JPH08236916A

JPH08236916A - 半田ボール搭載方法及び装置

Info

Publication number: JPH08236916A
Application number: JP4175995A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Kadowaki; 徹二門脇
Original assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu VLSI Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は半田ボール搭載装置に関し、半田ボ
ールのパッド上への搭載を効率良く行うことを目的とす
る。【構成】半田ボール搭載装置３０は、半田ボール４０
を貯留する容器３１と、容器３１の底面に設けてある半
田ボール配列・供給装置３２とを有する。装置３２は、
半田ボールを所定の配列に並べる配列用マスク６０と、
並べられた半田ボールを横にずらすシャッタ用マスク６
１と、横にずらされた半田ボールを、配列を維持したま
ま、パッド上にまで供給する供給用マスク６２とを有す
るよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＢＧＡ（ball grid ar
ray)タイプの半導体パッケージの製造に適用される半田
ボール搭載方法及び装置に関する。ＢＧＡタイプ半導体
パッケージのバンプは、基板のパッド上に半田フラック
ス膜を形成する工程、各パッド上に一つずつ半田ボール
を搭載する工程、半田ボールを溶融させるリフロー工程
を得て形成される。

【０００２】ここで、バンプを能率良く形成するために
は、半田ボールを搭載する工程の動作が短時間で完了す
ることが必要である。また、バンプを欠落なく信頼性良
く形成するためには、半田ボールを搭載する工程の動作
が信頼性良く行われることが必要である。

【０００３】

【従来の技術】従来の半田ボールの搭載方法とその搭載
装置が、特開平４−６５１３０号公報に示されている。
この半田ボール搭載装置１０は、図１２に示すように、
概略、半田ボール容器１１と、半田ボールキャリア１２
と、半田ボールキャリアと半田ボール容器とを動かす駆
動装置１３とを有する構成である。

【０００４】半田ボール容器１１は、多数の半田ボール
を収容する。半田ボールキャリア１２は、複数の半田ボ
ールをパッドの配列に対応するように配列させると共
に、これを保持する。駆動装置１３は、半田ボールキャ
リア１２の半田ボール容器１１への重ね合せ、半田ボー
ル容器１１の引っくり返し、半田ボールキャリア１２の
半田ボール容器１１からの分離等を行なう。

【０００５】半田ボール搭載装置１０は、図１３に示す
ように動作する。半田ボールキャリア１２を半田ボール容器１１上へ
重ね合わせる。半田ボール容器１１を半田ボールキャリア１２と共
に天地逆にする。半田ボール容器１１の姿勢を元に戻す。

【０００６】これにより、半田ボールキャリア１２は、
図１４に示すように、マスク１６の各透孔１７内に嵌合
した半田ボール１５を、吸引した状態で保持する。半田
ボール１５は、パッドに対応した配列で並んでいる。半田ボールキャリア１２を半田ボール容器１１から
分離させる。

【０００７】基板が半田ボールキャリア１２の下側
に搬送されてきたときに、半田ボールキャリア１２は、
ボールの吸引保持を解除する。これにより、半田ボール
が、半田フラックス膜を有するパッド上に搭載される。

【０００８】半田ボール搭載は、上記〜の一連の動
作を繰り返すことによって行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の半田ボール搭載
装置１０によれば、半田ボールを搭載するために、５つ
もの工程が必要であり、しかも、各工程は、前の工程が
完了した後に行われるものである。

【００１０】このため、半田ボールを搭載するためのサ
イクルタイムが、相当に長くなっていた。また、吸引す
ることによって、半田ボール１５を、透孔１７に一部嵌
合した状態で保持し、また吸引を断つことによって、半
田ボール１５の保持を解除する構成であるため、透孔１
７が小さ目の場合には、吸引力が不足して半田ボールの
吸着ミスが生じ、一部のバンプに半田ボールが搭載され
ないことが起こる虞れがあった。

【００１１】また、半田ボール１５の一部がマスク１６
の下面より突き出しているため、半田ボールの吸引を解
除するときのマスク１６とＬＳＩパッケージ基板１８と
の間の間隔ａは、比較的大きく定めてある。このため、
ＬＳＩパッケージ基板１８の反りによっては、半田ボー
ルは、符号１５ａで示すように、透孔１７より完全に抜
け出して透孔１７による位置規制が解除された状態とな
って、傾斜しているパッド１９上に載り、転げて、パッ
ド１９からずれてしまうことが起きる虞れもあった。

【００１２】そこで、本発明は、上記課題を解決した半
田ボール搭載方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
上の各パッド上に半田ボールを搭載する半田ボール搭載
方法において、半田ボールが収容されている容器から、
半田ボールを、上記パッドの配列に対応する配列に並ん
だ状態で、上記パッド上に供給するように構成したもの
である。

【００１４】請求項２の発明は、半田ボールを収容する
容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応す
る配列に並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田
ボール配列・供給手段とを有する構成としたものであ
る。

【００１５】請求項３の発明は、半田ボールを収容する
容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応す
る配列に並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田
ボール配列・供給手段と、上記並べられたボールを上記
パッド上に供給する力を流体力学的に付与する供給補助
手段とを有する構成としたものである。

【００１６】請求項４の発明は、半田ボールを収容する
容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応す
る配列に並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田
ボール配列・供給手段と、上記容器内に収容されている
半田ボールを攪拌する手段を有する構成としたものであ
る。

【００１７】請求項５の発明は、半田ボールを収容する
容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応す
る配列に並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田
ボール配列・供給手段と、半田ボールを供給する前に、
上記半田ボール配列・供給手段における半田ボールの配
列状態を検査する手段とを有し、上記検査手段による検
査結果が正常である場合にのみ、上記半田ボールを上記
パッド上に供給する構成としたものである。

【００１８】請求項６の発明は、半田ボールを収容する
容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応す
る配列に並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田
ボール配列・供給手段と、上記容器内に半田ボールを補
給する手段を有する構成としたものである。

【００１９】請求項７の発明は、上記半田ボール配列・
供給手段は、所定の配列で並んだ透孔を有する配列用マ
スクと、上記配列用マスクの透孔と同じ配列で並んだ透
孔を有し、上記透孔が上記配列用マスクの透孔に対して
ずれており、且つ上記配列用マスクの下側の位置に設け
られた供給用マスクと、上記基板上のパッドに対応する
配列で並んだ透孔を有し、上記配列用マスクと上記供給
用マスクとの間に、摺動可能に設けてあるシャッタ用マ
スクと、該シャッタ用マスクを、該シャッタ用マスクの
透孔が上記配列用マスクの透孔と一致した位置と、該シ
ャッタ用マスクの透孔が上記供給用マスクの透孔と一致
した位置との間で往復移動させる手段を有する構成とし
たものである。

【００２０】請求項８の発明は、該供給用マスクより下
方に突出しており、且つ上記供給用マスクの透孔と連通
する透孔を有する凸部を有する構成としたものである。

【００２１】

【作用】請求項１の半田ボール搭載方法の発明におい
て、半田ボールを容器から所定の配列状態で供給する構
成は、容器を反転させたりすることを不要とするように
作用する。

【００２２】請求項２の半田ボール搭載装置の発明にお
いて、半田ボール配列・供給手段を容器に設けた構成
は、半田ボールが所定の配列とされて、容器から供給さ
せるように作用すると共に、半田ボールが配列された状
態で、半田ボールが半田ボール配列・供給手段より下方
に突き出ないように作用する。

【００２３】請求項３の半田ボール搭載装置の発明にお
いて、半田ボール供給補助手段は、配列された各半田ボ
ールのパッド上への移動を促すように作用する。請求項
４の半田ボール搭載装置の発明において、半田ボール攪
拌手段を設けた構成は、容器内の半田ボールがくっつき
合って凝集しないように作用する。

【００２４】請求項５の半田ボール搭載装置の発明にお
いて、検査手段を設けた構成は、半田ボールの配列の状
態が正常であるか否かを確認するように作用する。請求
項６の半田ボール搭載装置の発明において、半田ボール
補給手段を設けた構成は、容器内の半田ボールの量が所
定以下には減らないように作用する。

【００２５】請求項７の半田ボール搭載装置の発明にお
いて、配列用マスクは、半田ボールをパッドに対応する
配列に並べるように作用する。また、シャッタ用マスク
は、半田ボールをパッドに対応する配列に並べると共
に、半田ボールを所定の配列に並んだ状態のままずらす
ように作用する。供給用マスクは、半田ボールを所定の
配列に並んだ状態を維持しつつパッド上に導くように作
用する。

【００２６】請求項８の半田ボール搭載装置の発明にお
いて、凸部は、凹部を有する基板の凹部の底面に接近し
うるように作用する。

【００２７】

【実施例】図２は、本発明の一実施例になる半田ボール
搭載装置３０を示す。図１は、図２の装置３０の構成を
概略的に示す。図１及び図２に示すように、半田ボール
搭載装置３０は、大略、容器（ホッパ）３１と、半田ボ
ール配列・供給装置３２と、半田ボール供給補助装置３
３と、半田ボール攪拌装置３４と、半田ボール配列状態
検査装置３５と、半田ボール補給装置３６と、昇降装置
３７と、基板位置決め台３８と、ＬＳＩパッケージ（ワ
ーク）搬送装置３９とを有する。

【００２８】容器３１は、半田ボール４０を貯留する。
半田ボール配列・供給装置３２は、容器３１の底部に設
けてあり、容器３１の底部から、半田ボール４０を、基
板上のパッドの配列に対応した配列に並べて、パッド上
に供給する。

【００２９】半田ボール供給補助装置３３は、半田ボー
ルのパッド上への移動を、流体力学的な力によって補助
する。これによって、半田ボール４０の供給が円滑にな
される。半田ボール攪拌装置３４は、容器３１内に貯留
して径が約０．２ｍｍの半田ボール３９を攪拌して、半
田ボールが凝集するブリッジ現像を防止する。これによ
って、半田ボールの配列が円滑になされる。

【００３０】半田ボール配列状態検査装置３５は、半田
ボールを供給する前に、半田ボールが正しく配列して並
んでいるか否かを検査する。これによって、例えば一の
パッド上に半田ボールが搭載されないという搭載漏れの
発生が未然に防止される。半田ボール補給装置３６は、
容器３１内が半田ボールが減ってきたときに、半田ボー
ルを容器３１内に補給する。

【００３１】昇降装置３７は、容器３１及び、半田ボー
ル配列・供給装置３２を、基板位置決め台３８に対して
昇降させる。基板位置決め台３８は、ＬＳＩパッケージ
の基板を位置決めする。ＬＳＩパッケージ搬送装置３９
は、半田ボール未搭載のＬＳＩパッケージを台３８上に
搬入し、半田ボールが搭載されたＬＳＩパッケージを台
３８上から搬出する。

【００３２】次に、半田ボール搭載装置３０の概略動
作、即ち、半田ボール搭載装置３０を構成する各装置３
２〜３７，３９の概略動作について、図３（Ａ）乃至
（Ｇ）を参照して説明する。各装置３２〜３７，３９
は、コンピュータ（図示せず）に制御されて動作する。

【００３３】半田ボール攪拌装置３４は、図３（Ａ）に
示すように、間欠的に動作する。昇降装置３７は、図３
（Ｂ）に示すように動作する。図４は容器３１が上昇さ
れたときの状態を示す。ＬＳＩパッケージ搬送装置３９
は、図３（Ｃ）に示すように、半田ボール未搭載のＬＳ
Ｉパッケージ４１を位置決め台３８上に搬入する動作
と、半田ボールが搭載されたＬＳＩパッケージ４１Ａ
（図６参照）を位置決め台３８上から搬出する動作を行
う。

【００３４】半田ボール配列・供給装置３２は、図３
（Ｄ）に示すように動作する。半田ボールをパッド上に
供給する動作を行っている間に、次回に供給される半田
ボールを配列させる動作が行われる。半田ボール供給補
助装置３３は、図３（Ｅ）に示すように、上記の装置３
２が供給動作を行っている間、動作する。

【００３５】半田ボール配列状態検査装置３５は、図３
（Ｆ）に示すように、半田ボール配列・供給装置３２に
よる、半田ボールの配列Ａが完了した後の段階であっ
て、且つ半田ボールの供給Ｂを行う前の段階において行
う。半田ボール補給装置３６は、図３（Ｇ）に示すよう
に、容器３１内の半田ボールが減ってきたときに動作す
る。

【００３６】次に、半田ボール搭載装置３０を構成す
る、上記の容器３１及び各装置３２〜３７等の構成及び
動作について、各装置３２〜３７等に分けて説明する。〔容器３１〕図２に示すように、容器３１は、透明であ
り、内部が、大略すり鉢形状を有する。

【００３７】容器３１の上側は、蓋５０によって密封さ
れている。〔半田ボール配列・供給装置３２〕半田ボール配列・供
給装置３２は、図２に示すように、大略、厚板形状を有
し、容器３１の底面に取り付けてあり、容器３１の底部
開口５１を塞いでいる。

【００３８】図５及び図６に併せて示すように、半田ボ
ール配列・供給装置３２は、配列用マスク６０と、シャ
ッタ用マスク６１と、供給用マスク６２と、シャッタ用
マスク移動装置６３とを有する。配列用マスク６０は、
複数の透孔６４を有し、容器３１の底面に固定してあ
る。

【００３９】シャッタ用マスク６１は、半田ボール４０
の径ｄより若干大きい厚さｔ₁を有し、複数の透孔６５
を有する。供給用マスク６２は、複数の透孔６６を有
し、配列用マスク６０に固定してあり、配線用マスク６
０より下方に若干離れた位置にある。

【００４０】配線用マスク６０と供給用マスク６２との
間に偏平な隙間６７が形成してある。この隙間６７内
に、上記のシャッタ用マスク６１がＸ₁，Ｘ₂方向に移
動可能に挿入してある。

【００４１】シャッタ用マスク移動装置６３は、プラン
ジャソレノイド６８と戻し用引張りコイルばね６９とよ
りなり、シャッタ用マスク６１を、透孔６５のピッチｐ
の約１／２だけ移動させる。透孔６４，６５，６６は、
ＬＳＩパッケージ４１の基板４２の裏面（上方を向いて
いる）上のパッド４３の配列に対応した配列とされて、
ピッチｐで並んでいる。

【００４２】各パッド４３上には、半田フラックス膜４
４が転写して形成してある。透孔６６は、透孔６４に対
して、Ｘ₁方向にＰ／２ずれている。プランジャソレノ
イド６８がオフであるときには、シャッタマスク６１
は、ばね６９によってＸ₂方向に移動して、位置Ｑ₁に
位置しており、装置３２は、図５に示す状態にある。

【００４３】透孔６５は、透孔６６に対してずれてお
り、透孔６４と一致している。プランジャソレノイド６
８がオンとされると、シャッタマスク６１は、Ｘ₁方向
に、位置Ｑ₂まで移動し、装置３２は、図６に示す状態
に切り換わる。透孔６５は、今度は、透孔６４に対して
ずれ、透孔６６と一致する。

【００４４】次に、半田ボールの配列及び落下供給につ
いて説明する。図７（Ａ）乃至（Ｄ）は、容器３１内に
貯留されている半田ボールを配列し、落下させて供給す
る動作を表わす。ここで、半田ボールを表わす符号４０
に付けた添字は、パッド上に供給される順番を意味す
る。

【００４５】装置３２が図５に示す状態にあるとき、図
７（Ａ）に示すようにシャッタ用マスク６１の各透孔６
５には、半田ボール４０_-1が入り込んでおり、配列用マ
スク６０の各透孔６４には、半田ボール４０_-2が入り込
んでいる。半田ボール４０_-2は、パッド４３の配列に対
応するように配列に並んでいる。

【００４６】この状態で、図７（Ｂ）に示すように、透
孔６６がパッド４３と対向するように位置決めされる。
この後、プランジャソレノイド６８がオンとされる。こ
れにより、図７（Ｂ）示すように、シャッタ用マスク６
１がＸ₁方向にｐ／２移動し、半田ボール４０_-1が配列
を保ちつつ透孔６６上に到る。

【００４７】半田ボール４０_-1は、支持を解除されて、
透孔６６内に落下する。各半田ボール４０_-1は、透孔６
６に案内されつつ、即ち配列を維持しつつ落下し、図７
（Ｃ）に示すように、パッド４３上にまで供給されて、
パッド４３上に搭載される。

【００４８】装置３２が上動すると、図７（Ｄ）に示す
ように、各半田ボール４０_-1は、半田フラックス膜４４
の粘着力によって、各パッド４３上に搭載された状態に
保持される。なお、半田ボール６０_-2は、シャッタ用マ
スク６１により保持されて、透孔６４内に保たれる。

【００４９】プランジャソレノイド６８がオフとされる
と、シャッタ用マスク６１がＸ₂方向に移動して戻り、
装置３２は、図７（Ａ）に示す元の状態となる。これに
より、半田ボール４０_-2が、透孔６５内に落とし込まれ
る。また、容器３１内の半田ボール４０_-3が透孔６４内
に入り込み、パッド４３の配列に対応して配列された状
態とされる（図３（Ｄ）参照）。

【００５０】上記より分かるように、半田ボール供給動
作は、図７（Ａ）より開始し、同図（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）を経て、同図（Ａ）の状態に戻って終了する。次
に供給される半田ボールを配列させる動作は、図７
（Ｄ）から図７（Ａ）に戻るとき、即ち、半田ボール供
給動作の終了直前に行われる。

【００５１】各半田ボール４０は、透孔６４→透孔６５
→透孔６６を通って、パッド４３上に供給される。ま
た、図５に示すように、透孔６５，６６は、夫々、上端
側に、上方に向かって、末拡がりのテーパ部６５ａ，６
６ａを有する。

【００５２】上記構成の半田ボール配列・供給装置３２
は、次に挙げる特長を有する。半田ボール搭載装置３０のサイクルタイムＴ₁（図
３（Ｄ）参照）が短い。半田ボールは、容器４１の底部
から配列された状態で供給される。このため、半田ボー
ルを配列するために、容器を反転させる等の動作が必要
でない。

【００５３】また、半田ボールを配列させる動作は、半
田ボールを供給する動作が完了した後に行われるのでは
なく、半田ボールを供給する動作が完了する直前に行わ
れ、半田ボールを配列するためだけに要する時間は零で
ある。このことによって、半田ボール搭載のサイクルタ
イムＴ₁は、従来の装置のサイクルタイムに比べて大幅
に短い。

【００５４】半田ボール４０の供給の信頼性が高
い。テーパ部６５ａ，６６ａによって、半田ボール４０
の透孔６４から透孔６５内への進入、透孔６５から透孔
６６内への進入は、円滑に行われる。よって、半田ボー
ル４０は、途中で引っ掛かることなく、円滑に先に進ん
で供給される。

【００５５】半田ボール４０のパッド４３上への搭
載の信頼性が高い。半田ボール４０は、自重により落下
して、図７（Ｂ）から図７（Ｃ）の状態に到る。このた
め、透孔６６の下端は、開口となっており、図７（Ｂ）
の状態において、半田ボールが供給用マスク６２の下面
６２ａより下方へ突き出してはいない。

【００５６】このため、半田ボール搭載装置３０は基板
４２に十分に近接した位置に位置決めされる。隙間ｂ
は、例えば０．１ｍｍと狭い。このため、基板４２が図
７（Ｃ）中、二点鎖線で示すように反っている場合（反
りは、図１４と同程度である）であっても、供給用マス
ク６２の下面６２ａと基板４２との間隔ｂ₁は、半田ボ
ール４０の径以上には拡がりにくい。

【００５７】このため、落下してパッド上に載った半田
ボール４０は、二点鎖線で示すように、依然として頂部
側が透孔６６内に少し入っており、透孔６６の淵に引っ
かかって転がり出すことを制限され、パッド４３上に載
った状態に保たれる。これにより、基板４２に反りがあ
る状態において、従来の装置に比べて、半田ボール４０
をパッド４３上に、信頼性良く搭載することが出来る。

【００５８】なお、上記の隙間ｂは、図２中、供給用マ
スク６２の下面６２ａの周囲に固定してある高さ規制用
スペーサ７０によって精度良く定まる。ＬＳＩパッケージ４１の品種の変更に対して対応が
し易い。ＬＳＩパッケージ４１の品種が変わると、基板
４２上のパッド４３の配列が異なる。

【００５９】しかし、パッドのピッチは変わらない。そ
こで、シャッタ用マスク６１を、ＬＳＩパッケージの品
種毎に用意しておく。各シャッタ用マスク６１は、ＬＳ
Ｉパッケージのパッド配列に対応した配列の透孔を有す
る。

【００６０】シャッタ用マスク６１を、ＬＳＩパッケー
ジの品種に対応したシャッタ用マスクと交換する。これ
により、半田ボールは、シャッタ用マスクの透孔の配列
に対応した配列に並べられ、この状態を維持して供給用
マスク６２を通してパッド上に供給される。

【００６１】〔半田ボール供給補助装置３３〕図２に示
すように、半田ボール供給補助装置３３は、第１の装置
と第２の装置とよりなる。第１の装置は、シール片８０
と、吸引路８１と、真空源８２と、電磁弁８３とよりな
る。

【００６２】シール片８０は、供給用マスク６２の周囲
を取り囲んで設けてある。容器３１が下降した図２に示
す状態において、シール片８０は、位置決め台３３の上
面３３ａに当接しており、供給用マスク６２と位置決め
台３８との間に、偏平な密閉空間８４を形成する。

【００６３】吸引路８１は、位置決め台３８の内部に形
成してある。吸引路８１の一端側の開口８１ａは、位置
決め台３８の上面３８ａであって、上記密閉空間８４に
臨んでいる。真空源８２は、吸引器８１の開口８１ｂと
接続してある。

【００６４】電磁弁８３は、真空源８２と吸引器８１と
の間に設けてある。容器３１が図４に示す上昇位置Ｈ_U
から下降して図１に示す下降位置Ｈ_Dへ到ると、密封空
間８４が形成され、電磁弁８３が開いて、真空源８２に
よって、密閉空間８４内の空気が吸引される。

【００６５】図８に示すように、半田ボール４０には、
重力Ｇに加えて真空源８２による吸引力Ｓが作用する。
半田ボール４０は、重力Ｇと吸引力Ｓとによって、透明
６６内を通って下降し、パッド４３上に供給される。

【００６６】従って、半田ボール４０が単に重力によっ
てのみ、落下してパッド４３上に搭載される場合に比べ
て、半田ボール４０は途中で引っ掛かることなくより確
実に落下して、且つより強い力でもってパッド４３上に
搭載される。なお、上記の真空源８２による吸引によっ
て、基板４２は、位置決め台３８上に吸着される。

【００６７】また、前記の高さ規制用スペーサ７０によ
って、上記の密閉空間８４を形成するようにしてもよ
い。また、第２の装置は、図８に示すように、透孔６４
の径ｄ₁、透孔６５の径ｄ ₂、透孔６６の径ｄ₃を、ｄ
₁＞ｄ₂＞ｄ₃とした構成、及び後述する気体吹出ノズ
ル９０を容器３１に設けた構成よりなる。

【００６８】上記真空源８２による吸引動作に同期し
て、気体吹出ノズル９０から、例えば窒素ガスが吹き出
る。窒素ガスは、上記真空源８２による吸引によって、
図８中、符号８５で示すように、透孔６４→透孔６５→
透孔６６の順で流れる。

【００６９】こゝで、ｄ₁＞ｄ₂＞ｄ₃であるため、窒
素ガスの流速は、先に行く程速くなり、圧力は、逆に先
に行く程低くなる。即ち、透孔６４内の圧力をＰ₁，透
孔６６内の圧力をＰ₂とすると、Ｐ₁＞Ｐ₂となる。半
田ボール４０は、この圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）によって力
Ｄを追加的に作用される。

【００７０】従って、半田ボール４０は、更に確実に落
下し、且つ更に強い力でもってパッド４３上に搭載され
る。〔半田ボール攪拌装置３４〕図２に示すように、半田ボ
ール攪拌装置３３は、第１の装置と第２の装置とよりな
る。

【００７１】第１の装置は、図２に示すように、気体吹
出ノズル９０と、圧力気体源９１と、電磁弁９２とより
なる。気体吹出ノズル９０は、蓋５０に取り付けてあ
り、容器３１の中央に位置している。

【００７２】ノズル９０は、円錐台を上下逆向きとした
形状を有し、径が約０．５ｍｍの多数の孔を有する。電
磁弁９２が開かれると、ノズル９０から高圧の窒素ガス
が勢いよく吹き出し、容器３１内において半田ボール４
０が攪拌される。

【００７３】これにより、図９に示すブリッジが形成さ
れることが防止される。こゝで、ブリッジとは、図９に
示すように、二つの半田ボール４０_-10，４０ _-11が突
き合わされた状態となって、配列用マスク６０の透孔６
４の開口をまたぐ状態となることをいう。

【００７４】このブリッジが形成されると、半田ボール
が透孔６４内に入らなくなって、半田ボールを配列する
動作が正常に行われなくなる。第２の装置は、図２に示
すように、振動発生器９３よりなる。振動発生器９３
は、エアーバイブレータ、或いはソレノイド方式又はモ
ータ振り子方式等のものであり、容器３１の下部寄りの
個所の両側に取り付けてある。

【００７５】振動発生器９３が動作すると、容器３１が
振動し、半田ボールが攪拌され、上記ブリッジが形成さ
れることが防止される。なお、振動発生器９３はユニッ
ト化された構造を有し、設置個所の変更及び増設は簡単
である。

【００７６】上記のように本実施例の装置３０によれ
ば、半田ボールがブリッジを形成することが起きないた
め、配列用マスク６０の全部の透孔６４内に半田ボール
が正常に入り込み、半田ボールを配列する動作が、信頼
性良くなされる。〔半田ボール配列状態検査装置３５〕半田ボール配列状
態検査装置３５は、図１０に示すように、基板１００上
に、複数の検査ピン１０１が植設された構成を有する。

【００７７】検査ピン１０１は、供給用マスク６２の透
孔６６の配置に対応した配置で並んでいる。検査装置３
５は、検査ピン１０１がスイッチのコンタクトを構成
し、検査ピン１０１が半田ボール４０に当接した場合
に、スイッチがオンとなり、検査ピン１０２が半田ボー
ル４０に当接しないとスイッチがオフのままであり、全
部のスイッチがオンとなると、正常と判断し、オフまで
であるスイッチが一つでもあると、異常と判断する構成
である。

【００７８】検査は次のように行われる。図７（Ａ）の状態において、検査ピン１０１を各透
孔６６内に入れる。シャッタ用マスク６１をＸ₁方向に移動させる。検査ピン１０１を少し上動させ、半田ボール４０に
突き当て、半田ボール４０を、検査ピン１０１と配線用
マスク６０との間に挟み込む。

【００７９】図１０中、検査ピン１０１_-1は、半田ボー
ル４０を突き当たっており、スイッチはオンとなる。検
査ピン１０１_-2は、半田ボールに当たっていず、スイッ
チはオンとはならず、オフのままである。

【００８０】検査ピン１０１_-3は、シャッタ用マスク６
１に当たっており、スイッチはオンとなる。各検査ピン
１０１が構成するスイッチの状態に基づいて、半田ボー
ル４０の配列が正常か否かが判断される。正常でない場
合には、その旨の信号が出力され、半田ボール配列動作
がし直される。

【００８１】シャッタ用マスク６１がＸ₂方向に移
動されて、元の位置に戻される。これにより、半田ボー
ル４０は、透孔６６の位置からずらされる。検査ピン１０１が透孔６６より抜け出る。検査の結
果、半田ボールが正常に配列されていると判断された場
合には、装置３０の動作は先に進む。

【００８２】半田ボールが正常に配列されていないと判
断された場合には、装置３０は、半田ボール配列動作を
し直し、その後、上記の検査を行う。上記のように、半
田ボールの供給は、半田ボールが正常に配列されたこと
を確認してから行われる。

【００８３】よって、半田ボール４０を基板４２の全部
のパッド４３上へ搭載する動作は、搭載漏れを起こすこ
となく、信頼性良く行われる。〔半田ボール補給装置３６〕図２に示すように、半田ボ
ール補給装置３６は、半田ボール貯蔵タンク１１０と、
圧力気体源９１と、電磁弁１１１と、半田ボール搬送用
チューブ１１２と、発光部材１１３と、受光部材１１４
とを有する。

【００８４】半田ボール貯蔵タンク１１０は、容器３１
よりも高い位置に設置してあり、半田ボール４０が貯蔵
してある。タンク１１０は、下半分の部分に、逆円錐形
状の管部１１５と、これに直角に交差する管部１１６と
を有する。

【００８５】管部１１６は、圧気供給部１１６ａと、拡
張部１１６ｂとを有する。チューブ１１２では、可撓性
を有し、一端は、タンク１１０の半田ボール排出口１１
７に接続してあり、他端は、容器３１の上部寄りの部位
にある半田ボール供給口１１８に接続してある。

【００８６】発光部材１１３と受光部材１１４とは、容
器３１のうち底部寄りの部分を間に挟んで、対向して設
けてある。通常は、発光部材１１３からの光は半田ボー
ルによって遮られており、受光部材１１４は発光部材１
１３からの光を受光していない。容器３１内の半田ボー
ルが減ってくると、発光部材１１３からの光が透明な容
器３１を横切り、受光部材１１４が発光部材１１３から
の光を受光して、半田ボールが減ったことを検出する。

【００８７】半田ボール補給装置３６は、以下のように
動作する。受光部材１１４が発光部材１１３からの光を
受光すると、制御装置（図示せず）より制御信号が出力
されて、電磁弁１１１が開く。これにより、圧力気体源
９１よりの圧力気体が管部１１６に送られ、トリーチェ
リーの原理によって、気体が管部１１５を通ってタンク
１１０内の気体と混じり、タンク１１０内の半田ボール
４０が拡張部１１６ｂへ取り出される。

【００８８】取り出された半田ボール４０は、気体の流
れによって、チューブ１１２を通って、容器３１内に供
給される。即ち、容器３１内の半田ボールの量が減る
と、タンク１１０内の半田ボール４０が一定量ずつ自動
的に、容器３１内に補給される。

【００８９】このことにより、半田ボール搭載動作は、
途中で装置３０の動作を停止しての半田ボール補給作業
を行うことなく、連続して行われる。また、半田ボール
が異常に減少したことにより配列不足が起き、結果とし
て搭載漏れとなることが未然に防止される。

【００９０】〔昇降装置３７〕例えばシリンダ機構より
なる構成であり、容器３１を位置Ｈ_UとＨ_Dとの間で昇
降させる。〔基板位置決め台３８〕基板が載置される
基板載置部１２０を有する。基板４５は、基板載置部１
２０に載置され、ここに真空吸着される。

【００９１】〔ＬＳＩパッケージ搬送装置３９〕ロボッ
トよりなる構成を有する。次に、本発明の変形例につい
て説明する。図１１の半田ボール搭載装置３０Ａは、供
給用マスク６２の下面に、供給用アダプタマスク１３０
を取り付けてなる構成を有する。

【００９２】供給用アダプタマスク１３０は、下方に突
出した凸部１３０ａを有する。凸部１３０ａには、供給
用マスク６２の透孔６６と連通する透孔１３１が形成し
てある。この装置３０Ａは、基板４２Ａに適用される。

【００９３】基板４２Ａは、凹部４２Ａａを有し、この
凹部４２Ａａの底面に、パッドが並んでいる構成であ
る。凸部１３０ａが凹部４２Ａａ内に嵌合した状態とさ
れ、この状態で半田ボールを配列して供給する動作が行
われる。

【００９４】半田ボール４０は、供給マスク６２の透孔
６６及び供給用アダプタマスク１３０の透孔１３１を通
って、パッド上に供給される。また、供給用アダプタマ
スク１３０を追加して設ける代わりに、供給用マスク６
２自体の形状を、上記の凸部１３０ａを有する形状とし
てもよい。

【００９５】

【発明の効果】以上説明した様に、請求項１の発明によ
れば、容器を反転させる動作等が不要となり、半田ボー
ルの搭載動作を開始してから、次の半田ボール搭載動作
を開始するまでの間の時間であるサイクルタイムを短縮
し得、よって、半田ボールの搭載を従来に比べて能率良
く行うことが出来る。

【００９６】請求項２の発明によれば、容器を反転させ
る動作等が不要となるため、サイクルタイムの短縮を図
ることが出来、よって、半田ボールの搭載を従来に比べ
て能率良く行うことが出来る。また、容器を反転させる
機構が不要であるため、装置の小型化を図ることが出来
る。

【００９７】また、半田ボールを配列させた状態におい
て、半田ボールが半田ボール配列・供給手段より下方に
突き出さないため、半田ボール配列・供給手段を、基板
に十分に接近させることが出来る。これによって、半田
ボールの径が例えば０．２ｍｍ程度と小さい場合であっ
ても、基板が反っている場合に、半田ボールがバンプ上
から転がってずれてしまうことを効果的に防止すること
が出来、よって、半田バンプのパッド上への搭載を信頼
性良く行うことが出来る。

【００９８】請求項３の発明によれば、半田ボールが途
中で引っ掛かってしまうようなことが起きず半田ボール
を単に重力によってパッド上にまで供給する構成に比べ
て、半田ボールのパッド上への供給をより確実に行うこ
とが出来、よって半田ボールを全部のパッド上に搭載す
る動作を信頼性良く行うことが出来る。

【００９９】請求項４の発明によれば、容器内の半田ボ
ールが滞ることなく円滑に反だボール配列・供給手段に
供給されるようにすることが出来、よって、半田ボール
をパッド上に搭載する動作を、搭載漏れなく信頼性良く
行うことが出来る。請求項５の発明によれば、半田ボー
ルを配列したら、そのまま供給するのではなく、半田ボ
ールの配列の状態が正常であることを確認してから供給
する構成であるため、半田ボールの搭載漏れが起きず、
半田ボールをパッド上に搭載する動作を信頼性良く行う
ことが出来る。

【０１００】請求項６の発明によれば、半田ボール搭載
動作を途中で動作を停止しての半田ボール補給作業を行
うことなく、連続して行うことが出来る。また、容器内
の半田ボールの量が異常なまで減ってしまい、一部のパ
ッド上に半田ボールの配列が正常に行われなくなり、一
部のパッド上に半田ボールが搭載されないという搭載漏
れの発生を防止出来る。

【０１０１】請求項７の発明によれば、簡単な構成によ
って、半田ボールを配列させる動作、及び半田ボールを
配列を維持したまま、パッド上に供給する動作を安定に
行うことが出来る。また、シャッタ用マスクを交換する
ことだけで、パッドの配列の変更に簡単に対応すること
が出来る。

【０１０２】請求項８の発明によれば、半田ボールを、
凹部を有する基板の凹部の底面上のパッド上に搭載する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の半田ボール搭載装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明の一実施例になる半田ボール搭載装置を
示す図である。

【図３】図１及び図２の半田ボール搭載装置の動作を説
明するための図である。

【図４】容器が上昇されたときの状態を示す図である。

【図５】図２中の半田ボール配列・供給装置の動作前の
状態を示す図である。

【図６】図５の半田ボール配列・供給装置の半田ボール
供給直後の状態を示す図である。

【図７】半田ボール供給動作及び半田ボール配列動作を
説明する図である。

【図８】半田ボールの供給の補助を説明するための図で
ある。

【図９】半田ボールによるブリッジの形成を説明する図
である。

【図１０】半田ボール配列状態の検査を説明するための
図である。

【図１１】本発明の半田ボール搭載装置の変形例を示す
図である。

【図１２】従来の半田ボール搭載装置の概略図である。

【図１３】図１２の装置の半田ボール搭載動作を説明す
るための図である。

【図１４】半田ボール搭載不良が起き易い理由を説明す
るための図である。

【符号の説明】

３０半田ボール搭載装置３１半田ボール収容容器３２半田ボール配列・供給装置３３半田ボール供給補助装置３４半田ボール攪拌装置３５残留半田ボール有無検査装置３６半田ボール補給装置３７昇降装置３８基板位置決め台３９ＬＳＩパッケージ（ワーク）搬送装置４０半田ボール４１ＬＳＩパッケージ４２，４２Ａ基板４２Ａａ凹部４３パッド４４半田フラックス膜５０蓋５１底部開口６０配列用マスク６１シャッタ用マスク６２供給用マスク６３シャッタ用マスク移動装置６４，６５，６６透孔６７偏平な隙間６８プランジャソレノイド６９戻し用引張コイルばね７０高さ規制用スペーサ８０シール片８１吸引路８２真空源８３電磁弁８４密封空間８５窒素ガスの流れ９０気体噴出ノズル９１圧力気体源９２電磁弁９３振動発生器１００基板１０１，１０１_-1，１０１_-2，１０１_-3 検査ピン１１０半田ボール貯蔵タンク１１１電磁弁１１２半田ボール搬送用チューブ１１３発光部材１１４受光部材１１５，１１６管部１１６ａ圧気供給部１１６ｂ拡張部１１７半田ボール排出口１１８半田ボール供給口１２０基板載置部１３０供給用アダプタマスク１３０ａ凸部１３１透孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上の各パッド上に半田ボールを搭載
する半田ボール搭載方法において、半田ボールが収容されている容器から、半田ボールを、
上記パッドの配列に対応する配列に並んだ状態で、上記
パッド上に供給するように構成したことを特徴とする半
田ボール搭載方法。
【請求項２】半田ボールを収容する容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応する配列に
並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田ボール配
列・供給手段とを有することを特徴とする半田ボール搭
載装置。
【請求項３】半田ボールを収容する容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応する配列に
並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田ボール配
列・供給手段と、上記並べられたボールを上記パッド上に供給する力を流
体力学的に付与する供給補助手段とを有することを特徴
とする半田ボール搭載装置。
【請求項４】半田ボールを収容する容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応する配列に
並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田ボール配
列・供給手段と、上記容器内に収容されている半田ボールを攪拌する手段
とを有することを特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項５】半田ボールを収容する容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応する配列に
並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田ボール配
列・供給手段と、半田ボールを供給する前に、上記半田ボール配列・供給
手段における半田ボールの配列状態を検査する手段とを
有し、上記検査手段による検査結果が正常である場合にのみ、
上記半田ボールを上記パッド上に供給する構成としたこ
とを特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項６】半田ボールを収容する容器と、半田ボールを、基板上のパッドの配列に対応する配列に
並べ、その状態で上記パッド上に供給する半田ボール配
列・供給手段と、上記容器内に半田ボールを補給する手段とを有すること
を特徴とする半田ボール搭載装置。
【請求項７】上記半田ボール配列・供給手段は、所定の配列で並んだ透孔を有する配列用マスクと、上記
配列用マスクの透孔と同じ配列で並んだ透孔を有し、上
記透孔が上記配列用マスクの透孔に対してずれており、
且つ上記配列用マスクの下側の位置に設けられた供給用
マスクと、上記基板上のパッドに対応する配列で並んだ透孔を有
し、上記配列用マスクと上記供給用マスクとの間に、摺
動可能に設けてあるシャッタ用マスクと、該シャッタ用マスクを、該シャッタ用マスクの透孔が上
記配列用マスクの透孔と一致した位置と、該シャッタ用
マスクの透孔が上記供給用マスクの透孔と一致した位置
との間で往復移動させる手段とを有することを特徴とす
る請求項２乃至６項のうちいずれか一項記載の半田ボー
ル搭載装置。
【請求項８】請求項７において、該供給用マスクより
下方に突出しており、且つ上記供給用マスクの透孔と連
通する透孔を有する凸部を有する構成としたことを特徴
とする半田ボール搭載装置。