JP2001345546A - 微細ボール搭載装置及び搭載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平行度の細かい調整をすることなく、また、
微細ボ−ルの形状精度を劣化させることなく、僅かな荷
重で治具からワークへ微細ボールを受け渡し、安定した
転写を行う。 【解決手段】 微細ボールＢを整列させて保持する配列
治具３３を設ける。配列治具３３に保持された微細ボー
ルＢをワークＷに転写させるボール転写機構を設ける。
ワークＷを把持する把持機構６５と、把持機構６５を移
動させてワークＷを配列治具３３の対向位置へ配置させ
る移動機構６３と、配列治具３３の上部対向位置に載置
させたワークＷを配列治具３３側へ押圧することにより
ワークＷの表面に設けられた粘着層１０６に微細ボール
Ｂを押し付けて保持させて配列治具３３から転写させる
押圧機構７２とからボール転写機構を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１ 】

【発明の属する技術分野】この発明は、バンプとなる微
細ボールを整列し、基板やチップ等のワーク上へ直接搭
載させる微細ボール搭載装置及び搭載方法に関するもの
である。

【０００２ 】

【従来の技術】従来より、バンプとなる微細ボ−ルを吸
着して基板やＩＣチップ等のワ−クへ搭載させる微細ボ
−ル搭載装置として、ワ−ク上の電極パッドと同一位置
となるように吸着治具に吸着させた微細ボ−ルをワ−ク
の電極パッドに接合する整列及び転写工程を行うものが
知られており、本発明者らは、ワークの電極パッド上へ
効率良く微細ボールを搭載させることができる微細ボー
ル搭載装置として、特願平１１−２４６７５２号に示す
装置を発明した。

【０００３ 】この装置における微細ボールの整列工程
では、配列治具上に微細ボ−ルを供給する供給行程と、
各配列孔へ微細ボールを分配する分配行程と、所要の配
列孔以外に付着した微細ボ−ルを除去する余剰除去行程
との３工程が行われ、このうち整列工程によって微細ボ
−ルを配列治具上に整列させるようになっている。そし
て、この整列工程によってワークの電極パッドに微細ボ
ールを整列状態に配置させた後に、転写工程が行われ
る。

【０００４ 】ここで、この微細ボール搭載装置による
転写工程について、図１５に示すものを例にとって説明
する。図において、符号１０１は吸着ヘッド、１０２は
配列治具、１０３は転写ヘッド、Ｂは微細ボ−ル，Ｗは
ワ−クである。図に示す状態は、微細ボ−ルＢが転写さ
れた状態である。このように、微細ボールＢをワークへ
転写させるには、まず、配列治具１０２に形成された複
数の保持孔１０２ａへ微細ボールＢを真空吸着させて保
持させた状態にて、吸着ヘッド１０１を移動させて、配
列治具１０２をワークＷの表面に対向させて互いに平行
度を十分に調節した状態に近接させ、この状態にて、微
細ボールＢの吸着を解除させる。このようにすると、配
列治具１０２の微細ボールＢがワークＷ上に移され、こ
のワークＷの表面に塗布されたフラックス、ハンダペー
スト等の粘着層１０６に付着されて転写される。

【０００５ 】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークＷへ
搭載させる微細ボールＢの直径が小さくなると、ワーク
Ｗの表面に対して配列治具１０２を高精度に平行度を保
たせながらさらに近接させた位置に位置決めしなければ
ならないが、上記の装置では、吸着ヘッド１０１自体を
移動機構によって移動させて高精度に平行度を保たせな
がら近接させることが難しかった。また、このように、
配列治具１０２をワークＷに近接させると、静電気によ
って微細ボールＢが配列治具１０２に付着されて落下し
ずらくなることがある。また、吸着ヘッド１０１をさら
に下降させて、配列治具１０２の微細ボールＢをワーク
Ｗへ限りなく均衡させて、接触させたとしても、接触さ
せた微細ボ−ルＢの個々にかかる瞬間的荷重によって
は、微細ボ−ルを大きく変形させてしまう可能性があ
り、この場合、結果として部分的にワ−クＷへの微細ボ
−ルＢの転写ができなかったり、転写した微細ボ−ルＢ
が大きく変形して品質が低下するという欠点がある。

【０００６ 】この発明は上記事情に鑑みてなされたも
ので、予め平行度の細かい調整をすることなく、僅かな
荷重にて治具からワ−クへ微細ボ−ルを受け渡すことに
より、微細ボ−ルの形状精度を劣化させることなく、安
定した転写を行うことができる信頼性の高い微細ボ−ル
搭載装置及び搭載方法を提供することを目的としてい
る。

【０００７ 】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の微細ボール搭載装置は、バンプとな
る微細ボールをワークへ搭載させる微細ボール搭載装置
であって、前記微細ボールを整列させて保持する治具
と、該治具に保持された前記微細ボールを前記ワークに
転写させるボール転写機構とを有してなり、該ボール転
写機構は、前記ワークを把持する把持機構と、該把持機
構を移動させて前記ワークを前記治具の上方対向位置へ
配置させる移動機構と、前記把持機構による把持の解除
により前記治具上に載置された前記ワークを前記治具側
へ押圧して前記ワークの表面に設けられた粘着層に前記
微細ボールを押し付けて保持させて前記治具から転写さ
せる押圧機構とを有することを特徴としている。

【０００８ 】このように、治具の上部対向位置にワー
クを載置させた状態にて移動機構とは別の押圧機構によ
ってワークを治具側へ押圧することにより、治具に整列
させて保持させた微細ボールを、ワークの表面に設けら
れた粘着層に押し付けて確実に保持させることができ
る。これにより、従来装置のように、ワークの表面に対
して配列治具が設けられた吸着ヘッド自体を高精度に平
行度をたもたせながら近接させるような制御を不要とす
ることができ、また、静電気による転写不良もなくすこ
とができ、さらには、押圧機構による押圧力を充分小さ
くすることにより、複雑な荷重の制御を行うことなく、
転写時における微細ボールの大きな変形を防ぐことがで
き、安価でしかも信頼性の高い微細ボール搭載装置とす
ることができる。

【０００９ 】請求項２記載の微細ボール搭載装置は、
請求項１記載の微細ボール搭載装置において、前記治具
が、前記微細ボールを一つずつ保持させる複数の配列孔
が形成され、該配列孔へ前記微細ボールを吸引して保持
させることを特徴としている。

【００１０ 】つまり、微細ボールを配列治具の配列孔
へ一つずつ確実に吸引させて整列状態に保持させること
ができ、これにより、ワークへの微細ボールの転写を確
実に行うことができ、さらに信頼性を高めることができ
る。

【００１１ 】請求項３記載の微細ボール搭載装置は、
バンプとなる微細ボールをワークへ搭載させる微細ボー
ル搭載装置であって、前記微細ボールを整列させて保持
する治具と、該治具に保持された前記微細ボールを前記
ワークに転写させるボール転写機構とを有してなり、該
ボール転写機構は、前記治具を把持する把持機構と、該
把持機構を移動させて前記治具を前記ワークの上方対向
位置へ配置させる移動機構と、前記把持機構による把持
の解除により前記ワーク上に載置された前記治具を前記
ワーク側へ押圧して前記ワークの表面に設けられた粘着
層に前記微細ボールを押し付けて保持させて前記治具か
ら転写させる押圧機構とを有することを特徴としてい
る。

【００１２ 】このように、ワークの対向位置に治具を
載置させた状態にて押圧機構によって治具をワーク側へ
押圧することにより、治具に整列させて保持させた微細
ボールを、ワークの表面に設けられた粘着層に押し付け
て確実に保持させることができる。これにより、従来装
置のように、ワークの表面に対して配列治具が設けられ
た吸着ヘッド自体を高精度に平行度をたもたせながら近
接させるような制御を不要とすることができ、また、静
電気による転写不良もなくすことができ、さらには、押
圧機構による押圧力を充分小さくすることにより、複雑
な荷重の制御を行うことなく、転写時における微細ボー
ルの大きな変形を防ぐことができ、安価でしかも信頼性
の高い微細ボール搭載装置とすることができる。

【００１３ 】請求項４記載の微細ボール搭載装置は、
請求項３記載の微細ボール搭載装置において、前記治具
が、前記微細ボールを接着して保持する接着シートを有
することを特徴としている。

【００１４ 】すなわち、接着シートを有する治具によ
って微細ボールを接着させて保持させ、この治具に接着
させた微細ボールをワークへ転写させるものであるの
で、微細ボールを保持させるための吸引構造や吸引装置
などを不要とすることができ、装置の低コスト化を図る
ことができる。また、装置の簡略化にともない治具の軽
量化を図ることができ、これにより、デリケートなウエ
ハなどへの微細ボールの搭載にも適応させることができ
る。

【００１５ 】請求項５記載の微細ボール搭載装置は、
請求項４記載の微細ボール搭載装置において、前記接着
シートが、所定温度の加熱により接着力を減少させて前
記微細ボールを剥離させる熱剥離粘着剤からなることを
特徴としている。

【００１６ 】このように、微細ボールをワークへ押し
付けて保持させた時点にて、所定温度に加熱することに
より、熱剥離粘着剤からなる接着シートの接着力を減少
させて、極めて容易に治具から微細ボールを剥離させて
ワークへ転写させることができる。

【００１７ 】請求項６記載の微細ボール搭載方法は、
バンプとなる微細ボールをワークへ搭載させる微細ボー
ル搭載方法であって、複数の配列孔に前記微細ボールを
保持させて整列させた治具上に前記ワークを載置させ、
その後、このワークを前記治具側へ向かって押圧するこ
とにより前記ワークの表面に設けられた粘着層に前記治
具に保持された前記微細ボールを押し付けて保持させる
ことを特徴としている。

【００１８ 】このように、治具の上部にワークを載置
させた状態にてワークを治具側へ押圧することにより、
極めて容易に、治具に整列させて保持させた微細ボール
を、ワークの表面に設けられた粘着層に押し付けて確実
に保持させることができる。これにより、従来のよう
に、ワークの表面に対して配列治具を高精度に平行度を
たもたせながら近接させるような制御を不要とすること
ができ、また、静電気による転写不良もなくすことがで
きる。

【００１９ 】請求項７記載の微細ボール搭載方法は、
バンプとなる微細ボールをワークへ搭載させる微細ボー
ル搭載方法であって、所定温度の加熱により接着力を減
少させる熱剥離粘着剤からなる治具に、前記微細ボール
を整列状態に接着させて保持させ、この治具を前記ワー
ク上に載置させ、この治具を前記ワーク側へ向かって押
圧することにより前記ワークの表面に設けられた粘着層
に前記治具に保持された前記微細ボールを押し付けて保
持させ、その後、前記治具を所定温度に加熱して前記微
細ボールから剥離させることを特徴としている。

【００２０ 】つまり、ワークの上部に治具を配置させ
た状態にて治具をワーク側へ押圧することにより、極め
て容易に、治具に整列させて保持させた微細ボールを、
ワークの表面に設けられた粘着層に押し付けて確実に保
持させることができ、また、その時点にて、治具を所定
温度に加熱することにより、微細ボールを治具から極め
て容易に剥離させることができる。これにより、従来の
ように、ワークの表面に対して配列治具を高精度に平行
度をたもたせながら近接させるような制御を不要とする
ことができ、また、静電気による転写不良もなくすこと
ができる。

【００２１ 】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例の微
細ボール搭載装置及び搭載方法を図面を参照して説明す
る。図１に示すものは、本発明の微細ボール搭載装置の
実施の形態例を示し、図中符号１１はボール配列機構、
１２はボール供給機構、１３はボール分配機構（余剰除
去もかねる）、１４はボール転写機構である。

【００２２ 】ボール配列機構１１は、互いに直交する
方向へ移動する支持台２１・２２からなる移動機構２３
と、移動機構２３の上部の支持台２２上に設けられたケ
ース２４とを有している。

【００２３ 】ケース２４は、一辺を除いた周囲に壁部
２４ａを有し、図２に示すように、ケース２４には、吸
引孔２４ｂが形成されている。そして、吸引孔２４ｂに
は、吸引装置２５に接続されたチューブ２５ａが接続さ
れている。なお、チューブ２５ａには、その途中にチュ
ーブ２５ａの流路を開閉するバルブ２５ｂが設けられて
いる。上記のケース２４の上面には、配列ケース３１が
設けられている。配列ケース３１は、上方側が開口され
た箱形のケース部３２と、ケース部３２の上部の開口部
分に固定された板状の配列治具（治具）３３とを有し、
ケース部３２には、その下面に前記ケース２４の吸引孔
２４ｂと連通する孔部３２ａが形成されている。

【００２４ 】上記配列ケース３１の配列治具３３に
は、表裏に貫通して配列治具３３とケース部３２とによ
って囲われた空間Ｓと連通する複数の配列孔３５が形成
されている。配列治具３３に形成された配列孔３５は、
その上方側が、微細ボールＢの直径よりも僅かに大径に
形成された配列孔部３５ａであり、下方側が、微細ボー
ルＢの直径よりも小径に形成された吸着孔部３５ｂで形
成されている。

【００２５ 】配列孔部３５ａの深さは、微細ボールＢ
の直径より小さくかつ半径以上である。つまり、配列孔
部３５ａは、微細ボールＢを一つだけ保持するととも
に、その保持する微細ボールＢの一部（約１/２〜１/３
程度）を配列治具３３の表面から突出させた状態に保持
する。そして、この配列孔部３５ａに微細ボールＢが配
置された状態にて、吸引装置２５によって吸引される
と、配列孔部３５ａに配置された微細ボールＢが吸着孔
部３５ｂにて吸着されるようになっている。

【００２６ 】ボール供給機構１２は、互いに直交する
方向へ移動する支持台４１・４２からなる移動機構４３
と、移動機構４３の上部の支持台４２上に設けられたブ
ラケット４４と、ブラケット４４に設けられた微細ボー
ルＢが投入されるボール投入ケース４５と、ボール投入
ケース４５の下端部に接続された送出管４６と、送出管
４６に超音波振動を付与させることにより、送出管４６
を楕円振動させ、送出管４６の先端部から微細ボールＢ
を送出させる超音波モータ４７とから構成されている。

【００２７ 】そして、ボール供給機構１２は、送出管
４６の先端部をボール配列機構１１のケース２４上に設
けられた配列ケース３１の上部に配置させた状態にて、
超音波モータ４７を駆動させて送出管４６に楕円振動を
付与させて送出管４６の先端部から微細ボールＢを送出
させることにより、微細ボールＢがケース２４上の配列
ケース３１の上部に供給されるようになっている。

【００２８ 】ボール分配機構１３は、互いに直交する
方向へ移動する支持台５１・５２からなる移動機構５３
と、移動機構５３のＬ字状に形成された上部の支持台５
２に設けられて支持台５２に対して上下方向へ移動する
昇降部５４と、昇降部５４にブラケット５５を介して固
定された分配筒５６とを有している。分配筒５６も、超
音波振動体５７と、超音波振動体５７によって超音波振
動される筒体５８とを有している。

【００２９ 】図３に示すように、分配筒５６を構成す
る筒体５８は、有底円筒状に形成されたもので、その底
部側に超音波振動体５７が設けられ、開口側が下方へ向
けて設置されている。また、この筒体５８の先端部分
は、先端方向へ向かって次第に窄まるテーパ状に形成さ
れており、これにより、筒体５８の先端部の肉厚が薄く
されている。

【００３０ 】ここで、筒体５８内の超音波振動の状態
を説明する。図３は筒体５８の平断面と筒体５８の中心
断面における超音波の振幅を表している。超音波振動体
５７が超音波振動すると、その超音波振動によって、筒
体５８には、縦振動と横振動とが加わり、これにより、
筒体５８は、半径方向にのび縮みする。

【００３１ 】筒体５８の内径を振動周波数と音速によ
り決まる波長λの整数倍となるように設定すると、筒体
５８内に定在波が発生し、振動の節５８ａが同心円状に
現れる。一番外側の同心円の位置は筒体５８の内面から
１／４波長の位置であり、そこから１／２波長の間隔で
同心円が現れ、一番内側の円の直径は１／２波長とな
る。

【００３２ 】そして、このように筒体５８内に定在波
を発生させると、この発生した定在波の節５８ａの部分
に微細ボールＢが集束するようになっている。つまり、
筒体５８内には、超音波引導によって微細ボールＢが隙
間なく同心円状に集束するようになっている。

【００３３ 】ボール転写機構１４は、ベースに固定さ
れた支持部６１と、支持部６１に対して水平方向へ移動
可能に支持されたアーム６２とからなる移動機構６３を
有している。移動機構６３のアーム６２には、その長手
方向及び上下方向へ移動可能に設けられた昇降機構６４
が設けられている。そして、昇降機構６４の正面には、
把持機構６５が設けられている。

【００３４ 】把持機構６５は、図４に示すように、転
写ヘッド７１と、この転写ヘッド７１の中心位置に設け
られた押圧機構７２とを有している。転写ヘッド７１に
は、その下面に開口部を有する吸着孔部７３が形成され
ており、この吸着孔部７３には、転写ヘッド７１の側部
に形成された他端側の開口部に接続されたチューブ７４
を介して吸着装置７５が接続されている。つまり、把持
機構６５の転写ヘッド７１の下面側にワークＷを配設さ
せた状態にて吸着装置７５を作動させると、転写ヘッド
７１の吸着孔部７３における吸引力によってワークＷが
転写ヘッド７１の下面側に吸着されて保持されるように
なっている。

【００３５ 】この転写ヘッド７１の中心部分に設けら
れた押圧機構７２は、ピストン８１が摺動可能に設けら
れたシリンダ８２を有するエアシリンダ８３からなるも
ので、このエアシリンダ８３のビストン８１の後方側あ
るいは前方側へエアが送り込まれることにより、ピスト
ン８１がシリンダ８２内にて摺動するようになってい
る。そして、このピストン８１が摺動することにより、
このピストン８１に設けられて下方側へ突出されたピス
トンロッド８４が進退され、これにより、このピストン
ロッド８４の先端部に設けられた押圧部８５が昇降され
るようになっている。

【００３６ 】また、図１に示すように、ベース上に
は、ワーク保持台９１が設けられており、このワーク保
持台９１には、その上部にワークＷが積層されて保持さ
れている。つまり、ワーク保持台９１上に保持されたワ
ークＷがボール転写機構１４の把持機構６５によって把
持されてボール配列機構１１の配列治具３３上へ移動さ
れて、微細ボールＢの転写が行われるようになってい
る。

【００３７ 】次に、上記微細ボール搭載装置の動作を
図により説明する。まず、ボール供給機構１２によって
ボール配列機構１１のケース２４上に設けられた配列ケ
ース３１上に微細ボールＢが供給される。なお、このと
き、吸引装置２５が駆動され、これにより、配列ケース
３１の配列治具３３の配列孔３５にて空気が吸引された
状態となる。

【００３８ 】つまり、このように、ボール供給機構１
２が移動されて、送出管４６が配列ケース３１の上部に
配置され、超音波モータ４７が駆動されて送出管４６に
楕円振動が付与され、これにより、送出管４６の先端部
から微細ボールＢが配列ケース３１の上部に所定量送出
される。

【００３９ 】このように、微細ボールＢが配列ケース
３１の上部に送出されると、ボール供給機構１２が移動
されて、送出管４６が配列ケース３１上から退避され、
その後、ボール分配機構１３の分配筒５６が移動機構５
３によって、配列ケース３１上へ配置され、さらに昇降
部５４によって下降され、筒体５８の先端部が配列ケー
ス３１の上面に近接された位置に配置され、この状態に
て、超音波発振装置によって超音波振動体５７が超音波
振動する。このように、超音波振動体５７が振動する
と、筒体５８内には、定在波が発生し、この定在波の節
５８ａの部分に微細ボールＢが隙間なく同心円上に集束
する（図２参照）。

【００４０ 】次いで、図５に示すように、移動機構５
３によって分配筒５６が移動され、これにより、微細ボ
ールＢは、筒体５８内に集束した状態で吸着孔３５上を
移動する。このとき、配列治具３３の配列孔３５では、
空気吸引されていることにより、配列孔３５の配列孔部
３５ａに保持された状態に配列孔３５に吸着された状態
となる。ここで、配列孔３５の形状は、１つの配列孔３
５に、１つの微細ボールＢしか入らない寸法の配列孔部
３５ａを有する段付き形状になっているので、１つの配
列孔３５に複数の微細ボールＢが入りかけても超音波に
よるボール移動により運び去られる。

【００４１ 】上述のように、分配筒５６を配列治具３
３上で平行移動させると、図６に示すように、配列治具
３３の配列孔３５には、それぞれ１つずつ微細ボールＢ
が保持される。なお、図２、５、６では、定在波による
同心円の節５８ａが１つの場合を示している。

【００４２ 】そして、このように節５８ａが１つの場
合、この節５８ａは１回の直進動作で、１つの配列孔３
５上を２回通過するため、微細ボールＢが吸着されてい
ない抜け孔の予防に効果的である。さらに、節５８ａの
数を複数個に設定すれば、抜け孔の予防により有効であ
る。微細ボールＢが配列治具３３の複数の配列孔３５に
配列された後、分配筒５６が移動機構５３によって配列
治具３３上から外される。

【００４３ 】また、上記のように、ボール配列機構１
１の配列治具３３への微細ボールＢの配列工程が行われ
ている最中に、ボール転写機構１４では、把持機構６５
によるワークＷの把持工程が行われる。つまり、ボール
転写機構１４の把持機構６５が、移動機構６３によって
ワーク保持台９１の上方に移動され、その後、昇降機構
６４によって転写ヘッド７１が下降される。このように
転写ヘッド７１が下降されると、吸着装置７５による吸
着孔部７３での吸引力によって、ワークＷが転写ヘッド
７１の下面に吸着されて保持される（図４参照）。

【００４４ 】なお、このとき、押圧機構７２のピスト
ンロッド８４はシリンダ８２に引き込まれ、これによ
り、押圧部８５は、転写ヘッド７１に形成された収納空
間７１ａの内部に配置された状態とされる。そして、ワ
ークＷが転写ヘッド７１の下面に吸着された上記状態で
は、押圧機構７２のエアシリンダ８３は駆動されず、し
たがって、ピストン８１、ピストンロッド８４及び押圧
部８５の自重がワークＷに加わった状態とされる。

【００４５ 】また、ワークＷには、その表面に、微細
ボールＢが搭載される電極パッド１０５が設けられ、さ
らに、転写エリアである表面には、均一な厚みのフラッ
クスやハンダペーストなどの粘着成分を有する粘着層１
０６が形成されている。また、粘着層１０６として用い
られるフラックスやハンダペースト等は、製品の種類な
どに応じて選択されて用いられる。

【００４６ 】その後、図７に示すように、ボール配列
機構１１の移動機構２３及びボール転写機構１４の移動
機構６３によってボール転写機構１４のワークＷを把持
した把持機構６５が配列治具３３の上方に配置され、ワ
ークＷが、配列治具３３に近接した対向位置に配置され
る。

【００４７ 】この状態において、吸着装置７５の駆動
が停止されてワークＷの把持が解除され、これにより、
図８に示すように、転写ヘッド７１の下面に吸着されて
いたワークＷが、微細ボールＢが配列された配列治具３
３の表面上に載置される。

【００４８ 】このとき、微細ボールＢには、ワーク
Ｗ、ピストン８１、ピストンロッド８４及び押圧部８５
の荷重が加わるが、通常、ワークＷとなるＩＣチップな
どは軽量であり、また、ストロークが１０〜２０mm程度
の場合のピストン８１、ピストンロッド８４及び押圧部
８５の合計質量も３０g程度であり、したがって、これ
らが０.１m/s以下の速度で落下接触したとしても、微細
ボールＢへの衝撃荷重はほとんど発生することはない。
なお、上記の合計質量３０gにて、例えば、落下速度０.
４m/sの場合は５０gf程度、落下速度０.９m/sの場合は
６５０gf（約６３７０mN）程度の衝撃荷重となる。

【００４９ 】上記のように、微細ボールＢが配列され
た配列治具３３の表面上にワークＷが載置されると、押
圧機構７２のエアシリンダ８３にエアーが供給され、ピ
ストン８１が下方へ摺動され、これにより、ピストンロ
ッド８４を介して押圧部８５に下方へ向かう押圧力Ｐが
発生する。これにより、配列治具３３上のワークＷは、
配列治具３３側へワークＷ、ピストン８１、ピストンロ
ッド８４及び押圧部８５の合計荷重にさらに押圧力Ｐが
加えられた荷重Ｆにて押圧される。

【００５０ 】そして、このワークＷが配列治具３３へ
向かって押圧されると、図９に示すように、ワークＷが
微細ボールＢへ押し付けられ、これにより、このワーク
Ｗの表面に塗布された粘着層１０６に微細ボールＢが食
い込むとともに、その一部が、ワークＷの電極パッド１
０５に押し付けられる。これにより、各微細ボールＢ
は、粘着層１０６に確実に埋め込まれ、さらに、電極パ
ッド１０５に押し付けられることにより、ワークＷの電
極パッド１０５に接触した状態に確実に保持される。ま
た、ワークＷを微細ボールＢが配列された配列治具３３
へ押し付けることにより、例え微細ボールＢの直径が不
揃いであったとしても、その直径のばらつきに影響され
ることなく全ての微細ボールＢをそれぞれ電極パッド１
０５へ接触させた状態に保持させることができる。

【００５１ 】このように、配列治具３３に配列された
微細ボールＢへワークＷを押し付け、各微細ボールＢを
ワークＷの表面に転写させたら、エアシリンダ８３への
エアーの供給が停止されるとともに、吸着装置７５が駆
動されて、吸着孔部７３における吸引力によってワーク
Ｗが転写ヘッド７１の下面側へ吸着される。このとき、
押圧機構６５を構成するピストン８１、ピストンロッド
８４及び押圧部８５が、転写ヘッド７１の下面に吸着さ
れるワークＷによって持ち上げられて上昇され、収納空
間７１ａ内へ収納される。

【００５２ 】その後、このワークＷを把持した把持機
構６５は、ボール転写機構１４の移動機構６３によって
移動されて、次工程へ受け渡される。つまり、微細ボー
ルＢがハンダである場合、次工程では、微細ボールＢが
転写されて搭載されたワークＷが、リフロー装置（図示
略）によってハンダの融点まで加熱され、その後、再度
常温に戻され、これにより、ワークＷに搭載された微細
ボールＢは、一旦溶融した後再び固化することとなり、
ワークＷの電極パッド１０５には、図１０に示すよう
に、溶融後に固化したハンダからなるバンプが形成され
る。

【００５３ 】このように、上記の微細ボール搭載装置
及び搭載方法によれば、配列治具３３の上部対向位置に
ワークＷを載置させた状態にて押圧機構７２によってワ
ークＷを配列治具３３側へ押圧することにより、配列治
具３３に整列させて保持させた微細ボールＢを、ワーク
Ｗの表面に設けられた粘着層１０６に押し付けて確実に
保持させることができる。

【００５４ 】これにより、従来装置のように、ワーク
Ｗの表面に対して配列治具が設けられた吸着ヘッド自体
を高精度に平行度をたもたせながら近接させるような制
御を不要とすることができ、また、静電気による転写不
良もなくすことができ、さらには、押圧機構７２による
押圧力を充分小さくすることにより、複雑な荷重の制御
を行うことなく、転写時における微細ボールＢの大きな
変形を防ぐことができ、安価でしかも信頼性の高い微細
ボール搭載装置とすることができる。

【００５５ 】また、微細ボールＢを配列治具３３の配
列孔３５へ一つずつ確実に吸引させて整列状態に保持さ
せることができ、これにより、ワークＷへの微細ボール
Ｂの転写を確実に行うことができ、さらに信頼性を高め
ることができる。

【００５６ 】なお、上記の例では、ボール転写機構１
４の把持機構６５にワークＷを把持させ、この把持させ
たワークＷを、配列治具３３上の微細ボールＢへ押し付
けて微細ボールＢを配列治具３３からワークＷへ直接搭
載させたが、配列治具３３の微細ボールＢを、ワークＷ
へ間接的に搭載させるようにしても良い。

【００５７ 】配列治具３３の微細ボールＢをワークＷ
へ間接的に搭載させる場合、図１１に示すように、ボー
ル転写機構１４では、把持機構６５に、転写治具（治
具）１１０を把持させる。

【００５８ 】この転写治具１１０は、接着シート１１
１と、この接着シート１１１の表面に設けられた配列板
１１２とから構成されている。接着シート１１１は、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂から形
成されたシート状の基材の表面に、熱剥離粘着剤を塗布
した熱剥離シートが用いられている。この接着シート１
１１を構成する熱剥離粘着剤は、常温にて接着力を有
し、所定温度に加熱することにより、含有されている発
泡剤が発泡して、表面に凹凸を生じさせて被接着物との
接着面積を著しく減少させることにより接着力を減少さ
せ、被接着物から容易に剥離させるものであり、剥離後
は、被接着物に粘着剤が残ることもなく、また、剥離に
より被接着物へダメージを与えるようなこともない。な
お、熱剥離シートからなる接着シート１１１の接着力を
減少させて被接着物から剥離させる剥離温度である所定
温度は約９０℃である。

【００５９ 】また、配列板１１２は、配列治具３３に
保持された微細ボールＢと同一位置に保持孔１１３が形
成された板体で、この保持孔１１３に微細ボールＢを入
り込ませると、微細ボールＢの一部が確実に接着シート
１１１に接着するようになっている。

【００６０ 】そして、上記転写治具１１０を把持機構
６５の転写ヘッド７１に吸着させて把持させたら、その
後、ボール配列機構１１の移動機構２３及びボール転写
機構１４の移動機構６３によってボール転写機構１４の
転写治具１１０を把持した把持機構６５を配列治具３３
の上方に配置させ、転写治具１１０を、配列治具３３に
近接した対向位置に配置させて、昇降機構６４によって
転写ヘッド７１を下降させ、この転写ヘッド７１に把持
させている転写治具１１０の配列板１１２の保持孔１１
３に、配列治具３３に保持されている微細ボールＢを入
り込ませ、これら微細ボールＢを転写治具１１０の接着
シート１１１に接着させる。

【００６１ 】次いで、図１２に示すように、転写ヘッ
ド７１を昇降機構６４によって上昇させるとともに移動
機構６３によってワークＷが保持されているワーク保持
台１２０の上方に移動させる。このワーク保持台１２０
には、ワークＷが、電極パッド１０５及び粘着層１０６
が設けられた表面を上方へ向けて保持されている。この
状態において、吸着装置７５の駆動が停止され、これに
より、図１３に示すように、転写ヘッド７１の下面に吸
着されていた転写治具１１０が、ワークＷの表面に載置
される。

【００６２ 】その後、押圧機構７２のエアシリンダ８
３にエアーが供給され、ピストン８１が下方へ摺動さ
れ、ピストンロッド８４を介して押圧部８５に下方へ向
かう押圧力Ｐが発生し、これにより、転写治具１１０
は、ワークＷ側へ、微細ボールＢを保持した転写治具１
１０、ピストン８１、ピストンロッド８４及び押圧部８
５の合計荷重に、さらに押圧力Ｐが加えられた荷重Ｆ′
にて押圧される。

【００６３ 】そして、この転写治具１１０がワークＷ
へ向かって押圧されると、図１４に示すように、ワーク
Ｗに微細ボールＢが押し付けられ、これにより、このワ
ークＷの表面に塗布された粘着層１０６に微細ボールＢ
が食い込むとともに、その一部が、ワークＷの電極パッ
ド１０５に押し付けられる。これにより、各微細ボール
Ｂは、粘着層１０６に確実に埋め込まれ、さらに、電極
パッド１０５に押し付けられることにより、ワークＷの
電極パッド１０５に接触した状態に確実に保持される。
また、ワークＷへ微細ボールＢを押し付けることによ
り、例え、微細ボールＢの直径が不揃いであったとして
も、その直径のばらつきに影響されることなく全ての微
細ボールＢをそれぞれ電極パッド１０５へ接触させた状
態に保持させることができる。

【００６４ 】このように、ワークＷへ転写治具１１０
に保持された微細ボールＢを押し付け、各微細ボールＢ
をワークＷの表面に転写させたら、転写治具１１０を所
定温度（約９０℃）まで加熱する。このようにすると、
この転写治具１１０の接着シート１１１を構成する熱剥
離シートの熱剥離粘着剤に含まれている発泡剤が発泡
し、これにより、表面に凹凸が生じて接着力が減少し、
微細ボールＢから容易に剥離する状態となる。

【００６５ 】このようにして、転写治具１１０の接着
シート１１１の接着力を減少させて、微細ボールＢと剥
離可能な状態としたら、エアシリンダ８３へのエアーの
供給を停止させるとともに、吸着装置７５を駆動させ
て、吸着孔部７３における吸引力によって転写治具１１
０を転写ヘッド７１の下面側へ吸着させ、ワークＷから
引き離す。

【００６６ 】このようにすると、転写治具１１０の接
着シート１１１に接着されて保持されていた微細ボール
Ｂは、接着シート１１１から剥離され、これにより、こ
れら微細ボールＢは、ワークＷの表面に、その粘着層１
０６に埋め込まれて一部が電極パッド１０５に接触され
た状態に保持される。つまり、転写治具１１０に保持さ
れていた微細ボールＢが、ワークＷへ転写される。

【００６７ 】その後、ワークＷの表面の所定の場所に
微細ボールＢが全て保持されたら、このワークＷは次工
程へ受け渡される。つまり、微細ボールＢがハンダであ
る場合、次工程では、微細ボールＢが転写されて搭載さ
れたワークＷが、リフロー装置（図示略）によってハン
ダの融点まで加熱され、その後、再度常温に戻され、こ
れにより、ワークＷに搭載された微細ボールＢは、一旦
溶融した後再び固化することとなり、ワークＷの電極パ
ッド１０５には、溶融後に固化したハンダからなるバン
プが形成される（図１０参照）。

【００６８ 】そして、この微細ボール搭載装置及び搭
載方法の場合も、ワークＷの上部対向位置に転写治具１
１０を載置させた状態にて押圧機構７２によって転写治
具１１０をワークＷ側へ押圧することにより、転写治具
１１０に整列させて保持させた微細ボールＢを、ワーク
Ｗの表面に設けられた粘着層１０６に押し付けて確実に
保持させることができる。

【００６９ 】これにより、従来装置のように、ワーク
Ｗの表面に対して配列治具が設けられた吸着ヘッド自体
を高精度に平行度をたもたせながら近接させるような制
御を不要とすることができ、また、静電気による転写不
良もなくすことができ、さらには、押圧機構７２による
押圧力を充分小さくすることにより、複雑な荷重の制御
を行うことなく、転写時における微細ボールＢの大きな
変形を防ぐことができ、安価でしかも信頼性の高い微細
ボール搭載装置とすることができる。

【００７０ 】また、接着シート１１１を有する転写治
具１１０によって微細ボールＢを接着させて保持させ、
この転写治具１１０に接着させた微細ボールＢをワーク
Ｗへ転写させるものであるので、微細ボールＢを保持さ
せるための吸引構造や吸引装置などを不要とすることが
でき、装置の低コスト化を図ることができる。また、微
細ボールＢを保持する治具として軽量化を図ることがで
き、これにより、デリケートなウエハなどへの微細ボー
ルの搭載にも適応させることができる。

【００７１ 】しかも、微細ボールＢをワークＷへ押し
付けて保持させて、所定温度に加熱することにより、熱
剥離粘着剤からなる接着シート１１１の接着力を減少さ
せて、極めて容易に転写治具１１０から微細ボールＢを
剥離させてワークＷへ転写させることができる。

【００７２ 】なお、上記の例では、配列治具３３に配
列させた微細ボールＢを転写治具１１０へ受け渡すよう
にしたが、この転写治具１１０へ微細ボールＢを直接分
配して配列させても良いことは勿論である。

【００７３ 】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の微細ボ
ール搭載装置及び搭載方法によれば、下記の効果を得る
ことができる。請求項１記載の微細ボール搭載装置によ
れば、治具の上部対向位置にワークを載置させた状態に
て移動機構とは別の押圧機構によってワークを治具側へ
押圧することにより、治具に整列させて保持させた微細
ボールを、ワークの表面に設けられた粘着層に押し付け
て確実に保持させることができる。これにより、従来装
置のように、ワークの表面に対して配列治具が設けられ
た吸着ヘッド自体を高精度に平行度をたもたせながら近
接させるような制御を不要とすることができ、また、静
電気による転写不良もなくすことができ、さらには、押
圧機構による押圧力を充分小さくすることにより、複雑
な荷重の制御を行うことなく、転写時における微細ボー
ルの大きな変形を防ぐことができ、安価でしかも信頼性
の高い微細ボール搭載装置とすることができる。

【００７４ 】請求項２記載の微細ボール搭載装置によ
れば、微細ボールを配列治具の配列孔へ一つずつ確実に
吸引させて整列状態に保持させることができ、これによ
り、ワークへの微細ボールの転写を確実に行うことがで
き、さらに信頼性を高めることができる。

【００７５ 】請求項３記載の微細ボール搭載装置によ
れば、ワークの対向位置に治具を載置させた状態にて押
圧機構によって治具をワーク側へ押圧することにより、
治具に整列させて保持させた微細ボールを、ワークの表
面に設けられた粘着層に押し付けて確実に保持させるこ
とができる。これにより、従来装置のように、ワークの
表面に対して配列治具が設けられた吸着ヘッド自体を高
精度に平行度をたもたせながら近接させるような制御を
不要とすることができ、また、静電気による転写不良も
なくすことができ、さらには、押圧機構による押圧力を
充分小さくすることにより、複雑な荷重の制御を行うこ
となく、転写時における微細ボールの大きな変形を防ぐ
ことができ、安価でしかも信頼性の高い微細ボール搭載
装置とすることができる。

【００７６ 】請求項４記載の微細ボール搭載装置によ
れば、接着シートを有する治具によって微細ボールを接
着させて保持させ、この治具に接着させた微細ボールを
ワークへ転写させるものであるので、微細ボールを保持
させるための吸引構造や吸引装置などを不要とすること
ができ、装置の低コスト化を図ることができる。また、
装置の簡略化にともない治具の軽量化を図ることがで
き、これにより、デリケートなウエハなどへの微細ボー
ルの搭載にも適応させることができる。

【００７７ 】請求項５記載の微細ボール搭載装置によ
れば、微細ボールをワークへ押し付けて保持させた時点
にて、所定温度に加熱することにより、熱剥離粘着剤か
らなる接着シートの接着力を減少させて、極めて容易に
治具から微細ボールを剥離させてワークへ転写させるこ
とができる。

【００７８ 】請求項６記載の微細ボール搭載方法によ
れば、治具の上部にワークを載置させた状態にてワーク
を治具側へ押圧することにより、極めて容易に、治具に
整列させて保持させた微細ボールを、ワークの表面に設
けられた粘着層に押し付けて確実に保持させることがで
きる。これにより、従来のように、ワークの表面に対し
て配列治具を高精度に平行度をたもたせながら近接させ
るような制御を不要とすることができ、また、静電気に
よる転写不良もなくすことができる。

【００７９ 】請求項７記載の微細ボール搭載方法によ
れば、ワークの上部に治具を配置させた状態にて治具を
ワーク側へ押圧することにより、極めて容易に、治具に
整列させて保持させた微細ボールを、ワークの表面に設
けられた粘着層に押し付けて確実に保持させることがで
き、また、その時点にて、治具を所定温度に加熱するこ
とにより、微細ボールを治具から極めて容易に剥離させ
ることができる。これにより、従来のように、ワークの
表面に対して配列治具を高精度に平行度をたもたせなが
ら近接させるような制御を不要とすることができ、ま
た、静電気による転写不良もなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置及
び搭載方法を説明する微細ボール搭載装置の斜視図であ
る。

【図２】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置及
び搭載方法を説明するボール配列機構に設けられた配列
ケース及びボール分配機構の分配筒の断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
ボール分配機構にて発生される定在波の状態説明図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
構成及び構造を説明するボール転写機構の把持機構の断
面図である。

【図５】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
動作を説明するボール配列機構に設けられた配列ケース
及びボール分配機構の分配筒の断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
動作を説明するボール配列機構に設けられた配列ケース
及びボール分配機構の分配筒の断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
動作を説明するボール転写機構の把持機構及びボール配
列機構の配列ケースの概略断面図である。

【図８】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
動作を説明するボール転写機構の把持機構及びボール配
列機構の配列ケースの概略断面図である。

【図９】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置の
動作を説明するボール転写機構の把持機構及びボール配
列機構の配列ケースの概略断面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態の微細ボール搭載装置
によって微細ボールが搭載されてバンプとされたワーク
を説明するワークの概略側面図である。

【図１１】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載
装置及び搭載方法を説明するボール転写機構の把持機構
の概略断面図である。

【図１２】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載
装置の動作を説明するボール転写機構の把持機構及びボ
ール配列機構の配列ケースの概略断面図である。

【図１３】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載
装置の動作を説明するボール転写機構の把持機構及びボ
ール配列機構の配列ケースの概略断面図である。

【図１４】 本発明の他の実施の形態の微細ボール搭載
装置の動作を説明するボール転写機構の把持機構及びボ
ール配列機構の配列ケースの概略断面図である。

【図１５】 従来の微細ボール搭載装置を説明する配列
治具及び吸着ヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１４ ボール転写機構 ３３ 配列治具（治具） ３５ 配列孔 ６３ 移動機構 ６５ 把持機構 ７２ 押圧機構 １０６ 粘着層 １１０ 転写治具（治具） １１１ 接着シート Ｂ 微細ボール Ｗ ワーク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプとなる微細ボールをワークへ搭載
   させる微細ボール搭載装置であって、 前記微細ボールを整列させて保持する治具と、該治具に
   保持された前記微細ボールを前記ワークに転写させるボ
   ール転写機構とを有してなり、 該ボール転写機構は、前記ワークを把持する把持機構
   と、該把持機構を移動させて前記ワークを前記治具の上
   方対向位置へ配置させる移動機構と、前記把持機構によ
   る把持の解除により前記治具上に載置された前記ワーク
   を前記治具側へ押圧して前記ワークの表面に設けられた
   粘着層に前記微細ボールを押し付けて保持させて前記治
   具から転写させる押圧機構とを有することを特徴とする
   微細ボール搭載装置。
2. 【請求項２】 前記治具は、前記微細ボールを一つずつ
   保持させる複数の配列孔が形成され、該配列孔へ前記微
   細ボールを吸引して保持させることを特徴とする請求項
   １記載の微細ボール搭載装置。
3. 【請求項３】 バンプとなる微細ボールをワークへ搭載
   させる微細ボール搭載装置であって、 前記微細ボールを整列させて保持する治具と、該治具に
   保持された前記微細ボールを前記ワークに転写させるボ
   ール転写機構とを有してなり、 該ボール転写機構は、前記治具を把持する把持機構と、
   該把持機構を移動させて前記治具を前記ワークの上方対
   向位置へ配置させる移動機構と、前記把持機構による把
   持の解除により前記ワーク上に載置された前記治具を前
   記ワーク側へ押圧して前記ワークの表面に設けられた粘
   着層に前記微細ボールを押し付けて保持させて前記治具
   から転写させる押圧機構とを有することを特徴とする微
   細ボール搭載装置。
4. 【請求項４】 前記治具は、前記微細ボールを接着して
   保持する接着シートを有することを特徴とする請求項３
   記載の微細ボール搭載装置。
5. 【請求項５】 前記接着シートは、所定温度の加熱によ
   り接着力を減少させて前記微細ボールを剥離させる熱剥
   離粘着剤からなることを特徴とする請求項４記載の微細
   ボール搭載装置。
6. 【請求項６】 バンプとなる微細ボールをワークへ搭載
   させる微細ボール搭載方法であって、 複数の配列孔に前記微細ボールを保持させて整列させた
   治具上に前記ワークを載置させ、その後、このワークを
   前記治具側へ向かって押圧することにより前記ワークの
   表面に設けられた粘着層に前記治具に保持された前記微
   細ボールを押し付けて保持させることを特徴とする微細
   ボール搭載方法。
7. 【請求項７】 バンプとなる微細ボールをワークへ搭載
   させる微細ボール搭載方法であって、 所定温度の加熱により接着力を減少させる熱剥離粘着剤
   からなる治具に、前記微細ボールを整列状態に接着させ
   て保持させ、この治具を前記ワーク上に載置させ、この
   治具を前記ワーク側へ向かって押圧することにより前記
   ワークの表面に設けられた粘着層に前記治具に保持され
   た前記微細ボールを押し付けて保持させ、その後、前記
   治具を所定温度に加熱して前記微細ボールから剥離させ
   ることを特徴とする微細ボール搭載方法。