CN105914165B - 基板处理装置、基板处理系统以及基板处理方法 - Google Patents

基板处理装置、基板处理系统以及基板处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基板处理装置、基板处理系统以及基板处理方法,提供处理成本低廉的基板处理装置等。基板处理装置具备:第1掩模(211),关于在俯视时具有多个区域(R1~R4)的基板(B),设置了与所述区域内的各电极(Q)对应的多个孔(h1);焊球填充单元,在第1掩模(211)的各孔(h1)中逐个地填充焊球;以及焊球搭载单元,具有设置了与所述区域内的各电极(Q)对应的多个孔(h2)的第2掩模(25),针对每个所述区域,反复进行经由第2掩模(25)的各孔(h2)吸附利用所述焊球填充单元在第1掩模(211)的各孔(h1)中填充了的焊球、并将吸附了的焊球搭载到所述区域的各电极(Q)的处理。

Description

基板处理装置、基板处理系统以及基板处理方法
技术领域
本发明涉及处理基板的基板处理装置等。
背景技术
在计算机、移动电话、数字家电等中,安装了BGA(Ball Grid Array,球栅阵列)、CSP(Chip Size Package,芯片尺寸封装)这样的表面安装型的电子零件。在这样的电子零件的背面,设置了大量半球状地形成了的凸块(突起状的端子)。通过在电子零件的背面设置凸块,使基板和电子零件的接点数大幅增加,实现电子零件的小型化/高密度化。
另外,与在电子零件的背面设置了的凸块对应地,在安装该电子零件的基板也形成了大量凸块。作为在基板上形成凸块的方法,已知例如球撒入法。球撒入法是经由设置于掩模的大量微小的孔将焊球撒入(落入、搭载)到基板的方法,具有能够高精度地形成间距非常窄的凸块这样的优点。
例如,在专利文献1中,记载了在基板的电极上经由掩模的各孔涂覆焊剂,在涂覆了焊剂的电极上,经由其他掩模的各孔搭载焊球的技术。
专利文献1:日本特开2009-177015号公报
发明内容
在使用上述球撒入法的情况下,将面积比较大的基板(例如450mm×600mm)切断而分割为多个,在分割后的各基板上搭载焊球的情形较多。其原因为,如果基板的面积过大,则由于通过阶段式曝光在基板上印刷电路图案时的位置偏移、树脂制的基板的收缩变形等,基板的各电极和掩模的各孔的位置偏移超过容许范围。另外,随着在基板上设置的凸块的微小化、凸块间的间距的狭小化的推进,容易引起这样的位置偏移。
因此,一般地进行在将面积比较大的基板切断、洗净之后采用专利文献1的技术来进行焊球的搭载等将该基板进一步切断、洗净而安装电子零件这样的处理。即,在专利文献1记载的技术中,至少进行2次基板的切断、洗净,所以存在在一系列处理中所需的成本变高这样的问题。期望解决上述位置偏移的问题,将切断、洗净的工序省略1次,降低基板的处理成本。
因此,本发明的课题在于提供一种处理成本低廉的基板处理装置等。
为了解决所述课题,本发明提供一种基板处理装置,其特征在于,具备:第1掩模,关于在俯视时具有多个区域的基板,设置了与所述区域内的各电极对应的多个孔;焊球填充单元,在所述第1掩模的各孔中逐个地填充焊球;以及焊球搭载单元,具有设置了与所述区域内的各电极对应的多个孔的第2掩模,针对每个所述区域,反复进行经由所述第2掩模的各孔吸附利用所述焊球填充单元在所述第1掩模的各孔中填充了的焊球、并将吸附了的焊球搭载到所述区域的各电极的处理。
根据本发明,能够提供处理成本低廉的基板处理装置等。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的基板处理系统的说明图。
图2是基板的示意性的俯视图。
图3是焊剂印刷装置的纵剖面图。
图4是基板处理装置的立体图。
图5是焊球填充部件的纵剖面图。
图6(a)是狭缝状体的展开图,图6(b)是(a)所示的范围K的部分放大图。
图7是与基板处理装置具备的控制装置有关的功能框图。
图8是与在第1掩模的各孔中填充焊球的处理有关的流程图。
图9(a)是示出在第1掩模的各孔中填充了焊球的状态的说明图,图9(b)是示出经由第2掩模的各孔吸附了焊球的状态的说明图,图9(c)是示出在基板上在一个区域的各电极处搭载了焊球的状态的说明图。
图10是示出基板处理装置的动作的流程的说明图。
图11是与在基板的各电极处搭载焊球的处理有关的流程图。
图12是与检查处理以及修补处理有关的流程图。
图13是与本发明的第2实施方式的基板处理系统有关的剖面图,(a)是包括第2掩模以及第4掩模的示意性的剖面图,(b)是包括第1掩模以及第3掩模的示意性的剖面图。
图14是与基板处理装置具备的控制装置有关的功能框图。
图15是与在基板的各电极处搭载焊球的处理有关的流程图。
图16(a)是示出在第1掩模的各孔中填充了焊球的状态的说明图,图16(b)是示出通过第3掩模将焊球往上推了的状态的说明图,图16(c)是示出搭载头移动到成为对象的区域的正上方的状态的说明图,图16(d)是示出在基板上在一个区域的各电极处搭载了焊球的状态的说明图。
图17是本发明的变形例的基板处理系统具备的焊球填充部件的纵剖面图。
符号说明
S:基板处理系统;1:焊剂印刷装置(焊剂涂覆单元);2:基板处理装置;21、22、21A、22A、21B、22B:焊球填充部件;211、211A:第1掩模;215、215B:焊球填充单元;215c:狭缝状体;24:移动机构(焊球搭载单元);25、25A:第2掩模(焊球搭载单元);26:搭载头(焊球搭载单元);27:照相机(摄像单元);29:修补喷嘴(修补单元);30、30A:控制装置;32、32A:填充控制部(焊球填充单元);33、33A:搭载控制部(焊球搭载单元);34:检查部(检查单元);35:修补控制部(修补单元);41:第3掩模移动用马达(第3掩模移动单元);42:第4掩模移动用马达(第4掩模移动单元);a3:第3掩模的凸部;a4:第4掩模的凸部;B:基板;h1:第1掩模的孔;h2:第2掩模的孔;M3:第3掩模;M4:第4掩模;R1、R2、R3、R4:区域;T:狭缝;Q:电极。
具体实施方式
《第1实施方式》
<基板处理系统的结构>
图1是第1实施方式的基板处理系统S的说明图。另外,图1所示的箭头表示输送基板B的方向。另外,如图1所示地定义x、y、z方向。
基板处理系统S是对基板B的各电极Q(参照图2)涂覆焊剂,进而搭载焊球而形成凸块(突起状的端子)的系统。
基板处理系统S具备焊剂印刷装置1和基板处理装置2。
如图1所示,朝向下游侧地依次配置焊剂印刷装置1以及基板处理装置2,通过输送体P依次输送基板B。另外,板状的输送体P能够在x方向上移动,在其下表面吸附了基板B之后,在x方向的规定位置解除该吸附。
此处,在说明基板处理系统S的结构之前,简单地说明作为其处理对象的基板B。
图2是基板B的示意性的俯视图。基板B是安装电子零件(未图示)的板状体,在俯视时具有四个区域R1~R4。在相互邻接的矩形形状的区域R1~R4中,分别设置了电极Q密集分布而成的多个电极群(未图示)。另外,区域R1~R4中的电极Q的阵列大致相同。
详细情况后述,在区域R1~R4中,分别通过搭载头26(参照图4)单独地搭载焊球。
图2所示的区域R1~R4被设定成即使在树脂制的基板B收缩变形了的情况下,焊球和电极Q的位置偏移也收敛在规定的容许范围内。
另外,在基板B上,对规定的电路图案进行阶段式曝光印刷。另外,区域R1~R4分别被设定成包含于每一次的曝光范围内。由此,即使当在进行阶段式的曝光印刷时在各曝光范围之间产生了位置偏移的情况下,也不会在多个曝光范围内一并地搭载焊球,所以能够抑制电极Q和焊球的位置偏移。
(焊剂印刷装置)
焊剂印刷装置1是经由形成于焊剂涂覆用的掩模11的多个孔(未图示)而对在该掩模11的下方配置了的基板B的各电极Q(参照图2)涂覆焊剂的装置。所述“焊剂”是用于通过其粘性使焊球附着到基板B或者防止焊球熔融时氧化等的液体。
图3是焊剂印刷装置1的纵剖面图。
焊剂印刷装置1具备掩模11、版框12、照相机13、印刷平台14以及涂刷器头15。掩模11是形成有与基板B的各电极Q对应的大量孔的金属掩模,与xy平面(水平面)平行地配置。
版框12是用于固定掩模11的四边框状的框体,设置于掩模11的边缘部。另外,在图2所示的例子中,版框12的z方向的位置被固定。
照相机13是对自身的上方以及下方进行摄像的2视场照相机,能够在x、y方向上移动。照相机13对在掩模11的下表面印刷了的对位标志(两处以上:未图示)和在基板B的上表面印刷了的对位标志(两处以上:未图示)分别进行摄像,将其摄像结果输出到印刷平台14的控制装置(未图示)。
印刷平台14是在x、y方向以及θ方向(xy平面上的旋转方向)上调整基板B的位置、进而通过升降机构14a调整基板B和掩模11的z方向的距离的装置。印刷平台14根据照相机13的摄像结果,以使掩模11的各孔的位置和基板B的各电极Q(参照图2)的位置在俯视时一致的方式,调整基板B的位置。
另外,当在基板B上涂覆焊剂时,在照相机13避开了的状态下印刷平台14上升,使基板B接近掩模11(使两者间的距离成为规定的网板空隙(screen gap))。
涂刷器头15经由掩模11的各孔对基板B的各电极Q(参照图2)涂覆焊剂,具备刮刷器15a和涂刷器15b。在基板B上涂覆焊剂时,为了在基板B上涂抹焊剂,涂刷器头15在x方向上往返。
具体而言,在使刮刷器15a下降之后,使刮刷器15a在抵接于掩模11的上表面的同时向纸面左侧移动。之后,使刮刷器15a上升而使涂刷器15b下降,使该涂刷器15b向纸面右侧移动。这样,根据涂刷器头15移动的方向,交替使用刮刷器15a以及涂刷器15b。
(基板处理装置)
图1所示的基板处理装置2是在涂覆了焊剂的基板B的各电极Q(参照图2)处搭载焊球的装置。另外,基板处理装置2还具有检查是否在基板B的各电极Q处适当地搭载了焊球、并且在未适当地搭载焊球的电极处重新搭载焊球的功能。
图4是基板处理装置2的立体图。基板处理装置2具备焊球填充部件21、22、载置台23、移动机构24、第2掩模25、搭载头26、照相机27、28、修补喷嘴29以及控制装置30(参照图7)。
焊球填充部件21经由在第1掩模211处设置了的多个孔h1(参照图5)而填充焊球(使焊球整列)。
图5是焊球填充部件21的纵剖面图。
焊球填充部件21具备第1掩模211、版框212、填充台213、空气压调整器214(参照图7)以及焊球填充单元215。
第1掩模211是设置了与基板B中的一个区域(区域R1~R4中的任意一个,参照图4)的各电极Q对应的大量孔h1的掩模。即,在第1掩模211的区域U1(图4所示的单点划线的框内)设置了的各孔h1的阵列与区域R1~R4中的任意一个区域中的各电极Q的阵列相同。
图5所示的版框212是将第1掩模211固定到填充台213的框体,设置于第1掩模211的边缘部(在图4中省略图示)。填充台213是载置第1掩模211的台。填充台213具有与第1掩模211的各孔h1连通的连通路径D1。
空气压调整器214(参照图7)依照来自后述填充控制部32的指令而产生负压或者解除该负压。当在第1掩模211的各孔h1中填充焊球时,通过空气压调整器214产生负压。
图5所示的焊球填充单元215在第1掩模211的各孔h1中逐个地填充焊球。焊球填充单元215具备焊球供给部215a、安装框215b、狭缝状体215c、励振机215d以及马达215e(在图4中仅图示安装框215b以及狭缝状体215c)。
焊球供给部215a朝向狭缝状体215c供给适量的焊球。在供给焊球时,以使其开口H面对狭缝状体215c的方式,以旋转轴G为中心使焊球供给部215a旋转。由此,经由开口H,焊球落下,对狭缝状体215c供给焊球。
安装框215b是安装狭缝状体215c的框体,呈在y方向上细长的四边框状(参照图4)。狭缝状体215c具有焊球能够移动的大量狭缝T(参照图6(b)),被配置成在相对于第1掩模211凸状地弯曲的状态下,与该第1掩模211相接。
图6(a)是狭缝状体215c的展开图。狭缝状体215c具备平行地延伸的一对安装部c1和相对于安装部c1具有规定角度的大量线状体c2。当在安装框215b(参照图5)处使安装部c1、c1分别抵接于在x方向上对置的一对内壁面的状态下,狭缝状体215c固定于该安装框215b。
图6(b)是图6(a)所示的范围K的部分放大图。
设置于狭缝状体215c的狭缝T是相邻的线状体c2之间的间隙。另外,相邻的线状体c2的距离L既可以在焊球的直径以上,另外,如果在由于励振机215d引起的振动而狭缝T变宽了时焊球能够移动,则也可以小于焊球的直径。
另外,狭缝状体215c被形成为安装部c1和线状体c2所成的角成为规定角度θ(0<θ<45°)。其原因为,在通过后述励振机215d(参照图5)而狭缝状体215c在x方向上振动时,使焊球转动/分散。
图5所示的励振机215d如上所述,使狭缝状体215c在x方向上振动,并且设置于安装框215b。如果通过励振机215d使狭缝状体215c在x方向上振动,则在狭缝状体215c的内侧或者外侧存在的焊球通过与线状体c2的接触而转动。由此,能够使焊球分散,在第1掩模211的各孔h1(参照图5)中逐个地填充焊球。
马达215e是用于使狭缝状体215c等在x方向上移动的驱动源。如果通过马达215e使滚珠螺杆轴(未图示)旋转,则焊球供给部215a、安装框215b、狭缝状体215c以及励振机215d一体地在x方向上移动。如上所述,与第1掩模211接触的狭缝状体215c在振动的同时在x方向上移动,从而经由狭缝T(参照图6(b))落下了的焊球被填充到第1掩模211的各孔h1。
另外,虽然在图5中省略图示,但设置了在结束焊球的填充之后将在掩模11上残留的焊球去除而进行清扫的清扫器。
图4所示的焊球填充部件22具备与上述焊球填充部件21同样的结构。这样设置两个焊球填充部件21、22的原因在于,每次填充焊球所需的时间比每次搭载到基板B的各电极Q所需的时间更长。
图4所示的载置台23是搭载基板B的台。在图4所示的例子中,通过输送体P向纸面右侧输送基板B,并搭载到载置台23。
移动机构24使后述搭载头26在x、y、z方向以及θ方向(x、y平面上的旋转方向)上移动。在图4所示的例子中,移动机构24构成为包括一对支撑体241a、241b、机架242、板状体243、被设置体244以及马达245、246。
机架241能够沿着设置于一对支撑体241a、241b的轨道E1、E1在y方向上移动。板状体243能够沿着设置于机架241的轨道E2、E2在x方向上移动。被设置体244能够沿着设置于板状体243的轨道E3、E3在z方向上移动。马达245是使被设置体244在z方向上移动的驱动源。马达246是相对于被设置体244使搭载头26在θ方向上旋转的驱动源。
这些马达245、246依照来自后述搭载控制部33(参照图7)的指令而进行驱动。另外,关于使机架241在y方向上移动的马达以及使板状体243在x方向上移动的马达,省略了图示。另外,图4所示的移动机构24是一个例子,只要能够使搭载头26在x、y、z、θ方向上移动,则也可以是其他结构。
第2掩模25是设置了与基板B中的一个区域(区域R1~R4中的任意的一个)的各电极Q对应的大量孔h2(参照图9(a))的掩模,设置于搭载头26的下表面。
搭载头26经由第2掩模25的各孔h2(参照图9(a))吸附焊球,并将吸附了的焊球搭载到基板B的各电极Q。搭载头26具备与第2掩模25的各孔h2连通的连通路径D2(参照图9(a))和经由该连通路径D2产生/解除负压的空气压调整器261(参照图7)。
照相机27具有在进行第1掩模211和第2掩模25的对位时(参照图9(a))对印刷于第1掩模211的对位标志(未图示)进行摄像的功能,能够在x、y方向上移动。
另外,照相机27还具有在进行第2掩模25和基板B的区域R1~R4中的某一个的对位时(参照图9(c))对在作为对象的区域中印刷了的对位标志进行摄像的功能。
进而,照相机27具有在检查是否在基板B的各电极Q处适当地搭载了焊球时对基板B进行摄像而取得图像信息的功能。
照相机28当在与此前不同的电路图案的基板B上搭载焊球的情况(即更换了第1掩模211、221以及第2掩模25的情况)下,为了校正在存储部31(参照图7)中储存的坐标系,对印刷于第2掩模25的对位标志进行摄像。
修补喷嘴29依照来自后述修补控制部35(参照图7)的指令,针对每个电极Q进行焊球的去除、再搭载,能够在x、y、z方向上移动。
图7是与基板处理装置2具备的控制装置30有关的功能框图。
控制装置30进行与焊球的填充/搭载有关的处理、是否适当地填充了焊球的检查处理以及基于检查处理的结果的修补处理。虽然未图示,控制装置30构成为包括CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、各种接口等电子电路。另外,将在ROM中存储的程序读出并在RAM中展开,CPU执行各种处理。
如图7所示,控制装置30具备存储部31、填充控制部32、搭载控制部33、检查部34以及修补控制部35。
存储部31例如是半导体存储装置。在存储部31中,储存照相机27、28的摄像结果、基于检查部34的检查处理的结果、基于修补控制部35的修补处理的结果等。
填充控制部32具有通过空气压调整器214使负压产生/解除、通过励振机215d使狭缝状体215c(参照图5)励振、通过马达215e移动狭缝状体215c等功能。
搭载控制部33具有通过空气压调整器261使负压产生/解除、通过移动机构24移动搭载头26等功能。
检查部34具有根据通过照相机27取得的图像信息来通过例如模式匹配检查是否在基板B的各电极Q处适当地搭载了焊球的功能。
修补控制部35具有调整修补喷嘴29的位置等以便在被检查部34判定为焊球的搭载不适当的电极处重新搭载焊球的功能。
<基板处理系统的动作>
图8是与在第1掩模211的各孔h1中填充焊球的处理有关的流程图。
在步骤S101中,控制装置30通过空气压调整器214(参照图7),经由填充台213的连通路径D1使负压产生。另外,也可以在刚刚填充后述焊球之后,开始负压的产生。
在步骤S102中,控制装置30通过焊球填充单元215(参照图5),在第1掩模211的各孔h1中逐个地填充焊球。即,控制装置30在通过励振机215d(参照图5)使狭缝状体215c振动的同时,使该狭缝状体215c在x方向上移动。
图9(a)是示出在第1掩模211的各孔h1中填充了焊球的状态的说明图。在掩模211的各孔h1中逐个地填充了的焊球经由连通路径D1被吸引(S101、S102)。另一方面,在基板B的各电极Q处涂覆了焊剂,但在区域R1~R4中的任意一个区域中都未搭载焊球。
在图8的步骤S103中,控制装置30判定搭载头26是否接近第1掩模211。在搭载头26未接近第1掩模211的情况下(S103:“否”),控制装置30反复进行步骤S103的处理。另一方面,在搭载头26接近第1掩模211的情况下(S103:“是”),控制装置30的处理进入到步骤S104。
在步骤S104中,控制装置30解除通过空气压调整器214产生了的负压。另外,也可以不进行所述负压的解除,而是经由连通路径D1施加将焊球往上推的正压。
在步骤S105中,控制装置30判定吸附了焊球的搭载头26是否从第1掩模211离开。在搭载头26未从第1掩模211离开的情况下(S105:“否”),控制装置30反复进行步骤S105的处理。另一方面,在搭载头26从第1掩模211离开的情况下(S105:“是”),控制装置30的处理返回到“开始”(返回)。
这样,控制装置30针对基板B的各区域分别反复进行在第1掩模211处填充焊球的处理。另外,在第1掩模211的各孔h1中逐个地填充焊球的“焊球填充处理”中,包括步骤S101~S105的处理。
接下来,说明两个焊球填充部件21、22(参照图4)开始焊球的填充的定时。
图10是示出基板处理装置2的动作的流程的说明图。
图10的横轴是从搭载头26开始朝向第1掩模211移动起的经过时间(1刻度:0.5秒)。在上侧的范围N1中,示出了直至通过一个焊球填充部件21(参照图4)在第1掩模211的各孔h1中填充焊球、进而将焊球搭载到基板B为止的一系列流程。在下侧的范围N2中,示出了直至通过另一个焊球填充部件22(参照图4)在第1掩模221的各孔h1中填充焊球、进而将焊球搭载到基板B为止的一系列流程。
在图10所示的例子中,搭载头26移动至第1掩模211的正上方(0~1秒),搭载头26吸附焊球(1秒~2.5秒),进而搭载头26上升(2.5秒~3.5秒),之后,开始焊球的填充(S105:“是”、“返回”、S101、S102)。
另外,在图10所示的例子中,如果包括搭载头26处于第1掩模211附近时的等待时间(3.5秒钟),则在焊球的填充中需要16秒钟(范围N1:0秒~16秒)。同样地,即使在通过焊球填充部件22进行焊球的填充的情况下,也需要16秒钟(范围N2:8秒~24秒)。
详细情况后述,在搭载头26靠向第1掩模211之后在基板B的各电极Q处搭载焊球的动作用例如0秒~8秒的8秒钟就能完成。即,焊球的每一次的搭载时间是每一次的填充时间的一半即可。
因此,在本实施方式中,焊球填充部件21、22使定时错开8秒量地开始焊球的填充,从第1掩模211、221(参照图4)中的完成了填充的一个掩模通过搭载头26吸附焊球。由此,能够消除进行焊球的填充/搭载时的等待时间,在每单位时间内处理大量基板B。
图11是与在基板B的各电极Q处搭载焊球的处理有关的流程图。
在步骤S201中,控制装置30判定是否通过焊球填充部件21、22中的某一个填充了焊球(即焊球的填充完成)。在焊球填充部件21、22都处于填充焊球过程中的情况下(S201:“否”),控制装置30反复进行步骤S201的处理。另一方面,在通过焊球填充部件21、22中的某一个填充了焊球的情况下(S201:“是”),控制装置30的处理进入到步骤S202。
在步骤S202中,控制装置30通过移动机构24(参照图4),使搭载头26移动至第1掩模211的正上方(图9(a)、图10的0秒~1秒)。即,控制装置30以使第1掩模211的各孔h1的位置和第2掩模25的各孔h2的位置在俯视时一致的方式,使搭载头26移动。
在步骤S203中,控制装置30通过空气压调整器261(参照图7)产生负压,经由第2掩模25的各孔h2吸附焊球(图10的1秒~2.5秒)。
在步骤S204中,控制装置30通过移动机构24(参照图4)使搭载头26移动至作为基板B的对象的区域(区域R1~R4的某一个)的正上方。即,控制装置30在使搭载头26上升之后(图10的2.5秒~3.5秒),根据照相机27的摄像结果,进行基板B的对位标志的识别以及搭载头26的移动(图10的3.5秒~5秒)。
图9(b)是示出在第2掩模25的各孔h2上吸附了焊球的状态的说明图。控制装置30在维持在第2掩模25的各孔h2中吸附了焊球的状态的同时,以使作为对象的区域的各电极Q的位置和第2掩模25的各孔h2的位置在俯视时一致的方式使搭载头26移动。
在图11的步骤S205中,控制装置30在基板B的各电极Q处搭载焊球。即,控制装置30解除基于空气压调整器261的负压,在基板B的各电极Q处搭载焊球。另外,也可以在搭载焊球时,经由连通路径D2以及第2掩模25的各孔h2施加将焊球朝向基板B往下压的正压。
图9(c)是示出在基板B上在一个区域的各电极Q处搭载了焊球的状态的说明图。在图9(c)所示的例子中,存在未搭载焊球的区域(纸面右侧的区域)
在图11的步骤S206中,控制装置30判定在基板B上是否存在未搭载焊球的区域。在存在未搭载焊球的区域的情况下(S206:“是”),控制装置30的处理返回到步骤S201。另一方面,在基板B的区域R1~R4的全部区域中搭载了焊球的情况下(S206:“否”),控制装置30结束处理(“结束”)。
另外,在针对每个区域反复进行在基板B的各电极Q处搭载焊球的处理的“焊球搭载处理”中,包括步骤S201~S206的处理。
图12是与检查处理以及修补处理有关的流程图。
另外,设为在图12所示的“开始”的时间点下,在基板B的区域R1~R4的全部区域中搭载了焊球。
在步骤S301中,控制装置30通过检查部34(参照图7)执行检查处理。即,控制装置30通过例如模式匹配,检查是否在基板B的各电极Q处适当地搭载了焊球。然后,控制装置30将检查处理的结果储存到存储部31。
在步骤S302中,控制装置30从存储部31读出检查处理的结果,判定是否存在焊球的搭载不适当的电极。在不存在焊球的搭载不适当的电极的情况下(S302:“否”),控制装置30结束处理(“结束”)。另一方面,在存在焊球的搭载不适当的电极的情况下(S302:“是”),控制装置30的处理进入到步骤S303。
在步骤S303中,控制装置30通过修补控制部35(参照图7)执行修补处理。例如,控制装置30在焊球的搭载位置从基板B的电极偏移或者在一个电极处搭载了多个焊球的情况下,从该电极去除焊球。然后,控制装置30在该电极处搭载带焊剂的新的焊球。另外,在存在未搭载焊球的电极的情况下,控制装置30在该电极处搭载带焊剂的新的焊球。
在步骤S304中,控制装置30判定是否还存在焊球的搭载不适当的电极。在还存在焊球的搭载不适当的电极的情况下(S304:“是”),控制装置30的处理返回到步骤S303。另一方面,在不存在焊球的搭载不适当的电极的情况下(S304:“否”),控制装置30结束处理(“结束”)。
<效果>
根据本实施方式,在基板B的区域R1~R4(参照图2)中单独地搭载焊球,所以即使在基板B的面积比较大的情况下,也能够将与基板B的收缩变形等相伴的位置偏移抑制于容许范围内。
另外,在基板上搭载设置有大量孔的掩模(未图示)而一并搭载焊球的现有方法中,为了将掩模的各孔和基板的各电极的位置偏移抑制于容许范围内,在将面积比较大的基板切断、洗净之后,针对各个基板进行焊球的搭载等。
相对于此,在本实施方式中,关于面积比较大的一张基板B,在其区域R1~R4中单独地搭载焊球,所以能够省略进行焊球的搭载等之前的基板B的切断、洗净。因此,根据本实施方式,相比以往能够更大幅地降低一系列处理所需的成本。
另外,通过使配置成与第1掩模211相接的狭缝状体215c(参照图5)振动,如上所述,能够使焊球分散,在基板B的各电极Q处逐个地搭载焊球。因此,能够缩短修补处理(S303:参照图12)所需的时间,进而能够在每单位时间内处理大量的基板B。
另外,基板处理装置2构成为除了焊球的填充/搭载以外,还进行之后的检查处理以及修补处理。因此,相比于独立地设置检查/修补装置(未图示)的情况,能够降低基板处理装置2的制造成本,并且,能够减小包括焊剂印刷装置1的各装置整体的宽度。
《第2实施方式》
在第2实施方式中,设置在第2掩模25A(参照图13(a))的上侧配置的第4掩模M4和在第1掩模211A(参照图13(b))的下侧配置的第3掩模M3,在这一点上与第1实施方式不同。另外,关于其他方面(焊剂印刷装置1、移动机构24、照相机27、28、修补喷嘴29等:参照图1、图4),与第1实施方式相同。因此,说明与第1实施方式不同的部分,关于重复的部分省略说明。
图13(a)是包括第2掩模25A以及第4掩模M4的示意性的剖面图。第2掩模25A具备设置有大量孔h1的掩模部25a和从该掩模部25a的边缘部向上方延伸的滑接部25b。滑接部25b与搭载头26的周壁面滑接。
第4掩模M4具有与基板B的一个区域(区域R1~R4的任意的一个:参照图2)的各电极Q对应的凸部a4,并且固定于搭载头26。各个凸部a4向下方突出,面对第2掩模25A的各孔h2。即,以在上下方向上使凸部a4和孔h2重叠的方式,将第4掩模M4配置于第2掩模25A的上侧。
如上所述,滑接部25b与搭载头26的周壁面滑接,所以第2掩模25A与第4掩模M4之间的空间成为大致密闭的状态。另外,虽然在图13(a)中省略了图示,在第4掩模M4中设置了多个孔,经由搭载头26的连通路径D2而负压/正压发挥作用。
图13(b)是包括第1掩模211A以及第3掩模M3的示意性的剖面图。第1掩模211A具备设置有大量孔h1的掩模部211a和从该掩模部211a的边缘部向下方延伸的滑接部211b。滑接部211b与填充台213的周壁面滑接。
第3掩模M3具有与基板B的一个区域(区域R1~R4的任意的一个:参照图2)的各电极Q对应的大量凸部a3,并且固定于填充台213。各个凸部a3向上方突出,面对第1掩模211A的各孔h1。即,以在上下方向上使凸部a3和孔h1重叠的方式,第3掩模M3配置于第1掩模211A的下侧。
如上所述,滑接部211b与填充台213的周壁面滑接,所以第1掩模211A与第3掩模M3之间的空间成为大致密闭的状态。另外,虽然在图13(b)中省略了图示,在第3掩模M3中设置多个孔,经由填充台213的连通路径D1而负压/正压发挥作用。
另外,另一个焊球填充部件22A(未图示)也具备与图13(b)所示的焊球填充部件21A同样的结构。
图14是与基板处理装置2具备的控制装置30A有关的功能框图。
图14所示的第3掩模移动用马达41是使用例如滚珠螺杆轴使第1掩模211A(参照图13(b))和第3掩模M3接近/离开的驱动源。第4掩模移动用马达42是使用例如滚珠螺杆轴使第2掩模25A(参照图13(a))和第4掩模M4接近/离开的驱动源。
填充控制部32A具有在第1掩模211A(参照图13(b))的各孔h1中填充焊球时通过第3掩模移动用马达41使第3掩模M3从第1掩模211A离开的功能。
搭载控制部33A具有在经由第2掩模25A(参照图13(a))的各孔h2产生负压(吸附焊球)时,通过第3掩模移动用马达41使第3掩模M3接近第1掩模211A,并且通过第4掩模移动用马达42使第4掩模M4从第2掩模25A离开的功能。
另外,搭载控制部33A还具有在将经由第2掩模25A的孔h2吸附了的焊球搭载到基板B的各电极Q时,通过第4掩模移动用马达42使第4掩模M4接近第2掩模25A的功能。
图15是与在基板B的各电极Q处搭载焊球的处理有关的流程图。另外,对与在第1实施方式中说明了的图11的流程图重复的部分,附加了同一步骤编号。
在步骤S202中,控制装置30A使搭载头26移动至第1掩模211A的正上方。此时,如图16(a)所示,经由连通路径D1而负压发挥作用,所以在第1掩模211A的各孔h1中填充了的焊球被吸引到下方。
在步骤S203a中,控制装置30A通过第3掩模移动用马达41使第3掩模M3上升,通过凸部a3将焊球往上推。另外,控制装置30A经由连通路径D2使负压发挥作用,经由第2掩模25A的各孔h2吸附焊球。另外,在进行步骤S203a的处理之前,经由填充台213的连通路径D1起作用了的负压被解除。
如图16(b)所示,通过利用凸部a3将焊球往上推,在第1掩模211A的各孔h1中填充了的焊球容易被搭载头26吸附。因此,能够防止焊球在第1掩模211A的孔h1中残留。
在步骤S204中,控制装置30A使搭载头26移动至作为对象的区域的正上方。即,如图16(c)所示,控制装置30A在经由连通路径D2使负压发挥作用的同时,使搭载头26移动至基板B的规定的区域的正上方。
在步骤S205a中,控制装置30A通过第4掩模移动用马达42使第4掩模M4下降,通过凸部a4将焊球往下压。如图16(d)所示,通过利用凸部a4将焊球往下压,在第2掩模25A的各孔h2中吸附了的焊球容易被搭载到基板B的各电极Q。另外,控制装置30A经由连通路径D2使将焊球往下压的正压发挥作用,在基板B的规定的区域中搭载焊球。
控制装置30A针对基板B的各区域分别反复进行焊球的搭载(S206:“是”、“返回”)。
<效果>
根据本实施方式,控制装置30A在经由第2掩模25A的各孔h2吸附焊球时,通过第3掩模M3的凸部a3将焊球往上推(S203a)。另外,控制装置30A当在基板B的各电极Q处搭载焊球时,通过第4掩模M4的凸部a4将焊球往下压(S205a)。由此,能够防止焊球在第1掩模211A的孔h1中残留或者焊球在第2掩模25A的孔h2中残留。其结果,在检查处理中被判定为“无焊球”的电极几乎没有,所以能够缩短修补处理所需的时间,进而能够在每单位时间内处理大量的基板B。
《变形例》
以上,说明了本发明的基板处理系统S,但本发明不限于各实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内适当地变更。
例如,在各实施方式中,说明了焊球填充单元215(参照图5)具备一个狭缝状体215c(参照图5、图6)的情况,但不限于此。
图17是本发明的变形例的基板处理系统S具备的焊球填充部件21B的纵剖面图。以下,说明焊球填充部件21B具备的焊球填充单元215B,关于其他结构省略说明。
焊球填充单元215B具备旋转体215f、八块狭缝状体215c以及罩215g。
旋转体215f在剖视图中呈正多边形形状(在图17中,正八边形形状),以在y方向上延伸的旋转轴y1为中心旋转。狭缝状体215c分别是与在第1实施方式(参照图5、图6)中说明了的结构同样的结构,在剖视图中在旋转体215f的各边各设置了一个。另外,旋转体215f的旋转轴y1的高度被设定成使得八块狭缝状体215c中的一个(位于最下侧)与第1掩模211相接。
罩215g收容旋转体215f以及狭缝状体215c。在罩215g的下端附近,设置了用于向罩215g内吹入空气的开口h3。由此,能够防止焊球在第1掩模211上残留。具备上述旋转体215f、狭缝状体215c以及罩215g的焊球填充单元215B当在第1掩模211的各孔中填充焊球时,在x方向上移动。
在狭缝状体215c处设置了大量狭缝T(参照图6(b)),所以通过旋转体215f的旋转而罩215g内的焊球分散,在第1掩模211的各孔h1中各填充一个分散了的焊球。
另外,在各实施方式中,说明了基板B具有四个区域R1~R4(参照图2)、在区域R1~R4的各区域中依次搭载焊球的情况,但不限于此。即,根据焊球的直径、基板B的面积、凸块(即基板B的电极Q)之间的间距等适当地设定区域的数量即可。
另外,在各实施方式中,说明了基板处理装置2具备两个焊球填充部件21、22(参照图4)的情况,但不限于此。即,根据焊球的填充/搭载所需的时间,既可以做成具备一个焊球填充部件的结构,并且也可以做成具备三个以上的焊球填充部件的结构。
另外,在各实施方式中,说明了基板处理装置2具备一个搭载头26的情况,但不限于此。即,也可以设置多个设置了第2掩模25的搭载头26。在该情况下,控制装置30为了不间断地进行焊球的填充/搭载,从完成了焊球的填充的第1掩模211通过搭载头26进行焊球的吸附。
另外,在各实施方式中,说明了基板处理装置2进行与焊球有关的检查处理(S301:参照图12)以及修补处理(S303:参照图12)的情况,但不限于此。即,也可以在进行焊球的填充/搭载的基板处理装置的下游侧,设置依次进行检查处理以及修补处理的检查/修补装置(未图示)。另外,也可以做成基板处理系统S具备进行焊剂的印刷的焊剂印刷装置1和仅进行焊球的填充/搭载的基板处理装置的结构。
另外,在第2实施方式中,说明了在第2掩模25A(参照图13(a))的上侧配置第4掩模M4、在第1掩模211A(参照图13(b))的下侧配置第3掩模M3的结构,但不限于此。也可以从第2实施方式中省略第3掩模M3以及第4掩模M4中的一方。
另外,在各实施方式中说明了的基板B既可以是印刷基板,也可以是半导体晶片等其他电路零件。
另外,各实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细记载的实施方式,不一定限定于具备所说明的所有结构。另外,针对各实施方式的结构的一部分,能够进行其他结构的追加/删除/置换。
另外,也可以通过例如在集成电路上设计等,用硬件实现上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或者全部。另外,关于机构、结构,示出了被认为是在说明中必需的机构、结构,在产品中未必示出所有机构、结构。

Claims (8)

1.一种基板处理装置,其特征在于,具备:
第1掩模,关于在俯视时具有多个区域的基板,设置了与所述区域内的各电极对应的多个孔;
焊球填充单元,在所述第1掩模的各孔中逐个地填充焊球;
焊球搭载单元,具有设置了与所述区域内的各电极对应的多个孔且设置于搭载头的下表面的第2掩模,该焊球搭载单元针对每个所述区域反复进行如下处理:经由所述第2掩模的各孔吸附利用所述焊球填充单元在所述第1掩模的各孔中填充了的焊球,以使作为对象的所述区域的各电极的位置和所述第2掩模的各孔的位置在俯视时一致的方式使所述搭载头移动,并将吸附了的焊球搭载到所述区域的各电极;
第3掩模,具有与所述区域内的各电极对应的多个凸部,以使多个所述凸部和所述第1掩模的各孔在上下方向上重叠的方式,配置于所述第1掩模的下侧;以及
第3掩模移动单元,使所述第3掩模相对于所述第1掩模接近/离开,
在利用所述焊球填充单元在所述第1掩模的各孔中填充焊球时,所述第3掩模移动单元使所述第3掩模从所述第1掩模离开,
在利用所述焊球搭载单元经由所述第2掩模的各孔吸附焊球时,所述第3掩模移动单元使所述第3掩模接近所述第1掩模,通过所述凸部将焊球往上推。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述焊球填充单元具备狭缝状体,该狭缝状体具有焊球能够进行移动的多个狭缝,配置成在相对于所述第1掩模凸状地弯曲了的状态下与所述第1掩模相接。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,具备:
摄像单元,对在多个所述区域中搭载了焊球的所述基板进行摄像而取得图像信息;
检查单元,根据由所述摄像单元取得的图像信息,检查在所述基板的各电极处是否适当地搭载了焊球;以及
修补单元,在被所述检查单元判定为焊球的搭载不适当的电极处重新搭载焊球。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,具备:
第4掩模,具有与所述区域内的各电极对应的多个凸部,以使多个所述凸部和所述第2掩模的各孔在上下方向上重叠的方式,配置于所述第2掩模的上侧;以及
第4掩模移动单元,使所述第4掩模相对于所述第2掩模接近/离开,
在利用所述焊球搭载单元经由所述第2掩模的各孔吸附焊球时,所述第4掩模移动单元使所述第4掩模从所述第2掩模离开,
在利用所述焊球搭载单元将经由所述第2掩模的各孔吸附了的焊球搭载于所述基板的各电极时,所述第4掩模移动单元使所述第4掩模接近所述第2掩模,通过所述凸部将焊球往下压。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的基板处理装置,其特征在于,
具备多个具有所述第1掩模和所述焊球填充单元的焊球填充部件,
各个所述焊球填充部件错开定时地开始焊球的填充,
所述焊球搭载单元从多个所述焊球填充部件中的完成了焊球的填充的焊球填充部件的所述第1掩模,经由所述第2掩模的孔吸附焊球。
6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的基板处理装置,其特征在于,
具备多个具有所述第1掩模和所述焊球填充单元的焊球填充部件,并且具备多个所述焊球搭载单元,
各个所述焊球填充部件错开定时地开始焊球的填充,
各个所述焊球搭载单元经由多个所述焊球填充部件中的完成了焊球的填充的焊球填充部件的所述第2掩模的孔吸附焊球。
7.一种基板处理系统,其特征在于,具备:
焊剂涂覆单元,对在俯视时具有多个区域的基板的各电极涂覆焊剂;
第1掩模,设置了与所述区域内的各电极对应的多个孔;
焊球填充单元,在所述第1掩模的各孔中逐个地填充焊球;
焊球搭载单元,在利用所述焊剂涂覆单元涂覆了焊剂的所述基板的各电极处搭载焊球;
第3掩模,具有与所述区域内的各电极对应的多个凸部,以使多个所述凸部和所述第1掩模的各孔在上下方向上重叠的方式,配置于所述第1掩模的下侧;以及
第3掩模移动单元,使所述第3掩模相对于所述第1掩模接近/离开,
所述焊球搭载单元具有设置了与所述区域内的各电极对应的多个孔且设置于搭载头的下表面的第2掩模,该焊球搭载单元针对每个所述区域反复进行如下处理:经由所述第2掩模的各孔吸附利用所述焊球填充单元在所述第1掩模的各孔中填充了的焊球,以使作为对象的所述区域的各电极的位置和所述第2掩模的各孔的位置在俯视时一致的方式使所述搭载头移动,并将吸附了的焊球搭载到所述区域的各电极,
在利用所述焊球填充单元在所述第1掩模的各孔中填充焊球时,所述第3掩模移动单元使所述第3掩模从所述第1掩模离开,
在利用所述焊球搭载单元经由所述第2掩模的各孔吸附焊球时,所述第3掩模移动单元使所述第3掩模接近所述第1掩模,通过所述凸部将焊球往上推。
8.一种基板处理方法,其特征在于,包括:
焊球填充处理,关于在俯视时具有多个区域的基板,在以与所述区域内的各电极对应的方式形成了的第1掩模的多个孔中逐个地填充焊球;
焊球搭载处理,针对每个所述区域,反复进行如下处理:经由以与所述区域内的各电极对应的方式形成且设置于搭载头的下表面的第2掩模的多个孔吸附通过所述焊球填充处理在所述第1掩模的各孔中填充了的焊球,以使作为对象的所述区域的各电极的位置和所述第2掩模的各孔的位置在俯视时一致的方式使所述搭载头移动,并将吸附了的焊球搭载到所述区域的各电极;以及
第3掩模移动处理,使第3掩模相对于所述第1掩模接近/离开,其中,该第3掩模具有与所述区域内的各电极对应的多个凸部,且以使多个所述凸部和所述第1掩模的各孔在上下方向上重叠的方式,配置于所述第1掩模的下侧,
在所述第3掩模移动处理中,在通过所述焊球填充处理在所述第1掩模的各孔中填充焊球时,使所述第3掩模从所述第1掩模离开,在通过所述焊球搭载处理经由所述第2掩模的各孔吸附焊球时,使所述第3掩模接近所述第1掩模,通过所述凸部将焊球往上推。
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