JP2010192796A - 半田ボール除去装置及び配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の半田バンプ形成工程において、配線基板上の所定の位置以外に配置された半田ボールを除去する技術を提供する。
【解決手段】半田ボール除去装置１００は、回転ブラシ１１０と、吸引部１５０とを備える。回転ブラシ１１０は、半田ボール８０のうち、電極１６及びフラックス７０の上以外の位置に配置された余剰半田ボール８２を、その回転駆動によって上方へと掻き上げる。吸引部１５０は、回転ブラシ１１０によって掻き上げられた余剰半田ボール８２を吸引して回収する。
【選択図】図８

Description

この発明は、配線基板の製造工程において、配線基板上の不適切な位置に配置された半田ボールを除去するための半田ボール除去装置ならびに電極に半田を備える配線基板の製造方法に関する。

ＬＳＩやＩＣチップなどの電子部品を搭載するための配線基板は、一般に、配線パターンを有する本体基板の外表面に絶縁層が設けられる。こうした配線基板には、絶縁層から露出するように設けられた電極（パッド）の外表面に半田バンプが形成されたものがある。半田バンプは、通常、配線基板の電極表面に塗布されたフラックス上に半田ボールを配置してリフローすることにより形成される（特許文献１等）。

特開２００８−２０５２８７号公報

しかし、こうした配線基板の製造工程では、半田ボールの電極への配置工程の際に、電極の上以外の位置に配置されてしまった半田ボールが残留してしまう場合がある。すると、リフロー工程において、当該残留した半田ボールが溶融することにより、配線基板の所定の位置以外に半田が付着してしまい、配線基板の製造不良が発生するという問題があった。こうした問題があるにも拘わらず、配線基板の製造工程において、所定の配置位置以外の不適切な位置に配置された半田ボールを除去することについて十分な工夫がなされていなかったのが実情であった。

本発明は、配線基板上の所定の配置位置以外に配置された半田ボールによる不良発生の抑制が可能な半田ボール除去装置ならびに所定の配置位置以外の位置に配置された半田ボールによる製造不良の発生率の少ない配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記絶縁層より下層に配置され、前記複数の貫通孔のそれぞれから露出している電極とを備える配線基板において、前記電極の上に半田バンプを形成するために配置された半田ボールのうち、前記電極の上以外の位置に配置された余剰半田ボールを除去するための半田ボール除去装置であって、
前記余剰半田ボールを上方へと掻き上げるためのブラシと、
前記ブラシによって掻き上げられた前記余剰半田ボールを吸引する吸引部と、
を備える、半田ボール除去装置。
この半田ボール搭載装置によれば、配線基板への半田ボール搭載時において、電極の上に適切に配置された半田ボールが脱落してしまうことを抑制しつつ、余剰半田ボールを除去することができる。従って、余剰半田ボールによる配線基板の製造不良の発生を抑制することができる。また、吸引部によって余剰半田ボールを回収することにより、余剰半田ボールを再利用することが可能となり、製造コストを低減することが可能である。
なお、本発明における「半田」とは、特に材料を限定はしない。即ち導電性を有するものであればよく、金、銀、白金、銅、アルミニウム、錫、ニッケル、パラジウム、モリブデン、ニオブやこれらの合金であってもよい。
また、本発明における「ボール」とは、必ずしも真球である必要はなく、楕円状、円柱状、６面体、多面体であってもよい。

［適用例２］
適用例１に記載の半田ボール除去装置であって、
前記ブラシは、回転軸と、前記回転軸から放射状に延びる刷毛部とを有する回転ブラシを含む、半田ボール除去装置。
この半田ボール除去装置によれば、回転ブラシの回転力を利用して、効率的かつ容易に、余剰半田ボールを上方へと掻き上げることができ、より確実に余剰半田ボールを除去することができる。

［適用例３］
適用例２に記載の半田ボール除去装置であって、さらに、
前記回転ブラシを収容する筐体部を備え、
前記吸引部は、前記筐体部の上方に取り付けられており、
前記筐体部は、前記回転ブラシによって掻き上げられた前記余剰半田ボールを前記吸引部へと誘導する半田ボール誘導部を有する、半田ボール除去装置。
この半田ボール除去装置によれば、回転ブラシによって掻き上げられた余剰半田ボールを、筐体部に設けられた半田ボール誘導部によって、吸引部へと誘導することができる。従って、回転ブラシによって掻き上げられた余剰半田ボールが飛散してしまうことを抑制でき、より確実に余剰半田ボールを除去することが可能となる。また、吸引部による余剰半田ボールの回収効率を向上させることができ、配線基板の製造コストを、さらに低減することができる。

［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか１つに記載の半田ボール除去装置であって、
前記ブラシは、導電性部材で構成されている、半田ボール除去装置。
この半田ボール除去装置によれば、ブラシの摺動動作による静電気の発生が抑制される。そのため、所定の配置位置である電極の上に適切に配置された正規配置半田ボールが静電気により吸着されて、所定の位置に配置されなかったり、脱落したりする不具合を抑えることが出来る。

［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか１つに記載の半田ボール除去装置であって、
前記ブラシは、前記絶縁層の外表面に載置され、前記複数の貫通孔のそれぞれに連通する連通孔を有する半田ボール用マスクの外表面を摺動する、半田ボール除去装置。
この半田ボール除去装置によれば、ブラシの摺動動作および吸引部の吸引動作によって余剰半田ボールを半田ボール用マスクの外表面から除去することができる。従って、配線基板における予期しない箇所への不要な半田の付着を防止でき、ひいては端子間の短絡の発生といった不具合を抑制できる。

［適用例６］
複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記絶縁層より下層に配置され、前記複数の貫通孔のそれぞれから露出している電極とを備える配線基板の製造方法であって、
（ａ）半田ボールを前記電極の上に配置する工程と、
（ｂ）前記電極の上以外の位置に存在する余剰半田ボールを、ブラシで掻き上げるとともに、掻き上げられた前記余剰半田ボールを吸引して除去する工程と、
を備える、製造方法。
この製造方法によれば、余剰半田ボールを、ブラシにより除去するとともに、吸引により回収することができる。従って、配線基板の所定の配置位置以外に配置された半田ボールによる製造不良の発生を抑制することができる。また、回収した余剰半田ボールを再利用することによって、配線基板の製造コストを低減できる。

［適用例７］
適用例６に記載の製造方法であって、
前記ブラシは、回転軸と、前記回転軸から放射状に延びる刷毛部とを有する回転ブラシを含み、
前記工程（ｂ）は、前記余剰半田ボールを、前記回転ブラシを回転させて掻き上げる工程を含む、製造方法。
この製造方法によれば、回転ブラシの回転力を利用して、確実かつ効率的に余剰半田ボールを除去できる。従って、配線基板の半田ボールの脱落による不良の発生を抑制することができる。

［適用例８］
適用例６または適用例７に記載の製造方法であって、
前記ブラシは、導電性部材で構成されている、製造方法。
この製造方法によれば、ブラシの摺動動作による静電気の発生を抑制することができ、静電気によって、電極の上に適切に配置された半田ボールが吸着されて脱落してしまう可能性を低減できる。従って、配線基板の半田ボールの脱落による不良の発生を抑制することができる。

［適用例９］
適用例６ないし適用例８のいずれか１つに記載の製造方法であって、
前記工程（ａ）は、前記絶縁層の外表面に、前記複数の貫通孔のそれぞれに連通する連通孔を有する半田ボール用マスクを載置して、前記半田ボールを前記電極の上に配置する工程を含む、製造方法。
この製造方法によれば、半田ボール用マスク上に存在する余剰半田ボールを適切に除去することができる。従って、半田ボール用マスクを配線基板から取り外す際に、半田ボール用マスクの上の余剰半田ボールが、配線基板上に落ち、配線基板に残留してしまうことを抑制できる。従って、配線基板への予期しない箇所への不要な半田の付着を防止でき、配線基板の製造不良の発生を抑制できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、半田ボール除去装置および配線基板の製造方法、当該装置の機能を備え、または当該製造方法を実行する配線基板製造装置、当該製造装置を制御するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

配線基板の構成を示す概略図。 配線基板の使用状態を示す模式図および配線基板への電子部品の搭載方法を説明するための模式図。 半田バンプの形成工程の手順を示すフローチャート。 フラックス塗布用マスクの載置工程及び電極へのフラックス塗布工程を示す模式図。 半田ボール用マスクの載置工程を示す模式図。 電極のフラックス上への半田ボール搭載工程を示す模式図。 半田ボール除去装置の構成を示す概略図。 半田ボール除去装置による余剰半田ボールの除去工程を示す模式図。 半田ボール用マスクの除去工程を示す模式図及びリフローにより形成された半田バンプを示す概略図。 第２実施例における半田ボール除去装置の構成を示す概略図。

A．第１実施例：
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施例としての製造工程により製造される配線基板の一例を示す概略図である。図１（Ａ）は、配線基板１０の第１の面１０ａの構成を示しており、図１（Ｂ）は、配線基板１０の第１の面１０ａとは反対側の第２の面１０ｂの構成を示している。この配線基板１０は略正方形の基板であり、銅メッキ等で形成された配線層を有する本体基板（図示せず）が合成樹脂等の絶縁層によって挟持された多層構造を有する。

配線基板１０の第１の面１０ａには、ＬＳＩやＩＣチップなどの電子部品の端子と接続するための複数の第１の端子接続部１２が設けられている。第１の端子接続部１２は、第１の面１０ａの中央部の略正方領域にそれぞれが等間隔で格子状に配列される。配線基板１０の第２の面１０ｂには、第２の端子接続部１４が設けられている。第２の端子接続部１４のそれぞれは、第１の端子接続部１２の配列間隔より広い間隔で略正方領域に格子状に配列されており、配線基板１０の配線パターンを介して第１の端子接続部１２のそれぞれと電気的に接続されている。

図２（Ａ）は、配線基板１０の使用状態の一例を示す概略図であり、配線基板１０の面に沿った方向に見たときの図である。配線基板１０の第１の面１０ａには電子部品２０（例えば、ＩＣチップ）が搭載される。電子部品２０は、その厚み方向に突出した複数の端子２２を有しており、各端子２２が配線基板１０の第１の端子接続部１２のそれぞれに接続される。配線基板１０の第２の端子接続部１４のそれぞれは、半田ボールやリードフレームなどの外部端子４０を介してプリント基板３０に接続される。このように、配線基板１０は、電子部品２０とプリント基板３０とを電気的接続するコネクタとして機能する。また、配線基板１０は、電子部品２０の放熱性を向上させる機能を有する場合もある。

図２（Ｂ）は、配線基板１０への電子部品２０の搭載方法を具体的に説明するための模式図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す破線領域２Ｂにおける配線基板１０の概略断面を拡大して示している。配線基板１０の外表面には、絶縁層（ソルダーレジスト層）１５が設けられており、絶縁層１５より下層には、配線基板１０の配線層の一部である配線１８を備えた本体基板１９が配置されている。

絶縁層１５には、第１の端子接続部１２を形成するための複数の貫通孔１５ｈが設けられている。各貫通孔１５ｈ内には、第１の端子接続部１２を構成する電極１６（「パッド１６」とも呼ぶ）及び半田バンプ５０が配置されている。具体的には、電極１６は、各貫通孔１５ｈ内まで延びた配線１８上に、外表面が各貫通孔１５ｈから露出するように配置されている。その電極１６の外表面には、半田バンプ５０が形成されている。半田バンプ５０は、貫通孔１５ｈを充填し、絶縁層１５の外表面より突出するように形成されている。電子部品２０は、各半田バンプ５０と電子部品２０の端子２２とが接触するように配線基板１０に載置され、リフロー工程を経て配線基板１０に半田付けされる。

ここで、半田バンプ５０は、電極１６の外表面に塗布されたフラックス上に半田ボールを搭載した後に、半田ボールを加熱することで半田ボールを溶融させて形成される。以下に、その半田バンプの形成工程を説明する。

図３は、配線基板１０への半田バンプ形成工程の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、半田バンプ５０が形成される前の配線基板１０（「半田バンプ未形成基板１０ｐ」と呼ぶ）を準備する。即ち、半田バンプ未形成基板１０ｐは、図２（Ｂ）に示された配線基板１０から半田バンプ５０が省略されたものである。

図４（Ａ），（Ｂ）は、ステップＳ２０におけるフラックス塗布用マスクの配置工程を説明するための模式図である。図４（Ａ）は、半田バンプ未形成基板１０ｐとフラックス塗布用マスク６５とを示す図１（Ａ）と同様な正面図である。図４（Ｂ）は、半田バンプ未形成基板１０ｐへのフラックス塗布用マスク６５の載置過程を示しており、第１の端子接続部１２が形成された任意の一部領域の断面を拡大して示している。この工程では、半田バンプ未形成基板１０ｐの電極部分にのみにフラックスを塗布するためのフラックス塗布用マスク６５を半田バンプ未形成基板１０ｐの第１の面１０ａ上に載置する。フラックス塗布用マスク６５は、半田バンプ未形成基板１０ｐとほぼ同じ大きさの導電性シートであり、複数の貫通孔であるフラックス挿入口６７が絶縁層１５の各貫通孔１５ｈに対応して設けられている。各フラックス挿入口６７は、フラックス塗布用マスク６５が半田バンプ未形成基板１０ｐに載置されたときに対応する各貫通孔１５ｈと連通する。なお、絶縁層１５への余分なフラックスの付着をより確実に抑制するために、フラックス挿入口６７の径Ｒｍは、電極１６の径Ｒｐよりも小さいことが好ましい。

図４（Ｃ）は、ステップＳ３０（図３）のフラックス塗布工程を説明するための模式図であり、フラックス塗布用マスク６５が配置された半田バンプ未形成基板１０ｐを図４（Ｂ）と同様な概略断面図により示してある。この工程では、スキージＳＱ（例えばゴム製であるとしても良く、金属製であるとしても良い）をフラックス塗布用マスク６５の外表面に摺動させることによってゲル状のフラックス７０を各フラックス挿入口６７を介して各貫通孔１５ｈへと流入させ、電極１６の外表面にフラックス７０を塗布する。全ての電極１６に対してフラックス７０が塗布されたことを確認した後、半田バンプ未形成基板１０ｐからフラックス塗布用マスク６５は取り外される（図３：ステップＳ３３）。

図５（Ａ），（Ｂ）は、ステップＳ３５における半田ボール用マスクの配置工程を説明するための模式図である。図５（Ａ），（Ｂ）は、フラックス塗布用マスク６５に換えて半田ボール用マスク６０が示されている点以外は、ほぼ図４（Ａ），（Ｂ）と同じである。この工程では、半田バンプ未形成基板１０ｐの絶縁層１５を保護するための半田ボール用マスク６０を半田バンプ未形成基板１０ｐの第１の面１０ａ上に載置する。半田ボール用マスク６０は、半田バンプ未形成基板１０ｐとほぼ同じ大きさの絶縁性シートであり、複数の連通孔６２が絶縁層１５の各貫通孔１５ｈに対応して設けられている。各連通孔６２は、半田ボール用マスク６０が半田バンプ未形成基板１０ｐに載置されたときに、各貫通孔１５ｈと連通する。なお、半田ボール用マスク６０が載置された半田バンプ未形成基板１０ｐを、以後、「マスク載置基板１０ｍ」と呼ぶ。

図６（Ａ），（Ｂ）は、ステップＳ４０（図３）の半田ボール搭載工程を説明するための模式図である。図６（Ａ），（Ｂ）には、マスク載置基板１０ｍを図５（Ｃ）と同様な概略断面図により示してある。この工程では、半田ボール用マスク６０の外表面上に電極１６の数より多い個数の半田ボール８０を散布し（図６（Ａ））、各電極１６のフラックス７０上に各１個ずつの半田ボール８０を配置する。ここで、半田ボール８０のうち、貫通孔１５ｈ及び連通孔６２に嵌ってフラックス７０上に配置されたものを「正規配置半田ボール８１」と呼ぶ。また、フラックス７０上に配置されることなく、半田ボール用マスク６０の外表面に溢れて存在するものを「余剰半田ボール８２」と呼ぶ。

ここで、半田ボール用マスク６０は、後述する半田ボール８０を溶融させるためのリフロー工程の前に取り外される。しかし、余剰半田ボール８２が半田ボール用マスク６０の外表面に存在する状態で半田ボール用マスク６０を取り外すと、当該余剰半田ボール８２が半田ボール用マスク６０の連通孔６２を介して絶縁層１５の外表面上に脱落する可能性がある。脱落した余剰半田ボール８２が存在する半田バンプ未形成基板１０ｐがリフローされると、絶縁層１５の外表面に余分な半田が付着してしまい、配線基板１０において短絡が発生する原因となる。従って、余剰半田ボール８２は、半田ボール用マスク６０を取り外す前、あるいは、少なくともリフロー工程の前に、確実に除去されることが好ましい。そこで、本実施例では、ステップＳ５０において、以下に説明する半田ボール除去装置１００を用いて、半田ボール用マスク６０に存在する余剰半田ボール８２を除去する。

図７は、ステップＳ５０の工程で用いられる半田ボール除去装置１００を示す概略図である。図７は、半田ボール除去装置１００が、余剰半田ボール８２の除去を実行している状態が模式的に示された説明図であり、便宜上、後述する筐体１３０の内部が図示されている。なお、図７では、半田ボール用マスク６０や、正規配置半田ボール８１の図示は省略されている。また、図７には、三次元方向を示す矢印Ｘ，Ｙ，Ｚが図示されている。

半田ボール除去装置１００は、回転ブラシ１１０と、回転ブラシ１１０を回転駆動するための回転駆動部１２０と、回転ブラシ１１０を収容する筐体１３０と、筐体１３０に取り付けられた吸引部１５０とを備える。回転ブラシ１１０は、回転軸１１１を中心に放射状に延びる刷毛１１２を有するロール状のブラシである。回転ブラシ１１０は、回転駆動部１２０と接続されており、回転軸１１１を中心に回転駆動しつつ、刷毛１１２によって半田ボール用マスク６０の外表面を摺擦する。

回転ブラシ１１０の刷毛１１２は、導電性部材によって構成されている。これによって、刷毛１１２の摺擦動作による静電気の発生が抑制され、正規配置半田ボール８１が静電的に吸着されて所定の搭載位置から脱落してしまうことが抑制される。なお、回転ブラシ１１０の刷毛１１２は、半田ボール用マスク６０の外表面を一度に摺擦できる程度の幅に渡って回転軸１１１に取り付けられていることが好ましい。これによって、効率的に半田ボール用マスク６０の外表面を摺擦することができる。

回転駆動部１２０は、電動モータなどによって構成されている。なお、回転駆動部１２０は、半田ボール除去装置１００の外部に設けられた動力源からの駆動力を回転ベルトなどで伝達されるプーリーとして構成されるものとしても良い。

筐体１３０は、略直方体形状を有する中空の箱体であり、回転ブラシ１１０と回転駆動部１２０とを収容する。なお、筐体１３０の底面は、回転ブラシ１１０が半田ボール用マスク６０の外表面を摺擦可能なように開口している。また、筐体１３０は、その上面も開口しており、その開口した上面に吸引部１５０が取り付けられている。

吸引部１５０は、接続ダクト１５２と、接続チャンバー１５４とを備える。接続チャンバー１５４は、上方から下方に向かって末広がりに広がる容器であり、その上端が、接続ダクト１５２と接続され、その下底面が、筐体１３０の上面と接続されている。接続ダクト１５２は、例えば、伸縮可能な蛇腹形状の配管であり、半田ボール除去装置１００の外部に設けられた図示せざる吸引ポンプと接続されている。

半田ボール除去装置１００は、回転ブラシ１１０を回転駆動させつつ、半田ボール用マスク６０の外表面状を直線的に移動する。なお、図では、回転ブラシ１１０の回転方向を矢印Ｒで示し、半田ボール除去装置１００の移動方向を矢印Ｄで示してある。半田ボール除去装置１００は、回転ブラシ１１０の摺擦動作によって、余剰半田ボール８２を半田ボール用マスク６０の上方へと掻き上げるとともに、掻き上げられた余剰半田ボール８２を吸引部１５０によって吸引して回収する。

図８は、半田ボール除去装置１００による余剰半田ボール８２の除去工程を、さらに具体的に説明するための説明図であり、図７を矢印Ｘ方向に沿って見たときの図である。図８には、マスク載置基板１０ｍが、図６と同様な概略断面により図示されており、三次元方向を示す矢印Ｘ，Ｙ，Ｚと、回転ブラシ１１０の回転方向を示す矢印Ｒと、半田ボール除去装置１００の移動方向を示す矢印Ｄとが図示されている。

半田ボール除去装置１００の筐体１３０は、その底辺１３１と半田ボール用マスク６０の外表面との間に、余剰半田ボール８２が通過できる程度の距離を有して保持されている。また、回転ブラシ１１０の刷毛１１２は、半田ボール用マスク６０の外表面を摺擦可能な程度に筐体１３０の底辺１３１から突出している。回転ブラシ１１０を回転させて、半田ボール用マスク６０の外表面を摺擦しつつ、半田ボール除去装置１００を移動させると、余剰半田ボール８２は、その下方から、回転ブラシ１１０の刷毛１１２によって弾かれ、上方へと掻き上げられる。掻き上げられた余剰半田ボール８２は、吸引部１５０の吸引力によって吸引されるとともに回収される。なお、吸引部１５０による吸引力は、正規配置半田ボール８１が吸引されず、半田ボール用マスク６０の外表面から掻き上げられた余剰半田ボール８２が吸引される程度の吸引力であることが好ましい。

ここで、掻き上げられた余剰半田ボール８２のうち、半田ボール除去装置１００の移動方向前方へと弾かれたものは、筐体１３０の隔壁１３２によって、当該方向へと飛散してしまうことが抑制されるとともに、吸引部１５０の方へと跳ね返る。なお、図には、この余剰半田ボール８２が刷毛１１２によって弾かれる方向と、隔壁１３２によって跳ね返る方向とが矢印によって示されている。即ち、この筐体１３０の隔壁１３２は、余剰半田ボール８２の飛散を抑制する飛散抑制部として機能するとともに、余剰半田ボール８２を吸引部１５０の方へと誘導するための誘導部として機能する。

このように、この半田ボール除去装置１００によれば、回転ブラシ１１０の摺擦動作によって、余剰半田ボール８２を上方へと掻き上げることができる。そして、掻き上げられた余剰半田ボール８２を吸引部１５０によって吸引し、余剰半田ボール８２を、半田ボール用マスク６０の外表面から除去することが可能である。

ところで、一般に、半田ボールは、直径１５０μｍ以下の微小球であり、静電気によって吸着されやすい傾向にある。しかし、この半田ボール除去装置１００によれば、半田ボール用マスク６０に静電的に吸着してしまっている余剰半田ボール８２であっても、回転ブラシ１１０によって掻き上げて、確実に除去することが可能である。また、半田ボールは一般に、外力を受けた場合に変形しやすい傾向にある。しかし、この半田ボール除去装置１００によれば、余剰半田ボール８２の変形を抑制しつつ、余剰半田ボール８２を回収することが可能である。従って、吸引部１５０によって回収された余剰半田ボール８２を半田バンプ形成のために再利用できる可能性が高くなり、配線基板１０の製造コストを低減することが可能である。

ここで、ステップＳ４０において、半田ボール８０が半田ボール用マスク６０の外表面に散布された直後には、正規配置半田ボール８１は、その自重により下方向への力が小さいため、電極１６と十分に接触していない可能性がある。例えば、直径８０μｍ以下の半田ボール８０を用いている場合には、その可能性がより高い。即ち、ステップＳ５０の段階では、正規配置半田ボール８１は、所定の位置（電極１６及びフラックス７０の上）から脱落しやすい傾向にある。しかし、この半田ボール除去装置１００によれば、回転ブラシ１１０の刷毛１１２は、余剰半田ボール８２の除去工程において、正規配置半田ボール８１に対しては、その上方部分を摺擦するのみであるため、正規配置半田ボール８１の脱落を抑制できる。また、吸引部１５０の吸引力を、回転ブラシ１１０によって掻き上げられた余剰半田ボール８２に対して有効となる程度に設定することにより、正規配置半田ボール８１が余剰半田ボール８２とともに、吸引されてしまうことを抑制できる。

図９（Ａ）は、ステップＳ６０（図３）の半田ボール用マスク取り外し工程を説明するための模式図であり、図８（Ｂ）と同様な概略断面図である。このステップＳ６０では、半田ボール用マスク６０を取り外す。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）と同様な概略断面図であり、加熱により半田バンプ５０が形成された完成品である配線基板１０を示している。ステップＳ７０では、正規配置半田ボール８１が搭載された半田バンプ未形成基板１０ｐがリフロー炉によって加熱され、正規配置半田ボール８１及びフラックス７０が溶融・固体化して半田バンプ５０が形成される。ステップＳ８０（図３）では、配線基板１０に付着してしまった余分なフラックスを除去するためのフラックス洗浄が実行される。

ここで、半田ボール８０が上述のように微小球であり、正規配置半田ボール８１の自重が不足する場合には、上記のリフロー時において、溶融した半田が十分に電極１６と金属接合できず、ステップＳ８０のフラックス洗浄以降に脱落してしまう可能性がある。また、リフロー工程において、フラックス７０に気泡が存在していた場合には、気泡が膨張・破裂して当該フラックス７０上の正規配置半田ボール８１をはじき飛ばしてしまう可能性がある。従って、正規配置半田ボール８１は、ステップＳ５０における余剰半田ボール８２の除去工程以後に、電極１６に向かって押し込まれることが好ましい。これにって、電極１６と正規配置半田ボール８１とを金属接続させてフラックス７０と正規配置半田ボール８１との密着性を向上させて、正規配置半田ボール８１の脱落を抑制できる。なお、この半田ボール除去装置１００によれば、回転ブラシ１１０の摺擦動作によって余剰半田ボール８２を掻き上げるとともに、正規配置半田ボール８１を下方へと押し込ませることも可能である。また、回転ブラシ１１０の後段に、正規配置半田ボール８１を下方に押し込むための機構を設けことも可能である。

このように、電極１６への半田ボール搭載工程において半田ボール除去装置１００を用いれば、配線基板１０の製造工程において正規配置半田ボール８１が所定の配置位置から脱落してしまうことを抑制しつつ、確実に余剰半田ボール８２を除去・回収することが可能である。従って、配線基板に余分に配置された半田ボールによる不良の発生を抑制することができる。

B．第２実施例：
図１０は、本発明の第２実施例としての半田ボール除去装置１００Ａの構成を示す概略図である。図１０は、筐体１３０が省略されて、回転ブラシ１１０の移動方向前方に吸引部１５０が配置されている点以外は、図８とほぼ同じである。なお、第２実施例における半田バンプ形成工程は、第１実施例で説明した工程と同様である（図３）。この半田ボール除去装置１００Ａによれば、余剰半田ボール８２は、回転ブラシ１１０によって掻き上げられるとともに、吸引部１５０によって直接的に吸引される。従って、第１実施例のように、吸引部１５０は、筐体１３０の上方に設けられていなくとも良い。また、筐体１３０の隔壁１３２のような半田ボール誘導部が省略された場合であっても、余剰半田ボール８２を吸引・回収することが可能である。なお、この半田ボール除去装置１００Ａでは、回転ブラシ１１０と、吸引部１５０とは、一体的に構成されていなくとも良く、分離して構成されているものとしても良い。

C．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

C1．変形例１：
上記実施例の半田ボール除去装置１００では、回転ブラシ１１０によって余剰半田ボール８２を掻き上げて除去していたが、他の構成のブラシによって余剰半田ボール８２を除去するものとしても良い。例えば、半田ボール除去装置１００は、往復動可能に設置された可動軸から一方向に延びる刷毛を有するブラシによって、余剰半田ボール８２を下方から上方にすくい上げるものとしても良い。また、上記実施例において、刷毛１１２は、回転軸１１１の軸方向及び回転方向に渡って均一に配置されていた。しかし、刷毛１１２は、回転軸１１１の軸方向または回転方向に渡って不均一に配置されるものとしても良い。

C2．変形例２：
上記実施例の半田ボール除去装置１００において、吸引部１５０は、吸引ポンプによって、回転ブラシ１１０に掻き上げられた余剰半田ボール８２を吸引していた。しかし、吸引部１５０は、他の吸引手段によって、余剰半田ボール８２を吸引するものとしても良い。例えば、静電力を利用して余剰半田ボール８２を吸引・吸着するものとしても良い。

C3．変形例３：
上記実施例において、回転ブラシ１１０の刷毛１１２は導電性部材によって構成されていたが、非導電性部材によって構成されるものとしても良い。ただし、刷毛１１２を導電性部材によって構成すれば、静電気の発生が抑制されるため、正規配置半田ボール８１が静電気により吸着されて、所定の配置位置から脱落することを抑制できる。

C4．変形例４：
上記実施例において、半田バンプ未形成基板１０ｐに半田ボール用マスク６０を載置していたが（図３のステップＳ２０）、半田ボール用マスク６０の載置工程は省略されても良い。ただし、半田ボール用マスク６０は、絶縁層１５の外表面を保護する保護部材として機能するとともに、正規配置半田ボール８１の位置ずれを抑制する位置固定補助部材としても機能するため、半田ボール用マスク６０を載置することが好ましい。

C5．変形例５：
上記実施例において、筐体１３０に設けられた隔壁１３２が、余剰半田ボール８２を吸引部１５０へと誘導するための誘導部として機能していた。しかし、隔壁１３２は、余剰半田ボール８２を、吸引部１５０へとより誘導しやすい構造を有するように構成されるものとしても良い。例えば、隔壁１３２は、余剰半田ボール８２が、より上方へと跳ね返り易いように、傾斜角度を有して筐体１３０に設けられるものとしても良い。また、隔壁１３２は、回転ブラシ１１０と対向する壁面が湾曲するように設けられているものとしても良い。

１０…配線基板
１０ａ…第１の面
１０ｂ…第２の面
１０ｍ…マスク載置基板
１０ｐ…半田バンプ未形成基板
１２…第１の端子接続部
１４…第２の端子接続部
１５…絶縁層
１５ｈ…貫通孔
１６…電極（パッド）
１８…配線
１９…本体基板
２０…電子部品
２２…端子
３０…プリント基板
４０…外部端子
５０…半田バンプ
６０…半田ボール用マスク
６２…連通孔
６５…フラックス塗布用マスク
６７…フラックス挿入口
７０…フラックス
８０…半田ボール
８１…正規配置半田ボール
８２…余剰半田ボール
１００，１００Ａ…半田ボール除去装置
１１０…回転ブラシ
１１１…回転軸
１１２…刷毛
１２０…回転駆動部
１３０…筐体
１３１…底辺
１３２…隔壁
１５０…吸引部
１５２…接続ダクト
１５４…接続チャンバー
ＳＱ…スキージ

Claims (9)

1. 複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記絶縁層より下層に配置され、前記複数の貫通孔のそれぞれから露出している電極とを備える配線基板において、前記電極の上に半田バンプを形成するために配置された半田ボールのうち、前記電極の上以外の位置に配置された余剰半田ボールを除去するための半田ボール除去装置であって、
   前記余剰半田ボールを上方へと掻き上げるためのブラシと、
   前記ブラシによって掻き上げられた前記余剰半田ボールを吸引する吸引部と、
   を備える、半田ボール除去装置。
2. 請求項１に記載の半田ボール除去装置であって、
   前記ブラシは、回転軸と、前記回転軸から放射状に延びる刷毛部とを有する回転ブラシを含む、半田ボール除去装置。
3. 請求項２に記載の半田ボール除去装置であって、さらに、
   前記回転ブラシを収容する筐体部を備え、
   前記吸引部は、前記筐体部の上方に取り付けられており、
   前記筐体部は、前記回転ブラシによって掻き上げられた前記余剰半田ボールを前記吸引部へと誘導する半田ボール誘導部を有する、半田ボール除去装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半田ボール除去装置であって、
   前記ブラシは、導電性部材で構成されている、半田ボール除去装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の半田ボール除去装置であって、
   前記ブラシは、前記絶縁層の外表面に載置され、前記複数の貫通孔のそれぞれに連通する連通孔を有する半田ボール用マスクの外表面を摺動する、半田ボール除去装置。
6. 複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記絶縁層より下層に配置され、前記複数の貫通孔のそれぞれから露出している電極とを備える配線基板の製造方法であって、
   （ａ）半田ボールを前記電極の上に配置する工程と、
   （ｂ）前記電極の上以外の位置に存在する余剰半田ボールを、ブラシで掻き上げるとともに、掻き上げられた前記余剰半田ボールを吸引して除去する工程と、
   を備える、製造方法。
7. 請求項６に記載の製造方法であって、
   前記ブラシは、回転軸と、前記回転軸から放射状に延びる刷毛部とを有する回転ブラシを含み、
   前記工程（ｂ）は、前記余剰半田ボールを、前記回転ブラシを回転させて掻き上げる工程を含む、製造方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の製造方法であって、
   前記ブラシは、導電性部材で構成されている、製造方法。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の製造方法であって、
   前記工程（ａ）は、前記絶縁層の外表面に、前記複数の貫通孔のそれぞれに連通する連通孔を有する半田ボール用マスクを載置して、前記半田ボールを前記電極の上に配置する工程を含む、製造方法。

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