JP2001168514A - 半田ボールアタッチ方法および半田ボールアタッチシステム - Google Patents

半田ボールアタッチ方法および半田ボールアタッチシステム

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JP2001168514A JP2000315698A JP2000315698A JP2001168514A JP 2001168514 A JP2001168514 A JP 2001168514A JP 2000315698 A JP2000315698 A JP 2000315698A JP 2000315698 A JP2000315698 A JP 2000315698A JP 2001168514 A JP2001168514 A JP 2001168514A
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周一 姜
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田ボールアタッチ設備の設置面積の最小化
及び作業者の働線の短縮により作業者の疲労を減少させ
る半田ボールアタッチ方法および半田ボールアタッチシ
ステムを提供する。 【解決手段】 半田ボールパッドが形成されたベースフ
レームを収納容器からアンロードし、半田ボールパッド
に溶剤を塗布後、半田ボールパッドの対応位置に半田ボ
ールの存在が確認されると半田ボールを半田ボールパッ
ドに移動し、移動された半田ボールの位置を確認する。
ベースフレームを移送し、アンロードされた収納容器を
指定の位置に移送する。ベースフレームを移送し半田ボ
ールパッドに安着された半田ボールを溶融・冷却後、ベ
ースフレームを移送する。ベースフレームを移送し半田
ボールパッドに塗布された溶剤を除去しベースフレーム
を移送し、判定された品質別にベースフレームを分類
し、指定の位置に移送した収納容器にベースフレームを
納める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田ボールアタッ
チ方法及び半田ボールアタッチシステムに関し、特に半
田ボールパッドを含むランドパターングループが複数個
形成されたベース基板を収納容器からアンロードして、
半田ボールパッドへの半田ボール安着、半田ボールリフ
ロー、洗浄、収納容器へのロード作業が単一設備内で連
続的になされるようにした半田ボールアタッチ方法及び
半田ボールアタッチシステムに関する。
【0002】また、本発明は、半田ボールパッドを含む
ランドパターングループが複数個形成されたベース基板
を収納容器からアンロードして、半田ボールパッドへの
半田ボール安着、半田ボールリフロー、洗浄、収納容器
へのロードの際に、ベース基板の移送経路がループ(lo
op)形状をなしながら半田ボールアタッチ工程が進まれ
るようにすることで、半田ボールアタッチ工程の開始と
終点の位置が近接しているようにして、半田ボールアタ
ッチ工程開始後ベーステープがアンロードして中空の収
納容器に半田ボールアタッチ工程が終了したベーステー
プをロードできるようにした半田ボールアタッチ方法及
び半田ボールアタッチシステムに関する。
【0003】
【従来の技術】最近、電気、電子、機械産業及び宇宙航
空産業に至るまで産業発達の主なる役割を果たす半導体
製品の技術開発が進行しつつある。このような半導体製
品を製造するには、半導体チップを製造する半導体チッ
プ製造過程、半導体チップと外部機器の信号入出力及び
脆性の高い半導体チップを保護する半導体チップパッケ
ージ工程及びテスト工程などを経ねばならない。
【0004】実際、半導体チップ作製工程技術の発達及
び精密な半導体チップ製造用工程設備の性能向上のた
め、高集積度の半導体チップが生産されつつある。ま
た、半導体チップパッケージ工程も半導体製品の全体を
小型・薄型化するための半導体パッケージ方法の開発及
び半導体パッケージ製造用工程設備の性能向上のため、
半導体製品の性能向上は勿論、半導体製品の全体を小型
化できる。
【0005】特に、入出力端子数の多い高集積の半導体
製品に主に用いられ、外部機器と半導体チップとの信号
入出力がマトリックス状に配列された入出力ピン(I/O
pin)によって行われるPGA(Pin Grid Array)パッケー
ジより取り扱いやすく、大きさも非常に小さくなり半導
体製品の全体が半導体チップの約120%に近接するい
わゆる「チップスケールパッケージ(Chip Scale Packa
ge)」でありながら、信号入出力端子としてピンの代わ
りに半田ボール(solder ball)を用いるボールグリッ
ドアレイパッケージ(Ball Grid Array Package)を挙
げることができる。
【0006】このボールグリッドアレイパッケージは、
両面に回路パターンが形成された印刷回路基板または一
側面に回路パターンが形成されたフレキシブルな基板の
うち、回路パターンのない面に半導体チップをアタッチ
した状態で回路パターンと半導体チップのボンディング
パッドを多様な方法、例えばビームリードボンディング
(beam lead bonding)、ワイヤボンディング(wire bo
nding)等によって電気的に連結させる。
【0007】このとき、回路パターンは、「半田ボール
パッド」と呼ばれる回路パターンの一部と連結して半田
ボールパッドを通して外部機器と電気的信号入出力がな
される。この状態から、半導体チップは成形樹脂によっ
て囲まれ外部の衝撃及び外力より保護され、半田ボール
パッドには外部機器と接続させるために半田ボールアタ
ッチ工程により半田ボールをアタッチする。
【0008】このとき、半田ボールアタッチ工程は、半
田ボールパッドに水溶性溶剤(flux)を塗布し、フラッ
クスに半田ボールを仮安着させる半田ボール安着工程、
高温の炉(funace)で半田ボールを半田ボールパッドに
融着させてアタッチするリフロー(reflow)工程、及び
水溶性溶剤を除去する洗浄工程に分けられる。
【0009】各半田ボール安着工程、リフロー工程及び
洗浄工程は半田ボールアタッチ設備グループによって行
われる。半田ボールアタッチグループには、半田ボール
安着工程を行う半田ボール安着設備、リフロー設備、洗
浄設備及び洗浄済みのボールグリッドアレイパッケージ
が納まるローダ設備からなる。これらの設備らは直列方
式に長く並んで独自に駆動されながら担当工程を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半田ボールアタッチ設備グループに含まれた
単位設備は相互関連している設備同士で近接設置されて
いるが、単位設備間の離隔距離があるため、半田ボール
アタッチ設備グループの占有面積が大きくなりすぎると
いう問題点がある。
【0011】また、半田ボールアタッチ設備グループに
属する半田ボール安着設備、リフロー設備、洗浄設備及
びローダ設備は、設備固有の工程を行うだけで、前工程
または後工程との連係動作はなされないため、半田ボー
ルアタッチ工程の連係は作業者に依存せざるを得ないと
いう問題点がある。
【0012】また、先に説明したように、半田ボールア
タッチ設備グループに属する単位設備が長く配列され、
半田ボールアタッチ工程間の連係を作業者に依存する場
合作業者の働線が長くなり作業者の疲労が加重され、ボ
ールグリッドアレイパッケージに半田ボールをアタッチ
するのに必要とする時間が非常に長くなるだけでなく、
工程が連続に進行されないという複合的な問題点があ
る。
【0013】また、半田ボールアタッチ設備グループに
属する安着設備に異常が発生してリフロー設備と洗浄設
備へのボールグリッドアレイパッケージの投入が遅延さ
れても、工程と工程の連係がないため、リフロー設備に
おけるヒーティング持続及び洗浄設備における洗浄液の
供給の持続により、設備が古安くなるという問題点があ
る。
【0014】また、半田ボールアタッチ済みのボールグ
リッドアレイパッケージが納まるための別途のローダ設
備が必要になり、半田ボールアタッチ工程の開始後にボ
ールグリッドアレイパッケージがともアンロードした収
納容器を作業者がローダ設備に受動移送することで、半
田ボールアタッチ工程の自動化が難しいという問題点が
ある。
【0015】また、半田ボールアタッチ設備グループの
いずれかで工程を進行後、後工程にボールグリッドアレ
イパッケージを移送するには、ボールグリッドアレイパ
ッケージが単位設備外部に排出されて後設備に投入され
ねばならない。このようにボールグリッドアレイパッケ
ージが設備外部に排出後に後設備に投入される場合、外
部環境によってアタッチされる半田ボールが半田ボール
パッドから離れている等の工程不良が発生するという問
題点があり、このような問題点が持続しても工程不良の
原因を糾明し難しいという問題点がある。また、半田ボ
ールアタッチ設備グループに属する単位設備らは独自に
工程を進行するため、半田ボールアタッチ設備グループ
を全体的に制御し難しく、これにより、工程進行時間が
多くかかり、工程不良がよく発生するという問題点があ
る。
【0016】したがって、本発明は前記問題点に鑑みて
なされたもので、その目的は、半田ボールアタッチ工程
に必要な工程設備らを一つに統合することで、半田ボー
ルアタッチ設備の設置面積の最小化及び作業者の働線の
短縮により作業者の疲労を減少させることにある。本発
明の他の目的は、半田ボールアタッチ工程に必要な工程
設備らを一つに統合して前工程と後工程が連係している
ように、さらに半田ボールアタッチ工程が連続的に進行
されるようにすることで、工程の自動化をなすことにあ
る。
【0017】本発明のまた他の目的は、半田ボールアタ
ッチ工程に必要な工程設備らを一つに統合して、半田ボ
ールアタッチ工程が進行中のボールグリッドアレイパッ
ケージの移送経路を最短距離にすることで、移送途中に
発生し得る不良を大きく低減させ、かつ所定工程の際
に、工程不良が発生したボールグリッドアレイパッケー
ジは直ぐ選別することで、工程不良が発生しないボール
グリッドアレイパッケージと分離させることにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の半田ボールアタッチシステムは、ベース本
体と、ベースフレームの半田ボールパッドに半田ボール
が安着するように、ベース本体に設けられた収納容器か
ら前記ベースフレームをアンロードするベースフレーム
アンローダと、ベース本体に設けられ、ベースフレーム
アンローダからアンロードしたベースフレームを指定の
位置に固定させて溶剤塗布及び半田ボール安着を行い、
半田ボール安着品質別にベースフレームを揃える半田ボ
ール安着装置と、ベース本体に設けられ、ベースフレー
ムをロードして半田ボールの溶融及び冷却を行うリフロ
ー装置と、ベース本体に設けられ、リフロー装置からベ
ースフレームをロードされて、半田ボールパッドの残留
溶剤を洗浄液で洗浄し、洗浄時に付いている洗浄液を乾
燥させる洗浄装置と、ベース本体に設けられ、洗浄装置
から移送されたベースフレームの半田ボールパッドに取
付けた半田ボールアタッチ品質によってベースフレーム
を揃えるベースフレームローダとを含む。
【0019】また、本発明のベースフレームアンローダ
は、ベース本体の上部からベース本体の内部空間にわた
って形成された収納容器ガイダと、ベース本体の内部空
間に納まった収納容器を収納容器ガイダに沿ってベース
本体の内部から上部に持上げる収納容器エレベーター
と、収納容器ガイダに装着された収納容器からベースフ
レームを排出させるプッシャーとを含む。
【0020】本発明の半田ボール安着装置は、ベースフ
レームアンローダからアンロードしたベースフレームの
固定及び移送を行う複合ユニットと、複合ユニットに固
定されたベースフレームの半田ボールパッドに溶剤を塗
布する溶剤塗布ユニットと、溶剤塗布ユニットによって
塗布された半田ボールパッドに半田ボールを安着させる
半田ボール安着ユニットと、溶剤塗布ユニット及び半田
ボール安着ユニットを複合ユニットに固定された半田ボ
ールパッドに移送する移送ユニットと、溶剤塗布及び半
田ボールの安着したベースフレームを半田ボール安着品
質別に揃える選別ユニットと、選別ユニットによって揃
えたベースフレーム中、半田ボール安着良品のベースフ
レームを後工程の前まで待たせる待ちユニットとを含
む。
【0021】本発明のリフローユニットは、半田ボール
安着ユニットによって半田ボールが安着したベースフレ
ームをロードするベースフレームフィーダと、ベースフ
レームを移送するステップ移送装置と、ステップ移送装
置を囲むチャンバと、ステップ移送装置と対向するチャ
ンバの出口内側面に設けられるヒーティング装置と、ヒ
ーティング装置と所定間隔をおいて離隔されたチャンバ
の入口内側面に設けられる冷却ペンとを含む。
【0022】本発明のトランスファ装置は、チャンバの
出口から洗浄装置まで延長された移送ネジと、移送ネジ
の両端部を支持するブッシングと、移送ネジの両端部の
何れかの端部に設けられて移送ネジを回転させるモータ
と、移送ネジに螺接されてモータの駆動によって移送ネ
ジに沿って動く移送ブロックと、移送ブロックに結合さ
れてチャンバの出口に排出されたベースフレームを洗浄
装置に移送するピックアップモジュールとを含む。
【0023】本発明の洗浄装置は、リフロー装置から排
出されたベースフレームを移送する移送装置と、移送装
置を囲む洗浄チャンバと、洗浄チャンバ内に設けられ、
移送装置を基準にして移送装置の上下部に設けられる洗
浄溶液供給装置と、洗浄溶液供給装置から洗浄されたベ
ースフレームを乾燥させる乾燥装置と、乾燥されたベー
スフレームをアンロードする洗浄装置用アンローダとを
含む。
【0024】また、本発明の半田ボールアタッチ方法
は、半田ボールパッドが形成された、ベーステープ付け
のベースフレームを収納容器からアンロードして、半田
ボールパッドに溶剤を塗布後、半田ボールパッドの対応
位置に半田ボールの存在済みの半田ボールを半田ボール
パッドに転移させ、転移の半田ボールの位置を再立証
後、ベースフレームを移送し、ベースフレームが全部ア
ンロードした中空の収納容器を指定の位置に移送する半
田ボール安着段階と、ベースフレームを供給されて半田
ボールパッドに安着した半田ボールを溶融・冷却後、ベ
ースフレームを移送する半田ボールリフロー段階と、ベ
ースフレームを供給されて半田ボールパッドの塗布溶剤
を除去してベースフレームを移送する洗浄段階と、ベー
スフレームを供給されて判定された品質別にベースフレ
ームを分類して、指定の位置に移送した中空の収納容器
にベースフレームが納まる段階とを含む。
【0025】半田ボール安着段階終了のベースフレーム
は第1方向に移送され、中空の収納容器は第2方向に沿
って指定の位置に移送され、半田ボールリフロー段階終
了のベースフレームは第3方向に移送され、洗浄段階終
了のベースフレームは第2方向に沿って指定の位置に移
送された中空の収納容器に向かう第4方向に移送され
る。また、望ましくは、第2方向は第1方向に対して反
対方向である。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の好適実施例を詳細に説明する。まず、図1または図2
を参照して、ボールグリッドアレイパッケージに半田ボ
ールを取付ける前の作製過程を略述する。
【0027】ボールグリッドアレイパッケージは長矩形
のポリイミド材質のベーステープ10に形成される。こ
こで、ベーステープ10の一側面には導電性パターン及
び半田ボールの安着する半田ボールパッド50からなる
ランドパターングループ20がエッチング法により複数
形成され、以後各ランドパターングループ20は一つの
ボールグリッドアレイパッケージとなる。
【0028】ベーステープ10には導電性パターンの端
部を称する「ビームリード(beam lead)」が露出する
ように、「オープンウィンドウ(open window)」と呼
ばれる開口(図示略)が形成される。このように、ラン
ドパターングループ20の複数形成された長いベーステ
ープ10はロール(roll)状に巻かれた後、単位個数例
えば3×10個形成されるように切断される。
【0029】切断のベーステープ10はフレキシブルな
外力によって変形しやすいため、ベーステープ10に半
導体チップのダイアタッチ工程、ビームリードボンディ
ング工程、半田ボールアタッチ工程の際に形状保持が難
しくなる。これを克服するために、ベーステープ10は
四角フレーム形状のベースフレーム30に接着テープ4
0で固定される。
【0030】以後、ベースフレーム30に固定されたベ
ーステープ10のうち、半田ボールパッド50の形成反
対面にはオープンウィンドウにボンディングパッドが露
出するように半導体チップ(図示略)を取付け、半導体
チップのボンディングパッドとビームリードはビームリ
ードボンダによってビームリードボンディングされ、そ
の後、半導体チップとオープンウィンドウは成形樹脂に
よりカプセル化する。続いて、ベースフレーム30に形
成された半田ボールパッド50には半田ボールの安着す
る半田ボールアタッチ工程を行う。尚、図2a乃至図2
cを参照して、半田ボールアタッチ工程の概要を説明す
る。
【0031】図2aに示すように、ベーステープ10に
形成された半田ボールパッド50には水溶性で所定の粘
性を持つ溶剤(flux)55を塗布後、溶剤55に数〜数
十μmの直径を持つ半田ボール60を安着させる。続い
て、図2bに示すように、半田ボール60付きの半田ボ
ールパッド50が形成されたベーステープ10を、高温
の炉(funace)に通過させて半田ボールパッド50に半
田ボール60を鎔融付着させた後、図2cに示すよう
に、半田ボール60が付着された半田ボールパッド50
に残留の水溶性溶剤55を洗浄液によって除去する。
【0032】本発明の一実施例による半田ボールアタッ
チシステムは、一つのベース本体で前述の図2a乃至図
2cの工程が共に行われる。図3または図4には、図2
a乃至図2cに示すように、半田ボールアタッチ工程を
行う半田ボールアタッチシステムの全体構成が示されて
いる。図3または図4を参照すれば、半田ボールアタッ
チシステム801は、全体からみれば、所定の平面積を
持つ平なベース本体800、ベースフレームアンローダ
装置100、半田ボール安着装置200、リフロー装置
300、洗浄装置400、トランスファ装置500、ベ
ースフレームローダ装置600及びこれらの駆動を全体
的に制御する中央処理処置(図示略)から構成される。
【0033】ベースフレームアンローダ装置100、半
田ボール安着装置200、リフロー装置300、洗浄装
置400、トランスファ装置500及びベースフレーム
ローダ装置600は全部ベース本体800上に設けられ
る。このような半田ボールアタッチシステム801の構
成要素は、半田ボール60(図2参照)を取付けるベー
ステープ10(図1参照)付きのベースフレーム30
(図1参照)が、一定の経路を持ちながら工程を行うよ
うに配置される。
【0034】詳しくは、半田ボールアタッチシステム8
01の構成要素は、ベースフレーム30がベースフレー
ムアンローダ装置100からアンロードして、一実施例
として時計方向に向かって半田ボール安着装置200−
リフロー装置300−洗浄装置400を経ちながら半田
ボールアタッチ工程を行った後、洗浄装置400からア
ンロードしたベースフレーム30がベースフレームアン
ローダ装置100に近接しているベースフレームローダ
装置600に納まるまで、図3に示すようにループ状の
経路に沿うようにする。
【0035】しかしながら、前述したように、必ずしも
半田ボールアタッチシステム801の構成要素によって
ベースフレーム30をループ状に移送しなくていい。前
述の一実施例において、ベースフレーム30がループ状
に移送されるように半田ボールアタッチシステム801
の構成要素を配列した理由は、半田ボールアタッチシス
テム801の平面積を最小すなわち最狭空間を最も效率
的に用いられること、半田ボールアタッチ工程におい
て、開始工程の行われるベースフレームアンローダ装置
100と最後工程の行われるベースフレームローダ装置
600とを近接設置できるため、ベースフレームアンロ
ーダ装置100における中空の収納容器を、それを必要
とするベースフレームローダ装置600に短時間内に移
送できることのためである。
【0036】前述した半田ボールアタッチシステム90
1の構成要素によるベースフレーム30の移送経路を、
ループ状でなく一字形状やU字形状等で配列してもい
い。このように、一列配列やU字配列等の色々な変形の
半田ボールアタッチシステム801に含まれた構成要素
の配列は、前述のループ状の配列に比べて多少ベースフ
レーム30の移送長が長くなり、ベースフレームアンロ
ーダ装置100から中空の収納容器をベースフレームロ
ーダ装置600に移送するのにわずか時間がかかるだけ
で、半田ボールアタッチシステム801の構成要素ら間
の関連関係及び自動化には何らの影響も及ばない。
【0037】こうした変形例らは後述の本実施例の詳細
な説明によって十分に明らかになろう。望ましく、本実
施例では、半田ボールアタッチシステム801に含まれ
た構成要素の配列をベースフレーム30のループ状に移
送されるようなものを採択し、以下、添付図面を参照し
て、これを具現するための構成・作用・効果を説明す
る。
【0038】図5または図6にはベースフレームアンロ
ーダ装置100及び半田ボール安着装置200を示して
いる。図5には半田ボールアタッチシステム801にお
けるベースフレームアンローダ装置100及び半田ボー
ル安着装置200の設置位置と概略構成を、図6には半
田ボール安着装置200の選別ユニットを示している。
【0039】図5を参照して、ベースフレームアンロー
ダ装置100を説明する。半田ボールアタッチ工程の開
始するベースフレームアンローダ装置100は、ベース
本体800の内部空間から上部にわたって形成され、収
納容器エレベーター110、収納容器ガイダ120及び
プッシャー140から構成される。詳しくは、ベース本
体800の内部空間には半田ボール60を取付けるベー
ステープ10付きのベースフレーム30を揃えた収納容
器130が並列方式で納まり、収納容器130の中の最
内側の収納容器130aの下面には収納容器130をベ
ース本体800の上面に持上げる収納容器エレベーター
110が設けられる。
【0040】収納容器エレベーター110中の収納容器
台115には収納容器130に揃えられたベースフレー
ム30の一枚厚だけベースフレーム30を押し上げるプ
ッシャー(図示略)が設けられる。かかる構成を持つ収
納容器エレベーター110の上部には収納容器ガイダ1
20が設けられる。ここで、収納容器ガイダ120は収
納容器エレベーター110によって持上げた収納容器1
30を指定の位置に正確に持上げる役割を果たす。
【0041】収納容器130に揃えられたベースフレー
ム30に半田ボールアタッチ工程を行うために、収納容
器ガイダ120により持上げた収納容器130に揃えら
れたベースフレーム30中の最上部のものは収納容器ガ
イダ120の外側にアンロードされるべきである。
【0042】このように、ベースフレーム30を収納容
器ガイダ120の外側にアンロードさせるために、収納
容器ガイダ120にはベースフレーム30が通過するよ
うにスリット形状の貫通孔(図示略)が形成され、ベー
スフレーム30を収納容器ガイダ120から強制アンロ
ードするためのプッシャー140が設けられる。
【0043】より具体的にプッシャー140を説明す
る。プッシャー140は、収納容器ガイダ120の貫通
溝に挿入されてベースフレーム30の側面と直接接触さ
れるT字形状のプッシャーバー、プッシャーバーの端部
に設けられたプッシャーバーブロック、プッシャーバー
ブロックに結合されてプッシャーバーブロックをガイド
するガイドレール、プッシャーバーブロックの上面に突
設されたヒンジ軸にスリット形状の長孔が挟まれた回動
軸、及び回動軸の他側端部と結合されて回動軸を回動さ
せるモータ軸が形成されたモータから構成される。
【0044】かかる構成は、モータ軸の回動により回動
軸が回動しながらプッシャーバーブロックに力を付加
し、プッシャーバーブロックは付加力によってガイドレ
ールに沿って力を付加する方向に移動し、プッシャーバ
ーブロックの移動によりプッシャーバーブロックに結合
されたプッシャーバーも移動しながら収納容器ガイダ1
20の貫通溝の内部に挿入され、ベースフレーム30を
加圧してベースフレーム30が収納容器ガイダ120の
外部に押し出されるようにする。
【0045】このように、ベース本体800に複数個の
収納容器130を内装して必要な収納容器130のみベ
ースフレーム30の上部に持上げて用いるベースフレー
ムアンローダ装置100は、ベース本体800の上面に
余裕空間を十分に確保することで、ベース本体800の
上面に設けられる他の構成要素の配置がより容易にな
る。このようなフレームアンローダ装置100によって
収納容器130の内部から外部にアンロードされたベー
スフレーム30は半田ボール安着装置200に移送され
る。
【0046】図5または図6を参照すれば、半田ボール
安着装置200は半田ボール安着ユニット250、選別
ユニット270及び工程待ちユニット280から構成さ
れる。詳しくは、ベースフレームアンローダ装置100
からアンロードされたベースフレーム30は、まず半田
ボール安着ユニット250にロードされ、選別ユニット
270を経った後、良品判定のベースフレームのみが工
程待ちユニット280で待っていて後続工程のリフロー
装置300にアンロードされる。
【0047】これら各構成要素をより具体的に説明す
る。半田ボール安着ユニット250は、さらに複合ユニ
ット210、溶剤塗布ユニット220、半田ボール供給
ユニット230、溶剤塗布ユニット220及び半田ボー
ル供給ユニット230を駆動させる共用駆動ユニット2
40、半田ボール洗浄ユニット205並びにビジュアル
検査ユニット208から構成される。
【0048】ベースフレームアンローダ装置100から
アンロードされたベースフレーム30は複合ユニット2
10にロードされる。図6を参照すれば、複合ユニット
210は、ベースフレームアンローダ装置100からベ
ースフレーム30をロードされてベースフレーム30中
の半田ボールパッド50に正確に溶剤55を塗布し、溶
剤55の塗布された半田ボールパッド50に正確に半田
ボール60を安着させる時にベースフレーム30に一動
きもないように固定する役割、及び半田ボール60の安
着したベースフレーム30を後続工程に移送する役割を
兼備える。
【0049】これを具現するために、複合ユニット21
0は、ベースフレーム30をロード/アンロードするた
めの構成とベースフレーム30を固定するための構成と
も持つ。ベースフレーム30移送のための色んな構成が
あり得るが、望ましく、本実施例ではベースフレーム3
0を迅速かつベースフレーム30がロード/アンロード
途中ベースフレーム30に衝撃を与えないように貼り合
う状態で回転される一対のローラ間にベースフレームを
通過させることで、ベースフレーム30が移送されるよ
うな構成を採択した。
【0050】詳しくは、複合ユニット210は移送ユニ
ット211と固定ユニット215とから構成される。移
送ユニット211は支持本体212と支持本体212に
設けられてベースフレーム30を移送するローラ移送ユ
ニット213とから構成される。
【0051】支持本体212はベースフレーム30の幅
だけ離れている二つの支持プレート212aと、支持プ
レート212aの下面と連結して支持プレート212a
を保持する底面から構成される。このような形状を持つ
支持本体212の二つの支持プレート212aの各内側
にはローラ移送ユニット213が設けられる。ローラ移
送ユニット213は、二つの支持プレート212aの各
内側の両端部に貼り合わせた状態で回転される噛合ロー
ラ213a、支持プレート212aの一側端部に形成さ
れた歯合ローラ213aと他側端部に形成された歯合ロ
ーラ213aとを連結するベルト213b、支持プレー
ト212aの両端部のいずれかで対向するローラ213
a等の回転中心を相互連結する回転軸、及び回転軸21
3cと連結されるモータ213dから構成される。
【0052】このように、移送ユニット21にローラ移
送ユニット213を用いることは、ベースフレーム30
をスムースにかつ迅速に移送するためである。これは複
合ユニット210の移送するベースフレーム30の半田
ボールパッド50にはわずかの衝撃でも半田ボールパッ
ド50から離脱しやすい半田ボール60が安着するため
である。
【0053】複合ユニット210の固定ユニット215
は支持本体212の底面に設けられる。固定ユニット2
15は、上面に少なくとも2個以上のアラインメントキ
ー215a(alignment key)が形成されたベースフレ
ーム吸着パッド215bと、ベースフレーム吸着パッド
215bをアップダウンさせるアップダウンシリンダ
(図示略)とから構成される。
【0054】ベースフレーム吸着パッド215bは中空
の六面体形状であって、上面には複数個の真空孔215
cが形成され、下面には真空圧を発生させる真空装置
(図示略)と連結する。このような構成を持つベースフ
レーム吸着パッド215bの上面に形成された少なくと
も2個以上のアラインメントキー215aは、ベースフ
レーム30に形成されたアラインメントホール31と結
合されてベースフレーム30をベースフレーム吸着パッ
ド215bの上面の指定の位置に常に位置させると共
に、真空装置による真空圧でベースフレーム30を再度
ベースフレーム吸着パッド215bの上面に固定させる
役割をする。
【0055】このような構成を持つ複合ユニット210
にベースフレーム30を固定すれば、半田ボールパッド
50に溶剤55の塗布及び半田ボール60の安着の準備
済みの状態で、ベースフレーム30には溶剤塗布ユニッ
ト220及び半田ボール供給ユニット230によって半
田ボール60が安着する。
【0056】溶剤塗布ユニット220及び半田ボール供
給ユニット230は複合ユニット210の両側に形成さ
れ、共用される共用駆動ユニット240によって複合ユ
ニット210に移送される。溶剤塗布ユニット220及
び半田ボール供給ユニット230を移送する共用駆動ユ
ニット240は、前述の一実施例のように、複合ユニッ
ト210の上部を横切る方向に設けられた支持フレーム
242と、支持フレーム242に設けられたネジ移送ユ
ニット248とから構成される。
【0057】支持フレーム242は直方体プレートの両
端部を曲げ形状であって、支持フレーム242の両端部
はベース本体800の上面に固定され、支持フレーム2
42の高さは複合ユニット210より多少高く形成され
る。このような支持フレーム242の上面には長いスリ
ット形状の二つの貫通孔243a、243bが形成さ
れ、二つの貫通孔243a、243bの両側端部には互
いに対向するようにブッシング244が形成される。
【0058】このとき、互いに対向するフッシング24
4には各々移送ネジ245が設けられて回転自在に支持
され、二つの移送ネジ245のいずれか一側端部には移
送ネジ駆動装置247が設けられて移送ネジ245を回
転させる。
【0059】移送ネジ駆動装置247は、一実施例にお
いて、支持フレーム242の上面両端部に形成または設
置された駆動装置ブラケット247aと、駆動装置ブラ
ケット247aの外部から内部にモータ軸が貫通し、駆
動装置ブラケット247aの外側面に設けられた駆動モ
ータ247bと、モータ軸及び移送ネジ245の端部に
設けられたプーリ247cと、プーリ247cにかけて
モータ軸から移送ネジ245に動力を伝達する動力伝達
ベルト247dとから構成される。
【0060】このような構成を持つ共用駆動ユニット2
40には、二つの移送ネジ245、移送ネジ245に各
々設けられた移送ネジ駆動装置247によって複合ユニ
ット210の上部に動く溶剤塗布ユニット220及び半
田ボール供給ユニット230が設けられる。溶剤塗布ユ
ニット220は、支持ブロック221、アップ-ダウン
シリンダ222、ブラケット223及び溶剤塗布ブロッ
ク224からなる溶剤塗布ユニット220と、溶剤供給
トレイユニット228とから構成される。
【0061】まず、溶剤塗布ユニット220の各構成を
具体的に説明すれば、支持ブロック221は前述の共用
駆動ユニット240の支持フレーム242の上面に形成
されたスリット形状の貫通孔243aに挿入される形状
及び大きさを持ち、支持ブロック221の下端部には上
下変位が発生するシリンダロッドを持つアップダウンシ
リンダ222が設けられる。
【0062】アップダウンシリンダ222のシリンダロ
ッドの端部にはアップダウンシリンダ222により変位
の発生するブラケット223が設けられ、ブラケット2
23の端部には着脱自在な溶剤塗布ブロック224が設
けられる。
【0063】このように、溶剤塗布ブロック224をブ
ラケット223に対して着脱自在にする場合、パターン
の異なる半田ボールパッド50を持つベーステープが供
給されても溶剤塗布ブロック224のみを変わった半田
ボールパッド50のパターンと一致する溶剤塗布ブロッ
クに交替することで、溶剤塗布ユニット220全体を交
替しなくてもいいという長所を持つ。
【0064】このように、着脱自在な溶剤塗布ブロック
224の下部にはベースフレーム30に取付けられたベ
ーステープ10の半田ボールパッド50の位置に対応し
て溶剤塗布ピン(図示略)が設けられ、溶剤塗布ピン
(図示略)に溶剤を付いた後、半田ボールパッド50の
上面に溶剤塗布ピンが接触されるようにアップダウンシ
リンダ222を作動させることで、半田ボールパッド5
0に溶剤が塗布される。
【0065】このように構成された溶剤塗布ブロック2
24の溶剤塗布ピンに溶剤を付くには、ベース本体80
0の上面の中に支持ブロック221が動く経路上には溶
剤供給トレイユニット228が設けられる。
【0066】溶剤供給トレイユニット228はさらに溶
剤トレイ228aと塗布ユニットとから構成される。
【0067】溶剤トレイ228aは底面が平平で溶剤塗
布ブロック224の大きさより多少大きいトレイ形状で
あって、溶剤トレイ228aの底面には溶剤が薄く塗布
される。このように、溶剤トレイ228aの底面に溶剤
を薄く塗布するために溶剤トレイ228aに塗布ユニッ
ト(図示略)が設けられる。
【0068】塗布ユニットは、溶剤トレイ228aの底
面に接触されて底面に沿って往復運動する塗布ブロッ
ク、塗布ブロック及び溶剤トレイの底面間に溶剤を供給
する溶剤供給装置、塗布ブロックの側面に形成されたブ
ッシングに螺設された移送ネジ並びに移送ネジの端部に
結合されたモータからなる塗布ブロック移送装置から構
成される。
【0069】他の実施例において、塗布ブロック移送装
置は、前述のネジ移送方式の他、塗布ブロックを直線往
復運動させる各種直線往復運動機構を自由に用いられる
が、例えば直線往復運動機構で塗布ブロックをガイドレ
ールに摺接させた状態で、塗布ブロックに油圧シリンダ
のシリンダロッドを結合した状態で、油圧シリンダーを
作動させて塗布ブロックを直線往復運動させてもいい。
【0070】このような構成を持つ溶剤塗布ユニット2
20は、前述の共用駆動ユニット240によって指定の
経路上で直線往復運動して複合ユニット210に固定さ
れたベースフレーム30の半田ボールパッド50に溶剤
55を薄く塗布させる。
【0071】溶剤塗布ユニット220によってベースフ
レーム30の半田ボールパッド50に溶剤55が薄く塗
布されると、溶剤の塗布された半田ボールパッド50の
上面には半田ボール供給ユニット230によって半田ボ
ール60が仮安着する。このような役割をする半田ボー
ル供給ユニット230は、支持ブロック231、アップ
ダウンシリンダ232、ブラケット233、半田ボール
吸着ブロック234からなる半田ボール吸着ユニット2
35と、半田ボール供給トレイユニット239とから構
成される。
【0072】まず、半田ボール吸着ユニット235の各
構成を具体的に説明する。支持ブロック231は前述の
共用駆動ユニット240の支持フレーム242の上面に
形成されたスリット形状の貫通孔243aに挿入される
形状及び大きさを持ち、支持ブロック231の下端部に
は上下変位が発生するシリンダロッドを持つアップダウ
ンシリンダ232が設けられる。
【0073】アップダウンシリンダ232のシリンダロ
ッドにはブラケット233が設けられ、ブラケット23
3には着脱自在な溶剤塗布ブロック234が設けられ
る。このように、溶剤塗布ブロック234を着脱自在に
形成する場合、前述の溶剤塗布ユニット220の溶剤塗
布ブロック224と同様に半田ボールパッド50のパタ
ーンの異なるベーステープ10が供給されると、半田ボ
ール吸着ブロック234のみを交替することで、溶剤塗
布ユニット235全体を交替しなくてもいいという長所
を持つ。
【0074】半田ボール吸着ブロック234は中空の六
面体箱形状であって、半田ボール吸着ブロック234の
下面にはベースフレーム30の半田ボールパッド50の
位置に対応して、半田ボール60が揃えられる所定深さ
の半田ボール収納溝(図示略)が形成され、半田ボール
収納溝には半田ボール吸着ブロック234の内部と連通
する真空ホール(図示略)が形成され、真空圧によって
半田ボール60が吸着される。
【0075】これを具現するために、半田ボール吸着ブ
ロック234の内部には真空圧発生装置(図示略)が連
結して半田ボール吸着ブロック234の内部を真空圧に
なるようにする。このとき、半田ボール吸着ブロック2
34の半田ボール収納溝に半田ボール60が一つずつ納
まるのは不可なので、本実施例では、半田ボール収納溝
に半田ボール60が正確に納まるように独特の方式を用
いるが、この解答は半田ボール供給トレイユニット23
9によって得られる。
【0076】半田ボール供給トレイユニット239は、
数〜数十μmの大きさの半田ボール60が複数納まるよ
うに、所定深さを持つトレイ形状の半田ボールトレイ2
36と半田ボール平坦ユニット237とから構成され
る。半田ボール平坦ユニット237は、さらに半田ボー
ルトレイ236の内部に設けられたブラシ237a及び
ブラシ237aが半田ボールトレイ236に沿って直線
往復運動するブラシ移送ユニット237bを含むブラシ
ユニット238と、半田ボールトレイ276を左右に揺
動かすために半田ボールトレイ276の下面に設けられ
た振動ユニット(図示略)とから構成される。
【0077】ブラシ移送ユニット237bは前述の塗布
ブロック移送装置と非常に類似している構成を持つが、
ブラシ237a中の一部にはブラシ237aの運動方向
にガイドレールが設けられ、ブラシ237aはガイドレ
ールに沿って移送される。ブラシ237aの移送には移
送装置を必要とするが、望ましく、一実施例において、
ブラシ237aに雌ネジ部(図示略)を形成し、移送ネ
ジ238cを雌ネジ部に螺接した状態で、移送ネジ23
8cをモータ238dによって回転させながらブラシ2
37aを直線往復運動させる。これにより半田ボールト
レイ236に納まった半田ボール60が平坦化する。
【0078】このように、ブラシ移送ユニット237b
または振動ユニット238aで半田ボールトレイ236
に納まった半田ボール60を平坦化することは、半田ボ
ール60と真空圧の作用する半田ボール吸着ブロック2
34との間の距離が非常に不規則に形成されるとき、半
田ボール60が半田ボール吸着ブロック234に付着さ
れない場合がよく発生するためである。
【0079】このように、複合ユニット210に固定さ
れたベーステープ10の半田ボールパッド50に半田ボ
ール60を安着させる半田ボール供給ユニット230に
より、ベーステープ10の半田ボールパッド50に移送
される半田ボール60は極小の直径を持つため極小の質
量を持つことになる。従って、静電気等によって半田ボ
ール供給ユニット230の半田ボール吸着ブロック23
4中の半田ボール収納溝の以外の部分に仮付着される場
合がよく発生する。
【0080】このように、半田ボール吸着ブロック23
4の半田ボール収納溝の以外の部分に半田ボール60付
きの状態で半田ボール吸着ブロック234がベーステー
プ10に移送され、ベーステープ10の半田ボールパッ
ド50に半田ボールを安着させるとき、半田ボール収納
溝の以外に付着された半田ボール60は半田ボールパッ
ド50の以外の部分に安着する。
【0081】このような状態で後続工程の半田ボールリ
フロー工程を行う場合、半田ボールアタッチ不良が発生
する。本種類の半田ボールアタッチ不良はリペア工程に
よる良品への再生が難しいもので、半田ボールアタッチ
工程がボールグリッドアレイパッケージの最後の作製工
程であることに鑑みれば、半田ボール吸着ブロック23
4の半田ボール収納溝の以外の部分に半田ボール60を
付着させないことで、半田ボールアタッチ不良の発生を
防止する。
【0082】これを具現するために、複合ユニット21
0と半田ボール供給トレイユニット239との間には半
田ボール洗浄ユニット205が設けられる。半田ボール
洗浄ユニット205は、洗浄ブロック205aと、洗浄
ブロック205aの上面に設けられ、半田ボール吸着ユ
ニット235の下面を掻いて半田ボールアタッチ不良を
誘発する半田ボール60を除去する洗浄バー205bと
から構成される。
【0083】一方、半田ボール洗浄ユニット205と複
合ユニット210との間に該当するベース本体800の
上面にはビジュアル検査ユニット208が設けられる。
ビジュアル検査ユニット208は半田ボール吸着ブロッ
ク234に形成された全ての半田ボール収納溝に半田ボ
ール60が正常に吸着されているか否かを検査するもの
で、ベース本体800の上面に形成されたビジュアル検
査ユニットケース208akと、ビジュアル検査ユニッ
トケース208aの内部に設けられ、半田ボール吸着ブ
ロック234の下面を撮像する高解像度検査用カメラ2
08bと、検査用カメラ208bをビジュアル検査ユニ
ットケース208a内部で直線往復運動させる移送装置
(図示略)とから構成される。
【0084】検査用カメラ208bに移送装置を付着し
たことはベースフレーム30の面積が検査用カメラ20
8bの固定位置で撮像できる面積より大きいためであ
る。半田ボール供給ユニット230は、ビジュアル検査
ユニット208の上面で一時停止した状態で、移送装置
と検査用カメラ208bによって半田ボール収納溝に半
田ボール60が全部納まったか否かを検査後、半田ボー
ル収納溝に半田ボール60が全部正常に納まった半田ボ
ール吸着ブロック234のみを複合ユニット210に移
送させ、複合ユニット210に固定された状態で溶剤5
5の塗布された半田ボールパッド50の上面に半田ボー
ルが安着する。
【0085】このように、複合ユニット210におい
て、半田ボールパッド50に溶剤55が塗布され、溶剤
55上に半田ボール60の安着したベースフレーム30
は、複合ユニット210の移送ユニット211によって
図7に示した選別ユニット270に移送される。
【0086】選別ユニット270は複数個の収納容器2
71、選別機272及びビジュアル検査ユニット279
から構成される。選別機272は第1ベースフレーム移
送ユニット273及び第2ベースフレーム移送ユニット
278から構成される。
【0087】第1ベースフレーム移送ユニット273
は、ベースフレーム30を支持する支持本体274、ベ
ースフレーム30を支持本体274の前方に押し出すロ
ーラ移送ユニット275及びベースフレームプッシャー
276から構成される。ここで、支持本体274及びロ
ーラ移送ユニット275は、前述の複合ユニット210
のそれと同様な構成及び形状を持つもので、それに対す
る説明は省略する。尚、複合ユニット210の構成には
ないベースフレームプッシャー276を具体的に説明す
る。
【0088】ベースフレームプッシャー276は支持本
体274の内部底面に設けられ、アップダウンシリンダ
(図示略)、プッシャー本体276a、水平変位シリン
ダ276b及びプッシャープレート276cから構成さ
れる。アップダウンシリンダのシリンダロッドは支持本
体274の底面から上方に変位を発生させ、アップダウ
ンシリンダの端部にはプッシャー本体276aが設けら
れる。
【0089】プッシャー本体276aの前方には水平変
位シリンダ276bがさらに設けられ、水平変位シリン
ダ276bのシリンダロッドにはプッシャープレート2
76cが設けられる。このように形成されたプッシャー
プレート276cは、ローラ移送ユニット275により
ベースフレーム30を支持本体274の前方に設けられ
た複数個の収納容器271に納まるとき、収納容器27
1に完全に納まらないベースフレーム30が完全に納ま
るとき、特に有効である。
【0090】具体的に、ベースフレームプッシャー27
6のアップダウンシリンダのシリンダーロッドが上方に
プッシャー本体276aを押し上げ、水平変位シリンダ
276bのシリンダロッドがプッシャープレート276
cを前方に押し出すことで、ベースフレーム30は収納
容器271内部に完全に納まる。
【0091】このとき、選別機272の前方にある収納
容器271に納まるベースフレーム30は、複合ユニッ
ト210で半田ボール供給ユニット230によって半田
ボール60が半田ボールパッド50の指定の位置に正確
に安着できない、すなわち半田ボール安着不良が発生し
たベースフレームである。このように、半田ボール安着
不良の発生したベースフレームは、以後、リフロー工程
を行わず、再度半田ボール安着工程を行う。
【0092】このように、後続工程のリフロー工程にお
ける半田ボールアタッチ不良を予防するために、半田ボ
ール安着ユニット230が半田ボールパッド50に半田
ボール60を安着するとき、半田ボール安着不良か否か
を判別するビジュアル検査ユニット279は非常に有用
である。この様な役割を果すビジュアル検査ユニット2
79は、第1ベースフレーム移送ユニット273から側
面に平行移動したところに設けられる。
【0093】詳しくは、ビジュアル検査ユニット279
は、第1ベースフレーム移送ユニット273の最高の所
よりわずか高い支持フレーム279a、支持フレーム2
79aの側面に設けられたモータ279b、モータ27
9bの回転軸279cに設けられた移送ネジ279d、
移送ネジ279dに螺接した移送ブロック279e、及
び移送ブロック279eに設けられた高解像度検査用カ
メラ279fから構成される。
【0094】このとき、高解像度検査用カメラ279f
は、第1ベースフレーム移送ユニット273に安着した
ベースフレーム30の上部で往復運動を通して半田ボー
ルパッド50に半田ボール60が正確に安着したか否か
を精密検査する。
【0095】第1ベースフレーム移送ユニット273と
所定距離をおいて離隔されたビジュアル検査ユニット2
79による検査結果、半田ボールアタッチ不良の発生し
たベースフレーム30は前述の収納容器271に移送
し、半田ボールアタッチ不良が発生しないベースフレー
ムは後述の工程待ちユニット280に移送するために、
第1ベースフレーム移送ユニット273の下面には収納
容器271と工程待ちユニット280との間で第1ベー
スフレーム移送ユニット273を直線往復運動させる第
2ベースフレーム移送ユニット278が設けられる。
【0096】この様な役割を果す第2ベースフレーム移
送ユニット278は、第1ベースフレーム移送ユニット
273の下面の所定位置に突出した係止突起(図示略)
と、係止突起に固定され、収納容器271から工程待ち
ユニット280に至る長さを持ち、水平に置いている動
力伝達用テンションベルト278aと、動力伝達用テン
ションベルト278aに緊張を維持させる動力伝達用テ
ンションベルト278aの両端に結合されたプーリ27
8bと、プーリ278bのいずれかに結合されたモータ
(図示略)と、第1ベースフレーム移送ユニット273
を指定の経路に沿って移送させる第1ベースフレーム移
送ユニット273の下面に結合された一対のガイドレー
ル278cとから構成される。
【0097】この様な構成を持つ選別機272及びビジ
ュアル検査ユニット279によって半田ボール安着不良
の発生したベースフレーム30は、収納容器271に収
納後、半田ボール60及び溶剤55洗浄工程を行う。そ
の後、半田ボール安着工程をさらに開始して、半田ボー
ル安着不良の発生しないベースフレーム30は、リフロ
ー工程を行うための準備過程で工程待ちユニット280
に移送される。
【0098】工程待ちユニット280は、図7に示すよ
うに、選別機272がガイドレール278cの端部まで
移送された状態で選別機272の第1ベースフレーム移
送ユニット273によってベースフレーム30が移送さ
れる位置に設けられる。望ましく、本実施例では工程待
ちユニット280を複合ユニット210の移送ユニット
211と同様な構成を持つようにした。
【0099】この様な工程待ちユニット280は、後述
のリフロー装置300で二つのベースフレーム30を同
時にリフローさせるという長所を持つ。
【0100】すなわち、これは、工程待ちユニット28
0に半田ボールアタッチ不良が発生しないベースフレー
ム30を収納後、半田ボールアタッチ不良が発生しない
もう一つのベースフレーム30を第1ベースフレーム移
送ユニット273によって工程待ちユニット280と平
行な位置に移送した状態で、リフロー装置300が第1
ベースフレーム移送ユニット273に納まったベースフ
レーム30と工程待ちユニット280に待機中のベース
フレーム30とを同時にピックアップして、二つのベー
スフレーム30をリフロー装置300で同時にリフロー
させる。本実施例では、工程待ちユニット280を一
つ、第1ベースフレーム移送ユニット273を一つ用い
て、二つのベースフレーム30を同時にリフローさせ
る。他に、図6に示すように、工程待ちユニット280
を少なくとも二つ以上並列配置する場合、少なくとも三
つ以上のベースフレーム30を同時にリフローさせるこ
とができる。
【0101】以下、図8乃至図11を参照して、リフロ
ー工程を行うリフロー装置300の具体的な構成を説明
する。図9を参照すれば、リフロー装置300は、全体
として、ヒーティング装置305によって半田ボール6
0の溶融温度以上で加熱したヒーティング領域310
と、ヒーティング領域310で溶融した半田ボール60
を冷却ペン325によって強制冷却する強制冷却領域3
20と、自然冷却領域330及びベースフレーム30を
移送するステップ移送装置を持つリフロー炉340(re
flow funace)と、半田ボール安着装置200の工程待
ちユニット280及び第1ベースフレーム移送ユニット
273から供給されたベースフレーム30をリフロー炉
340に移送する、図8に示したベースフレームフィー
ダ350(base frame feeder)とから構成される。
【0102】まず、図8を参照してベースフレームフィ
ーダ350を説明する。ベースフレームフィーダ350
は、半田ボール安着装置200の第1ベースフレーム移
送装置273及び工程待ちユニット280の上面に設け
られ、リフロー炉340の側壁に設けられた支持ロッド
351と、支持ロッド351に設けられて支持ロッド3
51に沿って動くガイダ352と、ガイダ352に設け
られ、第1ベースフレーム移送装置273及び工程待ち
ユニット280の上部に位置するピックアップモジュー
ルプレート353と、ピックアップモジュールプレート
353に設けられたピックアップモジュール354とか
ら構成される。
【0103】ピックアップモジュール354は、ピック
アップモジュールプレート353の下面すなわち第1ベ
ースフレーム移送装置273及び工程待ちユニット28
0の上面に安着したベースフレーム30との対向位置に
設けられたアップダウンシリンダ354aと、アップ-
ダウンシリンダ354aのシリンダロッド354bの端
部に設けられたピックアッププレート354cと、ピッ
クアッププレート354cの下面に設けられたコレット
354d(collet)と、コレット354dに真空圧を発
生させる真空圧発生装置(図示略)とから構成される。
【0104】この様な構成を持つピックアップモジュー
ル354は、第1ベースフレーム移送装置273及び工
程待ちユニット280に待機中のベースフレーム30を
ピックアップ後、リフロー炉340に投入する。
【0105】図9乃至図11を参照して、リフロー炉3
40を具体的に説明すれば、リフロー炉340は、リフ
ローチャンバ341、リフローチャンバ341の内部に
設けられたステップ移送装置347、ヒーティング装置
305及び冷却ペン325から構成される。
【0106】リフローチャンバ341は、長い直方体箱
形状でかつ長手方向の両端部に所定部分開口している形
状であって、一部開口している側面中の非開口部分には
前述のベースフレームフィーダ350が設けられ、リフ
ローチャンバ341の内部底面にはステップ移送装置3
47が設けられる。
【0107】図10を参照して、ステップ移送装置34
7を具体的に説明する。ステップ移送装置347は、ベ
ースフレーム30の安着する幅を持つベースフレームガ
イドレール342と、ベースフレーム30をリフローチ
ャンバ341の入口から出口に押し出すベースフレーム
移送装置343とを含む。
【0108】詳しくは、本実施例によるリフロー装置3
00は、二つのベースフレーム30が移送されながらリ
フロー工程を行うが、一つのベースフレーム30を支持
するには、二つのベースフレームガイドレール342を
必要とするため、全部四つのベースフレームガイドレー
ル342が設けられる。
【0109】このベースフレームガイドレール342
は、リフローチャンバ341の内部中のリフローチャン
バ341の入口から出口に向かって二つがペアになって
ベースフレーム30を移送させる。
【0110】このとき、ベースフレーム30をスムース
に移送させるために、図10に示すように、ベースフレ
ームガイドレール342中のベースフレーム30と接触
される部分には段顎342aが形成され、ベースフレー
ム30が不規則に移送されることを防止する。
【0111】これに加えて、ベースフレーム30と接触
するように、それぞれのベースフレームガイドレール3
42には複数個のローラ342bを設けるのが望ましい
が、この様なローラ342bはベースフレーム30に揺
れや振動を最小化しかつ非常スムースに移送されるよう
にする。
【0112】この様な役割を果す全てのベースフレーム
ガイドレール342は、隣接しているベースフレームガ
イドレール342と連結バー342cによって連結し、
最外側に形成された二つのベースフレームガイドレール
342は固定バー342dによってリフローチャンバ3
41の側壁に固定支持される。
【0113】このように構成されたベースフレームガイ
ドレール342に前述のベースフレームフィーダ350
によってベースフレーム30が安着すれば、安着のベー
スフレーム30はステップ移送装置347によってリフ
ローチャンバ341の内部を徐々に通過する。
【0114】これを具現するために、リフローチャンバ
341の内部にはベースフレームガイドレール342と
関連してベースフレーム移送装置343を必要とする。
【0115】ベースフレーム移送装置343は、非常に
多様な構成例えばシリンダ及びシリンダロッドからなる
移送本体や、シリンダロッドに設けられてベースフレー
ムをベースフレームガイドレール342に沿って移送さ
せる移送バー等で具現できるが、この場合、シリンダの
連続動作が難しいため、本実施例ではスプロケットホィ
ール、移送チェーン及び移送バーによって連続的にベー
スフレーム30を移送する実施例を最も好適実施例とし
て説明する。具体的に、ベースフレーム移送装置343
はスプロケットホィールアセンブリ344、移送チェー
ン345及び移送バー346から構成される。
【0116】具体的に、スプロケットホィールアセンブ
リ344は全体として、一定間隔を持ちながら並列配列
された三つのスプロケットホィール344a、三つのス
プロケットホィール344aを連結するスプロケットホ
ィール軸344b及びスプロケットホィール軸344b
と結合されるモータ344cからなり、この様な二つの
スプロケットホィールアセンブリ344はベースフレー
ムガイドレール342の両端部に該当する部分に二つ用
いられる。
【0117】本実施例では、これらスプロケットホィー
ルアセンブリ344のうち、モータ344cの軸とスプ
ロケットホィール軸344bが結合されるスプロケット
ホィールアセンブリ344を駆動スプロケットホィール
アセンブリ、残りを被動スプロケットホィールアセンブ
リと定義する。
【0118】このとき、駆動スプロケットホィールアセ
ンブリ及び被動スプロケットホィールアセンブリを構成
する三つのスプロケットホィールのうち、最外側に形成
された二つのスプロケットホィールがなす距離は四つの
ベースフレームガイドレール342中の最外側に形成さ
れた二つのベースフレームガイドレールがなす距離より
も多少長く形成され、残り一つのスプロケットホィール
は四つのベースフレームガイドレール342中の中央に
位置した二つのベースフレームガイドレール間に形成さ
れる。
【0119】また、駆動スプロケットホィールアセンブ
リと被動スプロケットホィールアセンブリのスプロケッ
トホィール軸344bは、ベースフレームガイドレール
342と同様にリフローチャンバ341の側壁に設置支
持される。このように設けられた駆動スプロケットホィ
ールアセンブリと被動スプロケットホィールアセンブリ
のプロケットホィール344aには、各々移送チェーン
345が結合される。
【0120】一方、駆動スプロケットホィールアセンブ
リに軸着のモータ344cの作動により駆動スプロケッ
トホィールアセンブリ及び移送チェーン345が回転自
在な状態で移送チェーン345と隣接している移送チェ
ーンには複数個の移送バー346が結合される。
【0121】このとき、移送バー346の個数及びスプ
ロケットホィールアセンブリ344の回転速度は非常に
重要であるから、移送バー346の個数及びスプロケッ
トホィールアセンブリ344の回転速度は、ベースフレ
ーム30に安着した半田ボール60が溶融付着されるの
に充分な時間及び充分な冷却時間を確保できる範囲内で
設定される。
【0122】一方、この様な構成を持つステップ移送装
置347によってリフローチャンバ341の入口から出
口に移送されるベースフレーム30の半田ボールパッド
50に安着した半田ボール60を溶融付着させるため
に、リフローチャンバ341の内部には前述のヒーティ
ング領域310、強制冷却領域320及び自然冷却領域
330が形成される。
【0123】具体的に、ヒーティング領域310は、半
田ボール60が半田ボールパッド50に溶融付着される
のに充分な温度及び時間を確保するために、リフローチ
ャンバ341の内部中の比較的広い空間にわたって形成
され、ヒーティング領域310と隣接している所には高
温加熱したベースフレーム30を所定温度まで冷却させ
る強制冷却領域320が形成され、強制冷却領域320
と隣接している所には自然冷却を行う自然冷却領域33
0が形成される。
【0124】このとき、ヒーティング領域310には精
密な温度制御が可能で、半田ボール60の鎔融されるの
に充分な熱を発生させるヒーティング装置305が設け
られ、強制冷却領域320には冷却ペン325が設けら
れる。一方、自然冷却領域330には自然冷却終了のベ
ースフレーム30を後続工程に移送されるまで動きを制
限するベースフレームストッパ(図示略)を設けること
が望ましい。
【0125】この様な構成を持つリフロー装置300か
らリフロー終了のベースフレーム30の半田ボールパッ
ド50には半田ボール60を取付けた状態である。とこ
ろが、溶融された半田ボール60を半田ボールパッド5
0に完全に取付けるように補助役割をする溶剤55が半
田ボールパッド50に残留しているため、ベースフレー
ム30に残留している溶剤55を除去しなければならな
い。
【0126】これを具現するために、リフロー装置30
0に近接しているベース本体800には水溶性溶剤55
を除去する洗浄装置400が設けられる。このとき、洗
浄装置400は、本実施例による半田ボールアタッチシ
ステム801の面積を最小化するための一実施例とし
て、リフロー装置300の側面に沿って長く設けられ、
これによりリフロー装置300を通過したベースフレー
ム30はリフロー装置300の通過時とは反対方向に洗
浄装置400を通過する。
【0127】この様な洗浄装置400の配置は、半田ボ
ールアタッチシステム801の占有面積を極小に具現で
きるが、このためには、リフロー装置300の出口から
洗浄装置400の入口までベースフレーム30を移送す
る別のトランスファ装置が必要になる。
【0128】図12に本実施例によるトランスファ装置
500の具体的な実施例を示している。トランスファ装
置500は、リフロー装置300の出口から後述の洗浄
装置400の入口までベースフレーム30を移送するた
めに、リフロー装置300のリフローチャンバ341の
側壁から洗浄装置400の洗浄チャンバの側壁まで延設
されたガイドレール510、ガイドレール510に沿っ
て動くガイドブロック520、ガイドブロック520に
螺接された移送ネジ530、及び移送ネジ530の端部
に設けられたピックアップモジュール540から構成さ
れる。
【0129】このピックアップモジュール540はリフ
ロー装置300に設けられたベースフレームフィーダ3
50のピックアップモジュール354と同様な構成であ
るので、その説明は省略する。一方、洗浄装置400の
設備異常が発生しても、洗浄工程の前工程すなわち半田
ボールアタッチ工程及びリフロー工程の中断なしに継続
行われるように、トランスファ装置500の設けられた
ベース本体800にはベースフレーム仮収納装置590
が設けられる。
【0130】具体的に、ベースフレーム仮収納装置59
0は、前述の半田ボール安着装置200の選別ユニット
270と同様に、少なくとも一つ以上の収納容器550
及びベースフレーム移送ユニット560から構成され
る。
【0131】ベースフレーム移送ユニット560は選別
ユニット270と同様な構成の第1ベースフレーム移送
ユニット565及び第2ベースフレーム移送ユニット5
67から構成されるが、この第1及び第2ベースフレー
ム移送ユニット565、567の構成は選別ユニット2
70の第1及び第2ベースフレーム移送ユニット27
3、279と同様な構成を持つため、その説明は省略す
る。
【0132】以下、図13を参照して、リフロー装置3
00から排出されたベースフレーム30を洗浄する洗浄
装置400を説明する。洗浄装置400は全体として、
洗浄チャンバ410、移送装置440、洗浄液噴射装置
450、乾燥装置460及び図14に示した洗浄装置用
アンローダ470から構成される。
【0133】洗浄チャンバ410は、前述のリフロー装
置300のリフローチャンバ341の側面に密着設置さ
れた直方体箱形状であって、洗浄チャンバ410の両端
部には入口と出口が形成され、洗浄チャンバ410中の
一側はベース基板30の洗浄過程が外部で観測可能であ
るように透明材質を持つ部材から構成される。
【0134】一方、洗浄チャンバ410の内部にはベー
スフレーム30を移送する移送装置440が設けられ、
移送装置440の上部及び下部にはベースフレーム30
の半田ボールパッド50に残存の水溶性溶剤55を洗浄
するための洗浄液噴射装置450と、洗浄液を乾燥する
ための乾燥装置460とが設けられる。
【0135】移送装置440は、さらに二つのベースフ
レームガイドレール441及びスプロケットホィールア
センブリ442から構成される。二つのベースフレーム
ガイドレール441は、ベースフレーム30が上面に安
着する程で相互離隔された棒状で、洗浄チャンバ410
の側面内側に固定される。
【0136】このように、洗浄チャンバ410の側面に
固定されたベースフレームガイドレール441のうち、
ベースフレーム30の下面と接触する部分にはベースフ
レーム30をスムースに移送するために一定間隔をおい
て移送ローラ(図示略)が設けられる。
【0137】スプロケットホィールアセンブリ442
は、さらにスプロケットホィール442a、回転軸44
2b、移送チェーン443及び移送バー444から構成
される。移送チェーン443は、二つのベースフレーム
ガイドレール441の外側でベースフレームガイドレー
ル441と平行に設けられ、二つの移送チェーン443
の両端にはスプロケットホィール442aが結合され、
対向する二つのスプロケットホィール442aは各々回
転軸442bによって固定される。このとき、いずれか
の回転軸442bにはモータ(図示略)のモータ軸が結
合される。
【0138】二つのベースフレームガイドレール441
の外側に互いに対向設置された二つの移送チェーン44
3には移送バー444によって連結する。このとき、移
送バー444は、移送チェーン443がスプロケットホ
ィール442aによって回転されながらベースフレーム
ガイドレール441に載置されたベースフレーム30を
洗浄装置400の入口から出口に向けて押し出す役割を
する。
【0139】この様な構成及び作用を持つ移送装置44
0の設けられた洗浄チャンバ410のうち、移送装置4
40の上部及び下部には洗浄液噴射装置450及び乾燥
装置460が設けられる。洗浄液噴射装置450は洗浄
チャンバ410の入口から洗浄チャンバ410の内部に
沿って出口方向に複数個が並列設置されるが、洗浄液噴
射装置450は洗浄液噴射管452、洗浄液供給装置
(図示略)及び洗浄液噴射ノズル454から構成され
る。
【0140】洗浄液噴射管452は洗浄チャンバ410
の側壁に支持設置され、一側端部には洗浄液の供給され
る洗浄液供給装置が連通され、洗浄液噴射管452には
一定間隔をおいて複数個の洗浄液噴射ノズル454が設
けられる。洗浄液供給装置で洗浄液によって洗浄された
ベースフレーム30を乾燥する為に最後の洗浄液噴射装
置450の設けられた部分と洗浄チャンバ410の出口
との間には乾燥装置460が設けられる。
【0141】乾燥装置460は、洗浄液噴射装置450
による洗浄時に洗浄液によって濡れているベースフレー
ム30の両面に乾燥空気を噴死してベースフレーム30
を乾燥させる目的として設けられる。これを具現するた
めに、移送装置440の上部及び下部にはエアーナイフ
462が設けられ、エアーナイフ462には高温乾燥空
気が供給されるように高温乾燥空気供給装置(図示略)
が設けられる。
【0142】前述したように、移送装置440−洗浄液
噴射装置450−乾燥装置460によってベースフレー
ム30の半田ボールパッド50に半田ボール60が鎔融
安着された状態で半田ボールパッド50に残留している
溶剤55は除去され、溶剤の除去されたベースフレーム
30は移送装置440によって洗浄チャンバ410の出
口に移送される。
【0143】洗浄チャンバ410の出口には、ベースフ
レーム30を洗浄チャンバ410の外部に排出する洗浄
装置用アンローダ470が設けられる。図14を参照す
れば、洗浄装置用アンローダ470は、洗浄チャンバ4
10の出口の形成された側壁からリフロー装置300方
向に所定長さ突出された第1ガイドレール472と、第
1ガイドレール472に設けられて第1ガイドレール4
72に沿って移動する第1移送ブロック474と、第1
ガイドレール472と直交し、第1移送ブロック474
に設けられた第2ガイドレール476と、第2ガイドレ
ール476に設けられて第2ガイドレール476に沿っ
て移動する第2移送ブロック478と、第2移送ブロッ
ク478に設けられて垂直方向の動きを持ってベースフ
レーム30を真空圧によって吸着するピックアップモジ
ュール479とから構成される。
【0144】洗浄装置400の洗浄装置用アンローダ4
70を通して洗浄装置400からピックアップされたベ
ースフレーム30は、ベースフレーム30の半田ボール
パッド50に形成された半田ボール60が正確に取付け
られたか否かを最終検査するビジュアル検査ユニット6
10、ベースフレーム選別機620及びベースフレーム
選別機620により分け納まる少なくとも二つ以上の収
納容器130からなるベースフレームローダ装置600
に移送される。
【0145】このとき、ビジュアル検査ユニット61
0、ベースフレーム選別機620及び収納容器130の
構成は、半田ボール安着装置200に設けられたビジュ
アル検査ユニット279、選別ユニット270及び収納
容器271と同様な構成を持つため、その説明を省略す
る。このとき、ベースフレームローダ装置600は、前
述の洗浄装置用アンローダ470とベースフレームアン
ローダ装置100との間に設けられる。
【0146】このように、ベースフレームローダ装置6
00をベースフレームアンローダ装置100と近接に設
けることで、ベースフレームアンローダ装置100で用
いられた収納容器130はベース本体800の内部に設
けられたガイドレール(図示略)及び移送装置(図示
略)によってベースフレームローダ装置600に移送さ
れ、移送の収納容器130にはビジュアル検査ユニット
610によって良否の判別されたベースフレーム30が
ベースフレーム選別機620によって各々納まる。
【0147】以下、図15および図16に基づき、本実
施例による半田ボールアタッチシステム801の作用を
工程順に説明する。まず、ベース本体800の内部に納
まって半田ボールアタッチ工程を行うベースフレーム3
0の納まった収納装置130の一つが、ベースフレーム
アンローダ装置100の収納容器エレベーター110に
よってベース本体800の上部にロードされた後、収納
容器130に納まった複数枚のベースフレーム30中の
最上部に位置したベースフレーム30は、収納容器ガイ
ダ120とプッシャー140によって収納容器ガイダ1
20からアンロードされる(段階10)。
【0148】アンロードされたベースフレーム30は収
納容器ガイダ120の前方に位置した複合ユニット21
0に形成されたベースフレーム吸着パッド215及びア
ラインメントキー215aによって仮固定される(段階
20)。このように、ベースフレーム30が複合ユニッ
ト210に固定された状態で、ベースフレーム30の半
田ボールパッド50には溶剤塗布ユニット220によっ
て溶剤55が塗布される(段階30)。
【0149】半田ボールパッド50に溶剤塗布ユニット
220の溶剤塗布過程を具体的に説明する。溶剤塗布ユ
ニット220の塗布ユニットが溶剤トレイ228aを往
復しながら溶剤トレイ228aの底面に薄い溶剤膜を形
成すれば、溶剤塗布ユニット220の溶剤塗布ブロック
224が下方移送しながら溶剤塗布ブロック224には
溶剤が付くことになり、溶剤塗布ブロック224に付い
ている溶剤は溶剤塗布ユニット220の移送により半田
ボールパッド50に塗布される。
【0150】以後、半田ボールパッド50には半田ボー
ル供給ユニット230によって半田ボール60が吸着さ
れ(段階40)、ビジュアル検査ユニット208によっ
て半田ボール供給ユニット230の半田ボール収納溝に
半田ボール60が正確に吸着されたか否かを検査する
(段階50)。
【0151】このとき、半田ボール供給ユニット230
への半田ボール60の吸着過程を具体的に説明すれば、
まず、半田ボール供給ユニット230が半田ボール60
の複数納まった半田ボールトレイ236に移送された
後、半田ボール供給ユニット230の半田ボール収納溝
に真空圧が形成された状態で、半田ボール供給ユニット
230が半田ボールトレイ236に納まった半田ボール
60と接触されることで、半田ボール60は半田ボール
収納溝に形成された真空圧によって半田ボール供給ユニ
ット230の半田ボール収納溝に納まる。
【0152】以後、半田ボール供給ユニット230が原
位置に戻ると、半田ボールトレイ236は振動ユニット
238aとブラシユニット238によって平坦になり、
後続工程の遂行準備をする。
【0153】このように作動する半田ボール供給ユニッ
ト230の全ての半田ボール収納溝の何れかでも半田ボ
ール60が安着しない場合、半田ボール供給ユニット2
30は半田ボールトレイ236に移動後、全ての半田ボ
ール収納溝に半田ボール60が安着するように再度試
す。
【0154】ビジュアル検査ユニット208による検査
結果、全ての半田ボール収納溝に半田ボール60が安着
して半田ボール安着準備を完了すれば、半田ボール供給
ユニット230に納まった半田ボール60は、半田ボー
ルパッド50の上面に安着しながら粘性を持つ溶剤55
の上面に安着する(段階60)。
【0155】以後、複合ユニット210は選別ユニット
270の選別機272でベースフレーム30を移送し、
選別機272は他のビジュアル検査ユニット279に移
送され、ビジュアル検査ユニット279は半田ボールパ
ッド50の上面に半田ボール60を正確に取付けたか否
かを検査後(段階70)、ビジュアル検査ユニット27
9の検査によって半田ボールパッド50の上面の指定の
位置に半田ボールパッド50が正確に安着しなかった場
合、該当ベースフレーム30は不良ベースフレーム30
収納容器271に納まり(段階75)、半田ボール安着
状態が良好なベースフレーム30はリフロー工程を行う
ために、ベースフレーム30が仮待ちする工程待ちユニ
ット280に移送される(段階80)。
【0156】以後、段階10から段階80までを繰返し
た後、半田ボールパッド50の上面に半田ボール60を
正確に取付けたベースフレーム30は、選別ユニット2
70によって工程待ちユニット280と一致した状態で
後続工程の前に待つことで、半田ボールアタッチ工程が
終了される(段階100)。
【0157】半田ボールアタッチ工程が終了されると、
工程待ちユニット280及び選別ユニット270に待機
中のベースフレーム30はリフロー工程を行う。
【0158】まず、待機中のベースフレーム30は、ベ
ースフレームフィーダ350によってピックアップさ
れ、リフローチャンバ341内に設けられたステップ移
送装置347に安着した後、ステップ移送装置347に
よってリフローチャンバ341の内部に納まる(段階2
10)。
【0159】以後、ステップ移送装置347によってベ
ースフレーム30がリフローチャンバ341内部に移送
されながらベースフレーム30の半田ボールパッド50
に安着した半田ボール60は、リフローチャンバ341
に内蔵されたヒーティング装置による伝達熱によって鎔
融されながら半田ボールパッド50に取付けられる(段
階220)。
【0160】半田ボール60が半田ボールパッド50に
溶融される間に、ステップ移送装置347は継続リフロ
ーチャンバ341内に移送され、結局半田ボール60の
溶融された状態のベースフレーム30は、冷却ペンの形
成された強制冷却領域320に移送されて、冷却ペンに
より伝達された風によって強制冷却される(段階23
0)。
【0161】続いて、ステップ移送装置347の移動に
よってベースフレーム30は、冷却ペンによって半田ボ
ール60の鎔融点以下に冷却された後、自然冷却領域3
30に移送されて常温近く冷却され(段階240)、リ
フロー工程段階200が終了する。
【0162】以後、常温近く冷却されたベースフレーム
30は、トランスファ装置500によって洗浄装置40
0に移送されるが、中央処理処置はリフロー装置300
から洗浄装置400にベースフレーム30を移送する前
に洗浄装置400が正常に作動するか否かを判断後(段
階310)、洗浄装置400が正常に作動しない場合、
リフロー工程の終了されたベースフレーム30をトラン
スファ装置500によって収納容器450に仮納まり
(段階320)、トランスファ工程が終了される。
【0163】以後、中央処理処置は洗浄装置400が正
常に作動するまで段階10から段階310を繰返す。
【0164】中央処理処置によって洗浄装置400が正
常に作動すると判断されると、リフロー装置300は、
トランスファ装置500によってベースフレーム30を
洗浄装置400の移送装置440に安着させた後、移送
装置440を徐々に駆動させながらベースフレーム30
が洗浄液噴射装置450を通過するようにし、洗浄液噴
射装置450はベースフレーム30に洗浄液を噴射しな
がら半田ボールパッド50に残留している溶剤55を除
去する(段階410)。
【0165】以後、移送装置440が再駆動されながら
ベースフレーム30は乾燥装置460を通過するが、乾
燥装置460で噴射された高温乾燥空気によってベース
フレーム30に付いている洗浄液が乾燥され(段階42
0)、洗浄工段階400が終了される。
【0166】以後、ベースフレーム30は、洗浄チャン
バ410の出口を通して外部に排出された後、洗浄装置
用アンローダ470のピックアップモジュール479に
よってピックアップされた後、ベースフレームローダ装
置600のベースフレーム選別機620に移送された
後、ベースフレーム選別機620に安着したベースフレ
ーム30は、最後に半田ボールアタッチ工程が正常か否
かを検査後(段階510)、正常なベースフレーム30
はベースフレーム選別機620によって良品収納容器に
移送されて良品ベースフレーム収納容器に納まり(段階
520)、非正常なベースフレーム30はベースフレー
ム選別機620によって不良ベースフレーム収納容器に
移送されて納まり(段階530)、ベースフレーム30
の半田ボールパッド50に半田ボール60を取付ける単
位工程が終了されてベースフレームロード工程の段階5
00が終了される。
【0167】
【発明の効果】以上から説明した様に、本発明は、ベー
スフレームに取付けられたベーステープに形成された半
田ボールパッドに半田ボールを取付けるのに必須な複数
個の装置を一つに統合設置することで、半田ボールアタ
ッチ設備の占有面積を最小化することができる。
【0168】また、半田ボールアタッチに必要な複数個
の装置を一つに統合設置することで、半田ボールアタッ
チ工程を連続的に行って設備の効率性を倍加させる。
【0169】また、半田ボールアタッチに必要な複数個
の装置を一つに統合設置することで、半田ボールアタッ
チに必要な複数個の装置を全部前工程設備または後工程
設備に関連するようにして半田ボールアタッチ全工程を
自動化できる。
【0170】また、半田ボールアタッチに必要な複数個
の装置を一つに統合設置することで、半田ボールアタッ
チに必要な複数個の装置間の移動距離を最小化してベー
スフレームの移送途中で半田ボールアタッチ不良が発生
しないようにする。
【0171】また、半田ボールアタッチに必要な複数個
の装置を一つに統合設置することで、半田ボールアタッ
チに必要な複数個の装置を一つの制御装置が制御するこ
とにより半田ボールアタッチに必要な複数個の装置を非
常に效率的に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムのベースフレームを示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムにより、半田ボールを半田ボールパッドに取付け
る過程を示す模式図である。
【図3】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムを示すブロック図である。
【図4】図3を立体的に示す斜視図である。
【図5】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムの半田ボールアタッチ装置の一部及びベースフレ
ームアンローダを示す部分切断斜視図である。
【図6】図5の複合ユニットの拡大斜視図である。
【図7】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムの半田ボールアタッチ装置の残り部分を示す斜視
図である。
【図8】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムのリフロー装置の一部を示す斜視図である。
【図9】本発明の一実施例による半田ボールアタッチシ
ステムのリフロー装置の内部を示すブロック図である。
【図10】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムのステップ移送装置を示す斜視図である。
【図11】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムのリフロー装置を横方向に切断した断面図であ
る。
【図12】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムのリフロー装置の後面及びトランスファ装置、
移送装置、洗浄装置の一部を示す斜視図である。
【図13】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムの洗浄装置を説明するための部分切開斜視図で
ある。
【図14】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムのベースフレームローダ装置の斜視図である。
【図15】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムの工程順序を説明するための工程順序図であ
る。
【図16】本発明の一実施例による半田ボールアタッチ
システムの工程順序を説明するための工程順序図であ
る。
【符号の説明】
10 ベーステープ 30 ベースフレーム 50 半田ボールパッド 55 溶剤 60 半田ボール 100 ベースフレームアンローダ装置 200 半田ボール安着装置 300 リフロー装置 400 洗浄装置 500 トランスファ装置 600 ベースフレームローダ装置 800 ベース本体 801 半田ボールアタッチ

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半田ボールパッドが形成されたベーステ
    ープ付けのベースフレームを収納容器からアンロード
    し、前記半田ボールパッドに溶剤を塗布後、前記半田ボ
    ールパッドの対応位置に半田ボールの存在が確認された
    半田ボールを前記半田ボールパッドに移動し、移動され
    た前記半田ボールの位置を再び確認した後、前記ベース
    フレームを移送し、前記ベースフレームが全部アンロー
    ドされた前記収納容器を指定の位置に移送する半田ボー
    ル安着段階と、 前記ベースフレームを移送し前記半田ボールパッドに安
    着した前記半田ボールを溶融・冷却後、前記ベースフレ
    ームを移送する半田ボールリフロー段階と、 前記ベースフレームを移送し前記半田ボールパッドに塗
    布された溶剤を除去して前記ベースフレームを移送する
    洗浄段階と、 前記ベースフレームを移送し判定された品質別に前記ベ
    ースフレームを分類し、前記指定の位置に移送した前記
    収納容器に前記ベースフレームを納める段階と、 含むことを特徴とする半田ボールアタッチ方法。
  2. 【請求項2】 前記半田ボール安着段階が終了すると、
    前記ベースフレームは第1方向へ移送され、前記収納容
    器は第2方向に沿って前記指定の位置に移送され、前記
    半田ボールリフロー段階が終了すると、前記ベースフレ
    ームは第3方向に移送され、洗浄段階が終了すると前記
    ベースフレームは前記第2方向に沿って前記指定の位置
    に移送された前記収納容器へ向かう第4方向に移送され
    ることを特徴とする請求項1に記載の半田ボールアタッ
    チ方法。
  3. 【請求項3】 前記第1方向、前記第2方向、前記第3
    方向、前記第4方向は、前記ベースフレームの全体移送
    経路がループ形状となる方向であることを特徴とする請
    求項2に記載の半田ボールアタッチ方法。
  4. 【請求項4】 前記半田ボールパッドに溶剤を塗布する
    場合、前記ベースフレームが指定の位置に固定され、前
    記半田ボールパッドと同じ形状及び同じ位置を有する突
    起付きの溶剤塗布手段に前記溶剤が塗布され、前記半田
    ボールパッドに前記溶剤塗布手段を整列した状態で、前
    記半田ボールパッドに前記溶剤が塗布されることを特徴
    とする請求項1に記載の半田ボールアタッチ方法。
  5. 【請求項5】 前記半田ボールパッドに前記半田ボール
    を移送するとき、前記半田ボールパッドの位置と対応す
    る位置に前記半田ボールが仮固定される半田ボール固定
    手段に前記半田ボールを固定し、前記半田ボール固定手
    段の前記半田ボールが固定される部分以外に付着した前
    記半田ボールを除去後、前記半田ボール固定手段に前記
    半田ボールを正確に固定したか否かが確認されることを
    特徴とする請求項1に記載の半田ボールアタッチ方法。
  6. 【請求項6】 前記半田ボールリフロー段階では、前記
    ベースフレームを一段階ずつ移送しながら前記半田ボー
    ルを溶融、前記半田ボールを強制冷却、ならびに前記半
    田ボールを自然冷却することを特徴とする請求項1に記
    載の半田ボールアタッチ方法。
  7. 【請求項7】 前記洗浄段階では、前記ベースフレーム
    を一段階ずつ移送しながら前記半田ボールパッドに残留
    している溶剤に洗浄液を噴射し前記溶剤を除去し、前記
    ベースフレームに付着している前記洗浄液を乾燥させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の半田ボールアタッチ
    方法。
  8. 【請求項8】 ベース本体と、 ベースフレームの半田ボールパッドに半田ボールが安着
    するように、前記ベース本体に設けられた収納容器から
    前記ベースフレームをアンロードするベースフレームア
    ンローダと、 前記ベース本体に設けられ、前記ベースフレームアンロ
    ーダからアンロードされた前記ベースフレームを指定の
    位置に固定させて溶剤の塗布及び半田ボールの安着を行
    い、半田ボールの安着品質ごとに前記ベースフレームを
    揃える半田ボール安着装置と、 前記ベース本体に設けられ、前記ベースフレームをロー
    ドして半田ボールの溶融及び冷却を行うリフロー装置
    と、 前記ベース本体に設けられ、前記リフロー装置から前記
    ベースフレームをロードし、前記半田ボールパッドに残
    留した溶剤を洗浄液で洗浄し、洗浄時に付着した洗浄液
    を乾燥させる洗浄装置と、 前記ベース本体に設けられ、前記洗浄装置から移送され
    た前記ベースフレームの半田ボールパッドに取付けられ
    た半田ボールのアタッチ品質によって前記ベースフレー
    ムを揃えるベースフレームローダと、 を備えることを特徴とする半田ボールアタッチシステ
    ム。
  9. 【請求項9】 前記ベースフレームアンローダ、前記半
    田ボール安着装置、前記リフロー装置、前記洗浄装置及
    び前記ベースフレームローダは、前記ベースフレームが
    環状に移動するように前記ベース本体に設けられること
    を特徴とする請求項8に記載の半田ボールアタッチシス
    テム。
  10. 【請求項10】 前記収納容器は前記ベース本体の内部
    空間に収容され、前記ベースフレームがすべてアンロー
    ドされた中空の収納容器は前記ベースフレームアンロー
    ダから隣接位置に設けられた前記ベースフレームローダ
    に移送されることを特徴とする請求項9に記載の半田ボ
    ールアタッチシステム。
  11. 【請求項11】 前記ベースフレームアンローダは、前
    記ベース本体の上部から前記ベース本体の内部空間にわ
    たって形成されている収納容器ガイダと、前記収納容器
    を収納容器ガイダに沿って前記ベース本体の内部から上
    部に持上げる収納容器エレベーターと、前記収納容器ガ
    イダに装着された前記収納容器から前記ベースフレーム
    を排出するプッシャーとを有することを特徴とする請求
    項10に記載の半田ボールアタッチシステム。
  12. 【請求項12】 前記半田ボール安着装置は、前記ベー
    スフレームアンローダからアンロードされた前記ベース
    フレームの固定及び移送を行う複合ユニットと、前記複
    合ユニットに固定された前記ベースフレームの前記半田
    ボールパッドに溶剤を塗布する溶剤塗布ユニットと、前
    記溶剤塗布ユニットによって塗布された前記半田ボール
    パッドに半田ボールを安着させる半田ボール安着ユニッ
    トと、前記溶剤塗布ユニット及び前記半田ボール安着ユ
    ニットを前記複合ユニットに固定された前記半田ボール
    パッドに移送する移送ユニットと、前記溶剤塗布及び前
    記半田ボールが安着した前記ベースフレームを半田ボー
    ルの安着品質別に揃える選別ユニットと、前記選別ユニ
    ットによって揃えられた前記ベースフレームのうち前記
    半田ボールの良品が安着されたベースフレームを後工程
    の前で待たせる待ちユニットとを有することを特徴とす
    る請求項8に記載の半田ボールアタッチシステム。
  13. 【請求項13】 前記複合ユニットは、前記ベースフレ
    ームアンローダから排出された前記ベースフレームを移
    送ベルトによって移送し、前記選別ユニットにリレイす
    る移送ベルト方式移送ユニットと、前記移送ベルト方式
    移送ユニットによって移送されたベースフレームの下面
    を真空圧で吸着するベースフレーム吸着パッド、ならび
    に前記ベースフレーム吸着パッドを前記ベースフレーム
    の下面に密着し離隔させるアップダウンシリンダからな
    る固定ユニットとを有することを特徴とする請求項12
    に記載の半田ボールアタッチシステム。
  14. 【請求項14】 前記溶剤塗布ユニットは、前記移送ユ
    ニットによって移送される支持ロッドと、前記支持ロッ
    ドの端部に結合され上下移動するシリンダロッドを持つ
    アップダウンシリンダと、前記シリンダロッドの端部に
    設けられたブラケットと、前記ブラケットに着脱自在に
    結合され、前記半田ボールパッドと同じ形状及び同じ位
    置を持つ溶剤塗布ピン付きの溶剤塗布ブロックと、前記
    アップダウンシリンダによって溶剤塗布ピンに溶剤を塗
    布する溶剤供給トレイとを有することを特徴とする請求
    項12に記載の半田ボールアタッチシステム。
  15. 【請求項15】 前記溶剤供給トレイは、前記溶剤供給
    トレイの底面に溶剤が塗布されるように微量の溶剤を供
    給する塗布ブロックと、前記塗布ブロックを往復運動さ
    せる塗布ブロック移送装置とを有することを特徴とする
    請求項14に記載の半田ボールアタッチシステム。
  16. 【請求項16】 前記半田ボール安着ユニットは、前記
    移送ユニットによって移送される支持ロッドと、前記支
    持ロッドの端部に結合され上下移動するシリンダロッド
    を持つアップダウンシリンダと、前記シリンダロッドの
    端部に設けられたブラケットと、前記ブラケットに分離
    可能に結合され、内部に真空が形成された空間を有し、
    下面には前記半田ボールパッドの位置及び形状と同様に
    前記空間と連通する半田ボール収納溝が形成されている
    半田ボール吸着パッドと、前記アップダウンシリンダに
    よって真空が形成された前記半田ボール吸着パッドの前
    記半田ボール収納溝に半田ボールが吸着されるように複
    数の半田ボールの納められている半田ボール収納トレイ
    とを有することを特徴とする請求項12に記載の半田ボ
    ールアタッチシステム。
  17. 【請求項17】 前記移送ユニットは、前記ベース本体
    の上面から所定高さを持ちながら前記複合ユニットを横
    切って設けられ、両端部から中央に向かってスリット形
    状を持つ二つの長い貫通孔が形成され、前記貫通孔に前
    記支持ロッドが各々挿入されている支持フレームと、前
    記支持ロッドに各々螺接されている移送ネジと、前記移
    送ネジの両端部を支持するブッシングと、前記移送ネジ
    の両端部の何れかに結合され前記移送ネジを回転させる
    駆動装置とを有することを特徴とする請求項14または
    16に記載の半田ボールアタッチシステム。
  18. 【請求項18】 前記選別ユニットは、前記複合ユニッ
    トから半田ボールが取付けられたベースフレームを指定
    の経路に沿って移動しながら指定の位置にアンロードす
    る選別機と、前記選別機に納まった前記ベースフレーム
    の半田ボールの安着品質を検査するビジュアル検査ユニ
    ットと、前記ビジュアル検査ユニットによる半田ボール
    の安着が不良な前記ベースフレームが選別機によって納
    められた収納容器とを有することを特徴とする請求項1
    2に記載の半田ボールアタッチシステム。
  19. 【請求項19】 前記リフロー装置は、前記半田ボール
    安着ユニットによって半田ボールが安着されたベースフ
    レームをロードするベースフレームフィーダと、前記ベ
    ースフレームを移送するステップ移送装置と、前記ステ
    ップ移送装置を囲むチャンバと、前記ステップ移送装置
    と対向する前記チャンバの出口内側面に設けられるヒー
    ティング装置と、前記ヒーティング装置と所定間隔をお
    いて離隔された前記チャンバの入口内側面に設けられる
    冷却ペンとを有することを特徴とする請求項8に記載の
    半田ボールアタッチシステム。
  20. 【請求項20】 前記ステップ移送装置は、前記チャン
    バの内側面の長手方向に延長され、上面に前記ベースフ
    レームの両端部の支持される幅を持つ複数個のベースフ
    レームガイドレールと、前記ベースフレームガイドレー
    ルの上面に沿って動きながら前記ベースフレームガイド
    レールに安着されたベースフレームを移送する移送バー
    と、前記移送バーを駆動するために前記ベースフレーム
    ガイドレールの両端部にそれぞれ設けられたスプロケッ
    トホィールアセンブリと、前記スプロケットホィールア
    センブリに結合され前記移送バーが結合された移送チェ
    ーンとを有することを特徴とする請求項19に記載の半
    田ボールアタッチシステム。
  21. 【請求項21】 トランスファ装置は、前記チャンバの
    出口から前記洗浄装置まで延長された移送ネジと、 前記移送ネジの両端部を支持するブッシングと、前記移
    送ネジの両端部の何れかの端部に設けられ前記移送ネジ
    を回転させるモータと、前記移送ネジに螺接されて前記
    モータの駆動によって前記移送ネジに沿って動く移送ブ
    ロックと、前記移送ブロックに結合されて前記チャンバ
    の出口に排出された前記ベースフレームを前記洗浄装置
    に移送するピックアップモジュールとを有することを特
    徴とする請求項20に記載の半田ボールアタッチシステ
    ム。
  22. 【請求項22】 前記洗浄装置は、前記リフロー装置か
    ら排出された前記ベースフレームを移送する移送装置
    と、前記移送装置を囲む洗浄チャンバと、前記洗浄チャ
    ンバ内に設けられ、前記移送装置を基準にして前記移送
    装置の上下部に設けられる洗浄溶液供給装置と、前記洗
    浄溶液供給装置から洗浄された前記ベースフレームを乾
    燥させる乾燥装置と、乾燥された前記ベースフレームを
    アンロードする洗浄装置用アンローダとを有することを
    特徴とする請求項8に記載の半田ボールアタッチシステ
    ム。
  23. 【請求項23】 前記移送装置は、前記洗浄チャンバの
    内側面の長手方向に延長され、上面に前記ベースフレー
    ムの両端部の支持される幅を持つ複数個のベースフレー
    ムガイドレールと、前記ベースフレームガイドレールの
    上面に沿って動きながら前記ベースフレームガイドレー
    ルに安着したベースフレームを移送する移送バーと、前
    記移送バーを駆動させるためにそれぞれの前記ベースフ
    レームガイドレールの両端部に設けられたスプロケット
    ホィールアセンブリと、前記スプロケットホィールアセ
    ンブリに結合され、前記移送バーが結合された移送チェ
    ーンとを有することを特徴とする請求項22に記載の半
    田ボールアタッチシステム。
  24. 【請求項24】 前記洗浄容液供給装置は、前記移送装
    置の上下部を横切って並列方式に少なくとも二つ以上が
    設けられ、純水が供給される洗浄液配管と、前記洗浄液
    配管から前記純水が噴射される洗浄液噴射ノズルとを有
    することを特徴とする請求項22に記載の半田ボールア
    タッチシステム。
  25. 【請求項25】 前記乾燥装置は、前記移送装置の上下
    部を横切って並列方式に少なくとも二つ以上が設けら
    れ、高温乾燥空気が噴射されるエアーナイフと、前記エ
    アーナイフに高温乾燥空気を供給する高温乾燥空気供給
    装置とを有することを特徴とする請求項22に記載の半
    田ボールアタッチシステム。
  26. 【請求項26】 前記ベースフレームローダは、前記洗
    浄装置からアンロードされた前記ベースフレームを前記
    半田ボールパッドの半田ボールアタッチ品質別に前記ベ
    ースフレームを指定の位置に移送して分け収容するベー
    スフレーム移送装置と、移送された前記ベースフレーム
    の半田ボールパッドの半田ボールアタッチ品質を検査す
    るビジュアル検査ユニットと、前記ベースフレーム移送
    装置によって分類された前記ベースフレームを収容する
    収納容器とを有することを特徴とする請求項8に記載の
    半田ボールアタッチシステム。
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