JP2014165455A - 導電性ボールの搭載状態検査装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 導電性ボールＢの搭載状態検査装置３は、導電性ボールＢが搭載された基板１を上方から撮影する撮影手段２１と、撮影した基板の画像から導電性ボールの搭載状態の良否を判定する判定手段２２とを備えている。
導電性ボールが搭載された上記撮影手段による撮影前の基板に対して、斜め上方から気体を噴射する気体噴射手段２３を設け、この気体噴射手段の気体噴射によって、電極パッド１ａに搭載された導電性ボールの頂部に付着した不要な導電性ボールを、頂部から位置をずらして不要ボールＢａとして認識可能に撮影できる状態とする。
【効果】 判定手段による基板の良否判定を的確に行うことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は導電性ボールの搭載状態検査装置に関し、詳しくは撮影された基板の画像から導電性ボールの搭載状態の良否を判定する判定手段を備えた導電性ボールの搭載状態検査装置に関する。

従来、ウエハなどの基板に形成された多数の電極パッドに、半田ボールなどの導電性ボールを搭載することが行われており、その際上記基板上に多数の挿入孔が穿設された配列マスクを位置させ、この配列マスクの挿入孔に導電性ボールを落下させることで、上記あらかじめフラックスが塗布された電極パッドに導電性ボールを搭載するようになっている。
このようにして得られた基板について、各電極パッドに導電性ボールが適切に搭載されているか否かを検査するため、導電性ボールが搭載された基板を撮影する撮影手段と、撮影した基板の画像から導電性ボールの搭載状態の良否を判定する判定手段とを備えた導電性ボールの搭載状態検査装置が用いられている（特許文献１）。
一方、上記導電性ボールはその直径が１００μｍ以下と極めて小さく、静電気等によって容易に導電性ボール同士で密着してしまうことから、上記電極パッドに搭載した導電性ボールに、不要な導電性ボールが付着してしまうことがある。
そこで、このような付着した導電性ボールを不要ボールとしてあらかじめ除去することが行われており、例えば上記基板上に配列マスクを位置させた状態のまま、配列マスクの上面に露出した不要ボールを除去する装置が知られている（特許文献１、２）。

特開２００８−２８８５１５号公報 特開２００９−４９３３４号公報

しかしながら、上記特許文献１、２の装置であっても、完全に上記不要ボールを除去できない場合があり、基板上から上記配列マスクを上方に移動させて退避させる際に、上記不要ボールが上記挿入孔に落とし込まれて、上記電極パッドに搭載された導電性ボールの頂部に位置することがある。
このように不要ボールが電極パッドに搭載された導電性ボールの頂部に位置すると、上記撮影手段は上方からこれらを重なった状態で撮影してしまい、上記判定手段によって認識することができず、良品と判断してしまうことがあった。
このような問題に鑑み、本発明は上記不要ボールを認識できる状態として、基板の良否判定を適確に行うことが可能な導電性ボールの搭載状態検査装置を提供するものである。

すなわち請求項１の発明にかかる導電性ボールの搭載状態検査装置は、導電性ボールが搭載された基板を上方から撮影する撮影手段と、撮影した基板の画像から導電性ボールの搭載状態の良否を判定する判定手段とを備え、基板上面のフラックスが塗布された電極パッドにマスクを用いて搭載された導電性ボールの搭載状態検査装置において、
導電性ボールが搭載された上記撮影手段による撮影前の基板に対して、斜め上方から気体を噴射する気体噴射手段を設け、
この気体噴射手段の気体噴射によって、電極パッドに搭載された導電性ボールの頂部に付着した不要な導電性ボールを、頂部から位置をずらして不要ボールとして認識可能に撮影できる状態とすることを特徴としている。

上記発明によれば、上記気体噴射手段の気体噴射によって、電極パッドに搭載された導電性ボールの頂部に付着した不要な導電性ボールの位置をずらすことができる。
その結果、この不要な導電性ボールは、撮影手段によって電極パッドに搭載された導電性ボールと重なった状態で撮影されることがなく、上記判定手段が当該不要な導電性ボールを不要ボールとして認識することが可能となって、基板の良否判定を適確に行うことが可能となる。

導電性ボール搭載装置と検査リペア装置とを示す平面図。 導電性ボール搭載装置についての側面図。 搭載状態検査装置についての側面図。

以下図示実施例について説明すると、図１は半田ボールなどの導電性ボールＢをウエハなどの基板１に搭載する導電性ボール搭載装置２と、上記導電性ボールＢが搭載された基板１を検査し、不良があれば修正する検査リペア装置４とを示す平面図となっており、本発明に係る搭載状態検査装置３は、この検査リペア装置４に組み込まれている。
上記基板１は円形のウエハとなっており、所要の位置に上記導電性ボールＢを搭載する電極パッド１ａ（図２参照）が設けられている。そしてこの電極パッド１ａには、図示しないフラックス供給手段によってあらかじめフラックスが塗布されている。
また上記導電性ボール搭載装置２から上記検査リペア装置４にかけて、上記基板１を搬送する搬送手段５が設けられており、この搬送手段５において、上記基板１はホルダ６に支持された状態で搬送されるようになっている。

図２に示すように、上記導電性ボール搭載装置２は複数の挿入孔１１ａが形成された配列マスク１１と、上記配列マスク１１を上方から覆うボールカップ１２と、ボールカップ１２に接続されて上記導電性ボールＢを供給するボール供給手段１３と、上記ボールカップ１２に接続されてボールカップ１２内に負圧を発生させる吸引手段１４とを備えている。
上記配列マスク１１は上記導電性ボールＢの直径と同程度の板厚を有する板状部材からなり、上記基板１の電極パッド１ａの位置に対応させて、それぞれ一つの導電性ボールＢを収容可能な挿入孔１１ａが形成されている。
この配列マスク１１は図示しない移動手段によって位置合わせされるようになっており、上記搬送手段５が上記基板１を所定の位置に停止させると、移動して基板１上に位置合わせされるようになっている。

上記ボールカップ１２は少なくとも上記配列マスク１１に形成された複数の挿入孔１１ａを覆うように形成され、図示しない駆動手段によって水平方向に移動するとともに昇降するようになっている。
上記ボール供給手段１３は、図示しないボールホッパに収容された導電性ボールＢを上記ボールカップ１２に供給し、上記吸引手段１４が上記ボールカップ１２の内部に負圧を発生させることで、上記ボールカップ１２内に導電性ボールＢを保持するようになっている。
そして、基板１の電極パッド１ａに導電性ボールＢを搭載するには、位置合わせした配列マスク１１上にボールカップ１２を位置させ、この状態で上記吸引手段１４による吸引をＯＮ、ＯＦＦさせる。これにより、ボールカップ１２による配列マスク１１上への導電性ボールＢの供給と回収を数回繰り返す。
すると、配列マスク１１の挿入孔１１ａに導電性ボールＢが落下して、基板１の電極パッド１ａに塗布されたフラックスに付着し、電極パッド１ａに搭載される。
搭載作業が終了すると、上記配列マスク１１およびボールカップ１２を基板１上より退避させ、基板１を上記搬送手段５によって上記搭載状態検査装置３に向けて搬送する。
なお、このような配列マスク１１を用いて導電性ボールＢを基板に搭載する導電性ボール搭載装置２は、前述の特許文献２で従来公知であり、これ以上の詳細な説明については省略する。

上記基板１に搭載される導電性ボールＢは、直径１００μｍ以下の微小な粒子であることから、導電性ボールＢ同士が静電気等によって相互に密着してしまうことがある。
特に上記電極パッド１ａに搭載された導電性ボールＢに他の導電性ボールＢが付着した場合、上記ボールカップ１２に設けられた上記吸引手段１４の負圧でも分離させることができない場合があり、このため配列マスク１１を基板１上から退避させた後も付着した状態を維持する場合がある。
このように、電極パッド１ａに搭載された導電性ボールＢに他の導電性ボールＢが付着した場合、この付着した不要な導電性ボールＢを不要ボールＢａとして除去する必要がある。
また、導電性ボールＢが配列マスク１１の挿入孔１１ａに落下せず、導電性ボールＢの搭載されていない電極パッド１ａが発生する場合もあり、この場合は未搭載の電極パッド１ａに改めて導電性ボールＢを搭載する必要がある。
そのため、導電性ボール搭載装置２の次工程として検査リペア装置４を設けて、導電性ボールＢの搭載状態を検査し、未搭載の電極パッド１ａへの再搭載または不要ボールＢａの除去を行うようにしている。

上記検査リペア装置４に備えられた搭載状態検査装置３は、図３に示すように上記基板１を上方から撮影する撮影手段２１と、撮影した基板１の画像から導電性ボールＢの搭載の良否を判定する判定手段２２と、上記基板１に対して斜め上方から気体を噴射する気体噴射手段２３とを備えている。
上記撮影手段２１は、図３に示すように上記搬送手段５の搬送経路上に設けられており、上記基板１の上方に設けられて基板１全体を撮影するＣＣＤカメラ２１ａと、当該ＣＣＤカメラ２１ａを囲繞するように設けられたリング照明２１ｂとから構成されている。
撮影手段２１の下方に上記搬送手段５が導電性ボールＢが搭載された基板１を搬送すると、撮影手段２１は上記基板１の電極パッド１ａに搭載されたすべての導電性ボールＢを直上より撮影し、その画像を判定手段２２へと送信する。
判定手段２２は、上記撮影手段２１が撮影した画像を画像処理して、基板１の電極パッド１ａにそれぞれ導電性ボールＢが搭載されているかを検査し、併せて電極パッド１ａ以外の部分に不要ボールＢａが存在していないかを検査して、これらの検査結果から上記基板１の良否を判定する。

ここで、上述したように上記導電性ボール搭載装置２において基板１の電極パッド１ａに搭載された導電性ボールＢの頂部に不要ボールＢａが付着している場合、撮影手段２１ではこの不要ボールＢａとその下の導電性ボールＢとが重なった状態で撮影することとなり、不要ボールＢａがあたかも正しく電極パッド１ａに搭載されているかのような画像が得られる。
その結果、上記判定手段２２ではこの重なり合った不要ボールＢａと正規の導電性ボールＢとを、電極パッド１ａに適正に搭載された一つの導電性ボールＢとして認識してしまい、本来不良品と判定すべきところ良品と判断してしまうこととなる。

このような問題を解消するため、本実施例では上記気体噴射手段２３を上記搬送手段５における撮影手段２１の上流側に設けたものとなっている。
上記気体噴射手段２３が備える気体噴射ノズル２３ａは、搬送手段５の搬送方向に対して直交する方向に長く設けられた、上記基板１の幅よりもやや長い長さの噴射孔を有しており、搬送方向上流側から下流側に向けて斜め下方に気体を噴射するように設けられている。
また、気体噴射手段２３は給気手段２３ｂと気体を清浄化するためのフィルタ２３ｃとを備え、給気手段２３ｂとしては特定の気体を供給するボンベや外気を取り込んで圧縮して送るコンプレッサを採用することができる。
なお、外気を取り込んで供給した場合は、塵埃や油分をフィルタ２３ｃで取り切れない場合もあるので、より高いクリーン度を求める場合はボンベから供給される窒素などの不活性ガスを用いることが望ましい。
またエア給気手段２３ｂから供給される気体の圧力は、フラックスの粘着力で保持されている導電性ボールＢが電極パッド１ａから脱落したりずれたりしない範囲で、できるだけ強く設定されている。目安としては、静電気による導電性ボールＢ同士の吸着力より大きく、フラックスの粘着力より小さな押圧力が作用するよう設定する。
なお、イオナイザーを設けて、イオンを含む除電された気体を噴射するようにしてもよい。

このような気体噴射手段２３によって上記基板１に気体を噴射すると、上記電極パッド１ａに搭載された導電性ボールＢの頂部に位置していた不要ボールＢａは、上記エアによって導電性ボールＢの頂部から位置がずれることとなる（図３参照）。
そして、上記気体によって不要ボールＢａを導電性ボールＢの頂部から少しでも位置をずらすことができれば、上記撮影手段２１によって基板１を撮影した際に、当該不要ボールＢａおよびその下の導電性ボールＢのそれぞれを撮影することができる。
これにより上記判定手段２２は、上記基板１におけるすべての電極パッド１ａにそれぞれ導電性ボールＢが搭載されていると認識する一方で、電極パッド１ａ以外の部分に上記不要ボールＢａが存在することを認識することができ、このような基板１を不良品として認識することが可能となる。

上記検査リペア装置４には、上記搭載状態検査装置３の下流側にリペア装置４ａが設けられており、基板１を移載する移載手段３１と、上記不良品と判定された基板１に対して不要ボールＢａの除去や導電性ボールＢの補充を行うボール除去・補充手段３２と、不良箇所が多くボール除去・補充手段３２では処理できない不良品と判定された基板１を回収するリジェクトボックス３３とを備えている。
まず、上記判定手段２２によって良品と判断された基板１は、上記搬送手段５によって撮影手段２１の下流側へと搬送され、そのまま上記リペア装置４ａを通過して下流側の後工程へと搬送される。
一方、判定手段２２が不良品と判断した基板１については、上記判定手段２２が当該基板１を良品にすることができるか、すなわちボール除去・補充手段３２によって不要ボールＢａの除去や、導電性ボールＢの搭載されていない電極パッド１ａへの導電性ボールＢの補充ができるか否かが判断され、その適否により当該基板１が上記ボール除去・補充手段３２もしくはリジェクトボックス３３に移載されることとなる。

上記移載手段３１は、上記不良品と判断された基板１が当該移載手段３１の下方に位置すると、上記判定手段２２による判定結果に基づいて当該基板１をホルダ６ごと保持し、これを上記ボール除去・補充手段３２またはリジェクトボックス３３へと移載する。またボール除去・補充手段３２において処理が終了した基板１を再度搬送手段５に移載するようになっている。
上記ボール除去・補充手段３２は、上記判定手段２２が認識した上記不要ボールＢａの位置や、導電性ボールＢが搭載されていない電極パッド１ａの位置に基づいて、図示しないボール除去手段によって上記不要ボールＢａを除去し、また図示しないボール補充手段によって電極パッド１ａへの導電性ボールＢの補充を行う。

上記構成によれば、上記導電性ボール搭載装置２において、上記配列マスク１１を用いて導電性ボールＢを基板１に搭載した後、上記配列マスク１１を基板１上から上方に退避させる際に、電極パッド１ａに搭載された導電性ボールＢの頂部に不要ボールＢａが付着する場合がある。
このように電極パッド１ａに搭載した導電性ボールＢの頂部に不要ボールＢａが付着しても、本実施例の上記気体噴射手段２３によれば、この不要ボールＢａの位置を気体の噴射圧によってずらすことができ、上記撮影手段２１が上記不要ボールＢａと電極パッド１ａに正しく搭載された導電性ボールＢとを個別に撮影することができる。
その結果、撮影された画像から上記判定手段２２が上記不要ボールＢａを認識できるようになるため、適確な良否判定を行うことが可能となる。

なお、上記実施例の構成に、例えば特許文献１、２のような、配列マスク１１を基板１上に位置させた状態で、電極パッド１ａに搭載されずに配列マスク１１の表面に残留した導電性ボールＢを除去する手段を設けることも可能である。
しかしながら、このような除去手段を設けたとしても、上記不要ボールＢａを完全に排除することができない場合があることから、本実施例に係る気体噴射手段２３を設けて、より適確な良否判定を行って残留する不要ボールＢａを除去することが可能である。

１ 基板 １ａ 電極パッド
２ 導電性ボール搭載装置 ３ 搭載状態検査装置
４ 検査リペア装置 ５ 搬送手段
１１ 配列マスク １１ａ 挿入孔
２１ 撮影手段 ２２ 判定手段
２３ 気体噴射手段 Ｂ 導電性ボール
Ｂａ 不要ボール

Claims (3)

1. 導電性ボールが搭載された基板を上方から撮影する撮影手段と、撮影した基板の画像から導電性ボールの搭載状態の良否を判定する判定手段とを備え、基板上面のフラックスが塗布された電極パッドにマスクを用いて搭載された導電性ボールの搭載状態検査装置において、
   導電性ボールが搭載された上記撮影手段による撮影前の基板に対して、斜め上方から気体を噴射する気体噴射手段を設け、
   この気体噴射手段の気体噴射によって、電極パッドに搭載された導電性ボールの頂部に付着した不要な導電性ボールを、頂部から位置をずらして不要ボールとして認識可能に撮影できる状態とすることを特徴とする導電性ボールの搭載状態検査装置。
2. 導電性ボールが搭載された基板を上記撮影手段の撮影位置に向けて搬送する搬送手段を設け、上記気体噴射手段をこの搬送手段の搬送経路の上方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の導電性ボールの搭載状態検査装置。
3. 上記気体噴射手段は、フィルタを介して清浄化された不活性ガスを噴射することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の導電性ボールの搭載状態検査装置。

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