールが存在しない領域２６ｂとの境界部分に、導電性ボールが一層となる部分２９ができる。この導電性ボール１５が一層となる部分２９では、導電性ボール１５が一層に敷き詰められているとは限らず、導電性ボール１５が疎密に存在することもあり、基本的には、導電性ボール１５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。動区域２６の軌跡７１を螺旋状または渦巻き状とした場合、いずれの位置においても、三日月状に分布した導電性ボール１５の集団１６の進行方向の先端側（前側）に、導電性ボールが一層となる部分２９が出来易い。   6A to 6E schematically show the state of the group 16 of the conductive balls 15 at the positions A to E of the spiral or spiral locus 71, respectively. When the trajectory 71 of the moving area 26 is spiral or spiral, the traveling direction S of the head continuously changes from the position A to the position E, and the same traveling direction as the position A again at the position E. Become. This is repeated after the position E. When the locus 71 of the moving area 26 is spiral or spiral, the group 16 of the conductive balls 15 is unevenly distributed in a crescent shape on the base end side (rear side) in the traveling direction S at any position. To do. That is, inside the moving area 26, there are a crescent-shaped region 26a where the conductive ball is present and a region 26b where the conductive ball is not present. Furthermore, a portion 29 having one conductive ball is formed at the boundary between the region 26a where the conductive ball exists and the region 26b where the conductive ball does not exist. In the portion 29 where the conductive balls 15 become one layer, the conductive balls 15 are not necessarily spread all over, and the conductive balls 15 may exist sparsely and densely. Most of 15 do not overlap with each other and are not stacked. When the locus 71 of the moving area 26 is formed in a spiral shape or a spiral shape, a conductive ball is further formed on the front end side (front side) in the traveling direction of the group 16 of conductive balls 15 distributed in a crescent shape at any position. The portion 29 is easily made.

図７に、図６と比べて動区域２６の内部の導電性ボール１５の量を増やした場合における導電性ボール１５の集団１６の状態を示している。動区域２６の内部の導電性ボール１５の量を増やすと、導電性ボールが存在する領域２６ａは、動区域２６の中心側に向かって広がる。これに伴い、導電性ボールが一層となる部分２９もまた、動区域２６の中心側に向かって広がる。この場合も、導電性ボール１５の集団１６は三日月状に分布する。   FIG. 7 shows a state of the group 16 of conductive balls 15 when the amount of the conductive balls 15 in the moving area 26 is increased as compared with FIG. When the amount of the conductive ball 15 inside the moving area 26 is increased, the region 26 a where the conductive ball exists expands toward the center of the moving area 26. Along with this, the portion 29 where the conductive balls become one layer also expands toward the center side of the moving area 26. Also in this case, the group 16 of conductive balls 15 is distributed in a crescent shape.

図８に、ヘッド２０が回転しながら移動している状態を、スキージサポート２１の直径方向に切った断面により示してある。スキージ２２がマスク１１の表面１１ａに接した状態で、スキージサポート２１を上方から見て反時計方向に回転させるとともに、動区域２６の軌跡７１が螺旋状または渦巻き状となるように、動区域２６をヘッド２０と共にマスク１１上において移動させると、いずれの位置においても、スキージ２２の進行方向（回転方向）にある導電性ボール１５が、内円２６の方向に押し払らわれる。このため、マスク１１の表面１１ａに残った導電性ボール１５は、内円２６の方向に移動され、内円２６の内部に集められる。また、動区域２６の内部では、導電性ボール１５が不均一に分布するため、動区域２６の内部の導電性ボール１５が存在する領域２６ａには、導電性ボール１５が存在しない領域２６ｂとの境界部分に、導電性ボール１５が一層となる部分２９ができる。   FIG. 8 shows a state in which the head 20 is moving while being rotated by a cross section cut in the diameter direction of the squeegee support 21. In a state where the squeegee 22 is in contact with the surface 11a of the mask 11, the squeegee support 21 is rotated counterclockwise as viewed from above, and the moving area 26 is formed so that the locus 71 of the moving area 26 is spiral or spiral. Is moved on the mask 11 together with the head 20, the conductive ball 15 in the traveling direction (rotational direction) of the squeegee 22 is pushed away in the direction of the inner circle 26 at any position. Therefore, the conductive balls 15 remaining on the surface 11 a of the mask 11 are moved in the direction of the inner circle 26 and collected inside the inner circle 26. Further, since the conductive balls 15 are unevenly distributed inside the moving area 26, the region 26a where the conductive balls 15 are present inside the moving area 26 is different from the region 26b where the conductive balls 15 are not present. A portion 29 in which the conductive ball 15 becomes one layer is formed at the boundary portion.

図９に、スキージ２２の先端がマスク１１の表面１１ａに接している状態を拡大して示してある。各々のスキージ２２は、複数のスウィープ部材２３を備えており、それらがスキージ２２の進行方向に多重に配置されている。複数のスウィープ部材２３は、スキージ２２の進行方向に対して、マスクの表面１１ａに当たる先端が後退するようにサポート２１に取り付けられている。スウィープ部材２３は、マスク１１の上の導電性ボール１５を進行方向Ｄの内側の円形の動区域２６の方向に軽く押す、あるいは掃くようにして移動する。このため、ヘッド２０の内側の円形の領域２６に導電性ボール１５の集団１６が形成され、導電性ボール１５が逸散しない状態に維持される。動区域２６に集められたボール１５は、自重により、その動区域２６にあるマスク１１の開口１２に落下し、開口１２にボール１５が充填される。特に、導電性ボール１５が一層で存在し、積層していない部分２９がマスク１１の開口１２を通過するときに、導電性ボール１５は開口１２に最も効率良く充填される。基板１０の表面には、マスク１１の開口パターン１２に対応して、予め半田付け用のフラックス１７がスクリーン印刷されている。したがって、開口１２に充填された導電性ボール１５はフラックス１７に密着し、基板１０の所定の位置に仮固定される。導電性ボール１５が搭載された基板１０は、その後、公知のリフロー過程を経ることにより、ボール１５が基板１０に固定される。フラックス１７は、ボールの仮固定力を高めるために、粘着力の大きい組成が好ましく、また、ボール１５と反応してボール１５との接着力を高める組成も好ましい。   FIG. 9 is an enlarged view showing a state where the tip of the squeegee 22 is in contact with the surface 11 a of the mask 11. Each squeegee 22 includes a plurality of sweep members 23, which are arranged in a multiple manner in the traveling direction of the squeegee 22. The plurality of sweep members 23 are attached to the support 21 so that the front end of the squeegee 22 contacts the mask surface 11a is retracted. The sweep member 23 is moved by lightly pushing or sweeping the conductive ball 15 on the mask 11 in the direction of the circular moving area 26 inside the traveling direction D. For this reason, the group 16 of the conductive balls 15 is formed in the circular region 26 inside the head 20, and the conductive balls 15 are maintained in a state where they do not dissipate. The balls 15 collected in the moving area 26 are dropped by their own weight into the opening 12 of the mask 11 in the moving area 26, and the opening 15 is filled with the ball 15. In particular, when the conductive ball 15 exists in one layer and the non-stacked portion 29 passes through the opening 12 of the mask 11, the conductive ball 15 is filled into the opening 12 most efficiently. A soldering flux 17 is screen-printed on the surface of the substrate 10 in advance corresponding to the opening pattern 12 of the mask 11. Therefore, the conductive ball 15 filled in the opening 12 is in close contact with the flux 17 and temporarily fixed at a predetermined position on the substrate 10. Thereafter, the substrate 10 on which the conductive balls 15 are mounted is fixed to the substrate 10 through a known reflow process. The flux 17 is preferably a composition having a large adhesive force in order to increase the temporary fixing force of the ball, and a composition that reacts with the ball 15 to increase the adhesive force with the ball 15 is also preferable.

この充填装置５においては、円形の動区域２６という限られた面積に充填するためのボール１５が常に集められる。したがって、動区域２６に集められた導電性ボール１５の状態を監視することにより、マスク１１の開口１２にボール１５が充填される状況を制御することができる。   In this filling device 5, balls 15 for filling a limited area of a circular moving area 26 are always collected. Therefore, by monitoring the state of the conductive balls 15 collected in the moving area 26, the situation in which the balls 15 are filled in the openings 12 of the mask 11 can be controlled.

例えば、動区域２６に保持される導電性ボール１５は、開口１２に充填されることにより消費される。このため、消費されるボール量に基づいて、ボール１５はボール補給装置６０から動区域２６の内部に投入される。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１５を供給することができる。したがって、動区域２６の導電性ボール１５の集団１６の密度は維持され、ボール密度の低下により開口１２に充填される確率が低下することは抑制される。図４に示したヘッド２０は、動区域２６のボール１５の密度を検出する光学センサー６５を備えている。補給装置６０により、所定時間間隔でボールを補給しているにも関わらず、何らかの要因により動区域２６のボール密度が低下して導電性ボールが存在する領域２６ａの面積が大幅に減少したり、導電性ボール１５が存在しない領域２６ｂが形成されないような状態になると、コントローラ５９は、キャリッジ５２に搭載されたボール補給装置６０から導電性ボール１５を動区域２６に供給する量を制御する。また、ヘッド移動中のボール減少は、概略推測できるので、この推測に基づき、ボール供給装置６０からボール１５を連続的あるいは間欠的に供給することもできる。   For example, the conductive ball 15 held in the moving area 26 is consumed by filling the opening 12. For this reason, the ball 15 is thrown into the moving area 26 from the ball replenishing device 60 based on the amount of balls consumed. For example, the balls 15 can be supplied at predetermined time intervals based on the amount of balls consumed per hour. Therefore, the density of the group 16 of the conductive balls 15 in the moving area 26 is maintained, and a decrease in the probability of filling the opening 12 due to the decrease in the ball density is suppressed. The head 20 shown in FIG. 4 includes an optical sensor 65 that detects the density of the balls 15 in the moving area 26. Although the replenishing device 60 replenishes the ball at a predetermined time interval, the ball density of the moving area 26 decreases due to some factor, and the area of the region 26a where the conductive ball exists is greatly reduced. When the region 26 b where the conductive ball 15 does not exist is not formed, the controller 59 controls the amount of the conductive ball 15 supplied to the moving area 26 from the ball supply device 60 mounted on the carriage 52. Further, since the decrease in the ball during the movement of the head can be roughly estimated, the ball 15 can be supplied continuously or intermittently from the ball supply device 60 based on this estimation.

ボール補給装置６０に、ボール１５を定期的にリニューアルする機構を設けることも可能である。長時間にわたりマスク１１の開口１２に振り込まれずに移動しているだけの状況が続くと、ボール１５は、接触や磨耗などの要因により損傷する可能性がある。動区域２６に保持されたボール１５を回収して、そのような品質が劣化したボールを除去し、正常なボール１５のみを充填用の動区域２６に戻すことができる。   It is possible to provide the ball replenishing device 60 with a mechanism for periodically renewing the ball 15. If the situation of moving without being transferred to the opening 12 of the mask 11 continues for a long time, the ball 15 may be damaged due to factors such as contact and wear. The balls 15 held in the moving area 26 can be collected to remove such deteriorated balls, and only normal balls 15 can be returned to the moving area 26 for filling.

ボール１５を保持しながら移動する動区域２６の適切な面積は、導電性ボールの直径、マスク１１の開口の密度などの条件により変わる。導電性ボール１５の直径が１０〜５００μｍ程度であれば、直径が１０〜１００ｍｍの円形の動区域２６をマスク上に形成できるヘッド２０を用いることが望ましい。ボールを保持するための動区域２６が小さ過ぎると、マスク全体の開口にボールを充填するために要する時間が増大する。したがって、動区域２６の直径は１０ｍｍ以上が好ましい。一方、動区域２６が大き過ぎると、動区域２６の内部におけるボール１５の移動が不十分になり、動区域２６の内部に保持されるボール１５の密度のムラが大きくなる。したがって、動区域２６の直径は１００ｍｍ以下が好ましい。円形の動区域２６のより好ましい範囲は、２０〜６０ｍｍである。   The appropriate area of the moving area 26 that moves while holding the ball 15 varies depending on conditions such as the diameter of the conductive ball and the density of the openings of the mask 11. If the diameter of the conductive ball 15 is about 10 to 500 μm, it is desirable to use the head 20 that can form a circular moving area 26 having a diameter of 10 to 100 mm on the mask. If the moving area 26 for holding the ball is too small, the time required to fill the entire mask opening with the ball increases. Therefore, the diameter of the moving area 26 is preferably 10 mm or more. On the other hand, if the moving area 26 is too large, the movement of the ball 15 inside the moving area 26 becomes insufficient, and the density unevenness of the balls 15 held inside the moving area 26 increases. Therefore, the diameter of the moving area 26 is preferably 100 mm or less. A more preferable range of the circular moving area 26 is 20 to 60 mm.

ヘッド２０の回転速度が低すぎると、動区域２６の内部におけるボール１５の移動が不十分となり、ボール１５が一層の状態で存在する領域２９の面積が減少するので、ボール１５の充填ミスが発生する可能性が上がる。したがって、ヘッド２０の回転速度は、１０ｒｐｍ以上が好ましい。一方、回転速度が速すぎると、ボール１５の移動速度が速くなり、ボール１５が開口１２に落ち込まないで通過する確率が高くなり、充填ミスが発生する可能性が上がる。したがって、ヘッド２０の回転速度は、１２０ｒｐｍ以下が好ましい。さらに好ましいヘッドの回転速度の範囲は、３０〜９０ｒｐｍである。例えば、本例の充填装置５においては、ヘッド２０は、ボール１５が集められる円形の動区域２６の直径は４０ｍｍ、回転数は４５ｒｐｍになるようにプログラム制御される。   If the rotation speed of the head 20 is too low, the movement of the ball 15 inside the moving area 26 becomes insufficient, and the area of the region 29 where the ball 15 exists in a single layer is reduced, so that a mistake in filling the ball 15 occurs. The possibility of doing goes up. Therefore, the rotation speed of the head 20 is preferably 10 rpm or more. On the other hand, if the rotational speed is too high, the moving speed of the ball 15 increases, and the probability that the ball 15 will pass without falling into the opening 12 increases, and the possibility of a filling error increases. Therefore, the rotational speed of the head 20 is preferably 120 rpm or less. A more preferable range of the rotation speed of the head is 30 to 90 rpm. For example, in the filling apparatus 5 of this example, the head 20 is program-controlled so that the diameter of the circular moving area 26 where the balls 15 are collected is 40 mm and the rotation speed is 45 rpm.

このように、充填装置５のコントローラ５９は、制御プログラム５９ｐにより、ヘッド２０により、このヘッド２０と共にマスク１１上を導電性ボール１５の集団が移動する動区域２６を形成させ、ヘッド移動装置５０により、動区域２６の軌跡の一部が重複するように動区域２６を移動させる制御を行う。さらに、コントローラ５９は、ヘッド２０を移動する制御と並行して、ボール補給装置６０により、動区域２６に導電性ボール１５が存在する領域２６ａと導電性ボール１５が存在しない領域２６ｂとが形成されるように導電性ボール１５を補充する制御を行う。コントローラ５９は、プログラム５９ｐにより、マスク１１の複数の開口１２に導電性ボール１５を充填する制御に加え、マスク１１をセットする制御、ヘッド２０により充填した後に、マスク１１に残されたボール（残ボール）を除去する作業の制御なども行う。   As described above, the controller 59 of the filling device 5 causes the head 20 to form the moving area 26 where the group of the conductive balls 15 moves on the mask 11 together with the head 20 according to the control program 59p. The moving area 26 is controlled to move so that a part of the locus of the moving area 26 overlaps. Further, in parallel with the control of moving the head 20, the controller 59 forms a region 26 a where the conductive ball 15 exists and a region 26 b where the conductive ball 15 does not exist in the moving area 26 by the ball supply device 60. Control to replenish the conductive balls 15 is performed. In addition to the control of filling the conductive balls 15 into the plurality of openings 12 of the mask 11 by the program 59p, the controller 59 controls the setting of the mask 11 and the balls remaining on the mask 11 after filling with the head 20 (residuals). The operation of removing the ball) is also controlled.

図１０に、マスク１１の複数の開口１２に導電性ボール１５を充填することに関わる制御方法のさらに具体的な一例をフローチャートで示してある。まず、ステップ１００において、移動装置５０により、ヘッド２０を回転させながら移動し、マスク１１の上に動区域２６を形成すると共に、動区域２６の軌跡が螺旋状などの所定の形状を描くようにする。次に、ステップ１０１において、ボール補充条件が成立中であると、ステップ１０２において、ボール補給装置６０により、動区域２６にボール１５を補給（供給）する。動区域２６のボール１５の密度、ボール１５の存在する領域および／または存在しない領域の有無は、例えば光学センサー６５によって検知できる。ステップ１０３において、動区域２６の内部のボールの不均一性に関わる条件が所定の値に達すると、ボール補充完了条件が成立したと判断され、ステップ１０４においてボール補充状態がクリアされる。したがって、補給装置６０は、動区域２６に対するボール１５の供給を停止する。ボール補充開始条件およびボール補充完了条件は、任意に決定することができるが、これらの条件は、以下の図１１の結果を鑑みて設定することが望ましい。   FIG. 10 is a flowchart showing a more specific example of the control method related to filling the plurality of openings 12 of the mask 11 with the conductive balls 15. First, in step 100, the moving device 50 moves the head 20 while rotating it to form the moving area 26 on the mask 11, and the trajectory of the moving area 26 draws a predetermined shape such as a spiral. To do. Next, if the ball replenishment condition is satisfied in step 101, the ball 15 is replenished (supplied) to the moving area 26 by the ball replenishment device 60 in step 102. The density of the ball 15 in the moving area 26, the presence / absence of the region where the ball 15 exists and / or the region where the ball 15 does not exist can be detected by the optical sensor 65, for example. In step 103, when the condition relating to the non-uniformity of the balls inside the moving area 26 reaches a predetermined value, it is determined that the ball replenishment completion condition is satisfied, and in step 104, the ball replenishment state is cleared. Therefore, the replenishing device 60 stops supplying the ball 15 to the moving area 26. Although the ball replenishment start condition and the ball replenishment completion condition can be arbitrarily determined, it is desirable to set these conditions in view of the results of FIG. 11 below.

図１１に、導電性ボール１５が動区域２６の面積を一層で均一にカバーする基準量を１とした場合、動区域２６に存在しているボール１５の量と、マスク１１の開口１２に対する導電性ボール１５の充填状態の良否との関係を示してある。ボール１５を充填する第２の工程において、導電性ボール１５の量が１／５以下になると、動区域２６の内部の導電性ボール１５の量が少なすぎて、マスク１１の複数の開口１２に導電性ボール１５を良好に充填することが困難となり、生産性が低下する。動区域２６のボールが存在する領域２６ａに対して、ボールが存在しない領域２６ｂが大きくなりすぎるためである。ボールが存在する領域２６ａが小さすぎると、動区域２６の内部でのボールの補給が間に合わなくなり、マスク１１の開口にボール１５を充填する面積が急激に減少し、充填ミスの原因になる。すなわち、ヘッド２０の移動により、ボールが一層で存在する領域２９において消費されると、ボールの補充が間に合わないため、ヘッド２０の移動に伴い領域２９の面積が急激に減少する可能性が生じる。したがって、ヘッド２０の移動に追従し、充填に適した領域２９を適当な面積だけ確保するためには、ボールが存在する領域２６ａ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。   In FIG. 11, when the reference amount by which the conductive ball 15 covers the area of the moving area 26 uniformly is set to 1, the amount of the ball 15 existing in the moving area 26 and the conductivity with respect to the opening 12 of the mask 11 are shown. The relationship with the quality of the filling state of the ball 15 is shown. In the second step of filling the balls 15, when the amount of the conductive balls 15 becomes 1/5 or less, the amount of the conductive balls 15 inside the moving area 26 is too small, and the plurality of openings 12 of the mask 11 are formed. It becomes difficult to satisfactorily fill the conductive balls 15 and the productivity is lowered. This is because the area 26b where the ball does not exist is too large with respect to the area 26a where the ball of the moving area 26 exists. If the area 26a where the ball exists is too small, the replenishment of the ball inside the moving area 26 will not be in time, and the area where the ball 15 is filled in the opening of the mask 11 will decrease rapidly, causing a filling error. That is, if the ball is consumed in the region 29 where a single layer exists due to the movement of the head 20, the replenishment of the ball is not in time, so that the area of the region 29 may be rapidly reduced as the head 20 moves. Therefore, in order to follow the movement of the head 20 and secure an appropriate area 29 suitable for filling, it is desirable to accumulate the balls in a layered state to some extent in the area 26a where the balls are present. .

一方、導電性ボール１５の量が１５以上になると、動区域２６の内部の導電性ボール１５の量が多すぎることによる問題が発生する。第１の問題は、動区域２６の内部から導電性ボール１５が逸散し易くなることであり、導電性ボール１５の利用効率が低下する。   On the other hand, when the amount of the conductive balls 15 is 15 or more, there is a problem that the amount of the conductive balls 15 inside the moving area 26 is too large. The first problem is that the conductive balls 15 are likely to dissipate from the inside of the moving area 26, and the utilization efficiency of the conductive balls 15 is reduced.

第２の問題は、動区域２６の内部に均一に導電性ボール１５が存在しやすくなることである。これは、動区域２６の内部に導電性ボール１５が存在しない領域２６ｂを形成し難くなることである。動区域２６の内部に導電性ボール１５が存在しない領域２６ｂが形成されないと、動区域２６の内部では、導電性ボール１５のほとんどが積層された状態で存在する。このため、限られた面積に大量のボールが存在して相互に干渉し、ボールが詰まり、自由落下によるマスクの開口への充填が阻害される。すなわち、開口への充填に適した、導電性ボール１５が一層の状態で存在する領域２９を形成することが難しくなる。   The second problem is that the conductive balls 15 are likely to exist uniformly inside the moving area 26. This is because it becomes difficult to form the region 26 b in which the conductive ball 15 does not exist inside the moving area 26. Unless the region 26b where the conductive ball 15 does not exist is formed inside the moving area 26, most of the conductive balls 15 exist in the moving area 26 in a stacked state. For this reason, a large number of balls exist in a limited area and interfere with each other, the balls are clogged, and the filling of the mask opening due to free fall is hindered. That is, it becomes difficult to form the region 29 in which the conductive ball 15 is present in a single layer, which is suitable for filling the opening.

したがって、充填する第２の工程では、導電性ボール１５の量が、基準量に対して１／４〜１０の範囲となるように補給量を制御することが望ましい。さらに望ましくは、導電性ボール１５の量が、１／４〜３の範囲となるように補給量を制御することが望ましい。他方、導電性ボール１５が動区域２６内に移動中に存在する面積の割合と定義した存在比で記述すると、存在比が１/１０〜２/３の範囲となるように補給量を制御することが望ましい。さらに望ましくは、導電性ボール１５の存在比が、１／５〜２／５の範囲となるように補給量を制御することが望ましい。   Therefore, in the second step of filling, it is desirable to control the replenishment amount so that the amount of the conductive balls 15 is in the range of 1/4 to 10 with respect to the reference amount. More preferably, it is desirable to control the replenishment amount so that the amount of the conductive balls 15 is in the range of 1/4 to 3. On the other hand, when the conductive ball 15 is described as an abundance ratio defined as a ratio of an area existing while moving in the moving area 26, the replenishment amount is controlled so that the abundance ratio is in a range of 1/10 to 2/3. It is desirable. More desirably, the replenishment amount is controlled so that the abundance ratio of the conductive balls 15 is in the range of 1/5 to 2/5.

回転することにより導電性ボール１５に対して動区域２６の方向に移動する力を加えるヘッド２０は、本発明の最も好ましい実施例の１つである。動区域２６の方向に導電性ボール１５を集める方式として、ヘッドを振動させて、ヘッドの下に付いたスキージによりボール１５を動区域２６の方向に掃き集める方式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、スキージの形状により、動区域２６は円に限らず、円に外接する多角形になると考えられる。動区域２６の形状が多角形の場合、ヘッドの移動方向によっては、ボール１５を収集する能力に優劣が発生する可能性がある。これに対し、円形の動区域２６は、ヘッド２０の移動方向にボール１５を収集したり保持したりする能力に優劣は生ぜず、ヘッド２０の移動方向を任意に選択できる点で優れている。   A head 20 that applies a force to move in the direction of the moving zone 26 against the conductive ball 15 by rotating is one of the most preferred embodiments of the present invention. As a method for collecting the conductive balls 15 in the direction of the moving area 26, a method in which the head is vibrated and the balls 15 are swept in the direction of the moving area 26 by a squeegee attached under the head can be used. In this method, it is considered that the moving area 26 is not limited to a circle but a polygon circumscribing the circle depending on the direction and number of vibrations and the shape of the squeegee. When the shape of the moving area 26 is a polygon, the ability to collect the ball 15 may be superior or inferior depending on the moving direction of the head. On the other hand, the circular moving area 26 is superior in that the ability to collect and hold the ball 15 in the moving direction of the head 20 is not superior or inferior, and the moving direction of the head 20 can be arbitrarily selected.

また、ヘッド２０をマスク１１に対して垂直な軸を中心に回転させながら動区域２６を螺旋状に移動させ、それにより導電性ボール１５を動区域２６の内部に三日月状に分布させる方法は、導電性ボール１５を動区域２６の内部に不均一に分布させる方法の最も好ましい実施例の１つである。導電性ボール１５を動区域２６の内部に三日月状に分布させるようにすると、マスク１１の開口１２への充填率を高めることができる。しかも、動区域２６がヘッド２０と共にマスク１１上を移動している状態において導電性ボール１５が不均一に分布する動区域２６を、比較的簡単に、形成および維持することができる。   Further, a method of moving the moving area 26 spirally while rotating the head 20 around an axis perpendicular to the mask 11, thereby distributing the conductive balls 15 in a crescent shape inside the moving area 26, This is one of the most preferred embodiments of a method for unevenly distributing the conductive balls 15 within the moving area 26. If the conductive balls 15 are distributed in a crescent shape inside the moving area 26, the filling rate of the mask 11 into the openings 12 can be increased. In addition, the moving area 26 in which the conductive balls 15 are unevenly distributed in a state where the moving area 26 moves along with the head 20 on the mask 11 can be formed and maintained relatively easily.

充填装置５のヘッド２０のスキージ２２は、充填用の動区域２６の周囲からボール１５を集めると共に、マスク１１の充填用の動区域２６に対応する部分を押さえて、平坦にする機能（能力）を備えている。スキージ２２は、図３に示すように、ヘッド２０の内円２６と外円２７の間、すなわち、円形の動区域２６の周囲２８に配置されている。スキージ２２の先端は、マスク１１の表面１１ａに残存するボール１５を残さないように集めるために、マスク１１の表面１１ａに適当な圧力により押し付けられる。したがって、マスク１１の動区域２６の部分に反りあるいは歪みがあっても、動区域２６の周囲２８の部分をスキージ２２により押さえることにより、平坦（水平）な状態に矯正できる。   The squeegee 22 of the head 20 of the filling device 5 collects the balls 15 from the periphery of the filling movement area 26 and presses a portion corresponding to the filling movement area 26 of the mask 11 to make it flat. It has. As shown in FIG. 3, the squeegee 22 is arranged between the inner circle 26 and the outer circle 27 of the head 20, that is, around the circumference 28 of the circular moving area 26. The tip of the squeegee 22 is pressed against the surface 11a of the mask 11 with an appropriate pressure in order to collect the balls 15 remaining on the surface 11a of the mask 11 so as not to remain. Therefore, even if the portion of the moving area 26 of the mask 11 is warped or distorted, it can be corrected to a flat (horizontal) state by pressing the portion 28 around the moving area 26 with the squeegee 22.

また、動区域からボールが逃げないように動区域を囲い、動区域からボールが散逸しない（逸脱して逃げない）ように囲う努力が新たな問題を発生させないようにすることが好ましい。例えば、スキージなどのボールを移動する手段がマスクの表面に完全に密着するように圧力をかけ過ぎると、開口に充填されたボールが飛び出したり、マスクが損傷したりする可能性がある。   It is also preferred that the effort to enclose the movement area so that the ball does not escape from the movement area and to prevent the ball from escaping from the movement area (does not escape and escape) does not cause new problems. For example, if too much pressure is applied so that the means for moving the ball, such as a squeegee, comes into close contact with the surface of the mask, the ball filled in the opening may jump out or the mask may be damaged.

そこで、スキージ２２を構成する部材２３は、半導体デバイスの接続端子として機能する導電性ボールなどの微小粒子を適度な力で押して、動区域２６に向かって掃き集めることができるものであることが好ましい。さらに、このスウィープ部材２３は、いったん開口１２に挿入されたボール１５を掻き出さない程度の弾性を備えたものであることが望ましい。   Therefore, the member 23 constituting the squeegee 22 is preferably a member that can push the fine particles such as a conductive ball functioning as a connection terminal of the semiconductor device with an appropriate force and sweep it toward the moving area 26. . Furthermore, it is desirable that the sweep member 23 is provided with an elasticity that does not scrape the ball 15 once inserted into the opening 12.

適当なスウィープ部材２３の１つは、図３、図４、図８および図９に示した、スキージ２２の長手方向に延びた樹脂製あるいは金属製のワイヤーである。マスク１１の表面に沿って長手方向に延びたワイヤーの両端をＵ字型に曲げてスキージサポート２１に取り付けた構成の部材２３は、Ｕ字型のワイヤーの腹の部分がマスク１１に接する。したがって、Ｕ字型のワイヤー２３は、マスク１１に損傷を与えず、適当な弾性を持った状態でマスク１１に押し付けられ、マスク１１の孔に入っているボール１５をワイヤーの先端で掻き出し難い。さらに、Ｕ字型のワイヤー２３は、スキージ２２の進行方向に対して直交する方向に延びているので、ボール１５を押し払う部材として適している。１つのスキージ２２に多重あるいは多層に配置されたワイヤー２３は、マスク１１に柔軟に接しながら、確実にボール１５を掃き集めるのに適している。また、ヘッド２０の円形の動区域２６の回りに配置された複数のスキージ２２は、動区域２６の周囲から満遍なくボール１５を集め、さらに、マスク１１の、動区域２６の周囲の部分を確実に押さえるために適している。   One suitable sweep member 23 is a resin or metal wire extending in the longitudinal direction of the squeegee 22 as shown in FIGS. 3, 4, 8 and 9. In the member 23 having a configuration in which both ends of a wire extending in the longitudinal direction along the surface of the mask 11 are bent into a U shape and attached to the squeegee support 21, the belly portion of the U shape wire contacts the mask 11. Therefore, the U-shaped wire 23 does not damage the mask 11 and is pressed against the mask 11 with appropriate elasticity, so that it is difficult to scrape the ball 15 in the hole of the mask 11 with the tip of the wire. Furthermore, since the U-shaped wire 23 extends in a direction orthogonal to the traveling direction of the squeegee 22, it is suitable as a member for pushing off the ball 15. The wires 23 arranged in multiple layers or in multiple layers on one squeegee 22 are suitable for reliably sweeping the balls 15 while flexibly contacting the mask 11. A plurality of squeegees 22 arranged around the circular moving area 26 of the head 20 collects the balls 15 evenly from the periphery of the moving area 26, and further ensures that the portion of the mask 11 around the moving area 26 is collected. Suitable for holding down.

図１２に、ヘッド２０および円形の動区域２６の軌跡の異なる例を示してある。この例では、動区域２６を、ジグザグ、サインカーブまたは蛇行するような軌跡７２を描くように移動し、ヘッド２０を動かして、動区域２６によりマスク１１の表面１１ａの全体をカバーしている。この軌跡７２を採用する場合も、上記と同様に、隣接する部分の重複率が適切になるような軌跡７２をプログラム５９ｐにセットすることが望ましい。   FIG. 12 shows different examples of the trajectories of the head 20 and the circular moving area 26. In this example, the moving area 26 is moved so as to draw a zigzag, sine curve, or meandering locus 72, and the head 20 is moved so that the entire surface 11a of the mask 11 is covered by the moving area 26. Even when the locus 72 is adopted, it is desirable to set the locus 72 in the program 59p so that the overlapping rate of adjacent portions is appropriate, as described above.

図１３（ａ）は、円形の基板１０の代わりに、長方形の電子回路基板８０に、全体が長方形の充填領域を備えたマスク８１をセットして、導電性ボール１５を配置する例を示してある。この例では、ヘッド２０を動かすことにより、動区域２６を、ジグザグ、サインカーブまたは蛇行するような軌跡７３を描くように移動し、動区域２６によりマスク８１の表面８１ａの全体をカバーしている。図１３（ｂ）に示すように、軌跡７３を採用する場合も、軌跡７３の隣り合う部分Ｔ（ｎ）およびＴ（ｎ＋１）を５０％程度重複することが望ましい。ジグザグな軌跡７３は、方形の充填領域をカバーするのに適した軌跡の１つである。また、方形の外周に沿ったルートを描く螺旋状の軌跡も、方形の充填領域をカバーするのに適した軌跡の１つである。   FIG. 13A shows an example in which, instead of the circular substrate 10, a mask 81 having a rectangular filling region is set on a rectangular electronic circuit substrate 80 and the conductive balls 15 are arranged. is there. In this example, by moving the head 20, the moving area 26 is moved so as to draw a locus 73 such as zigzag, sine curve, or meandering, and the entire surface 81 a of the mask 81 is covered by the moving area 26. . As shown in FIG. 13B, also when the locus 73 is adopted, it is desirable that the adjacent portions T (n) and T (n + 1) of the locus 73 overlap by about 50%. The zigzag trajectory 73 is one of the trajectories suitable for covering a rectangular filling region. In addition, a spiral trajectory that describes a route along the outer periphery of the square is one of the trajectories suitable for covering the rectangular filling region.

図１４から図１９に、ヘッドの異なる例を示してある。図１４（ａ）は、異なる例のヘッド２０ａを底面の側から見た状態を示し、図１４（ｂ）は、ヘッド２０ａをスキージサポート２１の上方から透かして見た状態で示してある。このヘッド２０ａは、スキージサポート２１と、その下面２１ａからマスク１１の表面１１ａに向かって突き出た１２本のスキージ２２ａとを備えている。このヘッド２０ａは、上述したヘッド２０に代わり充填装置５のヘッド移動装置５０に取り付けて使用できる。各々のスキージ２２ａは、極細のワイヤーが複数本束ねられたものであり、その両端２２ｒ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ている。スキージ２２ａは、全体がＵ字状に成形され、サポート２１の裏面２１ａの内円２６の回りに、内円２６の接線方向にほぼ延びるように取り付けられている。   14 to 19 show different examples of the head. FIG. 14A shows a state in which a different example of the head 20a is viewed from the bottom side, and FIG. 14B shows the head 20a as seen through the squeegee support 21 from above. The head 20 a includes a squeegee support 21 and twelve squeegees 22 a protruding from the lower surface 21 a toward the surface 11 a of the mask 11. The head 20a can be used by being attached to the head moving device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above. Each squeegee 22a is formed by bundling a plurality of ultrafine wires, and is configured to function as one squeegee by caulking both ends 22r thereof. The squeegee 22a is formed in a U shape as a whole, and is attached around the inner circle 26 on the back surface 21a of the support 21 so as to extend substantially in the tangential direction of the inner circle 26.

図１５（ａ）は、さらに異なる例のヘッド２０ｂを底面の側から見た状態を示し、図１５（ｂ）は、ヘッド２０ｂをスキージサポート２１の上方から透かして見た状態で示してある。このヘッド２０ｂは、スキージサポート２１と、その下面２１ａからマスク１１の表面１１ａに向かって突き出た８セットのスキージ２２ｂを備えている。このヘッド２０ｂは、上述したヘッド２０に代わり充填装置５のヘッド移動装置５０に取り付けて使用できる。これらのスキージ２２ｂは、ポリイミドの薄板をＵ字状にして複数枚を積層したものである。このタイプのスキージとしては、樹脂製あるいは金属製の薄板を単体で用いるもの、あるいは積層して用いるものが挙げられる。マスク１１との間で発生する可能性のある静電気の影響を避けるためには、スキージの好適な例は金属製のものである。また、プラスチック製のスキージは、表面に銅箔などの導電性の薄膜によりコーティングしたり、炭素を含有することにより導電性を与えることが望ましい。マスク１１に接するスキージの先端の部分は、エッジであっても良い。スキージが薄膜により構成される場合は、その薄膜を折り返すことにより、折り返した面がマスク１１に接するようにしても良い。   FIG. 15A shows a state in which another example of the head 20b is viewed from the bottom side, and FIG. 15B shows the state in which the head 20b is seen through the squeegee support 21 from above. The head 20 b includes a squeegee support 21 and eight sets of squeegees 22 b protruding from the lower surface 21 a toward the surface 11 a of the mask 11. The head 20b can be used by being attached to the head moving device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above. These squeegees 22b are formed by laminating a plurality of polyimide thin plates in a U shape. Examples of this type of squeegee include one using a single plate made of resin or metal, or one using layers. In order to avoid the influence of static electricity that may occur with the mask 11, a preferred example of the squeegee is made of metal. Further, it is desirable that the plastic squeegee is provided with conductivity by coating the surface with a conductive thin film such as copper foil or containing carbon. The edge of the squeegee that contacts the mask 11 may be an edge. When the squeegee is composed of a thin film, the folded surface may be brought into contact with the mask 11 by folding the thin film.

図１６（ａ）は、さらに異なる例のヘッド２０ｃを底面の側から見た状態を示し、図１６（ｂ）は、ヘッド２０ｃをスキージサポート２１の上方から透かして見た状態で示してある。このヘッド２０ｃは、スキージサポート２１と、その下面２１ａからマスク１１の表面１１ａに向かって突き出た６セットのスキージ２２ｃを備えている。これらのスキージ２２ｃは、ほぼ直方体状に形成された導電性のスポンジにより構成されている。このヘッド２０ｃも、上述したヘッド２０に代わり充填装置５のヘッド移動装置５０に取り付けて使用できる。   FIG. 16A shows a state in which another example of the head 20c is viewed from the bottom surface side, and FIG. 16B shows the state in which the head 20c is seen through the squeegee support 21 from above. The head 20 c includes a squeegee support 21 and six sets of squeegees 22 c protruding from the lower surface 21 a toward the surface 11 a of the mask 11. These squeegees 22c are composed of a conductive sponge formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The head 20c can also be used by being attached to the head moving device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above.

スキージの他の例としては、樹脂製あるいは金属製の極細のワイヤーをブラシの毛のようにスキージサポート２１に取り付けたものを挙げることができる。また、スキージのセット数は、上記に限定されるものではない。さらに、内円２６の接線方向にスキージをセットすることは、本発明の好ましい形態の１つであるが、本発明は、その形態に限定されるものではない。スキージの形態は、ヘッド２０を回転することより内円２６の方向にボール１５を掃き集めるスウィーパとして機能するものであれば良い。例えば、内円２６の接線方向に対して、斜めに配置しても良く、スキージ自体を湾曲させたり、螺旋状にしたりすることが可能である。   As another example of the squeegee, a resin or metal fine wire attached to the squeegee support 21 like a brush hair can be cited. The number of squeegee sets is not limited to the above. Furthermore, setting the squeegee in the tangential direction of the inner circle 26 is one of the preferred forms of the present invention, but the present invention is not limited to that form. The form of the squeegee only needs to function as a sweeper that sweeps the ball 15 in the direction of the inner circle 26 by rotating the head 20. For example, it may be disposed obliquely with respect to the tangential direction of the inner circle 26, and the squeegee itself can be curved or spiraled.

図１７は、さらに異なるヘッド２０ｄの構成を示している。このヘッド２０ｄは、ボール１５を掃き集めるための気体９１をマスク１１の表面１１ａに吹き付けるエアーノズル９２を備えている。このヘッド２０ｄも、上述したヘッド２０に代わり充填装置５のヘッド移動装置５０に取り付けて使用できる。エアーノズル９２は、スキージの代わりにサポート２１に取り付けられるものである。エアーノズル９２の一例は、上記の図面に示した各タイプのスキージと同様に、サポート２１の裏面２１ａの内円２６の接線方向に外円２７まで延びた直線状のノズル端９３を備えたものである。このノズル端９３には、焼結金属製などのフィルタ９４が取り付けられており、フィルタ９４を通してエアー９１がマスク１１の表面１１ａに向かって斜め下方に噴出する。したがって、吹き出されたエアー９１は、マスク１１の表面１１ａを内円２６の方向に向かって流れる。このため、エアー９１により導電性ボール１５を内円の動区域２６の方向に吹き払いながら、ヘッド２０を移動できる。さらに、マスクの表面１１ａに吹き付けられるエアー９１の圧力により、ボールを充填する動区域２６の周囲のマスクの表面１１ａを押さえ、マスク１１の歪みや反りを矯正できる。   FIG. 17 shows a configuration of a further different head 20d. The head 20 d includes an air nozzle 92 that blows a gas 91 for sweeping the ball 15 onto the surface 11 a of the mask 11. The head 20d can also be used by being attached to the head moving device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above. The air nozzle 92 is attached to the support 21 instead of the squeegee. An example of the air nozzle 92 is provided with a linear nozzle end 93 extending to the outer circle 27 in the tangential direction of the inner circle 26 of the back surface 21a of the support 21 in the same manner as each type of squeegee shown in the above drawings. It is. A filter 94 made of sintered metal or the like is attached to the nozzle end 93, and air 91 is ejected obliquely downward toward the surface 11 a of the mask 11 through the filter 94. Therefore, the blown air 91 flows on the surface 11 a of the mask 11 toward the inner circle 26. For this reason, the head 20 can be moved while the conductive balls 15 are blown away by the air 91 in the direction of the moving area 26 of the inner circle. Further, the pressure of the air 91 blown to the mask surface 11a can suppress the mask surface 11a around the moving area 26 filled with the ball, thereby correcting the distortion and warping of the mask 11.

エアーノズル９２のエアー吐出部は、フィルタ９４に代わり、スリットや微小な円柱状の孔の集合により構成しても良い。また、エアー９１に代わり、窒素ガスあるいはアルゴンガスといった不活性ガス、あるいは導電性ボールの帯電性を制御するためにイオン化した気体を用いることも有効である。   The air discharge portion of the air nozzle 92 may be configured by a collection of slits and minute cylindrical holes instead of the filter 94. It is also effective to use an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or an ionized gas in order to control the charging property of the conductive ball, instead of the air 91.

エアーなどの気体を吹き出すタイプのヘッド２０ｄにおいては、エアーの圧力によりボール１５を駆動できる。したがって、充填装置５は、ヘッド移動装置５０によりヘッド２０ｄを任意の方向に動かすだけで、ヘッド２０ｄを回転させなくても、充填するための動区域２６にボール１５を集めることができる。ヘッド２０ｄを回転して内円の動区域２６にボール１５を集合させることもできる。このため、気体を吹き出すタイプのヘッド２０ｄのみを用いる充填装置５は、ヘッドを回転駆動するモータ５６を省くことが可能であり、ヘッド移動装置５０の構成を簡易にできる。   In the head 20d of a type that blows out gas such as air, the ball 15 can be driven by air pressure. Therefore, the filling device 5 can collect the balls 15 in the moving area 26 for filling only by moving the head 20d by the head moving device 50 in an arbitrary direction without rotating the head 20d. It is also possible to collect the balls 15 in the moving area 26 of the inner circle by rotating the head 20d. For this reason, the filling device 5 using only the head 20d that blows out the gas can omit the motor 56 that rotationally drives the head, and the configuration of the head moving device 50 can be simplified.

図１８に、エアーを吹出すタイプのヘッドの異なる例を示してある。このヘッド２０ｅは、スキージサポート２１と、その下面２１ａからマスク１１の表面１１ａに向かって突き出たスキージタイプのノズル９２を備えている。ノズル９２は、例えば、ゴムなどの弾性のある部材により形成されており、マスク１１の表面１１ａに接してマスクを押さえる。ノズル９２は内側に向いた吹出し口９３を備えており、内側に向かってエアー９１を放出することにより導電性ボール１５を動区域２６に集める。このヘッド２０ｅも、上述したヘッド２０に代わり充填装置５のヘッド移動装置５０に取り付けて使用できる。また、吹き出すエアー９１により導電性ボール１５を移動できるので、ヘッドを回転させずに導電性ボール１５をはき集めることができるタイプでもある。   FIG. 18 shows a different example of a head that blows air. The head 20 e includes a squeegee support 21 and a squeegee type nozzle 92 protruding from the lower surface 21 a toward the surface 11 a of the mask 11. The nozzle 92 is formed of, for example, an elastic member such as rubber, and presses the mask in contact with the surface 11 a of the mask 11. The nozzle 92 is provided with a blowing port 93 directed inward, and the conductive balls 15 are collected in the moving area 26 by discharging air 91 inward. The head 20e can also be used by being attached to the head moving device 50 of the filling device 5 instead of the head 20 described above. Further, since the conductive ball 15 can be moved by the air 91 blown out, it is also a type that can collect the conductive ball 15 without rotating the head.

なお、図１８に示した基板１０は、その表面に導電性の層１０ａを備えており、さらに、導電性の層１０ａが保護膜１３でカバーされ、導電性ボール１５が装着される部分のレジスト１３がエッチングなどにより除去されている。したがって、マスク１１はレジスト層１３と密着するように基板１０の上にセットできる。そして、マスク１１の開口１２に充填された導電性ボール１５が基板の表面１０ａに電気的なコンタクトをもった状態で装着され、個々の導電性ボール１５が接続端子として機能する。   The substrate 10 shown in FIG. 18 has a conductive layer 10a on the surface thereof, and the conductive layer 10a is covered with a protective film 13, and a resist in a portion where the conductive balls 15 are mounted. 13 is removed by etching or the like. Therefore, the mask 11 can be set on the substrate 10 so as to be in close contact with the resist layer 13. Then, the conductive balls 15 filled in the openings 12 of the mask 11 are mounted with electrical contact on the surface 10a of the substrate, and the individual conductive balls 15 function as connection terminals.

図１９に、ヘッドのさらに異なる例をスキージサポートの上方から透かして見た状態を示してある。このヘッド２０ｆは、方形のスキージサポート２１と、そのスキージサポート２１の裏面２１ａからマスク１１の表面１１ａに向かって延びた平面視がＶ字状の２セットのスキージ２２ｆとを備えている。Ｖ字状の２セットのスキージ２２ｆは、その間に方形の動区域２６が形成されるように向かい合ってサポート２１に取り付けられている。したがって、ヘッド２０ｆを図面の左右方向に振動することにより導電性ボール１５はスキージ２２ｆの間の動区域２６に集められ、その動区域２６の中で自重により導電性ボール１５はマスク１１の開口１２に充填される。また、動区域２６の周囲のマスク１１の表面１１ａはスキージ２２ｆにより押さえられるので、マスク１１の歪みなどは矯正される。ヘッド２０ｆは、振動しながら導電性ボール１５を動区域２６の中に保持したまま、ＸＹ平面の任意の方向に移動できる。そして、スキージ２２ｆを振動させながら導電性ボール１５を集める動作を行うので、動区域２６の内部における導電性ボール１５の分布の偏りを減らすことができる。   FIG. 19 shows a further different example of the head as seen through the squeegee support. The head 20f includes a rectangular squeegee support 21 and two sets of squeegees 22f having a V shape in plan view extending from the back surface 21a of the squeegee support 21 toward the front surface 11a of the mask 11. The two sets of V-shaped squeegees 22f are attached to the support 21 so as to face each other so that a square moving area 26 is formed therebetween. Therefore, the conductive balls 15 are collected in the moving area 26 between the squeegees 22f by vibrating the head 20f in the left-right direction of the drawing, and the conductive balls 15 are opened by the dead weight in the moving area 26 due to their own weight. Filled. Further, since the surface 11a of the mask 11 around the moving area 26 is pressed by the squeegee 22f, the distortion of the mask 11 is corrected. The head 20f can move in any direction in the XY plane while holding the conductive ball 15 in the moving area 26 while vibrating. And since the operation | movement which collects the conductive balls 15 is performed, vibrating the squeegee 22f, the bias | inclination of the distribution of the conductive balls 15 in the inside of the moving area 26 can be reduced.

なお、本発明において、導電性ボール１５が集められる動区域２６の形状は、ヘッドが回転あるいは振動（揺動）し、さらに、ヘッドが任意の方向に進むので、ほとんどの場合は、明確な境界をもった幾何学的な図形にならない。しかしながら、ヘッドが回転しながらボールを集めるタイプは、動区域２６は略円形ということができる。また、ヘッドが振動しながらボールを集めるタイプは、動区域２６は、スキージの形状に依存した円形または円形に外接する多角形ということができる。本発明の多角形は、正方形に限定されず、三角形、さらには、５角形以上の多角形を含む。   In the present invention, the shape of the moving area 26 where the conductive balls 15 are gathered is that the head rotates or vibrates (oscillates), and the head advances in an arbitrary direction. It does not become a geometric figure with However, in the type that collects balls while the head rotates, the moving area 26 can be said to be substantially circular. In addition, the type of collecting the balls while the head vibrates can be said that the moving area 26 is a circle depending on the shape of the squeegee or a polygon circumscribing the circle. The polygon of the present invention is not limited to a square, but includes a triangle, and more than a pentagon.

また、上述したヘッドは本発明に含まれる幾つかの例であり、本発明は上記に限定されるものではない。本発明のヘッドは、２次元的な、限られた広がりを備えた動区域に充填用の導電性ボールを集団で保持しながら、マスクの表面を移動するものであり、その好適な１つの形態は、充填用の動区域の周辺から導電性を掃き集められるものである。そして、ヘッドを、その軌跡の一部が重複するようにマスクの表面を移動することにより、マスク全体の開口に効率よく導電性ボールを充填でき、充填ミスを減らすことができる。   Moreover, the above-described heads are some examples included in the present invention, and the present invention is not limited to the above. The head of the present invention moves the surface of the mask while holding the conductive balls for filling in a moving area having a two-dimensional limited extent, and is a preferred form thereof. Can sweep the conductivity from the periphery of the moving area for filling. Then, by moving the head surface of the mask so that a part of its trajectory overlaps, the conductive balls can be efficiently filled into the opening of the entire mask, and filling errors can be reduced.

本例のボールマウンタ１は、マスクハンドラー３と充填装置５とを搭載しているが、さらに、基板１０を搬送してテーブル２にセットする装置、基板１０の表面にフラックスを塗布する装置などを共に搭載することも可能である。これらの装置により、マスクをセットする工程およびボールを充填する工程に先立ち、基板をテーブルにセットする工程、フラックスを塗布する工程などを行うことも可能である。そして、これらの工程をシリーズで行なうシステムを提供することも可能である。   The ball mounter 1 of this example is equipped with a mask handler 3 and a filling device 5, but further includes a device for transporting the substrate 10 and setting it on the table 2, a device for applying a flux to the surface of the substrate 10, etc. Both can be installed. With these apparatuses, it is possible to perform a step of setting a substrate on a table, a step of applying a flux, and the like prior to a step of setting a mask and a step of filling a ball. It is also possible to provide a system that performs these steps in series.

なお、本実施形態では、ヘッドの回転方向（ヘッドの自転方向）を、上方から見て反時計回りの方向にしているが、ヘッドの回転方向は、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、スキージやスウィープ部材は、本実施形態の配置に対して鏡像反転させた配置として、ヘッドに設けるとよい。また、本実施形態では、動区域の軌跡が螺旋状の場合、その軌跡の方向を、上方から見て時計回りの方向にしているが、動区域の螺旋状の軌跡の方向は、上方から見て反時計回りの方向であってもよい。   In this embodiment, the head rotation direction (head rotation direction) is counterclockwise when viewed from above, but the head rotation direction is clockwise when viewed from above. Also good. When the rotation direction of the head is a clockwise direction when viewed from above, the squeegee and the sweep member may be provided on the head as a mirror image reversed arrangement with respect to the arrangement of the present embodiment. Also, in this embodiment, when the moving area trajectory is spiral, the direction of the trajectory is clockwise when viewed from above, but the direction of the moving area spiral trajectory is viewed from above. May be counterclockwise.

本実施形態の目的の１つは、導電性ボールを、マスクの複数の開口にミスが少なくより確実に充填でき、基板の所定の位置に導電性ボールをミスが少なくより確実に配置あるいは搭載できる導電性ボールの搭載方法、装置、装置の制御方法、および制御プログラムを提供することである。本実施形態の他の目的の１つは、導電性ボールのロス率を低減し、経済的に導電性ボールを基板の所定の位置に搭載できる導電性ボールの搭載方法、装置、装置の制御方法、および制御プログラム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。   One of the objects of the present embodiment is that the conductive balls can be more reliably filled into the plurality of openings of the mask with less mistakes, and the conductive balls can be more reliably arranged or mounted at predetermined positions on the substrate with less mistakes. A conductive ball mounting method, apparatus, apparatus control method, and control program are provided. Another object of the present embodiment is to reduce the loss rate of the conductive balls and to economically mount the conductive balls on a predetermined position of the substrate. And providing a control program. However, partial changes and variations obvious to those skilled in the art are considered to be within the scope of the present invention.

ボールマウンタの概略構成を示す平面図。The top view which shows schematic structure of a ball mounter. ヘッドの概略構成を示す側面図。The side view which shows schematic structure of a head. ヘッドを上方から透かして示す図。The figure which shows a head through the watermark. ヘッドを静止している状態で断面により示す図。The figure which shows a cross section in the state which has stopped the head. （ａ）は、ヘッドにより構成される円形の動区域の軌跡の一例を示す図、（ｂ）は軌跡の一部を拡大して示す図、（ｃ）は軌跡の一部をさらに拡大して示す図。(A) is a figure which shows an example of the locus | trajectory of the circular moving area comprised with a head, (b) is a figure which expands and shows a part of locus | trajectory, (c) expands further a part of locus | trajectory. FIG. （ａ）〜（ｅ）は、図５（ｂ）中の位置Ａ〜位置Ｅにおける導電性ボールの集団の状態を模式的に示す図。(A)-(e) is a figure which shows typically the state of the group of the conductive ball in the position A-position E in FIG.5 (b). 図６と比べて動区域の内部の導電性ボールの量を増やした場合における導電性ボールの集団の状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the state of the group of conductive balls at the time of increasing the quantity of the conductive balls inside a moving area compared with FIG. ヘッドを動作している状態で断面により示す図。The figure which shows a cross section in the state which is operating the head. スキージを拡大して示す図。The figure which expands and shows a squeegee. 充填装置の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of a filling apparatus. 基準量に対するボールの量と導電性ボールの充填状態との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the quantity of the ball | bowl with respect to a reference | standard quantity, and the filling state of an electroconductive ball. ヘッドにより構成される円形の動区域の軌跡の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the locus | trajectory of the circular moving area comprised with a head. （ａ）は、ヘッドにより構成される円形の動区域の軌跡の他の例を示す図であり、（ｂ）は軌跡の一部を拡大して示す図。(A) is a figure which shows the other example of the locus | trajectory of the circular moving area comprised with a head, (b) is a figure which expands and shows a part of locus | trajectory. （ａ）は、ヘッドの異なる例を示す斜視図であり、（ｂ）は、ヘッドの構成を上方から透かして示す図。(A) is a perspective view which shows the example from which a head differs, (b) is a figure which shows the structure of a head through the upper side. （ａ）は、ヘッドのさらに異なる例を示す斜視図であり、（ｂ）は、ヘッドの構成を上方から透かして示す図。(A) is a perspective view which shows the further different example of a head, (b) is a figure which shows the structure of a head through the upper side. （ａ）は、ヘッドのさらに異なる例を示す斜視図であり、（ｂ）は、ヘッドの構成を上方から透かして示す図。(A) is a perspective view which shows the further different example of a head, (b) is a figure which shows the structure of a head through the upper side. ヘッドのさらに異なる例を部分的に拡大した断面図により示す図。The figure which shows with the cross-sectional view which expanded the example from which the further another example is partially expanded. ヘッドのさらに異なる例を部分的に拡大した断面図により示す図。The figure which shows with the cross-sectional view which expanded the example from which the further another example is partially expanded. ヘッドのさらに異なる例の構成を上方から透かして示す図。The figure which shows the structure of the further different example of a head through the upper side.

符号の説明Explanation of symbols

１ ボールマウンタ（搭載装置）、 ５ 充填装置
１０、８０ 基板、 １１、８１ マスク
１１ａ、８１ａ マスクの表面、 １２ マスクの開口
１５ 導電性ボール、 １６ 導電性ボールの集団
２０、２０ａ〜２０ｆ ヘッド
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｆ スキージ（導電性ボールを動区域に集める手段）
２３ スウィープ部材（導電性ボールを動区域に集める手段）
２６ 動区域
２６ａ 導電性ボールが存在する領域、 ２６ｂ 導電性ボールが存在しない領域
５０ ヘッド移動装置（移動手段）
５９ コントローラ（制御手段）、 ５９ｐ プログラム
６０ ボール補給装置（補給手段）
７１、７２、７３ 軌跡
９２ エアーノズル（導電性ボールを動区域に集める手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball mounter (mounting device), 5 Filling device 10, 80 Substrate, 11, 81 Mask 11a, 81a Mask surface, 12 Mask opening 15 Conductive ball, 16 Conductive ball group 20, 20a-20f Head 22a, 22b, 22c, 22f Squeegee (means to collect conductive balls in the moving area)
23 Sweep member (means to collect conductive balls in moving area)
26 moving area 26a area where conductive balls exist, 26b area where conductive balls do not exist 50 head moving device (moving means)
59 controller (control means), 59p program 60 ball supply device (supply means)
71, 72, 73 Trajectory 92 Air nozzle (means for collecting conductive balls in moving area)

Claims (14)

基板に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを、前記基板にセットする第１の工程と、前記複数の開口に前記導電性ボールを充填する第２の工程とを有し、
前記第２の工程は、
前記マスクの表面に沿って移動するヘッドであって、前記導電性ボールの集団を前記ヘッドの下側の前記マスクの表面の一部に保持する部材を含むヘッドにより、前記マスクの表面に前記導電性ボールの集団が保持される動区域を形成することと、
前記ヘッドを前記動区域の軌跡の一部が重複するように移動させることとを含み、
前記動区域を形成することは、前記導電性ボールの前記動区域に存在する量が、前記動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように、前記導電性ボールを前記動区域に補充し、前記動区域の内部に前記導電性ボールが存在する領域と前記導電性ボールが存在しない領域とが形成されるように、前記動区域に前記導電性ボールを不均一に分布させることを含む、導電性ボールの搭載方法。 A first step of setting a mask having a plurality of openings for disposing conductive balls on the substrate on the substrate; and a second step of filling the plurality of openings with the conductive balls. ,
The second step includes
The head moving along the surface of the mask, the head including a member for holding the population of the conductive balls on a part of the surface of the lower side of the mask of the head, said conductive on the surface of the mask Forming a moving area in which a group of sex balls is held ;
And a moving said head such that a portion of the trajectory of the moving area overlap,
Forming the moving area is such that the amount of the conductive ball present in the moving area is 1/5 times to 10 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly. The conductive ball is replenished to the moving zone, and the moving zone is formed in the moving zone so that a region where the conductive ball exists and a region where the conductive ball does not exist are formed in the moving zone. A method for mounting a conductive ball, comprising unevenly distributing the conductive ball. 請求項１において、前記不均一に分布させることは、前記ヘッドを回転および振動の少なくともいずれかの方法で動かすことを含む、搭載方法。 2. The mounting method according to claim 1, wherein the non-uniform distribution includes moving the head by at least one of rotation and vibration . 請求項１において、前記不均一に分布させることは、前記ヘッドを前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させながら前記動区域を螺旋状に移動することを含み、それにより前記導電性ボールは前記動区域の内部に三日月状に分布する、搭載方法。 2. The non-uniform distribution according to claim 1, wherein the non-uniform distribution includes moving the moving area in a spiral manner while rotating the head about an axis perpendicular to the mask. Is a crescent-shaped distribution method inside the moving area. 請求項１において、前記第２の工程は、前記導電性ボールが逸散しないように、前記ヘッドの前記保持する部材により、前記動区域の周辺から前記動区域に向けて前記導電性ボールを集めることを含む、搭載方法。 The conductive ball according to claim 1, wherein the second step collects the conductive balls from the periphery of the moving area toward the moving area by the holding member of the head so that the conductive balls do not escape. Including the mounting method. 請求項１において、前記第２の工程は、前記ヘッドを、前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させて前記保持する部材を動かしながら、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動させ、前記ヘッドの回転により、前記導電性ボールが逸散しないように前記導電性ボールを前記動区域に集めることを含む、搭載方法。 2. The method according to claim 1, wherein in the second step, the vertical axis is moved along the surface of the mask while moving the holding member by rotating the head around an axis perpendicular to the mask. The mounting method includes collecting the conductive balls in the moving area so that the conductive balls do not dissipate due to movement of the head. 基板上にセットされ、複数の開口を備えたマスクの表面の一部に導電性ボールを保持する部材を含むヘッドと、そのヘッドを前記マスクの表面に沿って移動させる移動手段と、前記ヘッドと前記マスクの表面との間に前記導電性ボールを補給可能な補給手段とを有する装置の制御方法であって、
前記複数の開口に前記導電性ボールを充填する充填工程を有し、
前記充填工程は、
前記ヘッドにより、このヘッドの下側の前記マスクの表面の一部に前記導電性ボールの集団が保持される動区域を形成することと、
前記移動手段により、前記ヘッドを前記動区域の軌跡の一部が重複するように移動させることとを有し、
前記動区域を形成することは、前記補給手段により、前記導電性ボールの前記動区域に存在する量が、前記動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように前記導電性ボールを補充し、前記動区域に前記導電性ボールが存在する領域と、前記導電性ボールが存在しない領域とを形成することを含む、制御方法。 A head set on a substrate and including a member for holding a conductive ball on a part of a surface of a mask having a plurality of openings; a moving means for moving the head along the surface of the mask; A control method for an apparatus having replenishing means capable of replenishing the conductive ball between the surface of the mask,
A filling step of filling the plurality of openings with the conductive balls;
The filling step includes
Forming a moving area in which a portion of the conductive ball is held on a part of the surface of the mask under the head by the head;
By the moving means, and a Rukoto moving the head so that a portion of the trajectory of the moving area overlap,
The moving area is formed by the replenishing means such that the amount of the conductive ball present in the moving area is 1/5 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly. A control method comprising replenishing the conductive ball so as to be 10 times, and forming a region where the conductive ball exists in the moving area and a region where the conductive ball does not exist. 請求項６において、前記充填工程は、前記移動手段により、前記ヘッドを前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させながら前記動区域を螺旋状に移動することを含み、それにより前記導電性ボールを前記動区域の内部に三日月状に分布させる、制御方法。 7. The filling process according to claim 6 , wherein the filling step includes moving the moving area in a spiral manner by the moving means while rotating the head around an axis perpendicular to the mask. A control method of distributing balls in a crescent shape inside the moving area. 請求項６において、前記充填工程は、前記移動手段により、前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させながら、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動させ、前記ヘッドを回転させて前記保持する部材を動かし、前記導電性ボールが逸散しないように前記導電性ボールを前記動区域に集めることを含む、制御方法。 7. The filling process according to claim 6 , wherein in the filling step, the vertical axis is moved along the surface of the mask while the head is rotated while the moving means rotates the axis about the vertical axis. And moving the holding member to collect the conductive balls in the moving area so that the conductive balls do not escape. 基板上にセットされ、複数の開口を備えたマスクの表面の一部に導電性ボールを保持する部材を含むヘッドと、そのヘッドを前記マスクの表面に沿って移動させる移動手段と、前記ヘッドと前記マスクの表面との間に前記導電性ボールを補給可能な補給手段とを有する装置を制御するプログラムであって、
前記ヘッドに、このヘッドの下側の前記マスクの表面の一部に前記導電性ボールの集団が保持される動区域を形成させる命令と、
前記移動手段に、前記動区域の軌跡の一部が重複するように前記ヘッドを移動させる命令とを有し、
前記動区域を形成させる命令は、前記補給手段に前記導電性ボールの前記動区域に存在する量が、前記動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように前記導電性ボールを補充させ、前記動区域に前記導電性ボールが存在する領域と前記導電性ボールが存在しない領域とを形成する命令を含む、プログラム。 A head set on a substrate and including a member for holding a conductive ball on a part of a surface of a mask having a plurality of openings; a moving means for moving the head along the surface of the mask; A program for controlling an apparatus having replenishment means capable of replenishing the conductive ball between the surface of the mask,
To the head, and instructions for the population of the conductive ball part to form a dynamic area, which is held on the surface of the lower side of the mask of the head,
It said moving means includes instructions and a part of the trajectory of the moving zone Before moving the head so as to overlap,
The command to form the moving area is that the amount of the conductive ball existing in the moving area of the replenishing means is 1/5 times to 10 times the reference amount that covers the area of the moving area more uniformly. A program comprising instructions for replenishing the conductive balls so as to be doubled and forming a region where the conductive balls are present and a region where the conductive balls are not present in the moving area. 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、前記複数の開口に前記導電性ボールを充填する装置であって、
前記マスクの表面の一部に前記導電性ボールの集団を保持する部材を含むヘッドと、
前記ヘッドを前記マスクの表面に沿って移動させる移動手段と、
前記ヘッドと前記マスクの表面との間に前記導電性ボールを補給可能な補給手段と、
当該装置を制御する制御手段とを有し、
この制御手段は、
前記ヘッドに、このヘッドの下側の前記マスクの表面の一部に前記導電性ボールの集団が保持される動区域を形成させる機能と、
前記移動手段に、前記動区域の軌跡の一部が重複するように前記ヘッドを移動させる機能とを含み、
前記動区域を形成させる機能は、前記補給手段に前記導電性ボールの前記動区域に存在する量が、前記動区域の面積を一層で均一にカバーする基準量に対して１／５倍〜１０倍となるように前記導電性ボールを補充させ、前記動区域に前記導電性ボールが存在する領域と、前記導電性ボールが存在しない領域とを形成する機能を含む、装置。 An apparatus for filling the plurality of openings with the conductive balls in a state in which a mask having a plurality of openings for arranging the conductive balls on the substrate is set on the substrate.
A head including a member for holding the group of conductive balls on a part of a surface of the mask;
Moving means for moving the head along the surface of the mask;
Replenishment means capable of replenishing the conductive ball between the head and the surface of the mask;
Control means for controlling the device,
This control means
To the head, a function of the population of the conductive ball part to form a dynamic area, which is held on the surface of the lower side of the mask of the head,
Wherein the moving means, and a function part of the trajectory of the moving zone Before moving the head so as to overlap,
The function of forming the moving area is that the amount of the conductive ball existing in the moving area of the replenishing means is 1/5 times to 10 times the reference amount that uniformly covers the area of the moving area. An apparatus comprising a function of replenishing the conductive balls so as to be doubled and forming a region where the conductive balls are present in the moving area and a region where the conductive balls are not present. 請求項１０において、前記移動手段は、前記ヘッドを、前記マスクの表面に沿って、螺旋を描く方向に、前記動区域の軌跡の一部が重複するように移動可能である、装置。 11. The apparatus according to claim 10 , wherein the moving means is capable of moving the head along a surface of the mask in a spiral drawing direction so that a part of the trajectory of the moving area overlaps. 請求項１０において、前記ヘッドの前記保持する部材は、前記導電性ボールが逸散しないように、前記動区域の周辺から前記動区域に向けて前記導電性ボールを前記動区域に集める手段を備えている、装置。 11. The member held by the head according to claim 10 , further comprising means for collecting the conductive balls from the periphery of the moving area toward the moving area so that the conductive balls do not escape. The device. 請求項１２において、前記移動手段は、前記ヘッドを前記マスクに対して垂直な軸を中心に回転させる手段と、前記垂直な軸を前記マスクの表面に沿って移動させる手段とを備えており、
前記保持する部材は、当該ヘッドの回転により、当該ヘッドの回転中心を中心とする円形の前記動区域の方向に前記導電性ボールを移動させる、装置。 The moving means according to claim 12 , comprising means for rotating the head about an axis perpendicular to the mask, and means for moving the vertical axis along the surface of the mask.
The holding member moves the conductive ball in the direction of the circular moving area around the rotation center of the head by the rotation of the head. 請求項１０ないし１３のいずれかに記載の装置と、
前記基板に前記マスクをセットする装置とを有する搭載装置。 An apparatus according to any of claims 10 to 13 ,
A mounting device including a device for setting the mask on the substrate.
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