CN101013658A - 材料供给装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种材料供给装置及方法，将由固体粒子和液体的混合物形成的材料，以使固体粒子均匀地分散在液体中的状态供给到工件上。其中，焊料材料供给装置(10)用于将由焊料粒子和具有熔接剂作用的液体的混合物形成且焊料粒子在液体中沉降的焊料材料(S)通过含有磁力搅拌器(50)和分配器(60)的装置供给到工件(W)上。磁力搅拌器(50)在容器(51)中搅拌焊料材料(S)。分配器(60)，使用吸入喷出兼用的喷嘴61将通过磁力搅拌器(50)搅拌而处于焊料粒子漂浮在液体中状态的焊料(S)，从容器(51)吸入后再喷出至工件(W)上。

Description

材料供给装置及方法

技术领域

本发明涉及将由液体和固体颗粒的混合物形成且固体颗粒在液体中沉降的材料供给到工件上的材料供给装置和方法。具体涉及在例如半导体基板、内插式(interposer)基板、印刷配线板等上形成突起状的焊料隆起来制造FC(flip chip)或BGA(ball grid array)时适用的材料供给装置。

背景技术

以往，一般的焊料隆起的形成方法是：使用丝网印刷法或分配法(デイスペンス)等，在基板的垫式电极上涂布糊状钎焊料，将此糊状钎焊料加热后进行回流焊。

另一方面，专利文献1中记载了由特殊的焊料粉末和熔接剂的混合物形成的糊状钎焊料。该焊料粉末通过使焊料粒子在空气中流动，从而在焊料粒子的表面形成氧化膜。这种强制形成的氧化膜有着在回流焊时抗拒与熔接剂发挥作用、抑制焊料粒子间的结合的作用。因此，当把糊状钎焊料全面涂布(ベタ塗り)在基板上后进行回流焊时，在垫式电极间难以发生焊桥(ブリツジ)，所以适用于垫式电极的高密度化和微细化。另外，垫式电极间的焊桥是由于焊料粒子彼此结合形成大的块状，与两个相邻的垫式电极接触而引起的。

但是，现有的这些焊料隆起的形成方法存在以下问题。

丝网印刷法或分配印刷法越来越不能应对近年来的愈发多电极化、高密度化和微细化。即，在丝网印刷法中产生如下问题：因为需要让金属掩模的开口微细化，所以金属掩模的机械强度降低，或糊状钎焊料变得难以从金属掩模的开口脱落。在分配法中，在多数的垫式电极上各放置一份糊状钎焊料，因此垫式电极越多越难以实现批量生产。

另一方面，专利文献1的糊状钎焊料中，焊料粒子的氧化膜的膜厚必须以高精度形成。理由是：过厚的话，垫式电极上焊料不能粘润，过薄的话，焊料粒子彼此就会结合。而且，熔接剂的作用也会由于熔接剂的状态或种类的不同而发生变化，所以，综合考虑这些因素，必须高精度地控制氧化膜的膜厚。又，如果不能形成具有合适膜厚的氧化膜，就不能实现垫式电极的高密度化和微细化。因此，在专利文献1的糊状钎焊料中，即使可以进行不需要精密的掩模的全面涂布，也难以适应近年来的高密度化和微细化的要求。

在这样的情况下，本发明的发明者为了适应焊料的高密度化和微细化要求，发明了专利文件2记载的“由焊料粒子和具有熔接剂作用的液体的混合物形成的焊料材料”。

专利文献1：日本特开2000-94179号公报

专利文献2：日本特开2005-209683号公报

但是，专利文献2所记载的焊料材料存在这样的问题：由于焊料粒子在液体中沉降，所以难以将焊料粒子以在液体中均匀分散的状态供给到工件上。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供材料供给装置等，所述材料供给装置能够将由固体粒子和液体的混合物形成的材料，以使固体粒子均匀地分散在液体中的状态提供到工件上。

本发明所涉及的材料供给装置，特征在于具有搅拌装置和供给装置。所述搅拌装置在容器中对由液体和固体粒子的混合物形成且固体粒子在液体中沉降的材料进行搅拌。所述供给装置使用吸入喷出兼用的喷嘴将通过利用搅拌装置进行搅拌使呈现固体粒子漂浮于液体中的材料从容器中吸入后再喷出到工件上。

本发明所使用的材料若放置不理的话，随着时间经过固体粒子就会在液体中沉降。如果以那样的状态提供到工件上的话，那么液体中固体粒子的比例就不均匀。换言之，材料的一部分中尽是液体而其他的部分则尽是固体粒子。相比之下，在容器中搅拌材料的话，容器中的材料由于液体的流动使固体粒子的沉降受到阻碍，所以形成固体粒子漂浮在液体中的状态。在这样的状态下，从容器中吸入液体，喷出到工件上的话，由于固体粒子在液体中随机运动，所以液体中的固体粒子的比例就比较均匀。这时，通过使用吸入喷出兼用的喷嘴，所以就不需要连接搅拌装置和供给装置的配管，结构变得简化，同时，也不会发生固体粒子在配管内沉降的情况。

搅拌装置也可以是在容器中具有搅拌子的磁力搅拌器。例如，作为搅拌装置，可以考虑通过将和驱动轴相连的叶轮(impeller)浸入材料中，使叶轮旋转，从而搅拌材料的技术。但是，在那样的技术中易于引起如下不良情况：由于高速旋转的叶轮与固体粒子相撞击，固体粒子受到损伤，固体粒子被夹在驱动轴和轴承之间，固体粒子产生变形或驱动装置(马达等)出故障等。相比之下，若采用磁力搅拌器作为搅拌装置，由于只有搅拌子和材料接触，不会有高速旋转的部件或驱动轴和轴承的结构与材料相接触的情况。因此，不会引起固体粒子的损伤以及驱动装置的故障。

供给装置也可是单轴偏心螺纹泵，其通过使阳螺纹形转子能够自由旋转地嵌插在阴螺纹形定子内而进行偏心旋转，从而将材料吸入或喷出。单轴偏心螺纹泵向某一方向旋转时，就吸入材料，向反方向旋转的话，就将材料喷出。使用单轴偏心螺纹泵，由于不间断地进行无限的活塞运动，能够实现高精度且无波动的定量喷出。

还可以具备暂时贮存由供给装置所吸入的材料的贮存装置。这样的情况下，一次吸入的多余的材料由贮存装置所贮存后，可以长时间地持续喷出材料，由此，就没有必要频繁地反复进行吸入和喷出的交替，因此缩短每个工件的处理时间。

固体粒子焊料粒子，液体为具有熔接剂作用的液体也可。使用固体粒子和具有熔接剂作用的液体的混合物组成的焊料材料来形成焊料隆起的情况下，通过焊料粒子在液体中均匀分散，焊料隆起的大小均匀，同时抑制焊桥的发生。

本发明所涉及的材料供给方法，其特征在于，包括材料搅拌工序和材料供给工序。在材料搅拌工序中，在容器中对由液体和固体粒子的混合物形成且固体粒子在液体中沉降的材料进行搅拌。在材料供给工序中，使用具有吸入喷出兼用喷嘴的泵，将处于由于搅拌工序中的搅拌而呈现固体粒子漂浮在液体中的状态的材料从容器中吸入后再喷出到工件上。本发明所涉及的材料供给方法也起着与前述本发明所涉及的材料供给装置同样的作用和效果。

材料供给工序中吸入材料时，也可以停止材料搅拌工序中的材料的搅拌。这样的情况下，能够在材料的液面不翻腾的状态下吸入材料，因此不会发生夹杂着空气吸入材料的情况。由于空气由于压力而体积发生很大变化，因此夹杂空气的话材料的喷出量就变得不稳定。

也可以在材料供给工序中从自容器中吸入材料到向工件上喷完为止的时间内，为材料搅拌工序中下一个工件而搅拌材料。这样的情况下，由于在将材料供给至工件中的期间内为下一个工件而搅拌材料，因此没有必要另外设置用于搅拌的时间，所以生产效率高。

在材料供给工序中，也可以将喷嘴的顶端插入容器中的材料中后，开始材料的吸入。这样的情况下，当吸入材料时，就不会有夹杂空气的情况。因此，能够实现准确的定量供给。

还可含有泵清洗工序，该泵清洗工序在准备放入有使用前的清洗液的第一清洗容器和将放入使用后的清洗液的第二清洗容器的同时、使用喷嘴将清洗液从第一清洗容器中吸入后再喷出到第二清洗容器中。这样的情况下，仅仅由于增加了两个清洗容器的简单的组成，利用已有的泵的吸入功能和喷出功能，使所谓的“漱口式清洗(うがい洗浄)”成为可能。

泵也可以是单轴偏心螺纹泵，其通过阳螺纹形转子能够自由旋转地嵌插在阴螺纹形定子内作偏心旋转，从而将材料吸入或喷出。又，固体粒子是焊料粒子，液体是具有熔接作用的液体也可。除发明类别不同之外，这些都和所述材料供给装置一样。

通过本发明所涉及的材料供给装置和方法，在容器中对由液体和固体粒子的混合物形成且固体粒子在液体中沉降的材料进行搅拌，利用喷嘴将呈固体粒子漂浮在液体中的状态的材料从容器中吸入后再排出喷到工件上，从而能够将固体粒子均匀地分散在液体中的材料供给到工件上。而且，通过使用吸入喷出兼用的喷嘴，就不再需要连接搅拌装置和供给装置的配管，因此，结构得以简单化，同时也可以避开固体粒子在配管内沉降的问题。

搅拌装置使用电磁搅拌器的情况下，由于只有搅拌子与材料接触，高速旋转的部件、驱动轴以及轴承等结构得以避免与材料接触，由此，不会引起固体粒子的损伤或搅拌装置的故障，能够将固体粒子均匀地分散在液体中的材料供给到工件上。

供给装置使用单轴偏心螺纹泵的情况下，通过不间断地进行无限的活塞运动，能够实现高精度且无波动的定量吐出。

在具备对供给装置所吸入的材料进行暂时贮存的贮存装置的情况下，一次吸入的多余的材料由贮存装置所贮存后，可以长时间地持续喷出材料，由此，就没有必要频繁地反复进行吸入和喷出的交替，因此缩短每个工件的处理时间。

使用含有固体粒子和具有熔接剂作用的液体的焊料材料，在形成焊料隆起的情况下，由于焊料粒子在液体中均匀分散，焊料隆起的大小均匀，同时抑制焊桥的发生。

吸入材料时停止材料的搅拌的情况下，由于在材料的液面不翻腾的状态下吸入材料，所以不会发生夹杂着空气吸入材料的情况。因此，能够稳定材料的喷出量。

在从容器中吸入材料后到向工件上喷完为止的时间内，为下一个工件而搅拌材料的情况下，由于在将材料供给到工件中的期间内为下一个工件而搅拌材料，因此没有必要另外设置用于搅拌的时间，所以能够提高生产效率。

将喷嘴的顶端放入容器中的材料中后开始材料的吸入的情况下，吸入材料时就不会夹杂空气。因此，能够实现准确的定量供给。

在事先准备好放入有使用前的清洗液的第一清洗容器和将放入使用后的清洗液的第二清洗容器，用喷嘴将清洗液从第一清洗容器中吸入后再向第二清洗容器中喷出的情况下，通过仅增加两个清洗容器的简单组成，就能够实现所谓的“漱口式清洗”。

附图说明

图1是表示本发明的焊料材料供给装置和方法的一个实施方式的立体图(工序1)。

图2是表示本发明的焊料材料供给装置和方法的一个实施方式的立体图(工序2)。

图3是表示本发明的焊料材料供给装置和方法的一个实施方式的立体图(工序3)。

图4是表示本发明的焊料材料供给装置和方法的一个实施方式的立体图(工序4)。

图5[1]是表示分配器的剖视图，图5[2]是图5[1]中V-V线的剖视图。

图6是代表性地表示采用本发明所使用的焊料材料形成焊料隆起的形成方法的一个例子的剖视图。

图7是表示采用本发明所使用的焊料材料形成焊料隆起的形成方法的一个例子的剖面(滴下工序)，工程按图7[1]～图7[3]的顺序进行。

图8是表示采用本发明所使用的焊料材料形成焊料隆起的形成方法的一个例子的剖视(回流焊工序)，工程按图8[1]～图8[3]的顺序进行。

图9是表示图4的焊料材料供给装置中工件上的喷嘴轨迹的俯视图，图9[1]是第一例子，图9[2]是第二例子。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施方式进行说明。

图1至图4是表示本发明中焊料材料供给装置和方法的实施方式的立体图，工序按照图1→图2→图3→图4→图1…的顺序进行。以下，根据这些附图进行说明。但是，关于形成焊料材料的液体和焊料粒子，由于没有图示，请参照图6等。

本发明的实施方式，分别以使用焊料粒子作为固体粒子、具有熔接剂作用的液体作为液体、焊料材料作为材料、磁力搅拌器(マグネチツクスタ一ラ)作为搅拌装置、单轴偏心螺纹泵(以下称为分配器)作为供给装置或泵、辅助容器(sub-tank)作为贮存装置为例进行说明。

首先，对本实施方式的焊料材料供给装置10其结构特征、作用和效果进行说明。材料供给装置10用于将焊料材料S通过具有磁力搅拌器50和分配器60的装置供给到工件上，该焊料材料S由焊料粒子和具有熔接剂作用的液体的混合物形成且焊料粒子在液体中沉降。磁力搅拌器50在容器51中搅拌焊料材料S。分配器60使用吸入喷出兼用的喷嘴61将由于磁力搅拌器50的搅拌而处于焊料粒子漂浮在液体中状态的焊料S从容器51吸入后再喷出到工件W上。

焊料S不作任何处理就那样放置的话，随着时间推移，焊料粒子会在液体中沉降。以那样的状态将焊料S供给到工件W上的话，液体中焊料粒子的比例变得不均匀，例如，在形成焊料隆起时，会出现焊料隆起的大小不规整，或者发生焊桥。

相比之下，若使用磁力搅拌器50在容器51中搅拌焊料S的话，容器51中的焊料S由于液体的流动从而使焊料粒子的沉降受到阻碍，因此，成为焊料粒子漂浮在液体中的状态。在这样的状态下，如果利用分配器60将液体从容器51中吸入后再喷出到工件W上，由于焊料粒子在液体中随机运动，液体中的焊料粒子的比例变得均匀。因此，在使用焊料材料S形成焊料隆起的情况下，由于焊料粒子在液体中均匀分散，焊料隆起的大小变得均匀，同时能够抑制焊桥的发生。而且，通过使用吸入喷出兼用的喷嘴61，就不需要连接磁力搅拌器50和分配器60的配管，因此结构得以简化，同时焊料粒子不会在配管内沉降。

接着，对焊料材料供给装置10的详细结构进行说明。磁力搅拌器50具有内置在材料托盘(パレツト)52的旋转磁场发生部(未图示)和浸入在容器51的液体中且磁石被合成树脂所覆盖的搅拌子(未图示)，磁力搅拌器50使用一般的市售品。采用磁力搅拌器50，由于仅仅是搅拌子和焊料材料S相接触，高速旋转的部件、驱动轴和轴承等的结构不会与焊料S接触。因此，不会引起焊料粒子的损伤和驱动装置(马达等)的故障。另外，本实施方式中，材料托盘52上设置有六个容器收容孔53，在其中的四个当中收容有容器51。

焊料材料供给装置10上还设有四个作为移动装置的单轴自动装置(robot)71～74。支持板12、13直立地设置在底座11上，支持板12、13之间架设有单轴自动装置71。单轴自动装置71可以沿X轴的+、-方向自由移动单轴自动装置72。单轴自动装置72可以沿Z轴的+、-方向自由移动台面75。在台面75上固定设置有分配器60。即，单轴自动装置71、72构成可在X轴和Z轴上自由移动分配器60的双轴自动装置。又，底座11上直接固定设置有单轴自动装置73、74。单轴自动装置73可以沿Y轴的+、-方向自由移动台面76，在台面76上装载有放入工件W的容器30。单轴自动装置74可以沿Y轴的+、-方向自由移动台面77，台面77上装载有材料托盘52。单轴自动装置71～74为使用轴(shaft)马达或滚珠丝杆等的一般市售品。

磁力搅拌器50、分配器60以及单轴自动装置71～74，通过电缆(cable)14等与未图示的控制器连接，通过控制器被手动或自动控制。通过控制器所具有的计算机和控制程序，实现焊料材料供给装置10的自动化。

图5[1]是表示分配器60的剖视图，图5[2]是图5[1]中V-V线的剖视图。以下，根据图1～图5对分配器60进行说明。

如图1～图4所示，分配器60从顶端开始具有喷嘴61、输送部62、贮存部63和驱动源64。贮存部63通过连接管65和辅助容器66连通。驱动源64包含马达、减速器等，将动力传递给图5[1]中的驱动轴69。又，如图5[1]、[2]所示，输送部62的阳螺纹形转子67a被回转自由地嵌插在收容于筒体65内的阴螺纹形定子67b内。阳螺纹形转子67a的基部，通过偏心万向接头68与驱动轴69连接。阴螺纹形定子67b各个剖面都呈椭圆形，由弹性材料形成。阳螺纹形转子67a各个剖面都呈圆形，由金属形成。

在阴螺纹形定子67b内安装阳螺纹形转子67a的话，两者之间形成由接线严密地密封的连续的螺旋状空间60a。在这样的状态下，使阳螺纹形转子67a正方向或反方向旋转的话，阳螺纹形转子67a一边在阴螺纹形定子67b内旋转一边做往复运动。结果，充满空间60a的焊料材料S通过无限的活塞运动无波动且定量地从喷嘴61侧向辅助容器66侧输送、或从辅助容器66侧向喷嘴61侧输送。这里，使阳螺纹形转子67a向正方向旋转的话，焊料材料S被吸入，使阳螺纹形转子67a向反方向旋转的话，焊料材料S被喷出。

这样，分配器60通过将阳螺纹形转子67a回转自由地配制在阴螺纹形定子67b内并偏心旋转，吸入或喷出地输送焊料材料S。利用分配器60，通过不间断的无限活塞运动，能够实现高精度且无波动的定量的喷出。另外，即使假设焊料粒子被夹在阴螺纹形定子67b和阳螺纹形转子67a之间，由于阴螺纹形定子67b为弹性材料，也不用担心焊料粒子发生变形。

又，辅助容器66暂时贮存分配器60所吸入的焊料材料S。由此，在确保将一次吸入的多余焊料材料贮存在贮存装置后，可以长时间地持续喷出材料，由此，就没有必要频繁地反复进行吸入和喷出的交替，因此缩短每个工件W的处理时间。

接着，对本实施方式中所使用的焊料材料S进行说明。图6是代表性地表示采用本发明所使用的焊料材料形成焊料隆起的形成方法的一个例子的剖视图。下面根据该图进行说明。另外，图6为在基板上涂布了焊料材料的状态，上下方向比左右方向被放大而示出。又，下面的基板20相当于所述工件W。

焊料材料S由大量的焊料粒子S1和脂肪酸酯组成的液体S2的混合物组成，用于在垫式电极22上形成焊料隆起。液体S2具有这样的粘度：当在常温状态下滴下到基板20上时由自重而扩展形成均匀的厚度，并且，液体S2具有熔接剂作用，即，在加热到超过焊料粒子S1的熔点的状态下，在垫式电极22上引起焊料粒子S1所产生的焊料粘润。焊料粒子S1具有这样的混合比和粒径，在与焊料粒子S2同时滴下到基板20上时，与焊料粒子S2一起扩展并均匀分散。

又，焊料粒子S1表面上仅有自然氧化膜(未图示)。液体S2由于是脂肪酸酯，原本含有有机酸的一种(游离脂肪酸)。在被加热到超过焊料粒子S1的熔点的状态下，游离脂肪酸具有以下作用：抑制焊料粒子的S1彼此的结合，同时促进焊料粒子S1和垫式电极22的焊接，以及促进垫式电极22上所形成的焊料皮膜和焊料粒子S的结合。

液体S2所含有的有机酸也可以根据需要添加。即，根据焊料粒子S1的氧化程度和分量等，调整液体S2的有机酸含量。例如，形成大量的焊料隆起的情况下，焊料粒子S1也为大量，因此，为了还原所有的焊料粒子S1的氧化膜，有必要含有充分的有机酸。另一方面，添加了超过形成隆起所需量的过量的焊料粒子S1的情况下，通过减少有机酸的含量降低液体S2的活性，能够使焊料粉末粒度分布的微细侧的焊料粒子S1不熔化、仅仅用比较大的焊料粒子S1最合适地形成隆起。这时，没有熔化而残留下来的微细的焊料粒子S1具有如下效果：通过防止焊料粒子S1彼此的结合，减少垫式电极22的短路。

由于焊料粒子S1有必要在液体S2中均匀分散，焊料材料S最好在使用前事先搅拌。焊料粒子S1的材质，使用锡铅焊料或无铅焊料等。最好是使焊料粒子S1的直径b小于相邻的垫式电极22之间的周端间(日文：周端間)的最短距离a。这样的情况下，分别到达相邻的两个垫式电极22上的焊料表皮膜上的焊料粒子S1彼此不接触，所以不会结合而形成焊桥。

焊料材料S在常温下通过自然落下滴下到具有垫式电极的基板20上。仅仅由此，就能够在基板20上涂布均匀厚度的焊料材料S。即，不需要使用丝网印刷，就能够在基板20上形成膜厚均匀的焊料材料S的涂布膜。由于涂布的均匀性会影响焊料隆起的偏差，所以尽可能均匀涂布。之后，通过对基板20整体均匀加热，焊料隆起的形成成为可能。加热是在短时间内升温到超过焊料的熔点。通过在短时间内升温，能够抑制在过程中的有机酸活性的降低。

接下来，对基板20进行说明。基板20为硅晶片。在基板20的表面21上形成垫式电极22。垫式电极22上形成焊料隆起。基板20通过焊料隆起与其他的半导体芯片或配线板等以电气方式连接并以机械方式连接。垫式电极22的形状例如是圆形，直径c例如为40μm。相邻的垫式电极22的中心间的距离d例如为80μm。焊料粒子14的直径b例如为3～15μm。

垫式电极22包含：形成于基板20上的铝电极24、形成于铝电极24上的镍层25、形成于镍层25上的金层26。镍层25和金层26为UBM层(under barrier mental或under bumpmentallurgy)。基板20上的垫式电极22以外的部分被保护膜27所覆盖。

接着，对垫式电极22的形成方法进行说明。首先，在基板20上形成铝电极24，铝电极24以外的部分由聚酰亚胺树脂或氮化硅膜形成保护膜。这些可以利用光刻技术(photolithography)或蚀刻技术来形成。接着，在铝电极24表面进行镀锌处理后，使用非电解电镀法在铝电极24上形成镍层25和金层26。设置该UBM层的理由是为了赋予铝电极24以焊料粘润性。

焊料粒子S1的材质，可以使用例如Sn-Pb(熔点183℃)、Sn-Ag-Cu(熔点218℃)、Sn-Ag(熔点221℃)、Sn-Cu(熔点227℃)等。

加热设备40包括例如鼓风机和电热器，吹热风41而从基板20侧(下侧)加热焊料S。

图7和图8是按工序顺序表示的使用焊料S的焊料隆起形成方法的一个例子的剖视图。图7是滴下工序，工序按图7[1]～图7[3]的顺序进行。图8是回流焊工序，工序按图8[1]～图8[3]的顺序进行。下面根据这些附图进行说明。其中，与图6相同的部分通过使用相同的符号，省略说明。

图7中省略了基板20上的垫式电极22的图示。首先，如图7[1]所示，在承接容器30内放入基板20。在注入容器31中根据需要搅拌焊料材料S后，从注入口32将焊料材料S滴到基板20上。这样，焊料材料S由于自重蔓延形成均匀的厚度。这时是常温比较好，而且可以利用焊料材料S的自然落下。当然，也可以使用所述分配器60(图4)代替注入容器31将焊料材料S涂布在基板20上。

由于在回流焊工序中和基板20一起加热，因此，承接容器30由具有耐热性、热传导性好、且不会产生由焊料粒子S1引起的焊料粘润的金属例如铝等形成。又，承接容器30具有承载平板状基板20的平坦底面和防止焊料材料S横溢的周壁34。这样的情况下，由于基板20密接在承接容器30的底面33上，提高了热传导。另外，在图6和图8中省略了承接容器30的图示。

又，也可以在滴下工序中途或之后，通过使基板20水平旋转，使基板上20上的焊料材料S厚度均匀。可以使用市场上所销售的旋转涂布装置使基板20水平旋转。如下文所述，如果使用分配器60(图4)如图9所示那样将焊料S涂布在基板20上，即使不使用旋转涂布装置，仍然可以使基板20上的焊料厚度均匀。

滴下工序的结束按照是否将焊料组成物10滴落到使基板20浸入在焊料组成物10中的程度而分成两种。图7[2]是基板20未浸入在焊料S中的情况。这种情况下，基板20上的焊料S的厚度t1主要是由焊料S的表面张力和粘性决定的数值。另一方面，图7[3]是基板20浸入在焊料S中的情况。这种情况下，基板20上的焊料S的厚度t2可以设定为与滴下的焊料材料S的量相适应的所期望的值。

根据以上的滴下工序，如图6所示，焊料材料S通过全面涂布被载置在多个垫式电极22分开设置的基板20上。此时，在包括多个垫式电极22上及其间隙的保护膜27的表面上到处都载置有焊料材料S。焊料材料S正好呈现像油墨一样的状态。

接着，在回流焊工序中，基板20和焊料材料S的加热开始后，液体S2的粘性降低。这样，如图8[1]所示，由于焊料粒子S1比重大于液体S2，所以焊料粒子S1沉降并层积在垫式电极22和保护膜27上。

接着，如图8[2]所示，将焊料材料S被加热到超过焊料粒子S1的熔点。这里，由于从基板20侧对基板20上的焊料材料S进行加热，焊料材料S越到表面侧温度越低，越到基板20侧温度越高。这样，靠近垫式电极的下方的焊料粒子S1率先开始熔化，熔化之后就会在电极22上粘润蔓延。此时，离垫式电极远的上方的焊料粒子S1还没有充分熔化。因此，能够减少焊料粒子S1彼此结合的机会，也就抑制了焊桥的发生。换言之，在回流焊工序中，最初将垫式电极22加热到超过焊料粒子S1的熔点，与垫式电极22相接触的焊料粒子S1就熔融，在垫式电极22上形成粘润蔓延的焊料皮膜23’，在焊料皮膜23’上进一步使焊料粒子S1结合。

又，此时，由于液体S2中所含有的有机酸的作用，引起下述状态。首先，焊料粒子S1彼此的结合被抑制。但是，虽然图8[2]中未显示，一部分的焊料粒子S1彼此结合而变大。即，焊料粒子S1彼此即使结合起来只要在一定的大小以下就没有问题。另一方面，焊料粒子S1在垫式电极20上扩散在表面形成合金层。结果，在垫式电极22上形成焊料皮膜23’，在焊料皮膜23’上焊料粒子S1进一步聚集。即，焊料皮膜23’成长，成为图8[3]所示的焊料隆起23。

另外，在图8[3]中，焊料隆起23的形成中未被使用的焊料粒子S1与残留的液体S2一起在后续的工序中被洗掉。

又，在回流焊工序中，由于在焊料材料S上设置表面侧温度低基板20侧温度高的温度差，也可以从靠近基板20侧的焊料粒子S1开始率先沉降。如果焊料材料S的表面侧温度低而焊料S的基板20侧温度高这样来设置温度差的话，由于液体S2温度越高粘度就会下降，所以靠近垫式电极22下方的焊料粒子S1率先沉降并开始熔化，与垫式电极22一接触就粘润蔓延开来。那时，远离垫式电极22上方的焊料粒子S1还没有充分沉降且也未熔化。因此，能够更加减少焊料粒子S1彼此结合的机会，因而更加抑制焊桥的发生。又，这样的加热状态也可通过如下所述方式实现：例如从基板侧对基板20上的焊料材料S进行加热的同时从焊料材料S的表面侧进行冷却，或调整液体S2的粘度的温度依存性与焊料粒子S1的熔点之间的关系。

进而，在回流焊工序中，也可以利用液体S2的对流将焊料粒子S1供给到垫式电极22上。从基板20侧对焊料材料S进行加热的话，在液体S2内发生对流，由此焊料粒子S1在液体S2中运动。因此，没有载置到垫式电极22上的焊料粒子S1也移动垫式电极22上，成为焊料隆起23的一部分。因此，焊料粒子S1被有效利用。

接着，根据图1～图4，对焊料材料供给装置10的动作(即本发明所涉及的材料供给方法的一个实施方式)进行说明。权利要求书中的“材料搅拌工序”相当于图1、图2和图4，同样地“材料供给工序”相当于图3和图4。

图1是将工件W载置到台面76上之前的状态。此时，磁力搅拌器50对容器51中的焊料材料进行搅拌。

图2是将工件W已载置在台面76上的状态。保持工件W已放入承接容器30内的状态，通过未图示的运送装置(例如多关节自动装置)自动地将其载置在台面76上。磁力搅拌器50此时也同样地对容器51中的焊料材料S进行搅拌。

图3是分配器60从喷嘴61吸入焊料材料S的状态。这时的磁力搅拌器50停止对焊料材料S的搅拌。因此，由于焊料材料S的液面没有泛起波纹，就不会发生分配器60夹杂空气而吸入焊料材料S。因此，能够实现准确的定量供给。又，将喷嘴61的前端插入容器51中的焊料材料S中后开始焊料材料S的吸入。由此，在吸入焊料材料S时，就不会夹杂有空气。避免夹杂空气的理由是：由于空气的体积受到压力容易变化，所以压力成为定量吐出焊料材料S时产生误差的主要原因。另外，被分配器60所吸入的焊料材料S刚刚被搅拌后，所以处于固体粒子漂浮在液体中的状态。

分配器60的Z轴方向的位置控制采用反馈控制(feedback)，该反馈控制使用了检测焊料材料S液面水平高度的传感器(图中未表示，例如超声波传感器)和单轴自动装置72。因此，将喷嘴61顶端伸进距焊料材料S的液面必要的最小深度即可。因此，能够极力减少附着在喷嘴61顶端的不必要的焊料材料S，因此能够抑制焊料材料S落下到不期望的地方，即所谓的“滴落(ポタ落ち)”。

又，为了防止焊料材料S滴落，将喷嘴61的顶端从焊料S的液面拔出后，采取如下办法。(1)、通过在容器51的上方使喷嘴61停止一段时间，使附着在喷嘴61顶端的焊料材料S自然落下。(2)、在进行步骤(1)之后，通过用分配器60喷出一滴焊料材料S，附着在喷嘴61顶端的焊料材料S也相随之落下。(3)、在进行步骤(2)之后，通过用分配器60进行少量的吸入，从而防止再有焊料落下。

图4是分配器60从喷嘴61向工件W上喷出焊料材料S的状态。此时，喷嘴61和工件W之间的距离，通过所述使用了传感器和单轴自动装置72的反馈控制维持在一个定值。又，图3中，被分配器60所吸入的焊料材料S的大部分被辅助容器66所储存。

如图9[1]所示，单轴自动装置71沿X方向移动分配器60，单轴自动装置73沿Y轴方向移动工件W，由此工件W上的喷嘴61的轨迹81a从起点82a开始到终点83a为止呈螺旋状变化以使工件W上的焊料材料S厚度均匀。由此，不需要使用旋转器就可以均匀地涂布工件W上的焊料材料S。另外，喷嘴61的轨迹81a既可如图所示那样从中心侧向周边侧描画，也可反之从周边侧向中心侧描画。又，也可以如图9[2]所示，单轴自动装置71沿X轴方向移动分配器60，单轴自动装置73沿Y轴方向移动工件W，由此工件W上的喷嘴61的轨迹81b从起点82b开始到终点83b为止呈锯齿状变化以使工件W上的焊料材料S厚度均匀。

又，在图4中，磁力搅拌器50再次开始搅拌容器51中的焊料材料S。即，从容器51中吸入焊料材料S后开始到向工件W上喷完为止的时间内，为了下一个工件W而搅拌焊料材料S。因此，没有必要为了下一个工件W另外设置搅拌焊料材料S的时间，所以生产效率高。

在图4中表示的是结束向工件W上焊料材料S的喷出时，通过输送装置从台面76上将工件W连同容器30一起取下来，恢复至图1所示的状态。

又，也可以设置如下的分配器清洗工序。虽然图中没有显示，首先，准备放入有使用前的清洗液的第一清洗容器，和将放入使用后的清洗液的第二清洗容器。然后，用喷嘴61将清洗液从第一清洗容器吸入后再喷出到第二清洗容器。这样的情况下，仅仅通过增加两个清洗容器这样简单的结构，使用已有的分配器60的吸入功能和喷出功能，使所谓的“漱口式清洗”成为可能。两个清洗容器也可以分别放入例如材料托盘52的空着的两个容器收容孔中。

不言而喻，本发明不局限于所述实施方式。例如，在图1至图4中是在配置工件W后吸入焊料材料S的，但是也可以与之相反，吸入焊料材料S之后再配置工件W。分配器也可以设置多个，分别交替着从容器51吸入焊料材料S。本发明所使用的材料不局限于焊料材料S，只要是含有液体和固体粒子的混合物且固体颗粒在液体中沉降的材料，则任何材料均可。

Claims (12)

1.一种材料供给装置，其特征在于，包括：

搅拌装置，在容器中对由液体和固体颗粒的混合物形成且具有所述固体颗粒在所述液体中沉降的性质的材料进行搅拌；

供给装置，使用吸入喷出兼用的喷嘴，将通过搅拌装置的搅拌而设定为所述固体粒子漂浮在所述液体中的状态的所述材料从所述容器中吸入后再喷出到工件上。

2.如权利要求1所述的材料供给装置，其特征在于，

所述搅拌装置为在容器中有搅拌子的磁力搅拌器。

3.如权利要求1或2所述的材料供给装置，其特征在于，

所述供给装置为单轴偏心螺纹泵，其通过将阳螺纹形转子可自由旋转地配置在阴螺纹形定子内而进行偏心旋转，从而吸入或喷出所述材料。

4.如权利要求1～3中任一项所述的材料供给装置，其特征在于，

还具有暂时贮存由所述供给装置吸入的所述材料的贮存装置。

5.如权利要求1～4中任一项所述的材料供给装置，其特征在于，

所述固体粒子为焊料粒子，所述液体为具有熔接剂作用的液体。

6.一种材料供给方法，其特征在于，包括：

材料搅拌工序，在容器中对由液体和固体粒子的混合物形成且具有所述固体粒子在所述液体中沉降的性质的材料进行搅拌；

材料供给工序，使用吸入喷出兼用的喷嘴，将通过所述搅拌工序中的搅拌而设定为所述固体粒子漂浮在所述液体中的状态的所述材料，从所述容器中吸入后再喷出到工件上。

7.如权利要求6所述的材料供给方法，其特征在于，

在所述材料供给工序中吸入所述材料时，停止所述材料搅拌工序中的所述材料的搅拌。

8.如权利要求6或7所述的材料供给方法，其特征在于，

在所述材料供给工序中从所述容器吸入所述材料后开始到向所述工件上喷出结束为止的时间内，在所述材料搅拌工序中为了下一个所述工件而搅拌所述材料。

9.如权利要求6～8中任一项所述的材料供给方法，其特征在于，

所述材料供给工序中，将所述喷嘴的顶端插入所述容器的所述材料中后，开始吸入所述材料。

10.如权利要求6～9中任一项所述的材料供给方法，其特征在于，还包括：

泵清洗工序，该泵清洗工序如下所述：准备放入有使用前的清洗液的第一清洗容器和将放入使用后的清洗液的第二清洗容器，同时，使用所述喷嘴将所述清洗液从所述第一清洗容器中吸入后再喷出到所述第二清洗容器中。

11.如权利要求6～10中任一项所述的材料供给方法，其特征在于，

所述泵为单轴偏心螺纹泵，其通过将阳螺纹形转子可自由旋转地配置在阴螺纹形定子内而进行偏心旋转，从而吸入或喷出所述材料。

12.如权利要求6～11中任一项所述的材料供给方法，其特征在于，

所述固体粒子为焊料粒子，所述液体为具有熔接剂作用的液体。

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