JP2014049567A - 半田ボール搭載装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 半田ボール搭載装置のテーブル表面上に半田ボールが残留しない半田ボール搭載装置を提供すること。
【解決手段】 XYθ吸引テーブル200には該XYθ吸引テーブル上に落下した半田ボールを逃がすための溝210が設けられているため、XYθ吸引テーブル200上に半田ボールが残ることが無くなり、残留半田ボールに起因する不良発生を根絶できる。
【選択図】 図2
【解決手段】 XYθ吸引テーブル200には該XYθ吸引テーブル上に落下した半田ボールを逃がすための溝210が設けられているため、XYθ吸引テーブル200上に半田ボールが残ることが無くなり、残留半田ボールに起因する不良発生を根絶できる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板に搭載するための半田ボール搭載装置に関するものである。
パッケージ基板とICチップとの電気接続のために半田バンプが用いられている。半田バンプは、以下の工程により形成されている。
(1)パッケージ基板に形成された接続パッドにフラックスを印刷する工程。
(2)フラックスの印刷された接続パッドに、半田ボールを搭載する工程。
(3)リフローを行い半田ボールから半田バンプを形成する工程。
(1)パッケージ基板に形成された接続パッドにフラックスを印刷する工程。
(2)フラックスの印刷された接続パッドに、半田ボールを搭載する工程。
(3)リフローを行い半田ボールから半田バンプを形成する工程。
上述した半田ボールを接続パッドに搭載する工程では、プリント配線板上に接続パッドと対向した位置に開口の設けられたボール整列用マスクを載置し、スキージで半田ボールを接続パッド上に落下させていた。しかしながら、スキージを用いる方法では、半田ボールが直径200μmΦ未満の小径になると、半田バンプの高さのばらつきがでて品質が低下していた。
このため、本出願人は、特許文献1において、空気を吸引する筒部材を用いて負圧によって該筒部材の下方に集合させ、該筒部材を移動することで半田ボールをボール整列用マスク上に送り、ボール整列用マスクの開口下の接続パッドに落下させて半田ボールを搭載させる半田ボール搭載装置を提案した。
しかしながら、特許文献1の半田ボール搭載装置を用いた場合、プリント配線板を載置するテーブルの載置面上に半田ボールがこぼれ落ち、該テーブルの載置面上に載置されたプリント配線板に、半田ボールが付着し、配線ショートが発生することがある。
本発明の目的は、半田ボール搭載装置のプリント配線板を載置するテーブルの載置面上に半田ボールが残留しない半田ボール搭載装置を提供することにある。
上記目的を達成するため請求項1は、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板の電極に搭載する半田ボール搭載装置であって:
複数の吸気口を有し、前記吸気口から吸引することで載置されたプリント配線板を固定するテーブルを備え、
前記テーブルには溝が設けられていることを技術的特徴とする。
複数の吸気口を有し、前記吸気口から吸引することで載置されたプリント配線板を固定するテーブルを備え、
前記テーブルには溝が設けられていることを技術的特徴とする。
請求項1の半田ボール搭載装置によれば、プリント配線板を載置するテーブルの載置面に、載置面を開口した溝が設けられているので、落下した半田ボールがテーブルの載置面に残留する確率が低くなる、と同時に、該テーブルの載置面を開口した溝に半田ボールが落下することで、該テーブルの載置面から半田ボールを排除できるので、残留半田ボールに起因する不良発生を根絶できる。
先ず、本発明の第1実施形態に係る半田ボール搭載装置を用いて製造する多層プリント配線板10の構成について、図7及び図8を参照して説明する。図7は、該多層プリント配線板10の断面図を、図8は、図7に示す多層プリント配線板10にICチップ90を取り付け、マザーボード94へ載置した状態を示している。図7に示すように多層プリント配線板10では、コア基板30の両面に導体回路34が形成されている。コア基板30の上面と裏面とはスルーホール36を介して接続されている。
更に、コア基板30の導体回路34の上に層間樹脂絶縁層50を介して導体回路層を形成する導体回路58が形成されている。導体回路58は、バイアホール60を介して導体回路34と接続されている。導体回路58の上に層間樹脂絶縁層150を介して導体回路158が形成されている。導体回路158は、層間樹脂絶縁層150に形成されたバイアホール160を介して導体回路58に接続されている。
バイアホール160、導体回路158の上層にはソルダーレジスト層70が形成されており、該ソルダーレジスト層70の開口71にニッケルめっき層72及び金めっき層74を設けることで、接続パッド75U、75Dが形成されている。上面の接続パッド75U上にはC4(IC実装用バンプ)半田バンプ78Uが、下面の接続パッド75D上にはBGA(ボールグリッドアレー)半田バンプ78Dが形成されている。
図8中に示すように、多層プリント配線板10の上面側のC4半田バンプ78Uは、ICチップ90のランド92へ接続される。一方、下側のBGA半田バンプ78Dは、マザーボード94のランド96へ接続されている。
図9は、多数個取り用の多層プリント配線板10Aの平面図である。多層プリント配線板10Aは、マトリクス状に接続パッド75Uが配列された接続パッド領域75Aを備える個々の多層プリント配線板10を、図中の一点鎖線で切断することで切り分けられ個片と成る。図6は、多数個取り用の多層プリント配線板10Aに半田バンプを形成する工程の説明図であり、図9中のY1−Y1断面図に相当する。図6(A)に示すように表面のソルダーレジスト層70の開口71に接続パッド75Uを形成した多層プリント配線板10Aの表面にフラックス80を印刷する。図6(B)に示すように多層プリント配線板10Aの上側の接続パッド75U上に後述する半田ボール搭載装置を用いて微少な半田ボール78s(例えば日立金属社製、タムラ社製、直径40μmΦ以上、200μmΦ未満)を搭載する。ファイン化対応のため直径200μmΦ未満の半田ボールが望ましい。直径40μmΦ未満では半田ボールが軽すぎるため接続パッド上に落下しない。一方、直径200μmを越えると逆に重すぎるため筒部材内に半田ボールを集合させることができず、半田ボールが載っていない接続パッドが存在するようになる。本発明では、直径40μmΦ以上直径200μmΦ未満の半田ボールを使う意義が高い。この範囲ではファイン化に有利である。また、吸着ヘッドで半田ボールを吸着して接続パッド上に半田ボールを搭載する方法では、半田ボールが小さいので吸着するのが困難になるため、第1実施形態の半田ボール搭載装置の優位性が明らかになる。
その後、図6(C)に示すように多層プリント配線板10Aの下側の接続パッド75D上に、従来技術(例えば、特許1975429号)に係る吸着ヘッドで通常径(直径250μm)の半田ボール78Lを吸着して載置する。その後、リフロー炉で過熱し、図7に示すように多層プリント配線板10Aの上側に60μm以上200μm未満ピッチでC4半田バンプ78Uを、例えば500〜30000個、下側に2mmピッチでBGA半田バンプ78Dを、例えば250個形成する。60μmピッチ未満となると、そのピッチに適した半田ボールを製造するのが困難になる。200μmピッチ以上になると、本半田ボール搭載装置においても何ら問題なく製造できるが、従来技術の方法でも製造可能である。更に、図8に示すように、多数個取り用の多層プリント配線板10Aを個片の多層プリント配線板10に切り分けてから、リフローによりC4半田バンプ78Uを介してICチップ90を搭載させた後、ICチップ90を搭載した多層プリント配線板10を、BGA半田バンプ78Dを介してマザーボード94へ取り付ける。
図6(B)を参照して上述した多層プリント配線板の接続パッド上に微少(直径200μmΦ未満)な半田ボール78sを搭載する半田ボール搭載装置について、図1を参照して説明する。
図1(A)は、本発明の第1実施形態に係る半田ボール搭載装置の構成を示す構成図であり、図1(B)は、図1(A)の半田ボール搭載装置を矢印B側から見た矢視図である。
図1(A)は、本発明の第1実施形態に係る半田ボール搭載装置の構成を示す構成図であり、図1(B)は、図1(A)の半田ボール搭載装置を矢印B側から見た矢視図である。
半田ボール搭載装置20は、多層プリント配線板10Aを位置決め保持するXYθ吸引テーブル200と、該XYθ吸引テーブル200に振動を与えるバイブレータ240と、該XYθ吸引テーブル200に吸着力を与える吸着ボックス27と、該XYθ吸引テーブル200を昇降する上下移動軸12と、多層プリント配線板の接続パッド75Uに対応する開口を備えるボール整列用マスク16と、ボール整列用マスク16上を移動する半田ボールを誘導する搭載筒(筒部材)24と、搭載筒24に負圧を与える吸引ボックス26と、余剰の半田ボールを回収するための吸着ボール除去筒61と、該吸着ボール除去筒61に負圧を与える吸引ボックス66と、回収した半田ボールを保持する吸着ボール除去吸引装置68と、ボール整列用マスク16をクランプするマスククランプ44と、搭載筒24及び吸着ボール除去筒61をX方向へ送るX方向移動軸40と、X方向移動軸40を支持する移動軸支持ガイド42と、多層プリント配線板10を撮像するためのアライメントカメラ46と、搭載筒24下にある半田ボールの残量を検出する残量検出センサ18と、残量検出センサ18により検出された残量に基づき半田ボールを搭載筒24側へ供給する半田ボール供給装置22と、を備える。図1に示す半田ボール搭載装置20では、搭載筒24及び吸着ボール除去筒61をX方向へ送るX方向移動軸40のみ示したが、Y方向へ送る移動機構を備えることも可能である。
第1実施形態では、搭載筒24がSUSステンレス、Ni、Cu等の導電性金属で構成され、半田ボール搭載装置20側にアースされている。ここで、半田ボールをボール整列用マスク16上に移動させて送る際に、相互の衝突により半田ボールが帯電しても、小径で軽量な半田ボールが、静電気により搭載筒24へ付着することがなく、半田ボールをプリント配線板に確実に搭載することができる。
図9の平面図に示すように多数個取り用の多層プリント配線板10Aの上に、半田ボール搭載装置20の搭載筒24は、個々の接続パッド領域75Aに対応させてY方向へ複数並べてある。なお、ここでは、1の接続パッド領域75Aに1の搭載筒24を対応させたが、搭載筒24を複数の接続パッド領域75Aに対応した大きさにしてもよい。ここで、Y方向は便宜的であり、X方向に並べても良い。XYθ吸引テーブル200は、半田ボールの搭載される多層プリント配線板10を位置決め、吸着、保持、補正する。アライメントカメラ46は、XYθ吸引テーブル200上の多層プリント配線板10のアライメントマークを検出し、検出された位置に基づき、多層プリント配線板10とボール整列用マスク16との位置が調整される。残量検出センサ18は光学的な手法により半田ボールの残量を検出する。
図2(A)は、XYθ吸引テーブル200の平面図であり、図2(B)は、図2(A)のA1−A1断面図である。
XYθ吸引テーブル200のプリント配線板を載置する載置面200Fには、プリント配線板を吸着するための複数の吸気口202oがマトリクス状に形成されている。各吸気口202oから延在する吸引孔202は、図2(B)中に示す吸気管204を介して図1(A)中に示す吸着ボックス27に連結されている。該吸着ボックス27により負圧が与えられ、XYθ吸引テーブル200にプリント配線板が吸着される。
XYθ吸引テーブル200のプリント配線板を載置する載置面200Fには、プリント配線板を吸着するための複数の吸気口202oがマトリクス状に形成されている。各吸気口202oから延在する吸引孔202は、図2(B)中に示す吸気管204を介して図1(A)中に示す吸着ボックス27に連結されている。該吸着ボックス27により負圧が与えられ、XYθ吸引テーブル200にプリント配線板が吸着される。
各吸気口202oは、格子状に形成された溝210により個々に隔世されている。溝210は、テーブルの長手方向に延びる第1溝210xとテーブル短手方向に延びる第2溝210yとが交差するように形成されている。隣り合う一対の第1溝と、隣り合う一対の第2溝で囲まれる領域に吸引孔202がある。吸引孔202と溝が一致しないので、テーブル表面積に占めるプリント配線板との密着面積を小さくすることができ、残留半田ボールが付着する確率が低くなる効果がある。
溝の深さは、少なくとも、吸引孔202の深さより浅い必要がある。溝の深さが、吸引孔の深さと同じか深い場合は、テーブル下部の真空引き用の空気通路と連通し、真空引きができなくなってしまう。
溝の深さd1は、0.7mm〜1.5mmの範囲が適している。半田ボールの最大径は230μmであるので、0.7mm以下では、半田ボールが複数個塊となって溝に落下した場合、半田ボールの一部が、プリント配線板を載置する載置面より突出し、プリント配線板と接着する恐れがある。また、1.5mm以上では、溝部とテーブル下部の真空引き用の空気通路とが連通し、真空引きできなくなってしまう。さらに、テーブルの強度も低下する。
溝の巾w1は、1.5mm〜3.0mmが適している。1.5mm以下ではプリント配線板を載置する載置面の面積低減に寄与しない。一方、3.0mm以上では、プリント配線板を載置する載置面とプリント配線板との密着面積が小さくなりすぎて、真空引きしても半田ボール搭載時のプリント配線板の固定ができない。
テーブルの材料としては、強度、加工のしやすさから金属が選択される。たとえば、アルミニウム、ステンレスなどが適している。
半田ボール搭載装置は、溝に入った半田ボールを排出するための排出機を備えている。溝に複数個の半田ボールが落下し重なり合うと、プリント配線板とプリント配線板を載置する載置面から突出して、プリント配線板に付着する不具合が生じるので、溝に落下した半田ボールを回収する必要がある。
半田ボールを溝から排出する方法として、送風機、あるいは、刷毛による方法が挙げられる。
半田ボールを溝から排出する方法として、送風機、あるいは、刷毛による方法が挙げられる。
また、溝に落下せず、プリント配線板を載置する載置面上に残留する半田ボールを溝およびテーブル外に落下させる必要がある。方法としては、テーブルに振動を付与する振動装置を付与してテーブルを振動させて、半田ボールを溝およびテーブル外に落下させる方法、送風機、及び、刷毛により、半田ボールを溝およびテーブル外に落下させる方法、が挙げられる。
引き続き、半田ボール搭載装置20による半田ボールの搭載工程について図3〜図5を参照して説明する。
(1)XYθ吸引テーブル200上の半田ボール除去
図1(A)中に示すバイブレータ240によりXYθ吸引テーブル200に振動が与えられ、該XYθ吸引テーブル200上にこぼれ落ちた半田ボールが溝210およびテーブル外に落下させられる。
(1)XYθ吸引テーブル200上の半田ボール除去
図1(A)中に示すバイブレータ240によりXYθ吸引テーブル200に振動が与えられ、該XYθ吸引テーブル200上にこぼれ落ちた半田ボールが溝210およびテーブル外に落下させられる。
(2)多層プリント配線板の位置認識、補正
図3(A)に示すように多数個取り用の多層プリント配線板10Aのアライメントマーク34Mをアライメントカメラ46により認識し、ボール整列用マスク16に対して多層プリント配線板10Aの位置をXYθ吸引テーブル200によって補正する。即ち、ボール整列用マスク16の開口16aがそれぞれ多層プリント配線板10Aの接続パッド75Uに対応するように位置調整する。
図3(A)に示すように多数個取り用の多層プリント配線板10Aのアライメントマーク34Mをアライメントカメラ46により認識し、ボール整列用マスク16に対して多層プリント配線板10Aの位置をXYθ吸引テーブル200によって補正する。即ち、ボール整列用マスク16の開口16aがそれぞれ多層プリント配線板10Aの接続パッド75Uに対応するように位置調整する。
(3)半田ボール供給
図3(B)に示すように半田ボール供給装置22から半田ボール78sを搭載筒24側へ定量供給する。なお、予め搭載筒内に供給しておいても良い。
図3(B)に示すように半田ボール供給装置22から半田ボール78sを搭載筒24側へ定量供給する。なお、予め搭載筒内に供給しておいても良い。
(4)半田ボール搭載
図4(A)に示すように、ボール整列用マスク16の上方に、該ボール整列用マスクとの所定のクリアランス(例えば、ボール径の0.5〜4倍)を保ち搭載筒24を位置させ、空気を吸引して搭載筒内の風速を0.1m/sec〜2m/secとすることで、搭載筒24とボール整列用マスク16間の隙間の流速を5m/sec〜35m/secにして、当該搭載筒24の開口部24A直下のボール整列用マスク16上に半田ボール78sを集合させる。
図4(A)に示すように、ボール整列用マスク16の上方に、該ボール整列用マスクとの所定のクリアランス(例えば、ボール径の0.5〜4倍)を保ち搭載筒24を位置させ、空気を吸引して搭載筒内の風速を0.1m/sec〜2m/secとすることで、搭載筒24とボール整列用マスク16間の隙間の流速を5m/sec〜35m/secにして、当該搭載筒24の開口部24A直下のボール整列用マスク16上に半田ボール78sを集合させる。
その後、図4(B)、図5(A)及び図9に示すように、図1(B)及び図1(A)に示す多層プリント配線板10AのY軸沿って並べられた搭載筒24を、X方向移動軸40を介してX軸に沿って水平方向へ送る。これにより、ボール整列用マスク16の上に集合させた半田ボール78sを搭載筒24の移動に伴い移動させ、ボール整列用マスク16の開口16aを介して、半田ボール78sを多層プリント配線板10Aの接続パッド75Uへ落下、搭載させて行く。これにより、半田ボール78sが多層プリント配線板10A側の全接続パッド上に順次整列される。
(5)付着半田ボール除去
図5(B)に示すように、搭載筒24により余剰の半田ボール78sをボール整列用マスク16上に開口16aの無い位置まで誘導した後、吸着ボール除去筒61により吸引除去する。
図5(B)に示すように、搭載筒24により余剰の半田ボール78sをボール整列用マスク16上に開口16aの無い位置まで誘導した後、吸着ボール除去筒61により吸引除去する。
(6)基板取り出し
XYθ吸引テーブル200から多層プリント配線板10Aを取り外す。
XYθ吸引テーブル200から多層プリント配線板10Aを取り外す。
第1実施形態の半田ボール搭載装置20によれば、ボール整列用マスク16の上方に搭載筒24を位置させ、該搭載筒24で空気を吸引することで半田ボール78sを集合させ、搭載筒24を水平方向に移動させることで、集合させた半田ボール78sをボール整列用マスク16の上を移動させ、ボール整列用マスク16の開口16aを介して、半田ボール78sを多層プリント配線板10Aの接続パッド75Uへ落下させる。このため、微細な半田ボール78sを確実に多層プリント配線板10Aの全ての接続パッド75Uに搭載させることができる。また、半田ボール78sを非接触で移動させるため、スキージを用いる場合とは異なり、半田ボールを傷を付けることなく接続パッド75Uに搭載でき、半田バンプ78Uの高さを均一にすることができる。このため、IC等の電子部品の実装性、実装後のヒートサイクル試験、高温・高湿試験等の耐環境試験に優れる。更に、製品の平面度に依存しないので、表面に起伏の多いプリント配線板でも半田ボールを接続パッドに適切に載置させることができる。また、微少な半田ボールを確実に接続パッド上に載置することができるので、接続パッドピッチが60〜150μmピッチでソルダーレジストの開口径が40〜100μmのプリント配線板においても全てのバンプにおいてバンプ高さが安定した半田バンプとすることができる。
更に、吸引力により半田ボールを誘導するため、半田ボールの凝集、付着を防止することができる。更に、搭載筒24の数を調整することで、種々の大きさのワーク(ワークシートサイズの多層プリント配線板)に対応することができるので、多品種、少量生産にも柔軟に適用することが可能である。
第1実施形態の半田ボール搭載装置では、図1(B)に示すように搭載筒24をワーク(ワークシートサイズの多層プリント配線板)の幅に対応させてY方向へ複数並べてあるため、複数の搭載筒24を、列方向に対して垂直方向(X方向)へ送るだけで、半田ボールを確実に多層プリント配線板10Aの全ての接続パッド75Uに搭載させることができる。
第1実施形態の半田ボール搭載装置によれば、XYθ吸引テーブル200にはプリント配線板を載置する載置面上に落下した半田ボールを逃がすための溝210が設けられているため、XYθ吸引テーブル200上に半田ボールが残ることが無くなり、残留半田ボールに起因する不良発生を根絶できる。
(1)プリント配線板の作製
出発材料として両面銅張積層板(例えば、日立化成工業株式会社製 MCL−E−67)を用い、この基板に周知の方法でスルーホール導体及び導体回路を形成した。その後、周知の方法(例えば、2000年6月20日 日刊工業新聞社発行の「ビルドアップ多層プリント配線板」(高木清著)で層間絶縁層と導体回路層とを交互に積層し、最外層の導体回路層において、ICへ電気的に接続するための接続パッド群を形成した。接続パッド群は、直径120μmΦの接続パッドを接続パッド領域(70mm2 :10mm×7mm)内に2000個形成し、その大半が150μmピッチで格子状に配置されている。ここで、バイアホールから成る接続パッド(バイアホールの直上に半田バンプを形成)は、フィルドビアが好ましく、その凹み量、凸量は、導体回路158の導体厚さに対し−5〜5μmの範囲が望ましい。フィルドビアの凹み量が5μmを越える(−5μm)と、半田ボールとフィルドビアからなる接続パッドの接点が少なくなるので、半田バンプとするとき濡れ性が悪くなり、半田内にボイドを巻き込んだり、未搭載(ミッシングバンプ)になりやすい。一方、5μmを越えると導体回路158の厚みが厚くなるので、ファイン化に向かない。その上に市販のソルダーレジストを形成し(膜厚20μm)、接続パッドを露出させるため、接続パッド上のソルダーレジストに、写真法で90μmΦの開口を形成した。
出発材料として両面銅張積層板(例えば、日立化成工業株式会社製 MCL−E−67)を用い、この基板に周知の方法でスルーホール導体及び導体回路を形成した。その後、周知の方法(例えば、2000年6月20日 日刊工業新聞社発行の「ビルドアップ多層プリント配線板」(高木清著)で層間絶縁層と導体回路層とを交互に積層し、最外層の導体回路層において、ICへ電気的に接続するための接続パッド群を形成した。接続パッド群は、直径120μmΦの接続パッドを接続パッド領域(70mm2 :10mm×7mm)内に2000個形成し、その大半が150μmピッチで格子状に配置されている。ここで、バイアホールから成る接続パッド(バイアホールの直上に半田バンプを形成)は、フィルドビアが好ましく、その凹み量、凸量は、導体回路158の導体厚さに対し−5〜5μmの範囲が望ましい。フィルドビアの凹み量が5μmを越える(−5μm)と、半田ボールとフィルドビアからなる接続パッドの接点が少なくなるので、半田バンプとするとき濡れ性が悪くなり、半田内にボイドを巻き込んだり、未搭載(ミッシングバンプ)になりやすい。一方、5μmを越えると導体回路158の厚みが厚くなるので、ファイン化に向かない。その上に市販のソルダーレジストを形成し(膜厚20μm)、接続パッドを露出させるため、接続パッド上のソルダーレジストに、写真法で90μmΦの開口を形成した。
(2)半田ボール搭載
(1)で作製したプリント配線板の表面(IC実装面)に市販のロジン系フラックスを塗布した。その後上述した本願発明の半田ボール搭載装置の吸着テーブルに搭載し、プリント配線板およびボール整列用マスクのアライメントマークをCCDカメラを用いて認識し、プリント配線板とボール整列用マスクを位置合わせした。ここで、ボール整列用マスクは、プリント配線板の接続パッドに対応した位置に直径110μmΦの開口を有するNi製のメタルマスクを用いた。メタルマスクの厚みは、半田ボールの1/4〜3/4が好ましい。ここでは、Ni製のメタルマスクを用いたが、SUS製やポリイミド製のボール整列用マスクを用いることも可能である。尚、ボール整列用マスクに形成する開口径は、使用するボールの径に対して1.1〜1.5倍が好ましい。次に、接続パッド領域に対応した大きさ(接続パッドが形成されている領域に対して1.1〜4倍)で、高さ200mmのSUS製の搭載筒を半田ボール径の0.5〜4倍のクリアランスを保ってメタルマスク(ボール整列用マスク)上に位置させ、その周囲近辺のボール整列用マスク上にボール直径80μmΦのSn63Pb37半田ボール(日立金属社製)を載せた。第1実施形態では、半田ボールにSn/Pb半田を用いたが、SnとAg、Cu、In、Bi、Zn等の群から選ばれるPbフリー半田であってもよい。
(1)で作製したプリント配線板の表面(IC実装面)に市販のロジン系フラックスを塗布した。その後上述した本願発明の半田ボール搭載装置の吸着テーブルに搭載し、プリント配線板およびボール整列用マスクのアライメントマークをCCDカメラを用いて認識し、プリント配線板とボール整列用マスクを位置合わせした。ここで、ボール整列用マスクは、プリント配線板の接続パッドに対応した位置に直径110μmΦの開口を有するNi製のメタルマスクを用いた。メタルマスクの厚みは、半田ボールの1/4〜3/4が好ましい。ここでは、Ni製のメタルマスクを用いたが、SUS製やポリイミド製のボール整列用マスクを用いることも可能である。尚、ボール整列用マスクに形成する開口径は、使用するボールの径に対して1.1〜1.5倍が好ましい。次に、接続パッド領域に対応した大きさ(接続パッドが形成されている領域に対して1.1〜4倍)で、高さ200mmのSUS製の搭載筒を半田ボール径の0.5〜4倍のクリアランスを保ってメタルマスク(ボール整列用マスク)上に位置させ、その周囲近辺のボール整列用マスク上にボール直径80μmΦのSn63Pb37半田ボール(日立金属社製)を載せた。第1実施形態では、半田ボールにSn/Pb半田を用いたが、SnとAg、Cu、In、Bi、Zn等の群から選ばれるPbフリー半田であってもよい。
その後、搭載筒を移動速度20mm/secで送って半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口部から半田ボールを落下させて接続パッド上に半田ボールを搭載した。第1実施形態では、搭載筒24がSUSステンレス、Ni、Cu等の導電性金属で構成され、半田ボール搭載装置20側にアースされている。次に、ボール整列用マスクの余分な半田ボールを除去したのち、半田ボール整列用マスクとプリント配線板を半田ボール搭載装置から別個に取り外した。最後に、上記で作製したプリント配線板を230度に設定してあるリフローに投入して半田ボール付きプリント配線板とした。
図10は、第2実施形態に係る半田ボール搭載装置のXYθ吸引テーブル200を平面図を示している。第2実施形態では、溝210の側方から空気を噴射して溝210内の半田ボールを除去するための排出装置220が設けられている。
図11(A)は、第3実施形態に係る半田ボール搭載装置のXYθ吸引テーブル200の平面図であり、図11(B)は、図11(A)のA2−A2断面を示す。第3実施形態では、Y方向のY溝210yに対応して設けられた刷毛232を備える排出装置230が設けられ、該排出装置230がY溝210yに沿って移動されることで、溝210y内の半田ボールが排出される。図示しないが、X方向のX溝210xに対応して設けられた刷毛を備える排出装置も合わせて用いられる。
10 プリント配線板
16 ボール整列用マスク
16a 開口
20 半田ボール搭載装置
22 半田ボール供給装置
24 搭載筒(筒部材)
24A 開口部
75U 接続パッド
75A 接続パッド領域
78s 半田ボール
200 XYθ吸引テーブル
202o 吸気口
210 溝
16 ボール整列用マスク
16a 開口
20 半田ボール搭載装置
22 半田ボール供給装置
24 搭載筒(筒部材)
24A 開口部
75U 接続パッド
75A 接続パッド領域
78s 半田ボール
200 XYθ吸引テーブル
202o 吸気口
210 溝
Claims (13)
- 半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板の電極に搭載する半田ボール搭載装置であって:
複数の吸気口を有し、前記吸気口から吸引することで載置されたプリント配線板を固定するテーブルを備え、
前記テーブルには溝が設けられている。 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
前記テーブルは、プリント配線板を載置する載置面を有し、前記溝は、前記載置面を開口してなる。 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
前記テーブルの長手方向に延びる第1溝と短手方向に延びる第2溝が交差する。 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
隣り合う一対の前記第1溝と、隣り合う一対の前記第2溝で囲まれる領域に前記吸気口から延在する吸引孔がある。 - 請求項4の半田ボール搭載装置であって:
前記溝の深さは、前記吸引孔の深さより浅い、 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
前記溝の深さは、0.7mm〜1.0mm、幅は、1.5mm〜3.0mmである。 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
前記溝に入った半田ボールを排出するための排出機を備える。 - 請求項7の半田ボール搭載装置であって:
前記排出機は送風機である。 - 請求項7の半田ボール搭載装置であって:
前記排出機は前記溝内の半田ボールを排出する刷毛を備える。 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
前記テーブルの載置面上に残留した半田ボールを前記溝およびテーブル外に落下させるための落下装置を備える。 - 請求項1の半田ボール搭載装置であって:
前記テーブルに振動を付与する振動装置が備えられている。 - 請求項10の半田ボール搭載装置であって:
前記落下装置は送風機である。 - 請求項10の半田ボール搭載装置であって:
前記落下装置は刷毛を備える。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012190492A JP2014049567A (ja) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 半田ボール搭載装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012190492A JP2014049567A (ja) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 半田ボール搭載装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014049567A true JP2014049567A (ja) | 2014-03-17 |
Family
ID=50608944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012190492A Pending JP2014049567A (ja) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 半田ボール搭載装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014049567A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106914717A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-07-04 | 天津亚斯德瑞科技发展有限公司 | 旋转滑动焊剂推送装置 |
-
2012
- 2012-08-30 JP JP2012190492A patent/JP2014049567A/ja active Pending
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CN106914717A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-07-04 | 天津亚斯德瑞科技发展有限公司 | 旋转滑动焊剂推送装置 |
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