JP7489140B2 - Inspection and repair equipment - Google Patents
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Description
本発明は、検査・リペア装置に関する。 The present invention relates to an inspection and repair device.
コンピュータ、携帯電話、デジタル家電等には、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）といった表面実装型の電子部品が実装されている。このような電子部品の裏面には、半球状に形成されたバンプ（突起状の端子）が多数設けられている。電子部品の裏面にバンプを設けることで、基板と電子部品との接点数を大幅に増加させ、電子部品の小型化・高密度化を図っている。 Surface-mount electronic components such as BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package) are mounted on computers, mobile phones, digital home appliances, etc. Such electronic components have a large number of hemispherical bumps (protruding terminals) on the back side. By providing bumps on the back side of the electronic components, the number of contact points between the board and the electronic components can be significantly increased, allowing for smaller and more dense electronic components.
また、電子部品の裏面に設けられたバンプに対応して、この電子部品が実装される基板にも多数のバンプが形成されている。基板にバンプを形成する方法として、例えば、ボール振込法が知られている。ボール振込法は、マスクに設けられた多数の微細な孔を介して基板にハンダボールを振込む（落とし込む、搭載する）方法であり、ピッチが非常に狭いバンプを高精度に形成できるという利点がある。 In addition, numerous bumps are formed on the substrate on which the electronic component is mounted, corresponding to the bumps on the back surface of the electronic component. One method for forming bumps on a substrate is the ball transfer method. The ball transfer method is a method in which solder balls are transferred (dropped or mounted) onto the substrate through numerous minute holes in a mask, and has the advantage of being able to form bumps with a very narrow pitch with high precision.
例えば、特許文献１には、基板の電極上にマスクの各孔を介してフラックスを塗布し、フラックスが塗布された電極上に、別のマスクの各孔を介してハンダボールを搭載する技術について記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a technique in which flux is applied to electrodes on a substrate through holes in a mask, and solder balls are then mounted on the electrodes to which the flux has been applied through holes in another mask.
前記したボール振込法を用いられる場合には、面積の比較的大きな基板（例えば、４５０mm×６００mm）を切断して複数個に分割し、分割後の基板のそれぞれにハンダボールを搭載することが多い。基板の面積が大き過ぎると、ステップ式露光によって基板に回路パターンを印刷する際の位置ずれや、樹脂製である基板の収縮変形等に起因して、基板の各電極と、マスクの各孔と、の位置ずれが許容範囲を超えてしまうからである。なお、基板に設けるバンプの微細化や、バンプ間のピッチの狭小化が進むにつれて、このような位置ずれが起こりやすくなる。 When using the ball transfer method described above, a relatively large substrate (e.g., 450 mm x 600 mm) is often cut and divided into several pieces, and solder balls are mounted on each of the divided substrates. If the substrate is too large, the positional deviation between each electrode on the substrate and each hole in the mask exceeds the allowable range due to misalignment when printing the circuit pattern on the substrate by step exposure and shrinkage deformation of the resin substrate. Furthermore, as the bumps on the substrate become finer and the pitch between the bumps becomes narrower, such misalignment becomes more likely to occur.
したがって、面積の比較的大きな基板を切断・洗浄した後、特許文献１の技術を用いてハンダボールの搭載等を行い、この基板をさらに切断・洗浄して電子部品を実装する、という処理が一般的に行われている。つまり、特許文献１に記載の技術では、基板の切断・洗浄を少なくとも２回行うため、一連の処理に要するコストが高くなるという問題がある。前記した位置ずれの問題を解決して、切断・洗浄の工程を一回分省き、基板の処理コストの低減を図ることが望まれている。 Therefore, it is common practice to cut and clean a relatively large substrate, then use the technology of Patent Document 1 to mount solder balls, and then cut and clean the substrate again to mount electronic components. In other words, the technology described in Patent Document 1 has the problem that the cost required for the series of processes is high because the substrate is cut and cleaned at least twice. It is desirable to solve the above-mentioned problem of misalignment, eliminate one cutting and cleaning step, and reduce the processing costs of the substrate.
そこで、本発明は、処理コストの安価な検査・リペア装置を提供することを課題とする。 Therefore, the objective of the present invention is to provide an inspection and repair device with low processing costs.
前記課題を解決するために、本発明に係る検査・リペア装置は、複数の電極を備えた基板を搬送する搬送体と、前記搬送体の搬送方向と平行に配置したガントリと、前記ガントリを前記搬送体の上方で前記搬送体の幅方向に移動可能に支持する支持体と、前記基板を撮像し、前記基板の複数の前記電極にハンダボールが適切に搭載されているか否かの検査に用いられる画像情報を取得する撮像手段と、当該撮像手段からの前記画像情報に基づき、前記ハンダボールが適切に搭載されていない前記電極に対して、前記ハンダボールの除去又は再搭載を行うリペア手段と、を備えるとともに、前記基板への前記ハンダボールの搭載に用いられる搭載ヘッドを備え、前記撮像手段、前記リペア手段、及び前記搭載ヘッドが、それぞれ、前記ガントリのレールに沿うように、前記搬送体の搬送方向に対して平行に移動可能であり、前記撮像手段及び前記リペア手段よりも前記搭載ヘッドの方が、前記搬送方向の上流側に設けられることを特徴とする。なお、その他については、実施形態の中で説明する。 In order to solve the above problem, the inspection and repair device according to the present invention includes a carrier for carrying a substrate having a plurality of electrodes, a gantry arranged parallel to the carrier's transport direction, a support for supporting the gantry above the carrier so as to be movable in the width direction of the carrier, an imaging means for imaging the substrate and acquiring image information used for inspecting whether or not solder balls are properly mounted on the plurality of electrodes of the substrate, and a repair means for removing or remounting the solder balls on the electrodes on which the solder balls are not properly mounted based on the image information from the imaging means, and further includes a mounting head used for mounting the solder balls on the substrate, the imaging means, the repair means, and the mounting head are each movable parallel to the carrier's transport direction so as to follow the rails of the gantry, and the mounting head is provided upstream of the imaging means and the repair means in the transport direction . Note that other features will be described in the embodiments.
本発明によれば、処理コストの安価な検査・リペア装置を提供できる。 The present invention provides an inspection and repair device with low processing costs.
≪第１実施形態≫
＜基板処理システムの構成＞
図１は、第１実施形態に係る基板処理システムＳの説明図である。なお、図１に示す矢印は、基板Ｂが搬送される向きを示している。また、図１に示すようにｘ，ｙ，ｚ方向を定義する。
基板処理システムＳは、基板Ｂの各電極Ｑ（図２参照）にフラックスを塗布し、さらにハンダボールを搭載してバンプ（突起状の端子）を形成するシステムである。
First Embodiment
<Configuration of Substrate Processing System>
Fig. 1 is an explanatory diagram of a substrate processing system S according to a first embodiment. Note that the arrows shown in Fig. 1 indicate the direction in which a substrate B is transported. Also, x, y, and z directions are defined as shown in Fig. 1.
The substrate processing system S is a system that applies flux to each electrode Q (see FIG. 2) of the substrate B, and further mounts solder balls to form bumps (projecting terminals).
基板処理システムＳは、フラックス印刷装置１と、基板処理装置２と、を備えている。
図１に示すように、下流側に向かって順に、フラックス印刷装置１及び基板処理装置２が配置され、搬送体Ｐによって基板Ｂが順次搬送されるようになっている。なお、板状の搬送体Ｐは、ｘ方向に移動可能になっており、その下面に基板Ｂを吸着した後、この吸着をｘ方向の所定位置で解除するようになっている。
The substrate processing system S includes a flux printing device 1 and a substrate processing device 2 .
1, a flux printing device 1 and a substrate processing device 2 are arranged in this order toward the downstream side, and a substrate B is sequentially transported by a transport body P. The plate-shaped transport body P is movable in the x direction, and after the substrate B is attracted to its lower surface, the attraction is released at a predetermined position in the x direction.
ここで、基板処理システムＳの構成に先立って、その処理対象である基板Ｂについて簡単に説明する。
図２は、基板Ｂの模式的な平面図である。基板Ｂは、電子部品（図示せず）が実装される板状体であり、平面視において四つの領域Ｒ１～Ｒ４を有している。互いに隣接する矩形状の領域Ｒ１～Ｒ４には、それぞれ、電極Ｑが密集してなる複数の電極群（図示せず）が設けられている。なお、領域Ｒ１～Ｒ４における電極Ｑの配列は、略同一であるものとする。
Prior to describing the configuration of the substrate processing system S, a substrate B to be processed therein will now be briefly described.
2 is a schematic plan view of the substrate B. The substrate B is a plate-like body on which electronic components (not shown) are mounted, and has four regions R1 to R4 in a plan view. Each of the mutually adjacent rectangular regions R1 to R4 is provided with a plurality of electrode groups (not shown) each made up of densely packed electrodes Q. The arrangement of the electrodes Q in the regions R1 to R4 is assumed to be substantially the same.
詳細については後記するが、領域Ｒ１～Ｒ４には、それぞれ、搭載ヘッド２６（図４参照）によってハンダボールが個別に搭載されるようになっている。
図２に示す領域Ｒ１～Ｒ４は、樹脂製の基板Ｂが収縮変形した場合でも、ハンダボールと電極Ｑとの位置ずれが所定の許容範囲内で収まるように設定されている。
また、基板Ｂには、所定の回路パターンがステップ式で露光印刷されている。そして、領域Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ、一回当たりの露光範囲に含まれるように設定されている。これによって、ステップ式の露光印刷を行う際に各露光範囲の間で位置ずれが生じた場合でも、複数の露光範囲に亘って一括でハンダボールが搭載されることがなくなるため、電極Ｑとハンダボールとの位置ずれを抑制できる。
As will be described in detail later, solder balls are individually mounted on each of the regions R1 to R4 by a mounting head 26 (see FIG. 4).
The regions R1 to R4 shown in FIG. 2 are set so that even if the resin substrate B shrinks and deforms, the positional deviation between the solder balls and the electrodes Q falls within a predetermined tolerance.
In addition, a predetermined circuit pattern is exposed and printed on the board B in a stepwise manner. Each of the regions R1 to R4 is set to be included in a single exposure range. This prevents the solder balls from being mounted across multiple exposure ranges at once, even if misalignment occurs between the exposure ranges when the stepwise exposure printing is performed, thereby preventing misalignment between the electrodes Q and the solder balls.
（フラックス印刷装置）
フラックス印刷装置１は、フラックス塗布用のマスク１１に形成された多数の孔（図示せず）を介して、このマスク１１の下方に配置された基板Ｂの各電極Ｑ（図２参照）にフラックスを塗布する装置である。前記した「フラックス」は、その粘性によってハンダボールを基板Ｂに付着させたり、ハンダボールの溶融時の酸化等を防止したりするための液体である。
(Flux printing device)
The flux printing device 1 is a device that applies flux to each electrode Q (see FIG. 2) of the substrate B arranged below a mask 11 for applying flux through a number of holes (not shown) formed in the mask 11. The above-mentioned "flux" is a liquid that uses its viscosity to adhere the solder balls to the substrate B and prevents oxidation, etc., when the solder balls melt.
図３は、フラックス印刷装置１の縦断面図である。
フラックス印刷装置１は、マスク１１と、版枠１２と、カメラ１３と、印刷テーブル１４と、スキージヘッド１５と、を備えている。マスク１１は、基板Ｂの各電極Ｑに対応する多数の孔が形成されたメタルマスクであり、ｘｙ平面（水平面）と平行に配置されている。
版枠１２は、マスク１１を固定するための四角枠状の枠体であり、マスク１１の周縁部に設置されている。なお、図２に示す例では、版枠１２のｚ方向の位置が固定されている。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the flux printing device 1.
The flux printing device 1 includes a mask 11, a printing frame 12, a camera 13, a printing table 14, and a squeegee head 15. The mask 11 is a metal mask in which a large number of holes corresponding to each electrode Q of the substrate B are formed, and is disposed parallel to the xy plane (horizontal plane).
The frame 12 is a rectangular frame for fixing the mask 11, and is installed on the periphery of the mask 11. In the example shown in Fig. 2, the position of the frame 12 in the z direction is fixed.
カメラ１３は、自身の上方及び下方を撮像する２視野カメラであり、ｘ，ｙ方向で移動可能になっている。カメラ１３は、マスク１１の下面に印刷された位置合わせマーク（二箇所以上：図示せず）と、基板Ｂの上面に印刷された位置合わせマーク（二箇所以上：図示せず）と、をそれぞれ撮像し、その撮像結果を印刷テーブル１４の制御装置（図示せず）に出力するようになっている。 Camera 13 is a dual-view camera that captures images above and below itself, and is movable in the x and y directions. Camera 13 captures the alignment marks (two or more places: not shown) printed on the underside of mask 11 and the alignment marks (two or more places: not shown) printed on the top surface of substrate B, and outputs the captured images to a control device (not shown) for printing table 14.
印刷テーブル１４は、ｘ，ｙ方向、及びθ方向（ｘｙ平面上での回転方向）で基板Ｂの位置を調整し、さらに昇降機構１４ａによって基板Ｂとマスク１１とのｚ方向の距離を調整する装置である。印刷テーブル１４は、カメラ１３の撮像結果に基づき、マスク１１の各孔の位置と、基板Ｂの各電極Ｑ（図２参照）の位置と、が平面視で一致するように、基板Ｂの位置を調整するようになっている。
なお、基板Ｂにフラックスを塗布する際には、カメラ１３が退避した状態で印刷テーブル１４が上昇し、基板Ｂをマスク１１に接近させる（両者間の距離を所定のスクリーンギャップにする）ようになっている。
The printing table 14 is a device that adjusts the position of the substrate B in the x, y directions and the θ direction (rotation direction on the xy plane), and further adjusts the distance in the z direction between the substrate B and the mask 11 using a lifting mechanism 14a. The printing table 14 adjusts the position of the substrate B based on the imaging results of the camera 13 so that the positions of the holes in the mask 11 and the positions of the electrodes Q (see FIG. 2) of the substrate B coincide with each other in a plan view.
When applying flux to the substrate B, the printing table 14 is raised with the camera 13 retracted, and the substrate B is brought closer to the mask 11 (the distance between the two is set to a predetermined screen gap).
スキージヘッド１５は、マスク１１の各孔を介して基板Ｂの各電極Ｑ（図２参照）にフラックスを塗布するものであり、スクレーパ１５ａと、スキージ１５ｂと、を備えている。基板Ｂにフラックスを塗布する際には、基板Ｂにフラックスを塗り付けるように、スキージヘッド１５がｘ方向で往復する。
具体的には、スクレーパ１５ａを下降させた後、マスク１１の上面にスクレーパ１５ａを押し当てながら紙面左向きに移動させる。その後、スクレーパ１５ａを上昇させてスキージ１５ｂを下降させ、このスキージ１５ｂを紙面右向きに移動させる。このように、スキージヘッド１５が移動する向きに応じて、スクレーパ１５ａ及びスキージ１５ｂが交互に用いられる。
The squeegee head 15 applies flux to each electrode Q (see FIG. 2) of the substrate B through each hole in the mask 11, and includes a scraper 15a and a squeegee 15b. When applying flux to the substrate B, the squeegee head 15 reciprocates in the x direction so as to smear the flux onto the substrate B.
Specifically, after the scraper 15a is lowered, it is moved leftward on the paper while being pressed against the upper surface of the mask 11. Thereafter, the scraper 15a is raised and the squeegee 15b is lowered, and this squeegee 15b is moved rightward on the paper. In this manner, the scraper 15a and the squeegee 15b are used alternately depending on the direction in which the squeegee head 15 moves.
（基板処理装置）
図１に示す基板処理装置２は、フラックスが塗布された基板Ｂの各電極Ｑ（図２参照）にハンダボールを搭載する装置である。また、基板処理装置２は、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールが適切に搭載されているか否かを検査し、ハンダボールが適切に搭載されていない電極にハンダボールを搭載し直す機能も有している。
(Substrate Processing Apparatus)
1 is a device that mounts solder balls on each electrode Q (see FIG. 2) of a substrate B to which flux has been applied. The substrate processing device 2 also has a function of inspecting whether or not a solder ball has been properly mounted on each electrode Q of the substrate B, and remounting a solder ball on an electrode where a solder ball has not been properly mounted.
図４は、基板処理装置２の斜視図である。基板処理装置２は、ハンダボール充填ユニット２１，２２と、載置台２３と、移動機構２４と、第２マスク２５と、搭載ヘッド２６と、カメラ２７，２８と、リペアノズル２９と、制御装置３０（図７参照）と、を備えている。
ハンダボール充填ユニット２１は、第１マスク２１１に設けられた複数の孔ｈ１（図５参照）を介してハンダボールを充填する（ハンダボールを整列させる）ものである。
4 is a perspective view of the substrate processing apparatus 2. The substrate processing apparatus 2 includes solder ball filling units 21 and 22, a mounting table 23, a moving mechanism 24, a second mask 25, a mounting head 26, cameras 27 and 28, a repair nozzle 29, and a control device 30 (see FIG. 7).
The solder ball filling unit 21 fills the solder balls (aligns the solder balls) through a plurality of holes h1 (see FIG. 5) provided in the first mask 211.
図５は、ハンダボール充填ユニット２１の縦断面図である。
ハンダボール充填ユニット２１は、第１マスク２１１と、版枠２１２と、充填台２１３と、空気圧調整器２１４（図７参照）と、ハンダボール充填手段２１５と、を備えている。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the solder ball filling unit 21. As shown in FIG.
The solder ball filling unit 21 includes a first mask 211 , a plate frame 212 , a filling table 213 , an air pressure regulator 214 (see FIG. 7 ), and a solder ball filling means 215 .
第１マスク２１１は、基板Ｂにおける一つの領域（領域Ｒ１～Ｒ４のうち任意の一つ：図４参照）の各電極Ｑに対応する多数の孔ｈ１が設けられたマスクである。つまり、第１マスク２１１の領域Ｕ１（図４に示す一点鎖線の枠内）に設けられた各孔ｈ１の配列は、領域Ｒ１～Ｒ４のうち任意の一つにおける各電極Ｑの配列と同一になっている。 The first mask 211 is a mask in which a large number of holes h1 are provided corresponding to each electrode Q in one region (any one of regions R1 to R4: see FIG. 4) on the substrate B. In other words, the arrangement of the holes h1 provided in region U1 (within the dashed-dotted frame shown in FIG. 4) of the first mask 211 is the same as the arrangement of the electrodes Q in any one of regions R1 to R4.
図５に示す版枠２１２は、第１マスク２１１を充填台２１３に固定する枠体であり、第１マスク２１１の周縁部に設置されている（図４では、図示を省略）。充填台２１３は、第１マスク２１１が載置される台である。充填台２１３は、第１マスク２１１の各孔ｈ１に連通する連通路Ｄ１を有している。
空気圧調整器２１４（図７参照）は、後記する充填制御部３２からの指令に従って負圧を発生させたり、この負圧を解除したりするものである。空気圧調整器２１４による負圧の発生は、第１マスク２１１の各孔ｈ１にハンダボールを充填する際に行われる。
5 is a frame that fixes the first mask 211 to the refilling platform 213, and is installed on the periphery of the first mask 211 (not shown in FIG. 4). The refilling platform 213 is a platform on which the first mask 211 is placed. The refilling platform 213 has communication paths D1 that communicate with each hole h1 of the first mask 211.
The air pressure regulator 214 (see FIG. 7) generates and releases negative pressure in accordance with instructions from a filling control unit 32, which will be described later. The air pressure regulator 214 generates negative pressure when filling each hole h1 of the first mask 211 with solder balls.
図５に示すハンダボール充填手段２１５は、第１マスク２１１の各孔ｈ１にハンダボールを一個ずつ充填するものである。ハンダボール充填手段２１５は、ハンダボール供給部２１５ａと、取付枠２１５ｂと、スリット状体２１５ｃと、加振機２１５ｄと、モータ２１５ｅと、を備えている（図４では、取付枠２１５ｂ及びスリット状体２１５ｃのみを図示）。 The solder ball filling means 215 shown in FIG. 5 fills each hole h1 of the first mask 211 with a solder ball one by one. The solder ball filling means 215 includes a solder ball supply unit 215a, a mounting frame 215b, a slit-shaped body 215c, a vibrator 215d, and a motor 215e (only the mounting frame 215b and the slit-shaped body 215c are shown in FIG. 4).
ハンダボール供給部２１５ａは、スリット状体２１５ｃに向けて適量のハンダボールを供給するものである。ハンダボールを供給する際には、その開口Ｈがスリット状体２１５ｃに臨むように、回転軸Ｇを中心にハンダボール供給部２１５ａが回転するようになっている。これによって、開口Ｈを介してハンダボールが落下し、スリット状体２１５ｃにハンダボールが供給される。 The solder ball supply unit 215a supplies an appropriate amount of solder balls toward the slit-shaped body 215c. When supplying the solder balls, the solder ball supply unit 215a rotates around the rotation axis G so that the opening H faces the slit-shaped body 215c. This causes the solder balls to fall through the opening H and be supplied to the slit-shaped body 215c.
取付枠２１５ｂは、スリット状体２１５ｃが取り付けられる枠体であり、ｙ方向に細長い四角枠状を呈している（図４参照）。スリット状体２１５ｃは、ハンダボールが移動可能な多数のスリットＴ（図６（ｂ）参照）を有し、第１マスク２１１に対して凸状に湾曲した状態で、この第１マスク２１１に接するように配置されている。 The mounting frame 215b is a frame to which the slit-shaped body 215c is attached, and has a rectangular frame shape elongated in the y direction (see FIG. 4). The slit-shaped body 215c has a number of slits T (see FIG. 6(b)) through which the solder balls can move, and is arranged so as to be in contact with the first mask 211 while being curved in a convex shape relative to the first mask 211.
図６（ａ）は、スリット状体２１５ｃの展開図である。スリット状体２１５ｃは、平行に延びる一対の取付部ｃ１と、取付部ｃ１に対して所定角度を有する多数の線状体ｃ２と、を備えている。スリット状体２１５ｃは、取付枠２１５ｂ（図５参照）においてｘ方向で対向する一対の内壁面に取付部ｃ１，ｃ１をそれぞれ押し当てた状態で、この取付枠２１５ｂに固定されている。 Figure 6 (a) is a development view of the slit-shaped body 215c. The slit-shaped body 215c has a pair of mounting parts c1 that extend in parallel, and a number of linear bodies c2 that are at a predetermined angle to the mounting parts c1. The slit-shaped body 215c is fixed to the mounting frame 215b (see Figure 5) with the mounting parts c1, c1 pressed against a pair of inner wall surfaces that face each other in the x direction.
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す範囲Ｋの部分拡大図である。
スリット状体２１５ｃに設けられたスリットＴは、隣り合う線状体ｃ２の間の隙間である。なお、隣り合う線状体ｃ２の距離Ｌは、ハンダボールの径以上であってもよいし、また、加振機２１５ｄが起こす振動でスリットＴが広がったときにハンダボールが移動可能であれば、ハンダボールの径未満であってもよい。
また、スリット状体２１５ｃは、取付部ｃ１と線状体ｃ２とのなす角が所定角度θ（０＜θ＜４５°）となるように形成されている。これは、後記する加振機２１５ｄ（図５参照）によってスリット状体２１５ｃがｘ方向で振動しているときに、ハンダボールを転動・分散させるためである。
FIG. 6B is a partial enlarged view of a range K shown in FIG.
The slit T provided in the slit-shaped body 215c is a gap between adjacent linear bodies c2. The distance L between adjacent linear bodies c2 may be equal to or greater than the diameter of the solder ball, or may be less than the diameter of the solder ball as long as the solder ball can move when the slit T is expanded by the vibration generated by the vibrator 215d.
The slit-shaped body 215c is formed so that the angle between the attachment portion c1 and the linear body c2 is a predetermined angle θ (0<θ<45°) in order to roll and disperse the solder balls when the slit-shaped body 215c is vibrated in the x-direction by a vibrator 215d (see FIG. 5) described later.
図５に示す加振機２１５ｄは、前記したように、スリット状体２１５ｃをｘ方向に振動させるものであり、取付枠２１５ｂに設置されている。加振機２１５ｄによってスリット状体２１５ｃをｘ方向に振動させると、スリット状体２１５ｃの内側又は外側に存在するハンダボールが線状体ｃ２との接触によって転動する。これによって、ハンダボールを分散させ、第１マスク２１１の各孔ｈ１（図５参照）にハンダボールを一個ずつ充填できる。 As described above, the vibrator 215d shown in FIG. 5 vibrates the slit-shaped body 215c in the x-direction, and is installed on the mounting frame 215b. When the vibrator 215d vibrates the slit-shaped body 215c in the x-direction, the solder balls present inside or outside the slit-shaped body 215c roll due to contact with the linear body c2. This disperses the solder balls, allowing each hole h1 (see FIG. 5) of the first mask 211 to be filled with solder balls one by one.
モータ２１５ｅは、スリット状体２１５ｃ等をｘ方向に移動させるための駆動源である。モータ２１５ｅによってボールねじ軸（図示せず）を回転させると、ハンダボール供給部２１５ａ、取付枠２１５ｂ、スリット状体２１５ｃ、及び加振機２１５ｄが、一体としてｘ方向に移動するようになっている。前記したように、第１マスク２１１に接触したスリット状体２１５ｃが振動しながらｘ方向に移動することで、スリットＴ（図６（ｂ）参照）を介して落下したハンダボールが第１マスク２１１の各孔ｈ１に充填される。 The motor 215e is a drive source for moving the slit-shaped body 215c and the like in the x direction. When the ball screw shaft (not shown) is rotated by the motor 215e, the solder ball supply unit 215a, the mounting frame 215b, the slit-shaped body 215c, and the vibrator 215d move together in the x direction. As described above, the slit-shaped body 215c in contact with the first mask 211 moves in the x direction while vibrating, so that the solder balls that have fallen through the slits T (see FIG. 6(b)) fill each hole h1 of the first mask 211.
なお、図５では図示を省略したが、ハンダボールの充填を終えた後、マスク１１上に残留するハンダボールを除去して清掃を行うスウィーパが設けられている。 Although not shown in FIG. 5, a sweeper is provided to remove and clean any solder balls remaining on the mask 11 after filling with solder balls is completed.
図４に示すハンダボール充填ユニット２２は、前記したハンダボール充填ユニット２１と同様の構成を備えている。このように二つのハンダボール充填ユニット２１，２２を設けているのは、ハンダボールの一回当たりの充填に要する時間の方が、基板Ｂの各電極Ｑへの１回当たりの搭載に要する時間よりも長いからである。 The solder ball filling unit 22 shown in FIG. 4 has the same configuration as the solder ball filling unit 21 described above. The reason why two solder ball filling units 21 and 22 are provided in this manner is that the time required for each filling of the solder balls is longer than the time required for each mounting of the solder balls to each electrode Q of the substrate B.
図４に示す載置台２３は、基板Ｂが載せられる台である。図４に示す例では、搬送体Ｐによって基板Ｂが紙面右向きに搬送され、載置台２３に載置されるようになっている。
移動機構２４は、後記する搭載ヘッド２６をｘ，ｙ，ｚ方向、及びθ方向（ｘ，ｙ平面上での回転方向）に移動させるものである。図４に示す例では、移動機構２４は、一対の支持体２４１ａ，２４１ｂと、ガントリ２４２と、板状体２４３と、被設置体２４４と、モータ２４５，２４６と、を含んで構成される。
4 is a table on which the substrate B is placed. In the example shown in FIG 4, the substrate B is transported by the transport body P toward the right side of the drawing and placed on the mounting table 23.
The moving mechanism 24 moves the mounting head 26 (described later) in the x, y, and z directions and the θ direction (rotation direction on the x-y plane). In the example shown in Fig. 4, the moving mechanism 24 includes a pair of supports 241a, 241b, a gantry 242, a plate-like body 243, an installation body 244, and motors 245, 246.
ガントリ２４１は、一対の支持体２４１ａ，２４１ｂに設けられたレールＥ１，Ｅ１に沿ってｙ方向に移動可能になっている。板状体２４３は、ガントリ２４１に設けられたレールＥ２，Ｅ２に沿ってｘ方向に移動可能になっている。被設置体２４４は、板状体２４３に設けられたレールＥ３，Ｅ３に沿ってｚ方向に移動可能になっている。モータ２４５は、被設置体２４４をｚ方向に移動させる駆動源である。モータ２４６は、被設置体２４４に対して搭載ヘッド２６をθ方向に回転させる駆動源である。 The gantry 241 is movable in the y direction along rails E1, E1 provided on a pair of supports 241a, 241b. The plate-like body 243 is movable in the x direction along rails E2, E2 provided on the gantry 241. The object to be installed 244 is movable in the z direction along rails E3, E3 provided on the plate-like body 243. The motor 245 is a drive source that moves the object to be installed 244 in the z direction. The motor 246 is a drive source that rotates the mounting head 26 in the θ direction relative to the object to be installed 244.
これらのモータ２４５，２４６は、後記する搭載制御部３３（図７参照）からの指令によって駆動するようになっている。なお、ガントリ２４１をｙ方向に移動させるモータ、及び、板状体２４３をｘ方向に移動させるモータについては、図示を省略している。また、図４に示す移動機構２４は一例であり、搭載ヘッド２６をｘ，ｙ，ｚ，θ方向に移動可能であれば、他の構成であってもよい。 These motors 245, 246 are driven by commands from the mounting control unit 33 (see FIG. 7), which will be described later. Note that the motor that moves the gantry 241 in the y direction and the motor that moves the plate-like body 243 in the x direction are not shown. Also, the moving mechanism 24 shown in FIG. 4 is an example, and other configurations may be used as long as the mounting head 26 can be moved in the x, y, z, and θ directions.
第２マスク２５は、基板Ｂにおける一つの領域（領域Ｒ１～Ｒ４のうち任意の一つ）の各電極Ｑに対応する多数の孔ｈ２（図９（ａ）参照）が設けられたマスクであり、搭載ヘッド２６の下面に設置されている。 The second mask 25 is a mask provided with a number of holes h2 (see FIG. 9(a)) corresponding to each electrode Q in one region (any one of regions R1 to R4) on the substrate B, and is placed on the underside of the mounting head 26.
搭載ヘッド２６は、第２マスク２５の各孔ｈ２（図９（ａ）参照）を介してハンダボールを吸着し、吸着したハンダボールを基板Ｂの各電極Ｑに搭載するものである。搭載ヘッド２６は、第２マスク２５の各孔ｈ２に連通する連通路Ｄ２（図９（ａ）参照）と、この連通路Ｄ２を介した負圧の発生／解除を行う空気圧調整器２６１（図７参照）と、を備えている。 The mounting head 26 adsorbs solder balls through each hole h2 (see FIG. 9(a)) of the second mask 25 and mounts the adsorbed solder balls on each electrode Q of the substrate B. The mounting head 26 is equipped with a communication passage D2 (see FIG. 9(a)) that communicates with each hole h2 of the second mask 25, and an air pressure regulator 261 (see FIG. 7) that generates/releases negative pressure through this communication passage D2.
カメラ２７は、第１マスク２１１と第２マスク２５との位置合わせを行う際（図９（ａ）参照）、第１マスク２１１に印刷された位置合わせマーク（図示せず）を撮像する機能を有し、ｘ，ｙ方向に移動可能になっている。
また、カメラ２７は、第２マスク２５と、基板Ｂの領域Ｒ１～Ｒ４のいずれか一つと、の位置わせを行う際（図９（ｃ）参照）、対象とする領域に印刷された位置合わせマークを撮像する機能も有している。
さらに、カメラ２７は、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールが適切に搭載されているか否かを検査する際、基板Ｂを撮像して画像情報を取得する機能を有している。
The camera 27 has the function of capturing an image of an alignment mark (not shown) printed on the first mask 211 when aligning the first mask 211 and the second mask 25 (see Figure 9 (a)), and is movable in the x and y directions.
In addition, when aligning the second mask 25 with one of the regions R1 to R4 of the substrate B (see Figure 9 (c)), the camera 27 also has the function of capturing an image of an alignment mark printed in the target region.
Furthermore, the camera 27 has a function of capturing an image of the board B to obtain image information when inspecting whether or not the solder balls are properly mounted on the electrodes Q of the board B.
カメラ２８は、それまでとは異なる回路パターンの基板Ｂにハンダボールを搭載する場合（つまり、第１マスク２１１，２２１及び第２マスク２５を取り替えた場合）、記憶部３１（図７参照）に格納されている座標系を補正するために、第２マスク２５に印刷されている位置合わせマークを撮像するものである。
リペアノズル２９は、後記するリペア制御部３５（図７参照）からの指令に従って、ハンダボールの除去や再搭載を電極Ｑごとに行うものであり、ｘ，ｙ，ｚ方向に移動可能になっている。
When solder balls are to be mounted on a substrate B having a circuit pattern different from that used previously (i.e., when the first masks 211, 221 and the second mask 25 are replaced), the camera 28 captures an image of the alignment marks printed on the second mask 25 in order to correct the coordinate system stored in the memory unit 31 (see Figure 7).
The repair nozzle 29 removes and remounts the solder balls for each electrode Q in accordance with instructions from a repair control unit 35 (see FIG. 7) described below, and is movable in the x, y, and z directions.
図７は、基板処理装置２が備える制御装置３０に関する機能ブロック図である。
制御装置３０は、ハンダボールの充填・搭載に関する処理と、ハンダボールが適切に充填されているか否かの検査処理と、検査処理の結果に基づくリペア処理と、を行うものである。制御装置３０は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成される。そして、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、ＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
FIG. 7 is a functional block diagram of the control device 30 provided in the substrate processing apparatus 2. As shown in FIG.
The control device 30 performs processes related to filling and mounting of solder balls, inspection processes to check whether the solder balls are properly filled, and repair processes based on the results of the inspection processes. Although not shown, the control device 30 is configured to include electronic circuits such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and various interfaces. The control device 30 reads out a program stored in the ROM and loads it into the RAM, and the CPU executes various processes.
図７に示すように、制御装置３０は、記憶部３１と、充填制御部３２と、搭載制御部３３と、検査部３４と、リペア制御部３５と、を備えている。
記憶部３１は、例えば、半導体記憶装置である。記憶部３１には、カメラ２７，２８の撮像結果、検査部３４による検査処理の結果、リペア制御部３５によるリペア処理の結果等が格納される。
As shown in FIG. 7, the control device 30 includes a storage unit 31, a filling control unit 32, a mounting control unit 33, an inspection unit 34, and a repair control unit 35.
The storage unit 31 is, for example, a semiconductor storage device, and stores the imaging results of the cameras 27 and 28, the results of the inspection process by the inspection unit 34, the results of the repair process by the repair control unit 35, and the like.
充填制御部３２は、空気圧調整器２１４による負圧の発生／解除や、加振機２１５ｄによるスリット状体２１５ｃ（図５参照）の加振、モータ２１５ｅによるスリット状体２１５ｃの移動等を行う機能を有している。
搭載制御部３３は、空気圧調整器２６１による負圧の発生／解除や、移動機構２４による搭載ヘッド２６の移動等を行う機能を有している。
The filling control unit 32 has functions such as generating/releasing negative pressure with the air pressure regulator 214, vibrating the slit-shaped body 215c (see FIG. 5) with the vibrator 215d, and moving the slit-shaped body 215c with the motor 215e.
The mounting control unit 33 has the function of generating/releasing negative pressure by the air pressure regulator 261, moving the mounting head 26 by the movement mechanism 24, and the like.
検査部３４は、カメラ２７によって取得される画像情報に基づき、例えば、パターンマッチングによって、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールが適切に搭載されているか否かを検査する機能を有している。
リペア制御部３５は、検査部３４によってハンダボールの搭載が不適切と判定された電極にハンダボールを搭載し直すように、リペアノズル２９の位置等を調整する機能を有している。
The inspection unit 34 has a function of inspecting whether or not the solder balls are properly mounted on each electrode Q of the substrate B, for example, by pattern matching, based on the image information acquired by the camera 27 .
The repair control unit 35 has a function of adjusting the position of the repair nozzle 29 so as to remount a solder ball on an electrode for which the inspection unit 34 has determined that the mounting of the solder ball is inappropriate.
＜基板処理システムの動作＞
図８は、第１マスク２１１の各孔ｈ１にハンダボールを充填する処理に関するフローチャートである。
ステップＳ１０１において制御装置３０は、空気圧調整器２１４（図７参照）によって、充填台２１３の連通路Ｄ１を介して負圧を発生させる。なお、後記するハンダボールの充填直後に負圧の発生を開始してもよい。
<Operation of the Substrate Processing System>
FIG. 8 is a flow chart showing a process for filling each hole h1 of the first mask 211 with a solder ball.
In step S101, the control device 30 causes the air pressure regulator 214 (see FIG. 7) to generate a negative pressure through the communication path D1 of the refilling table 213. Note that the generation of the negative pressure may start immediately after the refilling of the solder balls, which will be described later.
ステップＳ１０２において制御装置３０は、ハンダボール充填手段２１５（図５参照）によって、第１マスク２１１の各孔ｈ１に一個ずつハンダボールを充填する。すなわち、制御装置３０は、加振機２１５ｄ（図５参照）によってスリット状体２１５ｃを振動させながら、このスリット状体２１５ｃをｘ方向に移動させる。 In step S102, the control device 30 fills each hole h1 of the first mask 211 with a solder ball one by one using the solder ball filling means 215 (see FIG. 5). That is, the control device 30 moves the slit-shaped body 215c in the x direction while vibrating the slit-shaped body 215c using the vibrator 215d (see FIG. 5).
図９（ａ）は、第１マスク２１１の各孔ｈ１にハンダボールが充填された状態を示す説明図である。マスク２１１の各孔ｈ１に一個ずつ充填されたハンダボールは、連通路Ｄ１を介して吸引されている（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。一方、基板Ｂの各電極Ｑにはフラックスが塗布されているが、領域Ｒ１～Ｒ４のいずれにもハンダボールは搭載されていない。 Figure 9 (a) is an explanatory diagram showing the state in which each hole h1 of the first mask 211 is filled with a solder ball. The solder balls filled one by one in each hole h1 of the mask 211 are sucked through the connecting path D1 (S101, S102). Meanwhile, flux is applied to each electrode Q of the substrate B, but no solder balls are mounted on any of the regions R1 to R4.
図８のステップＳ１０３において制御装置３０は、搭載ヘッド２６が第１マスク２１１に接近したか否かを判定する。搭載ヘッド２６が第１マスク２１１に接近していない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、制御装置３０はステップＳ１０３の処理を繰り返す。一方、搭載ヘッド２６が第１マスク２１１に接近した場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、制御装置３０の処理はステップＳ１０４に進む。 In step S103 of FIG. 8, the control device 30 determines whether the mounting head 26 has approached the first mask 211. If the mounting head 26 has not approached the first mask 211 (S103: No), the control device 30 repeats the process of step S103. On the other hand, if the mounting head 26 has approached the first mask 211 (S103: Yes), the process of the control device 30 proceeds to step S104.
ステップＳ１０４において制御装置３０は、空気圧調整器２１４によって発生させていた負圧を解除する。なお、前記した負圧の解除に代えて、ハンダボールを押し上げる正圧を、連通路Ｄ１を介して加えるようにしてもよい。
ステップＳ１０５において制御装置３０は、ハンダボールを吸着した搭載ヘッド２６が第１マスク２１１から離れたか否かを判定する。搭載ヘッド２６が第１マスク２１１から離れていない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御装置３０はステップＳ１０５の処理を繰り返す。一方、搭載ヘッド２６が第１マスク２１１から離れた場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御装置３０の処理は「ＳＴＡＲＴ」に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。
In step S104, the control device 30 releases the negative pressure that has been generated by the air pressure regulator 214. Instead of releasing the negative pressure, a positive pressure that pushes up the solder balls may be applied via the communication path D1.
In step S105, the control device 30 determines whether or not the mounting head 26 that has adsorbed the solder balls has left the first mask 211. If the mounting head 26 has not left the first mask 211 (S105: No), the control device 30 repeats the process of step S105. On the other hand, if the mounting head 26 has left the first mask 211 (S105: Yes), the process of the control device 30 returns to "START" (RETURN).
このようにして制御装置３０は、第１マスク２１１にハンダボールを充填する処理を、基板Ｂの各領域ごとに繰り返す。なお、第１マスク２１１の各孔ｈ１にハンダボールを一個ずつ充填する「ハンダボール充填処理」には、ステップＳ１０１～Ｓ１０５の処理が含まれる。
次に、二つのハンダボール充填ユニット２１，２２（図４参照）がハンダボールの充填を開始するタイミングについて説明する。
In this manner, the control device 30 repeats the process of filling the first mask 211 with solder balls for each region of the substrate B. Note that the "solder ball filling process" of filling each hole h1 of the first mask 211 with a solder ball one by one includes the processes of steps S101 to S105.
Next, the timing at which the two solder ball filling units 21, 22 (see FIG. 4) start filling the solder balls will be described.
図１０は、基板処理装置２の動作の流れを示す説明図である。
図１０の横軸は、第１マスク２１１に向けて搭載ヘッド２６が移動し始めてからの経過時間（１目盛：０．５秒）である。上側の範囲Ｎ１には、一方のハンダボール充填ユニット２１（図４参照）によって第１マスク２１１の各孔ｈ１にハンダボールを充填し、さらに、ハンダボールを基板Ｂに搭載するまでの一連の流れを示している。下側の範囲Ｎ２には、他方のハンダボール充填ユニット２２（図４参照）によって第１マスク２２１の各孔ｈ１にハンダボールを充填し、さらに、ハンダボールを基板Ｂに搭載するまでの一連の流れを示している。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the flow of operations of the substrate processing apparatus 2. As shown in FIG.
The horizontal axis of Fig. 10 indicates the elapsed time (one division: 0.5 seconds) from when the mounting head 26 starts to move toward the first mask 211. The upper range N1 shows a series of steps from when the one solder ball filling unit 21 (see Fig. 4) fills the holes h1 of the first mask 211 with solder balls, to when the solder balls are mounted on the board B. The lower range N2 shows a series of steps from when the other solder ball filling unit 22 (see Fig. 4) fills the holes h1 of the first mask 221 with solder balls, to when the solder balls are mounted on the board B.
図１０に示す例では、搭載ヘッド２６が第１マスク２１１の真上まで移動し（０～１秒）、搭載ヘッド２６がハンダボールを吸着し（１秒～２．５秒）、さらに搭載ヘッド２６が上昇してから（２．５秒～３．５秒）、ハンダボールの充填が開始されている（Ｓ１０５：Ｙｅｓ、ＲＥＴＵＲＮ、Ｓ１０１，Ｓ１０２）。 In the example shown in FIG. 10, the mounting head 26 moves to directly above the first mask 211 (0-1 second), the mounting head 26 picks up the solder balls (1-2.5 seconds), and then the mounting head 26 rises (2.5-3.5 seconds), after which filling of the solder balls begins (S105: Yes, RETURN, S101, S102).
また、図１０に示す例では、搭載ヘッド２６が第１マスク２１１付近にいるときの待ち時間（３．５秒間）を含めると、ハンダボールの充填に１６秒間（範囲Ｎ１：０秒～１６秒）を要している。同様に、ハンダボール充填ユニット２２によってハンダボールの充填を行う場合も、１６秒間（範囲Ｎ２：８秒～２４秒）を要している。 In the example shown in FIG. 10, including the waiting time (3.5 seconds) when the mounting head 26 is near the first mask 211, it takes 16 seconds (range N1: 0 seconds to 16 seconds) to fill the solder balls. Similarly, it also takes 16 seconds (range N2: 8 seconds to 24 seconds) to fill the solder balls using the solder ball filling unit 22.
詳細については後記するが、搭載ヘッド２６が第１マスク２１１に向かってから基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する動作は、例えば、０秒～８秒までの８秒間で済む。つまり、ハンダボールの一回当たり搭載時間は、一回当たりの充填時間の半分で済む。
したがって、本実施形態では、ハンダボール充填ユニット２１，２２が、タイミングを８秒分ずらしてハンダボールの充填を開始し、第１マスク２１１，２２１（図４参照）のうち充填が完了している方から、搭載ヘッド２６によってハンダボールを吸着するようにしている。これによってハンダボールの充填・搭載を行う際の待ち時間をなくし、単位時間当たりに多数の基板Ｂを処理できる。
Although details will be described later, the operation of mounting head 26 moving toward first mask 211 and mounting solder balls on each electrode Q of substrate B takes, for example, 8 seconds (from 0 to 8 seconds). In other words, the mounting time for each solder ball is half the filling time for each solder ball.
Therefore, in this embodiment, the solder ball filling units 21, 22 start filling the solder balls with a timing difference of 8 seconds, and the solder balls are sucked by the mounting head 26 from the first mask 211, 221 (see FIG. 4) that has already been filled. This eliminates the waiting time when filling and mounting the solder balls, and allows a large number of boards B to be processed per unit time.
図１１は、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する処理に関するフローチャートである。
ステップＳ２０１において制御装置３０は、ハンダボール充填ユニット２１，２２のいずれかによってハンダボールが充填された（つまり、ハンダボールの充填が完了した）か否かを判定する。ハンダボール充填ユニット２１，２２のいずれもハンダボールを充填中である場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、制御装置３０はステップＳ２０１の処理を繰り返す。一方、ハンダボール充填ユニット２１，２２のいずれかによってハンダボールが充填された場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、制御装置３０の処理はステップＳ２０２に進む。
FIG. 11 is a flowchart showing the process of mounting solder balls on each electrode Q of the substrate B.
In step S201, the control device 30 determines whether or not solder balls have been filled by either of the solder ball filling units 21, 22 (i.e., whether or not filling of solder balls has been completed). If either of the solder ball filling units 21, 22 is filling solder balls (S201: No), the control device 30 repeats the process of step S201. On the other hand, if either of the solder ball filling units 21, 22 has filled solder balls (S201: Yes), the process of the control device 30 proceeds to step S202.
ステップＳ２０２において制御装置３０は、移動機構２４（図４参照）によって、搭載ヘッド２６を第１マスク２１１の真上まで移動させる（図９（ａ）、図１０の０秒～１秒）。つまり、制御装置３０は、第１マスク２１１の各孔ｈ１の位置と、第２マスク２５の各孔ｈ２の位置と、が平面視で一致するように搭載ヘッド２６を移動させる。
ステップＳ２０３において制御装置３０は、空気圧調整器２６１（図７参照）によって負圧を発生させ、第２マスク２５の各孔ｈ２を介してハンダボールを吸着する（図１０の１秒～２．５秒）。
In step S202, the control device 30 causes the moving mechanism 24 (see FIG. 4) to move the mounting head 26 to directly above the first mask 211 (FIG. 9A, 0 seconds to 1 second in FIG. 10). In other words, the control device 30 moves the mounting head 26 so that the positions of the holes h1 of the first mask 211 and the positions of the holes h2 of the second mask 25 coincide with each other in a plan view.
In step S203, the control device 30 generates a negative pressure by the air pressure regulator 261 (see FIG. 7) to suck the solder balls through the holes h2 of the second mask 25 (1 second to 2.5 seconds in FIG. 10).
ステップＳ２０４において制御装置３０は、移動機構２４（図４参照）によって、基板Ｂの対象とする領域（領域Ｒ１～Ｒ４のいずれか一つ）の真上まで搭載ヘッド２６を移動させる。すなわち、制御装置３０は、搭載ヘッド２６を上昇させた後（図１０の２．５秒～３．５秒）、カメラ２７の撮像結果に基づき、基板Ｂの位置合わせマークの認識、及び、搭載ヘッド２６の移動を行う（図１０の３．５秒～５秒）。 In step S204, the control device 30 uses the movement mechanism 24 (see FIG. 4) to move the mounting head 26 to directly above the target area (one of areas R1 to R4) of board B. That is, after the control device 30 raises the mounting head 26 (2.5 to 3.5 seconds in FIG. 10), it recognizes the alignment mark of board B and moves the mounting head 26 based on the image captured by the camera 27 (3.5 to 5 seconds in FIG. 10).
図９（ｂ）は、第２マスク２５の各孔ｈ２にハンダボールが吸着された状態を示す説明図である。制御装置３０は、第２マスク２５の各孔ｈ２にハンダボールを吸着した状態を維持しつつ、対象とする領域の各電極Ｑの位置と、第２マスク２５の各孔ｈ２の位置と、が平面視で一致するように搭載ヘッド２６を移動させる。 Figure 9 (b) is an explanatory diagram showing the state in which the solder balls are adsorbed into each hole h2 of the second mask 25. The control device 30 moves the mounting head 26 while maintaining the state in which the solder balls are adsorbed into each hole h2 of the second mask 25 so that the positions of each electrode Q in the target area coincide with the positions of each hole h2 of the second mask 25 in a plan view.
図１１のステップＳ２０５において制御装置３０は、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する。すなわち、制御装置３０は、空気圧調整器２６１による負圧を解除し、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する。なお、ハンダボールを搭載する際、ハンダボールを基板Ｂに向けて押し下げる正圧を、連通路Ｄ２及び第２マスク２５の各孔ｈ２を介して加えてもよい。 In step S205 of FIG. 11, the control device 30 mounts solder balls on each electrode Q of the substrate B. That is, the control device 30 releases the negative pressure by the air pressure regulator 261 and mounts solder balls on each electrode Q of the substrate B. When mounting the solder balls, a positive pressure that presses the solder balls down toward the substrate B may be applied via the communication path D2 and each hole h2 of the second mask 25.
図９（ｃ）は、基板Ｂにおいて一つの領域の各電極Ｑにハンダボールが搭載された状態を示す説明図である。図９（ｃ）に示す例では、ハンダボールが搭載されていない領域（紙面右側の領域）が存在している
図１１のステップＳ２０６において制御装置３０は、基板Ｂにおいてハンダボールが搭載されていない領域が存在するか否かを判定する。ハンダボールが搭載されていない領域が存在する場合（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、制御装置３０の処理はステップＳ２０１に戻る。一方、基板Ｂの領域Ｒ１～Ｒ４の全てにハンダボールが搭載されている場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）、制御装置３０は処理を終了する（ＥＮＤ）。
Fig. 9C is an explanatory diagram showing a state in which solder balls are mounted on each electrode Q in one region of the substrate B. In the example shown in Fig. 9C, there is a region (the region on the right side of the drawing) where no solder balls are mounted. In step S206 of Fig. 11, the control device 30 judges whether or not there is a region on the substrate B where no solder balls are mounted. If there is a region where no solder balls are mounted (S206: Yes), the process of the control device 30 returns to step S201. On the other hand, if solder balls are mounted on all of the regions R1 to R4 of the substrate B (S206: No), the control device 30 ends the process (END).
なお、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する処理を、領域ごとに繰り返す「ハンダボール搭載処理」には、ステップＳ２０１～Ｓ２０６の処理が含まれる。 The "solder ball mounting process", which repeats the process of mounting solder balls on each electrode Q of the substrate B for each region, includes steps S201 to S206.
図１２は、検査処理及びリペア処理に関するフローチャートである。
なお、図１２に示す「ＳＴＡＲＴ」の時点では、基板Ｂの領域Ｒ１～～Ｒ４の全てにハンダボールが搭載されているものとする。
ステップＳ３０１において制御装置３０は、検査部３４（図７参照）によって検査処理を実行する。すなわち、制御装置３０は、例えば、パターンマッチングによって、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールが適切に搭載されているか否かを検査する。そして、制御装置３０は、検査処理の結果を記憶部３１に格納する。
FIG. 12 is a flowchart relating to the inspection process and repair process.
At the time of "START" shown in FIG. 12, it is assumed that solder balls have been mounted on all of the regions R1 to R4 of the board B.
In step S301, the control device 30 executes an inspection process by the inspection unit 34 (see FIG. 7). That is, the control device 30 inspects, for example, by pattern matching, whether or not the solder balls are properly mounted on the electrodes Q of the substrate B. Then, the control device 30 stores the results of the inspection process in the memory unit 31.
ステップＳ３０２において制御装置３０は、検査処理の結果を記憶部３１から読み出し、ハンダボールの搭載が不適切な電極が存在するか否かを判定する。ハンダボールの搭載が不適切な電極が存在しない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、制御装置３０は処理を終了する（ＥＮＤ）。一方、ハンダボールの搭載が不適切な電極が存在する場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０の処理はステップＳ３０３に進む。 In step S302, the control device 30 reads the results of the inspection process from the memory unit 31 and determines whether or not there are any electrodes on which solder balls are inappropriately mounted. If there are no electrodes on which solder balls are inappropriately mounted (S302: No), the control device 30 ends the process (END). On the other hand, if there are electrodes on which solder balls are inappropriately mounted (S302: Yes), the process of the control device 30 proceeds to step S303.
ステップＳ３０３において制御装置３０は、リペア制御部３５（図７参照）によってリペア処理を実行する。例えば、制御装置３０は、ハンダボールの搭載位置が基板Ｂの電極からずれていたり、一つの電極に複数のハンダボールが搭載されていたりした場合、この電極からハンダボールを取り除く。そして、制御装置３０は、この電極にフラックス付きの新たなハンダボールを搭載する。また、ハンダボールが搭載されていない電極が存在する場合、制御装置３０は、この電極にフラックス付きの新たなハンダボールを搭載する。 In step S303, the control device 30 executes a repair process using the repair control unit 35 (see FIG. 7). For example, if the mounting position of the solder ball is misaligned with the electrode on the substrate B or if multiple solder balls are mounted on one electrode, the control device 30 removes the solder ball from the electrode. Then, the control device 30 mounts a new solder ball with flux on the electrode. Also, if there is an electrode on which no solder ball is mounted, the control device 30 mounts a new solder ball with flux on the electrode.
ステップＳ３０４において制御装置３０は、他にハンダボールの搭載が不適切な電極が存在するか否かを判定する。他にハンダボールの搭載が不適切な電極が存在する場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、制御装置３０の処理はステップＳ３０３に戻る。一方、ハンダボールの搭載が不適切な電極が存在しない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、制御装置３０は処理を終了する（ＥＮＤ）。 In step S304, the control device 30 determines whether there are any other electrodes on which solder balls are inappropriate to be mounted. If there are other electrodes on which solder balls are inappropriate to be mounted (S304: Yes), the control device 30 returns to step S303. On the other hand, if there are no electrodes on which solder balls are inappropriate to be mounted (S304: No), the control device 30 ends the process (END).
＜効果＞
本実施形態によれば、基板Ｂの領域Ｒ１～Ｒ４（図２参照）に個別にハンダボールが搭載されるため、基板Ｂの面積が比較的大きい場合でも、基板Ｂの収縮変形等に伴う位置ずれを許容範囲内に抑えることができる。
なお、多数の孔が設けられたマスク（図示せず）を基板に載せてハンダボールを一括搭載する従来方法では、マスクの各孔と基板の各電極との位置ずれを許容範囲内に抑えるために、面積の比較的大きい基板を切断・洗浄した後、それぞれの基板に対してハンダボールの搭載等を行うようにしていた。
＜Effects＞
According to this embodiment, the solder balls are individually mounted in regions R1 to R4 (see FIG. 2) of the substrate B, so that even if the area of the substrate B is relatively large, the positional deviation caused by shrinkage deformation, etc. of the substrate B can be kept within an acceptable range.
In the conventional method of mounting solder balls all at once by placing a mask (not shown) with many holes on a substrate, in order to keep the misalignment between each hole in the mask and each electrode on the substrate within an acceptable range, substrates with a relatively large area are first cut and cleaned, and then solder balls are mounted on each substrate.
これに対して本実施形態では、面積の比較的大きな一枚の基板Ｂに関して、その領域Ｒ１～Ｒ４に個別にハンダボールを搭載するため、ハンダボールの搭載等を行う前の基板Ｂの切断・洗浄を省略できる。したがって、本実施形態によれば、一連の処理に要するコストを従来よりも大幅に低減できる。 In contrast, in this embodiment, solder balls are mounted individually in regions R1 to R4 of a single substrate B, which has a relatively large surface area, so cutting and cleaning of substrate B before mounting the solder balls can be omitted. Therefore, according to this embodiment, the costs required for the series of processes can be significantly reduced compared to the conventional method.
また、第１マスク２１１に接するように配置されたスリット状体２１５ｃ（図５参照）を振動させることで、前記したように、ハンダボールを分散させ、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを一個ずつ搭載できる。したがって、リペア処理（Ｓ３０３：図１２参照）に要する時間を短縮でき、ひいては、単位時間当たりに多くの基板Ｂを処理できる。 In addition, by vibrating the slit-shaped body 215c (see FIG. 5) arranged so as to be in contact with the first mask 211, as described above, the solder balls can be dispersed and one solder ball can be mounted on each electrode Q of the substrate B. This makes it possible to reduce the time required for the repair process (S303: see FIG. 12), and ultimately to process more substrates B per unit time.
また、基板処理装置２は、ハンダボールの充填・搭載に加えて、その後の検査処理及びリペア処理も行うように構成されている。したがって、検査・リペア装置（図示せず）を別体で設ける場合と比較して、基板処理装置２の製造コストを安くすることができ、また、フラックス印刷装置１を含めた各装置全体の横幅を小さくすることができる。 The substrate processing apparatus 2 is configured to perform the subsequent inspection and repair processes in addition to filling and mounting the solder balls. Therefore, compared to a case in which a separate inspection and repair device (not shown) is provided, the manufacturing cost of the substrate processing apparatus 2 can be reduced, and the overall width of each device, including the flux printing device 1, can be reduced.
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、第２マスク２５Ａ（図１３（ａ）参照）の上側に配置される第４マスクＭ４と、第１マスク２１１Ａ（図１３（ｂ）参照）の下側に配置される第３マスクＭ３と、を設ける点が第１実施形態とは異なっている。なお、その他の点（フラックス印刷装置１、移動機構２４、カメラ２７，２８、リペアノズル２９等：図１、図４参照）については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment differs from the first embodiment in that it has a fourth mask M4 arranged above the second mask 25A (see FIG. 13(a)), and a third mask M3 arranged below the first mask 211A (see FIG. 13(b)). All other aspects (flux printing device 1, moving mechanism 24, cameras 27, 28, repair nozzle 29, etc.: see FIGS. 1 and 4) are the same as those of the first embodiment. Therefore, only the parts that differ from the first embodiment will be described, and explanations of overlapping parts will be omitted.
図１３（ａ）は、第２マスク２５Ａ及び第４マスクＭ４を含む模式的な断面図である。第２マスク２５Ａは、多数の孔ｈ１が設けられたマスク部２５ａと、このマスク部２５ａの周縁部から上方に延びる摺接部２５ｂと、を備えている。摺接部２５ｂは、搭載ヘッド２６の周壁面に摺接している。 Figure 13 (a) is a schematic cross-sectional view including the second mask 25A and the fourth mask M4. The second mask 25A has a mask portion 25a with a large number of holes h1 and a sliding contact portion 25b extending upward from the peripheral edge of the mask portion 25a. The sliding contact portion 25b is in sliding contact with the peripheral wall surface of the mounting head 26.
第４マスクＭ４は、基板Ｂの一つの領域（領域Ｒ１～Ｒ４の任意の一つ：図２参照）の各電極Ｑに対応する凸部ａ４を有し、搭載ヘッド２６に固定されている。それぞれの凸部ａ４は下方に突出しており、第２マスク２５Ａの各孔ｈ２に臨んでいる。つまり、上下方向において凸部ａ４と孔ｈ２とが重なるように、第４マスクＭ４が第２マスク２５Ａの上側に配置されている。 The fourth mask M4 has protrusions a4 that correspond to each electrode Q in one region of the substrate B (any one of regions R1 to R4: see FIG. 2), and is fixed to the mounting head 26. Each protrusion a4 protrudes downward and faces each hole h2 of the second mask 25A. In other words, the fourth mask M4 is positioned above the second mask 25A so that the protrusions a4 and holes h2 overlap in the vertical direction.
前記したように、摺接部２５ｂが搭載ヘッド２６の周壁面に摺接しているため、第２マスク２５Ａと第４マスクＭ４との間の空間は、略密閉された状態になっている。また、図１３（ａ）では図示を省略したが、第４マスクＭ４には複数の孔が設けられ、搭載ヘッド２６の連通路Ｄ２を介して負圧／正圧が作用するようになっている。 As described above, the sliding contact portion 25b is in sliding contact with the peripheral wall surface of the mounting head 26, so that the space between the second mask 25A and the fourth mask M4 is in a substantially sealed state. In addition, although not shown in FIG. 13(a), the fourth mask M4 has multiple holes, and negative/positive pressure is applied via the communication passage D2 of the mounting head 26.
図１３（ｂ）は、第１マスク２１１Ａ及び第３マスクＭ３を含む模式的な断面図である。第１マスク２１１Ａは、多数の孔ｈ１が設けられたマスク部２１１ａと、このマスク部２１１ａの周縁部から下方に延びる摺接部２１１ｂと、を備えている。摺接部２１１ｂは、充填台２１３の周壁面に摺接している。 Figure 13 (b) is a schematic cross-sectional view including the first mask 211A and the third mask M3. The first mask 211A has a mask portion 211a with a large number of holes h1 and a sliding contact portion 211b extending downward from the peripheral edge of the mask portion 211a. The sliding contact portion 211b is in sliding contact with the peripheral wall surface of the filling table 213.
第３マスクＭ３は、基板Ｂにおける一つの領域（領域Ｒ１～Ｒ４の任意の一つ：図２参照）の各電極Ｑに対応する多数の凸部ａ３を有し、充填台２１３に固定されている。それぞれの凸部ａ３は上方に突出しており、第１マスク２１１Ａの各孔ｈ１に臨んでいる。つまり、上下方向において凸部ａ３と孔ｈ１とが重なるように、第３マスクＭ３が第１マスク２１１Ａの下側に配置されている。 The third mask M3 has a number of protrusions a3 corresponding to each electrode Q in one region (any one of regions R1 to R4: see Figure 2) on the substrate B, and is fixed to the filling platform 213. Each protrusion a3 protrudes upward and faces each hole h1 of the first mask 211A. In other words, the third mask M3 is placed below the first mask 211A so that the protrusions a3 and holes h1 overlap in the vertical direction.
前記したように、摺接部２１１ｂが充填台２１３の周壁面に摺接しているため、第１マスク２１１Ａと第３マスクＭ３との間の空間は、略密閉された状態になっている。また、図１３（ｂ）では図示を省略したが、第３マスクＭ３には複数の孔が設けられ、充填台２１３の連通路Ｄ１を介して負圧／正圧が作用するようになっている。
なお、他方のハンダボール充填ユニット２２Ａ（図示せず）も、図１３（ｂ）に示すハンダボール充填ユニット２１Ａと同様の構成を備えている。
As described above, the space between the first mask 211A and the third mask M3 is substantially sealed because the sliding contact portion 211b is in sliding contact with the peripheral wall surface of the filling table 213. Although not shown in FIG. 13B, the third mask M3 has a plurality of holes through which negative pressure/positive pressure is applied via the communication passage D1 of the filling table 213.
The other solder ball filling unit 22A (not shown) has a similar configuration to the solder ball filling unit 21A shown in FIG. 13(b).
図１４は、基板処理装置２が備える制御装置３０Ａに関する機能ブロック図である。
図１４に示す第３マスク移動用モータ４１は、第１マスク２１１Ａ（図１３（ｂ）参照）と第３マスクＭ３とを、例えば、ボールねじ軸を用いて接近／離間させる駆動源である。第４マスク移動用モータ４２は、第２マスク２５Ａ（図１３（ａ）参照）と第４マスクＭ４とを、例えば、ボールねじ軸を用いて接近／離間させる駆動源である。
FIG. 14 is a functional block diagram of a controller 30A included in the substrate processing apparatus 2. As shown in FIG.
The third mask moving motor 41 shown in Fig. 14 is a drive source that moves the first mask 211A (see Fig. 13(b)) and the third mask M3 closer to or farther away from each other using, for example, a ball screw shaft. The fourth mask moving motor 42 is a drive source that moves the second mask 25A (see Fig. 13(a)) and the fourth mask M4 closer to or farther away from each other using, for example, a ball screw shaft.
充填制御部３２Ａは、第１マスク２１１Ａ（図１３（ｂ）参照）の各孔ｈ１にハンダボールを充填する際、第３マスク移動用モータ４１によって、第３マスクＭ３を第１マスク２１１Ａから離間させる機能を有している。 The filling control unit 32A has the function of moving the third mask M3 away from the first mask 211A by the third mask moving motor 41 when filling each hole h1 of the first mask 211A (see FIG. 13(b)) with solder balls.
搭載制御部３３Ａは、第２マスク２５Ａ（図１３（ａ）参照）の各孔ｈ２を介して負圧を発生させる（ハンダボールを吸着する）際、第３マスク移動用モータ４１によって、第３マスクＭ３を第１マスク２１１Ａに接近させるとともに、第４マスク移動用モータ４２によって、第４マスクＭ４を第２マスク２５Ａから離間させる機能を有している。 When generating negative pressure (to adsorb solder balls) through each hole h2 of the second mask 25A (see FIG. 13(a)), the mounting control unit 33A has the function of moving the third mask M3 closer to the first mask 211A by the third mask movement motor 41, and moving the fourth mask M4 away from the second mask 25A by the fourth mask movement motor 42.
また、搭載制御部３３Ａは、第２マスク２５Ａの孔ｈ２を介して吸着したハンダボールを基板Ｂの各電極Ｑに搭載する際、第４マスク移動用モータ４２によって、第４マスクＭ４を第２マスク２５Ａに接近させる機能も有している。 The mounting control unit 33A also has the function of moving the fourth mask M4 closer to the second mask 25A by the fourth mask movement motor 42 when mounting the solder balls adsorbed through the holes h2 of the second mask 25A onto each electrode Q of the substrate B.
図１５は、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する処理に関するフローチャートである。なお、第１実施形態で説明した図１１のフローチャートと重複する部分には、同一のステップ番号を付している。
ステップＳ２０２において制御装置３０Ａは、搭載ヘッド２６を第１マスク２１１Ａの真上まで移動させる。このとき、図１６（ａ）に示すように、連通路Ｄ１を介して負圧が作用しているため、第１マスク２１１Ａの各孔ｈ１に充填されたハンダボールが下方に吸引されている。
Fig. 15 is a flowchart relating to the process of mounting solder balls on each electrode Q of the substrate B. Note that the same step numbers are used for the parts that overlap with the flowchart of Fig. 11 described in the first embodiment.
In step S202, the control device 30A moves the mounting head 26 to directly above the first mask 211A. At this time, as shown in FIG. 16A, since negative pressure is applied via the communication path D1, the solder balls filled in the holes h1 of the first mask 211A are sucked downward.
ステップＳ２０３ａにおいて制御装置３０Ａは、第３マスク移動用モータ４１によって第３マスクＭ３を上昇させ、凸部ａ３によってハンダボールを押し上げる。また、制御装置３０Ａは、連通路Ｄ２を介して負圧を作用させ、第２マスク２５Ａの各孔ｈ２を介してハンダボールを吸着する。なお、ステップＳ２０３ａの処理を行う前に、充填台２１３の連通路Ｄ１を介して作用させていた負圧は解除されている。 In step S203a, the control device 30A raises the third mask M3 using the third mask moving motor 41, and the protrusions a3 push up the solder balls. The control device 30A also applies negative pressure through the communication path D2, and adsorbs the solder balls through each hole h2 of the second mask 25A. Note that before performing the process of step S203a, the negative pressure applied through the communication path D1 of the refilling table 213 is released.
図１６（ｂ）に示すように、凸部ａ３によってハンダボールを押し上げることで、第１マスク２１１Ａの各孔ｈ１に充填されたハンダボールが搭載ヘッド２６によって吸着されやすくなる。したがって、第１マスク２１１Ａの孔ｈ１にハンダボールが残留することを防止できる。 As shown in FIG. 16(b), by pushing up the solder balls with the protrusions a3, the solder balls filled in the holes h1 of the first mask 211A are easily attracted by the mounting head 26. This makes it possible to prevent the solder balls from remaining in the holes h1 of the first mask 211A.
ステップＳ２０４において制御装置３０Ａは、搭載ヘッド２６を、対象とする領域の真上まで移動させる。つまり、図１６（ｃ）に示すように、制御装置３０Ａは、連通路Ｄ２を介して負圧を作用させつつ、基板Ｂにおける所定の領域の真上まで搭載ヘッド２６を移動させる。 In step S204, the control device 30A moves the mounting head 26 to directly above the target area. That is, as shown in FIG. 16(c), the control device 30A applies negative pressure via the communication path D2 while moving the mounting head 26 to directly above the specified area on the substrate B.
ステップＳ２０５ａにおいて制御装置３０Ａは、第４マスク移動用モータ４２によって第４マスクＭ４を下降させ、凸部ａ４によってハンダボールを押し下げる。図１６（ｄ）に示すように、凸部ａ４によってハンダボールを押し下げることで、第２マスク２５Ａの各孔ｈ２に吸着されたハンダボールが、基板Ｂの各電極Ｑに搭載されやすくなる。また、制御装置３０Ａは、連通路Ｄ２を介してハンダボールを押し下げる正圧を作用させ、基板Ｂの所定の領域にハンダボールを搭載する。
制御装置３０Ａは、ハンダボールの搭載を基板Ｂの各領域ごとに繰り返し行う（Ｓ２０６：Ｙｅｓ，ＲＥＴＵＲＮ）。
In step S205a, the control device 30A lowers the fourth mask M4 using the fourth mask moving motor 42, and the convex portion a4 presses down the solder balls. As shown in Fig. 16(d) , by pressing down the solder balls using the convex portion a4, the solder balls attracted to the holes h2 of the second mask 25A are easily mounted on the electrodes Q of the substrate B. The control device 30A also applies a positive pressure that presses down the solder balls via the communication path D2, and mounts the solder balls in predetermined areas of the substrate B.
The control device 30A repeatedly mounts the solder balls on each area of the substrate B (S206: Yes, RETURN).
＜効果＞
本実施形態によれば、制御装置３０Ａは、第２マスク２５Ａの各孔ｈ２を介してハンダボールを吸着する際には、第３マスクＭ３の凸部ａ３によってハンダボールを押し上げる（Ｓ２０３ａ）。また、制御装置３０Ａは、基板Ｂの各電極Ｑにハンダボールを搭載する際には、第４マスクＭ４の凸部ａ４によってハンダボールを押し下げる（Ｓ２０５ａ）。これによって、第１マスク２１１Ａの孔ｈ１にハンダボールが残留したり、第２マスク２５Ａの孔ｈ２にハンダボールが残留したりすることを防止できる。その結果、検査処理において「ハンダボールなし」と判定される電極がほとんどなくなるため、リペア処理に要する時間を短縮でき、ひいては、単位時間当たりに多くの基板Ｂを処理できる。
＜Effects＞
According to this embodiment, when the control device 30A adsorbs the solder balls through each hole h2 of the second mask 25A, the control device 30A pushes up the solder balls with the convex portion a3 of the third mask M3 (S203a). When the control device 30A mounts the solder balls on each electrode Q of the substrate B, the control device 30A pushes down the solder balls with the convex portion a4 of the fourth mask M4 (S205a). This makes it possible to prevent the solder balls from remaining in the hole h1 of the first mask 211A or the hole h2 of the second mask 25A. As a result, there are almost no electrodes that are determined to have "no solder balls" in the inspection process, so that the time required for the repair process can be shortened, and more substrates B can be processed per unit time.
≪変形例≫
以上、本発明に係る基板処理システムＳについて説明したが、本発明は、各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、各実施形態では、ハンダボール充填手段２１５（図５参照）が一つのスリット状体２１５ｃ（図５、図６参照）を備える場合について説明したが、これに限らない。
<<Variations>>
Although the substrate processing system S according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the respective embodiments and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each embodiment, the solder ball filling means 215 (see FIG. 5) includes one slit-shaped body 215c (see FIGS. 5 and 6), but the present invention is not limited to this.
図１７は、本発明の変形例に係る基板処理システムＳが備えるハンダボール充填ユニット２１Ｂの縦断面図である。以下では、ハンダボール充填ユニット２１Ｂが備えるハンダボール充填手段２１５Ｂについて説明し、その他の構成については説明を省略する。
ハンダボール充填手段２１５Ｂは、回転体２１５ｆと、八枚のスリット状体２１５ｃと、カバー２１５ｇと、を備えている。
17 is a vertical cross-sectional view of a solder ball filling unit 21B provided in a substrate processing system S according to a modified example of the present invention. In the following, a solder ball filling means 215B provided in the solder ball filling unit 21B will be described, and a description of the other components will be omitted.
The solder ball filling means 215B includes a rotor 215f, eight slit-shaped bodies 215c, and a cover 215g.
回転体２１５ｆは、断面視において正多角形状（図１７では、正八角形状）を呈しており、ｙ方向に延びる回転軸ｙ１を中心に回転するようになっている。スリット状体２１５ｃは、それぞれ、第１実施形態（図５、図６参照）で説明したものと同様の構成であり、断面視において回転体２１５ｆの各辺に一つずつ設置されている。なお、回転体２１５ｆの回転軸ｙ１の高さは、八枚のスリット状体２１５ｃのうち一つ（最も下側に位置しているもの）が第１マスク２１１に接するように設定されている。 The rotating body 215f has a regular polygonal shape (a regular octagonal shape in FIG. 17) in cross section, and rotates around a rotation axis y1 extending in the y direction. The slit-shaped bodies 215c are configured similarly to those described in the first embodiment (see FIG. 5 and FIG. 6), and are provided one on each side of the rotating body 215f in cross section. The height of the rotation axis y1 of the rotating body 215f is set so that one of the eight slit-shaped bodies 215c (the one located at the bottom) contacts the first mask 211.
カバー２１５ｇは、回転体２１５ｆ及びスリット状体２１５ｃを収容するものである。カバー２１５ｇの下端付近には、カバー２１５ｇ内に空気を吹き込むための開口ｈ３が設けられている。これによって、第１マスク２１１上にハンダボールが残留することを防止できる。前記した回転体２１５ｆと、スリット状体２１５ｃと、カバー２１５ｇと、を備えるハンダボール充填手段２１５Ｂは、第１マスク２１１の各孔にハンダボールを充填する際、ｘ方向に移動するようになっている。
スリット状体２１５ｃには多数のスリットＴ（図６（ｂ）参照）が設けられているため、回転体２１５ｆの回転によってカバー２１５ｇ内のハンダボールが分散し、分散したハンダボールが第１マスク２１１の各孔ｈ１に一つずつ充填される。
The cover 215g accommodates the rotor 215f and the slit-shaped body 215c. An opening h3 for blowing air into the cover 215g is provided near the bottom end of the cover 215g. This makes it possible to prevent the solder balls from remaining on the first mask 211. The solder ball filling means 215B, which includes the rotor 215f, the slit-shaped body 215c, and the cover 215g, moves in the x direction when filling the holes of the first mask 211 with solder balls.
Since the slit-shaped body 215c has a large number of slits T (see Figure 6 (b)), the rotation of the rotating body 215f disperses the solder balls in the cover 215g, and the dispersed solder balls are filled one by one into each hole h1 of the first mask 211.
また、各実施形態では、基板Ｂが四つの領域Ｒ１～Ｒ４（図２参照）を有し、領域Ｒ１～Ｒ４のそれぞれにハンダボールを順次搭載する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、領域の数は、ハンダボールの径、基板Ｂの面積、バンプ（つまり、基板Ｂの電極Ｑ）間のピッチ等に基づいて適宜設定すればよい。 In addition, in each embodiment, the substrate B has four regions R1 to R4 (see FIG. 2), and solder balls are sequentially mounted on each of the regions R1 to R4, but this is not limited to the above. In other words, the number of regions may be set appropriately based on the diameter of the solder balls, the area of the substrate B, the pitch between the bumps (i.e., the electrodes Q of the substrate B), etc.
また、各実施形態では、基板処理装置２が、二つのハンダボール充填ユニット２１，２２（図４参照）を備える場合について説明したが、これに限らない。すなわち、ハンダボールの充填・搭載に要する時間に基づき、一つのハンダボール充填ユニットを備える構成にしてもよいし、また、三つ以上のハンダボール充填ユニットを備える構成にしてもよい。 In addition, in each embodiment, the substrate processing apparatus 2 is described as having two solder ball filling units 21, 22 (see FIG. 4), but this is not limited to the above. In other words, based on the time required to fill and mount the solder balls, the substrate processing apparatus 2 may be configured to have one solder ball filling unit, or may be configured to have three or more solder ball filling units.
また、各実施形態では、基板処理装置２が一つの搭載ヘッド２６を備える場合について説明したが、これに限らない。すなわち、第２マスク２５が設置された搭載ヘッド２６を複数設けるようにしてもよい。この場合において制御装置３０は、ハンダボールの充填・搭載が休みなく行われるように、ハンダボールの充填が完了している第１マスク２１１から、搭載ヘッド２６によってハンダボールの吸着を行う。 In addition, in each embodiment, the substrate processing apparatus 2 is described as having one mounting head 26, but this is not limited thereto. In other words, a plurality of mounting heads 26 each having a second mask 25 installed thereon may be provided. In this case, the control device 30 causes the mounting head 26 to adsorb the solder balls from the first mask 211 in which the solder balls have been filled, so that the filling and mounting of the solder balls is performed without interruption.
また、各実施形態では、基板処理装置２が、ハンダボールに関する検査処理（Ｓ３０１：図１２参照）及びリペア処理（Ｓ３０３：図１２参照）を行う場合について説明したが、これに限らない。すなわち、ハンダボールの充填・搭載を行う基板処理装置の下流側に、検査処理及びリペア処理を順次行う検査・リペア装置（図示せず）を設置するようにしてもよい。また、基板処理システムＳが、フラックスの印刷を行うフラックス印刷装置１と、ハンダボールの充填・搭載のみを行う基板処理装置と、を備える構成にしてもよい。 In addition, in each embodiment, the substrate processing apparatus 2 performs the inspection process (S301: see FIG. 12) and repair process (S303: see FIG. 12) for the solder balls, but this is not limited to the above. That is, an inspection and repair device (not shown) that sequentially performs the inspection process and repair process may be installed downstream of the substrate processing apparatus that fills and mounts the solder balls. Furthermore, the substrate processing system S may be configured to include a flux printing device 1 that prints flux, and a substrate processing apparatus that only fills and mounts the solder balls.
また、第２実施形態では、第２マスク２５Ａ（図１３（ａ）参照）の上側に第４マスクＭ４を配置し、第１マスク２１１Ａ（図１３（ｂ）参照）の下側に第３マスクＭ３を配置する構成について説明したが、これに限らない。第２実施形態から第３マスクＭ３及び第４マスクＭ４のうち一方を省略してもよい。
また、各実施形態で説明した基板Ｂは、プリント基板であってもよいし、半導体ウェハ等、他の回路部品であってもよい。
In the second embodiment, the fourth mask M4 is disposed above the second mask 25A (see FIG. 13A) and the third mask M3 is disposed below the first mask 211A (see FIG. 13B). However, this is not limiting. Either the third mask M3 or the fourth mask M4 may be omitted from the second embodiment.
Furthermore, the substrate B described in each embodiment may be a printed circuit board, or may be other circuit components such as a semiconductor wafer.
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
In addition, each embodiment has been described in detail to clearly explain the present invention, and is not necessarily limited to having all of the configurations described. In addition, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
In addition, the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in part or in whole by hardware, for example, by designing them as integrated circuits, etc. In addition, the mechanisms and configurations shown are those considered necessary for the explanation, and do not necessarily show all mechanisms and configurations of the product.
Ｓ 基板処理システム
１ フラックス印刷装置
２ 基板処理装置（検査・リペア装置）
２１，２２，２１Ａ，２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂ ハンダボール充填ユニット
２１１，２１１Ａ 第１マスク
２１５，２１５Ｂ ハンダボール充填手段
２１５ｃ スリット状体
２４ 移動機構
２４１ａ，２４１ｂ 支持体
２４２ ガントリ
２５，２５Ａ 第２マスク
２６ 搭載ヘッド
２７ カメラ（撮像手段）
２９ リペアノズル（リペア手段）
３０，３０Ａ 制御装置
３２，３２Ａ 充填制御部
３３，３３Ａ 搭載制御部
３４ 検査部
３５ リペア制御部
４１ 第３マスク移動用モータ
４２ 第４マスク移動用モータ
ａ３ 第３マスクの凸部
ａ４ 第４マスクの凸部
Ｂ 基板
ｈ１ 第１マスクの孔
ｈ２ 第２マスクの孔
Ｍ３ 第３マスク
Ｍ４ 第４マスク
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 領域
Ｔ スリット
Ｐ 搬送体
Ｑ 電極
S Substrate processing system 1 Flux printing device 2 Substrate processing device (inspection/repair device)
21, 22, 21A, 22A, 21B, 22B Solder ball filling unit 211, 211A First mask 215, 215B Solder ball filling means 215c Slit-shaped body 24 Moving mechanism 241a, 241b Support 242 Gantry 25, 25A Second mask 26 Mounting head 27 Camera (imaging means)
29 Repair nozzle (repair means)
30, 30A Control device 32, 32A Filling control unit 33, 33A Mounting control unit 34 Inspection unit 35 Repair control unit 41 Motor for moving third mask 42 Motor for moving fourth mask a3 Convex portion of third mask a4 Convex portion of fourth mask B Substrate h1 Hole of first mask h2 Hole of second mask M3 Third mask M4 Fourth mask R1, R2, R3, R4 Region T Slit P Transport body Q Electrode
Claims (3)
前記搬送体の搬送方向と平行に配置したガントリと、
前記ガントリを前記搬送体の上方で前記搬送体の幅方向に移動可能に支持する支持体と、
前記基板を撮像し、前記基板の複数の前記電極にハンダボールが適切に搭載されているか否かの検査に用いられる画像情報を取得する撮像手段と、
当該撮像手段からの前記画像情報に基づき、前記ハンダボールが適切に搭載されていない前記電極に対して、前記ハンダボールの除去又は再搭載を行うリペア手段と、を備えるとともに、
前記基板への前記ハンダボールの搭載に用いられる搭載ヘッドを備え、
前記撮像手段、前記リペア手段、及び前記搭載ヘッドが、それぞれ、前記ガントリのレールに沿うように、前記搬送体の搬送方向に対して平行に移動可能であり、
前記撮像手段及び前記リペア手段よりも前記搭載ヘッドの方が、前記搬送方向の上流側に設けられる、検査・リペア装置。 a carrier for carrying a substrate having a plurality of electrodes;
a gantry disposed parallel to a conveying direction of the conveyor;
a support that supports the gantry above the transport body so as to be movable in a width direction of the transport body;
an imaging means for imaging the substrate and acquiring image information used for inspecting whether the solder balls are properly mounted on the electrodes of the substrate;
a repair means for removing or remounting the solder ball on the electrode on which the solder ball is not properly mounted based on the image information from the imaging means ;
a mounting head used for mounting the solder balls on the substrate;
the imaging means, the repair means, and the mounting head are each movable parallel to a conveying direction of the conveying body so as to move along a rail of the gantry;
An inspection and repair apparatus, wherein the mounting head is provided upstream of the imaging means and the repair means in the transport direction.
前記搬送体の搬送方向と平行に配置したガントリと、
前記ガントリを前記搬送体の上方で前記搬送体の幅方向に移動可能に支持する支持体と、
前記基板を撮像し、前記基板の複数の前記電極にハンダボールが適切に搭載されているか否かの検査に用いられる画像情報を取得する撮像手段と、
当該撮像手段からの前記画像情報に基づき、前記ハンダボールが適切に搭載されていない前記電極に対して、前記ハンダボールの除去又は再搭載を行うリペア手段と、を備えるとともに、
前記基板への前記ハンダボールの搭載に用いられる搭載ヘッドを備え、
前記撮像手段、前記リペア手段、及び前記搭載ヘッドが、それぞれ、前記ガントリのレールに沿うように、前記搬送体の搬送方向に対して平行に移動可能であり、
前記搭載ヘッドは、鉛直方向の回転軸線を中心に回転可能である、検査・リペア装置。 a carrier for carrying a substrate having a plurality of electrodes;
a gantry disposed parallel to a conveying direction of the conveyor;
a support that supports the gantry above the transport body so as to be movable in a width direction of the transport body;
an imaging means for imaging the substrate and acquiring image information used for inspecting whether the solder balls are properly mounted on the electrodes of the substrate;
a repair means for removing or remounting the solder ball on the electrode on which the solder ball is not properly mounted based on the image information from the imaging means ;
a mounting head used for mounting the solder balls on the substrate;
the imaging means, the repair means, and the mounting head are each movable parallel to a conveying direction of the conveying body so as to move along a rail of the gantry;
The mounting head is rotatable about a vertical axis of rotation.
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査・リペア装置。 3. The inspection and repair device according to claim 1, wherein the repair means has a control device that controls so that new solder balls with flux are mounted on the electrodes on which no solder balls are mounted.
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|---|---|---|---|---|
| JP2001168512A (en) | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Conductive ball aligning jig, method of manufacturing same, and conductive ball transfer device |
| JP2007289820A (en) | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Sharp Corp | Defect repairing device, defect repairing method, program and computer readable recording medium |
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