JP2009049076A - 導電性ボールを充填するための装置およびマスク - Google Patents

Abstract

【課題】１つの基板に導電性ボールを搭載するために要する時間を短縮できる装置を提供する。
【解決手段】充填装置１０は、マスク１１０を基板１００上に保持するためのホルダ１３０と、Ｘ方向に沿って設けられた複数のヘッド１４１と、複数のヘッド１４１をＹ方向に移動させるための移動装置１５０とを有する。ホルダ１３０に保持されるマスク１１０は、複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含む。複数のマスクパターンは、基板の複数の電極パターンに対応している。ホルダ１３０に保持されるマスク１１０は、さらに、その上面１１０ａに平行にＹ方向に延びた溝状の複数の第１の凹部１２１を含む。各凹部１２１に、いくつかのマスクパターンが配置されている。各凹部１２１は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスクの複数の開口に導電性ボールを充填するための装置、およびこの装置に好適に用いることができるマスクに関するものである。

半導体デバイスを実装するなどの電気的な接続を得るために、半田ボールなどの導電性ボールが用いられることがある。特許文献１には、基板に導電性ボールを配置する装置として、導電性ボールを基板に配置するためのマスクを基板にセットした状態で、マスクの複数の開口に導電性ボールを充填する装置が開示されている。また、特許文献１には、この装置の一例として、マスクに向かって突き出たスキージを備えるヘッドを有するものが開示されている。このヘッドは、マスクに対して垂直な軸を中心として回転させることにより、導電性ボールの集団をマスクの表面の一部の区域に保持する。このヘッドを有する装置は、ヘッドを回転させながら、垂直な軸をマスクの表面に沿って移動させることにより、上記区域内に保持された導電性ボールを、上記区域が通過する部分のマスクの複数の開口に順次充填し、マスクの複数の開口を介して、基板に導電性ボールを配置する。
国際公開第２００６／００４０００号パンフレット

特許文献１に記載の装置によれば、ヘッドは、マスクの表面の限られた区域に導電性ボールの集団を保持した状態で、マスク上を移動する。そして、これにより、上記区域内に保持された導電性ボールは、マスクの複数の開口に順次充填される。したがって、特許文献１に記載の装置によれば、比較的少ない数の導電性ボールであっても、上記区域内の導電性ボールの密度を高くできる。このため、その区域が通過する部分のマスクの開口に対し、効率良く導電性ボールを充填できる。また、マスクの表面の限られた区域に保持すべき導電性ボールの数は、マスク全体に対して一様に導電性ボールを保持する場合と比べて、非常に少なくてよい。したがって、マスク上を移動させることにより損傷する可能性のある導電性ボールの量を少なくできる。このため、充填による導電性ボールのロスを低減できる。

しかしながら、上述のような装置を用いて、基板に導電性ボールを配置（配列）するためには、マスクの表面のうちの、導電性ボールを配置すべき領域の全域にわたって、ヘッドを通過させる必要がある。したがって、１つの基板に導電性ボールを配置するためには、ある程度の時間が必要である。導電性ボールを充填するための装置としては、１つの基板に導電性ボールを配置するために要する時間（以下、タクトタイムという）をより短くできるものが求められている。

本発明の一態様は、複数の電極を備える基板の複数の電極の上に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクと、基板とをセットした状態で、複数の開口に導電性ボールを充填するための装置である。基板は、複数の電極の配列である複数の電極パターンを含み、マスクは、複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含む。マスクの複数のマスクパターンは、基板の複数の電極パターンに対応している。マスクは、さらに、その上面に平行に第１の方向に延びた溝状の複数の第１の凹部を含む。複数の第１の凹部の各凹部に、いくつかのマスクパターンが配置され、各凹部は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えている。

この装置は、マスクを基板上に保持するための保持手段と、マスクを保持手段に保持させたときの第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられた複数のヘッドと、複数のヘッドを第１の方向に移動させるための移動手段とを有する。この装置は、マスクを保持手段により保持させ、複数のヘッドの各ヘッドを、複数の第１の凹部の各凹部内に入り込ませた状態で、移動手段によって第１の方向に移動させることにより、各凹部内の導電性ボールを、各凹部に沿って第１の方向に移動させ、導電性ボールを、各凹部に設けられたいくつかのマスクパターンに含まれる複数の開口に充填させる。

この装置の保持手段により保持されるマスクは、第１の方向に沿って延びた複数の第１の凹部の各凹部が導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さ（導電性ボールの半径以上の深さ）を備え、各凹部にいくつかのマスクパターンが配置されている。各凹部においては、その上端部の位置が、各凹部内に供給された導電性ボールの重心位置よりも高くなるため、一旦、各凹部内に供給された導電性ボールは、各ヘッドにより移動させても、基本的には各凹部を乗り越えることはない、あるいは、乗り越え難い。

したがって、複数のヘッドの各ヘッドを、マスクの各凹部内に入り込ませた状態で、移動手段によって第１の方向に移動させることにより、複数のヘッドは、それぞれ、複数の第１の凹部内において、複数の、分離された（独立した、区別される）導電性ボールの集団を形成する。そして、それぞれのヘッドは、それぞれの凹部に沿って、第１の方向（溝状の第１の凹部が延びる方向、溝状の第１の凹部の長手方向）に、それぞれの導電性ボールの集団を押し払いながら、移動させる。したがって、導電性ボールの集団のマスク上の分布（導電性ボールの広がり、重なり合い状態などを含む）は、各凹部を単位として制御できる。導電性ボールの分布がマスク全体の幅を単位として変動しないので、例えば、個々のマスクパターンの大きさに匹敵するような導電性ボールの粗密が発生することはなく、導電性ボールのマスクの開口への充填が不規則になるような事態の発生を未然に防止できる。

さらに、この装置によれば、導電性ボールの集団は各凹部で形成されるので、比較的少ない数の導電性ボールであっても各凹部内の導電性ボールの密度を高くできる。したがって、各凹部に配置される（含まれる）いくつかのマスクパターンの複数の開口に対し、効率良く導電性ボールを充填できる。また、凹部毎に形成される導電性ボールの集団に含まれるボールの数は、マスク全体に対して一様に導電性ボールを保持する場合と比べて、非常に少なくてよい。したがって、マスク上を移動することにより損傷する可能性のある導電性ボールの量を少なくできるため、充填による導電性ボールのロスを低減できる。

その一方で、この装置によれば、複数のヘッドを並列に動かし、複数の凹部内の導電性ボールを、これら凹部に含まれる複数のマスクパターンの複数の開口に充填させる。このため、１つの基板に導電性ボールを配置するための時間（タクトタイム）が延びるのも抑制できる。

この装置は、複数の電極パターンを有する基板に導電性ボールを配置（配列）する際に用いられ、基板は、シリコンウエハ（シリコンウェーハ、半導体ウエハ）であっても良い。この装置は、特に、プリント配線板（プリント配線基板、プリント回路板、プリント回路基板、回路基板、プリント基板）のように、電極パターン同士の間隔が若干広い基板に導電性ボールを配置するのに適している。

プリント配線板のような基板は、複数の半導体チップ（半導体デバイス）をマトリックス状あるいはアレイ状に実装するため、複数の電極パターンが、ある程度の間隔をもって、マトリックス状あるいはアレイ状に設けられている。このような基板に導電性ボールを配置するためのマスクも、複数のマスクパターンが、ある程度の間隔をもって、マトリックス状あるいはアレイ状に設けられる。このため、マスクには、開口が設けられている領域と、開口が設けられていない領域とが存在する。

マスクの複数の第１の凹部を、開口が設けられていない領域をできるだけ含まないように形成することにより、導電性ボールが、マスクの、開口が設けられていない領域（導電性ボールを充填する必要が無い領域）を通過することを防止できる。このため、少ない数の導電性ボールにより、開口が設けられている領域（導電性ボールを充填する必要がある領域）における導電性ボールの密度を高くできる。さらに、開口が設けられていない領域を導電性ボールが通過する際のロス、例えば、導電性ボールの損傷などを低減できる。

この装置において、複数のヘッドは、共通のベースに支持されており、移動手段は、ベースを第１の方向に移動させるようにすることが好ましい。比較的簡易な構成の移動手段により、複数のヘッドを第１の方向に移動させることができる。複数のヘッドは、移動手段により個別に移動させるようにしてもよい。

また、この装置においては、各ヘッドとして、例えば、第１の方向に対向した一対のスウィープ部材を備えているものを用いることができる。この場合、各ヘッドを各凹部内に入り込ませることにより、各ヘッドの一対のスウィープ部材と各凹部の両側部とによってマスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成し、移動手段によって複数のヘッドを第１の方向に移動させることにより、第２の方向に並列に形成された複数の動区域を、複数の第１の凹部のそれぞれに沿って第１の方向に移動させるようにすることが好ましい。各ヘッドの一対のスウィープ部材と各凹部の両側部とによってマスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成することにより、各凹部内において、導電性ボールが存在する領域をさらに限定することができる。したがって、比較的少ない数の導電性ボールであっても、限られた領域（動区域）内の導電性ボールの密度を高くできるため、複数の動区域が通過する部分のマスクの複数の開口に対し、効率良く導電性ボールを充填でき、充填による導電性ボールのロスもさらに低減できる。

この装置は、マスクを保持手段から取り外しでき、使用するマスクを基板により変えることも容易である。したがって、この装置には、マスクが保持されていなくても良い。例えば、電極パターン同士の間隔が異なる基板に対しては、第１の凹部同士の間隔の異なるマスクを用いることが好ましい。

さらに、この装置に適用するマスクは、複数のマスクパターンとそれぞれ対応するように、マスクの下面に設けられた、複数の第２の凹部をさらに有することが好ましい。マスクを基板にセットしたときに、マスクの下面に、電極の上に塗布されているフラックスなどが付着し難く、迷いボールなどの発生の要因となることを防止できる。

本発明の他の態様は、複数の電極を備える基板の複数の電極の上に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクである。基板は、複数の電極の配列である複数の電極パターンを含むため、このマスクは、複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含み、複数のマスクパターンは、基板の複数の電極パターンに対応している。このマスクは、さらに、その上面に平行に第１の方向に延びた溝状の複数の第１の凹部を含む。複数の第１の凹部の各凹部に、いくつかのマスクパターンが配置され、各凹部は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えている。

このマスクの各凹部内に供給された導電性ボールは、基本的には各凹部を乗り越えることはない、あるいは、乗り越え難い。したがって、このマスクを採用することにより、凹部同士の間の凸部により分離された導電性ボールの集団を、それぞれの凹部に形成でき、凹部に沿って、それらの導電性ボールの集団を第１の方向に移動させることができる。

このマスクは、さらに、複数のマスクパターンとそれぞれ対応するように、その下面に設けられた、複数の第２の凹部を有することが好ましい。マスクの下面に、電極の上に塗布されているフラックスなどが付着することを抑制できる。

導電性ボールを配置する基板としては、例えば、シリコンウエハやプリント配線板が挙げられる。基板として、プリント配線板などを用いる場合、このマスクは、さらに、複数のマスクパターンの全てを囲むように、その下面に設けられた、枠状の第３の凹部を有することが好ましい。枠状の第３の凹部は、マスクのマスクパターンと基板の電極パターンとを対応させたときに、基板の縁が対応する位置を含むように形成することが好ましい。

プリント配線板が、多数枚取りの基板を断裁して形成されているような場合には、プリント配線板の縁に、断裁時に生じるバリが残っていることがある。また、プリント配線板は、その表面にめっき処理を施していることがあり、このような場合には、プリント配線板の縁に、めっきが異常析出していることがある。マスクの下面に、複数のマスクパターンの全てを囲むような枠状の第３の凹部を設けることにより、マスクを基板にセットしたとき（マスクのマスクパターンとプリント配線板の電極パターンとを対応させたとき）に、基板の縁と第３の凹部とを対向させることができる。このため、基板の縁にバリやめっきの異常析出物などの突起物が存在していたとしても、マスクの下面と接触（干渉）し難い。

本発明のさらに他の態様は、複数の電極を備える基板の複数の電極の上に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを用い、複数の開口に導電性ボールを充填するための装置により、基板の複数の電極の上に導電性ボールを配置する方法である。基板は、複数の電極の配列である複数の電極パターンを含む。マスクは、複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含み、複数のマスクパターンは、基板の複数の電極パターンに対応している。マスクは、さらに、その上面に平行に第１の方向に延びた溝状の複数の第１の凹部を含む。複数の第１の凹部の各凹部に、いくつかのマスクパターンが配置され、各凹部は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えている。上記装置は、マスクを基板上に保持するための保持手段と、マスクを保持手段に保持させたときの第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられた複数のヘッドと、複数のヘッドを支持するベースと、ベースを第１の方向に移動させるための移動手段とを有する。複数のヘッドの各ヘッドは、第１の方向に対向した一対のスウィープ部材を備えている。当該方法は、以下の工程を含む。
（ａ）複数のヘッドの各ヘッドを、保持手段に保持させたマスクの複数の第１の凹部の各凹部内に入り込ませることにより、各ヘッドの一対のスウィープ部材と各凹部の両側部とによってマスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成すること（形成する工程）。
（ｂ）移動手段によってベースを第１の方向に移動させることにより、第２の方向に並列に形成された複数の動区域を、複数の第１の凹部のそれぞれに沿って、第１の方向に移動させ、導電性ボールを、各凹部に設けられたいくつかのマスクパターンに含まれる複数の開口に充填すること（充填する工程）。

この方法によれば、１つの基板に、比較的短い時間で、導電性ボールを配置できる。しかも、動区域に導電性ボールの集団が保持されるため、比較的少ない数の導電性ボールであっても、動区域内の導電性ボールの密度を高くできる。したがって、複数の動区域が通過する部分のマスクの開口に対し、効率良く導電性ボールを充填でき、充填による導電性ボールのロスも少ない。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１は、ボール搭載装置（搭載装置、ボールマウントシステム、ボールマウンタ）の一例を平面図により示している。図２は、基板の一例を平面図により示している。図３は、図２中の円IIIで囲まれた領域を拡大して示している。

ボール搭載装置１は、基板１００上の所定の位置に導電性ボール（導電性微小粒子、図８および図９参照）Ｂを搭載するための装置である。本例のボール搭載装置１は、平面矩形状のプリント配線板１００の複数の電極１０１の上に導電性ボールＢを搭載するのに適している。プリント配線板１００は、プリント配線基板、プリント回路板、プリント回路基板、回路基板、あるいはプリント基板などとも呼ばれ、半導体が実装される半導体実装基板、ビルドアップ基板、多層基板などを含む。複数の半導体チップ（半導体デバイス）をマトリックス状あるいはアレイ状に実装するようなプリント配線板１００では、複数の電極１０１は、マトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の電極パターン（電極グループ）Ｎを形成するように配列されている。本例のプリント配線板１００では、それぞれが複数の電極１０１を含む複数の電極パターンＮが、プリント配線板１００の上に、例えば、８行６列に配列されており、合計４８個設けられている。複数の電極パターンＮは、それぞれ、数百個程度（数十個〜数千個程度）の電極１０１を含んでいることが多い。

プリント配線板１００に設けられている電極１０１は、例えば、ランド状（凸状）の電極（ランド）である（図８および図９参照）。なお、プリント配線板１００が多層基板などの場合、レジスト層が形成されており、レジスト層は、電極１０１に対応する部分がエッチングなどにより除去されている。したがって、このようなプリント配線板１００では、電極部分が凹状となっている場合もある。

基板１００の複数の電極１０１の上に搭載される導電性ボールＢは、電気的な接続を得るためのものであり、この装置１で取り扱う導電性ボールＢの直径は、例えば１ｍｍ以下、具体的には、１０〜５００μｍ程度である。このようなボールＢは、微小ボール（マイクロボール、微小粒子）と呼ばれることもある。導電性ボールＢには、半田ボール（銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）などを含む、主成分が錫（Ｓｎ）からなるボール）、金あるいは銀などの金属製のボール、さらに、セラミックス製のボールあるいはプラスチック製のボールに導電性のメッキなどの処理が施されたものが含まれる。本例では、導電性ボールＢとして、直径６０μｍ程度の半田ボールを用いている。

このボール搭載装置１は、基板１００を保持するためのＸＹＺθステージ２と、基板１００の搬送用ロボット８と、基板１００をこの搬送用ロボット８によりステージ２に対してロード（供給）およびアンロード（収納）するためのローダ・アンローダ装置３と、基板１００の位置を微調整するためのプリアライメント装置（アライナ）４と、基板１００の反りを矯正するための矯正装置５と、基板１００と導電性ボールＢとを結合させるための素材（フラックス）を塗布するためのフラックス塗布装置（フラックス印刷装置、スクリーン印刷装置）６と、基板１００にマスク１１０を介して導電性ボールＢを配置（配列）するためのボール充填装置１０と、Ｘ軸テーブル、Ｙ軸テーブル、Ｚ軸テーブル、およびθテーブルを備え、ステージ２を移送（搬送）するステージ移送装置７と、これらを制御する制御ユニット（図示せず）とを有している。矯正装置５、フラックス塗布装置６、およびボール充填装置１０は、Ｘ方向に並んで配置されている。

ローダ・アンローダ装置３は、基板１００をロード（供給）する第１のパッケージ３ａと、基板１００をアンロード（収納）する第２のパッケージ３ｂとを有している。基板１００は、ローダ・アンローダ装置３の第１のパッケージ３ａから搬入され、ローダ・アンローダ装置３の第２のパッケージ３ｂに搬出される。なお、ローダ・アンローダ装置３が備えるパッケージは１つであってもよい。搬送用ロボット８は、ローダ・アンローダ装置３の第１のパッケージ３ａから基板１００をプリアライメント装置４の上方に搬入し、プリアライメント装置４から基板１００を移動ステージ２へ搬送し、移動ステージ２から基板１００をローダ・アンローダ装置３の第２のパッケージ３ｂに搬出する。

移動ステージ２は、矯正装置５で基板１００の外周部を例えば８点で押圧して基板１００の反りを矯正し、減圧吸引などの方法により基板１００の反りを矯正した状態で、基板１００をその上面（本例ではＸ−Ｙ平面）の上に保持する。移動ステージ２は、ステージ移送装置７により、基板１００を、矯正装置５、フラックス塗布装置６、およびボール充填装置１０の間の任意の位置に移動させる。また、移動ステージ２は、基板１００の位置を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向およびθ方向に調整することができる。基板１００を移動ステージ２に保持する方法の一例は、減圧吸引であるが、基板１００を移動ステージ２に保持する方法は、減圧吸引に限定されるものではなく、静電チャックのようなものであってもよく、また、それらを併用することも可能である。

ボール充填装置１０は、基板１００の複数の電極１０１の上に導電性ボールを配置するための複数の開口（孔、開孔、アパーチャ）を備えたマスク１１０と、この基板１００とをセットした状態（重ねた状態）で、マスク１１０の複数の開口に導電性ボールを充填するための装置である。

このボール搭載装置１では、以下のようにして、基板１００に導電性ボールＢを搭載する。まず、搬送用ロボット８により、ローダ・アンローダ装置３の第１のパッケージ３ａから基板１００をプリアライメント装置４の上方に搬入し、粗位置合わせ（プリアライメント）を行う。次に、搬送用ロボット８により、プリアライメント装置４から基板１００を移動ステージ２へ搬送する。移動ステージ２により、基板１００を矯正装置５に搬送し、反り矯正を行う。その後、反り矯正された基板１００は、移動ステージ２により、フラックス塗布装置６に搬送される。フラックス塗布装置６では、基板１００を位置合わせし、複数の電極１０１の上にフラックスを塗布する。さらに、移動ステージ２により、基板１００をボール充填装置１０に搬送する。基板１００をマスク１１０に位置合わせ（セット）して、マスク１１０の開口（孔）１１１に導電性ボールＢを充填することにより、マスク１１０を介して複数の電極１０１の上に導電性ボールＢを配置（配列）する。開口１１１に充填された導電性ボールＢは、フラックスに密着し、基板１００の電極１０１の上に仮固定される。ステージ２を初期位置まで戻し、搬送用ロボット８により、基板１００をローダ・アンローダ装置３の第２のパッケージ３ｂに搬出する。以上により、基板１００の電極１０１の上に導電性ボールＢを搭載できる。なお、その後、公知のリフロー過程を経ることにより、導電性ボールＢが基板１００に固定される。

図４は、マスク１１０の一例を平面図（上側から見た図）により示している。図４において、二点鎖線は、マスク１１０と基板１００とをセット（位置合わせ）したときの、基板１００の縁（エッジ）１０２の位置を示している。図５は、マスク１１０を、図４中のV-V線（Ｘ方向、第２の方向）に沿って切断した断面図により示している。図６は、マスク１１０を、図４中のVI-VI線（Ｙ方向、第１の方向）に沿って切断した断面図により示している。

マスク１１０は、例えば金属製（メタルマスク）である。本例では、マスク１１０の厚さ（マスク厚、以下に説明する凹部１２１〜１２３がいずれも形成されていない部分の厚さ、最大厚）Ｔmaxは、１１０μｍ程度である。マスク１１０に形成された複数の開口１１１（図７ないし図９参照）は、導電性ボールＢを基板１００の所定の場所に配置するためのものであり、それぞれの開口１１１の径は、導電性ボールＢのサイズに対応している。本例では、導電性ボールＢの直径が直径６０μｍ程度であるため、開口１１１の直径は７０μｍ程度である。なお、各開口１１１の端（開口端）は、面取りされていてもよい。

上述のように、本例では、基板１００は、プリント配線板であり、複数の電極１０１は、２次元的にマトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた複数の電極パターンＮを含む。複数の電極パターンＮは、それぞれ、複数の電極１０１の配列である。マスク１１０には、基板１００に形成された複数の電極１０１の上に導電性ボールＢを配置するための複数の開口１１１が、基板１００に形成された複数の電極１０１に対応した位置にあけられている。したがって、マスク１１０は、複数の開口１１１が、基板１００の複数の電極１０１に含まれる複数の電極パターンＮと対応するように、２次元的にマトリックス状（アレイ状）に分散して設けられた（配列された）複数のマスクパターン（開口パターン、開口グループ）Ｍを含む。複数のマスクパターンＭは、それぞれ、複数の開口１１１の配列である。本例では、基板１００は、８行６列に配置（配列）された合計４８個の電極パターンＮを有している。このため、マスク１１０も、これらの電極パターンＮと対応するように、８行６列に配置（配列）された合計４８個のマスクパターンＭを有している。それぞれのマスクパターンＭは、電極パターンＮに対応して、数百個程度（数十個〜数千個程度）の開口１１１を含むことが多い。

このマスク１１０は、その上面１１０ａに、溝状の複数の第１の凹部１２１を有している。各凹部１２１は、Ｙ方向（第１の方向）に沿って延び、各凹部１２１には、Ｙ方向に並ぶ１列分のマスクパターンＭ（８個のマスクパターンＭ）が形成されている。すなわち、このマスク１１０は、その上面１１０ａに、互いに平行に、Ｙ方向に延びた６本の溝状の第１の凹部（グルーブ）１２１と、それら第１の凹部１２１の間に形成され、互いに平行に、Ｙ方向に延びた凸部（ランド）１２９とを有している。各凹部１２１は、それぞれ、導電性ボールＢの半径に少なくとも相当する深さ（導電性ボールＢの半径程度の深さ、あるいは、導電性ボールＢの半径を越える深さ）を備えている。本例では、各凹部１２１の深さＤ１は、それぞれ４０μｍ程度となっている。導電性ボールＢの直径が直径６０μｍ程度（半径３０μｍ程度）であるため、各凹部１２１の上端部の位置が、導電性ボールＢが各凹部１２１内に供給されたときの導電性ボールＢの重心位置よりも高くなる。

また、このマスク１１０は、その下面１１０ｂに、複数のマスクパターンＭとそれぞれ対応するように、複数の第２の凹部１２２を有している。このマスク１１０は、上述のように８行６列で合計４８個のマスクパターンＭを含んでいる。したがって、このマスク１１０には、その下面１１０ｂに、８行６列に配置された合計４８個の第２の凹部１２２が形成されている。各凹部１２２は、それぞれ、導電性ボールＢが迷いボールとならず（導電性ボールＢの直径以下であり）、電極１０１上のフラックスを逃がすことができる程度の深さ（高さ）に形成されている。本例では、各凹部１２２の深さＤ２は、それぞれ３０μｍ程度となっている。

このマスク１１０では、マスク１１０を基板１００にセットした状態において、複数の電極パターンＮが、それぞれ、複数の第２の凹部１２２と対向する。したがって、電極１０１の上に塗布されているフラックスがマスク１１０の下面１１０ｂに付着し難い。

すなわち、基板１００の電極１０１の上には、一般に、基板１００と導電性ボールＢとを結合させるための素材（フラックスなど）が塗布されている。マスク１１０と基板１００とをセットしたとき、すなわち、マスク１１０と基板１００とを重ねたときに、マスクパターンＭが設けられている領域は、電極パターンＮが設けられている領域と対応するため、マスクパターンＭが設けられている領域の下面が基板１００に接触すると、マスク１１０の下面１１０ｂに、電極１０１の上に塗布されているフラックスなどが付着するおそれがある。マスク１１０にフラックスなどが付着すると、導電性ボールＢがフラックスなどを介してマスク１１０に付着し、迷いボールとなるなどのおそれがある。マスク１１０の下面（裏面）１１０ｂに第２の凹部１２２を設けることにより、そのような事態の発生を防止できる。

また、プリント配線板１００は、多数枚取りの基板を断裁して形成することがあり、このような場合には、プリント配線板１００の縁１０２に、断裁時に生じるバリが残っていることがある。また、プリント配線板１００は、その表面にめっき処理を施していることがあり、このような場合には、プリント配線板１００の縁１０２に、めっきが異常析出していることがある。すなわち、シリコンウエハは、固くてもろいため、加工時に容易に割れたり欠けたりする。それを防ぐために、切り出されたシリコンの円板には、外周を面取りする処理、いわゆる、ベベリングが行われている。このため、マスクをウエハに重ね合わせたときに、ウエハの縁がマスクに干渉することは考慮されていない。これに対し、プリント配線板１００は、ベベリングは通常要求されない。このため、プリント配線板１００の縁１０２に、マスク１１０と干渉するような部分が形成されていることがある。

このマスク１１０は、その下面１１０ｂに、全てのマスクパターンＭを囲む、枠状の第３の凹部１２３を有している。第３の凹部１２３は、マスク１１０のマスクパターンＭと基板１００の電極パターンＮとを対応させたとき（開口１１１と電極１０１とを対応させたとき）に、基板１００の縁１０２と対向する位置を含むように形成されている。第３の凹部１２３は、プリント配線板１００の縁１０２にバリやめっきの異常析出物などによる突起物を逃がすことができる程度の深さに形成されている。本例では、第３の凹部１２３の深さＤ３は、３０μｍ程度（第２の凹部１２２と同程度の深さ）となっている。

このマスク１１０では、マスク１１０を基板１００に位置合わせした状態において、基板１００の縁１０２が枠状の第３の凹部１２３と対向する。したがって、プリント配線板１００の縁１０２にバリやめっきの異常析出物などによる突起物が存在していたとしても、突起物がマスク１１０の下面１１０ｂと干渉し難い。

このマスク１１０は、上述のように、最大厚Ｔmaxが１１０μｍ程度、第１の凹部１２１の深さＤ１がそれぞれ４０μｍ程度、第２の凹部１２２の深さＤ２がそれぞれ３０μｍ程度となっている。第２の凹部１２２が形成されている領域（部分）は、第１の凹部１２１が形成されている領域（部分）に含まれるため、第２の凹部１２２が形成されている領域では、両面に凹部が存在することになる。したがって、第２の凹部１２２が形成されている領域は、全体の中で最もマスク厚が薄い領域であり、そのマスク厚（最小厚）Ｔminは、４０μｍ程度である。

しかしながら、互いに隣り合う第１の凹部１２１の間（凸部）１２９には、いずれの凹部も形成されていないため、その凸部１２９では最大厚Ｔmax（１１０μｍ程度）が保持されている。しかも、マスク１１０の下面１１０ｂにおいては、第１の凹部１２１に沿って第２の凹部１２２は断続的に形成されている。このため、マスク１１０の下面１１０ｂにおいては、第２の凹部１２２が形成されていない領域（部分）が、Ｘ方向およびＹ方向に格子状に延びている。第２の凹部１２２が形成されていない領域は、上面１１０ａに第１の凹部１２１が形成されている領域であっても、マスク厚は７０μｍ程度ある。したがって、第２の凹部１２２が形成されていない領域では、少なくとも７０μｍ程度（７０μｍまたは１１０μｍ）のマスク厚があることになる。したがって、このマスク１１０では、上面の凹部１２１および凸部１２９により、上面にＹ方向に延びたリブが形成され、下面の凹部１２２により、下面に格子状のリブが形成されている状態になる。このため、マスク１１０の開口１１１が形成された部分の厚さは４０μｍ程度と非常に薄いが、マスク全体の強度は確保される。このため、マスク１１０の開口１１１が形成された部分が歪んで迷いボールが発生したりすることを抑制できる。

なお、第３の凹部１２３が形成されている領域は、基本的には、第１の凹部１２１が形成されている領域および第２の凹部１２２が形成されている領域とは重複しない。第３の凹部が形成されている領域（部分）では、マスク厚は８０μｍ程度ある。したがって、この点でも、マスク１１０の強度を保つことができる。

このようなマスク１１０は、１１０μｍ程度（最大厚Ｔmaxに相当）の金属板の両面をエッチングすることにより形成することができる。あるいは、このようなマスク１１０は、４０μｍ程度（最小厚Ｔminに相当）の金属板の両面にアディティブ加工にて金属を析出させるなどの方法により形成することもできる。このマスク１１０は、機械加工などの他の方法により製造することも可能である。

このマスク１１０は、ある程度の張力（テンション）が与えられた状態で、マスク枠１１９に固定されている。マスク１１０は、マスク枠１１９を介して、ボール充填装置１０が備えるマスクホルダ１３０にセットされる。

図１に戻り、ボール充填装置１０は、マスクホルダ１３０と、ボールディスペンサ１４０と、移動装置１５０とを有している。マスクホルダ１３０は、マスク枠１１９に固定されたマスク１１０を着脱可能に保持し、保持されたマスク１１０に基板１００が位置合わせできる状態にする。ボールディスペンサ１４０は、第１の方向であるＹ方向と交差する第２の方向、例えば直交するＸ方向に沿って設けられた複数のヘッド１４１と、複数のヘッド１４１を支持するベース１４２とを備えている。複数のヘッド１４１は、マスクホルダ１３０に保持させたマスク１１０の複数の第１の凹部１２１とそれぞれ対応するように、ベース１４２に取り付けられている。上述のように、本例では、マスク１１０は、６つの第１の凹部１２１を有している。このため、ディスペンサ１４０は、それぞれの凹部１２１と対応するように、６つのヘッド１４１を備えている。

図７、図８および図９に示すように、Ｘ方向（第２の方向）に沿って設けられた各ヘッド１４１は、それぞれ、Ｙ方向（第１の方向）に対向した一対のスウィープ部材（スキージ（squeegee））１４３ａおよび１４３ｂを備えている。本例では、スウィープ部材１４３ａおよびスウィープ部材１４３ｂは、略同形状である。スウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは、それぞれ、極細の金属製あるいは非金属製の複数のワイヤーの両端を束ねたものであって、全体が下向きのＵ字状となるように、ベース１４２に着脱自在に取り付けられている。これらのスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは、それぞれのスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂからなるヘッド１４１のピッチが、凹部１２１のピッチと同じとなるように、ベース１４２に支持されている。

スウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは、それぞれ、導電性ボールＢを押し払うなどして、マスク１１０上において（マスク１１０の第１の凹部１２１内において）導電性ボールＢを移動させることができるものであればよい。スウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは、マスク１１０の上面１１０ａに比較的柔らかく接し、上面１１０ａ上の導電性ボールＢを掃き集めることができるものであることが好ましく。さらに好ましくは、スウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは、一旦、開口１１１に充填（挿入）された導電性ボールＢを掻き出さない程度の弾性を備えたものであるとよい。

上述した、マスク１１０の上面１１０ａに接するように曲げられたワイヤー（金属性および非金属性を含む）を含む部材からなるスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは好適な一例である。スウィープ部材の他の例としては、マスク１１０の上面１１０ａに接するような形状のゴムプレートあるいはスポンジのような弾性部材、マスク１１０の上面１１０ａに接するような形状のステンレス鋼のような金属プレート、マスク１１０の上面１１０ａに接する程度に伸びた複数のワイヤーを含むブラシ状の部材（金属性および非金属性を含む）などを挙げることができる。

移動装置１５０は、Ｘ軸テーブル１５１ｘと、一対のＹ軸テーブル１５２ｙ_１および１５２ｙ_２とを有している。Ｘ軸テーブル１５１ｘは、モータ１５３ｘを備えており、一対のＹ軸テーブル１５２ｙ_１および１５２ｙ_２は、それぞれ、モータ１５４ｙ_１および１５４ｙ_２を備えている。Ｘ軸テーブル１５１ｘは、一対のＹ軸テーブル１５２ｙ_１および１５２ｙ_２を跨ぐように配置されている。ディスペンサ１４０は、Ｘ軸テーブル１５１ｘに着脱自在に取り付けられている。移動装置１５０は、さらに、ディスペンサ１４０をＺ方向に移動させるためのＺ軸ステム１５５ｚおよびモータ１５６ｚを備えている。このため、ディスペンサ１４０は、Ｚ方向に上下動が可能である。

モータ１５４ｙ_１および１５４ｙ_２駆動させ、Ｘ軸テーブル１５１ｘのＹ方向の位置を、Ｙ軸テーブル１５２ｙ_１および１５２ｙ_２に沿って動かすことにより、ディスペンサ１４０は、マスク１１０の表面１１０ａを、Ｙ方向に移動する。また、モータ１５３ｘを駆動させ、ディスペンサ１４０のＸ方向の位置を、Ｘ軸テーブル１５１ｘに沿って動かすことにより、ディスペンサ１４０のＸ方向の位置を微調整できる。なお、ディスペンサ１４０のＸ方向の微調整が不要の場合には、モータ１５３ｘは省略できる。

このボール充填装置１０では、例えば、マスク１１０をマスクホルダ１３０により保持させ、各ヘッド１４１を、一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂの先端（Ｕ字型の腹の部分）が各凹部１２１の底に接触する程度に各凹部１２１内に入り込ませた状態で移動する。各ヘッド１４１を、各凹部１２１内に入り込ませた状態で、移動装置１５０によってボールディスペンサ１４０（ベース１４２）を第１の方向であるＹ方向に移動させることにより、各ヘッド１４１は、各凹部１２１内の導電性ボールＢを、各凹部１２１に沿って第１の方向であるＹ方向に押し払いながら移動し、導電性ボールＢを、各凹部１２１に含まれる８つのマスクパターンＭの複数の開口１１１に充填させる。複数の開口１１１に充填された導電性ボールＢは、フラックスに密着し、基板１００の電極１０１の上に配置される。

本例のボール充填装置１０では、各凹部１２１に導電性ボールの集団Ｂｇが形成され、合計６つの導電性ボールの集団Ｂｇが、各ヘッド１４１により各凹部１２１の内部を移動する。各ヘッド１４１は、一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂを備えている。このため、各ヘッド１４１の一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂを各凹部１２１内に入り込ませることにより、各導電性ボールの集団Ｂｇが広がる領域は、各ヘッド１４１の一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂと、各凹部１２１の両側部１２１ａおよび１２１ｂとの間に限定される。このため、マスク１１０の表面１１０ａの一部であって、凹部１２１内の一部に、導電性ボールの集団Ｂｇが保持される動区域Ａを形成することができる。

図７は、ヘッド１４１の一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂとマスク１１０の第１の凹部１２１の両側部１２１ａおよび１２１ｂとによって動区域Ａを形成している状態を充填装置１０の上方からその一部を拡大し、模式的に示している。図８は、ボール充填装置１０の一例を部分的に示す概略図であって、導電性ボールＢをプリント配線板１００の電極１０１の上に搭載している状態を、Ｘ方向（第２の方向）に沿って切断して示している。図９は、ボール充填装置１０の一例を部分的に示す概略図であって、導電性ボールＢをプリント配線板１００の電極１０１の上に搭載している状態を、Ｙ方向（第１の方向）に沿って切断して示している。なお、図８および図９は、理解を容易にするために、１つのマスクパターンＭに含まれる開口１１１の数を減らした概略図である。

このボール充填装置１０では、６つのヘッド１４１の一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂと６つの凹部１２１の両側部１２１ａおよび１２１ｂとによって、合計６つの動区域Ａが形成され、これら６つ動区域Ａ内に、６つの導電性ボールの集団Ｂｇがそれぞれ保持される。これらの６つの動区域Ａは、移動装置１５０によって複数のヘッド１４１をＹ方向に移動させることにより、Ｘ方向に並列に移動する。したがって、６つの導電性ボールの集団Ｂｇも、Ｙ方向に並列に移動する。

図１０は、ボール充填装置１０を用いた導電性ボールの配置方法の一例をフローチャートにより示している。

マスク１１０と基板１００とを位置合わせし、マスク１１０の各凹部１２１に対応するようにＹ方向に並べられた各ヘッド１４１を、ステップ２０１において、マスクホルダ１３０に保持させたマスク１１０の各凹部１２１内に入り込ませる（挿入する）。これにより、各凹部１２１内に導電性ボールの集団Ｂｇが保持される動区域Ａを形成する。

ステップ２０２において、移動装置１５０によってベース１４２をＹ方向に移動させることにより、Ｘ方向に並列に形成された複数の動区域Ａを、複数の第１の凹部１２１のそれぞれに沿って、Ｙ方向に移動させ、導電性ボールＢを、各凹部１２１に含まれる６つのマスクパターンＭの複数の開口１１１に充填する。本例では、複数の動区域Ａを複数の第１の凹部１２１のそれぞれにおいて一往復または数往復させ、導電性ボールの集団Ｂｇが各開口１１１を２回以上通過するようにしている。動区域Ａが通過する部分のマスク１１０の複数の開口１１１に順次導電性ボールＢが充填され（振り込まれ）、マスク１１０の複数の開口１１１を介して、基板１００に導電性ボールＢが配置される。

ヘッド１４１は一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂを備えているので、動区域Ａを第１の凹部１２１に沿って往復動させることができ、さらに、充填されずに残った導電性ボールＢを元の場所（ホームポジション）に戻すことができる。したがって、充填されずに残った導電性ボールＢの回収が容易である。また、ホームポジションにおいて、ヘッド１４１内（動区域Ａ内）に導電性ボールＢを補充することにより、開口１１１に充填されて減った（消費された）導電性ボールＢの量を一定に保つことができ、次の作業（次の基板１００にボールを配置する作業）に移ることも可能である。

この場合、充填装置１０は、ボール補給装置を備えていることが好ましい。充填装置１０は、ヘッド１４１内、動区域Ａ内、あるいは凹部１２１内に、導電性ボールＢを補充する装置を備えたものを含む。ボール充填装置１０の一例は、Ｘ軸テーブル１５１ｘに支持され、ディスペンサ１４０とともに移動し、ベース１４２を介して、ヘッド１４１内、動区域Ａ内、あるいは凹部１２１内に、ボールＢを補給するものである。さらに、ボール補給装置をヘッド１４１とともに移動させることにより、ヘッド１４１が凹部１２１を移動している途中であっても、導電性ボールの補給ができる。

以上のように、この充填装置１０によれば、複数のヘッド１４１により、複数の凹部１２１内の導電性ボールＢを、これら凹部１２１を越えて広がらない状態でＹ方向に移動させることができる。これら凹部１２１に含まれる複数のマスクパターンＭの複数の開口１１１に、並行して導電性ボールＢを充填できるため、比較的短い時間で、１つの基板１００に導電性ボールＢを配置できる。したがって、基板１００の電極１０１に導電性ボールＢをそれぞれ配置するために要するタクトタイムを短縮できる。

また、マスク１１０においては、凹部１２１にのみ開口１１１が形成され、凹部１２１の間の領域（凸部）１２９には開口１１１は形成されていない。この装置１０によれば、導電性ボールＢを充填する必要がある領域、すなわち、各凹部１２１に、各導電性ボールの集団Ｂｇを形成し、それらにより開口１１１に充填させることができる。したがって、導電性ボールの集団Ｂｇを通過（移動）させる面積を限定できるので、導電性ボールＢを大量に用いずに、タクトタイムを短くできる。導電性ボールＢが微細化すると、一定の面積を導電性ボールＢによりカバーするために要する数は飛躍的、例えば、少なくとも導電性ボールＢの半径の二乗に反比例して増加する。このため、導電性ボールＢが通過する面積を限定できることは重要である。

また、導電性ボールＢを充填する必要が無い領域、すなわち、各凹部１２１の間の凸部１２９は、導電性ボールの集団Ｂｇが通過しない。このため、マスク１１０上の、充填すべき対象である開口１１１がない領域を移動させることに起因する、導電性ボールＢが損傷する可能性を少なくでき、導電性ボールＢのロスを低減できる。

さらに、この充填装置１０および導電性ボール配列方法によれば、各ヘッド１４１の一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂと各凹部１２１の両側部１２１ａおよび１２１ｂとによって、マスク１１０の表面１１０ａの一部に導電性ボールの集団Ｂｇが保持される動区域Ａを形成することができる。したがって、各凹部１２１内において、導電性ボールＢが存在する領域がさらに限られる。このため、さらに少ない数の導電性ボールＢであっても、限られた領域（動区域）Ａ内の導電性ボールＢの密度を高くできる。したがって、複数の動区域Ａが通過する部分のマスク１１０の複数の開口１１１に対し、効率良く導電性ボールＢを充填でき、充填による導電性ボールＢのロスもさらに低減できる。

また、スキージなどのスウィープ部材により導電性ボールＢを押し払う場合、スウィープ部材の前方の導電性ボールＢの分布が一定にならず粗密が発生することがある。導電性ボールＢの分布に粗密が発生すると、粗の部分では充填ミスが発生する可能性が高くなる。導電性ボールＢの分布を制御することは、スウィープ部材が長くなればなるほど難しく、また、導電性ボールＢが微小になりスウィープ部材により押し払われる数が増加するほど難しくなることが想定される。

この充填装置１０によれば、各凹部１２１に、独立した（分離された）導電性ボールの集団Ｂｇが形成されるので、それぞれの導電性ボールの集団Ｂｇを押し払うスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂは短くて良く、また、それぞれのスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂにより制御される導電性ボールＢの量も少なくなる。したがって、凹部１２１において導電性ボールＢの分布を制御することは容易になり、充填ミスの発生を抑制できる。

さらに、各ヘッド１４１をＹ方向に振動させたり、Ｙ方向の移動速度を変えて、各ヘッド１４１の内部に保持される導電性ボールＢに加速度を与えながら、各ヘッド１４１をＹ方向に移動させることも有効である。開口１１１に導電性ボールＢが充填される状態を考えると、開口１１１の上側を導電性ボールＢが一層あるいはそれに近い状態で積層されているときに、開口１１１に導電性ボールＢは充填されやすく、充填ミスの発生を抑制できる。各ヘッド１４１により導電性ボールＢに対しＹ方向に加速度を与えることにより、動区域Ａの内部に導電性ボールＢを強制的に分散させ、動区域Ａの内部に導電性ボールＢが一層あるいはそれに近い状態で存在する面積を広くすることができる。

図１１は、マスク１１０の他の例を平面図により示している。

このマスク１１０は、その上面１１０ａに、３本の第１の凹部１２１を有している。各凹部１２１は、Ｙ方向（第１の方向）に沿って並ぶ２列分のマスクパターンＭ（８×２個＝１６個のマスクパターンＭ）をそれぞれ含むように形成されている。各凹部１２１は、それぞれ、導電性ボールＢの半径に少なくとも相当する深さを備えている。このように、１つの凹部１２１が２列分のマスクパターンＭを含むようにしてもよい。なお、１つの凹部１２１は、３列以上のマスクパターンＭを含むようにしてもよい。すなわち、１つの凹部１２１は、第１の方向に並ぶ少なくとも１列分以上のマスクパターンＭを含むようにしてもよい。１つの凹部１２１は、第１の方向に並ぶいくつかのマスクパターンＭを含むように形成すればよく、例えば、第１の方向に１列に並ぶマスクパターンＭの半分を含むように、２つの凹部１２１を第１の方向に並べて形成してもよい。いずれも場合も、凹部１２１と対応するように、ヘッド１４１を設けることにより、１つのヘッドで基板の表面の全域をカバーするよりも、タクトタイムを短縮できる。

図１２は、ボール充填装置１０の変形例を部分的に概略図により示している。図１２は、導電性ボールＢをプリント配線板１００の電極１０１の上に搭載している状態を、Ｙ方向（第１の方向）に沿って切断して示している。

このボール充填装置１０では、各ヘッド１４１がそれぞれ一対のスウィープ部材１４３ａおよび１４３ｂを備えている点では、上述した装置と同様であるが、一方のスウィープ部材１４３ａは、それぞれ、第１のベース１４２ａ、他方のスウィープ部材１４３ｂは、それぞれ、第１のベース１４２ａとは別の第２のベース１４２ｂに着脱自在に取り付けられている。移動装置１５０が備えるＺ軸ステム１５５ａｚおよび１５５ｂｚと、これらと対応するモータ（図示せず）とにより、第１および第２のベース１４２ａおよび１４２ｂは、それぞれ、独立して、Ｚ方向に上下動する。

この装置１０では、例えば、以下のようにして、導電性ボールＢを配置する。まず、他方のスウィープ部材１４３ｂをそれぞれ、対応する凹部１２１の外まで上昇させ、一方のスウィープ部材１４３ａをそれぞれ、対応する凹部１２１に入り込むまで下降させる。移動装置１５０によって、一方のスウィープ部材１４３ａをそれぞれ、一端側（一方のスウィープ部材１４３ａ側）から他端側（他方のスウィープ部材１４３ｂ側）に向けてＹ方向に移動させることにより、各凹部１２１内の導電性ボールの集団Ｂｇを、一端側から他端側に向けて各凹部１２１に沿ってＹ方向に押し払い、導電性ボールＢを、各凹部１２１にマスクパターンＭの複数の開口１１１に充填させる。このとき、他方のスウィープ部材１４３ｂは、対応する凹部１２１の外まで上昇させた状態のまま、一方のスウィープ部材１４３ａとの間隔を所定の間隔に保った状態で、一方のスウィープ部材１４３ａと並走するように、一端側から他端側に移動させる。

導電性ボールの集団Ｂｇが他端側に近づいたら、他方のスウィープ部材１４３ｂをそれぞれ、対応する凹部１２１に入り込むまで下降させる。一方のスウィープ部材１４３ａは、それぞれ、対応する凹部１２１の外まで上昇させる。移動装置１５０によって、他方のスウィープ部材１４３ｂをそれぞれ、他端側から一端側に向けてＹ方向に移動させることにより、各凹部１２１内の導電性ボールの集団Ｂｇを、他端側から一端側に向けて各凹部１２１に沿ってＹ方向に押し払う。各凹部１２１に未充填の開口１１１がある場合には、導電性ボールの集団Ｂｇが他端側から一端側に移動するときに、導電性ボールＢが充填される。このとき、一方のスウィープ部材１４３ａは、対応する凹部１２１の外まで上昇させた状態のまま、他方のスウィープ部材１４３ｂとの間隔を所定の間隔に保った状態で、他方のスウィープ部材１４３ｂと並走するように、他端側から一端側に移動させる。上述のようにしても、短い処理時間で、基板１００に導電性ボールＢを配置できる。

ところで、凹部（溝）１２１に沿ってスウィープ部材により押し払われるボールＢの量が比較的少量の場合、凹部１２１内においてボールＢは１層で分布することが多い。これに対し、各凹部１２１に沿ってスウィープ部材により押し払われるボールＢの量が多くなると、図１２に示したように、スウィープ部材近傍のボールＢが複数層に重なることがある。ボールＢは、スウィープ部材の移動により、複数層の生成と崩壊を繰り返しながら押し払われる。

ボール量が多い場合、スウィープ部材により押し払われるボールＢの数量変動を小さく制御することが容易となるが、ボールＢがスウィープ部材からはみ出し易くなるという問題が生じる。この問題は、スウィープ部材の幅（ボール搬送方向に垂直な方向のスウィープ部材の長さ）を凹部（溝）１２１の幅よりも長くし、スウィープ部材の中央部でボールＢを囲うようにすることにより解決できる。

本実施形態の目的の１つは、タクトタイムを短縮できる、装置（ボール搭載装置、ボール充填装置）、ボール配置方法、マスクを提供することである。しかしながら、当業者にとって自明な部分的な変更やバリエーションは、本発明の範囲内であると考えられる。

例えば、本実施形態のマスクは、一旦、各凹部内に供給された導電性ボールは、基本的には各凹部を乗り越えることはない、あるいは、乗り越え難いため、各ヘッドにより導電性ボールの集団を完全に保持しなくても、導電性ボールが各凹部を越えて広がることがない。本実施形態のマスクを、マスクに対して垂直な軸を中心とする回転により導電性ボールの集団をマスクの表面の一部の区域（動区域）に保持するようなヘッドや、下方に開放するカップ型のヘッドなどと協働させても良く、本実施形態のマスクを用いることにより、それらのヘッドから万一導電性ボールが流出しても、各凹部から導電性ボールが流出してしまうことを防止できる。

また、このマスクと協働する各ヘッドは、導電性ボールを各凹部に沿って第１の方向に押し払うような１つのスウィープ部材を備えているものであってもよい。導電性ボールは、１つのスウィープ部材により押されるため、進行方向には広がるが、スウィープ部材と各凹部の両側部とにより動く領域が規定されるため、進行方向以外の方向には、基本的には広がらず、各凹部に、導電性ボールの集団を形成できる。

ボール搭載装置の一例の概略構成を示す平面図。 プリント配線板の一例を示す平面図。 図２中の円IIIで囲まれた領域を拡大して示す図。 マスクの一例を示す平面図。 図４中のV-V線に沿って切断して示す断面図。 図４中のVI-VI線に沿って切断して示す断面図。 ヘッドの一対のスウィープ部材とマスクの第１の凹部の両側部とによって動区域を形成している状態を模式的に示す図。 ボール充填装置の一例を部分的に示す概略図であって、導電性ボールをプリント配線板の電極の上に搭載している状態を、Ｘ方向に沿って切断して示す図。 ボール充填装置の一例を部分的に示す概略図であって、導電性ボールをプリント配線板の電極の上に搭載している状態を、Ｙ方向に沿って切断して示す図。 導電性ボールの配置方法の一例を説明するためのフローチャート。 マスクの他の例を示す平面図。 ボール充填装置の変形例を部分的に示す概略図であって、導電性ボールをプリント配線板の電極の上に搭載している状態を、Ｙ方向に沿って切断して示す図。

符号の説明

１ ボール搭載装置、 １０ ボール充填装置
１００ プリント配線板（基板）、 １０１ 電極
１１０ マスク、 １１０ａ マスクの上面、 １１０ｂ マスクの下面
１１１ 開口、 １２１ 第１の凹部
１２２ 第２の凹部、 １２３ 第３の凹部
１３０ マスクホルダ（保持手段）
１４１ ヘッド、 １４２ ベース
１４３ａ、１４３ｂ スウィープ部材
１５０ 移動装置（移動手段）

Claims (8)

1. 複数の電極を備える基板の前記複数の電極の上に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクと、前記基板とをセットした状態で、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置であって、
   前記基板は、前記複数の電極の配列である複数の電極パターンを含み、
   前記マスクは、前記複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含み、前記複数のマスクパターンは、前記基板の前記複数の電極パターンに対応しており、さらに、前記マスクは、その上面に平行に第１の方向に延びた溝状の複数の第１の凹部を含み、前記複数の第１の凹部の各凹部に、いくつかのマスクパターンが配置され、前記各凹部は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えており、
   当該装置は、
   前記マスクを、前記基板上に保持するための保持手段と、
   前記マスクを前記保持手段に保持させたときの前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられた複数のヘッドと、
   前記複数のヘッドを前記第１の方向に移動させるための移動手段とを有し、
   前記マスクを前記保持手段により保持させ、前記複数のヘッドの各ヘッドを、前記複数の第１の凹部の各凹部内に入り込ませた状態で、前記移動手段によって前記第１の方向に移動させることにより、前記各凹部内の導電性ボールを、前記各凹部に沿って前記第１の方向に移動させ、導電性ボールを、前記各凹部に設けられた前記いくつかのマスクパターンに含まれる複数の開口に充填させる、装置。
2. 請求項１において、前記複数のヘッドは、共通のベースに支持されており、前記移動手段は、前記ベースを前記第１の方向に移動させる、装置。
3. 請求項１または２において、前記各ヘッドは、前記第１の方向に対向した一対のスウィープ部材を備えており、
   前記各ヘッドを前記各凹部内に入り込ませることにより、前記各ヘッドの一対のスウィープ部材と前記各凹部の両側部とによって前記マスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域が形成され、
   前記移動手段によって前記複数のヘッドを前記第１の方向に移動させることにより、前記第２の方向に並列に形成された複数の前記動区域が前記複数の第１の凹部のそれぞれに沿って前記第１の方向に移動する、装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記マスクをさらに有し、
   前記マスクは、さらに、前記複数のマスクパターンとそれぞれ対応するように、当該マスクの下面に設けられた、複数の第２の凹部を有する、装置。
5. 複数の電極を備える基板の前記複数の電極の上に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクであって、
   前記基板は、前記複数の電極の配列である複数の電極パターンを含み、
   当該マスクは、前記複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含み、前記複数のマスクパターンは、前記基板の前記複数の電極パターンに対応しており、
   当該マスクは、さらに、その上面に平行に第１の方向に延びた溝状の複数の第１の凹部を含み、
   前記複数の第１の凹部の各凹部に、いくつかのマスクパターンが配置され、前記各凹部は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えている、マスク。
6. 請求項５において、さらに、前記複数のマスクパターンとそれぞれ対応するように、当該マスクの下面に設けられた、複数の第２の凹部を有する、マスク。
7. 請求項５または６において、さらに、前記複数のマスクパターンの全てを囲むように、当該マスクの下面に設けられた、枠状の第３の凹部を有する、マスク。
8. 複数の電極を備える基板の前記複数の電極の上に導電性ボールを配置するための複数の開口を備えたマスクを用い、前記複数の開口に導電性ボールを充填するための装置により、前記基板の前記複数の電極の上に導電性ボールを配置する方法であって、
   前記基板は、前記複数の電極の配列である複数の電極パターンを含み、
   前記マスクは、前記複数の開口の配列である複数のマスクパターンを含み、前記複数のマスクパターンは、前記基板の前記複数の電極パターンに対応しており、さらに、前記マスクは、その上面に平行に第１の方向に延びた溝状の複数の第１の凹部を含み、前記複数の第１の凹部の各凹部に、いくつかのマスクパターンが配置され、前記各凹部は、導電性ボールの半径に少なくとも相当する深さを備えており、
   前記装置は、
   前記マスクを、前記基板上に保持するための保持手段と、
   前記マスクを前記保持手段に保持させたときの前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って設けられた複数のヘッドと、
   前記複数のヘッドを支持するベースと、
   前記ベースを前記第１の方向に移動させるための移動手段とを有し、
   前記複数のヘッドの各ヘッドは、前記第１の方向に対向した一対のスウィープ部材を備えており、
   当該方法は、
   前記各ヘッドを、前記保持手段に保持させた前記マスクの前記複数の第１の凹部の各凹部内に入り込ませることにより、前記各ヘッドの一対のスウィープ部材と前記各凹部の両側部とによって前記マスクの表面の一部に導電性ボールの集団が保持される動区域を形成することと、
   前記移動手段によって前記ベースを前記第１の方向に移動させることにより、前記第２の方向に並列に形成された複数の前記動区域を、前記複数の第１の凹部のそれぞれに沿って、前記第１の方向に移動させ、導電性ボールを、前記各凹部に設けられた前記いくつかのマスクパターンに含まれる複数の開口に充填することとを含む、方法。

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