JP2010056382A - フラックス塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
スキージが被印刷物の外側で印刷マスクを下方に押圧してから移動を始めた場合にも、印刷マスクと被印刷物との位置ズレの発生をなくすことを目的としたフラックス塗布装置とする。

【解決手段】
フラックス塗布装置に次の手段を採用する。
第１に、ステージ上方に被印刷物との間に間隙を設けて配置され複数の貫通孔を有する印刷マスクと、印刷マスクを上から下に押さえ込みながら上面に沿って摺動可能なスキージとを備え、スキージにより印刷マスクの貫通孔を通して被印刷物にフラックスを印刷する装置とする。
第２に、被印刷物を囲むようにバックアップ部材を設けるとともに、該バックアップ部材上面の高さがステージ上に載置される被印刷物上面の高さと同一若しくはわずかに低くなるように配置して、フラックスを印刷するようにしたことを特徴とする装置とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フラックス塗布装置の改良に関するもので、詳しくは、被印刷物との間に間隙を設けて配置され複数の貫通孔を有する印刷マスク上にフラックスを供給し、スキージにより印刷マスクの貫通孔を通して被印刷物にフラックスを印刷するフラックス塗布装置の改良に関するものである。

ウエハや基板などに半田ボールなどを搭載する前に、あらかじめフラックスをスクリーン印刷などにて塗布する必要がある。このためフラックス塗布装置やフラックス印刷装置といった名称で、基板やウエハなどの被印刷物に、印刷マスクを用いてフラックスを供給する装置が存在した。

この種の装置は、特許文献１に示されるように印刷マスクをウエハなどの被印刷物に接触させて設置するコンタクト式フラックス塗布装置と、特許文献２に示されるように印刷マスクを被印刷物に接触させないように設置するオフコンタクト式フラックス塗布装置に大別されている。

コンタクト式フラックス塗布装置の場合には、印刷マスクとウエハなどの被印刷物の間にフラックスが入り込み、フラックスの塗布範囲が広がるという問題がある。これに対して、オフコンタクト式フラックス塗布装置は、被印刷物よりわずかな間隔を設けて印刷マスクを設置して、スキージが印刷マスクを下方に押圧しながら印刷マスク表面に沿って摺動するので、スキージ通過後に印刷マスクが被印刷物から離れ、フラックスのにじみによる広がりがなく、フラックス塗布範囲を適正に確保することができるという特徴を有している。

しかし、図５に示されるように、スキージが被印刷物の外側で印刷マスクを下方に押圧してから移動を始めるため、印刷マスクが外側（図５中小矢印方向）に引っ張られ、印刷マスクと被印刷物との位置ズレが発生することが問題となる。ウエハや基板などに搭載される半田ボールなどが小径、微小化している現在、半田ボールなどが搭載されるパッドピッチは極狭となっており、高度の印刷精度が求められるフラックス塗布装置において解決しなければならない問題点であった。

特開平１１−３２０８２６号公開特許公報 特公平６−４１２００号特許公報

そこで本発明は、上記問題点を解決するため、中央部に被印刷物が位置できる空部が設けられたバックアップ部材を、該バックアップ部材上面の高さがステージ上に載置される被印刷物上面の高さと同一若しくはわずかに低くなるように配置して、スキージが被印刷物の外側で印刷マスクを下方に押圧してから移動を始めた場合にも、印刷マスクと被印刷物との位置ズレの発生をなくすことを目的としたフラックス塗布装置を提供する。

第１の発明は、上記課題を解決するため、フラックス塗布装置に次の手段を採用する。
第１に、被印刷物を支持するステージと、ステージ上方に被印刷物との間に間隙を設けて配置され複数の貫通孔を有する印刷マスクと、該印刷マスクを上から下に押さえ込みながら印刷マスク上面に沿って摺動可能なスキージとを備え、上記印刷マスク上にフラックスを供給して上記スキージにより印刷マスクの貫通孔を通して被印刷物にフラックスを印刷するフラックス塗布装置とする。

第２に、被印刷物を囲むようにバックアップ部材を設けるとともに、該バックアップ部材上面の高さがステージ上に載置される被印刷物上面の高さと同一若しくはわずかに低くなるように配置して、フラックスを印刷するようにしたことを特徴とするフラックス塗布装置とする。

第２の発明は、第１の発明に、上記バックアップ部材とステージとの相対高さを変更可能な昇降手段を設けた点を付加したフラックス塗布装置である。

本発明は、上記のように構成されるため、スキージが被印刷物の外側で印刷マスクを下方に押圧してから移動を始めた場合にも、バックアップ部材により印刷マスクと被印刷物との位置ズレが発生せず、印刷精度の高いフラックス塗布装置となった。

以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。
実施例は、半田ボール搭載装置に関するものである。もちろん、被搭載物上に所定の配列パターンで形成された各電極に、フラックスを用いて微小ボールを搭載するその他の微小ボール搭載装置においても利用可能である。

実施例において搭載ボールとして、半田ボール等の導電性ボールやシリコンボール、被搭載物には、半導体ウエハ（以後、単にウエハと表記する）や、電子回路基板や、セラミックス基板などがあるが、実施例では半田ボールと本発明における被印刷物となるウエハ１が用いられる。

通常、半田ボール搭載装置は、図１に示されるように、搬入用のウエハ供給部２、フラックス塗布部３、ボール搭載部４を備えており、ウエハ供給部２よりフラックス塗布部３、ボール搭載部４へとウエハ１を搬送するウエハステージ５及び搬送路６が形成されている。搬送路６にはウエハステージ５のＸ軸（図１中左右方向）移動装置が設けられている。本発明にかかるフラックス塗布装置は、フラックス塗布部３に存在するものである。

フラックス塗布部３には、図２及び図３に示されるように、フラックス供給装置１１と、ウエハ１に粘着材料であるフラックス７を印刷するための印刷マスク８と、バックアップ部材としてのバックアッププレート１４と、ウエハ１と印刷マスク８のアライメントマークを観察してウエハ１と印刷マスク８との位置合わせをするための観察カメラ（図示されていない）と、ウエハ１を支持するウエハステージ５が配備されており、フラックス塗布時にはウエハ１が載置されたウエハステージ５が、位置補正を行って、印刷マスク８下方に進入してくる。

バックアッププレート１４は、フラックス塗布部３の固定フレーム部（図示されない）に設けられている。バックアッププレート１４は、上面に平坦面が形成され、中央にウエハ１より若干大きめの開口部１５を形成したプレート状の石材などで形成されている。

バックアッププレート１４の開口部１５は、ウエハ１を囲むように配置できる空間が確保できればよく、必ずしも開口部１５の周囲全体にバックアッププレート１４がなければならないものではない。尚、バックアッププレート１４は、図１に示されるようにフラックス供給装置１１より大きな幅にされている。

印刷マスク８は、図４に示されるようにウエハ１上の電極のパターンに合わせて配列された複数の貫通孔１３が形成されており、貫通孔形成領域９（図１及び図３に示される）内の印刷マスク８の下面２カ所にはアライメントマーク（図示されていない）が表記され、型枠１０に張り付けられ、この型枠１０が図示されていないマスク支持装置に支持されている。更に、図示されていないマスク支持装置は印刷マスク８を昇降する昇降機構を備えており、印刷マスク８をバックアッププレート１４の上面に対して所定の高さに支持するようになっている。

ウエハステージ５は上面にウエハ載置面が形成されている。ウエハステージ５は、ウエハ載置面に載置されたウエハ１を吸着する吸着手段と、ウエハ１を昇降する昇降機構を備えている。この昇降機構によりウエハ１の上面をバックアッププレート１４の上面に対して所定の高さになるようにしている。このウエハステージ５の昇降機構が、第２の発明におけるバックアップ部材とステージの相対高さを変更可能な昇降手段となる。

ウエハステージ５の昇降機構は、フラックス塗布時でのウエハ１の上面の高さを、バックアッププレート１４の上面の高さより、０．１〜０．３ｍｍ高く設定している。もちろん、同一高さとしてもよい。スキージ１２は、動作時にウエハ１が存在しない部分では印刷マスク８を押し下げ、スキージ１２は印刷マスク８を介してバックアッププレート１４の上面に当接するようになっている。

このようにしてバックアッププレート１４の上面を基準にして印刷マスク８及びウエハステージ５の高さを設定することにより、印刷マスク８の下面とウエハ１の上面の間隔を所定の間隔に設定している。

バックアッププレート１４とウエハ１の隙間（水平方向の隙間）は小さい方がよい。隙間が大きいとスキージ１２に押されて、印刷マスク８が凹むように変形しズレが発生する。但し、バックアッププレート１４は、フラックス塗布部３の固定フレーム部に設けられるのに対し、ウエハステージ５は、位置合わせのためＸ軸及びＹ軸方向に補正移動するので、バックアッププレート１４の開口部１５は、補正移動したウエハステージ５と干渉しない大きさにしている。

フラックス供給装置１１は、２つのスキージ１２と、各スキージ１２をそれぞれ支持してその上下方向の位置を変更する２つのエアシリンダ１６と、エアシリンダ１６を介してスキージ１２を水平方向に移動させる図示されていない移動機構を備えている。印刷マスク８上面に沿ってスキージ１２が摺動移動することによって、スキージ１２が印刷マスク８を上から下に押さえ込みながら、フラックス７が印刷マスク８の貫通孔１３内に刷り込まれ、貫通孔１３を通してウエハ１の電極上に供給されるようになっている。

印刷マスク８の上面を摺動するスキージ１２は、ゴム、合成樹脂、金属などからなり、弾性を有し、撓む素材で製作される。スキージ１２は、印刷マスク８の貫通孔形成領域９の幅より広い幅で、印刷マスク８の幅よりは狭い幅で形成されている。実施例では、スキージ１２は、往復運動を行い往復ともフラックス塗布動作を行うため、スキージ１２の進行方向前後２カ所に配置されている。尚、スキージ１２は、剛性が高く撓まないものであってもよい。

フラックス塗布時、一方のスキージ１２で、フラックス７の刷り込み動作を行っている場合には、動作スキージ１２はエアシリンダ１６により下降しているが、もう一方のスキージ１２は上昇退避している。スキージ１２の動作時、印刷マスク８がウエハ１上面に確実に接触するようにしなければならないため、動作スキージ１２の下端の高さは、ウエハ１の上面の高さに印刷マスク８の厚さを加算した高さより低くなるように設定されている。

以下、フラックス塗布部でのフラックス塗布動作について説明する。ウエハ１がウエハステージ５に支持され、搬送されている間に観察カメラにて位置検出が行われ、ウエハ１の位置ズレが補正されてウエハ供給部２からフラックス塗布部３に搬送される。フラックス塗布部３で、位置決めがされると進行方向後ろ側にあるスキージ１２は、エアシリンダ１６の動作により下降し、バックアッププレート１４上の印刷マスク８を下方へ押し込むことになる。

その際、スキージ１２は印刷マスク８を介してバックアッププレート１４の上面に当接する。このため、スキージ１２がフラックス塗布動作の始動時期に過剰に印刷マスク８を下方へ押しやることがなく、均等に荷重されるので、印刷マスク８の位置ズレを起こすことを防止することができる。

その後、スキージ１２は、ウエハ１上の印刷マスク８上を摺動することになるが、ウエハ１の上面とバックアッププレート１４の上面は同じ高さか、若しくはわずかにウエハ１の上面の方が高くなっているので，スキージ１２による過度の押し下げを起こすこともなく、印刷マスク８の位置ズレは防止できる。

尚、実施例は、被印刷物としてウエハを用いているが、基板であってもよいことはもちろんである。その場合、バックアップ部材の中央の開口部の形状は、基板の形状の相似形に形成する。

本実施例にかかる半田ボール搭載装置の全体平面説明図 フラックス塗布部の側面説明図 フラックス塗布部の分解斜視説明図 スキージと印刷マスクの関係を示す拡大説明図 バックアッププレートがない場合の印刷マスクの状態を示す説明図

符号の説明

１・・・ウエハ
２・・・ウエハ供給部
３・・・フラックス塗布部
４・・・ボール搭載部
５・・・ウエハステージ
６・・・搬送路
７・・・フラックス
８・・・印刷マスク
９・・・貫通孔形成領域
１０・・・型枠
１１・・・フラックス供給装置
１２・・・スキージ
１３・・・貫通孔
１４・・・バックアッププレート
１５・・・開口部
１６・・・エアシリンダ

Claims (2)

1. 被印刷物を支持するステージと、ステージ上方に被印刷物との間に間隙を設けて配置され複数の貫通孔を有する印刷マスクと、該印刷マスクを上から下に押さえ込みながら印刷マスク上面に沿って摺動可能なスキージとを備え、上記印刷マスク上にフラックスを供給して上記スキージにより印刷マスクの貫通孔を通して被印刷物にフラックスを印刷するフラックス塗布装置において、
   被印刷物を囲むようにバックアップ部材を設けるとともに
   該バックアップ部材上面の高さがステージ上に載置される被印刷物上面の高さと同一若しくはわずかに低くなるように配置して、フラックスを印刷するようにしたことを特徴とするフラックス塗布装置。
   
2. 上記バックアップ部材とステージとの相対高さを変更可能な昇降手段を設けた請求項１記載のフラックス塗布装置。

Images