JP2004253770A

JP2004253770A - 導電性ボールの配列方法および配列装置

Info

Publication number: JP2004253770A
Application number: JP2003278539A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ochiai; 正典落合
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】導電性ボールを所定のパターンでワークに配列する際に、粘着部を形成する仮固定材が上記ハンドリング手段（マスク、吸着手段）や導電性ボールに付着しがたい配列方法と配列装置を提供する。
【解決手段】上記の目的は、所定のパターンでワークの被配列面に導電性ボールを配列する配列方法であって、粘着性を有する粘着部が配列パターンに対応して被配列面に形成されたワークの被配列面に導電性ボールを粘着部と分離して載置し、導電性ボールに向かい粘着部を相対的に移動させる本発明の配列方法により達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク（基板または集積回路素子、半導体素子、パッケージなどの電子部品）に所定のパターンで導電性ボールを配列する配列装置および配列方法に関するものである。

近年、携帯端末機器やコンピュータゲーム機、パーソナルコンピュータの高速化と高機能化及び小型軽量化が進むにつれ、それらに内蔵される半導体部品や半導体部品を実装する基板または半導体素子などの電子部品には、小型軽量化と薄型化が要求されている。しかし小型化の要求がある一方で、高機能化の要求から、半導体には端子数を増加させる要求がある。端子数増加の要求は小型化に相反する要求である。その要求に応ずるものとして、電極に導電性ボールの一種である半田ボールを配列して接続バンプを形成したＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）型又はＦＣ（ＦｌｉｐＣｈｉｐ）型の半導体部品又は基板、パッケージなど（以下それらを総してワークと称する。）がある。

前記接続バンプは、一般的に、所定のパターンでワークに設けられたパッド状の電極に半田ペーストやフラックスを印刷する印刷工程と、半田ペーストやフラックスを介して電極に半田ボールを載置し配列する配列工程と、配列された半田ボールを加熱し溶解するリフロー工程を経て形成される。ここで、ペースト状で粘着性を有する半田ペーストやフラックスは、使用されるその第１の目的として電極に配列された半田ボールがその後の操作で脱落しないようにその粘着性で仮固定する機能を有している。したがって、以下半田ペーストやフラックスなどを「仮固定材」と称し、仮固定材により形成されたものを「粘着部」と称する。また、半田ペーストやフラックスは、リフロー工程において溶融した半田の電極に対する濡れ性を高めるとともに半田の酸化を防止する機能も有している。

前記配列工程において半田ボールを配列する方法としては、半田ボールのハンドリング手段で大別して吸着方式と充填方式とが知られている。
前者は、例えば下記特許文献１に記載されているように、ハンドリング手段として負圧を利用した吸着ヘッドを用いる方法であり、吸着ヘッドで半田ボールを吸着してワークへ移送し、電極へ配列するものである。この方式では、半田ボールは、負圧を利用して吸着ヘッドに吸着され、正圧を利用して吸着ヘッドから切り離され、電極に載置される。近年の電極の高密度化により半田ボールの直径は、例えば数百μｍ程度と径小化し、その結果、半田ボールを載置する際の吸着ヘッドの吸着面とワークの被配列面の隙間は狭小化している。したがって、半田ボールが切り離される際に吸着ヘッドから噴出す空気流により仮固定材が飛散し、吸着ヘッドに付着するという問題があった。

後者は、例えば下記特許文献２に記載されているように、電極の配列パターンに対応した貫通孔を備えたマスクを用いる方法であり、該貫通穴が電極に対応するようにマスクをワークに位置合わせし、貫通孔に半田ボールを充填し、マスクをワークから取外すことにより電極に配列するものである。なお、半田ボールを貫通孔に充填する手段としては、例えば特許文献２に記載されているようにスキージや刷毛状のブラシなどを用いてマスクの上面に供給された半田ボールを転滑動させるもの、その他には、マスクの上面に供給された半田ボールに空気流などを半田ボールに吹き付けて転滑動させるもの、マスクとワークを一体に傾動させてマスクの上面に供給された半田ボールを転滑動させるものなどが知られている。

充填方式においては、半田ボールが電極に載置された際に、落下する勢いで粘着部が押し広げられ、被配列面と対向するマスクの下面やその貫通孔に仮固定材が付着してしまう問題があった。また、スキージやブラシなどの充填手段で半田ボールを充填する場合には、電極に載置された半田ボールがスキージやブラシで擦られて回転し、そのために、貫通孔または他の半田ボール、スキージやブラシなどに仮固定材を付着させてしまう問題があった。そのように貫通孔に仮固定材が付着したままのマスクを用いて次のワークに半田ボールを配列すると、付着した仮固定材のために半田ボールが貫通孔の途中で捕捉され、所望の電極に半田ボールが配列されない配列不良を招いてしまう。仮固定材が付着したままの半田ボールを次のワークに用いるた場合にも同様に配列不良を招いてしまう。また、マスクがワークに仮固定材で固着されマスクを取外すことが困難となる問題があった。
特開２００１−２２３２３４号公報特開平９−１４８３３２号公報

本発明は、上記従来の技術の問題を本発明者らが鋭意検討の上なされたものであり、その目的は、導電性ボールを所定のパターンでワークに配列する際に、粘着部を形成する仮固定材が上記ハンドリング手段（マスク、吸着手段）や導電性ボールに付着しがたい配列方法と配列装置を提供することにある。

所定のパターンでワークの被配列面に導電性ボールを配列する際における上記の目的は、粘着性を有する粘着部が配列パターンに対応して被配列面に形成されたワークの被配列面に導電性ボールを粘着部と分離して載置し、導電性ボールに向かい粘着部を相対的に移動させる本発明の配列方法により達成される。かかる配列方法よれば、ワークの被配列面に形成された粘着性を有する仮固定材からなる粘着部に対し、まず、導電性ボールは分離した状態で被配列面に載置され粘着部に直接接触しないので仮固定材が飛散する機会がなく、したがって、マスクや吸着手段へ仮固定材が付着することを防止できる。その後、導電性ボールに向かい相対的に粘着部を移動させることにより導電性ボールと粘着部が当合し、導電性ボールが粘着部に仮固定される。導電性ボールを仮固定した後に、リフローなどの処理を行うことで所定の接続バンプが形成される。

さらに、被配列面に載置された導電性ボールの位置を保持するようにすれば、導電性ボールを被配列面に載置したり或いは導電性ボールを粘着部で仮固定するためにワークを移動する際に導電性ボールに作用する外力が生じた場合でもその外力のために導電性ボールが移動することがなく、したがって導電性ボールが粘着部に接触し、導電性ボールに仮固定材が付着する機会がないので好ましい。

上記本発明の配列方法は、配列パターンに対応し被配列面に形成された粘着性を備える粘着部と、被配列面に載置された導電性ボールに向かい粘着部を相対的に移動させる移動手段とを有し、導電性ボールは、粘着部と分離された状態で被配列面に載置される本発明の配列装置により実現される。

なお、本発明の配列装置において、一面と前記一面に相対する他面とを備えるとともに前記配列パターンに対応し前記一面と他面とを連通し導電性ボールを挿通可能な貫通孔を具備し、粘着部と分離した状態で導電性ボールを被配列面に載置するマスクを備えることにより、充填方式の配列装置が実現される。すなわち、該マスクを備えた配列装置によれば、前記粘着部と分離された状態で導電性ボールが被配列面に載置されるようにマスクは位置決めされ、導電性ボールが前記貫通孔に充填され、その後、導電性ボールに向い粘着部を移動手段で相対的に移動させ、導電性ボールと粘着部を当合させることにより導電性ボールは粘着部に仮固定される。

さらに、その配列装置において、ワークの被配列面に対する貫通孔の一面側の開口の投影像と粘着部とが離隔するようにすれば、一面側開口の規制により導電性ボールは確実に粘着部と分離された状態で被配列面に載置されることとなるので望ましい。

さらに加えて、その配列装置において、前記貫通孔は、一面側に形成された第１孔部と、他面側の開口が粘着部と導電性ボールとを包含可能に他面側に形成された第２孔部とを備え、第１孔部の他面側開口の辺縁は、貫通孔に充填された導電性ボールの中心より下方に偏位するように形成すれば、充填された導電性ボールは第１孔部の規制により移動できず、外力が作用した場合でもその位置が保持され、したがってマスクに仮固定材が付着する機会がないので好ましい。

また、本発明の配列装置において、導電性ボールを吸着可能に配列パターンに対応し形成された貫通孔を備えるとともに粘着部と分離した状態に導電性ボールを被配列面に載置する吸着手段と、被配列面に配列された導電性ボールの位置を保持する位置保持部材とを備えれば、吸着方式の配列装置が実現される。かかる吸着手段と位置保持部材とを備えた配列装置によれば、導電性ボールを貫通孔に吸着した吸着手段は、前記粘着部と分離された状態で導電性ボールが被配列面に載置されるように位置決めされ、導電性ボールが貫通孔から切り離されて被配列面に載置され、その後、導電性ボールに向い粘着部を移動手段で相対的に移動させ、導電性ボールと粘着部を当合させることにより導電性ボールは粘着部に仮固定される。

下記の詳細な説明において本発明の効果は詳細に説明されるが、本発明によれば、所定のパターンでワークの被配列面に導電性ボールを配列する際に、その被配列面に仮固定材で形成された粘着部に対して導電性ボールを分離した状態で載置する。したがって、導電性ボールが粘着部に仮固定する際の勢いで仮固定材が飛散する機会がなく、もって、マスクや吸着手段へ仮固定材の付着することを防止するという上記目的を達成することができる。

本発明についてその実施の形態である第１〜第４態様に基づいて説明する。ここで、第１〜第３態様は、充填方式で半田ボールを配列する態様において本発明を適用したものである。また、第４態様は、吸着方式で半田ボールを配列する態様において本発明を適用したものである。なお、以下で示す図において同一の構成については同一符号を付し、繰返しの説明を省略する。

以下の説明で導電性ボールが配列されるワークは、例えばパーソナルコンピュータのＣＰＵやコンピュータゲームのＭＰＵなどに代表される集積回路用基板、半導体素子またはパッケージなどの電子部品であり、図１、７に示すように、例えば半導体製造プロセスにより製造されたＳｉを主体する、または薄板状のセラミックスを積層してなる本体部４１と、その上面（導電性ボールの被配列面）に所定のパターンで設けられた電極４２を備え、さらに必要に応じ、本体部４１の内部或いは表面に配設された電気信号を伝送する導体パターンや接地用の接地電極、またはコンデンサやインダクタなどの受動素子若しくはＣＰＵなどの能動素子（いずれも図示せず。）などを備え、さらに加えて必要に応じ、電極４２以外の領域に形成されワークを保護する樹脂層４３（図７参照）を備えている。通常、電極４２の平面形状は矩形状が選択されるが、設計状の要求により円形状或いは三角形状、楕円形状など種々の形状も選択される。また、以下の説明では導電性ボールとしてＳｎを主体とした半田ボールを例として説明するが、Ｃｕ又はＡｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｌなどの金属や、ポリプロピレン又はポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、酢酸セルロース、ポリエステル系などの樹脂を主体としたボール、或いはそれらの表面に半田などの金属がコーティングされた形態のボールを対象することも可能である。

［実施形態１］
まず、図１〜３を参照して本発明の第１態様について説明する。図１は、第１態様に係る配列装置の概略構成図である。図２は、第１態様の配列装置による半田ボールの配列方法を説明する工程フロー図である。図３は、第１態様の配列装置における移動手段の具体的な構成を示す概略構成図である。

本態様のワーク４には、その電極４２に載置された半田ボール２を仮固定するための仮固定材を主体とした粘着部３が電極４２の上面（被配列面）の所定位置に形成されている。図示するように、粘着部３は、各電極４２においてほぼ同一の位置に、少なくとも電極４２の全覆しない状態で形成される。粘着部３を構成する仮固定材としては、例えば半田ペーストやフラックスなどペースト状で粘着性を有するものを用いればよいが、それらより粘着性の低い例えば液状のアルコール類や、フラックスをアルコールで希釈したものなども使用することができる。したがって、ペースト状の仮固定材を使用する場合には、例えば周知の印刷装置で電極４２に塗布すればよく、また液状の仮固定材を使用する場合には、例えばディスペンス装置で塗布すればよい。

前記ワーク４の電極４２に半田ボール２を配列する本態様の配列装置は、マスク１ａと図示しない移動手段を有している。

［マスク］
マスク１ａは、上面（一面）と下面（他面）を備えるとともに、ワーク４の電極４２の配列パターンに対応し形成され上面と下面を連通する貫通孔１１を備えている。少なくとも半田ボール２を充填する際には、マスク１ａは、その下面がワーク４の上面に対向する状態で、その貫通孔１１が電極４２に対応するように例えば人手で又は機械的に位置決めされる。

マスク１ａは、樹脂や金属、セラミックスを主体とした素材を用いその強度を維持できるように形成されたものである。なお、マスク１ａの厚み、すなわち貫通孔１１の軸心方向の長さは、半田ボール２の直径の０．５〜１．８倍とすることが望ましい。下限値を限定した理由は、０．５倍より小さいと貫通孔１１に一度充填された半田ボール２が飛び出てしまう恐れがあるためである。上限値を限定した理由は、複数の半田ボール２が貫通孔１１に挿入される機会を減少させるためである。さらに、マスク１ａの厚みは、半田ボール２の直径の０．８〜１．６倍とすれば好適である。

貫通孔１１の上面側の開口１１１は、半田ボール２が挿通可能に形成されている。なお、上面側開口１１１は、角部などによる半田ボール２の引っ掛かりを防止するため円形状とすることが好ましく、さらに半田ボール２が複数個充填されることを防止するためその直径は半田ボール２の２倍未満の大きさとすることが望ましい。したがって、マスク１ａに供給された半田ボール２は、上面側開口１１１の規制を受けながら貫通孔１１に挿入される。

貫通孔１１の下面側の開口１１２は、少なくとも電極４２に形成された粘着部３と貫通孔１１に充填され該電極４２に載置された半田ボール２とを包含可能な大きさを有している。したがって、本態様の貫通孔１１は、テーパ状の内壁１１３を有することとなる。なお、下面側開口１１２の形状は特に限定されることはなく略長穴状や略長方形状、略矩形状、略三角形状、不定形状など種々の形状を選択することができるが、略円形状とすれば比較的製造が容易なので好ましい。

ここで、前記上面側開口１１１は、貫通孔１１に充填された半田ボール２を粘着部３と非接触な状態で分離して電極４２に載置するために、該粘着部３と所定の位置関係となるように設けられる。その粘着部３と上面側開口１１１との位置関係は、半田ボール２または粘着部３の大きさや電極４２における粘着部３の位置により適宜設定されるが、例えば、図１の（イ）に示すように、上面側開口１１１のワーク４の上面への投影像が粘着部３と離隔した位置に形成すれば、上面側開口１１１の位置の規制により半田ボール２は確実に粘着部３と分離された状態で電極４２に載置されることとなる。

なお、貫通孔１１の形状は、特に図示に限定されることなく、その半径方向の断面形状は、略円形状や略矩形状、略三角形状、略長孔状、略瓢箪状或いはそれらの組み合わせなど適宜選択することができ、さらに軸心方向の断面形状も、長方形状又は台形状、上下に台形が組み合わされた鼓形状或いはそれらの組み合わせなど適宜選択することができる。また、貫通孔１１の軸心は、マスク１の上下面に対し図示するように直交する状態に配設されてもよいし、上下面にたいし所定の傾きで交差する状態で配設されてもよく、さらに屈曲したものであってもよい。すなわち、貫通孔１１は、その下面の開口が電極４２の配列に対応したものであればよい。

径小な半田ボール２を挟ピッチで精度よく配列するためには、貫通孔１１には高精度な形状精度および配列ピッチが求められる。したがって、貫通孔１１は、その要求に応じることの可能な加工方法、例えばマスク１ａの素材である薄板にフォトリソの技術を用いて貫通孔１１のパターンを作成し、その後エッチングで貫通孔１１を形成するエッチング法、或いはレーザやプラズマなど高密度エネルギーを貫通孔１１に対応する薄板の領域に照射して除去し貫通孔１１を形成する高密度エネルギー法などを用いて形成することが望ましい。

［移動手段］
図示しない移動手段は、例えば図１において矢印で示す方向にワーク４を水平に移動させることにより、半田ボール２に向かい粘着部３を移動させて半田ボール２に粘着部３を密着させ、半田ボール２を粘着部３に仮固定させるものである。なお、具体的な構成は次述するが、移動した粘着部３が半田ボール２のみと密着し、マスク１ａには付着しないように、移動手段は、所定の寸法でワーク４を移動可能に構成され、したがって粘着部３が定寸で移動させるものであれば望ましい。その移動寸法は、上面側開口１１１と粘着部３の位置関係により事前に求めておくことができる。

移動手段の具体的な構成について図３を参照して説明する。
図３（ａ）に示す移動手段８はネジ送り機構を用いたものであり、水平方向に滑動可能にワーク４を上面に載置し側面に雌ネジ（図示せず）を有するテーブル８２と、ワーク４の側面に頭部が当接するとともにテーブル８２の雌ネジに嵌合させた雄ネジ８１と、ワーク４の上面に載置されたマスク１ａを固定する固定部材（図示せず）とを備えている。この移動手段８によれば、所定の方向へ雄ネジ８１を所定の角度だけ回転させれば雄ネジ８１はその軸心方向へ所定の距離移動する。したがって、テーブル８２の上面に載置されたワーク４は、マスク１ａに対し相対的に定寸移動することとなる。

また、図３（ｂ）に示す移動手段８´は、電圧を付加するとその電圧に応じた量だけ変位するピエゾアクチュエータを用いたものであり、上記と同様に水平方向に滑動可能にワーク４を上面に載置するテーブル８３と、ワーク４の側面に当接するようテーブル８３に設けられたピエゾアクチュエータ８４と、ピエゾアクチュエータ８４に電圧を印加する電源８５と、ワーク４の上面に載置されたマスク１を固定する固定部材（図示せず）とを備えている。

この移動手段８´によれば、所定の電圧を印加されたピエゾアクチュエータ８４は所定の量だけ変位し、したがって、テーブル８３の上面に載置されたワーク４は、マスク１ａに対し相対的に定寸移動することとなる。

なお、移動手段の構成は上記説明に限定されることなく、例えばワーク４を固定しマスク１ａを移動させるものであってもよい。さらには、粘着部３或いは半田ボール２そのものを移動させるものであってもよい。

例えば、半田ボール２そのものを移動させる移動手段としては、棒状の部材を貫通孔１１に挿入し、電極４２に載置された半田ボール２を粘着部３の方向に押し動かすもの、或いはマスク１ａをワーク４に当接させた状態で一方向に傾動させ半田ボール２を粘着部３の方向に転動させるもの、電磁気力を発生する手段により半田ボール２を粘着部３の方向に移動させるものなど、機械的又は電磁気的な原理を用いた種々の移動手段を適用することができる。

かかる配列装置による半田ボール２の配列方法を図２を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、電極４２の所定の位置に粘着部３が形成されたワーク４を準備する。
次に、図２（ｂ）に示すように、ワーク４の上面に下面が対向する状態で電極４２に貫通孔１１が対応するようにマスク１ａを位置合わせし、マスク１ａをワーク４に載置する（マスク載置工程）。この時、貫通孔１１の下面側開口１１２は、粘着部３を包含可能に形成されているので粘着部３が付着することなくマスク１ａは載置される。

次に、図２（ｃ）に示すように、上面側開口１１により位置を規制しながら半田ボール２を貫通孔１１に充填し、粘着部３と分離した状態で電極４２に載置する（充填工程）。
その後、図２（ｄ）に示すように、ワーク４を水平方向に移動させることにより半田ボール２に向かい粘着部３を移動させれば、半田ボール２と粘着部３が当合し、半田ボール２は粘着部３で仮固定される（仮固定工程）

［実施態様２］
本発明の第２態様について図４〜６を参照し説明する。図４（ａ）は、第２態様の配列装置を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ部を拡大するとともに一部を欠いた斜視図である。図５は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面の要部拡大図である。図６は、第２態様の配列装置による半田ボールの配列方法を説明する図であって、特に充填工程において半田ボールが貫通孔に充填される状況を詳細に説明する図である。

本態様の配列装置は、図４（ａ）に示すように、マスク１ｂと図示しない移動手段を有し、粘着部３が電極４２の所定位置に形成されたワーク４に半田ボール２を配列するものである。
図４（ｂ）に示すように、前記マスク１ｂは、第１態様のマスク１ｂと同様に、上面と下面を備えるとともに、ワーク４の電極４２の配列パターンに対応し形成され上面と下面を連通する貫通孔１２を備えている。

貫通孔１２は、図５の（ハ）に示すように、その上部に配設された第１孔部１２４と、第１孔部１２４に連通し貫通孔１２の下部に設けられた第２孔部１２５とを有している。
第１孔部１２４は、その上面側開口１２１が半田ボール２を挿通可能なように略円柱形状に形成されている。なお、上面側開口１２１は、半田ボール２が複数個充填されることを防止するためその直径は半田ボール２の２倍未満の大きさとすることが望ましい。したがって、マスク１ｂに供給された半田ボール２は、上面側開口１２１の規制を受けながら貫通孔１２に挿入される。

第２孔部１２５は、その下面側開口１２２が少なくとも電極４２に形成された粘着部３と貫通孔１２に充填され該電極４２に載置された半田ボール２とを包含可能なように略円柱形状に形成されている。ここで、上記上面側開口１２１のワーク４の上面への投影像は粘着部３と離隔した位置に形成されており、したがって上面側開口１２１の位置の規制により半田ボール２は粘着部３と分離された状態で電極４２に載置される。

なお、図５の（ニ）に示す貫通孔１２´のように、前記上面側開口１２１の辺縁部に面取り１２６を設ければ、半田ボール２はより円滑に貫通孔１２´に挿入されるので望ましい。

さらに、この貫通孔１２´のように、その第１孔部１２４の下面側開口１２７の辺縁が半田ボール２の中心より下方に偏位されていれば、貫通孔１２´に充填され電極４２に載置された半田ボール２はそれに外力が作用した場合でも第１孔部１２４の規制により電極４２の上を移動することがなく、載置された位置を保持できるので好ましい。

このタイプのマスク１ｂは、例えば少なくとも２枚の金属薄板を準備し、レーザ或いはエッチングなどで一方の薄板には上記第１孔部１２４を、他方の薄板には上記第２孔部１２５を設け、該第１孔部１２４と第２孔部１２５の位置あわせをしたそれぞれの薄板を接合することにより製造することができる。

かかる配列装置による半田ボール２の配列方法について図６を参照し説明する。なお、この配列装置のマスク１ｂは上記貫通孔１２´を有しているものである。また、半田ボール２は、マスク１の上面に供給され、柔軟性のある刷毛状のブラシによりマスク１ｂの上面を移動され、貫通孔１２´に充填されることとする。
図６（ａ）に示すように、貫通孔１２´が電極４２に対応するようにワーク４に位置決めされたマスク１ｂの上面に半田ボール２を供給し、先端部がマスク１ｂの上面に当接した状態のブラシ７を横動させることにより半田ボール２を移動させ貫通孔１２´に充填し、電極４２に載置する。ブラシ７の先端部が貫通孔１２´の上方に位置する状態となった時、図６（ｂ）に示すように、ブラシ７の柔軟性によりその先端部は貫通孔１２´の中に入り込み、半田ボール２に接触し、半田ボール２を動かそうとする。しかしながら、半田ボール２は、第１孔部１２４の規制により移動することができず、したがって、粘着部３と離隔した状態が維持される。

この後、図６（ｃ）に示すように、ワーク４を水平方向に移動させることにより半田ボール２に向かい粘着部３を移動させ、半田ボール２を粘着部３で仮固定する。

［実施態様３］
本発明の第３態様について図７を参照し説明する。図７は、第３態様に係る配列装置の概略構成図である。

第３態様で半田ボールが配列されるワーク４´は、図７に示すように、前記と同様な本体部４１と電極４２を備えるとともに、微小な塵や水分から本体部４１を保護することを目的とし少なくとも電極４２の上面が露出する状態で本体部４１の上面に覆設された保護膜４３を有しているものである。なお、この目的のために保護膜４３は、少なくとも電極４２の上面より高い位置となるようにその上面が形成される。また、電極４２の上面には上記と同様に粘着部３が形成されている。

第３態様の配列装置１は、第１および第２態様の配列装置と基本的には同様に、マスク１ｃと図示しない移動手段を有している。図７の（ホ）に示すように、そのマスク１ｃには、その上面と下面を連通するとともに上面側開口１５１と下面側開口１５２を備え電極４２に対応した貫通孔１５が設けられている。上記のタイプのワーク４´に半田ボール２を配列する場合には、マスク１ｃは、その下面がワーク４´の上面に対向する状態で、その貫通孔１５が電極４２に対し所定の位置関係となるように貫通孔１５と電極４２をほぼ一定の距離で離間させ位置決めされる。

かかる配列装置によれば、図に示すように、半田ボール２の充填工程において、半田ボール２は粘着部３と分離された状態で貫通孔１５に充填される。また、保護膜４３と電極４２の上面の間の距離より粘着部３の高さを低く形成できる場合にはマスク１ｃの下面は平坦なものとすればよく、粘着部３が高い場合には、マスク１ｃに粘着部３が付着しないように図の（ヘ）において符号１５５で示す凹部を設けておけばよい。
なお、第３態様の配列装置に、マスク１ｃに粘着部３が付着しない程度の、マスク１ｃの下面とワークの上面との間隙を形成する間隙形成部材を設ければ、保護膜４３のない前記ワーク４に半田ボール２を配列することができる。

［実施態様４］
本発明の第４態様について図８を参照し説明する。図８は、吸着方式を用いた第４態様に係る配列装置の概略構成図であり、同図（ａ）はその吸着手段の概略構成図を、同図（ｂ）はその位置保持部材の概略構成図である。

第４態様の配列装置は、ワーク４の電極４２の所定位置に半田ボール４を載置する吸着手段５と、該半田ボール２が載置された位置を保持する位置保持部材６と、図示しない移動手段とを備えている。該ワーク４には、今までの説明と同様に粘着部３がその電極４２の所定の位置に形成されている。
吸着手段５は、電極４２の配列パターンに対応し形成され半田ボール２を吸着可能な貫通孔５１を有し、少なくとも半田ボール２を載置する際には、その貫通孔５１が電極４２に対応するように位置決めされる。更に具体的に説明すれば、吸着手段５は略函体をなし、電極４２に対向するその下面に半田ボール２の直径より小さい前記貫通孔５１を有するとともに、その上面に負圧発生手段（図示せず）と連結する貫通孔５２を有している。したがって、該貫通孔５１の下方開口の辺縁に当着した半田ボール２は、負圧発生手段で発生した負圧により上方に引付けられ貫通孔５１に吸着されることとなる。その後、吸着手段５は、電極４２の上方に半田ボール２を位置決めし、負圧発生手段を切ることにより貫通孔５１から切り離し、電極４２に載置する。

位置保持部材６は、電極４２に載置された半田ボール２に対応した、すなわち電極４２の配列パターンに対応するように形成されるとともに半田ボール２に当接しその移動を規制する受止部６１１を有している。なお、受止部６１１は、例えば図において（ト）に示すように、位置保持部材６の下部に形成した凹部６１の側壁を利用してもよく、図において（チ）に示すように、凸部６２の側壁を利用としてもよい。さらに、上記凹部６１の断面の直径を半田ボール２よりやや大きくすれば、全ての方向への半田ボール２の移動を規制することができ好ましい。

かかる第４態様の配列装置によれば、吸着手段５は、電極４２の所定位置に粘着部３と分離された状態に半田ボール２を載置し（図８（ａ））、位置保持部材６は、載置された半田ボール２にその受止部５１１が当接するように位置決めされる（図８（ｂ））。受止部６１１で半田ボール２の移動を規制しつつ移動手段でワーク４を水平方向に移動させ、半田ボール２に向かい粘着部３を移動させれば、位置が保持された半田ボール２と粘着部３は当合し、半田ボール２は粘着部３で仮固定される（図８（ｃ））。

本発明は、例示した導電性ボールのような球状体に限らず、例えば不定形の粉体や粒体をワークに配列する際に適用することが可能である。

本発明の第１態様の配列装置の概略構成図である。図１の配列装置の動作を説明する図である。図１の配列装置の移動手段の構成の一例を示す図である。本発明の第２態様の配列装置の概略構成図である。図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面の拡大断面図である。図４の配列装置の動作を説明する図である。本発明の第３態様の配列装置の概略構成図である。本発明の第４態様の配列装置の概略構成図である。

符号の説明

１ａ（１ｂ、１ｃ）マスク
１１（１２、１５）貫通孔
２半田ボール
３粘着部
４、４´ ワーク
４１本体部
４２電極
４３保護膜
５吸着手段
６位置保持部材
７ブラシ
８（８´）移動手段

Claims

所定のパターンでワークの被配列面に導電性ボールを配列する配列方法であって、粘着性を有する粘着部が前記配列パターンに対応して前記被配列面に形成されたワークの前記被配列面に前記導電性ボールを前記粘着部と分離して載置し、前記導電性ボールに向かい前記粘着部を相対的に移動させることを特徴とする導電性ボールの配列方法。
請求項１に記載の配列方法であって、前記被配列面に載置された前記導電性ボールの位置を保持することを特徴とする導電性ボールの配列方法。
所定のパターンでワークの被配列面に導電性ボールを配列する配列装置であって、前記配列パターンに対応し前記被配列面に形成された粘着性を備える粘着部と、前記被配列面に載置された前記導電性ボールに向かい前記粘着部を相対的に移動させる移動手段とを有し、前記導電性ボールは、前記粘着部と分離された状態で前記被配列面に載置されることを特徴とする導電性ボールの配列装置。
請求項３に記載の配列装置において、一面と前記一面に相対する他面とを備えるとともに前記配列パターンに対応し前記一面と他面とを連通し前記導電性ボールを挿通可能な貫通孔を具備し、前記粘着部と分離した状態で前記導電性ボールを前記被配列面に載置するマスクを有することを特徴とする導電性ボールの配列装置。
請求項４に記載の配列装置において、前記ワークの被配列面に対する前記貫通孔の一面側の開口の投影像と前記粘着部とが離隔していることを特徴とする導電性ボールの配列装置。
請求項５に記載の配列装置において、前記貫通孔は、前記一面側に形成された第１孔部と、前記他面側の開口が前記粘着部と前記導電性ボールとを包含可能に前記他面側に形成された第２孔部とを備え、前記第１孔部の他面側開口の辺縁は、前記貫通孔に充填された前記導電性ボールの中心より下方に偏位してなる事を特徴とする導電性ボールの配列装置。
請求項３に記載の配列装置において、前記導電性ボールを吸着可能に前記配列パターンに対応し形成された貫通孔を備えるとともに前記粘着部と分離した状態に前記導電性ボールを前記被配列面に載置する吸着手段と、前記被配列面に載置された前記導電性ボールの位置を保持する位置保持部材とを有することを特徴とする導電性ボールの配列装置。